JP4892334B2 - Method for producing calcium silicate plate - Google Patents
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Description
本発明は、けい酸カルシウム板の製造方法に関するものであり、詳しくは、着色剤が板全体に均一に分散可能なけい酸カルシウム板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a calcium silicate plate, and more particularly to a method for producing a calcium silicate plate in which a colorant can be uniformly dispersed throughout the plate.
けい酸カルシウム板は、一般的に抄造法およびモールドプレス法を用いて製造されている。前者は厚さが比較的薄い製品を効率良く製造する場合に適しており、後者は厚さが比較的厚い製品を製造する場合に適している。抄造法の一種として、移動する通水性ベルト上に原料スラリーを層状に連続供給し、移動中に通水性ベルト下面より吸引脱水して脱水し、メーキングロールにさらに脱水しつつ巻き取り、所定の厚さで切開して板状とした後、脱水プレスを行い、オートクレーブ養生を行う方法が開示されている(例えば特許文献1参照)。 Calcium silicate plates are generally manufactured using a papermaking method and a mold press method. The former is suitable for efficiently producing a relatively thin product, and the latter is suitable for producing a relatively thick product. As a type of papermaking method, raw slurry is continuously supplied in layers on a moving water-permeable belt, and is dehydrated by suction from the bottom surface of the water-permeable belt during movement, wound on a making roll while being dewatered, and has a predetermined thickness. A method is disclosed in which an incision is made into a plate shape, followed by a dehydration press and an autoclave curing (see, for example, Patent Document 1).
モールドプレス法によりけい酸カルシウム板を製造する場合は、一般的に、透水性を有するベルト上に型枠を当接させてモールドを形成し、このモールド中に原料スラリーを注入し、スラリーを加圧し、モールドの上部および下部から原料スラリーの脱水を行い、生板を形成した後、オートクレーブ養生を行う方法が知られている。 In the case of producing a calcium silicate plate by the mold press method, generally, a mold is formed on a belt having water permeability, a mold is formed, a raw material slurry is injected into the mold, and the slurry is added. There is known a method of performing autoclave curing after pressing, dehydrating the raw slurry from the upper part and lower part of the mold to form a green plate.
一方、トンネル構造物、例えば自動車用トンネル等におけるトンネル内部の火災時には、雰囲気温度が1000℃以上の高温になり、とくに天井部は熱や炎によって大きな負荷がかかり、該構造物を構成するコンクリートの爆裂や落下の危険性がある。そこで従来、トンネル構造物を火災から保護するためにその内側表面の一部、例えば天井部に耐火用の内装材が設置されている。このような内装材としては、けい酸カルシウムを原料としたものが幾つか提案されている(例えば特許文献2および3)。
On the other hand, at the time of a fire inside a tunnel structure such as a tunnel for automobiles, the ambient temperature becomes a high temperature of 1000 ° C. or more, and particularly the ceiling part is heavily loaded by heat and flame, and the concrete constituting the structure Risk of explosion or fall. Therefore, conventionally, in order to protect the tunnel structure from fire, a fireproof interior material is installed on a part of its inner surface, for example, the ceiling. Several such interior materials using calcium silicate as a raw material have been proposed (for example,
これらの耐火用の内装材は、耐火性を満足させるために一定以上の厚みが必要であり、またトンネル内部を被覆することから、所定の曲面を有していることが望ましい。
また、トンネル耐火用の内装材は、トンネルを構築するコンクリート製セグメントと同様の色にすることが求められている。一般的にけい酸カルシウム板は白色の材料でありコンクリートとは色が異なることから、何らかの着色剤(例えばカーボンブラック等)で着色する必要がある。なお、けい酸カルシウム板からなる耐火用の内装材は、施工現場にて加工されることもあることから、着色は、板の表面のみならず内部をも含めて全体に均一に行う必要がある。
ところが、モールドプレス法によりけい酸カルシウム板を製造する場合、着色剤としてカーボンブラックのような水不溶性の材料を使用すると、モールド内での加圧脱水時、水とともにカーボンブラックも移動してしまい、板全体を均一に着色できないという問題点がある。
These fireproof interior materials need to have a certain thickness or more in order to satisfy fire resistance, and since they cover the inside of the tunnel, it is desirable that they have a predetermined curved surface.
Also, the interior materials for tunnel fire resistance are required to have the same color as the concrete segments that make up the tunnel. In general, a calcium silicate plate is a white material and has a color different from that of concrete. Therefore, it is necessary to color it with some colorant (for example, carbon black). In addition, since the fireproof interior material made of a calcium silicate plate may be processed at the construction site, it is necessary to color the entire surface including the inside as well as the surface of the plate. .
However, when producing a calcium silicate plate by a mold press method, if a water-insoluble material such as carbon black is used as a colorant, carbon black also moves with water during pressure dehydration in the mold, There is a problem that the entire plate cannot be uniformly colored.
一方、けい酸カルシウム板の製造においては、オートクレーブ養生後に得られた製品に、気泡や層間剥離やパンクが発生しやすいという問題がある。ここで層間剥離とは、製品内部に層状に剥離が見られ、空隙部が形成される状態であり、パンクとは、剥離した箇所が、更に膨れて破裂した状態である。とくに前記耐火用内装材のように、一定以上の厚みがありかつ所定の曲面を有しているような製品を製造しようとすると、層間剥離やパンクがさらに生じやすくなる。このような欠陥が耐火用内装材に生じると、所望の性能を満足させることができず、大きな課題となっている。さらに、耐火用内装材をトンネル内装に使用する場合には、その表面に無機塗料を塗布して仕上げることがあるため、表面の平滑性も要求されている。
したがって本発明の目的は、モールドプレス法によりけい酸カルシウム板を製造する場合であっても、着色剤が板全体に均一に分散可能なけい酸カルシウム板の製造方法を提供することにある。また本発明のさらなる目的は、一定以上の厚みがありかつ所定の曲面を有しているような製品をモールドプレス法により製造する場合であっても、着色剤が板全体に均一に分散可能であるとともに、気泡や層間剥離やパンクのような欠陥を抑制することができ、かつ表面の平滑性にも優れるけい酸カルシウム板の製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a calcium silicate plate in which a colorant can be uniformly dispersed throughout the plate even when a calcium silicate plate is produced by a mold press method. Further, a further object of the present invention is that even when a product having a predetermined thickness and a predetermined curved surface is produced by a mold press method, the colorant can be uniformly dispersed throughout the plate. Another object is to provide a method for producing a calcium silicate plate that can suppress defects such as bubbles, delamination and puncture, and is excellent in surface smoothness.
請求項1に記載の発明は、パルプ離解装置内にて、パルプおよび水を混合し前記パルプを解繊した後、そこに水不溶性の着色剤を加えてさらに混合する第1湿式混合工程と、
前記第1湿式混合工程後に得られた混合物と、その他の原料とをさらに混合して原料スラリーを得る第2湿式混合工程と、
前記原料スラリーを加圧脱水法により脱水し、均一な厚さを有する生板を形成する生板形成工程と、
前記生板をオートクレーブ養生を行い硬化させる硬化工程と
を有し、
前記生板形成工程が、(1)前記原料スラリーをモールド内に注入する工程と、(2)前記モールド内で原料スラリーを加圧して上面側から脱水することにより、均一な厚さを有する生板を形成する工程であることを特徴とするけい酸カルシウム板の製造方法である。
請求項2に記載の発明は、前記(2)工程において、前記モールドは、水密性を有する底部および上下方向に移動自在な枠材からなる側部からなり、前記側部が底部に当接することによりモールドが形成され、前記モールド内に注入された原料スラリーは、その上面側からのみ脱水されることを特徴とする請求項1に記載のけい酸カルシウム板の製造方法である。
請求項3に記載の発明は、生板成形工程と硬化工程との間に、生板成形工程にて得られた生板を、所定の曲面を有する型台上に載置し、厚さの均一な曲板とする工程をさらに有することを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載のけい酸カルシウム板の製造方法である。
請求項4に記載の発明は、前記水不溶性の着色剤が、カーボンブラックであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のけい酸カルシウム板の製造方法である。
The invention according to
A second wet mixing step of obtaining a raw material slurry by further mixing the mixture obtained after the first wet mixing step and other raw materials;
A green board forming step of dehydrating the raw slurry by a pressure dehydration method to form a green board having a uniform thickness;
The raw plate possess a curing step of curing performed autoclave curing,
The raw plate forming step includes (1) a step of injecting the raw material slurry into a mold, and (2) pressurizing the raw material slurry in the mold and dehydrating from the upper surface side, thereby producing a raw material having a uniform thickness. It is a manufacturing method of the calcium silicate board characterized by being the process of forming a board.
According to a second aspect of the present invention, in the step (2), the mold includes a bottom portion having water tightness and a side portion made of a frame material movable in the vertical direction, and the side portion abuts on the bottom portion. 2. The method of manufacturing a calcium silicate plate according to
In the invention according to claim 3, between the raw plate forming step and the curing step, the raw plate obtained in the raw plate forming step is placed on a mold table having a predetermined curved surface, The method for producing a calcium silicate plate according to
The invention according to claim 4 is the method for producing a calcium silicate plate according to any one of
本発明の製造方法では、まず、パルプ離解装置(以下、パルパーと略す)内にて、パルプおよび水を混合し前記パルプを解繊してスラリー状にした後に、水不溶性の着色剤を添加しさらに混合してスラリー状の混合物を得る。これにより、パルプ繊維全体に該着色剤が均一に吸着する。次いで、この混合物とその他の原料とをさらに混合して原料スラリーを得ることにより、着色剤は原料スラリー中の均一に分散する。この原料スラリーを脱水成形することにより、板全体に均一に着色剤が分散したけい酸カルシウム板を得ることができる。
また、本発明の製造方法の好ましい形態によれば、モールドプレス法における加圧脱水時、モールド内に注入された原料スラリーがその上面側からのみ脱水され、生板が形成される。これにより、原料の混合およびモールド内への注入に伴い発生した原料スラリー中の気泡が、水分とともに原料スラリーの上面側からのみ排出されることにより、気泡を含まない均一な生板を形成することができる。また、モールドプレス法における層間剥離やパンクは、前記気泡が生板中に残存することによりオートクレーブ養生において発生することが多いことから、気泡の残存を防止することにより層間剥離やパンクも防止することができる。一方、モールド内に注入された原料スラリーがその上下両面から脱水される場合には、原料スラリー中に発生した気泡は、水分とともに原料スラリーの上下両面から排出されることになるが、気泡そのものは原料スラリーの上面側に移動しやすいため、生板中に気泡が残存しやすくなり、層間剥離やパンクも発生しやすくなる。とくに、一定以上の厚みがあると生板に気泡が残存しやすく、また、生板に曲面を付与すると層間剥離やパンクを発生しやすくなるが、このような場合であっても、層間剥離やパンクのような欠陥を抑制することができ、かつ表面の平滑性にも優れる、トンネル内部の耐火用内装材等として有用なけい酸カルシウム板の製造方法を提供することができる。また、着色剤の大半はパルプに吸着された状態で原料スラリー中に存在するが、微量の着色剤がパルプに吸着されずに原料スラリー中に存在することがあり、このような着色剤は、気泡の表面に集まる傾向が認められるので、着色剤の均一分散という面からも、原料スラリーの上面側からのみ脱水する方法は好適である。
In the production method of the present invention, first, pulp and water are mixed in a pulp disaggregation apparatus (hereinafter abbreviated as “ pulper” ) , the pulp is defibrated to form a slurry, and then a water-insoluble colorant is added. Further mixing is performed to obtain a slurry-like mixture. Thereby, the colorant is uniformly adsorbed on the entire pulp fiber. Subsequently, the colorant is uniformly dispersed in the raw material slurry by further mixing this mixture and other raw materials to obtain a raw material slurry. By dehydrating the raw slurry, a calcium silicate plate in which the colorant is uniformly dispersed throughout the plate can be obtained.
Moreover, according to the preferable form of the manufacturing method of this invention, the raw material slurry inject | poured in the mold is spin-dry | dehydrated only from the upper surface side at the time of pressure dehydration in a mold press method, and a green plate is formed. Thereby, bubbles in the raw material slurry generated by mixing the raw materials and injecting into the mold are discharged only from the upper surface side of the raw material slurry together with moisture, thereby forming a uniform green plate free of bubbles. Can do. In addition, delamination and puncture in the mold press method often occur in autoclave curing due to the remaining of the bubbles in the green plate, so that delamination and puncture can be prevented by preventing the bubbles from remaining. Can do. On the other hand, when the raw material slurry injected into the mold is dehydrated from both upper and lower surfaces, bubbles generated in the raw material slurry are discharged together with moisture from both the upper and lower surfaces of the raw material slurry. Since it is easy to move to the upper surface side of the raw material slurry, bubbles are likely to remain in the green plate, and delamination and puncture are also likely to occur. In particular, if the thickness exceeds a certain level, bubbles are likely to remain on the green plate, and if the green plate is provided with a curved surface, delamination and puncture are likely to occur. It is possible to provide a method for producing a calcium silicate plate that can suppress defects such as puncture and that is excellent in surface smoothness and that is useful as a fireproof interior material inside a tunnel. Further, most of the colorant is present in the raw material slurry in a state of being adsorbed on the pulp, but a small amount of the colorant may be present in the raw material slurry without being adsorbed on the pulp. Since a tendency to collect on the surface of the bubbles is recognized, a method of dehydrating only from the upper surface side of the raw slurry is preferable from the viewpoint of uniform dispersion of the colorant.
以下、本発明をさらに詳しく説明する。
本発明に使用されるけい酸カルシウム板用原料は、とくに制限されるものではなく、公知技術の中から適宜選択することができるが、例えば、マトリックス用原料としての石灰質原料およびけい酸質原料、並びにパルプを含む繊維原料を主体とする。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The raw material for the calcium silicate plate used in the present invention is not particularly limited and can be appropriately selected from known techniques. For example, calcareous raw materials and silicate raw materials as matrix raw materials, In addition, mainly fiber materials including pulp.
中でも耐火用内装材の用途では、製造されるけい酸カルシウム板において、けい酸カルシウム水和物がトバモライトとゾノトライトとからなるもの、またはゾノトライトを主体とするものが好適である。 Among them, for use as a fireproof interior material, in the manufactured calcium silicate plate, a calcium silicate hydrate composed of tobermorite and zonotlite, or a material mainly composed of zonotlite is preferable.
石灰質原料としては、例えば消石灰、生石灰を用いることができる。 As the calcareous material, for example, slaked lime or quick lime can be used.
けい酸質原料は特に限定されるものではないが、けい酸カルシウム水和物がトバモライトとゾノトライトとからなる場合には、非晶質けい酸と結晶質けい酸とを併用するのが好ましい。この場合、非晶質けい酸と結晶質けい酸との質量比が、前者/後者として0.1〜1.5であるのがよい。前記比が0.1未満であると、ゾノトライトの生成量が減少し、逆に1.5を超えるとトバモライトの生成量が減少する傾向にある。また、けい酸カルシウム水和物がゾノトライトを主体とする場合には、非晶質けい酸と結晶質けい酸のいずれも使用することができるが、けい酸質原料の純度が高い(けい酸質原料に含まれるSiO2が97質量%以上)のが好ましい。 The silicic acid raw material is not particularly limited, but when the calcium silicate hydrate is composed of tobermorite and zonotolite, it is preferable to use amorphous silicic acid and crystalline silicic acid in combination. In this case, the mass ratio of amorphous silicic acid to crystalline silicic acid is preferably 0.1 to 1.5 as the former / the latter. When the ratio is less than 0.1, the amount of zonotlite produced decreases, whereas when it exceeds 1.5, the amount of tobermorite produced tends to decrease. In addition, when calcium silicate hydrate is mainly composed of zonotolite, either amorphous or crystalline silicic acid can be used, but the purity of the siliceous raw material is high (silica The SiO 2 contained in the raw material is preferably 97% by mass or more.
非晶質けい酸としては、例えばフェロシリコンダスト、シリコンダスト、コロイダルシリカ、ホワイトカーボン等を利用することができる。また、結晶質けい酸としては、例えば石英からなる粉末珪石、クリストバライト、トリジマイト等を利用することができる。けい酸カルシウム水和物がトバモライトとゾノトライトとからなる場合には、これら非晶質けい酸は、不純物であるAl2O3が2質量%以下、好ましくは1質量%以下、さらに好ましくは0.5質量%以下であるのがよい。また、SiO2が90質量%以上、好ましくは95質量%以上であるのがよい。さらにブレーン値は、2000〜11000cm2/g、好ましくは2000〜7000cm2/g、さらに好ましくは3000〜7000cm2/gであるのがよい。また、けい酸カルシウム水和物がゾノトライトを主体とする場合には、前記したとおりSiO2が97質量%以上であるのがよい。 As the amorphous silicic acid, for example, ferrosilicon dust, silicon dust, colloidal silica, white carbon or the like can be used. Moreover, as crystalline silicic acid, for example, powdered quartzite made of quartz, cristobalite, tridymite and the like can be used. When the calcium silicate hydrate is composed of tobermorite and zonotolite, the amorphous silicic acid has an impurity of Al 2 O 3 of 2% by mass or less, preferably 1% by mass or less, more preferably 0.8%. It is good that it is 5 mass% or less. Further, the SiO 2 content is 90% by mass or more, preferably 95% by mass or more. Further, the brain value is 2000 to 11000 cm 2 / g, preferably 2000 to 7000 cm 2 / g, and more preferably 3000 to 7000 cm 2 / g. When calcium silicate hydrate is mainly composed of zonotolite, the SiO 2 content is preferably 97% by mass or more as described above.
また、前記石灰質原料とけい酸質原料のCaO/SiO2のモル比(C/S)は、けい酸カルシウム水和物がトバモライトとゾノトライトとからなる場合には、0.9〜1.1、好ましくは0.95〜1.05、さらに好ましくは0.97〜1.03であるのがよい。該モル比が0.9未満であると、ゾノトライトの生成量が少なくなる傾向にあり、逆にモル比が1.1を超えるとトバモライトの生成量が減少する傾向にある。また、けい酸カルシウム水和物がトバモライトとゾノトライトとからなる場合のC/Sは、0.97〜1.03であるのがよい。 The molar ratio (C / S) of CaO / SiO 2 of the calcareous raw material and siliceous raw material is 0.9 to 1.1, preferably when calcium silicate hydrate is composed of tobermorite and zonotrite. Is 0.95 to 1.05, more preferably 0.97 to 1.03. When the molar ratio is less than 0.9, the amount of zonotolite produced tends to decrease. Conversely, when the molar ratio exceeds 1.1, the amount of tobermorite produced tends to decrease. Further, the C / S when the calcium silicate hydrate is composed of tobermorite and zonotolite is preferably 0.97 to 1.03.
ポルトランドセメントは、石灰質原料およびけい酸質原料の両方の成分を有する原料として使用することができる。 Portland cement can be used as a raw material having components of both a calcareous raw material and a siliceous raw material.
本発明における繊維原料は、パルプ(セルロースパルプ)を必須成分として含むものである。その他の繊維原料としては、針状ワラストナイトが好適であり、また、必要に応じてガラス繊維、耐アルカリガラス繊維、炭素繊維、炭化珪素繊維、アクリル繊維、ポリプロピレン繊維、レーヨン繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維等を用いることができる。なお、本発明でいう繊維とは、アスペクト比(長さと径の比)が3以上のものを意味している。 The fiber raw material in the present invention contains pulp (cellulose pulp) as an essential component. As other fiber raw materials, acicular wollastonite is suitable, and if necessary, glass fiber, alkali-resistant glass fiber, carbon fiber, silicon carbide fiber, acrylic fiber, polypropylene fiber, rayon fiber, aramid fiber, Polyethylene fiber or the like can be used. In addition, the fiber as used in the field of this invention means that whose aspect ratio (ratio of length and diameter) is 3 or more.
セルロースパルプは、けい酸カルシウム板に占める比率が1〜10質量%であり、好ましくは2〜10質量%、さらに好ましくは3〜7質量%である。また、針状ワラストナイトは、製品の耐火性や断熱性を向上させるために使用される繊維原料であり、けい酸カルシウム板に占める比率が20〜60質量%であり、好ましくは30〜50質量%、さらに好ましくは40〜50質量%である。セルロースパルプが1質量%未満であると、着色剤の分散性が悪化する傾向にあり、また加圧脱水性が悪化し好ましくない。逆に10質量%を超えると製品の耐火性および断熱性ともに低下し好ましくない。また、針状ワラストナイトが20質量%未満であると、製品の加熱残存収縮率に対する効果が低下し、逆に60質量%を超えるとマトリックスが相対的に減少し結晶水量が減少するため吸熱効果が小さくなり、製品の耐火性および断熱性に対する効果が低下する。 The proportion of cellulose pulp in the calcium silicate plate is 1 to 10% by mass, preferably 2 to 10% by mass, and more preferably 3 to 7% by mass. Moreover, acicular wollastonite is a fiber raw material used in order to improve the fire resistance and heat insulation of a product, and the ratio which occupies for a calcium silicate board is 20-60 mass%, Preferably it is 30-50. It is 40 mass%, More preferably, it is 40-50 mass%. When the cellulose pulp is less than 1% by mass, the dispersibility of the colorant tends to deteriorate, and the pressure dehydration property deteriorates, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 10% by mass, both the fire resistance and heat insulation of the product are lowered, which is not preferable. Further, when the amount of acicular wollastonite is less than 20% by mass, the effect on the residual shrinkage of the product is reduced. The effect is reduced and the effect on the fire resistance and heat insulation of the product is reduced.
セルロースパルプは、針葉樹、広葉樹の晒しパルプが好ましいが、未晒のものも使用可能である。その他、綿、麻パルプ等も利用可能である。セルロースパルプの濾水度は、JIS−P−8121のカナダ標準濾水度(CSF)で100ml以上が好ましく、より好ましくは200ml以上が良い。特に、原料スラリーの上面側からのみ脱水する方法においては、パルプの濾水度は更に高いことが好ましく、400ml以上が好適である。100ml未満では、加圧脱水成形時の原料スラリーの加圧脱水性が悪化し製造効率が大幅に低下すること、およびマトリックスに対するセルロースパルプの補強性能が低下しけい酸カルシウム板の強度の低下をもたらすことがあるので好ましくない。
針状ワラストナイトを使用する場合は、繊維長さとして30μm〜500μm、好ましくは50μm〜200μmであるのがよい。
The cellulose pulp is preferably bleached pulp of softwood or hardwood, but unbleached pulp can also be used. In addition, cotton, hemp pulp, etc. can also be used. The freeness of cellulose pulp is preferably 100 ml or more, more preferably 200 ml or more, according to Canadian Standard Freeness (CSF) of JIS-P-8121. In particular, in the method of dehydrating only from the upper surface side of the raw slurry, the freeness of the pulp is preferably higher, and 400 ml or more is preferred. If it is less than 100 ml, the pressure dehydration property of the raw slurry at the time of pressure dehydration molding is deteriorated and the production efficiency is greatly reduced, and the reinforcing performance of the cellulose pulp against the matrix is lowered, resulting in a decrease in strength of the calcium silicate plate. This is not preferable.
When acicular wollastonite is used, the fiber length may be 30 μm to 500 μm, preferably 50 μm to 200 μm.
本発明で使用する着色剤は、水不溶性の材料であり、これをそのまま水中に投じると均一な分散が不可となる材料である。本発明で使用する着色剤としては、上記性質を有するものであればとくに制限されず、用途に応じて種々選択すればよいが、例えばカーボンブラック、ベンガラ、チタンイエロー等が挙げられる。本発明では、着色剤として疎水性かつ水不溶性であるカーボンブラックを使用したときに、とくにその効果(パルプへの均一な分散性)を高めることができる。なお本発明のけい酸カルシウム板をトンネルの耐火用内装材として用いる場合、前述のようにトンネルのセグメントであるコンクリートと同様の色(灰色)にする必要があるが、カーボンブラックを使用することにより、内装材を灰色に着色することができる。
着色剤は、石灰質原料、けい酸質原料、繊維原料および下記の充填材の総量に対し、外割りとして0.05〜1.0質量%添加することが好ましい。さらに好ましくは0.1〜0.2質量%である。
The colorant used in the present invention is a water-insoluble material, and when it is poured into water as it is, it is a material that cannot be uniformly dispersed. The colorant used in the present invention is not particularly limited as long as it has the above properties, and may be variously selected according to the application. Examples thereof include carbon black, bengara, and titanium yellow. In the present invention, when carbon black that is hydrophobic and water-insoluble is used as a colorant, the effect (uniform dispersibility in pulp) can be particularly enhanced. In addition, when using the calcium silicate board of the present invention as a fireproof interior material of a tunnel, it is necessary to make it the same color (gray) as the concrete which is a tunnel segment as described above, but by using carbon black The interior material can be colored gray.
The colorant is preferably added in an amount of 0.05 to 1.0% by mass based on the total amount of the calcareous raw material, the siliceous raw material, the fiber raw material and the following filler. More preferably, it is 0.1-0.2 mass%.
また、本発明におけるけい酸カルシウム板は、上記のような原料の他に、例えばマイカ粉、タルク粉、炭酸カルシウム粉、ドロマイト粉、石膏粉およびワラストナイト粉等の充填材を1種以上含有することもできる。これら充填材は、けい酸カルシウム板に占める比率が30質量%以下の範囲であるのが好ましい。 Further, the calcium silicate plate in the present invention contains one or more fillers such as mica powder, talc powder, calcium carbonate powder, dolomite powder, gypsum powder and wollastonite powder in addition to the raw materials as described above. You can also These fillers preferably have a ratio of 30% by mass or less to the calcium silicate plate.
次に本発明のけい酸カルシウム板の製造方法について説明する。
本発明の製造方法は、パルパー内にて、パルプおよび水を混合し前記パルプを解繊した後、そこに水不溶性の着色剤を加えてさらに混合する第1湿式混合工程と、
前記第1湿式混合工程後に得られた混合物と、その他の原料とをさらに混合して原料スラリーを得る第2湿式混合工程と、
前記原料スラリーを加圧脱水法により脱水し、均一な厚さを有する生板を形成する生板形成工程と、
前記生板をオートクレーブ養生を行い硬化させる硬化工程と
を有する。
Next, the manufacturing method of the calcium silicate board of this invention is demonstrated.
The production method of the present invention includes a first wet mixing step in which pulp and water are mixed in a pulper and the pulp is defibrated, and then a water-insoluble colorant is added thereto and further mixed.
A second wet mixing step of obtaining a raw material slurry by further mixing the mixture obtained after the first wet mixing step and other raw materials;
A green board forming step of dehydrating the raw slurry by a pressure dehydration method to form a green board having a uniform thickness;
A curing step of curing the raw plate by performing autoclave curing.
第1湿式混合工程におけるパルパーとしては、公知のものをいずれも利用することができる。例えば相川鉄工所社製商品名デルタパルパー等が挙げられる。また第1湿式工程の解繊において、パルプの十分な解繊が達成されれば、解繊条件もとくに制限されないが、例えば5〜30分間の解繊時間が適当であり、パルプと水との割合は、パルプ100質量部に対し、水1500〜10000質量部が適当である。解繊後、パルパー内にさらに着色剤(以下、着色剤として本発明に特に好適なカーボンブラックを例にとり説明する)が添加される。水、パルプおよびカーボンブラックの3成分の混合時間は、例えば5〜30分間が適当である。 Any known pulper can be used in the first wet mixing step. For example, Aikawa ironworks brand name delta pulper etc. are mentioned. In addition, in the first defibrating process, if the pulp is sufficiently defibrated, the defibrating conditions are not particularly limited. For example, a defibrating time of 5 to 30 minutes is appropriate, and the pulp and water The ratio is suitably 1500 to 10000 parts by mass of water with respect to 100 parts by mass of pulp. After defibration, a colorant (hereinafter, described as an example of carbon black particularly suitable for the present invention as a colorant) is further added to the pulper. The mixing time of the three components of water, pulp and carbon black is suitably 5 to 30 minutes, for example.
第1湿式混合工程後に得られた混合物は、その他の原料とさらに混合され、原料スラリーが調製される(第2湿式混合工程)。第2湿式混合工程は、パルパーの容量にもよるが、容量が第2湿式工程を実施するのに十分であるならば、後述するその他の原料をパルパー内に投入して第2湿式工程を実施すれば良く、パルパーの容量が第2湿式工程を実施するのに十分でないならば、第1湿式混合工程後に得られた混合物をパルパーから取り出し、後述するその他の原料とともに別のミキサー内で第2湿式工程を行えばよい。
その他の原料とは、けい酸カルシウム板を得るのに必要な、第1湿式混合工程で使用される以外の原料を指し、例えば上記の石灰質原料、けい酸質原料、充填材等が挙げられる。なお、必要に応じて繊維原料および水を補足してもよい。その他の原料の添加順序はとくに制限されないが、各原料の分散性を考慮すると、第1湿式混合工程後に得られた混合物に、非晶質けい酸、結晶質けい酸、石灰質原料+該原料を溶解する水、充填材、必要に応じてガラス繊維のような補足される繊維原料の順序であるのが好ましい。第2湿式混合工程の混合時間は、例えば10〜60分である。
第2湿式混合工程で調製される原料スラリー中の水分は、{水/固形分原料}が1.5〜5(質量比)、好ましくは2〜4となるように配合するのがよい。該比が1.5未満であると加熱養生後の流動性が低下し作業上好ましくなく、逆に5を超えると加圧脱水成形時に巣穴や層状剥離等が生じやすくなるので好ましくない。
The mixture obtained after the first wet mixing step is further mixed with other raw materials to prepare a raw material slurry (second wet mixing step). Although the second wet mixing process depends on the capacity of the pulper, if the capacity is sufficient to carry out the second wet process, the second wet process is performed by introducing other raw materials described later into the pulper. If the volume of the pulper is not sufficient to carry out the second wet process, the mixture obtained after the first wet mixing process is removed from the pulper and second mixed in a separate mixer together with the other ingredients described below. A wet process may be performed.
The other raw materials refer to raw materials other than those used in the first wet mixing step necessary for obtaining the calcium silicate plate, and examples thereof include the above calcareous raw materials, silicate raw materials, fillers and the like. In addition, you may supplement a fiber raw material and water as needed. The order of addition of other raw materials is not particularly limited, but considering the dispersibility of each raw material, the amorphous silicic acid, crystalline silicic acid, calcareous raw material + the raw material are added to the mixture obtained after the first wet mixing step. It is preferred that the order be water to be dissolved, filler, and optionally fiber material to be captured, such as glass fiber. The mixing time of the second wet mixing step is, for example, 10 to 60 minutes.
The water in the raw material slurry prepared in the second wet mixing step is preferably blended so that {water / solid content raw material} is 1.5 to 5 (mass ratio), preferably 2 to 4. If the ratio is less than 1.5, the fluidity after heat curing is lowered, which is not preferable in terms of work. Conversely, if it exceeds 5, it is not preferable because burrows or delamination are likely to occur during pressure dehydration molding.
調製された原料スラリーには、続いて加熱養生を施すのが好ましい。加熱養生の加熱温度は60〜100℃、好ましくは80〜95℃がよい。60℃未満ではゲル化反応が不十分で成形性が悪化するので好ましくない。100℃を超えると圧力容器が必要になるので好ましくない。また加熱時間は0.5時間〜3時間が好ましい。この加熱養生により原料スラリーがゲル化し、見掛け密度の低いけい酸カルシウム板を得ることができる。針状ワラストナイトを配合する場合は、見掛け密度が高くなる傾向にある。見掛け密度が高くなると断熱性が低下し好ましくないが、加熱養生する工程を設けることにより、この見掛け密度の増加を抑制することができる。また次の加圧脱水成形工程の脱水効率も向上することができる。なおこのゲル化反応は、石灰質原料と非晶質けい酸と水とが反応し、非晶質または結晶度の低いゲル状のCaO−SiO2−H2Oの系の反応生成物を生じる反応である。なお、補足する繊維原料の一部をこの加熱養生工程時に加えてもよい。 The prepared raw material slurry is preferably subsequently subjected to heat curing. The heating temperature of the heat curing is 60 to 100 ° C, preferably 80 to 95 ° C. If it is less than 60 degreeC, since gelatinization reaction is inadequate and a moldability deteriorates, it is not preferable. If it exceeds 100 ° C., a pressure vessel is required, which is not preferable. The heating time is preferably 0.5 hours to 3 hours. By this heat curing, the raw material slurry is gelled, and a calcium silicate plate having a low apparent density can be obtained. When blending acicular wollastonite, the apparent density tends to increase. When the apparent density is increased, the heat insulating property is lowered, which is not preferable. However, the increase in the apparent density can be suppressed by providing a heat curing step. Further, the dewatering efficiency of the subsequent pressure dewatering molding process can be improved. In this gelation reaction, the calcareous raw material, amorphous silicic acid and water react to produce a reaction product of an amorphous or low-crystalline gel-like CaO—SiO 2 —H 2 O system. It is. In addition, you may add a part of fiber raw material to supplement at the time of this heat curing process.
調製された原料スラリーを、当業界で通常行われている条件でもって加圧脱水法に施し脱水すれば、均一な厚さを有する生板が形成され得る(生板形成工程)。続いて、得られた生板をオートクレーブ養生に施し、硬化させることにより(硬化工程)、けい酸カルシウム板が得られる。 If the prepared raw material slurry is subjected to a pressure dehydration method under conditions normally performed in the art and dehydrated, a green plate having a uniform thickness can be formed (raw plate forming step). Subsequently, the obtained raw plate is subjected to autoclave curing and cured (curing step), whereby a calcium silicate plate is obtained.
オートクレーブ養生は、けい酸カルシウム水和物がトバモライトとゾノトライトとからなる場合には、温度が190〜210℃、好ましくは190〜200℃、時間が5時間〜15時間であるのがよい。また、けい酸カルシウム水和物がゾノトライトを主体とする場合には、温度が190〜230℃で、時間が5時間〜15時間であるのがよい。オートクレーブ養生し、硬化したけい酸カルシウム板に、例えば100〜200℃の温度で乾燥を施す。 When the calcium silicate hydrate is composed of tobermorite and zonotolite, the autoclave curing is performed at a temperature of 190 to 210 ° C, preferably 190 to 200 ° C, and a time of 5 hours to 15 hours. When calcium silicate hydrate is mainly composed of zonotolite, the temperature is 190 to 230 ° C. and the time is preferably 5 to 15 hours. The autoclaved and hardened calcium silicate plate is dried at a temperature of 100 to 200 ° C., for example.
本発明の製造方法は、生板形成工程が、(1)前記原料スラリーをモールド内に注入する工程と、(2)前記モールド内で原料スラリーを加圧して上面側から脱水することにより、均一な厚さを有する生板を形成する工程であり、前記(2)工程において、前記モールドは、水密性を有する底部および上下方向に移動自在な枠材からなる側部からなり、前記側部が底部に当接することによりモールドが形成され、前記モールド内に注入された原料スラリーは、その上面側からのみ脱水される工程であるのがとくに好ましい。 In the production method of the present invention, the green plate forming step is uniformly performed by (1) injecting the raw material slurry into the mold, and (2) pressurizing the raw material slurry in the mold and dehydrating from the upper surface side. Forming a green plate having a certain thickness, and in the step (2), the mold is composed of a bottom portion having water-tightness and a side portion made of a frame material movable in the vertical direction. It is particularly preferable that the mold is formed by contacting the bottom, and the raw material slurry injected into the mold is dehydrated only from the upper surface side.
前記(1)工程において、モールドは、平滑な底部および上下方向に移動自在な枠材(可動枠材)からなる側部からなる。可動枠材は、その四隅に設けられたシリンダーによって上下方向に移動できるようになっている。また、底部は水平方向に移動できるようにしておくのが良い。底部を水平方法に移動させる方法としては、特に限定されるものではないが、水平方向に移動できる金属製の台や、エンドレスベルト(但し、底部を形成する箇所には、ベルトの下にプレスの加圧に耐えられる金属製の台を設けておく)を用いる方法を例示することができる。可動枠材はシリンダーによって下方向に移動し底部に当接して、可動枠材の自重とシリンダーの加圧によって底部と密着することによりモールドが形成され、そこに原料スラリーを注入する。上記点は公知技術と同じであるが、本発明の好ましい形態では前記底部が水密性を有することが大きく異なる。公知技術におけるモールドプレス法では、例えば水透過性を有する素材からなるエンドレスベルト(但し、底部を形成する箇所には、ベルトの下にプレスの加圧に耐えられる金属製の台を設けておく。また、台には必要に応じて脱水用の穴や溝が設けられている)を底部とし、その上に、前記の可動枠材をシリンダーによって下方向に移動させ前記底部と当接させてモールドを形成し、そこに原料スラリーを注入するとともにプレスの押板を嵌合して加圧し、モールドの底部および上部から脱水を行い、プレスの押板および可動枠材を上方向に移動させ、エンドレスベルトを移動させて形成された生板を取り出し、再度、可動枠材を下方向に移動させてモールドを形成し、以下、上記と同じステップを経ることにより連続的に生板を形成していた。
しかし本発明では、前記底部が水密性を有することにより、モールド内に注入された原料スラリーは、その上面側からのみ脱水されることになるので、形成された生板中に気泡が残存しにくく、カーボンブラックの分散が不均一となることもない。従って、オートクレーブ養生後に得られた製品にも気泡が残存しにくく、層間剥離やパンクも発生しにくい。また、カーボンブラックの分散が不均一となることもない。
In the step (1), the mold includes a smooth bottom portion and side portions made of a frame material (movable frame material) that is movable in the vertical direction. The movable frame member can be moved in the vertical direction by cylinders provided at the four corners. Further, it is preferable that the bottom portion can be moved in the horizontal direction. The method of moving the bottom portion in the horizontal direction is not particularly limited, but a metal base that can move in the horizontal direction or an endless belt (however, the place where the bottom portion is to be formed are pressed under the belt). A method using a metal stand that can withstand pressurization) can be exemplified. The movable frame member is moved downward by the cylinder and comes into contact with the bottom, and is brought into close contact with the bottom by the weight of the movable frame member and the pressure of the cylinder to form a mold, and the raw slurry is injected therein. Although the said point is the same as a well-known technique, it differs greatly in the preferable form of this invention that the said bottom part has watertightness. In the mold press method in the known technology, for example, an endless belt made of a material having water permeability (however, a metal base that can withstand pressurization of the press is provided under the belt at a place where the bottom is formed. Also, the base is provided with dewatering holes and grooves as required) on the bottom, and the movable frame material is moved downward by the cylinder and brought into contact with the bottom on the mold. The raw slurry is injected into the press, and the press plate of the press is fitted and pressurized, dewatering is performed from the bottom and top of the mold, the press plate and the movable frame are moved upward, and endless Remove the green plate formed by moving the belt, move the movable frame material downward again to form the mold, and then form the green plate continuously by going through the same steps as above It was.
However, in the present invention, since the bottom portion has water-tightness, the raw material slurry injected into the mold is dehydrated only from the upper surface side, so that bubbles hardly remain in the formed green plate. In addition, the dispersion of carbon black does not become uneven. Accordingly, air bubbles hardly remain in the product obtained after the autoclave curing, and delamination and puncture hardly occur. Further, the dispersion of carbon black does not become uneven.
水密性を有する底部を構成する表面材料(原料スラリーと直接接する材料)としては、水不透過性の材料であればとくに制限されないが、例えばポリエチレンテレフタレートのようなポリエステル、ポリエステルにウレタンとシリコーンを含浸したものやステンレススチールなどのような金属板等がある。これらは市販されているものから適宜選択すればよい。この表面材料を水平方向に移動できる金属製の台上に載置することにより、あるいは、この表面材料により作られたエンドレスベルト(但し、底部を形成する箇所には、ベルトの下にプレスの加圧に耐えられる金属製の台を設けておく)を用いることにより、モールドの底部を形成する。金属製の台の表面およびその上に載置される表面材料は平滑であるのがよい。それにより、製品の両面のうち、モールドの底部と接して形成された面をけい酸カルシウム板の表面とすることにより、表面平滑性の優れたけい酸カルシウム板を製造することができる。
また可動枠材およびプレスの押板の材質としては、平滑な生板を得ることができるという観点から、平滑表面を有するSUS板(必要に応じて表面をフッ素樹脂塗装したもの)が好ましい。
The surface material (material directly in contact with the raw material slurry) constituting the water-tight bottom is not particularly limited as long as it is a water-impermeable material. For example, polyester such as polyethylene terephthalate, polyester impregnated with urethane and silicone And metal plates such as stainless steel. What is necessary is just to select these suitably from what is marketed. The surface material is placed on a metal table that can move in the horizontal direction, or an endless belt made of this surface material (however, in the place where the bottom is formed, a press is applied under the belt. The bottom of the mold is formed by using a metal stand that can withstand pressure. The surface of the metal table and the surface material mounted thereon should be smooth. Thereby, the calcium silicate board excellent in surface smoothness can be manufactured by making the surface formed in contact with the bottom part of a mold among both surfaces of a product into the surface of a calcium silicate board.
Moreover, as a material of the movable frame member and the pressing plate of the press, a SUS plate having a smooth surface (the surface of which is coated with fluororesin as required) is preferable from the viewpoint that a smooth green plate can be obtained.
加圧脱水は、前記モールドに原料スラリーを注入するとともにプレスの押板をモールドに嵌合して加圧することにより行う。このとき、原料スラリーの上面には濾水布(例えばサラン(旭化成ライフ&リビング株式会社の登録商標:ポリ塩化ビニリデン樹脂)布やその代替材としてのナイロン布)、あるいはパンチングメタル等を設置しておくのがよい。原料スラリーの水分は、濾水布等を介してモールドの枠から流れ出る。これとは別に、プレスの押板に吸引手段を設置して、加圧により生じる水分を吸引してもよい。このようにして、モールド内に注入された原料スラリーは、その上面側からのみ脱水されることにより、均一な厚さの生板が形成される。 The pressure dehydration is performed by injecting the raw material slurry into the mold and pressurizing the press plate fitted into the mold. At this time, drainage cloth (for example, saran (registered trademark of Asahi Kasei Life & Living Co., Ltd .: polyvinylidene chloride resin) cloth or nylon cloth as an alternative material) or punching metal is installed on the upper surface of the raw slurry. It is good to leave. The water in the raw slurry flows out of the mold frame through a drainage cloth or the like. Alternatively, suction means may be installed on the pressing plate of the press to suck moisture generated by pressurization. In this way, the raw slurry injected into the mold is dehydrated only from the upper surface side, so that a green plate having a uniform thickness is formed.
加圧脱水の圧力は、目的とする製品の見掛け密度により適宜選択する。加圧保持時間は、例えば1〜120秒、好ましくは1〜15秒である。加圧速度(押板の下降速度)は、例えば0.1〜6.0mm/秒、好ましくは0.5〜4.0mm/秒である。
また、加圧脱水後の生板は特に限定されるものではないが、トンネル内装用として使用する場合には、10〜50mm、好ましくは15〜30mmの厚さを有するものが使用される。
The pressure for pressure dehydration is appropriately selected depending on the apparent density of the target product. The pressure holding time is, for example, 1 to 120 seconds, preferably 1 to 15 seconds. The pressing speed (the descending speed of the pressing plate) is, for example, 0.1 to 6.0 mm / second, preferably 0.5 to 4.0 mm / second.
Moreover, the raw board after pressure dehydration is not particularly limited, but when used for tunnel interior use, a board having a thickness of 10 to 50 mm, preferably 15 to 30 mm is used.
本発明の好適な形態においては、前記(2)工程と硬化工程との間に、モールドから取り出した生板を、所定の曲面を有する型台上に載置し、厚さの均一な曲板とする工程(曲面形成工程)をさらに有する。この曲面形成工程によって、曲面を有するけい酸カルシウム板を製造することができ、例えばトンネル内部の耐火用の内装材として有用である。 In a preferred embodiment of the present invention, between the step (2) and the curing step, the green plate taken out of the mold is placed on a mold table having a predetermined curved surface, and the curved plate has a uniform thickness. (Step of forming a curved surface). By this curved surface forming step, a calcium silicate plate having a curved surface can be produced, and for example, it is useful as a fireproof interior material inside the tunnel.
図1(a)は、本工程で使用される型台の一例の平面図である。型台1は、例えばSUSからなる角パイプの形状のフレーム材101を備え、型台1の長手方向に3本伸びている。また、型台1の幅方向にも、フレーム材102が設けられ、フレーム材101および102間には、パンチングメタル103が曲面形状に設置されている。フレーム材の本数は、型台の長さが3100mmの場合で20〜30本が望ましい。パンチングメタル103の孔部の直径は例えば1〜10mm、ピッチは3〜10mm、厚さは1〜3mmが好ましい。型台1の長手方向および幅方向のサイズは、前記(2)工程で得られる生板のサイズよりも大きいサイズを有するか、あるいはほぼ一致したサイズを有する。図1(b)は、型台1のA−A断面図であり、型台1は、平坦な底部11および曲面を有する表面部12からなる。
Fig.1 (a) is a top view of an example of the type | mold stand used at this process. The
これとは別に本発明では、底部および表面部ともに曲面を有するセパレータ2を準備しておく。
図2(a)は、セパレータ2の一例の平面図であり、(b)はセパレータ2のA−A断面図である。セパレータ2の断面は、底部21および表面部22ともに曲面を有する。その他の形状は、図1で示した型台1と同じである。
型台1およびセパレータ2は、オートクレーブ養生条件に耐えることができること、積層する生板とセパレータとの重さに耐えること、また、生板の表面平滑度を損なわないものであることが望ましい。
Apart from this, in the present invention, a
FIG. 2A is a plan view of an example of the
It is desirable that the mold table 1 and the
型台1およびセパレータ2において、曲面の形成方法はとくに制限するものではないが、例えば、フレーム材101および102を組み立てて型台1またはセパレータ2とする際に、幅方向のフレーム材102を、例えばレーザー等で切断し、所望の曲率半径が得られるように加工しておく。図3は、図2におけるB−B断面図である(上部の一部拡大断面図)。図3に示すように、フレーム材102にパンチングメタル103を溶接する際に、断面L字形の補強材104を、パンチングメタルの孔部を介して溶接する。これにより、パンチングメタル103に歪みが生じにくくなる。なおパンチングメタル103は、フレーム材102の曲率半径に合わせて容易に変形加工することができる。
In the mold table 1 and the
まず、前記(2)工程で得られた生板を、型台1の表面部12上に載置する。このとき、型台1の表面部12上にはステンレススチール等の平滑性の高い金属に所定の曲面形状を付与した薄板(以下、単に金属薄板と記す)を置いておくことが望ましい。その上に、生板両面のうちモールドの底部と当接して形成された面を当接させて載置することにより、生板の当該面の平滑性は維持される。
図4は、型台1の表面部12上に生板を載置した状態を説明するための断面図である。図4において、型台1の表面部12上に、金属薄板13が載置され、その上に生板211が2枚重ねて載置されている。2枚の生板211の間にも、金属薄板14が挟まれている。これにより、平滑に成形された各生板の表面(モールドの底部に当接した方の面)の平滑性が維持される。生板211は、自重により表面部12の曲面に沿って変形していく。このとき、生板211は、表面部12に完全に密着していなくてもよい。続いて、図5に示すように、生板211の上にセパレータ2を、その底部21が生板211と接触するように重ね、このセパレータ2の表面部22上に金属薄板15を載置し、生板212を2枚重ねる。この場合も、2枚の生板211の間に、金属薄板16が挟まれている。型台1上の生板211は、セパレータ2およびその上の生板212の荷重によって、型台1の表面部12の曲面に完全に密着し、曲面付けされる。続いて、生板212の上に同様にセパレータおよび生板2枚を重ね、これを繰り返す。最上部には、セパレータ2を載置し、続く硬化工程のオートクレーブ養生を施す。
なお、前記形態では、型台1の表面部12上に生板211を2枚、またセパレータ2上にも生板212を2枚重ねているが、本発明はこれに制限されず、生板は1枚あるいは3枚以上重ねてもよい。しかし、生板の厚さにもよるが、厚さ28mmの場合、3枚以上の生板21を重ねると、各生板の曲率が変化してしまう(上に行くほど曲率が大きくなる)ので好ましくない。
First, the green plate obtained in the step (2) is placed on the
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a state in which the green plate is placed on the
In the above embodiment, two
なお、前記(2)工程で行われた原料スラリーの脱水側は、生板の曲面の凸面であるのが好ましい。 In addition, it is preferable that the spin-drying | dehydration side of the raw material slurry performed at the said (2) process is the convex surface of the curved surface of a green plate.
また、型台1およびセパレータ2の曲面の最小曲率半径は、生板の厚さや用途に応じて適宜決定すればよいが、例えば生板の厚さが15〜30mmである場合は、最小曲率半径は、4500〜10000mmであるのが好ましく、5400〜5800mmであるのがさらに好ましい。
Further, the minimum curvature radius of the curved surfaces of the mold table 1 and the
また上記では、曲面形成板103としてパンチングメタルを使用しているが、これにより、オートクレーブ養生において、ゾノトライトからなる、あるいはゾノトライトとトバモライトとからなるけい酸カルシウム水和物の生成を、各生板とも好適に行うことができるので好ましい。パンチングメタルの材質は、フレーム材101および102と同じ材質であるのが好ましく、例えばSUSからなる。パンチングメタルの厚さは、例えば1〜3mmであり、孔部の直径は、1〜10mmであり、ピッチは3〜10mmであるのが好ましい。
Further, in the above, punching metal is used as the curved
上記のようにして調製した生板、型台およびセパレータからなる積層体は、台車等に積載され、前記の硬化工程のオートクレーブ養生に施される。 The laminate comprising the green plate, the mold table and the separator prepared as described above is loaded on a cart or the like, and is subjected to autoclave curing in the curing step.
このようにして製造されたけい酸カルシウム板は、自動車用トンネル、鉄道用トンネル等の各種トンネル構造物の内装材(パネル)として好適に利用することができる。その場合、サイズは例えば、縦1800〜3000mm×横900〜1200mm×厚さ10〜50mmが例示される。なお、本発明の詳細な説明において、けい酸カルシウム水和物がトバモライトとゾノトライトとからなる場合とゾノトライトを主体とする場合について記したが、本発明はこれらの場合に限定されるものではなく、その他のけい酸カルシウム水和物をマトリックスとする場合にも適用できる。また、着色剤としてカーボンブラックを例にとり説明したが、その他の水不溶性の着色剤も使用できることは勿論である。 The calcium silicate plate thus produced can be suitably used as an interior material (panel) for various tunnel structures such as automobile tunnels and railway tunnels. In this case, for example, the size is 1800 to 3000 mm in length, 900 to 1200 mm in width, and 10 to 50 mm in thickness. In the detailed description of the present invention, the case where the calcium silicate hydrate is composed of tobermorite and zonotolite and the case of mainly zonotolite are described, but the present invention is not limited to these cases, It can also be applied when other calcium silicate hydrates are used as a matrix. Further, although carbon black has been described as an example of the colorant, it goes without saying that other water-insoluble colorants can also be used.
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
実施例1
(第1湿式混合工程)
パルパー(相川鉄工所社製商品名デルタパルパー)に、CSF710mlのセルロースパルプ(フレッチャーチャレンジカナダ社製商品名ウッドパルプクロフトンCK−HF)108kg、水2530kgを入れ、5分間パルパーを稼動させて撹拌し、セルロースパルプを解繊した。続いて、カーボンブラック(疎水性のカーボンブラック;三菱化学社製商品名カーボンブラック#50)4kgを該パルパーに入れ、さらに5分間パルパーを稼動させて撹拌し、カーボンブラックを解繊したセルロースパルプに均一に吸着させた。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further, this invention is not limited to these examples.
Example 1
(First wet mixing process)
Pulper (trade name Delta Palper, manufactured by Aikawa Iron Works Co., Ltd.) was charged with CSF 710 ml of cellulose pulp (Fletcher Challenge Canada Co., Ltd., product name Wood Pulp Crofton CK-HF) and water, 2530 kg, and stirred for 5 minutes. The cellulose pulp was defibrated. Subsequently, 4 kg of carbon black (hydrophobic carbon black; trade name carbon black # 50, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) is put into the pulper, and the pulper is further operated for 5 minutes with stirring, and the carbon black is defibrated into cellulose pulp. Adsorbed uniformly.
続いて、上記工程で得られた混合物を、ミキサー(日本海重工業社製商品名ウエットミキサー)に移し、該ミキサーを稼動しながら、そこに非晶質けい酸としてAl2O3含量0.5質量%およびSiO298質量%のフェロシリコンダストを220kg、結晶質けい酸としてAl2O3含量1質量%、SiO2含量98質量%およびブレーン値3000cm2/gの粉末珪石を250kg、石灰質原料として消石灰573kg、アスペクト比約10の針状ワラストナイトを1200kg、耐アルカリガラス繊維を23kg、この順序で投入し、原料スラリーを調製した。なお、原料スラリーにおける水分は、{水/固形分原料}が2.0となるように添加した。続いて原料スラリーを90℃、2時間加熱養生した。 Subsequently, the mixture obtained in the above step was transferred to a mixer (trade name: Wet Mixer manufactured by Nihonkai Heavy Industries Co., Ltd.), and while the mixer was operating, there was an Al 2 O 3 content of 0.5 as amorphous silicic acid. wt% and SiO 2 98% by weight of 220kg ferrosilicon dust, crystalline Al 2 O 3 content of 1 wt% as silicic acid, SiO 2 content of 98 wt% and the Blaine value 3000 cm 2 / g of powder silica 250 kg, calcareous material As a raw material slurry, 573 kg of slaked lime, 1200 kg of acicular wollastonite having an aspect ratio of about 10, and 23 kg of alkali-resistant glass fiber were added in this order. In addition, the water | moisture content in a raw material slurry was added so that {water / solid content raw material} might be set to 2.0. Subsequently, the raw material slurry was heated and cured at 90 ° C. for 2 hours.
(生板形成工程)
エンドレスベルトを底部とし、その上に、可動枠材を下方向に移動させ底部と当接してモールドを形成し、そこに加熱養生後の原料スラリーを注入した。エンドレスベルトの底部は、ポリエステルにウレタンとシリコーンを含浸した素材であり、水密性を有する。また、可動枠材の材質は、平滑表面を有するフッ素樹脂塗装を施したSUS304板とした。
(Raw plate forming process)
With the endless belt as the bottom, a movable frame member was moved downward to abut the bottom to form a mold, and the raw slurry after heat curing was poured therein. The bottom of the endless belt is a material obtained by impregnating polyester and urethane and silicone, and has water tightness. The material of the movable frame material was a SUS304 plate with a smooth surface and coated with fluororesin.
原料スラリーが注入されたモールド内に、プレスの押板を嵌合して加圧した。このとき、原料スラリーの上面には濾水布を設置しておいた。押板の加圧速度は1mm/秒、保持圧力は4.9MPa、保持時間は10秒とした。原料スラリーの水分は、濾水布を介してモールドの枠から流れ出た。なお、モールドの底部からの水分の流出は見られなかった。原料スラリーの脱水率(プレス前の含水率−プレス後の含水率)は、30%であった。 A press plate of a press was fitted into the mold into which the raw material slurry was poured and pressed. At this time, a drain cloth was installed on the upper surface of the raw slurry. The pressing speed of the pressing plate was 1 mm / second, the holding pressure was 4.9 MPa, and the holding time was 10 seconds. The water in the raw slurry flowed out of the mold frame through the drainage cloth. In addition, the outflow of the water | moisture content from the bottom part of a mold was not seen. The dewatering rate of the raw material slurry (water content before pressing−water content after pressing) was 30%.
加圧処理終了後、可動枠材を上方向に移動させ、エンドレスベルトを移動させて形成された生板を取り出した。生板は、長さ1200mm×幅900mm×厚さ27mmを有する。 After the pressurization process was finished, the movable frame member was moved upward, and the green plate formed by moving the endless belt was taken out. The green plate has a length of 1200 mm, a width of 900 mm, and a thickness of 27 mm.
(硬化工程)
取り出した生板を、温度195℃、10時間オートクレーブ養生し、硬化させ、成形体を得た。また得られた成形体は、けい酸カルシウム水和物からなるマトリックスと繊維とを含有してなるけい酸カルシウム材であり、顕微鏡分析の結果、けい酸カルシウム水和物は、トバモライトとゾノトライトとからなることが分かった。
(Curing process)
The green board taken out was subjected to autoclave curing at a temperature of 195 ° C. for 10 hours and cured to obtain a molded body. Further, the obtained molded body is a calcium silicate material containing a matrix and a fiber made of calcium silicate hydrate. As a result of microscopic analysis, calcium silicate hydrate is composed of tobermorite and zonotrite. I found out that
上記工程を繰り返し、成形体を100枚作製した。
得られた成形体について、カーボンブラックによる着色の状況について調べた。また、100mm間隔で切断することにより、断面の着色の状況、気泡、層間剥離およびパンクの有無を調べた。その結果、成形体の表面および断面がカーボンブラックによって均一に着色され、トンネルを構築するコンクリート製セグメントと同様の色になっていることが確認された。また、気泡、層間剥離およびパンクは確認されなかった。
次に得られた成形体を、長さ250mm×幅50mm×厚さ28mmのサンプルに切り出し、中央一線曲げ荷重を測定したところ、9.5N/mm2であった。見掛け密度は950kg/m3であった。
The above process was repeated to produce 100 molded bodies.
About the obtained molded object, the coloring situation by carbon black was investigated. Further, by cutting at 100 mm intervals, the state of coloring of the cross section, the presence of bubbles, delamination and puncture were examined. As a result, it was confirmed that the surface and the cross section of the molded body were uniformly colored with carbon black, and the color was similar to that of the concrete segment for constructing the tunnel. Moreover, bubbles, delamination and puncture were not confirmed.
Next, the obtained molded body was cut into a sample having a length of 250 mm, a width of 50 mm, and a thickness of 28 mm, and the center line bending load was measured. As a result, it was 9.5 N / mm 2 . The apparent density was 950 kg / m 3 .
比較例1
第1湿式混合工程において、パルパーにセルロースパルプ、カーボンブラックおよび水を同時に投入してセルロースパルプを解繊したこと以外は、実施例1を繰り返した。得られた成形体について、カーボンブラックによる着色の状況について調べたところ、成形体の表面および断面に、カーボンブラックによる不均一な着色が見られ、灰色の外観とはならなかった。したがって、トンネルを構築するコンクリート製セグメントと同様の色にすることができなかった。
Comparative Example 1
Example 1 was repeated except that in the first wet mixing step, cellulose pulp, carbon black and water were simultaneously added to the pulper to defibrate the cellulose pulp. The obtained molded product was examined for the state of coloring with carbon black. As a result, uneven coloring with carbon black was observed on the surface and cross section of the molded product, and the appearance of gray was not obtained. Therefore, it could not be the same color as the concrete segments that make up the tunnel.
比較例2
第1湿式混合工程において、パルパーにカーボンブラックおよび水を同時に投入し撹拌した後、そこにセルロースパルプを投入してセルロースパルプを解繊したこと以外は、実施例1を繰り返した。得られた成形体について、カーボンブラックによる着色の状況について調べたところ、成形体の表面および断面に、カーボンブラックによる不均一な着色が見られ、灰色の外観とはならなかった。したがって、トンネルを構築するコンクリート製セグメントと同様の色にすることができなかった。
Comparative Example 2
In the first wet mixing step, Example 1 was repeated except that carbon black and water were simultaneously added to the pulper and stirred, and then cellulose pulp was added thereto to defibrate the cellulose pulp. The obtained molded product was examined for the state of coloring with carbon black. As a result, uneven coloring with carbon black was observed on the surface and cross section of the molded product, and the appearance of gray was not obtained. Therefore, it could not be the same color as the concrete segments that make up the tunnel.
実施例2
図1で示したような曲面を有する型台1およびセパレータ2を用い、実施例1で調製した生板に曲面を形成し、厚さの均一な曲板を形成した。型台1およびセパレータ2におけるフレーム材101および102は、SUS304材の角パイプからなり、フレーム材101は長手方向に3本伸び、フレーム材102は幅方向に合計22本設けられている。型台1およびセパレータ2の長手方向は3100mmであり、幅方向は1015mmである。フレーム材101および102間には、多数のパンチングメタルからなる曲面形成板103が設置され、材質はSUS304材、厚さは2mm、パンチングメタルの孔部の直径は4mm、ピッチは7mmであり、型台1およびセパレータ2において、曲面形成板103の最小曲率半径は、5600mmである。また、型台1およびセパレータ2は、生板とほぼ同じ長手方向および幅方向のサイズを有する。
Example 2
Using the mold table 1 and the
型台1の表面部12上に、生板211が2枚重ねて載置した。続いて、生板211の上にセパレータ2を重ね、このセパレータ2上に生板212を2枚重ねた。さらに、生板212の上に同様にセパレータおよび生板2枚を重ね、これを繰り返し、合計14枚の生板を積み重ね、最上部には、セパレータ2を載置した。以降は、実施例1と同様に硬化工程を行い、成形体(曲板)を得た。
カーボンブラックによる着色の状況について調べたところ、成形体の表面および断面がカーボンブラックによって均一に着色され、トンネルを構築するコンクリート製セグメントと同様の色になっていることが確認された。
層間剥離の有無を調べたところ、層間剥離は、全成形体中、2.7%であった。成形体の中央一線曲げ荷重は、10.5N/mm2、見掛け密度は950kg/m3であった。
Two
When the state of coloring with carbon black was examined, it was confirmed that the surface and cross section of the molded body were uniformly colored with carbon black and had the same color as the concrete segment that constructs the tunnel.
When the presence or absence of delamination was examined, delamination was 2.7% in all molded articles. The center line bending load of the molded body was 10.5 N / mm 2 , and the apparent density was 950 kg / m 3 .
上記から、本発明の製造方法により得られた成形体は、パルプ繊維全体にカーボンブラックのような着色剤が均一に吸着し、結果として板全体に均一に着色剤が分散し、所望の着色がなされている。また、本発明の製造方法により得られた成形体は、従来の成形体と同程度の強度を有し、しかも層間剥離やパンクの不具合が極めて抑制されることが分かった。 From the above, in the molded product obtained by the production method of the present invention, the colorant such as carbon black is uniformly adsorbed to the entire pulp fiber, and as a result, the colorant is uniformly dispersed throughout the plate, and the desired coloration is obtained. Has been made. Moreover, it turned out that the molded object obtained by the manufacturing method of this invention has the intensity | strength comparable as the conventional molded object, and also the malfunction of delamination and a puncture is suppressed very much.
本発明の製造方法により得られたけい酸カルシウム板は、板全体に均一な着色がなされるので、トンネル内部の耐火用内装材等にとくに有用である。また本発明の好適な形態によれば、板全体に均一な着色がなされるとともに、層間剥離やパンクを生じにくいけい酸カルシウム板が得られ、トンネル内部の耐火用内装材等、所定の曲面を有する曲板を得る場合に、とくに有用である。 Since the calcium silicate board obtained by the production method of the present invention is uniformly colored throughout the board, it is particularly useful as a fireproof interior material inside a tunnel. Further, according to a preferred embodiment of the present invention, a calcium silicate plate is obtained that is uniformly colored throughout the plate and is less likely to cause delamination and puncture, and has a predetermined curved surface such as a fireproof interior material inside the tunnel. This is particularly useful when obtaining a curved plate having the same.
1 型台
2 セパレータ
11,21 底部
12,22 表面部
101,102 フレーム材
103 パンチングメタル
104 補強材
211,212 生板
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記第1湿式混合工程後に得られた混合物と、その他の原料とをさらに混合して原料スラリーを得る第2湿式混合工程と、
前記原料スラリーを加圧脱水法により脱水し、均一な厚さを有する生板を形成する生板形成工程と、
前記生板をオートクレーブ養生を行い硬化させる硬化工程と
を有し、
前記生板形成工程が、(1)前記原料スラリーをモールド内に注入する工程と、(2)前記モールド内で原料スラリーを加圧して上面側から脱水することにより、均一な厚さを有する生板を形成する工程であることを特徴とするけい酸カルシウム板の製造方法。 In the pulp disaggregation apparatus, after the pulp and water are mixed and the pulp is defibrated, a first wet mixing step of adding a water-insoluble colorant thereto and further mixing, and
A second wet mixing step of obtaining a raw material slurry by further mixing the mixture obtained after the first wet mixing step and other raw materials;
A green board forming step of dehydrating the raw slurry by a pressure dehydration method to form a green board having a uniform thickness;
The raw plate possess a curing step of curing performed autoclave curing,
The raw plate forming step includes (1) a step of injecting the raw material slurry into a mold, and (2) pressurizing the raw material slurry in the mold and dehydrating from the upper surface side, thereby producing a raw material having a uniform thickness. A method for producing a calcium silicate plate, which is a step of forming a plate.
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