JPH0225856B2 - - Google Patents

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JPH0225856B2
JPH0225856B2 JP58109965A JP10996583A JPH0225856B2 JP H0225856 B2 JPH0225856 B2 JP H0225856B2 JP 58109965 A JP58109965 A JP 58109965A JP 10996583 A JP10996583 A JP 10996583A JP H0225856 B2 JPH0225856 B2 JP H0225856B2
Authority
JP
Japan
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pulp
fibers
fiber
less
inorganic
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP58109965A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS605049A (en
Inventor
Kenichi Matsui
Takeshi Murakami
Tamotsu Akasaka
Takashi Soda
Koji Sawada
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP10996583A priority Critical patent/JPS605049A/en
Publication of JPS605049A publication Critical patent/JPS605049A/en
Publication of JPH0225856B2 publication Critical patent/JPH0225856B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

[技術分野] この発明は、建築材料として用いられる無機硬
化体の製法に関する。さらに詳細には、抄造にあ
たり、石綿を使用しないで抄造体を得るセメント
系無機建材等無機硬化体の製法に関するものであ
る。 [背景技術] 従来よりセメントを結合材とし石綿を補強材と
して含ませるようにした無機硬化体が広く使用さ
れている。石綿を補強繊維として用いるようにす
ると、無機硬化体に対する補強効果が著しくなる
とともに、ハチエツク抄造方式等の大量生産に適
した抄造法により無機硬化体をつくるのが可能に
なるからである。この方法では、原材料を含むス
ラリーをハチエツク抄造機等の抄造機で抄き上
げ、得られた賦形体を養生して無機硬化体を作る
ようにする。その際、石綿を原材料の固型分基準
で5重量%以上用いると抄き上げが可能となる。 しかしながら、石綿を使用する上で石綿公害を
引き起こす恐れがあり、これから先も石綿を使用
し続けることは、社会環境を守る上で問題とな
る。その為、近年、石綿を含まない無機硬化体の
研究がさかんに行われている。その一例として、
石綿の代わりにパルプを含ませるようにした無機
硬化体があり、現在すでにその製品が市場に出廻
つている。しかし、この無機硬化体には、次のよ
うな欠点があり、一般の建築材料として用いるの
には不適当であつた。すなわち、不燃性でないと
いう欠点がある。抄造法によりこの無機硬化体を
作るには、原材料の固型分基準で約6重量%(以
下、すべて原材料の固型分基準で表す)以上のパ
ルプを使用する必要があるが、このように多量の
パルプを使用すると、得られた無機硬化体が不燃
性でなくなるのである。また、強度、特に吸水時
の強度が不充分であるという欠点もあるので、外
装用建築材料として用いるには不適当であつた。 現在、石綿の代替繊維としてパルプ以外に、ガ
ラス繊維、カーボン繊維、鋼繊維、ウオラストナ
イト等の無機繊維、ビニロン、アクリル、ポリエ
チレン等の有機繊維等も種々検討されているが、
いずれも、1本の繊維の太さが石綿に比し太く、
石綿のようにセメントとのなじみが良くないの
で、単独で使用されるに至つていない。 [発明の目的] 前述したような事情に鑑み、この発明は、石綿
を使用することなく、不燃性でしかも強度が高
く、その上抄造法により大量生産出来る無機硬化
体の製法を提供することを目的とする。 [発明の開示] 発明者らは研究を重ねた結果、短く切断するこ
となく叩解フイブリル化したパルプと、フイブリ
ル化しないで単に離解しただけのバージンパルプ
をうまく使用することにより、不燃性でしかも強
度の高い硬化体を抄造法により大量生産出来るこ
とを見い出し、ここにこの発明を完成した。 すなわち、針葉樹、広葉樹等のバージンパルプ
をPFIミル、シングルデイスクリフアイナー、ダ
ブルデイスクリフアイナー等の叩解機の叩解条件
をうまく設定することにより、繊維長590ミクロ
ン以上(28メツシユon)を60重量%以上に保ち
ながらフイブリル化してシヨツパー濾水度を
40゜SR以上95゜SR以下にしたパルプを全固形分に
対し1〜5重量%の割合、シヨツパー濾水度
40゜SR以下の単に離解しただけのバージンパルプ
を全固形分に対し0.5〜1.0重量%の割合でそれぞ
れ配合することとすれば、スラリー固型分中のパ
ルプの量が6重量%以下でもハチエツク方式によ
り抄き上げることが可能であり、しかも、バージ
ンパルプの効果でサクシヨン、メーキングロー
ル、プレスの各工程での水抜け性も改良されるた
め、この発明の目的とするところの不燃性で比重
が高くて高強度の板が得られるということを見い
出し、ここにこの発明を完成したのである。 従つて、この発明は、セメントを含むスラリー
から抄造法により得た賦形体を養生した無機硬化
体を得る方法において、抄造にあたり、繊維長
590ミクロン以上が60重量%以上でフイブリル化
によりシヨツパー濾水度を40゜SR以上95゜SR以下
に調整したパルプを、全固型分に対し1〜5重量
%の割合およびシヨツパー濾水度が40゜SR以下の
叩解処理をしないパルプを全固形分に対し0.5〜
1.0重量%の割合でそれぞれ含有し、必要あらば
これにフイラー、補強繊維を配合して、濃度を4
〜15重量%、濾過係数を5cm4/sec以下に調整し
たスラリーを用いることを特徴とする無機硬化体
の製法をその要旨とする。 ここに、濾過係数はつぎのように定義される。
すなわち、まず、前記のような配合で濃厚に調整
したスラリー0.5〜1を、実際に生産で使用す
るハチエツク抄造機のシーブシリンダ金網と同一
の目開き(通常は48〜65メツシユ)の金網が設置
された容器内に投入し、直ちに濾液量V(cm3)と
濾過時間θ(秒)をVが100cm3に至るまで測定す
る。得られた濾過曲線V(θ)から(dθ/dV)を
算出し、グラフの縦軸に(dθ/dV)、横軸にVを
とつたときに得られる下記の式(a)であらわされる
近似直線 dθ/dV=2/K′(V+α) (a) の50cm3までの勾配の平均値(2/K′)を求める。
この平均値より算出したK′を金網の有効面積S
(cm2)で除した値を濾過係数Kとする。 以下にこの発明を詳細に説明する。 ここで結合材として用いるセメントとしては、
水硬性のものであれば特に限定されない。例え
ば、ポルトランドセメント、高炉セメントなどで
ある。パルプとしては、針葉樹、広葉樹のサラシ
あるいは未サラシクラフトパルプ等を用いるのが
良い。亜硫酸紙、クラフト紙等の故紙は多量に出
いると含有されている不純物の影響でセメントの
硬化不良を招いたりする場合がある。ただし、故
紙は、一般に繊維長の短いものが多いので、シヨ
ツパー濾水度が比較的大きい。そのため、石綿等
と併用して少量ながら使用される場合が多く、こ
の発明でも、前述の40゜SR以上95゜SR以下までフ
イブリル化したパルプと併用して繊維長590ミク
ロン以上のものが60重量%(以下%と略す)以上
で、濾水度が40゜SR以上95゜SR以下に保たれる範
囲内で使用することが出来る。 この発明では、シヨツパー濾水度40゜SR以上
95゜SR以下、590ミクロン以上の長さの繊維が60
%以上であるような針葉樹および/または広葉樹
パルプが、全固型分量の1〜5%用いられ、
40゜SR以下の離解しただけの針棒樹およびまたは
広葉樹パルプが全固形分中の0.5〜1.0%用いられ
る。すなわち、前述のフイブリル化されたパルプ
量が1%未満では、たとえ他の濾過性を悪くする
ような微粒のフイラーを併用しても、ハチエツク
方式で抄造可能な濾過係数まで下げることが出来
ない。たとえ出来たとしてもシリンダの網目から
水と共に抜けるセメント粒子の量が多くなり、製
品品質において期待のものが得られないばかり
か、生産工程においてもパルプの詰り等のトラブ
ルが生じ、好ましくない。また、前述のフイブリ
ル化されたパルプ量が5%を越えるようになる
と、抄造は勿論可能であるが、他の有機補強繊維
を加えた場合の好ましい添加量をも考え合わせる
と不燃性の面で不合格となる。他方、40゜SR以下
のバージンパルプが0.5%未満では、抄造時に抄
き上げができてもその後の工程、すなわち、フエ
ルトを介してケーキの脱水をする工程で脱水性が
不良となり、メキングロールでケーキを巻き取る
ときに、含水率が高すぎるためケーキがロール表
面に付着したり、形がくずれたりする恐れが多く
なる。逆に、1%を越えて使用した場合は、濾過
係数が上昇し、濾液固形分濃度が濃くなつてセメ
ントの歩留りが極端に低下するとともに、ケーキ
(グリーンシート)を加圧成形する場合、圧力開
放時の膨張(スプリングバツク)が大きくなるた
め、製品比重の低い無機硬化体しか得られなくな
る。 アスベストを含まない繊維補強無機硬化体をハ
チエツク方式等の抄造法によりつくる場合は、前
述したように、フイブリル化したパルプを1〜5
%使用する必要があるが、フイブリル化したパル
プだけでは、抄造そのものがたとえできたとして
も、フエルト上、メーキングロール上においてあ
るいはプレス時においてケーキの脱水性が悪く、
充分な比重を有する無機硬化体が得られない。こ
れに対し、この発明にかかる製法では、バージン
パルプを0.5〜1%併用するので、フイブリル化
パルプのみを使用した場合に比べ、製造時にケー
キからの脱水が効率よく行われるため、パルプ繊
維とセメントとが均一によく締つた高比重の無機
硬化体が得られるのである。 この発明の方法で使用するバージンパルプは、
通常に離解された針葉樹パルプおよび/または広
葉樹パルプであつてシヨツパー濾水度が40゜SR以
下のものであるが、このバージンパルプだけで
は、他のフイラー等を併用することとしても抄造
はできない。このことは、たとえ0.5〜1%の範
囲を越える量を使用したとしても同様である。こ
れは、スラリーの濾過性が良すぎてセメント粒子
が濾液中に逃げてしまい、ハチエツク抄造機を用
いた場合にシーブシリンダの内外に液面差がつか
ないからである。したがつて、シヨツパー濾水度
が40〜95゜SRの高度に叩解されたパルプとこのバ
ージンパルプを併用することによつて、はじめて
抄造法によりマトリツクスが充分つまつた高比重
の無機硬化体を効率よく生産できるようになるの
である。 つぎに、フイブリル化されたパルブの繊維長で
あるが、PFIミル、シングルデイスクリフアイナ
ー、ダブルデイスクリフアイナー等の叩解機で叩
解するが、フイブリル化と同時に繊維も短く切断
される現像が進む。シヨツパー濾水度を上げるた
めにパルプを叩解する必要はあるが、あまり叩解
しすぎると繊維が短く切れ、硬化体の補強材とし
ての役目が果たせなくなつてくる。たとえば、パ
ルプ繊維長が590ミクロン未満のものはほとんど
補強効果を発揮せず、シヨツパー濾水度を上げる
ことのみにしか効果を発揮しないので、これの量
は、できるだけ低くおさえることが望ましい。 ここで、繊維長が590ミクロン以上のパルプを
パルプ全量の60%以上とした理由は、これより少
ないと、硬化体の吸水率が上がり、著しく吸水時
の強度が低下するためである。 次に、フイラーは必ずしも必要ではないが、用
いるとすれば、セピオライト、ベントナイト等で
特に膨潤度が3倍以上のものか、平均粒子径5ミ
クロン以下の晶質あるいは非晶質シリカを用いる
のがよい。 ここに、膨潤度は下記のように定義される。 膨潤度:24時間後の吸水した水の量/吸水前のフ
イラー重量 このようなフイラーを前述のパルプと併用し
て、セメント、水と混合する事により、スラリー
の濾過係数を、更に下げる事ができ、抄造し易い
スラリーとする事ができるものである。すなわち
フイラーを併用する事でパルプの叩解度の低目の
ものを使用しても抄造可能な濾過係数を得る事が
できるもので、パルプ叩解時の動力費削減ができ
るばかりでなく、製品の使用目的に応じ、パルプ
だけでなく、フイラーによつても配合を変える事
ができるという融通性(フレキシビリテイー)が
生ずるのである。また、フイラーとして5ミクロ
ン以下の晶質、非晶質のシリカを用いると養生中
にセメント成分と反応し、一層高強度で高品質の
製品ができるという長所も生じる。 上述のフイブリル化されたパルプとこのような
フイラーを併用すると、なぜスラリーの濾水性が
悪くなく、しかも、セメントの歩留りが向上する
かは定かでないが、推察するに、フイブリル化さ
れたパルプの微細繊維にフイラーがうまくからみ
合い、網目のようになつて濾過されている為と思
われる。フイラーの添加量は全固型分に対して1
〜10%とするのがよい。10%を越えると強度低下
を起こす恐れがある。 つぎに、パルプ以外の補強繊維は、必ずしも必
要ではないが、用いるとすれば、ガラス繊維、カ
ーボン繊維、鋼繊維、ウオラストナイト等の無機
繊維またはポリビニルアルコール(ビニロンとも
いう。以下PVAと略記する。)、アクリル、ポリ
エチレン等の有機繊維が使用出来るが、有機繊維
ではPVA、無機繊維ではウオラストナイトが最
も好ましい。また、PVA繊維やアクリル繊維で
も、ところどころに幅もしくは径が大きくなつた
ものを用いるのが好ましい。2種類以上の補強繊
維が同時に使用されてもよい。PVA繊維は、そ
の親水基のため、有機繊維の中で最もセメントと
の結合性が良く、補強効果が優れていることは公
知である。これをフイブリル化されたパルプおよ
びバージンパルプと併用することにより、一層の
強度向上、特に耐衝撃性強度の向上が図れる。そ
の理由は、PVA単独では今一つセメントとのな
じみが悪く抜け易いが、前記パルプと併用するこ
とにより、PVA繊維とフイブリル化されたパル
プの微細繊維がうまくからみ合い、PVAのすべ
りが防止されることによると推定出来る。PVA
繊維あるいはアクリル繊維としては、太さ5〜50
ミクロン、長さ3〜10mmのものを用いるのが好ま
しい。PVA繊維あるいはアクリル繊維の含有量
は0.3〜2%とするのが好ましい。この範囲であ
れば最も補強効果が大きいからである。2%を越
えてPVAあるいはアクリルの量を増やしても、
硬化体の強度は殆ど上がらず、配合費用のみ上昇
する。これは、PVAあるいはアクリルが2%を
超えて含有されると、その分散性が悪くなつてく
るためと推定される。また、0.3%未満では、補
強の役割が果せず、特に未硬化時のシート保形性
が不充分となる。 PVAあるいはアクリルとして、湿式紡糸法、
乾式紡糸法などによつて紡糸されたものを、熱処
理時に型付けして、繊維の幅もしくは径がところ
どころ大きくなつたものを使用するといつそう高
強度の硬化体を得ることができる。第1図はその
ような繊維の形態モデルをあらわす斜視図、第2
図は第1図を矢印A側より見た側面図、第3図は
第1図を矢印B側より見た側面図である。これら
の図にみるように、繊維1は、繊維軸方向にとこ
ろどころに幅の大きくなつた部分2を有してい
る。これらの部分2は、少なくとも一方の面から
眺めて、第2図の如く幅が大きくなつたものであ
る。つまり、繊維が加熱時型付けによつて押し付
けられて巾が広くなつた部分2は、繊維によじれ
が生じているのが、通常であることから、眺める
角度によつて第2図の如く巾広くみえたり、第3
図の如く偏平にみえたりするからである。しか
し、このモデル図に示すものに限定されるもので
はなく、どの角度からみても径の太いものであつ
てもよい。第4図および第5図は、繊維の顕微鏡
写真をあらわすものであつて第4図は型付前の側
面図、第5図は熱処理型付後の側面図である。第
5図にもみるように、熱処理型付後は、ところど
ころに幅または径の大きい部分2が形成されてい
る。部分2の繊維径(t1)と、元の繊維径(t2
は、t1>t2の関係になつている。部分2は、繊維
軸方向に規則正しく配列されている必要はない。
部分2の径は、好ましくは元の繊維径(t2)に対
し2〜3倍程度であるが、特にこれに限定されな
い。また、部分2の個数は、好ましくは繊維長50
〜2000μに対して、長さ20〜100μ位の部分を一個
所有すればよい。この部分はセメントマトリツク
スとの界面での接着性を向上させる作用をする。
したがつて、このような部分を有するPVA繊維
あるいはアクリル繊維をセメントマトリツクス中
に混合して得られた硬化体は、通常のPVA繊維
あるいはアクリル繊維の使用に比べて著しく強度
(曲げ強度、衝撃強度等)が増大する。この強度
発現の機構は未だ明らかでないが、繊維の断面積
を減少させることなく、その表面積を増大させる
ことが出来ているために、セメントマトリツクス
との接着面積が増大すると共に、凸部により繊維
が抜けにくくなることが原因と推察される。断面
積が全く減少しないため、繊維自体の強度低下も
ない。 ところどころに幅または径の大きい部分を
PVA繊維あるいはアクリル繊維に設けるための
熱処理は、たとえば第6図に示されているように
して行う。金属等からなるロール3および周面に
微小で多数の凹凸を持つ金属等からなるロール4
を使用し、ロール4の表面温度を200〜300℃程度
として、両ロール3,4の間に繊維5を通す。そ
うすると、ところどころに幅または径の大きい部
分を持つ繊維が得られる。両ロール3,4間の隙
間(クリアランス)は使用繊維の厚みや径に応じ
て決める必要があるが、厚みあるいは径が16μ程
度の場合は8μ程度とするとよい。また、ロール
4に設けられる凹凸の凸部間の間隔は、幅または
径の大きい部分の所望とする間隔に応じて決める
必要がある。 ウオラストナイトは無機繊維の中でセメントと
一番なじみ易く、補強材としての効果があること
は、よく知られている。このウオラストナイトも
前述のPVAと同じようにフイブリル化されたパ
ルプと併用することにより、その効果が向上す
る。すなわち、フイブリル化されたパルプの微細
繊維の周囲にウオラストナイトがからみ合い、セ
メントの歩留りを向上させ、結果的に強度向上に
つながるのである。また、ウオラストナイトを使
用することにより、パルプを主体に使用した無機
硬化体の欠点である寸法変化率を小さく押さえる
効果もでる。ウオラストナイトの繊維長、太さ、
形状は特に限定されないができるだけたてよこ比
(アスペクト比)の大きいものが良好であること
はいうまでもない。ウオラストナイトの使用量は
2〜15%が好ましい。2%未満では、ウオラスト
ナイト添加の効果が小さくなり、15%を超えると
補強効果そのものは低下しないが、硬化体の比重
が減少するため、全体として補強効果が薄くな
る。 以上述べた原材料と水を混合してスラリーを作
るが、このスラリーの固型分濃度は4〜15%とす
ることが必要である。好ましくは6〜10%であ
る。4%未満の場合は、スラリー中の固型分が抄
造機の抄き上げ部(金網)に抄き上がつてくる効
率が悪く、生産性が悪くなり、その上、スラリー
中の固型分が沈澱して、予定した組成の無機硬化
体が得られなくなる傾向がある。他方、15%を超
えると、抄き上げたケーキの厚みが不均一とな
り、均質な硬化体を得ることが困難になる傾向に
ある。 スラリーの濾過係数を5cm4/sec以下に調整す
る必要があり、これはハチエツク方式等で抄造で
きる絶対条件である。この発明では、この5cm
/secを、パルプ、無機フイラーの量を前述のご
とくに調整することにより達成できる。 以上述べてきた配合でスラリーを作り、ハチエ
ツク抄造機等の抄造機で抄き上げ、積層して適当
な厚みの賦形体とする。この賦形体を養生すれば
硬化体が得られる。 つぎに、実施例を比較例と併せて説明する。 [実施例、比較例] 第1表に示される原材料を使用し、ハチエツク
抄造機を用いるハチエツク方式により、実施例1
〜12、比較例1〜6の無機硬化体を作つた。製造
条件および得られた硬化体を試験に供した結果も
第1表に示す。なお、スラリーの濾過係数はすべ
て5cm4/secとした。 表中、耐凍害性の評価において、◎は良好、〇
は普通、×は不適をそれぞれ示している。また、
NUKPは針葉樹未さらしクラフトパルプである。
[Technical Field] The present invention relates to a method for producing an inorganic cured body used as a building material. More specifically, the present invention relates to a method for producing an inorganic hardened material such as a cement-based inorganic building material without using asbestos. [Background Art] Inorganic hardened bodies containing cement as a binder and asbestos as a reinforcing material have been widely used. This is because when asbestos is used as the reinforcing fiber, the reinforcing effect on the inorganic hardened material becomes remarkable, and the inorganic hardened material can be produced by a papermaking method suitable for mass production such as the Hatchiek papermaking method. In this method, a slurry containing raw materials is made into paper using a paper making machine such as a Hachietsu paper making machine, and the obtained excipient is cured to produce an inorganic hardened material. At that time, papermaking becomes possible if asbestos is used in an amount of 5% by weight or more based on the solid content of the raw material. However, the use of asbestos poses a risk of causing asbestos pollution, and continuing to use asbestos in the future poses a problem in terms of protecting the social environment. Therefore, in recent years, research has been actively conducted on inorganic hardened materials that do not contain asbestos. As an example,
There is an inorganic hardened material that contains pulp instead of asbestos, and such products are already on the market. However, this inorganic cured product had the following drawbacks and was unsuitable for use as a general building material. That is, it has the disadvantage that it is not nonflammable. In order to make this inorganic hardened material using the papermaking method, it is necessary to use pulp with a content of approximately 6% by weight or more based on the solid content of the raw materials (hereinafter, all expressions are based on the solid content of the raw materials). If a large amount of pulp is used, the resulting inorganic cured product will no longer be nonflammable. In addition, it has the disadvantage of insufficient strength, especially when water is absorbed, and is therefore unsuitable for use as an exterior building material. Currently, in addition to pulp, various alternative fibers for asbestos are being considered, including inorganic fibers such as glass fiber, carbon fiber, steel fiber, and wollastonite, and organic fibers such as vinylon, acrylic, and polyethylene.
In both cases, the thickness of each fiber is thicker than that of asbestos.
Unlike asbestos, it does not mix well with cement, so it has not been used alone. [Object of the invention] In view of the above-mentioned circumstances, the present invention aims to provide a method for producing an inorganic hardened material that is nonflammable, has high strength, and can be mass-produced by a papermaking method without using asbestos. purpose. [Disclosure of the Invention] As a result of repeated research, the inventors have found that by successfully using pulp that is beaten and fibrillated without being cut into short pieces, and virgin pulp that is simply disintegrated without being fibrillated, a non-flammable and strong material has been developed. We discovered that it is possible to mass-produce cured products with high viscosity using the papermaking method, and hereby completed this invention. In other words, by properly setting the beating conditions of virgin pulp made of softwood, hardwood, etc., using a PFI mill, single-day cliff reiner, double-day cliff reiner, etc., fiber length of 590 microns or more (28 mesh) can be reduced to 60% by weight. Fibrillation is performed while maintaining the freeness of Schottsper.
1 to 5% by weight of pulp with 40°SR or more and 95°SR or less based on the total solid content, Schopper freeness
If simply disintegrated virgin pulp of 40°SR or less is blended at a ratio of 0.5 to 1.0% by weight based on the total solid content, Hatchech can be obtained even if the amount of pulp in the slurry solid content is 6% by weight or less. It is possible to make paper by this method, and the effect of virgin pulp also improves water drainage in each process of suction, making roll, and press, so it is nonflammable and has a specific gravity, which is the objective of this invention. They discovered that it was possible to obtain a high-strength board with a high level of strength, and thus completed this invention. Therefore, the present invention provides a method for obtaining an inorganic hardened body obtained by curing a shaped body obtained by a papermaking method from a slurry containing cement.
Pulp with 60% by weight or more of 590 microns or more and a Schottspur freeness adjusted to 40°SR or more and 95°SR or less by fibrillation is used at a ratio of 1 to 5% by weight based on the total solid content and a Schottspur freeness of 40°SR or more and 95°SR or less. Pulp that is not beaten under 40゜SR is 0.5 to total solids.
They each contain 1.0% by weight, and if necessary, fillers and reinforcing fibers are added to this to increase the concentration to 4.
The gist thereof is a method for producing an inorganic cured body characterized by using a slurry having a filtration coefficient of 15% by weight or less and a filtration coefficient of 5 cm 4 /sec or less. Here, the filtration coefficient is defined as follows.
That is, first, a slurry 0.5 to 1 thick adjusted with the above-mentioned composition is placed in a wire mesh with the same mesh size as the sheave cylinder wire mesh of the Hachietsu paper machine actually used in production (usually 48 to 65 mesh). Immediately measure the filtrate volume V (cm 3 ) and filtration time θ (seconds) until V reaches 100 cm 3 . Calculating (dθ/dV) from the obtained filtration curve V(θ), and plotting (dθ/dV) on the vertical axis and V on the horizontal axis of the graph, it is expressed by the following formula (a). Find the average value (2/K') of the slope of the approximate straight line dθ/dV=2/K' (V+α) (a) up to 50 cm 3 .
K′ calculated from this average value is the effective area S of the wire mesh
The value divided by (cm 2 ) is defined as the filtration coefficient K. This invention will be explained in detail below. The cement used as a binding material here is:
It is not particularly limited as long as it is hydraulic. For example, Portland cement, blast furnace cement, etc. As the pulp, it is preferable to use softwood or broadleaf wood pulp or ungrained kraft pulp. If waste paper such as sulfite paper or kraft paper is produced in large quantities, it may cause poor curing of cement due to the impurities it contains. However, since waste paper generally has short fiber length, its shovel freeness is relatively high. Therefore, it is often used in small quantities in combination with asbestos, etc., and in this invention, when used in combination with the aforementioned pulp fibrillated to 40°SR or more and 95°SR or less, fibers with a fiber length of 590 microns or more are % (hereinafter abbreviated as %) or more, and the freeness can be used within the range of 40°SR or more and 95°SR or less. In this invention, the shovel freeness is 40°SR or more.
60 fibers with a length of 95°SR or less and a length of 590 microns or more
% or more of softwood and/or hardwood pulp is used in an amount of 1 to 5% of the total solid content;
Disintegrated needlewood and/or hardwood pulp of 40° SR or less is used in an amount of 0.5 to 1.0% of the total solid content. That is, if the amount of fibrillated pulp is less than 1%, even if other fine fillers that impair filtration performance are used in combination, the filtration coefficient cannot be lowered to a level that allows paper-making using the hatchet method. Even if it were possible, a large amount of cement particles would escape from the mesh of the cylinder together with water, which would not only result in lower product quality than expected, but would also cause problems such as pulp clogging during the production process, which is undesirable. In addition, if the amount of fibrillated pulp exceeds 5%, it is of course possible to make paper, but considering the preferable addition amount when adding other organic reinforcing fibers, it is difficult to achieve nonflammability. It will fail. On the other hand, if the virgin pulp of 40° SR or less is less than 0.5%, even if the paper can be made during paper making, the dehydration properties will be poor in the subsequent process, that is, the process of dewatering the cake through felt, and the making roll will fail. When the cake is rolled up, there is a high risk that the cake will stick to the roll surface or lose its shape because the moisture content is too high. On the other hand, if it is used in excess of 1%, the filtration coefficient increases, the filtrate solids concentration increases, and the yield of cement decreases dramatically. Since the expansion (spring back) upon opening increases, only an inorganic cured product with a low specific gravity can be obtained. When producing an asbestos-free fiber-reinforced inorganic hardened material using a paper-making method such as the Hachietsu method, as mentioned above, the fibrillated pulp is
%, but if only fibrillated pulp is used, even if the papermaking itself can be made, the dehydration of the cake will be poor on the felt, on the making roll, or during pressing.
An inorganic cured product having sufficient specific gravity cannot be obtained. On the other hand, in the manufacturing method according to the present invention, 0.5 to 1% of virgin pulp is used in combination, so dehydration from the cake is performed more efficiently during manufacturing than when only fibrillated pulp is used, so pulp fibers and cement This results in an inorganic cured product with a high specific gravity and a uniform hardness. The virgin pulp used in the method of this invention is
It is usually disintegrated softwood pulp and/or hardwood pulp with a shovel freeness of 40°SR or less, but it is not possible to make paper from this virgin pulp alone, even if other fillers are used in combination. This is true even if amounts exceeding the range of 0.5 to 1% are used. This is because the filterability of the slurry is so good that cement particles escape into the filtrate, and there is no difference in liquid level between the inside and outside of the sheave cylinder when using a Hatchiek papermaking machine. Therefore, by using this virgin pulp in combination with a highly beaten pulp with a shovel freeness of 40 to 95°SR, it was possible to produce an inorganic hardened material with a high specific gravity with a sufficient matrix by the papermaking method. This allows for more efficient production. Next, regarding the fiber length of the fibrillated pulp, it is beaten using a beating machine such as a PFI mill, single-disccliff reiner, double-disccliff reiner, etc., and development progresses by cutting the fibers into short lengths at the same time as fibrillation. It is necessary to beat the pulp in order to increase the freeness of the pulp, but if the pulp is beaten too much, the fibers will break into short pieces and the hardened material will no longer function as a reinforcing material. For example, pulp fibers with a length of less than 590 microns exhibit almost no reinforcing effect and are only effective in increasing the shovel freeness, so it is desirable to keep the amount of this fiber as low as possible. Here, the reason why the pulp with a fiber length of 590 microns or more is set to be 60% or more of the total amount of pulp is that if the fiber length is less than this, the water absorption rate of the cured product increases and the strength upon water absorption decreases significantly. Next, a filler is not necessarily necessary, but if it is used, it is recommended to use sepiolite, bentonite, etc., which has a swelling degree of 3 times or more, or crystalline or amorphous silica with an average particle size of 5 microns or less. good. Here, the degree of swelling is defined as below. Swelling degree: Amount of water absorbed after 24 hours/Weight of filler before water absorption By using such a filler in combination with the above-mentioned pulp and mixing it with cement and water, the filtration coefficient of the slurry can be further lowered. It can be made into a slurry that is easy to make. In other words, by using a filler in combination, it is possible to obtain a filtration coefficient that allows papermaking even when using pulp with a low degree of beating, which not only reduces power costs during pulp beating, but also reduces product usage. This provides flexibility in that the composition can be changed not only by pulp but also by filler, depending on the purpose. Further, when crystalline or amorphous silica with a size of 5 microns or less is used as a filler, it reacts with cement components during curing, resulting in a product with even higher strength and higher quality. Although it is not clear why the use of such a filler in combination with the fibrillated pulp described above does not result in poor drainage properties of the slurry and also improves the cement yield, it is speculated that the fine particles of the fibrillated pulp This is thought to be because the filler is well intertwined with the fibers, creating a mesh-like structure for filtration. The amount of filler added is 1 based on the total solid content.
It is best to set it to ~10%. If it exceeds 10%, there is a risk of a decrease in strength. Next, reinforcing fibers other than pulp are not necessarily necessary, but if used, inorganic fibers such as glass fibers, carbon fibers, steel fibers, wollastonite, or polyvinyl alcohol (also referred to as vinylon, hereinafter abbreviated as PVA) are recommended. ), acrylic, polyethylene, and other organic fibers can be used, but PVA is the most preferred organic fiber, and wollastonite is the most preferred inorganic fiber. It is also preferable to use PVA fibers or acrylic fibers whose width or diameter is increased in some places. Two or more types of reinforcing fibers may be used simultaneously. It is known that PVA fibers have the best bonding properties with cement among organic fibers due to their hydrophilic groups, and have excellent reinforcing effects. By using this in combination with fibrillated pulp and virgin pulp, it is possible to further improve the strength, particularly the impact resistance strength. The reason for this is that PVA alone has poor compatibility with cement and easily comes off, but when used in combination with the above pulp, the PVA fibers and fibrillated pulp fine fibers intertwine well, preventing the PVA from slipping. It can be estimated that PVA
As a fiber or acrylic fiber, the thickness is 5 to 50.
It is preferable to use microns and a length of 3 to 10 mm. The content of PVA fiber or acrylic fiber is preferably 0.3 to 2%. This is because within this range, the reinforcing effect is greatest. Even if the amount of PVA or acrylic is increased beyond 2%,
The strength of the cured product hardly increases, and only the compounding cost increases. This is presumed to be because when PVA or acrylic is contained in an amount exceeding 2%, its dispersibility deteriorates. Furthermore, if it is less than 0.3%, the reinforcing role cannot be fulfilled, and the sheet shape retention, especially when uncured, becomes insufficient. Wet spinning method, as PVA or acrylic
A cured product with high strength can be obtained by using fibers spun by a dry spinning method or the like, which are shaped during heat treatment so that the width or diameter of the fibers becomes larger in some places. Figure 1 is a perspective view showing a morphological model of such a fiber;
The figure is a side view of FIG. 1 viewed from the arrow A side, and FIG. 3 is a side view of FIG. 1 viewed from the arrow B side. As shown in these figures, the fiber 1 has portions 2 that are widened at some places in the fiber axis direction. These portions 2 have increased widths as shown in FIG. 2 when viewed from at least one side. In other words, since it is normal for the fibers to have twists in the part 2 where the fibers are pressed and widened by the shaping during heating, the width becomes wider as shown in Figure 2 depending on the viewing angle. See you, 3rd
This is because it looks flat as shown in the figure. However, the diameter is not limited to that shown in this model diagram, and the diameter may be large when viewed from any angle. 4 and 5 show microscopic photographs of the fiber, with FIG. 4 being a side view before molding, and FIG. 5 being a side view after heat treatment molding. As shown in FIG. 5, after the heat treatment molding, portions 2 with large widths or diameters are formed here and there. Fiber diameter of part 2 (t 1 ) and original fiber diameter (t 2 )
is in the relationship t 1 > t 2 . The portions 2 do not need to be regularly arranged in the fiber axis direction.
The diameter of the portion 2 is preferably about 2 to 3 times the original fiber diameter (t 2 ), but is not particularly limited to this. Further, the number of portions 2 is preferably 50 fibers long.
For ~2000μ, you only need to own one piece with a length of about 20 to 100μ. This portion functions to improve adhesion at the interface with the cement matrix.
Therefore, the cured product obtained by mixing PVA fibers or acrylic fibers having such parts into a cement matrix has significantly higher strength (bending strength, impact strength, strength, etc.) increases. Although the mechanism of this strength development is still unclear, it is possible to increase the surface area without reducing the cross-sectional area of the fibers, which increases the bonding area with the cement matrix and increases the fiber strength due to the protrusions. It is presumed that this is because it becomes difficult to remove. Since the cross-sectional area does not decrease at all, there is no decrease in the strength of the fiber itself. Large width or diameter parts here and there
The heat treatment for providing PVA fibers or acrylic fibers can be carried out, for example, as shown in FIG. A roll 3 made of metal, etc., and a roll 4 made of metal, etc., which has many minute irregularities on its circumferential surface.
The fiber 5 is passed between the rolls 3 and 4 with the surface temperature of the roll 4 being about 200 to 300°C. In this way, a fiber having a large width or diameter in some places can be obtained. The gap (clearance) between both rolls 3 and 4 needs to be determined according to the thickness and diameter of the fibers used, but if the thickness or diameter is about 16μ, it is preferably about 8μ. Further, the distance between the convex and convex portions of the irregularities provided on the roll 4 needs to be determined depending on the desired distance between the portions having a large width or diameter. It is well known that wollastonite is the most compatible with cement among inorganic fibers and is effective as a reinforcing material. Similar to the aforementioned PVA, this wollastonite can also be used in combination with fibrillated pulp to improve its effectiveness. In other words, wollastonite is entangled around the fine fibers of the fibrillated pulp, improving the yield of cement and, as a result, improving the strength. Furthermore, the use of wollastonite has the effect of suppressing the dimensional change rate, which is a drawback of inorganic cured products mainly using pulp. Wollastonite fiber length, thickness,
Although the shape is not particularly limited, it goes without saying that one with as large an aspect ratio as possible is preferable. The amount of wollastonite used is preferably 2 to 15%. If it is less than 2%, the effect of adding wollastonite becomes small, and if it exceeds 15%, the reinforcing effect itself does not decrease, but the specific gravity of the cured product decreases, so the reinforcing effect as a whole becomes weaker. A slurry is made by mixing the above-mentioned raw materials and water, and the solid content concentration of this slurry needs to be 4 to 15%. Preferably it is 6-10%. If it is less than 4%, the solid content in the slurry will not be transferred to the paper making section (wire mesh) of the paper making machine, resulting in poor productivity, and in addition, the solid content in the slurry will be reduced. tends to precipitate, making it impossible to obtain an inorganic cured product having the intended composition. On the other hand, if it exceeds 15%, the thickness of the cake formed will become uneven, and it will tend to be difficult to obtain a homogeneous cured product. It is necessary to adjust the filtration coefficient of the slurry to 5 cm 4 /sec or less, which is an absolute condition for paper making using the hatchet method or the like. In this invention, this 5cm
4 /sec can be achieved by adjusting the amounts of pulp and inorganic filler as described above. A slurry is made with the above-mentioned composition, and it is made into paper using a paper making machine such as a Hachietsu paper making machine, and then laminated to form a shaped body of an appropriate thickness. By curing this shaped body, a hardened body can be obtained. Next, examples will be described together with comparative examples. [Example, Comparative Example] Using the raw materials shown in Table 1, Example 1 was prepared using the Hachietsu method using a Hachietsu paper making machine.
-12, inorganic cured bodies of Comparative Examples 1 to 6 were made. Table 1 also shows the manufacturing conditions and the results of testing the obtained cured products. The filtration coefficient of all slurries was 5 cm 4 /sec. In the table, in the evaluation of frost damage resistance, ◎ indicates good, ○ indicates fair, and × indicates unsuitable. Also,
NUKP is softwood unbleached kraft pulp.

【表】【table】

【表】【table】

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明の方法は、以上のように構成されてい
るので、石綿を使用しなくても、不燃性でしかも
強度が高い無機硬化体を抄造法により大量生産す
ることができる。
Since the method of the present invention is configured as described above, it is possible to mass-produce a nonflammable and high-strength inorganic cured body by a paper-making method without using asbestos.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は幅がところどころ大きくなつたPVA
繊維あるいはアクリル繊維の形態モデルをあらわ
す斜視図、第2図は第1図を矢印A側より見た側
面図、第3図は第1図を矢印B側より見た側面
図、第4図および第5図は、PVA繊維あるいは
アクリル繊維の顕微鏡写真をあらわすものであつ
て、第4図は型付前の側面図、第5図は熱処理型
付後の側面図、第6図は熱処理の説明図である。
Figure 1 shows PVA whose width has increased in some places.
A perspective view showing a morphological model of fiber or acrylic fiber, Fig. 2 is a side view of Fig. 1 seen from the arrow A side, Fig. 3 is a side view of Fig. 1 seen from the arrow B side, Figs. Figure 5 shows microscopic photographs of PVA fibers or acrylic fibers; Figure 4 is a side view before molding, Figure 5 is a side view after heat treatment molding, and Figure 6 is an explanation of heat treatment. It is a diagram.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 セメントを含むスラリーから抄造法により得
た賦形体を養生して無機硬化体を得る方法におい
て、抄造にあたり、繊維長590ミクロン以上が60
重量%以上でフイブリル化によりシヨツパー濾水
度を40゜SR以上95゜SR以下に調整したパルプを全
固型分に対し1〜5重量%の割合、およびシヨツ
パー濾水度が40゜SR以下の叩解処理をしないパル
プを全固型分に対し0.5〜1.0重量%の割合でそれ
ぞれ含有し、濃度を4〜15重量%、濾過係数を5
cm4/sec以下に調整したスラリーを用いることを
特徴とする無機硬化体の製法。 2 パルプが、針葉樹および/または広葉樹のサ
ラシもしくは未サラシのパルプである特許請求の
範囲第1項記載の無機硬化体の製法。
[Claims] 1. In a method for obtaining an inorganic hardened body by curing a shaped body obtained by a paper-making method from a slurry containing cement, in paper-making, a fiber length of 590 μm or more is 60 μm.
1 to 5% by weight of pulp with a Schottspar freeness adjusted to 40° SR or more and 95° SR or less by fibrillation based on the total solid content, and a pulp with a Schottspar freeness of 40° SR or less. Each contains unbeaten pulp at a ratio of 0.5 to 1.0% by weight based on the total solid content, with a concentration of 4 to 15% by weight and a filtration coefficient of 5.
A method for producing an inorganic cured product, characterized by using a slurry adjusted to cm 4 /sec or less. 2. The method for producing an inorganic cured product according to claim 1, wherein the pulp is a pulp of a softwood and/or a hardwood or a non-grained pulp.
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