JPH03146480A - 多孔性無機質成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内部に多数の空孔を形成し、軽量でかつインシ
ュレーション性に富む多孔性無機質成形体の製造方法に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来からセメントに木片、パルプ繊維等の補強材を混合
し、更に発泡性プラスチックビーズを混合した原料混合
物を成形するとともに加熱して該原料混合物中の発泡性
プラスチックビーズを発泡させ、更には該発泡性プラス
チックビーズの発泡によって得られたプラスチックビー
ズ発泡体粒を溶融して成形体内に多数の空孔を形成せし
めることによって軽量でかつ断熱性、防音性等のインシ
ュレーション性を有する多孔性セメント板を製造する方
法が提供されている（特開昭５４−１５７１２５号、特
公昭６３−１２７６号）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら補強材として木片を用いた場合は木片相互
の絡み合いが殆どないので成形の際の圧締力を高くして
製品の密度を大きくしないと得られる製品の強度が充分
なものではなく、また補強材としてパルプ繊維を用いた
場合はセメント−パルプ繊維混合物の密度が大きくなり
発泡性プラスチックビーズの発泡が抑制される。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、
分枝および／または弯曲および／または折曲させること
によって嵩高くせしめた木質繊維束と硬化性無機粉体と
１発泡性プラスチックビーズとの混合物を、所定形状に
成形し、かつ加熱して該発泡性プラスチックビーズを発
泡させるとともに該硬化性無機粉体を硬化させる多孔性
無機質成形体の製造方法を提供するものである。

本発明は補強材として木質繊維束を用いることを特徴と
するものである。そして本発明においては該木質繊維束
は木質単繊維の集束体であり、そして該木質繊維束は分
枝および／または弯曲および／または折曲させることに
よって嵩高くせしめられる。このような分枝および／ま
たは弯曲および／または折曲させることにより嵩高くさ
れた木ａＳＳ維束を製造するには苛性ソーダ、亜硫酸ソ
ーダ、亜硫酸カルシウム等の薬液に木材を浸漬したり、
木材を蒸気で加熱したり、あるいは上記薬液浸漬と蒸気
加熱とを併用したりすることによって木材中に含まれる
木質単繊維のバインダーの役割をしているリグニン、ヘ
ミセルロース、樹脂等を完全に溶解させることなく膨潤
させるにとどめた上で上記バインダーを残存させつ＼解
繊したものであり、上記バインダーのうち特にリグニン
を略完全に除去して解繊したパルプ繊維に比して径が大
である。そして該木質繊維束の径は約Ｏ１ｌ〜２゜００
の範囲にあり、長さは約２〜３５ｍ＋ａの範囲、望まし
くは１０〜３０ｍ■の範囲にある。

なお木質繊維束が分枝している場合には分枝前の木質繊
維束を仮定してその径が約０．１〜２．０口口の範囲に
あり、また木質繊維束が弯曲および／または折曲してい
る場合は長さは末端間距離ではなく木質繊維束の実長を
指すものとする。

該木質繊維束は上記のサイズおよび形状により嵩高くな
っているが、その嵩比重は約０．０３〜０．０５ｇ／ｃ
ｄの範囲にある。ここに嵩比重は内径８ａｌ、容積２０
００ｍ１のメスシリンダーに絶乾状態の該木質繊維束を
２０００■ｌ充填して全体の重量を測定し、該全体の重
量からメスシリンダーの重量を差引いて該木質繊維束の
重量を求め、該メスシリンダーの内径に丁度はまる円板
を充填した該木質繊維東上に載置して該円板上に重りを
のせ１ｋｇの重量を該木質繊維束に及ぼした時の該木質
繊維束の容積を測定し、該木質繊維束の重量（ｇ）を該
容積（ｃｄ）で割ることによって求められる。

該木質繊維束を分枝および／または弯曲および／または
折曲させることによって嵩高くせしめるには上記バイン
ダーの膨潤の程度および解繊の程度を調節する。解繊は
例えばグラインディングディスクにより行なわれ、解繊
の程度の調節は該グラインディングディスクのディスク
間隙を調節することによって行われる。

本発明に用いられる硬化性麺機粉体とはセメント、石膏
等の水和反応により硬化する無機粉体。

セメント、石膏等のカルシウム含有無機粉体と珪砂、珪
石粉、シリカヒユーム、シラスバルーン等の珪酸含有無
機粉末との混合物のような珪酸カルシウム反応により硬
化する混合無機粉体、炭酸マグネシウム等の結晶転位に
より硬化する無機粉体等であり１本発明にとって望まし
い硬化性無機粉体はセメントと珪砂のような珪酸含有無
機粉体との混合物であり、該混合物中セメントの含有量
は３０〜７０重量％とされることが望ましい、セメント
と珪酸含有無機粉体とを上記比率に混合することにより
硬化性無機粉体の珪酸カルシウム反応による硬化が非常
に円滑に進むのである。

上記木質繊維束と上記硬化性無機粉体とは混合され無機
質成形体の原料とされる。該原料混合物は乾式製造法の
場合には型板上に散布させるのであるが、該原料混合物
中に上記木質繊維束は通常５〜２５重量％程度添加され
る。

更にパーライト、ベントナイト、高炉スラグ、ライスア
ッシュ、フライアッシュ、珪藻上等の無機充填材１合成
樹脂、合成樹脂発泡体、木片、木粉等の有機充填材が添
加されてもよい、これら成分のうちでパーライトは製品
を軽量化し更に原料に滑性を与えて混合容易とするので
添加成分として望ましいものである。該パーライトは通
常核原料中５〜５重量％含まれる。また硬化性無機粉体
がセメントの場合には塩化マグネシウム、塩化カルシウ
ム、硫酸アルミニウム、水ガラス、アルミン酸塩等の硬
化促進剤等が添加されてもよい。

上記硬化促進剤は通常セメントに対して２〜４重量％添
加される。

上記例示は本発明を限定するものではない。

本発明に用いられる発泡性プラスチックビーズとはプロ
パン、ブタン、ペンタン、石油エーテルのような揮発性
発泡剤を含浸したポリエチレン。

ポリプロピレン、ポリスチレン等の熱可塑性プラスチッ
クのビーズである０本発明では上記原料混合物に該発泡
性プラスチックビーズをそのまま添加してもよいが１通
常は該発泡性プラスチックビーズを９５〜１０５℃程度
に加熱して予備発泡させたものを原料に添加する。該発
泡性プラスチックビーズの添加量は通常原料混合物中０
．５〜５重量％である。該発泡性プラスチックビーズの
添加量が０．５重量％以下であると成形物中の空孔の割
合が低下してインシュレーション性が充分でなくなるが
、５重量％以上になると空孔の割合が過大となって成形
物の強度が低下する。

上記原料混合物は型板上に散布してマット状にされるが
、連続製造法においては上記型板は多数個ベルトコンベ
アー上に載置せしめられる。型板上に散布された原料混
合物は所望なればロール等によって若干押圧され、該マ
ットはそれから水分存在下に圧締硬化され所望の形状に
成形される。

水分添加量は通常上記原料混合物中に３０〜４５重量％
含まれるようにする。圧締条件は通常圧締圧１０〜２０
Ｋｇ／ａＪ、温度６０〜８０℃１時間２０〜３０時間程
度で行われ、加熱は通常蒸気にて行われる。圧締は二つ
の型板間に上記マットを挟圧することによって行われる
が、該型板面には所定の形状、凹凸模様等が施されても
よい。

本発明の無機質成形体は通常板状に成形されるが所望に
よりブロック状等に成形されてもよい。

本発明の無機質成形体は圧締硬化後所望なればオートク
レーブ中にて養生される。養生条件は通常圧力１０〜２
０Ｋｇ／ｃｍ３、温度１６０〜１８０℃、時間５〜１０
時間である。

上記オートクレーブ養生により発泡性プラスチックビー
ズは完全に発泡し、同時に該発泡性プラスチックビーズ
の発泡によって形成されたプラスチック発泡体粒は溶融
してセル中の発泡剤が外界へ逃散し、該プラスチック発
泡体は急速に収縮して無機質成形体内部に多数の空孔が
形成される。

そして該空孔内壁面にはプラスチック発泡体粒に帰因す
るプラスチックコーティング層が形成される。

上記オートクレーブ養生は必ずしも必須のものではなく
、圧締後に常圧加熱によって発泡性プラスチックビーズ
を発泡させ、その後自然養生を行なってもよい、また上
記乾式製造法以外、押出し成形等を適用してもよいし、
成形時に加熱して発泡性プラスチックビーズを成形と同
時に発泡させてもよい。

このようにして本発明の多孔性無機質成形体が得られる
。

〔作用〕

本発明の多孔性無機質成形体に用いられる木質繊維束は
分枝および／または弯曲および／また′は折曲させるこ
とにより嵩高くせしめられているので硬化性無機粉体等
と混合して原料混合物とした状態では該繊維束相互はあ
る程度の距離を介して絡み合うが、該繊維束はパルプ繊
維に比して径が大であるからある程度の剛性を有し糸ま
り状に絡み合うことはなく、このようにして絡み合った
繊維束相互間に該硬化性無機粉体や発泡性プラスチック
ビーズ等が抱き込まれる。上記した該繊維束の剛性はこ
のような繊維束相互間の距離を保持しもって嵩高さを維
持するのに役立つのである。したがってこのような嵩高
状態は成形圧が及ぼされても維持されるから成形時また
は成形後の加熱による発泡性プラスチックビーズの発泡
が繊維束に干渉されることが少なく１発泡が円滑に行な
われるのである。また本発明の多孔性無機質成形体の製
造に乾式製造法を適用した場合、原料混合物は機械的攪
拌等によってほぐすことが可能で、該原料混合物を型板
上に均一に散布することが容易であるし、一方散右後は
上記したように該木質繊維束のある程度の距離を介して
の絡み合いによって硬化性無機粉体や発泡性プラスチッ
クビーズ等の原料成分が抱き込まれ、形崩れせずかつ発
泡性プラスチックビーズが円滑に発泡することが可能な
マットを形成することが出来る。

そして製品においてもマトリクス中で発泡性プラスチッ
クビーズの円滑な発泡によって得られたプラスチック発
泡体にもとづく多孔性と、該木質繊維束の上記のように
繊維束相互がある程度の距離を介して強固に絡み合うと
云う特異的な補強効果が相乗して比重の小さいしたがっ
て軽量でインシュレーション性に富み、しかも高強度な
多孔性無機質成形体を与えるのである。また本発明の多
孔性無機質成形体の製造においては圧締後オートクレー
ブ養生するが、該オートクレープ養生中に該発泡性プラ
スチックビーズの発泡および溶融と該硬化性無機粉体の
硬化反応は殆んど完全に終了する。したがって製品中の
空孔の内壁面には該発泡性プラスチックビーズの発泡溶
融物に帰因するプラスチックコーティングが施され、多
孔でありながら透水性の小さいしたがって耐凍性の高い
製品が得られ、かつ製品において該硬化性無機粉体の硬
化反応が進むことは殆んどなく、該硬化反応に伴う製品
の寸法変化は回避される。

〔発明の効果〕

したがって本発明においては軽量でインシュレーション
性に富み、かつ高強度であり、寸法安定性が極めて良好
な多孔性無機質成形体が得られ。

該多孔性無機質成形体を乾式製造法で製造することが可
能であり、該乾式製造法により均質な製品を得ることが
容易である。更に本発明の木質繊維束は補強効果が大き
いから添加量を２５重量％以下としても充分大きい強度
の多孔性成形体が得られ、したがって不燃性にも優れた
多孔性成形体を得ることが出来る。

〔実施例〕

実施例１−１０ 下記組成を混合機により混合する。

セメント　　　　　　　　　４６重量％珪砂　　　　　
　　　　　　２８　〃 パーライト　　　　　　　　１０　ｎ 木質繊維束　　　　　　　　１０　　ＩＩ発泡性ポリス
チレンビーズ （予備発泡品）　　　　　　　３　〃 硫酸アルミニウム　　　　　　３　〃 上記木質繊維束としては下記の寸法および嵩比重の分枝
および／または弯曲および／または折曲させられたもの
を用いる。

実施例平均径（、、）　　平均長さ（開）嵩比重（ｇ／
ａｔ）１　　０．１０　　　　２０　　　０．０４８２
　　０．５０　　　　２０　　　０．０４６３　　１．
００　　　　２０　　　０．０４２４　　１．５０　　
　　２０　　　０．０３９５　　２．００　　　　２０
　　　０．０３６６　　０．８０　　　　１０　　　０
．０４５７　　０．８０　　　　１５　　　０．０４３
８　　０．８０　　　　２０　　　０．０４２９　　０
．８０　　　　２５　　　０．０４０１０　　０．８０
　　　　３０　　　０．０３８上記混合物に水を添加し
て含水率４０重量％とじた上で下型板上に散布して厚さ
５５間のマットとし、該マット上に上型板を当接してプ
レス成形後に圧力１０　Ｋｇ／　ａｌ　、温度７０℃に
て２５時間圧締硬化を行なう、得られた成形体は厚さ１
５＋ａｍの板状体であり、該成形体はその後オートクレ
ーブ中にて圧力１５　Ｋｇ／　ｃｄ、温度１６５℃にて
７時間養生され、該成形体中の発泡性ポリスチレンビー
ズは発泡し、その後溶融する。

このようにして多孔性の成形体ｌ〜１０を得る。

比較例１〜８ 実施例１〜１０の組成において木質繊維束として下記の
寸法および嵩比重の分枝および／または弯曲および／ま
たは折曲させられたものを用い他は同様にして多孔性の
成形体１１〜１８を得る。

比較例平均径（ｍ、）　　平均長さ（ｍｍ）嵩比重（ｇ
／　ａｌ　）１　　０．０６　　　２０　　　　０．０
５０２　　０．０８　　　２０　　　　０．０４９３　
　２．２０　　　２０　　　　０．０３３４　　２．４
０　　　２０　　　　０．０３０５　　０．８０　　　
　６　　　　０．０４６６　　０．８０　　　　８　　
　　０．０４５７　　０．８０　　　３２　　　　０．
０３８８　　０．８０　　　３４　　　　０．０３６上
記実施例および比較例の散布作業性、マットの形崩れ性
、および成形体１〜１８の比重１曲げ強度および耐凍性
を測定した。その結果を第１表および第２表に示す、な
おマットの形崩れ性はマットを載置した下型板を２Ｃ１
１のストローク、１秒間のサイクルで３回上下動させた
場合のマットの形崩れの有無を調べ、耐凍性はＡ　Ｓ　
Ｔ　Ｍ　Ｃ−６６６Ｂ法により凍結融解試験を行ない３
００サイクル後の成形体の状態を調べる。

散布作業性 良好 良　　好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 はぐれにくい 若干はぐれにくい 良好 良好 良好 良好 若干はぐれにくい ほぐれにくい 第　　１　　表 形崩れ性 な　　し な　　し な　　し な　　し な　　し な　　し な　　し な　　し な　　し な　　し な　　し な　　し 若干あり 若干あり あ　　り 若干あり な　　し な　　し 比重ＣｒＪａｌ） ０．９７ ０．９５ ０．９４ ０．９２ ０．８８ ０．９５ ０．９５ ０．９５ ０．９４ ０．９４ １．０８ １．０２ ０．８３ ０．７７ ０．９４ ０．９４ ０．９３ ０．９３ 第 ※：耐凍性の評価は下記の通りである。

×・・・・・表層脱落発生、Δ・・・・・亀裂発生、０
・・・・・異常なし 上記第１表を参照すると平均径０．１〜２．Ｏｍｍ。

長さ１０〜３０ｍｍの範囲にありかつ分枝および／また
は弯曲および／または折曲させられた木￥を繊維束を用
いた実施例１〜ｌＯは混合物がほぐれ易く散布作業性が
容易であるし形成されたマットの形崩れもなく、乾式製
造法にとっては上記木質繊維束は極めて有用であること
が理解される。一方平均径がＯ、ｌ　ａｍ以下の木質繊
維束を用いた比較例１および２．あるいは平均長さ３０
ｍ■以上の木質繊維束を用いた比較例７および８は木ｌ
Ｒ繊維束の絡み合いが糸まり状になり易く、シたがって
散布作業性に問題を生ずる。また平均径が２　、０　ｍ
ｍ以上の木質繊維束を用いた比較例３および４あるいは
平均長さがｉｏｍｓ以下の木質繊維束を用いた比較例５
および６は木質繊維束の絡み合いが充分でないからマッ
トの強度が劣る。したがって比較例１〜８の木質繊維束
を用いた場合は乾式製造法が適用しにくい。

また上記第２表を参照すると平均径０　、１　ａｍ以下
の木質繊維束を用いた成形体１１および１２は比重が１
以上と大きくなり、また平均径２．Ｏｔ＋ｓ以上の木質
繊維束を用いた成形体１３および１４、あるいは平均長
さがｉｏｍｓ以下の木質繊維束を用いた成形体１５およ
び１６は木質繊維束の絡み合いが不足して曲げ強度が低
下する。更に木質繊維束の平均長さ３０＋ｕｅ以上にな
っても成形体１７および１８の場合のように散布むらが
生ずる結果。

均一組織の成形体が得られず、曲げ強度が低下している
ことが分かる。更に成形体１２においては高比重であっ
ても発泡体が若干つぶれているために耐凍性がや＼劣り
、成形体１３．１４においては低比重であり、内部空隙
率が大で耐凍性に劣っている。

実施例１１ 平均径１．０ｍｍ、平均長さ１８ｍｍ、嵩比重０．０４
０ｇ／ｃｍ３の分枝かっ弯曲した木質繊維束を用いて下
記組成を混合機により混合する。

セメント　　　　　　　　　４８重量％ライスアッシュ
　　　　　　２０　　ＩＩ珪藻土　　　　　　　　　　
１０　〃 木質繊維束　　　　　　　　１５　〃 発泡性ポリスチレンビーズ （予備発泡品）　　　　　　　２　〃 塩化カルシウム　　　　　　　５　〃 上記混合物に水を添加、して含水率３５重量％とじた上
で下型板上に散布して厚さ７５ｍｍのマットとし、該マ
ット上に上型板を当接してプレス成形後に、圧力１５Ｋ
ｇ／ａｔ、温度７５℃にて３０時間圧締硬化を行なう、
得られた成形体は厚さ２０ｍｍの板状体であり、該成形
体はその後オートクレーブ中にて圧力１７Ｋｇ／ａ＃、
温度１７０℃にて８時間養生される。

このようにして多孔性の成形体１９を得る。

比較例９ 実施例１１め組成において木質繊維束を平均径Ｑ、Ｑ８
ｍｍ、平均長さ１８ｍｍ、嵩比重０．０５９ｇ／ｃｍ３
のパルプ繊維７．太さ２デニール、長さ１５■のポリエ
ステル繊維を３重量部の混合繊維に代え、他は同様にし
て成形体２１を製造するが、混合物中にてパルプ繊維お
よびポリエステル繊維が糸まり状に絡み合うので実施例
１１に比し下型板上に混合物を均一に散布することが困
難であった。

比較例１０ 実施例１１の組成において木質繊維束を１０ｍｍ網目を
通過する厚み０．４〜１．０ｍｍ、嵩比重０゜０９５ｇ
／ａＪの木片に代え、他は同様にして成形体２２を製造
する。該木片は混合物中では殆ど絡み合いがないので機
械攪拌によって均一に混合され易くかつ下型板上に混合
物を均一に散布することは容易であった。

試験 上記実施例１１．１２および比較例９．１０のマットの
形崩れ性、および成形体１９〜２１の比重および曲げ強
度を測定した。その結果を第３表に示す。

撒　布形崩れ性　比重　曲げ強度 作業性　　　　　（ｇ／ａｄ）　（Ｋｇｆ／ｃｍ３）実
施例１１　良好　　なし　０．９２　７０（成形体１９
） 比較例９　はぐれ　若干　１．０２　４０（成形体２０
）にくい　あり 比較例１０　良好　著しい　０．９３　２０（成形体２
１） 第３表 第３表によれば実施例１１はマットの形崩れ力１ないが
、比較例９ではポリエステル繊維を混合してもなお若干
の形崩れが認めらる。また実施例１１の成形体は比較例
９，１０の成形体２０．２１と比較すると明らかにより
軽量でより強度が太きＮ。

また成形体２１の機械的強度は極めて弱く殆ど実用には
供することが出来ない、実施例１１と同等の強度、即ち
曲げ強度で７０Ｋｇｆ／ａｄ程度の強度を持たせるため
には木片添加量を３０重量％程度とし、圧締圧力を３０
にｇ／ｃｕｔ程度に上げる必要がある。しかしこのよう
な木片添加量を増加すると成形体の不燃性が劣化し、ま
た圧締圧力を上げると成形体の比重が１．３程度に増加
し重くなり、発泡性プラスチックビーズの発泡も阻害さ
れ、軽量かつ高強度の製品は得られない。

比較例１１ 実施例１の木ｌ！ｔＭＡ維束に代えて、平均径０．１０
ＩＩＩｍ、平均長さ２０！１ｍ、嵩比重０．０５４ｇ／
ｃｊの非分枝直線状木質繊維束を用い、実施例１と同様
にして得た成形体２２は比重１．１６ｇ／ａＪ。

曲げ強度６０Ｋｇｆ／ｃｍ３であり、第２表記載の成形
体１に比して比重は大であるが強度は劣っている。

比較例１２ 実施例５の木質繊維束に代えて、平均径２．３閣、平均
長さ２０Ｉ１１１．嵩比重０．０２８ｇ／ｃｘｊの分枝
および／または弯曲および／または折曲させられた木質
繊維束を用い、実施例５と同様にして得た成形体２３は
比重０．８６ｇ／ｃｘｌ、曲げ強度５６Ｋｇｆ／ｃｄで
あり、第２表記載の成形体５に比して強度が劣っている
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、分枝および／または弯曲および／または折曲させる
   ことによって嵩高くせしめた木質繊維束と硬化性無機粉
   体と、発泡性プラスチックビーズとの混合物を、所定形
   状に成形し、かつ加熱して該発泡性プラスチックビーズ
   を発泡させるとともに該硬化性無機粉体を硬化させるこ
   とを特徴とする多孔性無機質成形体の製造方法 ２、分枝および／または弯曲および／または折曲させる
   ことによって嵩高くせしめた木質繊維束と、硬化性無機
   粉体と、発泡性プラスチックビーズとの混合物を型板上
   に散布してマットとし、該マットを圧締して水分存在下
   に予備硬化させた後、加熱オートクレーブ養生すること
   により発泡性プラスチックビーズを発泡させるとともに
   硬化を進めることを特徴とする多孔性無機質成形体の製
   造方法 ３、該木質繊維束は径が０．１〜２．０ｍｍ、長さが２
   〜３５ｍｍの範囲である特許請求の範囲１または２に記
   載の多孔性無機質成形体の製造方法４、該木質繊維束の
   嵩比重は０．０３〜０．０５ｇ／ｃｍ＾３の範囲である
   特許請求の範囲１または２に記載の多孔性無機質成形体
   の製造方法