JPH0624821A - 繊維補強セメント板の製造方法 - Google Patents

繊維補強セメント板の製造方法

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JPH0624821A
JPH0624821A JP22876791A JP22876791A JPH0624821A JP H0624821 A JPH0624821 A JP H0624821A JP 22876791 A JP22876791 A JP 22876791A JP 22876791 A JP22876791 A JP 22876791A JP H0624821 A JPH0624821 A JP H0624821A
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康敏 加藤
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和男 橋
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明敏 野崎
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    • C04B28/18Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 繊維補強セメント板の製造方法の提供。 【構成】 セメント38〜50重量%、ブレーン値8,000cm2
/g以上のα型石英粉32〜45重量%、フリーネス200 〜50
0ml のパルプ繊維3 〜10重量%、融点150 〜 170℃のポ
リプロピレン繊維0.1 〜1.5 重量%、からなる配合物に
水を添加してミキサーで混練し濃度12〜25%のスラリー
に調整し通水性ベルト上に連続供給し、下面より吸引脱
水して層状のスラリーの含水率を略50%まで脱水し、メ
ーキングロールにさらに脱水しつつ巻き取り、含水率を
略30%とし、所定の厚さにまで積層すれば切開して板状
とし、平板プレスにより予備プレス後脱水プレスして板
状体とし、製品形状に裁断後140 〜177 ℃の条件で10〜
20時間オートクレーブ養生を行うことからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は繊維補強セメント板の
製造方法に関し、詳しくは無石綿配合でありながら石綿
配合に匹敵する強度等の物性を有する繊維補強セメント
板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、建築用板材、屋根材等の板状製品
を繊維補強セメントにより製造することが非常に広く行
われている。この繊維補強セメント板の補強繊維として
は石綿繊維が従来より非常に有利であるとして多用され
てきたが、石綿は公害の原因となることよりその使用の
制限ないしは全廃が強く要請され、石綿に代わる補強繊
維を種々模索する必要が生じた。この石綿に代わる補強
繊維としてガラス繊維、炭素繊維などの無機繊維、ポリ
プロピレン繊維やPVC繊維などの合成繊維、さらには
パルプ繊維や麻繊維などの天然繊維などが種々試みられ
ている。
【0003】
【従来の技術の問題点】しかし、上記繊維のうち、ガラ
ス繊維は耐アルカリ性に問題があり、劣化による強度低
下が著しく、また炭素繊維は非常に高価であるので汎用
製品の補強繊維としては向かず、一方ポリプロピレン繊
維等の合成繊維は一般に耐熱性が悪くオートクレーブに
より高温高圧養生すると熱により劣化し、補強効果が殆
ど失われるといった問題があった。パルプ繊維等の天然
繊維は上述した化学的劣化、熱による劣化が比較的少な
く有望視されているが、パルプ繊維は石綿繊維に対し繊
維自体の強度が劣り、またセメントマトリックスに対す
る密着性も石綿ほどではないので、パルプ繊維のみの添
加で石綿に匹敵する補強効果を得ようとすればかなりの
量(10重量%以上)の添加を必要としセメント製建材の
利点である難燃性が犠牲とされ、またセメント製品の吸
水性等も改善されないので耐凍害性なども低下するとい
った問題があった。
【0004】さらに、製造方法の面から検討すると、パ
ルプ繊維は例えば多量の水中にセメント配合物を投入し
セメントミルクとし、これからセメント成分を抄造して
種膜を得、これをメーキングロールに巻き取って一定厚
さに成層していく抄造法では、パルプ繊維はセメントミ
ルク表面に浮上してしまい、均一添加が困難となり、ま
た丸網等により抄き上げる際に繊維が配向する傾向があ
り縦横で均一な強度を有する板状製品が得難いといった
問題があった。成形ベルト上に乾燥粉末状のセメント配
合物を層状に供給し圧縮ロールにて所定厚さの板材に成
形していく乾式法では、成形ベルトへの供給前に、パル
プ繊維を他のセメント配合物に乾式混合する必要がある
が、混合中にパルプ繊維同志が塊状に絡み合う、いわゆ
る「ダマ」を生じやすく、このような現象が生じるとパ
ルプ繊維の均一混合は達成されなくなる問題があった。
押出成形法においても上述した「ダマ」の問題は余り解
決されず、しかも石綿に見られるような潤滑性がパルプ
繊維ではかなり劣るのでメチルセルロース等の他の押出
助剤を必要とする問題があった。従って、石綿以外の補
強繊維を使用して石綿繊維使用に匹敵する強度の製品を
得るのは非常に困難である問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明は状問題点に
鑑み、石綿を全く使用せず、しかも石綿使用に匹敵する
製造効率及び製品強度を発揮させ得る繊維補強セメント
板の製造方法を開発することを目的としてなされたもの
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】即ち、この発明の繊維補
強セメント板の製造方法は、セメント38〜50重量%、ブ
レーン値8,000cm2/g以上のα型石英粉32〜45重量%、フ
リーネス 200〜500mlのパルプ繊維 3〜10重量%、融点
150〜170 ℃のポリプロピレン繊維 0.1〜1.5重量%、必
要に応じて20重量%以下の乾燥粉末状態に粉砕したドラ
イスクラップからなる配合物に水を添加してミキサーで
混練し濃度12〜25%のスラリーに調整し、該スラリーを
移動する通水性ベルト上に層状に連続供給し、移動中に
前記通水性ベルト下面より吸引脱水して層状のスラリー
の含水率を略50%まで脱水し、該脱水セメント配合物層
をメーキングロールにさらに脱水しつつ巻き取り、含水
率を略30%とし、メーキングロール上で所定の厚さとな
れば切開して板状とし、平板プレスにより予備プレス後
200〜700kg/cm2 の圧力で脱水プレスして板状体とし、
該板状体を製品形状に裁断後 140〜177 ℃の条件で10〜
20時間オートクレーブ養生を行うことを特徴とするもの
である。
【0007】
【作用】この発明において使用される補強繊維はパルプ
繊維と融点の限定された合成繊維のみで石綿は一切使用
しない。石綿を使用しない場合は既述のような製造上或
いは強度上での種々の問題があるが、この発明では上記
強度低下の問題を他のセメント配合との協同により解決
するのである。
【0008】この発明において、セメント及びシリカ分
の配合比率は従来と同じであるが、使用するシリカ分と
してブレーン値8,000cm2/g以上のα型石英粉を使用す
る。ブレーン値を8,000cm2/g以上とするのは、シリカ分
の比表面積を大きくしセメントとの反応性を良くしセメ
ントマトリックスの結合強度を向上させるためである。
またその材質をα- 石英型硅石粉とするのはこの種シリ
カは他のシリカに較べオートクレーブ反応性が高く、ブ
レーン値の限定と相まってセメントマトリックスの緻密
化の確実性を増すためである。
【0009】パルプ繊維は上記したセメントマトリック
スの補強をさらに行うために添加されそのフリーネス値
を 200〜500ml に限定するのは500ml より大きいと繊維
の水切りが悪く後述のスラリーとする時のセメント配合
物の粉体捕集が出来にくくなり、また 200mlより少ない
ものは実験室的な実施ではともかく、経済的な製造は困
難となり現実的で無いことによる。このパルプ繊維の添
加量を 3〜10重量%とするのは 3重量%より少ないと補
強効果が殆ど得られず、また10重量%より多くすると製
品吸水率が高くなり耐凍害性が悪化するからである。
【0010】補強繊維として上記パルプ繊維の他に融点
150〜170 ℃のポリプロピレン繊維を添加するのは、セ
メント組成物の賦形体を養生硬化させる時に、養生温度
により積極的に溶融させ、マトリックス内に繊維痕の空
洞部を形成し同時にその空洞部内面に溶融プラスチック
を付着させることにより耐凍害性を付与することを目的
とする。即ち、溶融痕によりマトリックスを適度な空孔
率とし、さらにその空孔内に水分浸透をし難くするため
である。上記ポリプロピレン繊維の添加量を 0.1〜1.5
重量%とするのは、0.1 重量%より少ないと適度な空孔
率とすることができず、結果として耐凍害性が得られな
い。また 1.5重量%より多くすると溶融による空孔率が
大きくなりすぎ、かえって板材強度が低下する問題を生
じる。上記配合物に対し、必要に応じて乾燥粉砕された
ドライスクラップが添加される。このドライスクラップ
とは成形品を成形した際に生じる切断片などを乾燥して
粉末状態に粉砕したものを言い、資源再利用されるもの
である。
【0011】上記セメント配合物をミキサに投入し、水
を添加の上濃度12〜25%のスラリーに調整する。このよ
うにかなり高濃度のスラリーとするのは、成形ベルト上
に供給するさい、パルプ繊維の浮上または配向を完全に
防止するためであり、この程度の濃度のスラリーであれ
ばパルプ繊維などのように比重の小さいものであっても
均一分散が可能となる。この高濃度のスラリーは攪拌装
置を備えた供給槽より流し出しによって後述の通水ベル
ト上へ層状に供給される。従ってその供給時での繊維の
配向性、偏りなども生じない。
【0012】スラリーは通水性ベルト、例えばフェルト
ベルト上に層状に供給され、このベルトで下面より吸引
脱水ボックス等により水分が吸引脱水される。この脱水
により含水率を略50%までとされ余剰水分が除去され
る。そして物理的に組織が密とされメーキングロールに
所定厚さとなるまで積層巻き取られる。なお、メーキン
グロール上にても内面から吸引脱水が実施され、最終的
に含水率が30%まで下げられる。またメーキングロール
上で脱水を行うから、積層された各層は吸引力及び透過
する水分により層間の密着性が非常に良くされる。
【0013】メーキングロール上で所定厚さとなれば切
開されロールプレスなどでで予備プレス後 200〜700kg/
cm2dの圧力で脱水プレスされる。この高圧プレスにより
各層が完全に密着すると共に、余剰含有水分も脱水され
る。しかるのちに製品形状に裁断後、 140〜177 ℃の温
度条件でオートクレーブにより高温養生が行われる。こ
のオートクレーブ養生によりセメントマトリックスは非
常に高強度に結合反応を生じると共に、組織内に含まれ
るポリプロピレン繊維は溶融して組織内に空孔を生じさ
せる。従って、得られた製品はセメントマトリックスの
結合強度が高く、また組織はパルプ繊維により補強され
た状態となり、両者相まって非常に強度に優れるセメン
ト製品となし得るのである。また溶融プラスチック繊維
痕により空孔率も保持され耐凍害性が付与されるのであ
る。
【0014】
【実施例】次にこの発明の実施例を説明する。
【0015】
【表1】 *比較例4は乾式法、比較例5は抄造法で作られた。
【0016】表1においてα石英型シリカはブレーン値
10,000cm2/g 、スクラップ粉は粒径1mm粉砕したものを
使用した。表1における配合をミキサーに投入し、水を
スラリー濃度16%となるように調整し混練した。このス
ラリーを50m/分の速度に調整したフェルトベルト上に層
状に供給し、フェルトベルト下に配置したサクションボ
ックスにより吸引脱水し、50%の含水率まで脱水して成
層しこれをメーキングロール上に巻き取り、厚さ5mmと
なるまで巻回成層した。なお、このメーキングロール上
に巻き取る際にも吸引を行い、切開時までに含水率30%
とした。ついでこの積層体を切開し平らに延ばし線圧20
kg/cm のロールプレスで予備プレス後、 240kg/cm2×10
秒、 500kg/cm2×10秒、 700kg/cm2×10秒の各条件で最
終プレスを行い、幅45cm長さ93cmの板状に裁断し、この
板状体を4.0atmG×20時間の条件でオートクレーブ養生
を行った。得た製品について縦方向で幅27cmスパン58cm
の曲げ試験行う。その後横方向でJIS 4号曲げ試験を行
う。また吸水率の試験を行った。その結果は表2以下の
表に示す通りである。
【0017】
【表2】 プレス条件 240kg/cm2×10秒のもの
【0018】表2において表中曲げ強度の単位はkg/cm2
を示し、またたわみの単位はmmを示す。 吸水率は、乾
燥状態の板材と4日間水中浸漬した後の板材重量との比
を示す。
【0019】
【表3】 プレス条件 500kg/cm2×10秒のもの
【0020】
【表4】 プレス条件 700kg/cm2×10秒のもの
【0021】表2〜4より明らかなように、本発明の方
法によって得られた板状製品は比較例5に示す石綿配合
のものに較べ殆ど遜色のない強度を発揮することが確認
され、全くの無石綿配合でも石綿配合の製品を凌駕する
強度のセメント板を成形することができることが確認さ
れた。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の方法
は、全くの無石綿配合とするにも係わらず、それぞれの
繊維の特質とセメントマトリックスの結合強度の向上と
を有機的に組み合わせることにより全体として非常に高
強度な板状体を成形することが可能となり、繊維配向の
少ない従って縦横強度比が1に近い板状体を安価に大量
に生産可能となるのである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 16/06 A 18/04 40/00 //(C04B 28/18 18:04 2102−4G 16:02 2102−4G 16:06) 2102−4G (72)発明者 松谷 靖夫 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目2番47号 株式会社クボタ技術開発研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】セメント38〜50重量%、ブレーン値8,000c
    m2/g以上のα型石英粉32〜45重量%、フリーネス200 〜
    500ml のパルプ繊維3 〜10重量%、融点 150〜170 ℃の
    ポリプロピレン繊維 0.1〜1.5 重量%、必要に応じて20
    重量%以下の粉砕したドライスクラップからなる配合物
    に水を添加して混練し濃度12〜25%のスラリーに調整
    し、該スラリーを移動する通水性ベルト上に層状に連続
    供給し、移動中に前記通水性ベルト下面より吸引脱水し
    て層状のスラリーの含水率を31〜50%まで脱水し、該脱
    水セメント配合物層をメーキングロールにさらに脱水し
    つつ巻き取り含水率を30%以下とし、メーキングロール
    上で所定の厚さとなれば切開して板状とし、平板プレス
    により予備プレス後 200〜700kg/cm2 の圧力で脱水プレ
    スして板状体とし、該板状体を製品形状に裁断後 140〜
    177 ℃の条件で10〜20時間オートクレーブ養生を行うこ
    とを特徴とする繊維補強セメント板の製造方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009226906A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 A & A Material Corp 無機質抄造板の製造方法
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US9239511B2 (en) 2014-03-05 2016-01-19 Seiko Precision Inc. Focal plane shutter and optical apparatus
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CN109574580A (zh) * 2018-10-09 2019-04-05 百办好网络科技(上海)有限公司 板材的制造方法及复合板材

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