JPH089163B2

JPH089163B2 - 無機質複合板の製造方法

Info

Publication number: JPH089163B2
Application number: JP62066797A
Authority: JP
Inventors: 俊雄長谷川; 宣吉田; 美徳羽藤; 博文上田
Original assignee: 淺野スレ−ト株式会社
Priority date: 1987-03-20
Filing date: 1987-03-20
Publication date: 1996-01-31
Anticipated expiration: 2011-01-31
Also published as: JPS63231905A

Description

【発明の詳細な説明】 a. 産業上の利用分野本発明は繊維補強した無機質複合板の製造方法に関す
る。特にバインダーとなるセメント量と、繊維の量を少
なくし、石綿を０又は少量にし、セメントの水和反応に
対して不活性な無機質結晶性粉末を配合し、網回転ドラ
ムによって抄き上げ、オートクレーブ養生をしないで、
長さ変化率を極めて小さくし、抄造性，加工性等を改善
した低収縮性の無機質複合板の製造方法に関するもので
ある。

b. 従来の技術セメント板を繊維で補強して抄造し、加圧成形する方
法として、特開昭50−64311,特開昭53−144927が提案さ
れている。

特開昭50−64311はセメント，パルプ，無機材料を主
原料として抄造し、複数枚の生板を重ね合わせて高圧プ
レスをする製造方法に関するものである。この発明にお
いては、繊維量の規定はないが、実施例からみるとパル
プ10部，石綿５部と多く、また長さ変化率も５枚重ねと
して、最も改善した場合に0.14％となっている。

特開昭53−144927は、パルプと必要に応じて加えた石
綿の合計量が10〜12重量％，有機合成繊維0.6〜２重量
％，残部がセメントである原料を抄造して、40〜80kg/c
m²で加圧する製造方法に関するものである。この発明に
おいて、繊維量は10.6〜14重量％，セメントが86〜89.4
重量％と多く、加圧力が40〜80kg/cm²と比較的低圧で製
造されており、曲げ強度230〜300kg/cm²のものが得られ
ている。長さ変化率についての記載はないが、セメント
量の多いことから、かなり大きいものと考えられる。

また特開昭52−35217には、高炉スラグ（水砕スラ
グ）を30〜60重量％含む混合セメントを用いてガラス繊
維強化セメント製品を作る方法が開示されている。この
発明では、高炉セメントなみに水砕スラグの配合量が多
いが、長さ変化率について何等言及していない。しか
し、水砕スラグはセメントと反応して、水和生成物を作
るために、長さ変化率の低減に効果が少ないと考えられ
る。

c. 発明が解決しようとする問題点本発明者らは、繊維補強したセメント板用の繊維とし
て、従来は石綿を主体として用いられていたが、枯渇な
らびに公害の問題上、この石綿量を０かあるいは最少量
として、バルブを主体の繊維として、抄造によって製造
を行った。しかし石綿量を０かあるいは最少量としたこ
と、パルプを主体の繊維としたことで、パルプ自体がボ
ール状に凝集して、分散性が悪く、また固形物の歩留性
が悪く、抄造したシートの表面平滑性が得られず、また
シートの層間の剥離が多く、生産時および製品としたと
きに欠損品が生じることがあった。性状においても長さ
変化率が極めて大きく、曲げ強度等も低下し、加工性も
悪くなった。

またセメントをマトリックスとした板材は長さ変化率
が大きいという欠点があり、そのためにオークレーブ養
生の設備を必要とした。

本発明者らは低収縮な性状を有する無機質複合板の製
造について、以下の問題点の解決を図った。

（１）セメントをマトリックスとし、オートクレーブ
養生を行なわないで、低収縮な無機質複合板を得るこ
と。

（２）石綿量を０かあるいは最少量として、パルプを
主体の繊維として、分散，歩留性，抄造性が良く、曲げ
強度，剥離強度が大である低収縮な無機質複合板を得る
こと。

（３）セメントの水和反応に対して不活性な無機質結
晶性粉末を多量に配合しても、高強度であり、加工性が
高く、かつ低収縮な無機質複合板を得ること。

d. 問題点を解決するための手段本発明者らは、セメントをマトリックスとして、パル
プを主体の繊維として、常圧養生を行って、低収縮な無
機質複合板を得るために鋭意研究を行った。その結果、
セメント量を最少量とし、セメントの水和反応に対して
不活性な、一定の粉末度の無機質結晶性粉末を最多量と
し、さらに繊維を少量とした配合物を主原料とし、これ
を水と撹拌してスラリーとし、網回転ドラムである丸網
抄造機で抄造し、加圧成形し、養生硬化したところ、こ
れによって抄造性が良く、また曲げ強度，剥離強度，加
工性等が高性能に保持され、長さ変化率の小さい製品が
得られるという知見を得、これに基づいて、本発明を完
成した。

すなわち、本発明は、セメント18〜45重量％、セメン
トの水和反応に対して不活性でゲル物質を生成しない炭
酸塩鉱物または酸化鉱物であって、粉末度2,000〜6,000
cm²/gの無機質結晶性粉末80〜45重量％、および繊維２
〜10重量％からなる主原料に水を加えてスラリーとし、
網回転ドラムで抄き上げ、20〜300kg/cm²で加圧成形
し、養生硬化することを特徴とする無機質複合板の製造
方法にかかるものである。

セメントは、主に普通ポルトランドセメントが用いら
れるが、これに限らず、種々のセメントを用いることが
できる。

無機質結晶性粉末はセメントの水和反応に対して不活
性であり、粉末度2000〜6000cm²/gのものがよい。繊維
２〜10重量％は、パルプ0.2〜8.0重量％，石綿０〜8.0
重量％の組み合わせを主体とし、好ましくはパルプ0.3
〜5.0重量％，石綿０〜5.0重量％の組み合わせを主体と
して、さらにその他の繊維を配合したものである。

セメントおよび無機質結晶性粉末の配合割合は、セメ
ント18〜45重量％および無機質結晶性粉末80〜45重量％
である。セメント量が18重量％より少ないと、この製造
方法によっても曲げ強度，剥離強度および加工性等が低
く実用的な板材になり得ない。またセメント量が45重量
％を越えると抄造性が悪く、長さ変化率が0.15％以上と
大きくなり、本発明の目的を達成できない。

無機質結晶性粉末の量はセメント量による特性と表裏
一体の関係にあり、すなわち無機質結晶性粉末が45重量
％より少ないと、抄造性が悪く、長さ変化率が大きくな
り、また80重量％を越えると、強度および加工性等が低
下することとなる。

セメントの粉末度は長さ変化率低減の目的から、2500
〜4000cm²/gであることが好ましく、これに適合する各
種のポルトランドセメントが用いられる。

無機質結晶性粉末はセメントの水和反応に対して不活
性な物質、例えば炭酸塩鉱物、酸化鉱物等であり、その
粉末度2000〜6000cm²/g,粒度297μふるい残分10％以下
〜44μふるい残分60％以下である。具体的には炭酸カル
シウム，炭酸マグネシウム，ドロマイト，蛇紋岩，タル
ク，γ型珪酸二石灰，アルミナ，ムライト，シャモッ
ト，ワラストナイト，マイカ，その他の鉱物粉末等であ
り、また珪石，フライアッシュにおいては可溶性成分が
50％以下のものが用いられる。これらの無機質結晶性粉
末は一種類あるいは二種類以上が併用して用いられる。

セメントは水和するとゲル物質を生成し、このゲル物
質が硬化体の曲げ強度，剥離強度を増進するが、それと
共に長さ変化率も大きく増大する欠点が生じる。そこで
曲げ強度，剥離強度を保持して長さ変化率を低減するた
めに、無機質結晶性粉末としては、不活性でゲル物質を
生成しないものを用いる。また粉末度は粗いと分散性が
悪く、長さ変化率低減に効果が少なく、加工性に劣り、
細か過ぎると歩留性が悪く、曲げ強度，剥離強度の低下
をきたすこととなる。そこで、粉末度は2000〜6000cm²/
gが適当である。

ここでは非晶質物質，反応性の高い結晶粉末物質、例
えば水酸化鉱物，珪酸塩鉱物，硫酸塩鉱物，硫化鉱物等
および粉末度7000cm²/g以上の微粉末等の反応性の高い
粉末は用いることができない。これら反応性の高い粉末
としては水砕スラグ，ガラスカレット粉末，水酸化マグ
ネシウム，消石灰，生石灰，酸化マグネシウム，β型珪
二酸石灰，粘土類，石膏，シリコンダスト，珪藻土およ
び50％以上の可溶性成分を含むフライアッシュ等があげ
られる。ただしこれらの粉末類も長さ変化率に影響しな
い範囲で抄造性の改善，板材の比重の改善等に用いるこ
とができる。その量は約10％以下程度である。

なお、無機質結晶性粉末の１〜20％を粉末度2000cm²/
g以下のワラストナイト，マイカの粗粉粒末で置換え、
あるいは軽量化のためにパーライト，焼成蛭石等を置換
えて用いることができる。

繊維配合は２〜10重量％であり、繊維としてはパルプ
0.2〜8.0重量％，石綿０〜8.0重量％の組み合わせを主
体とし、好ましくはパルプ0.3〜5.0重量％，石綿０〜5.
0重量％の組み合わせを主体として、さらにその他の繊
維を配合する。

石綿はセメント板の製造において、分散，歩留，抄造
性に有効であり、また性状的にも曲げ強度，剥離強度，
長さ変化率等の性状の向上に有用な繊維であるが、枯渇
ならびに公害防止上、上記の範囲とした。パルプを主体
とすると、抄造時にパルプがボール状となり、分散，歩
留，抄造性および板材の剥離強度，燃焼性，長さ変化率
の性状が悪くなる。しかしパルプ量を上記の範囲とし、
無機質結晶性粉末を上記の割合で配合することで、これ
らの問題点を解決することができた。

パルプは時によって叩解して用いられ、その叩解度は
繊維配合割合によって異なるが、石綿と併用する場合、
カナダ標準フリーネス（csf）800〜500mlであり、パル
プ主体のときは700〜200mlである。パルプの叩解度は抄
造性，性状によって定められるが、カナダ標準フリーネ
スが細か過ぎると、長さ変化率が大きくなる。

上記の配合を基本とすることで、製造時の歩留性，抄
造性，生産性および表面平滑性が確保でき、曲げ強度，
剥離強度および長さ変化率を高性能とすることができ
た。

パルプや石綿とともに配合されるその他の繊維として
は、ガラス繊維耐アルカリガラス繊維，炭素繊維，ポリ
アミド，ポリプロピレン，ポリビニールアルコール，ポ
リエステル，ポリエチレン，アクリル等が用いられる。

上記各繊維は適当な長さに切断したものを用いること
ができる。例えば５〜10mmの長さに切断する。

上記原料に３〜15倍量の水を加えてパルパーで撹拌し
て均一分散したスラリーとし、チェストで撹拌物の均質
化を行い、このスラリーを金網（55mesh）で形成された
複数個の回転ドラム（１個の回転ドラムによる抄に厚さ
0.1〜0.2mm）による丸網抄造機で抄造してシートとし、
このシートを加圧成形して、養生硬化を行い、硬化後に
必要に応じて乾燥を行い、規準寸法に裁断して製品とす
る。シートの裁断片および製品スクラップはリサイクル
される。

シートを加圧する圧力は20〜300kg/cm²である。加圧
力が20kg/cm²以下では長さ変化率の低減効果がなく、ま
た曲げ強度，剥離強度も低いものとなる。加圧力が300k
g/cm²以上になると長さ変化率の低減の効果は頭打ちと
なり、曲げ強度，剥離強度の増加も全くなくなり、逆に
加工性が劣ることとなる。この圧力の範囲は、セメン
ト，無機質結晶性粉末，および繊維量を特定した配合お
よび製造方法と組合わせることによって、効果が発揮さ
れるものである。

また抄造時の分散，歩留性を向上するために、抄造用
の水として、温度25〜40℃,pH9〜13のものが用いられ
る。

養生は常圧養生で行われる。この時の温度は20〜80℃
位である。セメント板を積み重ねて自然養生すること
で、セメントの水和熱によって50〜60℃位となる。

この製造方法によって曲げ強度，剥離強度，加工性等
の性状は高性能を保持し、長さ変化率の小さい製品を得
ることができた。

本発明の方法では、セメント量を最少量にしたが、こ
れによってセメントの水和によって生成するゲル物質の
量を曲げ強度および剥離強度を確保するのに必要な限度
として、ゲル物質の挙動による長さ変化率の増大を抑え
ることができた。

また無機質結晶性粉末の種類，量および粉末度を限定
することによって、ゲル物質をバインダーとして無機質
結晶性粉末の粒子を最少量で覆って接着させ、必要な性
能を得た。

繊維としてパルプ量を多くすると長さ変化率が大きく
なり、燃焼し易くなるので、パルプ量を減じ、また加圧
成形することで、板材の密度を増加して長さ変化率およ
び燃焼性を改善した。

また、原料配合物を均一分散させ、丸網抄造機で抄造
し、加圧成形することで、板材中にセメントをバインダ
ーとして均一に分散させて無機質結晶性粉末粒子を覆
い、また少ない繊維を均一に分散させて、曲げ強度等の
機械的性状，長さ変化率および燃焼性などを最大限に改
善することができた。

また、板材中にセメントによるアルカリ分が極めて少
なくなり、表面の平滑度，分散度が高く、ペイント仕上
げ等の化粧性に優れた性能が得られた。

e. 実施例実施例11〜14,比較例１〜10 配合原料の合計量に対して３倍量のセメント系の循環
水（pH12.4,温度28℃）に、繊維類，無機質結晶性粉
末，セメントの順序でパルパーに投入して15分間撹拌を
行い、均一に分散したスラリーとする。このスラリーを
チェストを遠し、固形分濃度1/10に希釈し、55mesh金網
回転ドラムで１枚の抄き厚さが0.2mmのフィルムとし、
該フィルムを積層し、メーキングロールで所定の厚さに
巻取ってシートとした。このシートをプレス機で加圧成
形し、約厚さ6mmとした。加圧成形後のシートを50枚重
ね合わせて２週間の養生を行い、その後に乾燥，裁断を
行って、各々の試験を行った。

比較例についても同様に製造および試験を行った。原
料配合および試験結果を表−１および表−２に示す。表
−１および２において、実施例１〜３および比較例１〜
２は石綿，繊維量を一定としてセメント量を変えた場合
の配合および結果を示す。実施例４〜８および比較例３
〜６は無機質結晶性粉末の種類等を変えた場合の配合お
よび結果を示す。実施例９〜10および比較例７〜８は無
機質結晶性粉末の粉末度を変えた場合の配合および結果
を示す。実施例11〜14および比較例９〜10は成形圧力を
変えた場合の配合および結果を示す。

使用原料セメント：日本セメント製アサノ普通セメント粉末度3350cm
²/g パルプ：晒パルプ（石綿系csf750ml）（パルプ系csf350ml）耐アルカリガラス繊維：日本電気硝子製チョップドストランド6mm ビニロン繊維：クラレ製 6mm 石灰石粉：日本セメント製アサノ排脱タンカル 297μふるい残分2.8％、44μふるい残分41.2％ドロマイト，他：市販品 297μふるい残分4.5％以下、44μふるい残分50％以下本発明における試験方法は次の通りである。

粉末度： JIS R5201「セメントの物理試験方法」の比表面積試
験によって測定。

比重： JIS A5418石綿セメントけい酸カルシウム板に準拠。（J
ISにおけるかさ比重を略称す）曲げ強度： JIS A5418石綿セメントけい酸カルシウム板に準拠。
（JISにおける曲げ強さを示す）長さ変化率： JIS A5418石綿セメントけい酸カルシウム板に準拠。

剥離強度：５×5cmの板を厚さ方向に引張り、板体内の層間の強
度を測定。

熱伸縮率：長さ40mmの試験体を1010℃,2時間加熱後の伸縮率。

加工性：釘打ち，鋸引きの官能試験による評価。

◎ 良好 ○ ほぼ良好 △ かなり悪い × 悪い表面平滑性：試験片 50×40cmを目視観察して評価。

◎ 良好 ○ ほぼ良好 △ 一部に凹凸が有り × 全体に凹凸が有り分散性：回転ドラムで抄造する際のバット中にて、原料スラリ
ーの分散状態を目視観察して評価。

◎ 良好 ○ ほぼ良好 △ 一部に凝集が有り × 全体に凝集が有り排水濃度：回転ドラムからの排水をメスシリンダーに200cc採取
し、静置30分後の固形分の沈降体積を測定。

f. 発明の効果セメントをマトリックスとして、セメント量を最少量
として、無機質結晶性粉末を最多量に配合し、石綿量を
０かあるいは最少量として、パルプを主体の繊維とした
原料配合物をスラリーとし、丸網抄造機で抄造し、加圧
成形し、常圧養生して製造する方法によって製品を得
た。これによる効果は以下の通りである。

（１）セメントをマトリックスとして、またパルプを
主体として、オートクレープ養生をすることなく極めて
小さい長さ変化率の板材を得ることができた。

（２）セメントを少量とし、無機質結晶性粉末を多量
に配合して、曲げ強度，剥離強度，熱伸縮率および加工
性等が高性能である板材を得ることができた。

（３）繊維としてパルプを主体として、無機質結晶性
粉末を多量に配合することで、分散性，歩留性等の抄造
性を向上することができた。また表面平滑性も同様に向
上することができた。

（４）セメント量を最少量とすることで、セメントの
初期水和が低減され、スラリーの粘性の増加がなくな
り、抄造速度が向上した。

（５）セメント量を最少量とすることで、セメントに
起因するアルカリ分を大幅に低減でき、耐アルカリガラ
ス繊維の長期の劣化を防ぐことができた。またアルカリ
分の低減によって、ペイント仕上げ等の表面化粧性が向
上した。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメント18〜45重量％、セメントの水和反
応に対して不活性でゲル物質を生成しない炭酸塩鉱物ま
たは酸化鉱物であって、粉末度2,000〜6,000cm²/gの無
機質結晶性粉末80〜45重量％、および繊維２〜10重量％
からなる主原料に水を加えてスラリーとし、網回転ドラ
ムで抄き上げ、20〜300kg/cm²で加圧成形し、養生硬化
することを特徴とする無機質複合板の製造方法。
【請求項２】繊維２〜10重量％が、パルプ0.2〜8.0重量
％、石綿０〜8.0重量％の組合せを主体とする特許請求
の範囲第（１）項に記載の無機質複合板の製造方法。
【請求項３】繊維２〜10重量％が、パルプ0.3〜5.0重量
％、石綿０〜5.0重量％の組合せを主体とする特許請求
の範囲第（１）項に記載の無機質複合板の製造方法。