JPH10128721A - 無機質体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 補強繊維とセメントマトリックスとの密着性
を高めて無機質体の強度を高くする。 【解決手段】 セメントと補強繊維とを水に分散させて
スラリー１を調製する。このスラリーを模様付き型２の
上に注いだ後プレスして脱水することにより無機質体を
製造する。界面活性剤で処理した補強繊維を用いてスラ
リー１を調製する。補強繊維と水との馴染み性を高める
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として外壁材、
瓦材、外構材等の建築材料に利用される無機質体の製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりセメントとパルプ等の補強繊維
とを水に分散させてスラリーを調製し、このスラリーを
抄造法や押出法等で成形して賦形体を形成し、この賦形
体を養生硬化させることによって板状の無機質体（無機
質板）を製造することがおこなわれている。また表面に
凹凸模様を有する無機質体は、上記賦形体に凹凸模様を
有する模様付き型を押しつけてプレス成形することによ
って形成している。

【０００３】そして最近では特に外壁材に用いる無機質
板において、１０ｍｍ前後の厚みのものよりも２０ｍｍ
前後に厚みを増加させた無機質体が要求される傾向にあ
り、また意匠性を高めるために複雑で深い凹凸模様を有
する無機質体が要求される傾向にあるが、上記の方法で
は表面にクラックが生じるなど無機質体の強度が低くな
るという問題があった。

【０００４】そこで最近では湿式注型成形法で無機質体
を製造することがおこなわれている。この方法は凹凸模
様を有する模様付き型の上にスラリーを注いだ後、この
スラリーを透水性のあるプレス板でプレスして脱水する
と共にプレス板を透してこの上側に排出されるスラリー
からの水を吸引除去して凹凸模様を有する賦形体を形成
し、この賦形体を養生硬化させるようにするものであ
る。このように形成される無機質体は模様付けと同時に
成形もおこなえるので、表面にクラックが生じにくなっ
て強度を高めることができるのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記湿式注型成
形法は抄造法に比べて高濃度のスラリーを用いるため
に、スラリー中に空気を含み易く且つこの空気を脱泡し
にくいものであり、図４に示すようにスラリー１中の補
強繊維１３の表面に微細な気泡１４が付着し、この気泡
１４が補強繊維１３とセメントマトリックスとの密着性
を阻害することによって無機質体の強度を高くすること
ができないことがあった。またスラリー中でセメントと
補強繊維が比重差によって分離して無機質体の強度を高
くすることができないことがあった。さらにスラリーか
らの脱水に時間がかかって成形時間が長くなり、生産性
が低いという問題があった。

【０００６】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、無機質体の強度を高くすることが無機質体の製造
方法を提供することを目的とするものである。また生産
性を高くすることができる無機質体の製造方法を提供す
ることを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の無機質体の製造方法は、セメントと補強繊維とを水に
分散させてスラリー１を調製し、このスラリー１を模様
付き型２の上に注いだ後プレスして脱水することにより
無機質体を製造するにあたって、界面活性剤で処理した
補強繊維を用いてスラリー１を調製することを特徴とす
るものである。

【０００８】また本発明の請求項２に記載の無機質体の
製造方法は、セメントと補強繊維とを水に分散させてス
ラリー１を調製し、このスラリー１を模様付き型２の上
に注いだ後プレスして脱水することにより無機質体を製
造するにあたって、消泡剤で処理した補強繊維を用いて
スラリー１を調製することを特徴とするものである。ま
た本発明の請求項３に記載の無機質体の製造方法は、セ
メントと補強繊維とを水に分散させてスラリー１を調製
し、このスラリー１を模様付き型２の上に注いだ後プレ
スして脱水することにより無機質体を製造するにあたっ
て、スラリー１に分離防止剤を含有させることを特徴と
するものである。

【０００９】また本発明の請求項４に記載の発明は、セ
メントと補強繊維とを水に分散させてスラリー１を調製
し、このスラリー１を模様付き型２の上に注いだ後プレ
スして脱水することにより無機質体を製造するにあたっ
て、スラリー１に凝集剤を含有させることを特徴とする
ものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。本発明の一実施の形態は、界面活性剤で処理した
パルプなどの補強繊維を用いてスラリー１を調製するも
のである（請求項１）。界面活性剤としては繊維湿潤剤
を用いることができ、具体的にはジオクチルスルホサク
シネート、高級アルキルポリグリコール誘導体、高級ア
ルコールサルフェートなどを使用することができるが、
これらに限定されるものではない。処理の仕方は例えば
補強繊維としてパルプを用いた場合は、水にパルプと界
面活性剤を投入し、パルプを解繊しながら界面活性剤と
混合するようにしておこなうものである。

【００１１】界面活性剤の使用量は補強繊維に対して１
００〜５００ｐｐｍに設定する。界面活性剤の使用量が
１００ｐｐｍ未満であれば、補強繊維の表面の気泡を除
去することができず、水への補強繊維の馴染み性を向上
させることができなくなる恐れがあり、また界面活性剤
の使用量が５００ｐｐｍを超えてもあまり効果の向上が
見られず、経済的に不利となる恐れがある。そして界面
活性剤で処理した補強繊維と、ポルトランドセメントな
どのセメントと、その他骨材などを水に分散させること
によってスラリー１を調製することができる。

【００１２】上記スラリー１は図１に示すようなプレス
成形機によって成形される。２は上面に凹凸模様を有す
る模様付き型であって、繊維強化プラスチック（ＦＲ
Ｐ）等で形成されている。３は枠体であって、上記模様
付き型２に隙間なく嵌め込むことができるものである。
４はプレス板であって、パンチングメタルや金網等の透
水性のある材料で形成されている。５はプレス板４を上
下動させるための可動部である。６はサクションボック
スであって、プレス板４の上側に設置されており、この
サクションボックス６の排水口７は真空ポンプなどの吸
引装置に接続されている。

【００１３】このプレス成形機を用いてスラリー１を成
形するにあたっては、まず基台８の上に模様付き型２を
載置すると共に枠体３を模様付き型２の上側から嵌め込
んで模様付き型２を枠体３の下部に嵌合する。次に枠体
３内の模様付き型２の上にスラリー１を注入すると共に
スラリー１の上にナイロン製でアヤ織りのクロス９やメ
ッシュ（金網）１０を設置する。次に可動部５でプレス
板４を下動させてスラリー１をプレス（加圧圧縮）する
ことによって、図１に矢印で示すようにスラリー１中の
水をクロス９とメッシュ１０とプレス板４を透してプレ
ス板４の上側のサクションボックス６内に脱水し、サク
ションボックス６内の水を排水口７から吸引して除去す
る。このようにスラリー１を脱水することによって模様
付き型２の上には模様を有する賦形体が形成されること
になり、これを養生硬化させることによって板状の無機
質体を形成することができる。

【００１４】そしてこの実施の形態では界面活性剤で処
理した補強繊維を用いるので、補強繊維の表面に付着し
ている気泡を除去して水との馴染み性を高くして補強繊
維の分散を高くすることができ、また補強繊維とセメン
トマトリックスの密着性（アフィニティー）を高くする
ことができる。従って比重が大きく強度の高い無機質体
を得ることができる。

【００１５】次に本発明の他の実施の形態を説明する。
この実施の形態では消泡剤で処理したパルプなどの補強
繊維を用いてスラリー１を調製するものである（請求項
２）。消泡剤としては例えばシリコン系、アルコール
系、油脂塩系、高分子系エマルジョン系のもの、脂肪酸
塩をベースにしたものなどを使用することができるが、
これらに限定されるものではない。処理の仕方は例えば
補強繊維としてパルプを用いた場合は、水にパルプと消
泡剤を投入し、パルプを解繊しながら消泡剤と混合する
ようにしておこなうものである。

【００１６】消泡剤の使用量は補強繊維に対して１００
〜７００ｐｐｍ、好ましくは１００〜５００ｐｐｍに設
定する。消泡剤の使用量が１００ｐｐｍ未満であれば、
補強繊維の表面の気泡を除去することができなくなる恐
れがあり、また消泡剤の使用量が７００ｐｐｍを超えて
もあまり効果の向上が見られず、経済的に不利となる恐
れがある。そして消泡剤で処理した補強繊維と、ポルト
ランドセメントなどのセメントと、その他骨材などを水
に分散させることによってスラリー１を調製することが
できる。

【００１７】このスラリー１は図１のプレス成形機を用
いて上記と同様にしておこなうことができる。そしてこ
の実施の形態では消泡剤で処理した補強繊維を用いるの
で、補強繊維の表面に付着している気泡を除去して補強
繊維とセメントマトリックスの密着性を高くすることが
できる。また消泡剤がスラリー１に添加されることにな
って、スラリー１の脱水速度を高めることができ、成形
時間が短くなって生産性を向上させることができるもの
である。

【００１８】次に本発明のさらに他の実施の形態を説明
する。この実施の形態ではセメントと補強繊維と分離防
止剤を用いてスラリー１を調製するものである（請求項
３）。分離防止剤としては例えば水溶性セルロースやセ
ルロースエーテル系の樹脂を使用することができるが、
これらに限定されるものではない。分離防止剤の使用量
はスラリー１中の固形分に対して０．０１〜０．２重量
％に設定する。分離防止剤の使用量が０．０１重量％未
満ではスラリー１中でのマトリックスと補強繊維の分離
を防止することができなくなる恐れがあり、また分離防
止剤の使用量が０．２重量％を超えると、脱水時間が長
くなって生産性が低下する恐れがある。そしてポルトラ
ンドセメントなどのセメントと、補強繊維と、分離防止
剤と、その他骨材などを水に分散させることによってス
ラリー１を調製することができる。

【００１９】このスラリー１は図１のプレス成形機を用
いて上記と同様にしておこなうことができる。そしてこ
の実施の形態ではスラリー１の分離防止剤を含有させる
ので、スラリー１中での補強繊維とマトリックの分離を
防止して補強繊維の分散性を高くすることができ、よっ
て均質な無機質体を形成することができる。次に本発明
のさらに他の実施の形態を説明する。この実施の形態で
はセメントと補強繊維と凝集剤を用いてスラリー１を調
製するものである（請求項４）。この凝集剤は上記界面
活性剤や消泡剤あるいは分離防止剤と併用することがで
きる。凝集剤としては高分子凝集剤、好ましくはポリア
クリルアミド系アニオン凝集剤を用いることができる
が、これらに限定されるものではない。

【００２０】凝集剤の使用量はスラリー１中の固形分に
対して２０〜７０ｐｐｍに設定する。凝集剤の使用量が
２０ｐｐｍ未満ではスラリー１の脱水速度を向上させる
ことができず、脱水時間が長くなって生産性が低下する
恐れがある。また凝集剤の使用量が７０ｐｐｍを超えて
も脱水速度の向上の効果を得ることができず、経済的に
不利となるばかりでなく、凝集が過剰になって逆に脱水
速度の低下を招く恐れがある。

【００２１】このスラリー１は図１のプレス成形機を用
いて上記と同様にしておこなうことができる。そしてこ
の実施の形態ではスラリー１の凝集剤を含有させるの
で、スラリー１の脱水速度を高めることができ、成形時
間（成形サイクル）が短くなって生産性が向上するもの
である。また上記プレス成形において、スラリー１に振
動を加えながら成形することができる。スラリー１に振
動を加える方法としては、図２に示すように基台８に内
蔵させたバイブレーター１１を模様付き型２の下面に接
触させて模様付き型２を振動させる方法を採用すること
ができる。この場合スラリー１の状態を見ながらスラリ
ー１が均一に振動するようにバイブレーター１１の振動
の強さなどを調整するのが好ましい。また図３に示すよ
うに枠体３の外面に超音波振動子１２を設けて超音波で
スラリー１を振動させることもできる。この場合スラリ
ー１中の補強繊維が振動する状態に超音波振動子１２か
ら発生する超音波の強さなどを調整するのが好ましい。

【００２２】そしてこのようにスラリー１に振動を与え
ながら成形することによって、スラリー１中の気泡を除
去（脱泡）することができて補強繊維とマトリックスの
密着性を向上させることができると共にスラリー１中で
の補強繊維の分散を向上させることができ、無機質体の
強度を向上させることができるものである。

【００２３】

【実施例】以下、本発明を実施例によって詳述する。 （実施例１）パルプ（ＮＵＫＰ）をパルパーを用いて水
中で解繊（離解）して２重量％濃度のパルプスラリーを
調製した。この解繊時には水に繊維湿潤剤（界面活性
剤）として東邦化学社製のエアロールＣＴ−１をパルプ
に対して１００ｐｐｍ配合しておいた。このパルプスラ
リーに各種材料と水を配合して、ポルトランドセメント
を３０重量％、珪石粉を４０重量％、パーライトを１０
重量％、上記配合物の硬化体粉砕品（１５０メッシュの
ふるいにかけて下に落ちたもの）を１０重量％、パルプ
を１０重量％含有する２０重量％濃度のスラリー１を調
製した。

【００２４】次にこのスラリー１を図１に示すプレス成
形機を用いて５５ＭＰａのプレス加圧で成形して厚さ２
０ｍｍで含水率３２重量％の賦形体を形成した。この賦
形体を７０℃、１２時間養生硬化させ、次にオートクレ
ーブ中で１７５℃、１０時間養生して無機質体を得た。 （実施例２）繊維湿潤剤の配合量を３００ｐｐｍする以
外は上記実施例１と同様にして無機質体を得た。

【００２５】（実施例３）繊維湿潤剤の配合量を５００
ｐｐｍする以外は上記実施例１と同様にして無機質体を
得た。 （実施例４）繊維湿潤剤の代わりに消泡剤として近代化
学社製のプロナール７５３をパルプに対して１００ｐｐ
ｍ配合する以外は上記実施例１と同様にして無機質体を
得た。

【００２６】（実施例５）消泡剤の配合量を５００ｐｐ
ｍにする以外は上記実施例４と同様にして無機質体を得
た。 （実施例６）消泡剤の配合量を７００ｐｐｍにする以外
は上記実施例４と同様にして無機質体を得た。

【００２７】（比較例１）繊維湿潤剤を用いないように
する以外は上記実施例１と同様にして無機質体を得た。
上記実施例１乃至６と比較例１で得られた無機質体を６
０℃の乾燥機中で６時間乾燥した後、曲げ強度測定と耐
凍結融解性能試験をおこなった。曲げ強度ではＪＩＳ４
号片を用い、荷重速度１ｍｍ／ｍｉｎでおこなった。ま
た耐凍結融解性能試験はＡＳＴＭ−Ｂ法によりおこな
い、２００サイクル後の状態を観察した。結果を表１に
示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１から判るように、実施例１乃至６では
曲げ強度が高く、凍結融解性能試験でもほとんど異常は
見られなかったが、比較例１では曲げ強度が低く、凍結
融解性能試験で表面剥離が発生した。 （実施例７乃至１２及び比較例２乃至４）ポルトランド
セメントを３０重量％と、珪石粉を４０重量％と、パー
ライトを１０重量％と、パルプを１０重量％と、上記オ
ートクレーブ養生硬化体粉砕品（１５０メッシュのふる
いにかけて下に落ちたもの）を１０重量％とを水に分散
させて１５重量％濃度のスラリー１を調製した。このス
ラリー１に表２に示す配合量（固形分に対する量）でア
ニオン性高分子凝集剤（共立有機社製ハイモロックＡＰ
−１０５）と分離防止剤（徳山曹達社製マリンキュー
ブ）をそれぞれ表２で示す量で配合した。

【００３０】次にこのスラリー１を図１に示すプレス成
形機を用いて５５ＭＰａのプレス加圧で成形して厚さ２
０ｍｍで含水率３２重量％の賦形体を形成した。この賦
形体を７０℃、１２時間養生硬化させた後脱型し、次に
オートクレーブ中で１７５℃、１０時間養生して無機質
体を得た。上記実施例７乃至１２と比較例２乃至４にお
いて、プレス成形時の脱水時間を測定した。また上記実
施例７乃至１２と比較例２乃至４で得られた無機質体を
６０℃の乾燥機中で６時間乾燥した後、上記と同様に曲
げ強度測定と耐凍結融解性能試験をおこなった。結果を
表２に示す。

【００３１】

【表２】

【００３２】表２から判るように、凝集剤と分離防止剤
を含有する実施例７乃至１２では脱水時間が短く、また
曲げ強度が高く、さらに凍結融解性能試験でも異常は見
られなかったが、どちらも含まないあるいはどちらか一
方しか含まない比較例２乃至４では脱水時間が長くなっ
たり、曲げ強度が低くなったり、凍結融解性能試験で表
層部の剥がれなどの異常が見られた。

【００３３】（実施例１３乃至２１及び比較例５乃至
７）ポルトランドセメントを３０重量％と、珪石粉を４
０重量％と、パーライトを１０重量％と、パルプを１０
重量％と、上記オートクレーブ養生硬化体粉砕品（１５
０メッシュのふるいにかけて下に落ちたもの）を１０重
量％とを水に分散させて２５重量％濃度のスラリー１を
調製した。このスラリー１に表３に示す配合量（固形分
に対する量）でアニオン性高分子凝集剤（共立有機社製
ハイモロックＡＰ−１０５）と消泡剤（近代化学社製Ｅ
Ｍ３００）をそれぞれ配合した。尚、上記材料の配合は
オートクレーブ配合とした。

【００３４】次にこのスラリー１を図１に示すプレス成
形機を用いて５５ＭＰａのプレス加圧で成形して厚さ１
８ｍｍで含水率３３重量％の賦形体を形成した。この賦
形体を７０℃、１２時間養生硬化させた後脱型し、次に
オートクレーブ中で１７５℃、１０時間養生して無機質
体を得た。上記実施例１３乃至２１と比較例５乃至７に
おいて、プレス成形に要する時間を測定した。結果を表
３に示す。尚、上記実施例１３乃至２１と比較例５乃至
７で得られた無機質体を６０℃の乾燥機中で６時間乾燥
した後、上記と同様に曲げ強度測定と耐凍結融解性能試
験をおこったが差は見られなかった。

【００３５】

【表３】

【００３６】表３から判るように、凝集剤を２０ｐｐｍ
以上含む実施例１３乃至１５や、消泡剤を１００ｐｐｍ
以上含む実施例１６乃至１８では比較例５乃至７よりも
脱水速度が大きく、成形時間が短くなった。特に凝集剤
と消泡剤の両方を含む実施例１９乃至２１の成形時間が
非常に短くなった。

【００３７】

【発明の効果】上記のように本発明の請求項１に記載の
発明は、セメントと補強繊維とを水に分散させてスラリ
ーを調製し、このスラリーを模様付き型の上に注いだ後
プレスして脱水することにより無機質体を製造するにあ
たって、界面活性剤で処理した補強繊維を用いてスラリ
ーを調製するので、補強繊維と水との馴染み性を高める
ことができ、無機質体の強度を高くすることができるも
のである。

【００３８】また本発明の請求項２に記載の発明は、セ
メントと補強繊維とを水に分散させてスラリーを調製
し、このスラリーを模様付き型の上に注いだ後プレスし
て脱水することにより無機質体を製造するにあたって、
消泡剤で処理した補強繊維を用いてスラリーを調製する
ので、消泡剤で補強繊維の表面に付着した気泡を除去す
ることができ、補強繊維とセメントマトリックスとの密
着性を高めて無機質体の強度を高くすることができるも
のである。

【００３９】また本発明の請求項３に記載の発明は、セ
メントと補強繊維とを水に分散させてスラリーを調製
し、このスラリーを模様付き型の上に注いだ後プレスし
て脱水することにより無機質体を製造するにあたって、
スラリーに分離防止剤を含有させるので、スラリー中で
の補強繊維とマトリックスとの分離を防止することがで
き、無機質体の強度を高くすることができるものであ
る。

【００４０】また本発明の請求項４に記載の発明は、セ
メントと補強繊維とを水に分散させてスラリーを調製
し、このスラリーを模様付き型の上に注いだ後プレスし
て脱水することにより無機質体を製造するにあたって、
スラリーに凝集剤を含有させるので、スラリーの脱水速
度を向上させることができ、成形時間が短くなって生産
性が向上するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプレス成形機の一例を示す断面図であ
る。

【図２】同上の他のプレス成形機を示す断面図である。

【図３】同上のさらに他のプレス成形機を示す断面図で
ある。

【図４】スラリー中の補強繊維を示す概略図である。

【符号の説明】

１ スラリー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セメントと補強繊維とを水に分散させて
   スラリーを調製し、このスラリーを模様付き型の上に注
   いだ後プレスして脱水することにより無機質体を製造す
   るにあたって、界面活性剤で処理した補強繊維を用いて
   スラリーを調製することを特徴とする無機質体の製造方
   法。
2. 【請求項２】 セメントと補強繊維とを水に分散させて
   スラリーを調製し、このスラリーを模様付き型の上に注
   いだ後プレスして脱水することにより無機質体を製造す
   るにあたって、消泡剤で処理した補強繊維を用いてスラ
   リーを調製することを特徴とする無機質体の製造方法。
3. 【請求項３】 セメントと補強繊維とを水に分散させて
   スラリーを調製し、このスラリーを模様付き型の上に注
   いだ後プレスして脱水することにより無機質体を製造す
   るにあたって、スラリーに分離防止剤を含有させること
   を特徴とする無機質体の製造方法。
4. 【請求項４】 セメントと補強繊維とを水に分散させて
   スラリーを調製し、このスラリーを模様付き型の上に注
   いだ後プレスして脱水することにより無機質体を製造す
   るにあたって、スラリーに凝集剤を含有させることを特
   徴とする無機質体の製造方法。