JPS582192B2 - 不燃建材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は不燃建材の製造方法に関し、珪酸カルシウム
を母体とする不燃建材の製造方法に関する。

従来、セメント等の水硬性無機質原料を水の添加下で板
状に成形し、この未硬化板状体を養生することにより不
燃建材を製造することが広く行われている。

特に、セメントを石灰質分とし、この石灰質分に、珪酸
質分としての珪砂を、ＣａＯ／ＳｉＯ２モル比が０．５
〜１．０になるように混合した原料を使用し、かつ養生
に、高温加圧水蒸気を使用した（オートクレイプ養生）
場合は強靭な珪酸カルシウム結晶の生成があり、強度の
大なる建築用板を得ることができる。

この場合、通常、骨材が２０〜６６０重量％の割合で混
合される。

ところで、上記のようにして製造される不燃建材には一
般に石綿が添加され、この石綿により建材の強度向上を
大幅に図ることが行われる。

しかしながら、最近においては、石綿資源の枯渇のため
、石綿のコストアップ、入手難が著しく、石綿の使用が
困難となりつつあり、石綿に代る繊維の使用、あるいは
石綿の省略が検討されている。

ところで、上記不燃建材における石綿の果す機能につい
て考察して見ると、硬化された不燃建材の強度向上に寄
与することは言うまでもないが、例えば、乾燥原料をベ
ルトコンベア上に散布し、この散布原料を均らしロール
により層状になし、この層に水を浸透させ加圧ロールに
より圧縮成形するいわゆる乾式法に依り建材を製造する
場合、上記石綿は、原料への水の浸透性を促進する、未
硬化板状体をベルトコンベアから取出す際に未硬化板状
体の亀裂を防止するといった効果がある。

従って、石綿に代え繊維を使用する場合、上記機能を十
分におぎない得る繊維を使用する必要がある。

このような観点に立って、石綿を全く使用せず、しかも
、石綿を使用した場合と同等、又はそれ以上の保形性、
強度性を有する不燃建材の製造方法を、本願出願人は先
に提案した。

即ち、層状原料に対する水分の浸透性賦与は骨材の粒子
径の調整により行い、未硬化板状体への強度付与は、石
綿に代えて、パルプと合成繊維の添加に委ね、高温高圧
養生を行うことにより十分な強度を得るように構成した
ものである。

しかしながら、上記手段による場合、全く石綿を使用し
ていないことに起因する透水性の低下及び水登り距離の
増加がやや見られ、又、これと関連して凍害抵抗性の低
下が見られるといつた問題が生じた。

これは、製造工程時における乾燥した層状原料に対する
水の浸透性賦与に骨材の粒子径の調整を行ったこと、及
び、例えわずかであっても混入された合成繊維がオート
クレイプ養生時に溶融するため、この部分に空洞ができ
ることなどが原因であると考えられる。

この発明は、上記に鑑み、透水性及び水登り距離にも優
れた不燃建材を得ることを目的としてなされたものであ
って、４メッシュの篩を全通し、２００メッシュの篩に
対する非通過量が５％以内である細骨材を２０〜６０重
量％、パルプを１．０〜７．０重量％、有機合成繊維を
０．０５〜２．０重量％、ＣａＯ／ＳｉＯ２モル比が０
．５〜１．０の範囲内である、セメントと珪砂との混合
物を残部とされた組成物１００重量部に対し、ブレーン
値 １０００ｃｍ２／ｇ、見掛比重０．３〜０．８の鉱物粉
３〜２０重量部を添加して成る原料を走行ベルトコンベ
ア上に散布し、該散布層を、水の浸透下でロールにより
圧縮成形し、この成形体をベルトコンベアから取出して
オートクレイプにより養生することを特徴とするもので
ある。

本発明において、セメントには普通ポルトランドセメン
トを使用する。

珪砂には純度９０５以上でプレーン値が２０００〜４０
００ｃｍ２／ｇのものを使用する。

セメントのＣａＯと珪砂のＳｉＯ２とのモル比；ＣａＯ
／ＳｉＯ２を０．５〜１．０に限定した理由は、０．５
以下では硬化後の板材に十分な強度を賦与できず、１．
０以上では硬化体中に多量に石灰分が遊離石灰として残
存し、エフロレツセンスの発生原因となるからである。

骨材の粒子径を、４メッシュ全通で、かつ、２００メッ
シュの非通過量を５％以下に限定した理由は（篩はＪＩ
Ｓ Ｚ８８０１規定の標準フルイによる）、２００メッ
シュの細かい骨材が多量になると散布原料層における水
分の浸透性が低下して、成形体に、硬化反応に必要な水
分を含水させることができなくなるためであり、４メッ
シュ以上の大きな骨材では、成形体表面の凹凸が顕著に
なって建材表面の外観低下が避けられないためである。

骨材の平均粒子径は５００μｍ〜１０００μｍであり、
硬質砂岩、硬質石灰石、玄武岩、安山岩を原石とするも
のの一種又は二種以上の混合物が使用される。

本発明において、有機合成繊維を添加する理由は、未硬
化成形体に所望の曲げ強度を賦与し、該成形体をベルト
コンベアから取出すときに、成形体の曲げ破断を防止す
るためである。

有機合成繊維の添加量を０．０５〜２．０重量５に限定
した理由は、０．０５重量％以下では、上記の曲げ補強
効果が不十分であり、２．０重量％以上では養生がオー
トクレイプ養生であるから、この養生時の有機合成繊維
の溶融による建材の多孔化が顕著となり、ＡＳＴＭＣ−
６６６に準じる凍結融解試験に合格困難となるためであ
る。

有機合成繊維には、繊維径：１．０ｄ〜１０ｄ、繊維長
：５〜２０ｍｍのポリプロピレン繊維が使用される。

繊維径１．０ｄ以下の有機合成繊維は工業的に生産困難
であり、１０ｄ以上では、強度が小である。

繊維長５ｍｍ以下では、上記した未硬化板状体に対する
曲げ補強効果が少なく、２０ｕ以上では繊維の塊状化が
顕著となり、原料への均一混合が困難になる。

本発明においてパルプを添加する理由は、未硬化成形体
に耐クラツク性を賦与し、該成形体をベルトコンベアか
ら取出すときに成形体でのへアークラックの発生を防止
するためである。

パルプの添加量を１．０〜７．０重量％に限定した理由
は、１．０重量％以下では、上記のへアークラック防止
効果が不十分であり、７．０重量％以上では、硬化建材
におけるＪＩＳＡ１３２１の難燃性試験一級合格が困難
となるためである。

パルプには、パルブスラリー（針葉樹、広葉樹のリグニ
ン、樹脂分をソーダ法、亜硫酸法、サルフエート法、塩
素法等により溶解除去して繊維状細胞物質としたパルプ
スラリー）を抄造した市販のシートを１０％以下に乾燥
し、これを高速回転ハンマーの衝撃で粉砕したものを使
用する。

このパルプの中心繊維長は１．０〜５．５ｍｍであり、
中心繊維巾は０．０２〜０．０４ｍｍである。

本発明において、使用される鉱物粉としては珪藻土、カ
オリン、ベントナイトなどの一種又は二種以上が使用さ
れる。

この鉱物粉は、成形体の密度を高くするために添加され
るものであるから、微粒子状とされたものが好ましく、
ブレーン値が１００００ｃｍ２／ｇ程度にまで微細とさ
れたものが望ましい。

又、この鉱物粉の見掛比重を０．３〜０．８とした理由
は、０．３以下であると、乾燥材料に鉱物粉を添加して
混合する際、軽すぎて完全な混合状態とすることが困難
となり、又、０．８以上とすると、建材の全重量が増加
し、軽量建材が得難くなるからである。

又、鉱物粉の添加量をこれ以外の組成物１００重量部に
対し、３〜２０部とした理由は、３重量部より少ないと
透水性の少ない建材を得るのが困難となり、又２０重量
部より多いと、未硬化成形品を成形する場合に供給され
る水の浸透性が低下し、均一な材質及び強度を有する建
材を得がたくなり、又仮に水を完全に均一に混合し得て
もでき上った建材に十分な強度を賦与し難くなるからで
ある。

本発明において、オートクレイプ養生はセメントと珪砂
とを水熱反応させて珪酸カルシウム結晶を生成させ得る
ことが条件である。

具体的には４〜８気圧の飽和水蒸気を使用して５〜１０
時間の養生を行う。

図面は本発明において使用する製造装置を示している。

図において、１はベルトコンベアである。

２ａは第１フラフボックスであり、原料コンベア３ａか
ら連続的に投入される原料Ａ１が羽根付きロール４ａで
撹拌されてベルトコンベア１上に堆積される。

この堆積原料は、スパイクロール５ａにより均らされ、
次いで穴あきロール６ａの圧縮で均らし層中の空気が脱
気される。

上記第１フランボックス２ａによる原料供給量は、最終
全原料の５０〜７０％である。

７はシャワー又はフローコータ等の絡水装置であり、穴
あきロール６ａを通過した原料層が、との絡水装置７か
らの散水により５〜１５％の含水率で湿潤される。

２ｂは第２フランボックスであり、原料コンベア３ｂか
ら連続的に投入される原料Ａ２が、上記の湿潤原料層上
に前記と同様にして羽根付きロール４ｂ、均らしロール
５ｂ並びに穴あきロール６ｂ等により層状に形成される
。

第２フラフボックス２ｂからの原料供給量は、最終板全
原料の５０〜３０％である。

８はウオータボックスであり、カーテン状の布８１を有
し、水がこの布を伝って垂れ流される。

第２フランボックス出口の穴あきロール６ｂを通過した
原料層は、ウオータボックス８の布８１に接触し、布８
１を垂れ流れてくる水で湿潤されて、５〜１５％の含水
状態とされる。

次いでバツクロール９により圧縮され、更にロールカッ
ター１０で定尺切断される。

１１はベニヤ散布容器であり、定尺切断された未硬化成
形板がミドルロール１２で更に圧縮さね、その表面にベ
ニヤ散布器１１からのベニヤ（べんがらを主とする着色
材）が散布される。

１３はグラニュール散布容器であり、ベニヤ散布成形板
がフロントロール１４で再度圧縮されその表面にグラニ
ュール散布容器１３からのグラニュール（着色珪砂）が
まばらに散布される。

この散布粒体はグレンロール１５によってベニヤ層に埋
着される。

而るのちは、未硬化成形板がベルトコンベアから取出さ
れ、必要に応じて１〜３日の自然養生が行われる。

この自然養生は、板材を製品形状（例えば瓦の形状）に
打ち抜くときに必要な強度を板材に賦与するためであり
、例えば板材のときは省略される。

最後にオートクレイプ内に搬入され、未硬化成形体が高
温加圧の水蒸気で養生される。

上記において、原料層への水分の浸透は、原料中の骨材
に粒子径が比較的大きく、かつ、粒子径にばらつきの少
ないものを使用しているから、スムースに行われ、硬化
反応に過不足のない水分を与えることができる。

更に、未硬化体はパルプ並びに合成繊維を含有し、耐亀
裂性、並びに耐曲げ破断性に秀れているから未硬化体を
ベルトコンベアから取出す際に、ヘアークラック、曲げ
破断等が未硬化体に発生することもない。

更に、硬化建材にパルプが含まれていても、パルプ量が
限定されているから、硬化建材は、ＪＩＳＡ１３２１の
難燃性試験に一級で合格する。

又、硬化建材においては、養生時での合成繊維の溶融の
ために多孔化が避けられないが、合成繊維量が限定され
ていること、及び鉱物粉を混入していることによる材質
の緻密化と相俟って、きわめて少ない透水性あるいは水
登り距離を示し、ＡＳＴＭＣ−６６６の凍結融解試験に
対し、３００サイクル経過後でも、７５〜８０％の強度
を有し従来例のものに対し優れた強度を発揮する。

現に下記の原料配合について資料を作成し、ＪＩＳＡ１
３２１の難燃性試験を行ったところ全て一級に合格し、
又、第２図イに示すように、資料片Ｗ上に、水を封入し
たカップ体Ｏをふせることにより行う透水性試験及び第
２図ロに示すように資料Ｗの一部を水中に浸し、勾配を
３／１０に保持して行う水登り試験の結果も下表に示す
とおり、鉱物粉を用いないものに比し、いずれも透水性
及び水登り距離の少ない値を示し、吸水性が低いことが
確かめられた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明において使用する製造装置の概念図、第
２図イ図及びロ図は試験方法を示す説明図である。 図において、Ａ１，Ａ２は原料、１はベルトコンベア、
２ａ，２ｂはフランボックス、３ａ，３ｂは原料供給コ
ンベア、４ａ，４ｂは羽根付きロール、５ａ，５ｂは均
らしロール、６ａ，６ｂは穴あきロール、７は散水装置
、８はウオータボックス、９は加圧ロール、１０はロー
ルカッター、１２，１４並びに１５は加圧ロールである
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ４メッシュの篩を全通し、２００メッシュの篩に対
   する非通過量が５係以内である細骨材を２０〜６０重量
   ％、パルプを１．０〜７．０重量％、有機合成繊維を０
   ．０５ 〜２．０重量％、ＣａＯ／ｓｉＯ２モル比が０
   ．５〜１．０の範囲内である、セメントと珪砂との混合
   物を残部とされた組成物１００重量部に対し、ブレーン
   値１０００ｃｍ２／ｇ、見掛比重０．３〜０．８の鉱物
   粉３〜２０重量部を添加して成る原料を走行ベルトコン
   ベア上に散布し、該散布層を、水の浸透下でロールによ
   り圧縮成形し、この成形体をベルトコンベアから取出し
   てオートクレイプにより養生することを特徴とする不燃
   建材の製造方法。