JPS59131551A - 無機硬化体の製法 - 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】 ［技術分野］ この発明は、建築材料として用いられる無機硬化体の製
法に関する。さらに詳細には、抄造にあたり１９石綿を
使用しないで抄造体を得るセメント系無機建材等無機硬
化体の製法に関するものである。

［背景技術］ 従来よりセメントを結合材とし石綿を補強材として含ま
せるようにした無機硬化体が広く使用されている。石綿
を補強繊維として用いるようにすると、無機硬化体に対
する補強効果が著しくなるとともに、ハチニック抄造方
式等の大量生産に適した抄造法により無機硬化体をつく
るのが可能になるからである。この方法では、原材料を
ふくむスラリーをハチニック抄造機等の抄造機で抄き上
げ、得られた賦形体を養生して無機硬化体を作るように
する。その際、石綿を原材料の固型分基準で５重量％以
上用いると抄き上げが可能となる。

しかしながら、石綿を使用する上で石綿公害を引き起こ
す恐れがあり、これから先も石綿を使用し続けることは
、社会環境を守る上で問題となる。

その為、近年、石綿を含まない無機硬化体の研究がさか
んに行われている。その−例として、石綿の代わりにパ
ルプを含ませるようにした無機硬化体があり、現在すで
にその製品が市場に出廻っている。しかし、この無機硬
化体には、次のような欠点があり、一般の建築材料とし
て用いるのには不適当であった。すなわち、不燃性でな
いという欠点である。抄造法によりこの無機硬化体を作
るには、原材料の固型分基準で５重量％（以下、すべて
原材料の固型分基準で表す）以上のパルプを使用する必
要があるが、このように多量のパルプを使用すると、得
られた無機硬化体が不燃性でなくなるのである。また、
強度特に吸水時の強度が不充分であるという欠点もあっ
た。

現在、石綿の代替繊維としてパルプ以外に、ガラス繊維
、カーボン繊維、鋼繊維、ウオラストナイト等の無機繊
維、ビニロン、アクリル、ポリエチレン等の有機繊維等
も種々検討されているが、いずれも、１本の繊維の太さ
が石綿に比し太く、石綿のようにセメントとのなしみが
良くなく、単独で使用されるに至っていない。

［発明の目的］ 前述したような事情に鑑み、この発明は、石綿を使用す
ることなく、不燃性でしがも強度が高く、その上抄造法
により大量生産出来る無機硬化体の製法を提供すること
を目的とする。

［発明の開示コ 発明者らは研究を重ねた結果、短く切断することなく叩
解フィブリル化したパルプをうまく使用することにより
、不燃性でしかも強度の高い硬化体を抄造法により大量
生産出来ることを見い出し、ここにこの発明を完成した
。

すなわち、針葉樹、広葉樹等のバージンパルプをＰＦＩ
ミル、シングルディスクリファイナ−。

ダブルディスクリファイナ−等の叩解機の叩解条件をう
まく設定することにより、繊維長１７７ミクロン以下（
８０メツシユ以下）を１０重量％以下に保ちながらフィ
ブリル化してショツパー濾水度を７０’ＳＲ以上（カナ
ダ標準濾水度７５ｃｃ以下）にしたパルプを用いれば、
スラリー固型分中のパルプの量が５重量％以下でもハチ
ニック方式により抄き上げることが可能であり、この発
明の目的とするところの不燃性で高強度の板が得られる
ことを見い出し、この発明を完成したのである。

従って、この発明は、セメントを含むスラリーから抄造
法により得た賦形体を養生して無機硬化体を得る方法に
おいて、抄造にあたり、繊維長１７７ミクロン以下が全
パルプ量の１０重量％以下でフィブリル化によりショツ
パー濾水度を７０°ＳＲ以上に調整したパルプを、全固
型分に対し１〜５重量％の割合で含有し、必要あらばこ
れに膨潤度が３倍以上のフィラー、補強繊維を配合して
、１度を４〜１５重量％、濾過係数を５ｃｍ’　／ｓｅ
ｃ以下に調整したスラリーを用いることを特徴とする無
機硬化体の製法をその要旨とする。

ここに、膨潤度と濾過係数は下記のように定義される。

吸水前のフィラー重量 濾過係数：定圧濾過時の単位濾過面積当りの係数 以下にこれを詳細に説明する。

ここで結合材として用いるセメン１〜としては、水硬性
のものであれば特に限定されない。例えば、ポルトラン
ドセメント、高炉セメントなどである。

パルプとしては、針葉樹、広葉樹のサラシあるいは未ザ
ラシクラフトバルブ等を用いるのが良い。

新聞紙、クラフト紙等の故紙は多量に用いると含有され
ている不純物の影響でセメン１−の硬化不良を招いたり
する場合がある。ただし、故紙は、一般に繊維長の短い
ものが多く、このため、ショツパー濾水度が比較的大き
く、石綿等と併用して少量なら使用される場合か多く、
この発明でも、前述の７０’ＳＲ以上までフィブリル化
した針葉樹、広葉樹の長繊維パルプと併用して使用する
ことが出来る。

この発明では、ショツパー濾水度７０°Ｓｌ？以上。

１７７ミクロン以下の繊維長が全パルプ量の１０％以下
であるような針葉樹および／または広葉樹パルプは、全
固型分量の１〜５重量％（以下％と略す）用いられる。

すなわち、上述のフィブリル化されたパルプ量が１％未
満では、たとえ他の濾過性を悪くするような微粒の無機
フィラーを併用しても、ハチニック方式で抄造可能な濾
過係数まで下げることが出来ない。また、前述のフィブ
リル化されたパルプ量が５％を越えるようになると、抄
造は勿論可能であるが、他の有機補強繊維の量を考え合
わせると不燃性の面で不合格となる。

通寓に叩解された針葉樹または広葉樹パルプのショツパ
ー濾水度は４０°５Ｒ１２２下であり、このものでは５
％以下では他の濾過性を悪くするような微粒の無機フィ
ラーを併用してもハチニックでは抄造出来ない。すなわ
ち、濾過性が良すぎて（水切れが良すぎて）セメント粒
子が濾過液中に逃げてしまうのである。従って、ショツ
パー濾水度が７０’ＳＲ以上に叩解したパルプ量が１％
以上あることが、不燃の硬化体を抄造出来る絶対条件で
ある。

つぎに、フィブリル化されたパルプの繊維長であるが、
ＰＦＩミル、シングルディスクリファイナ−、ダブルデ
ィスクリファイナ−等の叩解機で叩解するが、フィブリ
ル化と同時に繊維も短くカットされる現象が進む。ショ
ツパー濾水度を上げるためにパルプを叩解する必要はあ
るが、あまり叩解しすぎると繊維が短く切れ、硬化体の
補強効果としての役目が果たせなくなってくる。たとえ
ば、パルプ繊維長が１７７ミクロン以下のものはほとん
ど補強効果を発揮せず、ショツパー濾水度を上げること
のみにしか効果を発揮しないので、これの量は、できる
だけ低くおさえることが望ましい。

ここで、繊維長が１７７ミクロン以下のパルプをパルプ
全量の１０％以下とした理由は、これを超えると、硬化
体の吸水率が上がり、著しく吸水時の強度が低下するた
めである。

なお、パルプとしては、ショツパー濾水度７０’ＳＲ以
上、繊維長１７７ミクロン以下のパルプを全パルプ量の
１０％以下に保つようにフィブリル化したパルプのほか
に、ショツパー濾水度７０°Ｓｔ？未満のパルプ（針葉
樹バージンパルプ、広葉樹バージンパルプ、故紙など）
を含めても良い。すなわち、濾過性を悪くするような微
粒の無機フィラーを併用すれば、上述のフィブリル化さ
れたパルプばかりで無くても、スラリー濾過係数を５ｃ
ｍ’／ｓｅｃ以下に調整出来る範囲でショツパー濾水度
７０°ＳＲ未満のパルプを併用出来るのである。

ショツパー濾水度７０°ＳＲ以上のパルプとショツパー
濾水度７０’ＳＲ未満のパルプの併用比率は、Ｉ：４〜
５：０の範囲であるが、強度面、経済性を考慮すれば、
１：１〜２：１の範囲が好適である。

つぎに、無機フィラーは、膨潤度３倍以上のものを使用
する。すなわち、吸水時に膨潤性の大きいセビオライト
ヘントナイトのような無機フィラーを前述のパルプと併
用し、セメント、水と混合することにより、スラリーの
濾過係数を、ハチニック方式で抄造できる値５ｃｍ４／
ｓｅｃ以下にすることが出来るのである。上述のフィブ
リル化されたパルプと膨潤性のある無機フィラーを併用
することにより、濾水性を悪くすること（セメントの歩
溜りを向上すること）が出来る。なぜ濾水性が悪くなり
、セメントの歩溜りが向上するかは定かではないが、推
察するにフィブリル化されたバルプの微細繊維に、膨潤
した無機フィラーがうまくからみ合い、網目のようにな
って濾過されているためと思われる。

ここで膨潤度３倍以上の無機フィラーとしたのは、３倍
未満の無機フィラーでは、前述の濾過係数を下げるのに
あまり効果がなかった為である。

また、無機フィラーの量が５％以上になると強度低下（
吸水強度低下）を起こす恐れがあるからである。

つぎに、バルブ以外の補強繊維としては、ガラス繊維、
カーボン繊維、鋼繊維、ウオラストナイト等の無機繊維
またはビニロン、アクリル、ポリエチレン等の有機繊維
が使用出来るが、有機繊維ではビニロン、無機繊維では
ウオラストナイトが最も好ましい。ビニロン繊維は、そ
の親水基のため、有機繊維の中で最も補強効果があるこ
とは公知である。これをフィブリル化されたパルプと併
用することにより、一層の強度向上が図れる。その理由
は、ビニロン単独ではセメントとのなじみが悪く抜は易
いが、前記パルプと併用することにより、ビニロン繊維
とフィブリル化されたパルプの微細繊維がうま（からみ
合い、ビニロンのすべりが防止されることによると推定
出来る。ビニロン繊維としては、太さ５〜５０ミクロン
、長さ３〜１０龍のものを用いるのがこのましい。ビニ
ロン繊維の含有量は０．３〜２％とするのが好ましい。

この範囲であれば最も補強効果が大きいからである。２
％を越えてビニロンの量を増やしても、硬化体の強度は
殆ど上がらず、配合費用のみ上昇する。これは、ビニロ
ンが２％を超えて含有されると、その分散性が悪くなっ
てくるためと推定される。また、０．３％未満では、補
強の役割が果せない。

ウオラストナイトは無機繊維の中でセメントと一番なし
み易く、補強材としての効果があることは、よく知られ
ている。このウオラストナイトも前述のビニロンと同し
ようにフィブリル化されたパルプと併用することにより
、その効果が向上する。すなわち、フィブリル化された
パルプの微細繊維の周囲にウオラストナイトがからみ合
い、セメントの歩溜りを向上させ、結果的に強度向上に
つながるのである。また、ウオラストナイトを使用する
ことにより、パルプを主体に使用した無機硬化体の欠点
である寸法変化率を小さく押さえる効果もでる。ウオラ
ストナイトの使用量は２〜１５％が好ましい。２％未満
では、ウオラストナイト添加の効果が無く、１５％を超
えると逆にセメント比率の低下による強度低下現象が認
められるようになる。

上記原材料と水を混合してスラリーを作るが、このスラ
リーの固型分濃度は４〜１５％とするのが好ましい。さ
らに好ましくは６〜１０％である。４％未満の場合は、
スラリー中の固型分が抄造機の抄き上げ部（金網）に抄
き上がってくる９ＪＪ率が悪く、生産性が悪くなり、そ
の上、スラリー中の固型分が沈毅して、予定した組成の
無機硬化体が得られなくなる傾向がある。他方、１５％
を超えると、抄き上げたケーキの厚みが不均一となり、
均質な硬化体を得ることが困難になる傾向にある。

スラリーの濾過係数を５ｃｍ４／ｓｅｃ以ＩＧニ一周整
する必要があり、これはハチニックで抄造できる絶対条
件である。この発明では、この、）　Ｃｌ１４／　Ｓｅ
Ｃを、パルプ、無機フィラーの歌を前述のごとくに調整
することにより達成できる。

以上述べてきた配合でスラリーを作り、ハチニック抄造
機等の抄造機で抄き上げ、積層して適当な厚みの賦形体
とする。この賦形体を養生すれば硬化体が得られる。

［発明の効果コ この発明の方法は、以上のように構成されているため、
これによれば、石綿を使用しなくても、強度の強い硬化
体が抄造法で容易に多量に生産できる。その上、パルプ
の含有量が少く、かつ、フィブリル化が進んでいるので
、不燃性であるばかりでなく、吸水率が低（て吸水強度
低下の少ない硬化体が得られる。また、同しくフィブリ
ル化された微細繊維が抄造体の眉間の密着力を向上させ
ており、この結果、耐凍害性にもすぐれた硬化体となっ
ている。

「実施例、比較例］ つぎに、実施例を比較例と併せて説明する。

第１表に示される原材料を使用し、ハチニック抄造機を
用いるハチニック方式により、実施例１〜１０．比較例
１〜５の無機硬化体を作った。そして、これらを試験に
供した結果を第１表に併記する。

表中の抄き上げ性、耐凍害性の評価は、◎良好×不適で
ある。

比較例５は、この発明のごとくパルプをフィブリル化し
て実施したが、スラリー濃度が低すぎたため、抄造不可
であった。比較例１はアスベストを使用した場合であり
、比較例２〜４はアスベストを使用せずパルプも通常の
ショツパー濾水度７０’ＳＲ未満のものを使用した。

第１表にみるように、実施例はいずれも比較例よりすぐ
れていた。

（以　下　余　白） 手続補正書輸発） １．事件の表示 ［１１１１５８Ｍ許１＃Ｊｍ００５７６２号２、発明の
名称 無機硬化体の製法 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　特許出願人 件　　　所　　　　大阪府門皇市大字門真」ｏ４８番地
名　称（５８３）松下電工株式会社 代表者　　（１１１１帝没　小林　郁 ４、代理人 な　　　　し ６、補正の対象 ７、補正の内容 （１）明細書の特許請求の範囲欄の全文を別紙のとおり
に訂正する。

（２）明細書第１６〜１８頁の第１表（その１）、第１
表（その２）および第１表（その３）の各下から第２Ｉ
ｌ！Ｉに、それぞれ「濾過係数Ｊとあるを、いずれもｒ
ｉｆｉ過係数１と訂正する。

（３）明細書第１８頁の第１表（その３）における下か
ら２番目の、濾過係数器（比較例２の個所）にｒ　］、
　５　ｊとあるをＶ　６．５　ｊと訂正する。

〔別紙〕

２、特許請求の範囲 （１）　　セメントを含むスラリーから抄造法により得
た賦形体を養住して無機硬化体を得る方法において、抄
造にあたり、繊維長１７７ミクロン以下カ全バルブ量の
１０重量％以下でフィブリル化によりショツパー濾水度
を７０°ＳＲ以上に調整したバルブを、全固型分に対し
１〜５重量％の割合で含有し、必要あらばこれに膨潤度
が３倍以上のフィラー、補強繊維を配合して′、濃度を
４〜１５重量％、濾過係数を５ｃｍ’　／ｓｅｃ以下に
調整したスラリーを用いることを特徴とする無機硬化体
の製法（２）パルプが、針葉樹および／または広葉樹の
サラシもしくは未すラシのバルブである特許請求の範囲
第１項記載の無機硬化体の製法。

（３）パルプが、一部ショッパー濾水度７０°ＳＩ？未
満のものをも含んでいる特許請求の範囲第１項または第
２項記載の無機硬化体の製法。

（４）　　フィラーが、セビオライトおよび／またはヘ
ントナイトであり、全固型分に対し１〜５Ｍ量％含まれ
ている特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか
に記載の無機硬化体の製法。

（５）補強繊維が、太さ５〜５０μ、長さ３〜１０ｔｉ
のビニロン繊維であり、全固型分に対し０．３〜２重量
％含まれている特許請求の範囲第１項から第４項までの
いずれかに記載の無機硬化体の製法。

＋６］　　７４強繊維が、ウオラストナイトであり、全
固型分に対し２〜１５重量％含まれている特許請求の範
囲第１項から第５項までのいずれかに記載の無機硬化体
の製法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１セメントを含むスラリーから抄造法により得た賦
   形体を養生して無機硬化体を得る方法において、抄造に
   あたり、繊維長１７７ミクロン以下が全パルプ量の１０
   重量％以下でフィブリル化によりショツパー濾水度を７
   ０°ＳＲ以上に調整したパルプを、全固型分に対し１〜
   ５重量％の割合で含有し、必要あらばこれに膨潤度が３
   倍にｌｈのフィラー、補強繊維を配合して、濃度を４〜
   １５車量％、濾過係数を５ｃｍ’　／ｓｅｃ以下に調整
   したスラリーを用いることを特徴とする無機硬化体の製
   法（２）パルプが、針葉樹および／または広葉樹のザラ
   シもしくは未すラシのパルプである特許請求の範囲第１
   項記載の無機硬化体の製法。 （３）パルプが、一部ショツパー濾水度７００ＳＲ未満
   のものをも含んでいる特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の無機硬化体の製法。 （４）　　フィラーが、セピオライ１−および／または
   ベントナイトであり、全固型分に対し１〜５Ｎ量％含ま
   れている特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれ
   かに記載の無機硬化体の製法。 （５）補強繊維が、太さ５〜５０μ、長さ３〜１０ｍの
   ビニロン繊維であり、全固型分に対し０．３〜２重量％
   含まれている特許請求の範囲第１項から第４項までのい
   ずれかに記載の無機硬化体の製法。 （６）補強繊維が、ウオラストナイトであり、全固型分
   に対し２〜１５重量％含まれている特許請求の範囲第１
   項から第４項までのいずれかに記載の無機硬化体の製法
   。