JPS5924107B2 - 繊維強化セメント複合材料の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は繊維−強化接合材料（ｆ ｉ ｂｒｅ−ｒｅ
１ｎｆｏｒ−ｃｅｄ ｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓ ｐｒ
ｏｄｕｃｔｓ）、特にガラスファイバー単独またはこれ
と他の繊維物質との組合せによって強化を施した繊維−
強化セメント複合材料を製造する方法に関する。

アスベスト−セメント材料（ａｓｂｅｓｔｏｓ−ｃｅｍ
ｅｎｔｐｒｏｄｕｃｔｓ）の製造に８いては、通常セメ
ントオよびアスベストファイバーの水含有ウェッブ（ｗ
ａｔｅ −ｒｌａｉｄ ｗｅｂ ）をこれらの材料の流
動スラリーから小孔を有する（例えば、多孔性）表面上
に堆積し、生成物を吸引および／または加圧により脱水
している。

この方法は大規模操業するために設計され広く用いられ
ているが、しかしこのアスベスト−セメント材料に用い
るアスベストを置換するかまたはその使用量を著しく減
少させる必要がある。

アスベスト−セメント材料の製造に現在使用されている
装置はアスベストファイバーを凝集せしめ、かつ水性セ
メントスラリーにより湿潤せしめるように設計されてい
る。

２種類の主なタイプの機械が用いられており、これらの
機械は最初の発明者の名前で知られているハツチニック
（Ｈａｔｓｃｈｅｋ）およびマグナニイ（Ｍａｇｎａｎ
ｉ ）機である。

ハツチニック機はこれら材料の水含有ウェッブを多孔性
表面上に堆積し、および吸引によって脱水する工程によ
ってセメントおよびアスベストファイバーの薄い水性ス
ラリーからシート複合材料を生成する。

多孔性表面は回転円筒篩である。

微細物が多孔性表面を通過することによって著しく損失
されるのを防止することが重要である。

スラリーは、濾過速度を非生産経済性のように遅くせず
、しかも通過する微細物の量が多くなるために濾過速度
を単に速くしないような状態にする必要がある。

同様の問題はマグナニイ機の操作においても遭遇する。

この場合、スラリーはハツチニック機の場合より稠密で
流動性でない。

マグナニイ機においては、フェルトクロスの連続トラベ
ルウェッブを多孔性ベースにより支持し、これを通して
吸引をウェッブの下側に作用させると共に、アスベスト
ファイバーを含有する水およびセメントからなる稠密で
流動性のスラリーを、ウェッブの上を前後に走行しかつ
内容物を機械的混合機により連続的に攪拌する貯蔵タン
クからかかるスラリーを供給する往復分配器によってか
かるウェッブの上側に被着する。

分配器はトラベルウェッブ（ｔｒａｖｅ−１１ｉｎｇｗ
ｅｂ ）より速く移動し、ウコツプの上にアスベストセ
メントのシートを薄い層状に堆積し、該層をウェッブの
下側に作用させた吸引によって脱水する。

アスベストーセメントパイプヲ製造する他の既知装置は
殆んど同様の原理により操作する。

凝集させ、かつセメントスラリーにより湿潤するアスベ
ストファイバーの特性は、一般に適当な状態に形成する
スラリーを上述する既知装置において微細物を著しく損
失させないで所望脱水速度を達成する。

しかしながら、しばしば種々の添加物がスラリーに混入
して脱水または分離速度を制御する。

アスベストファイバーを強化材としてチョップトストラ
ンド形態のガラスファイバーによって単に置換する場合
には、ガラスファイバーが殆んど凝集作用を有していな
くかつセメントスラリーで湿潤しないことから極めて満
足せず、この結果として多量の微細物が多孔性または透
水性表面、すなわち、ハツチニック機の円筒状篩または
マグナニイ機のフェルトウェッブを通過する。

これらの微細物の損失は生成物の未処理強度を低下させ
、かつ離層する傾向を生ぜしめる。

ガラスファイバーは、すなわち、ストランドに混合でき
および特定長さに細断できる連続フィラメントオよび非
連続単一フィラメントの２種の主な形態で用いることが
できる。

ガラスファイバーのこれらの入手形態における主な区分
はこれらの製造に用いられる方法および装置、並びにこ
れらが生成する形態に基因する。

連続フィラメント状のガラスファイバーはブツシュ（ｂ
ｕｓｈｉｎｇ）として知られているコンテナ二のベース
のオリフィスから流出する溶融ガラスの細い流れから単
一フィラメントをドローイングすることによって作る。

フィラメントはドローイングした後、たゾちにサイズし
、ストランドとして知られるフィラメントのグループに
よせ集める。

かかるストランドは細断し線状に配置し、かつサイズに
より共に結合したフィラメントの離散した束にすること
ができる。

ストランドの長さはチョッピング（ｃｈｏｐｐｉｎｇ）
において定められ、例えば３ｍ〜３０ｍｍの範囲にする
ことができる。

多数のフィラメントはドローイング工程で定められ、フ
ィラメントは１つの大きいストランドによせ集めるか、
または共に巻き、しかもチョッピングにおいて分離する
個々のストランドに分離することができる。

ストランドは乾燥後用いることができるケークを多数の
他のケークと巻いて多数のストランドの集合体であるロ
ービングを形成する。

ロービングは、ガラスファイバーをチョッピングガンに
供給し、チョップトストランドを生成することができる
１つの形態であり、しかもストランドは細断すると共に
ブツシュを離れた後たゾちにサイズにより湿潤すること
ができる。

これらの方法で任意に製造された細断ストランドは強化
材として用いる上述するストランドである。

これらストランドは重合材料および無機セメントマトリ
ックスを強化するのにすでに用いられているが、しかし
上述するようにアスベスト−セメント材料を作るのに用
いる機械のタイプにより操作する場合にセメントに単独
で混合する時に欠点を生ずる。

連続フィラメント法は、プロセスの性質のためにガラス
ファイバーの製造にだけ用いられる。

いわゆる、不連続プロセスはガラス；ロッゾまたはスラ
グの如き鉱物源；およびセラミック材料からファイバー
を作るのに用いることができる。

ファイバーは単一フィラメント形態に作り、殆んど線状
配置の束またはストランドに集合しない。

アスファルト−セメント材料はガラスウール、鉱物ウー
ルおよびスチームブローンフィラメント（ｓｔｅ−ａｍ
ｂｌｏｗｎ ｆｉｌａｍｅｎｔｓ）を含有する。

周知の非連続プロセスは溶融ガラスを高速度で回転する
容器の周壁のオリフィスから流出させ、ホットガスの噴
射によってガラスの流れを繊細化する。

また、単一非連続フィラメントは白金ブツシュのベース
のオリフィスから流出するガラス流をスチームの噴射に
よって繊細化することにより作ることができる。

ハガープイセス（Ｈａｇｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ） と
して知られている従来の非連続プロセスは溶融ガラス流
を高速スピニング溝付円板に落下させている。

この方法は単一フィラメント繊維状材料と同様に一般に
［ショット（ｓｈｏｔ）Ｊとして知られている小さい球
を作るのに困難である。

非連続プロセスの単一フィラメント生成物は強化目的の
ために価値が小さく、一般に絶縁マット等の形式に用い
られる。

また、単一フィラメント材料は水性媒質に水性サイズ剤
でサイズして乾燥しないガラスファイバーの多数の連続
フィラメントからなるチョップトストランド、または乾
燥した後水溶性または分散しうるサイズ剤でサイズした
ガラスファイバーの多数の連続フィラメントからなるチ
ョップトストランドを添加して作ることができる。

本発明においては上述する従来における欠点なくして従
来のアスベストセメント製造プロセスにおけるアスベス
トファイバーのすべてをチョップトストランドガラスで
置換する場合に、無機非結晶の単一フィラメントを使用
できることを確め、このために従来のアスベストセメン
ト製造装置を装置およびその操作方法に必要な要件を変
えることなく使用できることを見出した。

本発明はセメントｓよび所望長さに細断したガラスファ
イバーの多数の連続フィラメントとからなるチョップト
ストランド、およびこれに凝集剤を添加した水分散物を
多孔表面上に堆積し、吸引により脱水する繊維強化セメ
ント複合材料の製造方法において、無機非結晶材料の単
一フイラメンをガラスファイバーの多数の連続フィラメ
ントからなるチョップトストランドの外にスラリー中に
存在させることを特徴とする。

単一フィラメントは凝集セメント粒子に対する有効な核
として作用し、セメントフロックにより単一フィラメン
トファイバーの均質マトリックスを形成する。

また、単一フィラメントは凝集剤により凝集する特性を
有する。

作用手段はどうあっても、本発明の方法は許容特性に対
して微細物の損失を減少せしめることができる。

かように生成したセメント複合材料はアスベストが存在
しないために健康に対して有利であり、またかかる複合
材料は良好な耐衝撃性を有すると共に耐火性および通常
のアスベスト−セメント材料の他の望ましい特性を有す
る。

単一フィラメント材料としてはガラスウールまたは鉱物
ウールを用いることができ、またセメントスラリーと接
触する際に分離または繊維状にする（ｆ ｉ １ ａｍ
ｅｎｔ ｉ ｓｅ ）ガラスファイバーの多数の連続フ
ィラメントからなるチョップトストランドから作ること
ができる。

一般に、保持されるセメント微粉における単一フィラメ
ント材料の効果はフィラメントの平均直径が最小である
場合に最大であることを確めた。

一般に、大きい直径のファイバーは同様の結果を得るた
めに多量使用する。

極めて細いガラスファイバーは経費を要すると共に取扱
い難く、細いファイバーにおけるコストおよび取扱い問
題と大きい直径の材料の多量使用を包含する問題との間
のバランスを必要とする。

一般に、使用される単一フィラメントファイバーは０．
５μｍ〜２０μｍの範囲の直径を有し、セメント保持の
観点から好ましい単一フィラメントファイバーは４〜９
μｍの範囲の平均直径を有する。

単一フィラメントは長さにおいて２５ｒ／Ｌｒｌ１まで
、好ましくは１２ｍｍ以下のものを用いることができる
。

スラリー中における全固形分を３〜６重量％にするのに
十分な単一フィラメント（４〜９μｍ範囲の直径を有す
る）の添加量は、アスベストセメントにおける場合と比
較してセメント微粉の逃散を許容レベルに減少するのに
十分であることを確めた。

勿論、コースタ−ファイバーはファイバーの多量使用を
伴う。

一般に、スラリー中における単一フィラメント材料の割
合は全固形分の１〜１０重量％である。

単一フィラメントは剪断混合プロセスにより、例えばハ
イドロプルパー（ｈｙｄｒｏｐｕｌｐｅｒ）を用いて、
セメンｌよびガラスファイバーの多数の連続フィラメン
トからなるチョップトストランド並びに他の材料の添加
前に、水中に分散させてスラリーを形成させることがで
きる。

或いは、また単一フィラメントの水分散をセメントスラ
リーの生成中にセメントの存在で行なうことができる。

本発明においては陰イオン性の凝集剤を用いるのが好ま
しく、この凝集剤はアクリルアミド重合体の変性により
、例えばアクリレートによる高分子量共重合体を形成す
ることによって誘導する。

ポリアクリルアミド類は好適な凝集剤である。

ポリアクリルアミド凝集剤はスラリーの乾燥固形分の１
０〜１１０００ｐｐ、好ましくは５０〜６００ｐｐｍ
の割合で添加することができる。

ポリアクリルアミド凝集剤は、ウェッブを堆積する直前
にスラリーに添加するのが好ましい。

また「ショット」の生成の少ない非連続プロセスにより
作るか、または使用する前に「ショット」を殆んど除去
した無機非結晶単一フィラメントを用いるのが好ましい
。

しかしながら、またセメントスラリーとの接触において
分散または繊維状にするガラスファイバーの多数の連続
フィラメントからなるチョップトストランドを用いるこ
とができる。

一般に、セメントは普通ポルトランドセメントであるが
、任意の他の水硬セメントで置換することができる。

セメントの１部を、例えば乾燥の際の収縮、または生成
物の密度またはアルカリ度を制御する充填剤の性質をも
つ１種または２種以上の他の材料で置換することができ
る。

本発明を次に示す特定例について説明する。

試験は、セメントおよびファイバーのウェッブをセメン
トオよびファイバーの薄い水性スラ１，１−から円筒状
篩の多孔性表面上に堆積し、吸引により脱水するハツチ
ニック−タイプアスベストセメントプラントに用いる種
々のスラリーの適合性について研究室的に行なった。

スラリーの試験バッチを次に示す成分範囲で作った： これらの試験において、アスベスト−セメント装置に予
じめ使用した単一フィラメント材料、すなわち、スラリ
ー／／６．１においてはクリソタイルアスベスト、スラ
リー／１６６においてはホワイト木材パルプから誘導し
たセルロースおよびスラリー／１６７においては新聞紙
から誘導したセルロースによる比較試験を行なった。

スラリーＮＯｓ、２，３゜４．５，８，９，１０，１１
および１３は単一フィラメント材料として種々のタイプ
のガラスウールを用いた。

スラリー／ｌ６１２は単一フィラメント材料として鉱物
ウールを用いた。

次の表１には、各スラリーを３００μｍメツシュ篩に通
して濾過した場合におけるハッチェツクータイプアスベ
ストーセメント機において得られた結果を示す。

表１に示する３試験（Ａ、ＢＵよびＣ）を各スラリーに
ついて行ない、測定を脱水時間、濾液中におる固形分の
量および篩を通って失なうスラリー中のセメントの量に
ついて行なった。

表１から、最小直径の単一フィラメント材料がセメント
を保持するのに効果的であることがわかる。

濾液中における固形分の量は表中の最下段のセメントを
保持する最とも太いガラスフィラメント（ｃｏａｒｓｅ
ｓｔｇｌａｓ ｆｉｌａｍｅｎｔｓ）におけるようにフ
ァイバー直径により均一に増加することがわかる。

また、表１から脱水時間はフィラメントの直径により増
加し、５〜６μｍの範囲において最大であることがわか
る。

低いフィラメント直径においては、直径の増加により形
成するフロックの太きさが小さく、フィルターケーキが
より緻密になりかつ脱水時間が増加することがわかる。

高いフィラメント直径においては、主なファクターはフ
ィラメント直径自体であり、このために直径の増加によ
って排水速度を増加し始め、脱水時間を減少する。

セメントの保持割合は使用した単一フィラメント材料の
量に影響することを確めた。

試験のこの観点において、２．４μｍ以下、７．５μｍ
および１２．８μｍの直径を有する３種の異なるタイプ
のガラスウールを上述すると同様にスラリーに混合し、
同様の濾過試験を行なった。

この試験結果を表２に示す。

与えられた濾液セメント含有量は細いフィラメントの少
量使用によって得ることができることがわかる。

０．３％の濾液セメント含有量はスラＩＪ−におけるセ
メントの約１０％の損失に和尚し、これはハツチニック
機におけるアスベスト−セメントによって通常得られた
レベルに相当する。

表２に示す結果から外挿によって、この結果を１％以下
の１．５μｍフィラメント、約５％の７．５μｍフィラ
メントまたは８％の１２．８μｍフィラメントの添加に
よって得ることが予想された。

上述する単一フィラメント材料の量はスラリー中におけ
る全固形分に対する添加剤として表わし、これらは表３
に示す最終硬化ガラスファイバー強化セメント複合材料
の評価組成物に互いに関係する。

また、表２から単一フィラメント材料の量を増加すると
脱水時間が減少すること、および大きい直径のフィラメ
ントは測定された単一フィラメント濃度範囲にわたって
脱水時間が最大の変化を示すことがわかる。

細い単一フィラメントによって与えられた脱水時間は濃
度に対して比較的に敏感でない。

最小直径の単一フィラメント材料の４％使用は対照混合
物の脱水時間を８４％まで減少する。

セメントの保持に対する単一フィラメントの長さの作用
は表１のスラｉ −／１６８および９によって示されて
いる。

これらのスラリーに用いられた単−フィラメントは、フ
ィラメントを分散物を作る前にそれぞれ１２ｍｍｊ６よ
び３１ｒＩＬｍの長さのメツシュスクリーンを通して細
断する以外は同様にした。

短いフィラメントは効果的であるが、しかし脱水時間が
長くなる。

しかしながら、フィラメント長さは単一フィラメント分
散物の生成に直接関連し、かかる分散物はハイドロパル
パーまたは他の高速剪断ミキサーを用いてフィラメント
の水中分散物を厳しく攪拌することにより達成すること
ができる。

単一フィラメントを十分に分散しない場合には、フィラ
メントのかたまりがウェッブ中に生ずる。

短いフィラメントは分散しやすく、このために２５ｍｍ
までの長さのフィラメントは十分容易に分散することが
でき、特に１２ｍｒＩＬより短い長さが好ましい。

高剪断ミキサーを用いる単一フィラメントの分散方法は
フィラメント表面に著しい機械的損傷を加える惧れがあ
り、これはガラスファイバーのチョップトストランドに
より与えられる強化作用に本質的に貢献することが期待
できない。

アスベスト−セメントプラントで操作する場合には、取
扱いおよび貯蔵の困難性および最終複合材料の特性にお
ける望ましくない作用を包含する大きい直径のファイバ
ー（２０μｍまで）の極めて多量使用と経費および取扱
い問題を包含する極めて細いフィラメント（例えば０．
５μｍ）の少量使用との間にバランスを見出す必要があ
る。

セメント保持に対する好ましい単一フィラメントは約４
〜９μｍの平均直径であり、大きい直径のファイバーは
多量使用が許容される場合に用いることができる。

普通バインダーの被着後乾燥しないスクラップガラスウ
ールは安価で効果的であることを確めた。

表１を参照して、ガラスウールにより得られた結果およ
びスラリー／／６１，６および７（こ＼に、スラリー／
／６１はアスベスト使用、スラリー／１６６ ｕよび７
はセルロース使用）により得られた結果を比較すると、
ガラスウールを用いる場合には３００μｍメツシュスク
リーンを通過するセメントのレベルはアスベストの場合
とほぼ同じレベルを達成し、セルロースにより得られた
レベルに相当する結果が得られることがわかる。

しかしながら、保持割合は本発明のすべての例において
工業的規模で実施するのに十分満足でき、このためにア
スベストを置換でき、その処理および使用から生ずる人
体に対する有害作用を回避することができる。

セルロースは効果的であるが、ガラスファイバーのチョ
ップトストランドと共に用いても材料の燃焼性を増加す
る。

また、複合材料の強度に悪影響を与える。

ある場合に、ある特性が完成ボードに望ましい場合には
、セルロースファイバーを強化材料としてチョップトス
トランドと共に用いることができ、ガラスまたは鉱物ウ
ールの添加によってセルロースの量を満足な非燃焼性を
得る１ノベルに減少することができる。

この場合に、ガラスまたは鉱物ウールの量をまた減少す
ることができる。

このために、非連続無機非結晶単一フィラメントおよび
セルロースの混合物の使用は最終生成物に必要とされる
物理的特性およびコストに左右される。

セルロースは５μｍ直径のガラスフィラメントの場合に
相当する効果を有するが、セルロースの所望割合を置換
するのに要するガラスフィラメントの量は、勿論、コス
トまたはスラリーの固形分含有量によるその作用に相当
しない。

ガラスおよび鉱物ウールは手ごろなコストでフィラメン
ト直径の好適範囲のものを入手することができ、このた
めに、これらの材料は本発明の方法に用いるのに好まし
い。

しかしながら、セメントスラリーとの接触において分離
または繊維状にするチョツプドガラスファイバ一連続フ
ィラメントを用い、単一フィラメント材料を生成するこ
とができる。

単一フィラメント材料は分散または繊維状チョップトス
トランドから誘導する場合に、通常用いられる材料は上
述する０、５〜２０μｍの範囲の上端における直径を有
し、すなわち、フィラメントは通常その直径が１０μｍ
以上で２０μｍ以下である。

この事は、この材料を単独使用して良好なセメント微粉
保持を得ることができる場合には、比較的に多量のファ
イバーを必要とすることを意味する。

ガラスウールの如き小さい直径のファイバーと分散また
は繊維状になるチョップトストランドから誘導した単一
フィラメント材料との混合物を用いるのが有利であるこ
とを確めた。

この場合、小さい直径の材料の利益は材料の比較的に少
量によってセメント保持を改善できると共に分散または
繊維状になるチョップトストランドから誘導した材料の
存在から導ひかれた微細表面フィニツシユ（ｆｉｎｅ
５ｕｒｆａｃｅ ｆｉｎｉｓｈ ）および良好な未処埋
強度を改善することができる。

本発明においては、チョップトストランドの完全に均一
なフィラメント化（ｆｉｌａｍｅｎｔｉｓａｔｉｏｎ）
を湿潤−未乾燥状態のガラスファイバーのストランドを
セメントスラリーに添加することによって得られること
を確めた。

湿潤状態の材料は、ストランドをブツシュを離れる際に
チョッピングし、これを僅か程度乾燥するかまたは乾燥
せずにコンテナーにバッキングすることにより得るか、
またはロービングまたはケークを直接巻き、ロービング
パッケージまたはケークをラッピング（ｗｒａｐｐｉｎ
ｇ）して得ることができる。

この場合、任意普通の皮膜形成剤をドローイング中にフ
ィラメントに被着するサイズ剤に用いる必要がない。

しかしながら、サイジングしないでは満足な最終生成物
を得ることができない。

このために、本発明においては水に少量のツイーン２０
（Ｔｗｅｅｎ ２０）の如き標準サイズ油剤（５ｔａ
ｎｄａｒｄ ５ｉｚｅ １ｕｂｒｉｃａｎｔ）を使用す
る０ガラスフアイバーストランドに被着した場合にある
生成物を生成し、乾燥後チョップした場合にセメントス
ラリーに分散しうる適当なサイズ組成物は米国特許第３
９４８６７３号明細書に記載されている。

サイズ剤、多くの場合、いわゆる分散性サイズ剤は乾燥
した場合に完全に開放され難い生成物が得られるように
選択する必要がある。

この事は開放ブラシ状一端で束にされ、ガラスおよび不
良生成物をかたまらせる他の束とからみ合せることがで
きる。

この処理を行なう場合には、特にサイズ剤が乾燥中に任
意程度に硬化する操作条件下で評価されうるサイズ剤を
用いるのが好ましい。

分散されまたは繊維状にされたチョップトストランド力
）らの単一フィラメント材料の使用の効果を証明するた
めに、アスベストのみを用いた場合と同じ濾液中の固形
分のレベルを達成することについて、一連の濾過試験を
３００廁篩を用いて行なった。

この試験において、この特定試験に対して比較できる標
準条件下で多くの数値を得た。

プラント試験において得られた実際の数値は変化し、必
然的に互いに直接比較することができない。

一般に、これらの試験の濾液における１％以下の固形分
のレベルはプラントを効果的かつ経済的に実施できる混
合物を得ることを確め、未処理状態のアスベスト−セメ
ント複合材料に匹敵しうる状態で生成物の取扱い問題を
解決できることを確めた。

次の表４は全チョップトストランドおよび単一フィラメ
ント分散チョップトストランドの存在テ凝集剤により得
られた固形分レベルがアスベストの場合と同じ程度であ
ること（混合物／ｆ６７）を示し、また同様に分散性ガ
ラスファイバーおよび他の添加剤、例えば凝集剤のみの
場合（混合物應５）、およびセルロースおよび凝集剤の
みの場合（混合物Ａ６．４）を示している。

更に、混合物／／６２゜３および６は凝集剤を省いた場
合にアスベストの不存在において許容されない結果が生
ずることを示している。

凝集剤としては商品名「アクアフロック４１０３（Ａｑ
ｕａｆｌｏｃ ４１０３ ）Ｊ （デアルボーンケミカ
ルズコンパ二一（Ｄｅａｒｂｏｒｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ
ｓ Ｃｏ ・）製）または［マグナフログＥ ２４ （
Ｍａｇｎａｆｌｏｃ Ｅ ２４）Ｊ（アライドコロイド
ズレミツテッド（ＡｌｌｉｅｄＣｏｌｌｏｉｄｅ Ｌｔ
ｄ）製）で市販されているポリアクリルアミドを選択す
ることができる。

その使用量は特定セメントによりおよび凝集剤のスラリ
ーへの添加方法によって変化するが、スラリーの乾燥固
形分含有量に対して１０ ｐｐｍ以下では望ましくない
。

多孔性表面（篩またはフェルト）を閉塞する惧れがある
ために凝集剤は１０００ ｐＰｍ以上使用すべきでない
。

実際上、６００ｐｐｍの添加により開始し、次いで添加
量を減少するのが有利であることる確めた。

凝集剤を脱水工程の終りにハツチニック−タイプ機に添
加する場合には、一般に添加量はスラリーの乾燥固形分
含有量に対して５０〜６００ ｐｐｍで十分である。

スラリーのセメント含有量はあまり低くしないようにす
ることが大切である。

なぜならば、生成物の離層がかかる機械において堆積す
る増加分層間に生ずるためである。

凝集剤はセメントを十分に保持して離層を妨げる。

また、かかる機械からの濾液または流出物を循環させて
微細物の損失を減少せしめ、かつスラリーのセメント含
有量を適度なレベルに維持することができるので有利で
ある。

生成物の強化に用いるガラスファイバー、すなわち、結
合性を保持するチョップトストランドは耐アルカリ性で
、アルカリセメントマトリックスにおいて長時間にわた
る耐久性を有する必要がある。

適当な１種の材料は市販されているファイバーガラスリ
ミツテッド（Ｆ ｉｂｒｅｇｌａｓｓ Ｌｔｄ、）製の
［セミ−フィル（Ｃｅｍ−Ｆｉｌ）Ｊである。

また、単一フィラメント材料は耐アルカリ性であるのが
好ましいが、しかしこの材料は加工性を改善するのに主
として添加され、強化を持続するためのものでないから
、必要ならば耐久性の乏しい材料を用いることができる
。

機械において作られたセメント複合材料におけるチョッ
プトストランド状態のガラスファイバーの割合は最終生
成物において必要とされる特性によって変えることがで
きる。

現在のコストにおいては、最終生成物の１０重量％以上
の量は市場において競争するのに望ましくなく、いかな
る場合においてもこの割合を越えては適度な利益が得ら
れない。

一般に、最終生成物の５重量％程度のレベルが満足する
生成物を得ることを確めた。

ガラスファイバーのチョップトストランド１％以下の使
用は実用的でない細いファイバーを必要とし、このため
に実用性が乏しい。

単一フィラメント ファイバ一対チョップトストランド
強化ファイバーの割合は使用する機械の設計および機械
の特性によっである程度変化する。

１：１の割合が任意の機械に用いるの７こ有利な割合で
あることを確めた。

一般は、任意他の要件は、必要ならばプラントにおける
他の試験に九り測定される最終割合として与えることが
困難であり、機械を作動する速度およびその設計により
影響する。

また、例えば単一フィラメントファイバーの割合を増加
する場合には最終生成物を未処理状態で処理しやすくシ
、また最終生成物の強度に望ましくない影響を与えるこ
とがない。

任意特定の機械に対するスラリーの組成は上述する条件
によって選択する。

上述するように、混合物は唯一の繊維無機成分としての
普通ポルトランドセメントからなり、セメントの１部を
充填材で置換することができる。

例えば、石灰石粉末は普通ポルトランドセメントに比較
して安価であり、また乾収縮を減少するために添加する
ことができる。

ヒル石またはパーライトの如き軽量凝結体は最終生成物
の比重を減少すると共にその熱絶縁特性に有益な作用を
与える。

また、微粉砕熱科灰および珪藻土の如き活性二酸化珪素
を含有する材料の添加はセメント水和物として遊離する
石灰との反応をもたらして、生成物のアルカリ性を低下
する。

この事は強化ガラスファイバーがアルカリ環境によって
分解するために特に有利である。

スラリー濾過特性に対するかかる添加物の効果を比較す
るために、試験を表１に示すデータを得るのに用いたと
同じ方法を用いて行なった。

一般的なバッチ配合を次に示す： 重量％ 普通ポルトランドセメント ６８結合成分
２３ チヨツプトーストランド耐ア ５ルカリ性ガ
ラスファイバー 重量％ ガラスウール、７．５μｍ直径 ４（１２ｍｖ
ｂスクリーンに通過する ように細断） ポリアクリルアミド凝集剤 ２５０ｐｐｍの固形分
（アクアフロック４１０３．テアル において０．０１
％水ボーンケミカルズレミテット製） 溶液として添加
重量％ 水 ２５：１の水／固形分比を
得るのに要する量 （凝集剤溶液を含む） 次の表５はスラリーを３００μｍメツシュ篩に通して濾
過し、ハラショックアスベスト−セメント機における予
期すべき効果を見込んで得た結果を示す。

篩を通過した固形分の量（パーセント）に対する添加物
の作用は測定した材料については著しい変化はなかった
。

篩損失が僅かに減少し、タルクおよび微粉砕燃料灰はこ
のファクターが増加した。

脱水時間は広い範囲にわたるが、雲母の場合には脱水が
速いことおよび粉砕高炉スラグを除いてすべての添加物
は純粋セメントに比較して脱水時間が減少することがわ
かる。

あるもの（特に、石灰）はむら織物（ｕｎｅｖｅｎｔｅ
ｘｔｕｒｅ ）からなるにもかかわらず、すべてのスラ
リーは篩上に完全なウェッブを形成する。

予想されたように、軽量凝結体は厚いスポンジ状構造を
形成する。

大きい容積のパーライトはウェッブ構造内に全く吸収す
ることができない。

これらの材料および類似材料は普通のポルトランドセメ
ントと共に用いて本発明の方法によりバッチエツジアス
ベストセメント機によりガラスファイバー強化建築板を
形成することができる。

この場合には操作条件に対する調節は異なる脱水特性を
考慮する必要がある。

しかしながら、セメントに対して部分置換に用いる添加
物はセメントと全く類似する沈殿特性を保有している必
要がある。

重い粒子は混合物力）ら速やかに分離し、ポリアクリル
アミド凝集剤により促進されたフログの形成に関係しな
いから、例えばシリカは容易に混合しない。

このために、こノ目的のために材料を選択する場合には
、このファクターに注意する必要がある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セメントおよび所望長さに細断したガラスファイバ
   ーの多数の連続フィラメントとからなるチョップトスト
   ランド、およびこれに凝集剤を添加した水分散物を多孔
   表面上に堆積し、吸引により脱水する繊維強化セメント
   複合材料の製造方法において、無機非結晶材料の単一フ
   ィラメントをガラスファイバーの多数の連続フィラメン
   トからなるチョップトストランドの外にスラリー中に存
   在させることを特徴とする繊維強化セメント複合材料の
   製造方法。 ２ 単一フィラメント材料をガラスウールまたは鉱物ウ
   ールとする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 単一フィラメント材料は０．５μｍ〜２０屡の範囲
   の直径を有する特許請求の範囲第１または２項記載の方
   法。 ４ 単一フィラメント材料は４〜９μｍの範囲の平均直
   径を有する特許請求の範囲第３項記載の方法。 ５ 単一フィラメント材料はその長さを２５朋までとす
   る特許請求の範囲１．２．３または４項記載の方法。 ６ 単一フィラメント材料はその長さを１２ｒｎｍまで
   とする特許請求の範囲１．２，３，４または５項記載の
   方法。 ７ 単一フィラメント材料をスラリーの全固形分の１〜
   １０重量％の割合で混合する特許請求の範囲第１．２，
   ３，４，５または６項記載の方法。 ８４〜９μｍの範囲の直径を有する単一フィラメント材
   料をスラリーの全固形分の３〜６重量％の割合で混合す
   る特許請求の範囲第７項記載の方法。 ９ ガラスファイバーの多数の連続フィラメントからな
   るチョップトストランドをスラリーの乾燥固形分含有量
   の２〜１０％の割合で混合する特許請求の範囲Ｌ２，３
   ，４，５，６，７または８項記載の方法。