JPS5957946A

JPS5957946A - 無機硬化体の製法

Info

Publication number: JPS5957946A
Application number: JP16701582A
Authority: JP
Inventors: 健一松井; 保赤阪; 康志沢田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1982-09-25
Filing date: 1982-09-25
Publication date: 1984-04-03

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】この発明は、繊維補強セメント板などの無機硬化体の製
法に関するものである。

従来、石綿セメント板のような無機基板は、ポルトラン
ドセメント、石綿、水および他の添加剤等を混合してつ
くられたスラリーを抄造し、これを養生硬化させて装造
されていた。この石綿は、補強繊維として使用するとセ
メント板の強度が向上するので広く使用されている。と
ころが、最近、石綿の資源難の問題、石綿の産業衛生、
公害上の問題があって−これから先石綿を使用し続ける
ことは社会環境を守る上で問題である。そのため、近年
、石綿に代替する補強繊維として種々のものが検討され
ているが、まだ、性能２価格などの面から代替品として
十分満足し得るものは見出されていないのが現状である
。

発明者らは−このような事情に鑑み−セメント用補強繊
維として具備すべき特性その他と各繊維の適応性の関係
について、第１表のごとく種々検討を行なった。

（以　Ｆ　余　白）これらの繊維の中、石綿に最も近い適応性を有し、かつ
高強力に富み、伸び率の小さいビニロン繊維に着目し、
これをセメントスラリー中に分散させて硬化体に対する
補強効果を向上させるため鋭意研究を行なった結果、従
来補強上好ましいと考えられていた長い繊維長（１０〜
２５　ｍｍ　）のものよりも、短い繊維長（１−１０ｍ
ｍ）のものを使用した方が、均一な分散効果にすぐれ、
しかも、セメントマトリックスから引き抜かれることな
く、極めて少量の使用でも硬化体の強度を格段に高める
ことができるという知見が得られた。さうＶｃ−ビニロ
ン繊維の繊度、引張強度、ヤング率についても鋭意検討
を進めた結果−最も効率的な補強効果を得ることのでき
る物性を見出し−この発明を完成するに至ったものであ
る。

コ（１’）発明は、補強繊維をセメントスラリーに含ま
せて成形し養生硬化させることによって無機硬化体を得
る方法であって、補強繊維として、繊度ｌ〜５デニール
、単繊維の引張り強度６０　ｋｇ／ｍｍ２以上、ヤング
率１５００　ｋｌ／ｍｍ２以上である繊維長１〜１０　
ｍｍのビニロン繊維を用いることを特徴とする無機硬化
体の製法を要旨としている。以下、この発明の詳細な説
明する。

この発明に〉いて、補強繊維として用いるビニロン繊維
は、単繊維の引張り強度６０　ｋｇ／ｙｎｍ２以上、ヤ
ング率１５００　Ｊ’／ｍｍ２以上のものであることを
必要とする。ヤング率および引張強度が前記数値未満で
は必要とされる補強効果を十分に発揮することができな
い。ビニロン繊維の繊維長は、１〜１０　ｍｍであるこ
とを必要とし、好ましくは２〜７　ｍｍである。すなわ
ち、従来補強繊維として使用されるものけ、長い繊維長
（１０〜２５ｍｍ）であるため、セメントスラリー中で
均一に分散しにくく−かつ部分的に繊維の毛玉が出現す
ることがあった。分散不良によってミクロ的に局在化し
ている部分が存在すると、繊維がマトリックスから引き
抜かれ易いため、補強効率は満足すべきものとならない
。これに対し、この発明の如く１〜１０　ｍｍという従
来の補強繊維の常識では予想し得ない短い繊維長のビニ
ロン繊維を使用すると、均一な分散状態となり、ミクロ
的な局在化や、繊維のからまり（毛玉）が解消し、補強
効率が向上するのである。ビニロン繊維の繊度は−ｌ〜
５デニールであることが必要である。１デニ一ル未満に
なると一補強効果上は問題ないが見掛比重が低下し、硬
化体の表面平滑性が悪化する。他方、５デニールより太
くなると繊維１本当りの引張り力が増大するが、反面、
マトリックスとの付着力が相対的に低下することになる
。このため、硬化体の曲げ破壊時に繊維の抜けが多くな
って補強効果が低下する。

ビニロン繊維の添加量は、セメントスラリー中の全固型
分重量当り０．４〜１．５重量％が好ましく、さらに好
ましくは０．５〜１．０重量％である。０．４重量％未
満では補強効果が不十分となる傾向があり一１．５重量
％を越えるとビニロン繊維同志のからみあいと局在化が
多くなり、単繊維当りの補強効果が低下し、このため添
加量に見合った補強効果が得られない傾向がある。

次に、セメントスラリー中には、抄造を容易にするため
、パルプが添加されるとよい。パルプとしては、新聞古
紙、ダンボール古紙等の混合物や、広葉樹未ざらしクラ
フトパルプ（ＬＵＫＰ）　、針葉樹未ざらしクラフトパ
ルプ（ＮＵＫＰ）、広葉樹さらしクラフトパルプ（ＬＢ
ＫＰ　）　、針葉樹さらしクラフトパルプ（ＮＢＫＰ’
）などの純粋なものが使用できる。

これらパルプの平均繊維径は４０μ以下であることが好
ましい。好ましい使用量は全固型分重量当り１〜６重５
に４である。６重量％を越えると不燃材料として不適当
となる傾向があり、１重量％未満では抄造しにくくなる
傾向がある。

水硬性セメントとしては、普通ポルトランドセメントを
始め、６炉セメント、早強セメント等が使用できる。

この発明の実施に際しては一子めパルプを解繊した後に
ビニロン繊維を全量加えて充分混合し均一な分散状態の
繊維質スラリーを形成させ、これに水硬性マトリックス
分を加えて混合するとよい。

こ（ＤＬう１ｌＣｆると親水性を有するパルプトヒニロ
ンが相乗作用全及ぼし合って効果的に補強作用が発現す
るようになるからである。

この発明において、セメントスラリー中に一前記ビニロ
ン繊維およびパルプ以外に、角ばった形状の充填材を添
加すると、相乗効果に基き、ビニロンの補強効率がより
向上する。このような充填材としては、炭酸カルシウム
、川砂およびウオラストナイトなどである。炭酸カルシ
ウムの場合、平均粒径が１０μｍ以下のものを５〜３０
重号係使用することが好ましい。さらに好ましくは一平
均粒径が２μ以下のものを８〜１５重量噛使用すること
である。川砂は平均粒径６０　ｐｍ以下のものが好まし
い。これは８号珪砂以下の細かい粒度のものに相当する
。８号を越す粗い粒度のものは、補強効果の低下と抄造
時の沈降が生じ、好ましくない。使用量も５〜３０重量
係が好ましく、より好ましくけ８〜１５重量％である。

ウオラストナイトの場合、最大長が２　ｍｒ３以下のも
のを５〜３０重量％用いることが好ましい。ウオラスト
ナイトも前記川砂と同様に一最大長が２　ｍｍを越える
粗り粒度のものは補強効果の低Ｆと抄造時の沈降全生じ
させるので好ましくない。

この発明にかかる製法に使用するセメントスラリーは、
前記ビニロン繊維およびバルブの他、必要に応じ前記充
填材を含み、そのスラリー濃度が３．０〜２０重ｉ１重
箱１で好ましく用いられる。

成形を抄造方式によるときは、丸網式または長網式など
いずれのものでもよく、特に限定されない。

抄造後、抄造体（グリーンシート）に対しては、自然養
生に先立って関係湿度８０係以上、温度４０〜９５℃の
雰囲気において３〜１５時間とｈう湿熱養生が行われる
。この湿熱養生によってより補強効果が増大する。この
効果は、恐らく、高温湿度下の養生中にビニロン繊維自
体に若干の収縮が起って繊維に引張り応力が作用すると
同時に−セメント粒子の比較的外側から硬化反応が進行
することが原因となって一高度に補強効果のよい構造粗
織が形成されることによるものと考えられる。

寸だ、この時、前記充填材を含んだ系においては、若干
の収縮を起したビニロン繊維の界面に分布するセメント
水和物に充填材が含まれることによってビニロン繊維の
引張り応力Ｆでの引き抜き抵抗が大となり、セメントの
強度が一層向上するものと考えられる。湿熱％生した後
は、通常の条件で自然養生が行われ無機硬化体が得られ
る。

この発明の方法によって無機硬化体をつくるに当たって
は、この発明の効果を妨げない範囲において、前記充填
材以外に顔料、添加剤などをセメントスラリー中に添加
することができる。

この発明の方法は、このように、補強繊維としてすぐれ
た適応性をもつビニロン繊維を用い、かつ、これを短繊
維の状態で使用しているので一補強繊維が硬化体中に局
在化することがなく、セメント中に均一に分散するので
、セメントマトリックスから引き抜かれふことがない。

そのため、極めて少量で硬化体を補強することができる
ようにもなる。

以下、実施例について比較例と併せて説明する。

〔実施例および比較例〕

予め解繊したバルブ（古紙）に３デニールのビニロン繊
維を混合し、これに普通ポルトランドセメント、充填剤
（ウオラストナイト、川砂、炭酸カルシウム）と水を加
えて９係濃度のスラリーを作成した。これを丸網方式で
第２表に示す条件で養生硬化させて無機硬化体を作った
。各硬化体の性能の測定結果を第２表に示した。

（以　Ｆ　余　白）第２表にみるように、実施例１〜６は比較例１゜２に較
べて曲げ強度が大きく十分な補強効果の得られているこ
とが認められる。

第１図は曲げ強度とビニロン繊維使用量の関係をあられ
すグラフである。第１図において、○。

ｅ印は８０℃、関係湿度９５係で１０時間湿熱養生後２
５℃、２７日間自然養生したもの−Δ印は２５℃、２８
日間自然養生したものを意味し一層。

Δ印はビニロン繊維の繊維長６　ｍｍの場合、・印は繊
維長１２ｍｍの場合を示している。ビニロンの繊維長の
短いものは長いものに比し、曲げ強度が犬きくなってお
り、また、湿熱養生後に自然養生したものは、自然養生
しただけのものよりも曲げ強度が大きくなっている。

第２図は曲げ強度とビニロン繊維長の関係をあられすグ
ラフである。第２図においては〜ビニロン繊維の添加量
は０．８重量％一定である。ビニロンの繊維長が１０　
ｍｍを越えると曲げ強度が大きく低下している。この結
果から繊維長は１〜１０ｍｍであることが必要というこ
とがわかる。

第３図は充填剤添加時の曲げ強度とビニロン繊維使用量
の関係をあられすグラフである。第３図において、各試
料共ビニロン繊維長は６　ｍｍであり、○印は充填剤未
添加を、■印は川砂１０重量４１に加を−△印は炭酸カ
ルシウム９重量係添加を、１０印はウオラストナイト８
重１ｅＩ）ｉ加を示している。ビニロン繊維の使用量が
０．４〜１．５重量％の充填剤を添加すると曲げ強度が
一層向上するのが認められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は曲げ強度とビニロン繊維使用量の関係をあられ
すグラフ、第２図は曲げ強度とビニロン繊維長の関係を
あられすグラフ、第３図は充填剤添加時の曲げ強度とビ
ニロン繊維使用量の関係をあられすグラフである。代理人　弁理士　松　本　武　彦

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　補強繊維をセメントスラリーに含ませて成形
し養生硬化させることによって無機硬化体をｉる方法で
あって、補強繊維として、繊度１〜５デニール、単繊維
の引張り強度６０　ｋｇ／ｍｔｎ２以上。ヤング率１５００　ｋｇ／ｍｍ２以上である繊維長１〜
１０ｍｍのビニロン繊維を用いることを特徴とする無機
硬化体の製法。
（２）　　ビニロン繊維が、セメントスラリー中に全固
型分重量当す０．４〜１．５重量係添加されている特許
請求の範囲第１項記載の無機硬化体の製法。
（３）　　セメントスラリーが、平均繊維径４０μ以下
のバルブを全固形分重量当り１〜６要量係含むものであ
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）バルブが、解繊された後、ビニロン繊維ト混ぜ合
わされてセメントに配合されている特許請求の範囲第３
項記載の無機硬化体の製法。
（５）セメントスラリーが、充填材を含むものである特
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）充填材が、平均粒径１０　／１ｍ以下の炭酸カル
シウム、平均粒径６０μｍ以下の川砂および最大長２　
ｍｍ以下のウオラストナイトの少なくとも１種であり、
その含有量が全固型分重量当り５〜３０重量係である特
許請求の範囲第５項記載の無機硬化体の製法。
（７）　　セメントスラリーが、濃度３．０〜２０重量
係のものである特許請求の範囲第１項から第６項までの
いずれかに記載の無機硬化体の製法。
（８）成形が抄造方式でなされる特許請求の範囲第１項
から第７項までのいずれかに記載の無機硬化体の製法。
（９）養生が、関係湿度８０係以上、温度４０〜９５℃
の雰囲気中で３〜１５時間の湿熱養生と、その後の自然
養生との併用でなされる特許請求の範囲第１項から第８
項までのいずれかに記載の無機硬化体の製法。
（１０）硬化体が板状体である特許請求の範囲第１項力
ら第９項までのいずれかに記載の無機硬化体の製法。