JPS60137861A - 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、石綿の使
用を誠らした抄造体を得るセメント系無改小材等無機硬
化体の製造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て石綿を一浦強材としＣ
含ませるようＶこした無機硬化体が広く使用さｎ″Ｃい
る。石綿を補強オ栽維として用いるようにすると、無１
幾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、原材料を含むスラリーヲハチェツク抄造機等の抄
造機で抄き上げ、得らｎだ賦形体全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’Ｉｉ用％以−ト用いると抄き上げが可能となる□
。

しかしながら、石綿全使用する上で石綿公害を引き起こ
す恐れがあり、これから先も石綿全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、石綿の使用わ仰えた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Ｖこけ、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約６重、清係（以
下、すべて原材料の固型分基準で表す）以上のバルプヶ
使用する必要があるが、このように多鼠のパルプを使用
すると、得らｔＮた無機硬化体が不燃性でｌｘ＜ｌｘる
のである。また、強度、特に吸水時の強度が不充分であ
るという欠点もあるので、外装用建築材料とし°τ用い
るには不適当であった。

現在、石綿の代替繊維としてパルプ以外に、ガラス（哉
維、カーボン繊維、鋼繊維、ウオラストナ〆イト等の無
機、繊維、ビニロン、アクリル、ポリエチレン等の有機
２峨、碓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、石綿の工うにセメントと
のなじみが良くないので単独で使用されるに至つ′Ｃい
ない。

以上のように、石綿のみを使用すれば、性能上、製法上
極めて有利であるが、環境問題を含み、石綿以外の繊維
のみを使用すると、製法上、性能上の欠点を生じる。

なお、以上の背景技術に関連して公開されている文献と
しては、特開昭５１−５４６０９号、特開昭５２−１９
７０９号、特開昭５２−６０８１９号、特開昭５５−９
５６８７号の各公開公報がある。

〔発明の目的〕

前述したような事情に鑑み、この発明は、石綿の含ｉｔ
が少なく、シかも不燃性でかつ高強度でその上抄造法に
よりに址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〕

発明者らは研究を瓜ねた結果、短く切断することなく叩
解フィブリル化したパルプを石綿の一部に代え′Ｃ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
造法にエリ大量生産出来ることを見い出し、ここにこの
発明？完ノ戊したつすなわち、針端樹、広債樹等のノ（
−ジン・ζル）“ｉＰＦ’Ｉ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４磯の叩ｊ４　柔性
をうまく設定することｉＣより、繊維長５９０ミクロン
以ｈ（２８メツシユ以下）全６０重ｉｔ％以下ｖｃ１呆
ちながろフィブリル化し゛Ｃショ゛７ノ＜−濾水産金４
０〜９５’ＳＲにしたノくルプと石綿を併用すれば、ハ
チニック方式により抄きとげることがｄ１能であり、か
つ不だも性で高強２の板が得られることｆ：見い出し、
この発明全完成したのである。

ここに、濾過係数は下記のように定哉される。

濾過係数：定圧濾過時の単位濾過面槓当りの以下に本発
明の詳細な説明する。

この発明で結合材として用いるセメントと゛してけ、水
硬性のものであれば特に限定されないつ例えば、ボルト
ランドセメント、：情炉セメントなどである。パルプと
しては、針Ｓ樹、広喚樹のナランあるいは未すラシクラ
フトパルプ等を用いるのが良い。新聞紙、クラフト舐専
の故紙は多ｈｔＫ−用いると含有されている不、浦ｌ物
の影弄でセメントの硬化不良金招いた１ノする場合があ
る。ただし、故紙（・ま、一般に繊維長の短いものが多
いので、ショツパー濾水度が比較的大きい。そのため、
この発明でも前述の４０〜９５°８ｄまでフィブリル化
した一叶葉剖、広清樹の長繊維パルプと＋ＪＰ用して繊
維長５９０ミクロン以上のものが６０係以上に保たｎる
碩囲内で使用することが出来る。

この究明では、ショツパー濾水度４０°ＳＲ以ト９５°
ｓｌζ以下、５９１）　ミクロン以上の長さのａ１准が
全パルプ量の６０（１）以上である工うな針葉樹および
／ま／（は広漏樹パルプけ、全固型分縫の１〜５重赦％
（以下係と略す）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、石綿使用の欠点を
補なうことができず、゛まｔ同時に石綿の使用ｉを減ら
すとたとえ曲の濾過性金悪くするような微粒の燕礪フィ
ラー金併用しＣも、ハチエラグ方式で抄造可能／Ｘａ過
係故までＦげることが出来ない。たとえ出来九とし−Ｃ
も７９ンダの網目から水と共に抜けるセメント粒子のｉ
ｌｔが多く・２す、夷晶品質ｌこおい′Ｃ期侍のものが
得られないばかＯか、生産工程においてもパイプの詰り
等のトラブルが生じ、好ましくない。また、前述のフィ
ブリル化さｆｌたパルプ財が５俤を越えるようになると
、抄ス青は勿論口］能であるが、他の有機補強繊維を加
えた場合の好ましい添加用γも考え合わせると不燃性の
而で不合格となる。そして抄き上げた後のシリンダ上や
フェルト上ｌこおいてあるいはメーギンダロール加圧時
？グレス賦形時Ｉｃ寂ける水抜は性が悪くなり子さ゛、
思うような冒密度の製品を得々ことが不ＯＴ能となる。

従つ′Ｃ１強度面でも期待通りのものが出来ないという
欠点が生じる。通虐Ｖこ叩解された針葉樹または広畑樹
パルプのショツパー濾水度は４０’ＳＲ禾、＋１４であ
り、このものでＱよ５チ以−Ｆでは他の濾過性を悪くす
るような微粒の無機フィツー等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Ｃ（水切
れが艮すぎて）セメント粒子が濾過液中Ｖこ逃げてしま
うのである。従つＣ１ショツパー濾水度が４０°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
化体全抄造出来る絶対条件である。また、この製法にお
いては、繊維を切らないよう細心の注意を払つ′〔叩解
しショツパー濾水度が９５°ＳＲｊｉ越えるパルプを用
いた場合抄き辷けたシートの水抜けが悪く、抄造効果を
低ドさせるばかってなく、製品の密度も小さいものＶＣ
なってしまい、強度が低く、吸水率が大きくなり、耐凍
害性の悪い建材しか得られないので９５゜ＳＲ以下でな
いと好ましくな（八つ 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ｊＬ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ｎ１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
えハ、バルブ繊維長が５９０ミクロン以下のものはほと
んど補強効果を発ｊ４せず、ショツパー濾水度を上げる
ことのみにしか効果全発揮しないので、これの址は、で
きるだけ低くおさえることが望ましい１゜ ここで、繊維長が５９０ミクロン以上のパルプをバルブ
全骨の６υ係以上と１−だ理由は、これより少ないと、
硬化体の吸水率かＬがり、済しく吸水時の強度が低ドす
るためである。

な訃、パルプブとしＵｒす、ショクバーン１□、２水１
ｋ　４１Ｊ　Ｏ８Ｒ以上７０°ＳＲ以下、繊、准艮５９
（）ミクロン以上のパルプ金全バルブ［ｋの６（）礪以
ヒに１呆っ夫う［フィブリル化したパルプのほかに、ン
ヨッパー瀘水Ｊｆ−４０°Ｓ”　求’：ｌｋ　ノハル：
”　（、Ｑｔ　喚４＠　バージ７　／：ルブ、広喚樹バ
ージンパルプ、故紙）など）全スラリー全固型分の１俤
以内の範囲でＲめても良い。

すなわち、濾過性分慄くするような１微粒の無段フィラ
ー等を併用すれば、上述のフィブリル化−４ｎたパルプ
ばかりで無くても、スラリー濾過係数を５ｃｍ４７ｓｅ
ｃ以下にＡ％出来る範囲でショツパー濾水１尾４０°Ｓ
ＥＬ未満のパルプを併用出来るのである。

このようにスラリー中に４０°ＳＲ未ｉ％のパルプを少
咄加える＄の効果としては、メーキングロール加圧時、
プレス賦形時の水抜は性がよくなり、４０〜７０°ＳＲ
のものだけを用いた場合よりも硬化体の密度の高い、す
なわち、製品特性のより優れたもの′ｆｆ：４４）る事
ができるという長所がある。しかし、この配合Ｊｆｔが
ｉｑ６を感えるとスラリーの濾過係数が５ｃｐＩ４／ｓ
ｅｅ以上になる恐れが生じるばかりでなく、濾過液濃度
も高くなる傾向にあるので、越えないようにするのがよ
い。

また、この発明では前記の特定のパルプと共に石綿ケも
併用するのが必須の要件である。ここで使用される石綿
としては、クリソタイル、アモサイト、クロシトライト
、トレモライトなど、あるい仁１これらの１種または２
４重以ヒが使用される。

使用敏は全固形分に対して１〜５％である。

ここで使用する石綿の址が、５チを超えると環境衛生と
好ましくない。−万１％より少ないと製品の最終強度は
、硯・ぼの石綿１５チ程度からなる石綿−セメント板と
同等の値が得られるが、パルプ中に金山すれるヘミセル
ロース、リグニン等の微は有機成分によりセメントの硬
化速度が遅くなり、域、終強度と［７て安定な値を得る
までに数ケ月ケ要する欠点がある。

本発明者らＶよ、この欠点を鋭意検討しｆｃ結果、石綿
の繊維長にかかわらず、１〜５ｑ６を含む場合に硬化遅
延が除去され、製造後約２８日で略安定した物性ｆ：＃
ることができること全確認し、この発明に到達したので
ある。

次（ｌこ、フィラーを用いる場合は、セピオノイト、ベ
ントナイト等で特に膨潤鵠が３倍以上のものか、子均粒
子径ミクロン以下の品質あるいけ非晶質シリカ金柑いる
のがよい。

ここに、膨潤度は下記のように定義さｎる。

このようなフィラー＜’ｃ前述のフィブリル化さ！Ｌ、
ｔパルプと併用し゛Ｃ１セメント、水と混合する事によ
り、スラリーのｉＩａ過系数を、更に下げる事が出来、
抄造し易いスラリーとする事ができるものでパ５る。す
なわちフィラー金ｕｐ用する事でパルプの叩解度の低目
のものを使用しても抄造！１能／ｉ−瀘過係数を得る事
が出来るもので、パルプ叩解時の動力音間（或がでさる
Ｌ−ｒかりでなく、製品の匣用Ｆ」的に応じ、パルプだ
けでなく、フィラーにょ′りても配合を変える・ｊ＞が
できるという融通性（フレギシビリティー）が生ずるの
である。また、フィラーとじで５ミクロン以下の晶″ｍ
１非品′ｔｌのシリカ金相いると葭生中に七メント成分
と反応し、一層高強度で１１６品ｃｌの製品ができると
いう長所も生じる。

上述のフィブリル化さｎｆζパルグとこのようなフ・イ
ラーを併＃ｉＬｒると、ｌぜスラリーの濾水性か悪くな
り、しかも、セメントのり溜りが向上するかは定かで・
よいが、１１Ｌ祭するに、フィブリル化されたパルプの
故細礒維にフィラーがつまくからみ合い、４ｒ’４目の
ようＶこなって植過され−Ｃいる為と思われる。フィラ
ーの添加量は全固型分に対して１〜１０％とするのがよ
い。１０％を越えると強度低下を起こす恐れがある。

つぎに、パルプ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
またはポリビニルホルマール（４を云シビニロンともい
う。以下ＰＶＦと略記する。）、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ＰＶＦ、
無機繊維ではウオラストナイトが最も好ましい。また、
Ｐ　Ｖ　Ｆ’　＃？＆Ｊやアクリルｔ＆維でも凹凸のあ
る繊にＩＣまたはところどころ幅もしくは径か大きくな
ったものをノ（１いるのが好ましい。ＰＶＦａ維は、そ
の親水基のため有機繊維の中で最ムセメントとの結合性
が良く、補強効果が４几Ｃいることは公知である、これ
ケフイブリル化されたパルプおよび石綿と併用すること
により、一層の強度向、ヒ、特に耐衝撃性強度の向上が
図ｎる。その理由は、ｐｖｔｒ、ｔＩｓ独では今一つセ
メントとのなじみが悪く抜は易いが、前記パルプおよび
石綿と併用することにより、ｐｖｔｒ＃１．雄とフィブ
リル化されたパルプおよび石綿の微細１ａ維がうまくか
らみ合い、ＰＶＡのすべりが防止されることによると推
定出来る。ＰＶＦ繊維あるいはアクリルａｍとしては、
太さ５〜５０ミクロン、長さ３〜１０５ｍのものを用い
るのがこのましい。Ｐ　Ｖ　Ｆ　繊維あるいはアクリル
繊維の含有畦は０．３〜２チ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さいからでりる。２％を
越えてＰＶＦあるいはアクリルの量ヲ増やしても、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、ＰＶＦあるいはアクリルが２１ｅ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。特に未
硬化時の７−トの保形性が不充分となる。

ＰＶＦ’あるいはアクリルとして湿式紡糸法、乾式紡糸
法などによって紡糸されたものを１熱処理時に型付けし
て、繊維の幅もしくは径がところどころ大きくなったも
のを使用するといっそう高強度の硬化体全書ることがで
きる。

ウオラストナイトは無機潅維の中でセメントと一番なじ
み易く、補強材としての効果があることは、工＜知られ
ている。このウオラストナイトも前述のＰ　Ｖ　Ｆ’と
同じようにフィブリル化Ｇ　ｎ　ｒｒ−パルプおよび石
綿と１ノド用することｌ／ｉ：より、その効果が同上す
る。すなわち、フィブリル化されたパルプおよび石綿の
微却１礒維の＋！］　ｇ　Ｖこウオラストナイトかから
み合い、セメントの歩溜りを向上させ、結果的に強度向
上ｖＣ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、パルプ全主体ＶＣ使用した無機硬化
体の欠点である・」−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世ｔｆ′１．２〜１５係
が好ましい。２係未満では、ウオラストナイト添加の効
果が小さくなり、１５％を超えると逆に硬化体の密度が
低下して強度低下現象が認められるよりＶｃなる。なお
、できるだけアスペクト比の太きいものｉ使ｌ１ｌ−ｔ
ろのか好ましい。

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６〜１０９６である。

４チ未満の場合は、スラリー中の固型分が抄造機の抄き
上げ部（金Ｉ］４）に抄き上がつ′Ｃくる効率が悪く、
生産性が悪くなり、その上、スラリー中の固型分が沈澱
して、予定した組成の無機硬化体が得ら７″Ｌなくなる
順向がある。他方、１５チを超えると、抄き上げたケー
キの厚みが不均一となり、均ｔ４な硬化体を得ることが
困難になる傾向にある。

スラリーの成過係数全５ｃｒｎ４／ｓｅｃ以下に調・１
疫する必要があり、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５ｃｍ４／Ｓｅ（を、パ
ルプ、石綿、　）ｒ＋ｅ磯フィラーのｌｉｔ前述のごと
くに１調整することにエリ達成できる。

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ヒげ、積層して適当なｒｑ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。

つぎに前ボの特定発明と関連する無機硬化体の製法に係
る発明について１説明する。これまでに説明した特定尾
明に係る方法は、常法により抄造法で製板することによ
り所期の効果を達成するが、さらに抄造法に工夫を加え
ることによって特に板の層間剥離の起りにくい硬化体を
得ることができる。

つまり抄造濃度や使用するフェルトの種類、フェルトｉ
介しての脱水度などにより板の特性が変わり層間密着が
充分でないものも得られる。　−そこで、種々検討した
結果以Ｆの発明を完成した。すなわち、ハチニック抄造
”ｌ）、　ｋ使用し、かつこのＪｊ３合、予め抄造用ス
ラリとして、先ずンーグシリンダには特定発明に係る基
本組成のスラリからアスベストを除い化スラリ全供給し
、ウェットマットを形成せしめ、ついでそのウェットマ
ットの上に、スプレー”またはブラッシロールｉどｒ使
用して、セメントとアスベスト金主成分とするスラリ金
散布する。このようにして、２４重のスラリを使用して
組成の）４なる（つまりアスベストの与を含む層とパル
プの一’ｌ−’を含む層）２層のウェットマットを得る
。つぎにメーキングロールにヨリ所定の厚みになるまで
巻き取り、つぎに養生硬化させる工程を蛯て目的とする
硬化体と得るのである。

なお、アスベスト金１〜５チ考んだスラリの抄造に１重
用するスラリと同一のスラリ全便１１１シ、’ｃ場合、
メーキングロールに巻き取る直前に層間に散布するｈ去
カニ一般的であり、すでに公知である。

し７”ｌｈ　Ｌ、　７スベストが極端に少ないスラリの
場合にＶよノニル）ｅａじての脱水性が良好なため、一
般的には水分が少ｆｘ　（ｙ２　りメーキングロールで
巻キとった後でも、層１１４１の密着力は低下する順向
にある。従って、前述の工うにｆスベスト金全く含まな
いスラリであって、パルプを含むスラリからウェットマ
ット金抄造し、ついでメーキングロールで１／！き取る
直前に連続的に層１１Ｊ１に散布するスラリとし′τア
スベストを主成分とするスラリ全使用することＶＣより
、層間密着刃金１而保するのである。

なお、以上の場合、散布するアスベストの量については
限定するものではないが、得ら２する硬化体の全体組成
に対して１〜５チとなるようにするのが最も好ましい。

〔実施例・比較例Ｊ つぎに、実施例全比較列と１井せて説明する。

第１表に示される原材・目を使用し、ハチニック抄造機
を用いるハチニック方式にエリ、実施例１〜ｌ　１１　
、比較例１〜６の無機硬化体全作った。そして、これら
を試験に供した姑果全第１表に併記した。

第１ａにみるように、実施例はいずれも比ｉｖ例よりす
ぐれていｆｃ３ 、α１炎すこおい゛Ｃフィブリル化したパルプとは、シ
ョツパー慮水度が４０〜７０°ＳＲとなり、かつ５９０
μ以上の繊維長のパルプが全パルプの６０　、Ｊｉ計係
以トとなるように調整したパルプである。

また■の長示のあるものはアクリル繊維を使用した例で
あり、■は高分子凝東剤の添加曖が対固形分当りのｐｐ
ｍ　であることを示し、■はパルプのみの１間にアスベ
スト繊維りを散布した、異なる抄造方法を実施した例を
意味する。

〔発明の効果］ この発明の方法は、以上のように構成されているため、
これに工γＬば、石綿を多量に使用しなくても、強度の
強い硬化体が抄造法で容易に多量に生産できる。七〇ヒ
、パルプの含有盪が少く、がっ、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、吸水率が低くて
吸水強度低下の少ないＩＩ更化体が得られろ。４　ｆｃ
ｐｌしくアスベスト繊維が抄遺体の層１ｉ４１の密軒力
を向上゛させ′〔おり、この結果、層間′Ｍ楕性にもす
ぐれた似ｉ化体となっている。

／′ ／″ ７・″ ／

Claims (1)

1. 【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ｆ：養生して無機硬化体金得る方法において、抄
   造にあたり、ｆａｍ長５９０ミクロン以上が全パルプ量
   の６０重量係以上でフィブリル化によりショツパー濾水
   度を４０〜９５°ＳＲ以下に調整したパルプを、全固型
   分に対し１〜５貢献係およびアスペスｌ全固型分に対し
   １〜５重量％の割合で含有し、必要あらばこｎｖｃフィ
   ラー、補強繊維全配合して濃度ｅ４〜１５重ｔ％、濾過
   係数を５ぼ４／ｑ　ｅ　ｃ以下に調整したスラリーを用
   いることを特許とする無機硬化体の製法。 （２）パルプが、針葉樹お↓び／または広葉樹のサラン
   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）　パルプが全固型分中の１重数チ以下の範囲で、
   ショツパー濾水度４０’ＳＲ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）　フイスラ―が、セビオライト、ベントナイト、
   および子均粒子径５ミクロン以下の品質あるいは非晶質
   のシリカからなる群の中から選ばれた少なくとも１種で
   あり、全固型分に対し１〜１゜（５）補強繊維が、太さ
   ５〜５０μ、長さ３〜ｌＯｔＦｍのビニロン繊維であり
   、全固型分に討し０．３〜２重量％含まれている特許請
   求の範囲第１項ないし第４項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重駿優含まれている：ｉｆ許１清求の範
   囲第１項ないし第４項に記載の無機硬化体の製法。