JPS6096564A - ミネラルウ−ル強化セメント複合板の製法 - 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】 化セメント複合板に関する。

従来、石綿セメント板は不燃性建築材料として永年建築
物の．内外装用として使用され工きた。

この製品は厚さが約３〜ｉｓｙｕｒであり、耐候性、防
火性、防音性及び断熱性にすぐれており、また石綿波形
スレートとしては主として約６朋の板が種々の形状の波
形に成形さｆ′Ｌ屋根材として使用されてきた。さらに
石綿セメント板は切断、孔開け、釘打ちなどの加工、取
付けが容易であるといった特長をもつために広く建材と
して使用されてきた。

しかし、最近、石綿のダストと健康との関係が懸念され
るに至り、石綿を使用せずに従来の石綿板に匹敵する物
性を有する製品の開発が強く要望されている。通常ＡＲ
Ｇと称される耐アルカリ性ガラス繊維でセメントを強化
したＦＲＯ　ｆｉ品の開発は石綿セメント製品から石綿
を除去しうる一方策である。しかるにＦＲＯは周知のよ
うに数十本または数百本のガラス繊維の集束を適当長さ
に切断したいわゆるチョツプドストランドをセメントス
ラリーと同時に型板に吹付けるスプレーオン法、スプレ
ーサクション法、またはチョツプドストランドとセメン
トとをあらかじめ混線リして得たペーストを型に流し込
むプリミックス法などによって製造される。そのため、
ＦＲＯ製品の製造には石綿セメント朶界が使用している
丸網式抄造機を使用することは不可能であり、丸網式抄
造機を使用して段進される従来の石綿セメント製品に比
し生産速度は極めて低い欠点がある。従って上述のよう
な製法に依存する限りＦＲＯ製品をもって石綿製品の代
替とすることはできない。そこでＡＲＧをセメントスラ
リー中に分散させ板を抄造する技術が開発さｎたが、こ
の場合にも特殊な抄造機を使用しなければならず、従来
既存の石綿セメント板抄造用の丸網式抄造１Ωを使用で
きず、新砂造機購入の経済的負担に加えて、得らｎる製
品も低密度で品質的にも従来の石綿セメント板の代替品
とはなシ得ないのが現状である。

従って、石綿セメント板製造用の既存の丸網式抄造機を
使用でき、しかも品質的にも石綿セメント板に匹敵する
石、綿を使用しないセメント板の開発が強く要望されて
いる。

本発明者らは上述のＪｉ！：望を満足するセメント板の
開発について鋭意研究を重ねた結果、補強用繊維として
耐アルカリ性ミネラルウールを使用しｉつ水性スラリー
中におけるセメント保持材としてセルロース繊維を使用
し、更にスラリーの粘性、抄造物組織の緻密性付与材と
してのシリコンダスト、膨潤性粘土等の粉体との組合わ
せにより石綿−セメントスラリーと同様に既存の丸網式
抄造機を始めとしてプレス成形方法、マグカニ法との他
の製造方式にも適用できる融通性をもち、しかも品質的
にも石綿−セメント板に匹敵する複合セメント板を製造
できることを知見し本発明に到達した０ すなわち、本発明は乾燥固形分縮重量基準で（ａ）　／
　−／　！Ｔ　％の耐アルカリ性ミネラルウールと、（
ｂ）３〜ｉｏ−のセルロース繊維と、（０）セメント重
量の３〜３０％のシリコンダスト、膨潤性粘土またはそ
れらの混合物体とセメントとから本質的になる混合物と
水との水性混合スラリーを濾過成形して生板を造り、加
圧成形するか或は加圧成形することなく養生硬化、する
ことからなる、ミネラルウール強化セメント複合板の製
法にある。

石綿セメント板の製造に使用されてきた石綿は非常に特
異方天然産鉱物繊維であり、セメントと混合して抄造製
板する際には水性スラリー中におけるセメント粒子との
ボンド特性、抄造時の一過特性、保水性など総合的濾過
特性にすぐれ、また、製品中においては補強性、耐熱性
、耐久性、耐候性の付与に大きな効果を発揮する。

このような特性を有する石綿に替る繊維または繊維相当
品例えばフレーク状物質は現在のところ見当らない。し
かし本発明によれば耐アルカリ性ミネラルウール、セル
ロースａ維及びシリコンダスト、昨週性粘土のような珪
酸質粉体の組合せによりはじめてセメント中における石
綿に匹σｊｋする晶１１１の効果を発拝しうろことを見
出した。

水元９！］で使用する耐アルカリ性ミネラルウール（−
）とはガラス１Ｅ■のウール状を呈する人造鉱物繊維で
あり、４アルカリ性ガラスウール、ロックウールなどが
含’ｊｊＬ、Ｊ〜１５ミクロンの直径のものが有利に補
強用繊維として使用される。

本発明で言う耐アルカリ性とは濃度コ規定、温度？θ°
士−℃の力性ソーダ溶液に３時間浸漬後光分に水洗し更
に酢酸水溶液（酢酸ｌ；水水型重量比で３回洗浄後の重
量減が５．０％以下の耐アルカリ性を有することをいう
Ｏこのような耐アルカリ性以下ではセメントに基ずくア
ルカリにより充分な強度発現はできない。耐アルカリ性
ウールがｌチ未満では充分な補強効果が得られず、また
７３％を越えると補強効果の伸びは少なく経済的に不利
である。

繊維材料としては耐アルカリ性ミネラルウール以外にセ
ルロース繊維（ｂ）を３〜１０％使用する。上述のミネ
ラルウールはスラリー中においてセメント粒子を保持す
ることができないからミネラルウールとセメントのみの
スラリーから抄出する場合、丸網式抄造機、その他の抄
造機のｐ過スクリーンの目からセメント粒子はｐ液と共
に流出し抄造品組成と計画組成とは大きく異る結果を生
ずる。同様に底部に脱水用金網などの濾過機４葭を備え
た型枠にスラリーを流し込み、プレスして脱水し型枠か
ら生板を取出すプレス成形法の場合も同様にセメント粒
子がｐ液と共に流れ出す。またマグナニ（Ｍａｇｎａｎ
ｉ　）方式またはフローオン（Ｆｌｏｗ　−ｏｎ）方式
等においてもミネラルウールとセメントのみの水性スラ
リーではセメントがシート形成用フェルト上に沈析しミ
ネラルウールはセメントに浮上って均一な生板を造るこ
とはできない。しかし、本発明によればセルロース繊維
がセメントとの混合スラリー中でセメント粒子を保持す
る性質があることも見出し、これをセメント／ミネラル
クール混合スラリー中に冷加することによって丸網式抄
造機、プレス成形機を始めとして、フローオン抄造機、
マグナニ抄造機等においても所期が使用でき、その量は
乾燥固彫分総重量当９３〜１０％である。３％未満では
セメント保持力が不足してセメント粒子の流出が多く、
またｉｏ％を越えると最終製品の不燃性が損わｎるので
好ましくない。

セルロース繊維とはノくルプ状木材、麻、線環植物性繊
維である０ ミネラル繊維／セルロース繊維／セメント複合スラリー
から抄造した生板はなお石綿をイ史用した時のような生
板に粘りがなく、まｆｔ１ｍ織は緻密性を欠き気孔率の
高い軽質なものとなり勝ちであり、強化用ミネラルウー
ルとセメントマトリックスとの結着力は不充分で最終製
品の強度発現は満足さｎない０しかし超微粒子であるシ
リコンダストを添加する時は粒径が０．／μ以下と超微
粒子であるので水中ｖｃ懸濁するときは粘性が発揮さｎ
ｌ　ミネラルウールとセメントとの結着を強化し且つ生
板の緻密化にも寄与する。

膨潤粘土も同様に水中で粘性を発揮し生板を密実にし強
化材のミネラルウールとセメントマトリックスとの結合
を強化する。特にシリコンダストまたは膨潤粘土不在下
でミネラルウール存在下で加圧成形する場合プレス圧解
除後に生板はいわゆるスプリングバック現象で圧縮厚さ
が圧縮前の厚さ近くに復元する傾向があシ、折角の加圧
成形の効果を失う場合が多い。このような場合にシリコ
ンダストまたは膨潤性粘土が存在するとその粘性のため
にスプリングバック現象を防止し、加圧成形効果を充分
発揮できる。

上述から明らかなように本発明製法は単に抄造法（従っ
て加圧成形なし）にも加圧成形法にも適用できる。シリ
コンダスト及び膨潤粘土の第コの効果は、その理由は末
だ充分に解明されていないが、セルロース繊維に含まれ
ている糖分によるセメントの硬化の阻害が防止さｎる１
ことである。セルロース繊維にはセメント硬化を阻害す
る糖分及びリグニンが含まれており、特に充分に精製さ
ｎていないグラウンドパルプを使用するときはセメント
の硬化不良がしばしば起る。シリコンダスト及び膨潤性
粘土は多分その大きな吸着性のためにセルロース繊維か
ら滲出する糖分、リグニン類を吸着固定してセメント硬
化阻害を防止するものと考えられる０しかしこの理論に
拘束されるものではない。シリコンダスト及び膨潤性粘
土の第３の効果はセメント硬化時に副生される消石灰と
反応し珪酸カルシウムを生成することによって消石灰を
固定し、耐アルカリ性ミネラルクールのアルカリアタッ
クをより緩和すると共に珪酸カルシウム生成による強度
増加に資するにある。

本発明で使用するシリコンダストとは７エロシリコンま
たはメタシリコン製造時に副生ずるシリコンが空気中で
酸化されて生じたいわゆるヒユームシリカであり、その
粒径がｉμ以下、好ましくはｏ、ｉμ以下の微粉ないし
超微粉非晶質珪酸（珪酸分９Ｏ−９１Ｉチ）である。ま
た膨潤性粘土とは水中で膨潤性の高い粘土であシ、べ／
トナイト、陶土、酸性白土などから選ば扛る。これらの
シリコンダストまたは膨潤性粘土はセメントの重量の３
〜３０チを使用する。３チ未満ではミネラルウールとセ
メント粒子との間の結着力増強は不充分で、生板の緻密
性付与も不充分であり、且つスプリングノ（ツク現象の
防止も不充分となる。３０％を越えると炉水性が低下し
実生産にそぐわなくなる。

本発明を実施するには（＝）　、　（＋））　、　（０
）及びセメントを任意の順序で水と混合して複合スラリ
ーを造る。スラリー濃度は丸網式では一〜１０チ、好ま
しくは３〜ｇ％、７０−オン式、ウルトラフロ一式等で
は例えば−〜コＳ％、その他適宜使用するタイプに応じ
て適宜選定することができる。また加圧成形法では最高
約、２　ｏ　ｏ　ｋｇ／ａｎ”、好ましくは約／　ｏ　
ｏ　ｔｒｇ７♂以下の圧力を使用する。抄造、加圧成形
、養生硬化は常法によって行うことができる。なお牧舎
水性スラリー調製の際、原料スラリー中にセメント粒子
の保持をよシよくするためにポリアクリルアマイド系凝
集剤をスラリー中に添加することが好ましい。

凝集剤はセメント粒子をセルロース繊維、及び耐アルカ
リ性ミネラルクール繊維に凝結させ、セメント粒子の巡
見水中への流出り防止に資することができる。

本発明によｆＬば、帥康上問題のある石綿を使用せずに
、従来の石綿セメント板製造に使用してきた既存の丸網
式抄造機、プレス成形法、マグナ二方式、フローオン方
式またはこれらの改頁方式にも適用できる、石綿セメン
ト板の代替品を提供する点で工業的意義は極めて大きい
。

以下に実施例及び比較例を掲げて本発明を説明する。

実施例　Ｉ 撹拌羽根付実験用攪拌機を備えた容器に水１０００ｃｃ
を入詐、そこにパルプ状セル日−ス繊維を固形分換算ｓ
　％　、シリコンダストｔｓｑ６を投入し、１０秒間激
しく攪拌した後、セルロース繊維とシリコンダストの分
散液を造った。更にそこへ耐アルカリ性ミネラルウール
Ｓ％、ポルトランドセメント７５％を投入し、７５秒間
攪拌し均一な混合スラリーを得た。固形分は全量で２ｏ
ｏ１／とした。得られたスラリーには固後直径ｌＳ口の
吸引ｐ過機によりｐ過ケーキを造り、濾過ケーキは円形
金型で加圧力ｓｒｌｃｇ／ｌ♂のプレスによシ直径ｔｓ
ｃｍの円盤状成形体を得た。成形体は室温湿空箱にコダ
時間保った後ｇ。

°０に昇温さｔ１ｆｒ湿空箱でＳ時間蒸気養生した後ｉ
ｏｓ℃の乾燥器中で２ダ時間乾燥し曲げ試験に供した。

使用した副アルカリ性ミネレルウールは直径平均７．１
ミクロン、耐アルカリ性は先実施例　コ 実施例／において使用しシリコンダストの替シにベント
ナイトを使用した以外は各原料重量実施例　３ シリコンダストとベントナイトとを併用した以外は実施
例１と同様に行った。結果を第１表に示す。

実施列　ダー７ 第１表に記載の原料配合割合を使用し、実施例１と同様
にしてセメント複合板を造シ、試験に供した。結果を第
１表に示す０ 比較例　ｌ シリコンダストまたは膨潤性粘土を添加しないで他は実
施例／と同様に行った。結果を第１表に示す。

比較例　コ 耐アルカリ性ミネラルクールを添加しない以外は実施例
１と同様に行った。結果を第１表に示す。

比較例　３ セルロース繊維を添加しない以外は実施例／と同様に行
った。結果を第１表に示す。

比較例　弘 先に記載の方法により測定した耐アルカリ度がココ、コ
チのミネラルウールを使用した以外は実施例１と同様に
セメント複合板をつくった。

結果を第１表に示す０ 実施例　ざ 容量０．Ｊ　ｆｌｋの製紙用小型パルパーにセルロース
繊維３〜、水０．Ｊ　ｆｉｌ　を入れ６０秒攪拌してセ
ルロース繊維を均一にスラリー状にする。そこに耐アル
カリ性ξネラルウールコ、ｓｋｙ及び膨潤性粘土ｓｋｇ
を投入、３０秒攪拌し均一なスラリーとする。次にそこ
へセメント３ｔ、ｓｋｇを投入し、再び３０秒攪拌する
。得られたスラリーは濃度的Ｓチになるように水を添加
しながら丸網式抄造機に導入し、通常の方法によシ生板
（グリーンシート）を抄造する。得られた生板はそのｔ
ま、または／　００　ｋｇ／♂の圧力でプレスし、通常
の方法によシ湿度箱中でコ週間養生した後に試験に供し
た。

比較例り及びｌθ 比較例？では耐アルカリミネラルウールを使用せずシリ
コンダスト、膨潤性粘土及びセルロース繊維を同時に投
入攪拌し、比較例１０ではシリコンダストまたは膨潤性
粘土を使用しなかった以外は実施例Ｓと同様に行りた。

実施例Ｓ及び比較例を及び１０のスラリー固形成分の割
合を下記第２表に示す： １９／θ 耐アルカリミネラルウール　５％　−５セルロース繊維
　４％　ｆ　！ シリコンダスト　−６− 膨潤性粘土　／θ％　６　− セメント　７９チ　ｇＯＳり 実施例ｇ及び比較例デ及び１００製品の物性値を下記第
３表に示す： ｔ　９　１０ プレス成形品 カサ比Ｍ／、’ｌＯ／、’１３　／、１，１曲は強さく
ｋｇ／ｃｍ’） 縦方向　３０３　コ／ｇ　２２０ 横方向　２１０　／！；ダ　／ｌ、／ 非プレス成形品 カサ比重　へダｇ　／ＪＯ／、１１０ 曲げ強さ 縦方向　−、？、？　／７！　１ｇり 横方向　１！／　／／？　／コ５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｌ　乾燥固形分総重量基準で／−／３４の耐アルカリ性
   ミネラルウールと、３〜１０チのセルロース繊維と、セ
   メント重分の３〜３０％のシリコンダスト、膨潤性粘土
   またはそれらの混合粉体とセメントとから本質的になる
   混合物と水との水性混合スラリーをｐ過酸形して生板を
   造シ、加圧成形するか加圧成形せずに養生硬化すること
   からなる、ミネラルクール強化上メンｌ複合板の製法。