JPS6127207A - ガラス繊維補強セメント複合材料の製造装置 - 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】 本発明はガラス繊維で補強したセメント複合材料を製造
する装置に関するものである。

石綿繊維で補強したセメント複合材料を製造する場合に
は、３種の基本タイプの機械、すなわち、ハトチェック
（Ｈａｔｓｃｈｅｋ）、　’？グナニイ（Ｍａｐｎａｎ
ｉ）およびベル　７ｏ−・オｙ（Ｂｅｌｌ　Ｆｌｏｗ−
ｏｎ）機が、□　最近、利用されている。これら機械の
すべてはセメント、石綿及び水の水性スラリーを形成す
る手段、およびかかるスラリーの層を堆積でき、かつこ
れを通して水を除去してセメント複合材料を脱水するこ
とのできる小孔表面（ｆｏｒａｍｉｎｏｕｓ　５ｕｒｆ
ａｃｅ）から構成されている。ハトチェック機では、約
６〜１０重量％の固形分を含有する稀薄スラリーを使用
し、小孔表面は回転円筒ドラムの周囲に設け、このドラ
ムはスラリを収容するバラ）　（ｖａｔ）　に部分的に
浸漬している。スラリ一層はドラムの表面上にフィルム
状に堆積し、これを通しである分量の水を除去し、フィ
ルムをドラムの露出部分と接触するフェルト　ベルトに
送り、更にフェルトを介しての吸引作、用により脱水し
、アキニミュレーター　ローラに送り、この上で所望厚
さのセメント複合材料を形成している。マグナニイ機で
は、約４５〜５０重量％固形分の濃厚スラリーを移動す
るフェルト　ベルト上に往復動分配器により堆積し、フ
ェルトを芥しての吸引作用によって脱水している。また
、ベル　フロー・オン機では、ハトチェック機とマグナ
ニイ機において用いられている固形分の中間の固形分を
含有するスラリーを用いており、このスラリーはベルト
をかけた１つのローラとこれに重ねる逆回転ローラとの
間のニップを介して移動するフェルト　ベルトの表面に
供給されている。ベルト上のスラリ一層は吸引作用によ
り脱水し、アキュミニレークー　ローラに送り所望厚さ
に形成している。

セメントの補強に関して、石綿繊維による上述する３種
類のタイプの機械の作動は、セメントスラリーにより潤
滑し、かつセメントの微粒子を保持する石綿繊維の特性
に影響される。スラリーにセルロース　パルプの如き凝
集剤および他の添加物を使用することは、例えば本出願
人が先に出願した英国特許第１５４３９５１号明細書に
記載しているように微細粒子の保持性が改善され、セメ
ント複合材料を石綿セメント製品の製造用として主とし
て設計された装置で経済的に製造することができるが、
しかし、特にガラス繊維補強セメント複合材料において
はある矛盾する問題点があることを確かめた。

本発明は、上述する問題点が、凝集剤を含有する不ラリ
−を用いる場合、製造プロセスに影響を及ぼす温度変化
から生ずることを見出し、特にスラリ一温度をあまりに
低くする場合には凝集が効果的に生じないが、しかし過
剰量の微細材料が小孔表面を通過して該表面を閉塞し、
このために濾過作用を停止してしまい、また温度をあま
り高くすると凝集粒子が複合材料の開放多孔構造におい
てより大きくなり過剰の水を保持し、この結果グ゛リー
ン強さくｇｒｅｅｎ　ｓｔｒｅｎｇｔｂ）を乏しくし、
かつ複合材料の最終強さを低くすることを見出した。

本発明の目的はガラス繊維で補強したセメント複合材料
を製造する優れた装置を提供することである。

本発明のガラス繊維補強セメント複合材料の製造装置は （ａ）　　セメント、ガラス繊維、微粉砕燃料灰、微細
無定形シリカ、セルロース　パルプおよび水からなる水
性スラリーを形成する手段； （ｂ）　　かかるスラリーの層を堆積でき、かつこれを
通して水を除去してセメント複合材料を脱水する小孔表
面； （Ｃ）　　かかる小孔表面に隣接するスラリーに凝集剤
を添加する手段；および （ｄ）　　前記小孔表面に堆積する前および堆積中に凝
集剤含有水性スラリーの温度を制御する手段から構成し
たことを特徴とする。

水性スラリーを形成する手段は、水をスラリーミキサー
に供給する水貯槽からなり（および凝集剤含有スラリー
の温度を制御する手段は水貯槽の水を加熱するためのお
よび冷却するための手段からなるのが好ましい。水貯槽
の水を加熱する手段は温度制御装置により制御する調節
弁を介して水貯槽の水中で開口するパイプに連結する蒸
気発生器がら構成することができると共に、水貯槽の水
を冷却する手段は温度制御装置で制御し、かつ水を水貯
槽から冷却ラグーン（ｃｏｏｌｉｎｇ　Ｉａｇｏｏｎ）
および冷却ラグーンから水貯槽に循環するように配置し
たポンプから構成することができる。更に、スラリーの
温度を制御する手段は温度制御装置に連結する水貯槽に
おける温度センサから構成することができる。

本発明の１例においては、スラリーミキサーは、水およ
びセメントからなる比較的に濃厚なスラリーをガラス繊
維をスラリーに導入する手段を具えたブレシダーに供給
するように配置し、更にこのブレシダーはガラス繊維含
有スラリーを、これを稀釈するための水を供給する水貯
槽に連結し、かつ稀釈スラリーを供給するハトチェック
　タイプ機のバットに連結する滞留容器（ｂｏｌｃｌｉ
ｎｇ　ｖｅｓｓｅｌ）に供給するように配置し、凝集剤
溶液を含有するタンクは滞留容器とバットとの間のライ
ンに連結する。

次に、ハトチェック・タイプ機に、およびベルフロー・
オン機に供給する本発明の１構造例を添付図面に基づい
て具体的に説明する。

第１図に示すように、通常のハトチェック・タイプ機は
スラリー含有バット５７内において円筒体軸５６のまわ
りを左回りに回転するように取付けた水平の中空金網円
筒体ふるい５５からなる。

ふるい５５上には回転しうるように固定した重いローラ
６３により連続移動フェルト織物ベルト６２をふるい５
５と接触するように維持する。フェルトベルト６２をふ
るい５５からアキュミュレーター　ローラ６４に通し、
このローラ６４にスラリーのフィルムを後述するように
移送することができる。ふるい５５の両端部をシール（
図に示していない）によって固定しＪこのためにスラリ
ーからの水が金網を通してのみ流れ、シールを介して固
定した排出口から流出しないようにできる。作動中、ふ
るい５５は、４５ｍ／分程度の表面速度で回転させ、こ
れによりスラリーの均一なフィルムがふるい５５の金網
表面に堆積すると共に、大部分の水を除去することがで
きる。フィルムの厚さはバット５７内のスラリー　レベ
ル、スラリーの稠度およびふるい５５の回転速度に影響
される。次いで、フィルムをこのフィルムから水を更に
引出す少なくとも１個の真空ボックス７２の上に通過さ
せることによって、ハトチェック機により石綿セメント
製品を形成するのに用いると同様に処理する。次いで、
フィルムを鉄または鋼製アキュミュレークー　ローラ６
４（Ｄ下側に通し、ローラ６４と６６との間で圧縮して
更に水を除去し、シートがローラ６４において所定の厚
さになるまでアキュミニレーター　ローラ６４に連続的
作動状態で移送する。シートはアキニミニレークー　ロ
ーラ６４のみぞに沿ってナイフでカットでき、ローラ６
４から剥がされ、コンベヤー　テーブル７３に移送し、
次いでトリミングし、このぎり７４によって所定の長さ
にカットする。

゛　これまで記載した作動はハトチェック機によるセメ
ント複合材料を製造する慣例手段である。

本発明においては、バット５７に供給するスラリーを、
先ずセメント、微粉砕燃料灰、揮発化シリカ（ｖｏｌａ
ｔｉｌｉｓｅｄ　５ｉｌｉｃａ）、セルロース　パルプ
右よび水を含む固形分４０〜６０％の比較的濃厚なスラ
リーを混合して作る。この場合、スラリーは普通設計の
高剪断ミキサー１０で混合し、これに水および水性セル
ロース　パルプをラインＩＬ　１２および１３を介して
供給する一方、セメントおよび微粉砕燃料灰をライン１
４を介して供給し、発揮化シリカの水性スラリーをライ
ン１５を介して供給する。揮発化シリカは、珪素を製造
する電気・還元プロセスにおいて副生物として生ずる微
細無定形シリカの状態である。任意の固体加工添加剤を
混合する場合には、これらの添加剤はライン１４を介し
て供給するセメント／微粉砕燃料灰混合物に分散する。

生成濃厚スラリーを中間貯蔵タンク１６に供給し、ここ
でスラリーを回転ミキサー羽根１７により攪拌状態に維
持する。

例えば本出願人の出願に係る英国特許第１、２９０．５
２８号明細書に記載しているようにブレシダー１８内の
濃厚スラリーのバッチに混合する。ガラス繊維は振動供
給装置１９によりホッパー２０から供給し、スラリーに
ブレシダー１８内で回転および垂直循環を与えて混合す
る。

濃厚な繊維含有スラリーのバッチを低い剪断回転攪拌機
２１１を具えた大型滞留容器２１に移し、ここでスラリ
ーをライン２２から供給される水で６〜１０重量％特に
７．５重量％の固形分に稀釈する。主円錐型貯槽２４は
、稀釈水をライン２２を介して滞留容器２１に供給し、
またライン１１を介して高剪断ミキサー１０に供給する
。稀釈スラリーをライン２３を介して容器２１からバッ
ト５７に供給する。タンク２５からの凝集剤をライン２
３のスラリーに添加し、これにより凝集剤は、スラリー
がバット５７に導入される前にスラリーに添加する。

バット５７には同じ平行の羽根２７の配列の状態の攪拌
機２６を設ける（図面には羽根２７の１個だけを示して
いる）。この羽根２７はふるい５６に対して垂′直な直
立面に配置し、かつバット５７の巾を横切る他の直立面
で離間する。羽根２７は歯車２８に連結し、このために
歯車２８はスラリーの所望攪拌を達成させるふるい５５
の軸に平行に往復運動させることができる。

スラリーの温度を制御するために、センサ２９を円錐状
貯槽２４に設け、かつサーモスタット装置３０に連結す
る。サーモスタット装置３０は貯槽２４内に出口を有す
る蒸気供給ライン３２の弁３１を制御する。

逆止め弁３４を蒸気ライン３２に設け、蒸気供給を遮断
する場合にライン３２を排気する。

必要に応じて、貯槽２４内の水を冷却する場合には、人
口ライン３５、出口ライン３６およびポンプ３７を設け
、水を再びサーモスフ）ト装置３０の制御下で外部冷却
ラグーン３８に循環させる。

上述する加熱配置の代りに、ライン３２を通る蒸気を貯
槽２４に直接供給させるために熱交換器を、加熱媒体と
して再循環蒸気または温水を用いる凝集剤含有タンク２
５から供給部との連結の前または後のライン２３に設け
ることができる。更に、センサ２９は水貯槽２４内に設
ける代りにバット５７内に位置することができる。

上述するところの第１図に示す装置によりガラス繊維補
強セメント複合材料を製造する１例において、７．５重
量％の固形分のスラリーを使用して実施した。このスラ
リーの成分（重量％で示す）を次に示す： 普通のポルトランド　セメント　６０．５％微粉砕燃料
灰　　　　　　　　　２４．５％揮発化シリカ　　　　
　　　　　　８．０％セルロース　パルプ　　　　　　
２．０％加工助剤（分散剤、凝集剤）０．５％ バット５７におけるスラリーの温度を１５０℃の温度か
ら徐々に上げた。この低温度において、凝集作用が得ら
れず、過剰量の微細セメント粒子がふるい５５を通過す
るために、材料が回転ふるい５５上に堆積できなかった
。温度が上昇するのにつれて、材料がドラム上に堆積し
はじめたが、しかし品質はあきらかに悪く、ドラムを通
過する固形分の分量をスラリーの温度が２０℃に達する
まで許容されない高いレベルに維持した。この温度で、
プロセスは上述するように良く作動しはじめ、生成物は
良い品質となり、約２３℃付近のスラリ一温度で最良の
特性が得られた。２５℃以上では、品質は劣化しはじめ
、温度が２７℃以上に上昇するのにつれて生成物に多孔
性が生じ、硬化したとき、最終強さが低下した。

また、スラリーを供給し、かつその温度を制御する同じ
装置（第１図の符号１０〜２５および２９〜３６）を本
出願人が１９８４年１月５日に出願した英国特許出願第
８４００２２６号明細書に記載するようにガラス繊維を
用いるために変形したベル　フロー・オン機と結合して
用いた。

第２図に示すように、変形ベル　フロー・オン装置は繊
維含有水性セメント　スラリーを滞留する容器４０およ
び一連の案内ローラ４３．４４および４５のまわりに駆
動するように配置した無終端水透過性フェルト　ベルト
４２から構成されている。スラリーは容器４０に第１図
のライン２３に相当する供給バイブ４６を通じて作動中
連続的に供給する。容器４０の右側端は、ベルト４２が
案内ローラ４３のまわりを通過する際にベルト４２の上
側表面で部分的に、および上側ローラ４７で部分的に画
成される。この上側ローラ４７は案内ローラ４３の回転
方向と反対に駆動する。ベルト４２の上側表面とローラ
４７の外面の最低部分との間の狭い間隔は容器４０から
の出口を形成し、ベルト上に堆積するセメント　スラリ
ーの薄い層４９を堆積することができる。通常の実施に
おいて、回転攪拌機５０を容器４０内に設けてスラリー
を撹乱させる。

ベルト４２上に形成した繊維含有セメント　スラリ一層
４９は排水チャンバー５１を用いてベルトを介して周知
のように脱水する。脱水後、層４９は繊維補強セメント
の凝集ウェブとなり、このウェブはベルト４２から引上
げられ、回転できるように枢着した巻取ローラ５３に巻
上げる。十分な厚さの繊維補強セメントがローラ５３の
表面上に巻上げられた時に、補強セメントをローラの軸
方向にカットし、加圧脱水および硬化するために取除く
。

付加攪拌機は容器４０内にローラ４７とベルト４２との
間のニップに延在して設け、同じ平行に彎曲する羽根４
１の配列により形成する。この羽根４１はベルト４２の
移動方向に対して平行する垂直面に（すなわち、ローラ
４３および４７の軸に対して直角に）配置し、互いに容
器４０の巾を横切って離間する。

羽根４１は容器４０の巾を横切って延長し、かつ一対の
上側および下側ローラ５４の間のモータにより水平に往
復動する水平往復台４８に固定する。

第１図のハトチェック機において行った試験と同様の試
験を第２図のベル　フロー・イン機について行った。ス
ラリー組成物は３０重量％の固形分を有し、この固形分
の成分を次に示す：普通のポルトランド　セメント６１
％ 微粉砕燃料灰　　　　　　　　２５％ 揮発化シリカ　　　　　　　　　９％ 分散性７”ｙ７’ＹＷ″″維　３％ ストランド セルロース　パルプ　　　　　　２％ 分散剤、凝集剤　　　　　　　　０．１％１５〜１６℃
程度の温度では凝集作用が極めて乏しく、微細セメント
材料のためにフェルト　ベルト４９が目詰り又は閉塞し
、材料の堆積が極めて困難であることを確かめた。１８
〜１９℃の温度ではセメント複合材料がアキュミュレー
ター　ローラ５３上に堆積したがしかし水を過剰に保持
した。２０〜２５℃の範囲のスラリ一温度では、装置が
最大速度で良好な脱水を達成し、フェルト　ベルトがき
れいに維持されると共に、セラミック複合材料の特性は
満足するものであった。２７℃のスラリ一温度では、材
料の特性は多孔性により低下することを確めた。

使用する凝集剤の性質は作動する適当な温度にある程度
影響する。しかしながら、本発明により小孔表面上に堆
積する前および堆積中、凝集剤含有水性スラリーの温度
を制御する手段は、達成すべき満足なセメント複合材料
を矛盾なく生成できることを確めた。

使用するガラス繊維としては上述する実施例に示すよう
に、ストランドがスしり一中において個々のフィラメン
トに分離し、または糸状化する（ｆ　ｉｌａｍｅｎｔｉ
ｓｅ）ようにサイズ組成物でサイズしたフィラメントの
チョツプド　ストランドの状態が好ましく、これらを一
体に保持するストランドは分散性ファイバーの代りにま
たは分散性ファイバーに加えて用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は温度制御スラリーをハトチェック機に供給して
セメント複合材料を製造する本発明の装置の構成部分を
示す線図、および 第２図はベル　フロー・オン機によりセメント複合材料
を製造する本発明の装置の構成部分を示す線図である。 １０・・・高剪断ミキサー １１、　１２．１３．　１４．　１５．２２．２３．３
２・・・ライン１６・・・中間貯蔵タンク　　１７・・
・回転ミキサー羽根１８・・・ブレンダー　　　　１９
・・・振動供給装置２０・・・ホッパー　　　　　２１
．４０・・・滞留容器２１１・・・低い剪断回転攪拌機 ２４・・・円錐型貯槽　　　　２５・・・タンク２６、
５０・・・攪拌機　　　　２７．４１・・・羽根２８・
・・歯車　　　　　　　２９・・・センサ３０・・・サ
ーモスタット装置 ３１・・・弁　　　　　　　　３４・・・逆止め弁３５
・・・入口ライン　　　　３６・・・出口ライン３７・
・・ポンプ ３８・・・外部冷却ラグーン ４２・・・無終端水透過性フェルト　ベルト４３、４４
．．４５．　６３．６６・・・案内ローラ４６・・・パ
イプ　　　　　　４７・・・上側ローラ４８・・・水平
往復台　　　　４９・・・スラリ一層５１・・・排水チ
ャンバ　　　５３・・・巻取ローラ５４・・・１対の上
側および下側り−ラ５５・・・円筒体ふるい　　　５６
・・・円筒体軸５７・・・バット　　　　　　６２・・
・フェルト　ベルト６４・・・アキニミュレーター　ロ
ーラ７３・・・コンベヤー　テーブル ７４・・・のこぎり 特許出願人　　ピルキントン・ブラザーズ・ピーエルシ
ー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セメント、ガラス繊維、微粉砕燃料灰、微細無定形
   シリカ、セルロースパルプおよび水からなる水性スラリ
   ーを形成する手段；かかるスラリーの層を堆積し、かつ
   これを通して水を除去してセメント複合材料を脱水する
   小孔表面；およびかかる小孔表面に隣接するスラリーに
   凝集剤を添加する手段からなるガラス繊維で補強された
   セメント複合材料の製造装置において、小孔表面に堆積
   する前および堆積中、凝集剤含有水性スラリーの温度を
   制御する手段を設けたことを特徴とするガラス繊維補強
   セメント複合材料の製造装置。 ２、水性スラリーを形成する手段は水をスラリーミキサ
   ーに供給する水貯蔵槽からなり、凝集剤含有スラリーの
   温度を制御する手段は水貯槽の水を加熱および冷却する
   手段からなる特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３、水貯槽の水を加熱する手段は温度制御装置により制
   御する調節弁を介して水貯槽の水中に開口するパイプに
   連結する蒸気発生器からなる特許請求の範囲第２項記載
   の装置。 ４、水貯槽の水を冷却する手段は温度制御装置で制御し
   、かつ水を水貯槽から冷却ラグーンにおよび該ラグーン
   から水貯槽に循環するように配置したポンプからなる特
   許請求の範囲第３項記載の装置。 ５、スラリーの温度を制御する手段は温度制御装置に連
   続した水貯槽内の温度センサからなる特許請求の範囲第
   ３または４項記載の装置。 ６、スラリーミキサーは水およびセメントを含む比較的
   に濃厚なスラリーをこれにガラス繊維を導入する手段を
   具えたブレンダーに供給するように配置し、このブレン
   ダーはガラス繊維含有スラリーを滞留容器に供給するよ
   うに配置し、この滞留容器はスラリーを稀釈するために
   水を供給する水貯槽に連結し、また滞留容器は稀釈スラ
   リーをハトチエックタイプに供給するためにこのハトチ
   エック機のバットに連結し、凝集剤溶液を収容するタン
   クはハトチエック機とバットとの間のラインに連結した
   特許請求の範囲第２〜５項のいずれか一つの項記載の装
   置。