JPS6148487A

JPS6148487A - 無機硬化体の製法

Info

Publication number: JPS6148487A
Application number: JP59168612A
Authority: JP
Inventors: 健一松井; 保赤阪; 曽田　孝; 正昭堀江; 茂石木
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1984-08-10
Filing date: 1984-08-10
Publication date: 1986-03-10

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、建材等として用いられる無機硬化体の製法
に関する。

〔背景技術〕

従来、無機硬化体においては、補強繊維として石綿を用
いるのが主流であったが、近年石綿の発癌性が社会問題
として取り上げられるようになったため、石綿に代わる
補強繊維がいろいろ検討されるようになった。しかしな
がら、石綿に匹敵する補強繊維はいまだ開発されていな
い。他方、板状建材においては、製造法、材料価格を考
慮した場合、従来から使用されてきた木質パルプを大量
に使用せざるを得ないのが現状である。

木質パルプは、周知の如く、比較的水に親和性があり、
これは作業性、製品物性に好都合である反面、これを多
く含む製品を特に屋外で使用した場合、パルプが乾燥し
、日常的な乾燥と吸水が長年にわたって繰り返されるこ
とによる寸法変動を生じさせるのみならず、全体として
製品寸法がかなり収縮していくといった問題を生じさせ
る欠点があった。

〔発明の目的〕

この発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、
石綿を使用せず、かつ高温、高圧の特殊養生を行わなく
ても、強度があり、特に寸法安定性にすぐれた無機硬化
体を得ることのできる無機硬化体の製法を提供すること
をその目的としている。

〔発明の開示〕

発明者らは、前記のような目的を達成するため、木質パ
ルプの含水率に着目して研究を重ねた。

従来、抄造法によって無機硬化体を製造する場合、補強
繊維として使用される木質パルプは、通常、固形分換算
にして５０重量％以上という含水率の高い原料パルプを
、水の非常に多いスラリー状にして混合、離解あるいは
叩解し、単繊維化した’　　　　ｂｏやイ、え６、。ゎ
６３□４．カフ２．．ヤニ６フイラー等を混合してスラ
リー状にしたものを抄造法により賦形する方法がとられ
ていた。発明者らは、原料パルプおよび解繊工程におけ
る多量の水が繊維内に含有されたまま製品化されるため
、長期的には、この水分が蒸発し、パルプ繊維が収縮し
ていくために硬化体も収縮するものと考え、含水率の低
い原料パルプを乾式粉砕または解繊して、抄造工程中の
スラリーへ添加すればよいことを見い出し、この発明を
完成した。

したがって、この発明は、水硬性セメントに補強繊維と
して木質パルプを混合し、抄造法により賦形、加圧脱水
、養圧硬化させて無機硬化体を製造するにあたり、前記
木質パルプは、固形分基準で含水率が２０重量％以下の
原料パルプに乾式粉砕または乾式解繊処理を施して単繊
維化したものを用いることとし、これを水硬性セメント
を主成分とするスラリー中に添加し、適宜分散、混合す
ることを特徴とする無機硬化体の製法をその要旨として
いる。以下にこれを詳しく説明する。

原料として使用される木質パルプの種類としては、一般
的にセメント系建材に使用されているものであれば、特
に限定する必要はないが、セメントの水和硬化を考慮す
ると、ＫＰ（クラフトパルプ）、ＳＰ（亜硫酸パルプ）
が好ましく、ＣＰ（砕木パルプ）、ＴＭＰ（サーモメカ
ニカルパルプ）はあまり好ましくはない。Ｂ（さらし）
、Ｕ（未さらし）あるいはＮ（針葉樹）、Ｌ（広葉樹）
ついても、特に限定はない。ただしこの発明において前
記原料パルプは、固形分換算でその含水率が２０重量％
以下のものでなければならない。

前記の比較的乾いた原料パルプを乾式で解繊する。解職
機種については、特に限定はないが、建材に通常使用さ
れるＮＵＫＰ　（針葉樹床さらしクラフトパルプ）を例
にとると、乾式解繊後、ＪＩＳ−Ｐ−８２０７に規定す
る湿式フルイ分は試験によって、繊維長５９０μｍ以上
のものを６０％以上含むように解繊されることが好まし
く、乾いた状態での繊維長が極端に短いものは好ましく
ない。通常、乾式解繊は、シート状のパルプを、第１段
階として、適当な大きさに切断し、つぎに、このチ・ン
プ状のパルプを高速回転するファンに導いて、ファンの
せん断力によって繊維化するものであり、切断されたチ
ップ状物の大きさ、ファンの回転数、ファンの形状、お
よびフルイにより、生成される解繊パルプの繊維長に多
少の変動が生じることがある。以上のようにして解繊さ
れたパルプは、非常に嵩高いものとなるので、一旦スド
ックするというようなことはせずに、そのまま抄造工程
へ導入するのが効果的である。

抄造工程は、従来のハチニック式、長網式等、いづれを
採用されてもよい。またこの発明においては、乾式解繊
されたパルプを、スラリー中に充分に分散させる必要が
ある。材料混合の順序は、特に限定するものではないが
、解繊されたパルプを、あらかじめ水硬性セメント、無
ｔａ質フィラー等が混合されたスラリー中に添加するこ
とが均一な分散性を得る点で好ましい。また、パルプの
添加時期を、生産工程中で、可能な限り遅らせた方が、
製品の寸法安定性はより高いものになると思われる。た
だし、解繊されたパルプを抄造工程中の混合物中へ添加
したのち、水硬性セメントを加えてスラリー状とし、必
要に応じて水で希釈するようにしてもよい。

水硬性セメントを主成分とし、無機質フィラー、パルプ
等の添加物が混合され、調整されたスラリーは、通常の
抄造法により賦形、加圧脱水され、一般には、１００　
’Ｃ以下の温度で常圧養生される。もつとも、高温高圧
で養生することの必要が生じた場合でも、長時間の高温
下での養生は、パルプの補強性を損なう危険性があるた
め、注意が必要である。

以上のようにして得られた無機硬化体の製品は、強度が
高く、特に寸法安定性が良好である。従来、含有するパ
ルプによる寸法収縮が長期的に発生し、極端な場合には
、クラックが発生して大きな欠陥になるという大きな問
題もあったが、これが解決されるのである。この理由と
して考えられるのは、つぎのとおりである。バルブ自体
は、は；　　　　　　とんどの場合、内部が中空状態で
あり、水が侵入しやすい状態である。ところが、従来の
方法では含水率の高い原料パルプを多量の水で湿式解繊
していたため、パルプ内部に多量の水を含有した状態で
製品化されることになり、長期的には、この水分が蒸発
してパルプ繊維が収縮し、硬化体も収縮して、極端な場
合にはクラックが発生するのである。

その点で、この発明のように、含水率の比較的低い原料
パルプを使用し、かつ乾式で解繊するようにすれば、解
繊化されたパルプを抄造工程で多量の水にさらしても、
パルプの内部まで水分が満たされることはなく、製品の
寸法安定性が改良されるものである。

発明者らは、前記のパルプの乾式解繊工程を行うにあた
り、従来ならば、その後の抄造工程のスラリー中に混合
されていた無機質フィラーを、原料パルプを解繊機に導
入すると同時か、またはその乾式解繊工程中に添加する
ようにすれば、より寸法安定性にすぐれ、強度もよりす
ぐれた無機硬化体を得られることを見い出した。これは
、パルプの解繊と同時に無機質フィラーがパルプ繊維の
表面に付着し、パルプ表面のフィブリル化が促進された
ために、パルプの比表面積が上昇し、補強効果が向上し
たためか、あるいはパルプ表面が化学的に活性化された
ためと推定される。

使用される無機質フィラーは、珪砂、炭酸カルシウム、
カオリン、ベントナイト、セピオライト、水酸化アルミ
ニウム等の通常使用されている無機質フィラーのなかか
ら適宜選択されてよい。また、原料パルプの含水率は固
形分換算で２０重量％以下、特に１０〜２０重量％が好
ましい。１０重量％以下の場合には、フィラーの添加量
にもよるが、パルプとフィラーが分離しやすく、解繊後
に抄造ラインに導入する過程でフィラーのみがＩＷｔＪ
ｌｉ機内部に堆積して、生産効率が悪化する恐れがある
。他方、無機質フィラーの添加量は、重量基準で原料パ
ルプ量の４倍以下が望ましい。これを超えて併用すると
、前記同様、分離が著しい。

前記のパルプの乾式解職工程を行うにあたり、サイズ剤
を原料パルプを解職機に導入すると同時か、またはその
乾式解繊工程中に添加すれば、強度も高く、より寸法安
定性にすぐれ、かつ吸水率のより低い無機硬化体が得ら
れる。特に、長期挙動ばかりでなく、短期的に吸水−乾
燥を繰り返した場合でも、硬化体の吸水率が著しく改良
され、しかも従来、サイズ剤を抄造スラリー中に添加す
る場合の添加量に比べて、はるかに少量の添加量で、著
しい効果を生じさせることができる。また、パルプ解職
にあたり、前記の無機質フィラーをサイズ剤と同時に添
加してもよい。これは、あらかじめパルプにサイズ処理
を施すことによって、その後に多量の水（スラリー）中
で分散、混合されてもパルプ表面に施されたサイズ化の
効果があられれ、直接スラリー中に添加するよりも、著
しい歩留まりの向上を示すためと推察される。

この発明に使用されるサイズ剤は、一般に製紙業界で、
紙のにじみ防止、耐水性付与、耐久性改良を目的として
木質パルプに添加されるカチオン系のものに限定される
必要はなく、アルカリ雰囲気中で安定なものであれば、
いづれを使用されてもよい。通常は、水系の合成樹脂エ
マルジョン、特にアクリルエマルジョン、あるいは高級
脂肪酸系のサイズ剤が使用される。添加量は、原料パル
プの重量に対して固形分換算で１〜５０重量％が効果的
である。添加方法は、乾式解繊工程中に可能な限り水で
希釈して噴霧状に分散よく添加されることが望ましい。

ただし、全体の水分量がパルプに対して２０重量％を越
えないようにする必要がある。水分が２０重量％を越え
ると、一旦解繊されたパルプが水分によってからみ易く
なり、粒状になってしまい、その後スラリー中で分散し
にくくなるためである。

さらに、前記のパルプの乾式解繊工程を行うにあたり、
水中での分散が良好な熱硬化性合成樹脂を、原料パルプ
を解繊機に導入すると同時か、または解繊工程中に添加
することとすれば、寸法安定性が著しく向上するととも
に、硬化体の飽水時の強度が特に向上する。これは、つ
ぎの理由によると推察される。乾式でパルプを解繊した
場合、！　　　　　　解職機の種類とその条件によって
多少異なるが、通常パルプは４０〜８０℃に発熱するた
め、熱硬化性合成樹脂を添加すると、パルプの表面が樹
脂でコートされ、これが効果をもたらす。なお、乾式解
繊するにあたり、前記無機質フィラーを熱硬゛化性合成
樹脂と同時に添加してもよい。

通常、製紙業界では、紙力増強剤と称する前述のような
水系の合成樹脂を添加して、紙の湿潤強度等の改良をは
かつている。しかし、湿式でパルプを解繊して、この中
にこの紙力増強剤を添加し、セメント等を加えて抄造法
により製品を得ても、この添加剤の効果はほとんどみら
れなかった。

使用される合成樹脂は、熱硬化性で水中での分散性がよ
く、かつアルカリ雰囲気中で安定なものなら、特に限定
はない、一般には、水溶性エポキシ系紙力増強剤が使用
される。添加量は、パルプの重量に対して１〜５０重量
％が好ましい。これを越えると、パルプが抄造工程時に
スラリー中で分散しにくくなり、１重量未満では効果が
あられれない。

つぎに、この発明にかかる無機硬化体の製法の実施例お
よび比較例について説明する。

表１９表２．および表３に示されている原材料を使用し
、同表に示されている製法および製造条件を使用して、
実施例１〜１１および比較例１〜１２の無機硬化体を製
造した。パルプの含水率は、１０５°Ｃで４時間乾燥し
たものを重量の基本としたものであり、解繊後のパルプ
はカナダ標準ろ氷炭で示した。パルプの解繊後の繊維長
分布は、乾式によるもの、湿式によるものともに、乾燥
時重量基準で１０ｇを秤量し、Ｂａｕｅｒ−ＭｃＮｅｔ
ｔ式湿式フルイ器で測定した。

それぞれの物性は各表に示す通りである。硬化体の物性
は、ハチニック抄造機により賦形し、実圧９０ｋｇ／ｃ
％のプレスで加圧脱水した後、８０°Ｃ乾燥機内で水分
の蒸発が生じない様にポリエチレンシートでカバーし、
３日間養生したものを、さらに２５日間室温下において
養生し、測定したものである。ただし、１年後の寸法収
縮率は、材令２８日後のサンプルを室温下で１週間放置
したものの長さを１０とし、これを１年間、屋外に放置
し、１年後のサンプルを同様に室温下で１週間放置した
ものの長さをｌとしたとき、（ｉｏ−／２）／Ｎｏとし
てあられしたものである。また強度については、抄造方
向を長手にとった値であり、一方、寸法変化については
、抄造方向と直角の方向を長手にとったサンプルで測定
したものである。

以下に、使用したパルプ等の具体的な製品名をあげてお
く。

パルプ　　　　　・・・南信バルブ株式会社製ビニロン
　　　　・・・クラレ株式会社製１２Ｍ１８２　Ｘ６シリカヒユーム　・・・宇部興産株式会社製ウオラスト
ナイト・・・長瀬産業株式会社裂ＹＡＤ−Ｇ炭酸カルシウム　・・・日東粉化株式会社製アクリルエマルジョン　　・・・油化バデイソシュ株式会社製アクロナール３０３Ｄ珪藻土　　　　　・・・昭和化学工業株式会社製ＰＦ脂肪酸系サイズ剤・・・近代化学工業株式会社製ＮＳ−
７１５紙力増強剤　　　・・・住友化学工業株式会社製スミレ
ジン（以　下　余　白）表１では、含水率２０重量％以下の原料パルプを繊維長
５９０μｍ以上が６０％以上含まれるように乾式解繊し
たものを実施例としている。実施例１〜３は、比較例１
〜５に比べて、特に、１年後の寸法収縮率が低く、吸水
率１寸法変化率にもすぐれ、強度も保たれている。表２
では、表中のそれぞれの条件に従い行ったものを、特に
無機質フィラーを、原料パルプの乾式解職にあたり添加
したものを実施例４〜７としている。比較例６〜９に比
べて、著しく１年後の寸法収縮率が低下しており、寸法
収縮量は従来の約半分となり、また実施例１〜３に比べ
ても、寸法安定性が向上している。寸法変化率、吸水率
も改良され、強度も向上している。表３では、表中のそ
れぞれの条件に従い、特に原料パルプの乾式解繊にあた
り、サイズ剤を添加したものを実施例８、同時に無機質
フィラーを添加したものを実施例９とし、特に原料パル
プの乾式ｒ１．繊にあたり、熱硬化性合成樹脂を添加し
たものを実施例１０、同時に無機質フィラーを添加した
ものを実施例１１としている。実施例８．９は比較例１
０．１１および実施例１〜３に比べても、１年後の寸法
収縮率が極めて低く、高い寸法安定性を示すとともに、
特に吸水率、および寸法変化率にも著しい向上が見られ
る。実施例１０．１１は、比較例１２．および実施例１
〜３に比較しても、１年後の寸法収縮率が低く、寸法変
化率、吸水率１強度ともに向上しており、特に飽水時の
曲げ強度が著しく向上している。

〔発明の効果〕

この発明にかかる無機硬化体の製法は水硬性セメントに
補強繊維として木質パルプを混合し、抄造法により賦形
、加圧説水、養圧硬化させて無機硬化体を製造するにあ
たり、前記木質パルプは、固形分基準で含水率が２０重
量％以下の原料パルプに乾式粉砕または乾式解繊処理を
施して単繊維化したものを用いることとし、これを水硬
性セメントを主成分とするスラリー中に添加し、適宜分
散、混合することを特徴としているので、強度があり、
かつすぐれて寸法安定性の高い無機硬化体を製造するこ
とができるのである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）水硬性セメントに補強繊維として木質パルプを混
合し、抄造法により賦形、加圧脱水、養圧硬化させて無
機硬化体を製造するにあたり、前記木質パルプは、固形
分基準で含水率が２０重量％以下の原料パルプに乾式粉
砕または乾式解繊処理を施して単繊維化したものを用い
ることとし、これを水硬性セメントを主成分とするスラ
リー中に添加し、適宜分散、混合することを特徴とする
無機硬化体の製法。
（２）単繊維化された木質パルプのうち６０％以上が繊
維長５９０μｍ以上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）原料パルプに乾式粉砕または乾式解繊処理を施す
にあたり、その前または処理中に無機質フィラー、サイ
ズ剤、熱硬化性合成樹脂のうち少なくとも１種を添加す
る特許請求の範囲第２項記載の無機硬化体の製法。