JPS61501557A - セメント結合木材繊維成形体の製造方法 - 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】 セメント結合木材繊維成形体の製造方法本発明は一定量のボートランドセメント 、水および木材チップまたは木毛、並びに所望により通常の添加物からなる混合 物を成形し加圧下に所望により形体安定化するまで加熱下に硬化することを特徴 とするセメント結合木材繊維成形体の製造方法に関する。

当該技術の公知の方法に於ては、結合剤はＣｏ（ＤＨ”）Ｌ、ＭｑＣＲｚ　、乙 （Ｊ、及び／またはＡｌよ（ＳＯａ）３の如き慣用の添加物の他にはポートラン ドセメントしか含有しないものであり、結合剤の水和硬化を著しく遅延させある いは全く禁止する糖類および／またはフェノール化合物の如き水可溶性物質を全 くあるいは極めて微量しか生じない木材がもっばら使用される。従って斯かる方 法は実質的に針葉樹に限られ、国内産の濶葉樹の使用は無意味あるいは全く不可 能である。

使用可能な木材繊維は斯かる公知の成形体中でその分解を促進する強アルカリ性 環境には必要な程度まで耐えることはできない。

従って本発明の課題は、濶葉樹チップおよび／または濶葉樹零毛の使用下に速や かなセメント結合木材繊維成形体の製造を可能ならしめる頭初に記載した技術に おける経済的な方法を提供することにある。

この課題の解決のために本発明に依り特許請求の範囲第１項の特徴部に示した特 徴によって頭初記載の技術の方法が提供される。

本発明に係る方法は、多量の可能溶性含有物、特に糖およびフェノール系化合物 を混合物中に含有するに拘らず、国内産の濶葉樹（例えばぶな材）の使用を可能 ならしめる。加圧時間および圧力並びに場合により考慮すべき加熱温度は公知の 方法に比して大きくない。

成形体の結合材は公知の方法に対し実質的にアルカリ性が小さいため、特に塩基 可溶性含有物の溶解が少なくなかんずく木材繊維の化学分解が公知の方法に比べ て著しく遅く少ない。大気中のＣｏｈの吸収による成形体表面の経時的炭酸塩化 は、結合剤のアルカリ性の減少によって同様に抑制され、これは木材繊維の脆化 を遅くする。

本方法は公知のものに劣らない機械的性質を有する成形体を提供する。プレスか ら取り出した後に存在する残留水分は公知の方法よりも減少するため、プレスか ら出した後の乾燥の際の時間およびエネルギー消費は減少する。結合剤に含有す る無定形二酸化けい素は例えば溶鉱炉の煙道灰中に適当な粒度で存在し安価に入 手し得る。

本方法の更に有利な改良は副請求の範囲第２項ないし第７項に記載されている。

本発明の対象はさらに特許請求の範囲第８項に記載の特徴を有するセメント結合 木材繊維成形体である。本発明成形体の更に改良は副請求の範囲第９項に規定さ れる。

以下に本方法の好ましい実施態様を実験を引用してさらに説明する。

実−」Ｌ−１ ２４００ｇのボートランドセメントＰ２４５Ｆ　Ｃ結合剤の７０重量％）を乾燥 し、１０３０ｇの無定形二酸化ケイ素（結合剤の３０重量％）と充分に混合した 。無定形二酸化ケイ素は約２０ｍ／ｇの比表面積を有し、１０μｍ以下の粒度の 粒子を９０％以上含有した。

５％の水分を有するぶな材のチップ１４００ｇを１３５０ｍｌの水と混合し、こ れに３４ｇのＡｈａ（Ｓ０本）３を溶解した。ぶな材チップは長さ２０鶴以上、 幅２ｆｉないし５１で厚さ０．２日ないし０．３　ｍであった。強制攪拌機中で ぶな材チップおよび水は４１ｇのＣａ　（ＯＨ）Ｌを添加した後、ポートランド セメントおよび無定形二酸化ケイ素からなる乾燥し予め混合した結合剤と充分に 混合した。混合物中の繊維に吸収されない水の量と結合剤含有量の重量比は０． ３であった。

ぶな材チップ、水、添加物および結合剤の混合物から面積４４ｃｍＸ４４ｃｍの 平板粗材を成形し加熱プレスに入れて約１．５Ｎ／Ｎ’の圧力下、４０℃の温度 で８時間保ち形体安定化するまで硬化した。平板はこのときスペース型に依って 正味厚さ１２ｍに成形され約２０％の残留水分を有した。これは完全に乾燥した 後に密度１．１ｇ／ｃｄに達し、その曲げ強さは３日後に２．５Ｎ／ｎ”、２８ 日後に７Ｎ／♂であった。

他は同様の実験条件下に、但し結合剤として純粋のボートランドセメントを用い て、同様な平板試料を作成した。２８日後にも相当する結合剤硬化による形体安 定性が得られなかったので、比較し得る強度は測定し得なかった。

この方法の第１の実施態様においてセメントと無定形二酸化ケイ素は乾燥混合し 、次いで水と混合した繊維に加えたが、塩基可溶性の含有物の含有量が高いぶな 材繊維を使用する場合には木材チップまたは木毛を先ず無定形二酸化ケイ素と一 部の水の混合物に加え、次いでセメントと残りの水の混合物と混合するのが有利 である。これによって繊維は化学的に不活性な二酸化ケイ素の被膜で囲まれ、こ れが一方では強アルカリ性のセメントライムの化学的攻撃を防ぎ他方では塩基可 溶性含有物質の溶出を抑える。

スー里−１ コロイドミル中にボートランドセメントＰＺ３５Ｆを１１７０ｇ（結合剤の７０ 重量％）と水４１０ｍＮを投入して充分に混合した。

強制混合機中で乾燥してから松材チップ６７０ｇ　（残留水分５％）と無定形二 酸化ケイ素５０．Ｏｇの水３００ｍｆｆ１濁物と混合し、次いで結合剤水混合物 と混合した。繊維に吸収されない水分と結合剤量との重量比は０．３３であった 。

混合物を４４ＣＩＩＸ４４ＣＩｌの面積の平板粗材に成形し次にプレス中で４０ ℃で約１．５Ｎ／Ｊの圧力下に８時間加圧した。形体安定化まで硬化した平板は 約２２％の残留水分を有し１．１ｇ／ａ（の比重に達し、３日後に約４　Ｎ　／ 　ｍ”の曲げ強さ、２８日後に約８　Ｎ　／　ｖａ’の曲げ強さを有した。

同様な実験条件下に唯一の結合剤としてポートランドセメントを用いて製造した 在来のから松材プレートは、３日後に０．４Ｎ／寵２の曲げ強度で２８日後に１ ．２Ｎ／＃の曲げ強度に達した。

本方法の第２の好ましい実施態様のためにセメントライムの結合剤の性質に関し て第１の実施態様におけるよりも高い要件が定められた。従ってセメントは水の 存在下に無定形二酸化ケイ素および繊維と混合する前に適当な高速ミル中で粉砕 し、水の相当量と充分に混合してスラリー化した。このとき達成されたセメント タリンカーの微細処理の結果、結合材の完全な水和化が同時に得られた。

この利点を本方法の第１の態様に利用しようとするときは、セメントと無定形二 酸化ケイ素を繊維と混合する前に共に乾燥してボールミル中で粉砕して混合する ことができる。

本発明に係る方法に国内産の濶葉樹を使用し得ることを次の２つの実験で示す。

実−呈一ユ 実験用セメントミル中でＤＩＮ１１６４に依る標準モルタルの製造のため１２０ ６ｇのポートランドセメントＰ２３５Ｆを水道水２００ｄと混合した後ぼろぼろ の状態の生成物を得た。強制混合機中で６７０ｇの乾燥した白樺材チップ＜ＩＳ 含量０．５％、残留水分４％）を７７０ｍ、６の水道水と均一に混合し、次いで ５１６ｇの無定形二酸化ケイ素を加えて改めて充分に混合する。繊維に吸収され ない水の量の結合剤量に対する重量比は０．３５であった。混合物を４４国Ｘ４ ４■の面積の板材に成形し、次いで４０°Ｃに加熱したプレス中で約１．５１１ ／−の圧力下に８時間プレスした。形体安定するまで硬化した平板は約１９％の 残留水分を有し乾燥後に１．１ｇ／−の密度に達し、３日後に曲げ強さ４．７Ｎ ／−で、２８日後には８゜７　Ｎ　／　ｗ”の曲げ強さであった・ 同様の実験条件下で唯一の結合剤としてポートランドセメントを用いて製造した 従来の白樺材板材は、プレスから取出す際に破損し試験に供し得なかった。

天−１夫−」工 実験用攪拌既に１２０６ｇのポートランドセメントＰＺ３５Ｆと２０　Ｏｃｔの 水道水とを混合してぼろぼろの状態にした。強制混合機中で６７０ｇの乾燥した ポプラ材チップｌ含有量０．４％、残留水分４％）を７７０−の水道水と同様に して充分均一に混合した。これに５１６ｇの無定形二酸化ケイ素を加えた後再び 充分に混合した。

繊維に吸収されない水の量の結７合剤量に対する比は０，３５であった。

ｌ昆合物を４４ｃ＋＋＋Ｘ４４ｃｍの面積の平板素材に成形し、次いで加熱した プレス中で４０℃で１．５Ｎ／ｎ″の圧力下に８時間プレスした。形体安定化ま で硬化した平板は約１８％の残留水分を有し、３日及び２８日乾燥後にそれぞれ 密度１．１ｇ／ａ（に於て約４　Ｎ　／　ｍ”および約９Ｎ／ｎ２に達した。

同様の実験条件下に唯一の結合剤としてポートランドセメントを用いて製造した 従来のポプラ材平板は３日又は２８日後に約ＩＮ／１１または３　Ｎ　、／　ｕ ”の曲げ強さを示した。

国際ｔＩＩ査誓牛 ＡＮＮｌ：ｘτＯ’ｉ’ＨＥ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥ ＰＯＲＴ　０Ｎ１１ｆｒＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　ＡＰＰｒ、ＩＣＡＴＩＯＮ　Ｎ ｏ、　ＰＣＴ／ＥＰ８５０００６４　、　（ＳＡ　８９２７）Ｐａｔｅｎｔ　ｅ ｌｏｃｕｍｅｎｔ　Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｐａｔｅｎｔ　ｆｆａｍｉＬｙ　 Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｃｉｔａｄ　ｉｎ　５ｅａｒｃｈ　ｄａｔｓ　ｍｅｍｂ ｅｒ（ｓ）　ｄａｔａｅｐｏｒｔ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．一定量のポートランドセメント、二酸化ケイ素、水および木材繊維材料なら びに必要に応じ慣用の添加物からなる混合物を成形し、加圧下に所望ならば加熱 下に形体安定化するまで硬化するセメント結合木材繊維成形体を製造する方法に 於て、ａ）７５〜４０重量％のポートランドセメントおよび２５〜６０重量％の 無定形二酸化ケイ素を含有する結合剤を使用し、ｂ）ＳｉＯ１は１５〜２５ｍ２ ／ｇ、好ましくは１８〜２２ｍ２／ｇの比表面積を有し１０μｍ以下の粒度の粒 子を９０％以上含有し、Ｃ）混合物中の木材繊維に吸収されない水と結合剤との 重量比は０．２５；１ないし０．３５：１の範囲にあり、ｄ）結合剤：木材繊維 の重量比は１．５：１ないし２．８：１の範囲にある ことを特徴とするセメント結合木材繊維成形体の製造方法。
2. ２．セメントおよび無定形二酸化ケイ素を乾燥して混合し、次いで水を混合した 繊維材料に加えることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. ３．繊維材料を先ず無定形二酸化ケイ素と一部の水との混合物と混合し、次いで セメントと残りの水との混合物と混合することを特徴とする特許請求の範囲第１ 項記載の方法。
4. ４．セメントを水の存在下に無定形二酸化ケイ素及び繊維材料と混合する前に粉 砕して混合することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の方法。
5. ５．繊維材料と混合する前にセメントおよび無定形二酸化ケイ素をともにボール ミル中で粉砕した後混合することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の方法 ．
6. ６．濶葉樹チップ、好ましくはぶな材チップを使用することを特徴とする特許請 求の範囲第１項ないし第５項のいずれか１項に記載の方法。
7. ７．混合物にさらに０．２ないし３重量％のＣｏ（ＯＨ）２及び／又はＡ１２（ ＳＯ４）３を添加することを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第６項のい ずれか１項に記載の方法。
8. ８．木材繊維およびケイ素化合物、ならび所望により慣用の添加物を含有するセ メント結合木材繊維成形体において、ａ）結合剤が７５−４０重量％のポートラ ンドセメントおよび２．５〜６０重量％の無定形ケイ素の水和結合混合物を含有 し、ｂ）ＳｉＯ２粒子の少なくとも９０％が１０μｍ以下の粒度を有し、ｃ）結 合剤繊維の重量比が１．５：１ないし２．８：１の範囲にあることを特徴とする セメント結合木材繊維成形体。
9. ９．含有される繊維が実質的に濶葉樹チップなかんずくぶな材チップからなるこ とを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の成形体。