【発明の詳細な説明】
この発明は、繊維強化セメント板の製法に関す
るものであり、従来から使用されて来たアスベス
トの資源難およびその使用に対する法的規制を考
慮し、全くアスベストを用いずに、諸物性が優
れ、かつ製法的にも、セメント板の製造に際して
使用されて来た製造装置を大幅に改良するような
ことはなく、容易にアスベストフリーのセメント
板を製造するための方法を提供することを目的と
する。
アスベストの使用に関する法的規制はいまや国
際的である。我が国においても昭和51年から特別
管理物質に指定されている。かかる背景のもとに
アスベストを使用しないか、またはアスベストの
使用量を減らした製品ないしその製法の開発が試
みられている。
しかしながら、これまでの怒力にも拘わらず、
現在でもアスベストセメント板の特性に迫る製品
は開発されていない。この理由は概ね以下のよう
であると考えられる。
アスベスト代替繊維が特性的または価格的ま
たは製法的に難点が多い。
現有設備の改造費用がかかる。
アスベストフリーの製品のニーズが弱い。
しかしながら、アスベストが資源的にみて枯渇
しつつあることは殆ど確定的事実であり、またそ
の使用に関する法的規制の実施はいまや目睫の間
に迫つていると言える。よつてアスベストを使用
しない製品ないしその製法を開発すべきことは、
依然として焦眉の急であるといわざるを得ない。
従来より一つの試みとして、ガラス繊維をアス
ベスト代用補強用繊維として使用た繊維強化セメ
ント板の開発がなされている。しかし、この場合
はマトリツクスがセメントやケイ酸カルシウムで
あるため硬化中にアルカリが溶出し、補強用繊維
としてのガラス繊維を損傷し、補強効果がすぐに
無くなると言う欠点があつた。そこで耐アルカリ
ガラス繊維を使用する試みもなされているが、こ
の場合は通常の使用常態で２〜５年で補強効果が
半減し、結局ガラス繊維を使用する繊維強化セメ
ント板の製造には成功を収めたとは言えない状況
であつた。
本発明者らは、以上のような事情のもとに、可
能な限り、安価でかつ充分な品質を期待出来るア
スベストフリーセメント板の製法につき研究した
結果この発明に到達した。すなわち、現有のセメ
ント板の製造装置の改良を最小限に止め、かつ性
能（とくに初期、長期強度が大きい）、コストに
ついても改良された繊維強化セメント板の製法を
発明するに至つたのである。以下に詳しく説明す
る。
本発明は、マトリツクスをポルトランドセメン
トで構成し、補強用繊維として繊維径が20μ以下
のポリオレヒイン系合成繊維を固形分換算で0.1
〜５重量％（以下％と略す）、繊維径が10〜300μ
の鋼繊維を固形分換算で１〜10％配合してなる組
成物を用い、かつ加圧成形工程を含ましめたこと
を特徴とする繊維強化セメント板の製法を提供す
るものである。以下詳しく説明する。
この発明では賦形の方法については特に限定は
しない。セメント系の硬化体を製造するために適
当な賦形方法であれば採用可能である。たとえば
図示するような通常のハチエツクマシンも採用で
きる。
以下により説明する。
図はハチエツクマシンの略図を示し、１はバツ
ト、２はセメントスラリー、３はシーブシリンダ
ー、４は抄造フエルト、５は補強用繊維の散布装
置、６はサクシヨンボツクス、７はメーキングロ
ール、８は搬送ベルト、９はプレス、１０はグリ
ーンシートである。
この装置を使用して、本発明に係る硬化体を製
造する場合、バツト１の中には一部または全量の
ポリオレヒイン系合成繊維を配合したスラリーを
投入する。ただし、ここにはパルプなどの吸水性
の大きい補強用繊維は配合しない。これは後に使
用する鋼繊維に錆を発生せしめ補強効果を損なう
からである。ポリオレヒイン系合成繊維であれ
ば、吸水性も少なく、かつ抄造性も優れている。
またこのスラリーを構成するバインダーとしては
普通ポルトランドセメントが使用されるが、これ
が他のバインダー、たとえばスラグセメントであ
ればマトリツクスの中性化に時間がかからず鋼繊
維の錆の発生が早くなるので好ましくない。つぎ
にシーブシリンダー３により抄きあげて、抄造フ
エルト４の上にマツト（図示せず）を形成する。
このマツトはセメントと補強用繊維により形成さ
れた未硬化の薄い層である。
つぎにマツトの上にポリオレヒイン系合成繊維
と鋼繊維を散布する。ポリオレヒイン系合成繊維
は前記バツト１の中のスラリー中に所定量のポリ
オレヒイン系合成繊維を全部配合しておればここ
では散布せず、鋼繊維のみを散布する。鋼繊維は
セメントマトリツクスとの馴染もよく、かつ他の
補強用繊維、たとえば有機合成繊維、ガラス繊
維、炭素繊維に比べ補強効果を良いのである。
なお、ここでは補強用繊維のみを散布するので
はなく、バインダーとしてのポルトランドセメン
トを主成分とするスラリー（珪砂等の無機充填剤
を配合しておいてもよい）も散布する。なお、こ
こでスラリーと補強用繊維の混合物として散布す
る場合、このセメントスラリーの好ましい配合
は、繊維１〜15％、無機フイラー１〜15％の範囲
となし、かつ後述する全体の補強用繊維の配合量
の範囲に収まるようにし、そして残部をポルトラ
ンドセメントとする。なお、ここで水の配合量は
好ましくは固形分に対し、40〜60％である。もつ
とも補強用繊維とこのスラリーを予め配合して散
布するか、別々に散布するかは自由である。
ポリオレヒイン系合成繊維の配合量は全固形分
に対し、0.1〜５％である。そしてこの量をスラ
リー中とマツト上への散布用とに分けて使用して
もよい。この繊維の繊維径は20μ以下が好まし
い。鋼繊維の配合量は全固形分に対し１〜10％で
ある。鋼繊維の繊維径は10〜300μが好ましい。
以上のようにして補強用繊維、スラリーが散布
されたマツトは適宜サクシヨンボツクス６により
脱水され、ついでメーキングロール７により巻き
取られる。この場合の巻きとる層の数は任意であ
る。なお、前記マツトの厚さは、限定する趣旨で
はないが0.5〜1.0mmが好ましい。このようなマツ
トの表面にさらに前記補強用繊維およびスラリー
が散布され、所定の厚さの層を形成する。このよ
うな２層構成のものが次のメーキングロール７に
巻取られるので言わば複層構成のグリーンシート
１０が形成されるのである。つぎに所定の厚みに
達したらこれを切開しグリーンシート１０とす
る。なお、このグリーンシート１０の厚みは任意
である。つぎに搬送ベルト８により搬送し、プレ
ス９により加圧する。以下は常法により養生を行
う。なお、ここでの加圧圧力は限定する趣旨では
ないが、50〜200Kg/cm2である。この範囲の圧力で
加圧すると、鋼繊維の周りにマトリツクスが充分
に密着し補強効果を高くする。
なお、以上のハチエツクマシンに替え、長網式
抄造装置を使用してもよいし、あるいは注型法を
採用しても良い。しかし最も効率がよいのは抄造
方式による賦形である。
また、この発明の効果を失なわないかぎり、他
の補強用繊維を併用するのは自由である。
以上に説明したよに、本発明は繊維補強セメン
ト板の製法において、マトリツクスをポルトラン
ドセメントで構成し、補強用繊維として繊維径が
20μ以下のポリオレヒイン系合成繊維を固形分換
算で0.1〜５％、繊維径が10〜300μの鋼繊維を固
形分換算で１〜10％配合してなる組成物を用い、
かつ加圧成形工程を含ましめたことを特徴とする
ので、アスベスト繊維を使用することなく、強度
のすぐれた繊維補強セメント板が製造できたので
ある。
実施例 １〜５
第１表のような配合および製造条件で、ハチエ
ツクマシンを使用して繊維強化セメント板を製造
した。ただし、使用原料は以下のものを用いた。
マトリツクス：普通ポルトランドセメント
ポリオレヒイン系合成繊維：商標パルペツクス
HERCULES／SOLVAY COMPANY製
高分子凝集剤：商標ハイモロツクAP105、共立
有機工業(株)製
８号珪砂：川鉄工業(株)
ウオラストナイト：共立窯業(株)製
マイカ：(株)クラレ製
賦形の後は常法により養生（条件は60℃、24時
間）され、硬化せしめられる。なお、得られた板
の性能は同様に第１表に示した。
【表】[Detailed Description of the Invention] This invention relates to a method for producing fiber-reinforced cement boards, which does not use asbestos at all, taking into account the limited resources of asbestos that has been used in the past and the legal restrictions on its use. , provides a method for easily manufacturing asbestos-free cement boards that have excellent physical properties and do not require any major improvements to the manufacturing equipment that has been used to manufacture cement boards. The purpose is to Legal regulations regarding the use of asbestos are now international. In Japan, it has been designated as a specially controlled substance since 1976. Against this background, attempts have been made to develop products and manufacturing methods that do not use asbestos or use a reduced amount of asbestos. However, despite the anger so far,
Even now, no product has been developed that approaches the characteristics of asbestos cement board. The reason for this is thought to be as follows. Asbestos alternative fibers have many drawbacks in terms of characteristics, price, and manufacturing method. It costs money to modify existing equipment. There is weak need for asbestos-free products. However, it is an almost certain fact that asbestos is becoming depleted in terms of resources, and it can be said that the implementation of legal regulations regarding its use is now within reach. Therefore, it is necessary to develop products and manufacturing methods that do not use asbestos.
It must be said that the situation is still very urgent. As an attempt, a fiber-reinforced cement board using glass fiber as a reinforcing fiber substitute for asbestos has been developed. However, in this case, since the matrix is made of cement or calcium silicate, alkali is eluted during curing, damaging the glass fibers used as reinforcing fibers, and the reinforcing effect is quickly lost. Therefore, attempts have been made to use alkali-resistant glass fibers, but in this case, the reinforcing effect is halved after 2 to 5 years under normal use, and in the end, the production of fiber-reinforced cement boards using glass fibers was not successful. The situation was such that it could not be said that the situation had been contained. Under the above circumstances, the inventors of the present invention have arrived at the present invention as a result of research into a method for manufacturing an asbestos-free cement board that is as inexpensive as possible and can be expected to have sufficient quality. In other words, they have invented a method for manufacturing fiber-reinforced cement boards that minimizes the need to improve existing cement board manufacturing equipment and that also improves performance (especially high initial and long-term strength) and cost. This will be explained in detail below. In the present invention, the matrix is made of Portland cement, and the reinforcing fibers are polyolefin-based synthetic fibers with a fiber diameter of 20μ or less with a solid content of 0.1
~5% by weight (hereinafter abbreviated as %), fiber diameter 10~300μ
The present invention provides a method for manufacturing a fiber-reinforced cement board, which uses a composition containing 1 to 10% of steel fibers in terms of solid content, and includes a pressure forming step. This will be explained in detail below. In this invention, there are no particular limitations on the shaping method. Any shaping method suitable for producing a cement-based hardened body can be employed. For example, a conventional hatchet machine as shown in the figure can also be used. This will be explained below. The figure shows a schematic diagram of a hatchet machine, in which 1 is a vat, 2 is a cement slurry, 3 is a sieve cylinder, 4 is a papermaking felt, 5 is a reinforcing fiber spreading device, 6 is a suction box, 7 is a making roll, 8 9 is a conveyor belt, 9 is a press, and 10 is a green sheet. When producing the cured product according to the present invention using this apparatus, a slurry containing a part or all of the polyolefin synthetic fiber is charged into the vat 1. However, reinforcing fibers with high water absorption such as pulp are not mixed here. This is because the steel fibers to be used later will become rusty and the reinforcing effect will be impaired. Polyolefin-based synthetic fibers have low water absorption and excellent paper forming properties.
Additionally, portland cement is normally used as the binder that makes up this slurry, but if other binders, such as slag cement, are used, it will not take long to neutralize the matrix, and the steel fibers will rust more quickly. Undesirable. Next, the paper is made using the sheave cylinder 3 to form a mat (not shown) on the paper-made felt 4.
The mat is a thin, uncured layer of cement and reinforcing fibers. Next, polyolefin synthetic fibers and steel fibers are sprinkled on top of the pine. If the slurry in the vat 1 contains a predetermined amount of polyolefin synthetic fibers, the polyolefin synthetic fibers will not be dispersed here, but only the steel fibers will be dispersed. Steel fibers are compatible with the cement matrix and have better reinforcing effects than other reinforcing fibers, such as organic synthetic fibers, glass fibers, and carbon fibers. Note that, here, not only the reinforcing fibers are sprayed, but also a slurry whose main component is Portland cement as a binder (an inorganic filler such as silica sand may be mixed therein). In addition, when spraying as a mixture of slurry and reinforcing fibers, the preferred composition of this cement slurry is within the range of 1 to 15% fibers and 1 to 15% inorganic filler, and the proportion of the total reinforcing fibers described below. The amount should be within the specified range, and the remainder should be used as Portland cement. Note that the amount of water blended here is preferably 40 to 60% based on the solid content. However, it is up to you whether the reinforcing fibers and this slurry are mixed in advance and sprayed, or whether they are sprayed separately. The blending amount of the polyolefin synthetic fiber is 0.1 to 5% based on the total solid content. This amount may be used separately for use in the slurry and for spraying onto the pine. The fiber diameter of this fiber is preferably 20μ or less. The amount of steel fiber blended is 1 to 10% based on the total solid content. The fiber diameter of the steel fiber is preferably 10 to 300μ. The mat onto which the reinforcing fibers and slurry have been spread as described above is appropriately dehydrated by a suction box 6, and then wound up by a making roll 7. In this case, the number of layers to be wound is arbitrary. Note that the thickness of the mat is preferably 0.5 to 1.0 mm, although this is not intended to be limiting. The reinforcing fibers and slurry are further spread on the surface of such a mat to form a layer of a predetermined thickness. Since such a two-layered green sheet is wound onto the next making roll 7, a so-called multi-layered green sheet 10 is formed. Next, when a predetermined thickness is reached, the green sheet 10 is cut out. Note that the thickness of this green sheet 10 is arbitrary. Next, it is conveyed by a conveyor belt 8 and pressurized by a press 9. The following curing is carried out using the usual method. Note that the pressurizing pressure here is 50 to 200 Kg/cm 2 , although it is not intended to be limiting. When the pressure is applied within this range, the matrix adheres sufficiently around the steel fibers to enhance the reinforcing effect. Note that instead of the hatchet machine described above, a Fourdrinier type paper making device may be used, or a casting method may be employed. However, the most efficient method is shaping using a papermaking method. Further, other reinforcing fibers may be used in combination without sacrificing the effects of the present invention. As explained above, the present invention is a method for manufacturing fiber-reinforced cement boards, in which the matrix is composed of Portland cement, and the reinforcing fibers have a fiber diameter.
Using a composition containing 0.1 to 5% polyolefin synthetic fibers with a diameter of 20μ or less in terms of solid content and 1 to 10% in terms of solid content steel fibers with a fiber diameter of 10 to 300μ,
Moreover, since it is characterized by including a pressure forming process, a fiber-reinforced cement board with excellent strength could be manufactured without using asbestos fibers. Examples 1 to 5 Fiber-reinforced cement boards were manufactured using a hatchet machine under the formulation and manufacturing conditions shown in Table 1. However, the following raw materials were used. Matrix: Ordinary Portland cement Polyolefin-based synthetic fiber: Pulpex trademark, manufactured by HERCULES/SOLVAY COMPANY Polymer flocculant: Trademark Himoroku AP105, manufactured by Kyoritsu Organic Industry Co., Ltd. No. 8 silica sand: Kawatetsu Kogyo Co., Ltd. Wollastonite: Kyoritsu Ceramics Co., Ltd. ) manufactured by Mica: manufactured by Kuraray Co., Ltd. After shaping, it is cured (conditions are 60°C, 24 hours) and hardened using a conventional method. The performance of the obtained plates is also shown in Table 1. 【table】
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図はこの発明で使用したハチエツクマシン
の略図である。
１はバツト、２はセメントスラリー、３はシー
ブシリンダー、４は抄造フエルト、５は補強用繊
維の散布装置、６はサクシヨンボツクス、７はメ
ーキングロール、８は搬送ベルト、９はプレス、
１０はグリーンシート。
FIG. 1 is a schematic diagram of the hatchet machine used in this invention. 1 is a vat, 2 is a cement slurry, 3 is a sieve cylinder, 4 is a papermaking felt, 5 is a reinforcing fiber distribution device, 6 is a suction box, 7 is a making roll, 8 is a conveyor belt, 9 is a press,
10 is a green sheet.