JPS6278136A - 水硬性無機質抄造製品の製造方法 - 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】 Ａ０発明の技術分野 本発明は、石綿及びパルプ類を全く使用せず、極細繊度
の有機合成繊維と無機分散剤及び高分子凝集剤を用いる
性能の優れた水硬性無機質抄造製品（以下抄造製品と略
記）の製造方法に関するものである。

Ｂ、従来技術とその問題点 抄造製品は、石綿スレート板の如く石綿を含有している
が１石綿はかかる製品の抄造性及び物性を経済的に確保
するうえで重要な役割を有する。

しかし近年石綿による健康障害が明確とな９１石綿を全
く使用しない抄造製品が強く求められ、その製造技術の
開発が盛んにおこなわれている。

抄造製品製造法の典型的な例はノ・ツチェック法であり
、かかる方法における石綿の役割は上述の如くセメント
粒子捕捉等の抄造性を付与すること及び曲げ、引張り強
度、その他の補強不燃性（ＪＩｓ表面試験９等の物性を
付与することである。

抄造製品における石綿代替は石綿が優れた特性を有する
ので、非常な困難を伴い、一種の物質で代替することは
不可能であることが尚業界では常識となっている。従っ
て抄造性付与と物性付与にはかなり異った物性が要求さ
れるので、それぞれ別の物質で石綿の代替をはかる提案
がほとんどである。物性付与即ち補強という観点からは
、ポリビニルアルコール系繊維、ポリアクリロニトリル
系繊維、アラミド繊維等の有機合成繊維や耐アルカリガ
ラス繊維等の無機繊維が用いられ、なかでも特にポリビ
ニルアルコール系繊維が優れた補強効果を有すので注目
され、石綿代替としてかなりの量が使用されている。一
方、抄造性付与における石綿代替という観点からは大多
数が天然パルプを使用するという提案である。しかしな
がらかかるパルプを用いた抄造製品はパルプ自体の劣化
、吸問題を出来るだけ小さくするために、パルプの使用
量を減少する提案がいくつかなされている。

例えば特開昭６０−５０４９号公報に記載された発明は
パルプの叩解度をかなシ上げてセメント粒子を捕捉し、
炉水性が悪くなるというマイナス面をバージンパルプを
少量混合することで解決しようとするものであシ、さら
にセピオライト、ベントナイトのような膨潤性のある無
機フィラー等を用いて、パルプとの相互作用によるセメ
ント粒子捕捉効果を上げるという技術も併せて提案して
いる。

本発明者等も、パルプ及び助剤について種々検討したが
、安定に抄造製品を抄造するには３チ程度のパルプは必
要不可欠であるという結論に到達した。かかる量のパル
プの存在は既述の如きパルプの悪影響を排除できる程度
のものではない。従って別の観点からパルプを全く使用
しない抄造製品を得る研究を重ねた結果、特願昭５９−
１８０６３号として出願の発明に到った。

即ち繊度０．５デニール以下の特定の物性を有する極細
ビニロンを用いた抄造製品及びその抄造法であって、か
かるビニロンと凝集剤の組合せによυ驚くべきことに全
くパルプを使用せずとも安定に抄造が出来るうえに極細
ビニロンのすぐれた補強効果によシ物性もほぼ満足すべ
きものが得られるという従来の常識を打ち破った画期的
な技術である。しかしながらその後の検討を進めている
うちに、極細ビニロンの分散性が充分でなく、得られた
抄造製品は商品としては問題のあることが判明した。即
ち極細ビニロンは繊維が細いために、通常デニール（２
デニール付近ンの繊維に比し同じアスペクト比でも繊維
本数が圧倒的に多く、従つて繊維同志が凝集しやすく、
セメント等の他の固形分と分離しがちとなる。その結果
、抄造に際し繊維がフリースの表面（裏面）に集まりや
すくなって７リ一ス層間の剥離や表面の毛羽立による外
観不良、補強性の低下等の問題を惹起することになる。

本発明者等はかかる問題点を解決すべく鋭意研究の結果
本発明に到達したものである＠Ｃ０発明の目的 本発明は、石綿及びパルプを全く使用せずして、極細繊
維を用いた抄造法において、該極細繊維の分散性を向上
させ、均一な抄造スラリーを得ることによって、外観品
位が良好で、眉間剥離のない性能のすぐれた無石綿無パ
ルプ抄造製品を提供しようとするものである。

Ｄ９発明の構成 本発明はセメント等の水硬性物質と、繊度が０．０５〜
０．５デニール、アスペクト比（繊維長Ｉとその直径ｄ
の比Ｖｄ　）　２００〜１５００である有機合成繊維０
．１〜５％（以下抄造固型分に対する重量で示す）、及
び０．０１〜５チの無機分散剤よシなる均一なスラリー
に高分子凝集剤を添加しつつ抄造する抄造製品の製造方
法である。

本発明の第一の要件は極細有機繊維の分散性を向上させ
セメント等地の固形分と均一混合させた抄造スラリーを
得るために特定の無機分散剤を使用することである。本
発明の無機分散剤とはセピオライト、アタパルジャイト
、パリゴルスカイト、ナトリウムベントナイト（以下セ
ピオライト等と略記）であシ、これらの内の１ｆｆｌ又
は２ａｉ以上の組合せで使用する。該無機分散剤の添加
量は０．０１〜５％が好ましい。０．０１％未満では極
細繊維の分散効果がなく、また５％を越えるとスラリー
の粘性が高くなシすぎ丸網上での炉水や、フリースの脱
水性が低下しメーキングロールでの水割れ現象を呈し抄
造性が悪化する。さらにプレスがかかシにくくなシ製品
の嵩比重が低下し、補強効果の低下、吸水率増大に伴う
寸法変化の増大、凍結融解による安定性低下等の問題を
引起こし、加えて経済的にも不利となる０１チを越える
と無機分散剤の分散効果はほとんど変らないので、無機
分散剤添加のマイナス面、経済性を考慮すると、０．１
〜１チがよシ好適な範囲である。なお無機分散剤は、あ
らかビめコロイド状に分散、離解したものを使用する方
が分散効果によシ大きく寄与する。

本発明の第２の要件は極細繊度の有機合成繊維を使用す
ることにある。かかる極細繊維はセメント等の固形分を
捕捉すると共に水硬性硬化体の補強の役目をなすもので
ある。繊度が０．０５〜０．５デニールであることが必
須条件である。０．０５デニ一ル未満では水硬性物質等
の捕捉性はよいが本発明の無機分散剤を用いても分散が
不充分であり、また繊維自体の製造も経済的に出来ない
等の理由によシ好ましくない。また０、５デニールを越
えると水硬性物質等の固形分捕捉性が低下し、安定な抄
造が出来なくなる。分散性、補強性の兼合いから７スペ
クト比は２００〜１５００が適当であシ、繊維の添加量
は０．１〜５％、よシ好ましくは０．５〜５％である。

繊維の機械的物性としては補強効果の点よシ強度、ヤン
グ率がそれぞれデニールあたり５ｆ以上、９０９以上が
必要であり、それ以下では補強効果が乏しい。極細有機
合成繊維としては既述の特性を満足すれば基本的には何
でもよいが、ポリビニルアルコール系繊維、ポリアクリ
ロニトリル系繊維が接着性の面から好適であり、また単
独使用でもよいし２種以上の組合せでもかまわない。

第３の要件は高分子凝集剤を用いることである。

高分子凝集剤はセメント等の固形分の捕捉性を高めるう
えで欠くことのできない必須成分である。

種類としては市販のものでよく、特にアニオン系の高分
子凝集剤が好適である。添加量は抄造固形分に対して５
〜５００　ｐｐｍがよく、よシ好ましくは５０〜２００
　ｐｐｍである。ｓ　ｐｐｍ未満では固形分の凝集作用
に乏しく、５００　ｐｐｙｌを越えると凝集しすぎて炉
水性があまりにも良く、抄造槽でのヘッド差がとれず均
一なシートが形成されないし、フェルト汚れを起こした
り、又経済性の面からも好ましくない。水硬性物性とし
ては普通ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカ
セメント、アルミナセメント等のセメントを用いること
が出来る。さらに半水石こう、２水石こうとスラグある
いはこれ等とセメントとの混合使用も可能であるＯ その他の添加剤として抄造製品の工程通過性、成形性や
性能の改善あるいはコストダウンを目的とした物質を併
用することも可能である。

例えば層間剥離防止、メーキングローラーへの塔形性、
表面平滑性等の付与を目的として、直径又は繊維長が１
×１０〜１×１０　Ｈの微細無機物を併用することが出
来る。か＼る物質の代表例に重質タンカル、軽質タンカ
ル等の天然または合成の炭酸塩、カオリン、クレー、シ
リカ７ユーム（シリカフラワー）、タルク、フライアッ
シュ等や繊維状のワラストナイトがある。直径又は繊維
長が上記範囲を越える場合は粉砕して用いればよく、ま
た添加量は１〜２０チが好ましい。本発明のセピオライ
ト等は１チ以上の範囲においてはが＼る物質と同様な効
果を有しており、従ってか＼る範囲においては上記物質
でセピオライト等を置き換えることも可能である。その
他、軽量化剤（例えば発泡パーライト、シラスバルーン
、発泡剤）、膨張剤、金マイカ、白マイカ、蛇紋岩、珪
砂等を添加することが出来る。また繊維質としてロック
ウール、スラグウール、セラミックウール、ガラス繊維
粉末を、補強成分として０．５デニ一ル以上のポリビニ
ルアルコール系繊維、ポリアクリルニトリル系繊維、カ
ーボン繊維、スチール繊維、アラミド繊維、ポリアクリ
レート繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維等
の１種又は２種以上の組合せで併用可能である。さらに
合成パルプ、天然パルプ等も使用してもかまわないが、
天然パルプは本発明の目的からして出来るだけ使用しな
い方が好ましい。

本発明の抄造方法は、従来の一般的な抄造方法に従って
行われるものであって、極細有機合成繊維と無機分散剤
をパルパー等の通常のミキサーで混合分散した後セメン
トを投入し、１０〜３０チ程度の抄造スラリーとする。

該スラリーを高分子凝集剤及び割水を添加しつつ、丸網
又は長網上に抄き上げた後は常法によって所定の抄造製
品となすが好ましく、凝集剤を添加した後は生成した凝
集体が破壊するような強力な機械的攪拌を与えるのは好
ましくない。

無機分散剤は好ましくは有機合成繊維、セメントと共に
混合、攪拌することであシ、最も均一なスラリーが得ら
れ、該スラリーに凝集剤を添加することにより、均一な
凝集体となって、抄き上げられる。同時に添加、混合、
攪拌が出来ない場合は、少くとも凝集剤を添加する以前
に添加しなければならない。凝集剤添加後では本来の分
散効果を発揮し得ない。

本発明は極細有機繊維を水硬性物質中に無機分散剤にて
均一に分散せしめ、凝集剤により凝集した均一な凝集体
を極細有機繊維の沖過作用により金網上に抄き上げるこ
とを特徴とする石綿、パルプいづれも含有しない性能の
すぐれた抄造製品を提供するものであって、本発明のポ
イントはセピオライト等の無機分散剤を使用することＫ
あるが、セピオライト等が抄造製品に使用されること自
体は公知である。例えば特開昭６０−５０４９号に記載
の発明ではセピオライトが１〜１０チ使用されているが
、本発明と目的、構成が全く異るものである。該公開特
許の発明は既述の如く、セメント捕捉性の役割を担うパ
ルプをそのマイナス効果を減少させるために出来るだけ
少なくしようという試みであって、パルプとセピオライ
トの相互作用によりセメント捕捉性を上げようとするも
のである。即ちパルプの存在においてはじめてセピオラ
イトの添加意義あるものである。本発明は特願昭５９−
１８０６３号の発明で示すが如く、パルプの存在なしで
凝集剤との組合せにおいて充分なセメント粒子等の捕捉
効果を有するものであって、セピオライトは極細有機合
成繊維を用いる限シにおいては何らセメント捕捉性の向
上には寄与しない。

一方極細有機繊維にパルプを併用するとパルプが極細繊
維の分散効果に寄与し、セピオライトの添加効果は全く
みられない。即ちセピオライトの添加効果は、極細有機
合成繊維を使用する場合であって、しかもパルプを使用
しない時に限って発現し、その効果は分散性の向上のみ
である。従って特願昭６０−５０４９号の発明とは全く
異なるものである。また特開昭６０−２１８３６号公報
にもセピオライトの記載があるが、仁の公開特許の発明
では補強繊維の繊度を１５デニール以下としているが、
実施例からみても常識的なデニールと考えるのが妥当で
あって、少なくとも０．５デニール以下という極細繊維
に特にセピオライトが効果的であるという示唆はなく、
加えてロックウール等の繊維長の短かい無機繊維と併用
することが重要な要件となっている。即ちセピオライト
等とロックウール等の相乗作用によシ、セメント粒子等
の捕捉性が向上し、又繊維質の分散が向上するのである
。従って本発明とは明らかに異るものである。

なお本発明の構成成分量を示すチは、特に断らない限り
重量％を示すものである。

以下実施例をもって説明する。

実施例１、比較例１、参考例１ 極細合成繊維を固形分に対して２チとなるように採取し
て水中で攪拌分散し、第１表に記載の無機分散剤及びポ
ルトランドセメントを添加し約３分間混合攪拌して全固
形分濃度２０９Ａのスラリーとした。用いた極細合成繊
維はＰＶＡ繊維で繊度０．２０ｄｒ（ｄｒはデニールの
略）、引張り強度１４、５９／ｄｒ　、ヤングモジュラ
ス３２０　ｇ／ｄｒ、繊維長３朋、アスペクト比６４０
のものである。また無機分散剤はあらかじめ充分に分散
、離解したものを使用した。

該スラリーを１０００　ｍｌメスシリンダーにとり、ア
ニオン系高分子凝集剤（三洋化成社製サンフロックＡＫ
−１００Ｐ）の１．０９／ｌ水溶液を添加攪拌して分散
状態を観察した。この時の凝集剤の固形分に対する添加
率はｊ　５　Ｑ　ｐｐｍとした。分散状態の判定はＰＶ
Ａ繊維とマトリックス成分が均一な状態で凝集した場合
を○、特に良好なものを◎とし、大部分のＰＶＡ繊維は
浮遊し大部分のセメント粒子が凝集沈澱し繊維と分離し
ている場合を×とし、その中間をΔとした。

実施例１はいずれもＰＶＡ繊維とセメントと無機分散剤
を混合した状態で凝集剤を添加して凝集沈澱した。テス
ト？ＩｋＬ１．２．３．４は添加量を変更した場合で０
．５％付近が最も分散性はよく、その次に０．３％であ
った。その他は本発明の範囲内では差がない０比較例１
の凪７．１０．１１は何れも凝集剤を添加すると大部分
のＰＶＡ繊維はマトリックス成分と一緒に凝集せず浮遊
した。なおしばらく静置すると沈降する。外観は上澄層
の次に繊維の沈澱層、その下にマトリックス成分層に分
、れなかった。、参考例１は石綿を添加した場合である
。少量添加では分散効果が劣った。

実施例２．比較例２ 丸網湿式抄造試験機（ハチニック式）にて固形分として
ＰＶＡ系繊維２チ、シリカフラワー５％、無機分散剤と
して表−２の記載物、残部を普通ポルトランドセメント
の組成でパルパーにて調整してスラリー濃度１０％とし
、白水で希釈しながら抄きあげた。なお抄造に際し固形
分に対して１１００ｐｐの高分子凝集剤を使用した。

（１）使用原料の説明 ＰＶＡ系繊維ｉ０．２０ｄｒ、引張９強度１４．８　Ｖ
ｄｒ、ヤングモジュラス３１０　ｇ／ｄｒ、繊維長３ｎ
に切断したもの セピオライト；ミルコンＳＳ（昭和鉱業社ＩＩ＆）アタ
パルジャイト；　Ａｔｔａ　２００　（ユニオン化成社
ン ナトリウムベントナイト；筑前５号（品用無材社製） シリカフラワーｉｓＦパウダー（日本重化学社製平均粒
径０．３６μ） 凝集剤；サンフロックＡＫ−１００（三洋化成社製） （ＩＩ）配合組成；表−２にまとめた （１１１ン　スレート板の製造方法 スラッシャ−付パルパーに白水を入れ所定量のシリカフ
ラワーならびに無機分散剤を投入し攪拌後ＰＶＡ系繊維
を添加し最後に普通ボルトランドセメントを加えて約３
分間攪拌後チェストへ移送し抄造用スラリーとする。か
かるスラリーを１．０９７１に溶解した凝集剤を１００
　ｐｐｍ抄造槽前のミキシングボックスに添加し必要量
の白水を添加混合して抄造槽（バット）へ導入し、６０
メツシユの丸網にて抄きあげ、メーキングロールに８１
取り、切断後の生板を７５ゆ情で加圧成形した。養生は
５０゛Ｃで２４時間の養生後、室温で４週間気中養生し
６ｆｆ厚さのスレート板を得た。

Ｑｖ）　　評価方法 分散状態；抄き上げたセメント７リースの表面及び裏面
のＰＶＡ繊維の分散状態を観察した。繊維が多数７リ一
ス表面に毛羽立つ場合を判定Ｘとし、セメントシート中
に均一に分散して表面に偏在しない場合を◎とした。そ
の間１＆：２ランクにわけて○、Δとした。

抄造歩留り逼セメント及び無機分散剤等の抄造スラリー
中の固形分の捕捉率である。

として求めた。

層間剥離；メーキングロール後の生板を手で層間を剥離
させることによシ定性的に判断した。眉間が不明確で剥
離し難い状態を○、簡単に剥離する状態を×、その中間
をΔとした。

かさ比重ｉ　ＪＩＳ　Ａ　５４１８に準拠し、試験片を
かきまぜ機付空気乾燥器に入れ、１０５±５°Ｃで２４
時間乾燥後の重量と体積から求めた。

曲げ強度ｉ　ＪＩＳ　Ａ　１４０８　ｒ建築ボード類の
曲げ試験法」により測定し、抄造方向（タテ方向）とそ
の直角方向（ヨコ方向）の平均値で示した。

以下余白 実施例２は何れも良好な抄造性とスレート板物性が得ら
れた。テスト陽１４〜１７は良好な分散状態を示した。

比較例２のテスト凪１８はミルコンＳＳ（セビオライト
）の添加率は本発明の特許請求の範囲を越えて添加した
場合である。分散状態と層間剥離は問題ないが抄造時の
炉水性が不良でプレス成型後の水分率が高く製品のかさ
比重は低下した◎したがって曲げ強度も劣った。テスト
ｉ１９は無機分散材を使用しない場合である。分散状態
が悪く、層間剥離が発生し、曲げ強度が低くなった。ま
た表面に絡みあった繊維が多く見られ外観が劣った〇

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セメント等水硬性物質に、繊度が０．０５〜０．５
   デニールで、そのアスペクト比（繊維の長さとその直径
   の比）が２００〜１５００の有機合成繊維を０．１〜５
   ％（以下、抄造固型分に対する重量％で示す）、無機分
   散剤を０．０１〜５％加えたスラリーにアニオン系高分
   子凝集剤を抄造槽以前の工程で５〜５００ｐｐｍ添加す
   ることを特徴とする水硬性無機質抄造製品の製造方法。 ２、無機分散剤の添加量が０．１〜１％である特許請求
   の範囲第１項記載の水硬性無機質抄造製品の製造方法。 ３、有機合成繊維がポリビニルアルコール系合成繊維、
   ポリアクリロニトリル系合成繊維である特許請求の範囲
   第１または２項記載の水硬性無機質抄造製品の製造方法
   。 ４、有機合成繊維の引張り強度がデニール当り５ｇ以上
   、ヤングモジュラスがデニール当り９０ｇ以上である特
   許請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載の水硬性無機
   質抄造製品の製造方法。 ５、無機分散剤がセピオライト、アタパルジャイト、パ
   リゴルスカイト、ナトリウムベントナイトから選ばれた
   １種又は２種以上の組合せよりなる特許請求の範囲第１
   〜４項のいずれかに記載の水硬性無機質抄造製品の製造
   方法。