JPS6319465B2

JPS6319465B2 -

Info

Publication number: JPS6319465B2
Application number: JP18186582A
Authority: JP
Inventors: Takashi Soda; Tamotsu Akasaka; Kenichi Matsui; Koji Sawada
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1982-10-15
Filing date: 1982-10-15
Publication date: 1988-04-22
Also published as: JPS5973463A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、建築材料等として用いられる無機
硬化体に関する。従来より、セメントを結合材とし、石綿を補強
繊維として含ませるようにした無機硬化体が広く
使用されている。石綿を補強繊維として用いるよ
うにすると、無機硬化体に対する補強効果が著し
くなるとともに、ハチエツク方式等の大量生産に
適した抄造法により、無機硬化体をつくるのが可
能となるからである。抄造法では、原材料を含む
スラリをハチエツク抄造機等の抄造機で抄き上
げ、得られた抄造体を養生して無機硬化体を作る
ようにするが、石綿を原材料の固型分基準で３〜
５重量％以上用いるようにすると抄き上げが可能
となる。しかしながら、石綿を使用するようにすると、
無機硬化体を製造する上あるいは使用する上で石
綿公害を引き起こす恐れがあり、これから先も石
綿を使用し続けることは、社会環境を守る上で問
題となる。そのため、近年、石綿を含まない無機
硬化体の研究がさかんに行なわれている。その１
例として、故紙パルプを含ませるようにした無機
硬化体があり、現在、すでにその製品が市場に出
回つている。しかし、この無機硬化体にはつぎの
ような欠点があり、一般の建築材料として用いる
には不適当であつた。すなわち、不燃性でないと
言う欠点である。抄造法により、この無機硬化体
をつくるには、原材料の固型分基準で５重量％
（以下、すべて原材料の固型分基準であらわす）
以上の故紙パルプを使用する必要があるが、この
ように多量の故紙パルプを使用すると、得られる
無機硬化体が不燃性でなくなるのである。また、
強度、特に吸水時の強度が不充分であるという欠
点もあつた。発明者らは、石綿を使用することなく、不燃性
でしかも強度が高く、そのうえ、抄造法により容
易に大量生産できる無機硬化体を得ようとして研
究を重ねた。すなわち、この発明者らは、従来、通常の石綿
セメント板の製造に使用している石綿の量を徐々
に削減した系で、各種スラリー条件で実際に抄造
し、現有のハチエツク抄造機によつて抄造がかろ
うじて可能な最小限の石綿量がどれだけか、ま
た、抄造が出来る、出来ないという“抄き上げ
性”とはどんな代表特性を把握すれば、客観的尺
度になるかを鋭意検討した。第１図は、石綿配合量と、抄造する時のスラリ
ー濃度を変えて、ハチエツク抄造機で試作した結
果を示したものである。図中の◎印は、効率良く抄造が出来たものであ
り、●印は、出来なかつたものである。また、こ
の時、スラリー特性としての濾過係数を測定し、
これを、図中の縦軸に示した。ここで、“抄き上げ性”すなわち、抄造が出来
る、あるいは、出来ないという判断基準は、次の
とおりである。すなわち、抄造幅2800mm、３シリンダーのハチ
エツク抄造機を用い、連続２時間以上稼動させ、
その間シリンダーバツト内のスラリー液面が安定
しており、また、メーキングロールによつて巻き
取り、切断したグリーンシートがその後の搬送工
程で層間ハクリを起こさず、良好な製品を得た場
合を“抄造可能”とした。また、反対に、金網シ
リンダー表面にケーキが均一に形成されなかつた
り、形成されても、メーキングロールによつて巻
きとつた後、切断する場合に層間ハクリしたもの
は、“抄造不能”とした。一方、スラリーの濾過係数は、試作中にシリン
ダーバツト内のスラリーを採取して次のように測
定した。試作に使用したハチエツク抄造機の金網を同一
の目開きの金網が設置された円筒形容器内に、ス
ラリーを0.5〜1.0投入し、直ちに濾液量Ｖ（cm³）
と濾過時間θ（sec.）をＶが100cm³に至るまで測定
する。次に、測定値より得られた濾過曲線Ｖ（θ）
からdθ／dVを算出し、グラフの縦軸にdθ／dVを
横軸にＶをとる。この時に得られた下記の直線(a) （dθ／dV）＝２（Ｖ＋α）／K′ …(a) のＶ≦50cm³の範囲における勾配の平均値（２／
K′）から算出したK′を金網の有効面積Ｓ（cm²）で
除した値をＫとする。以上の如き、検討を実施した結果、第１図に示
されるように、有効に抄造が可能となる条件は、
濾過係数が0.5≦Ｋ≦５を満足するものであるこ
とを見い出した。第１図の検討では、実際のハチエツク抄造機を
使用したものの、稼動時間が短く（２時間程度）、
大量生産の場合には、金網シリンダーの目から散
出したセメント分（白水固形分、または、バツト
排水固形分と通称されるもの）が多いと、これが
排泥となつて製品中に還元される割合が大きくな
り、不良品の原因となる。したがつて、この散出
するセメント分が少ない方が良好であり、これを
知る判断資料として前述の濾過係数Ｋを測定した
もののうち、スラリー濃度10％のものの濾液固形
分濃度を前記測定器で併せて測定したものを第２
図に示した。以上の検討より、従来の石綿を使用いた場合の
良好な抄き上げ性を確保する尺度としては、次の
条件を満足することが必要であることを知つた。 (1) スラリーの濾過係数Ｋ；0.5≦Ｋ≦５ …(b) (2) 濾液固形分濃度；Ｃ＜0.5 …(c) そこで、この発明者らは、石綿を全く使用しな
い配合で、ハチエツク抄造機を使用せず、まず、
実験室レベルで、前述の濾過係数Ｋと濾液固形分
濃度Ｃを各種の材料、組合わせについて測定する
ことにより、上記の条件(b)、(c)を満足する系を見
出すべく、さらに努力した。以下は、このような過程で得た知見である。第３図は、故紙パルプにビニロン繊維２％を併
用し、パルプ量を変えて各々にセピライトおよ
び／または、ベントナイトを合計５％まで添加し
たスラリーの濾過係数を表したものである。セピライトおよび／または、ベントナイトを添
加しない場合には、パルプ量に拘らず、抄造不能
と推定できる。（Ｋ＞0.5）第４図は、この場合の濾過固形分濃度を示した
グラフであり、セピライトおよび／またはベント
ナイトを添加したものは、低い値となり、第２図
で示した石綿量を増加させるのと同様な効果があ
ることが判つた。その結果、無機硬化体にセピオライトやベント
ナイト、あるいは両者の混合物を１〜５重量％含
ませることとすれば、パルプが少なくても原材料
のスラリを抄き上げることが可能となり、石綿以
外の補強繊維を５重量％以下含ませることとすれ
ば強度も充分満足の得られるものとなるというこ
とを見出し、ここにこの発明を完成した。すなわち、この発明は、セメントを結合材と
し、抄造法によつてつくられる無機硬化体であつ
て、配合原料の固型分基準でパルプを１〜５重量
％、セピオライトおよび／またはベントナイトを
１〜５重量％、補強繊維を５重量％以下含むこと
を特徴とする無機硬化体をその要旨とする。以
下、この発明を詳しく説明する。ここで、結合材として用いるセメントとして
は、水硬性のものであれば特に限定されない。例
えばポルトランドセメント、高炉セメントなどが
ある。また、パルプとしては、故紙パルプや針葉
樹パルプ等を用い、補強繊維としては、ビニロン
繊維、炭素繊維（カーボン繊維）、金属繊維（ス
チール繊維等）およびポリプロピレン繊維等の人
造繊維、その他の石綿以外の繊維を用いる。この発明にかかる無機硬化体は、パルプを１〜
５重量％しか含まないので不燃性である。一般
に、パルプの含有量が５重量％以下であれば、不
燃性の点について問題は生じないのである。ま
た、普通ならば、パルプの含有量が５重量％以下
であれば、原材料のスラリを抄あげるのがほとん
ど不可能となるが、この発明では、前記のように
セピオライトやベントナイト、あるいは両者の混
合物を１〜５重量％含ませることとしたので、原
材料のスラリを抄き上げることができる。したが
つて、この発明にかかる無機硬化体は抄造法によ
り製造することができるのである。さらに、補強
繊維を５重量％以下含ませることとしたので、充
分な強度を有する無機硬化体を得ることができ
る。補強繊維の含有量が５％を超えると、無機硬
化体の比重が下がつてしまい、充分な補強効果を
得ることができない。つぎに、各種類の補強繊維について、単独で用
いる場合のより好ましい含有量を説明する。ビニロン繊維の含有量は0.5〜２重量％とする
のがより好ましい。この範囲であれば最も補強効
果が大きい。２重量％を越え５重量％以下では含
有量を増やしても、無機硬化体の強度がほとんど
変わらず、製造コストのみ上昇し、逆に0.5重量
％未満では、補強効果が小さくなり、建築材料と
して用いるのに適した強度が得られなくなる傾向
にあるからである。炭素繊維の含有量は0.2〜１重量％とするのが
より好ましい。この範囲であれば最も補強効果が
大きい。１重量％を越え５重量％以下では含有量
を増やしても、無機硬化体の強度がほとんど変わ
らず、製造コストのみ上昇し、逆に0.2％未満で
は、充分な補強効果が得られなくなる傾向にある
からである。金属繊維の含有量は１〜５重量％とするのがよ
り好ましい。１重量％未満では充分な補強効果が
得られなくなる傾向にあるからである。金属繊維
の含有量が５重量％を越えると、前記のように、
比重が下がつて強度が低くなるばかりでなく、原
材料のスラリを抄き上げる際、金属繊維がからみ
合つてしまい、得られる無機硬化体が不均質なも
のとなる。したがつて、金属繊維の含有量はやは
り５重量％以下としなければならない。なお、補強繊維としてガラス繊維を使用する場
合は、ガラス繊維が無機硬化体中のアルカリによ
り侵蝕されて無機硬化体自身の強度劣下が進行す
る恐れが多いので、耐アルカリ性のものを使用す
るようにするとよい。性能向上等のため、必要に応じて、無機硬化体
が他の添加材あるいは、硅砂やウオラストナイト
等の充填材、その他を含む場合もある。この発明にかかる無機硬化体は、抄造法を用
い、つぎのようにしてつくられる。原材料と水を混合してスラリをつくる。このス
ラリの固型分濃度は８〜15重量％とするのが好ま
しい。８％未満の場合は、スラリ中の固型分が抄
造機の抄き上げ部（金網等）に乗つてくる効率が
悪くて生産性が悪くなり、そのうえ、スラリ中の
固型分が沈澱して、予定した組成の無機硬化体が
得られなくなる傾向にある。他方、15％を越える
と、抄き上げたケーキの厚みが不均一となり、均
質な無機硬化体を得ることが困難になる傾向にあ
る。このスラリをハチエツク抄造機等の抄造機で
抄き上げ、得られた抄造体を積層して適当な厚み
の賦形体とする。この賦形体を養生すれば無機硬
化体が得られる。この発明にかかる無機硬化体はこのように構成
されるものであつて、パルプ、セピオライトおよ
び／またはベントナイト、および補強繊維をそれ
ぞれ前記のような含有量で含むので、石綿を使用
しなくても、強度が強く、抄造法により容易に大
量生産できる。そのうえ、パルプの含有量が少な
いので不燃性である。つぎに、実施例および比較例について説明す
る。第１表〜第４表に示される原材量を使用し、
ハチエツク抄造機を用いるハチエツク方式によ
り、実施例１〜13および比較例１、２、４の無機
硬化体をつくつた。なお、表中の比較例３に示し
た原材料では、スラリを抄き上げることが不能と
なり、無機硬化体をつくることができなかつた。
使用した各種補強繊維の径あるいは繊度、および
長さの範囲を第５表に示す。実施例１〜13および
比較例１、２、４の無機硬化体の製造中における
抄き上げ性、および製品の物性値を第１表〜第４
表に示す。ただし、実施例１〜13および比較例４
の無機硬化体では、それぞれ、第５表に示される
径あるいは繊度、および長さ範囲内のさまざまな
繊維を用いて複数個つくり、それらの平均値で物
性値を示した。また、表中、抄き上げ性につい
て、◎は良好、〇は普通、×は不能をそれぞれあ
らわす。第１表〜第４表より、比較例２の無機硬
化体が準不燃であり、比較例３に示した原材量を
含むスラリが抄き上げが不能であつたのに対し、
実施例の無機硬化体はいずれも不燃で、製造時の
抄き上げ性が良好であつたことがわかる。また、
実施例１〜13の無機硬化体は比較例４のものに比
べ曲げ強度が強く（乾燥時、吸水時とも）、建築
材料等として用いるのに充分な強度を有している
ことがわかる。

【表】

【表】【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は、この発明の背景を説明
するのに用いるグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１セメントを結合材とし、抄造法によつてつく
られる無機硬化体であつて、配合原料の固型分基
準でパルプを１〜５重量％、セピオライトおよ
び／またはベントナイトを１〜５重量％、補強繊
維を５重量％以下含むことを特徴とする無機硬化
体。２パルプが故紙パルプおよび／または針葉樹パ
ルプである特許請求の範囲第１項記載の無機硬化
体。３補強繊維が、ビニロン繊維、炭素繊維、金属
繊維およびポリプロピレン繊維からなる群の中か
ら選ばれた少なくとも１種である特許請求の範囲
第１項または第２項記載の無機硬化体。