JPS63231905A - 無機質複合板の製造方法 - 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】 ａ、　産業上の利用分野 本発明は繊維補強した無機質複合板の製造方法に関する
。特にバインダーとなるセメント量と、繊維の量を少な
くし、石綿を０又は少量にし、不活性な無機質結晶性粉
末を配合し、網回転ドラムによって抄き上げ、オートク
レーブ養生をしないで、長さ変化率を極めて小さくし、
抄造性、加工性等を改善した低収縮性の無機質複合板の
製造方法に関するものである。

ｂ、　従来の技術 セメント板を繊維で補強して抄造し、加圧成形する方法
として、特開昭５０−６４３１１．特開昭５３−１４４
９２７が提案されている。

特開昭５０−６４３１１はセメント、パルプ、無機材料
を主原料として抄造し、複数枚の生板を重ね合わせて高
圧プレスをする製造方法に関するものである。この発明
においては、繊維量の規定はないが、実施例からみると
パルプ１０部１石綿５部と多く、また長さ変化率も５枚
重ねとして、最も改善した場合に０．１４％となってい
る。

特開昭５３−１４４９２７は、バルブと必要に応じて加
えた石綿の合計量が１０〜１２重量％、有機合成繊維０
．６〜２重量％、残部がセメントである原料を抄造して
、４０〜８０ｋｇ／−で加圧する製造方法に関するもの
である。この発明において、繊維量は１０．６〜１４重
量％、セメントが８６〜８９．４重量％と多く、加圧力
が４０〜８０ｋｇ／−と比較的低圧で製造されており、
曲げ強度２３０〜３００ｋｔｒ／ｃｄのものが得られて
いる。長さ変化率についての記載はないが、セメント量
の多いことから、かなり大きいものと考えられる。

また特開昭５２−３５２１７には、高炉スラグ（水砕ス
ラグ）を３０〜６０重量％含む混合セメントを用いてガ
ラス繊維強化セメント製品を作る方法が開示されている
。この発明では、高炉セメントなみに水砕スラグの配合
量が多いが、長さ変化率について何隻言及していない、
しかし、水砕スラグはセメントと反応して、水和生成物
を作るために、長さ変化率の低減に効果が少ないと考え
られる。

Ｃ１発明が解決しようとする問題点 本発明者らは、繊維補強したセメント板用の繊維として
、従来は石綿を主体として用いられていたが、枯渇なら
びに公害の問題上、この石綿量を０かあるいは最少量と
して、バルブを主体の繊維として、抄造によって製造を
行った。しかし石綿量をＯかあるいは最少量としたこと
、バルブを主体の繊維としたことで、バルブ自体がボー
ル状に凝集して、分散性が悪く、また固形物の歩留性が
悪く、抄造したシートの表面平滑性が得られず、またシ
ートの眉間の剥離が多（、生産時および製品としたとき
に欠損品が生じることがあワた。性状においても長さ変
化率が極めて大きく、曲げ強度等も低下し、加工性も悪
（なった。

またセメントをマトリックスとした板材は長さ変化率が
大きいという欠点があり、そのためにオークレープ養生
の設備を必要とした。

本発明者らは低収縮な性状を有する無機質複合板の製造
について、以下の問題点の解決を図った。

（１）　　セメントをマトリックスとし、オートクレー
ブ養生を行なわないで、低収縮な無機質複合板を得るこ
と。

（２）　　石綿量を０かあるいは最少量として、バルブ
を主体の繊維として、分散２歩留性、抄造性が良く、曲
げ強度、＠離強度が大である低収縮な無機質複合板を得
ること。

（３）　　不活性な無機質結晶性粉末を多量に配合して
も、高強度であり、加工性が高く、かつ低収縮な無機質
複合板を得ること。

ｄ０問題点を解決するための手段 本発明者らは、セメントをマトリックスとして、バルブ
を主体の繊維として、常圧養生を行って、低収縮な無機
質複合板を得るために鋭意研究を行った。その結果、セ
メント量を最少量とし、無機質結晶性粉末を最多量とし
、さらに繊維を少量とした配合物を主原料とし、これを
水と攪拌してスラリーとし、網回転ドラムである丸網抄
造機で抄造し、加圧成形し、養生硬化したところ、これ
によって抄造性が良く、また曲げ強度、＠離強度。

加工性等が高性能に保持され、長さ変化率の小さい製品
が得られるという知見を得、これに基づいて、本発明を
完成した。

すなわち本発明は、セメント１８〜４５重量％、無機質
結晶性粉末８０〜４５重量％および繊１１２〜１０重量
％から成る主原料に水を加えてスラリーとし、丸網抄造
機で抄造してシートとし、このシートを２０〜３００ｋ
ｇ／ｃｍ２で加圧成形し、養生硬化する製造方法である
。

セメントは、主に普通ポルトランドセメントが用いられ
るが、これに限らず、種々のセメントを用いることがで
きる。

無機質結晶性粉末はセメントの水和反応に対して不活性
であり、粉末度２０００〜６０００ｃｍ２／ｇのものが
よい、繊維２〜１０重量％は、バルブ０．２〜８．０重
量％１石綿０〜８．０重量％の組み合わせを主体とし、
好ましくはバルブ０．３〜５．０重量％１石綿０〜５．
０重量％の組み合わせを主体として、さらにその他の繊
維を配合したものである。

セメントおよび無機質結晶性粉末の配合割合は、セメン
）１８〜４５重量％および無機質結晶性粉末８０〜４５
重量％である。セメント量が１８重量％より少ないと、
この製造方法によっても曲げ強度、＠離強度および加工
性等が低く実用的な板材になり得ない、またセメント量
が４５重量％を越えると抄造性が悪く、長さ変化率が０
．１５％以上と大きくなり、本発明の目的を達成できな
い。

無機質結晶性粉末の量はセメント量による特性と表裏一
体の関係にあり、すなわち無機質結晶性粉末が４５重量
％より少ないと、抄造性が悪く、長さ変化率が大きくな
り、また８０重量％を越えると、強度および加工性等が
低下することとなる。

セメントの粉末度は長さ変化率低減の目的から、２５０
０〜４ＱＱＯｃｍ２／ｇであることが必要であり、これ
に適合する各種のポルトランドセメントが用いられる。

無機質結晶性粉末はセメントの水和反応に対して不活性
な物質、例えば炭酸塩鉱物、酸化鉱物等であり、その粉
末度２０００〜６０００ｃｊ／ｇ、粒度２９７μふるい
残分１０％以下〜４４μふるい残分６０％以下である。

具体的には炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマ
イト、蛇紋岩、タルク、γ型珪酸二石灰、アルミナ、ム
ライト、シャモット、ワラストナイト、マイカ、その他
の鉱物粉末等であり、また珪石、フライアッシェにおい
ては可溶性成分が５０％以下のものが用いられる。これ
らの無機質結晶性粉末は一種類あるいは二種類以上が併
用して用いられる。

セメントは水和するとゲル物質を生成し、このゲル物質
が硬化体の曲げ強度、剥離強度を増進するが、それと共
に長さ変化率も大きく増大する欠点が生じる。そこで曲
げ強度、＠離強度を保持して長さ変化率を低減するため
に、無機質結晶性粉末としては、不活性でゲル物質を生
成しないものを用いる。また粉末度は粗いと分散性が悪
く、長さ変化率低減に効果が少なく、加工性に劣り、細
か過ぎると歩留性が悪（、曲げ強度、＠離強度の低下を
きたすこととなる。そこで、粉末度は２０００〜６００
０　ｃｄ　／ｇが適当テアル。

ここでは非晶質物質１反応性の高い結晶粉末物質、例え
ば水酸化鉱物、珪酸塩鉱物、硫酸塩鉱物。

硫化鉱物等および粉末度７０００ｃｍ２／ｇ以上の微粉
末等の反応性の高い粉末は用いることができない、これ
ら反応性の高い粉末としては水砕スラグ、ガラスカレッ
ト粉末、水酸化マグネシウム、消石灰。

生石灰、酸化マグネシウム、β型理酸二石灰、粘土類１
石膏、シリコンダスト、珪藻土および５０％以上の可溶
性成分を含むフライアッシェ等があげられる。ただしこ
れらの粉末類も長さ変化率に影響しない範囲で抄造性の
改善、板材の比重の改善等に用いることができる。その
量は約１０％以下程度である。

なお、無機質結晶性粉末の１〜２０％を粉末度２０００
　ｃｊ　／ｇ以下のワラストナイト、マイカの粗粒粉末
で置換え、あるいは軽量化のためにパーライト。

焼成蛭石等を置換えて用いることができる。

繊維配合は２〜１０重量％であり、繊維としてはバルブ
０．２〜８．０重量％９石綿０〜８．０重量％の組み合
わせを主体とし、好ましくはバルブ０．３〜５．０重量
％９石綿０〜５．０重量％の組み合わせを主体として、
さらにその他の繊維を配合する。

石綿はセメント板の製造において、分散２歩留。

抄造性に育効であり、また性状的にも曲げ強度。

剥離強度、長さ変化率等の性状の向上に有用な繊維であ
るが、枯渇ならびに公害防止上、上記の範囲とした。パ
ルプを主体とすると、抄造時にパルプがボール状となり
、分散１歩留、抄造性および板材の剥離強度、燃焼性、
長さ変化率の性状が悪くなる。しかしバルブ量を上記の
範囲とし、無機質結晶性粉末を上記の割合で配合するこ
とで、これらの問題点を解決することができた。

バルブは時によって叩解して用いられ、その叩解度は繊
維配合割合によって異なるが、石綿と併用する場合、カ
ナダ標準フリーネス（ｃｓｆ）８００〜５００＋ｓｌで
あり、パルプ主体のときは７００〜２００禦！である。

パルプの叩解度は抄造性、性状によって定められるが、
カナダ標準フリーネスが細か過ぎると、長さ変化率が大
きくなる。

上記の配合を基本とすることで、製造時の歩留性、抄造
性、生産性および表面平滑性が確保でき、曲げ強度、＠
離強度および長さ変化率を高性能とすることができた。

バルブや石綿とともに配合されるその他の繊維としては
、ガラス繊維耐アルカリガラス繊維、炭素繊維、ポリア
ミド、ポリプロピレン、ポリビニールアルコール、ポリ
エステル、ポリエチレン。

アクリル等が用いられる。

上記各繊維は適当な長さに切断したものを用いることが
できる０例えば５〜１ＯＮの長さに切断する。

上記原料に３〜１５倍量の水を加えてパルパーで撹拌し
て均一分散したスラリーとし、チェストで攪拌物の均質
化を行い、このスラリーを金網（５５ｍｅｓｈ）で形成
された複数個の回転ドラム（１個の回転ドラムによる抄
き厚さ０．１〜０．２ｍ）による丸網抄造機で抄造して
シートとし、このシートを加圧成形して、養生硬化を行
い、硬化後に必要に応じて乾燥を行い、規準寸法に裁断
して製品とする。シートの裁断片および製品スクラップ
はリサイクルされる。

シートを加圧する圧力は２０〜３００ｋｇ／ｃｍ２であ
る。

加圧力が２０ｋｇ／ｃｍ２以下では長さ変化率の低減効
果がなく、また曲げ強度、剥離強度も低いものとなる。

加圧力が３００　ｋｇ　／−以上になると長さ変化率の
低減の効果は頭打ちとなり、曲げ強度、剥離強度の増加
も全くなくなり、逆に加工性が劣ることとなる。この圧
力の範囲は、セメント、無機質結晶性粉末、および繊維
量を特定した配合および製造方法と組合わせることによ
って、効果が発揮されるものである。

また抄造時の分散２歩留性を向上するために、抄造用の
水として、温度２５〜４０℃、ｐｉ（９〜１３のものが
用いられる。

養生は常圧養生で行われる。この時の温度は２０〜８０
℃位である。セメント板を積み重ねて自然養生すること
で、セメントの水和熱によって５０〜６０℃位となる。

この製造方法によって曲げ強度、＠離強度、加工性等の
性状は高性能を保持し、長さ変化率の小さい製品を得る
ことができた。

本発明の方法では、セメント量を最少量にしたが、これ
によってセメントの水和によって生成するゲル物質の量
を曲げ強度および剥離強度を確保するのに必要な限度と
して、ゲル物質の挙動による長さ変化率の増大を抑える
ことができた。

また無機質結晶性粉末の種類、量および粉末度を限定す
ることによって、ゲル物質をバインダーとして無機質結
晶性粉末の粒子を最少量で覆って接着させ、必要な性能
を得た。

繊維としてバルブ量を多くすると長さ変化率が大きくな
り、燃焼し易くなるので、バルブ量を減じ、また加圧成
形することで、板材の密度を増加して長さ変化率および
燃焼性を改善した。

また、原料配合物を均一分散させ、丸網抄造機で抄造し
、加圧成形することで、板材中にセメントをバインダー
として均一に分散させて無機質結晶性粉末粒子を覆い、
また少ない繊維を均一に分散させて、曲げ強度等の機械
的性状、長さ変化率および燃焼性などを最大限に改善す
ることができた。

また、板材中にセメントによるアルカリ分が極めて少な
くなり、表面の平滑度２分散度が高く、ペイント仕上げ
等の化粧性に優れた性能が得られた。

ｅ、　実施例 実施例１〜１４．比較例１〜１゜ 配合原料の合計量に対して３倍量のセメント系の循環水
（ｐＨ１２，４，温度２８℃）に、繊維類、無機質結晶
性粉末、セメントの順序でパルパーに投入して１５分間
攪拌を行い、均一に分散したスラリーとする。このスラ
リーをチェストを通し、固形分濃度１／１０に希釈し、
５５嘗ｅｓｈ金網回転ドラムで１枚の抄き厚さが０．２
ｆｉのフィルムとし、該フィルムを積層し、メーキング
ロールで所定の厚さに巻取ってシートとした。このシー
トをプレス機で加圧成形し、約厚さ６■とじた。加圧成
形後のシートを５０枚重ね合わせて２週間の養生を行い
、その後に乾燥、裁断を行って、各々の試験を行った。

比較例についても同様に製造および試験を行った。原料
配合および試験結果を表−１および表−２に示す。表−
１および２において、実施例１〜３および比較例１〜２
は石綿、繊維量を一定としてセメント量を変えた場合の
配合および結果を示す、実施例４〜８および比較例３〜
６は無機質結晶性粉末の種類等を変えた場合の配合およ
び結果を示す、実施例９〜１０および比較例７〜８は無
機質結晶性粉末の粉末度を変えた場合の配合および結果
を示す、実施例１１〜１４および比較例９〜１０は成形
圧力を変えた場合の配合および結果を示す。

使用原料 セメント　　：日本セメント製　アサノ普通セメント　
粉末度３３５０ｊ／ｇ バルブ　　　：晒パルプ（石綿系ｃｓｆ７５０■ｌ）（
パルプ系ｃｓｆ３５０ｓ＋１　） 耐アルカリガラス繊維二日本電気硝子製チッップドスト
ランド６日 ビニロン繊ｖｌ：クラレ製　６■ 石灰石粉　　：日本セメント製　アサノ徘脱タンカル ２９７μふるい残分２．８％、 ４４μふるい残分４１．２％ ドロマイト、他；市販品 ２９７μふるい残分４．５％以下、 ４４μふるい残分５０％以下 本発明における試験方法は次の通りである。

粉末度　　　ｊＪＩｓ　Ｒ５２０１ｒセメントの物理試
験方法」の比表面積試験によっ て測定。

比重　　　　：　ＪＩＳ　Ａ３４１８石綿セメントけい
酸カルシウム板に準拠、　（ＪＩＳにお けるかさ比重を略称す） ・曲げ強度　　：　ＪＩＳ　Ａ３４１８石綿セメントけ
い酸カルシウム板に準拠、　（ＪＩＳにお ける曲げ強さを示す） 長さ変化率　：　ＪＩＳ　Ａ３４１８石綿セメントけい
酸カルシウム板に準拠。

ｍｓ強度　　：５ｘ５ｍの板を厚さ方向に引張り、板体
内の眉間の強度を測定。

熱伸縮率　　：長さ４００の試験体を１０１０℃、２時
間加熱後の伸縮率。

加工性　　　：釘打ち、鋸引きの官能試験による評価。

◎　良好 Ｏはぼ良好 Δ　かなり悪い ×　悪い 表面平滑性　：試験片　５０Ｘ４０３を目視観察して評
価。

◎　良好 Ｏはぼ良好 八　一部に凹凸が有り ×　全体に凹凸が有り 分散性　　　：回転ドラムで抄造する際のノ＜ブト中に
て、原料スラリーの分散 状態を目視観察して評価。

◎　良好 ０　はぼ良好 Δ　一部に凝集が有り ×　全体に凝集が有り 排水濃度　　：回転ドラムからの排水をメスシリンダー
に２００ｃｃ採取し、静置 ３０分後の固形分の沈降体積を測 定。

ｆ、　発明の効果 セメントをマトリックスとして、セメント量を最少量と
して、無機質結晶性粉末を最多量に配合し、石綿量をＯ
かあるいは最少量として、ノくパルプを主体の繊維とし
た原料配合物をスラリーとし、丸網抄造機で抄造し、加
圧成形し、常圧養生して製造する方法によって製品を得
た。これによる効果は以下の通りである。

（１）　　セメントをマトリックスとして、またパルプ
を主体として、オートクレーブ養生をすることなく極め
て小さい長さ変化率の板材を得ることができた。

（２）　　セメントを少量とし、無機質結晶性粉末を多
量に配合して、曲げ強度、＠離強度、熱伸縮率および加
工性等が高性能である板材を得ることができた。

（３）　　繊維としてバルブを主体として、無機質結晶
性粉末を多量に配合することで、分散性９歩留性等の抄
造性を向上することができた。また表面平滑性も同様に
向上することができた。

（４）　　セメント量を最少量とすることで、セメント
の初期水和が低減され、スラリーの粘性の増加がなくな
り、抄造速度が向上した。

（５）　　セメント量を最少量とすることで、セメント
に起因するアルカリ分を大幅に低減でき、耐アルカリガ
ラス繊維の長期の劣化を防ぐことができた。またアルカ
リ分の低減によって、ペイント仕上げ等の表面化粧性が
向上した。

特許出願人　　浅野スレート株式会社 （ほか２名）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）セメント１８〜４５重量％、不活性な無機質結晶
   性粉末８０〜４５重量％および繊維２〜１０重量％から
   成る主原料に水を加えてスラリーとし、網回転ドラムで
   抄き上げ、２０〜３００ｋｇ／ｃｍ＾２で加圧成形し、
   養生硬化することを特徴とする無機質複合板の製造方法
   。
2. （２）無機質結晶性粉末が粉末度２０００〜６０００ｃ
   ｍ＾２／ｇである特許請求の範囲第（１）項記載の無機
   質複合板の製造方法。
3. （３）繊維２〜１０重量％が、パルプ０．２〜８．０重
   量％、石綿０〜８．０重量％の組合わせを主体とする特
   許請求の範囲第（１）項記載の無機質複合板の製造方法
   。
4. （４）繊維２〜１０重量％が、パルプ０．３〜５．０重
   量％、石綿０〜５．０重量％の組合わせを主体とする特
   許請求の範囲第（１）項記載の無機質複合板の製造方法
   。