JPH08259302A

JPH08259302A - 無機質板の製造方法

Info

Publication number: JPH08259302A
Application number: JP8750995A
Authority: JP
Inventors: Rin Fui Ma; リンフィマ; Yasuo Kuroki; 康雄黒木; Hikari Sasaki; 光佐々木
Original assignee: Nichiha Corp
Current assignee: Nichiha Corp
Priority date: 1995-03-20
Filing date: 1995-03-20
Publication date: 1996-10-08

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はセメント系無機質板の補強材として資
源的に問題のない竹質補強材を用いて、極めて効率的に
該無機質板を製造することを目的とする。【構成】セメント系無機粉体に補強材として竹質補強材
と木質補強材とを混合した成形材料にケイ酸アルカリ金
属塩を混合し、該成形材料を型板に散布してマット１２
をフォーミングし、該マット１２を圧締するとともに水
蒸気を噴射して加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主として建築に使用され
るセメント系無機質板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【発明の背景】従来から木片、木毛、木質パルプ等の木
質補強材をセメントに混合した無機質板が外壁材や内壁
材等の建築板として提供されている。上記無機質板の製
造方法としては、最近木質補強材をセメント等のセメン
ト系無機粉体に混合した成形材料を型板に散布してマッ
トをフォーミングし、該マットを加熱圧締することによ
って一次硬化物を製造し、その後該一次硬化物を脱型し
て養生することによって最終硬化せしめる乾式法が賞用
されている。上記乾式法によれば表面に立体的な凹凸模
様を施した無機質板が容易に製造され、このような無機
質板は外壁材として高い評価を得ている。しかしながら
上記木質補強材は木材資源不足の傾向にある現状そして
地球環境保護の観点から大量の消費は望ましくない。そ
こで最近は古材や廃材等も木質補強材の材料として利用
されているが、更に上記木質補強材に代わるものとして
竹繊維が興味を持たれている。何となれば竹は暖帯ある
いは熱帯地方に群生し蓄積量も大きく殆ど未利用の資源
であってかつ成長が極めて早いため資源的な問題はな
い。しかし竹繊維は高弾性であり、低密度高強度の軽量
無機質板製品を与える。上記したように竹は資源的には
問題がないが、竹繊維はセメント硬化阻害物質である糖
類を多く含んでいるためにセメント系無機質板の補強材
とするにあたっては、該糖類を除去する必要がある。そ
の上竹繊維は上記したように高弾性であるために補強効
果が優れている一方では加熱圧締時にマット中のセメン
トを充分硬化させないと脱型時に成形物のスプリングバ
ック現象が生じ、所定形状の製品が得られず、かつ製品
の密度が低くなり過ぎ充分な強度が得られないようにな
る。したがって竹繊維をセメント系無機質板の補強材と
して使用するには上記したように竹繊維に含まれている
糖類を除去し、それによって加熱圧締時にマット中のセ
メントの硬化を円滑に進めて脱型時における成形物のス
プリングバックを防止することは従来必須の条件であっ
た。

【０００３】

【従来の技術】従来、竹繊維中の糖類を除去し、あるい
は竹繊維を補強材として使用した無機質板成形物の脱型
後のスプリングバックを防止する手段としては、竹繊維
に対して吸水−脱水処理を繰り返し行なう方法（特開平
２−２６８５４号、特開平２−４８４４６号）、繊維の
平均長が２０cm以上でかつ平均径が３mm以下の竹繊維を
用いる方法（特開平２−４６０４６号）等が提供されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来方法におい
て、竹繊維に対して吸水−脱水処理を繰り返し行なう方
法は非常に手間とエネルギーを要し、また廃水処理も必
要となりそのため竹繊維のコストが高くなり、また竹繊
維の長さや径を所定範囲のものに限定すれば竹繊維の歩
留りが低くなりまた選別の手間もかゝり、この方法もま
た竹繊維のコストアップにつながり、また繊維長が２０
cm以上の長繊維はセメント系無機粉体と均一に混合しに
くいと言う問題点がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の課題
を解決するための手段として、セメント系無機粉体４０
〜７０重量部、竹質補強材と木質補強材とが重量比で１
００：０〜２０：８０の比率で混合されている補強材１
５〜３５重量部、ケイ酸アルカリ金属塩を該セメント系
無機粉体１００重量部に対して２〜１５重量部混合した
成形材料の含水率を４０〜６０重量％に調節する工程
１、該成形材料を型板上に散布してマットをフォーミン
グする工程２、該マットを圧締すると共に水蒸気を噴射
して一次硬化せしめる工程３、一次硬化せしめたマット
を含水状態で養生して最終硬化せしめる工程４、以上の
工程１、２、３、４からなる無機質板の製造方法を提供
するものである。上記木質補強材は補強材中１０重量％
以上８０重量％以下の範囲で含まれていることが望まし
く、また該木質補強材のうち望ましいものとしては木片
がある。

【０００６】〔セメント系無機粉体〕本発明に使用され
るセメント系無機粉体とは、ケイ酸カルシウムを主成分
とした水硬性の無機粉体であり、このような無機粉体と
しては、例えばポルトランドセメント、あるいはポルト
ランドセメントに高炉スラグを混合した高炉セメント、
フライアッシュを混合したフライアッシュセメント、火
山灰、シリカフューム、白土等のシリカ物質を混合した
シリカセメント、アルミナセメント、高炉スラグ等があ
る。

【０００７】〔竹質補強材〕本発明において使用される
竹質補強材としては、繊維状のもの、チップ状のもの、
フレーク状のものがある。このような竹質補強材を製造
するには、通常生竹を表皮を除去するかまた除去するこ
となく１〜１．２ｍ程度に裁断し、これをロール等で押
潰して割裂し、該割裂物を２５〜３０cm程度に切断して
割裂片とし、該割裂片を所望なれば水に浸漬して軟化さ
せた後粗砕してチップとする。竹質補強材としては該チ
ップをそのまゝ使用してもよいが、所望なれば該チップ
を更にフレーカーによって細片化する。あるいは該割裂
片を反毛機により解繊し、更に所望なればターボミルに
よって細繊維化してもよい。望ましい竹質補強材として
は、長さ１５〜４０mm、幅２〜５mm、アスペクト比（長
さ／厚み）１０〜８０のフレーク状のものがある。

【０００８】〔木質補強材〕本発明に用いられる木質補
強材としては、木粉、木毛、木片、木質繊維、木質パル
プ、木質繊維束等があるが、該木質補強材は麻繊維、バ
カス、モミガラ、稲わら等のリグノセルロースを主成分
とする材料を混合してもよい。好ましい木質補強材とし
ては巾０．５〜２．０mm、長さ１〜２０mm、アスペクト
比（長さ／厚み）２０〜３０の木片や、直径０．１〜
２．０mm、長さ２〜３５mmの分枝および／または彎曲お
よび／または折曲した木質繊維束がある。

【０００９】〔骨材〕上記セメント系無機粉体と木質補
強材以外に本発明においては骨材、特に軽量骨材を添加
してもよい。上記軽量骨材としてはパーライト、シラス
バルーン、膨張頁岩、膨張粘土、焼成ケイ藻土、フライ
アッシュ、石炭ガラ、発泡コンクリートの粉砕物等の無
機発泡体等が使用される。上記軽量骨材は通常混合物の
全固形分に対して３０重量部以下で添加される。

【００１０】〔第三成分〕上記組成には所望なれば更に
硫酸アルミニウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウ
ム、アルミン酸塩類等の硬化促進剤やロウ、ワックス、
パラフィン、界面活性剤、シリコン等の防水剤や撥水剤
等が添加されてもよい。

【００１１】〔ケイ酸アルカリ金属塩〕本発明に用いら
れるケイ酸アルカリ金属塩とは、ケイ酸リチウム、ケイ
酸カリウム、ケイ酸ナトリウム等であり、上記ケイ酸ア
ルカリ金属塩は二種以上混合使用されてもよく、のぞま
しいケイ酸アルカリ金属塩としては、安価で入手し易い
ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウムがある。また該ケイ
酸アルカリ金属塩において望ましいケイ酸とアルカリ金
属のモル比はＳi Ｏ₂／Ｎa₂Ｏ＝２〜４，Ｓi Ｏ₂／Ｋ
₂ Ｏ＝３〜４である。

【００１２】〔無機質板の製造〕本発明の無機質板を製
造するには、通常上記組成を所定量混合して成形材料を
調製する。この場合上記セメント系無機粉体４０〜７０
重量部、上記竹質補強材と上記木質補強材との混合物か
らなる補強材１５〜３５重量部、上記ケイ酸アルカリ金
属塩は上記セメント系無機粉体１００重量部に対して２
〜１５重量％の割合で添加混合され、該成形材料には水
分を添加して含水率を４０〜６０重量％に調節する（工
程１）。上記補強材において、竹質補強材と木質補強材
とは重量比で１００：０〜２０：８０、望ましくは９
０：１０〜２０：８０の比率で混合される。木質補強材
が補強材中８０重量％を越える量で添加されている場合
には低密度製品が得られにくゝ、また竹質補強材の利用
効率も低くなる。本発明では補強材として竹質補強材の
みを使用してもよいが、竹質補強材の表面には細かいさ
ゝくれがあり、後段のフォーミング工程において分散性
が悪く均一な散布が行ないにくゝ、そのために均一な品
質が得られにくい。そこで均一な品質の製品を得るため
には上記木質補強材、特に木片を補強材中に１０重量％
以上混合すると上記のような分散性や散布作業性が改善
されることが見出された。上記成形材料の望ましい調製
方法としては上記補強材と水希釈した上記ケイ酸アルカ
リ金属塩とを混合して該ケイ酸アルカリ金属塩を該竹質
補強材および／または木質補強材に浸透せしめ、次いで
上記セメント系無機粉体および骨材等を添加混合する方
法である。このようにして調製された成形材料を型板に
散布してマットをフォーミングする（工程２）。次いで
該マットの周囲をシール枠材でシールして圧締すると共
に水蒸気を噴射して加熱して該マットの硬化反応を促進
せしめると共に該シール枠材によって該マットの寸法、
比重を規制し、更に該シール枠材内部に該水蒸気を保持
して該マットを一次硬化せしめる（工程３）。上記加熱
圧締において適用される水蒸気の圧力は０．１２〜０．
３０ＭＰa であり、噴射時間は通常２〜１０秒であり、
圧締圧は通常２〜５ＭＰa 、圧締時間は通常２分以上で
あるが、生産性を考慮すれば望ましくは２〜１５分間で
ある。水蒸気の噴射時間が２秒を下回るとマットの一次
硬化が不充分となり、脱型作業性が悪くなる傾向にあり
得られる製品の強度、耐凍融性能が満足されない場合が
あり、一方１０秒を越えるとマットの一次硬化物が破裂
するおそれがあるので、この場合は一次硬化物を脱型す
る前に圧締状態を維持したまゝ減圧バルブ等を開いてシ
ール枠材内のマットの内部圧力を徐々に下げて該一次硬
化物の破裂を防ぐことが必要である。上記圧締後得られ
たマットの一次硬化物を含水状態で養生する（工程
４）。該一次硬化物を含水状態で養生するには水の蒸発
を防止するために該一次硬化物を非透水性フィルムで被
覆することが好ましい。該一次硬化物の含水量が少ない
場合には水浸漬を行なうか、あるいは水を噴霧する。水
を噴霧した場合は水分の蒸発を防ぐために該一次硬化物
を非透水性フィルムで被覆することが好ましい。養生時
間は通常７〜１５日間であり、上記養生によって該一次
硬化物は最終的に硬化する。上記養生後は乾燥工程を経
て所望なれば表面処理を行ない製品とする。上記実施例
以外、圧締工程において水蒸気はマットの裏面から噴射
されてもよいし、また表裏両側から噴射されてもよい。
本発明の無機質板は二層構造あるいは三層構造とされて
もよい。二層構造の場合にはまず粒子径の細かい補強材
が混合されている成形材料を型板上に散布し、次いでそ
の上に粒子径の大きい補強材が混合されている成形材料
を型板上に散布して二層構造のマットを形成し、該マッ
トを加熱圧締して上記粒子径の細かい補強材を混合して
いる成形材料によって緻密構造の表層部を形成し、上記
粒子径の大きい補強材を混合している成形材料によって
粗構造の裏層部を形成する。更に三層構造の場合には更
にその上に粒子径の細かい補強材が混合されている成形
材料を散布して三層構造のマットを形成し、該マットを
加熱圧締して上記粒子径の大きい補強材が混合されてい
る成形材料からなる層を芯層部とし、その上の粒子径の
細かい補強材が混合されている成形材料からなる層を裏
層部とする。また三層構造を形成する場合には、上記二
層構造のマットを二枚積層して加熱圧締してもよい。こ
の場合は該マットは粒子径の大きい補強材が混合されて
いる成形材料からなる層相互が接触するように積層され
る。

【００１３】

【作用】セメント系無機粉体と、補強材と、ケイ酸アル
カリ金属塩と、所望なれば骨材、特に無機発泡体との混
合物からなる成形材料を型板上にマットとしてフォーミ
ングし、該マットを圧締すると共に水蒸気を噴射すると
該マットは内部まで急速に加熱され、上記ケイ酸アルカ
リ金属塩は上記セメント系無機粉体と急激に反応する。
即ち該ケイ酸アルカリ金属塩のアルカリ金属成分（Ｌi₂
Ｏ，Ｋ₂ Ｏ，Ｎa₂Ｏ等）は該セメント系無機粉体の水和
硬化を促進し、ケイ酸分（Ｓi Ｏ₂）はゲル化しつゝ該
セメント系無機粉体の石灰分（Ｃa Ｏ）と反応し、竹質
補強材のみならず木質補強材にも糖類等のセメント硬化
阻害物質が含まれていても、該セメント系無機粉体の硬
化はマット全体的に円滑に進む。このようにして一次硬
化したマットは脱型作業に充分な一次強度を有するため
に短時間（好ましくは２〜１５分間）の圧締で脱型可能
になる。最初に竹質補強材および／または木質補強材に
ケイ酸アルカリ金属塩水溶液を浸透せしめた場合には、
圧締によって該竹質補強材および／または木質補強材の
内部および表面から侵出した該ケイ酸アルカリ金属塩水
溶液が周りに存在するセメント系無機粉体と上記反応を
行なう。この場合は該竹質補強材のみならず木質補強材
がセメント硬化阻害物質を含んでいる場合には該竹質補
強材や木質補強材にケイ酸アルカリ金属塩水溶液を浸透
させる際に該竹質補強材や木質補強材の表面が該ケイ酸
アルカリ金属塩によってコーティングされた状態とな
り、該竹質補強材や木質補強材に含まれているセメント
硬化阻害物質の溶出を阻止するので、セメント系無機粉
体の硬化は一層円滑に進む。本発明によって得られた無
機質板製品は竹質補強材の高弾性により低密度であって
も高強度で均質な物性を有するものになるが、補強材中
の竹質補強材の含有量が２０重量％を下回ると密度が高
くなり製品重量が大となるし、竹質補強材の利用効率が
低下する。

【００１４】

【実施例】

〔実施例１〕図１〜図５に本発明の無機質板の製造工程
の一実施例を示す。図１において、コンベア(2) によっ
て型板(1) を矢印方向に搬送し、該型板(1) の型面には
スプレーノズル(3) から離型剤が散布され、次いで該型
板(1) はコンベア(2) によってフォーミング装置(4) 内
に導入される。該フォーミング装置(4) はフォーミング
チャンバー(5) と、該フォーミングチャンバー(5) の出
口部に設けられる送風機(6) を内設した送風室(7) と、
該送風室(7) に相対して該フォーミングチャンバー(5)
の入口部に設けられる逆送風機(8) と、該フォーミング
チャンバー(5) の天井部に設けられるホッパー(9) と、
該ホッパー(9) に接続する成形材料供給コンベア(10)
と、該コンベア(10)上に設置される成形材料供給篩(11)
とからなる。

【００１５】成形材料Ｒは該篩(11)からコンベア(10)上
に散布され、フォーミングチャンバー(5) のホッパー
(9) から該フォーミングチャンバー(5) 内に投入され、
該フォーミングチャンバー(5) 内にコンベア(2) によっ
て導入された型板(1) 上に散布堆積される。この際送風
室(7) の送風機(6) から入口側に送風を行ない該成形材
料Ｒを風選して粒子径の細かい補強材が混合されている
成形材料Ｒは下側に、粒子径の大きい補強材が混合され
ている成形材料Ｒは上側になるようにする。この際逆送
風機(8) によって出口側に逆送風を行ない、型板(1) の
型面の凹凸によって送風機(6) からの送風に対して死角
になる部分にも成形材料Ｒが散布堆積されるようにす
る。このようにして下側が緻密構造、上側が粗構造を有
するマット(12)が形成され、該マット(12)は必要とあれ
ばトリミングして所定寸法にした上で図２に示す圧締装
置(13)に導入される。

【００１６】該圧締装置(13)は基台(14)上に設置されて
いる定盤(15)と、該定盤(15)上に載置されている熱盤で
ある下部加圧盤(16)と、油圧シリンダー(17)下端に取付
けられている可動盤(18)と、該可動盤(18)の下側に取付
けられている熱盤である上部加圧盤(19)と、該上部加圧
盤(19)の下側に取付けられている水蒸気噴射盤(20)と、
該水蒸気噴射盤(20)の下側に配置されリンク(21)によっ
て吊り下げられているシール手段であるシール枠材(22)
と、油圧シリンダー(17)を支持しかつ可動盤(18)をガイ
ドするフレーム(23)とからなる。上記水蒸気噴射盤(20)
は図３に示すように本体(24)と、該本体(24)内に挿入さ
れる蒸気パイプ(25)と、該蒸気パイプ(25)から差出され
本体(24)下面に開口する多数のノズルパイプ(26)とから
なる。

【００１７】上記フォーミング装置(4) によってフォー
ミングされたマット(12)は該圧締装置(13)に導入されて
図２に示すように下部加圧盤(16)上にセットされ、図４
に示すように該下部加圧盤(16)と上部加圧盤(19)との間
で圧締されかつシール枠材(22)で周囲をシールされる。
前記したようにこの場合の圧締圧は通常２〜５ＭＰaで
ある。そして所定の圧締圧に達した時点で該水蒸気噴射
盤(20)からは蒸気パイプ(25)およびノズルパイプ(26)を
介してマット(12)に水蒸気を噴射する。前記したように
該水蒸気の圧力として０．１２〜０．３０ＭＰa 、噴射
時間は通常２〜１０秒である。この場合、マット(12)と
水蒸気噴射盤(20)との間に水蒸気が通過出来るような離
型性のネットやマット、例えばテフロン樹脂コーティン
グしたガラス繊維ネットを介在させてもよい。またシー
ル枠材(22)に代えてシール手段としてゴムベルトや耐熱
性粘着テープ等でシールしてもよい。

【００１８】上記マット(12)に対する水蒸気噴射によっ
て、前記したようにセメント系無機粉体とケイ酸アルカ
リ金属塩との反応によって硬化が円滑に進み、一次強度
が短時間（通常５分以内）に向上し、脱型作業が容易に
なる。上記したようにマット(12)の一次強度は圧締成形
中に短時間に向上し、脱型作業が容易になるから、該圧
締装置(13)の上部加圧盤(19)を上昇させて型開きを行な
い、図５に示す一次硬化マット(27)を型板(1) から脱型
する。

【００１９】〔実施例２〜１０および比較例１，２〕実
施例１のフォーミング装置(4) および圧締装置(13)を用
いて表１に示す実施例２〜１０および比較例１，２の組
成の成形材料を用いて表１の圧締養生条件にて無機質板
試料１〜１１を製造した。上記実施例２〜１０および比
較例１，２で製造された無機質板試料１〜１１の物性は
表１に示される。

【００２０】

【表１】

【００２１】〔考察〕比較例１の試料１０はケイ酸アル
カリ金属塩を添加しない成形材料を使用したものであ
り、１０分の圧締では一次硬化が不充分で脱型不能にな
る。また竹繊維の含有量が補強材中８０重量％に満たな
い比較例２の試料１１は製品強度、耐凍融性能は優れて
いるが比重が１．２５で大きく製品重量が大となる。一
方本発明の実施例３〜１０の試料２〜９は製品強度、耐
凍融性能共に充分大きく優れた物性を示し、しかも比重
が１．２２以下で軽量である。一方実施例２の竹繊維の
みを補強材とした試料１では品質が若干不均一となり強
度が若干低下する。

【００２２】

【発明の効果】したがって本発明においては、セメント
硬化阻害物質を含む竹繊維を補強材として使用しても短
時間の圧締でマットを充分硬化させることが出来るの
で、スプリングバック現象が生ぜず、また型板への投資
が大巾に節減出来、かつ無機質板を一枚づつ圧締しても
生産性が低下せず、無機質板を一枚づつ圧締すれば従来
のように無機質板を積重ねて圧締する場合よりも厚みの
バラツキの少ないものが得られる。かくして本発明では
資源的に問題のない竹繊維を補強材として利用して極め
て能率良く厚みが均一の無機質板を製造することが出来
るのである。

【図面の簡単な説明】図１〜図５は本発明の一実施例を示すものである。

【図１】マットフォーミング工程図

【図２】圧締装置の模式図

【図３】水蒸気噴射盤の模式断面図

【図４】圧締状態の圧締装置の模式図

【図５】成形物の側断面図

【符号の説明】

12 マット 13 圧締装置 27 一次硬化マット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０４Ｂ 18:26 18:24 14:18） 111:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメント系無機粉体４０〜７０重量部、竹
質補強材と木質補強材とが重量比で１００：０〜２０：
８０の比率で混合されている補強材１５〜３５重量部、
ケイ酸アルカリ金属塩を該セメント系無機粉体１００重
量部に対して２〜１５重量部混合した成形材料の含水率
を４０〜６０重量％に調節する工程１、該成形材料を型板上に散布してマットをフォーミングす
る工程２、該マットを圧締すると共に水蒸気を噴射して一次硬化せ
しめる工程３、一次硬化せしめたマットを含水状態で養生して最終硬化
せしめる工程４、以上の工程１、２、３、４からなる無機質板の製造方法
【請求項２】上記補強材には木質補強材が１０重量％以
上８０重量％以下の範囲で含まれている請求項１に記載
の無機質板の製造方法
【請求項３】木質補強材は木片である請求項１または２
に記載の無機質板の製造方法
【請求項４】上記ケイ酸アルカリ金属塩はケイ酸リチウ
ム、ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウムから選ばれた一
種または二種以上のケイ酸アルカリ金属塩である請求項
１または２または３に記載の無機質板の製造方法
【請求項５】工程３における水蒸気圧は０．１２〜０．
３０ＭＰa 、噴射時間は２〜１０秒であり、そして圧締
時間は２分以上であり、工程４における養生時間は７〜
１５日間である請求項１または２または３または４に記
載の無機質板の製造方法