JPH04139044A

JPH04139044A - セメント組成物

Info

Publication number: JPH04139044A
Application number: JP2416593A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Hayakawa; 和久早川; Shinichiro Nakamura; 紳一郎中村
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1990-06-12
Filing date: 1990-12-28
Publication date: 1992-05-13
Anticipated expiration: 2013-12-16
Also published as: JP2839724B2

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】

［０００１］

【産業上の利用分野】

本発明は、セメント組成物、とくには従来に比べ同等も
しくはそれ以上の強度のセメント成形品を与えるセメン
ト組成物に関するものである。［０００２］

【従来の技術】

従来、建築物の外壁材、屋根材、床材等として、アスベ
スト繊維で補強されたセメント板が広く用いられてきた
。これは、セメントと１０重量％程度のアスベスト繊維
、骨材等との混合物に、水を添加して混練し所望の形状
のダイスを用いて押出成形するか、水に希釈してスラリ
ー状とし抄造成形、型枠流し込み成形等の方法によって
製造されていた。［０００３］このアスベスト繊維は混線、混合時の分散性が極めてよ
く、これによって得られる混線物は押出成形に際しての
保形性がよく、また水と共にセメント粒子を繊維の隙間
に保持する能力に侵れ、容易に厚めの抄造成形板が得ら
れる性能を持っている。さらには成形品に寸法安定性と
必要強度を付与するために行う１７０℃以上の高温での
水蒸気圧力釜による養生においても、これが耐熱性に優
れているために強度補強繊維としての性能を充分に発揮
している。このようにアスベスト繊維は成形品の製造に際して要求
される、分散性、保形性、保水性、スラリー中での無機
粒子の保持性、耐熱性などの諸性質を同時に満足する他
に類を見ない補強繊維であることから、押出成形、抄造
等による各種成形品の製造に専ら使用されてきた。［０００４］しかし、近年に至りアスベス１［ｉ維はその独特の繊維
形状に起因するといわれる発ガン性のために、上記の各
種成形品においてもアスベストを全く用いないかその添
加量を極力少なくすることが要求されてきている。アスベストに代る繊維として、まず有機の合成繊維が検
討されたが、いずれも分散性、保形性、保水性、スラリ
ー中での無機粒子の保持性が悪く、さらに有機系の繊維
であるがために耐熱性も劣り、前述した水蒸気圧力養生
のできない繊維もある。またコスト面からも補強強度の
高いものはアスベスト繊維に比べて可成高価となるもの
があり、本当に満足できるものは見当らないという状態
にある。［０００５］これに対し、有機天然繊維であるパルプ繊維はコストが
比較的安く、分散性についてアスベスト繊維には及ばな
いものの他の有機繊維に比べて優れており、さらにこれ
を一定量添加して得た成形品は、従来のアスベスト繊維
含有セメント成形品では困難であった、釘打ち、鋸引き
等の加工が可能になり、建築物の外装材としての取付け
が容易になるという利点が与えられることから、アスベ
スト繊維に代る材料として近年注目されてきている。［０００６］一方、セメントモルタル組成物の押出成形においては、
一般に成形時に多くの圧力がかかり、アスベスト繊維や
パルプ繊維を含有するセメント組成物の場合でも、これ
らの繊維が持っている保水性能だけでは成形体内に水を
均一に保持させることができず、押出成形体が凝結硬化
するまでの間に水を分離して成形物同士を粘着させるの
で、ダイスから吐出した成形体をそのままの形に維持さ
せることが困難であった。［０００７］この成形性を改善するため押出成形用の組成物に有機系
のバインダーを使用する方法が提案されている。この有
機バインダーとしては、例えば特公昭４３−７１３４号
公報に記載されているメチルセルロース、ヒドロキシプ
ロピルメチルセルロース等のほかに、ヒドロキシエチル
セルロース、カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロ
ース、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸ソーダ
、カゼイン等があり、なかでもセメント、骨材等の分散
性能がよく保水性と粘着性とに優れているヒドロキシア
ルキルアルキルセルロースが広く使用されている。［０００８］このようなバインダーを添加したパルプ繊維を含有する
成形用組成物についても、これまでに幾つかの提案がな
されている。例えば、特公昭６３−１２７６号公報には
、パルプ繊維と一次発泡した球形樹脂とメーチルセルロ
ース等のバインダーとを添加したセメント組成物を押出
成形することにより、鋸引きや釘打ちの可能な成形体の
得られることが示されている。［０００９］しかし、こ糺らの従来技術に開示されているパルプ繊維
は、繊維長が最高６ｍｍ程度の針葉樹ないしは最高２ｍ
ｍ程度の広葉樹からのウッドパルプか、これから再生さ
れた故紙パルプであり、とくにウッドパルプを用いた場
合にパルプ中のリグニンの含量が多いと、セメントの硬
化時間を遅らせ養生に多くの時間がかかるので、通常化
学処理によりその３０〜５０％を占めるリグニンを除去
したパルプが用いられる。［００１０］この化学処理を施したパルプは高価な上、繊維長が一層
短くなるため、最高２５ｍｍまで観察されるアスベスト
繊維に比べ、補強繊維としての効果、とりわけ衝撃強度
補強効果に著しく劣ることになる。他方、再生された故紙パルプではリグニンによる硬化の
遅れはなくなるものの繊維長の一層短いものが多く、強
度補強効果に欠けるものとなる。［００１１］この繊維補強効果をウッドパルプでもってアスベスト並
にしようとすると、かなりの量添加しなければならず、
それによるコスト高がもたらされた。このような繊維長の短いパルプでは（アスベスト繊維を
使用する場合と異なって）セメントスラリー中の無機粒
子の保持性が悪いため、厚手の抄造板を作る際に、ポリ
アクリルアミド等の高分子凝集剤によりセメントなどの
無機粒子を凝集させて抄造する必要があり、このことか
らもコスト高を招くことになった。同様に、特開昭６３−２５６５５８号公報には硬化促進
剤を添加したセメント／ウッドパルプの押出成形が開示
されているが、この方法は硬化促進剤の採用により一層
高価なものとなっている。そして、このウッドパルプの
増加はセメント成形体の不燃性を低下させることにもな
っていた。［００１２］

【発明が解決しようとする課題】

このような事情から、 ■有機繊維の添加量が極力少ない； ■釘打ち、鋸引きが可能； ■成形板の輸送途中での破損が起きにくい；■使用上、
必要かつ充分な衝撃・曲げ・圧縮強度を有する；■でき
るだけ少ない有機バインダー量で成形可能；■製造コス
トが低い；の諸要件を満足する有機繊維含有成形用セメント組成物
の出現が望まれていた。［００１３］

【課題を解決するための手段】

本発明は、これらの課題を解決すべく鋭意検討の結果達
成されたもので、成形用セメント組成物として未精製粗
リンターを補強繊維として含有するものとしたことを要
旨とするものである。以下、本発明の詳細な説明すると、本発明において補強
繊維として用いられる未精製粗リンターとは、綿実から
長毛繊維（リント）を刈り取った後、さらに綿実の殻か
ら分離される最大長さが１０ｍｍ程度の低価格の短毛繊
維（粗リンター）を、アルカリ溶液や塩素系漂白剤など
で精製する前の、そのままの状態のもので、これを使用
して押出しまたは抄造成形して得られる成形体では、セ
メント、ゲイ石粉等の無機成分の総和１００重量部に対
して僅か２〜５重量部という未精製粗リンターの添加量
でアスベスト／セメント系成形体並の衝撃強度の得られ
ることを見出し、本発明に至ったものである。［００１４］なお、この短毛繊維（粗リンター）には１０％以下の油
脂成分を含有するが、これはセメントの硬化に悪影響を
与えるものではなく、むしろ成形を円滑にする潤滑剤と
して働くので、成形時に必要な有機バインダーの量を減
少させることができる。上述したように、この粗リンターのセメント、ケイ石粉
等の無機成分の総和１００重量部に対する添加量は２〜
５重量部という僅かな量で有効である。［００１５］押出成形に際し併用されるバインダーとしては、従来の
押出成形用セメント組成物において一般に用いられてき
た水溶性のアルキルセルロースおよび／またはヒドロキ
シアルキルアルキルセルロースが使用でき、具体的には
メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロー
ス、ヒドロキシエチルメチルセルロースヒドロキシエチ
ルエチルセルロース等が例示される。［００１６］この添加量はコスト低下のためにできるだけ少ないこと
が望ましいが、極端に低下させると成形状態が悪くなる
ことから、セメント、ケイ石粉等の無機成分の総和１０
０重量部に対して０．３〜０．５重量部とすることが好
ましい。また使用するバインダーの重合度に対応する粘度指標と
しては、２％水溶液における粘度が高いものほど、添加
量を減らすことができるので好ましい。具体的には２％
水溶液の２０℃における粘度で１５，０００ｃｐｓ以上
、とくには３００００ｃｐｓ以上のものが採用される。［００１７］抄造成形に際し使用される凝集剤には、通常使用される
ポリアクリルアミド等の水溶性高分子凝集剤のほか、硫
酸アルミニウム等の無機凝集剤でも差し支えない。この
添加量は所望の厚みの成形が容易となる程度のスラリー
に対し０．５％以下で充分である。型枠流し込み成形に使用される流動性改良およびブリー
ジング防止用の混和剤としては、水溶性のアルキルセル
ロースおよび／またはヒドロキシアルキルアルキルセル
ロースが使用でき、具体的にはメチルセルロース、ヒド
ロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメ
チルセルロース、ヒドロキシエチルエチルセルロースな
どが例示される。これらの成形時における保形性、潤滑性、保水性、無機
粒子の保持性などの向上のために、粗リンターに加えて
アスベスト繊維を添加することもできるが、従来の成形
用アスベス）　ＩＭ維であればコストに影響しない程度
に少量、具体的には５重量％以下添加しても本発明の目
的は達成できる。［００１８］本発明のセメント組成物の主剤であるセメントモルタル
は周知のセメント材料である、骨材、水、その他の添加
剤等からなるカミここに使用されるセメント材料には通
常のポルトランドセメントのほか、アルミナセメント等
の特殊セメントもコストに影響しない範囲で使用するこ
ともできる。骨材としてケイ石、好ましくはセメント程度の粒度のシ
リカ粉も使用でき、さらにパーライト、バーミキュライ
ト、フライアッシュなどの軽量骨材のほか、ケイ砂５〜
１２号も本発明に支障のない範囲で使用できる。添加する水の量としては押出または抄造成形できる範囲
内であれば差し支えなく、例えばセメントおよびケイ石
などの無機成分１００重量部に対し、押出成形の場合で
概ね２０〜５０重量部、抄造成形および型枠流し込み成
形の場合で５０〜４００重量部の割合で添加するのが好
ましい。［００１９］

【実施例】

以下、本発明の具体的態様を実施例および比較例により
説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものでは
ない。実施例１綿実から長毛繊維（リント）を刈り取った後に分離され
たままの短毛繊維である、未精製粗リンターを綿状のま
ま、普通ポルトランドセメント７０重量部、ケイ石（鳥
屋根社製）３０重量部と共に、表１に示す条件で、さら
に水、バインダーを加え、ヘンシェルミキサーにより５
００ｒｐｍで３分間混合した後、容量１０リツトルの双
腕ニーダ−で５分間混練し、ついで押出成形機（石川時
製作所社製）を用いて幅７５ｍｍ、間隙６ｍｍのダイス
よりシート状に押出成形して成形状態を観察した。この
際、シート両端に亀裂が生じない状態を○、亀裂が生じ
た場合を×として評価した。［００２０］また、押出成形機より吐出直後の成形物を３０ｇ採取し
、丸めてビニール袋に入れ、４５℃の恒温装置内で養生
し、この丸めた成形物に２０ｋｇの重石をかけて変形し
なくなるまでに要する時間を測定し、硬化時間とした。さらに、得られた成形体（シート）について、まず４５
℃、相対湿度１００％の下で２４時間養生し、ついでオ
ートクレーブ中で１７０℃、９ｋｇ／ｃｍ２の加圧下に
８時間養生した後、下記の方法で衝撃強度、曲げ強度、
圧縮強度と釘打ち性を測定した。また、表中のパルプコストは故紙パルプの添加量５重量
部における成形体に占めるコストを１とした場合の比率
で表わした。なお、使用したバインダーの詳細も下記に示した。［００２１］（測定法）衝撃強度：ＪＩＳ　　Ｋ−６９７１に準じたシャルピー衝撃強度に
よる。曲げ強度および圧縮強度：ＪＩＳ　　Ｒ−５２０１に準じた曲げ圧縮強度による。釘打ち性：成形体（押出成形の場合は間隙１５ｍｍのダイスより成
形したもの）を、４５℃、相対湿度１００％の下で２４
時間養生し、さらにオートクレーブ中で１７０℃、９ｋ
ｇ／ｃｍ２の加圧下で８時間養生したものについて、直
径２ｍｍの釘を打ったときに、成形体が割れなかったも
のを○、割れたものを×とした。［００２２］（バインダー）Ａ：９０ＳＨ−１０００００（信越化学工業社製、ヒド
ロキシプロピルメチルセルロース、２％水溶液の２０℃
での粘度が８０，０００ｃｐｓ）Ｂ　：　９０ＳＨ−１
５０００（同社製、同、２％水溶液の２０℃での粘度が
１５゜０００ｃｐｓ）Ｃ：　５ＥＷ−１５Ｔ　（同社製、ヒドロキシエチルメ
チルセルロース、２％水溶液の２０℃での粘度が１５，
０００ｃｐｓ）Ｄ：　５Ｍ−８０００（同社製、メチル
セルロース、２％水溶液の２０℃での粘度が８，０００
ｃｐｓ）［００２３］比較例１故紙パルプ（未晒し砕木パルプよりの）　未晒しの広葉
樹および針葉樹砕木パルプ、並びにリンターパルプ（棉
から得られたリンターに希薄水酸化ナトリウム水溶液に
よる煮沸、亜塩素酸ナトリウム等の塩素系漂白剤による
漂白、酸による脱灰等の一連の処理を施して得られたも
の）について、予め各シート重量の１６倍の水に分散さ
せた後、表１、表２に示す添加水量（水比）となるよう
に脱水しセメント７０重量部、ケイ５３０重量部と共に
表示のバインダーを加えてヘンシェルミキサーに投じ、
実施例と同様に処理し同様に測定した。［００２４］比較例２実施例１において未精製粗リンターの代わりにアスベス
ト６Ｄ−３（レイク社製）を加えたほかは表２に示す条
件で同様に成形し、同様の測定を行った。以上の結果を表１および表２に示した。［００２５］

【表１】

【表２】［００２７］実施例２実施例１で用いたのと同じ未精製粗リンターを、表３に
示す条件で、普通ポルトランドセメント７０重量部、ケ
イ石（鳥屋根社製）３０重量部と共に、ヘンシェルミキ
サーにより５００ｒｐｍで３分間混合した後、これを同
表に示す水を満たしたアイリッヒミキサーに入れて５分
間撹拌混合し、得られたスラリーをアジテータ−の付い
た７０Ｘ９０Ｘ６０ｃｍの容量の抄造槽に移し替え、表
示量の凝集剤としてのポリアクリルアミドを加え、直径
５００ｍｍ、長８４８０　ｍｍノワ２のプレスロールで
プレスして厚み１０ｍｍのシートとした。［００２８］この成形物を４５℃、関係湿度１００％の下で２４時間
養生した後、成形物表面をＢ鉛筆で擦っても傷が付かな
い程度に硬化し、これに要した時間をもって硬化時間と
した。この成形物をさらに１７０℃、９５０ｋｇ／ｃｍ
２のオートクレーブ内で８時間養生し、前例と同様の方
法で衝撃強度、曲げ強度、釘打ち性を測定し、これらの
結果を前例と同様の方法で求めたパルプコストと共に表
３に併記した。［００２９］比較例３故紙、未晒しの広葉樹および針葉樹パルプ、並びにリン
ターパルプ（綿から得られたリンターに希薄水酸化ナト
リウム水溶液による煮沸、亜塩素酸ナトリウム等の塩素
系漂白剤による漂白、酸による脱灰等の一連の処理を施
して得られたもの）をそれぞれの重量の１６倍の水に分
散させた後、セメント７０重量部とケイ５３０重量部を
加え、さらに表３に示す条件となるように水を加えてア
イリッヒミキサー中で混合し、実施例２と同様に成形し
て測定を行った。［００３０］比較例４実施例２における未精製粗リンターに代えてアスベスト
６Ｄ−３を使用し表３に示す条件で行った他は同様に成
形して測定した。［００３１］

【表３】［００３２］実施例３実施例１で用いたのと同じ未精製粗リンターを表４に示
す条件で普通ポルトランドセメン）７０重量部、ケイ石
（前出）３０重量部と共に、実施例１で示した略符号の
バインダーを表４に示す量加えて、ヘンシェルミキサー
により５００ｒｐｍで３分間混合した後、オムニミキサ
ー（千代田技研社製）へ入れ、表４に示す水比の水を添
加して最大速度で回転させ、５分間混合した。混合によって得られたスラリーを厚さ１５ｍｍ、幅２０
ｍｍ、奥行き４０ｍｍの型枠に流し込み、２５℃、１０
０％の湿度下で養生して成形体がＢ鉛筆で擦っても傷つ
かない程度まで硬化させた（これに要した時間を硬化時
間とした）。硬化した成形体を脱型して、衝撃強度、曲げ強度、釘打
ち性を測定し、これらの結果を前例と同様にして求めた
パルプコストと共に表４に示した。［００３３］比較例５故紙、未さらしの広葉樹および針葉樹パルプ並びにリン
ターパルプ（綿から得られたリンターに希薄水酸化ナト
リウム水溶液による煮沸、次亜塩素酸ソーダ等の塩素系
漂白剤による漂白、酸による脱灰等の一連の処理をして
得られたもの）をそれぞれ実施例３に示す粗リンターに
代えて使用し、表４に示す条件で成形して測定した。［００３４］比較例６実施例３における未精製粗リンターに代えてアスベスト
６Ｄ−３を使用し表４に示す条件で行ったほかは同様に
成形して測定した。［００３５］［００３６］

【発明の効果】

本発明によれば、従来のアスベスト／セメント系の成形
体と同等ないし１／３程度のコストでありながら、これ
と同程度の衝撃・曲げ・圧縮強度を有し、優れた押出し
、抄造、型枠流し込み成形性を確保し、得られる成形品
に釘打ちや鋸引き等の加工性を付与することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】未精製粗リンターを補強繊維として含有す
るセメント組成物。