JPH0550410A - 水硬性無機質成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 少なくとも一面に補強構造が設けられた成形
体を製造する際においても、補強用線状マットと成形体
本体との接着性の良い、水硬性無機質成形体の製造方法
を提供する。 【構成】 少なくとも一面に補強用繊維製マットが積層
された成形体を製造する際に、金型の一面に補強用繊維
製マットを設置し、水硬性無機質材料と水を含むスラリ
─を供給した後、振動押圧成形することを特徴とする水
硬性無機質成形体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建築材料に好適に使用
される、少なくとも一面に補強構造が設けられた水硬性
無機質成形体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、水硬性無機質材料よりなる成
形体が、瓦や外壁材などの不燃建築材として広く用いら
れている。水硬性無機質材料には、セメント、モルタ
ル、線状補強セメント、石膏、珪酸カルシウムなどがあ
る。これらの水硬性無機質材料を用いて成形する場合、
押出法、押圧法、あるいは抄造法などが用いられ、平板
状あるいは波形状など任意の形状に賦形されている。

【０００３】ところで、たとえば瓦等を成形する場合、
人間が屋根の上に載った場合を考慮して耐荷重強度が高
くなるように設計されている。この場合、成形体に掛か
る荷重は主に曲げ荷重である。従って成形体の表側には
圧縮応力が加わり、成形体の裏側には引張応力が加わ
る。しかしながら、一般に水硬性無機質材料よりなる成
形体は圧縮応力には強いが、引張応力には弱い性質を有
する。

【０００４】そこで成形体の耐荷重強度を高くするため
には、瓦の厚みを増せば良いが、単に厚みを増すだけで
は瓦の重量が増加し、コスト増加につながるだけでな
く、施工時の作業性を低下させる。

【０００５】そこで重量を増加することなく耐荷重強度
を高めるために、瓦の裏面に補強リブ等を設ける構造が
提案され、製造されている。又、特開昭６３−２２３２
５２号公報に開示されているように、このリブ形状を波
形状に応用し、載荷側からみて、谷部の厚みを山部より
も厚くした構造が提案されている。又、さらに、発明者
らは、特願平２−１１４６４６号では、瓦裏面の引張強
度を高めるために、水硬性無機質材料よりなる瓦本体の
裏面に補強用繊維製マットを固着した瓦を開示した。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、裏面に
補強リブ等を設ける構造では、従来の脱水プレス法によ
ると、リブ部即ち厚肉部にかかる成形圧力が小さいた
め、リブ部の成形性が悪く、十分に脱水できないなどの
問題があり、リブ形状に制約があった。又、特開昭６３
−２２３２５２号公報に開示されている方法でにおいて
も、厚肉部の成形性が悪く、又、製品形状に制約を与え
るという問題もあった。

【０００７】さらに、特願平２−１１４６４６号の瓦を
成形するためには脱水プレス工程において補強用繊維製
マットを瓦本体に一体化して固着させるか、瓦本体の脱
水プレス後に瓦本体の裏面に補強用繊維製マットを別途
接着等により固着する方法がとられるが、前者の方法に
よると補強用繊維製マットと瓦本体を構成する水硬性無
機質材料との接着性が悪く十分な補強効果が得難い。
又、後者の方法によると、工程の増加につながるだけで
なく、製品の品質にばらつきができやすいという問題が
あった。

【０００８】本発明の目的は、上記の課題を解決し、裏
面側に補強構造が設けられた成形体を製造する際におい
ても、補強用繊維製マットと成形体本体との接着性の良
い、水硬性無機質成形体の製造方法を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明において用いられ
る水硬性無機材料は、水で練ったとき硬化性を示す無機
物質ならば特に限定されず、たとえば普通ポルトランド
セメント、特殊ポルトランドセメント、アルミナセメン
ト、ロ─マンセメント等の単味セメント、耐酸セメン
ト、耐火セメント、水ガラスセメント等の特殊セメン
ト、石膏、石灰、マグネシアセメント等の気硬性セメン
トなどがあげられ、特に、強度、耐水性の点で、ポルト
ランドセメント、アルミナセメントが好適に使用され
る。

【００１０】本発明において用いられるスラリ─は上記
水硬性無機材料と水からなる。水の量は、特に限定され
るものではないが、水硬性無機物質１００重量部に対
し、２０重量部未満では水硬性無機材料の硬化が十分に
なされず、又、後述する無機質充填材や補強繊維の分散
性が低下し、１００重量部を超えると得られる成形体の
機械的強度が低下するため、２０〜１００重量部が好ま
しい。

【００１１】本発明において用いられるスラリ─には、
さらに必要に応じて無機質充填材が添加されてもよい。
上記無機質充填材は、水に溶解せず、水硬性無機材料の
硬化反応を阻害しないものならば特に限定されず、たと
えば珪砂、川砂等のセメントモルタル用骨材、フライア
ッシュ、シリカフラワ─、シリカフュ─ム、ベントナイ
ト、高炉スラグ等の混合セメント用混合材、セピオライ
ト、ウォラストナイト、炭酸カルシウム、マイカ等の天
然鉱物などがあげられる。これらは単独で使用されても
よいし、２種類以上併用されてもよい。上記無機質充填
材の添加量は２００重量部を超えると成形体の機械的強
度が低下するため２００重量部以下が好ましい。

【００１２】本発明において用いられるスラリ─には、
さらに必要に応じて水溶性高分子材料が添加されてもよ
い。上記水溶性高分子材料は、水に溶解して粘性を付与
し、無機質充填材や後述の補強繊維の分散性を高め、混
合物の流動性を高めて賦形性を良好なものとし、又、セ
メント硬化体中の過剰な水分を吸収しセメント粒子間中
の空隙を埋める接合剤となりうる高分子材料ならば特に
限定されず、たとえばメチルセルロ─ス、ヒドロキシメ
チルセルロ─ス、ヒドロキシエチルセルロ─ス、カルボ
キシメチルセルロ─ス、ヒドロキシプロピルメチルセル
ロ─ス等のセルロ─スエ─テル、ポリビニルアルコ─
ル、ポリアクリル酸などがあげられる。上記水溶性高分
子材料の添加量は、５重量部を超えると得られる成形体
の耐水性が低下するため５重量部以下が好ましい。

【００１３】本発明において用いられるスラリ─には、
さらに必要に応じ補強繊維が添加されてもよい。上記補
強繊維としては、成形体に付与したい性能に応じ任意の
ものが使用でき、たとえば、ビニロン、ポリアミド、ポ
リエステル、ポリプロピレン等の合成繊維や、ガラス繊
維などが使用できる。特に合成繊維を用いた場合には、
水硬性無機質成形体に可撓性を付与することができる。
又、補強繊維の太さは、細すぎると混合時に再凝集し、
交絡によりファイバ─ボ─ルが形成されやすくなり、得
られる成形体の強度はそれ以上改善されず、太すぎるか
又は、短すぎると引張強度向上などの補強効果が小さ
く、又、長すぎると繊維の分散性及び配向性が低下する
ため、太さ１〜４０デニ─ル、長さ３〜１５ｍｍが好ま
しい。上記補強繊維の添加量は２０重量部を超えると、
繊維の交絡によりファイバ─ボ─ルが形成され、得られ
る成形体の強度が低下するため２０重量部以下が好まし
い。

【００１４】本発明において用いられる補強用繊維製マ
ットは、成形体裏面部に耐引張荷重を与えることを目的
とし、高弾性率の繊維から構成される。上記補強用繊維
製マットの構成材料としては、たとえば鉄、炭素鋼、ス
テンレス鋼、クロム鋼、銅等の金属線又は金属繊維、ビ
ニロン、アラミド、ポリプロピレン等の有機繊維、ガラ
ス繊維又は樹脂被覆されたガラス繊維、カ─ボン繊維な
どがあげられる。上記補強用繊維製マットは上記の単一
な構成材料からなる二次元織物であってもよいし、不織
布であってもよい。又、二種以上の繊維からなる織物で
あってもよい。上記繊維の太さ、及び目の間隔は特に限
定されるものではないが、５メッシュより粗いと成形体
本体と補強用繊維製マットとの接着性が悪くなり、十分
な補強効果が得難く、又、１００メッシュより細かい
と、水硬性無機質材料と水を含むスラリ─が補強用繊維
製マットへ含浸しにくくなるため、５〜１００メッシュ
が好ましく、マットを構成する各繊維の径は０．１〜
１．５ｍｍであることが好ましい。上記補強用繊維製マ
ットの使用枚数は特に限定されないが、２枚以上重ねる
とマット間で剥離しやすくなるため、１枚で使用するの
が好ましい。

【００１５】本発明の水硬性無機質成形体の製造方法
は、金型の一面に上記補強用繊維製マットを設置し、水
硬性無機質材料と水を含むスラリ─を供給した後、振動
押圧成形することを特徴とする。

【００１６】上記振動押圧成形は、上記混合物を所望の
製品形状を有する押圧金型内に供給し、金型を振動させ
ながら押圧成形するものである。振動押圧成形を行うこ
とにより、上記水硬性無機質材料が補強用繊維製マット
の編の目に充填され、成形体本体とマットとの接着性が
向上される。

【００１７】本発明において使用される押圧金型は、従
来公知の押圧金型に従来公知の振動子を取り付けたもの
で、押圧金型及び押圧金型内に供給された混合物に３次
元方向に微震動を与えるものであり、混練物に効果的な
揺変性を与えるためには、押圧金型に１〜５００μｍの
振幅で１００〜１０，０００Ｈｚの振動数を与えること
が好ましい。上記振動押圧成形に使用しうる装置として
は、たとえば、昭和６３年度愛知県常滑窯業技術センタ
─研究成果報告書に記載されている、振動プレス成形機
があげられる。

【００１８】本発明の製造方法で得られた水硬性無機質
成形体は、水硬性無機物質としてたとえば石膏のように
硬化速度の速いものを用いれば、成形中、たとえば押圧
成形の際に加熱することにより、成形と同時に硬化させ
ることもでき、又、得られた成形体を時間をかけて自然
養生を行ってもかまわないが、硬化反応の遅いたとえば
ポルトランドセメントのような水硬性無機物質を使用す
る場合には、成形体を加熱、加湿するなど、従来公知の
方法により養生を行うことにより、硬化反応を促進で
き、機械的物性を向上することができるのは言うまでも
ない。

【００１９】

【実施例】本発明の詳細を実施例をもってさらに詳しく
説明する。 実施例 普通ポルトランドセメント１００重量部、フライアッシ
ュ（嵩比重０．６、真比重２．３）５０重量部、太さ２
デニ─ル、長さ６ｍｍのビニロン繊維２重量部、水３５
重量部をミキサ─で攪拌しスラリ─を得た。一方、上下
方向に型開き可能な構造の振動プレス成形機（アサヒエ
ンジニアリング社製、商品名；ＳＡ─５０）の下型に補
強用繊維製マット（ポリプロピレン製、繊維径１．０ｍ
ｍ、２０メッシュ）を敷き詰めた後、上記スラリ─を供
給した。その後、１０ｋｇ／ｃｍ ² の加圧下で、振動数
１，０００Ｈｚ、振幅約１０μで成形し、６００ｍｍ×
４２０ｍｍ×７．５ｍｍの板状の成形体を得た。上記水
硬性無機質材料は補強用繊維製マットの編の目に充填さ
れた。

【００２０】比較例１ 実施例と同様にして得られたスラリ─を、補強用繊維製
マットを使用せずに振動押圧成形を行い、実施例と同様
の成形体を得た。

【００２１】比較例２ 従来の油圧プレス成形機の下型に実施例と同様の補強用
繊維製マットを敷き詰めた後、上記スラリ─を供給し
た。その後、６０ｋｇ／ｃｍ² の加圧下で成形し、実施
例と同様の成形体を得た。

【００２２】実施例、及び比較例の成形体を温度６０
℃、相対湿度９０％の恒温恒湿槽内で２４時間養生して
硬化させた後、得られた成形体の曲げ強度を、ＪＩＳ
Ａ １４０８の方法に準じて測定した。

【００２３】その結果、実施例の成形体においては１９
７ｋｇ／ｃｍ² 、比較例１の成形体においては１３３ｋ
ｇ／ｃｍ² 、比較例２の成形体においては１６１ｋｇ／
ｃｍ ² の曲げ強度が得られた。

【００２４】

【発明の効果】本発明の水硬性無機質成形体の製造方法
は、補強用繊維製マット上に水硬性無機質材料と水を含
むスラリ─供給した後、振動押圧成形するものであり、
上記補強用繊維製マットへのスラリ─の含浸が効果的に
行われるものであるから、補強用繊維製マットと、成形
体本体との接着性の良い、水硬性無機質成形体を得るこ
とができる。

【００２５】従って、本発明の製造方法によれば、薄肉
な成形体であっても、耐破壊荷重に優れた水硬性無機質
成形体を得ることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一面に補強用繊維製マットが
   積層された成形体を製造する際に、金型の一面に補強用
   繊維製マットを設置し、水硬性無機質材料と水を含むス
   ラリ─を供給した後、振動押圧成形することを特徴とす
   る水硬性無機質成形体の製造方法。