JPH0580424B2

JPH0580424B2 -

Info

Publication number: JPH0580424B2
Application number: JP21973485A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Genma; Akio Mizobe; Masaki Okazaki; Sotaro Itaya
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1985-10-01
Filing date: 1985-10-01
Publication date: 1993-11-09
Also published as: JPS6278136A

Description

【発明の詳細な説明】

Ａ発明の技術分野本発明は、石綿及びパルプ類を全く使用せず、
極細繊度の有機合成繊維と無機分散剤及び高分子
凝集剤を用いる性能の優れた水硬性無機質抄造製
品（以下抄造製品と略記）の製造方法に関するも
のである。Ｂ従来技術とその問題点抄造製品は、石綿スレート板の如く石綿を含有
しているが、石綿はかかる製品の抄造性及び物性
を経済的に確保するうえで重要な役割を有する。
しかし近年石綿による健康障害が明確となり、石
綿を全く使用しない抄造製品が強く求められ、そ
の製造技術の開発が盛んにおこなわれている。抄造製品製造法の典型的な例はハツチエツク法
であり、かかる方法における石綿の役割は上述の
如くセメント粒子捕捉等の抄造性を付与すること
及び曲げ、引張り強度、その他の補強不燃性
（JIS表面試験）等の物性を付与することである。
抄造製品における石綿代替は石綿が優れた特性を
有するので、非常な困難を伴い、一種の物質で代
替することは不可能であることが当業界では常識
となつている。従つて抄造性付与と物性付与には
かなり異つた物性が要求されるので、それぞれ別
の物質で石綿の代替をはかる提案がほとんどであ
る。物性付与即ち補強という観点からは、ポリビ
ニルアルコール系繊維、ポルアクリロニトリル系
繊維、アラミド繊維等の有機合成繊維や耐アルカ
リガラス繊維等の無機繊維が用いられ、なかでも
特にポリビニルアルコール系繊維が優れた補強効
果を有すので注目され、石綿代替としてかなりの
量が使用されている。一方、抄造性付与における
石綿代替という観点からは大多数が天然パルプを
使用するという提案である。しかしながらかかる
パルプを用いた抄造製品はパルプ自体の劣化、吸
水性あるいは可燃性のために耐久性、寸法安定
性、凍結融解安定性、不燃性の問題を有してお
り、かかる問題を出来るだけ小さくするために、
パルスの使用量を減少する提案がいくつかなされ
ている。例えば特開昭60−5049号公報に記載された発明
はパルスの叩解度をかなり上げてセメント粒子を
捕捉し、水性が悪くなるというマイナス面をバ
ージンパルプを少量混合することで解決しようと
するものであり、さらにセピオライト、ベントナ
イトのような膨潤性のある無機フイラー等を用い
て、パルスとの相互作用によりセメント粒子捕捉
効果を上げるという技術も伴せて提案している。本発明者等も、パルス及び助剤について種々検
討したが、安定に抄造製品を抄造するには３％程
度のパルスは必要不可欠であるという結論に到達
した。かかる量のパルプの存在は既述の如きパル
プの悪影響を排除できる程度のものではない。従
つて別の観点からパルプを全く使用しない抄造製
品を得る研究を重ねた結果、特願昭59−18063号
として出願の発明に到つた。即ち繊度0.5デニール以下の特定の物性を有す
る極細ピニロンを用いた抄造製品及びその抄造法
であつて、かかるビニロンと凝集剤の組合せによ
り驚くべきことに全くパルプを使用せずとも安定
に抄造が出来るうえに極細ピニオンのすぐれた補
強効果により物性もほぼ満足すべきものが得られ
るという従来の常識を打ち破つた画期的な技術で
ある。しかしながその後の検討を進めているうち
に、極細ビニロンの分散性が充分でなく、得られ
た抄造製品は商品としては問題のあることが判明
した。即ち極細ピニロンは繊維が細いために、通
常デニール（２デニール付近）の繊維に比し同じ
アスペクト比でも繊維本数が圧倒的に多く、従つ
て繊維同志が凝集しやすく、セメント等の他の固
形分と分離しがちとなる。その結果、抄像に際し
繊維がフリースの表面（裏面）に集まりやすくな
つてフリース層間の剥離や表面の毛羽立による外
観不良、補強性の低下等の問題を惹起することに
なる。本発明者等はかかる問題点を解決すべく鋭意研
究の結果本発明に到達したものである。Ｃ発明の目的本発明は、石綿及びパルスを全く使用せずし
て、極細繊維を用いた抄造法において、該極細繊
維の分散性を向上させ、均一な抄造スラリーを得
ることによつて、外観品位が良好で、層間剥離の
ない性能のすぐれた無石綿無パルス抄造製品を提
供しようとするものである。Ｄ発明の構成本発明はセメント等の水硬性物質と、繊度が
0.05〜0.5デニール、アスペクト比（繊維長ｌと
その直径ｄの比ｌ／ｄ）200〜1500である有機合
成繊維0.1〜５％（以下抄造固型分に対する重量
で示す）、及び0.01〜５％の無機分散剤によりな
る均一なスラリーに高分子凝集剤を添加しつつ抄
造する抄造製品の製造方法である。本発明の第一の要件は極細有機繊維の分散性を
向上させたセメント等他の固分と均一混合させた
抄造スラリーを得るために特定の無機分散剤を使
用することである。本発明の無機分散剤とはセピ
オライト、アタパルジヤイト、パリゴルスカイ
ト、ナトリウムベントナイト（以下セピオライト
等と略記）であり、これらの内の１種又は２種以
上の組合せで使用する。該無機分散剤の添加量は
0.01〜５％が好ましい。0.01％未満では極細繊維
の分散効果がなく、また５％を越えるとスラリー
の粘性が高くなりすぎ丸網上の水や、フリース
の脱水性が低下しメーキングロールでの水割れ現
象を呈し抄造性が悪化する。さらにプレスがかか
りにくくなり製品の嵩比重が低下し、補強効果の
低下、吸水率増大に伴う寸法変化の増大、凍結融
解による安定性低下等の問題を引起こし、加えて
経済的にも不利となる。１％を越えると無機分散
剤の分散効果はほとんど変わないので、無機分散
添加のマイナス面、経済性を考慮すると、0.1〜
１％がより好適な範囲である。なお無機分散剤
は、あらかじめコロイド状に分散、離解したもの
を使用する方が分散効果により大きく寄与する。本発明の第２の要件は極細強度の有機合成繊維
を使用することにある。かかる極細繊維はセメン
ト等の固形分を捕捉すると共に水硬性硬化体の補
強の役目をなすものである。繊度が0.05〜0.5デ
ニールであることが必須条件である。0.05デニー
ル未満では水硬性物質等の捕捉性はよいが本発明
の無機分散剤を用いても分散が不充分であり、ま
た繊維自体の製造も経済的に出来ない等の理由に
より好ましくない。また0.5デニールを越えると
水硬性物質等の固形分捕捉性が低下し、安定な抄
造が出来なくなる。分散性、補強性の兼合いから
アスペクト比は200〜1500が適当であり、繊維の
添加量は0.1〜５％、より好ましくは0.5〜３％で
ある。繊維の機械的物性としては補強効果の点より強
度、ヤング率がそれぞれデニールあたり５ｇ以
上、90ｇ以上が必要であり、それ以下では補強効
果が乏しい。極細有機合成繊維としては既述の特
性を満足すれば基本的には何でもよいが、ポリビ
ニルアルコール系繊維、ポリアクリロニトリル系
繊維が接着性の面から好適であり、また単独使用
でもよいし２種以上の組合せでもかまわない。第３の要件は高分子凝集剤を用いることであ
る。高分子凝集剤はセメント等の固形分の捕捉性
を高めるうえで欠くことのできない必須成分であ
る。種類としては市販のものでもよく、特にアニ
オン系の高分子凝集剤が好適である。添加量は抄
造固形分に対して５〜500ppmがよく、より好ま
しくは50〜200ppmである。5ppm未満では固形分
の凝集作用に乏しく、500ppmを越えると凝集し
すぎて水性があまりにも良く、抄造槽でのヘツ
ド差がとれず均一なシートが形成されないし、フ
エト汚れを起こしたり、又経済性の面からも好ま
しくない。水硬性物質としては普通ポルトランド
セメント、高炉セメント、シリカセメント、アル
ミナセメント等のセメントを用いることが出来
る。さらに半水石こう、２水石こうとスラグある
いはこれ等とセメントとの混合使用も可能であ
る。その他の添加剤として抄造製品の工程通過性、
成形性や性能の改善あるいはコストダウンを目的
とした物質を併用することも可能である。例えば層間剥離防止、メーキングローラーへの
溶形性、表面平滑性能等の付与を目的として、直
径又は繊維長が１×10^-2〜１×10^-4mmの微細無機
物を併用することが出来る。かゝる物質の代表例
に重質タンカル、軽質タンカル等の天然または合
成の炭酸塩、カオリン、クレー、シリカフエーム
（シリカフラワー）、タルク、フライアツシユ等や
繊維状のワラストナイトがある。直径又は繊維長
が上記範囲を越える場合は粉砕して用いればよ
く、また添加量は１〜20％が好ましい。本発明の
セピオライト等は１％以上の範囲においてはかゝ
る物質と同様な効果を有しており、従つてかゝる
範囲においては上記物質でセピオライト等を置き
換えることも可能である。その他、軽量化剤（例
えば発泡パーライト、シラスバルーン、発泡剤）、
膨張剤、金マイカ、白マイカ、蛇紋石、珪砂等を
添加することが出来る。また繊維質としてロツク
ウール、スラグウール、セラミツクウール、ガラ
ス繊維粉末を、補強成分として0.5デニール以上
のポリビニルアルコール系繊維、ポリアクリルニ
トリル系繊維、カーボン繊維、スチール繊維、ア
ラミド繊維、ポリアクリレート繊維、ポリプロピ
レン繊維、ポリエチレン繊維等の１種又は２種以
上の組合せで併用可能である。さらに合成パル
プ、天然パルプ等も使用してもかまわないが、天
然パルプは本発明の目的からして出来るだけ使用
しない方が好ましい。本発明の抄造方法は、従来の一般的な抄造方法
に従つて行われるものであつて、極細有機合成繊
維と無機分散剤をパルパー等の通常のミキサーで
混合分散した後セメントを投入し、10〜30％程度
の抄造スラリーとする。該スラリーを高分子凝集
剤及び割水を添加しつつ、丸網又は長網上に抄き
上げた後は常法によつて所定の抄造製品となすも
のである。高分子凝集剤は、抄造槽の直前で添加すること
が好ましく、凝集剤を添加した後は生成した凝集
体が破壊するような強力な機械的撹拌を与えるの
は好ましくない。無機分散剤は好ましくは有機合成繊維、セメン
トと共に混合、撹拌することにであり、最も均一
なスラリーが得られ、該スラリーに凝集剤を添加
することにより、均一な凝集体となつて、抄き上
げられる。同時に添加、混合、撹拌が出来ない場
合は、少くとも凝集剤を添加する以前に添加しな
ければならない。凝集剤添加後では本来の分散効
果を発揮し得ない。本発明は極細有機繊維を水硬性物質中に無機分
散剤にて均一に分散せしめ、凝集剤により凝集し
た均一な凝集体を極細有機繊維の過作用により
金網上に抄き上げることを特徴とする石綿、パル
プいづれも含有しない性能のすぐれた抄造製品を
提供するものであつて、本発明のポイントはセピ
オライト等の無機分散剤を使用することにある
が、セピオライト等が抄造製品に使用されること
自体は公知である。例えば特解昭60−5049号に記
載の発明ではセピオライトが１〜10％使用されて
いるが、本発明と目的、構成が全く異るものであ
る。該公開特許の発明は技術の如く、セメント捕
捉性の役割を担うパルプをそのマイナス効果を減
少させるために出来るだけ少なくしようという試
みであつて、パルプとセピオライトとの相互作用
によりセメント捕捉性を上げようとするものであ
る。即ちパルプの存在においてはじめてセピオラ
イトの添加意義あるものである。本発明は特願昭
59−18063号の発明で示す如く、パルプの存在な
しで凝集剤との組合せにおいて充分なセメント粒
子等の捕捉効果を有するものであつて、セピオラ
イトは極細有機合成繊維を用いるに限りにおいて
は何らセメント捕捉性の向上には寄与しない。一方極細有機繊維にパルプを併用するとパルプ
が極細繊維の分散効果に寄与し、セピオライトの
添加効果は全くみられない。即ちセピオライトの
添加効果は、極細有機合成繊維を使用する場合で
あつて、しかもパルプを使用しない時に限つて発
現し、その効果は分散性の向上のみである。従つ
て特願昭60−5049号の発明とは全く異なるもので
ある。また特開昭60−21836号公報にもセピオラ
イトの記載があるが、この公開特許の発明では補
強繊維の繊度を15デニール以下としているが、実
施例からみても常識的なデニールと考えるのが妥
当であつて、少なくとも0.5デニール以下という
極細繊維に特にセピオライトが効果的であるとい
う示唆はなく、加えてロツクウール等の繊維長の
短かい無機繊維と併用することが重要な要件とな
つている。即ちセピオライト等とロツクウール等
の相乗作用により、セメント粒子等の捕捉性が向
上し、又繊維質の分散が向上すのである。従つて
本発明とは明らかに異るものである。なお本発明
の構成成分量を示す％は、特に断らない限り重量
％を示すものである。以下実施例をもつて説明する。実施例１、比較例１、参考例１極細合成繊維を固形分に対して２％となるよう
に採取して水中で撹拌分散し、第１表に記載を無
機分散剤及びポルトランドセメントを添加し約３
分間混合撹拌して全固形分濃度20ｇ／のスラリ
ーとした。用いた極細合成繊維はPVA繊維で繊
度0.20dr（drはデニールの略）、引張り強度14.3
ｇ／dr、ヤングモジユラス320ｇ／dr、繊維長３
mm、アスペクト比640のものである。また無機分
散剤はあらかじめ充分に分散、離解したものを使
用した。該スラリーを1000mlメスシリンダーにとり、ア
ニオン系高分子凝集剤（三洋化成社製サンフロツ
クAK−100P）の1.0ｇ／水溶液を添加撹拌し
て分散状態を観察した。この時の凝集剤の固形分
に対する添加率は150ppmとした。分散状態の判
定はPVA繊維とマトリツクス成分が均一な状態
で凝集した場合を○、特に良好なものを◎とし、
大部分のPVA繊維は浮遊し大部分のセメント粒
子が凝集沈澱し繊維と分離している場合を×と
し、その中間を△とした。

【表】セメント；小野田セメント社製普通ポルトラ
ンドセメント
実施例１はいずれもPVA繊維とセメントと無
機分散剤を混合した状態で凝集剤を添加して凝集
沈澱した。テストNo.１、２、３、４は添加量を変
更した場合で0.5％付近が最も分散性はよく、そ
の次に0.3％であつた。その他は本発明の範囲内
では差がない。比較例１のNo.７、10、11は何れも
凝集剤を添加すると大部分のPVA繊維はマトリ
ツクス成分と一緒に凝集せず浮遊した。なおしば
らく静置すると沈降する。外観は上澄層の次に繊
維の沈澱層、その下にマトリツクス成分層に分離
した。テストNo.８、９は無機分散剤の少い場合と
多い場合であるが、両者とも満足すべき結果は得
られなかつた。参考例１は石綿を添加した場合で
ある。少量添加でな分散効果が劣つた。実施例２、比較例２丸網湿式抄造試験機（ハチエツク式）にて固形
分としてPVA系繊維２％、シリカフラワー５％、
無機分散剤として表−２の記載物、残部を普通ポ
ルトランドセメントの組成でパルパーにて調整し
てスラリー濃度10％とし、白水で希釈しながら抄
きあげた。なお抄造に際し固形分に対して
100ppmの高分子凝集剤を使用した。 (i) 使用原料の説明 PVA系繊維；0.20dr、引張り強度14.8ｇ／dr、
ヤングモジユラス310ｇ／dr、繊維長３mmに
切断したものセピオライト；Atta200（ユニオン化成社）ナトリウムベントナイト；筑前５号（品川窯材
社製）シリカフラワー；SFパウダー（日本重化学社
製平均粒径0.36μ）凝集剤；サンフロツクAK−100（三洋化成社
製） (ii) 配合組成；表−２にまとめた (iii) スレート板の製造方法スラツシヤー付パルパーに白水を入れ所定量
のシリカフラワーならびに無機分散剤を投入し
撹拌後PVA系繊維を添加し最後に普通ポルト
ランドセメントを加えて約３分間撹拌後チエス
トへ移送し抄造用スラリーとする。かかるスラ
リーを1.0ｇ／に溶解した凝集剤を100ppm抄
造槽前のミキシングボツクスに添加し必要量の
白水を添加混合して抄造槽（バツト）へ導入
し、60メツシユの丸網にて抄きあげ、メーキン
グロールに巻き取り、切断後の生板を75Kg／cm²
で加圧成形した。養生は50℃で24時間の養生
後、室温で４週間気中養生し６mm厚さのスレー
ト板を得た。 (iv) 評価方法分散状態；抄き上げたセンメントフリースの表
面及び裏面のPVA繊維の分散状態を観察し
た。繊維が多数フリー表面に毛羽立つ場合を
判定×とし、セメントシート中に均一に分散
して表面に偏在しない場合を◎とした。その
間を２ランクにわけて、○、△とした。抄造歩留り；セメント及び無機分散剤等の抄造
スラリー中の固形分の捕捉率である。抄造歩留り（％）＝（１−丸網排水中の固形分濃度）／バツト内固型分
濃度）×100 として求めた。層間剥離；メーキングロール後の生板を手で層
間を剥離させることにより定性的に判断し
た。層間が不明確で剥離し難い状態を○、簡
単に剥離する状態を×、その中間を△とし
た。かさ比重；JIS Ａ 5418に準拠し、試験片をか
きまぜ機付空気乾燥器に入れ、105±５℃で
24時間乾燥後と重量の体積から求めた。曲げ強度；JIS Ａ 1408「建築ボード類の曲げ
試験法」により測定し、抄造方向（タテ方
向）とその直角方向（ヨコ方向）の平均値で
示した。

【表】実施例２は何れも良好な抄造性とスレート板物
性が得られた。テストNo.14〜17は良好な分散状態
を示した。比較例２のテストNo.18はミルコンSS
（セピオライト）の添加率は本発明の特許請求の
範囲を越えて添加した場合である。分散状態と層
間剥離は問題ないが抄造時の水性が不良でプレ
ス成型後の水分率が高く製品のかさ比重は低下し
た。したがつて曲げ強度も劣つた。テストNo.19は
無機分散材を使用しない場合である。分散状態が
悪く、層曲剥離が発生し、曲げ強度が低くなつ
た。また表面に絡みあつた繊維が多く見られ外観
が劣つた。

Claims

【特許請求の範囲】１セメント等水硬性物質に、繊度が0.05〜0.5
デニールで、そのアスペクト比（繊維の長さとそ
の直径の比）が200〜1500の有機合成繊維を0.1〜
５％（以下、抄造固型分に対する重量％で示す）、
無機分散剤を0.01〜５％を加えたスラリーにアニ
オン系高分子凝集剤を抄造槽以前の工程で５〜
500ppm添加することを特徴とする水硬性無機質
抄造製品の製造方法。２無機分散剤の添加量が0.1〜１％である特許
請求の範囲第１項記載の水硬性無機質抄造製品の
製造方法。３有機合成繊維がポリビニルアルコール系合成
繊維、ポリアクリロニトリル系合成繊維である特
許請求の範囲第１または２項記載の水硬性無機質
抄造製品の製造方法。４有機合成繊維の引張り強度がデニール当り５
ｇ以上、ヤングモジユラスがデニール当り90ｇ以
上である特許請求の範囲第１〜３項のいずれかに
記載の水硬性無機質抄造製品の製造方法。５無機分散剤がセピオライト、アタパルジヤイ
ト、パリゴルスカイト、ナトリウムベントナイト
から選ばれた１種又は２種以上の組合せよりなる
特許請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載の水
硬性無機質抄造製品の製造方法。