JPH07109162A

JPH07109162A - 無石綿セメント系押出成形板の製造法

Info

Publication number: JPH07109162A
Application number: JP25425893A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Fukuda; 恭彬福田; Takayuki Deyama; 剛之出山; Naoto Ogura; 直人小倉; Kenji Tofutsu; 賢治兎拂; Ryuichi Kido; 竜一城戸; Shoji Yamauchi; 将司山内
Original assignee: MMK Corp
Current assignee: MMK Corp
Priority date: 1993-10-12
Filing date: 1993-10-12
Publication date: 1995-04-25

Abstract

(57)【要約】【目的】良好な押出成形性にて、表面平滑性、形状寸
法精度に優れ、かつ、曲げ強度、耐熱性、耐凍害性の高
い無石綿セメント系押出成形板を効率的に製造する。【構成】セメント１００重量部、珪砂２５〜４５重量
部、細骨材５〜３０重量部、ワラストナイト１０〜３０
重量部、パイロフィライト含有鉱物２０〜４０重量部、
補強繊維４〜１０重量部及び増粘助剤１〜２重量部を水
で混練してなる成形原料を押出成形する。【効果】パイロフィライト含有粘土を使用することに
より、無石綿でも安定した押出成形を行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、押出成形性が良く、得
られる成形板の表面平滑性、形状寸法精度に優れ、かつ
曲げ強度、耐熱性、耐凍害性も良好な無石綿セメント系
押出成形板の製造法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、セメント系押出成形板としては、
セメント等の水硬性物質を結合材とし、石綿繊維を補強
材として、更に必要に応じて無機質物質等を加え、これ
らを水で混練した組成物を押出成形して養生硬化させた
ものがあり、建材として実使用されている。

【０００３】しかし、最近になって、石綿繊維は人体に
対する安全性が問題視され、石綿繊維の代替繊維を使用
する建材の開発が進められている。

【０００４】石綿繊維不使用の無石綿セメント系押出成
形板に使用する代替繊維としては、従来、パルプ、ポリ
プロピレン繊維、ビニロン繊維や炭素繊維等の単独又は
併用使用が提案されている（特開平３−１２２０３８
号、特開平３−１０３３４７号、特開平３−１０３３４
８号、特開平３−２０２３１０号、特開平４−６７９０
５号、特公平２−１８３０５号等）。

【０００５】しかしながら、上記代替繊維を使用したセ
メント押出成形板では、石綿繊維を使用した場合のよう
に十分に安定した成形性を得ることが難しく、かつ、そ
の硬化成形板については、建材として要求される諸性
能、即ち外観性、寸法精度や強度、耐火性能等が十分で
ないという問題がある。

【０００６】そのため、これらの欠点を改善する方法と
して、セメント等の水硬性物質のマトリックス結合力と
安定した成形性を発現できる混練組成物の流動性と可塑
性の改善が提案されている（特開平３−１５３５５１
号、特開平３−２０８８４７号、特開平４−８９３４１
号、特開平４−８９３４２号等）。

【０００７】なお、セメント系組成物の押出成形には、
混練組成物の流動性を付与するために一般にメチルセル
ロース等の水溶性有機高分子物質が成形助剤として使用
されることは公知である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述の改善技術によ
り、得られる成形体の特性の改善は見られるが、十分に
安定かつ持続する成形性の点については十分ではなく、
実生産においては更なる改善が望まれているのが現状で
ある。

【０００９】本発明は代替繊維を使用した従来の無石綿
セメント系押出成形板の製造法における成形性と成形板
品質の不具合を解決し、押出成形性が良く、成形板の表
面平滑性、形状寸法精度に優れ、かつ、曲げ強度、耐熱
性、耐凍害性の高い無石綿セメント系押出成形板の製造
法を供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の無石綿セメン
ト系押出成形板の製造法は、セメント１００重量部、珪
砂２５〜４５重量部、細骨材５〜３０重量部、ワラスト
ナイト１０〜３０重量部、パイロフィライト含有鉱物２
０〜４０重量部、補強繊維４〜１０重量部及び増粘助剤
１〜２重量部を水で混練してなる成形原料を押出成形す
ることを特徴とする。

【００１１】請求項２の無石綿セメント系押出成形板の
製造法は、請求項１の方法において、該成形原料中に、
セメント１００重量部に対して固形分換算で０．２〜２
重量部のワックス系エマルジョンを添加することを特徴
とする。

【００１２】本発明者らは、代替繊維を使用した従来の
セメント系押出成形板の製造における不具合について検
討を重ね、従来においては単に代替繊維のみをセメント
物質に添加することに問題があることを知見した。即
ち、石綿繊維はセメント物質との密着性に優れており、
かつ、押出成形時に必要となる混練素地の保水性にも効
果があり、成形に必要な素地の可塑性も備えている上
に、引張強度も高く、硬化成形体の曲げ強度発現に大き
な効果を有する。しかも、不燃性である等の優れた物性
を有する。しかし、このような石綿繊維と同等の効果を
もつ代替繊維は従来において見出されてない。

【００１３】従って、代替繊維を用いて無石綿セメント
系押出成形板を製造するためには、マトリックス、即
ち、他の材料配合との組み合せ技術で諸特性を改善する
ことが必要とされる。即ち、代替繊維を補強材として有
効に利用するために、成形原料素地に、保水力があって
流動性があり、かつ成形体に保形力を付与する可塑性を
有し、更に硬化後の成形板の強度等の品質向上に有効な
マトリックス組成物が必要となる。

【００１４】本発明は、この観点より鋭意研究を重ねた
結果、本発明による特定配合の成形原料によれば、要求
特性を十分に満足することができることを見出し、完成
されたものである。

【００１５】以下に本発明を詳細に説明する。

【００１６】本発明において使用されるセメントとして
は、ポルトランドセメント、高炉スラグセメント、ポゾ
ランセメント等の水硬性物質が挙げられる。

【００１７】本発明において、成形原料中に珪砂を添加
する理由は次の通りである。即ち、押出成形板では一般
に高温高圧水熱養生を行なうが、この場合、水熱反応に
必要なシリカ分がセメント中のシリカのみでは不足であ
り、硬化成形板に十分な強度発現が得られない。このた
め、不足シリカ分を補うために珪砂を添加する。

【００１８】珪砂としては、有効シリカ分８５重量％以
上で、粒度としては４０００ｃｍ²／ｇ以上の比表面積
値のものが好ましい。有効シリカ分及び粒度がこの値よ
り少ないと水熱反応率が低く、十分な強度が得られな
い。珪砂の添加量は、少な過ぎるとシリカ分が不足して
硬化成形板の強度が低く、多過ぎるとシリカ分が過剰で
未反応珪砂が残り、成形板をいたずらに硬くもろくさ
せ、成形板の切断、加工仕上げに問題を起す。このた
め、珪砂の添加量はセメント１００重量部に対して２５
〜４５重量部、好ましくは１５〜３５重量部とする。

【００１９】細骨材としては、川砂、山砂等を使用する
ことができ、その粒度は粗粒率（ファインネス・モデュ
ーラス）０．５〜１．６が好ましい。粒度がこの範囲よ
り少ないと細か過ぎ、これより多いと粗過ぎ、何れの場
合も細骨材としての適正な機能を果たせない。細骨材の
添加量は、セメント１００重量部に対し５〜３０重量
部、好ましくは１０〜２５重量部である。

【００２０】ワラストナイトを使用するのは、ワラスト
ナイトは熱に対して極めて安定性が良く、押出成形板の
耐火性を向上させるためであるが、ワラストナイトは針
状結晶であるため補強繊維の補完としても有効に作用す
る。ただし、本発明において、ワラストナイトの添加目
的は成形体の耐熱性向上のためであるため、ワラストナ
イトとしてアスペクト比（繊維長の繊維直径に対する
比）の大きいものは特に必要とせず、低価格のものでよ
い。また、ワラストナイトはセメント等の水硬性物質と
の親和性も良く、この点でも効果的である。ワラストナ
イトの添加量は、少な過ぎると成形板の耐火性、曲げ強
度等の性能に対する改善効果が十分でなく、多過ぎると
押出成形時の押出抵抗が増加し、押出速度が低下して生
産上好ましくない。このため、ワラストナイトの添加量
はセメント１００重量部に対して１０〜３０重量部とす
る。

【００２１】パイロフィライト含有鉱物を使用するの
は、成形に必要な可塑性と成形された硬化体の強度を上
げるためである。前記した通り、代替繊維を単にセメン
ト物質に添加したのみでは、安定した押出成形ができる
可塑性が不足で十分な製品とならない。

【００２２】また、単に押出成形に必要な可塑性を付与
するのであれば、カオリン鉱物を使用すれば効果が多い
が、これを使用した成形板は硬化体の収縮が多くなり、
かつ、強度も低下する。

【００２３】本発明に使用するパイロフィライト含有鉱
物は、いわゆるパイロフィライト粘土のようにパイロフ
ィライトを主成分とするものではなく、成形板を水熱反
応養生する際、反応性の良いシリカ分を多く含有するも
ので、成形板の強度発現が良い。シリカ含有量として、
６０〜７０重量％のものが好ましい。また、パイロフィ
ライトを適量含有する鉱物は押出成形時、成形板の滑り
が良く、従って、押出抵抗を低減させ、生産性にも良
い。

【００２４】本発明に使用するこの粘土鉱物は、セメン
ト１００重量部に対し、２０〜４０重量部、好ましくは
３０〜４０重量部である。これより少ないと成形に必要
な可塑性が十分でなく、これより多いと成形硬化体の強
度発現が低下する。

【００２５】補強繊維としては、パルプ繊維もしくはパ
ルプ繊維とポリプロピレン繊維、ビニロン繊維等の合成
繊維との併用が使用できる。パルプ繊維としては良好に
分散できるものであれば種類を問わない。ポリプロピレ
ン繊維、ビニロン繊維はフィブリル化してあるものが好
ましいが、フィブリル化してなくても良い。補強繊維の
添加量は、少な過ぎるとマトリックス組成物に対する補
強効果が少なく、多過ぎると成形板の不燃性及び耐火性
が低下するため、セメント１００重量部に対し４〜１０
重量部、好ましくは６〜８重量部とする。なお、パルプ
繊維と合成繊維との併用においては、合成繊維添加量は
パルプ繊維添加量の１／２重量以下とするのが好まし
い。

【００２６】増粘助剤としては、メチルセルロース、エ
チルセルロース等のセルロース誘導体の水溶性高分子物
質を使用することができる。増粘助剤の添加量は少な過
ぎると、成形に必要な流動性を維持できる保水力が不足
し、多過ぎても保水力は変らないが却って生成形板が軟
くなり製品の形状寸法精度が低下するため、セメント１
００重量部に対して１〜２重量部とする。

【００２７】上記成形原料組成では、パイロフィライト
含有粘土鉱物の使用で成形に必要な可塑性が付与されて
いるが、パルプ繊維は石綿繊維を使用する場合と異なっ
て成形板の表面の滑らかさを低下させ、結果的に製品の
外観性を悪くし商品価値を落す。しかし、ワックス系エ
マルジョンを添加することにより、この問題を解決し、
表面の平滑性の良い成形体を生産することができる。

【００２８】更に、押出成形における次のような問題も
解決される。即ち、夏季の高温時において、成形原料素
地が押出機内で高圧がかかりダイスより吐出されること
により、素地の摩擦及び剪断による熱がセメントの初期
水和による熱に大きく加わり、素地の温度が上昇し６０
〜７０℃にまで達する。このため、増粘助剤が熱による
ゲル化現象を起し、保水力を失い原料素地の脱水現象に
より押出が不安定となり、著しい場合には押出不能とな
る。これを防止するためにゲル化温度の高い増粘剤を使
用する方法も提案されているが（特公平５−４５５４２
号）、本発明によりワックス系エマルジョンを使用する
と、押出圧力を下げて成形することができ、押出機内原
料素地温度の上昇を抑え、原料素地の流動性を維持する
ことができ、この結果、増粘助剤のゲル化を抑え安定し
た押出成形ができるようになる。なおこの場合、押出機
の押出部に水冷ジャケットを付けて成形すると更に良好
な押出成形が可能である。

【００２９】添加されたワックス系エマルジョンはメチ
ルセルロース等の増粘助剤とは反応せず、これと共存し
て押出成形に効果を出す。このようなワックス系エマル
ジョンの添加量は、少な過ぎると表面平滑性及びゲル化
防止の改善効果が十分でなく、多過ぎても効果は変らず
不利であることから、セメント１００重量部に対し固形
分換算で０．２〜２重量部とするのが好ましい。

【００３０】

【作用】本発明による成形原料組成によれば、押出成形
性が良く、成形板の表面平滑性、形状寸法精度に優れ、
かつ曲げ強度、耐熱性、耐凍害性の高い無石綿セメント
系押出成形板を製造することが可能となる。

【００３１】即ち、パイロフィライト含有粘土を使用す
ることにより無石綿でも安定した押出成形が可能とさ
れ、特に、ワックス系エマルジョンを添加した場合に
は、成形性を一層向上させ、表面平滑性、生産性が良
く、強度、耐熱性、耐凍害性の高い無石綿セメント系押
出成形板を製造することが可能とされる。

【００３２】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。

【００３３】なお、以下の実施例及び比較例において使
用した原料は次の通りである。

【００３４】セメント：普通ポルトランドセメント（三
菱マテリアル（株）製）珪砂：粒度４５００ｃｍ² ／ｇ、有効シリカ分８７
重量％（伊藤産業（株）製）細骨材：茨城県鹿島産川砂、粗粒率１．２増量材：セメント系押出成形板切断片の粉砕粉パルプ繊維：繊維長１ｍｍ、商品名「ＰＫ＃１」（橘商
店製）ワラストナイト：見掛嵩比重０．４〜０．５（ＪＩＳ
Ｋ５１−１０１法）、中国産（川鉄鉱業（株）製）パイロフィライト含有粘土：商品名「ＭＳクレー」（フ
バサミクレー（株）製）メチルセルロース：商品名「メトロース９０ＳＨ−１５
０００」（信越化学（株）製）ワックス系エマルジョン：商品名「セロゾールＭ」（固
形分４０重量％）（中京油脂（株）製）石綿繊維：カナダ産６〜７クラス表１に示す原料配合にて混練して得られた成形原料を押
出成形機（石川時鉄工所製「Ｖ−４０Ｅ型」）で押出成
形した。押出成形時の成形性及び得られた押出成形板の
物性をそれぞれ下記の方法により調べ、結果を表１に示
した。

【００３５】押出成形性負荷電流：押出スクリュウーの先端にかかる負荷電流押出機に連結する電流計測器の記録チャート図より読み
取る。押出圧力：ダイス後部に穿設したストレーンゲージ圧
力計測器の記録チャート図より読み取る。生成形板硬度：日本碍子（株）製硬度計の無次元数値
表示スプリングに緊結させた先端円錐状鋼製物を生板に当て
貫入深さを計器目盛で読み取る。数値の多いほど硬い素
地を示すが、セメント系組成物質の押出成形には「１３
〜１６」が良い。この硬度計は粘土、セメント系組成物
質の生板粘弾性を示す「のび」や「こし」の可塑性評価
に適している。押出状況：押出成形速度と成形板の表面平滑性を肉眼
観察する。

【００３６】物性かさ比重：試験体を常温水中に浸漬し次式で計算す
る。かさ比重（−）＝（乾燥重量）÷（飽水重量−水中重
量）曲げ強度：試験体を気乾状態とし、島津製作所（株）
製オートグラフＡＧＳ−１０００Ｄ型強度試験機にて中
央集中載荷にて測定する（ＪＩＳＡ１４０８準拠）。吸水長さ変化：試験体をコンパレーターを使用して次
式で計算する（ＪＩＳＡ１１２５準拠）。吸水長さ変化（％）＝（飽水試験体の長さ−乾燥試験体
の長さ）÷（乾燥試験体の長さ）×１００耐凍害性：試験体を−２０℃〜＋２０℃を１サイクル
とする凍結融解試験を行ない、試験体損傷状態を観察す
る（ＪＩＳＡ１４３５準拠。片面吸水凍結融解法、厚
さ１１ｍｍ）。

【００３７】

【表１】

【００３８】表１より、本発明の無石綿セメント系押出
成形板の製造法によれば、良好な押出成形性にて高特性
の押出成形板を製造することができることが明らかであ
る。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の無石綿セメ
ント系押出成形板の製造法によれば、良好な押出成形性
にて、表面平滑性、形状寸法精度に優れ、かつ、曲げ強
度、耐熱性、耐凍害性の高い無石綿セメント系押出成形
板を効率的に製造することができる。

【００４０】請求項２の方法によれば、成形性を一層向
上させ、表面平滑性、生産性が良く、強度、耐熱性、耐
凍害性の高い無石綿セメント系押出成形板を製造するこ
とが可能とされる。

───────────────────────────────────────────────────── 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 16:02 Ａ 24:38 Ｃ 24:00） 103:44 103:60 (72)発明者兎拂賢治東京都新宿区新宿２丁目３番10号三菱マテリアル建材株式会社内 (72)発明者城戸竜一東京都新宿区新宿２丁目３番10号三菱マテリアル建材株式会社内 (72)発明者山内将司東京都新宿区新宿２丁目３番10号三菱マテリアル建材株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメント１００重量部、珪砂２５〜４５
重量部、細骨材５〜３０重量部、ワラストナイト１０〜
３０重量部、パイロフィライト含有鉱物２０〜４０重量
部、補強繊維４〜１０重量部及び増粘助剤１〜２重量部
を水で混練してなる成形原料を押出成形することを特徴
とする無石綿セメント系押出成形板の製造法。
【請求項２】請求項１の方法において、該成形原料中
に、セメント１００重量部に対して固形分換算で０．２
〜２重量部のワックス系エマルジョンを添加することを
特徴とする無石綿セメント系押出成形板の製造法。