JPS6020335B2 - ガラス繊維強化セメント板の製造方法 - Google Patents

ガラス繊維強化セメント板の製造方法

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JPS6020335B2
JPS6020335B2 JP3944978A JP3944978A JPS6020335B2 JP S6020335 B2 JPS6020335 B2 JP S6020335B2 JP 3944978 A JP3944978 A JP 3944978A JP 3944978 A JP3944978 A JP 3944978A JP S6020335 B2 JPS6020335 B2 JP S6020335B2
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JP
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cement
cement board
glass fiber
fibers
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静邦 矢田
哲 梶川
嘉男 田村
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Nippon Electric Glass Co Ltd
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Nippon Electric Glass Co Ltd
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  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガラス繊維強化セメント板の製造方法に関する
従来、建築材料等に内外壁材として石綿セメント板が使
用されてきた。
しかし、石線セメント板は含有する石綿量に関係なく耐
衝撃性に劣り容易に破損乃び飛散する等の欠点を有して
おり石綿セメント板の欠陥とされてきた。
又近時、石綿の粉塵乃び石綿の発ガン性物質含有等によ
り公害源とされ更には石綿繊維の資源枯渇によるコスト
の上昇等の点から石綿を全く使用しない繊維強化セメン
ト板を製造する事が望まれている。
セメント板補強用繊維として例えばナイロン乃ぴポリプ
ロピレン等の合成繊維、更にはガラス繊維をセメント板
の沙造時スラリー中に混入する方法が提案されている。
しかし合成繊維を適用した場合、該繊維の弾性率が低く
、曲げ強度の向上は認められず、期待する効果は得られ
なかった。又、ガラス繊維を適用した場合、スラリーの
調製工程であるパルパーあるいはチェストの工程で混入
すると石綿が存在しないスラリー中では不均一分散を生
じ抄造時シリンダーの金網よりガラス繊維のみが脱落す
る現象が生じ、又セメント粒子も金網より脱落し易くな
り製造せるセメント板の比重が上昇せず曲げ強度等の機
械的強度が低く好ましくない。
該問題点を回避する方法として、例えば吸引下で回転す
る抄造シリンダーの金網上又はフェルト上にセメントペ
ーストを吹付け、該セメント層上にガラス繊維を吹付け
る方法(特閥昭51−25519号公報)或はシリンダ
ーの金網上にセメントスラリーの抄造が完了する直前に
ガラス繊維を界面活性剤又は同効薬剤の溶液に分散せる
スラリーを流入せしめて抄上層中に分散せしめる方法(
侍関昭51−6951び号公報)等が提案されている。
しかし該方法により抄造せるセメント板は内層部に於て
ガラス繊維が不均一分散を生じガラス繊維の密集層とセ
メント層を形成し、更に該層間に微小空隙の存在により
層間剥離乃び曲げ強度の低下を生ぜしめる等の欠陥を有
している。本発明者等は上記せる問題点を解消すべく鋭
意研究を行ない本発明を完成したものであり、本発明の
目的は従来の抄造法によるセメント板の製造工程及び装
置を何等変化せしめることなく、又石綿を全く使用する
事なく耐衝撃性及び曲げ強度に優れたガラス繊維強化セ
メント板の製造方法を提供するにある。
即ち、本発明はセメントを少なくとも5の重量%及びガ
ラス組成がモル%で、Si02
50〜69Zr02 9〜1
4R20 10〜25K20
1〜 7 R′0 0〜10 CaF2 0〜2 &○ 0〜7 P2Q O〜5 その他金属酸化物 0〜10 F O〜3 〔但し、RはNa、Liであり、R夕とK20の合計は
14〜25モル%である。
R′はアルカリ土金属又はZn、Mn、Pbである。そ
の他金属酸化物はN203、Ti02、Fe203、C
eQ、Sn02等であり、又弗化物はF2に換算せるも
のである。〕からなり、且つアルカリ溶解度が4%以下
である耐アルカリ性ガラス繊維を0.5〜5重量%、パ
ルプを2〜5重量%及び繊維質材料を0.5〜2の重量
%含有せる水系スラリーを抄造する事を特徴とするガラ
ス繊維強化セメント板の製造方法である。
本発明に示すアルカリ溶解度とはガラス繊維径13±0
.かのガラス繊維2夕を9yoの10%NaOH水溶液
100タ中に1時間浸潰したときのガラス繊維の重量減
少を百分率で示したものである。本発明に供するガラス
繊維は前記組成範囲で且つアルカリ溶解度が4%以下で
あるガラス繊維であり、抄造用スラリーの調製時及び抄
造工程に於てセメントの強アルカリ成分に対して耐蝕性
を有しており、セメント板に対して優れた補強効果を付
与せしめることができる。本発明に供する該耐アルカリ
性ガラス繊維の太さは6〜2呼の範囲が好ましく、繊維
径が上記範囲未満の場合には単繊維あたりの引張り強度
が小さく好ましくない。又上記範囲を超えた場合は繊維
の取扱いが難しくなり、又セメントマトリックスとの接
着強度が低下し補強効果が小さい。
又該ガラス繊維の繊維長は3〜5仇奴特に6〜25側の
範囲が好適である。
繊維長が該範囲より小さい場合はセメント板の亀裂防止
効果及び補強効果が得られず、又逆に5物舷を超えると
原料スラリ−中での均一分散性が低下し均質なガラス繊
維補強セメント板が得られない。スラリ−中に混合し得
る耐アルカリ性ガラス繊維の形状は集東本数が高々10
0本からなるチョップドストランドが好ましい。
集東本数が100本を超えるとチェストあるいはバット
中でガラス繊維が沈降する現象が生じ他の抄造成分との
分離が起こり、又シリンダーの金網に乗り難いため好ま
しくない。原料中の前記ガラス繊維の含有量は0.5〜
5重量%の範囲が望ましく特に1〜3重量%の範囲が好
ましい。0.5重量%未満では強度寄与が小さく、逆に
5重量%を超えると繊維のからみ合いが生じ強度が低下
するので不適当である。
又、パルプの混入量は2〜5重量%の範囲が好ましく特
に3〜4.5重量%の範囲が最適である。混入量が2%
未満ではスラリー中でガラス繊維はもちろんの事、セメ
ント粒子までが沈降し、又シリンダーの金網上でセメン
ト質が口過し比重の高いセメント板が得られないため好
ましくない。又、5重量%を超えるとセメント板の吸水
性が増大し寸法安定性及び強度低下をきたし、又セメン
ト板中の有機質成分が増すために熱的特性が低下し好ま
しくない。又、本発明に示す繊維質材料とは石綿以外の
無機質の繊維であり、例えば岩線、シリカァルミナ繊維
、チタン酸カリ繊維等である。
該繊維は無機質であるため、耐熱性に優れ、又繊維自体
の吸水性がないため、セメント板の寸法安定性が低く好
ましい。該繊維質材料はパルプとの相互作用によってガ
ラス繊維を包み込みスラリー中に均一に分散せしめ、又
シリンダーの金網に乗り易くする効果を有し、更にセメ
ント粒子の金網からの脱落を防ぐ効果を有しているもの
であるが、原料中の混入量としては0.5〜20重量%
の範囲が好ましい。混入量が0.5重量%未満の場合に
は上記した効果が小さくセメント粒子が金網から脱落し
比重の高いセメント板が得られないため好ましくない。
又20重量%を超えると該繊維質材料とガラス繊維が塊
伏もこからみあってボーリング現象が生じ均質なセメン
ト板が得られない。本発明に示す原料の主体となるセメ
ントの含有量は少なくとも5堰室量%でありセメント量
が5の重量%未満の場合、セメント板の強度が低下し、
実用上支障をきたすため好ましくない。
セメントは一般の水硬性のセメントであり、例えば普通
あるいは早強ボルトランドセメント、アルミナセメント
、フライアツシュセメント、シリカセメント等である。
又、該セメントに添加し得る混和材料は例えば炭酸カル
シウム等の粉末状の増量材あるいはアクリル系、エチレ
ン系等の樹脂ェマルジョン、着色顔料、ナイロンあるい
はポリプロピレン等の如き合成繊維等であり適宜選択し
て使用することが出来る。前記せる原料からなるスラリ
ーの調製方法はセメント及び前記せるパルプ繊維質材料
及び耐アルカリ性ガラス繊維を乾式状態のまま一次混合
し、これを損枠槽へ移送して水を加え更に2次混合して
パットへ供蟻舎する乾式方法、あるいはパルパーで前記
原料及び水を横拝混合し、スラリー状とした後チェスト
へ送り、パットへ供給する等何れの方法で行なってもよ
い。
又、耐アルカリ性ガラス繊維の混入時期はパルパーでの
境伴段階でも又チェストの段階でもよい。
該方法により調製されたパット内の原料スラリーは常法
により50〜60メッシュのシリンダー上に抄き上げら
れ、サクションボツクスによと脱水されながら所定の厚
さになるまでメーキングロールに巻取られ切断されて平
板状の生坂が得られる。該生坂は加圧成型あるいは波形
に成型された後常法により養生してガラス繊維補強セメ
ント板が得られる。本発明の方法によるガラス繊維強化
セメント板は石綿を全く使用していないため石綿の粉塵
あるいは石綿の発ガン性物質含有等による公害問題を生
じることなく曲げ、衝撃等機械的強度及び耐熱性の優れ
たセメント板が得られ、建材特に内外壁材、屋根村、間
仕切材、天井材、サンドイッチパネル等に好適である。
以下実施例により本発明を説明する。
実施例 1 普通ボルトランドセメントを所定量、炭酸カシウム14
重量%、パルプ4重量%及びガラス組成がモル%でSi
02:66、Zr02:11、Na20:18、K20
:1、B203:4からなる耐アルカリ性ガラス繊維(
アルカリ溶解度2.5%繊維径13山、繊維長1物肌、
集東本数50本)2重量%、更に所定量の岩綿(浅野ミ
ネラルファイバー:粉状線)からなる原料をパルパーで
充分混合した後チェストに移送し、更にバットへ送り(
ただしバット濃度は10%)、4個の50メッシュの金
網円筒で抄取り30の/minの速度でフェルトに添付
し、メーキングロールに巻取った後、切断し10k9/
地の圧力で加圧成型した後シートをかけて室温で2週間
養生した。
得られたガラス繊維強化セメント板の比重及び曲げ強度
を測定した。結果を第1表に示す。第1表岩綿量が0.
5重量%未満の場合にはパルプ及び耐アルカリ性ガラス
繊維がセメント粒子と分離し金網よりセメントマトリッ
クスの流出が多く比重が上昇せず均質なセメント板は得
られなかった。
又、2の重量%を超えると岩綿にからみ合いが生じボー
リング現象が起こり均一なセメント板を得ることが出来
なかった。実施例 2 所定量の普通ボルトランドセメント及びパルプと実施例
1で使用した岩綿8重量%及びガラス組成がモル%でS
j02:66.2、Zrび:12.0、Na20:13
.入K20:3.いCa0:4.ふ り03:1.0で
ある耐アルカリ性ガラス繊維(アルカリ溶解度2.0%
、繊維径10仏、繊維長19側集東本数50本)2.の
重量%からなる原料を実施例1と同方法によってスラリ
ー化し、4個の金網シリンダーによって抄き上げ、メー
キングロールに巻付けた後、切断し、加圧した後2週間
室温で養生し、比重と曲げ強度及び乾燥収縮率を測定し
た。
結果を第2表に示す。
第2表 パルプ量が2重量%未満の場合にはセメント粒子が沈む
懐向があり、又シリンダーの金網よりセメント粒子の流
出が多くセメント板の比重が上昇せず、曲げ強度が低か
った。
又5重量%を越えるとスラリー中で若干の繊維のからみ
が生じて抄造性が悪く、又乾燥収縮率も大となり寸法安
定性の優れた均質なセメント板が得られなかった。実施
例 3普通ボルトランドセメント8の重量%、パルプ4
重量%、シリカアルミナ繊維6重量%、炭酸カルシウム
8重量%及び第3表に示すガラス組成でアルカリ溶解度
の異なるガラス繊維(繊維径1か繊維長13側、集東本
数50本)を2重量%を混合してスラリー化した後妙造
して得られた生板をプレス圧10kg/ので加圧成型し
、更にシートをかけて室温で2週間養生した。
得られたガラス繊維強化セメント板の比重及び曲げ強度
を測定した。結果を第4表に示す。第3表 第4表 第4表よりわかるようにアルカリ溶解度が4%を超えた
ガラス繊維は抄造時のスラリー中及び養生時のセメント
のアルカIJ成分による侵蝕により強度低下が著しく、
セメント板への補強効果は殆んど得られなかった。
実施例 4 普通ボルトランドセメント及び実施例1で使用した耐ア
ルカリ性ガラス繊維を所定量パルプ4重量%、者綿(浅
野ミネラルファイバー:粉状綿)5重量%、炭酸カルシ
ウム11重量%からなる原料をパルパーに均一に混合し
た後、抄造機にて生坂を作成し10k9/c虎の圧力に
て加圧成型した後室温で2週間養生を行ない比重及び曲
げ強度を測定した。
結果を第5表に示す。第5表 耐アルカリ性ガラス繊維量が0.5重量%禾満の場合は
殆んど補強効果がなく、5重量%を超えると繊維の分散
状態が悪く曲げ強度の不均一なセメント板となった。
実施例 5 普通ボルトランドセメント8母重量%、パルプ4重量%
、岩綿(浅野ミネラル・ファイバー:粉状線)6重量%
、及び実施例1で使用した組成からなる所定の繊維径及
び集東本数である耐アルカリ性ガラス繊維(アルカリ溶
解度2.5%、繊維長19側)2重量%からなる原料を
充分に混合した後抄造機にて生板を作成し10k9/地
の加圧成型を行った後2週間室温で養生した。
比重及び曲げ強度を測定した結果を第6表に示す。第6
表 耐アルカリ性ガラス繊維蓬が6〆未満の場合には曲げ強
度を測定したセメント板の破断面でガラス繊維の折損が
激しく、又2岬を超えた場合には殆んどの繊維がセメン
トマトリックスの接着性が悪く抜け落ち補強効果が小さ
かった。
又、集東本数が10止本を超えると耐アルカリ性ガラス
繊維がバット内で沈降する現象が生じ均質なセメント板
が得られなかった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 セメントを少なくとも50重量%乃びガラス組成が
    モル%で SiO_2 50〜69 ZrO_2 9〜14 R_2O 10〜25 K_2O 1〜7 R′O 0〜10 CaF_2 0〜2 B_2O_3 0〜7 P_2O_5 0〜5 その他金属酸化物 0〜10 F_2 0〜3 〔但し、RはNa、Liであり、R_2OとK_2O
    の合計は14〜25モル%である。 R′はアルカリ土金属又はZn、Mn、Pbである。そ
    の他金属酸化物はAl_2O_3、TiO_2、Fe_
    2O_3、CeO_2、SnO_2等であり、又弗化物
    はF_2に換算せるものである。〕からなり且つアルカ
    リ溶解度が4%以下である耐アルカリ性ガラス繊維を0
    .5〜5重量%、バルプを2〜5重量%乃び繊維質材料
    を0.5〜20重量%含有せる水系スラリーを抄造する
    事を特徴とするガラス繊維強化セメント板の製造方法。
    2 耐アルカリ性ガラス繊維が繊維径60〜20μで且
    つ集束本数が高々100本からなるチヨツプドストラン
    ドである特許請求の範囲第1項記載のガラス繊維強化セ
    メント板の製造方法。 3 繊維質材料が岩綿である特許請求の範囲第1項乃び
    第2項記載のガラス繊維強化セメント板の製造方法。
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