JPS6028788B2 - 無機質系板材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は瑳酸カルシウム系板材、石綿セメント系板材等
の無機質系板材の製造方法に関するものである。

石綿セメント系板材の養生には、板材の強度を向上させ
るために１６０℃もの高温・高圧の飽和水蒸気を使用し
てオートクレィブにより養生することがある。

特に、珪酸カルシウム系の板材においては珪酸質成分と
石灰質成分との水熱反応によるトベルモナィト結晶等の
生成を必須とするので、必らず上記のオートクレィブ養
生が使用される。上記のオートクレィブ養生においては
、未養生原板が多数枚積み重ねられた状態で、オートク
レィブ内に収納され、この積み重ね状態の原板が高温・
高圧の水蒸気で加熱される。上記のようにして養生され
た直後の板材温度は１５０℃程度の高温であり、この養
生板材を次の工程に送るには板材の冷却が必要である。

従来、上記板材の冷却には、オートクレィプとは別に徐
冷室を設け上記養生直後の板材をこの徐冷室に搬入して
冷却する方法、或いはオートクレィブの蓋を開放し、オ
−トクレィブ内に常温空気を自然流入させる方法等が用
いられているが、板材が積み重ね状態であって、積み重
ね板材中央部からの熱放出の効率が悪いために、上記何
れの方法においても、例えば１畑時間といった長時間が
必要である。

上記した養生直後の板材は、例えば５０％もの高含水率
であり、養生後の板材加工工程、塗装工程での板材処理
には板材含水率を１５％程度にまで下げる必要がある。
この板材の乾燥には、通常乾燥室を使用しているが、こ
の場合も板材は積み重ね状態であり、積み重ね中央部か
らの脱水効率が悪く、板材緑端から集中的に脱水が行な
われるため、板材を均一に乾燥し驚く厚さの厚い板材で
は板材の反曲が避けられず、特に抄造法による板材では
層間剥離が懸念、される。

その他、季節温度に左右される、乾燥に長時間を要する
といった難点もある。

上記のように、オートクレイブで養生した板材に対する
、従来の冷却、乾燥方法においては、上述した通りの難
点があり、特に徐冷却室、乾燥室を用いるものでは、設
備費が高価につくといった不利もある。

本発明はオートクレィブで養生した板材を均一に、しか
も短時間で冷却・乾燥し得、しかも設備費も低廉にとど
め得る無機質系板材の製造方法を提供するものである。

すなわち、本願に係る第１発明は無機質系板材を養生釜
内で高温・高圧の水蒸気により養生したのち、養生釜の
蓋を開放することなく養生釜内の圧力を１気圧以下の所
定圧力に減圧し、板材温度がこの所定減圧力下での水の
沸点温度に達するまで、上記の減圧状態を保持すること
を特徴とする無機質系板材の製造方法である。本願に係
る第２発明は無機質系板材を養生釜内で高温・高圧の水
蒸気により養生したのち、養生釜の蓋を開放することな
く、釜内圧力を１気圧以下の所定圧力に減圧し、板材温
度が上記所定圧力下での水の沸点温度近傍にまで降下す
ると釜内に再び、高温・高圧の水蒸気を送入し、以後、
上記減圧と水蒸気の送入とを数回繰り返し、最終の減圧
状態を板材温度が上記の所定減圧力下での水の沸点温度
に達するまで保持することを特徴とする無機質系板材の
製造方法である。

本発明において、養生釜にはオートクレィブが使用され
、板材の養生終了後、オートクレィブ内が一たん大気圧
にされたうえで、減圧される。

この減圧により板材内の多孔空間も上記減圧に伴い減圧
され、水の沸点が低下される。従って板材内の水分が沸
騰して多孔空間に蒸発される。このときの蒸発熱により
板材内部においても熱が奪われ蒸発水分がオートクレィ
ブ内の減圧雰気中に引出される。従って、板材は内部か
らも上記した蒸発熱によって冷却される結果、板材を充
分一様に冷却でき、板材の反り曲り、層間剥離等は防止
できる。上記において、減圧力を余り低くすると、水分
が激しく沸騰し、板材の内部破壊が懸念されるので、減
圧力は３００〜５仇舷Ｈｇ、好ましくは１０仇他Ｈｇと
する必要がある。

この減圧圧力１０仇吻Ｈｇに対する水の沸点は約５０℃
である。

本発明者の実験結果によれば、厚さ１１肋、中４５仇吻
、長さ３０３仇蚊の標準寸法の珪酸カルシウム系板材の
場合、オートクレィブ内を１００側Ｈｇに減圧すると板
材温度は約３０分で７０午０に達する。板材の最終冷却
温度は約５０００とすることが必要であり、冷却に要す
る時間は上記７０ｑｏから５０００に冷却するに要する
時間によってはゞ決定される。

この場合の冷却速度は、板材内の蒸発水蒸気が排気され
る速度に大きく左右される。すなわち、板材内の多孔空
間が温度７０ｑ０、飽和水蒸気圧力約２３０びｏｒｒの
状態から温度５０午０、飽和水蒸気圧力約１０価ｏｒｒ
の状態になる間の速度に大きく左右される。以下、上記
７０℃から５０℃までの冷却過程について考察を行う。

今、低圧力Ｐ，，Ｐ２の気体が面積Ａの孔を有する隔壁
で隔てられ、気体分子の平均自由行程が孔寸法に較べて
、はるかに大きいとすると、圧力Ｐ，の気体が圧力Ｐ２
の気体に流れ込む流量Ｑ，は、気体分子の平均速度をＶ
とすると、Ｑ，＝￥ＡＰＩ である。

他方、圧力Ｐ２の気体が圧力Ｐ，の気体に流れ込む流量
Ｑ２は、Ｑ２＝羊ＡＰ２ である。

Ｐ，＞Ｐ２とすると、最終的に圧力Ｐ，の気体が圧力Ｐ
２の気体に流れ込む流量ＱはＱ＝Ｑ．−Ｑ２＝羊Ａ（Ｐ
・−Ｐ２） −■である。

但し、Ｖはｃｃ／ｓｅｃ、Ａは地、ＰはＴｏｎ、ＱはＴ
ｏｒｒｃｃ／ｓｅｃの単位である。次に、分子量Ｍの絶
対温度Ｔにおける分子の平均速度Ｖは▽＝〆鰐肌／Ｓｅ
ｃ ‐■ である。

た）、し、Ｒ＝Ｌｋ、Ｌ：アボガドロ数、ｋ：ボルッマ
ン定数（１．３８×１０‐１６エルグ／度）従って、■
■式よりＱ＝Ａ（誌）す（ｐ′Ｐ２） ＝３・６巡（声）を（Ｐ′Ｐ２）で／Ｓｅｃ −■であ
る。

而るに、珪酸カルシウム系板材の場合、板材が気孔率が
大で、上記した単位面積当りの孔面積Ａが大きいために
上記Ｑは大である。

従って、上記した７０ｏｏから５０ｑｏまでの冷却は比
較的短時間で行なわれる。

脱水、従って乾燥も上記冷却と同様に効果的に行なわれ
る。石綿セメント板の場合は単位面積当りの孔面積Ａが
４・さく、上記したＱは比較的小である。

従って、最終の冷却工程のまえに、減圧，高温，高圧水
蒸気による板材の加熱を数回繰り返えして板材の含水量
をある程度下げ、而るのちに、上記した要領で最終の冷
却を行う。高温・高圧の水蒸気による板材の再加熱では
板材に水蒸気が吸入される結果、約１％の含水率の増大
がある。

しかしながら、養生に使用した高温・高圧の水蒸気を使
用できるから板材再加熱のための特別の設備を必要とせ
ず設備上有利である。第１図は本発明において使用され
るオートクレィブ装置を示している。

第１図において、１はオートクレイブであり、ボイラー
からの蒸気供Ｖ給管２、並びにガス抜きバルブ３が連結
されている。

２１は蒸気供ｇ浩管２に挿入されたバルブである。

１１はオートクレィブ１の蓋である。

Ａはオートクレィプ１に連結された真空引き系統であり
、バルブ４、多管式冷却タンク５，５、凝結水タンク６
、真空ポンプ７、排気塔８とから構成されている。

９は水槽、１０は凝結水タンク６内の凝結水を水槽９に
排水するための排水ポンプ、１１は水槽の水を多警式冷
却タンクの冷却管に循環させるための給水ポンプである
。

１２はオートクレィブ内の凝縮水を水槽９に排水するた
めの排水ポンプである。

次に、本願第１発明の実施例について説明する。

この実施例は、珪酸質原料が１５〜５５重量部、石灰質
原料が珪酸質原料に対しモル比率で０．４〜１．２、セ
メントが２〜２の重量部、石綿が５〜２５重量部、パル
プ１〜１５重量部、合成繊維が０．０５〜０．５重量部
の合計１０Ｇ重量部にモノカルボン酸軽金属塩が１〜１
の重量部含まれている原料と水との混合液を抄造して生
原板を得、これを上記したオートクレィブ装置により養
生，冷却する方法である。

この実施例においては、板材を外壁材として使用可能な
らしめるため、珪酸カルシウム水和物の気孔率を小とす
る（板材表面に対する孔面積１０‐６〜１０‐７倍）と
共にモ／カルボン酸金属塩を綾水剤として使用すること
により蓮酸カルシウム水和物板の吸水性を４・さくする
ことを重要な目的としており、モノカルボン酸金属塩の
溌水効果を保持するために、養生条件は４〜８気圧の飽
和水蒸気、８〜１筋時間のオートクレィブ養生に限定さ
れる。

上記製造例における各原料の意儀並びに配合量の限定理
由等は次の通りである。まず、モノカルポン酸軽金属塩
を、１〜１の重量部に限定した理由は、１重量部以下で
は所望の溌水効果が得られず、１の重量部以上ではウェ
ットマシンのメーキングロールで巻取り積層された薄膜
層間の剥離が懸念されるためである。

このモノカルボン酸金属塩としては、特にステァリン酸
カルシウムが有効である。石灰質原料の珪酸原料に対す
るモル比を０．４〜１．２に限定した理由は、遊離石灰
の生成を抑制して、製品のェフロレッセソスの発生を防
止するためである。

石灰質原料には生石灰、消石灰、カーバイト樺等が使用
され、珪酸質原料には、蓮漆士、徴蓮砂、クレー、フヱ
ロシリコンダスト、フライアッシュ等が使用される。

この珪酸質原料の一部は未反応のま）マドリックス中に
残されるが、これはマドリッククスの骨材として機能す
る。珪酸質、石灰質の合計量は２０〜１０の重量部であ
り、２の重量部以下では、蓮酸カルシウム板としての軽
量性が達成されず、１０の重量部以上では、後述のセメ
ントに対して多量となり過ぎ、メーキングロールから切
開、剥離した直後の生原板に充分な強度を賦与できない
ばかりか、製品強度も不十分となる。

セメントの添加量を２〜２の重量部に限定した理由は、
２重量部以下では上記生原板、製品の強度保証が達成さ
れず、２の重量部以上ではセメントが多量になり過ぎ、
蓮酸カルシウム板の特徴が失なわれてしまうからである
。

石綿を添加する理由は、原料スラリー中の固形分の抄き
上げ効率を向上させるためと製品の強度及び寸法安定性
を維持するためである。

パルプを添加する理由は、抄き上げ効率を向上させると
共に製品の鋸打ち性、釘打ち性等の施工法を良くするた
めである。

パルプの添加量を１〜１５重量部に限定した理由は、１
重量部以下では、施工法の向上がさして叶えられず、か
つ、石綿量を２５重量部以上にする必要があり、１５重
量部以上では石綿量を５重量部以下にできるが、製品強
度と寸法安定性がかなり低下するためである。

合成繊維を使用する理由は、製品の衝撃強度を向上させ
るためである。

この合成繊維は、前記した養生条件で劣化するものであ
ってはならず、この繊維としてはポリプロピレン繊維並
びにポリビニルアルコ−ル繊維が有効である。合成繊維
の添加量を０．０１〜０．５重量部に限定した理由は０
．０１重量部以下では、上記した衝撃強度の向上が充分
に達成されず、０．５重量部以上では耐衝撃性に対して
過剰な品質になるばかりか、合成繊維のかさ比量が大で
あるために、同繊維のスラリー中への混入が困難になる
ためである。

上記した第１発明の実施例を実施するには、まず上記し
た範囲内から選択した原料をパルパーによって水で混合
燈拝して原料濃度約１０％のスラリーを得る。この混合
水には上水道、工業用水の他、抄造工程中で猿週された
少量原料を含む復水を用いることができる。このスラリ
ーの作製には、パルプ、合成繊維、モノカルボン酸金属
塩を予め水で混合し、この混合液を石綿、セメント、石
灰質原料、珪酸質原料と共にパルパーに投入することも
できる。上記のようにして得たスラリーは、一たんチェ
ストに溜め、チェスト内のスラリーをウェットマシンの
バットに連続的に供給する。

バット内のスラリーは、抄造シリンダーで抄き取られ、
この薄膜が透水性のよいフェルト状ベルトに転移され、
メーキングロールに巻き取られていく。メーキングロー
ルの巻き取り厚さが、所定厚さ（約１５肋）に達すると
、巻き取り体をメーキングロールから切開、剥離のうえ
、プレスに搬入する。

この搬入までの間、生原板はセメント配合のために充分
な強度を有し、生原板の変形・破損はない。生原板は、
上記プレスにより加圧し、脱水する。

この加圧力は磯常６０〜１４０ｋ９／めである。脱水後
の生原板は積重ねた状態で養生室に搬入し、この養生室
に常圧蒸気を満して一次養生する。この一次養生は、生
原板にその切断を可能にする強度を賦与するためのもの
であり、この一次養生後には、原板が所定の寸法に切断
される。この一次養生は、原板の切断を行なわない場合
は、省略してもよい。次で、原板を積重ね状態でオート
クレィブに搬入し、高温・高圧の飽和水蒸気により原板
を最終養生する。

この養生により原板は珪酸カルシウムの水和反応、セメ
ントの水和反応により硬化される。

この場合、珪酸カルシウムの水和反応は、トベルモライ
ト結晶に蓬するまえに停止され、製品の気孔率は充分に
小さくとどめられる。また、モノカルボン酸軽金属塩は
、溶融、分解されることなく溌水性を保持する。上記気
孔率が小なることと、この綾水剤のため吸水率の小さい
製品を得ることができる。勿論、石灰質原料は残ること
な〈珪酸質原料と反応して珪酸カルシウム水和物となる
から、遊離石灰は存在せず、製品使用中でのェフロレッ
センスの発生も防止できる。

更に、合成繊維も溶融、分解することなく、ほ）、原形
のま）保たれ、製品には充分な耐衝撃性が付与される。

上記のようにしてオートクレィブにより養生した後は、
既述した通りオートクレィブ内の圧力を一たん常圧に戻
し、次いでオートクレイブ内を約１００Ｔｏｎに減圧し
、この減圧を約１時間保持したのち、オートクレィブの
蓋を開放し、オートクレィブ内から製品を搬出する。こ
の搬出時の製品温度は約５０００、含水率は１５％であ
った。上記実施例において、オートクレィブの大きさは
５０の平、板材寸法は中４５仇肋×長さ３０３物肋×厚
さ１１柳であり、オートクレィプ内への板材収容量は１
２０の父である。本願第２発明は、主に石綿セメント板
の製造に用いられるものである。

この第２発明においては、オートクレィブによる養生工
程と上託した減圧冷却工程との間に減圧並びに高温・加
圧水蒸気による板材の再加熱とを１サイクルとし、この
サイクルを数回繰り返えす乾燥工程が挿入される。

この第２発明は、前記した大きさのオートクレィブの場
合、例えば第２図に示す要領で実施される。

この実施例において、板材の再加熱に使用される高温・
高圧の水蒸気には、養生用の飽和水蒸気（温度約１５０
℃、圧力４〜８気圧）が使用され、減圧力は第１発明の
実施例の場合と同様、約１００側Ｈｇとされる。

この実施例におけるオートクレィプの大きさは１００世
平、板材寸法は中４５０側×長さ３０３０肋×厚さ５肋
であり、オートクレィブ内への板材収容枚量は２４０の
交である。

この第２発明の実施例においても、冷却工程の最終の板
材温度は約５０００、含水率は１５％であった。

，本発明に係る無機質系板
材の製造方法は上述した通りの方法であり、次のような
利点を有する。

｛１）従来のオートクレィブ装置に真空引き系統を付加
するだけでよく、加熱源には、養生用の水蒸気を使用で
きる。従って、設備費を低廉にできる。■ 板材を均一
に冷却、乾燥できる。

従って、板材の反曲を防止できる。糊 減圧速度を変え
ることによって冷却速度を調整できる。

この減圧速度、減圧値を所定値に設定することにより板
材を短時間で冷却できる。‘４｝ 季節に関係なく一定
状態の乾燥が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明において使用されるオートクレィブ装置
を示す説明図、第２図は本発明の一実施例を示す説明図
である。 図において、１はオートクレイブ、１１はオートクレィ
ブの蓋、２は飽和水蒸気供給管、３はガス抜きバルブ、
Ａは真空引系統である。 ７２酌 員 ＼ ふ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 無機質系板材を養生釜内で高温・高圧の水蒸気によ
   り養生したのち、養生釜の蓋を開放することなく、養生
   釜内の圧力を１気圧以下の所定圧力に減圧し、板材温度
   がこの所定減圧力下での水の沸点温度に達するまで、上
   記の減圧状態を保持することを特徴とする無機質系板材
   の製造方法。 ２ 所定減圧圧力が３００〜５０ｍｍＨｇ、好ましくは
   １００ｍｍＨｇである特許請求の範囲第１項記載の無機
   質系板材の製造方法。 ３ 板材が珪酸カルシウム系板材である特許請求の範囲
   第１項または第２項記載の無機質系板材の製造方法。 ４ 珪酸カルシウム系板材が抄造法で得られたものであ
   る特許請求の範囲第３項記載の無機質系板材の製造方法
   。 ５ 無機質系板材の養生釜内で高温・高圧の水蒸気によ
   り養生したのち、養生釜の蓋を開放することなく、釜内
   圧力を１気圧以下の所定圧力に減圧し、板材温度が上記
   所定圧力下での水の沸点温度近傍にまで降下すると釜内
   に再び、高温・高圧の水蒸気を送入し、以後、上記減圧
   と水蒸気の送入とを数回繰り返し、最後の減圧状態を板
   材温度が上記の所定減圧力下での水の沸点温度に達する
   まで保持することを特徴とする無機質系板材の製造方法
   。 ６ 所定減圧圧力が３００〜５０ｍｍＨｇ、好ましくは
   １００ｍｍＨｇである特許請求の範囲第５項記載の無機
   質系板材の製造方法。 ７ 板材が石綿セメント系板材である特許請求の範囲第
   ５項または第６項記載の無機質系板材の製造方法。 ８ 石綿セメント系板材が抄造法で得られたものである
   特許請求の範囲第７項記載の無機質系板材の製造方法。