JPS6125666B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、ガラス繊維強化セメント質材料
（GRC）を抄造法により製造するGRC抄造法に関
するものである。 従来から石綿スレートは薄くて強度が高く、不
燃性という利点を生かし、種々の用途に使用され
ており、その製造も抄造法により高い生産性が得
られていた。 これに対して、近年開発された耐アルカリ性の
優れたガラス繊維をスレートに適用しようとする
研究が始められGRCを抄造法で製造する配合、
製法、製造装置等が多数提案されてきている。 これらの内でもGRCを抄造法で製造する内容
に関しては、昭和51年からの公開がほとんどであ
り、例えば特開昭51−55317号には石綿の一部を
ガラス繊維で代替したガラス繊維強化石綿スレー
トが示されており、又、特開昭51−62811号に
は、繊維長１mm以下の繊維を全繊維量の5wt％以
上含む耐アルカリ性ガラス繊維を混合してGRC
を抄造することが示されており、又、特開昭51−
70222号にも繊維長１mm以下の繊維と耐アルカリ
性ガラス繊維を混合したGRCを抄造することが
示されている。 しかし、特開昭51−55317号は石綿を必須と
し、良質石綿の資源枯渇の問題及び石綿の公害上
の問題があり、他の２件は、それらを加味して、
人造繊維で無石綿のGRCを得ることを目的とし
てはいるが、繊維を１mm以下の長さに粉砕する必
要があり、手数のかかるものであつた。 又、ガラスフイラメントとガラスストランドを
併用するものとしては、特開昭53−36526号等も
あつた。 しかし、これら無石綿の配合物は、強度が低く
なりがちであつた。 本発明者は、かかる欠点を防止しつつ無石綿で
あつても抄造可能で、強度が高いGRC抄造成形
体を得ることを目的としたものであり、７〜30μ
径の補強用ガラス繊維１〜10wt％、３μ以下、
好ましくは２μ以下の径の細ガラス繊維１〜
10wt％を含むセメント質物質を抄造し、所望の
GRC生成形体となし、50℃以上で蒸気養生する
GRC抄造法である。 本発明の最大の特徴は、従来比較的低い強度し
か得られていなかつた抄造法によるGRCの強度
を大巾に向上させうることである。従来のスプレ
ー法によるGRCでは加熱養生は、ガラス繊維の
劣化を促進し強度を低下させるのみであつたのに
対し、本発明の細ガラス繊維を使用して抄造した
GRC生成形体の場合には、本発明の範囲内の蒸
気養生をすることにより衝撃強度はほとんど変化
させずに曲げ強度を20〜80％も向上させることが
できたものである。 本発明は、無石綿での抄造も可能なため、石綿
につきものの公害問題が生じなくすることができ
るものであり、従来の石綿スレートよりも強度の
優れたGRC板を、石綿スレート製造の生産性を
あまり低下させなくて製造できるという利点を有
している。 又、本発明は、バルブの添加も０乃至少量で良
いため抄造されたGRC板の不燃性を損なわない
ものである。 さらに、細ガラス繊維を製造して使用するため
一旦製造したガラス繊維を加工する工程が、必要
に応じてガラス繊維を所望長に切断する工程を除
いて不要であり、又、その製造を火焔吹付法にお
いて行なつた場合に生じる太い繊維、尖つたガラ
ス片等の副生成物があつた場合においても、その
ままセメント質物質と混合して抄造することによ
り、製造されたGRC中に含ませてしまうことに
より、それらの副生成物が大量に発生しない限り
廃棄物を生じないという利点もある。 本発明におけるガラス繊維として、補強用ガラ
ス繊維は、７〜30μ径の耐アルカリ性ガラス繊維
を０〜10wt％使用するものであり、特には７〜
30μ径のガラスフイラメントを50〜1000本程度集
束したガラスストランドを５〜100mm長に切断し
たチヨツブドストランドを使用することが好まし
く、５mm長未満では補強効果がほとんど生じな
く、100mmを越えるとケバ立ちしやすいため好ま
しくない。 この補強用ガラス繊維は、７μ以下の径では充
分な強度を出すためには非常に多数本のフイラメ
ントを集束しなくてはならなく、又、セメント中
のアルカリ成分による浸食を受けやすくなるため
一般に補強効果が低下し、又逆に30μを越える
と、繊維の剛性が増大し、繊維のケバ立ち、セメ
ント質物質とのなじみの低下等によりやはり補強
効果が低下しやすく好ましくない。 補強用ガラス繊維は1wt％以上混入することが
補強効果上好ましく、1wt％未満では特にGRCの
特長である耐衝撃性が不充分となりやすい。又、
逆に10wt％を越えると繊維のケバ立ち、GRC板
の層間剥離を生じやすく好ましくなく、特に２〜
8wt％とすることにより強度が高く、抄造性の良
い配合となる。 細ガラス繊維は、３μ以下、好ましくは２μ以
下の径を有するガラス繊維をフイラメント状で使
用するものであり、具体的にはグラスウール又は
ガラスフイラメントの切断物が使用できる。この
細ガラス繊維も耐アルカリ性ガラス繊維としてお
くことにより長期にわたり剥離が生じにくく好ま
しい。 この細ガラス繊維は、３μを越える径では、抄
造性の改善がほとんどなく、即ちシリンダーロー
ル等の金網の通過固型分が多く、排水中の固型分
増大、バツトレベルの低下、メーキングロールの
巻取回数の増大、さらには抄造されたGRC板の
剥離を生じやすいという欠点を生じやすい。特に
２μ以下の径とすることによりそれらの防止効果
が著しいものとなる。 又、この細ガラス繊維は、平均長さが200mm以
下とされるものであり、なかででも２〜100mmが
好ましく、セメント質物質をうまく結合するため
抄造性が向上する。 この細ガラス繊維は、３μ以下の径のものが１
〜10wt％含まれるものであり、1wt％未満では抄
造性改善の効果が少なく、10wt％を越えると抄
造性の改善が低下しやすい。 又、この細ガラス繊維としてグラスウールを使
用する場合は、３μ径以上の径をもつグラスウー
ルが同時に製造され混合しているため、これらの
内から３μ以下の径をもつもののみを取り出すこ
とが好ましいが、７μ未満の径のものであれば３
μ以下のものも含めて20wt％以下好ましくは
12wt％以下であれば混合されていてもケバ立
ち、剥離等の弊害はほとんど生じない。もちろん
この場合においても３μ以下のもの、好ましくは
２μ以下のものが1wt％以上、好ましくは２〜
8wt％必要となる。 この細ガラス繊維は、例えば溶融ガラスを0.1
〜１mmの棒状に流し出し、これに高速火焔を吹き
付けることにより製造することができる。 このようにして製造された細ガラス繊維の径は
一般に平均径（本数に基づく）の２倍乃至1/3倍
の範囲の分布を生じるため、３μ以下の径のもの
が１〜10wt％含まれるように注意して配合す
る。 特には、１μ程度の径をもつ細ガラス繊維の使
用が抄造性が良く好ましい。 さらに、本発明は、前述の如く、細ガラス繊維
を用いて抄造したGRC生成形体を50℃以上好ま
しくは、50〜90℃で蒸気着生することにより、そ
の曲げ強度を著しく向上させることができること
である。即ち、従来のGRCが加熱により劣化が
促進され強度が低下してしまつたのに対し、本発
明により製造されたGRCは蒸気養生によつて逆
に曲げ強度が向上させられるものであつた。 この効果が生じる理由は不明であるが、従来か
ら抄造法によるGRCはダイレクトスプレー法に
よるGRCに比して、混入ガラス繊維量当りの強
度発現率が低く、ガラス繊維とセメント質物質マ
トリクスとの付着性が不充分と思われており、本
発明の製法によれば、細ガラス繊維が蒸気養生に
よりその付着性を向上させているものと思われ
る。 又、これらの補強用ガラス繊維、細ガラス繊維
及びそれに付随した３μを越える径を有するガラ
ス繊維は合計で25wt％以下、好ましくは15wt％
以下とされる。即ち25wt％以下にすることによ
り、GRC板の表面のケバ立ち等の表面性状の悪
化が防止でき、特に15wt％以下にすることによ
りその効果が大きいとともに優れた抄造性で強度
の高いGRCを得ることができる。 又、本発明のセメント質物質は、ボルトランド
セメント、ローマンセメント、アルミナセメント
等の水硬性セメントの単体若しくは混合物であつ
て、さらに必要に応じてスラグ、フライアツシ
ユ、石膏、石灰、ポゾラン、他の繊維物質、樹
脂、着色剤、硬化速度調整剤、防水剤、その他抄
造に悪影響を与えない範囲内で各種骨材及び添加
剤を加えたものが使用できる。 又、バルブは０〜5wt％添加されることが好ま
しく、抄造性を向上させることができるが、5wt
％を越えると不燃性及びGRC板の収縮の点であ
まり好ましくない。 石綿は添加されても良いが、細ガラス繊維との
絡み合い等のため5wt％以下とされる。又、公害
等で問題のある場合には混入しないようにする。 このようにして配合されたGRC配合物は、水
を加えて固型分５〜30wt％のスラリーとされ、
一乃至複数のバツトに供給され、シリンダーロー
ルにより抄き上げられ、エンドレスフエルトに移
載され、メーキングロールに巻取られる円網式抄
造法により抄造されてGRC板、GRC管等に成形
される他、長網式抄造法、短網式抄造法にも使用
できる。 このようにして抄造されたGRC成形体は、次
いで50℃以上、好ましくは50〜90℃で蒸気養生さ
れる。50℃未満では養生が不充分となりやすく強
度の向上が少なく、90℃を越えると、ガラス繊維
の劣化が増大しやすく、強度が低下してしまうこ
とがあるため、50〜90℃で蒸気養生することが好
ましい。なお、この温度はGRC成形体がこの温
度に保たれておれば良く、場合によつては供給蒸
気温度はより高い温度に保たれることもある。 養生期間は、通常50〜90℃で１〜30日間程度で
良く、低温では比較的長時間、高温では比較的短
時間とされることが好ましい。１日未満では、硬
化促進の効果はあるが、強度向上の効果はほとん
ど得られない。又、逆に30日を越える蒸気養生
は、強度の向上率が改善されなく、場合によつて
は強度の向上が減少する若しくは、強度が低下し
てしまう場合もあり、あまりメリツトがないため
通常は採用されない。 又、GRC成形体は、変形を生じない程度以上
に硬化した後、本発明の蒸気養生をされることが
強度発現の点からみて好ましい。 ここにいう変形を生じない程度とは、少なくと
も自重で塑性変形を生じない程度以上に硬化をし
ていることを意味し、塑性変形を生じる間に本発
明の蒸気養生を行うと充分に強度が発現しないこ
とがある。逆に長い養生時間をおくことは、強度
発現上は問題はないが、生産性が悪くなる。この
ため通常は0.5〜14日間程度が目安とされ、例え
ば普通ポルトランドセメントを使用した場合に
は、約１日間の常温養生をした後、本発明の蒸気
養生をすれば充分である。 又、この他、加圧脱水、短時間の加熱養生、各
種加工、プレス等をほどこすこともできる。 又、蒸気養生の一部を50〜90℃の水中養生とす
ることもでき、この場合には、その期間を合計し
て１〜30日間とされれば良い。もちろん、強度が
低下しない範囲内ならば30日以上養生しても良
い。 次に試験例を示して説明する。 次の各例には、補強用ガラス繊維として、20μ
径の耐アルカリ性ガラス繊維のチヨツプドストラ
ンド（旭硝子製商品名「アルフアイバー」）細ガ
ラス繊維として、火焔吹付法により製造したもの
（SiO₂ 58wt％、ZrO₂ 15wt％、CaO 5wt％、
Na₂O 18wt％、La₂O₃ 3wt％、Na₂SO₄ 1wt％な
る組成で、各表に示す直径―10％乃至＋20％の直
径のものが全体の90wt％以上をしめるもの）を
使用し、ポルトランドセメント（三菱鉱業セメン
ト社製普通ポルトランドセメント）、パルプ（針
葉樹パルプ）、石綿（クリソタイル石綿５クラ
ス）を使用し、スラリー濃度10wt％で、バツト
数１の小型抄造機を使用して抄造し、80Kg／cm²で
３分間の加圧脱水プレスし、次いで表に示す如く
の前養生を行い、次いで本発明の養生を行なつ
た。次いで１週間常温空気中に放置し、曲げ強
度、衝撃強度を測定した。又、各例には比較例と
して、28日間常温湿空養生した後の各強度も測定
して常温養生後強度として示した。

【表】 例１乃至例６は本発明の実施例であり、強度、
特に曲げ強度が著しく向上した。又例７は、蒸気
養生の期間の短かい例であり、強度の向上は不充
分なものにすぎなかつた。例８は、石綿スレート
の場合であり、強度は実質上変化がみられなかつ
た。 このように本発明は、従来のGRCでは考えら
れなかつた加熱を供う、養生により、GRC成形
体の強度を著しく向上させることができるもので
あり、無石綿であつても抄造可能でかつ高い強度
を発生しうるという優れたものであり、今後種々
の応用が可能なものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ７〜30μ径の補強用ガラス繊維１〜10wt％
   及び３μ以下の径の細ガラス繊維１〜10wt％を
   含むセメント質物質を抄造し、所望のGRC成形
   体となし、50℃以上で蒸気養生するGRC抄造
   法。 ２ 補強用ガラス繊維が集合したチヨツプドスト
   ランドの形態で配合されており、細ガラス繊維は
   グラスウール又はガラスフイラメントの切断物の
   形態で配合されている特許請求の範囲第１項記載
   のGRC抄造法。 ３ GRC成形体を50〜90℃で１日以上蒸気養生
   する特許請求の範囲第１項記載のGRC抄造法。 ４ GRC成形体が変形しない程度に硬化した後
   に、50〜90℃で蒸気養生する特許請求の範囲第１
   項記載のGRC抄造法。