JP2003011110A - 木質セメント板およびその製造方法 - Google Patents

木質セメント板およびその製造方法

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Hidenori Kawai
秀憲 河合
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の課題は、寸法安定性および表面耐クラ
ック性の良好な木質セメント板を提供することにある。 【解決手段】表裏層と芯層の三層構造を有する木質セメ
ント板の表裏層に、表面耐クラック性を改良するために
芳香族ポリエーテルアミド繊維とドライ解繊パルプとを
混合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は主として外壁材等の建築
板として使用される木質セメント板に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】木質セメント板とは、木片、木粉、木質
繊維、パルプ等の木質補強材とセメント類とを主原料と
した原料混合物を基板上に散布してマットをフォーミン
グし、該マットを圧締して予備養生後オートクレーブ養
生を行なうことによって製造される。このような木質セ
メント板の寸法安定性を向上せしめるには、従来は板の
比重を上げること、上記木質補強材の添加量を減らすこ
とが一般的な有効手段とされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしこのような手段
では板の靱性が低下して経年によって板表面が硬質脆化
し、マイクロクラックが発生し易いと云う問題点があ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の課題
を解決するための手段として、木質補強材とセメント類
とを主原料とし、緻密構造を有する表裏層と粗構造を有
する芯層との三層構造を有し、表裏層には芳香族ポリエ
ーテルアミド繊維とドライ解繊パルプとを混合した木質
セメント板を提供するものである。該表裏層には上記芳
香族ポリエーテルアミド繊維が3重量%以下、ドライ解
繊パルプは20重量%以下の量で混合されることが好ま
しく、また上記芳香族ポリエーテルアミド繊維は繊維長
が4〜8mm、繊維径が5〜20μmであり、上記ドライ
解繊パルプの繊維長が0.5〜6mm、繊維径は7〜15
μmで綿状であることが好ましい。更に上記木質セメン
ト板の比重は1.0〜1.6であることが好ましい。上
記木質セメント板を製造するには、基板上に木質補強材
とセメント類とを主原料とし、更に芳香族ポリエーテル
アミド繊維とドライ解繊パルプとを混合した表裏層用原
料混合物を散布して表層または裏層マットをフォーミン
グし、該表層または裏層マット上に木質補強材とセメン
ト類とを主原料とする芯層用原料混合物を散布して芯層
マットをフォーミングし、該芯層マット上に上記表裏層
用原料混合物を散布して裏層または表層マットをフォー
ミングし、上記三層マットを圧締して予備養生後オート
クレーブ養生を行なう方法が適用される。通常上記オー
トクレーブ養生温度は160℃以上であることが好まし
い。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明を以下に詳細に説明する。 〔セメント類〕本発明に用いられるセメント系無機材料
としては、ポルトランドセメント、高炉スラグセメン
ト、シリカセメント、フライアッシュセメント、アルミ
ナセメント等のセメント類がある。上記セメント類には
シリカ粉、ケイ砂、ケイ石粉、水ガラス、シリカヒュー
ム、シラスバルーン、パーライト、ケイ藻土、ドロマイ
ト等のケイ酸含有物質が混合されてもよい。該セメント
類とケイ酸含有物質とを混合する場合には、セメント類
とケイ酸含有物質との混合比(重量比)は1:2.5〜
6:1程度とされる。
【0006】〔木質補強材〕本発明に用いられる木質補
強材としては、木粉、木毛、木片、木質繊維、木質パル
プ、木質繊維束等があるが、該木質補強材は竹繊維、麻
繊維、バガス、モミガラ、稲わら等のリグノセルロース
を主成分とする材料を混合してもよい。好ましい木質補
強材としては巾0.5〜2.0mm、長さ1〜20mm、ア
スペクト比(長さ/厚み)20〜30の木片や、直径
0.1〜2.0mm、長さ2〜35mmの分枝および/また
は彎曲および/または折曲した木質繊維束がある。
【0007】本発明では上記木質補強材として木質スク
ラップから再生したものを使用することが出来る。上記
木質スクラップとしては、例えば木造建築物を解体する
際に発生する古材、製材工程から発生する鋸屑や端材、
合板製造工程から発生するベニヤレースの端材、針葉樹
の間伐材、木質セメント板の端材やスクラップ等があ
る。更に本発明では竹繊維、竹チップ、麻繊維、ヤシ繊
維、サトウキビの搾り滓等の木材以外の木質補強材を使
用することも出来る。
【0008】〔芳香族ポリエーテルアミド繊維〕芳香族
ポリエーテルアミド繊維とは、パラフェニレンジアミ
ン、3・4’−ジアミノジフェニルエーテル、クロルパ
ラフェニレンジアミン等の芳香族ジアミンとテレフタル
酸クロライドとを重合して製造される繊維であり、通称
アラミド繊維と呼ばれるものであって、耐アルカリ性、
耐熱性に優れ、高ヤング率である。また上記芳香族ポリ
エーテルアミド繊維は表面が粗であり、表裏層のセメン
ト硬化物マトリクス中にしっかりと固定され、セメント
硬化物のつなぎの役割をして、強度、寸法安定性、耐ク
ラック性に貢献する。本発明に使用する芳香族ポリエー
テルアミド繊維は繊維長が4〜8mm、繊維径が5〜20
μmであることが望ましい。
【0009】〔ドライ解繊パルプ〕本発明に使用するパ
ルプはディスク式解繊機等解繊機を用いて乾式で解繊さ
れたドライ解繊パルプであって綿状である。上記ドライ
解繊パルプの繊維長は0.5〜6mm、繊維径は7〜15
μmであることが望ましい。
【0010】〔第三成分〕本発明の木質セメント板の成
形材料には、上記以外の成分として、塩化カルシウム、
塩化マグネシウム、硫酸カリウム、硫酸カルシウム、硫
酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、アルミン酸ナトリ
ウム、アルミン酸カリウム、ギ酸カルシウム、酢酸カル
シウム、アクリル酸カルシウム、水ガラス等のセメント
硬化促進剤、バーミキュライト、ベントナイト等の鉱物
粉末、ロウ、ワックス、パラフィン、シリコン、界面活
性剤等の防水剤や撥水剤、発泡性熱可塑性プラスチック
ビーズ、プラスチック発泡体等が添加されてもよい。ま
た本発明では木質セメント板の廃材粉砕物であるリジェ
クトを使用してもよい。該リジェクトは衝撃式粉砕機お
よび/または擦過式粉砕機で該木質セメント板廃材を平
均粒径50〜150μm程度に粉砕することによって製
造される。なお、これらの例示は本発明を限定するもの
ではない。
【0011】〔表裏層用原料混合物Aの配合〕本発明の
木質セメント板の表裏層用原料混合物Aはセメント30
〜60重量%、ケイ酸含有物質30〜60重量%、木質
補強材5〜25重量%、の混合物である。本発明では、
上記原料混合物Aに更に上記芳香族ポリエーテルアミド
繊維と、上記ドライ解繊パルプとを混合する。この場
合、上記芳香族ポリエーテルアミド繊維の添加量は、原
料混合物A中3重量%以下、上記ドライ解繊パルプの添
加量は20重量%以下、好ましくは10重量%以下とす
る。
【0012】〔芯層用原料混合物Bの配合〕本発明の木
質セメント板の芯層原料混合物Bはセメント類30〜6
5重量%、木片および/または木質繊維束等の木質補強
材5〜25重量%、リジェクト10〜40重量%の混合
物である。またビニロン繊維、ポリプロピレン繊維等の
合成繊維を添加した場合はバインダー効果と補強効果が
あり、熱可塑性プラスチック発泡体粒を0.5〜5重量
%混合すると芯層中に空孔を形成し、インシュレーショ
ン性を向上させるので望ましい材料である。
【0013】〔木質セメント板の製造方法〕本発明の木
質セメント板の製造方法としては、工程の連続化が容易
で装置も簡単な乾式製造方法を採用することが望まし
い。乾式製造方法の工程1においては、基板上に上記混
合物Aをマット状に散布し、次いでその上に上記混合物
Bをマット状に散布し、更にその上に上記混合物Aをマ
ット状に散布するのであるが、この際混合物Aおよび混
合物Bには硬化反応のために夫々水を30〜45重量%
添加しておく。混合物Bの木質繊維束としては分枝およ
び/または弯曲および/または折曲させることにより嵩
高くされたものを用いると、混合物Bがほぐれ易くな
り、基板上に均一に散布し易くなる。連続製造法におい
ては上記基板は多数個ベルトコンベア上に載置せしめら
れる。基板上に散布された原料混合物は所望なればロー
ル等によって若干押圧される。
【0014】該マットはそれから工程2において圧締予
備硬化され所望の形状に成形される。圧締条件は通常圧
締圧1〜30MPa 、温度60〜80℃、時間10〜3
0時間程度で行われ、加熱は通常蒸気にて行われる。圧
締は基板間に該マットを挟圧することによって行われる
が該基板には所定の形状、凹凸模様等が施されてもよ
い。工程2の圧締予備硬化により得られた予備硬化物は
工程3において、オートクレーブ中にて養生される。養
生条件は通常圧力0.5〜2MPa 、温度160〜18
0℃、時間5〜12時間である。
【0015】上記オートクレーブ養生によりセメントと
ケイ酸含有物質とのケイ酸カルシウム反応は完全に行わ
れ、該木質セメント板は表裏層に混合されている芳香族
ポリエーテルアミド繊維(アラミド繊維)により良好な
耐クラック性が得られ、またドライ解繊パルプによって
表裏層の靱性が向上し、更に良好な表面耐クラック性を
有する。
【0016】上記オートクレーブ養生にあっては、16
0℃以上の高温を適用し、セメント類の硬化反応を円滑
に進め、未反応物の残存量を出来るだけ少なくすること
が望ましい。未反応物が残存すると板の寸法安定性に悪
影響が及ぼされる。
【0017】上記したように芳香族ポリエーテルアミド
繊維は耐アルカリ性、耐熱性に優れており、したがって
セメント硬化物マトリクス中で160℃以上の高温が及
ぼされても溶融せずかつ変形しにくゝ、強度が変化しな
い。
【0018】更に寸法安定性向上のため、本発明の木質
セメント板は高比重、即ち比重1.0〜1.6にされる
ことが望ましく、さらに望ましくは1.2〜1.4にさ
れることが望ましい。
【0019】〔実施例1〜7〕表1に示す表裏層および
芯層用の原料混合物を調製し、まず表裏層用の原料混合
物を下型板上に散布して7mm厚のマットとし、その上に
芯層用の原料混合物を散布して39mm厚のマットとし、
更にその上に表裏層用の原料混合物を散布して46mm厚
のマットとし、その上から上型板を当接してプレス成形
後に圧力20MPa 、温度70℃にて10時間圧締予備
硬化を行なう。得られた三層構造の成形体は18mmの板
状体であり、該成形体はその後オートクレーブ中にて圧
力0.6MPa 、温度165℃にて7時間二次養生さ
れ、該成形体中のセメントとケイ酸含有物質とはケイ酸
カルシウム反応によって硬化し、かつ表裏層のアラミド
繊維は硬化物マトリクス中微細繊維状にしっかり固定さ
れた。
【0020】〔比較例1および2〕実施例と同様に表1
に示す表裏層および芯層用の原料混合物を調製し、該原
料混合物を用いて実施例と同条件で厚み18mmの三層構
造の成形体を作製した。該成形体は成形体中のセメント
とケイ酸含有物質とはケイ酸カルシウム反応によって硬
化した。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】表2に示されるように、本発明の実施例1
〜7の試料は表裏層に混合されている芳香族ポリエーテ
ルアミド繊維(アラミド繊維)により良好な耐クラック
性を示し、またドライ解繊パルプによって表裏層の靱性
が改良され、更に良好な表面耐クラック性を有する。一
方表裏層に芳香族ポリエーテルアミド繊維もドライ解繊
パルプも添加されていない比較例1は耐クラック性が実
施例の試料よりも格段に劣り、また表裏層にアラミド繊
維が添加されていない比較例2も耐クラック性に劣る。
【0024】
【発明の効果】本発明では表裏層のみに芳香族ポリエー
テルアミド繊維とドライ解繊パルプとを添加するから、
高価な芳香族ポリエーテルアミド繊維の使用量を最小限
にとどめることが出来、寸法安定性向上のため高比重に
設定された木質セメント板においても上記芳香族ポリエ
ーテルアミド繊維によって耐クラック性が効果的に改良
され、かつドライ解繊パルプによる表裏層の靱性改良効
果によって、更に表面耐クラック性が大巾に向上する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C04B 40/02 C04B 40/02 //(C04B 28/02 16:02 Z 16:02 16:06 E 16:06 18:16 18:16) Fターム(参考) 4F100 AE01A AE01B AE01C AK46A AK46C AK46J AK54A AK54C AK54J AL01A AL01C AP00A AP00B AP00C AP00H BA03 BA06 BA10A DE03A DG02A DG02C DG02H DG03C DG03H GB08 JK14 JL09 4G012 PA03 PA04 PA22 PA23 PA24 PA26 PA30 PA34 PE06 4G052 AB30 AB42

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】木質補強材とセメント類とを主原料とし、
    緻密構造を有する表裏層と粗構造を有する芯層との三層
    構造を有し、表裏層には芳香族ポリエーテルアミド繊維
    とドライ解繊パルプとを混合したことを特徴とする木質
    セメント板
  2. 【請求項2】表裏層には上記芳香族ポリエーテルアミド
    繊維が3重量%以下、ドライ解繊パルプは20重量%以
    下の量で混合される請求項1に記載の木質セメント板
  3. 【請求項3】上記芳香族ポリエーテルアミド繊維は繊維
    長が4〜8mm、繊維径が5〜20μmであり、上記ドラ
    イ解繊パルプの繊維長が0.5〜6mm、繊維径は7〜1
    5μmで綿状である請求項1または2に記載の木質セメ
    ント板
  4. 【請求項4】上記木質セメント板の比重は1.0〜1.
    6である請求項1〜3に記載の木質セメント板
  5. 【請求項5】基板上に木質補強材とセメント類とを主原
    料とし、更に芳香族ポリエーテルアミド繊維とドライ解
    繊パルプとを混合した表裏層用原料混合物を散布して表
    層または裏層マットをフォーミングし、該表層または裏
    層マット上に木質補強材とセメント類とを主原料とする
    芯層用原料混合物を散布して芯層マットをフォーミング
    し、該芯層マット上に上記表裏層用原料混合物を散布し
    て裏層または表層マットをフォーミングし、上記三層マ
    ットを圧締して予備養生後オートクレーブ養生を行なう
    ことを特徴とする請求項1〜4に記載の木質セメント板
    の製造方法
  6. 【請求項6】上記オートクレーブ養生温度は160℃以
    上である請求項5に記載の木質セメント板の製造方法
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CN103522673A (zh) * 2012-07-02 2014-01-22 昆明振楚工贸有限公司 一种新型浸渍胶膜纸饰面人造板及其生产工艺
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