JP4536609B2 - 木質系セメント板の製造方法及び装置 - Google Patents
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Description
本発明は、主原料として木毛や木片などの木質原料とセメントペーストとを混合して圧縮成形してなる木質系セメント板の製造方法及び装置に関する。
木質系セメント板は、例えばＪＩＳ Ａ ５４０４にも規定されているように、主原料として木毛、木片などの木質原料とセメント（セメントペースト）とを用いて圧縮成形し、混合した後に圧縮成形してなる板材である。
この木質系セメント板は、かさ比重が０．５〜０．６程度の軽さにもかかわらず強靱である。また、耐火性に優れるとともに、断熱性にも優れ、建築材料として使用することで夏は涼しく、冬は温かい室内となる。しかも、外部の騒音を遮断し、室内の反響音も吸収して優れた音響特性を有する。
この木質系セメント板は、かさ比重が０．５〜０．６程度の軽さにもかかわらず強靱である。また、耐火性に優れるとともに、断熱性にも優れ、建築材料として使用することで夏は涼しく、冬は温かい室内となる。しかも、外部の騒音を遮断し、室内の反響音も吸収して優れた音響特性を有する。
ところで、天井材、床下材等の建築材料として使用可能となるように、木質系セメント板の断熱性及び強靭性（曲げ強度等）を高めるためには、セメント内で木質原料が密に絡み込み、厚さ方向に貫通孔が存在しないように製造しなければならない。
そこで、セメントペースト内で木質原料が密に絡み込むように、混合作業に十分な時間を費やすことや、所定長さの木質原料を生成するために特殊な木質原料製造装置を使用することが考えられるが、このようにすると、木質系セメント板の製作に多くの手間と時間がかかり、木質系セメント板の製造単価が高騰してしまうおそれがある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、製造単価を抑制しつつ、断熱性、強靱性を向上させることができる木質系セメント板の製造方法及び装置を提供することを目的とする。
そこで、セメントペースト内で木質原料が密に絡み込むように、混合作業に十分な時間を費やすことや、所定長さの木質原料を生成するために特殊な木質原料製造装置を使用することが考えられるが、このようにすると、木質系セメント板の製作に多くの手間と時間がかかり、木質系セメント板の製造単価が高騰してしまうおそれがある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、製造単価を抑制しつつ、断熱性、強靱性を向上させることができる木質系セメント板の製造方法及び装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、請求項１記載の木質系セメント板の製造方法は、主原料として木毛や木片などの木質原料とセメントペーストとを混ぜ合わせた混合体を、板状の半成形体に成形し、前記半成形体を厚さ方向に圧縮成形した後、所定時間の間養生して木質系セメント板を製造する方法において、前記混合体を、長繊維の木質原料を多く含んだ混合体及び短繊維の木質原料を多く含んだ混合体の二種類に分別し、前記長繊維の木質原料を含んだ混合体を下層混合体とし、この下層混合体上に前記短繊維の木質原料を含んだ混合体を上層混合体として積層した板状の第１の半成形体を成形する第１の成形行程と、この第１の半成形体を再成形し、前記長繊維の木質原料を多く含んだ混合体を下層混合体とし、この下層混合体上に前記短繊維の木質原料を多く含んだ混合体を中間層混合体として積層し、前記中間層混合体上に前記長繊維の木質原料を多く含んだ混合体を上層混合体とし積層した板状の第２の半成形体を成形する第２の成形行程とを備え、当該第２の成形行程では、前記第１の半成形体の厚さ方向の上部側である前記下層混合体の上部及び前記上層混合体を攪拌することで、前記長繊維の木質原料を多く含んだ混合体及び前記短繊維の木質原料を多く含んだ混合体の積層状態を逆転させるようにしたことを特徴とする木質系セメント板の製造方法である。
また、請求項２の発明は、請求項１記載の木質系セメント板の製造方法において、前記第１の成形行程では、木質原料の大きさの違いによるふるい分けにより二種類の混合体に分別するようにした。
さらに、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の木質系セメント板の製造方法において、前記木質原料は、建築用などの廃材から出た未利用材や、森林の間伐材を破砕して形成した。
また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の木質系セメント板の製造方法において、主原料として、前記木質原料及びセメントペーストとともに、ビーズ状に膨張した発泡樹脂や、発泡体を所定の大きさに破砕した発泡樹脂を混ぜ合わせて前記混合体を形成するようにした。
また、請求項５記載の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の木質系セメント板の製造方法において、主原料として、前記木質原料及びセメントペーストとともに、木質系セメント板の焼却灰を混ぜ合わせて前記混合体を形成するようにした。
また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の木質系セメント板の製造方法において、主原料として、前記木質原料及びセメントペーストとともに、ビーズ状に膨張した発泡樹脂や、発泡体を所定の大きさに破砕した発泡樹脂を混ぜ合わせて前記混合体を形成するようにした。
また、請求項５記載の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の木質系セメント板の製造方法において、主原料として、前記木質原料及びセメントペーストとともに、木質系セメント板の焼却灰を混ぜ合わせて前記混合体を形成するようにした。
一方、請求項６記載の発明は、主原料として木毛や木片などの木質原料とセメントペーストとを混ぜ合わせた混合体を板状の半成形体に成形した後に、木質系セメント板を製造する装置において、成形した半成形体を搬送するコンベヤと、このコンベヤの上流側に配置され、供給された混合体を長繊維の木質原料を多く含んだ混合体及び短繊維の木質原料を多く含んだ混合体の二種類に分別し、前記長繊維の木質原料を含んだ混合体を下層混合体とし、この下層混合体上に前記短繊維の木質原料を含んだ混合体を上層混合体として積層した板状の第１の半成形体を前記コンベヤ上に成形する第１の成形手段と、この第１の成形手段で成形した前記第１の半成形体を再成形し、前記長繊維の木質原料を多く含んだ混合体を下層混合体とし、この下層混合体上に前記短繊維の木質原料を多く含んだ混合体を中間層混合体として積層し、前記中間層混合体上に前記長繊維の木質原料を多く含んだ混合体を上層混合体とし積層した板状の第２の半成形体を前記コンベヤ上に成形する第２の成形手段とを備え、前記第２の成形手段は、前記コンベヤの搬送方向に直交して水平方向に延在している回転軸と、この回転軸の外周から径方向外方に突出している多数の回転矢とを備えており、前記回転矢の回転により前記第１の半成形体の厚さ方向の上部側である前記下層混合体の上部及び前記上層混合体を攪拌し、前記長繊維の木質原料を多く含んだ混合体及び前記短繊維の木質原料を多く含んだ混合体の積層状態を逆転させるようにしたことを特徴とする木質系セメント板の製造装置である。
また、請求項７記載の発明は、請求項６記載の木質系セメント板の製造装置において、前記第１の成形手段は、前記コンベヤの搬送方向に直交して水平方向に延在しているクロスバーと、このクロスバーの軸方向に所定の間隔をあけて平行に固定され、コンベヤの上流に向かうに従い下り傾斜を付けて配置されている複数本の分別バーとで構成され、前記クロスバーが軸方向に往復運動し、前記複数本の分別バーが前記コンベヤの搬送方向に直交する方向に往復運動することで、長繊維の木質原料を多く含んだ混合体と、短繊維の木質原料を多く含んだ混合体とをふるい分けるようにした。
以上説明したように、請求項１から５記載の木質系セメント板の製造方法によると、製造した木質系セメント板が、厚さ方向の両面側に長繊維の木質原料が多く存在し、短繊維の木質原料が厚さ方向の中央部に多く存在していることから、木質系セメント板の厚さ方向に曲げ荷重が加わる際に、引っ張り力が作用する厚さ方向の両面側は互いに絡み合っている長繊維の木質原料により引っ張り耐力が大きくなり、圧縮力が作用する厚さ方向の中央部は密に存在している短繊維の木質原料により圧縮耐力が大きくなるので、曲げ強度が増大して強靱性が増大し、天井材や床下材等の建築材料として好適となる。また、木質系セメント板の厚さ方向の中央部に短繊維の木質原料が多く存在していることから、厚さ方向の両面側に貫通する貫通孔が殆ど存在しないので、断熱性にも優れた板材とすることができる。
また、本発明の木質系セメント板の製造方法では、第１の成形行程で第１の半成形体１４を成形し、第２の成形行程において、第１の半成形体を再成形するだけなので、複雑な製造行程が不要となり、木質系セメント板の製造単価の低減化を図ることができる。
また、請求項６及び請求項７記載の木質系セメント板の製造装置によると、コンベヤ上に第１の半成形体、第２の半成形体が自動的に成形されていき、製造作業の大幅な省力化を図ることができるので、さらに木質系セメント板の製造単価の低減化を図ることができる。
また、請求項６及び請求項７記載の木質系セメント板の製造装置によると、コンベヤ上に第１の半成形体、第２の半成形体が自動的に成形されていき、製造作業の大幅な省力化を図ることができるので、さらに木質系セメント板の製造単価の低減化を図ることができる。
以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
先ず、本発明に係る１実施形態の木質系セメント板の製造装置の要部について、図１から図２を参照しながら説明する。
本実施形態の装置は、図１の右側から左側の水平方向を搬送方向としているコンベヤ２と、このコンベヤ２の上流側上方に配置した第１のミキサ１０、第１の混合体定量供給機１２及び第１の混合体分別機１６と、第１の混合体分別機１６よりコンベヤ２の下流側に配置した逆層成形機２０と、この逆層成形機２０よりコンベヤ２の下流側に配置した第１の表面均し機２２と、この第１の表面均し機２２よりコンベヤ２の下流側に配置した第２のミキサ２４、第２の混合体定量供給機２６及び第２の混合体分別機２８と、第２の混合体分別機２８よりコンベヤ２の下流側に配置した第２の表面均し機３０とを備えている。
先ず、本発明に係る１実施形態の木質系セメント板の製造装置の要部について、図１から図２を参照しながら説明する。
本実施形態の装置は、図１の右側から左側の水平方向を搬送方向としているコンベヤ２と、このコンベヤ２の上流側上方に配置した第１のミキサ１０、第１の混合体定量供給機１２及び第１の混合体分別機１６と、第１の混合体分別機１６よりコンベヤ２の下流側に配置した逆層成形機２０と、この逆層成形機２０よりコンベヤ２の下流側に配置した第１の表面均し機２２と、この第１の表面均し機２２よりコンベヤ２の下流側に配置した第２のミキサ２４、第２の混合体定量供給機２６及び第２の混合体分別機２８と、第２の混合体分別機２８よりコンベヤ２の下流側に配置した第２の表面均し機３０とを備えている。
第１のミキサ１０は、木質原料４及びセメントペースト６を混合して混合体８を生成する。ここで、木質原料４は、原木を材料として形成されたものであり、繊維方向の長さが長い（例えば長さが５０〜１５０mm程度の）原料４ａ（以下、長繊維原料４ａと言う）や、繊維方向の長さが短い（例えば長さが５〜１５mm程度の）原料４ｂ（以下、短い原料を短繊維原料４ｂと言う）が存在する。
第１の混合体定量供給機１２は、第１のミキサ１０で生成した混合体８を貯留しており、下部に設けた供給開口部から、所定量の混合体８を下方のコンベア２に向けて供給する。
第１の混合体分別機１６は、コンベヤ２上に第１の半成形体１４を成形するものである。なお、第１の半成形体１４については後述する。
第１の混合体定量供給機１２は、第１のミキサ１０で生成した混合体８を貯留しており、下部に設けた供給開口部から、所定量の混合体８を下方のコンベア２に向けて供給する。
第１の混合体分別機１６は、コンベヤ２上に第１の半成形体１４を成形するものである。なお、第１の半成形体１４については後述する。
第１の混合体分別機１６は、図２に示すように、コンベヤ２の搬送方向に直交して水平方向に延在しているクロスバー１６ａと、このクロスバー１６ａの軸方向に所定の間隔をあけて平行に固定され、コンベヤ２の上流に向かうに従い下り傾斜（水平方向に対して略４５度の下り傾斜）を付けて配置されている複数本の分別バー１６ｂ１，１６ｂ２，１６ｂ３…とで構成されている。この第１の混合体分別機１６は、クロスバー１６ａが軸方向に往復運動することで、複数本の分別バー１６ｂ１，１６ｂ２，１６ｂ３…が、コンベヤ２の搬送方向に直交する方向に往復運動する。なお、クロスバー１６ａが往復運動するときのストロークは、分別バー１６ｂ１，１６ｂ２，１６ｂ３…の間隔以上に設定されているとともに、クロスバー１６ａは、１８０〜２００回／min程度で往復運動する。
逆層成形機２０は、コンベヤ２の搬送方向に直交して水平方向に延在している回転軸２０ａと、この回転軸２０ａの外周から径方向外方に突出している多数の回転矢２０ｂとで構成されている。そして、この逆層成形機２０は、回転矢２０ｂが図１の矢印方向に回転することで、第１の混合体分別機１６で成形されてコンベヤ２の下流側に流れてきた第１の半成形体１４の上部の層を逆転させ、後述する第２の半成形体１８を成形する。
第１の表面均し機２２は、コンベヤ２の搬送方向に直交して水平方向に延在している回転軸２２ａと、この回転軸２２ａの外周から径方向外方に突出している多数の回転矢２２ｂとで構成されている。そして、第１の表面均し機２２は、回転矢２２ｂが図１の矢印方向に回転することで、第２の半成形体１８の上面を均すようになっている。なお、回転矢２２ｂの回転によって第２の半成形体１８の上面から除去された混合体は、符号２３で示す排出コンベヤを介して装置外に排出されるようになっている。
また、第２のミキサ２４は、第１のミキサ２４と同様に、木質原料４及びセメントペースト６を混合して混合体８を生成する。また、第２の混合体定量供給機２６も、第２のミキサ２４で生成した混合体８を貯留しており、下部に設けた供給開口部から所定量の混合体８を下方のコンベア２に向けて供給する。
また、第２のミキサ２４は、第１のミキサ２４と同様に、木質原料４及びセメントペースト６を混合して混合体８を生成する。また、第２の混合体定量供給機２６も、第２のミキサ２４で生成した混合体８を貯留しており、下部に設けた供給開口部から所定量の混合体８を下方のコンベア２に向けて供給する。
第２の混合体分別機２８は、コンベヤ２上に第３の半成形体３２を成形するものである。なお、第３の半成形体３２については後述する。第２の混合体分別機２８は、図２に示した第１の混合体分別機１６と略同一構成のものである。すなわち、コンベヤ２の搬送方向に直交して水平方向に延在しているクロスバー２８ａと、このクロスバー２８ａの軸方向に所定の間隔をあけて平行に固定され、コンベヤ２の下流に向かうに従い下り傾斜（水平方向に対して略４５度の下り傾斜）を付けて配置されている複数本の分別バー２８ｂ１（他の分別バーは省略する）とで構成されている。この第２の混合体分別機２８は、第１の混合体分別機１６の駆動と同様に、クロスバー２８ａが軸方向に往復運動することで、複数本の分別バー２８ｂ１がコンベヤ２の搬送方向に直交する方向に往復運動する。なお、この第２の混合体分別機２８のクロスバー２８ａが往復運動するときのストロークも、隣接する分別バーの間の間隔以上に設定されているとともに、クロスバー２８ａは、１８０〜２００回／min程度で往復運動する。
さらに、第２の表面均し機３０は、コンベヤ２の搬送方向に直交して水平方向に延在している回転軸３０ａと、この回転軸３０ａの外周から径方向外方に突出している多数の回転矢３０ｂとで構成されている。そして、第２の表面均し機３０は、回転矢３０ｂが図１の矢印方向に回転することで、第３の半成形体３２の上面を均すようになっている。なお、回転矢３０ｂの回転によって第３の半成形体３２の上面から除去された混合体は、符号３３で示す排出コンベヤを介して装置外に排出されるようになっている。
次に、上述した製造装置を使用した木質系セメント板の製造行程について、図１から図６を参照しながら説明する。
先ず、第１のミキサ１０で木質原料４及びセメントペースト６を混合し、混合体８を生成する（混合体の生成行程）。
そして、第１ミキサ１０で生成した混合体８が第１の混合体定量供給機１２に貯留され、この第１の混合体定量供給機１２から所定量の混合体８が、第１の混合体分別機１６に供給される。
先ず、第１のミキサ１０で木質原料４及びセメントペースト６を混合し、混合体８を生成する（混合体の生成行程）。
そして、第１ミキサ１０で生成した混合体８が第１の混合体定量供給機１２に貯留され、この第１の混合体定量供給機１２から所定量の混合体８が、第１の混合体分別機１６に供給される。
第１の混合体分別機１６は、第１の混合体定量供給機１２から混合体８が供給されると、短繊維原料４ｂを含んだ混合体８が、往復運動している分別バー１６ｂ１，１６ｂ２，１６ｂ３…の間を通過して下方に落下していく。また、長繊維原料４ａを含んだ混合体８が、分別バー１６ｂ１，１６ｂ２，１６ｂ３…の間を通過せず、分別バー１６ｂ１，１６ｂ２，１６ｂ３…上をコンベヤ２の上流側に向かってスライドした後に下方に落下していく。このように、第１の混合体分別機１６は、混合体定量供給機１２から供給された混合体８を、短繊維原料４ｂを含んだ混合体８と長繊維原料４ａを含んだ混合体８との二種類に分別して供給する。
これにより、図３にも示すように、コンベヤ２上には、殆どの木質原料が長繊維原料４ａである下層混合体１４ａと、殆どの木質原料が短繊維原料４ｂである上層混合体１４ｂとからなる第１の半成形体１４がコンベヤ２上に成形される（第１の半成形体の生成行程）。
これにより、図３にも示すように、コンベヤ２上には、殆どの木質原料が長繊維原料４ａである下層混合体１４ａと、殆どの木質原料が短繊維原料４ｂである上層混合体１４ｂとからなる第１の半成形体１４がコンベヤ２上に成形される（第１の半成形体の生成行程）。
次に、コンベヤ２上の第１の半成形体１４が下流側に移動すると、逆層成形機２０の回転矢２０ｂにより内部が掻き回される。すなわち、回転する回転矢２０ｂにより、第１の半成形体１４の下層混合体１４ａの上部及び上層混合体１４ｂが掬い取られて逆転される。これにより、図４にも示すように、コンベヤ２上には、殆どの木質原料が長繊維原料４ａである下層混合体１８ａと、殆どの木質原料が短繊維原料４ｂである中間層混合体１８ｂと、殆どの木質原料が長繊維原料４ａである上層混合体１８ｃとからなる三層の第２の半成形体１８が成形される（第２の半成形体の生成行程）。
次に、コンベヤ２上の第２の半成形体１８が下流側に移動すると、第１の表面均し機２２の回転する回転矢２２ｂにより第２の半成形体１８の上面が均されていく。そして、回転矢２２ｂの回転によって第２の半成形体１８の上面から除去された混合体は、排出コンベヤ２３を介して装置外に排出されていく。
次に、第１の表面均し機２２に上面が均された第２の半成形体１８が下流側に移動すると、第２の混合体分別機２８で分別された混合体８が第２の半成形体１８に積層され、第３の半成形体３２を成形する。
次に、第１の表面均し機２２に上面が均された第２の半成形体１８が下流側に移動すると、第２の混合体分別機２８で分別された混合体８が第２の半成形体１８に積層され、第３の半成形体３２を成形する。
すなわち、第２の混合体分別機２８に第２の混合体定量供給機２６から混合体８が供給されると、短繊維原料４ｂを含んだ混合体８が、往復運動している分別バー２８ｂ１の間を通過して下方に落下していく。また、長繊維原料４ａを含んだ混合体８は、分別バー２８ｂ１の間を通過せず、分別バー２８ｂ１上をコンベヤ２の下流側に向かってスライドした後に下方に落下していく。
これにより、図にも示すように、殆どの木質原料が長繊維原料４ａである下層混合体３２ａ及び最上層混合体３２ｂとの間に、殆どの木質原料が短繊維原料４ｂである中間層混合体３２ｃと、殆どの木質原料が長繊維原料４ａである中間層混合体３２ｄとが交互に積層した五層の第３の半成形体３２が成形される（第３の半成形体の生成行程）。
次に、コンベヤ２上の第３の半成形体３２が下流側に移動すると、第２の表面均し機３０の回転する回転矢３０ｂにより第３の半成形体３２の上面が均されていく。そして、回転矢３０ｂの回転によって第３の半成形体３２の上面から除去された混合体は、排出コンベヤ３３を介して装置外に排出されていく。
次に、コンベヤ２上の第３の半成形体３２が下流側に移動すると、第２の表面均し機３０の回転する回転矢３０ｂにより第３の半成形体３２の上面が均されていく。そして、回転矢３０ｂの回転によって第３の半成形体３２の上面から除去された混合体は、排出コンベヤ３３を介して装置外に排出されていく。
次いで、図６に示すように、コンベヤ２の下流に流れた第３の半成形体３２を所定の長さに切断した後、プレス機３４で厚さ方向に圧縮成形することで圧縮成形体３６を形成する。次いで、圧縮成形体３６を、所定時間（２４ｈ〜４８ｈ程度）の間だけ初期養生し、初期養生した圧縮成形体３６を平積養生し、さらに乾燥工程を行なうことで、図７に示す木質系セメント板３８が製造される。
この木質系セメント板３８は、図７に示すように、厚さ方向の両面３８ａ，３８ｂ側（図７の板厚方向のａ，ｂで示す領域）に長繊維原料４ａが多く存在し、これら長繊維原料４ａが絡むように配置されている。また、この木質系セメント板３８の厚さ方向の中央部（図７の板厚方向のｃ，ｄで示す領域）には、短繊維原料４ａが密に存在している。
この木質系セメント板３８は、図７に示すように、厚さ方向の両面３８ａ，３８ｂ側（図７の板厚方向のａ，ｂで示す領域）に長繊維原料４ａが多く存在し、これら長繊維原料４ａが絡むように配置されている。また、この木質系セメント板３８の厚さ方向の中央部（図７の板厚方向のｃ，ｄで示す領域）には、短繊維原料４ａが密に存在している。
したがって、本実施形態の木質系セメント板３８は、厚さ方向の両面３８ａ，３８ｂ側に長繊維原料４ａが多く存在し、短繊維原料４ａが厚さ方向の中央部に多く存在していることから、木質系セメント板３８の厚さ方向に曲げ荷重が加わる際に、引っ張り力が作用する側（両面３８ａ，３８ｂの一方）は互いに絡み合っている長繊維原料４ａにより引っ張り耐力が大きくなり、圧縮力が作用する厚さ方向の中央部は密に存在している短繊維原料４ａによる圧縮耐力が大きくなるので、曲げ強度が増大して強靱性が増大し、天井材、床下材等の建築材料として使用することができる。
また、この木質系セメント板３８の厚さ方向の中央部には、短繊維原料４ａが多く存在していることから、厚さ方向の両面側に貫通する貫通孔が殆ど存在しない。したがって、断熱性に優れた板材とすることができる。
また、この木質系セメント板３８の厚さ方向の中央部には、短繊維原料４ａが多く存在していることから、厚さ方向の両面側に貫通する貫通孔が殆ど存在しない。したがって、断熱性に優れた板材とすることができる。
また、本実施形態の木質系セメント板の製造行程では、セメントペースト６内で長繊維原料４ａ及び短繊維原料４ａが密に絡み合うように第１のミキサ１０や第２のミキサ２４の混合時間を長く設定することや、絡み易いカール形状の木質原料４を形成するために特殊な木質原料製造装置を使用といったことを行なわず、第１の混合体分別機１６で第１の半成形体１４が成形され、逆層成形機２０で第２の半成形体１８が成形され、第２の混合体分別機２８で第３の半成形体１４が成形されることで、殆どが長繊維原料４ａである一対の混合体層の間に、殆どが短繊維原料４ｂである混合体層が介装されるようにしただけなので、複雑な製造行程が不要となり、木質系セメント板の製造単価の低減化を図ることができる。
なお、本発明に係る木質系セメント板は、図７で示したように、長繊維原料４ａが多く存在する層と短繊維原料４ａが多く存在する層とが５層に分かれているものに限定されるものではなく、例えば図８に示すように、長繊維原料４ａが多く存在する層と短繊維原料４ａが多く存在する層とが３層に分かれている木質系セメント板４０を製造する場合であっても、同様の効果を奏することができる。この３層の木質系セメント板４０を製造する場合は、第２の混合体定量供給機２６から混合体８を供給せず、第２の半成形体１８をプレス機３４で厚さ方向に圧縮成形していく。
ここで、本実施形態では、原木を材料として木毛や木片などの木質原料４を使用したが、家屋等を解体したときに発生する廃材未利用材や森林の間伐材を破砕して木質原料４とすると、自然環境の破壊防止や省資源を促進することができるとともに、原料コストの低減化をも図ることができる。
また、図９に示すように、第１のミキサ１０及び第２のミキサ２０に、木質原料４及びセメントペースト６とともに、ビーズ状に膨張したものや、廃材の発泡体を破砕してなる発泡樹脂４２を混入してもよい。
また、図９に示すように、第１のミキサ１０及び第２のミキサ２０に、木質原料４及びセメントペースト６とともに、ビーズ状に膨張したものや、廃材の発泡体を破砕してなる発泡樹脂４２を混入してもよい。
ビーズ状に膨張した発泡樹脂４２の具体的な材料としては、例えば、フェノール樹脂やポリスチレン樹脂に発泡剤としてプロパン、ブタン、ペンタンなどを配合したビーズ状の成形材料である発泡性ポリスチレンビーズが考えられ、この材料に高温水蒸気を加えると、粒形状が２０以上の高倍率に膨張する。他のビーズ状の発泡樹脂としては、発泡性ハイインパクトポリスチレン、発泡ポリエチレン・ポリスチレン共重合樹脂、発泡性ポリスチレン／アクリロニトリル系共重合樹脂、発泡性メチルメタクリレート／スチレン系共重合樹脂等が考えられる。
このように発泡樹脂４２を混入して製造された木質系セメント板３８，４０は、発泡樹脂４２が空気より熱伝導率が低いので、さらに断熱性を高くすることができる。
また、アンモニアを分解することができるセラミックや脱臭効果がある木炭、さらには、調湿効果のあるケイ藻土を混入すると、さらに優れた建築材料となる。
さらに、木質系セメント板の焼却により発生した焼却灰を混入すると、セメントペーストの材料として利用でるので、原料コストの低減化をさらに図ることができる。
また、本発明に係る木質系セメント板は、かさ比重が小さいものに限らず、かさ比重が高くても強靭性があるものを含まれている。
また、アンモニアを分解することができるセラミックや脱臭効果がある木炭、さらには、調湿効果のあるケイ藻土を混入すると、さらに優れた建築材料となる。
さらに、木質系セメント板の焼却により発生した焼却灰を混入すると、セメントペーストの材料として利用でるので、原料コストの低減化をさらに図ることができる。
また、本発明に係る木質系セメント板は、かさ比重が小さいものに限らず、かさ比重が高くても強靭性があるものを含まれている。
上述した木質系セメント板の具体的な特性について説明する。
木質原料及びセメントペーストの重量配合比を、木質原料４０％、セメントペースト６０％とし、厚さを２５mmとし、図７で示したように長繊維原料４ａが多く存在する層と短繊維原料４ａが多く存在する層とが５層に分かれている木質系セメント板を製造した。
この木質系セメント板に対して、ＪＩＳ−Ａ−１０４８に規定した試験機を使用して３等分点荷重による曲げ試験を行った結果、曲げ破壊荷重が６５０Ｎ以上と高い値を示した。また、その際の撓みは８mm以下であり曲げ耐力も十分に有する。さらに、熱抵抗が０．２４（m2・K）／Ｗであり、断熱性が高い性質を有している。
木質原料及びセメントペーストの重量配合比を、木質原料４０％、セメントペースト６０％とし、厚さを２５mmとし、図７で示したように長繊維原料４ａが多く存在する層と短繊維原料４ａが多く存在する層とが５層に分かれている木質系セメント板を製造した。
この木質系セメント板に対して、ＪＩＳ−Ａ−１０４８に規定した試験機を使用して３等分点荷重による曲げ試験を行った結果、曲げ破壊荷重が６５０Ｎ以上と高い値を示した。また、その際の撓みは８mm以下であり曲げ耐力も十分に有する。さらに、熱抵抗が０．２４（m2・K）／Ｗであり、断熱性が高い性質を有している。
２ コンベヤ
４ 木質原料
４ａ 長繊維原料
４ｂ 短繊維原料
６ セメントペースト
８ 混合体
１０ 第１のミキサ
１４ 第１の半成形体
１４ａ 下層混合体
１４ｂ 上層混合体
１６ 第１の混合体分別機（第１の成形手段）
１６ａ クロスバー
１６ｂ１，１６ｂ２，１６ｂ３… 分別バー
１８ 第２の半成形体
１８ａ 下層混合体
１８ｂ 中間層混合体
１８ｃ 上層混合体
２０ 逆層成形機（第２の成形手段）
２０ａ 回転軸
２０ｂ 回転矢
２４ 第２のミキサ
２８ 第２の混合体分別機
３２ 第３の半成形体
３２ａ 下層混合体
３２ｂ 最上層混合体
３２ｃ 中間層混合体
３４ プレス機
３６ 圧縮成形体
３８，４０ 木質系セメント板
４２ 発泡樹脂
４ 木質原料
４ａ 長繊維原料
４ｂ 短繊維原料
６ セメントペースト
８ 混合体
１０ 第１のミキサ
１４ 第１の半成形体
１４ａ 下層混合体
１４ｂ 上層混合体
１６ 第１の混合体分別機（第１の成形手段）
１６ａ クロスバー
１６ｂ１，１６ｂ２，１６ｂ３… 分別バー
１８ 第２の半成形体
１８ａ 下層混合体
１８ｂ 中間層混合体
１８ｃ 上層混合体
２０ 逆層成形機（第２の成形手段）
２０ａ 回転軸
２０ｂ 回転矢
２４ 第２のミキサ
２８ 第２の混合体分別機
３２ 第３の半成形体
３２ａ 下層混合体
３２ｂ 最上層混合体
３２ｃ 中間層混合体
３４ プレス機
３６ 圧縮成形体
３８，４０ 木質系セメント板
４２ 発泡樹脂
Claims (7)
- 主原料として木毛や木片などの木質原料とセメントペーストとを混ぜ合わせた混合体を、板状の半成形体に成形し、前記半成形体を厚さ方向に圧縮成形した後、所定時間の間養生して木質系セメント板を製造する方法において、
前記混合体を、長繊維の木質原料を多く含んだ混合体及び短繊維の木質原料を多く含んだ混合体の二種類に分別し、前記長繊維の木質原料を含んだ混合体を下層混合体とし、この下層混合体上に前記短繊維の木質原料を含んだ混合体を上層混合体として積層した板状の第１の半成形体を成形する第１の成形行程と、
この第１の半成形体を再成形し、前記長繊維の木質原料を多く含んだ混合体を下層混合体とし、この下層混合体上に前記短繊維の木質原料を多く含んだ混合体を中間層混合体として積層し、前記中間層混合体上に前記長繊維の木質原料を多く含んだ混合体を上層混合体とし積層した板状の第２の半成形体を成形する第２の成形行程とを備え、
当該第２の成形行程では、前記第１の半成形体の厚さ方向の上部側である前記下層混合体の上部及び前記上層混合体を攪拌することで、前記長繊維の木質原料を多く含んだ混合体及び前記短繊維の木質原料を多く含んだ混合体の積層状態を逆転させるようにしたことを特徴とする木質系セメント板の製造方法。 - 前記第１の成形行程では、木質原料の大きさの違いによるふるい分けにより二種類の混合体に分別するようにしたことを特徴とする請求項１記載の木質系セメント板の製造方法。
- 前記木質原料は、建築用などの廃材から出た未利用材や、森林の間伐材を破砕して形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の木質系セメント板の製造方法。
- 主原料として、前記木質原料及びセメントペーストとともに、ビーズ状に膨張した発泡樹脂や、発泡体を所定の大きさに破砕した発泡樹脂を混ぜ合わせて前記混合体を形成するようにしたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の木質系セメント板の製造方法。
- 主原料として、前記木質原料及びセメントペーストとともに、木質系セメント板の焼却灰を混ぜ合わせて前記混合体を形成するようにしたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の木質系セメント板の製造方法。
- 主原料として木毛や木片などの木質原料とセメントペーストとを混ぜ合わせた混合体を板状の半成形体に成形した後に、木質系セメント板を製造する装置において、
成形した半成形体を搬送するコンベヤと、このコンベヤの上流側に配置され、供給された混合体を長繊維の木質原料を多く含んだ混合体及び短繊維の木質原料を多く含んだ混合体の二種類に分別し、前記長繊維の木質原料を含んだ混合体を下層混合体とし、この下層混合体上に前記短繊維の木質原料を含んだ混合体を上層混合体として積層した板状の第１の半成形体を前記コンベヤ上に成形する第１の成形手段と、この第１の成形手段で成形した前記第１の半成形体を再成形し、前記長繊維の木質原料を多く含んだ混合体を下層混合体とし、この下層混合体上に前記短繊維の木質原料を多く含んだ混合体を中間層混合体として積層し、前記中間層混合体上に前記長繊維の木質原料を多く含んだ混合体を上層混合体とし積層した板状の第２の半成形体を前記コンベヤ上に成形する第２の成形手段とを備え、
前記第２の成形手段は、前記コンベヤの搬送方向に直交して水平方向に延在している回転軸と、この回転軸の外周から径方向外方に突出している多数の回転矢とを備えており、前記回転矢の回転により前記第１の半成形体の厚さ方向の上部側である前記下層混合体の上部及び前記上層混合体を攪拌し、前記長繊維の木質原料を多く含んだ混合体及び前記短繊維の木質原料を多く含んだ混合体の積層状態を逆転させるようにしたことを特徴とする木質系セメント板の製造装置。 - 前記第１の成形手段は、前記コンベヤの搬送方向に直交して水平方向に延在しているクロスバーと、このクロスバーの軸方向に所定の間隔をあけて平行に固定され、コンベヤの上流に向かうに従い下り傾斜を付けて配置されている複数本の分別バーとで構成され、前記クロスバーが軸方向に往復運動し、前記複数本の分別バーが前記コンベヤの搬送方向に直交する方向に往復運動することで、長繊維の木質原料を多く含んだ混合体と、短繊維の木質原料を多く含んだ混合体とをふるい分けるようにしたことを特徴とする請求項６記載の木質系セメント板の製造装置。
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2005
- 2005-06-28 JP JP2005187926A patent/JP4536609B2/ja not_active Expired - Fee Related
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