JP4950611B2

JP4950611B2 - 無機質成形体

Info

Publication number: JP4950611B2
Application number: JP2006260329A
Authority: JP
Inventors: 文宏朝倉
Original assignee: Nichiha Corp
Current assignee: Nichiha Corp
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2026-09-26
Also published as: JP2008081327A

Description

本発明は、セメントなどの水硬性無機質材料とケイ酸質含有材料と木質補強材とを主成分とする無機質成形体に関するものである。

従来から木片などの木質補強材とセメント等の水硬性無機質材料とを主原料として、型板の上に混合した原料を散布し圧締する、いわゆる乾式、半乾式製法による木片セメント板の製造方法がある。
これらの木片セメント板は、型板に予め凹凸を施しておくことで、製品に凹凸が転写されるので、非常に見栄えのよい木片セメント板となる。
しかしながら、原料を散布した後に、かなり圧締しないと表面意匠性が悪くなり、シャープな表面柄が表現できないので、どうしても製品の比重が高くなり、製品としての重量も重くなる傾向にあった。
そのため、いろいろと軽量化が検討されているが、まだまだ顕著な改善には至っていないのが、現状である。
特許第２９３１７６８号公報特許第３３５２０６１号公報特許第３４３４７５４号公報

本発明は、比重を低くすることで、製品としての重量を軽量にしつつ、さらに耐凍結融解性能のような諸物性に優れた無機質成形体を提供せんとするものである。

本発明に記載の無機質成形体は、水硬性無機質材料と、ケイ酸質含有材料と、木質補強材と、無機質軽量体と、有機質軽量体とからなることを特徴とする。

また、本発明に記載の無機質成形体において、前記木質補強材は木粉及び木質ファイバーであり、前記無機質軽量体は焼成発泡体であり、前記有機質軽量体は樹脂発泡体であることを特徴とする。

また、本発明に記載の無機質成形体において、全固形分に対して、前記水硬性無機質材料は２５〜５０質量％であり、前記ケイ酸質含有材料は５〜５０質量％であり、前記木質補強材は６〜２５質量％であり、前記無機質軽量体は１５〜４４質量％であり、前記有機質軽量体は１〜５質量％であることを特徴とする。

また、本発明に記載の無機質成形体において、前記木質補強材は木粉及び木質ファイバーであって、前記木粉は平均粒径０．５〜１．０ｍｍであり、前記木質ファイバーは平均繊維長５〜２０ｍｍかつ平均繊維径１．０ｍｍであり、前記無機質軽量体は平均粒径５０〜１００μｍであり、前記有機質軽量体は平均粒径３〜５ｍｍであることを特徴とする。

本発明によれば、比重を低くすることで、製品としての重量を軽量にしつつ、さらに耐凍結融解性能のような諸物性に優れた無機質成形体を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
本発明の無機質成形体は、水硬性無機質材料と、ケイ酸質含有材料と、木質補強材と、無機質軽量体と、有機質軽量体とからなる。

［水硬性無機質材料］
水硬性無機質材料とは、水と接触することで、水和反応が起こり、硬化が始まるもので、セメントや石灰等がある。
本発明に使用する水硬性無機質材料としては、ポルトランドセメント、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や、高炉スラグ、消石灰等があるが、ポルトランドセメント、特に普通ポルトランドセメントを使用することが好ましい。

［ケイ酸質含有材料］
ケイ酸質含有材料とは、化学組成として、ケイ酸（ＳｉＯ_２）を含有している材料で、ケイ砂や珪藻土等がある。
本発明に使用するケイ酸質含有材料としては、ケイ砂、珪石粉、珪藻土、シリカフューム、フライアッシュ、ボトムアッシュ、高炉スラグ、鋼鉄スラグ、シラスバルーン、パーライト等があるが、特にシリカフュームを使用することが好ましい。

［木質補強材］
木質補強材としては、木粉、木片、木毛、木繊維、パルプ、木質繊維束、木質ファイバー等があり、本発明に使用する木質補強材としては、木粉や木片、パルプ、木質繊維束、木質ファイバー等があるが、木粉と木質ファイバーとの組み合わせが好ましい。
さらに、木粉としては平均粒径が０．５〜１．０ｍｍであるものが好ましく、木質ファイバーとしては平均繊維長５〜２０ｍｍでかつ平均繊維径が１．０ｍｍの木質ファイバーが好ましい。
比較的短く、比較的細くて、柔らかい平均繊維長５〜２０ｍｍかつ平均繊維径が１．０ｍｍの木質ファイバーを使用することで、有機質軽量体がかなり大きめであっても、有機質軽量体の周りに木質ファイバーが上手く回り込み、その結果造形性に優れる。

［無機質軽量体］
本発明に使用する無機質軽量体としては、パーライト、シラスバルーン、バーミキュライト等の無機焼成発泡体や、フライアッシュバルーンや製紙スラッジ焼却灰等の焼却灰などがあるが、焼成発泡体、特に、シラスバルーンが好ましい。
特に好ましいのは、平均粒径５０〜１００μｍのシラスバルーンである。
平均粒径が１００μｍよりも大き過ぎると成形体の表面性が悪くなり、５０μｍよりも細かすぎると軽量体として働かない。

［有機質軽量体］
本発明に使用する有機質軽量体として好ましいのは、樹脂発泡体であり、特に好ましいのは、スチレン樹脂発泡ビーズで、発泡倍率が５〜１０倍と少し固めで、発泡後の平均粒径が３〜５ｍｍとかなり大きめのものが好ましい。
平均粒径が５ｍｍよりも大きいと成形体の表面性が悪化し、３ｍｍよりも細かいと、顕著な軽量効果が得られない。

［その他］
これら主成分のほか、マイカやベントナイト等の鉱物物質、無機質成形体の粉砕物やリジェクト等のリターン原料、ミョウバンや水ガラス、アルミン酸塩等の少量の硬化促進剤や、ロウ、ワックス、パラフィン、界面活性剤、シリコン等の防水剤や撥水剤、ポリビニルアルコール等の合成樹脂成分、ポリプロピレン繊維などの有機繊維や、ワラストナイト等の無機繊維等が適宜混合されてもよい。

［原料組成配合］
次に、本発明に係る無機質成形体の原料組成の配合について説明する。
本発明においては、全固形分に対して、軽量体は２０〜４５質量％であり、さらに全固形分に対して、前記有機質軽量体は１〜５質量％である。
軽量体が２０質量％よりも少ないと、顕著な軽量効果が得られず、また、４５質量％よりも多いと、成形性に問題が生じる。
さらに、全固形分に対して、有機軽量体が１質量％より少ないと、軽量効果が得られないとともに、耐凍結融解性も劣化する。
また、５質量％よりも多いと、成形性に問題が生じる。
全固形分に対しては、無機質軽量体は１５〜４４質量％、有機質軽量体は１〜５質量％である。
水硬性無機質材料は２５〜５０質量％が好ましく、ケイ酸質含有材料は５〜５０質量％が好ましい。
また、木質補強材としては木粉が１〜２０質量％、木質ファイバーが５〜２０質量％が好ましく、全木質補強材としては、６〜２５質量％が好ましい。
木質ファイバーが５質量％よりも少ないと、軽量体周りへの、ファイバーの回り込みが少なくなってしまい、そのため、造形性が不良になってしまって、結果凍結融解性能が低下する。

［製造方法］
次に本発明に係る無機質成形体の製造方法について説明する。
まず、上記原料を適量の水と混合して原料混合物とする。
シリカフュームは粉体での添加よりも、水に溶かした状態での添加が作業上好ましい。
この原料混合物を型板上に散布してマットとし、このマットを圧縮プレスし、その後、約６０℃で８時間硬化養生（一次養生）が行われ、さらに、１６０〜１７０℃、７時間前後でオートクレーブ養生する。
プレスはスペーサーによる厚み管理で行った。
プレス圧力は、３〜５ＭPaであることが好ましい。
プレス圧力を３MPa以上とすることで、よりシャープな表面柄が表現できる。
さらにマットは、表裏層と芯層との３層構造とされてもよい。

以下に本発明の実施例を挙げる。
表１に示す原料配合、製造条件にて、実施例１〜５、比較例１〜４を製造した。
無機質軽量体には、平均粒径７５μｍのシラスバルーンを使用した。
有機質軽量体には、平均粒径５ｍｍの発泡スチレンビーズを使用した。
比較例で使用した有機質軽量体は平均粒径１ｍｍの発泡スチレンビーズである。
防水剤として脂肪酸エステルを固形分換算で０．２５質量％、硬化剤には、ナトリウム明礬と水ガラスをそれぞれ固形分換算で１．７５質量％ずつ、全固形分に対して外添で添加した。
諸物性を表２に示す。
曲げ強度は、ＪＩＳＡ１４０８に準じ測定した。
厚み膨潤率は、オートクレーブ養生の前後の厚み測定による膨潤率である。
耐凍結融解性膨潤率は、耐凍結融解試験（ＪＩＳＡ１４３５に基づく気中凍結水中融解法）６００サイクル後の厚み膨潤率である。
耐クラック性は、吸水４時間、炭酸化（ＣＯ２濃度５％）４時間、乾燥１００℃１５〜１６時間を１サイクルとし、１０サイクル後の目視判断でクラックなし→○、クラック少々→△、クラック多→×、とした。
寸法安定性は、吸水１５日後の吸水伸び変化で、問題なし→○、伸び発生→△、伸び大→×、とした。

表２によれば、実施例１〜５はすべて絶乾比重０．６５〜０．７２と、目標とした絶乾比重０．７０前後の非常に顕著な軽量化を得ることができ、しかも、絶乾比重が低いことで懸念される耐凍結融解性能も、問題のない値が得られた。
大径の発泡ビーズを用いず、小径の発泡ビーズ（平均粒径１ｍｍ、発泡倍率２０倍）を用いた比較例１は、強度が低めであり、耐凍結融解性能が悪い。
無機質軽量体を用いない比較例２は、プレス圧が上がらず、曲げ強度が低く、厚み膨潤率、耐凍結融解性に劣る。
発泡ビーズを用いない比較例３も、プレス圧が上がらず、耐凍結融解性能に劣る。
発泡ビーズを５質量％より多く使用した比較例４は、厚み膨潤率、耐凍結融解性能ともに劣り、さらに耐クラック性、寸法安定性も悪い。

Claims

水硬性無機質材料と、ケイ酸質含有材料と、木質補強材と、無機質軽量体と、有機質軽量体とからなる無機質成形体であって、
前記木質補強材は木粉及び木質ファイバーであり、前記無機質軽量体は焼成発泡体であり、前記有機質軽量体は樹脂発泡体であって、
全固形分に対して、前記水硬性無機質材料は２５〜５０質量％であり、前記ケイ酸質含有材料は５〜５０質量％であり、前記木質補強材は６〜２５質量％であり、前記無機質軽量体は１５〜４４質量％であり、前記有機質軽量体は１〜５質量％であって、
前記木質補強材は木粉及び木質ファイバーであって、前記木粉は平均粒径０．５〜１．０ｍｍであり、前記木質ファイバーは平均繊維長５〜２０ｍｍかつ平均繊維径１．０ｍｍであり、前記無機質軽量体は平均粒径５０〜１００μｍであり、前記有機質軽量体は平均粒径３〜５ｍｍであることを特徴とする無機質成形体。