JPH0138065B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔技術分野〕 この発明は、主として壁材等無機質建築用材料
などに用いられる強化された無機硬化体の製法に
関する。 〔背景技術〕 従来、セメント、石膏、ケイ酸カルシウム等の
水硬性原料（無機バインダー）を用いて建築用材
料や製品を作る場合、繊維等の補強材としては石
綿が代表的なものとして使用されてきた。近年、
石綿の、公害衛生上からみた人体への悪影響の問
題や、天然物である関係上資源的に入手難等の理
由により、石綿の代替としてスチールフアイバ
ー、ガラス繊維、カーボンフアイバー等の無機繊
維や、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリビニル
アルコール（ビニロンともいう。以下PVAと略
記する）などの有機繊維を、単独または組み合わ
せて補強繊維として使用することが検討されてい
る。 上記の代替補強繊維類は、いずれも一長一短が
あつて完全に石綿に置きかえるような技術は完成
されたとは云えない。そのような中では、PVA
繊維が末端に水酸基を有するのでマトリツクスと
のなじみが良く、かつ補強効果および経済性の面
よりすぐれている。しかし、従来のように単に、
PVA繊維をセメントと一緒に混ぜるというだけ
では、PVA繊維の有する高いヤング率が末だ充
分に生かされているとは云えない。すなわち、セ
メントとPVA繊維との接着性が末だ十分とは云
えず、この点を改良することにより、より性能の
すぐれた材料、製品が得られるものと推察でき
る。この様な点に鑑みて、PVA繊維に凹部を設
けてセメントの接着性をアツプさせようと試みた
特許が開示されている（特開昭56−149374、特開
昭56−140113、特開昭56−125270、特開昭56−
140112等）。 しかしながら、前記開示された技術はいづれも
PVA繊維に凹部を設けたものであり、元の繊維
径より太い部分が無く、凹部の径は元の繊維径よ
り細い。したがつて、繊維の引張強度が低下する
という問題点がある上に、セメントとの接着強度
をアツプさせるという観点からも効果が今一つで
ある。すなわち、一度マトリクスから抜け出す
と、PVA繊維に引掛り部分が無いだけに簡単に
抜けてしまうといつた欠点があつた。このため、
発明者らは、補強繊維としての形状、構造につい
て鋭意検討を行い、PVA繊維のところどころに
幅もしくは径の大きくなつたものを含有させれ
ば、セメントマトリツクスとの接着強度を向上さ
せ、強度のすぐれた無機硬化体が得られることを
見出した。 〔発明の目的〕 この発明の目的は、さらに無機硬化体の強度を
より一層向上させることにある。 〔発明の開示〕 発明者らは、このような補強繊維の形状、構
造、以外にも無機硬化体の強度を向上させる手段
として、セメントとPVA繊維のスラリー混含水
中における補強繊維の分散をよくして抄造時の捕
集性を向上させれば、得られる硬化体の強度もさ
らに向上せしめることができるのではないかと考
えて鋭意検討した結果、著しくフイブリル化させ
たシヨツパーリグラー濾水度が70゜SR以上のパル
プを用いてハチエツク式抄造を行なうこととすれ
ば、上記目的を達成し得ることを確認し、この発
明を完成するに至つた。 したがつて、この発明は無機バインダーを主成
分とする混練物を養生硬化させて無機硬化体を得
るに当たり、混練物としてところどころに幅もし
くは径の大きくなつた部分をもつPVA繊維を固
形分換算で0.5〜５重量％およびシヨツパーリグ
ラー濾水度が70゜SR以上にフイブリル化したパル
プを固形分換算で１〜７重量％含むものを用いて
ハチエツク式抄造を行なうことを特徴とする無機
硬化体の製法をその要旨としている。以下これに
ついて詳細に説明する。 この発明にかかる無機硬化体の製造原料として
は、無機バインダー、補強繊維およびシヨツパー
リグラー濾水度70゜SR以上にフイブリル化したパ
ルプが必須のものとして用いられる。この発明で
使用する無機バインダーとは、広義には、水硬性
物質、狭義にはセメント類という。すなわち、水
硬性物質とは、セメント類、スラグ類、石膏類、
石灰類、炭酸マグネシウム類等をいう。セメント
類とは、普通ポルトランドセメント、アルミナセ
メント、早強セメント、ジエツトセメント、高炉
セメント、フライアツシユセメント等をいう。 また、補強繊維としては、親水性であるPVA
繊維が用いられる。PVA繊維は、湿式紡糸法、
乾式紡糸法などによつて紡糸されたものを、熱処
理時に型付けして、ところどころに幅もしくは径
の大きくなつたものにして使用する。 第１図はこの発明にかかる無機硬化体に使用す
るPVA繊維の形態モデルをあらわす斜視図、第
２図は第１図を矢印Ａ側より見た側面図、第３図
は第１図を矢印Ｂ側より見た側面図である。これ
らの図にみえるように、PVA繊維１は、繊維軸
方向にところどころに幅の大きくなつた部分２を
有している。これらの部分２は、少なくとも一方
の面から眺めて、第２図の如く幅が大きくなつた
ものである。つまり、PVA繊維が加熱時型付け
によつて押し付けられて巾が広くなつた部分２
は、繊維によじれが生じているのが、通常である
ことから、眺める角度によつて第２図の如く幅広
くみえたり、第３図の如く偏平にみえたりするか
らである。しかし、このモデル図に示すものに限
定されるものではなく、どの角度からみても径の
太いものであつても使用できる。第４図および第
５図は、PVA繊維の顕微鏡写真をあらわすもの
であつて第４図は型付前の側面図、第５図は熱処
理型付後の側面図である。第５図にもみられるよ
うに、熱処理型付後は、ところどころに幅または
径の大きい部分２が形成されている。部分２の繊
維径t₁と、元の繊維径t₂は、t₁＞t₂の関係になつ
ている。部分２は、繊維軸方向に規則正しく配列
させる必要はない。部分２の径は、好ましくは元
の繊維径t₂に対し２〜３倍程度であるが、特にこ
れに限定されない。また、部分の個数は、好まし
くは繊維長50〜200μに対して、長さ20〜100μ位
の部分を一個所有すればよい。この部分はセメン
トマトリツクスとの界面での接着性を向上させる
作用をする。したがつて、このような部分を有す
るPVA繊維をセメントマトリツクス中に混合し
て得られた硬化体は、通常のPVA繊維の使用に
比べて著しく強度（曲げ強度、衝撃強度等）が増
大する。この強度発現の機構は末だ明らかでない
が、この発明の場合、PVA繊維の断面積を減少
させることなく、その表面積を増大させることが
出来ているために、セメントマトリツクスとの接
着面積が増大すると共に、凸部により繊維が抜け
にくくなつたことが原因と推察される。断面積が
全く減少しないため、繊維自体の強度低下もな
い。 次に、この発明において使用するパルプは、通
常の針葉樹パルプ、広葉樹パルプ、故紙パルプ等
いづれのパルプでも良く、パルプの種類には特に
限定されない。これらのバージンパルプをシング
ルデイスリフアイナー、ダブルデイスリフアイナ
ー、ジヨルダンリフアイナー等でフイブリル化
（繊維を切らずに細く解繊すること）したもので
あつて、シヨツパーリグラー濾水度の値が70゜SR
以上にしたものである。このように、シヨツパー
リグラー濾水度が70゜SR以上の著しくフイブリル
化したパルプは、細く繊維状に解繊されたパルプ
の単繊維同志が複雑にからみ合い、多量のスラリ
ー混合水中における無機バインダー粒子とPVA
繊維の分散を助けてセメント粒子の捕集を向上さ
せる。このため、スラリーの濾過抵抗が大きくな
り、抄造を円滑に行うことができる。したがつ
て、強度の高い硬化体を得ることができる。特
に、この発明のようにところどころに幅または径
の大きいPVA繊維を用いると、この幅または径
の大きい部分が細くフイブリル化したパルプ繊維
とうまくからみ合つてPVA繊維が分離しにくく
なるので、無機バインダー粒子の捕集が向上し、
硬化体の強度を一層向上させるのである。 次に、幅または径の大きいPVA繊維の含有量
については原料固型分全重量に対し0.5〜５重量
％とすることが好ましい。0.5重量％未満では補
強の効果が顕著ではなく、５重量％を越えると繊
維の分散がむつかしく、逆に強度低下の原因とな
る場合がある。また、シヨツパーリグラー濾水度
が70゜SR以上にフイブリル化されたパルプの含有
量は原料固型分全重量に対し１〜７重量％、好ま
しくは、２〜５重量％である。パルプ量が１重量
％未満では、セメント粒子が捕集出来ず、濾液中
に、多量のセメント粒子が逃げる。また、パルプ
量が７重量％を越えると、PVA繊維とからまり
合つてマリモの様な状態になり、抄造した製品の
物性がばらつき不適である。このようにして準備
したPVA繊維およびパルプ単繊維を多量の水の
中に分散させ、これに無機バインダーを添加して
混合し、スラリーとする。この際、必要に応じ
て、他の添加物、例えば無機フイラー（粘土系、
シリカ粉末、炭酸カルシウム粉末等）、繊維類
（ロツクウール、スチールフアイバー等）、凝集
剤、撥水剤、樹脂物を添加しても良い。 このようにして得たスラリーを、ハチエツク式
抄造機で抄造し、通常の湿熱養生を経て、無機硬
化体を形成する。 〔発明の効果〕 この発明にかかる無機硬化体の製法は、補強繊
維としてところどころに幅もしくは経の大きくな
つた部分をもつPVA繊維を使用し、シヨツパー
リグラー濾水度が70゜SR以上にフイブリル化され
たパルプを使用して抄造するので、スラリー混合
水中でPVA繊維とパルプ単繊維がうまくからみ
合つて無機バインダー粒子の捕集を向上させる。
このため、スラリーの濾過抵抗が大きくなり、抄
造を円滑に行うことができる。したがつて、これ
を養生、硬化して得られる硬化体は、著しく強度
（曲げ強度、衝撃強度など）の増大したものとな
つている。 以下、実施例について比較例と併せて説明す
る。 実施例 １〜３ まず、補強繊維として、通常の湿式紡糸法によ
り得られたPVA繊維を、第１表に示した条件に
したがつて熱処理しながら型付けして、第５図の
如き部分２を設けたものを準備した。パルプにつ
いては、第１表に示したパルプ処理条件で解繊し
たシヨツパーリグラー濾水度85゜SR、93゜SRのも
のを準備した。 比較例 １ 補強繊維として、熱処理型付けしない第４図の
如きPVA繊維を準備した。パルプについては、
第１表に示した解繊未処理のシヨツパーリグラー
濾水度12゜SRのものを準備した。 これら実施例１〜３、比較例１で準備した
PVA繊維およびパルプを用いて、第１表に示し
た配合割合ででセメントスラリーを作り、同じく
第１表に示した抄造条件で、ハチエツク抄造（丸
網抄造）を実施し、さらに、第１表に示した条件
で養生を行ない、厚み７mmの平板状の無機硬化体
を得た。各無機硬化体の物性値を第２表に示し
た。

【表】

【表】 実施例１〜３は、比較例１に比し、細くフイブ
リル化したパルプ単繊維とPVA繊維の複雑なか
らみ合いによつて、セメントの捕集性は良好であ
つた。また、得られた硬化体も第２表に示す如
く、曲げ強度、衝撃強度、層間密着強度の一層す
ぐれたものであつた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる無機硬化体に使用す
るPVA繊維の形態モデルをあらわす斜視図、第
２図は第１図を矢印Ａ側より見た側面図、第３図
は第１図を矢印Ｂ側より見た側面図、第４図およ
び第５図はPVA繊維の顕微鏡写真をあらわすも
のであつて、第４図は型付前の側面図、第５図は
熱処理型付後の側面図である。 １……PVA繊維、２……幅もしくは径の大き
くなつた部分。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 無機バインダーを主成分とする混練物を養生
   硬化させて無機硬化体を得るに当たり、混練物と
   してところどころに幅もしくは径の大きくなつた
   部分をもつポリビニルアルコール繊維を固形分換
   算で0.5〜５重量％およびシヨツパーリグラー濾
   水度が70゜SR以上にフイブリル化したパルプを固
   形分換算で１〜７重量％含むものを用いてハチエ
   ツク式抄造を行なうことを特徴とする無機硬化体
   の製法。