JPH0577221A - 屋根瓦の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 繊維補強水硬性無機質組成物からなる屋根瓦
にあっても、流動性を損なうことなく成形でき、高強度
で耐久性にすぐれた、屋根瓦の製造方法を提供する。 【構成】 水硬性無機物質、水、無機質充填材、補強繊
維を含むスラリーを押出成形により波板状に押出した後
切断し、養生硬化することを特徴とする屋根瓦の製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、繊維補強水硬性無機質
組成物からなる屋根瓦の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、屋根瓦としては、古くから柚葉
瓦、いぶし瓦などの粘土瓦がよく知られており、最も多
く使用されている。しかしながら最近、良質な粘土が減
少し、性能の良好なものを大量に生産することは困難と
なってきている。そこで、厚型スレ─ト、セメント瓦な
どのいわゆる水硬性無機質硬化体を使用した瓦が生産さ
れている。しかしながらこれらは、成形性をあげるた
め、化学量論に対し大量の水を使用しているため、脱
水、脱型工程に時間を要し、生産性を上げることは困難
である。また、これらは曲げ強度が小さいため、十分な
耐荷重を得るためには瓦の重量を増さねばならず、施行
上、コスト上不利である。

【０００３】ところで、水硬性無機物質よりなる成形体
では、引張強度が圧縮強度に比べて低いため、補強材を
混入させる方法が多用されている。たとえば、セメント
成形品では、成形時における成形性を良好なものとする
ために、並びに硬化後の機械的強度を高めるために、補
強材として石綿が混入されている。しかしながら、近
年、石綿を使用することによる発癌性の問題が指摘され
ている。従って、石綿に代わる補強材として、各種の合
成繊維が利用されてきている。

【０００４】補強材として合成繊維を用いた繊維強化セ
メント混合物から屋根瓦を製造する方法として、例え
ば、特開昭６３─２２２８０６号公報に記載されている
ように押圧脱水成形法して賦形することにより、種々の
形状の瓦を製造する方法や、特平１─２３４２７号公報
に記載されているように繊維強化セメント材料を混合し
た水中から紙をすくうように何層も積層し、次に波状ロ
─ル等により押圧する、いわゆる抄造法といわれる方法
がある。

【０００５】又、特公昭５７─１９００９号公報には、
セメント１００重量部に対し短繊維０．５〜１０重量
部、水１７〜３５重量部を混合し混練し、押出成形機に
より板状に押出し、引続いてプレス機により瓦状に押圧
成形する方法が開示されている。

【０００６】そこで、高強度の水硬性無機質成形体を得
るために特開平２−１６０６５０号公報に記載されてい
るように、ブレ─ン値３，０００ｃｃ／ｇ以上の珪砂
（平均粒径にして５〜１０ミクロン以下、ただし形状で
異なるので正確な対応関係はない。）をセメントに混入
したもの１００重量部に対し、水を２０〜３５重量部と
できるだけ化学量論に近い量で添加した組成物を用い
て、押出成形により高強度の軽量瓦を成形するなど、上
記空隙を微細粒子で埋める方法が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６３─２２２８０６号公報に記載されている押圧脱水成
形法や、特平１─２３４２７号公報に記載されている抄
造法においては、組織の緻密化が図りがたく、耐凍害性
等の耐久性に乏しいという欠点があり、又、特公昭５７
─１９００９号公報記載の方法によれば、混入短繊維量
は、０．５〜１０重量部までとされているが、混入効果
の最も著しいのは２〜５重量部であり、５重量部以上混
入させると分散不良となり、成形品の機械的性質が低下
するという問題があった。

【０００８】さらに、特開平２−１６０６５０号公報に
記載の製造方法では、水セメント比が小さく、しかも微
細粒子の比表面積が非常に大きいため、水が微細粒子に
吸着され、組成物の流動性が極めて悪く、平板など同号
公報に記載されているような平板等単純形状の成形体し
か賦形できず、複雑形状の成形体には適用できないとい
った問題があった。

【０００９】ところで、瓦は上から載荷を受けると曲げ
応力が発生し、瓦の下側に引張応力が発生する。水硬性
無機質硬化体を使用した成形品は優れた圧縮強度を有す
るものの、引張強度は小さい。そこで上記載荷に耐える
ためには、平板等単純形状では相当な厚みの成形体が必
要であった。又、同号公報に記載の混練物を用いてプレ
ス成形により成形するためには、非常な高圧力下で成形
する必要があり、混練物の流動性が小さいので、大型の
成形品を得ることは極めて困難であった。

【００１０】本発明の目的は上記の課題を解決し、繊維
補強水硬性無機質組成物からなる屋根瓦にあっても、流
動性を損なうことなく成形でき、高強度で耐久性にすぐ
れた、水硬性無機質成形体の製造方法を提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明において用いられ
る水硬性無機物質は、水で練ったとき硬化性を示す無機
物質ならば特に限定されず、たとえば普通ポルトランド
セメント、特殊ポルトランドセメント、アルミナセメン
ト、ロ─マンセメント等の単味セメント、耐酸セメン
ト、耐火セメント、水ガラスセメント等の特殊セメン
ト、石膏、石灰、マグネシアセメント等の気硬性セメン
トなどがあげられ、特に、強度、耐水性の点で、ポルト
ランドセメント、アルミナセメントが好適に使用され
る。

【００１２】本発明の製造方法において用いられる水の
量は、水硬性無機物質１００重量部に対し、１５重量部
未満では水硬性無機物質の硬化が十分になされず、又、
補強繊維や無機質充填材が分散性が低下し、６０重量部
を超えると得られる成形体の機械的強度が低下するた
め、１５〜６０重量部が好ましい。

【００１３】本発明の製造方法において用いられる無機
質充填材は、水に溶解せず、水硬性無機物質の硬化反応
を阻害せず、本発明の製造方法で使用されるあらゆる構
成材料の作用を著しく阻害しないものならば特に限定さ
れず、たとえば珪砂、川砂等のセメントモルタル用骨
材、フライアッシュ、シリカフラワ─、シリカフュ─
ム、ベントナイト、高炉スラグ等の混合セメント用混合
材、セピオライト、ウォラストナイト、炭酸カルシウ
ム、マイカ等の天然鉱物などがあげられる。これらは単
独で使用されてもよいし、２種類以上併用されてもよ
い。

【００１４】上記無機質充填材は、平均粒径が０．０３
μｍ未満のものであると、補強繊維間への無機質充填材
の粒子の分散性はそれ以上改善されず、製造上の難度が
あがるのみであり、５００μｍを超えると補強繊維間に
無機質充填材の粒子が分散し難くなるため、補強繊維が
凝集しやすくなるので、０．０３〜５００μｍが好まし
い。上記無機質充填材は、水硬性無機物質１００重量部
に対し２重量部未満では補強繊維間に無機質充填材の粒
子が分散し難くなるため、補強繊維が凝集しやすくな
り、２００重量部を超えると、得られる成形体の強度が
低下するため好ましくは２〜２００重量部である。

【００１５】本発明において用いられる補強繊維として
は、成形体に付与したい性能に応じ任意のものが使用で
き、たとえば、ビニロン、ポリアミド、ポリエステル、
ポリプロピレン、カーボン、アラミド等の合成繊維や、
ガラス繊維、パルプなどが使用できる。特に合成繊維を
用いた場合には、可撓性の向上が著しい。上記補強繊維
の太さは、細すぎると混合時に再凝集し、交絡によりフ
ァイバ─ボ─ルが形成されやすくなり、得られる成形体
の強度はそれ以上改善されず、太すぎるか又は、短すぎ
ると引張強度向上などの補強効果が小さく、又、長すぎ
ると繊維の分散性及び配向性が低下するため、太さ０．
５〜４０デニ─ル、長さ１〜１５ｍｍが好ましい。上記
補強繊維の量は水硬性無機物質１００重量部に対し０．
１重量部未満では補強効果が小さく、２０重量部を超え
ると繊維の分散性が低下するため、０．１〜２０重量部
が好ましい。

【００１６】本発明においてさらに必要に応じて水溶性
高分子物質が添加されてもよい。上記水溶性高分子物質
は、水に溶解して粘性を付与し、無機質充填材及び補強
繊維の分散性を高め、混合物の流動性を高めて賦形性を
良好なものとし、又、セメント硬化体中の過剰な水分を
吸収しセメント粒子間中の空隙を埋める接合剤となりう
る高分子物質ならば特に限定されず、たとえばメチルセ
ルロ─ス、ヒドロキシメチルセルロ─ス、ヒドロキシエ
チルセルロ─ス、カルボキシメチルセルロ─ス、ヒドロ
キシプロピルメチルセルロ─ス等のセルロ─スエ─テ
ル、ポリビニルアルコ─ル、ポリアクリル酸などがあげ
られる。

【００１７】本発明における屋根瓦の製造方法は、まず
前記水硬性無機物質、水、無機質充填材、補強繊維を混
練してえられたスラリーを波板状の金型内に押出成形し
て賦形した後切断し、養生硬化することを特徴とする。
上記金型は押出通路の厚みが薄すぎると得られる成形品
の強度が小さく、厚すぎると得られる成形品の重量が増
加するため３〜１０ｍｍが好ましい。上記金型は押出通
路の曲率が小さすぎると成形性が低下し、大きすぎると
得られる成形品の強度が小さくなるため曲率２０〜６０
ｍｍが好ましい。上記金型の押出方向の長さは、短すぎ
ると成形品の受ける成形歪みが増大し、長すぎると押出
成形に必要な背圧が増大するため５０〜３００ｍｍが好
ましい。本発明に使用される押出成形機は従来公知の任
意のものが使用でき、たとえばベント式押出機により５
〜８０ｋｇ／ｃｍ² 背圧で成形することができる。

【００１８】上記成形法で得られた連続成形体を必要な
寸法に切断する。上記切断方法は従来公知の任意の方法
が使用でき、たとえばダイヤモンドカッタ─、ウォ─タ
─ジェットなどが使用できる。上記成形法で得られた成
形体をさらに加熱、加湿するなど、従来公知の方法によ
り養生を行うことにより、機械的物性を向上することが
できる。

【００１９】

【実施例】本発明の詳細を実施例をもってさらに詳しく
説明する。 実施例 表１に示す所定量の普通ポルトランドセメント、ビニロ
ン繊維（太さ２デニ─ル、長さ６ｍｍ）、ＪＩＳ９号珪
砂（粒径１００μｍ）、ヒドロキシプロピルメチルセル
ロ─ス（２０℃における２％水溶液の粘度が３０，００
０ｃｐｓのもの）、及び水を容量１０リットルの混合機
に入れて混合した。その後土練機で混練し一体化した混
合物を、押出通路が厚み５ｍｍ、幅６００ｍｍ、曲率３
０ｍｍの波形形状で、長さ１００ｍｍの金型内にバレル
径２００ｍｍのベント式押出機で背圧２３ｋｇ／ｃｍ²
で押出し、得られた成形体をウォ─タ─ジェットにより
長さ４００ｍｍに切断し、温度６０℃、相対湿度９５％
で６時間養生し波板状の屋根瓦を得た。

【００２０】比較例１ 実施例と同様にして得られた混練物を押出通路が厚み５
ｍｍ、幅６００ｍｍ、平板形状で、長さ１００ｍｍの金
型内に実施例と同様にして押出し、得られた成形体から
実施例と同様にして平板状の屋根瓦を得た。

【００２１】比較例２ 表１に示す所定量のポルトランドセメント、ビニロン繊
維、珪砂、ヒドロキシプロピルメチルセルロ─ス、及び
水を実施例１と同様にして混練物を得、脱水プレス法で
実施例と同形状の屋根瓦を得た。

【００２２】比較例３ 表１に示す所定量のポルトランドセメント、ビニロン繊
維、珪砂、ヒドロキシプロピルメチルセルロ─ス、及び
水を実施例と同様にして混練物を得、抄造法で実施例と
同形状の屋根瓦を得た。

【００２３】以上、得られた実施例、比較例１〜３の成
形体を以下の試験に供した。以上の結果を表１に併せ示
した。

【００２４】

【表１】

【００２５】物性評価 曲げ破壊荷重 得られた成形体の中心部に載荷し破壊荷重を測定した。 凍結融解性能 ＡＳＴＭ Ｃ−６６６Ａ法に準じて評価し、ＪＩＳ Ａ
１４０８の方法に準じて測定した曲げ強度が９０％に
なったサイクル数を示した。

【００２６】

【発明の効果】本発明の屋根瓦の製造方法は、上述のと
おり、水硬性無機物質、水、無機質充填材、補強繊維を
含むスラリーを押出成形により波板状に押出した後切断
し、養生硬化するものであるから、平板状の瓦と比較し
て、耐荷重性に優れたものが得られる。又、押出成形法
で成形するため、従来の押圧脱水成形法や抄造法に比べ
組織の緻密化が図れ、耐荷重性に優れるだけでなく、耐
凍害性等の耐久性に優れた屋根瓦を得ることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水硬性無機物質、水、無機質充填材、補
   強繊維を含むスラリーを押出成形により波板状に押出し
   た後切断し、養生硬化することを特徴とする屋根瓦の製
   造方法。