(57)【要約】【課題】本発明の課題は、高強度でかつ靱性に富む軽量木質セメント板を提供することにある。【解決手段】セメント系無機粉体（Ｃ）と、ケイ酸質含有材料（Ｓ）と、木質繊維束と、マイカとを含む原料混合物の硬化物からなり、該セメント系無機粉体と該ケイ酸質含有材料との質量比率は４０：６０〜５０：５０の範囲に設定されている木質セメント板を提供する。該木質繊維束は嵩高く、木質セメント板に靱性を与え、またマイカは板の寸法安定性を改良する。Ｃ／Ｓを４０：６０〜５０：５０の範囲に設定すると、板の硬化が円滑に進み、未反応物の残存量が少なくなる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント系無機粉体と、ケイ酸質含有材料と、木質繊維束と、マイカとを含む原料混合物の硬化物からなり、該セメント系無機粉体と該ケイ酸質含有材料との質量比率は４０：６０〜５０：５０の範囲に設定されていることを特徴とする木質セメント板。
【請求項２】
該木質繊維束は、直径０．１〜２．０ｍｍ、長さ２〜３５ｍｍの分枝および／または彎曲および／または折曲した嵩高形状を有し、かつ該木質繊維束自体の引張り強度が１５０〜２００Ｎ／ｍｍ2 である請求項１に記載の木質セメント板。
【請求項３】
該マイカの平均粒径は１５０〜２００μｍ、アスペクト比は５〜１０であり、該マイカは原料混合物中に２〜８質量％添加されている請求項１または請求項２に記載木質セメント板。
【請求項４】
セメント系無機粉体と、ケイ酸質含有材料と、木質繊維束と、マイカとを含む原料混合物に水を所定量加えて混合し、該加水原料混合物を基板上に散布して原料混合物マットをフォーミングし、該原料混合物マットを加熱プレスして一次硬化せしめ、更に該一次硬化物をオートクレーブ養生する木質セメント板の製造方法において、該セメント系無機粉体と該ケイ酸質含有材料との質量比率を４０：６０〜５０：５０の範囲に設定することを特徴とする木質セメント板の製造方法。
【請求項５】
該木質繊維束は、直径０．１〜２．０ｍｍ、長さ２〜３５ｍｍの分枝および／または彎曲および／または折曲した嵩高形状を有し、かつ該木質繊維束自体の引張り強度が１５０〜２００Ｎ／ｍｍ2 である請求項４に記載の木質セメント板の製造方法。
【請求項６】
該マイカの平均粒径は１５０〜２００μｍ、アスペクト比は５〜１０であり、該マイカは原料混合物中に２〜８質量％添加されている請求項４または請求項５に記載の木質セメント板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は木質セメント板および該木質セメント板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から木片、木毛、木質繊維（パルプ）等を補強材として使用したセメント板である木質セメント板が例えば外壁材等の建築板として提供されている（例えば特許文献１、２、３、４参照）
【０００３】
【特許文献１】特開平９−８７００２号公報
【特許文献２】特開平９−３９１５４号公報
【特許文献３】特許第２９１３０１６号公報
【特許文献４】特開２０００−２６４７０１号公報
【０００４】
上記木質セメント板は、例えばセメント系無機粉体と上記木質系補強材とを含む原料混合物に所定量の水を加えて型板上に散布して原料混合物のマットをフォーミングし、該マットを圧締養生硬化する方法（乾式法）によって製造される。該乾式法は原料混合物の含水率が低いので（３０〜５０質量％）、効率の良い製造方法として賞用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記木質系補強材料として木片を使用した木片セメント板にあっては、原料混合物中に長繊維が含まれていないので、フォーミングされる原料混合物のマットに長繊維の絡み合いよる補強効果が期待出来ず、マットの強度が不足するから、マットの取扱い中に崩壊し易いと言う問題点があり、更に製品における木片の補強効果も充分でなく、機械的強度に不足すると言う問題が起こる可能性がある。
【０００６】
上記木質系補強材料として木毛を使用した木毛セメント板にあっては、木毛が原料混合物中で絡み合い易く、原料混合物の均一な混合が困難であり、かつ原料混合物を型板上に散布する場合に、均一に散布することが困難であると言う問題点もあるから、上記乾式法は適用しにくゝ、通常原料混合物に水を加えてペースト状として型に充填する効率の悪い方法が採用されている。また木毛は粗大形状を有しているから、絡み合いによる未硬化成形物や製品の強度の向上が充分でないと言う問題が起こる可能性がある。
【０００７】
上記木質系補強材料としてパルプを使用したパルプセメント板は、原料混合物中でパルプが高度に絡み合い、該原料混合物を型板上に均一に散布することが非常に困難になるので、該原料混合物を水に分散してスラリーとし、該スラリーを抄造してシートとし、該シートを複数枚積層して圧締養生硬化せしめる湿式法が適用され乾式法は適用されない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、セメント系無機粉体と、ケイ酸質含有材料と、木質繊維束と、マイカとを含む原料混合物の硬化物からなり、該セメント系無機粉体と該ケイ酸質含有材料との質量比率は４０：６０〜５０：５０の範囲に設定されていることを特徴とする木質セメント板を提供するものである。該木質繊維束は、直径０．１〜２．０ｍｍ、長さ２〜３５ｍｍの分枝および／または彎曲および／または折曲した嵩高形状を有し、かつ該木質繊維束自体の引張り強度が１５０〜２００Ｎ／ｍｍ2 であることが望ましく、また該マイカの平均粒径は１５０〜２００μｍ、アスペクト比は５〜１０であり、該マイカは原料混合物中に２〜８質量％添加されていることが望ましい。
また本発明の木質セメント板はセメント系無機粉体と、ケイ酸質含有材料と、木質繊維束と、マイカとを含む原料混合物に水を所定量加えて混合し、該加水原料混合物を基板上に散布して原料混合物マットをフォーミングし、該原料混合物マットを加熱プレスして一次硬化せしめ、更に該一次硬化物をオートクレーブ養生する木質セメント板の製造方法において、該セメント系無機粉体と該ケイ酸質含有材料との質量比率を４０：６０〜５０：５０の範囲に設定する方法によって製造されることが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
〔作用〕
本発明の木質繊維束は、形状的にみて原料混合物中で強固に絡み合わないので、原料混合物を型板上に均一に散布することが出来る。しかし該木質繊維束は表面から外出している微細な繊維の絡まり合いによって、マットや製品の強度を向上せしめる一方、その嵩高形状によって製品に可撓性、靱性を与える。しかし該木質繊維束の嵩高形状によって製品の吸水性が大きくなり、耐凍結融解性が悪化することを防止するために、セメント系無機粉体とケイ酸質含有材料との質量比率は４０：６０〜５０：５０の範囲に設定して、加熱プレスによる一次硬化およびオートクレーブ養生による二次硬化を促進し、未反応のセメント系無機粉体やケイ酸質含有材料が残存しないようにする。
マイカは製品の寸法安定性を改良し、また該木質繊維束と協同して製品の靱性、可撓性を改良する。
【００１０】
〔効果〕
本発明では軽量なかつ高強度で靱性に富み、更に寸法安定性が良く、耐凍結融解性および釘打ち適性に優れた木毛セメント板が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を以下に詳細に説明する。
〔セメント系無機粉体〕
本発明に用いられるセメント系無機粉体とは、ケイ酸カルシウムを主成分とした水硬性の無機粉体であり、このような無機粉体としては、例えばポルトランドセメント、あるいはポルトランドセメントに高炉スラグを混合した高炉セメント、火山灰や白土等のシリカ物質を混合したシリカセメント、フライアッシュを混合したフライアッシュセメント、アルミナセメント、高炉スラグ等がある。
【００１２】
〔ケイ酸質含有材料〕
本発明では上記セメント系無機粉体にケイ酸質含有材料を併用して、該セメント系無機材料の硬化反応を促進する。上記ケイ酸質含有材料としては、例えばシリカ粉、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、ドロマイト等が例示される。
【００１３】
〔木質繊維束〕
本発明に用いられる好ましい木質繊維束としては、直径０．１〜２．０ｍｍ、長さ２〜３５ｍｍの分枝および／または彎曲および／または折曲した嵩高形状を有し、かつ該木質繊維束自体の引張り強度が１５０〜２００Ｎ／ｍｍ2 であり、通常嵩比重０．０３〜０．０５ｇ／ｃｍ3 、目開き４．７５ｍｍの篩残分が４０質量％以上のものが用いられ。上記木質繊維束は表面から多数の微細繊維が外出している。上記木質繊維束の樹種としては、例えばイエローサイプレス、ヒノキ等がある。
【００１４】
〔マイカ〕
本発明において用いられるマイカとしては、平均粒径１５０〜２００μｍ、アスペクト比が５〜１０のフレーク状のものが望ましい。マイカは、通常層状構造を有し、吸湿性がなく、剛性を有する高弾性体であり、木質セメント板の寸法安定性を大幅に向上させることができる。
【００１５】
〔その他の成分〕
本発明の木質セメント板の原料としては、上記以外の成分として、セピオライト、ワラストナイト、ガラス繊維、ウイスカ等の無機繊維、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、パーライト、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、木片、木毛、木質繊維、パルプ、竹繊維、麻繊維、バカス、モミガラ、稲わら等の木質補強材等が添加されてもよい。なお、これらの例示は本発明を限定するものではない。
【００１６】
〔原料混合物の調製〕
本発明にあっては、前記したようにフォーミングした原料混合物のマットの硬化を促進して未反応物が残らないようにするために、上記セメント系無機粉体（Ｃ）と上記ケイ酸質含有材料（Ｓ）との質量比率（Ｃ／Ｓ）を４０：６０〜５０：５０の範囲に設定する。
上記木質繊維束は原料混合物中に、通常１５〜３５質量％、望ましくは２０〜３０質量％添加される。木質繊維束がこの範囲に満たない添加量では、木質セメント板の補強効果が充分でなく、この範囲を越える添加量では寸法安定性や耐凍結融解性が悪化する。
上記マイカは原料混合物中に、通常２〜８質量％の範囲で添加する。マイカの添加量が２質量％未満では、得られる木質セメント板の寸法安定性を十分に向上させることができず、マイカの含有量が８質量％を超えると、原料の均一混合がしにくゝなり、品質の安定した木質セメント板を得ることが困難になると共にコストアップにもなる。
【００１７】
〔木質セメント板の製造〕
本発明の木質セメント板を製造するには、通常上記組成を所定量混合した原料混合物に加水して水分含有量を通常３０〜５０質量％とし、該加水原料混合物を型板、搬送板、フラット板等の基板上に散布してマットをフォーミングし、該マットを基板と共に加熱プレスして一次硬化せしめる。上記加熱プレスにおいて適用される温度は通常６０〜１００℃であり、プレス圧は通常６〜７Ｎ／ｍｍ2 である。
上記一次硬化後、得られた一次硬化マットは脱型した上でオートクレーブ養生する。オートクレーブ養生の場合の養生条件は、通常８５％ＲＨ以上、温度１５０〜１８０℃で１０〜１８時間である。オートクレーブ養生後は乾燥工程を経て表面処理を行ない製品とする。
本発明の木質セメント板は二層構造あるいは三層構造とされてもよい。二層構造の場合にはまず微細ファイバーや木粉等の粒子径の細かい木質補強材が混合されている原料混合物を基板上に散布し、次いでその上に上記木質繊維束を含む原料混合物を散布して二層構造のマットをフォーミングし、該マットを加熱プレスおよびオートクレーブ養生して上記粒子径の細かい木質補強材を混合している原料混合物によって緻密構造の表層部を形成し、上記木質繊維束を含む原料混合物によって粗構造の裏層部を形成する。更に三層構造の場合には更にその上に粒子径の細かい木質補強材が混合されている原料混合物を散布して三層構造のマットをフォーミングし、該マットを加熱プレスおよびオートクレーブ養生して上記木質繊維束を含む原料混合物からなる層を芯層部とし、その上の粒子径の細かい木質補強材が混合されている原料混合物からなる層を裏層部とする。また三層構造を形成する場合には、上記二層構造のマットを二枚積層して加熱圧締し、加熱プレスおよびオートクレーブ養生してもよい。この場合は該マットは上記木質繊維束が含まれている原料混合物からなる層相互が接触するように積層される。
【００１８】
〔実施例１〜５，比較例１〜５〕
表１に示す組成の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、８０℃、６５ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で１２時間加熱プレスして該マットを一次硬化せしめた後脱型し、１６５℃で１２時間オートクレーブ養生して試料とした。
該試料の物性評価結果を表１に示した。
【００１９】
【表１】
2006062883.tif 000002
【００２０】
表１から明らかなように、本発明の木質セメント板である実施例１〜５の試料は、いずれも曲げ強度が２０Ｎ／ｍｍ2 以上であり、ヤング率、たわみ量共に充分大きく、良好な靱性を有することが認められ、また寸法安定性、耐凍結融解性、釘打ち適性も良好である。マイカを添加せず木質繊維束を４０質量％添加した比較例１は曲げ強度、寸法安定性、耐凍結融解性に劣り、また靱性も不充分であり、マイカを添加せず木質繊維束を１５質量％にとどめた比較例２は比重が１．３を越え（１．３３）、曲げ強度が充分でなく、かつ靱性も若干不足しており、更に釘打ち適性にも劣る。一方マイカを８質量％以上含む（１０質量％）比較例３は曲げ強度に劣り、靱性も若干不足し、かつ耐凍結融解性も若干悪い。Ｃ／Ｓが５０：５０よりも大きい比較例４はたわみ量が若干小さく、釘打ち適性も悪い。またＣ／Ｓが４０：６０よりも小さい比較例５は曲げ強度が２０Ｎ／ｍｍ2 に満たず、またたわみ量も若干小さく、かつ耐凍結融解性も若干悪い。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の木質セメント板は軽量でかつ高強度で靱性に富み、更に寸法安定性が良く、耐凍結融解性および釘打ち適性に優れているから、建築物の外壁材等に有用である。