(57)【要約】【課題】木質セメント板の製造時において十分な脱型時曲げ強度を効率良く且つ安定して得ることができ、木質セメント板の製品曲げ強度を十分に確保できるセメント組成物を提供する。【解決手段】本発明のセメント組成物は、木質セメント板の原料に使用されるセメント組成物であり、アルミナセメント、消石灰、半水石膏または無水石膏からなる熱硬化成分を１０〜２５重量％、ポルトランドセメントとシリカヒュームとからなるセメント成分を７５〜９０重量％含有し、有機カルボン酸のアルカリ金属塩が前記熱硬化成分と前記セメント成分の合計１００重量％に対して０．００１〜１重量％添加されている。さらにアルミナセメントの含有量は５〜１０重量％に設定され、セメント成分中のシリカヒュームの割合は５〜２５重量％に設定されている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質セメント板の原料に使用されるセメント組成物であって、
アルミナセメント、消石灰、半水石膏または無水石膏からなる熱硬化成分を１０〜２５重量％、
ポルトランドセメントとシリカヒュームとからなるセメント成分を７５〜９０重量％含有し、
有機カルボン酸のアルカリ金属塩が前記熱硬化成分と前記セメント成分の合計１００重量％に対して０．００１〜１重量％添加され、
前記アルミナセメントの含有量は５〜１０重量％に設定され、前記セメント成分中の前記シリカヒュームの割合は５〜２５重量％に設定されていることを特徴とするセメント組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のセメント組成物において、
前記セメント成分中の前記シリカヒュームの割合は１０〜２０重量％に設定されていることを特徴とするセメント組成物。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のセメント組成物において、
前記セメント成分の含有量は８０〜９０重量％に設定されていることを特徴とするセメント組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の外装材や内装材等の建築材料に用いられる木質セメント板の原料であるセメント組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建物の外装材や内装材等の建築材料として木質セメント板が用いられている。この木質セメント板を製造するには、最初にセメント組成物を木片等の木質材料及び水と混合し、得られた混合物を所定形状に成型した後に加熱して硬化させる。続いて、得られた硬化物を脱型してオートクレーブ養生し、その後に所定の含水率になるまで乾燥させて木質セメント板を得る。
【０００３】
木質セメント板の原料に使用されるセメント組成物としては、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されているセメント組成物が提案されている。
【０００４】
特許文献１のセメント組成物（加熱硬化型セメント組成物）は、アルミナセメント並びに無水石膏及び／又は半水石膏を主成分とする熱硬化成分とポルトランドセメントからなるセメント成分１００重量部に、有機カルボン酸のアルカリ金属塩を０．２〜２．０重量部加えてセメント組成物としたものである。さらに、特許文献１のセメント組成物は、ポルトランドセメントと珪酸質粉末との混合比率（重量比率）が３：７〜７：３に設定されている。
【０００５】
特許文献２のセメント組成物（硬化性無機材料）は、ポルトランドセメント、アルミナセメント、半水石膏、およびシリカフュームを含んでおり、アルミナセメントが１〜５重量％で含有されている。また、アルミナセメント／半水石膏の重量比は０．５〜２．５に設定され、ポルトランドセメント／シリカフュームの重量比は２．５〜５．５に設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２３１１６１号公報
【特許文献２】特開２０００−２９００５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のセメント組成物は、ポルトランドセメントと珪酸質粉末との混合割合が３：７〜７：３であるため、珪酸質粉末として微粉（比表面積１５ｍ２／ｇ以上）のシリカフュームを使用すると、セメント成分に占めるシリカフュームの割合が過剰になり、結合力のない未反応分が多くなる。したがって、このセメント組成物を原料にして製造される木質セメント板は製品曲げ強度を十分に確保できない。
【０００８】
また、特許文献２のセメント組成物は、熱硬化成分の主成分であるアルミナセメントが１〜５重量％で含有されているが、短時間の熱プレス成型では熱硬化成分として不充分である。そのため、このセメント組成物を木質材料及び水と混合して得られる混合物を所定形状に成型するときに、短時間の熱プレス成型では、通年で十分な脱型時曲げ強度を安定して得ることができない。
【０００９】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、木質セメント板の製造時において十分な脱型時曲げ強度を効率良く且つ安定して得ることができ、木質セメント板の製品曲げ強度を十分に確保することができるセメント組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者等は、鋭意研究の結果、前記課題を解決するために以下のようなセメント組成物を採用した。
【００１１】
本発明のセメント組成物は、木質セメント板の原料に使用されるセメント組成物であって、アルミナセメント、消石灰、半水石膏または無水石膏からなる熱硬化成分を１０〜２５重量％、ポルトランドセメントとシリカヒュームとからなるセメント成分を７５〜９０重量％含有し、有機カルボン酸のアルカリ金属塩が前記熱硬化成分と前記セメント成分の合計１００重量％に対して０．００１〜１重量％添加され、前記アルミナセメントの含有量は５〜１０重量％に設定され、前記セメント成分中の前記シリカヒュームの割合は５〜２５重量％に設定されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のセメント組成物において、セメント成分中のシリカヒュームの割合は１０〜２０重量％に設定されていることが好ましい。
【００１３】
また、本発明のセメント組成物において、セメント成分の含有量は８０〜９０重量％に設定されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のセメント組成物では、セメント成分中のシリカヒュームの割合を５〜２５重量％に設定した。つまり、ポルトランドセメントとシリカヒュームとの割合が５：９５〜２５：７５となり、従来の割合（３０：７０〜７０：３０）よりも少なくなる。よって、本発明のセメント組成物は、反応生成物が増えることによりセメント組成物を原料にして製造される木質セメント板の製品曲げ強度を十分に確保することができる。
【００１５】
また、本発明のセメント組成物では、アルミナセメントの含有量を５〜１０重量％に設定したので、従来（１〜５重量％）よりも熱硬化成分の主成分であるアルミナセメントの含有量が多くなる。したがって、このセメント組成物と木質補強材及び水との混合物を所定形状に成型するときに、短時間のプレスでも通年で十分な脱型時曲げ強度を安定して得ることができる。よって、本発明のセメント組成物は、木質セメント板の製造時において十分な脱型時曲げ強度を効率良く且つ安定して得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
本発明のセメント組成物は、木質セメント板の原料に使用される。本発明のセメント組成物は、アルミナセメント、消石灰、半水石膏または無水石膏からなる熱硬化成分を１０〜２５重量％、ポルトランドセメントとシリカヒュームとからなるセメント成分を７５〜９０重量％含有している。さらに、有機カルボン酸のアルカリ金属塩が熱硬化成分とセメント成分の合計１００重量％に対して０．００１〜１重量％添加されている。
【００１８】
本発明のセメント組成物を使用して木質セメント板を製造するには、最初にセメント組成物を木質材料及び水と混合して混合物を得る。続いて、混合物を所定形状に成型した後に加熱して硬化させて硬化物を得る。最後に、硬化物を脱型してオートクレーブ養生し、その後に所定の含水率になるまで乾燥させる。
【００１９】
上記で説明したように熱硬化成分の含有量は１０〜２５重量％に設定される。熱硬化成分の含有量が１０重量％未満であると、脱型時の強度が低く、製品がくずれやすい。また、２５重量％を超えるとオートクレーブ養生での反応成分量が減るため、製品曲げ強度が低くなる。
【００２０】
ポルトランドセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント等が挙げられる。
【００２１】
有機カルボン酸のアルカリ金属塩は、セメント組成物の可使時間を延長するために用いられる。有機カルボン酸のアルカリ金属塩の添加量は０．００１〜１重量％に設定される。添加量が０．００１重量％未満であると可使時間の延長効果が不十分となり、１重量％を超えても可使時間の延長効果が増さなくなる。
【００２２】
有機カルボン酸としては、例えば、クエン酸、グルコン酸、グルタール酸、グリコール酸、リンゴ酸等が挙げられる。その中でも、クエン酸、グルコン酸、グルタール酸、グリコール酸が好ましい。そのアルカリ金属塩としては、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩等が挙げられる。
【００２３】
さらに本発明のセメント組成物では、セメント成分中のシリカヒュームの割合を５〜２５重量％に設定している。つまり、ポルトランドセメントとシリカヒュームとの割合が５：９５〜２５：７５となり、従来の割合（３０：７０〜７０：３０）よりも少なくなる。よって、本発明のセメント組成物は、反応生成物が増えることにより木質セメント板の製品曲げ強度を十分に確保することができる。
【００２４】
また、本発明のセメント組成物において、セメント成分中のシリカヒュームの割合を１０〜２０重量％に設定することにより、反応生成物の量を最大にすることができる。
【００２５】
また、本発明のセメント組成物では、アルミナセメントの含有量を５〜１０重量％に設定している。これにより従来（１〜５重量％）よりも熱硬化成分の主成分であるアルミナセメントの含有量が多くなるので、木質材料及び水との混合物を所定形状に成型するときに、短時間のプレスでも通年で十分な脱型時曲げ強度を安定して得ることができる。よって、本発明のセメント組成物は、木質セメント板の製造時において十分な脱型時曲げ強度を効率良く且つ安定して得ることができる。
【００２６】
また、本発明のセメント組成物において、セメント成分の含有量を８０〜９０重量％に設定することにより、木質セメント板の十分な製品曲げ強度を確実に確保することができる。
【００２７】
なお、木質セメント板の製造に使用される木質材料としては、針葉樹（ベイツガ、エゾマツ、アカマツ等）、広葉樹（ブナ、メラビ等）を問わず使用することができ、パルプ、木毛、木粉、木片等の形状で使用される。木質セメント板の製造に際しては、本発明のセメント組成物１００重量％に対して、上記の木質材料を３０〜３５重量％、水を５５〜６５重量％混合したものが使用される。
【００２８】
次に、実施例および比較例を示して本発明を具体的に説明する。なお、ここで説明する実施例は、単に例示であって、本発明を限定するものではない。
【実施例１】
【００２９】
実施例および比較例では、アルミナセメント、消石灰、半水石膏からなる熱硬化成分と、ポルトランドセメントとシリカヒュームとからなるセメント成分とを混合したものにクエン酸ソーダ（クエン酸ナトリウム）を添加してセメント組成物を得た。このセメント組成物１００重量％に対し、細分化された木片３５重量％と水６０重量％とを加えて混合物を得た。この混合物を小型ホットプレス機の型枠に入れて９０℃で１０分間圧縮して硬化させた後脱型した。続いて１６０℃にて１１時間オートクレーブ養生を行った後、含水率が８％になるまで乾燥させて板厚が１５ｍｍの木質セメント板を得た。
【００３０】
下記の表１に、実施例及び比較例で使用したセメント組成物の材料と含有量（重量％）、セメント成分中のシリカヒュームの割合（重量％）を示す。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
＜実施例１＞
実施例１のセメント組成物では、アルミナセメント、消石灰、半水石膏からなる熱硬化成分の含有量を１５．６重量％、セメント成分の含有量を８４．４重量％に設定した。
また、クエン酸ソーダの添加量を熱硬化成分とセメント成分の合計１００重量％に対して０．００７重量％に設定した。
また、アルミナセメントの含有量を６．６重量％、セメント成分中のシリカヒュームの割合を１０重量％に設定した。
【００３３】
＜実施例２＞
実施例２のセメント組成物では、実施例１のセメント組成物と同様に熱硬化成分の含有量を１５．６重量％、セメント成分の含有量を８４．４重量％、クエン酸ソーダの添加量を０．００７重量％に設定した。
そして、実施例２のセメント組成物では、アルミナセメントの含有量を６．６重量％、セメント成分中のシリカヒュームの割合を１５重量％に設定した。
【００３４】
＜実施例３＞
実施例３のセメント組成物では、実施例１、２のセメント組成物と同様に熱硬化成分の含有量を１５．６重量％、セメント成分の含有量を８４．４重量％、クエン酸ソーダの添加量を０．００７重量％に設定した。
そして、実施例３のセメント組成物では、アルミナセメントの含有量を６．６重量％、セメント成分中のシリカヒュームの割合を２０重量％に設定した。
【００３５】
＜実施例４＞
実施例４のセメント組成物では、実施例１−３のセメント組成物と同様に熱硬化成分の含有量を２１．６重量％、セメント成分の含有量を７８．４重量％、クエン酸ソーダの添加量を０．００７重量％に設定した。
そして、実施例４のセメント組成物では、アルミナセメントの含有量を９．１重量％、セメント成分中のシリカヒュームの割合を１５重量％に設定した。
【００３６】
＜実施例５＞
実施例５のセメント組成物では、実施例１−４のセメント組成物と同様に熱硬化成分の含有量を２１．６重量％、セメント成分の含有量を７８．４重量％、クエン酸ソーダの添加量を０．００７重量％に設定した。
そして、実施例５のセメント組成物では、アルミナセメントの含有量を９．１重量％、セメント成分中のシリカヒュームの割合を１０重量％に設定した。
【００３７】
＜比較例１＞
比較例１のセメント組成物では、熱硬化成分の含有量を９．５重量％、セメント成分の含有量を９０．５重量％、クエン酸ソーダの添加量を０．００７重量％に設定した。
また、比較例１のセメント組成物では、アルミナセメントの含有量を４．０重量％、セメント成分中のシリカヒュームの割合を１５重量％に設定した。
【００３８】
＜比較例２＞
比較例２のセメント組成物では、比較例１のセメント組成物と同様に熱硬化成分の含有量を９．５重量％、セメント成分の含有量を９０．５重量％、クエン酸ソーダの添加量を０．００７重量％に設定した。
また、比較例２のセメント組成物では、アルミナセメントの含有量を４．０重量％、セメント成分中のシリカヒュームの割合を１０重量％に設定した。
【００３９】
＜比較例３＞
比較例３のセメント組成物では、比較例１、２のセメント組成物と同様に熱硬化成分の含有量を９．５重量％、セメント成分の含有量を９０．５重量％、クエン酸ソーダの添加量を０．００７重量％に設定した。
また、比較例３のセメント組成物では、アルミナセメントの含有量を４．０重量％、セメント成分中のシリカヒュームの割合を５重量％に設定した。
【００４０】
＜比較例４＞
比較例４のセメント組成物では、実施例４、５のセメント組成物と同様に熱硬化成分の含有量を２１．６重量％、セメント成分の含有量を７８．４重量％、クエン酸ソーダの添加量を０．００７重量％に設定した。
また、比較例４のセメント組成物では、アルミナセメントの含有量を９．１重量％、セメント成分中のシリカヒュームの割合を３０重量％に設定した。
【００４１】
以上説明した実施例と比較例のセメント組成物を原料とした木質セメント板に対し、冬場（製造時気温２０℃）と夏場（製造時気温３０℃）を想定した脱型時曲げ強度と製品曲げ強度の試験を行った。
【００４２】
脱型時曲げ強度の評価は、５Ｎ／ｍｍ２以上の場合は「○（良好）」とし、５Ｎ／ｍｍ２未満の場合は「×（不良）」とした。上記の表１に結果を示す。
【００４３】
製品曲げ強度の評価は、８Ｎ／ｍｍ２以上の場合は「○（良好）」とし、８Ｎ／ｍｍ２未満の場合は「×（不良）」とした。上記の表１に結果を示す。
【００４４】
総合評価は、脱型時曲げ強度の評価と製品曲げ強度の評価が冬場、夏場の双方とも「○（良好）」の場合は「○（良好）」とし、そうでない場合は「×（不良）」とした。上記の表１に結果を示す。
【００４５】
＜実施例と比較例の比較＞
表１に示すように、比較例（１）〜（４）は全て脱型時曲げ強度及び製品曲げ強度が不良であった。実施例（１）〜（５）では、全て脱型時曲げ強度及び製品曲げ強度が良好であった。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上説明したように本発明のセメント組成物では、木質セメント板の製造時において十分な脱型時曲げ強度を効率良く且つ安定して得ることができ、木質セメント板の製品曲げ強度を十分に確保できる。したがって、本発明のセメント組成物を、木質セメント板に係る技術分野で十分に利用することができる。