(57)【要約】  【課題】  木質材料より溶出するセメント硬化阻害成分による悪影響を防止しつつ、木質セメント成形体を効率よく製造することを一の課題とする  【手段】  セメント硬化阻害成分を含有する木質材料を、該木質材料とアルカリ性溶液とを接触させてセメント硬化阻害成分を溶出させるセメント硬化阻害成分溶出工程と、木質材料に付着したアルカリ性溶液を除去するアルカリ性溶液除去工程とによって処理し、処理された該木質材料を使用することを特徴とする木質セメント成形体の製造方法による。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント硬化阻害成分を含有する木質材料を、該木質材料とアルカリ性溶液とを接触させてセメント硬化阻害成分を溶出させるセメント硬化阻害成分溶出工程と、木質材料に付着したアルカリ性溶液を除去するアルカリ性溶液除去工程とによって処理し、処理された該木質材料を使用することを特徴とする木質セメント成形体の製造方法。
【請求項２】
前記セメント硬化阻害成分溶出工程において、前記木質材料と前記アルカリ性溶液とが接触された状態で、該木質材料を解繊することを特徴とする請求項１記載の木質セメント成形体の製造方法。
【請求項３】
前記アルカリ性溶液が、ｐＨ１０〜１４の水酸化ナトリウム水溶液および水酸化カルシウム水溶液の少なくとも何れか一方であることを特徴とする請求項１又は２に記載の木質セメント成形体の製造方法。
【請求項４】
前記アルカリ性溶液が、ｐＨ１０〜１４の生コンクリートスラッジ水であることを特徴とする請求項１又は２に記載の木質セメント成形体の製造方法。
【請求項５】
前記セメント硬化阻害成分溶出工程において前記木質材料と接触させたアルカリ性溶液よりセメント硬化阻害成分を吸着除去するセメント硬化阻害成分吸着工程を備え、セメント硬化阻害成分を吸着除去した後のアルカリ性溶液を、前記セメント硬化阻害成分溶出工程におけるアルカリ性溶液として再利用することを特徴とする請求項１〜４に何れかに記載の木質セメント成形体の製造方法。
【請求項６】
前記セメント硬化阻害成分吸着工程において、前記木質材料と接触させたアルカリ性溶液と多孔質材料とを接触させることにより、該アルカリ性溶液からセメント硬化阻害成分を吸着除去することを特徴とする請求項５記載の木質セメント成形体の製造方法。
【請求項７】
前記多孔質材料が、ＢＥＴ比表面積３０ｍ2／ｇ以上の活性炭およびＢＥＴ比表面積３０ｍ2／ｇ以上のケイ酸カルシウム水和物の少なくとも何れか一方であることを特徴とする請求項６記載の木質セメント成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木質セメント成形体の製造方法に関し、より詳しくは、木質材料から溶出するセメント硬化阻害成分によるセメントの硬化阻害を抑制しつつ木質セメント成形体を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
木質セメント成形体とは、木片、木毛又は古紙などの木質材料を混合して製造されたセメント成形体である。該木質セメント成形体は、準不燃材料としての性能を有すること、および遮音性、吸音性、断熱性に優れていることから、居住性の向上や省エネルギー化を図ることができ、住宅用の建材として使用されている。
【０００３】
しかしながら、前記木質材料には、セメントの硬化を阻害する成分（本発明において、セメント硬化阻害成分ともいう）として、例えば、フッ化物、リン酸塩、ホウ酸塩等の無機物や、オキシカルボン酸類、ケトカルボン酸類、糖アルコール類、糖類等の有機物などが含まれている。
【０００４】
従って、木質セメント成形体における木質材料の添加率を増やすと、これらセメント硬化阻害成分の影響によってセメントの硬化が阻害され、成形体の強度が低下する恐れがある。
【０００５】
従来、このようなセメント硬化阻害成分によるセメントの硬化阻害を防止する方法として、例えば、（１）木質材料をセメント硬化促進作用のある溶液で湿潤処理し、該処理後の木質材料を用いて木質セメント成形体を製造する方法（特許文献１）、（２）塩化物、硫酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、蟻酸塩および酢酸塩などの硬化促進剤を添加して木質セメント成形体を製造する方法（特許文献２）、（３）速硬系のセメントを用いて木質材料を被覆し、該木質材料を用いて木質セメント成形体を製造する方法（特許文献３）、などが検討されている。
【特許文献１】特公平７−１０２９８４号公報
【特許文献２】特開平１０−３３８５６１号公報
【特許文献３】特許第３０１５９８７号公報
【０００６】
しかしながら、前記従来技術（１）および（２）は、木質セメント成形体からセメント硬化阻害成分が溶出する前に、前記硬化促進剤の作用によってセメントの硬化反応を完了させることを意図したものであるが、セメント硬化阻害成分の影響が大きい場合には硬化促進剤の添加量も増やす必要があり、硬化後の成形体の物性（例えば、寸法安定性や耐久性など）に悪影響を及ぼすおそれがある。
また、木質セメント成形体を量産する場合には、成形体の製造工程において循環利用されるリサイクル液中に前記硬化促進剤が濃縮されてしまい、可使時間の制御が困難となるおそれがある。
さらに、硬化促進剤として塩化物などを用いた場合には発錆の危険性があり、このような種々の問題を有する硬化促進剤の利用は、必ずしも有効な方法とは言い難い。
【０００７】
また、前記従来技術（３）では、まず木質材料を速硬系セメントで被覆するための複雑な前工程が必要となるため、作業性が煩雑になるという問題がある。しかも、前工程で用いる速硬系セメントの可使時間の制御が極めて難しいため、前処理工程をも含めた工程管理に手間がかかるという問題がある。
【０００８】
さらに、このような従来技術の問題点に鑑み、（４）木質材料に水を加えてセメント硬化阻害成分を溶出させて除去した後、該木質材料を用いて木質セメント成形体を製造する方法（特許文献４）、（５）木質材料とともにセメント硬化阻害成分吸着材を混合して木質セメント成形体を製造する方法（特許文献５）なども開示されている。
【特許文献４】特開２００５−２７２２００号公報
【特許文献５】特開２００５−２８１０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来技術（４）では、木質材料に含まれるセメント硬化阻害成分を短時間では十分に除去することができず、該木質材料を用いて製造した木質セメント成形体は、強度発現性が十分でないという問題がある。
【００１０】
また、前記従来技術（５）では、セメント硬化阻害成分吸着材を添加することにより、木質セメント成形体の製造コストが高くなるという問題や、阻害成分の含有量に応じて吸着剤の添加量を調整する必要があり、また、吸着剤を添加し過ぎると、かえって強度低下を引き起こすという問題がある。
【００１１】
このような従来技術の問題点に鑑み、本発明は、木質材料より溶出するセメント硬化阻害成分による悪影響を防止しつつ、木質セメント成形体を効率よく製造することを一の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決すべく、本発明に係る木質セメント成形体の製造方法は、セメント硬化阻害成分を含有する木質材料を、該木質材料とアルカリ性溶液とを接触させてセメント硬化阻害成分を溶出させるセメント硬化阻害成分溶出工程と、木質材料に付着したアルカリ性溶液を除去するアルカリ性溶液除去工程とによって処理し、処理された該木質材料を使用することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る木質セメント成形体の製造方法によれば、木質材料とアルカリ性溶液とを接触させることによってセメント硬化阻害成分を速やかに溶出させ、さらに該木質材料に付着したアルカリ性溶液を除去することにより、アルカリ成分及びセメント硬化阻害成分を除去し、セメントの硬化反応阻害による強度低下のない木質セメント成形体を効率よく製造することができる。
【００１４】
また、本発明に係る木質セメント成形体の製造方法は、好ましくは、前記セメント硬化阻害成分溶出工程において、前記木質材料とアルカリ性溶液とを接触させた状態で、該木質材料を解繊することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る木質セメント成形体の製造方法は、好ましくは、前記アルカリ性溶液が、ｐＨ１０〜１４の水酸化ナトリウム水溶液および水酸化カルシウム水溶液の少なくとも何れか一方であることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る木質セメント成形体の製造方法は、好ましくは、前記アルカリ性溶液が、生コンクリート工場またはコンクリート二次製品工場から発生するｐＨ１０〜１４の生コンクリートスラッジ水であることを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明に係る木質セメント成形体の製造方法は、好ましくは、前記セメント硬化阻害成分溶出工程において前記木質材料と接触させたアルカリ性溶液よりセメント硬化阻害成分を吸着除去するセメント硬化阻害成分吸着工程をさらに備え、セメント硬化阻害成分を吸着除去した後のアルカリ性溶液を、前記セメント硬化阻害成分溶出工程におけるアルカリ性溶液として利用することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る木質セメント成形体の製造方法は、好ましくは、前記セメント硬化阻害成分吸着工程において、前記木質材料と接触させたアルカリ性溶液と多孔質材料とを接触させることによりセメント硬化阻害成分を吸着除去することを特徴とする。
前記多孔質材料は、好ましくは、ＢＥＴ比表面積３０ｍ2／ｇ以上の活性炭およびＢＥＴ比表面積３０ｍ2／ｇ以上のケイ酸カルシウム水和物の少なくとも何れか一方とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る木質セメント成形体の製造方法によれば、木質材料中に含まれるセメント硬化阻害成分を簡便且つ効果的に除去することができ、強度低下の抑制された木質セメント成形体を簡易且つ低コストで製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明に係る木質セメント成形体の製造方法は、上述の如く、木質材料をセメント硬化阻害成分溶出工程およびアルカリ性溶液除去工程によって処理し、このような処理工程によって処理された木質材料を使用することを特徴とするものである。
図１は、本発明の一実施形態を示したフロー図である。
【００２１】
先ず、セメント硬化阻害成分溶出工程において、該木質材料とアルカリ性溶液とを接触させてセメント硬化阻害成分を溶出させる。
木質材料とアルカリ性溶液とを接触させる具体的な方法としては、木質材料からアルカリ性溶液中へとセメント硬化阻害成分を充分に溶出させ得る方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、木質材料をアルカリ性溶液中に浸漬させる方法や、木質材料にアルカリ性溶液を散布する方法等を採用することができる。
【００２２】
本発明において使用する前記木質材料としては、木片、木毛又は古紙などの繊維質のものであれば特に限定されず、用途に応じて種々の木質材料を使用することができる。
【００２３】
また、本発明において使用する前記アルカリ性溶液としては、ｐＨ１０〜１４の水酸化ナトリウム水溶液および水酸化カルシウム水溶液の少なくとも何れか一方を好適に使用することができる。
斯かるアルカリ性溶液を使用することにより、木質材料を構成する繊維中に含まれるセメント硬化阻害成分を、より効果的に溶出させることができ、該セメント硬化阻害成分をより確実に除去することができる。
【００２４】
また、本発明において使用する前記アルカリ性溶液としては、ｐＨ１０〜１４の生コンクリートスラッジ水を好適に使用することができる。
ここで「生コンクリートスラッジ水」とは、生コンクリート工場やコンクリート二次製品工場などにおいて、ミキサ等の製造設備を洗浄した際に排水として回収される懸濁水を意味するものである。該生コンクリートスラッジ水は、セメント水和物や骨材微粒子などの固形分を含み、特にその上澄み液には、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）2）が溶解されたものである。
【００２５】
このような生コンクリートスラッジ水をアルカリ性溶液として採用することにより、該生コンクリートスラッジ水と接触された木質材料は、セメント組成物中に混練した状態と略同様の条件に晒されることとなり、セメント組成物という特有の環境化において溶出されやすいセメント硬化阻害成分を効率よく溶出させることができる。
【００２６】
また、該生コンクリートスラッジ水をアルカリ性溶液として採用することにより、敢えて特別な溶液等を準備する必要がないという利点もある。
さらに、本発明に係る木質セメント成形体の製造方法を実施する生コンクリート工場やコンクリート二次製品工場では、モルタルやコンクリートなどのセメント組成物を調製する際にこのような生コンクリートスラッジ水が必然的に排出されるため、生コンクリートスラッジ水を有効に利用でき、木質セメント成形体を経済的に製造し得るという効果がある。
【００２７】
該木質材料と接触させるアルカリ性溶液の量は、特に限定されず、適宜条件に応じて任意に決定することができる。例えば、木質材料をアルカリ性溶液中に浸漬することにより両者を接触させる場合には、木質材料１００重量部に対してアルカリ性溶液を２００〜３０００重量部とすることが好ましく、５００〜２０００重量部とすることがより好ましい。このような重量比率で木質材料をアルカリ性溶液中に浸漬させることにより、セメント硬化阻害成分を十分に溶出させて木質セメント成形体の強度に及ぼす悪影響を抑制し、しかも、取り扱うアルカリ性溶液の量が多すぎず作業性も良好となる。
【００２８】
また、木質材料をアルカリ性溶液中に浸漬させた際には、浸漬させた状態で１時間以上放置又は攪拌することが好ましく、その後、ろ過等によって両者を分離する。セメント硬化阻害成分をより確実に溶出させるためには、新たなアルカリ性溶液を用いて上記のような浸漬及びろ過を繰り返すことが好ましい。アルカリ性溶液中への浸漬および分離を複数回繰り返すことにより、木質材料からセメント硬化阻害成分をより確実に溶出させることができる。
【００２９】
また、木質材料とアルカリ性溶液とが接触された状態、例えば、上述のように木質材料をアルカリ性溶液中に浸漬した状態や、或いは両者を一旦分離され木質材料にアルカリ性溶液が付着した状態において、該木質材料の繊維質を解きほぐして綿状にすること（本発明において、解繊ともいう）が好ましい。
木質材料とアルカリ性溶液とが接触された状態において該木質材料で解繊することにより、該木質材料を速やかに解繊することができ、その結果、該木質材料中に含まれるセメント硬化阻害成分の溶出を促進させることができる。木質材料を解繊するための手段としては、例えば、攪拌機、粉砕機又は切さい機等を使用することができる。
【００３０】
このようなセメント硬化阻害成分溶出工程を経た後、該木質材料は、他の材料と混合する前に、該木質材料に付着したアルカリ性溶液を除去するアルカリ性溶液除去工程において処理される。
【００３１】
アルカリ性溶液除去工程としては、水中への浸漬、水中での攪拌、ろ過、脱水、乾燥、遠心分離などの処理を適宜組み合わせた方法を採用することができる。具体的には、木質材料を水中に浸漬した後、所定時間攪拌した後に両者をろ過して分離する方法が好ましく、このような浸漬及びろ過を複数回繰り返すことがより好ましい。
このようなアルカリ性溶液除去工程によって木質材料を処理することにより、アルカリ性溶液が木質セメント成形体の製造時に混入されてしまう不具合を、より有効に抑制することができる。
【００３２】
尚、前記セメント硬化阻害成分溶出工程におけるアルカリ性溶液として、前記生コンクリートスラッジ水を用いた場合には、該アルカリ性溶液が木質繊維中に残存しても、木質セメント成形体の強度発現に影響が小さく、上記のようなアルカリ性溶液除去工程の簡略化を図ることができる。
【００３３】
また、前記セメント硬化阻害成分溶出工程で発生するセメント硬化阻害成分を含有したアルカリ性溶液や、前記アルカリ性溶液除去工程で発生するセメント硬化阻害成分を含有した洗浄水を有効に利用するためには、これらアルカリ性溶液や洗浄水を多孔質材料に接触させて、セメント硬化阻害成分や他の有機物等を多孔質材料に吸着させるセメント硬化阻害成分吸着工程をさらに設けることが好ましい。
【００３４】
該多孔質材料は、特に限定されるものではないが、活性炭又はケイ酸カルシウム水和物を採用すれば、有効にセメント硬化阻害成分を吸着させることができる。
【００３５】
該ケイ酸カルシウム水和物としては、公知の合成ケイ酸カルシウム水和物及び天然ケイ酸カルシウム水和物の少なくとも何れか１種の粉末を好適に用いることができる。合成ケイ酸カルシウム水和物としては、例えば、石灰原料とケイ酸原料とから水熱反応により得られたゾノトライト、トバモライト、フォシャジャイト、ジャイロライト、ヒレブタンライト、ローゼンハナイト、トラスコタイト、リエライト、カルシオコンドロダイト、アフィライト、準結晶質ケイ酸カルシウム水和物（Ｃ−Ｓ−Ｈｎ）等が挙げられる。
【００３６】
また、多孔質材料としては、ＢＥＴ比表面積値３０ｍ2／ｇ以上のものを用いることが好ましく、ＢＥＴ比表面積値６０ｍ2／ｇ以上のものを用いることがより好ましい。
多孔質材料のＢＥＴ比表面積値を３０ｍ2／ｇ以上とすると、粒子表面よりも粒子の空隙中に前記硬化阻害成分を吸着させることができ、６０ｍ2／ｇ以上とすると、更に多くの硬化阻害成分を吸着させることが可能となる。
尚、本発明におけるＢＥＴ比表面積は、窒素ガスの吸着量に基づいて求めたＢＥＴ法による比表面積値を意味する。
【００３７】
そして、このような工程によって処理された木質材料を、セメント等の他の材料とともに混合し、板状等の所定の形状に成形して硬化させることにより、木質セメント成形体を製造することができる。
木質セメント成形体の製造に用いる他の材料としては、各種セメントの他、フライアッシュ、高炉スラグ微粉末などの無機粉体、ならびに必要に応じて添加されるコンクリート用混和剤などを挙げることができる。
【００３８】
このように、本発明に係る木質セメント成形体の製造方法によれば、木質材料中に含まれるセメント硬化阻害成分を効果的に除去することができ、木質セメント成形体の強度低下を抑制でき、簡易且つ低コストで木質セメント成形体を製造することが可能となる。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例を挙げて本発明について詳述するが、本発明は当該実施例に限定されるものではない。
【００４０】
（実施例１）
木質材料としてセメント硬化阻害成分を含むパルプ５ｋｇを１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液２０ｋｇに浸漬し、２時間放置した後ろ過するという手順を２回繰り返した後、水道水で洗浄することにより、セメント硬化阻害成分を除去した木質材料を調製した。
斯かる木質材料１６．５重量部と、セメント（住友大阪セメント株式会社製、ポルトランドセメント）１９５重量部と、フライアッシュ（テクノ中部社製）１４５重量部と、高炉スラグ微粉末（名古屋エスメンド社製）２９２重量部と、水４１２．５重量部とを混合し、直径５０ｍｍ、長さ１００ｍｍの円柱状型枠に充填して８５℃で５時間および２０℃で１時間の養生を行った後、得られた供試体について圧縮強度を測定した。
【００４１】
（比較例１）
セメント硬化阻害成分を含むパルプをそのまま木質材料として使用し、他は実施例１と同様の手順で供試体を作製し、圧縮強度を測定した。
【００４２】
実施例１の圧縮強度は１２．５Ｎ／ｍｍ2で、比較例１の圧縮強度は３．６Ｎ／ｍｍ2となり、木質材料をそのまま用いた比較例１に対し、木質材料にアルカリ性溶液を加えてセメント硬化阻害成分を溶出させ、その後水道水で洗浄するという簡便な方法でセメント硬化阻害成分を除去した木質材料を用いた実施例１によれば、高い圧縮強度が得られることが確認された。
従って、本実施例により、圧縮強度の高い木質セメント成形体を簡易且つ低コストで製造し得ることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る木質セメント成形体の製造方法の一態様を示したフロー図。
【符号の説明】
【００４４】
１      木質セメント成形体の製造方法
２      セメント硬化阻害成分溶出工程
３      アルカリ性溶液除去工程
４      セメント硬化阻害成分除去工程
Ａ      木質材料
Ａ’    処理後の木質材料
Ｂ      アルカリ性溶液
Ｃ      洗浄水
Ｄ      他の材料
Ｅ      木質セメント成形体
【図１】
2008030967.tif 000003