(57)【要約】【課題】セメントの速やかな硬化が可能で、塩化物に起因する上記問題のない木質セメント板およびその製造方法を提供することである。【解決手段】セメント系無機材料と木質補強材とを主原料とした原料に、蟻酸マグネシウムを添加混合し、該混合物を基板上に散布してマットをフォ−ミングし、該マットを圧締して一次硬化養生せしめ、該一次硬化養生マットを常温養生又はオ−トクレ−ブ養生することを特徴とする木質セメント板及び木質セメント板の製造方法【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント系無機材料と木質補強材とを主原料とした原料に、蟻酸マグネシウムを添加混合し、該混合物にてマットをフォ−ミングし、該マットを硬化養生せしめたことを特徴とする木質セメント板
【請求項２】
セメント系無機材料と木質補強材とを主原料とした原料に、蟻酸マグネシウムを添加混合し、該混合物を基板上に散布してマットをフォ−ミングし、該マットを圧締して一次硬化養生せしめ、該一次硬化養生マットを常温養生又はオ−トクレ−ブ養生することを特徴とする木質セメント板の製造方法
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として建築物に使用される木質セメント板およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
木質セメント板は、木質補強材とセメント系無機材料とを主な原料として湿式法、乾式法、あるいは半乾式法によって製造されている。
該木質補強材としては、木片、木毛、木質パルプ等が用いられるが、近年木質資源が不足の傾向にあり、また地球環境保護の観点からも木質資源の節約が求められている。
したがって、最近では、木質資源の節約のために木造建築物を解体する際に発生する古材、製材工程から発生する鋸屑や端材、針葉樹の間伐材、木質セメント板のスクラップ等、従来では埋め立てや焼却して処分されている木質スクラップから再生した木質補強材の使用が検討されている。
【０００３】
しかしながら、上記木質スクラップは多種多様の樹種からなり、したがって該木質スクラップにはセメントの硬化阻害物質となる糖類等を多量に含む樹種も混入され、このような樹種を木質スクラップから除去することは非常に手間がかかり困難な作業となる。
したがって木質スクラップから再生した木質補強材を木質セメント板の原料として実用的に使用するには、セメントの硬化を円滑に進めることができるようにしなければならない。
【０００４】
【従来の技術】
従来より、木質補強材に含有される糖類等によるセメント硬化阻害を解消するために、木質補強材中に塩化カルシウムや塩化マグネシウム等の金属塩化物を硬化促進剤として含浸させたり混合することによってセメントの硬化を促進する方法が提供されている。
木質補強材から溶出したセメント硬化阻害物質たる糖類等は不溶物として未反応セメントクリンカ−の周囲を覆うが、上記金属塩化物は該不溶物を溶解するため、該不溶物が溶解した部分から水が侵入して、未反応セメントクリンカ−とが反応し、セメントの硬化が開始する。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５９−１８１５３号
【特許文献２】
特開昭６０−１１８６５８号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記塩化カルシウムは該糖類等の不溶物を部分的に溶解し、該不溶物が溶解した部分から侵入した水が未反応セメントクリンカ−と反応することによってセメントの硬化が進行するため、該硬化反応速度は大きくなく、したがって上記金属塩化物による硬化促進作用は十分であるとはいい難かった。
さらに、上記金属塩化物は、鉄等の金属を錆びさせたり、塩素・塩化物によっては人体に悪影響を及ぼしたり、焼却時にダイオキシンの発生原因となる等、種々の問題を有している。
したがって、本発明の課題は、セメントの速やかな硬化が可能で、塩化物に起因する上記問題のない木質セメント板およびその製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本請求項１に記載の発明は、セメント系無機材料と木質補強材とを主原料とした原料に、蟻酸マグネシウムを添加混合し、該混合物にてマットをフォ−ミングし、該マットを硬化養生せしめたことによって得られた木質セメント板であることを特徴としている。
上記の構成によれば、セメントの速やかな硬化が可能で、塩化物に起因する問題のない木質セメント板を提供することが出来る。
【０００８】
また、本請求項２に記載の発明は、セメント系無機材料と木質補強材とを主原料とした原料に、蟻酸マグネシウムを添加混合し、該混合物を基板上に散布してマットをフォ−ミングし、該マットを圧締して一次硬化養生せしめ、該一次硬化養生マットを常温養生又はオ−トクレ−ブ養生することを特徴とする木質セメント板の製造方法である。
上記の構成によれば、セメントの速やかな硬化が可能で、塩化物に起因する問題のない木質セメント板を製造することが出来る。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体的に説明する。
［セメント系無機材料］
本発明に使用されるセメント系無機材料とは、ケイ酸カルシウムを主成分とした水硬性の無機材料であり、このような無機材料としては例えばポルトランドセメント、高炉スラグセメント、フライアッシュセメント、シリカセメント、アルミナセメント、白色セメント等のセメント類がある。
上記セメント類は二種以上混合使用されてもよい。
【００１０】
［木質補強材］
本発明に使用される木質補強材としては、木粉、木片、木毛、木質繊維、木質パルプ、木質繊維束、ドライパルプ等の形状のものが使用される。
好ましい木質補強材の形状としては、巾０．５〜２．０ｍｍ、長さ１〜２０ｍｍ、長さと厚みの比率（アスペクト比）が２０〜３０の木片や、直径０．１〜２．０ｍｍ、長さ２〜３５ｍｍの分枝および／または彎曲および／または折曲した木質繊維束がある。
また、本発明に使用される木質補強材の樹種としては、ひのき、杉辺材、ひば、松、あかまつ、いたや楓、白樺辺材、もみ、みずなら、米ひば、米ひのき、レッドラワン等のセメント硬化阻害物質の少ない樹種はもちろん、杉芯材、からまつ、なら、けやき、米杉、米松、米つが、イエロ−ラワン、ケナフ、竹、麻、バガス、もみ殻等の比較的セメント硬化阻害物質を多く含む樹種についても使用出来る。
上記木質補強材は二種以上混合されてもよい。
【００１１】
［骨材］
上記セメント系無機材料および木質補強材以外に、本発明においては骨材、特に軽量骨材を混合してもよい。
上記骨材としては、例えば、ケイ砂、ケイ石粉等が使用され、上記軽量骨材としては、例えばパ−ライト、シラスバル−ン、膨張頁石、膨張粘土、焼成珪藻土、フライアッシュ、石炭ガラ等が使用される。
【００１２】
［第三成分］
上記混合物には、所望なれば更に硫酸アルミニウム、硫酸マグネシウム、アルミン酸塩類、水ガラス等の硬化促進剤やロウ、ワックス、パラフィン、界面活性剤、シリコン等の防水剤や撥水剤等が混合されてもよい。
【００１３】
［蟻酸マグネシウム］
本発明で使用する蟻酸マグネシウムは、水溶液として添加することが好ましい。
マグネシウムはアルカリ土類金属に属し、セメント硬化阻害物質である糖類等の木質溶出有機成分を不溶、固定化する効果が大きい。
マグネシウムはカルシウムよりも元素周期律表の上段に位置するため、一般に同じ対イオンによる塩を生成した場合、マグネシウム塩はカルシウム塩よりも溶解度が小さくイオン化傾向が小さいので、セメント硬化阻害物質である木質溶出有機成分が共存する場合、未反応セメントクリンカ−を被覆して不溶物となった木質溶出有機成分を分解させ、セメントの水和反応を進行させると同時に、この物質とマグネシウムが塩となった場合には速やかに固定化してイオン化せず、木質溶出有機成分がセメントに接触することを防止する。
またカルシウムよりも原子量が小さいため、同質量でもモル数が大きくなり、木質溶出有機成分に対する反応性がよい。
上記蟻酸マグネシウムの添加量は、セメントに対して又はセメントとケイカル反応する骨材との合計１００質量部に対して通常０．５〜７．０質量比とされる。
【００１４】
［木質セメント板の製造方法］
本発明においては、半乾式製法または乾式製法によって木質セメント板を製造する。
半乾式製法の場合、まず、上記セメントおよび木質補強材、そして所望により骨材、第三成分を含有する混合物に、上記蟻酸マグネシウム及び水を添加混合するか又は蟻酸マグネシウム水溶液を添加混合し、得られた成形材料を基板上に散布してマットをフォ−ミングする。
水は該マットの水分含有率が１５〜６５質量％となるように添加するのが好ましい。
【００１５】
乾式製法の場合、まず、上記セメントおよび木質補強材、そして所望により骨材、第三成分を含有する混合物に、上記蟻酸マグネシウム及び水を添加混合するか又は蟻酸マグネシウム水溶液を添加混合し、得られた成形材料を基板上に散布してマットをフォ−ミングし、該マットに更に水を添加する。
更に添加する水は該マットの水分含有率が１５〜６５質量％となるように添加するのが好ましい。
【００１６】
以上のようにマットがフォ−ミングされたら、該マットを基板とともに圧締して加熱状態下で一次硬化養生せしめる。
該一次硬化養生において適用される温度は通常５０〜１００℃であり、圧締圧は通常２〜５ＭＰａである。
上記一次硬化養生後、得られた一次硬化養生体は脱型した上で常温養生またはオ−トクレ−ブ養生する。
常温養生は、通常常温で４〜１０日間行われ、オ−トクレ−ブ養生は、１３０〜１８０℃の温度で１０〜１８時間行われる。
常温養生またはオ−トクレ−ブ養生後は、乾燥工程を経て表面塗装等を行い、最終製品とする。
【００１７】
木質セメント板表面に凹凸模様を付する場合には、該基板の型面に該凹凸模様に対応した凹凸模様を形成しておけばよい。
また、表面に凹凸模様の無い平滑な木質セメント板を製造するには基板として直接搬送板を使用しても良い。
【００１８】
以上説明した本発明の方法によって、二層構造または三層構造の木質セメント板を製造することも出来る。
二層構造の場合には、まず粒子径の細かい木質補強材を混合した成形材料を基板上に散布し、次いでその上に粒子径の大きい木質補強材を混合した成形材料を散布して二層構造のマットをフォ−ミングし、該マットを圧締・加熱して上記粒子径の細かい木質補強材を混合した成形材料によって緻密構造の表層部を形成し、上記粒子径の大きい木質補強材を混合した成形材料によって粗構造の裏面部を形成する。
【００１９】
三層構造の場合には、上記二層構造の場合の粒子径の大きい木質補強材を混合した成形材料の上に更に粒子径の細かい木質補強材を混合した成形材料を散布して三層構造のマットをフォ−ミングし、該マットを圧締・加熱して上記粒子径の大きい木質補強材を混合した成形材料からなる層を芯層部とし、その上下の粒子径の細かい木質補強材を混合した成形材料からなる層を表裏層部とする。
また、上記二層構造のマットを、粒子径の大きい木質補強材を混合した成形材料からなる層相互が接触するように二枚積層して圧締・加熱してもよい。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を挙げる。
【００２１】
表１に示す配合にて実施例１〜６、比較例１、２を製造した。
原料配合は、配合原料に対して水分量４４質量％になるように水を添加し、均一混合した。
蟻酸マグネシウム及び塩化マグネシウムは、木片と廃材粉砕物を除く粉体の質量に対しての添加量である。
得られた原料混合物を基板上に散布してマットをフォ−ミングし、該マットを３．４ＭＰａで圧締し、そのまま５０℃、８時間で一次硬化養生した。
その後、圧締条件を解き、実施例１、２及び比較例１は常温４日で自然養生し、実施例３から６及び比較例２は、１６０℃、８時間キ−プでオ−トクレ−ブ養生し、その後、乾燥、塗装工程を経て製品とした。
これらの諸物性を表１に示す。
【００２２】
【表１】
2004203710.tif 000002
【００２３】
また、表２に示す配合にて三層構造の実施例７、８、比較例３を製造した。
原料配合は、配合原料に対して水分量３０質量％になるように水を添加し、均一混合した。
蟻酸マグネシウム及び塩化マグネシウムは、木質原料と廃材粉砕物と発泡ポリスチレンビ−ズを除いた粉体の質量に対しての添加量である。
得られた原料混合物の表裏層用の原料をまず基板上に散布して表層とし、その上に芯層用の原料を散布して芯層とし、更にその上に表裏層用の原料を散布して裏層として三層構造としてマットをフォ−ミングし、該マットを３．９ＭＰａで圧締し、そのまま５０℃、８時間で一次硬化養生した。
その後、圧締条件を解き、１６０℃、８時間キ−プでオ−トクレ−ブ養生し、その後、乾燥、塗装工程を経て製品とした。
これらの諸物性を表３に示す。
【００２４】
【表２】
2004203710.tif 000003
【００２５】
【表３】
2004203710.tif 000004
【００２６】
表１に示すように、実施例２と比較例１、実施例５と比較例２とを比べると、製品強度に相当する二次養生後の曲げ強度はさほど変わらなかったが、一次硬化養生後の曲げ強度は実施例のほうが高い値となった。
このことは、一次硬化養生後の曲げ強度が高くないと脱型等にて板材の破損等が生じやすく問題となるもので、一次硬化養生後の曲げ強度が製造工程中の時間を左右する重要因子であることによるものである。
【００２７】
また、厚み膨潤率においても、比較例１、２よりも実施例のほうが若干優れた値となった。
【００２８】
また、三層構造で製造した実施例８と比較例３においても、一次硬化養生後の曲げ強度、厚み膨潤率のいずれも塩化マグネシウムを使用した比較例３よりも蟻酸マグネシウムを使用した実施例８の方が優れた値を示した。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、セメント系無機材料と木質補強材とを主原料とした原料に、蟻酸マグネシウムを添加混合し、該混合物にてマットをフォ−ミングし、該マットを硬化養生せしめたことによって得られた木質セメント板であるので、セメントの速やかな硬化が可能で、塩化物に起因する問題のない木質セメント板を提供することが出来る。
【００３０】
また、請求項２に記載の発明は、セメント系無機材料と木質補強材とを主原料とした原料に、蟻酸マグネシウムを添加混合し、該混合物を基板上に散布してマットをフォ−ミングし、該マットを圧締して一次硬化養生せしめ、該一次硬化養生マットを常温養生又はオ−トクレ−ブ養生することを特徴とする木質セメント板の製造方法であるので、セメントの速やかな硬化が可能で、塩化物に起因する問題のない木質セメント板を製造することが出来る。