(57)【要約】【課題】だまの発生や分散性の低下がなく、硬化時間の遅延もないパルプ繊維を含有する窯業系建材物の製造方法を提供する。【解決手段】パルプ繊維を含有する窯業系建材物の製造方法において、解繊したパルプ繊維に未発泡の有機発泡性材料を混合し、圧縮して、搬送容易なパルプ圧縮体とした後、該パルプ圧縮体中の有機発泡性材料を発泡させることにより再解繊し、原料パルプ繊維とする。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルプ繊維を含有する窯業系建材物の製造方法において、解繊したパルプ繊維に未発泡の有機発泡性材料を混合し、圧縮して、搬送容易なパルプ圧縮体とした後、該パルプ圧縮体中の有機発泡性材料を発泡させることにより再解繊し、原料パルプ繊維とすることを特徴とする窯業系建材物の製造方法。
【請求項２】
有機発泡性材料は、アクリロニトリル、塩化ビニリデン、ポリスチレン、およびポリウレタンからなる群より選択される請求項１の窯業系建材物の製造方法。
【請求項３】
発泡は、真空減圧処理により行う請求項１または２のいずれかの窯業系建材物の製造方法。
【請求項４】
発泡は、水蒸気処理により行う請求項１または２のいずれかの窯業系建材物の製造方法。
【請求項５】
発泡は、発泡倍率１００〜３００倍で行う請求項１ないし４のいずれかの窯業系建材物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、パルプ繊維を含有する窯業系建材物の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、パルプ繊維を含有する窯業系建材物の製造方法において、解繊したパルプ繊維に未発泡の有機発泡性材料を混合し、圧縮してパルプ圧縮体とした後、該パルプ圧縮体中の有機発泡性材料を発泡させることにより再解繊し、原料パルプ繊維として用いることを特徴とする窯業系建材物の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
窯業系建材物は、外壁材、屋根材等の外装材や壁材、天井材等の内装材として広く用いられており、表面に柄、目地等の凹凸模様、着色、塗装等の施された多種多様の意匠を有するものが提供されている。
【０００３】
従来、窯業系建材物の製造方法では、施工の容易性や建物への負担の軽減のために、原料成分中に軽量化材を添加して窯業系建材物の軽量化を図っている。そして、通常、このような軽量化窯業系建材物は、軽量化材を含有する原料スラリーを抄造または押出しした後、プレス機によって脱水成形して模様付けし、成形された基板を養生、硬化して得られている。
【０００４】
このような窯業系建材物の製造方法において、原料スラリーに含有される軽量化材としては、パルプ繊維等の天然繊維やスチロール等の有機発泡性材料、さらにはシラスバルーン等の無機発泡体等が使用されている。中でもパルプ繊維は、天然繊維であることから安全性が高く、入手も容易な上、窯業系建材物の強度を高めることから、とくに軽量化材として好ましく、パルプ繊維を含有する窯業系建材物が多方面で使用されている。
【０００５】
しかし、パルプ繊維は、解繊された状態では単位重量当たりの嵩が大きく、搬送や貯蔵が困難であるという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような状況下において、解繊されたパルプ繊維を圧縮して搬送容易なパルプ圧縮体とする方法が取り入れられている。そして、原料として使用する際には、このパルプ圧縮体を再解繊し、パルプ繊維としている。
【０００７】
しかし、パルプ圧縮体の再解繊では、高性能の解繊機を使用してもなお、解繊が不十分となる場合がしばしば見られ、パルプ繊維の塊が生じたり、原料スラリー中でだまが生じたり、原料スラリーに対する分散性が低下したりした。そのため、このようなパルプ圧縮体を再解繊する方法では、得られる窯業系建材物の強度や意匠性が著しく低下するという新たな問題が生じたのである。
【０００８】
また、パルプ繊維を含有する窯業系建材物では、パルプ繊維中に含まれるリグニンがセメントの硬化を阻害するために、養生、硬化工程において長時間を要するという問題も見られた。そのため、硬化時間を短縮するためにリグニンの作用を抑制する添加剤や硬化促進剤等を添加する必要があった。
【０００９】
そこで、この出願の発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、従来技術の問題点を解消し、だまの発生や分散性の低下がなく、硬化時間の遅延もないパルプ繊維を含有する窯業系建材物の製造方法を提供することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、まず第１には、パルプ繊維を含有する窯業系建材物の製造方法において、解繊したパルプ繊維に未発泡の有機発泡性材料を混合し、圧縮して、搬送容易なパルプ圧縮体とした後、該パルプ圧縮体中の有機発泡性材料を発泡させることにより再解繊し、原料パルプ繊維とすることを特徴とする窯業系建材物の製造方法を提供する。
【００１１】
第２には、この出願の発明は、有機発泡性材料が、アクリロニトリル、塩化ビニリデン、ポリスチレン、およびポリウレタンからなる群より選択される前記の窯業系建材物の製造方法を提供する。
【００１２】
この出願の発明は、さらに、第３には、発泡を真空減圧処理により行う前記いずれかの窯業系建材物の製造方法を、また、第４には、発泡を水蒸気処理により行う前記いずれかの窯業系建材物の製造方法を提供する。
【００１３】
そして、この出願の発明は、第５には、発泡を発泡倍率１００〜３００倍で行う前記いずれかの窯業系建材物の製造方法をも提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この出願の発明の窯業系建材物の製造方法において、原料スラリーはセメントを主成分とし、軽量化材としてパルプ繊維を含有するものであり、このとき、使用されるパルプ繊維が、予めパルプを解繊してパルプ繊維とした後、未発泡の有機発泡性材料を混合し、圧縮して得られるパルプ圧縮体を再解繊したものであることを特徴とする。
【００１５】
このとき、解繊されたパルプ繊維に混合される未発泡の有機発泡性材料とは、アクリロニトリル、塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリウレタン等の各種の樹脂からなるものであり、真空減圧や加熱等の処理により発泡するものであればよい。具体的には、これらの樹脂中に加熱分解や化学反応により二酸化炭素、水、アンモニア、窒素などの気体を発生する発泡剤を含有するものが例示される。発泡剤としては、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド（ＴＳＨ）、４，４’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ジアゾアミノベンゼン（ＤＡＢ）等の有機発泡剤や、重炭酸ソーダ、炭酸アンモニウム等の無機発泡剤が挙げられる。もちろん、発泡剤を含有せずに樹脂単独で真空減圧により発泡するものを有機発泡性材料として用いてもよい。
【００１６】
このような有機発泡性材料は、真空減圧や加熱等の発泡処理により発泡するものであるが、前記のとおり、パルプを解繊して得られるパルプ繊維に混合する際には、発泡処理を行う前のものを添加、混合する。そして、このパルプ繊維と未発泡の有機発泡性材料の混合物を圧縮することによりパルプ圧縮体とする。このようなパルプ圧縮体は、パルプ繊維そのものに比べて単位重量当たりの嵩が格段に低いため、搬送や貯蔵が容易となり好ましい。また、パルプ繊維を窯業系建材物の原料として投入する際には、該パルプ圧縮体中に含まれる未発泡の有機発泡性材料を発泡させることにより、パルプ圧縮体が容易に、かつ十分に細かく解繊される。
【００１７】
このとき、発泡処理は、どのような方法によって行うものであってもよい。例えば、発泡剤を含有しない有機発泡性材料を用いた場合には、パルプ圧縮体を真空減圧下に置くことにより発泡させることができる。また、発泡剤を含有する有機発泡性材料を用いた場合には、パルプ圧縮体を発泡剤の発泡温度や分解温度に応じた温度に加熱することにより発泡させることができる。例えば、前記の有機発泡剤では、ＤＰＴは１９５℃、ＴＳＨは１１０℃、ＯＢＳＨは１５０℃、ＡＤＣＡは２００℃、ＤＡＢは１０５℃で分解することが知られている。また、無機発泡剤では、重炭酸ソーダが６０〜１５０℃、炭酸アンモニウムが４０〜１２０℃の範囲で発泡することが知られている。
【００１８】
中でも、パルプ圧縮体を水蒸気に曝して加熱する水蒸気処理方法は、パルプ圧縮体に含有される未発泡の有機発泡性材料が発泡するだけでなく、パルプ繊維中に含まれるリグニンが溶出除去されるため、とくに好ましい。リグニンは、前記のとおり、セメントの硬化反応を阻害することが知られており、パルプ繊維を含有する窯業系建材物の製造方法では、一般にリグニンの作用を抑制する添加剤や硬化促進剤を添加することが必要とされている。しかし、パルプ圧縮体の再解繊において、水蒸気処理により有機発泡性材料を発泡することにより、パルプ圧縮体が十分に細かく解繊されると同時に、パルプ繊維中に含まれるリグニンが溶出除去されることから、添加剤や硬化促進剤を用いることなく窯業系建材物の製造における硬化時間が短縮され、好ましい。また、リグニンが溶出除去されることにより、パルプ繊維がより軽量となり、軽量化硬化もさらに高まる。さらに、水蒸気処理は、どのような方法で行うものであってもよく、パルプ圧縮体に水蒸気を噴射してもよいし、密閉装置中にパルプ圧縮体を導入し、水蒸気を充満させても良い。このとき、使用される水蒸気の温度はとくに限定されないが、１２０℃以上では、とくに養生硬化速度が速くなり、好ましい。
【００１９】
この出願の発明の窯業系建材物の製造方法では、以上のとおりの有機発泡性材料の発泡において、その発泡倍率はとくに限定されないが、１００〜３００倍の範囲で行うことが好ましい。発泡倍率が１００倍未満の場合には、解繊が不十分となる場合があり、パルプ繊維の塊が原料中に混入したり、原料スラリー中でパルプ繊維が分散し難くなったりし、窯業系建材物にパルプだまが発生しやすくなる。一方、発泡倍率が３００倍より大きい場合には、有機発泡体が破裂し、潰れてしまうために添加した量に対応した軽量化効果が期待できなくなる。
【００２０】
この出願の発明の窯業系建材物の製造方法では、以上のとおりの方法により予め解繊して得たパルプ繊維をパルプ圧縮体とすることにより、原料成分として添加するパルプ繊維の扱いが容易となるが、再解繊の際には、有機発泡性材料が発泡することから、解繊機を用いた再解繊に比較して、パルプ圧縮体をより容易に細かく解繊することが可能となる。さらに、パルプ圧縮体に含有される有機発泡性材料もパルプ繊維と共に原料成分に混入されるため、得られる窯業系建材物のさらなる軽量化が実現される。もちろん、この出願の発明の窯業系建材物の製造方法において、原料成分を調製した後の各工程はとくに限定されず、通常の窯業系建材物の製造工程を適用することができる。具体的には、セメント成分と前記のとおりに再解繊されたパルプ繊維を含有する原料スラリーを抄造あるいは押出しし、プレス成形して基板とした後、養生、硬化し、窯業系建材物を得ることができる。また、さらに上塗り塗装等により化粧皮膜を形成してもよい。
【００２１】
以下、添付した図面に沿って実施例を示し、この発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、この発明は以下の例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることは言うまでもない。
【００２２】
【実施例】
＜実施例１＞
解繊したパルプ繊維に未発泡の塩化ビニリデン系発泡性材料を混合し、プレス圧縮し、パルプ圧縮体を得た。このパルプ圧縮体を真空減圧により発泡倍率１００倍となるように発泡させてパルプ繊維を再解繊し、表１（ａ）に示した配合で原料スラリーを調製し、定法により製板し、長さ３０３０　ｍｍ、幅４５０　ｍｍ、厚み１５　ｍｍの窯業系建材物試験体を得た。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
得られた試験体を切削し、実切削部にある１　ｍｍ以上のパルプだまの数を数えることによりパルプ繊維の解繊度を評価した。また、試験体の断面を拡大、観察することにより、有機発泡性材料の形状が維持され、軽量化効果が発揮されていることを確認した。
【００２５】
結果を表２に示した。
＜実施例２＞
実施例１と同様の方法により、発泡倍率を２００倍として窯業系建材物試験体を製板し、パルプ繊維の解繊度を評価した。また、得られた試験体の曲げ強度を測定した。さらに、試験体の断面を拡大し、観察した。
【００２６】
結果を表２に示した。
＜実施例３＞
実施例１と同様の方法により、発泡倍率を３００倍として窯業系建材物試験体を製板し、パルプ繊維の解繊度と試験体の断面を評価した。
【００２７】
結果を表２に示した。
＜比較例１＞
解繊したパルプ繊維に発泡性材料を混合せずにプレス圧縮し、この圧縮体を再解繊して表１（ｂ）の配合で原料スラリーを調製し、窯業系建材物試験体を得た。この原料スラリーには、解繊パルプ繊維とともに発泡させた塩化ビニリデン系発泡体を別途添加した。
【００２８】
パルプ繊維の解繊度、試験体の曲げ強度、および試験体の断面を評価し、結果を表２に示した。
＜比較例２＞
実施例１と同様の方法により、発泡倍率を５０倍として窯業系建材物試験体を製板し、パルプ繊維の解繊度と試験体の断面を評価した。
【００２９】
結果を表２に示した。
＜比較例３＞
実施例１と同様の方法により、発泡倍率を４００倍として窯業系建材物試験体を製板し、パルプ繊維の解繊度と試験体の断面を評価した。
【００３０】
結果を表２に示した。
【００３１】
【表２】
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【００３２】
表２より、パルプ繊維に未発泡の有機発泡性材料を混合して圧縮し、パルプ圧縮体とした後、該パルプ圧縮体中に含有される有機発泡性材料を１００〜３００倍の発泡倍率で発泡させ、再解繊したパルプ繊維を添加した窯業系建材物（実施例１〜３）では、有機発泡性材料を混合せずに得たパルプ圧縮体を再解繊したパルプ繊維を添加した窯業系建材物（比較例１）よりもパルプだま数が大幅に削減されることが確認された。
【００３３】
また、曲げ強度についても、パルプ繊維に未発泡の有機発泡性材料を混合して圧縮し、パルプ圧縮体とした後、該パルプ圧縮体中に含有される有機発泡性材料を２００倍の発泡倍率で発泡させ、再解繊したパルプ繊維を添加した窯業系建材物（実施例２）が、若干ながら、有機発泡性材料を混合せずに得たパルプ圧縮体を再解繊したパルプ繊維を添加した窯業系建材物（比較例１）よりも高い値を示した。これより、パルプ繊維を分散性高く添加することが可能となり、窯業系建材物の強度も高まることが示唆された。
【００３４】
さらに、パルプ繊維に未発泡の有機発泡性材料を混合して圧縮し、パルプ圧縮体とした後、該パルプ圧縮体中に含有される有機発泡性材料を５０倍の発泡倍率で発泡させ、再解繊したパルプ繊維を添加した窯業系建材物（比較例２）では、パルプの分散性も悪くだまが多く見られた上、窯業系建材物の断面においても十分な軽量化効果が見られないことが明らかになった。
【００３５】
また、発泡倍率が４００倍の場合（比較例３）には、パルプ繊維の再解繊は十分に行われ、パルプ繊維の分散性は高かったものの、窯業系建材物の断面において有機発泡性材料の破裂や潰れが多く見られ、軽量化効果が損なわれることが示された。
＜実施例４＞
実施例１と同様に、解繊パルプに未発泡の塩化ビニリデン系発泡体を混合した後プレス圧縮し、パルプ圧縮体を得た。このパルプ圧縮体を１２０℃の蒸気処理により発泡倍率が２００倍となるように発泡させてパルプ繊維を再解繊し、実施例１と同様の方法で窯業系建材物試験体を得た。
【００３６】
この試験体について、パルプ繊維の解繊度の評価と曲げ強度の測定を行った。
【００３７】
結果を表３に示した。
【００３８】
また、試験体の製造において、養生工程での硬化速度を測定し、図１に示した。
＜実施例５＞
実施例４と同様の方法で、１４０℃の蒸気処理により発泡倍率が２００倍となるように発泡させてパルプ繊維を再解繊し、実施例１と同様の方法で窯業系建材物試験体を得た。
【００３９】
この試験体について、パルプ繊維の解繊度の評価と曲げ強度の測定を行い、結果を表３に示した。
【００４０】
また、試験体の製造における養生工程での硬化速度を測定し、図１に示した。＜実施例６＞
実施例４と同様の方法で、１６０℃の蒸気処理により発泡倍率が２００倍となるように発泡させてパルプ繊維を再解繊し、実施例１と同様の方法で窯業系建材物試験体を得た。
【００４１】
この試験体について、パルプ繊維の解繊度の評価と曲げ強度の測定を行い、結果を表３に示した。
【００４２】
また、試験体の製造における養生工程での硬化速度を測定し、図１に示した。
【００４３】
【表３】
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【００４４】
表３より、蒸気処理により有機発泡性材料を発泡させることにより、パルプ繊維の解繊度が高まり、パルプ繊維が分散性高く含有された窯業系建材物が得られることが示された。（実施例４〜６）
また、曲げ強度も真空減圧処理により有機発泡性材料を発泡させた場合（実施例２）に比較してさらに高くなることが示された。
【００４５】
さらに、図１より、水蒸気処理により有機発泡性材料を２００倍の発泡倍率で発泡させることにより、硬化速度が速まり、養生硬化が短時間で終了することが確認された。
【００４６】
これは、真空減圧処理により有機発泡性材料を発泡させた場合の約１．５倍の速度であった。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳しく説明したとおり、この出願の発明により、だまの発生や分散性の低下を生じることなく、パルプ繊維を含有する窯業系建材物を製造できる方法が提供される。この出願の発明の窯業系建材物の製造方法では、解繊したパルプ繊維を未発泡の有機発泡性材料と混合した後圧縮してパルプ圧縮体とすることにより、パルプ繊維の搬送や貯蔵が容易となり、パルプ繊維の使用の際には、有機発泡性材料を発泡させることにより、簡便にパルプ圧縮体を解繊し、塊のない細かなパルプ繊維を得ることができる。さらに、有機発泡性材料の発泡を水蒸気処理により行うことにより、従来のパルプ繊維を含有する窯業系建材物よりも硬化時間が大幅に短縮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願の発明の実施例において、１２０℃、１４０℃、および１６０℃の水蒸気処理により有機発泡性材料を２００倍の発泡倍率で発泡させた場合と、真空減圧処理により有機発泡性材料を２００倍の発泡倍率で発泡させた場合の、窯業系建材物の製造における養生工程での硬化速度を示した図である。
【図１】
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