(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント１０〜５８重量％、セメントに対して不活性な粒径０．０５〜１ｍｍの粒子４０〜８０重量％、少なくとも木質パルプを含む補強繊維２〜１０重量％及びゴム系エマルジョン及び／または樹脂系エマルジョンを固形分として２０重量％以下含有してなることを特徴とする抄造セメント成形体。
【請求項２】
セメント１０〜５８重量％、セメントに対して不活性な粒径０．０５〜１ｍｍの粒子４０〜８０重量％、少なくとも木質パルプを含む補強繊維２〜１０重量％及びゴム系エマルジョンを固形分として２０重量％以下含有してなる原料混合物に、固形分の５〜２５倍（重量比）の水を添加してスラリーを得、次に、該スラリー全量に対して固形分として１〜１００重量ｐｐｍのカチオン性高分子凝集剤を添加し、更に、固形分として０．１〜５０重量ｐｐｍのアニオン性高分子凝集剤を添加し、次に、所定の形状に抄造成形した後、養生硬化することを特徴とする抄造セメント成形体の製造方法。
【請求項３】
セメント１０〜５８重量％、セメントに対して不活性な粒径０．０５〜１ｍｍの粒子４０〜８０重量％、少なくとも木質パルプを含む補強繊維２〜１０重量％及び樹脂系エマルジョンまたは樹脂系エマルジョンとゴム系エマルジョンを固形分として２０重量％以下含有してなる原料混合物に、固形分の５〜２５倍（重量比）の水を添加してスラリーを得、次に、該スラリー全量に対して固形分として５〜５００重量ｐｐｍのカチオン性高分子凝集剤を添加し、更に、固形分として０．１〜５０重量ｐｐｍのアニオン性高分子凝集剤を添加し、所定の形状に抄造成形した後、養生硬化することを特徴とする抄造セメント成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築用内装及び外装材、特に曲面加工性及び弾性を有する抄造セメント成形体及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術・課題】
曲面施工に利用される建築材として抄造石膏ボードが良く知られている。しかし、抄造石膏ボードは水によって崩壊してしまい、水回りで利用できなかった。そのため、内装材でしか利用できなかった。また、抄造石膏ボードにおいても、例えば半径５００ｍｍ程度の小さな曲面に加工する場合、抄造石膏ボードを一度水に浸けなければ加工することができなかった。更に、抄造石膏ボードは比重が大きく、それに伴って重量が重くなり、施工性が悪いと言った欠点がある。
【０００３】
従って、本発明の目的は、上記従来技術の欠点である建築用外装材としても利用可能であり、水付け工程を経ずに半径２００ｍｍ程度の曲面加工が可能であり、比較的軽量な抄造セメント成形体及びその製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の抄造セメント成形体は、セメント１０〜５８重量％、セメントに対して不活性な粒径０．０５〜１ｍｍの粒子４０〜８０重量％、少なくとも木質パルプを含む補強繊維２〜１０重量％及びゴム系エマルジョン及び／または樹脂系エマルジョンを固形分として２０重量％以下含有してなることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の抄造セメント成形体の製造方法は、セメント１０〜５８重量％、セメントに対して不活性な粒径０．０５〜１ｍｍの粒子４０〜８０重量％、少なくとも木質パルプを含む補強繊維２〜１０重量％及びゴム系エマルジョンを固形分として２０重量％以下含有してなる原料混合物に、固形分の５〜２５倍（重量比）の水を添加してスラリーを得、次に、該スラリー全量に対して固形分として１〜１００重量ｐｐｍのカチオン性高分子凝集剤を添加し、更に、固形分として０．１〜５０重量ｐｐｍのアニオン性高分子凝集剤を添加し、次に、所定の形状に抄造成形した後、養生硬化することを特徴とする。
【０００８】
更に、本発明の抄造セメント成形体の製造方法は、セメント１０〜５８重量％、セメントに対して不活性な粒径０．０５〜１ｍｍの粒子４０〜８０重量％、少なくとも木質パルプを含む補強繊維２〜１０重量％及び樹脂系エマルジョンまたは樹脂系エマルジョンとゴム系エマルジョンを固形分として２０重量％以下含有してなる原料混合物に、固形分の５〜２５倍（重量比）の水を添加してスラリーを得、次に、該スラリー全量に対して固形分として５〜５００重量ｐｐｍのカチオン性高分子凝集剤を添加し、更に、固形分として０．１〜５０重量ｐｐｍのアニオン性高分子凝集剤を添加し、所定の形状に抄造成形した後、養生硬化することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の抄造セメント成形体のセメントには、普通ポルトランドセメント、白色セメント等の他、必要に応じて、スラグ等の水硬性物質を使用することもできる。ここで、セメントの添加、配合量は１０〜５８重量％の範囲内である。セメントの添加、配合量が１０重量％未満であると、充分な結合強度が得られず、また、該添加、配合量が５８重量％を超えると、曲面加工が難しくなる。
【００１０】
また、セメントには、必要に応じて珪藻土、シリカヒューム、フライアッシュ等の非晶質シリカ源のようなセメントとポゾラン反応を示すポゾラン性物質を加えても良い。ポゾラン性物質は、抄造セメント成形体のかさ比重を低下させ、曲げ強度を向上させるので、ハンドリング性を向上させるためには有用な原料である。なお、ポゾラン性物質を添加する場合、その添加、配合量は２５重量％以下の範囲内である。該添加、配合量が２５重量％を超えると、得られる抄造セメント成形体のかさ比重は低下するが、セメントと反応しないポゾラン性物質が増加するため、曲げ強度が低くなり、ハンドリング性を低下させる原因となる。
【００１１】
セメントに対して不活性な粒子とは、炭酸カルシウム、珪砂等のセメントと反応しない物質を言い、添加により曲面加工性の向上が得られる。ただし、粒径が０.０５ｍｍ未満であるとほとんど曲面加工性が向上せず、また、１ｍｍを超えると著しく曲げ強度が低下するため、セメントに対して不活性にな粒子は、０.０５〜１ｍｍの粒径を有するものが好ましい。また、セメントに対して不活性な粒子の添加、配合量は４０〜８０重量％、好ましくは４５〜７０重量％の範囲内である。ここで、該添加、配合量が８０重量％を超えると、抄造セメント成形体の曲げ強度が弱くなり、抄造セメント成形体をその両端のみで支えた時に、抄造セメント成形体が自重に耐えられなくなり、そのためハンドリング性が著しく悪くなってしまう。なお、このハンドリング性は、抄造セメント成形体の曲げ強度が強く、かさ比重が低くなれば向上する。また、該添加、配合量が４０重量％未満では、曲面加工性が充分ではない。
【００１２】
補強繊維としては、木質パルプを利用することが不可欠である。木質パルプは抄造成形には必要不可欠であり、更に、抄造セメント成形体の補強剤の役割を担っている。また、補強繊維には、木質パルプの他に必要に応じてレーヨン、ポリプロピレン、アクリロニトリル、ポリビニルアルコール等の合成有機繊維、炭素繊維、耐アルカリ性ガラス繊維等を利用することができる。ここで、補強繊維の添加、配合量は２〜１０重量％の範囲内である。なお、該添加、配合量が１０重量％を超えると、繊維自身が分散しにくくなり、他の固形分との混合も困難になるため、抄造、成形し難くなり、得られる抄造セメント成形体の内部組織も不均一となる。また、該添加、配合量が２重量％未満であると、抄造時の粉体ロスが多くなり抄造性が悪くなる。
【００１３】
本発明の抄造セメント成形体は、セメント、セメントに対して不活性な粒子、補強繊維並びに任意成分であるポゾラン物質を上記配合割合を有する原料混合物に５〜２５倍(重量比)の水を添加して固形分を分散、混合してスラリーを形成し、所定の形状に抄造成形した後、例えば６０〜８０℃の温度で水蒸気養生または自然養生することにより得ることができる。このようにして得られる抄造セメント成形体は、水付け工程を行うことなしに、小半径の曲面加工を行うことができ、比較的軽量であるという特徴を有するものである。
【００１４】
なお、上記抄造セメント成形体の製造に際して、抄造時の固形分ロスを低減する目的で、スラリーに適宜アニオン性高分子凝集剤を添加することができる。アニオン性高分子凝集剤を添加する場合、その添加、配合量はスラリー全量に対して０.１〜５０重量ｐｐｍの範囲内である。該添加、配合量が５０重量ｐｐｍを超えるとスラリーの粘度が高くなり、濾過速度が遅くなり抄造性が悪くなる。
【００１５】
また、本発明の抄造セメント成形体には、固形分として２０重量％以下、好ましくは２〜１５重量％のゴム系エマルジョン及び／または樹脂系エマルジョンを配合する。これらエマルジョンを添加、配合することにより、得られる抄造セメント成形体の曲げ強度を向上させると共に、小半径の曲面加工性を更に向上させることができる。ここで、ゴム系エマルジョンまたは樹脂系エマルジョンの添加、配合量が固形分として２０重量％を超えると、抄造成形時に、濾過速度が遅くなり、抄造性が悪くなると共に、他の配合成分に比べて単価が著しく高いために、得られる抄造セメント成形体の単価を上昇させるために好ましくない。
【００１６】
ゴム系エマルジョンとしては、例えばスチレン−ブタジエン共重合体、ポリブタジエン等を利用することができ、また、樹脂系エマルジョンとしては、アクリルエマルジョン、酢酸ビニル−エチレン共重合体等を例示することができる。なお、曲面加工性向上の理由から、利用するゴム系エマルジョン、樹脂系エマルジョンはガラス転移点が比較的低いものを選定することが望ましいこともある。
【００１７】
ゴム系エマルジョンを含有してなる抄造セメント成形体は、セメント、セメントに対して不活性な粒子、補強繊維並びに任意成分であるポゾラン物質を上記配合割合を有する原料混合物に５〜２５倍(重量比)の水を添加して固形分を分散、混合してスラリーを形成し、次に、カチオン性高分子凝集剤を該スラリー全量に対して固形分として１〜１００重量ｐｐｍ添加してゴム系エマルジョンを小さなフロックとした後、更に、アニオン性高分子凝集剤を固形分として０.１〜５０重量ｐｐｍ添加してゴム系エマルジョンを他の固形分と共に凝集させ、次に所定の形状に抄造成形した後、例えば６０〜８０℃の温度で水蒸気養生または自然養生することにより得ることができる。ここで、カチオン性高分子凝集剤の添加、配合量が固形分として１重量ｐｐｍ未満であると、ゴム系エマルジョンが他の固形分と共に凝集されず、抄造時の濾水速度を低下し、更に、フェルトにエマルジョンが詰まったり、フェルトから抜けてロスの原因となる。また、該添加、配合量が固形分として１００重量ｐｐｍを超えると、逆に分散され、上記と同様の結果となる。また、アニオン性高分子凝集剤の添加、配合量が固形分として０.１重量ｐｐｍ未満であると、ゴム系エマルジョンが凝集されず、上記のカチオン性高分子凝集剤と同様に抄造性が悪くなる。更に、アニオン性高分子凝集剤の添加、配合量が固形分として５０重量ｐｐｍを超えると、アニオン性高分子凝集剤は粘度が高いため、スラリーの粘度を上昇させると共に、各フロックの保水量が増加し、濾水速度が低下し、抄造性が悪化する。
【００１８】
また、樹脂系エマルジョンを含有してなる抄造セメント成形体は、セメント、セメントに対して不活性な粒子、補強繊維並びに任意成分であるポゾラン物質を上記配合割合を有する原料混合物に５〜２５倍(重量比)の水を添加して固形分を分散、混合してスラリーを形成し、次に、カチオン性高分子凝集剤を該スラリー全量に対し固形分としてて５〜５００重量ｐｐｍ添加して樹脂系エマルジョンを小さなフロックとした後、更に、アニオン性高分子凝集剤を固形分として０.１〜５０重量ｐｐｍ添加して樹脂系エマルジョンを他の固形分と共に凝集させ、次に所定の形状に抄造成形した後、例えば６０〜８０℃の温度で水蒸気養生または自然養生することにより得ることができる。ここで、カチオン性高分子凝集剤の添加、配合量が固形分として５重量ｐｐｍ未満であると、樹脂系エマルジョンが他の固形分と共に凝集されず、抄造時の濾水速度を低下し、更に、フェルトにエマルジョンが詰まったり、フェルトから抜けてロスの原因となる。また、該添加、配合量が固形分として５００重量ｐｐｍを超えると、逆に分散され、上記と同様の結果となる。また、アニオン性高分子凝集剤の添加、配合量が固形分として０.１重量ｐｐｍ未満であると、樹脂系エマルジョンが凝集されず、上記のカチオン性高分子凝集剤と同様に抄造性が悪くなる。更に、アニオン性高分子凝集剤の添加、配合量が固形分として５０重量ｐｐｍを超えると、アニオン性高分子凝集剤は粘度が高いため、スラリーの粘度を上昇させると共に、各フロックの保水量が増加し、濾水速度が低下し、抄造性が悪化する。
【００１９】
なお、ゴム系エマルジョンと樹脂系エマルジョンを併用する場合には、上記樹脂系エマルジョンを用いる場合と同様の方法にて抄造セメント成形体を製造することができる。
【００２０】
ゴム系エマルジョン及び／または樹脂系エマルジョンを含有してなる抄造セメント成形体は、これらエマルジョンを含有しない抄造セメント成形体より、更に曲げ強度が向上し、小半径の曲面加工が可能となり、弾性にも富むものとなる。
【００２４】
【実施例】
以下に実施例を挙げて、本発明の抄造セメント成形体及びその製造方法を更に説明する。
実施例１
セメントとして普通ポルトランドセメント［日立セメント（株）社製］、セメントに対して不活性な粒子として粒径０．４ｍｍの寒水石［炭酸カルシウム：日立寒水石（株）社製］、ポゾラン性物質として珪藻土［日本鉱業（株）社製］、補強繊維として木質パルプ並びにゴム系エマルジョンとしてスチレン−ブタジエン共重合体ＳＢＲ０５８９（ガラス転移点５．５℃）、ＳＢＲ０５６１（ガラス転移点−６３℃）［日本合成ゴム（株）社製］、樹脂系エマルジョンとしてアクリルエマルジョンＡＥ−６１０Ｃ（ガラス転移点−６２℃）［日本合成ゴム（株）社製］を用い、これらを表１に示す配合比率で混合し、２５倍（重量比）の水を添加してスラリーとした。次に、該スラリーに、カチオン性高分子凝集剤としてセロポールＹＭ−５００［三洋化成工業（株）社製］をゴム系エマルジョンのみの場合には、固形分として５重量ｐｐｍ、樹脂系エマルジョンまたはゴム系エマルジョンと樹脂系エマルジョンを併用する場合には、固形分として１５重量ｐｐｍ添加し、その後、アニオン性高分子凝集剤サンクロックＡＨ４００Ｐ［三洋化成工業（株）社製］を０．５重量ｐｐｍ加えて抄造成形し、次に、１２０ｋｇ／ｃｍ２の圧力でプレスすることにより加圧脱水し、次に、６０℃で８時間水蒸気養生することにより抄造セメント成形体を得た。
得られた抄造セメント成形体を６０℃で２４時間乾燥した後のかさ比重、曲げ強度、曲げ破壊時までのたわみ量の測定結果並びに抄造性の優劣を表１に併記する。
【００２５】
比較例１
セメント、寒水石、珪藻土、木質パルプ及びスチレン−ブタジエン共重合体を表１に示す配合比率で混合し、実施例１と同様の操作にて抄造セメント成形体を得た。
得られた抄造セメント成形体を６０℃で２４時間乾燥した後のかさ比重、曲げ強度、曲げ破壊時までのたわみ量の測定結果並びに抄造性の優劣を表１に併記する。
【００２６】
表１に示す結果から明らかなように、スチレン−ブタジエン共重合体の添加、配合量が多くなり過ぎると、曲げ強度が弱くなり、更に、抄造成形時に、濾水速度が遅くなり、抄造性に問題が生じた。
【００２７】
【表１】
0003912433.tif 000002
【００２８】
表１中、「たわみ量」は、４０ｍｍ×１６０ｍｍ×６ｍｍ(厚さ)の寸法の試験体のスパン１００ｍｍにおける曲げ破壊時までのたわみ量を表す。
【００２９】
実施例２及び比較例２
セメント２０重量％、寒水石６０重量％、珪藻土１０重量％、木質パルプ５重量％及びスチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ０５８９）またはアクリルエマルジョン（ＡＥ−６１０Ｃ）固形分換算量５重量％並びに２５倍（重量比）の水を混合し、表２に示す添加量でカチオン性高分子凝集剤（セロポールＹＭ５００）及びアニオン性高分子凝集剤（サンフロックＡＨ−４００Ｐ）を添加し、抄造成形した時の抄造性の優劣を調べた。
得られた結果を表２に併記する。
【００３０】
【表２】
0003912433.tif 000003
【００３１】
表２の結果から明らかなように、カチオン性高分子凝集剤の添加、配合量が本発明範囲よりも少ないと、ゴム系エマルジョンまたは樹脂系エマルジョンが凝集されず、フェルトの穴目に詰まって濾水速度を低下し、更に細かいものはロスとなって廃水と共に流れ出てしまい抄造性が劣るものとなった。逆に、カチオン性高分子凝集剤の添加、配合量が本発明範囲よりも多いと、凝集せず、逆に分散してしまい同様の結果となった。
また、アニオン性高分子凝集剤の添加、配合量が本発明範囲よりも少ないと、カチオン性高分子凝集剤と同様にゴム系エマルジョンまたは樹脂系エマルジョンの凝集が不充分となり、抄造性が悪くなった。逆に、アニオン性高分子凝集剤の添加、配合量が本発明範囲よりも多いと、スラリーの粘度が上がり、更に、各凝集体(フロック)が大きく、保水量も増加するので、濾水速度が遅くなり、抄造性が悪化した。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の効果は、水付け工程を経ずに半径２００ｍｍ程度の曲面加工が可能であり、比較的軽量な抄造セメント成形体及びその製造方法を提供したことにある。