(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント系無機粉体と木質補強材とを含有する原料を混合して原料混合物を調製する際に、ｐＨを６以上に調節した蟻酸カルシウムの水溶液を添加混合した成形材料を基板上に散布してマットをフォーミングし、該マットを圧締して一次硬化せしめ、該一次硬化体を常温養生またはオートクレー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】
【産業上の利用分野】
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、セメントの硬化阻害を惹起するような樹種が混入していても、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（特開昭５９ー１８１５３号、特開昭６０ー１１８６５８号等）。
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ーの周囲を覆うが、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浸入して、該水と該未反応セメントクリンカーとが反応し、セメントの硬化が開始する。
【０００５】
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浸入した水が未反応セメントクリンカーと反応することによってセメントの硬化が進行するものの、ある特定の樹種から溶出されるセメント硬化阻害成分に対しては不溶物を溶解してセメントの硬化反応を促進するという機能を発揮できないことがあり、その結果該硬化反応速度は遅くなる。
したがって上記塩化カルシウムによる硬化促進作用は十分であるとはいい難かった。一方塩化マグネシウムでは塩化カルシウムのような特定の樹脂による硬化促進機能の低下という問題は緩和されるが、塩化物故に鉄等の金属に対して腐食性があり、セメント製品の廃棄物を焼却処理すればダイオキシンの発生のおそれがあった。また得られる木質セメント板には不安定な塩化物含有エトリンガイドが生成しており、そのために該木質セメント板の寸法安定性が低下するという問題もあった。
【０００６】
【従来の技術】
最近、セメント硬化促進剤として蟻酸カルシウムが注目されている。蟻酸カルシウムはセメント硬化促進効果が大きい。しかも蟻酸カルシウムには塩素が含まれていない。
そこで従来では木質セメント板の原料として使用するセメントに蟻酸カルシウムをプレミックスする方法が提供されている（特開平１０ー３３８５６１号）。
しかし蟻酸カルシウムは潮解性があり、セメントにプレミックスしておくと吸湿し、セメント貯蔵中にセメントが硬化してしまうおそれがあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は、セメントの速やかな硬化および塩化物含有エトリンガイトの生成の防止が可能で、塩化物に起因する上記問題のない蟻酸アルカリ土類金属塩を有効に使用する木質セメント板の製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するための手段として、セメント系無機粉体と木質補強材とを含有する原料を混合して原料混合物を調製する際に、ｐＨを６以上に調節した蟻酸アルカリ土類金属塩の水溶液を添加混合した成形材料を基板上に散布してマットをフォーミングし、該マットを圧締して一次硬化せしめ、該一次硬化体を常温養生またはオートクレーブ養生する木質セメント板の製造方法を提供するものである。該蟻酸アルカリ土類金属塩は蟻酸カルシウムであることが望ましい。
【０００９】
また本発明の木質セメント板の製造方法は、特に該木質補強材にセメント硬化阻害物質を多量に含む樹種が含まれている場合に望ましい方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
〔セメント系無機粉体〕
本発明に使用されるセメント系無機粉体とは、ケイ酸カルシウムを主成分とした水硬性の無機粉体であり、このような無機粉体としては、例えばポルトランドセメント、あるいはポルトランドセメントに高炉スラグを混合した高炉セメント、フライアッシュを混合したフライアッシュセメント、火山灰や白土等のシリカ物質を混合したシリカセメント、アルミナセメント、高炉スラグ等がある。
【００１１】
〔木質補強材〕
本発明に用いられる木質補強材としては、木粉、木毛、木片、木質繊維、木質パルプ、木質繊維束等があるが、該木質補強材には竹繊維、麻繊維、バカス、モミガラ、稲わら等のリグノセルロースを主成分とする材料を混合してもよい。好ましい木質補強材としては、巾０．５〜２mm、長さ１〜２０mm、アスペクト比（長さ／厚み）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。上記木質補強材は、絶乾状態に換算して通常セメント系無機粉体に対して５〜４０重量％程度混合される。
【００１２】
〔骨材〕
上記セメント系無機粉体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パーライト、シラスバルーン、膨張頁岩、膨張粘土、焼成ケイ藻土、フライアッシュ、石炭ガラ等が使用される。
上記骨材は、通常混合物の全固形分に対して５〜１５重量％程度混合される。
【００１３】
〔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。
【００１４】
〔蟻酸アルカリ土類金属塩〕
本発明においては、上記混合物に対してｐＨを６以上望ましくは９以下、更に望ましくはｐＨを７〜８の範囲に調節した蟻酸アルカリ土類金属塩の水溶液が添加される。前述した通り、木質補強材から溶出したセメント硬化阻害物質である糖類等は不溶物として未反応セメントクリンカーの周囲を覆うが、該蟻酸アルカリ土類金属塩は、該未反応セメントクリンカーを覆った不溶物を短時間で全体的に分解するため、該未反応セメントクリンカーと水との反応、即ち硬化反応を速やかに進行させることができる。また、該セメントクリンカーと該水との反応中に生成する中間生成物である不安定な塩化物含有エトリンガイトが残存しないため、得られる木質セメント板が長期にわたって寸法変化が小さく強度の低下も少なくすることができる。
【００１５】
さらに、上記セメント硬化阻害物質である糖類等は木質補強材から徐々に溶出するが、上記蟻酸アルカリ土類金属塩が該糖類等の不溶物を分解する能力は持続性を有するため、該蟻酸アルカリ土類金属塩によれば該糖類等の不溶物を確実に分解することができる。
このように、本発明における蟻酸アルカリ土類金属塩は、特にセメント硬化阻害物質を溶出する樹種を含む木質補強材を使用した木質セメント板の製造において優れた硬化促進作用を発揮する。
上記蟻酸アルカリ土類金属塩の中でも、入手容易性や上記硬化促進作用の面から蟻酸カルシウムを使用するのが望ましい。
【００１６】
上記蟻酸アルカリ土類金属塩は、蟻酸アルカリ土類金属を水に溶解し、その後アルカリまたは酸によりｐＨを６〜９望ましくは７〜８に調節するか、あるいは蟻酸水溶液にアルカリ土類金属水酸化物をそのままあるいは水溶液として添加するか、アルカリ土類金属水酸化物水溶液に蟻酸をそのままあるいは水溶液として添加し、最終的にｐＨを６以上望ましくは９以下、更に望ましくはｐＨ７〜８の範囲に調節する。蟻酸カルシウム水溶液を調製する場合には、水酸化カルシウムに代えてセメントを使用してもよい。上記蟻酸アルカリ土類金属水溶液のｐＨが６未満であるとセメントの硬化不良が発生するおそれがある。該蟻酸アルカリ土類金属塩は、該セメント系無機粉体１００重量部に対して固形分として０．５〜５重量部添加するのが望ましい。
【００１７】
〔木質セメント板の製造〕
本発明においては、半乾式法又は乾式法によって木質セメント板を製造する。
半乾式法の場合、まず、上記セメント系無機粉体及び木質補強材、そして所望により骨材、第三成分を含有する原料混合物に、上記蟻酸アルカリ土類金属塩水溶液、更に所望なれば水を添加攪拌混合し、得られた成形材料を基板上に散布してマットをフォーミングする。この場合、該蟻酸アルカリ土類金属塩水溶液は該原料を攪拌混合して原料混合物を調製する直前または攪拌混合中に添加される。水は、該マットの水分含有率が１５〜６５重量％となるように添加するのが好ましい。
【００１８】
乾式法の場合、まず、上記セメント系無機粉体及び木質補強材、そして所望により骨材、第三成分を含有する原料を攪拌混合して原料混合物を調製する際に上記蟻酸アルカリ土類金属塩の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ーミングし、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重量％となるように添加するのが好ましい。
【００１９】
以上のようにしてマットがフォーミングされたら、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せしめる。該一次硬化において適用される温度は通常４０〜１００℃であり、圧締圧は通常２〜５ＭＰa 、圧締時間は通常５〜１５時間である。
上記一次硬化後、得られた一次硬化体は脱型した上で常温養生又はオートクレーブ養生する。常温養生は、通常常温で４〜１０日間行われ、オートクレーブ養生は通常１４０〜１８０℃の温度で１０〜１８時間行われる。常温養生またはオートクレーブ養生後は、乾燥工程を経て表面塗装を行い、製品とする。
【００２０】
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、表面に凹凸模様のない平滑な木質セメント板を製造する場合には、基板として直接搬送板を使用してもよい。
【００２１】
以上説明した本発明の方法によって、二層構造又は三層構造の木質セメント板を製造することもできる。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ーミングし、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層部を形成する。
【００２２】
三層構造の場合には、上記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ーミングし、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。
【００２３】
【実施例】
〔実施例１〜３，比較例１〜３〕
表１に示す組成の原料混合物に対して、水分量が４５重量％になるように水および蟻酸カルシウム水溶液または塩化カルシウム水溶液を添加して均一化した。得られた成形材料を搬送板上に散布してマットをフォーミングし、該マットを該搬送板とともに圧締し、５０℃で８時間一次硬化せしめた。その後圧締状態を解き、常温で４日間自然養生し、最後に８０℃で５時間乾燥させて木質セメント板製品を得た。なお、表１中のセメントとしてはポルトランドセメントを使用し、木フレークとしてはヒノキの辺材を使用した。使用する蟻酸カルシウム水溶液は塩化カルシウムおよび水を添加したスラリーに７６重量％の蟻酸水溶液を添加して所定のｐＨに調節することによって調製したものであり、該水溶液の固形分濃度は１０重量％である。更に蟻酸カルシウムを予めセメントと混合したものを木片フレークに混合した場合を比較例４に示した。
【００２４】
【表１】
0004025480.tif 000002
【００２５】
一次硬化後における木質セメント板硬化体および得られた木質セメント板製品について試験片（縦７cm×横２０cm×厚さ１．２cm）を切り出し、スパン１５cmとして曲げ強度を測定した。結果を表２に示す。
【００２６】
【表２】
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【００２７】
表２に示すように、ｐＨ７の蟻酸カルシウム水溶液を使用して製造した実施例１〜３の木質セメント板は、ｐＨ４の蟻酸カルシウム水溶液を使用して製造した比較例１の木質セメント板と比較して高い曲げ強度を有し、また塩化カルシウムを使用した比較例２およびセメント硬化促進剤を使用しない比較例３の木質セメント板と比較すればはるかに高い曲げ強度を有する。また蟻酸カルシウムを予めセメントと混合した比較例４では部分的な凝固が起こり曲げ強度は著しく低下した。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、セメント硬化阻害物質を多量に含む樹種からなる木質補強材を使用した場合であっても、速やかにセメントを硬化させることができるとともに、強度の高い木質セメント板を効率良く製造することができる。また、本発明の方法では、硬化促進剤として蟻酸アルカリ土類金属塩を使用するため、塩化物に起因する錆・腐食、人体に対する悪影響、ダイオキシン等の問題もない。