(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント類と、ケイ酸含有物質と、水蒸気加熱加圧処理した木材から製造された木削片とを含有する原料混合物の板状成形硬化体であり、
該原料混合物は、該セメント類３０〜６０重量％と、該ケイ酸含有物質１０〜６０重量％と、該木削片５〜５０重量％とを含有し、
該木削片は、長さ３０〜２２０mm、幅１０〜１００mm、厚み０．１〜１．５mmの範囲内の寸法であり、
更に、該木削片は、長さ３０〜２２０mm、幅１０〜７０mmの範囲内の寸法で木目が長手方向に沿って形成されている短冊形のストランドを含有し、
該ストランドは所定方向に配向せしめられている
ことを特徴とする木質セメント板。
【請求項２】
多層構造を有し、少なくとも表層および／または裏層が、セメント類と、ケイ酸含有物質と、水蒸気加熱加圧処理した木材から製造された木削片とを含有する原料混合物の硬化体であり、
該原料混合物は、該セメント類３０〜６０重量％と、該ケイ酸含有物質１０〜６０％と、該木削片５〜５０重量％とを含有し、
該木削片は、長さ３０〜２２０mm、幅１０〜１００mm、厚み０．１〜１．５mmの範囲内の寸法であり、
更に、該木削片は、長さ３０〜２２０mm、幅１０〜７０mmの範囲内の寸法で木目が長手方向に沿って形成されている短冊形のストランドを含有し、
該ストランドは所定方向に配向せしめられている
ことを特徴とする木質セメント板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外壁材等の建築板に好適な木質セメント板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、建築用材料として、セメント系無機材料と木質材料としての木削片とを原料とし乾式法又は半乾式法によって製造される木質セメント板が提供されている。かかる木質セメント板は、強度、成形性、加工性、耐久性、耐火性等の点で優れており、建築物の外壁材等として極めて有用である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の木質セメント板に使用される木削片は吸湿膨潤性が大きいので得られる木削片セメント板は吸湿による厚みや長さの変化が大きく、寸法安定性に問題があった。
【０００４】
したがって、本発明の課題は、寸法安定性の良い木削片セメント板を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来の課題を解決するための手段として、水硬性無機材料と水蒸気加熱加圧処理した木材(1) から製造された木削片とを含有する原料混合物の板状成形硬化体である木質セメント板および多層構造を有し、少なくとも表層および／または裏層が水硬性無機材料と水蒸気加熱加圧処理した木材(1) から製造された木削片とを含有する原料混合物の硬化体である木質セメント板を提供するものである。
また該木削片はストランドであることが望ましく、更に該ストランドは所定方向に配向せしめられていることが望ましい。
【０００６】
【作用】
上記木質セメント板において、木削片は水蒸気加熱加圧処理した木材(1) から製造されるので、吸湿による厚みや長さの変化が抑制されている。したがって寸法安定性の良い木質セメント板が得られる。木削片は比較的大型であるから、該木削片相互をセメント等の水硬性無機材料と接着した層では木削片相互の接着面積が大きく引張応力に対して高い強度を示すため、該木削片セメント板は外力に対して高い曲げ強度を有するものとなる。
【０００７】
上記木質セメント板の木削片は通常ウエハーと云われ、該ウエハーはストランドであることが好ましく、該ストランドは該木質セメント板中で所定方向に配向せしめられているのが好ましい。多層構造を有する木質セメント板にあっては、少なくとも表層および／または裏層が水硬性無機材料と上記木削片とを含有する原料混合物の硬化層とすると、木質セメント板の曲げ強度が効果的に向上する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の木質セメント板は、主として水硬性無機材料と木削片とを主たる原料とするものである。
【０００９】
〔水硬性無機材料〕
本発明に使用する水硬性無機材料としては、ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、アルミナセメント等のセメント類；シリカ粉、ケイ砂、ケイ石粉、水ガラス、シリカヒューム、シラスバルーン、パーライト、マイカ、ケイ藻土、ドロマイト等のケイ酸含有物質と上記セメント類とを混合した混合物；二水石膏、半水石膏、無水石膏、消石灰、生石灰等の活性石灰含有物質と上記ケイ酸含有物質との混合物等が例示される。
上記水硬性無機材料の中でも、セメント類とケイ酸含有物質との混合物が好ましく、セメント類とケイ酸含有物質との混合比（重量比）は１：２〜６：１であるのが好ましい。
【００１０】
〔木削片〕
本発明で使用する木削片は水蒸気加熱加圧処理した木材(1) から製造される。該水蒸気加熱加圧処理においては、該木材を１８０〜２００℃の飽和水蒸気中で２０〜３０分処理する。この場合、該木材は丸太であり、周囲から径方向に圧縮応力を及ぼすことが好ましい。この場合図１に示すように丸太(1) の周囲四方および前後からプレス盤(2) を押圧する。この場合のプレス圧は通常１０ kgf／cm2 〜２０ kgf／cm2 とする。間伐材等の小径な木材では複数本集束して処理することが出来る。
該木削片は通常ウエハーと呼ばれ、中でも方向性を有する短冊形のもので木目が長手方向に沿って形成されているストランドの使用が望ましい。
【００１１】
該ウエハーの寸法は、長さ３０〜２２０mm、幅１０〜１００mm、厚み０．１〜１．５mmの範囲内であるのが好ましく、ストランドではないウエハーとしては、長さ４０〜１００mm、幅４０〜９０mmで比較的長さと幅とが近接した形状のものを使用するのが好ましい。該ストランドの寸法は、長さ３０〜２２０mm、幅１０〜７０mmの範囲内である。
【００１２】
上記のように木質セメント板に水蒸気加熱加圧処理した木材(1) から製造したウエハーを使用した場合、該ウエハーは吸湿して厚みや長さを変化することが抑制されており、また比較的大型の木削片であるウエハー同士は、相互に重なることによって接着面積が大きくなるため、該木質セメント板は寸法安定性が良くかつ引張応力に対して高い強度を有するものとなり、また水硬性無機材料の使用量を減らすことができる。特に該ウエハーとしてストランドを使用し、該ストランドを所定方向に配向させた場合には、該ストランド自体が有する木目方向の高い引張強度によって、該木質セメント板のストランド配向方向の引張応力に対する強度は、極めて高いものとなる。また水蒸気加熱加圧処理した木材(1) からストランドよりも細かいフレーク形状まで製造した場合でも、未処理のフレークと比較して同様の効果を得ることが出来る。
【００１３】
本発明の木質セメント板が多層構造の場合、表層および／または裏層には木質材料として木削片を使用するが、芯層用の木質材料としてはフレークや木質繊維束を使用する。
【００１４】
該フレークとしては、網目１０mmを全通し、厚み１mm以下、長さ２〜１０mmのものを使用するのが好ましい。該フレークは木片セメント板廃材を粉砕分別したり木片セメント板の製造工程中に発生する廃フレークを使用することが出来る。
【００１５】
該木質繊維束としては、径が０．１〜２．０mm、長さが２〜３５mm、特に１０〜３０mmのものを使用するのが好ましい。
該木質繊維束として特に好ましいものは、分枝および／または弯曲および／または折曲させることによって嵩高くされた木質繊維束である。該嵩高木質繊維束は嵩比重が約０．０３〜０．０５ｇ／cm3 の範囲にあるものが好ましい。このように分枝および／または弯曲および／または折曲している嵩高木質繊維束は排除体積が大きく、したがって嵩高く密度の小さい芯層を与えるが、相互の絡み合いは強固であるから、密度は小さいが強度の大きい構造が得られる。
【００１６】
〔その他の成分〕
本発明の木質セメント板には、上記セメント系無機材料及び木質材料以外の成分として、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化カルシウム、硫酸カルシウム、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、硫酸アルミニウム、水ガラス等の硬化促進剤、バーミキュライト、ベントナイト等の鉱物粉末、ワックス、パラフィン、シリコン等の撥水剤、合成樹脂エマルジョン等の補強材、発泡性熱可塑性プラスチックビーズ、プラスチック発泡体等が添加されてもよい。なお、これらの例示は本発明を限定するものではない。
【００１７】
〔木質セメント板の組成〕
本発明の木質セメント板における原料混合物は、セメント類３０〜６０重量％、ケイ酸含有物質１０〜６０％および木削片５〜５０重量％を含有するのが好ましい。木質セメント板を多層構造例えば三層構造にする場合には表裏層用の原料混合物は上記と同様な組成とし、芯層用の原料混合物は、セメント類３０〜６０重量％、ケイ酸含有物質１０〜６０重量％、フレークや木質繊維束等の木質材料を５〜３０重量％含有するのが好ましい。また製造工程において原料混合物の硬化を促進するためには、該ケイ酸含有物質の一部にパーライトを使用するのが好ましい。この場合該パーライトは、原料混合物中１５重量％以下の量で添加されるのが好ましい。
【００１８】
〔木質セメント板の製造〕
本発明の木質セメント板は、いわゆる乾式法又は半乾式法によって製造するのが好ましい。
本発明における製造方法の好ましい一例としては、まず最初に、板（搬送板、基板等）上に原料混合物を散布する。該原料混合物中のウエハーとしてストランドを使用する場合には、該ストランドは製造する木質セメント板の所定方向、特に長手方向に配向させるのが好ましい。該ストランドの配向は常法によって行えばよく、例えば、ディスクタイプの散布頭部が回転しているフォーミングマシンや、複数個のスリットを並列した篩を使用して行うことができる。
【００１９】
二層構造の木質セメント板を製造する場合には、表裏層用の原料混合物と芯層用の原料混合物を散布して、二層構造のマットをフォーミングする。この場合表裏層用の原料混合物と芯層用の原料混合物とはどちらを先に散布してもよい。三層構造の木質セメント板を製造する場合には、表層用の原料混合物、次いで芯層用の原料混合物を散布し、更に表層用と同様な裏層用の原料混合物を散布して、三層構造のマットをフォーミングする。半乾式法の場合には、これら原料混合物に水分含有率が１５〜５０重量％となるように水を添加混合してから該原料混合物を散布し、乾式法の場合には、フォーミングした該マットに水分含有率が１５〜５０重量％となるように水を添加する。
【００２０】
多層構造の場合には表裏層用の原料混合物に接して散布された芯層用の原料混合物中のフレークや木質繊維束は、該表裏層用原料混合物散布層中のウエハー相互の間隙に入り込む。このように該ウエハー相互の間隙に入り込んだフレークあるいは木質繊維束は、いわゆる投錨効果を発現して該表層の強度を向上させる。
【００２１】
上記のようにしてマットがフォーミングされたら、型面が平滑な型板または型面に凹凸模様を有する型板を該マット上に載置し、該マットと共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５０〜１００℃であり、圧締圧は通常２０〜５０ kgf／cm2 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２〜５日間行われ、オートクレーブ養生は、通常８５％ＲＨ以上の湿度、１５０〜１８０℃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処理を行い製品とする。
【００２２】
上記木質セメント板を二層構造とした場合、芯層と表層との厚みの構成比率は、２：１〜１：２であるのが好ましく、特に約１：１であるのが好ましい。また、上記木質セメント板を三層構造とした場合、表層と芯層と裏層との厚みの構成比率は、１：２：１〜１：５：１であるのが好ましく、特に約１：３：１であるのが好ましい。
【００２３】
以上のようにして製造される木質セメント板は木質材料として比較的大型の木削片（ウエハー）を使用しており、該木削片は水蒸気加熱加圧処理された木材(1) から製造されるので吸湿による厚みや長さの変化を抑制され、かつ該木削片相互の接着面積が大きいため、引張応力に対して高い強度を示す。その結果、該木質セメント板は寸法安定性が良く外力に対して高い曲げ強度を有するものとなる。
【００２４】
本発明の木質セメント板は、二層構造又は三層構造のものに限定されることなく、四層以上の構造を有するものであってもよいが、少なくとも表層および／または裏層には本発明の木削片を木質材料として使用する。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２６】
〔水蒸気加熱加圧処理〕
ストランドＡ：１８０〜２００℃の飽和水蒸気中で、図１に示すように直径約３０cmの丸太(1)を周囲四方および前後からプレス盤(2)によって１０kgf／cm2〜２０kgf／cm2のプレス圧で圧縮しながら２０〜３０分圧締した。その後解圧し巾１０mm×長さ５０〜１００mm×厚さ０．３〜０．５mmのストランドＡを製造した。
ストランドＢ：１８０〜２００℃の飽和水蒸気中で、図２に示すように直径約１０cmの間伐材(1A)を９本纏めてひとかたまりにして、ストランドＡと同様に６面からプレス盤(2)によって１０kgf／cm2〜３０kgf／cm2のプレス圧で圧縮しながら２０〜３０分圧締した。その後ストランドＡと同様にしてストランドＢを作成した。
ストランドＡの製造に使用したものと同じ処理丸太から本参考例に使用するフレーク（厚み０．５mm×長さ１０mm）を作成した。
【００２７】
〔配合〕
上記ストランドＡとストランドＢとを使用して表１（単層構造）および表２（三層構造）に示す配合および製造条件で木質セメント板試料を作成した。なお単層および三層構造の表裏層にあってはストランドを試料の長手方向に配向した。
各試料の物性測定結果を表１および表２に示す。
【００２８】
【表１】
0004163367.tif 000002
【００２９】
【表２】
0004163367.tif 000003
【００３０】
比較例１，２は水蒸気加熱加圧処理を施さないストランドを使用したものである。比較例１，２は各実施例１〜５，７，８に比して厚み膨潤率が２倍以上も大きいことが認められる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、寸法安定性が良くかつ十分な強度を有する木質セメント板が得られる。木材の水蒸気加熱加圧処理は小径の木材でも集束することによって可能になるので、本発明では効率の悪い間伐材も使用出来、また廃材等も使用出来るので木材資源を有効利用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
図１〜図２は本発明の一実施例を示すものである。
【図１】水蒸気加熱加圧処理状態の説明図（１本）
【図２】水蒸気加熱加圧処理状態の説明図（９本）
【符号の説明】
1       丸太（木材）
1A      間伐材
2       プレス盤
【図１】
0004163367.tif 000004
【図２】
0004163367.tif 000005