JPS5913476B2 - 木質セメント成型物の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、建材等に用いられる木質セメント成型物の
製造方法に関する。

従来、木毛セメント板、木片セメント板等と呼ばれる木
質セメント成型物は主として建築材料として用いられて
いるが、これらは火災に対する安全性と、切断、釘打等
の加工性の良さ、更に耐久性に優れる等の長所があり、
今後も使用量の増大が見込まれる有力な材料である。

しかしこの木質セメント成型物には、製造上きわめて重
大な欠点がある。

その第１は、木材の種類によっては、木材から溶出する
成分が、セメントの硬化阻害を引起すと言う事実である
。

この事実は以前からよく知られて居り、溶出成分のうち
主として糖類等の有機物質がセメントの硬化を阻害する
と言われている。

溶出成分はほとんど、どの樹種に於ても多少は見られる
が、特にセメントの硬化に悪影響を及ぼす成分の種類と
量については実用的範囲に於て、樹種により顕著な差が
あることもわかっている。

例えば一般的に針葉樹ではベイツガ、ニジマツ、アカマ
ツ等は適するがスギ、カラマツ等は不適であり、広葉樹
ではアカラワン、ブナは適するがメラビ等は全く使用出
来ない。

更に同一の木材でも芯材は使えるが辺材は使えない又は
その逆に芯材が使えない等の例は多く、このように安心
して使用出来る木材はきわめて限定されているのが実情
である。

第２の欠点として木質セメント成型物の生産性が非常に
低いことが挙げられる。

一般に用いられるセメントはその硬化に長い時間を要し
、そのため従来木質セメント成型物製造では、硬化促進
剤の添加等様々の工夫がなされているものの、成型して
から脱型する迄に最低一昼夜は放置しておかねばならな
かった。

このため設備、労力、広い貯蔵場所を要し、コストが高
くなる原因となっていた。

また、加熱硬化型のセメントを用いて、木質セメント成
型物を製造することも考えられるが、木質材料が混入さ
れたセメント混合物は非常に熱伝導率が悪く、通常の加
熱プレス、スチーム加熱成型法では成型物の表層と内部
との温度差による熱膨張の差の為、表層と内部層との間
にずれが生じ強度が低下するとともに、上記木材からの
溶出成分の影響をも受けて強度低下が避けられないので
ある。

以上２点の大きな欠点のため、木質セメント成型物は優
れた性質を持ち、セメントと木材と言う基本的には安価
な材料の組合せで、ありながら、製品としては比較的高
価とならざ′るを得なかったのであり、しかもこの傾向
は最近の経済情勢からますます強くなりつ５あると言え
る。

この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その
要旨は、加熱硬化型セメント、細片化された木質材料、
水を混合してなる成型材料を二つの電極間に介在させ、
該電極間に電流を通ずることにより前記成型材料を加熱
して硬化させることを特徴とする木質セメント成型物の
製造方法に存する。

この発明において、加熱硬化型セメントとは一定温度以
上に加熱すると急速にカルシウムスルホアルミネート（
３ＣａＯ−Ａ１２０３・３ＣａＳ０４・３０〜３２Ｈ２
０）の針状結晶を生成し硬化する性質を有するセメント
組成物を言う。

この加熱硬化型セメントとしてはたとえば、ポルトラン
ドセメント（普通ポルトランドセメント、早強ポルトラ
ンドセメント、超早強ポルトランドセメント、白色ポル
トランドセメントなど）、アルミナセメント、無水石膏
又は（及び）半水石膏を主成分とし必要に応じ消石灰を
加え更に好ましくは有機カルボン酸のアルカリ金属塩又
はりん酸のアルカリ金属塩を添加した混合組成物が挙げ
られる。

上記混合組成物の望ましい組成範囲としては、ポルトラ
ンドセメント５０〜９６重量部（８０〜９６重量部）、
アルミナセメント２５〜２．０重量部（１０〜２．０重
量部）、無水石膏又は（及び）半水石膏１５〜１．５重
量部（５〜１．５重量部）及び消石灰１０〜０重量部（
５〜０重量部）の混合比（かっこ内は更に好ましい範囲
）であり、この混合物１００重量部に対し有機カルボン
酸のアルカリ金属塩０．２〜２．０重量部又はリン酸の
アルカリ金属塩０．４〜２．５重量部を添加すればセメ
ントペーストの可使時間が延長されるとともに加熱硬化
した際の成型物の強度がより向上するので好ましい。

この発明において細片化された木質材料としては各種木
材の木片、木粉、木毛などが用いられる。

また、この発明では成型材料は加熱硬化型セメント、木
質材料、水の混合物の他に必要に応じてたとえは、防水
剤、撥水剤、発泡剤、木質材料の腐蝕防止剤、燃焼防止
剤などを添加したもの、更に補強、増量の目的で各種の
骨材、繊維類などの物質を混合したものが用いられる。

この発明では上記の如き組成の成型材料を少なくとも内
面が絶縁材料からなる型に入れ、型内に設けた二つの電
極間に電流を通ずることにより或いはそれぞれ電極とし
た二つの金属製無端帯に挾みつつ移行させる間に成型材
料を加熱するなどして硬化させるものであるが、その時
の温度は６０℃〜９０℃が好適である。

６０℃よりも低いと成型材料の硬化速度が遅く、９０°
Ｃよりも高温で加熱すると得られる成型物は長期強度の
低いものとなり易い。

尚、このような条件下では一般に成型材料の加熱開始か
ら約一時間以内には型から取り出し得る程度の硬化が完
了する。

第１図はこの発明方法の一例を示すもので、１は絶縁材
料より作られた型であり、一方の相対する内面にそれぞ
れ金属板が設置されて電極２，２とされている。

この型１に前記の如き組成の成型材料Ａを入れ、加圧板
３を加圧装置４により動かして加圧成型し、そのままの
加圧状態で或いは加圧を解いた状態で両電極間に交流電
流を通じ発生するジュール熱により成型材料Ａをその内
部から６０℃〜９０℃に加熱する。

成型物Ａは均一に加熱され急速に硬化し遅くとも１時間
以内には型１から木質セメント成型物を取り出し得る。

型１から取り出した木質セメント成型物は必要に応じて
薄板状に切り複数枚の木質セメント板としてもよＧ）。

この実施例では型１が絶縁材料より作られているが、内
面のみ絶縁材料を貼ったものでもよいし、電極板２，２
を上下水平な設けてもよいことは勿論である。

第２図は同時に複数枚の板状木質セメント成型物を製造
する場合の実施例である。

型１の下面に一方の金属板の電極２を設ける。

その上に所定厚さに前記混合物Ａ１を入れ、次いで金属
板５を敷く。

以下順次この工程を繰り返し金属板５，５・・・・・・
によって仕切られた複数の成型材料層Ａ、、Ａ＋・・・
・・・を形成し、最上面に他方の電極板２を設置する。

必要に応じて上部電極板２の上に加圧装置４に連結され
た加圧板３を電極板２を加圧可能に設ける。

両電極２，２間に電流を通じ各成型材料層Ａ１．Ａ、・
・・・・・を加熱硬化させ、その後脱型し複数枚の板状
木質セメント成型物を得る。

尚、金属板面にレリーフ模様を施しておけば模様付の成
型物が得られる。

この実施例の如く、電極板、仕切用金属板を水平にして
成型材料層を水平に形成すると、その長手方向にほぼ一
致するよう木質材料の長手方向が水平になって配列され
強度的に好ましい結果が得られる。

第３図は板状木質セメント成型物を連続的に製造する例
である。

６は回動する無端帯であり、その上方に間隔をおいて３
つの無端帯？、８．９が回動可能且つ下方の無端帯６に
供給されて移行する成型材料Ａを抑圧可能に設けられて
いる。

下方の無端帯６と上方の第３の無端帯９とはその走行表
面部が金属製とされて電極としても利用されその間に移
行する成型材料Ａは両電極間を流れる電流により加熱硬
化して板状の木質セメント成型物を得る。

尚、上方の第１及び第２の無端帯７，８により下方無端
帯６に供給された成型材料Ａは順次加圧されて所定厚さ
の板状に成型されるものであり、１０は成型物の切断装
置である。

この発明方法では加熱硬化型セメント、細片化された木
質材料を含む成型材料を電極間に通ずる電流によって加
熱するから、内部から均一に効率良く加熱され木質材料
の硬化阻害成分の溶出前に実質的に硬化が進行して成型
物が得られることになり、木質材料の樹種が制限される
ことなくその使用範囲が広まり経済的となるとともに、
強度の優れた木質セメント成型物が得られるのである。

また、前記加熱方法によれば加熱条件制御も容易である
ばかりでなく型の外部からの加熱方式では熱伝導率の低
い木質材料混入の成型材料に対しては熱効率が悪いとい
った点も改善され、設備的にも有利なものとなる。

次に、実施例を説明する。

これらの実施例では重量部を単に部という。

実施例 １ 超早強ポルトランドセメント５０部、アルミナセメント
２５部、半水石膏１５部、消石灰１０部、クエン酸ソー
ダ１部からなる加熱硬化型セメント１００部とカラマツ
材チップ４０部と水６０部とを混合し、この成型材料を
第１図の如き装置の型に入れ、２３ｋｙ／ｉで圧締めし
た状態で２５Ａの電流が流れるよう外部抵抗を調節して
両電極間に１００■の交流電圧を加えた。

５分後に通電を停止しく成型材料温度７７°Ｃ）、５分
経過後に脱型したところ、比重１、■、曲げ強度７５ｋ
ｇ／ｃｍｔ（脱型直後）の木質セメント成型物が得られ
た。

実施例 ２ 超早強ポルトランドセメント９６部、アルミナセメント
２．２部、半水石膏１．５部、消石灰０．３部、クエン
酸ソーダ０．８部からなる加熱硬化型セメント１００部
に水５０部、杉チップ４０部を加えて混合した成型材料
を第２図に示す装置により成型した。

即ち、仕切用鉄板には厚さ３．２ｍｍのものを使用し、
１０層の成型材料層を形成しこれを圧力１０ｋｇ／ｉで
圧締めつつ両電極間に１００■の交流電圧を加え２ＯＡ
の電流を通じた。

１５分後通電停止しく成型材料温度７０℃）、通電停止
後５分経過して脱型したところ、比重０．９８、曲げ強
度２０ ｋｇ ／ｃｒ７ｔ （脱型直後）の１０枚の木
質セメント板を得た。

実施例 ３ 超早強ポルトランドセメント８２部、アルミナセメント
９部、半水石膏５．４部、消石灰３，６部、クエン酸ソ
ーダ０１６部からなる加熱硬化型セメント１００部に水
５０部、カラマツ材チップ４０部を加えて混合した成型
材料を第３図に示す装置により成型した。

このとき無端帯０．５ｍ／分の速さで回動させ、第３の
無端帯９による加圧力は１５ｋｇ／ｉ、電極内に３ＯＡ
の電流を通じた（４０■の交流電圧）ところ成型材料は
８０℃に昇温し更に３ｍ走行したところで切断可能であ
った。

１０は切断装置である。

このようにして得た成型物は比重１．０３、曲げ強度４
２ ｋｇ／ｃｙｉｔ （切断直後）であった。

比較例 超早強ポルトランドセメント１００部に水５０部、杉チ
ップ４０部を加えて混合した成型材料を、第２図に示す
装置により、実施例２と同様に１０層にして、圧力１０
ｋｇ／ｆｆｌ圧締めつつ、通電加熱することなく、２０
°Ｃ２６５％ＲＨの室内に３日間放置した後、脱型した
ところ、成型された木質セメント板の曲げ強度は２／ｉ
であった。

上記実施例から、本発明方法によれば、木質材料の樹種
に関係なく、強度の優れた成型物が得られることがわか
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はそれぞれこの発明方法を実施する装置
例の縦断面正面図である。 １・・・・・・型、２・・・・・・電極、６，７，８，
９・・・・・・無端帯、Ａ、Ａ１・・・・・・成型材料
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加熱硬化型セメント、細片化された木質材料、水を
   混合してなる成型材料を二つの電極間に介在させ、該電
   極間に電流を通ずることにより前記成型材料を加熱して
   硬化させることを特徴とする木質セメント成型物の製造
   方法。 ２ 成型材料が少なくとも内面が絶縁材料からなり内部
   に電極を対峙させた型内に入れられて加熱硬化されるも
   のであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   木質セメント成型物の製造方法。 ３ 成型材料が電極とされた二つの金属製無端帯に挾ま
   れて加熱硬化されるものであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の木製セメント成型物の製造方法。 ４ 型内に入れられた成型材料が金属を介在させること
   によって複数層に分けられたものであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載の木製セメント成型物の製
   造方法。 ５ 加熱硬化型セ７メントが、有機カルボン酸のアルカ
   リ金属塩又はりん酸のアルカリ金属塩を含むものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、第３
   項又は第４項記載の木質セメント成型物の製造方法。