【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、主として建物の外装材として用いられる木質セメント板の製造のための原料である木質セメント組成物及び該木質セメント組成物を用いた木質セメント板の製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、木質材料とセメント類との複合成形物である木質セメント板は、建物の外装材や内装材等の建築材料として用いられている。 【０００３】そして、上記木質セメント板の製造の生産性をあげるために、アルミナセメント、並びに無水石膏及び／又は半水石膏からなる成分を含むセメント成分を用いる製造方法が、特公昭５９−１８３３９号公報や特開平４−３２５２０２号公報等に開示されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の製造方法では、セメント、木片、及び水を混合したフレーク状の混合物を型枠上に堆積させ、圧縮して所定形状に成形した後、所定時間加圧加熱して硬化させ脱型するので、圧縮力が低い場合や、得ようとする木質セメント板の表面の凹凸模様が深い場合には凹部の圧縮力が不足して、得られた木質セメント板の耐透水性が悪くなりやすい、という問題があった。 【０００５】上記問題の解決策として、従来、木質セメント板の表面に塗料や撥水剤を分厚く塗装する方法がとられているが、この方法では塗装、乾燥、焼き付け等の後工程が必要で生産工程が長くなり、また、コストアップを生じる等の問題を残している。 【０００６】本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、その目的は、耐透水性が改善された木質セメント板を与える木質セメント組成物、及び該セメント組成物を用いた木質セメント板の製造方法を提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明者は木質セメント板の耐透水性の悪化の原因とその対策に関し研究を重ねた結果、耐透水性は木質セメント板内部に存在する微細な空隙の量と相関すること、この空隙量はセメント、木片、及び水を混合したフレーク状の混合物の大きさに依存し、フレーク状混合物の大きさが小さいほど空隙ができにくいこと、及び、フレーク状混合物の大きさはセメントに対して用いられる水の量に関係するとの知見を得た。 【０００８】即ち、従来の木質セメント板を得るための木質セメント組成物においては、通常、セメント成分１
００重量部に対して用いられる水の量は４５重量部以上である。 この配合では、上記フレーク状混合物の大きさを充分小さくすることは困難であるが、上記水の量を４
０重量部以下とすると、フレーク状混合物の大きさが小さくなり、該フレーク状混合物を加圧成形したときフレーク状混合物同士の合体がより効果的になされ、得られた木質セメント板がより緻密となり空隙ができにくいことを見出し本発明の請求項１に記載の発明（以下、本発明１という）を完成した。 【０００９】ただ、セメント成分に対する水の量が少なくなると、用いられる木片とセメントとのなじみが低下し、上記木質セメント板の表面に木片が露出しがちとなり、所望の表面品質（表面の平滑性、表面塗装したときの塗膜密着性等）によっては表面品質の改良を要する。
本発明者はこの課題についても研究し、木質セメント組成物のセメント成分１００重量部に対して高分子ラテックスを０．１〜２０重量部添加して混合することで解決することを見出し本発明の請求項２に記載の発明（以下、本発明２という）を完成した。 本発明２の場合には、セメント成分１００重量部に対する水の量を５５重量部まで増やしても、上記表面平滑化効果が発現することも判明した。 【００１０】上記組成物に高分子ラテックスを添加して混合すると、高分子ラテックスは木片の表面を覆って吸着され、次いで該高分子ラテックスにセメント成分が吸着されて木片はセメントに覆われた状態となる。 このため少ない水の量でも木片とセメントとのなじみが向上し、加圧成形したとき木片とセメントとの結合が強化され、得られた木質セメント板表面の木片露出が生じず表面品質が確保できる。 【００１１】この作用をより効果的に奏せしめるためには、木質セメント組成物を調製する際に、先ず、木片、
水、有機カルボン酸のアルカリ金属塩及び高分子ラテックスが攪拌混合されて配合物となされ、次いで上記セメント成分が該配合物に添加され攪拌混合される工程を経ることが好ましいことも本発明者は見出し、請求項４に記載の発明（以下、本発明４という）を完成した。 【００１２】以上により、本発明１の木質セメント組成物は、ポルトランドセメント、アルミナセメント並びに無水石膏及び／又は半水石膏からなるセメント成分１０
０重量部に、有機カルボン酸のアルカリ金属塩０．２〜
２．０重量部、木片１〜５０重量部及び水１０〜４０重量部が添加され混合されていることを特徴とする。 【００１３】本発明２の木質セメント組成物は、ポルトランドセメント、アルミナセメント並びに無水石膏及び／又は半水石膏からなるセメント成分１００重量部に、
有機カルボン酸のアルカリ金属塩０．２〜２．０重量部、木片１〜５０重量部、水１０〜５５重量部及び高分子ラテックスが固形分換算で０．１〜２０重量部添加され混合されていることを特徴とする。 【００１４】本発明の請求項３に記載の木質セメント組成物（以下、本発明３という）は、本発明２で用いられる高分子ラテックスがエチレン酢酸ビニル共重合体エマルジョン、スチレンブタジエンゴムラテックス、クロロプレンゴムラテックス、ポリオレフィン系エマルジョン及びポリウレタンエマルジョンから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする。 【００１５】本発明４の木質セメント組成物は、本発明２又は３の木質セメント組成物の調製が、先ず、木片、
水、有機カルボン酸のアルカリ金属塩及び高分子ラテックスが攪拌混合されて配合物となされ、次いで上記セメント成分が該配合物に添加され攪拌混合される工程を経て調製されることを特徴とする。 【００１６】本発明の請求項５に記載の木質セメント板の製造方法（以下、本発明５という）は、本発明１〜４
のいずれかの木質セメント組成物を所定形状に加圧成形した後加熱して硬化させることを特徴とする。 【００１７】本発明１〜４で用いられるセメント成分におけるポルトランドセメントとしては、例えば、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等が挙げられる。 【００１８】本発明１〜４で用いられるセメント成分におけるアルミナセメント、無水石膏及び／又は半水石膏としては、従来の木質セメント組成物に使用されているものが用いられる。 セメント成分中には石灰が含まれてもよい。 【００１９】セメント成分におけるアルミナセメント、
無水石膏及び／又は半水石膏を合わせた成分とポルトランドセメントとの混合比率は、重量比で１：４〜４：１
が好ましい。 この範囲を外れ、セメント成分中のアルミナセメント、無水石膏及び／又は半水石膏を合わせた成分が少ないと、加熱による硬化促進の効果が小さくなるとともに、このセメント成分と木質材料を用いて木質セメント板を製造する場合に、木質材料に対するセメント成分の付着力が向上せず、得られる木質セメント板の強度を発現することが困難になる。 逆に、上記範囲を越えてアルミナセメント、無水石膏及び／又は半水石膏を合わせた成分の含有量が多くなると安価なポルトランドセメントの含有量が低下して原料価格が高くなる。 【００２０】本発明１〜４で用いられる有機カルボン酸のアルカリ金属塩は、有機カルボン酸としては、例えば、クエン酸、グルコン酸、グルタール酸、グリコール酸、リンゴ酸等が挙げられる。 その中でも、クエン酸、
グルコン酸、グルタール酸、グリコール酸が好ましい。
そのアルカリ金属塩としては、例えば、ナトリウム塩、
カリウム塩等が挙げられる。 【００２１】上記有機カルボン酸のアルカリ金属塩は、
セメント成分に木質材料や水を混合したセメント混合物の可使時間を延長するために用いられるが、その添加量としては、上記セメント成分１００重量部に対して、
０．２重量部未満では可使時間の延長効果が不十分となり、また、２．０重量部を超えても可使時間の延長効果が増さなくなるので、０．２〜２．０重量部に限定される。 【００２２】本発明１の木質セメント組成物のセメント成分１００重量部に対する水の量は、１０重量部未満ではセメントが硬化不良となり、４０重量部を超えると耐透水性向上の効果が無くなるので、１０〜４０重量部に限定される。 好ましくは１２〜３５重量部である。 【００２３】本発明２及び３の木質セメント組成物のセメント成分１００重量部に対する水の量は、１０重量部未満ではセメントが硬化不良となり、５５重量部を超えると耐透水性向上の効果が無くなるので、１０〜５５重量部に限定される。 好ましくは１０〜４０重量部である。 【００２４】本発明で用いられる木片は、少量の水分を含むので、得られる木質セメント板の温度上昇を抑える働きがある。 よって、本発明１〜４の木質セメント組成物のセメント成分１００重量部に対する木片の量は、１
重量部未満では得られる木質セメント板の防火性が低下し、また５０重量部を超えると木質セメント板の強度が低下するので、１〜５０重量部に限定される。 該木片としては、針葉樹（ベイツガ、エゾマツ、アカマツ等）、
広葉樹（ブナ、メラビ等）等から得られたものを使用することができる。 【００２５】本発明２で用いられる高分子ラテックスとしては、例えば、酢酸ビニル共重合体エマルジョン、ポリエチレンや酢酸ビニルエチレン共重合体等のポリオレフィンエマルジョン、（メタ）アクリル酸共重合体エマルジョン、スチレンブタジエンゴムラテックス、アクリロニトリルブタジエンゴムラテックス、クロロプレンゴムラテックス、メチルメタクリレートブタジエンゴムラテックス、ポリウレタンエマルジョン等が挙げられ、これらは単独で用いられても、複数組み合わされて用いられてもよい。 【００２６】なかでも、エチレン酢酸ビニル共重合体エマルジョン、スチレンブタジエンゴムラテックス、クロロプレンゴムラテックス、ポリオレフィン系エマルジョン及びポリウレタンエマルジョンから選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。 【００２７】上記高分子ラテックスには、木片とセメントとの結合力向上のために、ロジン系、テルペンフェノール系、石油系等の粘着付与樹脂、フタル酸エステルやオレイン酸等の可塑剤などを添加してもよい。 また、必要に応じ防腐剤、酸化防止剤等も添加される。 【００２８】本発明２の木質セメント組成物のセメント成分１００重量部に対する高分子ラテックスの固形分換算の重量部としては、０．１重量部未満では木片とセメントとの結合力向上の効果がなく、２０重量部を超えると上記フレーク状混合物のフレークの大きさが大きくなり、得られる木質セメント板の耐透水性が低下するので、０．１〜２０重量部に限定される。 【００２９】本発明５の木質セメント板の製造方法としては、例えば、本発明１〜４の木質セメント組成物を、
型上に堆積させ、圧縮して所定形状に成形した後、所定時間加圧加熱して硬化させ脱型する方法が挙げられる。
必要に応じて、脱型後加熱乾燥させて、水分調整を行ってもよい。 【００３０】 【作用】本発明１の木質セメント組成物は、ポルトランドセメント、アルミナセメント並びに無水石膏及び／又は半水石膏からなるセメント成分１００重量部に、有機カルボン酸のアルカリ金属塩０．２〜２．０重量部、木片１〜５０重量部及び水１０〜４０重量部が添加され混合されているので、この組成物のフレーク状形状の大きさが小さく、該組成物を加圧成形して得られた木質セメント板は緻密な構造を持ち空隙が僅少であり、従って耐透水性が向上する。 【００３１】本発明２の木質セメント組成物は、ポルトランドセメント、アルミナセメント並びに無水石膏及び／又は半水石膏からなるセメント成分１００重量部に、
有機カルボン酸のアルカリ金属塩０．２〜２．０重量部、木片１〜５０重量部、水１０〜５５重量部及び高分子ラテックスが固形分換算で０．１〜２０重量部添加され混合されているので、木片とセメントとのなじみが向上し、加圧成形したとき木片とセメントとの結合が強化され、得られた木質セメント板表面に木片露出が生じず表面品質が確保できる。 【００３２】本発明３の木質セメント組成物は、用いられる高分子ラテックスがエチレン酢酸ビニル共重合体エマルジョン、スチレンブタジエンゴムラテックス、クロロプレンゴムラテックス、ポリオレフィン系エマルジョン及びポリウレタンエマルジョンから選ばれる少なくとも１種である本発明２の木質セメント組成物であるので、上記作用がより一層発揮される。 【００３３】本発明４の木質セメント組成物は、本発明２又は３の木質セメント組成物であって、先ず、木片、
水、有機カルボン酸のアルカリ金属塩及び高分子ラテックスが攪拌混合されて配合物となされ、次いで上記セメント成分が該配合物に添加され攪拌混合される工程を経て調製されたものであるので、先に高分子ラテックスは木片の表面を覆って吸着され、次いで該高分子ラテックスにセメント成分が吸着されて木片はセメントに覆われた状態となって木片とセメントとのなじみが向上し、加圧成形したとき木片とセメントとの結合が強化され、得られた木質セメント板表面の木片露出が生じず表面品質が良好となる。 【００３４】本発明５の木質セメント板の製造方法は、
本発明１〜４のいずれかの木質セメント組成物を所定形状に加圧成形した後加熱して硬化させる方法であるので、耐透水性に優れた木質セメント板を生産性よく製造することができる。 また、本発明２〜４のいずれかの木質セメント組成物を用いた場合には、表面品質も良好な木質セメント板を生産性よく製造することができる。 【００３５】 【発明の実施の形態】 〔セメント成分〕各実施例及び各比較例で用いたセメント成分は全て同一組成であり、次の組成であった。 早強ポルトランドセメント６２．５重量部、アルミナセメント１８．７重量部、半水石膏１１．３重量部、消石灰７．５重量部、合計１００重量部。 【００３６】〔その他の配合剤〕各実施例及び各比較例ではすべて、木片としては細分化されたものを用い、有機カルボン酸のアルカリ金属塩としてはクエン酸ソーダを用いた。 各実施例及び比較例での木片、クエン酸ソーダ、水及び高分子ラテックスの配合量は表１及び２に示した。 但し高分子ラテックスの量は、固形分換算の重量部で示した。 【００３７】〔木質セメント組成物の調製〕各実施例及び各比較例では下記の調製法Ａ、Ｂ又はＣの方法で調製された。 調製法は表１及び２に示した。 調製法Ａ：表記した各配合剤の内、木片、水及びクエン酸ソーダの表記の量を混合槽に投入し攪拌混合し、次いでセメント成分を添加して攪拌混合してフレーク状の混合物を得た。 調製法Ｂ：表記した各配合剤の内、先ず、木片、水、クエン酸ソーダ及び高分子ラテックスの表記の量を混合槽に投入し、よく攪拌混合して配合物となし、次いでセメント成分の表記量を添加し攪拌混合し、フレーク状の混合物を得た。 調製法Ｃ：表記した各配合剤の内、木片、水及びクエン酸ソーダの表記の量を混合槽に投入し攪拌混合し、次いでセメント成分を添加して攪拌混合し、最後に高分子ラテックスを添加混合してフレーク状の混合物を得た。 【００３８】〔加圧成形及び加熱処理〕上記フレーク状の混合物とされた各実施例及び各比較例の木質セメント組成物を、離型剤を塗布したアルミ製型枠の上に堆積させ、その上から突き固めて平らになし、その上に１２メッシュの金網を載置し圧力３０ｋｇ／ｃｍ 2 、温度９６
℃で１２分間加圧した。 脱型後、１００℃で１時間加熱して水分調整を行った。 【００３９】〔耐透水性の評価〕上記方法で得られた各実施例及び各比較例の木質セメント板についてＪＩＳＡ
５４００ロート試験に準拠して透水量を測定した。 透水量としては、ロート内の減少した水の容量（ｍｌ）をそのまま評価値とし、測定値を表１及び２に示した。 〔木質セメント板表面品質評価〕同じく各実施例及び各比較例の木質セメント板について表面に露出する木片の量を目視観察し、表面状態が平滑で美麗なものを○、やや不良のものを△、不良のものを×と判定してそれぞれ表１及び２に示した。 【００４０】 【表１】 【００４１】 【表２】 【００４２】表１及び２から判る通り、従来よりも水の量を減らした木質セメント組成物から得られた木質セメント板は、耐透水性が改善されている。 また、上記組成物に、さらに高分子ラテックスを添加した系から得られた木質セメント板の表面は木片の露出が少なく表面平滑性が確保されている。 高分子ラテックスを多量に添加した組成物から得られた木質セメント板は耐透水性が悪化する。 【００４３】 【発明の効果】本発明１は、上記の構成とされているので、本発明１を用いて得た木質セメント板は、緻密な構造を持ち空隙が僅少であり、優れた耐透水性を有する。
従って、耐透水性を確保するための木質セメント板表面への塗料や撥水剤の塗装は不要である。 【００４４】本発明２は、上記の構成とされているので、本発明２を用いて得た木質セメント板は、木片とセメントとのなじみが向上して木片とセメントとの結合が強化され、優れた耐透水性を有するとともに表面状態が良好である。 【００４５】本発明３は、上記の構成とされているので、本発明３を用いて得た木質セメント板は、上記効果がより一層発揮される。 【００４６】本発明４は、上記の構成とされているので、本発明４を用いて得た木質セメント板は、先ず高分子ラテックスは木片の表面を覆って吸着され、次いで該高分子ラテックスにセメント成分が吸着されて木片はセメントに覆われた状態となって木片とセメントとのなじみが向上して木片とセメントとの結合が強化され、優れた耐透水性を有するとともに表面状態がより一層良好となる。 【００４７】本発明５は、上記の構成とされているので、本発明５の製造方法によれば、耐透水性に優れた木質セメント板を生産性よく製造することができる。 また、本発明２〜４のいずれかの木質セメント組成物を用いた場合には、表面品質も良好な木質セメント板を生産性よく製造することができる。 ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl. 6識別記号 ＦＩ Ｃ０４Ｂ 18:26 24:26） 111:30 |
