專利名稱：擠出成形木質水泥板及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種以擠出成形而制成的木質水泥板及其制造方法。
背景技術：
以往，例如使用于外墻材料的木質水泥板，是通過對水泥和木質紙漿為主的原料混合物和水的混煉物以平板形狀擠出成形的方法而制造。
在上述擠出成形水泥板中，以再利用木質水泥板，特別是再利用擠出成形水泥板的廢材粉碎物作為原料的一部分較為理想(例如，參照日本專利特開平8-229913號公報，日本專利第2910285號公報，日本專利第3023057號公報，日本專利第3325005號公報，日本專利特開2001-139363號公報)。
例如在日本專利特開平8-229913號公報中，作為擠出成形木質水泥板的細骨料是使用對擠出成形木質水泥板廢材粉碎物已施以防止吸水處理的材料。
以往，作為擠出成形木質水泥板的原料，如再利用木質水泥板廢材粉碎物時，添加量一旦不在20質量％以下，作為該木質水泥板廢材粉碎物主成分的木質成分因吸收包含在原料混合物和水的混煉物中的水分，所以如果不使水的比率增大，擠出成形性就會惡化。但是如果使水的比率增大，產品的比重就變小，所以就有物性劣化的問題。
發明內容
作為解決上述問題的方法，本發明是提供一種擠出成形木質水泥板，該擠出成形木質水泥板是通過對以水泥、木質紙漿、木質水泥板廢材粉碎物為主的原料混合物和水的混煉物擠出成形而制成的，其中所述木質水泥板廢材粉碎物分級成粒度為75～1000μm的粗粉碎物和粒度低于75μm的細粉碎物，并設定使得所述原料混合物中所述粗粉碎物的添加混合量為10～20質量％，所述細粉碎物的添加混合量為10～25質量％，并且所述粗粉碎物和所述細粉碎物的合計量達20～45質量％。
所述木質水泥板廢材粉碎物為添加有微細木質材料的木質水泥板較為理想，并且所述木質水泥板廢材粉碎物通過錘磨機以一次粉碎至粒度為3mm以下，再用輥磨機對該一次粉碎物二次粉碎至粒度為1mm以下，然后通過分級該二次粉碎物，分成粗粉碎物和細粉碎物較為理想。
并且本發明還提供一種擠出成形木質水泥板的制造方法，其是通過把含有水泥、木質水泥板廢材粗粉碎物的原料混合物和水混煉為一次混煉物，再在該一次混煉物中添加木質水泥板細粉碎物并混煉為二次混煉物，然后對該二次混煉物擠出成形，并使所得擠出成形物熟化硬化。
粒度為75～1000μm的粗粉碎物含有大量木質成分，而且廢材中的木質成分因幾乎排出了阻礙水泥硬化的物質，所以不阻礙水泥硬化，因而該粗粉碎物通過其所含有的木質成分而具有增強效果。
如再用輥磨機進行二次粉碎，水泥未硬化部分就會露出于粒子的外側，因而粗粉碎物具有反應性，并一定程度的參與擠出成形體的硬化。
再有，在以輥磨機進行的二次粉碎中，粗粉碎物中的木質成分纖維化，增強效果提高。
粒度低于75μm的細粉碎物進入擠出成形體的細孔或粗粉碎物之間，抑制成形體的吸水性，以此抑制成形體的膨脹或收縮，所以使尺寸穩定性提高。并且細粉碎物通過其進入成形體的細孔或粗粉碎物之間，在成形體內均勻分散，成形體的強度分布變得均勻，使得成形體穩定化。
在一次混煉物中混合有粗粉碎物，該粗粉碎物吸收并保持一次混煉物中的水分。在該一次混煉物中如添加細粉碎物并混煉，該粗粉碎物中的水分就轉移到該細粉碎物中，該細粉碎物集中在該粗粉碎物的周圍，通過該細粉碎物介于該粗粉碎物之間而提高二次混煉物的流動性，改善擠出成形性，防止擠出成形體的表面性惡化。該細粉碎物與該粗粉碎物相比，因其木質成分少、吸水性低，所以與只添加粗粉碎物時相比，能減少水的比率，抑制成形體的物性劣化。
以下詳細說明本發明。
具體實施例方式
使用于本發明的水泥，例如有硅酸鹽水泥，或者于硅酸鹽水泥中混合了高爐礦渣的高爐礦渣硅酸鹽水泥混合了粉煤灰的粉煤灰水泥，混合了火山灰或白士等硅石物質的硅石水泥，礬土水泥，高爐礦渣水泥等。
使用于本發明的木質紙漿，可使用亞硫酸紙漿、燒堿法紙漿、牛皮紙漿等化學紙漿和機械紙漿中的任何一種，該木質紙漿較理想的纖維長度是0.5～1.0mm。再有，作為較理想的木質紙漿是將含水率為30～50質量％的塊狀紙漿粉碎，并將該含水率調整至20～35質量％的紙漿。所謂塊狀紙漿是指在制紙工程的途中，將非片狀的立體塊狀紙漿脫水后所得物。塊狀紙漿的種類是闊葉樹的漂白硫酸鹽漿(LBKP)較為理想，也可適量混入針葉樹的漂白硫酸鹽漿(NBKP)。
塊狀紙漿如果是上述范圍的含水率，用錘磨機粉碎較好，這樣就容易進行粉碎、打漿，使紙漿細纖維化。該塊狀紙漿與干燥紙漿相比，因其比重小，所以容易粉碎，使粉碎時間縮短。
另外，如使所得木質紙漿具有上述范圍的含水率，原料混煉物中的分散性就變得良好，且混煉物在擠出成形時具有適度的流動性。
再有，通過使該木質紙漿的纖維長度為上述范圍，就能充分發揮增強效果，且混煉物中的分散性也良好，也能使擠出成形性提高。
上述木質紙漿的水分調整，通常以送風干燥，如有必要通過熱風干燥進行。
除上述成分以外，在本發明中，例如亦可添加石英粉，硅砂，硅石的粉末，水玻璃，硅藻土，白云石，二氧化硅顆粒(silica hume)，高爐礦渣，粉煤灰(火山灰)，Silasballon(商品名)，珠光體等含有硅酸的物質。
在本發明中，作為原料也可使用木質水泥板廢材粉碎物。所謂木質水泥板就是含有木片、木質纖維束、木質紙漿、木毛、木粉等木質成分作為增強材料的水泥板，該木質水泥板在外墻材料等建筑板中大量使用，最近正在專注研究其廢材的再利用。然而最有可能的再利用是把該廢材粉碎物作為木質水泥板的原料來使用。為了提高再利用效率，是在木質水泥板的原料混合物中盡可能多的添加該廢材粉碎物。
在此，于本發明中，例如以錘磨機一次粉碎至粒度為3mm以下，然后以輥磨機將該一次粉碎物二次粉碎至粒度為1mm以下，最后以篩分等將該二次粉碎物分級成粒度為75μm(200目)～1000μm(16目)的粗粉碎物和粒度低于75μm(200目)的細粉碎物。為了提高該廢材粉碎的效率，作為廢材以選擇含有木質紙漿或木粉那樣微細木質成分的木質水泥板的廢材較為理想。
包含于該廢材中的木質成分因為不易細粉碎，所以在粗粉碎中的含量比較多，而無機成分因為易細粉碎，所以在細粉碎物中只含有比較少量的木質成分。
如用輥磨機進行二次粉碎，在粗粉碎物中水泥的未硬化部分露出于外側，而且該粗粉碎物中的木質成分纖維化。因而該粗粉碎物就有可能和水泥一起參與硬化反應，并且還具有增強效果，所以能夠節約添加在這部分原料混合物中的木質紙漿的添加量。
因而如下所述，本發明的廢材粉碎物能夠在擠出成形木質水泥板的原料混合物中的添加混合量為20質量％以上。
在本發明的擠出成形木質水泥板中亦可再添加吸水性聚合物，羧基甲基纖維素、甲基纖維素、甲氧基纖維素、乙氧基纖維素、藻酸鹽、聚丙烯酸酯等水溶性高分子，塑料發泡體粉碎物，塑料發泡性珠粒的預發泡體，塑料發泡性珠粒的完全發泡體，防水劑，疏水劑，顏料，染料等。
一般上述木質紙漿在原料混合物中設定在10質量％以下，水泥和含有硅酸的物質的質量比設定在50∶50～70∶30左右。并且木質水泥板廢材粉碎物的粗粉碎物在原料混合物中添加10～20質量％，細粉碎物在原料混合物中添加10～25質量％，且所述廢材粉碎物合計添加20～45質量％。
為使木質水泥板輕量化以添加塑料發泡體較為理想。此類塑料發泡體是作為塑料發泡體，特別是作為塑料發泡體廢棄物的粉碎物，塑料發泡性珠粒的預發泡體，塑料發泡性珠粒的完全發泡體等來添加。作為上述塑料發泡體，例如有聚苯乙烯發泡體，聚乙烯發泡體，聚丙烯發泡體，酚樹脂發泡體，蜜胺樹脂發泡體等。
為使擠出成形時的成形性提高，以添加水溶性高分子改善混煉物的流動性，添加吸水性聚合物加大混煉物的保水性較為理想。
在上述原料混合物中加水混煉時，對于100質量份原料混合物，水的添加量通常為40～70質量份。
上述混煉物充填于擠出機中，并從該擠出機的口模以板狀擠出，擠出壓力通常設定在0.5～3MPa的范圍。然后在100℃以下的加溫加濕狀態下對擠出成上述板狀的成形物進行一次熟化后，再以100℃以上的高溫高壓蒸汽進行二次熟化，并進行適當的干燥。
以下記述本發明的實施例。
實施例用錘磨機將含有木質紙漿的擠出成形木質板廢材一次粉碎至粒徑為3mm以下，然后再用輥磨機二次粉碎至粒徑為1mm以下，最后以篩分分級成粗粉碎物和細粉碎物。
粗粉碎物75μm(200目)～1000μm(16目)平均粒徑80～100μm木質成分15～40質量％無機成分60～85質量％粒度分布16～50目5～15質量％50～100目 15～25質量％100～200目 25～70質量％200～300目 10～25質量％細粉碎物低于75μm(200目)平均粒徑20～40μm木質成分10～20質量％無機成分80～90質量％粒度分布50～200目 10～20質量％200～300目 20～40質量％低于330目 40～70質量％使用上述廢材粗粉碎物和細粉碎物并調制成如表1所配合的原料混合物。再作成作為比較例的不含木質水泥板廢材粉碎物的比較例1，添加量為20質量％以下的比較例2，只添加粗粉碎物的比較例3，添加量為45質量％以上的比較例4。
以擠出壓力為1MPa對上述原料混煉物擠出成形，然后在60℃的加溫加濕狀態下對擠出成形體進行8小時的一次熟化后，再在高壓釜內，在160℃下，進行持續5小時的二次熟化，之后再用120℃的干燥機干燥數小時，由此制得擠出成形木質水泥板。該木質水泥板的物性測定結果如表1所示。
如參照表1，可見實施例1，2，3，4的樣品的任何一種和不含木質水泥板廢材粉碎物的比較例1的樣品或含有20質量％以下(10質量％)的木質水泥板廢材粉碎物的比較例2的樣品具有同等的物性。另一方面可以認定，只含有粗粉碎物的比較例3的樣品與實施例1，2，3，4的樣品以及比較例1，2的樣品相比，其比重較小且各物性、特別是表面性降低，含有45質量％以上(51質量％)的比較例4的樣品與實施例1，2，3，4的樣品相比，各物性顯著降低。
在本發明中，提供一種能大量混合木質水泥板廢材粉碎物的擠出成形木質水泥板。
權利要求
1.一種擠出成形木質水泥板，其是通過對以水泥、木質紙漿、木質水泥板廢材粉碎物為主的原料混合物和水的混煉物擠出成形而制成的，其中所述木質水泥板廢材粉碎物分級成粒度為75～1000μm的粗粉碎物和粒度低于75μm的細粉碎物，并設定使得所述原料混合物中所述粗粉碎物的添加混合量為10～20質量％，所述細粉碎物的添加混合量為10～25質量％，并且所述粗粉碎物和所述細粉碎物的合計量達20～45質量％。
2.如權利要求1所述的擠出成形木質水泥板，其中所述的木質水泥板廢材粉碎物是添加有微細木質材料的木質水泥板。
3.如權利要求1或2所述的擠出成形木質水泥板，其中所述的木質水泥板廢材粉碎物通過錘磨機一次粉碎至粒度為3mm以下，再用輥磨機對所述一次粉碎物二次粉碎至粒度為1mm以下，然后通過分級所述二次粉碎物，分成所述粗粉碎物和所述細粉碎物。
4.如權利要求1～3中任一項所述的擠出成形木質水泥板的制造方法，其特征在于，把含有水泥、木質水泥板廢材粗粉碎物的原料混合物和水混煉為一次混煉物，再在所述一次混煉物中添加木質水泥板細粉碎物并混煉為二次混煉物，然后對所述二次混煉物擠出成形，并使所得擠出成形物熟化硬化。
全文摘要
本發明的目的是在擠出成形水泥板中盡可能多的使用木質水泥板廢材粉碎物。本發明提供了一種擠出成形木質水泥板，其是通過對以水泥、木質紙漿、木質水泥板廢材粉碎物為主的原料混合物和水的混煉物擠出成形而制成的，其中所述木質水泥板廢材粉碎物分級成粒度為75～1000μm的粗粉碎物和粒度低于75μm的細粉碎物，并設定使得所述原料混合物中所述粗粉碎物的添加混合量為10～20質量％，所述細粉碎物的添加混合量為10～25質量％，并且所述粗粉碎物和所述細粉碎物的合計量達20～45質量％。本發明還提供了所述擠出成形木質水泥板的制造方法。
文檔編號C04B18/24GK1970493SQ200410030038
公開日2007年5月30日 申請日期2004年3月18日 優先權日2003年3月19日
發明者坂井和彥, 今西泰久 申請人:日吉華株式會社