(57)【要約】【課題】本発明の課題は、寸法安定性や耐凍結融解性が大巾に改良された無機質板を提供することにある。【解決手段】セメント系無機材料と、ケイ酸質含有材料と、木質補強材と、マイカとを含む原料混合物を水に分散せしめて原料スラリーを抄造して抄造マットをフォーミングし、該抄造マットをプレスして１５０℃以上の温度でオートクレーブ養生することによって無機質板を製造する場合、セメント系無機材料とケイ酸質含有材料との質量比率を３５：６５〜４５：５５の範囲に設定することによって、無機質板の硬化反応を促進し、もって寸法安定性を一層改良し、更に耐凍結融解性を向上せしめる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント系無機材料と、ケイ酸質含有材料と、木質補強材と、マイカとを含む原料混合物の硬化物からなり、該セメント系無機材料と該ケイ酸質含有材料との質量比率は３５：６５〜４５：５５の範囲に設定されていることを特徴とする無機質板。
【請求項２】
該原料混合物において使用されるマイカの平均粒径は２００〜７００μｍ、アスペクト比は６０〜１００であり、該マイカの含有量は２〜７質量％の範囲に設定されている請求項１に記載の無機質板。
【請求項３】
該原料混合物において使用される木質補強材のＣＳＦは５００ｍｌ以下であり、該木質補強材の含有量は５〜１０質量％である請求項１または請求項２に記載の無機質板。
【請求項４】
セメント系無機材料と、ケイ酸質含有材料と、木質補強材と、マイカとを含む原料混合物を水に分散せしめて原料スラリーを調製し、該原料スラリーを抄造して抄造マットをフォーミングし、該抄造マットをプレスして１５０℃以上の温度でオートクレーブ養生する無機質板の製造方法であって、セメント系無機材料とケイ酸質含有材料との質量比率は３５：６５〜４５：５５の範囲に設定することを特徴とする無機質板の製造方法。
【請求項５】
該原料混合物において、マイカの平均粒径は２００〜７００μｍ、アスペクト比は６０〜１００であり、該マイカの含有量は２〜７質量％の範囲に設定されている請求項４に記載の無機質板の製造方法。
【請求項６】
該原料混合物において、木質補強材のＣＳＦは５００ｍｌ以下であり、該木質補強材の含有量は５〜１０質量％に設定されている請求項４または請求項５に記載の無機質板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイカを含有する無機質板およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、無機質板の補強材としては石綿が使用されていたが、石綿微粉末の飛散によって環境汚染が問題となり、石綿に代わる補強材として木片や木質繊維等の木質補強材が用いられるようになった。
【０００３】
しかし、木質補強材で補強した無機質板は寸法安定性に劣り、吸湿乾燥によって伸縮し、反り等が起り易くなり、ひどい場合には亀裂に至るという欠点がある。
このような欠点を改良するために、木質補強材とセメントの混合物にマイカを添加することが提案されている。マイカは高弾性率を有し、マイカを添加することによって無機質板の寸法安定性、切断性、釘打ち性等を大幅に改良するものである。（例えば特許文献１、２、３参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１６６４０６号公報
【特許文献２】特開平６−３２９４５７号公報
【特許文献３】特開平５−１２４８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したようにマイカを添加することによって無機質板の寸法安定性は改良されるが、多量に添加すると原料の均一な混合が困難になり、品質の安定した無機質板を得ることが出来なくなり、かつ原料コストアップにもなると云う問題点がある。
したがって、本発明の課題はマイカの添加量を制限してもなお寸法安定性や耐凍結融解性に優れた無機質板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、セメント系無機材料と、ケイ酸質含有材料と、木質補強材と、マイカとを含む原料混合物の硬化物からなり、該セメント系無機材料と該ケイ酸質含有材料との質量比率は３５：６５〜４５：５５の範囲に設定されている無機質板を提供するものであり、またあわせてセメント系無機材料と、ケイ酸質含有材料と、木質補強材と、マイカとを含む原料混合物を水に分散せしめて原料スラリーを調製し、該原料スラリーを抄造して抄造マットをフォーミングし、該抄造マットをプレスして１５０℃以上の温度でオートクレーブ養生する木質セメント板の製造方法であって、セメント系無機材料とケイ酸質含有材料ととの質量比率は３５：６５〜４５：５５の範囲に設定する無機質板の製造方法を提供するものである。
上記該原料混合物において使用されるマイカの平均粒径は２００〜７００μｍ、アスペクト比は６０〜１００であり、該マイカの含有量は２〜７質量％の範囲に設定されていることが好ましく、また木質補強材のＣＳＦは５００ｍｌ以下であり、該木質補強材の含有量は５〜１０質量％に設定されていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明にあっては、セメント系無機材料とケイ酸質含有材料との質量比率を３５：６５〜４５：５５の範囲に設定することによって無機質板の硬化反応を円滑に促進するから、マイカの添加量を少なくして原料の均一混合を容易にしても、寸法安定性が大巾に改良され、その上耐凍結融解性も良好な無機質板を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明を以下に詳細に説明する。
〔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、ストランド、針葉樹、広葉樹、故紙等を原料としたパルプ等があり、該木質補強材は二種以上混合されてもよく、更に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、Ｃ．Ｓ．Ｆ（カナディアン・スタンダード・フリーネス）５００ｍｌ以下の針葉樹未晒しパルプ（ＮＵＫＰ）、あるいは針葉樹晒しパルプ（ＮＢＫＰ）がある。
【０００９】
〔セメント系無機材料〕
本発明に用いられるセメント系無機材料としては、例えばポルトランドセメント、高炉スラグセメント、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がある。
【００１０】
〔ケイ酸質含有材料〕
本発明では上記セメント系無機材料にケイ酸質含有材料を併用して、該セメント系無機材料の硬化反応を促進する。上記ケイ酸質含有材料としては、例えばシリカ粉、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、ケイ藻土、ドロマイト等が例示される。
【００１１】
〔マイカ〕
本発明において用いられるマイカとしては、平均粒径２００〜７００μｍ、アスペクト比が６０〜１００のフレーク状のものが望ましい。マイカは、通常層状構造を有し、吸湿性がなく、剛性を有する高弾性体であり、木質セメント板の寸法安定性を大幅に向上させることができる。
【００１２】
〔その他の成分〕
本発明の無機質板の原料としては、上記以外の成分として、セピオライト、ワラストナイト、ガラス繊維、ウイスカ等の無機繊維、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸カリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、アクリル酸カルシウム、水ガラス等のセメント硬化促進剤、バーミキュライト、ベントナイト等の鉱物粉末、ロウ、ワックス、パラフィン、シリコン、界面活性剤等の防水剤や撥水剤、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。
【００１３】
〔無機質板の組成〕
本発明の無機質板の原料混合物において、上記セメント系無機材料の硬化反応を促進するためのセメント系無機材料とケイ酸質含有材料との質量比率は３５：６５〜４５：５５の範囲である。そして上記原料混合物において木質補強材は５〜１０重量％、セメント系無機材料は２５〜４５質量％、ケイ酸質含有材料は４５〜６５質量％、マイカは２〜７重量％（各々固形分）含まれるのが好ましい。マイカの含有量が２質量％未満では、得られる無機質板の寸法安定性を十分に向上させることができず、マイカの含有量が７質量％を超えると、原料の均一混合がしにくゝなり、品質の安定した無機質板を得ることが困難になると共にコストアップにもなる。
【００１４】
〔無機質板の製造〕
本発明の無機質板は、抄造法によって製造される。
抄造法においては、上記セメント系無機材料、ケイ酸質含有材料、木質補強材、マイカ等を含む原料混合物を水に分散させて混練することによって調製した原料スラリーをフローオン式、長網式、ハチェック式等の公知の方法によって抄造マットを製造した後、望ましくは２０ＭＰａ以上の圧力でプレスし、望ましくは１５０℃以上の温度、０．４ＭＰａ以上の圧力下でオートクレーブ養生を行う。
この場合、上記スラリーの固形分濃度は通常５〜１５重量％とされ、また抄造マットは通常抄造によってフォーミングされた抄造シートをメイキングロールに巻き取り６層〜１５層に積層することにより製造する。
【００１５】
上記無機質板の製造工程においては、原料スラリーを抄造して、抄造マットをフォーミングする場合、アスペクト比６０〜１００以上の薄片マイカを使用すれは、該マイカは抄造方向に配向し易くなる。そして該マイカは多量の水分の存在下で、上記１５０℃以上の温度により、望ましくは０．４ＭＰa 以上の圧力下のオートクレーブ養生を行なえば、マイカ表面からケイ酸質成分やアルミナ成分が溶出し、そのために該マイカ表面が粗面になる。更に該マイカが粒度２００〜７００μｍ以上の大きい表面積を有する場合、マイカ相互の重なり合い面積が大きくなる。
【００１６】
上記したように多量の水分存在下１５０℃以上の温度によるオートクレーブ養生では該マイカの表面は粗面となっているから、重なり合い部分で多量の水分の存在下、該セメント系無機材料から溶出したカルシウム分が該マイカ相互の重なり部分の間に入り込み易く、このカルシウム分がマイカ表面から溶出したケイ酸成分および若干のアルミナ成分と反応して、該マイカ相互の重なり部分の間で安定したケイ酸カルシウム反応硬化物が生成され、該反応硬化物はマイカ相互を接着し、上記したようなマイカ相互の大きな重なり合い面積、即ち接着面積と相乗してマイカ相互が該反応硬化物を介して強固に接合される。
【００１７】
上記したように原料混合物中のマイカ含有量は原料混合作業性の観点からみて、７質量％を超えない範囲にとどめることが望ましいが、このような少量の添加範囲でもマイカの寸法安定性改良効果を充分発揮させるために、本発明ではセメント系無機材料（Ｃ）とケイ酸質含有材料（Ｓ）との質量比率を３５：６５〜４５：５５の範囲に設定する。
この範囲において無機質板の硬化反応が順調に進み、未反応Ｃ成分や未反応Ｓ成分の量も激減し、カードハウス状トバモライト結晶が多量に生成し、その結果マイカの寸法安定性改良効果が大巾に向上し、かつ板の耐凍結融解性も改良される。その結果、本発明の無機質板は大きな機械的強度と大巾に改良された寸法安定性そして耐凍結融解性を獲得する。Ｃ／Ｓ＜３５／６５の場合には未反応Ｓ成分が多くなってトバモライト結晶生成量が少なくなり、耐凍結融解性が充分でなくなり、またＣ／Ｓ＞４５／５５の場合にはケイ酸カルシウム反応による硬化物ではないセメント水和物が多くなり、その結果板が脆くなって耐クラック性が低下する。
【００１８】
更に該マイカ表面は上記したように粗面となっているから、該マイカが木質セメント板表面に多量に存在していても、該無機質板表面に塗装を施した場合、塗料との密着性が該マイカによって阻害されなくなる。
【００１９】
このようにして製造された本発明の無機質板表面に塗装を施すには、例えば有機溶剤溶液型のアクリル系樹脂塗料、水性エマルジョン型のアクリル樹脂系塗料、ウレタン系樹脂塗料、シリコン系樹脂塗料等の下塗り塗料が塗布され、更にその上に所望なれば上記下塗り塗料と同様な塗料による中塗り塗料が塗布され、その上に例えば有機溶剤溶液型のアクリル系樹脂塗料、水性エマルジョン型のアクリル樹脂系塗料、有機溶剤溶液型シリコンアクリル樹脂系塗料等の上塗り塗料が塗布される。
【００２０】
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。
【００２１】
〔実施例１〜５，比較例１〜５〕
無機質板の原料として、表１に示す組成の原料混合物を用意した。
【００２２】
【表１】
2006069806.tif 000002
【００２３】
上記原料混合物を水に分散して固形分１０重量％の原料スラリーを調製し、該原料スラリーをフェルト上に抄造して抄造マットをフォーミングし、該抄造マットを圧力２３ＭＰa でプレスして温度５０℃で２４時間一次養生し、更に１７０℃、０．７ＭＰa 、７時間のオートクレーブ養生することにより無機質板試料を作成した。
【００２４】
上記各種無機質板試料について、絶乾比重、曲げ強度、吸水伸び率、放湿収縮率、マイクロクラック試験、耐凍結融解性の各試験を行った。
上記各試験の結果を表２に示す。
【００２５】
【表２】
2006069806.tif 000003
【００２６】
表２から明らかなように、実施例１〜５においては、Ｃ／Ｓ質量比率がいずれも３５：６５〜４５：５５の範囲に設定されており、強度、寸法安定性、耐凍結融解性共に満足な結果が得られたが、比較例１、２では寸法安定性が充分でなく、かつクラックも発生し易い。更にマイカが添加されていても２質量％以下で、しかもＣ／Ｓ＝６／４（Ｃ成分過多）の比較例３では寸法安定性に若干劣り、かつクラックが発生し易く、更に耐凍結融解性にも劣り、またマイカが７質量％添加されていてもＣ／Ｓ＝６／４（Ｃ成分過多）の比較例４では寸法安定性は良好であるが、クラックも発生し易くなり、かつ耐凍結融解性にも劣る。更にマイカが過多（１２質量％）含有されている比較例５では板構造が不均一になり強度が低下する。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の無機質板は寸法安定性、耐凍結融解性に優れ、外壁材等の建築板に極めて有用である。