(57)【要約】【課題】繊維強化ケイ酸カルシウム板を抄造製造する際に、抄造に適する濾水性を得ることができる製造方法と、その繊維強化ケイ酸カルシウム板を提供する。【解決手段】ケイ酸質原料、石灰質原料、および補強繊維を含む原料スラリーを板状に抄造成形した後に、オートクレーブ中で水熱反応させて繊維強化ケイ酸カルシウム板を製造する方法において、ケイ酸質原料、石灰質原料、および補強繊維を含む原料にフュームドシリカを配合した原料スラリーを用いて抄造成形することを特徴とする製造方法であり、好ましくは、ＢＥＴ比表面積が３０ｍ2/ｇ以上のフュームドシリカを０.１５〜５.０質量％配合する繊維強化ケイ酸カルシウム板の製造方法、およびその繊維強化ケイ酸カルシウム板。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケイ酸カルシウムを主成分とし、補強繊維を含有し、フュームドシリカ（BET比表面積３０ｍ2/ｇ以上）を０.１５〜５.０質量％含有することを特徴とする繊維強化ケイ酸カルシウム板。
【請求項２】
ケイ酸質原料、石灰質原料、および補強繊維を含む原料スラリーを板状に抄造成形した後に、オートクレーブ中で水熱反応させて繊維強化ケイ酸カルシウム板を製造する方法において、ケイ酸質原料、石灰質原料、および補強繊維を含む原料にフュームドシリカを配合した原料スラリーを用いて抄造成形することを特徴とする製造方法。
【請求項３】
フュームドシリカのＢＥＴ比表面積が３０ｍ2/ｇ以上である請求項２に記載する製造方法。
【請求項４】
フュームドシリカの配合量がケイ酸質原料、石灰質原料、および補強繊維を含む原料粉末の０.１５〜５.０質量％である請求項２または請求項３に記載する製造方法。
【請求項５】
原料がケイ酸質原料、石灰質原料、および補強繊維の他に、増量材、軽量物質、有機繊維、着色顔料の一種または二種以上を含有する請求項２〜請求項４の何れかに記載する製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化ケイ酸カルシウム板を抄造により製造する際に、抄造に適する濾水性を得ることができる製造方法と、その繊維強化ケイ酸カルシウム板に関する。
【背景技術】
【０００２】
ケイ酸カルシウム板はケイ酸カルシウムを主成分とした板状であり、補強繊維を含有した繊維強化ケイ酸カルシウム板が知られており、断熱性、耐熱性、加工性に優れており、保温材、耐火被覆材、建材などに広く用いられている。
【０００３】
ケイ酸カルシウム板は抄造法（静態的反応法）や動態的反応法によって製造されている。抄造法は、ケイ酸質原料、石灰質原料、補強繊維を含む原料スラリーを抄造機によって板状に成形した後に、オートクレーブ中で水熱反応によってケイ酸カルシウムを生成させて硬化させる方法であり、ケイ酸カルシウムはトバモライト結晶またはトバモライト結晶に至らない低結晶性相によって形成されている。この抄造法によって製造されたケイ酸カルシウム板は主に一般建材として用いられている。一方、動態的反応法は原料スラリーを最初に水熱反応させて耐熱性に優れたゾノトライト結晶を生成させる方法であり、この方法で製造されたケイ酸カルシウム板は耐火被覆材などに用いられる。
【０００４】
抄造装置としては、原料スラリーを円筒状の丸網で抄き上げた薄いボード状にし、これをメーキングドラムに巻き取って積層し、その後、平らに延ばして板状にプレスする丸網抄造法による装置や、原料スラリーを吸引脱水手段を備えたフェルトベルト上に層状に供給し、搬送中に脱水した後に裁断してボードにするフローオン成形法による装置が知られている。
【０００５】
何れの抄造法においても、抄造時には、固形分が過度に流出しないように適切な濾過速度を有することが必要であり、また、均一に抄造されるように適度な流動性が求められる。従来、補強繊維として石綿（アスベスト）を用いていたときには固形分の流出は少なかったが、安全のために石綿に代えてパルプを用いるようになると、消石灰などの原料微粒子が過度に流出せず、抄造に適する濾水性が得られるように、原料スラリーに濾過調整剤が添加されている。
【０００６】
濾過調整剤としてはベントナイト、アタパルジャイトなどの粘土鉱物が用いられている（特開平１０−１５６８１３号公報、特開平１１−７７６５０号公報）。また、原料スラリーにマイカなどを添加して抄造時に適度な含水率にすることが知られている（特開２００１−１５１５５３号公報）。さらに、セメント、シリカ、骨材、および補強繊維などを原料として抄造法によって形成されるセメント系板材について、原料スラリーにコロイダルシリカを添加して抄造時の抄き上げ効率を高める方法が知られている（特開２００２−２８９０５号公報）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１５６８１３号公報
【特許文献２】特開平１１−７７６５０号公報
【特許文献３】特開２００１−１５１５５３号公報
【特許文献４】特開２００２−２８９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
濾過調整剤としては粘土鉱物のベントナイトを用いると、吸水による長さ変化が大きくなる問題がある。また、コロイダルシリカを添加する方法では、コロイダルシリカは急速にゲル化するので、水を循環して抄造する実操業では原料スラリーの分散性が低下し、さらにコロイダルシリカのゲル化がスラリー中で部分的に進行するので、製品が不均一になると云う問題がある。
【０００９】
本発明は、従来の製造方法における上記問題を解決したものであり、濾過調整剤としてフュームドシリカを用いることによって、抄造に適する濾水性と流動性を得ることができるようにし、均一な品質を有する繊維強化ケイ酸カルシウム板を製造することができる方法と、該方法によって製造した繊維強化ケイ酸カルシウム板を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は以下の繊維強化ケイ酸カルシウム板およびその製造方法に関する。
〔１〕ケイ酸カルシウムを主成分とし、補強繊維を含有し、フュームドシリカ（BET比表面積３０ｍ2/ｇ以上）を０.１５〜５.０質量％含有することを特徴とする繊維強化ケイ酸カルシウム板。
〔２〕ケイ酸質原料、石灰質原料、および補強繊維を含む原料スラリーを板状に抄造成形した後に、オートクレーブ中で水熱反応させて繊維強化ケイ酸カルシウム板を製造する方法において、ケイ酸質原料、石灰質原料、および補強繊維を含む原料にフュームドシリカを配合した原料スラリーを用いて抄造成形することを特徴とする製造方法。
〔３〕フュームドシリカのＢＥＴ比表面積が３０ｍ2/ｇ以上である上記[２]に記載する製造方法。
〔４〕フュームドシリカの配合量がケイ酸質原料、石灰質原料、および補強繊維を含む原料粉末の０.１５〜５.０質量％である上記[２]または上記[３]に記載する製造方法。
〔５〕原料がケイ酸質原料、石灰質原料、および補強繊維の他に、増量材、軽量物質、有機繊維、着色顔料の一種または二種以上を含有する上記[２]〜上記[４]の何れかに記載する製造方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の製造方法によれば、粘土鉱物を用いずに、抄造に適する濾過性を有する原料スラリーにすることができ、長さ変化率の小さいケイ酸カルシウム板を抄造することができる。また、フュームドシリカは原料スラリー中でゲル化しないので、不均一な製品にならず、高品質の繊維強化ケイ酸カルシウム板を製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施形態に基づいて具体的に説明する。
本発明の製造方法は、ケイ酸質原料、石灰質原料、および補強繊維を含む原料スラリーを板状に抄造成形した後に、オートクレーブ中で水熱反応させて繊維強化ケイ酸カルシウム板を製造する方法において、ケイ酸質原料、石灰質原料、および補強繊維を含む原料にフュームドシリカを配合した原料スラリーを用いて抄造成形することを特徴とする製造方法である。
【００１３】
ケイ酸質原料としては、石英、非晶質のケイ酸、珪藻土などを用いることができる。石灰質原料としては、消石灰、生石灰、セメントなどを用いることができる。補強繊維としてはパルプが用いられる。パルプは針葉樹、広葉樹、木綿、麻、ケナフ、古紙などのパルプを使用することができる。
【００１４】
本発明の製造方法は上記原料にフュームドシリカを配合した原料スラリーを用いる。フュームドシリカは塩化珪素や有機珪素化合物などを気相中で加水分解や酸化分解することにより製造される。使用するフュームドシリカはＢＥＴ比表面積が３０ｍ2/ｇ以上のものが好ましい。少量で効果を上げるためには５０ｍ2/ｇ以上のフュームドシリカが効果的である。乾燥したフュームドシリカを使用すると特に分散性がよく、均一性に優れた製品を得ることができる。ＢＥＴ比表面積が３０ｍ2/ｇより小さいと濾過性を向上させる効果が十分ではない。
【００１５】
フュームドシリカの配合量は、原料粉体に対して０.１５〜５.０質量％が適当であり、０.１５〜２.０質量％が好ましい。フュームドシリカの配合量が０.１５質量％より少ないと濾過性を向上させる効果が十分ではない。一方、この配合量が５.０質量％より多くなると吸水による長さ変化率が大きくなり、濾過時間が長くなる傾向がある。
【００１６】
なお、フェロシリコンダストなどとして生成するシリカフュームは比表面積が比較的小さく、２０ｍ2/ｇ以下のものが多いので、濾過性を向上する効果が少ない。また、コロイダルシリカなどはスラリー中でゲル化し、製品が不均一になる問題がある。
【００１７】
原料スラリーにはケイ酸質原料、石灰質原料、および補強繊維の他に、増量材、軽量物質、有機繊維、着色顔料の一種または二種以上を配合してもよい。増量材は、必要な強度が確保される範囲で添加すればよく、ワラストナイト、マイカ、炭酸カルシウム、スラグやフライアッシュなどの廃棄物、石膏などを用いることができる。軽量物質は製品を軽量化する材料であり、ケイ酸カルシウム板の物性に影響を与えないものであればよく、パーライト、シラスバルーン、バーミキュライトなどを用いることができる。有機繊維はレーヨンなどの耐熱性のある繊維を使用することができる。
【００１８】
原料スラリーの抄造方法は限定されない。丸網抄造法やフローオン抄造法などを利用することができる。例えば、上記原料スラリーを円筒状の丸網で薄いボードに抄き上げてメーキングドラムに巻き取って積層し、その後、平らに延ばして板状にプレスする。あるいは原料スラリーを吸引脱水手段を備えたフェルトベルト上に層状に供給し、搬送中に脱水した後に裁断してボードにする。抄造したボードをオートクレーブに入れ、水熱反応させてケイ酸カルシウムを生成させた後に、乾燥して製品にする。
【００１９】
本発明の製造方法によれば、粘土鉱物を用いずに、フュームドシリカを用いることによって抄造に適する濾過性を有する原料スラリーにすることができる。また、フュームドシリカは原料スラリー中で分散性が良いので、不均一な製品にならず、高品質の繊維強化ケイ酸カルシウム板を製造することができる。
【００２０】
本発明の繊維強化ケイ酸カルシウム板は、実施例１〜５に示すように、フュームドシリカを０.１５〜２.０質量％配合したものは、嵩比重０.９７〜０.９２であり、軽量である。また曲げ強度が１０N/mm2以上であって優れた強度を有し、さらに吸水による長さ変化率が０.１５％未満であり、形状安定性に優れている。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明の実施例を比較例と共に示す。なお、嵩比重、曲げ強度、吸水による長さ変化率、濾過時間の測定方法は以下のとおりである。
〔嵩比重〕規格（JIS A 5430）に準拠して測定した。
〔曲げ強度〕規格（JIS A 1408）に準拠して測定した。
〔長さ変化率〕規格（JIS A 5430）に準拠して、吸水による長さ変化率を測定した。
〔濾過時間〕ブフナーロートにろ紙（JIS P 3801, 定性分析用1種）を敷き，固形分２０質量％のスラリーを５００ml入れて、アスピレーターで吸引濾過して表面の水が無くなるまでの時間を測定した。
【００２２】
〔実施例１〜６、比較例１〜４〕
表１示す配合で，工業用消石灰（CaO純度74％），シリカ粉末（SiO2純度96％，ブレーン７430cm2/ｇ）、乾燥したフュームドシリカ（BET比表面積90m2/ｇ）、叩解したパルプを水と混合した。混合したスラリーについて、濾水性試験を行った。濾水性能として濾過時間を測定した。また、プレス成形で作製した成形体を１８０℃で６時間のオートクレーブ養生を行い、製造したケイ酸カルシウム板について物性試験を行った。また、丸網式抄造装置によって成形し、抄造時の成形性を調べた。この結果を表２に示した。
【００２３】
実施例１〜６は、何れもプレス成形によってボードを製造することができた。実施例３〜４は適度な濾過時間を有するので抄造に適し、成形性の良いボードを抄造することができる。また、フュームドシリカはスラリー中でよく分散するので均一な製品が得られた。
【００２４】
一方、比較例1は濾過時間が短く、抄造には不適であった。また、比較例２は濾過時間が長く、３００秒以上であるため、抄造に適さず、長さ変化率も大きく、０.２％以上であった。ベントナイトを添加した比較例３は長さ変化率が大きく、０.２％に近い。
【００２５】
比較例４はコロイダルシリカとして日産化学社のスノーテックス（固形分30質量％）を使用した。フュームドシリカを用いた場合と比較すると、濾過時間が９６秒の実施例３はフュームドシリカの添加量が０.５質量％で足りるが、比較例４では同程度の濾過時間にするにはコロイダルシリカの添加量は２.０質量％必要であり、多量の添加量が必要になる。また、抄造の実操業では、消石灰が溶解したアルカリ性の水を循環させて抄造しており、コロイダルシリカは急速にゲル化するので、循環水にコロイダルシリカを添加すると原料やコロイダルシリカの分散が不十分になり、またコロイダルシリカのゲル化がスラリー中で部分的に進むので、不均一な製品になる傾向が強い。
【００２６】
【表１】
2011213510.tif 000002
【００２７】
【表２】
2011213510.tif 000003