(57)【要約】      （修正有）【課題】耐火性と寸法安定性に優れる無機質板を得ることができる無機質板の製造方法を提供する。【解決手段】石膏が５．０〜１５．０質量％未満で含まれている水硬性無機質材料をオートクレーブ養生により硬化する、無機質板の製造方法。また、前記水硬性無機質材料は、カルシウムとシリカのモル比が０．７２〜０．９４未満であり、且つ、三酸化硫黄の配合量が０．０２〜大きく０．１３ｍｏｌ％未満である無機質板を製造する方法。好ましくは、水硬質材料には、抄造時の濾水性を改良するために凝集剤を添加すると良く、前記凝集剤として硫酸アルミニウム、ミョウバン、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリル酸エステル、ポリアミン樹脂等から１種以上を混合して全量に対して０．０５〜５質量％使用することが望ましい、無機質板の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
石膏が５．０質量％以上１５．０質量％未満で含まれている水硬性無機質材料をオートクレーブ養生により硬化する無機質板の製造方法。
【請求項２】
石膏が含まれている水硬性無機質材料をオートクレーブ養生により硬化する工程を備え、
前記水硬性無機質材料は、カルシウムとシリカのモル比が０．７２よりも大きく０．９４未満であり、且つ、三酸化硫黄の配合量が０．０２ｍｏｌ％よりも大きく０．１３ｍｏｌ％未満である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、無機質板の製造方法に関する。より詳しくは、本発明は、軒天材、外壁材や屋根材などの建材として使用可能な無機質板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、セメントを主成分とする無機質板を建材として用いることが行われている。このような無機質板の一種として、抄造法などの湿式法で形成され、湿熱養生やオートクレーブ養生によって硬化体となされたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
近年、建材の分野（特に壁材、屋根材など）において、商品価値を高める上で無機質板の耐火性を高めることが行われている。しかしながら、耐火性を高めようとすると、無機質板としてのその他の性能が低下する場合があり、単純に耐火性のみを向上させることは難しい。そのため、無機質板の基本的な性能を維持しつつ、無機質板の耐火性を向上させることが求められている。
【０００４】
無機質板における耐火性向上の例としては、配合中に無水石膏、二水石膏などを添加した水硬性無機質材料を湿熱養生をすることで耐火性に比較的優れた硬化体を得ることが知られている。この場合、無機質板(特にセメント−石膏系、又はセメント−スラグ−石膏系)の一般的な製造方法は、まず、セメントを主成分とする混合材料と水等とを混合してスラリー（水硬性無機質材料）を調製し、スラリーを抄造してグリーンシートを作製し、このグリーンシートをたとえば湿熱養生等によって硬化させる、また、場合によっては適宜所定の含水率に乾燥することで、所望する硬化体(無機質板)を得ることができる。さらに、寸法安定性を向上させるため、水硬性無機質材料の配合中にシリカ質原料を添加すると共にオートクレーブ養生によって硬化体を得る方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−２１４５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、水硬性無機質材料中に石膏を添加することによって、比例的に強度や寸法安定性が低下する場合がある。また、湿熱養生品であることからも寸法安定性が優れたものではない。また、石膏を添加した配合系においてオートクレーブ養生のような１００℃以上の高温を伴う養生を経た場合、石膏に含まれる又は石膏が水和したことによる結合水（結晶水）が消失してしまい、十分な耐火性(加熱時の温度上昇抑制効果)を維持することが難しくなる。
【０００７】
水硬性無機質材料の配合中にシリカ質原料を所定量添加し、オートクレーブ養生と呼ばれる高温高圧養生によって硬化させることによっても、より耐久性に優れた所望する硬化体(無機質板)を得ることもできるが、その配合中に石膏を添加した場合、多くの場合、湿熱養生が選択される。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、耐火性と寸法安定性に優れる無機質板を得ることができる無機質板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る無機質板の製造方法は、石膏が５．０質量％以上１５．０質量％未満で含まれている水硬性無機質材料をオートクレーブ養生により硬化することを特徴とする。
【００１０】
本発明の他の一態様に係る無機質板の製造方法は、石膏が含まれている水硬性無機質材料をオートクレーブ養生により硬化する工程を備え、前記水硬性無機質材料は、カルシウムとシリカのモル比が０．７２よりも大きく０．９４未満であり、且つ、三酸化硫黄の配合量が０．０２ｍｏｌ％よりも大きく０．１３ｍｏｌ％未満であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、耐火性と寸法安定性に優れる無機質板を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
【００１３】
本実施の形態に係る無機質板の製造方法は、石膏を含有する水硬性無機質材料を所定の形状に成形した後、オートクレーブ養生により硬化するものである。水硬性無機質材料はスラリーとして調製することができ、また水硬性無機質材料を所定の形状に成形するにあたっては、例えば、抄造法を採用することができるが、これに限定されるものではない。
【００１４】
水硬性無機質材料は、石膏を必須成分とし、石膏とともに、セメント、シリカ質原料、増量材、有機繊維などの固形分を水に分散させてスラリーとして調製し、このスラリーを長網や丸網で抄き上げることにより、グリーンシートとして未硬化のセメント基板を形成することができる。
【００１５】
湿式の抄造法によって、セメント基板を製造するにあたっては、石膏及び普通ポルトランドセメント、早強セメント、低熱セメント等の水硬性セメントを主成分として、珪石粉、シリカパウダー、フライアッシュ（石炭焼却灰）、パルプスラッジ焼却灰、バイオマスボイラー焼却灰、汚泥焼却灰、籾殻灰等のシリカ質原料と、マイカなどの寸法安定材、炭酸カルシウム、消石灰、パーライト、フライアッシュバルーン、マイクロバルーン、回収製品粉砕物等の増量材、さらにはパルプ、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維等の有機繊維を含有する組成の固形分を調製し、この固形分を例えば水（または白水（抄造法の脱水の際に得られる水））で混練し、固形分が５〜１５％程度の濃度としたものを水硬性無機質材料として用いることができる。
【００１６】
具体的には、固形分の組成は、例えば、石膏：５質量％以上１５．０質量％未満、セメント：２５〜４５質量％、シリカ質原料：３０〜５０質量％、マイカ：０〜２０質量％、増量材：０〜３５質量％、補強繊維：０〜１０質量％のものを例示することができる。なお、上記の固形分の組成は、石膏、セメント、シリカ質原料、マイカ、増量材、補強繊維を上記の範囲の配合量で混合して合計量が１００質量％となるようにする。
【００１７】
また、水硬性無機質材料は、カルシウム（Ｃａ）とシリカ（Ｓｉ）のモル比（Ｃａ／Ｓｉ）が０．７２よりも大きく０．９４未満であり、且つ、三酸化硫黄（ＳＯ３）の配合量が０．０２ｍｏｌ％よりも大きく０．１３ｍｏｌ％未満である。ここで、水硬性無機質材料中のカルシウム、シリカ、三酸化硫黄は、主に、セメントと石膏とフライアッシュとを供給源をするものである。水硬性無機質材料中の石膏の含有量が増加すると、カルシウムの含有量も増加し、それに伴って、オートクレーブ養生によるトバモライトの生成も影響を受け、その結果、無機質板の寸法安定性に悪影響が生じることもある。そこで、本実施形態においては、カルシウム（Ｃａ）とシリカ（Ｓｉ）のモル比（Ｃａ／Ｓｉ）と三酸化硫黄の配合量（すなわち、石膏の配合量）が上記所定の範囲内となるようにする。これにより、無機質板の寸法安定性が向上する。
【００１８】
また水硬性無機質材料には、抄造時の濾水性を改良するために凝集剤が添加されるのが好ましい。上記凝集剤としては、該凝集剤の添加によってスラリーのフロック化が起こりやすいものであればよく、例えば、硫酸アルミニウム、ミョウバン、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリルアミド、ポリアミン系樹脂、ジシアンジアミド系樹脂等が挙げられ、これらを単独で又は２種以上を混合して使用することができる。凝集剤の添加量は水硬性無機質材料の全量に対して０．０５〜５質量％であることが好ましい。
【００１９】
上記のようにしてセメント基板を形成した後、次いで、プレス等によって加圧成形されて表面に所要の模様付けが行われ、続いて養生硬化、乾燥、さらに仕上げ塗装等が行われることになる。これらによって、無機質板（繊維セメント板）が製造される。たとえば、プレス等による加圧は、無機質板の厚み、組成、密度等によっても相違するが、たとえば成形圧力３０〜７０ｋｇ／ｃｍ２、成形時間３〜３０秒程度で行われる。また、養生硬化は、蒸気養生の後にオートクレーブ養生が行われることが好ましい。その具体的条件としては、たとえば、１次養生（蒸気養生）は２〜９０℃、１０〜２０ｈｒｓとし、２次養生（オートクレーブ養生）は１４０〜１８０℃（０．５１〜０．８１ＭＰａ（５〜８気圧））、２〜８ｈｒｓとして行うのが好ましい。また必要に応じて表面仕上げのためのシーラーや塗料の塗布について実施されてもよい。
【００２０】
尚、本実施の形態はオートクレーブ養生がなされることが特徴であるが、その条件は本実施の形態で用いられる一般的な条件（例えば上記に示した条件）であればよく、特に詳細条件を制限する必要なく、本実施の形態の効果が得られる。
【００２１】
本実施形態の無機質板は、上記のように、石膏が５．０質量％以上１５．０質量％未満で含まれている水硬性無機質材料をオートクレーブ養生により硬化して得られる。従って、硫酸カルシウム・二水和物である石膏に含まれている結合水が加熱されることにより蒸発して無機質板の温度上昇を抑えることができ、耐火性に優れる無機質板を得ることができる。本実施形態においては、無機質板中の石膏の結合水が残っていると考えられる。水硬性無機質材料を１４０〜１８０℃（オートクレーブ養生温度）で加熱すると、二水石膏中の全ての結合水が離脱するのではなく、一部の結合水のみが離脱する(一般的に、二水石膏を１２０℃〜１５０℃で加熱すると半水石膏、１８０℃以上で加熱すると無水石膏になることが知られている)。すなわち、１４０〜１８０℃の温度範囲で二水石膏を加熱すると、大部分は半水石膏の状態で残っていると推測される。そして、オートクレーブ養生後、空気中の水分と半水石膏が反応することで、一部の半水石膏は二水石膏に戻ることが考えられる。この結果、無機質板中の石膏に結晶水が存在し、これにより、耐火性に優れる無機質板が得られる。
【００２２】
また、本実施形態の無機質板は、水硬性無機質材料をオートクレーブ養生により硬化して得られるため、湿熱養生に比べて、水硬性無機質材料の硬化度合いを向上させることができ、寸法安定性に優れる無機質板を得ることができる。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００２４】
（実施例及び比較例の作製）
普通ポルトランドセメント（宇部三菱セメント（株）製）、フライアッシュ、石膏（硫酸カルシウム・二水和物）、マイカ、スクラップ材（回収製品粉砕物）、パルプ（兵庫パルプ（株）製）とを表１の割合で混合し、この混合物（固形分）１００質量部に４００質量部の水を配合することによって、スラリー（水硬性無機質材料）を得た。
【００２５】
次に、上記スラリーを抄造法により成形して長尺のセメント基板を形成した。次に、セメント基板を適宜の大きさに切断した後、８０℃、湿度９５％の雰囲気中で、９時間、蒸気養生を行い、更にこの後、１７０℃、０．７ＭＰａ（７気圧）の雰囲気中で、４時間、オートクレーブ養生を行った。
【００２６】
このようにして厚み１６ｍｍの無機質板（セメント成形品）を得て、以下の評価を行った。
【００２７】
（１）耐火性（温度上昇速度）
上記無機質板から試験体（幅２００ｍｍ×長さ２００ｍｍ）を形成し、これを表面方向から９００℃で６０分間強熱し、その際、裏面側の温度上昇速度（℃／ｍｉｎ）を測定した。耐火性（温度上昇速度）の良否は、以下の基準により判定した。
「○」：１３．５℃／ｍｉｎ以下
「×」：１３．５℃／ｍｉｎ超過
（２）寸法安定性（乾燥収縮率）
上記無機質板から１６０×４０ｍｍサイズの試験片を形成し、これを用いて６０℃で２４ｈ乾燥させた後の寸法（６０℃乾燥寸法）を測定し、１０５℃で２４ｈ乾燥させた後を基長（初期寸法）とし、寸法変化率を以下の式によって求めた。
乾燥収縮率（％）＝（（６０℃乾燥後寸法−初期寸法）／初期寸法）×１００
乾燥収縮率の良否は、以下の基準により判定した。
「○」：０．１５％未満
「×」：０．１５％超過
（３）寸法安定性（吸水膨張率）
上記無機質板から１６０×４０ｍｍサイズの試験片を形成し、これを用いて水中浸漬２４ｈの条件で吸水させたときの寸法を測定し、１０５℃で２４ｈ乾燥させた後を基長（初期寸法）とし、寸法変化率を以下の式によって求めた。
吸水膨張率（％）＝（（吸水後寸法−初期寸法）／初期寸法）×１００
吸水膨張率の良否は、以下の基準により判定した。
「○」：０．３％未満
「×」：０．３％超過
上記（１）〜（３）の評価結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
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