(57)【要約】【課題】  モールドプレス法によりけい酸カルシウム板を製造する場合であっても、着色剤が板全体に均一に分散可能なけい酸カルシウム板の製造方法を提供すること。【解決手段】  パルプ離解装置内にて、パルプおよび水を混合し前記パルプを解繊した後、そこに水不溶性の着色剤を加えてさらに混合する第１湿式混合工程と、前記第１湿式混合工程後に得られた混合物と、その他の原料とをさらに混合して原料スラリーを得る第２湿式混合工程と、前記原料スラリーを加圧脱水法により脱水し、均一な厚さを有する生板を形成する生板形成工程と、前記生板をオートクレーブ養生を行い硬化させる硬化工程とを有するけい酸カルシウム板の製造方法。【選択図】  図１
2008155500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルプ離解装置内にて、パルプおよび水を混合し前記パルプを解繊した後、そこに水不溶性の着色剤を加えてさらに混合する第１湿式混合工程と、
前記第１湿式混合工程後に得られた混合物と、その他の原料とをさらに混合して原料スラリーを得る第２湿式混合工程と、
前記原料スラリーを加圧脱水法により脱水し、均一な厚さを有する生板を形成する生板形成工程と、
前記生板をオートクレーブ養生を行い硬化させる硬化工程と
を有するけい酸カルシウム板の製造方法。
【請求項２】
前記生板形成工程が、（１）前記原料スラリーをモールド内に注入する工程と、（２）前記モールド内で原料スラリーを加圧して上面側から脱水することにより、均一な厚さを有する生板を形成する工程であり、
前記（２）工程において、前記モールドは、水密性を有する底部および上下方向に移動自在な枠材からなる側部からなり、前記側部が底部に当接することによりモールドが形成され、前記モールド内に注入された原料スラリーは、その上面側からのみ脱水されることを特徴とする請求項１に記載のけい酸カルシウム板の製造方法。
【請求項３】
生板成形工程と硬化工程との間に、生板成形工程にて得られた生板を、所定の曲面を有する型台上に載置し、厚さの均一な曲板とする工程をさらに有することを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載のけい酸カルシウム板の製造方法。
【請求項４】
前記水不溶性の着色剤が、カーボンブラックであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のけい酸カルシウム板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、けい酸カルシウム板の製造方法に関するものであり、詳しくは、着色剤が板全体に均一に分散可能なけい酸カルシウム板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
けい酸カルシウム板は、一般的に抄造法およびモールドプレス法を用いて製造されている。前者は厚さが比較的薄い製品を効率良く製造する場合に適しており、後者は厚さが比較的厚い製品を製造する場合に適している。抄造法の一種として、移動する通水性ベルト上に原料スラリーを層状に連続供給し、移動中に通水性ベルト下面より吸引脱水して脱水し、メーキングロールにさらに脱水しつつ巻き取り、所定の厚さで切開して板状とした後、脱水プレスを行い、オートクレーブ養生を行う方法が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
モールドプレス法によりけい酸カルシウム板を製造する場合は、一般的に、透水性を有するベルト上に型枠を当接させてモールドを形成し、このモールド中に原料スラリーを注入し、スラリーを加圧し、モールドの上部および下部から原料スラリーの脱水を行い、生板を形成した後、オートクレーブ養生を行う方法が知られている。
【０００４】
一方、トンネル構造物、例えば自動車用トンネル等におけるトンネル内部の火災時には、雰囲気温度が１０００℃以上の高温になり、とくに天井部は熱や炎によって大きな負荷がかかり、該構造物を構成するコンクリートの爆裂や落下の危険性がある。そこで従来、トンネル構造物を火災から保護するためにその内側表面の一部、例えば天井部に耐火用の内装材が設置されている。このような内装材としては、けい酸カルシウムを原料としたものが幾つか提案されている（例えば特許文献２および３）。
【０００５】
これらの耐火用の内装材は、耐火性を満足させるために一定以上の厚みが必要であり、またトンネル内部を被覆することから、所定の曲面を有していることが望ましい。
また、トンネル耐火用の内装材は、トンネルを構築するコンクリート製セグメントと同様の色にすることが求められている。一般的にけい酸カルシウム板は白色の材料でありコンクリートとは色が異なることから、何らかの着色剤（例えばカーボンブラック等）で着色する必要がある。なお、けい酸カルシウム板からなる耐火用の内装材は、施工現場にて加工されることもあることから、着色は、板の表面のみならず内部をも含めて全体に均一に行う必要がある。
ところが、モールドプレス法によりけい酸カルシウム板を製造する場合、着色剤としてカーボンブラックのような水不溶性の材料を使用すると、モールド内での加圧脱水時、水とともにカーボンブラックも移動してしまい、板全体を均一に着色できないという問題点がある。
【０００６】
一方、けい酸カルシウム板の製造においては、オートクレーブ養生後に得られた製品に、気泡や層間剥離やパンクが発生しやすいという問題がある。ここで層間剥離とは、製品内部に層状に剥離が見られ、空隙部が形成される状態であり、パンクとは、剥離した箇所が、更に膨れて破裂した状態である。とくに前記耐火用内装材のように、一定以上の厚みがありかつ所定の曲面を有しているような製品を製造しようとすると、層間剥離やパンクがさらに生じやすくなる。このような欠陥が耐火用内装材に生じると、所望の性能を満足させることができず、大きな課題となっている。さらに、耐火用内装材をトンネル内装に使用する場合には、その表面に無機塗料を塗布して仕上げることがあるため、表面の平滑性も要求されている。
【特許文献１】特開平６−２４８２１号公報
【特許文献２】特開平１１−２９４０９８号公報
【特許文献３】特開２００１−２０７７９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって本発明の目的は、モールドプレス法によりけい酸カルシウム板を製造する場合であっても、着色剤が板全体に均一に分散可能なけい酸カルシウム板の製造方法を提供することにある。また本発明のさらなる目的は、一定以上の厚みがありかつ所定の曲面を有しているような製品をモールドプレス法により製造する場合であっても、着色剤が板全体に均一に分散可能であるとともに、気泡や層間剥離やパンクのような欠陥を抑制することができ、かつ表面の平滑性にも優れるけい酸カルシウム板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、
パルプ離解装置（以下、パルパーと略す）内にて、パルプおよび水を混合し前記パルプを解繊した後、そこに水不溶性の着色剤を加えてさらに混合する第１湿式混合工程と、
前記第１湿式混合工程後に得られた混合物と、その他の原料とをさらに混合して原料スラリーを得る第２湿式混合工程と、
前記原料スラリーを加圧脱水法により脱水し、均一な厚さを有する生板を形成する生板形成工程と、
前記生板をオートクレーブ養生を行い硬化させる硬化工程と
を有するけい酸カルシウム板の製造方法を提供するものである。
【０００９】
また本発明は、前記生板形成工程が、（１）前記原料スラリーをモールド内に注入する工程と、（２）前記モールド内で原料スラリーを加圧して上面側から脱水することにより、均一な厚さを有する生板を形成する工程であり、
前記（２）工程において、前記モールドは、水密性を有する底部および上下方向に移動自在な枠材からなる側部からなり、前記側部が底部に当接することによりモールドが形成され、前記モールド内に注入された原料スラリーは、その上面側からのみ脱水されることを特徴とする請求項１に記載のけい酸カルシウム板の製造方法を提供するものである。
【００１０】
また本発明は、生板成形工程と硬化工程との間に、生板成形工程にて得られた生板を、所定の曲面を有する型台上に載置し、厚さの均一な曲板とする工程をさらに有することを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載のけい酸カルシウム板の製造方法を提供するものである。
【００１１】
また本発明は、前記水不溶性の着色剤が、カーボンブラックであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のけい酸カルシウム板の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の製造方法では、まず、パルパー内にて、パルプおよび水を混合し前記パルプを解繊してスラリー状にした後に、水不溶性の着色剤を添加しさらに混合してスラリー状の混合物を得る。これにより、パルプ繊維全体に該着色剤が均一に吸着する。次いで、この混合物とその他の原料とをさらに混合して原料スラリーを得ることにより、着色剤は原料スラリー中の均一に分散する。この原料スラリーを脱水成形することにより、板全体に均一に着色剤が分散したけい酸カルシウム板を得ることができる。
また、本発明の製造方法の好ましい形態によれば、モールドプレス法における加圧脱水時、モールド内に注入された原料スラリーがその上面側からのみ脱水され、生板が形成される。これにより、原料の混合およびモールド内への注入に伴い発生した原料スラリー中の気泡が、水分とともに原料スラリーの上面側からのみ排出されることにより、気泡を含まない均一な生板を形成することができる。また、モールドプレス法における層間剥離やパンクは、前記気泡が生板中に残存することによりオートクレーブ養生において発生することが多いことから、気泡の残存を防止することにより層間剥離やパンクも防止することができる。一方、モールド内に注入された原料スラリーがその上下両面から脱水される場合には、原料スラリー中に発生した気泡は、水分とともに原料スラリーの上下両面から排出されることになるが、気泡そのものは原料スラリーの上面側に移動しやすいため、生板中に気泡が残存しやすくなり、層間剥離やパンクも発生しやすくなる。とくに、一定以上の厚みがあると生板に気泡が残存しやすく、また、生板に曲面を付与すると層間剥離やパンクを発生しやすくなるが、このような場合であっても、層間剥離やパンクのような欠陥を抑制することができ、かつ表面の平滑性にも優れる、トンネル内部の耐火用内装材等として有用なけい酸カルシウム板の製造方法を提供することができる。また、着色剤の大半はパルプに吸着された状態で原料スラリー中に存在するが、微量の着色剤がパルプに吸着されずに原料スラリー中に存在することがあり、このような着色剤は、気泡の表面に集まる傾向が認められるので、着色剤の均一分散という面からも、原料スラリーの上面側からのみ脱水する方法は好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明をさらに詳しく説明する。
本発明に使用されるけい酸カルシウム板用原料は、とくに制限されるものではなく、公知技術の中から適宜選択することができるが、例えば、マトリックス用原料としての石灰質原料およびけい酸質原料、並びにパルプを含む繊維原料を主体とする。
【００１４】
中でも耐火用内装材の用途では、製造されるけい酸カルシウム板において、けい酸カルシウム水和物がトバモライトとゾノトライトとからなるもの、またはゾノトライトを主体とするものが好適である。
【００１５】
石灰質原料としては、例えば消石灰、生石灰を用いることができる。
【００１６】
けい酸質原料は特に限定されるものではないが、けい酸カルシウム水和物がトバモライトとゾノトライトとからなる場合には、非晶質けい酸と結晶質けい酸とを併用するのが好ましい。この場合、非晶質けい酸と結晶質けい酸との質量比が、前者／後者として０．１〜１．５であるのがよい。前記比が０．１未満であると、ゾノトライトの生成量が減少し、逆に１．５を超えるとトバモライトの生成量が減少する傾向にある。また、けい酸カルシウム水和物がゾノトライトを主体とする場合には、非晶質けい酸と結晶質けい酸のいずれも使用することができるが、けい酸質原料の純度が高い（けい酸質原料に含まれるＳｉＯ2が９７質量％以上）のが好ましい。
【００１７】
非晶質けい酸としては、例えばフェロシリコンダスト、シリコンダスト、コロイダルシリカ、ホワイトカーボン等を利用することができる。また、結晶質けい酸としては、例えば石英からなる粉末珪石、クリストバライト、トリジマイト等を利用することができる。けい酸カルシウム水和物がトバモライトとゾノトライトとからなる場合には、これら非晶質けい酸は、不純物であるＡｌ2Ｏ3が２質量％以下、好ましくは１質量％以下、さらに好ましくは０．５質量％以下であるのがよい。また、ＳｉＯ2が９０質量％以上、好ましくは９５質量％以上であるのがよい。さらにブレーン値は、２０００〜１１０００ｃｍ2／ｇ、好ましくは２０００〜７０００ｃｍ2／ｇ、さらに好ましくは３０００〜７０００ｃｍ2／ｇであるのがよい。また、けい酸カルシウム水和物がゾノトライトを主体とする場合には、前記したとおりＳｉＯ2が９７質量％以上であるのがよい。
【００１８】
また、前記石灰質原料とけい酸質原料のＣａＯ／ＳｉＯ2のモル比（Ｃ／Ｓ）は、けい酸カルシウム水和物がトバモライトとゾノトライトとからなる場合には、０．９〜１．１、好ましくは０．９５〜１．０５、さらに好ましくは０．９７〜１．０３であるのがよい。該モル比が０．９未満であると、ゾノトライトの生成量が少なくなる傾向にあり、逆にモル比が１．１を超えるとトバモライトの生成量が減少する傾向にある。また、けい酸カルシウム水和物がトバモライトとゾノトライトとからなる場合のＣ／Ｓは、０．９７〜１．０３であるのがよい。
【００１９】
ポルトランドセメントは、石灰質原料およびけい酸質原料の両方の成分を有する原料として使用することができる。
【００２０】
本発明における繊維原料は、パルプ（セルロースパルプ）を必須成分として含むものである。その他の繊維原料としては、針状ワラストナイトが好適であり、また、必要に応じてガラス繊維、耐アルカリガラス繊維、炭素繊維、炭化珪素繊維、アクリル繊維、ポリプロピレン繊維、レーヨン繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維等を用いることができる。なお、本発明でいう繊維とは、アスペクト比（長さと径の比）が３以上のものを意味している。
【００２１】
セルロースパルプは、けい酸カルシウム板に占める比率が１〜１０質量％であり、好ましくは２〜１０質量％、さらに好ましくは３〜７質量％である。また、針状ワラストナイトは、製品の耐火性や断熱性を向上させるために使用される繊維原料であり、けい酸カルシウム板に占める比率が２０〜６０質量％であり、好ましくは３０〜５０質量％、さらに好ましくは４０〜５０質量％である。セルロースパルプが１質量％未満であると、着色剤の分散性が悪化する傾向にあり、また加圧脱水性が悪化し好ましくない。逆に１０質量％を超えると製品の耐火性および断熱性ともに低下し好ましくない。また、針状ワラストナイトが２０質量％未満であると、製品の加熱残存収縮率に対する効果が低下し、逆に６０質量％を超えるとマトリックスが相対的に減少し結晶水量が減少するため吸熱効果が小さくなり、製品の耐火性および断熱性に対する効果が低下する。
【００２２】
セルロースパルプは、針葉樹、広葉樹の晒しパルプが好ましいが、未晒のものも使用可能である。その他、綿、麻パルプ等も利用可能である。セルロースパルプの濾水度は、ＪＩＳ−Ｐ−８１２１のカナダ標準濾水度（ＣＳＦ）で１００ｍｌ以上が好ましく、より好ましくは２００ｍｌ以上が良い。特に、原料スラリーの上面側からのみ脱水する方法においては、パルプの濾水度は更に高いことが好ましく、４００ｍｌ以上が好適である。１００ｍｌ未満では、加圧脱水成形時の原料スラリーの加圧脱水性が悪化し製造効率が大幅に低下すること、およびマトリックスに対するセルロースパルプの補強性能が低下しけい酸カルシウム板の強度の低下をもたらすことがあるので好ましくない。
針状ワラストナイトを使用する場合は、繊維長さとして３０μｍ〜５００μｍ、好ましくは５０μｍ〜２００μｍであるのがよい。
【００２３】
本発明で使用する着色剤は、水不溶性の材料であり、これをそのまま水中に投じると均一な分散が不可となる材料である。本発明で使用する着色剤としては、上記性質を有するものであればとくに制限されず、用途に応じて種々選択すればよいが、例えばカーボンブラック、ベンガラ、チタンイエロー等が挙げられる。本発明では、着色剤として疎水性かつ水不溶性であるカーボンブラックを使用したときに、とくにその効果（パルプへの均一な分散性）を高めることができる。なお本発明のけい酸カルシウム板をトンネルの耐火用内装材として用いる場合、前述のようにトンネルのセグメントであるコンクリートと同様の色（灰色）にする必要があるが、カーボンブラックを使用することにより、内装材を灰色に着色することができる。
着色剤は、石灰質原料、けい酸質原料、繊維原料および下記の充填材の総量に対し、外割りとして０．０５〜１．０質量％添加することが好ましい。さらに好ましくは０．１〜０．２質量％である。
【００２４】
また、本発明におけるけい酸カルシウム板は、上記のような原料の他に、例えばマイカ粉、タルク粉、炭酸カルシウム粉、ドロマイト粉、石膏粉およびワラストナイト粉等の充填材を１種以上含有することもできる。これら充填材は、けい酸カルシウム板に占める比率が３０質量％以下の範囲であるのが好ましい。
【００２５】
次に本発明のけい酸カルシウム板の製造方法について説明する。
本発明の製造方法は、パルパー内にて、パルプおよび水を混合し前記パルプを解繊した後、そこに水不溶性の着色剤を加えてさらに混合する第１湿式混合工程と、
前記第１湿式混合工程後に得られた混合物と、その他の原料とをさらに混合して原料スラリーを得る第２湿式混合工程と、
前記原料スラリーを加圧脱水法により脱水し、均一な厚さを有する生板を形成する生板形成工程と、
前記生板をオートクレーブ養生を行い硬化させる硬化工程と
を有する。
【００２６】
第１湿式混合工程におけるパルパーとしては、公知のものをいずれも利用することができる。例えば相川鉄工所社製商品名デルタパルパー等が挙げられる。また第１湿式工程の解繊において、パルプの十分な解繊が達成されれば、解繊条件もとくに制限されないが、例えば５〜３０分間の解繊時間が適当であり、パルプと水との割合は、パルプ１００質量部に対し、水１５００〜１００００質量部が適当である。解繊後、パルパー内にさらに着色剤（以下、着色剤として本発明に特に好適なカーボンブラックを例にとり説明する）が添加される。水、パルプおよびカーボンブラックの３成分の混合時間は、例えば５〜３０分間が適当である。
【００２７】
第１湿式混合工程後に得られた混合物は、その他の原料とさらに混合され、原料スラリーが調製される（第２湿式混合工程）。第２湿式混合工程は、パルパーの容量にもよるが、容量が第２湿式工程を実施するのに十分であるならば、後述するその他の原料をパルパー内に投入して第２湿式工程を実施すれば良く、パルパーの容量が第２湿式工程を実施するのに十分でないならば、第１湿式混合工程後に得られた混合物をパルパーから取り出し、後述するその他の原料とともに別のミキサー内で第２湿式工程を行えばよい。
その他の原料とは、けい酸カルシウム板を得るのに必要な、第１湿式混合工程で使用される以外の原料を指し、例えば上記の石灰質原料、けい酸質原料、充填材等が挙げられる。なお、必要に応じて繊維原料および水を補足してもよい。その他の原料の添加順序はとくに制限されないが、各原料の分散性を考慮すると、第１湿式混合工程後に得られた混合物に、非晶質けい酸、結晶質けい酸、石灰質原料＋該原料を溶解する水、充填材、必要に応じてガラス繊維のような補足される繊維原料の順序であるのが好ましい。第２湿式混合工程の混合時間は、例えば１０〜６０分である。
第２湿式混合工程で調製される原料スラリー中の水分は、｛水／固形分原料｝が１．５〜５（質量比）、好ましくは２〜４となるように配合するのがよい。該比が１．５未満であると加熱養生後の流動性が低下し作業上好ましくなく、逆に５を超えると加圧脱水成形時に巣穴や層状剥離等が生じやすくなるので好ましくない。
【００２８】
調製された原料スラリーには、続いて加熱養生を施すのが好ましい。加熱養生の加熱温度は６０〜１００℃、好ましくは８０〜９５℃がよい。６０℃未満ではゲル化反応が不十分で成形性が悪化するので好ましくない。１００℃を超えると圧力容器が必要になるので好ましくない。また加熱時間は０．５時間〜３時間が好ましい。この加熱養生により原料スラリーがゲル化し、見掛け密度の低いけい酸カルシウム板を得ることができる。針状ワラストナイトを配合する場合は、見掛け密度が高くなる傾向にある。見掛け密度が高くなると断熱性が低下し好ましくないが、加熱養生する工程を設けることにより、この見掛け密度の増加を抑制することができる。また次の加圧脱水成形工程の脱水効率も向上することができる。なおこのゲル化反応は、石灰質原料と非晶質けい酸と水とが反応し、非晶質または結晶度の低いゲル状のＣａＯ−ＳｉＯ2−Ｈ2Ｏの系の反応生成物を生じる反応である。なお、補足する繊維原料の一部をこの加熱養生工程時に加えてもよい。
【００２９】
調製された原料スラリーを、当業界で通常行われている条件でもって加圧脱水法に施し脱水すれば、均一な厚さを有する生板が形成され得る（生板形成工程）。続いて、得られた生板をオートクレーブ養生に施し、硬化させることにより（硬化工程）、けい酸カルシウム板が得られる。
【００３０】
オートクレーブ養生は、けい酸カルシウム水和物がトバモライトとゾノトライトとからなる場合には、温度が１９０〜２１０℃、好ましくは１９０〜２００℃、時間が５時間〜１５時間であるのがよい。また、けい酸カルシウム水和物がゾノトライトを主体とする場合には、温度が１９０〜２３０℃で、時間が５時間〜１５時間であるのがよい。オートクレーブ養生し、硬化したけい酸カルシウム板に、例えば１００〜２００℃の温度で乾燥を施す。
【００３１】
本発明の製造方法は、生板形成工程が、（１）前記原料スラリーをモールド内に注入する工程と、（２）前記モールド内で原料スラリーを加圧して上面側から脱水することにより、均一な厚さを有する生板を形成する工程であり、前記（２）工程において、前記モールドは、水密性を有する底部および上下方向に移動自在な枠材からなる側部からなり、前記側部が底部に当接することによりモールドが形成され、前記モールド内に注入された原料スラリーは、その上面側からのみ脱水される工程であるのがとくに好ましい。
【００３２】
前記（１）工程において、モールドは、平滑な底部および上下方向に移動自在な枠材（可動枠材）からなる側部からなる。可動枠材は、その四隅に設けられたシリンダーによって上下方向に移動できるようになっている。また、底部は水平方向に移動できるようにしておくのが良い。底部を水平方法に移動させる方法としては、特に限定されるものではないが、水平方向に移動できる金属製の台や、エンドレスベルト（但し、底部を形成する箇所には、ベルトの下にプレスの加圧に耐えられる金属製の台を設けておく）を用いる方法を例示することができる。可動枠材はシリンダーによって下方向に移動し底部に当接して、可動枠材の自重とシリンダーの加圧によって底部と密着することによりモールドが形成され、そこに原料スラリーを注入する。上記点は公知技術と同じであるが、本発明の好ましい形態では前記底部が水密性を有することが大きく異なる。公知技術におけるモールドプレス法では、例えば水透過性を有する素材からなるエンドレスベルト（但し、底部を形成する箇所には、ベルトの下にプレスの加圧に耐えられる金属製の台を設けておく。また、台には必要に応じて脱水用の穴や溝が設けられている）を底部とし、その上に、前記の可動枠材をシリンダーによって下方向に移動させ前記底部と当接させてモールドを形成し、そこに原料スラリーを注入するとともにプレスの押板を嵌合して加圧し、モールドの底部および上部から脱水を行い、プレスの押板および可動枠材を上方向に移動させ、エンドレスベルトを移動させて形成された生板を取り出し、再度、可動枠材を下方向に移動させてモールドを形成し、以下、上記と同じステップを経ることにより連続的に生板を形成していた。
しかし本発明では、前記底部が水密性を有することにより、モールド内に注入された原料スラリーは、その上面側からのみ脱水されることになるので、形成された生板中に気泡が残存しにくく、カーボンブラックの分散が不均一となることもない。従って、オートクレーブ養生後に得られた製品にも気泡が残存しにくく、層間剥離やパンクも発生しにくい。また、カーボンブラックの分散が不均一となることもない。
【００３３】
水密性を有する底部を構成する表面材料（原料スラリーと直接接する材料）としては、水不透過性の材料であればとくに制限されないが、例えばポリエチレンテレフタレートのようなポリエステル、ポリエステルにウレタンとシリコーンを含浸したものやステンレススチールなどのような金属板等がある。これらは市販されているものから適宜選択すればよい。この表面材料を水平方向に移動できる金属製の台上に載置することにより、あるいは、この表面材料により作られたエンドレスベルト（但し、底部を形成する箇所には、ベルトの下にプレスの加圧に耐えられる金属製の台を設けておく）を用いることにより、モールドの底部を形成する。金属製の台の表面およびその上に載置される表面材料は平滑であるのがよい。それにより、製品の両面のうち、モールドの底部と接して形成された面をけい酸カルシウム板の表面とすることにより、表面平滑性の優れたけい酸カルシウム板を製造することができる。
また可動枠材およびプレスの押板の材質としては、平滑な生板を得ることができるという観点から、平滑表面を有するＳＵＳ板（必要に応じて表面をフッ素樹脂塗装したもの）が好ましい。
【００３４】
加圧脱水は、前記モールドに原料スラリーを注入するとともにプレスの押板をモールドに嵌合して加圧することにより行う。このとき、原料スラリーの上面には濾水布（例えばサラン（旭化成ライフ＆リビング株式会社の登録商標：ポリ塩化ビニリデン樹脂）布やその代替材としてのナイロン布）、あるいはパンチングメタル等を設置しておくのがよい。原料スラリーの水分は、濾水布等を介してモールドの枠から流れ出る。これとは別に、プレスの押板に吸引手段を設置して、加圧により生じる水分を吸引してもよい。このようにして、モールド内に注入された原料スラリーは、その上面側からのみ脱水されることにより、均一な厚さの生板が形成される。
【００３５】
加圧脱水の圧力は、目的とする製品の見掛け密度により適宜選択する。加圧保持時間は、例えば１〜１２０秒、好ましくは１〜１５秒である。加圧速度（押板の下降速度）は、例えば０．１〜６．０ｍｍ／秒、好ましくは０．５〜４．０ｍｍ／秒である。
また、加圧脱水後の生板は特に限定されるものではないが、トンネル内装用として使用する場合には、１０〜５０ｍｍ、好ましくは１５〜３０ｍｍの厚さを有するものが使用される。
【００３６】
本発明の好適な形態においては、前記（２）工程と硬化工程との間に、モールドから取り出した生板を、所定の曲面を有する型台上に載置し、厚さの均一な曲板とする工程（曲面形成工程）をさらに有する。この曲面形成工程によって、曲面を有するけい酸カルシウム板を製造することができ、例えばトンネル内部の耐火用の内装材として有用である。
【００３７】
図１（ａ）は、本工程で使用される型台の一例の平面図である。型台１は、例えばＳＵＳからなる角パイプの形状のフレーム材１０１を備え、型台１の長手方向に３本伸びている。また、型台１の幅方向にも、フレーム材１０２が設けられ、フレーム材１０１および１０２間には、パンチングメタル１０３が曲面形状に設置されている。フレーム材の本数は、型台の長さが３１００ｍｍの場合で２０〜３０本が望ましい。パンチングメタル１０３の孔部の直径は例えば１〜１０ｍｍ、ピッチは３〜１０ｍｍ、厚さは１〜３ｍｍが好ましい。型台１の長手方向および幅方向のサイズは、前記（２）工程で得られる生板のサイズよりも大きいサイズを有するか、あるいはほぼ一致したサイズを有する。図１（ｂ）は、型台１のＡ−Ａ断面図であり、型台１は、平坦な底部１１および曲面を有する表面部１２からなる。
【００３８】
これとは別に本発明では、底部および表面部ともに曲面を有するセパレータ２を準備しておく。
図２（ａ）は、セパレータ２の一例の平面図であり、（ｂ）はセパレータ２のＡ−Ａ断面図である。セパレータ２の断面は、底部２１および表面部２２ともに曲面を有する。その他の形状は、図１で示した型台１と同じである。
型台１およびセパレータ２は、オートクレーブ養生条件に耐えることができること、積層する生板とセパレータとの重さに耐えること、また、生板の表面平滑度を損なわないものであることが望ましい。
【００３９】
型台１およびセパレータ２において、曲面の形成方法はとくに制限するものではないが、例えば、フレーム材１０１および１０２を組み立てて型台１またはセパレータ２とする際に、幅方向のフレーム材１０２を、例えばレーザー等で切断し、所望の曲率半径が得られるように加工しておく。図３は、図２におけるＢ−Ｂ断面図である（上部の一部拡大断面図）。図３に示すように、フレーム材１０２にパンチングメタル１０３を溶接する際に、断面Ｌ字形の補強材１０４を、パンチングメタルの孔部を介して溶接する。これにより、パンチングメタル１０３に歪みが生じにくくなる。なおパンチングメタル１０３は、フレーム材１０２の曲率半径に合わせて容易に変形加工することができる。
【００４０】
まず、前記（２）工程で得られた生板を、型台１の表面部１２上に載置する。このとき、型台１の表面部１２上にはステンレススチール等の平滑性の高い金属に所定の曲面形状を付与した薄板（以下、単に金属薄板と記す）を置いておくことが望ましい。その上に、生板両面のうちモールドの底部と当接して形成された面を当接させて載置することにより、生板の当該面の平滑性は維持される。
図４は、型台１の表面部１２上に生板を載置した状態を説明するための断面図である。図４において、型台１の表面部１２上に、金属薄板１３が載置され、その上に生板２１１が２枚重ねて載置されている。２枚の生板２１１の間にも、金属薄板１４が挟まれている。これにより、平滑に成形された各生板の表面（モールドの底部に当接した方の面）の平滑性が維持される。生板２１１は、自重により表面部１２の曲面に沿って変形していく。このとき、生板２１１は、表面部１２に完全に密着していなくてもよい。続いて、図５に示すように、生板２１１の上にセパレータ２を、その底部２１が生板２１１と接触するように重ね、このセパレータ２の表面部２２上に金属薄板１５を載置し、生板２１２を２枚重ねる。この場合も、２枚の生板２１１の間に、金属薄板１６が挟まれている。型台１上の生板２１１は、セパレータ２およびその上の生板２１２の荷重によって、型台１の表面部１２の曲面に完全に密着し、曲面付けされる。続いて、生板２１２の上に同様にセパレータおよび生板２枚を重ね、これを繰り返す。最上部には、セパレータ２を載置し、続く硬化工程のオートクレーブ養生を施す。
なお、前記形態では、型台１の表面部１２上に生板２１１を２枚、またセパレータ２上にも生板２１２を２枚重ねているが、本発明はこれに制限されず、生板は１枚あるいは３枚以上重ねてもよい。しかし、生板の厚さにもよるが、厚さ２８ｍｍの場合、３枚以上の生板２１を重ねると、各生板の曲率が変化してしまう（上に行くほど曲率が大きくなる）ので好ましくない。
【００４１】
なお、前記（２）工程で行われた原料スラリーの脱水側は、生板の曲面の凸面であるのが好ましい。
【００４２】
また、型台１およびセパレータ２の曲面の最小曲率半径は、生板の厚さや用途に応じて適宜決定すればよいが、例えば生板の厚さが１５〜３０ｍｍである場合は、最小曲率半径は、４５００〜１００００ｍｍであるのが好ましく、５４００〜５８００ｍｍであるのがさらに好ましい。
【００４３】
また上記では、曲面形成板１０３としてパンチングメタルを使用しているが、これにより、オートクレーブ養生において、ゾノトライトからなる、あるいはゾノトライトとトバモライトとからなるけい酸カルシウム水和物の生成を、各生板とも好適に行うことができるので好ましい。パンチングメタルの材質は、フレーム材１０１および１０２と同じ材質であるのが好ましく、例えばＳＵＳからなる。パンチングメタルの厚さは、例えば１〜３ｍｍであり、孔部の直径は、１〜１０ｍｍであり、ピッチは３〜１０ｍｍであるのが好ましい。
【００４４】
上記のようにして調製した生板、型台およびセパレータからなる積層体は、台車等に積載され、前記の硬化工程のオートクレーブ養生に施される。
【００４５】
このようにして製造されたけい酸カルシウム板は、自動車用トンネル、鉄道用トンネル等の各種トンネル構造物の内装材（パネル）として好適に利用することができる。その場合、サイズは例えば、縦１８００〜３０００ｍｍ×横９００〜１２００ｍｍ×厚さ１０〜５０ｍｍが例示される。なお、本発明の詳細な説明において、けい酸カルシウム水和物がトバモライトとゾノトライトとからなる場合とゾノトライトを主体とする場合について記したが、本発明はこれらの場合に限定されるものではなく、その他のけい酸カルシウム水和物をマトリックスとする場合にも適用できる。また、着色剤としてカーボンブラックを例にとり説明したが、その他の水不溶性の着色剤も使用できることは勿論である。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
実施例１
（第１湿式混合工程）
パルパー（相川鉄工所社製商品名デルタパルパー）に、ＣＳＦ７１０ｍｌのセルロースパルプ（フレッチャーチャレンジカナダ社製商品名ウッドパルプクロフトンＣＫ−ＨＦ）１０８ｋｇ、水２５３０ｋｇを入れ、５分間パルパーを稼動させて撹拌し、セルロースパルプを解繊した。続いて、カーボンブラック（疎水性のカーボンブラック；三菱化学社製商品名カーボンブラック＃５０）４ｋｇを該パルパーに入れ、さらに５分間パルパーを稼動させて撹拌し、カーボンブラックを解繊したセルロースパルプに均一に吸着させた。
【００４７】
続いて、上記工程で得られた混合物を、ミキサー（日本海重工業社製商品名ウエットミキサー）に移し、該ミキサーを稼動しながら、そこに非晶質けい酸としてＡｌ2Ｏ3含量０．５質量％およびＳｉＯ2９８質量％のフェロシリコンダストを２２０ｋｇ、結晶質けい酸としてＡｌ2Ｏ3含量１質量％、ＳｉＯ2含量９８質量％およびブレーン値３０００ｃｍ2／ｇの粉末珪石を２５０ｋｇ、石灰質原料として消石灰５７３ｋｇ、アスペクト比約１０の針状ワラストナイトを１２００ｋｇ、耐アルカリガラス繊維を２３ｋｇ、この順序で投入し、原料スラリーを調製した。なお、原料スラリーにおける水分は、｛水／固形分原料｝が２．０となるように添加した。続いて原料スラリーを９０℃、２時間加熱養生した。
【００４８】
（生板形成工程）
エンドレスベルトを底部とし、その上に、可動枠材を下方向に移動させ底部と当接してモールドを形成し、そこに加熱養生後の原料スラリーを注入した。エンドレスベルトの底部は、ポリエステルにウレタンとシリコーンを含浸した素材であり、水密性を有する。また、可動枠材の材質は、平滑表面を有するフッ素樹脂塗装を施したＳＵＳ３０４板とした。
【００４９】
原料スラリーが注入されたモールド内に、プレスの押板を嵌合して加圧した。このとき、原料スラリーの上面には濾水布を設置しておいた。押板の加圧速度は１ｍｍ／秒、保持圧力は４．９ＭＰａ、保持時間は１０秒とした。原料スラリーの水分は、濾水布を介してモールドの枠から流れ出た。なお、モールドの底部からの水分の流出は見られなかった。原料スラリーの脱水率（プレス前の含水率−プレス後の含水率）は、３０％であった。
【００５０】
加圧処理終了後、可動枠材を上方向に移動させ、エンドレスベルトを移動させて形成された生板を取り出した。生板は、長さ１２００ｍｍ×幅９００ｍｍ×厚さ２７ｍｍを有する。
【００５１】
（硬化工程）
取り出した生板を、温度１９５℃、１０時間オートクレーブ養生し、硬化させ、成形体を得た。また得られた成形体は、けい酸カルシウム水和物からなるマトリックスと繊維とを含有してなるけい酸カルシウム材であり、顕微鏡分析の結果、けい酸カルシウム水和物は、トバモライトとゾノトライトとからなることが分かった。
【００５２】
上記工程を繰り返し、成形体を１００枚作製した。
得られた成形体について、カーボンブラックによる着色の状況について調べた。また、１００ｍｍ間隔で切断することにより、断面の着色の状況、気泡、層間剥離およびパンクの有無を調べた。その結果、成形体の表面および断面がカーボンブラックによって均一に着色され、トンネルを構築するコンクリート製セグメントと同様の色になっていることが確認された。また、気泡、層間剥離およびパンクは確認されなかった。
次に得られた成形体を、長さ２５０ｍｍ×幅５０ｍｍ×厚さ２８ｍｍのサンプルに切り出し、中央一線曲げ荷重を測定したところ、９．５Ｎ／ｍｍ2であった。見掛け密度は９５０ｋｇ／ｍ3であった。
【００５３】
比較例１
第１湿式混合工程において、パルパーにセルロースパルプ、カーボンブラックおよび水を同時に投入してセルロースパルプを解繊したこと以外は、実施例１を繰り返した。得られた成形体について、カーボンブラックによる着色の状況について調べたところ、成形体の表面および断面に、カーボンブラックによる不均一な着色が見られ、灰色の外観とはならなかった。したがって、トンネルを構築するコンクリート製セグメントと同様の色にすることができなかった。
【００５４】
比較例２
第１湿式混合工程において、パルパーにカーボンブラックおよび水を同時に投入し撹拌した後、そこにセルロースパルプを投入してセルロースパルプを解繊したこと以外は、実施例１を繰り返した。得られた成形体について、カーボンブラックによる着色の状況について調べたところ、成形体の表面および断面に、カーボンブラックによる不均一な着色が見られ、灰色の外観とはならなかった。したがって、トンネルを構築するコンクリート製セグメントと同様の色にすることができなかった。
【００５５】
実施例２
図１で示したような曲面を有する型台１およびセパレータ２を用い、実施例１で調製した生板に曲面を形成し、厚さの均一な曲板を形成した。型台１およびセパレータ２におけるフレーム材１０１および１０２は、ＳＵＳ３０４材の角パイプからなり、フレーム材１０１は長手方向に３本伸び、フレーム材１０２は幅方向に合計２２本設けられている。型台１およびセパレータ２の長手方向は３１００ｍｍであり、幅方向は１０１５ｍｍである。フレーム材１０１および１０２間には、多数のパンチングメタルからなる曲面形成板１０３が設置され、材質はＳＵＳ３０４材、厚さは２ｍｍ、パンチングメタルの孔部の直径は４ｍｍ、ピッチは７ｍｍであり、型台１およびセパレータ２において、曲面形成板１０３の最小曲率半径は、５６００ｍｍである。また、型台１およびセパレータ２は、生板とほぼ同じ長手方向および幅方向のサイズを有する。
【００５６】
型台１の表面部１２上に、生板２１１が２枚重ねて載置した。続いて、生板２１１の上にセパレータ２を重ね、このセパレータ２上に生板２１２を２枚重ねた。さらに、生板２１２の上に同様にセパレータおよび生板２枚を重ね、これを繰り返し、合計１４枚の生板を積み重ね、最上部には、セパレータ２を載置した。以降は、実施例１と同様に硬化工程を行い、成形体（曲板）を得た。
カーボンブラックによる着色の状況について調べたところ、成形体の表面および断面がカーボンブラックによって均一に着色され、トンネルを構築するコンクリート製セグメントと同様の色になっていることが確認された。
層間剥離の有無を調べたところ、層間剥離は、全成形体中、２．７％であった。成形体の中央一線曲げ荷重は、１０．５Ｎ／ｍｍ2、見掛け密度は９５０ｋｇ／ｍ3であった。
【００５７】
上記から、本発明の製造方法により得られた成形体は、パルプ繊維全体にカーボンブラックのような着色剤が均一に吸着し、結果として板全体に均一に着色剤が分散し、所望の着色がなされている。また、本発明の製造方法により得られた成形体は、従来の成形体と同程度の強度を有し、しかも層間剥離やパンクの不具合が極めて抑制されることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の製造方法により得られたけい酸カルシウム板は、板全体に均一な着色がなされるので、トンネル内部の耐火用内装材等にとくに有用である。また本発明の好適な形態によれば、板全体に均一な着色がなされるとともに、層間剥離やパンクを生じにくいけい酸カルシウム板が得られ、トンネル内部の耐火用内装材等、所定の曲面を有する曲板を得る場合に、とくに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】（ａ）は、本発明で使用される型台の一例の平面図であり、（ｂ）は、型台のＡ−Ａ断面図である。
【図２】（ａ）は、セパレータの一例の平面図であり、（ｂ）はセパレータのＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２におけるセパレータのＢ−Ｂ断面図である。
【図４】型台の表面部上に、生板を載置した状態を説明するための断面図である。
【図５】生板上にセパレータを重ね、さらにこのセパレータ上に生板を重ねた状態を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１    型台
２    セパレータ
１１，２１    底部
１２，２２    表面部
１０１，１０２    フレーム材
１０３    パンチングメタル
１０４    補強材
２１１，２１２    生板
【図１】
2008155500.tif 000003
【図２】
2008155500.tif 000004
【図３】
2008155500.tif 000005
【図４】
2008155500.tif 000006
【図５】
2008155500.tif 000007