(57)【要約】  【課題】プレス脱水成形により成形体を製造するに際し、従来法に比して、設備投資が少なく、且つ、成形体の生産性の高い製造方法を提供する。  【解決手段】珪酸カルシウムを含む水性スラリーのプレス脱水成形工程を有する珪酸カルシウム成形体の製造方法であって、プレス脱水成形工程が、連続する下記２工程からなることを特徴とする製造方法：（１）珪酸カルシウムを含む水性スラリーを、形状維持が可能な予備成形体となるまで予備成形装置によりプレス脱水成形する予備成形工程、及び（２）得られた予備成形体を、所定の成形体となるまで本成形装置によりプレス脱水成形する本成形工程に係る。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
珪酸カルシウムを含む水性スラリーのプレス脱水成形工程を有する珪酸カルシウム成形体の製造方法であって、プレス脱水成形工程が、連続する下記２工程からなることを特徴とする製造方法：
（１）珪酸カルシウムを含む水性スラリーを、形状維持が可能な予備成形体となるまで予備成形装置によりプレス脱水成形する予備成形工程、及び
（２）得られた予備成形体を、所定の成形体となるまで本成形装置によりプレス脱水成形する本成形工程。
【請求項２】
珪酸カルシウムを含む水性スラリーのプレス脱水成形工程を有する珪酸カルシウム成形体の製造方法であって、プレス脱水成形工程が、連続する下記２工程：
（１）珪酸カルシウムを含む水性スラリーを、形状維持が可能な予備成形体となるまで予備成形装置によりプレス脱水成形する予備成形工程、及び
（２）得られた予備成形体を、所定の成形体となるまで本成形装置によりプレス脱水成形する本成形工程、
からなり、予備成形工程では、本成形装置の加圧面の大きさよりも小さな加圧面を有する予備成形装置を用いることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、珪酸カルシウム成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、珪酸カルシウム、セメント等の水硬性材料を含むスラリーをプレス脱水成形して成形体を製造する方法が知られている。この方法において、従来、成形体の生産性、特に成形効率を高めるために各種の工夫が試みられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ＧＲＣ（ガラス繊維強化セメント）及び水の混合物をプレス脱水成形して成形体を製造する際に、水の沸点以下の温度で混合物を加熱することにより、水分の蒸発及び成形体の硬化を促進して、脱型効率を高める技術が開示されている。これにより、成形体の生産性が高められる。また、特許文献１では、上下２つの型で混合物を挟み込み、成形体を製造する際に、脱型の容易な型を他方の型よりも低温にすることにより、脱型時に成形体を低温側の型に付着させて、高温側の型から成形体を容易に脱型する技術も開示されている。
【０００４】
その他、プレス脱水成形装置の台数を増加して、一つの製造ラインにおいて複数の成形装置を並列配置するか又は製造ラインを複数化することにより、単位時間における成形体の製造枚数を単純に増加させる方法が慣用されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１のように成形時に加熱する方法では、成形体の生産性を向上させる効果が十分ではない。また、プレス脱水成形装置の台数を増加して、一つの製造ラインにおいて複数の成形装置を並列配置するか又は製造ラインを複数化する方法は、多大な設備投資を要するという問題がある。
【０００６】
従って、プレス脱水成形により成形体を製造するに際し、従来法に比して、設備投資が少なく、且つ、成形体の生産性の高い製造方法の開発が望まれている。
【特許文献１】特開昭５２−４５６１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、プレス脱水成形により成形体を製造するに際し、従来法に比して、設備投資が少なく、且つ、成形体の生産性の高い製造方法を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、珪酸カルシウムを含む水性スラリーのプレス脱水成形工程を、特定の予備成形工程及び本成形工程に分けることにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明は、下記の珪酸カルシウム成形体の製造方法に係る。
１．珪酸カルシウムを含む水性スラリーのプレス脱水成形工程を有する珪酸カルシウム成形体の製造方法であって、プレス脱水成形工程が、連続する下記２工程からなることを特徴とする製造方法：
（１）珪酸カルシウムを含む水性スラリーを、形状維持が可能な予備成形体となるまで予備成形装置によりプレス脱水成形する予備成形工程、及び
（２）得られた予備成形体を、所定の成形体となるまで本成形装置によりプレス脱水成形する本成形工程。
２．珪酸カルシウムを含む水性スラリーのプレス脱水成形工程を有する珪酸カルシウム成形体の製造方法であって、プレス脱水成形工程が、連続する下記２工程：
（１）珪酸カルシウムを含む水性スラリーを、形状維持が可能な予備成形体となるまで予備成形装置によりプレス脱水成形する予備成形工程、及び
（２）得られた予備成形体を、所定の成形体となるまで本成形装置によりプレス脱水成形する本成形工程、
からなり、予備成形工程では、本成形装置の加圧面の大きさよりも小さな加圧面を有する予備成形装置を用いることを特徴とする上記項１記載の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の珪酸カルシウム成形体の製造方法は、従来法に比して、設備投資が少なく、且つ、成形体の生産性が高い。特に、既存の製造ラインを改良して本発明の製造方法を実施する場合には、設備投資を最小限に抑えつつ、成形体の生産性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の珪酸カルシウム成形体の製造方法は、珪酸カルシウムを含む水性スラリーのプレス脱水成形工程を有しており、プレス脱水形成工程が、連続する下記２工程からなることを特徴とする：
（１）珪酸カルシウムを含む水性スラリーを、形状維持が可能な予備成形体となるまで予備成形装置によりプレス脱水成形する予備成形工程、及び
（２）得られた予備成形体を、所定の成形体となるまで本成形装置によりプレス脱水成形する本成形工程。
【００１２】
珪酸カルシウムを含む水性スラリー（以下「水性スラリー」とも言う）としては特に限定されず、従来、プレス脱水成形により珪酸カルシウム成形体を製造するために用いられているものが使用できる。水性スラリーの固形分濃度は特に限定されないが、通常２〜２５重量％程度である。水性スラリーとしては、特に水性スラリー中の珪酸カルシウム水和物の嵩が大きいものが好ましい。珪酸カルシウム水和物の嵩が大きいものを得るためには、例えば、水性スラリー原料として合成珪酸カルシウム水和物を用いる場合は、合成時の珪酸質原料及び石灰質原料の合算重量に対する水の重量を５倍以上、好ましくは１０倍以上とすればよい。
【００１３】
水性スラリーに含まれる珪酸カルシウムの種類は特に限定されないが、例えば、珪酸質原料及び石灰質原料を、水の存在下、必要に応じて撹拌しながら加熱・加圧等して得られる準結晶質珪酸カルシウム（ＣＳＨｎ）、トバモライト、ゾノトライト、フォシャジャイト、ジャイロライト、ワラストナイト等のゲル状物又は結晶よりなる合成珪酸カルシウム水和物が使用できる。
【００１４】
水性スラリーには、必要に応じて、従来から諸物性を高めるために一般的に添加されている繊維状物質、各種添加剤等を配合してもよい。
【００１５】
繊維状物質としては、例えば、木綿、木材パルプ、古紙パルプ、ノットカス、麻、すさ、レーヨン繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維、ポリオレフィン繊維等の有機繊維、石綿、岩綿、スラグウール、ガラス繊維、耐アルカリガラス繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、炭素繊維、無機ウィスカー等の無機繊維などが使用できる。これら繊維状物質は１種又は２種以上で使用できる。繊維状物質の種類、大きさ、配合量等は、水性スラリー又は成形体の所望の物性に応じて適宜調整できる。
【００１６】
各種添加剤としては、例えば、石膏、セメント、粘土類、炭素物質、炭化物、窒化物、珪化物、金属酸化物、金属水酸化物、吸熱物質、着色剤、撥水剤、合成樹脂、界面活性剤、凝集剤、混和剤等が使用できる。これらは１種又は２種以上で使用できる。各種添加剤の種類、配合量等は、水性スラリー又は成形体の所望の物性に応じて適宜調整できる。
【００１７】
予備成形工程
本発明の珪酸カルシウム成形体の製造方法では、先ず、水性スラリーを、形状維持（ハンドリング）が可能な予備成形体となるまで予備成形装置によりプレス脱水成形する。予備成形体には、形状維持が可能な程度の硬さが要求されるとともに、本成形工程において本成形装置の加圧面で金型の内面まで広がることのできる（流動できる）程度の粘弾性（含水率）を有することが好ましい。予備成形体の含水率は、流動性、最終製品である成形体の物性（用途）等に応じて適宜調整すればよい。
【００１８】
このような予備成形体を得るには、従来、プレス脱水成形により成形体を製造する際に用いるような、プレス圧力の大きな高価なプレス脱水装置は使用する必要はない。即ち、予備成形工程では、形状維持が可能な予備成形体を作製できるだけのプレス圧力が発揮できれば十分であり、大きなプレス圧力は必要ではないため、プレス圧力の低い安価なプレス脱水装置を使用できる。
【００１９】
プレス脱水成形装置としては、形状維持が可能な予備成形体を製造できるプレス圧力を有するものである限り特に限定されないが、例えば、特開昭５５−６４８５号公報に開示されたプレス脱水成形装置が好ましい。
【００２０】
具体的には、特開昭５５−６４８５号公報には、下記の構成を有するプレス脱水成形装置が開示されている。
１）上面に排水通路を形成した台盤、
２）被処理スラリーを脱水するメッシュを有し且つ上記台盤上面に接触して配置されたネットコンベア、
３）上記台盤に該ネットコンベアを介して載架された上下動し得る筒枠状下型、
４）プレス機の可動定盤に取り付けられ、下面に被処理スラリーを脱水するための脱水層を有し且つ上記筒枠状下型内に進入し該下型と協働して、上記スラリーを加圧脱水し成形体を成形するための上型、及び
５）上記筒枠状下型の上昇時に該下型により上記上型と共に押え上げられる下型押え。
【００２１】
但し、本発明の製造方法で使用するプレス脱水成形装置は、上記構成を有する装置に限定されるものではない。
【００２２】
なお、予備成形体が、例えば、ネットコンベア上を流れて、後述する本成形装置の位置まで移動した際に、停止位置の精度によっては、予備成形体が本成形装置（特に金型部分）と望まない接触をすることがある。従って、予備成形工程では、本成形装置の加圧面の大きさよりも小さな加圧面を有する予備成形装置を用いることが好ましい。具体的には、予備成形体と本成形装置との望まない接触を防止できる範囲内であって、本成形装置の加圧面の中心に予備成形体を配置した際に、本成形装置の加圧面の周囲（金型内面）から予備成形体の外周までの距離が２０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下となる予備成形体が得られる予備成形装置が好ましい。
【００２３】
本成形工程
本発明の珪酸カルシウム成形体の製造方法では、次に、得られた予備成形体を、所定の成形体となるまで本成形装置によりプレス脱水成形する。本成形体の含水率は、最終製品である成形体の物性（用途）等に応じて適宜調整すればよい。
【００２４】
本成形体を得るには、従来、プレス脱水成形により成形体を製造する際に使用するような、プレス圧力の高い脱水成形装置を使用することが好ましい。これは、嵩比重の小さい予備成形体をさらに圧縮して所望の成形体とするため、予備成形装置よりも高いプレス圧力が要求されるからである。
【００２５】
プレス脱水成形装置としては、所定の本成形体を製造できるプレス圧力を有するものである限り特に限定されないが、例えば、前記１）〜５）の構成を有するプレス脱水成形装置を好適に使用できる。
【００２６】
連続するプレス脱水成形工程
本発明の珪酸カルシウム成形体の製造方法は、上記した予備成形工程及び本成形工程を連続的に実施する。即ち、予備成形後に本成形を行うという一連のプレス脱水成形工程を一つの生産ライン上で連続的に行う。これにより、先に得られた予備成形体の本成形を行う間に、次の成形体の予備成形を同時に行うため、生産ライン全体の単位時間あたりの成形量を比較すると、従来法に比して、成形体の生産性が高い。
【００２７】
換言すると、上記連続するプレス脱水成形工程を採用することにより、プレス圧力の高い高価な成形装置を２台導入するまでの設備投資を要することなく、成形体の生産性を効率的に高めることができる。特に、現状の製造ラインを利用して、現状の成形装置の前工程に予備成形を行い得る安価な予備成形装置を導入し、本発明の製造方法を実施する場合には、最小限の設備投資で成形体の生産性を高めることができる。
【実施例】
【００２８】
以下に実施例を示して本発明をより具体的に説明する。但し、本発明は実施例に限定されない。
【００２９】
参考例１
プレス時の面圧を最高１５０Ｋｇ／ｃｍ2まで上げられるプレス脱水成形装置の長方形の下金型（内寸：縦１０００ｍｍ、横３０００ｍｍ）に、合成珪酸カルシウム水和物結晶の一つであるゾノトライト結晶の球状二次粒子（水和物合成時の珪酸質原料と石灰質原料との合算重量に対する水の重量比が１２）を主成分とする水性スラリー（内訳（重量部）：ゾノトライト結晶６９部、セメント２２部、ベントナイト５部、パルプ１部、ガラス繊維３部及び水９００部）を投入後、下金型に対応した上金型を押込み、プレス脱水成形後、脱型して厚さ１７ｍｍの成形体（乾燥後の比重０．３）を得た。成形体の作製直後の含水率は、約３００重量％であった。
【００３０】
実施例１
参考例１のプレス脱水成形工程を本成形工程とし、その前工程として予備成形工程を設けた。予備成形装置としては、プレス時の面圧を最高１０Ｋｇ／ｃｍ2まで上げられるプレス脱水成形装置を使用した。
【００３１】
具体的には、予備成形装置の長方形の下金型（内寸：縦９９０ｍｍ、横２９９０ｍｍ）に、参考例１で用いた水性スラリーを投入後、下金型に対応した上金型を押込み、プレス脱水成形後、脱型して厚さ２９ｍｍの予備成形体を得た。予備成形体の含水率は、約５３０重量％であった。次いで、予備成形体を本成形装置の下金型の加圧面中央に配置（下金型の縦・横の内面から予備成形体の縦・横の外面までの距離が各々約５ｍｍ）し、そこへ下金型に対応した上金型を押込み、プレス脱水成形後、脱型して厚さ１７ｍｍの本成形体（乾燥後の比重０．３）を得た。本成形体の作製直後の含水率は、約３００重量％であった。
【００３２】
実施例１のように予備成形及び本成形を連続的に行って本成形体を作製した場合には、予備成形及び本成形の各々の成形時間は、参考例１のような従来型の成形時間と比べて約半分となる。即ち、本発明の製造方法では、例えば、ネットコンベア等を介して、予備成形装置への水性スラリーの投入、予備成形体の本成形装置への移送、本成形体の取り出しという一連の動作を連続的に行うことにより、先に得られた予備成形体が本成形されている間に、次の予備成形体が得られるため、所定の本成形体を従来法に比して、約半分の時間で成形体を連続作製することができる。参考例１と実施例１とを比較すると、所定の本成形体１００枚を連続作製する生産効率は、実施例１の方が参考例１の方法に比して１．７６倍高かった。