(57)【要約】【課題】  抄造工程での着色スラリーの散布による着色層の形成を、そのためのスラリーの調製を容易として安定して高品質なものとすることを可能とし、また着色スラリー専用の配混合設備の初期投資の負担を抑えることのできる、新しいセメント系の無機質板の製造方法を提供する。【解決手段】  セメントを主原料成分とする水性スラリーの抄造工程での湿潤シート（３）の表面に顔料混合スラリー（１０）を散布して着色層（１３）を形成する無機質板の製造において、前記抄造工程からの抄造排水（５）を沈殿槽（６）に回収し、その底抜き排水に顔料（９）を加えて顔料混合スラリー（１０）を調製し散布する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントを主原料成分とする水性スラリーの抄造工程での湿潤シートの表面に顔料混合スラリーを散布して着色層を形成する無機質板の製造において、前記抄造工程から排水を沈殿槽に回収し、その底抜き排水に顔料を加えて顔料混合スラリーを調製し散布することを特徴とする無機質板の製造方法。
【請求項２】
大型沈殿槽の前段に配置した小型沈殿槽にまず排水を回収し、この小型沈殿槽の底抜き排水に顔料を加えて顔料混合スラリーを調製し散布することを特徴とする請求項１の無機質板の製造方法。
【請求項３】
抄造工程脱水ゾーンの前半部のみの排水を小型沈殿槽に回収し、その底抜き排水に顔料を加えることを特徴とする請求項２の無機質板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願の発明は無機質板の製造方法に関するものであり、さらに詳しくは、瓦や外装材等の建材として有用な、セメント系の着色無機質板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
瓦や外装材等の建材として、セメントを主成分とする水性スラリーから抄造法により無機質板を製造する方法が知られている。このような抄造法により製造されたセメント系無機質は通常、瓦や外装材等としての用途に応じてその表面に塗装等による化粧が施されている。
【０００３】
しかしながら、このような塗装化粧等の従来の化粧では経年変化や欠損等の不具合が生じた場合、無機質板の素地の色が現われて美観上好ましくない。
【０００４】
そこで、これまでに、無機質板の基材に顔料を含有させて着色することで、仮に化粧面において欠損等が生じ、基材素地が露出したとしても、美観上の不都合の度合を軽減することが試みられている（特許文献１）。だが、この基材への顔料の練り込みによる基材着色の手段の場合には、化粧が施される表面だけでなく基材全体に顔料が練り込まれるため、どうしても無機質板の製造コストが非常に高いものになってしまう。
【０００５】
このため、この出願の発明者らは、顔料の基材への練り込みにともなう問題点を解消するものとして、セメント系無機質板製造のための抄造工程において顔料によって着色された水性スラリーを抄造後の湿潤シート（グリーンシート）表面に散布することで、基材の表層部にのみ着色層を形成することを検討してきた。
【０００６】
だが、抄造工程での着色スラリーの散布では、通常の抄造のためのスラリーよりも濃度を高くして脱水効率を上げる必要があり、また、上記のように使用時の経年劣化等により表面露出した場合でも劣化の少ない強靱な着色層を得るためにスラリー中の繊維分を極力減らす必要があることから、無機質板基材の抄造のためのスラリーとは異った配合にしなければならない。
【０００７】
このような特有のスラリー配合については、これを調製し、着色表層部の形成を安定して高品質なものとすることは必ずしも容易ではない。
【０００８】
また、顔料含有の着色用スラリー専用の配混合設備が必要になる。基材全体への顔料の練り込みに比較すると材料コストは低減されるものの、このような専用の配混合設備には大きな初期投資が必要となる。
【特許文献１】特開２００２−２７３７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、この出願の発明は、以上のような背景から、抄造工程での着色スラリーの散布による着色層の形成を、そのためのスラリーの調製を容易として安定して高品質なものとすることを可能とし、また着色スラリー専用の配混合設備の初期投資の負担を抑えることのできる、新しいセメント系の無機質板の製造方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、以下の方法を提供する。
【００１１】
すなわち、まず第１には、セメントを主原料成分とする水性スラリーの抄造工程での湿潤シートの表面に顔料混合スラリーを散布して着色層を形成する無機質板の製造において、前記抄造工程からの排水を沈殿槽に回収し、その底抜き排水に顔料を加えて顔料混合スラリーを調製し散布することを特徴とする無機質板の製造方法を提供する。
【００１２】
また第２には、大型沈殿槽の前段に配置した小型沈殿槽にまず排水を回収し、この小型沈殿槽の底抜き排水に顔料を加えて顔料混合スラリーを調製し散布することを特徴とする上記無機質板の製造方法を提供し、第３には、抄造工程脱水ゾーンの前半部のみの排水を小型沈殿槽に回収し、その底抜き排水に顔料を加えることを特徴とする無機質板の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
一般に抄造工程からの排水は沈殿槽に回収し、固形分と水とを沈降分離させた後に、上水を洗浄水や配合水として使用しており、沈殿槽の底抜き排水も配合水の一部として消費されている。
【００１４】
このような従来からの抄造による無機質板の基材としての製造において、沈殿槽の底抜き排水はほぼ一定の組成、濃度に保たれており、しかも繊維分が少ないことから、この出願の第１の発明によれば、この特徴を利用して、沈殿槽底抜き排水に顔料を混合し、得られたスラリーを散布することで、顔料混合スラリーの組成、濃度等の調製が容易となり、湿潤シート（グリーンシート）に散布する際のハンドリング性は良好で、強固な着色層が得られるという高品質な着色層の安定した形成が可能とされる。
【００１５】
しかも、顔料混合スラリーの調製、散布のための設備も上記のような特徴を有する沈殿槽底抜き排水の利用によって過度の初期投資を必要とすることがなく、初期投資の負担はより軽いものとになる。
【００１６】
また、抄造工程からの排水をまず前段の小型沈殿槽に回収し、その底抜き排水に顔料を添加混合するこの出願の第２の発明によれば、底抜き排水の沈殿槽での排水までのリードタイムが短縮されるので、排水中のセメントの水和反応の進行がより軽度な状態の、よりフレッシュな材料として利用できるので、より強靱な着色層の実現が可能とされる。
【００１７】
さらに、抄造脱水時の排水中の固形分濃度は、脱水ゾーンの前側になればなるほど高く、後半は非常に濃度がうすくなることから、この出願の第３の発明方法によれば、固形分濃度の高い前半部の排水だけを回収することで濃縮効率が上がり、濃縮機をさらに小型化することが可能となり、着色基材層の品質レベルも向上する。また、エネルギー的にも有利となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
この出願の発明は上記のとおりの特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態について説明する。
【００１９】
まず、この出願の発明の方法においては、抄造法による基材の作製は従来と同様のものとすることができる。
【００２０】
すなわち、原料としては、たとえば、セメントを主成分とする水硬性材料をはじめ、パルプ、ロックウール、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維等の補強繊維、珪砂、スラグ等の軽量骨材および水等と、従来より一般的に使用されているものを用いることができる。また、上記原料の他に、必要に応じて、たとえば、珪石粉、フライアッシュ、シリカ等のシリカ質原料や、増粘剤、減水剤等の混和剤等を添加してもよい。これらの原料の配合は、一般的に、水硬性材料と軽量骨材の混合比率を、重量比で、７０：３０から３０：７０程度の範囲、より好ましくは、４０：６０から６０：４０程度の範囲とすることができる。補強繊維の添加量は、水硬性材料と軽量骨材の合計重量に対して、３〜１５重量％程度とすることができる。これらの原料を上記の範囲で配合し、混合混練して水硬性スラリーとすることができる。
【００２１】
この出願の発明においては、このような水硬性スラリーを抄造することで湿潤シート（グリーンシート）を作製するが、抄造工程ではサンクションボックス等の脱水ゾーンにおいて排水が発生する。
【００２２】
前記のように、従来一般に抄造法での排水は、シックナー等の沈殿槽に回収し、固形分と水を沈降分離させた後、上水を洗浄水や配合水として使用されるが、沈殿した底抜き排水も配合水の一部として消費される。
【００２３】
この出願の発明は、この沈殿槽底抜き排水に着目したものである。底抜きの排水はほぼ一定の組成、濃度に保たれていること、また、繊維分が非常に少ないことから、表層に散布する際のハンドリング性に優れており、強固な着色層を形成するのに適している。
【００２４】
この出願の発明では、底抜きの排水を回収し、ミキサーなどで所定量の顔料と混合した後、スプレー方式やロールブラシ方式にて湿潤シート表面に散布し着色層を形成する。
【００２５】
沈殿槽の底抜き排水に添加される顔料としては、塗料、インキ等として一般的に使用される各種の顔料等であってよい。たとえば、カーボン、カーボンブラック、クロムイエロー、ベンガラ等が例示される。また、この着色無機質板を屋根材として使用する場合には、黒色のカーボンまたはカーボンブラックを用いることや、顔料の配合は、顔料混合スラリー中に１０〜５０重量％程度の濃度とすることがたとえば考慮される。
【００２６】
顔料の混合分散のために、各種の界面活性剤を用いてもよい。
【００２７】
顔料、さらには必要に応じて界面活性剤が沈殿槽底抜き排水に添加された顔料混合スラリーの散布については、湿潤シートの抄造脱水の過程に行うのが好ましい。湿潤シートの含水率が下がりすぎると、着色層と基材との密着性が低下するためである。
【００２８】
なお、この出願の発明においては、抄造の方式は各種であってよく、たとえばフローボックスを用いたフローオン抄造法や、長網式抄造等の各種であってよい。
【００２９】
添付した図面は、この出願の第１の発明の実施の形態を例示したものである。まず図１に添って説明すると、この例では、セメントを主原料成分とする水硬性スラリーがフローボックス（１）より供給されて、移動する抄造ワイヤー（２）上に抄造によって湿潤シート（グリーンシート）（３）が形成される。この抄造工程では、真空脱水ボックス（サンクションボックス）（４）に脱水が行われる。
【００３０】
断水により生じた抄造排水（５）は、沈殿槽（６）に回収され、この沈殿槽（６）の底抜き排水は定流量ポンプ（７）により流量調節されてミキサー（８）に供給され、顔料（９）と混合されて顔料混合スラリー（１０）が調製される。次いで、組成、濃度が所定のものに調製された顔料混合スラリー（１０）は、チェスト（１１）を介してノズル（１２）より、前記の湿潤シート（グリーンシート）（３）の表面に散布され、基材表面に着色層（１３）が形成される。
【００３１】
以上のような抄造と着色層形成が行われた後に、図示することは省略しているが、従来と同様にプレス成形、所定形状への切断、加工や、乾燥、養生硬化が行われ、さらに表面の化粧塗装等が施されて製品としての無機質板が製造されることになる。
【００３２】
沈殿槽（６）の底抜き排水はほぼ一定の組成、濃度に保たれており、しかも繊維分が少ないことからこの特徴を利用して、沈殿槽（６）の底抜き排水に顔料（９）を混合し、得られたスラリー（１０）を散布する場合には、顔料混合スラリー（１０）の組成、濃度等の調製が容易となり、湿潤シート（グリーンシート）（３）に散布する際のハンドリング性は良好で、強固な着色層（１３）が得られるという高品質な着色層（１３）の安定した形成が可能となる。
【００３３】
しかも、顔料混合スラリー（１０）の調製、散布のための設備も上記のような特徴を有する沈殿槽（６）底抜き排水の利用によって過度の初期投資を必要とすることがなく、初期投資の負担はより軽いものとになる。
【００３４】
図２は、この出願の第２の発明の実施形態を例示したものであって、この例においては、図１の例における沈殿槽（１）に代えて、抄造排水（５）の回収ラインの前段に処理容量の小さい小型沈殿槽（５Ａ）を配置し、その後段に、より処理容量の大きな大型沈殿槽（５Ｂ）を配置し、小型沈殿槽（６Ａ）の底抜き排水をミキサー（８）にて顔料（９）と混合するようにしている。
【００３５】
強固で安定した基材着色層を得るためには、よりフレッシュな材料を使用することが望まれるが、大きな容量の沈殿槽ほどきれいな上水が得られるものの、回収された排水固形分が底抜きから排出されるには時間がかかるため、排水中のセメントはある程度水和反応が進んでいる。
【００３６】
そこで、抄造工程からの抄造排水（５）をまず前段の小型沈殿槽（６Ａ）に回収し、より大まかな固液分離を行い、その底抜き排水に顔料（９）を添加混合する底抜き排水の沈殿槽での排水までのリードタイムが短縮されるので、排水中のセメントの水和反応の進行がより軽度な状態の、よりフレッシュな材料として利用できるので、より強靱な着色層が実現される。
【００３７】
小型沈殿槽（６Ａ）と大型沈殿槽（６Ｂ）との処理容量の差異については、抄造排水の全体の処理量や顔料混合スラリーの散布量等を考慮して定めることができる。たとえば、大型沈殿槽（６Ｂ）に対して小型沈殿槽（６Ａ）の容量比は、１／１０〜１／８０程度の範囲を目安とすることができる。
【００３８】
図３は、この出願の第３の発明の実施形態を例示したものであって、この例では、真空脱水ボックス（４）による抄造工程脱水ゾーンの前半部のみの抄造排水（５Ａ）を小型沈殿槽（６Ａ）に回収し、その底抜き排水に顔料（９）を加えるようにしている。
【００３９】
抄造排水（５）の排水量が一定の状態で沈殿槽を小型化すると固液分離処理能力が低下するため処理が不安定化することが懸念されるものの、抄造脱水時の排水中の固形分濃度は、脱水ゾーンの前側になればなるほど高く、後半は非常に濃度がうすくなることから、上記のように固形分濃度の高い前半部の抄造排水（５Ａ）だけを回収することで濃縮効率が上がり、小型沈殿槽（６Ａ）をさらに小型化することが可能となり、着色層（１３）の品質レベルも向上する。また、エネルギー的にも有利となる。
【００４０】
そこで以下に実施例を示し、さらに詳しく説明する。
【００４１】
もちろん以下の例によって発明が限定されることはない。
【実施例】
【００４２】
抄造法としては、図１、図２および図３に例示したフローボックスからの水硬性スラリーによるフローオン方式での抄造を行った。顔料としてはカーボンブラックを、沈殿槽底抜き排水に対する重量比として約１／２の割合で混合した。
【００４３】
また、実施例２および３では、実施例１と同じ大型沈殿槽の前段に処理容量が約１／３０の小型沈殿槽を設置した。
（実施例１）
図１に例示した方法にて、着色層を持った抄造グリーンシートを作成し、面圧１０Ｍｐａにてプレス成形した後、２４時間養生後、オートクレーブにて１７０℃で６時間養生し、試験体を作成した。この試験体の層間強度を引張試験機にて測定した。
（実施例２）
図２に例示した製造方法にて、着色層を持った抄造グリーンシートを作成し、面圧１０Ｍｐａにてプレス成形した後、２４時間養生後、オートクレーブにて１７０℃で６時間養生し、試験体を作成した。この試験体の層間強度を引張試験機にて測定した。
（実施例３）
図３に例示した製造方法にて、着色層を持った抄造グリーンシートを作成し、面圧１０Ｍｐａにてプレス成形した後、２４時間養生後、オートクレーブにて１７０℃で６時間養生し、試験体を作成した。この試験体の層間強度を引張試験機にて測定した。
（試験結果）
サイズ５０ｍｍ×５０ｍｍ試験体についての試験結果の平均値と最小値〜最大値を表１に示した。いずれの実施例の場合にも十分な層間強度が得られていることが確認された。
【００４４】
また沈殿槽を小型化したものは平均強度が高くなり、ばらつきも減ったことがわかる。実施例３は最も良好な結果が得られた。
【００４５】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１の発明の実施形態を例示した概要図である。
【図２】第２の発明の実施形態を例示した概要図である。
【図３】第３の発明の実施形態を例示した概要図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    フローボックス
２    抄造ワイヤー
３    湿潤シート（グリーンシート）
４    真空脱水ボックス
５    抄造排水
５Ａ    脱水ゾーン前半部のみの抄造排水
６    沈殿槽
６Ａ    小型沈殿槽
６Ｂ    大型沈殿槽
７    定流量ポンプ
８    ミキサー
９    顔料
１０    顔料混合スラリー
１１    チェスト
１２    ノズル
１３    着色層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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