(57)【要約】【課題】  材料、生産コストの増大や物性面での不都合を抑え、たとえ塗膜欠陥が生じた場合であっても良好な意匠性や水分からの保護機能を実現することのできる、生産性も良好な、新しい無機質基材とその製造方法を提供する。【解決手段】  水硬性スラリーからの抄造による無機質基材であって撥水剤および顔料のうちの少くともいずれかが、無機質基材の断面厚み方向の中央部よりも表面部もしくは表面部と裏面部においてより多く含有されているものとする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水硬性スラリーからの抄造による無機質基材であって撥水剤および顔料のうちの少くともいずれかが、無機質基材の断面厚み方向の中央部よりも表面部もしくは表面部と裏面部においてより多く含有されていることを特徴とする無機質基材。
【請求項２】
裏面部、中央部、そして表面部と順次により多く含有されていることを特徴とする請求項１の無機質基材。
【請求項３】
顔料は、その表面が撥水剤によりコーティングされていることを特徴とする請求項１または２の無機質基材。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかの無機質基材の製造方法であって、撥水剤および顔料のうちの少くともいずれかの配合量の異なる複数の水硬性スラリーにより複層に抄造して製造することを特徴とする無機質基材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願の発明は無機質基材とその製造方法に関するものであって、さらに詳しくは、瓦や外装材等の建材の製造に有用な、セメント系等の水硬性スラリーからの抄造に係わる無機質基材とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セメント等の水硬性材料を原料主成分とした水性スラリーを抄造し、形成された湿潤シートを脱水、プレス成形、そして養生硬化させた無機質基材が、その表面に化粧塗装等を施されて、瓦や外装材、あるいは内装材等の建材として用いられている。
【０００３】
従来より、このような無機質基材表面への塗装は、意匠表現と水分からの保護を目的として施されているが、塗膜の経年劣化や損傷等によって欠陥が生じると無機質基材の素地が露出し、不具合が発生することになる。
【０００４】
そこで、このような問題への対策として、塗膜に欠陥が生じた場合でも水分による凍害やエフロを防ぐために水硬性スラリーに撥水剤を添加配合して基材内部に撥水剤を含有させること（たとえば特許文献１−３参照）や、同様に、欠陥によって基材素地の露出を目立たないようにするために顔料を基材内部に含有させることが検討されてきている。
【０００５】
そしてまた、塗膜欠陥の有無に係らずに、たとえば裏面等の塗装を施さない基材面側への水分対策からも、基材全体に撥水剤を含有させることが必要であるとも考えられてきた。
【０００６】
しかしながら、抄造用スラリー中への添加配合による基材全体への撥水剤や顔料の含有は、材料、生産コストの増大をもたらすだけでなく、無機質基材の強度低下などの物性面での不都合を生じかねないという問題があった。また、顔料については、粒子径の細かなものの場合には、脱水時の目詰まりにより水抜け性が悪くなり、生産性を低下させるという問題があった。
【特許文献１】特公昭６０−１６３８４号公報
【特許文献２】特開平１１−１３０４９６号公報
【特許文献３】特開平１１−２３６２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、この出願の発明は、以上のような背景から、材料、生産コストの増大や物性面での不都合を抑え、たとえ塗膜欠陥が生じた場合であっても良好な意匠性や水分からの保護機能を実現することのできる、生産性も良好な、新しい無機質基材とそ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】
【０００８】
この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、第１には、水硬性スラリーからの抄造による無機質基材であって撥水剤および顔料のうちの少くともいずれかが、無機質基材の断面厚み方向の中央部よりも表面部もしくは表面部と裏面部においてより多く含有されていることを特徴とする無機質基材を提供する。
【０００９】
また、第２には、裏面部、中央部、そして表面部と順次により多く含有されていることを特徴とする上記の無機質基材を、第３には、顔料は、その表面が撥水剤によりコーティングされていることを特徴とする無機質基材を提供する。
【００１０】
そして、この出願の発明は、第４には、上記第１ないし第３のいずれかの発明の無機質基材の製造方法であって、撥水剤および顔料のうちの少くともいずれかの配合量の異なる複数の水硬性スラリーにより複層に抄造して製造することを特徴とする無機質基材の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
上記のとおりのこの出願の第１の発明によれば撥水剤や顔料を基材の外側部に集中して含有させることで、材料、そして生産コストの増加を抑え、しかも強度低下等の物性面での不都合を生じさせることなく、たとえ塗膜欠陥が生じた場合であっても、耐凍害性や耐エフロ性という水分に対しての保護機能が、そして色調意匠性が良好に実現される。そして脱水効率等の生産性も良好となる。また、塗膜を施さない場合であっても、たとえば基材製品を内壁、あるいは内部が高湿度な外壁、結露対策が必要な外壁に用いる場合でも、基材の厚み中央部よりも表面部および裏面部において撥水剤の含有割合を高めることで水分に対しての保護機能が実現され、しかも、基材の含水率変化に伴う反りの発生を効果的に抑えることも可能とされる。
【００１２】
また、第２の発明によれば基材の裏面側から表面側に向って撥水剤や顔料の含有割合を傾斜的に増加させることで、材料や生産コストの負担を最小限とし、しかも水分に対しての保護機能や意匠性を良好とすることができる。
【００１３】
第３の発明によれば、撥水剤とともに顔料も同時に基材外側部に集中させることができ、上記のとおりの効果はさらに顕著なものとなる。
【００１４】
さらに、この出願の第４の発明によれば、上記のような効果を有する無機質基材の製造が、実際的に効率的、かつ所定の品質と性能を有するものとして実現されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【００１６】
まず、この出願の発明の無機質基材の基本的組成について説明すると、セメント等の水硬性材料を主成分とし、パルプ等の補強繊維、珪石粉、フライアッシュ等のシリカ質成分、さらには骨材成分を含有するとともに、撥水剤と顔料とを含有している。これらの成分は、一般的には、セメント等の水硬性材料が３５〜６５重量％、補強繊維が５〜１５重量％、シリカ質成分、骨材成分が１０〜４５重量％の範囲が考慮され、撥水剤としてはその全体として、通常、０．０１〜１重量％、顔料としては、０．５〜１０重量％の範囲が目安とされる。
【００１７】
これらの成分は、原料として水との混合により水性スラリーを構成する。水性スラリー中における固形分濃度は５〜４０重量％程度とされる。
【００１８】
そしてこのように調製された水性スラリーから抄造により湿潤シートが形成され、脱水、加圧プレス、養生硬化等によって無機質基材が製造されることになる。
【００１９】
その際の抄造の方式としては、長網や丸網によるスラリーからのすき上げ方式でもよいし、フローボックスからの吐出によるフローオン方式の抄造であってもよい。この抄造方式や基材の厚み、所定の特性等に応じて、上記の成分配合やスラリー中の固形分濃度が選択されることになる。また、加圧プレス、養生硬化については、抄造方式と同様に、従来の諸方式や条件が適宜に考慮されてよい。
【００２０】
このような一般的な配合や製造プロセスを前提として、この出願の発明の無機質基材では、上記の撥水剤または顔料、あるいは撥水剤と顔料の双方が、無機質基材の断面厚み方向の中央部よりも表面部もしくは表面部と裏面部の双方において、より多く含有されているものとする。すなわち、より具体的には、次のいずれかの形態が実施されることになる。
【００２１】
１）裏面部よりも中央部に、そして中央部よりも表面部により多くの撥水剤や顔料が含有されている。
【００２２】
２）裏面部および中央部ではほぼ同等に、そしてこれらよりも表面部により多くの撥水剤や顔料が含有されている。
【００２３】
３）中央部よりも表面部と裏面部においてより多くの撥水剤や顔料が含有されている。
【００２４】
ここで、「表面部」とは通常は、化粧塗装が施されて、外界や人の視線に向けられている例を意味している。「裏面部」とはこの「表面部」の反対側の基材面部である。「中央部」は、これら両者の中間部である。
【００２５】
上記いずれの形態においても、表面部、中央部、そして裏面部は厳密に基材の厚み方向に寸法限定があるわけではない。基材の断面厚み方向の撥水剤や顔料の含有量についての傾向として考慮されてよい。このような傾向は、基材としての用途、その特性等に応じて定められることになる。たとえば、厚み方向に、表面部、中央部、裏面部がおよそ１／３づつに区分されることなどが考慮されることになる。
【００２６】
この出願の発明において使用される撥水剤、そして顔料の種類については各種のものであってよい。
【００２７】
撥水剤としては、たとえばシリコーン系撥水剤として市販品等のものが適宜に使用される。なかでも炭素数４〜１６、より好適には炭素数７以上の長鎖のアルキル基の導入により変性された変性シリコンを主とするシリコーン系撥水剤が考慮される。その分子量としては、８００〜２０００の範囲のものがより好適である。
【００２８】
また、顔料の分散のために、各種の界面活性剤を併用してもよい。
【００２９】
そして、この出願の発明においては、前記のとおり、顔料にはあらかじめ撥水剤をコーティングしておいて水性スラリー中に配合してもよい。
【００３０】
この撥水剤をコーティングした顔料を用いる場合、多孔質の顔料を用いることによって水分に対する保護機能はより向上する。たとえば、この場合、比表面積として１０ｍｌ／ｇ以上５０ｍｌ／ｇ以下程度のものを用いることが好適でもある。
【００３１】
たとえば、前記の機能１）２）３）のいずれかを有する無機質基質の製造方法は各種であってよいが、より実際的には、この出願の第４の発明のように、撥水剤や顔料の配合量の異なる複数のスラリーを調製し、その各々のスラリーを用いて複層に抄造する方法が有効である。このような複数スラリーとしては、
Ａ）撥水剤と顔料の配合量がともに異なる複数のスラリー
Ｂ）撥水剤の配合量のみが異なり、顔料の配合量が同じ複数のスラリー
Ｃ）顔料の配合量のみが異なり、撥水剤の配合量が同じ複数のスラリー
がある。無機質基材の目的、用途、所要の性能等に応じてこれらのうちから選択されてよい。
【００３２】
以上のような複層での抄造とは別に、たとえば抄造している過程において、撥水剤や顔料を上方により湿潤シートに散布して表面部の含有量を高めるようにしてもよい。
【００３３】
そこで以下に実施例を示し、さらに詳しく説明する。もちろん以下の例によって撥水剤が限定されることはない。
【実施例】
【００３４】
以下の例においては、普通ポルトランドセメント５５重量部、珪石粉４０重量部、パルプ５重量部、そして顔料および撥水剤の配合物を、固形分濃度が１０重量％となるように水中に分散しスラリーを調製している。このスラリーを抄造し、脱水プレスした後に乾燥前養生し、次いで１７０℃前後の温度においてオートクレーブ養生を行って、無機質基材を得た。
＜実施例１＞
上記方法において、撥水剤を０．２％、０．１２％、０．０４％の濃度に調整した原材料スラリーを調製し、それを撥水剤の濃度が低いものから順に、次のように
表  層：顔料５％、撥水剤０．２％
中間層：顔料５％、撥水剤０．１２％
下  層：顔料５％、撥水剤０．０４％
抄造していくことにより、下層（裏面部）では撥水剤の含有量が低く、表層（表面部）では撥水剤の含有量が高いという濃度勾配のある抄造板を作製した。この例のように、壁材などの建材は使用期間が長期にわたるため、品質上の安全のために濃度勾配をもたせて、表層よりも少ないものの、下層側にも微量の撥水剤を添加して撥水性を確保している。
【００３５】
撥水剤は、大量に添加してもその効果が上がり続けるわけではないため、過剰な添加をすると、余剰分が分散せずに染め出すなどの不具合の原因になるため良くない。また、０．０１％よりも添加量が少なすぎるとその効果が充分に発揮できない。
【００３６】
なお、上記の各層の厚みは各々基材全厚の１／３になるようにした。
【００３７】
得られた無機質基材について耐凍害性並びに透水性試験を行い、表１の結果を得た。
＜実施例２＞
顔料をあらかじめ撥水剤によりコーティングし、顔料の配合割合の異なるスラリーを調製し、このスラリーを、次のように
表  層：顔料５％、撥水剤０．２％
中間層：顔料３％、撥水剤０．１２％
下  層：顔料１％、撥水剤０．０４％
となるように順に抄造していくことにより、下層（裏面部）では撥水剤および顔料の含有量が低く、表層（表面部）では撥水剤および顔料の含有量が高いという濃度勾配のある無機質基材を作製した。
【００３８】
なお、上記の各層の厚みは各々基材全厚の１／３になるようにした。
【００３９】
得られた無機質基材について耐凍害性並びに透水性試験を行い、表１の結果を得た。
＜比較例１＞
撥水剤および顔料の含有割合を次のように
表  層：顔料５％、撥水剤０．１２％
中間層：顔料５％、撥水剤０．１２％
下  層：顔料５％、撥水剤０．１２％
全体として均一になるように無機質基材を作製した。添加している撥水剤の全量は、実施例１および２と同じとした。
【００４０】
この基材についても同様に耐凍害性、透水性を評価した。
＜評価試験の結果＞
表１は、実施例１、実施例２、および比較例１の基材の試験結果を示したものである。
【００４１】
なお、耐凍害性はＡＳＴＭ−Ｃ６６６法による試験後、試験後の顔料の脱落による変色などの外観評価を行った。透水性評価はＪＩＳ−Ａ５４２３に準じて行った。評価結果は、２４時間後の透水量で示した。
【００４２】
【表１】
2005153257.tif 000002
【００４３】
比較例１に比べて、実施例１および実施例２は、耐凍害性および透水性に優れていることがわかる。また、実施例２は、顔料に撥水剤コーティング処理を行うことにより微細な顔料と他の材料との界面にも撥水効果が現れ、実施例１よりもさらに透水性が向上していることが確認された。
＜実施例３＞
実施例２において、顔料として比表面積２０ｍｌ／ｇの多孔質のものを用いたところ、透水性試験の結果は０．５ｍｌとなり、より優れた特性が得られることが確認された。
＜実施例４＞
撥水剤の含有量が基材全体として０．１２％となるようにして抄造を行い、この抄造の過程において、水に分散させた顔料を上方より散布し、表面部のみが顔料で着色された無機質基材を得た。顔料の基材への含有量としては３％になるようにした。
【００４４】
得られた基材について色と脱水時間とを評価し、表２の結果を得た。
＜実施例５＞
実施例４と同様にして、顔料が分散された原材料スラリーを上方より散布し、表面部のみが着色された無機質基材を得た。基材への含有量としては５％になるようにした。
【００４５】
得られた基材について色と脱水時間とを評価し、表２の結果を得た。
＜比較例２＞
基材の表面部から裏面部にまで全体に顔料が含有されている基材を抄造により作製した。含有量は３％とした。
【００４６】
このものの色と脱水時間を評価し、表２の結果を得た。
＜比較例３＞
比較例２と同様にして顔料５％の基材を抄造した。その評価結果も表２に示した。
＜評価試験の結果＞
表２は上記の評価結果を示したものである。色は目視で発色を相対比較し、脱水時間は表面の水分がなくなるまでの時間を測定した。
【００４７】
【表２】
2005153257.tif 000003
【００４８】
実施例４および実施例５は、添加した含有量の量が同等である比較例２と比べて、発色が良く、生産効率につながる脱水時間は同等であった。また、比較例３は実施例４および実施例５と同等の発色をしたが、基材内部への顔料添加のため、脱水時間が長くなった。