(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上層及び下層からなる積層構造の無機質セメント板であって、上記上層が、パルプを固形分中４〜１５質量％含有する含水率２５〜５０質量％（対固形分）の無機質混練物から形成された層であり、上記下層が、含水率１５０〜２５０質量％（対固形分）の無機質混練物から形成された層であり、且つ上記上層の厚みが、無機質セメント板全厚の７５〜９４％であり、上記下層の厚みが、無機質セメント板全厚の６〜２５％であり、上記上層を、軽量化材を固形分中５〜１５質量％及びパルプを固形分中４〜１５質量％含有する含水率２５〜５０質量％（対固形分）の無機質混練物から形成された表面層と、軽量化材の配合量が該表面層における軽量化材の配合量とは異なり且つパルプを固形分中４〜１５質量％含有する含水率２５〜５０質量％（対固形分）の無機質混練物から形成された中間層とからなる２層構造とし、全体を上記表面層、上記中間層及び上記下層からなる３層構造としたことを特徴とする無機質セメント板。
【請求項２】
上記表面層の厚みが、無機質セメント板全厚の５〜３０％であり、上記中間層の厚みが、無機質セメント板全厚の４５〜８９％であり、上記下層の厚みが、無機質セメント板全厚の６〜２５％である請求項１記載の無機質セメント板。
【請求項３】
上記表面層を形成する上記無機質混練物及び上記中間層を形成する上記無機質混練物が、パルプと水とを混合し、パルプを水中に分散させた後、無機質粉体を添加、混合することにより調製されたものである請求項１又は２記載の無機質セメント板。
【請求項４】
下層部に、含水率１５０〜２５０質量％（対固形分）の無機質混練物を配し、該無機質混練物上に、中間層として、軽量化材の配合量が表面層における軽量化材の配合量とは異なり且つパルプを固形分中４〜１５質量％含有する含水率２５〜５０質量％（対固形分）の無機質混練物を配し、更にその上に、表面層として、軽量化材を固形分中５〜１５質量％及びパルプを固形分中４〜１５質量％含有する含水率２５〜５０質量％（対固形分）の無機質混練物を配し、得られた３層構造の積層物を加圧成形し、硬化させることにより、請求項１〜３の何れかに記載の無機質セメント板を製造することを特徴とする無機質セメント板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築用板材などとして用いられる無機質セメント板及びその製造方法に関するものであり、詳しくは、乾式法による無機質セメント板及びその製造方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
無機質セメント板の製造方法には、湿式法と乾式法がある。湿式法の場合は、無機質セメント板の表面に深く鋭い凹凸模様を付与することが困難であり、またろ過水が多量に発生するため、コストアップにつながっていた。
一方、乾式法の場合は、無機質セメント板の表面に深く鋭い凹凸模様を付与し易く、意匠性に優れた製品を製造することができ、またろ過水が発生しないとの利点があるが、無機質セメント板の機械的強度が低いとの問題があった。
【０００３】
そこで、乾式法では、無機質セメント板の機械的強度を高めるために、補強繊維として木質繊維（木片、木毛など）が一般に使用されている。該木質繊維は、無機質セメント板中に均質に分散でき且つ補強効果の高いものであるため、高強度で大型の無機質セメント板を製造することができる。
しかし、上記木質繊維を用いた場合、▲１▼木質繊維の品質変動が大きく、セメントの硬化阻害成分を溶出することがあるため、一定品質の製品を安定的に製造することが難しい、▲２▼そのために硬化促進剤を使用すると原料コストが高くなる、▲３▼木質繊維を多量に使用するため、無機質セメント板の不燃性が悪くなる、▲４▼木質繊維に起因する寸法変化が大きい、などの問題が生じる。
また、補強繊維としてパルプも使用されているが、上記木質繊維に比して、無機質セメント板中に均質に分散し難く補強効果が低いとの欠点がある。
【０００４】
また、上述の湿式法及び乾式法による無機質セメント板の問題を解決するために、無機質セメント板を積層構造にすることが提案されている。例えば、特開平４−３６４９０２号公報には、高含水率の無機質混練物から形成された上層、低含水率の無機質混練物から形成された中間層及び高含水率の無機質混練物から形成された下層の３層構造を有する無機質板の製造法が記載されている。
【０００５】
しかし、上記特開平４−３６４９０２号公報に記載の無機質板の製造法では、高含水率の無機質混練物層を２層設けているため、加圧成形時に依然として多量のろ過水が発生しており、また上層が高含水率の無機質混練物層であるため、深く鋭い凹凸模様を付与することも困難である。
【０００６】
従って、本発明の目的は、深く鋭い凹凸模様を容易に付与することができ、且つ製造時にろ過水が発生せず、しかも機械的強度に優れた無機質セメント板及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく種々検討する中で、補強繊維としてパルプを使用する場合、パルプと水とを混合し、パルプを水中に分散させた後、無機質粉体を添加、混合すると、パルプの毛玉の発生が少なくなり、補強効果が高まり、しかも補強繊維として木質繊維（木片、木毛など）を使用した場合の上述の問題もないこと、また、乾式法による無機質セメント板の裏面に、特定厚の高含水率の無機質混練物層を設けることにより、該無機質セメント板の機械的強度及び耐衝撃性が向上し、且つろ過水も発生することがないことを知見した。
【０００８】
本発明は、上記知見に基づきなされたもので、上層及び下層からなる積層構造の無機質セメント板であって、上記上層が、パルプを固形分中４〜１５質量％含有する含水率２５〜５０質量％（対固形分）の無機質混練物から形成された層であり、上記下層が、含水率１５０〜２５０質量％（対固形分）の無機質混練物から形成された層であり、且つ上記上層の厚みが、無機質セメント板全厚の７５〜９４％であり、上記下層の厚みが、無機質セメント板全厚の６〜２５％であり、上記上層を、軽量化材を固形分中５〜１５質量％及びパルプを固形分中４〜１５質量％含有する含水率２５〜５０質量％（対固形分）の無機質混練物から形成された表面層と、軽量化材の配合量が該表面層における軽量化材の配合量とは異なり且つパルプを固形分中４〜１５質量％含有する含水率２５〜５０質量％（対固形分）の無機質混練物から形成された中間層とからなる２層構造とし、全体を上記表面層、上記中間層及び上記下層からなる３層構造としたことを特徴とする無機質セメント板を提供するものである。
【００１１】
また、本発明は、上記の３層構造を有する本発明の無機質セメント板の製造方法として、下層部に、含水率１５０〜２５０質量％（対固形分）の無機質混練物を配し、該無機質混練物上に、中間層として、軽量化材の配合量が表面層における軽量化材の配合量とは異なり且つパルプを固形分中４〜１５質量％含有する含水率２５〜５０質量％（対固形分）の無機質混練物を配し、更にその上に、表面層として、軽量化材を固形分中５〜１５質量％及びパルプを固形分中４〜１５質量％含有する含水率２５〜５０質量％（対固形分）の無機質混練物を配し、得られた３層構造の積層物を加圧成形し、硬化させることを特徴とする無機質セメント板の製造方法を提供するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、先ず本発明の無機質セメント板について詳しく説明する。
本発明の無機質セメント板は、低含水率の無機質混練物から形成された上層の厚みが、無機質セメント板全厚の７５〜９４％、好ましくは８５〜９０％で、高含水率の無機質混練物から形成された下層の厚みが、無機質セメント板全厚の６〜２５％、好ましくは１０〜１５％であるもので、上記上層を主体層とするもの、即ち乾式法によるドライマットを主体層とするものである。
【００１３】
上記上層を形成する低含水率の無機質混練物としては、セメントを主体とする含水率２５〜５０質量％、好ましくは３０〜４５質量％（対固形分）の無機質混練物で、パルプを固形分中４〜１５質量％、好ましくは６〜１０質量％含有するものが用いられる。
【００１４】
上記セメントとしては、特に制限されるものではなく、普通ポルトランドセメント、早強セメント、高炉セメント、フライアッシュセメントなどが用いられる。
また、上記パルプとしては、特に制限されるものではなく、木材パルプ、竹パルプ、ボロパルプ、リンターンパルプの他、ポリプロピレン、ビニロンなどの人工有機繊維、さらにはガラス繊維、炭素繊維などの人工無機繊維なども併用可能である。
また、上記無機質混練物には、パーライト、シラスバルーン、発泡ポリスチレンビーズなどの軽量化材などを配合することができ、また、シリカ質粉末として、珪石粉、フライアッシュ、石炭灰、シリカフューム、珪素を含有する廃棄物焼却灰などを配合することができる。
【００１５】
下記に、上記低含水率の無機質混練物の好ましい組成例の一例を示す。
セメント        ３０〜４５質量％、好ましくは３５〜４０質量％
シリカ質粉末    ３０〜６０質量％、好ましくは４０〜５０質量％
軽量化材          ５〜５０質量％、好ましくは  ８〜２０質量％
パルプ            ４〜１５質量％、好ましくは  ６〜１０質量％
水  （対固形分）２５〜５０質量％、好ましくは３０〜４５質量％
【００１６】
上記低含水率の無機質混練物は、先ずパルプと水とを混合し、パルプを水中に分散させた後、無機質粉体を添加、混合することにより調製されたものが、パルプの毛玉の発生が少なく、補強効果が高いので好ましい。
【００１７】
また、上記下層を形成する高含水率の無機質混練物としては、含水率が１５０〜２５０質量％、好ましくは１８０〜２３０質量％（対固形分）である以外は、上記上層を形成する低含水率の無機質混練物と同様の組成のものが用いられる。
【００１８】
本発明の無機質セメント板は、表面の平滑性及び意匠性を高めるために、上記上層を、軽量化材の配合量が異なる２層（表面層と中間層）構造、好ましくは軽量化材の配合量の少ない無機質混練物から形成された表面層と、軽量化材の配合量の多い無機質混練物から形成された中間層とからなる２層構造とし、全体を上記表面層、上記中間層及び上記下層からなる３層構造とすることができる。
【００１９】
上記表面層を形成する軽量化材の配合量の少ない無機質混練物としては、セメントを主体とする含水率２５〜５０質量％、好ましくは３０〜４５質量％（対固形分）の無機質混練物で、軽量化材を固形分中５〜１５質量％、好ましくは８〜１２質量％及びパルプを固形分中４〜１５質量％、好ましくは６〜１０質量％含有するものが用いられる。
また、上記中間層を形成する軽量化材の配合量の多い無機質混練物としては、セメントを主体とする含水率２５〜５０質量％、好ましくは３０〜４５質量％（対固形分）の無機質混練物で、軽量化材を固形分中５質量％より多く５０質量％以下、好ましくは８〜２０質量％及びパルプを固形分中４〜１５質量％、好ましくは６〜１０質量％含有するものが用いられる。
【００２０】
これらの表面層又は中間層を形成する無機質混練物のその他の配合成分は、前述の本発明の２層構造の無機質セメント板における上記上層を形成する低含水率の無機質混練物の配合成分と同様である。
【００２１】
下記に、上記の表面層又は中間層を形成する無機質混練物の好ましい組成例の一例を示す。
〔表面層を形成する無機質混練物の組成例〕
セメント        ３０〜４５質量％、好ましくは３５〜４０質量％
シリカ質粉末    ３０〜６０質量％、好ましくは４０〜５０質量％
軽量化材          ５〜１５質量％、好ましくは 6.5〜10.5質量％
パルプ            ４〜１５質量％、好ましくは  ６〜１０質量％
水  （対固形分）２５〜５０質量％、好ましくは３０〜４５質量％
〔中間層を形成する無機質混練物の組成例〕
セメント        ３０〜４５質量％、好ましくは３５〜４０質量％
シリカ質粉末    ３０〜６０質量％、好ましくは４０〜５０質量％
軽量化材          ５〜５０質量％、好ましくは  ８〜２０質量％
パルプ            ４〜１５質量％、好ましくは  ６〜１０質量％
水  （対固形分）２５〜５０質量％、好ましくは３０〜４５質量％
【００２２】
上記表面層を形成する無機質混練物及び上記中間層を形成する無機質混練物は、前述の本発明の２層構造の無機質セメント板における上記上層を形成する低含水率の無機質混練物の場合と同様の理由により、先ずパルプと水とを混合し、パルプを水中に分散させた後、無機質粉体を添加、混合することにより調製されたものが好ましい。
【００２３】
上記３層構造を有する本発明の無機質セメント板においては、上記表面層の厚みが、無機質セメント板全厚の５〜３０％、特に１０〜２５％で、上記中間層の厚みが、無機質セメント板全厚の４５〜８９％、特に５０〜８４％で、上記下層の厚みが、無機質セメント板全厚の６〜２５％、特に１０〜１５％であることが好ましい。
【００２４】
本発明の無機質セメント板の厚みは、特に制限されるものではなく、従来の無機質セメント板の厚みと同様であり、通常１０〜３０ｍｍ程度である。
【００２５】
次に、本発明の無機質セメント板の好ましい製造方法について説明する。
前述の２層構造を有する本発明の無機質セメント板は、例えば、次のようにして製造される。
先ず、例えば所定の大きさの製板用型内の下層部に、前述の高含水率の無機質混練物を配し、該無機質混練物上に、上層として、前述のパルプを含有する低含水率の無機質混練物を配して、２層構造の積層物を得る。
この際の高含水率の無機質混練物の配合量及び低含水率の無機質混練物の配合量は、本発明の無機質セメント板において、低含水率の無機質混練物から形成された上層の厚みと、高含水率の無機質混練物から形成された下層の厚みとが、前述の範囲内となる量であり、且つ、全体の量は板が所定の重さとなるように調整する。
【００２６】
次いで、上記積層物の上面に、所定の凹凸模様に対応するエンボス型板を載置し、上記積層物を所定の厚さに加圧成形する。
【００２７】
上記加圧成形後、成形板を養生し硬化させることにより、２層構造を有する本発明の無機質セメント板が得られる。養生条件は、一次養生として蒸気養生及び二次養生としてオートクレーブ養生を行うのが好ましい。
【００２８】
また、前述の３層構造を有する本発明の無機質セメント板は、上記の２層構造を有する本発明の無機質セメント板の製造方法において、高含水率の無機質混練物上に配する低含水率の無機質混練物として、前述の軽量化材の配合量の少ない無機質混練物と軽量化材の配合量の多い無機質混練物との２種類の無機質混練物を用い、高含水率の無機質混練物上に、先ず中間層として軽量化材の配合量の多い無機質混練物を配し、次いでその上に表面層として軽量化材の配合量の少ない無機質混練物を配して、３層構造の積層物とする以外は、上記の２層構造を有する本発明の無機質セメント板の製造方法と同様にして製造することができる。
尚、この際の軽量化材の配合量の少ない無機質混練物の配合量及び軽量化材の配合量の多い無機質混練物の配合量は、本発明の無機質セメント板において、軽量化材の配合量の少ない無機質混練物から形成された表面層の厚みと、軽量化材の配合量の多い無機質混練物から形成された中間層の厚みとが、前述の範囲内となる量である。
【００２９】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を比較例と共に示すが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。下記の実施例１〜３は参考例である。
尚、下記の実施例及び比較例に示した無機質セメント板の諸特性の試験方法は、次の通りである。
【００３０】
（１）曲げ強度
測定装置    「オートグラフ AGS-1000A  島津製作所製」
測定条件    ヘッドスピード３ｍｍ／分、スパン１２０ｍｍ
【００３１】
（２）寸法変化率
吸水膨張    乾燥（60℃×72時間）後、吸水２４時間
【００３２】
（３）付形性角度
エンボス型板の最大彫り角度を、付形性角度（α）とした〔図１（ｂ）を参照〕。尚、エンボスの彫り深さは４ｍｍとした。
【００３３】
実施例１
下記表１に示す配合組成の低含水率の無機質混練物及び高含水率の無機質混練物を用い、下記製造方法により、下記表１に示す２層構造を有する無機質セメント板を製造した。得られた無機質セメント板の各層の厚みの割合、板の特性、及び加圧成形時のろ過水の発生の有無を、下記表１に示した。
（無機質セメント板の製造方法）
製板用型内の下層部に、高含水率の無機質混練物を配し、該無機質混練物上に、低含水率の無機質混練物を配し、この積層物の上面に図１に示すエンボス型板（彫り深さ：４ｍｍ）を載置する。積層物を加圧成形後、成形板を一次養生として蒸気養生及び二次養生としてオートクレーブ養生し、８０℃で板の含水率が８±４％に乾燥する。
【００３４】
実施例２〜６
下記表１に示す配合組成の低含水率の無機質混練物及び高含水率の無機質混練物を用いる以外は、実施例１に準じて、下記表１に示す２層又は３層構造を有する無機質セメント板をそれぞれ製造した。得られた各無機質セメント板の各層の厚みの割合、板の特性、及び加圧成形時のろ過水の発生の有無を、下記表１に示した。
【００３５】
【表１】
0004432283.tif 000002
【００３６】
比較例１〜５
下記表２に示す配合組成の低含水率の無機質混練物及び高含水率の無機質混練物を用いる以外は、実施例１に準じて、下記表２に示す単層、２層又は３層構造を有する無機質セメント板をそれぞれ製造した。得られた各無機質セメント板の各層の厚みの割合、板の特性、及び加圧成形時のろ過水の発生の有無を、下記表２に示した。
【００３７】
【表２】
0004432283.tif 000003
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、深く鋭い凹凸模様を容易に付与することができ、且つ製造時にろ過水が発生せず、しかも機械的強度に優れた無機質セメント板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施例及び比較例で用いたエンボス型板を示すもので、図１（ａ）は該エンボス型板の平面図であり、図１（ｂ）はその部分断面図である。
【図１】
0004432283.tif 000004