(57)【要約】      （修正有）【課題】火災から人命や財産を守るために、ビルや家屋などの建物に高い耐火性能を持たせる需要が高まっている。そこで、壁材などの建築板（無機質成形板）を不燃性の無機質成分を主成分として形成することが行われている。強熱時の収縮を抑えつつ、強度低下も抑えることができる無機質成形板を提供する。【解決手段】セメントを主成分とする無機質成形板において、無機質成形板を構成する固形分の全量に対して、マイカを２〜１２質量％の割合で含有し、更にワラストナイトを４〜１６質量％の割合で含有して成る。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントを主成分とする無機質成形板において、無機質成形板を構成する固形分の全量に対して、マイカを２〜１２質量％の割合で含有し、更にワラストナイトを４〜１６質量％の割合で含有して成ることを特徴とする無機質成形板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント等から形成される無機質成形板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
火災から人命や財産を守るために、ビルや家屋などの建物に高い耐火性能を持たせる需要が高まっている。そこで、壁材などの建築板（無機質成形板）を不燃性の無機質成分を主成分として形成することが行われている（特許文献１参照）。そこで、建築板に耐火性能を持たせるには、（１）建築板の屋外側から加熱し、火炎の貫通がなく、屋内側の温度が最大１８０℃、平均１４０℃以下であること（遮熱性）と、（２）屋内側から加熱し、火炎の貫通がないこと（遮炎性）の両方を満足させることが、判定基準として定められている。一般的によく用いられている無機質成分には、結晶水などが含まれている。そのため、無機質成分から形成された建築板は、上記基準を満たしているものの、火炎などの強熱を与えると（つまり、強熱時に）、結晶水などが蒸発して建築板が収縮したり、変形したりして、耐火性能が加熱とともに低下する場合がある。このことから、強熱時の収縮を抑えたりするために、従来よりセメント系材料にマイカを配合することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２８３０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし建築板にマイカを配合すると、強熱時の収縮を抑えることができるものの、強度を低下させてしまうという問題が挙げられていた。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、強熱時の収縮も抑えつつ、強度低下も抑えることができる無機質成形板を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る無機質成形板は、セメントを主成分とする無機質成形板において、無機質成形板を構成する固形分の全量に対して、マイカを２〜１２質量％の割合で含有し、更にワラストナイトを４〜１６質量％の割合で含有して成ることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
マイカとワラストナイトを併用し、無機質成形板を構成する固形分全量に対して、マイカを２〜１２質量％、ワラストナイトを４〜１６質量％配合することで、マイカによる強熱時の収縮抑制作用と、ワラストナイトによる優れた強度とをあわせ持つ無機質成形板を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
【０００９】
本発明の無機質成形板には、普通ポルドランドセメントや高炉セメントなど適宜に組成調整されたセメントと、シリカや珪砂や珪石粉やフライラッシュなどの充填剤と、パルプやポリプロピレンなどの強化繊維と、マイカと、ワラストナイト等を含有することができる。
【００１０】
上記マイカとしては、フレーク径が０．１〜１．５ｍｍの範囲のものを７０％以上含有していることが好ましい。またワラストナイトとしては、針状結晶の、いわゆる繊維状ワラストナイト等が挙げられ、繊維長が０．０５〜１ｍｍの範囲のものを７０％以上含有していることが好ましい。
【００１１】
本発明では、無機質成形板を構成する固形分全量に対して、マイカが２〜１２質量％の割合で含有され、ワラストナイトが４〜１６質量％の割合で含有されていることとする。
【００１２】
このようにマイカとワラストナイトの両方を配合するにあたって、それぞれの配合量が上記範囲よりも少ないと強熱時に無機質成形板が収縮しやすい傾向があり、また配合量が多いと強度が低下する傾向がある。
【００１３】
上記のように無機質成形板を構成する固形分全量に対して、ＣａＯ及びＳｉＯ２の含有量は、重量比率で、ＣａＯが２０〜５０質量％であり、そしてＳｉＯ２が１５〜７０質量％であることが好ましい。ＣａＯ及びＳｉＯ２の含有量が上記の範囲にすることで、優れた強度や耐久性を無機質成形板に付与し、比較的安定した品質を得ることができる。
【００１４】
ここでマイカだけを配合すると、その分、セメント（ＣａＯ）や珪石粉（ＳｉＯ２）の含有量が減少し、セメント結晶物（ＣＳＨ）の生成量が減少する傾向がある。そのため曲げ強度が低下すると考えられる。また、ワラストナイトだけを配合すると、補強繊維としての効果により、曲げ強度が向上する。しかしながら、２０質量％以上配合すると、マイカと同様に、セメント結晶物の生成量が減少する傾向があり、曲げ強度が低下すると考えられる。
【００１５】
これらに対して、マイカとワラストナイトの両方を配合する場合では、無機質成形板を構成する固形分に、上記の範囲で、ＣａＯ及びＳｉＯ２が含有されていると、各構成成分との間でポゾラン反応が起こりやすくなり、緻密に結合しやすくなると考えられる。このことから、無機質成形板に優れた強度を付与しつつ、強熱時の収縮が抑えられると考えられる。
【００１６】
このことから本発明の無機質成形板によると、マイカとワラストナイトを併用し、上記の割合でマイカとワラストナイトが配合されることで、マイカとワラストナイトの各長所をバランス良く併せ持つようにすることができる。つまり、マイカによって強熱時の収縮が抑えられつつ、ワラストナイトによって強度の低下が抑えられ、優れた耐火性能を持つ無機質成形板を得ることができる。
【００１７】
上記の無機質成形板を作製する方法として、以下のように説明する。ただし、限定されるべきものではない。
【００１８】
本発明の無機質成形板の作製には、セメントと充填剤と補強繊維を主成分とするセメント系成形材料を成形した湿潤シート（グリーンシート）を用いることができる。この湿潤シートは、セメント系の水性スラリーをセメント系成形材料として用いて、長網式、丸網式の各種の抄造法により抄造したり、押出成形したりするなどして得られるものである。
【００１９】
セメント系成形材料としては、例えば水硬性のセメントが２０〜８０質量％、シリカ、珪石粉、フライアッシュ等の充填材が１０〜７０質量％、パルプ等の補強繊維が０．５〜１０質量％、マイカが２〜１２質量％、ワラストナイトが４〜１６質量％を占める固形分が例示される。そして全固形分１００質量部に対して、２５〜６５質量部の水を配合することでスラリーを作製することができる。なお、補強繊維のパルプは、針葉樹パルプ、広葉樹パルプ、あるいはその混合物等を用いることができる。また、上記湿潤シートを養生硬化することにより、無機質成形板を得ることができる。
【００２０】
上記無機質成形板の養生硬化は適宜の手法で行うことができるが、オートクレーブ養生をすることが望ましく、その際、１５０〜２００℃の温度の下で２〜４８時間行うことが好適である。また、実際的には、オートクレーブ養生の前に、促進前養生、つまり加温のために水蒸気が投入される前養生（湿熱養生）を行い、二段階の養生工程で行うことが望ましい。上記の促進養生は、オートクレーブ養生の際に、湿潤シートの膨れ、割れ等が生じない程度に硬化するよう任意に養生条件を設定することができるものである。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００２２】
本発明の実施例又は比較例で用いた各成分は以下のとおりである。
・セメント：宇部三菱セメント社製
・珪石粉：太平洋セメント社製
・マイカ：巴工業社製、フレーク径０．５ｍｍ
・ワラストナイト：東京興業貿易商会、繊維長０．１ｍｍ
・パルプ：常裕パルプ社製
・添加剤：メチルセルロース、信越化学工業社製
（実施例１）
セメントを３８質量％と、珪石粉を３８質量％と、マイカを２質量％と、ワラストナイトを１６質量％と、パルプを５質量％と、添加剤を１質量％とを含有する固形分を１００質量部とし、上記固形分と４０質量部の水とを混合した。そして、この混合物を押出成形をして湿潤シートを作製した。
【００２３】
次に、上記湿潤シートを湿熱養生した後、温度１６０℃の下で４時間、オートクレーブ養生を行うことで無機質成形板を作製した。そして得られた無機質成形板の曲げ強度及び過度の熱による収縮率を測定した。その結果を、表１に示す。
【００２４】
（実施例２）
セメントを３９質量％、珪石粉を３９質量％、マイカを４質量％、ワラストナイトを１２質量％とし、それ以外は実施例１と同様に行った。その結果を表１に示す。
【００２５】
（実施例３）
マイカを８質量％、ワラストナイトを８質量％とし、それ以外は実施例２と同様に行った。その結果を表１に示す。
【００２６】
（実施例４）
セメントを３７質量％、珪石粉を３７質量％、マイカを１２質量％、ワラストナイトを８質量％とし、それ以外は実施例１と同様に行った。その結果を表１に示す。
【００２７】
（比較例１）
セメントを４７質量％、珪石粉を４７質量％とし、固形分にマイカとワラストナイトを配合しないこと以外は、実施例１と同様に行った。その結果を表１に示す。
【００２８】
（比較例２）
セメントを４５質量％、珪石粉を４５質量％、マイカを４質量％とし、固形分にワラストナイトを配合しないこと以外は実施例１と同様に行った。その結果を表１に示す。
【００２９】
（比較例３）
セメントを４３質量％、珪石粉を４３質量％、マイカを８質量％とし、それ以外は比較例２と同様に行った。その結果を表１に示す。
【００３０】
（比較例４）
セメントを４１質量％、珪石粉を４１質量％、マイカを１２質量％とし、それ以外は比較例２と同様に行った。その結果を表１に示す。
【００３１】
（比較例５）
セメントを３９質量％、珪石粉を３９質量％、マイカを１６質量％とし、それ以外は比較例２と同様に行った。その結果を表１に示す。
【００３２】
（比較例６）
セメントを４５質量％、珪石粉を４５質量％、ワラストナイトを４質量％とし、固形分にマイカを配合しないこと以外は実施例１と同様に行った。その結果を表１に示す。
【００３３】
（比較例７）
セメントを４３質量％、珪石粉を４３質量％、ワラストナイトを８質量％とし、それ以外は比較例６と同様に行った。その結果を表１に示す。
【００３４】
（比較例８）
セメントを４１質量％、珪石粉を４１質量％、ワラストナイトを１２質量％とし、それ以外は比較例６と同様に行った。その結果を表１に示す。
【００３５】
（比較例９）
セメントを３９質量％、珪石粉を３９質量％、ワラストナイトを１６質量％とし、それ以外は比較例６と同様に行った。その結果を表１に示す。
【００３６】
（比較例１０）
セメントを３７質量％、珪石粉を３７質量％、ワラストナイトを２０質量％とし、それ以外は比較例６と同様に行った。その結果を表１に示す。
【００３７】
（比較例１１）
セメントを３５質量％、珪石粉を３５質量％、マイカを１６質量％、ワラストナイトを８質量％とし、それ以外は実施例１と同様に行った。その結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
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表１での各成分の配合量の数値の単位は「質量％」であり、固形分全量を１００としたときの配合割合を示している。
【００３９】
上記の比較例２−５より、マイカのみを配合した場合では、配合量を増していくごとに、強熱を与えても収縮しにくくなっているが、曲げ強度は逆に低下している。また、比較例６−１０のように、ワラストナイトのみを配合した場合では、配合量を増していくごとに、強熱時の収縮が抑えられ、曲げ強度もよくなる傾向がある。そして、実施例１−４では、マイカとワラストナイトの両方を配合すると強熱時の収縮が改善されるとともに、マイカを配合してもワラストナイトが補って良好な曲げ強度を示すことが分かった。しかし、比較例１１のように、マイカとワラストナイトの両方を配合しても、マイカを多く配合しすぎると、曲げ強度ではワラストナイトは補えきれないことが分かった。
【００４０】
＜曲げ強度＞
試験体として、幅５０ｍｍ×長さ１２０ｍｍ×厚み１０ｍｍの無機質成形板を用い、試験速度２ｍｍ／ｍｉｎ、スパン１００ｍｍで、その曲げ強度を測定した。そして、比較例１の試験体の曲げ強度を１００とした場合での、相対強度を百分率（％）で示している。
【００４１】
＜強熱収縮率＞
試験体として、幅５０ｍｍ×長さ５０ｍｍ×厚み１０ｍｍの無機質成形板を用いて、それを９００℃の電熱炉の中で２０分間静置させた。そして前記試験体の加熱前後の収縮寸法を測定し、比較例１の試験体の収縮寸法を１００とした場合での、各試験体の寸法収縮率を百分率（％）で示している。