(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントを３０〜４０重量％、補強繊維を５〜１５重量％、無機粉体を４０〜６０重量％含む原料混合物に、鹸化度９５％以上、重合度１５００以上でかつ６５〜９５メッシュの粒径のポリビニルアルコール粉末を０．５〜５重量％添加する原料調整工程と、
上記原料調整工程により調整された原料混合物を水に分散させてスラリーを形成する工程と、
形成された上記スラリーを抄造してマットをフォーミングする工程と、
フォーミングされた上記マットを５〜１５層積層して積層マットを形成する工程と、
形成された上記積層マットを１５０〜３００kgf/cm２の圧力で５〜３０秒プレスする工程と、
プレスされた上記積層マットを６５〜９５℃で８〜１２時間蒸気養生する工程と、
蒸気養生された上記積層マットを１００〜２００℃で５〜１０時間オートクレーブ養生する工程と、
を有することを特徴とする無機質板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は建築材料等に使用される無機質板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
例えば外壁材や屋根材等に使用される無機質板はセメントと補強繊維とを含有する原料混合物を水に分散せしめたスラリーを抄造してマットをフォーミングし、該マットをプレスした後養生して硬化せしめる方法（湿式法）によって製造される。
上記湿式法の場合には通常マットは複数層（５〜１５層）積層される。
【０００３】
【従来の技術】
上記湿式法にあっては製品の曲げ強度、収縮値、耐凍害値を改良するためにポリビニルアルコール粉末を添加することが提案されている（特開平８−２４５２５７号）。
上記提案ではポリビニルアルコール粉末をスリラー中で実質的に溶解させないようにして抄造し、マット養生時には該ポリビニルアルコール粉末を溶解させ、乾燥工程において耐水性層を形成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記提案にあってはマット養生時にポリビニルアルコール粉末をマット中に溶け出させるのであるが、均一な耐水性層が形成されにくく、特に積層マットの場合には該ポリビニルアルコールが層間にまたがって溶出しにくく、ポリビニルアルコールの添加効果が充分発揮されないという問題点がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明はセメントと補強繊維とを含有する原料混合物と更に鹸化度９５％以上でかつ重合度１５００以上のポリビニルアルコール粉末とを水に分散せしめてスラリーとし、該スラリーを抄造してマットをフォーミングし、該マットを１５０〜３００kgf/cm2の圧力でプレスした後養生し、該養生中に８０℃以上の温度を及ぼす無機質板の製造方法を提供するものである。上記ポリビニルアルコール粉末の粒径は６５〜９５メッシュであることが望ましく、また該ポリビニルアルコール粉末は原料混合物中に０．５〜５重量％配合されていることが望ましい。また本発明は抄造されたマットを複数層積層して積層マットとする場合に有用である。該養生は温度６５〜９５℃の蒸気養生と温度１００〜２００℃のオートクレーブ養生との二段階で行われることが望ましく、プレス時間は５〜３０秒であることが望ましい。
【０００６】
【作用】
鹸化度９５％以上でかつ重合度が１５００以上のポリビニルアルコールは常温ではスラリー中で殆ど溶解せず、抄造されたマット中に粉末として分散している。このマットを１５０〜３００ kgf／cm2 の高圧でプレスすると、該マット中の水分は搾出され、それに伴なって該マット中のポリビニルアルコール粉末も移動してマット全体に均一に分散する。積層マットの場合でも該高圧プレスによれば上記ポリビニルアルコール粉末の移動は層間にまたがって行われる。
このようにマットを養生するが、該養生中に８０℃以上の温度を及ぼすと該ポリビニルアルコール粉末は溶解する。上記したように該ポリビニルアルコール粉末は高圧プレスによってマット全体に均一に分散しているので、マット内には均一なポリビニルアルコール溶解層が形成され、該マットは該ポリビニルアルコール溶解層によって優れた耐水性、耐凍害性、機械的強度が付与される。特に積層マットでは該ポリビニルアルコール溶解層が層間にまたがって形成されるので、層間密度性が向上し、層間からの水分の侵入が抑制され、耐凍結性が格段に向上する。
【０００７】
【発明の実施形態】
本発明を以下に詳細に説明する。
〔セメント〕
本発明に使用されるセメントとは、ケイ酸カルシウムを主成分とした水硬性の無機粉体であり、このような無機粉体としては、例えばポルトランドセメント、あるいはポルトランドセメントに高炉スラグを混合した高炉セメント、フライアッシュを混合したフライアッシュセメント、火山灰や白土等のシリカ物質を混合したシリカセメント、アルミナセメント、高炉スラグ等がある。
【０００８】
〔補強繊維〕
本発明に用いられる補強繊維としては、ポリエステル繊維、脂肪族または芳香族ポリアミド繊維、アクリル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等のポリオレフィン繊維、ビニリデン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリウレタン繊維、ビニロン、レーヨン、キュプラ、アセテート等の化学繊維、パルプ、木片等の木質繊維、木綿、竹繊維、ヤシ繊維、羊毛、絹等の天然繊維、あるいは上記化学繊維や天然繊維の再生繊維等の有機繊維、ガラス繊維、岩綿、セラミック繊維、カーボン繊維等の無機繊維等の繊維を混合した混合繊維がある。上記例示は本発明を限定するものではない。
【０００９】
〔無機粉体〕
本発明においては、セメント以外更にケイ砂、ケイ石粉、パーライト、シラスバルーン、高炉スラグ、膨張頁岩、膨張粘土、焼成ケイ藻土、石膏粉、フライアッシュ、石炭ガラ、汚泥焼却灰等の無機粉体が添加されてもよい。
【００１０】
〔第三成分〕
上記混合物には、所望なれば更に硫酸アルミニウム、硫酸マグネシウム、アルミン酸塩類、水ガラス等の硬化促進剤やロウ、ワックス、パラフィン、界面活性剤、シリコン等の防水剤や撥水剤等が混合されてもよい。
【００１１】
〔ポリビニルアルコール〕
本発明で使用されるポリビニルアルコール粉末は鹸化度９５％以上、重合度１５００以上のものである。このようなポリビニルアルコール粉末は４０℃以下では殆ど水に溶解せず、しかし８０℃以上の温度になると徐々に水に溶解するようになる。該ポリビニルアルコール粉末はスラリー粘度が余り上昇しないようにするため、かつ養生時の加熱により円滑に溶解させるためには、重合度は５０００以下とすることが望ましい。
更に該ポリビニルアルコール粉末は溶解を円滑にするため９５メッシュ以下の粒度にすることが望ましいが、６５メッシュ以下になると微粉が散乱し易くなり、またスラリーに均一に分散させにくくなる。
【００１２】
〔スラリーの調整〕
上記原料を混合して水に分散してスラリーを調製するが、原料混合物中にセメントは通常３０〜４０重量％、無機粉体は通常４０〜６０重量％、補強繊維は通常５〜１５重量％が含まれる。
上記原料混合物には上記ポリビニルアルコール粉末が通常０．５〜５重量％添加される。ポリビニルアルコール粉末の添加量が上記範囲以下では、ポリビニルアルコールの物性改良効果が顕著に発揮されず、また上記範囲以上では上記物性改良効果が飽和し、試料コストが徒に上昇する。
上記原料混合物は水に分散されてスラリーが調製されるが、該スラリー中の固形分濃度は通常８〜１２重量％とする。該スラリー調製は４０℃以下の温度望ましくは常温とし、スラリー中に分散しているポリビニルアルコール粉末の溶解を防止する。
【００１３】
〔無機質板の製造〕
上記スラリーを抄造脱水してマットをフォーミングする。抄造法として長網法、丸網法、ハチェック法等現行の抄造法のいづれもが使用される。このようにして抄造脱水されたマットは通常は５〜１５層積層されて積層マットとする。上記積層は通常抄造機末端に配置されるメイキングロールにマットを巻き取ることによって行われる。
【００１４】
上記抄造脱水工程中もスラリーおよびマットは４０℃以下とし、ポリビニルアルコール粉末がマット中に溶出しないようにする。
【００１５】
上記マットあるいは積層マットは１５０〜３００kgf/cm2の圧力でプレスされる。該プレスには通常ロールプレスが適用されるが、平板プレス等も適用することが出来る。またプレス時間は５〜３０秒とすることが望ましい。プレス圧が上記範囲以下の場合は搾水が不充分となってマット内でのポリビニルアルコール粉末の移動が充分行われない。またプレス時間が上記範囲を越えると搾水が過剰となってマット外にポリビニルアルコール粉末が漏洩するおそれがある。更にプレス圧が上記範囲にあってもプレス時間が上記範囲以下の場合には搾水が不充分となり、更にプレス時間が上記範囲を超えると搾水が過剰となるおそれがある。
【００１６】
上記高圧プレスによってマット内のポリビニルアルコール粉末は搾水による水分の移動に伴なって移動し、特に積層マットでは層間にまたがって移動し、マット内に均一に分散される。また上記プレスにおいてエンボス型を使用してマット表面に凹凸模様を形成してもよい。
【００１７】
養生は通常蒸気養生をオークレーブ養生の二段工程で行われる。蒸気養生は通常６５〜９５℃、８〜１２時間の条件で行われ、それに続くオートクレーブ養生は通常１００〜２００℃、５〜１０時間の条件で行われる。
【００１８】
上記養生中に８０℃以上の温度が及ぼされると、マット中のポリビニルアルコール粉末が溶解して生成したＣ−Ｓ−Ｈ結晶相互の結合を強固にし、また積層マットの場合には層間結合強度を向上せしめる。
【００１９】
上記養生後は硬化したマットを乾燥し、所望なればトリミング、塗装等を施して無機質板の製品とする。
【００２０】
〔実施例〕
下記の組成の原料混合物および鹸化度９９．５％重合度１７２０、平均粒径８３メッシュのポリビニルアルコール粉末を水に分散させ、固形分、１２重量％のスラリーとする。
ポルトランドセメント          ３８重量％
無機粉体                      ４０  〃
パーライト                    １０  〃
パルプ                        １０  〃
ポリビニルアルコール            ２  〃
上記スラリーを長網法によって常温（４０℃以下）で抄造脱水してマットをフォーミングし、該マットをメイキングロールに巻き取って７層積層する。
【００２１】
上記積層マットの水分含有量は、８０重量％であり、ポリビニルアルコール粉末は実質的に溶解することなく積層マット内に分散している。
【００２２】
上記積層マットはロールプレスによって表１に示す条件で７秒間プレスされ、プレス後８０℃、８時間の蒸気養生を行い、次いで１６５℃、７時間のオートクレーブ養生を行い硬化せしめる。
【００２３】
養生後は乾燥して試料とする。該試料の耐凍害性（最大厚み膨潤率）および曲げ強度を測定した結果を表１に示す。
なお比較例１は１００ kgf／cm2 以下の圧力（５０ kgf／cm2 ）でプレスを行った試料、比較例２はポリビニルアルコールを添加せず圧力５０ kgf／cm2 のプレスを行った試料である。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
表１によればプレス圧１００ kgf／cm2 以上を及ぼした試料は良好な耐凍害性と高い曲げ強度を示し、表面の成形性も向上した。プレス圧５０ kgf／cm2 を適用した比較例１では耐凍害性、曲げ強度共に充分な結果が得られず、ポリビニルアルコールを添加しない比較例２ではさらに耐凍害性、曲げ強度が劣ることが認められた。
【００２６】
【発明の効果】
本発明では高圧プレスによってポリビニルアルコールによる無機質板の物性向上効果が有効に発揮され、耐凍害性、収縮性、曲げ強度、積層品の場合には更に層間剥離強度が大巾に向上する。