(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントと補強繊維物質とを主成分とするスラリーが、透水性シート上に流し込まれ、該透水性シートの下面から吸引脱水されることによって形成されるマットの硬化物であって、
該マットの含水率は１５０〜２００％であり、
該マットが該透水性シート上で押圧脱水成型装置又はロールプレスにより脱水成型されることによって形成される未硬化板の一方の面には、該脱水成型により形成された、該透水性シートの網目状の小孔に食い込む食い込み部を有する
ことを特徴とする無機質板。
【請求項２】
セメントと補強繊維物質とを主成分とするスラリーを透水性シート上に流し込み、該透水性シートの下面から該スラリーを吸引脱水することにより、含水率が１５０〜２００％のマットを形成する工程と、
該透水性シート上に形成された該マットを、押圧脱水成型装置又はロールプレスでプレスすることにより、該マットを板状に脱水成型した未硬化板を形成すると共に、該未硬化板の一方の面が該透水性シートの網目状の小孔に食い込んだ状態にする工程と、
該プレスを解圧し、該未硬化板の一方の面が該透水性シートの網目状の小孔に食い込んだ状態の該透水性シートを、該未硬化板が該透水性シートに食い込んだ状態を維持したまま搬送方向へ回転させることにより、該未硬化板が該透水性シートに食い込んだ状態を維持したまま、該未硬化板を移動させる工程と、
該未硬化板を該透水性シートから搬送ベルトに載せ換える工程と、
該搬送ベルト上の該未硬化板を養生装置まで移送し、養生硬化する工程とを備えている無機質板の製造方法であって、
該未硬化板が該透水性シートの網目状の小孔に食い込んだ状態を維持する時間を、５秒以上の一定時間と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】
【発明が属する技術分野】
本発明は、スラリーを抄造脱水成形して得られる外壁材等に用いられる無機質板及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
この種の無機質板はセメントなどの水硬性材料と、パルプなどの補強繊維物質とを主体とする原料混合物を水に分散させてスラリーとした後、透水性シート上に原料混合物を流下させマット状にし、プレス装置にて脱水成形した後、養生硬化し乾燥することによって製造される。これらの無機質板は未硬化のマットをプレス装置により脱水成形することにより、柄模様のないフラットな平板や、時には実部を有した未硬化板を一体的に成形し製造される。そしてこの方法以外にも、無機質板表面には立体的な変化をもたせるためにエンボス柄模様を付与することが行われている。このエンボス柄模様を付与するためには、マットを脱水成形する際に、表面に柄模様を形成した型板を取り付けたプレス装置を使用することで、押圧脱水成形と同時にエンボス柄模様が一体的に形成される方法が通常行われており、無機質板に様々な柄模様を付与することが行われている。
【０００３】
上記製造方法では、未硬化のマットを押圧脱水成型する際、原料中に含まれる補強繊維物質や無機充填材の影響や、あるいはプレス解圧時に発生する板内の残留応力の開放などにより、マットに付与された模様の柄寸法や基板全体の寸法が変化する現象が見られる。
【０００４】
特に、タイル柄やレンガ調などの定形柄模様を製造しようとする場合、その柄寸法を正確に制御、抑制することは製品の性格上大変重要であり、仮に無機質板製品の柄寸法が規定値よりも僅かでも変化した場合には、施工時の無機質板の目地寸法が接合板毎にずれる結果となり見栄えの悪いものとなっていた。
【０００５】
型板の寸法はマットのある程度の変化を想定して設計されているものの、上記原料スラリーの性状や製品厚さ、またプレス解圧時に発生する板内の残留応力によっては、予想以上に寸法変化が発生し、変化量が大きくばらつくという問題点がある。このように、特にタイル柄やレンガ調などの寸法精度を必要とする柄を製造する際の寸法変化に対する制御方法はこれまで困難なものであった。
【０００６】
【従来の技術】
従来、未硬化の窯業系板材の表面にプレスで柄模様を付与した後、未硬化板材の表面の柄寸法を測定し、目標値との差を測定するとともに誤差をプレスの制御装置にフィードバックし、プレス速度や最大圧力及び圧縮時間を調整し柄寸法を補正することや目標値よりも柄寸法が短い場合には表面に水を散布する内容の柄寸法の安定化方法が提案されている。（特開２０００−２８０２２４号）
また、無機質板の加飾性を向上させるために、セメントなどの水硬性材料とパルプなどの補強繊維物質とを主体とする原料混合物を水に分散させたスラリーを透水性シート上に層状に散布し、更に別配合の原料混合物を層状に散布後プレス成形する複層タイプの無機質板が提供されているが、いずれの場合も押圧脱水成形後の未硬化板は透水性シートの移動によってすぐさま別の搬送ベルトに移し替えられる方法であった。
また、ライントラブル等によりラインが停止すると、押圧脱水成形後の未硬化板は透水性シート上に待機するために、保持時間の異なる未硬化板が混在していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そのために、上記従来法ではスラリーの性状や製品厚みにより柄寸法や基板寸法が極端に変化するという根本的な問題を解決することはできず、柄模様などを備えた型板の寸法に対する変化率が小さく、かつばらつきの小さい無機質板を製造することができにくかった。
また、プレス条件が制御装置によって制御され補正された場合、製品毎の比重や厚みが設定よりも異なるといった問題を生じてしまうため所定の物性値に管理しにくく、また板毎の物性が不安定となり厚さ不良を生じたり施工後の耐久性に不備を生じたりする問題点を有していた。また、上記方式では製造設備が大がかりなものとなり、製造コストを上昇させてしまう問題点を有していた。
一方、無機質板の表層に原料混合物を散布したものは、表層材料に寸法変化の生じやすい軽量骨材などの原料が多量に配合されるため、また押圧脱水成形後の未硬化板は短時間で別工程に搬送されるために、プレス後の未硬化板の寸法変化に影響を及ぼしやすいという欠点を有していた。
また、ライントラブル等によりラインが停止した場合、押圧脱水成形後の未硬化板は透水性シート上から次の搬送手段に移し替えられる時間が異なることになり、寸法変化量がばらつくといった問題点を有していた。
すなわち、本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、製品の物性を安定的に維持しながら無機質板製品の寸法変化を抑制させ且つばらつきを低減させる無機質板及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、セメントと補強繊維物質とを主成分とするスラリーによって形成されるマットの硬化物からなり、該マットを脱水成形した後の未硬化板の一方の面は透水性シートに接した食い込み部を有する無機質板を提供するものである。上記構成によれば、脱水成形された未硬化板の一方の面が透水性シートに捕捉された状態となり、プレス解圧後に生じる未硬化板の寸法変化量を抑制した無機質板とすることが可能となる。また、セメントと補強繊維物質とを主成分とするスラリーによって形成されるマットの硬化物からなり、該スラリーを型枠に流し込み脱水してマットとし、該マットを脱水成形した後の未硬化板の一方の面は透水性シートに接した食い込み部を有する無機質板を提供するものである。上記構成によれば、型枠にスラリーを流し込み製造する無機質板において、脱水成形された未硬化板の一方の面が透水性シートに捕捉された状態となり、プレス解圧後に生じる未硬化板の寸法変化量を抑制した無機質板とすることが可能となる。
【０００９】
また、セメントと補強繊維物質とを主成分とするスラリーによってマットを形成し、該マットを脱水成形した後養生硬化せしめる無機質板の製造方法であって、該マットを脱水成型する工程と、未硬化板を透水性シート面に一定時間食い込んだまま次工程に搬送する工程と、未硬化板を養生硬化せしめる工程とを備えている無機質板の製造方法について提供するものである。上記構成によれば、脱水成形された未硬化板の一方の面が透水性シートに一定時間捕捉されつつ次工程に搬送されるため、プレス解圧後に生じる未硬化板の寸法変化量を抑制しつつばらつきを低減させることが可能となる。
【００１０】
また、押圧脱水成型後の未硬化板の一方の面は５秒以上の一定時間透水性シートに接していることにより食い込み部を有する無機質板を提供するものであり、また、脱水成型後の未硬化板が透水性シートに食い込んでいる時間を５秒以上の一定時間とした無機質板の製造方法を提供するものである。上記構成によれば、透水性シートに食い込んでいる時間が常に５秒以上の時間で一定時間保持されることになるから、未硬化板の残留応力の開放によるスプリングバックが透水性シートへの食い込みによって拘束され、寸法変化量を抑えつつばらつきを低減させることが可能となる。このとき、透水性シートに一定時間接している時間を５秒以上としたのは次の理由による。すなわち、透水性シートに接している時間が５秒未満であると、未硬化板は透水性シートへの食い込みにより拘束される以前に残留応力の開放によるスプリングバックが生じるために、プレス解圧後に生じる未硬化板の寸法変化量が大きくなる。また、透水性シートに接している時間を一定時間にしない場合では、残留応力の開放によるスプリングバック量が異なるため、未硬化板毎の寸法変化量にばらつきが生じ、無機質板製品の寸法変化に対する制御方法が困難なものとなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を以下に詳細に説明する。
本発明に係わる無機質板の製造方法の一実施形態が適用される無機質板の製造装置は図１に示すように、スラリー流込装置２、吸引脱水装置３、押圧脱水成型装置４、可動式の透水性シート５、搬送ベルト８などから構成されている。
【００１２】
すなわち、スラリー流込装置２はスラリー貯留槽２１を具備しており、吸引脱水装置３は吸引機を具備している。このスラリーはセメントと繊維補強物質とを主成分とし、これに無機充填材、フィラーなどを適宜配合して混練したものである。他方、押圧脱水装置４はプレス５１を有しており、このプレス５１は上盤５２および下盤５４を備えている。ここで、下盤５４は吸引脱水装置を備えプレス５１本体に固定されているのに対し、上盤５２には表面に柄模様が形成されたエンボス型板５３が固着され、それらは昇降駆動自在に支持されている。これら、スラリー流込装置２、吸引脱水装置３、押圧脱水成型装置４を順次つなぐ形で透水性シート５が回転駆動自在に張設されており、この透水性シート５の近傍には搬送用のベルト８が回転駆動自在に張設されている。
【００１３】
次に、無機質板を製造する手順を以下に示す。本発明に用いられるセメント類としては、例えばポルトランドセメント、高炉スラグセメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、アルミナセメント等がある。また、補強繊維材としては、例えば木片、木質パルプ、木質繊維束、木毛、木粉、合成繊維等がある。
【００１４】
更に本発明では上記成分以外に、例えばケイ砂、ケイ石粉、シリカヒューム、高炉スラグ、フライアッシュ、シラスバルーン、パーライト、ベントナイト、ケイ藻土等のケイ酸含有物質等の無機充填材、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化鉄、塩化アルミニウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム等の塩化物の無水物あるいは結晶化物、硫酸アルミニウム、ミョウバン、硫酸鉄、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム等の硫酸塩の無水物あるいは結晶化物、硝酸カルシウム、亜硝酸カルシウム等の硝酸塩、亜硝酸塩の無機物あるいは結晶化物、ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム等のギ酸塩、酢酸塩の無水物あるいは結晶化物、アルミン酸ソーダ、水ガラス等のセメント硬化促進剤やワックス、パラフィン、シリコン等の撥水剤、発泡ポリスチレンビーズ等の発泡性熱可塑性プラスチックビーズ等が添加されてもよい。
【００１５】
上記原料混合物は水に添加分散されてスラリーとされ、該スラリーを使用して抄造によりマットをフォーミングする。この際該スラリーの抄造に使用される抄造機は、ハチェック式、フローオン式、型枠バッチ式など一般的に使用されている抄造装置のいずれを用いてもよく、マットを押圧成型する際は、透水性シートを通して下面側より、または下面側および上面側より同時に脱水することにより成型されることが望ましい。
【００１６】
本発明の実施形態は以上のような構成を有するので、本発明を適用して無機質板を製造する手順は以下のようになる。まず、該スラリーの含水率は通常３００〜４００％となるよう調整され、図示しない混合パルパーにて混練される。次に、該スラリーをスラリー流込装置２のスラリー貯留槽２１に供給する。
【００１７】
次に、型枠１０にスラリー１１を流し込んで基材を形成する。それには、スラリー流込装置２のスラリー貯留槽２１の下方で透水性シート５上に型枠１０を載置した後、スラリー貯留槽２１から型枠１０内に所定量のスラリー１１を流し込み、このスラリーを均した後、吸引脱水装置３の吸引機を駆動して、スラリー１１の下面から吸引脱水する。脱水後、スラリー１１の含水率は保型がなされる程度の含水率に低減しており、通常含水率が１５０〜２００％の平板状のマット１２が型枠内に形成される。
【００１８】
その後、型枠１０を取り外してマット１２のみを透水性シート５上に残し、透水性シート５を回転移動させてマット１２を押圧脱水成型装置４近傍に移送した後、マット１２が押圧脱水装置の上盤５２と下盤５４との間に位置決めされた状態で、上盤５２を所定のストロークだけ下降させる。このような押圧脱水成型装置４によりプレスされることにより板状に脱水成型され、所望なれば上盤に固着された型板５３によりマット表面に柄模様が付される。
【００１９】
次に、上盤５２を所定のストロークだけ上昇させて解圧し、成形された未硬化のマット１３を透水性シート５の回転により移動させる。このとき、マット１３は透水性シート５の網目状の小孔に僅かの深さだけ食い込んだ状態になっており、その状態が維持されたまま透水性シート５が回転され、マット１３が搬送される。この透水性シートは図３の拡大断面図にて示すように、糸状体が縦横に編み織られた基布からなっている。
【００２０】
透水性シート５面の網目状の小孔に食い込んだ状態のマット１３は透水性シート５から搬送ベルト８に載せ換えられ、食い込み部が透水性シート５より離され、その後搬送ベルト８から養生装置まで移送し、マット１３を所定時間だけ養生して硬化させる。この際、マット１３は透水性シート５に食い込んだ状態を一定時間に維持されつつ、搬送ベルトに移動される。すなわち、マット１３が解圧されてから搬送ベルトに載せ換えられる時間をある程度設けており、また常に一定になるよう制御されている。このように、製造された無機質板は押圧脱水成形直後に発生するマットの寸法変化を抑えてから養生工程に移行し、無機質板の構成原料であるセメント類は養生中に略完全に硬化する。
以上の無機質板は成形層が単一の場合であるが、複層の無機質板であっても可能なのは言うまでもない。その場合には、未硬化板の寸法変化に影響を及ぼしやすい材料が表層原料に配合されていても、効果よく寸法変化を抑制することが可能である。
【００２１】
一方、押圧成形装置では上盤と下盤とを備えた脱水プレスを取り上げたが、この例に限らずロールプレスも当然可能である。その場合には、透水性シートが連続的に駆動しているので比較的短時間で透水性シートの小孔に食い込ませたマットが成形されるという固有の効果が得られる。
また、柄模様についてはタイル柄やレンガ調などの定形柄模様に限らず、他のエンボス模様やエンボス模様が付されていない平板であってもよい。また、実加工の形成時については透水性シートに食い込んだ状態のままのマットが透水性シート上に設置された切削手段によって実加工を形成するものや押圧脱水成形時に押圧手段に形成された型によって実加工が付されるものであってもよい。前者の場合には、プレス直後のマットにおいて変化しようとする力が抑制されているため、マット全体の寸法変化量が抑制され、なおかつマット全体の寸法変化量のばらつきを低減させることができ、また後者の場合には、寸法精度のよい実部を形成することができるという効果が得られる。
また、プレス後の工程において透水性シート上に養生手段を設置し、透水性シートに食い込んだ状態を保持したまま養生装置を通過させセメント類を硬化させてもよい。その場合には、マットの寸法変化を更に抑制できるという効果も得られる。
【００２２】
このようにして無機質板を製造すれば、マットが透水性シートに捕捉された状態を維持しながら次工程に搬送されるため、マットが透水性シートに食い込んだ状態で一定時間維持される結果、プレスが解圧された後に生じるマット内部の残留応力の開放が透水性シートへの食い込みによって拘束され、マットの寸法変化量や寸法変化量のばらつきを低減させる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
下記組成の原料混合物を使用する。
ポルトランドセメント        ３７％
ケイ石粉                    ３７％
パーライト                  １０％
リサイクル原料              １０％
パルプ                        ５％
合成繊維                      １％
【００２４】
上記原料混合物を水と混合して均一攪拌することによって含水率３００％になるようにスラリーを調整した。上記原料スラリーを透水性シート上に載置した型枠に流し込み、均し、スラリーの含水率が１５０％になるように一定時間脱水した後、型枠を取り外した。型枠が取り外されたマットを押圧成形装置４に搬送し、５ｃｍ×２０ｃｍのタイル目地模様の型板で脱水を行いながら設定厚みが１５ｍｍになるようにプレス成形した。
【００２５】
そして、プレス解圧後の未硬化板が透水性シート上に接している状態から移動し、透水性シートが離れ搬送ベルトに搬送されるまでの時間を表１の通り調整する。本実施例では押圧脱水成形後の基板が透水性シートから離れ別の搬送ベルトに移し替えれる時間を５秒、１５秒、３０秒、６０秒（Ｒ−１、Ｒ−２、Ｒ−３、Ｒ−４）とし、従来例として短時間で搬送され、かつトラブルによりラインが停止した場合の未硬化板を混在させ比較した。
【表１】
0004163424.tif 000002
【００２６】
このようにして解圧されてから搬送ベルトに載せ換えられる時間を５秒以上の一定時間設けたマット（Ｒ−１〜Ｒ−４）は、６０℃、６時間の一次養生およびオートクレーブ中１７０℃、８時間の二次養生を行って所定の無機質板が得られる。また、従来例の場合は、ライン停止により透水性シート上に未硬化板が２分と５分ずつ待機したものを各２枚混在させ、上記同様６０℃、６時間の一次養生およびオートクレーブ中１７０℃、８時間の二次養生を行って無機質板を得た。このようにして得られた無機質板の型寸法に対する寸法を各２０枚測定し平均の寸法伸び率と標準偏差を求め、比重と厚みについても測定した。その結果は表２に示す通りである。
【表２】
0004163424.tif 000003
【００２７】
表２から明らかなように、押圧脱水成形後の未硬化板裏面が透水性シートに食い込み捕捉されている時間が長いほど、未硬化板の型寸法に対する伸び率を小さくすることができた。また、押圧脱水成形後の未硬化板裏面が透水性シートに食い込み捕捉されている時間を５秒以上の一定時間に制御させた場合、未硬化板の型寸法に対する伸び率の標準偏差が小さくなり、型寸法に対する伸び率のばらつきを抑えることができた。
【００２８】
【発明の効果】
したがって本発明によれば、解圧後のマットが透水性シートに一定時間捕捉されていることにより、寸法変化量を効果的に抑制せしめ、そのばらつきを低減せしめ、かつ安い生産コストで寸法精度を必要とする無機質板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる無機質板の製造方法の一実施形態が適用される製造設備を示す側面図。
【図２】押圧脱水成型後のマットの拡大断面図。
【図３】押圧脱水成型後の透水性シートとマットとの接触面の拡大断面図。
【符号の説明】
２    スラリー流し込み装置
３    吸引脱水装置
４    押圧脱水成型装置
５    透水性シート
６    洗浄装置
７    廃水貯留受け
８    搬送ベルト
１０  型枠
２１  スラリー貯留槽
５１  プレス
５２  上盤
５３  型板
５４  下盤
【図１】
0004163424.tif 000004
【図２】
0004163424.tif 000005
【図３】
0004163424.tif 000006