(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）セメント、ｂ）珪酸質原料及び石灰質原料、ｃ）珪酸カルシウム、ｄ）珪酸質原料及び苦土質原料、ｅ）珪酸マグネシウム、ｆ）塩基性炭酸マグネシウム及び／又は正炭酸マグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも１種を含有する水性スラリーを加圧部材によりプレスして脱水成形する方法であって、加圧部材が水性スラリーと接触する部分の一部又は全部の表面に凹凸模様が形成され、加圧部材の凹凸模様部の表面に、当該凹凸模様に合わせて型付けされた濾布を設置した加圧部材によりプレス脱水成形することによって当該凹凸模様が転写された成形体を製造することを特徴とする模様付き無機質成形体の製造方法。
【請求項２】
濾布が、合成繊維の単繊維から実質的に構成されている請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
濾布が、ポリプロピレン単繊維から実質的に構成されている請求項１記載の製造方法。
【請求項４】
濾布が、加圧部材の凹凸模様部と同じ模様を施した無機系型材に濾布を当てがい、上記型材の模様面に沿うように濾布を密着させながら加熱し、濾布が軟化変形した後に冷却する方法によって型付けられている請求項１記載の製造方法。
【請求項５】
濾布が、加圧部材の凹凸模様部と同じ模様を施した無機系型材に濾布を当てがい、真空成形機を用いて、上記型材の模様面に沿うように濾布を密着させながら加熱し、濾布が軟化変形した後に冷却する方法によって型付けられている請求項１記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規な模様付き無機質成形体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
セメント、珪酸カルシウム等の水硬性無機材料を主成分とする無機質成形体には、意匠性等を与えるために凹凸模様が表面に形成されている。凹凸模様を形成する一般的な方法は、抄造等の成形法で得られた生成形板に凹凸模様を施した型を押圧して模様付けを行った後、養生又はオートクレーブ処理で硬化させることにより行われている。これらの中には、模様付けの際の生成形板の変形性を向上させる目的で水硬性無機材料に発泡プラスチック等の弾性を有する粒状物又は合成樹脂エマルジョンを添加する方法、あるいは生成形板に散水する方法等が知られている（特開平3-205105号、特開平1-93480号、特開昭60-253646号等）。
【０００３】
上記方法の中には、模様付けの際に模様を施した型と生成形板との離型性を向上させる目的で、型と生成形板との間に合成繊維の織物又は編み物、合成樹脂シート、ゴムフィルム等の離型シートを設置する方法も提案されている。この方法では、型の下降とともに離型シートが型の模様に密着して生成形板に押し付けられ、型の模様が生成形板に転写される。そして、離型シートの作用で型と生成形板がきれいに分かれ、模様を傷めることなく生成形板を取り外すことができる。
【０００４】
これら以外の模様付け方法としては、例えば、珪酸質原料、石灰質原料、及び水を混合し、必要に応じて撹拌しながらオートクレーブ処理等による加熱処理をして予備反応させたものに、繊維質材料等の添加物を混合して成形した後、オートクレーブ処理による養生・乾燥して得られる珪酸カルシウム板や、珪酸質材料、石灰質材料及び水を混合して撹拌下にオートクレーブ処理して得られる珪酸カルシウム結晶二次粒子を含む水性スラリーに繊維質材料等の添加物を混合し、成形、乾燥して得られる珪酸カルシウム板に、ロールプレス等により模様付けする方法、型枠に流し込んで成形されるコンクリートパネルの製法において、型枠の中に予め模様付けされた離型性に優れる化粧シートを配置してコンクリートを流し込み、養生硬化後に上記化粧シートを剥がす方法等もある。
【０００５】
しかしながら、生成形板に模様付けする方法では、模様付けのための成形工程が余分に必要であり、しかも生成形板の変形にあまり自由度がないので、深い凹凸模様を付けることは困難である。
【０００６】
また、深い凹凸模様を付けるために、前記のように発泡プラスチック等の弾性を有する粒状物等を添加することが提案されているものの場合は、無機質板が本来有する不燃性、耐熱性、耐火性等を低下させてしまうだけでなく、製品のコストアップにもつながる。
【０００７】
模様を有する型と生成形板との間に離型シートを設置する方法にあっては、編み物よりなる離型シートは耐久性が乏しく、織物よりなる離型シートは複雑で深い凹凸模様の転写が難しく、ゴムフィルムよりなる離型シートでは透水性が要求されるものには適用できない。型に離型シートを直接設置する場合では、複雑で深い凹凸模様の型に適用した例は見られない。
【０００８】
さらに、珪酸カルシウム板にロールプレス等により模様付けする場合は、深い凹凸模様や大きな成形板に適用すると成形板にクラック等の損傷が生じるという問題がある。また、模様付きコンクリートパネルの製造で使用される型枠への流し込みは、生産性が低く、大量生産に適していない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主な目的は、上記問題点に鑑み、深い凹凸模様を有する無機質成形体を効率良く製造することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、従来技術の問題に鑑み、鋭意研究を重ねた結果、特定の方法により得られる無機質成形体が上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、下記の模様付き無機質成形体及びその製造方法に係る。
【００１２】
１．プレス脱水成形により形成された深い凹凸模様を有することを特徴とする模様付き無機質成形体。
【００１３】
２．セメント、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム及び塩基性炭酸マグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも1種を含有する上記項1記載の模様付き無機質成形体。
【００１４】
３．a）セメント、b）珪酸質原料及び石灰質原料、c）珪酸カルシウム、d）珪酸質原料及び苦土質原料、e）珪酸マグネシウム、f）塩基性炭酸マグネシウム及び／又は正炭酸マグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも1種を含有する水性スラリーを加圧部材によりプレスして脱水成形する方法であって、加圧部材が水性スラリーと接触する部分の一部又は全部の表面に凹凸模様が形成され、加圧部材の凹凸模様部の表面に、当該凹凸模様に合わせて型付けされた濾布を設置した加圧部材によりプレス脱水成形することによって当該凹凸模様が転写された成形体を製造することを特徴とする模様付き無機質成形体の製造方法。
【００１５】
４．濾布が、合成繊維の単繊維から実質的に構成されている上記項3記載の製造方法。
【００１６】
５．濾布が、ポリプロピレン単繊維から実質的に構成されている上記項3記載の製造方法。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（１）模様付き無機質成形体
本発明の模様付き無機質成形体は、セメント、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム及び塩基性炭酸マグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも１種を含有する成形体であって、成形体表面に深い凹凸模様、特に凹面と凸面の高低差が10mm程度以上ある深い凹凸模様が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明の無機質成形体としては、例えば、セメント成形体、珪酸カルシウム成形体、珪酸マグネシウム成形体、塩基性炭酸マグネシウム成形体、前記成分の2種以上が含まれる無機質複合成形体等が挙げられる。
【００１９】
セメント成形体としては、公知のセメント成形体の他に、任意成分としてロックウール、ガラス繊維、パルプ等の繊維質材料、パーライト、ひる石、スラグ、木毛及び木片からなる群から選ばれる少なくとも１種を含有するセメント成形体を使用することができる。セメント成形体中セメントの含量は任意成分の種類等に応じて適宜選択することができる。
【００２０】
珪酸カルシウム成形体としても公知のものが使用でき、好ましくは、珪酸カルシウム結晶二次粒子を含有する成形体がよい。
【００２１】
珪酸カルシウム結晶の二次粒子は、各種の珪酸カルシウム結晶の二次粒子が適用できる。例えば、ゾノトライト結晶、ワラストナイト結晶及びトベルモライト結晶の少なくとも１種が挙げられる。本発明成形体では、成形体強度、耐火性等の点からゾノトライト結晶を主体とする珪酸カルシウム結晶が望ましい。
【００２２】
珪酸マグネシウム成形体としては、特開昭58-9812号公報、特開昭58-11037号公報等に開示されている公知のものを使用でき、例えば、珪酸質原料と苦土原料と水とを混合した原料スラリーを撹拌下オートクレーブ処理して得られる珪酸マグネシウムの水性スラリーに、繊維質材料等の添加物を混合しプレス脱水成形・乾燥して得られる珪酸マグネシウム板や、珪酸質原料と苦土質原料と水と繊維質材料等とを混合した水性スラリーをプレス脱水成形後、オートクレーブ処理し乾燥して得られる珪酸マグネシウム板を用いることができる。
【００２３】
塩基性炭酸マグネシウム成形体としては、公知のものを使用することができ、例えば水酸化マグネシウムを炭酸化及び必要に応じて加熱して得られる塩基性炭酸マグネシウムや正炭酸マグネシウムに水を加えた水性スラリーに、必要に応じて繊維質材料等の添加物を混合しプレス脱水成形・乾燥（加熱）して得られる塩基性炭酸マグネシウム板を用いることができる。
【００２４】
無機質複合成形体としては、セメント、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム及び塩基性炭酸マグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも２種を任意の割合で混合した成形体、セメント成形体、珪酸カルシウム成形体、珪酸マグネシウム成形体及び塩基性炭酸マグネシウム成形体からなる群から選ばれる少なくとも2以上の成形体を積層した積層成形体、これらの無機質成形体の他に石膏ボード、セラミック系焼成板等を更に含む積層成形体、傾斜機能材料等を使用することができる。傾斜機能材料とは、例えば、セメント及び珪酸カルシウムを含有する無機質複合成形体において、表面はセメント成分が多く、他の表面に向かうに従って珪酸カルシウム成分が多くなるといったようなセメント成形体と珪酸カルシウム成形体の両方の機能を有する成形体等が挙げられる。
【００２５】
本発明無機質成形体の中で、珪酸カルシウム、特に珪酸カルシウム二次粒子を用いる珪酸カルシウム成形体が、生産効率が良く、軽量で取り扱い易く、断熱性や比強度に優れ、珪酸カルシウム二次粒子の賦形（保形）作用により、低密度の成形体でも確実に模様付けできるので好ましい。
【００２６】
本発明無機質成形体の形状は限定的でなく、使用目的、用途等に応じて適宜設定すれば良い。例えば、板状、柱状等として用いることができる。また、大きさ、厚さ等も適宜定めることができる。
【００２７】
本発明無機質成形体には、セメント、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウムからなる少なくとも１つの成分からなる成形体のほか、この成形体に他の成分（添加材）を加えた成形体も包含される。例えば、繊維質物質（補強繊維）、石膏、セメント、粘土類、炭素物質、炭化物、窒化物、珪化物、金属酸化物、金属水酸化物、吸熱物質、着色剤、撥水剤、合成樹脂（バインダー）等が挙げられる。ただし、本発明無機質成形体では、発泡プラスチック、発泡ゴム等からなる弾性を有する有機系の発泡粒状物を含有しないことが望ましい。
【００２８】
繊維質物質としては、公知の成形体に添加されているようなものを使用できる。例えば、木綿、木材パルプ、古紙パルプ、ノットカス、麻、すさ、レーヨン繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維、ポリオレフィン繊維等の有機繊維、石綿、岩綿、スラグウール、ガラス繊維、耐アルカリガラス繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、炭素繊維、無機ウィスカー等の無機繊維が挙げられる。これらは1種又は2種以上で使用できる。繊維質物質の添加により、成形体強度等をより向上させることができる。その添加量は、繊維質物質の種類、用途等に応じて適宜決定できる。
【００２９】
また、石膏等は、成形性を高めたり、乾燥収縮を抑制ないしは防止するため添加することができる。水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の吸熱物質は、耐火性の向上を目的として配合することができる。天然ワラストナイト、粘土類等は、耐熱性を高めることを目的として加えることができる。炭素物質、炭化物、窒化物、珪化物、金属酸化物等は、断熱性等を高めるために添加することができる。これらの添加量は、用いる添加剤の種類等に応じて適宜設定すれば良い。
【００３０】
本発明無機質成形体には、その表面に凹凸模様が形成されている。凹凸模様の形状は凹部と凸部を有するものであれば特に限定されず、所望の意匠性等に応じて適宜決定することができる。特に、本発明成形体では、凹凸模様の凹部と凸部との高低差の最大値が10mm程度以上のものが得られることに特徴がある。凹凸模様の凹部と凸部との高低差とは、凹部の底部から凸部の頂部までの高さをいう。高低差の最大値が10mm程度以上とは、成形体表面の各箇所の各高低差のうち最大となる高低差が10mm程度以上になるという意である。したがって、高低差の最大が10mm程度以上となる凹凸が存在している限り、高低差が10mm程度未満の凹凸が存在していても良い。
【００３１】
（２）模様付き無機質成形体の製造方法
本発明の製造方法は、a）セメント、b）珪酸質原料及び石灰質原料、c）珪酸カルシウム、d）珪酸質原料及び苦土質原料、e）珪酸マグネシウム、f）塩基性炭酸マグネシウム、及び／又は正炭酸マグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも１種を含有する水性スラリーを加圧部材によりプレスして脱水成形する方法であって、加圧部材が水性スラリーと接触する部分の一部又は全部の表面に凹凸模様が形成され、加圧部材の凹凸模様部の表面に、当該凹凸模様に合わせて型付けされた濾布を設置した加圧部材によりプレス脱水成形することによって当該凹凸模様が転写された成形体を製造することを特徴とする。
【００３２】
本発明では、上記水性スラリーに必要に応じて各種の添加材を配合することができる。前記（１）で示したように、例えば繊維質物質（補強繊維）、石膏、セメント、粘土類、炭素物質、炭化物、窒化物、珪化物、金属酸化物、金属水酸化物、吸熱物質、着色剤、撥水剤、合成樹脂（バインダー）等が挙げられる。ただし、水性スラリー中には、発泡プラスチック、発泡ゴム等からなる弾性を有する有機系の発泡粒状物を添加しないことが望ましい。
【００３３】
水性スラリー中のa）乃至f）からなる群から選ばれる成分の含有量は、選択する成分、添加材の種類等に応じて適宜設定すれば良い。また、水性スラリー中の水の量は、含有される固形分の成分及び性状によってプレス脱水成形に支障を生じないように適宜調整すればよい。
【００３４】
次に、上記水性スラリーを加圧部材によりプレスして脱水成形する。加圧部材によりプレスして脱水成形する条件自体は、公知の珪酸カルシウムを含む水性スラリーのプレス脱水成形等に従えば良い。例えば、特公昭55-6485号公報に示される脱水機構を有する上下一対（上金型・下金型）の金型を使用する方法が適用できる。
【００３５】
本発明では、加圧部材が水性スラリーと接触する部分の一部又は全部の表面に凹凸模様が形成され、加圧部材の凹凸模様部の表面に、当該凹凸模様に合わせて型付けされた濾布を設置した加圧部材によりプレス脱水成形することによって当該凹凸模様が転写された成形体を製造する。
【００３６】
上記金型を使用する方法を一例とすると、上記の上下一対の金型が加圧部材に相当し、上金型及び／又は下金型の水性スラリーと接触する部分の一部又は全部の表面に凹凸模様が形成されており、更にこの金型の凹凸模様部の表面に、凹凸模様に合わせて型付けされた濾布が設置され、水性スラリーを下金型内に導入後、上金型を下金型に挿入し、水性スラリーをプレス（加圧）して脱水成形することにより凹凸模様が転写された成形体が得られる。なお、上記において上金型・下金型の少なくとも一方に脱水時における水の排出口（脱水孔）を適宜設けることができる。また、上金型・下金型への模様の付与は公知の加工方法に従って行うことができる。
【００３７】
濾布を型付ける方法としては、金型等の加圧部材の凹凸模様部と同じ模様を施した無機系型材に濾布をあてがい、真空成形機等を用いて、上記型材の模様面に沿うように濾布を密着させながら所定時間加熱し、濾布が軟化変形した後に冷却する方法が例示できる。
【００３８】
型付けされた濾布の金型等の加圧部材への固定方法は、予め模様面に沿うように型付けされた濾布が水性スラリーを加圧する際に加圧部材の模様面からずれないように固定されている限り、限定されるものではなく、例えば、濾布の型付けされていない端部を金型等の加圧部材の凹凸模様部がない面にビス等で固定する方法等が例示できる。
【００３９】
濾布は、透水性を有し、かつ、水性スラリーの固形分が透過しないものが好ましい。このような濾布としては、特に単繊維からなる濾布が好ましい。具体的な材質としては、例えばポリプロピレン、ポリアミド、ナイロン等の少なくとも１種の合成繊維の単繊維からなる織物を濾布として好適に用いることができる。この中でも、型付けが容易であり、離型性、耐久性等に優れるという点でポリプロピレンがより好ましい。
【００４０】
濾布の厚みは、成形体に付与する所望の凹凸模様等に応じて適宜設定できるが、耐久性、透水性、転写精度等の観点より0.1〜0.6mm程度とすることが望ましい。また、濾布の目の粗さも所望の凹凸模様等によって変更可能であるが、一般的には30〜120メッシュの範囲内で適宜決定すれば良い。この範囲内に設定することにより、いっそう優れた転写精度、透水性、耐久性等を得ることができる。
【００４１】
加圧部材による水性スラリーのプレス・脱水時に加圧された水性スラリーは、凹凸模様面に沿って移動し、所望の模様を形成する。その後、金型等の加圧部材から脱型して、成形体を取り出すが、このとき、濾布が離型シートとしての役割も果たすことから、成形体の模様を傷めることなく、成形体を容易に取り出すことができる。
【００４２】
得られた成形体は、成形体表面に凹凸模様が形成されており、特に、凹部と凸部との高低差の最大値が10mm程度以上あるような深い模様の成形体が、本発明方法により容易に得られる。
【００４３】
また、得られた成形体は、乾燥及び／又は養生（オートクレーブ処理を含む）を行い、必要に応じて塗装、加工等の従来より適用されている処理（表面処理等）を適宜施しても良い。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の成形体は、成形体表面にプレス脱水成形により凹部と凸部との高低差の最大値が10mm程度以上あるような深い凹凸模様が形成されており、優れた意匠性を発揮することができる。例えば、石割調、石積調、レンガ調、タイル調、段積調などの模様を有する無機質成形体を容易に得ることができる。
【００４５】
本発明の製造方法では、水性スラリーの脱水成形時に、加圧部材の凹凸模様部の表面に、当該凹凸模様に合わせて型付けされた濾布を設置した加圧部材により加圧することによって、発泡プラスチック等のような弾性のある粒状物等を使用することなく、模様付き無機質成形体を効率良くつくることができる。このため、耐火性、耐熱性等の無機質材料が本来有する性能を損なうことなく、複雑で深い凹凸模様を有する無機質成形体を得ることができる。
【００４６】
かかる成形体は、従来より珪酸カルシウム成形体等が使用されている用途（例えば、外壁、内装材等の建材）に好適に用いることができる。
【００４７】
【実施例】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
【００４８】
実施例１
ゾノトライト結晶からなる珪酸カルシウム二次粒子（固形分40重量%）、セメント（固形分50重量%）、ベントナイト（固形分5重量%）、パルプ（固形分2重量%）及び耐アルカリ性ガラス繊維（固形分3重量%）を含む水性スラリーを下金型に導入し、そこへ表面の石割調模様の上に真空成形（加熱温度：約200℃）で上記模様に一致するように型付けされたポリプロピレン製の単繊維の織物よりなる濾布（厚さ：0.2mm、60メッシュ）を設けた上金型を挿入してプレス脱水成形し、脱型した後、生成形板を乾燥し、模様付き珪酸カルシウム成形板（横31cm×縦36cm×総厚み40mm）を得た（比重0.6）。
【００４９】
この成形板の表面には凹凸模様が形成されていた。かかる模様は、凹面と凸面との高低差が最大14mmであり、凹面から凸面に移行する立ち上がりの傾斜面の角度が最大で80°ある石割調の立体感のあるものであった。
【００５０】
実施例２
セメント（固形分50重量%）、珪石粉（固形分30重量%）、天然ワラストナイト粉（固形分14重量%）、パルプ（固形分5重量%）及びガラス繊維（固形分1重量%）を含む水性スラリーを用いて、実施例1と同様にプレス脱水成形し、脱型した。
【００５１】
その後、生成形板を養生・乾燥し、実施例1と同様の石割調の立体感のある模様を有する模様付きセメント板（比重1.7）を得た。