(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントと、ケイ酸含有物質と、補強繊維物質と、軽量骨材と、無機質板リサイクル原料とを含有するスラリーを透水性シート上に載置された型枠内に流下した後脱水して基層を形成し、該基層の上面に、セメントと、ケイ酸含有物質と、補強繊維物質と、軽量骨材と、無機質板リサイクル原料とを含有する粉体混合物を散布積層し、脱水成形後養生硬化して得られる無機質板であって、
該基層となるスラリーの組成は、基層原料に対し、セメントとケイ酸含有物質の合計量が６０〜９５重量％であり、軽量骨材が１〜１５重量％であり、無機質板リサイクル原料が１〜２０重量％であり、補強繊維物質が５〜１５重量％であり、
該表層となる粉体混合物の組成は、表層原料に対し、セメントとケイ酸含有物質の合計量が６０〜９５重量％であり、補強繊維物質が１０重量％以下であり、軽量骨材が７重量％以下であり、
該基層となるスラリーと該表層となる粉体混合物の各量は、全固形分に対し、該スラリーが７０〜９５重量％、該粉体混合物が５〜３０重量％であり、
該基層となるスラリー中の補強繊維物質と、軽量骨材と、無機質板リサイクル原料の合計量は、該表層となる粉体混合物中よりも多く、
更に、該基層となるスラリー中の軽量骨材と、無機質板リサイクル原料の合計量は、該表層となる粉体混合物中よりも多い
ことを特徴とする無機質板。
【請求項２】
セメントと、ケイ酸含有物質と、補強繊維物質と、軽量骨材と、無機質板リサイクル原料とを含有するスラリーを透水性シート上に載置された型枠内に流下した後脱水して基層を形成し、該基層の上面に、セメントと、ケイ酸含有物質と、補強繊維物質と、軽量骨材と、無機質板リサイクル原料とを含有する粉体混合物を散布積層し、脱水成形後養生硬化せしめる無機質板の製造方法であって、
該基層となるスラリーの組成は、基層原料に対し、セメントとケイ酸含有物質の合計量を６０〜９５重量％とし、軽量骨材を１〜１５重量％とし、無機質板リサイクル原料を１〜２０重量％とし、補強繊維物質を５〜１５重量％とし、
該表層となる粉体混合物の組成は、表層原料に対し、セメントとケイ酸含有物質の合計量を６０〜９５重量％とし、補強繊維物質を１０重量％以下とし、軽量骨材を７重量％以下とし、
該基層となるスラリーと該表層となる粉体混合物の各量は、全固形分に対し、該スラリーを７０〜９５重量％、該粉体混合物を５〜３０重量％とし、
該基層となるスラリー中の補強繊維物質と、軽量骨材と、無機質板リサイクル原料の合計量を、該表層となる粉体混合物中よりも多くし、
更に、該基層となるスラリー中の軽量骨材と、無機質板リサイクル原料の合計量を、該表層となる粉体混合物中よりも多くする
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、外壁材や屋根材等の建築材料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】
【従来の技術】
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、マットを押圧脱水成形する際に、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】
また最近では、無機質板表面に深いエンボス柄模様を得るために、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、更にその上面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。このような深いエンボス柄模様を得るための方法として、表層原料の含水率を４０％以下とし軽量骨材を特定範囲の割合で配合した粉体原料を散布積層し押圧成形することで表面に深いエンボス柄模様を付することが行われている。（特開昭６１−１４９３１２）
また、製品表面を平滑で緻密な表面性にするために、粉体材料を表層原料上に散布する方法として、粒子径の小さい粉体セメントを散布してから押圧成形することで表層部を緻密にする方法がとられている。（特開平６−１９０８１８）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前述した従来例によると、未硬化の無機質系板材の表面にある程度の深さのエンボス模様をプレスを用いて付与することができるが、表層に用いられる原料は含水率が少なく流動性が不足しているため、特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にて成形した場合には、プレス時に無機質板の凸部を構成する部分に対応するエンボス模様型板の凹部分に原料が移動しにくく表面にポーラスな部分が発生しやすくなる。その結果、ポーラスな部分の表面にはピンホール、いわゆる素穴が発生することが多く、この素穴により無機質板の表面性状は不十分になる。仮に無機質板を外壁材に用いた場合、この素穴から降雨などによる吸水が生じやすくなるため、無機質板の耐透水性能に悪影響を及ぼすといった問題点を有していた。この素穴は表面の緻密さや意匠性を低減させるばかりでなく、透水量が増えることで吸水乾燥の伸び縮みによるクラックの発生や凍結融解性能の悪化など製品の耐久性を著しく悪化させていた。
【０００５】
また、透水性シートに載置された型枠内にスラリーを流下して基層を形成する際、原料が均一に混合されていないと板内に散布ムラが発生しやすく、通常よりも薄く散布された箇所がポーラスになるために押圧成形後の表面にピンホール状の素穴が発生しやすくなる。また、ペースト状のスラリーである基層原料は表層原料を散布する前にある程度の脱水を行い保型可能なようにマット状にしているが、この基層材料の脱水が不十分な場合などには、マットは柔らかい状態であるため、表層原料が散布された際に表層原料が基層原料の中に入り込んでしまい、含水率の高い基層原料が表層面に割り出てしまう逆転現象が生じてしまい、その部分だけ脱水不良となりピンホール状の素穴が発生しやすい。
【０００６】
この現象を無くすために、表層の粉体原料に多量の水分を含有させて押圧成型時の流動性を向上させる手段がとられているが、粉体原料は混合時に過剰の水分を混入すると、補強繊維物質が玉状に凝集しやすく、また成型時において脱水に時間がかかり生産性を悪化させ、また脱水が不十分であるとその部分の表面性が低下するという問題点があった。さらにまた、無機質板表面に塗装を施すことによって耐透水性を改善する手段がとられるが、素穴を完全に隠すためにはある程度の塗布量が必要になり原板の耐透水性を向上させるには塗装費用が増加してしまうという問題点を有していた。
また、製品表面を緻密にするために、粉体材料を表層原料上に更に散布する手段がとられているが、粒子径の小さい原料を表層に散布するので、成形後の型板表面に細かい粉体材料が付着されやすく、成型品の表面性をかえって悪化させてしまうこと、また粒子径の小さい原料を散布するために新規の設備が必要となるため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などの問題点を有していた。すなわち、これまで過剰な塗装の必要がなく、また製造コストを上昇させることなく無機質板表面に素穴のない平滑さや緻密さを生じさせ、特に無機質板の耐透水性能を向上させることはその性能上重要な課題であった。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、基層マットの表面に表層原料を散布して押圧脱水成形して得られる無機質板とその製造方法において、過剰な塗装を施すことなく無機質板製品の表面性を向上させ、生産性を向上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。
【０００７】
【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、本請求項１では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載置された型枠内に流下した後脱水して基層を形成し、該基層の上面にセメントと補強繊維物質とを主成分とする粉体混合物を散布積層し、脱水成形後養生硬化して得られる無機質板であって、該基層には軽量骨材、無機質板リサイクル原料、補強繊維物質とを含有したスラリーとし、該基層の上面にセメントと補強繊維物質とを主成分とする粉体混合物を散布積層して得られる無機質板を提供するものである。上記構成によれば、軽量骨材、無機質板リサイクル原料、補強繊維物質とを含有したスラリーは嵩高くなるので圧締時の圧力が高くなり、あいともなって表層に高い圧締圧力が均一に及ぶことになり、またエンボス模様を押圧成形する際、表面にエンボス模様を形成した型板の凹部に原料が移動しやすくなるために、表層材料が緻密になり素穴のない無機質板となる。また、基層原料は嵩高いために混合時に分散されやすく均一なスラリーとなるので、型枠内に流下したスラリーは厚みムラがなくなる。また、基層は嵩高くなることで脱水孔が増加したポーラスなスラリーとなるので生産性が向上することになり、また基層は確実に保型性のあるマットとなるので、基層マット上に散布した表層原料は基層にめり込んでしまうことがなくなり、押圧脱水成形後の無機質板表面はピンホール状の素穴のないものとなる。
【０００８】
また、本請求項２では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載置された型枠内に流下した後脱水して基層を形成し、該基層の上面にセメントと補強繊維物質とを主成分とする粉体混合物を散布積層し、脱水成形後養生硬化せしめる無機質板の製造方法であって、該基層には軽量骨材、無機質板リサイクル原料、補強繊維物質とを含有したスラリーを型枠内に流下し、該スラリーの上面にセメントと補強繊維物質とを主成分とする粉体混合物を散布積層することを特徴とす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、基層を構成する原料は嵩高くなるために圧締する際の圧力が高くなり、あいともなって表層に高い圧締圧力が均一に及ぶため、またエンボス模様を押圧成形する際、エンボス模様のある型板の凹部に原料が移動しやすくなるため、表層材料が緻密になり素穴をなくした無機質板を容易に製造することが可能となる。また、基層原料は嵩高いために混合時に分散されやすく均一なスラリーとなるので、型枠内に流下したスラリーは均一な厚みに流下することができる。また、基層は嵩高くなることにより脱水孔が増えるので、濾水性を向上させることができ生産性よく無機質板を製造することができ、また基層マットにある程度の保型性があり、基層マット上に散布した表層原料は基層にめり込んでしまうことがなく、表層を確実に均一な厚さで散布積層することができるので、表面性が良好な無機質板を製造することができる。
【０００９】
【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は基層と表層から構成されており、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流下し脱水形成されるマットを基層とし、更にその上面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成分とする別配合の粉体原料混合物を層状に散布した原料を表層とし、押圧脱水成形することによって得られる無機質板である。ここで、水硬性材料としては、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、補強繊維物質としては、例えば木片、木質パルプ、木質繊維束、木毛、木粉、合成繊維等が使用されるが、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、アセテート繊維等の有機繊維、あるいはセピオライト、ワラストナイト、ガラス繊維等の無機繊維が使用されてもよい。
【００１０】
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。
【００１１】
本発明の無機質板を製造するには、上記原料の混合物を水に分散せしめてスラリーとし、該スラリーを透水性シート上に供給して該シート裏面から吸引脱水してマットをフォーミングし、その上面に粉体原料を層状に散布し、押圧脱水成形した後養生硬化せしめる方法が採用される。無機質硬化層のうち基層に使用される原料として望ましくはセメント類とケイ酸含有物質とが使用され、該セメント類と該ケイ酸含有物質との合計量が該基層原料中に６０〜９５重量％になるように添加され、そして該セメント類と該ケイ酸含有物質との比率は通常重量比で７０：３０〜３０：７０とされる。該基層原料中に分散せしめる補強繊維物質は、通常原料中に５〜１５重量％の量で添加され、合成繊維を添加する場合は通常原料中に５重量％以下の量で添加される。ケイ酸含有物質はセメントとケイ酸カルシウム反応により無機質板の硬化を円滑且つ完全に行わしめるものであり、得られる製品の寸法安定性が良好になる。
【００１２】
更に、本発明においては軽量骨材、無機質板リサイクル原料、補強繊維物質の嵩比重が低い原料を含有し、嵩高いスラリーを生成する。軽量骨材を添加する場合は、該軽量骨材は通常原料中に１〜１５重量％、また無機質板リサイクル原料を添加する場合は通常原料中に１〜２０重量％、としたものを使用するのが望ましい。これら原料は製造される無機質板の重量を軽減し且つスラリーを嵩高くせしめるので、本発明にとって必須成分であるが、含有量が該混合物中必要量以上になると低比重化や補強繊維物質の凝集により得られる無機質板の強度が低下しやすい。
【００１３】
一方、無機質硬化層のうち表層は若干の水分が添加された半乾式の粉体原料混合物であり、基層の上面に載せて形成されるものである。該表層は基層と同様にセメント類と補強繊維物質を主成分とし、望ましくは該セメント類と該ケイ酸含有物質とが使用され、セメント類とケイ酸含有物質との合計量が６０〜９５重量％になるように添加され、そして該セメント類と該ケイ酸含有物質との比率は通常重量比で７０：３０〜３０：７０とされる。また、該表層原料中に分散せしめる補強繊維物質は０〜１０重量％、軽量骨材は０〜７重量％を使用するのが望ましい。また、基層と表層の各散布量について基層スラリーは全固形分に対して７０〜９５％、表層粉体原料は５〜３０％とするのが望ましい。
【００１４】
本発明に係る無機質板の製造設備は図２に示すように、基層スラリー流込装置２、表層粉体散布装置３、押圧脱水成型装置４、可動式の透水性シート５、吸引脱水装置８、搬送ベルト９などから構成されている。
すなわち、基層スラリー流込装置２はスラリー貯留槽２１を具備しており、表層粉体散布装置３は粉体混合物貯留槽２２を具備しており、また吸引脱水装置８は吸引機を具備している。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、表層粉体散布装置３、押圧脱水成型装置４、吸引脱水装置８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９が回転駆動自在に張設されている。
【００１５】
基層原料は通常含水率３００〜４００％となるよう水が添加混合されてスラリーとされる。該混練されたスラリーはメッシュ状の透水性シート５上に載置された型枠１０内に所定量流し込み供給され、該スラリーを均した後、透水性シートの裏面から吸引脱水装置８の吸引機を駆動して、該スラリーの下面から吸引脱水する。脱水後、スラリー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１１が型枠内に形成される。その後、透水性シート５を回転させて表層原料散布装置３近傍に移送し、基層マット上に粉体原料１２が均一に散布される。ここで、粉体原料の散布率は基材の固形分に対して５〜３０重量％とすることが望ましい。
表層を散布した後、型枠１０を取り外してマットのみを透水性シート上に残し、透水性シート５を回転移動させてマットを押圧脱水成型装置４近傍に移送した後、押圧脱水成型装置の上盤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。
このように製造された無機質板は養生工程に移行し硬化せしめられるが、養生の前または後に所定寸法に切抜かれる。養生は該マットを密閉室内で通常６〜３０時間非加熱あるいは加熱常圧下に放置して一次硬化させ、その後通常１６０〜１８０℃、６〜１５時間オートクレーブ養生を行ない完全に硬化させる二段養生法が用いられる。養生硬化後は該マット硬化物は所望なればトリミング、塗装等を施され無機質板製品とされる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例１
基層用原料として下記組成の原料混合物を調整する。
ポルトランドセメント４０重量％、ケイ石粉３９重量％、パーライト６．７重量％、無機質板リサイクル原料６．７重量％、パルプ６．７重量％、合成繊維１重量％とし、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する。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％になるように透水性シート下面に設置された吸引脱水装置にて一定時間脱水する。
【００１７】
他方、表層用原料として下記組成の原料混合物を調整する。
ポルトランドセメント４２重量％、ケイ石粉４２重量％、パーライト７重量％、無機質板リサイクル原料５重量％、パルプ３重量％、合成繊維１重量％とし、含水率が２０％になるように水を添加して粉体原料を得る。
そして、この粉体原料を基層上に全固形分に対して２５％散布し、これを設定厚さになるよう表面に柄模様を形成した型板を取り付けたプレス装置にて加圧脱水成形する。このようにして成形されたマットは、６０〜８０℃、６〜３０時間の一次養生およびオートクレーブ中１６０〜１８０℃、６〜１５時間の二次養生を行って所定の無機質板が得られる。
【００１８】
実施例２
基層用原料の組成を下記に調整する。
ポルトランドセメント３５重量％、ケイ石粉３４重量％、パーライト１０重量％、無機質板リサイクル原料１０重量％、パルプ１０重量％、合成繊維１重量％としスラリーを調整する。その他は実施例１で使用した条件と同様にして、無機質板を製造する。
実施例３
基層用原料の組成を下記に調整する。
ポルトランドセメント３５重量％、ケイ石粉３４重量％、パーライト５重量％、無機質板リサイクル原料１５重量％、パルプ１０重量％、合成繊維１重量％としスラリーを調整する。その他は実施例１で使用したものと同様にして、無機質板を製造する。
実施例４
基層用原料の組成を下記に調整する。
ポルトランドセメント３５重量％、ケイ石粉３４重量％、パーライト１０重量％、無機質板リサイクル原料５重量％、パルプ１５重量％、合成繊維１重量％としスラリーを調整する。その他は実施例１で使用したものと同様にして、無機質板を製造する。
比較例１
基層用原料として下記組成の原料混合物を調整する。
ポルトランドセメント４０重量％、ケイ石粉３９重量％、無機質板リサイクル原料１０重量％、パルプ１０重量％、合成繊維１重量％としスラリーを調整する。その他は実施例１で使用したものと同様にして、無機質板を製造する。
比較例２
基層用原料として下記組成の原料混合物を調整する。
ポルトランドセメント４０重量％、ケイ石粉３９重量％、パーライト１０重量％、パルプ１０重量％、合成繊維１重量％としスラリーを調整する。その他は実施例１で使用したものと同様にして、無機質板を製造する。
比較例３
基層用原料として下記組成の原料混合物を調整する。
ポルトランドセメント４０重量％、ケイ石粉３９重量％、パーライト５．５重量％、無機質板リサイクル原料５．５重量％、パルプ１０重量％としスラリーを調整する。その他は実施例１で使用したものと同様にして、無機質板を製造する。
【００１９】
この様にして得られた各種の無機質板（実施例１〜４、比較例１〜３）について、表面性状、生産性、耐凍結融解性を確認した。それらの結果を表１に示す。なお、表面性状は外観評価および平米あたりのピンホール数、生産性は一枚を製造する際の生産タクト(sec)、耐凍結融解性はJIS A 1435に準拠して200サイクル経過後の表面の外観観察、につき各々測定した。
【表１】
0004104880.tif 000002
【００２０】
表１から明らかなように、実施例１の如くして得られた無機質板は表面が緻密でかつ素穴のないエンボス柄模様が付与される。また、基層は嵩高くなることにより脱水孔が増えるので、濾水性を向上させることができ生産性よく無機質板を製造することができる。また基層は脱水不良を生じることがないので基層マットにある程度の保型性があり、基層マット上に散布した表層原料は基層にめり込んでしまうことがなく、均一厚さに表層を散布積層することができるので、表面性が良好な無機質板を製造することができる。また、実施例２〜４では、基層がさらに嵩高くなることにより、表面性や生産性がより向上した無機質板を得ることができる。
【００２１】
【発明の効果】
したがって本発明によれば、基層を構成する原料は嵩高くなるために圧締する際の圧力が高くなり、あいともなって表層に高い圧締圧力が均一に及び、またエンボス模様を押圧成形する際、エンボス模様のある型板の凹部に原料が移動しやすくなるために、表層材料が緻密になり素穴のない無機質板となる。また、基層原料は嵩高くなるため混合時に分散されやすく均一なスラリーとなるので、型枠内に流下したスラリーは均一な厚みに流下され、表面性が良好な無機質板を製造することができる。また、基層は嵩高くなることで脱水孔が増加したポーラスな材料となるので、濾水性が良くなり生産性を向上させることができる。また、基層は脱水不良を生じることがないので確実に保型性のあるマットが表層散布前に形成され、よって基層マット上に散布した表層原料は基層にめり込んでしまうことがなく、ピンホール状の素穴のない表面性の良好な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】（A）従来の無機質板の押圧脱水成型前のマット断面図。
（B）本発明の無機質板の押圧脱水成型前のマット断面図。
【図２】本発明に係わる無機質板の製造設備を示す側面図。
【図３】従来の製品斜視図。
【符号の説明】
２    基層スラリー流込装置
３    表層粉体散布装置
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    吸引脱水装置
９    搬送ベルト
１０  型枠
１１  基層マット
１２  表層粉体原料
２１  基層スラリー貯留槽
２２  表層粉体混合物貯留槽
５１  プレス
５２  上盤
５３  型板
５４  下盤
【図１】
0004104880.tif 000003
【図２】
0004104880.tif 000004
【図３】
0004104880.tif 000005