(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともセメントを固形分成分として含有する原料スラリーを抄造、成形、養生する無機質板の製造方法において、原料スラリーに、炭素数４〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランとその重合物からなり、粘度が２００ｃｐｓ以下であり、アルキルアルコキシシラン成分の重量平均分子量が３００〜６０００であるシリコーン系撥水剤を、原料スラリーの固形分に対して０．０５重量％以上添加した後、抄造、成形、養生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】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、無機質板の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、耐水性や耐凍害性に優れた外装材等の建築材料として有用な新しい無機質板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
セメント系の無機質板は、外壁材、屋根材等の外装材として広く用いられており、表面に柄、目地等の凹凸模様、着色、塗装等の施された多種多様の意匠を有するものが提供されている。
【０００３】
従来の無機質板の製造方法では、無機質板は、通常、少なくともセメントを主成分とし、補強繊維や無機質充填材を含有してなる原料スラリーを抄造して湿潤シートとし、これをプレス機によって脱水成形して模様付けし、次いで養生して得られる。また、上塗り塗装を施すことにより、化粧被膜を形成している。
【０００４】
しかし、このような方法によって得られる無機質板は耐水性に乏しく、降雨等により水が無機質板内部に浸透して濡れ染みが発生したり、表面塗膜と基板の密着性が低下したり、浸透した水分の凍結により無機質板そのものが劣化したりするという問題があった。
【０００５】
そこで、無機質板の製造においては、成形、養生後の基板に撥水剤を塗布し、乾燥して無機質板表面に撥水被膜を形成する方法が検討された。しかし、撥水被膜を形成する方法では、高温での加熱乾燥により撥水剤が揮発してしまうため、基板表面に十分な撥水性を付与するためには、塗布量を多くする必要があった。また、現場での施工時には無機質板表面に細かな傷や極僅かな欠けが生じることがあり、このような箇所では僅かながら無機質板がむき出しとなる。そのため、そのような傷や欠けから水分が浸透し、無機質板の劣化を促進するという問題もあった。
【０００６】
さらに、基板表面にセメント系着色化粧層を形成し、このセメント系着色化粧層が湿潤なうちに撥水剤を含浸させた後、養生し、表面塗装を施す方法が提案されている（例えば、特許文献１）。しかし、このような方法では、養生時におけるセメント系化粧層からのエフロレッセンスの発生を抑制することができるものの、無機質板の長期使用においては耐水性や耐凍害性が十分とは言い難かったのが実情である。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭５７−２００２７５
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この出願の発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、従来技術の問題点を解消し、長期に渡り高い耐水性と耐凍害性を維持できる新しい無機質板の製造方法を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、少なくともセメントを固形分成分として含有する原料スラリーを抄造、成形、養生する無機質板の製造方法において、原料スラリーに、炭素数４〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランとその重合物からなり、粘度が２００ｃｐｓ以下であり、アルキルアルコキシシラン成分の重量平均分子量が３００〜６０００であるシリコーン系撥水剤を、原料スラリーの固形分に対して０．０５重量％以上添加した後、抄造、成形、養生することを特徴とする無機質板の製造方法を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この出願の発明の無機質板の製造方法は、少なくともセメントを固形分成分として含有する原料スラリーを、抄造、成形、養生する無機質板の製造方法において、原料スラリーにシリコーン系撥水剤を添加し、それを抄造、成形、養生するものであるが、このとき、原料スラリーに添加されるシリコーン系撥水剤は、アルキルアルコキシシランとその重合物からなるものであり、
・アルキルアルコキシシランにおけるアルキル基の炭素数が４〜８であること
・粘度が200 cps以下であること
・原料スラリーの固形分に対する添加量が0.05重量％（wt%）以上であること
をその特徴とするものである。
【００１２】
アルキルアルコキシシランは、次の一般式
Ｒ1aＳｉ（ＯＲ2）b
（ただし、Ｒ1はアルキル基、ＯＲ2はアルコキシ基、aはアルキル基の数を表す１〜３の数であり、bはアルコキシ基の数を表す数で、a+b = 4）
で表されるが、この出願の発明の無機質板の製造方法において使用されるシリコーン系撥水剤において、アルキルアルコキシシランのアルキル基（Ｒ1）は、炭素数４〜８のものである。また、これらのアルキル基は、直鎖状であっても、分岐状であってもよい。アルキル基（Ｒ1）の炭素数が４未満の場合には、得られる無機質板に十分な防水性が付与されず、炭素数が８より多い場合には、疎水性が強くなったり、アルキルアルコキシシランの長鎖アルキル基が凝集したりし、添加された撥水剤の原料スラリー固形分への分散性が低下するため好ましくない。アルキル基（Ｒ1）の数（a）は、１〜３個のいずれであってもよい。一方、アルキルアルコキシシランにおけるアルコキシ基（ＯＲ2）の炭素数はとくに限定されない。好ましくは、炭素数１〜４のもの、すなわち、メトキシ、エトキシ、プロポキシおよびブトキシ基が例示される。アルコキシ基（ＯＲ2）の数（b）は、a+b=4の条件を満たしていれば、１〜３個とすることができる。
【００１３】
また、このようなシリコーン系撥水剤の形態は、シリコーンオイル（オイル型）、シリコーンオイルを水中油滴型に乳化分散させたもの（エマルジョン型）、シリコーンオイルまたはシリコンレジンを溶剤に溶解させたもの（溶液型）のいずれであってもよいが、原料スラリーとの相溶性の観点から、中でもエマルジョン型のシリコーン系撥水剤が好ましい。シリコーン系撥水剤の粘度は、アルキルアルコキシシランにおけるアルキル鎖長やアルキルアルコキシシラン重合物の重合度、あるいはエマルジョン型や溶液型の場合には、オイル成分（アルキルアルコキシシラン成分）と水または溶剤の組成比等によって調整されるものであるが、この出願の発明の無機質板の製造方法では、原料スラリーに添加されるシリコーン系撥水剤の粘度は、200 cps以下とする。粘度が200 cpsより大きな場合には、撥水剤の原料スラリーへの分散性が低下し、得られる無機質板にける耐水性や耐凍害性が不均一なものとなり、部分的に十分な耐水性を有さない箇所が出来やすくなるため好ましくない。
【００１４】
さらに、この出願の発明の無機質板の製造方法では、以上のとおりのシリコーン系撥水剤を、原料スラリーの固形分に対して0.05 wt%以上添加する。シリコーン系撥水剤の添加量が原料スラリーの固形分に対して0.05 wt%未満の場合には、得られる無機質板に十分な耐水性が付与されなくなるため、好ましくない。
【００１５】
この出願の発明の無機質板の製造方法において、原料スラリーに添加されるシリコーン系撥水剤のアルキルアルコキシシラン成分（すなわちアルキルアルコキシシランとその重合物）の重量平均分子量（Mw）は、前記のとおりのシリコーン系撥水剤の粘度に関する条件を満たすものであればよく、とくに限定されない。好ましくは、Mw=300〜6000とする。アルキルアルコキシシラン成分のMwが300未満の場合には、原料スラリーへのシリコーン系撥水剤の分散性が高くなるが、稀に十分な撥水効果が発揮されない場合が見られる。一方、アルキルアルコキシシラン成分のMwが6000より大きい場合には、耐水性の高い無機質板が得られるものの、原料スラリー中の固形分に対する分散性が若干悪化する場合がある。
【００１６】
この出願の発明の無機質板の製造方法において、原料スラリーは、固形分として少なくともセメント成分を含有し、前記のシリコーン系撥水剤を固形分に対して0.05 wt%以上含有するものであればよく、その組成や粘度、含水率等はとくに限定されない。例えば、セメント成分以外にも、補強繊維、無機質充填材、増粘剤、顔料等を含有していてよく、それらの配合や含水率は抄造条件等に応じて適宜調整できる。
【００１７】
また、この出願の発明の無機質板の製造方法は、原料スラリーに前記のシリコーン系撥水剤を添加した後、抄造を行うことを特徴とするものであり、それ以外の工程はとくに限定されない。例えば、抄造によって得られた湿潤板にコーティング剤を塗布したり、成形後の基材を室温養生した後オートクレーブ養生したりしてもよく、さらに、得られた無機質板の表面にシーラー塗装や化粧塗装を施してもよい。
【００１８】
以下、実施例を示し、この発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、この発明は以下の例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることは言うまでもない。
【００１９】
【実施例】
＜実施例１＞
普通セメント40 wt%、珪石粉40 wt%、パルプ5 wt%、その他の充填剤15 wt%からなる配合物に、ブチルトリメトキシシラン（n-BuSi(OMe)3）とその重合物（Mw=3000）からなる粘度150 cpsのシリコーン系撥水剤を、原料スラリー固形分に対して0.05 wt%添加し、水を加えて30 wt%のスラリーとした。
【００２０】
得られたスラリーを抄造し、加圧脱水成形した後、140℃のオートクレーブで養生硬化して無機質板を得た。
（１）耐水性評価：得られた無機質板を150 mm角に切断し、表面全体に細かな傷を付けた後、切断木口と裏面をシールして、水深10 mmで無機質板表面の吸水率を測定した。
（２）均一性評価：同じ無機質板の異なる複数の箇所から切断した150 mm角の試料についても、吸水率を測定し、無機質板の吸水率分布を計算した。
（３）耐凍害性評価：ASTM-B法に従って凍害試験機中で200サイクルの凍害試験にかけ、試験した。
【００２１】
得られた結果を表１に示した。
＜実施例２＞
シリコーン系撥水剤を、ヘキシルトリメトキシシランとその重合物（Mw=300）からなる粘度100 cpsのものとし、添加量を0.1 wt%として実施例１と同様の方法により、無機質板を得た。
【００２２】
得られた無機質板の耐水性、均一性、および耐凍害性を実施例１と同様の方法により評価し、結果を表１に示した。
＜実施例３＞
シリコーン系撥水剤を、オクチルトリメトキシシランとその重合物（Mw=6000）からなる粘度180 cpsのものとし、添加量を0.2 wt%として実施例１と同様の方法により、無機質板を得た。
【００２３】
得られた無機質板の耐水性、均一性、および耐凍害性を実施例１と同様の方法により評価し、結果を表１に示した。
＜実施例４＞
シリコーン系撥水剤を、ヘキシルトリメトキシシランとその重合物（Mw=250）からなる粘度80 cpsのものとし、添加量を0.1 wt%として実施例１と同様の方法により、無機質板を得た。
【００２４】
得られた無機質板の耐水性、均一性、および耐凍害性を実施例１と同様の方法により評価し、結果を表１に示した。
＜実施例５＞
シリコーン系撥水剤を、オクチルトリメトキシシランとその重合物（Mw=8000）からなる粘度200 cpsのものとし、添加量を0.05 wt%として実施例１と同様の方法により、無機質板を得た。
【００２５】
得られた無機質板の耐水性、均一性、および耐凍害性を実施例１と同様の方法により評価し、結果を表１に示した。
＜比較例１＞
配合物に撥水剤を添加せずに原料スラリーを調製し、実施例１と同様の方法により無機質板を得た。
【００２６】
得られた無機質板の耐水性、均一性、および耐凍害性を実施例１と同様の方法により評価し、結果を表１に示した。
＜比較例２＞
シリコーン系撥水剤の添加量を0.02 wt%とした以外は、実施例１と同様の方法により無機質板を得た。
【００２７】
得られた無機質板の耐水性、均一性、および耐凍害性を実施例１と同様の方法により評価し、結果を表１に示した。
＜比較例３＞
シリコーン系撥水剤を、オクチルトリメトキシシランとその重合物（Mw=8000）からなる粘度300 cpsのものとし、添加量を0.05 wt%として実施例１と同様の方法により無機質板を得た。
【００２８】
得られた無機質板の耐水性、均一性、および耐凍害性を実施例１と同様の方法により評価し、結果を表１に示した。
＜比較例４＞
シリコーン系撥水剤を、デシルトリメトキシシランとその重合物（Mw=6000）からなる粘度200 cpsのものとし、添加量を0.1%として実施例１と同様の方法により無機質板を得た。
【００２９】
得られた無機質板の耐水性、均一性、および耐凍害性を実施例１と同様の方法により評価し、結果を表１に示した。
【００３０】
【表１】
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表１より、原料スラリーに、炭素数４〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランとその重合物からなる、粘度が200 cps以下のシリコーン系撥水剤を、0.05 wt%以上添加して得られた無機質板（実施例１〜５）において高い耐水性と耐凍害性が確認された。また、これらの無機質板では、吸水率分布も小さく、シリコーン系撥水剤が原料スラリーに均一に分散し、無機質板全体に耐水性が付与されたことが示された。さらに、これらの無機質板では、アルキルアルコキシシランとその重合物の重量平均分子量が300〜6000のときに、とくに高い耐凍害性が得られたが、重量平均分子量が300未満あるいは6000より大きい場合でも、高い耐水性、均一性および耐凍害性が得られることが確認された。
【００３１】
一方、原料スラリーにシリコーン系撥水剤を添加することなく製造された無機質板（比較例１）では、吸水率が大きく、耐水性および耐凍害性が非常に低かった。
【００３２】
また、原料スラリーに、炭素数４〜８のアルキル基を有するアルキルアルコキシシランとその重合物からなる、粘度が200 cps以下のシリコーン系撥水剤を添加して製造された無機質板であっても、添加量が0.05 wt%未満の場合（比較例２）には、十分な撥水効果が得られず、耐水性および耐凍害性が低くなった。
【００３３】
さらに、撥水剤の粘度が200 cpsより大きい場合（比較例３）や、アルキルアルコキシシランにおけるアルキル基が炭素数８よりも長鎖である場合（比較例４）には、吸水率に分布が見られ、無機質板の耐水性が均一でないことが示された。これは、シリコーン系撥水剤の原料固形分への分散性が低下したためと考えられる。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳しく説明したとおり、この出願の発明により、高い耐水性および耐凍害性を維持できる無機質板の製造方法が提供される。この出願の発明の無機質板の製造方法では、シリコーン系撥水剤におけるアルキルアルコキシシラン成分中のアルキル鎖長をＣ＝４〜８とし、シリコーン系撥水剤の粘度を200 cps以下、その添加量を原料スラリー固形分に対して0.05 wt%とすることにより、シリコーン系撥水剤が分散性高く原料スラリー中の固形分に混ざり、無機質板に高い耐水性が付与される。したがって、現場での施工時に無機質板表面に僅かな傷や欠けが生じた場合にも、長期に渡り耐水効果が継続し、高い耐凍害性が維持される。