(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機質硬化層中に有機質補強材が絶乾換算で１０〜３０質量％分散している無機質成形板において、該有機質補強材の周りはシリカリッチ層によって囲繞されており、該有機質補強材の周りのシリカリッチ層は更にその外側を無機質水硬性材料リッチ層によって囲繞され、更に該無機質水硬性材料リッチ層の外側はシリカリッチ層によって囲繞されていることを特徴とする無機質成形板。
【請求項２】
含水有機質補強材とシリカ含有材料とを混合して該有機質補強材の表面に該シリカ含有材料を付着被覆させ、更に無機質水硬性材料を投入混合してその外側に該無機質水硬性材料を付着被覆させ、更にシリカ含有材料を投入混合してその外側に該シリカ含有材料を付着被覆させることによって原料混合物を調製し、該原料混合物を基板上に散布して成形用マットをフォーミングし、該成形用マットを圧締養生して硬化せしめることを特徴とする請求項１に記載の無機質成形板の製造方法。
【請求項３】
該含水有機質補強材の含水分量は前記原料混合物の固形分に対して３０〜６０重量％である請求項２に記載の無機質成形板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として建築用板材等に使用される無機質成形板およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の無機質成形板は従来、木片、木質繊維、合成繊維等の有機質補強材をセメント等の水硬性材料に混合した原料混合物を搬送板あるいは搬送板に載置されている型板上に散布して成形用マットをフォーミングし、該成形用マットを水分存在下で圧締養生して硬化せしめることによって製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記成形用マットを圧締養生して硬化せしめるには、通常オートクレーブ内で１３０〜１８０℃の温度で１０〜２４時間行なわれる。このような過酷な養生条件では、上記有機質補強材が水硬性材料のアルカリ成分によって加水分解されて劣化し、所望の製品強度が得られないと言う問題点がある。
補強材として耐アルカリ性の補強材である石綿を使用すれば、製品の強度低下は回避出来るが、石綿は健康阻害物質であり、最近はその使用削減が検討されている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するための手段として、無機質硬化層中に有機質補強材が絶乾換算で１０〜３０質量％分散している無機質成形板において、該有機質補強材の周りはシリカリッチ層によって囲繞されている無機質成形板を提供するものであり、該有機質補強材の周りのシリカリッチ層は更にその外側を無機質水硬性材料リッチ層によって囲繞され、更に該無機質水硬性材料リッチ層の外側はシリカリッチ層によって囲繞されている。
上記無機質成形板を製造するには、含水有機質補強材とシリカ含有材料とを混合して該有機質補強材の表面に該シリカ含有材料を付着被覆させ、更に無機質水硬性材料を投入混合してその外側に該無機質水硬性材料を付着被覆させ、更にシリカ含有材料を投入混合してその外側に該シリカ含有材料を付着被覆させることによって原料混合物を調製し、該原料混合物を基板上に散布して成形用マットをフォーミングし、該成形用マットを圧締養生して硬化せしめる方法が適用される。該含水有機質補強材の含水分量は前記原料混合物の固形分に対して３０〜６０重量％であることが望ましい。
本発明を以下に詳細に説明する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明において無機質硬化層とは、無機質水硬性材料の硬化層のことであり、該無機質水硬性材料とは、例えばポルトランドセメント、高炉セメント、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のセメント類、二水石膏、半水石膏、無水石膏、消石灰、生石灰等の活性石灰含有物質とケイ砂、ケイ石粉末、シリカヒューム、シラスバルーン、パーライト、マイカ、ケイ藻土、ドロマイト、ウォラストナイト、フライアッシュ、高炉スラグ、石炭灰、ケイ質粘土、アルミナ、ベントナイト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等である。上記無機質水硬性材料は水の存在下に養生すると硬化する性質を有する。
【０００６】
上記有機質補強材とは、例えば木粉、木質繊維、木質繊維束、木毛、木片、木質パルプ、故紙解繊物等の木質補強材、竹繊維、麻繊維、ヤシ繊維等の植物繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、アセテート繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等の有機合成繊維である。上記有機質補強材は二種以上混合されてもよい。後記するように該有機質補強材表面にはシリカ含有材料が被覆され、更にその外側に無機質水硬性材料が被覆され、更にその外側にシリカ含有材料が被覆されるが、養生中該シリカ含有材料と該無機質水硬性材料との硬化反応を円滑に行なわしめるには、該有機質補強材の含水分量が原料混合物の固形分に対して３０〜６０重量％添加混合されたものであることが望ましい。
上記有機質補強材は絶乾換算で無機質成形板中に通常１０〜３０重量％の範囲で添加される。
【０００７】
本発明の無機質成形板においては、該無機質硬化層中に分散している有機質補強材の周りはシリカリッチ層によって囲繞されている。該有機質補強材の周りをシリカリッチ層によって囲繞するには、上記含水有機質補強材とシリカ含有材料とを混合することによって、該有機質補強材の表面に該シリカ含有材料を付着被覆せしめる。
【０００８】
該シリカ含有材料とは、例えばケイ砂、ケイ石粉末、シリカヒューム、シラスバルーン、パーライト、マイカ、ケイ藻土、ドロマイト、ウォラストナイト、フライアッシュ、高炉スラグ等である。上記シリカ含有材料は二種以上混合使用されてもよい。該含水有機質補強材とシリカ含有材料とは絶乾換算で通常１：５〜３：５重量比で混合される。
【０００９】
本発明ではこのようにしてシリカ含有材料を表面に付着被覆した有機質補強材を無機質水硬性材料あるいは無機質水硬性材料とシリカ含有材料との混合物に添加混合して無機質成形板原料混合物としてもよいが、望ましくは該シリカ含有材料を表面に付着被覆した有機質補強材に無機質水硬性材料を投入混合して、該有機質補強材表面に形成されているシリカ含有材料被覆層の外側に該無機質水硬性材料を付着被覆せしめた後、更にシリカ含有材料を投入混合して該無機質水硬性材料被覆層の外側にシリカ含有材料を付着被覆せしめることによって無機質成形板原料混合物を調製する。
【００１０】
上記無機質成形板原料混合物中無機質水硬性材料は通常５０〜８０重量％、シリカ含有材料は通常２０〜５０重量％、有機質補強材は絶乾で通常１０〜３０重量％添加するが、該有機質補強材は該原料混合物の固形分に対して水分を通常３０〜６０重量％が含まれるように調整されており、該原料混合物中には所望なれば更にセメント硬化促進剤、撥水剤等が添加されてもよい。
【００１１】
このようにして調製された原料混合物は搬送板、あるいは搬送板上に固定した型板上に散布され、マット状にフォーミングされる。フォーミングされた該マットは加圧圧締され、通常は４０〜８０℃で８〜１２時間一次養生され、その後オートクレーブ中１３０〜１８０℃の温度で１０〜２４時間養生される。
【００１２】
上記オートクレーブ養生における過酷な条件下にあっても、該無機質成形板原料混合物中の有機質補強材の表面は略中性であるシリカ含有材料で被覆されているから無機質水硬性材料から溶出するアルカリ成分によって該有機質補強材の加水分解による劣化が防止される。そして該シリカ含有材料被覆層はその外側の無機質水硬性材料被覆層とケイ酸カルシウム反応により硬化し、更に該無機質水硬性材料被覆層は更にその外側のシリカ含有材料被覆層とケイ酸カルシウム反応により硬化する。
【００１３】
また前記したように、該含水有機質補強材の含水分量が原料混合物の固形分に対して３０〜６０重量％であれば、上記オートクレーブ養生における無機質水硬性材料とシリカ含有材料との硬化反応が促進され、該有機質補強材表面を被覆するシリカ含有材料の硬化層、その外側の無機質水硬性材料の硬化層、更にその外側のシリカ含有材料の硬化層の形成が円滑に行なわれる。
【００１４】
該有機質補強材にはイェローラワン材、カラマツ材、竹繊維等のセメント硬化阻害物質を多く含むものがある。このような有機質補強材を使用すると、オートクレーブ養生によってもセメントの硬化が順調に行なわれない、しかし本発明ではこのようにセメント硬化阻害物質を多量に含む有機質補強材でも、該シリカ含有材料の被覆層によって、オートクレーブ養生中における該有機質補強材からのセメント硬化阻害物質の溶出が防止されるので、セメントの硬化は順調に行なわれる。
【００１５】
〔実施例１〕
ヒノキ材に原料混合物の固形分に対して５０重量％相当分の水を添加混合した木片の絶乾換算２５重量部中にケイ砂：フライアッシュ＝３：７重量比混合物であるシリカ含有材料を２０重量部投入攪拌し、該木片の表面に該シリカ含有材料を付着させ、第１シリカ含有材料被覆層を形成せしめる。次いでポルトランドセメント４０重量部を投入攪拌し、該木片表面に形成されたシリカ含有材料被覆層の外側に該ポルトランドセメントを付着させ、無機質水硬性材料被覆層を形成せしめる。更にシリカ含有材料を１５重量部投入攪拌して該無機質水硬性材料被覆層の外側に該シリカ含有材料を付着させ、第２シリカ含有材料被覆層を形成せしめる。
【００１６】
このようにして調製した原料混合物を型板上に散布して厚さ４０mmのマットをフォーミングし、該マットを型板と共に圧締して４０〜８０℃で１０時間一次養生し、その後一次養生物を該型板から剥離した上でオートクレーブ中に導入し、１６０℃の温度で１８時間オートクレーブ養生を行なう。このようにして厚さ１２mmの無機質成形板が製造された。
【００１７】
〔実施例２〕
木片としてセメント硬化阻害物質を多量に含むカラマツ材から得られたものを使用する以外は実施例１と同様にして同じ厚みの無機質成形板を製造した。
【００１８】
〔参考例１〕
実施例１において、第１回目のシリカ含有材料投入量を３５重量部とし、第２回目のシリカ含有材料の投入を省略し、その他は同様にして同じ厚みの無機質成形板を製造した。
【００１９】
〔比較例１〕
実施例１の木片に実施例１のシリカ含有材料を３５重量部と、実施例１のポルトランドセメント４０重量部とを全量投入攪拌して原料混合物を調製し、該原料混合物を使用して実施例１と同様にして同じ厚みの無機質成形板を製造した。
【００２０】
〔比較例２〕
実施例１の木片に実施例１のポルトランドセメント４０重量部を投入攪拌し、次いで実施例１のシリカ含有材料３５重量部を投入攪拌することによって調製した原料混合物を使用して実施例１と同様にして同じ厚みの無機質成形板を製造した。
【００２１】
〔性能試験〕
実施例１，２、参考例１および比較例１，２において製造した無機質成形板について、比重および曲げ強度を測定した。その結果を表１に示す。
【表１】
┌────┬──────┬──────────┐
│        │  比  重    │  曲げ強度(N/mm2)   │
├────┼──────┼──────────┤
│実施例１│  １．０５  │      １３．２      │
├────┼──────┼──────────┤
│実施例２│  １．０２  │      １２．７      │
├────┼──────┼──────────┤
│参考例１│  ０．９５  │      １０．３      │
├────┼──────┼──────────┤
│比較例１│  ０．８５  │        ７．８      │
├────┼──────┼──────────┤
│比較例２│  ０．７７  │        ７．５      │
└────┴──────┴──────────┘
【００２２】
有機質補強材の周りをシリカリッチ層で囲繞し、該シリカリッチ層の外側を無機質水硬性材料リッチ層で囲繞し、更に該無機質水硬性材料リッチ層の外側をシリカリッチ層で囲繞した実施例１では、木片がシリカリッチ層で保護されているので、無機質水硬性材料リッチ層からのアルカリ成分による劣化を防止され、実施例２においてはカラマツ材木片からのセメント硬化阻害物質の溶出が阻止され、シリカ含有材料とポルトランドセメントとのケイ酸カルシウム反応による硬化が順調に行なわれ、緻密な構造でかつ高い曲げ強度を有する無機質成形板が得られることが判る。また第２回目のシリカ含有材料の投入を省いた参考例１においても、木片はシリカリッチ層で保護されているから、充分な曲げ強度が得られる。
【００２３】
比較例１はシリカ含有材料と無機質水硬性材料とを同時に投入した従来の方法で製造されたものであり、木片が直接ポルトランドセメントに接触する結果、該ポルトランドセメントのアルカリ成分によって劣化し、得られる無機質成形板は実施例１，２、参考例１のものよりも曲げ強度が可成り低くなる。
更に比較例２では木片が直接高濃度のポルトランドセメントと接触する結果、木片は著しく劣化し、得られる無機質成形板の構造は粗になり曲げ強度は比較例１よりも更に低くなる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明では無機質成形板中の有機質補強材がシリカリッチ層で被覆保護されているから、オートクレーブ養生のような過酷な条件下においても、該有機質補強材は無機質水硬性材料から溶出するアルカリ成分による劣化を防止され、更に該有機質補強材中に無機質水硬性材料の硬化阻害物質が含まれている場合でも、該硬化阻害物質は該シリカリッチ層によって保護され、その結果該無機質水硬性材料の硬化が円滑に進み、強度の大きな無機質成形板を得ることが出来る。