(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポルトランドセメントが５〜４０質量％と、ガラス粉が５〜３０質量％と、残部がシリカ−アルミナ質耐火原料を主体とした耐火骨材からなる配合物１００質量％に対し、セラミック質および／または鉱物質の無機質繊維を０．５〜５質量％添加し、混練後、押し出し成形によって長尺板形状に成形し、次いで、焼成した板状材の裏面に、ガラス繊維シートを熱硬化性フェノール樹脂によって貼り付けて製造されたセメント系焼成板状建材。
【請求項２】
ガラス粉の粒径が０．５ｍｍ以下である請求項1記載のセメント系焼成板状建材。
【請求項３】
焼成温度が１０００〜１２００℃である請求項1に記載のセメント系焼成板状建材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、耐候性および耐久性に優れたセメント系焼成板状建材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築物の内外装材、エクステリア、トンネル内装材などに使用される板状建材は、外観、耐候性、耐衝撃性、防火性、施工簡略化等が要求される。
【０００３】
この種の板状建材の材質は、セメント系あるいは金属板である。しかし、セメント系は一般に未焼成品のために耐久性に劣る。金属板はその可撓性によって耐衝撃性に優れるものの、酸化劣化の問題がある。また、セメント系、金属板共に表面着色は樹脂塗装であり、耐候性に劣る。
【０００４】
そこで本出願人は、先にセメント系焼成板状建材を提案した（特開平8−133825号公報）。この材質は焼成品であり、耐久性に優れる。表面色は素材自身の色調あるいは施釉による着色により、耐候性においても問題がない。
【０００５】
【発明が解決しようとしている課題】
セメント系焼成板状建材は、飛来物等の衝撃で破損すると飛散あるいは脱落し、重大事故の原因となる。本出願人が提案した前記の焼成板は、耐衝撃性に関し、従来材質の焼成板に比べると優れているが、決して十分なのもではない。本発明は、耐衝撃性を向上させたセメント系焼成板状建材を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願発明のセメント系焼成板状建材は、ポルトランドセメントが５〜４０質量％と、ガラス粉が５〜３０質量％と、残部がシリカ−アルミナ質耐火原料を主体とした耐火骨材からなる配合物１００質量％に対し、セラミック質および／または鉱物質の無機質繊維を０．５〜５質量％添加し、混練後、押し出し成形によって長尺板形状に成形し、次いで、焼成した板状材の裏面に、ガラス繊維シートを熱硬化性フェノール樹脂によって貼り付けて製造されたものである。
【０００７】
無機質成形体の強度付与のために、無機質繊維を添加することは既知の技術である。本発明は、この無機質繊維の添加による強度付与、特にセメント系焼成板状建材に要求される耐衝撃性の向上の効果を、より顕著にしたものでる。
【０００８】
焼成板状建材の場合、それに添加された無機質繊維は、建材焼成時の高温を受けて溶融化あるいは一部消失によって体積が縮減し、繊維による建材組織の牽引支持力が十分に発揮されていないことが考えられる。
【０００９】
本発明による焼成板状建材は、ガラス粉を５〜３０質量％とする。ガラス成分は１０００℃前後あるいはそれ以下の比較的低温域で軟化あるいは溶融し、建材組織に内在する繊維周囲にガラス膜を形成する。そして、このガラス膜が繊維成分の逸散防止と繊維の融着支持に作用する。
【００１０】
本発明により得られる焼成板状建材は耐衝撃性が格段に向上するが、その理由はガラス粉による前記作用に起因すると推測される。
【００１１】
例えば粘土、珪石等は、化学的にはガラスの主成分であるＳｉＯ2を含有している。しかし、ここでのＳｉＯ2は他成分と結びついた鉱物組成として安定化しているためか、ガラス粉による本発明の効果は得られない。
【００１２】
焼成板状建材は、裏面にガラス繊維シートを合成樹脂接着剤で貼り付けると、耐衝撃性等の強度付与の効果がさらに向上する。
【００１３】
建材の裏面にガラス繊維シートを貼り付けた場合、断熱性に劣る建材では火災時の高温を受けると、ガラス繊維シートを貼り付けた接着剤がガス発生や引火を生じる。しかも、接着剤が高温によってその機能が低下すると、ガラス繊維シートによる強度付与の効果も損なわれる。
【００１４】
本発明において、焼成板状建材の製造時に添加する無機質繊維の添加は、焼成板状建材の組織内に微細空隙を形成し、建材自体の断熱性を向上させる。また、ガラス繊維シートを貼り付ける接着剤に、特に熱硬化性フェノール樹脂を使用すると、ガスの発生が少なく、しかも耐熱性に優れ、前記した無機質繊維添加による建材本体の断熱効果とも相まって、耐熱性はより優れたものとなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
焼成板状建材の本体の製造に使用するポルトランドセメントは、早強セメント、超早強セメント、普通セメント等の種類があるが、硬化速度による焼成板状建材製造時の作業性と経済性の面から、普通セメントが好ましい。
【００１６】
焼成板状建材の本体の配合に占めるポルトランドセメントの割合は、５質量％未満では焼成時の収縮が大きく、寸法精度に劣る。また４０質量％を超えると強度に劣り、耐久性に問題がある。
【００１７】
ガラス粉の具体例は、ほう酸ガラス、ほう珪酸ガラス、珪酸ガラス、りん酸ガラス、ソーダガラス、等である。その粒径は、無機質繊維との融着をより顕著なものにするために、その粒径は０．５ｍｍ以下が好ましい。さらに好ましくは０．３ｍｍ以下である。いずれの粒度についても市販品から入手できる。
【００１８】
ガラス粉の割合は、５質量％未満では本発明の耐衝撃性が得られず、３０質量％を超えると燒結過多となって、この場合も耐衝撃性に劣る。
【００１９】
シリカ−アルミナ質耐火原料の具体例は、シャモット、ろう石あるいはこれらを主材としたれんが屑、陶磁瓦屑等である。このシリカ−アルミナ質耐火原料の割合は、ガラス粉とポルトランドセメントの増減に応じて自ずと定まるが、好ましくは３０〜９０質量％である。
【００２０】
耐火骨材は前記シリカ−アルミナ質耐火原料以外にも、本発明の効果を損なわない範囲において、粘土、珪石、珪砂、長石等を組合わせ使用することができる。
【００２１】
無機質繊維は、シリカ質、アルミナ質、アルミナ−シリカ質、ガラス質等のセラミック質繊維あるいはロックウール、石綿、セピオライト等の鉱物繊維とする。無機質繊維の割合は、前記配合物１００質量％に対する外掛けで、０．５質量％未満では耐衝撃性および耐熱性において本発明の効果が得られない。５質量％を超えると焼成板状建材配合物の混練時、混練物の硬度が高くなり、成形時の作業性が低下する。
【００２２】
焼成板状建材の製造は、以上の配合物および添加物に、さらにＣＭＣ(カルボキシメチルセルロース)，ＭＣ（メチルセルロース）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、デキストリン、デンプン等の合成または天然の結合剤を添加し、混練して、後は常法どおり押し出し成形、養生、乾燥後、ローラーハースキルン等で焼成する。
【００２３】
押し出し成形では、焼成板状建材の軽量化および断熱化を目的として、焼成板状建材の長さ方向に連続中空孔を設けるのが好ましい。また、焼成温度は1000〜1200℃が好ましい。
【００２４】
焼成板状建材は、美観、耐候性等のために、施釉することが一般的である。本発明で得られる焼成板状建材についても、施釉することが好ましい。施釉には、焼成前の建材に対し、釉薬をスプレー法、フローコーター法等で焼成板状建材の表面に塗布しておく。建材焼成時に前記の釉薬がガラス化し、施釉される。
【００２５】
焼成板状建材の裏面にガラス繊維シートを貼り付ける場合、ガラス繊維シートはガラス不織布、ガラス織布、ガラス組布等のガラスクロス、あるいはガラスロービング等である。
【００２６】
図1は、本発明による焼成板状建材の長さ方向に対する直角断面を模式的に示したものである。図において、焼成板状建材（1）はその裏面に接着剤をもってガラス繊維シート（2）が貼り付けられる。焼成板状建材（1）は、長さ方向に連続中空孔（3）が設けられている。
【００２７】
ガラス繊維シートの貼り付けに使用する接着剤は、硬化収縮が少なく且つ耐熱性に優れた熱硬化性フェノール樹脂が好ましい。
【００２８】
接着剤として、例えばポリエステル樹脂やエポキシ樹脂を使用した場合は、接着硬化時の収縮が大きく、焼成板状建材が反りによって寸法精度を損なう。ＡＢＳ樹脂，シリコン樹脂、ウレタン樹脂等の接着剤は、接着時の収縮は比較的少ないが、それ自身の弾性（伸び）が高いため、基材側に剛性による強度を付与できず、衝撃時の飛散、脱落防止にはなるが、製品自身の安全性向上に不十分である。
【００２９】
しかも、熱硬化性フェノール樹脂と違ってこの種の樹脂は加熱時にガスを発生し、火災時の二次災害を発生する恐れがあるため、防火性の面からも不適である。
【００３０】
ガラス繊維シートの貼り付け方法は、クロス、マットであればハンドレイアップ法、ロービングではスプレーアップ法が好ましい。貼り付け後の乾燥は、赤外線、熱風発生器等を熱源とした乾燥炉に必要時間通し、接着剤を熱硬化させる。
【００３１】
接着剤の塗布量は、建材が準不燃材認定としての構成では200〜650ｇ/ｍ2、不燃材認定としての構成の場合は200〜450ｇ/ｍ2好ましい。
【００３２】
【実施例】
以下に、本発明実施例および比較例を説明する。表１は、各例における焼成板状建材の配合組成とその試験結果である。各例は、同表の配合物に結合剤としてＭＣを２質量％（耐火骨材１００質量％に対する外掛け）および水分１５質量％（結合剤を含む配合物全体に対する外掛け）添加し、ニーダールーダーにて混練後、真空押出し成形機にて、長さ２０００×幅３００×厚さ２０ｍｍの中空長尺板に成形した。
【００３３】
次いで養生後、120℃×12時間の加熱乾燥を行い、さらにローラーハースキルンにて1100℃×３時間の迅速焼成を行った。試験方法は、以下の通り。
【００３４】
曲げ強さ：ＪＩＳ-Ａ1408「建築用ボード類の曲げ試験方法」に準じて測定した。
耐衝撃性：ＪＩＳ-Ａ1421「建築用ボード類の衝撃試験方法」に準じて測定した。
寸法精度：焼成収縮率を測定した。
【００３５】
【表１】
0004331829.tif 000002
【００３６】
表の試験結果が示すとおり、本発明実施例により得られた板状建材は、曲げ強さ、耐衝撃性ともに優れている。
【００３７】
これに対し、ガラス粉を添加していない比較例1は曲げ強さ、耐衝撃性に劣る。ガラス粉を添加しているがその添加量が本発明の範囲を超える比較例2は寸法精度、耐衝撃性に劣る。比較例3は、ガラス粉に換えて粘土を添加したものであり、特に耐衝撃性に劣る。また、比較例4は、ポルトランドセメントの割合が多く、曲げ強さ、耐衝撃性に劣る。
【００３８】
実施例において焼成板状建材に添加する無機質繊維はガラス繊維およびロックウールを使用したが、これ以外の無機質繊維を使用しても同様の効果が得られた。
【００３９】
表2は、裏面にガラス繊維シートを貼り付けた場合の試験である。表1に示す実施例2で得られた焼成板状建材の裏面にガラス繊維不織布よりなる厚さ1ｍｍのガラス繊維シートをハンドレイアップ法にて焼成板状建材の裏面に接着し、１００℃×１時間の加熱硬化処理を行った。
【００４０】
試験例1は、接着剤に熱硬化性フェノール樹脂をもってガラス繊維シートを貼り付けた。一方、試験例2では接着剤にポリエステル樹脂を用いてガラス繊維シートを貼り付けた。試験例3では接着剤にシリコン樹脂を用いてガラス繊維シートを貼り付けた。
【００４１】
曲げ強さおよび耐衝撃性：前記実施例で示した試験方法と同様の条件で行なった。
反り：反り測定器にて測定した。
不燃性試験：建設省告示第1828号規定の試験方法に準じた。
〇…合格、×…不合格
【００４２】
【表２】
0004331829.tif 000003
【００４３】
試験例1は、ガラス繊維シートを貼り付けで、焼成板状建材は曲げ強度、衝撃強度についてさらなる向上が認められ、また、反りも小さい。不燃性に関わる評価試験においても、ガラス繊維シートは色が多少変化する程度であり、発煙、引火、剥離も認められなかった。
【００４４】
これに対し試験例2は、焼成板状建材が接着剤の硬化に伴う収縮で反りが大きく、寸法精度が損なわれた。また、不燃性に関わる評価試験において、接着剤に引火および発煙が認められ、ガラス繊維シートが剥離した。
【００４５】
接着剤にシリコン樹脂を用いた試験例3は、耐衝撃性が不十分であり、耐衝撃性の試験では脱落には至らなかったが、耐衝撃性において顕著な効果が得られず、表面にはクラックが発生した。また不燃性に関わる評価試験では発熱が大きく、発煙およびガラス繊維シートの剥離が認められた。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の方法により製造される焼成板状建材は、以上に述べたとおり、大型焼成板状建材に要求される寸法精度および耐衝撃性が各段に優れる。また、ガラス繊維シートを裏面に貼り付けた場合、その貼り付けに熱硬化性フェノール樹脂を選択使用することで、ガラス繊維シートによる補強効果を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による焼成板状建材の長さ方向に対する直角断面を模式的に示したものである。
【符号の説明】
1  焼成板状建材
2  ガラス繊維シート
3  連続中空孔
【図１】
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