(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントを主成分とし、シリカヒュームを配合して調製したセメント成形材料を成形すると共に養生・硬化することによって、無機質板を製造するにあたって、シリカヒュームを解砕処理して５μｍ以下の平均粒子径に調整し、この粒径を調整したシリカヒュームをセメント成形材料を構成する材料成分の珪石粉と予め乾式混合し、この後に、このシリカヒュームと珪石粉とで予備混練した材料成分と、セメント成形材料を構成する残りの材料成分とを混合してセメント成形材料を調製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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリカヒュームを配合したセメント成形材料を用いて成形される無機質板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セメント成形材料を成形して無機質板を作製するにあたって、無機質板の強度を向上するために、セメント成形材料にシリカヒュームを混和剤として配合することが行なわれている。
【０００３】
シリカヒュームはシリコンやフェロシリコンなどを製造する際に発生する煙霧状の排ガスを集塵して得られる副産物であり、非晶質シリカを主成分とする一次粒子径が１μｍ以下の微粒子である。シリカヒュームはこのように微粒子であるため、水和活性が大であり、セメント粒子間に分散されて、セメントマトリックスが緻密になり、高い強度が発現されるものである。
【０００４】
シリカヒュームは上記のように微粒子であるため、煙状に飛散して取り扱いが困難であり、またセメント成形材料の他の材料成分と均一に混合することが困難である。特にセメント成形材料を乾式混合して調製する場合、シリカヒュームを均一に分散させることは非常に困難である。このため、特許文献１等にみられるように、シリカヒュームの取り扱い性を向上することが種々検討されている。
【特許文献１】特開２００１−２５３７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
シリカヒュームは上記のように一次粒子径が１μｍ以下の微粒子であるが、凝集して二次粒子や三次粒子になり易く、メーカーから提供されるシリカヒュームは平均粒子径が１０μｍ前後から５００μｍ程度までの凝集粒子となっている。
【０００６】
従って、このような粒径の大きなシリカヒュームを用いて無機質板を製造する場合、強度向上の効果を十分に得ることができないものであり、所期の強度を得るためにシリカヒュームの配合量を多くする必要があって、材料コストが高くなるという問題を有するものであった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、シリカヒュームの配合によって強度向上の効果を高く得ることができる無機質板の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る無機質板の製造方法は、セメントを主成分とし、シリカヒュームを配合して調製したセメント成形材料を成形すると共に養生・硬化することによって、無機質板を製造するにあたって、シリカヒュームを解砕処理して５μｍ以下の平均粒子径に調整し、この粒径を調整したシリカヒュームをセメント成形材料を構成する材料成分の珪石粉と予め乾式混合し、この後に、このシリカヒュームと珪石粉とで予備混練した材料成分と、セメント成形材料を構成する残りの材料成分とを混合してセメント成形材料を調製することを特徴とするものである。    
【０００９】
シリカヒュームを解砕処理して５μｍ以下の平均粒子径に調整して使用することによって、シリカヒュームの水和活性と充填効果による強度発現の効果を向上することができるものであり、シリカヒュームの配合によって無機質板の強度を向上する効果を高く得ることができるものである。
【００１１】
微粒子径のシリカヒュームは再凝集し易く、また煙霧状に飛散し易く、セメント成形材料中に均一に分散することが難しいが、セメント成形材料を構成する材料成分であり、比較的表面積が大きい珪石粉と予め混合して、この珪石粉の表面にシリカヒュームを安定して付着させることによって、シリカヒュームの再凝集を防止できると共に、またこのシリカヒューム付着させた珪石粉をセメント成形材料に配合することによって、煙霧状に飛散するようなことなく、シリカヒュームをセメント成形材料中に均一に分散させることができるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、シリカヒュームを解砕処理して５μｍ以下の平均粒子径に調整して使用することによって、シリカヒュームの水和活性と充填効果による強度発現の効果を向上することができるものであり、シリカヒュームの配合によって無機質板の強度を向上する効果を高く得ることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１６】
シリカヒュームは、上記のように、一次粒子径が１μｍ以下の微粒子であるが、メーカーから提供されるシリカヒュームは凝集して二次粒子や三次粒子になっており、平均粒子径が１０μｍ前後から５００μｍ程度までの凝集粒子である。例えば、入荷した三種類のシリカヒュームの平均粒径を測定したところ、それぞれ、１０．４μｍ、７．９μｍ、１９．４μｍであり、いずれも凝集粒子となっているものであった。尚、本発明において平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布計（島津製作所製「ＳＡＬＤ−２２００」）を用い、超音波照射１０秒、屈折率１．７０−０．２０ｉの条件で測定した数値である。
【００１７】
そして本発明では、まずこのように入荷したシリカヒュームを乾式で解砕処理（粉砕処理）する。シリカヒュームの解砕には例えばジェットミルを用いることができる。このようにシリカヒュームを解砕することによって、平均粒子径を５μｍ以下にするものである。平均粒子径が５μｍを超える場合には、シリカヒュームを解砕処理することによる強度向上の効果が不十分になる。シリカヒュームの平均粒子径は小さいほど好ましく、シリカヒュームの一次粒子径が実質上の下限である。
【００１８】
上記のように解砕処理して平均粒子径を５μｍ以下に調整したシリカヒュームを配合して、乾式のセメント成形材料を調製する場合、セメント成形材料の調製に先立って、シリカヒュームをまず、セメント成形材料を構成する他の材料成分と乾式で予備混合しておくのが好ましい。この乾式混合にはアイリッヒミキサなどのミキサを用いることができる。このようにシリカヒュームを他の材料成分と混合することによって、この材料成分の表面にシリカヒュームを付着させることができる。平均粒子径が５μｍ以下の微細なシリカヒュームは再凝集し易いが、材料成分の表面にシリカヒュームを付着させておくことによって、再凝集を防ぐことができるものである。またセメント成形材料の全体にシリカヒュームを混合する場合は、他の材料成分に対するシリカヒュームの混合比率が小さいため、均一にシリカヒュームを分散させて混合することが難しいが、セメント成形材料中の一つの材料成分にシリカヒュームを混合する場合には、シリカヒュームの混合比率が大きくなり、シリカヒュームを均一に分散させて混合することが容易になるものである。そしてこのように材料成分の表面にシリカヒュームを付着させておくことによって、再凝集することなく安定してシリカヒュームを保存することができ、また搬送も容易になるものである。
【００１９】
ここで、セメント成形材料の材料成分は、主成分であるセメントの他に、珪石粉、パルプ、骨材、補強繊維などがある。これらのなかでも、セメントや珪石粉にシリカヒュームを予備混合するのが好ましい。セメントや珪石粉は、比較的細かい材料で、且つ表面積が大きい粒子であるので、シリカヒュームを均一に混合することが容易であり、且つ安定して表面に付着させることができるものである。この材料成分に対するシリカヒュームの混合比率は、セメント成形材料において設定されている各材料成分の配合比率の比と等しくなるように調整しておくのが好ましい。例えば、珪石粉にシリカヒュームを混合する場合、セメント成形材料中での珪石粉の配合比率が３０質量％、シリカヒュームの配合比率が５質量％の場合、珪石粉３０に対してシリカヒューム５の質量比率となるように混合比率を調整して、珪石粉にシリカヒュームを混合するものである。このようにすれば、セメント成形材料を調製する際に、珪石粉を必要な配合量で配合すると、同時にシリカヒュームも必要な配合量で配合することができるものである。勿論、材料成分に対するシリカヒュームの混合比率をこのように設定することに限定されるものではないのは、いうまでもない。
【００２０】
そしてセメント成形材料を調製するにあたっては、セメント、珪石粉、パルプ、骨材、補強繊維などを配合し、これを乾式で混合することによって行なうことができる。この乾式混合にはアイリッヒミキサなどのミキサを用いることができる。シリカヒュームは、セメントあるいは珪石粉などの材料成分と予め混合して表面に付着しているので、これらの材料成分を配合することによって、同時にシリカヒュームも配合することができるものであり、これらの材料成分を混合して分散させることによって、シリカヒュームも均一に分散させることができるものである。セメント成形材料の各材料成分の配合量は特に限定されるものではないが、例えば、セメント２０〜４０質量％、珪石粉２０〜４０質量％、シリカヒューム３〜１３質量％、パルプ３〜７質量％、骨材１０〜４０質量％、補強繊維０〜０．５質量％程度の範囲が好ましく、また必要に応じて湿り気を与える程度の適量の水を配合するものである。
【００２１】
このように調製したセメント成形材料を用いて無機質板を製造するにあたっては、任意の方法を採用することができる。例えば、成形ベルトの上にセメント成形材料を層状に供給し、また成形に必要な量の水を散布して供給しつつ、ロールにより圧縮成形してグリーンシートに成形した後、オートクレーブなどで養生して硬化させることによって、無機質板を製造することができるものである。
【００２２】
このようにして製造した無機質板にあって、シリカヒュームは５μｍ以下の平均粒子径の微細粒子として含有されており、しかも均一に分散しているので、シリカヒュームを配合することによる効果を高く得ることができ、無機質板の強度を向上する効果を高く得ることができるものである。例えば、入荷したシリカヒュームを解砕しないでそのまま用いる場合よりも、１０％程度、曲げ強度を高めることができるものであり、シリカヒュームの使用量を低減することが可能になって、材料コストを低減することも可能になるものである。
【実施例】
【００２３】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００２４】
シリカヒュームとして、入荷した三種類のものを用い、これらのシリカヒュームの入荷品を（株）セイシン企業製のジェットミルを用いて解砕処理した。三種類のシリカヒュームの入荷品をそれぞれ「入荷品Ａ」「入荷品Ｂ」「入荷品Ｃ］とし、解砕処理をする前の平均粒子径と、解砕処理をした後の平均粒子径をそれぞれ測定して表１に示す。
【００２５】
【表１】
0004887255.tif 000002
【００２６】
（実施例１）
入荷品Ａの解砕後のシリカヒュームを用い、珪石粉３０．０質量部にシリカヒューム５．０質量部を配合し、日本アイリッヒ（株）製のアイリッヒミキサで均一に混合した。
【００２７】
次に、セメント３０．０質量部に、珪石粉を３０．０質量部、パルプを５．０質量部、砕石を１５．０質量部、無機質板の廃材の粉砕物を１５質量部、ポリプロピレン繊維を０．２質量部配合し、アイリッヒミキサで均一に混合することによって、セメント成形材料を調製した。このセメント成形材料にはシリカヒュームが５．０質量部含有されている。
【００２８】
そして成形ベルトの上にセメント成形材料を層状に供給し、セメント成形材料に水を散布して供給しつつ、ロールで圧縮成形することによってグリーンシートに成形した。次いでこのグリーンシートをオートクレーブに入れ、湿熱養生して硬化させることによって、無機質板を作製した。
【００２９】
（比較例１）
入荷品Ａの解砕前のシリカヒュームを用いるようにした他は、実施例１と同様にして、無機質板を作製した。
【００３０】
（実施例２）
入荷品Ｂの解砕後のシリカヒュームを用いるようにした他は、実施例１と同様にして、無機質板を作製した。
【００３１】
（比較例２）
入荷品Ｂの解砕前のシリカヒュームを用いるようにした他は、実施例１と同様にして、無機質板を作製した。
【００３２】
（実施例３）
入荷品Ｃの解砕後のシリカヒュームを用いるようにした他は、実施例１と同様にして、無機質板を作製した。
【００３３】
（比較例３）
入荷品Ｃの解砕前のシリカヒュームを用いるようにした他は、実施例１と同様にして、無機質板を作製した。
【００３４】
上記のように実施例１〜３及び比較例１〜３で作製した無機質板について、ＪＩＳ  Ａ１４０８に準拠して、板厚、最大荷重、最大たわみ、曲げ強度を測定した。そしてこれらの測定を各６枚について行ない、その平均値及び偏差を求めて、表２に示す。
【００３５】
【表２】
0004887255.tif 000003
【００３６】
表２の実施例１と比較例１、実施例２と比較例２、実施例３と比較例３にみられるように、入荷したシリカヒュームをそのまま用いる比較例１〜３のものより、入荷したシリカヒュームを平均粒子径が５μｍ以下になるように解砕したものを用いた実施例１〜３のものは、無機質板の最大荷重、曲げ強度が高くなり、最大たわみは小さくなるものであって、強度が向上していることが確認される。
【００３７】
また図１（ａ）は、解砕前のシリカヒュームを用いた比較例１〜３と、解砕後のシリカヒュームを用いた実施例１〜３の無機質板の曲げ強度を並べて表示したグラフであり、図１（ｂ）は、これらのシリカヒュームの粒径と曲げ強度との関係を示すグラフである。図１（ａ）（ｂ）にみられるように、シリカヒュームを平均粒子径が５μｍ以下になるように解砕することによって、無機質板の曲げ強度が向上することが確認される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】（ａ）は実施例１〜３と比較例１〜３の無機質板の曲げ強度を比較して示すグラフ、（ｂ）はこれらのシリカヒュームの粒径と曲げ強度との関係を示すグラフである。
【図１】
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