(57)【要約】【課題】酸化鉄として粒径が小さいものを用いることを可能にして、酸化鉄の配合量を低減することができる建築用無機質化粧板を提供する。【解決手段】セメントを主成分とする無機質材料を成形し、これをオートクレーブ養生して得られる建築用無機質化粧板に関する。無機質材料には着色剤として、金属酸化物で表面が被覆された平均粒子径０．１〜０．２μｍの酸化鉄粒子が、無機質材料１００質量部に対して１．５〜４質量部含有されている。金属酸化物で被覆することによって酸化鉄粒子の耐熱性を高めることができ、平均粒子径が小さく比表面積が大きい酸化鉄粒子を用いても、オートクレーブ養生の際に酸化鉄粒子が酸化して変色することを抑制できる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントを主成分とする無機質材料を成形し、これをオートクレーブ養生して得られる建築用無機質化粧板であって、無機質材料には着色剤として、金属酸化物で表面が被覆された平均粒子径０．１〜０．２μｍの酸化鉄粒子が、無機質材料１００質量部に対して１．５〜４質量部含有されていることを特徴とする建築用無機質化粧板。
【請求項２】
セメントを主成分とする無機質材料で、ベース層と、ベース層に積層される化粧層を成形し、これをオートクレーブ養生して得られる建築用無機質化粧板であって、化粧層は少なくとも施工時に暴露される部分に形成されると共に、化粧層を形成する無機質材料には着色剤として、金属酸化物で表面が被覆された平均粒子径０．１〜０．２μｍの酸化鉄粒子が、無機質材料１００質量部に対して１．５〜４質量部含有されていることを特徴とする建築用無機質化粧板。
【請求項３】
金属酸化物が、亜鉛と鉄との複合酸化物、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物のうち少なくとも一種からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の建築用無機質化粧板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋根材などとして使用される建築用無機質化粧板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建築用無機質化粧板は、セメントを主成分とし、着色剤を配合して着色した無機質材料を用い、この無機質材料を成形して、オートクレーブ養生することによって作製されている。
【０００３】
そしてこの建築用無機質化粧板を屋根材などとして用いる場合、黒色に着色することが多いが、黒色に着色する着色剤としては従来からカーボンブラックが一般に使用されている。しかし、カーボンブラックは着色力は強いが、セメントとの結合力が弱く、屋根材として使用している間にカーボンブラックの粒子が脱落して、褪色し易いという問題がある。
【０００４】
このため、黒色の着色剤として、カーボンブラックの代わりに酸化鉄（鉄黒：Ｆｅ３Ｏ４）を用いることが行なわれている。しかし酸化鉄は耐熱性が低く、オートクレーブ養生をする際の加熱によって酸化鉄が酸化され、黒色のＦｅ３Ｏ４から赤色のＦｅ２Ｏ３へと変化し易く、目的とする黒色に着色した建築用無機質化粧板を得ることが困難である。
【０００５】
そこで、特許文献１では、酸化鉄からなる着色剤として、０．３〜０．５μｍの粒子径を有する鉄黒（Ｆｅ３Ｏ４）の粒子を用いることが提案されている。０．３〜０．５μｍの鉄黒の粒子径で形状がマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）の理想形状に近い（正六面体又は正八面体）のものは、オートクレーブ養生時に赤色に変色しないため、特許文献１ではこのような粒径の鉄黒を黒色の着色剤として使用しているものである。
【特許文献１】特公平６−７４１８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
着色剤として０．３〜０．５μｍの粒子径を有する鉄黒を用いることによって、特許文献１では一定の成果を挙げている。
【０００７】
そして特許文献１のものでは、黒色の着色剤として０．３〜０．５μｍの粒子径の鉄黒をセメント配合物１００質量部に対して６質量部配合して使用するようにしているが、コスト削減のためには、着色剤の配合量をこれよりも低減することが望まれる。
【０００８】
例えば、着色剤として粒径が小さく、比表面積の大きいものを用いることによって、着色力を高めることができるので、粒径が小さい着色剤を用いることで、着色剤の配合量を低減することが可能になる。
【０００９】
また着色剤で着色した無機質材料を用いて建築用無機質化粧板を作製する場合、着色剤の使用量を低減するために、特許文献１にみられるように、化粧層のみを着色剤で着色した無機質材料で形成することが行なわれる。そして特許文献１のものでは化粧層の厚みは０．５ｍｍであるが、着色剤の使用量をさらに低減するために、化粧層の厚みを薄くすることが望まれる。
【００１０】
この場合も、着色剤として粒径が小さく、比表面積の大きいものを用いれば、着色力を高めることができるので、粒径が小さい着色剤を用いることによって、化粧層の厚みを薄くすることが可能になる。
【００１１】
しかし酸化鉄を着色剤として用いる場合、粒径を小さくして比表面積を大きくすると、酸化され易くなるので、オートクレーブ養生の際に酸化鉄が酸化して変色し易くなり、酸化鉄として粒径が小さいものを用いて、酸化鉄の配合量を低減したり、化粧層の厚みを薄くしたりすることは難しいのが現状である。
【００１２】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、酸化鉄として粒径が小さいものを用いることを可能にして、酸化鉄の配合量を低減することができ、また化粧層の厚みを薄くすることができる建築用無機質化粧板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】
【００１３】
本発明の請求項１に係る建築用無機質化粧板は、セメントを主成分とする無機質材料を成形し、これをオートクレーブ養生して得られる建築用無機質化粧板であって、無機質材料には着色剤として、金属酸化物で表面が被覆された平均粒子径０．１〜０．２μｍの酸化鉄粒子が、無機質材料１００質量部に対して１．５〜４質量部含有されていることを特徴とするものである。
【００１４】
この発明によれば、金属酸化物で被覆することによって酸化鉄粒子の耐熱性を高めることができ、平均粒子径が小さく比表面積が大きい酸化鉄粒子を用いても、オートクレーブ養生の際に酸化鉄粒子が酸化して変色することを抑制できるものであり、着色力が高い平均粒子径０．１〜０．２μｍの酸化鉄粒子を用いることが可能になって、酸化鉄粒子の配合量を無機質材料１００質量部に対して１．５〜４質量部と低減することができるものである。
【００１５】
また本発明の請求項２に係る建築用無機質化粧板は、セメントを主成分とする無機質材料で、ベース層と、ベース層に積層される化粧層を成形し、これをオートクレーブ養生して得られる建築用無機質化粧板であって、化粧層は少なくとも施工時に暴露される部分に形成されると共に、化粧層を形成する無機質材料には着色剤として、金属酸化物で表面が被覆された平均粒子径０．１〜０．２μｍの酸化鉄粒子が、無機質材料１００質量部に対して１．５〜４質量部含有されていることを特徴とするものである。
【００１６】
この発明によれば、金属酸化物で被覆することによって酸化鉄粒子の耐熱性を高めることができ、平均粒子径が小さく比表面積が大きい酸化鉄粒子を用いても、オートクレーブ養生の際に酸化鉄粒子が酸化して変色することを抑制できるものであり、着色力が高い平均粒子径０．１〜０．２μｍの酸化鉄粒子を用いることが可能になって、酸化鉄粒子の配合量を無機質材料１００質量部に対して１．５〜４質量部と低減することができると共に、化粧層の厚みを薄く形成することができるものである。
【００１７】
また請求項３の発明は、請求項１又は２において、上記の酸化鉄粒子の表面を被覆する金属酸化物が、亜鉛と鉄との複合酸化物、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物のうち少なくとも一種からなることを特徴とするものである。
【００１８】
この発明によれば、酸化鉄粒子の黒色度を損なうことなく、金属酸化物の被膜で酸化鉄粒子を被覆して耐熱性を高めることができるものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、金属酸化物で被覆することによって酸化鉄粒子の耐熱性を高めることができ、平均粒子径が小さく比表面積が大きい酸化鉄粒子を用いても、オートクレーブ養生の際に酸化鉄粒子が酸化して変色することを抑制できるものであり、着色力が高い平均粒子径０．１〜０．２μｍの酸化鉄粒子を用いることが可能になる。このため、酸化鉄粒子の配合量を無機質材料１００質量部に対して１．５〜４質量部と低減することができるものであり、また化粧層の厚みを薄く形成す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】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００２１】
建築用無機質化粧板の成形に用いる無機質材料は、セメントを主成分とする水硬性材料であり、主成分であるセメントの他に、必要に応じて、珪石粉、パルプ、骨材、補強繊維などを配合して調製することができる。そして本発明では、この無機質材料に着色剤として黒色顔料の酸化鉄粒子を配合して、黒色に着色して用いるものである。
【００２２】
本発明において酸化鉄粒子としては鉄黒（Ｆｅ３Ｏ４）を用いることができる。また本発明では、表面を金属酸化物で被覆した酸化鉄粒子を用いるものである。このように酸化鉄粒子の表面を金属酸化物で被覆することによって、酸化鉄粒子への酸素の作用を金属酸化物で遮断することができ、酸化鉄粒子の耐熱性を向上することができるものである。
【００２３】
酸化鉄粒子の表面に被覆する金属酸化物としては、特に限定されるものではないが、亜鉛と鉄との複合酸化物、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物を用いることができる。これらは一種を単独で用いる他、二種以上を併用することもできる。亜鉛と鉄との複合酸化物、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物から選ばれる金属酸化物の被膜で酸化鉄粒子の表面を被覆することによって、酸化鉄粒子の黒色度を損なうことなく、酸化鉄粒子の耐熱性を高めることができるものである。
【００２４】
そして本発明では、この金属酸化物で被覆した酸化鉄粒子として、平均粒子径が０．１〜０．２μｍのものを用いるものである。尚、本発明において平均粒子径はレーザー回折・散乱法で測定されたものである。酸化鉄粒子の平均粒子径がこのように０．１〜０．２μｍと小さいものであると、比表面積が大きくなるので、酸化鉄粒子は酸化され易くなって耐熱性が低下するが、酸化鉄粒子の表面を上記のように金属酸化物で被覆することによって、耐熱性の低下を抑制することができ、このような粒径の酸化鉄粒子を用いることが可能になるものである。金属酸化物で被覆した酸化鉄粒子の平均粒子径が０．２μｍを超えると、酸化鉄粒子の配合量を後述のように低減することが難しくなる。また平均粒子径が０．１μｍ未満であると、酸化鉄粒子の比表面積が大きくなり過ぎるため、金属酸化物の被覆による耐熱性低下の抑制効果を十分に得ることができず、オートクレーブ養生の際に変色が生じるおそれがある。
【００２５】
また本発明では、上記の無機質材料１００質量部に対して、金属酸化物で被覆した酸化鉄粒子を１．５〜４質量部の範囲で配合するものである。ここで無機質材料１００質量部とは、酸化鉄粒子以外の無機質材料の固形分１００質量部をいうものであり、酸化鉄粒子を除く無機質材料１００質量部に対して、酸化鉄粒子を１．５〜４質量部の範囲で配合するものである。上記のように酸化鉄粒子として平均粒子径が０．１〜０．２μｍと小さいものを用いることによって、比表面積が大きくなって着色力が高くなり、４質量部以下という酸化鉄粒子の少ない配合量で、無機質材料を黒色に着色することが可能になるものである。酸化鉄粒子の配合量が４質量部を超えると、酸化鉄粒子の配合量の低減によるコスト削減効果を十分に得ることができない。また酸化鉄粒子の配合量が１．５質量部未満であると、酸化鉄粒子の量が少なすぎて、無機質材料を十分に黒色に着色することが難しくなる。
【００２６】
上記のように酸化鉄粒子を着色剤として配合して黒色に着色した無機質材料を用いて、屋根材などの建築用無機質化粧板を製造することができるものである。例えば、成形ベルトの上に無機質材料を層状に供給し、そして成形に必要な量の水を散布した後に、ロール等で圧縮成形し、この成形板をオートクレーブ養生して硬化させることによって、酸化鉄粒子で黒色に着色した建築用無機質化粧板を得ることができるものである。オートクレーブ養生の条件は、特に限定されるものではないが、１５５〜１８５℃、５〜１５時間の範囲に設定するのが好ましい。
【００２７】
このようにして得られる建築用無機質化粧板にあって、酸化鉄粒子として平均粒子径が０．１〜０．２μｍと小さなものを用いることによって、無機質材料１００質量部に対して１．５〜４質量部という少ない酸化鉄粒子の配合量で、高い黒色度で黒色に着色することができるものであり、また酸化鉄粒子は金属酸化物で被覆されていて耐熱性が高いので、オートクレーブ養生の際に酸化鉄が酸化されて赤色に変色することを抑制することができ、黒色度が褪色することを防ぐことができるものである。
【００２８】
また建築用無機質化粧板は、上記のように着色した無機質材料で一層に作製するようにしてもよいが、化粧層を設けて複数層に建築用無機質化粧板を作製することもできる。例えば、酸化鉄粒子などの着色剤を配合しない無機質材料を調製し、この無機質材料を用いてベース層を形成し、酸化鉄粒子を着色剤として配合して黒色に着色した上記の無機質材料を用いてベース層の上に化粧層を形成することによって、二層構成に建築用無機質化粧板を作製することができるものである。このような二層構成の建築用無機質化粧板を製造するにあたっては、例えば、成形ベルトの上に酸化鉄粒子などの着色剤を配合しない無機質材料を層状に供給し、成形に必要な量の水を散布した後に、ロール等で圧縮成形することによってベース層を形成する。次にベース層の上に酸化鉄粒子を配合した無機質材料を層状に供給し、成形に必要な量の水を散布した後に、ロール等で圧縮成形することによってベース層の上に化粧層を積層して形成し、このベース層と化粧層からなる成形板を上記と同様な条件でオートクレーブ養生して硬化させることによって、建築用無機質化粧板を得ることができるものである。
【００２９】
ここで、この建築用無機質化粧板では、酸化鉄粒子を含有する表面の化粧層によって黒色の化粧が行なわれるものである。そして屋根材のように施工の際に一部を重ね合わせて使用される建築用無機質化粧板では、この重ねられる部分は表面に暴露されないので、化粧を行なう必要がない。従ってこの場合には、表面に暴露される部分においてのみ、化粧層を設けるようにすればよい。
【００３０】
このように、この建築用無機質化粧板では、酸化鉄粒子を含有する表面の化粧層によって黒色の化粧が行なわれるものであり、ベース層には酸化鉄粒子を配合する必要がないので、酸化鉄粒子の使用量を低減することができ、コスト的に有利になるものである。そして本発明では、この化粧層を０．１〜０．２ｍｍの厚みで形成するものである。
【００３１】
上記のように酸化鉄粒子として平均粒子径が０．１〜０．２μｍと小さなものを用いることによって、無機質材料１００質量部に対して１．５〜４質量部という少ない酸化鉄粒子の配合量で、高い黒色度で化粧層を黒色に着色することができるものであり、また酸化鉄粒子は金属酸化物で被覆されていて耐熱性が高いので、オートクレーブ養生の際に酸化鉄が酸化されて赤色に変色することを抑制することができ、黒色度が褪色することを防ぐことができる。このため、化粧層を０．１〜０．２ｍｍという薄い厚みで形成しても、化粧層でベース層を隠蔽して、黒色に着色された外観に建築用無機質化粧板を作製することができるものであり、化粧層に含有される酸化鉄粒子の量をより少なくして、コストをより削減することができるものである。化粧層の厚みが０．２ｍｍを超えると、化粧層に含有される酸化鉄粒子の量をより少なくしてコストを削減する効果が不十分になる。また化粧層の厚みが０．１ｍｍ未満であると、化粧層によるベース層の隠蔽効果を十分に得ることができなくなる。
【００３２】
尚、上記のようにして製造される建築用無機質化粧板の表面には、さらに塗装を施して仕上げるようにしてもよい。
【実施例】
【００３３】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００３４】
（実施例１）
ポルトランドセメント３０．０質量部、珪石粉３０．０質量部、パルプ５．０質量部、砕石１５．０質量部、無機質板の廃材の粉砕物１５質量部、ポリプロピレン繊維０．２質量部、シリカヒューム５．０質量部からなる配合を均一に混合することによって、無機質材料を調製した。また黒色着色剤として、ケイ素酸化物で表面を被覆した平均粒子径が０．１７μｍの酸化鉄粒子を用い、この酸化鉄粒子を無機質材料１００質量部に対して３質量部配合して、均一に混合することによって、無機質材料を黒色に着色した。
【００３５】
そしてこの黒色に着色した無機質材料を成形ベルトの上に層状に供給し、無機質材料に対して８質量％に相当する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成形板を成形した。次にこの成形板をオートクレーブに入れ、１８０℃で８時間湿熱養生して硬化させることによって、厚み５．２ｍｍの建築用無機質化粧板を作製した。
【００３６】
（比較例１）
黒色着色剤として、表面被覆していない平均粒子径０．１７μｍの酸化鉄粒子を用い、実施例１で得た着色前の無機質材料にこの酸化鉄粒子を配合して、均一に混合することによって、無機質材料を黒色に着色した。このとき、実施例１と同じ黒色度に着色するためには、無機質材料１００質量部に対して酸化鉄粒子を３質量部配合することが必要であった。
【００３７】
そして実施例１と同様にして、この黒色に着色した無機質材料を成形し、さらにオートクレーブ養生することによって、建築用無機質化粧板を作製した。
【００３８】
（比較例２）
黒色着色剤として、表面被覆していない平均粒子径０．２５μｍの酸化鉄粒子（鉄黒）を用い、実施例１で得た着色前の無機質材料にこの酸化鉄粒子を配合して、均一に混合することによって、無機質材料を黒色に着色した。このとき、実施例１と同じ黒色度に着色するためには、無機質材料１００質量部に対して酸化鉄粒子を５質量部配合することが必要であった。
【００３９】
そして実施例１と同様にして、この黒色に着色した無機質材料を成形し、さらにオートクレーブ養生することによって、建築用無機質化粧板を作製した。
【００４０】
（比較例３）
黒色着色剤として、表面被覆していない平均粒子径０．２７μｍの酸化鉄粒子（鉄黒）を用い、実施例１で得た着色前の無機質材料にこの酸化鉄粒子を配合して、均一に混合することによって、無機質材料を黒色に着色した。このとき、実施例１と同じ黒色度に着色するためには、無機質材料１００質量部に対して酸化鉄粒子を５質量部配合することが必要であった。
【００４１】
そして実施例１と同様にして、黒色に着色した無機質材料を成形し、さらにオートクレーブ養生することによって、建築用無機質化粧板を作製した。
【００４２】
上記の実施例１及び比較例１〜３において、オートクレーブ養生をする前の成形板と、オートクレーブ養生した後の建築用無機質化粧板について、その表面を目視観察して、変色の有無を判定した。また、実施例１を１００として着色力を求めた。この着色力は、
着色力＝［（実施例１の酸化鉄粒子の配合量）／（比較例１〜３の酸化鉄粒子の配合量）］×１００
として求められるものである。
【００４３】
【表１】
2009190922.tif 000002
【００４４】
表１にみられるように、実施例１のものは、オートクレーブ養生の際に変色が発生せず、また少ない配合量の酸化鉄粒子で着色を行なうことができるものであった。
【００４５】
（実施例２）
実施例１で得た着色前の無機質材料を成形ベルトの上に層状に供給し、この無機質材料に対して８質量％に相当する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ベース層を成形した。次に、実施例１で得た着色後の無機質材料をこのベース層の上に層状に供給し、この無機質材料に対して８質量％に相当する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化粧層を成形した。この後、この二層構成の成形板をオートクレーブに入れ、１８０℃で８時間湿熱養生して硬化させることによって、ベース層が５ｍｍ厚、化粧層が０．２ｍｍ厚、合計厚みが５．２ｍｍの建築用無機質化粧板を作製した。
【００４６】
（比較例４）
実施例１で得た着色前の無機質材料でベース層を成形し、比較例１で得た着色後の無機質材料で化粧層を成形するようにした他は、実施例２と同様にして、ベース層と化粧層からなる建築用無機質化粧板を作製した。
【００４７】
（比較例５）
実施例１で得た着色前の無機質材料でベース層を成形し、比較例２で得た着色後の無機質材料で化粧層を成形するようにした他は、実施例２と同様にして、ベース層と化粧層からなる建築用無機質化粧板を作製した。
【００４８】
（比較例６）
実施例１で得た着色前の無機質材料でベース層を成形し、比較例３で得た着色後の無機質材料で化粧層を成形するようにした他は、実施例２と同様にして、ベース層と化粧層からなる建築用無機質化粧板を作製した。
【００４９】
上記の実施例２及び比較例４〜６において、オートクレーブ養生をする前の成形板と、オートクレーブ養生した後の建築用無機質化粧板について、その表面を目視観察して、変色の有無を判定した。また、実施例２を１００として着色力を求めた。この着色力は、
着色力＝［（実施例２の酸化鉄粒子の配合量）／（比較例４〜６の酸化鉄粒子の配合量）］×１００
として求められるものである。
【００５０】
【表２】
2009190922.tif 000003
【００５１】
表２にみられるように、実施例２のものは、オートクレーブ養生の際に変色が発生せず、また少ない配合量の酸化鉄粒子で着色を行なうことができるものであった。