(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固形分として石灰質原料５〜３５重量％、珪酸質原料５〜４０重量％、繊維質原料２〜８重量％、無機質充填材５〜４０重量％、及びゲル化用石灰質原料２〜２０重量％及びゲル化用珪酸質原料３〜２５重量％とから得られたゲルを含有してなる原料スラリーを抄造法により積層して成形後、得られた成形体を圧力容器内で水熱反応させることからなる珪酸カルシウム板の製造方法において、珪酸質原料の一部として比表面積が１ｍ２／ｇ以上の非晶質珪酸原料または珪酸塩原料の１種または２種以上を２〜２０重量％使用し、且つ成形体を水熱反応させる前に、成形体を（養生温度−１５）×養生時間＝１２０℃・時間以上となる条件下で１次養生して該成形体の湿潤状態の曲げ強度を７ｋｇ／ｃｍ２以上且つ１次養生前の湿潤状態の曲げ強度の１．３倍以上とすることを特徴とする嵩比重０．７０以下の珪酸カルシウム板の製造方法。
【請求項２】
固形分として石灰質原料５〜３５重量％、珪酸質原料５〜４０重量％、繊維質原料２〜８重量％、無機質充填材５〜４０重量％、及びゲル化用石灰質原料２〜２０重量％及びゲル化用珪酸質原料３〜２５重量％とから得られたゲルを含有してなる原料スラリーを抄造法により積層して成形後、得られた成形体を圧力容器内で水熱反応させることからなる珪酸カルシウム板の製造方法において、珪酸質原料の一部として比表面積が１ｍ２／ｇ以上の非晶質珪酸原料または珪酸塩原料の１種または２種以上を２〜２０重量％使用し、更に、原料スラリーがポルトランドセメント、アルミナセメント及び高炉水砕スラグからなる群から選択される硬化剤を２０重量％以下の量で含有してなり、且つ成形体を水熱反応させる前に、成形体を（養生温度−１０）×養生時間＝１２０℃・時間以上となる条件下で１次養生して該成形体の湿潤状態の曲げ強度を７ｋｇ／ｃｍ２以上且つ１次養生前の湿潤状態の曲げ強度の１．３倍以上とすることを特徴とする嵩比重０．７０以下の珪酸カルシウム板の製造方法。
【請求項３】
固形分として石灰質原料５〜３５重量％、珪酸質原料５〜４０重量％、繊維質原料２〜８重量％、無機質充填材５〜４０重量％、及びゲル化用石灰質原料２〜２０重量％及びゲル化用珪酸質原料３〜２５重量％より得られたゲルを含有してなる原料スラリーを抄造法により積層して成形後、得られた成形体を圧力容器内で水熱反応させることからなる珪酸カルシウム板の製造方法において、原料スラリーがポルトランドセメント、アルミナセメント及び高炉水砕スラグからなる群から選択される硬化剤を２０重量％以下の量で含有し、且つ成形体を水熱反応させる前に、成形体を（養生温度−１０）×養生時間＝１２０℃・時間以上となる条件下で１次養生して該成形体の湿潤状態の曲げ強度を７ｋｇ／ｃｍ２以上且つ１次養生前の湿潤状態の曲げ強度の１．３倍以上とすることを特徴とする嵩比重０．７０以下の珪酸カルシウム板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、珪酸カルシウム板の製造方法に関し、更に詳細には０．７０以下の嵩比重をもつ珪酸カルシウム板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、珪酸カルシウム板は、軽量で、優れた加工性及び寸法安定性を持ち、更に不燃性であるという特徴を有し、建築材料として主に内装用に広く使用されている。このような珪酸カルシウム板の成形法として、抄造法、プレスモールド法及び単層成形法等が利用され、石灰質原料、珪酸質原料、繊維質原料及び無機充填材を含有してなる原料スラリーから成形された成形体を、通常は圧力容器内で飽和水蒸気により反応硬化することにより珪酸カルシウム板が製造されている。
【０００３】
しかし、特に抄造法において、例えば嵩比重１.０以下の軽量珪酸カルシウム板を製造する場合には、水熱反応前の成形体の強度が弱く、また、含有水分量が多いため、水熱反応中に余剰水の熱膨張が生じたり、蒸気圧が高くなり、層間剥離やパンクと言った問題が生ずることがある。
【０００４】
これらの問題を防止するため、成形後にプレスを行い、その後に水熱反応を行ったり、水熱反応中にターンバックルを用いて締め付けるという方法が行われているが、これらの方法を講ずると嵩比重が高くなったり、製造に人手が掛かるといった欠点があった。
【０００５】
また、特開平６−287083号公報に示されている余剰水の除去方法もあるが、特殊な圧力容器あるいは蒸気の過熱器を必要とするため一般的な方法とは言えない。
【０００６】
そこで、本発明者らは、石灰質原料１７〜５０重量％、珪酸質原料１５〜４５重量％、繊維質原料２〜８重量％及び無機質充填材５〜３０重量％を含有してなる原料スラリーを所定の形状に成形後、得られた成形体を圧力容器内で水熱反応させることからなる軽量珪酸カルシウム板の製造方法において、珪酸質原料の一部として比表面積１ｍ2／ｇ以上の非晶質珪酸原料または珪酸塩原料の１種または２種以上を２〜２０重量％使用し、且つ成形体を水熱反応させる前に、成形体を(養生温度−１５)×養生時間＝１２０℃・時間以上となる条件下で１次養生することを特徴とする軽量珪酸カルシウム板の製造方法を既に提案している(特願平６−323225号)。この軽量珪酸カルシウム板の製造方法によれば、水熱反応中の層間剥離やパンクを防止することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法では、嵩比重が０.８０±０.５程度のものは作製することができるが、０.７０以下の嵩比重を有する珪酸カルシウム板を製造することはできなかった。
【０００８】
また、嵩比重が０.７０以下の珪酸カルシウム板を製造する方法として、珪酸カルシウム板を製造するための原料スラリーを構成する石灰質原料及び珪酸質原料の一部を予めゲル化して原料スラリーに添加する方法も行われている。しかし、このゲルを添加する方法においても、抄造法により積層した板では層間剥離やパンクと言った問題点がある。
【０００９】
従って、本発明の目的は、ゲル化用石灰質原料とゲル化用珪酸質原料とからなるゲルを使用する嵩比重０.７０以下の珪酸カルシウム板の製造方法において、水熱反応の前に、１次養生を行い、成形体の強度を向上することにより、上述の欠点を解決し、水熱反応中に剥離やパンクを生ずることがなく、優れた層間剥離強度を有する嵩比重０.７０以下の珪酸カルシウム板及びその製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、固形分として石灰質原料５〜３５重量％、珪酸質原料５〜４０重量％、繊維質原料２〜８重量％、無機質充填材５〜４０重量％、及びゲル化用石灰質原料２〜２０重量％及びゲル化用珪酸質原料３〜２５重量％とから得られたゲルを含有してなる原料スラリーを抄造法により積層して成形後、得られた成形体を圧力容器内で水熱反応させることからなる珪酸カルシウム板の製造方法において、珪酸質原料の一部として比表面積が１ｍ２／ｇ以上の非晶質珪酸原料または珪酸塩原料の１種または２種以上を２〜２０重量％使用し、且つ成形体を水熱反応させる前に、成形体を（養生温度−１５）×養生時間＝１２０℃・時間以上となる条件下で１次養生して該成形体の湿潤状態の曲げ強度を７ｋｇ／ｃｍ２以上且つ１次養生前の湿潤状態の曲げ強度の１．３倍以上とすることを特徴とする嵩比重０．７０以下の珪酸カルシウム板の製造方法を提供することにある。
【００１１】
また、本発明は、固形分として石灰質原料５〜３５重量％、珪酸質原料５〜４０重量％、繊維質原料２〜８重量％、無機質充填材５〜４０重量％、及びゲル化用石灰質原料２〜２０重量％及びゲル化用珪酸質原料３〜２５重量％とから得られたゲルを含有してなる原料スラリーを抄造法により積層して成形後、得られた成形体を圧力容器内で水熱反応させることからなる珪酸カルシウム板の製造方法において、珪酸質原料の一部として比表面積が１ｍ２／ｇ以上の非晶質珪酸原料または珪酸塩原料の１種または２種以上を２〜２０重量％使用し、更に、原料スラリーがポルトランドセメント、アルミナセメント及び高炉水砕スラグからなる群から選択される硬化剤を２０重量％以下の量で含有してなり、且つ成形体を水熱反応させる前に、成形体を（養生温度−１０）×養生時間＝１２０℃・時間以上となる条件下で１次養生して該成形体の湿潤状態の曲げ強度を７ｋｇ／ｃｍ２以上且つ１次養生前の湿潤状態の曲げ強度の１．３倍以上とすることを特徴とする嵩比重０．７０以下の珪酸カルシウム板の製造方法を提供することにある。
【００１２】
更に、本発明は、固形分として石灰質原料５〜３５重量％、珪酸質原料５〜４０重量％、繊維質原料２〜８重量％、無機質充填材５〜４０重量％、及びゲル化用石灰質原料２〜２０重量％及びゲル化用珪酸質原料３〜２５重量％より得られたゲルを含有してなる原料スラリーを抄造法により積層して成形後、得られた成形体を圧力容器内で水熱反応させることからなる珪酸カルシウム板の製造方法において、原料スラリーがポルトランドセメント、アルミナセメント及び高炉水砕スラグからなる群から選択される硬化剤を２０重量％以下の量で含有し、且つ成形体を水熱反応させる前に、成形体を（養生温度−１０）×養生時間＝１２０℃・時間以上となる条件下で１次養生して該成形体の湿潤状態の曲げ強度を７ｋｇ／ｃｍ２以上且つ１次養生前の湿潤状態の曲げ強度の１．３倍以上とすることを特徴とする嵩比重０．７０以下の珪酸カルシウム板の製造方法を提供することにある。
【００１４】
【作用】
本発明の珪酸カルシウム板の製造方法に使用される原料スラリーの基本組成は、石灰質原料５〜３５重量％、珪酸質原料５〜４０重量％、繊維質原料２〜８重量％、無機質充填材５〜４０重量％、及びゲル化用石灰質原料２〜２０重量％及びゲル化用珪酸質原料３〜２５重量％より得られたゲルを含有してなる慣用のものである。また、上記原料スラリーは２０重量％までの硬化剤を含有するものであってもよい。
【００１５】
ここで、石灰質原料としては、例えば消石灰、生石灰等を使用することができる。なお、石灰質原料の配合量が５重量％未満であったり、３５重量％を超えると曲げ強度が低く、吸水による寸法変化率が大きくなるために好ましくない。
【００１６】
また、珪酸質原料としては、例えば珪砂、フライアッシュ等を使用することができる。なお、珪酸質原料の配合量が５重量％未満であったり、４０重量％を超えると曲げ強度が低く、吸水による寸法変化率が大きくなるために好ましくない。
【００１７】
更に、繊維質原料としては、例えばセルロース繊維、ポリプロピレン、ビニロン、ガラスファイバー、カーボンファイバー等を使用することができる。なお、繊維質原料の配合量が２重量％未満であると、曲げ強度が低くなるために好ましくなく、また、８重量％を超えると不燃性でなくなるために好ましくない。なお、ポリプロピレン、ビニロン、ガラスファイバー、カーボンファイバー等を使用する場合、それらの配合量は５重量％以下とする必要がある。
【００１８】
また、無機質充填材としては、例えばパーライト、ウォラストナイト、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、石膏等を使用することができる。なお、無機質充填材の配合量が５重量％未満であると、吸水による寸法変化率が大きくなるために好ましくなく、また、４０重量％を超えると曲げ強度が低下するために好ましくない。
【００１９】
更に、本発明方法においては、上述のような成分配合を有する原料スラリーの珪酸質原料の一部として比表面積１ｍ2／ｇ以上の非晶質珪酸原料または珪酸塩原料を使用することができる。ここで、本明細書に記載する「比表面積」は、Ｎ2ガス吸着法により測定したものを言う。非晶質珪酸原料または珪酸塩原料の比表面積が１ｍ2／ｇ未満であると、反応性が悪く、水熱反応前にグリーンシートに充分な強度を付与することができないために好ましくない。
【００２０】
また、比表面積１ｍ2／ｇ以上の非晶質珪酸原料または珪酸塩原料の配合量は２〜２０重量％の範囲内である。該配合量が２重量％未満では、強度発現性が悪いために好ましくなく、また、２０重量％を超えると、濾水性が低下し、生産効率が低下するために好ましくない。なお、比表面積が１〜１０ｍ2／ｇの範囲内の原料を使用する場合には、その配合量は１０重量％以上が好ましく、１０〜１００ｍ2／ｇの範囲内の原料を使用する場合には、その配合量は５重量％以上が好ましく、１００ｍ2／ｇ以上の原料を使用する場合には、その配合量は２重量％以上が好ましい。
【００２１】
比表面積１ｍ2／ｇ以上の非晶質珪酸原料としては例えば珪藻土、シリコンダスト、フライアッシュ、ホワイトカーボン等を挙げることができる。また、比表面積１ｍ2／ｇ以上の珪酸塩原料としては例えばゼオライト、パイロフィライト、アロフェン、モンモリロナイト鉱物、緑泥石鉱物、アタパルジャイト等が挙げられる。なお、これらの原料は２種以上を併用することができる。
【００２２】
なお、本発明方法においては、原料スラリーに２〜２０重量％のゲル化用石灰質原料と３〜２５重量％のゲル化用珪酸質原料とを予め例えば７５〜９５℃の温度で、例えば１.５〜４時間にわたりゲル化することにより得られるゲルを使用することが必須である。珪酸カルシウム板を製造するための原料スラリーに、上述のようなゲルを使用すると、嵩比重０.７０以下の珪酸カルシウム板を容易に製造することができる。なお、ゲル化用石灰質原料及びゲル化用珪酸質原料は共に特に限定されるものではなく、慣用のいずれのものを用いてもよい。ゲル化用石灰質原料としては例えば消石灰、生石灰等を用いることができ、また、ゲル化用珪酸質原料としては例えば珪藻土、シリコンダスト、フライアッシュ、ホワイトカーボン等を用いることができる。
【００２３】
更に、本発明方法においては、原料スラリーに硬化剤を配合することもできる。硬化剤は、１次養生により曲げ強度を向上させるものであり、例えばポルトランドセメント、アルミナセメント、高炉水砕スラグ等を使用することができる。硬化剤を配合する場合、その配合量は２０重量％以下、好ましくは３〜２０重量％の範囲内である。硬化剤の配合量が２０重量％を超えると珪酸カルシウム板の嵩比重が高くなり、嵩比重０.７０以下の珪酸カルシウム板を製造することができないために好ましくない。また、３重量％未満では添加効果が得られないこともある。
【００２４】
本発明方法によれば、比表面積１ｍ2／ｇ以上の非晶質珪酸原料または珪酸塩原料を含有するか、または含有せず、更に、硬化剤を含有するか、または含有せず、原料スラリーの一部としてゲルを使用した上述のような原料スラリーを抄造法により積層して成形する。本発明方法において、この抄造法は特に限定されるものではなく、慣用の任意の方法を採ることができる。
【００２５】
本発明方法の特徴は、上述のようにして得られた成形体をそのまま水熱反応させるのではなく、１次養生することにある。ここで、原料スラリーが硬化剤を含有しない場合には、１次養生は、(養生温度−１５)×養生時間＝１２０℃・時間以上となるような条件下で行う。１次養生の条件が１２０℃・時間未満であると、養生不足で成形体に充分な強度を付与することができないために好ましくない。なお、１次養生は、１５℃を超える養生温度を必要とし、３０〜８０℃の範囲内の養生温度、２４０℃・時間以上の条件下で１次養生を行うことが好ましい。また、原料スラリーが硬化剤を含有するものである場合には、１次養生は、(養生温度−１０)×養生時間＝１２０℃・時間以上となるような条件下で行うことができる。これは石灰質原料と珪酸質原料、特に、非晶質珪酸原料、珪酸塩原料との反応に比べ、硬化剤の反応は低温でも進行し易いためである。なお、１次養生は、１５℃を超える養生温度を必要とし、２５〜８０℃の範囲内の養生温度、２４０℃・時間以上の条件下で１次養生を行うことが好ましい。
【００２６】
このような１次養生を行うことにより、成形体の湿潤状態の曲げ強度を７ｋｇ／ｃｍ２以上で、且つ１次養生前の湿潤状態の成形体の曲げ強度（以下、「１次養生前の成形体の曲げ強度」という）の１．３倍以上にまで上昇させることができる。
【００２７】
上述のような１次養生を行った後の成形体は、慣用の水熱反応条件下で水熱反応させ、その後の慣用の工程を経て珪酸カルシウム板とすることができる。なお、水熱反応は、圧力容器中、飽和水蒸気下で温度１５０〜２００℃、好ましくは１７０〜１９０℃で、５〜２０時間、好ましくは８〜１２時間の条件下で行うことができる。
【００２８】
上述のような本発明方法により製造された嵩比重０.７０以下の珪酸カルシウム板は、層間剥離強度(絶乾状態)が曲げ強度(絶乾状態)の３％以上と非常に優れた値を示すものとなる。なお、曲げ強度はＪＩＳ  Ａ５４１８に準じて３号試験片で試験した結果であり、層間剥離試験は３０×３０ｍｍで行った結果である。
【００２９】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明方法の珪酸カルシウム板の製造方法を更に説明する。
実施例、比較例
表１に示す割合で原料を配合し、１２倍の水で混合、撹拌した。なお、ゲルは、重量比１：１の消石灰と珪藻土とを、水比５倍、９０℃、２時間の条件でゲル化したものを使用した。なお、表中のゲルの配合量は固形分換算量として示した。  更に、水を加えて固形分濃度約３重量％の原料スラリーとし、６ｍｍの厚さに抄造した。
次に、表１に記載する温度、時間で１次養生した後、圧力容器中、飽和水蒸気下で１８０℃、１０時間の条件で水熱反応を行った。
表１に、抄造直後の成形体の曲げ強度、１次養生後の成形体の曲げ強度、水熱反応後の嵩比重、曲げ強度並びに層間剥離強度(共に絶乾状態)を示す。
【００３０】
【表１】
0003768262.tif 000002
【００３１】
表１中、シリコンダストはＮ2ガス吸着法による比表面積が２０ｍ2／ｇのものであり、ゼオライトは比表面積が６.５ｍ2／ｇのものであり、珪藻土は比表面積が２.０ｍ2／ｇのものである。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の珪酸カルシウム板の製造方法によれば、原料スラリーを抄造法により成形し、１次養生することにより成形体に強度を付与することができ、それによって水熱反応中の成形体の剥離、パンクを防止できると共に得られる嵩比重０.７０以下の珪酸カルシウム板の層間剥離強度を向上させることができるという効果を奏するものである。