けい酸カルシウム板の製造方法
【課題】原料として価格の高い針状ワラストナイトを多量に使用しなくとも、耐熱性に優れたけい酸カルシウム板が得られるトバモライト系けい酸カルシウム板の製造方法を提供する。
【解決手段】トバモライト系けい酸カルシウム板の製造方法は、予め合成したトバモライトスラリーを固形分として１〜１５質量％、セメント、石灰質原料及びけい酸質原料からなる群から選択されるマトリックス形成用原料３０〜５０質量％、充填材２５〜５０質量％、繊維原料３〜１０質量％及び針状ワラストナイト３〜１０質量％を湿式で混合し、所定の形状に成形した後、水熱養生を行うことによりけい酸カルシウム水和物を形成して硬化させることからなるトバモライト系けい酸カルシウム板の製造方法である。
【解決手段】トバモライト系けい酸カルシウム板の製造方法は、予め合成したトバモライトスラリーを固形分として１〜１５質量％、セメント、石灰質原料及びけい酸質原料からなる群から選択されるマトリックス形成用原料３０〜５０質量％、充填材２５〜５０質量％、繊維原料３〜１０質量％及び針状ワラストナイト３〜１０質量％を湿式で混合し、所定の形状に成形した後、水熱養生を行うことによりけい酸カルシウム水和物を形成して硬化させることからなるトバモライト系けい酸カルシウム板の製造方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として建材として使用するトバモライト系けい酸カルシウム板の製造方法に関し、更に詳細には耐熱性に優れたトバモライト系けい酸カルシウム板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
けい酸カルシウム板は、軽量で強度が高く、不燃性にも優れていることから、建材として広く使用されている。このようなけい酸カルシウム板は、石灰質原料とけい酸質原料とをオートクレーブ中で水熱養生し、けい酸カルシウム水和物を生成させてマトリックスを形成することにより製造されている。生成されるけい酸カルシウム水和物は、トバモライト（５ＣａＯ・６ＳｉＯ２・５Ｈ２Ｏ）やゾノトライト（６ＣａＯ・６ＳｉＯ２・Ｈ２Ｏ）があるが、建材用けい酸カルシウム板は、トバモライト系であることが多い。また、繊維原料が、製造工程における成形助材としての役割と、製品強度等の物性を高めるために使用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、繊維状ウオラストナイト、パルプ、予め水熱合成によって得られたけい酸カルシウム結晶スラリー、けい酸原料および石灰原料に多量の水を加えてスラリー状混合物となし、このスラリー状原料混合物をゲル化処理することなく抄造し、得られた生板を蒸熱処理したのち乾燥することを特徴とする抄造によるアスベストフリーけい酸カルシウム板の製造方法（第１項）；繊維状ウオラストナイトの配合量が、全原料重量（固形分）に対して１０〜３０％である特許請求の範囲第１項記載の製造方法（第２項）；パルプの配合量が、全原料重量（固形分）に対して２〜１０％である特許請求の範囲第１項又は第２項記載の製造方法（第３項）；けい酸カルシウム結晶スラリーの配合量が、全原料重量（固形分）に対して固形分で１０〜３０％である特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項記載の製造方法（第４項）が開示されている。また、特許文献１の５欄１１〜１７行には、「けい酸原料としては、例えばけい石、けい藻土、シラス、フェロシリコンダスト、シリコンダスト等が使用され、また石灰原料としては、例えば消石灰、生石灰、カーバイト滓、セメント等が使用される。これらのけい酸及び石灰原料は、ＣａＯ／ＳｉＯ２がモル比で０．７〜１．２となる範囲で配合できる。」旨の記載がある。
【０００４】
また、特許文献２には、珪酸質原料中の珪藻土の配合量が４０重量％以上で、かつ、全原料中の該珪藻土の配合量が１５重量％〜８０重量％である珪酸質原料（Ａ）と石灰質原料（Ｂ）と補強用繊維（Ｃ）とを有する原料スラリーを成形した後、オートクレーブ処理してなる吸放湿性能を有する珪酸カルシウム質成形体（請求項１）；珪藻土を含む珪酸質原料（Ａ）と石灰質原料（Ｂ）と補強用繊維（Ｃ）とを有する原料スラリーを成形した後、オートクレーブ処理してなる珪酸カルシウム質成形体であって、温度２５℃で相対湿度を５０％から９０％にしたときの２４時間後の吸湿量が２００ｇ／ｍ２以上であることを特徴とする吸放湿性能を有する珪酸カルシウム質成形体（請求項２）；珪酸質原料は、該珪酸質原料中の珪藻土の配合量が１５重量％〜８０重量％であることを特徴とする請求項２に記載の吸放湿性能を有する珪酸カルシウム質成形体（請求項３）が開示されている。また、特許文献２の［００１３］には、「石灰質原料はＣａＯ成分を供給するものであり、例えば消石灰、生石灰、ポルトランドセメント等が使用できる。珪酸質原料と石灰質原料の割合は特に限定されないが、珪酸カルシウム質マトリックスの生成のため、Ｃ／Ｓ（珪酸質原料のモル数に対する石灰質原料のモル数の比）が０．２〜１．２が好ましい。」旨の記載もある。
【０００５】
上述のようなけい酸カルシウム板の製造方法において、石灰質原料のＣａＯ成分とけい酸質原料のＳｉＯ２成分とのモル比（Ｃ／Ｓ）の設定は、一般的にマトリックスを形成するけい酸カルシウム水和物のＣ／Ｓに近い値、例えばトバモライトの場合であると０．８を中心として、また、ゾノトライトの場合であると１．０を中心として上述のように０．２〜１．２に設定されている。これは、マトリックスとなるけい酸カルシウム水和物をより多く生成させることにより、製品の物性を高めることができると考えられているためである。
【０００６】
また、けい酸カルシウム板は、耐火壁を構成する壁材としても広く使用されている。この用途においては、特に加熱収縮率が小さいことが重要である。即ち、加熱収縮率が大きいと、けい酸カルシウム板の繋ぎ目部分（目地部）が開いたり、加熱収縮によってけい酸カルシウム板に亀裂が発生し、目地部や亀裂から火炎が内部に入り込むことにより、耐火壁としての性能が損なわれたり、亀裂が拡大してけい酸カルシウム板が脱落することがあり、耐火壁の性能が著しく低下する。マトリックスであるけい酸カルシウム水和物の耐熱性はゾノトライトの方がトバモライトよりも優れているが、水熱養生の際により多くのエネルギーを必要とする。また、けい酸カルシウム板の加熱収縮率を低下させる方法としては、例えば原料の一つとして針状ワラストナイトを多く使用することが知られている。
【０００７】
例えば、特許文献３には、ケイ酸カルシウム水和物からなるマトリックスと繊維とを含有してなるケイ酸カルシウム材において、前記ケイ酸カルシウム水和物は、トバモライトとゾノトライトとからなるとともに、前記ゾノトライトの（００１）面のＸ線回折強度と前記トバモライトの（００２）面のＸ線回折強度との比が、前者／後者として０．３〜５．０であり、前記ケイ酸カルシウム材は、前記繊維として２０〜６０質量％の範囲の針状ワラストナイトおよび１〜１０質量％の範囲のセルロースパルプを含有することにより、１２００℃における加熱残存収縮率が５％以下であることを特徴とするケイ酸カルシウム材（請求項１）；石灰質原料、ケイ酸質原料、繊維原料および水を混合し、原料スラリーを形成し、前記原料スラリーを加熱養生し加圧脱水成形してケーキを形成し、前記ケーキをオートクレーブ養生して硬化させる工程を有するケイ酸カルシウム材の製造方法において、前記石灰質原料とケイ酸質原料のＣａＯ／ＳｉＯ２のモル比を０．９〜１．１とし、前記繊維原料として、前記ケイ酸カルシウム材に占める比率が２０〜６０質量％の範囲の針状ワラストナイトおよび１〜１０質量％の範囲のセルロースパルプを使用し、前記加熱養生の加熱温度は８０〜１００℃であり、前記加圧脱水成形における圧力は２ＭＰａ〜１０ＭＰａであり、前記オートクレーブ養生は温度が１９０〜２１０℃、かつ養生時間が５時間〜１５時間であることにより、ケイ酸カルシウム水和物からなるマトリックスと繊維とを含有してなるケイ酸カルシウム材を形成し、ここで前記ケイ酸カルシウム水和物は、トバモライトとゾノトライトとからなるとともに、前記ゾノトライトの（００１）面のＸ線回折強度と前記トバモライトの（００２）面のＸ線回折強度との比が、前者／後者として０．３〜５．０であり、かつ前記ケイ酸カルシウム材は、１２００℃における加熱残存収縮率が５％以下であることを特徴とするケイ酸カルシウム材の製造方法（請求項４）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公昭５５−４９０２３号公報
【特許文献２】特開２００２−２２６２５５号公報
【特許文献３】特開２００３−１０４７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、けい酸カルシウム板の耐熱性及び断熱性を向上するために、けい酸カルシウム板に針状ワラストナイトを多量に配合すると、針状ワラストナイトは価格が高いことから、得られるけい酸カルシウム板がコスト高となるという問題点がある。
【００１０】
従って、本発明の目的は、原料として価格の高い針状ワラストナイトを多量に使用しなくとも、耐熱性に優れたけい酸カルシウム板が得られるトバモライト系けい酸カルシウム板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、トバモライト系けい酸カルシウム板において、トバモライトを多く生成させることが、必ずしもけい酸カルシウム板の耐熱性を高めることにはならないことを見出した。そして、マトリックス形成用原料＋予め合成したトバモライトスラリーのＣａＯ／ＳｉＯ２モル比を、１．２超え、１．６以下とすること、かつけい酸質原料のブレーン値を６０００ｃｍ２／ｇ以上とし、かつブレーン値が６０００ｃｍ２／ｇ〜１５０００ｃｍ２／ｇの範囲の結晶質シリカを、けい酸質原料の５０質量％以上使用し、更に、結晶質シリカのブレーン値（Ｘ）に対する予め合成したトバモライトスラリー＋マトリックス形成用原料のＣａＯ／ＳｉＯ２モル比（Ｙ）を
２．３×１０−５×Ｘ＋１．１＜Ｙ＜２．３×１０−５×Ｘ＋１．３
の範囲内とすることにより、価格の高い針状ワラストナイトを多量に使用しなくても、耐熱性に優れ、かつ曲げ強度等の他の物性も従来のトバモライト系けい酸カルシウム板と遜色のないトバモライト系けい酸カルシウム板を製造することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
即ち、本発明のトバモライト系けい酸カルシウム板の製造方法は、予め合成したトバモライトスラリーを固形分として１〜１５質量％、セメント、石灰質原料及びけい酸質原料からなる群から選択されるマトリックス形成用原料３０〜５０質量％、充填材２５〜５０質量％、繊維原料３〜１０質量％及び針状ワラストナイト３〜１０質量％を湿式で混合し、所定の形状に成形した後、水熱養生を行うことによりけい酸カルシウム水和物を形成して硬化させることからなるトバモライト系けい酸カルシウム板の製造方法であって、予め合成したトバモライトスラリー＋マトリックス形成用原料のＣａＯ／ＳｉＯ２モル比が１．２を超え、１．６未満の範囲内にあり、マトリックス形成用原料のけい酸質原料はブレーン値が６０００ｃｍ２／ｇ以上であり、けい酸質原料の５０質量％以上がブレーン値６０００〜１５０００ｃｍ２／ｇの範囲内の結晶質シリカであり、結晶質シリカのブレーン値（Ｘ）に対する予め合成したトバモライトスラリー＋マトリックス形成用原料のＣａＯ／ＳｉＯ２モル比（Ｙ）が
２．３×１０−５×Ｘ＋１．１＜Ｙ＜２．３×１０−５×Ｘ＋１．３
の範囲内にあり、得られるトバモライト系けい酸カルシウム板の曲げ強度が８Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、針状ワラストナイトの使用量が３〜１０質量％と少量であっても、曲げ強度に優れ、かつ９００℃の加熱残存収縮率が１．２％以下という、耐熱性に優れたトバモライト系けい酸カルシウム板を安価かつ容易に製造することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明品４のトバモライト系けい酸カルシウム板の組織を示す走査型電子顕微鏡写真である。
【図２】比較品４のけい酸カルシウム板の組織を示す走査型電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本明細書において、用語「トバモライト系けい酸カルシウム板」とは、トバモライト、またはトバモライトと結晶度の低いけい酸カルシウム水和物とをマトリックスとする板状成形体を意味する。
【００１６】
本発明のトバモライト系けい酸カルシウム板の製造方法において、後述する繊維原料、充填材及び針状ワラストナイト以外の原料、即ち、予め合成したトバモライトスラリーとマトリックス形成用原料は、マトリックスを形成するための原料である。
【００１７】
本発明のトバモライト系けい酸カルシウム板の製造方法において、原料の一つとして予め合成したトバモライトスラリー（以下、「合成トバモライト」という）を用いる。合成トバモライトは、けい酸カルシウム板の製造工程における成形性を向上させるために、あるいは得られたけい酸カルシウム板の強度等の物性を向上させるために用いられる原料である。また、合成トバモライトは、後述するオートクレーブ養生によりマトリックス形成用原料を反応させてマトリックスを形成する際、マトリックスに組み込まれてマトリックスの一部を構成する原料でもある。本発明の製造方法において、合成トバモライトには結晶度が低いけい酸カルシウム水和物が混在していても、特に問題はない。合成トバモライト（合成トバモライトに結晶度の低いけい酸カルシウム水和物が混在している場合には、その合計）の配合割合は、固形分として、１〜１５質量％、好ましくは３〜１３質量％である。ここで、合成トバモライトの配合割合が固形分として１質量％未満であると、成形性向上効果が発揮されないために好ましくなく、また、該配合割合が固形分として１５質量％を超えると、強度が低下するために好ましくない。
【００１８】
合成トバモライトは、石灰質原料及びけい酸質原料を水とともに混合し、高温高圧下での水熱合成により生成させることができる。石灰質原料としては、生石灰、消石灰等を使用することができ、けい酸質原料としては、けい石、けい藻土、マイクロシリカ、シリカヒューム等を使用することができるが、特に、けい石が好適である。合成トバモライトの製造は、例えば次のようにして行うことができる。石灰質原料とけい酸質原料とを、例えばＣａＯ／ＳｉＯ２モル比を０．３〜１．２となるように配合し、この配合物に対し、質量比で５〜２０倍、好ましくは７〜１６倍の水を加え、混合分散して原料スラリーとし、この原料スラリーを攪拌可能な圧力容器内にて１５０〜２１０℃の温度で、１〜１２時間にわたり水熱合成を行う。このようにして、スラリー状の合成トバモライトを得ることができる。合成トバモライトは、スラリー状のまま原料として使用することができる。なお、合成トバモライトの平均粒子径は、３０μｍ〜１００μｍ、好ましくは５０μｍ〜９０μｍの範囲内である。
【００１９】
次に、マトリックスであるトバモライトを形成するためのマトリックス形成用原料は、セメント、石灰質原料、けい酸質原料からなる群から選択される。石灰質原料としては、けい酸カルシウム成形体用の原料として従来から公知の原料を使用すればよい。例えば、消石灰や生石灰等を使用することができる。一方、けい酸質原料はブレーン値が６０００ｃｍ２／ｇ以上のものを使用し、かつブレーン値が６０００ｃｍ２／ｇ〜１５０００ｃｍ２／ｇの範囲の結晶質シリカを、けい酸質原料の５０質量％以上使用することが重要である。特に、結晶質シリカは、ブレーン値が１００００ｃｍ２／ｇ〜１５０００ｃｍ２／ｇの範囲であるのがよい。けい酸質原料のブレーン値が６０００ｃｍ２／ｇ未満であると、本発明の効果が得にくいために好ましくない。また、けい酸質原料に占める結晶質シリカの配合比率が５０質量％未満の場合も、本発明の効果を得にくいために好ましくない。また、結晶質シリカのブレーン値が１５０００ｃｍ２／ｇを上回ると、熱収縮が増大することがあるために好ましくない。前記条件を充足する結晶質シリカとしては、微粉化した珪石粉を挙げることができる。けい酸質原料としてブレーン値が６０００ｃｍ２／ｇ以上の非晶質シリカ（例えば、けい藻土、シリカヒューム等）もけい酸質原料として使用することができるが、けい酸質原料に占める配合比率は５０質量％以下とすることが好ましい。
【００２０】
また、マトリックス形成用原料としてポルトランドセメントのようなセメントを使用することもできる。セメントは、石灰質原料とけい酸質原料の両方の役割を果たす原料であるが、ブレーン値が６０００ｃｍ２／ｇ以上のけい酸質原料には該当しない。
【００２１】
なお、マトリックス形成用原料の配合割合は、３０〜５０質量％、好ましくは３０〜４５質量％の範囲内である。ここで、マトリックス形成用原料の配合割合が３０質量％未満であると、強度が低下するために好ましくなく、また、該配合割合が５０質量％を超えると、熱収縮が増大するために好ましくない。
【００２２】
なお、合成トバモライト＋マトリックス形成用原料のＣａＯ／ＳｉＯ２モル比は、１．２を超え、１．６以下となるように、合成トバモライト並びにマトリックス形成用原料のセメント、石灰質原料、けい酸質原料を配合することが重要である。該ＣａＯ／ＳｉＯ２モル比が１．２以下であると、得られるトバモライト系けい酸カルシウム板の耐熱性の改善効果が少ないために好ましくない。また、該ＣａＯ／ＳｉＯ２モル比が１．６を超えると、得られるトバモライト系けい酸カルシウム板の強度が低下するために好ましくない。
【００２３】
更に、前記結晶質シリカのブレーン値をＸとし、予め合成したトバモライトスラリー＋マトリックス形成用原料のＣａＯ／ＳｉＯ２モル比をＹとした時、結晶質シリカのブレーン値（Ｘ）に対する予め合成したトバモライトスラリー＋マトリックス形成用原料のＣａＯ／ＳｉＯ２モル比（Ｙ）を
２．３×１０−５×Ｘ＋１．１＜Ｙ＜２．３×１０−５×Ｘ＋１．３
の範囲内とする。ここで、Ｙが２．３×１０−５×Ｘ＋１．１以下であると、熱収縮が増大するために好ましくなく、また、２．３×１０−５×Ｘ＋１．３以上であると、得られるトバモライト系けい酸カルシウム板の曲げ強度が低下するために好ましくない。
【００２４】
本発明の製造方法において、原料の一つとして充填材を用いる。充填材は、トバモライト系けい酸カルシウム板の製造工程における成形性を向上させ、また、得られるトバモライト系けい酸カルシウム板の強度や耐熱性等の物性を向上させることができ、更に、けい酸カルシウム板廃材の粉砕粉も使用できることから廃棄物の減容化にも寄与する。充填材としては、例えばマイカ粉、炭酸カルシウム粉、石膏粉、ドロマイト粉、粉末状ワラストナイト、けい酸カルシウム板廃材の粉砕粉等からなる群から選択される１種または２種以上を用いることができる。充填材の配合量は、２５〜５０質量％、好ましくは３０〜４５質量％の範囲である。ここで、充填材の配合量が、２５質量％未満であると、充填材の配合効果が発現しないために好ましくなく、また、５０質量％を超えると、強度が低下するために好ましくない。
【００２５】
本発明の製造方法においては、原料の一つとして繊維原料を用いる。繊維原料は、けい酸カルシウム板の強度等の物性を向上させる役割と、成形助材としての役割を担っている。繊維原料としては、例えばパルプ等の有機繊維、炭素繊維、ガラス繊維等の無機繊維を使用することができる。なお、パルプとしては例えばカナディアンフリーネスが５０〜７００ｃｃ程度であることが、けい酸カルシウム板の製造を円滑に行う上で好ましい。
【００２６】
繊維原料の配合割合は、３〜１０質量％、好ましくは４〜９質量％の範囲内である。繊維原料の配合割合が３質量％未満であると、強度等が低下するために好ましくない。また、繊維原料の配合割合が１０質量％を超えると、成形を行いにくくなるほか、得られるトバモライト系けい酸カルシウム板の表面が粗雑になることがあるために好ましくない。
【００２７】
本発明の製造方法においては、原料の一つとして針状ワラストナイトを用いる。針状ワラストナイトの配合量は３〜１０質量％、好ましくは５〜９質量％の範囲内である。本発明の製造方法によれば、針状ワラストナイトを３〜１０質量％のような少量で使用しても９００℃の加熱残存収縮率が１．２％以下という、耐熱性に優れたトバモライト系けい酸カルシウム板を製造することができる。ここで、針状ワラストナイトの配合量が３質量％未満であると、熱収縮が増大するために好ましくなく、また、針状ワラストナイトの配合量が１０質量％を超えると、原料コストの上昇に見合うだけの耐熱性の改善効果が得られないために好ましくない。
【００２８】
上記した各原料に水を加えて均一に混合して原料スラリーを得、この原料スラリーを成形することにより未硬化状態の成形体を得ることができる。原料を混合する際に添加される水の配合量は、原料スラリーの成形方法により異なり、例えば、成形方法として押出成形法を用いる場合は、原料固形分１００質量部に対して２０〜５０質量部の範囲であり、成形方法としてモールド・プレス法を用いる場合は、５００〜１５００質量部の範囲であり、成形方法として抄造法を用いる場合は、１０００〜４０００質量部の範囲とすることが好ましい。なお、成形方法としては、上述のように押出成形法、モールド・プレス法、抄造法のような公知の方法を使用することができるが、抄造法を使用することが好適である。
【００２９】
得られた未硬化状態の成形体を水熱養生することにより、セメント、石灰質原料、けい酸質原料及び水分が反応し、けい酸カルシウム水和物が形成されるとともに、合成トバモライトが水熱反応に際してマトリックスの一部に組み込まれることにより、トバモライトと結晶度の低いけい酸カルシウム水和物とからなるトバモライト系マトリックスを形成し、未硬化状態の成形体が硬化する。水熱養生は、オートクレーブを用い、所定の温度の飽和水蒸気圧力下において所定時間行う。その条件は、１５０〜２００℃の飽和水蒸気圧力で２〜２０時間である。
【００３０】
上述のような本発明の製造方法により得られたトバモライト系けい酸カルシウム板は、８Ｎ／ｍｍ２以上の曲げ強度を有し、また、１．２％以下の９００℃の加熱残存収縮率を有する。
【実施例】
【００３１】
以下に、実施例を挙げて本発明のトバモライト系けい酸カルシウム板の製造方法を更に説明する。
実施例及び比較例に使用した原料は下記の通りである：
合成トバモライト１
生石灰（ＣａＯ含量９４．３質量％）３５質量％、ブレーン値１００００ｃｍ２／ｇのけい石粉末（ＳｉＯ２含量９４．４質量％）６５質量％（ＣａＯ／ＳｉＯ２モル比＝０．５８）よりなる混合物１００質量部に水１０００質量部を加えて混合分散することにより原料スラリーを得、この原料スラリーをオートクレーブ中１９０℃で、２時間にわたり水熱合成を行うことにより合成トバモライト（固形分含量：８．７質量％、平均粒子径：７２μｍ）を得た。
合成トバモライト２
生石灰（ＣａＯ含量９４．３質量％）３３質量％、ブレーン値１００００ｃｍ２／ｇのけい石粉末（ＳｉＯ２含量９４．４質量％）６７質量％（ＣａＯ／ＳｉＯ２モル比＝０．５３）よりなる混合物１００質量部に水１０００質量部を加えて混合分散することにより原料スラリーを得、この原料スラリーをオートクレーブ中１９０℃で、２時間にわたり水熱合成を行うことにより合成トバモライト（固形分含量：８．８質量％、平均粒子径：６９μｍ）を得た。
ポルトランドセメント：ＣａＯ含量６５質量％、ＳｉＯ２含量２２質量％
生石灰：ＣａＯ含量９４．３質量％
けい石粉末Ａ：ブレーン値３５００ｃｍ２／ｇ、ＳｉＯ２含量９４．４質量％
けい石粉末Ｂ：ブレーン値６０００ｃｍ２／ｇ、ＳｉＯ２含量９４．４質量％
けい石粉末Ｃ：ブレーン値１００００ｃｍ２／ｇ、ＳｉＯ２含量９４．４質量％
けい石粉末Ｄ：ブレーン値１５０００ｃｍ２／ｇ、ＳｉＯ２含量９４．４質量％
針状ワラストナイト：長さ０．２５ｍｍ、直径５μｍ、
スクラップ：トバモライト系けい酸カルシウム板製造時に発生する切断屑を粉砕したもの 、及び研磨時に発生する研磨粉
パルプ：カナディアンフリーネス３２０ｃｃ
【００３２】
以下の表１に記載する配合割合にて原料配合物を得、原料配合物の固形分１００質量部に１０００質量部の水を添加、混合して原料スラリーを得た。次に、原料スラリーを抄造法を模したテーブル試験により、プレス圧５ｋｇ／ｃｍ２により脱水プレスすることにより幅１５０ｍｍ、長さ２００ｍｍの生板を得た。
得られた生板をオートクレーブ中１８０℃で８時間保持することにより厚さ８ｍｍのけい酸カルシウム板を得た。得られたけい酸カルシウム板の諸特性を表１に併記する。
【００３３】
【表１】
【００３４】
表１において、曲げ強度は、けい酸カルシウム板を６０℃で２４時間乾燥後、１５０ｍｍ×２００ｍｍサイズによりスパン１５ｃｍ、クロスヘッドスピード１ｍｍ／分により３点曲げ試験法により行ったものである。
また、加熱残存収縮率は、けい酸カルシウム板を６０℃で２４時間乾燥後、長さ２０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ５ｍｍの試験片をＲＩＧＡＫＵ社製熱機械分析装置ＴＭＡ８３１０を用いて、空気中で８℃／分の速度により室温から９００℃まで昇温し、９００℃到達時における６０℃２４時間乾燥後の長さを基準として収縮率を測定したものである。
【００３５】
なお、本発明品４のトバモライト系けい酸カルシウム板の組織を示す走査型電子顕微鏡写真を図１に、比較品４のけい酸カルシウム板の組織を示す走査型電子顕微鏡写真を図２に示す。本発明品４の走査型電子顕微鏡写真からトバモライト結晶が余り成長していないことが判る。これとは反対に、比較品４の走査型電子顕微鏡写真からはトバモライト結晶が高度に成長していることが判る。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の製造方法により得られたトバモライト系けい酸カルシウム板は、主として建材として使用することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として建材として使用するトバモライト系けい酸カルシウム板の製造方法に関し、更に詳細には耐熱性に優れたトバモライト系けい酸カルシウム板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
けい酸カルシウム板は、軽量で強度が高く、不燃性にも優れていることから、建材として広く使用されている。このようなけい酸カルシウム板は、石灰質原料とけい酸質原料とをオートクレーブ中で水熱養生し、けい酸カルシウム水和物を生成させてマトリックスを形成することにより製造されている。生成されるけい酸カルシウム水和物は、トバモライト（５ＣａＯ・６ＳｉＯ２・５Ｈ２Ｏ）やゾノトライト（６ＣａＯ・６ＳｉＯ２・Ｈ２Ｏ）があるが、建材用けい酸カルシウム板は、トバモライト系であることが多い。また、繊維原料が、製造工程における成形助材としての役割と、製品強度等の物性を高めるために使用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、繊維状ウオラストナイト、パルプ、予め水熱合成によって得られたけい酸カルシウム結晶スラリー、けい酸原料および石灰原料に多量の水を加えてスラリー状混合物となし、このスラリー状原料混合物をゲル化処理することなく抄造し、得られた生板を蒸熱処理したのち乾燥することを特徴とする抄造によるアスベストフリーけい酸カルシウム板の製造方法（第１項）；繊維状ウオラストナイトの配合量が、全原料重量（固形分）に対して１０〜３０％である特許請求の範囲第１項記載の製造方法（第２項）；パルプの配合量が、全原料重量（固形分）に対して２〜１０％である特許請求の範囲第１項又は第２項記載の製造方法（第３項）；けい酸カルシウム結晶スラリーの配合量が、全原料重量（固形分）に対して固形分で１０〜３０％である特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項記載の製造方法（第４項）が開示されている。また、特許文献１の５欄１１〜１７行には、「けい酸原料としては、例えばけい石、けい藻土、シラス、フェロシリコンダスト、シリコンダスト等が使用され、また石灰原料としては、例えば消石灰、生石灰、カーバイト滓、セメント等が使用される。これらのけい酸及び石灰原料は、ＣａＯ／ＳｉＯ２がモル比で０．７〜１．２となる範囲で配合できる。」旨の記載がある。
【０００４】
また、特許文献２には、珪酸質原料中の珪藻土の配合量が４０重量％以上で、かつ、全原料中の該珪藻土の配合量が１５重量％〜８０重量％である珪酸質原料（Ａ）と石灰質原料（Ｂ）と補強用繊維（Ｃ）とを有する原料スラリーを成形した後、オートクレーブ処理してなる吸放湿性能を有する珪酸カルシウム質成形体（請求項１）；珪藻土を含む珪酸質原料（Ａ）と石灰質原料（Ｂ）と補強用繊維（Ｃ）とを有する原料スラリーを成形した後、オートクレーブ処理してなる珪酸カルシウム質成形体であって、温度２５℃で相対湿度を５０％から９０％にしたときの２４時間後の吸湿量が２００ｇ／ｍ２以上であることを特徴とする吸放湿性能を有する珪酸カルシウム質成形体（請求項２）；珪酸質原料は、該珪酸質原料中の珪藻土の配合量が１５重量％〜８０重量％であることを特徴とする請求項２に記載の吸放湿性能を有する珪酸カルシウム質成形体（請求項３）が開示されている。また、特許文献２の［００１３］には、「石灰質原料はＣａＯ成分を供給するものであり、例えば消石灰、生石灰、ポルトランドセメント等が使用できる。珪酸質原料と石灰質原料の割合は特に限定されないが、珪酸カルシウム質マトリックスの生成のため、Ｃ／Ｓ（珪酸質原料のモル数に対する石灰質原料のモル数の比）が０．２〜１．２が好ましい。」旨の記載もある。
【０００５】
上述のようなけい酸カルシウム板の製造方法において、石灰質原料のＣａＯ成分とけい酸質原料のＳｉＯ２成分とのモル比（Ｃ／Ｓ）の設定は、一般的にマトリックスを形成するけい酸カルシウム水和物のＣ／Ｓに近い値、例えばトバモライトの場合であると０．８を中心として、また、ゾノトライトの場合であると１．０を中心として上述のように０．２〜１．２に設定されている。これは、マトリックスとなるけい酸カルシウム水和物をより多く生成させることにより、製品の物性を高めることができると考えられているためである。
【０００６】
また、けい酸カルシウム板は、耐火壁を構成する壁材としても広く使用されている。この用途においては、特に加熱収縮率が小さいことが重要である。即ち、加熱収縮率が大きいと、けい酸カルシウム板の繋ぎ目部分（目地部）が開いたり、加熱収縮によってけい酸カルシウム板に亀裂が発生し、目地部や亀裂から火炎が内部に入り込むことにより、耐火壁としての性能が損なわれたり、亀裂が拡大してけい酸カルシウム板が脱落することがあり、耐火壁の性能が著しく低下する。マトリックスであるけい酸カルシウム水和物の耐熱性はゾノトライトの方がトバモライトよりも優れているが、水熱養生の際により多くのエネルギーを必要とする。また、けい酸カルシウム板の加熱収縮率を低下させる方法としては、例えば原料の一つとして針状ワラストナイトを多く使用することが知られている。
【０００７】
例えば、特許文献３には、ケイ酸カルシウム水和物からなるマトリックスと繊維とを含有してなるケイ酸カルシウム材において、前記ケイ酸カルシウム水和物は、トバモライトとゾノトライトとからなるとともに、前記ゾノトライトの（００１）面のＸ線回折強度と前記トバモライトの（００２）面のＸ線回折強度との比が、前者／後者として０．３〜５．０であり、前記ケイ酸カルシウム材は、前記繊維として２０〜６０質量％の範囲の針状ワラストナイトおよび１〜１０質量％の範囲のセルロースパルプを含有することにより、１２００℃における加熱残存収縮率が５％以下であることを特徴とするケイ酸カルシウム材（請求項１）；石灰質原料、ケイ酸質原料、繊維原料および水を混合し、原料スラリーを形成し、前記原料スラリーを加熱養生し加圧脱水成形してケーキを形成し、前記ケーキをオートクレーブ養生して硬化させる工程を有するケイ酸カルシウム材の製造方法において、前記石灰質原料とケイ酸質原料のＣａＯ／ＳｉＯ２のモル比を０．９〜１．１とし、前記繊維原料として、前記ケイ酸カルシウム材に占める比率が２０〜６０質量％の範囲の針状ワラストナイトおよび１〜１０質量％の範囲のセルロースパルプを使用し、前記加熱養生の加熱温度は８０〜１００℃であり、前記加圧脱水成形における圧力は２ＭＰａ〜１０ＭＰａであり、前記オートクレーブ養生は温度が１９０〜２１０℃、かつ養生時間が５時間〜１５時間であることにより、ケイ酸カルシウム水和物からなるマトリックスと繊維とを含有してなるケイ酸カルシウム材を形成し、ここで前記ケイ酸カルシウム水和物は、トバモライトとゾノトライトとからなるとともに、前記ゾノトライトの（００１）面のＸ線回折強度と前記トバモライトの（００２）面のＸ線回折強度との比が、前者／後者として０．３〜５．０であり、かつ前記ケイ酸カルシウム材は、１２００℃における加熱残存収縮率が５％以下であることを特徴とするケイ酸カルシウム材の製造方法（請求項４）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公昭５５−４９０２３号公報
【特許文献２】特開２００２−２２６２５５号公報
【特許文献３】特開２００３−１０４７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、けい酸カルシウム板の耐熱性及び断熱性を向上するために、けい酸カルシウム板に針状ワラストナイトを多量に配合すると、針状ワラストナイトは価格が高いことから、得られるけい酸カルシウム板がコスト高となるという問題点がある。
【００１０】
従って、本発明の目的は、原料として価格の高い針状ワラストナイトを多量に使用しなくとも、耐熱性に優れたけい酸カルシウム板が得られるトバモライト系けい酸カルシウム板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、トバモライト系けい酸カルシウム板において、トバモライトを多く生成させることが、必ずしもけい酸カルシウム板の耐熱性を高めることにはならないことを見出した。そして、マトリックス形成用原料＋予め合成したトバモライトスラリーのＣａＯ／ＳｉＯ２モル比を、１．２超え、１．６以下とすること、かつけい酸質原料のブレーン値を６０００ｃｍ２／ｇ以上とし、かつブレーン値が６０００ｃｍ２／ｇ〜１５０００ｃｍ２／ｇの範囲の結晶質シリカを、けい酸質原料の５０質量％以上使用し、更に、結晶質シリカのブレーン値（Ｘ）に対する予め合成したトバモライトスラリー＋マトリックス形成用原料のＣａＯ／ＳｉＯ２モル比（Ｙ）を
２．３×１０−５×Ｘ＋１．１＜Ｙ＜２．３×１０−５×Ｘ＋１．３
の範囲内とすることにより、価格の高い針状ワラストナイトを多量に使用しなくても、耐熱性に優れ、かつ曲げ強度等の他の物性も従来のトバモライト系けい酸カルシウム板と遜色のないトバモライト系けい酸カルシウム板を製造することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
即ち、本発明のトバモライト系けい酸カルシウム板の製造方法は、予め合成したトバモライトスラリーを固形分として１〜１５質量％、セメント、石灰質原料及びけい酸質原料からなる群から選択されるマトリックス形成用原料３０〜５０質量％、充填材２５〜５０質量％、繊維原料３〜１０質量％及び針状ワラストナイト３〜１０質量％を湿式で混合し、所定の形状に成形した後、水熱養生を行うことによりけい酸カルシウム水和物を形成して硬化させることからなるトバモライト系けい酸カルシウム板の製造方法であって、予め合成したトバモライトスラリー＋マトリックス形成用原料のＣａＯ／ＳｉＯ２モル比が１．２を超え、１．６未満の範囲内にあり、マトリックス形成用原料のけい酸質原料はブレーン値が６０００ｃｍ２／ｇ以上であり、けい酸質原料の５０質量％以上がブレーン値６０００〜１５０００ｃｍ２／ｇの範囲内の結晶質シリカであり、結晶質シリカのブレーン値（Ｘ）に対する予め合成したトバモライトスラリー＋マトリックス形成用原料のＣａＯ／ＳｉＯ２モル比（Ｙ）が
２．３×１０−５×Ｘ＋１．１＜Ｙ＜２．３×１０−５×Ｘ＋１．３
の範囲内にあり、得られるトバモライト系けい酸カルシウム板の曲げ強度が８Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、針状ワラストナイトの使用量が３〜１０質量％と少量であっても、曲げ強度に優れ、かつ９００℃の加熱残存収縮率が１．２％以下という、耐熱性に優れたトバモライト系けい酸カルシウム板を安価かつ容易に製造することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明品４のトバモライト系けい酸カルシウム板の組織を示す走査型電子顕微鏡写真である。
【図２】比較品４のけい酸カルシウム板の組織を示す走査型電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本明細書において、用語「トバモライト系けい酸カルシウム板」とは、トバモライト、またはトバモライトと結晶度の低いけい酸カルシウム水和物とをマトリックスとする板状成形体を意味する。
【００１６】
本発明のトバモライト系けい酸カルシウム板の製造方法において、後述する繊維原料、充填材及び針状ワラストナイト以外の原料、即ち、予め合成したトバモライトスラリーとマトリックス形成用原料は、マトリックスを形成するための原料である。
【００１７】
本発明のトバモライト系けい酸カルシウム板の製造方法において、原料の一つとして予め合成したトバモライトスラリー（以下、「合成トバモライト」という）を用いる。合成トバモライトは、けい酸カルシウム板の製造工程における成形性を向上させるために、あるいは得られたけい酸カルシウム板の強度等の物性を向上させるために用いられる原料である。また、合成トバモライトは、後述するオートクレーブ養生によりマトリックス形成用原料を反応させてマトリックスを形成する際、マトリックスに組み込まれてマトリックスの一部を構成する原料でもある。本発明の製造方法において、合成トバモライトには結晶度が低いけい酸カルシウム水和物が混在していても、特に問題はない。合成トバモライト（合成トバモライトに結晶度の低いけい酸カルシウム水和物が混在している場合には、その合計）の配合割合は、固形分として、１〜１５質量％、好ましくは３〜１３質量％である。ここで、合成トバモライトの配合割合が固形分として１質量％未満であると、成形性向上効果が発揮されないために好ましくなく、また、該配合割合が固形分として１５質量％を超えると、強度が低下するために好ましくない。
【００１８】
合成トバモライトは、石灰質原料及びけい酸質原料を水とともに混合し、高温高圧下での水熱合成により生成させることができる。石灰質原料としては、生石灰、消石灰等を使用することができ、けい酸質原料としては、けい石、けい藻土、マイクロシリカ、シリカヒューム等を使用することができるが、特に、けい石が好適である。合成トバモライトの製造は、例えば次のようにして行うことができる。石灰質原料とけい酸質原料とを、例えばＣａＯ／ＳｉＯ２モル比を０．３〜１．２となるように配合し、この配合物に対し、質量比で５〜２０倍、好ましくは７〜１６倍の水を加え、混合分散して原料スラリーとし、この原料スラリーを攪拌可能な圧力容器内にて１５０〜２１０℃の温度で、１〜１２時間にわたり水熱合成を行う。このようにして、スラリー状の合成トバモライトを得ることができる。合成トバモライトは、スラリー状のまま原料として使用することができる。なお、合成トバモライトの平均粒子径は、３０μｍ〜１００μｍ、好ましくは５０μｍ〜９０μｍの範囲内である。
【００１９】
次に、マトリックスであるトバモライトを形成するためのマトリックス形成用原料は、セメント、石灰質原料、けい酸質原料からなる群から選択される。石灰質原料としては、けい酸カルシウム成形体用の原料として従来から公知の原料を使用すればよい。例えば、消石灰や生石灰等を使用することができる。一方、けい酸質原料はブレーン値が６０００ｃｍ２／ｇ以上のものを使用し、かつブレーン値が６０００ｃｍ２／ｇ〜１５０００ｃｍ２／ｇの範囲の結晶質シリカを、けい酸質原料の５０質量％以上使用することが重要である。特に、結晶質シリカは、ブレーン値が１００００ｃｍ２／ｇ〜１５０００ｃｍ２／ｇの範囲であるのがよい。けい酸質原料のブレーン値が６０００ｃｍ２／ｇ未満であると、本発明の効果が得にくいために好ましくない。また、けい酸質原料に占める結晶質シリカの配合比率が５０質量％未満の場合も、本発明の効果を得にくいために好ましくない。また、結晶質シリカのブレーン値が１５０００ｃｍ２／ｇを上回ると、熱収縮が増大することがあるために好ましくない。前記条件を充足する結晶質シリカとしては、微粉化した珪石粉を挙げることができる。けい酸質原料としてブレーン値が６０００ｃｍ２／ｇ以上の非晶質シリカ（例えば、けい藻土、シリカヒューム等）もけい酸質原料として使用することができるが、けい酸質原料に占める配合比率は５０質量％以下とすることが好ましい。
【００２０】
また、マトリックス形成用原料としてポルトランドセメントのようなセメントを使用することもできる。セメントは、石灰質原料とけい酸質原料の両方の役割を果たす原料であるが、ブレーン値が６０００ｃｍ２／ｇ以上のけい酸質原料には該当しない。
【００２１】
なお、マトリックス形成用原料の配合割合は、３０〜５０質量％、好ましくは３０〜４５質量％の範囲内である。ここで、マトリックス形成用原料の配合割合が３０質量％未満であると、強度が低下するために好ましくなく、また、該配合割合が５０質量％を超えると、熱収縮が増大するために好ましくない。
【００２２】
なお、合成トバモライト＋マトリックス形成用原料のＣａＯ／ＳｉＯ２モル比は、１．２を超え、１．６以下となるように、合成トバモライト並びにマトリックス形成用原料のセメント、石灰質原料、けい酸質原料を配合することが重要である。該ＣａＯ／ＳｉＯ２モル比が１．２以下であると、得られるトバモライト系けい酸カルシウム板の耐熱性の改善効果が少ないために好ましくない。また、該ＣａＯ／ＳｉＯ２モル比が１．６を超えると、得られるトバモライト系けい酸カルシウム板の強度が低下するために好ましくない。
【００２３】
更に、前記結晶質シリカのブレーン値をＸとし、予め合成したトバモライトスラリー＋マトリックス形成用原料のＣａＯ／ＳｉＯ２モル比をＹとした時、結晶質シリカのブレーン値（Ｘ）に対する予め合成したトバモライトスラリー＋マトリックス形成用原料のＣａＯ／ＳｉＯ２モル比（Ｙ）を
２．３×１０−５×Ｘ＋１．１＜Ｙ＜２．３×１０−５×Ｘ＋１．３
の範囲内とする。ここで、Ｙが２．３×１０−５×Ｘ＋１．１以下であると、熱収縮が増大するために好ましくなく、また、２．３×１０−５×Ｘ＋１．３以上であると、得られるトバモライト系けい酸カルシウム板の曲げ強度が低下するために好ましくない。
【００２４】
本発明の製造方法において、原料の一つとして充填材を用いる。充填材は、トバモライト系けい酸カルシウム板の製造工程における成形性を向上させ、また、得られるトバモライト系けい酸カルシウム板の強度や耐熱性等の物性を向上させることができ、更に、けい酸カルシウム板廃材の粉砕粉も使用できることから廃棄物の減容化にも寄与する。充填材としては、例えばマイカ粉、炭酸カルシウム粉、石膏粉、ドロマイト粉、粉末状ワラストナイト、けい酸カルシウム板廃材の粉砕粉等からなる群から選択される１種または２種以上を用いることができる。充填材の配合量は、２５〜５０質量％、好ましくは３０〜４５質量％の範囲である。ここで、充填材の配合量が、２５質量％未満であると、充填材の配合効果が発現しないために好ましくなく、また、５０質量％を超えると、強度が低下するために好ましくない。
【００２５】
本発明の製造方法においては、原料の一つとして繊維原料を用いる。繊維原料は、けい酸カルシウム板の強度等の物性を向上させる役割と、成形助材としての役割を担っている。繊維原料としては、例えばパルプ等の有機繊維、炭素繊維、ガラス繊維等の無機繊維を使用することができる。なお、パルプとしては例えばカナディアンフリーネスが５０〜７００ｃｃ程度であることが、けい酸カルシウム板の製造を円滑に行う上で好ましい。
【００２６】
繊維原料の配合割合は、３〜１０質量％、好ましくは４〜９質量％の範囲内である。繊維原料の配合割合が３質量％未満であると、強度等が低下するために好ましくない。また、繊維原料の配合割合が１０質量％を超えると、成形を行いにくくなるほか、得られるトバモライト系けい酸カルシウム板の表面が粗雑になることがあるために好ましくない。
【００２７】
本発明の製造方法においては、原料の一つとして針状ワラストナイトを用いる。針状ワラストナイトの配合量は３〜１０質量％、好ましくは５〜９質量％の範囲内である。本発明の製造方法によれば、針状ワラストナイトを３〜１０質量％のような少量で使用しても９００℃の加熱残存収縮率が１．２％以下という、耐熱性に優れたトバモライト系けい酸カルシウム板を製造することができる。ここで、針状ワラストナイトの配合量が３質量％未満であると、熱収縮が増大するために好ましくなく、また、針状ワラストナイトの配合量が１０質量％を超えると、原料コストの上昇に見合うだけの耐熱性の改善効果が得られないために好ましくない。
【００２８】
上記した各原料に水を加えて均一に混合して原料スラリーを得、この原料スラリーを成形することにより未硬化状態の成形体を得ることができる。原料を混合する際に添加される水の配合量は、原料スラリーの成形方法により異なり、例えば、成形方法として押出成形法を用いる場合は、原料固形分１００質量部に対して２０〜５０質量部の範囲であり、成形方法としてモールド・プレス法を用いる場合は、５００〜１５００質量部の範囲であり、成形方法として抄造法を用いる場合は、１０００〜４０００質量部の範囲とすることが好ましい。なお、成形方法としては、上述のように押出成形法、モールド・プレス法、抄造法のような公知の方法を使用することができるが、抄造法を使用することが好適である。
【００２９】
得られた未硬化状態の成形体を水熱養生することにより、セメント、石灰質原料、けい酸質原料及び水分が反応し、けい酸カルシウム水和物が形成されるとともに、合成トバモライトが水熱反応に際してマトリックスの一部に組み込まれることにより、トバモライトと結晶度の低いけい酸カルシウム水和物とからなるトバモライト系マトリックスを形成し、未硬化状態の成形体が硬化する。水熱養生は、オートクレーブを用い、所定の温度の飽和水蒸気圧力下において所定時間行う。その条件は、１５０〜２００℃の飽和水蒸気圧力で２〜２０時間である。
【００３０】
上述のような本発明の製造方法により得られたトバモライト系けい酸カルシウム板は、８Ｎ／ｍｍ２以上の曲げ強度を有し、また、１．２％以下の９００℃の加熱残存収縮率を有する。
【実施例】
【００３１】
以下に、実施例を挙げて本発明のトバモライト系けい酸カルシウム板の製造方法を更に説明する。
実施例及び比較例に使用した原料は下記の通りである：
合成トバモライト１
生石灰（ＣａＯ含量９４．３質量％）３５質量％、ブレーン値１００００ｃｍ２／ｇのけい石粉末（ＳｉＯ２含量９４．４質量％）６５質量％（ＣａＯ／ＳｉＯ２モル比＝０．５８）よりなる混合物１００質量部に水１０００質量部を加えて混合分散することにより原料スラリーを得、この原料スラリーをオートクレーブ中１９０℃で、２時間にわたり水熱合成を行うことにより合成トバモライト（固形分含量：８．７質量％、平均粒子径：７２μｍ）を得た。
合成トバモライト２
生石灰（ＣａＯ含量９４．３質量％）３３質量％、ブレーン値１００００ｃｍ２／ｇのけい石粉末（ＳｉＯ２含量９４．４質量％）６７質量％（ＣａＯ／ＳｉＯ２モル比＝０．５３）よりなる混合物１００質量部に水１０００質量部を加えて混合分散することにより原料スラリーを得、この原料スラリーをオートクレーブ中１９０℃で、２時間にわたり水熱合成を行うことにより合成トバモライト（固形分含量：８．８質量％、平均粒子径：６９μｍ）を得た。
ポルトランドセメント：ＣａＯ含量６５質量％、ＳｉＯ２含量２２質量％
生石灰：ＣａＯ含量９４．３質量％
けい石粉末Ａ：ブレーン値３５００ｃｍ２／ｇ、ＳｉＯ２含量９４．４質量％
けい石粉末Ｂ：ブレーン値６０００ｃｍ２／ｇ、ＳｉＯ２含量９４．４質量％
けい石粉末Ｃ：ブレーン値１００００ｃｍ２／ｇ、ＳｉＯ２含量９４．４質量％
けい石粉末Ｄ：ブレーン値１５０００ｃｍ２／ｇ、ＳｉＯ２含量９４．４質量％
針状ワラストナイト：長さ０．２５ｍｍ、直径５μｍ、
スクラップ：トバモライト系けい酸カルシウム板製造時に発生する切断屑を粉砕したもの 、及び研磨時に発生する研磨粉
パルプ：カナディアンフリーネス３２０ｃｃ
【００３２】
以下の表１に記載する配合割合にて原料配合物を得、原料配合物の固形分１００質量部に１０００質量部の水を添加、混合して原料スラリーを得た。次に、原料スラリーを抄造法を模したテーブル試験により、プレス圧５ｋｇ／ｃｍ２により脱水プレスすることにより幅１５０ｍｍ、長さ２００ｍｍの生板を得た。
得られた生板をオートクレーブ中１８０℃で８時間保持することにより厚さ８ｍｍのけい酸カルシウム板を得た。得られたけい酸カルシウム板の諸特性を表１に併記する。
【００３３】
【表１】
【００３４】
表１において、曲げ強度は、けい酸カルシウム板を６０℃で２４時間乾燥後、１５０ｍｍ×２００ｍｍサイズによりスパン１５ｃｍ、クロスヘッドスピード１ｍｍ／分により３点曲げ試験法により行ったものである。
また、加熱残存収縮率は、けい酸カルシウム板を６０℃で２４時間乾燥後、長さ２０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ５ｍｍの試験片をＲＩＧＡＫＵ社製熱機械分析装置ＴＭＡ８３１０を用いて、空気中で８℃／分の速度により室温から９００℃まで昇温し、９００℃到達時における６０℃２４時間乾燥後の長さを基準として収縮率を測定したものである。
【００３５】
なお、本発明品４のトバモライト系けい酸カルシウム板の組織を示す走査型電子顕微鏡写真を図１に、比較品４のけい酸カルシウム板の組織を示す走査型電子顕微鏡写真を図２に示す。本発明品４の走査型電子顕微鏡写真からトバモライト結晶が余り成長していないことが判る。これとは反対に、比較品４の走査型電子顕微鏡写真からはトバモライト結晶が高度に成長していることが判る。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の製造方法により得られたトバモライト系けい酸カルシウム板は、主として建材として使用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め合成したトバモライトスラリーを固形分として１〜１５質量％、セメント、石灰質原料及びけい酸質原料からなる群から選択されるマトリックス形成用原料３０〜５０質量％、充填材２５〜５０質量％、繊維原料３〜１０質量％及び針状ワラストナイト３〜１０質量％を湿式で混合し、所定の形状に成形した後、水熱養生を行うことによりけい酸カルシウム水和物を形成して硬化させることからなるトバモライト系けい酸カルシウム板の製造方法であって、予め合成したトバモライトスラリー＋マトリックス形成用原料のＣａＯ／ＳｉＯ２モル比が１．２を超え、１．６未満の範囲内にあり、マトリックス形成用原料のけい酸質原料はブレーン値が６０００ｃｍ２／ｇ以上であり、けい酸質原料の５０質量％以上がブレーン値６０００〜１５０００ｃｍ２／ｇの範囲内の結晶質シリカであり、結晶質シリカのブレーン値（Ｘ）に対する予め合成したトバモライトスラリー＋マトリックス形成用原料のＣａＯ／ＳｉＯ２モル比（Ｙ）が
２．３×１０−５×Ｘ＋１．１＜Ｙ＜２．３×１０−５×Ｘ＋１．３
の範囲内にあり、得られるトバモライト系けい酸カルシウム板の曲げ強度が８Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴とするトバモライト系けい酸カルシウム板の製造方法。
【請求項１】
予め合成したトバモライトスラリーを固形分として１〜１５質量％、セメント、石灰質原料及びけい酸質原料からなる群から選択されるマトリックス形成用原料３０〜５０質量％、充填材２５〜５０質量％、繊維原料３〜１０質量％及び針状ワラストナイト３〜１０質量％を湿式で混合し、所定の形状に成形した後、水熱養生を行うことによりけい酸カルシウム水和物を形成して硬化させることからなるトバモライト系けい酸カルシウム板の製造方法であって、予め合成したトバモライトスラリー＋マトリックス形成用原料のＣａＯ／ＳｉＯ２モル比が１．２を超え、１．６未満の範囲内にあり、マトリックス形成用原料のけい酸質原料はブレーン値が６０００ｃｍ２／ｇ以上であり、けい酸質原料の５０質量％以上がブレーン値６０００〜１５０００ｃｍ２／ｇの範囲内の結晶質シリカであり、結晶質シリカのブレーン値（Ｘ）に対する予め合成したトバモライトスラリー＋マトリックス形成用原料のＣａＯ／ＳｉＯ２モル比（Ｙ）が
２．３×１０−５×Ｘ＋１．１＜Ｙ＜２．３×１０−５×Ｘ＋１．３
の範囲内にあり、得られるトバモライト系けい酸カルシウム板の曲げ強度が８Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴とするトバモライト系けい酸カルシウム板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２２２１９０（Ｐ２０１０−２２２１９０Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７１８１３（Ｐ２００９−７１８１３）
【出願日】平成２１年３月２４日（２００９．３．２４）
【出願人】（０００１２６６０９）株式会社エーアンドエーマテリアル (99)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２４日（２００９．３．２４）
【出願人】（０００１２６６０９）株式会社エーアンドエーマテリアル (99)
【Ｆターム（参考）】
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