説明

ポリマー複合セメント板の製造方法

【課題】 プレス成形を行なう必要なく、自然で複雑な意匠表現で凹凸模様を形成することができるポリマー複合セメント板の製造方法を提供する。
【解決手段】 セメントと水と油性物質とを主成分とするセメント含有逆エマルジョン組成物からなるセメント系成形材料を板状に成形する。この成形板1の表面を密閉しない状態で養生することによって、表面に硬化不良を生じさせながら硬化させる。この後、表面の硬化不良部分2を除去して凹凸模様3を形成する。成形板1を養生硬化する過程において成形体1の表面から水が蒸発すると、表層部分の水和硬化が充分に進行しなくなり、成形板1の表面に硬化不良部分2が生じる。従って、養生硬化を終わった後に表面に高圧流体などを作用させると、硬化不良部分2が除去されて、凹凸模様3を形成することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、壁板等の外装建材などとして用いられる、表面に凹凸模様を形成したポリマー複合セメント板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
壁板などの外装建材は耐透水性等が必要とされるが、セメント系の板は一般に耐透水性が十分に高いとはいえない。そこで従来からセメント系板の耐透水性を高めることが検討されており、セメントと水と油性物質を主成分とするセメント含有逆エマルジョン組成物からなるセメント系成形材料を成形することによって、耐透水性に優れたポリマー複合セメント板を製造する方法が提案されている(例えば、特許文献1等参照)。
【0003】
そして壁板などの外装建材の表面には凹凸模様を形成することが行なわれている。このように凹凸模様を形成するにあたっては、セメント系成形材料を板状に成形し、この成形板の表面をロールや成形型でプレス成形して行なうのが一般的である(例えば特許文献2等参照)。
【0004】
図5は成形型10を用いて凹凸模様を形成するようにした工法の一例を示すものであり、先ず図5(a)のようにセメント系成形材料を成形した成形板1をトレー11の上に載置した状態で、下面に凹凸型12を形成した成形型10の下側にセットし、成形型10を下動させて図5(b)のように成形板1の上面を加圧した後に、成形型10を上動して離型させることによって、図5(c)のように成形型10の凹凸型12で成形板1の表面に凹凸模様3を成形することができるものである。
【特許文献1】特開2003−252670号公報
【特許文献2】特開2003−236820号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記のように成形板1の表面にプレス成形で凹凸模様3を形成する場合、成形型10で成形板1を加圧して凹凸模様3を形成した後、成形型10を離型させる際に成形型10の凹凸型12から凹凸模様3が抜ける必要がある。このため、形成することができる凹凸模様3としては図6(a)のように抜き勾配θが90°以下の単純な形状のものに限られることになり、図6(b)のように複雑な形状の凹凸模様3を形成することは不可能である。従って、石を割ったような自然で複雑な意匠表現で凹凸模様3を形成することは難しいという問題を有するものであった。
【0006】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、プレス成形を行なう必要なく、自然で複雑な意匠表現で凹凸模様を形成することができるポリマー複合セメント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】
【0007】
本発明の請求項1に係るポリマー複合セメント板の製造方法は、セメントと水と油性物質とを主成分とするセメント含有逆エマルジョン組成物からなるセメント系成形材料を板状に成形し、この成形板1の表面を密閉しない状態で養生することによって、表面に硬化不良を生じさせながら硬化させ、この後、表面の硬化不良部分2を除去して凹凸模様3を形成することを特徴とするものである。
【0008】
セメントと水と油性物質とを主成分とするセメント含有逆エマルジョン組成物からなるセメント系成形材料においては、その成形板1を養生硬化する過程において、成形板1の表面から水が蒸発すると、表層部分の水和硬化が充分に進行しなくなり、成形板1の表面に硬化不良部分2が生じる。従って、養生硬化を終わった後に表面に高圧流体などを作用させると、硬化不良部分2が除去されて、凹凸模様3を形成することができる。
【0009】
また請求項2の発明は、請求項1において、成形板1の表面を部分的に水分の透過を遮断する保護層4で被覆し、この状態で成形板1の表面を密閉しない状態で養生することを特徴とするものである。
【0010】
この発明によれば、保護層4で被覆されていない部分に硬化不良部分2を形成することができ、成形板1の表面に部分的に凹凸模様3を形成することができる。
【0011】
また請求項3の発明は、請求項1又は2において、成形板1の表面を水分の透過を遮断する保護層4で被覆すると共に保護層4の厚みを部分的に異ならせるようにし、この状態で成形板1の表面を密閉しない状態で養生することを特徴とするものである。
【0012】
この発明によれば、保護層4の厚みに応じて水分の透過の遮断性を調整して、成形板1の表面に形成される硬化不良部分2の厚みを部分的に変化させることができ、より変化のある凹凸模様3を形成することができる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、プレス成形を行なう必要なく、表面の硬化不良部分2の除去によって凹凸模様3を形成することができるものであり、自然で複雑な意匠表現で凹凸模様3を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】
【0014】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【0015】
本発明において使用されるセメント系成形材料は、セメントと水と油性物質を主成分とするセメント含有逆エマルジョン組成物からなるものである。水の配合量はセメント1に対して0.3〜2程度の質量比が好ましい。
【0016】
セメントとしては、特に制限されるものではないが、ポルトランドセメント、フライアッシュセメント、高炉セメント、アルミナセメント、ハイアルミナセメント、シリカヒュームなどを挙げることができるものであり、これらを一種単独で用いたり、二種以上を併用したりすることができる。セメントの配合量は、セメント含有逆エマルジョン組成物の水以外の材料中、65〜75質量%の範囲に設定するのが好ましい。
【0017】
油性物質は水と逆エマルジョン(W/Oエマルジョン)を形成するためのものであり、疎水性の液状物質が用いられる。油状物質としては、スチレン、メチルメタクリレート、例えばトルエン、キシレン、灯油、ジビニルベンゼン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、不飽和ポリエステル樹脂等を挙げることができ、これらを一種単独で用いる他に、二種以上を併用することもできる。これらのなかでも、分子中に重合性二重結合を有するスチレン、ジビニルベンゼン、メチルメタクリレートなどの重合性モノマーが好ましい。油性物質の配合量は、セメント含有逆エマルジョン組成物の水以外の材料中、4.5〜6.0質量%の範囲に設定するのが好ましい。
【0018】
セメント含有逆エマルジョン組成物には上記の成分の他に、乳化剤を配合することが好ましい。乳化剤は逆エマルジョンに安定性を付与するために配合されるものであり、例えばソルビタンセスキオール、グリセロールモノステアレート、ソルビタンモノオレート、ジエチレングリコールモノステアレート、ソルビタンモノステアレート、ジグリセロールモノオレート等の非イオン界面活性剤、各種アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤等を用いることができる。乳化剤の配合量は、セメント含有逆エマルジョン組成物の水以外の材料中、1.5〜2.0質量%の範囲に設定するのが好ましい。
【0019】
セメント含有逆エマルジョン組成物中にはさらに、適宜量の補強材や、架橋剤、重合開始剤、顔料など各種添加剤を配合することができる。補強材としては、例えば砂利、パーライト、シラスバルーン、ガラス粉、アルミナシリケートなどの骨材、ポリプロピレン繊維、アクリル繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維等の合成繊維や、炭素繊維、ガラス繊維、パルプなどの補強繊維を挙げることができる。架橋剤としては、例えばトリメリトールプロパントリメタクリレートなどを、重合開始剤としては、例えばt−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエートなどを挙げることができる。
【0020】
次に、上記のセメント含有逆エマルジョン組成物をセメント系成形材料として用いてポリマー複合セメント板を製造する方法について説明する。まずセメント系成形材料を板状に成形して成形板1を作製する。成形板1の成形は例えば図2(a)のように、セメント成形材料を押出成形機14を用いてトレー11の上に押出し成形することによって行なうことができるが、勿論これに限られるものではなく、プレス成形等で成形することもできる。
【0021】
次に、図2(c)に示すようにこの成形板1を養生室15に導入し、養生硬化させる(図2(b)については後述する)。養生の条件は特に制限されるものではないが、温度は室温〜90℃の範囲、時間は3〜24時間の範囲に設定するのが好ましい。ここで、成形板1は表面に密着する容器内などに密閉して成形板1の表面から水分が蒸発しないようにするのではなく、成形板1の表面から水分が蒸発する状態で養生を行なうものである。尚、凹凸模様3を形成しない面、例えば背面や側面は図1(a)に示すように容器やフィルム、シーラー等の被覆体16で密封被覆されるようにして、凹凸模様3を形成する表面のみが密閉されないようにするのが好ましい。
【0022】
そしてこのように成形板1の表面を密閉せず水分が蒸発する状態で養生を行なうと、成形板1の表面から水やさらに油性物質が蒸発し、成形板1の表層部分の水和硬化が充分に進行しなくなる。特に油性物質としてスチレンモノマー等の重合性モノマーを用いている場合にはこのような重合性モノマーの重合が十分になされなくなる。このように成形板1の表面にはいわゆるドライアウト現象が発生し、硬化が十分に進行しなくなる。一方、成形板1の内部には十分な水分やさらに油性物質が蒸発することなく存在するので、成形板1は表面を除いて十分に硬化して硬化板5となるが、図1(b)に示すように表層部に硬化不良部分2が生じる。
【0023】
次に、表面に硬化不良部分2が形成された硬化板5を養生室15から取り出し、硬化板5の表面の硬化不良部分2を除去する。硬化不良部分2の除去は、図2(d)に示すようにノズル18から高圧流体19を硬化板5の表面に吹き当てることによって行なうことができる。高圧流体19としては、高圧水や高圧空気などを用いることができ、その他サンドブラストなどであってもよい。高圧流体19の圧力は例えば9.8〜19.6MPa(100〜200kgf/cm)程度が好ましい。硬化不良部分2は強度が非常に弱いので、このように高圧流体19を吹き付けると、硬化不良部分2は容易に破壊されて硬化板5の表面から掻き取られて除去される。
【0024】
このように硬化不良部分2を除去することによって、図1(c)のように硬化不良部分2の除去のあとが凹凸模様3となったポリマー複合セメント板Aを得ることができるものである。ここで、硬化不良部分2は水分の蒸発によって形成されるものであり、硬化不良部分2の厚みは一定せず硬化板5の面に沿って細かく変化している。従って、この硬化不良部分2を除去することによって形成される凹凸模様3は変化に富んだ凹凸となっており、プレス成形では表現できない石を割ったような複雑で自然な意匠表現の凹凸模様3を形成することができるものである。
【0025】
図3は本発明の他の実施の形態を示すものであり、図2(a)のようにして成形した成形板1の表面に、図3(a)のように部分的に保護層4を形成するようにしてある。保護層4は水分の透過を遮断するものであり、例えば図2(b)のように成形板1の表面に保湿性のシーラー4aをノズル20から噴霧して塗布することによって、保護層4を形成することができる。保護層4としてはこのようなシーラー4aの他に、フィルムなどを用いることもできる。
【0026】
このように成形板1の表面を部分的に保護層4で被覆した後、図2(b)のように成形板1を養生室15に導入し、上記と同様に成形板1の表面を密閉しない状態で養生する。このように養生を行なうと、保護層4で被覆された部分からは水分やあるいは油性物質は蒸発せず、保護層4で被覆されていない部分から水分やあるいは油性物質は蒸発する。従って、成形板1の表面のうち、保護層4で被覆された部分には水分やあるいは油性物質が存在するので、保護層4で被覆された部分は内部と同様に十分に硬化し、保護層4で被覆されていない部分にはドライアウト現象が発生して、図3(b)のように保護層4で被覆されていない部分に硬化不良部分2が形成される。
【0027】
次に、このように表面に部分的に硬化不良部分2が形成された硬化板5を養生室15から取り出し、必要に応じて保護層4を剥離した後、図2(d)のように高圧流体19を吹き当て、上記と同様にして硬化不良部分2を除去する。硬化不良部分2は部分的に形成されているので、図3(c)のように表面の一部に凹凸模様3を形成したポリマーセメント複合板Aを得ることができるものである。例えば、凹凸模様3を格子状などに形成すると、凹凸模様3で複雑で自然な目地溝を形成することができるものである。
【0028】
図4は本発明のさらに他の実施の形態を示すものであり、図3の実施の形態のように成形板1の表面の複数箇所を部分的に保護層4で被覆するにあたって、各保護層4の厚みを異ならせるようにしたものである。保護層4をシーラー4aの塗布で形成する場合には、シーラー4aの塗布量を調整することによって、保護層4の厚みを異ならせるように変化させることができるものである。
【0029】
保護層4による水分の透過の阻止の度合は厚みに応じて異なるので、保護層4の厚みに応じて水分やあるいは油性物質の蒸発量を異ならせるようにすることができるものである。すなわち図4(b)に示すように、保護層4の厚みが厚いと、水分や油性物質の透過量が少ないか透過させないために、この保護層4で被覆されている部分には硬化不良部分2は形成されないか、形成されてもその厚みは薄い。一方、保護層4の厚みが薄いと、水分や油性物質の透過量が多くなるために、この保護層4で被覆されている部分にやや厚みの厚い硬化不良部分2が形成される。勿論、保護層4で被覆されていない部分に形成される硬化不良部分2の厚みは最も厚い。
【0030】
従って、保護層4を剥離した後、高圧流体19を吹き当てて硬化不良部分2を除去すると、硬化不良部分2の厚みに応じた深さの凹凸模様3を図4(c)のように形成することができるものであり、深さの異なる変化に富んだ凹凸模様3を形成したポリマーセメント複合板Aを得ることができるものである。尚、図4の実施の形態では、保護層4を成形板1の表面に部分的に設けて、保護層4で被覆されない部分も形成するようにしたが、成形板1の表面の全面を保護層4で被覆して、保護層4の厚みを部分的に異ならせるようにしてもよい。
【実施例】
【0031】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【0032】
セメント系成形材料として、ポルトランドセメント44.15質量部、フライアッシュ30.0質量部、油性物質(スチレン)4.5質量部、軽量骨材(パーライト)18.5質量部、ポリプロピレン繊維1.2質量部、乳化剤(ソルビタンモノオレート)1.5質量部、架橋剤(トリメチロールプロパントリメタクリレート)0.05質量部、重合開始剤(t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート)0.1質量部の固形分100質量部と、水43.0質量部の配合からなるセメント含有逆エマルジョン組成物を用いた。
【0033】
そして上記のセメント成形材料を押出し成形して厚み30mmの成形板1を作製し(図2(a)参照)、この成形板1の表面にシーラー4a(第一工業製薬社製「ピッツコールK70」)を塗装して保護層4を形成した(図2(b)参照)。このとき、図4(a)のように、シーラー4aを塗布しない部分(イ)、シーラー4aを乾燥塗布量で1g/m・dry塗布した部分(ロ)、3g/m・dry塗布した部分(ハ)、5g/m・dry塗布した部分(ニ)を形成した。
【0034】
次に、この成形板1を60℃で24時間養生し(図2(c)参照)、必要に応じてシーラー4aを剥離した後、15MPaの高圧水を吹き当てた(図2(d)参照)。このようにして、図4(c)のような凹凸模様3を形成した。(イ)〜(ニ)の部分の凹凸模様3の深さを測定し、その結果を表1に示す。
【0035】
【表1】

【0036】
表1にみられるように、シーラー4aの塗布量を多くして厚い保護層4で被覆した部分には硬化不良部分2は形成されず、凹凸模様3は形成されないが、保護層4で被覆しない部分は硬化不良部分2が厚い厚みで形成され、深い凹凸模様3を形成することができ、またシーラー4aの塗布量を少なくして薄い保護層4で被覆した部分には硬化不良部分2は薄い厚みで形成され、浅い凹凸模様3を形成することができるものであった。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、(a)〜(c)はそれぞれ断面図である。
【図2】同上の製造の各工程を示すものであり、(a)〜(d)はそれぞれ概略図である。
【図3】本発明の実施の形態の他の一例を示すものであり、(a)〜(c)はそれぞれ断面図である。
【図4】本発明の実施の形態のさらに他の一例を示すものであり、(a)〜(c)はそれぞれ断面図である。
【図5】従来例の製造方法を示すものであり、(a)〜(c)は各工程の概略図である。
【図6】同上の一部を示すものであり(a),(b)は拡大した概略図である。
【符号の説明】
【0038】
1 成形板
2 硬化不良部分
3 凹凸模様
4 保護層
5 硬化板

【特許請求の範囲】
【請求項1】
セメントと水と油性物質とを主成分とするセメント含有逆エマルジョン組成物からなるセメント系成形材料を板状に成形し、この成形板の表面を密閉しない状態で養生することによって、表面に硬化不良を生じさせながら硬化させ、この後、表面の硬化不良部分を除去して凹凸模様を形成することを特徴とするポリマー複合セメント板の製造方法。
【請求項2】
成形板の表面を部分的に水分の透過を遮断する保護層で被覆し、この状態で成形板の表面を密閉しない状態で養生することを特徴とする請求項1に記載のポリマー複合セメント板の製造方法。
【請求項3】
成形板の表面を水分の透過を遮断する保護層で被覆すると共に保護層の厚みを部分的に異ならせるようにし、この状態で成形板の表面を密閉しない状態で養生することを特徴とする請求項1又は2に記載のポリマー複合セメント板の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2006−192707(P2006−192707A)
【公開日】平成18年7月27日(2006.7.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−6617(P2005−6617)
【出願日】平成17年1月13日(2005.1.13)
【出願人】(503367376)クボタ松下電工外装株式会社 (467)
【Fターム(参考)】