説明

無機質抄造板の製造方法

【課題】本発明の目的は、薄物であっても自重によるたわみが少なく、運搬及び施工の際のハンドリング性が良く、作業し易く、更に、不燃性に優れた、すなわち、JIS A 5430附属書規定の試験装置を用いた加熱時間20分での発熱性試験における総発熱量の少ない薄物無機質抄造板の製造方法を提供することにある。
【解決手段】本発明の薄物無機質抄造板の製造方法は、マトリックス形成用水和性原料30〜70質量%;濾水度がカナディアン標準フリーネスで150〜450mlの範囲内にある天然繊維3〜9質量%並びに繊維長6.0〜0.2mm、繊維径10〜50μmの範囲内にある無機繊維及び/または合成繊維(石綿を除く)0.5〜5質量%、ただし天然繊維並びに無機繊維及び/または合成繊維の合計量3.5〜12質量%;予め石灰質原料及びけい酸質原料を水熱合成して得られる平均粒子径が30μm〜100μmの範囲内にあるけい酸カルシウム水和物5〜30質量%;ワラストナイト5〜20質量%;及び無機質充填材1〜15質量%を含有してなる配合物を湿式混合してスラリーを得、得られたスラリーを抄造することにより生板を得、該生板を加圧脱水時の保持圧力16〜40N/mmで加圧脱水した後、養生硬化することにより厚さ2〜5mm、見掛け密度1.2〜1.5g/cmの硬化体を得ることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無機質抄造板の製造方法に関するものであり、更に詳しくは、薄物無機質抄造板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
現在、一般的な建材として使用されている無機質板には、例えばセメント系、石膏系、けい酸カルシウム系等の材質のものがある。これらの無機質板は、通常、抄造法、プレス成形法等の方法によって製造されている。
無機質板の原料としては、セメント系、石膏系及びけい酸カルシウム系とも、通常、マトリックス形成原料及び繊維原料を必須原料とし、これらの必須原料とともに、必要な性能を付与するための無機質充填材を併用している。従来は、繊維原料として石綿が使用されていた。石綿は、無機質板の製造および性能に極めて好適な繊維であるが、健康への影響も指摘されていることから、石綿を使用せずに無機質板を製造し、必要な性能を得るために様々な技術開発が行われてきた。
【0003】
例えば、非特許文献1には、けい酸カルシウム板の脱石綿化では、繊維原料として木質パルプ等のセルロース繊維が使用されているが、セルロース繊維を使用すると、けい酸カルシウム板を柔軟にすることができ、曲面施工等に適することが記載されている。
【0004】
また、例えば、繊維補強された無機質板の抄造法による製造方法に関して、特許文献1には、マトリックス形成用水和性原料20〜60質量%;無機質充填材1〜50質量%;濾水度がカナディアン標準フリーネスで150〜450mlの範囲内にある天然繊維3〜11質量%及び繊維長6.0〜0.2mmで、繊維径20〜50μmの範囲内にある無機繊維および/または合成繊維0.5〜5質量%から構成される補強繊維(石綿を除く)3.5〜12質量%;および予め石灰質原料およびケイ酸質原料を水熱合成して得られる平均粒子径が30μm〜100μmの範囲内にあるケイ酸カルシウム水和物10〜50質量%を含有してなる配合物を湿式混合してスラリーを得、得られたスラリーをエンドレスフェルト上での薄膜の脱水速度を5〜30%/秒の範囲内とし、且つメーキングロールに巻き取る際の薄膜の含水率を100〜180%とすることによりメーキングロールから切り離した後の生板の見掛け密度を0.35〜0.65g/cmの範囲内として抄造することにより生板を得、該生板を加圧脱水し、加圧脱水後の生板の見掛け密度を加圧脱水前の生板の見掛け密度の1.3〜2.0倍の範囲内とした後、養生硬化することにより得られた無機質抄造板を基材とし、該基材の少なくとも一面に透湿性表面化粧層を備えてなることを特徴とする表面化粧無機質抄造板(請求項1);基材と透質性表面化粧層の間に、透質性シーラー層を備えてなる、請求項1記載の表面化粧無機質抄造板(請求項2);基材として使用される無機質抄造板の抄造法が、丸網式抄造法である、請求項1記載の表面化粧無機質抄造板(請求項3)が開示されている。また、特許文献1の[0035]段落には、「生板の加圧脱水は、公知のプレス機等の加圧脱水装置を用いて行なうことができる。生板の加圧脱水条件(昇圧速度、保持圧力および保持時間等)は、加圧脱水後の生板の見掛け密度を加圧脱水前の生板の見掛け密度の1.3〜2.0倍の範囲内とするように定める必要がある。加圧脱水の条件の定め方としては、例えば、実製造に先立って、抄造を模した吸引脱水試験により、原料スラリーを5〜30%/秒で脱水して見掛け密度が0.35〜0.65g/cmの生板を作製し、これを加圧脱水試験して、加圧脱水後の生板の見掛け密度を加圧脱水前の生板の見掛け密度の1.3〜2.0倍の範囲内となるよう加圧脱水の条件を定めればよい。従って、加圧脱水の条件は、特定の範囲として限定されるものではないが、保持圧力は、概ね5〜30N/mmであり、保持圧力(N/mm)と保持時間(秒)の積は、概ね1000〜40000N/mm・秒である。」旨の記載もある。
【0005】
また、本発明者らは、特願2008−78693号において、マトリックス形成用水和性原料20〜60質量%;濾水度がカナディアン標準フリーネスで150〜450mlの範囲内にある天然繊維3〜11質量%及び/または繊維長6.0〜0.2mm、繊維径20〜50μmの範囲内にある無機繊維及び/または合成繊維(石綿を除く)0.5〜5質量%、ただし天然繊維と無機繊維及び/または合成繊維の合計量3.5〜12質量%;予め石灰質原料及びケイ酸質原料を水熱合成して得られる平均粒子径が30μm〜100μmの範囲内にあるケイ酸カルシウム水和物10〜50質量%;無機質充填材1〜50質量%;及びシリカフューム1〜20質量%を含有してなる配合物を湿式混合してスラリーを得、得られたスラリーを抄造することにより生板を得、該生板を加圧脱水時の保持圧力30N/mm超え40N/mmまでで加圧脱水した後、養生硬化することにより厚さ2〜4mm、見掛け密度1.2〜1.5g/cmの硬化体を得ることを特徴とする薄物無機質抄造板の製造方法(請求項1);幅910mm、長さ2575mmの寸法を有する薄物無機質抄造板の長さ方向の中央部にて一線支持した際の自重によるたわみが、中央部と縁端部との差で500mm以下であり、JIS A 1408規定の4号試験片を用いた中央一線支持3点曲げ試験による繊維方向の最大たわみが、15mm以下で且つ繊維方向の曲げ強さが、25N/mm以上である、請求項1記載の薄物無機質抄造板の製造方法(請求項2)を既に提案している。
【0006】
更に、コンクリート構造物表面に透湿性塗膜を提供するための水性塗料組成物として、例えば特許文献2には、水性塗料組成物における固形分100重量部(質量部)、アルキルアルコキシシランの水分散体(a)15〜47重量部(質量部)、フッ素エマルジョン(b)8〜27重量部(質量部)、フッ素ペンダントアクリルポリマー(c)9〜27重量部(質量部)、および顔料(d)1〜35重量部(質量部)からなることを特徴とする水性塗料組成物(請求項1);さらに、生物不活性剤を0.1〜2重量部(質量部)含んでいる請求項1に記載の水性塗料組成物(請求項2);さらに、極性有機溶剤および/または増粘剤を合計3〜10重量%(質量%)を含んでいる請求項1または2に記載の水性塗料組成物(請求項3);請求項1ないし3のうちのいずれか1つに記載の水性塗料組成物を塗布して得られる塗膜であって、23℃、湿度50%における24時間当たりの透湿量が30〜40g/mであることを特徴とする透湿性塗膜(請求項4)が開示されている。
【0007】
【非特許文献1】Composites,Vol.13,No.2[1982年4月]123〜128頁"Developing asbestos-free calcium silicate building boards"
【特許文献1】特開2007−1043号公報 特許請求の範囲 [0035]
【特許文献2】特開2001−348529号公報 特許請求の範囲
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、非特許文献1の記載は、セルロース繊維を使用したけい酸カルシウム板は、たわみが大きくなることを示唆するものであり、特に、けい酸カルシウム板の厚さが薄い場合には、たわみが極端に大きくなり、施工の際に反り返ってしまい、施工し難いという問題があった。特許文献1に開示されている表面化粧無機質抄造板についても、薄物の場合、自重によるたわみが大きく、運搬及び施工の際のハンドリング性が悪く、作業し難いという問題点が解消されてはいない。
【0009】
従って、本発明の目的は、薄物であっても自重によるたわみが少なく、運搬及び施工の際のハンドリング性が良く、作業し易く、更に、不燃性に優れた、すなわち、JIS A 5430附属書JA規定の試験装置を用いた加熱時間20分での発熱性試験における総発熱量の少ない薄物無機質抄造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】
【0010】
即ち、本発明は、マトリックス形成用水和性原料30〜70質量%;濾水度がカナディアン標準フリーネスで150〜450mlの範囲内にある天然繊維3〜9質量%並びに繊維長6.0〜0.2mm、繊維径10〜50μmの範囲内にある無機繊維及び/または合成繊維(石綿を除く)0.5〜5質量%、ただし天然繊維並びに無機繊維及び/または合成繊維の合計量3.5〜12質量%;予め石灰質原料及びけい酸質原料を水熱合成して得られる平均粒子径が30μm〜100μmの範囲内にあるけい酸カルシウム水和物5〜30質量%;ワラストナイト5〜20質量%;及び無機質充填材1〜15質量%を含有してなる配合物を湿式混合してスラリーを得、得られたスラリーを抄造することにより生板を得、該生板を加圧脱水時の保持圧力16〜40N/mmで加圧脱水した後、養生硬化することにより厚さ2〜5mm、見掛け密度1.2〜1.5g/cmの硬化体を得ることを特徴とする薄物無機質抄造板の製造方法に係る。
【0011】
更に、本発明の薄物無機質抄造板の製造方法は、幅910mm、長さ2575mmの寸法を有する気乾状態の薄物無機質抄造板の長さ方向の中央部にて一線支持した際の自重によるたわみが、中央部と縁端部との差で500mm以下であり、JIS A 1408 4.1に規定された3号試験片を用い、JIS A 5430の10.3.2に基づく曲げ試験による最大たわみが20〜50mmで且つ曲げ強さが28N/mm以上であることを特徴とする。
【0012】
また、本発明の薄物無機質抄造板の製造方法は、天然繊維が3〜6質量%並びに無機繊維及び/または合成繊維が0.5〜3質量%、ただし天然繊維並びに無機繊維及び/または合成繊維の合計量が3.5〜9質量%の範囲内にあり、薄物無機質抄造板のJIS A 5430附属書JA規定の試験装置を用いた加熱時間20分での発熱性試験における総発熱量が4.5MJ/m以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明の薄物無機質抄造板の製造方法によれば、薄物であっても自重によるたわみが少なく、運搬及び施工の際のハンドリング性が良く、作業し易く、更に、不燃性に優れた、すなわち、JIS A 5430附属書JA規定の試験装置を用いた加熱時間20分での発熱性試験における総発熱量の少ない薄物無機質抄造板を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、本発明の薄物無機質抄造板の製造方法を更に詳細に説明する。
本発明の薄物無機質抄造板の製造方法よれば、マトリックス形成用水和性原料30〜70質量%;濾水度がカナディアン標準フリーネスで150〜450mlの範囲内にある天然繊維3〜9質量%並びに繊維長6.0〜0.2mm、繊維径10〜50μmの範囲内にある無機繊維及び/または合成繊維(石綿を除く)0.5〜5質量%、ただし天然繊維並びに無機繊維及び/または合成繊維の合計量3.5〜12質量%;予め石灰質原料及びけい酸質原料を水熱合成して得られる平均粒子径が30μm〜100μmの範囲内にあるけい酸カルシウム水和物5〜50質量%;ワラストナイト5〜20質量%;及び無機質充填材1〜15質量%を含有してなる配合物を湿式混合してスラリーを抄造、加圧脱水及び養生硬化することにより薄物無機質抄造板を製造することができる。
【0015】
ここで、マトリックス形成用水和性原料は、水硬性および気硬性のいずれであってもよく、特に限定されるものではないが、強度発現力が高いことから水硬性セメントが好適であり、例えば、普通ポルトランドセメント、早強セメント、高炉セメント、低熱セメント、エコセメント等を挙げることができる。また、気硬性セメントとしては、半水石膏、II型無水石膏等の石膏系材料を挙げることができる。石膏系材料を用いる場合は、必要に応じて硬化遅延剤(クエン酸、フタル酸、酒石酸等)または硬化促進剤(硫酸ナトリウム等のアルカリ金属硫酸塩等)を所定量添加することができる。なお、マトリックス形成用水和性原料の比表面積は、水硬性セメントの場合、2500〜5000cm/g、好ましくは3000〜4000cm/gの範囲内にあり、気硬性セメントの場合、4000〜8000cm/g、好ましくは4500〜6500cm/gの範囲内にあることが望ましい。
【0016】
また、補強繊維は、例えば、木質パルプ、各種麻類等の天然繊維、ガラス繊維、ロックウール、セラミックウール、炭素繊維等の無機繊維、人造パルプ、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、アクリル、レーヨン等の合成繊維が挙げられる。中でも、曲げ強度及び耐衝撃性能を一層高めるという観点から、木質パルプ等のセルロース系繊維を補強繊維の主成分として用いるのが好適である。なお、天然繊維の濾水度は、JIS P 8121に規定されるカナディアン標準フリーネス(以下「CSF」という)で150〜450ml、好ましくは150〜350mlの範囲内にある。CSFは、補強繊維、例えば木質パルプを湿式にてリファイナー等による叩解処理を行うことで調整することができる。該叩解処理により、繊維の枝分かれが増加し、いわゆるフィブリル化がなされ、その結果、マトリックス形成用水和性原料が水和して形成されるマトリックスとの密着性及び柔軟性の向上を図ることができる。ここで、CSFを450ml以下にすることにより、補強繊維とマトリックスとの十分な密着が達成されるとともに、良好な補強繊維の分散が得られ、製品(無機質抄造板)に高い強度を付与することができる。また、CSFを150ml以上にすることにより、スラリーの濾水性を高め、加圧脱水時の脱水ムラ、フクレ、ハクリ等を防止するとともに、良好な柔軟性、ひいては耐衝撃性能を製品に付与することができる。
【0017】
なお、抄造法においては、抄造適性(薄膜の形成、生板の形成等)の面から、無機繊維及び合成繊維の繊維長は、6.0〜0.2mm、好ましくは4.0〜0.5mmの範囲内にあり、かつ繊維径が10〜50μmの範囲内である。合成繊維の場合、繊維径は、20〜50μmが好ましく、更に好ましくは20〜40μmの範囲内とするのが好適である。
【0018】
また、けい酸カルシウム水和物は、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、消石灰等が挙げられ、けい酸質原料としては、珪石、珪藻土、シリカヒューム等が挙げられ、特に珪石が好適である。
けい酸カルシウム水和物の合成は、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、例えば配合比(CaO/SiOのモル比)0.5〜1.5、好ましくは0.5〜1.2とし、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、原料スラリーとし、この原料スラリーを撹拌可能な圧力容器内にて150〜230℃、好ましくは170〜210℃の温度で、1〜20時間、好ましくは3〜12時間にわたり水熱合成を行う。このようにして、例えばトバモライト、ゾノトライト等としてけい酸カルシウム水和物が得られる。なお、けい酸カルシウム水和物の平均粒子径は、30μm〜100μm、好ましくは50μm〜90μmの範囲内にある。
【0019】
なお、前記平均粒子径は、けい酸質原料の粒度、使用される水の割合、圧力容器内における撹拌の度合い等によって調整することができる。例えばけい酸質原料の粒度を80μm以下、好ましくは60μm以下とし、水の使用量を、石灰質原料とけい酸質原料との混合物に対し、質量比で7〜16倍とし、圧力容器内に備えられた撹拌回転羽根の周速を100〜200m/分とすることにより、得られるけい酸カルシウム水和物の平均粒子径を前記のように30μm〜100μmの範囲で調整することができる。なお、本明細書で規定するけい酸カルシウム水和物の平均粒子径は、レーザー回折散乱法による粒度分布測定装置により求められたものである。
【0020】
また、ワラストナイトは混和材として使用される。
【0021】
更に、無機質充填材は、一般的に無機質板に使用されるものであれば特に限定されるものではないが、例えばマイカ等の耐熱性向上用充填材、二水石膏や炭酸カルシウム等の耐火性向上用充填材、珪石等の亀裂発生防止用充填材といった水和性原料でないものを使用することができる。なお、これらは2種以上を併用することもできる。
【0022】
前記各種原料は、得られる薄物無機質抄造板に対する質量割合として、マトリックス形成用水和性原料30〜70質量%、好ましくは40〜60質量%、繊維原料(天然繊維並びに無機繊維及び/または合成繊維の合計量)3.5〜12質量%、好ましくは3.5〜9質量%、けい酸カルシウム水和物5〜30質量%、好ましくは8〜20質量%、ワラストナイト5〜20質量%、好ましくは10〜20質量%、及び無機質充填材1〜15質量%、好ましくは3〜10質量%となるように配合するのが好ましい。なお、補強繊維は、濾水度がCSFで150〜450mlの範囲内にある天然繊維3〜9質量%、好ましくは3〜6質量%並びに繊維長6.0〜0.2mmで、繊維径10〜50μmの範囲内にある無機繊維及び/または合成繊維0.5〜5質量%、好ましくは0.5〜3質量%から構成され、天然繊維並びに無機繊維及び/または合成繊維の合計量が上記範囲内となるように配合する。
【0023】
ここで、マトリックス形成用水和性原料の配合量が30質量%未満では、十分な強度が得られないため好ましくなく、また、70質量%を超えると、見掛け密度が高くなりすぎるため好ましくない。また、繊維原料(天然繊維並びに無機繊維及び/または合成繊維の合計量)の配合量が3.5質量%未満では、十分な強度が得られず、材質がもろくなるため好ましくなく、また、12質量%を超えると、材質が必要以上にやわらかくなり、施工性が低下するため好ましくない。更に、有機繊維である天然繊維や合成繊維を多くすると、発熱性試験において総発熱量が所定の値を超えてしまい、所望の不燃性能を得ることができないため好ましくない。なお、無機繊維は分散性があまり良くないので、多くを使用しにくい。けい酸カルシウム水和物の配合量が5質量%未満では、十分な強度が得られないため好ましくなく、また、30質量%を超えると、製品の見掛け密度が低くなり、十分な強度が得られなくなるため好ましくない。また、ワラストナイトの配合量が5質量%未満であると、JIS A 5430 10.7に規定される吸水による長さ変化率が大きくなるため好ましくなく、また、20質量%を超えると、材質がもろくなるため好ましくない。また、無機質充填材の配合量が1質量%未満では、抄造法による薄膜形成時において安定した薄膜を形成し難くなるために好ましくなく、また、15質量%を超えると、十分な強度が得られなくなるために好ましくない。
【0024】
本発明の薄物無機質抄造板の製造方法は、前記の各種材料を、好ましくは前記配合割合にて配合し、そこに各種材料の7〜30倍(質量比)、好ましくは10〜20倍の水を加えて湿式混合してスラリーとし、得られたスラリーを抄造することにより生板を得、得られた生板を加圧脱水した後、養生硬化することにより製造することができる。
【0025】
なお、本明細書でいう抄造法は、当業界において知られる抄造法をいずれも適用することができ、例えば丸網式抄造法、長網式抄造法、フローオン式抄造法等が挙げられる。例えば丸網式抄造法は、原料スラリーを金網シリンダーで抄き上げてグリーンフィルム(薄膜)を形成し、得られたグリーンフィルムをエンドレスフェルトに移し取り、エンドレスフェルト上で脱水し、メーキングロールに所定の厚さとなるまで巻き取り、所定の厚さとなったならばメーキングロールから切り離してグリーンシート(生板)を得る方法である。また、フローオン式抄造法は、原料スラリーを直接エンドレスフェルト上に供給し、エンドレスフェルト上で脱水してグリーンフィルム(薄膜)を形成し、メーキングロールに所定の厚さとなるまで巻き取り、所定の厚さとなったならばメーキングロールから切り離してグリーンシート(生板)を得る方法である。中でも、丸網式抄造法は、製造効率が高く、薄物の製造も可能であり、繊維の二次元配向がよいので、その補強性能を十分に発揮できるという点から好ましい。なお、本発明では、スラリーを抄造した後に得られる加圧脱水前のシート状成形物を「生板」と定義する。
【0026】
生板の加圧脱水は、公知のプレス機等の加圧脱水装置を用いて行なうことができる。生板の加圧脱水条件は、保持圧力16〜40N/mm、好ましくは20〜40N/mmの範囲内である。なお、保持圧力が16N/mm未満であると、十分な強度が得られないために好ましくなく、また、40N/mmを超えると、亀裂が発生し、成形体を得ることができなかったり、得られる成形体が硬くなりすぎて脆くなるために好ましくない。
【0027】
なお、本明細書でいう「見掛け密度」とは、得られた材料の絶乾状態(105℃で恒量となるまで乾燥した状態)まで乾燥し、乾燥後の質量(g)をその体積(cm)で除する方法により算出できる。本発明の製造方法で得られる無機質抄造板の見掛け密度は1.2〜1.5g/cm、好ましくは1.3〜1.5g/cmである。見掛け密度が1.2g/cm未満であると、十分な強度が得られないため好ましくなく、また、1.5g/cmを超えると、材質が硬くなり、薄物無機質抄造板を下地へ固定する際の施工性が低下するため好ましくない。
【0028】
また、養生硬化の方法は、特に制限されるものではなく、例えば自然養生、スチーム養生、冷却養生等の公知の手段を適用することができる。
【0029】
現在市販されている無機質建材の材料厚さは、薄物で3mmないし4mmが下限であり、それ以下のものは自重によるたわみが生じて運搬及び施工の際のハンドリング性が悪く、作業し難いのが現状である。しかし、本発明の製造方法により製造された薄物無機質抄造板は、2〜5mmの厚さでも、自重によるたわみを生ずることがなく、運搬及び施工の際のハンドリング性が良好で、作業し易いという利点を有する。
【0030】
ここで、「自重によるたわみ」としては、一般に建材市場において流通している寸法のうち、長さが長いタイプである幅910mm、長さ2575mm(通称8.5尺サイズ)の気乾状態の板を、長手方向の中央部にて一線で支持し、自重により垂れ下がった状態での支持部と端部との高低差を計測したものである。実施工における施工性としては、この高低差が500mm以下、好ましくは400mm以下となるような剛直性を有することが有効となる。本発明の製造方法により製造された薄物無機質抄造板は、この自重によるたわみ量が小さく、施工性が良好であり、施工時の作業がし易くなる。なお、本明細書に記載する「気乾状態」は、JIS A 5430 10.1 表11に準じるものであり、通風のよい室内に7日間以上放置した状態のことを示す。
【0031】
また、本発明の製造方法により得られた薄物無機質抄造板において、曲げ試験時の曲げ加圧における最大たわみが、JIS A 1408 4.1に規定された3号試験片(試験体の寸法は幅400mm、長さ500mm)を用い、繊維の流れ方向を3号試験片の長さ方向とし、長さ方向に垂直な曲げ試験、すなわち、JIS A 5430 10.3.2に規定された曲げ試験(気乾状態)にて、20〜50mmであることにより、前記剛直性を評価する代用特性となり得る。ここで言う「最大たわみ」とは、前記曲げ試験、すなわち、JIS A 1408 5.1.1の2等分点1線荷重方式による試験において、材料が破断するまでの載荷部の弾性領域と塑性領域を合わせた最大変位量を指す。なお、最大たわみが50mmを超えると、薄物無機質抄造板が柔らかくなりすぎ、施工性が低下するために好ましくなく、また、最大たわみが20mm未満であると、薄物無機質抄造板が硬くなりすぎ、もろくなることがあるため好ましくない。
【0032】
また、前記曲げ試験(試験体の寸法は、幅400mm、長さ500mmであり、スパンは400mmである)において、繊維の流れ方向を試験体の長さ方向にした場合の曲げ強さを28N/mm以上にすることができる。この曲げ強さが28N/mmを下回ると、前記自重によるたわみが発生した場合に、薄物無機質抄造板にかかる曲げ応力に耐えることができず、亀裂、割れが発生してしまう。しかし、この曲げ強さを満たすことで、自重によるたわみにおける曲げ応力に耐え、施工性が格段に向上する。
【0033】
また、本発明の薄物無機質抄造板の製造方法においては、天然繊維を3〜6質量%、無機繊維及び/または合成繊維を0.5〜3質量%、両者の合計量を3.5〜9質量%の範囲内とすることにより、JIS A 5430附属書JA規定の試験装置を用いた加熱時間20分での発熱性試験における総発熱量を4.5MJ/m以下、好ましくは3.5MJ/m以下とすることができる。なお、本明細書における総発熱量の測定は、東洋精機製作所製「コーンカロリーメーターIII」C3型(ISO5660規定装置)を用い、輻射量50kW/mにて行われた結果である。
【0034】
本発明の薄物無機質抄造板の製造方法により製造された薄物無機質抄造板の少なくとも一面に表面化粧層を設けて表面化粧薄物無機質抄造板とすることもできる。表面化粧層を設けることにより、薄物無機質抄造板の意匠性を向上させて付加価値の高いものとすることができる。表面化粧層を形成するために、例えば塗料、透湿性塗料、漆喰塗料、化粧紙、透湿性化粧紙、化粧単板(フィルム)、透湿性化粧単板(フィルム)等を使用することができる。
【0035】
ここで、塗料としては、一般的なウレタン塗料、アクリル系合成樹脂塗料等を用いることができる。
また、透湿性塗料としては、例えば上記特許文献2に開示されているようなものを使用することができる。即ち、アルコキシシラン及び合成樹脂分散体を含有し、乾燥後の塗膜内部に湿気の通路を有する構造となる塗膜組成物である。
更に、漆喰塗料としては、消石灰をベースとした漆喰材料と合成樹脂分を混合し、質感のある外壁用として現在広く用いられている汎用品を使用することができる。
また、化粧紙、化粧単板(フィルム)等としては、一般的に紙の表面に様々な塗装が施されたものであれば特に限定されるものではない。なお、化粧紙、化粧単板(フィルム)等を用いて表面化粧層を薄物無機質抄造板表面上に形成する場合には、慣用の接着剤を用いて薄物無機質抄造板表面に接着することができる。このような接着剤としては、例えばエポキシ系接着剤等を用いることができる。
更に、透湿性化粧紙、透湿性化粧単板(フィルム)等としては、一般的に紙の表面に様々な塗装が施され、かつ紙及び化粧層に多数の気孔を有し、透湿性を有するものであれば特に限定されるものではない。なお、透湿性化粧紙、透湿性化粧単板(フィルム)等を用いて表面化粧層を薄物無機質抄造板表面上に形成する場合には、透湿性を有する接着剤を用いて薄物無機質抄造板表面に接着することができる。このような透湿性を有する接着剤としては、例えば水性ビニルウレタン、メラミン、酢酸ビニル共重合体樹脂等を用いることができる。
【0036】
また、表面化粧層を薄物無機質抄造板に設ける場合には、薄物無機質抄造板と表面化粧層の間にシーラー層や透湿性シーラー層を設けることにより、薄物無機質抄造板と表面化粧層の密着性を向上させることができる。シーラー層を形成するためのシーラーとしては、例えばウレタン系シーラー等を用いることができる。また、透湿性シーラー層を形成するためのシーラーとしては、透湿性を有するものであれば特に限定されないが、例えばシリカ変性アクリル共重合体樹脂、アクリル樹脂エマルション等を用いることができる。
【実施例】
【0037】
実施例1
平均粒径40μmのけい酸カルシウム水和物[トバモライト(スラリー状態、固形分濃度=10質量%)]17質量%、普通ポルトランドセメント(太平洋セメント社製、比表面積3300cm/g)50質量%;ワラストナイト15質量%;天然繊維として木質パルプ(繊維長3.5mm、繊維径30μm、CSF280ml)6質量%;合成繊維としてポリビニルアルコール繊維(繊維長4.0mm、繊維径27μm)2質量%;炭酸カルシウム(無機質充填材)10質量%の配合を有する配合物に、水を加えて混合し、濃度約10質量%のスラリーとし、このスラリーを丸網式抄造機にて抄造して所定厚さの生板を得た。得られた生板をプレス機により30N/mmの圧力にて10分間にわたり加圧脱水した後、温度60℃で15時間スチーム養生し、硬化させることにより厚さ3.2mmの無機質抄造板を得た。得られた無機質抄造板の物性は以下の通りである:
見掛け密度:1.29g/cm
自重によるたわみ:幅910mm、長さ2572mmで470mm
曲げ試験による最大たわみ:38.2mm
曲げ強さ:28N/mm
総発熱量:3.1MJ/m
なお、得られた無機質抄造板は、施工においてあまりたわまず施工し易く、下地へのビス留めも良好であった。
【0038】
実施例2
平均粒径40μmのけい酸カルシウム水和物[トバモライト(スラリー状態、固形分濃度=10質量%)]17質量%、普通ポルトランドセメント(太平洋セメント社製、比表面積3300cm/g)50質量%;ワラストナイト20質量%;天然繊維として木質パルプ(繊維長3.5mm、繊維径30μm、CSF280ml)6質量%;合成繊維としてポリビニルアルコール繊維(繊維長4.0mm、繊維径27μm)2質量%;炭酸カルシウム(無機質充填材)5質量%の配合を有する配合物に、水を加えて混合し、濃度約10質量%のスラリーとし、このスラリーを丸網式抄造機にて抄造して所定厚さの生板を得た。得られた生板をプレス機により38N/mmの圧力にて10分間にわたり加圧脱水した後、温度60℃で15時間スチーム養生し、硬化させることにより厚さ3.2mmの無機質抄造板を得た。得られた無機質抄造板の物性は以下の通りである:
見掛け密度:1.32g/cm
自重によるたわみ:幅910mm、長さ2572mmで470mm
曲げ試験による最大たわみ:35.5mm
曲げ強さ:28N/mm
総発熱量:3.3MJ/m
なお、得られた無機質抄造板は、施工においてあまりたわまず施工し易く、下地へのビス留めも良好であった。
【0039】
実施例3
平均粒径40μmのけい酸カルシウム水和物[トバモライト(スラリー状態、固形分濃度=10質量%)]15質量%、普通ポルトランドセメント(太平洋セメント社製、比表面積3300cm/g)55質量%;ワラストナイト15質量%;天然繊維として木質パルプ(繊維長3.5mm、繊維径30μm、CSF280ml)6質量%;合成繊維としてポリビニルアルコール繊維(繊維長4.0mm、繊維径27μm)2質量%;炭酸カルシウム(無機質充填材)7質量%の配合を有する配合物に、水を加えて混合し、濃度約10質量%のスラリーとし、このスラリーを丸網式抄造機にて抄造して所定厚さの生板を得た。得られた生板をプレス機により32N/mmの圧力にて10分間にわたり加圧脱水した後、温度60℃で15時間スチーム養生し、硬化させることにより厚さ3.2mmの無機質抄造板を得た。得られた無機質抄造板の物性は以下の通りである:
見掛け密度:1.36g/cm
自重によるたわみ:幅910mm、長さ2572mmで470mm
曲げ試験による最大たわみ:30.6mm
曲げ強さ:31N/mm
総発熱量:2.9MJ/m
なお、得られた無機質抄造板は、施工においてあまりたわまず施工し易く、下地へのビス留めも良好であった。
【0040】
実施例4
平均粒径40μmのけい酸カルシウム水和物[トバモライト(スラリー状態、固形分濃度=10質量%)]15質量%、普通ポルトランドセメント(太平洋セメント社製、比表面積3300cm/g)50質量%;ワラストナイト15質量%;天然繊維として木質パルプ(繊維長3.5mm、繊維径30μm、CSF280ml)6質量%;合成繊維としてポリビニルアルコール繊維(繊維長4.0mm、繊維径27μm)2質量%;炭酸カルシウム(無機質充填材)7質量%の配合を有する配合物に、水を加えて混合し、濃度約10質量%のスラリーとし、このスラリーを丸網式抄造機にて抄造して所定厚さの生板を得た。得られた生板をプレス機により30N/mmの圧力にて10分間にわたり加圧脱水した後、温度60℃で15時間スチーム養生し、硬化させることにより厚さ3.2mmの無機質抄造板を得た。得られた無機質抄造板の物性は以下の通りである:
見掛け密度:1.27g/cm
自重によるたわみ:幅910mm、長さ2572mmで470mm
曲げ試験による最大たわみ:38.1mm
曲げ強さ:30N/mm
総発熱量:4.5MJ/m
なお、得られた無機質抄造板は、木質パルプとポリビニルアルコール繊維の合計量が11質量%と多いため、総発熱量は高いが、施工においてあまりたわまず施工し易く、下地へのビス留めも良好であった。
【0041】
実施例5
平均粒径40μmのけい酸カルシウム水和物[トバモライト(スラリー状態、固形分濃度=10質量%)]15質量%、普通ポルトランドセメント(太平洋セメント社製、比表面積3300cm/g)55質量%;ワラストナイト15質量%;天然繊維として木質パルプ(繊維長3.5mm、繊維径30μm、CSF280ml)6質量%;無機繊維として耐アルカリガラス繊維(ARG:繊維長4.0mm、繊維径13μm)2質量%;炭酸カルシウム(無機質充填材)7質量%の配合を有する配合物に、水を加えて混合し、濃度約10質量%のスラリーとし、このスラリーを丸網式抄造機にて抄造して所定厚さの生板を得た。得られた生板をプレス機により32N/mmの圧力にて10分間にわたり加圧脱水した後、温度60℃で15時間スチーム養生し、硬化させることにより厚さ3.2mmの無機質抄造板を得た。得られた無機質抄造板の物性は以下の通りである:
見掛け密度:1.34g/cm
自重によるたわみ:幅910mm、長さ2572mmで460mm
曲げ試験による最大たわみ:27.5mm
曲げ強さ:28N/mm
総発熱量:2.8MJ/m
なお、得られた無機質抄造板は、施工においてあまりたわまず施工し易く、下地へのビス留めも良好であった。
【0042】
比較例1
平均粒径40μmのけい酸カルシウム水和物[トバモライト(スラリー状態、固形分濃度=10質量%)]17質量%、普通ポルトランドセメント(太平洋セメント社製、比表面積3300cm/g)50質量%;ワラストナイト15質量%;天然繊維として木質パルプ(繊維長3.5mm、繊維径30μm、CSF280ml)6質量%;合成繊維としてポリビニルアルコール繊維(繊維長4.0mm、繊維径27μm)2質量%;炭酸カルシウム(無機質充填材)10質量%の配合を有する配合物に、水を加えて混合し、濃度約10質量%のスラリーとし、このスラリーを丸網式抄造機にて抄造して所定厚さの生板を得た。得られた生板をプレス機により15N/mmの圧力にて10分間にわたり加圧脱水した後、温度60℃で15時間スチーム養生し、硬化させることにより厚さ3.3mmの無機質抄造板を得た。得られた無機質抄造板の物性は以下の通りである:
見掛け密度:1.15g/cm
自重によるたわみ:幅910mm、長さ2572mmで610mm
曲げ試験による最大たわみ:51.2mm
曲げ強さ:21N/mm
なお、得られた無機質抄造板は、たわみが大きく、施工しにくいものであった。
【0043】
比較例2
平均粒径40μmのけい酸カルシウム水和物[トバモライト(スラリー状態、固形分濃度=10質量%)]17質量%、普通ポルトランドセメント(太平洋セメント社製、比表面積3300cm/g)50質量%;ワラストナイト5質量%;天然繊維として木質パルプ(繊維長3.5mm、繊維径30μm、CSF280ml)6質量%;合成繊維としてポリビニルアルコール繊維(繊維長4.0mm、繊維径27μm)2質量%;炭酸カルシウム(無機質充填材)20質量%の配合を有する配合物に、水を加えて混合し、濃度約10質量%のスラリーとし、このスラリーを丸網式抄造機にて抄造して所定厚さの生板を得た。得られた生板をプレス機により9N/mmの圧力にて10分間にわたり加圧脱水した後、温度60℃で15時間スチーム養生し、硬化させることにより厚さ3.2mmの無機質抄造板を得た。得られた無機質抄造板の物性は以下の通りである:
見掛け密度:0.91g/cm
自重によるたわみ:幅910mm、長さ2572mmで730mm
曲げ試験による最大たわみ:58.2mm
曲げ強さ:18N/mm
なお、得られた無機質抄造板は、たわみが大きく、施工しにくいものであった。
【0044】
比較例3
平均粒径40μmのけい酸カルシウム水和物[トバモライト(スラリー状態、固形分濃度=10質量%)]17質量%、普通ポルトランドセメント(太平洋セメント社製、比表面積3300cm/g)50質量%;ワラストナイト20質量%;天然繊維として木質パルプ(繊維長3.5mm、繊維径30μm、CSF280ml)6質量%;合成繊維としてポリビニルアルコール繊維(繊維長4.0mm、繊維径27μm)2質量%;炭酸カルシウム(無機質充填材)5質量%の配合を有する配合物に、水を加えて混合し、濃度約10質量%のスラリーとし、このスラリーを丸網式抄造機にて抄造して所定厚さの生板を得た。得られた生板をプレス機により15N/mmの圧力にて10分間にわたり加圧脱水した後、温度60℃で15時間スチーム養生し、硬化させることにより厚さ3.2mmの無機質抄造板を得た。得られた無機質抄造板の物性は以下の通りである:
見掛け密度:1.08g/cm
自重によるたわみ:幅910mm、長さ2572mmで730mm
曲げ試験による最大たわみ:55.7mm
繊維方向の曲げ強さ:18N/mm
なお、得られた無機質抄造板は、たわみが大きすぎ、施工しにくいものであった。
【0045】
比較例4
平均粒径40μmのけい酸カルシウム水和物[トバモライト(スラリー状態、固形分濃度=10質量%)]17質量%、普通ポルトランドセメント(太平洋セメント社製、比表面積3300cm/g)50質量%;ワラストナイト15質量%;天然繊維として木質パルプ(繊維長3.5mm、繊維径30μm、CSF280ml)6質量%;合成繊維としてポリビニルアルコール繊維(繊維長4.0mm、繊維径27μm)2質量%;炭酸カルシウム(無機質充填材)10質量%の配合を有する配合物に、水を加えて混合し、濃度約10質量%のスラリーとし、このスラリーを丸網式抄造機にて抄造して所定厚さの生板を得た。得られた生板をプレス機により48N/mmの圧力にて加圧脱水したところ、亀裂が発生し、良好な試験体を作製することができなかった。
【産業上の利用可能性】
【0046】
本発明の製造方法により得られた薄物無機質抄造板は、建材等として好適に使用することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
マトリックス形成用水和性原料30〜70質量%;濾水度がカナディアン標準フリーネスで150〜450mlの範囲内にある天然繊維3〜9質量%並びに繊維長6.0〜0.2mm、繊維径10〜50μmの範囲内にある無機繊維及び/または合成繊維(石綿を除く)0.5〜5質量%、ただし天然繊維並びに無機繊維及び/または合成繊維の合計量3.5〜12質量%;予め石灰質原料及びけい酸質原料を水熱合成して得られる平均粒子径が30μm〜100μmの範囲内にあるけい酸カルシウム水和物5〜30質量%;ワラストナイト5〜20質量%;及び無機質充填材1〜15質量%を含有してなる配合物を湿式混合してスラリーを得、得られたスラリーを抄造することにより生板を得、該生板を加圧脱水時の保持圧力16〜40N/mmで加圧脱水した後、養生硬化することにより厚さ2〜5mm、見掛け密度1.2〜1.5g/cmの硬化体を得ることを特徴とする薄物無機質抄造板の製造方法。
【請求項2】
幅910mm、長さ2575mmの寸法を有する気乾状態の薄物無機質抄造板の長さ方向の中央部にて一線支持した際の自重によるたわみが、中央部と縁端部との差で500mm以下であり、JIS A 1408 4.1に規定された3号試験片を用い、JIS A 5430の10.3.2に基づく曲げ試験による最大たわみが20〜50mmで且つ曲げ強さが28N/mm以上である、請求項1記載の薄物無機質抄造板の製造方法。
【請求項3】
天然繊維が3〜6質量%並びに無機繊維及び/または合成繊維が0.5〜3質量%、ただし天然繊維並びに無機繊維及び/または合成繊維の合計量が3.5〜9質量%の範囲内にあり、薄物無機質抄造板のJIS A 5430附属書JA規定の試験装置を用いた加熱時間20分での発熱性試験における総発熱量が4.5MJ/m以下である、請求項1または2記載の薄物無機質抄造板の製造方法。

【公開番号】特開2010−125694(P2010−125694A)
【公開日】平成22年6月10日(2010.6.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−302496(P2008−302496)
【出願日】平成20年11月27日(2008.11.27)
【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)】