CN102731025A

CN102731025A - 无机质板和无机质板的制造方法

Info

Publication number: CN102731025A
Application number: CN2011100976104A
Authority: CN
Inventors: 岛野晋
Original assignee: Nichiha Corp
Current assignee: Nichiha Corp
Priority date: 2011-04-14
Filing date: 2011-04-14
Publication date: 2012-10-17

Abstract

本发明提供耐风压性和长期耐久性优异的无机质板及其制造方法。无机质板，是将包含水泥、含硅酸物和有机纤维的原料混合物挤出成型而成，以质量比表示在45∶55～55∶45的范围内含有水泥和含硅酸物，相对于总固态成分，含有3～8质量％的有机纤维，比重为1.4～2.0，80℃下10天的放湿尺寸变化率为0.1％以下，7天吸水尺寸变化率为0.1％以下，二氧化碳浓度5％环境下的7天尺寸变化率为0.1％以下，弯曲强度为20N/mm²以上。以及无机质板的制造方法，包括制造包含水泥、含硅酸物和有机纤维的原料混合物的工序；将得到的原料混合物挤出成型并制造网垫的工序；和在140～200℃下对网垫进行高压釜熟化的工序。

Description

无机质板和无机质板的制造方法

技术领域

本发明涉及适合建筑板的无机质板和无机质板的制造方法。

背景技术

目前为止，有以水泥等水硬性无机粉体、木质纸浆纤维等木质补强材料为主成分的无机质板。例如，专利文献1中公开了无机质板的制造方法，其特征在于，包括将水泥系材料、含有微粉硅酸质的材料、含有粗粉硅酸质的材料、木粉、纸浆和适量的水混炼而制成原料混合物的工序；将该原料混合物挤出成型的工序；和将上述挤出成型的工序中挤出的成型中间体硬化熟化的工序。这样的无机质板具有优异的弯曲强度等物性优异，已作为住宅的内壁材、外壁材等建筑板使用。

近年来，正在研究扩展无机质板的用途，将该无机质板施工于中层建筑等。但是，中层建筑的高度有时也有36m，由于其风压高，因此为了进行施工，必须提高无机质板的耐风压性。此外，近年来，已要求住宅的长期耐久性的进一步提高，对于该无机质板也要求长期耐久性的进一步提高。应予说明，所谓长期耐久性，是指即使经过10年以上的长时间，物性的劣化、尺寸的变化也小。

[现有技术文献]

[专利文献1]特开2008-162833号公报

发明内容

因此，本发明的课题是提供耐风压性和长期耐久性优异的无机质板及其制造方法。

本发明的无机质板是将包含水泥、含硅酸物、有机纤维的原料混合物挤出成型而成。无机质板中，以质量比表示在45∶55～55∶45的范围内含有水泥和含硅酸物，相对于总固态成分含有3～8质量％的有机纤维。而且，无机质板的比重为1.4～2.0，80℃下10天的放湿尺寸变化率为0.1％以下，7天吸水尺寸变化率为0.1％以下，在二氧化碳浓度5％环境下的7天尺寸变化率为0.1％以下，弯曲强度为20N/mm²以上。应予说明，弯曲强度是按照JIS A 1408测定的值，如果为20N/mm²以上，在所谓高36m、风压46m/分钟的严格条件下的耐风压试验合格，耐风压性优异。放湿尺寸变化率是通过在20℃、湿度60％的恒温恒湿室中使试验体为平衡状态后，测定该试验体的长度(记为l₁)，然后，将该试验体装入80℃的干燥机，经过10天后，从干燥机将该试验体取出，再次测定该试验体的长度(记为l₂)，用(l₁-l₂)除以l₂所得的值乘以100而求出的值。吸水尺寸变化率是通过在20℃、湿度60％的恒温恒湿室中使试验体为平衡状态后，测定该试验体的长度(记为l₃)，然后，将该试验体浸入水中，经过7天后，从水中将该试验体取出，用湿布将表面附着的水擦掉后，再次测定该试验体的长度(记为l₄)，用(l₄-l₃)除以l₃所得的值乘以100而求出的值。二氧化碳浓度5％环境下的7天尺寸变化率是通过在20℃、湿度60％的恒温恒湿室中使试验体为平衡状态后，测定该试验体的长度(记为l₅)，然后，将该试验体在二氧化碳浓度5％环境下暴露7天后，再次测定该试验体的长度(记为l₆)，用(l₅-l₆)除以l₅所得的值乘以100而求出的值。在80℃下10天的放湿尺寸变化率表示放湿产生的尺寸变化的程度，7天吸水尺寸变化率表示吸水产生的尺寸变化的程度，二氧化碳浓度5％环境下的7天尺寸变化率表示碳酸化产生的尺寸变化的程度，这些值均为0.1％以下的无机质板，经年产生的劣化小，尺寸稳定性优异。因此，即使施工后经过长时间，物性的劣化也小，可用作长期耐久性建筑板。本发明的无机质板中，如果相对于总固态成分含有3～15质量％的硅灰作为含硅酸物，弯曲强度优异，因此优选。含硅酸物可以是硅灰和硅砂。此外，有机纤维如果是纸浆和聚丙烯纤维，则获得适度的挠曲，施工性优异，因此优选。此外，如果相对于总固态成分含有3～5质量％的云母，相对于总固态成分含有0.5～1.5质量％的用脂肪酸钙被覆的蒙脱石，则尺寸稳定性优异，因此优选。此外，如果板厚为6～25mm，容易搬运，并且容易施工，因此优选。

此外，本发明还提供无机质板的制造方法。本发明的无机质板的制造方法包括：制造包含水泥、含硅酸物和有机纤维的原料混合物的工序；将得到的原料混合物挤出成型并制造网垫(mat)的工序；和使网垫熟化的工序。在制造原料混合物的工序中，使原料混合物中的水泥与含硅酸物的质量比为45∶55～55∶45，同时使有机纤维的含量相对于总固态成分为3～8质量％，进行熟化的工序通过在140～200℃下进行高压釜熟化而进行。由此能够制造耐风压性和长期耐久性优异的无机质板。在制造原料混合物的工序中，如果相对于原料混合物中的总固态成分含有3～15质量％的硅灰作为含硅酸物，得到的无机质板的弯曲强度优异，因此优选。可使原料混合物中的含硅酸物为硅灰和硅砂。在制造原料混合物的工序中，如果使有机纤维为纸浆和聚丙烯纤维，得到的无机质板获得适度的挠曲，施工性优异，因此优选。此外，在制造原料混合物的工序中，如果相对于总固态成分含有3～5质量％的云母，相对于总固态成分含有0.5～1.5质量％的用脂肪酸钙被覆的蒙脱石，得到的无机质板的尺寸稳定性优异，因此优选。此外，如果板厚为6～25mm，则制造成本低，并且生产率优异，因此优选。

根据本发明，能够提供耐风压性和长期耐久性优异的无机质板及其制造方法。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式具体地说明。

本发明的无机质板是将包含水泥、含硅酸物和有机纤维的原料混合物挤出成型而成。

作为水泥，有波特兰水泥、早强水泥、矾土水泥、粉煤灰水泥、高炉炉渣水泥、硅石水泥、白色水泥等。本发明中，这些物质中，可只含有任1种，也可含有2种以上。

作为含硅酸物，有硅砂、硅石粉、二氧化硅粉、硅灰(silica fume)、飞灰、高炉炉渣、火山喷出物(Shirasu balloons)、珍珠岩、硅藻土等。本发明中，这些物质中，可只含有任1种，也可含有2种以上。

作为有机纤维，有天然纤维和合成纤维。作为天然纤维，有绢、羊毛、兽毛等动物纤维，木粉、木片、木毛、木质纤维等植物纤维，优选旧纸、针叶树未漂白牛皮浆(NUKP)、针叶树漂白牛皮浆(NBKP)、阔叶树未漂白牛皮浆(LUKP)、阔叶树漂白牛皮浆(LBKP)等木质纤维，此外，如果使用平均纤维长为0.3～1.5mm的木质纤维，强度等物性优异，因此更优选。此外，作为合成纤维，可以列举聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维、丙烯酸系纤维、聚氨酯纤维、聚烯烃纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维等。本发明中，这些有机纤维中，可以只含有任1种，也可以含有2种以上。如果将木质纤维和合成纤维并用，则强度、挠曲等物性优异，因此优选。

作为上述以外的原料，也可使用云母。云母优选平均粒径为200～700μm、长宽比为60～100的薄片状的云母。云母是通常具有层状结构、无吸湿性、具有刚性的高弹性体，能够使无机质板的尺寸稳定性提高，因此优选。

此外，也可使用用脂肪酸钙被覆的蒙脱石。通过使用用脂肪酸钙被覆的蒙脱石，能够使无机质板的吸水性降低，同时能够提高弯曲强度和尺寸稳定性，因此优选。

此外，也可使用水泥组合物。作为水泥组合物，有在制造工序中产生的硬化前的无机质板的不良板、硬化后的无机质板的不良板、在建筑现场产生的无机质板的端材、废材等。均用冲击式粉碎机和/或擦过式粉碎机粉碎为平均粒径50～150μm而使用。通过使用该水泥组合物，能够使制造成本降低，而且能够减少产业废弃物。

此外，为了降低挤出压力，使造形性良好，也可使用甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素、羟甲基纤维素等纤维素衍生物、聚乙烯醇、水溶性高分子、吸水性聚合物等作为挤出助剂。

此外，也可以使用羧酸系、磺酸系、聚乙二醇系的减水剂，塑料发泡体、塑料发泡体的粉碎物等轻质化材料，氯化钙、氯化镁、硫酸钾、硫酸钙、硫酸镁、硫酸铝、铝酸钠、铝酸钾、甲酸钙、醋酸钙、丙烯酸钙、水玻璃等硬化促进剂，膨润土、蛭石等矿物粉末，蜡、蜡剂(wax)、石蜡、硅、琥珀酸、高级脂肪酸的金属盐等防水剂、疏水剂，羧甲基纤维素等水性糊料、苯乙烯-丁二烯胶乳、丙烯酸系树脂乳液等合成树脂乳液的强化剂。

此外，本发明的无机质板是将包含水泥、含硅酸物和有机纤维的原料混合物挤出成型而成，以质量比表示在45∶55～55∶45的范围内含有水泥和含硅酸物，相对于总固态成分含有3～8质量％的有机纤维。此外，比重为1.4～2.0，80℃下10天的放湿尺寸变化率为0.1％以下，7天吸水尺寸变化率为0.1％以下，二氧化碳浓度5％环境下的7天尺寸变化率为0.1％以下，弯曲强度为20N/mm²以上。对于其制造方法将后述，通过具有这样的物性，作为耐风压性和长期耐久性优异的建筑板，能够构成外壁、内壁。应予说明，对于板厚并无限制，如果为6～25mm，则制造成本低，生产率优异，并且容易搬运，容易施工，因此优选。

如果以质量比表示在45∶55～55∶45的范围内含有水泥和含硅酸物，采用高压釜熟化的水热反应良好地进行，雪硅钙石生成量增多，基体致密化，得到的无机质板不能显现足够的强度，同时尺寸变化率变小。相对于总固态成分含有3～8质量％的有机纤维的原因在于，如果比8质量％多，有可能阻碍水泥的硬化，得到的无机质板的强度降低，如果比3质量％少，无机质板有可能无法获得足够的挠曲。此外，如果相对于总固态成分含有3～5质量％的云母，相对于总固态成分含有0.5～1.5质量％的用脂肪酸钙被覆的蒙脱石，则尺寸稳定性更优异，因此优选。

此外，本发明的无机质板可通过将原料混合物挤出成型而制造。

本发明的制造方法包括：制造包含水泥、含硅酸物和有机纤维的原料混合物的工序；将得到的原料混合物挤出成型，制造网垫的工序；和将网垫熟化的工序。

制造原料混合物的工序通过将水泥、含硅酸物、有机纤维和适量的水混合、混炼而进行。混炼优选用捏合机等进行。再有，对原料混合物进行调整以使固态成分浓度为67～83质量％。使原料混合物的固态成分浓度为83质量％以下的原因在于，如果比83质量％多，则难以进行挤出成型，生产率差，为67质量％以上的原因在于，如果比67质量％少，由挤出成型得到的网垫的比重降低，同时脱水花费时间，生产率差。

在将得到的原料混合物挤出成型、制造网垫的工序中，将调节到前述的固态成分浓度的原料混合物填充于挤出机，从该挤出机的模头挤出，制造板状的网垫。挤出压力通常为0.5～3MPa。应予说明，得到的网垫也可将模板挤压于表面，形成凹凸图案。

将网垫熟化的工序通过在140～200℃下进行高压釜熟化而进行。应予说明，高压釜熟化在0.5MPa以上的压力下进行7～15小时。通过该高压釜熟化，水热反应良好地进行，雪硅钙石生成量增多，基体致密化，得到的无机质板能够显现足够的强度，同时尺寸变化率变小。此外，如果在100℃以下进行蒸气熟化后，进行高压釜熟化，生产率优异，同时得到的无机质板的物性也优异，因此优选。

以下列举本发明的实施例。

将波特兰水泥、硅砂、纸浆等和水混合、混炼，制成原料混合物，从挤出机的模头将该原料混合物挤出，制成板状的网垫，对该网垫进行高压釜熟化，制造实施例1～7、比较例1～4的无机质板。各原料相对于原料混合物的总固态成分的比例、固态成分浓度、高压釜熟化温度如表1中所示。

然后，对于得到的实施例1～7和比较例1～4的各无机质板，测定比重、厚度、弯曲强度、80℃下10天的放湿尺寸变化率、7天吸水尺寸变化率、二氧化碳浓度5％环境下的7天尺寸变化率，其结果也示于表1。

[表1]

实施例1～7的无机质板，比重为1.4～1.6，弯曲强度比20N/mm²大，弯曲强度优异。此外，80℃下10天的放湿尺寸变化率、7天吸水尺寸变化率、二氧化碳浓度5％环境下的7天尺寸变化率均小于0.1％，尺寸稳定性也优异。

另一方面，以质量比表示以70∶30含有水泥和含硅酸物的比较例1的无机质板，二氧化碳浓度5％环境下的7天尺寸变化率大为0.15％，尺寸稳定性差。

合计含有10质量％的纸浆和聚丙烯纤维的比较例2的无机质板，比重低为1.21，弯曲强度也比20N/mm²低。此外，80℃下10天的放湿尺寸变化率、7天吸水尺寸变化率、二氧化碳浓度5％环境下的7天尺寸变化率均比0.1％大，尺寸稳定性差。

高压釜熟化温度为120℃制造的比较例3的无机质板，弯曲强度比20N/mm²低。此外，7天吸水尺寸变化率、二氧化碳浓度5％环境下的7天尺寸变化率比0.1％大，尺寸稳定性差。

以固态成分浓度65质量％制造原料混合物的比较例4的无机质板，比重低为1.12，弯曲强度比20N/mm²小，二氧化碳浓度5％环境下的7天尺寸变化率比0.1％大。

以上对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明并不限于此，在专利权利要求记载的发明的范围内可采取各种变形方式。

产业上的利用可能性

如以上说明那样，根据本发明，能够提供耐风压性和长期耐久性优异的无机质板及其制造方法。

Claims

1.一种无机质板，是将包含水泥、含硅酸物和有机纤维的原料混合物挤出成型而成的无机质板，其特征在于，

以质量比表示在45∶55～55∶45的范围内含有水泥和含硅酸物，

相对于总固态成分，含有3～8质量％的有机纤维，

比重为1.4～2.0，

80℃下10天的放湿尺寸变化率为0.1％以下，

7天吸水尺寸变化率为0.1％以下，

二氧化碳浓度5％环境下的7天尺寸变化率为0.1％以下，

弯曲强度为20N/mm²以上。

2.如权利要求1所述的无机质板，其特征在于，

含硅酸物含有相对于总固态成分为3～15质量％的硅灰。

3.如权利要求2所述的无机质板，其特征在于，

含硅酸物为硅灰和硅砂。

4.如权利要求1所述的无机质板，其特征在于，

有机纤维为纸浆和聚丙烯纤维。

5.如权利要求1所述的无机质板，其特征在于，

相对于总固态成分含有3～5质量％的云母，相对于总固态成分含有0.5～1.5质量％的用脂肪酸钙被覆的蒙脱石。

6.一种无机质板的制造方法，其特征在于，包括：

制造包含水泥、含硅酸物和有机纤维的原料混合物的工序，

将得到的原料混合物挤出成型并制造网垫的工序，和

对网垫进行熟化的工序；

在制造原料混合物的工序中，使原料混合物中的水泥与含硅酸物的质量比为45∶55～55∶45，同时使有机纤维的含量相对于总固态成分为3～8质量％，

进行熟化的工序通过在140～200℃下进行高压釜熟化而进行。

7.如权利要求6所述的无机质板的制造方法，其特征在于，

在制造原料混合物的工序中，相对于原料混合物中的总固态成分，含有3～15质量％的硅灰作为含硅酸物。

8.如权利要求7所述的无机质板的制造方法，其特征在于，

在制造原料混合物的工序中，使原料混合物中的含硅酸物为硅灰和硅砂。

9.如权利要求6所述的无机质板的制造方法，其特征在于，

在制造原料混合物的工序中，使有机纤维为纸浆和聚丙烯纤维。

10.如权利要求6所述的无机质板的制造方法，其特征在于，

在制造原料混合物的工序中，相对于总固态成分含有3～5质量％的云母，相对于总固态成分含有0.5～1.5质量％的用脂肪酸钙被覆的蒙脱石。