CN103508704A - 无机质板以及无机质板的制造方法 - Google Patents

无机质板以及无机质板的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种抗裂性、耐火性、尺寸稳定性、生产性优异的无机质板以及无机质板的制造方法。无机质板的特征在于，以固体成分对比计，含有水硬性材料30～70％质量、增强纤维5～15质量％、湿量值(静置30分钟)为15～45ml的硅灰石1～30质量％。无机质板的制造方法的特征在于，包括生成含有水硬性材料、增强纤维、和硅灰石的浆料的工序；将该浆料进行脱水而生成片材的工序；以及将该片材进行压制、养护的工序；在生成该浆料的工序中，该浆料的成分，以固体成分对比计，含有水硬性材料设为30～70％质量、增强纤维设为5～15质量％、作为湿量值(静置30分钟)为15～45ml的硅灰石设为1～30质量％。

Description

无机质板以及无机质板的制造方法
技术领域
本发明涉及一种抗裂性、耐火性优异并适合于建筑板的无机质板以及无机质板的制造方法。
背景技术
一直以来，是使用Hatschek抄造机或Flow On(顺流式)抄造机等对水中分散有水硬性材料的浆料进行抄造、脱水，然后进行养护，制造出强度等物性优异、同时生产性良好的无机质板。并且，为了提高无机质板的抗裂性、耐火性、尺寸稳定性等，在该浆料中添加硅灰石，并且还要进行混合。
例如，在专利文献1中，公开了一种制造方法，即，在对水泥浆料进行抄造来制作纤维增强水泥板的时，将相对于水泥浆料的固体成分总重量的0.5～5重量％的硅灰石撒在刚刚供应在滤布上的生片上，然后对生片施加振动。但是，硅灰石根据其粉碎、分级的方法而在发挥性能上有差异。为此，为了保持无机质板的抗裂性、耐火性、尺寸稳定性等，需要使用适当等级的硅灰石。另外，若不使用适当等级的硅灰石，则会有因抗弯强度的降低、滤水性等方面的原因而使生产性变坏等的担忧。
在专利文献2中，公开了一种含有水泥以及纸浆纤维材料和骨料、进而掺合了长径比(aspect ratio)为10以上的无机添加剂的纤维水泥板，并且公开了该无机添加剂是硅灰石。但是，由于硅灰石中存在有大小不同的针状的结晶，所以，即使硅灰石的长径比为10以上，也有根据硅灰石的尺寸分布而不能使无机质板保持抗裂性、耐火性、尺寸稳定性等担忧。另外，如果硅灰石的微细物较多，也会有因抗弯强度的降低、滤水性等方面的原因而使生产性变坏等担忧。因而，作为硅灰石的选定判断，长径比缺乏可靠性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2000-301511号公报
专利文献2：日本国特开平7-166644号公报
发明内容
发明所要解决的课题
因此，本发明的课题是提供一种抗裂性、耐火性、尺寸稳定性、生产性优异的无机质板以及无机质板的制造方法。
用于解决课题的手段
本发明提供一种适合于建筑板的无机质板。本发明的无机质板，其特征在于，以固体成分对比计，含有水硬性材料30～70％质量、增强纤维5～15质量％、湿量值(静置30分钟)为15～45ml的硅灰石1～30质量％。
在本发明中，硅灰石优选其湿量值(静置15分钟)与湿量值(静置30分钟)之差不足10％。
进而，若是将浆料进行脱水而形成的垫材的固化体，则生产性优异，因此优选。
而且，优选含有18～64质量％的无机混合材料。作为无机混合材料，含有云母、珍珠岩、煤灰、造纸淤渣焚烧灰、氢氧化镁中的至少1种；作为增强纤维，含有废纸、纸浆中的至少1种。
而且，本发明还提供一种无机质板的制造方法，本发明的无机质板的制造方法，其特征在于，包括如下的工序：生成含有水硬性材料、和增强纤维、和硅灰石的浆料的工序，将所得到的浆料进行脱水而生成片材的工序，和将所得到的片材进行压制、养护的工序。在生成浆料的工序中，该浆料的成分，以固体成分对比计，含有水硬性材料设为30～70％质量、增强纤维设为5～15质量％、作为湿量值(静置30分钟)是15～45ml的硅灰石设为1～30质量％。
本发明，在生成浆料的工序中，优选使用湿量值(静置15分钟)与湿量值(静置30分钟)之差不足10％的硅灰石。
在生成浆料的工序中，进而优选，浆料以固体成分对比计含有18～64质量％的无机混合材料而生成。作为无机混合材料，使用云母、珍珠岩、煤灰、造纸淤渣焚烧灰、氢氧化镁中的至少1种；作为增强纤维，使用废纸、纸浆中的至少1种。
发明效果
根据本发明，能够提供一种抗裂性、耐火性、尺寸稳定性、生产性优异的无机质板以及无机质板的制造方法。
具体实施方式
以下，详细说明本发明的实施方式。
本发明的无机质板含有水硬性材料、增强纤维以及硅灰石。
作为水硬性材料，有普通的波特兰水泥、早强波特兰水泥、高铝水泥、高炉水泥，粉煤灰水泥等水泥，和无水石膏、半水石膏、二水石膏等石膏，和高炉渣、转炉渣等炉渣。在这些物质中，可以只含有任意1种，也可以含有2种以上。
作为增强纤维，有木片、竹片、木粉、废纸、针叶树未漂白牛皮纸浆(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)等木质增强材料，和聚酯纤维、聚酰胺纤维、丙烯酸纤维、聚偏氯乙烯纤维、醋酸酯纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、维尼纶纤维等合成纤维，和玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维、矿毛绝缘纤维等。在这些物质中，可以只含有任意1种，也可以含有2种以上。
硅灰石是湿量值(静置30分钟)为15～45ml的材料。所谓湿量值(30分静置)是指将15g硅灰石放入100ml量筒(JIS R3505规格品，内径为28mm，总高度为250mm)中，用水灌满后密封，上下翻转十次以上，在确认硅灰石已分散在水中之后，静置30分钟时水中的硅灰石的容积高度。湿量值(静置15分钟)，是用同样的方法装满水并密封，上下翻转之后，静置15分钟时水中的硅灰石的容积高度。
而且，若硅灰石湿量值(静置15分钟)与湿量值(静置30分钟)之差不足10％，则由于硅灰石结晶的微细物较少，所以在浆料脱水时不易妨碍滤水，生产性良好，同时，由于所得到的无机质板容易表现出抗裂性、耐火性等，所以优选。
另外，本发明的无机质板，也可以含有无机混合材料。作为无机混合材料，有煤灰、造纸淤渣焚烧灰、珍珠岩、硅粉、云母、碳酸钙、氢氧化镁、氢氧化铝、蛭石、海泡石、硬硅钙石、硅砂、硅石粉、氧化硅粉、硅藻土、高岭石、沸石等，在这些物质中，可以只含有任意1种，也可以含有2种以上。其中，优选含有云母、珍珠岩、煤灰、造纸淤渣焚烧灰、氢氧化镁中的至少1种。
并且，本发明的无机质板，可以含有无机组合物。作为无机组合物，有制造工艺中产生的固化前的无机质板的不良板、固化后的无机质板的不良板、在建筑工地产生的无机质板边材、废料等。所有这些都是用冲击式破碎机及/或研磨式破碎机(grinding pulverizer)粉碎的材料。因含有该无机组合物，所以能减少工业废料。
并且，本发明的无机质板还可以含有氯化钙、氯化镁、硫酸钾、硫酸钙、硫酸镁、硫酸铝、甲酸钙、醋酸钙、丙烯酸钙等固化促进剂，皂土等矿物粉末，和钎料、蜡、石蜡、硅、琥珀酸、高级脂肪酸的金属盐等防水剂、疏水剂，热塑性发泡塑料珠、塑料发泡体等，聚乙烯醇、羧甲基纤维素等水性糊料、苯乙烯-丁二烯胶乳、丙烯酸树脂乳液等合成树脂乳液的增强剂。
并且，本发明的无机质板以固体成分对比计含有水硬性材料30～70％质量、增强纤维5～15质量％、湿量值(静置30分钟)是15～45ml的硅灰石1～30质量％。含有30～70质量％的水硬性材料，是由于若不足30质量％的话，则所得到的无机质板的强度就不够，若多于70质量％的话，则抗裂性等物性和生产性恶化。在蒸汽养护、自然养护时，优选为40～70质量％。含有5～15质量％的纤维增强料，是由于若不足5质量％，则所得到的无机质板的强度就不够，若多于15质量％，则固化变得不充分。含有湿量值(静置30分钟)为15～45ml的硅灰石，是由于若不足15ml，则所得到的无机质板就没有足够的抗裂性和耐火性，若比45ml容积高，则生产性变差。另外，含有1～30质量％的该硅灰石，是由于若不足1质量％，则所得到的无机质板中得不到硅灰石的效果，若多于30量％，则所得到的无机质板的强度不够。
而且，本发明的无机质板优选含有18～64质量％的无机混合材料。把无机混合材料设为18～64质量％，是由于若不足18质量％，则无机质板得不到轻量效果和抗裂性等无机混合材料的效果，若大于64质量％，则有无机质板的强度不够的担忧。
并且，本发明的无机质板的制造方法包括生成含有水硬性材料、和增强纤维、和硅灰石的浆料的工序，和将所得到的浆料进行脱水而生成片材的工序，和将所得到的片材进行压制、养护的工序。
在生成浆料的工序中，在该浆料中含有水硬性材料、和增强纤维、和硅灰石。可以将水硬性材料、增强纤维和硅灰石以粉末(干燥)状态混合，然后分散在水中制成浆料，也可以预先将各原料分别分散在水中，然后混合制成浆料。
而且，在本发明中，硅灰石使用的是湿量值(静置30分钟)为15～45ml的硅灰石。并且，在本发明中，浆料的组成以固体成分对比计，水硬性材料设为30～70质量％、增强纤维设为5～15质量％、作为湿量值(静置30分钟)是15～45ml的硅灰石设为1～30质量％。由此，对于所得到的无机质板而言，强度、抗裂性、耐火性优异，同时生产性也优异。若使用湿量值(静置15分钟)与湿量值(静置30分钟)之差不足10％的硅灰石，则浆料在脱水时很难阻碍滤水，生产性更为优异，同时因为所得到的无机质板容易表现出抗裂性、耐火性等，因此优选。
并且，浆料以固体成分对比计，也可以含有18～64质量％的无机混合材料。由此，所得到的无机质板其强度不会下降，并可得到轻量效果、抗裂性等无机混合材料的效果。
接着，对所得到的浆料进行脱水，在生成片材的工序中，该浆料通过抄造方式、模板框方式进行脱水而形成片材。
对于抄造方式而言，是采用毛毡、金属网等通过把浆料分离成水和固体而形成片材。具体来说，是在毛毡上使浆料流下而对浆料进行脱水的方法，或用圆形金属网抄起浆料而进行脱水的方法等。而且，所得到的抄制片材，还可以在上面层叠另外的抄制片材而制成层叠片。作为层叠方法，有在抄制片材的输送方向上，准备多台制造抄制片材的装置，将用各装置制造的抄制片材进行层叠的方法；或将抄制片材卷在辊上进行层叠，在得到规定厚度时自该辊取下的方法等。并且，在抄造方式中，把脱水前的浆料的固体成分浓度调整在20质量％以下。把浆料的固体成分浓度设为20质量％以下，是因为若多于20质量％，则浆料在脱水时会花费时间，并且会有脱水的抄制片材容易产生龟裂，难于抄造等问题。
对于模板框方式而言，是向在下方具有吸引脱水装置的框内灌入浆料，从下方侧进行吸引脱水，把浆料分离成水和固体，由此形成片材。并且，在模板方式中，把脱水前的浆料的固体成分浓度调整为20～40质量％。将浆料的固体成分浓度设为20质量％以上，是由于若少于20质量％，则浆料在脱水时会花费时间，并容易有在脱水的片材上产生龟裂等问题。将浆料的固体成分浓度设为40质量％以下，是由于若多于40质量％，则浆料的流动性会变坏，会有在脱水的片材上容易产生裂纹等问题。
其次，在对所得到的片材进行压制、养护的工序中，对该片材通常以10kg/cm2以上的压力进行压制，然后根据自然养护、蒸汽养护、高压釜养护等养护方法进行养护。而且，在进行压制时，在垫材的上面或下面配置样板，能够在垫材上形成凹凸图案。另外，通常，蒸汽养护以60～90℃、5～36个小时的条件进行，高压釜养护，通常以150～200℃、0.5MPa以上的压力进行7～15个小时。并且，在蒸汽养护、高压釜养护之前也可以进行初次养护。
下面，例举本发明的实施例。
表1
Figure BDA00002959680600061
※1：硅灰石A的湿量值(静置30分钟)为15ml，且湿量值(静置15分钟)为20ml。
※2：硅灰石B的湿量值(静置30分钟)为30ml，且湿量值(静置15分钟)为32ml。
※3：硅灰石C的湿量值(静置30分钟)为45ml，且湿量值(静置15分钟)为50ml。
※1：硅灰石D的湿量值(静置30分钟)为10ml。
使表1中所示的固体成分组成的浆料在毛毡上流下进行脱水，并对所得到的片材进行层叠，以80℃进行蒸汽养护，制造出实施例1～5、比较例1～3的无机质板。而且，关于硅灰石的湿量值，放入15g硅灰石，将用水灌满的100ml量筒进行密封，上下翻转20次使硅灰石分散在水中之后，以规定时间静置。另外，浆料的固体成分浓度，全部设为14质量％，以40kg/cm2进行压制，其厚度为14mm。
并且，对所得到的实施例1～5以及比较例1～3的各无机质板，确认了其生产性，同时，测定绝干比重、抗弯强度、尺寸稳定性、涂膜附着性、抗裂性、燃烧时的收缩性，并进行判定，其结果示于表1中。
关于生产性，在过滤面上铺设了滤纸的Buchner漏斗中，放入制造各无机质板时使用的浆料500ml，通过0.2MPa的吸引力将吸滤瓶减压而使之脱水，测量出直至水不滴落为止的时间，将比50秒大的情况设为“×”，40～50秒的情况设为“△”，不满40秒的情况设为“○”。
关于抗弯强度，将各无机质板制成7×20cm的试样，除使用此试样以外，还按照JIS A 1408进行了测量。另外，在120℃的干燥机中放入抗弯强度测量后的各试样，并测量、求出了达到平衡状态时的各试样的体积，质量。
关于尺寸稳定性，将各无机质板制成7×20cm的试样，在20℃、湿度为65％的恒温恒湿室中，使其为平衡状态之后，测量该试样的长度(设为l1)，然后，将该试样浸于水中，经过7天后从水中取出该试样，并用布擦去附在表面上的水之后，再次测量该试样的长度(设为l2)，并通过在(l2-l1)除以l1的值上乘以100而求出其值，以比较例1的值为基准，把所得到的值比比较例1绝对值大的情况设为“×”，从比较例1的绝对值的一半以上至相同的情况设为“○”，不足比较例1绝对值的一半的情况设为“◎”。
关于涂膜附着性，在实施了涂装的试样上，用切刀以2mm的间隔划出25个格子，之后在其上面贴上透明胶带，然后揭下透明胶带，确认粘在透明胶带上的涂膜量，将有4格以上涂膜剥落的情况设为“×”，2～3格涂膜剥落的情况设为“△”，0～1格涂膜剥落的情况设为“○”。
关于抗裂性，将各无机质板制成30cm见方的试样，将该试样的端部浸在水中4个小时之后，在充满二氧化碳的密封容器内放置4个小时，然后，以16个小时80℃使之干燥，这样作为1个循环，对进行了10个循环后的试样的状况进行确认，将在试样的端部(浸水一侧)观察到4个以上裂纹的情况设为“×”，观察到2～3个裂纹的情况设为“△”，观察到0～1个的情况设为“○”。
关于燃烧时的收缩性，将各无机质板制成7×20cm，并将该试样放在120℃的干燥机中进行24小时干燥，然后，在干燥器内将试样冷却至室温左右，测量该试样的长度(设为l3)，然后在900℃的炉内放置20分种，再次在干燥器内将试样冷却至室温左右，再次测量该试样的长度(设为l4)，并在(l3-l4)除以l3的值上乘以100而求出其值，将所得到的值比5大的情况设为“×”，4～5的情况设为“△”，不足4的情况设为“○”。
不含有硅灰石的比较例1的无机质板，抗弯强度为11.2N/mm2，很低，且尺寸稳定性、燃烧时的收缩性较差。另外，含有湿量值(静置30分钟)为10ml的硅灰石的比较例2的无机质板，抗弯强度为11.5N/mm2，较低，且尺寸稳定性、燃烧时的收缩性较差。并且，以固体成分对比计，含有湿量值(静置30分钟)为30ml的硅灰石35质量％的比较例3的无机质板，抗弯强度为7.5N/mm2，非常低，且尺寸稳定性很差。
另一方面，实施例1～5的无机质板，抗弯强度全都比12N/mm2大，同时，生产性、尺寸稳定性、涂膜附着性、抗裂性、燃烧时的收缩性优异。
以上说明了关于本发明的一实施方式，但本发明并不限定于此，在专利权利要求书记载的发明范围内，能够进行各种变形。
[工业上的可利用性]
如以上的说明那样，根据本发明，能够提供抗裂性、耐火性、尺寸稳定性、生产性优异的无机质板以及无机质板的制造方法。

Claims (9)

1.一种无机质板，其特征在于，以固体成分对比计，含有水硬性材料30～70％质量、增强纤维5～15质量％、静置30分钟的湿量值为15～45ml的硅灰石1～30质量％。
2.根据权利要求1所述的无机质板，其特征在于，硅灰石静置15分钟的湿量值与静置30分钟的湿量值之差不足10％。
3.根据权利要求1所述的无机质板，其特征在于，其是使浆料进行脱水而形成的垫材的固化体。
4.根据权利要求1所述的无机质板，其特征在于，还含有无机混合材料18～64质量％。
5.根据权利要求4所述的无机质板，其特征在于，作为无机混合材料，含有云母、珍珠岩、煤灰、造纸淤渣焚烧灰、氢氧化镁中的至少1种；作为增强纤维，含有废纸、纸浆中的至少1种。
6.一种无机质板的制造方法，其特征在于，包括如下工序：
生成含有水硬性材料、增强纤维和硅灰石的浆料的工序，
将所得到的浆料进行脱水而生成片材的工序，以及
将所得到的片材进行压制、养护的工序；
在生成浆料的工序中，该浆料的成分以固体成分对比计，水硬性材料设为30～70％质量、增强纤维设为5～15质量％、作为静置30分钟的湿量值为15～45ml的硅灰石设为1～30质量％。
7.根据权利要求6所述的无机质板的制造方法，其特征在于，在生成浆料的工序中，使用静置15分钟的湿量值与静置30分钟的湿量值之差不足10％的硅灰石。
8.根据权利要求6所述的无机质板的制造方法，其特征在于，在生成浆料的工序中，浆料还含有以固体成分对比计为18～64质量％的无机混合材料而生成。
9.根据权利要求8所述的无机质板的制造方法，其特征在于，在生成浆料的工序中，作为无机混合材料，使用云母、珍珠岩、煤灰、造纸淤渣焚烧灰、氢氧化镁中的至少1种；作为增强纤维，使用废纸、纸浆中的至少1种。
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