JP2001106563A - 軽量珪酸カルシウム板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量であり、施工性に富む軽量珪酸カルシウ
ム板およびその製造方法を提供すること。 【構成】 無機硬化材、充填材、無機質軽量化材および
補強用繊維を含有した原料スラリーを抄造し、その抄造
板を水熱合成して得られる珪酸カルシウム板において、
上記原料を１００重量％とした時に、その原料配合中に
二水石膏を５０重量％を超え７０重量％以下を配合し、
比重が０．６以上０．９未満、曲げ強度が８Ｎ／ｍｍ²
以上、釘圧入値が４５Ｎ／ｍｍ以下にした軽量珪酸カル
シウム板およびその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は軽量であり、施工性に富
む軽量珪酸カルシウム板およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】珪酸カルシウム板は軽量かつ不燃である
ことから、間仕切り壁、天井等の内装および外壁、軒天
井等の外装に広く用いられている。珪酸カルシウム板は
施工の際、直接ビス打ちや釘打ちなどを行うため、その
際にひび割れなどが生じないような板が望ましいが、市
販されている珪酸カルシウム板はビス打ち等の施工性に
おいて必ずしも満足するものではない。更に、施工時の
音の低減、作業効率のアップ、作業者のビス打ち衝撃力
の低減など更なる施工性の改善が望まれている。この改
善策の１つとして、特開平５−１５５６５０に、石膏や
タルクなどの無機質微粒子を３〜１５重量％配合し、圧
縮破壊歪みが８．０×１０^-2以上、ブリネル硬度が１．
０〜４．０であることを特徴とする珪酸カルシウム板が
提案されている。

【０００３】一方、珪酸カルシウム板に対する二水石膏
の配合量に関しては、特許第２５８３１８６号に水蒸気
破裂を防止する方法として、二水石膏を１０〜５０重量
％配合することが開示されているが、好ましい二水石膏
の添加率が２０〜３０重量％であり、５０重量％を超え
る多量の添加は強度を大幅に低下させる悪影響が顕著に
なるので、一般的には好ましくなく、珪酸カルシウム板
において二水石膏を５０％以上配合することは行われて
いない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】建築工法が合理化され
ていく中で、最終の仕上げ材となる珪酸カルシウム板の
施工性もより効率化が要求される。珪酸カルシウム板は
人手によって施工されるので、基本的な性能として、軽
量であると共に、施工時の切断、ビス打ち等の施工性に
優れていることが要求される。本発明は、内装材、内
壁、天井や軒天井材として十分な強度を有し、且つ、ビ
ス打ち等の施工性を大幅に改善すると共に、施工時の音
の低減や作業効率のアップや作業者のビス打ち衝撃の低
減をはかることができ、直接ビス止めを行ってもひび割
れや欠けなどが生じない珪酸カルシウム板を提供するも
のである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、鋭意研究を行った結果、配合面および製造面から、
その解決方法を見出して本発明を完成した。また、施工
性を評価する方法はこれまで適切なものが無かったが、
今回、釘圧入という試験方法を導入したところ、釘圧入
値と施工時の割れや欠けとの間に高度の相関があること
を見出し、この釘圧入値を活用することによって、二水
石膏を高配合した珪酸カルシウム板において特異な現象
を見出し本発明に至った。以下に示す重量％は、内割り
による％を示す。

【０００６】本発明は無機硬化材、充填材、無機質軽量
化材および補強用繊維を含有した原料スラリーを抄造
し、その抄造板を水熱合成して得られる珪酸カルシウム
板において、上記原料を１００重量％とした時に、その
原料配合中に二水石膏を５０重量％を超え７０重量％以
下を配合し、比重が０．６以上０．９未満、曲げ強度が
８Ｎ／ｍｍ²以上、釘圧入値が４５Ｎ／ｍｍ以下の特徴
を有する軽量珪酸カルシウム質板である。

【０００７】また、無機硬化材、充填材、無機質軽量化
材（以下、軽量化材という）および補強用繊維を含有す
る原料スラリーを抄造し、その抄造板を水熱合成して得
られる珪酸カルシウム板において、上記原料を１００重
量％とした時に、その原料配合中に二水石膏を５０重量
％を超え７０重量％以下を配合し、無機質軽量化材を１
〜２０重量％配合したことを特徴とする軽量珪酸カルシ
ウム質板である。

【０００８】更に、無機硬化材、充填材、無機質軽量化
材である補強用繊維を含有する原料スラリーを抄造し、
その抄造板を水熱合成して得られる珪酸カルシウム板の
製造方法において、上記原料１００重量％のうち二水石
膏を５０重量％を超え７０重量％以下を配合し、更に、
軽量化材を１〜２０重量％配合したスラリーを抄造し、
２〜１０Ｎ／ｍｍ²の面プレス圧で加圧成形し、それを
水熱合成することによって比重が０．６以上０．９未
満、曲げ強度が８Ｎ／ｍｍ²以上、釘圧入値４５Ｎ／ｍ
ｍ以下にすることを特徴とする軽量珪酸カルシウム板の
製造方法である。

【０００９】上記無機硬化材としては、ポルトランドセ
メント、混合セメントなど、各種セメント、珪酸質原
料、石灰質原料を使用することができる。繊維としては
パルプ等の天然繊維、ガラス繊維、ロックウール、セラ
ミックスウール、炭素繊維等の無機質繊維、ポリアミ
ド、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリエス
テル、ポリエチレンおよびアクリル等の合成繊維等を用
いることができる。それらの繊維のうちから、抄造性、
生板含水率および製品の性状の面から適宜選択して用
い、その使用量は１〜１０重量％である。

【００１０】充填材としては、二水石膏を５０重量％を
超え７０重量％まで配合できる。また、必要に応じてこ
れ以外の充填材として、石灰石、無水石膏、ワラストナ
イト、タルク、スラグ、フライアッシュ、マイカ等を１
〜１０重量％以下併用して使用することができる。軽量
化材としては珪藻土、石灰−シリカ系の水熱合成物を１
種または２種以上使用できる。軽量化材の使用量は１〜
２０重量％である。

【００１１】本発明の軽量珪酸カルシウム板は丸網、長
網、フローオンや加圧成形等の方法で作られる。その工
程を以下に示す。無機硬化材、充填材、軽量化材および
繊維を所定の混合比で混合し、この混合物を主成分とす
る原料に３〜１５倍量の水を加えパルパーで撹拌してス
ラリーとし、更に、チェストによってスラリーの均質化
を行った後、スラリーを丸網、長網あるいはフローオン
等の抄造機によって抄造し、薄いフィルムをメーキング
ロールによって巻き取り、グリーンシートを製造する。
板厚を４〜２０ｍｍ程度に調製する。あるいは、メーキ
ングロールを使用しないで、所定の厚みに抄き上げる場
合もある。

【００１２】抄造したグリーンシート面にプレスを行
う。面プレスは、グリーンシートの両面を平滑な磨き鉄
板で上下面を挟み込んで、加圧および保持する。その保
持圧力は二水石膏と軽量化材の配合量によって変え、二
水石膏および軽量化材の配合量が多くなると高く、２〜
１０Ｎ／ｍｍ²が好ましい。グリーンシートは整板後に
３０〜８０℃の温度において、１〜１０時間蒸気養生を
行う。その後、オートクレーブによる水熱合成を行う。
オートクレーブ温度は１６０〜１８０℃程度で５〜１５
時間、あるいはそれ以上の時間行われる。

【００１３】ビス打ちに代表される施工性を表す試験方
法として、本発明では、釘圧入試験を行った。釘圧入試
験方法は、１００ｍｍ×１００ｍｍに切断した試験片を
６０±３℃に保った乾燥機で２４時間乾燥し、図１に示
す試験器具を用いて、曲げ試験機１に試験片２をセット
し、鉄丸くぎＮ３２（ＪＩＳ Ａ５５０８）（長さ３２
ｍｍ，φ１．９０ｍｍ）３を試験片に立て、最大荷重に
達するまでの時間が約３０〜６０秒になるような平均荷
重速度で荷重試験を行い、釘３が試験片２を貫通するま
での最大荷重を測定する。釘圧入値はその最大荷重を試
験片の厚さで除したものである。図１中、４は釘ガイド
金具、５は座金、６は釘押し金具、７は釘押し金具支持
体、８は杉材、９は鉄板である。釘ガイド金具４は、図
２に示すように、試験片２のコーナーに、釘圧入位置が
コーナーの各端面から３０ｍｍの位置になるよう、配置
とする。また、釘圧入試験を行った試験片と同じ板で
３′×３′の大きさの板を用いて、金属製下地にワンタ
ッチビス止め試験を行い、その時のひび割れや欠けの数
と釘圧入値の関係について実験を行った。ワンタッチビ
ス止め試験は板の端から２５ｍｍの位置にビスを１０本
打ち、ひびわれや欠けの数で表した。

【００１４】図３に実験例を示す。釘圧入値と３′×
３′板によるワンタッチビス止め試験によるひび割れや
欠けとの間に高度の相関が認められ、釘圧入値が４５Ｎ
／ｍｍを超えると、ひび割れが発生し、値が大きくなる
と共にその数が増える。以上のことから、釘圧入値とビ
ス打ちによる施工性の間には高度の関係が見られ、釘圧
入値はビス打ち施工性の代用特性になると考えられる。

【００１５】次に、無機硬化材、充填材、無機質軽量化
材および補強用繊維を含有した原料スラリーを縦３００
ｍｍ×横３００ｍｍの型枠を備えたろ過式の簡易モルタ
ル成形機に入れ、所定の面圧で面プレスを行いモルタル
を成形した。６０℃、４時間蒸気養生を行ったのちに、
１７５℃、１２時間オートクレーブ養生を行った珪酸カ
ルシウムモルタル板について、二水石膏の配合量と曲げ
強度および釘圧入の関係について実験を行った。図４に
実験例を示す。なお、図示されていないが、板の比重と
曲げ強度および釘圧入の間には高度の相関が認められる
ことから、本実験例では、板の比重は面プレス圧を変え
ることによって０．８０±０．０１となるように制御し
た。

【００１６】図４から見られるように、曲げ強度８Ｎ／
ｍｍ²以上を維持し、釘圧入値が４５Ｎ／ｍｍ以下とな
る二水石膏配合量は５５〜７０重量％である。この範囲
では曲げ強度の低下は小さいのに対し、釘圧入値低下率
は大きい。即ち、二水石膏配合量が５５〜７０％では、
曲げ強度が維持されているにも関わらず釘圧入値が小さ
くなる特異な範囲であることが分かった。

【００１７】このような特異な現象は十分に解明されて
いないが、二水石膏を配合し、１６０℃以上でオートク
レーブ養生を行うと、ほとんどの二水石膏が無水石膏に
より、水が抜けた分重量が軽くなり比重が小さくなる。
そこで比重を維持するためにグリーンシートでの面プレ
ス圧を上げることにより無機硬化材、軽量化材、充填材
および繊維との相互作用で全空隙量は変わらずに大きな
細孔径が減少し、見掛け上密充填となると考えられる。
更に、強度を発現する硬化材の量はある程度以上の量が
あれば良く、この両者が相俟って曲げ強度が維持される
と推察される。一方、釘圧入値は硬化材量の減少に伴っ
て、即ち、二水石膏を５５〜７０重量％配合することに
よって改善される。このような理由から、上記のような
特異な現象が生じたと考えられる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明がこれらによって限定されるものでは
ない。 〔実施例１〜３〕本実施例は、表１に示す原料配合およ
び製造条件に基づいて、珪酸カルシウム板を製造した。
シリンダー径１０００ｍｍ×長さ１７１７ｍｍ、４バッ
トの丸網抄造機によって抄造し、メーキングロールによ
り４層に巻き取り、６ｍｍ厚さ、９１０×１８２０ｍｍ
大きさのグリーンシートを得た。所定の昇圧スピード、
表１の保持圧力にて面プレスを実施し、１７５℃、１５
時間オートクレーブ養生を行い、この板を乾燥して試験
を行い、結果を表２に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】〔比較例１〜７〕上記実施例と同様、表１
に示す原料配合および製造条件に基づいて製造した板の
試験結果を表２に示す。 普通セメント：ブレーン値３，３００ｃｍ²／ｇ、二酸
化珪素２２．２重量％、酸化カルシウム６３．０重量
％、酸化アルミニウム５．２重量％、二水石膏４．１重
量％（三酸化硫黄１．９重量％より換算） 粉末珪石：秩父鉱業社製品、純度９５．０重量％、ブレ
ーン値３，６００ｃｍ²／ｇ 生石灰：奥多摩工業社製品、純度９５．５重量％、粒度
１５０μｍ通過９２．０％ 石灰石：有恒鉱業社製品。ブレーン３５００ｃｍ²／ｇ 二水石膏：排脱石膏。ブレーン３，４００ｃｍ²／ｇ 水熱合成スラリー：生石灰質／珪酸質比０．９０，固形
物／水比０．１０ プレス圧力：Ｎ／ｍｍ² 昇圧時間：プレスの保持までの時間（分−保持は４分
間） 比重：ＪＩＳ Ａ５４３０にて測定 曲げ強度：ＪＩＳ Ａ５４３０にて測定（Ｎ／ｍｍ²）

【００２２】上記実施例の珪酸カルシウム板は、曲げ強
度は従来品と同等であるが、釘圧入値は大幅に低減でき
た。

【００２３】

【発明の効果】本発明の珪酸カルシウム板を製造する方
法において、無機硬化材、無機質軽量化材および補強用
繊維に二水石膏を５５〜７０重量％配合した珪酸カルシ
ウム原料スラリーを抄造し、得られたグリーンシートを
適切な面プレス圧をかけ、１６０℃以上でオートクレー
ブ養生した軽量珪酸カルシウム板は、曲げ強度が８Ｎ／
ｍｍ²以上で、釘圧入値が従来の珪酸カルシウム板に比
べて非常に小さく、切断、ビス打ち、釘打ちなどの施工
性が従来品に比べ非常に改良されたものになった。これ
によって、ワンタッチビス打ち時の割れや欠けが無くな
り、施工の効率を上げることができ、また、作業者のビ
ス打ち衝撃をやわらげることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】釘圧入値を測定するための試験機を一部断面で
示す立面図。

【図２】試験片と釘ガイドとの関係を示す平面図。

【図３】図１に示す試験機による実験結果を示す図表。

【図４】二水石膏配合量と釘圧入値との関係を示す図
表。

【符号の説明】

１ 試験機 ２ 試験片 ３ 釘 ４ 釘ガイド ５ 座金 ６ 釘押し金具

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０４Ｂ 14:08） Ｃ０４Ｂ 14:08） 111:30 111:30 (72)発明者 河口 英治 東京都港区芝大門二丁目12番10号 浅野ス レート株式会社内 Ｆターム(参考） 4G012 PA04 PA14 PA22 PC11 PC12 PD03 RA03 RA05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無機硬化材、充填材、無機質軽量化材お
   よび補強用繊維を含有した原料スラリーを抄造し、その
   抄造板を水熱合成して得られる珪酸カルシウム板におい
   て、上記原料を１００重量％とした時に、その原料配合
   中に二水石膏を５０重量％を超え７０重量％以下を配合
   し、比重が０．６以上０．９未満、曲げ強度が８Ｎ／ｍ
   ｍ²以上、釘圧入値が４５Ｎ／ｍｍ以下であることを特
   徴とする軽量珪酸カルシウム板。
2. 【請求項２】 上記原料１００重量％中に無機質軽量化
   材を２０重量％以下配合したことを特徴とする請求項１
   に記載の軽量珪酸カルシウム板。
3. 【請求項３】 無機硬化材、充填材、無機質軽量化材お
   よび補強用繊維を含有する原料スラリーを抄造し、その
   抄造板を水熱合成して得られる珪酸カルシウム板の製造
   方法において、上記原料１００重量％のうち二水石膏を
   ５０重量％を超え７０重量％以下を配合し、更に、無機
   質軽量化材を２０重量％以下配合したスラリーを抄造
   し、２〜１０Ｎ／ｍｍ²の面プレス圧で加圧成形し、そ
   れを水熱合成することによって比重が０．６以上０．９
   未満、曲げ強度が８Ｎ／ｍｍ²以上、釘圧入値４５Ｎ／
   ｍｍ以下にすることを特徴とする軽量珪酸カルシウム板
   の製造方法。