JP2001163685A

JP2001163685A - 無機質軽量成形体の製造方法

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Publication number: JP2001163685A
Application number: JP35338199A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Kumagai; 竜夫熊谷; Naoaki Yamada; 直明山田; Kumiko Osugi; 久美子大杉; Toshiharu Fujisato; 俊治藤里
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1999-12-13
Filing date: 1999-12-13
Publication date: 2001-06-19

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量で強度が強くしかも良好な表面性を有
し、且つ石綿無添加の無機質水硬性組成物からなる成形
体の製造方法を提供する。【解決手段】無機質水硬性材料、繊維質材料、軽量骨
材、および押出助剤等を含有してなる無機質水硬性組成
物であって、軽量骨材として含水量が３〜５０重量％で
あるスチレン系樹脂発泡粒子を添加する無機質水硬性組
成物と水からなる無機質水硬性混合物の成形体を押出成
形、養生硬化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は無機質軽量成形体の製造
方法に関するものであり、更に詳しくは石綿を配合しな
い無機質軽量成形体の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】セメント系、石膏系、ケイ酸カルシウム
系等の無機質水硬性材料を主原料とする組成物から製造
された成形体は、住宅の外装材、天井、内装材など幅広
く利用されている。これらの無機質成形体の製造法のう
ち、一般に窯業系製品の押出成形法での製造は、一定形
状の製品が連続して成形できること、中空構造や異形断
面形状等の製品断面が複雑でも容易に成形できることな
どの理由で、成形手段として汎用されている。その製造
方法の概要は、セメント、シリカ、必要な繊維材料、お
よび押出助剤等に水を添加してセメントスラリーを製造
し、これを押出成形機に投入し、押出成形機内の真空脱
気室を真空状態にして材料中の空気を脱気後、金型で製
品形状に賦形し、養生硬化させることで無機質成形体を
得るものである。しかし、これら成形体は、その重量が
過大であるが故に加工、運搬、施工面に大きな問題を有
しており、無機質軽量成形体を製造する試みが古くから
なされている。軽量化の方法としては、無機質水硬性組
成物と水を混合する際に気泡を発生させる方法や無機質
水硬性材料、骨材、繊維質材料等を添加した配合物に、
パーライト、シラスバルーンなどの無機軽量骨材、ポリ
スチレン発泡粒子等の有機軽量骨材を添加することによ
り無機質成形体の軽量化を行う方法などが挙げられる。
これらの軽量化方法のうち、気泡を発生させる方法とし
ては、空気連行剤、界面活性剤などの発泡剤を混合して
撹拌することにより発泡させる方法や分解により過酸化
水素などのガスを発生させる物質を混合し、該物質の分
解により発生するガスを利用して発泡する方法などがあ
る。しかし、このようにして発生させた微細気泡を含む
無機質水硬性組成物を押出成形すると、押出機の減圧ゾ
ーンで脱気されてしまい、気泡の大部分は消滅してしま
う。そのため、押出成形法では、気泡を発生させて軽量
な成形体を得ることは困難であった。

【０００３】またパーライト等の無機物質の発泡体から
なる無機軽量骨材の添加は、混合及びまたは混練、押出
成形を行う際に受ける外力により破壊されやすく、十分
な軽量化が困難になる傾向があるという問題があった。
さらに、例えば特公昭６３−１２７６号の如く発泡ポリ
スチレン粒子等の有機軽量骨材を使用することは古くか
ら公知であり、押出成形法における軽量化の手段として
は有効である。しかし、この発泡ポリスチレン粒子等の
有機発泡粒子を軽量骨材として用いると、無機質水硬性
材料やその他骨材との比重差が大きいことから、材料中
に均一に分散しないという問題があり、ひいては成形体
の比重にばらつきが生じ、曲げ強度が低下する等の問題
があった。この有機発泡粒子の分散を均一にするため
に、特開平０２−２６８８１号では、発泡スチレンビー
ズに界面活性剤を添加して分散性を向上させ、セメント
等の材料と混合する技術が開示されている。しかし、界
面活性剤を発泡スチレンビーズ表面に付与しても、塊状
化するか、又は、過剰な水分が付着する等の現象が起き
てしまい、発泡スチレンビーズに充分な分散性を与える
に至らなかった。

【０００４】また従来、成形体を製造する際に繊維質材
料として石綿が添加されてきた。石綿は、添加される水
を系内に保持する保水力、成形後の形状を維持する保形
力を有しているために、過剰の水分を添加しても成形性
及び保形性を損なうことなく成形体が製造でき、添加し
た過剰水分の逸散により成形体を軽量化する事が容易で
あった。更に、マトリクス自体の補強効果、スラリーの
滑性の向上等優れた特性を有していた。しかしながら、
近年、石綿の人体に対する有害性が指摘されたことによ
ってその使用が大幅に削減されており、石綿を使用しな
い成形体を製造する方法の検討が行われているが、成形
性、表面性が悪化する傾向があるという問題があった。

【０００５】上述の如く、これまでのところ十分要求を
満足する無機質軽量成形体の製造方法が提案されていな
いのが現状である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の如き従来技術の欠点を解決し、軽量でしかも良好な表
面性を有し、且つ石綿を添加しなくても物性が良好で軽
量な成形体の製造する方法を提供する事を目的としてな
されたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、無機質軽
量成形体の製造方法に関して詳細な検討を実施したとこ
ろ、軽量骨材としてある特定水分量の発泡ポリスチレン
粒子を使用することにより、スチレン系発泡粒子が均一
に分散し、外観美麗で、良好な物性を有する無機質軽量
成形体が得られる事を見い出し本発明を完成するに至っ
た。

【０００８】即ち本発明は、無機質水硬性材料、繊維質
材料、軽量骨材、および押出助剤等を含有する無機質水
硬性組成物と水を混合してなる無機質水硬性混合物を混
練し、押出成形した後、養生硬化する製造方法であっ
て、軽量骨材として含水率が３〜５０重量％のスチレン
系樹脂発泡粒子を添加することを特徴とする無機質軽量
成形体の製造方法に関するものである。

【０００９】本発明に用いられる無機質水硬性材料とし
ては、普通ポルトランドセメント、低アルカリ型ポルト
ランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポ
ルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、
フライアッシュセメント、マグネシアセメント、アルミ
ナセメント等のセメントなどがあげられる。これらは、
単独で使用しても、２種以上混合して使用しても構わな
い。この無機質水硬性材料の配合量は、水以外の組成物
の内、１０〜９０重量％以下、好ましくは１５〜８０重
量％、更に好ましくは２０〜７０重量％の範囲である。
無機質水硬性材料の配合量が１０重量％より少ないと硬
化材料の不足から成形体強度が低下し、また９０重量％
を越えると硬化材料以外の成分比率が低くなりすぎ、成
形体の寸法安定性、成形性などに悪影響を及ぼす傾向を
示すため好ましくない。

【００１０】骨材としては、硅石粉、珪藻土等一般に用
いられているものが使用可能であり特に制限はない。

【００１１】本発明の製造法では軽量骨材として、含水
率が３〜５０重量％、好ましくは５〜３０重量％、より
好ましくは１０〜３０重量％であるスチレン系樹脂発泡
粒子が好適に添加される。スチレン系樹脂発泡粒子の含
水率が３重量％未満である場合には、セメント等の無機
質水硬性材料や硅石粉等の骨材との比重差が大きいた
め、混合中にスチレン系樹脂発泡粒子が他の組成物と分
離してしまい均一に混合することができず、ひいては成
形体の表面性の悪化、曲げ強度の低下や比重のばらつき
等の問題が発生する。また、含水率が５０重量％を越え
る場合には、セメント等の無機質水硬性材料や硅石粉な
どの骨材などの他の組成物と混合する際に、スチレン系
樹脂発泡粒子が含む水分でスチレン系樹脂発泡粒子が塊
になったり、最初に接触した組成物でスチレン系樹脂発
泡粒子が覆われてしまい、均一に混合することが困難と
なり、ひいては成形体の表面性の悪化、曲げ強度の低下
や比重のばらつき等の問題が発生する。

【００１２】本発明でいうスチレン系樹脂発泡粒子の含
水率の測定は、以下の様にして行う。乾燥前の含水した
スチレン系樹脂発泡粒子の重量を測定後、該スチレン系
樹脂発泡粒子を１０５℃で３時間乾燥し重量を測定す
る。乾燥前重量から乾燥後重量を差し引いた値を含水量
とし、乾燥前重量で除してスチレン系樹脂発泡粒子の含
水率を算出する。

【００１３】本発明に用いられるスチレン系樹脂発泡粒
子の製造方法は、例えば、単量体及び生成ポリマーが実
質的に不溶な連続相を仕込んだ攪拌機を備えた反応機中
で単量体を小滴として分散させ、次いで所定条件下で連
続攪拌して重合させる方法等により得られる。具体的な
製造例をあげると以下の通りである。攪拌機、温度検知
管を具備した耐圧反応機中にスチレンに代表されるスチ
レン系単量体、水、リン酸カルシウム、ドデシルベンゼ
ンスルホン酸ソーダ、及びベンゾイルパーオキサイド、
ターシャルジブチルパーベンゾエートなどの重合開始剤
を仕込み、攪拌しながら反応機内の圧力が所定圧力に達
するまで窒素を導入した後、所定温度に昇温し所定時間
重合を行う。次いで、ブタン、ペンタン、ヘキサンなど
の発泡剤を添加して所定温度に昇温した後、所定時間発
泡剤の含浸を行う。これを室温まで冷却して真球状の発
泡性スチレン系樹脂粒子を得る。この樹脂粒子から乾燥
機を用いて水分を除去し乾燥させる。該樹脂粒子を篩い
分けして所定の粒径の粒子を得、次いで得られた発泡性
スチレン系樹脂粒子を水蒸気などの熱媒により発泡さ
せ、粒径のスチレン系樹脂発泡粒子を得る。なお、本発
明に使用するスチレン系樹脂発泡粒子は、製造方法には
何ら制限をうけることはなく、上記以外の方法も好適に
用いられることはいうまでもない。

【００１４】本発明で用いられるスチレン系樹脂発泡粒
子の含水率の調整は、例えば以下のように行われる。未
発泡のスチレン系樹脂粒子を撹拌しながら水蒸気により
発泡させ、その後発泡粒子を約４０℃の気流中を１〜２
分程度通すことにより表面の付着水を飛ばし、所定の含
水率に調整する。なお、本発明に使用するスチレン系樹
脂発泡粒子は、含水率の調整方法には何ら制限をうける
ことはなく、上記以外の方法も好適に用いられることは
いうまでもない。含水させる水（上述の発泡に用いられ
る水蒸気による付着水である場合が多い）についても通
常工業的に使用される水であれば何ら問題はなく、特に
制約を受けるものではない。

【００１５】また、本発明の発泡粒子を製造するスチレ
ン系樹脂としては、スチレン系単量体の単独重合体、ス
チレン系単量体と他の共重合可能な単量体との共重合体
のいずれでも良いが、スチレン単量体の単独重合体及び
共重合体が好適に用いられ、更に、スチレン単量体の単
独重合体、すなわちポリスチレンがより好適に用いられ
る。スチレン系単量体としては、スチレン、ビニルナフ
タレン、アルキル置換スチレン、ハロ置換スチレン、ジ
ビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレ
ン、ジビニルナフタレン、トリビニルベンゼンなどであ
り、前記共重合可能な単量体としては、炭素数２〜１２
のアルファオレフィン、シクロペンテン、ノルボルネン
等の環状オレフィン、１，４−ヘキサジエン、メチル−
１，４−ヘキサジエン等のジエン、塩化ビニル、塩化ビ
ニリデン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アクリル
酸、メタクリル酸等のビニル単量体から選ばれる１種ま
たは２種以上が上げられる。

【００１６】これらスチレン系樹脂発泡粒子は、１種類
単独でも、２種類以上混合して使用しても構わない。ま
た、スチレン系樹脂発泡粒子の粒径、発泡倍率には何等
制限を受けるものではないが、粒径３００〜７００μ
ｍ、発泡倍率２５〜５０倍のスチレン系樹脂発泡粒子が
好適に使用される。粒径が３００μｍより小さいと成形
体を製造する時点において、各無機質水硬性材料の成分
間の隙間に充填されることにより成形体密度を増加させ
る傾向にあり、また、７００μｍより大きいと成形圧力
が除去された時に発生するスプリングバック現象により
成形体内部に微細なクラックや欠陥が生じやすく、また
溶融跡に大きな空洞が生じる為に、成形体の強度低下及
び材料表面の凹凸化を引き起こす傾向を有するため好ま
しくない。また、発泡倍率が２５倍より小さいと軽量化
効果が十分に発揮されにくく、５０倍より大きいと成形
体の強度が低下する傾向にある。

【００１７】尚、本発明でいう発泡倍率とは見かけの発
泡倍率、即ち嵩比重から計算される嵩倍率を指すもので
はなく、発泡粒子間に空間を有していない状態或いは発
泡粒子単体の真の比重から計算される真倍率を指すもの
である。

【００１８】また、本発明ではパーライト、シラスバル
ーン、シリカバルーン、フライアッシュバルーン、ガラ
スバルーン、発泡焼成粘土等の無機軽量骨材も添加可能
であり、一種類の無機軽量骨材を使用しても、また二種
以上の無機系量骨材を使用しても良く、種類、性状、成
分等何等制限を受けるものではないが、平均粒径１００
〜３００μｍ、かさ比重０．１〜０．７ｇ／ｃｍ³、耐
圧強度８ＭＰa以上で且つ２０重量％〜５０重量％の酸
化アルミニウム成分を有する無機軽量骨材が好適に用い
られ、かさ比重０．２〜０．６ｇ／ｃｍ³の上記無機軽
量骨材が更に好適に用いられる。

【００１９】平均粒径が１００μｍより小さい場合には
成形体を製造する時点において、各無機質水硬性材料成
分間の隙間に充填されることにより成形体密度を増加さ
せる傾向にあり、また、３００μｍより大きいと成形体
表面の凹凸化を引き起こす傾向を有するため好ましくな
い。また、嵩比重が０．７ｇ／ｃｍ³より大きいと軽量
化効果が十分に発揮されにくく軽量化を行う為には、多
量に添加する必要が生じ、０．１ｇ／ｃｍ³より小さい
と強度が低下する傾向にある。また、耐圧強度が８ＭＰ
aより小さい場合には、混合、及びまたは混練、更には
成形時の外力により無機軽量骨材の破壊が引き起こさ
れ、軽量化効果を十分に発揮する事ができない。

【００２０】なお、本発明で言う耐圧強度とは、静水圧
下において７５重量％の無機軽量骨材が破壊されずに残
る時にかかる圧力の事を意味している。具体的には、前
記骨材を水に浸漬して２４時間放置した後、水面に浮遊
している骨材をすくい取り、８０℃、約２４時間乾燥さ
せて水分を除去し、破壊されていない骨材を得る。その
後、乾燥させた所定量の骨材を水と共に試験器（例えば
耐圧容器）にいれて、圧力をかけていき（例えば耐圧容
器中部を窒素等の気体を加えていく）、所定圧力で５分
間放置する。その後、試験器より骨材と水を取り出して
静置した後、水面に浮遊している骨材を濾取し、８０
℃、２４時間乾燥させて秤量する。試験前に容器中に入
れた骨材の重量を１００重量％とした時の、試験後に浮
遊していた骨材の重量が７５重量％になっている時の圧
力を耐圧強度と定義している。

【００２１】また、本発明で好適に使用される無機軽量
骨材は、上述の如き耐圧強度を有すると共に、２０重量
％〜５０重量％の酸化アルミニウム成分を有する二酸化
ケイ素を主成分とする無機軽量骨材の事を指している。
この範囲内の酸化アルミニウム成分を含有しないものは
作用機構は明らかではないものの、混合、及びまたは混
練、更には成形時の外力により無機軽量骨材の破壊が引
き起こされ、軽量化効果を十分に発揮する事ができない
傾向を有している。無機軽量骨材の形状及び粒径につい
ての制限は特にないが、１）耐圧強度の低下を抑制する
為、２）無機質水硬性組成物に水を加えて得た成形材料
の流れ性を向上させる補助効果の為、及び３）成形体を
製造する時点において組成物の各成分間の隙間に充填さ
れて成形品比重を増加させない等の理由により球状の形
状を有することが好ましい。

【００２２】本発明では軽量骨材としてスチレン系樹脂
発泡粒子単独でも、更に無機軽量骨材を併用しても構わ
ないが、本発明のスチレン系樹脂発泡粒子と平均粒径１
００〜３００μｍ、かさ比重０．１〜０．７ｇ／ｃ
ｍ³、耐圧強度８ＭＰa以上で且つ２０重量％〜５０重量
％の酸化アルミニウム成分を有する無機軽量骨材を併用
する事がより好適である。これらの両者を併用する場
合、本発明のスチレン系樹脂発泡粒子単独の使用で得ら
れる効果の他に、粒径の大きな有機軽量骨材であるスチ
レン系樹脂発泡粒子と粒径の小さな無機軽量骨材を使用
する事により無機軽量骨材の破壊を抑制する効果を得る
ことができ、更に、防火性、難燃性の改善されたで軽量
な成形体を製造する事が容易となる点で好ましい。つま
り、防火性、難燃性をより考慮して成形体を製造する際
には、添加材として燃焼性を有する物質、即ち上記スチ
レン系樹脂発泡粒子並びに繊維質材料として添加可能な
セルロース質繊維、合成樹脂繊維、成形助剤等の量は低
くされることが好ましく、不燃性である前記の無機軽量
骨材を併用することにより、不燃性を向上した軽量な成
形体の製造がより容易になる。

【００２３】本発明の効果を損なわない範囲、及び所望
の製品物性を満足させる量で前記軽量骨材は、適宜量添
加可能であるが、例えばスチレン系樹脂発泡粒子は、水
以外の組成物の内、軽量化効果を発揮させるために０．
３重量％以上とすることが好ましく、スプリングバック
現象の発生を抑制するという観点から５重量％以下とす
る事が好ましい。更に好ましくは１重量％以上３重量％
以下である。

【００２４】また、無機軽量骨材を添加する場合には、
無機軽量骨材の添加量は、水以外の組成物の内、軽量化
効果を発揮させるために１重量％以上とすることが好ま
しく、成形体強度の低下を引き起こす可能性があること
から５０重量％以下とする事が好ましい。更に好ましく
は５重量％以上３０重量％以下である。

【００２５】繊維質材料はその材質、性状に制限を受け
る物ではないが、ガラス繊維、炭素繊維、鉄線、スラグ
ウール、チタン酸カリウム、セピオライトなどの無機質
繊維並びに針葉樹パルプ繊維、広葉樹パルプ繊維、古紙
パルプ繊維、針葉樹みさらしパルプ繊維、広葉樹みさら
しパルプ繊維、麻繊維、リンターパルプ繊維、竹繊維等
のセルロース質繊維、ポリプロピレン繊維、ビニロン繊
維、アクリル繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）繊維などの合成繊維等の有機質繊維が挙げられる。
これら繊維は、無機質繊維単独でも、有機質繊維単独で
も、さらに無機質繊維と有機質繊維を併用しても構わな
い。使用する繊維は、１種類単独で使用しても、２種以
上混合して使用しても構わない。繊維質材料は、本発明
の効果を損なわない範囲の量で添加可能であるが、水以
外の組成物中に０．１重量％以上６０重量％以下、好ま
しくは１重量％以上４０重量％以下の範囲で添加され
る。

【００２６】また、押出助剤としては、メチルセルロー
ス、ポリアクリルアミド、ポリビニールアルコール、エ
ポキシ樹脂などの有機系樹脂が用いられ、特に、メチル
セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシ
プロピルセルロース等の非イオン性のセルロースエーテ
ルが有効である。

【００２７】この押出助剤は、特に限定しないが、水以
外の組成物の内、０．４重量％以上５重量％以下の範囲
で添加できる。成形助剤の添加量が、０．４重量％未満
であると組成物の押出流動性が損なわれ、成形体の保形
成が低下する。また、５重量％を超えるとそれ以上の押
出流動性や成形体の保形成の改善はされず、原料コスト
が高くなるだけである。

【００２８】また、更に必要に応じて、珪石粉などの細
骨材、高炉スラグ、フライアッシュなどの一般に添加さ
れている混和材、無機質板粉砕くず、木質チップ、木質
粉末などの木質材料に由来する材料などを水以外の組成
物の内、８０重量％以下の範囲で添加することができ
る。

【００２９】また、無機質水硬性材料、繊維質材料、軽
量骨材、押出助剤、および必要に応じて添加される混和
材、木質材料、添加剤を混合して得られる無機質水硬性
組成物において各成分を混合する順番は、いずれの成分
から先に混合しても構わない。

【００３０】また上記以外に更に顔料、染料、難燃剤、
硬化促進剤、硬化遅延剤などの添加剤を本発明の効果を
損ねない範囲において使用してもよい。

【００３１】押出成形法により成形体を製造する際に
は、無機質水硬性材料、繊維質材料、軽量骨材、および
押出助剤等を配合してなる無機質水硬性組成物と水を混
合したもの、すなわち無機質水硬性混合物を混練したも
のを成形材料とする。ここに、無機質水硬性組成物と水
との混合物、すなわち無機質水硬性混合物を作る方法
は、無機質水硬性組成物と水とを混合してもよいし、無
機質水硬性組成物の各成分を混合する途中に水を添加し
ても良い。結果的に無機質水硬性組成物と水とからなる
無機質水硬性混合物が形成出来ればよい。

【００３２】この場合、水の配合量は、固形分重量を１
００重量％としたとき、１５重量％以上１００重量％以
下が好ましく、より好ましくは３０重量％以上８０重量
％以下である。水の配合量が１５重量％以下であると材
料の流動性が悪くなり易く、押出機への負荷が大きく、
成形圧力の上昇等、良好な形状の成形体の製造が困難と
なり易い傾向がある。水の配合量が１００重量％より多
い場合には、押出成形機内部で水硬性組成物と過剰水分
の分離が起こり易く、押出成形自体が困難となる傾向が
あるとともに、吐出してくる成形体の形状保持するのに
必要な保形性の限界を超えてしまうおそれも生じ易い。

【００３３】ここでいう水の配合量とは、スチレン系樹
脂発泡粒子の含水量を含まず、無機質水硬性材料、繊維
質材料、軽量骨材、および押出助剤等を配合してなる無
機質水硬性組成物に添加して混合する水の量をいう。

【００３４】無機質水硬性組成物と水の混合物、すなわ
ち無機質水硬性混合物の混合、混練の方法は、均一に混
合及び混練可能であれば特にその方法に制限はない。そ
の一例としは、例えば、自転しながら公転をする撹拌翼
を有するミキサーに、無機質水硬性材料、繊維質材料、
軽量骨材、および押出助剤を配合してなる無機質水硬性
組成物の嵩容量が、ミキサー容量の５０〜７５容量％に
なるように投入し、一定時間混合後、水を添加し更に混
合を行う。その後、該混合を行った無機質水硬性混合物
を材料にせん断、圧縮を与える単軸または多軸の混練押
出機に投入して、材料を混練する。このようにして得た
材料を押出成形機の材料投入口に投入して押出成形す
る。

【００３５】本発明に用いる押出成形機は、無機質成形
体の押出成形に通常使用されるものであれば特に限定さ
れるものではない。すなわち、単軸押出機であっても多
軸押出機であっても構わないが、押出機が二段以上にな
っており、押出機の継続部の少なくとも一箇所で材料中
の空気を抜き取る真空脱気室を有するものを使用するこ
とが好ましい。この真空脱気室に材料が押出される際
に、脱気の効率を高くするために、板状、ひも状などの
表面積の大きな形状で押出すようにされた押出機が望ま
しい。

【００３６】また、真空脱気室は減圧状態であるため、
真空脱気室に押出された材料は、真空脱気室に接続する
次の押出機への材料の食い込みが不安定となり易い。従
って、真空脱気室の下部には、次の押出機へ材料を送り
込むローラーを設けることが好ましい。さらに、真空脱
気室に接続する次の押出機の先端には、材料を所望の形
状に成形する金型が設けられている。また、押出される
成形体は、金型内、もしくは金型を出た後、エンボスロ
ール、もしくはプレス等により表面に任意の模様を付与
しても構わない。

【００３７】上記のようにして押出された成形体の養生
硬化の方法は、特に限定はなく、水中養生、自然養生、
湿熱養生（例えば、加湿下で、通常４０〜８０℃程度、
４〜１２時間程度が好ましい。）、高温高圧下でのオー
トクレイブ養生など、通常用いられている種々の養生方
法がいずれも適用可能である。さらに、これらの養生方
法をいずれかを組み合わせて成形体を養生硬化させても
構わない。特に、高温高圧下でのオートクレイブ養生
は、成形体の寸法安定性、強度などを向上させるので好
適に用いられる。オートクレイブ養生における温度条件
を例示するなら、通常、１４０〜２００℃程度、好まし
くは１５０〜１８０℃程度であり、その養生時間は２〜
１２時間程度であり、好ましくは３〜１０時間程度であ
る。

【００３８】本発明の製造方法により得られる無機質軽
量成形体の形状はどのようなものでも構わない。例え
ば，ボード状，棒状，パイプ状とすることができる。ま
た、その成形体の用途も特に制限はなく、住宅の外装
材、天井、内装材など幅広く利用することができる。

【００３９】

【実施例】以下、実施例および比較例に基づいて本発明
について説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定
されるものではない。なお、実施例、比較例中で示す配
合量は、水以外の組成物の総重量に対する重量％であ
る。

【００４０】なお、以下の表中に示す「注１」〜「注
３」として示す材料は下記のとおりである。ＥＰＳ：ポリスチレン発泡粒子（発泡倍率約３０倍、粒
径４７５〜５４０μｍの発泡粒子）、含水量も含んだ重
量％で表示。無機軽量骨材：アルミナシリケートバルーン（（株）リ
ボール製）混和材：Ａ：水酸化マグネシュウム鉱物粉Ｂ：フライアッシュ（関電化工（株）製）

【００４１】

【実施例１】表１に示した配合割合にされた無機質水硬
性組成物をミキサー（宮崎鉄工製ＭＨＳ−１６５型）を
用いて、乾式混合した後に表１に示した量の水を加えて
湿式混合を行った。次に、この無機質水硬性混合物を押
出混練機（宮崎鉄工製スクリュー径φ１００ｍｍ）に投
入して、混練する事により成形材料とした。

【００４２】この成形材料を幅１５０ｍｍ、厚み２０ｍ
ｍの中空板状ダイを取り付けたスクリュウ径１００ｍｍ
の真空押出成形機（本田鉄工製押出機）より押し出し
た。この時の真空脱気室の圧力は、約２０ｈＰａであっ
た。吐出した成形体を、６０℃で８時間、湿潤蒸気養生
を行った後、１６０℃、０．６ＭＰａの圧力下で４時
間、オートクレーブ養生して、板状の無機質軽量成形体
を得た。この成形体の密度、曲げ強度、ＥＰＳの分散状
態および表面性を表１に示す。

【００４３】尚、密度、曲げ強度、表面性の物性はオー
トクレイブ後試験体寸法にカット後８０℃で８時間乾燥
させた後、下記の各試験方法により測定した。

【００４４】但し、ＥＰＳの分散状態については、押出
直後の成形体を湿熱養生、オートクレイブ養生せずに、
常温で２日放置後、試験体寸法にカットした後、下の
〔ＥＰＳの分散状態〕に記載の方法により評価した。Ｅ
ＰＳの分散状態の良好な成形体は養生後の製品の表面状
態も優れている。何故なら高温での養生でＥＰＳの溶融
後も、分散状態の悪いものに比し、表面状態が良好に保
ち得るからである。〔密度〕成形体を長さ１００ｍｍ×幅１００ｍｍにカッ
トして、重量と水没法により求められる体積から算出し
た。試験体は、５０ｃｍ間隔で成形体からサンプリング
を１０箇所で行い、密度の測定を行い、その平均値とそ
の最大値と最小値の差を算出した。〔曲げ強度〕ＪＩＳＡ１４０８に準拠して測定し
た。但し、試験片寸法は、幅５０ｍｍ×長さ１５０ｍ
ｍ、スパン１００ｍｍとした。試験体は、５０ｃｍ間隔
で成形体からサンプリングを１０箇所で行い、曲げ強度
の測定を行い、その平均値とその最大値と最小値の差を
算出した。〔ＥＰＳの分散状態〕成形体を幅２００ｍｍ×長さ２０
０ｍｍにカットし、成形体表面のＥＰＳの分散状態を目
視で観察した。試験体は、５０ｃｍ間隔で成形体から３
箇所でサンプリングした。３枚の試験体で、ＥＰＳの
塊、凝集箇所がないものを◎、１〜２箇所のあるものを
○、３〜５箇所あるものを△、６箇所以上あるものを×
とした。〔表面性〕表面のささくれ、凹凸の評価を表面粗さ計に
よる評価を実施した。（株）東京精密製の表面粗さ計
「ｓｕｒｆｃｏｍ１５００Ａ」を使用して、次の条件で
測定を実施した。ＶＥＲＴＩＣＡＬＭＡＧＮＩＦＩＣＡＴＩＯＮ：１０
０ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬＭＡＧＮＩＦＩＣＡＴＩＯＮ：
３ＴＲＡＣＩＮＧＳＰＥＥＤ：０．３ＴＲＡＶＥＲＳＩＮＧＬＥＮＧＴＨ：５０ｍｍピックアップ：０．４ｇ（Ｅ−ＤＴ−Ｓ０１Ａ）触針：５μｍＲ表面粗さをｎ＝１０で測定し、表面粗さのチャートを描
く事が１０回可能な場合を◎、触針が成形体表面の凹部
に侵入したままで進行せず表面粗さのチャートを描くこ
とができなかった回数が２回以下の場合を○、３回以上
の場合を×とした。なお、試験に際しては成形体におい
て、塗料及び加飾を施していない平面或いは断面等の部
位について評価を行った。

【００４５】

【実施例２〜６】無機質水硬性組成物の配合量及び種類
を表１に示す通りに変更した他は、実施例１と同様の方
法で成形材料を得た。この成形材料を実施例１と同様の
方法で板状の無機質軽量成形体を得た。この成形体の密
度、密度のばらつき、曲げ強度、曲げ強度のばらつき、
表面性を実施例１と同様の方法で評価した。結果を表１
に併せて示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【比較例１〜４】無機質水硬性組成物の配合量及び種類
を表２に示す通りに変更した他は、実施例１と同様の方
法で成形材料を得た。この成形材料を実施例１と同様の
方法で板状の無機質軽量成形体を得た。この成形体の密
度、密度のばらつき、曲げ強度、曲げ強度のばらつき、
表面性を実施例１と同様の方法で評価した。結果を表２
に併せて示す。

【００４８】

【表２】

【００４９】

【発明の効果】以上のように、無機質水硬性材料、繊維
質材料、軽量骨材、および押出助剤等を含有する無機質
水硬性組成物と水を混合してなる無機質水硬性混合物を
混練し、押出成形した後、養生硬化する製造方法であっ
て、軽量骨材として含水率が特定のスチレン系樹脂発泡
粒子を添加することにより、スチレン系樹脂発泡粒子が
均一に分散し、軽量で曲げ強度が強く、しかも良好な表
面を有し、且つ石綿を配合していない無機質軽量成形体
が得られる。

───────────────────────────────────────────────────── 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 14:04）Ｃ０４Ｂ 14:04）Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無機質水硬性材料、繊維質材料、軽量骨
材、および押出助剤等を含有する無機質水硬性組成物と
水を混合してなる無機質水硬性混合物を混練し、押出成
形した後、養生硬化する製造方法であって、軽量骨材と
して含水率が３〜５０重量％のスチレン系樹脂発泡粒子
を添加することを特徴とする無機質軽量成形体の製造方
法。
【請求項２】スチレン系樹脂発泡粒子が、３００〜７
００μｍの粒径で、且つ２５〜５０倍の発泡倍率の発泡
粒子である請求項１記載の無機質軽量成形体の製造方法
【請求項３】軽量骨材としてスチレン系樹脂発泡粒子
に加え更に平均粒径１００〜３００μｍ、嵩比重０.１
〜０.７ｇ／ｃｍ³、耐圧強度８ＭＰa以上で且つ２０重
量％〜５０重量％の酸化アルミニウム成分を有する無機
軽量骨材を使用する請求項１乃至２記載の無機質軽量成
形体の製造方法。