JP2002028913A

JP2002028913A - 窯業系建材の製造方法

Info

Publication number: JP2002028913A
Application number: JP2000216719A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Shinohara; 篠原　　栄一; Hiroshi Teramoto; 寺本　　博
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2000-07-18
Filing date: 2000-07-18
Publication date: 2002-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】補強繊維として粉体原料との親和性や付着性の
良くないパルプ繊維を使用するにも係わらずこれら配合
材料の添加に見合った強度を発揮させることを課題とす
る。【解決手段】セメント、シリカ、骨材及び補強繊維等か
ら成るセメント配合材料と必要量の水と混合して得た混
合物から賦形された未硬化の製品表面に、コロイダルシ
リカを散布する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は窯業系建材の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】壁板、屋根材などの建築用板材として、
パルプ繊維を補強繊維とするセメント系配合材料より成
形された窯業系板材が非常に広く使用されている。

【０００３】これら建築用板材の製造方法として製品を
大量に連続成形できる乾式法や抄造法、押出成形法など
が知られている。上記において乾式法は、表面を湿潤し
たベルト上に粉状のセメント配合原料を層状に供給し、
表面より加水の上プレスロールにより一定厚さに均した
後、必要に応じ表面に模様付けロールを押し当てて各種
凹凸模様を付して賦形するものである。

【０００４】抄造法は、丸網抄造法と一層フローオン成
形法などがあり、丸網抄造法はセメントミルクより抄き
上げたセメント配合材料よりなる種膜をメーキングロー
ル上に巻き取りつつ積層し、一定厚さとなれば切開して
平らに延ばして製品とするものであり、一層フローオン
成形法は、吸引脱水装置を備えたベルト上にセメントス
ラリーを層状に供給し、吸引脱水しながら製板してい
き、最後にプレス盤でプレスして成形するものである。

【０００５】押出法は、水と混練したセメント配合原料
を成形ダイより押出成形して成形し、その後所定長さに
裁断してプレスに整形するものである。ところで、上記
何れの製法にせよセメントやシリカ分などの微少な粉体
原料と補強繊維として使用されるパルプ繊維との付着性
が悪く、これに起因して添加に見合った強度が得られな
いといった問題があった。

【０００６】また、抄造法の場合は、多量の水と混合し
たセメント配合原料をベルト上に供給後、脱水成形して
いくので、脱水時にセメントやシリカ分などの微少な粉
体原料が水と共に吸引脱水されてしまうので材料歩留ま
りも悪化し、基材の強度が低下するといった問題があっ
た。

【０００７】また、この種無機質建材は表面に意匠性を
持たせるため、凹凸模様を付すことが広く行われるが、
この凹凸模様を付した場合、突部模様の角部などが前記
粉体原料の歩留まりの悪さによる強度低下のため、欠け
落ち易くなるといった問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記問題を
解消し、補強繊維として粉体原料との親和性や付着性の
良くないパルプ繊維を使用するにも係わらずこれら配合
材料の添加に見合った強度を発揮させることを課題とし
てなされたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
請求項１の窯業系建材の製造方法は、セメント、シリ
カ、骨材及び補強繊維等から成るセメント配合材料と必
要量の水と混合して得た混合物から賦形された未硬化の
製品表面に、コロイダルシリカを散布するものである。

【００１０】ここにコロイダルシリカとは、極めて微細
な純度の高いシリカがコロイド状に分散した水溶液で、
ＳｉＯ２の純度はほぼ１００％、粒径は１０〜２０ｎｍ
程度であり、窯業系製品中のアルカリ成分と反応してゲ
ル化する性質を有する。

【００１１】なお、このゲル化は、アルカリ電解質、例
えば窯業系製品のセメント製品の場合はセメント中のＣ
ａイオンやＮａ、Ｋイオンなどによって行われる。従っ
て、セメント製品の賦形後にコロイダルシリカを散布す
ると表層から組織内にコロイダルシリカが浸透し、上記
したアルカリ電解質によって組織内でゲル化し、パルプ
や粉体原料はこのゲル化したコロイダルシリカをいわば
バインダとして、両者の付着性や親和性が良く成る。

【００１２】このため、製品の表面組織の強度が向上
し、配合材料の添加量に見合った強度を得ることができ
るのである。また、コロイダルシリカの散布は、全面に
均一にする場合と凹凸模様の突部や目地部などの弱点部
分に選択的に散布する場合のいずれも選択でき、経済的
な使用も可能となる。

【００１３】請求項２の窯業系建材の製造方法は、上記
請求項１の窯業系建材の製造方法において、コロイダル
シリカの添加量がセメント、シリカ、骨材及び補強繊維
等から成るセメント配合材料全量に対し１〜１０％であ
るものである。

【００１４】コロイダルシリカの添加量を１〜１０％と
するのは、１％より少ないと添加の効果が無く、１０％
より多くすると反応性が高くなってコロイダルシリカの
ゲル化が進みすぎ、層内へ浸透して行き難くなるからで
ある。

【００１５】請求項３は抄造法として、いわゆる丸網抄
造法の場合を規定したもの、請求項４は抄造法として、
いわゆる一層フローオン成形法の場合を規定したもので
あるが、ベルト上で製品から吸引脱水する際、材料歩留
まりが悪くなっても、製品表面から散布供給されるコロ
イダルシリカによって強度が向上する。

【００１６】

【発明の実施例】次に、この発明の実施例を説明する。［実施例１］セメント４０〜５０質量%、珪砂５〜２０
質量%、骨材５〜１５質量％、補強繊維としてパルプ繊
維１０〜２０質量%、シリカヒューム３〜１０質量％か
らなる丸網抄造法における窯業系配合材料を必要量の水
と共に混合した。

【００１７】この混合液を図１に示すように槽１に供給
し、内部に浸漬した丸網シリンダ２で抄き上げ、抄き上
げた種膜３を丸網シリンダ２に接して移動するベルト４
に転移させ、吸引脱水装置５により脱水しつつ移送し、
メーキングロール６に巻き取って積層し、一定厚さとな
れば切開して平らに延ばし、プレス盤７で平らにプレス
すると共に表面に凹凸差２ミリメートルの目地状凹凸模
様を付し、表面凹凸模様付きの、全体の厚さ６ミリ、縦
９０センチメートル、横４５センチメートルの板材を多
数賦形した。

【００１８】この賦形された直後で未硬化の状態の板材
表面に、コロイダルシリカとして日産化学工業株式会社
製「スノーテックス３０」（ＳｉＯ２濃度３０％）、Ｓ
ｉＯ２濃度３０％をシリカヒュームと同量となる量であ
ってセメント配合全体に対し外割で４質量％となる量を
スプレー８で均一に散布した。

【００１９】ついで、この板材を室温にて２４時間の自
然養生後、150℃〜180℃の温度条件で１５〜２０時間の
オートクレーブ養生を行い、その後シーラ塗装後、アク
リルエマルジョン塗料で上塗り塗装を行い乾燥させて試
験板を得た。［実施例２］実施例１におけるコロイダルシリカの散布
量を添加されるシリカヒュームの半量、即ち他のセメン
ト配合全体に対し２質量％となるようにした他は実施例
１と同様にして試験板を得た。［実施例３］実施例１におけるコロイダルシリカの散布
量を他のセメント配合全体に対し１．０％となるように
した他は実施例１と同様にして試験板を得た。［実施例４］実施例に１おけるコロイダルシリカの散布
量を他のセメント配合全体に対し１０．０％となるよう
にした他は実施例１と同様にして試験板を得た。［実施例５〜８］実施例１〜４における丸網抄造法に代
え、同一の配合材料で、混合水量を少なくしたセメント
スラリーを材料とし、図２に示す装置により一層フロー
オン成形法で厚さ１３ミリメートル、縦９０センチメー
トル、横４５センチメートルの板材を多数成形した。

【００２０】即ち、図２に示す一層フローオン成形装置
は、ベルト１１にセメントスラリー１０をフローボック
ス１２から一定厚さの層状に供給し、その後吸引脱水装
置１４で過剰な水分を吸引脱水してベルト１１上のセメ
ントスラリー層１０の厚さを所定の厚さとすると共に、
カッター１５で所定長さに裁断し、プレス盤１６でプレ
スすると共に表面に凹凸差４ミリメートルの目地状凹凸
模様を付し、表面凹凸模様付きの、全体の厚さ１３、縦
９０センチメートル、横４５センチメートルの板材を多
数賦形した。

【００２１】この賦形された直後で未硬化の状態の板材
表面に、コロイダルシリカとして日産化学工業株式会社
製「スノーテックス３０」（ＳｉＯ２濃度３０％）、Ｓ
ｉＯ２濃度３０％をセメント配合全体に対し各対応する
実施例、例えば実施例５は実施例１、実施例６は実施例
２と同等量となるようにスプレー１７で均一に散布し
て、その後は各実施例と同様にして試験板を得た。［比較例１］実施例１において、コロイダルシリカを全
く添加しなかった他は実施例１と同様にして板材を得
た。［比較例２］実施例５において、コロイダルシリカを全
く添加しなかった他は実施例５と同様にして板材を得
た。

【００２２】次に、上記実施例１〜８及び比較例１〜２
について曲げ強度と比重を測定すると共に、表面凹凸模
様の表面硬度試験、及び表面塗膜の碁盤目剥離試験を行
ったところ表１の結果となった。

【００２３】なお、表１における表面硬度試験は、実施
例１を１０とした時の比較値を示し、大きい数値となる
ほど硬く、小さい数値となるほど柔らかかった事を示
す。また、碁盤目試験の分母は碁盤目の総数、分子は粘
着テープを勢い良く剥がした時に残った碁盤目の数を示
す。

【００２４】

【表1】表1において碁盤目試験の分母は碁盤目の総数、分子は
剥がれなかった碁盤目の数を示す。

【００２５】表１より明らかなように、丸網抄造法によ
る実施例１〜４の場合、曲げ強度はいずれも１２．５〜
１４．０Ｍｐａと比較例１の１２．４Ｍｐａに比べて強
度が向上していることが確認された。

【００２６】また、一層フローオン成形法による実施例
５〜８の場合も、曲げ強度はいずれも１２．３〜１４．
３Ｍｐａと比較例１の１２．４Ｍｐａに比べ強度が向上
しているのが確認された。

【００２７】さらに、何れの実施例の場合も、表面高度
が比較例１、２に比べ硬いことが確認された。また、こ
の事により、コロイダルシリカの散布箇所を凹凸模様の
凸部模様や目地模様部など強度的な弱点部に選択的に散
布することによりこの部分の強度向上を図る事もでき
る。

【００２８】さらに表面硬度が向上することより散布部
分の塗料の付着性も、碁盤目試験結果より明らかなよう
に良くなることも確認された。また、乾式法、押出法で
得た製品表面にコロイダルシリカを実施例１〜４に示し
たのと同等量散布しても、同様に製品強度向上が図れ
る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、抄造法を始め、乾式法、押出成形法など各種成
形法で製品形状を賦形直後に、表面に散布したコロイダ
ルシリカの浸透とゲル化によってセメントやシリカ分と
補強繊維との親和性、付着性が良くなり建材の強度向上
が図られる。さらに、コロイダルシリカの塗布位置を選
択する事によって強度的に脆弱な部分を選択的に強度向
上させることができる。

【００３０】請求項２の発明によれば、少ない添加量で
十分な強度発現が得られ、強度に優れる窯業系建材が経
済的に生産できる。請求項３、４の発明によれば、抄造
法として丸網抄造法、一層フローオン成形法のいずれで
も製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図1】丸網抄造法に使用される装置の側面図である。

【図2】一層フローオン成形法に使用される装置の側面
図である。

【符号の説明】

１槽２丸網シリンダ３種膜４抄造ベルト５吸引脱水装置６メーキングロール７プレス盤８コロイダルシリカのスプレー装置１０セメントスラリー１１ベルト１２フローボックス１４吸引脱水装置１５カッター１６プレス盤１７コロイダルシリカのスプレー装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4G052 EA02 EA06 EB02 EB08 EB14 EB22 GA02 GA17 GA21 GA25 GB53 GB64 GB76 GB84 4G055 AA02 AB05 AC01 BA01 BA35

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメント、シリカ、骨材及び補強繊維等
から成るセメント配合材料と必要量の水と混合して得た
混合物から賦形された未硬化の製品表面に、コロイダル
シリカを散布する窯業系建材の製造方法。
【請求項２】請求項１の窯業系建材の製造方法におい
て、コロイダルシリカの単位面積あたりの散布量がセメ
ント、シリカ、骨材及び補強繊維等から成るセメント配
合材料全量に対し１〜１０％とされている窯業系建材の
製造方法。
【請求項３】請求項１または２の窯業系建材の製造方法
において、セメント配合の混合物から製品形状を板状に
賦形していく製造法が、セメント配合と必要量の水とを
混合してなるセメントミルクを丸網シリンダで抄き上
げ、この抄き上げた種膜をベルト上に転移し吸引脱水装
置で脱水しながら移送し、メーキングロール上に巻き取
って積層し、一定厚さとなれば切開して平らに延ばし板
状にプレスする丸網抄造法である窯業系建材の製造方
法。
【請求項４】請求項１または２の窯業系建材の製造方法
において、セメント配合の混合物から製品形状を板状に
賦形していく製造法が、セメント配合と必要量の水とを
混合してなるセメントスラリーをベルト上に層状に供給
し、吸引脱水しながら所定の厚さに成形していくいわゆ
る一層フローオン成形法である窯業系建材の製造方法。