JP2006192707A - ポリマー複合セメント板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 プレス成形を行なう必要なく、自然で複雑な意匠表現で凹凸模様を形成することができるポリマー複合セメント板の製造方法を提供する。
【解決手段】 セメントと水と油性物質とを主成分とするセメント含有逆エマルジョン組成物からなるセメント系成形材料を板状に成形する。この成形板１の表面を密閉しない状態で養生することによって、表面に硬化不良を生じさせながら硬化させる。この後、表面の硬化不良部分２を除去して凹凸模様３を形成する。成形板１を養生硬化する過程において成形体１の表面から水が蒸発すると、表層部分の水和硬化が充分に進行しなくなり、成形板１の表面に硬化不良部分２が生じる。従って、養生硬化を終わった後に表面に高圧流体などを作用させると、硬化不良部分２が除去されて、凹凸模様３を形成することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、壁板等の外装建材などとして用いられる、表面に凹凸模様を形成したポリマー複合セメント板の製造方法に関するものである。

壁板などの外装建材は耐透水性等が必要とされるが、セメント系の板は一般に耐透水性が十分に高いとはいえない。そこで従来からセメント系板の耐透水性を高めることが検討されており、セメントと水と油性物質を主成分とするセメント含有逆エマルジョン組成物からなるセメント系成形材料を成形することによって、耐透水性に優れたポリマー複合セメント板を製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。

そして壁板などの外装建材の表面には凹凸模様を形成することが行なわれている。このように凹凸模様を形成するにあたっては、セメント系成形材料を板状に成形し、この成形板の表面をロールや成形型でプレス成形して行なうのが一般的である（例えば特許文献２等参照）。

図５は成形型１０を用いて凹凸模様を形成するようにした工法の一例を示すものであり、先ず図５（ａ）のようにセメント系成形材料を成形した成形板１をトレー１１の上に載置した状態で、下面に凹凸型１２を形成した成形型１０の下側にセットし、成形型１０を下動させて図５（ｂ）のように成形板１の上面を加圧した後に、成形型１０を上動して離型させることによって、図５（ｃ）のように成形型１０の凹凸型１２で成形板１の表面に凹凸模様３を成形することができるものである。
特開２００３−２５２６７０号公報 特開２００３−２３６８２０号公報

上記のように成形板１の表面にプレス成形で凹凸模様３を形成する場合、成形型１０で成形板１を加圧して凹凸模様３を形成した後、成形型１０を離型させる際に成形型１０の凹凸型１２から凹凸模様３が抜ける必要がある。このため、形成することができる凹凸模様３としては図６（ａ）のように抜き勾配θが９０°以下の単純な形状のものに限られることになり、図６（ｂ）のように複雑な形状の凹凸模様３を形成することは不可能である。従って、石を割ったような自然で複雑な意匠表現で凹凸模様３を形成することは難しいという問題を有するものであった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、プレス成形を行なう必要なく、自然で複雑な意匠表現で凹凸模様を形成することができるポリマー複合セメント板の製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に係るポリマー複合セメント板の製造方法は、セメントと水と油性物質とを主成分とするセメント含有逆エマルジョン組成物からなるセメント系成形材料を板状に成形し、この成形板１の表面を密閉しない状態で養生することによって、表面に硬化不良を生じさせながら硬化させ、この後、表面の硬化不良部分２を除去して凹凸模様３を形成することを特徴とするものである。

セメントと水と油性物質とを主成分とするセメント含有逆エマルジョン組成物からなるセメント系成形材料においては、その成形板１を養生硬化する過程において、成形板１の表面から水が蒸発すると、表層部分の水和硬化が充分に進行しなくなり、成形板１の表面に硬化不良部分２が生じる。従って、養生硬化を終わった後に表面に高圧流体などを作用させると、硬化不良部分２が除去されて、凹凸模様３を形成することができる。

また請求項２の発明は、請求項１において、成形板１の表面を部分的に水分の透過を遮断する保護層４で被覆し、この状態で成形板１の表面を密閉しない状態で養生することを特徴とするものである。

この発明によれば、保護層４で被覆されていない部分に硬化不良部分２を形成することができ、成形板１の表面に部分的に凹凸模様３を形成することができる。

また請求項３の発明は、請求項１又は２において、成形板１の表面を水分の透過を遮断する保護層４で被覆すると共に保護層４の厚みを部分的に異ならせるようにし、この状態で成形板１の表面を密閉しない状態で養生することを特徴とするものである。

この発明によれば、保護層４の厚みに応じて水分の透過の遮断性を調整して、成形板１の表面に形成される硬化不良部分２の厚みを部分的に変化させることができ、より変化のある凹凸模様３を形成することができる。

本発明によれば、プレス成形を行なう必要なく、表面の硬化不良部分２の除去によって凹凸模様３を形成することができるものであり、自然で複雑な意匠表現で凹凸模様３を形成することができるものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

本発明において使用されるセメント系成形材料は、セメントと水と油性物質を主成分とするセメント含有逆エマルジョン組成物からなるものである。水の配合量はセメント１に対して０．３〜２程度の質量比が好ましい。

セメントとしては、特に制限されるものではないが、ポルトランドセメント、フライアッシュセメント、高炉セメント、アルミナセメント、ハイアルミナセメント、シリカヒュームなどを挙げることができるものであり、これらを一種単独で用いたり、二種以上を併用したりすることができる。セメントの配合量は、セメント含有逆エマルジョン組成物の水以外の材料中、６５〜７５質量％の範囲に設定するのが好ましい。

油性物質は水と逆エマルジョン（Ｗ／Ｏエマルジョン）を形成するためのものであり、疎水性の液状物質が用いられる。油状物質としては、スチレン、メチルメタクリレート、例えばトルエン、キシレン、灯油、ジビニルベンゼン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、不飽和ポリエステル樹脂等を挙げることができ、これらを一種単独で用いる他に、二種以上を併用することもできる。これらのなかでも、分子中に重合性二重結合を有するスチレン、ジビニルベンゼン、メチルメタクリレートなどの重合性モノマーが好ましい。油性物質の配合量は、セメント含有逆エマルジョン組成物の水以外の材料中、４．５〜６．０質量％の範囲に設定するのが好ましい。

セメント含有逆エマルジョン組成物には上記の成分の他に、乳化剤を配合することが好ましい。乳化剤は逆エマルジョンに安定性を付与するために配合されるものであり、例えばソルビタンセスキオール、グリセロールモノステアレート、ソルビタンモノオレート、ジエチレングリコールモノステアレート、ソルビタンモノステアレート、ジグリセロールモノオレート等の非イオン界面活性剤、各種アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤等を用いることができる。乳化剤の配合量は、セメント含有逆エマルジョン組成物の水以外の材料中、１．５〜２．０質量％の範囲に設定するのが好ましい。

セメント含有逆エマルジョン組成物中にはさらに、適宜量の補強材や、架橋剤、重合開始剤、顔料など各種添加剤を配合することができる。補強材としては、例えば砂利、パーライト、シラスバルーン、ガラス粉、アルミナシリケートなどの骨材、ポリプロピレン繊維、アクリル繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維等の合成繊維や、炭素繊維、ガラス繊維、パルプなどの補強繊維を挙げることができる。架橋剤としては、例えばトリメリトールプロパントリメタクリレートなどを、重合開始剤としては、例えばｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエートなどを挙げることができる。

次に、上記のセメント含有逆エマルジョン組成物をセメント系成形材料として用いてポリマー複合セメント板を製造する方法について説明する。まずセメント系成形材料を板状に成形して成形板１を作製する。成形板１の成形は例えば図２（ａ）のように、セメント成形材料を押出成形機１４を用いてトレー１１の上に押出し成形することによって行なうことができるが、勿論これに限られるものではなく、プレス成形等で成形することもできる。

次に、図２（ｃ）に示すようにこの成形板１を養生室１５に導入し、養生硬化させる（図２（ｂ）については後述する）。養生の条件は特に制限されるものではないが、温度は室温〜９０℃の範囲、時間は３〜２４時間の範囲に設定するのが好ましい。ここで、成形板１は表面に密着する容器内などに密閉して成形板１の表面から水分が蒸発しないようにするのではなく、成形板１の表面から水分が蒸発する状態で養生を行なうものである。尚、凹凸模様３を形成しない面、例えば背面や側面は図１（ａ）に示すように容器やフィルム、シーラー等の被覆体１６で密封被覆されるようにして、凹凸模様３を形成する表面のみが密閉されないようにするのが好ましい。

そしてこのように成形板１の表面を密閉せず水分が蒸発する状態で養生を行なうと、成形板１の表面から水やさらに油性物質が蒸発し、成形板１の表層部分の水和硬化が充分に進行しなくなる。特に油性物質としてスチレンモノマー等の重合性モノマーを用いている場合にはこのような重合性モノマーの重合が十分になされなくなる。このように成形板１の表面にはいわゆるドライアウト現象が発生し、硬化が十分に進行しなくなる。一方、成形板１の内部には十分な水分やさらに油性物質が蒸発することなく存在するので、成形板１は表面を除いて十分に硬化して硬化板５となるが、図１（ｂ）に示すように表層部に硬化不良部分２が生じる。

次に、表面に硬化不良部分２が形成された硬化板５を養生室１５から取り出し、硬化板５の表面の硬化不良部分２を除去する。硬化不良部分２の除去は、図２（ｄ）に示すようにノズル１８から高圧流体１９を硬化板５の表面に吹き当てることによって行なうことができる。高圧流体１９としては、高圧水や高圧空気などを用いることができ、その他サンドブラストなどであってもよい。高圧流体１９の圧力は例えば９．８〜１９．６ＭＰａ（１００〜２００ｋｇｆ／ｃｍ^２）程度が好ましい。硬化不良部分２は強度が非常に弱いので、このように高圧流体１９を吹き付けると、硬化不良部分２は容易に破壊されて硬化板５の表面から掻き取られて除去される。

このように硬化不良部分２を除去することによって、図１（ｃ）のように硬化不良部分２の除去のあとが凹凸模様３となったポリマー複合セメント板Ａを得ることができるものである。ここで、硬化不良部分２は水分の蒸発によって形成されるものであり、硬化不良部分２の厚みは一定せず硬化板５の面に沿って細かく変化している。従って、この硬化不良部分２を除去することによって形成される凹凸模様３は変化に富んだ凹凸となっており、プレス成形では表現できない石を割ったような複雑で自然な意匠表現の凹凸模様３を形成することができるものである。

図３は本発明の他の実施の形態を示すものであり、図２（ａ）のようにして成形した成形板１の表面に、図３（ａ）のように部分的に保護層４を形成するようにしてある。保護層４は水分の透過を遮断するものであり、例えば図２（ｂ）のように成形板１の表面に保湿性のシーラー４ａをノズル２０から噴霧して塗布することによって、保護層４を形成することができる。保護層４としてはこのようなシーラー４ａの他に、フィルムなどを用いることもできる。

このように成形板１の表面を部分的に保護層４で被覆した後、図２（ｂ）のように成形板１を養生室１５に導入し、上記と同様に成形板１の表面を密閉しない状態で養生する。このように養生を行なうと、保護層４で被覆された部分からは水分やあるいは油性物質は蒸発せず、保護層４で被覆されていない部分から水分やあるいは油性物質は蒸発する。従って、成形板１の表面のうち、保護層４で被覆された部分には水分やあるいは油性物質が存在するので、保護層４で被覆された部分は内部と同様に十分に硬化し、保護層４で被覆されていない部分にはドライアウト現象が発生して、図３（ｂ）のように保護層４で被覆されていない部分に硬化不良部分２が形成される。

次に、このように表面に部分的に硬化不良部分２が形成された硬化板５を養生室１５から取り出し、必要に応じて保護層４を剥離した後、図２（ｄ）のように高圧流体１９を吹き当て、上記と同様にして硬化不良部分２を除去する。硬化不良部分２は部分的に形成されているので、図３（ｃ）のように表面の一部に凹凸模様３を形成したポリマーセメント複合板Ａを得ることができるものである。例えば、凹凸模様３を格子状などに形成すると、凹凸模様３で複雑で自然な目地溝を形成することができるものである。

図４は本発明のさらに他の実施の形態を示すものであり、図３の実施の形態のように成形板１の表面の複数箇所を部分的に保護層４で被覆するにあたって、各保護層４の厚みを異ならせるようにしたものである。保護層４をシーラー４ａの塗布で形成する場合には、シーラー４ａの塗布量を調整することによって、保護層４の厚みを異ならせるように変化させることができるものである。

保護層４による水分の透過の阻止の度合は厚みに応じて異なるので、保護層４の厚みに応じて水分やあるいは油性物質の蒸発量を異ならせるようにすることができるものである。すなわち図４（ｂ）に示すように、保護層４の厚みが厚いと、水分や油性物質の透過量が少ないか透過させないために、この保護層４で被覆されている部分には硬化不良部分２は形成されないか、形成されてもその厚みは薄い。一方、保護層４の厚みが薄いと、水分や油性物質の透過量が多くなるために、この保護層４で被覆されている部分にやや厚みの厚い硬化不良部分２が形成される。勿論、保護層４で被覆されていない部分に形成される硬化不良部分２の厚みは最も厚い。

従って、保護層４を剥離した後、高圧流体１９を吹き当てて硬化不良部分２を除去すると、硬化不良部分２の厚みに応じた深さの凹凸模様３を図４（ｃ）のように形成することができるものであり、深さの異なる変化に富んだ凹凸模様３を形成したポリマーセメント複合板Ａを得ることができるものである。尚、図４の実施の形態では、保護層４を成形板１の表面に部分的に設けて、保護層４で被覆されない部分も形成するようにしたが、成形板１の表面の全面を保護層４で被覆して、保護層４の厚みを部分的に異ならせるようにしてもよい。

次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。

セメント系成形材料として、ポルトランドセメント４４．１５質量部、フライアッシュ３０．０質量部、油性物質（スチレン）４．５質量部、軽量骨材（パーライト）１８．５質量部、ポリプロピレン繊維１．２質量部、乳化剤（ソルビタンモノオレート）１．５質量部、架橋剤（トリメチロールプロパントリメタクリレート）０．０５質量部、重合開始剤（ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート）０．１質量部の固形分１００質量部と、水４３．０質量部の配合からなるセメント含有逆エマルジョン組成物を用いた。

そして上記のセメント成形材料を押出し成形して厚み３０ｍｍの成形板１を作製し（図２（ａ）参照）、この成形板１の表面にシーラー４ａ（第一工業製薬社製「ピッツコールＫ７０」）を塗装して保護層４を形成した（図２（ｂ）参照）。このとき、図４（ａ）のように、シーラー４ａを塗布しない部分（イ）、シーラー４ａを乾燥塗布量で１ｇ／ｍ^２・ｄｒｙ塗布した部分（ロ）、３ｇ／ｍ^２・ｄｒｙ塗布した部分（ハ）、５ｇ／ｍ^２・ｄｒｙ塗布した部分（ニ）を形成した。

次に、この成形板１を６０℃で２４時間養生し（図２（ｃ）参照）、必要に応じてシーラー４ａを剥離した後、１５ＭＰａの高圧水を吹き当てた（図２（ｄ）参照）。このようにして、図４（ｃ）のような凹凸模様３を形成した。（イ）〜（ニ）の部分の凹凸模様３の深さを測定し、その結果を表１に示す。

表１にみられるように、シーラー４ａの塗布量を多くして厚い保護層４で被覆した部分には硬化不良部分２は形成されず、凹凸模様３は形成されないが、保護層４で被覆しない部分は硬化不良部分２が厚い厚みで形成され、深い凹凸模様３を形成することができ、またシーラー４ａの塗布量を少なくして薄い保護層４で被覆した部分には硬化不良部分２は薄い厚みで形成され、浅い凹凸模様３を形成することができるものであった。

本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ断面図である。 同上の製造の各工程を示すものであり、（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ概略図である。 本発明の実施の形態の他の一例を示すものであり、（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ断面図である。 本発明の実施の形態のさらに他の一例を示すものであり、（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ断面図である。 従来例の製造方法を示すものであり、（ａ）〜（ｃ）は各工程の概略図である。 同上の一部を示すものであり（ａ），（ｂ）は拡大した概略図である。

符号の説明

１ 成形板
２ 硬化不良部分
３ 凹凸模様
４ 保護層
５ 硬化板

Claims (3)

1. セメントと水と油性物質とを主成分とするセメント含有逆エマルジョン組成物からなるセメント系成形材料を板状に成形し、この成形板の表面を密閉しない状態で養生することによって、表面に硬化不良を生じさせながら硬化させ、この後、表面の硬化不良部分を除去して凹凸模様を形成することを特徴とするポリマー複合セメント板の製造方法。
2. 成形板の表面を部分的に水分の透過を遮断する保護層で被覆し、この状態で成形板の表面を密閉しない状態で養生することを特徴とする請求項１に記載のポリマー複合セメント板の製造方法。
3. 成形板の表面を水分の透過を遮断する保護層で被覆すると共に保護層の厚みを部分的に異ならせるようにし、この状態で成形板の表面を密閉しない状態で養生することを特徴とする請求項１又は２に記載のポリマー複合セメント板の製造方法。
   

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