JP3251565B2 - 軽量珪酸カルシウム板およびその製造方法 - Google Patents

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
ので、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。また、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。さらに、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、かつ、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、二水石
膏の配合量と釘圧入値との間、およ び釘圧入値と施工時
の割れや欠けとの間に高度の相関があることを見出し
た。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、無機軽量化材を１〜２０重量％を配合し、上記水熱
合成により原料配合中の二水石膏を無水石膏に変えて成
り、該抄造板の比重が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】さらに、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、さ
らに、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原料配合中の二水石膏
を無水石膏に変え、該抄造板の比重を０．６以上０．９
未満、曲げ強度を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
の製造方法である。

【０００８】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。これらの繊維を、抄造性、生板含水
率および製品の性状を考慮しながら適宜選択して用い、
その使用量は１〜１０重量％である。

【０００９】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。無機
質軽量化材（以下、軽量化材という）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。

【００１０】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、さらに、チェストによってスラリーの均質
化を行ったのち、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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】次に、無機硬化材、充填材、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３００ｍｍ×
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。

【００１５】図４から見られるように、例えば、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。

【００１６】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。
さらに、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５０重量％を超え７０重量％以
下、とくに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。

【００１７】

〔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１０
００ｍｍ×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
（単位：Ｎ／ｍｍ^２）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。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】〔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）

【００２１】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。

【００２２】

【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５０重量％を越え７０重量％以下を配
合した珪酸カルシウム原料スラリーを抄造し、得られた
グリーンシートに面プレス圧をかけ、１６０℃以上でオ
ートクレーブ養生し、原料配合中の二水石膏を無水石膏
に変え、曲げ強度が８Ｎ／ｍｍ²以上で、釘圧入値を４
５Ｎ／ｍｍ以下にした軽量カルシウム板は、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
れたものになり、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、作業効率をあげ、施工時の音
を低減し、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 Ｃ０４Ｂ 14:08） Ｃ０４Ｂ 14:08） 111:30 111:30 (56)参考文献 特開 平９−286655（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−3756（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−349370（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C04B 28/00 - 28/36 C04B 40/02

Claims (2)

(57)【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、無機
   軽量化材を１〜２０重量％を配合し、上記水熱合成によ
   り原料配合中の二水石膏を無水石膏に変えて成り、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】 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原料配合中の二水石膏を
   無水石膏に変え、該抄造板の比重を０．６以上０．９未
   満、曲げ強度を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。