JP3703735B2 - 建築用板 - Google Patents
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- Laminated Bodies (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面に軽量セメント層を有することにより優れた防火性能を発揮する建築用板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、基板表面に合成樹脂発泡粒等の軽量骨材を混合した軽量セメント層を形成することにより防火性能を向上させた建築用板は公知である。
【０００３】
このような建築用板は、合成樹脂粒を含むセメント混合物をミキサーにより練り合わせた混練物を、溝付きロールコーター等の塗布装置により、防水処理を施した基板表面に塗布して軽量セメント層を形成し、次いで、この軽量セメント層の表面をロールプレスにより加圧することで、塗布したセメント混合物を基板表面に均一に分散させながら平滑にすることにより製造されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記した従来技術によると、セメント混合物を得るときに水の量が多いと、軽量セメントの流動性が増加して軽量セメント層を厚く形成することが困難となるため、混練時の水の量を少なくして基板表面に塗布せざるを得ないが、この場合には十分に混練されずに軽量セメント中に多くの気泡を取り込んだ状態で基板表面に塗布されることとなる。
【０００５】
軽量セメント層形成後のロールプレスによる圧力を大きくすれば軽量セメント中の空気をある程度抜くことができるが、このようにするとプレス時に収縮していた軽量セメント中の合成樹脂発泡粒が圧力解放後に膨張して元の状態に復帰しようとするいわゆるスプリングバックが顕著となり、表面が凹凸化して商品価値および意匠性を大きく低下させてしまう。また、軽量セメント層の内部において、圧力解放時に合成樹脂発泡粒が元の大きさに戻ろうと膨張する際に、混合物中に残存する空気を合成樹脂発泡粒のまわりに集めながら膨張することとなり、合成樹脂発泡粒を中心とする円盤状の空隙が発生する。これは軽量セメント層の強度を低下させ、釘打ち時に割れが生じやすくなる。
【０００６】
さらに、上記従来技術による建築用板は基板上に軽量セメント層を形成した積層体であるが、基板として木質板を用いた場合には、特にその製造時において、基板はほとんど収縮しないのに対し、軽量セメント層はセメントが硬化する際に大きな収縮が発生するため、軽量セメント層側を凹とする反りが生じやすいものであった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、従来技術における上記問題を解決し、強度および表面意匠性に優れると共に反りの生じにくい建築用板を提供することを目的とする。
【０００８】
すなわち、本発明による建築用板は、基板上に防水層を介してセメント混合物層が形成された下地板の表面に押し出し成形による軽量セメント成形板が積層されて軽量セメント層を形成し、該軽量セメント層はその全体重量に対して２０〜３５重量％の配合割合であるセメントと、該セメント重量に対して６〜２１重量％の平均比重０．０３〜０．２の合成樹脂発泡粒、１５０〜２５０重量％の骨材および２〜９重量％の補強繊維を有し、０．５５〜０．７５の比重を有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
基板としては合板、木質繊維板、木削片板、石こう板、木片セメント板等を用いることができる。
【００１０】
基板の表面に、合成樹脂、ラテックス、瀝青質物質またはそれらのエマルジョンをロールコーターやフローコーター等の塗布装置にて均一に塗布し、乾燥させて、防水層を形成する。ここで合成樹脂としては酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができ、ラテックスとしてはニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等を用いることができ、瀝青質物質としてはタール、アスファルト等を用いることができる。防水層を形成するための塗料にはクレー、タルク、炭酸カルシウム等の増量剤や分散剤等の助剤を添加混合してもよい。
【００１１】
防水層の表面に、セメントと合成樹脂、ラテックスまたは瀝青質物質、骨材、成形助剤および水の混合物をロールコータ等の塗布装置にて層状に塗布し、乾燥させてセメント混合物層を形成する。このセメント混合物層に混合される合成樹脂、ラテックスまたは瀝青質物質は、上記防水層に用いたものと同系のものを用いることが好ましい。これにより、防水層中の物質とセメント混合物層中の物質との間で分子間引力が働き、それらの密着強度を増大させることができる。セメント、骨材および成形助剤については下記軽量セメント層を形成するために用いられるものと同様のものであってよい。
【００１２】
以上により、基板表面に防水層を介してセメント混合物層が形成された下地板が得られる。このような下地板は、柱に木ずりと呼ばれる下板を固定してこの木ずりに防水紙およびラス網をタッカーステープル等で留めた後にラス網上にモルタルを塗布して下地層としていた在来の下地工法に代えて、柱にこの下地板を釘打ちした後に直ちにモルタル施工することができるものであって、大幅な工期短縮およびコストダウンを図ることができる工法として近年注目されている。本発明は、この下地板の新たな用途として、これを建築用板の基材として用いることを提案するものである。下地板は予め工場にて大量生産が可能であるため、その用途に応じた構成のものを均一な品質で低コストにて提供することができる。
【００１３】
なお、混合物層の表面は凹凸状にすることが好ましい。これにより、後述する軽量セメント層（軽量セメント成形板）との結合強度（剥離強度）が増大するだけでなく、ロールプレスによって一体化する際に軽量セメント成形板が下地板の搬送方向と逆方向（ロールプレスよりも上流側）に逃げようとする動きを抑制することができる。
【００１４】
軽量セメント層は、セメント、合成樹脂発泡粒、骨材、補強繊維、成形助剤および混練水を主体とする軽量セメント混合物により形成され、硬化後の比重が０．５５〜０．７５、好ましくは０．６〜０．７である。ここでセメントとしては普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント等のポルトランドセメント、天然セメント、アルミナセメント等の任意のセメントを用いることができる。セメント硬化時の収縮を抑制して建築用板の反りを防止するため、セメントの配合量は上記軽量セメント混合物から水を除いた全体重量の３５重量％以下とすることが好ましい。また、同全体重量の２０重量％以上のセメント配合量としないと硬化が不十分となり必要な強度が得られない。
【００１５】
合成樹脂発泡粒としては、ポリスチレン等のスチレン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、アクリロニトリル・スチレン共重合体、スチレン・エチレン共重合体等の共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の塩化ビニル樹脂等の合成樹脂を発泡させて球形または略球形のビーズ状に形成したもの、あるいはこれら合成樹脂発泡体廃材を粉砕したものを用いることができる。中でもポリスチレンの発泡粒が強度が大きく安価であることから好ましい。合成樹脂発泡粒の平均粒径は０．１〜２．０ｍｍ、平均比重は０．０３〜０．２、発泡倍率は５〜３０倍であることが好ましく、このような合成樹脂発泡粒をセメント重量に対して６〜２１重量％混合することが好ましい。
【００１６】
補強繊維としてはワラストナイト、セピオライト、セラミック繊維等の無機繊維、パルプ、ポリプロピレン繊維等の有機繊維を単独または併用して用いることができる。軽量セメント中に補強繊維を混合することは該繊維同士の結合力を介して強度を増大させるが、反面、補強繊維の混入量が多くなりすぎるとセメント硬化時の収縮力が過大となって建築用板として製造したときに反りを生じやすくなることから、補強繊維はセメント重量に対して２〜９重量％混合することが好ましい。
【００１７】
骨材としてはケイ石粉、フライアッシュ、スラグ、再生粉等を用いることができ、セメント重量に対して１５０〜２５０重量％を混合させる。このように軽量セメント層における骨材の配合割合を高めることにより、軽量セメント層の硬化時の収縮を減少させて反りを防止することができる。
【００１８】
成形助剤としてはメチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等のセルロース誘導体を用いることができ、セメント、合成樹脂発泡粒、骨材および補強繊維の合計重量に対して０．１〜１０重量％添加する。
【００１９】
これらの材料にさらに混練水を加えて十分に混練して軽量セメント混合物を得る。混練水量はセメント重量に対して１４０〜２１０重量％とすることが好ましい。この混練水量は、水を除いた軽量セメント混合物の全体重量に対して２０〜４０重量％、好ましくは２５〜３５重量％である。
【００２０】
得られた軽量セメント混合物を押し出し成形機に投入して、前記下地板と略同一の平面寸法を有する軽量セメント成形板とした後、直ちにこの成形板を下地板のセメント混合物層の上に載置し、ロールプレス等によりその表面を加圧した後、ドライヤーにより加熱乾燥硬化させる軽量セメント成形板は押し出し直後であって未硬化状態にあり、これをセメント混合物層の上に積層した状態で加圧することで表面平滑な建築用板が得られる。前述のように下地板のセメント混合物層は好ましくは凹凸表面を有するものであるが、未硬化状態の軽量セメント成形板がその上に載置されてプレスされることから、軽量セメント成形板の裏面部分はセメント混合物層の凹凸表面に投錨的に入り込み、大きな密着強度が得られると共に、プレス時に下地板と軽量セメント成形板との間に位置ずれが生ずることを防止する。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、押し出し成形により得られる軽量セメント成形板を下地板の表面に積層して軽量セメント層とするものであるため、軽量セメント層に含まれる空気は押し出し工程において既に十分に除去されている。したがって、その後のロールプレスによる加圧において過剰な圧力をかける必要がなく、表面性状に優れ、曲げ強度を始めとする物理的強度も高く、釘打ちによっても割れにくい軽量セメント層が得られる。
【００２２】
セメント混合物層の表面を凹凸状にすることにより、このセメント混合物層に対して軽量セメント層が投錨的に密着して結合強度を増大させると共に、プレス時に押し出し成形された軽量セメント成形板を下地板の搬送に追従させることができるため、これらの間の位置ずれが防止される。
【００２３】
また、軽量セメント層において、水を除く全体重量に対するセメントの混合割合を２０〜３５重量％とし、且つ、セメント重量に対する骨材および補強繊維の配合割合をそれぞれ１５０〜２５０重量％および２〜９重量％とすることで、硬化時の軽量セメント層の収縮を最小限に抑制し、得られる建築用板において反りが生ずることを有効に防止することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面に軽量セメント層を有することにより優れた防火性能を発揮する建築用板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、基板表面に合成樹脂発泡粒等の軽量骨材を混合した軽量セメント層を形成することにより防火性能を向上させた建築用板は公知である。
【０００３】
このような建築用板は、合成樹脂粒を含むセメント混合物をミキサーにより練り合わせた混練物を、溝付きロールコーター等の塗布装置により、防水処理を施した基板表面に塗布して軽量セメント層を形成し、次いで、この軽量セメント層の表面をロールプレスにより加圧することで、塗布したセメント混合物を基板表面に均一に分散させながら平滑にすることにより製造されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記した従来技術によると、セメント混合物を得るときに水の量が多いと、軽量セメントの流動性が増加して軽量セメント層を厚く形成することが困難となるため、混練時の水の量を少なくして基板表面に塗布せざるを得ないが、この場合には十分に混練されずに軽量セメント中に多くの気泡を取り込んだ状態で基板表面に塗布されることとなる。
【０００５】
軽量セメント層形成後のロールプレスによる圧力を大きくすれば軽量セメント中の空気をある程度抜くことができるが、このようにするとプレス時に収縮していた軽量セメント中の合成樹脂発泡粒が圧力解放後に膨張して元の状態に復帰しようとするいわゆるスプリングバックが顕著となり、表面が凹凸化して商品価値および意匠性を大きく低下させてしまう。また、軽量セメント層の内部において、圧力解放時に合成樹脂発泡粒が元の大きさに戻ろうと膨張する際に、混合物中に残存する空気を合成樹脂発泡粒のまわりに集めながら膨張することとなり、合成樹脂発泡粒を中心とする円盤状の空隙が発生する。これは軽量セメント層の強度を低下させ、釘打ち時に割れが生じやすくなる。
【０００６】
さらに、上記従来技術による建築用板は基板上に軽量セメント層を形成した積層体であるが、基板として木質板を用いた場合には、特にその製造時において、基板はほとんど収縮しないのに対し、軽量セメント層はセメントが硬化する際に大きな収縮が発生するため、軽量セメント層側を凹とする反りが生じやすいものであった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、従来技術における上記問題を解決し、強度および表面意匠性に優れると共に反りの生じにくい建築用板を提供することを目的とする。
【０００８】
すなわち、本発明による建築用板は、基板上に防水層を介してセメント混合物層が形成された下地板の表面に押し出し成形による軽量セメント成形板が積層されて軽量セメント層を形成し、該軽量セメント層はその全体重量に対して２０〜３５重量％の配合割合であるセメントと、該セメント重量に対して６〜２１重量％の平均比重０．０３〜０．２の合成樹脂発泡粒、１５０〜２５０重量％の骨材および２〜９重量％の補強繊維を有し、０．５５〜０．７５の比重を有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
基板としては合板、木質繊維板、木削片板、石こう板、木片セメント板等を用いることができる。
【００１０】
基板の表面に、合成樹脂、ラテックス、瀝青質物質またはそれらのエマルジョンをロールコーターやフローコーター等の塗布装置にて均一に塗布し、乾燥させて、防水層を形成する。ここで合成樹脂としては酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができ、ラテックスとしてはニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等を用いることができ、瀝青質物質としてはタール、アスファルト等を用いることができる。防水層を形成するための塗料にはクレー、タルク、炭酸カルシウム等の増量剤や分散剤等の助剤を添加混合してもよい。
【００１１】
防水層の表面に、セメントと合成樹脂、ラテックスまたは瀝青質物質、骨材、成形助剤および水の混合物をロールコータ等の塗布装置にて層状に塗布し、乾燥させてセメント混合物層を形成する。このセメント混合物層に混合される合成樹脂、ラテックスまたは瀝青質物質は、上記防水層に用いたものと同系のものを用いることが好ましい。これにより、防水層中の物質とセメント混合物層中の物質との間で分子間引力が働き、それらの密着強度を増大させることができる。セメント、骨材および成形助剤については下記軽量セメント層を形成するために用いられるものと同様のものであってよい。
【００１２】
以上により、基板表面に防水層を介してセメント混合物層が形成された下地板が得られる。このような下地板は、柱に木ずりと呼ばれる下板を固定してこの木ずりに防水紙およびラス網をタッカーステープル等で留めた後にラス網上にモルタルを塗布して下地層としていた在来の下地工法に代えて、柱にこの下地板を釘打ちした後に直ちにモルタル施工することができるものであって、大幅な工期短縮およびコストダウンを図ることができる工法として近年注目されている。本発明は、この下地板の新たな用途として、これを建築用板の基材として用いることを提案するものである。下地板は予め工場にて大量生産が可能であるため、その用途に応じた構成のものを均一な品質で低コストにて提供することができる。
【００１３】
なお、混合物層の表面は凹凸状にすることが好ましい。これにより、後述する軽量セメント層（軽量セメント成形板）との結合強度（剥離強度）が増大するだけでなく、ロールプレスによって一体化する際に軽量セメント成形板が下地板の搬送方向と逆方向（ロールプレスよりも上流側）に逃げようとする動きを抑制することができる。
【００１４】
軽量セメント層は、セメント、合成樹脂発泡粒、骨材、補強繊維、成形助剤および混練水を主体とする軽量セメント混合物により形成され、硬化後の比重が０．５５〜０．７５、好ましくは０．６〜０．７である。ここでセメントとしては普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント等のポルトランドセメント、天然セメント、アルミナセメント等の任意のセメントを用いることができる。セメント硬化時の収縮を抑制して建築用板の反りを防止するため、セメントの配合量は上記軽量セメント混合物から水を除いた全体重量の３５重量％以下とすることが好ましい。また、同全体重量の２０重量％以上のセメント配合量としないと硬化が不十分となり必要な強度が得られない。
【００１５】
合成樹脂発泡粒としては、ポリスチレン等のスチレン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、アクリロニトリル・スチレン共重合体、スチレン・エチレン共重合体等の共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の塩化ビニル樹脂等の合成樹脂を発泡させて球形または略球形のビーズ状に形成したもの、あるいはこれら合成樹脂発泡体廃材を粉砕したものを用いることができる。中でもポリスチレンの発泡粒が強度が大きく安価であることから好ましい。合成樹脂発泡粒の平均粒径は０．１〜２．０ｍｍ、平均比重は０．０３〜０．２、発泡倍率は５〜３０倍であることが好ましく、このような合成樹脂発泡粒をセメント重量に対して６〜２１重量％混合することが好ましい。
【００１６】
補強繊維としてはワラストナイト、セピオライト、セラミック繊維等の無機繊維、パルプ、ポリプロピレン繊維等の有機繊維を単独または併用して用いることができる。軽量セメント中に補強繊維を混合することは該繊維同士の結合力を介して強度を増大させるが、反面、補強繊維の混入量が多くなりすぎるとセメント硬化時の収縮力が過大となって建築用板として製造したときに反りを生じやすくなることから、補強繊維はセメント重量に対して２〜９重量％混合することが好ましい。
【００１７】
骨材としてはケイ石粉、フライアッシュ、スラグ、再生粉等を用いることができ、セメント重量に対して１５０〜２５０重量％を混合させる。このように軽量セメント層における骨材の配合割合を高めることにより、軽量セメント層の硬化時の収縮を減少させて反りを防止することができる。
【００１８】
成形助剤としてはメチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等のセルロース誘導体を用いることができ、セメント、合成樹脂発泡粒、骨材および補強繊維の合計重量に対して０．１〜１０重量％添加する。
【００１９】
これらの材料にさらに混練水を加えて十分に混練して軽量セメント混合物を得る。混練水量はセメント重量に対して１４０〜２１０重量％とすることが好ましい。この混練水量は、水を除いた軽量セメント混合物の全体重量に対して２０〜４０重量％、好ましくは２５〜３５重量％である。
【００２０】
得られた軽量セメント混合物を押し出し成形機に投入して、前記下地板と略同一の平面寸法を有する軽量セメント成形板とした後、直ちにこの成形板を下地板のセメント混合物層の上に載置し、ロールプレス等によりその表面を加圧した後、ドライヤーにより加熱乾燥硬化させる軽量セメント成形板は押し出し直後であって未硬化状態にあり、これをセメント混合物層の上に積層した状態で加圧することで表面平滑な建築用板が得られる。前述のように下地板のセメント混合物層は好ましくは凹凸表面を有するものであるが、未硬化状態の軽量セメント成形板がその上に載置されてプレスされることから、軽量セメント成形板の裏面部分はセメント混合物層の凹凸表面に投錨的に入り込み、大きな密着強度が得られると共に、プレス時に下地板と軽量セメント成形板との間に位置ずれが生ずることを防止する。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、押し出し成形により得られる軽量セメント成形板を下地板の表面に積層して軽量セメント層とするものであるため、軽量セメント層に含まれる空気は押し出し工程において既に十分に除去されている。したがって、その後のロールプレスによる加圧において過剰な圧力をかける必要がなく、表面性状に優れ、曲げ強度を始めとする物理的強度も高く、釘打ちによっても割れにくい軽量セメント層が得られる。
【００２２】
セメント混合物層の表面を凹凸状にすることにより、このセメント混合物層に対して軽量セメント層が投錨的に密着して結合強度を増大させると共に、プレス時に押し出し成形された軽量セメント成形板を下地板の搬送に追従させることができるため、これらの間の位置ずれが防止される。
【００２３】
また、軽量セメント層において、水を除く全体重量に対するセメントの混合割合を２０〜３５重量％とし、且つ、セメント重量に対する骨材および補強繊維の配合割合をそれぞれ１５０〜２５０重量％および２〜９重量％とすることで、硬化時の軽量セメント層の収縮を最小限に抑制し、得られる建築用板において反りが生ずることを有効に防止することができる。
Claims (1)
- 基板上に防水層を介してセメント混合物層が形成された下地板の表面に押し出し成形による軽量セメント成形板が積層されて軽量セメント層を形成し、該軽量セメント層はその全体重量に対して２０〜３５重量％の配合割合であるセメントと、該セメント重量に対して６〜２１重量％の平均比重０．０３〜０．２の合成樹脂発泡粒、１５０〜２５０重量％の骨材および２〜９重量％の補強繊維を有し、０．５５〜０．７５の比重を有することを特徴とする建築用板。
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