JP4601195B2

JP4601195B2 - セメントボードの製造方法

Info

Publication number: JP4601195B2
Application number: JP2001089978A
Authority: JP
Inventors: 賢太増田; 克己松井
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp; A&A Material Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp; A&A Material Corp
Priority date: 2001-03-27
Filing date: 2001-03-27
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2021-03-27
Also published as: JP2002283332A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セメントボードの製造方法に関するものであり、さらに詳しくは、模様型によって成形体に付与された凹凸模様が、成形体自体の有する弾力性によって生ずる戻り（スプリングバック）の影響を受け難くなり、セメントボードに設計に忠実な凹凸模様を形成することができるとともに生産性に優れたセメントボードの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
セメントボードは、施工性、防火性に優れ、かつ種々のデザインに対応できるといった自由度を有していることから、現在、その需要が急速に伸びてきている。
このセメントボードについては、断熱性、遮音性、耐久性などの諸性能に優れたものがこれまでにそれぞれ開発されてきたが、最近ではユーザーの高級化志向が強まり、この要求に対応するため各諸物性の中でも意匠性の向上を図ることが重要視されており、彫りの深い凹凸模様や表面形状を有するものが市場に提供されつつある。
【０００３】
一般に、セメントを主原料とした基材の表面に凹凸模様を付与する（形成する）には、板状に成形した未硬化の成形体表面に模様型を載置した後、高圧でバッチ式に平板プレスするか（特開平１０−２０２６３４号公報）、板状に成形後模様付けロールによって連続的にプレスする方法などが採用されている。
しかしながら、このような従来技術によって凹凸模様を有するセメントボードを製造する場合、未硬化の成形体表面を模様型でプレスする際に、成形体自体の有する弾力性によって戻り（スプリングバック）が生じ、シャープな凹凸模様を付与することができなかった。そして、このことが意匠性の低下を引き起こしていた。
【０００４】
特に最近では、前述したように、住宅の外装材において高級化・高機能化が求められているために、補強繊維、軽量骨材などのフィラー材が配合設計に組み込まれており、この結果、成形体が弾力性を有し、模様型によるプレスの際にスプリングバックがより生じやすくなっている。
さらに、一般に彫りの深い凹凸模様が高級品とされているけれども、彫りの深い凹凸部分は特にスプリングバックの量が大きく、また、掘りの浅い部分もスプリングバックのため模様が戻り易かった。
【０００５】
図３は、スプリングバックを説明するための図である。図３（ａ）において、模様型２１により凹凸模様が付与された成形体、すなわち未硬化のセメントボード２２’は、模様型２１を離型後放置すると、図３（ｂ）に示すように、成形体すなわちセメントボード２２’自体の有する弾力性により、凹凸模様が戻ってしまう。
【０００６】
一方、スプリングバックによる意匠性の低下を抑えるために、型枠底部に所望の表面模様、表面形状となる型板を設置し、原料スラリーを流し込み養生し、硬化するまで拘束する方法も従来から行われている。すなわち、この製造方法では、養生硬化に至るまで成形体表面が型枠で保護されるため、スプリングバックによる意匠性の低下を抑えることができる。
しかし、この製造方法では、成形体が硬化するまで脱型することができないため、生産量に応じた型枠数が必要となり、設備コストが上昇し、結果的に製造コストの上昇を招き、好ましい方法とは言いがたい。
【０００７】
また、特開昭５５−１４４４７８号公報には、硬化した成形体表面に水ガラスを主成分とするスラリーを塗布し、このスラリー層にエンボス模様を付与する方法が提案されている。この方法は、スプリングバックを生じるような基材を硬化させた後、その表面にスプリングバックを生じにくいスラリーを新たに流し込み、そのスラリー層にエンボスを付与することによって、意匠性の向上を図っているものである。しかしながら、成形体表面とエンボス層を構成するスラリーの組成が異なり、かつ、成形体表面が硬化した後にスラリーを流し込むために、成形体表面とスラリーとがなじみにくく、その接合面で剥離が生じ易い欠点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、模様型によって成形体に付与される凹凸模様が、成形体自体の有する弾力性によって戻らない（スプリングバックしない）、設計に忠実な凹凸模様を有するセメントボードを得ることができるとともに、生産性に優れたセメントボードの製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、セメントボードの表面に設計に忠実な凹凸模様を形成するには、凹凸模様が付与された成形体表面を速やかに固定化させることが有効であり、このためには成形体表面の硬化反応を促進する（制御する）ことが有効な手段であることを見出し、本発明に至った。
【００１０】
本発明は、セメントを含む硬化性スラリーを成形するためのプレス成形または連続流し込み成形による成形工程と、この成形工程により得られた成形体に模様型により凹凸模様を付与する模様形成工程と、この模様形成工程により模様付けされた成形体を養生する養生工程とからなるセメントボードの製造方法において、前記模様形成工程および／または模様形成工程直後の成形体に前記セメントの硬化促進剤を塗布することにより、付与された凹凸模様が成形体自体の有する弾力性により戻らないようにしたことを特徴とするものである。
また、本発明は、前記セメントボードの製造方法におけるセメントとして、都市ごみ焼却灰および下水汚泥焼却灰の少なくとも一方を原料とする焼成物であって、１１ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃・ＣａＣｌ₂、１１ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃・ＣａＦ₂および３ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃の一種以上を１０〜４０重量％並びに２ＣａＯ・ＳｉＯ₂および３ＣａＯ・ＳｉＯ₂の一種以上を含む焼成物と石膏からなる環境調和型セメントを用いることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のセメントボードの製造方法は、セメントを含む硬化性スラリーを成形するためのプレス成形または連続流し込み成形による成形工程と、この成形工程により得られた成形体に模様型により凹凸模様を付与する模様形成工程と、この模様形成工程により模様付けされた成形体を養生する養生工程とからなっている。以下、各工程についてさらに説明する。
【００１２】
［成形工程］
セメントを含む硬化性スラリーを成形する成形工程には、従来から行われている成形方法のうち、特に、プレス成形または連続流し込み成形を採用する。ここで連続流し込み成形とは、特開平１１−３０９７０６号公報に示されているように、例えば、連続ミキサーにより、ベルト状の移動コンベア上に硬化性スラリーを連続的に供給し成形する方法である。移動コンベア上に供給された硬化性スラリーは、圧延部材により所望の厚さに圧延されて成形体となる。このような圧延部材としては、平滑面を有する、ローラー、ベルト、プレートのうちの少なくとも一つである。なお、この部材は、硬化性スラリーの硬化状態に合わせて適宜選択して用いる。ベルト状の移動コンベアは、硬化性スラリーの浸透や漏れ、あるいは付着のない形態であることが望ましく、ベルトの材質としては加硫ゴム、ブタジエン系合成ゴム、テフロン（登録商標）やその他の樹脂のほか、ステンレス、高張力鋼等のスチールを用いることが好ましい。なお、移動コンベア上に連続的に供給される硬化性スラリーの流れ幅を規定するために、移動コンベアの両側部にはサイドプレートやサイドベルトを設けるのが好ましい。この連続流し込み成形によれば、高効率・高生産性で板状の成形体を製造することができる。
【００１３】
［模様形成工程］
模様形成工程は、プレス成形または連続流し込み成形の成形工程により得られた成形体に凹凸模様を付与する工程である。すなわち、成形工程により得られた成形体には、模様型（エンボス型）によって、その表面に凹凸模様を付与する。
ここで、成形体表面に凹凸模様を形成する方法は、模様型としてエンボスロールを用いて連続的に転写する方法や、成形体とフラットな模様型とを交互に複数枚積層した後、プレスするプレス成形法である。なお、模様型は、金属製、樹脂製、ゴム製などであるが、所望する凹凸模様やセメントボードとの離型性に応じて適宜選択可能である。また、離型性を施す手段として離型剤を使用することができる。離型剤は基材の離型性に応じてその種類や配合量を調整する。
【００１４】
本発明では、模様形成工程および／または模様形成工程直後の成形体にセメントの硬化促進剤を塗布することにより、付与された凹凸模様が成形体自体の有する弾力性により戻らないようにしたことを特徴としている。
すなわち、硬化促進剤を成形体に塗布することにより、塗布された成形体表面が急速に硬化し、成形体表面に付与された凹凸模様がスプリングバックの発生する直前あるいは発生しようとする時点で固定化され、模様型によって付与された凹凸模様を確実に保持することが可能となる。
硬化促進剤の塗布は、凹凸模様を付与する模様形成工程において、スプリングバックが生じようとする時期、すなわち、模様形成工程の初めからその直後の間で、採用された製造方法によってその塗布の時期を設定するものである。すなわち、（１）模様形成工程における模様型による模様付けと同時、または（２）模様形成工程における模様型の離型直後すなわち模様付け直後、あるいは、（３）模様付けと同時および模様付け直後の２度に分けて行うものである。
具体的には、模様型としてエンボスロールを用いて成形体表面に凹凸模様を付与する場合には、硬化促進剤を模様付けと同時あるいは模様付け直後に成形体に塗布する。しかしながら、プレス成形を採用する場合には、工程を簡略化する点から模様型のプレス直後、すなわち、模様型の離型直後に硬化促進剤を成形体に塗布するのが好ましい。
硬化促進剤の塗布方法は、特に制限されないが、例えば、液状の硬化促進剤の場合、柔らかいスポンジロールに硬化促進剤液をしみこませ、塗布した模様型を介して成形体にあるいは成形体に直接塗布する方法や、噴霧器を用いて成形体にスプレーする方法が挙げられる。例えば、模様型としてエンボスロールを用いる模様付けの場合には、液状の硬化促進剤をエンボスロールのエンボス面に供給しながら成形体をエンボスすることにより行うことができる。なお、粉状の硬化促進剤を用いる場合には、エアーによる散布等の方法が挙げられる。
【００１５】
本発明で用いる硬化促進剤は、セメントの硬化速度を速めることのできる薬剤であり、その種類について特に限定されるものではなく、従来公知のものを任意に用いることができる。具体的にはアルミン酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどの水溶性アルカリ塩や硫酸アルミニウムや珪酸アルニウムなどのアルミニウム塩等が挙げられる。これらは単体で用いてもよいし、二種類以上を混合して用いてもよい。これらの形態は液状、粉状のものであってもよい。特に液状の場合には、一般的に深彫りのエンボスといわれている溝の深さが５ｍｍ以上のエンボスの場合に有効である。そして、硬化促進剤の塗布量は、硬化性スラリーの初期硬化時間や凹凸模様のパターンに応じて適宜選択可能である。例えば、ＪＩＳＲ−５２０１に基づくビガー針試験において、終結時間が６０分の硬化性スラリーを用いる場合には、成形体に付与される凹凸模様の溝の深さまでの層を短時間（例えば５分間）で硬化させる量を塗布すればよい。例えば、ＪＩＳＲ−５２０１に基づくビガー針試験において、終結時間が６０分の硬化性スラリーを用い、幅８ｍｍ、深さ１０ｍｍの溝を設けてレンガ模様を付与する場合には、溝の深さ８ｍｍまでの層を短時間で硬化させる硬化促進剤の量を塗布することにより本発明の効果が発揮される。
【００１６】
模様形成工程で付与される凹凸模様のサイズはとくに制限されないが、例えば厚さ３０ｍｍの基材（成形体）を使用する場合、凹部の深さは２〜１０ｍｍである。
【００１７】
［養生工程］
模様形成工程において凹凸模様が付与された成形体は、養生工程にそのまま移行するか、あるいは必要に応じて切断加工や切削加工を施してもよい。
養生工程は、湿潤養生、蒸気養生、加温養生、加圧養生、オートクレーブ養生（高温・高圧、低温・低圧）といった当業界で知られる手法を用いることができる。
【００１８】
本発明における硬化性スラリーとは、セメントと各種添加剤および／または添加材とから構成されるものである。
セメントとしては、例えば、普通セメント、早強セメント、超早強セメント等の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等の混合セメント、あるいは、アルミナセメント、ジェットセメント、ＱＴセメント、エコセメント、アーウィン系セメント、アリナイト、ベリナイト等の速硬性セメント等が挙げられる。
中でも、セメントとして、都市ごみ焼却灰および下水汚泥焼却灰の少なくとも一方を原料とする焼成物であって、１１ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃・ＣａＣｌ₂、１１ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃・ＣａＦ₂および３ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃の一種以上を１０〜４０重量％並びに２ＣａＯ・ＳｉＯ₂および３ＣａＯ・ＳｉＯ₂の一種以上を含む焼成物と石膏からなる環境調和型セメント（エコセメント）を用いるのが好ましい。
【００１９】
また、添加材としては、補強、加工性付与、軽量化、増量等を目的に配合する材料が挙げられ、その例としては、木片や木質繊維のような木質フィラー、パルプ繊維、その他の無機・有機質補強用繊維、無機・有機質軽量骨材、砕石、細・粗骨材等が挙げられる。
具体的には、木質フィラーとしてバージンパルプ、古紙パルプ、補強用繊維としてポリプロピレン繊維、ビニロン繊維、アクリル繊維、ウォラストナイト、ガラス繊維、ロックウール、セラミックファイバー繊維、無機・有機質軽量骨材として高炉スラグ、シリカフューム、シリカフラワー珪石、珪石粉等が挙げられる。
これらのフィラー材の種類および配合量は、目的とする製品の性能に対して、任意に決定すればよい。また、水の配合量は、得られるセメントボードの比重、所望の強度等を勘案して決定されるが、例えば、水／セメントの重量比は２０〜１５０％である。さらに、本発明における硬化性スラリーは、上記の添加材のほかに各種添加剤を含むことができる。その例としては、スラリー流動化剤、スラリー粘性調整剤、各種分散剤等が挙げられる。これらは製造ライン上での硬化性スラリーの取り扱いや、所望する製品の性能に応じてその種類や配合量を調整すればよい。
【００２０】
【実施例】
次に、本発明の製造方法を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
実施例１
図１は、本実施例で用いたセメントボードの製造装置を説明するための図である。
図１において、セメントを含む硬化性スラリーが連続攪拌手段を有する連続ミキサー１０から展開ロール１１，１２上に供給され、移動コンベア１３上で硬化性スラリーが所望の厚さに圧延され、成形体１４となる。成形体１４は、移動コンベア１３上を矢印方向に進行しながらさらに成形プレート１５によりその表面が均一に均される。その後、図示しない加熱ヒータによる第１養生ゾーン１６にて成形体を養生し、続くエンボスによる模様付けに適する程度まで硬化させ、エンボスロール１７により成形体の表面に凹凸模様が付与される。模様が付与された直後、成形体表面に硬化促進剤を噴霧器１８によりスプレーする。続いて切断機１９で切断した後、第２養生ゾーン２０にて養生し、セメントボードを得る。
【００２１】
セメントとして、太平洋セメント株式会社製“エコセメント”７０重量部、フィラーとして豊浦標準砂３０重量部、混練水１１重量部（水１０重量部＋減水剤：花王株式会社製“マイティ１５０”を１重量部含む）、湿式粉砕パルプ水６３重量部（水６０重量部＋新聞古紙３重量部を含む）を連続ミキサー１０に供給して硬化性スラリーを製造し、図１に示した装置を用いて連続流し込み成形を行った。“エコセメント”は、都市ごみ焼却灰および下水汚泥焼却灰の混合物の焼成によって得られた環境調和型セメントである。ここで使用したエコセメントの組成は、鉱物含有率にして、１１ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃・ＣａＣｌ₂が２０重量％、２ＣａＯ・ＳｉＯ₂が１２重量％、３ＣａＯ・ＳｉＯ₂が５４重量％、４ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・Ｆｅ₂Ｏ₃が７重量％である。なお、本実施例における硬化性スラリーの終結時間は、ＪＩＳＲ−５２０１に基づくビガー針試験において４５分であった。また、各原料の供給は、連続ミキサー１０から排出される硬化性スラリーが２００ｌ／ｈｒとなるように制御された。また、硬化性スラリーの成形体の厚さが３５ｍｍ、エンボスの深さが５ｍｍとなるように、展開ローラー１１，１２、成形プレート１５、エンボスロール１７の高さを調節した。
【００２２】
なお、硬化促進剤として硫酸アルミニウムの水溶液（濃度２０重量％）を用いた。噴霧器１８で硬化促進剤をスプレーしてから１０分後のスプリングバックの状況を調べた。なお、スプレー量は硬化促進剤がエンボスの深さ５ｍｍまでの層を５分間で硬化せしめる量に調節した。
図２は、本実施例におけるスプリングバックの状況を説明するための図である。図２（ａ）において、模様型２１により凹凸模様が付与された成形体２２は、模様型の離型後放置しても、図２（ｂ）に示されるように、付与された凹凸模様が戻ることはなかった。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、セメントボードの製造方法において、模様形成工程および／または模様形成工程直後の成形体に前記セメントの硬化促進剤を塗布することにより、付与された凹凸模様が成形体自体の有する弾力性により戻らないようにしたので、模様型によって成形体に付与された凹凸模様がそのままセメントボードに形成され、設計に忠実な模様を得ることができるとともに、生産性に優れたセメントボードの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例で使用したセメントボードの製造装置を説明するための図である。
【図２】本実施例におけるスプリングバックの状況を説明するための図である。
【図３】スプリングバックを説明するための図である。
【符号の説明】
１０連続ミキサー
１１，１２展開ロール
１３移動コンベア
１４成形体
１５成形プレート
１６第１養生ゾーン
１７エンボスロール
１８噴霧器
１９切断機
２０第２養生ゾーン
２１模様型
２２成形体
２２’ 未硬化のセメントボード

Claims

セメントを含む硬化性スラリーを成形するためのプレス成形または連続流し込み成形による成形工程と、この成形工程により得られた成形体に模様型により凹凸模様を付与する模様形成工程と、この模様形成工程により模様付けされた成形体を養生する養生工程とからなるセメントボードの製造方法において、前記模様形成工程および／または模様形成工程直後の成形体に前記セメントの硬化促進剤を塗布することにより、付与された凹凸模様が成形体自体の有する弾力性により戻らないようにしたことを特徴とするセメントボードの製造方法。
セメントとして、都市ごみ焼却灰および下水汚泥焼却灰の少なくとも一方を原料とする焼成物であって、１１ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃・ＣａＣｌ₂、１１ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃・ＣａＦ₂および３ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃の一種以上を１０〜４０重量％並びに２ＣａＯ・ＳｉＯ₂および３ＣａＯ・ＳｉＯ₂の一種以上を含む焼成物と石膏からなる環境調和型セメントを用いることを特徴とする請求項１に記載のセメントボードの製造方法。