JP6663181B2 - 無機質板の製造方法、及び無機質板 - Google Patents

Description

本発明は、無機質板の製造方法、及び無機質板に関する。より詳しくは、セメントを主成分とし、基材部と表層部とを備える無機質板に関する。

従来、セメントを主成分とする無機質板を建材として用いることが行われている。このような無機質板の一種として、抄造法などの湿式法で形成されるセメント基板からなる基材部の上に、セメント材料から乾式法で形成される表層部が形成された複層構造のものが知られている（たとえば特許文献１参照）。複層構造にすることで、良好な凹凸模様が得られやすくなり、また、耐凍害性に優れるといった効果が得られる。

近年、建材の分野（特に壁材、屋根材など）において、無機質板の耐火性を高めることが行われている。しかしながら、耐火性を高めようとすると、無機質板としてのその他の性能が低下する場合があり、単純に耐火性のみを向上させることは難しい。特に複層構造の無機質板においては、基材部と表層部とにおいて物理的又は化学的な特性が異なるため、両者の挙動が異なることになり、無機質板の基本的な性能が低下しやすい。そのため、無機質板の基本的な性能を維持しつつ、無機質板の耐火性を向上させることが求められている。

特開平５−２００７１４号公報

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、耐火性の高い無機質板の製造方法及び無機質板を提供することを目的とする。

本発明に係る無機質板の製造方法は、セメントを含む基材材料と水とを含有するスラリーから抄造法により基材部を形成する基材部形成工程と、未硬化の前記基材部の上にセメントを含む表層材料を散布して表層部を形成する表層部形成工程と、前記基材部上に前記表層部が形成された未硬化の無機質板を養生する養生工程とを含む。前記基材材料は、マイカを８〜１２質量％含有するとともに、前記表層材料は、マイカを８〜１２質量％含有する。前記基材材料は、シリカ質原料を含有する。前記基材部のＣａ／Ｓｉのモル比が、０．５〜１の範囲である。前記表層材料は、シリカ質原料を含有する。前記表層部のＣａ／Ｓｉのモル比が、０．５〜１の範囲である。前記基材部のＣａ／Ｓｉのモル比をＲ _１ とし、前記表層部のＣａ／Ｓｉのモル比をＲ _２ としたときに、モル比バランスＲ _２ ／Ｒ _１ が０．７〜１．４５の範囲である。前記基材材料は、ブレーン値が３０００ｃｍ ^２ ／ｇ以上の珪石粉を１５〜４０質量％含有する。前記表層材料は、ブレーン値が３０００ｃｍ ^２ ／ｇ以上の珪石粉を１５〜４０質量％含有する。

無機質板の製造方法にあっては、以下の構成を備えることが好ましい。
・前記基材材料におけるマイカの含有量と、前記表層材料におけるマイカの含有量とが同じである構成。

本発明に係る無機質板は、セメントを含む基材材料と水とを含有するスラリーから形成された基材部と、セメントを含む表層材料から形成され、前記基材部の上に設けられた表層部とを備えている。前記基材部は、マイカを８〜１２質量％含有するとともに、前記表層部は、マイカを８〜１２質量％含有する。前記基材材料は、シリカ質原料を含有する。前記基材部のＣａ／Ｓｉのモル比が、０．５〜１の範囲である。前記表層材料は、シリカ質原料を含有する。前記表層部のＣａ／Ｓｉのモル比が、０．５〜１の範囲である。前記基材部のＣａ／Ｓｉのモル比をＲ _１ とし、前記表層部のＣａ／Ｓｉのモル比をＲ _２ としたときに、モル比バランスＲ _２ ／Ｒ _１ が０．７〜１．４５の範囲である。前記基材材料は、ブレーン値が３０００ｃｍ ^２ ／ｇ以上の珪石粉を１５〜４０質量％含有する。前記表層材料は、ブレーン値が３０００ｃｍ ^２ ／ｇ以上の珪石粉を１５〜４０質量％含有前記基材部には、前記マイカが配向性を有して存在し、前記表層部には、前記マイカが前記基材部よりも配向性を有さずに存在している。

本発明によれば、耐火性の高い無機質板を得ることができる。

無機質板の一例を示す断面図である。

無機質板及びその製造方法の実施形態を説明する。本実施形態の無機質板の製造方法は、基材部形成工程と、表層部形成工程と、養生工程とを含む。基材部形成工程は、セメントを含む基材材料と水とを含有するスラリーから抄造法により基材部を形成する工程である。表層部形成工程は、未硬化の基材部の上にセメントを含む表層材料を散布して表層部を形成する工程である。養生工程は、基材部の上に表層部が形成された未硬化の無機質板を養生する工程である。

図１は、無機質板の具体例を示す断面図である。無機質板１は、セメントを含む基材材料と水とを含有するスラリーから形成された基材部２と、セメントを含む表層材料から形成され、基材部２の上に設けられた表層部３とを備えている。図１の例では、無機質板１は、表層部３の上に塗膜４をさらに備えている。また、本例の無機質板１は、プレスにより成形されることによって、凹凸模様５が表面に設けられている。塗膜４及び凹凸模様５が付与されることにより、無機質板１は、建築材としての意匠性が向上する。図１の例の無機質板１を製造する際には、凹凸模様５を形成するためのプレス工程と、塗膜４を形成するための塗膜形成工程とがさらに、上記の無機質板の製造方法に追加される。

無機質板の製造方法では、まず、未硬化のセメント基板を形成する（基材部形成工程）。未硬化のセメント基板は、基材部となる。この未硬化のセメント基板（基材部）は、スラリー（セメントが水に分散されたスラリー状の材料）を用いて抄造法で形成することができる。基材材料は、セメント、シリカ質原料、補強繊維などの固形分により構成される。この固形分（基材材料）を水に分散させることで、基材部を形成するためのスラリーを調製することができる。そして、このスラリーをフローオン式や長網式や丸網式などの抄造法で抄き上げることにより、グリーンシートとして未硬化のセメント基板を形成することができる。

未硬化のセメント基板は高含水率にするのが好ましく、たとえば、固形分１００％としたときに、水の量が１５０〜３００質量％になる範囲（具体的には２００質量％程度）にすることができる。

本実施形態では、湿式の抄造法によって、原料となるスラリーから、高含水率のセメント基板を製造することができる。原料のスラリーは、固形分である基材材料が、たとえば５〜３０質量％の濃度で水に分散されたものであってよい。

基材材料は、水硬性のセメントが主成分となる。また、基材材料は、マイカを含んでいる。マイカを含むことで無機質板の耐火性が向上する。基材材料は、その他の材料、たとえば、シリカ質原料、繊維、軽量骨材、増量材などを含むことができる。シリカ質原料としては、たとえば、珪石粉、シリカパウダー、高炉水砕スラグ、フライアッシュ、パルプスラッジ焼却灰、汚泥焼却灰などが挙げられる。補強繊維としては、たとえば、パルプ、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ロックウールなどが挙げられる。軽量骨材としては、パーライト、回収製品粉砕物などが挙げられる。増量材としては、パーライト、回収製品粉砕物などが挙げられる。

基材材料の組成は、適宜のものとすることができる。基材材料は、たとえば、セメント２５〜４５質量部、シリカ質原料１０〜６０質量部、補強繊維４〜１０質量部、軽量骨材又は増量材０〜３０質量部、マイカ８〜１２質量部の割合のものを例示することができる。

次に、未硬化のセメント基板（基材部）の上面に表層部を形成する（表層部形成工程）。表層部は、表層材料を基材部上に散布することで形成することができる。表層材料を散布することにより、基材部の上に効率よく表層材料を配置させることができると共に、基材表面に賦形性を付与することができる。表層材料は、基材材料（基材部を形成するスラリーの水以外の成分）と、同様の材料を用いることができる。表層材料は、セメント、シリカ質原料、補強繊維などが混合した材料により構成される。

表層材料は、乾式材料、又は半乾式材料であってよい。表層材料を散布するにあたって、表層材料に水が加えられてもよいが、その含水率は５０質量％以下であることが好ましい。散布する材料の含水率は、０〜５０質量％の範囲が好適である。

表層材料は、水硬性のセメントが主成分となる。また、表層材料は、マイカを含んでいる。マイカを含むことで無機質板の耐火性が向上する。表層材料は、その他の材料、たとえば、シリカ質原料、繊維、軽量骨材、増量材などを含むことができる。シリカ質原料としては、たとえば、珪石粉、シリカパウダー、高炉水砕スラグ、フライアッシュ、パルプスラッジ焼却灰、汚泥焼却灰などが挙げられる。補強繊維としては、たとえば、パルプ、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ロックウールなどが挙げられる。軽量骨材としては、パーライト、回収製品粉砕物などが挙げられる。増量材としては、パーライト、回収製品粉砕物などが挙げられる。表層材料には、適宜、水が加えられてもよいし、加えられなくてもよい。

表層材料の組成は、適宜のものとすることができる。表層材料は、たとえば、セメント２５〜４５質量部、シリカ質原料１０〜６０質量部、補強繊維４〜１０質量部、軽量骨材又は増量材０〜３０質量部、マイカ８〜１２質量部の割合のものを例示することができる。

本実施形態においては、上記のように、マイカが基材材料と表層材料との両方に含まれている。そして、基材材料がマイカを８〜１２質量％含有するとともに、表層材料がマイカを８〜１２質量％含有するようにしている。基材材料と表層材料との両方にマイカを含み、さらにその含有量が８質量％以上であることにより、無機質板の耐火性を効果的に向上することができる。また、マイカの含有量が１２質量％以下であることにより、十分な塗膜密着性を得ることができる。

マイカは、アスペクト比が５０〜１５０の範囲であることが好ましい。マイカのアスペクト比は、たとえば、Ｒ−Ｒ線図読取法、またはＲ−Ｒ分布計算法による粒径を実測厚みで除することで求められる。また、マイカは、平均粒径が５０〜４５０μｍの範囲であることが好ましい。マイカの平均粒径はさらに１２５〜４２５μｍの範囲であってもよい。このようなマイカは、マイカパウダーとして容易に得られる。なお、平均粒径は、たとえば、レーザー回折粒度分布計により測定され、Ｄ５０ (メディアン径）として求められる。基材材料のマイカと、表層材料のマイカとは、異なっていてもよいが、同じであることがより好ましい。それにより、原料数を減らせるため、製造が容易になる。

ここで、セメントを主成分とする無機質板の耐火性を向上させるには、原材料中にマイカを添加させることが効果的である。マイカは、マイカパウダーや雲母片と呼ばれるものであってよい。そして、基材部と表層部とを有する複層構成の無機質板においては、基材部と表層部との両方にマイカが含まれることで、それらのうちの一方のみに含まれる場合よりも、耐火性を格段に向上することができる。ここで、マイカは、通常、偏平板状の形状を有しており、一様な形状でない。そのため、無機質板中のマイカの配向によって、効果が異なることがある。マイカが水平方向に配向すると耐火性の効果が高まるが、水平方向に配向していないときには、添加量に対する効果を得にくい場合がある。水平方向の配向とは、マイカが有する面と、無機質板の表面とが略平行になる配向を意味する。マイカの配向性は、製造方法に起因して変化しやすい。特に、セメント系の複層構造の半乾式無機質板の場合、抄造法により抄き上げた基材部ではマイカに配向性が付与されるものの、基材部の表面に散布される低含水率の表層部ではマイカに水平方向への配向性が効率よく付与されにくい。そのため、表層部は、マイカ添加量に対する耐火性向上効果が基材部ほど得にくい。表層部の耐火性向上の目的で、表層部のマイカの添加量を多くすることが考えられる。しかし、マイカの添加量が多くなりすぎると、表層部の表面にマイカが大量に露出し、その後の塗装による塗膜が十分な密着性を得ることができず、部分的な塗膜剥離を引き起こすなどの製品としての不具合を生じる可能性がある。マイカの一部が表面から飛び出しやすくなるからである。また、マイカの添加量の増加は、マイカが比較的高価な原材料であるため、経済的ではない。このように、マイカの添加による耐火性向上と塗膜密着性確保とは、トレードオフの関係にあり、これら両者を同時に高めることは難しい。そこで、本実施形態においては、基材材料及び表層材料におけるマイカの含有量をともに８〜１２質量％にすることで、耐火性と塗膜密着性とを同時に効果的に向上させることができるのである。

ところで、複層構造の無機質板では、基材部と表層部とで寸法安定性（収縮率や膨張率の挙動）が異なる場合がある。そのため、基材部と表層部で寸法のズレが生じたりして、結果として製品自体の変形（反りなど）や、基材部と表層部との間の界面での密着強度の低下（層間剥離）を引き起こしやすくなる。このような現象はマイカを添加する場合さらに生じやすい。すなわち、原料にマイカを添加した場合、マイカが配向性を有して存在する基材部と、マイカが配向性を有さずに存在する表層部とにおいて、乾燥収縮量や吸水膨張量の違いが大きくなりやすく、これらの界面での乖離が起こりやすい。そして、経年において、表層部と基材部での動きの違いによって、層間のひずみが生じやすくなり、製品の反りが発生したり、層間密着強度が低下して剥離を起こしたりしやすい。さらに、マイカの添加量が全体として多くなりすぎると、基材部と表層部との層間界面にマイカを多く存在させることとなり、基材部と表層部との界面での密着強度の低下（層間剥離）を助長しやすくなる。しかしながら、マイカの添加量を少なくすると、寸法安定性や層間剥離は改善されるものの、本来目的としている十分な耐火性が得られにくくなる。そこで、本実施形態においては、基材材料及び表層材料におけるマイカの含有量をともに８〜１２質量％にすることで、耐火性を十分に高めながら、寸法安定性を確保し、層間剥離を低減することができるようにしているのである。

基材材料におけるマイカの含有量と、表層材料におけるマイカの含有量とは、同じであることが好ましい。それにより、耐火性と塗膜密着性とを効果的に高めることができる。また、無機質板の寸法安定性を高め、層間剥離を低減することができる。基材材料と表層材料とが、同じ材料であってもよい。すなわち、基材材料の組成と表層材料の組成とが同じであってもよい。その場合、原材料を混合しておき、一部を基材材料として用い、他の一部を表層材料として用いることができるため、容易に基材材料と表層材料を得ることができ、生産効率を向上することができる。

上記のように、基材材料は、セメントと、シリカ質原料とを含有し得る。そのため、基材材料は、カルシウム（Ｃａ）とシリカ（Ｓｉ）とを含むものとなっており、基材部はＣａとＳｉとを含む。基材部のＣａ／Ｓｉのモル比が、０．５〜１の範囲であることが好ましい。それにより、無機質板の強度と寸法安定性とを向上することができる。Ｃａ／Ｓｉのモル比が、０．５未満であると、Ｃａに対してＳｉが過剰となるおそれがあり、強度が低下する可能性がある。一方、Ｃａ／Ｓｉのモル比が、１を超えると、Ｓｉに対してＣａが過剰となるおそれがあり、寸法安定性が低下する可能性がある。モル比Ｃａ／Ｓｉは、セメントとシリカ質原料との添加量のバランスで調整することができる。シリカ質原料は、珪石粉、フライアッシュ、焼却灰などを含むものであり、これらの原料の調整で、シリカ量が調整され得る。シリカ質原料は、好ましくは、珪石粉を含み、より好ましくは、フライアッシュをさらに含む。なお、「Ｃａ／Ｓｉのモル比」とは、Ｃａ元素の物質量（モル）とＳｉ元素の物質量（モル）との比を意味する。

また、同様に、表層材料は、セメントと、シリカ質原料とを含有し得る。そのため、表層材料は、カルシウム（Ｃａ）とシリカ（Ｓｉ）とを含むものとなっており、表層部はＣａとＳｉとを含む。表層部のＣａ／Ｓｉのモル比が、０．５〜１の範囲であることが好ましい。それにより、無機質板の強度と寸法安定性とを向上することができる。Ｃａ／Ｓｉのモル比が、０．５未満であると、Ｃａに対してＳｉが過剰となるおそれがあり、強度が低下する可能性がある。一方、Ｃａ／Ｓｉのモル比が、１を超えると、Ｓｉに対してＣａが過剰となるおそれがあり、寸法安定性が低下する可能性がある。Ｃａ／Ｓｉのモル比は、セメントとシリカ質原料との添加量のバランスで調整することができる。シリカ質原料は、珪石粉、フライアッシュ、焼却灰などを含むものであり、これらの原料の調整で、シリカ量が調整され得る。シリカ質原料は、好ましくは、珪石粉を含み、より好ましくは、フライアッシュをさらに含む。基材部のＣａ／Ｓｉのモル比と、表層部のＣａ／Ｓｉのモル比とは、異なっていてもよいし、同じであってもよい。

さらに、基材部のＣａ／Ｓｉのモル比をＲ_１とし、表層部のＣａ／Ｓｉのモル比をＲ_２としたときに、モル比バランスＲ_２／Ｒ_１が０．７〜１．４５の範囲であることが好ましい。基材部と表層部とのモル比のバランスが上記の範囲に調整されることで、基材部と表層部とにおいて、ＣａとＳｉとの比率が近くなるため、基材部の物性と表層部の物性とを近づけることができる。それにより、基材部と表層部との寸法安定性を近づけることができ、収縮量の違いによるズレを低減することができる。また、基材部と表層部の物性が近づくので、無機質板の変形（反りなど）を低減させることができ、基材部と表層部との間の界面での密着強度の低下を抑制して、層間剥離を低減させることができる。

基材材料及び表層材料は、好ましくは、珪石粉を含有している。珪石粉は、シリカ質原料の１種である。基材材料は、ブレーン値が３０００ｃｍ^２／ｇ以上の珪石粉を含有することが好ましい。また、表層材料は、ブレーン値が３０００ｃｍ^２／ｇ以上の珪石粉を含有することが好ましい。さらに、基材材料は、ブレーン値が３０００ｃｍ^２／ｇ以上の珪石粉を１５〜４０質量％含有することがより好ましい。また、さらに、表層材料は、ブレーン値が３０００ｃｍ^２／ｇ以上の珪石粉を１５〜４０質量％含有することがより好ましい。珪石粉のブレーン値が３０００ｃｍ^２／ｇ以上となることにより、珪石粉は反応性が高まり、ケイ酸カルシウム水和物を主体とする強固なマトリックスを形成しやすくなる。そのため、寸法挙動を抑制することができるので、寸法安定性を向上し、層間剥離を低減することができる。ブレーン値が３０００ｃｍ^２／ｇ以上の珪石粉が配合されていない場合、基材部と表層部とで個々の寸法挙動の違いが大きくなるおそれがある。そして、その結果、無機質板の変形（反りなど）や、基材部と表層部との界面での密着強度の低下による層間剥離が生じる可能性がある。一方、ブレーン値が３０００ｃｍ^２／ｇ以上の珪石粉が配合されていると、上記のように、寸法安定性が向上し、層間強度も高くなる。そして、ブレーン値が３０００ｃｍ^２／ｇ以上の珪石粉の含有量が１５質量％以上となることで、このような寸法挙動の抑制効果をさらに効果的に得ることができる。また、ブレーン値が３０００ｃｍ^２／ｇ以上の珪石粉の含有量が４０質量％以下となることで、Ｃａ／Ｓｉのモル比やそのバランスを好適な範囲に調整しやすくすることができる。また、ブレーン値が３０００ｃｍ^２／ｇ以上の珪石粉の含有量が４０質量％以下となることで、セメント、珪石粉、フライアッシュ、各種焼却灰などで構成されるバインダー部分内に上記の珪石粉が占める割合が大きくなりすぎず、耐釘打ち性を向上することができる。

基材材料及び表層材料は、ブレーン値が３０００ｃｍ^２／ｇ未満の珪石粉を含有していてもよい。基材材料及び表層材料は、ブレーン値が３０００ｃｍ^２／ｇ以上の珪石粉と、ブレーン値が３０００ｃｍ^２／ｇ未満の珪石粉との両方を含有していてもよい。複数種の珪石粉の使用により、Ｓｉの量を調整しやすくすることができる。このように、シリカ質原料は、ブレーン値が３０００ｃｍ^２／ｇ以上の珪石粉、ブレーン値が３０００ｃｍ^２／ｇ未満の珪石粉、シリカパウダー、高炉水砕スラグ、フライアッシュ、パルプスラッジ焼却灰、汚泥焼却灰などを含み得る。

なお、ブレーン値は、粉体の比表面積の指標となる値である。ブレーン値は、通常、１ｇ当りの表面積で表される（単位：ｃｍ^２／ｇ）。たとえば、ブレーン値は、ブレーン空気透過装置を用い、粉体を詰めたセルの中を通過する空気の速さを溶液ヘッドの変化時間で求め、標準試料との比較計算で算出することができる。また、ブレーン値は、ブレーン値測定装置を用いて測定することができる。

ところで、基材部の上に表層材料を散布する前に、基材部の表面の粗化処理が行われてもよい（粗化工程）。基材部の表面が粗化されることで、表層部と基材部とが互いに入り組んだ構造が形成されるため、基材部と表層部との密着性を向上することができる。粗化処理は、たとえば、粗化ロールで行われ得る。

上記のように、基材部の上に表層部を形成することで、未硬化の無機質板が得られる。未硬化の無機質板は、基材部と表層部とを備えている。ただし、未硬化の無機質板では、基材部及び表層部が未硬化の状態である。無機質板の製造方法では、この未硬化の無機質板をそのまま養生してもよいが、好ましくは、プレス工程が行われる。

プレス工程は、プレスにより未硬化の無機質板に凹凸模様を形成する工程である。プレスは、成型金型を押し付けて加熱加圧することで行われる。凹凸模様は、たとえば、目地模様や、溝模様や、木目模様や、石模様や、レンガ模様などであってよい。プレスによる加圧は、無機質板の厚み、組成、密度などによって、適宜調整することが可能であるが、たとえば、成形圧力３０〜１２０ｋｇ／ｃｍ^２、成形時間３〜３０秒程度で行われ得る。なお、プレス以外の方法で、無機質板の表面に凹凸模様が付されてもよい。

凹凸模様は、表層部に少なくとも設けられる。凹凸模様は、基材部に食い込むように設けられてもよい。図１の無機質板１では、凹凸模様５は、基材部２に食い込むようにして、無機質板１の表面の表層部３に設けられている。

プレス工程の後、養生工程が行われる。養生工程では、未硬化の無機質板が、養生されることで、硬化する。養生硬化は、蒸気養生、オートクレーブ養生などの適宜の養生方法で行われる。たとえば、温度４０〜９０℃、湿度９０〜１００％の雰囲気で１０〜３０時間程度、蒸気養生し、さらに１４０〜２００℃で２〜１２時間程度、オートクレーブ養生する方法が用いられ得る。オートクレーブの圧力は５〜８気圧程度であってよい。また、蒸気養生の前に、温度１０〜４０℃で０．５〜１２時間程度の常温養生が加えられてもよい。硬化により、無機質板は収縮し得る。このとき、本実施形態では、基材部と表層部との収縮量が調整されているため、これらの間で剥離が生じにくく、反りなどの変形が起こりにくい。上記養生により、無機質板（セメント板）が形成される。この無機質板は、そのまま建材などに使用することもできるが、好ましくは、塗膜が形成される。

塗膜形成工程は、養生硬化後の無機質板の表面に塗膜を形成する工程である。塗膜は、単層でもよいし、複層構造を有していてもよい。塗膜は、表面仕上げのシーラー、着色によって模様を付与する着色層、表面を保護する表面保護層などを含むものであってよい。塗膜は、スプレーガン、コータ、ローラなど、適宜の塗膜形成方法により形成され得る。また、着色層は、インクジェット塗装で形成されてもよい。凹凸模様がある場合、塗膜は凹凸模様に沿って層が形成される。図１の無機質板１では、塗膜４は、凹凸模様５に追従した形状で、表層部３の上に設けられている。

以上の工程により、無機質板が得られる。無機質板は、基材部と表層部とを備えている。そして、基材部は、マイカを８〜１２質量％含有する。また、表層部は、マイカを８〜１２質量％含有する。このように形成された無機質板は、耐火性に非常に優れ、塗膜密着性がよい。また、反りなどの変形が起こりにくく、強度が高く、寸法安定性がよく、層間剥離が低減され、耐釘打ち性に優れている。また、無機質板は複層構造を有するため、凹凸模様が良好に付与されやすく、耐凍害性にも優れている。無機質板は、建材として使用可能であり、特に外壁材、屋根材などに有用である。

（無機質板の作製）
表１〜３に示す組成で実施例及び比較例の各無機質板を製造した。まず、基材部の原料（基材材料）を混合し、これに水を加えてスラリーを調製した。このスラリーから、抄造法により基材部となる未硬化セメント板を作製した。次に、基材部の上に、表層部の原料を混合したもの（表層材料）を散布した。次いで、基材部と表層部とを備える複合セメント板に、プレスにより凹凸模様を形成した。そして、凹凸模様が付された複合セメント板を養生し、硬化させて、無機質板を作製した。この無機質板に塗料を塗布して、仕上げ塗装を施した。以上により、無機質板（塗装板）を形成した。また、同様に、凹凸模様を付与するプレス工程を省略し、凹凸模様のない無機質板も製造した。

無機質板に用いた原料の詳細を以下に示す。
・セメント：水硬性セメント材。
・シリカ質原料Ａ：珪石粉（ブレーン値３６５０ｃｍ^２／ｇ）。
・シリカ質原料Ａ１：珪石粉（ブレーン値３６５０ｃｍ^２／ｇ）。
・シリカ質原料Ａ２：珪石粉（ブレーン値２８３０ｃｍ^２／ｇ）。
・シリカ質原料Ｂ：フライアッシュ及び焼却灰を含む混合材料。
・増量材：回収製品粉砕物（セメント板の廃棄物を回収して粉砕したもの）。
・マイカ：マイカパウダー、アスペクト比：８０程度（Ｒ−Ｒ分布計算法）、平均粒径Ｄ５０（メディアン径）：２００μｍ程度。
・補強繊維：パルプ。

（無機質板の評価）
上記によって作製した無機質板（凹凸模様なしのフラット板）のサンプルを用いて、以下に示す各種の評価を行った。

［耐火性（加熱収縮率）］
各無機質板（セメント成形品）から試験体（幅３０ｍｍ×長さ３０ｍｍ×厚み１５ｍｍ）を準備し、この加熱前の幅及び長さの寸法（初期寸法）をデジタルノギスで正確に測定した。次に、この試験体を９００℃の電熱炉の中で２０分間静置した。その後、試験体を電熱炉より取り出し、放冷して試験体の温度が１００℃を下回ってから、再びデジタルノギスで試験体の幅及び長さの寸法（試験後寸法）を正確に測定した。そして、試験体の加熱収縮率を以下の式によって求めた；
加熱収縮率（％）＝ ｛（初期寸法−試験後寸法）／初期寸法｝×１００
耐火性（加熱収縮）の良否は、以下の基準により判定した；
「○」：加熱収縮率が４％未満；
「△」：加熱収縮率が４％以上６％未満；
「×」：加熱収縮率が６％以上。

［塗膜密着性］
ＪＩＳ Ａ ５４２２の「塗膜の密着性試験」に準拠して行った（セロハン粘着テープの引きはがし）。

塗膜剥離面積率を以下の式によって求めた；
塗膜剥離面積率（％）＝ （Ｓ_２／Ｓ_１）×１００
上記式中、Ｓ_１は試験体に付着させたセロハン粘着テープ面積（ｍｍ^２）であり、
Ｓ_２は塗膜の剥離面積（ｍｍ^２）である。

塗膜密着性の良否は、以下の基準により判定した；
「○」：塗膜剥離面積率が３％未満；
「△」：塗膜剥離面積率が３％以上５％未満；
「×」：塗膜剥離面積率が５％以上。

［曲げ強度］
ＪＩＳ Ａ ５９０８の「曲げ強さ試験」に準拠して行った。

曲げ強度の良否は、以下の基準により判定した；
「○」：曲げ応力が１０ＭＰａ以上
「△」：曲げ応力が８ＭＰａ以上１０ＭＰａ未満；
「×」：曲げ応力が８ＭＰａ未満。

［表層部−基材部の層間強度］
ＪＩＳ Ａ ５９０８の「はく離強さ試験」に準拠して、表層部と基材部との界面の層間強度（厚さ方向の引張応力）の試験を行った。

層間強度の良否は、以下の基準により判定した；
「○」：引張り応力が３０Ｎ／ｃｍ^２以上；
「△」：引張り応力が２５Ｎ／ｃｍ^２以上３０Ｎ／ｃｍ^２未満；
「×」：引張り応力が２５Ｎ／ｃｍ^２未満。

［耐釘打ち性］
各無機質板（セメント成形品）から試験片（幅１００ｍｍ×長さ１００ｍｍ×厚み１５ｍｍ）を準備し、この試験片の縁部から２０ｍｍの位置にサイディング釘（φ２．６ｍｍ）の釘を打ち込み、目視で釘打ち部分の状態を判定した。

耐釘打ち性の良否は、以下の基準により判定した；
「○」：クラックなし；
「△」：２ｍｍ未満のクラック；
「×」：２ｍｍ以上のクラック。

［寸法安定性（収縮率、反り）］
各無機質板（セメント成形品）から試験片（幅４０ｍｍ×長さ１６０ｍｍ×厚み１５ｍｍ）を準備し、これを６０℃で７日間調湿した後の長さを基長とした。この試験片を水中浸漬８日間の条件で吸水させた後、再び６０℃で恒量となるまで乾燥させた。乾燥後の試験片について、基長を基準として、収縮率（％）及び、反り量を測定した。

寸法安定性の良否は、以下の基準により判定した；
収縮率判定基準
「○」：収縮率が０．１０％未満；
「△」：収縮率が０．１０％以上０．１５％未満；
「×」：収縮率が０．１５％以上；
反り量判定基準
「○」：反り量が０．５ｍｍ未満；
「△」：反り量が０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ未満；
「×」：反り量が１．０ｍｍ以上。

［結果］
表１に示すように、実施例１〜５の無機質板は、マイカの量が少ない比較例１〜３や、マイカの量が多い比較例４、５に比べて、耐火性及び塗膜密着性の両方に優れている。また、表１では省略しているが、実施例１〜５の無機質板は、曲げ強度、層間強度、耐釘打ち性、及び寸法安定性の全てが「○」の評価であった。また、表２に示すように、原料の配合量を変化させた実施例１１〜２９では、いずれも耐火性及び塗膜密着性が良好であり、設計目標を達成している。このうち、実施例１１〜１９では、Ｃａ／Ｓｉのモル比やそのバランスを大きく変化させた実施例２０〜２５や、珪石粉の量を大きく変化させた実施例２６〜２９よりも、曲げ強度、層間強度、耐釘打ち性、及び寸法安定性の全てがバランスよく優れている。また、表３に示すように、珪石粉の種類を変化させた実施例３１〜３４では、いずれも耐火性及び塗膜密着性が良好であった。このうち、実施例３１では、ブレーン値が３０００ｃｍ^２／ｇを超える珪石粉を基材部と表層部との両方に用いたため、実施例３２〜３４よりも、曲げ強度、層間強度、耐釘打ち性、及び寸法安定性の全てがバランスよく優れている。

１ 無機質板
２ 基材部
３ 表層部

Claims (3)

1. セメントを含む基材材料と水とを含有するスラリーから抄造法により基材部を形成する基材部形成工程と、
   未硬化の前記基材部の上にセメントを含む表層材料を散布して表層部を形成する表層部形成工程と、
   前記基材部上に前記表層部が形成された未硬化の無機質板を養生する養生工程と、を含む無機質板の製造方法であって、
   前記基材材料は、マイカを８〜１２質量％含有するとともに、前記表層材料は、マイカを８〜１２質量％含有し、
   前記基材材料は、シリカ質原料を含有し、
   前記基材部のＣａ／Ｓｉのモル比が、０．５〜１の範囲であり、
   前記表層材料は、シリカ質原料を含有し、
   前記表層部のＣａ／Ｓｉのモル比が、０．５〜１の範囲であり、
   前記基材部のＣａ／Ｓｉのモル比をＲ _１ とし、前記表層部のＣａ／Ｓｉのモル比をＲ _２ としたときに、モル比バランスＲ _２ ／Ｒ _１ が０．７〜１．４５の範囲であり、
   前記基材材料は、ブレーン値が３０００ｃｍ ^２ ／ｇ以上の珪石粉を１５〜４０質量％含有し、
   前記表層材料は、ブレーン値が３０００ｃｍ ^２ ／ｇ以上の珪石粉を１５〜４０質量％含有する、無機質板の製造方法。
2. 前記基材材料におけるマイカの含有量と、前記表層材料におけるマイカの含有量とが同じである、請求項１に記載の無機質板の製造方法。
3. セメントを含む基材材料と水とを含有するスラリーから形成された基材部と、
   セメントを含む表層材料から形成され、前記基材部の上に設けられた表層部と、を備えた無機質板であって、
   前記基材部は、マイカを８〜１２質量％含有するとともに、前記表層部は、マイカを８〜１２質量％含有し、
   前記基材材料は、シリカ質原料を含有し、
   前記基材部のＣａ／Ｓｉのモル比が、０．５〜１の範囲であり、
   前記表層材料は、シリカ質原料を含有し、
   前記表層部のＣａ／Ｓｉのモル比が、０．５〜１の範囲であり、
   前記基材部のＣａ／Ｓｉのモル比をＲ _１ とし、前記表層部のＣａ／Ｓｉのモル比をＲ _２ としたときに、モル比バランスＲ _２ ／Ｒ _１ が０．７〜１．４５の範囲であり、
   前記基材材料は、ブレーン値が３０００ｃｍ ^２ ／ｇ以上の珪石粉を１５〜４０質量％含有し、
   前記表層材料は、ブレーン値が３０００ｃｍ ^２ ／ｇ以上の珪石粉を１５〜４０質量％含有し、
   前記基材部には、前記マイカが配向性を有して存在し、前記表層部には、前記マイカが前記基材部よりも配向性を有さずに存在している、無機質板。

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