JPH0459239A - 防火性能と調湿性能に優れた複合積層パネルとその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は建築の内壁、天井等の内装材あるいは仕上材
として用いられる複合積層パネル及びその製造法に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来から石造又はコンクリート製の建築物の内装用に天
然木の薄層とか布、紙等を貼り付けることが行なわれて
いた。これらはコンクリート等の表面に直接貼り付けら
れることもあり、また、これらを金属板、合成樹脂板、
合板等に貼り付けたいわゆる新建材も市販されている。

スラグを原料とする成形体としては、鋼スラグに結合剤
として次亜リン酸等のリン酸又はリン酸アルミニウム等
のリン酸塩を加えて型枠内に流し込み、常温・で凝結硬
化させて成形体を形成する方法が知られている。この成
形体の表面にはＥＢＣ塗料を塗布したり、ガラスコーテ
ィング、ホーローコーティング等を施すことができる（
特開昭６２−２３５８４５号公報）。一方、ガラス質高
炉水砕スラグ粉末をアルカリ水溶液で改質する方法は既
に知られており（特開平１−２５２５５９号公報）、本
発明者らはこの改質スラグ粉末を用いた成形体を既に完
成している（特願平１−３３７８１８号明細書）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記の化粧材をコンクリート等に直接貼
り付け、あるいは金属板、合成樹脂板等に貼り付けたも
のは、吸湿性がないという大きな欠陥があった。その結
果、結露により化粧材が傷みやす（、かつ快適な室内環
境の維持という点からも問題であった。合板も吸湿性に
欠けるばかりでなく、防火性に劣ることも問題であった
。

鋼スラグを原料とする成形体は耐摩耗性が弱く表面が粉
落しやすいという問題があり、ＥＢＣＩ料を塗布したり
、ガラスコーティング、ホーローコーティング等を施し
たものは調湿性がほとんど失われるという大きな問題が
あった。

本発明は、かかる問題点を解決して調湿性に冨んだ内装
材を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは上記問題点のない内装手段を開発するべく
鋭意検討の結果、アルカリ処理で改質したガラス質高炉
スラグ粉末を主材とする軽量成形体を作出するに至り、
この成形体が調湿性に極めて優れたものであることを見
出した。そこで、この成形体の表面に通気性化粧材を通
気性を有する状態で貼着することにより調湿性に冨んだ
内装材を完成し、この知見に基づいて本発明を完成する
ことができた。

すなわち、本発明はガラス質高炉スラグ粉末をアルカリ
水溶液でガラスの溶解反応と水和反応により改質して得
られる粉末を主材とする無機質軽量成形体の表面に通気
性化粧材が積層されている複合積層パネルと、上記改質
スラグ粉末に少なくともガラス質高炉スラグ粉末をアル
カリ水溶液でガラスの溶解反応と水和反応により改質し
て得られる粉末に、少なくともポリマー混和剤及び水を
加えて混練し、該混練物に薄層の通気性化粧材を重ね合
わせて加圧し、これを乾燥せしめることを特徴とする複
合積層パネルの製造法に関するものである。

ガラス質高炉スラグ粉末をガラスの溶解反応と水和反応
により改質して得られるスラグ（表面改質スラグ）粉末
は、ガラス質高炉スラグ粉末をアルカリ水溶液で処理す
ることによってガラスの溶解反応及び水和反応を生じさ
せ、それによって表面を改質したものである。形状はゾ
ノトライトと異なり、球状あるいは球が重なり合ったぶ
どうの房状である。主な水和生成物はトバモライトまた
はその類似鉱物である。原料のガラス質高炉スラグは水
砕スラグ、風砕スラグ等のいずれであってもよい。粒度
は細かいものがよく、例えばブレーン比表面積で４００
０ｃｊ／ｇ以上、特に８０００〜１４０００ｃｉ＃／ｇ
程度のものが適当である。このような粒度のものを得る
ために必要により粉砕機および分級機等で微粉化するこ
とができる。原料スラグの比表面積は、本発明の軽量成
形体の物性、特にかさ比重に影響を与える。アルカリ水
溶液は苛性ソーダ、苛性カリ等の苛性アルカリ液がよ（
、濃度は０．５Ｎ以上、特にＩＮ以上が好ましい、実用
上は苛性ソーダが使いやすい。また、アルカリの組合せ
も有効である。炭酸ナトリウムを苛性ソーダに適当量組
合せることも有効である。処理時間は処理温度等によっ
て異なるが３０分間以上であり、通常１時間〜１０時間
程度である。反応を促進するために処理温度は高い方が
よく、実用上９０℃程度である。

また、１００℃を越える水熱反応によることもよい。

このアルカリ処理によってガラス質高炉スラグ粒子の表
面でガラスの溶解反応と水和物の形成反応が起こる。そ
の結果、スラグ表面が多孔質化してＢＥＴ比表面積は２
０〜１４０ｒＷ／ｇ程度、好ましくは４０ｒｒｒ／ｇ以
上、さらに好ましくは９０ｎｆ／ｇ以上になる。

アルカリ処理後は水洗してアルカリを除去して使用する
。このような表面改質スラグの製造方法は特公昭５７−
７０９３号公報および、特開平１−２５２５５９号公報
に開示されている。この表面改質スラグは２５０〜８０
０℃程度、好ましくは４５０℃程度で加熱して脱水する
ことにより、初期の状態により異なるが、例えば、ＢＥ
Ｔ比面積１００ｎｆ／Ｈのものを１２０〜１４０ｒｒｆ
／ｇ程度に高めることができる。なお、この際、加熱脱
水によるシンター現象を起こさないような温度と時間条
件を選択することが肝要である。

この加熱脱水処理スラグの使用によって比強度及び吸放
湿特性を向上できるので好ましい。

成形体の製造にあたっては、まず上記の表面改質スラグ
を単味で加圧成形し、あるいは少なくともポリマー混和
剤及び水を加えて混練し加圧成形する。

ポリマー混和剤は、表面改質スラグ粒子に均一に付着す
るものがよく、各種のゴムラテックス、合成樹脂エマル
ジョン等を使用できる。ゴムラテックスは、例えば、天
然ゴムラテックス及びスチレン−ブタジェン共重合体、
アクリロニトリル−ブタジェン共重合体、クロロプレン
重合体等のラテックスであり、合成樹脂エマルジョンは
例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル重合
体、アクリル酸エステル重合体、塩化ビニリデン重合体
、塩化ビニル重合体、エポキシ樹脂等のエマルジョンで
ある。ポリマー混和剤の添加量は、表面改質スラグに対
する固形物重量比で３〜２０％程度、特に５〜１０％程
度が適当である。３％未満では強度及び機械加工性の向
上が不充分になり、一方、２０％を越えると耐火性の低
下が実用上問題となる。耐火性の点からは特に１０％以
下とすることが好ましい。

成形体の強度、機械加工性、表面性状等に向上を図るた
めに他の添加物を添加することができる。

この添加物として合成バルブ及び補強繊維が特に好まし
い。

合成バルブは、合成樹脂、主としてポリオレフィンに親
水性を与えてパルプ状にしたものであり、ポリエチレン
バルブ、ポリプロピレンパルプ等がある。表面改質スラ
グに対する重量比で１〜２０％程度、特に３〜１０％程
度が適当である。１％未満では機械加工性、表面光沢の
向上が不充分であり、一方、２０％を越えると耐火性が
低下する。

補強繊維は、ガラス繊維、炭素繊維などの無機繊維、合
成繊維、天然繊維等である。合成繊維はポリエステル繊
維、ポリエチレン繊維等であり、天然繊維はパルプ、木
綿、鉱物繊維等である。これらの中で不燃性及びコスト
の点でガラス繊維が特に好ましい。補強繊維の添加量は
、繊維の比重にもよるが表面改質スラグに対する重量比
で２〜１０％程度が適当である。２％未満では補強効果
が実用上有効でなく、一方１０％を越えると均一分散性
の確保が難しくなる。

ポリマー混和剤の凝集剤を加えることによって表面改質
スラグへのポリマー混和剤の吸着性を高めることができ
、加圧成形過程での濾水（脱水）性が向上し、また、排
水中に漏出する有機物の量を少なくでき、排水処理を容
易に行なうことができる。凝集剤は、硫酸アルミニウム
等の無機系のものもあるが、本発明の成形体には有機系
のもの、特にカチオン型高分子凝集剤が好ましい。カチ
オン型高分子凝集剤の例としては、ポリジアルキルアミ
ノアルキルアクリレート、ポリアミノメチルアクリルア
ミド、ポリビニルピリジニウムハロゲン塩、ポリビニル
イミダシリン等の４級アミン化合物などがある。凝集剤
の添加量は、カチオン型高分子凝集剤の場合には、ポリ
マー混和剤１重量部（固形物重量）に対し０．０５〜０
．２重量部程度が好ましい。

軽量成形体には、そのほか軽量骨材、増粘剤、分散剤、
顔料、針状ないし繊維状のケイ酸カルシウム水和物、水
硬性石コウ等をさらに含むことができる。軽量骨材はパ
ーライト、シラスバルーン等であり、添加量は表面改質
スラグに対する重量比で６０％を越えると成形体の強度
、加工性等が低下するので好ましくない。増粘剤は補強
繊維の分散性向上や成形時の保形性などを確保するもの
であり、水溶性高分子、−船釣にはセルロースエーテル
類が用いられる。分散剤はポリマー混和剤、補強繊維な
どの分散、混練スラリーの流動性向上などのために添加
されるものであり、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン
高縮合物、メラミンスルホン酸系化合物などが用いられ
る。

ケイ酸カルシウム水和物は、シリカ質原料と石灰質原料
に水を加えて加熱反応させることによって得られ、ゾノ
トライト、トバモライト等の針状ないしは繊維状の結晶
質のものが好ましい。表面改質スラグと上記のケイ酸カ
ルシウム水和物の配合重量比は、９：１〜１：９、好ま
しくは７：３〜３ニアの範囲が適当である。水硬性石コ
ウは、α型及びβ型の半水石コウ、無水石コウ等のいず
れのものであってもよいが価格の面からβ型半水石コウ
を主要成分とする焼石コラが好ましい。石コウの添加量
は、表面改質スラグに対する重量比で１０〜１５０％程
度、好ましくは３０〜７０％程度が適当である。１０％
以下では曲げ強度の向上効果が少なく、一方、１５０％
を越えると機械加工性及び比強度が低下する。必要によ
りクエン酸ソーダなどの石コウの凝結調整剤をさらに添
加することができる。

薄層の通気性化粧材は天然木の薄層品、和紙、ふすま紙
等の紙類、布、不織布等である。厚みは０．１〜３■程
度、特に通気性の点から０．１〜Ｉｇｍ程度が好ましく
、厚くすることは防火性（ＪＩＳ　Ａ　１３２２）を確
保する点からも好ましくない。

複合積層パネルを製造方法としては、表面改質スラグ粉
末（またはそれを含むスラリー）、ポリマー混和剤等お
よび水を含む混合物をまず混練する。補強繊維、凝集剤
、合成バルブ、ケイ酸カルシウム水和物、軽量骨材、増
粘剤、分散剤、水硬性石コウ等を添加する場合には混練
する前または混練中に添加する。混練したスラリーに気
泡が混入し、成形体に欠陥が生ずる恐れがあれば、消泡
剤を添加したり、混練中や混練後減圧脱泡することもで
きる。混練して得られたスラリーに通気性化粧材を重ね
合わせて加圧する。重ね合わせる手段としては、化粧材
を敷いてその上にスラリーを押出し、あるいは流延させ
てもよく、逆にスラリーを展延してその上に化粧材を載
せてもよい。しかしながら、成形性、作業性等の点で型
枠等の型の底に化粧材を敷き、その上からスラリーを流
し込んで加圧脱水成形する方法が好ましく用いられる。

この場合、均−脱水や成形効率を上げるために、加圧面
に金網、ろ紙、ろ布、多孔板などを用いたり、減圧脱水
・脱泡が可能なユニットを組み込んだり、また表面の意
匠性を上げるためエンボス板を組み込んだりすることが
できる。また加圧脱水後成形体を所定の形状に切出すこ
ともできる。

加圧は所定の程度まで脱水できる圧力で行えばよく、例
えば成形体のかさ比重が所定の値になるように調整すれ
ば良く、通常１０〜１００ｋｇｆ／ａｍ”、好ましくば
２０〜６０ｋｇｆ／ｃｄである。

乾燥は成形体の内部の水分を除去でき、かつ表面改質ス
ラグの結晶水が残る程度がよく、例えば１００〜１８０
°Ｃ程度、好ましくは１１０〜１５０°Ｃ程度で加熱乾
燥すればよい。成形体の乾燥によるひび割れを防止する
ために、まず６０〜８０°Ｃ程度で予備乾燥することも
好ましい。こうして得られる軽量成形体は、混練物から
水分を除いた組成になり、かさ比重ハ０．２〜１　ｇ／
ｃｊ程度、好ましく　４；！０．４〜０．６ｇ／ｃｄ程
度の多孔質体である。

本発明の積層パネルは無機質軽量成形体を別途製造し、
これに化粧材を貼り合わせることもできる。この場合、
前述のスラリーを加圧、抄造、押出、減圧等の手段によ
り成形すればよい。成形体は前記と同様に乾燥する。そ
のほか、改質スラグ粉末を単味で加圧して成形すること
もできる。得られた成形体には化粧材を通気性を有する
状態で貼り合わせる。このために接着剤を部分的に配置
することが好ましい。接着剤の配置状態の例としては散
点状、格子状等を挙げることができる。これらの状態に
配置する手段としては、上記模様に対応する凹凸を表面
に有するローラーに接着剤を塗り付けて塗布する方法を
利用することができる。

接着剤の例としては、エポキシ系、酢酸ビニル系、シリ
コン系、アクリル系、ゴム系、スチレン系すどが挙げら
れる。

〔作用〕

本発明のパネルにおいては軽量成形体が高い調湿能力を
有しており、これに通気性を有する化粧材を積層するこ
とによってその調湿能力を確保したまま成形体表面から
の粉落等を防止している。

改質スラグスラリーに化粧材を重ね合わせて加圧し、乾
燥する製造法においてはポリマー混和剤が改質スラグ粒
子の接着剤として機能することに加えて化粧材の接着材
としても機能している。ポリマー混和剤は化粧材表面に
改質スラグ粒子を点状で接着させることにより通気性を
確保している。

〔実施例〕

実施例１ ガラス質高炉スラグ（日本鋼管京浜製鉄新製、高炉水砕
スラグ）をボールミルでブレーン比表面積４５００　ｄ
　／　ｇまで粉砕し、これを分級原料とし気流分級機に
て分級し、ブレーン比表面積１４０００ｃｄ／　ｇの微
粉スラグを得た。

この微粉スラグを温度が９０°Ｃでかつ濃度が３規定の
ＮａＯＨ溶液１００ａｌｔに対し５ｇの割合で添加し、
３時間撹拌処理することによりＢＥＴ比表面積１００ｒ
ｄ／ｇの表面改質スラグを得た。この表面改質スラグを
充分に水洗してアルカリ分を除去し、乾燥して積層体製
造用原料として用いた。

表面改質スラグ粉末１００重量部にポリマー混和剤とし
てカルボキシ変性ＳＢＲラテックス１０重量部及び水３
５０重量部を加えて混練した。成形機の型枠の下面に０
．５閣厚にスライスした天然木の薄層を敷き、その上に
上記のスラリーを流し込んだ。

加圧脱水後型枠から取出し、乾燥室にて６０°Ｃで１５
時間乾燥して縦１８００＋ｗａｘ横９００ｍｏＸ厚さ１
０ｍ＋の複合積層パネルを得た。

この複合積層パネルと天然木を用いなかったほかは同様
にして作製した改質スラグ成形体（比較例）とコンクリ
ート板に天然木を貼り付けた市販品とについて調湿能力
及び防火性を測定した結果を下表に示す。

実施例１　比較例　市販品 重　　量　（ｋｇ）　　　９，６９６　　　９．２３４
　３２，４００調湿能力（ｇ／ボ）　　１１３　　　１
１０　　１０防火性　　　ＯＯＯ 調湿能力は２０℃・５０％ＲＨで平衝状態にしたのち２
０°Ｃ・９０％ＲＨに湿度を高めて２４時間後の吸湿量
を測定して求めた。防火性はＪＩＳ　Ａ　１３２２に従
って測定した。

実施例２ 実施例１と同じ改質スラグにポリマー混和剤を加えない
で加圧成形した。その表面に接着剤としてシリコン系接
着剤を貼合面積の３０％になるよう散点状に塗り付けて
実施例１と同じ天然木を貼り付けて複合積層パネルを作
製した。このものも実施例１と同等の調湿能力及び防火
性を示した。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の複合積層パネルは、天然
木の薄層を貼付けである基材が調湿性能に優れているか
ら、建材の内装材として使用した場合に表面に結露する
ことがなく、外気の湿度に応じ吸着、放出が自在であっ
て、快適な室内環境を維持することが可能である。防火
性能にも優れているから小住宅は勿論、劇場、百貨店等
の内装材としても最適である。しかも、軽量成形体であ
るから運搬、施工性にも優れている。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス質高炉スラグ粉末をアルカリ水溶液でガラ
   スの溶解反応と水和反応により改質して得られる粉末を
   主材とする無機質軽量成形体の表面に通気性化粧材が積
   層されている複合積層パネル
2. （２）ガラス質高炉スラグ粉末をアルカリ水溶液でガラ
   スの溶解反応と水和反応により改質して得られる粉末に
   、少なくともポリマー混和剤及び水を加えて混練し、該
   混練物に薄層の通気性化粧材を重ね合わせて加圧し、こ
   れを乾燥せしめることを特徴とする複合積層パネルの製
   造法