JPH0669683B2

JPH0669683B2 - パネルの製造方法

Info

Publication number: JPH0669683B2
Application number: JP60056205A
Authority: JP
Inventors: 修二佐藤; 忠興小笠原
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1985-03-20
Filing date: 1985-03-20
Publication date: 1994-09-07
Anticipated expiration: 2009-09-07
Also published as: JPS61215004A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、家屋の外壁などに用いられるパネルの製造方
法に関する。

（従来の技術）従来、家屋の外壁は、木板の上に金網を取付け、この上
をモルタル仕上げし、更にリシン仕上げ或いはスタッコ
仕上げしたものが一般的であった。

最近は、特公昭42−23360号公報に見られるようなALC板
や、サイディング板、木片セメント板、石膏−アルミニ
ウム板などによって形成されたパネルが開発されてい
る。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記外壁材には、断熱性、耐久性、耐凍
結破壊性、耐熱性、耐水性の全てを満足させるものはな
い。

又、珪酸含有原料を発砲させてなるセラミック発泡体が
上記の全ての品質を満足させ得るものであり、外壁材と
して最適であることは知られているが、従来では強度を
持たない断熱材あるいは小さなタイルとして用いられて
いるだけである。

本発明者は、珪酸含有原料を発泡させることによりセラ
ミック発泡体からなる大面積のパネルを製造することを
試みたが、実験の結果、製造上の困難が存在することが
判明した。即ち、発泡後の冷却時間が著しく長く製造効
率が劣ること、冷却速度を速めると、その過程で亀裂が
生じ、パネルの機械的強度が充分に得られず、セラミッ
ク発泡体の特性である耐凍結破壊性が低下してしまうこ
とである。

この亀裂は、冷却過程での発泡体の収縮に起因する内部
応力によって生じるものと推測される。この亀裂の発生
を防止するために、生産効率を犠牲にして、例えば20時
間程度の冷却時間にすると、当然製造コストが高くな
り、それでも亀裂の発生を完全に克服することは難し
い。

（問題を解決するための手段）本発明は、特許請求の範囲に記載された構成により、上
記問題点を解消しようとするものである。

珪酸含有原料としては、火山岩や火山灰等の火山噴出
物、例えば、シラス、黒曜石、真珠岩、白土、ベントナ
イト、安山岩、玄武岩、抗火石、流紋岩等を用いる。
尚、溶鉱炉のスラグ等を用いても良い。

軟化剤は、上記火山噴出物等の珪酸含有原料の融点を下
げて軟化しやすくするものであり、アルカリ金属の酸化
物を多く含むもの、例えば、水ガラス、固形珪酸ソー
ダ、炭酸ソーダ、ソーダ灰、重炭酸ソーダ、ガラス粉
末、釉薬等が用いられる。特に、炭酸ソーダやソーダは
安価であり、アルカリ金属の含有量が大きいので好まし
い。

発泡剤は、カーボン粉末、炭化珪素等が用いられる。特
に、炭化珪素の場合、単独では2000℃程度にならなけれ
ば分解しないが、溶融された珪酸原料の存在下では、10
00℃前後又はそれ以下で分解し、溶融された珪酸含有原
料を確実に発泡させることができるので好ましい。

又、本発明方法では、溶融粘度を調整し、副次的に軟化
点を調整する目的で、粘度調整剤を適量加えてもよい。
粘度調整剤は、CaO原料、Al₂O₃原料、MgO原料、B₂O₃原
料等が用いられる。CaO原料としては、石灰石、消石灰
が用いられ、Al₂O₃原料としては、ベントナイト、カオ
リン、蛭目粘度、フライアッシュ等、主にAl₂O₃を多く
含んでいる粘度類が用いられ、MgO原料としては、炭酸
マグネシウム等が用いられ、B₂O₃原料としては、硼砂、
硼酸等が用いられる。

更に、本発明においては、顔料や気泡安定剤等を適宜加
えてもよい。

上記各原料は、ボールミルやロールミル等を使用して粉
砕し、更にボールミルやリボンブレンダー等により均一
に混合する。上記原料は、100メッシュ以下、好ましく
は300メッシュ以下まで粉砕する。尚、既に100メッシュ
以下の粉末状となっている原料は、液状の軟化剤のよう
なものは、単に他の原料と均一に混合すればよい。

こうして得られた発泡性混合物は、粉末状のままでもよ
いが、操作しやすくしたり、コンベアベルトの上に載せ
やすくするために、造粒器を用いて小さな粒状にした
り、あるいは真空押出機を用いて細長い帯状の形状にな
してもよい。

本発明で用いられるステンレス製針金は、フェライト系
ステンレス、オーステナイト系ステンレスのいずれでも
よい。ステンレス製針金は、線膨張係数が約10×10^-6／
℃以上（例えば、10〜12×10^-6／℃）であり、後述する
セラミック発泡体の線膨張係数（約７×10^-6／℃以下、
例えば５〜７×10^-6／℃）に比べて大きい。本発明に用
いるステンレス製針金は直径4mm以下のものを4cm以上の
間隔に配置して用いる。配置の仕方は一方向に4cm以上
の間隔に平行に並べても良いし、更にこれと直交する方
向に4cm以上の間隔に並べても良い。又、針金同士が交
叉する箇所を溶接して網状体としてもよく、亀甲型の金
網に形成して、互いに平行な針金を4cm以上の間隔にな
るものになしても良い。ステンレス製針金は、耐熱性
と、セラミック発泡体に対する線膨張係数の好ましい値
を持つ材料として、選択された。

上記発泡性混合物とステンレス製針金を用いてパネルを
製造するには、先ず、発泡性混合物をほゞ均一の厚さに
配置し、その上にステンレス製針金を4cm以上の間隔に
並べて載せ、更にその上に発泡性混合物をほゞ均一の厚
さに配置し、これを加熱して主たる原料を軟化溶融させ
一体化して、発泡剤の分解により発泡させ、必要であれ
ばロール押圧等の成形を加え、又必要であれば施釉し
て、冷却してパネルを得る。

（作用）本発明では、発泡体の内部に特定径のステンレス製の針
金を特定の間隔に配置、密着した状態で介在させること
により、発泡後の冷却の際の亀裂の発生を防止する。

尚、このステンレス製針金の亀裂防止作用は、次のよう
に推定される。ステンレス製針金の線膨張係数がセラミ
ック発泡体のそれより大きく、冷却の際セラミック発泡
体よりもステンレス製針金が大きく収縮しようとする。
この収縮度合の差によりステンレス製針金に残留収縮力
が生じる。換言すれば、冷却の際セラミック発泡体の収
縮によりセラミック発泡体内部に歪が発生し、亀裂の発
生を誘因するが、ステンレス製針金の残留収縮力により
セラミック発泡体全体を恰も縛りつけた状態となし、亀
裂の発生を押さえる。

しかしながら、ステンレス製針金の収縮力が大きすぎる
と、長期的にみるとステンレス製針金が冷却後も更に収
縮しようとするためセラミック発泡体の界面と剥離し、
セラミック発泡体が２層に割れてしまう。そこで、本発
明ではステンレス製針金の直径を4mm以下とし、配置す
る間隔を4cm以上として、ステンレス製針金の残留収縮
力の大きさを、セラミック発泡体の圧縮強度に比し小さ
くなし、長期間経過してもセラミック発泡体が２層に割
れることはなくなるのである。

（実施例）第１図は本発明方法を実施するための装置の一例が示さ
れている。図中10はコンベア装置であり、このコンベア
装置10はステンレス鋼等の耐熱性材質からなるコンベア
ベルト12を有している。このコンベアベルト12はロール
11の案内によって走行するようになっている。コンベア
ベルト12は下側を走行する際、ガイドロール13に案内さ
せて、その表面に離型剤14が塗布されるようになってい
る。離型剤14は、一般にアルミナ粉末やジルコン粉末を
水に懸濁させたものが用いられる。

コンベアベルト12は上側を走行する際、加熱炉20内をを
通るようになっている。加熱炉20内部には、入口20aか
ら出口20bに向かって順に、余熱ゾーン21、加熱ゾーン2
2、冷却ゾーン23が構成されている。加熱ゾーン22には
バーナー24が配置されており、このバーナー24によって
後述の加熱が行われるようになっている。又、冷却ゾー
ン23の出口20b近傍で、エア吹き出しがなされ後述の冷
却が行われるようになっている。又、冷却ゾーン23の加
熱ゾーン22寄りの部位に押さえロール25が配置されてい
る。

コンベアベルト12の上方には、その搬送始端12aと加熱
炉20の入口20aとの間に、発泡性混合物Ａを供給する第
一のホッパー31と第二のホッパー32が配置されている。
これらホッパー31,32の間には、直径1.6mmのステンレス
製針金が7mm間隔に直交し、交叉点が溶接されている網
状体Ｂを送るための送りロール33が配置されている。

コンベアベルト12の搬送始端12bから僅かに離れた位置
には搬出コンベア装置40が位置されており、この搬出コ
ンベア装置40の搬送始端40aと上記コンベアベルト12の
搬送終端12bとの間には、上下移動するカッター41が配
置されている。

コンベアベルト12が上側を走行する際、離型剤が予め塗
布されたコンベアベルト12の上面に、第一のホッパー31
から発泡性混合物Ａが均一厚さに供給される。続いて、
この発泡性混合物Ａの上に、送りロール33に案内された
ステンレス製網状体Ｂが連続して供給される。更に、ス
テンレス製網状体Ｂの上には、第二のホッパー32から上
記と同じ発泡性混合物Ａが均一厚さに供給される。

コンベアベルト12は、下層に発泡性混合物Ａ、中間にス
テンレス製網状体Ｂ、上層に発泡性混合物Ａを有する積
層体を、加熱炉20に送る。この積層体は、先ず余熱ゾー
ン21で余熱された後、加熱ゾーン22で加熱され、この結
果ステンレス製網状体Ｂの上下に配置された発泡性混合
物Ａが発泡すると共に互いに融着し、一体化したセラミ
ック発泡体Ｃが得られる。ステンレス製網状体Ｂはこの
セラミック発泡体Ｃ内に埋没された状態となる。

上記加熱発泡温度は、発泡性混合物Ａの種類によって異
なるが、通常700〜1100℃である。1100℃を越える高温
となると、高性能の炉が必要となり、コンベアベルト12
の損傷も生じる。尚、上記積層体を加熱炉20に搬送する
手段として台車を用いる場合には、1100℃以上の発泡温
度にすることも可能である。

上記発泡終了後、まだ変形可能な状態のセラミック発泡
体Ｃは、押さえロール25により所定の厚さに形成され、
冷却ゾーン23に入って冷却される。押さえロール25の成
形は、均一厚み、表面平滑性、機械強度向上を実現す
る。冷却は前述したように、放冷と冷却ゾーン23出口近
傍でのエア吹きつけによって行う。

この冷却を短時間で済ませても、作用で説明したように
ステンレス製網状体Ｂの存在により、セラミック発泡体
Ｃの亀裂の発生を防止できる。具体的には、移動、加工
等が簡単に行えるようになる300℃まで冷却するための
時間は30分〜４時間、好ましくは１〜３時間で行うこと
ができ、パネルの製造効率を著しく向上させることがで
きる。

上記のようにして冷却されたステンレス製網状体Ｂ入の
セラミック発泡体Ｃは、カッター41により所定長さに切
断されて、製品としてのパネル50が得られる。このパネ
ル50は搬出コンベア装置40により搬出される。

第２図に示すように、製造されたバネル50は、セラミッ
ク発泡体Ｃの内部にステンレス製網状体Ｂを有している
ため、耐衝撃性に優れる。又、セラミック発泡体Ｃの特
性である断熱性、耐久性、耐熱性、耐水性も兼ね備えて
おり、亀裂がないからセラミック発泡体の耐凍結破壊性
を低下することはない。

本発明方法によって製造されたパネル50は、好適には家
屋の外壁に用いられる。この場合、第３図，第４図に示
すように、複数のパネル50を連結して外壁が構成され
る。

第３図の場合、パネル50の側縁部に溝51が形成されてお
り、この溝51内に挿入された座金52と、パネル50の裏側
に配置されたスタッド（間柱）53とを、ボルト54とナッ
ト55とで締めつけることにより、パネル50相互の連結が
なされている。連結後、パネル50間にガスケット56が圧
入される。

第４図の場合には、座金52を係止するために、上記の溝
52の代わりに切欠部57を形成し、連結後にこの切欠部57
に、セメント、モルタル、パテ等のシール材58を充填し
てシールする。上記第３図，第４図において、パネル50
の内部のステンレス製網状体Ｂを座金52とスタッド53と
の間に介在させるようにして連結するのが強度上好まし
い。尚、パネル50表面に釉薬をかけたり、塗装すること
により表面を化粧し、表面の耐久性を上げることができ
る。

＜実施例１＞抗火石をボールミルで粉砕し、300メッシュ通過90％の
粉末にした。又、蛭目粘度を同様にして粉末にした。そ
して、これら抗火石70部（重量部以下同じ）および蛭目
粘度５部を、粉末状の消石灰10部、ソーダ灰15部、炭化
珪素0.2部と共にボールミルで均一に混合し、発泡性混
合物を得た。

ステンレス製網状体として、線膨張係数が10×10^-6／℃
以上で直径1.6mmのSUS304製の針金を7cm間隔で縦横に編
んだものを用意した。

そして、第１図に示す装置を用いて網状体を発泡性混合
物内に配置した状態で、930℃で加熱発泡させ、300℃ま
で２時間冷却し、厚さ3cm、長さ3m、比重0.8のパネルを
製造した。製造された外壁用のパネルは亀裂がなく美麗
なものであった。又、得られたパネルを長期間使用して
も、ステンレス製網状体の収縮によってパネルが層状に
割れることがなかった。

これに対して、上記と同一組成の発泡性混合物を、ステ
ンレス製網状体を用いずに加熱発泡させ、これを保温炉
において10時間以上掛けて徐冷したがセラミック発泡体
に亀裂がはいってしまい、上記のような大形のパネルを
得ることはできなかった。

＜実施例２＞シラス75部、石灰石10部を夫々粉末にし、粉末状のソー
ダ灰15部、炭化珪素0.3部と共に充分混合して、発泡性
混合物を得た。これを造粒機を用いて直径約2mmの粒状
にした。

又、ステンレス製網状体として、線膨張係数が10×10^-6
／℃以上で直径1.6mmのSUS304製の針金を7cmの間隔にな
るように亀甲型に編んだものを用意した。そして、第１
図に示す装置を用い、ステンレス製網状体を発泡性混合
物内に配置した状態で、1010℃で加熱発泡させ、300℃
まで２時間冷却し、厚さ4cm、巾90cm、長さ2.5m、比重
0.5のパネルを製造した。得られたパネルハ亀裂がな
く、美麗なものであった。又、得られたパネルを長期間
使用しても、ステンレス製網状体の収縮によってパネル
が層状に割れることがなかった。

これに対して、上記と同一組成の発泡性混合物を、ステ
ンレス製網状体を用いずに加熱発泡させ、これを保温炉
で10時間以上掛けて徐冷したがセラミック発泡体に亀裂
が入ってしまい、上記のような大形のパネルを得ること
はできなかった。

（発明の効果）以上説明した通り、本発明によれば、線膨張係数が10×
10^-6／℃以上の発泡性混合物内に直径4mm以下のステン
レス製針金を4cm以上の間隔で介在させて発泡させるの
で、発泡後きわめて短時間で冷却してもセラミック発泡
体に亀裂を生じることがなく、又、長時間使用しても層
状にわれることもなく、製造効率を大幅に向上でき安価
で大きな面積を有するパネルを提供できる。

更に、製造されるパネルはセラミック発泡体からなるの
で、優れた断熱性、耐久性、耐熱性、耐水性を備えてお
り、セラミック発泡体内にステンレス製針金を有してい
るため、耐衝撃性が向上されている。その上、亀裂を生
じないことからえられるパネルの、セラミック発泡体と
しての耐凍結破壊性を低下させることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための装置の一例を示す
概略図、第２図は本発明方法により得られたパネルの一
例を一部切欠いて示す斜視図、第３図，第４図は第２図
のバネルを外壁に適用した例を示す横断面図である。Ａ……発泡性混合物、Ｂ……ステンレス製網状体、Ｃ…
…セラミック発泡体、50……パネル。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】珪酸含有原料60〜85部（重量部、以下同
じ）、軟化材40〜15部、発泡剤0.1〜0.4部を均一に混合
して発泡性混合物を作り、この発泡性混合物をほぼ均一
な厚さに配置し、その上に直径4mm以下の、線膨張係数が10×10^-6／℃以
上のステンレス製の針金を4cm以上の間隔に設置し、更
にその上に上記発泡性混合物をほぼ均一な厚さに配置
し、これらを加熱発泡させて一体化した後冷却すること
を特徴とするパネルの製造方法。