JPH1158344A - 無機質板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的強度が高く、深い凹凸模様を有し、し
かも耐凍害性の高い無機質板を得ることができる無機質
板の製造方法を提供する。 【解決手段】 セメントと水と繊維を含有するセメント
スラリーを抄造して含水基板１を形成する。セメントと
水を配合して含水率が７〜１５重量％の表層材料２を調
製する。含水基板１の表面を荒らした後、含水基板１の
表面に表層材料２を供給する。含水基板１及び表層材料
２を養生硬化させる。含水基板１の硬化物で強度を発現
させることができる。含水率が７〜１５重量％の表層材
料２を用いることによって凹凸模様を鮮明に確実に表層
材料２に形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、壁材や屋根材など
の建材として使用される無機質板の製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、セメントと水と繊維を含むセ
メント材料を成形して養生硬化させることによって無機
質板を製造することが行なわれているが、一般的に無機
質板を製造する方法は湿式法と乾式法に大別される。湿
式法はセメントと繊維を含む固形分と水を混合して含水
率の大きいセメント材料（セメントスラリー）を調製
し、このセメント材料を抄造して板状の含水セメント板
を成形し、この後、含水セメント板を養生硬化させて乾
燥して無機質板を製造するものである。また乾式法は木
片セメント板や木毛セメント板の製造に採用されている
ものであって、セメントと木片あるいは木毛を含む固形
分と水を混合して含水率の小さなセメント材料を調製
し、このセメント材料をプレスしたり型詰めしたりして
板状の含水セメント板を成形し、この後、含水セメント
板を養生硬化させて乾燥して無機質板を製造するもので
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の湿式法では含水
率の大きいセメント材料を用いるために、セメント材料
の中での繊維の分散性を高くすることができると共に、
含水セメント板の中での繊維の配向性を高くすることが
でき、従って、無機質板の機械的強度を高くすることが
できる。しかしながら、含水セメント板の含水率が大き
いために保形性が低く、表面に深い凹凸模様（エンボス
模様）を付けることができず、深い凹凸模様を有する無
機質板を得ることができないという問題があった。

【０００４】一方、上記の乾式法では含水率の小さいセ
メント材料を用いるために、含水セメント板の保形性が
高く、表面に深い凹凸模様を付けることができ、従っ
て、深い凹凸模様を有する無機質板を得ることができ
る。しかしながら、セメント材料や含水セメント板での
繊維の分散性や配向性を高くすることができず、機械的
強度の高い無機質板を得ることができないという問題が
あった。

【０００５】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、機械的強度が高く、深い凹凸模様を有し、しかも
耐凍害性の高い無機質板を得ることができる無機質板の
製造方法を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の無機質板の製造方法は、セメントと水と繊維を含有す
るセメントスラリーを抄造して含水基板１を形成し、セ
メントと水を配合して含水率が７〜１５重量％の表層材
料２を調製し、含水基板１の表面を荒らした後、含水基
板１の表面に表層材料２を供給し、含水基板１及び表層
材料２を養生硬化させることを特徴とするものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。含水基板１はセメントと繊維を含む固形分と水と
を混合してセメントスラリーを調製し、このセメントス
ラリーを抄造して脱水することによって板状に形成され
るものである。セメントとしてはポルトランドセメント
や高炉セメントやアルミナセメントなどを、繊維として
はパルプ繊維やビニロン繊維やポリプロピレン繊維など
をそれぞれ使用することができる。またセメントや繊維
の他に、珪砂や珪石粉やシリカヒュームなどのシリカ成
分、樹脂系の中空体やシラスバルーン、パーライト等の
軽量骨材、フライアッシュなどを必要に応じて固形分と
して用いることができる。

【０００８】セメントスラリーの固形分の濃度は５〜２
０重量％に設定することができる。セメントスラリーの
固形分の濃度が５重量％未満であれば、セメントスラリ
ー中での繊維の分散性を高くすることができなくなった
り、含水基板１中での繊維の配向性を高くすることがで
きなくなって、無機質板の機械的強度を高くすることが
できなくなる恐れがあり、また、セメントスラリーの固
形分の濃度が２０重量％を超えると、抄造の際の脱水に
時間がかかって生産性の低下を招く恐れがある。

【０００９】このセメントスラリーは公知の長網式抄造
法や丸網式抄造法などで脱水フェルトに抄造されて吸引
脱水されることによって含水基板１に成形されるが、脱
水された含水基板１の含水率は５０〜１５０重量％に設
定するのが好ましい。この含水基板１の含水率は後述の
表層材料２の供給量（厚み）と密接な関係がある。つま
り、表層材料２の供給量が大きい程表層材料２が硬化す
るのに必要な水量が多くなるために、含水基板１の含水
率を大きくするのが好ましい。従って、表層材料２の供
給量（厚み）が３ｍｍの場合、含水基板１の含水率は５
０重量％必要であり、これより少ないと表層材料２の硬
化が不十分となって表層１３の機械的強度が低下したり
基板１４と表層１３の密着性が低くなって層間剥離を起
こしたりする恐れがある。また、含水基板１の含水率が
１５０重量％を超えると、含水基板１の保形性が低くて
含水基板１の表面を荒らすことができず、十分な凹凸の
高低差を有する粗面を形成することができない恐れがあ
る。

【００１０】表層材料２はセメントと繊維を含む固形分
と水とを配合し混合して調製されるセメント材料であ
る。セメントとしてはポルトランドセメントや高炉セメ
ントやアルミナセメントなどを、繊維としてはパルプ繊
維やビニロン繊維やポリプロピレン繊維などをそれぞれ
使用することができる。またセメントや繊維の他に、シ
ラスバルーン、パーライト、バーミキュライト等の軽量
骨材などを必要に応じて固形分として用いることができ
る。

【００１１】表層材料２は図２に示すような調製装置１
５で調製される。調製装置１５は乾式混合機４と定量供
給機５と湿式混合機６とで構成されている。乾式混合機
４としてはアイリッヒミキサーやハイスピードミキサー
などを用いることができ、乾式混合機本体４ａ内に分散
機４ｂや攪拌機４ｃを備えて形成されている。定量供給
機５は表層材料２の固形分を保留する保留機５ａと、保
留機５ａから供給された固形分を搬送するベルトコンベ
ア等の搬送機５ｂとで構成されている。湿式混合機６
は、長尺の筒状に形成される湿式混合機本体６ａ内に分
散混合機６ｂを略全長に亘って設けて形成されるもので
あって、湿式混合機本体６ａの一方の端部の上面には固
形分導入口６ｃと水導入口６ｄが、他方の端部の下面に
は導出口６ｅがそれぞれ設けられている。

【００１２】このような調製装置１５を用いて表層材料
２を調製するにあたっては、まず、乾式混合機４の乾式
混合機本体４ａ内に固形分を供給し、分散機４ｂと攪拌
機４ｃを回転させることによって固形分１６を攪拌分散
し混合する。次に、混合された固形分１６を定量供給機
５の保留機５ａに保留し、必要量の固形分１６を保留機
５ａから搬送機５ｂへと供給する。次に、搬送機５ｂを
駆動進行させることによって搬送機５ｂに供給された固
形分１６を湿式混合機６の固形分導入口６ｃから湿式混
合機本体６ａ内に導入し、これと同時に、水導入口６ｄ
から湿式混合機本体６ａ内に所定量の水が導入される。
そして湿式混合機６の分散混合機６ｂを回転させること
によって固形分１６と水を混合して表層材料２を調製す
る。またこのように分散混合機６ｂを回転させることに
よって、表層材料２が固形分導入口６ｃ側から導出口６
ｅ側へと搬送されることになり、表層材料２は導出口６
ｅから次工程へと導出される。

【００１３】上記のように調製される表層材料２であっ
て、その含水率、つまり固形分全重量に対する水の量は
７〜１５重量％に設定する。表層材料２の含水率が７重
量％未満であれば、表層材料２や表層３での繊維の分散
性や配向性を高くすることができなくなったり、セメン
トと繊維との密着性が低くなって分離したりして機械的
強度の高い表層３を形成することができない恐れがあ
り、また、表層材料２の含水率が１５重量％を超える
と、表層材料２の保形性が低くなって、深い凹凸模様を
形成することができなくなる恐れがある。

【００１４】そして上記含水基板１と表層材料２を用い
て無機質板を形成するにあたっては、まず図３に示すよ
うに、所定の長さの含水基板１の表面を鬼ロール等の荒
らしロール１７で全面に亘って荒らして含水基板１の表
面を凹凸面３０に形成する。荒らしロール１７は円筒状
のロール本体１７ａの周面に多数本の鍵状（Ｌ字状）の
突起１７ｂを設けて形成されるものであって、含水基板
１をベルトコンベア等で搬送しつつ荒らしロール１７の
下側を通過させる際に、荒らしロール１７を回転させな
がら含水基板１の表面に順次突起１７ｂを刺し抜きして
いくことにより、含水基板１の表面を荒らして粗面化す
るのである。含水基板１の表面の荒らし度合いは、凸部
の頂上から凹部の底面までの最大の高低差が１〜５ｍｍ
の範囲内に収まるように設定するのが好ましい。この高
低差が１ｍｍ未満であれば、荒らし度合いが低過ぎて基
板１４と表層１３の密着性を高くすることができず、耐
凍害性が低くなる恐れがあり、また上記の高低差が５ｍ
ｍを超えると、基板１４の厚みが小さくなり過ぎて無機
質板の機械的強度が低下する恐れがある。

【００１５】このように含水基板１の表面を荒らした
後、含水基板１の表面に上記の表層材料２が供給装置１
８にて散布されて供給される。供給装置１８は運搬機１
９と均一分配機２０と振動フィーダー２３で構成されて
いる。運搬機１９はベルトコンベア等の運搬機本体１９
ａの一端の上側に、上面が開口する補給部１９ｂを設け
て形成されている。均一分配機２０は分配機本体２０ａ
内にポット部２０ｂを設けて形成されるものである。ポ
ット部２０ｂ内には上下方向に流通部２１が形成されて
おり、流通部２１の途中には分配羽根ロール２２が回転
自在に配置されている。また流通部２１の上端は流入口
２２ａとしてポット部２０ｂの上面に開口させてあると
共に流通部２１の下端は流出口２２ｂとしてポット部２
０ｂの下面に開口させてある。振動フィーダー２３は箱
状のフィーダー本体２３ａに振動駆動機２３ｂを連結し
て形成されるものであって、フィーダー本体２３ａの一
方の上面には受け口２４が開口させてあると共にフィー
ダー本体２３ａの他方の下面には供給口２５が設けられ
ている。

【００１６】そしてこのような供給装置１８を用いて含
水基板１の表面に表層材料２を供給するにあたっては、
まず調製装置１５の湿式混合機６の導出口６ｅから運搬
機１９の補給部１９ｂへと表層材料２を供給し、この表
層材料２を運搬機本体１９ａで搬送して補給部１９ｂと
反対側の他端から落下させ、均一分配機２０の流入口２
２ａからポット部２０ｂの流通部２１へと流入させる。
流通部２１へと流入した表層材料２は流通部２１を通っ
て流出部２２ｂから落下させて流出させるが、流通部２
１を通る際に表層材料２は回転する分配羽根ロール２２
の作用を受けて分配羽根ロール２２の軸方向（図２にお
いて紙面の表裏方向）に均一化されて偏りがなくなる。

【００１７】この後、流出部２２ｂから流出された表層
材料２は振動フィーダー２３の受け口２４からフィーダ
ー本体２３ａ内に供給され、フィーダー本体２３ａを通
って供給口２５から落下させて排出されるが、フィーダ
ー本体２３ａは振動駆動機２３ｂにて振動させられてお
り、この作用でフィーダー本体２３ａを通る表層材料２
がさらに偏りなく均一化される。この後、供給口２５か
ら排出される表層材料２が一対の分散羽根２６、２６の
間を通って攪拌分散されながらベルトコンベア２７で搬
送されてくる含水基板１の表面の全面に供給される。こ
のように表層材料２を均一分配機２０及び振動フィーダ
ー２３で均一化して含水基板１に供給することによっ
て、含水基板１の幅方向（含水基板１の搬送方向と直交
する方向で図２において紙面の表裏方向）で偏りなく表
層材料２を均一な厚みで供給することができる。尚、含
水基板１に表層材料２を供給するにあたって、表層材料
２の飛散を確実に防止するために、含水基板１の表面に
予め水を散布しておき、表層材料２の含水基板１の表面
への付着性を向上させるようにしてもよい。

【００１８】表層材料２の供給量はその厚みで規定する
と３〜１０ｍｍであることが好ましい。表層材料２の供
給量が３ｍｍ未満であったりすると、表層材料２の供給
量が少な過ぎて基板１４と表層１３の密着性が低下して
層間剥離を起こしたり、深い凹凸模様を形成することが
できなかったりする恐れがある。また表層材料２の供給
量が１０ｍｍを超えたりすると、表層材料２の供給量が
多過ぎて表層１３の機械的強度が低下する恐れがある。

【００１９】上記のようにして複数枚の含水基板１に表
層材料２を連続的に供給した後、ベルトコンベア２７で
含水基板１を搬送して平坦羽根ロール２８と平坦化ロー
ル２９の下側を通過させながら当接させることによっ
て、表層材料２の厚みを全面に亘って均一化する。この
後、図４に示すように、表層材料２が供給された含水基
板１はプレス機３０に送られてバッチ式で加圧成形され
る。プレス機３０は上型３０ａと下型３０ｂとで構成さ
れるものであって、上型３０ａと下型３０ｂの間で表層
材料２が供給された含水基板１で挟んで加圧成形するも
のであるが、下面に凹凸模様を設けた上型３０ａを用い
てこの下面を表層材料２の表面に押しつけることによっ
て表層材料２の表面に凹凸模様を形成する。この凹凸模
様の深さは表層材料２の厚みによっても異なるが、最も
高い凸模様の頂上から凹模様の底面までの高低差が２〜
７ｍｍの範囲内に形成される。この後、含水基板１と表
層材料２の積層物をオートクレーブ養生などの公知の養
生方法で養生硬化することによって、図１（ａ）（ｂ）
に示すように、含水基板１が硬化した基板１４と表層材
料２が硬化した表層１３とが一体化した無機質板Ａを形
成することができる。

【００２０】上記のような無機質板Ａの製造方法では、
抄造法（湿式法）で形成される含水基板１を養生硬化さ
せて形成したので、繊維の分散性や配向性が高い含水基
板１の硬化物（基板１４）で機械的強度を発現させるこ
とができ、また含水率が７〜１５重量％の表層材料２を
含水基板１に供給したので、保形性が高く嵩高い表層材
料２に容易に深い凹凸模様を形成することができ、機械
的強度が高く、深い凹凸模様を有する無機質板Ａを形成
することができる。しかも含水基板１の表面を荒らして
凹凸にした後、この表面に表層材料２を供給して養生硬
化させたので、基板１４と表層１３をアンカー効果にて
強固に密着させて一体化することができ、層間剥離など
が生じずに耐凍害性の高い無機質板を得ることができ
る。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例によって詳述する。 （実施例１乃至３及び比較例１乃至３）セメント４１重
量％とシリカ４１重量％とパルプ８重量％と無機質板の
粉砕物（スクラップ材）１０重量％とからなる固形分及
び水を混合して固形分濃度が１０重量％のセメントスラ
リーを調製した。このセメントスラリーを長網式抄造法
で抄造して含水率が８０重量％の含水基板１を形成し
た。

【００２２】セメント４０重量％とフライアッシュ３８
重量％と軽量骨材１５重量％とパルプ５重量％とビニロ
ン繊維２重量％からなる固形分を上記の調製装置１５の
乾式混合機４で混合し、この固形分１００重量部に対し
て所定量（実施例１では１３重量部、実施例２では１５
重量部、実施例３では７重量部、比較例１では５重量
部、比較例２では２０重量部、比較例３では６０重量
部）の水を加えて湿式混合機６にて攪拌混合することに
よって、表１に示す含水率の表層材料２を調製した。

【００２３】次に、上記の含水基板１の表面を鬼ロール
にて荒らして粗面化した。含水基板１の表面の荒らし度
合いは、凸部の頂上から凹部の底面までの最大の高低差
が４ｍｍ、最小の高低差が２ｍｍになるようにした。次
に、含水基板１の表面に上記の表層材料２を供給装置１
８を用いて固形分換算で２２００ｇ／ｍ² の供給量で均
一に供給した。この後、プレス装置３０で圧力３０ｋｇ
／ｃｍ² 、２秒間の条件で加圧成形すると共に表層材料
２の表面に凹凸模様を形成した。この後、含水基板１と
表層材料２を１８０℃、１０時間の条件で養生硬化させ
ることによって厚み１４ｍｍの基板１４と厚み４ｍｍの
表層１３が積層された無機質板Ａを形成した。

【００２４】上記のように形成した無機質板ＡからＪＩ
Ｓ４号片の試料を作成し、この試料に裏向き曲げ試験を
施して曲げ強度を測定した。また、上記と同様の試料に
基板１４と表層１３を剥離するような力を加えて平面密
着強度を測定した。さらに上記と同様の試料にＡＳＴＭ
Ｂ法を１００サイクル行なって耐凍害性を評価した。
また無機質板Ａの外観を目視にて評価した。結果を表１
に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】比較例１の無機質板では、曲げ強度が実施
例１乃至３のものとほぼ同じか若干低めであるが、表層
材料２の含水率が低いために、平面密着強度や耐凍害性
が低く、外観も低下した。また比較例２、３の無機質板
では、平面密着強度が実施例１乃至３のものとほぼ同じ
か若干低めであるが、表層材料２の含水率が高いため
に、曲げ強度や耐凍害性が低く、外観も低下した。

【００２７】

【発明の効果】上記のように本発明の請求項１に記載の
発明は、セメントと水と繊維を含有するセメントスラリ
ーを抄造して含水基板を形成し、セメントと水を含有す
る含水率が７〜１５重量％の表層材料を調製し、含水基
板の表面を荒らした後、含水基板の表面に表層材料を供
給し、含水基板及び表層材料を養生硬化させたので、含
水基板の硬化物で強度を発現させることができると共
に、含水率が７〜１５重量％の表層材料を用いることに
よって凹凸模様を鮮明に確実に表層材料に形成すること
ができ、機械的強度が高く、深い凹凸模様を有する無機
質板を形成することができるものである。しかも含水基
板の表面を荒らした後、含水基板の表面に表層材料を供
給することによって、アンカー効果で含水基板の硬化物
と表層材料の硬化物の密着性を高くすることができ、層
間剥離を生じずに耐凍害性の高い無機質板を形成するこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、
（ａ）（ｂ）は無機質板の断面図である。

【図２】同上の製造工程を示す概略図である。

【図３】同上の製造工程を示す概略断面図である。

【図４】同上の製造工程を示す概略斜視図である。

【符号の説明】

１ 含水基板 ２ 表層材料 Ａ 無機質板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セメントと水と繊維を含有するセメント
   スラリーを抄造して含水基板を形成し、セメントと水を
   含有する含水率が７〜１５重量％の表層材料を調製し、
   含水基板の表面を荒らした後、含水基板の表面に表層材
   料を供給し、含水基板及び表層材料を養生硬化させるこ
   とを特徴とする無機質板の製造方法。