TW201400434A - 無機質板及無機質板之製造方法 - Google Patents

無機質板及無機質板之製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明之課題為提供一種耐龜裂性、耐火性、尺寸安定性、生產性優異之無機質板、及無機質板之製造方法。解決課題之技術手段為提供一種無機質板，其特徵為以固形物含量對比，含有水硬性材料為30~70質量%、補強纖維為5~15質量%、於濕體積(wet volume)值(30分鐘靜置)為15~45ml之矽灰石為1~30質量%。及一種無機質板之製造方法，其特徵為含有生成含有水硬性材料、補強纖維、與矽灰石之漿料的步驟、與將該漿料脫水而生成片之步驟、與加壓、熟成該片的步驟，於生成該漿料之步驟，該漿料之組成，以固形物含量對比，含有水硬性材料為30~70質量%、補強纖維為5~15質量%、於濕體積(wet volume)值(30分鐘靜置)為15~45ml之矽灰石為1~30質量%。

Description

無機質板及無機質板之製造方法
本發明，係關於耐龜裂性、耐火性優異、適合於建築板之無機質板、及無機質板之製造方法。
由以往，進行將水硬性材料分散於水之漿料，使用HACEK抄紙機或Flow-on抄紙機等進行抄紙、脫水，接著，熟成、強度等之物性優異的同時，製造生產性良好之無機質板。然後，亦進行為了提高無機質板之耐龜裂性、耐火性、尺寸安定性等，添加、混合矽灰石於該漿料。
例如，專利文獻1中，已揭示於製造抄紙水泥漿料之纖維補強水泥板之際，將相對於水泥漿料之全固形物含量重量為0.5~5重量%之矽灰石，供給於濾布上後立即散布於胚片，然後振動胚片之製造方法。惟，矽灰石，由其粉碎、分級方法於所發揮之性能上產生差異。因此，於無機質板，為了保持耐龜裂性、耐火性、尺寸安定性等，有必要使用適當等級之矽灰石。
又，當未使用適當等級之矽灰石時，有降低彎曲強度，從濾水性等面之生產性惡化等之疑慮。
於專利文獻2，已揭示含有水泥及紙漿纖維材及骨材，進而，摻合長寛比為10以上之無機添加劑的纖維水泥板，已揭示該無機添加劑為矽灰石。惟，因為於矽灰石存在著大小各式各樣針狀之結晶，即使矽灰石之長寛比為 10以上，由矽灰石大小之分布，於無機質板上也有無法保持耐龜裂性、耐火性、尺寸安定性等之疑慮。又，當矽灰石之微細物多時，有降低彎曲強度，從濾水性等面之生產性惡化等之疑慮。因此，作為矽灰石選定之判斷，長寛比係欠缺信賴性。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2000-301511號公報
[專利文獻2]日本特開平7-166644號公報
從而，本發明之課題，係提供一種耐龜裂性、耐火性、尺寸安定性、生產性優異之無機質板、及無機質板之製造方法。
本發明，係提供適合於建築板之無機質板。本發明之無機質板，其特徵為以固形物含量對比，含有水硬性材料為30~70質量%、補強纖維為5~15質量%、於濕體積值(30分鐘靜置)為15~45ml之矽灰石為1~30質量%。
在本發明，矽灰石以濕體積值(15分鐘靜置)與濕 體積值(30分鐘靜置)之差未滿10%為佳。
進而，將漿料脫水，若為經形成之墊子的硬化體，因生產性優異故為佳。
進而，無機混合材以含有18~64質量%為佳。作為無機混合材，含有雲母、波來鐵、煤炭灰、造紙污泥焚化灰、氫氧化鎂之至少一種，作為補強纖維進一步以含有廢紙、紙漿之至少一種為佳。
進而，本發明，亦提供無機質板之製造方法。本發明之製造方法，其特徵為含有生成含有水硬性材料、補強纖維、與矽灰石之漿料的步驟、與將所得到之漿料脫水而生成片之步驟、與加壓、熟成所得到之片的步驟，於生成漿料之步驟，該漿料之組成，以固形物含量對比，含有水硬性材料為30~70質量%、補強纖維為5~15質量%、於濕體積(wet volume)值(30分鐘靜置)為15~45ml之矽灰石為1~30質量%。
於本發明，於生成漿料之步驟，以使用濕體積值(15分鐘靜置)與濕體積值(30分鐘靜置)之差未滿10%之矽灰石為佳。
於生成漿料之步驟上，進而，將漿料以固形物含量對比如含有無機混合材為18~64質量%而生成者為佳。作為無機混合材，進一步以使用雲母、波來鐵、煤炭灰、造紙污泥焚化灰、氫氧化鎂之至少一種，作為補強纖維以使用廢紙、紙漿之至少一種為佳。
根據本發明，可提供一種耐龜裂性、耐火性、尺寸安定性、生產性優異之無機質板、及無機質板之製造方法。
以下，具體說明本發明之實施形態。
本發明之無機質板，係含有水硬性材料、補強纖維、與矽灰石。
作為水硬性材料，為普通波特蘭水泥、早強波特蘭水泥、氧化鋁水泥、高爐水泥、粉煤灰水泥等之水泥、或硬石膏、半水石膏、二水石膏等之石膏、或高爐爐渣、轉爐爐渣等之爐渣，此等物質之中，可僅含有任1種，亦可含有2種以上。
作為補強纖維，為木片、竹片、木粉、廢紙、針葉材未漂白牛皮漿(NUKP)、針葉材漂白牛皮漿(NBKP)、闊葉材未漂白牛皮漿(LUKP)、闊葉材漂白牛皮漿(LBKP)等之木質補強材、或聚酯纖維、聚醯胺纖維、丙烯醯基纖維、聚偏二氯乙烯纖維、乙酸酯纖維、聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、維尼綸纖維等之合成纖維、或玻璃纖維、碳纖維、陶瓷纖維、岩綿等，此等物質之中，可僅含有任1種，亦可含有2種以上。
矽灰石，係濕體積值(30分鐘靜置)為15~45ml之物。所謂濕體積值(30分鐘靜置)，係將矽灰石15g置入100ml量筒(JIS R3505規格品，內徑28mm、全高 250mm)，以水充滿之後，密閉，進行十次以上垂直翻轉，並確認矽灰石分散於水中，然後，於水中靜置30分鐘時之矽灰石容量的高度。濕體積值(15分鐘靜置)，係以同樣之方法充滿水，密閉，使其垂直翻轉之後，於水中靜置15分鐘時之矽灰石容量的高度。
尚且，矽灰石，當濕體積值(15分鐘靜置)與濕體積值(30分鐘靜置)之差未滿10%時，因為矽灰石結晶之微細物稀少，於漿料脫水時難以阻礙濾水，生產性優異的同時，得到之無機質板變成易於展現耐龜裂性、耐火性等故為佳。
又，本發明之無機質板，亦可含有無機混合材。作為無機混合材，為煤炭灰、造紙污泥焚化灰、波來鐵、燻矽(silica fume)、雲母、碳酸鈣、氫氧化鎂、氫氧化鋁、蛭石、海泡石、硬矽鈣石、矽砂、矽石粉、二氧化矽粉、矽藻土、高嶺石、沸石等，此等物質之中，可僅含有任1種，亦可含有2種以上。其中，以含有雲母、波來鐵、煤炭灰、造紙污泥焚化灰、氫氧化鎂之至少1種為佳。
進而，本發明之無機質板亦可含有無機組成物。作為無機組成物，為於製造步驟所發生之硬化前之無機質板的不良板、硬化後之無機質板的不良板、於建築現場所發生之無機質板之端材、廢材等。任一種皆以衝撃式粉碎機及/或擦過式粉碎機粉碎之物。藉由含有該無機組成物，可減少產業廢棄物。
進而，本發明之無機質板，亦可含有氯化鈣、氯化 鎂、硫酸鉀、硫酸鈣、硫酸鎂、硫酸鋁、甲酸鈣、乙酸鈣、丙烯酸鈣等之硬化促進劑、或膨潤土等之礦物粉末、或蠟、白蠟、石蠟、矽、琥珀酸、高級脂肪酸之金屬鹽等之防水劑、撥水劑、或發泡性熱可塑性塑膠珠粒、塑膠發泡體等、或聚乙烯醇、羧甲基纖維素等之水性糊料、苯乙烯-丁二烯乳膠、丙烯酸樹脂乳液等之合成樹脂乳液之強化劑。
然後，本發明之無機質板，以固形物含量對比，含有水硬性材料為30~70質量%、補強纖維為5~15質量%、於濕體積值(30分鐘靜置)為15~45ml之矽灰石為1~30質量%。將水硬性材料含有30~70質量%，係因為當未滿30質量%時，所得到之無機質板的強度不足，當多於70質量%時，耐龜裂性等之物性、或生產性惡化。於蒸氣熟成、自然熟成的情況時，以40~70質量%為佳。將纖維補強材含有5~15質量%，係因為當未滿5質量%時，所得到之無機質板的強度不足，當多於15質量%時，硬化不夠充分。將濕體積值(30分鐘靜置)含有15~45ml之矽灰石，係因為未滿15ml時，於所得到之無機質板無法得到充分之耐龜裂性或耐火性，當高於45ml容量時，生產性惡化。又，將該矽灰石含有1~30質量%，係因為未滿1質量%，於所得到之無機質板無法得到矽灰石之效果，多於30質量%時，所得到之無機質板的強度不足。
尚且，本發明之無機質板，將無機混合材以含有18 ~64質量%為佳。將無機混合材定為18~64質量%，係因為未滿18質量%時，於無機質板，無法得到輕量效果、耐龜裂性等之無機混合材的效果，大於64質量%時，有無機質板之強度不足之掛慮。
然後，本發明之無機質板的製造方法，係含有生成含有水硬性材料、補強纖維、與矽灰石漿料之步驟、與將得到之漿料脫水而生成片之步驟、與加壓、熟成所得到之片的步驟。
於生成漿料之步驟，在該漿料，使其含有水硬性材料、補強纖維、與矽灰石。水硬性材料、補強纖維、與矽灰石，以粉體(乾燥)狀態混合之後可作為漿料分散於水，亦可預先將各原料作為漿料分散於其他水之後再混合。
尚且，在本發明，矽灰石，係使用濕體積值(30分鐘靜置)為15~45ml之物。然後，於本發明，漿料之組成，以固形物含量對比，係含有水硬性材料為30~70質量%、補強纖維為5~15質量%、於濕體積(wet volume)值(30分鐘靜置)為15~45ml之矽灰石為1~30質量%。由此，所得到之無機質板，強度、耐龜裂性、耐火性優異的同時，生產性優異。使用濕體積值(15分鐘靜置)與濕體積值(30分鐘靜置)之差未滿10%之矽灰石時，於漿料脫水時難以阻礙濾水，表現更優異生產性的同時，因為所得到之無機質板更易表現耐龜裂性、耐火性等故為佳。
進而，漿料，以固形物含量對比可將無機混合材含有 18~64質量%。從而，得到之無機質板強度未降低，可得到輕量效果、耐龜裂性等之無機混合材的效果。
其次，於將得到之漿料脫水而生成片之步驟，該漿料，由抄紙方式、模板方式，經脫水而形成片。
於抄紙方式，使用氈濾器、金網等，由將漿料分離成水與固形物而形成片。具體而言，可由於氈濾器上使漿料流下，將漿料脫水之方法、或將漿料以圓形之金網剝開而脫水之方法等進行。尚且，亦可將得到之抄紙片，層合其他抄紙片於其上，成為層合墊子。作為層合方法，係為於抄紙片之運送方向，準備複數製造抄紙片之裝置，以各裝置層合所製造之抄紙片的方法、或將抄紙片繞捲於輥而層合，若得到特定之厚度就取出該輥之方法等。尚且，在抄紙方式，脫水前之漿料的固形物含量濃度，調整為20質量%以下。將漿料之固形物含量濃度定為20質量%以下，係因為多於20質量%時，將漿料脫水之際耗費時間，易發生龜裂於經脫水之抄紙片，有難以抄紙等之問題。
於模板方式，具備吸收脫水裝置於下側將漿料流入框內，從下側側吸收脫水，由將漿料分離成水與固形物而形成片。尚且，於模板方式，將脫水前之漿料的固形物含量濃度調整成20~40質量%。將漿料之固形物含量濃度定為20質量%以上，係因為少於20質量%時，將漿料脫水之際耗費時間，易發生龜裂於經脫水之片等之問題。將漿料之固形物含量濃度定為40質量%以下，係因為多於40質量%時，發生漿料之流動性惡化、易龜裂於經脫水之片 等之問題。
其次，於加壓、熟成所得到之片的步驟，該片，通常以10kg/cm2以上之壓力加壓，然後，由自然熟成、蒸氣熟成、高壓釜熟成等之熟成方法進行熟成。尚且，於加壓之際，配置模板於墊子之上、或之下，亦可形成凹凸模樣於墊子。又，通常蒸氣熟成係以60~90℃下5~36小時之條件進行，高壓釜熟成，通常以150~200℃、0.5MPa以上之壓力進行7~15小時。進而，亦可於蒸氣熟成、高壓釜熟成之前進行一次熟成。
其次，舉例本發明之實施例。
使表示於表1之固形物含量組成之漿料於氈濾器之上流下而脫水，層合得到之得片，於80℃下蒸氣熟成，製造 實施例1~5、比較例1~3之無機質板。尚且，矽灰石之濕體積值，放入矽灰石15g，密閉以水充滿之100ml量筒，進行垂直翻轉20次將矽灰石分散於水中之後，靜置特定時間而求得。又，漿料之固形物含量濃度，全部當作14質量%，以40kg/cm2加壓使板厚成為14mm。
然後，對得到之實施例1~5、及比較例1~3之各無機質板，確認生產性的同時，並測定乾透比重、彎曲強度、尺寸安定性、塗膜密著性、耐龜裂性、燃燒時收縮性，因為已判定，其結果亦表示於表1。
生產性，於敷濾紙於過濾面之布氏漏斗，將製造各無機質板之際所使用之漿料投入500ml，由以0.2MPa吸力之吸瓶減壓使其脫水，測定直到水完全脫離為止的時間，大於50秒時作為“×”，為40~50秒時作為“△”，未滿40秒作為“○”。
彎曲強度，將各無機質板作成7×20cm之試驗體，除使用其之外依照JIS A 1408測定。又，將彎曲強度測定後之各試驗體投入120℃之乾燥機，測定成平衡狀態時之各試驗體的體積、質量而求得。
尺寸安定性，將各無機質板作成7×20cm之試驗體，於20℃、濕度65%之恆溫恆濕室使其成平衡狀態之後，測定該試驗體之長度(作為l1)，然後，將該試驗體浸漬於水中，經過7天之後，將該試驗體從水中取出，以布擦拭附著於表面之水後，再度，測定該試驗體之長度(作為l2)，由將(l2-l1)除以l1之值乘以100所求得之值，將 比較例1之值作為基準，所得到之值，大於比較例1之絕對值時作為“×”，因為與比較例1絕對值之一半以上相同時作為“○”，未滿比較例1絕對值之一半時作為“◎”。
塗膜密著性，加入經實施塗裝之試驗體以截切刀以2mm間隔切成25塊之後，從其上貼附賽璐玢膠帶(Cellophane tape)，然後，剝離賽璐玢膠帶，確認附著於賽璐玢膠帶塗膜的量，剝離4塊以上塗膜時作為“×”，剝離2~3塊塗膜時作為“△”，剝離0~1塊塗膜時作為“○”。
耐龜裂性，將各無機質板作為30cm平方試驗體，將該試驗體之端部浸漬於水4小時之後，置於充滿二氧化碳之密閉容器內4小時，然後，將以16小時80℃使其乾燥作為1循環，確認進行10循環之後試驗體之狀況，於試驗體之端部(浸漬水之側)觀察到4條以上之龜裂時作為“×”，觀察到2~3條之龜裂時作為“△”，觀察到0~1條之龜裂時作為“○”。
燃燒時收縮性，將各無機質板作成7×20cm，將該試驗體以120℃之乾燥機乾燥24小時，然後，於乾燥器內將試驗體冷卻至室溫程度，測定該試驗體之長度(作為l3)，然後，投入於900℃之爐內20分鐘，再度，於乾燥器內將試驗體冷卻至室溫程度，再度，測定該試驗體之長度(作為l4)，由將(l3-l4)除以l3之值乘以100所求得之值，所得到之值大於5時作為“×”，為4~5時作為“△”，未滿4時作為“○”。
未含有矽灰石之比較例1的無機質板，彎曲強度低為11.2N/mm2時，尺寸安定性、燃燒時收縮性劣化。又，含有濕體積值(30分鐘靜置)為10ml之矽灰石之比較例2的無機質板，彎曲強度亦低為11.5N/mm2時，尺寸安定性、燃燒時收縮性亦劣化。進而，將濕體積值(30分鐘靜置)為30ml之矽灰石以固形物含量對比含有35質量%之比較例3的無機質板，彎曲強度非常低至7.5N/mm2時，尺寸安定性劣化。
另一方面，實施例1~5之無機質板，任一種皆比彎曲強度12N/mm2大的同時，於生產性、尺寸安定性、塗膜密著性、耐龜裂性、燃燒時收縮性優異。
以上雖對本發明之一實施形態進行說明，然而本發明並未限定於此，係於申請專門範圍所記載發明之範圍取得各種之改良形式。
[產業上之利用可能性]
如以上說明，根據本發明，可提供一種耐龜裂性、耐火性、尺寸安定性、生產性優異之無機質板、及無機質板之製造方法。

Claims (9)

  1. 一種無機質板，其特徵為以固形物含量對比，含有水硬性材料為30~70質量%、補強纖維為5~15質量%、於濕體積值(30分鐘靜置)為15~45ml之矽灰石為1~30質量%。
  2. 如申請專利範圍第1項之無機質板，其中矽灰石為濕體積值(15分鐘靜置)與濕體積值(30分鐘靜置)之差未滿10%。
  3. 如申請專利範圍第1項之無機質板，其係將漿料脫水，而形成之墊子的硬化體。
  4. 如申請專利範圍第1項之無機質板，其中，無機混合材進一步含有18~64質量%。
  5. 如申請專利範圍第4項之無機質板，其中，作為無機混合材，含有雲母、波來鐵、煤炭灰、造紙污泥焚化灰、氫氧化鎂之至少一種，作為補強纖維含有廢紙、紙漿之至少一種。
  6. 一種無機質板之製造方法，其特徵為含有生成含有水硬性材料、補強纖維、與矽灰石之漿料的步驟、與將所得到之漿料脫水而生成片之步驟、與加壓、熟成所得到之片的步驟，於生成漿料之步驟，該漿料之組成，以固形物含量對比，含有水硬性材料為30~70質量%、補強纖維為5~15質量%、於濕體積(wet volume)值(30分鐘靜置)為15~45ml之矽灰石為1~30質量%。
  7. 如申請專利範圍第6項之無機質板的製造方法， 其中於生成漿料之步驟，使用濕體積值(15分鐘靜置)與濕體積值(30分鐘靜置)之差未滿10%之矽灰石。
  8. 如申請專利範圍第6項之無機質板的製造方法，其中進一步於生成漿料之步驟，將漿料以固形物含量對比如含有無機混合材為18~64質量%而生成。
  9. 如申請專利範圍第8項之無機質板的製造方法，其中於生成漿料之步驟，作為無機混合材，使用雲母、波來鐵、煤炭灰、造紙污泥焚化灰、氫氧化鎂之至少一種，作為補強纖維，使用廢紙、紙漿之至少一種。
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