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WO2019065226A1 - 無機質板およびその製造方法 - Google Patents

無機質板およびその製造方法 Download PDF

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WO2019065226A1
WO2019065226A1 PCT/JP2018/033725 JP2018033725W WO2019065226A1 WO 2019065226 A1 WO2019065226 A1 WO 2019065226A1 JP 2018033725 W JP2018033725 W JP 2018033725W WO 2019065226 A1 WO2019065226 A1 WO 2019065226A1
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WO
WIPO (PCT)
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mixture
hardened layer
reinforcing material
inorganic
organic
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2018/033725
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English (en)
French (fr)
Inventor
泰寛 高村
水野　裕章
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nichiha Corp
Original Assignee
Nichiha Corp
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Publication date
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Priority to RU2020111462A priority patent/RU2742231C1/ru
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Priority to KR1020207007910A priority patent/KR102123226B1/ko
Priority to CN201880060984.9A priority patent/CN111108076B/zh
Priority to EP18862336.7A priority patent/EP3666744A4/en
Priority to AU2018343769A priority patent/AU2018343769B2/en
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Definitions

  • the present invention relates to an inorganic board that can be used as a construction board or the like, and a method of manufacturing the same.
  • Inorganic boards such as ceramic siding boards and ceramic boards may be used as wall materials for forming the outer wall and the inner wall of a building.
  • An inorganic board is shape
  • JP-A-8-67547 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-187759
  • wood reinforcing materials such as wood fibers and wood pulp are often used. Since the combination of the wood reinforcement to the mineral board serves to reinforce the mineral board to be manufactured and contributes to weight reduction (that is, lowering the specific gravity), the bending strength of the mineral board was divided by the specific gravity of the mineral board It helps to improve the strength (specific strength) expressed as a value. Inorganic boards having excellent specific strength are less likely to be damaged during transportation or construction.
  • the installed mineral board is exposed to the natural environment, and depending on the temperature difference of the environment, it may be subjected to the action of deteriorating due to repeated freezing and thawing, that is, freezing and thawing action.
  • wood reinforcements themselves are susceptible to freeze and thaw action. Therefore, aggregate such as mica is mixed with mineral board together with wood reinforcement for the purpose of resisting freeze-thaw action in mineral board compounded with wood reinforcement, that is, to improve freeze-thaw resistance etc. There is.
  • the present invention has been conceived under such circumstances, and its object is to provide an inorganic plate suitable for realizing weight reduction with high specific strength and high freeze-thaw resistance, and a method for producing the same. It is to provide.
  • a mineral board comprises at least one hardened layer.
  • the hardened layer includes an inorganic hardening matrix, an organic reinforcement dispersed in the inorganic hardening matrix, and a hollow body attached to the organic reinforcement and smaller than the maximum length of the organic reinforcement.
  • the organic reinforcing material is dispersed in the inorganic hardening matrix.
  • Such a configuration is suitable for reducing the specific gravity or reducing the weight of the inorganic plate while reinforcing it, when employing an organic reinforcing material having a smaller specific gravity than the inorganic curing matrix, and thus, high specific strength in the inorganic plate.
  • the hollow body which can function as aggregate in the inorganic hardened matrix has a hollow structure, and the presence of such hollow body in the hardened layer contributes to the realization of weight saving and high specific strength in the present inorganic plate.
  • a hollow body smaller than the maximum length of the organic reinforcing material is attached to the organic reinforcing material dispersed in the inorganic curing matrix.
  • Such a configuration is suitable for suppressing the moisture absorption of the organic reinforcing material to make it less susceptible to the freeze-thaw action, and thus suitable to achieve high freeze-thaw resistance in the hardened layer of the inorganic plate.
  • the above-mentioned hollow body present in the inorganic cured matrix in a state of being attached to the organic reinforcing material is less likely to be damaged than the hollow body in the case of being dispersed singly in the inorganic cured matrix. This is because the organic reinforcing material to which the hollow body is attached (larger as described above than the attached hollow body) tends to exhibit impact absorption due to its elasticity and protect the hollow body.
  • the above configuration that the hollow body smaller than the maximum length is attached to the organic reinforcing material dispersed in the inorganic hardening matrix avoids or reduces the breakage of the hollow body in the hardened layer of the present inorganic plate. It is suitable for efficiently exerting the function expected of the hollow body, such as the above-mentioned weight reduction action and freeze-thaw resistance improvement action.
  • the inorganic plate according to the first aspect of the present invention is suitable for achieving weight reduction with high specific strength and high freeze-thaw resistance.
  • the organic reinforcing material is coated with a waterproofing agent, and the hollow body is attached to the organic reinforcing material via the waterproofing agent.
  • a waterproofing agent such as a waterproofing agent
  • the arrangement is suitable for achieving good adhesion of the hollow body to the organic reinforcement.
  • the organic reinforcing material and the hollow body attached to the organic reinforcing material are coated with a waterproofing agent.
  • a waterproofing agent is preferable in order to avoid or suppress the moisture absorption of the organic reinforcing material to realize high freeze-thaw resistance in the inorganic plate.
  • the arrangement is suitable for achieving good adhesion of the hollow body to the organic reinforcement.
  • the above waterproofing agent preferably comprises a synthetic resin. Since the synthetic resin has film formability, the constitution is preferable for realizing high freeze-thaw resistance in the inorganic plate, and preferable for realizing a good adhesion state of the hollow body to the organic reinforcing material.
  • the inorganic board according to the first aspect of the present invention may have a laminated structure including the above-described hardened layer and an additional hardened layer.
  • the present mineral board may have a laminated structure including two additional hardened layers and the above-described hardened layer positioned therebetween.
  • the additional cured layer preferably includes an inorganic cured matrix and an organic reinforcing material dispersed in the matrix, and the organic reinforcing material in the additional cured layer is an organic based material in the cured layer. It is smaller than the reinforcing material (that is, the maximum length of the organic reinforcing material in the additional hardened layer is smaller than the maximum length of the organic reinforcing material in the hardened layer). More preferably, the additional hardened layer does not comprise a hollow body.
  • Such an additional hardened layer is more suitable for densifying the layer structure than the above-described hardened layer.
  • the denser the layer structure the higher the water resistance and surface formability of the layer tend to be.
  • the constitution in which the present inorganic board has a laminated structure of such an additional hardened layer and the above-mentioned hardened layer is suitable for realizing high water resistance and high formability in the present inorganic board.
  • a configuration in which the present inorganic plate has a laminated structure of two additional cured layers and the above-described cured layer positioned therebetween is also suitable for achieving high water resistance and high formability in the present inorganic plate.
  • the organic reinforcing material in the additional hardened layer is coated with a waterproofing agent.
  • the said waterproofing agent preferably contains a fatty acid (a fatty acid is excellent in water resistance).
  • This inorganic plate manufacturing method at least includes the following first step, second step, and third step.
  • the first mixture is obtained through mixing of the organic reinforcing material and the hollow body smaller than the maximum length of the organic reinforcing material.
  • a second mixture is obtained through mixing of the first mixture, the hydraulic material and the siliceous material.
  • a second mixture is deposited, for example, on a receiver, to form a second mixture mat.
  • the inorganic material is hardened while including the organic reinforcing material to which the hollow body is attached from the hydraulic material and the siliceous material in the second mixture mat under the predetermined temperature conditions and pressure conditions.
  • the second mixture mat can form a hardened layer of the mineral board.
  • the configuration in which the first step is performed prior to the second step realizes a good adhesion of the hollow body to the organic reinforcing material. It is preferable to do.
  • the present mineral board manufacturing method is suitable for manufacturing the above-mentioned mineral board according to the first aspect of the present invention.
  • the organic reinforcing material and the hollow body which have been mixed with the waterproofing agent are mixed to obtain a first mixture.
  • the waterproofing agent preferably comprises a synthetic resin.
  • the configuration realize one configuration described above in the first aspect of the present invention, in which the organic reinforcing material is coated with a waterproofing agent and the hollow body is attached to the organic reinforcing material via the waterproofing agent. Suitable for Therefore, the configuration is suitable for achieving a good adhesion of the hollow body to the organic reinforcing material, and is preferable for achieving high freeze-thaw resistance in the manufactured inorganic plate.
  • the organic reinforcing material and the hollow body and the waterproofing agent are mixed to obtain a first mixture.
  • the waterproofing agent preferably comprises a synthetic resin.
  • the configuration is suitable for achieving a good adhesion of the hollow body to the organic reinforcing material, and is preferable for achieving high freeze-thaw resistance in the manufactured inorganic plate.
  • the inorganic plate manufacturing method comprises a fourth step of obtaining a third mixture for forming an additional hardened layer through mixing of a hydraulic material, a siliceous material and an organic reinforcing material, and The method may further comprise at least one fifth step of depositing a third mixture to form a third mixture mat.
  • the organic reinforcement in the third mixture is smaller than the organic reinforcement in the second mixture described above (that is, the maximum length of the organic reinforcement in the third mixture is the second Less than the maximum length of the organic reinforcement in the mixture) and, after the third step, a fifth step is performed to form a third mixture mat on the second mixture mat, or A third step is performed after the step to form a second mixture mat on the third mixture mat, or a third step is performed after the fifth step to form the third mixture mat on the third mixture mat. A two mixture mat is formed, and a fifth step is performed to form a third mixture mat on the second mixture mat.
  • the inorganic hardened matrix can be formed from the hydraulic material and the siliceous material in each mixture mat under predetermined temperature and pressure conditions, whereby a second mixture mat is obtained.
  • the above-mentioned hardened layer can be formed and the above-mentioned additional hardened layer can be formed from the third mixture mat.
  • the above-mentioned inorganic plate having a laminated structure including the hardened layer and the additional hardened layer, or the hardened layer positioned between the two additional hardened layers can be manufactured appropriately.
  • the organic reinforcing material which has been mixed with the waterproofing agent, and the hydraulic material and the siliceous material are mixed to obtain a third mixture.
  • the waterproofing agent preferably comprises fatty acids.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view of an inorganic board X1 according to a first embodiment of the present invention.
  • the inorganic board X1 has a laminated structure including the hardened layer 11, the hardened layer 12, and the hardened layer 13, and can be used, for example, as a wall material for forming an outer wall or an inner wall of a building.
  • the hardened layer 11 is a core layer in the present embodiment, and adheres to an inorganic hardening matrix, an organic reinforcing material dispersed in the inorganic hardening matrix, and the organic reinforcing material and is made of the organic reinforcing material. And a hollow body smaller than the maximum length.
  • Examples of the inorganic cured matrix in the cured layer 11 include a cured product formed of a hydraulic material and a cured product formed of a hydraulic material and a siliceous material.
  • the hydraulic material includes, for example, cement, gypsum, and slag.
  • cement include ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, alumina cement, blast furnace cement, and fly ash cement.
  • the gypsum includes, for example, anhydrous gypsum, hemihydrate gypsum, and gypsum dihydrate.
  • the slag include blast furnace slag and converter slag.
  • One hydraulic material may be used to form the inorganic hardened matrix in the hardened layer 11, or two or more hydraulic materials may be used.
  • the brane specific surface area of such a hydraulic material is, for example, 2000 to 10000 cm 2 / g.
  • siliceous materials include silica sand, silica powder, silica powder, coal ash, fly ash, and diatomaceous earth.
  • silica sand silica powder
  • silica powder silica powder
  • coal ash coal ash
  • fly ash fly ash
  • diatomaceous earth examples include silica sand, silica powder, coal ash, fly ash, and diatomaceous earth.
  • siliceous materials include silica sand, silica powder, silica powder, coal ash, fly ash, and diatomaceous earth.
  • one kind of siliceous material may be used, or two or more kinds of siliceous materials may be used.
  • the brane specific surface area of such a siliceous material is, for example, 3000 to 30000 cm 2 / g.
  • the mass ratio of the hydraulic material to the siliceous material in the raw material mixture for forming the hardened layer 11 is preferably Is 6: 4 to 3: 7.
  • Examples of the organic reinforcing material in the hardened layer 11 include plant reinforcing materials and synthetic fibers.
  • plant reinforcements include wood flour, wood wool, wood chips, wood pulp, wood fibers, wood fiber bundles, waste paper, bamboo fibers, hemp fibers, bagasse, rice husk, and rice straw.
  • Synthetic fibers include, for example, polyester fibers, polyamide fibers, polyethylene fibers, polypropylene fibers, and acrylic fibers.
  • one type of organic reinforcement may be used, or two or more types of organic reinforcement may be used.
  • the size of the wood flour is, for example, 20 to 50 mesh.
  • the width of the wood chips is, for example, 0.5 to 2 mm
  • the length is, for example, 1 to 20 mm
  • the aspect ratio (length / width) is, for example, 20 to 30. is there.
  • the diameter of the wood fiber bundle is, for example, 0.1 to 2 mm, and the length is, for example, 2 to 35 mm.
  • the wood fiber bundle may have a branched shape, a curved shape, or a bent shape.
  • the hollow body in the hardened layer 11 adheres to the organic reinforcing material and is smaller than the maximum length of the organic reinforcing material.
  • the maximum length of the organic reinforcing material is, for example, the longest diameter when the organic reinforcing material is powder or small pieces, and is the fiber length when the organic reinforcing material is an organic fiber. .
  • the length of the hollow body attached to the organic reinforcing material is smaller than the maximum length of the organic reinforcing material.
  • the hollow body in the hardened layer 11 has one shell or two or more continuous shells with a cavity inside.
  • the shell of the hollow body is preferably closed but may not be closed.
  • the hollow body comprises a porous body.
  • the shape of the hollow body is preferably a substantially spherical shape including a spherical shape and an ellipsoidal shape.
  • Hollow bodies include, for example, expanded polystyrene beads, microspheres, perlite, fly ash balloons, shirasu balloons, expanded shales, expanded viscosities, and calcined diatomaceous earth.
  • the microspheres are preferably acrylic foams.
  • one type of hollow body may be used, or two or more types of hollow bodies may be used.
  • the median diameter (diameter D50) of the hollow body is preferably 0.05 to 2 mm.
  • the median diameter of the expanded polystyrene beads is preferably 0.5 to 2 mm, more preferably 0.8 to 1.5 mm.
  • the median diameter of the microsphere is preferably 0.05 to 0.3 mm, more preferably 0.08 to 0.2 mm.
  • the median diameter of the pearlite is preferably 0.1 to 1 mm, more preferably 0.1 to 0.5 mm.
  • the organic reinforcing material in the hardened layer 11 is coated with a waterproofing agent, and the hollow body is attached to the organic reinforcing material via the waterproofing agent.
  • the organic reinforcing material in the hardened layer 11 and the hollow body attached thereto are coated with a waterproofing agent.
  • Waterproofing agents include, for example, waxes, waxes, paraffins, succinic acids, fatty acids, silicones, and synthetic resins.
  • synthetic resins include acrylic resins, polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymers, urethane resins, and epoxy resins.
  • a synthetic resin has high coverage and is preferable as a waterproofing agent for the hardened layer 11.
  • the hardened layer 12 (additional hardened layer) is a surface layer which forms a design surface of the inorganic board X1 in the present embodiment.
  • the hardened layer 12 includes an inorganic hardening matrix and an organic reinforcing material dispersed in the inorganic hardening matrix.
  • Examples of the inorganic cured matrix in the cured layer 12 include a cured product formed of a hydraulic material, and a cured product formed of a hydraulic material and a siliceous material.
  • the type and hydraulic surface area of the hydraulic material for the hardened layer 12 are the same as the type and hydraulic surface area of the hydraulic material for the hardened layer 11 described above.
  • the type and specific surface area of the siliceous material for the hardened layer 12 are the same as the type and specific surface area of the siliceous material for the hardened layer 11 described above.
  • the mass ratio of the hydraulic material to the siliceous material in the raw material mixture for forming the hardened layer 12 is preferably Is 6: 4 to 4: 6.
  • Examples of the organic reinforcing material in the hardened layer 12 include plant reinforcing materials and synthetic fibers.
  • the organic reinforcement in the hardened layer 12 is smaller than the organic reinforcement in the hardened layer 11 described above (that is, the maximum length of the organic reinforcement in the hardened layer 12 is in the hardened layer 11). Less than the maximum length of organic reinforcements).
  • the type of organic reinforcing material for the hardened layer 12 is the same as the type of organic reinforcing material for the hardened layer 11 described above.
  • the size of the organic reinforcing material for the hardened layer 12 is the same as the size of the organic reinforcing material for the hardened layer 11 described above as long as it is smaller than the organic reinforcing material for the hardened layer 11.
  • the organic reinforcing material in the hardened layer 12 is preferably coated with a waterproofing agent.
  • Waterproofing agents include, for example, waxes, waxes, paraffins, succinic acids, fatty acids, silicones, and synthetic resins.
  • the waterproofing agent in the hardened layer 12 is preferably a fatty acid.
  • Fatty acid is excellent in water resistance and is preferable as a waterproofing agent.
  • Examples of fatty acids include higher fatty acids such as linoleic acid and oleic acid.
  • the hardened layer 12 does not include the hollow body described above as one of the constituent materials of the hardened layer 11.
  • the hardened layer 13 (additional hardened layer) is a back layer on the side opposite to the design surface of the inorganic board X1 in the present embodiment.
  • the hardened layer 13 includes an inorganic hardening matrix and an organic reinforcing material dispersed in the inorganic hardening matrix.
  • Examples of the inorganic cured matrix in the cured layer 13 include a cured product formed of a hydraulic material and a cured product formed of a hydraulic material and a siliceous material.
  • the type and hydraulic surface area of the hydraulic material for the hardened layer 13 are the same as the type and hydraulic surface area of the hydraulic material for the hardened layer 11 described above.
  • the type and specific surface area of the siliceous material for the hardened layer 13 are the same as the type and specific surface area of the siliceous material for the hardened layer 11 described above.
  • the mass ratio of the hydraulic material to the siliceous material in the raw material mixture for forming the hardened layer 13 is preferably Is 6: 4 to 4: 6.
  • Examples of the organic reinforcing material in the hardened layer 13 include plant reinforcing materials and synthetic fibers.
  • the organic reinforcement in the hardened layer 13 is smaller than the organic reinforcement in the hardened layer 11 described above (that is, the maximum length of the organic reinforcement in the hardened layer 13 is in the hardened layer 11). Less than the maximum length of organic reinforcements).
  • the type of organic reinforcing material for the hardened layer 13 is the same as the type of organic reinforcing material for the hardened layer 11 described above.
  • the size of the organic reinforcing material for the hardened layer 13 is the same as the size of the organic reinforcing material for the hardened layer 11 described above as long as it is smaller than the organic reinforcing material for the hardened layer 11.
  • the organic reinforcing material in the hardened layer 13 is preferably coated with a waterproofing agent.
  • Waterproofing agents include, for example, waxes, waxes, paraffins, succinic acids, fatty acids, silicones, and synthetic resins.
  • the waterproofing agent in the hardened layer 13 is preferably a fatty acid.
  • Fatty acid is excellent in water resistance and is preferable as a waterproofing agent.
  • Examples of fatty acids include higher fatty acids such as linoleic acid and oleic acid.
  • the hardened layer 13 does not include the hollow body described above as one of the constituent materials of the hardened layer 11.
  • the hardened layers 11, 12 and 13 may contain other materials in addition to the above-described constituent materials.
  • Other materials include, for example, admixtures.
  • As the admixture for example, mica, paper sludge sludge ash, silica fume, wollastonite, calcium carbonate, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, vermiculite, sepiolite, sonotolite, kaolinite, zeolite, and ground materials of mineral board It can be mentioned.
  • mica flakes having an average particle diameter of 200 to 700 ⁇ m and an aspect ratio of 60 to 100 are preferable.
  • crushed material of the inorganic plate As the crushed material of the inorganic plate, the crushed material of the defective plate of the unhardened inorganic plate generated in the production process of the inorganic plate, the crushed material of the defective plate of the inorganic plate after hardening, and the edge of the inorganic plate generated at the construction site etc. There are crushed materials and scraps.
  • the average particle size of these pulverized materials is, for example, 50 to 150 ⁇ m.
  • Each layer of inorganic board X1 of the above composition can be formed by a dry method or a wet method.
  • a raw material mixture containing the constituent material of the hardened layer to be formed is spread on a holder to form a mixture mat.
  • the raw material mixture may contain water.
  • the content of water in the raw material mixture is about 30 to 45 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the material for forming the hardened layer.
  • the formed mixture mat will form a hardened layer through a curing process under predetermined pressure conditions and temperature conditions and autoclave curing which is performed as needed.
  • a slurry prepared by kneading the component material of the hardened layer to be formed and water is prepared and flowed down onto a porous body such as felt to form a mixture mat, thereby forming a mixture mat.
  • the mixture mat is to form a hardened layer through a curing process under predetermined pressure conditions and temperature conditions and autoclave curing which is performed as needed.
  • the above-mentioned mineral board X1 can be manufactured, for example through the following processes.
  • a mixture for forming the hardened layer 11 a mixture for forming the hardened layer 12, and a mixture for forming the hardened layer 13 are respectively manufactured.
  • the above-mentioned organic reinforcing material for the hardened layer 11 and the above-mentioned hollow body for the hardened layer 11 are mixed to obtain a first mixture.
  • the mixture is mixed with the above-mentioned hydraulic material for the hardened layer 11 and the above-mentioned siliceous material for the hardened layer 11 to obtain a second mixture.
  • the configuration in which the step of mixing the organic reinforcing material and the hollow body is performed prior to the step of mixing the organic reinforcing material, the hydraulic material and the siliceous material is a good condition of the hollow body relative to the organic reinforcing material. Is preferable in order to realize such an adhesion state.
  • the organic reinforcing material and the hollow body which have been mixed with the above-mentioned waterproofing agent for the hardened layer 11 are mixed to obtain a first mixture.
  • Such a configuration realizes the above-described preferred embodiment of the inorganic board X1 in which the organic reinforcing material is coated with a waterproofing agent and the hollow body is attached to the organic reinforcing material via the waterproofing agent.
  • the organic reinforcing material and the hollow body and the above-mentioned waterproofing agent for the hardened layer 11 are mixed to One mixture.
  • Such a configuration is suitable to realize the above-described preferred embodiment of the inorganic board X1 in which the organic reinforcing material and the hollow body attached to the organic reinforcing material are coated with a waterproofing agent.
  • a mixture for forming the hardened layer 12 is obtained through mixing of the above-mentioned hydraulic material for forming the hardened layer 12, the above-mentioned siliceous material and the above-mentioned organic reinforcing material.
  • the organic reinforcing material, the hydraulic material and the siliceous material which have been mixed with the above-mentioned waterproofing agent for the hardened layer 12 are mixed.
  • Such a configuration is preferable in order to avoid or suppress moisture absorption of the organic reinforcing material in the cured layer 12 to be formed.
  • a mixture for forming the hardened layer 13 is obtained through mixing of the above-mentioned hydraulic material for forming the hardened layer 13, the above-mentioned siliceous material, and the above-mentioned organic reinforcing material.
  • the organic reinforcing material, the hydraulic material and the siliceous material which have been mixed with the above-mentioned waterproofing agent for the hardened layer 13 are mixed.
  • Such a configuration is preferable in order to avoid or suppress moisture absorption of the organic reinforcing material in the cured layer 13 to be formed.
  • the mixture for forming the hardened layer 12 is scattered and deposited on the holder, and the mixture mat for forming the hardened layer 12 is formed.
  • the holder is a template having a concavo-convex shape corresponding to the design surface of the inorganic plate X1 for manufacturing purposes on the inner surface (the surface on the side receiving the mixture for forming the hardened layer 12).
  • the mixture for forming the hardened layer 11 is spread and deposited on the mixture mat for forming the hardened layer 12 to form the mixture mat for forming the hardened layer 11.
  • the mixture for forming the hardened layer 13 is scattered and deposited on the mixture mat for forming the hardened layer 11, and the mixture mat for forming the hardened layer 13 is formed.
  • the mixture mat laminated as described above is heated and cured in a pressed state.
  • the inorganic hardened matrix is formed from the hydraulic and siliceous materials in each mixture mat.
  • the pressing pressure is, for example, 2 to 8 MPa
  • the heating temperature is, for example, 50 to 80 ° C.
  • the pressing time is 6 to 12 hours.
  • the temperature condition is, for example, 150 ° C. or more
  • the pressure condition is, for example, 0.5 MPa or more.
  • the inorganic plate X1 can be appropriately produced.
  • the organic reinforcing material is dispersed in the inorganic hardened matrix.
  • Such a configuration is suitable for reducing the specific gravity or reducing the weight while reinforcing the inorganic plate X1 when employing an organic reinforcing material having a smaller specific gravity than the inorganic cured matrix, and accordingly, the high specific strength of the inorganic plate X1. It is suitable for realizing (value of bending strength divided by specific gravity).
  • the hollow body which can function as aggregate in the inorganic hardened matrix has a hollow structure, and the presence of such hollow body in the hardened layer 11 contributes to the realization of weight saving and high specific strength in the inorganic plate X1. .
  • the hollow body is attached to the organic reinforcing material dispersed in the inorganic hardening matrix.
  • Such a configuration is suitable for suppressing the moisture absorption of the organic reinforcing material to make it less susceptible to the freeze-thaw action, and thus to realize high freeze-thaw resistance in the inorganic plate X1 or the hardened layer 11 thereof. Suitable.
  • the above-mentioned hollow body present in the inorganic cured matrix in a state of being attached to the organic reinforcing material is less likely to be damaged than the hollow body in the case of being dispersed singly in the inorganic cured matrix. This is because the organic reinforcing material to which the hollow body is attached (larger as described above than the attached hollow body) tends to exhibit impact absorption due to its elasticity and protect the hollow body.
  • the above configuration that the hollow body smaller than the maximum length is attached to the organic reinforcing material dispersed in the inorganic hardening matrix avoids or reduces breakage of the hollow body in the hardened layer 11 of the inorganic plate X1, It is suitable for efficiently exerting a function expected for the hollow body, such as a weight reduction action and a freeze-thaw resistance improvement action.
  • the mineral board X1 is suitable for realizing weight reduction with high specific strength and high freeze-thaw resistance.
  • the organic reinforcing material in the hardened layer 11 is coated with a waterproofing agent, and the hollow body adheres to the organic reinforcing material via the waterproofing agent. ing.
  • a waterproofing agent such as a waterproofing agent
  • the configuration is suitable for achieving good adhesion of the hollow body to the organic reinforcing material in the hardened layer 11.
  • the organic reinforcing material in the hardened layer 11 and the hollow body attached thereto are coated with a waterproofing agent.
  • a waterproofing agent is preferable in order to avoid or suppress the moisture absorption of the organic reinforcing material in the hardened layer 11 to realize high freeze-thaw resistance in the inorganic plate X1.
  • the configuration is suitable for achieving good adhesion of the hollow body to the organic reinforcing material in the hardened layer 11.
  • the waterproofing agent preferably comprises a synthetic resin as described above. Since the synthetic resin has film formability, the constitution is preferable for realizing high freeze-thaw resistance in the inorganic plate X1, and also realizes a good adhesion state of the hollow body to the organic reinforcing material in the hardened layer 11 It is preferable to do.
  • the organic reinforcing material in the hardened layer 12 is smaller than the organic reinforcing material in the hardened layer 11, and the hardened layer 12 does not contain a hollow body in the present embodiment.
  • the configuration is suitable for densifying the layer structure of the hardened layer 12 more than the layer structure of the hardened layer 11. The denser the layer structure, the higher the water resistance and surface formability of the layer tend to be. Therefore, the constitution that the inorganic board X1 has such a hardened layer 12 (surface layer) in addition to the hardened layer 11 (core layer) has high water resistance and high formability on the hardened layer 12 side of the inorganic board X1. Suitable for realization.
  • the organic reinforcing material in the hardened layer 12 is coated with a waterproofing agent, which is preferably a fatty acid.
  • a waterproofing agent which is preferably a fatty acid.
  • the organic reinforcement in the hardened layer 13 is smaller than the organic reinforcement in the hardened layer 11, and the hardened layer 13 does not contain a hollow body in the present embodiment.
  • Such a configuration is suitable for densifying the layer structure of the hardened layer 13 more than the layer structure of the hardened layer 11. The denser the layer structure, the higher the water resistance and surface formability of the layer tend to be. Therefore, the constitution that the inorganic board X1 has such a hardened layer 13 (back layer) in addition to the hardened layer 11 (core layer) realizes high water resistance etc. on the hardened layer 13 side of the inorganic board X1. Suitable for
  • the organic reinforcing material in the hardened layer 13 is coated with a waterproofing agent, which is preferably a fatty acid.
  • a waterproofing agent which is preferably a fatty acid.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of an inorganic board X2 according to a second embodiment of the present invention.
  • the inorganic board X2 has a laminated structure including the hardened layer 11 which is a core layer and the hardened layer 12 which is a surface layer, and has the same structure as the inorganic board X1 except that the hardened layer 13 is not included in the laminated structure. .
  • Such an inorganic board X2 is, for example, of the inorganic board X1 except that the step of forming a mixture mat for forming the hardened layer 13 on the mixture mat for forming the hardened layer 11 is not performed in the process of forming a laminate of the mixture mat. It can be manufactured in the same manner as the manufacturing method.
  • the effect described above with respect to the inorganic plate X1 is exerted as an effect based on having the hardened layer 11, and the effect described above with respect to the inorganic plate X1 as an effect based on having the hardened layer 12 Is played.
  • the inorganic plate X2 is, for example, a plate material used in a mode in which an adhesive is applied to the back surface (the surface of the hardened layer 11 opposite to the hardened layer 12) and attached to the other member on the back surface side. It can apply.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view of an inorganic board X3 according to a third embodiment of the present invention.
  • the inorganic board X3 has a hardened layer 11 which is a core layer, and has the same structure as the inorganic board X1 except that the hardened layers 12 and 13 are not included in the laminated structure.
  • Such an inorganic board X3 forms a hardened layer 13 on the mixture mat for forming the hardened layer 11 and a step of forming the mixture mat for forming the hardened layer 12 on the holder in the process of laminating the mixture mat, for example. It can manufacture similarly to the manufacturing method of the inorganic board X1 except not performing the process of forming the mixture mat
  • the effect described above with respect to the inorganic board X1 is exerted as an effect based on having the hardened layer 11.
  • the inorganic board X3 can be applied to, for example, a fireproof base board, a base material, and the like.
  • the inorganic plates according to Samples 1 to 10 were manufactured, and the specific gravity, specific strength, freeze-thaw resistance, dimensional stability, and combustion shrinkage rate of each of the inorganic plates were examined.
  • the solid composition of the raw material for forming each layer of the inorganic plate according to Samples 1 to 10 is as shown in Tables 1 and 2. In Tables 1 and 2, the unit of each numerical value representing the composition is within each raw material. Relative "parts by mass" of
  • first raw material mixture wood chips which are organic reinforcements (the maximum length of each wood chip is 20 mm or less) and foamed polystyrene beads which are hollow bodies (particle diameter D50 is 1.0 mm) are mixed did. Next, the mixture obtained thereby was mixed with an acrylic resin as a waterproofing agent. Next, the mixture obtained thereby was mixed with water. Next, the mixture obtained by this, early-strength cement which is a hydraulic material, fly ash which is a siliceous material, and ground matter of mica and mineral plate scraps which are admixtures are mixed.
  • the first raw material mixture for the core layer was produced.
  • the blending amount of water is 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content.
  • the production of the second raw material mixture first, wood chips which are organic reinforcements (the maximum length of each wood chip is 12 mm or less) and higher fatty acids as waterproofing agents were mixed. Next, the mixture obtained thereby was mixed with water. Next, the mixture obtained by this, early-strength cement which is a hydraulic material, fly ash which is a siliceous material, and ground matter of mica and mineral plate scraps which are admixtures are mixed. These early strength cements, fly ash, mica, and crushed mineral plate scraps are the same as the first raw material mixture.
  • the blending amount of water is 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content.
  • the second raw material mixture was dispersed on the template and deposited to form a mixture mat for surface layer formation.
  • the first raw material mixture was spread and deposited on the mixture mat to form a mixture mat for forming a core layer.
  • the second raw material mixture was scattered and deposited on the core layer mixture mat to form a mixture mat for forming a back layer.
  • the stack of these mixture mats was subjected to stack pressing at a pressure of 3 MPa, and steam curing was performed for 6 hours at a temperature of 60 ° C. while the pressed state was maintained. Thereafter, the laminate was subjected to autoclave curing for 8 hours at a pressure of 0.7 MPa and a temperature of 160 ° C.
  • an inorganic plate having a thickness of 16 mm according to Sample 1 was manufactured.
  • the thickness of the core layer is 70%
  • the thickness of the surface layer is 15%
  • the thickness of the back layer is 15%.
  • sample 2 In forming the mixture mat for surface layer formation, the deposition amount of the second raw material mixture for surface layer formation was increased by 100%, and that the mixture mat for back layer formation was not formed on the mixture mat for core layer formation, In the same manner as in the inorganic plate of sample 1, a 16 mm thick inorganic plate of sample 2 was manufactured. In the total thickness of the inorganic plate of sample 2, the thickness of the core layer is 70%, and the thickness of the surface layer is 30%
  • Example 3 The first raw material mixture was scattered and deposited on a template to form a mixture mat for core layer formation. Next, the mixture mat was subjected to stack pressing at a pressure of 3 MPa, and steam curing was performed for 6 hours at a temperature of 60 ° C. in the pressed state. Thereafter, the laminate was subjected to autoclave curing for 8 hours at a pressure of 0.7 MPa and a temperature of 160 ° C. As described above, an inorganic plate having a thickness of 16 mm according to Sample 3 was manufactured.
  • sample 4 An inorganic board (thickness 16 mm) of sample 4 in the same manner as the inorganic board of sample 1 except that a higher fatty acid was used instead of the acrylic resin as a waterproofing agent in the production of the first raw material mixture for core layer formation. Manufactured.
  • sample 5 In the production of the first raw material mixture for forming the core layer, a predetermined amount of microspheres (having a particle diameter D50 of 0.1 mm, and an acrylic resin as an outer shell) was used as the hollow body instead of the expanded polystyrene beads, And the inorganic plate (thickness 16 mm) of sample 5 was manufactured like the inorganic plate of sample 1 except having changed the loadings of fly ash.
  • Example 6 In the production of the first raw material mixture for forming the core layer, a predetermined amount of pearlite (particle diameter D50 is 0.3 mm) was used as the hollow body instead of the expanded polystyrene beads, and the blending amount of fly ash was changed.
  • the inorganic plate (thickness 16 mm) of Sample 6 was manufactured in the same manner as the inorganic plate of Sample 1 except for the above.
  • Example 7 In the production of the first raw material mixture, first, wood chips as an organic reinforcing material and acrylic resin as a waterproofing agent were mixed. Next, the mixture thus obtained was mixed with hollow polystyrene foam beads. Next, the mixture obtained thereby was mixed with water. Next, the mixture obtained by this, early-strength cement which is a hydraulic material, fly ash which is a siliceous material, and ground matter of mica and mineral plate scraps which are admixtures are mixed.
  • the wood chip, acrylic resin, expanded polystyrene beads, early strength cement, fly ash, mica, and crushed inorganic plate end material used for producing the first raw material mixture of sample 7 are the same as the first raw material mixture of sample 1. is there.
  • the first raw material mixture of Sample 7 was produced.
  • An inorganic plate (thickness 16 mm) of sample 7 was produced in the same manner as the inorganic plate of sample 1 except that this first raw material mixture was used instead of the first raw material mixture described above for sample 1.
  • Example 8 In the production of the first raw material mixture, first, wood chips as an organic reinforcing material and acrylic resin as a waterproofing agent were mixed. Next, the mixture obtained thereby was mixed with water. Next, the mixture obtained by this, early-strength cement which is a hydraulic material, fly ash which is a siliceous material, and ground matter of mica and mineral plate scraps which are admixtures are mixed. Next, the mixture thus obtained was mixed with hollow polystyrene foam beads.
  • the wood chips, acrylic resin, early-strength cement, fly ash, mica, crushed inorganic plate end material, and expanded polystyrene beads used for producing the first raw material mixture of Sample 8 are used for producing the first raw material mixture of Sample 1 It is the same as the one used.
  • the first raw material mixture of Sample 8 was produced.
  • An inorganic plate (thickness 16 mm) of sample 8 was produced in the same manner as the inorganic plate of sample 1 except that this first raw material mixture was used instead of the first raw material mixture described above for sample 1.
  • sample 9 The inorganic plate of sample 1 is the same as sample 1 except that the first raw material mixture for sample 9 is used instead of the first raw material mixture for sample 1 as the first raw material mixture for forming core layer.
  • An inorganic board (thickness 16 mm) was produced.
  • the first raw material mixture for sample 9 did not use hollow polystyrene foam beads, changed the blending amounts of fly ash which is a siliceous material, and wood pieces which is an organic reinforcing material, and waterproof It manufactured similarly to the 1st raw material mixture for sample 1 except having replaced with acrylic resin as an agent and having used a higher fatty acid, and having produced it.
  • the higher fatty acid used for producing the first raw material mixture of Sample 9 is the same as the higher fatty acid used for producing the second raw material mixture of Sample 1.
  • Sample 10 The deposited amount of the second raw material mixture for forming the surface layer, the deposited amount of the first raw material mixture for forming the core layer, and the deposited amount of the second raw material mixture for forming the back layer are each reduced by 7.4%;
  • the inorganic plate (16 mm in thickness) of Sample 10 was manufactured in the same manner as the inorganic plate of Sample 9 except that the pressure at the stack press was changed to 3 MPa and changed to 2 MPa.
  • the inorganic plate of Sample 9 (the thickness of which is 16 mm the same as Samples 1 to 8) in which no hollow body is blended in the core layer has a large specific gravity and is heavy.
  • the inorganic plate of sample 10 having the same structure as the inorganic plate of sample 9 except that the deposition amount of each raw material mixture was reduced and the pressure at the stack press was reduced in the manufacturing process to reduce the net specific gravity. Neither high specific strength nor high freeze thaw resistance has been realized.

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Abstract

高い比強度および高い耐凍結融解性とともに軽量化を実現するのに適した無機質板、およびその製造方法を、提供することを課題とする。そして、本発明の無機質板Ｘ１は、無機質硬化マトリクスと、これに分散している有機系補強材と、有機系補強材に付着し且つ当該有機系補強材の最大長さより小さい中空体とを含む硬化層１１を備える。本発明の無機質板製造方法は、有機系補強材、および、有機系補強材の最大長さより小さい中空体、の混合を経て第１混合物を得る第１の工程と、第１混合物、水硬性材料、および珪酸質材料、の混合を経て第２混合物を得る第２の工程と、第２混合物を堆積させて第２混合物マットを形成する第３の工程とを含む。

Description

無機質板およびその製造方法
　本発明は、建築用板材等として利用することが可能な無機質板とその製造方法に関する。
　建築物の外壁や内壁を構成するための壁材として、窯業系サイディングボードやセラミックボードなどの無機質板が用いられる場合がある。無機質板は、セメント系無機材料を主材とする原料から成形される。このような無機質板に関する技術については、例えば下記の特許文献１,２に記載されている。
特開平８－６７５４７号公報 特開２００２－１８７７５９号公報
　無機質板の補強材として、木質繊維や木質パルプなどの木質補強材が用いられることが多い。無機質板への木質補強材の配合は、製造される無機質板の補強に役立つとともに軽量化（即ち、比重を下げること）に寄与するので、無機質板の曲げ強度を当該無機質板の比重で除した値として表される強度（比強度）の向上に役立つ。比強度に優れる無機質板は、その運搬時や施工時に破損しにくい。
　一方、施工された無機質板は、自然環境下に曝され、環境の寒暖差によっては、凍結と融解の繰り返しにより劣化する作用、即ち凍結融解作用を受ける場合がある。そして、木質補強材それ自体は、凍結融解作用を受けやすい。そのため、木質補強材が配合された無機質板において凍結融解作用に抗する性質、即ち耐凍結融解性を高めることなどを目的として、木質補強材とともにマイカなどの骨材が無機質板に配合されることがある。
　このような無機質板については、更なる軽量化の要求がある。無機質板を取り扱う職人の高齢化や減少が進んでいる昨今、その要求は強い。本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであり、その目的は、高い比強度および高い耐凍結融解性とともに軽量化を実現するのに適した無機質板とその製造方法を提供することにある。
　本発明の第１の側面によると、無機質板が提供される。この無機質板は少なくとも一つの硬化層を備える。この硬化層は、無機質硬化マトリクスと、無機質硬化マトリクス中に分散している有機系補強材と、有機系補強材に付着し且つ当該有機系補強材の最大長さより小さい中空体とを含む。
　本無機質板ないしその硬化層においては、無機質硬化マトリクス中に有機系補強材が分散している。このような構成は、無機質硬化マトリクスより比重の小さな有機系補強材を採用する場合において、本無機質板を補強しつつ低比重化ないし軽量化するのに適し、従って、無機質板において高い比強度を実現するのに適する。これとともに、無機質硬化マトリクス中で骨材として機能しうる中空体は中空構造を有し、硬化層におけるそのような中空体の存在は、本無機質板における軽量化と高い比強度の実現に資する。
　また、本無機質板ないしその硬化層においては、無機質硬化マトリクス中に分散する有機系補強材に、当該有機系補強材の最大長さより小さい中空体が付着している。このような構成は、当該有機系補強材の吸湿を抑制して凍結融解作用を受けにくくするのに適し、従って、無機質板の硬化層において高い耐凍結融解性を実現するのに適する。
　加えて、有機系補強材に付着している状態で無機質硬化マトリクス中に存在する上述の中空体は、無機質硬化マトリクス中に単体で分散している場合の中空体よりも、破損しにくい。中空体の付着している有機系補強材（付着中空体よりも上述のように大きい）が、その弾性に基づき衝撃吸収性を発揮して、当該中空体を保護する傾向にあるからである。
　したがって、無機質硬化マトリクス中に分散する有機系補強材にその最大長さより小さな中空体が付着しているという上記構成は、本無機質板の硬化層内での中空体の破損を回避または低減して、上述の軽量化作用や耐凍結融解性向上作用など当該中空体に期待される作用を効率よく発揮させるのに適する。
　以上のように、本発明の第１の側面に係る無機質板は、高い比強度および高い耐凍結融解性とともに軽量化を実現するのに適するのである。
　本無機質板の好ましい形態においては、有機系補強材は防水剤により被覆され、且つ、中空体は当該防水剤を介して有機系補強材に付着している。このような構成は、有機系補強材の吸湿を回避または抑制して無機質板における高い耐凍結融解性を実現するうえで好ましい。これとともに、当該構成は、有機系補強材に対する中空体の良好な付着状態を実現するのに適する。
　本無機質板の他の好ましい形態においては、有機系補強材と当該有機系補強材に付着している中空体は防水剤により被覆されている。このような構成は、有機系補強材の吸湿を回避または抑制して無機質板における高い耐凍結融解性を実現するうえで好ましい。これとともに、当該構成は、有機系補強材に対する中空体の良好な付着状態を実現するのに適する。
　上記の防水剤は、好ましくは合成樹脂を含む。合成樹脂は被膜性を有するので、当該構成は、無機質板における高い耐凍結融解性を実現するうえで好ましく、また、有機系補強材に対する中空体の良好な付着状態を実現するうえで好ましい。
　本発明の第１の側面に係る無機質板は、上述の硬化層と追加硬化層とを含む積層構造を有してもよい。或いは、本無機質板は、二つの追加硬化層とこれらの間に位置する上述の硬化層とを含む積層構造を有してもよい。これらの場合、追加硬化層は、好ましくは、無機質硬化マトリクスと当該マトリクス中に分散している有機系補強材とを含み、且つ、追加硬化層中の有機系補強材は硬化層中の有機系補強材よりも小さい（即ち、追加硬化層中の有機系補強材の最大長さは、上記硬化層中の有機系補強材の最大長さよりも小さい）。より好ましくは、追加硬化層は中空体を含まない。
　このような追加硬化層は、上述の硬化層よりも、層組織の緻密化を図るのに適する。層組織が緻密であるほど、当該層の耐水性および表面造形性は高い傾向にある。
　したがって、本無機質板がこのような追加硬化層と上述の硬化層との積層構造を有するという構成は、本無機質板において高い耐水性や高い造形性を実現するのに適する。また、二つの追加硬化層とこれらの間に位置する上述の硬化層との積層構造を本無機質板が有するという構成も、本無機質板において高い耐水性や高い造形性を実現するのに適する。
　好ましくは、追加硬化層における有機系補強材は防水剤により被覆されている。当該防水剤は、好ましくは脂肪酸を含む（脂肪酸は耐水性に優れる）。これら構成は、上述の追加硬化層中の有機系補強材について吸湿を回避または抑制するうえで好ましく、従って、無機質板における高い耐水性や高い耐凍結融解性を実現するうえで好ましい。
　本発明の第２の側面によると、無機質板の製造方法が提供される。この無機質板製造方法は、次の第１の工程、第２の工程、および第３の工程を少なくとも含む。
　第１の工程では、有機系補強材と当該有機系補強材の最大長さより小さい中空体との混合を経て第１混合物が得られる。第２の工程では、第１混合物と水硬性材料と珪酸質材料との混合を経て第２混合物が得られる。第３の工程では、例えば受具上に、第２混合物を堆積させて第２混合物マットが形成される。第３の工程の後、所定の温度条件と圧力条件の下、第２混合物マット中の水硬性材料と珪酸質材料から、中空体の付着している有機系補強材を包含しつつ無機質硬化マトリクスを形成することができ、これによって第２混合物マットから無機質板の硬化層を形成することができる。
　本発明の第２の側面に係る無機質板製造方法において、上記の第２の工程より前に上記の第１の工程を行うという構成は、有機系補強材に対する中空体の良好な付着状態を実現するうえで好ましい。したがって、本無機質板製造方法は、本発明の第１の側面に係る上述の無機質板を製造するのに適する。
　本方法の好ましい形態において、第１の工程では、防水剤との混合を経た有機系補強材と中空体とが混合されて第１混合物が得られる。防水剤は、好ましくは合成樹脂を含む。
　これら構成は、有機系補強材が防水剤により被覆され且つ当該防水剤を介して中空体が有機系補強材に付着しているという、本発明の第１の側面に関して上述した一構成を、実現するのに適する。したがって、当該構成は、有機系補強材に対する中空体の良好な付着状態を実現するのに適し、また、製造される無機質板において高い耐凍結融解性を実現するうえで好ましい。
　本方法の他の好ましい形態において、第１の工程では、有機系補強材と中空体との混合の後に当該有機系補強材および中空体と防水剤とが混合されて第１混合物が得られる。防水剤は、好ましくは合成樹脂を含む。
　これら構成は、有機系補強材と当該有機系補強材に付着している中空体が防水剤により被覆されているという、本発明の第１の側面に関して上述した一構成を、実現するのに適する。したがって、当該構成は、有機系補強材に対する中空体の良好な付着状態を実現するのに適し、また、製造される無機質板において高い耐凍結融解性を実現するうえで好ましい。
　本発明の第２の側面に係る無機質板製造方法は、水硬性材料と珪酸質材料と有機系補強材との混合を経て追加硬化層形成用の第３混合物を得る第４の工程、および、第３混合物を堆積させて第３混合物マットを形成する少なくとも一つの第５の工程を、更に含んでもよい。
　この場合、好ましくは、第３混合物中の有機系補強材は上述の第２混合物中の有機系補強材よりも小さく（即ち、第３混合物中の有機系補強材の最大長さは、第２混合物中の有機系補強材の最大長さよりも小さく）、且つ、第３の工程の後に第５の工程が行われて第２混合物マット上に第３混合物マットが形成されるか、第５の工程の後に第３の工程が行われて第３混合物マット上に第２混合物マットが形成されるか、或いは、第５の工程の後に第３の工程が行われて第３混合物マット上に第２混合物マットが形成され、更に第５の工程が行われて当該第２混合物マット上に第３混合物マットが形成される。
　混合物マットのこのような積層の後、所定の温度条件と圧力条件の下、各混合物マット中の水硬性材料と珪酸質材料から無機質硬化マトリクスを形成することができ、これにより、第２混合物マットから上述の硬化層が形成され且つ第３混合物マットから上述の追加硬化層を形成することができる。
　第４および第５の工程を含む以上のような構成によると、硬化層と追加硬化層とを含む積層構造を有する上述の無機質板、または、二つの追加硬化層とこれらの間に位置する硬化層とを含む積層構造を有する上述の無機質板を、適切に製造することができる。
　好ましくは、第４の工程では、防水剤との混合を経た有機系補強材と水硬性材料および珪酸質材料とが混合されて第３混合物が得られる。この防水剤は、好ましくは脂肪酸を含む。これら構成は、形成される追加硬化層中の有機系補強材について吸湿を回避または抑制するうえで好ましく、従って、製造される無機質板において高い耐水性や高い耐凍結融解性を実現するうえで好ましい。
本発明の第１の実施形態に係る無機質板の部分断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る無機質板の部分断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る無機質板の部分断面図である。
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る無機質板Ｘ１の部分断面図である。無機質板Ｘ１は、硬化層１１と、硬化層１２と、硬化層１３とを含む積層構造を有し、例えば、建築物の外壁や内壁を構成するための壁材として使用可能なものである。
　硬化層１１は、本実施形態では芯層であり、無機質硬化マトリクスと、当該無機質硬化マトリクス中に分散している有機系補強材と、当該有機系補強材に付着し且つ当該有機系補強材の最大長さより小さい中空体とを含む。
　硬化層１１における無機質硬化マトリクスとしては、例えば、水硬性材料から形成される硬化物、並びに、水硬性材料および珪酸質材料から形成される硬化物が、挙げられる。
　水硬性材料としては、例えば、セメント、石膏、およびスラグが挙げられる。セメントとしては、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、アルミナセメント、高炉セメント、およびフライアッシュセメントが挙げられる。石膏としては、例えば、無水石膏、半水石膏、および二水石膏が挙げられる。スラグとしては、例えば、高炉スラグおよび転炉スラグが挙げられる。
　硬化層１１中の無機質硬化マトリクスを形成するために、一種類の水硬性材料が用いられてもよいし、二種類以上の水硬性材料が用いられてもよい。このような水硬性材料のブレーン比表面積は、例えば２０００～１００００ｃｍ2/ｇである。
　珪酸質材料としては、例えば、珪砂、ケイ石粉、シリカ粉、石炭灰、フライアッシュ、および珪藻土が挙げられる。硬化層１１中の無機質硬化マトリクスを形成するために、一種類の珪酸質材料が用いられてもよいし、二種類以上の珪酸質材料が用いられてもよい。このような珪酸質材料のブレーン比表面積は、例えば３０００～３００００ｃｍ2/ｇである。
　硬化層１１の無機質硬化マトリクスとして、水硬性材料および珪酸質材料から形成される硬化物を採用する場合、硬化層１１形成用の原料混合物における水硬性材料と珪酸質材料との質量比は、好ましくは６：４～３：７である。
　硬化層１１における有機系補強材としては、例えば、植物系補強材および合成繊維が挙げられる。植物系補強材としては、例えば、木粉、木毛、木片、木質パルプ、木質繊維、木質繊維束、故紙、竹繊維、麻繊維、バガス、籾殻、および稲藁が挙げられる。合成繊維としては、例えば、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、およびアクリル繊維が挙げられる。硬化層１１中には、一種類の有機系補強材が用いられてもよいし、二種類以上の有機系補強材が用いられてもよい。
　有機系補強材として木粉が用いられる場合、当該木粉のサイズは例えば２０～５０メッシュである。有機系補強材として木片が用いられる場合、当該木片について、巾は例えば０.５～２ｍｍであり、長さは例えば１～２０ｍｍであり、アスペクト比（長さ／巾）は例えば２０～３０である。
　また、有機系補強材として木質繊維束が用いられる場合、当該木質繊維束について、直径は例えば０.１～２ｍｍであり、長さは例えば２～３５ｍｍである。当該木質繊維束は、分枝形状を有してもよいし、湾曲形状を有してもよいし、折曲形状を有してもよい。
　硬化層１１における中空体は、上述のように、有機系補強材に付着し、且つ有機系補強材の最大長さより小さい。有機系補強材の最大長さとは、例えば、有機系補強材が粉体や小片である場合にはその最長径であり、有機系補強材が有機系繊維である場合にはその繊維長である。このような有機系補強材の最大長さより、当該有機系補強材に付着している中空体の長さは小さいのである。
　硬化層１１における中空体は、内部に空洞を伴う一の外殻または二以上の連なる外殻を有するものである。中空体の外郭は、閉じているのが好ましいものの、閉じていなくてもよい。中空体は多孔質体を含む。また、中空体の形状は、球形や楕円体などを含む略球形が好ましい。
　中空体としては、例えば、発泡ポリスチレンビーズ、マイクロスフィア、パーライト、フライアッシュバルーン、シラスバルーン、膨張頁岩、膨張粘度、および焼成珪藻土が挙げられる。マイクロスフィアは、好ましくはアクリル系発泡体である。硬化層１１中には、一種類の中空体が用いられてもよいし、二種類以上の中空体が用いられてもよい。
　中空体のメディアン径（直径Ｄ５０）は、好ましくは０.０５～２ｍｍである。中空体として発泡ポリスチレンビーズが用いられる場合、当該発泡ポリスチレンビーズのメディアン径は、好ましくは０.５～２ｍｍ、より好ましくは０.８～１.５ｍｍである。中空体としてマイクロスフィアが用いられる場合、当該マイクロスフィアのメディアン径は、好ましくは０.０５～０.３ｍｍ、より好ましくは０.０８～０.２ｍｍである。中空体としてパーライトが用いられる場合、当該パーライトのメディアン径は、好ましくは０.１～１ｍｍ、より好ましくは０.１～０.５ｍｍである。
　好ましい形態においては、硬化層１１中の有機系補強材は防水剤により被覆され、且つ、中空体は当該防水剤を介して有機系補強材に付着している。好ましい他の形態においては、硬化層１１中の有機系補強材とこれに付着している中空体は、防水剤により被覆されている。
　防水剤としては、例えば、ロウ、ワックス、パラフィン、コハク酸、脂肪酸、シリコーン、および合成樹脂が挙げられる。合成樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリエチレン、エチレン－酢酸ビニル共重合体、ウレタン系樹脂、およびエポキシ樹脂が挙げられる。合成樹脂は、被覆性が高く、硬化層１１の防水剤として好ましい。
　硬化層１２（追加硬化層）は、本実施形態では、無機質板Ｘ１の意匠面をなす表層である。硬化層１２は、無機質硬化マトリクスと、当該無機質硬化マトリクス中に分散している有機系補強材とを含む。
　硬化層１２における無機質硬化マトリクスとしては、例えば、水硬性材料から形成される硬化物、並びに、水硬性材料および珪酸質材料から形成される硬化物が、挙げられる。硬化層１２用の水硬性材料の種類およびブレーン比表面積については、上述した硬化層１１用の水硬性材料の種類およびブレーン比表面積と同様である。硬化層１２用の珪酸質材料の種類およびブレーン比表面積については、上述した硬化層１１用の珪酸質材料の種類およびブレーン比表面積と同様である。
　硬化層１２の無機質硬化マトリクスとして、水硬性材料および珪酸質材料から形成される硬化物を採用する場合、硬化層１２形成用の原料混合物における水硬性材料と珪酸質材料との質量比は、好ましくは６：４～４：６である。
　硬化層１２における有機系補強材としては、例えば、植物系補強材および合成繊維が挙げられる。本実施形態では、硬化層１２における有機系補強材は、上述の硬化層１１における有機系補強材よりも小さい（即ち、硬化層１２中の有機系補強材の最大長さは、硬化層１１中の有機系補強材の最大長さよりも小さい）。
　硬化層１２用の有機系補強材の種類については、上述した硬化層１１用の有機系補強材の種類と同様である。硬化層１２用の有機系補強材のサイズについては、硬化層１１用の有機系補強材よりも小さい限りにおいて、上述した硬化層１１用の有機系補強材のサイズと同様である。
　硬化層１２における有機系補強材は、好ましくは、防水剤により被覆されている。防水剤としては、例えば、ロウ、ワックス、パラフィン、コハク酸、脂肪酸、シリコーン、および合成樹脂が挙げられる。硬化層１２における防水剤は、好ましくは脂肪酸である。脂肪酸は、耐水性に優れ、防水剤として好ましい。脂肪酸としては、例えば、リノール酸やオレイン酸などの高級脂肪酸が挙げられる。
　また、本実施形態においては、硬化層１１の構成材料の一つとして上述した中空体を硬化層１２は含まない。
　硬化層１３（追加硬化層）は、本実施形態では、無機質板Ｘ１の意匠面とは反対の側の裏層である。硬化層１３は、無機質硬化マトリクスと、当該無機質硬化マトリクス中に分散している有機系補強材とを含む。
　硬化層１３における無機質硬化マトリクスとしては、例えば、水硬性材料から形成される硬化物、並びに、水硬性材料および珪酸質材料から形成される硬化物が、挙げられる。硬化層１３用の水硬性材料の種類およびブレーン比表面積については、上述した硬化層１１用の水硬性材料の種類およびブレーン比表面積と同様である。硬化層１３用の珪酸質材料の種類およびブレーン比表面積については、上述した硬化層１１用の珪酸質材料の種類およびブレーン比表面積と同様である。
　硬化層１３の無機質硬化マトリクスとして、水硬性材料および珪酸質材料から形成される硬化物を採用する場合、硬化層１３形成用の原料混合物における水硬性材料と珪酸質材料との質量比は、好ましくは６：４～４：６である。
　硬化層１３における有機系補強材としては、例えば、植物系補強材および合成繊維が挙げられる。本実施形態では、硬化層１３における有機系補強材は、上述の硬化層１１における有機系補強材よりも小さい（即ち、硬化層１３中の有機系補強材の最大長さは、硬化層１１中の有機系補強材の最大長さよりも小さい）。
　硬化層１３用の有機系補強材の種類については、上述した硬化層１１用の有機系補強材の種類と同様である。硬化層１３用の有機系補強材のサイズについては、硬化層１１用の有機系補強材よりも小さい限りにおいて、上述した硬化層１１用の有機系補強材のサイズと同様である。
　硬化層１３における有機系補強材は、好ましくは、防水剤により被覆されている。防水剤としては、例えば、ロウ、ワックス、パラフィン、コハク酸、脂肪酸、シリコーン、および合成樹脂が挙げられる。硬化層１３における防水剤は、好ましくは脂肪酸である。脂肪酸は、耐水性に優れ、防水剤として好ましい。脂肪酸としては、例えばリノール酸やオレイン酸などの高級脂肪酸が挙げられる。
　また、本実施形態においては、硬化層１１の構成材料の一つとして上述した中空体を硬化層１３は含まない。
　硬化層１１,１２,１３は、それぞれ、上述の構成材料に加えて他の材料を含有してもよい。他の材料としては、例えば、混和材が挙げられる。混和材としては、例えば、マイカ、製紙スラッジ焼却灰、シリカフューム、ウォラストナイト、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、バーミキュライト、セピオライト、ゾノトライト、カオリナイト、ゼオライト、および、無機質板の粉砕物が挙げられる。
　マイカとしては、平均粒径が２００～７００μｍであってアスペクト比が６０～１００のフレーク状のものが好ましい。
　無機質板の粉砕物としては、無機質板の製造過程で発生した硬化前無機質板の不良板の粉砕物および硬化後無機質板の不良板の粉砕物、並びに、建築現場等で発生した無機質板の端材や廃材の粉砕物が挙げられる。これら粉砕物の平均粒径は、例えば５０～１５０μｍである。
　以上のような構成の無機質板Ｘ１の各層は、乾式法または湿式法によって形成することができる。
　乾式法では、形成目的の硬化層の構成材料を含む原料混合物が受具上に散布されて混合物マットがフォーミングされる。原料混合物は、水を含有していてもよい。原料混合物が水を含有する場合、当該原料混合物における水の含有量は、硬化層構成材料の固形分１００質量部に対して３０～４５質量部程度である。形成された混合物マットは、所定の圧力条件と温度条件の硬化工程や、必要に応じて行われるオートクレーブ養生を経て、硬化層を形成することとなる。
　湿式法では、形成目的の硬化層の構成材料と水とが混練されて調製されるスラリーがフェルト等の多孔質体上に流下されて抄造脱水されることによって混合物マットが形成される。この混合物マットは、所定の圧力条件と温度条件の硬化工程や、必要に応じて行われるオートクレーブ養生を経て、硬化層を形成することとなる。
　上述の無機質板Ｘ１は、具体的には、例えば以下のような過程を経て製造することができる。
　まず、硬化層１１形成用の混合物、硬化層１２形成用の混合物、および硬化層１３形成用の混合物が、それぞれ、製造される。
　硬化層１１形成用の混合物の製造においては、まず、硬化層１１用の上述の有機系補強材と硬化層１１用の上述の中空体との混合を経て第１混合物を得る。その後、この混合物と、硬化層１１用の上述の水硬性材料と硬化層１１用の上述の珪酸質材料との混合を経て第２混合物が得られる。有機系補強材と水硬性材料および珪酸質材料とが混合される工程より前に、有機系補強材と中空体とが混合される工程を行うという構成は、有機系補強材に対する中空体の良好な付着状態を実現するうえで好ましい。
　硬化層１１形成用の混合物の製造においては、好ましくは、硬化層１１用の上述の防水剤との混合を経た有機系補強材と中空体とが混合されて第１混合物が得られる。このような構成は、有機系補強材が防水剤により被覆され且つ当該防水剤を介して中空体が有機系補強材に付着しているという、無機質板Ｘ１に関して上述した好ましい一の形態を実現するのに適する。
　或いは、硬化層１１形成用の混合物の製造においては、有機系補強材と中空体との混合の後に当該有機系補強材および中空体と硬化層１１用の上述の防水剤とを混合して第１混合物を得てもよい。このような構成は、有機系補強材と当該有機系補強材に付着している中空体が防水剤により被覆されているという、無機質板Ｘ１に関して上述した好ましい一の形態を実現するのに適する。
　一方、硬化層１２形成用の上述の水硬性材料と上述の珪酸質材料と上述の有機系補強材との混合を経て、硬化層１２形成用の混合物が得られる。硬化層１２形成用の混合物の製造においては、好ましくは、硬化層１２用の上述の防水剤との混合を経た有機系補強材と水硬性材料および珪酸質材料とが混合される。このような構成は、形成される硬化層１２中の有機系補強材について吸湿を回避または抑制するうえで好ましい。
　また、硬化層１３形成用の上述の水硬性材料と上述の珪酸質材料と上述の有機系補強材との混合を経て、硬化層１３形成用の混合物が得られる。硬化層１３形成用の混合物の製造においては、好ましくは、硬化層１３用の上述の防水剤との混合を経た有機系補強材と水硬性材料および珪酸質材料とが混合される。このような構成は、形成される硬化層１３中の有機系補強材について吸湿を回避または抑制するうえで好ましい。
　無機質板Ｘ１の製造においては、次に、硬化層１２形成用の混合物を受具上に散布して堆積させ、硬化層１２形成用の混合物マットをフォーミングする。本実施形態において、受具は、製造目的の無機質板Ｘ１の意匠面に対応する凹凸形状を内表面（硬化層１２形成用の混合物を受ける側の表面）に有する型板である。
　次に、硬化層１２形成用の混合物マットの上に、硬化層１１形成用の混合物を散布して堆積させ、硬化層１１形成用の混合物マットをフォーミングする。
　次に、硬化層１１形成用の混合物マットの上に、硬化層１３形成用の混合物を散布して堆積させ、硬化層１３形成用の混合物マットをフォーミングする。
　次に、以上のようにして積層された混合物マットについて、プレスした状態で加熱して硬化させる。具体的には、各混合物マット中の水硬性材料および珪酸質材料から無機質硬化マトリクスを形成する。本工程において、プレス圧力は例えば２～８ＭＰａであり、加熱温度は例えば５０～８０℃であり、プレス時間は６～１２時間である。
　この後、必要に応じてオートクレーブ養生が行われる。このオートクレーブ養生において、温度条件は例えば１５０℃以上であり、圧力条件は例えば０.５ＭＰａ以上である。
　例えば以上のようにして、無機質板Ｘ１を適切に製造することができる。
　無機質板Ｘ１ないしその芯層である硬化層１１においては、上述のように、無機質硬化マトリクス中に有機系補強材が分散している。このような構成は、無機質硬化マトリクスより比重の小さな有機系補強材を採用する場合において、無機質板Ｘ１を補強しつつ低比重化ないし軽量化するのに適し、従って、無機質板Ｘ１において高い比強度（曲げ強度を比重で除した値）を実現するのに適する。
　これとともに、無機質硬化マトリクス中で骨材として機能しうる中空体は中空構造を有するところ、硬化層１１におけるそのような中空体の存在は、無機質板Ｘ１における軽量化と高い比強度の実現に資する。
　また、無機質板Ｘ１ないしその硬化層１１においては、上述のように、無機質硬化マトリクス中に分散する有機系補強材に中空体が付着している。このような構成は、当該有機系補強材についてその吸湿を抑制して凍結融解作用を受けにくくするのに適し、従って、無機質板Ｘ１ないしその硬化層１１において高い耐凍結融解性を実現するのに適する。
　加えて、有機系補強材に付着している状態で無機質硬化マトリクス中に存在する上述の中空体は、無機質硬化マトリクス中に単体で分散している場合の中空体よりも、破損しにくい。中空体の付着している有機系補強材（付着中空体よりも上述のように大きい）が、その弾性に基づき衝撃吸収性を発揮して、当該中空体を保護する傾向にあるからである。
　したがって、無機質硬化マトリクス中に分散する有機系補強材にその最大長さより小さな中空体が付着しているという上記構成は、無機質板Ｘ１の硬化層１１における中空体の破損を回避または低減して、軽量化作用や耐凍結融解性向上作用など当該中空体に期待される作用を効率よく発揮させるのに適する。
　以上のように、無機質板Ｘ１は、高い比強度および高い耐凍結融解性とともに軽量化を実現するのに適する。
　上述のように、無機質板Ｘ１の好ましい一の形態においては、硬化層１１中の有機系補強材は防水剤により被覆され、且つ、中空体は当該防水剤を介して有機系補強材に付着している。このような構成は、硬化層１１中の有機系補強材の吸湿を回避または抑制して無機質板Ｘ１における高い耐凍結融解性を実現するうえで好ましい。これとともに、当該構成は、硬化層１１中の有機系補強材に対する中空体の良好な付着状態を実現するのに適する。
　上述のように、無機質板Ｘ１の好ましい他の形態においては、硬化層１１中の有機系補強材とこれに付着している中空体は、防水剤により被覆されている。このような構成は、硬化層１１中の有機系補強材の吸湿を回避または抑制して無機質板Ｘ１における高い耐凍結融解性を実現するうえで好ましい。これとともに、当該構成は、硬化層１１中の有機系補強材に対する中空体の良好な付着状態を実現するのに適する。
　硬化層１１中において防水剤が用いられる場合、当該防水剤は上述のように好ましくは合成樹脂を含む。合成樹脂は被膜性を有するので、当該構成は、無機質板Ｘ１における高い耐凍結融解性を実現するうえで好ましく、また、硬化層１１中の有機系補強材に対する中空体の良好な付着状態を実現するうえで好ましい。
　無機質板Ｘ１においては、上述のように、硬化層１２中の有機系補強材は硬化層１１中の有機系補強材よりも小さく、硬化層１２は本実施形態では中空体を含まない。当該構成は、硬化層１２の層組織を硬化層１１の層組織よりも緻密化するのに適する。層組織が緻密であるほど、当該層の耐水性および表面造形性は高い傾向にある。したがって、無機質板Ｘ１が、硬化層１１（芯層）に加えてこのような硬化層１２（表層）を有するという構成は、無機質板Ｘ１の硬化層１２側にて高い耐水性や高い造形性を実現するのに適する。
　無機質板Ｘ１においては、上述のように、硬化層１２中の有機系補強材は防水剤により被覆されており、その防水剤は好ましくは脂肪酸である。このような構成は、硬化層１２中の有機系補強材について吸湿を回避または抑制するうえで好ましく、従って、無機質板Ｘ１における高い耐水性や高い耐凍結融解性を実現するうえで好ましい。
　無機質板Ｘ１においては、上述のように、硬化層１３中の有機系補強材は硬化層１１中の有機系補強材よりも小さく、硬化層１３は本実施形態では中空体を含まない。このような構成は、硬化層１３の層組織を硬化層１１の層組織よりも緻密化するのに適する。層組織が緻密であるほど、当該層の耐水性および表面造形性は高い傾向にある。したがって、無機質板Ｘ１が、硬化層１１（芯層）に加えてこのような硬化層１３（裏層）を有するという構成は、無機質板Ｘ１の硬化層１３側にて高い耐水性等を実現するのに適する。
　無機質板Ｘ１においては、上述のように、硬化層１３中の有機系補強材は防水剤により被覆されており、その防水剤は好ましくは脂肪酸である。このような構成は、硬化層１３中の有機系補強材について吸湿を回避または抑制するうえで好ましく、従って、無機質板Ｘ１における高い耐水性や高い耐凍結融解性を実現するうえで好ましい。
　図２は、本発明の第２の実施形態に係る無機質板Ｘ２の部分断面図である。無機質板Ｘ２は、芯層である硬化層１１と表層である硬化層１２とを含む積層構造を有し、積層構造中に硬化層１３を含まないこと以外は無機質板Ｘ１と同様の構成を備える。
　このような無機質板Ｘ２は、例えば、混合物マットの積層形成過程において、硬化層１１形成用の混合物マット上に硬化層１３形成用の混合物マットをフォーミングする工程を行わないこと以外は無機質板Ｘ１の製造方法と同様にして、製造することができる。
　以上のような無機質板Ｘ２においても、硬化層１１を有することに基づく効果として無機質板Ｘ１に関して上述した効果が奏され、且つ、硬化層１２を有することに基づく効果として無機質板Ｘ１に関して上述した効果が奏される。
　無機質板Ｘ２は、例えば、裏面（硬化層１１における、硬化層１２とは反対側の面）に接着剤を塗布して当該裏面側にて他部材に貼着する態様で使用される板材に、適用することができる。
　図３は、本発明の第３の実施形態に係る無機質板Ｘ３の部分断面図である。無機質板Ｘ３は、芯層である硬化層１１を有し、積層構造中に硬化層１２,１３を含まないこと以外は無機質板Ｘ１と同様の構成を備える。
　このような無機質板Ｘ３は、例えば、混合物マットの積層形成過程において、受具上に硬化層１２形成用の混合物マットをフォーミングする工程と、硬化層１１形成用の混合物マット上に硬化層１３形成用の混合物マットをフォーミングする工程とを行わないこと以外は無機質板Ｘ１の製造方法と同様にして、製造することができる。
　以上のような無機質板Ｘ３においても、硬化層１１を有することに基づく効果として無機質板Ｘ１に関して上述した効果が奏される。
　無機質板Ｘ３は、例えば、耐火野地板や下地材などに適用することができる。
　試料１～１０に係る無機質板を製造し、各無機質板について、比重、比強度、耐凍結融解性、寸法安定性、および燃焼収縮率を調べた。試料１～１０に係る無機質板の各層を形成するための原料の固形分組成は表１,２に示すとおりであり、表１,２において、組成を表す各数値の単位は、各原料内での相対的な“質量部”である。
〔試料１〕
　まず、芯層用の第１原料混合物および表層用・裏層用の第２原料混合物を製造した。
　第１原料混合物の製造においては、まず、有機系補強材である木片（各木片の最大長さは２０ｍｍ以下）と、中空体である発泡ポリスチレンビーズ（粒径Ｄ５０は１.０ｍｍ）とを混合した。次に、これによって得られた混合物と、防水剤としてのアクリル系樹脂とを混合した。次に、これによって得られた混合物と水とを混合した。次に、これによって得られた混合物と、水硬性材料である早強セメントと、珪酸質材料であるフライアッシュと、混和材であるマイカおよび無機質板端材の粉砕物とを混合した。
　このようにして、芯層用の第１原料混合物を製造した。第１原料混合物において、水の配合量は、固形分１００質量部に対して４０質量部である。
　一方、第２原料混合物の製造においては、まず、有機系補強材である木片（各木片の最大長さは１２ｍｍ以下）と、防水剤としての高級脂肪酸とを混合した。次に、これによって得られた混合物と水とを混合した。次に、これによって得られた混合物と、水硬性材料である早強セメントと、珪酸質材料であるフライアッシュと、混和材であるマイカおよび無機質板端材の粉砕物とを混合した。これら早強セメント、フライアッシュ、マイカ、および無機質板端材粉砕物は、第１原料混合物と同じである。
　このようにして、表層用・裏層用の第２原料混合物を製造した。第２原料混合物において、水の配合量は、固形分１００質量部に対して４０質量部である。
　試料１の無機質板の製造においては、次に、型板の上に上記第２原料混合物を散布して堆積させ、表層形成用の混合物マットをフォーミングした。次に、この混合物マットの上に上記第１原料混合物を散布して堆積させ、芯層形成用の混合物マットをフォーミングした。次に、この芯層用混合物マットの上に上記第２原料混合物を散布して堆積させ、裏層形成用の混合物マットをフォーミングした。
　次に、これら混合物マットの積層体について、圧力３ＭＰａでのスタックプレスを行い、その圧締状態のまま温度６０℃にて６時間の蒸気養生を行った。その後、当該積層体について、圧力０.７ＭＰａおよび温度１６０℃の条件で、８時間のオートクレーブ養生を行った。
　以上のようにして、試料１に係る厚さ１６ｍｍの無機質板を製造した。試料１の無機質板の総厚において、芯層の厚さは７０％であり、表層の厚さは１５％であり、裏層の厚さは１５％である。
〔試料２〕
　表層形成用混合物マットのフォーミングにあたって表層形成用の第２原料混合物の堆積量を１００％増加したこと、および、芯層形成用混合物マット上に裏層形成用混合物マットを形成しなかったこと、以外は試料１の無機質板と同様にして、試料２の厚さ１６ｍｍの無機質板を製造した。試料２の無機質板の総厚において、芯層の厚さは７０％であり、表層の厚さは３０％である
〔試料３〕
　型板の上に上記第１原料混合物を散布して堆積させ、芯層形成用の混合物マットをフォーミングした。次に、この混合物マットについて、圧力３ＭＰａでのスタックプレスを行い、その圧締状態のまま温度６０℃にて６時間の蒸気養生を行った。その後、当該積層体について、圧力０.７ＭＰａおよび温度１６０℃の条件で、８時間のオートクレーブ養生を行った。以上のようにして、試料３に係る厚さ１６ｍｍの無機質板を製造した。
〔試料４〕
　芯層形成用の第１原料混合物の製造にあたり、防水剤としてアクリル系樹脂の代わりに高級脂肪酸を用いたこと以外は試料１の無機質板と同様にして、試料４の無機質板（厚さ１６ｍｍ）を製造した。
〔試料５〕
　芯層形成用の第１原料混合物の製造にあたり、中空体として発泡ポリスチレンビーズの代わりに所定量のマイクロスフィア（粒径Ｄ５０は０.１ｍｍ，アクリル系樹脂を外殻とする）を用いたこと、および、フライアッシュの配合量を変えたこと、以外は試料１の無機質板と同様にして、試料５の無機質板（厚さ１６ｍｍ）を製造した。
〔試料６〕
　芯層形成用の第１原料混合物の製造にあたり、中空体として発泡ポリスチレンビーズの代わりに所定量のパーライト（粒径Ｄ５０は０.３ｍｍ）を用いたこと、および、フライアッシュの配合量を変えたこと、以外は試料１の無機質板と同様にして、試料６の無機質板（厚さ１６ｍｍ）を製造した。
〔試料７〕
　第１原料混合物の製造において、まず、有機系補強材である木片と、防水剤であるアクリル系樹脂とを混合した。次に、これによって得られた混合物と、中空体である発泡ポリスチレンビーズとを混合した。次に、これによって得られた混合物と水とを混合した。次に、これによって得られた混合物と、水硬性材料である早強セメントと、珪酸質材料であるフライアッシュと、混和材であるマイカおよび無機質板端材の粉砕物とを混合した。
　試料７の第１原料混合物の製造に用いた木片、アクリル系樹脂、発泡ポリスチレンビーズ、早強セメント、フライアッシュ、マイカ、および無機質板端材粉砕物は、試料１の第１原料混合物と同じである。
　以上のようにして、試料７の第１原料混合物を製造した。この第１原料混合物を、試料１に関して上述した第１原料混合物の代わりに用いたこと以外は試料１の無機質板と同様にして、試料７の無機質板（厚さ１６ｍｍ）を製造した。
〔試料８〕
　第１原料混合物の製造において、まず、有機系補強材である木片と、防水剤であるアクリル系樹脂とを混合した。次に、これによって得られた混合物と水とを混合した。次に、これによって得られた混合物と、水硬性材料である早強セメントと、珪酸質材料であるフライアッシュと、混和材であるマイカおよび無機質板端材の粉砕物とを混合した。次に、これによって得られた混合物と、中空体である発泡ポリスチレンビーズとを混合した。
　試料８の第１原料混合物の製造に用いた木片、アクリル系樹脂、早強セメント、フライアッシュ、マイカ、無機質板端材粉砕物、および発泡ポリスチレンビーズは、試料１の第１原料混合物の製造に用いたものと同じものである。
　以上のようにして、試料８の第１原料混合物を製造した。この第１原料混合物を、試料１に関して上述した第１原料混合物の代わりに用いたこと以外は試料１の無機質板と同様にして、試料８の無機質板（厚さ１６ｍｍ）を製造した。
〔試料９〕
　芯層形成用の第１原料混合物として試料１用の上記第１原料混合物の代わりに試料９用の第１原料混合物を用いたこと以外は、試料１の無機質板と同様にして、試料９の無機質板（厚さ１６ｍｍ）を製造した。試料９用の第１原料混合物は、中空体である発泡ポリスチレンビーズを用いなかったこと、珪酸質材料であるフライアッシュと有機系補強材である木片の各配合量を変えたこと、および、防水剤としてアクリル系樹脂に代えて高級脂肪酸を用いたこと、以外は試料１用の第１原料混合物と同様にして、製造した。
　試料９の第１原料混合物の製造に用いた高級脂肪酸は、試料１の第２原料混合物の製造に用いた高級脂肪酸と同じものである。
〔試料１０〕
　表層形成用の第２原料混合物の堆積量、芯層形成用の第１原料混合物の堆積量、および裏層形成用の第２原料混合物の堆積量をそれぞれ７.４％減らしたこと、並びに、スタックプレス時の圧力を３ＭＰａに代えて２ＭＰａとしたこと、以外は試料９の無機質板と同様にして、試料１０の無機質板（厚さ１６ｍｍ）を製造した。
〈比強度〉
　試料１～１０の各無機質板から試験片（７ｃｍ×２０ｃｍ）を切り出し、各試験片について、ＪＩＳ Ａ １４０８に準じて曲げ強度（Ｎ/ｍｍ2）を測定した。各無機質板について、その曲げ強度（Ｎ/ｍｍ2）の値を、別途測定された比重（絶乾かさ比重）で除した値として、比強度を求めた。このようにして求められた比強度を比重とともに表１,２に掲げる。
〈耐凍結融解性〉
　試料１～１０の各無機質板について、ＪＩＳ Ａ １４３５に記載の気中凍結水中融解法によって耐凍結融解性を調べた。この気中凍結水中融解法に付された各無機質板の１００サイクル後の厚さ変化率（％）、２００サイクル後の厚さ変化率（％）、および３００サイクル後の厚さ変化率（％）を表１,２に掲げる。
〈寸法安定性〉
　試料１～１０の各無機質板から切り出された各試験片について、まず、６０℃の恒温室内で平衡状態とさせた後、全長（初期長さ）を測定した。次に、各試験片について、水中に８日間静置した。次に、水中から取り出された試験片について、湿布を使用して表面付着水を拭き取った後、全長（試験後長さ）を測定した。そして、各試験片について、初期長さに対する試験後長さの寸法変化率（吸水８日後の寸法変化率）を求めた。その結果を表１,２に掲げる。
　一方、試料１～１０の各無機質板から切り出された各試験片について、まず、温度２０℃および湿度６５％の恒温恒湿室内で平衡状態とさせた後、全長（初期長さ）を測定した。次に、各試験片について、器内温度８０℃の乾燥器内で１０日間静置した。次に、乾燥器から取り出された試験片について、全長（試験後長さ）を測定した。そして、各試験片について、初期長さに対する試験後長さの寸法変化率（放湿１０日後の寸法変化率）を求めた。その結果を表１,２に掲げる。
〈燃焼収縮率〉
　試料１～１０の各無機質板から試験片（７ｃｍ×２０ｃｍ）を切り出し、各試験片について、燃焼試験を行って試験後の収縮率を調べた。燃焼試験では、電気炉内にて９００℃で１時間、試験片を加熱した。その結果を表１,２に掲げる。
［評価］
　芯層に中空体の配合されていない試料９の無機質板（その厚さは試料１～８と同じ１６ｍｍである）は、比重が大きく、重い。製造過程において各原料混合物の堆積量が減らされ且つスタックプレス時の圧力が下げられて、正味の比重を小さくされたこと以外は試料９の無機質板と同様の構成を有する試料１０の無機質板では、高い比強度も、高い耐凍結融解性も、実現されていない。これに対し、中空体の付着している有機系補強材が無機質硬化マトリクス中に分散しているという構成をとる芯層を備える試料１～８の無機質板では、高い比強度および高い耐凍結融解性とともに軽量化が実現された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３　無機質板
１１，１２，１３　硬化層

Claims (13)

  1. 　無機質硬化マトリクスと、当該無機質硬化マトリクス中に分散している有機系補強材と、当該有機系補強材に付着し且つ当該有機系補強材の最大長さより小さい中空体と、を含む硬化層を備える無機質板。
  2. 　前記有機系補強材は防水剤により被覆され、且つ、前記中空体は当該防水剤を介して前記有機系補強材に付着している、請求項１に記載の無機質板。
  3. 　前記有機系補強材、および、当該有機系補強材に付着している中空体は、防水剤により被覆されている、請求項１に記載の無機質板。
  4. 　前記防水剤は合成樹脂を含む、請求項２または３に記載の無機質板。
  5. 　前記硬化層と、
    　無機質硬化マトリクス、および、当該無機質硬化マトリクス中に分散している有機系補強材、を含む追加硬化層と、を含む積層構造を有し、
    　前記追加硬化層は中空体を含まず、且つ、前記追加硬化層における前記有機系補強材は、前記硬化層における前記有機系補強材よりも小さい、請求項１から４のいずれか一つに記載の無機質板。
  6. 　無機質硬化マトリクス、および、当該無機質硬化マトリクス中に分散している有機系補強材、を含む二つの追加硬化層と、
    　前記二つの追加硬化層の間に位置する前記硬化層と、を含む積層構造を有し、
    　前記追加硬化層は中空体を含まず、且つ、前記追加硬化層における前記有機系補強材は、前記硬化層における前記有機系補強材よりも小さい、請求項１から４のいずれか一つに記載の無機質板。
  7. 　前記追加硬化層における前記有機系補強材は、脂肪酸を含む防水剤により被覆されている、請求項５または６に記載の無機質板。
  8. 　有機系補強材、および、当該有機系補強材の最大長さより小さい中空体、の混合を経て第１混合物を得る第１の工程と、
    　前記第１混合物、水硬性材料、および珪酸質材料、の混合を経て第２混合物を得る第２の工程と、
    　前記第２混合物を堆積させて第２混合物マットを形成する第３の工程とを含む、無機質板製造方法。
  9. 　前記第１の工程では、防水剤との混合を経た有機系補強材と中空体とが混合されて第１混合物が得られる、請求項８に記載の無機質板製造方法。
  10. 　前記第１の工程では、有機系補強材と中空体との混合の後に当該有機系補強材および中空体と防水剤とが混合されて第１混合物が得られる、請求項８に記載の無機質板製造方法。
  11. 　前記防水剤は合成樹脂を含む、請求項９または１０に記載の無機質板製造方法。
  12. 　水硬性材料、珪酸質材料、および有機系補強材、の混合を経て第３混合物を得る第４の工程と、
    　前記第３混合物を堆積させて第３混合物マットを形成する少なくとも一つの第５の工程とを更に含み、
    　前記第３混合物における前記有機系補強材は、前記第２混合物における前記有機系補強材よりも小さく、
    　前記第３の工程の後に前記第５の工程を行って第２混合物マット上に第３混合物マットを形成するか、
    　前記第５の工程の後に前記第３の工程を行って第３混合物マット上に第２混合物マットを形成するか、或いは、
    　前記第５の工程の後に前記第３の工程を行って第３混合物マット上に第２混合物マットを形成し、更に前記第５の工程を行って当該第２混合物マット上に第３混合物マットを形成する、請求項８から１１のいずれか一つに記載の無機質板製造方法。
  13. 　前記第４の工程では、脂肪酸を含む防水剤との混合を経た有機系補強材と水硬性材料および珪酸質材料とが混合されて第３混合物が得られる、請求項１２に記載の無機質板製造方法。
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