无机质板的制作方法与工艺

文档序号:12006337阅读:288来源:国知局
本发明涉及一种适合于建筑板的无机质板。

背景技术:
一直以来,如专利文献1中所记载的那样,将水泥、纤维物质等悬浮于水中的浆料抄造而成形垫材,并对该垫材进行养护、固化而制造成无机质板。这样的无机质板,由于其抗弯强度等物性优异,所以作为住宅的内壁材料、外壁材料等建筑板使用。但是,近年来,对于环境问题的意识正在提高,在企业中,正在努力地致力于控制二氧化碳的排放的对策和致力于有效地利用工业废料的对策。作为这些对策之一,是将所使用的原料在制造过程中转变为二氧化碳生成量少的物质。例如,水泥因在其制造过程中产生大量的二氧化碳,所以从环境问题的观点来看,不能说是优选原料。但是,既存的无机质板,如专利文献1中所记载的那样,含有50~75质量%的水泥。为此,在制造建筑板时,对于由水泥转变为制造时二氧化碳生成量少的高炉矿渣或减少水泥的混合比率的问题正在进行研究。另外,也在研究利用煤灰和石膏板废料等工业废料和副产品作为原料进行利用的问题。但是,若要进行将水泥转变为高炉矿渣、减少水泥的混合比率、增加工业废料和副产品的混合比率的话,则会降低所制造的无机质板的抗弯强度等物性,有不能作为建筑板使用的问题。现有技术文献专利文献专利文献1:日本国特开昭56-37106号公报

技术实现要素:
发明所要解决的课题因此,本发明的课题是提供一种考虑了环境,并把水泥含有量控制在0~11质量%,同时,大量地利用了废料、副产品的适合于建筑板的无机质板。用于解决课题的手段本发明提供一种适合于建筑板的无机质板。该无机质板的特征在于,其为对浆料进行脱水所形成的垫材固化体,所浆料中含有高炉矿渣30~53质量%、平均粒径是200~2000μm的石膏2~5质量%、碱性材料5~11质量%、增强纤维5~15质量%、无机混合材料31~50质量%,且高炉矿渣∶石膏∶碱性材料的质量比为1∶0.05~0.15∶0.15~0.35。而且,高炉矿渣,是在炼铁厂用高炉制作生铁时作为副产品生成的矿渣,根据本发明的无机质板,能够控制水泥的含有量,同时还能够有效地利工业废料。另外,若高炉矿渣的比表面积为3000~5000,则能够确保必要的物性,同时能够更好地控制制造原料时二氧化碳的生成量,因此优选。在此,所谓的比表面积,是指用JISA6206规定的试验方法测定的值。另外,本发明的无机质板,若抗弯强度为10N/mm2以上,则适合于作为外壁材料,所以优选。有高炉矿渣、石膏、碱性材料、增强纤维、以及无机混合材料构成的固化层可以制成单层或叠层。进而,若高炉矿渣是高炉水碎矿渣,石膏是对石膏板废料进行粉碎而得到的再利用石膏,作为无机混合材料含有煤灰、造纸淤渣焚烧灰中的任意一种,作为增强纤维含有废纸的话,则能够有效地利工业废料,因此优选。若高炉水碎矿渣、再利用石膏、煤灰、造纸淤渣焚烧灰、废纸的共计为50~95质量%的话,则更能够有效地利用工业废料,因此优选。发明效果根据本发明,能够提供一种考虑了环境,并把水泥含有量控制在0~11质量%,同时大量地利用了废料、副产品的适合于建筑板的无机质板。具体实施方式以下,具体说明本发明的实施方式。本发明的无机质板,含有高炉矿渣、石膏、碱性材料、增强纤维和无机混合材料。高炉矿渣,是在炼铁厂用高炉制作生铁时,作为副产品生成的矿渣。高炉矿渣包括两种,一种是使熔融矿渣流入冷却区域并通过自然放冷或适度洒水而进行缓冷得到的、结晶质且岩石状的高炉缓冷矿渣;另一种是通过向熔融矿渣喷射加压水等进行急剧的冷却处理得到的、玻璃质且粒状高炉水碎矿渣;在高炉矿渣中可以只含有上述的任意1种,也可以含有2种。高炉矿渣优选JISA6206规定的比表面积为3000~5000。高炉矿渣的比表面积若不足JISA6206规定的比表面积的3000,则所得到的无机质板的抗弯强度就较弱,若比5000大,则需要能量进行粉碎,同时,二氧化碳的生成量也会增加,所以从环境方面考虑不作为优选。而且,高炉矿渣没有必要是JIS品,也可以使用JIS品以外的品种。作为石膏,有无水石膏、半水石膏、二水石膏等,在这些物质中,可以只含有其中任意1种,也可以含有2种以上,但是,平均粒径必须为200~2000μm。原因是若石膏的平均粒径不足200μm的话,则在毛毡上使浆料脱水时,石膏会与水一起通过毛毡,不能在毛毡上获取,而若比2000μm大的话,则所得到的无机质板的抗弯强度就较弱。而且,近几年来,石膏板废料的处理已经成为环境问题,希望能够进行再利用,因此,最好使用对石膏板废料进行粉碎而得到的再利用石膏。作为碱性材料,有水泥、消石灰、生石灰、氢氧化钠、氢氧化钾、铝酸钠、铝酸钾、水玻璃等,这些物质中,可以只含有其中的任意1种,也可以含有2种以上。碱性材料具有使矿渣和石膏开始反应的作用。作为增强纤维,有木片、竹片、木粉、废纸、针叶树未漂白牛皮纸浆(NUKP)、针叶树漂白牛皮纸浆(NBKP)、阔叶树未漂白牛皮纸浆(LUKP),阔叶树漂白牛皮纸浆(LBKP)等木质增强材料,和聚酯纤维、聚酰胺纤维、丙烯酸纤维、聚偏二氯乙烯纤维、醋酸纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、维尼纶纤维等合成纤维,和玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维、矿毛绝缘纤维等。这些物质中,可以只含有其中任意1种,也可以含有2种以上。若考虑环境问题,优选使用作为再利用品的废纸。作为无机混合材料,有煤灰、造纸淤渣焚烧灰、珍珠岩、硅粉、云母、碳酸钙、氢氧化镁、氢氧化铝、钙硅石、蛭石、海泡石、硬硅钙石等,这些物质中,可以只含有其中任意1种,也可以含有2种以上。煤灰、造纸淤渣焚烧灰是工业废料,若考虑环境问题,则优选含有煤灰和造纸淤渣焚烧灰。并且,还可以使用无机组合物。作为无机组合物,有制造工艺中产生的固化前的无机质板的不良板、固化后的无机质板的不良板、在建筑工地产生的无机质板边材、废料等。所有都是用冲击式破碎机及/或研磨式破碎机进行粉碎并使用。通过使用该无机组合物,所以能减少工业废料,从考虑环境问题出发作为优选。进而,还可以使用硅砂、硅石粉、氧化硅粉、硅藻土、高岭石、沸石、氯化钙、氯化镁、硫酸钾、硫酸钙、硫酸镁、硫酸铝、甲酸钙、醋酸钙、丙烯酸钙等固化促进剂,和皂土等矿物粉末,和钎料、蜡、石蜡、硅、琥珀酸、高级脂肪酸的金属盐等防水剂、疏水剂,和热塑性发泡塑料珠、塑料发泡体等,和聚乙烯醇、羧甲基纤维素等水性糊料、苯乙烯-丁二烯胶乳、丙烯酸树脂乳液等合成树脂乳液的增强剂。并且,本发明的无机质板,通过对浆料进行脱水,并将所形成的垫材进行养护使之固化来进行制造,所述浆料中含有高炉矿渣30~53质量%、石膏2~5质量%、碱性材料5~11质量%、增强纤维5~15质量%、无机混合材料31~50质量%,且高炉矿渣∶石膏∶碱性材料的质量比为1∶0.05~0.15∶0.15~0.35。把石膏设为2~5质量%,是由于若不足2质量%,则所得到的无机质板的强度就不够,若多于5质量%,则尺寸变化率等物性就会劣化。把碱性材料设为5~11质量%,是由于若不足5质量%,则高炉矿渣和石膏的反应就不充分,所得到的无机质板的强度就不够,若多于11质量%,则从环境方面考虑不优选。把纤维增强材料设为5~15质量%,是由于若不足5质量%,则所得到的无机质板的强度就不够,若多于15质量%,则固化就不充分,而要进行改善则需要药品,因此就会加大对环境的负荷,不作为优选。把无机混合材料设为31~50质量%,是由于若不足31质量%,则对工业废料、副产品的利用促进不充分,若大于50质量%,则有所得到的无机质板的强度不够的担忧。另外,通过以质量比1∶0.05~0.15∶0.15~0.35含有高炉矿渣、石膏、碱性材料,所得到的无机质板就能够表现出足够的强度,同时,尺寸变化率也较小。而且,本发明的无机质板,若抗弯强度在10N/mm2以上,则适合于作外壁材料,可作为优选。另外,由高炉矿渣、石膏、碱性材料、增强纤维、和无机混合材料构成的硬化层,可以制成单层或叠层。高炉矿渣是高炉水碎矿渣,石膏是粉碎石膏板废料而得到的再利用石膏,作为无机混合材料,包括煤灰、造纸淤渣焚烧灰中的任意一种,作为增强纤维如果包括废纸,则可有效地利用工业废料,因此优选。如果高炉水碎矿渣、再利用石膏、煤灰、造纸淤渣焚烧灰、废纸的共计是50~95质量%,则更能促进工业废料的有效利用,因此优选。并且,本发明的无机质板,是对由高炉矿渣、石膏、碱性材料、增强纤维、和无机混合材料构成的浆料进行脱水,使所形成的垫材固化而制造。浆料含有高炉矿渣、石膏、碱性材料、增强纤维、和无机混合材料。高炉矿渣、石膏、碱性材料、增强纤维、和无机混合材料,能够以粉体(干燥)状态混合,然后分散在水中作为浆料,也可以预先将各原料分别分散在水中,然后混合作为浆料。浆料通过抄造方式、模板框方式进行脱水而形成垫材。抄造方式是采用毛毡、金属网等,通过把浆料分离成水和固体而形成垫材。具体来说,是用在毛毡上使浆料下流而对浆料进行脱水的方法,或用圆形金属网抄起浆料而进行脱水的方法等进行。而且,所得到的抄制片材,还可以在上面层叠另外的抄制片材,制成层叠垫材。作为层叠方法,有在抄制片材的输送方向上,准备多台制造抄制片材的装置,将用各装置制造的抄制片材进行层叠的方法,和将抄制片材卷在辊子上进行层叠,在得到规定厚度时自该辊子取下的方法等。并且,在抄造方式中,把脱水前的浆料的固体成分浓度调整在20质量%以下。把浆料的固体成分浓度设为20质量%以下,是因为若多于20质量%,则浆料在脱水时会花费时间,并且会有在脱水的抄制片材上容易产生龟裂,难于抄造等问题。关于模板框方式,是向在下方具有吸引脱水装置的模板框内灌入浆料,从下方侧进行吸引脱水,把浆料分离成水和固体而形成垫材。并且,在模板框方式中,把脱水前的浆料的固体成分浓度调整为20~40质量%。把浆料的固体成分浓度设为20质量%以上,是由于若少于20质量%,则在对浆料进行脱水时会花费时间,并容易有在脱水的垫材上容易产生龟裂等问题。把浆料的固体成分浓度设为40质量%以下,是由于若多于40质量%,则浆料的流动性会变差,会有在脱水后的垫材上容易产生龟裂等问题。对所得到的垫材以通常10kg/cm2以上的压力进行压制,然后根据自然养护、蒸汽养护、高压釜养护等加热养护来进行养护。而且,在进行压制时,在垫材的上面或下面配置模板,能够在垫材的表面上形成凹凸图案。另外,通常,蒸汽养护以60~90℃、5~36个小时的条件进行,高压釜养护,通常以170~200℃、0.5MPa以上的压力进行7~15个小时。并且,在该加热养护之前也可以进行初次养护。下面,例举本发明的实施例。使表1中所示的固体成分组成的浆料从毛毡上流下进行脱水,并对所得到的片材进行层叠,以80℃进行蒸汽养护,制造出实施例1~5、比较例1~3的无机质板。而且,浆料的固体成分浓度,全部设为14质量%,以20kg/cm2进行压制,其厚度为14mm。并且,对所得到的实施例1~5以及比较例1~3的各无机质板,测定了比重、抗弯强度、挠度、7天吸水时的尺寸变化率,其结果出示在表1中。而且,抗弯强度、挠度,除了使用7×20cm的试样片以外,按照JISA1408进行了测量。7天吸水时的尺寸变化率,是在20℃、湿度为65%的恒温恒湿室中,使试样处于平衡状态后测量该试样的长度(设为l3),然后,将该试样浸于水中,经过7天后从水中取出该试样,并用布擦去附在表面上的水之后,再次测量该试样的长度(设为l4),并通过在(l4-l3)除以l3的值上乘以100而求出其值。表1※比表面积基于UISA6206。由含有平均粒径为4000μm的再利用石膏的浆料制造的比较例1的无机质板,抗弯强度比10N/mm2小,因此抗弯强度较差。另外,由高炉矿渣的固体成分对比的含量少于30质量%、且高炉矿渣∶碱性材料的质量比大于1∶0.35、且无机混合材料的固体成分对比的含量多于50质量%的浆料制造的比较例2的无机质板,抗弯强度大大低于10N/mm2,抗弯强度差,同时,7天吸水时的尺寸变化率高。并且,由碱性材料、无机混合材料的固体成分对比的含量少于5质量%、31质量%,且高炉矿渣∶石膏的质量比大于1∶0.15、高炉矿渣∶碱性材料的质量比小于1∶0.15,并且,石膏、增强纤维的固体成分对比的含量多于5质量%、15质量%的浆料制造的比较例3的无机质板,抗弯强度也小于10N/mm2,抗弯强度差,同时,7天吸水时的尺寸变化率高。另一方面,实施例1~5的无机质板,抗弯强度都大于10N/mm2,同时,7天吸水时的尺寸变化率也较小,适合于作外壁材料。以上说明了关于本发明的一实施方式,但本发明并不限定于此,在专利权利要求书记载的发明的范围内,能够进行各种变形。[工业上的可利用性]如以上的说明所述,根据本发明,能够提供考虑了环境,并把水泥含量控制在0~11质量%,同时大量地利用了废料、副产品的适合于建筑板的无机质板。
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