JPH07285193A - 強化繊維入無機質板材とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 曲げ強度が強く、クラック発生の少ない強化
繊維入無機質板材とこの製法を提供する。 【構成】 強化繊維３入の板材２は、この板材２の一板
面側に、板材長手方向に配向されている密度の多い第１
強化繊維層２Ａを有し、他の板面側に、板材長手方向に
配向されている密度の少ない第２強化繊維層２Ｂを有
し、前記第１・２強化繊維層２Ａ，２Ｂ間には自由又は
板材長手方向と交差する配向とされている中間強化繊維
層２Ｃを有し、前記各層２Ａ，２Ｂ，２Ｃが一体化され
ている。また、板材２はホッパー７内のスラリーＳをホ
ッパー７の直下でシート４の下方に脱水することで強化
繊維３をシート４側に移行させかつシート４の進行によ
ってシート長手方向に配向した第１強化繊維層２Ａを形
成し、一方、前記ホッパー７のゲート７Ｂによる抵抗を
介して強化繊維３をシート長手方向に配向した第２強化
繊維層２Ｂを形成するとともに、前記第１・２強化繊維
層２Ａ，２Ｂの中間では自由又はシート長手方向と交差
する配向の第３強化繊維層２Ｃを形成して前記各層２
Ａ，２Ｂ，２Ｃを一体化することで作られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外壁材や屋根瓦等に利
用される強化繊維入無機質板材とその製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、外壁材や屋根瓦等の強化繊維入無
機質板材の製造方法としてフローオン方式の製造方法が
ある。このフローオン方式の製造方法は、固形分濃度が
２０〜４５％という比較的高濃度でかつ強化繊維を混入
したスラリーを長手方向に進行する透水性を有する環状
のシート上に単層でかつ所望の厚さで供給し、このスラ
リーをシートの下面に設けたサクション手段で減圧脱水
して連続板状の生板を形成し、この生板を所定寸法に切
断した後これを養生して板状の建築要素を得るものがあ
り（例えば、特開平４−１５３００４号公報参照）、上
記サクション手段は、シートの下面側に多数の可動サク
ションボックスをシートと同期して進行するようシート
進行方向に連設することによって構成されている。

【０００３】このフローオン方式では、抄造シートに付
着させた薄肉のスラリーをメイキングロールに何回も巻
き付ける抄造法（例えば、特開平４−４７９０５号公
報）とは異なり、比較的高濃度のスラリーをシート上に
いきなり所望の厚さで供給するため、層間剥離の生じに
くい建築要素が得られるという利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】多数の可動サクション
ボックスをシート進行方向に連設してサクション手段を
構成した場合、ボックス天板に設ける吸水孔をあまり縁
部に寄せて設けられないため、可動サクションボックス
のシート進行方向両端部はどうしても同方向中央部より
も脱水効果が落ちることになる。

【０００５】しかし、従来のフローオン方式の製造方法
では、シート上に供給されたスラリーをそのような可動
サクションボックス群よりなるサクション手段でいきな
り減圧脱水しているので、可動サクションボックスのシ
ート進行方向両端部と中央部とでスラリー厚が異なるも
のとなり、このため、スラリー厚がシート進行方向で周
期的に変化するいわゆる波打ち現象が生じることがあ
る。

【０００６】このように供給厚が周期的に変化したスラ
リーをサクション手段で減圧脱水すると、脱水後の生板
の厚さも周期的に変化し、結局、最終製品たる建築用板
材の厚さも不均一になって製品品質が低下する原因とな
る。また、従来では、ホッパー内のスラリーは供給当初
は何ら脱水されずにシート上に載せられるので、例えば
配合時の含水比が高くてスラリーのコンシステンシーが
大きい場合には、供給当初のスラリーの形状が変化しや
すく、シートの僅かの振動等によってもスラリーの供給
厚が変化することがあり、この点も波打ち現象の原因と
なっていた。

【０００７】また、ホッパー内のスラリーをそのままシ
ート上に供給すると、スラリーに混入される強化繊維の
比重が小さい場合にはスラリーがホッパー内で滞留して
いる間にその強化繊維が浮き上がり、シート上にスラリ
ーが載るときには強化繊維が所望の含有量に達していな
いことがある。更に、従来のフローオン方式で製造され
た強化繊維入無機質板材は、強化繊維の配向が不定であ
り方向性がなく、繊維配向の横・縦比（繊維が板材長手
方向に配向されるのを縦配向といい、長手方向と交差す
る方向に配向されるのを横配向といい、横・縦比とはそ
の比率をいう）も不揃いで縦配向と横配向のいずれか一
方であって、板材の曲げ強度も不充分であった。

【０００８】そこで、本発明は、強化繊維の縦・横比が
小さくかつ平面視にて強化繊維をほぼ井桁状に配向する
ことによって曲げ強度を強くした強化繊維入無機質板材
と、スラリー供給厚が周期的に変化する波打ち現象を確
実に防止できる製造方法を提供することが目的である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、スラリーＳを
脱水して硬化した無機質層４中に、強化繊維３が接合一
体化されている強化繊維入無機質板材２において、前述
の目的を達成するために、次の技術的手段を講じてい
る。すなわち、請求項１に係る本発明の強化繊維入無機
質板材は、前記板材２の一板面側に、板材長手方向に配
向されている密度の多い第１強化繊維層２Ａを有し、他
の板面側に、板材長手方向に配向されている密度の少な
い第２強化繊維層２Ｂを有し、前記第１・２強化繊維層
２Ａ，２Ｂ間には自由又は板材長手方向と交差する配向
とされている中間強化繊維層２Ｃを有し、前記各層２
Ａ，２Ｂ，２Ｃが一体化されていることを特徴とするも
のである。

【００１０】また、本発明は、長手方向に進行する透水
性を有するシート４上にゲート７Ｂを有するホッパー７
を介して強化繊維３を混入した無機質スラリーＳを供給
し、前記スラリーＳをシート４の下方に脱水して硬化す
る強化繊維入無機質板材２の製造方法において、前述の
目的を達成するために、次の技術的手段を講じている。

【００１１】即ち、請求項２に係る本発明方法は、前記
ホッパー７内のスラリーＳをホッパー７の直下でシート
４の下方に脱水することで強化繊維３をシート４側に移
行させかつシート４の進行によってシート長手方向に配
向した第１強化繊維層２Ａを形成し、一方、前記ホッパ
ー７のゲート７Ｂによる抵抗を介して強化繊維３をシー
ト長手方向に配向した第２強化繊維層２Ｂを形成すると
ともに、前記第１・２強化繊維層２Ａ，２Ｂの中間では
自由又はシート長手方向と交差する配向の第３強化繊維
層２Ｃを形成して前記各層２Ａ，２Ｂ，２Ｃを一体化す
ることを特徴とするものである。

【００１２】更に、請求項３に係る本発明方法は、ホッ
パー７内のスラリーＳをホッパー７の直下でシート４の
下方に脱水する手段が、底を開放しているホッパー７の
開口部７Ａとこの開口部７Ａとの間でシート４の進行方
向で該シート４を支持案内する吸水孔１７Ａ付の支持板
１７であって、ホッパー７内におけるスラリーＳのヘッ
ド高さＨで脱水するものであることを特徴とするもので
ある。

【００１３】また、請求項４に係る本発明方法は、ホッ
パー７内のスラリーＳをホッパー７の直下でシート４の
下方に脱水する手段が、底を開放しているホッパー７の
開口部７Ａとこの開口部７Ａとの間でシート４の進行方
向で該シート４を支持案内する吸水孔１７Ａ付の支持板
１７を有する固定のサクションボックス８であることを
特徴とするものである。

【００１４】更に、請求項５に係る本発明方法は、ホッ
パー７内のスラリーＳをシート４に向かって加圧するこ
とで脱水することを特徴とするものである。

【００１５】

【作用】本発明に係る強化繊維入無機質板材は、強化繊
維３の横・縦比が１より小さく、かつ平面視にて井桁状
に配向されていることから、曲げ強度が強くなる。ま
た、本発明に係る製造方法によれば、ホッパー７内に滞
留しているスラリーＳをシート４の下方へ脱水しながら
シート４上に供給するので、供給直後のスラリーＳは既
に脱水がある程度済んでいて、このため配合時よりも硬
く変形しにくくなっている。

【００１６】従って、その後、平面位置によって吸水効
果に差のある可動サクションボックス５群にかけたりシ
ート４の振動等があったりしても、スラリー厚に余り変
化が生じない。また、ホッパー７内に滞留しているスラ
リーＳシート４の下方へ脱水すると、強化繊維３がシー
ト４側に引っ張られるので、比重の低い強化繊維３でも
確実にシート４の近傍に集めることができる。

【００１７】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳述
する。図１Ａ，Ｂは、本発明方法を実施するための製造
装置１と本発明方法によって得ることができた強化繊維
入の無機質板材２とが例示されている。ガラス、パルプ
等の強化繊維３を、セメント，珪砂，フライアッシュ等
の無機材料及びパーライト等の無機軽量骨材等の無機質
層４中に接合一体化している板材２は、その一板面側
に、板材長手方向に配向されている繊維３の密度の多い
第１強化繊維層２Ａと、他の板面側に、板材長手方向に
配向されていて繊維３の密度が少ない第２強化繊維層２
Ｂと、第１・２強化繊維層２Ａ，２Ｂ間の中間層は、繊
維３は自由配向又は板材長手方向と交差する配向とされ
ている中間強化繊維層２Ｃとの各層を一体化してなる。

【００１８】ここで、第１・２強化繊維層２Ａ，２Ｂに
はその繊維３のすべてが縦配向されているのは勿論のこ
とその繊維３のほとんどが縦配向されていて一部に横配
向されているものがあっても良く、要は横配向よりも縦
配向の量が多いものであれば良いことを意味しており、
一方、中間強化繊維層２Ｃでは、自由配向とは繊維３の
方向が縦横のいずれか若しくは横配向を少なくとも有す
る意味であり、また、交差配向とは、多少の斜め配向が
あってもよい意味であり、いずれにしても、第１・２強
化繊維層２Ａ，２Ｂ間に、中間強化繊維層２Ｃをサンド
イッチしていることによって、平面視にて強化繊維３が
縦横井桁状に配列されている板材２となって、曲げ強度
が強いものとされている。

【００１９】図１（Ａ）を参照して、前述の強化繊維入
無機質板材２を製造する方法をその装置を参照しつつ説
明する。製造装置１は、床上に枠組みされた架構に、上
面にスラリーが供給される透水性を有する無端状（エン
ドレス）のシート４と、シート４の下面からスラリーを
減圧脱水する多数の可動サクションボックス５と、シー
ト４の左右（幅方向）両端部上面に接して進行する環状
のベルト６と、シート４の上面にスラリーを供給するた
めの供給ホッパー７と、該ホッパー７の下方に位置しか
つシート４の下面に接触する定置の固定型サクションボ
ックス８を設けることによって構成されている。

【００２０】前記シート４は、フエルト又は織布等の透
水性を有する長尺帯状の可撓性部材が環状に形成されて
なり、複数のガイドロール９に案内されて床上に設置さ
れた駆動モータによって上側がその長手方向（図１の矢
印イ方向）へ循環移動するように駆動される。シート４
のループ内でかつ架構の前後部には、シート幅方向と平
行な横軸１０回りに回転自在な大径の前後スプロケット
１１，１２が軸支され、該スプロケット１１，１２に巻
き掛けられた搬送チェーン１３の外周側でかつチェーン
長手方向に前記可動サクションボックス５が列設されて
いる。

【００２１】下流側の前スプロケット１１は架構の上部
に設けたモータによりチェーンを介して回転駆動され、
この前スプロケット１１の回転により、各可動サクショ
ンボックス５がシート４の下面に接触しながらシート４
と同じ方向にかつ同じ速度で循環移動するようになって
いる。前後スプロケット１１，１２間に位置する各門形
フレームの上端左右両側には、図外のナッシュポンプ等
によって内部が減圧される断面中空のサクションレール
がチェーン１３の進行方向に沿って架設されており、前
記スプロケット１１，１２によって循環駆動される各可
動サクションボックス５は当該サクションレール１４上
を摺動自在に移動するようになっている。

【００２２】各可動サクションボックス５は、その天板
に多数の吸水孔を有する中空箱体からなり、底板の左右
両側にサクションレール１４に設けた減圧孔と連通する
シート進行方向に長い長孔を備えている。従って、各サ
クションボックス５は、サクションレール１４上を摺動
している間は減圧孔と長孔との連通によって内部がほぼ
一定の圧力で減圧され、前記シート４の上面に供給され
た材料は、サクションボックス５の吸水孔を介してシー
ト４の下側から減圧脱水される。

【００２３】前記ベルト６は、シート４の上面に供給さ
れたスラリー状の材料の幅を特定するためのもので、合
成ゴム等の水密性及び弾力性を有する材料からなってお
り、図示していないが、シート４の上面に接触する帯状
部の幅方向中央上面に断面矩形の突状部を突設して断面
Ｔ字状に形成されている。各門形フレームの下部と、前
後端に位置する門形フレーム上部には、ベルト６を案内
する左右一対のプーリー１５がシート４を支持するガイ
ドロール９とは別個に設けられており、このプーリー１
５に案内されるベルト６は、シート４の幅方向両側にお
いてその帯状部がシート４の幅方向両端部の上面に接す
るよう、シート４と同速度でかつ同方向に前記駆動モー
タにより駆動され、循環移動される。

【００２４】架構の前端部上方には、複数のプレスロー
ル１６が前後方向に連設され、該ロール１６下を通過す
る材料は、可動サクションボックス５による減圧脱水に
加えて各プレスロール１６の圧下によりさらに脱水され
る。スラリーＳをシート４上に供給するホッパー７は、
可動サクションボックス５の下流側（手前）に配置され
ていて、該ホッパー７の底は開口部７Ａとされていて下
部一側の出口はゲート７Ｂを有し、前記開口部７Ａと下
方にて相対してホッパー７の直下にサクションボックス
８が固定されている。

【００２５】サクションボックス８は、図２で示す如く
多数の吸水孔１７Ａを有する天板１７とこの天板１７と
協働して中空箱室１８を内部に形成する側板１８Ａ等か
らなっていて、中空箱室１８は、ポンプ１９等によって
減圧可能であり、ここに、脱水手段２０とされている。
天板１７は、実質的にシート４のたるみを防止しかつシ
ート進行方向に該シート４を案内支持する支持板であ
り、シート４がその長手方向イに進行するとホッパー７
に滞留しているスラリーＳは、ゲート７Ｂと協働してス
ラリーＳをシート４上に一定厚みに供給して脱水され
る。

【００２６】すなわち、ホッパー７内にヘッド高さＨで
滞留しているスラリーＳは、ポンプ１９による吸引によ
ってスラリーＳ中の水分を脱水し、この脱水による水分
の流れによってスラリーＳ中の繊維３をシート４側に移
動させるとともに、シート４の進行によって繊維３は縦
向にそのほとんどが配向され、一方、ゲート７Ｂによる
抵抗によっても表面側の繊維３も縦向にそのほとんどが
配向され、中間層においては、繊維３は比較的自由な動
きをして縦横斜め等に配向されることになる。

【００２７】ここで、可動サクションボックス５に至る
前でスラリーＳの脱水とその層厚はほぼ確定しているこ
ととなり、可動サクションボックス５で脱水してもこの
工程では繊維３はほとんど動きはなく、ここに、裏面側
（シート４側）では繊維密度が高くかつ縦向配向され、
表面側（ゲート側）では繊維密度が低くかつ縦向配向さ
れるとともに、中間層は繊維配向が自由配向とされて成
層され、可動サクションボックス５では脱水は付加的と
なって帯状の強化繊維入生板となり、この生板を、その
後の養生工程等を経て完全に硬化するとともに定寸に切
断することで図１（Ｂ）に示す板材２を得ることができ
る。

【００２８】ホッパー７の直下での脱水は、ポンプ１９
による強制脱水（減圧脱水）が最も望ましいけれども、
図３で示す如く多数の吸水孔１７Ａを有する支持板１７
を設けてスラリーＳのヘッド高さＨによる自然脱水によ
ることもでき、このとき、汚水等はシュート乃至樋によ
る排水案内手段２１によって設置外に集水される。ま
た、ホッパー７の上蓋はこれを密閉した状態で加圧プラ
ンジャ、ポンプ等の加圧手段２２を付加することによっ
て、より迅速でかつ確実な脱水とすることができる。

【００２９】次に、具体的実施例を説明する。セメント
配合として、セメント４７重量％、シリカ分として珪砂
４０重量％、強化繊維としてパルプ繊維１２重量％，発
泡ポリスチレン粒子１重量％からなる配合とし、これら
に水を添加して段階的に水分濃度２０〜４５％のスラリ
ーＳを調整し、このスラリーＳをシュートからホッパー
７に投入し、シート４を矢示イ方向に進行させるととも
に、可動サクションボックス５もシート４と同じ速度で
矢示イ方向に進行させた。

【００３０】このホッパー７内のスラリーは、シート４
とゲート７Ｂの間から上流側へ流れ出し、ゲート７Ｂに
よってその厚さが規制されながら上流側へ進行するシー
ト４上に供給される。このさい、ホッパー７の直下でか
つシートの下面側に設けた脱水手段８によってホッパー
７に滞留しているスラリーＳを下方へ減圧脱水するの
で、その脱水による水の流れによって繊維３はシート４
側に密度多く偏在し、かつ、シート４の進行によってそ
のほとんどが縦向に配向され、一方、ゲート７Ｂにおい
ては、その抵抗によって密度少であるが縦向に配向さ
れ、両者間の中間層では繊維の向は斜め等に配向されて
成層された状態で可動サクションボックス５に至らせ
た。

【００３１】ホッパー７に供給直後のスラリーＳは既に
脱水がある程度済んでおり、配合時よりも硬く変形しに
くくなっている。従って、その後、平面位置によって吸
水効果に差のある可動サクションボックス５群にかけて
も、スラリー厚に余り変化が生じるのが確実に防止され
ているとともにシート４に振動が生じたような場合もス
ラリー厚さに変化がなく、その後の養生工程等を経るこ
とによって下記表−１に示す横・縦比の板材２を得るこ
とができた。

【００３２】

【表１】

【００３３】上記表１でも明らかな如く、横・縦比が１
より小さくなって曲げ強度が強くでき、また、繊維が平
面視にて井桁状になって一方向の割れが防止できるとと
もに、第２強化層は繊維の密度が少ないことから、後工
程における模様付けプレス加工が容易となり、プレスの
際のクラック発生も防止できて仕上がりが良くなった。

【００３４】なお、表１における曲げ強度は、各部位を
コアーとして切り出してテストした。また表１における
全体のカッコ付横・縦比は、供給ホッパを可動サクショ
ンボックス上に配置して製造した板材を示している。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明に係る強化繊
維入無機質板材は、曲げ強度が強く、しかも、クラック
の発生も少なく、層厚がほぼ一定となり、外壁材等に適
用して有益である。また、本発明方法によれば、前述利
点を有する強化繊維入無機質板材を連続的に生産するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の方法に使用する装置の全体構
成図、（Ｂ）は板材の斜視図である。

【図２】図１（Ａ）の要部拡大図である。

【図３】他の実施例を示す要部拡大図である。

【符号の説明】

２ 板材 ２Ａ 第１強化繊維層 ２Ｂ 第２強化繊維層 ２Ｃ 中間強化繊維層 ４ シート ７ ホッパー ７Ｂ ゲート ８ 脱水手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｅ０４Ｆ 13/14 １０２ Ｂ 9127−2Ｅ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スラリー（Ｓ）を脱水して硬化した無機
   質層（４）中に、強化繊維（３）が接合一体化されてい
   る強化繊維入無機質板材（２）において、 前記板材（２）の一板面側に、板材長手方向に配向され
   ている密度の多い第１強化繊維層（２Ａ）を有し、他の
   板面側に、板材長手方向に配向されている密度の少ない
   第２強化繊維層（２Ｂ）を有し、前記第１・２強化繊維
   層（２Ａ）（２Ｂ）間には自由又は板材長手方向と交差
   する配向とされている中間強化繊維層（２Ｃ）を有し、
   前記各層（２Ａ）（２Ｂ）（２Ｃ）が一体化されている
   ことを特徴とする強化繊維入無機質板材。
2. 【請求項２】 長手方向に進行する透水性を有するシー
   ト（４）上にゲート（７Ｂ）を有するホッパー（７）を
   介して強化繊維（３）を混入した無機質スラリー（Ｓ）
   を供給し、前記スラリー（Ｓ）をシート（４）の下方に
   脱水して硬化する強化繊維入無機質板材（２）の製造方
   法において、 前記ホッパー（７）内のスラリー（Ｓ）をホッパー
   （７）の直下でシート（４）の下方に脱水することで強
   化繊維（３）をシート（４）側に移行させかつシート
   （４）の進行によってシート長手方向に配向した第１強
   化繊維層（２Ａ）を形成し、一方、前記ホッパー（７）
   のゲート（７Ｂ）による抵抗を介して強化繊維（３）を
   シート長手方向に配向した第２強化繊維層（２Ｂ）を形
   成するとともに、前記第１・２強化繊維層（２Ａ）（２
   Ｂ）の中間では自由又はシート長手方向と交差する配向
   の第３強化繊維層（２Ｃ）を形成して前記各層（２Ａ）
   （２Ｂ）（２Ｃ）を一体化することを特徴とする強化繊
   維入無機質板材の製造方法。
3. 【請求項３】 ホッパー（７）内のスラリー（Ｓ）をホ
   ッパー（７）の直下でシート（４）の下方に脱水する手
   段が、底を開放しているホッパー（７）の開口部（７
   Ａ）とこの開口部（７Ａ）との間でシート（４）の進行
   方向で該シート（４）を支持案内する吸水孔（１７Ａ）
   付の支持板（１７）であって、ホッパー（７）内におけ
   るスラリー（Ｓ）のヘッド高さ（Ｈ）で脱水するもので
   あることを特徴とする請求項２記載の強化繊維入無機質
   板材の製造方法。
4. 【請求項４】 ホッパー（７）内のスラリー（Ｓ）をホ
   ッパー（７）の直下でシート（４）の下方に脱水する手
   段が、底を開放しているホッパー（７）の開口部（７
   Ａ）とこの開口部（７Ａ）との間でシート（４）の進行
   方向で該シート（４）を支持案内する吸水孔（１７Ａ）
   付の支持板（１７）を有する固定のサクションボックス
   （８）であることを特徴とする請求項２記載の強化繊維
   入無機質板材の製造方法。
5. 【請求項５】 ホッパー（７）内のスラリー（Ｓ）をシ
   ート（４）に向かって加圧することで脱水することを特
   徴とする請求項３又は４項に記載の強化繊維入無機質板
   材の製造方法。