JP2003082188A - 珪酸カルシウム成形体及びその製造方法 - Google Patents

珪酸カルシウム成形体及びその製造方法

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JP2003082188A JP2001279839A JP2001279839A JP2003082188A JP 2003082188 A JP2003082188 A JP 2003082188A JP 2001279839 A JP2001279839 A JP 2001279839A JP 2001279839 A JP2001279839 A JP 2001279839A JP 2003082188 A JP2003082188 A JP 2003082188A
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Yoshiyuki Nakai
良之 中井
Yoshio Mimura
義雄 三村
Takeshi Fukuda
武司 福田
Junichi Ota
淳一 大田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】プレス成形時の水濾過性が高く、脱型時に脱水
成形体の上型への貼り付きの無い珪酸カルシウム成形体
を提供する。 【解決手段】珪酸カルシウムスラリーの固形分100重
量部に対して、両性ポリアクリルアミド系水溶性高分子
を固形分で1〜10重量部、アクリル系又は/及びSB
R系エマルジョンを固形分で1〜5重量部、カチオン性
ポリアクリルアミド系水溶性高分子を固形分で0.1〜
1.0重量部及び水を含有するスラリーを成形、乾燥す
ることにより珪酸カルシウム成形体を得る。また、珪酸
カルシウムスラリーのpHが12を越える場合には、水
溶性無機アルミニウム塩を添加してpHを12以下に調
整した後に、上記化合物と水を添加したスラリーを成
形、乾燥して珪酸カルシウム成形体を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、珪酸カルシウム成
形体に関する。珪酸カルシウム成形体は、軽量で強度が
大きく、断熱性、耐火性に優れるため、保温材、断熱
材、建材等の広い分野で用いられている。
【0002】
【従来の技術】珪酸カルシウム成形体は、珪酸カルシウ
ム水和物を含有する水性スラリーを成形、乾燥して得ら
れるものであり、強度補強成分としてスチレン・ブタジ
エン・ゴム(SBR)系及びアクリル系エマルジョンが用
いられている。我々は、成形体のさらなる強度向上を図
るべく、上記エマルジョンに替えて両性ポリアクリルア
ミド(PAM)系水溶性高分子化合物を水性スラリーに添
加することにより、エマルジョン系の約1.5倍の強度
を有する珪酸カルシウム成形体を既に提案している(特
開平9−295852号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記両性PA
M系水溶性高分子を添加した系では、成形体の強度が著
しく向上するもののプレス成形における水性スラリー内
の水濾過性の低下及び脱型時における成形体の上型への
貼り付き等、成形加工性に問題を有している。一方、上
記エマルジョン系を添加した系では、成形加工性は良好
であるが高強度の成形体が期待できない。
【0004】本発明の目的は、従来技術における上記成
形加工性の課題を解決し、成形加工性に優れた低比重で
高強度の珪酸カルシウム成形体を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、プレス成形時
における水濾過性を向上するべく、珪酸カルシウム水和
物を主体とする水性スラリーの固形分100重量部に対
して、両性PAM系水溶性高分子化合物を固形分で1〜
10重量部、カチオン性ポリアクリルアミド(PAM)
系水溶性高分子を固形分で0.1〜1.0重量部を含有
するスラリーを、成形、乾燥してなる珪酸カルシウム成
形体に関わる。
【0006】即ち、本発明は、カチオン性PAM水溶性
高分子が両性PAM水溶性高分子の優れた吸着剤として
作用することを見出し、両者を所定量併用することによ
って、プレス成形時における水濾過性を著しく向上させ
るものである。
【0007】また、本発明は、プレス成形時における水
濾過性を向上し、かつ、脱型時における成形体の上型へ
の貼り付きを防止するべく、珪酸カルシウム水和物を主
体とする水性スラリーの固形分100重量部に対して、
両性PAM系水溶性高分子化合物を固形分で1〜10重
量部、アクリル系エマルジョン及びスチレン・ブタジエ
ン・ゴム(SBR)系エマルジョンからなる群より選ば
れた1又は2以上のエマルジョンを固形分で1〜5重量
部、カチオン性PAM系水溶性高分子を固形分で0.1
〜1.0重量部を含有するスラリーを、成形、乾燥して
なる珪酸カルシウム成形体に関わる。
【0008】即ち、本発明は、アクリル系又はSBR系
エマルジョンが脱型の際に成型機上型への珪酸カルシウ
ム成形体の貼り付きを防止し、また、両性PAN系水溶
性高分子及びカチオン性PAM高分子と併用した場合に
水濾過性を損なうことなく上記貼り付きを防止できるこ
とを見出すことにより完成に至ったものである。
【0009】さらに、本発明は、水性スラリーの初期p
Hが12を越えていても成形加工性に優れ、かつ、低比
重で高強度の珪酸カルシウム成形体の製造を可能とすべ
く、水溶性無機アルミニウム塩で珪酸カルシウム水和物
を主体とする水性スラリーのpHを12以下に調整した
後、請求項1または請求項2に記載の化合物を添加し、
成形、乾燥することを特徴とする珪酸カルシウム成形体
の製造方法に関わる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明で使用される珪酸カルシウ
ム水和物スラリーは、従来公知の方法(例えば、特公昭
45−25771号、特公昭55−29952号、国際
公開WO88/10338号公報参照)に従って製造さ
れるものであり、具体的には生石灰、消石灰、カーバイ
ト滓等の石灰質原料と珪酸、珪砂、石英、長石、珪藻
土、白土、スラグ、フライアッシュ等の珪酸質原料とを
水熱合成反応して得られるものである。
【0011】石灰質原料と珪酸質原料の種類、配合割
合、水熱反応の条件等については特に限定を設ける必要
はない。生成する珪酸カルシウム水和物はスラリーとし
て得られ、珪酸カルシウムの結晶系は、針状結晶である
ゾノトライトであっても板状結晶であるトバモライトで
あってもよい。本発明においては、上記スラリーをその
まま用いてもよいし、またはスラリーを脱水乾燥したも
のに水を添加したものを使用してもよい。また、スラリ
ー中の珪酸カルシウム濃度(固形分濃度)は、特に限定
されないが、撹拌に困難を生じない点から、30重量%
以下、好ましくは20〜5重量%であることが望まし
い。
【0012】本発明で使用される両性PAM系水溶性高
分子化合物は、主鎖及び側鎖からなり、全体の分子量が
5万〜500万、好ましくは50万〜400万である水
溶性の両性高分子であり、通常、紙力増強剤として分類
される化合物である。全体の分子量が5万未満になると
化合物の被膜強度が低下し、500万を越えると珪酸カ
ルシウム粒子が凝集し均一に分散されないため、いずれ
の場合も成形体の強度が低下する。また、主鎖の分子量
は1万〜100万の範囲が好ましい。
【0013】両性PAM系水溶性高分子の主鎖は、例え
ばアクリル酸、メタクリル酸等から選ばれる1種以上
と、アクリルアミド、メタクリルアミド等から選ばれる
1種以上を共重合されることにより得られる。この主鎖
に例えばヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエ
チルメタクリレート、アクリルアミド等をグラフト重合
し、更にグラフト鎖末端のアクリルアミドのアミド基を
4級化させ、また残りのグラフト基のヒドロキシアクリ
レート等の末端にアクリル酸ナトリウムを付加させる等
の方法により、上記両性PAM系水溶性が得られる。
【0014】この両性PAM系水溶性高分子の使用割合
は、珪酸カルシウム成形体の強度を発現しかつ不燃性を
維持する点から、珪酸カルシウム水性スラリーの固形分
100重量部に対し、1〜10重量部が好ましく、2〜
6重量部がより好ましい。
【0015】本発明の両性PAM系水溶性高分子として
は、例えばハーマイドEX−304S、ハーマイドEX
−360(いずれもハリマ化成社製)を挙げることがで
きる。
【0016】本発明において両性PAM系水溶性高分子
の吸着剤として使用するカチオン性PAM系水溶性高分
子は、特に限定はされないが、アクリルアミドとアクリ
ルアミドの4級アンモニウム塩等のカチオンモノマーと
の共重合体であって全体の分子量が600万〜1500
万のものが好ましい。また、カチオン性PAM高分子中
のカチオン濃度は、高濃度領域である3.5〜5.0m
eq/gであることが、両性PAM系水溶性高分子の吸
着性を高める点で好ましい。
【0017】このカチオン性PAM系水溶性高分子の使
用割合は、珪酸カルシウム水性スラリー固形分100重
量部、両性PAM系水溶性高分子1〜10重量部に対
し、0.1〜1.0重量部であることが、上記吸着性を
高める点で好ましく、より好ましくは0.1〜0.5重
量部である。
【0018】本発明のカチオン性PAM系水溶性高分子
としては、例えば、サンフロックC−1、サンフロック
C−009P、サンフロックC−3、サンフロックC−
6(いずれも三洋化成社製)等を挙げることができる。
【0019】本発明に使用するエマルジョンは、アクリ
ル系エマルジョン又はSBR系エマルジョンであれば特
に限定されず、両者を併用することも可能である。な
お、不燃性に関してはアクリル系エマルジョンの使用が
好適であり、強度補強性に関してはSBR系エマルジョ
ンの使用が好適である。これらエマルジョンの具体例と
して、アクリル系エマルジョンとしてはポリゾールAT
−113(昭和高分子社製)、ニッポールLX−851
C(日本ゼオン社製)等が、SBR系エマルジョンとし
てはニッポールLX−410A(日本ゼオン社製)等が
挙げられる。
【0020】エマルジョンの使用割合は、水濾過性と上
型への珪酸カルシウム成形体の貼り付き防止をバランス
よく達成する点から、珪酸カルシウム水性スラリー10
0重量部、両性PAM水溶性高分子1〜10重量部、カ
チオン性PAM水溶性高分子0.1〜1.0重量部に対
して、1〜5重量部が好ましい。また、特に好ましくは
両性PAM系水溶性高分子3〜5重量部に対してエマル
ジョン4〜2重量部である。
【0021】また、本発明に係る珪酸カルシウム成形体
の製造方法としては、珪酸カルシウム水性スラリーに所
定量の1)両性PAM系水溶性高分子、2)アクリル系
及び/又はSBR系エマルジョン、3)カチオン性PA
M水溶性高分子の他、収縮防止剤として4)硫酸アルミ
ニウム等の水溶性無機アルミニウム塩を添加した後、成
形、乾燥させる方法が通常であるが、珪酸カルシウム水
性スラリーのpHが12を越える場合は、1)〜3)の
化合物の添加に先立って、4)の水溶性無機アルミニウ
ム塩を添加し水性スラリーのpHを12以下とした後、
1)〜3)の化合物を添加することが、1)及び3)に
よる吸着性効果を損なわない点で好ましい。なお、上記
記載において1)〜3)の化合物の添加順序については
先後を限定するものではない。
【0022】本発明に使用する水溶性無機アルミニウム
塩としては、特に限定されず、硫酸アルミニウム、塩化
アルミニウムの他、明礬等の複塩等であってもよい。
【0023】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。なお、カチオン性PAMの分子量
は極限粘度法により測定した値であり、カチオン密度に
ついてはコロイド当量値で表している。また、両性PA
Mの分子量は極限粘度法による正確な測定は困難である
ことから、合成の際の原料仕込み比から算出した理論値
を記載した。
【0024】(実施例1〜5、比較例1〜6)平均粒径
7μmのシリカ粉末と350#の消石灰をSiO:C
aOのモル比が1:1の割合になるように調合し、Ca
OとSiOとの合計重量に対して20倍量の水を加え
てスラリーとした。これを100rpmで撹拌しながら
200℃、1.57MPa(16kgf/cm)で3
時間反応させて珪酸カルシウム(ゾノトライト)スラリ
ーを得た。当該珪酸カルシウムスラリーに水を加えて固
形分4重量%のスラリーに調節した。この珪酸カルシウ
ムスラリーの固形分100重量部(即ち、スラリー全量
2500g)に対して、EX−304S(ハリマ化成社
製)の10重量%水溶液を固形分で5重量部、表1に記
載の吸着剤の1重量%水溶液(但し、硫酸アルミの場合
は10重量%水溶液)を固形分で所定量、順次添加撹拌
した後、水を加えて3125gとした。当該配合スラリ
ーをミキサーで激しく撹拌させながら十分に分散させ
た。この配合スラリー200gを試験サンプルとしてポ
リマー成分流出率、濾過液量を求めた。ここで、ポリマ
ー成分流出率は吸着剤添加前後の溶液の濃度差より算出
し、濾過液量は自然濾過での1分経過時の値とした。吸
着剤の種類と添加部数の相違によるポリマー成分流出
率、濾過液量の違いを表1に示す。
【表1】
【0025】表1に示すように、吸着剤を用いなかった
場合(比較例1)、吸着剤としてカチオン性PAM水溶
性高分子以外のものを用いた場合(比較例2、5、6)
は、ポリマー成分の流出量が多く、濾過液量も少なくな
った。また、カチオン性PAM水溶性高分子を用いた場
合でも、添加部数が0.1重量部未満のもの(比較例
3)は吸着効果が小さく、添加部数が1.0重量部を越
えるもの(比較例4)も吸着効果が減少した。
【0026】(実施例6〜11及び比較例7〜12)平
均粒径7μmのシリカ粉末と350#の消石灰をSiO
:CaOのモル比が1:1の割合になるように調合
し、CaOとSiOとの合計重量に対して20倍量の
水を加えてスラリーとした。これを100rpmで撹拌
しながら200℃、1.57MPa(16kgf/cm
)で3時間反応させて珪酸カルシウム(ゾノトライ
ト)スラリーを得た。当該珪酸カルシウムスラリーに水
を加えて固形分4重量%のスラリーに調節した。この珪
酸カルシウムスラリーの固形分100重量部(即ち、ス
ラリー全量2500g)に対して、EX−304S(ハ
リマ化成社製)の10重量%水溶液を固形分で5重量
部、表1に記載の吸着剤の1重量%水溶液(但し、硫酸
アルミの場合は10重量%水溶液)を固形分で所定量、
表1に記載の各種エマルジョンを固形分で所定量、順次
添加撹拌した後、水を加えて3125gとした。当該配
合スラリーをミキサーで激しく撹拌させながら十分に分
散させた。この配合スラリー200gを試験サンプルと
してポリマー成分流出率、濾過液量を求めた。また、上
記の配合スラリーを150mmφのモールドに注入して
0.69MPa(7kgf/cm)の圧力で脱水成形
し、脱型の際の上型への成形体の貼り付きを定性的に評
価した(貼り付きの傾向が少ないものが○)。さらに上
記脱水成形体を100℃で8時間乾燥して目的の成形体
を得た。本成形体の曲げ強度をJIS A 1408に準
じてサンプルサイズが15mm×10mm×2.5mm
のものを用いて測定し、比重0.20に換算したときの
値を表2に示した。また、本成形体の不燃性を建設省告
示 1828及び1231 に準じて評価した。両性PA
M系水溶性高分子、エマルジョン、吸着剤併用系におけ
る濾過性、上型への貼り付き改善等の結果を表2に示
す。
【表2】
【0027】表2に示すように、エマルジョンを添加し
ないもの(比較例7)及び両性PAM水溶性高分子を1
0重量部を越えて添加したもの(比較例8)は成形体の
上型への貼り付き傾向が大きく、両性PAM水溶性高分
子の添加部数が1.0重量部未満のもの(比較例9)は
成形体の曲げ強度が小さくなり、エマルジョンを5.0
重量部を越えて添加したもの(比較例10)は不燃性が
低下した。また、エマルジョンとしてアクリル系又はS
BR系以外のものを用いた場合(比較例11、12)
は、曲げ強度が低下した。
【0028】(実施例12〜14、比較例13)珪酸カ
ルシウムスラリーpHに対する水溶性無機アルミニウム
塩の添加順序の影響についての結果を表3に示す。表3
において、添加順Aは、上記スラリー固形分100重量
部に対して、それぞれ固形分で両性PAM系水溶性高分
子としてEX−304S(ハリマ化成社製)3重量部、
カチオン性PAM系水溶性高分子としてサンフロックC
−3(三洋化成社製)0.3重量部、アクリル系エマル
ジョンとしてポリゾールAT−113(昭和高分子社
製)4重量部、硫酸アルミニウム・13〜14水和物
(半井化学社製)をアルミ重量換算で0.23重量部の
順で添加する場合をいい、添加順Bは、硫酸アルミニウ
ム、両性PAM系水溶性高分子、アクリル系エマルジョ
ン、カチオン性PAM系水溶性高分子の順で上記と同じ
重量部数を添加する場合をいう。
【表3】
【0029】表3に示すように、配合スラリーのpHが
12を越える場合に、Aの添加順に添加すると(比較例
13)、ポリマー成分の流出率が大きくなり濾過液量が
減少し、成形体の上型への貼り付き傾向も大きくなっ
た。これは、pHが大きいため、カチオン性PAM水溶
性高分子の吸着作用が著しく阻害されるためと考えられ
る。
【0030】
【発明の効果】上述のように、本発明においては、所定
量の両性ポリアクリルアミド系水溶性高分子と所定量の
カチオン性ポリアクリルアミド系水溶性高分子を併用す
ることによりプレス成形時の水濾過性が向上し、さらに
両化合物と所定量のアクリル系又は/及びSBR系エマ
ルジョンを併用することにより上記水濾過性を維持しか
つ脱型時に脱水成形体の上型への貼り付きを防止でき、
珪酸カルシウム成形体を効率よく生産できる。
【0031】また、本発明においては、珪酸カルシウム
スラリーのpHが12を越えても、上記化合物の添加に
先立って水溶性無機アルミニウム塩を添加しpHを12
以下に調整することにより、上記高い水濾過性を維持し
かつ脱水成形体の上型への貼り付きを防止でき、効率よ
く珪酸カルシウム成形体を生産できる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // B29K 33:00 B29K 33:00 105:16 105:16 B29L 31:10 B29L 31:10 (72)発明者 大田 淳一 大阪府大阪市西区江戸堀1丁目17番18号 東洋ゴム工業株式会社内 Fターム(参考) 4F071 AA35 AA35X AA78 AB26 AF44 AF47 AH03 BA07 BB03 BC03 4F204 AA21 AA47 AB11 AB16 AC05 AH48 EA03 EA04 EB01 EF01 EF02 EK10 4J002 BG13W BG13X DJ006 GL00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】珪酸カルシウム水和物を主体とする水性ス
    ラリーの固形分100重量部に対して、両性ポリアクリ
    ルアミド系水溶性高分子化合物を固形分で1〜10重量
    部及びカチオン性ポリアクリルアミド系水溶性高分子を
    固形分で0.1〜1.0重量部を含有するスラリーを、
    成形、乾燥してなる珪酸カルシウム成形体。
  2. 【請求項2】珪酸カルシウム水和物を主体とする水性ス
    ラリーの固形分100重量部に対して、両性ポリアクリ
    ルアミド系水溶性高分子化合物を固形分で1〜10重量
    部、アクリル系エマルジョン若しくはスチレン・ブタジ
    エン・ゴム系エマルジョンからなる群より選ばれた1又
    は2以上のエマルジョンを固形分で1〜5重量部及びカ
    チオン性ポリアクリルアミド系水溶性高分子を固形分で
    0.1〜1.0重量部を含有するスラリーを、成形、乾
    燥してなる珪酸カルシウム成形体。
  3. 【請求項3】水溶性無機アルミニウム塩を用いて、珪酸
    カルシウム水和物を主体とする水性スラリーのpHを1
    2以下に調整した後、請求項1または請求項2に記載の
    化合物を添加し、成形、乾燥することを特徴とする珪酸
    カルシウム成形体の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2015098911A1 (ja) * 2013-12-25 2017-03-23 日本ゼオン株式会社 架橋性アクリルゴム組成物およびゴム架橋物

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPWO2015098911A1 (ja) * 2013-12-25 2017-03-23 日本ゼオン株式会社 架橋性アクリルゴム組成物およびゴム架橋物

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