JP2009215108A - 固化剤及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接着力に優れた合成樹脂の接着性分子を短時間で強力に作用し得ることを可能にし、これによってセメント、アスファルト、コンクリート等の物性的変革を可能にした固化剤及びその製造方法を提供する。
【解決手段】粉末状のシリカゲル及び粉末状の鉄鋼スラグを繊維と混合して固化剤を形成する。上記鉄鋼スラグを２０〜５０ミクロンの粉末状の鉄型ゼオライトとし、繊維は、無機系或いは有機系の材料とし、且つ繊維長が０．５ｍｍ〜５ｍｍの短繊維とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、例えば建築資材、土木資材等に用いられるセメントやアスファルトの製造、更には熱硬化性の液状合成樹脂によるコンクリート合成化等に使用される固化剤及びその製造方法に関する。

近年、ミクロンサイズの繊維と接着性の分子とを一体化させた固化剤の創出を課題とした研究が数多くなされている。しかし、従来の固化剤がことごとく液状のままで作用させられていることから、各種資材の製造時において液垂れの現象を完全には解消されず、その結果が自然界の要求に対して応えることのできない重大な欠陥をもたらしており、今日ではこれが常識観念として受け止められているのが実状である。

また、セメントやアスファルトの固化剤に加えて、熱硬化性の液状合成樹脂もコンクリート合成化すれば、その形状は接着剤としての作用よりも固化剤として作用させるものとしてきたものである。
特開平８−１８３６３７号公報 特開平１１−２０９１５９号公報

従来においては、接着面の接着力は従来の固化剤による接着力を超えることはできない。

また、接着面における接着剤の全ての破壊を改良することはできなかった。何れのコンクリートでも、それに負荷を掛けて曲げ強度を検出してみれば、その供試体の破壊面には接着剤が骨材から剥がれるようにして破壊しており、骨材自体は何等の破壊も検出されない。

従来ではその程度の接着力の範囲であらゆる構造物が製造されてきたのである。従って、接着剤の使用範囲の全ての結果が強度は勿論のこと、固化可能なもの、固化不可能なものが明確に分かれ、セメントの分野でもアスファルトの分野においても性能上の問題が山積みされていたのである。勿論、合成樹脂においてもセメントやアスファルトの欠陥を完全には補いきれなかったことも周知の通りである。

また、合成樹脂においても、接着性分子がナノサイズであるための原因と、そのナノサイズの分子を硬化重合させるだけの使用手段であったため、各分野における期待通りの成果を得ることはできなかった。

そこで、本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、例えば建築資材、土木資材等に用いられるセメントやアスファルトの製造、更には熱硬化性の液状合成樹脂によるコンクリート合成化等において、接着力に優れた合成樹脂の接着性分子を短時間で強力に作用させ得ることを可能にし、これによってセメント、アスファルト、コンクリート等の物性的変革を可能にした固化剤及びその製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る固化剤にあっては、粉末状のシリカゲル及び粉末状の鉄鋼スラグを繊維と混合して成ることを特徴とする。

また、上記鉄鋼スラグを２０〜５０ミクロンの粉末状として成ることを特徴とする。

更に、上記鉄鋼スラグを鉄型ゼオライトとして成ることを特徴とする。

また、上記繊維を無機系或いは有機系の材料として成ることを特徴とする。

更に、上記繊維は、その繊維長が０．５ｍｍ〜５ｍｍの短繊維として成ることを特徴とする。

また、上記繊維は、その繊維長が０．５ｍｍ〜５ｍｍの短繊維の内、長さの異なるものを混在させて成ることを特徴として成ることを特徴とする。

一方、本発明に係る固化剤の製造方法にあっては、繊維をエマルジョン及び水と混合し、この混合物を粉末状のシリカゲル及び粉末状の鉄鋼スラグと混合して成ることを特徴とする。

本発明によれば、例えば建築資材、土木資材等に用いられるセメントやアスファルトの製造、更には熱硬化性の液状合成樹脂によるコンクリート合成化等において、接着力に優れた合成樹脂の接着性分子を短時間で強力に作用させ得ることを可能にし、これによってセメント、アスファルト、コンクリート等の物性的変革を可能にした。

すなわち、本発明の固化剤は、粉末状のシリカゲル及び粉末状の鉄鋼スラグを繊維と混合して成るので、優れた接着力と迅速な硬化性に加えて、耐薬性、作業性、着色性等の物性面で優れた特徴を有するものとなる。

また、従来のセメントは固化するのに時間を必要としたが、本発明の固化剤は固化が早く、しかも固化時間を適宜調整することもできる。例えば、固化は１０分以内でも可能であるし、或いは使用場所によっては２〜３時間としても良い。

更に、水と接している箇所のコンクリートやモルタル等の表面の亀裂の補修を短時間の固化により早期に補修することが可能となった。

また、魚礁やテトラポットの表面に本発明の固化剤を使用することにより、魚等の水棲動物が住みやすい環境を提供することができる。

更に、本発明の固化剤を使用することで、コンクリートの曲げ強度の約２．５培の強度を付与することが可能となった。

また、安価なシリカゲルを使用していることから、吸水性に優れた有効性のある固化剤を安価に製造することができる。

このように、合成樹脂の物性に、繊維の吸着性を一体化させていることから、従来の接着剤の分野では全く思考されなかった「靭性の確立」を加えて「性能と機能」を改革することが可能となった。

また、鉄鋼スラグを２０〜５０ミクロンの粉末状としたので、製造された資材に対し曲げ強度を容易に付与することができ、且つ固化剤自体の固化時間の調整が容易に行える。

更に、鉄鋼スラグを鉄型ゼオライトとしたので、吸着性に優れた速硬化性のある固化剤を安価に製造することができる。しかも、骨材を選ばずに何でも固化できると同時に、有害物の浸透や溶出を完全に遮断することができ、ずぶ濡れのものやヘドロでも乾燥の必要なく容易に固化できる。

特に、環境改良の領域においては、産業廃棄物の処理とそのリサイクルに関する性能及び機能として十分にこれを発揮させることができる。また、鋳物型の砂やフライアッシュ、又は海砂等々、従来不可能とされてきたものがことごとく可能になった。

また、繊維は、無機系或いは有機系の材料としたので、種々の環境に対応可能な固化剤を生成することができる。

更に、繊維は、その繊維長が０．５ｍｍ〜５ｍｍの短繊維としたので、優れた接着力と迅速な硬化性に加えて、優れた靭性を付与することができる。

また、繊維は、その繊維長が０．５ｍｍ〜５ｍｍの短繊維の内、長さの異なるものを混在させて成るので、靭性に富み、骨材間の空隙に頼らない透水性、排水性、保水性等を確立することができる。

例えば、ゼオライト、麦飯石、緑藻土、珪藻土又は千枚板、温泉の岩盤、木炭等、マイナスイオンや遠赤外線又はラドン温泉効果等、居ながらにしてそれらの効果を受けることができる。しかも、健康、医療用建材が世界で初めて製造できることの意義も大きい。また、本発明の固化剤のＦＲＰ（強化プラスチック）化によって、エックス線、コバルト６０、ＰＣＢのＮヘキサンの遮断性をはじめ、全有害物の遮断性にも優れたものとなる。

一方、本発明に係る固化剤の製造方法にあっては、繊維をエマルジョン及び水と混合し、この混合物を粉末状のシリカゲル及び粉末状の鉄鋼スラグと混合することで固化剤を形成することができ、例えば建築資材、土木資材等に用いられるセメントやアスファルトの製造、更には熱硬化性の液状合成樹脂によるコンクリート合成化等において、接着力に優れた合成樹脂の接着性分子を短時間で強力に作用させ得ることを可能にし、これによってセメント、アスファルト、コンクリート等の物性的変革を可能にした固化剤を容易且つ安価に製造することができる。

以下、本発明を実施するための最良の一形態を説明する。

本発明に係る固化剤は、粉末状のシリカゲルと、例えば２０〜５０ミクロンの粉末状の鉄鋼スラグを、繊維長が０．５ｍｍ〜５ｍｍの短繊維とした無機系或いは有機系の繊維と混合して成る。

この鉄鋼スラグとしては、鉄型ゼオライト（８重量％、１０〜１５重量％）を使用する。或いは、鉄鋼スラグ以外でも石炭の灰や、フライアッシュ等を使用しても良い。この鉄型ゼオライトは、吸着容量と吸着強度が極めて大きな担体であり、鉄イオンが緩慢に長時間放出され続けるものである。

従って、鉄イオンを担持させた鉄型ゼオライトの担体を適当量だけ混和したコンクリートの材料は、植物による吸収が行われると、鉄分が必要な量だけコントロールされて放出される。しかも、有害な強アルカリ性の成分が溶出しにくくなる機能も備えている。本発明では、この鉄型ゼオライトを使った鉄鋼スラグを固化剤の製造原料としている。

また、繊維としては、有機系のものであれば、圧縮曲げ強度を増加させることのできる、例えばビニロン繊維を使用する。更に、繊維長が０．５ｍｍ〜５ｍｍの短繊維の内、その長さの異なるものを混在させることにより、バランス良く分散配置することができる。

また、固化剤の製造にあっては、有機系若しくは無機系の繊維を、例えばアクリル系のエマルジョン、及び水と混合し、この混合物を、粉末状のシリカゲル及び粉末状の鉄鋼スラグと混合することで固化剤を形成する。

上記した構成による固化剤の使用例としては、例えばセメントやアスファルト等の資材と混合させることもでき、仮に２００％以上の水分を含んだ状態でもその固化に難はなく、しかもアスファルトに混合する場合でも、その合材温度が８０℃以下であれば容易に混合できる。

このように固化剤を使用したことで、セメント合成のアルカリの排出を抑止させ、加えてその合材の固化を早めるものとなる。また、通常のウエット合材でも、施工気温が１８℃前後であれば、ほぼ４０分で固化が得られる。更に、アスファルト合材に混合した場合は、油の排出を抑止させ、これも固化を促し、その合材を硬化してしまうことから、溶融性が抑止される。

以下に具体的な実施例について説明する。尚、以下の実施例は、本発明の固化剤を製造するためのほんの一部の例に過ぎないものであることは云うまでもない。

すなわち、エマルジョン（アルコール系の溶媒として）と、繊維（２７％〜３０％以内）と、水（全体の２／３）の第１混合物を製造する。このエマルジョンとしては、アクリル樹脂エマルジョン塗料である例えばユニオンペイント株式会社製の８１−５２ＵＰＥＭシーラーを使用することができる。

シリカゲル（１／３重量％未満）と、鉄鋼スラグ（２／３重量％）の第２混合物を製造する。このシリカゲルとしては、例えばユニオンペイント株式会社製の５３−Ｗ−７０１５水性無機バインダーＨＶタイプ（成分配合比（１００％中）：シリカ系無機バインダー３１．５％、添加剤１５．５％、水５３．０％）を使用することができる。

上記第１混合物と第２混合物を混合することで固化剤の製造が完了する。

Claims (7)

1. 粉末状のシリカゲル及び粉末状の鉄鋼スラグを繊維と混合して成ることを特徴とする固化剤。
2. 鉄鋼スラグを２０〜５０ミクロンの粉末状として成ることを特徴とする請求項１記載の固化剤。
3. 鉄鋼スラグを鉄型ゼオライトとして成ることを特徴とする請求項１又は２記載の固化剤。
4. 繊維を無機系或いは有機系の材料として成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の固化剤。
5. 繊維は、その繊維長が０．５ｍｍ〜５ｍｍの短繊維として成ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の固化剤。
6. 繊維は、その繊維長が０．５ｍｍ〜５ｍｍの短繊維の内、長さの異なるものを混在させて成ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の固化剤。
7. 繊維をエマルジョン及び水と混合し、この混合物を粉末状のシリカゲル及び粉末状の鉄鋼スラグと混合して成ることを特徴とする固化剤の製造方法。