JP2676879B2 - 撥水剤および撥水性石膏組成物 - Google Patents

撥水剤および撥水性石膏組成物

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は従来にない優れた性能を有する撥水剤に関す
る。さらに詳しくは、耐水性及び作業性の改善された撥
水剤およびそれを用いた撥水性石膏組成物に関する。
〔従来の技術〕
石膏ボード、石膏プラスター等の石膏を用いる製品
は、石膏の有する特性により、防火性、防音性、強度、
廉価等の著しい特徴にもかかわらず耐水性に問題があり
使用範囲が限定されていた。このような石膏の欠点を補
うために種々の方法が提案されている。例えば、アスフ
ァルトやパラフィンを粉末のまま添加し成型後溶融する
方法、アスファルトとパラフィンを乳化して添加する方
法、シリコーン化合物や合成樹脂エマルジョンを添加す
る方法等であるが、上記の方法では撥水性に満足し得る
性能のものが得られなかった。
上述の欠点を改良するために撥水性付与剤としてパラ
フィンと酸化パラフィンとを使用するもの（特公昭55−
50906）、ワックスとカルボキシル基含有ワックスとを
使用するもの（特開昭55−37423）、パラフィンとオレ
フィンの飽和脂肪酸付加物とを使用するもの（特開昭60
−14932）、ワックスとスチレン−無水マレイン酸共重
合体を使用するもの（特開昭55−56178）、アルキル又
はアルケニルコハク酸塩とアルミニウムの水溶性化合物
とを使用するもの（特開昭55−113650）等が提案されて
いる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしこれ等の方法では撥水剤自体の撥水性は満足で
きても石膏ボード等の成形品製造時の気泡安定化のため
に界面活性剤を添加する必要があった。このため、せっ
かくの撥水性が阻害されてしまう欠点があった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らはかかる問題を解決する方法につき鋭意検
討を行なったところ、ワックス類の乳化に際し、スチレ
ン無水マレイン酸共重合体と特定のポリビニルアルコー
ルを併用することにより、撥水性、石膏スラリーの流動
性を損なうことなく気泡安定性が良好となることを見い
出し本発明に到達した。
すなわち、本発明の要旨は（Ａ）融点40〜90℃のワッ
クス類、（Ｂ）スチレン−無水マレイン酸共重合体、
（Ｃ）水溶性のアルカリ性化合物、（Ｄ）ケン化度が85
モル％以上のポリビニルアルコールを水中に乳化してな
る撥水剤及び該撥水剤と石膏とを含有する撥水性石膏組
成物に存する。以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の撥水剤の一成分である（Ａ）融点40〜90℃の
ワックス類とは、パラフィン系あるいはオレフィン系の
炭化水素を意味する。具体的にはパラフインワックス、
モンタンワックス、低融点のポリオレフインワックス等
があげられる。
ワックス類の融点が40℃より低ければ、夏季において
製品の品質劣化が起こり、90℃より高ければ、良好な撥
水性を有する製品が得られない。
また、（Ｂ）スチレン−無水マレイン酸共重合体と
は、スチレンと無水マレイン酸をラジカル共重合するこ
とによって得られるもので、その分子量は通常800〜10
0,000、好ましくは1000〜50,000のものがあげられる。
かかる共重合体は、有機モノヒドロキシ化合物の部分
エステル等の誘導体としても使用できる。部分エステル
の合成はスチレンと無水マレイン酸の反応後に行なって
も、また、無水マレイン酸の部分エステルとスチレンと
の反応によって行なってもよい。スチレンと無水マレイ
ン酸もしくはその部分エステルのモル比は1:1〜1:5の範
囲が好ましい。モル比がこの範囲外となるとエマルジョ
ンの安定性もしくは石膏組成物の撥水性を損なうので好
ましくない。
部分エステルを生成するのに用いられる有機モノヒド
ロキシ化合物としては、メタノール、エタノール、イソ
プロパノール、ブタノール、２エチルヘキサノール等の
アルコール類、ブチルセロソルブ、エチルセロソルブ等
のセロソルブ類があげられる。有機モノヒドロキシ化合
物は無水マレイン酸１モルに対し１モル以下の範囲で使
用される。
本発明においては前述の（Ａ）ワックス類及び（Ｂ）
スチレン−無水マレイン酸共重合体にさらに、（Ｅ）炭
化水素樹脂を併用することにより撥水性を向上させるこ
とができる。炭化水素樹脂としては、石油精製や石油化
学工業の工程で得られる炭素数９の芳香族炭化水素また
は炭素数５の脂肪族炭化水素留分をフリーデルクラフツ
触媒により重合して得られる分子量500〜3000のクマロ
ン−インデン樹脂、テレピン油から得られる分子量500
〜3000のテルペン樹脂、ロジン、分子量500〜3000で融
点が95℃以上のエチレン、プロピレン、ブテン、イソブ
チレン、スチレンのオリゴマー、アスファルト等があげ
られる。（尚、本発明において「炭化水素樹脂」とは上
述のように石油樹脂を代表例とするものであって、炭
素、水素以外に酸素等の若干の他原子も含み得る。） 炭化水素樹脂は、ワックス類：炭化水素樹脂の重量比
で100:0〜30:70の範囲で使用される。炭化水素樹脂を極
端に多く用いるとワックス類の有する撥水性を損なう恐
れがあり、かつ原料のコストアップにもなる。
乳化に際し使用する（Ｃ）水溶性のアルカリ性化合物
の具体例としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、炭酸ナ
トリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩、アン
モニア、水酸化アンモニウム、ジメチルアミン、トリメ
チルアミン、トリエチルアミン等のアミン類、トリエタ
ノールアミン、ジエタノールアミン、ジメチルエタノー
ルアミン、メチルジエタノールアミン等のエタノールア
ミン類があげられる。これらのアルカリ性化合物の添加
量はスチレン−無水マレイン酸共重合体を中和するに必
要な量の0.3〜３倍量で十分である。
添加量をこの範囲外にするとエマルジョンの安定性が
不良になることがあるので好ましくない。
上記ワックス類、または、ワックス類と炭化水素樹脂
との混合物とスチレン−無水マレイン酸共重合体の組成
比は重量比で1:0.01〜1:0.7、好ましくは1:0.02〜1:0.4
の範囲から適宜選択される。
さらに、本発明では特定のポリビニルアルコール
（Ｄ）を併用することにより、撥水剤であるエマルジョ
ンの撥水性を損なうことなく、エマルジョンの安定性及
び気泡安定性を向上させることが特徴である。特定のポ
リビニルアルコールとしてはポリビニルアセテートが85
モル％以上、特に86モル％〜99.8モル％ケン化されたも
のが好ましく、また、20℃における４％水溶液粘度が１
〜80センチポイズ、特に３〜30センチポイズのものが好
ましい。通常、ワックス類（又はワックス類及び炭化水
素樹脂）とスチレン−無水マレイン酸共重合体の合計
量：ポリビニルアルコールの重量比は1:0.01〜1:1の範
囲で使用する。ポリビニルアルコールはエマルジョンの
生成後に添加しても、或は乳化時に添加してもよい。
また、必要に応じ、ポリアクリルアミド、メチルセル
ロース、カルボキシメチルセルロース、ハイドロキシエ
チルセルロース、ハイドロキシプロピルセルロース等の
水溶性高分子を共存させることもできる。
本発明における撥水剤成分のエマルジョンを製造する
方法としては転相乳化法、機械的乳化法があげられ、こ
れらの方法の単独または併用も可能である。機械的乳化
法としてはホモミキサー、バルブホモゲナイザー、コロ
イドミル、超音波法等があるが均一なエマルジョンを製
造できる方法であればいずれの方法でもよい。
本発明撥水剤は以上の様にして調製されたエマルジョ
ンから成り、繊維、紙、木材、合成木材（パーティクル
ボード）等に使用できるがその気泡安定性が良いため撥
水性石膏組成物として好適に用いられる。石膏としては
工業用に多用されるβ−石膏やα−半水および２型無水
石膏のいずれも使用することができる。さらに必要に応
じ、バーライト、バーミュキライト等の軽量骨材、各種
発泡剤、石膏用減水剤、石膏凝結速度調節剤、補強繊維
等を併用してもよい。
本発明に従い石膏組成物を製造するには、前述のごと
くに調製した撥水剤エマルジョンを石膏を含む水スラリ
ー中に添加し硬化後必要に応じて乾燥する。本発明にお
ける上記エマルジョンはその中の固形分が焼石膏100部
に対して通常0.5〜20重量部、好ましくは、0.7〜10重量
部となるように添加される。固形分が上記範囲より少な
ければ十分な効果は達成されず、また、上記範囲より多
ければ石膏組成物の特色である防火性、経済性が失なわ
れるので好ましくない。
〔実施例〕
次に本発明を実施例、比較例及び製造例によりさらに
具体的に説明する。なお、以下の例において「部」及び
「％」はそれぞれ「重量部」及び「重量％」を意味す
る。
撥水剤の製造 製造例１ 融点62.8℃のパラフィンワックス60部、及び融点97
℃、臭素価31.2の石油樹脂32部を120℃で溶融し、つい
で系の温度を98℃に下げ、スチレン−無水マレイン酸共
重合体（酸価360、分子量1800）４部、98℃の温水122
部、水酸化カリウム1.5部、及びケン化度88モル％、25
℃における４％水溶液の粘度５センチポイズのポリビニ
ルアルコールを固形分で４部加え、ホモミキサーにより
乳化した。さらにピストン型高圧均質機にかけ250kg/cm
2の圧力で均質化後冷却し、固形分45％のエマルジョン
Ａを得た。
製造例２ 融点62.8℃のパラフィンワックス76部及び融点97℃、
臭素価31.2の石油樹脂19部を120℃で溶融し、ついで系
の温度を下げ、スチレン−無水マレイン酸共重合体（酸
価360,分子量1800）2.5部、98℃の温水122部、水酸化カ
リウム0.5部及びケン化度88モル％、25℃における４％
水溶液の粘度が５センチポイズのポリビニルアルコール
を固形分で2.5部加え製造例１と同様にして固形分45％
のエマルジョンＢを得た。
製造例３ 製造例２においてケン化度98モル％、25℃における４
％水溶液の粘度５センチポイズのポリビニルアルコール
を固形分で2.5部用いた以外は製造例２とまったく同様
にして固形分45％のエマルジョンＣを得た。
製造例４ 製造例２において石油樹脂のかわりに軟化点49％、針
入度60〜80のストレートアスファルト19部を用い、かつ
ポリビニルアルコールを添加しない以外は製造例２と同
様にして固形分45％のエマルジョンを得、次いで、この
エマルジョンにケン化度98モル％、25℃における４％水
溶液の粘度５センチポイズのポリビニルアルコールを固
形分で50部添加して固形分32％のエマルジョンＤを得
た。
比較製造例１ 融点62.8℃のパラフィンワックス60部及び融点97℃、
臭素価31.2の石油樹脂32部を120℃で溶融し、ついで系
の温度を98℃に下げ、スチレン−無水マレイン酸共重合
体（酸価360、分子量1800）８部、98℃の温水122部、水
酸化カリウム2.9部を加え製造例１と同様にして固形分4
5％のエマルジョンａを得た。
比較製造例２ 融点62.8℃のパラフィンワックス76部及び軟化点49
℃、針入度60〜80のストレートアスファルト19部を120
℃で溶融し、ついで系の温度を98℃に下げ、スチレン−
無水マレイン酸共重合体（酸価360、分子量1800）５
部、98℃の温水122部、水酸化カリウム1.8部を添加し製
造例１と同様にして固形分45％のエマルジョンｂを得
た。
比較製造例３ 製造例２においてケン化度88モル％、25℃における４
％の水溶液の粘度５センチポイズのポリビニルアルコー
ルのかわりにケン化度80モル％、25℃における４％水溶
液の粘度５センチポイズのポリビニルアルコール（10％
水溶液）を固形分で2.5部を用いた以外は製造例２とま
ったく同様にして固形分45％のエマルジョンｃを得た。
石膏組成物の製造 応用例１ β半水石膏（桜印Ａ級、吉野石膏（株）製）に製造例
１〜４及び比較製造例１〜３で得られた各々のエマルジ
ョンを、それぞれ固形分で石膏100部に対し1.5部添加
し、更に起泡剤としてラウリル硫酸ソーダを0.015〜0.0
30部、及び水80部を添加して混合した。
このスラリーをメスシリンダーに注入しその時の体積
を測定した起泡安定性として表１に示した。
応用例２ β半水石膏（桜印Ａ級、吉野石膏（株）製）に製造例
１〜４及び比較製造例１〜３で得られた各々のエマルジ
ョンをそれぞれ固形分で石膏100部に対し1.0部添加し、
更に凝結促進剤として二水石膏２部、硫酸カリウム0.1
部及び水80部及び得られた石膏ボードの比重が0.75〜0.
80となる様に起泡剤を添加して、これを石膏ボード用原
紙の間に流し込み石膏ボードとし、70℃で2.5時間乾燥
した。
この様にして得られた石膏ボードを20℃±１℃の水中
に、水面下20mmのところに２時間浸漬し、吸水率（Aw）
を次式により求めた。その結果を表２に示した。
〔発明の効果〕 本発明の撥水剤は、従来の撥水剤を使用したものより
も少量の起泡剤量で所定の比重を得ることができ、従っ
て製品は従来の撥水剤より高い耐水性を有し良好な石膏
ボードを製造することが可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ０４Ｂ 24:26 22:06 24:26 24:36） 103:65 111:27

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（Ａ） 融点40〜90℃のワックス類 （Ｂ） スチレン−無水マレイン酸共重合体 （Ｃ） 水溶性のアルカリ性化合物 （Ｄ） ケン化度が85モル％以上のポリビニルアルコー
    ル を水中に乳化してなる撥水剤。
  2. 【請求項２】（Ａ） 融点40〜90℃のワックス類 （Ｂ） スチレン−無水マレイン酸共重合体 （Ｃ） 水溶性のアルカリ性化合物 （Ｄ） ケン化度が85モル％以上のポリビニルアルコー
    ル を水中に乳化してなる撥水剤と石膏とから成る撥水性石
    膏組成物。
  3. 【請求項３】（Ａ） 融点40〜90℃のワックス類 （Ｂ） スチレン−無水マレイン酸共重合体 （Ｃ） 水溶性のアルカリ性化合物 （Ｄ） ケン化度が85モル％以上のポリビニルアルコー
    ル （Ｅ） 炭化水素樹脂 を水中に乳化してなる撥水剤と石膏とから成る撥水性石
    膏組成物。
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