JP2724618B2 - 高強度複合材料、及びその製造方法 - Google Patents
高強度複合材料、及びその製造方法Info
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
- C04B26/02—Macromolecular compounds
- C04B26/28—Polysaccharides or derivatives thereof
- C04B26/285—Cellulose or derivatives thereof
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- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は非水硬性無機質材料を主体とした高強度複合
材料、及びその製造方法に関する。更に詳細に述べれ
ば、建築材料である内装材や外装材等に使用できる、高
強度複合材料、及びその製造方法に関する。
材料、及びその製造方法に関する。更に詳細に述べれ
ば、建築材料である内装材や外装材等に使用できる、高
強度複合材料、及びその製造方法に関する。
従来の技術 古くからセメントに代表される水硬性無機質材料は、
構造材料、建築材料として幅広く使用されてきた。しか
し、セメント硬化体は圧縮強度は大きいが、曲げ強度が
小さいという欠点があり、これを改良しようという試み
が盛んに行われている。例えば減水剤を使用して添加水
量を減少させるとか、シリカフュームや高炉スラグ粉末
を添加して、セメント硬化体の構造を緻密にし、強度ア
ップを計る方向が知られている。なかでも、特公昭59−
43431では、添加水量を従来使用していた量よりも極端
に少なくし、空隙の大きさ、及び空隙率を減少させる事
によって、セメント硬化体の曲げ強度を従来の50〜100k
gf/cm2という値の７倍以上に出来る事が開示されてい
る。
構造材料、建築材料として幅広く使用されてきた。しか
し、セメント硬化体は圧縮強度は大きいが、曲げ強度が
小さいという欠点があり、これを改良しようという試み
が盛んに行われている。例えば減水剤を使用して添加水
量を減少させるとか、シリカフュームや高炉スラグ粉末
を添加して、セメント硬化体の構造を緻密にし、強度ア
ップを計る方向が知られている。なかでも、特公昭59−
43431では、添加水量を従来使用していた量よりも極端
に少なくし、空隙の大きさ、及び空隙率を減少させる事
によって、セメント硬化体の曲げ強度を従来の50〜100k
gf/cm2という値の７倍以上に出来る事が開示されてい
る。
また、セメントの様な水硬性ではなく、炭酸カルシウ
ムの如き非水硬性無機質材料を使用した複合材料とし
て、結合剤にウレタン樹脂、多感応アクリル樹脂、等の
非水溶性の樹脂を用いたレジンコンクリートが知られて
おり、床材、壁材とか、またテーブルカウンター用とし
て、広く利用されている。
ムの如き非水硬性無機質材料を使用した複合材料とし
て、結合剤にウレタン樹脂、多感応アクリル樹脂、等の
非水溶性の樹脂を用いたレジンコンクリートが知られて
おり、床材、壁材とか、またテーブルカウンター用とし
て、広く利用されている。
発明が解決しようとする課題 非水硬性無機質材料を使用した従来のレジンコンクリ
ートにおいては架橋型の樹脂が結合剤として用いられる
ことが多く、その結果可使時間が短かく混練、成形の時
間に制限を受けることが多い。従ってこのような可使時
間が実質上なく非水硬性無機質材料を用いた強度（殊に
曲げ強度）にすぐれた硬化体の開発が望まれている。
ートにおいては架橋型の樹脂が結合剤として用いられる
ことが多く、その結果可使時間が短かく混練、成形の時
間に制限を受けることが多い。従ってこのような可使時
間が実質上なく非水硬性無機質材料を用いた強度（殊に
曲げ強度）にすぐれた硬化体の開発が望まれている。
課題を解決するための手段 本発明者らは前記したような課題を解決すべく鋭意研
究を行った結果本発明に至った。即ち本発明は、非水硬
性無機質材料、並びにポリアクリル酸ナトリウム、カル
ボキシメチルセルロース、カチオン化ポリアクリルアマ
イド、アニオン化ポリアクリルアマイドまたはポリアク
リルアマイドからなる群より選ばれる水溶性高分子、及
び非水硬性無機質材料に対し水５〜40％からなる粘土状
の混合物を混練、成形、乾燥させてなる高強度複合材料
及び非水硬性無機質材料、並びにポリアクリル酸ナトリ
ウム、カルボキシメチルセルロース、カチオン化ポリア
クリルアマイド、アニオン化ポリアクリルアマイドまた
はポリアクリルアマイドからなる群から選ばれる水溶性
高分子、及び非水硬性無機質材料に対し水５〜40％から
なる粘土状の混合物を混練、成形、乾燥させることを特
徴とする高強度複合材料の製造方法を提供する。本発明
を詳細に説明する。
究を行った結果本発明に至った。即ち本発明は、非水硬
性無機質材料、並びにポリアクリル酸ナトリウム、カル
ボキシメチルセルロース、カチオン化ポリアクリルアマ
イド、アニオン化ポリアクリルアマイドまたはポリアク
リルアマイドからなる群より選ばれる水溶性高分子、及
び非水硬性無機質材料に対し水５〜40％からなる粘土状
の混合物を混練、成形、乾燥させてなる高強度複合材料
及び非水硬性無機質材料、並びにポリアクリル酸ナトリ
ウム、カルボキシメチルセルロース、カチオン化ポリア
クリルアマイド、アニオン化ポリアクリルアマイドまた
はポリアクリルアマイドからなる群から選ばれる水溶性
高分子、及び非水硬性無機質材料に対し水５〜40％から
なる粘土状の混合物を混練、成形、乾燥させることを特
徴とする高強度複合材料の製造方法を提供する。本発明
を詳細に説明する。
本発明において非水硬性無機質材料としては水との混
練によって硬化しないものであればどの様なものも使用
できる。具体的な例としては高炉スラグ粉末、シリカフ
ューム、フライアッシュ、珪砂、珪石粉、炭酸カルシウ
ム、タルク、ベントナイト、クレー、ゼオライト、パー
ライト、ケイソウ土、カオリン、アルミナ、チタニア、
ジルコニア等の無機質微粒子が挙げられる。これらは単
独で、又二種以上を混合して使用しても良い。
練によって硬化しないものであればどの様なものも使用
できる。具体的な例としては高炉スラグ粉末、シリカフ
ューム、フライアッシュ、珪砂、珪石粉、炭酸カルシウ
ム、タルク、ベントナイト、クレー、ゼオライト、パー
ライト、ケイソウ土、カオリン、アルミナ、チタニア、
ジルコニア等の無機質微粒子が挙げられる。これらは単
独で、又二種以上を混合して使用しても良い。
使用する水溶性高分子は、ポリアクリル酸ナトリウ
ム、カルボキシメチルセルロース、カチオン可ポリアク
リルアマイド、アニオン化ポリアクリルアマイドまたは
ポリアクリルアマイドを挙げることができる。これらの
水溶性高分子の使用量は非水硬性無機質材料に対して１
〜20％が好ましく、特に好ましくは３〜15％である。水
溶性高分子の使用量が１％以下であると、その混合物が
混練出来ないか、又混練出来たとしても、混練体が脆く
なり後工程での成形加工性が悪くなるとか、得られた硬
化体の曲げ強度が小さくなる傾向にある。又20％以上使
用しても本発明の効果は変わらず、経済的に不利であ
る。
ム、カルボキシメチルセルロース、カチオン可ポリアク
リルアマイド、アニオン化ポリアクリルアマイドまたは
ポリアクリルアマイドを挙げることができる。これらの
水溶性高分子の使用量は非水硬性無機質材料に対して１
〜20％が好ましく、特に好ましくは３〜15％である。水
溶性高分子の使用量が１％以下であると、その混合物が
混練出来ないか、又混練出来たとしても、混練体が脆く
なり後工程での成形加工性が悪くなるとか、得られた硬
化体の曲げ強度が小さくなる傾向にある。又20％以上使
用しても本発明の効果は変わらず、経済的に不利であ
る。
水の使用量は、非水硬性無機質材料の種類及び水溶性
高分子の種類と使用量によって異なり、混練物が良好な
関連性を示す様に決めなければならないが、非水硬性無
機質材料に対して５〜40％であり好ましくは７〜30％で
ある。
高分子の種類と使用量によって異なり、混練物が良好な
関連性を示す様に決めなければならないが、非水硬性無
機質材料に対して５〜40％であり好ましくは７〜30％で
ある。
次に本発明の製造法の説明を行う。本発明の方法で
は、非水硬性無機質材料、水溶性高分子、及び水を用い
るが、これらをまずパドル型ミキサーの様な攪拌機で粗
混合する。次いで混練に移るが、混練は粗混合物に強い
剪断力を与えられる機械であれば何を用いても良い。例
えばロールニーダー、バンバリーミキサー、湿式パンミ
キサー、ミキシングロール、クネットマシーン、バッグ
ミル、スクリュー押し出し機、等が利用出来る。成形機
に関しても特に制限は無い。具体例としては、カレンダ
ーロール、（低〜高）圧プレス、（真空）押し出し成形
機が一般に用いられる。特に、減圧下で成形出来る真空
押し出し成形機を使用すると、より大きい曲げ強度を有
し、且つ曲げ強度のバラツキの少ない硬化体が得られる
まで、好ましい。成形後、硬化に移るが、本発明の製造
法は水硬性セメントを使用した場合とは異なり、特に養
生という工程を必要とせず、乾燥のみで硬化体が得られ
るという特徴がある。乾燥温度に特に制限はなく、通常
60〜90℃であるが湿度が低いときには常温において乾燥
してもよい。本発明の高強度複合材料は壁板、天井板等
の建築材料等に用いられる。
は、非水硬性無機質材料、水溶性高分子、及び水を用い
るが、これらをまずパドル型ミキサーの様な攪拌機で粗
混合する。次いで混練に移るが、混練は粗混合物に強い
剪断力を与えられる機械であれば何を用いても良い。例
えばロールニーダー、バンバリーミキサー、湿式パンミ
キサー、ミキシングロール、クネットマシーン、バッグ
ミル、スクリュー押し出し機、等が利用出来る。成形機
に関しても特に制限は無い。具体例としては、カレンダ
ーロール、（低〜高）圧プレス、（真空）押し出し成形
機が一般に用いられる。特に、減圧下で成形出来る真空
押し出し成形機を使用すると、より大きい曲げ強度を有
し、且つ曲げ強度のバラツキの少ない硬化体が得られる
まで、好ましい。成形後、硬化に移るが、本発明の製造
法は水硬性セメントを使用した場合とは異なり、特に養
生という工程を必要とせず、乾燥のみで硬化体が得られ
るという特徴がある。乾燥温度に特に制限はなく、通常
60〜90℃であるが湿度が低いときには常温において乾燥
してもよい。本発明の高強度複合材料は壁板、天井板等
の建築材料等に用いられる。
本発明の高強度複合材料はその製造工程において実質
上可使時間がないので混練、成形が容易であり又大型の
成形体を製造しやすい。又本発明の高強度複合材料はそ
の曲げ強度が極めて大きいのが特徴である。
上可使時間がないので混練、成形が容易であり又大型の
成形体を製造しやすい。又本発明の高強度複合材料はそ
の曲げ強度が極めて大きいのが特徴である。
実施例 次に実施例によって、本発明を更に具体的に説明す
る。実施例において部は重量部を示す。
る。実施例において部は重量部を示す。
実施例１ 高炉スラグ粉末（新日本製鉄（株）製；エスメント−
Ｐ）;1000部とポリ−アクリル酸ナトリウム（日本化薬
（株）製；パナカヤク−Ｂ）100部をオムニミキサー
（千代田技研工業（株）製）に入れ、混合した。次にこ
の混合物に水;190部を添加して、再び混合を行った。こ
の混合物を日本ロールニーダーにかけて５分間高剪断力
下に混練した。練り上がったもの（ドウ）は粘土状であ
り、真空押し出し成形機（本田鉄工（株）製:HDE−２
型）にて、幅10cm、厚み4mm、の板状に押し出した。こ
の成形物を長さ10cmにナイフで切断し30℃、50％RHの恒
温恒湿器中に１日放置（予備乾燥）した後、80℃の熱風
乾燥器に入れ８時間乾燥処理を行った。成形中の硬化は
みられず、ドウは１日放置しても乾燥させない限り硬化
の現象はみられなかった。得られた硬化体をダイヤモン
ドカッターにて幅1.5cm、長さ8cmに切断し、三点曲げ試
験用サンプルを作成した。三点曲げ試験はテンシロン
（株）オリエンテック製;UTM−2500）を用い、スパン
間;6cm、試験速度;1mm/分、の条件で行った。結果を表
−１に示す。なお比重は硬化体の比重を示す。（以下同
じ） 実施例２ 水溶性高分子としてカルボキシメチルセルロース（ダ
イセル化学工業（株）製;CMC−1160）;100部と水;230部
を用いた他は、実施例１と同じ処理を行った。
Ｐ）;1000部とポリ−アクリル酸ナトリウム（日本化薬
（株）製；パナカヤク−Ｂ）100部をオムニミキサー
（千代田技研工業（株）製）に入れ、混合した。次にこ
の混合物に水;190部を添加して、再び混合を行った。こ
の混合物を日本ロールニーダーにかけて５分間高剪断力
下に混練した。練り上がったもの（ドウ）は粘土状であ
り、真空押し出し成形機（本田鉄工（株）製:HDE−２
型）にて、幅10cm、厚み4mm、の板状に押し出した。こ
の成形物を長さ10cmにナイフで切断し30℃、50％RHの恒
温恒湿器中に１日放置（予備乾燥）した後、80℃の熱風
乾燥器に入れ８時間乾燥処理を行った。成形中の硬化は
みられず、ドウは１日放置しても乾燥させない限り硬化
の現象はみられなかった。得られた硬化体をダイヤモン
ドカッターにて幅1.5cm、長さ8cmに切断し、三点曲げ試
験用サンプルを作成した。三点曲げ試験はテンシロン
（株）オリエンテック製;UTM−2500）を用い、スパン
間;6cm、試験速度;1mm/分、の条件で行った。結果を表
−１に示す。なお比重は硬化体の比重を示す。（以下同
じ） 実施例２ 水溶性高分子としてカルボキシメチルセルロース（ダ
イセル化学工業（株）製;CMC−1160）;100部と水;230部
を用いた他は、実施例１と同じ処理を行った。
結果を表−２に示す。
実施例３〜12 高炉スラグ粉末（新日本製鉄（株）製；エスメント−
Ｐ）;1000部、又はタルク（クニミネ工業（株）製；日
立タルクHT−300）1000部と、下記の表−３に示した種
類及び量の水溶性高分子をオニムミキサー（千代田技研
工業（株）製）に入れ、混合した。次にこの混合物に表
−３に記した量の水を添加して、再び混合を行った。こ
の混合物を日本ロールニーダーにかけて５分間高剪断力
下に混練した。練り上がったもの（ドウ）は粘土状であ
り、上下二枚のポリエチレンテレフタレート・フィルム
にはさみ300kgf/cm2の加圧下プレス成形をし、厚さ:4mm
の板状成形物をえた。なおこのドウは長時間放置しても
硬化は起きなかった。この成形物を30℃、50％RHの恒温
恒湿器中に１日放置した（予備乾燥）後、80℃の熱風乾
燥器に入れ８時間乾燥処理を行った。得られた硬化体を
ダイヤモンドカッターにて幅1,5cm、長さ8cmに切断し三
点曲げ試験用サンプルを作成した。三点曲げ試験はテン
シロン（株）オリエンテック製;UTM−2500）を用い、ス
パン間;6cm、試験速度;1mm/分、の条件で行った。結果
を表−３に示す。
Ｐ）;1000部、又はタルク（クニミネ工業（株）製；日
立タルクHT−300）1000部と、下記の表−３に示した種
類及び量の水溶性高分子をオニムミキサー（千代田技研
工業（株）製）に入れ、混合した。次にこの混合物に表
−３に記した量の水を添加して、再び混合を行った。こ
の混合物を日本ロールニーダーにかけて５分間高剪断力
下に混練した。練り上がったもの（ドウ）は粘土状であ
り、上下二枚のポリエチレンテレフタレート・フィルム
にはさみ300kgf/cm2の加圧下プレス成形をし、厚さ:4mm
の板状成形物をえた。なおこのドウは長時間放置しても
硬化は起きなかった。この成形物を30℃、50％RHの恒温
恒湿器中に１日放置した（予備乾燥）後、80℃の熱風乾
燥器に入れ８時間乾燥処理を行った。得られた硬化体を
ダイヤモンドカッターにて幅1,5cm、長さ8cmに切断し三
点曲げ試験用サンプルを作成した。三点曲げ試験はテン
シロン（株）オリエンテック製;UTM−2500）を用い、ス
パン間;6cm、試験速度;1mm/分、の条件で行った。結果
を表−３に示す。
実施例13〜23 下記の表−４に示した種類の非水硬化性無機質材料;1
000部と、下記の表−４に示した量の、ポリ−アクリル
酸ナトリウム、又はポリ−アクリルアマイドと水を用い
た他は、実施例３〜12と同様にして本発明の高強度複合
材料を得た。
000部と、下記の表−４に示した量の、ポリ−アクリル
酸ナトリウム、又はポリ−アクリルアマイドと水を用い
た他は、実施例３〜12と同様にして本発明の高強度複合
材料を得た。
発明の効果 混練、成形が容易でかつ乾燥後の曲げ強度が極めて大
きい非水硬性無機材料からの高強度複合材料が得られ
た。
きい非水硬性無機材料からの高強度複合材料が得られ
た。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ０８Ｌ 33/26 Ｃ０８Ｌ 33/26 // Ｃ０４Ｂ 111:20 (72)発明者 桜井 弘 埼玉県入間市根岸419―２ (72)発明者 真野 基一 埼玉県浦和市井沼方263 (56)参考文献 特開 昭62−46947（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−167193（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−236274（ＪＰ，Ａ) 特公 昭44−8039（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭59−19061（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (2)
- 【請求項１】非水硬性無機質材料、並びにポリアクリル
酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロース、カチオン
化ポリアクリルアマイド、アニオン化ポリアクリルアマ
イドまたはポリアクリルアマイドからなる群より選ばれ
る水溶性高分子、及び非水硬性無機質材料に対し水５〜
40％からなる粘土状の混合物を混練、成形、乾燥させて
なる高硬度複合材料 - 【請求項２】非水硬性無機質材料、並びにポリアクリル
酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロース、カチオン
化ポリアクリルアマイド、アニオン化ポリアクリルアマ
イドまたはポリアクリルアマイドからなる群より選ばれ
る水溶性高分子、及び非水硬性無機質材料に対し水５〜
40％からなる粘土状の混合物を混練、成形、乾燥させる
ことを特徴とする高強度複合材料の製造方法
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1126644A JP2724618B2 (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 高強度複合材料、及びその製造方法 |
| PCT/JP1990/000642 WO1990014320A1 (fr) | 1989-05-22 | 1990-05-21 | Materiau composite haute resistance et procede de production associe |
| CA002033163A CA2033163A1 (en) | 1989-05-22 | 1990-05-21 | High-strength composite material and process for producing the same |
| DE69032148T DE69032148T2 (de) | 1989-05-22 | 1990-05-21 | Verbundmaterial hoher festigkeit und verfahren zu seiner herstellung |
| KR1019910700083A KR0134027B1 (ko) | 1989-05-22 | 1990-05-21 | 고강도 복합재료 및 그의 제조방법 |
| EP90907454A EP0425706B1 (en) | 1989-05-22 | 1990-05-21 | High-strength composite material and method of producing the same |
| US08/110,644 US5391437A (en) | 1989-05-22 | 1993-08-20 | High-strength composite material and process for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1126644A JP2724618B2 (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 高強度複合材料、及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02307850A JPH02307850A (ja) | 1990-12-21 |
| JP2724618B2 true JP2724618B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=14940307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1126644A Expired - Fee Related JP2724618B2 (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 高強度複合材料、及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2724618B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08283518A (ja) * | 1995-04-13 | 1996-10-29 | Yoshinari Hasegawa | 抗菌性高強度複合材料 |
| CN109053035B (zh) * | 2018-09-05 | 2019-06-11 | 成都理工大学 | 一种软岩相似模型试验材料及其制备软岩相似模型的方法 |
| CN115353348B (zh) * | 2022-08-17 | 2023-04-14 | 北京建筑材料科学研究总院有限公司 | 一种超高性能混凝土及其制备方法与应用 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5924748B2 (ja) * | 1979-06-15 | 1984-06-12 | 株式会社クラレ | 結露防止性のすぐれたシ−ト状建築材料の製造法 |
| JPS5919061A (ja) * | 1982-07-21 | 1984-01-31 | Sumitomo Metal Ind Ltd | スライデイングノズル駆動方法 |
| JPS6246947A (ja) * | 1985-08-23 | 1987-02-28 | 山栄建設株式会社 | 室内装飾用結露防止建材組成物 |
| JPH01236274A (ja) * | 1988-03-16 | 1989-09-21 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 粒子分散型複合材料 |
-
1989
- 1989-05-22 JP JP1126644A patent/JP2724618B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02307850A (ja) | 1990-12-21 |
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