JP2946633B2 - 珪酸カルシウム成形体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、軽量、不燃であり、かつ耐水性、機械的強
度に優れ、建材用として好適な珪酸カルシウム成形体に
関する。

［従来の技術］ 珪酸カルシウム成形体は多孔質で断熱性に優れ、かつ
不燃、軽量であるという特徴を有する素材であるが、建
築材料として使用する場合、耐水性及び機械的強度を向
上させる必要がある。

従来、珪酸カルシウム成形体の塗膜強度向上等の目的
で、湿気硬化型ウレタン樹脂等を珪酸カルシウム成形体
の表面にフローコーター、ロールコーターあるいはスプ
レーにより塗布する方法が知られている。また、珪酸カ
ルシウム成形体を溌水化する目的で、例えば、アルカリ
メチルシリコネートを含有する溌水剤を珪酸カルシウム
成形体の表面に刷毛塗りする方法が知られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来法では、樹脂等が内部
まで充分に含浸されていないため、施工現場において寸
法合わせ等のために実施される切削、破断等により新た
に生じた面に対しては改めて、その面に樹脂等を塗布
し、乾燥しなければならないので、施工に著しく手間を
要する。また、ケイ酸カルシウム水性スラリー中に特定
のゴムラテックス、補強材、及び溌水剤等を混合して珪
酸カルシウム成形体を得る方法（特開平01−264968）も
知られているが、この方法では乳化剤も使用することか
ら、未だ耐水性が充分とはいえず、機械的強度も、満足
できるものではない。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、かかる問題点に鑑み、鋭意検討を重ね
た結果、珪酸カルシウム成形体を樹脂に含浸処理する
際、有機溶媒樹脂溶液に珪酸カルシウム成形体全体を浸
漬する方法により樹脂を含浸させた成形体により、これ
ら問題点が解決されることを見い出し、本発明に到達し
た。

すなわち本発明の目的は、成形体の内部までの全ての
部分において優れた機械的強度、耐水性を有する珪酸カ
ルシウム成形体を提供することにあり、この目的は、樹
脂を含浸処理して成る珪酸カルシウム成形体において、
数平均分子量が２万以下の有機溶剤に可溶である疎水性
樹脂の２〜25重量％の有機溶媒溶液に該成形体を浸漬処
理することにより、該樹脂を該成形体内部にまで含浸さ
せることを特徴とする珪酸カルシウム成形体により、容
易に達成される。以下、本発明を詳細に説明する。

本発明に用いられる珪酸カルシウム成形体基材は、公
知の方法により製造される。即ち、珪酸カルシウム水和
物水性スラリーに、必要に応じて補強剤等を添加混合
し、加圧脱水成形後、乾燥することにより基材が得られ
る。珪酸カルシウム水和物は、石灰質原料、例えば、生
石灰と珪酸質原料例えば珪石とを、水熱合成させること
により得られる。補強剤としては、板の曲げ強度を向上
させる目的で、繊維質補強剤が使用できる。繊維質補強
剤は、例えば、石綿、パルプ、ガラス繊維、炭素繊維、
レイヨン、ナイロン、ポリエステル等が用いられる。

得られた珪酸カルシウム成形体に含浸する樹脂として
は数平均分子量が２万以下の比較的低分子量の有機溶剤
に可溶である疎水性樹脂が用いることが必要である。数
平均分子量が２万を越える樹脂は珪酸カルシウム成形体
の内部まで含浸しにくいので好ましくない。

本発明に用いられる樹脂としては、例えば、ウレタン
プレポリマー、エポキシ樹脂、ポリアクリル樹脂、塩化
ビニル、酢酸ビニル共重合樹脂、フェノール樹脂、キシ
レン樹脂等があげられる。また、これらの樹脂に硬化剤
としてポリアミドアミン、ポリアミアミンポリイソシア
ネート、ポリオール、酸無水物、メラミン等を添加した
二液型硬化性樹脂を用いてもよい。ただし、ポリビニル
アルコール、ポリアクリル酸ソーダ、およびポリオキシ
エチレングリコール等の親水性樹脂および水溶性樹脂は
溌水性を付与できないので好ましくない。

また、本発明に用いられるウレタンプレポリマーは、
一般に、イソシアネート基を１分子中に平均して２個以
上含有するものである。該ウレタンプレポリマーは、ポ
リイソシアネート化合物とポリオールを公知の方法で反
応させることにより製造される。該ポリイソシアネート
化合物としては、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6
−トリレンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルメタ
ンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルジイソシアネ
ート等が用いられる。また、該ポリオールとしては、ポ
リエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、アク
リルポリオール等が用いられる。以上のウレタンプレポ
リマーは、ポリイソシアネート化合物とポリオールとを
（イソシアネート基／水酸基）の当量比が１〜10になる
割合で配合し、反応させることが好ましい。

また、本発明に用いられるエポキシ樹脂は、一般に、
グリシジル基を１分子中に平均して２個以上含有するも
のであり、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フ
ェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、脂環族エポ
キシ樹脂があげられる。

珪酸カルシウム成形体の含浸に用いる樹脂溶液は上記
樹脂の主剤および硬化剤に対し不活性な溶媒で希釈し、
塗装方法に応じた適正な粘度に希釈して使用する。

希釈に用いられる溶媒としてはトルエン、キシレン、
酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン、ヘキサン、ヘプタン、ジ
クロロメタン、ジクロロエタン、テトラヒドロフランジ
メチルフォルムアミド等が挙げられる。イソシアネート
基を含有しない樹脂を用いる場合はメタノール、エタノ
ール等のアルコール系溶剤を用いることができる。

樹脂溶液濃度は２重量％から25重量％である必要があ
る。25重量％を越えると溶液粘度が高くなりすぎて珪酸
カルシウム成形体の内部まで充分に含浸できない場合が
あり、また、２重量％未満では樹脂含浸量を高く出来な
い場合があるので好ましくない。

本発明の樹脂が内部まで全ての部分に含浸されている
珪酸カルシウム成形体は、上記有機溶媒系樹脂溶液に珪
酸カルシウム成形体を浸漬処理することによって製造す
ることができる。浸漬処理の方法としては、珪酸カルシ
ウム成形体を徐々に下部から浸漬していく方法、珪酸カ
ルシウム成形体を減圧下で、樹脂溶液に浸漬する方法お
よび樹脂溶液を加圧状態にして成形体の一方から浸漬す
る方法が好ましい。

樹脂の含浸量は、通常、珪酸カルシウム100重量部に
対して１〜30重量部である。１重量部未満では耐水性お
よび曲げ強度を向上できない。また、30重量部以上で
は、珪酸カルシウム成形体の特徴である不燃性の低下、
カサ比重の増加などの問題が生ずる。

浸漬処理終了後、50〜200℃の熱風乾燥機中で10分間
〜２時間かけて溶剤を揮発させた後、室温で１日間養生
し、樹脂を硬化させる。

かくして、機械的強度及び耐水性に優れた珪酸カルシ
ウム成形体が得られる。

［実施例］ 以下に、樹脂含浸用成形体の作成、ウレタンプレポリ
マー合成例、浸漬用樹脂溶液の調製、本発明の珪酸カル
シウム成形体の実施例及び比較例をあげて、さらに具体
的に説明する。

樹脂含浸用成形体の作製 生石灰（CaO;96.2％）49.6重量部に温水を加え、消和
し、消石灰スラリーとし、このスラリーに珪石（SiO₂9
6.4％）50.4重量部を添加し、総水量が固形分に対して2
7.5重量倍となるように水を加え、このスラリーを15kg/
cm²の水蒸気下で４時間反応を行い、ゾノトライトのケ
イ酸カルシウム水和物を得た。この水和物にガラス繊維
（18mm長）３重量部およびパルプ３重量部を添加し、充
分に分散させた。次いでこのスラリーを300mm×300mmの
型枠に注入し、加圧脱水成型し、120℃で10時間乾燥
し、比重0.5、縦300mm、横300mm、厚さ17mmの珪酸カル
シウム成形体を得た。この成形体を各種試験に応じた寸
法に切断して樹脂含浸用の試験板とした。

ウレタンプレポリマー合成例１ 2,4−トリレンジイソシアネート/2,6−トリレンジイ
ソシアネート＝80/20（重量比）の組成のジイソシアネ
ート（以下、これを「80−TDI」という）1392gおよびグ
リセリンにプロピレンオキシドを付加した３官能ポリオ
ール（G300:旭電化工業（株）製、数平均分子量300）30
0gを仕込み、60℃で５時間反応させた。得られた反応生
成液を165℃、1mmHgの条件で薄膜蒸留し、未反応のトリ
レンジイソシアネートモノマーを留去させた。得られた
プロポリマーをメチルエチルケトンに溶解させて、濃度
80重量％のウレタンプレポリマー溶液を得た。このウレ
タンプレポリマー溶液のNCO濃度は11.8重量％であっ
た。

ウレタンプレポリマー合成例２ 4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート750g,グリ
セリンにプロピレンオキシドを付加した３官能ポリオー
ル（GP600:三洋化成工業（株）製造、数平均分子量60
0）660gおよびメチルエチルケトン353gを仕込み、65℃
で５時間反応させた。得られたウレタンプレポリマー溶
液のNCO濃度は6.2重量％であった。

浸漬用樹脂溶液の調製 第１表に示す組成の含浸用樹脂溶液を５種調製した。

実施例１〜６ 第１表の組成の浸漬用樹脂溶液に珪酸カルシウム板を
20分間かけて下部から徐々に浸漬し、完全に浸漬してか
らさらに10〜30分間保持、樹脂を成形体内部まで完全に
含浸させた。次に、熱風乾燥機中で150℃、１時間乾燥
させて、溶剤を完全に揮発させた。その後、23℃、相対
湿度65％の恒温恒湿槽に樹脂含漬珪酸カルシウム板を一
昼夜入れ、試験用の珪酸カルシウム板を作成した。樹脂
含浸量は樹脂溶液濃度および浸漬時間で調節した。

得られた珪酸カルシウム板の曲げ強度、耐水性、凍結
融解性の試験結果を第２表に示す。また試験方法を以下
に示す。

1. 曲げ強度の測定 ・試験板寸法 5cm×30cm×1.7cm （端面カット） ・測定装置 テンシロン万能強度試験機 （UTM−5T） ・測定方法 JISA1408に準じて、スパン20cm、クロスヘッドスピー
ド5mm/分で行った。曲げ強度は、下式により求めた。
（３個の平均） 2. 耐水性の測定 試験片（寸法5cm×5cm×1.7cm）を25℃の水に３時間
完全に浸漬した後の重量を求めた。

3. 凍結融解性の測定 試験片（寸法5cm×5cm×1.7cm）を−20℃の冷凍室に
４時間、10℃の水中に４時間保持した後、試験片の外観
を観察し、クラック等の異常が認められるまでのサイク
ル数で表示した。

比較例１ 珪酸カルシウムの試験板（樹脂含浸なし）を、そのま
ま、試験を行った結果を第１表に示す。

比較例２〜３ エアースプレーガンにより第１表の組成の含浸用樹脂
溶液を珪酸カルシウム板に所定量の樹脂含浸量になるま
でスプレー塗装した。

約10分間セッテイングした後、熱風乾燥機中で150
℃、１時間乾燥させて、溶剤を完全に揮発させた。その
後、23℃相対湿度65％の恒温恒湿槽に樹脂含浸珪酸カル
シウム板を一昼夜入れ、試験用珪酸カルシウム板を作製
した。得られた珪酸カルシウム板の試験結果を第２表に
示す。

第２表で明らかなように、浸漬処理で含浸した珪酸カ
ルシウム板は全面に樹脂含浸され、耐水性、耐凍結融解
性はスプレ塗装したものより優れており、特に樹脂含浸
後切断したサンプルについてはその差は顕著である。

［発明の効果］ 本発明の樹脂含浸珪酸カルシウム成形体は、成形体の
内部までの全ての部分において優れた機械的強度及び耐
水性を有し、建築用材料として極めて有用なものであ
る。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−127686（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−99185（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C04B 41/62,41/64

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】樹脂を含浸処理して成る珪酸カルシウム成
   形体において、数平均分子量が２万以下の有機溶剤に可
   溶である疎水性樹脂の２〜25重量％の有機溶媒溶液に該
   成形体を浸漬処理することにより、該樹脂を該成形体内
   部にまで含浸させることを特徴とする珪酸カルシウム成
   形体。
2. 【請求項２】浸漬処理する樹脂がポリイソシアネート化
   合物とポリオールとをイソシアネート基／水酸基の当量
   比が１〜10になる割合で配合し、反応させて得られたウ
   レタンプレポリマーが主成分である請求項１記載の珪酸
   カルシウム成形体。
3. 【請求項３】浸漬処理する樹脂がビスフェノールＡ型エ
   ポキシ樹脂が主成分である請求項１記載の珪酸カルシウ
   ム成形体。