JP3714705B2 - マグネシアセメント硬化体の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、マグネシアセメント硬化体の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、この発明は、建材等に有用なマグネシアセメント硬化体の製造効率を向上させるとともにマグネシアセメントの利用範囲を広げることを可能とするマグネシアセメント硬化体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
マグネシアセメントについては、マグネシア原料と塩化マグネシウムまたは硫酸マグネシウム等を含有する水溶液を混合して得られるスラリーまたはペーストを型枠に流し込むだけでその硬化体が得られることが知られている。
しかも、その硬化体は緻密で強度が高く、その表面は鏡面になるという特徴を有している。また、木材等との接着性にも優れ、摩擦による発火も少ない。さらに、床面に使用した場合には、セルフレベルが得やすい等の特徴もある。
【０００３】
このような特徴を持つマグネシアセメントの硬化体は、従来では、あらかじめ目的に沿った組成物を工事現場で原料が均一になるように混合し、得られたスラリーをできるだけ速やかに床面に作られた型枠に流し込み、一日以上養生することで形成されている。
しかしながら、マグネシアセメントは他のセメントと比較して多くの優れた特徴を有するものの、従来のマグネシア硬化体の製造方法においては、硬化の過程における発熱が大きいことや、硬化までに要する時間が長いこと、さらに硬化の過程において膨張が大きい等の問題点があった。
【０００４】
硬化の過程で発熱によって温度が上昇すると反応が加速されることになるがこの発熱は２〜３ｃｍの厚さの床面を作る場合にはあまり問題とならないものの、建材のように厚手の製品を作る場合には温度が上がり過ぎることで水蒸気が多量に発生し、爆裂を招く危険性がある。このような現象はマグネシアセメントを含有する断熱性に優れた硬化体を製造する上で大きな障害となっていた。
【０００５】
また、硬化までに要する時間が長いことは、硬化の過程でマグネシア成分が沈降し、硬化体の上下で組成が異なり、製品の均一性が損なわれる原因となっていた。
さらに、硬化の過程において硬化体の膨張が大きいことは、製品を製造する上で大きな問題となる。ただ、組成を適切に管理すれば、むしろ他のセメントと比較して寸法安定性に優れているとの報告もある。しかし、その製造が難しいことにかわりはなかった。
【０００６】
いずれにしても、以上のような問題によって、マグネシアセメントは優れた特徴を有するにもかかわらず、その硬化体を建材等として広く利用できないのが実情であった。
そこでこの発明は、以上通りの事情を鑑みてなされたものであり、温度上昇による爆裂の危険性もなく、均一な組成を有し、寸法安定性に優れたマグネシアセメント硬化体を得ることのできる新しい製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するものとして、スラリーまたはペースト状のマグネシアセメント成分を攪拌硬化するに際し、粘度が低い反応初期の攪拌段階での温度を１５〜５０℃の範囲とし、粘度が高い反応終期の攪拌段階での温度を−１０〜３０℃の範囲に変化させることを特徴とするマグネシアセメント硬化体の製造方法を提供する。また、この発明は、攪拌工程後に、発泡樹脂粒子を添加して硬化させることを特徴とするマグネシアセメント硬化体の製造方法をも提供する。
【０００８】
【発明の実施の態様】
この発明では、上記の通り、マグネシアセメント成分の攪拌混合に際し、温度を変化させる。つまり、温度を変化させながら攪拌し、粘度等の物性を確認しつつ、フィラー等成分を含めて全てのマグネシアセメント硬化体成分を順次添加し硬化体を作成する。このため、従来の方法とは異なり、マグネシアセメントの組成を一度に短時間で混練することはない。
【０００９】
攪拌中の温度は−２０〜１１０℃の範囲において、必要に応じて任意に設定できる。例えば、攪拌の初期には反応を促進し、反応時間を短縮するために温度を高く設定し、流し込みの際には作業時間を確保するために低く設定することができる。
具体的には、攪拌中の制御温度は、通常の場合には作業性やマグネシアの活性による影響を考慮し、粘度が低下する反応初期では１５〜５０℃、粘度が増大する反応終期では−１０〜３０℃程度に設定するが、さらに反応初期では２０〜４０℃、反応終期では０〜２５℃に設定することが特に好ましい。
【００１０】
つまり、この発明では、硬化体製造にともなうマグネシアセメント成分の攪拌が、硬化体の特性や製造工程の利得を大きく左右するとの知見から、攪拌時の温度を制御することを本質的な特徴としている。
実際、たとえば、この発明では、マグネシアセメント成分を２５℃で攪拌し続けると、発熱を続けながら３０分程度までは粘度は幾分低下する傾向で推移する。約３０分を経過したところで粘度は徐々に上がり始め、約９０分経過すると、粘度は急速に上昇する。この時点でフィラーを加える等の最終調整を行い、流し込みや鋳込みを行うことによって硬化体を作成することが可能である。
【００１１】
攪拌は配合物の沈降分離を防ぐ程度のゆっくりした速度でよい。このゆっくりとした攪拌によって、従来の方法において反応中に生じていた不均一性を改善できるだけでなく、スラリーの濃度が上がるまで攪拌できるので従来の方法では作成できなかったスラリー濃度の低い組成、例えば含水率の非常に高い硬化体の作成が可能である。
【００１２】
さらに、流し込みまたは鋳込み後の硬化の過程において、温度を制御することによって、硬化の工程を制御することが可能である。
具体的には、発熱する組成の場合、流し込み、鋳込み温度を目的に応じて設定することにより、発熱による温度を利用して硬化の時間を短縮できる。
なお、この発明が対象としているマグネシアセメント成分の攪拌による硬化体製造については、従来同様のマグネシアセメントと塩化マグネシウムまたは硫酸マグネシウム等を含有する水溶液を混合して得られるスラリーまたはペーストとともに、たとえば、フライアッシュ、ロックウール、ガラス繊維、天然または合成の有機繊維、あるいはセラミック粒子や合成樹脂粒子、発泡合成樹脂粒子等のフィラー、そして、セルロース系粘度調整剤や、難燃剤、着色剤、離型剤等の各種成分の使用が考慮される。それらの配合比は、目的、用途に応じて適宜に選択することができる。
【００１３】
また、特にこの発明では、攪拌工程の終了後に、発泡樹脂粒子、たとえば発包ポリチスレン等の粒子を添加し、必要に応じて酢酸ビニル系接着剤等を加えて硬化することで、軽量でありながらも、強度、耐熱性、耐久性に優れた硬化体をも提ることができる。
以下、実施例を示してさらに詳しくこの発明のマグネシアセメント硬化体の製造方法について説明する。
【００１４】
【実施例】
配合用の原料として、オーストラリア産のマグネサイトを焼結した市販の活性マグネシア１．６１Ｋｇ、塩化マグネシウムの６水塩１．９４Ｋｇ、水２．８８Ｋｇ、市販の酢酸ビニール接着剤７５ｇ、それに、市販の粒径２〜３ｍｍの発泡ポリスチレン粒子３６０ｇを用意した。
【００１５】
まず、塩化マグネシウムに水１．１２Ｋｇを加え、塩化マグネシウム溶液を作成した。この溶液２．０６Ｋｇに活性マグネシア１．６１Ｋｇを加えて温度を４０℃に保ちながら攪拌反応させた。反応開始時に粘度は１７ｃｐｓであったが、１５分後には１４ｃｐｓまで低下した。その後粘度は上昇し始めたので、温度１０℃において攪拌した。１時間５分後には９０ｃｐｓに達した。この時点で酢酸ビニール接着剤に塩化マグネシウム溶液１Ｋｇを加えて泡立てたものを添加し、攪拌しながら冷却した。反応開始後１時間３０分で水１．７６Ｋｇを加え、さらに冷却と攪拌を続けた。反応開始約２時間後に温度５．７℃で粘度２００ｃｐｓを越えた時点で発泡ポリスチレン粒子を混合し、開口部２８１ｍｍ×３４６ｍｍのポリスチレン製の方形の型に流し込み静置した。開口部の中心に温度計を差し込み内部温度を観測したところ、静置後４時間１０分後に７６℃に達し硬化したので脱型し、厚さ２０ｃｍ、体積比重０．３８の成形体を得た。この成形体は住宅用床材として、優れた物件を持つことが認められた。
【００１６】
【発明の効果】
この発明により、以上詳しく説明したとおり、従来の方法では不可能とされていた組成の均一性が高く、寸法安定性にも優れたマグネシア硬化体を短かい硬化時間で製造することが可能になった。製造工程での発熱による爆裂の心配もない。
【００１７】
さらに、この発明により、マグネシアセメント硬化体の製造効率を向上させるとともにマグネシアセメントの利用範囲を広げることが可能となる。

Claims (3)

1. スラリーまたはペースト状のマグネシアセメント成分を攪拌硬化するに際し、粘度が低い反応初期の攪拌段階での温度を１５〜５０℃の範囲とし、粘度が高い反応終期の攪拌段階での温度を−１０〜３０℃の範囲に変化させることを特徴とするマグネシアセメント硬化体の製造方法。
2. 請求項１の方法における攪拌工程の終了後に、発泡樹脂粒子を添加して硬化させることを特徴とするマグネシアセメント硬化体の製造方法。
3. 発泡樹脂粒子の添加に先立って、もしくは同時に接着剤成分を添加する請求項２のマグネシアセメント硬化体の製造方法。