JPH02307850A - 高強度複合材料、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。

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
リカフニ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、強度アンプを計る方法が知られ
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５０〜１００ｋｇｆ／ｅ＋
ｆｌ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、多感窓アクリル樹脂、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線、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、水溶性高分子及び水からなる混合物を混線、
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、水溶性高分子及び水からなる混合物を混練、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０本発明の詳細な説明する。

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、シリカフニ
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に関しても特に制限が無いが、混
練時間内に、混線系に均一に、かつ迅速に溶解するのが
好ましいので微粒子である方が好ましい、以下に具体例
を記す。

ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチ
ルセルロース、カルボキシメチルセルロース、等のセル
ロース誘導体；部分加水分解性ポリ酢酸ビニール、カチ
オン化ポリビニールアルコール、アニオン化ポリビニー
ルアルコール、等のポリ酢酸ビニール誘導体；可溶性澱
粉、カチオン化澱粉等の澱粉誘導体；ポリエチレンオキ
サイド、及び以下のモノマーを原料とするホモポリマー
又はコポリマー類。

アクリルアマイド、Ｎ、Ｎ　−ジメチルアクリルアマイ
ド、Ｎ−メチルアクリルアマイド、Ｎ−イソプロピルア
クリルアマイド、アクリロイルモルホリン等のアクリル
アマイド系モノマー；　（メタ）アクリル酸、（メタ）
アクリル酸ナトリウム、２−ヒドロキシエチル（メタ）
アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリ
レート、ジメチル（又はジエチル）アミノエチル（メタ
）アクリレートの塩酸、又は硫酸による三級アミン塩、
ジメチル（又はジエチル）アミノエチル（メタ）アクリ
レートと塩化メチル又は塩化エチル、塩化ベンジル、ジ
メチル硫酸とのメンシュドキン反応生成物である四級ア
ンモニウム塩、等の（メタ）アクリル系七ツマー；Ｎ−
ビニールピロリドン、ビニールメチルエーテル、スチレ
ンスルホン酸（又はこれのナトリウム塩）、ビニールピ
リジン′（又はこれらのカチオン化誘導体）、等のビニ
ール糸上ツマ−０ これらのうち好ましい水溶性高分子の例としてはカルボ
キシメチルセルロース、ポリアクリルアマイド、アクリ
ルアマイドとアクリル酸ナトリウムのコポリマー、ジメ
チル（又はジエチル）アミノエチル（メタ）アクリレー
トの上記三級アミン塩、又は四級アンモニウム塩とアク
リルアマイドとのコポリマー、及びポリアクリル酸ナト
リウム等があげられる。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、その混合物が混線出来ないか、
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、混合物が良好な混
練性を示す様に決めなければならないが、非水硬性無機
質材料に対して概ね５〜４０％であり好ましくは７〜３
０％である。

次に本発明の詳細な説明を行う。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０次いで混練に移るが、混線は粗混合物に強い剪断力
を与えられる機槻であれば何を用いても良い０例えばロ
ールニーグー、バンバリーミキサ−１湿式パンミキサー
、ミキシングロール、タネットマシーン、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存し、且
つ曲げ強度のバラツキの少ない硬化体が得られるで、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６０〜９
０°Ｃ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０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。

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。

実施例１ 高炉スラグ粉末（新日本製鉄■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■
製；バナカヤク−Ｂ）１００部をオムニミキサー（千代
田技研工業■製）に入れ、混合した０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
物を二本ロールニーダ−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■製：　ＨＤＥ−２型）に
て、幅１０１、厚み４ＩＩＩＩ、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°ｃ、
５０％Ｒ）ｌの恒温恒温器中に１日放置（予備乾燥）し
た後、８０’Ｃ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１．５ｃ曹、長
さ８　ｃｍ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）オリエンチック製
；　ＵＴＭ−２５００）　を用い、スパン間；６Ｃ１゜
試験速度；１１１１１／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■製ｉ　ＣＭＣ−１１６０）　　；　１０
０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■製；エスメント−Ｐ）；
１０００部、又はタルク（クニミネ工業■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ムニミキサー（千代田
技研工業■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。この混合物を二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３００
ｋｇｆ／ｄの加圧下プレス成形をし、厚さ：４１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°Ｃ１５０％ＲＨの恒
温恒温器中に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１．５ｃ＋＊、長さ８
Ｃ１１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−オリエンチック製、　ＵＴＭ
−２５００）　を用い、スパン間；６ｃｍ５試験速度；
１ｎｗ＋／分、の条件で行った。結果を表−３に示す。

表−３ −２８４＝ 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；　
１０００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 混線、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。

特許出願人　　大同コンクリート工業株式会社日本化薬
株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、非水硬性無機質材料、水溶性高分子、及び水からな
   る混合物を混練、成形、乾燥させてなる高強度複合材料 ２、非水硬性無機質材料、水溶性高分子、及び水からな
   る混合物を混練、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