JPH0416538A - 成形用組成物及びその成形品 - 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、建設資材・建材・工業用資材その他、広い用
途を有する成形用組成物及びそれを用いた成形品とその
製造方法に関する。

［従来の技術とその課題］ 従来、この種の成形品は、セメント系、珪酸カルシウム
系、セノコウースラグ系及びセラコラ系等の無機質の水
硬性物質をベースに、補強繊維を添加したスラリーをプ
レスあるいは押出し成形したのち、常圧又は高圧にて蒸
気養生し製品としていた（特開昭５２−４９２２４号公
報、特開昭６１−３６１４７号公報及び特開昭６３−．
２５６５５８号公報等）。

そして、従来の製品は水硬性物質の硬化作用により強度
を発現させるものであったため、−ｇに高強度・高硬度
であり、かつ、生産性、不燃性及び寸法安定性に優れた
特性を有していた。

しかしながら、セメント系、珪酸カルシウム系及びセラ
コラ−スラグ系の水硬性物質をベースとする製品は、硬
度が高いため、一般の加工工具は使用できず、加工時に
ダイヤモンドカッターやドリルなど特殊な加工機械が必
要であり、加工性の面からは、必ずしも良好な製品とは
いえず、特に、かんなかけ、鋸びき及び釘打ち等は不可
能であった。

一方、センコラ系の水硬性物質をベースとする製品は、
鋸びきや釘打ちなどの加工性については良好であるが、
反面、釘や木ネジの保持力が低いなど課題があった。

このような課題を解決するために、珪酸カルシウムにラ
テックスを使用し、種々の成形方法が提案されている。

即ち、これらの製造方法は、珪酸カルシウム水和物とラ
テックスを含むスラリーの凝集にカチオン型凝集剤を使
用して固形分を凝集する方法、もしくは、アニオン系分
散剤を添加して、水／固形分比を小さくする方法などで
、成形性、特に脱水性の向上を計る方法である。

また、二次的効果として、ラテックスの架橋性を高める
ことや、珪酸カルシウム、ラテックス及び補強繊維との
付着性を向上させることなどが提案されている（特開昭
６２−３２１４８号公報や特開昭６４−７２９５０号公
報等）。

しかしながら、スラリー中にこれらの有機物を添加する
ことは、成形時の濾水性を低下するばかりでなく、成形
品のだれや膨らみを生じる原因にもなり、生産性の高い
方法とはいいがたく、また、耐候性や不燃性の面からも
、有機物の使用は少ない方が好ましい。

また、これら有機物は、ラッテクスに対しては架橋効果
や付着性の向上効果はあるが、珪酸カルシウムに対する
付着改善効果がないため、加工後の成形品表面が粉末状
になるなどの課題があった。

本発明者は、前述のように各種成形品の持つ生産性の高
さ、寸法安定性、不燃性及び高強度を維持しながら、特
に鋸びきや釘打ちが可能であるというように、加工性が
高く、かつ、釘や木ネジの保持力が高く、加工面が粉末
状にならない成形品を効率よく製造する方法に関して、
種々検討を行った結果、特定の材料を用いることにより
前記課題が解決することができる知見を得て本発明を完
成するに至った。

［課題を解決するための手段］ 即ち、本発明は、珪酸カルシウム水和物、ポリマー及び
エトリンガイト生成物を主成分とする成形用組成物であ
り、該成形用組成物を成形してなる成形品であり、さら
には、該成形用組成物を成形し、乾燥することを特徴と
する成形品の製造方法である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に係る珪酸カルシウム水和物（以下珪カルという
）としては、石灰質原料と珪酸質原料を出発物質として
、水熱合成反応して得られたものが好ましく、特に、ト
バモライトやゾノトライトと呼ばれるものが好ましい。

石灰質原料と珪酸質原料との配合割合は、合成する珪カ
ルの種類によって異なり、特に制限されるものではない
が、トバモライトの場合には、ＣａＯ／ＳｉＯ□モル比
でほぼＯ，ａ：ｔが好ましく、ゾノトライトの場合には
ＣａＯ／５ｉＯｚモル比でほぼＩ：１が好ましい。

本発明に係るポリマーとは、具体的には、自己架橋型ア
クリル酸エステル系重合体、スチレン−ブタジェン系共
重合体、アクリロニトリル−ブタジェン系共重合体、ブ
タジェン系重合体、メタクリル酸メチル−ブタジェン系
共重合体、イソプレン系共重合体、エチレン−プロピレ
ン系共重合体及びエチレン−酢ビ系共重合体笠の合成樹
脂エマルジョンや、クロロプレンゴムラテックスなどの
ゴムラテックスが使用可能である。

ポリマーの使用量は、珪カルの固形分１００重量部に対
して、３〜５０重量部が好ましく、特に、不燃性を必要
とする場合には５〜２０重量部が好ましく、高強度や高
靭性を必要とする場合には１０〜４５重量部が好ましい
。３重量部未満では、成形品の強度が著しく低下する傾
向があり、５０Ｉｉ量部を越えると成形品の寸法安定性
に問題が生しる可能性がある。

本発明に係るエトリンガイト生成物とは、生成したエト
リンガイトの針状結晶と、溶出したカルシウムイオンと
で、スラリー中の珪カルとポリマーの凝集性を高め、有
機系凝集剤の使用を不要としたり、減少したりするとと
もに、スラリー〇粘性を調整し、成形性を向上させるも
のである。

そして、エトリンガイトの針状結晶の生成により、珪カ
ル二次粒子間の密着性を高め、成形品の表面状態を滑ら
かにするとともに、曲げ強度の向上、成形体の硬化時に
発生する収縮を補償するものである。

具体的には、Ｃ３Ａ系膨張材、セラコラとスラグの混合
物、セラコラとカルシウムアルミネート系焼成物の混合
物及びセラコラとアルミナセメントの混合物等が使用で
きるが、必ずしもこれに限定されるものではない。また
、各種ポルトランドセメントや混合セメントの単独使用
も可能ではあるが、前記物質との併用がより好ましい。

エトリンガイト生成物の使用量は、成形性や成形品の加
工性の面から、おのずと限定されるが。

珪カルの固形分１００重量部に対して、０．５〜２５重
量部が好ましく、１〜２０重量部がより好ましい。

本発明で成形品を補強するために使用する繊維としては
、ウオラストナイト、セピオライト、ガラス繊維、炭素
繊維、ロックウール及びセラコラボイスカー等の無機繊
維、木綿、クラフトパルプ、レーヨン、ポリプロピレン
、ポリエチレン、ビニロン及びナイロン等の有機繊維が
使用できるが、これらに限定されるものではない。各種
繊維のうち、不燃性が必要な場合には無機繊維の使用が
より好ましい。

繊維の使用量は、珪カルの固形分１００重量部に対して
、０．５〜２０重量部が好ましい。０．５重量部未満で
は補強効果に乏しく、２０重量部を越えると成形後のま
だ乾燥していない生製品に膨れが生じる可能性がある。

さらに本発明ではスラリーを少量の水で分散するために
分散剤を、また、成形時の濾水性を向上するために凝集
剤を、さらに、成形時の保形性を向上するために成形助
剤を使用することが可能である。

本発明で使用する分散剤としては、アニオン系分散剤、
ノニオン系分散剤及びカチオン系分散側の各々が使用可
能である。

アニオン系分散剤としては、リグニン、高級多価アルコ
ールのスルホン酸塩、オキノ有機酸、アルキルアリルス
ルホン酸塩又はその高縮合物、メラミン縮合物、β−ナ
フタリンスルホン酸ホルマリン縮合物及び高級アルコー
ル硫酸エステルソーダ塩等がある。

ノニオン系分散剤としては、ポリビニルアルコール、メ
チルセルロース、ポリオキシエチレン、ノニルフェニル
エーテル及ヒスチリルフェニルエーテル等がある。

カチオン系分散側としては、２−アミノエチルメタクリ
レート塩酸塩や２−ヒドロキシ−３−トリメチルアミノ
プロピルメタクリレートクロライドなどがある。

分散剤の使用量は、珪カルの固形分１００重量部に対し
て、０．１〜５重量部が好ましい。０，１重量部以下で
はその効果が乏しく、５重量部を越えると成形後の生製
品にだれが生しる傾向がある。

本発明で使用する凝集剤としては、硫酸アルミニウム、
塩化第二鉄、硫化第１鉄及びポリ塩化アルミニウム等の
無機系凝集剤や、ポリアクリルアミドやポリスルホメチ
ル化ポリアクリルアミドなどのアニオン型の、また、ポ
リアクリルアミドやポリエチレンオキサイドなどのノニ
オン型の、さらには、ポリアミノアルキル（メタ）アク
リレート、ポリビニルピリジニウムハライド、ポリアミ
ノメチルアクリルアミド、ポリビニルイミダリン及びポ
リジアリルアンモニウムハライド等のカチオン型の有機
系凝集剤があり、特に、カチオン型のポリアミノアルキ
ル（メタ）アクリレートや、ポリアクリルアミド、例え
ば、ポリアミノメチルアクリルアミドの使用が好ましい
。

また、前記凝集剤の二種以上、例えば、硫酸アルミニウ
ムと有機系凝集剤を併用することも可能である。

凝集剤の使用量は、珪カルの固形分１００−重量部に対
して、無機系凝集剤で２０重量部以下、有機系凝集剤で
５重量部以下が好ましく、これを越えると成形性が悪く
なる傾向がある。

本発明で使用する成形助剤としては、ポリビニルアルコ
ール、ポリビニルブチラール、ポリエチレンゲリコール
、メチルセルロース、カルボキシメチルセルローズ及び
ヒドロキシプロピルセルロース等が挙げられる。

前記材料を成形品の使用目的に応じ、必要量混合・混練
するが、各材料が均一に混合されれば、混合装置の種類
は特に限定されるものではない。

一般に、強制撹拌式ミキサ、揺動式ミキサ、パ・７グミ
ル、ニーダ−及び真空土練機等の使用が可能である。

前記材料と水を用いてスラリーを混練する。

水の使用量は、特に限定されるものではないが、一般に
、珪カルの固形分１００重量部に対して、１００〜１　
、５００重量部が好ましい。１００重量部未満では均一
分散性の面で好ましくなく、１．５００重量部を越える
と混練水と珪カルの分離が生じる可能性がある。また、
成形体の成形方法により水の使用量は若干具なる。即ち
、例えば、プレス成形では３００〜１，５００重量部、
押出し成形では１００〜４５０重量部、流し込み成形で
は９００〜Ｌ５００重量部が好ましい。

成形方法としては、特に制限はなく、プレス成形、抄造
成形、押出し成形及び減圧成形等、従来のセメント系あ
るいはセラコラ系製品の成形と同様の方法が使用できる
。前記、混練機を用いて充分に混練をおこなって得られ
たスラリーを所望の金型を有する成型機に導き、成形を
行なう。

成形された生製品は、気中もしくは乾燥装置中にて乾燥
する。このときの加熱温度は使用するポリマーの劣化温
度以下とすることが好ましく、通常、１３０°Ｃ前後が
好ましい。

なお、高温で乾燥する場合には、耐熱老化防止剤を混練
スラリー中に混練することが好ましい。

乾燥は、成形後ただちに行ったほうが好ましい。

乾燥時間は、ポリマーの種類によって変化し、特に規定
されるものではないが、通常１３０°Ｃ前後になってか
ら２時間程度が好ましい。

［実施例コ 以下、実施例にて本発明の詳細な説明する。

実施例１ 珪酸粉末と消石灰とをＣａＯ／ＳｉＯ□モル比が１＝１
となるように配合し、その合計１００重量部に対して、
２，０００重量部の水を加えてスラリーとし、このスラ
リーを、オートクレーブ中で撹拌しながら２１０″Ｃ、
１９ｋｇ／ｃｏ＋”の条件で６時間水熱合成反応しゾノ
トライトを生成した。

こうして得られた珪カルスラリ−を脱水処理して、水／
粉体比を１２／ｌとした。この脱水後のスラリーに、珪
カルの固形分１００重量部に対して、ポリマーを固形分
換算で１０重量部、エトリンガイト生成物を５重量部添
加し、強制撹拌式ミキサにて５分間混練した。この混合
スラリーを１５　Ｘ　２０　Ｘ深さ１２ｃａ＋の矩形の
金型に導き、４０ｋｇ／ｃｍ２の圧力にて加圧成形した
。このときの時間の経過と脱水された水量を測定した。

結果を表−１に示す。

さらに、生製品を１３０°Ｃの送風乾燥炉に２４時間入
れ乾燥した。得られた成形品について、下記試験をおこ
なった。結果を表−２に示す。

［使用材料〕 ポリマー　　　：電気化学工業■製、エチレン−酢ビ共
重合体エマルジョン Ｉ）１：／ガイド生成物：電気化学工業■製商品名［ス
ーパーセメント、主成分カルシウムア ルミネート系焼成物、セノコウ及び ポルトランドセメントの混合物。

「測定１ ■基材の曲げ強度：　ＪＩＳ　Ａ　１４０８に準して測
定■加工性二釘打ちや鋸びきなどの加工操作を実施した
ときの木材との比較で判定 ■木ネジの保持カニ　ＪＩＳ　Ａ　５９０８に準じＬ＝
１６、φ＝２．７の木ネジを使用 ■釘引抜抵抗値：ＪＩＳＺ２１２１に準じＬ−４５、φ
＝２．７の釘を使用 ■表面硬度：　ＪＩＳ　Ｚ　２１１７に準して測定■加
工表面の付着粉末量：　５０　Ｘ　５０ｍｍサイズの粘
着テープを成形品の加工面に圧着し、その後このテープ
をひき剥したとき付着した粉末量を化学天秤にて測定す
る操作を５回繰り返し、その合計重量を測定 なお、結果は、■と■〜■については、その数値で、■
については、以下の記号とした。

Ｏ・・・・良、△・・・・可、×・・・−不可実施例２ 実施例１の混合スラリーに、繊維を３．５重量部添加し
たこと以外は、実施例１と同様におこなった。結果を表
−１と表−２に併記する。

［使用材料］ 繊維　　　：旭ファイバーガラス■製ガラス繊維、チッ
プトストランド、長さ１３ｍｍ 実施例３ 実施例１で得られた珪カルスラリ−を脱水処理し、水／
粉体比を２．５／１とした。この脱水後のスラリーに、
珪カルの固形分１００重量部に対して、ポリマーを固形
分換算で１２重量部、エトリンガイト生成物を８重量部
、繊維を５重量部添加し、強制撹拌式ミキサにて充分混
練した。この混合スラリーが可塑性を示すことを確認後
、宮崎鉄工社製押出成形機ｒＭＶ−ＦＭ−ＡＪに投入し
て成形物を押出し成形した。この時、押出成形機の金型
に取り付けである圧力センサーにて、成形圧力を測定し
た。

押出し直後の生製品を、１００ｃＩ！＋の長さに切断し
、平滑な支持台にのせ、６０分間放置し、成形体の中央
部でたわみを測定した。生成形品の形状保持性の判断は
、たわみ量が１＋ｕｉ以下のものを良とし、１ｍｍを越
えるものを否とした。

測定後の成形品を、ただちに１３０℃の送風乾燥機に入
れ、２４時間乾燥した。こうして得られた成形品につい
て、さらに実施例１の■〜■の項目の測定を実施した。

結果を表−２に併記する。

なお、使用材料は実施例１と同様。

比較例１ 実施例１で使用した珪カルスラリ−を脱水処理し、水粉
体圧を１２＝１とした。このスラリーに、珪カルの固形
分１００重量部に対して、ポリマーを固形分換算で１０
重量部、分散剤を０．５重量部、繊維を５重量部添加し
、強制撹拌式ミキサにて充分混練した。この混合スラリ
ーを用いて実施例１と同様に成形し、測定をおこなった
。結果を表−１と表−２に併記する。

［使用材料］ 分散剤　　：花王■製商品名「マイテ４−１５０１、ア
ニオン性分散剤、主成分β−ナフタレンスルホン酸ホル
マリン縮合物 分散剤以外の使用材料は実施例１と同様。

比較例２ 比較例１にて使用したポリマーを変え、分散剤の変わり
乙こ凝集剤を０．７重量部使用したこと以外は、比較例
１と同様におこなった。表−１と表２に併記する。

［使用材料コ ポリマー　：日本合成ゴム■製、カルボキシ変性スチレ
ン−ブタジェン共重合体ラッテクス凝集剤　　：三洋化
成株製商品名「サンフロックＣ４５４］、カチオン型高
分子凝集剤 比較例３ 実施例１の珪カルスラリ−を脱水処理し、水粉体圧を３
．ａ：ｔとした。このスラリーに、珪カルの固形分１０
０重量部に対して、ポリマーとして比較例２で使用した
ポリマーを１２重量部、凝集剤として比較例２で使用し
た凝集剤を１．０重量部、繊維を５重量部添加し、強制
撹拌式ミキサにて充分混練した。

この混合スラリーを用いて実施例３と 同様の試験をおこなった。

結果を表 ２に併記す る。

［発明の効果］ 実施例より明らかなように、本発明の成形用組成物を使
用することにより、脱水プレスなどの成形時の水の排出
効果が高い、有機物を使用しないため耐火性が高くなる
、強度が高い、寸法安定性に優れ、加工性の高い及び釘
やネジの保持力に優れた成形品を効率的に製造できる等
の効果を奏する。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）珪酸カルシウム水和物、ポリマー及びエトリンガ
   イト生成物を主成分とする成形用組成物。
2. （２）珪酸カルシウム水和物の固形分１００重量部、ポ
   リマーを固形分換算で３〜５０重量部及びエトリンガイ
   ト生成物０．５〜２５重量部を主成分とする成形用組成
   物。
3. （３）珪酸カルシウム水和物、ポリマー、エトリンガイ
   ト生成物及び繊維を主成分とする成形用組成物。
4. （４）請求項１〜３記載の成形用組成物を成形してなる
   成形品。
5. （５）請求項１〜３記載の成形用組成物を成形し、乾燥
   することを特徴とする成形品の製造方法。