JPH04304268A

JPH04304268A - 撥水性エマルジョン組成物及び低吸水性石膏ボードの製造方法

Info

Publication number: JPH04304268A
Application number: JP7011591A
Authority: JP
Inventors: Toru Tagawa; 田川　徹; Takao Tadenuma; 蓼沼　隆夫
Original assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Current assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Priority date: 1991-04-02
Filing date: 1991-04-02
Publication date: 1992-10-27

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は撥水性エマルジョン組成
物に関する。さらに詳しくは、石膏製品等の耐水性及び
作業性の改善等に用いる撥水性エマルジョン組成物に関
する。

【０００２】

【従来の技術】石膏ボード、石膏プラスター等の石膏を
用いる製品は、石膏の有する特性により、防火性、防音
性、強度、廉価等の著しい特徴にもかかわらず耐水性に
問題があり使用範囲が限定されているのが現状である。このような石膏の欠点を補うために種々の方法が提案さ
れている。例えば、アスファルトやパラフィンを粉末の
まま添加し成形後加熱溶融する方法、アスファルトとパ
ラフィンを乳化して添加する方法、シリコーン化合物や
合成樹脂エマルジョンを添加する方法等であるが、上記
の方法では撥水性に満足し得るものが得られなかった。上述の欠点を改良するために撥水性付与剤としてパラフ
ィンと酸化パラフィンとを使用するもの（特公昭５５−
５０９０６）、ワックスとカルボキシル基含有ワックス
とを使用するもの（特開昭５５−３７４２３）、パラフ
ィンとオレフィンの飽和脂肪酸付加物とを使用するもの
（特開昭６０−１４９３２）、ワックスと石油樹脂とス
チレン−無水マレイン酸共重合体のモノエステルを使用
するもの（特公昭５８−５８３０４）、アルキルまたは
アルケニルコハク酸塩とアルミニウムの水溶性化合物と
を使用するもの（特開昭５５−１１３６５０）、ワック
スと石油樹脂とスチレン−無水マレイン酸共重合体を使
用するもの（特開昭５５−９４９８３）、ワックスと石
油樹脂とα−オレフィン−無水マレイン酸共重合体を使
用するもの（特開昭６０−２２０９１０）等が提案され
ている。しかしながら、これらの方法では短時間の撥水
性は改善されるが、石膏製品を長時間水中に浸漬した場
合には十分な耐水性が得られない等の問題点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のもの
に比して、長時間浸漬後の吸水率を顕著に低減させる撥
水性エマルジョン組成物を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等はかかる課題
について鋭意検討を行ったところ、特定融点のワックス
類と石油樹脂等の炭化水素樹脂に加え、エチレン−酢酸
ビニル共重合体を乳化するに際してビニル化合物−無水
マレイン酸誘導体を用いると驚くべきことに、その使用
量が少量でも長時間の耐水性が良好であることを見い出
し本発明に到達した。

【０００５】すなわち、本発明の要旨は（Ａ）融点４０
〜９０℃のワックス類、（Ｂ）炭化水素樹脂、（Ｃ）エ
チレン−酢酸ビニル共重合体及び（Ｄ）ビニル化合物−
無水マレイン酸誘導体を、（Ｅ）水溶性のアルカリ性化
合物の存在下、水中に乳化してなる撥水性エマルジョン
組成物に存する。以下、本発明を詳細に説明する。本発
明の撥水性エマルジョン組成物の一成分である（Ａ）融
点４０〜９０℃のワックス類とはパラフィン系あるいは
オレフィン系の炭化水素を意味する。具体的にはパラフ
ィンワックス、モンタンワックス、低融点のポリオレフ
ィンワックス等があげられる。ワックス類の融点が４０
℃より低ければ、夏季において製品の品質劣化が起こり
、９０℃より高ければ、良好な撥水性を有する製品が得
られない。従って、ワックス類の融点は４０〜９０℃、
好ましくは５０〜８０℃が適する。

【０００６】また、他の成分である（Ｂ）炭化水素樹脂
としては、石油精製や石油化学工業の工程で得られる炭
素数９の芳香族炭化水素または炭素数５の脂肪族炭化水
素留分をフリーデルクラフト触媒により重合して得られ
る分子量５００〜３０００の石油樹脂、タール系ナフサ
を原料にして同様に重合して得られる分子量５００〜３
０００のクマロン−インデン樹脂、テレピン油から得ら
れる分子量５００〜３０００のテルペン樹脂、ロジン、
分子量５００〜３０００で融点が９５℃以上のエチレン
、プロピレン、ブテン、イソブチレン、スチレンのオリ
ゴマー、アスファルト等があげられる。炭化水素樹脂は
、（Ａ）ワックス類：（Ｂ）炭化水素樹脂の重量比が、
通常９９：１〜３０：７０、好ましくは、９９：１〜５
０：５０の範囲で使用される。炭化水素樹脂を極端に多
く用いるとワックス類の有する撥水性を損なう恐れがあ
り、かつ原料のコストアップにもなる。

【０００７】また、他の成分である（Ｃ）エチレン−酢
酸ビニル共重合体としては、メルトインデックスが通常
５〜８００、好ましくは１０〜１００で酢酸ビニルの含
有量が、通常６〜５０モル％、好ましくは、１０〜３０
モル％のものが好適に使用される。メルトインデックス
があまり高いと乳化が困難になり、またあまり低いと長
時間耐水性の改良効果がなくなることがある。また、酢
酸ビニルの含有量がこの範囲以外であるとワックス類と
の相溶性が低下するので好ましくない。エチレン−酢酸
ビニル共重合体の使用量は、（Ａ）ワックス類と（Ｂ）
炭化水素樹脂の合計量に対する（Ｃ）エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体の重量比が、通常、９９：１〜７０：３０
、好ましくは、９９：１〜８０：２０の範囲で使用され
る。

【０００８】また、他の成分である（Ｄ）ビニル化合物
−無水マレイン酸誘導体の好ましい例としては、ブテン
、イソブチレン、イソアミレン、ｎ−ヘキセン等の炭素
数４〜６のα−オレフィンもしくはエチレン、プロピレ
ン、イソブチレン、イソアミレン等の炭素数２〜５のα
−オレフィンを低重合して得られる炭素数４〜６０の直
鎖状もしくは分岐状α−オレフィンと無水マレイン酸と
の付加物、これらのα−オレフィン又はスチレンと無水
マレイン酸とをラジカル開始剤により共重合した共重合
体、並びに、これらの有機モノヒドロキシ化合物との部
分エステル等が使用される。部分エステル化をすると、
基材との組合わせによっては撥水性がさらに向上する場
合がある。

【０００９】部分エステルの合成は、ビニル化合物と無
水マレイン酸との反応後に行っても、また、無水マレイ
ン酸の部分エステルとオレフィンとの反応によって行な
ってもよい。オレフィンと無水マレイン酸もしくはその
部分エステルとのモル比は、通常、４：１〜１：３、好
ましくは、３：１〜１：２の範囲である。モル比がこの
範囲外となるとエマルジョンの安定性、或はこれを適用
する基材によっては撥水性を損なうことがあるので好ま
しくない。

【００１０】部分エステルを生成するのに用いられる有
機モノヒドロキシ化合物としては、メタノール、エタノ
ール、イソプロパノール、ブタノール、２−エチルヘキ
サノール等のアルコール類、ブチルセロソルブ、エチル
セロソルブ等のセロソルブ類があげられる。有機モノヒ
ドロキシ化合物は無水マレイン酸１モルに対し１モル以
下の範囲で使用される。有機モノヒドロキシ化合物と無
水マレイン酸もしくはオレフィン−無水マレイン酸誘導
体との反応は常圧下または必要に応じオートクレーブ中
で加圧下、９０〜１３０℃の温度で１〜１０時間程度で
行なわれる。

【００１１】ビニル化合物−無水マレイン酸誘導体の使
用量は、（Ａ）ワックス類と（Ｂ）炭化水素樹脂と（Ｃ
）エチレン−酢酸ビニル共重合体の合計量に対する（Ｄ
）ビニル化合物−無水マレイン酸誘導体の重量比が、通
常、９９：１〜４０：６０、好ましくは、９８：２〜７
０：３０の範囲で使用される。

【００１２】また、乳化に際し使用する（Ｅ）水溶性の
アルカリ性化合物の具体例としては、水酸化リチウム、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水
酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金
属炭酸塩、アンモニア、水酸化アンモニウム、ジメチル
アミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン等のアミ
ン類、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジ
メチルエタノールアミン、メチルジエタノールアミン等
のアルカノールアミン類があげられる。

【００１３】これらの（Ｅ）水溶性のアルカリ性化合物
の添加量は、（Ｄ）ビニル化合物−無水マレイン酸誘導
体を中和するに必要な量の、通常、０．３〜３倍量、好
ましくは、０．５〜２倍量である。添加量をこの範囲外
にするとエマルジョンの安定性が不良になることがある
ので好ましくない。

【００１４】本発明の撥水性エマルジョン組成物は上記
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）および（Ｅ）の成分を
必須成分とするものであるが、必要に応じて他の成分を
含有させることができる。例えば、上記（Ａ）、（Ｂ）
、（Ｃ）、（Ｄ）および（Ｅ）の成分以外に、ポリビニ
ルアルコールを併用することによってエマルジョンの安
定性及び撥水性を更に向上させることができる。ポリビニルアルコールとしてはケン化度が、通常７０モ
ル％以上、好ましくは８５モル％以上のものが用いられ
る。ポリビニルアルコールはエマルジョンの生成後に添
加しても、或いは、乳化時に添加してもよい。

【００１５】ポリビニルアルコールの使用量は、（Ａ）
ワックス類と（Ｂ）炭化水素樹脂と（Ｃ）エチレン酢酸
ビニル共重合体と（Ｄ）ビニル化合物−無水マレイン酸
誘導体の総合計量に対するポリビニルアルコールの重量
比が、通常、９９：１〜６０：４０、好ましくは、９９
：１〜８０：２０の範囲で使用される。また、必要に応
じて更にエマルジョンの安定化のために、ポリアクリル
アミド、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロー
ス、ハイドロキシメチルセルロース、ハイドロキシプロ
ピルセルロース等の水溶性高分子を共存させることもで
きる。

【００１６】本発明における撥水性エマルジョン組成物
を製造する方法としては転相乳化法、機械的乳化法があ
げられ、これらの方法の単独または併用も可能である。機械的乳化法としてはホモミキサー、バルブホモゲナイ
ザー、コロイドミル、超音波等があるが均一なエマルジ
ョンを製造できる方法であればいずれの方法でもよい。

【００１７】以上の様にして調製された撥水性組成物を
、石膏を主体とする基材に適用する方法としては石膏を
含む水スラリー中に添加し硬化後必要に応じて乾燥する
。この際、必要に応じて、パーライト、バーミキュライ
ト、等の軽量骨材、各種発泡剤、減水剤、凝結速度調節
剤、補強繊維及びセメント、スラグ、フライアッシュ等
の変性剤を併用してもよい。本発明における撥水性エマ
ルジョン組成物はその中の固形分が石膏を主体とする水
硬性成分１００部に対して通常０．５〜２０重量部、好
ましくは、０．７〜１０重量部になるように添加される
。固形分が上記範囲より少なければ十分な効果は達成さ
れず、また、上記範囲より多ければ石膏組成物の特色で
ある防火性、経済性が失われるので好ましくない。

【００１８】次に、本発明を実施例、比較例及び製造例
によりさらに具体的に説明する。なお、以下の例におい
て「部」及び「％」はそれぞれ「重量部」及び「重量％
」を意味する。

【００１９】

【実施例】実施例１融点６８．３℃のパラフィンワックス７６部、融点９７
℃、臭素価３１．２の石油樹脂１４．３部及びメルトイ
ンデックス７０、酢酸ビニル含有量１０モル％のエチレ
ン−酢酸ビニル共重合体（以下ＥＶＡと略す）４．７部
を１２０℃で溶融し、ついで系の温度を下げ、イソブチ
レン−無水マレイン酸共重合体（分子量約２５０００、
酸価約４５０）２．５部、９８℃の温水１２２部及び水
酸化カリウム１．１部及びケン化度８８モル％、２５℃
における４％水溶液の粘度が５センチポイズのポリビニ
ルアルコールを固形分で２．５部になるように加えホモ
ミキサーで乳化した。さらに、ピストン型高圧均質機に
かけ２５０ｋｇ／ｃｍ２　の圧力で均質化後冷却し、固
形分約５０％の撥水性エマルジョン組成物Ａを得た。

【００２０】実施例２メルトインデックス７０、酢酸ビニル含有量１０モル％
のＥＶＡのかわりにメルトインデックス１５、酢酸ビニ
ル含有量１９モル％のＥＶＡを用いた以外は実施例１と
同様にして固形分約５０％の撥水性エマルジョン組成物
Ｂを得た。

【００２１】実施例３メルトインデックス７０、酢酸ビニル含有量１０モル％
のＥＶＡのかわりにメルトインデックス１５、酢酸ビニ
ル含有量２８モル％のＥＶＡを用いた以外は実施例１と
同様にして固形分約５０％の撥水性エマルジョン組成物
Ｃを得た。

【００２２】実施例４イソブチレン−無水マレイン酸共重合体２．５部のかわ
りにスチレン−無水マレイン酸共重合体（分子量約１８
００、酸価３６０）２．５部及び水酸化カリウム１．１
部のかわりに０．９部を用いた以外は実施例１と同様に
して固形分約５０％の撥水性エマルジョン組成物Ｄを得
た。

【００２３】比較例１実施例１において融点９７℃、臭素価３１．２の石油樹
脂１４．３部及びメルトインデックス７０、酢酸ビニル
含有量１０モル％のＥＶＡ４．７部のかわりに同じ石油
樹脂１９部を用いた以外は実施例１と同様にして固形分
約５０％の比較例用の撥水性エマルジョン組成物ａを得
た。

【００２４】比較例２実施例４において融点９７℃、臭素価３１．２の石油樹
脂１４．３部及びメルトインデックス７０、酢酸ビニル
含有量１０モル％のＥＶＡ４．３部のかわりに同じ石油
樹脂１９部を用いた以外は実施例４と同様にして固形分
約５０％の比較例用の撥水性エマルジョン組成物ｂを得
た。上記の様にして得たエマルジョンＡ〜Ｄおよびａ〜
ｂの組成をまとめて後記表１に記す。

【００２５】試験例 β半水石膏（桜印Ａ級、吉野石膏（株）製）に実施例１
〜４、比較例１〜２で得られた撥水性エマルジョン組成
物を固形分で石膏１００部に対して１．０部及び水８０
部、凝結促進剤として二水石膏２部、硫酸カリウム０．
１部、起泡剤０．０２部添加してスラリーとし、これを
石膏ボード用原紙の間に流し込み石膏ボードとし、７０
℃で約２．５時間乾燥した。得られたボードを２０℃±
１℃の水中に２４時間浸漬後の吸水率を測定した。結果
を後記表２に示す。

【００２６】

【発明の効果】従来の撥水性エマルジョン組成物を使用
した場合よりも、長時間浸漬後の吸水率を顕著に低減す
ることが可能となった。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　（Ａ）融点４０〜９０℃のワックス類
、（Ｂ）炭化水素樹脂、（Ｃ）エチレン−酢酸ビニル共
重合体および（Ｄ）ビニル化合物−無水マレイン酸誘導
体を、（Ｅ）水溶性のアルカリ性化合物の存在下、水中
に乳化してなる撥水性エマルジョン組成物。