JPH05286748A - 水硬性組成物及び導電性硬化体の製造方法 - Google Patents

水硬性組成物及び導電性硬化体の製造方法

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JPH05286748A
JPH05286748A JP9080192A JP9080192A JPH05286748A JP H05286748 A JPH05286748 A JP H05286748A JP 9080192 A JP9080192 A JP 9080192A JP 9080192 A JP9080192 A JP 9080192A JP H05286748 A JPH05286748 A JP H05286748A
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Takamasa Shintani
隆政 新谷
Sadahiro Obata
貞宏 小幡
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Sekisui Chemical Co Ltd
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    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気伝導性を損なうことなく軽量化が達成で
きる水硬性組成物及び導電性硬化体を提供する。 【構成】 水硬性無機物質を主成分とする無機質組成
物、炭素繊維及び嵩密度の小さい中空状黒鉛粉体からな
ることを特徴とする水硬性組成物及び導電性硬化体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電磁波遮蔽材、帯電防
止材等の建築部材、接地極、接地抵抗低減材等に好適
な、導電性に優れた軽量な硬化体を得ることができる水
硬性組成物及び導電性硬化体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来電磁波遮蔽材、帯電防止材等の建築
部材、接地極、接地抵抗低減材等にはセメント、モルタ
ルまたは石膏等の水硬性無機物質に導電性物質を添加し
た組成物が用いられてきた。このような組成物としては
たとえば、特開昭53−16898号公報にはセメント
と炭素繊維、カーボンブラック等の導電性物質、骨材な
どよりなる組成物が記載されている。又特公昭57−5
1703号公報及び特公昭57−59635号公報には
セメントと、径、長さの特定された炭素繊維を含有する
組成物が記載されている。さらに特開昭62−1264
4号公報には、導電性微粉末炭素、セメント及び非晶質
活性シリカからなる組成物が記載されている。
【0003】上述の組成物を硬化させると炭素繊維等の
導電性物質同士の接触により導電回路が形成され、硬化
体に電気伝導性が付与される。しかしながら、これらの
組成物はいずれもセメント(真密度約3.2g/c
3 )等の水硬性無機物質と炭素繊維(真密度1.5〜
2g/cm3 )、炭素粉末等の導電性物質よりなるもの
であり、両者の比重が大きいので、出来上がった硬化体
は比重の高いものしか得られず、建築材料等軽量化を要
求されているところでは使用しにくいものであった。
【0004】一方、硬化体の軽量化を図るためには、特
開昭57−183353号公報に記載されているよう
に、セメントに発泡スチレンビーズ等の軽量骨材を添加
した組成物が知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、軽量な導電性
硬化体を得るために、セメントと炭素繊維、炭素粉末等
の導電物質を含む組成物に上記した発泡スチレンビーズ
等の軽量骨材を添加して硬化させると、導電性を発現さ
せる炭素繊維、炭素粉末同士の接触を軽量骨材が阻害
し、軽量な硬化体は得られても導電性の高いものは得ら
れなかった。
【0006】本発明の目的は上記の課題を解決し、導電
性が高く軽量な硬化体を得ることができる水硬性組成物
及び導電性硬化体の製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明において用いられ
る水硬性無機物質は、水で練ったとき硬化性を示す無機
物質ならば特に限定されず、たとえば普通ポルトランド
セメント、特殊ポルトランドセメント、アルミナセメン
ト、ローマンセメント等の単味セメント、耐酸セメン
ト、耐火セメント、水ガラスセメント等の特殊セメン
ト、石膏、石灰、マグネシアセメント等の気硬性セメン
トなどがあげられ、特に強度、耐水性の点で、ポルトラ
ンドセメント、アルミナセメントが好適に使用される。
これらは単独で使用されてもよいし、2種類以上併用さ
れてもよい。本発明において用いられる炭素繊維は、導
電性を付与する目的で添加されるものであり、たとえば
PAN系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、レーヨン系炭素
繊維、カーボンウィスカー等が挙げられ、これらは単独
で使用されてもよいし2種類以上併用されてもよい。使
用される炭素繊維は、繊維長が短くなると導電性を確保
するために多量に添加する必要があり、多量に添加する
と水硬性組成物より導電性硬化体を製造する際の作業性
の低下をもたらし、かつ硬化体の強度低下も招く。逆に
繊維長が長くなると、分散性が低下し、硬化体の導電性
が不均一になるので、4〜30mmが好ましく、さらに
好ましくは6〜25mmである。又、炭素繊維の直径は
細くなると炭素繊維の分散性が低下し、最終的に得られ
る硬化体の導電性が不均一になり、太くなると同一重量
部を添加したときに、炭素繊維同士の接触点が少なくな
り、最終的に得られる硬化体の導電性が低下するので、
1〜20μmが好ましく、さらに好ましくは5〜15μ
mである。
【0008】上記炭素繊維の添加量は、少なくなると炭
素繊維同士が接触せず、充分な導電性が得られなくな
り、又、多くなると導電性は高くなるが、炭素繊維の凝
集が生じ、極端に作業性が低下するばかりか、硬化体の
導電性のばらつきを生じる結果となるので、水硬性無機
物質100重量部に対して、炭素繊維の添加量は0.6
〜10重量部に限定され、好ましくは1〜5重量部であ
る。
【0009】本発明において用いられる中空状黒鉛粉体
は、嵩密度が小さくなると硬化体の強度が低下し、大き
くなると軽量効果が得られないので0.005〜0.1
g/cm3 に限定され、好ましくは0.01〜0.07
g/cm3 である。中空状黒鉛粉体の固定炭素量は低く
なると、中空状黒鉛粉体自体の導電性が低下するので、
最終的に得られる硬化体の導電性も低下するため、固定
炭素量は96重量%以上が好ましい。中空状黒鉛粉体
は、たとえば天然の黒鉛粉末の層間に硫酸を挿入したの
ち800〜1000℃に加熱し、急激に膨張させること
により得ることができる。
【0010】上記中空状黒鉛粉体の添加量は、少なくな
ると軽量化効果が得られず、多くなると、得られる硬化
体の強度を著しく低下させるので、水硬性無機物質10
0重量部に対して0.5〜10重量部に限定され、好ま
しくは1〜3重量部である。
【0011】本発明2の導電性硬化体の製造方法は本発
明の水硬性組成物100重量部と水30〜150重量部
を混合し、必要に応じて成形した後、硬化することを特
徴とする。
【0012】混合方法は特に限定されるものではなく、
一度乾式で水硬性無機物質、炭素繊維及び中空状黒鉛粉
体を混合した後、水を添加して混合する方法、または水
硬性無機物質、炭素繊維、中空状黒鉛粉体及び水を一時
に添加して湿式状態で混合する方法等、従来公知の任意
の方法が採用される。成形方法も、特に限定されるもの
ではなく、注型法、プレス法、脱水プレス法、回転成形
法、押出法、吹き付け法など従来公知の任意の方法が採
用される。さらに硬化方法も特に限定されるものではな
く、自然乾燥、加熱乾燥、蒸気加熱など従来公知の任意
の方法が採用される。
【0013】本発明2の製造方法において用いられる水
の添加量は、炭素繊維、中空状黒鉛粉体等の添加量に応
じて好適に決定されるが、少なくなると水硬性組成物と
均一に混合しなくなり、逆に多くなると得られる硬化体
の強度が低下するため水硬性組成物100重量部に対し
て、30〜150重量部に限定され、好ましくは50〜
95重量部である。
【0014】本発明においてさらに必要に応じて無機質
充填材、水溶性高分子物質等が添加されてもよい。無機
質充填材は、水に溶解せず、水硬性無機物質の硬化反応
を阻害せず、本発明の製造方法で使用されるあらゆる構
成材料の作用を著しく阻害しないものならば特に限定さ
れず、たとえば珪砂、川砂等のセメントモルタル用骨
材、フライアッシュ、シリカフラワー、シリカフュー
ム、ベントナイト、高炉スラグ等の混合セメント用混合
材、セピオライト、ウォラストナイト、炭酸カルシウ
ム、マイカ等の天然鉱物、シリカバルーン、パーライ
ト、フライアッシュバルーン、シラスバルーン、ガラス
バルーン、発泡焼成粘土等の無機質天然発泡体などがあ
げられる。これらは単独で使用されてもよいし、2種類
以上併用されてもよい。無機質充填材の添加量は多くな
ると最終的に得られる硬化体の導電性が低下するため、
200重量部以下が好ましい。
【0015】上記水溶性高分子物質は、水に溶解して粘
性を付与し、炭素繊維及び中空黒鉛粉体の分散性を高
め、混合物の流動性を高めて成形性を良好なものとし、
又、成形体中の過剰な水分を吸収し水硬性無機物質粒子
間中の空隙を埋める接合剤となりうる高分子物質ならば
特に限定されず、たとえばメチルセルロース、ヒドロキ
シメチルセルロース、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、ヒドロキシプロピルメチル
セルロース等のセルロースエーテル、ポリビニルアルコ
ール、ポリアクリル酸などがあげられる。これらは単独
で使用されてもよいし、2種類以上併用されてもよい。
水溶性高分子の添加量は、多くなると最終的に得られる
硬化体の耐水性が低下するため5重量部以下が好まし
い。
【0016】本発明の水硬性組成物から本発明2の導電
性硬化体の製造方法により硬化体を得ることができる
が、単に乾式で水硬性無機物質、炭素繊維及び該中空状
黒鉛粉体、更に必要に応じて無機質充填材、水溶性高分
子等を混合した後、土中に埋めることによっても土中の
水分、雨水等で硬化するので接地極、接地抵抗低減材等
に使用されてもよい。
【0017】
【実施例】本発明の詳細を実施例をもって説明する。 実施例1〜12 表1に示した所定量の普通ポルトランドセメント(真密
度3.17g/cm3)、炭酸カルシウム(真密度2.
72g/cm3 )、珪砂(JIS4号珪砂、真密度2.
56g/cm3 )、ピッチ系炭素繊維(真密度1.7g
/cm3 、直径13μm、長さ10mm)、PAN系炭
素繊維(真密度1.8g/cm3 、直径7μm、長さ1
0mm)及び中空状黒鉛粉体(固定炭素量97重量%、
灰分3重量%)を、混合機(アイリッヒ社製、商品名;
アイリッヒミキサー)に供給し、6分間混合分散し水硬
性組成物を得た。得られた組成物100重量部に水42
重量部を加えて混練し、型枠に注型した後、常温で10
日間自然乾燥して硬化し、導電性硬化体を得た。
【0018】
【表1】
【0019】比較例1、2 表2に示した所定量の普通ポルトランドセメント(真密
度3.17g/cm3)、炭酸カルシウム(真密度2.
72g/cm3 )、ピッチ系炭素繊維(真密度1.7g
/cm3 、直径13μm、長さ10mm)、PAN系炭
素繊維(真密度1.8g/cm3 、直径7μm、長さ1
0mm)及び中空状黒鉛粉体(嵩密度0.02g/cm
3 、固定炭素量97重量%、灰分3重量%)を用いて実
施例1と同様にして組成物を得、得られた組成物100
重量部に水42重量部を加えて混練し注型、硬化した
が、形状を保てる硬化体は得られなかった。
【0020】比較例3〜7 表2に示した所定量の普通ポルトランドセメント(真密
度3.17g/cm3)、炭酸カルシウム(真密度2.
72g/cm3 )、ピッチ系炭素繊維(真密度1.7g
/cm3 、直径13μm、長さ10mm)、PAN系炭
素繊維(真密度1.8g/cm3 、直径7μm、長さ1
0mm)、中空状黒鉛粉体(嵩密度0.3g/cm3
固定炭素量97重量%、灰分3重量%)を用いて、実施
例1と同様にして組成物を得、得られた組成物100重
量部に水42重量部を加えて混練し注型、硬化して硬化
体を得た。
【0021】なお、中空状黒鉛粉体の嵩密度は空気比較
式比重計(ベックマンジャパン社製:930型)によっ
て測定した。
【0022】
【表2】
【0023】実施例1〜12、比較例3〜7で得られた
4cm×4cm×8cmの硬化体を105℃の雰囲気中
で24時間乾燥して試験片を得、以下の試験に供した。 物性評価 体積抵抗 得られた試験片をJIS R 5201「セメントの物
理試験方法」に準拠して、硬化体の体積抵抗を交流ブリ
ッジ式抵抗器にて測定した。 嵩密度 得られた試験片の重量と体積を測定し、重量を体積で除
した。
【0024】以上の結果を表3、表4に併せ示した。
【0025】
【表3】
【0026】
【表4】
【0027】
【発明の効果】本発明の水硬性組成物は、上述のとお
り、水硬性無機物質、炭素繊維及び嵩密度の小さい中空
状黒鉛粉体からなるものであるから、本発明の水硬性組
成物を使用すれば軽量で導電性に優れた硬化体を得るこ
とができる。
【0028】本発明2の導電性硬化体の製造方法は本発
明の水硬性組成物を水で硬化して得られるものであるか
ら、中空状黒鉛粉体自体も導電性が良好であるので、炭
素繊維が接触しなくても導電性を発現し、得られる硬化
体の導電性を損なうことなしに、軽量化された導電性硬
化体が得られる。
【0029】従って、本発明により得られた硬化体は、
軽量で導電性に優れているので、帯電防止材、電磁波遮
蔽材等の建築部材、接地極、接地抵抗低減材などの分野
に於て特に好適に使用される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 14:36) 2102−4G

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水硬性無機物質100重量部、炭素繊維
    0.6〜10重量部及び嵩密度0.005〜0.1g/
    cm3 の中空状黒鉛粉体0.5〜10重量部からなるこ
    とを特徴とする水硬性組成物。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の水硬性組成物100重量
    部と水30〜150重量部を混合し、硬化することを特
    徴とする導電性硬化体の製造方法。
JP9080192A 1992-04-10 1992-04-10 水硬性組成物及び導電性硬化体の製造方法 Pending JPH05286748A (ja)

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