JPH0825255B2 - 撥水性板紙 - Google Patents

撥水性板紙

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JPH0825255B2
JPH0825255B2 JP3224571A JP22457191A JPH0825255B2 JP H0825255 B2 JPH0825255 B2 JP H0825255B2 JP 3224571 A JP3224571 A JP 3224571A JP 22457191 A JP22457191 A JP 22457191A JP H0825255 B2 JPH0825255 B2 JP H0825255B2
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光平 長谷川
森三 中里
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は撥水処理された板紙に関
し、特に建材用として好適な撥水性板紙に関する。
【0002】
【従来技術】従来、建築材料として石こうボードが大量
に使用されている。周知の如く、石こうボードは、水和
硬化した石こう板の両面に多層抄きした板紙を強固に結
合固着させた板状体であり、この場合に使用する板紙に
は、板紙自身の強度が大きいこと、耐吸湿性であるこ
と、湿潤時の寸法変化が小さいこと、できるだけ通気性
が大きいこと等の諸特性が要求されている。
【0003】これらの諸特性の中でも特に耐吸湿性及び
湿潤時の寸法安定性は重要であり、従来耐吸湿性を向上
すること及び湿潤時の寸法変化を抑えることを目的とし
て、板紙の表面を撥水性にするための処理が行われてき
た。この場合の撥水処理方法としては、シリコーン樹脂
による処理が通気性を損なうことが少ないことと相まっ
て広く行われている。係る処理におけるシリコーン樹脂
としては、ジメチルシリコーンオイルを始めとして、種
々の変性シリコーンオイルが有効であるとされ、これら
を用いた多くの乳化物が好適な表面処理剤として提案さ
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え
ば、米国特許第3,389,042号に開示されている
エポキシ変性シリコーンオイルを用いる方法によっては
充分な撥水効果を得ることができず、又、特公昭56−
47994号に開示されたメルカプト基含有シリコーン
オイルを主剤として使用した場合には、かなり顕著な撥
水効果を得ることができるものの、前記メルカプト基特
有の異臭が極めて強いため、作業環境上好ましくないと
いう欠点があった。
【0005】本発明者等は、上記の欠点を解決すべく鋭
意検討した結果、アミノアルキル基を含有する特定のオ
ルガノポリシロキサンを非イオン性界面活性剤を用いて
水中に分散した乳化分散物を用いて板紙を処理した場合
には、極めて良好な結果を得ることができることを見い
だし、本発明に到達した。従って、本発明の目的は、製
造適性に優れると共に建材用として充分な撥水性を有す
る板紙を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の上記の目的は、 (A)構造単位としてR SiO1/2単位、R
SiO1/2単位、(R SiO)単位
及び(RSiO)単位(式中、 は、炭素原
子に結合した水素原子の一部又は全部がハロゲン原子や
シアノ基で置換されていても良い炭素数1〜18の炭化
水素基、水酸基及び炭素数1〜10のアルコキシ基から
なる群の中から選択される基、R は、炭素原子に結合
した水素原子の一部又は全部がハロゲン原子やシアノ基
で置換されていても良い炭素数1〜18の炭化水素基か
らなる群の中から選択される基;Rは式−R(NH
CHCHNR(Rは炭素数1〜10の
2価の炭化水素基;R及びRは水素原子又は同種若
しくは異種の炭素数1〜18の非置換一価炭化水素基で
あり、aは0≦a≦4)で示されるアミノアルキル基で
あり、mは10〜5,000の正数を表し、nは0.0
1〜500の正数を表す。)から成ると共に、アミン当
量が1,000〜100,000であり、25℃におけ
る粘度が10〜1,000,000CSである直鎖状の
オルガノポリシロキサン、並びに(B)非イオン性界面
活性剤及び(C)水を攪混合し、乳化せしめて成る撥
水処理剤を、板紙の少なくとも一方の面に塗布した後加
熱処理してなる撥水性板紙によって達成された。
【0007】(A)成分のアミノアルキル基含有オルガ
ノポリシロキサンにおけるR1 の具体例としては、水酸
基の他、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、
ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデ
シル基、テトラデシル基、オクタデシル基などのアルキ
ル基;ビニル基、アリル基などのアルケニル基;フェニ
ル基、トリル基などのアリール基;シクロペンチル基、
シクロヘキシル基などのシクロアルキル基;或いは、こ
れらの炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部をハ
ロゲン原子やシアノ基等で置換したクロロメチル基、ト
リフルオロプロピル基、クロロフェニル基、シアノメチ
ル基、或いはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、
ブトキシ基等のアルコキシ基を挙げることができる。こ
れらの中でも、特にメチル基、水酸基、メトキシ基及び
エトキシ基等が好ましい。
【0008】R2 はR1 と同様の一価炭化水素基から選
択される少なくとも1種の有機基であるが、特に、80
モル%以上がメチル基であることが好ましい。R3 は式
−R5 (NHCH2 CH2 a NR6 7 で示されるア
ミノアルキル基である。ここで、R5 はメチレン基、ジ
メチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基等のよ
うな炭素数1〜10の2価炭化水素基、R6 及びR7
水素原子、又は前記R1 及びR2 と同様の、炭素数1〜
18の一価の炭化水素基、aは0≦a≦4であり、mは
10〜5,000及びnは0.01〜500の正数であ
る。R5 としてはトリメチレン基が好ましく、R6 及び
7 としては水素原子が特に好ましい。
【0009】上記オルガノポリシロキサンの25℃にお
ける粘度については、10CS以下とした場合には、処
理して得られる紙材料の撥水性が十分でなく、1,00
0,000CS以上とした場合には均一な乳化物の調製
が困難となるため、10〜1,000,000CSの範
囲のものとする必要がある。特に、乳化物調製の容易性
及びより優れた撥水特性を得る上から、100〜10
0,000CSの範囲とすることが好ましい。
【0010】上記オルガノポリシロキサンはアミノアル
キル基を1個以上含むが、含有されるアミノ基は板紙繊
維に配向し、疎水性のメチル基などのオルガノ基を外側
に向けるために必要である。アミノ基の含有量が少なす
ぎると配向効果が十分でないため好ましくなく、逆に含
有量が多すぎると、親水性が増して撥水効果が低減する
上、被処理材料が黄変するなどの悪影響を及ぼす恐れが
有るので、好ましくない。このためアミン当量は1,0
00〜100,000の範囲であることが必要である。
尚、ここでアミン当量とは、1モルの塩酸で中和し得る
対象となるオルガノポリシロキサンのグラム数である。
【0011】本発明で使用するアミノアルキル基含有オ
ルガノポリシロキサンは公知の方法、例えばオクタメチ
ルテトラシクロシロキサンと下記化1
【化1】 で示されるアミノアルキルジメトキシシランの加水分解
物、及びヘキサメチルジシロキサンの3成分を水酸化カ
リウムの存在下に重縮合する、いわゆるアルカリ平衡化
反応によって製造することができる。更にアミノアルキ
ル基を含有するシロキサン単位の例として、下記化2〜
化9で表されるものを挙げることができる(但し、各式
中のr〜wはすべて正数を表す)。
【化2】
【化3】
【化4】
【化5】
【化6】
【化7】
【化8】
【化9】
【0012】本発明で使用するアミノアルキル基含有ポ
リシロキサンの乳化物は、アミノアルキル基含有ポリシ
ロキサンが10〜60重量%となるように調製される。
これは、10重量%以下では初期乳化物の有効成分量が
乏しく板紙に撥水性を十分に付与するためには、直接或
いは低希釈倍率で板紙を処理しなければならないので、
不経済である一方、60重量%以上では乳化が困難とな
るためである。とくに好ましい配合量は、20〜40重
量%である。
【0013】本発明においては、上記アミノアルキル基
含有ポリシロキサンの希釈剤としてオクタメチルテトラ
シクロシロキサンなどの低粘度シロキサンを含有させる
こともできる。この低粘度ポリシロキサンの混合割合は
5〜30重量%とすることが好ましい。
【0014】本発明は、上記(A)成分を(B)成分の
界面活性剤を用いて水中に乳化分散させたエマルジョン
を撥水処理剤として使用するものであるが、この場合に
使用する(B)成分の非イオン性界面活性剤は、公知の
ものの中から1種又は2種以上を適宜選択して用いるこ
とができる。係る非イオン性界面活性剤としては、例え
ば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシ
エチレンアルキルフェニルエーテル、ポリエチレングリ
コール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポ
リオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂
肪酸エステル等が挙げられる。
【0015】本発明で使用する(B)成分の非イオン性
界面活性剤は、そのHLBが10〜20の範囲内にある
ことが好ましく、特に11〜16の範囲内であることが
好ましい。又、その使用量は、撥水処理剤全成分中の1
〜30重量部の範囲であることが好ましく、特に3〜2
0重量部の範囲内であることが好ましい。1重量部以下
であると乳化が困難となり、30重量部以上であるとエ
マルジョンの粘度が上がりすぎて取扱いが困難となる。
(C)成分の水は(A)成分を乳化するに際し、転相お
よび希釈のために加えられるものである。
【0016】エマルジョンの製造方法は、公知の方法に
従えば良く、例えばオルガノポリシロキサンと乳化剤と
を攪拌装置に仕込み、均一に混合した状態で少量の水を
加えてO/W型のエマルジョンに転相せしめ、十分に均
一化した後、更に水を加えて所定の濃度に希釈すること
により、容易に目的とするエマルジョンを得ることがで
きる。
【0017】本発明においては、エマルジョンの安定性
を向上させるために、アミノ基の中和剤として適量の酸
(酢酸やギ酸等)を添加することもできる。
【0018】本発明においては、上記の如くして得られ
た撥水性処理剤をそのまま板紙に塗布しても、水で希釈
してから塗布しても良い。希釈する場合には、アミノア
ルキル基含有オルガノポリシロキサンの含有量が0.5
%以下とならないようにすることが好ましく、それ以下
の濃度に希釈すると紙材料に十分な撥水性を付与するこ
とができない。
【0019】塗布の方法はスプレー法、浸漬法等、公知
の方法を適宜採用することができる。又、板紙として
は、通常建材用に使用するセルロース系の板紙を使用す
ることができる。
【0020】撥水処理剤を塗布した板紙を加熱乾燥する
ことにより、その表面に撥水皮膜が形成される。加熱温
度は、水分を蒸発させる上から100℃〜150℃とす
ることが望ましく、加熱時間は5〜30分間とすること
が好ましい。
【0021】
【発明の効果】本発明における撥水処理剤中のシロキサ
ンは、それが含有しているアミノ基が配向するために良
好な撥水層を形成することができる。又、撥水処理剤
は、硬化剤等の触媒を含有しないので保存安定性が良好
である上異臭もない。従って本発明の建材用撥水性板紙
は、撥水性に優れるのみならず製造適性にも優れてい
る。
【0022】
【実施例】以下、実施例によって本発明を更に詳述する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。
【0023】実施例1〜5.アミノアルキル基含有オル
ガノポリシロキサンと乳化剤を、表1に示す処方で混合
し、次いで適当量の水を加えてホモミキサーで攪拌する
ことにより転相させた後、更に水を加えて希釈し、均一
に攪拌を行ってシリコーンエマルジョンを得た。
【0024】得られたシリコーンエマルジョンを、有効
成分が5.0%になるように更に水で希釈した後、10
0mm×100mmで厚み0.38mmの工作板紙の表
面に紙ガーゼを用いて塗布した。次いで、この板紙を1
20℃で5分間加熱乾燥し、その重量を測定した後、シ
リコーン処理面を下にして15秒間水面に浮かべた直後
の板紙の重量を測定して吸水率を求めた。結果は表1に
示した通りである。尚、吸水率においてはその値が小さ
いほど撥水性が優れているといえる。
【0025】比較例1〜3. 実施例で使用したアミノアルキル基含有オルガノポリシ
ロキサンの代わりに、アミノアルキル基を含有しないジ
メチルポリシロキサン及びエポキシ基含有ポリシロキサ
ンを使用した他は、実施例の場合と全く同様にして乳化
剤並びに水と混合攪拌を行ってシリコーンエマルジョン
を得た。比較例4及び5. 実施例で使用したアミノアルキル基含有オルガノポリシ
ロキサンの代わりに、アミン当量が360のもの(比較
例4)又は1,000,000のもの(比較例5)を使
用した他は、実施例の場合と全く同様にして乳化剤並び
に水と混合攪拌を行なってシリコーンエマルジョンを得
た。
【0026】得られたシリコーンエマルジョンについて
実施例と同様の方法で吸水率を測定した。結果は表1に
示した通りである。実施例1〜5においては、吸水率が
小さく撥水性に優れているのに対し、アミノアルキル基
を含有しない比較例1〜3においては十分な撥水性が得
られないことが実証された。一方、比較例4において
は、アミノアルキル基含有ジメチルシロキサンのアミノ
基の量が多すぎるため、親水性が増し、撥水性が不良と
なっており、比較例5においてはアミノ基の量が少なす
ぎるため、メチル基の配向が十分になされず、良好な撥
水性が得られていない。
【0027】
【表1】
【化10】
【化11】
【化12】
【化13】
【化14】
【化15】
【化16】
【化17】
【化18】
【化19】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桑田 敏 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社 シリコーン電子材 料技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭54−43891(JP,A) 特開 昭53−98499(JP,A) 特開 昭57−111354(JP,A) 特開 平3−97971(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)構造単位としてR SiO
    1/2単位、RSiO1/2単位、(R
    SiO)単位及び(RSiO)単位(式中、
    は、炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部が
    ハロゲン原子やシアノ基で置換されていても良い炭素数
    1〜18の炭化水素基、水酸基及び炭素数1〜10のア
    ルコキシ基からなる群の中から選択される基、R は、
    炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部がハロゲン
    原子やシアノ基で置換されていても良い炭素数1〜18
    の炭化水素基からなる群の中から選択される基;R
    式−R(NHCHCHNR(Rは炭
    素数1〜10の2価の炭化水素基;R及びRは水素
    原子又は同種若しくは異種の炭素数1〜18の非置換一
    価炭化水素基であり、aは0≦a≦4)で示されるアミ
    ノアルキル基であり、mは10〜5,000の正数を表
    し、nは0.01〜500の正数を表す。)から成ると
    共に、アミン当量が1,000〜100,000であ
    り、25℃における粘度が10〜1,000,000C
    Sである直鎖状のオルガノポリシロキサン、並びに
    (B)非イオン性界面活性剤及び(C)水を攪混合
    し、乳化せしめて成る撥水処理剤を、板紙の少なくとも
    一方の面に塗布した後加熱処理してなる撥水性板紙。
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