JPH11217281A - 水硬性無機質成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 全体の色が退色したようにみえるエフロレッ
センスの発生を防止すること。 【解決手段】 水硬性材料、水溶性高分子、着色剤およ
び水を混練して得られた組成物を賦形してなる未硬化の
成形体を加温加湿養生するに先立ち、二酸化炭素雰囲
気、相対湿度３０〜８０％の条件下で予備養生すること
を特徴とする水硬性無機質成形体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外壁、屋根材、内
装材等の建築資材として用いられる水硬性無機質成形体
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】セメント等の水硬性材料は、水硬性材料
に水を加えて混練、成形した場合、反応が進行する過程
で水酸化カルシウムを放出しながら硬化し、強度を上げ
ている。しかしながら硬化の際に発生する余剰の水酸化
カルシウムやセメントに含有されるナトリウム、カリウ
ム等は、成形体の表面にエフロレッセンスとよばれるシ
ミのように見える白色物質を生成する。エフロレッセン
スは、成形体の美観を損なうばかりか、塗装耐久性を低
下させる、着色剤を十分に添加しても発色が不十分にな
ったりする等の点で問題がある。製造過程で発生してし
まったエフロレッセンスを除去するには、高速水で洗浄
したり、研磨でこすり落としたりしなければならず、製
品の生産性を低下させる要因ともなっている。 従来、
エフロレッセンスの発生を防止するために、非晶質シリ
カを水硬性組成物に添加する方法（特開昭５５−７５９
５７号公報）、成形体に二酸化炭素処理を施す方法（特
開昭５３−５９７１４号公報）などが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】非晶質シリカを配合し
ただけではエフロレッセンスを十分に防止することがで
きない。また、特開昭５３−５９７１４号公報に記載の
二酸化炭素処理を施す方法では、白斑を防止することは
できるが、表面に厚く緻密な炭酸カルシウムの層を生成
させるため、特に着色剤を配合した成形体の場合に生じ
る、全体の色が退色したように見えるエフロレッセンス
までは防止することができない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らはこのような
問題を解決するため、鋭意検討を重ねた結果、水溶性高
分子が配合された系においては、特定の条件で予備養生
することにより、エフロレッセンスを効果的に防止する
ことができるのみならず、より発色が高められることを
発見し、本発明に至った。すなわち、本発明の要旨は、
水硬性材料、水溶性高分子、着色剤および水を混練して
得られた組成物を賦形してなる未硬化の成形体を加温加
湿養生するに先立ち、二酸化炭素雰囲気、相対湿度３０
〜８０％の条件下で予備養生することを特徴とする水硬
性無機質成形体の製造方法に存する。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明をより詳細に説明す
る。本発明に用いる水硬性材料としては、セメント、石
膏等の水硬性を有する無機材料が挙げられ、セメントが
好ましく用いられる。セメントとしては、普通ポルトラ
ンドセメント、早強ポルトランドセメント、低熱セメン
ト、高炉セメント、フライアッシュセメント、アルミナ
セメントおよび低収縮セメントなどが挙げられる。

【０００６】水溶性高分子としては一般に水溶性高分子
と称する高分子が用いられ、具体的には、メチルセルロ
ース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体
やポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド等が挙げ
られる。粘性付与、流動調節作用の点でセルロース誘導
体、特に、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロ
ース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースが好ましく
用いられる。水溶性高分子の配合量は、水硬性材料１０
０重量部に対して、通常０．５〜１０重量部、好ましく
は１〜４重量部である。水溶性高分子を配合することに
より、暗く、深みのある発色をもたらすことができるの
である。

【０００７】着色剤としては、有機系、無機系いずれの
着色剤も使用しうるが、オートクレーブ養生を行う場合
や建築資材としての耐熱性、耐候性を考慮すると、顔料
などの無機系着色剤が好ましい。着色剤の配合量は、水
硬性材料１００重量部に対して、通常０．１〜２０重量
部である。これらの水硬性材料、水溶性高分子および着
色剤は、水硬性材料１００重量部に対して、通常２０〜
４０重量部の水とともに混練し、未硬化の水硬性無機質
組成物を得る。

【０００８】本発明の水硬性無機質組成物には、水硬性
材料、水溶性高分子および着色剤の他に、珪酸質原料、
石灰質原料、骨材、補強繊維、成形助剤等を含んでいて
もよい。珪酸質原料としては、非晶質、結晶質のいずれ
でも良く、具体的には５〜１２号の珪砂、珪藻土、珪
石、石英、珪石を含んだ鉱物、粘土鉱物、砂利、砕石、
活性白土などの天然品が挙げられる。またシリコンダス
トなどの工業副産物でもよい。珪酸質原料の配合量は、
水硬性材料１００重量部に対して、通常２０〜１５０重
量部である。珪酸質材料を配合するとセメント成型体の
強度を高めることができるので、好ましく用いられる。

【０００９】石灰質原料としては、生石灰、消石灰など
が挙げられる。石灰質原料の配合量は、水硬性材料１０
０重量部に対して、通常０〜５０重量部である。骨材と
しては、粗骨材、細骨材、軽量粗骨材、軽量細骨材、軽
量骨材などがあげられ、具体的には砂、石、シラスバル
ーン、パーライト、発泡ポリスチレンなどが挙げられ
る。骨材の配合量は、水硬性材料１００重量部に対し
て、通常１〜２００重量部である。

【００１０】補強繊維としては、パルプなどの天然繊
維、ガラス繊維、炭素繊維などの無機繊維、ポリプロピ
レン繊維などの有機繊維などの公知の繊維状物質を用い
ることができる。これらは単独、もしくは２種以上混合
して用いても良い。補強繊維を配合することにより、得
られる成形体の強度を向上させることができる。補強繊
維の配合量は、水硬性材料１００重量部に対して、通常
０．５〜２０重量部である。成形助剤としては、減水
剤、凝結剤、凝結遅延剤等の助剤が挙げられる。未硬化
の水硬性無機質組成物は、次いで所定の形状に賦形され
る。賦形の方法は、押出成形、型枠に流し込む方法、抄
造法など公知の成形方法が用いられる。水溶性高分子が
バインダーの役目も果たすことから、押出成形、型枠に
流し込む方法などが好ましく用いられる。

【００１１】本発明の特徴は、このようにして得られ
た、水溶性高分子を含む未硬化の成形体を、予備養生す
ることにある。予備養生は、二酸化炭素雰囲気で、か
つ、相対湿度が３０〜８０％、好ましくは３０〜５５％
の条件下に放置されることにより行われる。相対湿度が
３０％に満たない場合や８０％を超える場合は、得られ
た水硬性無機質成形体の表面が退色したようなエフロレ
ッセンスや白斑のようなエフロレッセンスが発生する。

【００１２】予備養生の温度は、通常５〜４０℃、好ま
しくは、未硬化の成形体の温度の±５℃の範囲である。
未硬化セメントの温度は気温、混練原料の温度、混練条
件により異なるが、例えば、未硬化の成形体の２５℃の
場合、２０〜３０℃で予備養生を行うのが好ましい。予
備養生の時間は、通常１〜３時間である。３時間以上予
備養生してもエフロレッセンスを防止する効果に変化は
見られないので、これ以上養生しても経済的ではない。
好ましくは１．５〜２．５時間であり、生産性とエフロ
レッセンスの防止との両方を満足することができる。予
備養生の圧力は、加圧下でも減圧下でもよいが、装置な
どの面から通常は大気圧で行われる。予備養生は、恒温
恒湿槽中で行うのが湿度と温度を一定に保つことができ
るので好ましい。

【００１３】本発明でいう二酸化炭素雰囲気とは、積極
的に二酸化炭素を供給した状態をさす。二酸化炭素の供
給には、二酸化炭素ガスボンベから直接供給しても、ド
ライアイスの昇華によって供給しても良い。 予備養生
後に成形体を完全に硬化、高強度化させるために、加温
加湿養生が行われる。加温加湿養生は、大気圧下で行っ
ても、加圧下でのオートクレーブ養生でもよい。オート
クレーブ養生は短時間で養生を終了させることができ
る。大気圧下での加温加湿養生の後、オートクレーブ養
生を行うのが好ましい。

【００１４】このようにして得られた水硬性無機質成形
体は、エフロレッセンスによる白斑がなく、下記の色差
の測定方法により求められる色差が＋２．５以下、好ま
しくは＋２．３以下である。色差は微妙な退色を数値で
表すことができ、色差が＋２．５を超える成形体を肉眼
で観察した場合、エフロレッセンスが発生していない面
（以下「基準面」という）より測定面の色が薄くなった
と感じられ、退色したように見えるエフロレッセンスが
発生している。さらに、退色がひどい場合、＋４．５を
超えることもある。また、エフロレッセンスによる白斑
が発生した場合、色差は、通常＋４．５を超えている。

【００１５】＜色差の測定方法＞色差の測定には、測定
サンプル上に、測定面の他に基準面が必要である。基準
面は、予備養生および加温加湿養生中にサンプルの一面
を空気と遮断してエフロレッセンスが発生しない面を作
製して、その面を基準面としても、測定サンプルの一部
を切断して、その切断面を基準面としてもよい。本発明
でいう色差は、色差計にて基準面と測定面のＬ^* （明
度）、ａ^* （赤−緑方向の色相と彩度を表す色度）、ｂ
^* （黄−青方向の色相と彩度を表す色度）を測定し、式
（１）よりΔＥを算出し、基準面と測定面のＬ^* の値に
より、＋、−いずれかの符号を付すことにより得られ
る。

【００１６】

【数１】 ΔＥ＝｛（Ｌ０^* −Ｌ１^* ）² ＋（ａ０^* −ａ１^* ）² × （ｂ０^* −ｂ１^* ）² ｝^1/2 式（１）

【００１７】（式中、Ｌ０^* 、ａ０^* 、ｂ０^* は、測定
面のＬ^* 、ａ^* 、ｂ^* を、Ｌ１^* 、ａ１^* 、ｂ１^* は、
基準面のＬ^* 、ａ^* 、ｂ^* を表す。） 式（１）で得られた数値に、Ｌ０^* ＞Ｌ１^* の場合は−
の符号を付し、Ｌ０^*≦Ｌ１^* の場合は＋の符号を付
す。式（１）で求められるΔＥは、基準面と測定面の色
調の変化を表す。エフロレッセンスは白色であるので、
エフロレッセンスが発生すると色が薄くなり、色合いが
明るくなる。それ故、測定面の明るさを示すＬ０^* が、
基準面の明るさＬ１^* より大きい場合を＋、小さい場合
を−とした。−は、色合いが暗くなるということであ
り、エフロレッセンスが全く発生していないことを示
す。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明はその要旨を越えない限り、下記実施例
に限定されるものではない。 ＜実施例１＞普通ポルトランドセメント（秩父小野田
製）１００重量部、珪石（「ＭＳ３５」秩父工業製）１
００重量部、ベンガル赤（酸化鉄）１０重量部、メチル
セルロース２重量部、故紙パルプ４重量部をミキサーに
て十分空練りした後、水６５重量部を添加し、均一にな
るまで充分に混練した。得られたセメント混練物を９．
４ｃｍ×６．３ｃｍポリ容器の型枠に厚さ１．３ｃｍに
なるよう流し込み、賦形した。この未硬化の成形体を温
度２５℃、相対湿度４０％の恒温恒湿槽（容積２２５リ
ットル）に、ドライアイス１．５ｋｇとともに入れ、２
時間放置し、予備養生を行った。ドライアイスは自然に
昇華するに任せたが、予備養生終了時にはまだ昇華しき
らず残っていた。

【００１９】予備養生後、直ちに温度６０℃、相対湿度
９５％の恒温恒湿槽中に１０時間放置し、１次養生させ
た。１次養生後、ポリ型枠から成形体をはずし真空乾燥
機にて乾燥した後、型枠と接していた面を基準面、接し
ていなかった面を測定面として色差計（日本電色工業
（株）製「ＳＺ−Σ９０」）にてＬ^* 、ａ^* 、ｂ^* の測
定を行い、色差を求めた。色差測定後の成形体をオート
クレーブ中で温度１６０℃、飽和水蒸気圧で５時間、水
熱反応（２次養生）を行った。２次養生後も１次養生後
と同様に色差を求めた。結果をまとめて表１に示す。１
次養生後も、２次養生後も基準面に比べて深い色合いに
なっていた。

【００２０】＜実施例２〜４＞予備養生の相対湿度を５
０％（実施例２）、６０％（実施例３）、７０％（実施
例４）で行った他は実施例１と同様に行った。結果を表
１に示す。いずれにおいても、１次養生後も２次養生後
も退色はなく、基準面とほぼ同じ色か、それより深い色
合いであった。

【００２１】＜比較例１〜３＞予備養生の相対湿度を３
０％（比較例１）、９０％（比較例２）、１００％（比
較例３）で行った他は実施例１と同様に行った。結果を
表１に示す。相対湿度３０％の場合は明らかな白斑が観
察され、８０、９０％においても基準面より退色してい
た。

【００２２】＜比較例４〜６＞メチルセルロースを配合
せず、予備養生の相対湿度を５０％（比較例４）、６０
％（比較例５）、７０％（比較例６）とした他は実施例
１と同様に行った。結果を表１に示す。１次養生後、２
次養生後とも退色していた。

【００２３】＜比較例７〜９＞メチルセルロースを配合
せず、非晶質シリカ（エルケム社製「マイクロシリカ９
４０」）を２重量部添加し、予備養生の相対湿度を５０
％（比較例７）、６０％（比較例８）、７０％（比較例
９）とした他は実施例１と同様に行った。結果を表１に
示す。１次養生後、２次養生後とも退色していた。

【００２４】

【表１】 ＊水硬性材料１００重量部に対するメチルセルロースの添加量を重量部で示す。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、安価に、表面の退色や
白色シミのない、極めて美観に優れた成型体を供給する
ことができる。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０４Ｂ 14:02） (Ｃ０４Ｂ 28/04 14:02 14:30 24:38） 111:21

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水硬性材料、水溶性高分子、着色剤およ
   び水を混練して得られた組成物を賦形してなる未硬化の
   成形体を加温加湿養生するに先立ち、二酸化炭素雰囲
   気、相対湿度３０〜８０％の条件下で予備養生すること
   を特徴とする水硬性無機質成形体の製造方法。
2. 【請求項２】 水溶性高分子がセルロース誘導体である
   ことを特徴とする請求項１に記載の水硬性無機質成形体
   の製造方法。
3. 【請求項３】 水溶性高分子の配合量が水硬性材料１０
   ０重量部に対して０．５〜１０重量部であることを特徴
   とする請求項１または２の水硬性無機質成型体の製造方
   法。