JPS61275175A - 無機硬化体組成物 - 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】 ［技術分野１ 本発明は、セメント硬化体や石膏硬化体のような無機硬
化体の組成物に関するものである。

［背景技術］ セメント硬化体や石膏硬化体など無機硬化体を軽量化す
るにあたって、従来より軽量骨材を配合することがなさ
れている。この軽量骨材としてはパーライトなどの無機
軽量骨材が多用されるが、近時発泡ポリスチレンなどの
有機質重合体の発泡ビーズも軽量骨材として注目されて
いる。

しかしこれらのような軽量骨材を用いた場合、セメント
や石膏などの水硬性＊ａ物質にティ砂などの充填材と共
に軽量骨材を配合し、これを水と共に混練する際および
成形の際に、軽量骨材、特に発泡ポリスチレンなどの発
泡ビーズは水に対する親和性が低いため、混線物から軽
量骨材が分離し易い傾向があり、しかも比重の軽い軽量
骨材は他の配合物との間の比重差によっても分離しやす
い傾向があるということが問題となるものである。

すなわち、軽量骨材がこのように分離されると均一な無
機硬化体の成形品を得ることができなくなるのはもちろ
ん、成形品の表面に軽量骨材が浮き出て成形品の表面に
凹凸が生じ、成形品を平滑面に形成することがで外す、
金型の型面の再現性が悪くて複雑で精密な形状や横様を
形成させることができないという問題が生じるものであ
る。また発泡ポリスチレンなどの発泡ビーズを軽量骨材
としで使用する場合は、成形の際の加圧でこの発泡ビー
ズが圧縮変形され、そして加圧の解除で元の状態に発泡
ビーズは戻ることになるが、このときに成形品に歪みや
材料切れなどの欠陥を生じさせるおそれがあるという問
題もあった。

【発明の目的Ｊ 本発明は、上記の点に鑑みて為されたものであり、軽量
化して成形をおこなうことができるのはもちろん、欠陥
な（且つ均一な組成で成形をおこなうことができると共
に表面平滑で複雑かつ精密な形状や模様に晟形をおこな
うことができる無機硬化体組成物を提供することを目的
とするものである。

［発明の開示］ しかして本発明に係る無機硬化体組成物は、水硬性無機
物質を主成分とし水ｌ１ｍ性樹脂が配合されて成ること
を特徴とするものであり、以下本発明の詳細な説明する
。

水硬性無機物質としては普通ポルトランドセメントなど
のセメントや石膏などを用いることができ、この水棲性
無機物質にケイ砂などの充填材、その他必要に応じて有
機繊維や無機繊維などの補強材等、そして水Ｉｌｌ性樹
脂を配合して無機硬化体組成物を調製し、これを水とと
もに混練することによって混線物を調製して、この混線
物を抄造や注型、押出しなどの工法による成形に供する
ものである。

ここで水膨潤性樹脂は、自重の３０倍程度以上の水を吸
水して数倍から数百倍程度に体積が増加するように膨潤
を生じるもので、特公昭５５−１９２４３号公報におい
て紹介されているほか、ポリビニルアルコール−ポリア
クリル酸塩共重合体、アクリル酸ソーダ系重合体、アク
リル酸−アクリル７ミド共重合体などを用いることがで
き、種々のものが市販されている。なかでも成形性など
の点においてポリビニルアルコール−ポリアクリル酸塩
共重合体が用いて好ましい、水膨潤性樹脂の配合量は、
上記混練物における固形分全量に対して０．０５〜３．
０重量％に設定するのが好ましい。

配合量が０．０５重量％未満であると後述するところの
水膨潤性樹脂を配合したことによる効果を期待すること
ができず、また３、０重量％を超えると成形された無機
硬化体の強度など物性や不燃性を損ねるおそれがあると
共に水硬性無機物質の硬化を阻害するおそれも生じるこ
とになる。

そして上記のように抄造や注型、押出しなどによって成
形した成形品を養生硬化させ、無機硬化体の製品を得る
ことができるものであるが、成形品内には多量の水を含
水して膨潤した水膨潤性樹脂が配合されており、養生硬
化ののちにおいては水ＩＩ潤性樹脂内の水分は乾燥や分
解によって除去された状態となり、この水分が除去され
た水膨潤性樹脂の部分において無機硬化体製品内に空隙
が形成され、ポーラス状となって軽量化された無機硬化
体製品を得ることができることになるのである。このよ
うに水膨潤性樹脂によって空隙が無機硬化体製品に形成
されることになるため、水膨潤性樹脂としては、吸水膨
潤状態で粒径が２．０■以下のものを用いるようにする
のがよい、吸水膨潤状態で水ｍ潤性樹脂の粒径が２．０
１を超えるようであると、無機硬化体製品に形成される
個々の空隙が大き過ぎて強度などに影響が出ると共に、
製品表面の平滑さが損なわれ易くなるなどの問題を生じ
るおそれがある。

ここで、水膨潤性樹脂は吸水時のデル強度が高いために
良好な結果を得ることができる。すなわち、ゲル強度が
低いと無機硬化体組成物の混線物が柔らかくなって押出
し成形のように硬練りの混練物を用いる必要のある成形
には用いることができないが、このように水Ｂ潤性樹脂
はデル強度が高くて硬練りの混線物を調製することがで
さるために、押出しによる成形においても軽量化した無
機種化体製品を得ることができることになるものである
。

そしてまた、上記した配合の無機硬化体組成物を水とと
もに混練しまた成形するにあたって、水膨潤性樹脂は親
水性表面であるために混線物における水と良好に馴染み
、セメントなどの水硬性無機物質や他の充填材と親和性
が良好で、しかも混線物中において水膨潤性樹脂は吸水
して比重が高められた状態として存在するものであって
セメントなどの水硬性５１機物質や他の充填材との比重
差が小さくなり、この結果水膨潤性樹脂が混練物から分
離したり表面へ浮き上がったりすることを防止すること
ができ、ラテックスなどのような添加剤を配合するよう
な必要なく均一な混合物として混練をおこなうことがで
きると共に、さらに水膨潤性樹脂の周囲は十分にセメン
ト粒子などの水硬性無機物質や他の充填材で被覆される
ことになる。

従ってこの混練物を抄造や注型、押出しなどの工法で成
形して無機硬化体の成形品を成形するにあたって、均一
な組成の成形品を得ることができると共に、成形品表面
への水膨潤性樹脂の浮き上がりがなく、成形品の表面を
凹凸の少ない平滑面に形成して金型の型面の再現性が良
くて複雑で精密な形状や模様を形成させることができる
ことになるものである。そしてこのように水膨潤性樹脂
は混練物中に均一に分散されるために、吸水して膨潤し
た水膨潤性樹脂から水が除去されることによって上記し
たように形成される無機硬化体製品の空隙はその表面に
多数が現れるようなことがなく、さらには空隙は独立し
て形成されることが多くて連続気泡が少なく独立気泡が
多い無機硬化体製品を得ることができることになる。

ここにおいで、水＃潤性樹脂として吸水ａｍ状態での圧
壊強度が２．０Ｋｇ７ｃｍ２以上の強度を有するものを
用いるのが好ましい、このように水膨潤性樹脂の吸水膨
潤状態の圧壊強度が高いと、無機硬化体組成物を水とと
もに混合攪拌する際の攪拌力などの外力や、成形をおこ
なう際の抄造成形における圧搾や注型成形における成形
圧や押出し成形における押出し圧などの外力に対して抵
抗力が強く、破壊されたりすることがなく一定条件での
製造が可能になるものである。特に２Ｋｇ／ａｍ”以上
の圧力が作用することになる真空押出し成形による成形
が可能になるものである。モして成゛形時の加圧力が水
膨潤性樹脂に圧縮力として作用するが、水膨潤性樹脂は
吸水して水分を含んでいる状態にあるため、水膨潤性樹
脂が圧縮される変形を受けることが少なく、圧縮変形さ
れたときの加圧力解放の際における変形の戻り（スプリ
ングバック）で成形品に歪みなどが発生して製品に欠陥
が生じるというようなおそれがないものである。

また成形品を養生硬化するにあたって、常圧または加圧
下で５０℃以上の温熱養生をおこなうかもしくはオート
クレーブ養生をおこなうようにすれば、水膨潤性樹脂の
吸水性を低減させることができ、良好に空隙を形成させ
た軽量の無機硬化体製品を得ることができる。このとき
、水硬性無機物質としてセメントのような高アルカリ性
物質を用い、高アルカリ状態でこのような養生をおこな
うようにすれば、この吸水性の低減を促進させることが
できる。一方、水硬性無機物質として石膏のように比較
的中性に近いものを用い、比較的中性条件下で温和な条
件で養生乾燥をおこなうようにすれば、水膨潤性樹脂の
吸水性を可逆的に保持させたまま水膨潤性樹脂を乾燥さ
せることができ、無機硬化体の製品状態においても水膨
潤性樹脂に吸水性を発揮させて結露水を吸収させたりす
ることができることになる。そして、これら養生をおこ
なうにあたって、水膨潤性樹脂中には多量の水分が吸水
されているため、養生硬化の過程において急速な乾燥を
受けることをこの水膨潤性樹脂にｔ＊れる水分によって
防止することができるものである。

次に本発明を実施例によって例証する。

Ｋ１性上 水ＩＩ潤性樹脂としてスミカゲルＳ−５０（住友化学工
業株式会社製）を用いた第１表に示す配合の無機硬化体
組成物を水とともに混練し、これを手抄き抄造機によっ
て抄造して１５−の厚みのシートに脱水成形したのち、
１０　Ｋｇ／ｅｍ”ｓ　１０分間の条件で加圧成形した
。得られたシートを６０℃で３日間湿熱養生し、このの
ち２週問室内に放置して無機硬化体を得た。このように
して得られた無機硬化体の物性を第２表に示す。

丸ｉ九り 実施例１における水膨潤性樹Ｔの替わりに黒曜石パーラ
イト（見掛は比重０．３、最大粒径２０１１１）を２０
重量部の配合量で用いるようにした第１表の配合のもの
を用いた他は、実施例１と同様にして無機硬化体を得た
。このようにして得られた無機硬化体の物性を第２表に
示す。

Ｋ１九り 水膨潤性樹脂としてスミカゲル５Ｐ−５２０（住友化学
工業株式会社！りを用いた第１表に示す配合のＸ機種化
体組成物を水とともに混練し、これを深さ５＋＊饋の凹
凸を有する型上に注型して一夜放置した後、脱型して１
８０℃で１０時間温熱養生し、さらに室内に２週問放置
して無機硬化体を得た。このようにして得られた無機硬
化体の物性を第２表に示す、このｊ！１ｉｆｉ硬化体は
第２表にも示されるように比重０．６３の均質な軽量体
であった。

思量上」工 水膨潤性樹脂のみを除いた他は殆ど実施例２の配合と同
じ第１表に示す配合のものを用いた他は、実施例２と同
様にして＊ａ硬化体を得た。このようにして得られた無
機硬化体の物性を第２表に示す。このものにあっては、
成形時に粒子成分のみ沈降して上層には多量の分離した
水が存在するものでありで、硬化乾燥後は比重１．６５
と高く脆弱な無機硬化体であった。

匿松１」− 水膨潤性樹脂の替わりに発泡ポリスチレン（見掛は比重
０．０５、最大粒径２ｍｍ）を５．０重量部配合し、さ
らに水の配合を４０重量部にした他は殆ど実施例２の配
合と同じ第１表に示す配合のものを用いた他は、実施例
２と同様にして無機硬化体を得た。このようにしで得ら
れた無機硬化体の物性を第２表に示す、このものにあっ
ては、成形時に粒子分やセメントペーストが沈降すると
共に発泡ポリスチレンが表層に浮上し、しかも浮上した
発泡ポリスチレン表面はセメントペーストの付着が少な
くで得られた無機硬化体の表面が粗々しい面に形成され
た。

水膨潤性樹脂としてスミカゲル５Ｐ−５２０（住友化学
工業株式会社９１）を用いた第１表に示す配合の無機硬
化体組成物を水とともに混練し、これを型上に注型して
一夜放置した後、脱型してさらに室内に２週間放置する
ことによって厚み１２＋ａｍの無機硬化体を得た。この
ようにして得られた無機硬化体の物性を第２表に示す。

この無機硬化体は第２表にも示されるように比重０．５
５の均質な軽量体であった。

水膨潤性樹脂としてスミカゲルＳ−５０（住友化学工業
株式会社製）を用いた第１表に示す配合の無機硬化体組
成物を水とともに混練し、これを３Ｋｇ／ｃＩＩＩ２の
加圧下真空押出し成形しで１２ＩＩＩＩａ厚みの成形品
を得た。これを−夜装置した後１５０℃で１５時間湿熱
養生し、さらに室内に２週間放置して無機硬化体を得た
。このようにして得られた無機硬化体の物性を第２表に
示す、＊たこのものにおける押出し金型の開口寸法に対
する無機硬化体製品の厚み寸法は１．０５倍であった。

北ＪＵ組」− 水膨潤性樹脂を除いた他は実施例４の配合と同じ第１表
に示す配合のものを用いた他は、実施例４と同様にして
押出し成形をおこなった。しかしこの配合のものは成形
が不可能であった。

ル氷」」− 水膨潤性！１脂の替わりに発泡ポリスチレン（見掛は比
重０．０２、最大粒径２ａｍ）を０．８５重量部配合し
、さらに水の配合を４０重量部にした他は殆ど実施例４
の配合と同じＮ４１表に示す配合のものを用いた他は、
実施例４と同様に成形をおこなりで無機硬化体を得た。

このようにして得られた無機硬化体の物性を第２表に示
す。このものにあっては、成形品において板厚方向に平
行な微細な割れが観察された６またこのものにおける押
出し金型の開口寸法に対するＳ機種化体製品め厚み寸法
は１．２０倍であった。

Ｅガラスはカット長２０ｍｍのチョツプドストランド、
ポリビニルアルコールは株式会社クラレ製ＰＶＡ１１７
、信越化学株式会社製メトロース９０ＳＨ１５０００、
ポリプロピレン繊維は１５デニールでカット長１０ｍｍ
。

＊は８号、＊＊は３００メツシユ以下のケイ砂をそれぞ
れ示す。

メチルセルロースは 第２表の結果、水膨潤性樹脂を配合した実施例１乃至４
のものは、いずれも軽量化した無機硬化体の成形を良好
におこなうことができ、またいずれの実施例のものも欠
陥なく外観が良好で表面の平滑さが優れているものであ
った。そして実施例４と比較例５とにおける金型の開口
寸法と無機硬化体製品の厚み寸法との差の結果、水膨潤
性樹脂は圧縮変形をあまり受けていないことが確認され
る。

【発明の効果１ 上述のように本発明に係るｗ機種化体組成物は、水硬性
無機物質を主成分とし水膨潤性樹脂が配合されたもので
あるから、かかる組成体を水とともに混練して成形した
成形品内には多量の水を含水して膨潤した状態で水膨潤
性樹脂が存在することになり、養生硬化ののちにおいて
は水膨潤性樹脂内の水分は除去されてこの水分が除去さ
れた水膨潤性樹脂の部分において無機硬化体製品内に空
隙が形成され、ポーラス状となって軽量化された無機硬
化体製品を得ることができるものである。しかも水膨潤
性樹脂は親水性表面であるために混練物における水と馴
染み、水硬性無機物質などとの親和性が良好で、さらに
水膨潤性樹脂は吸水して比重が高められた状態として存
在して水硬性＊＊物質などとの比重差が小さくなり、こ
の結果水膨潤性樹脂が分離した９表面へ浮き上がったり
するようなことがなく、均一な組成の成形品を得ること
ができると共に成形品の表面を０凸の少ない平滑面に形
成することができて金型の型面の再現性が良くて複雑で
精密な形状や横様を形成させることができることになる
ものである。また成形時に加圧力が水膨潤性樹脂に圧縮
力として作用しても水ｌｌ潤性樹脂は吸水して水分を含
んでいる状態にあって圧縮される変形を受けることが少
なく、加圧力解放の際における変形の戻りも少な（なっ
て、成形品に歪みなどが発生して製品に欠陥が生じると
いうようなおそれがないものである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）水硬性無機物質を主成分とし水膨潤性樹脂が配合
   されて成ることを特徴とする無機硬化体組成物。
2. （２）水膨潤性樹脂が固形分全量に対して０．０５から
   ３．０重量％配合されて成ることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の無機硬化体組成物。
3. （３）水膨潤性樹脂の吸水膨潤状態での圧壊強度が２．
   ０Ｋｇ／ｃｍ＾２以上であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項または第２項記載の無機硬化体組成物。
4. （４）水膨潤性樹脂がポリビニルアルコール−ポリアク
   リル酸塩共重合体であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の無機硬化体組成
   物。