JPS6385038A - ケイ酸カルシウム成形体 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、建築材料、断熱材等に有用なケイ酸カルシウ
ム成形体に関するものである。

従来の技術 ケイ酸カルシウム水和物からなるマトリックス部分と木
材バルブ、ガラス繊維等の補強材とからなるケイ酸カル
シウム成形体は、軽量で耐火性があり、切断や切削など
の加工も可能なところか呟建築材料、断熱材等に広く利
用されている。

しかしながら、切断、切削、穿孔、研磨などの機械加工
を施されることが多い建築材料の分野では、最も普通に
使われている木質建築材料と比較されるため、加工性の
向上を望まれることが多かった。すなわち、建築材料と
して使われるような比較的低比重のケイ酸カルシウム成
形体は、ケイ酸カルシウム質のマトリックス部分が微細
な空隙を有するため、機械加工に当り微細な粉塵を発生
して作業環境を悪くし易く、加工時でなくても表面が粉
っぽく、表面を研磨しても光沢が出ず、切断面や切削面
もざらついて美しくないなど、木質建築材料と比べると
使い難い面がある。

ケイ酸カルシウム成形体に木材的な特性を付与する手段
として、特開昭５２−１５５１６号公報にはケイ酸カル
シウム成形体の製造工程でポリマーエマルジョンを混入
する方法が記載されており、同様な方法は、特開昭５４
−１６０４２８号公報、特公昭６０−２４６２５１号公
報にも記載されている。しかしながら、これらボリマー
エマルノヨンを混入する方法は、機械的強度、塗装性、
接着性、防水性、保釘性等の向上を目的とするものであ
って、これらの方法による磯↑戒加工性の向上はほとん
ど認められないか、あっても僅かである。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、従来のケイ酸カルシウム成形体が建築材料な
ど機械加工を施すことが多い用途に使用する場合上述の
ような欠点を示すものであったことに鑑み、機械加工を
施しても飛散し易い微細粉塵を発生せず、しかも研磨す
れば美しい光沢面を生じるなど、木材に似た性質を有す
るケイ酸カルシウム成形体を提供しようとするものであ
る。

本発明の池の目的は、機械的強度、塗装性、接着性、防
水性、保釘性等の性質においても改良されたケイ酸カル
シウム成形体を提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明が提供するケイ酸カルシウム成形体は、その成形
工程において成形材料に混合された合成バルブまたはそ
の熱変形物（成形体内という応力存在下に軟化温度付近
またはそれ以上の温度に加熱されることにより変形し、
そのまま冷却されて固まったもの）を均一分散状態で含
有することを特徴とする。

本発明のケイ酸カルシウム成形体にその製造過程で含有
させる合成バルブとは、フィブリル化した合成繊維や微
細に割繊されたプラスチックフィルムなど枝分れした細
繊維の集合体を意味する。個々の細繊維は、望ましくは
直径が５〜４０Ｊ１ｍ程度のものである。このような合
成バルブは、木材バルブの代替物として、あるいは木材
バルブには期待できないすぐれた特性を有する新しい成
形材料として、すでに市販されており（三井石油化学工
業株式会社のＳＷＰ、米国・バーキュレス／ツルベイ社
のＰＵＬＰＥＸなと）、その製法も特公昭５　Ｓ−２２
５０２号公報、同５７−２４４０２号公報等に開示され
ている。

本発明のケイ酸カルシウム成形体に含有させる合成バル
ブとしては、ポリエチレン系のものおよびポリプロピレ
ン系のものが配合効果が顕著であり且つ入手も容易なの
で好ましいが、これらに限定されるわけではない。但し
、合成バルブはガラス繊維のように耐熱性補強材として
配合されるものではなく、むしろ後述するように熱によ
る軟化にとなう変形が作用効果発現に必要と考えられる
ので、あまり軟化温度の高いものは好ましくない。

本発明のケイ酸カルシウム成形体中の合成バルブは、成
形体がその成形材料から成形されたあと蒸熱養生工程ま
たは乾燥工程で加えられた熱により変形し、高度に枝分
れした細繊維があたかもクモの糸のようにケイ酸カルシ
ウム水和物の粒子群（ケイ酸カルシウム質マトリックス
の構成単位）にまつわりついて、砕は難い（粘い感じの
）マトリックスが形成されるのに役立っていると考えら
れる。そして、成形体の機械加工の際、発生する熱によ
り軟化することもあって、切削屑が微細な粉塵になろう
とするのを妨げ、容易には飛散しない、おがくずのよう
な切削屑を生じさせる。また、加工面に現われた合成バ
ルブ細繊維は加工時の発熱により軟化して加工面に圧着
され、けば立たないので、きわめて美しい加工面を与え
る。

本発明のケイ酸カルシウム成形体は、合成バルブのほか
に、その成形工程において有機重合体エマルジョンの形
で添加された非繊維状有機重合体を均一分散状態で含有
するものであってもよい。非繊維状有機重合体は上述の
ような合成パルレ°の作用を助長し、−層すぐれた効果
をもたらす。

ケイ酸カルシウム成形体としては種々の製法によるもの
が知られているが、本発明のケイ酸カルシウム成形体は
、合成バルブを含有させることを除けば、それらのいず
れによるものであっても差支えない。本発明のケイ酸カ
ルシウム成形体を製造する方法として好ましいものの例
を次に示すが、いずれの製法による場合も、なるべく嵩
高な成形体を得易い原料と反応条件を採用することが望
ましい。

■　石灰原料とケイ酸原料との混合物に水を加えてスラ
リー化し、オートクレーブ中で撹拌しながら加熱するこ
とによりゾノＹライト質主たはトバモライト質のケイ酸
カルシウム結晶スラリーを生成させ、これに合成バルブ
および補強用のガラスＷｊ、維等を混合したものを脱水
成形後、加熱下に乾燥して硬化させる方法。

■　上記■の製法による脱水成形物を、乾燥前にオート
クレーブ中で蒸熱養生する方法。

■　石灰原料およびケイ酸原料に合成バルブおよび補強
用繊維を加えたものをスラリー状にし、常圧下に加熱し
て凝膠本を形成させ、これを脱水成形後オートクレーブ
中で蒸熱養生する方法。

これらの製法において、混入する合成バルブは充分フィ
ブリル化していることが必要である。したがって、市販
の合成バルブを用いる場合においてフィブリル化度が低
いと認められるときは、使用前に、叩解機等を用いてフ
ィブリル化を進めることが望ましい。合成バルブの添加
量は、ケイ酸カルシウム成形体の重量基準で約３〜５０
重量％が適当であり、特に好ましいのは約３〜２０重量
％である。上述のような機構による成形体改質効果は合
成バルブの添加量が多いほどｌ著であるが、あまり添加
量が多いと、不燃性というケイ酸カルシウム成形体本来
の特長が損なわれることになる。

合成バルブは、通常、補強用のガラスｗＬ維、有ｍｍｍ
、木材バルブ等と同様にして、成形材料すなわち前記■
および■の製法におけるケイ酸カルシウム結晶スラリー
あるいは前記■の製法における石灰原料とケイ酸原料と
の混合物のスラリーに混合することができる。親木処理
された合成バルブは、混合時の分散性がよいので好まし
い。合成バルブを混合することによる補強用繊維類配合
率の変更は、通常、必要がないが、好ましい配合率は、
ケイ酸カルシウム成形体の重量当り約１０％以下である
。多すぎる補強用ＭＩＬ維は、合成バルブ添加による効
果の充分な発現を妨げる。

合成バルブとともに有機重合体エマルションを添加する
場合は、有機重合体エマルジョン中の固形分と合成バル
ブとの合計量が、前記合成バルブについての好適添加量
になるようにすることが望ましい。有機重合体エマルジ
ョンとしては、スチレン−ブタジェン共重合体、ブタジ
ェン重合体、アクリロトリル−ブタジェン共重合体、ア
クリルゴム、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリ
ル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エ
チレン酢酸ビニル共電合本、エチレン−プロピレン共重
合体、ｌ＼ＢＳ樹脂などからなるものを用いることがで
きる。

これらのほかにも、ケイ酸カルシウム成形体の改質に有
効なものを、本発明の目的に反しない限り、いずれも使
用することができる。

有機重合体エマルジョンを添加する場合は、必要ならば
適当な凝集剤を併用すると、有機重合体が成形材料によ
く吸着されて、脱水成形工程における排水中に漏出する
有機型合本の量を少なくすることができる。

合成バルブを均一に混合した成形材料の成形は、プレス
成形、抄造成形、押出成形、減圧成形など、製品の形状
や用途に応じた成形方法により、かつその常法に従って
、行うことができる。但し成形圧力は、製品の嵩密度力
弓、　Ｓ　ｇ７ｃｍ”以下、望ましくは１．２ｇ／ｃ−
以下、特に望ましくは０．２〜１．０ｇ／ｅ１ｍ’程度
になるように調節することが必要である。製品の嵩密度
が約Ｉ　Ｈ／ａｍ’をこえると、合成バルブ添加による
効果が現われ難くなるだけでなく、重すぎて、建築材料
として使うとき扱い難いものになってしまう。

成形後の乾燥または蒸熱養生−乾燥の各工程も、操作そ
のものは常法により行うことができるが、温度に関して
は、混合した合成バルブの熱変形開始温度を考慮するこ
とが望ましい。すなわち、混入された合成バルブの細繊
維は成形体中で熱と応力による永久変形を起こしてケイ
酸カルシウム結晶集合体に確実に接合することがその添
加効果発現のために望ましいか呟成形体は蒸熱工程また
は乾燥工程で、少なくとも一度、その中の合成バルブの
熱変形開始温度付近またはそれ以上の温度に加熱される
ことが望ましい。言うまでもなく、蒸熱養生を行う場合
における最高蒸熱温度は合成バルブの分解温度以上であ
ってはならない。

発明の効果 本発明によるケイ酸カルシウム成形体は、含有する合成
バルブの作用により、従来の同種ケイ酸カルシウム成形
体よりも、またポリマーエマルジョンを加えただけのケ
イ酸カルシウム成形体よりも、ずっと木材に近い性質を
示す。すなわち、表面が粉っぽくなくしっとりとしてお
り、また、切断、切削、研磨などの機械加工を施した場
合、微細な粉塵を発生しないだけでなく加工面がきわめ
て美しい。特に研磨面は、従来のケイ酸カルシウム成形
体ではとうてい考えられなかったような美しい光沢面と
なる。そして機械的強度、塗装性、接着性、防水性、保
釘性等、建築材料として重要な他の性質においてもすぐ
れたものである。

したがって本発明のケイ酸カルシウム成形体は従来品よ
りもはるかに細い（あるいは高度の）加工が可能であり
、加工時に作業環境を悪くすることもないか駄本発明に
より、建築分野においてケイ酸カルシウム成形体のすぐ
れた特性を従来よりも広い範囲で活用することが可能に
なる。

犬烏廻 実施例　１ 生石灰を２０倍の熱水で消化したものにケイ石（平均粒
径１０μ）を、ＣａＯ／ＳｉＯ２モル比力弓になるよう
に添加し、さらに、水量が生石灰とケイ石との合計量の
３０倍量になるように、水を追加してスラリー状にした
のち、撹拌機付オートクレーブ中、温度１９７℃、圧力
１５　Ｋｇ／ｃｍ２で、４時間反応させた。

、得られたゾノトライトスラリーに、その固形分１００
重量部当９５重量部のポリエチレン系合成バルブ・５Ｗ
Ｐ−２７９０（三井石油化学工業株式会社；平均ｆＵＩ
長：１．６ｍｍ；融点：　１３２°Ｃ）の水中分散液を
加え、さらに１．５重量部のＥ−ガラスａｍ　＜平均繊
維長：１３ｍｍ）を加えて撹拌し、充分に分散させた６
次いで凝集剤・サンフロックＮＯＰ　（三洋化成工業株
式会社）を０．０５重量部添加した後、型枠に入れて厚
さ約１５闘の板状に脱水成形し、１０５°Ｃで１６時間
、乾燥した。

実施例２．３ 合成バルブの添加量をそれぞれ１０重量部、１５重量部
に変更したほかは実施例１と同様にして、板状ケイ酸カ
ルシウム成形体を製造した。

実施例　４ スチレン−ブタジェン共重合体エマルジョン・Ｎ１ｐｏ
ｌ　ＬＸ−４３８Ｃ（日本ゼノン株式会社）を固形分と
して５重量部さらに添加したほかは実施例１と同様にし
て、板状ケイ酸カルシウム成形体を製造した。

実施例　５ 合成バルブの添加率をそれぞれ１０重量部に変更し樹脂
エマルシヨンの添加量を１０重量部に変更したほかは実
施例４と同様にして、板状ケイ酸カルシウム成形体を製
造した。

実施例　６ 合成バルブをポリプロピレン系のＰｕ１ｐｅｘ　Ｐ−Ａ
Ｄ　（米国バーキュレス／ツルベイ社；平均繊維長二０
．８〜１　、５　ｍｎ；融点：　１６５°Ｃ）５重量部
に変更したほかは実施例１と同様にして、板状ケイ酸カ
ルシウム成形体を製造した。

実施例　７ スチレン−ブタジェン共！　合体エマルシヨン・Ｎ１ｐ
ｏｌ　ＬＸ−４３８Ｃ（日本ゼノン株式会社）５重量部
をさらに添加したほかは実施例６と同様にして、板状ケ
イ酸カルシウム成形体を製造した。

実施例　８ オートクレーブ中の反応を２時間に変更したほかは実施
例１の場合と同様にして製造したゾノトライトスラリー
に、その固形分１００重量部当り５重量部の合成バルブ
（実施例１で用いたものと同じ）および１．５重量部の
耐アルカリ性ガラス繊維（平均繊維長：１３ｍｍ）を混
合してから板状に脱水成形した。得られた成形物を９　
Ｋｇ／ａｍ２の水蒸気下で７時間養生し、次いで１０５
℃で乾燥して、板状ケイ酸カルシウム成形体を得た。

実施例　９ 合成バルブの添加量を１０重量部に変更したほかは実施
例８と同様にして、板状ケイ酸カルシウム成形体を製造
した。

実施例　１０ 消石灰３３重量部、ポルトランドセメント２５重量部お
よびケイ石粉末４３重量部を混合しく混合物のＣａｂ／
５ｉ０２モル比＝０．８）、これに実施例１で用いたの
と同じ合成バルブ１０重量部および２０倍量の水を加え
て混合した。得られたスラリーを、凝集剤を加えてから
板状に脱水成形し、次いで９にｇ／ｃＩ１１２の水蒸気
下で７時間養生し、さらに１０５℃で乾燥して、板状ケ
イ酸カルシウム成形体を得た。

比較例　１ 合成バルブを添加せず、ガラス繊維の添加量を４重量部
に変更したほかは実施例１と同様にして、板状ケイ酸カ
ルシウム成形体を製造した。

比較例　２，３ 実施例４で用いたのと同じ有機重合体エマルシヨンをそ
れぞれ５重量部、１０重量部添加したほかは比較例１と
同様にして、板状ケイ酸カルシウム成形体を製造した。

比較例　４ 合成バルブを木材バルブ（サモア）１０重量部に変更し
たほかは実施例８と同様にして、板状ケイ酸カルシウム
成形体を製造した。

以上の各側による成形体について、次に物性と加工性の
試験を行なった。加工性については、切削加工時の発塵
、釘打ち性、カンナによる削り性などをみて○、Δ、×
の３段階で表示した「総合評価」、研削加工時に発生し
た研削屑をタイラー標準篩で分級して粉塵になる傾向を
調べた「研削屑粒度分布」および研磨面について測定し
た「鏡面光沢度」により示した。

なお、加工条件および鏡面光沢度の測定法は次のとおり
である。

［研削条件１ 装置：縦紬７ライス、６０φミーリング（刃数６）回転
数：３７０ｒｐｍ 切り込み深さ：約０．５１１ＩＩＩ＋ 試料送りピッチ：　３０ｃｍ／ｗｉｎ ［研磨条件］ 装置：横軸フライス 砥石：（株）ＦＳＫ製・６０−Ｐ−６−Ｂ−２０１５０
φＸ　１００Ｗ：　７　Ｓ　Ｏｒｐｍ試料送りピッチ：
　３０ｃＩ＋＋／ｎ＋ｉｎ［鏡面光沢度］ 日本重色工業（株）製デジタル変角光沢計・ＶＧ−ＩＤ
を用い、ＪＩＳ　Ｚ８７４１−１９８３に準じて測定し
た。

試験結果をまとめて表１に示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ケイ酸カルシウム成形体において、該ケイ酸カル
   シウム成形体がその成形工程において成形材料に混合さ
   れた合成バルブまたはその熱変形物を均一分散状態で含
   有することを特徴とするケイ酸カルシウム成形体。
2. （２）嵩密度が０．２〜１．２ｇ／ｃｍ＾３である特許
   請求の範囲第１項記載のケイ酸カルシウム成形体。
3. （３）合成バルブまたはその熱変形物の含有率が３〜２
   ０重量％である特許請求の範囲第１項記載のケイ酸カル
   シウム成形体。