JPH01264948A - 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〉 本発明は軽量にして高強度、及び、寸法安定性が良好で
、且つ、内部迄均−に撥水化されており、不燃性、耐熱
性にも優れ、外壁材などの建築材料に好適なケイ酸カル
シウム成形体に関する。

〈従来の技術〉 一般に、外壁材は、保温・断熱性に優れ、耐久性の良い
素材が要求されるが、近年、軽量で、高強度、且つ不燃
で、ノンアスベストであることが、新たに求められてい
る。

不燃でノンアスベストであるという点では、繊維強化セ
メント系、例えば、ＧＲＣ（ガラス繊維強化セメン））
、ＣＦＲＣ（炭素繊維強化セメント）などの素材がある
。

しかしながら、一般にセメント系は嵩密度が／、乙〜２
．０と高く、低いものでも／、θ前後であることから、
施工面を考えると板厚を薄くせざるを得す、そのため、
重厚感や、意匠性に欠けるという問題がある。

また軽量であるという点では、ＡＬＣ（軽量泡コンクリ
ート）があるものの、気泡による構造的欠陥から、高強
度は発現されず、外壁材の性能としては、未だ不充分で
ある。

一方、ケイ酸カルシウムを主原料とした素材は、〒般に
、嵩密度を自由に調節でき軽量化が図れるものの、製品
の軽量化は本質的な空隙率の増大をもたらし、−旦吸水
すれば熱伝導率の著しい上昇が起って、保温・断熱性が
損なわれるとともに、寒冷地においては凍結融解などの
致命的な問題が生じることがある。

〈発明が解決しようとする問題点〉 このため、撥水性を有し、且つ、高強度のケイ酸カルシ
ウム成形体の開発が求められていた。

一般にケイ酸カルシウム成形体を撥水化するには、例え
ば、アルカリメチルシリコネートを含有する撥水剤をケ
イ酸カルシウム成形体の表面に刷毛塗りし、次いで、乾
燥する方法が知られている。

しかしながら、この様な従来法では、未だ表面撥水性は
十分とはいえず、また、施工現場において寸法合せ等の
ために実施される切削、破断等により新たに生じた面に
対しては改めてその面に撥水剤を塗布し、乾燥しなけれ
ばならないので施工手間がかかる等著しく不便であった
。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明者らは、かかる問題点に鑑み、鋭意検討を重ねた
結果、ケイ酸カルシウム水和物に特定のゴムラテックス
、補強材、及び撥水剤を混合、成形することによシ、こ
れら問題点が解決されることを見い出し、本発明に到達
した。

すなわち、本発明の目的は軽量にして、高強度、且つ、
不燃性、耐熱性に優れ、内部迄、均一に撥水化されたケ
イ酸カルシウム成形体を提供することにあり、この目的
は、ケイ酸カルシウム水和物、カルボキシル基、及び／
又はカルボン酸エステル基を含有するスチレン−ブタジ
エン共重合体ラテックス、補強材及び、撥水剤を、添加
、混合し、成形、乾燥して得られるケイ酸カルシウム成
形体であって、該成形体のＪＩＳ−Ｚ２１０グで規定す
る吸水量がθ、０２１／ｃｒＩＮ以下であることを特徴
とするケイ酸カルシウム成形体により容易に達成される
。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に用いるケイ酸カルシウム水和物は、石灰質原料
例えば、生石灰とケイ酸質原料例えば珪石とを、水熱合
成反応させることによシ得られる。通常、ゾノトライト
、トバモライトと呼ばれる結晶質のものから、Ｃ３ＨＩ
、Ｃ３Ｈｎ、さらに非晶質のものまで広範囲に使用しう
る。

その製法としては、石灰質原料とケイ酸質原料とをＣａ
ＯとＳ　ｉ　０２のモル比がほぼ等しくなるように調整
した水性スラリーを加圧下、７３０℃以上に昇温して反
応させる方法が採用される。

本発明においては、このスラリーをそのまま用いること
もできるが、乾燥して粉末にしたものに水を添加して用
いることもできる。該スラリー中のケイ酸カルシウム水
和物の固形分濃度は特に制限はないが、／θ多多丁下好
ましく、特に生産性を考慮すると３〜ｆ％が好ましい。

カルボキシル基及び／又はカルボン酸エステル基を含有
−するスチレン−ブタジエン共重合体うテックスは、ブ
タジェン、スチレン及びアクリル酸、メタクリル酸、イ
タコン酸、フマール酸、マレイン酸、クロトン酸等のカ
ルボキシル基ヲ有する不飽和化合物、あるいは炭素数／
〜グ、好ましくは炭素数／〜３のアルキル基を有するカ
ルボン酸エステル基、具体的にはアクリル酸メチル、ア
クリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エ
チル等のカルボン酸エステル基を有する不飽和化合物を
通常の乳化重合法により重合させることにより製造され
る。その際、単量体のモル比はスチレン：ブタジェンニ
ブ〜ｌ：６〜２の割合に調整し、カルボキシル基、及び
／又はカルボン酸エステル基を有する不飽和化合物をス
チレン及びブタジェン単量体合計量１００重量部に対し
、０．２〜２０重量部、好ましくは、０．２〜／夕重量
部の割合とする。

カルボキシル基及び／又はカルボン酸エステル基を有す
る不飽和化合物の添加量が少なすぎると成形物の曲げ強
度が低下する。一方、添加量が多すぎるとコストの上昇
などの問題が生ずる。

カルボキシル基及び／又はカルボン酸エステル基を含む
スチレン−ブタジエン共重合体ラテックスは、ケイ酸カ
ルシウム水和物１００重量部に対し、固形分換算で２〜
２夕重量部添加するのが好ましい。この添加量を増加す
ると得られる成形物の強度が向上するが、一方、不燃性
の低下、カサ比重の増加及びコストの上昇などの問題が
生ずる。

次に本発明で用いる撥水剤としては、通常１．２Ｊ”Ｃ
における粘度がθ、夕〜１０ｉＯセンチストークス、好
ましくは、７０２〜７０８センチストークスのものが使
用される。

具体的には、５Ｈ−ｚ２００（商品名、東しシリコーン
■製、ジメチルポリシロキサン）、ＫＦ−、ｔｐ及びＫ
Ｆ−ワタ（以上商品名、信越化学工業■製、メチルフェ
ニルポリシロキサン及びメチルハイドロジエンポリシロ
キサン）、５Ｆ−７４７１７（商品名、東しシリコーン
■製、メチルカルボキシポリシロキサン）、両末ｉにＯ
Ｈ基を有する変性ジメチルポリシロキサン、アミノメチ
ルポリシロキサン等が挙げられる。

本発明においては、該撥水剤を、前記共゛重合体ラテッ
クスと混合したラテックスエマルジョンとして使用でき
るが、通常の界面活性剤を用いて乳化したエマルジョン
を用いても良い。

また、ジメチルポリシロキサン又はその誘導体のエマル
ジョンとして市販されているＳＨ−グ９０、ＳＭ−ざ７
０／及び５Ｍ−７θ乙０（以上商品名、東しシリコーン
■製、いずれもジメチルポリシロキサンのアニオンエマ
ルジョン）、ＳＭ−Ｊ’７０乙（商品名、東しシリコー
ン■製、ジメチルポリシロキサン両末端ＯＨ基変性アニ
オンエマルション）等も有利に使用できる。

撥水剤の添加量は、ケイ酸カルシウム水和物１００重量
部に対して、固型分換算で、２０重量部以下、好ましく
は、１〜１５重量部添加するのが良い。添加量が多くな
る程、成形体の撥水性は向上するが、多すぎると不燃性
、耐熱性が低下し、また、機械的強度も低下する。

補強材としては成形品の曲げ強度をさらに向上させる目
的で、通常、繊維質補強材が使用される。繊維質補強材
は、特に限定されるものではないが、例えば、石綿、バ
ルブ、ガラス繊維、ピッチ系又はＰＡＮ系炭素炭素繊維
−ヨン、ナイロン、ホリエステル、ビニロン、ポリエチ
レン、アラミド繊維などが用いられる。

かかる繊維質補強材には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂
、あ、るいはゴムラテックスなどで被覆処理が施されて
あっても良い。

繊維質補強材の形態は、任意の形状のものを用いても良
いが、取υ扱いや、成形性の面で、繊維長が／〜！θ岨
、好ましくは、７０〜３０叫のチョツプドファイバーを
用いるのが良い。

繊維質補強材の添加量には、特に制限はないが、通常は
成形物の３０重量％以下であシ、戸水性、成形性を考慮
すると７０重量％以下が好ましい。

本発明の成形体を製造するには、まず、共重合体ラテッ
クスと撥水剤とを混合した後、ケイ酸カルシウム水和物
の水性スラリーに添加する際、補強材と併せて添加し、
均一に混合する。

その際ポリアクリルアマイドなどの重合体エマルジョン
用の高分子凝集剤を添加しても良い。

このようにして得られた水性スラリーを加圧濾過などの
方法によって脱水し、加圧成形後、乾燥して、成形体を
得ることができる。

成形方法としては、プレス成形、抄造成形、押出成形、
減圧成形など公知の成形方法を用いることができる。成
形後の乾燥温度は、通常、／θθ〜／♂θ℃、好ましく
は、１０Ｊ′〜／ｊＯ℃であり、乾燥時間は通常、５〜
／夕時間である。乾燥温度が低すぎたシ乾燥時間が短か
すぎると水分が残存することによって、曲げ強度の低下
及び成形体の収縮率が増大する。一方、乾燥温度が高す
ぎたシ、乾燥時間が長すぎると成形体が硬くなり、成形
体の靭性が損なわれる。

かくして、軽量にして、高強度、且つ、不燃性、耐熱性
に優れ、内部迄均−に撥水化されたケイ酸カルシウム成
形体が得られる。

〈実施例〉 以下、実施例及び比較例により本発明をさらに詳細に説
明する。

なお、成形物の曲げ強度は、Ｊ　ＩＳＡ／￥ＯＦに準じ
て測定した。試験体寸法は、／　Ｊ”　ｃｍＸ　Ｊｃｍ
　Ｘ　／、！　ｃｙｎとし、結果は各試験体３個の平均
値で示した。

また、本発明における成形体の吸水量は、ＪＩＳＺ２１
０グに準じて測定した。

実施例／ 生石灰（ＣａＯ：９ｇ。２％）ゲタ、６重量部に温水を
加え、消和し、消石灰スラリーとし、このスラリーに珪
石（Ｓｉ０２り≦、グチ）りθ、グ重量部を添加し総水
量が固形分に対し２７．オ重量培となるように水を加え
、このスラリーを／　ｊ　卯／ｃｒＡの水蒸気圧下でグ
時間反応を行い、ゾノトライトのケイ酸カルシウム水和
物を得た。

このケイ酸カルシウム水和物の乾燥固形物１００重量部
に対し、カルボキシル変性スチレン−ブタジエン共重合
体ラテックス（日本ゼオン’Ｒ：　Ｎ１ｐｏｌ’　２ｒ
ｐｃ×り７重量部に、撥水剤（ジメチルポリシロキサン
、東しシリコーン製：ＳＨ，ｚｏｏ）ｒ重量部添加し、
ホモミキサーで！分間混合した。次いで、この混合液と
、繊維質補強材として、炭素繊維（／／順長）３重量部
をケイ酸カルシウム水和物のスラリーに添加し、十分に
分散させた。

次いで、このスラリーを３０θ鴫Ｘ３θθ−の型枠に注
入し、加圧脱水成型し、７２０℃で７０時間乾燥した。

得られた成形体の試験結果を表−／に示す。

実施例コ 撥水剤の添加量を２重量部に増やした以外は実施例／と
同様にして得られた成形体の試験結果を表−／に示す。

実施例３ 炭素繊維の代りに、ガラス繊維（／Ｊ’ｍ長）を用いた
以外は、実施例／と同様にして得られた成形体の試験結
果を表−／に示す。

実施例グ 撥水剤をアニオン系界面活性剤（化工製：）・オベレ、
クスＦＪＪ−）で乳化したエマルジョンを用いた以外は
、実施例／と同様にして得られた成形体の試験結果を表
−／に示す。

実施例夕 撥水剤の添加量を固型分換算で７重量部に増やした以外
は、実施例夕と同様にして得られた成形体の試験結果を
表−／に示す。

比較例／ 実施例／と同様にして得られたケイ酸カルシウム水和物
のスラリーを、そのまま型枠に注入し、以下実施例／と
同様にして成形物を得た。

得られた成形物の試験結果を表−／に示す。

比較例コ カルボキシル変性スチレン−ブタジエン共重合体ラテッ
クス、及び撥水剤を添加しなかった以外は、実施例３と
同様にして得られた成形体の試験結果を表−／に示す。

　　” 比較例３、グ 撥水剤を添加しなかった以外は、実施例／、３と同様に
して得られた成形体の試験結果を表−／に示す。

〈発明の効果〉 本発明のケイ酸カルシウム成形体は、軽量にして優れた
曲げ強度を有し、不燃性、耐熱性及び耐水性に優れるだ
けでなく、断熱、保温性にも優れ、かつ、木材と同等な
調湿機能を有することが判っておシ、木材に替る建築用
材料として極めて有用なものである。

出願人　　三菱化成工業株式会社 代理人　　弁理士　良否用　　− ほか／名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）ケイ酸カルシウム水和物の水性スラリーに、カル
   ボキシル基及び／又はカルボン酸エステル基を含有する
   スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス、補強材及び
   撥水剤を添加、混合し、乾燥して得られた成形体であっ
   て、該成形体のＪＩＳ−Ｚ２１０４で規定する吸水量が
   ０．０２ｇ／ｃｍ＾３以下であることを特徴とするケイ
   酸カルシウム成形体。（２）撥水剤がジメチルポリシロ
   キサン及び／又はその誘導体であることを特徴とする請
   求項１記載のケイ酸カルシウム成形体。 （３）カルボキシル基及び／又はカルボン酸エステル基
   を含有するスチレン−ブタジエン共重合体ラテックスを
   ケイ酸カルシウム水和物 １００重量部に対して固形分換算で２〜２５重量部含有
   してなる請求項１記載のケイ酸カルシウム成形体。 （４）カルボキシル基及び／又はカルボン酸エステル基
   を含有するスチレン−ブタジエン共重合体ラテックスが
   スチレン−ブタジエン共重合体１００重量部に対し、カ
   ルボキシル基を含有する不飽和炭化水素化合物０．２〜
   ２０重量部を共重合して得られたものである請求項１記
   載のケイ酸カルシウム成形体。 （５）ジメチルポリシロキサン及び／又はその誘導体が
   ケイ酸カルシウム水和物１００重量部に対し、１〜１５
   重量部である請求項２記載のケイ酸カルシウム成形体。 （６）補強材が有機質繊維もしくは無機質繊維であるこ
   とを特徴とする請求項１記載のケイ酸カルシウム成形体
   。 （７）無機質繊維が炭素繊維であることを特徴とする請
   求項６記載のケイ酸カルシウム成形体。