JPH04182340A - 成形用組成物及びそれを用いた成形体 - 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、軽量かつ高強度で天然木材と同様の加工性を
有するとともに、耐久性に優れた高強度珪酸カルシウム
の成形体、及びその成形用組成物に関する。

［従来の技術とその課題］ 珪酸カルシウムを主成分とした成形体は、熱的に安定で
あることや軽量であることなとの優れた特徴を有し、断
熱材や保温材、あるいは一般にケイカル板と呼ばれる不
燃建材などに多量に使用されている。このような優れた
特徴を有する珪酸カルシウム系成形体も加工の容易さ、
加工精度という観点からは、必ずしも満足のいくもので
はなかった。珪酸カルシウムのもつ熱的安定性や軽量性
を活かしながら従来の木工道具を用いた加工性、特に、
かんなかけ、鋸ひき、及び釘打ち等を向−１−させる方
法として、珪酸カルシウム水和物１００重量部に、カル
ボキシル基を含むスチレン−ブタジェン共重合体ラッテ
クス５〜３０重量部とカチオン型高分子凝集剤を併用す
る方法か提案された（特開昭６０−２４６２５１号公報
）。

しかし、この方法ては、成形体の固化に用いているラテ
ックスかスチレン−ブタジェン共重合体ラテックスであ
るため、塗料中に含まれる溶剤、特に、トルエンやキシ
レンに対して溶解するという課題があった。そのため、
塗料の種類か限定されることや、溶剤の浸透した部分の
強度か低下するという欠点かあった。また、スチレンー
ブタシエン共重合体ラテックスは、紫外線による劣化か
大きく、長時間日射を受ける箇所へ使用した場合、成形
体表面の黄変や強度低下の原因となるため、その使用箇
所や使用方法か限定されるという課題かあった。

本発明者らは、従来の珪酸カルシウム成形体の持つ各種
特性を損なうことなく、加工性か良好で、かつ、耐溶剤
性や耐紫外線劣化に優れた珪酸カルシウム成形体に関し
て種々の検討を行なった結果、特定の材料を用いること
により前記課題が解決できる知見を得て本発明を完成す
るに至った。

［課題を解決するするための手段」 即ち、本発明は、珪酸カルシウム水和物を固形分換算で
１００重量部、エチレン−酢酸ビニル系共重合体エマル
ションを固形分換算で３〜３０重量部、水硬性物質を０
．５〜３０重量部、及び補強繊維を１〜２０重量部含有
してなる成形用組成物であり、該成形用組成物を成形し
、乾燥してなる成形体である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に係る珪酸カルシウム水和物は、石灰質原料と珪
酸質原料を出発物質として、水熱合成反応にて得られた
ものか好ましく、そのうち、特に、ｌ・バモライトやゾ
ノトライトと呼ばれるものが好ましい。

石灰質原料としては、生石灰や消石灰などかあり、珪酸
質原料としては、珪石やシリカヒユームなとかあり、反
応性からこれらの粒径か１００μ以下のものを使用する
ことが好ましい。

石灰質原料と珪酸質原料との配合割合は、合成する珪酸
カルシウムの種類によって異なるか、トバモライト ］か好ましく、ゾノトライトの場合には、はぼ１　１か
好ましいか、これに限定されるものではない。

本発明に係るエチレン−酢酸ビニル系共重合体エマルジ
ョンとは、エチレン、酢酸ビニル単量体、及びこれと共
重合可能な他のエチレン性不飽和単量体を乳化重合して
得られるエチレン−酢酸ビニル系共重合体エマルジョン
であり、そのうち、ガラス転移点か一５０〜５０°Ｃで
あるものか好ましい。

エチレンや酢酸ビニル単量体と共重合可能なエチレン性
不飽和単量体としては、アクリロニトリル・メタクリロ
ニトリルなとのシアノ化ヒニルモノマー、アクリル酸・
メタクリル酸・イタコン酸・クロＩ〜ン酸等の不飽和カ
ルボン酸モノマー、メチルアクリレ−）・・ブチルアク
リレート・ヘキシルアクリレート・シクロへキシルアク
リレート・オクチルアクリレート・ヒドロキシエチルア
クリレート・グリシジルアクリレート等のアクリル酸エ
ステルモノマー、メチルメタクリレ−１・・エチルメタ
クリレート・ブチルメタクリレート・ヒドロキシエチル
メタクリレート・クリシンルメタクリレート等のメタク
リル酸エステルモノマー、メチルビニルエーテル・エチ
ルヒニルエーテル・ブチルビニルエーテル・フェニルヒ
ニルエーテル等のビニルエーテルモノマー、アクリルア
ミド・メタクリルアミド等のアミド系モノマー、マレイ
ミド・Ｎ−メチルマレイミド・Ｎ−エチルマレイミド・
Ｎ−プロピルマレイミド・Ｎ−フェニルマレイミド・Ｎ
−トルイルマレイミ）・等のマレイミド系モノマー、塩
化ビニル・塩化ビニリデンなとのハロケン化オレフィン
モノマー、及びジビニルベンゼン・エチレンクリコール
シメタクリレ−１・・１．３−ブチレングリコールメタ
クリレート〜・１．４−ブチレングリコールメタクリレ
ート・プロピレングリコールジメタクリレート・ポリエ
チレングリコールジメタクリレート・ポリプロピレング
リコールジメタクリレート・エチレングリコールジアク
リレート・ポリエチレングリコールシアクリレ−１・・
シアヌル酸トリアリル・イソシアヌル酸トリアリル・ト
リメチロールプロパントリメタクリレート・アリルアク
リレート・アリルメタクリレート等の多官能性ビニルモ
ノマー等か挙げられる。

これらエチレン−酢酸ヒニル系共重合体エマルジョンを
乳化重合により製造するに際し、乳化安定剤として水溶
性高分子や各種界面活性剤を単独、又は二種以上併せて
用いることが好ましい。

ここでいう水溶性高分子としては、ポリヒニルアルコー
ル（ＰＶＡ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＩＶＩ
Ｃ）・メチルセルロース（ＭＣ）・ヒドロキソエチルセ
ルロース（ＨＥＣ）・ヒドロキシプロピルセルロース（
ＲＰＣ）等のセルロース誘導体、ポリアクリル酸すトリ
ウム、ファーガム、アラビアコム、アカシアカム、ｌ・
ラガン）〜カム、タマリンド種子、セラチン、及びポリ
アクリルアミド等か挙げられる。

水溶性高分子の使用量は、固形分換算のエチレン−酢酸
ビニル系共重合体エマルション１００重量部に対し、０
２〜３０重量部が好ましい。０．２重量部未満ては安定
なエマルジョンを得ることか困難であり、３０重量部を
越えるとエマルジョンの耐水性や成形体の加工性か低下
する傾向かある。

また、界面活性剤としては、アニオン性、カチオン性、
及びノニオン性のものか挙げられる。

アニオン性としては、・ビニルスルホン酸ソーダ、スチ
レンスルホン酸ソーダ、２−スルホエチルメタクリレー
トソーダ、アリルアルキルスルホコハク酸ソーダ、高級
アルコール硫酸エステルソーダ塩、及びポリオキンエチ
レンアルキルフェニルエーテルサルフェートアンモニウ
ム塩等が挙げられる。

カチオン性としては、２−アミノエチルメタクリレート
塩酸塩や２−ヒドロキシ−３−トリメチルアミノプロピ
ルメタクリレードクロライトか挙げられる。

ノニオン性としては、ポリオキシエチレン縮合体、ポリ
オキシエチレンポリオキシプロピレンエーテル、及びポ
リオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等が挙げら
れる。

界面活性剤の使用量は、固形分換算のエチレン−酢酸ヒ
ニル系共重合体エマルジョン１００重量部に対して、０
．１〜１０重量部か好ましい。０．１重量部未満ては乳
化重合を行なうことは困難であり、１０重量部を越える
場合はこれらエチレン−酢酸ビニル系共重合体エマルジ
ョンの耐候性や耐水性などに悪影響をおよほす傾向かあ
る。

また、乳化重合で用いられる重合開始剤としては、過硫
酸カリウムなとの過硫酸塩、過酸化水素、及び各種有機
過酸化物等が挙げられる。

レドックス開始系の場合は、さらに還元性物質としてホ
ルムアルデヒドナトリウムスルホキシレー１−なとを組
み合わせて用いることかできる。

エチレン−酢酸ヒニル系共重合体エマルションの使用量
は、固形分換算の珪酸カルソウム水和物１００重量部に
対し、固形分換算で３〜３０重量部か好ましく、不燃性
を必要とする場合には、３〜２０重量部が好ましい。３
重量部未満ては、成形体の加工性に難かあり、強度も弱
く、３０重量部を越えると成形体の寸法安定性や不燃性
に問題か生しる可能性かある。

本発明に係る水硬性物質は、スラリー状態の珪酸カルシ
ウムとエマルジョン中のポリマーの凝集性を高めること
、成形体の強度向上、及び高温時における成形体の安定
性向上のために使用されるもので、例えば、各種ポルト
ランドセメン）・、各種混合セメント、アルミナセメン
）〜、及びセラコラ類等が使用できるか、必すしもこれ
に限定されるものではない。物性を損なわない範囲内で
、さらに高炉スラリ、フライアッシュ、及びシリカヒユ
ーム等を混合使用することも可能である。

また、急結材や膨張材などを単独、あるいは併用して使
用することも可能である。

水硬性物質の使用量は、成形性や成形体の加工性との関
係よりおのずと限定されるが、固形分換算の珪酸カルシ
ウム水和物１００重量部に対し、０５〜３０重量部か好
ましく、１〜２５重量部がより好ましい。０．５重量部
未満では凝集性に問題かあり、３０重量部を越えると加
工性に問題か生じる傾向がある。

本発明に係る補強繊維としては、ウオラストナイト、セ
ピオライト、ガラス繊維、炭素繊維、ロックウール、及
びセラコラホイスカー等の無機繊維、木綿、クラフトパ
ルプ、レーヨン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ビニ
ロン、及びナイロン等の有機繊維か使用できるが、これ
らに限定されるものではない。特に、不燃性が必要な場
合には無機繊維がより好ましい。

補強繊維の使用量は、固形分換算の珪酸カルシウム水和
物１００重量部に対し、０５〜２０重量部か好ましい。

０．５重量部未満ては補強効果に乏しく、２０重量部を
越えると、成形後の未乾燥品に膨れが生じたり補強効果
か低下したりする傾向かある。

さらに、本発明ではスラリーを小量の水で混合するため
に分散剤を、また、成形時の濾水性を向上させるために
凝集剤を、さらに、成形時の保形性を向上させるために
成形助剤をイノ１用することは好ましい。

ここで分散剤としては、アニオン系、ノニオン系、及び
カチオン系の分散剤か使用できるか、−般には、セメン
ト用に使用されているアニオン系界面活性剤、例えば、
リクニン、高級多価アルコールのスルホン酸塩、オキシ
有機酸、アルキルアリルスルホン酸塩又はその高縮合物
、メラミン縮合物、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリ
ン縮合物、及び高級アルコール硫酸エステルソーダ塩等
が使用される。

分散剤の使用量は、固形分換算の珪酸カルシウム水和物
１００重量部に対して、０１〜５重量部か好ましい。０
．１重量部未満ではその効果が乏しく、５重量部を越え
ると成形時の水抜は性か恕くなるとともに、成形後の生
製品にだれか生じる傾向かある。

また、凝集剤としては、無機系として、硫酸アルミニウ
ム、塩化第二鉄、及びポリ塩化アルミニウム等か、また
、高分子系として、ポリアクリルアミドやポリスルホメ
チル化ポリアクリルアミドなとのアニオン型、また、ポ
リアクリルアミドやポリエチレンオキザイドなとノニオ
ン型、さらには、ポリビニルボリンニウムハライド、ポ
リアミノアルキル（メタ）アクリレート、ポリビニルイ
ミダリン、ポリジアリルアンモニウムハライ）・、及び
ポリアミノメチルアクリルアミド等のカチオン型が使用
でき、これら凝集剤の一種又は二種以上、例えば、硫酸
アルミニウムと有機系凝集剤を併用することなどが可能
である。

凝集剤の使用量は、固形分換算の珪酸カルシウム水和物
１００重量部に対して、無機系凝集剤で２０重量部以下
か、また、有機系凝集剤で５重量部以下か好ましく、こ
れを越えると逆に成形性か悪くなる傾向かある。

さらに、成形助剤としては、ポリビニルアルコ一ル、ポ
リヒニルブチラール、ポリエチレンクリコール、メチル
セルロース、カルホキジメチルセルローズ、及びヒドロ
キシプロピルセルロース等か挙げられる。

成形助剤の使用量は、固形分換算の珪酸カルシウム水和
物１００重量部に対して、０．５〜５重量部か好ましい
。０．５重量部未満ては添加効果か少なく、５重量部を
越えると逆に成形性を恕くする傾向かある。

前記材料を成形体の使用目的に応じ、必要量混合・混練
するか、各材料か均一に混合されれば、混合装置の種類
や形式は特に限定されるものではない。一般に、強制撹
拌式ミキサ、揺動式ミキサ、バッグミル、及びニーダ−
等か使用可能である。

スラリーの混練時に必要な水の使用量は、特に限定され
るものではないが、固形分換算の珪酸カルシウム水和物
１００重量部に対して、１５０〜２．０００重量部か好
ましい。水の使用量が１５０重量部未満ては各材料の均
一分散か難しく、２．０００重量部を越えると混線水中
で珪酸カルシウム水和物や繊維なとの分離か生じ易くな
る。また、成形品の成形方法により水の使用量は若干異
なる。即ち、例えば、プレス成形では、固形分換算の珪
酸カルシウム水和物１００重量部に対して、３００〜１
．５００重景重量押出し成形では１５０〜４５０重量部
、流し込み成形では９００〜２．０００重量部が好まし
い。

成形方法は特に制限されるものではなく、プレス成形、
抄造成形、押出し成形、及び減圧成形等、従来の珪酸カ
ルシウム系やセメント系製品の成形に用いられている公
知の手法か採用できる。

前記、材料や混練機を用いて充分に混練を行なって得ら
れたスラリーを所望の金型を有する成形機に導き、成形
した未乾燥品は、気中もしくは乾燥装置中にて乾燥させ
る必要かある。

乾燥条件は、成形体の厚さにより適宜決定されるもので
あるが、５０〜２００°Ｃ１６〜６０時間が好ましく、
１００〜１６０°Ｃ１１２〜４８時間がより好ましい。

乾燥温度か低すぎたり、乾燥時間か短かすぎたりすると
、水分が残存することにより強度低下を生じたり成形体
の収縮量か大きくなる傾向かある。

一方、乾燥温度か高すきたり、乾燥時間か長ずきたりす
ると使用するエマルションの劣化を招くことかあり、高
温で長時間乾燥する場合には、耐熱老化防止剤を混練ス
ラリー中に混練することか好まし′い。

［実施例］ 以下、実施例にて本発明の詳細な説明する。

実施例１ 珪石粉末と消石灰とをＣａＯ／Ｓ＋０２モル比で１１と
なるように配合し、その合計重量に対して、２０倍量の
水を加えてスラリーとし、このスラリーをオートクレー
ブ中で撹拌しなから２１０°Ｃ１１９Ｊ／ｃｎ（て８時
間水熱合成反応させ、ゾノｌ〜ライトを含有する珪酸カ
ルシウムのスラリーを生成した。

こうして得られた珪酸カルシウムのスラリーを脱水処理
し、水粉体比を１５１の珪酸カルシウムスラリーとした
。該珪酸カルシウムスラリーの固形分１００重量部に対
して、エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョン、電
気化学工業銖）裂開品名「デンカＥＶＡテックス＃８７
」を固形分換算で７重量部、旭ファイバーカラス（掬製
カラス繊維、長さ１３ｍｍのチップトストランドを５重
量部、水硬性物質として普通ポルトランドセメント 強制撹拌式ミギサにて約１０分間混練した。この混合ス
ラリーを、３０　Ｘ　２０　Ｘ深さ１５ｃｍの矩形の金
型に導き、４０ｋｇ／ｃｎｒの圧力て脱水成形したのち
、成形体を１３０°Ｃの送風乾燥炉に入れ２４時間乾燥
した。

このようにして得られた成形体について、下記のように
、加工性、耐溶剤性、紫外線劣化、及び寸法安定性を測
定した。結果を表−１に示す。

■加工性 釘打ぢや鋸ひきなとの加工操作を実施し、木材との比較
で判定。

■耐溶剤性 ５０°Ｃの送風乾燥器で２０ｇの成形体を２４時間乾燥
後、化学天秤でそれぞれの重量を測定し、その成形体を
５００ＣＣのトルエン中に入れ、２０°Ｃの恒温槽内に
て２４時間静置した。その後、トルエン中より成形体を
取り出し、送風乾燥器にて２４時間乾燥した後、重量を
測定した。ｎ＝５耐溶剤性の評価は、２０ｇの成形体中
に含まれるエマルジョン量（ａ）とトルエン浸漬後の乾
燥成形体の重量減少量（ｂ）との比（ｂ）／（ａ）の大
小より評価した。

■紫外線劣化 サンシャインウニサメ−ターによる紫外線照射法にて測
定。結果は、紫外線照射３００時間後の成形体の劣化度
を比色計を用いて測定した色差て示す。

■寸法安定性 長さ１５×幅２ｃｍの成形体に、標点距離ｆｏｃｍのマ
ーキングを施した。その成形体を５０″Ｃて２４時間加
熱し、その後２０°Ｃて２４時間冷却する操作を１０回
繰り返し、コンパレーターで長さ変化量△ｌを測定し、
△β／１０を長さ変化率とした。

長さ変化率か０１％以下のものを良、０．１を越え０１
５％以下のものを可、及び０．１５％を越えるものを不
可とした。ｎ＝３ 実施例２ エマルションの添加量を固形分換算の珪酸カルシウムス
ラリーの固形分１００重量部に対して、１５重量部とし
たこと以外は実施例１と同様に行った。

結果を表−１に併記する。

実施例３ ステンレス製オートクレーブに水５０重量部、酢酸ビニ
ル３０重量部、ｎ−ブチルアクリレート２０重量部、ポ
リオキシエチレンノニルフェニルエーテル１．５重量部
、及び部分ケン化ポリビニルアルコール１重量部を仕込
み、撹拌しながら６０°Ｃに昇温後、エチレンを１８重
量部圧入した。次いて過硫酸アンモニウム水溶液を添加
して、重合を開始し、残存モノマーか０．５重量％以下
となるまで重合を行なった後、冷却してエマルジョンを
得た。得られたエマルジョンは、固形分５３％、粘度ｅ
ｏｏｃｐｓ。

ＤＳＣによるガラス転移点（Ｔｇ）　＝−２４°Ｃの安
定なエマルジョンであった。

このエマルジョンを実施例１て使用した珪酸カルシウム
スラリーの固形分１００重量部に対して、固形分換算で
１０重量部、水硬性物質として普通ポルトランドセメン
トを２重量部、及びガラス繊維を３．５重量部添加し、
さらに、ポリアミン系カチオン型高分子凝集剤、三井す
イアナミツト銖）製画品名「アコフロックＣ５７７Ｊを
１重量部添加した後、実施例１と同様の方法にて成形体
を得た。こうして得られた成形体について、実施例１と
同様に測定を行った。結果を表−１に併記する。

実施例４ 実施例１て使用した珪酸カルノウムスラリーをさらに脱
水処理し、水粉体比を９１とした。この珪酸カルシウム
スラリーの固形分１００重量部に対して、実施例３て用
いたエマルションを固形分換算で１０重量部、ガラス繊
維を５重量部、水硬性物質として普通ポルトランドセメ
ントを１重量部と電気化学工業（ａ）製Ｃ３Ａ系膨張材
を１重量部、分散剤として、アニオン性分散剤のβ−ナ
フタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、化工（掬製商品
名「マイティー１５０」を固形分換算で０．２重量部添
加し、強制撹拌式ミキサにて１５分間混練した。この混
合スラリーを用いて実施例１と同様に成形し、各測定を
行った。結果を表＝１に併記する。

比較例１ 実施例１にて使用した珪酸カルシウムスラリーを脱水処
理し、水粉体比を１５１とした。この珪酸カルシウムス
ラリーの固形分１００重量部に対して、カルボキシ変性
スチレン−ブタジェン共重合体ラッテクス、日本合成ゴ
ム（社））製画品名ｒＪｓＲＯ６９７Ｊを固形分換算で
７重量部、ガラス繊維を５重量部、カチオン型高分子凝
集剤、三洋化成ｔｍ製商品名［サンフロックＣ４５４Ｊ
を０．７重量部添加し、実施例１と同様に成形し、測定
を行った。結果を表１に併記する。

比較例２ カルボキシ変性スチレン−ブタジェン共重合体ラッテク
スの添加量を１５重量部としたこと以外は、実施例３と
同様に行った。結果を表１に併記する。

実施例５ 表−２の配合を用いたこと以外は、実施例１と同様に行
った。結果を表−２に併記する。

比較例３ 表−３の配合を用いたこと以外は実施例１と同様に行っ
た。結果を表−３に併記する。

［発明の効果］ 本発明により、寸法安定性に優れ、加工性か高く、かつ
溶剤や紫外線による劣化の少ない無機成形製品の効率的
製造か可能となった。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）珪酸カルシウム水和物を固形分換算で１００重量
   部、エチレン−酢酸ビニル系共重合体エマルジョンを固
   形分換算で３〜３０重量部、水硬性物質を０．５〜３０
   重量部、及び補強繊維を１〜２０重量部含有してなる成
   形用組成物。
2. （２）請求項１記載の成形用組成物を成形し、乾燥して
   なる成形体。