JPH05213640A - 水硬性無機質組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性、耐久性、耐湿性に優れ、高強度で発
癌性がなく水硬性無機質組成物優れた成形性を示す水硬
性無機質組成物を提供する。 【構成】 水硬性無機物質と水酸化マグネシウム繊維か
らなることを特徴とする水硬性無機質組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内装材、外装材等の建
築材料などに好適に使用できる、水硬性無機質組成物に
関する。

【０００２】

【従来の技術】セメント、モルタルまたは石膏等の水硬
性無機物質と水を用いた水硬性無機質組成物を押出成形
し、養生硬化することにより得られる水硬性無機質硬化
体は、古くから内、外装材などの建築材料に好適に使用
されている。これらの水硬性無機質硬化体を製造する工
程において、水硬性無機質組成物に石綿繊維を添加して
押出成形し、養生硬化することにより、高強度の水硬性
無機質硬化体を得る方法も従来から知られている。しか
し、この方法においては、石綿繊維に対する発癌性の問
題が指摘され、代替手段の開発が望まれている。

【０００３】そこで １）セメントに、所定の長さに限定された繊維（ガラス
繊維及び有機繊維）を混入した押出成形用セメント混和
材（特開昭５１─１１１２３５号公報）、 ２）セメントに特定量の砂、耐アルカリ性ガラス繊維及
びヒゲ状炭酸カルシウムを加え、石綿の添加量を削減し
たセメント組成物（特公昭５６─１６０９９号公報）、 ３）セメントに特定量の耐アルカリ性ガラス繊維、セピ
オライト、骨材、可塑性賦与剤からなる組成物に水を加
えて押出す方法（特開昭６３─１２３８５１号公報）、 などが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、１）のセメン
ト混和材を用いて押出成形すると、ガラス繊維は脆性材
料であるので、成形時にガラス繊維が折れたり、損傷を
受けたりして補強効果がほとんどなくなってしまい、
又、有機繊維を使用したときには成形品の屈曲した繊維
が成形直後の圧力開放により成形体の表面に露出し、成
形体の凹凸が激しくなり、さらに組成物の流動性が低下
し、成形が難しいなどの欠点があった。

【０００５】また、２）、３）の製造方法においては、
セメント中の残存アルカリ成分に対する耐久性に問題が
残り、また補強効果も石綿に比べ小さいなどの欠点があ
った。

【０００６】本発明の目的は上記の課題を解決し、耐熱
性、耐久性、耐湿性に優れ、高強度で発癌性がなく優れ
た成形性を示す水硬性無機質組成物を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明において用いられ
る水硬性無機物質は、水で練ったとき硬化性を示す無機
物質ならば特に限定されず、たとえば普通ポルトランド
セメント、特殊ポルトランドセメント、アルミナセメン
ト、ローマンセメント等の単味セメント、耐酸セメン
ト、耐火セメント、水ガラスセメント等の特殊セメン
ト、石膏、石灰、マグネシアセメント等の気硬性セメン
トなどがあげられ、特に、強度、耐水性の点で、ポルト
ランドセメント、アルミナセメントが好適に使用され
る。

【０００８】本発明において用いられる水酸化マグネシ
ウム繊維はＭｇ（ＯＨ）₂ を主成分とし、中国陜西省等
で産出する天然の直状繊維で蛇紋岩を母岩とし、母岩よ
り分離されて長繊維状で産出されるもの、母岩の中に埋
め込まれた形で短繊維状で産出されるものなどがあり、
長繊維状で産出されるものがそのまま用いられてもよい
し、切断して用いられてもよい。上記水酸化マグネシウ
ム繊維長は特に限定されるものではないが、１ｍｍ未満
では補強効果が小さく、又、２０００ｍｍをこえるもの
は産出量が少なく、又、成形時の作業性が悪いため１〜
２０００ｍｍが望ましい。又、水酸化マグネシウム繊維
の直径は一般には１〜１００μｍのものが好適に使用で
きる。

【０００９】上記水酸化マグネシウム繊維としてはたと
えば林化成社製、商品名；タフマグＴＳ−２，タフマグ
Ｙ−２０などがあげられる。上記水酸化マグネシウム繊
維の量は、水硬性無機物質１００重量部に対し、０．５
重量部未満では補強効果が小さく、２０重量部を分散性
が低下するため最終的に得られる成形体の表面の凹凸が
激しくなるため０．５〜２０重量部が好ましく、さらに
好ましくは１〜１０重量部である。

【００１０】本発明においてさらに必要に応じて水酸化
マグネシウム繊維以外の繊維が添加されてもよい。上記
補強繊維は、成形体に付与したい性能に応じ任意のもの
が使用でき、たとえば、ビニロン、ポリアミド、ポリエ
ステル、ポリプロピレン、カーボン、アラミド、アクリ
ル、レーヨン等の合成繊維、ガラス繊維、チタン酸カリ
ウム、鋼等の無機繊維、パルプなどが使用できる。特に
合成繊維を用いた場合には、可撓性の向上が著しい。上
記補強繊維の太さは、細すぎると混合時に再凝集し、交
絡によりファイバーボールが形成されやすくなり、得ら
れる成形体の強度はそれ以上改善されず、太すぎるか又
は、短すぎると引張強度向上などの補強効果が小さく、
又、長すぎると繊維の分散性及び配向性が低下するの
で、太さ０．１〜４０デニール、長さ１〜１５ｍｍが好
ましい。上記補強繊維の添加量は水硬性無機物質１００
重量部に対し、２０重量部をこえると繊維の分散性が低
下するため、２０重量部以下が好ましい。

【００１１】本発明においてさらに必要に応じて水溶性
高分子物質が添加されてもよい。水溶性高分子物質は、
水に溶解して粘性を付与し、水硬性無機物質と水から得
られる組成物の流動性を高めて賦形性を良好なものと
し、又、セメント硬化体中の過剰な水分を吸収しセメン
ト粒子間中の空隙を埋める接合剤となりうる高分子物質
ならば特に限定されず、たとえばメチルセルロース、ヒ
ドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロー
ス、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピル
メチルセルロース等のセルロースエーテル、ポリビニル
アルコール、ポリアクリル酸などがあげられる。上記水
溶性高分子物質の添加量は水硬性無機物質１００重量部
に対し、５重量部をこえると得られる成形体の耐水性が
低下するため５重量部以下が好ましい。

【００１２】本発明においてさらに必要に応じて無機質
充填材が添加されてもよい。無機質充填材は、水に溶解
せず、水硬性無機物質の硬化反応を阻害せず、本発明の
製造方法で使用されるあらゆる構成材料の作用を著しく
阻害しないものならば特に限定されず、たとえば珪砂、
川砂等のセメントモルタル用骨材、フライアッシュ、シ
リカフラワー、シリカフューム、ベントナイト、高炉ス
ラグ等の混合セメント用混合材、セピオライト、ウォラ
ストナイト、マイカ等の天然鉱物、炭酸カルシウム、珪
藻土などがあげられる。さらに軽量化を図る目的でシリ
カバルーン、パーライト、フライアッシュバルーン、シ
ラスバルーン、ガラスバルーン、発泡焼生粘土等の無機
質天然発泡体などを使用してもよい。これらは単独で使
用されてもよいし、２種類以上併用されてもよい。

【００１３】上記無機質充填材は、平均粒径が０．０３
μｍ未満のものであると、得られる成形体の強度が低下
し、５００μｍをこえると無機質充填材の粒子が分散し
難くなるため、衝撃強度が低下するので、０．０３〜５
００μｍが好ましい。上記無機質充填材は、添加量が水
硬性無機物質１００重量部に対し１００重量部をこえる
と、得られる成形体の強度が低下するため１００重量部
以下が好ましい。

【００１４】本発明の水硬性無機質組成物から成形体を
得る方法としては特に限定されるものではなく、水硬性
無機物質、水酸化マグネシウム、水、及び必要に応じ補
強繊維、水溶性高分子物質、無機質充填材と混練して得
られた混練物を、流し込み成形、押圧成形、押出成形、
抄造法など従来公知の方法で成形できる。

【００１５】本発明の組成物を流し込み成形、押圧成
形、押出成形する際に用いられる水の量は、水硬性無機
物質１００重量部に対し、２０重量部未満では水硬性無
機物質の硬化が十分になされず、又、組成物の分散性が
低下し、１００重量部をこえると得られる成形体の機械
的強度が低下するため、２０〜１００重量部が好まし
く、さらに好ましくは２５〜５０重量部である。

【００１６】本発明の組成物を抄造で成形する際におい
ては上記組成物に凝集剤が添加される。上記凝集剤とし
ては、水中に懸濁分散している微粒子を凝集分離し、水
を清澄化させる作用をもつ有機高分子化合物が好適に用
いられ、たとえばポリアクリルアミド、ポリエチレンオ
キシド、尿素−ホルマリン樹脂等の非イオン性高分子、
アニオン系アクリル酸ナトリウム、アニオン系ポリアク
リルアミド、アニオン系部分スルホメチル化ポリアクリ
ルアミド、アニオン系ポリ（２−アクリルアミド）−２
−メチルプロパン硫酸塩、カチオン系ポリアミノアルキ
ルメタクリレート、カチオン系ポリエチレンイミン、カ
チオン系ハロゲン化ポリジアリルアンモニウム等の高分
子電解質などがあげられる。

【００１７】上記凝集剤の量は、添加量が水硬性無機物
質１００重量部に対し０．１ｐｐｍ未満では組成物の凝
集が不良になり１００ｐｐｍをこえると、凝集物が粗大
になりすぎ、最終的に得られる成形体の機械的するため
０．１〜１００ｐｐｍが好ましい。

【００１８】得られた成形体は、水硬性無機物質として
たとえば石膏のように硬化速度の速いものを用いれば、
成形中、たとえば押圧成形の際に加熱することにより、
成形と同時に硬化させることもでき、又、得られた成形
体を時間をかけて自然養生を行ってもかまわないが、硬
化反応の遅いたとえばポルトランドセメントのような水
硬性無機物質を使用する場合には、成形体を加熱、加湿
するなど、従来公知の方法により養生を行うことによ
り、硬化反応を促進でき、機械的物性を向上することが
できるのは言うまでもない。

【００１９】

【実施例】本発明の詳細を実施例をもってさらに詳しく
説明する。 実施例１〜４、比較例１〜３ 表１に示した所定量の普通ポルトランドセメント（小野
田セメント社製）、フライアッシュ（ＪＩＳ Ａ ６２
０１相当品；関電化工社製）、ヒドロキシプロピルメチ
ルセルロース（２０℃における２％水溶液の粘度が３
０，０００ｃｐｓのもの）、ポリプロピレン繊維（大和
紡績社製、商品名；ＰＺＬ１２ｄ）、スチレンビーズ
（積水化成品社製、商品名；エスレンビーズＨＮ４
０）、パルプ（興人社製、商品名；ＨＰ−１０６）をミ
キサー（アイリッヒ社製、商品名；アイリッヒミキサー
ＲＶ０２）に入れて１０００ｒｐｍで２分間混合した。
次に、表１に示した所定量の水を添加して１０００ｒｐ
ｍで２分間混合した後、所定量の水酸化マグネシウム繊
維（林化成社製、商品名；ＴＳ−２、繊維径２〜５μ、
長さ１．２ｍ）を６ｍｍに切断したもの、耐アルカリガ
ラス繊維（日本電気硝子社製、商品名；ＡＲＧファイバ
ー、繊維長６ｍｍ）、ウォラストナイト（土屋カオリン
社製、商品名；ケモリットＡ─６０）、セピオライト
（昭和鉱業社製、商品名；ミルコンＧ）を添加して５０
０ｒｐｍで２分間混合した。得られた混合物をニーダー
で４分間混練し、得られた混練物を押出機（宮崎鉄工社
製、商品名；ＭＶ−１００）に供給し、厚み１５ｍｍ、
幅２００ｍｍの平板を成形した。

【００２０】実施例５ ミキサー（千代田技研社製、商品名；オムニミキサー）
を使用し，実施例１と同様にして混合物を得、脱水プレ
ス成形機（山本鉄工所社製）を使用し、４０ｋｇ／ｃｍ
² で５秒間押圧成形したこと以外は実施例１と同様にし
て平板を成形した。

【００２１】実施例６ 水酸化マグネシウム繊維２重量部（林化成社製、商品
名；ＴＳ−２、繊維径２〜５μ、長さ１．２ｍ）にビニ
ルエステル樹脂（昭和高分子社製）を含浸して、繊維含
有率４０体積％、直径４ｍｍの繊維強化プラスチックロ
ッド６０本を得た。次に、長さ１０００ｍｍ、幅１００
０ｍｍ、厚み１５ｍｍで、長さ方向の両端部と上部が開
放した型枠に、得られた繊維強化プラスチックロッドを
型枠の長さ方向の一端部から他端部に向けて、型枠の底
部から５ｍｍの位置に１５ｍｍ間隔に繊維強化プラスチ
ックロッドを配設した。

【００２２】型枠の両端部を接着剤で封じた後、普通ポ
ルトランドセメント（小野田セメント社製）１００重量
部、珪砂２００重量部、水７０重量部からなる混合物を
注入して平板を成形した。

【００２３】実施例１〜６、比較例１〜３で得られた成
形体を、６０℃、９０％ＲＨにおいて１０時間養生し硬
化体を得た後、以下の試験に供した。 密度 得られた硬化体を切断して試験片を得、重量と体積を測
定して重量を体積で除した。 曲げ強度 得られた硬化体を切断してＪＩＳ５号試験片を作製し、
ＪＩＳ Ａ １４０８の方法に準じて測定した。 耐湿強度 得られた硬化体を常温で４週間放置後、６０℃、９５％
で５００時間処理した後、上記曲げ強度を測定した。 不燃試験 ＪＩＳ Ａ ５４２３の基材試験に準拠して不燃試験を
行い、難燃１級に合格したものには○、不合格のものに
は×を記した。

【００２４】以上の結果を表２に併せ示した。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】

【発明の効果】本発明の水硬性無機質組成物は水硬性無
機物質と水酸化マグネシウム繊維からなるものであるか
ら、耐熱性、耐久性、耐湿性に優れ、高強度で発癌性が
なく優れた成形性を示すものである。

【００２８】従って、本発明の水硬性無機質組成物を使
用して水硬性無機質硬化体を製造すれば、内装材、外装
材等の建築材料に好適に使用できる水硬性無機質硬化体
を得ることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水硬性無機物質と水酸化マグネシウム繊
   維からなることを特徴とする水硬性無機質組成物。