JPH06128012A - 撥水性ケイ酸カルシウム成形体及びその製造方法 - Google Patents

撥水性ケイ酸カルシウム成形体及びその製造方法

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JPH06128012A
JPH06128012A JP28293692A JP28293692A JPH06128012A JP H06128012 A JPH06128012 A JP H06128012A JP 28293692 A JP28293692 A JP 28293692A JP 28293692 A JP28293692 A JP 28293692A JP H06128012 A JPH06128012 A JP H06128012A
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calcium silicate
water
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Toru Tagawa
徹 田川
Yasoji Ozawa
八十治 小沢
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Mitsubishi Kasei Corp
Mitsubishi Chemical Industries Ltd
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 撥水性に富み且つ曲げ強度の大きいケイ酸カ
ルシウム成形体を提供する。 【構成】 ケイ酸カルシウムの水性スラリーに、ポリオ
ルガノシロキサンをアミン塩又は第４級アンモニウム塩
で水中に乳化したエマルションとカチオン性のラテック
スとを添加したのち、脱水成形−（水蒸気養生）−乾燥
して成形体とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は撥水性ケイ酸カルシウム
成形体及びその製造方法に関するものである。特に本発
明は曲げ強度の大きい撥水性ケイ酸カルシウム成形体及
びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ケイ酸カルシウム成形体は建材、断熱材
などとして広く用いられているが、近年は熱伝導率が低
く且つ高強度の製品に対する要求が高まっている。熱伝
導率を低下させるには製品の軽量化、すなわち嵩密度を
小さくすることが必要であるが、これは空隙率の増大、
すなわち潜在的な吸水率の増大を伴う。ケイ酸カルシウ
ム成形体はいったん吸水すれば熱伝導率の著しい上昇が
生じ、保温、保冷機能が低下する。また建材として使用
した場合には、寒冷地においては吸水率が大きいと凍結
により成形体の破壊が起る。
【０００３】従ってケイ酸カルシウム成形体に撥水性を
付与して吸水性を低下させる試みが種々なされている。
例えばその一つとして、撥水剤をケイ酸カルシウム成形
体に塗布する方法がある。しかしこの方法では十分な撥
水性を付与することができない。また、施行現場で寸法
合せのためケイ酸カルシウム成形体を切断すると、切断
面に改めて撥水剤を塗布しなければならず、施行に手間
がかかる。
【０００４】ケイ酸カルシウム成形体に撥水性を付与す
る他の方法として、ケイ酸カルシウム水性スラリーにポ
リオルガノシロキサンを添加したのち脱水成形し、その
まま乾燥するか又は水蒸気養生したのち乾燥する方法が
提案されている（特開昭５７−１２３８５１，５８−２
２５２，５９−９２９６３，５９−２１３６５９，６２
−５６３４７参照）。この方法では成形体の内部にも撥
水性を付与することができるが、成形体の強度が低下す
る欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は撥水性に優
れ、かつ強度の大きいケイ酸カルシウム成形体及びその
製造方法を提供せんとするものである。特に本発明はポ
リオルガノシロキサン及びラテックスを用いて成形体の
内部にも撥水性を付与する方法を提供せんとするもので
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係るケイ酸カル
シウム成形体は、エチレン性不飽和二重結合を有する化
合物の重合体からなるラテックス及びポリオルガノシロ
キサンを含むケイ酸カルシウム水性スラリーを脱水成形
する工程を経て製造され、嵩密度（Ｇ）が０．４０〜
０．６０ｇ／ｃｍ3 、曲げ強度が〔３０＋２５０×（Ｇ
−０．４０）〕ｋｇ／ｃｍ2 以上、吸水率が５％以下と
いう特性を有している。
【０００７】また、このケイ酸カルシウム成形体は、水
中に分散させた石灰質原料とケイ酸質原料とを加熱下に
反応させて得られるケイ酸カルシウム水性スラリーに、
アミン塩または第４級アンモニウム塩からなる界面活性
剤で乳化したポリオルガノシロキサン及びエチレン性不
飽和二重結合を有する化合物の重合体からなるカチオン
性ラテックスを添加したのち脱水成形し、そのまま乾燥
するか又は水蒸気養生したのち乾燥することにより製造
することができる。
【０００８】本発明について更に詳細に説明すると、本
発明では常法によるケイ酸カルシウム成形体の製造に際
し、ケイ酸カルシウム水性スラリーにポリオルガノシロ
キサンのエマルション及びラテックスを添加して脱水成
形する。本発明で成形体の製造に用いるケイ酸カルシウ
ム水性スラリーは、常法に従って石灰質原料とケイ酸質
原料とを水中で加熱反応させることにより製造すること
ができる。石灰質原料としては生石灰、消石灰、カーバ
イド滓などが用いられる。ケイ酸質原料としては珪藻
土、珪石などの天然品やシリコンダストその他の工業副
産物などが用いられる。石灰質原料とケイ酸質原料との
配合比（ＣａＯ／ＳｉＯ2 モル比）は通常０．７〜１．
２であり、これらの原料を重量比で１０倍以上、好まし
くは１５〜４０倍の水に分散させ、８０〜２３０℃で
０．５〜１０時間反応させることにより、ケイ酸カルシ
ウム水性スラリーが生成する。
【０００９】ケイ酸カルシウムは一般にテーラー（Ｈ．
Ｆ．Ｗ．Ｔａｙｌｏｒ）著「ザ・ケミストリー・オブ・
セメント（Ｔｈｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｃｅｍ
ｅｎｔｓ）」第１巻、第１８２頁の表IIに示す分類に従
って整理される。上記で得られるケイ酸カルシウムはト
バモライトゲル、Ｃ−Ｓ−Ｈ（II）、Ｃ−Ｓ−Ｈ
（Ｉ）、及び結晶性トバモライトからなるトバモライト
グループの化合物、またはゾノトライトのいずれであっ
てもよいが、トバモライトグループの化合物を多く含む
方が好ましい。
【００１０】ケイ酸カルシウム水性スラリーには通常、
補強用の繊維が添加される。繊維はスラリーの製造過程
で添加してもよく、また生成した水性スラリーに添加し
てもよい。繊維としては岩綿、ガラス繊維、炭素繊維、
パルプ等が用いられる。繊維の添加量は、補強効果およ
び費用の点からして最終的に生成するケイ酸カルシウム
成形体に対し通常、０．５〜１０（重量）％である。好
ましくは５（重量）％以下、特に１〜５（重量）％とな
る量を添加する。
【００１１】本発明では、成形体に撥水性を付与するた
め、ポリオルガノシロキサンのエマルション及びラテッ
クスを水性スラリーに添加したのち脱水成形する。ポリ
オルガノシロキサンとしては通常、２５℃における粘度
が０．５〜１０10センチストークス、好ましくは２０〜
１０4 センチストークスのものが用いられる。通常はポ
リジメチルシロキサンが用いられるが、メチル基の一部
がフェニル基など他の炭化水素基又は水素に置換した構
造のポリオルガノシロキサン、更には水酸基、カルボキ
シル基、アミノ基などの官能基を有するポリオルガノシ
ロキサンを用いることもできる。このようなポリオルガ
ノシロキサンは公知であり、例えば商品としてはＳＨ２
００、ＳＦ８４１８（いずれも東レダウコーニングシリ
コーン（株）製）、ＫＦ−５４、ＫＦ−９９（いずれも
信越シリコーン（株）製）などがあげられる。
【００１２】本発明ではポリオルガノシロキサンは、ア
ミン又は第４級アンモニウム塩からなるアニオン性又は
カチオン性界面活性剤で水に乳化したエマルションとし
て水性スラリーに添加する。アニオン性の界面活性剤と
しては長鎖脂肪族カルボン酸のアミン塩が用いられる。
長鎖脂肪族カルボン酸成分としては、カプロン酸、カプ
リル酸、２−エチルヘキサン酸、カプリン酸、ラウリン
酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレ
イン酸などが用いられる。好ましくはミリスチン酸やパ
ルミチン酸など炭素数１２〜１８のものが用いられる。
アミン成分としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミ
ン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ−メチル−
Ｎ，Ｎ−ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、
ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミノ
アルコールを用いるのが好ましい。
【００１３】カチオン性の界面活性剤としては、アミン
又は第４級アンモニウムの塩が用いられる。例えばアミ
ン塩として長鎖の炭化水素基を有するオクチルアミン、
ラウリルアミン、テトラデシルアミン、ステアリルアミ
ン、メチルオクチルアミン、ジメチルオクチルアミン、
ジメチルラウリルアミン等の１〜３級アミンの酢酸塩や
塩酸塩が用いられる。また、オレフィン−無水マレイン
酸付加物または共重合体やスチレン−無水マレイン酸共
重合体のジメチルアミノプロピルアミンによるイミド化
物の塩酸塩や酢酸塩なども用いることができる。
【００１４】第４級アンモニウム塩としては、少くとも
１個の長鎖の炭化水素基を有するものであればよく、例
えばドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ヘキ
サデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ジヘキサ
デシルジメチルアンモニウムクロライド、オクタデシル
トリメチルアンモニウムクロライドなどが用いられる。
また、牛脂、椰子油、大豆油、硬化油などを分解して得
られた脂肪酸から誘導されるアミンを４級化して得られ
る牛脂トリメチルアンモニウムクロライド、大豆油トリ
メチルアンモニウムクロライド、椰子油トリメチルアン
モニウムクロライド、硬化油トリメチルアンモニウムク
ロライドなども用いられる。
【００１５】ポリオルガノシロキサンのエマルションを
製造するには、ポリオルガノシロキサンに対し重量で等
量〜２倍量程度の水と、０．００１〜０．３倍量、好ま
しくは０．０１〜０．２倍量の上記の界面活性剤とを添
加して、常法に従いホモミキサー、ホモゲナイザー、コ
ロイドミル、超音波乳化機等で乳化すればよい。界面活
性剤はアニオン性又はカチオン性のもの同志であれば併
用してもよい。エマルションの液滴径は０．５〜５μｍ
程度であればよい。液滴径が大きすぎると同量のポリオ
ルガノシロキサンを用いても、得られる成形体の吸水率
が大きくなる傾向にある。ポリオルガノシロキサンは、
最終的に生成するケイ酸カルシウム成形体に対し、２０
（重量）％以下、通常は１〜１５（重量）％となるよう
に添加する。一般に添加量が多いほど最終的に得られる
成形体の撥水性は向上するが、費用がかさみ且つエマル
ションに含まれている有機成分のため成形体の耐火性、
耐熱性が低下する。総合的にみて、ポリオルガノシロキ
サンの好適な添加量は２〜５（重量）％である。
【００１６】本発明では水性スラリーにポリオルガノシ
ロキサンのエマルションを添加したのち更にカチオン性
のラテックスを添加する。カチオン性のラテックスはエ
チレン性不飽和二重結合を有する化合物の重合体（本明
細書において重合体とは共重合体を含めた意味である）
をカチオン性界面活性剤で水中に乳化したものである。
また、カチオン性界面活性剤で乳化する代りに、重合体
にカチオン性官能基を含有させて重合体を水中に自己乳
化させてもよい。重合体としては、カルボキシル基又は
カルボン酸エステル基を有する化合物、例えばアクリル
酸、アクリル酸エステル、酢酸ビニルなどを構成２分と
して含むものが好ましい。このような重合体としてはア
クリル酸エステル重合体、エチレン−アクリル酸エステ
ル重合体、エチレン−酢酸ビニル重合体、エチレン−ア
クリル酸重合体などがあげられる。これらの重合体のラ
テックスは、カチオン性の乳化剤を用いてエチレン性不
飽和二重結合を有する化合物を乳化重合することにより
調製できる。また重合後にカチオン性界面活性剤を用い
て水中に乳化することもできる。カチオン性界面活性剤
としては前述のポリオルガノシロキサンのエマルション
の調製に例示したものと同様のものを用いることがで
き、また重合体の乳化もポリオルガノシロキサンの場合
と同様に行なうことができる。
【００１７】ラテックスの添加量は、最終的に生成する
ケイ酸カルシウム成形体に対し、重合体として２０（重
量）％以下、通常は０．５〜１０（重量）％となる量で
ある。ラテックスの添加量が少ないと、強度の大きい成
形体を得難い。しかしラテックスを多量に添加すること
は、費用がかさむと共に有機物の含有量が増加するので
得られる成形体の耐火性、耐熱性等の諸特性が低下する
結果をきたす。総合的にみてラテックスの好適な添加量
は、得られる成形体に対し０．５〜５（重量）％となる
量である。
【００１８】ポリオルガノシロキサンのエマルション及
びラテックスを添加したケイ酸カルシウム水性スラリー
は、次いで常法に従い脱水成形して所定の形状の成形品
とする。かくして得られた成形品はそのまま乾燥して製
品としてもよく、又は水蒸気養生したのち乾燥して製品
としてもよい。水性スラリー中のケイ酸カルシウムの結
晶化が不十分な場合には、水蒸気養生するのが好まし
い。水性スラリー中のケイ酸カルシウムがトバモライト
ゲル、Ｃ−Ｓ−Ｈ（II）、またはＣ−Ｓ−Ｈ（Ｉ）の場
合には、水蒸気養生によりトバモライトまたはゾノトラ
イトに転移させることができる。
【００１９】最終的に得られる撥水性ケイ酸カルシウム
成形体の嵩密度は、成形体の用途に応じて調節する。嵩
密度は成形体の強度と相関があり、嵩密度が小さくなる
と強度は著しく小さくなる。成形品を建材として用いる
場合には、０．４０〜０．６０ｇ／ｃｍ3 、特に０．４
５〜０．６０ｇ／ｃｍ3 の嵩密度が適当である。本発明
によれば、この嵩密度（Ｇ）で曲げ強度が〔３０＋２５
０×（Ｇ−０．４０）〕ｋｇ／ｃｍ2 以上、好ましくは
〔３０＋３００×（Ｇ−０．４０）〕ｋｇ／ｃｍ2 以上
で吸水率が５％以下、好ましくは４％以下の成形体を得
ることができる。
【００２０】
【実施例】つぎに、本発明を実施例によりさらに具体的
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。なお、実施例中の「部」は「重量部」、
「％」は「重量％」を示す。
【００２１】〔ケイ酸カルシウム水性スラリーの製造〕
生石灰（ＣａＯ ９４．５％）４４．５部に温水を加え
て消化し、これに珪石（ＳｉＯ2 ９６．７％）５５．
５部を添加したのち、総水量が固形分に対して３０倍に
なるように水を加えた。この懸濁液をオートクレーブ中
で２００℃で３時間反応を行い、トバモライト系のケイ
酸カルシウム水性スラリーを得た。
【００２２】実施例１ ジメチルポリシロキサン（商品名ＳＨ２００ ５０ｃＳ
ｔ；東レダウコーニングシリコーン（株）製）１００部
を、ステアリルアミン酢酸塩（商品名アセタミン８６；
花王（株）製）１０部、及び炭素数１２〜１４のアルキ
ル基を主体とするモノアルキルトリメチルアンモニウム
クロライド（商品名アーカードＣ５０；ライオンアクゾ
（株）製）２部から成る界面活性剤を用いて、８０℃の
温水１６８部中にホモミキサーにより乳化し、撥水性エ
マルションを得た。
【００２３】これをケイ酸カルシウム水性スラリーに、
最終的に生成する成形体１００部に対してポリオルガノ
シロキサンとして２．６８部となる様に添加してよく混
合した。次いで、カチオン性のエチレン−アクリル酸エ
ステル重合体のラテックス（商品名アクアテックスＡＣ
−１０００；三菱油化（株）製）を同様に重合体として
１部となる様に添加し、さらに耐アルカリ性ガラス繊維
３部を添加した。このようにして調製した水性スラリー
を１０ｃｍ角の金型に注入し、厚さ約１ｃｍとなる様に
脱水成形した。これを、１８０℃で２．５時間乾燥して
嵩密度約０．５ｇ／ｃｍ3 の成形体を得た。
【００２４】実施例２ 実施例１のラテックスのかわりに、カチオン性のポリア
クリル酸エステルラテックス（商品名ボンコートＳＦＣ
−３５８−２；大日本インキ（株）製）を用いた以外は
実施例１と同様にして成形体を得た。
【００２５】実施例３ 実施例１の界面活性剤のかわりに、ミリスチン酸ジメチ
ルエタノールアミン塩１０部を用いた以外は実施例１と
同様にして成形体を得た。
【００２６】比較例１ 実施例１のカチオン性ラテックスのかわりにアニオン性
のポリアクリル酸エステルラテックス（商品名ジュリマ
ーＡＴ−Ｍ９１８；日本純薬（株）製）１部を用いた以
外は実施例１と同様にして成形体を得た。
【００２７】比較例２ 実施例１の界面活性剤のかわりに、ジアルキルスルホコ
ハク酸ソーダ（ペレックスＯＴＰ；花王（株）製）２部
を用いた以外は実施例１と同様にして成形体を得た。
【００２８】比較例３ 実施例１においてポリジメチルシロキサンからなる撥水
性エマルションを添加しなかった以外は実施例１と同様
にして成形体を得た。
【００２９】比較例４ 実施例１においてカチオン性ラテックスを添加しなかっ
た以外は実施例１と同様にして成形体を得た。
【００３０】比較例５ 実施例１においてポリジメチルシロキサンからなる撥水
性エマルション及びカチオン性ラテックスのいずれをも
添加しなかった以外は、実施例１と同様にして成形体を
得た。この様にして得られた成形体を２０℃の水中にそ
の上面が水面下２ｃｍになるように浸漬し、２４時間後
の吸水率を次式より算出し、表１に示した。
【００３１】
【数１】 また、成形体の曲げ強度はＪＩＳＡ１４０８に準拠して
測定し、表１に併せて示した。
【００３２】
【発明の効果】本発明の方法で得られた成形体は、従来
の撥水性ケイ酸カルシウム成形体と比較して、優れた撥
水性と同時に優れた機械的強度を有しており、建材、耐
火被覆材、耐火断熱材、保温、保冷材として好適であ
る。
【００３３】
【表１】

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エチレン性不飽和二重結合を有する化合
    物の重合体からなるラテックス及びポリオルガノシロキ
    サンを含むケイ酸カルシウム水性スラリーを脱水成形す
    る工程を経て製造され、嵩密度（Ｇ）が０．４０〜０．
    ６０ｇ／ｃｍ 3 、曲げ強度が〔３０＋２５０（Ｇ−０．
    ４０）〕ｋｇ／ｃｍ2 以上、吸水率が５％以下であるこ
    とを特徴とする撥水性ケイ酸カルシウム成形体。
  2. 【請求項２】 繊維の含有量が５（重量）％以下である
    ことを特徴とする請求項１記載の撥水性ケイ酸カルシウ
    ム成形体。
  3. 【請求項３】 エチレン性不飽和二重結合を有する化合
    物の重合体が、カルボキシル基又はカルボン酸エステル
    基を有する化合物をその構成成分の少くとも一部とする
    ものであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載
    の撥水性ケイ酸カルシウム成形体。
  4. 【請求項４】 水中に分散された石灰質原料とケイ酸質
    原料とを加熱下反応させて得られるケイ酸カルシウム水
    性スラリーに、アミン塩または第４級アンモニウム塩か
    らなる界面活性剤で乳化したポリオルガノシロキサン及
    びエチレン性不飽和二重結合を有する化合物の重合体か
    らなるカチオン性ラテックスを添加したのち脱水成形
    し、乾燥または水蒸気養生後乾燥することを特徴とする
    撥水性ケイ酸カルシウム成形体の製造方法。
  5. 【請求項５】 界面活性剤が長鎖脂肪族カルボン酸のア
    ミン塩から成るアニオン系界面活性剤であることを特徴
    とする請求項４記載の撥水性ケイ酸カルシウム成形体の
    製造方法
  6. 【請求項６】 界面活性剤が長鎖炭化水素基を有するア
    ミン又は第４級アンモニウムの塩から成るカチオン系界
    面活性剤であることを特徴とする請求項４記載の撥水性
    ケイ酸カルシウム成形体の製造方法。
  7. 【請求項７】 ポリオルガノシロキサンの添加量が、撥
    水性ケイ酸カルシウム成形体に対し２〜５（重量）％と
    なる量であることを特徴とする請求項４ないし請求項６
    のいずれかに記載の撥水性ケイ酸カルシウム成形体の製
    造方法。
  8. 【請求項８】 カチオン性ラテックスの添加量が、撥水
    性ケイ酸カルシウム成形体に対し、重合体として０．５
    〜５（重量）％となる量であることを特徴とする請求項
    ４ないし請求項７のいずれかに記載の撥水性ケイ酸カル
    シウム成形体の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2022153870A1 (ja) * 2021-01-13 2022-07-21 株式会社エーアンドエーマテリアル 樹脂混合不燃性ケイ酸カルシウム成形体

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WO2022153870A1 (ja) * 2021-01-13 2022-07-21 株式会社エーアンドエーマテリアル 樹脂混合不燃性ケイ酸カルシウム成形体
JPWO2022153870A1 (ja) * 2021-01-13 2022-07-21

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