JPH0840760A

JPH0840760A - 水硬化性組成物およびその成形体

Info

Publication number: JPH0840760A
Application number: JP6176797A
Authority: JP
Inventors: Shintaro Tachibana; 進太郎橘; Osamu Suzuki; 修鈴木; Atsushi Toda; 淳遠田
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1994-07-28
Filing date: 1994-07-28
Publication date: 1996-02-13

Abstract

(57)【要約】【目的】通常の熱可塑性樹脂成形技術によって、成形
可能な水硬化性組成物および、この水硬化性組成物から
強度、弾性率に優れた成形体を提供すること。【構成】必須成分として、（Ａ）水硬化性無機質、
（Ｂ）低吸水性熱可塑性高分子、ならびに（Ｃ）水溶性
高分子および／または吸水性高分子とを含み、本質的に
水を含まない水硬化性組成物を構成要件とする。【効果】前記目的を達成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水硬化性組成物および
その成形体に関するものである。更に詳しくは、射出成
形、押出成形、圧縮成形など通常の熱可塑性樹脂成形技
術により成形可能な水硬化性組成物と、この水硬化性組
成物を成形し水和硬化させた成形体に関するものであ
る。得られた成形体は、強度、弾性率に優れ、釘打ち性
や鋸切り性に優れており、間仕切り材、天井材、床材、
屋根材、外壁材および補修材などの建築材料、土木資
材、屋外構造物、または絶縁板や制振板などの電気資材
等の用途に使用される。

【０００２】

【従来の技術】従来、セメント水和硬化物は高強度、不
燃性建築資材または土木資材として、各種の用途に使用
されている。このセメント水和硬化物を各種の用途に使
用する場合は、セメント、骨材および水からなる流動性
水和硬化性セメント混合物を、所定の形状の型枠または
モールドの中に流し込み成形される。この成形法による
ときは、水和硬化の際に、型枠またはモールドによる拘
束期間が長いばかりでなく、最終的に得られる水和硬化
物に空隙や鬆などができやすいという欠点があった。

【０００３】また、水の存在下でポルトランドセメント
にポリマーエマルションや骨材を配合した、ポリマーセ
メントモルタル組成物は公知である（例えば、特公平１
−３９７１３号公報、特公平１−５４２９４号公報、特
公平１−５４２９５号公報および特公平２−１０１１１
２号公報参照）。これら刊行物に記載されているポリマ
ーセメントモルタル組成物は、耐水性に優れており、建
築物の内壁や外壁や、床材の表面保護などの用途に使用
されている（例えば、特公平１−５４２９４号公報参
照）。

【０００４】しかしながら、またこれらポリマーセメン
トモルタル組成物も、目的物に成形する際の硬化時間が
長いばかりでなく、硬化後のモルタルにクラックやヒビ
割れが入りやすく、下地コンクリートとの付着力が弱い
などの課題があった（特公平２−１０１１１２号公報、
特開平４−３００２３１公報参照）。しかも、これらポ
リマーセメントモルタル組成物は、射出成形、押出成
形、圧縮成形など通常の熱可塑性樹脂成形技術による成
形は不可能であった。

【０００５】さらに、特公平５−２７０４号公報に記載
されている水膨潤性ウレタン樹脂と水硬性物質とからな
る水膨潤性組成物は、これらを混練したあと、水浸漬し
て硬化させるのであるが、膨潤率が８４％以上と大き
く、成形物からは経時的に水分が飛散し、成形時の大き
さを維持しないため、最終的に得られる製品を所望の形
状にするのが難しかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の方法の上記諸欠点を解決し、射出成形、押出成形、圧
縮成形など通常の熱可塑性樹脂成形技術による成形が可
能な水硬化性組成物と、型枠やモールドで拘束されるこ
となく、水和硬化が可能であって、空隙や鬆などの欠陥
がなく、強度、弾性率に優れ、釘打ち性や鋸切りが可能
で施工性に優れた樹脂充填無機質の複合材成形体を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項第１項の発明においては、必須構成成分とし
て、（Ａ）水硬化性無機質、（Ｂ）低吸水性熱可塑性高
分子、ならびに（Ｃ）水溶性高分子および／または吸水
性高分子とを含み、本質的に水を含まない水硬化性組成
物とするという手段を講じているものである。また、請
求項第４項の発明においては、請求項第１項に記載の水
硬化性組成物を、まず、通常の熱可塑性樹脂成形法によ
って目的の形状の成形品とし、ついで、この成形品を水
和硬化させて目的の成形体とするという手段を講じてい
るものである。

【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。請求項第
１項の発明においては、必須構成成分として、（Ａ）成
分としての水硬化性無機質と、（Ｂ）成分としての低吸
水性熱可塑性高分子、ならびに（Ｃ）水溶性高分子およ
び／または吸水性高分子とを含み、本質的に水を含まな
い。（Ａ）成分の水硬化性無機質は、水和反応して硬化
する性質を持つ無機質の物質を言い、セメント、石膏な
どが挙げられる。セメントの具体例としては、普通ポル
トランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強
ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、
耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメ
ント、アルミナセメントなどが挙げられる。例示したセ
メントの中では、水硬化速度により、早強ポルトランド
セメント、超早強ポルトランドセメントが、特に好まし
い。

【０００９】石膏は二水石膏（CaSO₄ ・2H₂ O)、半水石
膏（αCaSO₄ ・1/2H₂ OやβCaSO₄・1/2H₂ O)、II型無水
石膏(II-CaSO₄ ）、およびIII型無水石膏(III−αCaSO₄
やIII-βCaSO₄ ）、透石膏(selenite)、雪花石膏(alaba
ster)、化学石膏などが挙げられる。例示した石膏のな
かでは、水硬化速度により、II型無水石膏が好ましい。
（Ａ）成分は、粉末状であるのが好ましい。これら
（Ａ）成分は、単独でも２種類以上の混合物であっても
よい。

【００１０】（Ｂ）成分の低吸水性熱可塑性高分子は、
吸水性の低い熱可塑性高分子を意味する。吸水性の低い
熱可塑性高分子は、上記（Ａ）成分と混合して組成物と
した際に、通常の熱可塑性樹脂成形技術による成形を可
能にする機能を果たす。吸水性の低い熱可塑性高分子
は、ＡＳＴＭＤ−５７０に準拠し測定した室温で２４
時間水に浸漬した際の吸水率が、１０％以下のものが好
ましく、中でも３％以下のものがより好ましい。

【００１１】吸水性の低い熱可塑性高分子の具体例とし
ては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニ
ル、ポリスチレン、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリ
ロニトリル、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、
ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリアミド類（ナイ
ロン−６、ナイロン−６・６など）、ポリウレタン、ポ
リエステル類（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチ
レンテレフタレートなど）、またはこれら重合体を構成
する単量体で共重合し得る単量体同士を組合せた共重合
体が挙げられる。（Ｂ）成分は、粉末状、粒状またはペ
レット状のいずれであってもよいが、中でも粉末状のも
のが好ましい。これら（Ｂ）成分は、単独でも２種類以
上の混合物であってもよい。

【００１２】本発明に係る水硬化性組成物における
（Ａ）成分と（Ｂ）成分との混合割合は、本発明者らの
実験によると、（Ａ）成分１００重量部に対して（Ｂ）
成分３〜２５重量部の範囲で選ぶのが好ましいことが分
かった。（Ｂ）成分が３重量部未満では、（Ａ）成分と
の混練が困難となり、かつ、水和硬化させた成形体の物
性が低下するので、好ましくない。（Ｂ）成分が２５重
量部を越えると、成形体とする際の水和硬化時間が長引
き、好ましくない。

【００１３】（Ｃ）成分としての水溶性高分子および／
または吸水性高分子は、水和硬化反応を促進させ、強
度、弾性率に優れた成形体を与える機能を果たすもので
ある。水溶性高分子は、水に対して溶解性のある高分子
であり、好ましくは室温で水に対して溶解する高分子を
言う。水溶性高分子の具体例としては、ポリアクリル
酸、ポリアクリル酸アミド、ポリエチレンオキサイド、
ポリビニルアルコール、ポリビニルアミド、ポリアミン
などが挙げられる。吸水性高分子は、ＡＳＴＭＤ−５
７０に準拠し測定した室温で２４時間水に浸漬した際の
吸水率が、１０％を越えるものを言う。吸水性高分子の
具体例としては、ウレタン変成ポリエチレンオキサイ
ド、澱粉／アクリル酸グラフト共重合体、イソブチレン
ー無水マレイン酸共重合体の塩、スチレンー無水マレイ
ン酸共重合体の塩、ポリアクリル酸ソーダなどの架橋
物、およびビニルエステル／エチレン系不飽和カルボン
酸またはその誘導体のケン化物などの合成高分子のほ
か、澱粉などの天然高分子が挙げられる。

【００１４】（Ｃ）成分は、水溶性高分子、吸水性高分
子のどちらか一方か、または双方を使用しもよく、各々
の水溶性高分子、吸水性高分子を２種類以上使用するこ
ともできる。（Ｃ）成分の使用量は、本発明者らの実験
によると、前記（Ａ）成分１００重量部に対して０．５
〜１５重量部の範囲で選ぶのが好ましいことが分かっ
た。０．５重量部未満では、水和硬化反応が遅くかつ不
十分になり、１５重量部を越えると、得られる成形体の
強度が低下し、いずれも好ましくない。

【００１５】上記（Ａ）成分、（Ｂ）成分および（Ｃ）
成分とよりなる水硬化性組成物は、本質的に水を含まな
いことが必要である。水とのエマルションやディスパー
ジョン状の水硬化性組成物では、成形品の水和硬化反応
時間が長くなり、かつ、得られた成形体の強度が十分で
ないため、クラックやヒビ割れの原因になる。

【００１６】本発明に係る水硬化性組成物は、上記
（Ａ）成分、（Ｂ）成分および（Ｃ）成分のほか、本発
明の効果を損わない種類および量の各種添加物を含ませ
ることができる。添加物としては、炭酸カルシウム、石
英、アルミナなどの無機粉体材料；ガラス繊維、ポリエ
ステル繊維などの繊維材料；酸化鉄、塩化ニッケル、イ
ンディゴなどの無機・有機顔料；混練性を向上するため
に低粘度のシランカップリング剤、シリコーンオイル、
有機溶剤などの液体材料、またはステアリン酸金属塩
類、ワックス類などが挙げられる。

【００１７】請求項第４項の発明に従い成形体を製造す
るには、上記（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分およ
び必要があれば添加物を、それぞれ秤量し、水を含ませ
ることなく、まず予備混合し、ついでミキサーや加熱ロ
ールによって、（Ｂ）成分の融点以上の温度で、混合・
混練し、ペレット状またはシート状とする。混合・混練
して得られたペレット状またはシート状のものを、射出
成形機、押出成形機、圧縮成形機などによって所望の形
状、例えばシート、板、パイプ、丸棒、三角柱、四角
柱、四面体、六面体などの成形品に成形したあと、水
中、温水中または水蒸気の雰囲気下で成形品の水和硬化
を進行させればよい。水和硬化は、５０〜１００℃の温
水中、または１００〜１８０℃の水蒸気中で行うのが好
ましい。この水和硬化反応によって、機械的強度の優れ
た所望の形状の成形体を得ることができる。

【００１８】本発明請求項第１項に記載の水硬化性組成
物は、組成物のままで、通常の熱可塑性樹脂成形技術に
よって所望の形状に成形が可能である。また、請求項第
４項に記載の方法に従い、水硬化性組成物は上記成形技
術によって成形したものを水和硬化させることによっ
て、従来の様に型枠またはモールドを使用することなし
に、かつ、型枠またはモールドに長期間拘束することな
しに、目的とする成形体が得られる。また、水硬化性組
成物には本質的に水を含まないので、成形時の硬化時間
が長くならず、かつ、強度、弾性率に優れた成形体が得
られる。得られた成形体は、さらに、間仕切り材、天井
材、床材、屋根材、外壁材および補修材などの建築材
料、土木資材、屋外構造物、または絶縁板や制振板など
の電気資材などの広い用途に使用される。

【００１９】

【効果】本発明は、次のような優れた利点を有し、その
工業的な利用価値は極めて大である。 (1) 本発明請求項第１項に記載の水硬化性組成物は、組
成物のままで、通常の熱可塑性樹脂成形技術によって所
望の形状に成形が可能である。 (2) 水硬化性組成物は上記成形技術によって成形したも
のを、請求項第１項に記載の方法により水和硬化させる
ことによって、従来の様に型枠またはモールドを使用す
ることなしに、従って型枠またはモールドで長時間拘束
することなしに、目的とする強度、弾性率に優れた成形
体が得られる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
するが、本発明はその要旨を越えないかぎり以下の記載
例に限定されるものではない。以下の実施例、比較例に
おいて得られた板状体について、曲げ試験をＪＩＳＫ６
９１１に準拠し、３点曲げ、スパン／厚さ＝１４、荷重
速度５mm/minの条件で行った。

【００２１】実施例１〜８、比較例１〜３（水硬化性組成物、成形品の調整）表−１に示した種類
の（Ａ）成分、（Ｂ）成分および（Ｃ）成分とを、同表
に示した割合で秤量・混合し、得られた混合物を１５０
〜２００℃の温度範囲に設定した２本の加熱ロール上で
混練した。この混練物を圧縮成形機によって、温度１５
０〜２００℃で、５０kg／cm²で１０分間加圧し、厚さ
５mmの板状の成形品を得た。得られた板状の成形品につ
いて、上記の方法で評価した結果を表−１に示す。

【００２２】（成形体の製造）上記の板状成形品を、温
度７０℃の温水に７日間浸漬し、水和硬化させて製品成
形体を得た。得られた製品成形体について、上記の方法
で評価した結果を表−１に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】［注］ *1 早強ポルトランドセメント（秩
父セメント社製） *2 アルミナセメント（旭硝子社製、アルミナセメント
１号） *3 エチレンー酢酸ビニル共重合体Ｖ４０１Ｓ（三菱
油化社製、商品名）。ＡＳＴＭＤ−５７０に準拠して
測定した吸水率が０．０５％のもの。 *4 エチレンーアクリル酸エチル共重合体ＥＶＡＦＬ
ＥＸＡ−７０９（三井デュポンポリケミカル社製、商
品名）。ＡＳＴＭＤ−５７０に準拠して測定した吸水
率が０．０４％のもの。 *5 三菱ポリプロ−８８００Ｊ（三菱化成社製、商品
名）。ＡＳＴＭＤ−５７０に準拠して測定した吸水率
が０．０１％未満のもの。 *6 ダイヤレックスＨＦ％％（三菱化成社製、商品
名）。ＡＳＴＭＤ−５７０に準拠して測定した吸水率
が０．０３％のもの。 *7 アクアプレン（明成化学工業社製、ウレタン変成ポ
リエチレンオキサイド商品名）。ＡＳＴＭＤ−５７０
に準拠して測定した吸水率が３０００％のもの。 *8 ゴーセノールＫＨ−１７（日本合成化学社製、ポリ
ビニルアルコール商品名）。水溶性高分子。 *9 ＫＩゲル−２１０Ｋ−Ｆ２（クラレ社製、イソブチ
レン・無水マレイン酸共重合物Ｎａ塩架橋物商品名）。
ＡＳＴＭＤ−５７０に準拠して測定した吸水率が２０
０００％のもの。

【００２５】表−１より次のことが、明らかである。 (1) 本発明に係る水硬化性組成物は、従来の熱可塑性樹
脂組成物の成形機によって、目的の形状に成形すること
ができる。 (2) 本発明に係る水硬化性組成物から得られる成形品
は、引続き水和硬化反応させることにより、強度、弾性
率に優れた成形体が得られる。 (3) これに対して、比較例の水硬化性組成物は、成形機
によって目的の形状に成形することはできるが、水和硬
化反応させて得られた成形体は強度、弾性率において劣
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 //(Ｃ０４Ｂ 28/02 24:26 Ｃ）Ｂ 103:14 103:60 111:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】必須構成成分として、（Ａ）水硬化性無
機質、（Ｂ）低吸水性熱可塑性高分子、ならびに（Ｃ）
水溶性高分子および／または吸水性高分子とを含み、本
質的に水を含まないことを特徴とする水硬化性組成物。
【請求項２】（Ａ）成分１００重量部に対して、
（Ｂ）成分３〜２５重量部の範囲で配合されてなること
を特徴とする請求項１記載の水硬化性組成物。
【請求項３】（Ａ）成分１００重量部に対して、
（Ｃ）成分０．５〜１５重量部の範囲で配合されてなる
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の水硬化
性組成物。
【請求項４】請求項１に記載の水硬化性組成物を、ま
ず、通常の熱可塑性樹脂成形法によって目的の形状の成
形品とし、ついで、この成形品を水和硬化させて目的の
成形体としたことを特徴とする成形体。