JPH09328349A

JPH09328349A - 水硬性組成物およびその成形体

Info

Publication number: JPH09328349A
Application number: JP16360196A
Authority: JP
Inventors: Osamu Suzuki; 修鈴木; Sachiko Nakao; 幸子中尾
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1996-06-05
Filing date: 1996-06-05
Publication date: 1997-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、射出成形、押出成形等の熱可塑性
樹脂成形法によって成形される水硬性組成物を提供する
ものであり、その組成物から成形され、水和硬化法によ
って処理された成形体は優れた機械的特性を有する。【解決手段】必須成分として、（Ａ）超速硬セメント
および（Ｂ）熱可塑性高分子を含有し、実質的に水を含
有しない水硬性組成物およびこの組成物から得られる成
形体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水硬性組成物および
その組成物から生成される成形体に関するものである。
更に詳しくはその組成物からの成形体は強度、弾性率に
優れ、間仕切り材、天井材、床材、屋根材、外壁材、人
工大理石、防音材、遮音材、止水材、型枠、すて型枠お
よび補修材等の建築材料、土木材料、屋外構造物または
絶縁板や制振板などの電気材料、電線被覆材料等各種の
用途に利用されるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、セメント硬化物は高強度不燃性建
築材料または土木材料として様々な用途に広く使用され
てきた。即ちセメント、骨材および水からなる流動性の
水硬性セメント混合物を所定の最終形状の型枠またはモ
−ルドの中に流し込み、所望の形状に成形したセメント
硬化物が広く用いられてきた。しかし従来のセメント硬
化物の場合には、硬化の際に型枠またはモ−ルドによる
拘束期間が長いことと最終硬化物に空隙や鬆（す）等の
欠陥が発生し易いという問題があった。

【０００３】また、水の存在下でポルトランドセメント
にポリマ−エマルジョンや骨材を配合したポリマ−セメ
ントモルタル組成物が知られている（特公平２−１０１
１２号公報、特公平１−３９７１３号公報、特公平１−
５４２９４号公報および特公平１−５４２９５号公
報）。これらのポリマ−セメントモルタル組成物は、耐
水性に優れており、通常、主に建築物の内壁や外壁、さ
らには床材などの表面を保護するために使用されている
（特公平１−５４２９４号公報）。しかしながら、これ
らのポリマ−セメントモルタル組成物も硬化時間が長
く、硬化後のモルタルにクラックやヒビ割れが入り易
く、下地コンクリ−トとの付着力が弱いなどの問題があ
った（特公平２−１０１１２号公報、特公平４−３００
２３１号公報）。しかも、これらのポリマ−セメントモ
ルタル組成物の場合には、射出成形、押出成形、圧縮成
形等の熱可塑性樹脂の成形法により成形することはでき
なかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、先に、
従来技術の方法における上記欠点を解決し、射出成形、
押出成形、圧縮成形等の熱可塑性樹脂成形法により成形
することが可能であり、かつ機械的特性、施工性等にお
いて優れた成形体を得ることのできる水硬性組成物を開
発した（特開平８−４０７５９号公報、特開平８−４０
７６０号公報および特願平７−１４７２９３号明細
書）。本発明はこれらの、先に開発した水硬性組成物を
さらに改良しようとするものであり、特に水和硬化が速
やかな水硬性組成物、およびこの組成物を成形材料とす
る水硬性複合材成形体を提供することを目的とするもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１は上記の目
的とする水硬性組成物を提供するものであって、その要
旨とするところは、必須成分として、（Ａ）超速硬セメ
ントおよび（Ｂ）熱可塑性高分子を含有し、実質的に水
を含有しないことを特徴とする水硬性組成物に存する。
本発明の第２は、上記の目的とする水硬性複合材成形体
を提供するものであって、その要旨とするところは、必
須成分として、（Ａ）および（Ｂ）熱可塑性高分子を含
有し、実質的に水を含有しない水硬性組成物を、熱可塑
性樹脂成形法によって目的形状の未硬化成形体とし、次
いでこの未硬化成形体を水和硬化法によって硬化してな
る成形体に存する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明で用いられる（Ａ）成分
は、超速硬セメントであることを特徴とする。これによ
って、未硬化成形体を水中、特に従来の水硬性組成物で
は十分な性能を有する成形体を得るのが困難であった、
室温程度の水中での硬化によっても、十分な強度や弾性
率を得ることができる。この超速硬セメントは超早強ポ
ルトランドセメントよりも速く硬化する［例えば荒井康
夫著「改訂２版セメントの材料化学」大日本図書（株）
発行第２２０頁参照］。具体的には、水と練り混ぜ、
３時間経過後の圧縮強さが８０〜１５０ｋｇ／ｃｍ²程
度のものである。この超速硬セメントの化学組成は、他
のセメントと大差ないが、鉱物組成において、１２Ｃａ
Ｏ・７Ａｌ₂Ｏ₃又は１１ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃・Ｃａ
Ｆ₂を通常５〜３０％程度含むことが特徴である。この
超速硬セメントの製造原料は通常のポルトランドセメン
ト製造に用いる原料のほかに、Ａｌ₂Ｏ₃源としてボ−
キサイト、ＣａＦ₂源としてホタル石を使用してもよ
い。また、早強ポルトランドセメントなどに、１２Ｃａ
Ｏ・７Ａｌ₂Ｏ₃を添加してもよい。製造方法はポルト
ランドセメントと同じである。焼成によってできたクリ
ンカ−にＣａＳＯ₄又はＣａＳＯ₄・１／２Ｈ₂Ｏを主
体とする添加剤や１２ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃を必要に応
じて加え、粉砕し超速硬セメントとする。さらに凝結調
節剤等を添加してもよい。

【０００７】本発明において（Ｂ）成分として用いられ
る熱可塑性高分子としては、熱可塑性高分子であれば特
に限定されるものでない。具体的には、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、ポリブチラ
−ル樹脂、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（ナイロン−６、ナイロン−６
６）、ポリウレタン、ポリエステル（ポリエチレンテレ
フタレ−ト、ポリブチレンテレフタレ−ト）あるいはこ
れらの共重合体等の熱可塑性高分子が挙げられる。特に
好ましいのは、エチレンと他の炭素−炭素二重結合を有
する不飽和化合物との共重合体で、具体的にはエチレン
−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合
体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−
アクリロニトリル共重合体、エチレン−アクリルアミド
共重合体、エチレン−無水マレイン酸共重合体等が挙げ
られる。

【０００８】またこれらを加水分解、エステル化、酸
化、還元、架橋、ケン化等の反応を行なって変性したも
のでもよく、具体的に好ましい変性物としては、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体を部分的にケン化して得られる
エチレン−酢酸ビニル−ビニルアルコ−ル共重合体等が
挙げられる。以上に列挙したもののうち、好ましいのは
エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸
共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体であ
る。これら熱可塑性高分子は水硬性無機質および水酸化
化合物との混練性と最終硬化物の必要物性に応じて２種
以上を適宜混合して使用することができる。（Ｂ）成分
の使用量は、（Ａ）成分１００重量部に対して５〜１５
０重量部が適当である。熱可塑性高分子の使用量が５重
量部より少ないとセメントとの混練が困難となり易く、
硬化物の物性が低下する可能性があり好ましくない。ま
た１５０重量部より多いと硬化に長時間を要する。

【０００９】本発明においては、上記の（Ａ）および
（Ｂ）成分に加え、（Ｃ）成分として（Ａ）成分以外の
水硬性無機質物を加えることができる。この（Ｃ）成分
の水硬性無機質物としては、セメント、石膏等が挙げら
れる。セメントとしては、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
ント等が挙げられる。必要に応じてこれらの２種以上を
適宜混合して用いることができる。特に好ましいのは、
硬化速度の理由により、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である。

【００１０】上記石膏の具体例としては、２水石膏（Ｃ
ａＳＯ₄・２Ｈ₂Ｏ）、半水石膏（αＣａＳＯ₄・１／
２Ｈ₂Ｏ、βＣａＳＯ₄・１／２Ｈ₂Ｏ）、II型無水石
膏（II−ＣａＳＯ₄）、III 型無水石膏（III −αＣａ
ＳＯ₄、III −βＣａＳＯ₄）、透明石膏（ｓｅｌｅｎ
ｉｔｅ）、雪花石膏（ａｌａｂａｓｔｅｒ）、化学石膏
等が挙げられる。これらの中では、硬化速度の点からII
型無水石膏が好ましい。上記（Ｃ）成分は、粉末状であ
るのが好ましく、また、単独使用または２種類以上の混
合使用のいずれであってもよい。（Ｃ）成分の使用量は
（Ａ）成分１００重量部に対して１〜４００重量部が好
ましい。（Ｃ）成分の使用量が４００重量部より多いと
（Ａ）成分の硬化効果が少なくなる傾向を示すので好ま
しくない。

【００１１】本発明の水硬性組成物は上記の各成分以外
に無機難燃剤の水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネ
シウム、細骨材、軽量骨材、フライアッシュ、炭酸カル
シウム、亜鉛華、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、インディゴ等の無機または有機顔料、あるい
は混練性を向上するために低粘度であるシランカップリ
ング剤、シリコ−ンオイル、有機溶剤などの液状材料、
またはステアリン酸、ステアリン酸金属塩類、ワックス
類、さらに酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、可塑
剤、分散剤、架橋剤、架橋助剤、帯電防止剤、発泡剤等
を本発明の効果を損なわない範囲で加えてもよい。そし
て、上記組成からなる本発明の組成物は実質的に水を含
まないことが必要である。例えば（Ｂ）成分が水エマル
ジョンや、水ディスパ−ジョンの状態で配合された組成
物は、このものから成形体を得る際の水和硬化時間が長
引いたり、得られた成形体にクラックやヒビが発生した
りする恐れがある。

【００１２】次に成形体の製造方法について説明する。
上記成分をロ−ルやミキサ−等でポリマ−の軟化点以上
または分解温度以下で混合、混練し、ペレット状ないし
シ−ト状にする。各成分の添加順序は特に限定されな
い。（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）成分以外の成分も添加順序
は特に限定されないが、粉体同士は予備混合して使用し
てもよい。混合、混練して得られたペレット状ないしシ
−ト状の物を圧縮成形やインジェクション装置を用いて
所望の形状とした後、水中、温水中あるいは水蒸気の雰
囲気下で硬化を進行させる。好ましい硬化条件は水中０
〜１００℃、または蒸気中１００〜１８０℃である。そ
の結果、所望の形状を保持し、かつ機械的物性の優れた
成形体を得ることができる。

【００１３】

【実施例】

実施例１〜６および比較例１〜３表１および表２に示す（Ａ）成分、（Ｂ）成分および
（Ｃ）成分を、表１および表２に示す割合の量（重量
部）で配合し、これを２本ロ−ルで１５０〜２００℃に
おいて均一になるまで混練し、次いで１５０〜２００℃
で１０分間圧縮成形し、厚さ５ｍｍの板状体を得た。表
１および表２に記載される実施例１〜６および比較例１
〜３で用いた（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）成分は次のも
のである。（Ａ）成分の超速硬セメントは電気化学工業
（株）製の商品名「デンカス−パ−セメントタイプＳ
−５」（鉱物組成：３ＣａＯ・ＳｉＯ₂４９．３％、２
ＣａＯ・ＳｉＯ₂８．０％、３ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃６．
１％、４ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・Ｆｅ₂Ｏ₃６．４％、１
２ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃１８．７％）である。（Ｂ）成
分のＥＶＡ（エチレン／酢酸ビニル共重合樹脂）は三菱
化学（株）製の商品名「三菱ポリエチＬＶ７８０」で
ある。（Ｃ）成分の石膏は吉野石膏（株）製の商品名
「桜印焼石膏Ａ級」（ＣａＳＯ₄・１／２Ｈ₂Ｏ）で
ある。（Ｃ）成分の早強セメントは秩父小野田セメント
（株）製早強ポルトランドセメント（鉱物組成：３Ｃａ
Ｏ・ＳｉＯ₂６７％、２ＣａＯ・ＳｉＯ₂９％、３Ｃａ
Ｏ・Ａｌ₂Ｏ₃８％、４ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・Ｆｅ₂Ｏ
₃８％）である。

【００１４】以上のようにして成形された未硬化の板状
体について、曲げ試験を行なった。即ちＪＩＳＫ６９
１１に準拠し、曲げ弾性率および曲げ強度を測定した。
試験条件は、３点曲げ、スパン／厚み＝１４、荷重速度
５ｍｍ／分であり、得られた曲げ弾性率および曲げ強度
の単位はｋｇ／ｃｍ²である。このようにして未硬化の
板状体で測定された値は表１および表２において硬化前
の表示の欄に示される。

【００１５】次に、上記未硬化の板状体を２３℃の水中
に浸漬し、１日間浸漬したものについて上記と同様にし
て曲げ試験を行ない、得られた曲げ弾性率および曲げ強
度を、「硬化１日」の欄に示す。同様にして３日間同温
度の水中に浸漬したものについての結果を「硬化３日」
とし、更に硬化７日、硬化１４日および硬化２８日の結
果を測定し、表１および表２に示す。表１および表２の
最下段の「Ｂ成分量（ｗｔ％）」は、（Ａ）、（Ｂ）お
よび（Ｃ）成分の合計全量中にしめる（Ｂ）成分の割合
を示すものである。次に表１及び表２を示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【表２】

【００１８】

【発明の効果】

（イ）本発明の水硬性組成物は射出成形、押出成形、圧
縮成形等の熱可塑性樹脂成形法により成形することが可
能であり、かつ型枠などで拘束することなく硬化するこ
とができる。（ロ）得られた成形体は高強度、高弾性率を示す。その
ため、本発明の水硬性組成物は、機械的物性の信頼性の
向上および生産性の向上に極めて有益である。（ハ）従って、本発明の水硬性組成物は間仕切り材、天
井材、床材、屋根材、外壁材、人工大理石、防音材、遮
音材、止水材、型枠、すて型枠、補修材等の建築材料、
土木材料、屋外構造物、または絶縁板や制振板などの電
気材料、電線被覆材等として広く使用することができ
る。（ニ）また、本発明の組成物を成形したものは、低温で
容易に硬化するため（例えば実施例では２３℃の温水中
で硬化）、大がかりな装置が不要となり、工業的実施上
大きな利点を有する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】必須成分として、（Ａ）超速硬セメント
および（Ｂ）熱可塑性高分子を含有し、実質的に水を含
有しないことを特徴とする水硬性組成物。
【請求項２】必須成分として、（Ａ）超速硬セメン
ト、（Ｂ）熱可塑性高分子および（Ｃ）上記の（Ａ）超
速硬セメント以外の水硬性無機質物を含有し、実質的に
水を含有しないことを特徴とする水硬性組成物。
【請求項３】（Ａ）超速硬セメント１００重量部に対
し、（Ｂ）熱可塑性高分子を５〜１５０重量部配合して
なることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
水硬性組成物。
【請求項４】（Ａ）超速硬セメント１００重量部に対
し、（Ｃ）の成分の水硬性無機質物を１〜４００重量部
配合してなることを特徴とする請求項２または請求項３
に記載の水硬性組成物。
【請求項５】（Ｂ）熱可塑性高分子がエチレン−酢酸
ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチ
レン−アクリル酸エチル共重合体からなる群から選ばれ
た少なくとも１種であることを特徴とする請求項１ない
し請求項４のいずれかの項に記載の水硬性組成物。
【請求項６】請求項１ないし請求項５のいずれかの項
に記載の水硬性組成物を、熱可塑性樹脂成形法によって
目的形状の未硬化成形体とし、次いでこの未硬化成形体
を水和硬化法によって硬化して得られたものであること
を特徴とする成形体。