JPS6141877B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は無機物粉末と無機物繊維と有機結合剤
とを主成分とする組成物を界面活性剤を含む水中
に投入してスラリー状となし、該界面活性剤を発
泡剤として発泡せしめてなる発泡スラリーを所定
形状に成型し、乾燥する無機物軽量体の製造方法
に於て、用いる発泡スラリー中に気泡形態保持剤
としてアラビアゴムを配合することを特徴とする
無機物軽量体の製造方法に関するものである。 無機物は不燃性であり、化字的に非常に安定な
材料であること、また、材料価格も比較的低廉な
ものが多い、などの優れた利点を有している。し
かし、この反面、密度が大きいため、製品が重た
くなり、取扱いが困難であること、熱伝導率が大
きく断熱材としては適していないなどの不利な点
をも有している。 本発明はこのような無機物の持つ不燃性に着目
し、この長所を生かし、かつ、重たい、断熱性が
悪いという短所を気泡混入による軽量化により克
服することにより、不燃、断熱、軽量性を合わせ
持つ優れた材料を提供することを目的とするもの
である。 従来無機物粉末を用いた軽量体としては、石
膏・セメントなどの自硬性無機物粉末の硬化時に
気泡や軽量骨材を混入することにより製造したも
のや、非自硬性無機物粉末と有機質・無機質結合
剤とからなる組成に気泡や軽量骨材を混入し製造
したものなど知られている。これらの中で石膏・
セメントなどの自硬性無機物粉末を使用したもの
は軽量気泡コンクリート（ALC）にみられるご
とく構造部材としても使用可能な高強度品が得ら
れる反面、強度形能維持のためにはある程度以上
の嵩比重が必要である。このため嵩比重の小さい
物の製造が困難であること、また柔軟性に欠けも
ろいという問題点を有している。また、強度を無
視して嵩比重の小さい物を得ようとしても、ある
比重以下では全体としての自硬性が失なわれやす
くなり、捕強材として無機物繊維を用いても形態
の保持が困難となる。このため低比重を維持する
には無機物の結合剤や気泡混入剤が必要となるば
かりでなく、気泡形態を最終段階までいかにして
維持するかという問題の解決が必要である。 非自硬性無機物粉末と有機質、無機質結合剤を
主成分とし、水を媒体として、場合により各種繊
維を補強剤として用いた、スラリーを作製し、界
面活性剤あるいは化学反応を利用する分解型発泡
剤等を使用してスラリー中に気泡を混入し成型す
る方法は非自硬性であるため取扱い操作が楽であ
るとの利点を有している。しかし結合剤は多量の
水の存在下では結合効果が発現せず、乾燥終了近
くの水分量が少なくなつた時点から効果を発揮し
だすため、乾燥過程において気泡の崩壊が伴な
い、表面状態の悪化、嵩比重の増加や粉末の分散
不良といつた問題点を有している。 以上述べたように無機物粉末、無機物繊維と有
機系結合剤とを主成分とし、発泡剤を用いてスラ
リー中に気泡を混入して成型する方法で軽量体を
製造する上での最大の問題点は、結合剤が効果を
充分に発揮する乾燥終了段階までいかに気泡形態
を維持するかということである。 本発明者らはこの問題を克服すべく鋭意研究を
行なつた結果本発明に至つたものであり、無機物
粉末と無機繊維と有機質結合剤とを主成分とする
組成物を界面活性剤を含む水中に投入してスラリ
ー状となし、該界面活性剤を発泡剤として発泡せ
しめる無機軽量体の製造において、気泡形態保持
剤としてアラビアゴムを使用することを特徴とす
るものである。 本発明方法では特にアラビアゴムを気泡形態維
持剤として用いることにより、乾燥工程における
気泡の維持、良好な表面状態、設計通りの低嵩比
重を有する製品の製造、無機物粉末と・無機物繊
維の均一分散の維持等の極めて優れた効果を示す
ものである。 本発明に使用するアラビアゴムは水溶性高分子
である。水溶性高分子としてはポリビニルアルコ
ール、ポリビニルアルコール系重合体、ポリアク
リル酸リーダ、メチルセルローズ、アルギン酸ソ
ーダ、澱粉、カゼイン、ゼラチン、ポリエチレン
オキサイド等があり、バインダーや増粘剤として
用いられることはよく知られている。しかしこれ
らの水溶性高分子の中でアラビアゴムと同様の気
泡形態保持剤としての効果を有するものは一つも
なく、アラビアゴムのみが優れた気泡形態保持機
能を有するものである。アラビアゴムは構造が非
常に複雑なものであるため、気泡保持効果がどの
ような理由で発現するかは明らかでない。 本発明でのアラビアゴム配合量は特に限定する
ものではないが、好ましくは全固形分量の0.02〜
５重量部である。その理由は配合量が0.02重量部
以下の時は期待する効果が充分でなく５重量部以
上では本発明での効果は充分発現するが無機物の
特徴である不燃性がそこなわれやすくなるためで
ある。 本発明でいう無機物粉末としては例えば炭酸カ
ルシウム、水酸アルミニウム、二水石膏、焼石
膏、石膏ホイスカー、カオリン、タンク、クレー
セメント、生石灰等各種の無機物を使用すること
が出来る。またこれらの無機物粉末に代えて例え
ばパーライト、シラスバルーン等の軽量骨材を使
用することも可能である。 本発明でいう無機物繊維としては岩綿、石綿、
鉱さい綿、ガラス繊維などがある。特に補強効果
が大きいのはガラス繊維であり、その繊維は３〜
25mmのものが優れている。ガラス繊維は通常数百
本の単繊維を集合した形で使用されているが単繊
維まで解繊することが補強効果を増す上で望まし
い。また製品が柔軟な時は繊維径が細いほど柔軟
性付与の点で好ましい。 上記の無機物繊維はいずれも製品に柔軟性を与
える効果を有するものであるが、経済性、無毒性
などの点から岩綿、鉱さい綿を使用することが好
ましい。 無機物繊維として岩綿或は鉱さい綿を使用し、
界面活性剤としてカチオン系界面活性剤を用いた
時、得られる発泡スラリーは繊維の分散状態、発
泡状態共に良好なものとなる。アニオン系、ノニ
オン系界面活性剤を使用した時には発泡状態が悪
く、嵩高いものが得られず、また繊維の分散状態
もあまり良好でなかつた。この原因は明らかでは
ないが、岩綿等の水スラリー中での表面荷電と界
面活性剤の荷電との相互作用によるものと考えら
れる。 無機物繊維は単独で、あるいは併用して用いて
もよい。 本発明で用いられる有機系結合剤としては例え
ば酢酸ビニル系重合体エマルジヨン、エチレン−
酢酸ビニル系重合体エマルジヨン、アクリル系重
合体エマルジヨン、水溶性フエノール樹脂、ウレ
タン系重合体エマルジヨン、水溶ウレタン樹脂、
塩化ビニル系重合体エマルジヨン等いずれのもの
も使用可能である。 本発明で用いられる界面活性剤としてはノニオ
ン系、カチオン系、アニオン系界面活性剤のいず
れも使用可能であるが、カチオン系界面活性剤は
無機物繊維の種類の違いの影響をあまり受けない
ことより好ましいものである。 カチオン系界面活性剤としてはアルキルトリメ
チルアンモニウムクロライド、ジアルキルジメチ
ルアンモニウムクロライド、アルキルアラルキル
アンモニウムクロライド、並びに前記アルキル基
にアミド結合を含むがごとき第４級アンモニウム
塩や、アルキルアミンアセテート、ポリオキシエ
チレンアルキルアミンなどのアミン並びにその
塩、ピリジン、イミダゾリンなどの環状イミンの
アルキル誘導体等がある。この中で第４級アンモ
ニウム塩が繊維の分散性や気泡の状態から特に望
ましいものである。 本発明で用いられる無機物粉末としてはいずれ
のものも使用可能であるが、無機物粉末が非水硬
性無機物粉末である場合製造時の取扱い操作が楽
であり、得られる製品も柔軟性を有し好ましいも
のである。 無機物粉末として特に水硬性無機物粉末100重
量部と非水硬性無機物粉末100〜600重量部とから
なる混合物を用いると物性に大きな影響を及ぼさ
ないで成型が容易となり、また結晶水などの形で
スラリー中の水が取り込まれるため乾燥時間が短
縮される利点があると同時に、製品の発泡状態の
均一性が高くなる予想外の利点が生ずる。 非水硬性無機物粉末が水硬性無機物粉末100重
量部に対し100重量部より少ない時水硬性が強く
なりすぎ非水硬性無機物粉末が存在するため製品
はもろくなり、表面状態・発泡状態とも悪化し好
ましくない。また600重量部より多くなると目的
とする効果が得難くなり望ましくない。 その他本発明においては増粘剤、分散剤、防水
剤、可塑剤、架橋剤、顔料等を併用することは何
ら問題なく任意に使用可能である。 以下実施例によりこの発明を具体的に説明す
る。 なお、以下部とあるはいずれも重量部である。 実施例 １ エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂エマルジヨ
ン（大日本インキ化学工業(株)商品名EVDIC EP
−11）20部とカチオン型界面活性剤（花王アトラ
ス(株)商品名コータミン24P）５％水溶液20部、ア
ラビヤゴム（試薬１級）５％水溶液10部水30部を
混合撹拌する。次に炭酸カルシウム（白石カルシ
ウム(株)商品名ホワイトン450）80部、ロツクウー
ル（新日本製鉄化学(株)商品名エスフアイバー粒状
綿）10部を加え、ロツクウールが完全に解綿する
までハンドミキサー（商品名ナシヨナルMK−
220A）やホモシーナイザーを用いて、高速で撹
拌混合を行ない均一、微細な気泡を有する発泡ス
ラリーを得た。次に而して得られた発泡スラリー
を220×220×10mmの型に流し込み表面を成形した
後110℃に設定した熱風乾燥機中で60分間乾燥し
た。 得られた成型体の厚さ、嵩比重、表面状態、気
泡状態を表１に示した。 実施例 ２ エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂エマルジヨ
ン（EVADIC EP−11）20部とアラビアゴム（試
薬１級）５％水溶液15部、水30部を混合撹拌す
る。次にこれに水酸化アルミニウム（昭和軽金属
(株)商品名Ｈ−10）60部、焼石膏（吉野石膏(株)商品
名吉野石膏Ｂ級）20部、ロルクウール（エスフア
イバー粒状綿）10部を加え実施例１と同じく高速
で撹拌混合を行ない、発泡スラリーを得た。この
発泡スラリーにガラス繊維（日東紡績(株)商品名チ
ヨツプトストランドCS13PE−802）１部を添加
し短時間混合した後これを220×220×10mmの型に
流し込み成形した後110℃で60分間乾燥を行なつ
た。 得られた成形体の物性データを表１に示した。 比較例 １〜７ 実施例１におけるアラビアゴム５％水溶液10部
の代りに重合度1750、ケン化度98.5％のポリビニ
ルアルコール（(株)クラレ商品名ポバール117）10
％水溶液10部（比較例１）、ポリアクリル酸ソー
ダ（試薬１級）５％水溶液10部（比較例２）、重
合度4000のメチルセルローズ（信越化学工業(株)商
品名メトローズ60SH）（同SH）２％水溶液10部
（比較例３及び４）、アルギン酸ソーダ（試薬１
級）５％水溶液10部（比較例５）、澱粉（試薬１
級）５％水溶液10部（比較例６）およびゼラチン
（試薬１級）５％水溶液10部（比較例７）を用い
た他は実施例１と同じで同様にして成形体を作つ
た。 而して得られた各々の組成からなる成形体の物
性データを表１に示した。 比較例 ８、９ 実施例１におけるカチオン型界面活性剤の代り
にノニオン型界面活性剤（第一工業製薬(株)ノイゲ
ンET170）５※水溶液20部（比較例８）、アニオ
ン型界面活性剤（第一工業製薬(株)商品名ハイテノ
ール325D花王アトラス(株)商品名Ｄ−３−Ｄ）５
％水溶液20部（比較例９、10）を用いた他は実施
例１と同じで同様にして成形体を作つた。 而して得られた各々の組成からなる成形体の物
性データを表１に示した。

【表】

【表】 表−１に示したごとく気泡形態保持材としてア
ラビアゴムを使用した本発明方法製品は設計値通
りの厚さ10mmを有し、比重も0.19〜0.20ｇ/mm³と
軽量であり、表面状態も形成した時の平滑さを有
しており、気泡状態無機粉末の分散状態ともに非
常に良好なものである。これに対して比較例品は
設計値通りの厚さを維持出来ず、比重も0.33〜
0.4と重たくなつている。また表面状態も気泡形
態も保持出来ないため無数の穴が開き、凹凸の著
るしいものとなつている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 無機物粉末と無機物繊維と有機系結合剤とを
   主成分とする組成物を、界面活性剤を含む水中に
   投入して得た発泡スラリーを所望の形状に賦形し
   たのち、加熱乾燥せしめる無機物軽量体の製造方
   法に於て、前記発泡スラリー中に気泡形態保持剤
   としてアラビアゴムを配合せしめることを特徴と
   する無機物軽量体の製造方法。 ２ 無機物繊維が水スラリー中で負に荷電する無
   機物繊維を含有し、かつ界面活性剤がカチオン系
   界面活性剤であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の無機物軽量体の製造方法。 ３ 無機物粉末が非水硬性無機物粉末であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の無機物
   軽量体の製造方法。 ４ 無機物粉末が、水硬性無機物粉末100重量部
   と非水硬性無機物粉末100〜600重量部とからなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の無
   機物軽量体の製造方法。