JPS63201050A - 珪酸カルシウム成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は珪酸カルシウム成形体の製造方法に係り、特に
、建築用耐火断熱材として好適な、軽量かつ強靭で、不
燃性、耐熱性、耐水性に優れた珪酸カルシウム成形体を
、公害発生の問題もなく、工業的有利に製造する方法に
関する。

［従来の技術］ 珪酸カルシウム成形体は、軽量で不燃性に優れ、加工性
も良いことから、各種建材、構造材として、従来より広
く用いられている。

従来、珪酸カルシウム成形体は、通常、石灰質原料粉末
と珪酸質原料粉末とを水の存在下で水熱反応させること
により珪酸カルシウムスラリを得、これを脱水成形した
のち乾燥することにより製造されている。

しかしながら、このような方法で製造された珪酸カルシ
ウム成形体は、耐火断熱性及び加工性には優れるものの
、機械的強度が低く、表面より粉状崩壊しやすく、また
吸水性が大きく寒冷地では吸水した水分の凍結により破
壊する等の欠点を有している。

そこで、これらの欠点を克服するものとして、ポリマー
エマルジョンを珪酸カルシウムに吸着させて（特開昭５
２−１５５１６）、あるいはカルボキシル変性重合体ラ
テックスとカチオン型凝集剤を組み合わせて珪酸カルシ
ウムスラリに吸着させて（特開昭６Ｏ−２４６２５１）
、得られたスラリを；脱水成形した後、乾燥する方法が
提案されている。

このように、珪酸カルシウムにポリマーエマルジョンや
ラテックスを吸着させることにより、上述の珪酸カルシ
ウム成形体の欠点は克服され、曲げ強度が上昇し保釘性
が良くなり、合成木材等としての適性が高められた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、ポリマーエマルジョンやラテックスを珪
酸カルシウムに吸着させる方法では、ポリマーエマルジ
ョンやラテックスと凝集剤との組み合わせが不適切であ
ると、ポリマーエマルジョン等の珪酸カルシウムスラリ
への吸着性が悪くなる。この場合には、処理効率が低下
するばかりでなく、製造工程の排水中にポリマーエマル
ジョン等が流出し、公害発生の原因となる。

［問題点を解決するための手段］ 本発明はこのような問題を解決し、機械的強度が高く、
建材等として有用な珪酸カルシウム成形体を工業的有利
に製造する方法を提供するものであって、 ポリマーエマルジョンを吸着したセピオライト、珪酸カ
ルシウムスラリ及び補強繊維を、珪酸カルシウムスラリ
乾物１００重量部に対し、セピオライトが５〜１００１
ｉ量部、ポリマーエマルジョン乾物が５〜３０重量部、
補強繊維が２〜１５重量部となるように混合し、得られ
た混合物をプレスにより脱水成形したのち、乾燥するこ
とを特徴とする珪酸カルシウム成形体の製造方法、を要
旨とするものである。

以下に本発明をさらに詳細に説明する。

本発明の方法箋おいては、ポリマーエマルジョンを吸着
したセピオライトを、珪酸カルシウムスラリ及び補強繊
維と共に混合する。

セピオライトは、狭義にはマグネシウムの含水珪酸塩鉱
物の１種であり、角セン石と同じく複鎖状構造を有する
ものであるが、本発明ではこれと同様構造を有するパリ
ゴルスカイト、アタパルジャイトを用い得る。そのため
、本発明において、セピオライトは、狭義のセピオライ
トの他、パリゴルスカイト、アタパルジャイト等を含む
概念とする。これらの鉱物は、山皮あるいは海泡石とも
呼ばれ、天然に産するが、人工的にも製造可能である。

セピオライトへのポリマーエマルジョンの吸着は、セピ
オライトの粉末に所定量のポリマーエマルジョンを添加
し混合するだけで比較的容易に行なえる。

セピオライトに吸着させるポリマーエマルジョンとして
は、合成樹脂エマルジョン及びゴムラテックス等が挙げ
られる。合成樹脂エマルジョンとしては、例えば、酢酸
ビニル、塩化ビニル、アクリル酸あるいはメタアクリル
酸又はこれらのエステル等のエチレン性不飽和単量体の
水性媒体中における乳化重合、もしくは、これらの単量
体の２種以上の混合物の乳化共重合によって得られるエ
マルジョン等が挙げられる。具体的には、ポリスチレン
、エチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル
ニトリル共重合体、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化
ビニル、エチレン−プロピレン共重合体、ポリ塩化ビニ
リデン、ポリエチレン、ポリ酢酸ビニル、ハイインパク
トポリスチレン、ＡＢＳ樹脂等が挙げられる。また、ゴ
ムラテックスとしては、天然ゴムラテックス及び合成ゴ
ムラテックス、例えば、スチレン−ブタジェン系ゴムラ
テックス、アクリルニトリル−ブタジェン系ゴムラテッ
クス、その他、ブタジェン系、ポリクロロプレン系、ア
クリル系、イソプレン系、アクリル酸メチル−ブタジェ
ン系ゴムラテックス等が挙げられる。これらはその２種
以上を混合して使用することも可能である。セピオライ
トに吸着させるポリマーエマルジョンの量は、多過ぎる
と十分な吸着ができないため、乾物の重量がセピオライ
トの重量の同量以下であることが望ましい。

珪酸カルシウムスラリは、石灰石原料粉末と珪酸質原料
粉末とをＣａＯとＳｉＯ２のモル比がほぼ１となるよう
に混合し、これに十分量の水を加え水熱反応させること
によって得られる。

補強繊維としては、ガラス繊維、カーボン繊維、アスベ
スト、及びクラフトバルブ、木綿、レーヨン、ビニロン
、ナイロン、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポ
リプロピレン等の天然あるいは合成の有機繊維等を用い
ることができる。これらの繊維は２種以上を混合して使
用することもできる。

本発明においては、所定量のポリマーエマルジョンを吸
着したセピオライトと珪酸カルシウムスラリ及び補強繊
維とを混合し、この混合物をプレスで脱水成形するが、
セピオライトに吸着されたポリマーエマルジョンの量が
少ないと、本発明の目的を達せず、多いと効果がなくな
るとともに製品の耐火性が損なわれるので、ポリマーエ
マルジョンの量は、珪酸カルシウムスラリ乾物１００重
量部に対して、乾物で５〜３０重量部となるように混合
する。

一方、セピオライトは高価であるので、あまりに多量に
用いることはコスト的に不利である。前述の如く、セと
オライドに吸着させるポリマーエマルジョンの量は吸着
性の点から、その乾物重量がセピオライトの重量の同量
以下とすることが好ましいことを勘案すると、本発明に
おいて、必要なセピオライトの量は、珪酸カルシウム乾
物１００重量部に対して５〜１００重量部である。

補強繊維の量は少な過ぎると十分な補強効果が得られず
、多過ぎても補強効果に制限があり、経済的に不利であ
る。しかも、補強繊維が有機繊維の場合には、その混合
量が多過ぎると得られる成形体の耐火性の面で問題が生
じることとなる。このようなことから、本発明において
、補強繊維の混合量は、珪酸カルシウムスラリ乾物１０
０重量部に対して２〜１５重量部とする。

本発明においては、上記のポリマーエマルジョンを吸着
したセピオライトと珪酸カルシウムスラリおよび補強繊
維よりなる混合物に必要に応じて凝集剤、その他の改質
剤等を混合使用することができる。、凝集剤としては、
ＮａＣｆＬ、ＣａＣｌ２、Ａｕｓ＋　　（ＳＯ４）ｚ、
ＨＣｌ、Ｈ２ＳＯ４、ＨＮＯ３、リン酸、ＣＨ３ＣＯ０
Ｈ，アクリル酸、イタコン酸、ポリアミン系又はポリア
ミド系のカチオン型高分子凝集剤、アルキルアミン系又
は第４アンモニウム塩系のカチオン型界面活性剤等を用
いることができる。

本発明においては、ポリマーエマルジョンを吸着したセ
ピオライトと珪酸カルシウムスラリ及び補強繊維、その
他必要に応じてその他の添加剤等を十分に混合し、得ら
れる混合物をプレスで脱水成形し、成形物を乾燥する。

本発明において、プレスによる脱水成形は、常法に従フ
て行なうことができ、その処理条件等に特に制限はない
が、一般にはプレス圧は３０〜６０　Ｋ　ｇ　ｆ　／　
ｃ　ｍ’程度とする。

また、脱水成形後の乾燥は、１００〜１８０℃、とりわ
け１０５〜１５０℃で行なうのが好ましい。

［作用］ 従来の珪酸カルシウムスラリーにポリマーエマルジョン
を直接吸着させる方法に対し、本発明においては珪酸カ
ルシウム成形体を製造するに際して、まずセピオライト
にポリマーエマルジョンを吸着させ、このポリマーエマ
ルジョンを吸着したセピオライトを珪酸カルシウムスラ
リ及び補強繊維と混合する。このセピオライトへのポリ
マーエマルジョンの吸着は非常に強固であるため、珪酸
カルシウムスラリ中へのポリマーエマルジョンの溶出は
殆ど起こらず、プレス時の排水にもエマルジョンの混入
はない。このため、本発明の方法によれば、環境汚染等
の公害問題が解消される。

また、プレス時において、成形体内でポリマーエマルジ
ョンはその一部がセピオライトから滲出し、成形体の構
成物質である珪酸カルシウム水和物、セとオライド、補
強繊維間に入り、それぞれを互いに強固に結合するため
、高曲げ強度の製品となる。また、これにより吸水性も
改善される。

［実施例］ 以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に
説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の
実施例に限定されるものではない。

実施例１ 消石灰と結晶質珪石粉末とを５ｉ０２とＣａＯのモル比
が１＝１になるように調合し、固形分の４倍重量の水を
加えてスラリとし、９０℃で１時間反応させてゲル化し
た。次いで、スラリの３倍の重量の水を加え、オートク
レーブ中で攪拌しながら２１０℃で４時間反応させて珪
酸カルシウムスラリを製造した。

この珪酸カルシウムスラリ１００重量部（固形分換算）
に、２９７μｍ網篩全通セピオライト１５重量部にスチ
レン−ブタジェンゴムラテックス１０重量部を添加混合
したもの及びガラス繊維（ミネロン（耐アルカリガラス
繊維）日本パルカー社製）５重量部を添加し、十分に混
合した後、プレス圧５０　ｋ　ｇ　ｆ　／　ｃ　ｍ　２
でプレス脱°水成形し、得られた成形物を１２０℃で６
時間乾燥し、珪酸カルシウム成形体を製造した。

製造された珪酸カルシウム成形体について、各種物性測
定試験を行ない、その結果を第１表に示した。

なお、曲げ強度及び弾性係数の測定はＪＩＳＺ２１１３
ｒ木材の曲げ試験方法」に従って次のような方法で行な
った。

即ち、約１００ｍｍ（幅）ｘｉ　５０ｍｍｘｌ　Ｏｍｍ
（厚さ）の供試体に、１ｍｍ／ｍｉｎで荷重をかけ、そ
の時の最大荷重Ｐ（ｋｇｆ）と１ｍｍたわむのに要する
荷重Ｆ（ｋｇｆ／ａｍ）をより求め、 で算出した。ただし、 △Ｐ：比例域における上限荷重と下限荷重の差（ｋｇｆ
） △ｙ：△Ｐに対するスパン中央のたわみ（ａｍ） ｌニスパン（ｃｍ） ｈ：供試体厚さくａｍ） ｂ＝供試体幅（ｃｍ） 実施例２，３ 実施例１において、スチレン−ブタジェンゴムラテック
スの代りにアクリル樹脂エマルジョン（実施例２）又は
塩化ビニル樹脂（実施例３）を用いたこと以外は同様に
して成形体を製造し、その物性測定試験を行なった。結
果を第１表に示す。

比較例１ 実施例１で合成した珪酸カルシウムスラリ１００重量部
に、スチレン−ブタジェンゴムラテックス１０重量部、
ガラス繊維５重量部、凝集剤（ポリアクリルアミド（キ
シダ化学工業社製））０．５重量部を添加して十分に混
合した後、プレス脱水成形し、１２０℃で６時間乾燥さ
せて成形体を製造した。得られた成形体の物性測定試験
結果を第１表に示す。

比較例２．３ 比較例１において、スチレン−ブタジェンゴムラテック
スの代りにアクリル樹脂エマルジョン（比較例２）又は
塩化ビニル樹脂（比較例３）を用いたこと以外は同様に
して成形体を製造し、その物性測定試験を行なった。結
果を第１表に示す。

第　　１　　表 第１表より、本発明の珪酸カルシウム成形体は曲げ強度
が著しく高く、弾性にも富むことが明らかである。

なお、上記実施例１〜３においては、いずれも脱水成形
の排水中にポリマーエマルジョンが溶出することはなか
ったが、比較例１〜３においては、排水中にポリマーエ
マルジョンの溶出がみられた。

［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明の珪酸カルシウム成形体の製
造方法は、所定量のポリマーエマルジョンを吸着したセ
ピオライトと珪酸カルシウムスラリ及び補強繊維とを混
合し、得られた混合物をプレスにより脱水成形した後乾
燥するものであって、ポリマーエマルジョンが脱水排水
中に溶出することがなく、公害問題を生起することがな
い。

また、このポリマーエマルジョンの作用により、成形体
の構成物質である珪酸カルシウム水和物、補強繊維及び
セピオライトが互いに強固に結合され、得られる成形体
は曲げ強度、曲げ弾性が大幅に向上する。

このため、本発明の方法によれば、工業的有利に珪酸カ
ルシウム成形体を製造することができ、しかも製造され
た珪酸カルシウム成形体は各種建材、構造材等として極
めて有用である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリマーエマルジョンを吸着したセピオライト、
   珪酸カルシウムスラリ及び補強繊維を、珪酸カルシウム
   スラリ乾物１００重量部に対し、セピオライトが５〜１
   ００重量部、ポリマーエマルジョン乾物が５〜３０重量
   部、補強繊維が２〜１５重量部となるように混合し、得
   られた混合物をプレスにより脱水成形したのち、乾燥す
   ることを特徴とする珪酸カルシウム成形体の製造方法。
2. （２）セピオライトに吸着されたポリマーエマルジョン
   乾物の重量がセピオライトの重量の同量以下であること
   を特徴とする特許請求範囲第１項に記載の珪酸カルシウ
   ム成形体の製造方法。