JP2511681B2 - 高強度軽量ケイ酸カルシウム成形体及びその製造方法 - Google Patents
高強度軽量ケイ酸カルシウム成形体及びその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は高強度軽量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。
製造方法に関するものである。
さらに詳しくは、軽量かつ高強度で天然木材と同様の
加工性を有し、同時に耐火性、耐腐巧性および寸法安定
性にすぐれているため建築材料として好適に使用できる
ケイ酸カルシウム成形体およびその製造方法に関するも
のである。
加工性を有し、同時に耐火性、耐腐巧性および寸法安定
性にすぐれているため建築材料として好適に使用できる
ケイ酸カルシウム成形体およびその製造方法に関するも
のである。
［従来の技術］ ケイ酸カルシウムは軽量で熱的に安定な物質であり、
この特性を利用した成形体が市販されている。このうち
軽量という特性を生かしたものに断熱材、保温材があ
り、また熱的に安定で耐火性という特性を生かしたもの
に珪カルボードがあり、それぞれ大量に生産されてい
る。しかし前者は嵩密度が0.3g/cm3以下のものであり、
後者は嵩密度が0.7g/cm3以上のものである。この中間の
嵩密度である0.3〜0.7g/cm3に相当する成形体について
は従来ほとんど商品化されていなかった。
この特性を利用した成形体が市販されている。このうち
軽量という特性を生かしたものに断熱材、保温材があ
り、また熱的に安定で耐火性という特性を生かしたもの
に珪カルボードがあり、それぞれ大量に生産されてい
る。しかし前者は嵩密度が0.3g/cm3以下のものであり、
後者は嵩密度が0.7g/cm3以上のものである。この中間の
嵩密度である0.3〜0.7g/cm3に相当する成形体について
は従来ほとんど商品化されていなかった。
この嵩密度0.3〜0.7g/cm3という値は天然木材とほぼ
同じであり、ケイ酸カルシウムを成形して人造木材を製
造しようとする試みが提案されている。例えば、（１）
ケイ酸カルシウム水和物100重量部、カルボキシル基を
含むスチレン−ブタジエン共重合体ラテックス５〜30重
量部（固形分として）、カチオン型高分子凝集剤及び水
からなる水性スラリーを成形、乾燥してなるケイ酸カル
シウム成形体（特開昭60-246251号公報）、（２）ケイ
酸カルシウム水和物スラリーの固形分100重量部、疎水
性のエチレン性不飽和単量体を乳化剤の不存在下で重合
させて得られる重合体エマルジョン５〜50重量部（固形
分として）、凝集剤0.05〜15重量部からなる組成物を成
形、乾燥してなるケイ酸カルシウム系成形体（特開昭61
-17462号公報）等である。
同じであり、ケイ酸カルシウムを成形して人造木材を製
造しようとする試みが提案されている。例えば、（１）
ケイ酸カルシウム水和物100重量部、カルボキシル基を
含むスチレン−ブタジエン共重合体ラテックス５〜30重
量部（固形分として）、カチオン型高分子凝集剤及び水
からなる水性スラリーを成形、乾燥してなるケイ酸カル
シウム成形体（特開昭60-246251号公報）、（２）ケイ
酸カルシウム水和物スラリーの固形分100重量部、疎水
性のエチレン性不飽和単量体を乳化剤の不存在下で重合
させて得られる重合体エマルジョン５〜50重量部（固形
分として）、凝集剤0.05〜15重量部からなる組成物を成
形、乾燥してなるケイ酸カルシウム系成形体（特開昭61
-17462号公報）等である。
［発明が解決しようとする問題点］ しかし、（１）の発明の成形体は明細書の実施例によ
れば嵩密度0.5g/cm3のときの曲げ強度が40〜110kgf/cm2
にすぎない。またスチレン−ブタジエン共重合体ラテッ
クスは、塗料の溶剤として使用されるトルエン、キシレ
ンに対して溶解するため、成形体表面を塗装する場合、
塗料の種類や量が限定され、成形体に十分な装飾性を付
与できないという欠点がある。
れば嵩密度0.5g/cm3のときの曲げ強度が40〜110kgf/cm2
にすぎない。またスチレン−ブタジエン共重合体ラテッ
クスは、塗料の溶剤として使用されるトルエン、キシレ
ンに対して溶解するため、成形体表面を塗装する場合、
塗料の種類や量が限定され、成形体に十分な装飾性を付
与できないという欠点がある。
また、（２）の発明の成形体は強度の問題を解決しよ
うとするものであり、実施例によれば、嵩比重が0.44〜
0.48gcm3で曲げ強度130〜150kgf/cm2であるが、重合体
エマルジョンを30部（固形分）添加しており、耐火性の
面で問題がある。
うとするものであり、実施例によれば、嵩比重が0.44〜
0.48gcm3で曲げ強度130〜150kgf/cm2であるが、重合体
エマルジョンを30部（固形分）添加しており、耐火性の
面で問題がある。
本発明は、従来の発明のこのような欠点を改善したも
ので、曲げ強度、耐火性及び耐溶剤性にすぐれたケイ酸
カルシウム成形体を提供するものである。
ので、曲げ強度、耐火性及び耐溶剤性にすぐれたケイ酸
カルシウム成形体を提供するものである。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、ケイ酸カルシウム水和物100重量部、自己
架橋型アクリル酸エステル重合体３〜20重量部、補強繊
維１〜30重量部及びアニオン性分散剤0.1〜３重量部か
らなる高強度軽量ケイ酸カルシウム成形体とその製造方
法に関する。
架橋型アクリル酸エステル重合体３〜20重量部、補強繊
維１〜30重量部及びアニオン性分散剤0.1〜３重量部か
らなる高強度軽量ケイ酸カルシウム成形体とその製造方
法に関する。
本発明のケイ酸カルシウム成形体はケイ酸カルシウム
スラリー、自己架橋型アクリル酸エステル重合体エマル
ジョン、補強繊維及びアニオン性分散剤さらに必要に応
じて膨張材などを配合したものをスラリーの水量が水／
固形分重量比で４〜12になるよう調整したのち混合し、
脱水プレス成形後乾燥することにより製造できる。自己
架橋型アクリル酸エステル重合体エマルジョンを添加
し、アニオン性分散剤存在下で、水／固形分重量比が４
〜12のスラリーを用いることにより、従来のケイ酸カル
シウム成形体に比べて高強度で耐溶剤性に優れたケイ酸
カルシウム成形体を提供することができる。
スラリー、自己架橋型アクリル酸エステル重合体エマル
ジョン、補強繊維及びアニオン性分散剤さらに必要に応
じて膨張材などを配合したものをスラリーの水量が水／
固形分重量比で４〜12になるよう調整したのち混合し、
脱水プレス成形後乾燥することにより製造できる。自己
架橋型アクリル酸エステル重合体エマルジョンを添加
し、アニオン性分散剤存在下で、水／固形分重量比が４
〜12のスラリーを用いることにより、従来のケイ酸カル
シウム成形体に比べて高強度で耐溶剤性に優れたケイ酸
カルシウム成形体を提供することができる。
本発明のケイ酸カルシウムは石灰質原料、ケイ酸質原
料及び水とから水熱合成反応によって得られた通常トバ
モライト、ゾノトライトと呼ばれるケイ酸カルシウムが
好適であり、ケイ酸カルシウム成形体の製造に当たって
はケイ酸カルシウムスラリー詳しくはケイ酸カルシウム
水和物水性スラリーとして使用する。石灰質原料として
は生石灰、消石灰等があり、ケイ酸質原料としてはケイ
石、ケイ砂、フェロシリコンダストなどがあり、これら
を微粉砕物として使用する。石灰質原料、ケイ酸質原料
及び水を所定割合に配合し、通常はオートクレーブによ
って水熱合成反応を行ないケイ酸カルシウム水和物水性
スラリー（以下、単にケイ酸カルシウムスラリーと略す
場合がある。）を製造する。石灰質原料とケイ酸質原料
の配合割合は合成するケイ酸カルシウムの種別、使用す
る原料の出所などによって相違するが、例えばゾノトラ
イト（6CaO・6SiO2・H2O）を合成する場合にはCaO/SiO2
モル比がほぼ１になるように石灰質原料とケイ酸質原料
を配合する。またこれら原料と水の配合割合は水／（石
灰質原料＋ケイ酸質原料）重量比で５〜15である。所定
の割合に配合した石灰質原料、ケイ酸質原料及び水をオ
ートクレーブに仕込み、150〜250℃の温度で１〜24時間
攪拌しながら水熱合成反応を行なってケイ酸カルシウム
スラリーを製造する。
料及び水とから水熱合成反応によって得られた通常トバ
モライト、ゾノトライトと呼ばれるケイ酸カルシウムが
好適であり、ケイ酸カルシウム成形体の製造に当たって
はケイ酸カルシウムスラリー詳しくはケイ酸カルシウム
水和物水性スラリーとして使用する。石灰質原料として
は生石灰、消石灰等があり、ケイ酸質原料としてはケイ
石、ケイ砂、フェロシリコンダストなどがあり、これら
を微粉砕物として使用する。石灰質原料、ケイ酸質原料
及び水を所定割合に配合し、通常はオートクレーブによ
って水熱合成反応を行ないケイ酸カルシウム水和物水性
スラリー（以下、単にケイ酸カルシウムスラリーと略す
場合がある。）を製造する。石灰質原料とケイ酸質原料
の配合割合は合成するケイ酸カルシウムの種別、使用す
る原料の出所などによって相違するが、例えばゾノトラ
イト（6CaO・6SiO2・H2O）を合成する場合にはCaO/SiO2
モル比がほぼ１になるように石灰質原料とケイ酸質原料
を配合する。またこれら原料と水の配合割合は水／（石
灰質原料＋ケイ酸質原料）重量比で５〜15である。所定
の割合に配合した石灰質原料、ケイ酸質原料及び水をオ
ートクレーブに仕込み、150〜250℃の温度で１〜24時間
攪拌しながら水熱合成反応を行なってケイ酸カルシウム
スラリーを製造する。
次にケイ酸カルシウムスラリー、自己架橋型アクリル
酸エステル重合体エマルジョン、補強繊維及びアニオン
性分散剤などを混合する。
酸エステル重合体エマルジョン、補強繊維及びアニオン
性分散剤などを混合する。
自己架橋型アクリル酸エステル重合体の架橋性官能基
は特に限定されないが、カルボキシル基、水酸基、エポ
キシ基、アミノ基、メチロール基などをもつモノマーを
共重合させることにより導入できる。
は特に限定されないが、カルボキシル基、水酸基、エポ
キシ基、アミノ基、メチロール基などをもつモノマーを
共重合させることにより導入できる。
造膜温度は皮膜の硬さと相関関係があり、10〜40℃好
ましくは10〜30℃の場合、良好な結果が得られる。造膜
温度が10℃より低いアクリル酸エステル重合体を添加し
た場合、成形体の曲げ強度が低くなり、造膜温度が40℃
より高い場合も曲げ強度が低下し、さらにかとう性が悪
くなり、木材のような弾性体を製造することはできな
い。アクリル酸エステル重合体はケイ酸カルシウム100
重量部に対して３〜20重量部使用する。使用量が少なす
ぎると加工性に難があり、強度もやや弱く、また、多す
ぎると耐火性に問題が生じる。
ましくは10〜30℃の場合、良好な結果が得られる。造膜
温度が10℃より低いアクリル酸エステル重合体を添加し
た場合、成形体の曲げ強度が低くなり、造膜温度が40℃
より高い場合も曲げ強度が低下し、さらにかとう性が悪
くなり、木材のような弾性体を製造することはできな
い。アクリル酸エステル重合体はケイ酸カルシウム100
重量部に対して３〜20重量部使用する。使用量が少なす
ぎると加工性に難があり、強度もやや弱く、また、多す
ぎると耐火性に問題が生じる。
なお、非架橋型アクリル酸エステル重合体エマルジョ
ンを使用した場合、成形体の曲げ強度および加工性には
問題はないが、耐溶剤性が悪い。
ンを使用した場合、成形体の曲げ強度および加工性には
問題はないが、耐溶剤性が悪い。
補強繊維として通常は、デンプンやPVAで収束された
いわゆるヤーン系Ｅガラスが使用できる。ガラス繊維は
成形体の強度及び弾性率を向上させ、製造時のスラリー
中でケイ酸カルシウム及びアクリル酸エステル重合体エ
マルジョンの保持力を向上させて加圧脱水成形時のろ過
分離を良好ならしめる作用があるが、加工性、耐水性、
耐熱性等の面からその使用量はケイ酸カルシウム100重
量部に対して１〜30重量部好ましくは３〜15重量部であ
る。
いわゆるヤーン系Ｅガラスが使用できる。ガラス繊維は
成形体の強度及び弾性率を向上させ、製造時のスラリー
中でケイ酸カルシウム及びアクリル酸エステル重合体エ
マルジョンの保持力を向上させて加圧脱水成形時のろ過
分離を良好ならしめる作用があるが、加工性、耐水性、
耐熱性等の面からその使用量はケイ酸カルシウム100重
量部に対して１〜30重量部好ましくは３〜15重量部であ
る。
アニオン性分散剤としては、特に限定されないがリグ
ニン系、高級多価アルコールのスルホン酸塩系、オキシ
有機酸系、アルキルアリスルホン酸塩および高縮合物
系、メラミン縮合物系、β−ナフタリンスルホン酸ホル
マリン縮合物等の通常のセメント分散剤が使用できる。
使用量は0.1〜３重量部である。
ニン系、高級多価アルコールのスルホン酸塩系、オキシ
有機酸系、アルキルアリスルホン酸塩および高縮合物
系、メラミン縮合物系、β−ナフタリンスルホン酸ホル
マリン縮合物等の通常のセメント分散剤が使用できる。
使用量は0.1〜３重量部である。
アニオン性分散剤を添加することにより、水／固形分
重量比を低くしても最適なスラリー粘度が得られる。こ
のように、スラリーの水／固形分重量比を低くすること
により、アクリル酸エステル重合体のケイ酸カルシウム
への定着がよくなる。また、配合したガラス繊維が毛玉
状に集合することがなくスラリー中に均一に分散する。
また、アニオン性分散剤はガラス繊維とスラリーとの濡
れ性を良くするため、ケイ酸カルシウムやアクリル酸エ
ステル重合体に対するガラス繊維の接着性を高め、製品
の曲げ強度を向上させる。
重量比を低くしても最適なスラリー粘度が得られる。こ
のように、スラリーの水／固形分重量比を低くすること
により、アクリル酸エステル重合体のケイ酸カルシウム
への定着がよくなる。また、配合したガラス繊維が毛玉
状に集合することがなくスラリー中に均一に分散する。
また、アニオン性分散剤はガラス繊維とスラリーとの濡
れ性を良くするため、ケイ酸カルシウムやアクリル酸エ
ステル重合体に対するガラス繊維の接着性を高め、製品
の曲げ強度を向上させる。
ケイ酸カルシウムスラリー、エマルジョン及びガラス
繊維など各物質が均一に分散したスラリーを、例えば型
枠に充填して加圧濾過脱水する方法で成形されるが、目
的、用途に応じて適宜他の成形法を採用することができ
る。成形したのち乾燥すると目的とするケイ酸カルシウ
ム成形体が得られる。乾燥温度は通常60℃〜160℃であ
り、好ましくは80℃〜140℃である。
繊維など各物質が均一に分散したスラリーを、例えば型
枠に充填して加圧濾過脱水する方法で成形されるが、目
的、用途に応じて適宜他の成形法を採用することができ
る。成形したのち乾燥すると目的とするケイ酸カルシウ
ム成形体が得られる。乾燥温度は通常60℃〜160℃であ
り、好ましくは80℃〜140℃である。
［実施例］ 以下に本発明の実施例を示すが、本発明は実施例に限
定されない。なお、ケイ酸カルシウム成形体の物性は次
の方法で試験した。
定されない。なお、ケイ酸カルシウム成形体の物性は次
の方法で試験した。
（１）曲げ強度:JIS A1408に準じた。
（２）加工性 ：かんながけ、釘打ち、のこ引き等の木
材の加工操作を実施した場合の木材との比較で判定し
た。
材の加工操作を実施した場合の木材との比較で判定し
た。
（３）耐溶剤性：湿気硬化型ウレタン系シーラーを成形
体１m2当り200g塗布した後の側面の剥離の有無より判定
した。
体１m2当り200g塗布した後の側面の剥離の有無より判定
した。
実施例１ ケイ石粉と消石灰とをSiO2/CaOのモル比が１になる様
に混合し、CaOとSiO2との合計重量に対して12倍量の水
を加えてオートクレーブ中で攪拌しながら温度210℃、
圧力19kgf/cm2で３時間水熱合成反応させた。この様に
して得られたケイ酸カルシウムスラリーを水／固形分重
量比が９になるように脱水する。このスラリーに第１表
に示すアクリル酸エステル重合体エマルジョンＡをケイ
酸カルシウムスラリーの固形分100重量部に対して、固
形分で５重量部、水分散型ガラス繊維７重量部、オキシ
カルボン酸のナトリウム塩であるアニオン性分散剤0.5
重量部を添加、混合した。
に混合し、CaOとSiO2との合計重量に対して12倍量の水
を加えてオートクレーブ中で攪拌しながら温度210℃、
圧力19kgf/cm2で３時間水熱合成反応させた。この様に
して得られたケイ酸カルシウムスラリーを水／固形分重
量比が９になるように脱水する。このスラリーに第１表
に示すアクリル酸エステル重合体エマルジョンＡをケイ
酸カルシウムスラリーの固形分100重量部に対して、固
形分で５重量部、水分散型ガラス繊維７重量部、オキシ
カルボン酸のナトリウム塩であるアニオン性分散剤0.5
重量部を添加、混合した。
得られたケイ酸カルシウム水和物水性スラリーを型枠
に充填し加圧濾過脱水した後、120℃で16時間乾燥しケ
イ酸カルシウム成形体を得た。
に充填し加圧濾過脱水した後、120℃で16時間乾燥しケ
イ酸カルシウム成形体を得た。
成形体の試験結果を第２表に示す。
実施例２、３、４ アクリル酸エステル重合体エマルジョンの添加量を、
ケイ酸カルシウムスラリーの固形分100重量部に対して
３、10、20重量部とした以外は実施例１と同様にして成
形体を得た。その結果を第２表に示す。
ケイ酸カルシウムスラリーの固形分100重量部に対して
３、10、20重量部とした以外は実施例１と同様にして成
形体を得た。その結果を第２表に示す。
比較例１ アクリル酸エステル重合体エマルジョンを無添加とし
た以外は、実施例１と同様にして成形体を得た。その試
験結果を第３表に示す。
た以外は、実施例１と同様にして成形体を得た。その試
験結果を第３表に示す。
比較例２ ガラス繊維を無添加とした以外は、実施例１と同様に
加圧濾過脱水したが、乾燥時亀裂が発生し成形体は得ら
れなかった。
加圧濾過脱水したが、乾燥時亀裂が発生し成形体は得ら
れなかった。
実施例５ 第１表に示すアクリル酸エステル重合体エマルジョン
Ｂを実施例１で使用したアクリル酸エステル重合体エマ
ルジョンＡに変えて使用した以外は、実施例１と同様に
して成形体を得た。その結果を第４表に示す。
Ｂを実施例１で使用したアクリル酸エステル重合体エマ
ルジョンＡに変えて使用した以外は、実施例１と同様に
して成形体を得た。その結果を第４表に示す。
比較例３、４、５ 第１表に示すアクリル酸エステル重合体エマルジョン
Ｃ、ＤおよびＥを実施例１で使用したアクリル酸エステ
ル重合体エマルジョンＡに変えて使用した以外は、実施
例１と同様にして成形体を得た。その結果を第４表に示
す。
Ｃ、ＤおよびＥを実施例１で使用したアクリル酸エステ
ル重合体エマルジョンＡに変えて使用した以外は、実施
例１と同様にして成形体を得た。その結果を第４表に示
す。
比較例６ アクリル酸エステル重合体エマルジョンのかわりに、
カルボキシル変性スチレン−ブタジエン共重合体エマル
ジョンを使用した以外は、実施例１と同様にして成形体
を得た。その結果を第４表に示す。
カルボキシル変性スチレン−ブタジエン共重合体エマル
ジョンを使用した以外は、実施例１と同様にして成形体
を得た。その結果を第４表に示す。
［発明の効果］ 本発明は、軽量でありながら高強度を示し、かつ耐火
性及び耐溶剤性に優れ、建築材料として木材と同様の加
工性を具備するケイ酸カルシウム成形体及びその製造方
法を提供する。
性及び耐溶剤性に優れ、建築材料として木材と同様の加
工性を具備するケイ酸カルシウム成形体及びその製造方
法を提供する。
Claims (2)
- 【請求項１】ケイ酸カルシウム水和物100重量部、造膜
温度が10〜40℃である自己架橋型アクリル酸エステル重
合体３〜20重量部、補強繊維１〜30重量部及びアニオン
性分散剤0.1〜３重量部からなる高強度軽量ケイ酸カル
シウム成形体。 - 【請求項２】ケイ酸カルシウム水和物100重量部のスラ
リー、造膜温度が10〜40℃である自己架橋型アクリル酸
エステル重合体３〜20重量部、補強繊維１〜30重量部及
びアニオン性分散剤0.1〜３重量部を配合し水／固形分
重量比が４〜12になるように水量を調整したスラリー
を、混合、脱水プレス成形後乾燥することを特徴とする
高強度軽量ケイ酸カルシウム成形体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62229725A JP2511681B2 (ja) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | 高強度軽量ケイ酸カルシウム成形体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62229725A JP2511681B2 (ja) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | 高強度軽量ケイ酸カルシウム成形体及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6472950A JPS6472950A (en) | 1989-03-17 |
| JP2511681B2 true JP2511681B2 (ja) | 1996-07-03 |
Family
ID=16896718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62229725A Expired - Lifetime JP2511681B2 (ja) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | 高強度軽量ケイ酸カルシウム成形体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2511681B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005018423A1 (de) * | 2005-04-21 | 2006-10-26 | Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Bauteilen |
| EP3308792A4 (en) * | 2015-06-12 | 2018-09-12 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Calcium salt composition and filaggrin production promoter using same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6012990A (ja) * | 1983-07-04 | 1985-01-23 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | ノシヘプタイドの分離回収方法 |
-
1987
- 1987-09-16 JP JP62229725A patent/JP2511681B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6012990A (ja) * | 1983-07-04 | 1985-01-23 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | ノシヘプタイドの分離回収方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6472950A (en) | 1989-03-17 |
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