JP2000016882A

JP2000016882A - 水硬性硬化体およびその製造方法

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Publication number: JP2000016882A
Application number: JP18719998A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Yumae; 勉湯前; Itsuo Yumae; 逸雄湯前; Tadashi Sakai; 正左海
Original assignee: OGAWA SETSUO KENKYUSHO KK; Japan Chemical Industries Co Ltd
Current assignee: OGAWA SETSUO KENKYUSHO KK; Japan Chemical Industries Co Ltd
Priority date: 1998-07-02
Filing date: 1998-07-02
Publication date: 2000-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】断熱性、防火・耐火性、機械特性、耐久性に
優れ、かつ気泡を有する。【解決手段】気泡を有する水硬性硬化体であって、該
水硬性硬化体は、無機水硬材 100重量部、樹脂粒子体
0.1〜 30 重量部、有機高分子体 1〜 100重量部からな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水硬性硬化体および
その製造方法に関し、特に気泡を有する水硬性硬化体お
よびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】軽量で断熱性に優れた建築・構築物用水
硬性硬化体として気泡コンクリートや有機物複合固形物
が用いられている。従来、気泡コンクリートは、セメン
ト、骨材、水などからなるセメントスラリーにアルミニ
ウム粉末を配合して水素ガスにより発泡させる方法や、
界面活性剤を加えた水を泡立てて、これにセメントおよ
び骨材などを配合する方法などが知られている。一方、
発泡スチロール・セメントの複合固形物として、溶融固
化した発泡スチロール体の破砕物群が、セメント・水か
らなるセメントペーストを媒体として結合固着された結
合形態と、所要の成形形状を有する複合固形物が開示さ
れている（特開平５−１９４０５７号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、軽量化
を目的に有機物を複合させると水硬性硬化体としての防
火性や耐火性が維持できないという問題がある。また、
気泡コンクリートは、断熱特性と、構造材としての靭性
および加工性などの機械特性とのバランスが取れたもの
が得られていないという問題がある。さらに、気泡コン
クリートの製造方法も特殊配合剤や特殊装置を必要とす
るなどの問題がある。

【０００４】本発明は、このような問題に対処するため
になされたもので、断熱性、防火・耐火性、機械特性、
耐久性に優れた気泡を有する水硬性硬化体およびその製
造方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の水硬性硬化体
は、気泡を有する水硬性硬化体であって、該水硬性硬化
体は、無機水硬材 100重量部、樹脂粒子体 0.1〜 30 重
量部、有機高分子体 1〜100重量部からなることを特徴
とする。ここで、水硬性硬化体とは、水と反応すること
により硬化する無機化合物を主体とする建築・構築物用
固形物、または成形体をいう。

【０００６】本発明の水硬性硬化体の製造方法は、無機
水硬材、樹脂粒子体、有機高分子体および水より得られ
る気泡を有する水硬性硬化体の製造方法であって、上記
無機水硬材 100重量部と上記樹脂粒子体 0.1〜 30 重量
部と上記有機高分子体 1〜 100重量部と上記水 1〜 100
重量部とを気体を巻込みながら混練する混練工程を有す
ることを特徴とする。

【０００７】本発明は、上記配合とすることにより、ま
た、気体を巻込みながら混練する方法を採用することに
より、微細な気泡を有する水硬性硬化体とすることがで
きる。また、混練により無機水硬材等に巻込まれた気体
の微細な気泡内に混練時における混合物の水分量が移行
するので、水硬性硬化体の乾燥がより容易に均一に起こ
りやすくなる。その結果、本発明の水硬性硬化体は、断
熱性、防火・耐火性、機械特性、耐久性に優れる。さら
に、得られた水硬性硬化体は微細な気泡が表面にも存在
することにより、シリコーン類や弗素化合物類等の撥水
性材料を用いることなく、その表面が撥水傾向を呈し防
水性に優れる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の水硬性硬化体は、水硬性
硬化体としての比重が 0.2〜0.8 となるように気泡を含
むことが好ましい。本発明の水硬性硬化体に含まれる気
泡は、容量比で定義される気泡率が 20 〜80 ％の範囲
にあり、一個の気泡の大きさは平均直径が 0.02 〜2.0m
m の範囲、好ましくは 0.2〜1.0mm の範囲、より好まし
くは約 0.5mm程度にあることが好ましい。このような微
細な気泡が存在することにより、断熱性、靭性に優れる
とともに、水硬性硬化体の表面撥水性が発現する。気泡
となる気体としては、室温、例えば 25 ℃で気体となる
物質であれば使用できる。例えば空気、窒素ガス、炭酸
ガス等を挙げることができる。本発明にあっては、循環
しながら混練しやすい空気が好ましい。

【０００９】本発明に係る無機水硬材は、水と反応して
硬化体を形成する物質であれば使用することができ、た
とえば無機セメント類、エトリンジャイト、石こうなど
を挙げることができる。これらの中で、断熱性、靭性、
耐久性が得られ易い無機セメント類が好ましい。無機セ
メント類は、ポルトランドセメントや早強ポルトランド
セメント、白色ポルトランドセメント、アルミナセメン
ト、焼き石こうなどの水硬性セメント類、高炉セメント
や高硫酸塩スラグセメント、石灰スラグセメント、キー
ンスセメントなどの潜在水硬性セメント類、シリカセメ
ントやフライアッシュセメント、石灰シリカセメント、
ケイ酸アルカリ、オキシクロライドセメント、リン酸セ
メントなどの混合セメント類などを挙げることができ
る。これらのなかで、水硬性セメント類や潜在水硬性セ
メント類が気泡を含有させることのできる無機水硬材と
して好ましい。

【００１０】無機セメントには骨材を配合することがで
きる。骨材としては、川砂、珪砂、砕石砂利、発泡炭酸
カルシウム、黒曜石パーライト、真珠岩パーライト、焼
成バーミキュライト、シラスバルーン等を挙げることが
できる。また、無機セメントと骨材との配合割合は、無
機セメント 100重量部に対して骨材 50 〜500 重量部配
合することが好ましい。この範囲であると、無機セメン
トの水和反応を維持し、強度を保ことができる。

【００１１】本発明に係る樹脂粒子体は、水硬性硬化体
の軽量化に寄与し、上記無機水硬材に配合することので
きる合成樹脂の細粒あるいは粉末であればよい。細粒と
しての粒子径は 0.5〜5 mm、好ましくは 2〜4 mm、より
好ましくは約 3mm程度である。また細粒形状としては円
形であることが好ましい。樹脂粒子体の中でも有機発泡
体の細粒あるいは粉末であることが、より軽量化に寄与
するため好ましい。有機発泡体は、有機樹脂に発泡剤を
添加して加熱時に発生するガスを利用して成形したり、
反応性樹脂が反応時に発生するガスを利用して成形した
りする発泡成形法により得られるものであれば使用する
ことができる。

【００１２】また、樹脂粒子体を形成する熱可塑性樹脂
や熱硬化性樹脂などの樹脂の種類、分解型発泡剤や蒸発
型発泡剤などの発泡手段、射出発泡法や押出し発泡法な
どの成形方法、発泡倍率 3〜4 倍以下の低発泡や 10 〜
70 倍の高発泡などの発泡倍率、独立または連続気泡な
どの気泡構造等は、本発明の水硬性硬化体の種類や用途
により種々選択することができる。たとえば、外壁用な
ど特に断熱性を必要とする場合には独立気泡構造が好ま
しい。本発明にあっては、発泡ポリスチレン、発泡ウレ
タン、発泡ポリエチレンや発泡ポリプロピレンなどの発
泡ポリオレフィンが建築用パネルなどとしての強度や軽
量化を図る上で好適である。また、有機発泡体の溶融固
化物を破砕した細粒あるいは粉末であってもよい。この
場合、廃却される有機発泡体のリサイクルに寄与するこ
とができる。

【００１３】本発明に係る有機高分子体は、無機セメン
トおよび必要に応じて骨材の混合物に有機質バインダー
を配合して得られるポリマーセメントに用いることので
きる高分子物質であれば使用することができる。この有
機高分子体は無機セメントの水和反応とともに、無機セ
メント内に取り込まれ、耐水性能と耐久性とを付与す
る。たとえば、アクリルエマルジョン、ポリ酢酸ビニル
エマルジョン、ポリ酢酸ビニル・ベオバ共重合エマルジ
ョン等を例示することができる。

【００１４】上記無機水硬材、樹脂粒子体、有機高分子
体の配合割合は、無機水硬材 100重量部に対して、樹脂
粒子体 0.1〜 30 重量部、好ましくは 1〜5 重量部、有
機高分子体 1〜 100重量部、好ましくは 5〜 30 重量部
である。各材料の配合割合を上記範囲とすることによ
り、気体を巻込みながら混練することで気泡が含まれや
すくなる。その結果、断熱性、防火・耐火性、機械特
性、耐久性が向上する。

【００１５】本発明の水硬性硬化体の製造方法について
説明する。無機水硬材 100重量部と上記樹脂粒子体 0.1
〜 30 重量部と上記有機高分子体1〜 100重量部と上記
水 1〜 100重量部とを気体を巻込みながら混練すること
により気泡を有する水硬性硬化体が得られる。無機水硬
材、樹脂粒子体および有機高分子体は、上述の材料を使
用することができる。混練は、無機水硬材および樹脂粒
子体等を略均一に予備混合してから行っても、あるいは
配合される材料を順に添加する方法であってもよい。混
練手段は、気泡を巻き込むことのできる方法であれば使
用できる。例えば空気を吹き込みながら撹拌する方法、
空気を巻き込みながら撹拌する方法等がある。空気を吹
き込みながら撹拌する方法は、錨型あるいはプロペラ型
などの撹拌羽および空気吹き込み口を有する撹拌装置内
において混合物の内部に空気を供給しながら混練する方
法である。また空気を巻き込みながら撹拌する方法は、
例えば混合物を上下方向に循環撹拌しながら空気を巻き
込む方法である。具体的には、混合物の一部を分離して
再度混合撹拌することを繰り返すことにより空気を巻き
込む方法である。また、気泡を巻き込むための助剤とし
て混和剤を配合することができる。

【００１６】本発明の水硬性硬化体は、断熱性、防火・
耐火性、靭性などの機械特性、耐久性、表面撥水性に優
れるので、建築物・構築物、産業機器類、屋内屋外装
置、家具類等の構成部材として使用することができる。

【００１７】

【実施例】実施例１無機水硬材としてポルトランドセメントを 100重量部、
樹脂粒子体として粒径3mmの発泡スチロール粒子を 3重
量部、酢酸ビニルエマルジョン（樹脂固形分 40 重量
％）を 10 重量部、水 20 重量部を混合した。この混合
物をその一部を上方向に持ち上げ、その後再度混合撹拌
する循環撹拌により空気を巻き込みながら十分に混合し
て成形型に流し込み厚さ 20mm の水硬性硬化体である建
築用ボードを得た。

【００１８】得られた建築用ボードの比重は 0.60 、気
泡率は 50 ％、気泡粒子は平均粒径0.5mm、熱伝導率は
0.05kcal/h ℃m であった。このボードは、ナイフ、カ
ッターなどで容易に切断でき加工性に優れていた。ま
た、ボード表面に付着した水分は、水玉状となり防水性
に優れていた。

【００１９】このボードを用いてＪＩＳＡ１３０
１規格に基づき、防火性能試験を行なった。供試ボード
の大きさは幅 213cm、高さ 288cmで、加熱等級は屋外防
火２級（加熱時間 30 分、最高温度 840℃）、加熱炉の
熱源は都市ガス（ 11,000kcal/m³ ）、加熱温度の測定
は加熱面から 1 cm 離れた位置の火炎温度であり、温度
測定位置は略中央部で行なった。測定結果を図１に示
す。図１において、曲線１は加熱温度測定結果であり、
曲線２は供試ボード裏面における温度測定結果である。
供試ボード裏面における温度は規定値 260℃に対して約
100℃以下であり、十分な防火性能を有していた。また
防火上有害な変形、破壊、脱落等は供試ボードにみられ
なかった。その他、供試ボード表面および裏面の発炎、
着火等もみられず、有害な発煙等もなかった。

【００２０】実施例２〜実施例５、比較例１表１に示す配合で、実施例１と同一の方法で厚さ 20mm
の水硬性硬化体である建築用ボードを得た。得られたボ
ードの特性を実施例１と同一の方法で評価した。結果を
表１に示す。

【００２１】

【表１】表１に示すように、実施例２〜実施例５の建築用ボード
は防火性能に優れていた。

【００２２】

【発明の効果】本発明の水硬性硬化体は、無機水硬材 1
00重量部、樹脂粒子体 0.1〜 30 重量部、有機高分子体
1〜 100重量部、水 1〜 100重量部より得られ、微細な
気泡を有するので、断熱性、防火・耐火性、機械特性、
耐久性に優れる。また、表面が防水性の水硬性硬化体が
得られる。

【００２３】本発明の水硬性硬化体の製造方法は、微細
な気泡を有する水硬性硬化体を容易に得られる。また、
得られた水硬性硬化体は、断熱性、防火・耐火性、機械
特性、耐久性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】防火性能試験の測定結果を示す図である。

【符号の説明】

１加熱温度測定結果を示す曲線。２供試ボード裏面における温度測定結果を示す曲線。

フロントページの続き (72)発明者湯前逸雄三重県四日市市生桑町336の１番地日本ケミカル工業株式会社内 (72)発明者左海正大阪府大阪市西区九条南３−30−10−905 有限会社小川節夫研究所内Ｆターム(参考） 4G012 MC01 PB21 PB27 PB30 PC11 PC13 PC14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気泡を有する水硬性硬化体であって、該
水硬性硬化体は、無機水硬材 100重量部、樹脂粒子体
0.1〜 30 重量部、有機高分子体 1〜 100重量部、水 1
〜 100重量部より得られることを特徴とする水硬性硬化
体。
【請求項２】無機水硬材、樹脂粒子体、有機高分子体
および水より得られる気泡を有する水硬性硬化体の製造
方法であって、前記無機水硬材 100重量部と前記樹脂粒
子体 0.1〜 30 重量部と前記有機高分子体 1〜 100重量
部と前記水 1〜 100重量部とを気体を巻込みながら混練
する混練工程を有することを特徴とする水硬性硬化体の
製造方法。