(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石灰質粉末およびシリカ質粉末からなる組成物１００重量部に対して、エチレン単位の含有量１〜２４モル％のポリビニルアルコール系重合体を０．０５〜１５重量部含有する水硬性組成物。
【請求項２】
石灰質粉末、シリカ質粉末および補強繊維からなる組成物１００重量部に対して、エチレン単位の含有量１〜２４モル％のポリビニルアルコール系重合体を０．０５〜１５重量部含有する水硬性組成物。
【請求項３】
請求項１または２記載の水硬性組成物を４０〜１００℃の常圧の水蒸気下または１００〜２００℃の加圧水蒸気下で養生することを特徴とする無機質成形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は建材および土木用材料などの無機質成形物の原料として好適な水硬性組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より耐火性、断熱性および強度に優れた建材および土木用資材として、珪酸カルシウム板やセメント系無機質板などが広く使用されていた。近年、常温養生や常圧養生ばかりでなく、短時間に高い強度と優れた耐久性を有するセメント成形物を製造する方法として高温高圧での蒸気養生、すなわちオートクレーブ養生が広く用いられるようになった。これらの無機質成形物の大きな用途として、抄造法による多層突き板や押し出し成形方法による建物の壁材を中心とした軽量板がある。これらは比重が軽く、しかも強く強靭な性能が望まれているほか、釘打ち性や耐凍害性などの厳しい性能も要求されている。これらの対策として石綿がセメント成形体の流動性や保形性および強度アップの助剤として必須成分であったが、石綿繊維は人体に有毒であることから、石綿繊維を含有しなくても上記の優れた性能を有し、オートクレーブ養生可能な水硬性組成物の開発が強く望まれている。石綿の代わりにパルプ、ガラス繊維、ビニロン繊維やポリプロピレン繊維などが補強材として添加され、かなりの強度向上につながっているが、高い養生温度に耐えることができなかったり、機械物性や耐久性が不足する場合が多い。その他、補強繊維の他にもセメントマトリックスの強度を向上させ成形物の性能を高める試み（たとえば特公昭５９−３０６６４号、特開昭６４−５６３４６号）が種々なされているが、実際にはシリカヒュームのような超微粉のシリカを必要とし、量およびコストの面で不利となる面が多いのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、高い強度を有する無機質成形物の原料として好適な水硬性組成物を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は上記の問題点を解決すべく鋭意検討した結果、石灰質粉末およびシリカ質粉末からなる組成物１００重量部に対して、エチレン単位の含有量１〜２４モル％のポリビニルアルコール系重合体を０．０５〜１５重量部含有する水硬性組成物を見出し、本発明を完成させるに至ったものである。
【０００５】
本発明における石灰質粉末としては、通常のポルトランドセメント、生石灰、消石灰などの一種以上が用いられる。シリカ質粉末としては、セメント分野においてポゾランと称されている石灰と水の存在下で徐々に水硬性を発揮するもので、珪石粉、フライアッシュ、高炉スラグ粉末、シリカヒューム、珪藻土等のシリカ分の含有率の高い無機粉体などの１種以上が用いられる。補強繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、パルプ繊維、ビニロン、ポリプロ等の合成繊維などの一種以上が用いられる。本発明において、さらに骨材、細骨材を併用するのが好ましく、その一例としては、砂や砕石の他にパーライトなどの中空骨材が挙げられる。
【０００６】
石灰質、シリカ質粉末、補強繊維および骨材の配合割合については特に制限はないが、石灰質１００重量部に対してシリカ質粉末３０〜２００重量部、補強繊維２〜３０重量部および骨材４〜７０重量部が好ましい。
【０００７】
本発明におけるポリビニルアルコール系重合体（以下ＰＶＡと略する）の重合度は、１００〜４０００が好ましく、３００〜３０００がより好ましい。本発明におけるＰＶＡの鹸化度は、６０〜１００モル％が好ましく、７０〜１００モル％がより好ましい。本発明におけるエチレン単位の含有量は、１〜２４モル％であり、１〜１５モル％が好ましく、２〜１２モル％がより好ましい。本発明におけるＰＶＡは、ビニルエステルとエチレンとの共重合体を鹸化することによって得られる。ビニルエステルとしては、蟻酸ビニル，酢酸ビニル，プロピオン酸ビニル，ピバリン酸ビニル，バーサティック酸ビニルなどが挙げられるが、中でも酢酸ビニルが好ましい。
【０００８】
本発明のＰＶＡは、本発明の効果を損なわない範囲で、エチレン以外のエチレン性不飽和単量体を共重合したものでもよい。このようなエチレン性不飽和単量体としては、例えば、アクリル酸，メタクリル酸、（無水）フタル酸，（無水）マレイン酸，（無水）イタコン酸，アクリロニトリル，アクリルアミド，メタクリルアミド，トリメチル−（３−アクリルアミド−３−ジメチルプロピル）−アンモニウムクロリド，アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸およびそのナトリウム塩，エチルビニルエーテル，ブチルビニルエーテル，Ｎ−ビニルピロリドン，塩化ビニル，臭化ビニル，フッ化ビニル，塩化ビニリデン，フッ化ビニリデン，テトラフルオロエチレン，ビニルスルホン酸ナトリウム，アリルスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。
また、チオール酢酸，メルカプトプロピオン酸などのチオール化合物の存在下で、酢酸ビニルなどのビニルエステル系単量体をエチレンと共重合し、それを鹸化することによって得られる末端変性ＰＶＡも用いることができる。
【０００９】
本発明におけるＰＶＡの添加量は、石灰質粉末およびシリカ質粉末からなる組成物（好ましくは補強繊維を含有する組成物）１００重量部に対して、０．０５〜１５重量部である。０．０５重量部より少ないと添加の効果が得られず、１５重量部より多くしても期待した効果が出ないばかりでなく、やや硬化不良を起こすので好ましくない。添加量の下限の好適な範囲は０．２重量部以上、０．８重量部以上がより好ましく、上限の好適な範囲は１０重量部以下、８重量部以下がより好ましい。
【００１０】
石灰質粉末およびシリカ質粉末からなる組成物（好ましくは補強繊維を含有する組成物）にＰＶＡを添加する方法としては、ＰＶＡ粉体またはＰＶＡ水溶液を該組成物中に添加した後、加水してもよく、または添加水の全量または一部にＰＶＡを溶解したものを該組成物に添加しても良い。しかし、抄造法などのように大量の水を使用する場合には、最終配合物中にＰＶＡが存在するように濃度調節を行う必要がある。またＰＶＡ粉末またはＰＶＡ水溶液を養生前の成形物に散布したり、養生前の成形物をＰＶＡ水溶液に含浸しても良い。
【００１１】
本発明における成形物は４０℃以上の水蒸気下で養生されることが必要である。養生条件は、４０〜１００℃のスチーム養生が好ましく、６０〜１００℃のスチーム養生がより好ましく、１００〜２００℃の加圧スチーム養生（オートクレーブ養生）が成形物の強度等の観点から特に好ましい。オートクレーブ養生の時間としては３〜２４時間が好ましい。尚、オートクレーブ養生に先だって、５〜８０℃で１２〜３０時間の一次養生を行うことが好ましく、一次養生は常圧の飽和蒸気圧下でのスチーム養生がより好ましい。
【００１２】
本発明には上記添加物以外の添加物を本発明の効果を損なわない範囲で併用しても差し支えない。その一例としては、メチルセルロースなどの流動性改良剤、デンプン系化合物、多価アルコール、硼酸、硼砂、硼酸カルシウム、硼酸エステルなどの硼酸系化合物、ステアリン酸カルシウムなどの撥水剤、泡連行剤などが挙げられる。
【００１３】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。なお実施例中において特に断りのないかぎり、「％」および「部」は重量基準を表す。
【００１４】
【評価方法】
嵩比重：ＪＩＳ  Ａ５４１３に準拠し、試験片を１００℃で２４時間乾燥後の重量と体積より求めた。
曲げ強度：ＪＩＳ  Ａ１４０８「建築ボード類の曲げ試験法」に準拠し、スパン長５ｃｍで測定した。
釘打ち性：３ｃｍ角の試料１０個のそれぞれの中央部に釘を打ち、破断しなかった個数で表す。
【００１５】
実施例１
ポルトランドセメント４８部、珪石粉３２部およびパーライト１５部からなる配合物９５部に対して、エチレン単位の含有量５モル％，鹸化度９８．５モル％，重合度１５００のＰＶＡ粉末５部を添加して混合した粉体を、叩解パルプ５部を予め水３００部に離解した分散液に投入撹拌してスラリーを抄造後プレス成形して、８０℃で２４時間の１次養生した後、１６０℃で１０時間のオートクレーブ養生をすることにより、無機質成形物を製造した。無機質成形物の製造条件および物性を表１に示す。釘打ち性は９個（破断しなかったもの）であった。
【００１６】
実施例２
エチレン単位の含有量１０モル％，鹸化度９８．５モル％，重合度８００のＰＶＡを使用すること以外は、実施例１と同様にして成形物を得た。無機質成形物の製造条件および物性を表１に示す。釘打ち性は８個（破断しなかったもの）であった。
【００１７】
実施例３
養生条件が８０℃で４８時間であること以外は、実施例１と同様にして無機質成形物を得た。無機質成形物の製造条件および物性を表１に示す。釘打ち性は７個（破断しなかったもの）であった。
【００１８】
比較例１
ＰＶＡを使用しないこと以外は、実施例１と同様にして無機質成形物を製造した。無機質成形物の製造条件および物性を表１に示す。釘打ち性は３個（破断しなかったもの）であった。
【００１９】
比較例２
ＰＶＡとしてクラレ製のＰＶＡ−１１７（重合度１７５０，鹸化度９８．５モル％）を使用した以外は、実施例１と同様にして無機質成形物を製造した。無機質成形物の製造条件および物性を表１に示す。釘打ち性は４個（破断しなかったもの）であった。
【００２０】
比較例３
ＰＶＡを使用しないことならびに養生条件が８０℃で４８時間であること以外は、実施例１と同様にして無機質成形物を製造した。無機質成形物の製造条件および物性を表１に示す。釘打ち性は３個（破断しなかったもの）であった。
【００２１】
【表１】
0003618399.tif 000002
【００２２】
【発明の効果】
本発明の水硬性組成物を使用すると、機械的強度に優れる無機質成形物が得られる。