(57)【要約】【課題】塗装を施すことなく着色され且つ屋外に長期間曝露されるような場合でも褪色が生じくい着色セメント系成形品を製造することができる着色セメント系成形材料を提供する。【解決手段】ビニルモノマー、水、逆乳化剤及びカーボンブラックを混合攪拌してＷ／Ｏ型エマルジョン組成物を調整する。このＷ／Ｏ型エマルジョン組成物をセメントと共に混合して、セメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組成物からなる着色セメント系成形材料を得る。これによりセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組成物中においてカーボンブラックがビニルモノマーに取り込まれ、着色セメント系成形品を製造した際に、塗装を施すことなく着色された着色セメント系成形品を得ると共に、この着色セメント系成形品中でカーボンブラックはビニルモノマーが重合したポリマー中に取り込まれて固定される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビニルモノマー、水、逆乳化剤及びカーボンブラックを混合攪拌してＷ／Ｏ型エマルジョン組成物を調整した後、この含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組成物をセメントと共に混合して得られるものであることを特徴とするセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組成物からなる着色セメント系成形材料。
【請求項２】
カーボンブラックの含有量が、セメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組成物中の固形分１９０質量部に対して０．５〜１．０質量部の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の着色セメント系成形材料。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の着色セメント系成形材料を成形し、養生硬化すると共にビニルモノマーを重合させることにより得られるものであることを特徴とする着色セメント系成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋根瓦などの外装建材等のセメント系成形品を製造するためのセメント系成形材料及びこれを用いて製造されるセメント系成形品に関し、詳しくは材料自身が着色された着色セメント系成形材料及びこれを用いて製造された着色セメント系成形品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、セメントを主成分とするセメント系成形材料を用いて屋根瓦などの外装建材を製造することが行われている。このような外装建材は、黒色系の外観を付与することが広く行われており、このためセメント系成形品にてこのような外層建材等を製造する場合には、セメント形成成形品に塗装を施すことで着色するようにしていた。
【０００３】
しかし、塗装による着色では長期間屋外に曝露されることにより塗装が剥げ落ちることが多く、また塗装のための手間もかかるため、セメント系成形材料自体を着色してこれを成形することでセメント形成成形品を得る手法が求められていた。
【０００４】
そこで、このような着色セメント系成形材料を得るための方法として、顔料をセメント系成形材料に含有させることが行われていた。
【０００５】
しかし、顔料として酸化鉄（黒）（メタルブラック）を添加してセメント系成形材料を着色すると、この場合は屋外曝露しても褪色劣化しにくいものではあるが、着色性が極端に乏しく、多くの添加量を必要としてしまい、コスト面でのデメリットが大きかった。
【０００６】
一方、顔料としてカーボンブラック等の有機顔料を添加する場合には、このような有機顔料は粒径が小さいためにセメント水和物の空隙を通り抜けやすく、且つセメント材料との親和性が小さいために、このようなセメント系成形材料にて得られるセメント系成形品が風雨に曝された場合にカーボンブラック等が雨水と共に外部へ流出し、褪色しやすいものであった。
【０００７】
このような問題の解決を図るために、例えば特開２０００−２２６２４３号公報や特開２０００−２６１４１号公報等において、カーボンブラックに親水性付与のための表面処理を施したり、カーボンブラックの粒径を大きくしたり、セメント基材に内添撥水剤を添加したりすることが提案されているが、この場合、多少の褪色防止の作用は得られるものの、十分ではなく、また粒径を大きくしたり表面処理を施したりしたカーボンブラックを添加すると着色性が低下してしまうものでもあった。
【０００８】
また、特許文献１等において、有機顔料を含有するポリマーセメントを成形することにより、成形品における有機顔料とポリマーとの結合によって有機顔料の流出の防止を図ることも提案されているが、成形品中でのポリマーと有機顔料との間の結合力を十分に発現させることが困難であり、そのため褪色を十分に防ぐことはできないものであった。
【特許文献１】特表平１１−５１０１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、塗装を施すことなく着色され且つ屋外に長期間曝露されるような場合でも褪色が生じくい着色セメント系成形品を製造することができる着色セメント系成形材料、及びこの着色セメント系成形材料を用いて製造される着色セメント系成形品を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る着色セメント系成形材料はセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組成物からなるものであり、ビニルモノマー、水、逆乳化剤及びカーボンブラックを混合攪拌してＷ／Ｏ型エマルジョン組成物を調製した後、このＷ／Ｏ型エマルジョン組成物をセメントと共に混合して得られるものであることを特徴とするものである。これにより、Ｗ／Ｏ型エマルジョン組成物中ではカーボンブラックがビニルモノマーに取り込まれ、このＷ／Ｏ型エマルジョン組成物を用いて調製されるセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組成物中においてもカーボンブラックがビニルモノマーに取り込まれた状態になることから、この着色セメント系成形材料を用いて着色セメント系成形品を製造すると、塗装を施すことなく着色された着色セメント系成形品を得ることができ、またこの着色セメント系成形品においてはカーボンブラックはビニルモノマーが重合したポリマー中に完全に取り込まれて固定されることとなり、このため着色セメント系成形品中の空隙をカーボンブラックが通り抜けることを防止することができる。またセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組成物から製造した着色セメント系成形品は耐透水性、撥水性が高く、風雨に曝された場合でもカーボンブラックの流出が防止されるものである。
【００１１】
この着色セメント系成形材料においては、カーボンブラックの含有量を、セメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組成物中の固形分１９０質量部に対して０．５〜１．０質量部の範囲となるようにすることが好ましい。このようにすると、着色セメント系成形材料を用いて製造される着色セメント系成形品の曲げ強度を高く維持することができるものである。
【００１２】
また、本発明に係る着色セメント系成形品は、上記のような着色セメント系成形材料を成形し、養生硬化すると共にビニルモノマーを重合させることにより得られるものであることを特徴とするものであり、これにより、上記のように着色セメント系成形品中の空隙をカーボンブラックが通り抜けることを防止することができ、またセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組成物から製造した着色セメント系成形品は耐透水性、撥水性が高く、風雨に曝された場合でもカーボンブラックの流出が防止されるものである
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、着色セメント系成形材料を用いることで、塗装を施すことなく着色され且つ屋外に長期間曝露されるような場合でも褪色が生じくい着色セメント系成形品を得ることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１５】
本発明では、ビニルモノマー、水、逆乳化剤及びカーボンブラックを混合攪拌してＷ／Ｏ型エマルジョン組成物を調整した後、このＷ／Ｏ型エマルジョン組成物とセメントとを混合することでセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組成物からなる着色セメント系成形材料を得るものである。ここで、Ｗ／Ｏ型エマルジョン組成物を調製するにあたっては必要に応じて重合開始剤等を含有させることができ、また着色セメント系成形材料中には必要に応じて骨材、補強繊維といた補強材等を含有させることもできる。
【００１６】
ビニルモノマーとしては、水とＷ／Ｏエマルジョンを形成しうるものであれば、特に制限はなく、通常疎水性の液状物質が利用されるが、例えばスチレン、ジビニルベンゼン、メチルメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。これらのビニルモノマーを用いれば、これらが重合したポリマーがマトリックスを形成して得られるセメント複合材の物理的、機械的性質を向上すると共に、後述するように得られるセメント複合材中の独立気孔中に水が浸入しにくくなり、吸水率を低下させることができるので好ましい。このビニルモノマーの使用量は、最終的に得られる着色セメント系成形材料中の水と固形分の総量に対して５〜１０体積％の範囲であることが好ましい。
【００１７】
また、逆乳化剤はＷ／Ｏ型エマルジョンに安定性を付与するために配合されるものであり、例えばソルビタンセスキオール、グリセロールモノステアレート、ソルビタンモノオレート、ジエチレングリコールモノステアレート、ソルビタンモノステアレート、ジグリセロールモノオレート等の非イオン界面活性剤、各種アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤等を用いることができる。逆乳化剤の配合量は最終的に得られる着色セメント系成形材料中の水と固形分の総量に対して１〜３体積％の範囲が好ましい。
【００１８】
また、重合開始剤としては有機過酸化物等の適宜のものを用いることができる。
【００１９】
また、カーボンブラックは着色セメント系成形材料を着色するために用いられるものであり、少量であっても優れた着色効果が得られる。このカーボンブラックの配合量は特に制限されないが、最終的に得られる着色セメント系成形材料中の固形分の総量１９０質量部に対してカーボンブラックの含有量が０．５質量％以上となるように配合することが好ましく、これにより十分な着色を行うことができる。またカーボンブラックの配合量の上限は特定制限されないが、この配合量が大きくなるとセメント系成形品の曲げ強度が低くなってしまうため、高い曲げ強度を有する着色セメント系成形品を得るためには、着色セメント系成形材料中の固形分（すなわち、セメント及び必要に応じて含有される補強材等）の総量１９０質量部に対してカーボンブラックの含有量が１．０質量部以下となるようにすることが好ましい。
【００２０】
また、カーボンブラックの粒径は特に制限されないが、高い着色性を発揮するためには０．０２μｍ〜０．１μｍの範囲であることが好ましい。
【００２１】
また、水の使用量としては、着色セメント系成形材料の養生硬化に必要とされる適宜の量が用いられ、且つＷ／Ｏ型エマルジョン組成物を調製する際、及びこれとセメント等とを混合して着色セメント系成形材料を調製する際にＷ／Ｏ型エマルジョンを形成できるように調整するものであるが、好ましくは重量比率でセメント１に対して水０．３〜２の範囲とする。
【００２２】
また、セメントとしては、特に制限されるものではないが、ポルトランドセメント、フライアッシュセメント、高炉セメント、アルミナセメント、ハイアルミナセメント、シリカヒュームなどを挙げることができるものであり、これらを一種単独で用いたり、二種以上を併用したりすることができる。
【００２３】
また、着色セメント系成形材料中に補強材を含有させる場合には適宜のものを適宜量使用することができるが、例えば砂利、パーライト、シラスバルーン、ガラス粉、アルミナシリケートなどの骨材、ポリプロピレン繊維、アクリル繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維等の合成繊維や、炭素繊維、ガラス繊維、パルプなどの補強繊維を用いることができる。
【００２４】
これらの成分を用いて着色セメント系成形材料を得るにあたっては、上記のようにまずビニルモノマー、水、逆乳化剤及びカーボンブラックを配合し、また必要に応じて重合開始剤を加え、これを混合攪拌してＷ／Ｏ型エマルジョン組成物を調整する。このときカーボンブラックはＷ／Ｏ型エマルジョン組成物中においてビニルモノマーに取り込まれて良好に分散される。
【００２５】
次に、このようなＷ／Ｏ型エマルジョン組成物とセメントとを配合し、或いは更に必要に応じて補強材等を加えたものを混合し、セメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組成物からなる着色セメント系成形材料を得るものである。このときＷ／Ｏ型エマルジョン組成物中で分散していたカーボンブラックは着色セメント系成形材料中でも良好に分散した状態となる。
【００２６】
このような着色セメント系成形材料を所望の形状に成形し、養生硬化させると共にビニルモノマーを重合させることで、着色セメント系成形品が得られるものである。このとき着色セメント系成形品中では、ビニルモノマーが重合したポリマー中にカーボンブラックが完全に取り込まれて固定されることとなり、このため着色セメント系成形品の空隙からのカーボンブラックの通り抜けが防止される。また、着色セメント系成形品はセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組成物からなる着色セメント系成形材料から形成されるために、撥水性や耐透水性が高く、このため着色セメント系成形品を屋外にて風雨に曝した場合でもカーボンブラックの流出が防止されるものである。
【００２７】
従って、上記のようにして得られる着色セメント系成形材料を用いて着色セメント系成形品を形成すると、この着色セメント系成形品は塗装を施すことなくカーボンブラックによって黒色に着色されると共に、この着色セメント系成形品からはカーボンブラックが流出しにくくなっていて褪色が生じにくく、長期間屋外で風雨に曝された場合などにも褪色が生じないものである。このためこの着色セメント系成形品を屋根瓦等の外装建材などとして好適に使用することができる。
【実施例】
【００２８】
（実施例１〜４）
下記表１に示す原料を用い、まずビニルモノマー、逆乳化剤、重合開始剤、水及びカーボンブラックを配合し、混合攪拌することによりＷ／Ｏ型エマルジョン組成物を調製した。
【００２９】
次に、このＷ／Ｏ型エマルジョン組成物と、セメント、骨材及び補強繊維とを混合することで、カーボンブラックを含有するセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組成物からなる着色セメント系成形材料を得た。
【００３０】
この着色セメント系成形材料をプレス成形にてシート状に成形し、８０℃で２４時間蒸気養生して養生硬化させると共にビニルモノマーを重合させて、着色セメント系成形品を得た。
【００３１】
（比較例１）
実施例１〜４と同様の手法により、カーボンブラックを含有しないセメント系成形材料を得た。
【００３２】
このセメント系成形材料をプレス成形にてシート状に成形し、８０℃で２４時間蒸気養生して養生硬化させると共にビニルモノマーを重合させて、セメント系成形品を得た。
【００３３】
（比較例２）
下記表１に示す原料を一度に全て配合し、攪拌混合することで、カーボンブラックを含有する着色セメント系成形材料を得た。
【００３４】
この着色セメント系成形材料を脱水プレス成形してシート状に成形し、８０℃で２４時間蒸気養生して養生硬化させて、着色セメント系成形品を得た。
【００３５】
（曲げ強度試験）
寸法を１００ｍｍ×２００ｍｍ×１０ｍｍに形成した上記の各着色セメント系成形品及びセメント系成形品について、スパンを１５０ｍｍとして三点曲げ試験を行い、オートグラフにて各成形品が破壊されるまでの最大圧力を測定した。
【００３６】
（屋外曝露試験）
上記の各着色セメント系成形品を屋外に曝露し、３ヶ月後及び１年後における褪色の程度を観察した。そして、褪色が生じていないものを「○」、褪色の発生が認められたものを「×」として評価した。尚、着色がなされていない比較例１のセメント系成形品については評価を行っていない。
【００３７】
以上の結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
2006124197.tif 000002
【００３９】
表１に示すように、Ｗ／Ｏ型エマルジョンを形成していない着色セメント系成形材料にて得られた比較例２の着色セメント系成形材料では３ヶ月の曝露でもカーボンブラックの流出により褪色が生じたが、実施例１〜４では１年間曝露しても褪色は生じなかった。
【００４０】
また、特に実施例１及び実施例４では、カーボンブラックを含有させていない比較例１のセメント系成形品と同等以上の曲げ強度を有するものとなり、カーボンブラックを含有させたことにより強度低下が認められなかった。