(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機水硬材 100重量部に対して、薄片状発泡プラスチックスを 0.1〜 50 重量部配合してなる無機水硬組成物であって、
前記薄片状発泡プラスチックスは、発泡プラスチックスの板状体や塊状体を表面からスライスする方法で形成され、前記発泡プラスチックスの形状の厚さ、幅および長さが全て同一でない薄片状充填材であり、該薄片状充填材配合後の前記無機水硬組成物硬化後の曲げ強度および断熱性が、前記発泡プラスチックスの形状の厚さ、幅および長さが略同一である充填材配合後の前記無機水硬組成物硬化後の曲げ強度および断熱性よりも優れていることを特徴とする無機水硬組成物。
【請求項２】
無機水硬材 100重量部に対して、薄片状発泡プラスチックス 0.1〜 50 重量部、有機質バインダー 1〜 20 重量部、骨材 5〜300 重量部、 100〜1000℃で不燃性ガスを放出する無機化合物粉粒体 5〜200 重量部、硬化促進材 1〜150 重量部、混和材 0.01 〜5 重量部、繊維材 0.01 〜 10 重量部配合してなる無機水硬組成物であって、
前記薄片状発泡プラスチックスは、発泡プラスチックスの板状体や塊状体を表面からスライスする方法で形成され、前記発泡プラスチックスの形状の厚さ、幅および長さが全て同一でない薄片状充填材であり、該薄片状充填材配合後の前記無機水硬組成物硬化後の曲げ強度および断熱性が、前記発泡プラスチックスの形状の厚さ、幅および長さが略同一である充填材配合後の前記無機水硬組成物硬化後の曲げ強度および断熱性よりも優れていることを特徴とする無機水硬組成物。
【請求項３】
無機水硬組成物を成形してなる板材であって、前記無機水硬組成物が請求項１または請求項２記載の無機水硬組成物であることを特徴とする板材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無機水硬組成物、それに配合する充填材、および建築材料等として使用することのできる板材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セメントなどの無機水硬物からなる製品は圧縮強度に優れるものの、引張り強度や曲げ強度が低いため、これらの特性を向上させるために種々の補強材が用いられている。
例えば、セメントにセルローズ繊維、プラスチック繊維等の繊維補強材を配合した構造材料（特開平８−１６９７３８号公報）、セメントに繊維状の有機樹脂を補強材として混入したコンクリート（特開平１０−１４３９号公報）が知られている。
また、発泡ポリスチレン・セメントの複合固形物として、溶融固化した発泡ポリスチレン体の破砕物群が、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（特開平５−１９４０５７号公報）とが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、繊維状の補強材は、引張り強度や曲げ強度を向上させるためには、大量に配合しなければならず、また、混合が困難で、高断熱性、軽量化も図れないという問題がある。
また、発泡ポリスチレン体の破砕物を混合する場合、コンクリートの軽量化を図れるが、引張り強度や曲げ強度は向上しないという問題がある。
【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、優れた曲げ強度が得られるとともに、型成形時の製品の収縮を抑えることができる無機水硬組成物、その充填材、および無機水硬組成物を成形して得られる板材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】
本発明の無機水硬組成物は、無機水硬材 100重量部に対して、薄片状発泡プラスチックスを 0.1〜 50 重量部配合してなり、上記薄片状発泡プラスチックスは、発泡プラスチックスの板状体や塊状体を表面からスライスする方法で形成され、上記発泡プラスチックスの形状の厚さ、幅および長さが全て同一でない薄片状充填材であり、該薄片状充填材配合後の上記無機水硬組成物硬化後の曲げ強度および断熱性が、上記発泡プラスチックスの形状の厚さ、幅および長さが略同一である充填材配合後の上記無機水硬組成物硬化後の曲げ強度および断熱性よりも優れていることを特徴とする。
【０００６】
本発明の無機水硬組成物は、無機水硬材 100重量部に対して、薄片状発泡プラスチックスを 0.1〜 50 重量部、有機質バインダー 1〜 20 重量部、骨材 5〜300 重量部、 100〜1000℃で不燃性ガスを放出する無機化合物粉粒体 5〜200 重量部、硬化促進材 1〜150 重量部、混和材 0.01 〜5 重量部、繊維材 0.01 〜 10 重量部配合してなり、上記薄片状発泡プラスチックスは、発泡プラスチックスの板状体や塊状体を表面からスライスする方法で形成され、上記発泡プラスチックスの形状の厚さ、幅および長さが全て同一でない薄片状充填材であり、該薄片状充填材配合後の上記無機水硬組成物硬化後の曲げ強度および断熱性が、上記発泡プラスチックスの形状の厚さ、幅および長さが略同一である充填材配合後の上記無機水硬組成物硬化後の曲げ強度および断熱性よりも優れていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の板材は、無機水硬組成物を成形してなる板材であって、該無機水硬組成物が上記無機水硬組成物であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の無機水硬組成物は、薄片状発泡プラスチックスを配合してなるので、建築材などの製品とした場合、薄片状発泡プラスチックスが層状に配向するため、曲げ強度が向上する。また、発泡体を配合するので、軽量で断熱性能に優れた製品、例えば板材等が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る無機水硬材は、水と反応することにより硬化する無機化合物であれば使用することができる。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薄片状発泡プラスチックスを容易に配合できるので好ましい。
【００１１】
充填材である薄片状発泡プラスチックスは、プラスチックス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、反応性プラスチックス原料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発泡プラスチックスを薄片状に成形したものである。
この発泡プラスチックスは、熱可塑性や熱硬化性などのプラスチックスの種類、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材の種類や用途により種々選択することができる。例えば外壁建築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。
【００１２】
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曲げ強度の向上や軽量化を図る上で好適である。
【００１３】
上述の発泡プラスチックスを薄片状に加工する。加工方法としては、薄片シートを切断する方法、金型を用いて成形する方法、板状体や塊状体を表面からスライスする方法等、いかなる方法であってもよい。本発明にあっては、特に板状体や塊状体を表面からスライスする方法が好ましい。板状体や塊状体としては、産業廃棄物として処分される発泡プラスチックス体を用いることができる。スライスする方法であると、薄片状それぞれが同一形状とならず、また、個々の薄片状プラスチックスが厚さの厚い部分と薄い部分とが混在するため、無機水硬材のスラリーに配合したとき、均一分散化しやすくなる。また、配合した後、成形型に流し込む際に厚さの厚い部分を中心とする復元力により薄片状プラスチックスが相互に層状に配向しやすくなる。その結果、本発明の無機水硬組成物を用いて得られる建築材などの製品の曲げ強度が向上する。
【００１４】
薄片状プラスチックスの具体的形状としては、厚さ、幅および長さが全て同一とならない薄片状であって、厚さ 0.1〜15mm、幅 1〜300 mm、長さ 1〜300 mmの範囲内のものが好ましい。また、厚さが厚い部分から薄い部分へと、その厚さ断面を見た場合先端方向が楔型に変化する形状であってもよい。さらに、略同一厚さの薄片状であってもよい。このような形状は、発泡プラスチックスの板状体や塊状体をスライサー等によりスライスすることにより得られる。
【００１５】
配合割合は、無機水硬材 100重量部に対して、少なくとも薄片状発泡プラスチックスを 0.1〜 50 重量部、好ましくは 1〜 30 重量部である。この範囲であると、製品の曲げ強度が向上する。また、充填材が薄片状発泡プラスチックスであるため、無機水硬材の収縮を抑えることができる。
【００１６】
本発明に係る有機質バインダーは、無機セメントなどの無機水硬材の水和反応とともに、無機水硬材内に取り込まれ、耐水性能と耐久性とを付与する。たとえば、アクリル酸エステルやメタクリル酸エステルを共重合させた純アクリルエマルジョンあるいはスチレンを導入したスチレンアクリルエマルジョンなどのアクリル樹脂系エマルジョン、酢酸ビニル樹脂系エマルジョン、酢酸ビニル・ベオバ共重合樹脂系エマルジョン、スチレン−ブタジエン樹脂系エマルジョン等を挙げることができる。
水性エマルジョンは、保護コロイド、界面活性剤、顔料、顔料の湿潤剤、粘度調整剤、凍結融解安定剤、消泡剤、防カビ剤等を含んでいてもよい。
【００１７】
本発明に係る骨材は、無機水硬材の水和反応を維持し、強度を保ことができるものであれば使用することができる。例えば、フライアッシュ、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。
【００１８】
本発明に係る 100〜1000℃で不燃性ガスを放出する無機化合物粉粒体は、 100〜1000℃の温度域で水蒸気ガスや炭酸ガス等の不燃性ガスを放出する無機化合物をいう。特に重量の 10 ％以上を不燃性ガスとして放出することのできる無機化合物が好ましい。具体的には、 200℃〜 250℃で水蒸気ガスを生成する水酸化アルミニウム、約 800℃で炭酸ガスを生成する炭酸カルシウム、約 900℃で水蒸気ガスを生成するベントナイトおよびセピオライト、約 150℃で水蒸気ガスおよび炭酸ガスを生成する重曹、約 400℃で水蒸気ガスを生成する水酸化マグネシウム等を例示できる。これらは単独でも混合物としても使用できる。
【００１９】
本発明に係る硬化促進材は、無機水硬材の水和反応を促進させるものであれば使用することができ、急結急硬性を与える水ガラス、カルシウム塩、塩化錫等を挙げることができる。
【００２０】
本発明に係る混和材は、施工作業性を向上させるための保水剤や粘度調整剤等をいい、例えばメチルセルローズやＡＥ剤等をいう。
【００２１】
本発明に係る繊維材は、製品の曲げ強度の向上に寄与し、亀裂を防止するもので、従来周知の繊維材を用いることができる。例えば耐アルカリガラス繊維、セラミックファイバー、ポリエステル繊維、ノメックスやケブラーなどの芳香族ポリアミド繊維等を挙げることができる。
【００２２】
配合割合は、無機水硬材 100重量部に対して、薄片状発泡プラスチックス 0.1〜 50 重量部、好ましくは 1〜 30 重量部、有機質バインダー 1〜 20 重量部、好ましくは 5〜 10 重量部、骨材 5〜300 重量部、好ましくは 50 〜150 重量部、 100〜1000℃で不燃性ガスを放出する無機化合物粉粒体 5〜200 重量部、好ましくは 30 〜100 重量部、硬化促進材 1〜150 重量部、好ましくは 10 〜100 重量部、混和材 0.01 〜5 重量部、繊維材 0.01 〜 10 重量部である。この範囲であると、製品の曲げ強度が向上する。また、薄片状発泡プラスチックスであるため、無機水硬材の収縮を抑えることができる。さらに耐熱耐水性が向上する。
【００２３】
本発明の無機水硬組成物を用いて、建築材料などに用いられるセメント板材を製造する方法は、例えば、セメント類と薄片状発泡プラスチックスとのスラリーを型枠に入れ所定の押圧力により加圧して製造することができる。スラリーは板材などを形成できる濃度であって、かつ比較的小さい粘度であることが好ましい。そのようなスラリーを型枠に流し込むと、その過程で薄片状発泡プラスチックスが層状に配向する。スラリーの粘度としては、フロー値で 180以上あることが好ましい。また、型枠としては、表面に模様がある場合、もしくは無地の場合であってもよい。
【００２４】
得られた板材の断面を図１に示す。板材１は、セメント材２の内部に薄片状発泡プラスチックス３が分散された状態であり、その薄片状発泡プラスチックス３はそれぞれが層状に配向している。このため、成形時の収縮がみられず、曲げ強度が向上するとともに、断熱性に優れ、かつ表面弾性を有する軽量な製品が得られる。
断熱性に優れる理由としては、図１に示すように、熱の伝達経路４が薄片状発泡プラスチックス３により長くなるためと考えられる。これに対して従来の粉粒体を配合した板材の場合、図２に示すように、熱の伝達経路４が粉粒体５によって妨げられず、熱伝導性に優れた無機物の最短距離となるため、本発明の無機水硬組成物から得られる製品に比較して断熱性に劣ることとなる。
本発明の無機水硬組成物、およびそれより得られる板材は、建築材料一般、建築内外装材、人造木材、屋根材に好適に用いることができる。
【００２５】
【実施例】
実施例１〜実施例２１
ポリスチレン発泡体（発泡倍率 30 倍）を平均厚さ約 1mmにスライスして表１に示す長さおよび幅を有する薄片状発泡プラスチックスからなる充填材を得た。
ポルトランドセメント 100重量部に対して、上記充填材を 5重量部、水 60 重量部配合して混合スラリーとした後、型枠に流し込み表面を押えつけながら硬化させて厚さ 13mm の板材を得た。
得られた板材の断面を観察したところ、薄片状発泡プラスチックスが厚さ方向に層状に配向し、板材の表面は弾力性を有していた。また、成形時の収縮がみられなかった。
得られた板材の曲げ強度をＪＩＳ  Ｒ  ５２０１に準じて測定した。結果を図３に示す。なお、図３における曲線の番号は表１に示すグラフ番号である。
例えば、実施例１５（グラフ番号：４、長さ： 5mm）の板材の曲げ強度は 35kgf/cm2であった。なお、この実施例１５の板材について、ＪＩＳ  Ａ  １４２０に準じて熱伝導率を測定したところ、0.045kcal/m2・h・℃と断熱性に優れていた。
【００２６】
比較例１〜比較例４
ポリスチレン発泡体（発泡倍率 30 倍）を表２に示す一辺の長さを有する略立方体に成形して充填材を得た。この充填材を用いる以外は実施例１と同一の方法で厚さ 13mm の板材を得た。得られた板材の曲げ強度をＪＩＳ  Ｒ  ５２０１に準じて測定した。結果を図３に示す。
比較例２の板材の曲げ強度は 25kgf/cm2であった。また、実施例１５と同一の方法で熱伝導率を測定したところ、0.062kcal/m2・h・℃であった。
【００２７】
【表１】
0004558851.tif 000002
【表２】
0004558851.tif 000003
【００２８】
実施例１〜実施例２１の板材は、曲げ強度に優れていた。また、厚さに対して長さおよび幅がより大きい薄片状発泡プラスチックスがより優れた曲げ強度を示していた。
【００２９】
実施例２２
ポルトランドセメント 100重量部に対して、実施例１５で用いた薄片状発泡プラスチックスを 5重量部、アクリルエマルジョン（ 20 重量％） 20 重量部、フライアッシュ 50 重量部、水酸化アルミニウム粉粒体 30 重量部、水ガラス 15 重量部、メチルセルローズ混和材 0.1重量部、耐アルカリガラス繊維 0.1重量部配合して混合した後、硬化させて厚さ 13mm の板材を得た。
得られた板材の断面は、薄片状発泡プラスチックスが層状に配向しており、実施例１と同一の方法で板材の曲げ強度を測定したところ、 40kgf/cm2であった。
【００３０】
比較例５
薄片状発泡プラスチックスの代わりに比較例２で用いたポリスチレン発泡体の粉粒体を用いる以外は実施例２２と同一の条件方法で厚さ 13mm の板材を得た。実施例１と同一の方法で板材の曲げ強度を測定したところ、 28kgf/cm2であった。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の無機水硬組成物は、薄片状発泡プラスチックスを配合してなるので、曲げ強度が向上するとともに、断熱性に優れ、かつ表面弾性を有する軽量な建築用板材などの製品が得られる。
【００３３】
また、薄片状発泡プラスチックスとともに、有機質バインダー、骨材等を配合してなるので、上記特性に加えて、耐熱性、耐久性に優れた建築用板材などの製品が得られる。
【００３４】
本発明の板材は上記無機水硬組成物を成形してなるので、無機水硬組成物内において薄片状発泡プラスチックスが厚さ方向に層状に配向する。その結果、優れた曲げ強度、断熱性を有する板材が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無機水硬組成物を用いて得られた板材の断面図である。
【図２】従来の粉粒体を配合した板材の断面図である。
【図３】板材の曲げ強度を測定した結果を示す図である。
【符号の説明】
１  板材
２  セメント材
３  薄片状発泡プラスチックス
４  熱の伝達経路
５  粉粒体
【図１】
0004558851.tif 000004
【図２】
0004558851.tif 000005
【図３】
0004558851.tif 000006