Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein hochfestes Kompositmaterial,
umfassend ein spezifisches nicht-hydraulisches anorganisches Material wie
in Anspruch 1 definiert als Hauptbestandteil, und ein Verfahren zu dessen
Herstellung. Genauer gesagt betrifft die Erfindung ein hochfestes
Kompositmaterial, das als Baumaterial wie Innenputzmaterial,
Verblendungsmaterial usw. verwenden werden kann, und ein Verfahren zu
dessen Herstellung.
Stand der Technik
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Hydraulische anorganische Materialien, für die Zement repräsentativ ist,
wurden seit langem verbreitet als Strukturmaterialien und Baumaterialien
verwendet. Gehärtete Zementkörper haben jedoch eine schlechte
Biegefestigkeit, obwohl sie eine hohe Kompressionsfestigkeit haben, und es
wurden zahlreiche Versuche zur Verbesserung der schlechten Biegefestigkeit
unternommen. Beispielsweise ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein
wasserreduzierendes Mittel zur Verminderung der Menge des zugegebenen
Wassers verwendet wurde, und ein Verfahren unter Zugabe von
Siliziumoxidstaub oder Hochofenschlackenpulver, um die Struktur des
gehärteten Zementkörpers dichter zu machen, um eine erhöhte Festigkeit zu
erzielen. Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 59-43431 (1984)
offenbart, daß es durch extreme Verringerung der Menge an zugegebenem
Wasser, verglichen mit der üblichen Menge, und Verminderung der Größe der
Hohlräume und der Porosität möglich wird, die Biegefestigkeit eines
gehärteten Zementkörpers auf mindestens den siebenfachen üblichen Wert von
50 bis 100 x 0,098065 MPa (kgf/cm²) zu erhöhen.
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Daneben ist als Kompositmaterial unter Verwendung eines nicht-hydraulischen
anorganischen Materials, z.B. Calciumcarbonat, anstelle eines hydraulischen
anorganischen Materials, z.B. Zement, ein Harzbeton bekannt, der ein
Urethanharz, ein polyfunktionelles Acrylharz oder andere ähnliche
wasserunlösliche Harze als Binder verwendet. Der Harzbeton wurde verbreitet
als Bodenmaterial, als Wandmaterial oder als Material für Tischplatten
verwendet.
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In EP-A-0 180 739 ist ein Verfahren zur Herstellung von flexiblen
Formartikeln aus hochgefüllten Zusammensetzungen beschrieben, welches
Pressen einer hochgefüllten Masse, die 2,0 bis 7,0 Gew.-% Harzbinder
umfaßt, in eine Form, nach Entfernen aus der Form Imprägnieren des
Formteils mit einem Harzimprägniermittel und Härten umfaßt. Im
beschriebenen Verfahren werden als wasserlösliche Polymere insbesondere
wärmehärtende Harze, z.B. Phenolharze, Melaminharze, Polyesterharze,
Epoxidharze, Acrylatesterharze, Polyurethanharze und ähnliches verwendet.
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Der übliche Harzbeton unter Verwendung eines nicht-hydraulischen
anorganischen Materials enthält häufig ein Harz vom vernetzenden Typ als
Binder und hat als Ergebnis eine kurze Topfzeit und beschränkte Knet- und
Formzeiten. Dementsprechend wird nun die Entwicklung eines gehärteten
Körpers mit hervorragender Festigkeit (insbesondere Biegefestigkeit)
gewünscht, der ein nicht-hydraulisches anorganisches Material verwendet und
im wesentlichen frei von einem solchen Topfzeit-Problem ist.
Offenbarung der Erfindung
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Die Erfinder haben Studien zur Lösung der oben genannten Probleme
durchgeführt und haben als Ergebnis ihrer Studien die vorliegende Erfindung
vervollständigt.
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In einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein hochfestes
Kompositmaterial bereitgestellt, das erhalten wird durch Kneten einer
Mischung, welche ein nicht-hydraulisches anorganisches Material, das
ausgewählt wird aus der einem Hochofenschlackenpulver, Siliciumoxid-Staub,
Siliciumoxid-Sand, Calciumcarbonat, Talkum, Ton, Diatomeenerde und Bentonit
bestehenden Gruppe, mindestens ein wasserlösliches Polymer, das ausgewählt
wird aus der aus Natriumpolyacrylat, Polyacrylamid, Carboxymethylcellulose,
kationisiertem Polyacrylamid, anionisiertem Polyacrylamid, hydrolysierbarem
Polyvinylacetat, Hydroxyethylcellulose und Hydroxypropylmethylcellulose
bestehenden Gruppe und Wasser umfaßt, Formen der gekneteten Mischung und
Trocknen des so geformten Materials.
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In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur
Herstellung eines hochfesten Kompositmatenais bereitgestellt, welches die
Stufen Kneten einer Mischung, welche ein nicht-hydraulisches anorganisches
Material, das ausgewählt wird aus der aus Hochofenschlackenpulver,
Siliciumoxid-Staub, Siliciumoxid-Sand, Calciumcarbonat, Talkum, Ton,
Diatomeenerde und Bentonit bestehenden Gruppe, mindestens ein
wasserlösliches Polymer, das ausgewählt wird aus der aus
Natriumpolyacrylat, Polyacrylamid, Carboxymethylcellulose, kationisiertem
Polyacrylamid, anionisiertem Polyacrylamid, hydrolysierbarem
Polyvinylacetat, Hydroxyethylcellulose und Hydroxypropylcellulose
bestehenden Gruppe und Wasser umfaßt, Formen der gekneteten Mischung und
Trocknen des so geformten Materials umfaßt.
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In einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein hochfestes
Kompositmaterials bereitgestellt, das erhalten wird durch Kneten einer
Mischung, die das nicht-hydraulische anorganische Material wie oben
definiert, das wie oben definierte wasserlösliche Polymer und Wasser,
Formen der gekneteten Mischung, Trocknen des so geformten Materials,
Imprägnieren des getrockneten, geformten Materials mit einer
Isocyanatverbindung und Durchführen einer Wärmebehandlung mit dem
imprägnierten Material.
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Die vorliegende Erfindung wird im Detail im folgenden erläutert.
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Erstens ist das nicht-hydraulische anorganische Material in der
vorliegenden Erfindung ein anorganisches Material, das durch einfaches
Mischen mit Wasser nicht härtet Das nicht-hydraulische anorganische
Material wird ausgewählt aus Hochofenschlackenpulver, Siliciumoxid-Staub,
Siliciumoxid-Sand, Calciumcarbonat, Talkum, Bentonit, Ton und
Diatomeenerde. Eines oder mehr dieser Materialien kann entweder einzeln
oder in Kombination verwendet werden.
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Das erfindungsgemäß verwendbare wasserlösliche Polymer ist in Anspruch 1
definiert und löst sich gleichmäig und schnell innerhalb der Knetzeit in
dem gekneteten System, und liegt daher bevorzugt in Form feiner Partikel
vor. Besonders bevorzugt sind wasserlösliche Polymere mit -OH-Gruppen,
nämlich hydrolysierbares Polyvinylacetat, Hydroxypropylmethylcellulose und
Hydroxyethylcellulose.
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Die verwendete Menge an wasserlöslichem Polymer beträgt bevorzugt 1 bis 15
Gew.-%, besonders bevorzugt 3 bis 10 Gew.-% bezogen auf das
nichthydraulische anorganische Material. Falls die Menge an wasserlöslichem
Polymer geringer ist als 1 Gew.-%, ist es schwierig, die Mischung zu
kneten, oder falls es möglich ist die Mischung zu kneten, ist die
resultierende geknetete Mischung leicht brüchig und zeigt leicht eine
schlechte Bearbeitbarkeit in den nachfolgenden Stufen. Verwendung des
wasserlöslichen Polymeren in einer 15 Gew.-% übersteigenden Menge bewirkt
keine signifikanten Unterschiede in den Wirkungen der vorliegenden
Erfindung und ist daher in wirtschaftlicher Hinsicht nicht vorteilhaft;
zusätzlich erschwert eine so große Menge die Erreichung einer Verbesserung
der Wasserbeständigkeit, die eine der Wirkungen der vorliegenden Erfindung
darstellt.
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Die verwendete Menge an Wasser variiert in Abhängigkeit von der Art des
nicht-hydraulischen anorganischen Materials, der Art des wasserlöslichen
Polymeren und den Mengen dieser Bestandteile. Die Menge an Wasser sollte so
bestimmt werden, daß die resultierende Mischung eine gute Knetbarkeit
zeigt, und beträgt im allgemeinen 5 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 7 bis 30 Gew.-
% bezogen auf das nicht-hydraulische anorganische Material.
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Erfindungsgemäß kann eine Isocyanatverbindung eingesetzt werden, um die
Wasserbeständigkeit des getrockneten und gehärteten Materials zu erhöhen.
Beispiele für die Isocyanatverbindung schließen Monoisocyanatverbindungen
wie Phenylisocyanatverbindungen, Butylisocyanat usw.;
Diisocyanatverbindungen wie 4,4-Diphenylmethandiisocyanat,
Toluylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Lysindiisocyanat,
Trimethylhexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat, Diisocyanat von
hydriertem 4,4'-Diphenylmethan usw.; Polyisocyanatverbindungen wie
Polymethylenpolyphenylenpolyisocyanat, Trimer von Hexamethylendi isocyanat,
Trimer von Isophorondiisocyanat usw.; Reaktionsprodukte einer Di- oder
höheren Polyisocyanatverbindung mit einem Polyol, z.B. ein Reaktionsprodukt
von hydriertem Bisphenol A (1 Mol) mit Hexamethylendiisocyanat (2 Mol) oder
ein Reaktionsprodukt aus Trimethylolpropan (1 Mol) mit
Hexamethylendiisocyanat (3 Mol) usw. ein. Darüber hinaus können verblockte
Isocyanatverbindungen, die erhalten werden durch Blockieren einer Mono-,
Di- oder Polyisocyanatverbindung mit Phenol oder ähnlichem und
Isocyanatverbindungen, die erhalten werden durch Carbodiimidieren eines
Teils der Isocyanatgruppen in einer Di- oder Polyisocyanatverbindung und
ähnliches ebenfalls erwähnt werden. Eine oder mehr dieser
Isocyanatverbindungen können entweder einzeln oder in Kombination
eingesetzt werden. Solche Isocyanatverbindungen, die eine hohe Viskosität
aufweisen oder fest sind, werden verdünnt oder gelöst in einem
Lösungsmittel (Benzol, Toluol, Xylol usw.) eingesetzt, das gegenüber den
Isocyanatverbindungen unreaktiv ist. Bevorzugte Isocyanatverbindungen sind
Di- oder höhere Polyisocyanatverbindungen.
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Die oben genannte Behandlung mit der Isocyanatverbindung ergibt
insbesondere einen günstigen Effekt, wenn ein Polymer mit Hydroxylgruppen
als wasserlösliches Polymer ausgewählt wird.
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Als nächstes wird das Verfahren zur Herstellung eines hochfesten
Kompositmaterials entsprechend der vorliegenden Erfindung unten erläutert.
In der vorliegenden Erfindung werden das nicht-hydraulische anorganische
Material, das wasserlösliche Polymer und Wasser grob miteinander vermischt
mit einem Mixer wie einem Mischer vom Blatt-Typ oder einem Planetenmischer.
Als nächstes wird das Kneten unter Verwendung einer Apparatur durchgeführt,
die eine starke Scherkraft auf das grob gemischte Material ausüben kann,
beispielsweise einem Walzenkneter, einem Banburymischer, einem
Naßpfannenmischer, einer Mischwalze, einer Knett-Maschine (knettmachine),
einer Sackmühle, einem Schneckenextruder, einem Knetextruder
(kneaderruder) Kneter, einem Druckkneter usw. Diese Formmaschine ist nicht
besonders beschränkt, und im allgemeinen wird eine Kalanderwalze, eine
Nieder- oder Hochdruckpresse, eine (Vakuum)-Extrudiermaschine oder
ähnliches eingesetzt. Insbesondere wenn eine Methode angewendet wird, bei
der das Formen unter reduziertem Druck durchgeführt werden kann,
beispielsweise bei Verwendung eines Vakuumextruders, wird ein gehärteter
Körper mit hoher Biegefestigkeit und geringer Ungleichmäßigkeit der
Biegefestigkeits-Eigenschaften erhalten, und eine solche Methode ist
bevorzugt. Das Formen wird gefolgt von Trocknen. Die vorliegende Erfindung
ist dadurch charakterisiert, daß anders als bei der Verwendung eines
hydraulischen Zements, ein Härtungsschritt nicht notwendig ist, und daß ein
gehärteter Körper mit hoher Festigkeit lediglich durch Trocknen erhältlich
ist. Die Trocknungstemperatur ist nicht speziell beschränkt und beträgt
üblicherweise 60 bis 90ºC. Das Trocknen kann bei normaler Temperatur (10
bis 50ºC) bei niedriger Feuchtigkeit von nicht mehr als 50 % (relative
Feuchtigkeit) durchgeführt werden.
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Wenn eine Methode angewendet wird, die ein stufenweises Trocknen
(Vortrocknen) bei Normaltemperatur, gefolgt von Trocknen bei hoher
Temperatur (z.B. 80 bis 120ºC) während 5 bis 15 Stunden umfaßt, ist es
möglich, die während des Trocknens im gehärteten Körper verursachte
Spannung zu vermindern, und eine solche Methode ist bevorzugt. Der so
erhaltene gehärtete Körper wird, falls notwendig, mit einer
Isocyanatverbindung imprägniert.
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Als Verfahren zur Imprägnierung kann ein Verfahren des direkten Eintauchens
des gehärteten Körpers in die Isocyanatverbindung oder ein Verfahren des
Eintauchens des gehärteten Körpers in eine Lösung der Isocyanatverbindung
in dem oben erwähnten organischen Lösungsmittel angewendet werden. Ein
Verfahren, bei dem das Eintauchen des getrockneten und gehärteten Körpers
unter reduziertem Druck durchgeführt wird, um Blasen aus dem gehärteten
Körper zu entfernen, während die Isocyanatverbindung in den gehärteten
Körper eindringen kann und weiter eine Methode, bei der die gerade erwähnte
Behandlung gefolgt wird von einer Druckbehandlung, um das Eindringen der
Isocyanatverbindung zu beschleunigen, sind ebenfalls einsetzbar. Darüber
hinaus ist eine Methode des einfachen Imprägnierens des gehärteten Körpers
mit der Isocyanatverbindung unter reduziertem Druck oder unter Druck
ebenfalls einsetzbar.
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Die Imprägnierung kann in zufriedenstellender Weise bei normaler Temperatur
(10 bis 50ºC) durchgeführt werden, und die Imprägnieren wird während 1 bis
24 Stunden unter normalem Druck oder während 1 bis 24 Stunden unter
reduziertem Druck oder unter Druck durchgeführt.
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Wenn die Imprägnierungsbehandlung durch eine der oben erwähnten Methoden
durchgeführt wird, beträgt der Anteil der Isocyanatverbindung im
getrockneten und gehärteten Körper im allgemeinen 1 bis 20 %. Der mit der
Isocyanatverbindung imprägnierte gehärtete Körper wird dann einer
Wärmebehandlung unterzogen. Die Erwärmungstemperatur beträgt bevorzugt 60
bis 180ºC. Die Erwärmungszeit, die von der Erwärmungstemperatur abhängt,
beträgt im allgemeinen 0,5 bis 24 Stunden. Die Wärmebehandlung kann in
einigen Stufen bei verschiedenen Temperaturen durchgeführt werden.
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Das hochfeste Kompositmaterial der vorliegenden Erfindung, das in der oben
beschriebenen Art erhalten wird, ist durch eine hohe Biegefestigkeit und
zusätzlich sehr hervorragende Wasserbeständigkeit charakterisiert.
Beste Ausführungsform der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wird nun in größerem Detail unter Bezug auf die
folgenden Beispiele erläutert, die jedoch nicht als beschränkend für die
vorliegende Erfindung anzusehen sind. Der in den folgenden Beispielen
verwendete Begriff "Teile" bedeutet "Gewichtsteile".
Beispiel 1
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1000 (tausend) Teile Hochofenschlackenpulver (Esment -P, Produkt von Nippon
Steel Chemical Co., Ltd.) und 100 Teile Natriumpolyacrylat (Panakayaku -B,
Produkt von Nippon Kayaku K.K.) wurden in einem Omni-Mixer (hergestellt
von Chiyoda Giken Kogyo K.K.) gegeben und gemischt. Dann wurden 190 Teile
Wasser zu der resultierenden Mischung gegeben, gefolgt wiederum von
Mischen. Die so erhaltene Mischung wurde mit einem Doppelwalzenkneter unter
hoher Scherkraft während 5 Minuten geknetet. Das geknetete Material (Teig),
das tonartig war, wurde mit einer Vakuumextrudiermaschine (Modell HDE-2,
Produkt von Honda Tekko K.K.) an einer plattenartigen Form extrudiert (10
cm breit und 4 mm dick). Das so geformte Material wurde mit einem Messer
auf 10 cm Länge geschnitten und während eines Tages in einem Thermo-
Hygrostaten bei 30ºC und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit (Vortrocknen)
stehengelassen, und dann während 8 Stunden in einem Heißlufttrockner bei
80ºC getrocknet. Härtung wurde während des Formens nicht beobachtet, und
der Teig zeigte kein Härtungsphänomen, wenn er während eines Tages
stehengelassen wurde, außer wenn er getrocknet wurde. Der so erhaltene
gehärtete Körper wurde mit einem Diamantschneider auf eine Breite von 1,5
cm und eine Länge von 8 cm geschnitten, wodurch eine Probe für einen
Dreipunkt-Biegetest hergestellt wurde. Der Dreipunkt-Biegetest wurde auf
einem Tensilon (UTM-2500, Produkt von Orientec Corporation) unter den
Bedingungen Abstand (Intervall) von 6 cm und Belastungsgeschwindigkeit 1
mm/Minute durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Die
"spezifische Dichte" bedeutet die spezifische Dichte des gehärteten Körpers
(im folgenden genauso).
Tabelle 1
Beispiel 2
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Dasselbe Verfahren wie in Beispiel 1 wurde durchgeführt mit der Ausnahme,
daß 100 Teile Carboxymethylcellulose (CMC-1160, Produkt von Daicel Chemical
Industries, Ltd.) als wasserlösliches Polymer und 230 Teile Wasser
verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2
Beispiel 3 bis 12
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1000 (tausend) Teile Hochofenschlackenpulver (Esment -P, Produkt von Nippon
Steel Chemical Co., Ltd.) oder 1000 Teile Talkum (Hitachi-Talc HT-300,
Produkt von Kunimine Industries Co., Ltd.) und ein wasserlösliches Polymer
der Art und der Menge wie in Tabelle 3 im folgenden gezeigt, wurden in
einen Omni-Mixer (hergestellt von Chiyoda Giken Kogyo K.K.) gegeben und
gemischt. Zu der resultierenden Mischung wurde Wasser in den in Tabelle 3
gezeigten Mengen gegeben, gefolgt von Mischen. Die so erhaltene Mischung
wurde mit einem Doppelwalzenkneter unter hoher Scherkraft während 5 Minuten
geknetet. Das geknetete Material (Teig), das tonartig war, wurde
sandwichartig zwischen eine untere und obere Folie aus
Polyethylenterephthalatfilm gegeben und unter einem Druck von 29,4 MPa [300
kgf/cm²] zur Herstellung eines 4 mm dicken plattenartigen geformten
Materials pressgeformt. Der Teig härtete nicht, sogar als er während einer
langen Zeit stehengelassen wurde. Das geformte Material wurde während eines
Tages in einem Thermo-Hygrostaten bei 30ºC und 50 % RH (Vortrocknung)
stehengelassen und wurde dann während 8 Stunden in einem Heißlufttrockner
bei 80ºC getrocknet. Der so erhaltene gehärtete Körper wurde mit einem
Diamantschneider auf eine Breite von 1,5 cm und eine Länge von 8 cm
geschnitten, wodurch eine Probe für einen Dreipunkt-Biegetest hergestellt
wurde. Der Dreipunkt-Biegetest wurde auf einem Tensilon (UTM-2500, Produkt
von Orientec Corporation) unter den Bedingungen Abstand 6 cm und
Belastungsgeschwindigkeit 1 mm/Minute durchgeführt. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 3 dargestellt.
Tabelle 3
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*1: Panakayaku -B, Produkt von Nippon Kayaku Co., Ltd.
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*2: Kayafloc C-566-2 (Copolymer eines Sulfats von
Dimethylaminoethylmethacrylat mit Acrylamid), Produkt von Nippon
Kayaku Co. Ltd.
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*3: Kayafloc A-275 (Copolymer aus Natriumacrylat mit Acrylamid), Produkt
von Nippon Kayaku Co. Ltd.
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*4: Kayafloc N-100 (ein Polyacrylamid), Produkt von Nippon Kayaku Co.
Ltd.
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*5: CMC-1160, Produkt von Daicel Chemical Industries, Ltd.
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*6: Esment -P, Produkt von Nippon Steel Chemical Co., Ltd.
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*7: Hitachi-Talc HT-300, Produkt von Kunimine Industries Co., Ltd.
Beispiele 13 bis 23
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Hochfeste Kompositmaterialien entsprechend der vorliegenden Erfindung
wurden auf dieselbe Art wie in Beispielen 3 bis 12 erhalten mit der
Ausnahme, daß 1000 Teile eines nicht-hydraulischen anorganischen Materials
der in der folgenden Tabelle 4 gezeigten Art, Natriumpolyacrylat oder
Polyacrylamid in den in Tabelle 4 gezeigten Mengen und Wasser in den in
Tabelle 4 gezeigten Mengen verwendet wurden.
Tabelle 4
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*1: Panakayaku -B, Produkt von Nippon Kayaku Co., Ltd.
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*2: Kayafloc N-100 (ein Polyacrylamid), Produkt von Nippon Kayaku Co.
Ltd.
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*3: Hitachi-Talc HT-300, Produkt von Kunimine Industries Co., Ltd.
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*4: White P70, Produkt von Shiraishi Kogyo Kaisha Ltd.
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*5: SR-200, Produkt von Kyoritsu Ceramic Materials Co., Ltd.
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*6: Kunigel VA, Produkt von Kunimine Industries Co., Ltd.
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*7: Oplite W3050, Produkt von Hokushu Keisodo K.K.
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*8: NK-300, Produkt von Kunimine Industries Co., Ltd.
Beispiele 24 bis 27
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100 (hundert) Teile Talkum [Hitachi-Talc HT-300, Produkt von Kunimine
Industries Co., Ltd.] und 7 Teile eines teilweise hydrolysierbaren
Polyvinylacetats (KH-175, Produkt von The Nippon Synthetic Chemical
Industry Co., Ltd.) wurden in einem Omni-Mixer (hergestellt von Chiyoda
Giken Kogyo K.K.) gegeben und gemischt. Dann wurden 16 Teile Wasser zu der
resultierenden Mischung gegeben, gefolgt wiederum von Mischen. Die so
erhaltene Mischung wurde mit einem Doppelwalzenkneter unter hoher
Scherkraft während 5 Minuten geknetet. Das geknetete Material (Teig), das
tonartig war, wurde mit einer Vakuumextrudiermaschine (Modell HDE-2,
Produkt von Honda Tekko K.K.) in eine plattenartige Form extrudiert (10 cm
breit und 4 mm dick). Das so geformte Material wurde mit einem Messer auf
10 cm Länge geschnitten und während eines Tages in einem Thermo-Hygrostaten
bei 30 ºC und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit stehengelassen, und dann
während 8 Stunden in einem Heißlufttrockner bei 80ºC getrocknet. Der so
erhaltene gehärtete Körper wurde mit einem Diamantschneider geschnitten,
wodurch eine große Menge Proben mit einer Breite von 1,5 cm und einer Länge
von 8 cm erhalten wurde. Die Proben wurden jeweils in
Hexamethylendiisocyanat (HDI, Produkt von Nippon Polyurethane Industry Co.,
Ltd.) [Beispiel 24], Toluylendiisocyanat (Millionate T-80, Produkt von
Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) , ein
Polymethylenpolyphenylenpolyisocyanat, verdünnt mit Toluol a 50 (V/V) %
(Millionate MR-200, Produkt von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.)
[Beispiel 26], ein mit Toluol auf 70 (V/V) % verdünntes
Carbodiimidmodifiziertes Isocyanat (Coronate -MTL-C, Produkt von Nippon Polyurethane
Industry Co., Ltd.) in einer Vakuumkammer bei 15ºC während 10
Stunden eingetaucht, und wurden dann einer Wärmebehandlung in einem
Trockner bei konstanter Temperatur bei 90ºC während 20 Stunden unterworfen.
Es wurde gefunden, daß die so erhaltenen Proben etwa 3 bis 15 % der
Isocyanatverbindung im gehärteten Körper enthielten, indem die
Gewichtsänderung der Probe durch die Imprägnierung bestimmt wurde. Die so
erhaltenen Proben wurden bei 25ºC während eines Tages in Wasser getaucht
und einem Dreipunkt-Biegetest im nassen Zustand unterworfen. Die Dreipunkt-
Biegetests wurden auch für die nicht in Wasser getauchten Proben
durchgeführt. Die Dreipunkt-Biegetests wurden auf einem Tensilon (UTM-2500,
Produkt von Orientec Corporation) unter den Bedingungen Abstand 6 cm und
Belastungsgeschwindigkeit 1 mm/Minute durchgeführt. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 5 dargestellt.
Tabelle 5
Beispiele 28 bis 32
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Dasselbe Verfahren wie in Beispielen 24 bis 26 wurde wiederholt mit der
Ausnahme, daß ein Ton (NK-300, Produkt von Kunimine Industries Co., Ltd.)
als nicht-hydraulisches anorganisches Material verwendet wurde, die Menge
an Wasser in 15 Teile geändert wurde und daß mit Toluol auf 50 (V/V) %
verdünntes Hexamethylendiisocyanat-Trimer [Coronate EH, Produkt von Nippon
Polyurethane Industry Co., Ltd.) und ein Reaktionsprodukt aus hydriertem
Bisphenol A (1 Mol) und Hexamethylendiisocyanat (2 Mol), verdünnt mit
Toluol auf 50 (V/V) % [Coronate 2094, Produkt von Nippon Polyurethane
Industry Co., Ltd.) als Isocyanatverbindung zugegeben wurde. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 6 dargestellt.
Tabelle 6
Beispiele 33 bis 36
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100 (hundert) Teile Siliziumoxidsand (SR-200, Produkt von Kyoritsu Ceramic
Materials Co., Ltd.) als nicht-hydraulisches anorganisches Material und 5
Teile partiell hydrolysierbares Polyvinylacetat (KH-17S, Produkt von Nippon
Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.) wurden in einen Omni-Mixer gegeben
und gemischt. Zu der resultierenden Mischung wurden 14 Teile Wasser
gegeben, gefolgt von erneutem Mischen. Die so erhaltene Mischung wurde mit
einem Doppelwalzen-Kneter unter hoher Scherkraft während 5 Minuten
geknetet. Die geknetete Mischung war tonartig und wurde sandwichartig
zwischen einem Paar aus einer unteren und einer oberen Folie aus
Polyethylenterephthalatfilm gegeben und unter einem Druck von 29,4 MPa [300
kgf/cm²] preßgeformt, um eine plattenartige 4 mm dicke Form zu erhalten.
Das geformte Material wurde auf die gleiche Art wie in Beispielen 24 bis 27
getrocknet und mit einer Isocyanatverbindung behandelt. Die Ergebnisse sind
in Tabelle 7 dargestellt.
Tabelle 7
Beispiele 37 bis 40
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Dasselbe Verfahren wie in Beispielen 33 bis 36 wurde wiederholt mit der
Ausnahme, daß 100 Teile Talkum (Hitachi-Talc HT-300, Produkt von Kunimine
Industries Co., Ltd.) als nicht-hydraulisches anorganisches Material, 7
Teile einer Hydroxypropylmethylcellulose (Marpolose EMP-H, Produkt von
Matsumoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd.) als wasserlösliches Polymer und 15 Teile
Wasser verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 dargestellt.
Tabelle 8
Beispiele 41 bis 44
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Dasselbe Verfahren wie in Beispielen 33 bis 36 wurde wiederholt mit der
Ausnahme, daß 8,5 Teile Hydroxyethylcellulose [HEC (SP-850), Produkt von
Daicel Chemical Industries, Ltd.] als wasserlösliches Polymer und 20 Teile
Wasser verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 9 gezeigt.
Tabelle 9
Beispiele 45 bis 48
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Dasselbe Verfahren wie in Beispielen 33 bis 36 wurde wiederholt mit der
Ausnahme, daß ein Hochofen-Schlackenpulver (Esment -P, Produkt von Nippon
Steel Chemical Co., Ltd.) als nicht-hydraulisches anorganisches Material
verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 10 dargestellt.
Tabelle 10
Beispiel 49
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Dasselbe Verfahren wie in Beispiel 26 wurde wiederholt mit der Ausnahme,
daß 90 Teile eines Tons (NK-300, Produkt von Kunimine Industries Co., Ltd.)
und 10 Teile Siliziumoxid-Staub als nicht-hydraulisches anorganisches
Material verwendet wurden, und daß die Wärmebehandlung nach der
Imprägnierung mit der Isocyanatverbindung bei 80ºC während 2 Stunden, bei
120ºC während 3 Stunden und bei 150ºC während einer Stunde durchgeführt
wurde. Die so erhaltenen Proben wurden jeweils für einen Tag und 7 Tage in
Wasser eingetaucht und dem Dreipunkt-Biegetest unterworfen. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 11 dargestellt.
Tabelle 11
Industrielle Anwendbarkeit
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Die vorliegende Erfindung stellt ein hochfestes Kompositmaterial bereit,
das aus einem nicht-hydraulischen anorganischen Material produziert wird,
leicht zu kneten und zu formen ist und eine hohe Biegefestigkeit nach dem
Trocknen zeigt und sogar nach Anfeuchten mit Wasser eine geringe
Erniedrigung der Biegefestigkeit zeigt.