JP2011173766A

JP2011173766A - ポリマー複合セメント板の製造方法

Info

Publication number: JP2011173766A
Application number: JP2010040009A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Tanaka; 洋介田中; Masahiro Kashida; 雅弘樫田
Original assignee: KMEW Co Ltd
Current assignee: KMEW Co Ltd
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2011-09-08

Abstract

【課題】ポリマー複合セメント板の強度を確保しやすく、粉体混合物を定量的に搬送しやすいポリマー複合セメント板の製造方法を提供する。
【解決手段】水とスチレンモノマーと乳化剤及び補強繊維を混合して逆乳化液を調製する。セメントと骨材とを混合して粉体混合物を調製する。前記逆乳化液と前記粉体混合物とを混合して成形材料を調製する。成形材料での補強繊維の分散性が高まって、ポリマー複合セメント板に補強繊維が不足する部分が発生しにくくなる。また、粉体混合物での補強繊維のダマの発生がなくなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築物の外装材等として用いられるポリマー複合セメント板の製造方法に関するものである。

従来より、セメントと骨材と補強繊維と逆乳化液（逆エマルジョン液又はＷ／Ｏエマルジョン液）とを含む成形材料を所望の形状に成形した後、養生硬化させることによって、ポリマー複合セメント板を製造することが行われている（例えば、特許文献１参照）。

図３に従来から行われている成形材料の調製工程を示す。まず、セメントと骨材と補強繊維とを定量搬送装置１により粉体混合機２に搬送して混合し、粉体混合物を調製する。また、水とスチレンモノマーと乳化剤と添加剤とを定量搬送装置３により逆乳化液混合機４に搬送して混合し、逆乳化液を調製する。そして、粉体混合物と逆乳化液とをそれぞれ定量搬送装置５、６で混練機７に搬送して混合・混練することによって、成形材料を調製することができる。成形材料は混練機から次工程の成形工程に送られる。

特開平１−１７６２５８号公報

しかし、上記の調製工程では、補強繊維の分散性が低くなり、成形材料に補強繊維のダマが生じることがあった。このため、ポリマー複合セメント板に補強繊維が不足する部分が発生し、ポリマー複合セメント板の強度が確保できないおそれがあった。また、粉体混合物に生じたダマの大きさや数は様々であるため、粉体混合物の流動性が変化する。このため、粉体混合物を定量的に搬送することが難しいという問題があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ポリマー複合セメント板の強度を確保しやすく、粉体混合物を定量的に搬送しやすいポリマー複合セメント板の製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明は、水とスチレンモノマーと乳化剤及び補強繊維を混合して逆乳化液を調製し、セメントと骨材とを混合して粉体混合物を調製し、逆乳化液と粉体混合物とを混合して成形材料を調製することを特徴とするポリマー複合セメント板の製造方法である。

本発明は、前記補強繊維として、疎水性の補強繊維を用いるのが好ましい。

本発明は、成形材料での補強繊維の分散性が高まって、ポリマー複合セメント板に補強繊維が不足する部分が発生しにくくなり、ポリマー複合セメント板の強度が確保しやすくなるものである。また、粉体混合物での補強繊維のダマの発生がなくなり、粉体混合物が定量的に搬送しやすくなるものである。

本発明の実施の形態の一例を示し、成形材料の調製工程の説明図である。同上の定量搬送装置の一例を示し、（ａ）（ｂ）は説明図である。従来例を示し、成形材料の調製工程の説明図である。

本実施の形態では、セメント、骨材、乳化剤、補強繊維、スチレンモノマー、水及び必要に応じて添加剤を用いて成形材料を調製することができる。

セメントとしては、例えば、普通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、スラグセメント、早強セメント、シリカヒューム等を用いることができる。

骨材としては、フライアッシュバルーンやパーライト等の無機系軽量骨材等を用いることができる。また、無機系軽量骨材よりもポリマー複合セメント板の軽量化の効果の大きい有機系軽量骨材（例えば、マイクロバルーン）を用いることもできる。骨材の粒径は、無機系軽量骨材の場合は１０〜５００μｍ、有機系軽量骨材の場合は２０〜１００μｍとすることができるが、これに限定されるものではない。

乳化剤としては、例えば、ヤシ油系乳化剤、オレイン酸系乳化剤、ソルビタンセスキオレート、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性界面活性剤、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。

補強繊維としては、例えば、ポリプロピレン繊維（ＰＰ繊維）、アクリル繊維、ビニロン繊維等を用いることができる。補強繊維としては、ポリプロピレン繊維などの疎水性を有するものを用いることが好ましく、これにより、逆乳化液の逆乳化状態の破壊や阻害が発生しにくくなるものである。補強繊維は繊維長１〜２ｍｍ、繊維径１０〜３０μｍとすることができるが、これに限定されるものではない。尚、補強繊維としては、繊維状の任意の形状のもの、粉体との混合でダマを生じない物、耐スチレン性を有する物などを用いることができる。

添加剤としては、重合開始剤（ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート）、架橋剤（トリメチロールプロパントリメタクリレート）、フライアッシュ、シリカヒューム、製品粉砕粉等を用いることができる。

そして、成形材料を調製するにあたっては、次のようにして行う（図１参照）。まず、セメントと骨材とを定量搬送装置１により粉体混合機２に搬送し、略均一に混合して粉体混合物を調製する。粉体混合機２としてはアイリッヒミキサーなどを用いることができる。また、水とスチレンモノマーと乳化剤と添加剤と補強繊維とを定量搬送装置３により逆乳化液混合機４に搬送し、略均一に混合して逆乳化液（逆エマルジョン液又はＷ／Ｏエマルジョン液）を調製する。逆乳化混合機４としてはアンカー型攪拌翼を有する攪拌機などを用いることができる。この後、粉体混合物と逆乳化液とをそれぞれ定量搬送装置５、６で混練機７に搬送し、略均一に混合・混練することによって、成形材料を調製することができる。混練機７としては２軸パドル式混練機などを用いることができる。

ここで、成形材料の全量に対する各成分の配合割合は、例えば、セメントが４８〜５２質量％、骨材が１９〜２３質量％、乳化剤が０．９〜１．３質量％、補強繊維が１．２〜１．６質量％、スチレンモノマーが３．２〜３．６質量％、水が２１〜２５質量％、添加剤が０．０６〜０．１０質量％の範囲で適宜調整可能である。また、逆乳化液の粘度は３０００〜１５０００ｃｐとすることができるが、これに限定されるものではない。

また、粉体混合物を混練機７に供給するための定量搬送装置５は、図２（ａ）に示すように、貯留タンク１０と、スクリュー等を備える送り出し機１１と、ロードセルなどの力検出器１２とを備えて形成されている。このような定量搬送装置５は、粉体混合機２からバッファタンク２０を介して貯留タンク１０に粉体混合物を供給し、この後、貯留タンク１０内の粉体混合物を送り出し機１１で混練機７に供給するものである。そして、力検出器１２で貯留タンク１０と送り出し機１１及びこれらに残留する粉体混合物の合計重量を計量しながら混練機７に供給するため、力検出器１２で計量される上記合計重量の変化量（減少量）から混練機７に供給される粉体混合物の量を検出することができるものである。また、力検出器１２での検出結果に基づいて送り出し機１１による混合機７への粉体混合物の供給量（送り出し量）の増減を制御する、いわゆるフィードバック制御により、混練機７への単位時間あたりの粉体混合物の供給量を一定にすることができるものである。

また、逆乳化液を混練機７に供給するための定量搬送装置６は、図２（ｂ）に示すように、定容積型ポンプなどの送出手段１３と、送出手段１３と混練機７とを接続する接続配管１４と、接続配管１４の途中に設けた流量計１５とを備えて形成されている。このような定量搬送装置６は、逆乳化混合機４から送出手段１３に逆乳化液を供給し、この後、接続配管１４を通じて送出手段１３で逆乳化液を混練機７に供給するものである。そして、流量計１５で接続配管１４を流通する逆乳化液の流量を計量しながら混練機７に供給するため、混練機７に供給される逆乳化液の量を検出することができるものである。また、流量計１５での検出結果に基づいて送出手段１３による混練機７への逆乳化液の供給量の増減を制御する、いわゆるフィードバック制御により、混練機７への単位時間あたりの逆乳化液の供給量を一定にすることができるものである。

上記のようにして調製された成形材料は混練機から次工程の成形工程に送られる。尚、混練機では成形材料が連続的に調製されながら次工程に連続して送られる。成形工程では、成形材料が押出成形機等で成形される。この後、成形された成形材料が蒸気養生等で養生硬化される。このようにしてポリマー複合セメント板を製造することができる。成形条件や養生硬化条件は適宜設定可能である。

そして、この実施の形態では、補強繊維を逆乳化液に混合しているため、補強繊維を粉体混合物に混合するよりも、補強繊維及びそれに付着したセメント等の固形分からなるダマが成形材料中に生じにくい。従って、補強繊維がポリマー複合セメント板の全体に略均一に分散して補強繊維が不足する部分が発生しにくくなり、ポリマー複合セメント板の強度を確保することができ、さらには、補強繊維の配合量を減らしても強度低下が生じにくくなり、コストダウンも図ることができる。また、粉体混合物に補強繊維が配合されていないために、粉体混合物での補強繊維のダマの発生がなくなり、精度の高い粉体混合物の定量的な搬送が行いやすくなるものである。また、逆乳化液は調製後に粉体混合物と混合するために、逆乳化剤の逆乳化状態を極力破壊しないようにすることができるものである。

以下、実施例により具体的に説明する。

（実施例）
普通ポルトランドセメントを１００．２５質量部、パーライト（粒径１０〜５００μｍ）を４１．５４質量部、ポリプロピレン繊維（繊維長１〜２ｍｍ、繊維径１０〜３０μｍ）を２．７６９２質量部、スチレンモノマーを６．８４６２質量部、オレイン酸系乳化剤（第１工業製薬製のエマルーフ）を２．２９２３質量部、重合開始剤（ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート）を０．０７７質量部、架橋剤（トリメチロールプロパントリメタクリレート）を０．０７７質量部及び水を４６．１５４質量部用いた。

そして、上記の配合量の普通ポルトランドセメントとパーライトとを定量搬送装置により粉体混合機に搬送し、略均一に混合して粉体混合物を調製した。粉体混合機としてはアイリッヒミキサーを用い、１４００ｒｐｍ×１０分の混合条件でバッチ式にて混合した。また、上記の配合量のポリプロピレン繊維とスチレンモノマーとオレイン酸系乳化剤と重合開始剤と架橋剤及び水を定量搬送装置により逆乳化液混合機に搬送し、略均一に混合して逆乳化液を調製した。逆乳化混合機としてはアンカー型攪拌翼を有する攪拌機を用い、１５〜６０ｒｐｍ×３分の混合条件でバッチ式にて混合した。この後、粉体混合物と逆乳化液とをそれぞれ定量搬送装置で混練機に搬送し、略均一に混合・混練することによって、成形材料を調製した。混練機としては２軸パドル式混練機を用い、１０〜１５０ｒｐｍ×２分の混合条件で連続式にて混合・混練した。

（比較例）
ポリプロピレン繊維を逆乳化液に配合せず、粉体混合物に配合した以外は実施例と同様にして成形材料を調製した。

［ダマ調査］
実施例及び比較例のそれぞれについて、成形材料２００ｇ中に含まれているダマの個数とダマの合計重量を測定した。結果を表１に示す。

表１から明らかなように、実施例では比較例よりもダマの個数やダマの合計重量が少なくなり、ダマが減少していることが判る。また、実施例では比較例よりもポリマー複合セメント板の曲げ強度が向上しているのが判る。尚、比較例で回収したダマ（３０個合計）は取り出し直後の重量が３．６７ｇであり、これを洗浄乾燥すると、０．３ｇの残留物が得られた。この残留物はポリプロピレン繊維であった。そして、ダマでは全固形分に対して１０．４質量％のポリプロピレン繊維が含まれていたが、ダマ以外の成形材料では１．６質量％のポリプロピレン繊維が含まれていた。このため、ポリプロピレン繊維の塊がダマ発生の主要因であると考えられる。

Claims

水とスチレンモノマーと乳化剤及び補強繊維を混合して逆乳化液を調製し、セメントと骨材とを混合して粉体混合物を調製し、前記逆乳化液と前記粉体混合物とを混合して成形材料を調製することを特徴とするポリマー複合セメント板の製造方法。
前記補強繊維として、疎水性の補強繊維を用いることを特徴とする請求項１に記載のポリマー複合セメント板の製造方法。