JP7454406B2 - Hydraulic composition for additive manufacturing and its manufacturing method, laminate and its manufacturing method, and two-component hydraulic material - Google Patents

Hydraulic composition for additive manufacturing and its manufacturing method, laminate and its manufacturing method, and two-component hydraulic material Download PDF

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本発明は、積層造形用水硬性組成物及びその製造方法、積層体及びその製造方法、並びに二液型水硬性材料に関する。 The present invention relates to a hydraulic composition for additive manufacturing, a method for producing the same, a laminate and a method for producing the same, and a two-component hydraulic material.

積層造形法は、目的とする造形物の三次元データを元にして、樹脂、金属、セラミックなどの材料を二次元加工することを繰り返し、積層・造形する方法である。その中で、材料押出方式は、造形材料を直接ノズルなどの開口部を通して選択的に押し出しながら積み重ねていく方法であり、近年では、セメントや粘土鉱物スラリーを用いた押出方式の積層造形技術の研究も積極的に行われている。 The additive manufacturing method is a method of repeatedly performing two-dimensional processing of materials such as resin, metal, ceramic, etc. based on three-dimensional data of the target object, and layering and modeling. Among them, the material extrusion method is a method in which the modeling material is selectively extruded directly through an opening such as a nozzle and piled up, and in recent years, research has been conducted on extrusion-based additive manufacturing technology using cement or clay mineral slurry. is also being actively carried out.

材料押出方式の積層造形を行うにあたり、積層造形用材料に求められる性能として、例えば、材料の送液し易さ(以下、送液性という。)、ノズルから出た後であり且つ硬化前の材料が自重で変形しないこと(以下、積層性という。)が挙げられる。一般的に材料の送液性と積層性とはトレードオフの関係にあり、例えば、流動性が高く送液性が良好な材料は積層した形状を保持できずに崩壊する可能性が高い。 When performing additive manufacturing using the material extrusion method, the performance required of the material for additive manufacturing includes, for example, ease of feeding the material (hereinafter referred to as liquid feeding ability), and the ability to One example of this is that the material does not deform under its own weight (hereinafter referred to as lamination). In general, there is a trade-off relationship between the liquid transportability and lamination property of a material; for example, a material with high fluidity and good liquid transportability is likely to be unable to maintain its laminated shape and collapse.

送液性と積層性のトレードオフ関係を解決するために、材料設計の面では粘度に時間やせん断速度依存性がある、高チクソトロピー性を目指すことが一般的である。高チクソトロピー性材料であれば、送液の際にポンプや流路から掛かるせん断応力により粘度が下がるため高い送液性が得られ、吐出後は粘度が回復して積層性を付与することができる。例えば、特許文献1,2は高チクソトロピー性材料をコンセプトとした造形用セメント組成物やそれを用いた積層造形方法を開示している。 In order to resolve the trade-off relationship between liquid delivery and lamination properties, in terms of material design, it is common to aim for high thixotropy, where the viscosity is dependent on time and shear rate. If it is a highly thixotropic material, the viscosity will be lowered by the shear stress applied from the pump or flow path during liquid delivery, resulting in high liquid delivery performance, and the viscosity will recover after discharge, giving it laminability. . For example, Patent Documents 1 and 2 disclose a modeling cement composition based on the concept of a highly thixotropic material and an additive manufacturing method using the same.

特開2017-185645号公報Japanese Patent Application Publication No. 2017-185645 特開2018-140906号公報Japanese Patent Application Publication No. 2018-140906

しかしながら、特許文献1の図6を見ると、造形物にはモルタルのダレが生じており、目的とする形状に対して、正確に造形できているとは言い難い。他方、特許文献2の表8や図3によると、特許文献2に記載の材料は高い積層性を有すると認められるものの、可使時間を確保するために精密な材料設計を必要とする。なお、可使時間は練り混ぜ時間とポンプ圧送に要する時間とを考慮して設定される。 However, looking at FIG. 6 of Patent Document 1, mortar sag has occurred in the modeled product, and it is difficult to say that the model has been accurately modeled to the desired shape. On the other hand, according to Table 8 and FIG. 3 of Patent Document 2, although the material described in Patent Document 2 is recognized to have high lamination properties, precise material design is required to ensure pot life. Note that the pot life is set in consideration of the kneading time and the time required for pumping.

本発明は、上記事情に鑑みたものであり、送液性と積層性に優れた積層造形用水硬性組成物及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、上記水硬性組成物の硬化体からなる積層体及びその製造方法、並びに上記水硬性組成物を調製するための二液型水硬性材料を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a hydraulic composition for layered manufacturing that has excellent liquid delivery properties and lamination properties, and a method for producing the same. Another object of the present invention is to provide a laminate made of a cured product of the hydraulic composition, a method for producing the same, and a two-component hydraulic material for preparing the hydraulic composition.

本発明者らが、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、セメント含有液と、イオン性エマルション型増粘剤を含有するアルカリ溶液とを混合することが、送液性と積層性を両立し得る水硬性組成物の製造に有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies by the present inventors to solve the above-mentioned problems, it was found that mixing a cement-containing liquid and an alkaline solution containing an ionic emulsion-type thickener achieves both liquid transportability and lamination. The present inventors have discovered that the present invention is effective in producing hydraulic compositions that can be used in various ways, and have completed the present invention.

本発明に係る積層造形用水硬性組成物の製造方法は、セメント、水及び無機酸を含むセメント含有液と、イオン性エマルション型増粘剤を含むアルカリ溶液とを混合する工程を含む。本発明に係る積層造形用水硬性組成物は、セメント、水及び無機酸を含むセメント含有液と、イオン性エマルション型増粘剤を含むアルカリ溶液とを混合してなる。本発明に係る二液型水硬性材料は、セメント、水及び無機酸を含むセメント含有液と、イオン性エマルション型増粘剤を含むアルカリ溶液とを備え、これらが分離された状態である。二液型水硬性材料を積層造形に使用する場合、上記セメント含有液と上記アルカリ溶液を使用の直前に混合することが好ましい。 The method for producing a hydraulic composition for additive manufacturing according to the present invention includes a step of mixing a cement-containing liquid containing cement, water, and an inorganic acid, and an alkaline solution containing an ionic emulsion type thickener. The hydraulic composition for additive manufacturing according to the present invention is formed by mixing a cement-containing liquid containing cement, water, and an inorganic acid, and an alkaline solution containing an ionic emulsion type thickener. The two-component hydraulic material according to the present invention includes a cement-containing liquid containing cement, water, and an inorganic acid, and an alkaline solution containing an ionic emulsion-type thickener, which are separated. When using a two-component hydraulic material for additive manufacturing, it is preferable to mix the cement-containing liquid and the alkaline solution immediately before use.

上記セメント含有液と、上記アルカリ溶液とが混合されることで、セメントの水和反応が進行する積層造形用水硬性組成物が得られる。本発明者らの試験によると、種々の増粘剤のうち、イオン性エマルション型増粘剤を採用することが優れた送液性を達成するのに有用であり且つイオン性エマルション型増粘剤をアルカリ溶液に配合することが送液性及び積層性を両立するのに有用である。具体的には、本発明によれば、立体造形物を形成すべき場所にセメント含有液及びアルカリ溶液をチューブやパイプで移送する場合でも圧力損失を十分に小さくすることができる。また、立体造形物を製造するための積層工程の直前にこれらの液を混合することで、アルカリ溶液に含まれるイオン性エマルション型増粘剤の作用及びセメントの水和反応の進行によって十分に設計通りの立体造形物を製作することができる。 By mixing the above-mentioned cement-containing liquid and the above-mentioned alkaline solution, a hydraulic composition for additive manufacturing in which a hydration reaction of cement proceeds can be obtained. According to the tests conducted by the present inventors, among various thickeners, it is useful to employ an ionic emulsion type thickener to achieve excellent liquid delivery properties, and the ionic emulsion type thickener It is useful to mix this into an alkaline solution in order to achieve both liquid delivery and lamination properties. Specifically, according to the present invention, pressure loss can be sufficiently reduced even when a cement-containing liquid and an alkaline solution are transferred to a location where a three-dimensional object is to be formed using a tube or pipe. In addition, by mixing these liquids immediately before the lamination process for manufacturing three-dimensional objects, the design can be sufficiently improved by the action of the ionic emulsion type thickener contained in the alkaline solution and the progress of the hydration reaction of cement. It is possible to create three-dimensional sculptures of streets.

上記アルカリ溶液の粘度は、送液性及び積層性をより一層高度に両立させる観点から、20℃及びせん断速度10s-1の条件で、2.0×10~2.0×10mPa・sであることが好ましい。セメント含有液の粘度は、より一層優れた送液性の観点から、温度20℃及びせん断速度10s-1の条件で、1.0×10~1.2×10mPa・sであることが好ましい。 The viscosity of the alkaline solution is 2.0×10 2 to 2.0×10 4 mPa・under the conditions of 20°C and a shear rate of 10 s −1 from the viewpoint of achieving a higher level of both liquid delivery and lamination properties. It is preferable that it is s. The viscosity of the cement-containing liquid should be 1.0 × 10 2 to 1.2 × 10 5 mPa・s at a temperature of 20°C and a shear rate of 10 s -1 from the viewpoint of even better liquid transferability. is preferred.

上記セメント含有液は骨材を更に含んでもよい。骨材を含むセメント含有液と上記アルカリ溶液との混合物である水硬性組成物は、例えば、水硬性モルタルである。骨材を含むセメント含有液のモルタルフローは、送液性及び積層性をより一層高度に両立させる観点から、0打フローで105mm以上であることが好ましい。なお、骨材を含まないセメント含有液と上記アルカリ溶液との混合物である水硬性組成物は、例えば、水硬性ペーストである。 The cement-containing liquid may further contain aggregate. A hydraulic composition that is a mixture of a cement-containing liquid containing aggregate and the above alkaline solution is, for example, a hydraulic mortar. The mortar flow of the cement-containing liquid containing aggregate is preferably 105 mm or more at 0 stroke flow, from the viewpoint of achieving both higher liquid transferability and laminability. Note that the hydraulic composition that is a mixture of a cement-containing liquid that does not contain aggregate and the above alkaline solution is, for example, a hydraulic paste.

本発明に係る積層体の製造方法は、(A)セメント、水及び無機酸を含むセメント含有液と、イオン性エマルション型増粘剤を含むアルカリ溶液とを混合して水硬性組成物を得る工程と、(B)上記水硬性組成物の積層体を造形する工程とを含む。本発明に係る積層体は、積層造形用水硬性組成物の硬化物からなる。 The method for producing a laminate according to the present invention includes (A) a step of mixing a cement-containing liquid containing cement, water and an inorganic acid, and an alkaline solution containing an ionic emulsion type thickener to obtain a hydraulic composition; and (B) shaping a laminate of the hydraulic composition. The laminate according to the present invention is made of a cured product of a hydraulic composition for layered manufacturing.

本発明によれば、送液性と積層性に優れた積層造形用水硬性組成物及びその製造方法が提供される。また、本発明によれば、上記水硬性組成物の硬化体からなる積層体及びその製造方法、並びに上記水硬性組成物を調製するための二液型水硬性材料が提供される。 According to the present invention, there is provided a hydraulic composition for layered manufacturing that has excellent liquid delivery properties and lamination properties, and a method for producing the same. Further, according to the present invention, there are provided a laminate made of a cured product of the above-mentioned hydraulic composition, a method for producing the same, and a two-component hydraulic material for preparing the above-mentioned hydraulic composition.

以下、本発明の実施形態について説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below. The present invention is not limited to the following embodiments.

<二液型水硬性材料>
本実施形態に係る二液型水硬性材料は、セメント含有液とアルカリ溶液とを備え、これらを混合して使用されるものであり、使用前(例えば、保管時や運搬時)は両液が分離された状態である。両液は別々の容器に収容されていてもよいし、一つの容器の中で互いに隔離された状態で収容されていてもよい。この二液型水硬性材料は、積層造形用のものであり、セメント含有液とアルカリ溶液を使用の直前に混合することが好ましい。以下、セメント含有液及びアルカリ溶液について説明する。
<Two-component hydraulic material>
The two-component hydraulic material according to the present embodiment includes a cement-containing liquid and an alkaline solution, which are used by mixing them, and both liquids are mixed before use (for example, during storage or transportation). It is in a separated state. Both liquids may be contained in separate containers, or may be contained in a single container in a state where they are isolated from each other. This two-component hydraulic material is for additive manufacturing, and it is preferable to mix the cement-containing liquid and the alkaline solution immediately before use. The cement-containing liquid and the alkaline solution will be explained below.

(セメント含有液)
セメント含有液は、セメントと、水と、無機酸と、必要に応じて配合される骨材とを含む。セメント含有液は、アルカリ溶液が混合されることによって水硬性を有するセメントスラリー(積層造形用水硬性組成物)となる。なお、セメント含有液が骨材を含まない場合、アルカリ溶液が混合されることによって調製されるセメントスラリーは水硬性ペーストである。他方、セメント含有液が骨材を含む場合、アルカリ溶液が混合されることによって調製されるセメントスラリーは水硬性モルタルである。
(Cement-containing liquid)
The cement-containing liquid contains cement, water, an inorganic acid, and aggregate mixed as necessary. The cement-containing liquid becomes a hydraulic cement slurry (hydraulic composition for additive manufacturing) by being mixed with an alkaline solution. Note that when the cement-containing liquid does not contain aggregate, the cement slurry prepared by mixing an alkaline solution is a hydraulic paste. On the other hand, if the cement-containing liquid contains aggregate, the cement slurry prepared by mixing the alkaline solution is a hydraulic mortar.

セメントは特に限定されないが、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカフュームセメント、アルミナセメント等であってよい。セメントは、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。 The cement is not particularly limited, but may be, for example, ordinary Portland cement, early strength Portland cement, ultra early strength Portland cement, moderate heat Portland cement, low heat Portland cement, blast furnace cement, fly ash cement, silica fume cement, alumina cement, etc. . One type of cement can be used alone or two or more types can be used in combination.

セメントの少なくとも一部として、アルミナセメントを用いることが好ましい。アルミナセメントは特に限定されないが、アルミナ含有量が比較的高いものを用いるとよく、例えばアルミナ高含有アルミナセメント、アルミナ中含有アルミナセメントを用いることができる。アルミナ高含有アルミナセメントはアルミナ含有量がアルミナセメントの総質量の60質量%以上であり、アルミナ中含有アルミナセメントはアルミナ含有量が45質量%~60質量%である。 It is preferable to use alumina cement as at least a part of the cement. Although the alumina cement is not particularly limited, it is preferable to use one having a relatively high alumina content. For example, alumina cement with a high alumina content or alumina cement with a medium content of alumina can be used. The high alumina content alumina cement has an alumina content of 60% by mass or more of the total mass of the alumina cement, and the alumina content in alumina cement has an alumina content of 45% by mass to 60% by mass.

水は特に限定されないが、例えば、水道水、蒸留水、脱イオン水等を使用することができる。水の含有量は、セメント100質量部に対して好ましくは20~100質量部、より好ましくは25~90質量部、更に好ましくは30~80質量部である。 Although water is not particularly limited, for example, tap water, distilled water, deionized water, etc. can be used. The content of water is preferably 20 to 100 parts by mass, more preferably 25 to 90 parts by mass, and still more preferably 30 to 80 parts by mass, based on 100 parts by mass of cement.

無機酸は、メタリン酸、亜リン酸、リン酸、又はホスホン酸を含むことが好ましい。メタリン酸、亜リン酸、リン酸、又はホスホン酸を含む無機酸としては、例えば、五酸化二リン、二リン酸、三リン酸、アミノトリメチレンホスホン酸、2-アミノエチルホスホン酸、1-ヒドロキシエチリデン-1,1-ジホスホン酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、テトラメチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ヘキサメチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸、ホスホノブタントリカルボン酸、N-(ホスホノメチル)イミノ二酢酸、2-カルボキシエチルホスホン酸、2-ヒドロキシホスホノカルボン酸等であってよい。無機酸は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。無機酸の含有量は、セメント100質量部に対して好ましくは0.1~20質量部、より好ましくは0.1~15質量部、更に好ましくは0.1~10質量部、特に好ましくは0.3~10質量部である。 Preferably, the inorganic acid includes metaphosphoric acid, phosphorous acid, phosphoric acid, or phosphonic acid. Inorganic acids including metaphosphoric acid, phosphorous acid, phosphoric acid, or phosphonic acid include, for example, diphosphorus pentoxide, diphosphoric acid, triphosphoric acid, aminotrimethylenephosphonic acid, 2-aminoethylphosphonic acid, 1- Hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid, tetramethylenediaminetetramethylenephosphonic acid, hexamethylenediaminetetramethylenephosphonic acid, diethylenetriaminepentamethylenephosphonic acid, phosphonobutanetricarboxylic acid, N-(phosphonomethyl)imino It may be diacetic acid, 2-carboxyethylphosphonic acid, 2-hydroxyphosphonocarboxylic acid, and the like. Inorganic acids can be used alone or in combination of two or more. The content of the inorganic acid is preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 0.1 to 15 parts by mass, even more preferably 0.1 to 10 parts by mass, and particularly preferably 0. .3 to 10 parts by mass.

骨材は、例えば、砂である。砂としては、珪砂、川砂、海砂、山砂及び砕砂等の砂類を使用することができる。砂の粒子径は、水硬性モルタルの押出しやすさの観点から、好ましくは2000μm未満、より好ましくは1180μm未満である。砂の粒子径はJIS Z 8801-2006に規定される目開き寸法の異なる数個の篩を用いて測定することができる。セメント含有液が砂を含む場合、セメント含有液の砂の含有量は、セメントと砂との質量の合計を基準として例えば30~80質量%であり、好ましくは40~70質量%、更に好ましくは50~70質量%である。 The aggregate is, for example, sand. As the sand, sands such as silica sand, river sand, sea sand, mountain sand, and crushed sand can be used. The particle size of the sand is preferably less than 2000 μm, more preferably less than 1180 μm, from the viewpoint of ease of extrusion of hydraulic mortar. The particle size of sand can be measured using several sieves with different opening sizes as defined in JIS Z 8801-2006. When the cement-containing liquid contains sand, the content of sand in the cement-containing liquid is, for example, 30 to 80% by mass, preferably 40 to 70% by mass, more preferably 40 to 70% by mass, based on the total mass of cement and sand. It is 50 to 70% by mass.

セメント含有液が骨材を含む場合、流動性確保の面からモルタルフローは0打フローで105mm以上であることが好ましく、更に好ましくは107mm以上である。水硬性モルタルのモルタルフローは0打フローで103mm以下であることが好ましく、更に好ましくは102mm以下である。 When the cement-containing liquid contains aggregate, the mortar flow is preferably 105 mm or more at 0 stroke flow, more preferably 107 mm or more, in order to ensure fluidity. The mortar flow of the hydraulic mortar is preferably 103 mm or less, more preferably 102 mm or less at 0 stroke flow.

セメント含有液は、セメント、水、無機酸及び砂の他に、増粘剤、スラグ、石炭灰、インク、顔料、分散剤、凝結調整剤、膨張材、収縮低減剤、石膏、消泡剤、短繊維等を含有してもよい。 In addition to cement, water, inorganic acid, and sand, the cement-containing liquid contains thickeners, slag, coal ash, ink, pigments, dispersants, setting regulators, expanding agents, shrinkage reducers, gypsum, antifoaming agents, It may also contain short fibers and the like.

増粘剤は、キサンタンガム、ダイユータンガム、スターチエーテル、グアガム、ポリアクリルアミド、カラギーナンガム、寒天、粘土鉱物系のベントナイトが好ましい。増粘剤は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。また上述の増粘剤に、セルロース系、蛋白質系、ラテックス系、水溶性ポリマー系増粘剤を組み合わせて用いることができる。 Preferred thickeners include xanthan gum, diutan gum, starch ether, guar gum, polyacrylamide, carrageenan gum, agar, and clay mineral bentonite. Thickeners can be used alone or in combination of two or more. Furthermore, the above-mentioned thickeners may be used in combination with cellulose-based, protein-based, latex-based, or water-soluble polymer-based thickeners.

セメント含有液の粘度は、送液時の良好な流動性を達成する観点から、温度20℃及びせん断速度10s-1の条件で、例えば、1.0×10~1.2×10mPa・sであることが好ましい。温度20℃及びせん断速度0.1s-1の条件で測定されるセメント含有液の粘度は、例えば、1.0×10~5.0×10mPa・sであってよい。セメント含有液の粘度は、例えば、水セメント比や増粘剤の配合量を調節することで調整することができる。 The viscosity of the cement-containing liquid is, for example, 1.0×10 2 to 1.2×10 5 mPa at a temperature of 20° C. and a shear rate of 10 s −1 from the viewpoint of achieving good fluidity during liquid feeding. - It is preferable that it is s. The viscosity of the cement-containing liquid measured at a temperature of 20° C. and a shear rate of 0.1 s −1 may be, for example, 1.0×10 3 to 5.0×10 6 mPa·s. The viscosity of the cement-containing liquid can be adjusted, for example, by adjusting the water-cement ratio and the amount of thickener added.

(アルカリ溶液)
アルカリ溶液は、アルカリ源とイオン性エマルション型増粘剤とを含む。アルカリ溶液のpHが7より大きく14以下の溶液であれば特に限定されないが、pHが9以上14以下の溶液であることが好ましい。アルカリ溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム、アミン、アルカノールアミン、オルトケイ酸ナトリウム、水酸化リチウム、アミノメチルプロパノール、水酸化カルシウム、水酸化カリウム、アルミン酸ナトリウム等を含む溶液であってよい。
(alkaline solution)
The alkaline solution contains an alkaline source and an ionic emulsion type thickener. There is no particular limitation as long as the pH of the alkaline solution is greater than 7 and less than or equal to 14, but it is preferably a solution with a pH of greater than or equal to 9 and less than or equal to 14. Examples of the alkaline solution include solutions containing sodium hydroxide, amines, alkanolamines, sodium orthosilicate, lithium hydroxide, aminomethylpropanol, calcium hydroxide, potassium hydroxide, sodium aluminate, and the like.

イオン性エマルション型増粘剤は、イオン性(アニオン性又はカチオン性)であり且つエマルション型の増粘剤である。イオン性増粘剤としてはアクリル酸金属塩ポリマー、メタクリル酸系金属塩ポリマー、第四級アンモニウム塩系ポリマー、アクリルアミド系ポリマー、アクリル酸系四級アンモニウム塩ポリマー、メタクリル酸系四級アンモニウム塩ポリマー、カルボン酸系ポリマーを例示することができる。エマルションはこれらの高分子が乳化した状態であり、使用時にアルカリ溶液に添加することで可溶化される。 Ionic emulsion type thickeners are ionic (anionic or cationic) and emulsion type thickeners. Ionic thickeners include acrylic acid metal salt polymers, methacrylic acid metal salt polymers, quaternary ammonium salt polymers, acrylamide polymers, acrylic acid quaternary ammonium salt polymers, methacrylic acid quaternary ammonium salt polymers, Examples include carboxylic acid polymers. An emulsion is a state in which these polymers are emulsified, and is solubilized by adding it to an alkaline solution at the time of use.

アルカリ溶液の粘度は特に限定されず、例えば、温度20℃及びせん断速度10s-1の条件で測定されるアルカリ溶液の粘度は、例えば、2.0×10~2.0×10mPa・sであり、下限値は2.5×10mPa・s又は3.0×10mPa・sであってよく、上限値は1.80×10mPa・s又は1.90×10mPa・sであってよい。 The viscosity of the alkaline solution is not particularly limited, and for example, the viscosity of the alkaline solution measured at a temperature of 20° C. and a shear rate of 10 s −1 is, for example, 2.0×10 2 to 2.0×10 4 mPa・s, the lower limit may be 2.5×10 2 mPa・s or 3.0×10 2 mPa・s, and the upper limit is 1.80×10 4 mPa・s or 1.90×10 4 It may be mPa·s.

<積層造形用水硬性ペースト>
積層造形用水硬性ペーストは、骨材を含有しないセメント含有液と、イオン性エマルション型増粘剤を含有するアルカリ溶液とを混合することによって調製される。セメント含有液がイオン性エマルション型増粘剤と混合されると、粘度が急激に上昇して積層性に優れる水硬性ペーストが得られる。温度20℃及び10s-1の条件で測定される水硬性ペーストの粘度は、例えば、1.0×10~1.0×10mPa・sである。温度20℃及び0.1s-1の条件で測定される水硬性ペーストの粘度は例えば、5.0×10~6.0×10mPa・sである。
<Hydraulic paste for additive manufacturing>
A hydraulic paste for additive manufacturing is prepared by mixing an aggregate-free cement-containing liquid and an alkaline solution containing an ionic emulsion-type thickener. When a cement-containing liquid is mixed with an ionic emulsion-type thickener, the viscosity increases rapidly and a hydraulic paste with excellent lamination properties is obtained. The viscosity of the hydraulic paste measured at a temperature of 20° C. and 10 s −1 is, for example, 1.0×10 5 to 1.0×10 6 mPa·s. The viscosity of the hydraulic paste measured at a temperature of 20° C. and 0.1 s −1 is, for example, 5.0×10 6 to 6.0×10 7 mPa·s.

セメント含有液とアルカリ溶液を混合した積層造形用水硬性ペーストの可使時間は、セメント含有液及びアルカリ溶液の水セメント比、アルカリ溶液の溶質量、増粘剤の種類、溶質の種類、石膏量、無機酸の濃度、凝結調整剤の量等を変えることにより、調整することができる。上記可使時間は、例えば、10秒~300分であり、下限値は20秒又は30秒であってよく、上限値は250分又は200分であってよい。 The pot life of a hydraulic paste for additive manufacturing that is a mixture of a cement-containing liquid and an alkaline solution is determined by the water-cement ratio of the cement-containing liquid and alkaline solution, the amount of solute in the alkaline solution, the type of thickener, the type of solute, the amount of gypsum, It can be adjusted by changing the concentration of inorganic acid, the amount of coagulation regulator, etc. The pot life is, for example, 10 seconds to 300 minutes, the lower limit may be 20 seconds or 30 seconds, and the upper limit may be 250 minutes or 200 minutes.

<積層造形用水硬性モルタル>
水硬性モルタルは、上記セメント含有液が骨材を含み、増粘剤を含有するアルカリ溶液と混合することで製造することができる。水硬性モルタルに用いられる骨材は好ましくは砂である。
<Hydraulic mortar for additive manufacturing>
Hydraulic mortar can be produced by mixing the cement-containing liquid containing aggregate with an alkaline solution containing a thickener. The aggregate used in hydraulic mortar is preferably sand.

<積層体>
本実施形態に係る積層体の製造方法は、(A)上記セメント含有液と、上記アルカリ溶液とを混合して水硬性組成物(水硬性ペースト又は水硬性モルタル)を得る工程と、(B)上記水硬性組成物の積層体を例えば押出などの方法によって造形する工程とを含む。本実施形態に係る積層体は、水硬性組成物の硬化物からなり、例えば、立体造形物である。
<Laminated body>
The method for manufacturing a laminate according to the present embodiment includes (A) mixing the cement-containing liquid and the alkaline solution to obtain a hydraulic composition (hydraulic paste or hydraulic mortar); (B) The method includes a step of shaping a laminate of the hydraulic composition, for example, by a method such as extrusion. The laminate according to this embodiment is made of a cured product of a hydraulic composition, and is, for example, a three-dimensional structure.

水硬性組成物は、セメント含有液及びアルカリ溶液以外に、着色成分を含んでいてもよい。着色成分としては、ペンキ、顔料等が挙げられる。着色成分は、水硬性組成物を得るまでの任意の工程で投入すればよく、例えば、セメント含有液又はアルカリ溶液に含有していてもよく、両液の混合器に直接投入してもよい。なお、十分に均一に着色されたセメントスラリーを混合器で調製する観点から、アルカリ溶液と比較して使用量の多いセメント含有液に着色成分が予め含まれていることが好ましい。 The hydraulic composition may contain a coloring component in addition to the cement-containing liquid and the alkaline solution. Coloring components include paints, pigments, and the like. The coloring component may be added at any step before obtaining the hydraulic composition; for example, it may be contained in the cement-containing liquid or the alkaline solution, or it may be directly added to a mixer for both liquids. In addition, from the viewpoint of preparing a sufficiently uniformly colored cement slurry in a mixer, it is preferable that a coloring component is included in advance in the cement-containing liquid, which is used in a larger amount than an alkaline solution.

以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。 Hereinafter, the present invention will be explained in more detail based on specific examples, but the present invention is not limited to the following examples in any way, and can be carried out with appropriate modifications within the scope of the gist. It is possible to do so.

<せん断粘度の測定方法>
材料及び試料のせん断粘度を以下のようにして測定した。すなわち、Anton Paar社製レオメーターReolabQCに共軸二重円筒治具CC27及び羽根型測定治具ST14-4V-35を取り付けた。温度20℃、せん断速度0.1s-1及び10s-1の条件下でそれぞれ180秒測定した。なお、測定には、練り混ぜ後3分経過した試料を用いた。なお、表中で“M-”と表記したものに関しては、粘度が低いために、装置のトルク検出限界以下であったことを示す。
<Method of measuring shear viscosity>
The shear viscosity of the material and sample was measured as follows. That is, a coaxial double cylindrical jig CC27 and a vane-shaped measuring jig ST14-4V-35 were attached to a rheometer ReolabQC manufactured by Anton Paar. Measurements were performed for 180 seconds at a temperature of 20° C. and a shear rate of 0.1 s −1 and 10 s −1 , respectively. In addition, for the measurement, a sample was used after 3 minutes had passed after kneading. In the table, "M-" indicates that the viscosity was lower than the torque detection limit of the device due to low viscosity.

<流動性及び積層性評価>
練り混ぜ後3分経過した試料を円筒カップに入れ、135°傾けて10秒保持した。
(流動性の評価基準)
〇:135°傾けた状態で流れた。
×:135°傾けた状態で流れなかった。
(積層性の評価基準)
〇:135°傾けた状態で流れなかった。
×:135°傾けた状態で流れた。
<Fluidity and stackability evaluation>
After 3 minutes of kneading, the sample was placed in a cylindrical cup, tilted at 135°, and held for 10 seconds.
(Liquidity evaluation criteria)
○: Flowed at an angle of 135°.
×: No flow occurred when tilted at 135°.
(Evaluation criteria for stackability)
○: It did not flow when it was tilted at 135°.
×: Flowed at an angle of 135°.

<フロー試験>
「JIS R 5201:セメントの物理試験方法」に準拠してフロー試験を実施した。なお、試料は練り混ぜ後3分経過したものを用い、フロー値はフローコーンを取り除いた直後の状態におけるフロー値MF(0打時のフロー)と、15打後のフロー値MF15を測定した。なお、フローコーンの底面の直径はφ100mmである。
<Flow test>
A flow test was conducted in accordance with "JIS R 5201: Physical testing method for cement." In addition, the sample was used after 3 minutes of kneading and mixing, and the flow value was measured as the flow value MF 0 (flow at 0 stroke) immediately after the flow cone was removed and the flow value MF 15 after 15 strokes. did. Note that the diameter of the bottom surface of the flow cone was φ100 mm.

<使用材料>
以下の材料を準備した。
・水硬性結合材:アルミナ高含有アルミナセメント(Al:68.7%)及び半水石膏(アルミナセメント:半水石膏=70:30)
・無機酸:リン酸(濃度:85wt%)
・セメント含有液A0:上記水硬性結合材100質量部に対して水51.2質量部及び上記無機酸1.6質量部を配合したもの(MF:203mm)
・アルカリ溶液B0:NaOH水溶液(濃度:3mol/L)
・増粘剤C:アクリル酸系ポリマー/アニオン性/エマルション(温度20℃及びせん断速度10s-1の条件で測定される固形分35%の製品の粘度2.69×10mPa・s)
・増粘剤D:メタクリレート4級アンモニウム塩ポリマー/カチオン性/エマルション(温度20℃及びせん断速度10s-1の条件で測定される固形分35%の製品の粘度5.20×10mPa・s)
・増粘剤E:4級アンモニウム塩系ポリマー/カチオン性/エマルション(温度20℃及びせん断速度10s-1の条件で測定される固形分40%の製品の粘度1.03×10mPa・s)
・増粘剤F:アクリルアミド系ポリマー/ノニオン性/エマルション(温度20℃及びせん断速度10s-1の条件で測定される固形分35%の製品の粘度6.68×10mPa・s)
・増粘剤G:ダイユータンガム/アニオン性/粉末
・増粘剤H:セルロース系/ノニオン性/粉末
・砂:鹿島6号珪砂(高野商事株式会社製)
<Materials used>
The following materials were prepared.
・Hydraulic binder: alumina cement with high alumina content (Al 2 O 3 : 68.7%) and hemihydrate gypsum (alumina cement: hemihydrate gypsum = 70:30)
・Inorganic acid: phosphoric acid (concentration: 85wt%)
・Cement-containing liquid A0: 51.2 parts by mass of water and 1.6 parts by mass of the above inorganic acid are blended with 100 parts by mass of the above hydraulic binder (MF 0 : 203 mm)
・Alkaline solution B0: NaOH aqueous solution (concentration: 3 mol/L)
- Thickener C: Acrylic acid polymer/anionic/emulsion (viscosity of a product with a solid content of 35% measured at a temperature of 20°C and a shear rate of 10 s -1 , 2.69 x 10 2 mPa s)
・Thickener D: Methacrylate quaternary ammonium salt polymer/cationic/emulsion (viscosity of product with solid content of 35% measured at a temperature of 20°C and a shear rate of 10 s -1 , 5.20 x 10 1 mPa s )
・Thickener E: Quaternary ammonium salt-based polymer/cationic/emulsion (viscosity of a product with a solid content of 40% measured at a temperature of 20°C and a shear rate of 10 s -1 , 1.03 x 10 3 mPa・s )
・Thickener F: Acrylamide polymer/nonionic/emulsion (viscosity of a product with a solid content of 35% measured at a temperature of 20°C and a shear rate of 10s -1 : 6.68×10 2 mPa・s)
・Thickener G: Diutan gum/Anionic/Powder ・Thickener H: Cellulose/Nonionic/Powder ・Sand: Kashima No. 6 silica sand (manufactured by Takano Shoji Co., Ltd.)

表1に各材料のせん断粘度及び評価結果を示す。なお、増粘剤G,Hは粉末のため、せん断粘度の測定、並びに流動性及び積層性の評価ができなかった。 Table 1 shows the shear viscosity and evaluation results of each material. Note that since the thickeners G and H were powders, it was not possible to measure the shear viscosity and evaluate the fluidity and lamination properties.

Figure 0007454406000001
Figure 0007454406000001

(セメント含有液A1の調製)
セメント含有液A0(100質量部)及び増粘剤C(0.71質量部)をプラスチック製容器に入れ、スリーワンモーター(撹拌翼:ディスクタービン型)を用いて回転数1200rpmで20秒間練り混ぜた。これによりセメント含有液A1(ペースト)を得た。表2にセメント含有液A1のせん断粘度及び評価結果を示す。セメント含有液A1のフロー値MFは102mmであり、MF15は121mmであった。流動性評価とフロー値より、セメント含有液A0に増粘剤Cを入れたセメント含有液A1は流動性が不十分であることが分かった。
(Preparation of cement-containing liquid A1)
Cement-containing liquid A0 (100 parts by mass) and thickener C (0.71 parts by mass) were placed in a plastic container and mixed for 20 seconds at a rotation speed of 1200 rpm using a three-one motor (stirring blade: disk turbine type). . Thereby, cement-containing liquid A1 (paste) was obtained. Table 2 shows the shear viscosity and evaluation results of cement-containing liquid A1. The flow value MF 0 of the cement-containing liquid A1 was 102 mm, and MF 15 was 121 mm. From the fluidity evaluation and flow value, it was found that the cement-containing liquid A1, in which the thickener C was added to the cement-containing liquid A0, had insufficient fluidity.

(セメント含有液A2~A6の調製)
増粘剤Cの代わりに、増粘剤D~Hをそれぞれ使用したことの他は、セメント含有液A1と同様にして、セメント含有液A2~A6を調製した。表2にセメント含有液A1~A6のせん断粘度及び評価結果を示す。増粘剤が添加されたセメント含有液(セメント含有液A4を除く。)は流動性が確保できないことが分かった。
(Preparation of cement-containing liquids A2 to A6)
Cement-containing liquids A2 to A6 were prepared in the same manner as cement-containing liquid A1, except that thickeners D to H were used instead of thickener C. Table 2 shows the shear viscosity and evaluation results of cement-containing liquids A1 to A6. It was found that fluidity could not be ensured in cement-containing liquids to which a thickener was added (excluding cement-containing liquid A4).

Figure 0007454406000002
Figure 0007454406000002

(セメント含有液A7の調製)
セメント含有液A0(100質量部)及び砂(セメント含有液A0に含まれる水硬性結合材と同じ質量)をプラスチック製容器に入れ、スリーワンモーター(撹拌翼:ディスクタービン型)を用いて、回転数1200rpmで1分間練り混ぜた。これによりセメント含有液A7(モルタル、水/結合材=0.51、砂/結合材=1.0)を得た。表3にセメント含有液A7のせん断粘度及び評価結果を示す。セメント含有液A7のフロー値MFは163mmであり、MF15は186mmであった。フロー値から流動性が高いことが分かった。
(Preparation of cement-containing liquid A7)
Cement-containing liquid A0 (100 parts by mass) and sand (same mass as the hydraulic binder contained in cement-containing liquid A0) are placed in a plastic container, and a three-one motor (stirring blade: disk turbine type) is used to increase the number of rotations. The mixture was mixed at 1200 rpm for 1 minute. As a result, cement-containing liquid A7 (mortar, water/binder = 0.51, sand/binder = 1.0) was obtained. Table 3 shows the shear viscosity and evaluation results of cement-containing liquid A7. The flow value MF 0 of cement-containing liquid A7 was 163 mm, and MF 15 was 186 mm. The flow value showed that the fluidity was high.

(セメント含有液A8の調製)
砂の量を1.5倍に増やしたことの他は、セメント含有液A7と同様にしてセメント含有液A8を調製した。すなわち、セメント含有液A8の水/結合材は0.51とし、砂/結合材は1.5とした。表3にセメント含有液A8の評価結果を示す。セメント含有液A8の流動性評価は○であった。セメント含有液A8のフロー値MFは115mmであり、MF15は150mmであった。
(Preparation of cement-containing liquid A8)
Cement-containing liquid A8 was prepared in the same manner as cement-containing liquid A7, except that the amount of sand was increased by 1.5 times. That is, the water/binder ratio of cement-containing liquid A8 was set to 0.51, and the sand/binder ratio was set to 1.5. Table 3 shows the evaluation results for cement-containing liquid A8. The fluidity evaluation of cement-containing liquid A8 was ○. The flow value MF 0 of cement-containing liquid A8 was 115 mm, and MF 15 was 150 mm.

(セメント含有液A9の調製)
水及び砂の量を変更したことの他は、セメント含有液A7と同様にしてセメント含有液A8を調製した。すなわち、セメント含有液A9の水/結合材は0.6とし、砂/結合材は2.0とした。表3にセメント含有液A9の評価結果を示す。セメント含有液A9の流動性評価は○であった。セメント含有液A9のフロー値MFは107mmであった。
(Preparation of cement-containing liquid A9)
Cement-containing liquid A8 was prepared in the same manner as cement-containing liquid A7, except that the amounts of water and sand were changed. That is, the water/binder ratio of cement-containing liquid A9 was set to 0.6, and the sand/binder ratio was set to 2.0. Table 3 shows the evaluation results for cement-containing liquid A9. The fluidity evaluation of cement-containing liquid A9 was ○. The flow value MF 0 of cement-containing liquid A9 was 107 mm.

(セメント含有液A10の調製)
セメント含有液A7(100質量部)に増粘剤Cを0.71質量部加え、スリーワンモーター(撹拌翼:ディスクタービン型)を用いて、回転数1200rpmで20秒間練り混ぜた。これによりセメント含有液A10(水/結合材=0.51、砂/結合材=1.0)を得た。表3にセメント含有液A10のせん断粘度及び評価結果を示す。セメント含有液A10のフロー値MFは100mmであり、MF15は112mmであった。セメント含有液A10の流動性評価は×であった。セメント含有液に増粘剤を添加すると流動性が確保できないことが分かった。
(Preparation of cement-containing liquid A10)
0.71 parts by mass of thickener C was added to cement-containing liquid A7 (100 parts by mass) and mixed for 20 seconds at a rotation speed of 1200 rpm using a three-one motor (stirring blade: disk turbine type). As a result, cement-containing liquid A10 (water/binder = 0.51, sand/binder = 1.0) was obtained. Table 3 shows the shear viscosity and evaluation results of cement-containing liquid A10. The flow value MF 0 of cement-containing liquid A10 was 100 mm, and MF 15 was 112 mm. The fluidity evaluation of cement-containing liquid A10 was ×. It was found that fluidity could not be ensured when a thickener was added to the cement-containing liquid.

Figure 0007454406000003
Figure 0007454406000003

(アルカリ溶液B1の調製)
100mL容積のガラス製スクリュー管に、アルカリ溶液B0(100質量部)及び増粘剤C(11.6質量部)を入れた後、蓋をして手で振り混ぜた。試料を安定させるため、そのまま24時間静置した。表4にアルカリ溶液B1のせん断粘度及び評価結果を示す。
(Preparation of alkaline solution B1)
After putting alkaline solution B0 (100 parts by mass) and thickener C (11.6 parts by mass) into a 100 mL glass screw tube, the tube was covered with a lid and mixed by hand. In order to stabilize the sample, it was left undisturbed for 24 hours. Table 4 shows the shear viscosity and evaluation results of alkaline solution B1.

(アルカリ溶液B2~B4の調製)
増粘剤Cの代わりに、増粘剤D~Fをそれぞれ使用したことの他は、アルカリ溶液B1と同様にして、アルカリ溶液B2~B4を調製した。表4にアルカリ溶液B2~B4のせん断粘度及び評価結果を示す。
(Preparation of alkaline solutions B2 to B4)
Alkaline solutions B2 to B4 were prepared in the same manner as alkaline solution B1, except that thickeners D to F were used instead of thickener C, respectively. Table 4 shows the shear viscosity and evaluation results of alkaline solutions B2 to B4.

(アルカリ溶液B5)
アルカリ溶液B0(100質量部)をプラスチック製容器に入れ、スリーワンモーター(撹拌翼:ディスクタービン型)を用いて回転数1200rpmで撹拌しながら、増粘剤G(11.6質量部)をダマにならないように加えた。増粘剤Gを全量加えた後に、回転数1200rpmで更に1分間練り混ぜた。試料を安定させるため、水が蒸発しないように蓋をし、そのまま24時間静置した。表4にアルカリ溶液B5のせん断粘度及び評価結果を示す。
(Alkaline solution B5)
Alkaline solution B0 (100 parts by mass) was placed in a plastic container, and while stirring at a rotation speed of 1200 rpm using a three-one motor (stirring blade: disk turbine type), thickener G (11.6 parts by mass) was added to the lumps. I added it to make sure it doesn't happen. After adding the entire amount of thickener G, the mixture was further kneaded for 1 minute at a rotational speed of 1200 rpm. In order to stabilize the sample, it was covered with a lid to prevent water from evaporating and left to stand for 24 hours. Table 4 shows the shear viscosity and evaluation results of alkaline solution B5.

(アルカリ溶液B6)
増粘剤Gの代わりに、増粘剤Hを使用したことの他は、アルカリ溶液B5と同様にして、アルカリ溶液B6を調製した。表4にアルカリ溶液B6のせん断粘度及び評価結果を示す。
(Alkaline solution B6)
Alkaline solution B6 was prepared in the same manner as alkaline solution B5, except that thickener H was used instead of thickener G. Table 4 shows the shear viscosity and evaluation results of alkaline solution B6.

Figure 0007454406000004
Figure 0007454406000004

[実施例1]
セメント含有液A0(100質量部)を収容しているプラスチック製容器にアルカリ溶液B1(6.83質量部)を加え、スリーワンモーター(撹拌翼:ディスクタービン型)を用いて、回転数1200rpmで20秒間練り混ぜた。これにより、水硬性ペーストP1を得た。表5に水硬性ペーストP1のせん断粘度及び評価結果を示す。水硬性ペーストP1のフロー値MFは100mmであり、MF15は126mmであった。
[Example 1]
Add alkaline solution B1 (6.83 parts by mass) to a plastic container containing cement-containing liquid A0 (100 parts by mass), and use a three-one motor (stirring blades: disk turbine type) to stir the mixture at a rotation speed of 1200 rpm for 20 minutes. Mixed for a second. Thereby, hydraulic paste P1 was obtained. Table 5 shows the shear viscosity and evaluation results of hydraulic paste P1. The flow value MF 0 of the hydraulic paste P1 was 100 mm, and the MF 15 was 126 mm.

以上を整理すると、セメント含有液A0と、アルカリ溶液B1はそれぞれ流動性が○であり、これらを混合した水硬性ペーストP1の積層性が○で、フロー値MFが100mmであることから、積層造形プロセスにおいて送液性と積層性との両立が可能である。 To summarize the above, the fluidity of the cement-containing liquid A0 and the alkaline solution B1 is ○, and the lamination property of the hydraulic paste P1 that is a mixture of these is ○, and the flow value MF 0 is 100 mm. It is possible to achieve both liquid delivery performance and lamination performance in the modeling process.

[実施例2]
アルカリ溶液B1の代わりに、アルカリ溶液B2を使用したことの他は、実施例1と同様にして水硬性ペーストP2を得た。表5に水硬性ペーストP2のせん断粘度及び評価結果を示す。水硬性ペーストP2も積層造形プロセスにおいて送液性と積層性との両立が可能である。
[Example 2]
A hydraulic paste P2 was obtained in the same manner as in Example 1, except that alkaline solution B2 was used instead of alkaline solution B1. Table 5 shows the shear viscosity and evaluation results of hydraulic paste P2. The hydraulic paste P2 is also capable of achieving both liquid delivery performance and lamination performance in the additive manufacturing process.

[実施例3]
アルカリ溶液B1の代わりに、アルカリ溶液B3を使用したことの他は、実施例1と同様にして水硬性ペーストP3を得た。表5に水硬性ペーストP3のせん断粘度及び評価結果を示す。水硬性ペーストP3も積層造形プロセスにおいて送液性と積層性との両立が可能である。
[Example 3]
A hydraulic paste P3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that alkaline solution B3 was used instead of alkaline solution B1. Table 5 shows the shear viscosity and evaluation results of hydraulic paste P3. The hydraulic paste P3 is also capable of achieving both liquid delivery performance and lamination performance in the additive manufacturing process.

[比較例1]
セメント含有液A0(100質量部)を収容しているプラスチック製容器にアルカリ溶液B0(6.11質量部)を加え、スリーワンモーター(撹拌翼:ディスクタービン型)を用いて、回転数1200rpmで20秒間練り混ぜた。これにより、水硬性ペーストP4を得た。表5に水硬性ペーストP4のせん断粘度及び評価結果を示す。セメント含有液A0及びアルカリ溶液B0はいずれも流動性が○であるが、混合した後の水硬性ペーストの積層性が×であることから、送液性と積層性の両立は困難である。
[Comparative example 1]
Add alkaline solution B0 (6.11 parts by mass) to a plastic container containing cement-containing liquid A0 (100 parts by mass), and use a three-one motor (stirring blades: disk turbine type) to stir the mixture at a rotation speed of 1200 rpm for 20 minutes. Mixed for a second. Thereby, hydraulic paste P4 was obtained. Table 5 shows the shear viscosity and evaluation results of hydraulic paste P4. The fluidity of both the cement-containing liquid A0 and the alkaline solution B0 is ○, but the lamination property of the hydraulic paste after mixing is poor, so it is difficult to achieve both liquid feedability and lamination property.

[比較例2]
セメント含有液A0の代わりに、セメント含有液A4を使用したことの他は、比較例1と同様にして水硬性ペーストP5を得た。表5に水硬性ペーストP5のせん断粘度及び評価結果を示す。セメント含有液A4及びアルカリ溶液B0はいずれも流動性が○であるが、混合した後の水硬性ペーストの積層性が×であることから、送液性と積層性の両立は困難である。
[Comparative example 2]
Hydraulic paste P5 was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that cement-containing liquid A4 was used instead of cement-containing liquid A0. Table 5 shows the shear viscosity and evaluation results of hydraulic paste P5. Both the cement-containing liquid A4 and the alkaline solution B0 have a fluidity of ○, but the laminability of the hydraulic paste after mixing is poor, so it is difficult to achieve both liquid feedability and lamination.

Figure 0007454406000005
Figure 0007454406000005

[実施例4]
セメント含有液A7(100質量部)を収容しているプラスチック製容器にアルカリ溶液B1(4.16質量部)を加え、スリーワンモーター(撹拌翼:ディスクタービン型)を用いて、回転数1200rpmで20秒間練り混ぜた。これにより、水硬性モルタルM1を得た。表6に水硬性モルタルM1のせん断粘度及び評価結果を示す。表6に示された結果から、水硬性モルタルM1は積層造形プロセスにおいて送液性と積層性との両立が可能である。
[Example 4]
Add alkaline solution B1 (4.16 parts by mass) to a plastic container containing cement-containing liquid A7 (100 parts by mass), and use a three-one motor (stirring blades: disk turbine type) to stir the mixture at a rotation speed of 1200 rpm for 20 minutes. Mixed for a second. Thereby, hydraulic mortar M1 was obtained. Table 6 shows the shear viscosity and evaluation results of hydraulic mortar M1. From the results shown in Table 6, the hydraulic mortar M1 is capable of achieving both liquid delivery performance and lamination performance in the additive manufacturing process.

[実施例5]
セメント含有液A7の代わりに、セメント含有液A8を使用したことの他は、実施例4と同様にして水硬性モルタルM2を得た。表6に水硬性モルタルM2の評価結果を示す。水硬性モルタルM2も積層造形プロセスにおいて送液性と積層性との両立が可能である。
[Example 5]
Hydraulic mortar M2 was obtained in the same manner as in Example 4, except that cement-containing liquid A8 was used instead of cement-containing liquid A7. Table 6 shows the evaluation results of hydraulic mortar M2. Hydraulic mortar M2 is also capable of achieving both liquid delivery performance and lamination performance in the additive manufacturing process.

[実施例6]
セメント含有液A7の代わりに、セメント含有液A9を使用したことの他は、実施例4と同様にして水硬性モルタルM3を得た。表6に水硬性モルタルM3の評価結果を示す。水硬性モルタルM3も積層造形プロセスにおいて送液性と積層性との両立が可能である。
[Example 6]
Hydraulic mortar M3 was obtained in the same manner as in Example 4, except that cement-containing liquid A9 was used instead of cement-containing liquid A7. Table 6 shows the evaluation results of hydraulic mortar M3. Hydraulic mortar M3 is also capable of achieving both liquid delivery performance and lamination performance in the additive manufacturing process.

Figure 0007454406000006
Figure 0007454406000006

Claims (11)

アルミナセメント、水及びリン酸を含むセメント含有液と、イオン性エマルション型増粘剤を含むアルカリ溶液とを混合する工程を含む、積層造形用水硬性組成物の製造方法。 A method for producing a hydraulic composition for additive manufacturing, comprising a step of mixing a cement-containing liquid containing alumina cement, water and phosphoric acid, and an alkaline solution containing an ionic emulsion type thickener. 前記セメント含有液が骨材を更に含む、請求項1に記載の積層造形用水硬性組成物の製造方法。 The method for producing a hydraulic composition for additive manufacturing according to claim 1, wherein the cement-containing liquid further contains aggregate. アルミナセメント、水及びリン酸を含むセメント含有液と、イオン性エマルション型増粘剤を含むアルカリ溶液とを混合してなる、積層造形用水硬性組成物。 A hydraulic composition for additive manufacturing, which is made by mixing a cement-containing liquid containing alumina cement, water and phosphoric acid, and an alkaline solution containing an ionic emulsion type thickener. 前記セメント含有液が骨材を更に含む、請求項3に記載の積層造形用水硬性組成物。 The hydraulic composition for additive manufacturing according to claim 3, wherein the cement-containing liquid further contains aggregate. 請求項3又は4に記載の積層造形用水硬性組成物の硬化物からなる積層体。 A laminate comprising a cured product of the hydraulic composition for layered manufacturing according to claim 3 or 4. (A)アルミナセメント、水及びリン酸を含むセメント含有液と、イオン性エマルション型増粘剤を含むアルカリ溶液とを混合して積層造形用水硬性組成物を得る工程と、
(B)前記積層造形用水硬性組成物の積層体を造形する工程と、
を含む、積層体の製造方法。
(A) mixing a cement-containing liquid containing alumina cement, water and phosphoric acid, and an alkaline solution containing an ionic emulsion type thickener to obtain a hydraulic composition for additive manufacturing ;
(B) a step of modeling a laminate of the hydraulic composition for additive manufacturing ;
A method for manufacturing a laminate, including:
前記セメント含有液が骨材を更に含む、請求項6に記載の積層体の製造方法。 The method for manufacturing a laminate according to claim 6, wherein the cement-containing liquid further contains aggregate. アルミナセメント、水及びリン酸を含むセメント含有液と、
イオン性エマルション型増粘剤を含むアルカリ溶液と、
を備え、これらが分離された状態である積層造形用二液型水硬性材料であって、
前記アルカリ溶液の粘度が20℃及びせん断速度10s-1の条件で、2.0×10~2.0×10mPa・sである、積層造形用二液型水硬性材料。
a cement-containing liquid containing alumina cement, water and phosphoric acid;
an alkaline solution containing an ionic emulsion type thickener;
A two-component hydraulic material for additive manufacturing in which these are separated,
A two-component hydraulic material for additive manufacturing , wherein the alkaline solution has a viscosity of 2.0×10 2 to 2.0×10 4 mPa·s at 20° C. and a shear rate of 10 s −1 .
アルミナセメント、水及びリン酸を含むセメント含有液と、
イオン性エマルション型増粘剤を含むアルカリ溶液と、
を備え、これらが分離された状態である積層造形用二液型水硬性材料であって、
前記セメント含有液の粘度が温度20℃及びせん断速度10s-1の条件で、1.0×10~1.2×10mPa・sである、積層造形用二液型水硬性材料。
a cement-containing liquid containing alumina cement, water and phosphoric acid;
an alkaline solution containing an ionic emulsion type thickener;
A two-component hydraulic material for additive manufacturing in which these are separated,
A two-component hydraulic material for additive manufacturing , wherein the cement-containing liquid has a viscosity of 1.0×10 2 to 1.2×10 5 mPa·s at a temperature of 20° C. and a shear rate of 10 s −1 .
アルミナセメント、水及びリン酸を含むセメント含有液と、
イオン性エマルション型増粘剤を含むアルカリ溶液と、
を備え、これらが分離された状態である積層造形用二液型水硬性材料であって、
前記セメント含有液が骨材を更に含み、
前記セメント含有液のモルタルフローが0打フローで105mm以上である、積層造形用二液型水硬性材料。
a cement-containing liquid containing alumina cement, water and phosphoric acid;
an alkaline solution containing an ionic emulsion type thickener;
A two-component hydraulic material for additive manufacturing in which these are separated,
the cement-containing liquid further includes aggregate;
A two-component hydraulic material for additive manufacturing , wherein the mortar flow of the cement-containing liquid is 105 mm or more at zero stroke flow.
アルミナセメント、水及びリン酸を含むセメント含有液と、
イオン性エマルション型増粘剤を含むアルカリ溶液と、
を備え、これらが分離された状態である二液型水硬性材料であって、
積層造形用である、二液型水硬性材料。
a cement-containing liquid containing alumina cement, water and phosphoric acid;
an alkaline solution containing an ionic emulsion type thickener;
A two-component hydraulic material in which these are separated,
A two-component hydraulic material for additive manufacturing.
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