JPH01176258A - 補強繊維を含む中空板の低圧押出成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、アスベスト繊維を含まない、安全性の高いセ
メント系中空押出成形板の低圧押出成形方法に関するも
のである。本発明の方法で得られる中空押出成形板は、
防火性、軽量性、安全性、耐候性に優れていることから
、建築物の内外装用板に適している。

〈従来技術〉 従来、セメントの押出中空成形は、セメントに水、水溶
性ポリマーあるいはポリマーの水性ディスバージョン、
補強繊維等を混合したものを１５〜３０　ｋｇ／ｃｍ２
の高圧で中空状に押出成形した後自然養生、蒸気養生、
オートクレーブ養生等の方法で硬化させていた。

〈発明が解決しようとする問題点〉 従来技術のセメント系無機化合物の中空押出成形上の問
題点は、第１に中空押出成形物の形崩れを防止する為、
原材料の混合物は硬い粘土状に混練され、押出機に供給
される為１５〜３０　ｋｇ／ａｒｔ２の高圧で押出成形
することが必要とされることと、第２に原料組成物が水
性であり、水、セメント等無機化合物に対して親和性の
高いアスベスト繊維が主たる補強繊維として使用されて
いた点である。

すなわち、従来の方法はセメントにメチルセルロース等
の水溶性高分子化合物と補強繊維を混合し、硬い粘土状
にしたものを１５〜３０　ｋｇ７６ｙｇ２の高圧で中空
成形する為、補強繊維の破損が著しく十分な補強効果が
得られなかった。またシラスバルーン、パーライト、発
泡スチレン等の軽食骨材を混大した場合も高圧により破
壊され、期待した軽量性が得られなかった。さらに押出
機自体も高圧に耐える設計が必要であり、電力消費量も
大きく、スクリューの摩耗も著しかった。また原材料が
水性である為、アスベスト以外の補強繊維、特にポリフ
ロピレン、ポリエステル、ビニロン、ナイロン、アクリ
ル、アラミド、ポリエチレン、塩化ビニール繊維等の合
成樹脂補強繊維との親和性に乏しく、分散性、補強効果
に劣っていた。一方、アスベスト繊維は発ガン性を有し
ている為、生産時や、施工時の切削加工時にアスベスト
が飛散し。

人体の健康を損なう危険性が犬であった。

本発明は、これ等の問題の解決した補強繊維を含む中空
板の低圧押出成形方法を提供しようとするものである。

く問題を解決する為の手段〉 本発明は１重合開始剤と逆乳化剤を含有する非水溶性の
ビニルモノマーとセメントと水ドアスペクト比が１００
〜ｚ　ｏ　ｏ　ｏ、長さが２〜２０Ｍの合成繊維とから
得られる補強繊維が分散されたセメント含有Ｗ１０型エ
マルジョンを３　汚／ｃｙｎ２　以下、好ましくは０．
１〜２　ｋｇ７ｃｍ２の低圧で中空状に押出成形し、自
然養生、蒸気養生あるいはオートクレーブ養生により、
とニルモノマーの重合反応と、セメントの水利反応とを
進行させて硬化した後乾燥し、軽量で防火性、安全性の
優れた中空押出成形板を得る方法を提供するものである
。

すなわち、従来の方法と本発明の方法を比較すると、押
出成形される組成物と押出成形圧において著しく異なっ
ている。従来の方法では水が連続相となり、その中にセ
メントと補強繊維が分散しているものを使用しているが
、本発明の方法によればビニルモノマーが連続相となり
、その中に水とセメントが分散しているセメント含有Ｗ
　／　Ｏ型エマルジ目ンに、上記補強繊維が分散してい
る状態の押出成形原材料な押出成形するのである。この
原材料組成物の逆エマルジョンの連続相、すなワチ、マ
トリックスが油性のビニルモノマーであることから、従
来のセメント−水溶性高分子化合物よりなる原材料組成
物に比較して、合成樹脂系の補強繊維との親和性が著し
く高いので、これ等の分散性、流動性、補強効果におい
てすぐれた効果を発揮するのである。さらに本発明のセ
メント含有Ｗ１０型エマルジョンは高いチクソトロピー
性を有している点が中空状押出成形物を製造する為には
有利である。該セメント含有Ｗ１０Ｗエマルジョンは他
から大きな力がかかると容易に流動するが、静置すると
形状が容易に崩れない性質を有している。すなわち混線
、押出成形時には流動性が高いので３　灼１．ｃｉｉｔ
２以下の低圧で押出成形が可能であるが、中空状に成形
されたものは形状が崩れにくい特性を有している。これ
はセメント含有Ｗ１０ｆｉエマルジョンのエマルジョン
構造１／Ｃ起因しているものと推定される。以上のよう
な特性によシ、本発明のセメント含有Ｗ１０型エマルジ
目ンは補強繊維が混入されているにもかかわらず、３１
９７ｃｍ２以下の低圧で中空押出成形板を製造すること
が可能となったのである。さらに従来、補強効果、分散
性、成形性（流動性）において、中空成形には使用が困
難であった合成繊維の使用が可能となったのは、セメン
ト含有Ｗ１０型エマルジ言／のマトリックスを形成して
いるとニルモノマーの高い潤滑性と１合成繊維との親和
性によるものであり、合成樹脂補強繊維は容易に該セメ
ント含有Ｗ　／　Ｏ型エマルジョンに均一に分散し、か
つ重合硬化物の補強効果もアスベスト以上の効果を示す
。

本発明において、セメント含有Ｗ１０型エマルジョンを
製造するには、セメント１００重量部に対して水４０〜
５００重量部、好ましくは５０〜２００重量部に非水溶
性ビニルモノマーと逆乳化剤、重合開始剤とからなると
ニルモノマー溶液をセメントと水との混合物の１〜２０
重ｔ％好ましくは２〜１０重量係加えて市販のミキサー
にて混合することによるのであるが、セメント含有Ｗ／
。

凰エマルジ目ンの形成時間はミキサーの種類にもよるが
０．５〜５分間の攪拌によって粘ちょうなやわらかい粘
土状のセメント含有Ｗ１０型エマルジョンが形成される
。このセメント含有Ｗ１０型二′マルジョンは油性であ
って、水には溶解しない。

補強繊維はアスペクト比１００〜２０００の長さが２〜
２０ｍｍの合成繊維を使用するが、混入率は該セメント
含有Ｗ１０型エマルジョンに対して０．３〜５重量幅、
好ましくは０．５〜３重量係である。

混入方法は、セメント含有Ｗ１０型エマルジョンを形成
させる前に他の原材料と一緒に加えておいても良いし、
Ｗ１０型エマルジョン形成後に混入しても良い。いずれ
の混入方法においても補強繊維は容易に、均一に分散す
る。

本発明で使用するセメントとしては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、シリカセ
メント、アルミナセメント、あるいはけい酸化合物、カ
ルシュラム化合物の混合物等が挙げられる。これ等は単
独で使用してもよいし混合して使用しても良い。

補強繊維としては、アスペクト比が１ｏｏ〜２０００、
長さが２〜２０ｍのポリプロピレン、ポリエステル、ビ
ニロン、ナイロン、アクリル、アラミド繊維等合成繊維
が挙げられる。長さが２瓢より小さく、アスペクト比が
１００より小さいと補強効果に劣る。長さが２０ｍより
大きく、アスペクト比が２０より大きいと成形性１分散
性に劣る。従って、これ等の補強繊維はアスペクト比が
１００〜２０００、長さが２〜２０ｗＩであることが好
ましい。

ビニルモノマーは、常温で液体であって水に難溶性のも
のが適している。例えばスチレン、αメチルスチレン、
アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、アクリロ
ニトリル、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールの
アクリル酸またはメタクリル酸エステル、多価アルコー
ルのアクリル酸又はメタクリル酸エステル等が挙げられ
る。これ等は単独で用いても良いし、二種以上混合して
使用しても良い。上記とニルモノマーの中では、特にス
チレンな主成分とするビニルモノマー混合物を使用する
のが好ましい。また成形物の強度や重合特性を高める目
的で多価アルコールのジメタクリレート、またはトリメ
タクリレート化合物として例工ば、エチレングリコール
ジメタクリレート、トリメチロール、プロパントリメタ
クリレート等のジビニル化合物やトリビニル化合物を併
用することが一般に好ましい。

とニルモノマーには、成形後の養生硬化反応を促進する
為に重合触媒を混入するが、重合触媒は一般的なラジカ
ル形成剤又はレドックス触媒を通常の処方に従い使用す
る。

セメント含有Ｗ１０型エマルジョンを形成させる為の逆
乳化剤は、ＨＬＢ価が３〜６の非イオン性界面活性剤を
ビニルモノマーに対して３〜５０重量係溶解して使用す
るが、別々に加えてもセメント含有Ｗ１０型エマルジョ
ンは形成される。本発明では使用するＨＬＢ価が３〜６
の非イオン界面活性剤としては、例えばソルビタンセス
キオレート、グリセロールモノステアレート、ソルビタ
ンモノオレエート、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
ノオレエート、アルキレングリコールの無水マレイン酸
付加物等が挙げられる。これ等は単独で用いても良いし
二種以上混合して用いても良い。単独で用いる場合はソ
ルビタンモノオレエート、ジグリセロールモノオレエー
トが好ましい。その他必要に応じて、パーライト、バー
ミキュライト、シラスバルーン、ガラスバルーン。

合成樹脂発泡体等を軽量骨材として混入しても良い。ま
た砂、無機質粉体、有機質粉体を増量剤として加えても
良い。

以上に述べた方法にて形成された補強繊維を含むセメン
ト含有Ｗ１０型エマルジョンは、中空板成形用ダイスを
備えた押出成形機にて押出成形される。本発明でいう中
空板とは、押出方向に対して平行に多数の柱状の中空孔
が存在する板状物である。この時の押出成形圧力は組成
によって異なるが、０．１〜２　ｋｇ７ｃｍ　２程度で
従来の中空押出成形方法の１５〜３０　ｋｇ／ａｎ２に
比較して著しく低い。

その為補強繊維の損傷もなく、軽量骨材も破損すること
がないばかりではなく、モーターの負担も低くかつ消費
電力も少なくてすむ。また長時間の運転においてもスク
リューの摩耗がほとんどない。

押出成形された中空成形板は自然養生、蒸気養生。

オートクレーブ養生にてビニルモノマーの重合とセメン
トの水利反応を進行させ、硬化させた後乾燥して水分を
除去する。得られた中空成形板は軽量であり崩れもなく
、成形時の形状が保たれている。また組成によっては比
重が０．５以下の非常に軽量な中空成形板の製造も可能
である。これはセメント含有Ｗ　／　Ｏ型エマルジョン
の特性である逆エマルション構造を保持したままとニル
モノマーの重合反応と壱メントの水利反応とが進行する
ことによるものであって、その硬化物はポリマーとセメ
ント結晶との複合物からなる微細なセル構造を有してお
り、さらに補強繊維によって補強されている。すなわち
、セメントの水利反応によって形成される結晶構造と該
セル構造とが複合した繊維補強多孔質構造となっている
事が大きな特徴である。

〈実施例〉 以下実施例にて本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１ 連続ニーダ−に、ポルトランドセメントを毎時３０７、
８鱈、水を毎時２７５．４＃、ビニルモノマー溶液を毎
時１６．ＯＡ？、アスペクト比が３３３、長さが６ｆｉ
のアクリル繊維を毎時５Ｊ＆連続的に供給し、補強繊維
がよく分散したセメント含有Ｗ／　０型エマルジヨンを
得た。ただし、とニルモノマー溶液は、スチレンモノマ
ー６９３ｉｆ１部、ソルビタンモノオレエート２５重量
部、トリメチロールプロパントリメタクリレート５重量
部、ペンソイルパーオキサイド１重量部の混合物であっ
た。得られたセメント含有Ｗ１０型エマルジョンは、や
わらかな粘土状で水には溶解しなかった。このセメント
含有Ｗ１０型エマルジョン組成物を中空成形用のダイス
を備えた押出機に連続的に供給し、０．３辞／ａｎ２押
出圧で厚さ１８■、幅４５５■、中空率２５４の中空板
を連続押出成形した。得られた押出成形板を５０℃で１
７時間、９０℃で２４時間蒸気養生して硬化させた後乾
燥して、比重が０．７５の中空成形板を得た。この中空
成形板は押出成形時と同一な形状を維持しており、変形
、形崩れは認められなかった。得られた中空板のＪＩＳ
Ａｌ　４０８に基づく曲げ破壊荷重は１８駕厚で１５０
ｋｇに達した。

実施例２ 連続ニーダ−に高炉セメントを毎時４５３．６辞、水を
毎時２２６．８＃、ビニルモノマー溶液を毎時１６．０
辞、アスペクト比が１０００、長さ１２１ｍのビニロン
繊維を毎時７．０　ｋｇ連続的に供給し、補強繊維がよ
く分散したセメント含有Ｗ１０型エマルジョンを得た。

ただしビニルモノマー溶液はスチレンモノマー７４ｉ［
１部、エチレングリコールジメタクリレート５重量部、
ジグリセロールモノオレー）２０重１部、ｔ−ブチルパ
ーオキシベンゾエート１重量部の混合物であった。得ら
れたセメント含有Ｗ１０型エマルジョンはやわらかい粘
土状で水には溶解しなかった。このセメント含有Ｗ１０
型エマルジョン組成物を中空成形用のダイスを備えた押
出機に連続的に供給し０．５　ｋＦ／／。２の押出圧で
厚さ１８■、幅４５５ｓａｍ、中空率３０％の中空板を
連続押出成形した。得られた押出成形板を５０℃で１７
時間、９０亡で２４時間蒸気養生して硬化させた後乾燥
して比重１．１の中空成形板を得た。この中空成形板は
押出成形時と同一な形状を維持しており、変形、形崩れ
は認められなかった。得られた中空成形板はＪＩＳＡ１
４０８に基づく曲げ破壊荷重は１８０Ａ９であった。

実施例３ 連続ニーダ−にポルトランドセメントを毎時１６２．０
に９、水を３２４．Ｏ＃、ビニルモノマー溶液を毎時１
６．０Ａ１、アスペクト比が５００．長さが６ｔｔｔａ
のアラミド繊維を毎時１０．０＃連続的に供給し、補強
繊維がよく分散したセメント含有Ｗ１０型エマルジ嘗ン
を得た。ただし、ビニルモノマー溶液はスチレンモノマ
ー６４重量部、ソルビタン−Ｅ−／オＩ／　−）　３０
重量部、トリメチロールプロパントリメタクレート５重
量部、ｔ−プチルパーオキシイソプロビルカーポネート
１重量部の混合物であった。得られたセメント含有ＷＺ
ｏ型エマルジ目ンはやわらかい粘土状で、水には溶解し
なかった。このセメント含有Ｗ１０型エマルジ目ン組成
物を中空板成形用のダイスを備えた押出機に連続的に供
給し、０．２　ｋＶ／ｃｙｔ２の押出圧で、厚さ１８霞
、幅４５５咽、中空率２０チの中空板を連続押出成形し
た。得られた押出成形板は６０℃で８時間蒸気饗生した
後１３５℃で１８時間、オートクレーブにて蒸気養生し
て硬化した後乾燥して比重が０．５２の中空成形板を得
た。この中空成形板は押出成形時と同一な形状を維持し
ており、変形、形崩れは認められなかった。得られた中
空板のＪＩＳＡ１４０８に基づく曲げ破壊荷重は１８ｍ
ｍ厚で１００Ａ１ｉ＋であった。

実施例４ スチレンモノマー５４重３１部、アクリロニトリル１０
重量部、平均分子量２０００のポリアルキレングリコー
ルの無水マレイン酸付加物３０１景部、エリレンゲリコ
ールジメタクリレート５重量部、ベンゾイルパーオキサ
イド１重量部、ポルトランドセメント４００重量部、水
８００重量部、シラスバルーン２０重量部、ポリプロピ
レン繊維１３重量部を双腕ニーダ−にて混合攪拌して、
補強繊維の良く分散したセメント含有Ｗ１０型エマルジ
ョンを得た。このセメント含有Ｗ１０型エマルジョンは
水には溶解しなかった。このセメント含有Ｗ１０型エマ
ルジョン組成物を中空成形用ダイスを備えた押出機にて
０．７　ｋｇ／ｃｍ２押出圧にて押出成形して厚さ１８
ｍ、幅４５５ｍ、中空率が２０’ｌの中空板を連続押出
成形した。得られた押出成形板は常温で２８日間放置し
て硬化した後乾燥して、比重が０．４５の中空板を得た
。この中空成形板は押出成形時と同一な形状を維持して
おり変形、形崩れは認められずシラスバルーンは破壊さ
れていなかった。得られた中空板のＪＩＳＡ１４０８に
基づく曲げ破壊荷重は１８瓢で８６ｋｇであった。

く比較例１〉 ポルトランドセメント６０重量部、けい砂１２重量部、
石綿１２重量部、シラスバルーン９重量部、メチルセル
ロース１重量部を粉体で混合し、石綿をよく分散させた
後、水を６０重量部加え、粘土状とし１．中空板成形用
ダイスを備えた押出機にて３　＃／ｃｍ２の押出圧にて
押出成形して厚さが１８瓢、幅４５５簡、中空率２５チ
の中空板を実施例１と同様に連続押出成形した。得られ
た中空成形板を実施例１と同様な方法で硬化乾燥したと
ころ保形性に乏しく、徐々に変形し中空部が著しく陥没
した。全体にわたる変形のため実用に供することが出来
なかった。

〈発明の効果〉 以上、実施例、比較例からも明らかな如く、本発明の方
法によればアスペクト比１００〜２０００の長さが２〜
２０ｍｍの合成繊維が均一に分散したセメント含有Ｗ１
０型エマルジョンを３１ｃ’ｉ／ｃｍ２以下の低圧で中
空押出成形することができるのである。さらにこれを硬
化乾燥して得られる中空成形板は低比重であり、かつ、
形崩れがない。また補強繊維の混入率が低くても高い強
度を示す。このことは本発明のセメント含有Ｗ１０型エ
マルジョンの合成繊維に対する親和性が高く、かつ、押
出時に全く損傷しないことによるものである。すなわち
、本発明の方法により容易にアスベストを含□まない安
全でかつ高強度で軽量なセメント系の中空押出成形板を
製造することができるのである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　重合開始剤と逆乳化剤を含有する非水溶性のビニルモ
   ノマーとセメントと水とアスペクト比が１００〜２００
   ０、長さが２〜２０ｍｍの合成繊維とから得られる補強
   繊維が分散されたセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョンを
   、低圧で中空状に押出成形することを特徴とする中空板
   の押出成形方法。