JPH04164604A

JPH04164604A - 水硬性押出成形用組成物

Info

Publication number: JPH04164604A
Application number: JP29253690A
Authority: JP
Inventors: Kenji Matsumoto; 健次松本; Kenji Nishiomote; 西面　憲二
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1990-10-29
Filing date: 1990-10-29
Publication date: 1992-06-10
Anticipated expiration: 2011-09-25
Also published as: JP2538122B2

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、土木・建築用の窯業系水硬性押出成形品を得
るための該押出成形用組成物に関するものである。そし
て％に無石綿化された水硬性押出成形用組成物であって
、その押出ダイスより押出された製品の保型性に優れ、
養生彼の表面の平滑性、機械的強度に優れた押出成形品
となし得る該押出成形用組成物に関するものである。

〈従来の技術〉現在、石綿を補強材とする押出成形品が建築物の高層化
・多様化に伴って建築物の内・外装材として数多く使用
されている。

石綿は繊維太さが２００〜３００λと細く、数多くの繊
維集合体から成っている天然繊維であり、押出製品に用
いた場合、各物性・表面平滑性は勿論、その保型性にお
いても優れた効果を発揮する補強材である。しかし、石
綿はそれ自体が発ガン性物質であり、その使用において
も欧米では使用が禁止され、我が国でも自主規制がなさ
れつつあり、無石綿押出製品の開発が望まれているもの
である。

〈発明が解決しようとする課題〉石綿の代替繊維として各種の有機繊維・無機繊維の検討
がなされているが実用化には今−歩でめるＯ代替繊維を用いての補強性・表面平滑性を確保するＫｕ
、繊維をマトリクス中に均一分散させかつ、折れ、曲が
９、全損等損傷を与えない事であるＯ押出機内部で均一分散・混練するためには、マトリクス
の流動性が必要であり、水硬性物質と無機質骨材とから
なる主材料に対して水の量が多いことが望ましい。即ち
、水／（水硬性物質十無機質骨材）（以下ｗ／　ｃ　−
１−ｓと略）が大であることが望ましい。しかしｗ　／
　ｃ　十ｓが大きくなった場合、押出ダイスより吐出さ
れた押出物の保型性の確保が難しくなるという新たな問
題を生ずる。

保型性を確保するためｗ／　ｃ　＋ｓを小さくすれば繊
維の均一分散が難しく、ファイバーボール（以下ＦＢと
略）が発生し、又、押出成形材内部の加圧力により繊維
に剪断・圧縮・曲げ応力がＳき、破断・キズ・折れ等損
傷を与え、補強効果の低減ばかりでなく得られた製品の
表面に繊維が浮き出し鮫肌状となｔ）製品価値を著しく
損うものとなる。

この点の改善のために、例えば木粉・Ｎ！維・パルプ等
の吸水材を混入し吸水させる方法、ダイスより押出され
た成形品の表面に吸水剤を塗布又は吹付ける方法等がｇ
Ａ案されている。

しかじ木粉・Ｍｍ・パルプ等の吸水量は１０％以下であ
り、かつその吸水時間も長く、押出ダイスより吐出され
た押出成形品の保形性を瞬時ＫｉＦｉ保する改質材には
なり難いものである。

以上のように本発明は、石綿を含まない水硬性押出成形
用組成物であって、その押出ダイスより吐出された押出
物の保形性が確保でき、その表面平滑性並びに機械的特
性が優れた押出成形品を得るための水硬性押出成形用組
成物を開発せんとするものである。

〈課題を解決するための手段〉即ち５本発明は、水硬性物質と無機質骨材とからなる主
材料に対して補強繊維と極めて短時間に多量の水を吸収
する高吸水性樹脂とを配合し之水硬性押出成形用組成物
である。

このような組成物を用いることによって、押出性は変ら
ず、押出ダイスより押出されて加圧力が解放された時点
で高吸水性樹脂による余剰水のすばやい吸水効果を発揮
せしめ押出ダイスより吐出された押出物の保型性を確保
出来るようになしたものである。

石綿代替＃［維として有機又は無機繊維を用いた押出成
形物で重要な事は、繊維を均一に分散させ押出加圧力に
よって繊維の損傷を少なくする事でおり、そのためには
押出成形混線中のマトリクスの流動性を確保する事であ
る。

前述のごとく流動性を確保するためにはＷ／（！＋Ｓの
割合を大にすれば良いがｗ／　ｃ　＋ｓ比が大となった
場合押出ダイスより押出された製品の保型性が保てず、
押出の最大の特徴である製品化に支障をきたす事になる
。

本発明は、この点の改善を目的として圧縮変形性で高度
の吸水能力を有する吸水性樹脂を使用するものである。

圧縮変形性吸水材とは外部圧力によって圧縮されて体積
を縮小させ、吸水した水を放出し圧力を解放すると再び
膨張して水を吸水する能力を有する物質を云い、紙・繊
維・木材・パルプ・グラスチック発泡体等が一般的であ
るが、これ１ら圧Ｍ変形性吸水材の吸水率は低く、その
添加量としてはセメント１００重量部に対して２０〜５
０重量部必要であり、その使用に関しては物性値押出成
形性・密度低下をきたし一般的ではない。

本発明では、その吸水量が例えば体積の２００倍もの水
を吸水する極めて吸水率の高い樹脂を用いるものである
ため、押出成形に用いる場合、その酢加量も水硬性物質
と無機質骨材とからなる主材料に対して０．１〜２重量
部でよく、出来上った製品の物性値・密度には何ら影響
を与えないものである。

又その吸水のメカニズムも、押出の前工程であるプレミ
ックス時には吸水するが、押出成形混線時の加圧により
吸水した水分が外部に絞り出され、モルタル粒子間の水
として供給されるため、マトリクスに充分な流動性が賦
与され局部的な圧力上昇をおさえ、繊維の損傷、繊維の
均一分散がなされ、物性面・表面平滑性を確保すること
が出来るものである。

さらに押出機のダイスより吐出され圧力から解放された
マトリクスはその内部の高吸水性樹脂が再度体積の２０
０倍程層重でも吸水し、流動性に必要でめった粒子間の
余剰水を瞬時に取り込みコンポジットの保形性を高める
働きをするものである０このように本発明の組成物を用いる事により高い寸法精
度、多様な形状に応じる事が出来、蔽済的に押出成形品
を得る事が出来るものである。

尚本発明で述べる保形性とは、押出ダイスより押出され
たコンポジットの形状・寸法を云い、これが良いとは、
前記形状、寸法が変化せず、ダレ・ふくらみ・変形等が
なく、次の工程に移行する際の取扱い性が良好な状態を
云うものである。

押出成形品の製造に際して補強繊維に損傷を与エナイｗ
　／　ｃ　＋ｓ比ｔｒｉ２２〜２３］Ｉ量部以上であり
、保形性を得やすいＷ　／　Ｃ＋１．比は１６〜１７重
量部以下である。従ってその差は余剰水となってマトリ
クス中に介在し、この余剰水が保形性のマイナス要因と
なっている。

本発明では、補強繊維に損傷を与えない均一分散をなさ
しめ、押出された後のコンポジットでは余剰水を急速に
吸収して保形性を確保するためこの高吸水性樹脂を用い
るのである。

本発明で使用する吸水性樹脂の添加量としては主材料１
００重量部に対して０．１〜２重量部が良く、より好ま
しくは０．５〜１．０重量部が望ましい。

添加量ｔＣＯ，１重量部より少ない場合、コンポジット
中の余剰水の吸水量が不足し、保形性が得がたい。又２
重量部より多い場合保形性は容易に得られるが、水硬性
物質の硬化に必要な反応水までも吸水し強度低下をきた
しあい。

本発明に用いる高吸水性樹脂としてはイソブチレン無水
マレイン系樹脂、例えば■クラレ製商標名ＫＩゲルが代
表的なものであるが、その他にもポリアクリル酸系樹脂
、デンプン系樹脂のような自重の１００〜５００倍の吸
水性をもついわゆる高吸水性ポリマーであれば使用する
事が出来る。

要は、本発明においては、その吸水量が５０’ｌｒ／ｆ
以上あるものを用いることでるる。

本発明に用いる水硬性物質としては基本的Ｋｒｉ水硬性
無機質であればいづれでも良いが、代表的なものはポル
トランドセメントである。さらに高炉セメント、フライ
アッシュセメント、アルミナコロイド油井セメント等も
用いる事が出来る。セラコラ・マグネシア等も同等であ
り、勿論これらを混合使用してもかまわない。又、目的
に応じて水硬性無機質の一部を他の物質に置き替える事
も可能である。

一方使用する補強繊維としては耐アルカリガラス繊維、
カーボン繊維の無機繊維、及び有機繊維としての代表的
なものはポリビニルアルコール繊維が補強の点で望まし
いものであるが、これ以外でもポリアクリルニトリル系
繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン糸線−、アラ
ミド系繊維がある。

使用する補強繊維としては、充分な補強効果の点からは
繊維強度７ｆ／デニール（ｄｒ　）以上のものが好まし
く、さらに好ましく　ｒｉ９　ｄ／ｄｒ以上である。繊
維繊度としてｒｉｏ、１〜５０デニール（ｄｒ）、特に
１．０〜２０ｄｒとした場合は分散性の向上、繊維補強
効果・施工性・表面性に於て、より、その効果が発揮さ
れる。繊維長さとしては、０．５〜２０雪が好ましく、
より好ましくｆ１１〜６■が適当である。添加量として
は主材料１００部に対して０．３〜５重量部（０，３〜
５重量％）、籍に１〜４重量−が適当である。５重量％
以上となった場合は、繊維の均一分散が難しく、曲げ強
度・圧縮強度・靭性等の物性値が低下する傾向にある。

又０．３重量嗟以下の場合は、繊維の分散は容易となる
が、物性値的ＫＦｉ満足するものが得られ難い。

水硬性物質と共に主材料として用いられる無機質骨材と
しては、通常の粘土鉱物が用いられるが、押出成形用で
有機繊維をその繊維物性の低下なく、かつ均一分散させ
るためには、二層構造を持つ粘土鉱物を配合することが
極めて有効である。

一般に粘土鉱物は層状、柱状、繊維状、不定形のものが
あるが、その構造としては、　５ｉ−Ｑの層格子間は水
素結合で結ばれており、水の浸入により滑りを起し易い
構造となっている。従って、どの様な粘土構造のもので
も一応の滑り効果があり、この粘土鉱物に押出圧がかか
った時、塑性変形を起こすが、目的のための滑らかな変
形、変動、すなわち押出圧の低減、緩和には二層構造を
持ったタイプの粘土鉱物が効果があることがわかった。

ここで二層構造を有する粘土鉱物とは、１９６５年の国
際粘土会議の分類によるものであり、カオリナイト、ハ
ロイサイト等がこれに該当する。

二層構造を持つ粘土鉱物は、その形状が六角板状、鱗片
状であり、チクソトｏピー粒子間の滑動が特に他の粘土
鉱物に比べて優れており、これらを主材料として用いた
場合、その滑り性ゆえ補強繊維である有機繊維の損傷を
防止・緩和し、その繊維自体の効果を十二分に発揮させ
ることができるため、物性面の確保がなされる。又、そ
の粘り性ゆえ、繊維に均等の圧力が加わり、マトリック
ス内部で繊維の均一分散がなされ、従来より問題となっ
ていた押出成形品の表面に発生していた繊維による鮫肌
が解消され、表面性・平滑性が一段と向上した押出成形
品が得られることがわかった。

この粘土鉱物の使用量としては、低粘性骨材の場合７重
量参程度か必要であるが、前記の二層構造を有する粘土
鉱物を使用する場合、その相乗効果によりその使用量と
しては０．１〜３重量％、より好ましくは０．３〜１重
量％で良く、それにより、よりスムーズな運転性・押出
性・表面性の確保がなされる。

使用する主材料の割合としては、その滑動性・繊維損傷
の点より無機質骨材、特に二層構造粘土鉱物と水硬性物
質との重量比率としては１０対９０〜５０対５０、より
好ましくは１５対８５〜３５対６５が最適である。二層
構造粘土鉱物が１０重量係より少ない場合は滑動性・繊
維の分散性・損傷緩和が難しくなり、その粘性確保のた
めの使用が多大となり種々の弊害が生じてくる。又、５
０重量％より多くなった場合には、水と主材料との比の
増加による保型性の確保が難しく、曲げ強度等の物性値
も低下傾向を示す。

以下実施例及び比較例によってさらに本発明を説明する
。

表−１の各例に於て用いた原料・押出装置は下記の通り
である。

（１）　　水硬性物質：浅野セメント社製：早強ポルト
ランドセメント（２）無機質骨材：日本アジアクレイ■製：カオリナイ
トＡＳＴＲＡ−ＢＲＩＴＥり３）　　補強繊維：■クラレ＃：ボリビニルアルコー
ルｊｌ［ＲＨ１８２Ｘ３　集束糸（引張強度ｔ３ｆ／ｄｒ。

弾性率３００ｆ／ｄｒ）大和紡■製：ボリブロビレン繊維２ｄ×３■ （引張強度５ｆ／ｄｒ。

弾性率１５０９／ｄｒ）（４）吸水性材料：木粉：製材鋸屑２■ふるい通過のも
の（６）その他：可塑剤：信越化学社製　ハイーメトロ
ーズ押出成形機二本田鉄工社製　ＨＥＤ−３ｆｉ押出ダ
イス：　４０Ｘ４０の角柱保形性の比較試験は吐出３０秒後の成形品を試験台の端
部より２０１）ｓｗ空中へ突出させ、突出先端部の変形
歪量を調量した。

保形性：押出成形資料の寸法歪 ◎・・・歪０．５チ以下 ○・・・〃　２％以下 Δ・・・１１ｏチ以下 ◆・・・１１１０％以上表面性（平滑性）二目視で行なった ◎・・石綿と同等品 ○・・・少しザラザラした状態 Δ°・・分散不良の繊維が見られる φ・・・ＦＢ浮き出し、鮫肌状以下余白

Claims

【特許請求の範囲】

（１）水硬性物質と無機質骨材とを主材料とし、これに
補強繊維と、吸水量が５０ｍｌ／ｇ以上ある高吸水性樹
脂を主材料に対して０．１〜２重量％とを配合してなる
水硬性押出成形用組成物。
（２）無機質骨材が二層構造をもつ粘土鉱物であり、水
硬性物質／該粘土鉱物が９０／１０〜５０／５０の重量
比率をもつことを特徴とする請求項（１）に記載の水硬
性押出成形用組成物。
（３）補強繊維が引張強度７ｇ／ｄｒ以上、引張弾性率
２００ｇ／ｄｒ以上、繊度０．１〜５０ｄｒの有機繊維
であることを特徴とする請求項（１）又は（２）に記載
の水硬性押出成形用組成物。