JPH0545542B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明はケイ酸カルシウム質材料の押出成形方
法に関する。 （従来技術と問題点） ケイ酸カルシウム系質の押出成形体は、優れた
耐熱性を有し軽量であつて、しかも高い強度を有
するので、近年耐火不燃建材用途に広く用いられ
始めている。 押出成形方法は従来のプレス成形法、流し込み
成形法とは異なり任意の長尺物を一貫した連続方
式で製造でき省力化も容易である等生産性も極め
て高く、また押出成形法では口金を変更するだけ
で断面形状を任意に選定することができ、製品の
付加価値を容易に高め得るような長所があり、さ
らに押出成形品は一般に高い強度をもち、表面の
平滑性や寸法精度に優れている。 しかしながら一般にケイ酸カルシウム質の押出
成形では、ゾノトライト系、トベルモライト系、
ワラストナイト系のケイ酸カルシウム質材料ある
いはケイ酸質原料と石灰を主原料として調製され
るケイ酸カルシウム質材料等およそすべてのケイ
酸カルシウム質を主原料とする材料をスラリー状
にし、加熱ゲル化させて、かさ高にしたものを押
出成形用組成物とするが、押出成形機に単にその
組成物のみを投入して押し出そうとしてもゲル化
したケイ酸カルシウムに強い応力が加わりそのた
め、抱水ゲルの水が遊離して押出時にダイス閉塞
現象を起こしたりブリージングが生じたりあるい
はゲル同士の密着性が弱いためダイス口から押出
された圧力が緩和されたとき成形品に亀裂が発生
したりするため、一般にバインダーと称する水溶
性高分子を押出用組成物に添加して押出成形を行
ない押出中の脱水ブリージングを防ぎ、押出成形
品の保形性を高め押出成形する方法が取られてい
る。 一般に水溶性高分子としては、エチレンオキシ
ド重合体、アクリルアミド重合体、ポリビニルア
ルコール等の合成高分子を初めメチルセルロー
ス、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース
エーテル等をあげることができるが、エチレンオ
キシド重合体、アクリルアミド重合体およびポリ
ビニルアルコール等の合成水溶性高分子は保水機
能が少なくかなり多くの使用量が必要となるとい
う欠点がある。 一方、ヒドロキシエチルセルロース等のヒドロ
キシアルキル基と呼ばれる親水性基のみでエーテ
ル置換したセルロースエーテルは保水能はあるも
のの界面活性能が劣りケイ酸カルシウム質の分散
力が欠けておりケイ酸カルシウム質の粘着力が不
足して押出成形体に亀裂が生じやすくなる。 そこで、最近ではセルロースをメトキシ基のみ
またはメトキシ基およびヒドロキシアルキル基の
疎水基と親水基で置換したメチルセルロースおよ
びまたはヒドロキシアルキルメチルセルロースが
保水性に優れかつケイ酸カルシウム質の分散粘着
性が良いのでもつぱらバインダーとして用いられ
ている。しかしながら現在用いられているメチル
セルロースおよびまたはヒドロキシアルキルメチ
ルセルロースは水溶液、温度を上昇させると熱ゲ
ル化して不溶化するという性質を有しており押出
用組成物の混合、混練あるいは押出成形時に押出
組成物にかかる高い剪断力により生じる摩擦熱に
より押出組成物が熱ゲル化して押出しが困難とな
つたり押出成形品がひび割れを起こすなどの不都
合が生じていた。 一方、ケイ酸カルシウム質材料は加熱ゲル化し
た組成物をそのまま押出成形に用いる場合が多
く、それゆえメチルセルロース、ヒドロキシプロ
ピルメチルセルロースを添加混合して押出成形を
行なう場合には必ず混合、混練および押出成形
時、押出用組成物を30℃以下好ましくは20℃以下
に冷却する必要が生じ、常に冷却のためのユーテ
イリイテイを必要とするという欠点があつた。 （発明の目的） 本発明は熱ゲル化能を有する水溶性セルロース
エーテルをバインダーとするケイ酸カルシウム質
材料の押出成形において押出用組成物の混合、混
練あるいは押出し時に生じる摩擦熱の除去のため
の冷却の必要がなく保形性、ケイ酸カルシウム質
の分散が良好な押出成形体を得る方法を提供する
ことを目的とする。 （発明の構成） 本発明は前記問題点を解決すべく種々検討の結
果完成されたもので、その要旨とするところは重
合度が500以上、50000以下であつて、熱ゲル化温
度が40℃以上、100℃以下である、メトキシ置換
度（DS）を1.0〜2.0、ヒドロキシエチルのモル置
換度（MS）を0.25〜2.5有するヒドロキシエチル
メチルセルロース、またはエトキシ置換度（DS）
を0.2〜0.8、ヒドロキシプロピルおよび／または
ヒドロキシエチルのモル置換度（MS）を1.0〜
2.8有するヒドロキシアルキルエチルセルロース、
バインダーとして用いることを特徴とするケイ酸
カルシウム質材料の押出成形方法にある。 以下本発明をさらに詳しく説明すると、従来ケ
イ酸カルシウム質材料の押出成形にバインダーと
して添加されていたのは熱ゲル化温度が40℃以下
の前記のようなメチルセルロース、ヒドロキシプ
ロピルメチルセルロースであるが、本発明はこれ
に替えて熱ゲル化温度が40℃以上100℃以下好ま
しくは45℃以上80℃以下を有する上記ヒドロキシ
エチルメチルセルロースまたはヒドロキシアルキ
ルエチルセルロースを使用することにより押出用
組成物の混合、混練時および押出成形時に押出組
成物にかかる高い剪断力により生じる摩擦熱によ
り押出組成物がゲル化して押出が困難となつたり
押出成形品がひびわれを起こしていた様な従来生
じていた現象を起こすことなく、保形性、粘着性
に優れた押出成形体を得られることを見い出し完
成したものである。 本発明で記載される「熱ゲル化温度」とは熱ゲ
ル化能を有するセルロースエーテルが１％濃度と
なるように熱水中に分散せしめ溶液を徐々に冷却
していくことによりセルロースエーテルが溶解
し、その水溶液温度においてあらかじめ同じセル
ロースエーテルの同一濃度の水溶液を常温15℃前
後において、溶解せしめた水溶液が示す粘度と同
一の粘度が発現した時の水溶液温度として定義さ
れる。すなわち、ここで定義される熱ゲル化温度
が40℃未満のセルロースエーテルを使用した時に
は押出用組成物が混合、混練あるいは押出時摩擦
熱により40℃以上となるとゲル化して押出しが困
難となるわけである。 しかしながら熱ゲル化能が全くないポリエチレ
ンオキシド重合体、ポリアクリルアミド重合体、
ポリビニルアルコール等の水溶性高分子あるいは
ヒドロキシエチルセルロース等のヒドロキシアル
キル基のみでエーテル置換されたセルロースエー
テル等は保水性能が少ないか又はケイ酸カルシウ
ム質の分散が悪く、均一で保形性にすぐれた押出
成形体が得られにくい。 しかるに熱ゲル化温度が40℃以上、100℃以下
好ましくは45℃以上、80℃以下を有する上記セル
ロースエーテルをバインダーとして用いることに
より通常混合、混練ないしは押出成形時の摩擦熱
による品温の上昇は40℃程度未満であるため発熱
による押出組成物のゲル化を生じることなく保水
性ケイ酸カルシウム質の分散に優れた押出成形体
を得ることができる。熱ゲル化温度が40℃以上、
100℃以下好ましくは45℃以上、80℃以下を満足
せしめるセルロースエーテルとしては、ヒドロキ
シエチルメチルセルロース（HEMC）、およびヒ
ドロキシプロピルエチルセルロース（HPEC）ヒ
ドロキシエチルエチルセルロース（HEEC）ヒド
ロキシプロピルヒドロキシエチルエチルセルロー
ス（HPHEEC）等のヒドロキシアルキルエチル
セルロースがあげられる。 上記セルロースエーテルとして特に熱ゲル化温
度とエーテル置換度とは相関があり熱ゲル化温度
として40℃以上100℃以下好ましくは40℃以上80
℃以下である本発明を満足するに足る置換度とし
てはヒドロキシエチルメチルセルロースではメト
キシ置換度（DS）1.0〜2.5ヒドロキシアルキルモ
ル置換度（MS）0.25〜2.5を有する必要がありヒ
ドロキシアルキルエチルセルロースにおいてはエ
トキシ置換度（DS）0.2〜0.8、ヒドロキシアルキ
ルモル置換度（MS）1.0〜2.8を有することが条
件となる。 また、これらセルロースエーテルの重合度は
500以上50000以下であることが望ましく重合度が
500以下では満足のいく保形性能をもつ押出成形
用組成物が得られにくく、重合度50000以上であ
ると冷水においてもセルロースエーテルが溶けに
くくなりバインダーとしての機能を有しなくな
る。 本発明に用いられる、ケイ酸カルシウム質材料
としては、ゾノトライト系、トベルモライト系ワ
ラストナイト系等およそすべてのケイ酸カルシウ
ム質材料に対して適用可能であり、これらの主原
料であるケイ酸質材料および石灰質材料から調製
されるものであつてもよい。またこれらケイ酸カ
ルシウム質を主原料とする材料をスラリー状にし
加熱ゲル化してかさ高くしたものを用いてもかま
わないが、好ましくはその含水率が75％以下であ
ることが望ましい。 また補強のため石綿、ガラス繊維等の無機質材
料、ナイロン繊維、ポリプロピレン等の有機質繊
維を添加しても本発明の効果を何ら阻害しない。 添加する上記セルロースエーテルとケイ酸カル
シウム質材料との使用比率は選定されたケイ酸カ
ルシウム質の種類、粒度、押出機ダイス形状によ
り種々選ばれるため、本発明において特に限定さ
れるものではないが通常は前者0.1〜５重量部を、
後者固形分100重量部に含有されたものが好まし
く用いられる。 さらにケイ酸カルシウム質材料および上記セル
ロースエーテルに加える水の量としては押出しに
適当な流動性を得るに必要量とすればよく通常ケ
イ酸カルシウム質材料固形分に対し20〜80重量部
が好ましく用いられる。 （発明の効果） 押出用組成物の混合混練時および押出成形時に
従来必要とされてきた冷却操作を行なうことなく
押出成形が可能となり、冷却に要していたユーテ
イリイテイコストを削減できる。 本発明を実施例と比較例をあげて具体的に説明
する。 （実施例） 表１，２に示す配合組成の原料を双腕ニーダー
を用いて混合混練し表１，２に示すような押出用
組成物品温度となるようにニーダージヤケツトを
冷却するかもしくは冷却を行なわず摩擦熱によつ
て品温度を上昇せしめた後、スクリユー径100mm
φを有する真空押出成形機を用い10mm×150mmの
長方形ダイスを用いて押出成形を行なつた。押出
成形体温度は冷却もしくは冷却を行なわず摩擦熱
によつて表１，２に示す温度となるように調整し
た。表１，２に示す如く、本発明によるセルロー
スエーテルを用いれば、押出用組成物が混合混練
時又は押出成形時摩擦熱によつて40℃となつても
良好な押出しが可能となることがわかる。

【表】

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 重合度が500以上、50000以下であつて、熱ゲ
   ル化温度が40℃以上、100℃以下である、メトキ
   シ置換度（DS）を1.0〜2.0、ヒドロキシエチルの
   モル置換度（MS）を0.25〜2.5有するヒドロキシ
   エチルメチルセルロース、またはエトキシ置換度
   （DS）を0.2〜0.8、ヒドロキシプロピルおよび／
   またはヒドロキシエチルのモル置換度（MS）を
   1.0〜2.8有するヒドロキシアルキルエチルセルロ
   ースを、バインダーとして用いることを特徴とす
   るケイ酸カルシウム質材料の押出成形方法。