JPH0585794A - セメント成形板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械的強度の優れたセメント成形板を適切な
粘度で連続して押出成形できる方法を提供することを目
的とする。 【構成】 セメント（Ａ）、水（Ｂ）、ビニル単量体
（Ｃ）、逆乳化剤（Ｄ）、炭素数が８〜２４の高級脂肪
酸（Ｅ）からなるセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組
成物を押出成形してなるセメント成形板の製造方法にお
いて、セメント（Ａ）と水（Ｂ）の重量比が１００：１
０〜５０であり、該逆乳化剤（Ｄ）がアミノ基含有縮合
反応生成物（ｄ１）と有機スルホン酸及び／又は有機酸
性リン酸エステル（ｄ２）の中和物であり、炭素数が８
〜２４の高級脂肪酸（Ｅ）が水（Ｂ）、ビニル単量体
（Ｃ）、逆乳化剤（Ｄ）、高級脂肪酸（Ｅ）の合計量１
００重量部に対して０．０５〜１．５重量部添加されて
いるセメント成形板の製造方法、及び上記エマルジョン
組成物中に、更に有機又は無機の補強材（Ｆ）を含有さ
せるセメント成形板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、押出成形性と機械的強
度に優れた、主に土木、建築材料として使用されるセメ
ント成形板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】セメント、水、ビニル単量体、逆乳化剤
からなるセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組成物中の
ビニル単量体の二重結合の重合と水和反応に基づくセメ
ントの硬化をさせた後乾燥して、軽量で強靱なセメント
複合板を製造することは既に知られている。

【０００３】上記セメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組
成物を得るための乳化剤として、平均分子量が２０００
〜３０００のポリアルキレングリコールに、二塩基酸無
水物を付加反応させたもの（ポリアルキレングリコール
誘導体）を使用すること（特公昭６４−３４１号公
報）、ＨＬＢ価が３〜５の非イオン系界面活性剤を使用
すること（特公平１−３０７７８号公報）などが知られ
ている。

【０００４】しかしながら、従来より知られている上記
セメント複合板はいずれもセメント含有Ｗ／Ｏ型エマル
ジョン組成物中に分散している水微粒子の乾燥の際に形
成される空隙を利用したものであるため、軽量性には優
れるものの構造材として使用するために必要な機械的強
度を有するとはいえなかった。

【０００５】更に、上記ポリアルキレングリコール誘導
体を乳化剤として使用した場合には得られたセメント含
有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組成物の粘度が低く、注形はし
やすい反面、保形性が悪いので押出成形には不向きであ
った。又、エマルジョンを形成するのに比較的多量のビ
ニル単量体が必要となるため得られたセメント複合板の
防火性能が低下するという問題もあった。

【０００６】一方、上記非イオン性界面活性剤を使用し
た場合は、得られるセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン
組成物の粘性が高いので押出成形が可能となった。しか
しながら、上記乳化剤は時間の経過と共に乳化効果が減
少する傾向がみられ、混合攪拌を長時間続けるとエマル
ジョンが破壊されるというという問題点があった。又、
ビニル単量体への溶解性に劣るため上記乳化剤の残さが
溶解タンクの底や配管に堆積するので定期的に内部を清
掃しなければならないという問題もあった。

【０００７】

【本発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点
を解決することを目的としたもので、内部に空隙の少な
い機械的強度に優れ、かつエマルジョンの安定性と押出
成形性に優れたセメント成形板の製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、セメン
ト（Ａ）、水（Ｂ）、ビニル単量体（Ｃ）、逆乳化剤
（Ｄ）、炭素数が８〜２４の高級脂肪酸（Ｅ）からなる
セメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組成物を押出成形し
てなるセメント成形板の製造方法において、セメント
（Ａ）と水（Ｂ）の重量比が１００：１０〜５０であ
り、該逆乳化剤（Ｄ）がジ又はポリアミンと高級脂肪酸
から得られるアミノ基含有縮合反応生成物（ｄ１）と有
機スルホン酸及び／又は有機酸性リン酸エステル（ｄ
２）の中和物であり、炭素数が８〜２４の高級脂肪酸
（Ｅ）が水（Ｂ）、ビニル単量体（Ｃ）、逆乳化剤
（Ｄ）、高級脂肪酸（Ｅ）の合計量１００重量部に対し
て０．０５〜１．５重量部添加されていることを特徴と
するセメント成形板の製造方法が提供され、更に、上記
セメント含有Ｗ／Ｏエマルジョン組成物中に更に有機又
は無機の補強材（Ｆ）を含有させることを特徴とするセ
メント成形板の製造方法が提供される。

【０００９】すなわち、本発明の製造方法においてはセ
メント（Ａ）に対する水（Ｂ）の使用量が少ないので空
隙が少なく、高比重で機械的強度の高いセメント成形板
が製造できる。また、逆乳化剤（Ｄ）はビニル単量体へ
の溶解性に優れ、少量の使用でも安定なセメント含有Ｗ
／Ｏ型エマルジョン組成物が得られる上に、高級脂肪酸
（Ｅ）を添加することによって該エマルジョン組成物を
押出成形に適した粘度に調節できる。更に、有機又は無
機の補強材（Ｆ）を上記エマルジョン組成物に含有させ
ることにより機械的強度の優れた構造材料としても使用
できるセメント成形板が製造できることを見いだしたの
である。

【００１０】以下に、本発明のセメント成形板の製造方
法を詳細に説明する。本発明に用いられるセメント
（Ａ）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、マグネシアセメント、アルミナセメ
ント、けい砂、その他の鉱物など及びこれらの二種以上
の混合物が挙げられる。

【００１１】セメント（Ａ）に対する水（Ｂ）の使用量
はセメント（Ａ）１００重量部に対して水（Ｂ）を１０
〜５０重量部になるようにするのがよい。水（Ｂ）の使
用量がこれより少ない場合はセメント含有Ｗ／Ｏエマル
ジョン組成物そのものが形成できないし、これより多い
場合は得られたセメント成形板中の空隙が多くなり機械
的強度が低くなるので好ましくない。水（Ｂ）はセメン
ト（Ａ）の水和反応にも消費されるので本発明の場合空
隙の少ない高強度のセメント成形板が得られる効果を有
すると共に、養生後水を除去するための乾燥をする必要
がないという特徴も有するのである。

【００１２】ビニル単量体（Ｂ）としては水とエマルジ
ョンを形成でき、分子中に重合性二重結合を少なくとも
一個以上有するものであれば何れでもよく、例えば、ス
チレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼンなどの
芳香族ビニル化合物やメタクリル酸メチルやエチレング
リコールジメタクリレート、トリメチロールプロパント
リメタクリレートなどのメタクリル酸又はアクリル酸エ
ステル、又はアクリロニトリルなどが挙げられる。これ
らは単独でも用いられるが、一般に得られるセメント成
形板の耐熱性や機械的強度を向上させる目的で重合性二
重結合を一個有するビニル単量体と重合性二重結合を２
個以上有するビニル単量体を併用するのが好ましい。

【００１３】逆乳化剤（Ｄ）はジ又はポリアミンと高級
脂肪酸から得られるアミノ基含有縮合反応生成物（ｄ
１）と有機スルホン酸及び／又は有機酸性リン酸エステ
ル（ｄ２）の中和物からなるものであるが、ここでジ又
はポリアミンとはエチレンジアミン、プロピレンジアミ
ン、ブチレンジアミン、ジメチルアミノエチルアミン、
エチルアミノエチルアミン、ラウリルアミノプロピルア
ミンなどのアルキレンジアミン又はトリエチレンテトラ
ミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキ
サミンなどのポリアルキレンポリアミン又はイミノビス
プロピルアミン、メチルイミノビスプロピルアミン、イ
ミノビスブチルアミン、ラウリルイミノビスプロピルア
ミン、オレイルビスプロピルアミンなどのビスイミノア
ルキルアミンが挙げられる。

【００１４】高級脂肪酸としては炭素数が８〜２４の飽
和、又は不飽和脂肪酸であればいずれでもよく、例えば
カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、
パルミチン酸、ステアリン酸、リンデル酸、ミリストオ
レイン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リ
ノレン酸、リシノール酸、リカン酸、ヤシ油脂肪酸、牛
脂脂肪酸などを挙げることができる。これらは単独もし
くは混合して使用される。

【００１５】さて、アミノ基含有縮合反応生成物（ｄ
１）は上記ジ又はポリアミンと高級脂肪酸を通常の脱水
縮合反応をさせることによって合成するのであるが、そ
の際未反応のアミノ基が残存するよう高級脂肪酸の使用
量を調節する必要がある。こうして、分子中にアミド結
合が導入されたアミノ基含有縮合反応生成物（ｄ１）が
得られる。

【００１６】上記アミノ基含有縮合反応生成物（ｄ１）
中のアミノ基を中和するのに用いられる有機スルホン酸
としてはアルキルスルホン酸、α−オレフィンスルホン
酸、アリルスルホン酸、アリールスルホン酸、ナフタリ
ンスルホン酸、フェノールスルホン酸、ナフトールスル
ホン酸、石油スルホン酸などが挙げられる。又、有機酸
性リン酸エステルとしてはモノ又はジアルキルリン酸エ
ステルあるいはそれらの混合物、ポリアルキレングリコ
ール型の界面活性剤のリン酸エステルなどが挙げられ
る。

【００１７】本発明の逆乳化剤（Ｄ）は上記アミノ基含
有縮合反応生成物（ｄ１）中に残存しているアミノ基の
一部又は全部を有機スルホン酸及び／又は有機酸性リン
酸エステル（ｄ２）で中和して得られる。この逆乳化剤
（Ｄ）は従来から用いられている非イオン性の界面活性
剤に比べてビニル単量体（Ｃ）に対する溶解性に優れて
いるばかりでなく、少量の使用で安定なセメント含有Ｗ
／Ｏ型エマルジョン組成物が得られるという特徴を有す
る。逆乳化剤（Ｄ）は逆乳化剤（Ｄ）とビニル単量体
（Ｃ）との合計量の５〜２５ｗｔ％使用するのが好まし
い。

【００１８】上記ビニル単量体溶液にはビニル単量体
（Ｃ）の重合反応を行うために通常有機過酸化物などの
ラジカル重合開始剤、レドックス触媒などが添加され
る。

【００１９】炭素数が８〜２４の高級脂肪酸（Ｅ）とし
ては上記逆乳化剤（Ｄ）の製造の際に例示された高級脂
肪酸と同じものが挙げられる。高級脂肪酸（Ｅ）を添加
することによりセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組成
物の安定性を損なわずに粘度を低下させ、押出成形性を
向上させることができる。その使用量は水（Ｂ）、ビニ
ル単量体（Ｃ）、逆乳化剤（Ｄ）、高級脂肪酸（Ｅ）の
合計量１００重量部に対して０．０５〜１．５重量部が
好ましい。本発明においてはセメント（Ａ）に対する水
（Ｂ）の使用量が少ないので高級脂肪酸（Ｅ）の使用量
がこれより少ない場合はエマルジョン組成物の粘度が高
く押出成形性が悪いので好ましくなく、使用量がこれよ
り多いと得られるセメント成形板の機械的強度、表面硬
化性が低下するので好ましくない。

【００２０】本発明においては、更に高強度のセメント
成形板が必要な場合は有機又は無機の補強材（Ｆ）を添
加することができる。有機の補強材としてはポリプロピ
レン繊維、ビニロン繊維、アクリロニトリル繊維などの
合成樹脂繊維が挙げられ、無機の補強材としては炭素繊
維、ガラス繊維、鉱物繊維、ウイスカーその他が挙げら
れる。これらの内で特にビニル単量体との親和性の良い
合成樹脂繊維、炭素繊維が好ましい。

【００２１】セメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組成物
は通常上記セメント（Ａ）、水（Ｂ）及び逆乳化剤
（Ｄ）、高級脂肪酸（Ｅ）、重合開始剤をビニル単量体
（Ｃ）に溶解したビニル単量体溶液をミキサー、連続ニ
ーダーなどで混合することによって容易に形成される。
補強材（Ｆ）を使用する場合はエマルジョン形成前又は
形成後の何れの時期にでも添加できる。こうして、クリ
ーム状のチクソトロピー性を有する押出成形性に優れた
してセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組成物がえられ
る。

【００２１】得られたエマルジョン組成物は押出機で５
kg/cm²以下の押出圧力で押し出され、次いで養生され
る。養生中にはエマルジョン組成物中のビニル単量体
（Ｃ）の重合性二重結合に基づく重合反応と、セメント
（Ａ）の水和反応に基づく硬化反応が進行して、セメン
トと合成高分子とが複合した機械的強度の高いセメント
成形板が得られる。効率よく養生させるためにはは通常
蒸気養生、オートクレーブ養生が用いられる。又、使用
した水（Ｂ）の大部分がセメント（Ａ）の水和反応に消
費されるため特に乾燥する必要はない。

【００２２】

【実施例】以下実施例によって本発明を具体的に説明す
る。なお、得られたセメント成形板の曲げ強度はＪＩＳ
Ａ１４０８に基づいて測定した。 製造例１ テトラエチレンペンタミン１モルとオレイン酸１．５モ
ルを縮合反応させてアミノ基含有縮合反応生成物を得
た。次いで得られたアミノ基含有縮合反応生成物３重量
部をドデシルベンゼンスルホン酸２重量部で中和して逆
乳化剤（ａ）を得た。

【００２３】製造例２ イミノビスプロピルアミン１モルとカプリン酸０．７モ
ルを縮合反応させてアミノ基含有縮合反応生成物を得
た。次いで得られたアミノ基含有縮合反応生成物３重量
部をモノ−２−エチルヘキシルフォスフェートとジ−２
−エチルヘキシルフォスフェートの等量混合物３重量部
で中和して逆乳化剤（ｂ）を得た。

【００２４】実施例１〜６、比較例１ 表１で示す比率でスチレンに製造例１で得られた逆乳化
剤（ａ）、オレイン酸、ｔ−ブチルパーベンゾエート
（ＴＢＰＢ）を溶解して均質で透明なビニル単量体溶液
を得た。次いで、上記ビニル単量体溶液を毎時１４０重
量部、ポルトランドセメントを毎時３２００重量部、水
を毎時１０００重量部、長さ２ｍｍのアクリロニトリル
繊維を毎時６４重量部連続ニーダーに供給して得られた
セメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組成物を２kg/cm²以
下の押出圧力で押出成形した。この時のセメントと水の
重量比は１００：３１であった。得られた成形板を６０
℃で１６時間、７５℃で２０時間養生して本発明のセメ
ント成形板を得た。得られたセメント成形板は均質で表
面は平滑であった。特性を表１に示す。

【００２５】

【表１】 注）（１）スチレンと逆乳化剤（ａ）の合計量に対する
逆乳化剤の重量％。 （２）スチレン、逆乳化剤（ａ）、オレイン酸の合計量
１００重量部に対するオレイン酸の添加量（重量部）。 （３）スチレンと逆乳化剤（ａ）の合計量１００重量部
に対するＴＢＰＢの添加量（重量部）

【００２６】表１からも明らかなように比較例１はオレ
イン酸の添加量以外は実施例４とほぼ同じ組成であるに
もかかわらず表面硬化性が悪く、曲げ強度も低かった。

【００２７】実施例７〜１０、比較例２〜３ ビニル単量体溶液を毎時２００重量部、ポルトランドセ
メントを毎時３５００重量部、水を毎時９００重量部、
長さ２ｍｍのアクリロニトリル繊維を毎時７０重量部に
した以外は実施例１〜６と同様にして均質で表面が平滑
なセメント成形板を製造した。この時のセメントと水の
重量比は１００：２６であった。ビニル単量体溶液の組
成、得られたセメント成形板の特性を表２に示す。

【００２８】

【表２】

【００２９】比較例４ スチレン８５重量部に逆乳化剤（ａ）１５重量部、ＴＢ
ＰＢ１重量部を溶解して得られた均質で透明なビニル単
量体溶液を毎時２２０重量部、ポルトランドセメントを
毎時３５００重量部、水を毎時９００重量部、長さ２ｍ
ｍのアクリロニトリル繊維を毎時７０重量部連続ニーダ
ーに供給して得られたセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョ
ン組成物を２kg/cm²以下の押出圧力で押出成形した。こ
の時のセメントと水の重量比は１００：２６であった。
得られた成形板を６０℃で１６時間、７５℃で２５時間
養生してセメント成形板を得た。得られたセメント成形
板は押出時の粘度が高く成形性が悪いため表面状態が悪
いものであった。このセメント成形板の比重は１．７
９、曲げ強度は２７２．４kg/cm²であった。

【００３０】実施例１１ スチレン９０重量部に逆乳化剤（ｂ）８重量部、オレイ
ン酸２重量部、ＴＢＰＢ１重量部を溶解して得られた均
質で透明なビニル単量体溶液を毎時３００重量部、セメ
ントを毎時３５００重量部、水を毎時９００重量部、長
さ５ｍｍの炭素繊維を毎時７０重量部連続ニーダーに供
給して得られたセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組成
物を２kg/cm²以下の押出圧力で押出成形した。この時の
セメントと水の重量比は１００：２６、オレイン酸含量
は水、スチレン、逆乳化剤、オレイン酸の合計量１００
重量部に対して０．５重量部であった。得られた成形板
を６０℃で１６時間、９３℃で１１時間養生して均質で
表面が平滑なセメント成形板を得た。得られたセメント
成形板の比重は１．７９、曲げ強度は３１２．５kg/cm²
であった。

【００３１】実施例１２ スチレン８５重量部に逆乳化剤（ａ）１３．５重量部、
オレイン酸１．５重量部、ｔ−ブチルパーオキシイソプ
ロピルカーボネート１重量部を溶解して得られた均質で
透明なビニル単量体溶液を毎時１８０重量部、ポルトラ
ンドセメントを毎時２４５０重量部、けい砂を毎時１０
５０重量部、水を毎時９００重量部、長さが３ｍｍのポ
リプロピレン繊維を毎時７０重量部連続ニーダーに供給
して得られたセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組成物
を２kg/cm²以下の押出圧力で押出成形した。この時のセ
メントと水の重量比は１００：２６、オレイン酸含量は
水、スチレン、逆乳化剤、オレイン酸の合計量１００重
量部に対して０．２５重量部であった。得られた成形板
を６０℃で１６時間、１５５℃で１０時間養生して均質
で表面が平滑なセメント成形板を得た。得られたセメン
ト成形板の比重は１．８０、曲げ強度は２４１．６kg/c
m²であった。

【００３２】比較例５ スチレン７０重量部にジグリセロールモノオレート３０
重量部、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネー
ト１重量部を溶解したが、未溶解のジグリセロールモノ
オレートが残って不均質、不透明なビニル単量体溶液が
得られた。このビニル単量体溶液を保存していると未溶
解物が沈降してきた。また、このビニル単量体溶液３．
４重量部、ポルトランドセメント１００重量部、水２６
重量部でセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組成物を得
たが、攪拌時間が長くなるつにつれてエマルジョンが壊
れてきて油層と水層が分離してきた。

【００３３】実施例１３ スチレン８５重量部に逆乳化剤（ａ）９重量部、オレイ
ン酸６重量部、ＴＢＰＢ１重量部を溶解して得られた均
質で透明なビニル単量体溶液毎時１２０重量部、ポルト
ランドセメントを毎時１９２０重量部、けい砂を毎時１
２８０重量部、水を毎時１０００重量部連続ニーダーに
供給して得られたセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン組
成物を２kg/cm²以下の押出圧力で押出成形した。この時
のセメントと水の重量比は１００：３１、オレイン酸含
量は水、スチレン、逆乳化剤、オレイン酸の合計量１０
０重量部に対して０．６５重量部であった。得られた成
形板を６０℃で１１時間、１５５℃で１０時間養生して
均質で表面が平滑なセメント成形板を得た。得られたセ
メント成形板の比重は１．６３、曲げ強度は１２０．５
kg/cm²であった。

【００３４】

【効果】本発明の製造方法により得られたセメント成形
板は内部に空隙が少ないので曲げ強度が高い。しかも、
逆乳化剤の溶解性がよいこと、高級脂肪酸の添加により
押出成形に適した粘度のエマルジョン組成物が得られる
ことなどにより安定して均質な、しかも高強度のセメン
ト成形板を連続的に製造することができるようになっ
た。更に、補強材を使用した場合特に高強度の構造材料
としても使用できるセメント成形板が得られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 //(Ｃ０４Ｂ 28/00 24:26 Ａ 2102−4Ｇ 14:38 Ｚ 2102−4Ｇ 24:08 2102−4Ｇ 16:06） Ｚ 2102−4Ｇ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セメント（Ａ）、水（Ｂ）、ビニル単量
   体（Ｃ）、逆乳化剤（Ｄ）、炭素数が８〜２４の高級脂
   肪酸（Ｅ）からなるセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン
   組成物を押出成形してなるセメント成形板の製造方法に
   おいて、セメント（Ａ）と水（Ｂ）の重量比が１００：
   １０〜５０であり、該逆乳化剤（Ｄ）がジ又はポリアミ
   ンと高級脂肪酸から得られるアミノ基含有縮合反応生成
   物（ｄ１）と有機スルホン酸及び／又は有機酸性リン酸
   エステル（ｄ２）の中和物であり、炭素数が８〜２４の
   高級脂肪酸（Ｅ）が水（Ｂ）、ビニル単量体（Ｃ）、逆
   乳化剤（Ｄ）、高級脂肪酸（Ｅ）の合計量１００重量部
   に対して０．０５〜１．５重量部添加されていることを
   特徴とするセメント成形板の製造方法。
2. 【請求項２】 上記セメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン
   組成物中に更に有機又は無機の補強材（Ｆ）を含有させ
   ることを特徴とする請求項１記載のセメント成形板の製
   造方法。