JPH0647719A

JPH0647719A - 無機質硬化体の製造方法

Info

Publication number: JPH0647719A
Application number: JP20650892A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Takihana; 裕之瀧華
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1992-08-03
Filing date: 1992-08-03
Publication date: 1994-02-22

Abstract

(57)【要約】【目的】無機水硬性物質、骨材、無機補強繊維等より
なる無機硬化性組成物を押出成形し、次いで養生硬化さ
せる無機質硬化体の製造方法において、無機補強繊維の
補強効果を充分に発揮させて高い強度を得るとともに、
巣などの欠陥のない製品を得る。【構成】無機水硬性物質、骨材、増粘剤及び水をミキ
サー及び押出混練機で混練した混練物Ｍを真空押出成形
機１に供給しつつ、連続繊維状の無機補強繊維Ｇをゴム
ロール５によって供給し、混練して成形体Ｆを得る。同
押出機１のパグスクリュー２及びオーガスクリュー３の
回転数は、成形体Ｆ中の無機補強繊維の長さが凡そ１０
ｍｍとなる回転数の７０〜１５０％とするのが好まし
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、内装材・外装材等の建
築材料等に好適に使用される、無機質硬化体の製造方法
に関する。

【従来の技術】セメント、石膏等の無機水硬性物質、珪
砂、フライアッシュ等の骨材、パーライト等の軽量骨材
等を押出成形し、得られた成形体を蒸気養生、オートク
レーブ養生等によって養生し、硬化させて無機質硬化体
を製造する場合、無機質硬化体の強度を高めるために、
補強繊維としてアスベスト、ガラス繊維、炭素繊維等の
無機繊維、レーヨン、ビニロン、アクリル繊維等の有機
繊維を添加することが行われている。しかし、特に不燃
性、耐熱性、防火性等が要求される用途には、無機繊維
が主として用いられている。

【０００１】これらの無機補強繊維を、無機水硬性物
質、骨材、水等と混練し、成形する方法としては、通常
３〜５０ｍｍの長さに切断した無機補強繊維を、無機硬
化性組成物の他の材料と一緒にミキサーに投入して混合
・混練し、次いで押出機で更に混練した後、金型から押
出成形することが行われている。

【０００２】しかし、このような従来の製造方法では、
剛直で折れやすい無機補強繊維はミキサーの回転羽根に
よる衝撃、剪断を受けて短く折られ、次いで押出機内で
も剪断、圧縮、曲げ等の作用を受けて更に短く切断され
るので、ほとんど３ｍｍに達しない長さとなってしま
い、充分な補強効果を得られ難い。

【０００３】そこで、このような問題に対する対策とし
て、特開昭５７−１９１２６２号公報には、混練機での
混練の終段階で繊維長さ５〜５０ｍｍのガラス繊維を添
加し、次いで押出機で混練する方法が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特開昭５
７−１９１２６２号公報記載の方法によってもなお、実
際に成形体中に存在する無機補強繊維は３ｍｍ未満の短
いものが多く、充分な補強効果は得られていないという
のが実情である。また、短く切断されたガラス繊維をミ
キサーで混練する際に再凝集や交絡によって「ファイバ
ーボール」を形成し、「巣」等の欠陥の原因となりやす
い。

【０００５】本発明は上記のような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであって、成形体中の無機補強繊維
の長さを適当な長さに保つことによって、充分な補強効
果を発揮させて無機質硬化体の強度を向上するととも
に、ミキサーの混練による繊維の再凝集や交絡等に起因
する「巣」等の外観不良及びこれに伴う強度低下等を生
じることのない、無機質硬化体の製造方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、無機水硬性物質、骨材及び水の混練物
を押出機に供給し、連続繊維状の無機補強繊維とともに
押出機で混練して押出成形し、得られた成形体を養生硬
化することを要旨とするものである。

【０００７】本発明において、無機水硬性物質として
は、水と反応して硬化する無機物質を云い、ポルトラン
ドセメント、スラグセメント、フライアッシュセメン
ト、アルミナセメント、石膏等が挙げられる。

【０００８】また、骨材としては、珪砂、珪石粉末、珪
藻土、フライアッシュ、シリカヒューム等が挙げられ
る。骨材の添加量は、無機水硬性物質１００重量部に対
し（以下同じ）５〜２００重量部とするのが適当であ
る。５重量部未満では添加効果が乏しく、２００重量部
を超えると無機質硬化体の強度が低下する。

【０００９】また、軽量化を目的として、パーライト、
シラスバルーン、シリカバルーン、アルミナバルーン、
フライアッシュバルーン等の無機軽量骨材、発泡ポリス
チレン、発泡ポリプロピレン、発泡ウレタン等の樹脂発
泡体等を添加してもよい。これら無機軽量骨材あるいは
樹脂発泡体は、比重が０．０１〜１．０のものが好まし
い。比重が０．０１未満のものは強度が小さく、混練・
成形中に破壊されてしまうことがあり、比重が１．０を
超えるものは軽量化の効果が小さい。またその添加量
は、無機質硬化体の体積の２０〜８０％を占める量とす
るのが好ましい。２０％未満の添加量では軽量化の効果
が小さく、８０％を超えると無機質硬化体の強度が低下
する。

【００１０】更に、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、ポリアクリルアミド等の増粘剤
を添加してもよい。増粘剤の添加量は、０．５〜２．０
重量部が好適である。０．５重量部未満では充分な増粘
効果が得られず、２．０重量部を超えると成形材料の流
動性が低下し、成形に困難を伴う。

【００１１】本発明に使用する連続繊維状の無機補強繊
維としては、アスベスト、ガラス繊維、炭素繊維、ボロ
ン繊維、セラミック繊維、スラグウール等が挙げられ
る。これらの無機補強繊維は、繊維径が５〜１００μｍ
のものが好ましい。繊維径が５μｍ未満では繊維の本数
が多くなり過ぎて分散不良を招く恐れがあり、１００μ
ｍを超えると繊維とマトリックス材（無機硬化性組成物
と水の混合物）との界面面積が小さくなって、補強効果
はそれほど増大しないことがある。また、単繊維（モノ
フィラメント）状のものは供給速度を速くする必要があ
り、このため供給や取扱いが困難となる恐れがある。こ
のため、ストランドやロービング等、収束した形態のも
のが好ましい。

【００１２】得られる成形体中の無機補強繊維の平均長
さは、短くなると充分な補強効果が得られず、また、長
くなると押出機で混練の際に分散不良や交絡が発生しや
すく、「巣」ができたり、成形体の表面状態が悪くなっ
て外観が低下し、またこれに伴って強度も低下するの
で、概ね３〜２０ｍｍが好ましい。

【００１３】ここで、成形体中の無機補強繊維の平均長
さとは、成形された成形体がまだ柔らかい状態でその一
部を切取って水洗し、繊維の部分のみ１０ｇを取り出し
て測定した時の無機補強繊維の長さの平均値を云う。

【００１４】なお、上記の好適な無機補強繊維の平均長
さを得るには、例えば、成形体中の無機補強繊維の平均
長さが約１０ｍｍとなる押出機のスクリュー回転数を測
定し、その回転数の７０〜１５０％で押出機を運転する
ことが好ましい。

【００１５】なお、補強繊維として、短繊維状に切断さ
れたビニロン、ポリプロピレン、アラミド、アクリル、
レーヨン、パルプ等の有機繊維、セラミック繊維、スラ
グウール、ガラス繊維、炭素繊維等の無機繊維のチョッ
プドストランド等短繊維状のものを添加してもよい。

【００１６】

【作用】無機硬化性物質、骨材及び水はミキサー等で混
練されてから押出機へ供給されるが、無機補強繊維はミ
キサーでは混練されず、且つ短繊維でなく連続繊維状で
押出機へ供給され、押出機内で切断、分散、混練される
ので、ミキサーによって短く切断されることはなく、従
来技術の製造方法に比べ繊維は長い状態で成形体中に分
散し、従って充分な補強効果を発揮する。また、ミキサ
ーによる混練の場合に起こりやすい繊維の交絡、再凝集
等を引き起こすことがない。

【００１７】

【実施例】以下本発明の実施例を、図面を参照して説明
する。（実施例１）図１は、本発明方法の実施態様を示す説明
図である。普通ポルトランドセメント１００重量部に、
骨材としてフライアッシュ５０重量部、増粘剤としてメ
チルセルロース２重量部を加え、図示しないアイリッヒ
ミキサーで２分間混合した後、水を３０重量部加えて更
に３分間混合し、次いで図示しない押出混練機で混練し
て、混練物Ｍを得た。

【００１８】得られた混練物Ｍを真空押出成形機（本田
鉄工製ＨＤＥ−３Ｄ型、オーガスクリュー径７５ｍｍ）
１へ供給するとともに、無機補強繊維として繊維径１７
μｍのロービング状の連続ガラス繊維Ｇを添加量が２重
量部となるようにゴムロール５を駆動して真空押出成形
機１へ供給し、上段のパグスクリュー２を３５ｒｐｍ、
下段のオーガスクリュー３を２４ｒｐｍで駆動し、上段
と下段の連結部から真空ポンプで引いて脱気しつつ混練
して金型４から押出し、厚さ１０ｍｍ×巾２００ｍｍの
長方形断面形状を有する板状の成形体Ｆを得た。なお、
成形体Ｆについては、前記の方法で成形体中の無機補強
繊維の平均長さを測定した。次いで、成形体Ｆを６０℃
の水蒸気中で１２時間養生して硬化させ、無機質硬化体
を製造した。

【００１９】ここで、真空押出成形機１の運転条件は、
予めパグスクリュー２とオーガスクリュー３のいろいろ
な回転数での成形試験を行い、無機質硬化体の曲げ強
度、外観、無機補強繊維の分散状態、成形の安定性等を
評価した結果、成形体Ｆ中の無機補強繊維の平均長さが
概ね１０ｍｍとなる状態が最適として求めたものであ
る。なお、参考までに、金型４内の材料流路が長方形状
に展開し始める部分の圧力（背圧と称する）を測定し
た。

【００２０】次いで、得られた無機質硬化体から、巾５
０ｍｍ、押出方向の長さ２５０ｍｍの試験片を切り出
し、２００ｍｍの支持間隔で支持した中央に集中荷重を
掛け、折れた時の荷重を測定して曲げ強度を求めた。ま
た外観については、無機質硬化体の表面を１ｍ離れた位
置より目視観察し、「巣」の存在が観察できるかどうか
を判定した。

【００２１】以上の評価を行った結果、成形体中のガラ
ス繊維の平均長さは１１ｍｍ、曲げ強度は２５９ｋｇ／
ｃｍ²であった。また外観については、「巣」は観察さ
れず良好であった。

【００２２】（実施例２）ガラス繊維供給用のゴムロー
ルを駆動せずに自由回転とし、押出機スクリューの回転
によってガラス繊維を引き込ませて供給した以外は、実
施例１と同じ方法で無機質硬化体を製造した。なお、ガ
ラス繊維の配合量は１．４重量部であった。

【００２３】得られた成形体及び無機質硬化体について
実施例１と同様にして評価を行った結果、成形体中のガ
ラス繊維の平均長さは１２ｍｍ、無機質硬化体の曲げ強
度は２２８ｋｇ／ｃｍ²であった。また外観について
は、「巣」は観察されず良好であった。

【００２４】（実施例３）補強繊維として繊維径１０μ
ｍの炭素繊維を用いた以外は、実施例１と同じ方法で無
機質硬化体を製造した。

【００２５】得られた成形体及び無機質硬化体について
実施例１と同様にして評価を行った結果、成形体中の炭
素繊維の平均長さは１０ｍｍ、無機質硬化体の曲げ強度
は２４９ｋｇ／ｃｍ²であった。また外観については、
「巣」は観察されず良好であった。

【００２６】（実施例４）ガラス繊維の配合量を１．４
重量部、パグスクリューの回転数を２５ｒｐｍ、オーガ
スクリューの回転数を１７ｒｐｍとした以外は、実施例
１と同じ方法で無機質硬化体を製造した。

【００２７】得られた成形体及び無機質硬化体について
実施例１と同様にして評価を行った結果、成形体中のガ
ラス繊維の平均長さは１８ｍｍ、無機質硬化体の曲げ強
度は２６６ｋｇ／ｃｍ²であった。また外観について
は、「巣」は観察されず良好であった。

【００２８】（実施例５）パグスクリューの回転数を４
５ｒｐｍ、オーガスクリューの回転数を３１ｒｐｍとし
た以外は、実施例１と同じ方法で無機質硬化体を製造し
た。

【００２９】得られた成形体及び無機質硬化体について
実施例１と同様にして評価を行った結果、成形体中のガ
ラス繊維の平均長さは４ｍｍ、無機質硬化体の曲げ強度
は２４９ｋｇ／ｃｍ²であった。また外観については、
「巣」は観察されず良好であった。

【００３０】（比較例１）普通ポルトランドセメント１
００重量部、フライアッシュ５０重量部、メチルセルロ
ース２重量部、繊維径１７μｍ、繊維長さ１３ｍｍのガ
ラス繊維２重量部をアイリッヒミキサーで２分間混合し
た後、水を３０重量部加えて更に３分間混合し、次いで
押出混練機で混練して混練物を得た。次いで、上記混練
物を実施例１と同じ真空押出成形機を用い、連続ガラス
繊維を供給しない以外は実施例１と同じ方法で押出成形
して成形体を得た。

【００３１】得られた成形体及び無機質硬化体について
実施例１と同様にして評価を行った結果、成形体中のガ
ラス繊維の平均長さは２ｍｍ、無機質硬化体の曲げ強度
は１８３ｋｇ／ｃｍ²であった。また外観については
「巣」が観察された。

【００３２】（比較例２）補強繊維として、繊維径１７
μｍ、繊維長さ６ｍｍのガラス繊維を１．４重量部使用
した以外は、比較例１と同じ方法で無機質硬化体を製造
した。

【００３３】得られた成形体及び無機質硬化体について
実施例１と同様にして評価を行った結果、成形体中のガ
ラス繊維の平均長さは１．５ｍｍ、無機質硬化体の曲げ
強度は１６２ｋｇ／ｃｍ²であった。また外観について
は「巣」が観察された。

【００３４】（比較例３）補強繊維として、繊維径１０
μｍ、繊維長さ１０ｍｍの炭素繊維を２重量部使用した
以外は、比較例１と同じ方法で無機質硬化体を製造し
た。

【００３５】得られた成形体及び無機質硬化体につい
て、実施例１と同様にして評価を行った結果、成形体中
の炭素繊維の平均長さは１．５ｍｍ、無機質硬化体の曲
げ強度は１５５ｋｇ／ｃｍ²であった。また、外観につ
いては「巣」が観察された。

【００３６】以上、実施例１〜５、及び比較例１〜３の
結果を、表１にまとめて示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【発明の効果】請求項１の本発明方法によれば、成形体
中の無機補強繊維の長さを長くして、無機質硬化体の強
度を向上することができるとともに、短繊維の交絡や再
凝集等による「巣」などの外観上の欠陥を防ぐことがで
きる。

【００３９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の説明図である。

【符号の説明】

１真空押出成形機２パグスクリュー３オーガスクリュー５ゴムロールＦ成形体Ｇ連続ガラス繊維Ｍ混練物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無機水硬性物質、骨材及び水の混練物を
押出機に供給し、連続繊維状の無機補強繊維とともに押
出機で混練して押出成形し、得られた成形体を養生硬化
することを特徴とする、無機質硬化体の製造方法。