JPH08225355A - セメント系材料用押出成形助剤 - Google Patents

セメント系材料用押出成形助剤

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JPH08225355A
JPH08225355A JP3336995A JP3336995A JPH08225355A JP H08225355 A JPH08225355 A JP H08225355A JP 3336995 A JP3336995 A JP 3336995A JP 3336995 A JP3336995 A JP 3336995A JP H08225355 A JPH08225355 A JP H08225355A
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JP
Japan
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extrusion molding
hydroxyethyl cellulose
molding
polyethylene oxide
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JP3336995A
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Hiroshi Yamauchi
洋 山内
Kenji Kano
健兒 叶
Masato Yoshikawa
正人 吉川
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Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039Premixtures of ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00129Extrudable mixtures

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高温の押出成形製造条件においても、ゲル化
による閉塞問題等を生じないセメント系材料用押出成形
助剤の提供。 【構成】 特定のヒドロキシエチルセルロースおよびポ
リオキシエチレンオキサイドを特定の配合割合にて含有
するセメント系材料用押出成形助剤。 【効果】 高温条件下でもゲル化せず、安定して良好か
つ高速の押出成形ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セメント系材料による
押出成形品の製造時に用いられる成形助剤に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、セメント系材料による押出成形品
製造時の成形助剤としては、メチルセルロースが一般に
広く用いられている。しかしながらメチルセルロース
は、可塑性、粘結性等には優れた性質を示すが、50〜
90℃の高温ではゲル化する特性を持っており、該成形
品の製造条件等が限定されるという問題があった。特に
夏季は、気温が高い上に、押出成形工程等での混練によ
るシェア熱が加わり、メチルセルロースのゲル化による
押出成形機の閉塞問題等がしばしば発生することが指摘
されている。そこでこれを防ぐため、夏場など気温の高
い季節は、メチルセルロースを通常の使用量より多く添
加したり、成形機を強制的に冷却している。しかし、こ
のような方法では、安定操業させるのに多大な労力や運
転条件の管理が必要であり、また、余分のコストもかか
り好ましくない。
【0003】特開昭60−239348号公報および特
開平2−102154号公報にはメチルセルロースに代
わる成形助剤として、高温でもゲル化しないヒドロキシ
エチルセルロースの利用が開示されている。
【0004】しかしながら、ヒドロキシエチルセルロー
スは、メチルセルロースに比してポリマー自体の柔軟性
が劣るため、ヒドロキシエチルセルロースを単独で使用
したセメント組成物の押出成形品は、セメントを養生す
る前の生の状態において、柔軟性に欠け、固くて脆いと
いう欠点がある。このため、押出成形時の圧力が上昇し
たり、押出成形品の密度にばらつきが生じ易い等の傾向
があり、運転条件のコントロールがメチルセルロースに
比して困難であるという欠点があった。
【0005】一方、特公平1−58141号公報には、
成形助剤としてメチルセルロースとポリエチレンオキサ
イドとを併用することにより成形性をさらに改良するこ
とが開示されている。しかし、ポリエチレンオキサイド
を併用しても、メチルセルロース本来の高温ゲル化とい
う欠点は全く改善されていない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高温
条件下においてもゲル化することなく押出成形品の製造
が行える、セメント系材料用押出成形助剤を提供するこ
とにある。
【0007】本発明者らは、上記した状況に鑑み、高温
時においてもゲル化せず、安定した性能を付与するセメ
ント系材料用の押出成形助剤について鋭意検討した結
果、ヒドロキシエチルセルロースとポリエチレンオキサ
イドとを併用することにより、かかる問題が解決される
ことを見出した。さらに、前記組成の成形助剤を用いる
と、成形時の圧力上昇が抑えられ、組成物の流れ性が改
善されることによって成形速度を上げることが可能とな
る等、大幅に成形条件を改善できることも見出し、本発
明を完成するに至った。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、ヒド
ロキシエチルセルロースとポリエチレンオキサイドとを
含有することを特徴とするセメント系材料用の押出成形
助剤を提供することにある。
【0009】本発明におけるヒドロキシエチルセルロー
スは、バインダー、可塑剤および保水剤としての機能を
有し、ポリエチレンオキサイドは、ヒドロキシエチルセ
ルロースの欠点である柔軟性および流れ性を改善する機
能を有する。
【0010】本発明で用いるヒドロキシエチルセルロー
スは、セルロース鎖を構成するアンヒドログルコース単
位に対する酸化エチレンの付加モル数(MS値)が1〜3
の範囲のものが適切である。該MS値が1未満の場合に
は、ヒドロキシエチルセルロースの水への溶解性が不十
分となり、成形助剤としての特性が十分発揮されない。
また、3を超えるMS値のヒドロキシエチルセルロース
は、一般には、市販されておらず、入手が困難であり実
用的でない。しかもMS値が3を超えると、本来ヒドロ
キシエチルセルロース自体が有するバインダー、可塑剤
および保水剤としての機能が変化して好ましくない。
【0011】用いるヒドロキシエチルセルロースの粘度
範囲は、1%水溶液濃度において、300cps以上(2
0℃、B型粘度計、No.4ローター30rpm)、さらに
好ましくは、500cps〜10000cpsが適当である。
粘度が300cps未満の場合には、成形助剤としての特
性が不十分となり、多量に用いる必要があってコスト的
に好ましくない。一方、粘度が10000cpsを超える
高粘度品は一般には市販されておらず、入手することが
困難であり実用的でない。
【0012】本発明で用いるポリエチレンオキサイドの
重量平均分子量としては、50万以上、さらに好ましく
は50万〜800万が適当である。重量平均分子量が5
0万未満の場合、セメント組成物への柔軟性付与効果が
小さくポリエチレンオキサイド添加による成形性改良効
果が十分でない。一方、重量平均分子量が800万を超
えるものでは、成形時の流動性が悪くなるため好ましく
ない。
【0013】また、セメント系材料としては、各種セメ
ントと硅砂の混合物または補強のために各種繊維状物質
を添加したもの、さらにパーライト、パーミキュライト
等の軽量骨剤を添加したもの等が用いられる。
【0014】ヒドロキシエチルセルロースとポリエチレ
ンオキサイドの配合割合(重量)は、例えば、ヒドロキ
シエチルセルロース100重量部に対してポリエチレン
オキサイド5重量部〜50重量部が好ましい。ポリエチ
レンオキサイドの割合がそれ未満であるとポリエチレン
オキサイドの添加効果が不十分であり、50重量部を超
えるとポリエチレンオキサイドの柔軟性付与効果が強く
なるため、成形後のセメント組成物の保形性等が悪化し
て好ましくない。
【0015】本発明の成形助剤を用いたセメント系材料
により押出成形品を製造する方法としては、特に限定さ
れるものではないが、例えば、セメント、硅砂、繊維状
物質等からなる混合物に本発明の成形助剤を添加し、ミ
キサーで均一に混合した後、水を添加して混練機で十分
混練した後、押出機で成形する通常の方法を用いること
ができる。ここで使用されるセメントとしては、ポルト
ランドセメント、白色セメント等が挙げられる。本発明
の成形助剤とセメント系材料との使用比率は、特に限定
されるものではないが、通常、セメント系材料100重
量部に対して成形助剤0.5〜2重量部を含有させたも
のが好ましい。
【0016】
【実施例】以下に実施例を示して本発明についてさらに
詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。実施例および比較例において使用した各原料は
以下のとおりである。 (a)セメント;ポルトランドセメント(市販品) (b)硅砂7号;熊本産(市販品) (c)パルプ;3mm裁断品 北辰(株)製 (d)成形助剤;メチルセルロース(略号:MC) 信
越化学工業(株)製 90SH−15000(粘度:20℃、1%水溶液にて
800cps) ヒドロキシエチルセルロース(略号:HEC) フジケ
ミカル(株)製 AW−15F(粘度:20℃、1%水溶液にて1000
cps、MS:1.5) SX−25F(粘度:20℃、1%水溶液にて2000c
ps、MS:2.5) SZ−25F(粘度:20℃、1%水溶液にて5000c
ps、MS:2.5) ポリエチレンオキサイド(略号:PEO) 住友精化(株)
製 PEO−1(重量平均分子量 15万〜40万) PEO−3(重量平均分子量 60万〜110万) PEO−8(重量平均分子量 170万〜220万) PEO−18(重量平均分子量 430万〜480万)
【0017】実施例1〜8および比較例1〜7 表1および表2に示す配合割合にて、セメント、硅砂7
号、パルプ、成形助剤および水を秤量し、万能混合攪拌
機((株)ダルトン製 5DM−03−r)で混合後、
セメント組成物を得た。その後、混練機(宮崎鉄工
(株)製 MP−100)で混練し、さらに、押出機
(本田鉄工(株)製 DE−50)を用い幅60mm×
厚さ12mmの形状にシート成形して成形体を得た。成
形体はさらに70℃で24時間蒸気養生し、それぞれの
物性測定に用いた。その結果を表1、表2に示す。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】成形性の評価基準および表中の略号を以下
に示す。 成形性 ◎:良好 ○:可 △:押出性は可、成形物の保形性が劣る(自重で形が変
形) ×:不可 表中の略号 HEC AW:AW−15 SX:SX−25F SZ:SZ−25F PEO P−1:PEO−1 P−3:PEO−3 P−8:PEO−8 P−18:PEO−18
【0021】実施例1〜8に示した様にヒドロキシエチ
ルセルロースとポリエチレンオキサイドを併用すること
により、押出成形温度25℃〜60℃の範囲で良好に成
形が行えた。実施例1〜8では、全て、成形圧力が20
kgf/cm2以下であり、成形速度も45cm/分以
上と、成形圧力、成形速度ともに本装置系では適性値を
示している。なお、本装置系では、成形圧力が20kg
f/cm2を超えると、圧力のかかりすぎによる成形上
の問題(成形品の密度不均一や成形ムラなど)が生じる傾
向があり好ましくない。また、成形速度は、生産性との
関係から、製品の品質に問題が生じない限り速い方が有
利である。
【0022】比較例1では、メチルセルロースを成形助
剤として用い、温度45℃で押出成形を実施したが、メ
チルセルロースのゲル化による影響で押出成形機が閉塞
し押出成形品を得ることが出来なかった。
【0023】比較例2では、メチルセルロースの添加量
を2倍に増加して温度45℃で押出成形した。その結
果、成形圧力、成形速度とも実施例1〜8に較べて劣る
が、成形することは一応可能であった。しかし、この場
合、押出成形性が十分満足できるものではなく、しかも
メチルセルロース増量分のコストが余分にかかり好まし
くない。
【0024】比較例3および4には、成形温度がそれぞ
れ25℃、45℃の条件で、ヒドロキシエチルセルロー
スを単独で成形助剤として用いた場合の結果を示してい
るが、押出圧力、成形速度とも実施例に較べ十分満足で
きるものではなかった。
【0025】比較例5では、ヒドロキシエチルセルロー
ス100重量部に対してポリエチレンオキサイドを15
0重量部併用し、ポリエチレンオキサイドの割合を本発
明の範囲より多くした。その結果、押出成形は可能であ
ったが、成形後の保形性に問題があった。すなわち押出
成形品の保水性が悪く、成形品の形状が自重で変形し実
用上適用するのが困難であった。
【0026】比較例6では、ヒドロキシエチルセルロー
スと重量平均分子量15万〜40万のポリエチレンオキ
サイドを併用した結果を示した。この場合、押出成形は
可能であったが、ポリエチレンオキサイドが低分子量で
あるためその添加効果が小さく、実施例と較べて押出成
形性がやや劣る傾向を示した。
【0027】比較例7では、成形温度45℃の条件でメ
チルセルロースとポリエチレンオキサイドとを併用し
た。しかし、この場合メチルセルロースのゲル化による
押出成形機での閉塞が発生し、メチルセルロースでは、
ポリエチレンオキサイドを併用しても高温でのゲル化を
抑えることは出来なかった。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、高温条件下でもゲル化
せず、安定して良好かつ高速の押出成形が可能なセメン
ト系材料用押出成形助剤が提供できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 //(C04B 28/02 14:06 24:32 24:38 16:06) 103:40 111:00

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヒドロキシエチルセルロースとポリエチ
    レンオキサイドとを含有することを特徴とするセメント
    系材料用押出成形助剤。
  2. 【請求項2】 ポリエチレンオキサイドの配合割合が、
    ヒドロキシエチルセルロース100重量部に対して、5
    重量部〜50重量部である請求項1記載のセメント系材
    料用押出成形助剤。
  3. 【請求項3】 ヒドロキシエチルセルロースの酸化エチ
    レン付加モル数(MS値)が1〜3であって、その1%水
    溶液の20℃における粘度が300cps以上である請求
    項1または2記載のセメント系材料用押出成形助剤。
  4. 【請求項4】 ヒドロキシエチルセルロースの酸化エチ
    レン付加モル数(MS値)が1〜3であって、その1%
    水溶液の20℃における粘度が500cps〜10000c
    psである請求項1または2記載のセメント系材料用押出
    成形助剤。
  5. 【請求項5】 ポリエチレンオキサイドの重量平均分子
    量が50万以上である請求項1または2記載のセメント
    系材料用押出成形助剤。
  6. 【請求項6】 ポリエチレンオキサイドの重量平均分子
    量が50万〜800万である請求項1または2記載のセ
    メント系材料用押出成形助剤。
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Cited By (3)

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