JPS6230007A - 押出成形品を連続的に製造する方法およびその装置 - Google Patents

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〕 本発明は混練当初は粘度が低く、混練が進むに従い粘度
が非常に高くなる、セメント、水および界面活性剤と重
合触媒を溶解させたビニルモノマー溶液よりなる混合物
を混練して得た粘度の高い混練物から押出成形品を連続
的に製造する場合に好適な製造方法および装置を提供す
るものである。

〔従来技術〕

従来、セメント、水および界面活性剤と重合触媒を溶解
させたビニルモノマー溶液からなる混合物を使用してセ
メント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョンを製造するにはミキサ
ー、ディシルバー等の攪拌機を用いてバッチ式で製造し
ていたが、該Ｗ／Ｏ型エマルジョンが形成されるに従い
高粘度となυ。

流動性が失われるという難点があった。その為に。

単に強力に攪拌するだけでは部分的な攪拌にとどまり、
全体的にわたる均一な攪拌が行えず、均質なセメント含
有Ｗ／Ｏ型エマルジョンを製造する事が困難であった。

この様な欠点を改善する為に、セメント、水、ビニルモ
ノマー溶液を、ミキサーあるいはディシルバーで攪拌し
、Ｗ／Ｏ型エマルジョンが形成し始めると双腕ニーダ−
等の混練機に移し、全体にわたって混練する事によって
、均質なセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョンを製造して
いた。しかし、この様な方法を用いると操作が煩雑にな
るだけでなく、容量に限度がある為に、該Ｗ／Ｏ型エマ
ルジョンを大量に製造するには適切ではなかった。

該Ｗ／Ｏ型エマルジョンを効率良く、大量に連続生産す
るためには、二軸式の連続ニーダ−を使用するのが望ま
しいと考えられるが、この方法では該Ｗ／Ｏ型エマルジ
ョンを形成する前の、セメント、水、ビニルモノマー溶
液の混合物の粘度が一般に低いため、十分攪拌混練が行
えない状態で、ニーダ−内部を通過してしまい、Ｗ／Ｏ
型エマルジョンは形成されなかった。

〔問題を解決するだめの手段〕

上記の様な諸問題を解決し、セメント、水、ビニルモノ
マー溶液から、効率良く、連続的にセメント含有Ｗ／Ｏ
型エマルジョンを製造する方法について検討した結果、
二軸連続ニーグーのトラフ内部にスペーサーを挿入する
事によって、セメント、水、ビニルモノマー溶液混合物
のトラフ内部における流れを制限し、混練部に滞留させ
る事に　。

よって混練効果を高め、該Ｗ／Ｏ型エマルジョンを連続
的に製造する事に成功したのである。さらに挿入したス
ペーサーと吐出口との間に、押出しスクリューを取付け
る事によって、スペーサーを通過して吐出口の方へ送ら
れて来た粘稠なセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョンを、
吐出口へ強力に押出し、吐出口に設けた押出成形用ダイ
によって連続的にセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョンを
形成する事が可能となったのである。

〔混練材料〕

混練当初は粘度が低く混練が進むに従い粘度が非常に高
くなる混練材料の一例につき説明する。

セメントとして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、シリカセメント、マグネシ
アセメント、アルミナセメント等が挙げられる。

ビニルモノマー溶液としては界面活性剤及び重合触媒を
溶解させたビニルモノマーを使用するのであるが、界面
活性剤としてはＨＬＢ価（ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ−１
ｉｐｏｐｈｉｌｉｃ　ｂａｌａｎｃｅ　）が３〜６の非
イオン性界面活性剤が適当である。ＨＬＢ価が３〜６の
非イオン性界面活性剤としては、例えばソルビタンセス
キオレエート、グリセロールモノステアレート、ソルビ
タンモノオレエート、ジエチレングリコールモノオンエ
ート、ジエチレングリコールモノステアレート、ンルビ
タンモノステアレート、ジグリセロールモノオレエート
等カ挙げられる。これ等は単独で用いても良いし、２種
以上混合して用いても良い。単独で用いる場合はソルビ
タンモノオレエート、ジグリセロールモノオレエートが
望ましい。前記の非イオン性界面活性剤を、とニルモノ
マーに３〜５０重量係溶解して用いるのが好ましい。該
界面活性剤の混入率が３重量幅未満になると、セメント
含有Ｗ／Ｏ型エマルジョンの形成が困難となり、５０重
重量幅越えると、ビニルモノマー重合時の収縮が著しく
、実用性のあるセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン硬化
物が得られにくくなる。

ビニルモノマーとしては、液体であって、水に難溶性の
ものが適しているが、例えばスチレン、αメチルスチレ
ン、アクリル酸エステル、メタノＩＪ　／ｌ’　酸エス
テル、７り’）ロニトリル、シピニルベンゼン、アルキ
レングリコールのアクリル酸又はメタクリル酸エステル
、多価アルコールのアクリル酸又はメタクリル酸エステ
ル等が挙げられる。

これ等は単独で用いても良いし、二種以上混合して使用
しても良い。上記ビニルモノマーの中では特にスチレン
、又はメチルメタクリレートを主成分とするビニルモノ
マー混合物を使用するのが好ましい。又、耐熱性や重合
特性を高める目的で、多価アルコールのジメタクリレー
ト又はトリメタクリレートとして、例えばエチレングリ
コールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリ
メタクリレート等のジビニル化合物やトリビニル化合物
を併用する事が一般に好ましい。

ビニルモノマー溶液に混入する重合触媒としでは、・一
般的なラジカル形成剤又はレドックス触媒等が挙げられ
る。

本発明におけるとニルモノマー溶液、セメント及び水の
量的関係については、特に制限はないが、一般にビニル
モノマー溶液１重量部に対して、セメント１〜１３重量
部、水０．５〜２６重量部の範囲が望ましい。

セメント含有Ｗ／ＯＷエマルジョン成形物の製造時に、
ガラス繊維、鋼繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ポリア
クリロニトリル繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維
、ポリプロピレン繊維等を混入するのが好ましい場合が
あり、これ等の補強繊維を混入して得られるセメント含
有Ｗ／Ｏ型エマルジョン硬化物は、一般に高い曲げ強度
と耐衝撃性を示す。

以下に本発明につき図面に基いて詳細説明する。

第１図は本発明の二軸連続ニーダ−の縦断側面模式図で
ある。第２図は第１図のＸ−Ｙ線断面図である。第３図
と第４図はスペーサーの説明図である。

まず、ホッパー１よシセメント、水、ビニルモノマー溶
液が連続的かつ定量的に供給され、トラフ２の内部の混
練部Ａで混練される。該混練部は複数のバドル５を有す
る一対の回転軸３，４より。

形成されている。パドルの形状については凸レンズ型、
羽子板状、矩形があるが特に制限はない。

混合攪拌作用、圧縮、引き伸し、せん新作用のあるもの
が望ましい。混練部の軸回転数は毎分／Ｏ０〜／Ｏ００
回程度が適当である。回転数が低すぎるとセメント含有
Ｗ／Ｏ型エマルジョンの形成に時間がかかり、処理量が
低下する。一方１回転数が高すぎると一度形成されたセ
メント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョンが破壊される傾向が出
てくる。

混練部Ａで形成されたセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョ
ンは、第２図Ａ−Ｂ間で示されるスペーサー６を通過し
て押出し部Ｂに送られる。本発明で使用するスペーサー
は、混練部から押出し部に送られるセメント含有Ｗ／Ｏ
型エマルジョンの流量を調整する作用を有している。前
記の作用を有するものであれば、スペーサーの形状につ
いては特に制限はない。例えばトラフに固定する場合は
、多数の孔を有する円板状のものが好ましい。又、ニー
ダ−の回転軸に固定する場合は、トラフとの間に一定の
クリアランスが生じるような、無孔の円板状のものが好
寸しい。

ニーダーの回転軸に固定する本発明のスペーサーについ
て説明する。第２図のスペーサー６をＡ側から見た場合
が第３図、Ｂ側から見た場合が第４図である。同じ大き
さの大円板６ａ　、　５ｂとトラフ２との間に僅かのク
リアランス／Ｏを設けてあり、このクリアランス／Ｏを
通じて混練部で得た粘稠なＷ／Ｏ型エマルジョンが押出
し部へ移動する。

小円板Ｌ５ａ’、　、　６ｂ’は粘稠なＷ／Ｏ型エマル
ジョンの混練部から押出部への移動に直接的な関連はな
いが、エマルジョンへの流れを円滑にすることができる
。

押出し部は、混練剤回転軸の延長上に、押出スクリュー
を取付けると良い。混練部と押出し部の容積比は１：１
〜４：１程度が望ましい。押出し部の容積比率が太きす
ぎると該Ｗ／Ｏ型エマルジョンの形成性が阻害され、小
さすぎると押出し能力が低下する。

以上に述べた構造を有する連続ニーグーの吐出口に、押
出し成形用ダイ９を取付け、該Ｗ／Ｏ型エマルジョンを
押出し成形用ダイを通過させることによって、セメント
含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン成形物が連続的に製造される
。

〔作用効果〕

前記の方法で得られたセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョ
ンの連続押出し成形物は、水及びビニルモノマーの揮散
を防止して、常温又は加熱養生する事によって、ビニル
モノマーの重合反応と、セメントの水利反応が起って硬
化し、強靭なセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン硬化物
、すなわち、広義のプラスチックコンクリートが得られ
る。さらにこれを乾燥させる事により、微細な発泡購造
を有する軽量プラスチックコンクリートを製造する事も
可能である。又、補強繊維を混入して得られるプラスチ
ックコンクリートの中には、軽量で、施工性、加工性、
防火性に優れ、建築物の内外装材、間仕切り材等の建築
材料に最適なものも゛ある。

この様な建築材料に適した板状物を効率良く、連続的に
製造する上では、本発明の方法は極めて工業的に有利で
ある。さらに、押出し成形用ダイの形状を様々に変化さ
せる事により、ストライプ模様の施された板状物や、コ
ーナー材等の異形成形物の製造も可能である。

〔実施例〕

トラフの有効長さ９ｏｏｗｎバドル径１２５ｍｍの、二
軸連続ニーダーに混練部と押出し部の容積比が３：１に
なる様に１円板型のスペーサーを回転軸に取り付け、ト
ラフと円板型スペーサーとのクリアランスが１甑になる
様に設定した。混練部には凸レンズ型パドルを、４５°
づつずらして取り付け、押出し部には、押出しスクリュ
ーを取付けた。又、吐出口には幅４５５！厚さ１２篩の
板状物が成形できる様な押出し口を有する、フィッシュ
テール型の押出成形用ダイを取付けた。この二軸連続ニ
ーダ−のホッパーより、ポルトランドセメントを毎時１
８０＃、水を毎時３６０ｋｇ、２５重量％ノンルビタン
モノオレエートと、４重量係のトリメチロールプロパン
トリメタクリレートと、１重量係のｔ−ブチルパーオキ
シベンゾエートを含有するスチレンモノマー溶液を毎時
２ｏ＃、及び長さ６ｍ、太さ１８μｍのビニロン繊維を
毎時５．８館でそれぞれ連続的に供給し、二軸連続ニー
ダ−のパドルを毎分３００回転で回転させたところ、セ
メント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョンが連続的に形成され、
吐出口に取り付けられた成形用ダイより厚さ１２ｍｍ、
幅４５５調のセメント含有Ｗ／Ｏ型エマルジョン成形物
が連続的に押出された。この成形物を常温で２８日間養
生硬化した後、乾燥したところ、比重が０．６５の板状
物が得られた。この板状物の外観はセメント硬化物とほ
とんどがわりがなかったが、柔軟性に富み、切削、のこ
切り、釘打等が容易に行えた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施態様を示した縦断側面模式図
、第２図は、第１図のＸ−Ｙ線断面図、第３図、第４図
はスペーサーの説明図である。 １・・・ホッパー、　　２・・・トラフ、　３，４・・
・回転軸、　５・・・パドル、　　６・・・スペーサー
、　７・・・スクリュー、　８・・・吐出口、　９・・
・成形用ダイ、／Ｏ・・・クリアランス。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）混練当初は粘度が低く、混練が進むに従い粘度が
   非常に高くなる原料混合物を、混練して得た粘度の高い
   混練物の流れを制限しながら、この混練物を押出成形部
   に移動させることを特徴とする粘度の低い原料混合物か
   ら押出成形品を連続的に製造する方法。
2. （２）ホッパーを有するトラフ内に複数個のパドルを具
   備する一対の回転軸を設けてなる混練部と、スクリュー
   と成形用ダイとよりなる押出成形部との接続部に、スペ
   ーサーを設けたことを特徴とする粘度の低い原料混合物
   から押出成形品を連続的に製造する装置。
3. （３）混練当初は粘度が低く、混練が進むに従い粘度が
   非常に高くなる原料混合物の成分がセメント、水、ＨＬ
   Ｂ価が３〜６の非イオン性界面活性剤および重合触媒を
   溶解させたスチレンまたはメチルメタアクリレートを主
   成分とするビニルモノマー溶液である特許請求の範囲第
   １項記載の粘度の低い原料混合物から高粘度のＷ／Ｏ型
   エマルジョンよりなる押出成形品を連続的に製造する方
   法。
4. （４）混練部と押出成形部との接続部に位置するスペー
   サーはパドルとスクリューとを有する一対の共通回転軸
   に大小２個の円板がそれぞれ取付けられかつ大小２個の
   円板がそれぞれ円周部で接するようになつている特許請
   求の範囲第２項記載の粘度の低い混練原料物から成形品
   を連続的に製造する装置。