TW210993B - - Google Patents

Description

2!邮 C8 D8 經濟部中央櫺準局员工消費合作钍印货 發明之名稱： 擠壓成形用之水泥組成物 四、 發明摘要： 一種供擠壓成形用之水泥組成物，其乃藉將3至15重量％ 壓碎紙漿繼維、0.2至1重量χ烷基鑛雒素及/或羥烷基默維 素之具80,000CPS或更多黏度之2重量％水溶液，併人6 0〜 75重量％之水泥墁料而製成，其餘成份為水，其可不使用 致搔性石棉纖維的而使用紙漿繼維來降低黏合材料之載荷 以減低製造成本。又，其可確保優異的可擠壓性，並提供 具有可供打釘及鋸切之加工性的成形品。 附註：本案已向日本國申請專利，申請日期：1988年 5 月6日，案號：63-109961號 五、 發明說明： [發明之背景] -、 本發明是關於可供擠壓成形用之水泥組成物及更明確地 關於供擠壓用之包含紙漿纗維a水泥組成物。這些供擠壓 成形用之水泥組成物使用等量或少於傳统者之黏合劑以提 供優異成形性及加工性。 迄今石棉纖維強化水泥板或板片已廣泛被使用作建築物 之外壁、屋頂、地板等之材料。該水泥板或板Η可藉將水 加入水泥及約20重量％之石棉缴維及聚集體等之混合物中 ，然後以所需之模具將之整脑揑揉及擠壓成形而得到之。/ 如此使用之石棉纖維之待性為，當揑揉時具有優異的分散 性，而如此所得之揑揉材料於揑揉時在形狀及保水性（ 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)尹4規格（210 X 297公釐）2 修正苜— 1請先《讀背面之注意事項存行繪製) retention)方面甚佳。此外，石棉纖維之駙熱性充份顯示 其在藉蒸汽熱壓之熟化中當作強化纖維作用於170\〕或更 高溫度的性能，而可賦予擠壓材料保形性及所需之強度。 由於石棉纖維為一種無與倫比的強化纖維，其可同時滿足 當擠壓時所需之分散性、保形性、保水性及丽熱性，因而 除了擠壓外，它們以往就己被使用。 然而近年來，石棉纖維已成為一個社會問題，因為其致 癌性被相信衍自其待有的纖維形狀。因此在如上之擠壓中 已被要求不使用任何石棉。 作為石棉纖維之一代替物，首先考慮某些合成纖維，然 而其在分散性、保形性及保水性上為拙劣的。此外，這些 有機纖雒為大部份不具良好的闸熱性，某些藉前述蒸汽熱 壓法為不可被熟化的。一般的趨勢是，此種纖維素與石棉 纖維比較時強化效果越優異則越昂貴。有鑑於此，現在乃 處於未能發現用於代替石棉娥維之真正理想材料的境況中。 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印製 另一方面，紙漿纖維（pulp fiber)為有機但自然缕維之 一者，乃比其他有機纖維較不昂貴及較優異，即使其分散 性比石棉纖維為劣。又此種缕維添加某些含量的擠壓材料 為有利的，因它們可作諸如打釘（nailing)及据切（ saw i ng)之在包含石棉纖維的傳統水泥成形品所不易被處 理的加工。現在它們在當作代替傳統石棉纖維之材料上己 引起廣泛之注意。 在水泥墁料組成物之擠壓製法中，當它們被成形時，通 常很多壓力被施加於其上。由於此原因，在水泥組成物中 本紙尺度適用屮國國家楳準(CNS)肀4規格(210x297公釐） 3 2i〇9C>3 <請先閱讀背面之注意事項再行緣製) 之石棉或紙漿纖維所具有之保水性乃為，不足以將水均勻 地保持於成形品中。由於在它們的情況中，擠壓成形品被 凝結及固化前水會分離而使組成物互相黏合，而使自模具 所得到的成形品很難維持原來的形狀。曾有提案使用有機 類的黏合劑於擠壓成形用之組成物中，以改良其成形性。 例如，在日本專利公告第4 3 - 7 1 3 4號中掲示一種技藝為， 此種黏合劑，例如甲基纖維素及羥丙基甲基纖維素，可被 使用於水泥組成物，其内含一種石棉缫維，用於擠壓成形 品者。此種方法為通常被採用於黏合劑者。對於此等黏合 劑，除了掲示於該公告中之甲基纖維素及羥丙基甲基纖維 ，尚可列舉羥乙基纖維素、羧甲基羥乙基纖維基、聚氣化 乙烯、聚丙烯酸納、酪素等等。在它們當中，烷基纖維素 及/或羥烷基烷基繼維素，其在分散性、保水性及黏度為 優異的，而已被廣泛地使用於水泥及聚集體中。 經濟部中央標準局貝工消费合作社印鼓 迄今已有如上述含有添加黏合劑之含紙漿纖維的成形用 組成物之許多提案。例如，在日本專利公開第55-51748號 中，曾掲示一種包括一玻璃纖維之組成物，其玻璃缕維已 被加入一小量之紙漿（纖維素）纖維及如甲基纖維素之黏合 劑者。另一日本專利公告第63-1276號掲示一種可被打釘 及鋸切之成形品為可藉擠壓水泥組成物而得之，其已被加 入紙漿（纖維素）纖維，一次發泡球形樹脂（one shot foamed spherical resin)及如甲基纖維素之黏合劑。 然而應注意的是，此種烷基纖維素及/或羥烷基烷基纖 維素，作為黏合劑，如同使用於傳統水泥中含有被加石棉 本紙張尺度適用屮國國家楳準（CNS) M7 4規格(210x297公釐) Δ.

經濟部中央標準局員工消費合作吐·印努 五、發明説明（） 纖維至組成物中者，為有問題的，其中，其比傳統者需要 更多的添加量，以便其具有一有規則及平順的擠壓成形。 在含石棉繼維之傳統水泥的擠壓成形法中，在擠壓成形 之缌成本中所需黏合劑之成本比率為四分之一至一半。這 意諝黏合劑之增加將提高被成形之材料之總成本，此乃阻 止了含紙漿缕維之水泥組成物的擠壓成形。 由於這些原因，現在有強烈需求有一種黏合劑在含紙漿 纖維之水泥組成物之擠壓成形中，相對於傳統者僅以同置 或較少量之添加即可優良成形性之鈷合劑。 [發明之槪要] 為解決這些缺點本發明人等所研究之結果终於完成本發 明，而探討出這些擠壓成形用之含紙漿绻維之^水泥组成物 ，其成形性及加工性均為優異者。 依據本發明含紙漿纗維之水泥中所使用之纸漿缕維含一' 待定範圍之直徑及長度為黏合劑，本發明使用烷基織维素 及/或羥烷基烷基缠維素，其2重量！I；水溶液在20 Ό時之粘度 藉日本工業規格第5號Ubbellohde黏度計測定偽80,000cps 以上。此黏合劑需要量僅相等於或少於傳統烷基纖維素及 /或羥烷基烷基纖維素者，其2重量％水溶液在20C時之粘 度藉日本工業規格第5號Ubbellohde黏度計測定偽12,000 至40,000cps,其為使用於含石棉織維之傳統水泥組成物 中者。使用於本發明中之黏合劑在僅加入0 · 2至1重量％水.. 泥組成物而當作整體擠壓成形時，可使其較傳統者具有優 異的擠壓成形性。 Μ氏ft尺通B!中(CNS) >» .! 各（」！" X ) 5 竣·正巧 82.3. 40.000 ---------------1--------裝------.玎----i.^- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

年月KJ 補充 X ........J t 6補充I 366 五、發明説明（） 根據本發明進一步對含紙漿缕維作成形時其可顯著地改 良比傳統者較佳之加工性如打釘及鋸切。 [發明之詳細說明] 本發明之目的為一種擠壓用之水泥組成物，其乃藉將3 至15重量％壓碎紙漿纖維（為5至2 0微毫米直徑及1至10職長 度）、0.2至1重量5Ϊ烷基缕維素及/或羥烷基烷基纖雒素、2 ：«具80,000cps或更多黏度（藉.日本工業規格第5號Ubellohde 黏度計測量於20t)之水溶液，併入60〜75重量％水泥墁 料中，其餘成份為水。 被使用作依據本發明擠壓成形用之黏合劑的烷基纖維及 /或羥烷基烷基编维在它們的2重量》水溶液中，具有當以 日本工業規格第5號Ubbellohde鈷度計測量於2.0t：下時為 80,000或更多cps之黏度。如此可被使用之烷基编維素及/ 或羥烷基繼維素之例為甲基鐵維素、羥丙基甲基雄維素、 羥乙基甲基纖維素、羥乙基乙基编維素及乙基纖維素，但 其並不僅限於此。 它們的載荷，視所使用紙漿繼維之量及分散性而定，乃 被限定於整個水泥組成物之0.2至1重量％。這些載荷促使 本發明所欲達成之成形性及加工性展現它們最大程度之效 果。超越1 %之此重量百分比僅將導致成本之提高而不産生 更多的效果。若百分比為少於0.2重量％，即使添加小量之 .分散性優異的紙漿纖維，擠壓成形將仍為不可能均。 使用作紙漿锇維之原料可為一化學紙漿，其木質化組織 中之木質已藉亞硫酸鹽法或硝酸鹽法被除去，或一機械紙 漿，藉如木料之磨漿處理所得者。作為原料之紙漿片或小 本紙張尺用中阐圉苳榨準（CNS>'甲4悅格（:川）X :::)7公货) 6 .又二 《 82.3. 40,000 —.------------i -------裝------.玎丨_丨」0 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 經濟部中央標準局W工诮费合作社印¾ 2109^ {請先閱讀背面之注意事邛再行繪製) H可用壓實（compact)型或粉碎型研磨機被適當地粉碎， 然後在使用前被篩具篩分為5至20徹毫米之織維直徑及1至 lOmrn之長度。機械紙漿由於其低成本而以其用作為紙漿材 料為佳，但在本發明中也可使用化學紙漿。 如上之紙漿缕維之載荷應為3至15重量百分比。若紙漿 之直徑及長度為小於前述限制，或者雖然滿足這些限制， 但載荷為低於3重量％時，紙漿纖維作為強化者之固有效果 不能被展現。即使若如此之紙漿織維被添加，其缺點不僅 為成形時之保形性不佳，而諸如打釘及鋸切之改良加工性 將不能被於熟化後之産品達成。另一方面，應注意的是， 苕紙漿纖維之直徑及長度超越該限制及若載荷太大，紙漿 纖維之分散性將較差，其將阻礙良好的成形，因而阻礙具 良好表面光滑度之擠壓成形。況且，劣化之耐熱性會阻止 其被實際之使用性。 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 依據本發明之水泥組成物之主材料是由習知水泥、聚集 體、水及添加劑所組成。除了一般的波待蘭水泥，可使用 諸如礬土水泥之特別水泥類。至於聚集體，不僅可用珠岩 、蛭石、飛灰及其他通常使用於水泥墁料中之輕質聚集體 ，但也可使用相等之石英砂，其由矽石、石英砂等5至12 號及/或石英岩所組成，矽石材料及顆粒大小等於或少於 水泥者之矽石薰（fume)。 本發明藉使用一種不含致癌性石棉纖維之紙漿纖維來使 黏合劑之載荷降低至材料之0.2至1重量％以便可減少製造 成本。此外，其可確保優異之可擠壓性且可提供如打釘及 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS)肀4規格(210x297公釐) 鋸切之加工性予成形品。 (請先閱讀背面之：Si意事項再行繪製) 本發明之下列實施例及比較例中為敘述較佳具體例以說 明本發明。然而應瞭解的是，本發明不應被限制於該等特 定具體例中。 實施例1〜6及比較例1〜7 以下之成份是以如隨附之表1及表2中所示之量而製備， 其然後以一雙臂式揑揉機來揑揉。然後它們以Ishikawa-Ji公司所製；έ：真空揑揉機Y-22被揑揉成75咖寛度及6mm厚 度之諸片。它們的成形性是藉下列試驗方法做比較，其結 果也各別被顙示於隨後之表1及表2中。 (成份） 水泥：Asano製的一般波特蘭水泥 石英岩：鳥屋根社製，A级、已粉碎，第30號，（平均顆粒 大小：9〜12微毫米> 紙漿纖維I : 經濟部中央標準局貝工消费合作社印鼓 2mn厚度及80¾:或更多纖維素含量之紙漿Η是由球果類樹 木（conifer)所製，其木質化組織中之木質已藉亞硫酸鹽 法而被除去。然後此Η被切割成5mm X 5ηπη平方小Η ,其然 後先以粉碎型研磨機"Victory Mill VP-Γ’（細川Micron公 司之商品名稱）粉碎，再以壓實型振動磨”B-3型”（中央化 工機公司之商品名稱）粉碎0.5小時。已粉碎材料乃以工業 用篩子（每吋4傾篩目）筛選成18至15徹毫米直徑及1至3細 長度之顆粒。 紙漿纖維Η : 冬紙張尺度適用中S國家樣準（CNS)平4規格（210x297公釐) 8 在用粉碎型研磨機"Victory Mill VP-1”（細川Micron公 司製）來研磨上述紙漿片I之切片後，它們是以工業用4-篩孔篩具來篩分。紙漿纖維I含有許多如此以超量大小（ 20徹毫米或更大之直徑及10mm或更大之長度）所得的纖維。 紙漿纖維K : 在用壓實型振動磨” B-3型”（中央化工機公司之商品名稱 )進一步研磨紙漿纖維I達2小時後，利用42-篩孔工業篩 具將其篩分成5徹毫米或更少之直徑及lnra或更少之長度的 纖維。 羥丙基甲基纖維素： 信越化學公司所製之90SH型。 羥乙基甲基纖維素： 同公司所製之SEB型。 甲基纖維素： 同公司所製之SM型。 (試驗方法） 黏度： 各纖維素醚之2X水溶液乃以日本工業規格第5號 Ubbel lohde黏度計於20*0測量之。 成形性： 材料乃藉設置有6™厚度及75ππη寬度之模具的真空擠壓 機Y-22 (石川時公司所製）來加工。所得具有如同模具之剖 面的成形品被視為”佳”，而那些所得具有兩端皆被切割者 則被稱為"劣"。 裝 訂 線 -9- 表面狀況： 那些具有紙漿突出之不均勻表面被稱為"劣”。 打釘特性： 已擠壓之成形品被首先在飽和蒸氣下被於65它熟化，然 後在熱壓中180C下熟化。然後將如此所熟化之成形品以3 關直徑之釘子打釘。不産生裂缝者被稱為”佳”，而産生裂 縫者被稱為"劣”。 装 訂 線 -10-

成份 水泥 石英岩 ;重量 1 11 11 W\ φ

II E III 羥丙基甲基纖維素 黏度 表 實施例 1 %) 2 3 4 5 50 50 50 50 50 20.8 10.5 16.6 16.1 16.5 3 15 8 8 8 15,OOOcps 70,OOOcps 80,OOOcps 0.2 100,OOOcps 0.5 180,OOOcps 羥乙基甲基纖維素： 黏度 ；100>OOOcps '甲基纖維.素 0.6 黏度 (試^結果 成形性 表面狀況 打釕特性 (成份 ，·重量％) 砉1岩1111 紙漿纖€ 羥丙基甲基縑維素： 黏度 ;15,OOOcps 70,OOOcps 80,OOOcps 100,OOOcps 180, OOCLcps 羥乙基甲基纖維素： 黏度 ；100,OOOcps 纖維素：

Π ID A 0.9 80,OOOcps ) 26 24 25 25 0.5 25 佳 佳 佳 佳 佳 佳 佳 佳 佳 佳 佳 佳 佳 佳 佳 1 表 2 2 比 3 較例 4 5 50 50 50 50 50 16 16 16 5.1 23.7 6 8 8 17 2 1.0 1.0 1· 0 · 0.3 6 50 16.5 8 0.9 0.5 ο 5 8 _ ; 80,OOOcps (試驗結果 成形性 表面狀況 打釘特性 0.5 27 27 27 27 24 劣 劣 劣 劣 佳 佳 佳 佳 劣 佳 佳 佳 佳 劣 25劣劣佳 佳佳劣 11 甲 4(210X297 公; 本案發明人等由實驗發現下述事實：水泥組成物在黏合 劑量少時，其硬化時間則較短，因而提高成形性。反之， 在黏合劑量多時其硬化時間則延長，使成形性惡化。若單 純減少黏合劑量，其水泥組成物之保水性則會惡化，（使 用該組成物）所製成形物之表面狀態、打釘特性（na〖U ing characteristic)亦會惡化，如表-2之tb較例-5及-6所示 。本發明之水泥組成物並非單純減少黏合劑量，而俱使用 高黏度烴烷基纖維素為黏合劑同時按指定量調配以紙漿纖 維，因此雖然減少黏合劑量，其水泥組成物卻保持良好的 保水性，所製成形物之表面狀態、打釘特性均有改進。當 然由於黏合劑減少，硬化時間縮短，成形性被提高，此等 事實由參照表-1各實施例即可確證。 其次，關於黏合劑量之增減對硬化時間之影響，將本案 發明人等所做的實驗結果掲示如下： 將下述表3所示之水泥組成物藉一種三棍磨機揑和。該 磨機各棍之直徑為121mn,長度為280刪，三锟之轉數為120 r*p.m.、312「.p.b.、816r.p.n.(參照圖 _1。各擬藉外套 ' 冷卻水保持15 t：之溫度。表中之水泥組成物像關於粘度 8000cps及粘度15000cps之各羥丙基甲基缕維素在0.2〜 1.5% (重量）範圍内增減含量的各水泥組成物試樣，各按 0.5kg藉三棍磨機混合、揑和。毎一試樣反覆通過棍間4次 經 f ,而充分施行混合、揑合。 中 央 揉 準 Μ 印 i| ΙΪΑ {請先閲讀背面之注意事項再行繪製) •装. •訂* •線· m_s_ 水泥 50 % (重量） 砂石 ……… 2 0.8 紙漿纖維I 3 羥丙基甲基纖維 .........0.2〜1.5 水 26 由此所獲得之各水泥組成物取出各30g以使九化成球體 。將此等球體放入聚乙烯袋，密封後被保管以保持高濕度 。此等球體每30分鐘取出一次，以夾在板間，而將20kg重 錘載置於其板上2分鐘，以行施壓，而觀察球體之崩壊狀 態。以未崩壊之時間為硬化時間之測定值。 各水泥組成物之試驗球體之硬化時間乃記載於下述之表 -4中。 (請先聞請背面之注意事項再行繪製) 經濟部中央櫺準局员工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNSVP4規格(210x2g7*i^) lib 水泥組成物中 之羥丙基甲基 纖維素（粘度 8〇〇#ps)含量 % (重量） 00.2 0 硬化時間 (小時} 0 水泥組成物中 之羥丙基甲基 織維素（粘度 15000cps)含 量％ (重量） 00.2 0.5 硬化時間 (小時） .0 (請先閲讀背面之注意事項再行繪踅) 0

ο .2 ο 4.7 5.0 9.0 由此表可知，水泥組成物中之羥丙基甲基纖維素，無論 其粘度為8000cps或15000cps,祗要調配量相同，其硬化 時間則相同。 此結果另示於圖-2中。 由此圖可知，在水泥組成物中之羥丙基甲基纖維素含量 超過1 % (重量）左右時，硬化時間則會急遽延長。硬化時間 延長，成形性則會惡化。 本發明之水泥組成物由於少量調配量（lwt%以下）即夠用 ，其硬化時間短，而顯示優異的成形性。此外，由於未含 傳統品所含在健康上有害的石棉纖維，而具有安全性。再 者，使用本發明水泥組成物的成形物其表面狀態、打釘特 性均優。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)平4規格(210x297公釐）

11C 訂 —N. 線 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印製

水溶液之製法 粘度80,000cps以上之烷基纖維素 82· 6· 1 7修正手 驟 步 度 合 聚 中 液 溶 納 化 氧 氫 濃 於 漬 浸 漿 紙 料 原 之 上 以 應 反 免3) I 因 避 — 原 0 ^ 時之 低 此 降 ),度 se粘 10成 llujfi e 是 C觸 11接 ka氣 3 空 丨與 素(! 維 〇 纖觸 鹹接 到氣 得空 2 而與驟 ，物步 酸 硫 烷 鹵 如go ί 觸 劑接 化氣 醚空 藉與 液免 漬避 浸亦 素 ， 維驟 鐵步 鹹此 之在 到 。 得化^ 0 /—V 步等 3 將酯驟 烷步 洗 水 地 分 充 以 加 素 维 β 化 醚 之 得 所 2 驟 步 由 4 將驟 步 後 畢 〇 完熱 洗多 水太 在加 素要 維不 ί 化時 醚此 之 燥 乾 主 為 風 送 以 因 原 之 低 降 度 粘 成 造 是 高 度 溫 {請先閲汸背面之注意事邛再行纷製) 驟 步 碎 粉 以 予 if ΜΑΗ 燥 乾 之 到 得 熱 生 産 業 作 碎 驟粉 步於 將由 度 溫 使 熱 發 因 /IV Ο 卻 冷 -了 //1 進 時 同 哩濟部中夬標"局員工消费^作^印踅 時 液 溶 水 之 % 2 成 做 素 維 m 基 } 烷 因 的 C 原到00 之得0, 低所80 降驟為 度步成 黏之會 為上度 , 以黏 高由其 昇 ，

上 以 S 本紙張尺度適用中國Η家標孕(CNS)甲4規格(210X297公釐)

Claims (1)

1. A7 B7 C7 D7 82. 7. -8 修正名 六、申請專利範圍 1. 一種供擠壓成形用之水泥組成物，其包括： (1) 60〜75重量％之水泥墁料，此一墁料包括約50重量 %之水泥及16〜2]重量％之聚集體； (2) 3〜15重量％之粉碎紙漿缕維，此一粉碎紙漿纖維具 有直徑5〜20/u及長度1〜10咖；以及 (3) 0. 2〜1重量％之選自甲基纖維素、乙基缕維素、羥 丙基甲基纖維素、羥乙基甲基缕維素及羥乙基乙基纖維素 之至少一種繼雒素，此一繼維素成為具有20C粘度80,000 cps以上之2重量％水溶液；其中該溶液僳藉由下述步驟組 成之方法所播得之溶骹； (ί)將一具有聚合度3,000以上之原料紙漿在無空氣與其 反應条接觸之條件下浸漬於濃氫氧化鈉溶液以獲得一 鹼繼維素； (ii) 將所播得之鹼鐵維素在無空氣與其反應条接觸之條 件下藉醚化劑醚化以獲得一醚化鹼纖維素； (iii) 用水充分洗滌所獲得之鑛維素； (iv) 洗後之鐵維素在被控制至1!不降低粘度之低溫下主要 藉送風予以乾燥；以及 (v) 乾燥之纖維素在冷卻下，以不致因熱降低粘度之方 式予以粉碎者， (4 )其餘成份為水。 本纸張尺茂適用ts國家浮準（CNS)甲4規格（210 X 297公牙） (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) -裝. 訂· 絰濟部中央標準局員工消費合作社印¾