JP2517393B2 - セメント押出成形用組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はアスペスト代替品としてパルプを使用したセ
メント押出成形用組成物、特に、セメント硬化不良を改
善した押出成形組成物に関するものである。

（従来の技術） 近年、セメントに対し、20重量部程度のアスベスト繊
維、骨材などを添加した混合物に水を添加・混練したも
のを所望のダイス形状に押出成形することによって、セ
メント板体及び、アスベスト／セメント板などが作ら
れ、建築物の外壁材、屋根材、床材などに用いられてい
る。このような押出成形品の製造において使用されるア
スベスト繊維は補強繊維として添加した場合、混練中の
分散が極めて良く、さらに押出成形時に混練物に与える
保形性能に優れ、また、保水性能も有している。また、
押出成形品の寸法安定性の付与ならに必要強度形成のた
め行う170℃以上高温度における水蒸気圧力釜による養
生においても、アスベストが有する耐熱性による強度補
強繊維としての充分な効果を発揮することができる。

上記に示すような、押出成形体製造に必要となる補強
繊維性能、すなわち分散性、保形性、保水性、耐熱性を
同時に有する繊維としてはアスベストは他の類のない繊
維としてもっぱら押出成形用の補強繊維として使われて
いる。

しかしながら、近年アスベストを有する独特な繊維形
状に起因するとみられる発ガン性が問題となっており、
アスベストを用いないか、もしくはその添加量を極力少
なくした系で良好な押出成形体を得る技術の完成が望ま
れている。アスベストに代わる繊維として、すでに有機
系の繊維が検討されてきているが、いずれも分散性、保
形性、保水性能が悪く、さらに有機系の繊維のため耐熱
性が悪いものが多く、高温水蒸気圧力養生ができない繊
維もある。またコスト面からも補強強度の良いものは、
アスベストに比べてかなり高価なものになっており、ア
スベスト以外の繊維の使用は難しいものになっている。

しかし、パルプ繊維については、天然に産出する繊維
であり、比較的コストが安く、分散性についてもアスベ
ストには及ばないものの、他の有機繊維にくらべて優れ
ており、さらにはこのパルプ繊維を一定量添加したもの
は、従来のアスベスト／セメント押出成形では困難であ
った、釘打ち、鋸引きへの適応性が高まり、建築物の外
装材などへの取付けが容易になる利点があることから、
パルプ繊維がアスベストにかわる繊維として有望とされ
ている。

一方、アスベスト含有のセメント押出成形において
も、押出成形時にはその成形用組成物に多くの圧力がか
かり、アスベストの有する保水性能だけでは成形体内に
均一に水を保水させ良好な押出成形をすることができ
ず、また、押出成形体が凝結固化するまでの間組成物同
士を粘着させ、成形体をそのままの形状で保持すること
が困難であるため、有機系のバインダーが使用される。
これらバインダーとしては特公昭43−7134にあるよう
な、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、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチ
ルヒドロキシエチルセルロースなどの水溶性セルロース
エーテル、ポリアクリル酸ソーダ、ポリエチレンオキサ
イドなどの合成水溶性高分子、カゼインなどが提唱さ
れ、中でもセメント、骨材などの分散性能に優れ、保水
性能と粘着性に優れるアルキルセルロース及び／または
ヒドロキシアルキルアルキルセルロースがもっぱら使用
されている。パルプを含有するセメントの押出成形にお
いても、これらバインダーを使用することが必要不可欠
となっており、その例としては、特公昭55−51748にガ
ラス繊維にパルス繊維（セルロース繊維）を少量添加
し、メチルセルロースなどのバインダーを添加する旨の
記載があり、さらに、特公昭63−1276にはパルプ繊維
（セルロース繊維）に一時発泡した球形樹脂を添加した
セルロース押出成形をメチルセルロースなどのバインダ
ーを用いて行うことで鋸引き、釘打ち可能な成形体を得
る旨が記載されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらこれら特許のように天然のとりわけ精製
度の低いパルプ繊維を添加するとパルプ繊維中に残存し
ているリグニン成分を溶出し、セメントの凝結時間を著
しく遅延させるため、特開昭63−256558にはセメント硬
化促進剤を使用することが記載されている。一方、メチ
ルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロースな
どは、パイプ／セメント系における押出成形には、前述
のごとく、保水性、保形性、パルプ分散のため必要不可
欠のものであるが、これらを添加すると特開昭55−1958
1に記載されているとおり、セメントの凝結時間に遅れ
を生ずる。このため、押出成形中に成形組成物が硬化し
て成形困難となるのを防ぐため、セルロースエーテルの
使用量を減少させることが望ましい。しかしながら、特
に、パルプ含有のセメント押出成形ではかかるメチルセ
ルロースまたはヒドロキシアルキルメチルセルロースの
添加量を多くしないと、押出成形は不可能であり、その
ため、パルプ繊維中のリグニン成分によるセメント硬化
遅延作用に加え、多量のメチルセルロースまたはヒドロ
キシアルキルメチルセルロースの添加によるセメント硬
化不良が生じるという問題点があった。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、かかる事実に対し、鋭意検討の結果、
セメント押出成形用バインダーとして添加されているア
ルキルセルロース及び／またはヒドロキシアルキルアル
キルセルロースの1/3−２倍のアルキル基置換もしくは
非置換アリールスルホン酸塩のホルマリン縮合物を添加
することにより、セメント押出成形組成物の成形性が向
上し、使用するバインダー添加量を10−50％削減でき、
セメント凝結時間遅延による硬化不良のない押出成形が
できることを見出し、本発明を完成した。

本発明に使用するアルキルセルロース及び／またはヒ
ドロキシアルキルアルキルセルロースとしては、水溶解
可能なものであればどのようなものでも良く、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、ヒド
ロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシエチルエチ
ルセルロース、エチルセルロースなどがあげられる。そ
の置換度としては水溶解しうる置換度範囲であれば問題
なく、メトキシ含有量にして20−35％、ヒドロキシアル
キル含有量にして２−20％程度が望ましい。特開昭55−
19581に記載されるように、セメントの凝結を遅延させ
ないように置換度の高いセルロースエーテルの使用が望
ましいと考えられるが、置換度を高くしすぎると水不溶
となり本来のセルロースエーテルの押出成形性改善の機
能を有しなくなる。セルロースエーテルの分子量に相当
する水溶液の粘度としては、JISウベローデ粘度系No.4
で測定される20℃での２％水溶液の粘度が8000cps以上
のものを使用する。粘度が8000cps未満であると、粘性
が低く、本発明を適用してもセメント凝結時間を100分
以上遅らせる程度の添加量使用しないと、押出成形が困
難となる。

使用するアルキル置換もしくは非置換アリールスルホ
ン酸塩のホルマリン縮合物は、従来から陰イオン界面活
性剤として公知のものであり、市販品としては、マイテ
ィ100（花王（株）製）、デモールＮ（花王アトラス社
製）などがあげられる。その添加量としては使用するバ
インダー量の1/3−２倍以内とする。1/3以下だと添加す
ることで使用するバインダーの添加量が削減できず、２
倍以上添加しても、その効果に変化がないところから添
加が無意味となる。

本発明に使用されるバインダーの添加量としては、セ
メントの凝結時間を特に遅延させないように少ない添加
量とすることが望ましいが、押出成形材料に対し、0.2
−0.5重量％の範囲で添加される。0.2重量％未満である
と、バインダー効果が発揮できず押出成形は不良とな
る。また0.5％を越えると、成形体の硬化不良が見られ
本発明の効果が出ない。

本発明に使用するパルプ繊維は直径５−20μｍ、長さ
１−10mmに粉砕されたもので、押出成形材料に対して３
−15重量％の範囲で添加する。この範囲より細いかまた
は、短いパルプを使用するか、添加量が少ない場合は、
充分な補強強度が出ない。この範囲より太いか、または
長いパルプを使用するか、添加量が多いと、セメントペ
ーストとの混練物の流動性が極めて悪化するため、バイ
ンダー添加量を多く必要とすることになり、本発明の目
的を達しなくなる。

押出成形に使用されるセメント材料としては、通常の
ポルトランドセメントの他、アルミナセメントなどの特
殊セメントも使用できる。

セメントに加えて添加する無機添加物としては、ケイ
砂、ケイソウ土、レンガ質材料などの軽量化及び補強効
果など目的に見合う押出成形用組成物のいずれも使用可
能であり、添加量としては、セメント100重量部に対
し、10−60重量部が望ましい。さらに追加添加する補強
繊維としては、アスベストを使用できる。その添加量と
しては５重量％未満が好ましく、５重量％以上とする
と、成形用組成物の流動性が改善されるため、本発明な
くしても低添加量のセルロースエーテルで押出成形可能
となる。

アスベスト以外の補強繊維として、合成繊維などの長
さ１−6mmカット品などを用いる場合には、本発明の効
果は阻害されないが、あまり多く添加するとセルロース
エーテルの必要添加量も多くなるので５％未満とするの
が好ましい。

（実施例） 以下本発明を実施例及び比較例により説明する。

実施例１〜６および比較例１〜７ 別表１、２に示す配合の混合物を、双腕型ニーダーに
より混練し、石川時（株）性真空押出機Ｙ−22型より幅
75mm、厚さ6mmのシートを押出成形し、成形性を比較し
た。

セメント；アサノ普通ポルトランドセメント ケイ石；鳥屋根社Ａ級No.30平均粒径９−12μ粉砕品 パルプ繊維は、ウッドパルプチップ（5mm角厚み2mm）を
衝撃粉砕装置（ビクトリーミル）で粉砕し、下記に示す
ように、直径、長さを調整した。

パルプ繊維1;直径８−15μｍ、長さ１−3mm パルプ繊維2;直径20−30μｍ、長さ15−20mm パルプ繊維3;直径３μｍ、長さ0.−0.8mm メチルセルロース；信越化学工業（株）製SMタイプ ヒドロキシプロピルメチルセルロース：信越化学工業
（株）製SHタイプ 粘度;2％水溶液の20℃粘度をJISウベローデ粘度計No.4
で測定 成形性；成形品の両端が切れたもの×、切れなかったも
のを○とした。

表面状態；表面にパルプが突き出し、デコボコしている
ものを×、デコボコのないものを○とした。

釘打ち性；押出成形後、25℃養生硬化し、180℃オート
クレーブ養生した成形体に直径3mmの釘を打ち、成形体
に割れを生じなかったものを○、割れが生じたものを×
とした。

別表に示すように、実施例１〜６のセメント押出成形
用組成物は、養生硬化時間も短く、成形性、表面状態、
釘打ち性とも良好のものが得られた。

（発明の効果） 本発明のセメント押出成形用組成物は、成形性、押出
成形直後の保形性を向上せしめ、成形後の養生時間を遅
延することなく、パルプを使用した押出成形品を能率良
く製造することができる。

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 24:22） Ｃ０４Ｂ 24:22） Ｃ (56)参考文献 特開 昭61−53141（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−138350（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−103939（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】押出成形材料中、３−15重量％の、直径５
   −20μｍ、長さ１−10mmであるパルプと、0.2−0.5重量
   ％のアルキルセルロース及び／またはヒドロキシアルキ
   ルアルキルセルロースと、前記アルキルセルロース及び
   ／またはヒドロキシアルキルアルキルセルロースの添加
   量の1/3−２倍量のアルキル基置換もしくは非置換アリ
   ールスルホン酸塩のホルマリン縮合物とを含むセメント
   押出成形用組成物。
2. 【請求項２】アルキルセルロース及び／またはヒドロキ
   シアルキルアルキルセルロースの２％水溶液の20℃での
   粘度が8000cps以上である請求項１記載のセメント押出
   成形用組成物。