JP4029272B2

JP4029272B2 - 混和剤及びこれを用いた押出成形用水硬性組成物

Info

Publication number: JP4029272B2
Application number: JP2002065266A
Authority: JP
Inventors: 剛明捧; 勉山川
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2002-03-11
Filing date: 2002-03-11
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2022-03-11
Also published as: EP1346968B1; US6811605B2; US20030167975A1; DE60321983D1; EP1346968A1; JP2003261370A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、押出成形用水硬性組成物を調整するにあたり、硬化後に優れた強度特性と表面性を有する硬化体を得ることができる押出成形用水硬性組成物用の混和剤及びこの混和剤を含む押出成形用水硬性組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、押出成形用水硬性組成物においては、アスベストを押出成形用の添加剤として使用することにより、成形性、表面平滑性に優れる成形品を得ていたが、近年、法規制等によりアスベストの使用量は、著しく低下している。現在では、この代替品として、パルプ繊維が使用される場合が多く、これに伴いパルプ繊維の分散性を向上させ、強度特性を高めたり押出成形性を改良するために、非イオン性水溶性セルロースエーテルが使用されるのが一般的である。
【０００３】
しかし、脱アスベスト化が進むにつれ、パルプ繊維の使用量は増大したが、防火性の面から、必要な保形性や曲げ強度を得るに足る最小限のパルプ繊維を使用する必要があるが、通常の場合は、曲げ強度が優先されるため、パルプ使用量が充分な保形性を得るよりも過剰量必要となる。また、パルプ繊維量が多くなると、成形物の表面性が損なわれるといった欠点がある。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、より少ないパルプ繊維量で必要な曲げ強度が得られ、表面性も優れた硬化物を得ることができる押出成形用水硬性組成物用の混和剤及びこれを含む押出成形用水硬性組成物を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、２０℃、２重量％水溶液の透光度が５０〜８９％であるヒドロキシアルキルアルキルセルロースを含む押出成形用水硬性組成物用の混和剤として水硬性組成物に添加することにより、より少ないパルプ繊維の添加量で曲げ強度を確保でき、表面性の優れた押出成形用水硬性組成物が得られることを知見し、本発明をなすに至ったものである。
【０００６】
従って、本発明は、２０℃、２重量％水溶液の透光度が５０〜８９％であるヒドロキシアルキルアルキルセルロースを含むことを特徴とする押出成形用水硬性組成物用の混和剤及びこれを含む押出成形用水硬性組成物を提供する。
【０００７】
以下、本発明につき更に詳しく説明すると、本発明の押出成形用水硬性組成物用の混和剤は、非イオン性水溶性セルロースエーテルとして、２０℃、２重量％水溶液の透光度が５０〜８９％であるヒドロキシアルキルアルキルセルロースを含むものである。
【０００８】
本発明の混和剤に使用される非イオン性水溶性セルロースエーテルは、ヒドロキシアルキルアルキルセルロースであり、具体的には、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、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等が挙げられる。
【０００９】
この非イオン性水溶性セルロースエーテルは、２０℃、２重量％水溶液の透光度が、５０〜８９％のものである。透光度とは、光電比色計を用いて測定した精製水の光透過率を１００％としたときの、同一条件下での非イオン性水溶性セルロース溶液の透過率をいう。ここで、上記透光度の非イオン性水溶性セルロースエーテルはエーテル化剤の不均一化反応を適宜調整する等により得られる。
【００１０】
ここで、透光度は、非イオン性水溶性セルロースエーテルがどれくらい溶解しているかを示す指標であり、例えば透光度が高いということは、水に溶解する部分が多いということである。非イオン性水溶性セルロースエーテルの分子中には、グルコース環の水酸基がメトキシル基やエトキシル基、ヒドロキシエトキシル基、ヒドロキシプロポキシル基等に置換され、グルコース環同士の水素結合が壊れるため、その結果水和が起こり、水に溶解するものであるが、全く置換されていない部分や、著しく置換度が低い部分がある場合は、その部分のみ水に溶解せず繊維状のまま水中に存在する。この部分があたかもパルプ繊維と同様な働きをすると同時に、若干の保水性を有しているためにパルプ繊維を減らすことが可能となるものである。また、水に溶解している部分は通常の溶解性であるため、押出成形に必要な可塑性を付与したり、混和剤に保水性を与え、成形途中で材料分離したりしないようにする役割を担うものである。
【００１１】
非イオン性水溶性セルロースエーテルの透光度が３５％未満の場合は、増粘部分が少なすぎるため、材料分離を起こしたり、成形に必要な可塑性が得られなかったりする場合がある。また、透光度が８９％を超える場合は、繊維として働く部分が少なすぎるため、パルプ添加量を減らすことができない場合がある。
【００１２】
また、非イオン性水溶性セルロースエーテルのゆるめ嵩密度は、通常０．２〜０．６５ｇ／ｃｍ³の範囲が好ましい。
【００１３】
非イオン性水溶性セルロースエーテルの粘度は、２０℃、１重量％水溶液とした場合、Ｂ型粘度計粘度で１２ｒｐｍにおいて１，０００〜５０，０００ｍＰａ・ｓ、好適には１，５００〜５０，０００ｍＰａ・ｓ、更に好適には３，０００〜５０，０００ｍＰａ・ｓである。
【００１４】
本発明の混和剤は、上記非イオン性水溶性セルロースを含み、特にそれらの１種又は２種以上からなるものであり、押出成形用水硬性組成物に添加されて使用される。この場合、本発明の混和剤の添加量（上記非イオン性水溶性セルロースの合計量）は、押出成形に必要な添加量でよいが、通常は、押出成形用水硬性組成物の水を除く後述する全成分に対し、０．１〜２．０重量％の範囲で使用されるが、好適には０．２〜２．０重量％、更に好適には０．２〜１．５重量％の範囲である。
【００１５】
なお、必要に応じ、本発明の押出成形用水硬性組成物用の混和剤に、他の水溶性高分子を併用することは差し支えなく、他の水溶性高分子としては、例えば部分鹸化物ポバール、変性澱粉、ポリエチレンオキサイド、ウエランガム、ポリアクリルアミド等が挙げられる。
【００１６】
本発明の押出成形用水硬性組成物は、上記混和剤を含み、更に水硬性物質、骨材、軽量骨材、補強繊維等の常用成分を配合してもよい。
【００１７】
水硬性物質としては、セメントや石膏等が挙げられる。セメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強セメント、高炉スラグセメント、フライアッシュセメント、アルミナセメント等が使用できる。また、石膏としては、二水石膏、半水石膏、無水石膏等が挙げられる。これらの使用量は、目的とする強度が発現する量でよく、特に限定されるものではない。
【００１８】
骨材としては、珪石粉やフライアッシュ等が通常用いられる。この他にも、軽量化を目的とした軽量骨材としては、パーライトや中空微小球、スチレンビーズ等を使用することもでき、いずれにおいても、目的とする性状となるように水硬性物質と組み合わせて使用すればよい。尚、水硬性物質と骨材とは、重量比として１０：９０〜１００：０の割合で使用することが好ましい。
【００１９】
また、補強繊維等も使用することができる。現在は、発ガン性等の心配がないパルプ繊維等がアスベストに代替され、主として使用されており、本発明においてもこれを好適に用いることができる。パルプ繊維としては、バージンパルプ、古紙パルプ、針葉樹、広葉樹由来の平均繊維長２００〜２，０００μｍのもの等が挙げられる。その他、ポリプロピレン繊維、ビニロン繊維、アクリル繊維等も添加することができ、これらは耐火性等の問題から、通常、水を除いた全材料１００重量部のうちの１〜１０重量部の範囲で使用することが好ましい。
【００２０】
更に、必要に応じて凝結促進剤、凝結遅延剤、減水剤や分散剤等の界面活性剤も使用される場合があるが、この場合は、水を加えて混練した直後のフレッシュの物性を管理するためのものであるため、目的に応じた物質を常用量で添加することが好ましい。
【００２１】
なお、本発明の押出成形用水硬性組成物には水が加えられる。水の量は押出成形用水硬性組成物の種類等に応じて選定され、常用量とすることができるが、水以外の材料１００重量部に対して２０〜８０重量部が好ましい。
【００２２】
本発明の押出成形用水硬性組成物は、上記各成分を常法に準じて混練することにより得ることができる。また、上記により得られた押出成形用水硬性組成物は、押出成形等の方法により形成され、硬化体となり得る。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００２４】
[実施例１〜３、比較例１〜３]
押出成形用セメント系組成物として、以下の材料を使用し、表２及び表３の配合の組成物を得た。
（１）セメント：普通ポルトランドセメント
（２）珪石粉：珪石粉篩品
（３）パルプ：バージンパルプ、平均繊維長０．８ｍｍ
（４）パーライト：平均粒径０．８ｍｍ
（５）水溶性セルロースエーテル：５種類の透光度のヒドロキシエチルメチルセルロース（ＨＥＭＣと略す）又はヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣと略す）。透光度及び粘度を表１に、透光度の測定法を下記に示す。
【００２５】
水以外の材料をヘンシェルミキサーにて３分間混合し、所定の水を加えた後、直ちに、１０Ｌニーダールーダーで４分間混練し、真空押出成形を行なった。ダイス形状は６×７５ｍｍのものを押出成形性及び表面平滑性の評価に使用した。ダイスサイズ２０×４０ｍｍのものを曲げ強度測定用に使用し、押出成形後の供試体は直ちに密封し、６０℃で１５時間一次養生を行ない、その後１７０℃、１００％ＲＨにおいてオートクレーブ養生を８時間行なった。
押出成形性、表面平滑性及び曲げ強度の評価結果を表２、３に示す。
【００２６】
各測定方法を以下に示す。
透光度：２重量％濃度となるように熱水と非イオン性水溶性セルロースエーテルを計り取り、ビーカーに入れた熱水の中に攪拌しながら非イオン性水溶性セルロースエーテルを加えた。１０分間攪拌した後、５℃の冷水にビーカーを沈め更に２時間攪拌した。その後、ビーカーを２０℃の恒温槽に浸し、溶液が２０℃になったのを確認し、透光度測定を行なった。透光度の測定は、光電比色計ＰＣ−５０形（ヘキサ科学製）を使用した。透光度は、純水の光透過率を１００としたときの非イオン性水溶性セルロース溶液の透過率として測定した。
押出成形性：目視により行なった。
○：蛇行、切れ共になし
×：蛇行又は切れ発生
表面平滑性：目視と触感により行なった。
○：見かけ上の凹凸がなく、触感においてもザラザラ感が感じられない。
△：見かけ上の凹凸は認めがたいが、触感においてザラザラ感が感じられる。
×：見かけにおいて凹凸が認められる。
曲げ強度：２０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍにカットした供試体にてＪＩＳＡ６９１６に準じ行なった。但し、支点間距離は７５ｍｍとした。
【００２７】
【表１】

【００２８】
【表２】

【００２９】
【表３】

【００３０】
表２及び表３の結果から明らかなように、実施例においては、少ないパルプ添加量において、押出成形性、表面平滑性、曲げ強度共に優れた成形物を得た。これに対して、比較例１においては、透光度が低すぎ、増粘部分が少ないため押出成形に支障をきたし、比較例２においては、非イオン性水溶性セルロースエーテルの不溶部分が繊維として機能する部分が少ないため、曲げ強度が低下している。また、比較例３においては、パルプ添加量を増加させることで高い曲げ強度が得られているが、表面性が著しく劣っている。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の押出成形用水硬性組成物用の混和剤は、より少ないパルプ添加量で曲げ強度を確保でき、表面性の優れた押出成形用水硬性組成物を与える。

Claims

２０℃、２重量％水溶液の透光度が５０〜８９％であるヒドロキシアルキルアルキルセルロースを含むことを特徴とする押出成形用水硬性組成物用混和剤。
請求項１に記載の混和剤を含む押出成形用水硬性組成物。