JPS6229384B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明はセメント質材料を押出成形法により
製造するに適した押出成形用組成物に関する。 従来、セメント組成物より成形したセメント製
品は薄板状のものは抄造法等により成形している
例もあるが、一般の厚物あるいは複雑な形状の製
品は型枠成形されている。型枠成形法は形枠の清
掃、組立、モルタルの注入、脱型、養生等多数の
工程よりなり安価な原料を用いながら製品コスト
が割高となることが避け得なかつた。また、脱型
に要する時間が長く、製造コストに占める型枠コ
ストの割合が高く、多様の形状および寸法に応じ
経済的に成形することが極めて困難である欠点が
あつた。 この欠点を解消するため、押出成形法によつて
セメント製品を成形製造する方法、組成物あるい
は装置が従来から多数提案されている。押出成形
法はダイを変えるのみで様々な形状・寸法のもの
が成形でき、かつ高い生産性を有するので、型枠
成形法の欠点を解消できる。しかし、押出機から
吐出されたモルタル生製品の保形性が低く、いわ
ゆる“タレ”現象により形状、寸法の精度が低下
し易い欠点がある。また保形性を高めるため水量
を減少するとモルタルの流動性が低下し、押出不
可となつたり吐出圧が上昇し、生産性を著しく低
下させる。また、耐アルカリ性ガラス繊維等の折
損し易い繊維状物質あるいは軽量骨材を混合した
場合には、破壊を受け易く、補強効果が低く軽量
化も達成できない等多くの問題があつた。 この発明は、上記の問題点に着目してなされた
もので、その目的は、押出機によつてセメント製
品を押出成形するに際して、モルタルの流動性お
よび、モルタル生製品の保形性に優れたセメント
組成物を提案するものであり、市場の要望に応じ
多種類の形、寸法のセメント製品を安価に製造す
ることを可能とするものである。 この発明の要旨は、セメントに補強材あるいは
添加物を配合してなつた混合物に、平均径が３mm
以下の木粉をセメント100重量部に対して20〜50
重量部添加してなつたことを特徴とする押出成形
用セメント組成物である。 この組成物のモルタルを用いて押出機により押
出成形すると、モルタル中に過剰に水を加えなく
ても、押出機中でモルタル中の木粉が圧縮されて
木粉中の水分が外部に絞り出されて、モルタル粒
子間水として供給され、モルタルに充分な流動性
を与え、能率よく吐出し均一なモルタル生製品が
成形できる。そして、押出機の圧力から解放され
たモルタル生製品は、その中の木粉が再び膨張し
吸水して流動に必要であつた粒子間水を取込み流
動性が低下して、その形状を維持できる。 このため、この組成物は押出機によつて、能率
よく均質なモルタル生製品を吐出成形でき、この
生製品は保形性が高いので形、寸法の精度を高く
保つてセメント製品とすることができる。そし
て、押出機を用いることにより多様な形状、寸法
のものを、経済的に高い生産性をもつて製造でき
るので、市場の要望に応じ高附加価値製品を低コ
ストで供給することが可能となる。 また、この組成物から成形して得られたセメン
ト質材料は木粉を含むため従来のGRCにない物
性を有し、建築物外壁、間仕切壁、天井あるいは
柱等の建材用に好適な材料とすることができる。 補強材として繊維状物質を混合して強度の向上
を図つたり、あるいは骨材としてパーライト等の
軽量骨材を用い、例えば木粉とパーライトの重量
合計をセメントに対し25％以上とするならば、鋸
切断、釘打ち釘止め等の加工性が生じ、軽量で断
熱性に優れ、量感に富む木材様のものとすること
ができ、表面結露を木材並とすることもできる。 なお、紙、パルプ、繊維、あるいはプラスチツ
ク発泡体のごとき圧縮変形性吸水材等の小砕片
も、この発明の木粉に準じた作用効果を有する
が、木粉はこれらのものに比べ、より多量をモル
タル中に均一に分散して混入することができ、押
出生製品の保形性、押出機内での軽量骨材や耐ア
ルカリ性ガラス繊維のごとき破壊を受け易い物質
の保護性および成形して得た製品の加工性を向上
させる上で著しく高い効果がある。また、木粉は
質、量とも安定して供給され、安価である利点が
ある。 この発明で用いられる木粉は、針葉樹、広葉樹
いずれでもよく、平均径３mm以下のものであり好
ましくは平均径が２mm以下のものである。平均径
が３mmを超えると圧縮性、吸水性が低下してこの
発明の特徴である木粉によるモルタルの流動性と
モルタル生製品の保形性の効果を満足させること
がむずかしくなる。これら条件を満す木粉として
は通常の製材工場で発生する鋸屑が好適であり、
経済的で、供給面および省資源面から有利であ
る。 木粉の添加量はセメント100重量部に対し20〜
50重量部の範囲である。20重量部未満では押出成
形に際して粒子間水の取込み能力が不足し保形性
が乏しくなり、50重量部を超えるとセメントの割
合が減少しすぎてセメントの結合能力が不充分と
なる。 この発明に用いられるセメントはポルトランド
セメントをはじめアルミナセメントおよびその混
合セメント等を用いることができる。この発明の
組成物は必要に応じ各種骨材、繊維状物質等の補
強材、あるいはゴムラテツクス等の樹脂エマルジ
ヨン、メトキシセルローズのような水溶性高分子
可塑剤、着色剤、硬化速度調整剤、防水剤等の添
加物その他を押出成形に悪影響をおよぼさない範
囲で含むことができる。 これらの物質のうち、繊維状物質、軽量骨材、
珪藻土、ゴムラテツクス等の樹脂エマルジヨンを
配合することは成形性あるいは製品物性の上から
有効である。 この組成物に配合して製品強度向上の上で有効
な繊維状物質としては、耐アルカリ性ガラス繊
維、石綿、炭素繊維、スチール繊維、有機質繊維
（天然繊維、合成繊維）、パルプ、合成パルプ（例
えば三井ゼラパツク社製ゼラパツク）等のもので
ある。いずれも短繊維状にカツトし、組成物モル
タルに混合し、押出成形される。特に混合して効
果があり実用性を備えているものは、耐アルカリ
性ガラス繊維および石綿である。 耐アルカリ性ガラス繊維（以下ARGと呼ぶ）
としては単糸径７〜30μ繊維長５〜50mmのものが
用いられる。５mm未満ではモルタル層との附着力
が不足し、50mmを超えるとモルタルと混練しにく
く、からまりを起すなどして長さによる効果が飽
和する。単糸径が７μ以下であると、セメントの
アルカリ成分による侵食を受けやすくなり補強効
果が低下し、長期耐用に問題を生じる恐れがあ
る。逆に30μを超えるとモルタルの附着面積が減
少し抗張力に比べ碇止力が不足する、さらに柔軟
性を欠き折損が増大し、補強効果が低減する。混
入量はセメント100重量部に対し0.5〜50重量部の
範囲であり、好ましくは２〜20重量部である。 この組成物にARGを混入したモルタルは押出
成形の際、木粉中の水分が絞り出されて、モルタ
ル粒子間水分として供給されてモルタルに充分な
流動性を与えるので、モルタルに作用する剪断、
圧縮、曲げ等の外部応力が緩和されて、ARGの
破壊を低く押えることができる。従来の押出成形
の場合にはARGは著しく破壊されるが、この組
成物の場合は繊維長を長く保つて製品強度を効率
よく向上させることができる。 この組成物にARGあるいは他の繊維状物質を
添加した場合の他の１つの特徴は、押出成形する
ことによつて繊維が押出方向に配向し、柱あるい
は板状物等の場合長手方向の押曲げ強度を効率よ
く向上させることができることである。一般に繊
維状物質をモルタルにプレミツクスして型枠成形
すると配合がランダムになり長さ方向の強度が不
足になる欠点があつた。 石綿は補強効果があり製品強度を向上させ、同
時に製品表面を平滑化させる。また木粉に準じ押
出成形に際し、圧縮力によつて変形し水を放出あ
るいは吸水して、モルタルの流動性や保形性の向
上に効果がある。またARGの保護作用も有す
る。 石綿、その他繊維状物質の配合量は前記ARG
の場合と同様、セメント100重量部に対し0.5〜30
重量部の範囲であり、特に好ましくは２〜20重量
部である。 軽量骨材としては、火山レキ砂、抗水石粒等の
天然軽量骨材、パーライト（真珠岩、黒曜石）、
シラスバルーン、膨張ケツ岩、膨張粘土、膨張合
成樹脂粒等の人工軽量骨材が有効であり、特にパ
ーライトが製品の比重・加工性および安定供給と
コストの点で最適である。軽量骨材の平均粒径は
３mm以下が好ましい。３mmを超えるとモルタルの
流動性を低下させ、押出成形過程で破壊されやす
くなり好ましくない。 軽量骨材の混入量は、製品の設計比重、加工性
（鋸切断性、釘打ち釘止め性等）、性能（強度、断
熱性等）の観点から総合判断して決められ、セメ
ント100重量部に対し、10〜100重量部、特に20〜
50重量部が好ましい。この組成物に軽量骨材を混
入したモルタルは押出成形の際、ARGを混入し
た場合と同様、木粉の圧力緩衝効果および可塑化
効果によつて破壊を低く押えることができる。こ
のため、製品の軽量化、加工性の向上等を達成で
きる。 珪藻土は成形過程で保水性が高く、生製品の保
形成を高め、製品の表面平滑化に効果がある。樹
脂ラテツクスを添加するならば、モルタルの成形
可能水分が低減でき、製品強度が向上するととも
に、ポリマーセメントとなつて物性を向上改善す
る。また、繊維状物質周囲上に介在して繊維状物
質の保護およびセメントとの附着性を向上させ
る。珪藻土の混入量はセメント100重量部に対
し、５〜50重量部の範囲、また樹脂エマルジヨン
の混入量は固形分換算で１〜30重量部の範囲であ
る。 この発明の組成物は水を加え、混合混練してモ
ルタルとなし押出成形されるが、水分量は外割
（全組成に対し）20〜100重量％の範囲である。 この発明は上記のごとき構成であり、木粉を添
加したセメント質材料からなる押出成形用セメン
ト組成物である。この組成物は押出機により押出
成形する際、モルタルの流動性がよく押出効率が
高く、成形された生製品の保形性が良く形状・寸
法の精度を高く保つて成形できる。従来のように
“タレ”現象を生じ形状・寸法の精度を低下させ
ることがない。またこの組成物に繊維状物質を添
加混合するならば強度が向上し、特に、ARGあ
るいは炭素繊維等折損し破壊され易い繊維は破壊
を低く押え強度を効率的に達成できる。さらに軽
量骨材等を用いることにより軽量化や加工性の向
上を図ることができる。この結果、次の効果をも
たらすことができる。 形状、寸法精度の高いセメント製品を高い生
産性、低コストで製造できる。多様な形状・寸
法に応じて製品を経済的に生産することができ
る。繊維状物質を添加するならば押出方向に配
向し効率よく補強できる。特にARG等の折損し
易い繊維も破壊されにくく高い補強効果を上げる
ことができる。 以下実施例および比較例を次表に示す。 各例において用いた原料、押出装置は下記の通
り。 セメント：宇部セメント社製、普通ポルトラ
ンドセメント、 木 粉：製材鋸屑２mmパス通過のもの、 繊維状物質： 耐アルカリ性繊維：ピルキントン社製「Cem
―Fil」チヨツプストランド繊維長24mm、 アクリル繊維：旭化成社製「カシミロン」
5d、繊維長30mm 石 綿：ジヨーンズ・マンウイル社製
「6D―04」 軽量骨材： パーライト：フヨーライト社製「フヨーライト
１号」 可 塑 剤：MC信越化学社製「メトロー
ズ」 押 出 機：宮崎鉄工社製「FM―Ｄ型」 押出成形試料：中空角柱辺ａ（100mm□）―
直径ｒ（70mmφ） （図面に示す形状の通り）

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

図面は実施例および比較例の押出成形試料およ
びその歪を示す断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セメントに補強材あるいは添加物を配合して
   なつた混合物に、平均径が３mm以下の木粉をセメ
   ント100重量部に対し、20〜50重量部添加してな
   ることを特徴とする押出成形用セメント組成物。 ２ 混合物は補強材として繊維状物質をセメント
   100重量部に対し0.5〜30重量部配合してなること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の押出成
   形用セメント組成物。