JP5010260B2 - Method for producing polymer composite cement board - Google Patents
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Description
本発明は、建築物の外装材等として用いられるポリマー複合セメント板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a polymer composite cement board used as a building exterior material or the like.
逆エマルジョン（Ｗ／Ｏエマルジョン）にセメント、補強繊維を加えてこれらを混合して成形材料を調製し、次いでこの成形材料を成形した後に養生硬化させることによって、ポリマー複合セメント板が製造されている（例えば、特許文献１参照。）。 A polymer composite cement board is manufactured by adding cement and reinforcing fibers to an inverse emulsion (W / O emulsion) and mixing them to prepare a molding material, and then molding and curing the molding material. (For example, refer to Patent Document 1).
このようなポリマー複合セメント板は外装材等として用いられるため、軽量化が要請されているが、このような要請に応えるために、フライアッシュバルーンやパーライト等の無機系軽量骨材が成形材料に添加されて使用されている。 Since such polymer composite cement boards are used as exterior materials, etc., weight reduction is required. In order to meet such demands, inorganic lightweight aggregates such as fly ash balloons and perlite are used as molding materials. Added and used.
ところが、無機系軽量骨材は真比重が０．９〜１．３程度と高いため、軽量化の効果は小さい。そのため十分な軽量化を図るためには、より多くの無機系軽量骨材の添加が必要とされる。また、図２（ａ）に示すように、無機系軽量骨材６には、球状のものも含まれてはいるが、歪な形状のものが多く含まれているので、成形材料５の流動性が悪くなり、逆エマルジョンが破壊されてしまうという問題がある。なお、図２において、１はスチレンモノマー、２は水、３は乳化剤、４はセメントを示す。
However, since the inorganic specific lightweight aggregate has a high true specific gravity of about 0.9 to 1.3, the effect of reducing the weight is small. Therefore, in order to achieve sufficient weight reduction, it is necessary to add more inorganic lightweight aggregates. Further, as shown in FIG. 2 (a), the
上記のように、無機系軽量骨材６にはいくつかの問題があるので、有機系軽量骨材７の使用が考えられる。有機系軽量骨材７は無機系軽量骨材６に比べて真比重が小さいので、軽量化の効果が大きい。また、図２（ｂ）に示すように、有機系軽量骨材７には、球状のものが多く含まれているので、成形材料５の流動性が良くなり、逆エマルジョンの破壊が防止されるものである。
しかしながら、有機系軽量骨材は凝集しやすいので、単に有機系軽量骨材を他の成分と共に混合しただけでは、成形材料中において水の粗密が生じるなどして、成形材料の乳化安定性が悪化し、その結果、ポリマー複合セメント板の品質の低下を招くという問題が生じる。 However, since organic lightweight aggregates tend to aggregate, simply mixing organic lightweight aggregates with other components causes water density in the molding material, resulting in poor emulsification stability of the molding material. As a result, there arises a problem that the quality of the polymer composite cement board is deteriorated.
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、高品質なポリマー複合セメント板を安定的に製造することができるポリマー複合セメント板の製造方法を提供することを目的とするものである。 This invention is made | formed in view of said point, and it aims at providing the manufacturing method of the polymer composite cement board which can manufacture a high quality polymer composite cement board stably.
本発明の請求項１に係るポリマー複合セメント板の製造方法は、スチレンモノマー、水、乳化剤を混合して調製した逆エマルジョンにセメント、補強繊維を加えてこれらを混合して成形材料を調製し、次いでこの成形材料を成形した後に養生硬化させることによってポリマー複合セメント板を製造する方法であって、逆エマルジョンを調製するにあたって、耐スチレン性を有する有機発泡体として塩化ビニリデンとアクリロニトリルの共重合体又はアクリロニトリルを用い、この耐スチレン性を有する有機発泡体と水とをプレミックスした後、これにスチレンモノマーと乳化剤を加えて混合することを特徴とするものである。
In the method for producing a polymer composite cement board according to
請求項２に係る発明は、請求項１において、耐スチレン性を有する有機発泡体としてアクリロニトリルを用いることを特徴とするものである。
The invention according to
本発明の請求項１に係るポリマー複合セメント板の製造方法によれば、耐スチレン性を有する有機発泡体と水とをあらかじめ混合しておくことによって、成形材料の乳化安定性を高めることができ、軽量かつ高品質なポリマー複合セメント板を安定的に製造することができるものである。
According to the method for producing a polymer composite cement plate according to
請求項２に係る発明によれば、他の有機発泡体を用いる場合に比べて、成形材料の乳化安定性をさらに高めることができるものである。
According to the invention which concerns on
以下、本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
本発明においてポリマー複合セメント板は次のような工程を経て製造される。 In the present invention, the polymer composite cement board is manufactured through the following steps.
まず、スチレンモノマー、水、乳化剤を混合することによって逆エマルジョンを調製するものであるが、本発明においては、この逆エマルジョンを調製するにあたって、耐スチレン性を有する有機発泡体と水とをプレミックスした後、これにスチレンモノマーと乳化剤を加えて混合し、逆乳化させている。 First, an inverse emulsion is prepared by mixing a styrene monomer, water and an emulsifier. In the present invention, in preparing the inverse emulsion, an organic foam having styrene resistance and water are premixed. After that, a styrene monomer and an emulsifier are added and mixed to this to reversely emulsify.
ここで、乳化剤としては、例えば、ヤシ油系乳化剤、オレイン酸系乳化剤、ソルビタンセスキオレート、グリセロールモノステアレート、ソルビタンモノオレート、ジエチレングリコールモノステアレート、ソルビタンモノステアレート、ジグリセロールモノオレート等の非イオン性界面活性剤、各種アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤等を用いることができる。 Here, as the emulsifier, for example, coconut oil-based emulsifier, oleic acid-based emulsifier, sorbitan sesquioleate, glycerol monostearate, sorbitan monooleate, diethylene glycol monostearate, sorbitan monostearate, diglycerol monooleate, etc. Surfactants, various anionic surfactants, cationic surfactants and the like can be used.
また、耐スチレン性を有する有機発泡体としては、例えば、塩化ビニリデンとアクリロニトリルの共重合体等を用いることができるが、特にアクリロニトリルを用いるのが好ましい。アクリロニトリルを用いると、他の有機発泡体を用いる場合に比べて、成形材料の乳化安定性をさらに高めることができるものである。 As the organic foam having styrene resistance, for example, a copolymer of vinylidene chloride and acrylonitrile can be used, and it is particularly preferable to use acrylonitrile. When acrylonitrile is used, the emulsification stability of the molding material can be further enhanced as compared with the case where other organic foams are used.
また、成形材料の固形分全量に対して、耐スチレン性を有する有機発泡体の含有量は０．１〜２．０重量％、スチレンモノマーの含有量は４．０〜６．０重量％、水の含有量は３０．０〜６０．０重量％、乳化剤の含有量は１．０〜３．０重量％に設定することができる。 Moreover, the content of the organic foam having styrene resistance is 0.1 to 2.0% by weight, the content of the styrene monomer is 4.0 to 6.0% by weight, based on the total solid content of the molding material. The water content can be set to 30.0 to 60.0% by weight, and the emulsifier content can be set to 1.0 to 3.0% by weight.
本発明においては、耐スチレン性を有する有機発泡体、スチレンモノマー、水、乳化剤を同時に混合するのではなく、耐スチレン性を有する有機発泡体と水とをあらかじめ混合することによって、この有機発泡体を水中において凝集させることなく、均一に分散させることができるものである。そしてこのように有機発泡体が均一に分散した水中にスチレンモノマーと乳化剤を加えて混合すると、乳化安定性を向上させることができるものである。なお、耐スチレン性を有する有機発泡体と水とをプレミックスした後、これらの攪拌を停止すると、有機発泡体が浮いてしまって水と分離するおそれがあるので、攪拌を続けた状態で、スチレンモノマーと乳化剤を加えるのが好ましい。 In the present invention, this organic foam is prepared by mixing the styrene-resistant organic foam and water in advance, instead of simultaneously mixing the styrene-resistant organic foam, styrene monomer, water and emulsifier. Can be uniformly dispersed without agglomeration in water. When the styrene monomer and the emulsifier are added and mixed in the water in which the organic foam is uniformly dispersed in this way, the emulsion stability can be improved. In addition, after premixing the organic foam having water resistance with styrene and water, if these stirring is stopped, the organic foam may float and separate from the water, so that the stirring is continued, It is preferred to add a styrene monomer and an emulsifier.
次に、上記のようにして調製した逆エマルジョンにセメント、補強繊維を加えてこれらをアイリッヒミキサー等で混合することによって成形材料を調製する。 Next, a molding material is prepared by adding cement and reinforcing fibers to the inverse emulsion prepared as described above and mixing them with an Eirich mixer or the like.
ここで、セメントとしては、例えば、普通ポルトランドセメント、フライアッシュセメント、高炉セメント、アルミナセメント、ハイアルミナセメント、スラグセメント、早強セメント、シリカヒューム等を用いることができる。 Here, as the cement, for example, ordinary Portland cement, fly ash cement, blast furnace cement, alumina cement, high alumina cement, slag cement, early strength cement, silica fume and the like can be used.
また、補強繊維としては、例えば、ポリプロピレン繊維（ＰＰ繊維）、アクリル繊維、ビニロン繊維等を用いることができる。 Moreover, as a reinforcing fiber, a polypropylene fiber (PP fiber), an acrylic fiber, a vinylon fiber etc. can be used, for example.
また、成形材料には添加剤として、重合開始剤（ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート）、架橋剤（トリメチロールプロパントリメタクリレート）、フライアッシュ、シリカヒューム、製品粉砕粉等を添加することができる。 In addition, polymerization initiators (t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate), cross-linking agents (trimethylolpropane trimethacrylate), fly ash, silica fume, product pulverized powder, etc. are added to the molding material as additives. can do.
また、成形材料の固形分全量に対して、補強繊維の含有量は０．５〜３．０重量％に設定することができる。 In addition, the content of the reinforcing fiber can be set to 0.5 to 3.0% by weight with respect to the total solid content of the molding material.
そして、上記のようにして調製した成形材料を押出成形機等で成形した後に、蒸気養生等で養生硬化させることによって、ポリマー複合セメント板を製造することができる。このように、本発明においては、逆エマルジョンを調製するにあたって、耐スチレン性を有する有機発泡体と水とをあらかじめ混合しておくことによって、成形材料の乳化安定性を高めることができ、その結果、軽量かつ高品質なポリマー複合セメント板を安定的に製造することができるものである。 And after shape | molding the molding material prepared as mentioned above with an extrusion molding machine etc., a polymer composite cement board can be manufactured by carrying out curing hardening with steam curing etc. Thus, in the present invention, in preparing the inverse emulsion, the emulsion stability of the molding material can be improved by mixing the styrene-resistant organic foam and water in advance. A lightweight and high-quality polymer composite cement board can be stably produced.
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples.
（実施例１）
まず、下記［表１］に示す配合量で、軽量骨材と水とをプレミックスした後、これらの攪拌を続けた状態で、これにスチレンモノマーと乳化剤を加えて混合することによって逆エマルジョンを調製した。軽量骨材としては、耐スチレン性を有する有機発泡体であるアクリロニトリルを用い、乳化剤としては、オレイン酸系乳化剤を用いた。
Example 1
First, after premixing the lightweight aggregate and water at the blending amounts shown in [Table 1] below, with the stirring continued, a styrene monomer and an emulsifier were added to and mixed with the inverse emulsion. Prepared. As the lightweight aggregate, acrylonitrile which is an organic foam having styrene resistance was used, and as the emulsifier, an oleic acid-based emulsifier was used.
次に、上記のようにして調製した逆エマルジョンに、下記［表１］に示す配合量で、セメント、補強繊維、添加剤を加えてこれらを１０Ｌのアイリッヒミキサーで２分間混合することによって成形材料を調製した。セメントとしては、普通ポルトランドセメントを用い、補強繊維としては、ポリプロピレン繊維（ＰＰ繊維）を用い、添加剤としては、重合開始剤（ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート）、架橋剤（トリメチロールプロパントリメタクリレート）を用いた。成形材料の固形分重量は５ｋｇであった。 Next, cement, reinforcing fiber, and additives are added to the inverse emulsion prepared as described above in the amount shown in [Table 1] below, and these are mixed for 2 minutes with a 10 L Eirich mixer. The material was prepared. As the cement, ordinary Portland cement is used, as the reinforcing fiber, polypropylene fiber (PP fiber) is used, and as the additive, a polymerization initiator (t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate), a crosslinking agent ( Trimethylolpropane trimethacrylate) was used. The solid content weight of the molding material was 5 kg.
ここで、図１に示すようなプランジャー試験機を用いてこの成形材料のプランジャー値を測定した。その結果を下記［表２］に示す。なお、プランジャー値とは、成形材料５の流動性の指標となるものであり、図１に示すように、内径１６ｍｍのシリンダー８と、シリンダー８内を摺動するプランジャー９と、シリンダー８の先端に設けられる内径３ｍｍのノズル１０とを備えて形成される容量２．６×１０４ｍｍ３のプランジャー試験機を用いる場合において、シリンダー８内に充填された成形材料５がノズル１０から出始めるときにプランジャー９に加えられている圧力をいう。
Here, the plunger value of this molding material was measured using a plunger tester as shown in FIG. The results are shown in [Table 2] below. The plunger value is an index of the fluidity of the
また、成形材料を手で１０回握って離水し始める時間を測定することによって、成形材料の乳化安定性を評価した。その結果を下記［表２］に示す。
In addition, the emulsification stability of the molding material was evaluated by measuring the time at which the molding material was gripped by
次いで、上記のようにして調製した成形材料を押出成形機で成形した後に、蒸気養生で養生硬化させ、乾燥させて水分を飛ばすことによってポリマー複合セメント板を製造した。 Subsequently, the molding material prepared as described above was molded by an extruder, and then cured and cured by steam curing, and dried to blow away moisture, thereby producing a polymer composite cement board.
そして、このようにして製造したポリマー複合セメント板の比重（水中重量法、１０５℃乾燥ベース）及び曲げ強度（スパン１００ｍｍ、試験速度２ｍｍ／ｍｉｎ）を測定した。その結果を下記［表２］に示す。 And the specific gravity (in-water weight method, 105 degreeC dry base) and bending strength (span 100mm, test speed 2mm / min) of the polymer composite cement board manufactured in this way were measured. The results are shown in [Table 2] below.
（比較例１）
まず、下記［表１］に示す配合量で、スチレンモノマー、水、乳化剤を混合することによって逆エマルジョンを調製した。乳化剤としては、オレイン酸系乳化剤を用いた。
(Comparative Example 1)
First, an inverse emulsion was prepared by mixing a styrene monomer, water, and an emulsifier in the blending amounts shown in [Table 1] below. As the emulsifier, an oleic acid emulsifier was used.
次に、上記のようにして調製した逆エマルジョンに、下記［表１］に示す配合量で、セメント、補強繊維、軽量骨材、添加剤を加えてこれらを１０Ｌのアイリッヒミキサーで２分間混合することによって成形材料を調製した。セメントとしては、普通ポルトランドセメントを用い、補強繊維としては、ポリプロピレン繊維（ＰＰ繊維）を用い、軽量骨材としては、無機系軽量骨材であるフライアッシュバルーンを用い、添加剤としては、重合開始剤（ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート）、架橋剤（トリメチロールプロパントリメタクリレート）を用いた。成形材料の固形分重量は５ｋｇであった。 Next, cement, reinforcing fiber, lightweight aggregate and additives are added to the inverse emulsion prepared as described above in the amounts shown in [Table 1] below, and these are mixed for 2 minutes with a 10 L Eirich mixer. Thus, a molding material was prepared. Ordinary Portland cement is used as the cement, polypropylene fibers (PP fibers) are used as the reinforcing fibers, fly ash balloons, which are inorganic lightweight aggregates, are used as the lightweight aggregates, and polymerization is started as an additive. An agent (t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate) and a crosslinking agent (trimethylolpropane trimethacrylate) were used. The solid content weight of the molding material was 5 kg.
ここで、図１に示すようなプランジャー試験機を用いてこの成形材料のプランジャー値を測定した。その結果を下記［表２］に示す。 Here, the plunger value of this molding material was measured using a plunger tester as shown in FIG. The results are shown in [Table 2] below.
また、成形材料を手で１０回握って離水し始める時間を測定することによって、成形材料の乳化安定性を評価した。その結果を下記［表２］に示す。
In addition, the emulsification stability of the molding material was evaluated by measuring the time at which the molding material was gripped by
次いで、上記のようにして調製した成形材料を押出成形機で成形した後に、蒸気養生で養生硬化させ、乾燥させて水分を飛ばすことによってポリマー複合セメント板を製造した。 Subsequently, the molding material prepared as described above was molded by an extruder, and then cured and cured by steam curing, and dried to blow away moisture, thereby producing a polymer composite cement board.
そして、このようにして製造したポリマー複合セメント板の比重（水中重量法、１０５℃乾燥ベース）及び曲げ強度（スパン１００ｍｍ、試験速度２ｍｍ／ｍｉｎ）を測定した。その結果を下記［表２］に示す。 And the specific gravity (in-water weight method, 105 degreeC dry base) and bending strength (span 100mm, test speed 2mm / min) of the polymer composite cement board manufactured in this way were measured. The results are shown in [Table 2] below.
（比較例２）
まず、下記［表１］に示す配合量で、スチレンモノマー、水、乳化剤を混合することによって逆エマルジョンを調製した。乳化剤としては、オレイン酸系乳化剤を用いた。
(Comparative Example 2)
First, an inverse emulsion was prepared by mixing a styrene monomer, water, and an emulsifier in the blending amounts shown in [Table 1] below. As the emulsifier, an oleic acid emulsifier was used.
次に、上記のようにして調製した逆エマルジョンに、下記［表１］に示す配合量で、セメント、補強繊維、軽量骨材、添加剤を加えてこれらを１０Ｌのアイリッヒミキサーで２分間混合することによって成形材料を調製した。セメントとしては、普通ポルトランドセメントを用い、補強繊維としては、ポリプロピレン繊維（ＰＰ繊維）を用い、軽量骨材としては、耐スチレン性を有する有機発泡体であるアクリロニトリルを用い、添加剤としては、重合開始剤（ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート）、架橋剤（トリメチロールプロパントリメタクリレート）を用いた。成形材料の固形分重量は５ｋｇであった。 Next, cement, reinforcing fiber, lightweight aggregate and additives are added to the inverse emulsion prepared as described above in the amounts shown in [Table 1] below, and these are mixed for 2 minutes with a 10 L Eirich mixer. Thus, a molding material was prepared. Ordinary Portland cement is used as the cement, polypropylene fiber (PP fiber) is used as the reinforcing fiber, acrylonitrile, which is an organic foam having styrene resistance, is used as the lightweight aggregate, and polymerization is used as the additive. An initiator (t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate) and a crosslinking agent (trimethylolpropane trimethacrylate) were used. The solid content weight of the molding material was 5 kg.
ここで、図１に示すようなプランジャー試験機を用いてこの成形材料のプランジャー値を測定した。その結果を下記［表２］に示す。 Here, the plunger value of this molding material was measured using a plunger tester as shown in FIG. The results are shown in [Table 2] below.
また、成形材料を手で１０回握って離水し始める時間を測定することによって、成形材料の乳化安定性を評価した。その結果を下記［表２］に示す。
In addition, the emulsification stability of the molding material was evaluated by measuring the time at which the molding material was gripped by
次いで、上記のようにして調製した成形材料を押出成形機で成形した後に、蒸気養生で養生硬化させ、乾燥させて水分を飛ばすことによってポリマー複合セメント板を製造した。 Subsequently, the molding material prepared as described above was molded by an extruder, and then cured and cured by steam curing, and dried to blow away moisture, thereby producing a polymer composite cement board.
そして、このようにして製造したポリマー複合セメント板の比重（水中重量法、１０５℃乾燥ベース）及び曲げ強度（スパン１００ｍｍ、試験速度２ｍｍ／ｍｉｎ）を測定した。その結果を下記［表２］に示す。 And the specific gravity (in-water weight method, 105 degreeC dry base) and bending strength (span 100mm, test speed 2mm / min) of the polymer composite cement board manufactured in this way were measured. The results are shown in [Table 2] below.
上記［表２］にみられるように、耐スチレン性を有する有機発泡体を用いた実施例１については、無機系軽量骨材を用いた比較例１に比べて重量比２．５％（１／４０）の添加量で同等の比重が得られることが確認される。 As seen in [Table 2] above, Example 1 using an organic foam having styrene resistance has a weight ratio of 2.5% (1) compared to Comparative Example 1 using an inorganic lightweight aggregate. / 40), it is confirmed that an equivalent specific gravity can be obtained.
成形材料の流動性については、有機発泡体と水とをプレミックスした後に逆乳化させた実施例１のプランジャー値が最も低く、比較例１に比べて約２割程度低い。また、逆乳化させた後に有機発泡体を加えるようにした比較例２のプランジャー値は比較例１に比べてわずかに低いが、ほとんど変わらない。このように、実施例１の成形材料は比較例１、２に比べて流動性に優れていることが確認される。 About the fluidity | liquidity of a molding material, the plunger value of Example 1 reverse-emulsified after premixing an organic foam and water is the lowest, and is about 20% lower than the comparative example 1. FIG. The plunger value of Comparative Example 2 in which the organic foam was added after reverse emulsification was slightly lower than that of Comparative Example 1, but hardly changed. Thus, it is confirmed that the molding material of Example 1 is superior in fluidity as compared with Comparative Examples 1 and 2.
成形材料の乳化安定性については、実施例１が最も優れていることが確認され、比較例１に比べて時間的に約１．５倍である。また、比較例２は最も悪く、比較例１に比べて時間的に約２割低下している。これは、比較例２の成形材料の流動性が比較例１と変わらない上に、逆乳化の後に加えた有機発泡体が逆エマルジョンの安定化を阻害しているためであると考えられる。 As for the emulsification stability of the molding material, it was confirmed that Example 1 was the most excellent, and about 1.5 times as long as that of Comparative Example 1. Moreover, the comparative example 2 is the worst, and is about 20% lower than the comparative example 1 in terms of time. This is considered to be because the flowability of the molding material of Comparative Example 2 is not different from that of Comparative Example 1, and the organic foam added after reverse emulsification inhibits the stabilization of the reverse emulsion.
実施例１と比較例１の曲げ強度はほぼ同じであるが、これに比べて比較例２の曲げ強度は０．６ＭＰａ程度低くなっている。これは、逆乳化の後に加えた有機発泡体が凝集して部分的に欠陥が生じているためであると考えられる。 The bending strength of Example 1 and Comparative Example 1 is almost the same, but the bending strength of Comparative Example 2 is lower by about 0.6 MPa than this. This is considered to be because the organic foam added after reverse emulsification is agglomerated and partially defective.
１ スチレンモノマー
２ 水
３ 乳化剤
４ セメント
５ 成形材料
1
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