(57)【要約】【課題】セメント含有逆エマルション組成物からなるセメント系成形材料の成形時の成形不良や、ポリマー複合セメント板の耐久性の低下を招くことなく、ポリマー複合セメント板の比重を調整可能なポリマー複合セメント板の製造方法を提供する。【解決手段】水硬性材料、水及び油性物質を含有するセメント含有逆エマルション組成物からなるセメント系成形材料を成形して成形板を作製し、この成形板を養生硬化することによりポリマー複合セメント板を製造する。前記水硬性材料としてセメント及び高炉スラグを含有する混合物を使用する。成形前の前記セメント系成形材料の硬さを、このセメント系成形材料に断面積７８．５ｍｍ２の貫入針を２．９４Ｎの貫入力で貫入した場合の貫入針の貫入深さが３〜２０ｍｍの範囲となるように調整する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水硬性材料、水及び油性物質を含有するセメント含有逆エマルション組成物からなるセメント系成形材料を成形して成形板を作製し、この成形板を養生硬化することによりポリマー複合セメント板を製造する方法であって、
前記水硬性材料としてセメント及び高炉スラグを含有する混合物を使用し、成形前の前記セメント系成形材料の硬さを、このセメント系成形材料に断面積７８．５ｍｍ２の貫入針を２．９４Ｎの貫入力で貫入した場合の貫入針の貫入深さが３〜１４ｍｍの範囲となるように調整することを特徴とするポリマー複合セメント板の製造方法
【請求項２】
前記セメント及び高炉スラグの合計量に対する高炉スラグの割合が２０〜７０質量％の範囲であることを特徴とする請求項１に記載のポリマー複合セメント板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外壁材など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。
【背景技術】
【０００２】
外壁材などの外装建材は耐透水性等が必要とされるが、セメント系の板は一般に耐透水性が十分に高いとはいえない。そこで従来からセメント系の板の耐透水性を高めることが検討されており、セメントと水と油性物質を主成分とするセメント含有逆エマルション組成物からなるセメント系成形材料を成形することによって、耐透水性に優れたポリマー複合セメント板を製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００３】
このようなポリマー複合セメント板を製造する際には、例えばセメント系成形材料を押出成形するなどして成形して成形体を作製し、この成形体を養生硬化することがおこなわれている。
【０００４】
このようにポリマー複合セメント板を製造する際は、セメント系成形材料の含水量を調整したり、軽量骨材の含有量を調整したりすることで、ポリマー複合セメント板の比重を調整している。ポリマー複合セメント板の比重を上げると、その強度を向上すると共に軽量骨材の使用量を低減して製造コストを削減することができる。
【０００５】
しかし、ポリマー複合セメント板の比重を上げるためにセメント系成形材料の含水量を低くすると、このセメント系成形材料が硬くなってしまって成形性が悪化し、押出成形時に押出金型が詰まってしまうなどして成形不良が発生してしまう。また、セメント系成形材料中の軽量骨材の含有量を低くすると、セメント系成形材料の硬さの上昇は抑制されるが、ポリマー複合セメント板の耐久性が充分に確保できなくなるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２５２６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、セメント含有逆エマルション組成物からなるセメント系成形材料の成形時の成形不良や、ポリマー複合セメント板の耐久性の低下を招くことなく、ポリマー複合セメント板の比重を調整し、強度を向上すると共に生産コストを低減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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、水硬性材料、水及び油性物質を含有するセメント含有逆エマルション組成物からなるセメント系成形材料を成形して成形板を作製し、この成形板を養生硬化することによりポリマー複合セメント板を製造する方法であって、前記水硬性材料としてセメント及び高炉スラグを含有する混合物を使用し、成形前の前記セメント系成形材料の硬さを、このセメント系成形材料に断面積７８．５ｍｍ２の貫入針を２．９４Ｎの貫入力で貫入した場合の貫入針の貫入深さが３〜２０ｍｍの範囲となるように調整することを特徴とする。
【０００９】
このため、セメント含有逆エマルション組成物からなるセメント系成形材料中に水硬性材料としてセメントに加えて高炉スラグを含有させることで、セメント系成形材料の含水量が低減してもセメント系成形材料の硬さの上昇を抑制することができると共に、ポリマー複合セメント板の耐久性の低下を抑制することができる。
【００１０】
本発明においては、前記セメント及び高炉スラグの合計量に対する高炉スラグの割合が２０〜７０質量％の範囲であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、セメント含有逆エマルション組成物からなるセメント系成形材料の成形時の成形不良や、ポリマー複合セメント板の耐久性の低下を招くことなく、セメント系成形材料中の含水量を低減し、ポリマー複合セメント板の比重を高くして強度を向上すると共に生産コストを低減することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態の一例について説明する。
【００１３】
まず、セメント含有逆エマルション組成物からなるセメント系成形材料を調製する。このセメント系成形材料は、水硬性材料と水と油性物質を主成分とする。
【００１４】
前記水硬性材料として、セメントと高炉スラグとの混合物が用いられる。セメントとしては、特に制限されるものではないが、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、シリカフュームセメントなどが挙げられる。これらの水硬性材料を一種単独で用いたり、二種以上を併用したりすることができる。
【００１５】
このセメント及び高炉スラグの合計量に対する高炉スラグの割合は、２０〜７０質量％の範囲であることが好ましい。このように高炉スラグの割合を２０質量％以上とすると、セメント系成形材料の含水量を低下させた場合でもセメント系成形材料の硬さの上昇を著しく抑制することができるようになり、且つこの割合を７０質量％以下とするとポリマー複合セメント板の強度を充分に高く維持することができるようになる。
【００１６】
また水は、セメント系成形材料の含水量がこのセメント系成形材料の固形分全量に対して２８〜５５質量％の範囲となるようにセメント系成形材料に配合することが好ましい。セメント系成形材料の含水量を前記範囲とすることで、セメント系成形材料の成形性を確保しつつポリマー複合セメント板の比重を充分に向上することができる。
【００１７】
油性物質は水と逆エマルション（Ｗ／Ｏエマルション）を形成するために使用される。油性物質としては、特に制限されるものではないが、通常は疎水性の液状物質が利用される。油性物質の具体例としては、トルエン、キシレン、灯油、スチレン、ジビニルベンゼン、メチルメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。これらの油性物質を一種単独で用いたり、二種以上を併用したりすることができる。油性物質の配合量は、セメント系成形材料中の水と固形分の総量に対して５〜１０体積％の範囲が好ましい。
【００１８】
セメント系成形材料には上記の成分の他に、乳化剤を配合することが好ましい。乳化剤は逆エマルションに安定性を付与するために配合される。乳化剤の具体例としては、ソルビタンセスキオール、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が挙げられる。乳化剤の配合量はセメント系成形材料中の水と固形分の総量に対して１〜３体積％の範囲が好ましい。
【００１９】
また、セメント系成形材料には軽量骨材を含有させることが好ましい。軽量骨材の具体例としては、フライアッシュバルーン、パーライト、シラスバルーン等のほか、発泡ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン発泡体等の有機発泡体等が挙げられる。この軽量骨材の配合量は、水硬性材料１００質量部に対して０．１〜４０質量部の範囲とすることが好ましく、この場合、ポリマー複合セメント板の耐久性を充分に確保しつつポリマー複合セメント板の比重を充分に向上することができる。
【００２０】
セメント系成形材料中にはさらに、適宜量の補強材や各種添加剤を配合することができる。補強材の具体例として、砂利、ガラス粉、アルミナシリケートなどの骨材、ポリプロピレン繊維、アクリル繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維等の合成繊維や、炭素繊維、ガラス繊維、パルプなどの補強繊維が挙げられる。
【００２１】
以下に、セメント系成形材料の具体的な調製方法の一例を示す。まず、乳化剤（例えば、ヤシ油１．０〜２．０質量部）、スチレンモノマー４．０〜６．０質量部、適量の水及び適量の架橋剤と重合開始剤とを混合して逆エマルション混合物を調製する。次に、この逆エマルション混合物１００質量部と、水硬性材料７０〜９０質量部と、有機系軽量骨材０．１〜２質量部と、補強繊維１．０〜２．０質量部とを混合すると共に含水量を固形分全量に対して２８〜５５質量％とする。或いは上記逆エマルション混合物１００質量部と、セメント５５．０〜７５．０質量部と、無機系軽量骨材５〜４０質量部と、補強繊維１．０〜２．０質量部とを混合すると共に含水量を固形分全量に対して２８〜５５質量％とする。この逆エマルション混合物と他の成分とは、例えば強制攪拌機あるいは連続混合機を用いて混合することができる。これにより、セメント含有逆エマルション組成物からなるセメント系成形材料を調製することができる。
【００２２】
このようにしてセメント系成形材料を調製する際、このセメント系成形材料の硬さを、このセメント系成形材料に断面積７８．５ｍｍ２（直径１０ｍｍ）の貫入針を２．９４Ｎ（３００ｇ重）の貫入力で貫入した場合の貫入針の貫入深さが３〜２０ｍｍの範囲となるように調整する。この貫入深さが３ｍｍに満たないとセメント系成形材料が硬くなりすぎて成形性が充分に確保されなくなってしまい、また２０ｍｍより深くなるとセメント系成形材料の保形成が悪くなってしまう。このセメント系成形材料の硬さの測定は、ＪＩＳ  Ａ  １１４７で規定されるコンクリートの凝結時間試験方法に使用されるセメント凝結試験機を用いておこなうことができる。セメント系成形材料の硬さ調整は、セメント系成形材料の構成成分に応じ、各構成成分の含有量を上記範囲内で調整することでおこなうことができる。
【００２３】
このようにしてセメント成形材料を調製すると、このセメント成形材料の含水量を低減しつつ、セメント系成形材料の硬さの上昇を抑制することができる。
【００２４】
このセメント系成形材料を成形して成形体を作製する。成形体の作製にあたっては、例えばセメント系成形材料を押出成形し、或いは更にプレス成形することで、成形体を作製することができる。このセメント系成形材料の成形時には、前記のとおりセメント系成形材料の硬さの上昇が抑制されているため、セメント系成形材料の良好な成形性が確保され、押出成形時に押出金型が詰まってしまうなどの成形不良の発生が抑制される。
【００２５】
この成形体を、セメント系成形材料の組成等に応じた適宜の条件で蒸気養生して硬化させた後、必要に応じて表面や端面の仕上げ加工を行うと共に所定の寸法に裁断することで、ポリマー複合セメント板を得ることができる。このポリマー複合セメント板には必要に応じて実加工等を施してもよい。
【００２６】
このようにしてポリマー複合セメント板を製造すると、上記のように成形性を悪化させることなくセメント系成形材料の含水量を低減することができるため、ポリマー複合セメント板の比重を上昇させることが容易となり、またポリマー複合セメント板の製造時に成形体から養生に使用されない水分を蒸発させるために要する時間を短縮することができてポリマー複合セメント板の製造効率が向上する。しかもセメント系成形材料中に水硬性材料として高炉セメントが含有されていることで、前記のようにセメント系成形材料の含水量を低減させてもポリマー複合セメント板の耐久性を充分に確保することができるようになる。
【実施例】
【００２７】
以下、具体的な実施例を提示することで本発明を更に詳述する。
【００２８】
［実施例１〜７、比較例１〜３］
実施例及び比較例それぞれにつき、セメント（比表面積４０００±３００ｃｍ２／ｇ）、高炉スラグ（比表面積４０００±１０００ｃｍ２／ｇ）、軽量骨材（パーライト；昭和化学工業株式会社製の品番Ｂ−０３）、ポリプロピレン繊維、スチレン、乳化剤（ソルビタン脂肪酸エステル；第一工業製薬株式会社製の商品名ソルゲン４０Ｄ）、添加剤（重合開始剤；日本油脂株式会社製の品番ＰＣＨＯ、並びに架橋剤；第一工業製薬株式会社製の品番ＴＭＰＴＭ）及び水を表１に示す割合で配合し、アイリッシュミキサーで混練することでセメント系成形材料を調製した。尚、表１における水の配合量は、セメント系成形材料中の固形分量に対する割合で示している。
【００２９】
このセメント系成形材料を押出成形して成形体を作製し、この成形体を養生硬化することでポリマー複合セメント板を製造した。
【００３０】
［評価］
各実施例及び比較例について、材料硬さ、成形性（金型詰まり）、比重、曲げ強度比、及び耐久性を評価した。
【００３１】
材料硬さの評価にあたっては、各セメント系成形材料に、セメント凝結試験機を用いて断面積７８．５ｍｍ２の貫入針を２．９４Ｎ（３００ｇ重）の貫入力で貫入し、貫入針の貫入深さを測定した。
【００３２】
成形性（金型詰まり）の評価にあたっては、ポリマー複合セメント板を製造する際に、セメント系成形材料の押出成形時における押出金型内の詰まりの発生の有無を確認し、詰まりが発生しない場合を「○」、詰まりが発生する場合を「×」と評価した。
【００３３】
曲げ強度比の評価にあたっては、載荷速度２ｍｍ／ｍｉｎの条件で曲げ強度を測定し、後述する参考例１の曲げ強度を１００として相対評価した。
【００３４】
耐久性の評価にあたっては、ＪＩＳ  Ａ５４２２  ７．９のＢ法により、１００サイクル後のポリマー複合セメント板の外観評価をおこなった。その結果、ポリマー複合セメント板の外観に異常が認められなかった場合を「○」、僅かな膨準が認められた場合を「△」、著しい膨準が認められた場合を「×」と評価した。
【００３５】
この結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
表１に示されるように、実施例のように水硬性材料としてセメントと共に高炉スラグを用い、且つ成形前のセメント系成形材料の貫入針の貫入深さが３〜２０ｍｍの範囲となるようにすると、セメント系成形材料の含水量に対するこのセメント系成形材料の硬さが低減し、セメント系成形材料の含水量が３０質量％であっても成形性が良好となった。また、ポリマー複合セメント板の強度及び耐久性が向上した。
【００３８】
これに対して、比較例のように水硬性材料としてセメントのみを使用して高炉スラグを使用しない場合には、セメント系成形材料の含水量に対するこのセメント系成形材料の硬さが高く、セメント系成形材料の含水量が３０質量％になると成形不良が生じてしまうものであった。またポリマー複合セメント板の強度及び耐久性は実施例に比較して低くなった。
【００３９】
［参考例１〜６］
セメント（比表面積４０００±３００ｃｍ２／ｇ）、高炉スラグ（比表面積４０００±１０００ｃｍ２／ｇ）、軽量骨材（パーライト；昭和化学工業株式会社製の品番Ｂ−０３）、ポリプロピレン繊維、スチレン、乳化剤（ソルビタン脂肪酸エステル；第一工業製薬株式会社製の商品名ソルゲン４０Ｄ）、添加剤（重合開始剤；日本油脂株式会社製の品番ＰＣＨＯ、並びに架橋剤；第一工業製薬株式会社製の品番ＴＭＰＴＭ）及び水を表１に示す割合で配合し、アイリッシュミキサーで混練することでセメント系成形材料を調製した。水の配合量は、セメント系成形材料中の固形分量に対する割合で５０質量％とした。
【００４０】
このセメント系成形材料を押出成形して成形体を作製し、この成形体を最高温度９０℃、養生時間３３時間の条件で養生硬化することでポリマー複合セメント板を製造した。
【００４１】
【表２】
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【００４２】
表２に示すとおり、セメント系成形材料中のセメント及び高炉スラグの合計量に対する高炉スラグの割合が２０〜７０質量％の範囲にある参考例３〜５では、セメント系成形材料の貫入針の貫入深さを考慮しなくても、成形性、強度及び耐久性が向上する。