JP2004536016A - 工場モルタル - Google Patents
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Abstract
本発明は、造形物の形態の工場モルタルに関する。造形物は、非塑性物質のための連続運転または不連続運転圧縮装置内で製造される。本発明の工場モルタルは、それと、水および所望により追加の結合剤とを混合することにより即用に製造される。本発明の工場モルタルから形成された造形物は、高い比表面積および優れた毛管吸水能力を有し、水中で急速に崩壊することができる。本発明の工場モルタルは、特にタイル用接着剤、接合用モルタルまたはフィラーとして使用される。
Description
【技術分野】
【0001】
本発明は、工場モルタル(Werkmoertel)、その製造およびその使用に関する。
【背景技術】
【0002】
工場モルタルとは、一般に結合剤、骨材および添加剤から構成される組成物を意味し、これは、工場において正確に計量して予備混合される。
使用される結合剤は、鉱物、例えば石灰、セメント、セッコウ、硬セッコウなど、および非鉱物、例えばエポキシ樹脂、分散粉末、メチルセルロースなどの両方、または鉱物および非鉱物結合剤の組合せを含む。
【0003】
骨材は、鉱物および/または有機骨材を包含し、その例は、天然の砂(山砂)、破砕により製造される砂(砕砂)、または別の軽量骨材、例えば軽石、ポリスチレン、膨張ガラス、パーライトなど、またはこれら骨材の混合物である。有機および/または無機添加剤は、生成物の性質を調節する役割を果たす。添加剤の例は、保水能力を調節するための薬剤、硬化促進剤および遅延剤、湿潤剤、吸水を減少させるための疎水化剤を含む。
【0004】
工場モルタルは、以下の形態で供給される:
a)乾燥工場モルタル。これは、袋中、またはより大きな建設事業の場合ではサイロ中の乾燥プレミックスとして現場に届けられる。現場では単に水が添加される。
b)工場モルタル前駆体。これは、気硬性または水硬性石灰モルタルの形態で現場に到着し、そこでそれは、水、および所望により追加の結合剤、例えばセメントと混合され、石灰セメントモルタルが得られる。
工場モルタルは、DIN 18557 により管理される。
【0005】
標準的な市販工場モルタル、特に乾燥工場モルタルの実質的な欠点は微紛形態であることであり、その形態でモルタルは入手される。この結果、工場モルタルの操作は、わずかではないほこりおよび汚れの発生を伴う。適用のために工場モルタルは、水および所望により追加の結合剤と攪拌することにより製造される。攪拌製造中に、固形物に対する水の割合を正確に維持する必要があるので、適当な計測または秤量装置が、部分を加工するために必要である。特に自家配合者はしばしば適切な装置を欠くことが、経験から示される。入手可能な微紛形態のさらなる欠点は、ばら粉末の塊はかなりの容積の空気を常に含み、これは、工場モルタルの包装、輸送および貯蔵において、不経済な死容積を呈することである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
それゆえ本発明の目的は、粉立ちの無い形態の工場モルタルを提供することであった。この点での意図は、正の性質を保持することであり、特に工場モルタルを、いつでもそれを水および通常の補助具で攪拌することにより製造して、即用モルタルを形成し得る性質を保持することである。通常の補助具とは、モルタルを攪拌により製造するために建設において通常使用される道具を意味し、その例は、管、バケツ、スコップ、叩解機が取り付けられた動力ドリルなどである。
【0007】
本発明のさらなる目的は、貯蔵および輸送経済を向上させる工場モルタルを提供することであった。
本発明のさらなる目的は、使用者を秤量または計測の努力にかかわらせずに、部分に加工することができる工場モルタルを提供することであった。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の目的の達成は、特許請求の範囲から明らかである。
それは本質的に、工場モルタルが、造形物の形態であることからなる。この点で工場モルタルは、特に、乾燥工場モルタルおよび工場モルタル前駆体からなる群から選ばれる。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の工場モルタルは、1種またはそれ以上の無機鉱物結合剤10〜80質量%、好ましくは15〜70質量%、より好ましくは25〜60質量%を含有する。
無機鉱物結合剤は、好ましくは標準化セメント(例えばポルトランドセメント)、未標準化セメント(例えばアルミナセメント)、特殊セメント、潜在的な水硬性を有する物質、ポゾラン物質、石灰、セッコウおよび他の水硬性物質である。
【0010】
本発明の工場モルタルは、さらに無機骨材15〜90質量%、好ましくは25〜80質量%、より好ましくは30〜60質量%を含有する。使用する無機骨材は、特にケイ酸塩または炭酸塩の砂および粉、天然または人工の岩粉、天然または人工の層状鉱物、鉱物残渣および再生鉱物、例えばガラスビーズまたはフライアッシュを含む
【0011】
本発明の工場モルタルは、さらに、攪拌により製造されるモルタルの硬化性および/または加工性を調節するための1種またはそれ以上の有機または無機添加剤0.1〜20質量%、好ましくは0.5〜15質量%、より好ましくは0.8〜10質量%を含有する。これらの添加剤は、例えば再分散粉末、天然または人工のセルロース誘導体、有機酸または有機酸塩、デンプンエーテル、膨潤性鉱物、および有機または鉱物繊維である。
【0012】
1つの特定の実施態様において本発明の工場モルタルは、成分(D)として、少なくとも1種の圧縮助剤を含む。本発明の目的のための圧縮助剤は、粉末塊の粒子相互の滑動を促進し、造形用具および粉末間の摩擦を減少させ、造形物の安定性を上昇させる物質である。圧縮助剤の例は、有機添加剤、天然または人工起源の鉱物または有機繊維、または残渣物質および再生物質を含む。圧縮助剤の画分は、工場モルタルの総質量を基準に0.001〜10質量%の間、好ましくは0.005〜5質量%の間、より好ましくは0.01〜2質量%の間である。
【0013】
圧縮助剤の水分は、5質量%未満、好ましくは1質量%未満、より好ましくは0.5質量%未満であるべきである。
成分(D)として、紙粉を使用することが好ましい。紙粉は、古紙の再生からの加工繊維を含む。その繊維長は、0.1〜5mmの間、好ましくは0.15〜3mmの間、より好ましくは0.2〜2mmの間である。
【0014】
さらなる特定の実施態様において本発明の工場モルタルは、成分(E)として、少なくとも1種の崩壊剤を含む。本発明の工場モルタル組成物中の崩壊剤画分は、0.001〜10質量%、好ましくは0.005〜5質量%、より好ましくは0.01〜2質量%である。
崩壊剤とは、造形物、特に高圧縮造形物に組み込まれる崩壊助剤を意味し、これは、これらの造形物の崩壊を助長し、および/または崩壊促進剤として、崩壊時間を減少させる。崩壊促進剤とは、Roemmp (第9版, 第6巻, 第4440頁) および Voigt “Lehrbuch der pharmazeutischen Technologie”, (第6版, 1987年, 第182-184頁) に従い、水または胃液中での錠剤の急速な崩壊を確保し、被吸収性形態の薬の放出を確保する助剤を意味する。
【0015】
これらの物質は水の進入でその体積を増加させ、この現象は、一方で固有体積の増加(膨潤)を伴い、およびまたガスの遊離を介して造形物をより小さい粒子に崩壊させる圧力を生じさせる。確立した崩壊助剤の例は、炭酸塩/クエン酸系(他の酸の使用も可能である。)を含む。さらなるガス形成剤は、金属粉末またはアルカリ土類金属カーバイドである。膨潤性崩壊助剤の例は、合成ポリマー、例えばポリビニルピロリドン(PVP)、または天然ポリマーまたは変性天然物質、例えばセルロースおよびデンプン並びにそれらの誘導体、アルギナートまたはカゼイン誘導体である。急速な作用のために、崩壊剤が繊維状の内部および/または外部構造を有する場合が有利である。用語「繊維状」とは、1つの寸法が、他の2つのほぼ等しい寸法の少なくとも2倍の大きさである形状を示す。繊維状内部および/または外部構造を有するこれらの崩壊剤の特徴は、高い毛管作用および有効な吸水性を含み、それらは、造形物内部への水の急速な移動をもたらす。本発明において特に好ましい崩壊剤は、紙粉である。その繊維長は、0.1〜5mmの間、好ましくは0.15〜3mmの間、より好ましくは0.2〜2mmの間である。
【0016】
適切な場合に成分(D)および/または(E)を添加した、成分(A)から(C)の混合物は、粉末塊と呼ばれるものであり、これは圧縮されて、安定な造形物を形成する。
安定な造形物とは、規則的にまたは不規則に造形された物を意味し、これは、建築材料の梱包、パレット化および輸送中に経験する通常の荷重下で元の形態を保持し、たとえあるとしても少しの摩砕しか示さない。
【0017】
造形物中の有効な内部凝集を与えるために、個々の粒子間での圧縮中に形成する切れ目および引っ込んだ箇所(空洞)が、より小さな粒子で充填されることが、工場モルタルから製造される本発明の造形物にとって重要である。この目的のために工場モルタルは、篩画分を含み、これは目的に適合させられ、少なくとも2つの粒度の群を含む。粒度群は、大きい粒度群の平均粒度が、小さい粒度群の平均粒度の1.5〜50倍、好ましくは1.7〜40倍、より好ましくは2〜30倍であるようなものである。
【0018】
粉末塊から造形物を製造する方法は知られている。セラミック産業および建築材料産業では特に、少なくとも鉱物が優勢な粉末塊を、圧力を使用し、圧縮またはプレス補助を用いて安定な造形物に圧縮することは、以前から普通に実施されている。この造形工程の後に通常、窯業焼成または熱水処理による圧密の最終工程がさらになされる。圧縮後の再度の造形物崩壊は考えられず、一般には可能ではない。
【0019】
これらの通常の技術は、単純に工場モルタルに移すことはできない。セラミック物質または建築材料の圧縮は、粒子の相互またはプレス具との摩擦を減少させる水および/または化学圧縮助剤、例えばポリビニルアルコールの存在下でのみ可能である。
多数の加工助剤は、工場モルタルから造形物を製造するために使用することができない。なぜなら加工助剤それ自体が無機結合剤と反応するか、または硬化過程でかなりの影響を有するからである。その上、工場モルタルから製造される造形物は、いつでも困難なことなく、再び崩壊させることができなければならない
【0020】
水と接触した際の充分に急速な崩壊時間と組み合わせた、造形物の充分な硬度および安定性に関連する問題範囲は、洗剤分野からの多数の特許の主題である。通常、水との接触で崩壊を促進する特別な成分が使用される。
例えば EP 0 522 766 は、圧縮粒状洗剤組成物から形成された錠剤を開示し、該錠剤またはその分離領域は、その5質量%以下が200マイクロメートルより小さい粒子マトリックスから本質的になる。活性洗剤化合物および洗剤ビルダーの粒子、並びに適切な場合に基礎洗剤粉末の成分粒子は、個々に結合物質で被覆され、これは、錠剤が水中に沈められた時に錠剤構造の分割を引き起こす。
【0021】
DE 40 10 533 は、部分圧縮形態の洗剤の製造方法を記載し、その第1作業工程は、押出、および押出ストランドの細断による顆粒の製造を含み、該顆粒は、それらに添加された水溶性、水乳化性および/または水分散性の可塑剤および/または滑剤を有し、次いで圧縮され、部分圧縮物が形成される。
EP 0 711 828 は、溶融温度35〜90℃を有する結合剤を含む錠剤組成物を、該組成物の融点未満の温度で圧縮する錠剤の製造方法を記載している。
引用した全ての文献は、水との接触の際に造形物の比較的遅い崩壊時間を言及する。
【0022】
DE 199 08 025 は、対照的に、急速に崩壊する洗剤成形品の製造方法を開示している。その発明の製造は、本質的に20℃未満の温度での圧縮により行われる。
WO 99/03945 は、凝集物およびまたその凝集物の製造方法を開示し、該凝集物は、水性結合剤系、特に壁被覆用ペーストを製造するための物質から構成される。該凝集物は、膨潤圧を発生させる親水性の非水溶性崩壊剤を使用して壊される。これらの崩壊剤の添加される量は、特に好ましくは5〜15質量%である。
【0023】
引用した文献から知られている方法は、工場モルタルから造形物を形成することに容易に移すことはできない。
一方で、引用された多数のものに記載されている崩壊助剤は、工場モルタルのさらなる加工性および技術的性能に対し、かなり悪い影響を有する。他方で洗剤成形品は、洗剤成形品の倍の質量に達する量の水と共に使用される。
【0024】
本発明の工場モルタルの製造は、まず第一に、成分をドライブレンドし、次いで造形、特に圧縮することにより行われて、本発明の造形物が形成され、そのために、非塑性物質用の連続または不連続運転圧縮装置による通例の方法が用いられる。
連続圧縮は、例えば押出プレスにより行うことができ、不連続圧縮は、例えばポンチプレスにより行うことができる。
当業者は、市場で入手できる多数の圧縮装置から適当な装置を選択することに困難性を感じないであろう。好ましいものは、ロールプレスおよび液圧ポンチプレスである。
【0025】
本発明に従う造形物は、水による攪拌製造の場合に、造形物の水による湿潤および造形物への水の浸透を助長および促進するために、高い比表面積を有する。高い比表面積を得るために、連続圧縮装置内で製造された平らなまたはストランド状の造形物は、粒状化される。
ロールプレスによる圧縮が連続的に行われる場合、本発明の造形物は、滑らかなまたは模様付きの平らなストリップの形態を有し、フレークと称される。この場合に好ましくは、比表面積を増加させるために、下流破砕操作によりまたは重力の作用下でこのフレークを分割し、より限定された寸法の顆粒を形成する。
【0026】
図1a)は、平滑なフレークを概略的に示し、
図1b)は、それから形成された分割顆粒を示す。
図2a)は、模様付きのフレークを描き、これは、卵形練炭型の顆粒に分割される(図2b)。
圧縮をポンチプレスで行う場合、造形物は規則正しい幾何形態を有する。この規則正しい幾何形態は、好ましくは円錐形またはピラミッド片、より好ましくは円柱または立方形である。
【0027】
図3a)は、円筒形の造形物を概略的に示し、
図4a)は、立方形の造形物を示す。
1つの好ましい実施態様において造形物は、比表面積を増加させる目的のために、窪み、隆起または穿孔を有する。
図3b)および4b)は、改良例のために、可能な窪みおよび隆起を示し、図3c)、d)および4c)、d)は、可能な穿孔を示す。これらの構造は、造形中に直接、適切に印加される。窪みはさらに、仕切り溝の機能を有する:それらは、造形物の単位量(質量または被覆面積を基準)を、さらに限定した形態に再分割させることができる(チョコレートバーの原理に従う)。
【0028】
さらなる好ましい実施態様において隆起は、安定性を危険にさらさないために、造形物の全境界を越えてはみ出さない。窪みは、本発明に従い適切に、それらがプレス方向にあり、プレス方向における造形物寸法の少なくとも1/3、好ましくは少なくとも半分である寸法を有するような形態である。穿孔形態は、造形物の安定性が危険にさらされず、充分に高い圧縮度が保持されるようなものである。窪み、隆起および穿孔の体積画分は重要である。体積画分とは、窪み、隆起および穿孔の体積を造形物の全体積で割ったものを意味する。窪み、隆起および穿孔の体積画分は、好ましくは1〜50体積%の間、好ましくは5〜40体積%の間、より好ましくは10〜30体積%の間である。
【0029】
安定な造形物を得るために必要な圧力は、かなりの程度で、選択する方法、造形物の寸法およびプレス補助の使用に依存することは認識されるであろう。
ロールプレスを使用する場合、比プレス力は、50〜130kN/cmの間、好ましくは70〜120kN/cmの間である。比プレス力とは、プレス力を運転ロール幅で割ったものである。ポンチプレスを使用する場合、必要なプレス圧は、30〜200N/mm2の間、好ましくは50〜150N/mm2の間である。
【0030】
以下の特性を有するポンチプレスを使用することが好ましい:
・120mmまでの可変充填高さ、
・ガス抜き行程/減圧の代替選択手段による制御/調節、
・可変の空洞形状/仕切り構造の直接押印のための型構造、
・加振機および/または振動手段を備えた、流動性の不良な物質をプレス型内に均一に充填するための型充填系、
・プレスされる組成物の異なる嵩密度を補償するための、プレス経路/圧力の組合せによるプレスパラメータの自動調節、
・空洞構造を製造するための、押退け物を分離前進させるための分割補助ポンチ(心棒など)。
【0031】
本発明の工場モルタル造形物が、成分(D)および(E)を用いずに製造される場合、より高い圧力が、圧縮段階で使用される。
プレス操作を、好ましくは、圧縮下の粉末塊をガス抜きするために幾らかの回数で中断させる。本発明に従い2〜20回のガス抜き行程がプレス中に使用され、好ましくは3〜15回のガス抜き行程、より好ましくは4〜10回のガス抜き行程を行う。
【0032】
方法の1つの好ましい実施態様において本発明の工場モルタル造形物を、事前に発生させた減圧下で製造する。圧縮操作開始前にプレス室内の残りの空気圧または大気減圧は、この場合、0.5barよりも低く、好ましくは0.3barよりも低く、より好ましくは0.1barよりも低い。
工場モルタルの圧縮を、圧縮後に安定な造形物が、粉末塊の嵩密度の少なくとも1.2倍、好ましくは少なくとも1.5倍、より好ましくは少なくとも1.7倍の嵩密度を有するような方法で行う。造形物は、少なくとも5体積%、好ましくは少なくとも20体積%の孔隙量を有する。例えば孔隙量は、ちょうど2.0g/cm3の密度を有する圧縮物の場合に25%を超える量に達する。
【0033】
標準的な市販工場モルタルと比較して本発明の工場モルタルは、ほこり無しで使用できるという利点を有する。本発明の工場モルタルの貯蔵および輸送は、別の方法で通例の死容積が無いので、より有効でコスト効率が良い。
【0034】
本発明のさらなる利点は、使用者が工場モルタルを秤量または計測装置を使用せずに正確に分割できることである。
それゆえさらなる好ましい実施態様において造形物は、その質量が、基本単位1kgまたは100gの整の倍数または整の除数を構成するように寸法づけられる。好ましい実施態様は、2kg、1kg、500g、250g、200g、100g、150gおよび25gの造形物である。
別の同様に好ましい本発明の実施態様は、攪拌により造形物から製造されたモルタルの被覆面積が、適用面積1m2の整の倍数または整の除数を構成する造形物である。特に好ましい実施態様は、2m2、1m2、0.5m2、0.25m2および0.1m2の被覆面積用の造形物である。
【0035】
水、および適切な場合に追加の結合剤と混合することにより、本発明の工場モルタルは即用モルタルを製造する。工場モルタルに対する水の混合比は、0.1〜0.5、好ましくは0.2〜0.4である。
本発明の工場モルタルから製造した造形物は、高い比表面積および優れた毛管吸水能力を有し、それにより水中におけるその急速な崩壊を促進する。
【0036】
本発明の工場モルタルは、タイル接着剤、接合モルタル、フィラー、均展配合物、タイルフィラー、修繕モルタル、スクリードおよびフローリングモルタル、鉱物プラスター、シーラント、グラウト、目地モルタルまたはスラブモルタルを製造するために適している。
本発明を、幾らかの実施例により実施例により説明する。
【実施例】
【0037】
実施例1 - ロールプレスでの圧縮
・33質量%のポルトランドセメント CEM I
・45質量%の微細珪砂(平均粒度約0.1mm)
・15質量%の粗い珪砂(平均粒度約0.3mm)
・5質量%の分散粉末
・1.5質量%のセルロース誘導体および/またはデンプンエーテル
・0.5質量%の硬化調節剤
からなる乾燥工場モルタルを、乾燥工場モルタルおよび紙粉の総質量を基準に1.5質量%の紙粉と混合する。組成物を充分に混合し、次いで比プレス力90〜100kN/cmを用いてロールプレスでフレークにプレスする。これらのフレークを、次いで顆粒寸法40〜50mmに砕く。
【0038】
実施例2 - プレス補助を用いるポンチプレスでの圧縮
実施例1と同じ乾燥工場モルタルを、乾燥工場モルタルおよび紙粉の総質量を基準に0.5質量%の紙粉と混合する。組成物を充分に混合し、次いでプレス圧70N/mm2および5回のガス抜き行程を用いてポンチプレスで立方形の造形物に圧縮する。
【0039】
実施例3 - プレス補助無しのポンチプレスでの圧縮
実施例1および2と同じ乾燥工場モルタルを、プレス型に直接導入する。0.3barの圧力を、プレス室内に設定する。プレス圧100N/mm2の下で混合物を立方形の造形物にプレスする。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1a】図1aは、平滑なフレークを示す。
【図1b】図1bは、図1aのフレークから形成された分割顆粒を示す。
【図2a】図2aは、模様付きのフレークを示す。
【図2b】図2bは、図2aのフレークから分離された卵形練炭型の顆粒を示す。
【図3a】図3aは、円筒形の造形物を示す。
【図3b】図3bは、可能な窪みおよび隆起を示す。
【図3c】図3cは、可能な穿孔を示す。
【図3d】図3dは、可能な穿孔を示す。
【図4a】図4aは、立方形の造形物を示す。
【図4b】図4bは、可能な窪みおよび隆起を示す。
【図4c】図4cは、可能な穿孔を示す。
【図4d】図4dは、可能な穿孔を示す。
【符号の説明】
【0041】
1 フレーク
2 分離顆粒
3 造形物
4 隆起
5 窪み
6 穿孔
7 プレス方向
【0001】
本発明は、工場モルタル(Werkmoertel)、その製造およびその使用に関する。
【背景技術】
【0002】
工場モルタルとは、一般に結合剤、骨材および添加剤から構成される組成物を意味し、これは、工場において正確に計量して予備混合される。
使用される結合剤は、鉱物、例えば石灰、セメント、セッコウ、硬セッコウなど、および非鉱物、例えばエポキシ樹脂、分散粉末、メチルセルロースなどの両方、または鉱物および非鉱物結合剤の組合せを含む。
【0003】
骨材は、鉱物および/または有機骨材を包含し、その例は、天然の砂(山砂)、破砕により製造される砂(砕砂)、または別の軽量骨材、例えば軽石、ポリスチレン、膨張ガラス、パーライトなど、またはこれら骨材の混合物である。有機および/または無機添加剤は、生成物の性質を調節する役割を果たす。添加剤の例は、保水能力を調節するための薬剤、硬化促進剤および遅延剤、湿潤剤、吸水を減少させるための疎水化剤を含む。
【0004】
工場モルタルは、以下の形態で供給される:
a)乾燥工場モルタル。これは、袋中、またはより大きな建設事業の場合ではサイロ中の乾燥プレミックスとして現場に届けられる。現場では単に水が添加される。
b)工場モルタル前駆体。これは、気硬性または水硬性石灰モルタルの形態で現場に到着し、そこでそれは、水、および所望により追加の結合剤、例えばセメントと混合され、石灰セメントモルタルが得られる。
工場モルタルは、DIN 18557 により管理される。
【0005】
標準的な市販工場モルタル、特に乾燥工場モルタルの実質的な欠点は微紛形態であることであり、その形態でモルタルは入手される。この結果、工場モルタルの操作は、わずかではないほこりおよび汚れの発生を伴う。適用のために工場モルタルは、水および所望により追加の結合剤と攪拌することにより製造される。攪拌製造中に、固形物に対する水の割合を正確に維持する必要があるので、適当な計測または秤量装置が、部分を加工するために必要である。特に自家配合者はしばしば適切な装置を欠くことが、経験から示される。入手可能な微紛形態のさらなる欠点は、ばら粉末の塊はかなりの容積の空気を常に含み、これは、工場モルタルの包装、輸送および貯蔵において、不経済な死容積を呈することである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
それゆえ本発明の目的は、粉立ちの無い形態の工場モルタルを提供することであった。この点での意図は、正の性質を保持することであり、特に工場モルタルを、いつでもそれを水および通常の補助具で攪拌することにより製造して、即用モルタルを形成し得る性質を保持することである。通常の補助具とは、モルタルを攪拌により製造するために建設において通常使用される道具を意味し、その例は、管、バケツ、スコップ、叩解機が取り付けられた動力ドリルなどである。
【0007】
本発明のさらなる目的は、貯蔵および輸送経済を向上させる工場モルタルを提供することであった。
本発明のさらなる目的は、使用者を秤量または計測の努力にかかわらせずに、部分に加工することができる工場モルタルを提供することであった。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の目的の達成は、特許請求の範囲から明らかである。
それは本質的に、工場モルタルが、造形物の形態であることからなる。この点で工場モルタルは、特に、乾燥工場モルタルおよび工場モルタル前駆体からなる群から選ばれる。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の工場モルタルは、1種またはそれ以上の無機鉱物結合剤10〜80質量%、好ましくは15〜70質量%、より好ましくは25〜60質量%を含有する。
無機鉱物結合剤は、好ましくは標準化セメント(例えばポルトランドセメント)、未標準化セメント(例えばアルミナセメント)、特殊セメント、潜在的な水硬性を有する物質、ポゾラン物質、石灰、セッコウおよび他の水硬性物質である。
【0010】
本発明の工場モルタルは、さらに無機骨材15〜90質量%、好ましくは25〜80質量%、より好ましくは30〜60質量%を含有する。使用する無機骨材は、特にケイ酸塩または炭酸塩の砂および粉、天然または人工の岩粉、天然または人工の層状鉱物、鉱物残渣および再生鉱物、例えばガラスビーズまたはフライアッシュを含む
【0011】
本発明の工場モルタルは、さらに、攪拌により製造されるモルタルの硬化性および/または加工性を調節するための1種またはそれ以上の有機または無機添加剤0.1〜20質量%、好ましくは0.5〜15質量%、より好ましくは0.8〜10質量%を含有する。これらの添加剤は、例えば再分散粉末、天然または人工のセルロース誘導体、有機酸または有機酸塩、デンプンエーテル、膨潤性鉱物、および有機または鉱物繊維である。
【0012】
1つの特定の実施態様において本発明の工場モルタルは、成分(D)として、少なくとも1種の圧縮助剤を含む。本発明の目的のための圧縮助剤は、粉末塊の粒子相互の滑動を促進し、造形用具および粉末間の摩擦を減少させ、造形物の安定性を上昇させる物質である。圧縮助剤の例は、有機添加剤、天然または人工起源の鉱物または有機繊維、または残渣物質および再生物質を含む。圧縮助剤の画分は、工場モルタルの総質量を基準に0.001〜10質量%の間、好ましくは0.005〜5質量%の間、より好ましくは0.01〜2質量%の間である。
【0013】
圧縮助剤の水分は、5質量%未満、好ましくは1質量%未満、より好ましくは0.5質量%未満であるべきである。
成分(D)として、紙粉を使用することが好ましい。紙粉は、古紙の再生からの加工繊維を含む。その繊維長は、0.1〜5mmの間、好ましくは0.15〜3mmの間、より好ましくは0.2〜2mmの間である。
【0014】
さらなる特定の実施態様において本発明の工場モルタルは、成分(E)として、少なくとも1種の崩壊剤を含む。本発明の工場モルタル組成物中の崩壊剤画分は、0.001〜10質量%、好ましくは0.005〜5質量%、より好ましくは0.01〜2質量%である。
崩壊剤とは、造形物、特に高圧縮造形物に組み込まれる崩壊助剤を意味し、これは、これらの造形物の崩壊を助長し、および/または崩壊促進剤として、崩壊時間を減少させる。崩壊促進剤とは、Roemmp (第9版, 第6巻, 第4440頁) および Voigt “Lehrbuch der pharmazeutischen Technologie”, (第6版, 1987年, 第182-184頁) に従い、水または胃液中での錠剤の急速な崩壊を確保し、被吸収性形態の薬の放出を確保する助剤を意味する。
【0015】
これらの物質は水の進入でその体積を増加させ、この現象は、一方で固有体積の増加(膨潤)を伴い、およびまたガスの遊離を介して造形物をより小さい粒子に崩壊させる圧力を生じさせる。確立した崩壊助剤の例は、炭酸塩/クエン酸系(他の酸の使用も可能である。)を含む。さらなるガス形成剤は、金属粉末またはアルカリ土類金属カーバイドである。膨潤性崩壊助剤の例は、合成ポリマー、例えばポリビニルピロリドン(PVP)、または天然ポリマーまたは変性天然物質、例えばセルロースおよびデンプン並びにそれらの誘導体、アルギナートまたはカゼイン誘導体である。急速な作用のために、崩壊剤が繊維状の内部および/または外部構造を有する場合が有利である。用語「繊維状」とは、1つの寸法が、他の2つのほぼ等しい寸法の少なくとも2倍の大きさである形状を示す。繊維状内部および/または外部構造を有するこれらの崩壊剤の特徴は、高い毛管作用および有効な吸水性を含み、それらは、造形物内部への水の急速な移動をもたらす。本発明において特に好ましい崩壊剤は、紙粉である。その繊維長は、0.1〜5mmの間、好ましくは0.15〜3mmの間、より好ましくは0.2〜2mmの間である。
【0016】
適切な場合に成分(D)および/または(E)を添加した、成分(A)から(C)の混合物は、粉末塊と呼ばれるものであり、これは圧縮されて、安定な造形物を形成する。
安定な造形物とは、規則的にまたは不規則に造形された物を意味し、これは、建築材料の梱包、パレット化および輸送中に経験する通常の荷重下で元の形態を保持し、たとえあるとしても少しの摩砕しか示さない。
【0017】
造形物中の有効な内部凝集を与えるために、個々の粒子間での圧縮中に形成する切れ目および引っ込んだ箇所(空洞)が、より小さな粒子で充填されることが、工場モルタルから製造される本発明の造形物にとって重要である。この目的のために工場モルタルは、篩画分を含み、これは目的に適合させられ、少なくとも2つの粒度の群を含む。粒度群は、大きい粒度群の平均粒度が、小さい粒度群の平均粒度の1.5〜50倍、好ましくは1.7〜40倍、より好ましくは2〜30倍であるようなものである。
【0018】
粉末塊から造形物を製造する方法は知られている。セラミック産業および建築材料産業では特に、少なくとも鉱物が優勢な粉末塊を、圧力を使用し、圧縮またはプレス補助を用いて安定な造形物に圧縮することは、以前から普通に実施されている。この造形工程の後に通常、窯業焼成または熱水処理による圧密の最終工程がさらになされる。圧縮後の再度の造形物崩壊は考えられず、一般には可能ではない。
【0019】
これらの通常の技術は、単純に工場モルタルに移すことはできない。セラミック物質または建築材料の圧縮は、粒子の相互またはプレス具との摩擦を減少させる水および/または化学圧縮助剤、例えばポリビニルアルコールの存在下でのみ可能である。
多数の加工助剤は、工場モルタルから造形物を製造するために使用することができない。なぜなら加工助剤それ自体が無機結合剤と反応するか、または硬化過程でかなりの影響を有するからである。その上、工場モルタルから製造される造形物は、いつでも困難なことなく、再び崩壊させることができなければならない
【0020】
水と接触した際の充分に急速な崩壊時間と組み合わせた、造形物の充分な硬度および安定性に関連する問題範囲は、洗剤分野からの多数の特許の主題である。通常、水との接触で崩壊を促進する特別な成分が使用される。
例えば EP 0 522 766 は、圧縮粒状洗剤組成物から形成された錠剤を開示し、該錠剤またはその分離領域は、その5質量%以下が200マイクロメートルより小さい粒子マトリックスから本質的になる。活性洗剤化合物および洗剤ビルダーの粒子、並びに適切な場合に基礎洗剤粉末の成分粒子は、個々に結合物質で被覆され、これは、錠剤が水中に沈められた時に錠剤構造の分割を引き起こす。
【0021】
DE 40 10 533 は、部分圧縮形態の洗剤の製造方法を記載し、その第1作業工程は、押出、および押出ストランドの細断による顆粒の製造を含み、該顆粒は、それらに添加された水溶性、水乳化性および/または水分散性の可塑剤および/または滑剤を有し、次いで圧縮され、部分圧縮物が形成される。
EP 0 711 828 は、溶融温度35〜90℃を有する結合剤を含む錠剤組成物を、該組成物の融点未満の温度で圧縮する錠剤の製造方法を記載している。
引用した全ての文献は、水との接触の際に造形物の比較的遅い崩壊時間を言及する。
【0022】
DE 199 08 025 は、対照的に、急速に崩壊する洗剤成形品の製造方法を開示している。その発明の製造は、本質的に20℃未満の温度での圧縮により行われる。
WO 99/03945 は、凝集物およびまたその凝集物の製造方法を開示し、該凝集物は、水性結合剤系、特に壁被覆用ペーストを製造するための物質から構成される。該凝集物は、膨潤圧を発生させる親水性の非水溶性崩壊剤を使用して壊される。これらの崩壊剤の添加される量は、特に好ましくは5〜15質量%である。
【0023】
引用した文献から知られている方法は、工場モルタルから造形物を形成することに容易に移すことはできない。
一方で、引用された多数のものに記載されている崩壊助剤は、工場モルタルのさらなる加工性および技術的性能に対し、かなり悪い影響を有する。他方で洗剤成形品は、洗剤成形品の倍の質量に達する量の水と共に使用される。
【0024】
本発明の工場モルタルの製造は、まず第一に、成分をドライブレンドし、次いで造形、特に圧縮することにより行われて、本発明の造形物が形成され、そのために、非塑性物質用の連続または不連続運転圧縮装置による通例の方法が用いられる。
連続圧縮は、例えば押出プレスにより行うことができ、不連続圧縮は、例えばポンチプレスにより行うことができる。
当業者は、市場で入手できる多数の圧縮装置から適当な装置を選択することに困難性を感じないであろう。好ましいものは、ロールプレスおよび液圧ポンチプレスである。
【0025】
本発明に従う造形物は、水による攪拌製造の場合に、造形物の水による湿潤および造形物への水の浸透を助長および促進するために、高い比表面積を有する。高い比表面積を得るために、連続圧縮装置内で製造された平らなまたはストランド状の造形物は、粒状化される。
ロールプレスによる圧縮が連続的に行われる場合、本発明の造形物は、滑らかなまたは模様付きの平らなストリップの形態を有し、フレークと称される。この場合に好ましくは、比表面積を増加させるために、下流破砕操作によりまたは重力の作用下でこのフレークを分割し、より限定された寸法の顆粒を形成する。
【0026】
図1a)は、平滑なフレークを概略的に示し、
図1b)は、それから形成された分割顆粒を示す。
図2a)は、模様付きのフレークを描き、これは、卵形練炭型の顆粒に分割される(図2b)。
圧縮をポンチプレスで行う場合、造形物は規則正しい幾何形態を有する。この規則正しい幾何形態は、好ましくは円錐形またはピラミッド片、より好ましくは円柱または立方形である。
【0027】
図3a)は、円筒形の造形物を概略的に示し、
図4a)は、立方形の造形物を示す。
1つの好ましい実施態様において造形物は、比表面積を増加させる目的のために、窪み、隆起または穿孔を有する。
図3b)および4b)は、改良例のために、可能な窪みおよび隆起を示し、図3c)、d)および4c)、d)は、可能な穿孔を示す。これらの構造は、造形中に直接、適切に印加される。窪みはさらに、仕切り溝の機能を有する:それらは、造形物の単位量(質量または被覆面積を基準)を、さらに限定した形態に再分割させることができる(チョコレートバーの原理に従う)。
【0028】
さらなる好ましい実施態様において隆起は、安定性を危険にさらさないために、造形物の全境界を越えてはみ出さない。窪みは、本発明に従い適切に、それらがプレス方向にあり、プレス方向における造形物寸法の少なくとも1/3、好ましくは少なくとも半分である寸法を有するような形態である。穿孔形態は、造形物の安定性が危険にさらされず、充分に高い圧縮度が保持されるようなものである。窪み、隆起および穿孔の体積画分は重要である。体積画分とは、窪み、隆起および穿孔の体積を造形物の全体積で割ったものを意味する。窪み、隆起および穿孔の体積画分は、好ましくは1〜50体積%の間、好ましくは5〜40体積%の間、より好ましくは10〜30体積%の間である。
【0029】
安定な造形物を得るために必要な圧力は、かなりの程度で、選択する方法、造形物の寸法およびプレス補助の使用に依存することは認識されるであろう。
ロールプレスを使用する場合、比プレス力は、50〜130kN/cmの間、好ましくは70〜120kN/cmの間である。比プレス力とは、プレス力を運転ロール幅で割ったものである。ポンチプレスを使用する場合、必要なプレス圧は、30〜200N/mm2の間、好ましくは50〜150N/mm2の間である。
【0030】
以下の特性を有するポンチプレスを使用することが好ましい:
・120mmまでの可変充填高さ、
・ガス抜き行程/減圧の代替選択手段による制御/調節、
・可変の空洞形状/仕切り構造の直接押印のための型構造、
・加振機および/または振動手段を備えた、流動性の不良な物質をプレス型内に均一に充填するための型充填系、
・プレスされる組成物の異なる嵩密度を補償するための、プレス経路/圧力の組合せによるプレスパラメータの自動調節、
・空洞構造を製造するための、押退け物を分離前進させるための分割補助ポンチ(心棒など)。
【0031】
本発明の工場モルタル造形物が、成分(D)および(E)を用いずに製造される場合、より高い圧力が、圧縮段階で使用される。
プレス操作を、好ましくは、圧縮下の粉末塊をガス抜きするために幾らかの回数で中断させる。本発明に従い2〜20回のガス抜き行程がプレス中に使用され、好ましくは3〜15回のガス抜き行程、より好ましくは4〜10回のガス抜き行程を行う。
【0032】
方法の1つの好ましい実施態様において本発明の工場モルタル造形物を、事前に発生させた減圧下で製造する。圧縮操作開始前にプレス室内の残りの空気圧または大気減圧は、この場合、0.5barよりも低く、好ましくは0.3barよりも低く、より好ましくは0.1barよりも低い。
工場モルタルの圧縮を、圧縮後に安定な造形物が、粉末塊の嵩密度の少なくとも1.2倍、好ましくは少なくとも1.5倍、より好ましくは少なくとも1.7倍の嵩密度を有するような方法で行う。造形物は、少なくとも5体積%、好ましくは少なくとも20体積%の孔隙量を有する。例えば孔隙量は、ちょうど2.0g/cm3の密度を有する圧縮物の場合に25%を超える量に達する。
【0033】
標準的な市販工場モルタルと比較して本発明の工場モルタルは、ほこり無しで使用できるという利点を有する。本発明の工場モルタルの貯蔵および輸送は、別の方法で通例の死容積が無いので、より有効でコスト効率が良い。
【0034】
本発明のさらなる利点は、使用者が工場モルタルを秤量または計測装置を使用せずに正確に分割できることである。
それゆえさらなる好ましい実施態様において造形物は、その質量が、基本単位1kgまたは100gの整の倍数または整の除数を構成するように寸法づけられる。好ましい実施態様は、2kg、1kg、500g、250g、200g、100g、150gおよび25gの造形物である。
別の同様に好ましい本発明の実施態様は、攪拌により造形物から製造されたモルタルの被覆面積が、適用面積1m2の整の倍数または整の除数を構成する造形物である。特に好ましい実施態様は、2m2、1m2、0.5m2、0.25m2および0.1m2の被覆面積用の造形物である。
【0035】
水、および適切な場合に追加の結合剤と混合することにより、本発明の工場モルタルは即用モルタルを製造する。工場モルタルに対する水の混合比は、0.1〜0.5、好ましくは0.2〜0.4である。
本発明の工場モルタルから製造した造形物は、高い比表面積および優れた毛管吸水能力を有し、それにより水中におけるその急速な崩壊を促進する。
【0036】
本発明の工場モルタルは、タイル接着剤、接合モルタル、フィラー、均展配合物、タイルフィラー、修繕モルタル、スクリードおよびフローリングモルタル、鉱物プラスター、シーラント、グラウト、目地モルタルまたはスラブモルタルを製造するために適している。
本発明を、幾らかの実施例により実施例により説明する。
【実施例】
【0037】
実施例1 - ロールプレスでの圧縮
・33質量%のポルトランドセメント CEM I
・45質量%の微細珪砂(平均粒度約0.1mm)
・15質量%の粗い珪砂(平均粒度約0.3mm)
・5質量%の分散粉末
・1.5質量%のセルロース誘導体および/またはデンプンエーテル
・0.5質量%の硬化調節剤
からなる乾燥工場モルタルを、乾燥工場モルタルおよび紙粉の総質量を基準に1.5質量%の紙粉と混合する。組成物を充分に混合し、次いで比プレス力90〜100kN/cmを用いてロールプレスでフレークにプレスする。これらのフレークを、次いで顆粒寸法40〜50mmに砕く。
【0038】
実施例2 - プレス補助を用いるポンチプレスでの圧縮
実施例1と同じ乾燥工場モルタルを、乾燥工場モルタルおよび紙粉の総質量を基準に0.5質量%の紙粉と混合する。組成物を充分に混合し、次いでプレス圧70N/mm2および5回のガス抜き行程を用いてポンチプレスで立方形の造形物に圧縮する。
【0039】
実施例3 - プレス補助無しのポンチプレスでの圧縮
実施例1および2と同じ乾燥工場モルタルを、プレス型に直接導入する。0.3barの圧力を、プレス室内に設定する。プレス圧100N/mm2の下で混合物を立方形の造形物にプレスする。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1a】図1aは、平滑なフレークを示す。
【図1b】図1bは、図1aのフレークから形成された分割顆粒を示す。
【図2a】図2aは、模様付きのフレークを示す。
【図2b】図2bは、図2aのフレークから分離された卵形練炭型の顆粒を示す。
【図3a】図3aは、円筒形の造形物を示す。
【図3b】図3bは、可能な窪みおよび隆起を示す。
【図3c】図3cは、可能な穿孔を示す。
【図3d】図3dは、可能な穿孔を示す。
【図4a】図4aは、立方形の造形物を示す。
【図4b】図4bは、可能な窪みおよび隆起を示す。
【図4c】図4cは、可能な穿孔を示す。
【図4d】図4dは、可能な穿孔を示す。
【符号の説明】
【0041】
1 フレーク
2 分離顆粒
3 造形物
4 隆起
5 窪み
6 穿孔
7 プレス方向
Claims (18)
- 造形物の形態であることを特徴とする工場モルタル。
- 乾燥工場モルタルおよび工場モルタル前駆体からなる群から選ばれ、好ましくは以下の成分:
A)少なくとも1種の無機結合剤10〜80質量%、
B)少なくとも1種の無機骨材15〜90質量%、
C)少なくとも1種の無機および/または有機添加剤5〜20質量%
を含むことを特徴とする請求項1に記載の工場モルタル。 - 成分(D)として、特に5%未満の水分を有する、圧縮助剤0.001〜10質量%を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の工場モルタル。
- 圧縮助剤として、特に0.1〜0.5mmの繊維長を有する、紙粉を含むことを特徴とする請求項3に記載の工場モルタル。
- 成分(E)として、特にセルロース、とりわけ紙粉を含む、崩壊剤0.001〜10質量%を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の工場モルタル。
- 少なくとも2つの粒度の群を含み、大きい粒度群の平均粒径が、小さい粒度群の平均粒径の1.5〜50倍であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の工場モルタル。
- 造形物が、少なくとも5体積%の孔隙量を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の工場モルタル。
- 造形物が、窪み、隆起または穿孔を有し、それらの体積画分は、好ましくは1〜50体積%であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の工場モルタル。
- 造形物の質量が、基本単位1kgまたは100gの整の倍数または整の除数を構成することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の工場モルタル。
- 攪拌により造形物から製造されたモルタルの被覆面積が、基本単位1m2の整の倍数または整の除数を構成することを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の工場モルタル。
- 造形物を、非塑性物質のための連続運転または不連続運転圧縮装置内で製造することを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の工場モルタルの製造方法。
- 連続式圧縮装置内で製造された平らなまたはストランド状の造形物を、粒状化することを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 連続運転圧縮装置が、好ましくは50〜130kN/cmの間の比プレス力で使用されるロールプレスを含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 不連続運転圧縮装置が、好ましくは30〜200N/mm2のプレス圧で使用されるポンチプレスを含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 2〜20回のガス抜き行程を、プレスの間に用いることを特徴とする請求項11〜14のいずれかに記載の方法。
- 圧縮前に減圧を、プレス室内に特に0.5bar未満で生じさせることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- タイル接着剤、接合モルタル、フィラー、均展配合物、タイルフィラー、修繕モルタル、スクリードおよびフローリングモルタル、鉱物プラスター、シーラント、グラウト、目地モルタルまたはスラブモルタルとしての、請求項1〜10のいずれかに記載の工場モルタルの使用。
- 工場モルタルと、水と、所望により追加の結合剤とを混合して即用モルタルを製造し、工場モルタルに対する水の混合比が、好ましくは0.1〜0.5であることを特徴とする請求項17に記載の使用。
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