(57)【要約】【課題】外壁材、瓦、内装材等の建材として有用なセメント系無機質材のプレスによる模様付け成形において、材料配合や表面柄等の設計を容易とし、それらの自由度を大きくして簡便かつ迅速にプレス成形を可能とする。【解決手段】セメント混練物からの湿潤シート材をプレス成形するセメント系無機質材の製造方法において、プレス成形による湿潤シート材の模様付けに際し、模様形成部を減圧吸引するとともに、湿潤シート材の周囲の雰囲気（Ａ）を高気圧状態とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント混練物からの湿潤シート材をプレス成形するセメント系無機質材の製造方法において、プレス成形による湿潤シート材の模様付けに際し、模様形成部を減圧吸引するとともに、湿潤シート材の雰囲気を高気圧状態とすることを特徴とする無機質材の製造方法。
【請求項２】
プレス上型の降下最下限位置において湿潤シート材の模様形成部を減圧吸引することを特徴とする請求項１の無機質材の製造方法。
【請求項３】
湿潤シート材の弾性限界応力以上の圧力の高気圧雰囲気状態とすることを特徴とする請求項１または２の無機質材の製造方法。
【請求項４】
湿潤シート材に振動エネルギーを与えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの無機質材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は無機質材の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、外壁材、瓦、内装材等の建材として有用なセメント系無機質材のプレスによる模様付け成形において、材料配合や表面柄等の設計を容易とし、それらの自由度を大きくして簡便、かつ迅速にプレス成形を可能とする、改善された新しい製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、セメントを主成分として、シリカ成分や補強繊維等を配合したセメント水性混練物から、抄造法や押し出し法、あるいは注型法等により湿潤シート材を形成し、次いで減圧吸引しながら表面模様付けをともなうプレス成形を行って建材等として有用なセメント系無機質材を製造する方法が知られている（たとえば特許文献１）。
【０００３】
そして、この従来のプレス成形によるセメント系無機質材の製造においては、中空品の製造も行われている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−９０９１２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のプレス成形による無機質材の製造方法の場合には、湿潤シート材が塑性変形しやすい材料配合にすることが必要であって、特に中空品をプレス成形する際には、中空部が破壊されることなく塑性変形されるように材料を配合し、表面に形成する模様の柄についても特段に配慮することが必要とされていた。このため、従来では、使用できる材料の選択やそれらの配合、表面の柄の設計等についての自由度や、生産コストの低減にとっての制約が大きいのが実情であった。
【０００６】
そこで、この出願の発明は、以上のような従来技術の問題点を解消し、外壁材、瓦、内装材等の建材として有用なセメント系無機質材のプレスによる模様付け成形において、材料配合や表面柄等の設計を容易とし、それらの自由度を大きくして簡便、かつ迅速にプレス成形を可能とする、改善された新しい製造方法を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、第１には、セメント混練物からの湿潤シート材をプレス成形するセメント系無機質材の製造方法において、プレス成形による湿潤シート材の模様付けに際し、模様形成部を減圧吸引するとともに、湿潤シート材の雰囲気を高気圧状態とすることを特徴とする無機質材の製造方法を提供する。
【０００８】
また、この出願の発明は、上記方法について、第２には、プレス上型の降下最下限位置において湿潤シート材の模様形成部を減圧吸引することを特徴とする無機質材の製造方法を、第３には、湿潤シート材の弾性限界応力以上の圧力の高気圧雰囲気状態とすることを特徴とする無機質材の製造方法を、第４には、湿潤シート材に振動エネルギーを与えることを特徴とする上記いずれかの無機質材の製造方法を提供する。
【０００９】
以上のとおりのこの出願の発明は、発明者による次のような検討の結果を踏まえて完成されたものである。
【００１０】
すなわち、まず、湿潤シート材をプレス成形する場合、上型からの真空吸引で湿潤シート材を吸い付けることにより湿潤シート材に塑性変形を起こさせている。このときの真空吸引により生じさせることのできる応力は、大気圧と等しい（１ｋｇｆ／ｃｍ２）。これは真空吸引により生じる差圧が応力となっているためである。従って材料の弾性限界応力（塑性変形を始める応力）が１ｋｇｆ／ｃｍ２を越えている場合には真空吸引によって変形を起こさせることが難しくなる。また湿潤シート材を金型に押しつける（吸い付ける）力が最大でも１ｋｇｆ／ｃｍ２であるため、柄の転写性が下がる場合がある。
【００１１】
そこで、弾性限界応力が大きい比較的硬質の湿潤シート材であっても減圧吸引プレス成形することが可能であって、中空品の場合でも中空部が破壊されることなく柄の転写性を向上させることのできる方策について鋭意検討を行い、湿潤シート材を高気圧雰囲気に置いて、上型から減圧吸引を行うことで圧力平衡を崩すことで、湿潤シート材の上型への押し付け力を大きくして結果的に柄の転写性を向上させ、しかも中空品の場合の中空部を破壊することもなくプレス成形することが可能であるとの全く新しい知見を得た。この知見に基づいてこの出願の発明が完成されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この出願の発明は上記のとおりの特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態について説明する。
【００１３】
この出願の発明のプレス成形によるセメント系無機質材の製造方法が出発対象とする湿潤シート材については、従来と同様に、セメントを主成分とし、シリカや珪石粉等のシリカ成分やパルプ、合成繊維等の補強短繊維、さらには顔料、増粘剤等を配合したセメント水性混練物から形成されたものであってよい。セメント水性混練物からの湿潤シート材の形成は、抄造法、押し出し法、注型法等の各種の成形方法によることができる。
【００１４】
混練物の組成は、たとえば代表的な一例としては、固形成組成として、セメント２０〜７５ｗｔ％、シリカ成分２０〜６０ｗｔ％、補強繊維５〜２０ｗｔ％程度のものが示される。水との混合比については、湿潤シート材の成形法に応じて、セメント量の０．８〜１．５倍量程度とすることが考慮される。
【００１５】
そして、この出願の発明においては、従来は、これら組成の選択、設定についてプレス条件や柄模様との関係で、その自由度は必ずしも大きくなかったが、材料や模様についての設計の自由度が高まり、迅速なプレス成形が可能とされることが大きな特徴である。
【００１６】
この出願の発明におけるプレス成形について、その概要を示した図１に従って説明すると、たとえば中空穴を有する湿潤シート材のグリーンシートを金型の下型に載置し、上型の真空ボックス付型を降下させてプレス成形する場合、グリーンシートの周囲の雰囲気（Ａ）を通常の大気圧よりも高い圧力の高気圧状態とし、真空ボックス付型を降下させ、グリーンシート表面の模様形成部を、真空ボックス付型の吸引口（Ｂ）を通じて減圧吸引してプレスによる押圧成形を行う。
【００１７】
周囲の雰囲気（Ａ）を高気圧状態とすることは、たとえばプレス成形機をポンプによって陽圧条件の空間内に置くことにより、あるいは工場全体を高気圧な陽圧環境に置くこと等により実現することができる。
【００１８】
この出願の発明のプレス成形によれば、実際に、たとえば３気圧下の雰囲気条件下で減圧プレス成形を行うことにより発生させることのできる最大応力は３ｋｇｆ／ｃｍ２となり、弾性限界応力が３ｋｇｆ／ｃｍ２以下の湿潤シート材であれば成形（塑性変形）することができる。弾性限界応力が大きい硬質な材料の成形は従来では容易ではなかったが、この出願の発明では可能とされる。
【００１９】
また、上型へ湿潤シート材を押し付ける力は従来の大気圧中に比べて３倍になり、柄の転写性が向上することになる。
【００２０】
雰囲気を高気圧の状態とするこの出願の発明においては、その圧力は、対象とする湿潤シート材の弾性限界応力を考慮して、この弾性限界応力以上の圧力の高気圧条件とすることが望ましい。このことによって、プレス圧力は、従来よりも低圧とすることも可能になる。通常、約０．２ｋｇｆ／ｃｍ２〜２ｋｇｆ／ｃｍ２程度のプレス圧が考慮される。また減圧吸引については、たとえば０．５ｋｇｆ／ｃｍ２以下であってよい。
【００２１】
そして、この出願の発明においては、高気圧雰囲気としていることからも、プレス上型の降下最下限位置において湿潤シート材の模様形成部を減圧吸引することが望ましい。
【００２２】
また、プレス成形時に、振動エネルギーを与えることも有効である。振動を加えることで、材料の粘性が低下して流動しやすい状態になり、弾性限界応力が低下し、伸びやすい状態になるからである。このことによって、高気圧雰囲気の圧力条件を緩和することが可能になる。たとえば、上下および左右方向に振幅０．１〜０．３ｍｍ、周波数４０〜１００Ｈｚの振動を付与することで、圧縮限界応力を１／２〜１／４に低減することが可能になる。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳しく説明したとおり、この出願の発明によって、外壁材、瓦、内装材等の建材として有用なセメント系無機質材のプレスによる模様付け成形において、材料配合や表面柄等の設計を容易とし、それらの自由度を大きくして簡便かつ迅速にプレス成形を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の概要を示したプレス工程の説明図である。
【符号の説明】
Ａ  周囲の雰囲気
Ｂ  吸引口
【図１】
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