(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともセメントと水とフィラーとを含有する速硬性セメント組成物を硬化・成形するセメント板材の製造装置において、
少なくとも前記セメントと水とフィラーとを混練して未硬化の前記速硬性セメント組成物を形成する連続ミキサーと、
前記連続ミキサーから供給された未硬化の前記速硬性セメント組成物に含まれる気泡を打撃あるいは剪断により破泡して除く脱泡機と、
前記脱泡機から供給された未硬化の前記速硬性セメント組成物を無端ベルトによって搬送する移動コンベアと、
前記移動コンベア上の未硬化の速硬性セメント組成物の流れ幅を規定するために前記移動コンベアの無端ベルトを該無端ベルトの搬送面の裏側から支持するフレームの両側部に配置されるアームによって支持される一対のサイドプレートと、を備えたことを特徴とするセメント板材の製造装置。
【請求項２】
前記速硬性セメント組成物は、内径５０ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒体である試験用ペースト容器に前記速硬性セメント組成物を充填し、前記試験用ペースト容器をＪＩＳＲ５２０１に規定するフローテーブル上に立て、前記試験用ペースト容器を引き抜き、前記フローテーブルへ１０秒間に１０回の落下運動を与えたとき、
前記フローテーブル上に広がった前記速硬性セメント組成物の広がり直径が１６０ｍｍ以下となることを特徴とする請求項１記載のセメント板材の製造装置。
【請求項３】
前記サイドプレートは、前記移動コンベアに対して非接触の位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載のセメント板材の製造装置。
【請求項４】
前記サイドプレートと前記移動コンベアとの間に生じた隙間から、前記未硬化の速硬性セメント組成物の漏出を防止する漏れ止め手段を設けたことを特徴とする請求項３記載のセメント板材の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセメント板材の製造装置に関し、特に速硬性セメント組成物を硬化・成形して得られるセメント板材の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セメント組成物を硬化・成形して得られるセメント板材の用途は、建築用内装材あるいは外装材等、極めて多種多様に展開している。このセメント板材には、少なくともセメントと水とフィラーとを含有する速硬性セメント組成物を使用することにより、高い生産性でセメント板材を製造することができる。また、上記セメント板材の製造装置には、未硬化の速硬性セメント組成物を搬送する無端ベルト式の移動コンベアを用いた製造装置が知られている。
【０００３】
上記セメント組成物のように、流動状態にある未硬化の硬化性組成物を硬化・成形するには、移動コンベアに供給された未硬化の硬化性組成物の流れ幅を規定する規定手段が必要とされる。この規定手段を有するとともに未硬化の硬化性組成物から板材を製造する板材の製造装置には、特開平１−２９９９０４号公報で開示される板材の製造装置や、特開昭５７−９１２５２号公報で開示される板材の製造装置が知られている。
【０００４】
特開平１−２９９９０４号公報で開示される板材の製造装置は、上記規定手段として上記移動コンベアの両側部に配置されるとともに移動コンベアと同調して移動する一対の無端ベルト式のサイドベルトを備えている。この板材の製造装置は、アスファルト類やプラスチック樹脂類等の高温流動性を有するバインダーと土木建築用素材とから構成される硬化性組成物を加熱状態で移動コンベアに供給して板材を製造する製造装置である。
【０００５】
この板材の製造装置は、移動コンベアと同調して移動するサイドベルトを備えていることから、未硬化の硬化性組成物の流れ幅を比較的長い間規定することができるので、硬化に比較的時間を要する硬化性組成物から形成される板材の製造に用いることができる。
【０００６】
また、特開昭５７−９１２５２号公報で開示される板材の製造装置はゴム製板材の製造装置であり、上記規定手段として上記移動コンベアの両側部に配置される一対のガイド板と、このガイド板によって規定された未硬化の硬化性組成物の流れ幅を維持しつつ加熱により硬化を促進すべく移動コンベアの両側から熱風を吹き付ける熱風吹き付け装置とを備えている。
【０００７】
この板材の製造装置は、短時間で板材の幅を規定可能な程度に硬化し、かつ熱風の吹き付けによって上記ガイド板で規定された板材の幅を保持することができるとともに、加熱によって硬化が促進される硬化性組成物から形成される板材の製造に用いることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１−２９９９０４号公報で開示される板材の製造装置は、上記サイドベルトを移動コンベアに同調して移動させるためのサイドベルト駆動装置を必要とすることから、板材の製造装置全体の構造が複雑化してしまう。そして、移動コンベアの運転速度を変更する際に、サイドベルトの運転速度をその都度調整しなくてはならない。また、移動コンベア上に供給された未硬化の硬化性組成物の流れ幅を変更する際に、サイドベルトの位置変更が容易でない。従って、上記製造装置をセメント板材の製造に使用した場合、多種多様のセメント板材を高い生産性で製造するのに不利である。
【０００９】
また、特開昭５７−９１２５２号公報で開示される板材の製造装置は、一対のガイド板によって未硬化の硬化性組成物の流れ幅を規定しているので、流れ幅の変更は容易に行うことができるが、ガイド板よりも下流側の移動コンベアの両側に上記熱風吹き付け装置を有することから、やはり製造装置全体の構造が複雑化してしまう。
【００１０】
また、上記製造装置における熱風の吹き付けは、上記硬化性組成物の側面を均一に押圧するのが困難である。従って、セメント組成物のようにスラリー状の硬化性組成物から板材を製造するのに不利な場合があり、例えば、上記製造装置をセメント板材の製造に使用した場合、セメント板材の側面の陥没や表面の隆起等が生じる可能性がある。
【００１１】
本発明は上記事項に鑑みなされたもので、その目的は、構造が簡単であるとともに低コストでの実現が可能であり、かつ多種多様にわたるセメント板材の製造に好適なセメント板材の製造装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明はセメント板材の製造装置であり、上記課題を解決する手段として、以下に示す構成とされている。
すなわち、本発明のセメント板材の製造装置は、少なくともセメントと水とフィラーとを含有する速硬性セメント組成物を硬化・成形するセメント板材の製造装置において、未硬化の前記速硬性セメント組成物を搬送する移動コンベアと、前記移動コンベア上の未硬化の速硬性セメント組成物の流れ幅を規定するために前記移動コンベアの両側部に配置される一対のサイドプレートとを備えたことを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、上記移動コンベアに上記サイドプレートを配置するという簡単な構造から上記速硬性セメント組成物の流れ幅を規定することができ、既存の移動コンベアにサイドプレートを配置するだけなので低コストでの実現が可能である。
【００１４】
上記速硬性セメント組成物は、内径５０ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒体である試験用ペースト容器に前記速硬性セメント組成物を充填し、この試験用ペースト容器をＪＩＳＲ５２０１に規定するフローテーブル上に立て、前記試験用ペースト容器を引き抜き、前記フローテーブルへ１０秒間に１０回の落下運動を与えるスランプフロー試験を実施したときに、前記フローテーブル上に広がった前記速硬性セメント組成物の広がり直径が１６０ｍｍ以下となることを特徴とする。
【００１５】
上記速硬性セメント組成物が上記条件を満たすと、移動コンベアとサイドプレートとの隙間が１.５ｍｍ以下であれば、この隙間において未硬化の上記速硬性セメント組成物の表面張力が働くことから、上記速硬性セメント組成物が上記隙間から漏出しない。
【００１６】
従って、サイドプレートは、前記移動コンベアに対して１.５ｍｍ以下を上限とする隙間を有して非接触の位置に配置することができ、サイドプレートと移動コンベアとの摩擦による移動コンベアの損傷を防止することができる。さらに、サイドプレートと移動コンベアとの間に生じた隙間から、前記未硬化の速硬性セメント組成物の漏出を防止する漏れ止め手段を設けても良い。
【００１７】
上記移動コンベアは、上記セメント組成物の浸透や漏れ、あるいは付着のない形態であることが望ましく、また、セメント組成物の硬化条件として加熱が有利である場合などでは、上記硬化条件に耐えうるものが望ましい。
【００１８】
上記移動コンベアとしては、可撓性を有する無端ベルトであるメインベルトと、このメインベルトを支持する２本以上の回転プーリーと、この回転プーリーの少なくとも１本を回転させる回転駆動部と、回転プーリー間に位置するメインベルトを裏側から平坦に支えるフレームとから構成される移動コンベアを例示することができる。
【００１９】
また、上記メインベルトの材質としては、加硫ゴム、ブタジエン系合成ゴム、テフロンやその他樹脂等のほか、硬化に際して加熱を用いる場合に好適なメインベルトの材質としては、ステンレス、高張力鋼等のスチール、あるいはガラスクロス等を例示することができる。
【００２０】
上記サイドプレートは、上記移動コンベアと同様、セメント組成物の浸透や漏れ、あるいは付着のない形態であることが望ましい。また、サイドプレートは、未硬化のセメント組成物の硬化速度を速めるためにサイドプレートの加熱等を行う場合にも耐えうる素材であることが好ましい。さらに、サイドプレートは、移動コンベアの移動方向における中心軸線に対して接近・離間する所望の位置に容易に位置変更可能、かつ固定可能に構成されると良い。
【００２１】
また、上記サイドプレートの長さは、セメント組成物の種類や硬化条件、移動コンベアの運転状態等によって様々だが、上記スランプフロー試験で規定される速硬性セメント組成物の流れ幅を規定するためには、移動コンベアの移動速度にもよるが、概ね５分程度拘束できる長さであれば十分である。
【００２２】
上記サイドプレートを移動コンベアに接触して配置する場合には、サイドプレートの接触による移動コンベアの損傷を防止するために、サイドプレートを移動コンベアよりも柔らかい材質によって形成しても良いし、あるいは、サイドプレートの移動コンベアとの接触部分に、サイドプレートと移動コンベアとの滑りを良くして移動コンベアとの摩擦抵抗を軽減する滑り部材を設けても良い。上記滑り部材には、表面がフッ素樹脂加工されたテープ等を例示することができる。
【００２３】
上記漏れ止め手段は、移動コンベアとの間に隙間を有してサイドプレートが配置される際に未硬化の速硬性セメント組成物の漏出を防止する。この漏れ止め手段には、上記隙間を均一に押圧する気流や圧力、あるいは上記隙間を閉塞するパッド等の閉塞部材等を例示することができる。
【００２４】
上記速硬性セメント組成物は、少なくともセメントと水とフィラーとを含有する混合物であり、これらの他に適当な添加剤を配合しても良い。上記速硬性セメント組成物は、速硬性セメントを含有するセメント組成物であっても良いし、速硬性を有さないセメントに硬化を促進する硬化促進剤等の添加剤を配合したセメント組成物であっても良い。
【００２５】
上記セメントとしては、普通セメント、早強セメント、超早強セメント等のポルトラントセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント等の混合セメント、あるいはアルミナセメント、ジェットセメント、ＱＴセメント、環境調和型セメント（エコセメント）、アーウィン系セメント、アリナイト、ベリナイト等の速硬性セメントを例示することができる。
【００２６】
上記フィラーは、補強、加工性付与、軽量化、増量等を目的に配合することができ、木片や木質繊維のような木質フィラー、パルプ繊維、その他の無機・有機質補強用繊維、無機・有機質軽量骨材、砕石、細・粗骨材等を例示することができる。これら例示されたフィラーの種類及び配合量は、目的とするセメント板材の性能に対して任意に設定すれば良い。
【００２７】
また、成形後のセメント組成物の養生条件によっては、ＡＬＣ（Autoclaved Lightweight Concrete）の如く、珪酸カルシウム系板材も製造できるので、こうした場合には、最終的に望まれる製品形態に応じて適宜原料を選択する。また、水の配合量は、得られる板材の比重、所望の強度等を勘案して決定されるが、例えば水／セメント重量比として、２０〜３００％である。
【００２８】
さらに、本発明におけるセメント組成物は、硬化促進剤の他にも各種添加剤を含むことができる。各種添加剤には、スラリー流動化剤、スラリー粘性調整剤、各種分散剤等を例示することができる。これらは、製造ライン上でのセメント組成物の取り扱いや、所望する製品の性能に応じてその種類や配合量を調整すれば良い。
【００２９】
本発明のセメント板材の製造装置は、上述した構成のほかに、セメント板材の製造に有利な他の手段を併設しても良い。この手段としては、移動コンベアに供給される未硬化の速硬性セメント組成物に含まれる気泡を除く脱泡手段や、移動コンベア上における上記セメント組成物の厚みを所望の厚みに制御する厚み制御手段や、移動コンベア上の上記セメント組成物の硬化を促進する硬化促進手段や、厚みを制御されたセメント組成物の表面に所望の模様を付ける模様付け手段等を例示することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のセメント板材の製造装置における一実施の形態を、添付した図面に基づき説明する。
【００３１】
本実施の形態におけるセメント板材の製造装置は、図１及び図２に示されるように、未硬化の速硬性セメント組成物が供給される無端ベルト式の移動コンベア３と、上記速硬性セメント組成物の流れ幅を規定するために移動コンベア３の両側部に配置される一対のサイドプレート４、４とを備えている。
【００３２】
さらに、本実施の形態におけるセメント板材の製造装置は、上記セメント組成物の原材料を混練してセメント組成物を形成する連続ミキサー１と、連続ミキサー１で形成されたセメント組成物に含まれる気泡を除く脱泡機２とが移動コンベア３の上流側に配置されている。また、移動コンベア３上には、移動コンベア３に供給された未硬化のセメント組成物の厚みを所望の厚みに制御する厚み制御プレート５と、厚みが制御されたセメント組成物を加熱して硬化を促進する複数の加熱養生ボックス６、６・・・とが配置されている。
【００３３】
連続ミキサー１は、セメント組成物を形成する種々の材料が所定量、あるいは所定割合で供給され、これらの材料を連続的に混練するミキサーである。連続ミキサー１には様々な形態が考えられるが、安定した混練性の点から、ピンミキサーあるいはピンレスミキサーの総称で知られる回転板式ミキサーが使用される。
【００３４】
脱泡機２は、連続ミキサー１で形成されたセメント組成物を連続して脱泡可能な脱泡機である。脱泡機２にも様々な形態が考えられ、混練によって形成されたセメント組成物を打撃することによってセメント組成物中の気泡を破泡する脱泡機や、セメント組成物を剪断することによってセメント組成物中の気泡を脱泡する脱泡機等が使用される。
【００３５】
移動コンベア３は、脱泡機２によって脱泡されたセメント組成物が供給される合成ゴム製の無端ベルトであるメインベルト３ａと、このメインベルト３ａを２箇所で支持する回転プーリー３ｂ、３ｂと、この回転プーリー３ｂ、３ｂの一方に接続されて回転プーリー３ｂを回転駆動させることによりメインベルト３ａを移動させる駆動源であるメインベルト駆動用モータ３ｃと、セメント組成物が供給されるメインベルト３ａの面（往路側）を裏側から支持するフレーム３ｄとから構成されている。
【００３６】
サイドプレート４、４は、ステンレス製のプレートであり、移動コンベア３の移動方向における中心軸線から離間した所望の位置に、フレーム３ｄに配置される複数のアーム４ａ、４ａ・・・によって支持されている。なお、アーム４ａ、４ａ・・・は、図示しないが上記中心軸線に対して接近・離間した所望の位置にサイドプレート４、４を配置可能に構成されている。また、サイドプレート４、４には、サイドプレート４、４を加熱する加熱装置を適所に配置しても良い。
【００３７】
サイドプレート４、４は、図３に示されるように、サイドプレート４の一側に接着され、表面がフッ素樹脂加工された滑り部材７を介してメインベルト３ａと接触するように配置されていても良いし、図４に示されるように、サイドプレート４とメインベルト３ａとの隙間を１.５ｍｍ以下に設定し、表面張力によって未硬化のセメント組成物が漏出しない程度に離間して配置されていても良い。
【００３８】
また、サイドプレート４、４は、図５に示されるように、サイドプレート４、フレーム３ｄ、及びアーム４ａ、４ａ・・・によって形成される空間（図中のＡ部）を閉塞空間とし、この空間の気圧を適切に設定することで、未硬化のセメント組成物の漏出を防止しても良いし、上記空間から移動コンベア３の上記中心軸線に向けてエアを吹き付けることにより、未硬化のセメント組成物の漏出を防止しても良い。
【００３９】
さらに、サイドプレート４、４は、図６に示されるように、メインベルト３ａに対向するサイドプレート４の一側に、サイドプレート４とメインベルト３ａとの隙間を埋めるとともに、サイドプレート４と面一に形成される漏れ止めパッド８を設けても良い。この場合にも、漏れ止めパッド８に滑り部材７を接着して、メインベルト３ａとの滑りを良くしても良い。
【００４０】
加熱養生ボックス６、６・・・は、メインベルト３ａの往路側を覆う筺体内に赤外線加熱装置等の加熱装置を配置した加熱装置である。加熱養生ボックス６、６・・・による加熱は、メインベルト３ａの材質やセメント組成物の硬化条件、あるいは移動コンベア３の運転条件等の条件によって適宜設定される。
【００４１】
次に、本実施の形態におけるセメント板材の製造装置の作動状態について、速硬性セメントの一種である環境調和型セメント（エコセメント）を配合したセメント組成物からコンクリート板を製造する場合を例に説明する。
【００４２】
エコセメントは、都市ゴミ焼却灰や下水汚泥等、塩素を含有する産業廃棄物を主成分として利用することにより、速硬性の水硬性鉱物であるカルシウムクロロアルミネート（１１ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3・ＣａＣｌ2）を含有する速硬性のセメントである。エコセメントを使用したコンクリートの強度は、一般のセメントを使用したコンクリートと同等かそれ以上であり、凝結時間が２０〜４０分という速硬性を有するため、コンクリート板等のセメント板材を連続的に生産するのに適している。
【００４３】
エコセメントは、水及びフィラーとともに、所定の割合で連続的に連続ミキサー１へ供給される。このとき、各材料の割合は、上記スランプフロー試験での広がり直径が１６０ｍｍ以下となる割合で、かつ製品であるセメント板材に適した割合で連続ミキサー１に供給される。
【００４４】
連続ミキサー１に供給された上記各材料は、連続ミキサー１によって混練されてエコセメント組成物となる。混練されたエコセメント組成物は、連続ミキサー１から脱泡機２へと連続的に供給され、混練の際に混入した気泡がエコセメント組成物から除かれる。脱泡されたエコセメント組成物は、脱泡機２から移動コンベア３に供給される。
【００４５】
移動コンベア３は矢印Ｘ１方向へ運転しており、この運転は、脱泡機２から供給されるエコセメント組成物の供給量、及び厚み制御プレート５によって制御されるセメント組成物の厚みや、加熱養生ボックス６、６・・・によって促進されるエコセメント組成物の硬化速度等の諸条件によって最適な移動速度でメインベルト３ａが移動するように設定されている。
【００４６】
移動コンベア３に供給された未硬化のエコセメント組成物は、まず、サイドプレート４、４によって流れ幅を規定され、次いで、厚み制御プレート５によって所定の厚みになるよう厚みを制御される。このようにして、未硬化のエコセメント組成物は板状に形成され、この形状を維持したまま移動コンベア３によって搬送される。
【００４７】
サイドプレート４、４は、図３から図６を用いて前述した構成となっているため、隙間の有無に関わらず、未硬化のエコセメント組成物が、サイドプレート４、４とメインベルト３ａとの間から漏出することはない。
【００４８】
幅と厚みを制御された未硬化のエコセメント組成物は速硬性を有するため、移動コンベア３によって搬送されている間にも硬化し、サイドプレート４、４の終端付近では、既に板状の形状を維持できるほどに硬化している。
【００４９】
形状を維持可能な程度に硬化したエコセメント組成物は、移動コンベア３によって搬送され、加熱養生ボックス６、６・・・内を通過する。このときエコセメント組成物の硬化はさらに促進される。
【００５０】
加熱養生ボックス６、６・・・を通過したエコセメント組成物は、移動コンベア３の終端以降に設けられる切断工程へ搬送され、そこで所定の長さに切断される。切断された液セメント組成物は、その後、本格的に硬化させる養生工程等に搬送されて最終製品であるコンクリート板となる。
【００５１】
サイドプレート４、４による未硬化のエコセメント組成物の流れ幅を変更するには、アーム４ａ、４ａ・・・を調整して、移動コンベア３の移動方向における中心軸線から離間した所望の位置へとサイドプレート４、４の位置を変更すれば良い。
【００５２】
このように、本実施の形態におけるセメント板材の製造装置は、サイドプレート４、４によって未硬化のセメント組成物の流れ幅を規定する構成としたので、未硬化のセメント組成物の流れ幅を容易に変更することができ、多種多様にわたるセメント板材の製造が可能である。
【００５３】
また、本実施の形態におけるセメント板材の製造装置は、前述した構成に加えてセメント組成物を上記スランプフロー試験において所定の条件を満たすものに限定したことから、サイドプレート４とメインベルト３ａとは接触していても良く、あるいは１.５ｍｍ以下の隙間を有していても良く、いずれの場合にもセメント組成物の漏出を防止することができる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明のセメント板材の製造装置は、未硬化の速硬性セメント組成物を搬送する移動コンベアに、この移動コンベアの両側部に一対のサイドプレートを配置して、上記速硬性セメント組成物の流れ幅を規定する構成としたことから、サイドプレートの配置箇所を容易に変更することができ、多種多様のセメント板材を製造するのに好適である。
【００５５】
また、本発明のセメント板材の製造装置は、サイドプレートを所定の位置に固定するだけで上記流れ幅を規定することができるので、製造装置全体の構造を簡単にすることができ、低コストでの実現が可能である。
【００５６】
また、本発明のセメント板材の製造装置で用いられる速硬性セメント組成物は、上記スランプフロー試験による広がり直径が１６０ｍｍ以下となる速硬性セメント組成物としたので、サイドプレートと移動コンベアとの隙間を１.５ｍｍまで開けることができ、サイドプレートとの摩擦による移動コンベアの破損を防止することができる。
【００５７】
さらに、本発明のセメント板材の製造装置は、サイドプレートと移動コンベアとの隙間から未硬化のセメント組成物の漏出を防止する漏れ止め手段を設けることで、移動コンベアに供給された未硬化のセメント組成物の漏出をより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセメント板材の製造装置における一実施の形態を示す概略側面図である。
【図２】本発明のセメント板材の製造装置における一実施の形態を示す概略上面図である。
【図３】本発明のセメント板材の製造装置におけるサイドプレートの配置形態の一例を示す要部拡大断面図である。
【図４】本発明のセメント板材の製造装置におけるサイドプレートの配置形態の他例を示す要部拡大断面図である。
【図５】本発明のセメント板材の製造装置におけるサイドプレートの配置形態の他例を示す要部拡大断面図である。
【図６】本発明のセメント板材の製造装置におけるサイドプレートの配置形態の他例を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１  連続ミキサー
２  脱泡機
３  移動コンベア
３ａ  メインベルト
３ｂ  回転プーリー
３ｃ  メインベルト駆動用モータ
３ｄ  フレーム
４  サイドプレート
４ａ  アーム
５  厚み制御プレート
６  加熱養生ボックス
７  滑り部材
８  漏れ止めパッド
Ｘ１  移動コンベアの運転方向を示す矢印
Ａ  フレーム、アーム、及びサイドプレートで囲まれた空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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