(57)【要約】【課題】本発明の目的とするところは、水硬性成形材料から中空孔を有する成形体を形成し、この成形体にプレス加工を施してから養生硬化することで無機質材を製造するにあたり、中空孔の変形を効果的に抑制することができる無機質材の製造方法を提供することにある。【解決手段】本発明に係る無機質材の製造方法は、水硬性成形材料を押出成形することによって、中空孔を有する成形体を形成するステップ、前記中空孔内に発泡性成形材料を供給し、前記中空孔内で前記発泡性成形材料を成形することで、発泡体からなる芯材を形成するステップ、前記芯材が前記中空孔内に配置されている状態で前記成形体をプレス成形するステップ、及び、前記成形体を養生硬化するステップを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水硬性成形材料を押出成形することによって、中空孔を有する成形体を形成するステップ、
前記中空孔内に発泡性成形材料を供給し、前記中空孔内で前記発泡性成形材料を成形することで、発泡体からなる芯材を形成するステップ、
前記芯材が前記中空孔内に配置されている状態で前記成形体をプレス成形するステップ、及び、
前記成形体を養生硬化するステップを含む無機質材の製造方法。
【請求項２】
前記発泡体が、ビーズ法ポリスチレンフォームである請求項１に記載の無機質材の製造方法。
【請求項３】
前記養生硬化のための加熱温度を、前記発泡体が溶融可能な温度に設定する請求項１又は２に記載の無機質材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水硬性成形材料を押出成形することによって、中空孔を有する成形体を形成し、この成形体にプレス成形を施してから、この成形体を養生硬化することで、無機質材を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、セメント等を含有する水硬性成形材料を押出成形することによって、中空孔を有する成形体を形成し、この成形体にプレス成形を施すことで成形体に凹凸模様を形成してから、この成形体を養生硬化することで、無機質材を得ることが、おこなわれている。これにより、中空孔を有する無機質板が得られる。このような無機質材は、建築材料等として広く利用されている。
【０００３】
しかし、図５（ａ）に示されるような中空孔３０を有する成形体４０に、プレス型１５０によってプレス加工が施されると、図５（ｂ）に示されるように、成形体４０の変形に伴って中空孔３０が部分的に狭くなったり、中空孔３０が閉塞されたりすることがある。そうすると、例えば中空孔３０が通気用に使用される場合には、中空孔３０の通気性が悪化してしまうという問題が生じる。また、成形体４０が養生硬化される際に、中空孔３０内に閉じ込められた空気が膨張することで、成形体４０が破損してしまうこともある。
【０００４】
このような問題を解決するため、例えば特許文献１には、成形体をプレスする際にプレスされる部分を真空吸引し、更に成形体に振動エネルギーを与え、或いは更に中空部分に下方に凸となった下向き凸中空部を形成したりすることが、提案されている。
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の技術でも、場合によっては中空孔が閉塞されてしまうことがあった。また中空孔の形状に制約が生じてしまうという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３９８４３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、水硬性成形材料から中空孔を有する成形体を形成し、この成形体にプレス加工を施してから養生硬化することで無機質材を製造するにあたり、中空孔の変形を効果的に抑制することができる無機質材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る無機質材の製造方法は、
水硬性成形材料を押出成形することによって、中空孔を有する成形体を形成するステップ、
前記中空孔内に発泡性成形材料を供給し、前記中空孔内で前記発泡性成形材料を成形することで、発泡体からなる芯材を形成するステップ、
前記芯材が前記中空孔内に配置されている状態で前記成形体をプレス成形するステップ、及び、
前記成形体を養生硬化するステップを含む。
【０００９】
前記発泡体が、ビーズ法ポリスチレンフォームであることが好ましい。
【００１０】
前記養生硬化のための加熱温度を、前記発泡体が溶融可能な温度に設定することも好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、成形体にプレス加工を施すにあたり、芯材によって中空孔の変形が抑制される。このため、中空孔が部分的に狭くなったり、中空孔が閉塞されたりすることが、抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態における、水硬性成形材料を押出成形する工程を示す断面図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、前記実施形態において形成される成形体を示す断面図である。
【図３】前記成形体をプレス成形する工程を示す断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、前記成形体から形成される無機質材を示す断面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、従来における無機質材の製造工程の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本実施形態では、水硬性成形材料２が押出成形されることによって、中空孔３を有する成形体４が形成され、この成形体４にプレス成形が施されてから、この成形体４が養生硬化されることで、無機質材１が製造される。
【００１４】
水硬性成形材料２としては、適宜のセメント系成形材料が使用される。水硬性成形材料２は、例えばセメントと、シリカと、補強繊維と、必要に応じて使用される添加材と、水とを含有する。
【００１５】
セメントとしては、ポルトランドセメント、高炉セメント、アルミナセメントなど公知のセメントが使用できる。
【００１６】
シリカとしては、比表面積の大きい粉末シリカが用いられることが好ましい。この場合、無機質材１の靱性が向上する。特にシリカの比表面積が４０００ｃｍ2／ｇ以上であることが好ましい。水硬性成形材料２中のシリカの割合は、セメント１００質量部に対して２０質量部以上１２０質量部以下の範囲であることが好ましい。この割合が２０質量部以上であると、無機質板の強度が向上する。また、この割合が１２０質量部以下であると、水硬性成形材料２の押出成形性が良好となる。
【００１７】
補強繊維としては、例えばパルプ繊維等の天然繊維、ビニロン、ポリプロピレン等の合成繊維が、挙げられる。これらの材料のうち一種のみが用いられても二種以上が併用されてもよい。パルプ繊維が用いられる場合、Ｌ材パルプ、Ｎ材パルプ、ラミーパルプ、リンターパルプなどの適宜のパルプの繊維が用いられることができる。水硬性成形材料２中の補強繊維の割合は、セメント１００質量部に対して５質量部以上２５質量部以下の範囲であることが好ましい。この割合が５質量部以上であると、無機質材１の強度が向上する。また、この割合が２５質量部以下であると、水硬性成形材料２の押出成形性が良好となる。
【００１８】
水硬性成形材料２は、上記以外の添加材を含有してもよい。添加材の例としては、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の増粘剤；樹脂系の中空体、シラスバルーン、パーライト等の軽量化材；フライアッシュ等の粉体等が、挙げられる。
【００１９】
例えば上記の材料が乾式混合され、更に水が加えられ、更に混練機で混練されることで、水硬性成形材料２が得られる。水硬性成形材料２中の水の割合は、セメント１００質量部に対して１００〜１５０質量部の範囲であることが好ましい。例えば、セメント１００質量部、シリカ１００質量部、補強繊維（広葉樹の未晒クラフトパルプ、ＬＵＫＰ）５質量部、増粘剤２質量部、及び軽量化材１質量部を、乾式混合し、更に水を１５０質量部加えて混合することで、水硬性成形材料２が得られる。
【００２０】
この水硬性成形材料２が押出成形されることで、中空孔３を有する成形体４が形成される。更に、本実施形態では、中空孔３内に発泡性成形材料５が供給され、中空孔３内で発泡性成形材料５が成形されることで、発泡体からなる芯材６が形成される。
【００２１】
水硬性成形材料２の押出成形及び芯材６の形成のための使用される押出成形型７の例を、図１に示す。この押出成形型７は、口金部８と、この口金部８内に配置されている中子型９とを備える。口金部８は、筒状に形成されている。口金部８の一端には、水硬性成形材料２の出口となる開口１０が形成されている。中子型９は、成形体４に中空孔３を形成するために用いられる。中子型９は、口金部８内に固定される基部１１と、この基部１１から突出する突出部１２とを備える。突出部１２は、基部１１から開口１０へ向けて突出する。突出部１２の数は、一つであっても複数であってもよい。突出部１２の数は、成形体４に形成される中空孔３の数に一致する。
【００２２】
中子型９内には空間１３が形成されている。空間１３は、押出成形型７の外部に連通している。これにより、空間１３が、押出成形型７の外部からこの空間１３内へ発泡性成形材料５が供給されるように、構成されている。更に、突出部１２の先端には、空間１３に連通する吐出口１４が形成されている。これにより、吐出口１４が、空間１３内の発泡性成形材料５がこの吐出口１４から吐出されるように、構成されている。
【００２３】
このような押出成形型７が使用されることで水硬性成形材料２が押出成形される場合には、水硬性成形材料２が口金部８内から開口１０を経て押出成形型７の外部へ押し出される。これにより、水硬性成形材料２が、開口１０の形状と合致する断面形状を有する成形体４へと成形される。更に、水硬性成形材料２が口金部８内を移動する際に、水硬性成形材料２が口金部８内で突出部１２を通過することで、成形体４に、突出部１２に対応する中空孔３が形成される。
【００２４】
このような水硬性成形材料２の押出成形と並行して、突出部１２の吐出口１４から、発泡性成形材料５が吐出される。これにより、発泡性成形材料５が中空孔３内に供給され、この中空孔３内で発泡性成形材料５が成形される。これにより、中空孔３内に、発泡体からなる芯材６が形成される。
【００２５】
発泡性成形材料５としては、特に制限されないが、発泡スチロール（ポリスチレンフォーム）を形成するための材料が使用されることが好ましい。すなわち、中空孔３内には、発泡スチロールからなる芯材６が形成されることが好ましい。
【００２６】
発泡スチロールを形成するための発泡性成形材料５としては、公知の材料が使用されることができる。例えば、ビーズ法ポリスチレンフォーム（expanded polystyrene、ＥＰＳ）からなる芯材６が形成される場合には、ポリスチレン樹脂と炭化水素系の発泡剤からなる原料ビーズを予備発泡させることにより得られる予備発泡ビーズが、使用される。この場合、例えば中空孔３内に予備発泡ビーズが供給され、更に蒸気が供給されることで、予備発泡ビーズが発泡すると共に融着成形され、これにより芯材６が形成される。また、押出ポリスチレンフォーム（extruded polystyrene、ＸＰＳ）からなる芯材６が形成される場合には、ポリスチレン樹脂と発泡剤とが溶融混合されることで得られる発泡性成形材料５が使用される。この場合、発泡性成形材料５が中空孔３内に供給されることで、発泡性成形材料５が発泡すると共に成形され、これにより芯材６が形成される。
【００２７】
このように水硬性成形材料２が押出成形され、それと並行して発泡性成形材料５から芯材６が形成されることで、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示される成形体４が得られる。この成形体４には、中空孔３が形成され、この中空孔３内には発泡体からなる芯材６が配置される。
【００２８】
続いて、芯材６が中空孔３内に配置されている状態で、成形体４がプレス成形される。プレス成形にあたっては、例えば図３に示されるように、凹凸状に形成されているプレス型１５が、成形体４に押圧され、これにより、プレス型１５の凹凸形状が、成形体４に転写される。このプレス成形におけるプレス圧は、適宜設定される。例えばプレス成形における平均プレス圧が０．２０ＭＰａに設定される。このように成形体４が押圧される際に、芯材６が中空孔３内に配置されていると、中空孔３の変形が抑制される。このため、中空孔３が部分的に狭くなったり、中空孔３が閉塞されたりすることが、抑制される。
【００２９】
特に、発泡スチロールは、０．０５〜０．１６ＭＰａ、或いはそれ以上の、圧縮強さを有することができる（ＪＩＳ  Ａ  ９５１１：２００６Ｒ参照）。このため、発泡スチロールからなる芯材６は、成形体４にプレス成形が施されても、変形しにくい。このため、成形体４がプレス成形されても、中空孔３の変形が充分に抑制される。
【００３０】
続いて、芯材６が中空孔３内に配置されている状態で、成形体４が養生硬化される。これにより、無機質材１が得られる。成形体４を養生硬化する方法としては、蒸気養生等の公知の方法が採用されることができる。養生硬化の条件は適宜設定される。
【００３１】
養生硬化のための加熱温度は、芯材６を構成する発泡体が溶融可能な温度であることが好ましい。特に、芯材６が発泡スチロールからなる場合には、加熱温度が１６０℃以上１７０℃以下の範囲に到達することが好ましい。この場合、養生硬化の際に芯材６が溶融するため、芯材６を除去するための特別な操作が不要となり、このため無機質材１の製造効率が向上する。また、溶融した発泡体が、中空孔３の内面上に付着することで、中空孔３の内面上に、発泡体を構成していた材料からなる被膜１６が形成される。例えば発泡体が発泡スチロールである場合には、ポリスチレンからなる被膜１６が形成される。この被膜１６によって、中空孔３の内面の防水性が向上する。
【００３２】
以上のようにして、図４に示されるような、内部に中空孔３が形成され、この中空孔３の内面上に被膜１６が形成され、更に表面にプレス加工による凹凸模様が形成されている無機質材１が、得られる。
【符号の説明】
【００３３】
１    無機質材
２    水硬性成形材料
３    中空孔
４    成形体
５    発泡性成形材料
６    芯材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2013202915.tif 000006
【図５】
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