(57)【要約】【課題】本発明は、繊細かつ多様なデザインを有するモルタル硬化体、およびセメントペースト硬化体を造形できる造形用付加製造システムを提供する。【解決手段】本発明のセメント質混練物の造形用付加製造システムは、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１「セメントの物理試験方法」に規定するフローコーンに、セメント質混練物を充填した後、該フローコーンを上方に垂直に取り去って、５０Ｈｚの振動を１０秒間加えて流動が停止したときのフロー値が、１５０〜２２０ｍｍであるセメント質混練物を用いて造形するための造形用付加製造システムであって、（Ａ）ノズルの位置決め機構、および（Ｂ）セメント質混練物の押し出し機構を少なくとも含む、セメント質混練物の造形用付加製造システムである。【選択図】図６
2017185645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１「セメントの物理試験方法」に規定するフローコーンに、セメント質混練物を充填した後、該フローコーンを上方に垂直に取り去って、５０Ｈｚの振動を１０秒間加えて流動が停止したときのフロー値が、１５０〜２２０ｍｍであるセメント質混練物を用いて造形するための造形用付加製造システムであって、
該造形用付加製造システムが、（Ａ）ノズルの位置決め機構、および（Ｂ）セメント質混練物の押し出し機構を少なくとも含む、セメント質混練物の造形用付加製造システム。
【請求項２】
さらに、（Ｃ）硬化促進剤の供給機構を含む、請求項１に記載のセメント質混練物の造形用付加製造システム。
【請求項３】
前記セメント質混練物の押し出し機構におけるノズルの排出口の内側の断面積が１ｃｍ２以下である、請求項１または２に記載のセメント質混練物の造形用付加製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント質混練物を用いて造形するための付加製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
フレッシュモルタル、フレッシュコンクリート、およびセメントペースト等のセメント質混練物を用いて造形する方法の一つに、化粧型枠を用いる方法があり、該化粧型枠は、例えば、コンクリート表面に凹凸の意匠を形成する合成樹脂発泡体製の化粧型枠（特許文献１）、所望の表面凹凸模様を有する意匠転写材（特許文献２）、コンクリートに接する表面に凹凸模様を有し、裏面を型枠パネルに取り付けるコンクリート打設用の化粧型枠（特許文献３）等が知られている。
しかし、これらの文献の記載から明らかように、付与できる形状は凹凸模様などの単調なデザインに止まり、セメント質混練物を用いて繊細かつ多様なデザインを造形することは難しかった。その理由の一つに、セメント質混練物は、繊細な形状を形成して保持できるレベルの造形性がないことが挙げられる。
【０００３】
また、近年、混合粉体を造形液で固化して立体造形物を作る３Ｄプリンタ（付加製造装置）が普及しつつある。当該３Ｄプリンタは、積載台（台座）の上に置かれた立体造形物を形成するための粉体材料の所定の範囲に、インクジェット等のノズルを通して造形液を滴下して所定の範囲を固化して、固化物を積層していって所望の形状を造形する方法等である。
このような３Ｄプリンタを用いた造形方法として、特許文献４に記載の方法は、造形領域中に、セメントを補助結合剤として含む粒状の造形材料（アルカリ金属ケイ酸塩）を層状に敷き詰めて、これを硬化する工程を繰り返して、模型を積層造形する方法である。また、特許文献５に記載の材料は、半水石膏を結合材として用い、無機粉体、水溶性ポリマー、および石膏硬化促進剤を特定量含む混合粉体であって、鋳造用立体造形物を構成するための混合粉体等である。しかし、これらの方法は、固化した範囲以外は粉体が残るため、造形の最終段階で粉体を除く作業が必要になり手間がかかる。
以上のように、セメント質混練物の造形性は低いため、セメント質混練物を用いて繊細かつ多様なデザインを造形できる付加製造システムは、現在まで知られていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２７７２２７号公報
【特許文献２】特開平０８−０１１１１０号公報
【特許文献３】特開平０７−２７９４２４号公報
【特許文献４】特表２０１４−５１６８４５号公報
【特許文献５】特開２０１５−１００９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、図１に示すように、モルタル等のセメント質混練物（なお、図１ではフィラメントと表記している。）を用いて、繊細かつ多様なデザインを有するモルタル硬化体、およびセメントペースト硬化体（以下「セメント質硬化体」という。）を造形できる造形用付加製造システム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】
【０００６】
本発明者は、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の範囲の流動性（フロー値）を有するセメント質混練物と、特定の機構を含む造形用付加製造システムを用いれば、繊細かつ多様なデザインを有するセメント質硬化体が容易に造形できることを見い出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の構成を有するセメント質混練物の造形用付加製造システムである。
【０００７】
［１］ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１「セメントの物理試験方法」に規定するフローコーンに、セメント質混練物を充填した後、該フローコーンを上方に垂直に取り去って、５０Ｈｚの振動を１０秒間加えて流動が停止したときのフロー値が、１５０〜２２０ｍｍであるセメント質混練物を用いて造形するための造形用付加製造システムであって、
該造形用付加製造システムが、（Ａ）ノズルの位置決め機構、および（Ｂ）セメント質混練物の押し出し機構を少なくとも含む、セメント質混練物の造形用付加製造システム。
［２］さらに、（Ｃ）硬化促進剤の供給機構を含む、前記［１］に記載のセメント質混練物の造形用付加製造システム。
［３］前記セメント質混練物の押し出し機構におけるノズルの排出口の内側の断面積が１ｃｍ２以下である、前記［１］または［２］に記載のセメント質混練物の造形用付加製造システム。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のセメント質混練物の造形用付加製造システムは、繊細かつ多様なデザインを有する立体造形物が容易に得られ、また、原料としてセメント混練物を用いるから、該立体造形物は全体が固化するため、従来の３Ｄプリンタでは必要であった粉体の除去作業が不要である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】３Ｄプリンタの造形の原理を示す図である。
【図２】デルタ型３Ｄプリンタを示す写真である。
【図３】押し出し制御機構内に設置した振動可能な椀型の容器を示す図である。
【図４】ねじ式ポンプ、インライン式羽根車、ピストン、およびチューブポンプを示す図である。
【図５】振動を加える前と加えた後のセメント質混練物の状態を示す写真である。
【図６】実施例において得られた立体造形物の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明のセメント質混練物の造形用付加製造システムは、前記のとおり、特定の流動性を有するセメント質混練物を用いて造形するための造形用付加製造システムであって、前記（Ａ）ノズルの位置決め機構、および（Ｂ）セメント質混練物の押し出し機構を、必須の機構として含み、さらに、任意の機構として（Ｃ）硬化促進剤の供給機構を含むシステムである。
以下、本発明を、前記（Ａ）〜（Ｃ）機構、（Ｄ）セメント質混練物、および（Ｅ）セメント質硬化体の製造方法に分けて、詳細に説明する。
【００１１】
（Ａ）ノズルの位置決め機構
該機構は、セメント質混練物を押し出す際のノズルの位置を決める機構である。該機構は、一般的な３Ｄプリンタに採用されている、直交軸の機構を採用して射出ヘッドを動かす際、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の位置を決めるモーターを、それぞれ独立に動かす機構のほかに、図２に示すデルタ型３Ｄプリンタに採用されている、パラレルリンク機構が使用できる。ここで、パラレルリンク機構とは、常に３つのモーターを同時に、並列（パラレル）にリンクさせながら動かして、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の位置を決める機構である。パラレルリンク機構を採用したデルタ型３Ｄプリンタは、ノズル（射出ヘッド）の位置決めがより速く、また、モーターへの負荷や位置決め時の慣性によるブレが軽減するため、より精度の高い造形が可能になるから、本発明のズルの位置決め機構として好ましい。
【００１２】
（Ｂ）セメント質混練物の押し出し機構
該機構はセメント質混練物の圧送機構と、セメント質混練物の押し出し制御機構を含む。
セメント質混練物の圧送機構は、セメント質混練物の貯蔵タンクから、下記押し出し制御機構内にある、図３に示す振動可能な容器へ、セメント質混練物を圧送する機構である。前記容器の形状は、特に制限されず、例えば、椀型等が挙げられ、また前記圧送手段も、特に制限されず、例えば、油圧式ポンプ等が挙げられる。
また、セメント質混練物の押し出し制御機構は、振動可能な容器の底部に備えたノズルを通して、該容器に振動を加えながら該容器内のセメント質混練物を押し出して積層するための機構である。振動を加える装置は、好ましくはノズルの排出口の近傍に設置する。
ノズルの排出口の内側の断面積は、好ましくは１ｃｍ２以下、より好ましくは０．１５〜０．８５ｃｍ２である。ノズルの排出口が小さければ、繊細で多様なデザインを有するセメント質硬化体を得ることができる。
なお、３Ｄプリンタの押し出し機構に一般に採用されている、図４に示す、ねじ式ポンプ、インライン式羽根車、ピストン、およびチューブポンプでは、実施例に示すように、本発明で用いるセメント質混練物を連続して押し出すことは困難である。
【００１３】
（Ｃ）硬化促進剤の供給機構
該機構は、セメント質混練物が硬化促進剤を含まない場合に、選択される機構である。該機構は、ノズルから押し出されたセメント質混練物、および／または、積載台の上に形成されたセメント質混練物層に、硬化促進剤を接触させるための機構である。硬化促進剤を供給する機構は、前記（Ａ）ノズルの位置決め機構、および（Ｂ）セメント質混練物の押し出し機構と同じ装置内に設けるか、または、別の装置として設けることができる。
【００１４】
（Ｅ）セメント質混練物
該混練物は、後記の造形用セメント組成物と水を必須の成分として含み、さらに、硬化促進剤を任意の成分として含む。また、該混練物は、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１「セメントの物理試験方法」に規定するフローコーンに、セメント質混練物を充填した後、該フローコーンを上方に垂直に取り去って、５０Ｈｚの振動を１０秒間加えて流動が停止したときのフロー値が、１５０〜２２０ｍｍである。該フロー値を有するセメント質混練物であれば、本発明の造形用付加製造システムの押し出し機構内のノズルから連続して押し出すことができる。また、振動数を制御すれば、押出量を制御でき、さらに、振動の付与および停止により、それぞれ押し出しの開始および停止を制御できる。図５にセメント質混練物の振動を加える前と加えた後の状態を示す。
本発明のセメント質混練物の造形用付加製造システムでは、硬化促進剤を含まないセメント質混練物と、硬化促進剤を含むセメント質混練物のいずれも用いることができる。セメント質混練物は、下記（１）の造形用セメント組成物１００質量部に対し、水を１５〜３５質量部添加して混練して調製する。水量が該範囲内にあれば、セメント質混練物のフロー値が１５０〜２２０ｍｍの範囲内になり、本発明の造形用付加製造システムに対し、粘性が適正で造形性が高い。
【００１５】
（１）造形用セメント組成物
次に、造形用セメント組成物について説明する。
造形用セメント組成物は、少なくとも、セメント含有結合材を２５〜７０質量％、混和剤を０．１〜５質量％、および細骨材を２５〜７０質量％含む。ただし、前記セメント含有結合材、混和剤、および細骨材の含有率の合計は１００質量％である。各構成成分が前記範囲内にあれば、チクソトロピー性が高く、造形性に優れる。
なお、セメント含有結合材の含有率は、好ましくは３５〜６５質量％、より好ましくは４０〜６０質量％であり、混和剤の含有率は、好ましくは０．３〜４．０質量％、より好ましくは０．５〜３．５質量％であり、細骨材の含有率は、好ましくは３５〜６５質量％、より好ましくは４０〜６０質量％である。
以下、さらに、（i）セメント含有結合材、（ii）混和剤、および（iii）細骨材に分けて説明する。
【００１６】
（i）セメント含有結合材
該セメント含有結合材は、セメント、非晶質アルミノケイ酸塩、並びに、石膏および／または硫酸アルカリ金属塩を必須の成分として含む混合物である。
前記セメントは、白色ポルトランドセメント、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、シリカフューム含有セメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、およびエコセメント等から選ばれる１種以上が挙げられる。
前記セメント含有結合材中のセメントの含有率は、好ましくは５０〜９０質量％である。該値が５０質量％未満では、セメント質硬化体の特に短期における強度の発現性が充分でない場合があり、９０質量％を超えるとセメント含有結合材中の他の必須成分の含有率がその分低くなり、チクソトロピー性が低下し、形状の保持性が低下する。なお、セメントの含有率は、より好ましくは６０〜８５質量％、さらに好ましくは６５〜８０質量％である。
【００１７】
該非晶質アルミノケイ酸塩は、Ａ型、Ｘ型、Ｙ型、Ｐｃ型、およびＴ型等のゼオライトや、メタカオリン、アナルサイム、チヤバサイト、モルデナイト、エリオナイト、ホージャサイト、並びに、クリノパチロライトから選ばれる１種以上に対して、酸処理、イオン交換処理、および焼成処理から選ばれる１種以上の処理をして得られる、非晶質化したアルミノケイ酸塩が挙げられる。また、その一部が非晶質化しているフライアッシュなども使用できる。
前記セメント含有結合材中の非晶質アルミノケイ酸塩の含有率は、好ましくは７〜３０質量％である。該値が７質量％未満では、チクソトロピー性の低下により形状の保持性が十分でなく、３０質量％を超えると相対的にセメントの含有率が低下して、セメントによる強度発現性が低下する。なお、非晶質アルミノケイ酸塩の含有率は、より好ましくは７〜２５質量％、さらに好ましくは１０〜２０質量％である。
【００１８】
前記石膏は、無水石膏、半水石膏、および二水石膏から選ばれる１種以上が挙げられる。また、該石膏は天然石膏のほか、フッ酸石膏、リン酸石膏、芒硝石膏、排脱石膏などの副産石膏や、廃石膏ボード等の廃材を加熱処理して得られる再生石膏が使用できる。
前記硫酸アルカリ金属塩は、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸リチウム、硫酸水素ナトリウム、および硫酸水素カリウムから選ばれる１種以上が挙げられる。
前記セメント含有結合材中の石膏および／または硫酸アルカリ金属塩の配合量は、非晶質アルミノケイ酸塩１００質量部に対し１０〜１５０質量部が好ましく、より好ましくは２０〜１２０質量部、さらに好ましくは３０〜１００質量部である。
なお、石膏と硫酸アルカリ金属塩を併用する場合は、石膏と硫酸アルカリ金属塩の割合は特に制限されないが、石膏：硫酸アルカリ金属塩の質量比で、好ましくは９９．９９：０．０１〜７０：３０、より好ましくは９９．９５：０．０５〜８０：２０である。
【００１９】
前記セメント含有結合材は、さらに水酸化カルシウムを含有することが好ましい。セメント含有結合材中の水酸化カルシウムの含有率は、好ましくは５質量％以下であり、より好ましくは０．５〜４．５質量％、さらに好ましくは１〜３質量％である。水酸化カルシウムの含有率が前記範囲内であれば、セメント混練物の急硬性が向上するとともに、チクソトロピー性による形状の保持性も向上する。
【００２０】
（ii）混和剤
該混和剤は、減水剤、消泡剤、並びに、増粘剤および／または粉末セルロースを、必須の成分として含む混合物である。
前記減水剤は、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩（メラミン系）、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩（ナフタレン系）、アクリル酸塩−アクリル酸エステルの共重合体などを主鎖としポリエチレンオキサイド等をグラフト鎖として有するポリカルボン酸系と称されるものなど、通常、コンクリートに用いられる減水剤が使用可能だが、本発明では、特にメラミン系減水剤が好ましい。
前記減水剤は、液体状、粉末状の別は問わないが、その取り扱い上粉末状のものが好ましい。
【００２１】
前記消泡剤は、シリコーン系、エーテル系、鉱物油系、エステル系、エマルション系、およびノニオン系等から選ばれる１種以上が挙げられる。
前記混和剤中の消泡剤の割合は、前記減水剤１００質量部に対して、好ましくは１〜３００質量部、より好ましくは３〜２００質量部、さらに好ましくは５〜１５０質量部である。なお、減水剤としてメラミン系粉末減水剤を使用する場合は、消泡剤の割合は、メラミン系粉末減水剤１００質量部に対して、好ましくは２〜２００質量部、より好ましくは２．５〜１５０質量部、さらに好ましくは５〜１００質量部である。消泡剤の割合が該範囲内であれば、空気の混入を抑制できる。
【００２２】
前記増粘剤は、増粘効果を有するものであれば特に限定されず、例えば、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）、ヒドロキシエチルメチルセルロース(ＨＥＭＣ)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(ＨＰＭＣ)、ヒドロキシエチルエチルセルロース(ＨＥＥＣ)、アルギン酸、β−１，３グルカン、プルラン、ウェランガム、キサンタンガム、グアガム、カラギーナン、ガラクトマンナン、ペクチン、メチルスターチ、エチルスターチ、プロピルスターチ、メチルプロピルスターチ、ヒドロキシエチルスターチ、ヒドロキシプロピルスターチ、ヒドロキシプロピルメチルスターチ等の増粘多糖類；ポリアクリル酸；ポリビニルアルコール；ポリエチレングリコール等から選ばれる１種以上が挙げられる。
前記粉末セルロースは、繊維長が１８〜１０００μｍ、繊維径が１５〜５０μｍの微細な繊維である。
【００２３】
前記混和剤中の増粘剤および／または粉末セルロースの割合は、前記減水剤１００質量部に対して、好ましくは５〜９００質量部、より好ましくは１０〜８００質量部、さらに好ましくは１５〜７００質量部である。なお、減水剤としてメラミン系粉末減水剤を使用する場合は、増粘剤および／または粉末セルロースの割合は、メラミン系粉末減水剤１００質量部に対して、好ましくは１０〜６００質量部、より好ましくは２０〜５５０質量部、さらに好ましくは３０〜５００質量部である。増粘剤および／または粉末セルロースの割合が該範囲内であれば、粘性が適切なため造形性が高く、また形状保持性にも優れる。
なお、増粘剤と粉末セルロースを併用する場合は、増粘剤と粉末セルロースの割合は特に制限されないが、増粘剤：粉末セルロースの質量比は、好ましくは９９：１〜１：９９、より好ましくは９８：２〜２：９８である。
【００２４】
（iii）細骨材
該細骨材は、石灰石砂、珪砂、および人工砂から選ばれる１種以上である。そして、細骨材の最大粒径は、好ましくは２．５ｍｍ以下である。細骨材の最大粒径が２．５ｍｍを超えると、繊細なデザインの造形が困難となる。なお、デザインの造形の繊細さの観点から、細骨材の最大粒径は、より好ましくは１．８ｍｍ以下、さらに好ましくは０．６ｍｍ以下であり、粉末状であってもよい。
【００２５】
（iv）その他の成分
前記造形用セメント組成物は上述の（i）〜（iii）の他、組成物の機能を著しく損なう可能性のない、いかなる成分をも含有できる。すなわち、各種スラグやポゾラン物質、膨張材、収縮低減剤、ポリマーディスパージョン（液体状のエマルション、再乳化型の粉末の別は問わない）、中空微粒子、樹脂粉末、硬化遅延剤、繊維、発泡剤、起泡剤、空気連行剤などが使用できる。
【００２６】
（２）水
水は特に制限されず、水道水等が挙げられる。
【００２７】
（３）硬化促進剤
次に、硬化促進剤について説明する。
硬化促進剤を含む造形用セメント質混練物は、硬化促進剤を含まない造形用セメント質混練物に、硬化促進剤を接触させた混練物である。該硬化促進剤の使用により、セメント質混練物の硬化が促進し、造形の効率が向上する。ここで前記造形用セメント質混練物に硬化促進剤を接触させるとは、混練物層に硬化促進剤を滴下、塗布、散布、噴霧、または混練物中に硬化促進剤を含める等する行為をいう。
前記硬化促進剤は、アルミン酸塩、炭酸塩、ケイ酸塩、カルシウムアルミネート、カルシウムサルフォアルミネート、硫酸アルミニウム、ミョウバン等の固体（粉体）、懸濁液または水溶液が使用可能であるが、硬化促進性、長期強度発現性、および作業の安全性から、硫酸アルミニウムを主成分とする水溶液が好ましい。
前記硫酸アルミニウム水溶液中の硫酸アルミニウムの濃度は５質量％以上である。該濃度が５質量％未満では、硬化の促進が小さい。なお、該濃度の上限は飽和濃度である。
【００２８】
（Ｆ）セメント質硬化体の製造方法
次に、本発明のセメント質混練物の造形用付加製造システムを用いたセメント質硬化体の製造方法を説明する。
（１）硬化剤促進剤を含まないセメント質混練物を用いる場合（製造方法 その１）
下記（ａ）〜（ｆ）の手順に従って、セメント質硬化体を製造する。
（ａ）セメント質硬化体の製造方法は、前記のとおり、硬化促進剤を含まない造形用セメント組成物１００質量部に対し、水を１５〜３５質量部添加して混練して調製する。
前記セメント質混練物の混練方法は、特に限定されるものではなく、例えば、
（i）セメント含有結合材、混和剤、および細骨材を、ミキサを用いて予め混合した後、水を投入して混練する方法、
（ii）セメント含有結合材および混和剤を混合した後、細骨材を投入して混合し、さらに水を投入して混練する方法、
（iii）セメント含有結合材、混和剤、細骨材、および水を一度にミキサに投入して混練する方法
等が挙げられる。
混練に用いるミキサは特に限定されないが、通常のモルタルやコンクリートの混練に用いられる任意のタイプのミキサを用いることができ、例えば、ホバートミキサ、ハンドミキサ、ホモジナイザ、揺動型ミキサ、パンタイプミキサ、二軸強制練りミキサ等が挙げられる。
【００２９】
（ｂ）次に、前記セメント質混練物を貯蔵タンクに投入した後、該タンクから押し出し制御機構内の振動可能な容器内に、セメント質混練物の圧送機構を通じて圧送する。
【００３０】
（ｃ）所定の形状の造形物が得られるように、ノズル（前記容器）を移動しながら該容器に振動を加えて、セメント質混練物をノズルを通じて押し出し、第１の混練物層を形成する。
【００３１】
（ｄ）前記第１のセメント質混練物層に促進硬化剤を接触させて該混練物を硬化させる。
【００３２】
（ｅ）次に、前記（ｄ）で形成した混錬物の硬化層の上に、さらに第２の混練物層を形成する。ここで、下層となる混練物硬化層が、例えば、ＪＩＳ Ｒ ５２０１ 「セメントの物理試験方法 附属書Ａ 凝結試験」に準拠した試験方法において、始発の測定用ビカー針の貫入量が２０ｍｍ以下となる硬さであれば、前記硬化体の上に混練物層を形成することができる。
なお、下層となる混練物の硬化層の硬化が進み、表面が乾燥していると、上層の混練物層との一体化が困難になるため、下層となる混練物の硬化層が前記試験方法において終結以前の硬化の状態で、上の混練物層を形成するのが、一体性を確保する上で好ましい。
【００３３】
（ｆ）さらに前記（ｄ）と前記（ｃ）を繰り返して混練物の硬化体を積層してセメント質硬化体を得る。
前記（ｄ）と前記（ｃ）を所定の回数繰り返すことにより、所望の形状のセメント質硬化体を造形することができる。
最後に、得られたセメント質硬化体を養生する。本発明において、セメント質硬化体の養生方法は、特に限定されず、１種類の養生方法単独のほかに、２種類以上の養生方法を併用してもよく、例えば、気中養生、封緘養生、湿空養生、蒸気養生、水中養生、温熱養生、炭酸ガス養生、およびオートクレーブ養生等から選ばれる１種以上が挙げられる。
【００３４】
（２）硬化剤促進剤を含まないセメント質混練物を用いる場合（製造方法 その２）
前記（ｃ）および（ｄ）に代えて、所定の形状の造形物が得られるように、ノズル（該容器）を移動しながら、該容器に振動を加えて、セメント質混練物をノズルを通じて押し出しつつ、同時に、硬化促進剤をセメント質混練物に接触させて第１の混練物層を形成すること以外は、前記「製造方法 その１」と同じである。
【００３５】
（３）硬化剤促進剤を含まないセメント質混練物を用いる場合（製造方法 その３）
前記（ｄ）を略す、すなわち、硬化促進剤を用いないこと以外は、前記「製造方法 その１」と同じである。この場合、セメント質混練物の硬化に、より長い時間を要するが、セメント質硬化体の造形は可能である。
【００３６】
（４）硬化剤促進剤を含むセメント質混練物を用いる場合（製造方法 その４）
前記（ａ）において、硬化促進剤を含まない造形用セメント組成物に代えて硬化剤促進剤を含むセメント質混練物を用いることと、前記（ｄ）を略す以外は、前記「製造方法 その１」と同じである。
なお、前記「製造方法 その２」〜「製造方法 その４」の場合でも、得られたセメント質硬化体の養生は、前記「製造方法 その１」と同様の養生方法を用いて行うことができる。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこの実施例に限定されない。
１．使用材料
下記のセメント含有結合材、混和剤、および細骨材を含む造形用セメント組成物と、下記の水を用いた。
（１）造形用セメント組成物
（１−１）セメント含有結合材
（i）セメント：白色ポルトランドセメント（山陽白色セメント社製）
（ii）非晶質アルミノケイ酸塩：メタカオリン（商品名  MetaMax HRM、ＢＡＳＦジャパン社製）
（iii）石膏：II型無水石膏（旭硝子社製）
（iv）水酸化カルシウム（重安石灰社製）
（v）硫酸アルカリ金属塩：芒硝（東ソー社製）
（１−２）混和剤
（i）メラミン系粉末減水剤：メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩を有効成分とする減水剤（メルメント［登録商標］、ＢＡＳＦジャパン社製）
（ii）増粘剤：増粘多糖類（商品名  Esacol210H［登録商標］、ＢＡＳＦジャパン社製）
（iii）粉末セルロース：セルロース微粉末（商品名  Arbocel PWC500、レッテンマイヤー社製）
（iv）消泡剤：ポリエーテル系消泡剤（商品名  アデカネートB317F、ADEKA社製)
（１−３）細骨材
石灰石砂（最大粒径  ０．６ｍｍｍ）
（２）水
上水道水
【００３８】
２．実験例１（押し出し制御機構の検討）
表１に示す造形用セメント組成物１００質量部に対し水３２．５質量部を添加した後、ホバートミキサを用いて混練してセメント質混練物を調製した。
【００３９】
【表１】
2017185645.tif 000003
【００４０】
次に、該混練物を、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１「セメントの物理試験方法」に規定するフローコーンに、セメント質混練物を充填した後、該フローコーンを上方に垂直に取り去って、５０Ｈｚの振動を１０秒間加えて流動が停止したときのフロー値は１９３ｍｍであった。図５に振動を加える前と後のセメント質混練物の状態を示す。
さらに、セメント質混練物の押し出し制御機構として、(i)本発明に係るセメント質混練物の造形用付加製造システムを用いて振動数２００Ｈｚの振動を加えて押し出す方式、(ii)ねじ式ポンプ方式、(iii)インライン式羽根車方式、(iv)ピストン方式、および(v)チューブポンプ方式を用いて、セメント質混練物を連続して押し出すことができるか否かを評価した。前記各方式において用いた、ねじ式ポンプ、インライン式羽根車、ピストン、およびチューブポンプは、それぞれ図４の（Ａ）〜（Ｄ）に示す。
なお、用いたノズルの排出口の内側の断面積は０．７８５ｃｍ２で、ノズル全体の断面の形状は直径が１ｃｍの円であった。
前記実験の結果、本発明に係る振動数２００Ｈｚの振動を加えて押し出す方式だけがセメント質混練物を連続して押し出すことができた。また、押し出された後のセメント質混練物は、高い形状保持性を有していた。図６に得られた立体造形物を示す。
【００４１】
３．実験例２（セメント質混練物のフローの検討）
表１に示す造形用セメント組成物に対し、３種類の水量の水を添加した後、ホバートミキサを用いて混練して、５０Ｈｚの振動を１０秒間加えて流動が停止したときのフロー値が２３５ｍｍ、１６５ｍｍ、および１３５ｍｍのセメント質混練物を調製した。
次に、押し出し制御機構として、振動数が２００Ｈｚの振動を加えて押し出す本発明に係る方式を用いて、前記モルタルを連続して押し出すことができるか否か、および、押し出した後の形状保持性を評価した。なお、用いたノズルの排出口の内側の断面積は０．７８５ｃｍ２（全体の形状は直径１ｃｍの円）であった。
その結果、
(i)フロー値が２３５ｍｍのセメント質混練物は、連続して押し出すことはできたが、形状保持性は低かった。
(ii)フロー値が１６５ｍｍのセメント質混練物は、連続して押し出すことができ、また形状保持性は高かった。
(iii)フロー値が１３５ｍｍのセメント質混練物は、連続して押し出すことができなかった。
以上のことから、本発明の造形用付加製造システムは、繊細かつ多様なデザインを有するセメント質硬化体を造形することができる。
【図１】
2017185645.tif 000004
【図２】
2017185645.tif 000005
【図３】
2017185645.tif 000006
【図４】
2017185645.tif 000007
【図５】
2017185645.tif 000008
【図６】
2017185645.tif 000009