(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半硬化状軽量気泡コンクリートパネルを、型母材表面に１〜３０ｇ／ｍ2のオルガノクロロシランから成る皮膜を形成した押圧成形型を用いて押圧成形した後、離型し、オートクレーブ養生することを特徴とする模様付き軽量気泡コンクリートパネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無機系成形体用の成形型を用いた無機系成形体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、意匠性に優れた建材の要求が高まっており、模様を有する成形型を成形体に押しつけて建材表面に模様を形成させる方法が提案されている。
一般にこれらの方法においては、成形対象物に成形型を押しつけて模様を形成させた後、離型する時に成形体表面が損傷されるのを防ぐ手段として、型に鉱物油系の離型剤が塗布される。また、同様の目的から、例えば特開昭５６−６９１１１号公報、特開昭５７−２４２１０号公報等においては、表面が熱可塑性フッ素樹脂であるポリテトラフルオロエチレンからなる成形型が提案されている。
【０００３】
しかしながら、鉱物油系の離型剤を型に塗布する場合には、型に形成させた複雑な模様やテーパー角が大きな溝になると成形体をうまく離型できなくなり、離型不良による成形体欠損、例えばパネル欠損が多発し製品品質の低下や製品収率の低下を招く。また、鉱物油系の離型剤を複雑な模様やテーパー角が大きな溝を有する型表面に均一に塗布するには、かなりの熟練と作業時間を必要とするばかりか、模様付け毎に繰返し塗布しなければならず、成形体生産性の低下を招くことになる。更に、成形型表面に塗布した離型剤は、模様付け時に成形体へ移行し、例えば後述する半硬化状軽量気泡コンクリートパネルの成形に際しては、成形後の養生工程で硬化不良の原因となる場合も認められ、成形体及び製品品質の著しい低下を引き起こす可能性がある。
【０００４】
一方、型表面をポリテトラフルオロエチレンなどの熱可塑性フッ素樹脂で構成する成形型の場合は、成形型そのものを前記ポリテトラフルオロエチレンなどで構成する方法とあらかじめ金属などの母材で作製した成形型の表面にポリテトラフルオロエチレンを付設する方法が考えられる。前者の方法は、成形型が非常に高価であるばかりか、ポリテトラフルオロエチレンが耐摩耗性に劣るので実用性に欠ける。また、後者の方法も耐摩耗性に劣る点は前者と同じであり、ポリテトラフルオロエチレンの易摩耗性のため短いサイクルで再付設を繰り返す必要を生じる。
【０００５】
その上、ポリテトラフルオロエチレンなどの熱可塑性フッ素樹脂の付設は、前処理、塗装、焼成の工程からなり、各工程が非常に面倒であるばかりか次に示すような幾つかの制約や問題がある。すなわち第一に、熱可塑性フッ素樹脂は成形型母材との親和性、密着性に劣るため、付設する成形型母材の表面を適切に前処理することが必要となる。第二に該樹脂は、融点以上でも高粘性で流動性に乏しく、塗膜厚さが不均一になり易い、塗膜中にボイドを残し易い、などの欠点がある。第三に焼成は、３５０℃以上となり、それに準ずる焼成設備が必要であるばかりか、付設される成形型の母材はこの温度に耐えられる材料に限定されざるを得ない。また、簡便的に焼成工程を省きポリテトラフルオロエチレン微粒子を溶媒に分散させたものを成形型に塗布し付設することも可能であるが、これは耐久性を著しく欠くため成形毎に塗布する必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の無機系成形体用型が有する前記諸問題を解消し得る成形型を用いた無機系形成体の製造方法を提供するものである。即ち、本発明の課題は、付設が簡便で優れた離型性と耐久性を併有し、実用性に優れる成形型を用いて意匠性に優れ安価な無機系成形体の製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、成形型枠表面に特定の樹脂層を形成させた成形型枠が前記本発明課題を達成し得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。即ち、本発明は、
１．半硬化状軽量気泡コンクリートパネルを、型母材表面に１〜３０ｇ／ｍ2のオルガノクロロシランから成る皮膜を形成した押圧成形型を用いて押圧成形した後、離型し、オートクレーブ養生することを特徴とする模様付き軽量気泡コンクリートパネルの製造方法、
である。
【０００８】
以下に本発明を詳細に説明する。本発明に用いる成形型は、型母材表面にオルガノクロロシラン層を形成させる。本発明に用いるオルガノクロロシランは、ＲｎＳｉＸ４−ｎ（ｎ＝１，２，３）の基本構造を有するケイ素化合物である。Ｒはアルキル基またはフルオロアルキル基であり、Ｘはクロル基であり、Ｓｉはケイ素、ｎはアルキル基の炭素数を表わす。本発明に用いるオルガノクロロシランは、前記Ｒが離型機能を、前記Ｘが型母材との結合機能及び皮膜形成機能を有するように選択される。本発明で好ましく用いられるオルガノクロロシランは、フルオロアルキルクロロシランである。オルガノクロロシランは、極めて反応性に富み水酸基やアミノ基、カルボキシル基などと反応するため、型母材がこれらの官能基を有する有機材料である場合に使用することが望ましい。このようにオルガノクロロシランは、成形型母材と結合するため耐久性に優れた皮膜を形成する。
【０００９】
オルガノクロロシランとしては、具体的に例えばトリメチルクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、トリエチルクロロシラン、トリオクタデシルクロロシランなどのメチルクロロシランやトリフェニルクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、フェニルトリクロロシランなどのフェニルクロロシランまたはフルオロアルキルクロロシランなどを挙げることができる。
【００１０】
また、フルオロアルキルクロロシランとしては、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロプロピルトリクロロシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロオクチルトリクロロシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロデシルトリクロロシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロデシルメチルジクロロシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロデシルジメチルクロロシランなどを例示できる。
【００１１】
本発明に用いるオルガノクロロシランのアルキル基は、炭素数が多くなるほど離型性が高くなるため、炭素数が少なくとも６以上であるアルキル基が好ましく、特にフルオロアルキル基が好ましい。本発明では均一なオルガノクロロシラン皮膜を簡便に得るためには、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素、ベンゼンなどの芳香族炭化水素またはエーテルなどの不活性有機溶媒に可溶であるオルガノクロロシランが好ましく用いられる。本発明ではぺンタン、ヘキサン、ヘプタンなどの炭素数が多くとも７以下である脂肪族炭化水素溶媒に溶解させたオルガノクロロシランが特に好ましく用いられる。本発明に用いる成形型のオルガノクロロシランの付設方法は特に限定されず、例えば、オルガノクロロシランと有機溶媒を適量混合したものをハケ塗り、スポンジ塗り、フェルト塗り、スプレー、ディップ、フローコートなどで型母材表面に塗布し付設させることができる。特に好ましい付設方法は、特別な設備が必要なくより安価で簡便に付設でき、かつ均一な皮膜が得られる点からスプレー法である。また、使用中に付設した皮膜が摩耗または他の理由により皮膜が剥がれなどして再付設の必要を生じた場合には、同様の手順で再付設することが可能である。上述のように本発明に用いるオルガノクロロシランは、ポリテトラフルオロエチレンなどの熱可塑性フッ素樹脂と比べ、特別な処理や３５０℃以上の加熱なども必要なく、非常に簡便にかつ均一な皮膜を型母材に付設することができる。
【００１２】
本発明では、オルガノクロロシラン層を、水の接触角が８０゜以上、押圧５．０ｋｇ／ｃｍ２以下の成形耐久回数が３０００回以上、に構成することが特に望ましい。即ち、成形に際して、成形体を所望する形態で損傷させる恐れなく離型し得るには、型母材の表面に形成させたオルガノクロロシラン層を水の接触角が８０゜以上であるように形成させることが好ましく、特に好ましくは９０゜以上である。
【００１３】
また、本発明に用いる成形型を繰り返し使用し、繰り返し使用した後にも充分満足し得る成形体の離型性を得るには、前記成形耐久回数が３０００回以上であるようにオルガノクロロシラン層を構成することが好ましい。本発明に用いる成形型のオルガノクロロシラン層の型母材表面への付設量は、１〜３０ｇ／ｍ２ である。望ましくは１〜１０ｇ／ｍ２ である。オルガノクロロシラン層が１ｇ／ｍ２ 未満の時は、実用上の前記成形耐久回数を欠く恐れがあり、また１０ｇ／ｍ２ 超の付与量は、型費用を必要以上に高くする可能性がある。
【００１４】
本発明に用いる成形型母材は、模様を転写することができる強度を有するものであれば材質、形状、大きさなどは特に限定されるものではなく、例えば、ゴムや樹脂、金属などを使用することができる。本発明の成形型により好ましく用い得る型母材は、ウレタン樹脂やエポキシ樹脂、鉄鋼、ステンレス、アルミニウムなどである。また、本発明による成形方法は、押圧成形が好適であるが、これに限定されるものではなく、例えばスラリーの打設成形などにも使用できる。
【００１５】
本発明に用いる成形型は無機系成形体用型である。本発明における無機系成形体は、大部分が水硬性無機質材料から成る成形体であり、より具体的には、例えばセメントや石灰などの石灰質原料と珪石や珪砂、高炉スラグ、フライアッシュなどの珪酸質原料などで構成された水和硬化体である。必要に応じて、砂利などの骨材や鉄筋や金網、繊維などの補強材を埋設したり、金属粉末や界面活性剤などの気泡剤や減水剤などに代表される混和剤などを添加したものでも差し支えない。
【００１６】
本発明に用いる成形型を用いて、好適に成形し得る無機系成形体は、屋根、床、壁、建築物外装等に使用される建材用無機系成形体である。このような無機系成形体としては、瓦、タイル、スレート、コンクリート板、モルタル板、軽量気泡コンクリート板などを例示することができる。本発明において特に好ましい無機系成形体は、軽量気泡コンクリートパネルである。軽量気泡コンクリートパネルは、一般に軽量気泡コンクリートとして使用されているものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、珪石やセメント、生石灰、水を主原料として石膏や解砕屑、気泡剤などを使用して形成されたもので差支えなく、補強用鉄筋もしくは金網が埋設されているものである方がより好ましい。また、長さや幅、厚さは特に限定されるものではなく、その硬さもハンドリングと模様付けが可能な範囲であればかまわないが、ＪＩＳＡ５４１６に準拠した強度試験測定法において０．６〜５．０ｋｇ／ｃｍ２ の強度を有するものが特に好ましい。
【００１７】
本発明に用いる成形型は、模様付き無機系成形体を得るのに好適である。本発明は模様を形成させる方法を特に限定するものではなく、例えば模様付き成形型に成形対象物を押しつけるなどの通常の方法によって差し支えない。模様付き成形体を得るには、成形対象物は、押しつけ圧力において可塑性を示すように設定すればよい。本発明における特に好ましい無機系成形体である軽量気泡コンクリートパネルの場合は、オートクレーブ養生する前の半硬化状軽量気泡コンクリートパネルを成形対象物とすることができる。この場合には、押しつけ時に半硬化状軽量気泡コンクリートパネルの欠損を防止するために模様付けする面以外の面にあて板などをあてがい、半硬化状軽量気泡コンクリートパネルを拘束することが望ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に実施例を挙げ、本発明をより具体的に説明する。以下の実施例においては、無機系成形体が軽量気泡コンクリートパネルである場合を例にとり説明する。尚、本発明における水の接触角、成形耐久回数は次のように測定した。
１．水の接触角
温度２０℃、湿度６５％の条件下で協和界面科学株式会社製の接触角計（ＤＡ−Ｄ）により測定した。
２．成形耐久回数
押圧５．０ｋｇ／ｃｍ2 以下で長さ１００、幅１００、厚さ５０ｍｍのモデル成形体を繰り返し成形した時に離型性が確保できなくなり、成形体に欠損を生じ始めるまでの成形回数とした。
【００１９】
【実施例１】
型母材にはポリウレタン樹脂を用い、オルガノクロロシランとしては、トリメチルクロロシラン５重量部とヘキサン１００重量部を混合したものを使用し、これを型母材表面にハケ塗りし常温で乾燥して付設した。付設されたオルガノクロロシラン層は５ｇ／ｍ２であった。このように本実施例によるオルガノクロロシランは付設が簡便であった。また、該オルガノクロロシランを付設した成形型は、水の接触角が８０〜９０゜であった。尚、付設しない成形型のそれは６５゜であった。
【００２０】
次に、珪石５３重量部、生石灰７．５重量部、セメント３７重量部、乾燥石膏２．５重量部、これら固形分１００重量部に対して水６８重量部、アルミ粉末０．０６重量部を混合したモルタルスラリーを型枠に注入した後、養生してできた半硬化状の軽量気泡モルタルブロックをピアノ線で切断して、長さ２０００×幅６１０×厚さ５０ｍｍの半硬化状軽量気泡コンクリートパネルとし、これを該オルガノクロロシランを付設した成形型の上に置き、側面にあて板をあてがい拘束した状態で１０ｍｍ押しつけた後離型し、オートクレーブ養生した。尚、押しつけ時のモルタル硬度はＪＩＳＡ５４１６に準拠した方法で測定すると１．５ｋｇ／ｃｍ２ であった。
【００２１】
本実施例における前記軽量気泡コンクリートパネルの離型性は良好で、得られた模様付き軽量気泡コンクリートパネルは、亀裂や欠け等の欠損は認められず、かつ深い模様も鮮明に転写されていた。別途モデル成形体による成形で、３５００回押しつけ後も同様の離型性を保持していたことから３５００回以上の成形耐久回数を有することが確認された。
【００２２】
【実施例２】
実施例１と同じ模様を有し、母材がポリウレタン樹脂である成形型表面に、オルガノクロロシランとして１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロオクチルトリクロロシラン２重量部とヘキサン１００重量部を混合したものを有効成分が約１ｇ／ｍ２ になるようにハケ塗りし常温乾燥して付設し、実施例１と同様にして半硬化状軽量気泡コンクリートパネルに模様付けを行った。本実施例による成形型は、水の接触角が１００〜１０５゜であった。また、本実施例による成形型は、離型性が良好で得られた模様付き軽量気泡コンクリートパネルは、亀裂や欠け等の欠損はなく、かつ模様を鮮明に写しており、４０００回以上の成形耐久回数を有することが確認された。
【００２３】
【比較例１】
実施例１と同じ模様のポリウレタン樹脂成形型に鉱物油系の離型剤を塗布し、その他は実施例１と全く同様にして半硬化状軽量気泡コンクリートパネルに模様付けを行った。
該鉱物油系の離型剤を塗布した成形型は、水の接触角が７０〜８０゜であった。また、押しつけ後、該鉱物油系の離型剤を塗布した成形型は、離型性が悪く得られた模様付き軽量気泡コンクリートパネルは、パネル表面の模様が欠け、模様を鮮明に写しとることはできなかった。
【００２４】
【比較例２】
実施例１と同じ模様のポリウレタン樹脂成形型表面に、ポリテトラフルオロエチレンフィルム（中興化成工業株式会社製  チューコーフロー粘着テープ  ＡＳＦ−１１０）を付設し、その他は実施例１と全く同様にして半硬化状軽量気泡コンクリートパネルに模様付けを行った。
該ポリテトラフルオロエチレンを付設した成形型は、水の接触角が１００〜１１０゜であった。また、該ポリテトラフルオロエチレンを付設した成形型は、離型性が良好で得られた模様付き軽量気泡コンクリートパネルは、亀裂や欠け等の欠損はなく、かつ模様を鮮明に写していた。しかし、別途のモデル成形体において、２０００回押しつけまではなんとか離型性を保持しているものの半硬化状軽量気泡コンクリートパネルとの摩擦によって皮膜が摩耗し、部分的に型母材が露出していることが確認された。従って、本比較例による型の成形耐久回数は、２０００回未満であり、実用的な耐久性にも劣ることが確認された。
【００２５】
【比較例３】
実施例１と同じ模様のポリウレタン樹脂成形型表面に、ポリテトラフルオロエチレン微粒子を有機溶剤に分散したもの（株式会社東京マテリアルス製  フロンワックスＴＭ−８２５０）を塗布した以外、実施例１と全く同様にして半硬化状軽量気泡コンクリートパネルに模様付けを行った。
該ポリテトラフルオロエチレン微粒子を付設した成形型は、水の接触角が９０〜１００゜であった。また、押しつけ後、該ポリテトラフルオロエチレン微粒子を付設した成形型は、離型性が良好で得られた模様付き軽量気泡コンクリートパネルは、亀裂や欠け等の欠損はなく、かつ模様を鮮明に写していた。しかし、１回押しつけの離型性は優れているものの２回目以降は離型性を確保できず、押しつけ毎の塗布が必要であり、実用的な耐久性に著しく劣ることが確認された。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は、以上において詳述したように全く新しい技術であるので、次のような顕著な効果を有する。
１．本発明に用いる成形型は、１〜３０ｇ／ｍ２のオルガノクロロシラン層を形成しているので成形体の離型性に極めて優れ、かつその優れた離型性により、正確な模様の転写が可能である。
２．本発明の製造方法を用いると、所望する形態が正確に付与されかつ損傷の非常に少ない優れた無機系成形体を得ることができる。
３．本発明の製造方法による軽量気泡コンクリートパネルは、所望する型形態、特に深くて明瞭な模様が正確にかつ鮮明に転写されているので、美観性、意匠性に極めて優れる建材となせる。