JP2005297508A - エンボス模様付押出成形セメント板の製造方法及びエンボス模様付押出成形セメント板の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンボス模様付押出成形セメント板の口金内部での型付けによって生じる、押出時の圧力、スクリューの脈動、左右の徴妙な押出力の差に起因するエンボス模様の再現性不良を改善する。
【解決手段】中玉２５を配設した口金２１から水硬性材料を押出して中空部２７を有する生板２３を押出成形し、口金２１から押出した生板２３をベルトコンベア２９上に受けて移送するに際し、口金２１から所定間隔Ｌを設けた押出方向下流位置で、表面に凹凸による模様を形成した無端状エンボスベルト３３を生板２３の上面に密着させて凹凸模様を生板２３に転写する。
【選択図】図１

Description

本発明は、セメントなどの水硬性材料を用いて、外壁、間仕切壁などの建築材料を押出成形する押出成形方法に関し、特に表面にエンボス模様を施したエンボス模様付押出成形セメント板の製造方法及びエンボス模様付押出成形セメント板の製造装置に関する。

セメントなどの水硬性材料を補強繊維、混和材等と混練して押出した押出成形セメント板が、建築物の外壁や間仕切り壁として用いられている。また、押出成形セメント板の製造時に表面に凹凸のエンボス模様を施し、付加価値を高めたエンボス模様付押出成形セメント板も用いられている。

例えば、下記特許文献１に開示される凹凸模様付無機質建材の押出成型方法では、押出成形口金の中子体（中玉）に対面させたエンボスベルトによって口金内部で模様を付与する。また、下記特許文献２に開示される模様付押出成形板の製造方法では、押出機の口金からエンボスベルトを押出速度に合わせて押出し、押出成形機より加えられる圧力により模様を付与する。

このようなエンボス模様付の押出成形板は、セメント等の水硬性材料等を押出成形機から口金の開口形状と同形状に押し出すと共に、エンボスローラーやエンボスベルトにより表面にエンボス摸様を付与し、所定長さに切断後、養生鉄板（受け板）に載置し、一次養生、オートクレーブ養生、仕上工程を経て製造される。

エンボス模様付押出成形セメント板の製造は、押出機内部を真空にしてスクリューから押出し、押出成形機の口金で最終的に口金形状に成形するに際し、最終段階であるトップダイの部分（口金の内部）でエンボスローラーやエンボスベルトを表面に密着させ、エンボス模様を付与して製造する。このようにすることにより、押出圧によって原料がエンボス柄に入り込みやすく、模様付けが容易にできる。また、口金には中玉があるため、中空部の変形を起こさずに模様を付与することができる。

特開昭５５−９３４１０号公報 特開昭５６−１４４１３８号公報

しかしながら、軽量骨材を配合したものや、柔練りの配合の生板は、型付けされて押出された後、原料（生板）が圧力から開放されることによりエンボス模様に変形が生じ易い。これは、軽量骨材などが圧縮から開放されたり、材料自体が柔練りでやわらかいためで、押出時の圧力、スクリューの脈動、左右（生板幅方向の左右）の微妙な押出力の差により生じる。また、材料のやわらかさは、生板からのエンボスベルト剥がし時に、エンボスベルト表面への原料の付着を発生させた。これらの問題によって、口金から押し出され、エンボスベルトが外れた押出成形セメント板・生板のエンボス模様面には図３に示すような、毛羽立ち（長さのあるざらつき）、めくれ（模様部の生板はがれ）、ざらつき（滑らかさがない）、巣穴（小さい穴）、部分柄不良（エンボス模様の付与不良）などが発生した。また、縦横の目地を持つような柄の場合には、横目地や縦目地ピッチのずれ・曲がりなどが発生しやすかった。そのため、エンボス模様の型付け不良に起因するエンボス柄の再現性の悪さから、エンボス模様を付与する摸様（柄）に制限が生じた。特に、パネル内に縦横の目地を持つような模様の場合、目地のずれが生じやすいため、単純な模様の付与を行うことが多かった。また、エンボスベルト表面への原料の付着を防止するためには剥離油の塗布を行う必要があり、この剥離油が生板表面の汚れに繋がることがあった。
そして、上記特許文献１、特許文献２に開示されるいずれの製造方法も、口金内で型付けを行うため、生板が押出された時に、圧力から生板が開放されるので前述の問題が発生した。また、特許文献１に開示の成型方法では、エンボスベルトが短いので単純な模様の繰り返しとなった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、エンボス模様付押出成形セメント板の口金内部での型付けによって生じる、押出時の圧力、スクリューの脈動、左右の徴妙な押出力の差に起因するエンボス模様の再現性不良が改善されるエンボス模様付押出成形セメント板の製造方法及びエンボス模様付押出成形セメント板の製造装置を得ることにある。また、その第２の目的は、剥離油を塗布せずにエンボスベルト表面への原料の付着が防止されるエンボス模様付押出成形セメント板の製造方法及びエンボス模様付押出成形セメント板の製造装置を得ることにある。

上記目的を達成するための本発明に係る請求項１記載のエンボス模様付押出成形セメント板の製造方法は、中玉を配設した口金から水硬性材料を押出して中空部を有する生板を押出成形し、前記口金から押出した生板をベルトコンベア上に受けて移送するに際し、前記口金から所定間隔を設けた押出方向下流位置で、表面に凹凸による模様を形成した無端状エンボスベルトを前記生板の上面に密着させて前記凹凸模様を前記生板に転写することを特徴とする。

このエンボス模様付押出成形セメント板の製造方法では、口金から所定間隔を設けた押出方向下流位置で、無端状エンボスベルトが生板に密着され、押出圧力が開放された後、すなわち、押出時の圧力、スクリューの脈動、左右の微妙な押出力の差により生じる変形が終息した後に、凹凸模様が生板に転写される。したがって、エンボス模様付押出成形セメント板の口金内部での型付けに起因していたエンボス模様の再現性不良が改善される。また、エンボスベルトを押出機に導入しないで模様付けが行え、無端状エンボスベルトを従来よりも短くすることが可能となる。

請求項２記載のエンボス模様付押出成形セメント板の製造方法は、前記口金から押出された前記所定間隔における前記生板の膨らみを測定し、凹凸模様を転写した後の生板が所定の幅及び厚みとなるように、前記測定によって得られた膨らみ値に応じて、前記ベルトコンベアと、該ベルトコンベアに同調し前記無端状エンボスベルトを前記生板へ押圧する同調押えローラーとの駆動速度を可変制御することを特徴とする。

このエンボス模様付押出成形セメント板の製造方法では、押出後の生板厚み（膨らみ値）が測定され、その膨らみ値に応じて無端状エンボスベルトとベルトコンベアが駆動制御される。すなわち、無端状エンボスベルトとベルトコンベアの駆動速度が調節されることで、模様付け時の圧力が一定に保たれ、エンボス模様に変形のない、しかも、幅及び厚みが一定に保たれたエンボス模様付押出成形セメント板の押出成形が可能となる。

請求項３記載のエンボス模様付押出成形セメント板の製造方法は、前記所定間隔における前記生板の上面に圧縮空気を吹き付けることを特徴とする。

このエンボス模様付押出成形セメント板の製造方法では、エンボス型付け前の生板表面に圧縮空気が吹き付けられることで、生板表面が乾燥し、剥離油を塗布せずに無端状エンボスベルトヘの生板原料（水硬性材料）の付着が防止される。

請求項４記載のエンボス模様付押出成形セメント板の製造装置は、中玉が開口内部に配設され水硬性材料が押出される口金と、口金から押出した生板を受けて移送するベルトコンベアと、表面に凹凸による模様を有し前記口金から所定間隔を設けた押出方向下流位置で前記生板の上面に密着して凹凸模様を前記生板に転写する無端状エンボスベルトと、該ベルトコンベアに同調し前記無端状エンボスベルトを前記生板へ押圧する同調押えローラーと、前記所定間隔における前記生板の膨らみを測定する膨らみ測定手段と、該膨らみ測定手段からの膨らみ値に応じて前記ベルトコンベアと前記同調押えローラーとの駆動速度を可変制御する制御装置とを具備したことを特徴とする。

このエンボス模様付押出成形セメント板の製造装置では、押出後の圧力が開放された状態で型付けが行われるとともに、押出直後の生板の膨らみ値に応じて、模様付け時の圧力が調節される。これにより、エンボス模様に変形が生じなくなり、エンボス模様付押出成形セメント板の幅及び厚みも一定となる。

請求項５記載のエンボス模様付押出成形セメント板の製造装置は、前記ベルトコンベアと前記同調押えローラーとの間に、前記中玉に連結される第二の中玉が配設されたことを特徴とする。

このエンボス模様付押出成形セメント板の製造装置では、口金より押出方向下流位置においても、第二の中玉が設けられていることで、無端状エンボスベルトが押圧されることによる中空部の変形が防止される。また、第二の中玉からの反力が有効に生板への型付力として作用するようになり、より鮮明な凹凸模様の転写が可能となる。

本発明に係るエンボス模様付押出成形セメント板の製造方法によれば、口金から所定間隔を設けた押出方向下流位置で、表面に凹凸による模様を形成した無端状エンボスベルトを生板の上面に密着させるので、水硬性材料が軽量骨材を配合したものや、柔練りの配合のものであっても、押出圧力が開放された後、すなわち、押出時の圧力、スクリューの脈動、左右の微妙な押出力の差により生じる変形が終息した後に、凹凸模様を生板に転写することができる。したがって、エンボス模様付押出成形セメント板の口金内部での型付けに起因するエンボス模様の再現性不良を改善することができる。この結果、エンボス模様の変形（毛羽立ち、めくれ、ざらつき、巣穴、部分柄不良、目地ピッチずれ・曲がり）などが発生しなくなり、エンボス柄の再現性の良い押出成形セメント板を得ることができる。これにより、柄の制限がなくなり、複雑な模様の転写を可能にすることができる。また、エンボスベルトを押出機に導入しないで模様付けが行えるので、従来に比べてベルト長を短くできる。これにより、無端状エンボスベルトの交換が簡易化でき、多様な模様の押出成形セメント板を効率よく製造することができるようになる。

本発明に係るエンボス模様付押出成形セメント板の製造装置によれば、口金から所定間隔を設けた押出方向下流位置で、凹凸模様を転写する無端状エンボスベルトと、所定間隔における生板の膨らみを測定する膨らみ測定手段と、膨らみ測定手段からの膨らみ値に応じてベルトコンベアと同調押えローラーとの駆動速度を可変制御する制御装置とを備えたので、押出後の圧力が開放された状態で型付けを行うことができるとともに、押出直後の生板の膨らみ値に応じて、模様付け時の圧力を調節することができる。この結果、エンボス模様に変形のない、しかも、幅及び厚みが一定に保たれたエンボス模様付押出成形セメント板を押出成形することができる。

以下、本発明に係るエンボス模様付押出成形セメント板の製造方法及びエンボス模様付押出成形セメント板の製造装置の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係るエンボス模様付押出成形セメント板の製造装置の要部断面図、図２は口金押出直後の生板の正面視を（ａ）、型付後の生板の正面視を（ｂ）に表した説明図である。
エンボス模様付押出成形セメント板の製造装置（以下、単に「製造装置」と言う。）１００は、圧送路を形成した図示しない押出機を有し、圧送路に内蔵するスクリューを回転することで、ホッパー等から供給したセメント等の水硬性材料、補強繊維、混和材等を混練して吐出管部へ圧送する。吐出管部の先端には口金２１が設けられ、口金２１は例えば図１の紙面直交方向に長い矩形状の押出開口を有している。これにより、口金２１から押し出される未硬化状態の水硬性材料は、断面矩形状の生板２３となって押出成形される。

口金２１は、内部に中玉２５を設けるものであってもよい。中玉２５を設けることにより、口金２１から押し出された生板２３には、中玉２５と同一断面形状の図２に示す中空部２７が押出方向に形成可能となる。中玉２５は、生板２３の厚みによって中空部２７の大きさと位置が変わるため、中玉２５の上下位置が調整できるようになっている。また、中玉２５は図示しない中玉ステイ（中玉２５を支持する取り付け部）から取り外して異なる大きさのものに交換できるようになっている。

口金２１の押出方向下流側には口金２１から押出した生板２３を受けて移送するベルトコンベア２９が配設され、ベルトコンベア２９は図示しない駆動モータに接続される駆動ローラ２９ａと従動ローラ２９ｂとの間に無端ベルト２９ｃを掛け渡してなる。このベルトコンベア２９の駆動モータは、制御装置３０によって駆動速度が制御される。制御装置３０としては、ＣＰＵを備えたコンピュータなどを好適に用いることができる。

口金２１から所定間隔Ｌを設けた押出方向下流位置には同調押えローラー３１が図示しない駆動モータにより図１の時計回りに回転駆動可能に設けられ、同調押えローラー３１の外周には表面に凹凸による模様を有した無端状エンボスベルト３３が掛け渡されている。無端状エンボスベルト３３は、少なくとも最大長の生板２３の上面に密着可能となるように下流側が図示しないガイドローラに掛け渡されている。同調押えローラー３１は、ベルトコンベア２９に同調し無端状エンボスベルト３３を生板２３へ押圧する。無端状エンボスベルト３３は、生板２３の上面に密着して凹凸模様を生板に転写可能としている。この同調押えローラー３１の駆動モータも、後述の制御装置３０によって駆動速度が制御される。つまり、上記のベルトコンベア２９と無端状エンボスベルト３３とは、制御装置３０によって同調して同一速度で速度制御されるようになっている。

ベルトコンベア２９と（無端状エンボスベルト３３を介しての）同調押えローラー３１との間には第二の中玉３５が配設され、第二の中玉３５は上記の中玉２５に図示しない連結棒等によって連結される。口金２１より押出方向下流位置においても、この第二の中玉３５が設けられていることで、無端状エンボスベルト３３が押圧されることによる中空部２７の変形が防止されるようになっている。また、第二の中玉３５からの反力が有効に生板２３への型付力として作用するようになり、より鮮明な凹凸模様の転写が可能となっている。なお、第二の中玉３５は、トップダイ（中玉２５）からそのままの大きさで延出させることも考えられるが、中玉２５の距離が長くなると押出し抵抗が大きくなるため、中玉２５と第二の中玉３５の２段階で設けるのが好ましい。

無端状エンボスベルト３３によるエンボス型付を行う位置は、口金２１の先となるが、第二の中玉３５を配置しなければならないので口金２１からの無端状エンボスベルト３３までの間隔（すなわち、所定間隔Ｌ）は、ｌ００〜３００ｍｍ程度が好ましい。また、１００〜３００ｍｍの間隔を保つことで、押出後の圧力が十分に開放された状態（換言すれば、変形が終息した状態）での型付けを行うことができる。なお、ここで言う変形は、押出圧力に起因するもので、後述する膨らみに伴って変動する型付後の生板変形とは異なる。

口金２１と無端状エンボスベルト３３との間、すなわち、所定間隔Ｌの任意領域には圧縮空気吹付手段３７が設けられている。圧縮空気吹付手段３７は、生板２３の幅方向に延在するパイプに、所定ピッチで複数のノズル孔が穿設され、図示しない圧縮空気供給手段から圧送されるシリカゲル等によって乾燥された空気を、生板２３の上面に均一に吹付けできるように構成されている。これにより、エンボス型付け前の生板表面に圧縮空気が吹き付けられることで、生板表面が乾燥し、剥離油を塗布せずに無端状エンボスベルト３３ヘの生板原料（水硬性材料）の付着が防止されるようになっている。

同調押えローラー３１の近傍には生板２３の両側に摺接する一対の生板ガイド３９が配設され、生板ガイド３９は生板２３の押出方向に沿う両側を規制することで生板２３を一定幅とするよう働く。なお、この生板ガイド３９によっては生板幅Ｗの拡大が規制される。生板幅Ｗの縮小は後述の制御によって規制されることになる。

同調押えローラー３１と口金２１との間には、所定間隔Ｌにおける生板２３の厚み（膨らみ）を測定する膨らみ測定手段４１が設けられている。膨らみ測定手段４１としては、偏光干渉法を用いたレーザ測長器等を用いることができる。膨らみ測定手段４１は、検出した膨らみ値を制御装置３０へ送出する。制御装置３０は、この膨らみ測定手段４１からの膨らみ値に応じて、ベルトコンベア２９と同調押えローラー３１との駆動速度を可変制御可能としている。

次に、上記の製造装置１００を用いたエンボス模様付押出成形セメント板の製造方法を説明する。
この製造方法では、口金２１から水硬性材料を押出して生板２３を押出成形し、ベルトコンベア２９上に受けて移送するに際し、口金２１から所定間隔Ｌを設けた押出方向下流位置で、無端状エンボスベルト３３を生板２３の上面に密着させて凹凸模様４３を生板２３に転写する。これにより、口金内部における押出圧力が開放された後、すなわち、押出時の圧力、スクリューの脈動、左右の微妙な押出力の差により生じる変形が終息した後に、凹凸模様４３が生板２３に転写されることになる。

また、押出後の生板厚み（膨らみ値）が膨らみ測定手段４１によって測定され、その膨らみ値に応じて無端状エンボスベルト３３とベルトコンベア２９が制御装置３０によって駆動制御される。口金２１から押出される生板２３は、押出時の圧力、スクリューの脈動、左右の微妙な押出力の差により変化する。また、口金２１から押出し直後の生板２３は、図２（ｂ）に示したエンボス模様付押出成形セメント板の規定幅Ｗ、規定厚Ｔに対し、図２（ａ）に示すように、幅Ｗａが小さく（Ｗａ＜Ｗ）、厚みＴａが大きい（Ｔａ＞Ｔ）。すなわち、膨らみ（Ｔ−Ｔａ）を有している。

押出直後に圧力開放された生板２３はこの膨らみが変動する。これに伴って模様付け時の圧力も変動する。その結果、エンボス模様付押出成形セメント板の規定幅Ｗ、規定厚Ｔにも少なからず影響が生じる。本製造方法では、膨らみ値と型付圧とが正比例することに着目し、測定した膨らみ値に応じて、無端状エンボスベルト３３とベルトコンベア２９の駆動速度を制御装置３０によって増減調節するようにしている。すなわち、膨らみ値が大きければ減速制御がなされ、膨らみ値が小さければ加速制御がなされる。

これにより、模様付け時の圧力が一定に保たれ、エンボス模様に変形のない、しかも、幅Ｗ及び厚みＴが一定に保たれたエンボス模様付押出成形セメント板の押出成形が可能となっている。

また、所定間隔Ｌにおける生板２３の上面に圧縮空気を吹き付けることで、生板表面が乾燥し、剥離油を塗布せずに無端状エンボスベルト３３ヘの生板原料（水硬性材料）の付着が防止される。

上記の製造方法によれば、口金２１から所定間隔Ｌを設けた押出方向下流位置で、表面に凹凸による模様を形成した無端状エンボスベルト３３を生板２３の上面に密着させるので、水硬性材料が軽量骨材を配合したものや、柔練りの配合のものであっても、押出圧力が開放された後、すなわち、押出時の圧力、スクリューの脈動、左右の微妙な押出力の差により生じる変形が終息した後に、凹凸模様を生板２３に転写することができる。したがって、エンボス模様付押出成形セメント板の口金内部での型付けに起因するエンボス模様の再現性不良を改善することができる。この結果、エンボス模様の変形（毛羽立ち、めくれ、ざらつき、巣穴、部分柄不良、目地ピッチずれ・曲がり）などが発生しなくなり、エンボス柄の再現性の良い押出成形セメント板を得ることができる。これにより、柄の制限がなくなり、複雑な模様の転写を可能にすることができる。そして、押出直後の生板の膨らみ値に応じて、模様付け時の圧力が調節されるので、エンボス模様４３に変形が生じなくなり、エンボス模様付押出成形セメント板４５の幅Ｗ及び厚みＴも一定となる。

また、無端状エンボスベルト３３を押出機に導入しないで模様付けが行えるので、従来に比べてベルト長を短くできる。これにより、無端状エンボスベルト３３の交換が簡易化でき、多様な模様の押出成形セメント板４５を効率よく製造することができるようになる。

また、上記の制御装置によれば、口金２１から所定間隔Ｌを設けた押出方向下流位置で、凹凸模様を転写する無端状エンボスベルト３３と、所定間隔Ｌにおける生板２３の膨らみを測定する膨らみ測定手段４１と、膨らみ測定手段４１からの膨らみ値に応じてベルトコンベア２９と同調押えローラー３１との駆動速度を可変制御する制御装置３０とを備えたので、押出後の圧力が開放された状態で型付けを行うことができるとともに、押出直後の生板２３の膨らみ値に応じて、模様付け時の圧力を調節することができる。この結果、エンボス模様４３に変形のない、しかも、幅Ｗ及び厚みＴが一定に保たれたエンボス模様付押出成形セメント板４５を押出成形することができる。

本発明に係るエンボス模様付押出成形セメント板の製造装置の要部断面図である。 口金押出直後の生板の正面視を（ａ）、型付後の生板の正面視を（ｂ）に表した説明図である。 従来の製造方法で発生する変形の例を表した生板の斜視図である。

符号の説明

２１…口金、２３…生板、２５…中玉、２７…中空部、２９…ベルトコンベア、３０…制御装置、３１…同調押えローラー、３３…無端状エンボスベルト、３５…第二の中玉、４１…膨らみ測定手段、４３…エンボス模様、４５…エンボス模様付押出成形セメント板、１００…エンボス模様付押出成形セメント板の製造装置、Ｌ…所定間隔、Ｔ…所定の厚み、Ｗ…所定の幅

Claims (5)

1. 中玉を配設した口金から水硬性材料を押出して中空部を有する生板を押出成形し、前記口金から押出した生板をベルトコンベア上に受けて移送するに際し、
   前記口金から所定間隔を設けた押出方向下流位置で、表面に凹凸による模様を形成した無端状エンボスベルトを前記生板の上面に密着させて前記凹凸模様を前記生板に転写することを特徴とするエンボス模様付押出成形セメント板の製造方法。
2. 前記口金から押出された前記所定間隔における前記生板の膨らみを測定し、
   凹凸模様を転写した後の生板が所定の幅及び厚みとなるように、前記測定によって得られた膨らみ値に応じて、前記ベルトコンベアと、該ベルトコンベアに同調し前記無端状エンボスベルトを前記生板へ押圧する同調押えローラーとの駆動速度を可変制御することを特徴とする請求項１記載のエンボス模様付押出成形セメント板の製造方法。
3. 前記所定間隔における前記生板の上面に圧縮空気を吹き付けることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエンボス模様付押出成形セメント板の製造方法。
4. 中玉が開口内部に配設され水硬性材料が押出される口金と、
   口金から押出した生板を受けて移送するベルトコンベアと、
   表面に凹凸による模様を有し前記口金から所定間隔を設けた押出方向下流位置で前記生板の上面に密着して凹凸模様を前記生板に転写する無端状エンボスベルトと、
   該ベルトコンベアに同調し前記無端状エンボスベルトを前記生板へ押圧する同調押えローラーと、
   前記所定間隔における前記生板の膨らみを測定する膨らみ測定手段と、
   該膨らみ測定手段からの膨らみ値に応じて前記ベルトコンベアと前記同調押えローラーとの駆動速度を可変制御する制御装置と
   を具備したことを特徴とするエンボス模様付押出成形セメント板の製造装置。
5. 前記ベルトコンベアと前記同調押えローラーとの間に、前記中玉に連結される第二の中玉が配設されたことを特徴とする請求項４記載のエンボス模様付押出成形セメント板の製造装置。
   

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