JP2013223981A - セメント系成型体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】凹凸模様を良好に形成するとともに裏面ヒケの発生を抑制し、成型体の外観不良を低減することができるセメント系成型体の製造方法を提供する。
【解決手段】セメント系材料１にプレス成型を施してセメント系成型体Ａを製造する方法に関する。プレス型２をセメント系材料１に近づけるプレス型接近段階Ｓ１と、セメント系材料１に接触したプレス型２を移動させてセメント系材料１を加圧する加圧段階Ｓ２と、プレス型２の移動を停止して加圧状態を保持する保圧段階Ｓ３と、プレス型２による加圧を解除する加圧解除段階Ｓ４と、プレス型２を成型後のセメント系材料１から脱型して遠ざける脱型離隔段階Ｓ５とを有する。プレス型２を振動させるとともにセメント系材料１の表面を吸引した後、吸引を停止してセメント系材料１の表面を吸引しない状態でプレス型２を振動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は建築板などに使用されるセメント系成型体の製造方法に関する。

従来、セメント系材料にプレス成型を施して、建築板などに使用されるセメント系成型体を製造する方法が知られている（例えば特許文献１、２参照）。このようなセメント系成型体には、意匠性の向上のため表面に凹凸模様が付されている。

特開２００２−１０３３１９号公報 特開２０１１−０５６８４８号公報

セメント系成型体のプレス成型においては、凹凸模様を良好に転写すること、脱型を良好に行うこと、成型体の厚みのばらつきを少なくすること、成型体に外観不良がないことなどが重要である。特許文献１では、金型の位置の検知、又は、加圧圧力の検知によりプレスの終了のタイミングを設定し、さらに、吸引を行うことによって凹凸模様をシャープにすることが開示されている。また、特許文献２では、プレス時の厚みを調整することにより裏面ヒケを低減して外観不良の発生を抑えることが開示されている。

ここで、プレス時に吸引や厚み調整を行っても、成型体の材料や凹凸模様の形状などによっては、成型体を良好にプレス成型できない場合があった。そこで、さらなるセメント系成形体の良好な製造を目指してプレス型（金型）を振動させることを検討した。プレス型を振動させることにより、材料を流動させて凹凸模様の転写を良好にすることができる。そして、プレス型を振動させた上で吸引すると、よりプレス型の凹凸模様に沿った形状で凹凸が転写されて材料を成型でき、凹凸模様の良好な成型体を得ることができることが確認された。

しかしながら、プレス成型において吸引と振動とを併用した場合、吸引によってプレス型の方に材料が流動し、裏面にしわ状になったいわゆるヒケが生じてしまうといった現象が発生することが分かった。裏面ヒケは、それ自体で外観不良の原因になるとともに、裏面を建築物の下地面などに沿わせて成型体を取り付ける場合、裏面ヒケが邪魔になって良好に成型体を配設することができなくなるおそれがある。また、接着材などを塗布する場合には、接着材が不均一に塗布されるなどして、接着不良が生じるおそれがある。そのため、裏面ヒケの発生を抑えてプレス成型することがさらなる課題となった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、凹凸模様を良好に形成するとともに裏面ヒケの発生を抑制し、成型体の外観不良を低減することができるセメント系成型体の製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明に係るセメント系成型体の製造方法は、セメント系材料にプレス成型を施してセメント系成型体を製造する方法であって、振動手段と吸引手段とが設けられたプレス型を前記セメント系材料に近づけるプレス型接近段階と、前記セメント系材料に接触した前記プレス型をさらに前記セメント系材料側に移動させて前記セメント系材料を加圧する加圧段階と、前記プレス型の移動を停止し、前記セメント系材料を前記プレス型で加圧した状態を保持する保圧段階と、前記プレス型による加圧を解除する加圧解除段階と、前記プレス型を成型後の前記セメント系材料から脱型して遠ざける脱型離隔段階と、を有する段階によりプレス成型を行い、前記加圧段階と前記保圧段階とを合せた加圧・保圧段階において、前記プレス型を前記振動手段によって振動させるとともに前記吸引手段によって前記セメント系材料の表面を吸引した後、前記吸引手段での吸引を停止して前記セメント系材料の表面を吸引しない状態で前記プレス型を振動させることを特徴とするものである。

前記セメント系成型体の製造方法においては、前記加圧段階において、前記プレス型を前記振動手段によって振動させるとともに前記吸引手段によって前記セメント系材料の表面を吸引し、前記保圧段階において、前記プレス型を前記振動手段によって振動させるとともに前記吸引手段によって前記セメント系材料の表面を吸引した後、前記吸引手段での吸引を停止して前記セメント系材料の表面を吸引しない状態で前記プレス型を振動させることが好ましい。

本発明によれば、加圧・保圧段階の後期において吸引を行わずにプレス型を振動させることによって、凹凸模様を良好に形成するとともに裏面ヒケの発生を抑制することができ、成型体の外観不良を低減してセメント系成型体を製造することができるものである。

（ａ）〜（ｄ）は、セメント系成型体の製造方法の一例を示す断面図である。 プレス動作の一例を示す線図である。 セメント系成型体の一例を示す斜視図である。 セメント系成型体の製造の一例を示す断面図である。 プレス動作の参考例を示す線図である。

図１は、セメント系材料１にプレス成型を施してセメント系成型体Ａを製造する方法の一例を示している。図２は、プレス動作の一例を示している。プレス成型では、プレス型接近段階Ｓ１と加圧段階Ｓ２と保圧段階Ｓ３と加圧解除段階Ｓ４と脱型離隔段階Ｓ５とを有する段階によりプレス成型を行う。図２では、横軸が時間（単位：秒）、縦軸が距離（単位：ｍｍ）で表され、プレス型２の垂直方向の位置（プレス型位置）の変化によりプレス型２が移動する様子が線図で示されている。図２では、プレス動作が、各段階Ｓ１〜Ｓ５に区分して記載されている。

プレス型接近段階Ｓ１は、プレス型２をセメント系材料１に近づけるステップである。プレス型２としては、振動手段と吸引手段とが設けられたものを用いることができる。図１（ａ）では、プレス型２がセメント系材料１に接近する方向に移動しており、プレス型接近段階Ｓ１の状態を示している。加圧段階Ｓ２は、セメント系材料１に接触したプレス型２をさらにセメント系材料１側に移動させてセメント系材料１を加圧するステップである。図１（ｂ）では、プレス型２がセメント系材料１に接触し始めた時点を示しており、プレス型接近段階Ｓ１から加圧段階Ｓ２に移行するときの状態を示している。保圧段階Ｓ３は、プレス型２の移動を停止し、セメント系材料１をプレス型２で加圧した状態を保持するステップである。図１（ｃ）では、プレス型２が所定の位置で停止してセメント系材料１に対する加圧を維持しており、保圧段階Ｓ３の状態を示している。加圧解除段階Ｓ４は、プレス型２による加圧を解除するステップである。脱型離隔段階Ｓ５は、プレス型２を成型後のセメント系材料１から脱型して遠ざけるステップである。図１（ｄ）では、プレス型２がセメント系材料１から遠ざかる方向に移動しており、脱型隔離段階Ｓ５の状態を示している。

こうして、プレス型２がセメント系材料１に近接及び離間するようなストロークの動作によって、セメント系材料１にプレス成型が施される。プレス成型においては、各段階Ｓ１〜Ｓ５の工程がプレス成型の１サイクルとなり、このサイクルを繰り返すことにより、複数のセメント系材料１にプレス成型を順次に施してセメント系成型体Ａを製造することができる。

セメント系材料１としては、セメントに、水及び適宜の添加剤を添加して混合することにより調製される材料を用いることができる。セメントとしては、ポルトランドセメント、高炉セメントなどを用いることができる。また、添加剤としては、骨材、軽量骨材、補強繊維、減水剤、増粘剤などを用いることができる。セメント系材料１は、通常、押し出し成型や抄造、注型成型などによってあらかじめグリーンシートの状態になっていることが好ましい。グリーンシートにプレス成型することにより、凹凸模様を容易に転写することができる。

セメント系材料１は、平板状の基材であることが好ましい。平板状の基材を用いることにより、板状の成型体を得ることができる。

セメント系成型体Ａには、内部に中空穴（間隙）を有する中空品のものと、このような中空穴を有しない中実品のものとがある。中空品を形成する場合は、内部に中空穴を有するセメント系材料１を用いることができ、中実品を形成する場合は、材料が隙間なく充填された内部に中空穴を有さないセメント系材料１を用いることができる。本形態では、中実品のセメント系成型体Ａを好ましく製造することができる。

図３は、プレス成型によって作製されるセメント系成型体Ａの一例である。このセメント系成型体Ａは、外壁材などの建築板１０として利用することができる。この建築板１０は矩形状に形成され、縦横に並べられて壁に取り付けられて用いられるものである。建築板１０には、縦横に複数の直線状の目地溝が凹部１２として設けられ、凹部１２により構成される目地溝に挟まれた部分が突出することにより、矩形状の凸部１１が縦横に複数並んで形成されている。このような目地溝を有する建築板１０を得ることにより、レンガ調や石積調の外壁を建築板１０で形成することができる。プレス成型により得られる凹凸模様は、凹部１２と凸部１１のような凹凸幅（厚み）の比較的大きい凹凸模様であってよい。なお、建築板１０の表面の凸部１１には、目地溝１２の深さよりも浅い深さの微細な凹凸柄が付与されることがある。プレス成型により得られる凹凸模様は、このような凸部１１表面に形成されて質感を表現するような微細な凹凸柄であってもよい。

プレス型２は、セメント系材料１にプレスすることにより表面に凹凸模様を付与し、セメント系成型体Ａを作製する型枠である。プレス型２は、通常、セメント系材料１の上方に配置され、上型となるものである。プレス型２としては金型又は樹脂型を用いることができる。金型によってプレスした場合、セメント系材料１の表面に凹凸模様を精度よく繰り返し作製することができる。また、樹脂型を用いた場合、樹脂型はコスト安く容易に形成することができるので、セメント系成型体Ａの模様変更を容易にすることができる。

プレス型２はセメント系材料１に凹凸模様を転写するものであるため、プレスによって得られるセメント系成型体Ａの凹凸形状とは凹凸が反転するように、凸部２ｂと凹部２ａによって構成される表面凹凸が設けられている。すなわち、図１（ｄ）に示すように、セメント系成型体Ａの凸部１１はプレス型２の凹部２ａに対応し、セメント系成型体Ａの凹部１２はプレス型２の凸部２ｂに対応している。また、建築板１０の表面に微細な凹凸柄がある場合には、プレス型２の凹凸形状は建築板１０の凹凸柄に対応した反転形状にすることができる。本形態では、このような凹凸が形成されたプレス型２を用いることにより、凹凸模様が形成されたセメント系成型体Ａを製造することができる。

図１（ａ）に示すように、プレス型２は、表面凹凸に沿って板状の部材が変形加工されて裏面側に内部間隙２ｃが設けられているものを好ましく用いることができる。プレス型２が内部間隙２ｃを有することにより、プレス型２を簡単に作製することができる。

また、プレス型２として、プレス型２の内部間隙２ｃから表面まで貫通する複数の微細孔（図示省略）が設けられているものを好ましく用いることができる。内部間隙２ｃとプレス型２の表面側外部とが連通する微細孔を設けることにより、プレス成型した際に微細孔を通してセメント系材料１とプレス型２との間を脱気吸引することができる。また、脱型の際に微細孔からエアを流出させれば、セメント系材料１を離型しやすくすることができる。

プレス型２は、金属製の板材の加工によって得ることができる。例えば、鋼板に凹凸加工を施して凹部２ａと凸部２ｂとを形成するとともに、微細孔を穴あけ加工によって形成することにより、プレス型２を得ることができる。

プレス型２に設ける微細孔の大きさは、プレス成型での成型性を損なったり成型体に外観不良を発生させたりすることがないとともに材料を吸い込んでしまわない程度の大きさにすることができる。例えば、円形の場合、直径０．１〜１ｍｍの大きさの貫通孔にすることができる。具体的には、直径０．５ｍｍの円形の穴であってよい。また、微細孔は、１ｃｍ^２あたりに１〜５０個程度の割合で設けることができる。具体的には、１０個／ｃｍ^２の割合で設けることができる。微細孔を多数設けることによって、吸引力を高めることができる。

微細孔はプレス型２の全体に均一に配置して設けてもよいし、部分的に設けてもよい。部分的に設ける場合には、プレス成型した際に材料がプレス型２の表面にまで充填されにくい部位に設けることができる。例えば、セメント系成型体Ａの凸部１１の部分は、プレスの際、プレス型２とセメント系材料１との間で圧縮された空気が溜まるなどして、材料が型表面まで充填しにくい場合があるため、対応する部分であるプレス型２の凹部２ａに微細孔を設けることができる。プレス型２の凹部２ａに微細孔を設けることにより、プレス成型の際に、セメント系材料１の表面上方の空気を脱気吸引してプレス型２の表面までセメント系材料１を充填することができるため、凹凸模様を精度よく付与することができる。また、微細孔は、プレス型２を脱型する際に材料が離れにくい部位に設けることができる。セメント系成型体Ａの凸部１１の部分は、脱型の際、セメント系材料１がプレス型２に挟まったり吸着したりして離型しにくい場合がある。そのため、プレス型２の凹部２ａに微細孔を設けることにより、プレス型２とセメント系材料１との間にエアを注入してセメント系材料１がプレス型２から離型しやすくできるので、プレス型２の脱型を容易に行うことができる。図３のような建築板１０の場合、凸部１１の表面と側面との境界部分である角部１１ａの位置や、矩形状の凸部１１の角である角隅部１１ｂの位置を含んで、微細孔を設けることが好ましい。角部１１ａ及び角隅部１１ｂの位置は、材料が充填されずに成型不良が起こりやすい部分であり、この位置に微細孔を設けることにより、凹凸模様を精度よく形成することができる。また、角部１１ａ及び角隅部１１ｂの位置は、離型不良が発生しやすい部分であり、脱型も良好にすることができる。

プレス型２には、吸引手段が設けられている。吸引手段は、負圧によってプレス型２の表面から内部に空気を吸うものである。吸引手段を設けることにより、プレス成型した際には、セメント系材料１の表面を吸引することができる。本形態では、内部間隙２ｃを有するプレス型２に微細孔が多数設けられ、内部間隙２ｃが吸引ポンプなどに接続されることにより、吸引手段が構成されている。そして、吸引ポンプを稼動させて内部間隙２ｃを引圧して負圧にすると、プレス型２の外部から内部に向けて微細孔を通して外部側の空気を吸い込んで吸引することができる。図１（ｃ）では、吸引手段による吸引Ｐを矢印で示している。

なお、吸引手段の構成は、これに限られるものではない。例えば、プレス型２を鋳物として形成して内部間隙２ｃのないプレス型２を用いた場合、プレス型２の表面に設けられた微細孔をプレス型２の反対面や側面にまで外部と連通するように延長すれば、吸引手段を形成することができる。

プレス型２は、固定材４により固定されている。固定材４は、プレス型２よりも大きい板状の部材であり、プレス型２を挟んだり、プレス型２とボルト及びナットで接合したりするなどして、プレス型２を固定するものである。固定材４は、複数の棒状の支持材５により上部が支持されている。支持材５は、下端において固定材４を接続して支持している。支持材５の上端には、振動ベース６が接続されている。振動ベース６は、プレス型２よりも大きい板状の部材であり、プレス機のスライドベース７に取り付けられている。スライドベース７は、このスライドベース７ごとプレス型２を上下にスライドさせて移動させるプレス機のスライド機構に接続されている。スライド機構によってスライドベース７を下降及び上昇させることにより、プレス型２が下降及び上昇してセメント系材料１にプレス成型することができる。

プレス型２には、振動手段が設けられている。振動手段は、プレス型２を振動させるものである。振動手段を設けることにより、プレス成型した際には、セメント系材料１に振動を与えることができる。本形態では、固定材４、支持材５及び振動ベース６を有する振動ユニット３により、振動手段が構成されている。振動ベース６の内部にはエアー衝撃式バイブレーターなどによって構成される振動機構が設けられている。振動機構をモーターで構成してもよいが、加圧しながら加振力を伝達するためには、モーターなどのロータリー式バイブレーターでは対応できない場合が多いため、エアー衝撃式バイブレーターを用いた振動盤を用いることが好ましいものである。振動機構は、バイブレーション機能によって、微細振動を発生させ、この微細振動を支持材５に与えるものである。微細振動が与えられた支持材５は下端が震えるように振動し、固定材５を微細に振動させる。これにより、プレス型２に振動を与えることができる。図１（ｃ）では、振動手段によってプレス型２に振動Ｖが付与されている様子が示されている。

セメント系材料１は、プレス成型の際、ボルスタ９の上に配置されたトレイ８の上に載置されている。トレイ８の上にセメント系材料１を載置することにより、トレイ８ごとセメント系材料１を生産ラインに沿って移動させることができ、製造効率を向上することができる。また、トレイ８を用いることにより、ボルスタ９が汚れたり、ボルスタ９に材料の後残りが発生したりすることがないので、効率よくプレス成型を行うことができる。ボルスタ９は定盤となるものであり、上型として機能するプレス型２に対向する下型の機能を有するものである。プレス成型では、セメント系材料１をプレス型２とボルスタ９とで挟みこんで押圧することによって、セメント系材料１の表面に凹凸模様を付与することができる。トレイ８及びボルスタ９は、金属製のものにすることができる。金属製の部材を用いることにより、繰り返しプレス成型を容易に行うことができる。

プレス成型は、真空条件によってプレスを行う真空プレスにより行うことができる。真空プレスを行うことにより、セメント系材料１に精度よく凹凸模様を付与することができる。本形態では、プレス空間を真空（例えば気圧１ｋＰａ以下など）にする真空プレスでプレス成型を行うことができる。

プレス型２には、微細孔からエアを排出するエア排出手段が設けられていてもよい。エア排出手段を設けることにより、脱型の際に、微細孔からプレス型２とセメント系材料１との間にエアを流出させて、プレス型２をセメント系材料１から引き抜いて脱型しやすくすることができる。本形態では、内部間隙２ｃを有するプレス型２に微細孔が多数設けられており、内部間隙２ｃを加圧ポンプなどに接続することにより、エア排出手段を構成することができる。そして、加圧ポンプを稼動させて内部間隙２ｃに空気などのエア（気体）を送り出して加圧すると、プレス型２の内部から外部に向けて微細孔を通してエアを流出させることができる。

また、プレス成型は、加温して行うホットプレスであってもよい。ホットプレスの場合、プレス型２の温度を５０〜１００℃の温度にすることができる。また、プレス成型は、常温又は室温でのプレスであってもよい。本形態では、室温、例えば、２５℃においても、凹凸模様を精度よく転写することができる。

プレス成型にあっては、まず、図１（ａ）に示すように、ボルスタ９上にセメント系材料１を配置し、真空条件にして、プレス機のスライド機構によりスライドベース７を下降させてプレス型２をセメント系材料１に近づける。これがプレス型接近段階Ｓ１である。

図２では、プレス型２の位置は、ボルスタ９とプレス型２の間の距離（単位：ｍｍ）として表されている。この距離は、プレス型２の下端（凸部２ｂ）とボルスタ９表面との間の垂直方向の長さ（型間距離）である。そして、開始時点（０秒）では、上限の位置にあったプレス型２は、高速下降して型間距離が小さくなって、セメント系材料１に近づく。セメント系材料１にある程度近づいた後は、微速下降して、徐々にセメント系材料１に近づく。このように、プレス型接近段階Ｓ１では、プレス型２を高速移動させた後に低速移動させて、セメント系材料１に接近させることが好ましい。それにより、セメント系材料１を破壊するようなことなく、できるだけ高速にプレス型２を接近させることができる。高速移動は、２００〜３００ｍｍ／ｓ程度の速さにすることができる。また、低速移動は、２０〜３０ｍｍ／ｓ程度の速さにすることができる。下降したプレス型２は、セメント系材料１に接近して最終的に接触する。

図１（ｂ）は、プレス型２がセメント系材料１の表面に接触した瞬間を示している。プレス型２がセメント系材料１に接触することにより、プレス型接近段階Ｓ１から、加圧段階Ｓ２に移行する。

加圧段階Ｓ２では、セメント系材料１に接触したプレス型２をさらにセメント系材料１側に移動させてセメント系材料１を加圧する。このとき、プレス型２の移動速度は、プレス型接近段階Ｓ１における低速移動の速度よりもさらに遅くするようにする。そして、セメント系材料１を流動させながら、徐々にプレス型２で押し込み、セメント系材料１の表面に凹凸模様を付与する。

加圧段階Ｓ２においては、プレス型２を振動手段によって振動させるとともに吸引手段によってセメント系材料１の表面を吸引することが好ましい。プレス型２は、振動手段（振動ユニット３）によって振動させることができる。また、吸引手段によって微細孔の外側から内側に向けて負圧にすることにより脱気吸引することができる。振動を与えることにより、セメント系材料１が流動しやすくなり、より凹凸模様の転写性を向上することができる。また、脱気吸引することにより、セメント系材料１とプレス型２との間に形成された隙間の空気を吸引して、セメント系材料１をプレス型２の表面側にまで充填しやすくして、凹凸模様を精度よく付与することができる。

図２では、吸引を付与した期間、及び、振動を付与した期間を、それぞれ線図で示している。本形態では、吸引及び振動を加圧段階Ｓ２の開始と同時に開始している。このように、加圧段階Ｓ２の開始と同時に吸引及び振動を開始すると、効率よく吸引及び振動を行って、プレス成型することができる。加圧段階Ｓ２よりも前のプレス型２とセメント系材料１とが接触していない段階で吸引を行うと、セメント系材料１を吸い上げるなどして良好にプレス成型できなくなるおそれがある。なお、振動は、加圧段階Ｓ２よりも前から行うようにしてもよい。ただし、プレス型２とセメント系材料１とが接触した後に振動を開始することにより、凹凸模様を効率よくきれいに転写することができる。

プレス型２の振動は、特に限定されるものではないが、エアー衝撃式バイブレーターを用いた場合、例えば、２０５０〜４５００ｍｉｎ^−１の範囲の振動数で行うことができる。衝撃式バイブレーターの振動数はメーカーや品種により異なるものであるが、具体的には例えば、振動数が２０５０ｍｉｎ^−１であってよい。振動は、上下方向の振動であってもよいし、水平方向の振動であってもよいし、上下方向と水平方向とが混合した振動であってもよい。また、プレス型２による脱気吸引は、例えば、真空ポンプなどによって行うことができる。

プレス型２の振動は、振動を付与する期間において、一定の振動数で行うものであってよい。それにより、振動の制御を簡単に行うことができる。また、プレス型２による吸引は、吸引を行う期間において、一定の引圧で行うものであってよい。それにより、吸引の制御を簡単に行うことができる。

加圧段階Ｓ２では、プレス型２が移動するにつれて徐々に圧力が上昇する。プレス成型の加圧力は０．１〜３ＭＰａの範囲であってよい。

プレス型２の下降移動は、セメント系成型体Ａの厚みが設定厚みになるような位置まで行うことができる。ここで、プレス型２の移動停止の制御方法として、プレス圧力が所定の値になったときに停止を行う方法と、プレス型２の位置が所定の位置になったときに停止を行う方法のいずれも用いることができる。このうち、プレス型２の位置が所定の位置になったときにプレス型２の移動を停止させることが好ましい。それにより、より凹凸模様の厚みや成型体厚みのバラツキを少なくして、プレス成型を行うことができる。プレス型２の移動を所定の圧力に達したとき、例えば面圧１．５〜１．７ｋｇｆ／ｃｍ^２になったときにプレス型２の移動を終了することもできるが、圧力による制御では、成型体の厚みがばらつくおそれがある。プレス型２の停止位置は、トレイ８の表面からの距離が、作製したいセメント系成型体Ａの厚みから、プレス後にセメント系材料1の弾性変形によって厚みが増加する分を差し引いた距離になるように設定することができる。それにより、プレス後に、弾性変形分が戻ってプレスの際よりも厚みが増加したとしても、セメント系成型体Ａの厚みを設定の厚みに近づけることができる。プレス型２の停止位置は、ボルスタ９からの距離として設定することができる。このとき、トレイ８の厚みを考慮して、その分を増加させて設定してもよい。

プレス型２の位置が所定の位置に達してプレス型２の移動が停止することにより加圧段階Ｓ２が終了し、保圧段階Ｓ３に移行する。

保圧段階Ｓ３では、プレス型２の移動を停止し、セメント系材料１をプレス型２で加圧した状態を保持する。図２に示すように、保圧段階Ｓ３では、プレス型２は移動しておらず、セメント系材料１を加圧した状態が継続されている。このように、加圧した状態を維持することによって、成型したセメント系材料１の形状を安定化させて表面に凹凸模様を精度よく転写することが可能になる。

保圧段階Ｓ３においては、プレス型２を振動手段によって振動させるとともに吸引手段によってセメント系材料１の表面を吸引した後、吸引手段での吸引を停止してセメント系材料１の表面を吸引しない状態でプレス型２を振動させるようにすることが好ましい。すなわち、保圧段階Ｓ３の前期は、振動と吸引の両方を行い、保圧段階Ｓ３の後期は、吸引せずに振動のみ行う。図２では、保圧段階Ｓ３の前半で、振動と吸引とが行われ、保圧段階Ｓ３の後半で、吸引が停止されて振動が付与されている様子が示されている。このように、加圧した状態を維持したまま、吸引しないで振動のみを行うようにすれば、材料がプレス型２に引き寄せられすぎて裏面にヒケが生じるのを低減することができる。また、振動を継続するようにすると、一度、吸引によって材料が上方に移動したとしても、流動した材料に下方に戻る力が働きやすくなるので、裏面のヒケを一層抑制することができる。

保圧の時間は、例えば、約１秒にすることができる。約１秒間、加圧状態を維持することにより、成型不良を抑制しながら効率よくプレス成型することができる。保圧時間が長すぎるとプレス成型に時間がかかりすぎてプレス効率が低下するおそれがある。また、保圧時間が短すぎると凹凸模様の転写を精度よく行なうことができなくなるおそれがある。保圧時間の範囲は、好ましくは、０．５〜１．５秒、又は、０．７〜１．３秒の範囲内であってよい。

図１（ｃ）は、保圧段階Ｓ３の前期におけるプレスの状態を示している。保圧段階Ｓ３の前期では、振動と吸引とが行われる。図１（ｃ）では、プレス型２に振動Ｖが付与されるとともに、プレス型２の微細孔によって吸引Ｐが行われている様子が示されている。そして、保圧段階Ｓ３の後期では、吸引Ｐが停止し、振動Ｖが付与される。

保圧段階Ｓ３における、吸引と振動の両方を行う前期の時間と、吸引を停止して振動のみを行う後期の時間とは、例えば、３：７〜７：３の時間配分にすることができる。吸引を停止して振動を行う時間が短すぎると裏面のヒケを十分に低減できなくなるおそれがある。吸引と振動の両方を行う時間と、吸引を停止して振動のみを行う時間とは、同じであってもよい。例えば、保圧時間を１秒とする場合、吸引と振動の両方を行う時間（前期）、及び、吸引を停止して振動を行う時間（後期）を、各０．５秒にすることができる。

図４は、保圧段階Ｓ３の前期において、セメント系材料１に作用する力の一例を示している。保圧段階Ｓ３の前期においては、吸引Ｐと振動Ｖの両方を行うと、セメント系材料１は、上方に移動しようとする力が働く。具体的には、プレス型２の凸部２ｂの直下においては、プレス型２の凹部２ａに設けられた微細孔からの吸引の作用により、凹部２ａの表面（底面）側に向かって移動しようとする力Ｆ１が働く。また、プレス型２の凹部２ａの直下においては、プレス型２の凹部２ａの表面（底面）側に引き寄せられて上方に移動しようとする力Ｆ２が働く。そして、このように力Ｆ１、Ｆ２が働くと、凹部２ａの直下のセメント系材料１の裏面（トレイ８側の面）には、若干トレイ８から離間して裏面間隙Ｘが形成される場合がある。また、裏面間隙Ｘが形成されなくても、材料が上方に引き寄せられるため、材料に疎密の分布が形成される場合がある。そして、この状態で、振動と吸引とを同時に停止するとともに、プレス型２による加圧を解除して圧抜を行うと、材料が移動しようとする力が急激に引き戻され、プレス型２の凸部２ｂの直下に材料が集まったり、セメント系材料１の裏面に材料が集まったりすることになる。すると、セメント系材料１の裏面に材料が押し戻されてしわ状になったヒケが生じることになる。しかしながら、保圧段階Ｓ３の後期において、吸引Ｐを停止し、振動Ｖのみを与える状態を形成するようにすると、吸引Ｐがなくなることにより、セメント系材料１が移動しようとする力Ｆ１、Ｆ２が消失したり減少したりする。さらに、セメント系材料１を押圧した状態を維持したまま振動Ｖが継続して付与されているので、セメント系材料１は吸引Ｐによって与えられていた力Ｆ１、Ｆ２を緩和しながら、疎密がなくなるように流動して、凹凸模様が付与された形状で安定化する。このように、吸引Ｐと振動Ｖとのタイミングをずらすことにより、成型後のセメント系材料１の裏面にヒケが発生することを抑制することができるものである。なお、上記で説明したセメント系材料１の流動は推測されるメカニズムの一例であり、本発明はこれに限定されることはないことは言うまでもない。

ところで、凹凸模様の転写性を上げようとして吸引力を強くすると、材料がプレス型２の方に吸い寄せられ、材料によっては裏面間隙Ｘが形成されたまま成型されて、成型体の厚みが部分的に薄くなり、裏面に若干凹んだような部分が形成されたりする場合もある。裏面に凹みができると、外観不良の原因になるとともに、裏面に接着材などを塗布する場合には、接着材が不均一に塗布されるなどして、接着不良が生じるおそれがある。しかしながら、本形態においては、保圧段階Ｓ３の後期において、吸引Ｐを停止し、振動Ｖのみを与えるようにしているので、成型体の裏面に凹みができるのを抑制することができるものである。

保圧段階Ｓ３の終了後、加圧解除段階Ｓ４に移行する。加圧解除段階Ｓ４では、プレス型２による加圧を解除するようにする。加圧の解除により圧抜が行われる。

加圧解除段階Ｓ４では、例えば、スライド機構によるスライドベース７の固定を解除して、スライドベース７を上下方向に移動可能なフリーな状態にすることにより、セメント系材料１に対する加圧を解除することができる。その際、プレス型２は移動しなくてもよいし、材料の変形に合せて若干上方に移動してもよい。ただし、プレス型２とセメント系材料１とは接触した状態が継続されているようにする。そして、圧抜後の状態を維持したまま、所定時間放置し、セメント系材料１が若干流動するのを待機する。セメント系材料１は、プレス型２からの押圧力がなくなって若干流動するが、表面にはプレス型２が接触しているため、付与された凹凸模様を崩すことなく流動し、その後、セメント系材料１は凹凸模様が付されたまま安定してそれ以上流動しなくなる。

そして、成型後のセメント系材料１は大気圧に戻されて大気圧条件下で凹凸模様が安定な形状となって維持される。

加圧解除段階Ｓ４においては、振動手段による振動を停止することが好ましい。加圧解除段階Ｓ４において振動を行うと、成型により凹凸模様が形成されたセメント系材料１が振動によって流動してしまい、凹凸模様が崩れるおそれがある。

加圧解除段階Ｓ４の後、脱型離隔段階Ｓ５に移行する。脱型離隔段階Ｓ５では、プレス型２を成型後のセメント系材料１から脱型して遠ざける。図２に示すように、脱型離隔段階Ｓ５は、脱型上昇、脱型、高速上昇の段階を経ることができる。

脱型上昇では、プレス型２を若干上方に移動させる。これにより、セメント系材料１には、ボルスタ９上に留まろうとする力と、プレス型２に引っ付いて上方に移動しようとする力とが働く。そして、プレス型２がやや上方に移動した状態を所定時間維持する。それにより、セメント系材料１は、引力の作用によってボルスタ９上に留まる力の方が強く働くため、プレス型２から離型される。これが脱型の段階となる。脱型の時間は、例えば、０．７〜１．３秒の範囲であってもよく、具体的には、約１秒にすることができる。脱型の後には、セメント系材料１から離隔されたプレス型２を上方に移動させてプレス成型の開始位置にまで戻すことができる。このとき、プレス型２を高速上昇させることにより、効率よくプレス成型を行うことができる。高速上昇の速度は、例えば、２００〜５００ｍｍ／ｓの速度にすることができる。

脱型離隔段階Ｓ５においては、脱型上昇及び脱型の期間、振動手段によってプレス型２に振動を付与することが好ましい。プレス型２が振動することにより、成型後のセメント系材料１の離型が容易になる。振動のエネルギー（振動数）は、加圧段階Ｓ２及び保圧段階Ｓ３のときと同じであってよい。

また、脱型離隔段階Ｓ５においては、微細孔からエアを排出するようにしてもよい。それにより、セメント系材料１をプレス型２に付着させることなく簡単に脱型させることができる。エアの排出は、例えば、プレス型２の内部間隙２ｃを加圧ポンプに接続して、加圧ポンプから内部間隙２ｃにエアを送り出すことにより行うことができる。

こうして、セメント系材料１にプレス成型を施して、セメント系成型体Ａを得ることができる。

図２の形態では、１ストローク（１回のプレス動作）が７秒のプレス成型が示されている。プレス成型は１ストロークの時間が１０秒以下であることが好ましい。１ストロークの時間が長くなるとプレス効率が低下するおそれがある。また、１ストロークの時間は５秒以上、又は、６秒以上であってよい。１ストロークの時間が短すぎると凹凸模様を精度よく転写できなくなるおそれがある。

プレス成型後は、成型後のセメント系材料１をトレイ８ごと生産ラインの下流に送り出すとともに、生産ラインの上流から成型前のセメント系材料１をトレイ８ごとボルスタ９上に載置させることができる。そして、新しく配置されたセメント系材料１にプレス成型を同様の方法で行うことができる。こうして、順次に送られてくるセメント系材料１にプレス成型することにより、複数のセメント系成型体Ａを次々に製造することができる。

プレス成型後のセメント系成型体Ａは、養生硬化されることによって、建築板１０などの建築材料として使用可能なものとなる。また、セメント系成型体Ａ（建築板１０）には、適宜の塗装が施されてもよい。それにより、建築物の意匠性を高めることができる。

図５は、プレス成型の参考例である。このプレス成型では、プレス型２の位置の変動は、図２の形態と同様にしており、振動及び吸引を行う期間を、図２の形態と異ならせるようにしている。図５の形態では、振動は、プレス型接近段階Ｓ１及び加圧段階Ｓ２と、脱型離隔段階Ｓ５における脱型上昇及び脱型との各期間において行っている。すなわち、保圧段階Ｓ３では、振動を停止している。また、吸引は、加圧段階Ｓ２と保圧段階Ｓ３との全期間において行っている。つまり、保圧段階Ｓ３においては、振動を停止して吸引のみを行うようにしている。このように、保圧段階Ｓ３において、保圧段階Ｓ３の最後まで吸引が継続された場合、図４により説明したように、セメント系材料１に働く力によって、裏面にヒケが生じやすくなる。そして、図５の方法では、裏面のヒケが２ｍｍ以上の深さにも及ぶ場合があることが確認されている。したがって、図２の形態のように、保圧段階Ｓ３の後期において、吸引せずに振動を付与する状態を設けることが好ましいものである。

ところで、図２の形態では、保圧段階Ｓ３の後期において吸引を停止する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。

本発明では、加圧段階Ｓ２と保圧段階Ｓ３とを合せた加圧・保圧段階において、振動と吸引の制御を行うこともできる。すなわち、加圧・保圧段階で、プレス型２を振動手段によって振動させるとともに吸引手段によってセメント系材料１の表面を吸引した後、吸引手段での吸引を停止してセメント系材料１の表面を吸引しない状態でプレス型２を振動させるようにしてもよい。

表１は、プレス成型における吸引制御の一例である。このプレス成型では、加圧段階Ｓ２及び保圧段階Ｓ３の全期間において、振動を行っている。そして、吸引のタイミングを振動とずらすようにしている。吸引例１は、図２の形態のプレス動作に対応するものであり、保圧段階Ｓ３の後期において吸引を停止している。また、吸引例２では、加圧段階Ｓ２の期間は全て吸引を行い、保圧段階Ｓ３の開始とともに吸引を停止している。また、吸引例３では、加圧段階Ｓ２の後半に吸引を停止し、それ以降、保圧段階Ｓ３も含めて吸引しないようにしている。このように、加圧段階Ｓ２と保圧段階Ｓ３とを合せた加圧・保圧段階において、振動と吸引の両方を行った後、吸引を停止して振動のみを行うようにプレス成型を制御することによっても、裏面ヒケを抑制しながらセメント系材料１に凹凸模様を良好に転写することができる。吸引停止のタイミングは、材料特性や型材質などに合わせて調整することができる。ただし、凹凸模様をより良好に付与し、裏面のヒケを低減させるためには、図２の形態のような、保圧段階Ｓ３の後期で吸引を停止する形態が好ましい。

Ａ セメント系成型体
１ セメント系材料
２ プレス型
３ 振動ユニット
４ 固定材
５ 支持材
６ 振動ベース
７ スライドベース
８ トレイ
９ ボルスタ
Ｖ 振動
Ｐ 吸引
Ｓ１ プレス型接近段階
Ｓ２ 加圧段階
Ｓ３ 保圧段階
Ｓ４ 加圧解除段階
Ｓ５ 脱型離隔段階

Claims (2)

1. セメント系材料にプレス成型を施してセメント系成型体を製造する方法であって、
   振動手段と吸引手段とが設けられたプレス型を前記セメント系材料に近づけるプレス型接近段階と、
   前記セメント系材料に接触した前記プレス型をさらに前記セメント系材料側に移動させて前記セメント系材料を加圧する加圧段階と、
   前記プレス型の移動を停止し、前記セメント系材料を前記プレス型で加圧した状態を保持する保圧段階と、
   前記プレス型による加圧を解除する加圧解除段階と、
   前記プレス型を成型後の前記セメント系材料から脱型して遠ざける脱型離隔段階と、を有する段階によりプレス成型を行い、
   前記加圧段階と前記保圧段階とを合せた加圧・保圧段階において、前記プレス型を前記振動手段によって振動させるとともに前記吸引手段によって前記セメント系材料の表面を吸引した後、前記吸引手段での吸引を停止して前記セメント系材料の表面を吸引しない状態で前記プレス型を振動させることを特徴とするセメント系成型体の製造方法。
2. 前記加圧段階において、前記プレス型を前記振動手段によって振動させるとともに前記吸引手段によって前記セメント系材料の表面を吸引し、
   前記保圧段階において、前記プレス型を前記振動手段によって振動させるとともに前記吸引手段によって前記セメント系材料の表面を吸引した後、前記吸引手段での吸引を停止して前記セメント系材料の表面を吸引しない状態で前記プレス型を振動させることを特徴とする請求項１に記載のセメント系成型体の製造方法。

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