JP2016156172A - コンクリート用化粧型枠 - Google Patents
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Abstract
Description
(測定方法)
JIS Z8741:1997「鏡面光沢度−測定方法」に準じて、反射角60度の条件で測定する。ただし、転写面の光沢度Aの測定においては、転写面内における平滑面を光沢度測定の測定面とする。基準面の光沢度Bの測定においては、型枠の凹凸模様を転写する側の表面で転写面の外側部分における平滑面を、光沢度測定の測定面とする。
本発明のコンクリート用化粧型枠(以下、化粧型枠ともいう。)は、コンクリートの打設面に凹凸模様を転写する転写面を備える発泡樹脂製の化粧型枠である。
本発明の化粧型枠の一例としては、例えば、図1に示すように、コンクリートの打設面に凹凸模様を転写する転写面10aを備える平面視長方形の転写部10と、転写部10の周縁から立ち上がる側壁部12と、を備えるコンクリート用化粧型枠1(以下、化粧型枠1という。)が挙げられる。
なお、化粧型枠の転写面の凹凸模様は、石積模様には限定されず、例えば、ハツリ模様、タイル模様、割り肌(レンガ)模様、布積模様、玉石模様等としてもよい。
転写面の光沢度Aは、JIS Z8741:1997「鏡面光沢度−測定方法」に準じて、反射角60度の条件で測定する。測定装置としては、例えば、コニカミノルタ社製の光沢計GM−60Plus/GM−268Plusが挙げられる。
転写面の光沢度Aの測定においては、転写面内における平滑面を光沢度測定の測定面とする。測定面として設定する平滑面の大きさは、測定装置に応じて決まり、例えば、前記した光沢計GM−60Plus/GM−268Plusであれば、20mm角以上の平滑面を測定面とする。なお、必要に応じて、型枠の転写面側の表面における転写面の外側の平滑面に、転写面を形成するときと同じ加熱条件で部分的に形成した部分や、型枠と同じ材質の測定試料に、転写面を形成するときと同じ加熱条件で形成した平滑面等を、転写面の光沢度Aの測定面として代用することもできる。
基準面の光沢度Bは、転写面と同様にJIS Z8741:1997「鏡面光沢度−測定方法」に準じて、反射角60度の条件で測定する。測定装置は、光沢度Aの測定と同じものを用いる。
基準面とは、型枠の転写面側における、転写面の外側部分の表面である。光沢度Bの測定においては、型枠の転写面側の表面において、転写面の外側部分における平滑面を光沢度測定の測定面とする。例えば、化粧型枠1における側壁部12の先端面を基準面とすることができる。
転写面の光沢度Aは、例えば、金型における化粧型枠の転写面と接する表面にテフロン(登録商標)加工を施すことで高くなる。また、金型における化粧型枠の転写面と接する表面にテフロン(登録商標)加工を施すと、化粧型枠の転写面の滑り性が向上し、化粧型枠の離型性が向上する。
発泡成形時の転写面の加熱時間を長くすることで、転写面の光沢度Aが高くなる。また、発泡成形時に転写面側の蒸気圧を高くすることで、転写面の光沢度Aが高くなる。また、発泡成形時に転写面の加熱時間を長くしたり、転写面側の蒸気圧を高くしたりすると、転写面側の表層の樹脂粒子が溶融してスキン層が形成されて、転写面の強度が高くなる。そのため、脱型時に転写面を形成する樹脂がコンクリートの打設面に割れ残りにくくなる。
本発明の化粧型枠に用いる樹脂としては、特に限定されず、化粧型枠に用いられる公知の樹脂を使用できる。具体的には、例えば、ポリスチレン系樹脂(ポリスチレン、ハイインパクトポリスチレン、スチレン−エチレン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体等)、スチレン改質ポリオレフィン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等)が挙げられる。なかでも、ポリスチレン系樹脂、スチレン改質ポリオレフィン系樹脂が好ましい。
スチレン改質ポリオレフィン系樹脂は、ポリオレフィン系樹脂粒子にスチレン系単量体を含浸重合させることで得られる。スチレン改質ポリオレフィン系樹脂としては、スチレン改質ポリエチレン樹脂が好ましい。
スチレン改質ポリオレフィン系樹脂におけるスチレン成分の割合は、40〜90質量%が好ましく、50〜85質量%がより好ましく、55〜75質量%がさらに好ましい。
化粧型枠においては、1種の樹脂を単独で使用してもよく、2種以上の樹脂を組み合わせて使用してもよい。
具体的には、化粧型枠から型枠表面を含まないように、50cm3以上(半硬質及び軟質材料の場合は100cm3以上)の試験片を元のセル構造を変えない様に切り出し、該試験片の質量を測定し、下式により密度を算出する。前記試験片は成形後72時間以上経過した化粧型枠から切り出し、23℃±2℃、50%±5%、又は27℃±2℃×65%±5%の雰囲気下で16時間以上放置した後に質量を測定するものとする。
密度(g/cm3)=試験片質量(g)/試験片体積(cm3)
本発明の化粧型枠は、建造物の壁、道路の側壁、河川の側壁等を構成するコンクリートの打設面に石積模様等の凹凸模様を付与する際に使用できる。これらのコンクリート打設予定場所に、転写面がコンクリートを打設する側に向くように複数の化粧型枠を上下左右に多数連結させて設置し、コンクリートを打設して硬化(養生)させた後に化粧型枠を脱型することで、打設面に凹凸模様が形成されたコンクリートが形成される。
具体的には、例えば、コンクリート打設予定場所に一対のコンクリートパネルを向い合せて離間させて固定する。次いで、コンクリートの打設面側(表面側)の一方のコンクリートパネルの内面に、図2に示すように、転写面10aが他方のコンクリートパネル側を向くようにして、複数の化粧型枠1を上下左右に並べて設置する。次いで、コンクリートパネル間にコンクリート材料を打設し、コンクリート材料が硬化した後に打設面側のコンクリートパネルとともに化粧型枠1を脱型する。これにより、化粧型枠1の転写面10aの凹凸模様が打設面に転写されたコンクリートが形成される。
本発明の化粧型枠の製造方法としては、特に限定されず、ビーズ法が好ましい。例えば、下記の粒子製造工程、予備発泡工程及び発泡成形工程を有する方法が挙げられる。
粒子製造工程:発泡性樹脂粒子を製造する工程。
予備発泡工程:発泡性樹脂粒子を加熱し、予備発泡して予備発泡粒子を得る工程。
発泡成形工程:前記予備発泡粒子を成形型のキャビティ内に充填して加熱し、型内発泡成形を行って化粧型枠を得る工程。
製造する発泡性樹脂粒子の形状は、球状又は略球状であることが好ましい。
発泡性樹脂粒子の製造方法としては、公知の方法を採用でき、例えば、下記の方法(1)〜(3)が挙げられる。
(1)樹脂と発泡剤とを含有する溶融樹脂組成物を粒状に成形して発泡性樹脂粒子を得る方法(溶融押出法)。
(2)水性媒体、及び樹脂種粒子をオートクレーブ内に供給し、樹脂種粒子を水性媒体中に分散させた後、オートクレーブ内を加熱、撹拌しながら単量体を連続的に又は断続的に供給して、樹脂種粒子に単量体を吸収させつつ重合開始剤の存在下にて重合させて(シード重合法により)樹脂粒子を調製し、該樹脂粒子に発泡剤を含有させて発泡性樹脂粒子を得る方法。
(3)水性媒体、単量体及び重合開始剤をオートクレーブ内に供給し、オートクレーブ内において加熱、撹拌しながら単量体を懸濁重合させ、必要に応じて分級して樹脂粒子を調製し、該樹脂粒子に発泡剤を含有させて発泡性樹脂粒子を得る方法。
方法(1)の溶融押出法としては、例えば以下の方法が挙げられる。
樹脂を溶融して溶融樹脂とし、該溶融樹脂に発泡剤を圧入し、混練して、発泡剤を含有する溶融樹脂組成物を得る。該溶融樹脂組成物を、小孔から直接に冷却用液体中に押し出しつつ、その押出物を冷却用液体中で切断するとともに、その押出物を冷却用液体との接触により冷却固化する。これにより、樹脂中に発泡剤が均一に分散した発泡性樹脂粒子が得られる。
発泡剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
方法(2)、方法(3)で使用する単量体としては、目的の発泡性樹脂粒子を形成する樹脂の種類に応じて適宜選択する。例えば、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を製造する場合は、スチレン系単量体(スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン、エチルスチレン、i−プロピルスチレン、ジメチルスチレン、ブロモスチレン等)を使用し、必要に応じて、スチレン系単量体と共重合可能なビニル単量体(メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジメタクリレート等)を使用する。
有機過酸化物としては、ベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ジt−ブチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシアセテート、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルヘキサノエート、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート等が挙げられる。
アゾ化合物としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル等が挙げられる。
重合開始剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
懸濁重合法又はシード重合法においては、単量体の液滴又は樹脂種粒子の分散性を安定させるために、懸濁安定剤を水性媒体に予め添加してもよい。懸濁安定剤としては、例えば、水溶性高分子(ポリビニルアルコール、メチルセルロース等)、難水溶性無機塩(第三リン酸カルシウム、ピロリン酸マグネシウム等の)等が挙げられる。難水溶性無機塩を用いる場合には、アニオン界面活性剤(ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム等)を併用することが好ましい。
シード重合法に用いるシード粒子は、単量体と同じ素材でもよく、異なる素材でもよい。
発泡剤としては、前記のものが使用できる。
なお、本発明における平均粒子径は、ロータップ型篩振とう機(飯田製作所社製)を用いて分級操作を行うことにより測定される値を示す。
公知の装置及び手法を用いて、発泡性樹脂粒子を水蒸気加熱等により加熱して予備発泡し、予備発泡粒子とする。
加熱時間は、100〜360秒が好ましく、180〜240秒がより好ましい。
具体的には、予備発泡粒子をW(g)採取してメスシリンダー内に自然落下させ、メスシリンダー内に落下させた予備発泡粒子の体積V(cm3)をJIS K6911に準拠した見掛け密度測定器を用いて測定し、下式に基づいて予備発泡粒子の嵩密度を測定する。
嵩密度(g/cm3)=W/V
例えば、公知の装置及び手法を用いて、予備発泡粒子を成形型のキャビティ内に充填し、水蒸気加熱により加熱して型内発泡成形し、発泡樹脂製の化粧型枠を製造する。
具体的には、例えば、化粧型枠の転写面側を形成する雄型と、裏面側を形成する雌型からなる成形型内に予備発泡粒子を充填する。次いで、水蒸気にて成形型の表面側(雄型側)からの加熱(一方加熱)、裏面側(雌型側)からの加熱(逆一方加熱)、両面同時の加熱(両面加熱)を順次行った後に、冷却して化粧型枠を成形型から離型する。
転写面の加熱時間T1は、一方加熱と両面加熱の合計時間を意味する。
裏面の加熱時間T2は、逆一方加熱と両面加熱の合計時間を意味する。
なお枠の発泡倍数は、下式により算出される値である。
発泡倍数=1/化粧型枠の密度(g/cm3)
前述したように、従来の化粧型枠では、脱型時に化粧型枠が剥離しにくく、化粧型枠が割れやすい。これは、発泡樹脂製の化粧型枠における転写面に肉眼では見えない溝やピンホールがあるため、該溝やピンホールにより表面積が増え、それが抵抗になってコンクリートから剥離しにくくなっていると考えられる。
これに対して、本発明の化粧型枠においては、転写面の光沢度Aと基準面の光沢度Bとの比A/Bが2.0以上に制御されているため、脱型時にコンクリートの打設面から化粧型枠が容易に剥離する。そのため、化粧型枠が割れにくく、複数回使用することができる。これは、比A/Bが2.0以上に制御されることで、化粧型枠の転写面における溝やピンホールがより小さくなって、脱型時の抵抗がより小さくなるためであると考えられる。
[光沢度の測定]
「コニカミノルタ社製の光沢計 GM−60Plus/GM−268Plus」を用いて、JIS Z8741:1997「鏡面光沢度−測定方法」に準じて、反射角60度の条件で光沢度を測定した。
化粧型枠の凹凸模様の転写面を、コンクリートの打設面側にしてコンクリート材料を打設し、コンクリート材料を1日間養生し、初期硬化させた後に化粧型枠成形品を取り外した。その後、コンクリートの打設面への凹凸模様の転写が細かく正確に行われているかを目視評価した。
評価基準は、化粧型枠の凹凸模様が正確に転写されている場合を良好(○)とし、凹凸模様が正確に転写されていない場合を不良(×)とした。
化粧型枠の凹凸模様の転写面を、コンクリートの打設面側にしてコンクリート材料を打設し、コンクリート材料を1日間養生し、初期硬化させた後に化粧型枠成形品を取り外した。この作業を化粧型枠成形品に割れや亀裂が生じるまで繰り返した。
発泡性樹脂粒子としてスチレン改質ポリエチレン粒子(商品名「ピオセラン(登録商標)」(PO−SPE−40、0.025g/cm3)、積水化成品工業株式会社製)を、予備発泡装置にて嵩密度0.025g/cm3に予備発泡した後、25℃で40時間熟成して予備発泡粒子を得た。
成形型として、図1に示す化粧型枠1を成形可能なキャビティを形成できる雄型及び雌型を用いた。雄型のキャビティ面における転写面に対応する部分にはテフロン(登録商標)コーティングを施した。雄型のキャビティ面における転写面に対応する部分よりも外側部分は、側壁部の先端面が幅20mmの平滑面(型枠の基準面を形成する)となるようにし、テフロン(登録商標)コーティング無しとした。前記成形型を備えた発泡ビーズ自動成形機のキャビティ内に、前記予備発泡粒子を充填し、転写面側、反対側とも蒸気圧0.06MPaとなるようにして水蒸気で7秒間の一方加熱を行った。次いで、転写面側、反対側とも蒸気圧0.06MPaとなるようにして水蒸気で5秒間の逆一方加熱を行った。次いで、転写面側の蒸気圧P1が0.085MPa、反対側の蒸気圧P2が0.075MPaとなるようにして水蒸気で25秒間の両面加熱を行った。転写面の加熱時間T1は32秒であり、裏面の加熱時間T2は30秒であり、比(T1/T2)は1.07であった。両面加熱時の比(P1/P2)は1.33であった。
次いで、前記成形型のキャビティ内の発泡体を5秒間水冷した後、減圧下にて放冷(冷却工程)し、石積模様を転写する転写面を備える密度0.030g/cm3の化粧型枠成形品1を得た。
発泡ビーズ自動成形機による化粧型枠の発泡成形において、両面加熱時の転写面側の蒸気圧P1(比(P1/P2)=0.93)を0.07MPa、加熱時間を15秒間に変更した以外は、実施例1と同様にして化粧型枠成形品2を製造した。
発泡ビーズ自動成形機による化粧型枠の発泡成形において、両面加熱時の転写面側の蒸気圧P1を0.075MPa(比(P1/P2)=1)に変更した以外は、実施例1と同様にして化粧型枠成形品3を製造した。
各例における転写面の光沢度A、基準面の光沢度B及び比A/Bの測定結果、並びに評価結果を表1に示す。
比較例2で得られた化粧型枠成形品3では、比A/Bが2.0には至らなかったものの、1.9となった。化粧型枠成形品3を用いてコンクリートを打設し、繰り返し使用してみたところ、3回の転用が出来た。化粧型枠成形品3の光沢度Aは25であり、比A/Bが2.0を下回ったとしても、光沢度Aが25以上を示せば転用回数が増えることがわかった。
10 転写部
10a 転写面
12 側壁部
Claims (2)
- コンクリートの打設面に凹凸模様を転写する転写面を備える発泡樹脂製のコンクリート用化粧型枠であって、
下記測定方法により測定される前記転写面の光沢度Aと、下記測定方法により測定される基準面の光沢度Bとの比A/Bが2.0以上であるコンクリート用化粧型枠。
(測定方法)
光沢度は、JIS Z8741:1997「鏡面光沢度−測定方法」に準じて、反射角60度の条件で測定する。ただし、転写面の光沢度Aの測定においては、転写面内における平滑面を光沢度測定の測定面とする。基準面の光沢度Bの測定においては、型枠の凹凸模様を転写する側の表面で転写面の外側部分における平滑面を、光沢度測定の測定面とする。 - 前記比A/Bが3.5以下である請求項1に記載のコンクリート用化粧型枠。
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