JP4097767B2 - 模様付き軽量気泡コンクリートパネルの製造方法 - Google Patents

Description

【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知られている。
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が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剤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を用いることにより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、フルオロオレフィンを分散または共重合させた樹脂から成る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、２．前記押圧成形型の樹脂中に含有するフルオロオレフィン量が、０．５〜１５重量％であることを特徴とする前記１．記載の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。
本発明は、フルオロオレフィンを分散また共重合させた樹脂から成る成形型である。
本発明に係るフルオロオレフィンは、成形型に使用する樹脂中に分散できるものであるかもしくは、該樹脂を構成する成分と共重合させることができるものであればよく、そのようにする具体的な方法としては、例えば、▲１▼成形型に使用する樹脂と相容性のあるフルオロオレフィンを樹脂中に分散させる方法、例えば、ウレタン樹脂中にフルオロアルキル−ウレタンオリゴマーを分散させる方法がある。ここで、樹脂中にフルオロオレフィンを分散させるには、実用的な効果を発現させる程度まで均一かつ微分散させる必要があり、使用する樹脂と相容性があるフルオロオレフィンを選定することが必須となる。▲２▼成形型に使用する樹脂成分と反応する官能基を導入したフルオロオレフィンを該樹脂成分と共重合させる方法、例えば、ウレタン樹脂中に水酸基を導入したフルオロアルキル−アクリレート共重合体、または、１Ｈ，１Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−パーフルオロ−１，４−ブタンジオールなどのフルオロアルキルジオールなどを共重合させる方法などがある。
【０００９】
この方法において、水酸基以外に導入できる官能基としては、カルボン酸基、例えばパーフルオロアゼライン酸、パーフルオロセバシン酸など、ビニル基、例えば、３，３，４，４，４−ペンタフルオロブテン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ−ペンタフルオロヘキセンなど、エポキシ基、例えば、３−パーフルオロオクチル−１，２−エポキシプロパンなどがある。本発明による樹脂は、前記フルオロオレフィンを分散させる方法、もしくは共重合させる方法による樹脂のいずれでもよいが、本発明では、使用する樹脂中にフルオロオレフィンが、より均一に微分散することからフルオロオレフィンを共重合させた樹脂の方がより好ましい。
【００１０】
本発明では、フルオロオレフィンを分散または共重合させた樹脂から成る成形型を、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、フルオロオレフィンを分散または共重合させた樹脂から成る成形型を水の接触角が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。
【００１１】
また、本発明によ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成形型を構成することが好ましい。
本発明におけるフルオロオレフィンの樹脂中への添加量は、特に制限されるものではないが、０．５〜１５重量％であることが望ましい。特に望ましくは１〜１０重量％である。添加量が１重量％未満の時は、実用上の離型性能を欠く恐れがあり、また１５重量％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。
【００１２】
本発明における成形型母材は、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樹脂種類、形状、大きさなどは特に限定されるものではなく、例えば、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エステル樹脂などを使用することができる。本発明において、特に好ましいのは、安価で取り扱いが簡便でかつ成形型の硬度設定が広いウレタン樹脂である。ウレタン樹脂は、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネートなどのイソシアネート化合物とポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエステルなどのいわゆるポリエーテルポリオールやアクリルポリオール、ヒマシ油誘導体などのヒドロキシ化合物との重合体である。ここで、上記原料は単量体だけでなく誘導体、プレポリマー、ポリマーでもかまわない。また、反応を促進したい時は加熱するか反応促進剤として３，３−ジクロロ４，４−ジアミノフェニルメタンなどを添加してもかまわない。さらに、ウレタン樹脂の特徴を損なわない範囲で炭酸カルシウムなどの無機充填剤、可塑剤、着色顔料などの添加剤を添加してもよい。
【００１３】
本発明による成形型の作製方法は、原料中にフルオロオレフィンを添加する以外は通常の作製方法を用いてよい。例えばウレタン樹脂の場合では、原料となるイソシアネート化合物とヒドロキシ化合物の混合物にフルオロオレフィンを添加して均一に撹拌し、成形型の元となるマスター型に注型して硬化させた後に脱型するとよい。また、フルオロオレフィンを添加して撹拌した後に脱泡すると気泡の少ないより高品質な型を得ることができるので、本発明ではより好ましく用いられる。上述のように本発明によるフルオロオレフィンを分散または共重合させた樹脂から成る成形型は、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の付設と比べ、特別な処理や３５０℃以上の加熱なども必要でなく、通常の成形型作製と何ら変わることなく、非常に簡便に成形型をつくることができる。また、ポリテトラフルオロエチレンなどを型表面に付設した成形型は、皮膜が摩耗や剥離によって離脱するとその離型効果は失われるが、本発明によるフルオロオレフィンを樹脂中に分散もしくは共重合させた樹脂から成る成形型は、摩擦によりフルオロオレフィンが離脱することがなく、成形型そのものが十分な離型性を示し、耐久性に極めて優れている。
【００１４】
また、本発明の成形方法は、押圧成形である。本発明で用いる成形型は軽量気泡コンクリートパネル用型である。軽量気泡コンクリートパネルは、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。
【００１５】
本発明により、成形される軽量気泡コンクリートパネルは、屋根、床、壁、建築物外装等に使用される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を構成するものは、一般に軽量気泡コンクリートに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、珪石やセメント類、生石灰、水を主原料として石膏や解砕屑、気泡剤などを使用することができるが、補強用鉄筋もしくは金網が埋設されているものがより好ましい。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／ｃｍ^２ の強度を有するものが特に好ましい。
【００１６】
本発明による成形型は模様付き無機系成形体を得るのに好適であり深くて明瞭な模様を転写できる。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。
【００１７】
【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について説明する。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する。
【００１８】
【実施例１】
成形型として、ウレタン樹脂にパーフルオロアルキル−アクリレートオリゴマーを共重合させた樹脂を用いた。型は、イソシアネート基６．５重量％を含有するトリレンジイソシアネートプレポリマー８５重量部、水酸基価４６５ｍｇ・ＫＯＨ／ｇの水酸基を含有するポリエチレングリコール１５重量部を混合したウレタン樹脂原料に、水酸基価６０ｍｇ・ＫＯＨ／ｇの水酸基を導入したパーフルオロアルキル−アクリレートオリゴマーをウレタン樹脂原料１００重量部に対して３重量部を添加して均一に撹拌し、マスター型中に注型して常温硬化させた後に脱型して作製した。
【００１９】
本実施例における成形型は作製が極めて簡便であった。また、本実施例によるフルオロオレフィンを共重合したウレタン樹脂成形型は、水の接触角が１１０〜１１５゜であった。尚、同様にして得た共重合させていないウレタン樹脂成形型のそれは６５゜であった。
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、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、これを該フルオロオレフィンを共重合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。
【００２０】
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、かつ模様が鮮明に転写されていた。別途モデルの成形体による成形で、５０００回押しつけ後も同様の離型性を保持していたことから５０００回以上の成形耐久回数を有することが確認された。
【００２１】
【実施例２】
成形型は、パーフルオロアルキル−ウレタンオリゴマーを分散させたウレタン樹脂を用いた。型は、実施例１と同じウレタン原料にパーフルオロアルキル−ウレタンオリゴマーを、ウレタン樹脂原料１００重量部に対して５重量部を分散させて、実施例１と同じ模様のマスター型に注型して常温硬化させた後に脱型して作製した。この型を用いて実施例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。
【００２２】
本実施例による成形型は、水の接触角が９０〜１００゜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、５０００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と同じ模様である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。
ここで、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。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と同じ模様であるウレタン樹脂成形型母材表面にポリテトラフルオロエチレンを付設し、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。押しつけ後、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と同じ模様であるウレタン樹脂成形型母材表面に、ポリテトラフルオロエチレン微粒子をトルエンに分散したものを塗布した以外、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。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な全く新しい技術であり、次のような顕著な効果を有する。
１．本発明を用いる成形型は、フルオロオレフィンを分散または共重合させた樹脂で構成されているので、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によれば、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。

Claims (2)

1. 半硬化状軽量気泡コンクリートパネルを、フルオロオレフィンを分散または共重合させた樹脂から成る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。
2. 前記押圧成形型の樹脂中に含有するフルオロオレフィン量が、０．５〜１５重量％であることを特徴とする請求項１記載の模様付き軽量気泡コンクリートパネルの製造方法。