JP4473780B2 - 出隅役物用成形材料のプレス成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、建物の壁や天井等における出隅部に用いられる出隅役物を形成する成形材料の表面に凹凸模様を成形する際に用いられるプレス成形方法に関するものである。

セメント系成形材料によって出隅役物を作製するにあたっては、断面Ｌ字形の出隅形状に成形材料を成形し、この出隅形状の成形材料の出隅側の各外面に凹凸模様をプレス成形した後、この成形材料を養生・硬化することによって行なわれている（例えば、特許文献１参照。）。

図７は凹凸模様３をプレス成形する方法の一例を示すものであり、まず図７（ａ）のように上面が断面三角形状の出隅形状に形成される下型１０の上にセメント系などの成形材料１を押出して、成形材料１を断面Ｌ字形の出隅形状に成形し、次に、プレス面に模様賦型用凹凸１１を設けて形成した成形型２を用い、図７（ｂ）のように出隅形状の成形材料１の各外面１ａに成形型２を押し当てて、図７（ｃ）のように成形材料１の各外面１ａに凹凸模様３を成形し、この後に、成形型２を成形材料１から離型させることによって、行なうようにしてある。

ここで、上記のように成形型２で凹凸模様３をプレス成形するにあたって、図８のように成形型２を単に鉛直上下方向に移動させてプレス成形や離型を行なう場合には、成形材料１に成形される凹凸模様３から模様賦型用凹凸１１が抜ける抜け角θを確保する必要があるために、成形材料１に形成される凹凸模様３に制約があり、意匠性に限界がある。

そこで図７のものでは、出隅形状に成形される成形材料１の出隅側の各外面１ａに対応する二つの成形型２を用い、図７（ｂ）のように各成形型２を成形材料１の各外面１ａに対して垂直な方向で移動させてプレス成形し、また図７（ｄ）のように各成形型２を成形材料１の各外面１ａに対して垂直な方向で移動させて離型するようにしている。このようにすることによって、成形型２の模様賦型用凹凸１１に精度良く適合した凹凸模様３を成形材料１に形成することができると共に、成形された凹凸模様３が崩れるようなことなく、成形型２を成形材料１から離型することができるものである。
特開平３−１７８４０４号公報

しかし、上記のように二つの成形型２を用いて成形材料１の各外面１ａをプレス成形するにあたっては、各成形型２の対向する端部が離れた状態から突き合わされるようになりつつプレス成形が行なわれるが、このように各成形型２の端部が突き合わされる際に、出隅の頂部の部分の成形材料１が押し出されて、図７（ｃ）のように各成形型２の端部間にバリ１２が生じることになる。従って、このバリ１２を除去する仕上げ工程が必要になり、生産性の問題が生じるものであった。このバリ１２の発生は、特にセメント系の成形材料１、さらにはセメント系中空押出しの成形材料１に顕著であり、生産性の向上を図るうえで解決が望まれているものであった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、バリの除去を行なう必要がなく、しかも抜け角を確保する必要がなくて成形材料に様々な凹凸模様をシャープに形成する成形を行なうことができる出隅役物用成形材料のプレス成形方法を提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に係る出隅役物用成形材料のプレス成形方法は、成形材料１を出隅形状に成形し、この成形材料１の出隅側の二つの外面１ａに対応する二つの成形型２を用いて、成形材料１の各外面１ａに凹凸模様を成形するようにした出隅役物用成形材料のプレス成形方法であって、上記成形材料１として弾性限界応力が０．００１〜０．２ＭＰａであるものを用いると共に、上記二つの成形型２を断面Ｌ字形に配置して一体化し、この状態でプレスを行なった後に、各成形型２を成形材料１の各外面１ａに対して垂直な方向に移動させて離型することを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１において、振動を加えながらプレスを行なうことを特徴とするものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２において、真空吸引しながらプレスを行なうことを特徴とするものである。

本発明の請求項１に係る出隅役物用成形材料のプレス成形方法によれば、成形材料に凹凸模様をプレス成形する際に、バリが発生するのを防止することができるものであり、成形材料を養生・硬化した後にバリの除去を行なう仕上げ工程を不要にして、生産性を高めることができるものである。また、成形材料の弾性限界応力は０．００１〜０．２ＭＰａであるので、成形型のプレス面に設けた模様賦型用凹凸の隅々に成形材料が流動して充填されるので、成形材料にシャープな凹凸模様を容易に形成することができるものである。さらに、離型する際には、各成形型は成形材料の各外面に対して垂直な方向に移動させるので、抜け角を確保する必要がなくて、意匠を施す場合の制約がなくなり、様々な凹凸模様を成形材料に形成することができるものである。

請求項２の発明によれば、成形材料の流動性がさらに高まり、よりシャープな凹凸模様を成形することができるものである。

請求項３の発明によれば、成形材料が吸引されることによって、成形型のプレス面に設けた模様賦型用凹凸の隅々に成形材料が行き渡るので、深彫りで、よりシャープな凹凸模様を成形することができるものである。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明の実施の形態の一例を示すものであり、具体的には、本発明で使用するプレス成形機の一例を示すものである。このプレス成形機は、上面が断面三角形状の出隅形状に形成される下型１０と、二つの成形型２とで形成されている。このうち下型１０は、基台４上に設けた二列のローラコンベア５上に載置してあり、図５の矢印で示すように、基台４の長手方向に搬送できるようにしてある。一方、二つの成形型２はそれぞれ、出隅形状に成形される成形材料１の出隅側の各外面１ａに対応しており、各成形型２のプレス面２ａには模様賦型用凹凸（図示省略）が設けてある。また、後述するように、二つの成形型２は、断面Ｌ字形に配置されて一体化された状態でプレス方向に移動することができると共に（図１〜図２参照）、分割して移動することができるようにしてある（図３〜図４参照）。また、基台４の下部にはアジャストボルトで脚部１９を複数形成し、水平出しを行なうことができるようにしてある。

図１〜図４（正面図）及び図５（側面図）に示すように、基台４上に設けた二列のローラーコンベア５を挟んで、基台４上には二組の支柱６が立設してあり、各組の支柱６の上部には支持板７が架設してある。この支持板７の面は鉛直方向に平行であり、また、この支持板７には、上に凸状の円弧状スリット８が左右対称に二つ穿設してある。各円弧状スリット８の一端（以下「始端８ａ」という。）は最も高い位置にあり、他端（以下「終端８ｂ」という。）は始端８ａから４５°下方に移動した位置にある。なお、終端８ｂの位置はこれに限定されるものではなく、作製する出隅役物のなす角度に応じて適宜変更可能であるが、以下では便宜上、終端８ｂの位置は円弧状スリット８に沿って始端８ａから４５°下方に移動した位置として説明する。また、各円弧状スリット８には可動軸９が挿通されており、この可動軸９は、駆動手段（図示省略）によって円弧状スリット８の両端間（始端８ａと終端８ｂとの間）を自由に移動できるようにしてある。各可動軸９の一端にはそれぞれシリンダー１３が固定されており、可動軸９が円弧状スリット８の始端８ａにある場合（図１及び図２参照）には、このシリンダー１３のピストン１４は鉛直下方（図１の矢印の向き）に前進させることができるようにしてあり、また、可動軸９が円弧状スリット８の終端８ｂにある場合（図３及び図４参照）には、このシリンダー１３のピストン１４は鉛直方向に対して上方に４５°傾いた向き（図３の矢印の向き）に後退させることができるようにしてある。また、各ピストン１４の先端はそれぞれ成形型２に軸支してあり、可動軸９が円弧状スリット８の両端間を移動しても成形型２は傾かないようにしてある。そして、図１に示すように、二つの可動軸９がいずれも各円弧状スリット８の始端８ａにある場合には、二つの成形型２を断面Ｌ字形に配置して一体化することができるようにしてある。ここで、図６に示すように、二つの成形型２の突き合わせ面２ｂ（当接面）のうち一方の面には嵌合凸部１７が設けてあり、他方の面には嵌合凹部１８が設けてあって、これらを嵌合することによって、二つの成形型２が位置ずれしないで一体化できるようにしてある。さらに、図６に示すものでは、二つの成形型２の突き合わせ面２ｂのうち一方の面に凹溝１５を形成し、この凹溝１５にシールパッキン１６を嵌めて、二つの成形型２を一体化した場合に両者の密着性をより高く得られるようにしてある。

そして、本発明では次のようにしてプレス成形を行なう。まず、図１に示すように、上面が断面三角形状の出隅形状に形成される下型１０の上にセメント系などの未硬化の成形材料１を押出す。このように出隅形状の下型１０の上に成形材料１を押出すことによって、成形材料１は断面Ｌ字形の出隅形状に成形される。このとき、成形材料１としては、セメントを主原料とし、これに、シリカ、補強繊維、その他の混入物（例えば、増粘剤、軽量化材、粉体等）を配合（ドライブレンド）し、これに水（セメント１００質量部に対して１００〜１５０質量部）を加えて混練機で混合したものを用いることができるが、本発明では特に、各材料の配合を調整するなどして、弾性限界応力を０．００１〜０．２ＭＰａにした成形材料１を用いるようにしている。これは、後述するプレス成形の際に成形材料１の流動性を高く得ることができ、成形型２のプレス面２ａに設けた模様賦型用凹凸の隅々に成形材料を充填させることができるからであるが、成形材料１の弾性限界応力が０．２ＭＰａを超えている場合には、未充填部分が残ってしまい、模様賦形用凹凸に適合した凹凸模様を成形材料１に精度良く形成することができなくなる。なお、成形材料１の弾性限界応力を０．００１ＭＰａ未満にするのは困難であるので、下限を０．００１ＭＰａとしている。

ここで、上記成形材料１を構成するセメント、シリカ、補強繊維、その他の混入物について、より詳細に説明する。

セメントとしては、ポルトランドセメント、高炉セメント、アルミナセメントなど公知のセメントを使用することができる。

また、セメントと混合するシリカとしては、比表面積の大きい粉末シリカを用いるのが、出隅役物の靱性向上の面で、好ましく、具体的には、比表面積が３０００〜２０００００ｃｍ^２／ｇのものを用いるのが好ましい。また、セメント１００質量部に対して、シリカは２０〜１２０質量部の割合で含有されていることが好ましく、２０質量部未満であると、作製される出隅役物の強度が低下し、逆に、１２０質量部を超えると、プレス成形に先立つ押出成形が困難となるおそれがある。

また、補強繊維としては、Ｌ材、Ｎ材、ラミー、リンターなどのパルプ繊維、ビニロン、ポリプロピレン等を用いることができる。補強繊維の含有量はセメント１００質量部に対して５〜２５質量部であることが好ましく、５質量部未満であると、出隅役物の強度が不十分となり、逆に、２５質量部を超えると、成形が困難となるおそれがある。

また、その他の混入物としては、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の増粘剤や、樹脂系の中空体、シラスバルーン、パーライト等の軽量化材や、フライアッシュ等の粉体等を必要に応じて含有させることができる。

そして、図１に示すように、成形材料１を断面Ｌ字形の出隅形状に成形すると共に、二つの可動軸９をいずれも各円弧状スリット８の始端８ａに移動させて、二つの成形型２を断面Ｌ字形に配置して一体化する。この状態で、図１の矢印で示すように、二つのシリンダー１３のピストン１４を同時に鉛直下方に突出させて、図２に示すようにプレス成形すると、成形材料１の各外面１ａに模様賦型用凹凸で凹凸模様（図示省略）を成形することができる。このプレス成形の際には常に二つの成形型２は対向する端部が突き合わされた状態を維持しているので、二つの成形型２の突き合わせ面２ｂの間に成形材料１が浸入するのを阻止することができ、バリが生じるのを防止することができるものである。しかも、上述したように、弾性限界応力が０．００１〜０．２ＭＰａである成形材料１を用いているので、模様賦型用凹凸の隅々にこの成形材料１が充填され、結果的にシャープな凹凸模様を容易に成形することができるものである。なお、プレス成形は０．４９ＭＰａ（５ｋｇ／ｃｍ^２）以下の圧力で行なうことができる。

また、好ましくは、成形型２にバイブレーター（図示省略）を取り付けるなどして、振動を加えながらプレスを行なうのがよく、これにより、成形材料１の流動性がさらに高まることとなり、よりシャープな凹凸模様を成形することができるものである。なお、本発明では５０００ｍｉｎ^−１以下（実質上の下限は１０００ｍｉｎ^−１）の振動を加えながらプレスを行なうことができる。

また、好ましくは、真空吸引しながらプレスを行なうのがよい。具体的には、成形型２として、内部がポーラスであって、プレス面２ａに直径０．２〜１．０ｍｍの微細孔（図示省略）がランダムに開口しているものを用い、プレス成形機の外部に設置した真空ポンプ（図示省略）を用いて上記微細孔を通して成形材料１を吸引することによって、プレスを行なう際に真空吸引することができる。このようにして成形材料が吸引されることによって、成形型のプレス面２ａに設けた模様賦型用凹凸の隅々に成形材料１が行き渡るので、例えば２０ｍｍ以下の深彫りで、よりシャープな凹凸模様を成形することができるものである。なお、プレス成形を行なう際に振動を加え、かつ、真空吸引するようにすると、一層効果的である。また、大気圧を０とすると、真空吸引は、成形材料１が−０．０４〜−０．１ＭＰａの圧力下に置かれるようにして、行なうことができる。

また、各成形型２のプレス面２ａに設けた突片２０によって、出隅役物の両側縁を成形することができるが、プレス成形の際には、上記突片２０の先端と下型１０との間に隙間を空けて、成形材料１の一部がこの隙間から逃げることができるようにしている。このように成形材料１の一部を逃がすことで、二つの成形型２の突き合わせ面２ｂの間に成形材料１が無理に浸入しないようにすることができ、バリが生じるのを一層確実に防止することができるものである。

上記のようにプレスを行なった後に、図２の矢印の向きに、二つの可動軸９をいずれも各円弧状スリット８の始端８ａから終端８ｂに移動させると、図３に示す状態となる。そして、各成形型２を成形材料１の各外面１ａに対して垂直な方向（図３の矢印の向き）に移動させて、図４に示すように離型することによって、プレス成形を完了することができるものである。このように、離型する際には、各成形型２は成形材料１の各外面１ａに対して垂直な方向に移動させるので、図８に示す従来のものとは異なり、本発明では抜け角θを確保する必要がなくて、意匠を施す場合の制約がなくなり、様々な凹凸模様を成形材料１に形成することができるものである。また、このようにして成形された凹凸模様は、成形型２の模様賦型用凹凸に精度良く適合しており、成形型２を成形材料１から離型する際に崩れるようなこともないものである。この後、このプレス成形をした成形材料１は下型１０と共に、図５の矢印で示すように、ローラーコンベア５で所定の位置まで搬送された後、養生・硬化することによって、断面Ｌ字形の出隅役物を得ることができるものである。また、このようにして作製された出隅役物を下型１０から取り出した後、この下型１０をローラーコンベア５で元の位置に戻すと共に、二つの可動軸９をいずれも図４の矢印の向きに円弧状スリット８の終端８ｂから始端８ａに移動させると、図１に示す状態に戻る。この後は、上述した操作を繰り返し行なうことによって、出隅役物を連続して作製することができるものである。

以上説明したように、本発明では、二つの成形型２を用いてプレスを行なっているが、図７に示す従来のものとは異なり、二つの成形型２を一体化した状態でプレス成形しているので、バリの発生を未然に防止することができるものであり、成形材料１を養生・硬化した後にバリの除去を行なう仕上げ工程を不要にして、生産性を高めることができるものである。

本発明の実施の形態の一例を示すものであり、一工程の正面図である。 図１の工程に続く工程を示す正面図である。 図２の工程に続く工程を示す正面図である。 図３の工程に続く工程を示す正面図である。 本発明の実施の形態の一例を示すものであり、一工程の側面図である。 本発明で使用する成形型の一例の一部を拡大して示す断面図である。 従来例を示すものであり、（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はそれぞれ断面図である。 他の従来例を示す断面図である。

符号の説明

１ 成形材料
１ａ 外面
２ 成形型

Claims (3)

1. 成形材料を出隅形状に成形し、この成形材料の出隅側の二つの外面に対応する二つの成形型を用いて、成形材料の各外面に凹凸模様を成形するようにした出隅役物用成形材料のプレス成形方法であって、上記成形材料として弾性限界応力が０．００１〜０．２ＭＰａであるものを用いると共に、上記二つの成形型を断面Ｌ字形に配置して一体化し、この状態でプレスを行なった後に、各成形型を成形材料の各外面に対して垂直な方向に移動させて離型することを特徴とする出隅役物用成形材料のプレス成形方法。
2. 振動を加えながらプレスを行なうことを特徴とする請求項１に記載の出隅役物用成形材料のプレス成形方法。
3. 真空吸引しながらプレスを行なうことを特徴とする請求項１又は２に記載の出隅役物用成形材料のプレス成形方法。

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