JPH0244681B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、物品のモールデイングに関し、特に
液体硬化粒子材料から隔壁、パネル、屋根板およ
びパイプのような建材製品をモールデイングする
ことに関する。さらに特定すれば本発明は、英国
特許第1346767号、第2045150号および第2067125
号明細書に記載された方法の改善または変形に関
する。

従来技術 前記特許明細書に記載された方法において、乾
燥粉末または粉末繊維混合物は、垂直コア形成体
を有するモールド内に制御した速度で供給され、
かつ振動により詰め込まれる。充てん後に形成体
は引抜かれ、詰め込まれた粉末内の垂直コア空所
はそのままにされ、それから粉末は、コア空所の
空いた垂直粉末面に適当な硬化液を供給すること
によつて硬化させられる。

この処理の中心は、乾燥充てん材料の安定度で
あり、自立した粉末がコア形成体の引抜きの際の
およびコア空所内から近くの範囲にスプレイを行
う際の粉砕作用に耐えるためには、高い安定度が
必要である。このような安定度は、混合物内に設
けられた繊維のまわりに粒子を密に詰め込んだ場
合、および／または粗い粒子の間のすき間にほと
んど細かい粒子が詰まつた場合にしか得られない
ことがわかつた。粗粒子および微粒子および存在
する場合には繊維のこのような分布の結果生じる
機械的な結合は、コア空所の間のウエブにおける
材料がモールド側面間にアーチを形成するに十分
であり、それ故にウエブは、コア形成体の支持を
取除いた後にもそのままの状態で残る。

前記の機械的結合およびアーチ形成を実現する
ため、モールドは、充てん操作の際強い振動にさ
らされ、このような振動は、本来困難であつたこ
と、即ちモールド内でアーチまたはブロツクを形
成するため特に必要な粒子がモールド内および粒
子相互のまわりに流れ、所望の詰め込み度になる
ということを可能にする。

流動と詰め込み両方を推進する際に効果的では
あるが、経験の増加と共に、前記特許の方法の強
力な振動特性によれば、このようなモールドの使
用に実際の制限が生じることがわかつた。例えば
英国特許第2067125号明細書の方法を、経済的に
市販できるレベルで製造するため必要な比較的大
きなマルチセルモールドを使用した高層ビルデイ
ングパネルの製造に適用することは困難である。
なぜならこのようなモールドの大きな質量を動か
すため必要なかなりの振動強度は、通常市販のバ
イブレータの通常の範囲を越えているからであ
る。汎用のバイブレータを使用すると、特にこれ
らモールドに使用する高い周波数の振動に関し
て、それぞれのモールドセル内に均一な振動特性
を維持する点に重大な問題が生じ、このような振
動特性は、モールド構造の種々の部品間の締付け
力のわずかな変化に対して故障を生じ易い。この
ような高レベルの振動では、金属疲労により潜在
的な問題もあり、それによりこれら方法を大量生
産にスケールアツプすることは困難である。

別の公知の方法に極めて強力な振動を加える代
案は、振動の代りに圧力を加えて粉末を詰め込
み、または圧力と振動を組合わせて使用する。し
かしながらこのような処理ではすべて乾燥安定度
を実現するために適当な粉末の固有の詰め込みま
たはアーチ形成特性が、直接圧力による流れを妨
害し、かつ最適詰め込みに必要な粒子の再配列を
妨害する。十分な結合を行うため、このような従
来技術の代案方法では、実際に粒子を粉砕して密
に配列するような十分強い圧力、または詰め込み
の際のアーチ形成が圧力を加えている間に連続的
に動かされるような方法で加えられる振動に伴な
う圧力が必要である。

しかしながら全くの圧力法または圧力振動組合
わせ法は、実際的な重大な欠点を有する。圧力だ
けを加える場合、アーチ形成抵抗に打ち勝つた
め、および粉砕または粒子変形による密な結合を
行うために必要な力の大きさは、この方法の適用
を極めて小さな成形片に制限し、また、建材製品
として必要な大形乾燥粉末成形片を、コア形成体
を確実に引き抜くことができる程度に、そして続
いて自立した垂直粉末面にスプレイを行うことが
できる程度に、圧縮するというこの考えは、実際
の装置の受容力にそぐわない。これら極めて大き
な力は圧力と同時にアーチ破壊振動を加えること
によつて減少できることが判つたが、このことを
効果的に行うためには、粉末アーチの両端を受け
ているモールドとコア形成体の表面を、アーチを
崩すため相互に動かす必要があり、このような動
きは、実際の製造状態において、モールドの摩耗
およびモールドからの粉末の漏れという重大な問
題を生じる。振動により粉末を十分詰め込んだ静
止モールド内の粉末に圧力を加えることは、もち
ろん目的を効果的に達成し得るものではない。

発明の構成 本発明によれば、繊維を含むことがある乾燥粒
子材料からコアを有する建材製品を製造する方法
は、内部に少なくとも１つのコア形成体を有する
モールドを設け、前記材料の適当な混合物をモー
ルドに徐々に充てんしながらモールドを振動さ
せ、モールド内の材料に圧力を加え、適当なコア
空所を残してそれぞれのコア形成体を引抜き、か
つ材料の空いた面に十分な量の硬化液を供給して
毛管作用により十分に含浸させるステツプを含ん
でおり、かつ次のような特徴を有する。すなわち
振動は材料の予備詰め込みを行うように行われ、
かつ圧力は、最終的な詰め込みを行うため、この
ように予備処理した材料に加えられる。

予備詰め込みとは、乾燥粒子材料の個々の粒子
を再配置して、後続の圧力供給の際に粒子の根本
的な再分散または局所的な粉砕を行わなくとも最
終的な詰め込み状態にすることができるように、
大体において均一な密接な配置にすることを表わ
している。

前記のような過去の提案によれば、本発明によ
つて得られた結果は、過去のすべての経験を通し
て、振動と直接圧力は、使用するが、比較的小さ
な強度で使用し、かつ圧力を加えても、振動がア
ーチ粉砕機能を果たさない程度に使用するように
なつている。本発明においては粉末と繊維は、英
国特許第2045150号および第2067125号明細書にお
けるようにモールド充てん中に振動させられる
が、ほとんど1/10の振動強度であり、かつ最終的
な詰め込みは、モールドの充てんを完了した後
に、粒子の変形に必要な量のほんの一部にすぎな
い量の直接圧力を加えることによつて行われる。
使われる振動は、圧力を加える間に形成されるア
ーチを動かすために必要なのではなく、振動中の
異なつた運動により生じる摩耗と漏れの問題を避
けるために連結されたモールド側面とコア形成体
両方に加えることができる。振動も圧力も、単独
では所望の程度の最終詰め込みを行うには不十分
であるが、後で説明するように両方を組合わせて
使用すれば、安全にコア形成体引抜きおよび水和
スプレイを行うため必要な密な詰め込みを行うこ
とができる。さらに前記方法とは相違して、本方
法は、容易に大きな建材製品を作るため通常の技
術的習慣の範囲内にある振動および圧力強度で有
効である。さらに互いにモールド部品を動かす必
要がないことに加えて、全体として振動は低品質
なものでよく、従つて以前の高周波法において必
要であつた極めて狭いクランプ公差は不要にな
る。

有利な構成によれば、本発明はそれぞれのコア
形成体の膨張によつて予備詰め込みされた材料に
圧力を加えるステツプを有し、それにより確実な
コア形成体引抜きに必要な詰め込み均一性を提供
する。

別の有利な構成によれば、それぞれのコア形成
体のまわりに膨張可能なスリーブが設けられてお
り、かつ圧力供給ステツプは、それぞれこのよう
なスリーブの膨張ステツプを有する。

その他の有利な構成によれば、コア空所形成体
と同様な膨張可能なスリーブ形成体が、粉末にス
プレイを行つた後にコア空所に再び挿入され、か
つ湿つた粉末に付加的な圧力が加えられ、従つて
ウエブ間の比較的支持されない材料は、モールド
側壁にしつかりと押付けられ、それによりスプレ
イの間に生じることがあるすべての表面欠陥が平
らにされる。このステツプは本発明による方法に
とつて商業的に重要な意味をもつ。というのは、
このステツプは振動だけの強力な詰め込みを行う
従来の方法よりも表面欠陥を極めて少なくするか
らである。

本発明は、前記方法の実施に使用する装置も含
み、このような装置は、モールド、モールドによ
り形成されたモールドキヤビテイー、モールドキ
ヤビテイーに取はずし可能にはめることができる
少なくとも１つの細長いコア形成体、および実質
的にコア形成体の軸方向に動作しかつ起動した際
にモールド内容物の予備詰め込みを行う振動手段
を有し、コア形成体は、横断方向に膨張可能であ
り、かつ膨張した際にモールド内容物を圧縮し、
かつ水和手段は、少なくとも１つの硬化液供給部
材を有し、この硬化液供給部材は、モールド内に
存在する際にそれぞれのコア形成体の占める位置
により識別可能な経路に沿つてモールド内で往復
運動するように取付けられている。

有利な構成によれば、それぞれのコア形成体
は、同軸配置された膨張可能なスリーブを有す
る。

実施例 本発明の実施例を以下図面により説明する。

図面によれば、本発明による方法により構成さ
れた壁パネルは、大きな寸法の方向に延びたほぼ
平行な複数のコア空所１２を有する一定壁厚の４
角形本体１１を有し、これらコア空所は、間に延
びてパネルの対向面１４，１５を接続するウエブ
１３によつて形成されている。パネルの対向長手
線１６，１７は、それぞれ共働する凸部と凹部１
８，１９を有し、これら凸部と凹部は、組立て壁
の隣接したパネルの相補的な形成部にそれぞれは
まる。

４角形本体１１は、代表的には2.4ｍの高さ、
0.6ｍの幅および40mmの厚さを有し、一方面１４，
１５およびウエブ１３の厚さは、代表的には６mm
である。

方法は第３図と第４図に示されており、かつこ
のような方法によれば、粉末および粉末繊維混合
物２１は、ここに配置された１つまたは複数の中
空垂直コア形成体２３を有する振動モールド２２
の頂部に平らに供給され、それぞれの形成体２３
は、中空であり、かつ同軸配置された膨張可能な
スリーブ２４を有する。

モールド２２を連続的に振動させ、内部の材料
２５を沈ませ、かつ正しく分散し、材料の種々の
粒子間にいくらかアーチを形成する充てん操作を
完了した際、それぞれのスリーブは膨張させら
れ、材料２５に圧力を供給し、かつそれにより詰
め込みを行う。振動は、圧縮ステツプの間ずつと
継続してもよいが、通常は後で説明する本発明の
権利範囲外の特定のアーチ粉砕モードで振動を加
えない限り、目立つた効果はない。

詰め込み後、それぞれのスリーブ２４内の空気
圧は解除され、かつこのようなスリーブ２４は、
コア形成体２３上につぶれ、従つてモールド内に
あるスリーブの外面と詰め込まれた材料２７の間
にわずかなすき間２６が生じる。

第３図Ｂに示すように、コア形成体２３は引抜
かれ、かつ通常のようにスプレイ管３２によつて
詰め込まれた材料２７のコア空所３１の壁２９に
硬化液が供給され、硬化液２８は、毛管作用によ
り詰め込まれた材料２７全体をぬらすために十分
な量だけ供給される。

それから製品は、ここでも通常の方法によりモ
ールドから取出すことができ、かつ硬化させるこ
とができる。

第４図は、圧縮ステツプの連続した段階を示し
ており、第４図Ａは、スリーブ２４に接触した予
備詰め込みした材料２５を示しており、かつこの
スリーブ２４はコア形成体２３にもたれかかつて
いる。第４図Ｂにおいてスリーブ２４は、膨張し
た状態で示されているが、一方第４図Ｃでは、ス
リーブ２４は再びスリーブ内から圧縮空気を放出
した後にコア形成体２３に接触し、スリーブ２４
と詰め込まれた材料２７の間にすき間２６を形成
している。

後続の詰め込みステツプと組合わせて材料の振
動を伴なう予備処理を使用することによつて、強
力な振動にも高い詰め込み圧力にもよらずに、乾
燥詰め込み材料の必要な程度の安定度を得ること
ができるとわかつたが、振動予備詰め込みの正し
い程度は、圧力詰め込みステツプの効果に対して
クリテイカルである。

個々の粒子間に十分な連結を行い材料粒子の正
しい分散を行なうため十分な程度の振動が必要と
思われるので、後続の圧力供給は、実質的な粒子
の再分散の必要なしに材料をさらに詰め込むこと
ができる。振動が強すぎると、材料は、流動しか
つ詰め込まれ、硬い塊になる傾向があり、その結
果コア形成体を膨張させるために使われる適度の
圧力が効果を生じなくなり、かつ詰め込み全体
が、前記特許におけるように実効的に振動によつ
て行われ、かつそれ故に本発明の枠外のものとな
る。振動による予備処理（または予備詰め込み）
が少なすぎた材料は、圧力を加えることによりさ
らに詰め込むことができるが、その結果得られた
成形品は弱すぎ、かつ表面クラツクにより市販で
きなくなつてしまう。このような場合この欠点は
極めて高い圧力を加えれば解消できるが、必要な
圧力は、後で詳細に説明する「圧力だけ」の方法
に必要なオーダに近付き、かつ本発明の権利範囲
外のものになつてしまう。原則的に振動の目的
は、粉末または粉末／繊維混合物の状態を設定し
て、材料をすべてまたは実雌的に振動により詰め
込む前記英国特許第2045150号および第2067125号
明細書に記載された方法とは全く相違した後続の
最終詰め込みが有効であるようにすることにあ
る。予備詰め込みがこれ程重要である正確な理由
は完全にはわかつていない。おそらく振動は粒子
および繊維（存在するならば）を再配置し、後続
の圧力により互いに容易にかみ合うようになるの
であろう。振動は繊維のまわりに粒子を移動さ
せ、橋絡またはアーチ形成作用により圧力がかか
らなくなるような局部空所またはゆるんだ領域を
最少にする。

繊維の位置決めの際の振動の効果も重要と思わ
れる。このことは、特に薄いウエブの中空コアを
有する製品に関して現われ、基本的にこのような
製品に対して、ガラス繊維強化石こう隔壁パネル
の場合、５mm程度のモールドギヤツプ幅に50mmの
長さの繊維を挿入できる方法が開発されたもので
ある。これら繊維を丸め、規則正しく重ねて配置
し、コア空所形成体を取除いた際に粉末をはね飛
ばす曲がりまたはよじれを最小にするため、十分
な振動が必要である。予備詰め込みによつて行わ
れたこのような再配置は完全ではないかもしれな
いが、後続の圧縮段階に必要な動きを減少し、繊
維の飛びはねが問題にならないレベルになつてい
ることは明らかである。

振動予備詰め込みの必要性に関するかもしれな
い別に要は、モールド充てんの際の混合物粒子間
に捕えられた空気の容積である。本方法の実施に
使われる粒子は、気流に対して大きな抵抗を有
し、かつ高くかつ狭いモールド内にゆるく詰め込
まれた粉末は、かなりの容積の空気を含んでいる
ことがある。容易な逃げ道がないと、この捕えた
空気は、供給されたすべての圧力の効果を弱める
に十分な背圧を形成することがある。しかしなが
ら適当な振動予備詰め込みを行えば、捕えた空気
の容積は、加えた圧力がこの圧力源から生じおお
いに弱められた背圧に十分打ち勝つレベルにまで
減少できる。

空気の背圧の作用は、本発明による方法が、ゆ
つくりした充てんサイクル中に強力な振動により
徐々に空気を追出す従来の方法よりも容易に、仕
上げた製品に表面欠陥を生じる傾向を有する理由
の１つかもしれない。背圧は、通常モールド面に
水がしみ出る範囲に関する小区分において、モー
ルド側面から極めてわずかに離れた粉末塊を持上
げるように思われ、まわりの湿気材料により捕え
られた空気ポケツトは、表面の傷を形成する。

前記のような表面の傷またはそれでもなお形成
されるその他の表面の欠陥を防ぐため、本発明は
ぬらした後に粉末にさらに圧力を加える別のステ
ツプを含んでいてもよい。

従つて別の提案によれば、硬化する前にぬらし
た粉末に圧力を加え、材料をモールド側面に押付
け、それにより仕上げた製品のすべての表面欠陥
を平らにする。その際いわば50psiの圧力で十分
なことがわかつた。通常圧力は、コア空所形成体
２６と同様な構成のスリーブ形成体を有する２次
水和コアによつて加えられるが、スリーブ形成体
は、一般にいくらか小さな断面を有し、湿つた粉
末に傷を付けることなくコア空所に確実に容易に
再挿入できるようにする。石こうのような迅速硬
化粉末の場合、このような再挿入および圧力供給
は、材料がまだ十分に硬化しておらず、圧力によ
り変形するうちに開始するようにする。スリーブ
を十分に膨張して、すべての表面欠陥を排除した
後に、スリーブは引込め、かつスリーブ形成体は
取除かれ、その際材料の硬化を持つ必要はない。
それから硬化および形抜きの後続のステツプは、
通常のように行われる。

一方前記公知の明細書に記載された方法の場
合、3000〜1200cpmの振動周波数が完全に詰め込
みを行うために使われていたが、本方法にはそれ
よりずつと低い周波数の振動が適しており、かつ
ほとんどのタイプの振動またはモールドたたき装
置が、このような関係において必要な比較的控え
目な予備詰め込みを行うことができる。

高層ビルデイングパネルの製造に必要な極めて
細いコア形成体では、通常振動のモールドの垂直
軸に沿つて単方向にする必要があり、それにより
形成体の横向き振動を避け、かつその結果生じる
品質への悪影響を避ける。

コア形成体をモールドにロツクし、摩擦および
摩耗を生じることがあるような相互間のあらゆる
相対運動を行うことなく、調和して振動するよう
にすることは、実際に有利とわかつた。

いわば400〜600cpmで動作する単純なカムバイ
ブレータで十分とわかつた。

従来の方法で使われている高い周波数の振動に
より達成される詰め込みと同様の詰め込みを行う
ためには、低周波振動装置では15〜20mmの振幅が
必要であるのに対し、カム／アンビル振動装置に
よつて生じるような、下降行程の急激な停止を行
えば、低周波振動装置で約1.5mmの振動振幅が適
当である。振動の最適振幅は含まれた粉末混合物
に従つて変化するが、振幅を約３mmまで増加させ
ると、状況によつてはコア形成体を膨張させるた
めに極めて高い圧力を使わない限り、コア形成体
を取り外すことができないほど詰め込みがきつく
なる。他方において、１mm以下に振動振幅を減少
すると、このような大きさの振動はモールド内の
狭いすき間に生じる繊維の集団を排除するには不
十分であり、かつ後続の押圧段階を効果的に行う
ための予備処理を十分に行えないという問題が生
じることがある。繊維が存在しない場合には、通
常最適振幅は減少する。

混合物の適当な詰め込みを行うために必要な振
動の周波数と振幅は、混合物および使用する振動
のタイプに従つて変化し、そして例えば約
12000opmで動作する従来方法で使用されている
ような慣用の偏心錘振動装置の動作振幅は、わず
か数分の１mmにすぎない。しかし一般に本発明に
ついて上述したような大ざつぱな低周波振動が有
利である。なぜならば、モールドの構成及び振動
源への留め付けに関してわずらわしい許容誤差が
極めて減少するからである。このことは、高周波
振動に必要な留め付けの均一性の程度が、達成で
きるとしても多大な費用を要するような多重セル
モールドを使用する場合、実際上極めて重要であ
る。

予備詰め込みした材料の最終詰め込みは、圧力
供給によつて行われ、このような圧力は、通常モ
ールドの振動の停止後に加えられる。いわば50〜
65psiの圧力が適当な詰め込みを行うことがわか
つたが、15psi程度の低い圧力でも所定の状態の
場合には動作することがわかつた。65psi以上の
圧力では製品の質が向上できるが、予備処理振動
を正しく行つていれば、それ以上100psiもの圧力
を加えても利点はない。

使われた圧力の効果は、どのように加えたかに
おおいに依存し、かつモールド側面を内側に動か
すだけでは、第２図に示すような薄いウエブの中
空コア隔壁パネルの製造に関しては不十分であ
る。実際にウエブの効果的な詰め込みには、コア
形成体を互いに動かすか、または剛前モールド面
内でコア形成体を膨張させることが必要である。
膨張の際、第３図および第４図に示した装置にお
いてコア形成体のまわりに設けられたスリーブ
は、横向きすべての方向に混合物の材料に向かつ
て膨張し、モールド側面を内方に動かした場合に
生じる１次元供給とは相違して、圧力の２次元供
給が行われる。

モールド側面を内側に動かして振動後にいくら
かの付加的な詰め込みを行うことは、英国特許第
2045150号明細書においても考えられているが、
通常不要であると述べられている。このことは、
一部前記のようにこの方法で加えられた圧力がそ
れ程効果的ではなく、この方法における詰め込み
のほとんどがすでに振動によつて行われており、
大きな成形片に供給可能な比較的控え目な圧力が
効果を表わす余地がないからである。一般にこの
時の考えは、アーチ形成作用のために圧力法が本
来処理を効果的に行うため必要な粒子連結の程度
に達するには不適当ということにあり、かつこの
ことは、この時の実際の経験により大いに補足さ
れている。モールドおよびコア形成体ユニツト全
体を完全に再設計し、かつ膨張可能なスリーブの
付加的な特徴を導入した後にだけ、本発明の思想
をためすことが可能である。

慣用であつた方法のいくつかを振動と共にある
程度の圧力詰め込みを含むように拡張したとして
も、従来の考え方には限界があつた。例えば英国
特許第2045125号明細書において圧力は、高比率
の粉末化燃料灰分（PFA）と限定された比率の
粗粒子を有する特定の粉末混合物に所定の範囲内
で使われている。しかし明細書のあらゆる相反す
る表現にもかかわらず、詰め込みは主として十分
な大きさで加えられる振動によつて、また粗粒子
間に形成されるすべてのアーチをこわすように特
別に設計された方法で、従つて圧力供給の１次的
な抵抗源を除去するように行われる。この公知の
方法では負荷または圧力は、横向きにモールド全
範囲にではなく、垂直下向きに混合物の頂部に加
えられ、かつ重ねた材料の頂部の不足を補うこと
を目的としている。これは、モールド側面に対し
て動くキヤツプまたはプランジヤの振動であり、
この振動は、混合物全体にアーチ粉砕作用を及ぼ
し、かつ頂部詰め込みの効果をモールド下部にま
で拡張する。

実際に振動キヤツプまたはプランジヤは、形成
体とモールド側面の間に横向きにではなく、コア
形成体の方向に垂直軸に沿つて圧力を働かせかつ
高周波数で動作する詰め込み工具と同じにしても
よい。異なつた動きによるせん断作用と共にこの
ことは、本発明とは全く異なつた思想を表わして
いる。

本発明による方法の圧力の下限は、粉末混合物
充てん速度と振動設定に依存して変化する。約
15psiの圧力により、処理安定度の観点から満足
すべき成形が行われるが、通常それより高い圧力
により更に高品質の最終製品が得られる。見込ま
れる圧力はコア空所形成体内の気圧に関連してお
り、そして粉末に及ぼされる圧力はスリーブの弾
性的な抑制のためにいくらか少くなることに注意
すべきである。ほぼ1.4mmの厚さの代表的な合成
ゴムスリーブではこの差は小さいが、さらに硬い
厚い壁のエラストマーを使用する場合には、それ
に応じて内部圧力も増加させる必要がある。どの
ような場合にも壁厚と弾性的特性が均一であるこ
とは重要であり、さもないと、隣りのスリーブよ
り強く押圧するスリーブがウエーブをずらすこと
がある。

代表的な予備処理石こう混合物に対する圧力ス
リーブの動きはほぼ0.5mmである。６mmの代表的
な壁厚に関してこのことは、ほぼ10％の平均圧縮
運動をなし、かつモールド上部ではむしろさらに
多く、ここでは予備処理は、振動中の材料頂部の
不足のため効果が少ないことがある。ちようどモ
ールド底部にあるすき間ギヤツプは、通常局所的
な振動予備詰め込みが多く、かつ圧力スリーブの
端部固定の局所的制止作用のため、平均値よりも
小さい。

コア形成体のまわり全体でほぼ0.5mmのこれら
すき間ギヤツプは、従来の方法における極めてき
つくうめ込まれた形成体とははつきりしたコント
ラストをなしている。従来使われた2.4ｍの長さ
の形成体には、表面のなめらかさおよび形成体の
テーパの程度に関しておおいに注意を払う必要が
あり、かつそれに加えてモールド側面の解除が、
通常コア形成体全体を引抜くためにも必要であ
る。通常形成体を個々に引抜くことによりまたは
交互の形成体を別々に引張ることにより隣接する
形成体の間の粉末ウエブに作用するせん断力を弱
める必要がある。これらの特徴は、製造装置を複
雑にするが、本発明では不要なことである。一方
の方向になめらかなテーパを必要とする代りに、
本発明では前記のスリーブ運動のわずかな変化を
補償するため逆方向にコア形成体の断面寸法を変
えることさえできる。この補償逆テーパの結果、
製品の全長にわたつて壁およびウエブの厚さが一
定になり、このことは従来の方法では実施困難な
特徴である。

本発明において圧力詰め込み段階におけるモー
ルド外側のたわみまたはわん曲を避けるか、また
は最小にすることは極めて重要である。なぜなら
このたわみまたはわん曲によりウエブが伸びクラ
ツクを生じることがあるからである。内部のスリ
ーブ圧力を除去する際、モールド側面は曲がつて
いない元の形に戻り、ウエブを動かすことがあ
り、従つて圧力詰め込みステツプ中のモールド変
形は約0.1mm以下におさえることが必要である。
このことは、通常の標準にすれば極めて小さな変
形であり、この並はずれの要求を満足しないと粉
末のくずれが生じることは、本思想の早期の開発
を妨げるかなりの部分を占めていた。

変形を防ぐまたは最小にするため、従つてその
相反する結果のため、モールド面は、それぞれの
モールド面に膨張可能な管状部分を配列して形成
した支持部材により、圧力詰め込みステツプ中に
材料の変形を防ぐように保持されており、これら
部材は、膨張の際剛体反作用面に押付けられて動
作し、前記の面と圧力接触する。

本発明によりパイプを作る際、本来円形のモー
ルドケーシングは、変形せずに大きな圧力を耐え
ることができ、これに関して80psiおよびそれ以
上の詰め込み圧力が使用でき、その際モールドの
変形に関する重大な問題は生じない。

このような高い圧力でさえ含まれた大きさの程
度は、振動を用いない別の粉末モールデイング処
理で通常使われる圧力とは対照的であることに注
意する。例えば薬錠剤の製造および粉末冶金にお
いて使用される圧力は、代表的には20000〜
100000psiであり、このような方法が非常に小さ
な成形片の製造に使われるとはいえ、本発明に向
けられているような極めて大きな建材製品に対し
てのその使用は、通常の平均的な大きさの数倍の
プレス寸法が必要なため、全く実現不可能であ
る。一般にこれらの方法（薬錠剤の製造または粉
末冶金技術により作られる成形片の製造）に使わ
れる圧力は、粒子の粉砕または変形強度以上であ
り、おそらく、乾燥成形安定度のため必要な粒子
結合を行うためには、材料の局部的な欠陥がおお
いに関与していると考えられる。

石こうに圧力を加えて乾燥成形片を作る方法で
ボタンを作る米国特許第1427103号明細書におい
て、石こう粉末に直接圧力が使われている。しか
しながら同程度の寸法の薬錠剤を製造する場合の
ように、当該の圧力は、乾燥成形片の完全な形抜
きを可能にし、かつ通常軟らかい焼石こうを使用
可能なボタンのため必要な極めて高密度の岩状材
料に変形するためにも、極めて高くなければなら
ない。例えば2.4ｍ×1.2ｍのビルデイングパネル
のような建材製造に米国特許第1427103号明細書
の方法を適用するには、ほぼ50000トンのプレス
容量が必要であり、従つて通常の技術的常識をは
るかに越えた製造装置が必要であると考えられ
る。従来技術から引出される唯一の結論は、安定
に形抜きできる製品を提供するための粉末の詰め
込みが圧力を加えるだけで可能であるが、一方圧
力の大きさが、本発明を説明したような建材製品
にはこの方法を使用できない程のものになるとい
うことにある。

本発明による方法は、前記の英国特許許第13
46 767号および第20 45 150号明細書に記載され
た種々の液体硬化粉末および不活性充てん剤に適
用できる。これらは、原則的に石こうへミヒドレ
ートおよびポートランドセメントのような水硬化
粉末、および発泡パーライト、砂および粉末化燃
料灰分のような充てん剤からなる。原料の選択幅
は非常に広いが、処理の際使用する形は、特に粒
子寸法と流動特性に着目して厳密に管理しなけれ
ばならない。

一般に混合物品の微粒子の分類は、従来の方法
よりもずつと細かく、かつ乾燥安定度のため必要
なアーチ形成および詰まり特性を得るためには特
殊なケースが必要である。例えば以前には「細か
い」を100μｍ以下ほこりまでと記述すれば十分
であつたが、ここでは通常極めて小さい粒子（例
えば5μｍおよびそれ以下）のため、サイクロン
または集じん装置内で吹飛ばされずに保持するこ
とが必要である。

通常のベータヘミヒドレート石こうについては
全細かさに対する表面積比は、代表的にはほぼ
5800cm²／ｇであり、これはほとんどの標準セメン
ト粉末よりも細かい。細かい混合物を含む粒子の
形と分類も重要であり、かつ上記の数値は、粉末
の粉砕またはビーテイングにより得られた角形に
対するものであり、従つて例えば比較的球形の均
一度ではなく、粒子寸法の範囲を含んでいる。

従来の方法によるように、通常振動予備詰め込
み中に微粒子の詰め込みを助けかつ充てんシユー
トを適当に自己清掃するため、比較的直径の大き
な非常に自由に流動する粗粒子を所定の割合含む
ことも必要である。これら比較的粗い粒子の粒子
寸法仕様は、微粒子に関するものよりもクリテイ
カルでないが、全混合物中の割合は、所定のレベ
ルの振動予備処理を行うための必要なものより多
くならないように制限する。前記の5800cm²／ｇの
微粒子の場合、300〜2000μｍの粒子を含む代表
的な粗粒子の割合は、一般に全混合物のほぼ28重
量％を越えないようにする（おおざつぱに等価密
度を仮定）。

粗粒子のこの比較的わずかな割合は、粗粒子成
分が通常混合物の大部分を占める英国特許第
2067125号明細書の従来の方法の割合と全く逆で
ある。

粗粒子と微粒子の正しいバランスは、構成され
た装置の実際のテストによつて初めて得ることが
でき、かつ最適な混合物は、異なつたタイプの材
料に対して全く異なることがある。例えば微粒子
が針状のアルフアヘミヒドレート結晶である場
合、乾燥安定度がこのような形固有の連結特性に
よりはつきりと改善できるならば、粒子寸法はさ
らに大きくともよい。特定の場合、根本的に大き
な直径の粗粒子成分の必要性は生じないことがあ
る。スケールの他端において粉末燃料灰分のよう
な極めて細かい粒子はほぼ適正な粒子寸法を有す
ることができるが、乾燥安定度に不利な影響を及
ぼすことがある多くの割合の球形のものを含んで
いる。このような場合粒子の角を増加するため、
機械的粉砕をある程度行う必要があることがあ
る。

同様に一般に前記公知特許明細書に記載された
ある程度広範囲の維持および連続補強材を、本発
明による方法に使用してもよい。あまり硬くない
繊維が好ましいが、ほとんどのグレードの通常の
ガラス繊維が使用できる。所望の繊維含有量にす
るため、動力フイーダと同期して通常の繊維カツ
タによつて供給を行うことができる。ある種の繊
維は粉末中に混合してもよいが、石こう母材につ
いてこのことは、一般に最終製品に効果的な補強
を行うには短かすぎる長さの繊維によつて初めて
行うことができる。補強を必要としない繊維は省
略してもよいが、このことは適当な乾燥安定度を
得るために適正な粒子寸法の定式化をあてにして
いる。

前記の石こう粉末混合物の供給速度は、一般に
毎秒15〜20mmのモールド充てん速度を生じるよう
に設定されている。これは、混合物のすべての空
気が逃げるためまたは粒子を最適な密接状態に詰
め込むために十分な時間をとる必要もなければ望
ましくもないので、従来の方法よりずつと早い。
本発明における急速な充てん速度、わずかな自由
流動粉末混合物および減少した振動の組合わせよ
りも、従来の場合よりもモールド内に正確に供給
することのほうがずつと重要である。粒状材料お
よび繊維を平らに注入する多くの方法が確立され
ているが、このような方法は、通常平らなシート
を形成するため水平な台上に分散するようになつ
ている。確立された代表的な方法は、振動トレイ
分配器、横断供給シユートまたは回転ベーン分配
器を使用する。適当な応用によれば、これらすべ
ての方法は原則的に適用であるが、すべて必要な
レベルの精度を達成するため、設計には特に注意
する必要がある。例えばモールド上方で横向きに
往復する供給シユートの場合、通常の圧縮空気ア
クチユエータは横向き速度と行程を十分に制御で
きず、かつ精密電子制御装置または逆転ボールス
クリユー上のステツプモータを備えたモータアク
チユエータのようなものが必要であるとわかつ
た。

前記すべての処理パラメータが互いに影響を及
ぼし、かつこの相互関係のためそれぞれ個々の変
数の明確な限界を定義することが困難になつてい
ることを認識することは重要である。実際の製造
のため動作パラメータをはつきりと設定すること
は確立できるが、これらは特にこの目的のため設
計されたフルスケール装置を使用した一連のテス
トを条件付けることによつて通常決められるにす
ぎない特定の組合わせに限定されている。このよ
うな装置は、通常製造設備について前に説明した
すべての特徴を有するが、さらに膨大なモニタ装
置を備え、かつ透明なモールド側面を有し、充て
んおよび水和特性が直接監視できるようになつて
いる。

未知の原料のための代表的なテストシーケンス
は、テスト設備を使用する前に、粉末詰まり特性
の予備的な評価から始める。ほとんどの適当な微
粉末は、一つかみを指とてのひらの間でにぎつた
場合、かなり安定な固まりを形成し、かつ混合物
に粗粒子を加えた場合にも、この程度の安定度が
あるはずである。材料がこのような固まりになら
ないか、またはこのように形成した固まりがあま
りにすぐにくずれてしまう場合には、微粉末粒子
の寸法を小さくし、かつ／または粗粒子の割合を
減少するとよい。それからこの予備評価した混合
物は、所要割合の繊維といつしよに、ほぼ毎秒20
mmのかなり任意の初速およびほぼ1.5mmの代表的
な振動振幅でモールドに供給される。

充てん中に、材料は透明モールド側面を通して
厳密に観察され、すべての繊維の束を動かすため
に振動が十分であるが、および材料が均一にたい
積しているかをチエツクする。通常モールドに完
全に充てんした後、これ以上はつきりした下方へ
の沈下がなく、かつこれ以上振動させるかどうか
に関係なくほとんどどこでも材料が効果的に固着
しまたはアーチを形成するまで、振動は維持され
る。この安定な「ゆるくアーチを形成した」状態
は、通常モールドの深さ全体において均一な振動
予備詰め込みを行うために必要である。この状態
に達するまでに必要な付加的な振動時間があまり
長いならば（例えば１〜２分以上）、壮粒子の割
合を減らして、時間を短くすることができる。微
粒子の平均寸法を増加して（極めて細かい粒子を
吹飛ばさないようにする）、余分な沈下時間を短
縮することもできる。その代りに充てん速度を遅
くし、使用した特定の混合物と振動速度のため自
然沈下速度にさらに調和するようにしてもよく、
従つて充てん中に粒子の間から空気が逃げられる
ように、それ以上の時間を与えることができる。

充てんおよび沈下の後に、モールドはコア形成
体圧縮位置に移され、ここでスリーブはほぼ
50psiに膨張させられる。粉末に向いたスリーブ
の動きが小さすぎて、形成体が抜け落ちてしまう
場合、テストした特定の混合物に対して振動振幅
が大きすぎたのかもしれない。振動を減少した
後、形成体を引抜くことができるが、形成体が間
にある粉末ウエブをはぎ取る場合には、粗粒子の
割合が多すぎるか、または微粒子の結合力が全く
不十分なことがあり、粒子寸法をさらに減少する
必要がある。

別の極端な場合、圧力によるスリーブの運動が
大きすぎ、その結果スリーブの圧力をかなり増加
したとしても、過度に薄いウエブおよび全体に弱
い粉末構造になつてしまう。このことは、通常粗
粒子の割合が少なすぎることを表わしており、付
加的に微粒子の平均寸法が小さすぎて、振動予備
詰み込みによつて効果的な沈下が行われないのか
もしれない。前に述べたようにこれらあまり好ま
しくない混合物は、供給速度を低下しかつ振動振
幅を増加して取扱うことができるが、多くの場合
その結果いぜんとして仕上つたパネルは十分な強
度を持たず、かつ十分な表面仕上げ特性を持たな
い。

適正なバランスは一連のテスト動作によつてし
か見出せないので、これらの処理にはおおいに手
間がかかる。相互関係を有する多数の変数が、動
作しない極めて多数の可能な組合わせを提供し、
かつ失敗率が高く、このことが以前この考えを可
能な製法と気付かなかつた原因を説明している。
しかしながら不満足な組合わせが散在する中に、
さらに少数のおおいに満足な組合わせがあり、こ
れら組合わせは経済的な条件で確実に動作し、か
つ最適化の最終段階には動作パラメータが限定さ
れ、最高速の製造サイクル時間で最高品質の最終
製品を提供する動作パラメータとなる。一般にこ
れらの要求には、両方共粒子寸法の分類の最適化
が最も役立ち、それどころか例えば充てん時間の
延長および振動強度の増加により、不完全な混合
を埋め合わせる。

本発明の発展の別の障害は、プロセス作業全体
を行う高度に専門化した装置を必要としたことに
あり、かつ開発作業の初期の段階にはこのような
設備がなかつたことにある。

実施例 この実施例は高さ2400mm、幅450mm、厚さ63mm
の階層の高さの隔壁パネルの製造に係り、このパ
ネルは全高に亘つて延びているコア空所を有して
おり、このコア空所は略々62mmの中心間丸距離で
設けてあり、パネル側壁を連結するウエブをもた
らしている。ウエブ及び側壁の成形後の最終的な
厚さは約８mmであつた。

乾燥粒子成分の最少限の割合は以下のとうりで
ある。

重量％ 粒子寸法350〜2000ミクロンの粗粒せつこうプラ
スター 27.1 最大粒子寸法が500ミクロンで50％が45ミクロン
以下の微粒せつこうプラスター 70.2 150〜1200ミクロンの膨張パーライト 2.2 微粒粉砕せつこう促進剤 0.5 上記乾燥粒子成分は28mmの長さに刻まれたグラ
スフアイバー補強材と共に、乾燥粒子成分中のグ
ラスフアイバー含有量が0.8％となるような供給
比率でモールド内に様に供給された。充填に先立
つて、600ｇ／Kmの重さの連続的のグラスフアイ
バー補強材ストランドが特願昭63−96989号に記
載された方法でモールド内に配置され、パネルの
各側壁には19束のストランドが入れられた。

乾燥粒子と刻まれたフアイバーの成分は約20
mm／secの充填速度でモールド内に連続的に供給
され且つ均一に分配された。充填作業中、モール
ドはカム振動装置上で振幅0.8mm、周波数420サイ
クル／分で振動された。充填後、振動は頂部範囲
の詰め込みを確実にするために10秒間続けられ
た。

振動終了後、コア形成体を内包している弾性ス
リーブが80psiの圧力を及ぼすように膨張され、
次いでコア形成体が上方へ引き抜かれるとき、コ
ア形成体にスリーブが密着するように空気が排気
された。引き抜き後、モールドは特願昭63−
14808号に開示されたスプレー装置を有する水和
ステーシヨンへ搬送された。

成形された乾燥材料の水和は、38リツトル／時
間の速度で噴霧するノズルで水を放出しつつ、コ
ア空所内をスプレーノズルを上下に移動させ、乾
燥成分の十分な湿潤が達成されるまで行つた。湿
潤は達成された正確な詰め込みの度合に依存する
が、作動条件及び原料の所定の設定では実際の製
造上一定であつて、本実施例では、各コア空所に
ついてのスプレー時間は３分、そしてモールドの
隅部までの水の到達距離の長い外方端のコア空所
については更に２分間行つた。

水和後、モールドは第２の加圧ステーシヨンへ
搬送され、そこで膨張可能の形成体がコア空所内
へ降下され、１分半の期間にわたつて80psiの圧
力を及ぼすように膨張された。８分間の硬化期間
後、パネルはモールドから取り外しできる程度に
十分に硬化した。

本発明は、前記実施例の詳細な特徴に限定され
るものではない。なぜなら当該技術分野の専門家
には容易に代案が提供できるからである。従つて
膨張可能なスリーブの使用は圧力詰め込みを行う
容易で効果的な手段を表わしているとはいえ、そ
の他の形式の膨張可能なコア形成体は、例えばモ
ールド内の混合物に圧縮力を加えるため横向きに
膨張可能なウエツジ手段を備えたセグメントコア
形成体を含めて、ある場合には好ましいことがあ
る。

明らかに本発明によれば、公知の英国特許第13
46 757号、第20 45 150号および第20 67 125号明
細書に記載された方法による強力な振動によらな
くとも、ずつと低レベルの振動を使用して混合物
の沈下と要素の均一な分散を行い、かつ予備詰め
込み混合物に適度な割合の圧力を加えて詰め込み
を行うことにより、安定な乾燥粉末製品の製造を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、高層ビルデイングパネルを有する内
部壁の斜視図、第２図は、第１図のＸの部分の壁
の断面を示す斜視図、第３図は、本発明による方
法のモールド充てん、コア引抜きおよびスプレイ
のステツプを示す図、第４図は、本発明による方
法の圧力供給ステツプの連続段階を示す図であ
る。 １１……４角形本体、１２……コア空所、１３
……ウエブ、１４，１５……パネル側面、１６，
１７……縁、１８，１９……凸部と凹部、２１…
…混合物、２２……モールド、２３……コア形成
体、２４……スリーブ、２５……材料、２６……
すき間、２７……詰め込み材料、２８……硬化
液、２９……壁、３１……空所、３２……スプレ
イ管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内部に少なくとも１つのコア形成体を有する
   モールドを設け、乾燥粒子材料の適当な混合物を
   モールドに徐々に充てんしながらモールドを振動
   させ、モールド内の材料に圧力を加え、それぞれ
   のコア形成体を引抜いて適当なコア空所を残し、
   かつ材料の空いた面に十分な量の硬化液を供給し
   て毛管作用により十分に含浸させる、繊維を含む
   ことがある乾燥した粒子材料からコアを有する建
   材製品を製造する方法において、 振動は、材料の予備詰め込みを行うように行わ
   れ、かつ最終的な詰め込みを行うため、このよう
   に予備処理した材料に圧力を加えることを特徴と
   する、建材製品の製造方法。 ２ 予備詰め込みした材料への圧力供給のステツ
   プが、それぞれのコア形成体を膨張させるステツ
   プを含む、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ それぞれのコア形成体に設けられた膨張可能
   なスリーブの膨張により圧力を加える、特許請求
   の範囲第２項記載の方法。 ４ 含浸に続いてそれぞれのコア空所にそれぞれ
   ２次水和形成体を挿入し、かつそれぞれの形成体
   を膨張させてコア空所の表面に圧力接触させる、
   特許請求の範囲第３項記載の方法。 ５ モールドの振動の振幅と周波数が、0.5mm〜
   ３mmおよび300cpm〜900cpmである、特許請求の
   範囲第１〜４項の１つに記載の方法。 ６ モールドがほぼ垂直に配置され、かつ振動が
   モールドの面内で上向きに加えられ、下降行程中
   に急激に停止せしめられる、特許請求の範囲第５
   項記載の方法。 ７ 予備処理した材料に、15psi〜100psi、なる
   べく50psi〜65psiの圧力が加えられ、詰め込みを
   行う、特許請求の範囲第１〜６項の１つに記載の
   方法。 ８ 粒子材料を、毎秒ほぼ10mm〜30mmの充てん速
   度でモールドに供給する、特許請求の範囲第１〜
   ７項の１つに記載の方法。 ９ 圧力詰め込みの際にたわみを防ぐためモール
   ド面を支持する、特許請求の範囲第１〜８項の１
   つに記載の方法。 １０ 膨張可能な部材がモールド面に合わせて外
   部に設けられており、かつモールド面の支持が、
   このような部材を膨張させてモールド面に荷重支
   持接触させることによつて達成される、特許請求
   の範囲第９項記載の方法。 １１ モールド、モールドにより形成されたモー
   ルドキヤビテイー、モールドキヤビテイーに取は
   ずし可能にはめることができる少なくとも１つの
   細長いコア形成体、および実質的にコア形成体の
   軸方向に動作しかつ起動した際にモールド内容物
   の予備詰め込みを行う振動手段が設けられてお
   り、コア形成体は、横断方向に膨張可能であり、
   かつ膨張した際にモールド内容物を圧縮し、かつ
   水和手段が、少なくとも１つの硬化液供給部材を
   有し、この硬化液供給部材が、モールド内でそれ
   ぞれのコア形成体が占めていた位置に該当する経
   路に沿つてモールド内で往復運動するように取付
   けられていることを特徴とする、中空建材製品の
   製造装置。 １２ それぞれのコア形成体が、同軸配置されか
   つコア形成体とほぼ同じ長さを有する膨張可能な
   スリーブを有する、特許請求の範囲第１１項記載
   の装置。 １３ 水和手段が、コア形成体の数に相当する数
   の硬化液供給部材を有し、これら部材は、並べて
   平行に配置されており、かつそれぞれがそれぞれ
   のコアの形成体に対応している、特許請求の範囲
   第１１または１２項記載の装置。 １４ 対応するコア形成体よりも短い横向き寸法
   の２次水和コアが設けられており、この２次水和
   コアが、モールド内に存在する詰め込まれた建材
   製品内のそれぞれのコア空所へかつここから可動
   であり、かつ膨張してコア空所の壁に圧力接触可
   能である、特許請求の範囲第１１〜１３項の１つ
   に記載の装置。 １５ ２次水和コアが、剛体部材と膨張可能なス
   リーブからなり、このスリーブが、同軸配置され
   かつ２次水和コアとほぼ同じ長さを有する、特許
   請求の範囲第１４項記載の装置。 １６ モールドが、それぞれ建材製品の対向面に
   相当する上方に延びた側壁を有し、かつこれら側
   壁に対して対向配置された支持手段が設けられて
   おり、これら支持手段は、それぞれの側壁に係合
   し、荷重を受けた側壁が変形しないように支持し
   ている、特許請求の範囲第１１〜１５項の１つに
   記載の装置。 １７ 支持手段が、モールド側壁に整合し且つ向
   い合わせに配置された膨張部材を有し、この支持
   手段が、側壁に接触し側壁の荷重を受けるように
   膨張可能である、特許請求の範囲第１６項記載の
   装置。 １８ 振動手段が、振動の下降行程の急激な停止
   をもたらすように配置されたカムおよびアンビル
   装置を有している、特許請求の範囲第１１〜１７
   項の１つに記載の装置。 １９ 振動手段が、モールドの下側に設けられて
   おり、かつここで動作する、特許請求の範囲第１
   １〜１８項の１つに記載の装置。