JPH11291219A - 粒子分散系複合材料の成形方法 - Google Patents

粒子分散系複合材料の成形方法

Info

Publication number
JPH11291219A
JPH11291219A JP10098618A JP9861898A JPH11291219A JP H11291219 A JPH11291219 A JP H11291219A JP 10098618 A JP10098618 A JP 10098618A JP 9861898 A JP9861898 A JP 9861898A JP H11291219 A JPH11291219 A JP H11291219A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
die opening
extrusion
effective thickness
extrusion molding
molding pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10098618A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2899696B1 (ja
Inventor
Akiko Mori
明子 守
Akio Baba
明生 馬場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Building Research Institute Ministry of Construction
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Building Research Institute Ministry of Construction
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology, Building Research Institute Ministry of Construction filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP10098618A priority Critical patent/JP2899696B1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2899696B1 publication Critical patent/JP2899696B1/ja
Publication of JPH11291219A publication Critical patent/JPH11291219A/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B29C47/92

Landscapes

  • Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイ開口形状ごとに特定される有効厚さとい
う新規なパラメータを用いることにより、押出成形の際
の成形圧力をあらかじめ予測し、円滑な成形を行いうる
方法を提供する。 【解決手段】 粒子分散系複合材料を押出成形するに当
り、任意の材料組成及び任意の押出成形機において、次
の式に従って求めた押出成形圧力を用いた成形方法であ
る。 【数1】 ただし、P:押出成形圧力(MPa) te:ダイ開口部の有効厚さ(cm) Pmax:ダイ開口部を閉じたときの押出成形圧力(MP
a) te0:バレル末端部におけるダイ開口部の有効厚さ(c
m)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特にセメントやプ
ラスチックをバインダーとし、砂や木屑等を粒子とする
粒子分散系複合材料を成形する際の押出条件をあらかじ
め予測して、最適な条件下で成形する方法を提供するも
のである。
【0002】
【従来の技術】建築物に用いられるセメント系押出成形
部材については、使用時における乾湿温冷ムーブメント
を小さくするために、乾燥収縮性の低い骨材を混入した
粒子分散系複合材料とすることが求められる。しかしな
がら、その部材の反応硬化前のフレッシュな状態におけ
る混合物を押出成形するときに生じる圧力、すなわち押
出成形圧力の発生機構が複雑で不明確なために、セメン
ト系粒子分散複合材料の押出成形を実施する場合には、
試行錯誤を繰り返しながら部材を製造しているのが実状
である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ダイ開口形
状ごとに特定される有効厚さという新規なパラメータを
用いることにより、押出成形の際の成形圧力をあらかじ
め予測し、円滑な成形を行いうる方法を提供することを
目的としてなされたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、例えばセ
メント系粒子分散複合材料の押出成形に際して、ダイ開
口形状を変化させた場合、使用する材料の組成並びに使
用する押出成形機ごとに、ある一定の関係式が成立する
ことを見出し、この関係式に基づいて所望の押出成形圧
力を得る材料組成及び使用する押出成形機を設定するこ
とによって、円滑な押出成形が行われることを見出し、
この知見に基づいて本発明をなすに至った。
【0005】すなわち、本発明は、粒子分散系複合材料
を押出成形するに当り、任意の材料組成及び任意の押出
成形機において、次の式に従って求めた押出成形圧力を
用いることを特徴とする成形方法を提供するものであ
る。
【数2】 ただし、P:押出成形圧力(MPa) te:ダイ開口部の有効厚さ(cm) Pmax:ダイ開口部を閉じたときの押出成形圧力(MP
a) te0:バレル末端部におけるダイ開口部の有効厚さ(c
m)
【0006】ここで、ダイ開口部の有効厚さ(te)と
は、使用するダイ開口部の全周長に対するダイ開口部面
積の比を2倍したものとして定義され、これは同一比で
得られる幅無限大の板を想定したときの換算厚さに相当
する。このダイ開口部の有効厚さは、バレルすなわち原
料の通過路において、円形状又は円環形状断面部を通過
しているフレッシュな材料を、厚さのみで同定しうる無
限大幅の板状断面へと変形させる塑性変形の程度を示す
パラメータであり、例えばダイ開口部が幅W、高さtの
長方形状で構成されている場合は、te=W・t/(W
+t)として求めることができるし、また、この長方形
状断面に、幅W′、高さt′の空洞n個が設けられてい
る形状で構成されている場合は、te=[W・t−n・
W′・t′]/[W+t+n(W′+t′)]として求
めることができる。上記の数2において、Pmaxは、同
一の押出成形機を用いた場合に、試料の組成ごとに一定
の数値を示す。すなわち、材料の組成ごとに決定できる
材料定数である。te0は材料が圧密された状態となるバ
レル末端部すなわちテーパードバレルとの境界付近の断
面の有効厚さであって、押出成形機本体によって決まる
機械定数である。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明方法によれば、以下の手順
に従って最適押出成形圧力を求めることができる。 (1) まず、ある原料組成の材料(材料I)を、ある
押出成形機によって有効厚さがte1のダイを用いて押し
出し、そのときの成形圧力P1を、横軸を有効厚さ
(te)、縦軸を成形圧力(P)とした図1にプロット
する。 (2) この図1の横軸上に押出成形機のバレル末端部
における有効厚さ(te0)を置く。 (3) 点(te1,P1)と点(te0,0)とを直線で
結ぶ。この直線の縦軸切片が材料Iにおけるダイ開口部
を閉じたときの押出成形圧力(Pmax1)となる。 (4) 次に、同一押出成形機を用いて、別の原料組成
の材料(材料II)を有効厚さがte1のダイを用いて押
し出し、そのときの成形圧力P2を求める。 (5) 点(te1,P2)と(te0,0)とを直線で結
ぶ。この直線の縦軸切片が材料IIにおけるダイ開口部
を閉じたときの押出成形圧力(Pmax2)となる。 (6) 別の有効厚さ(te′)のダイを用いたときの
押出成形圧力は、点(0,te′)を横軸にとり、その
点を通る縦軸に平行な直線と(3)及び(5)で求めた
材料I及び材料IIに対応する2つの直線との交点を求
める。その交点の縦軸座標値P1′,P2′が、それぞれ
材料I及び材料IIを用いたときの最適押出成形圧力に
なる。このようにして、ある押出成形機における最適押
出成形圧力が求められるが、押出成形機が変わった場合
には、その押出成形機に関するバレル末端部の開口形状
の有効厚さ(te0)によって求められる点(0,te
と、縦軸上の点(0,Pmax)(実際にはPmax1又はP
max2)とを直線で結ぶ。次に、上記(6)の手順を同様
に行うと最適押出成形圧力が求められる。
【0008】押出成形機及びダイ開口形状を一定とした
ときのテーパードバレル中での塑性加工されつつある状
態におけるフレッシュな材料に生じる垂直応力と剪断応
力との関係は、使用する成分及び含有割合という材料条
件が変化しても一義的な関係となることが明らかになっ
ているので、この知見と前記の押出成形圧力と有効厚さ
との関係から、結果として部材性能上要求される断面形
状の部材を製造するときの押出成形圧力を、材料の剪断
特性という材料条件と有効厚さという機械条件とから予
測することができるのである。すなわち、各種断面形状
の押出成形部材を製造するに際し、製造の可否や難易度
を決定する最も基本的な製造特性である押出成形圧力
は、以下の3つの条件の組合せ下で求めることができる
ことになる。
【0009】(1) 原料組成という材料条件 (2) 使用する押出成形機のバレル末端部の形状 (3) ダイ開口形状 以上のことは、押出成形機及びダイ開口形状がどのよう
に変化しても成立するので、各種材料の成分や含有割合
からなる材料を用いて各種断面形状の部材を押出成形に
よって円滑かつ効率的に製造するための不可欠な基本的
条件となる。
【0010】
【発明の効果】本発明によると、有効厚さという新らし
いパラメータを導入することにより、粒子分散系複合材
料、例えばセメント系材料や廃プラスチックス混合材料
などの押出成形において、任意の押出成形機と任意のダ
イとを用いたときの最適押出成形圧力を簡単に設定する
ことができる。
【0011】
【実施例】次に、実施例により、本発明をさらに詳細に
説明する。
【0012】実施例1 普通ポルトランドセメント100重量部と豊浦標準砂1
00重量部とメチルセルロース(増粘剤)1重量部とク
リソタイル(繊維質添加材)5重量部とを混合してセメ
ント原料を調製した。次に、押出成形機として、本田
「DE−50」[モータ0.75kW、運搬容量12〜
25リットル/h、真空ポンプ能力60リットル/mi
n、バレル内径5.0cm(te0=2.5cm)]を用
い、水量比を0.13〜0.25の範囲で変えたものに
ついて押出成形を行った。この際に使用したダイの開口
形状は幅6.0cmで高さが1.2〜2.5cm、幅1
0.0cmで高さが1.2cmの長方形、並びに幅6.
0cmで高さが2.5cmの長方形のなかに正方形の空
洞部をもち、空洞率が33.85%及び45.0%であ
った。水量比0.15及び0.20のものについて、ダ
イ開口部の有効厚さte(cm)と押出成形圧力P(M
Pa)との関係を求めた結果を、グラフとして図2に示
す。この図において、実線は水量比0.15の場合で、
破線は水量比0.20の場合である。この図より、同一
の押出成形機を用い、各種開口形状のダイを用いた場合
に、材料の組成ごとの最適押出成形圧力はダイ開口部の
有効厚さに基づいて設定しうることが分る。
【0013】実施例2 スラグ100重量部に対し、微細シリカ1重量部及び特
殊混和剤1重量部を配合した高強度非焼成セラミックス
用成形材料を、押出成形機として本田「HDE−3」
[モータ2.2kW、運搬容量20〜50リットル/
h、真空ポンプ能力150リットル/min、バレル内
径7.5cm(te0=1.63cm)]を用い、水量比
0.12及び0.14で押出成形した。この場合の有効
厚さte(cm)に対する押出成形圧力P(MPa)を
求めた結果をグラフとして図3に示す。この図において
実線は水量比0.12の場合で、破線は水量比0.14
の場合である。この図より、同一の押出成形機を用い、
各種開口形状のダイを用いた場合に、材料の組成ごとの
最適押出成形圧力はダイ開口部の有効厚さに基づいて設
定しうることが分る。
【0014】実施例3 フライアッシュと生石灰とを水熱反応させたゲル化物に
同量の豊浦標準砂を混合することによりセメントモルタ
ル材料を調製した。まず、押出成形機として、宮崎「M
V−FM」[モータ5.5kw、運搬容量120リット
ル/h、真空ポンプ能力50リットル/min、バレル
径10.0cm(te0=5.0cm)]を用い、水量比
を0.30と0.35としたものについて押出成形を行
った。このときのダイの有効厚さteと押出成形圧力P
との関係を求め図4に示す。この図において、実線は水
量比0.35で、破線は水量比0.30の場合である。
この図より、同一の押出機を用い、各種開口形状のダイ
を用いた場合に、材料の組成ごとの最適押出成形圧力が
ダイ開口部の有効厚さに基づいて設定しうることが分
る。次に、押出成形機として実施例1で用いたものと同
じ成形機(te0=2.5cm)を用い、水量比を0.3
5と0.30にしたものを用いて押出成形を行った。こ
のときのダイ開口部の有効厚さ(te)と押出成形圧力
(P)との関係は、それぞれ図4の実線と破線とで示さ
れるようになった。この図から分かるように、点(0,
max)、図4においては(0,Pmax1)又は(0,P
max2)と、用いる押出成形機の有効厚さ(te0)の横軸
上の点、すなわち(te0,0)、図4においては(t
e01,0)又は(te02,0)とを結んだ線上に各種開口
形状のダイを用いたときの最適押出成形圧力があるの
で、ある材料を用いて他種の押出成形機(te0′)で押
出成形するときの最適成形圧力は、その材料に関するダ
イ開口部を閉じたときの押出成形圧力(P′max)さえ
求めておけば、点(0,P′max)と(te0′,0)と
を結んだ直線と、用いるダイ開口部の有効厚さ(te
を横軸に置いた縦軸に平行な直線との交点として求める
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明方法における関係式を説明するための
グラフ。
【図2】 実施例1におけるダイ開口部の有効厚さと押
出成形圧力との関係を示すグラフ。
【図3】 実施例2におけるダイ開口部の有効厚さと押
出成形圧力との関係を示すグラフ。
【図4】 実施例3におけるダイ開口部の有効厚さと押
出成形圧力との関係を示すグラフ。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C04B 24:38 20:00) (72)発明者 馬場 明生 茨城県つくば市立原1番地 建設省建築研 究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粒子分散系複合材料を押出成形するに当
    り、任意の材料組成及び任意の押出成形機において、次
    の式に従って求めた押出成形圧力を用いることを特徴と
    する成形方法。 【数1】 ただし、P:押出成形圧力(MPa) te:ダイ開口部の有効厚さ(cm) Pmax:ダイ開口部を閉じたときの押出成形圧力(MP
    a) te0:バレル末端部におけるダイ開口部の有効厚さ(c
    m)
JP10098618A 1998-04-10 1998-04-10 粒子分散系複合材料の成形方法 Expired - Lifetime JP2899696B1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10098618A JP2899696B1 (ja) 1998-04-10 1998-04-10 粒子分散系複合材料の成形方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10098618A JP2899696B1 (ja) 1998-04-10 1998-04-10 粒子分散系複合材料の成形方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2899696B1 JP2899696B1 (ja) 1999-06-02
JPH11291219A true JPH11291219A (ja) 1999-10-26

Family

ID=14224558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10098618A Expired - Lifetime JP2899696B1 (ja) 1998-04-10 1998-04-10 粒子分散系複合材料の成形方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2899696B1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006062851A1 (en) * 2004-12-09 2006-06-15 Corning Incorporated Making honeycomb extrusion dies

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006062851A1 (en) * 2004-12-09 2006-06-15 Corning Incorporated Making honeycomb extrusion dies

Also Published As

Publication number Publication date
JP2899696B1 (ja) 1999-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5658624A (en) Articles formed by extruding hydraulically settable compositions
JPH04114937A (ja) 繊維強化軽量セメント組成物
JP2899696B1 (ja) 粒子分散系複合材料の成形方法
JP4658362B2 (ja) 軽量モルタル材の製造方法
EP0223592A2 (en) Polymer containing concrete and concrete-like compositions
JPH06293546A (ja) 水硬性無機質成形体の製造方法
JPS60264375A (ja) セメント組成物
JP2755505B2 (ja) セメント製品の押出成形法
JPH01176258A (ja) 補強繊維を含む中空板の低圧押出成形方法
JPH02229752A (ja) セメント組成物
JP2748796B2 (ja) 軽量セメント建材
JP2702900B2 (ja) 押出建材用セメント組成物
JP4097495B2 (ja) セメント系軽量押出成形体
JP3727504B2 (ja) 無機質板の製造方法
JP2003211427A (ja) 短繊維複合セメント系押出成形材料とその製造方法
JPH03257083A (ja) 押出し成型用セメントモルタル組成物
JPH0781990A (ja) セメント組成物及びセメント硬化体
JPH09136315A (ja) 無機質板の製造方法
KR960012713B1 (ko) 탄소섬유 보강 경량압출시멘트 복합재 및 그 제조방법
JPH0517194A (ja) 建築板の製造方法
JPH05279099A (ja) 繊維強化セメント成形体の製造方法
JPH07106575B2 (ja) 高強度セメント製成形型
JPH06278122A (ja) 水硬性無機質成形体の製造方法
JPS5822121A (ja) 厚型スレ−トの製造方法
JPH06157105A (ja) 押出成形用セメント組成物

Legal Events

Date Code Title Description
S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R370 Written measure of declining of transfer procedure

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term