JPH07241833A - 水硬性無機質成形物の成形装置及び成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 賦形物の部位による水／セメント比が均一
で、成形物の部位による強度や耐凍害性等のばらつきが
少なく、品質の安定した水硬性無機質成形物の成形が出
来る水硬性無機質成形物の成形装置、及び、該成形装置
を用いた水硬性無機質成形物の成形方法を提供すること
を目的とする。 【構成】 壁面に沿って多数の脱水孔１０が穿孔された
第１分割型２と、第１分割型２と閉合して型窩を形成す
る第２分割型３とを備え、第２分割型３には、型窩内へ
の水硬性無機物成形材料４の注入を賦形物の側面端部に
相当する部分から行うことの出来る水硬性無機物成形材
料の注入管７と加圧媒体の圧入管８が設けられており、
且つ、第１分割型２の上記脱水孔１０において、水硬性
無機物成形材料４の注入口直下に近い部位に位置する脱
水孔１０（１０ａ）群より遠い部位に位置する脱水孔１
０（１０ｂ、１０ｃ）群の方が、脱水抵抗が小さくなさ
れていることを特徴とする水硬性無機質成形物の成形装
置１及び該成形装置１を用いた水硬性無機質成形物の成
形方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水硬性無機質成形物の
成形装置及び成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】セメント、石膏、珪酸カルシウム形成材
料等の水硬性無機物を主成分とする材料で成形した成形
物は、通常、曲げや荷重により引張り応力が加わると破
損しやすいと言う欠点を有している。そこで、セメント
瓦などの薄板状成形物の成形は、通常、水硬性無機物に
合成繊維、天然繊維、ガラス繊維等の補強繊維を予め混
合した水硬性無機物成形材料を用いて行われている。

【０００３】従来、水硬性無機物成形材料の成形装置及
び成形方法の１例として、壁面に多数の脱水孔が穿孔さ
れている第１分割型と水硬性無機物成形材料の注入管が
設けられている第２分割型とを有する成形装置を用い、
二つの型を閉合して形成される型窩内へ水硬性無機物成
形材料を注入して、吸引により賦形する方法が提案され
ている（特公昭５９−３７２０３号公報）が、この装置
の場合、水硬性無機物成形材料を加圧することが出来な
いため、得られる成形物は気孔率が大きくなり強度が低
くなるという問題点があった。又、脱水孔の孔径、長さ
及び間隔は一定であるので、水硬性無機物成形材料の注
入口直下からの距離によって脱水時間に差が生じ、型窩
内の部位により賦形物の水／セメント比（ｗ／ｃ）が異
なり、得られる成形物の強度や耐凍害性等が部位により
ばらつくという問題点もあった。

【０００４】成形物の気孔率を抑え強度を高める成形方
法として、本発明者は、図２に示すような成形装置１３
を用いて行う成形方法を先に提案している（特開平５−
２００７０９号公報）。

【０００５】この方法は、壁面に沿って多数の脱水孔１
０が穿孔された第１分割型２と、型面に沿って気密性を
有する弾性膨縮体６が設けられた第２分割型３とを閉合
することで形成される型窩内に、第２分割型３の型面に
開口している水硬性無機物成形材料の注入管７より水硬
性無機物成形材料４を注入し、前記弾性膨縮体６と第２
分割型３の型面との間に加圧媒体５を圧入して弾性膨縮
体６を第１分割型２側へ膨出させて水硬性無機物成形材
料４を加圧圧縮するとともに、吸引管１１からの吸引に
より第１分割型２の前記脱水孔１０から水硬性無機物成
形材料４の余剰水分を型外へ脱水して所望形状に賦形す
る構成とされている。

【０００６】上記成形装置を用いる成形方法の場合、水
硬性無機物成形材料の加圧圧縮と吸引を同時に行えるの
で、得られる成形物の気孔率が小さくなり強度は高くな
るが、水硬性無機物成形材料の注入管が賦形物の面上に
相当する部分に位置しているため、注入口直下の水硬性
無機物成形材料は加圧圧縮できず、賦形物の緻密性に差
が生じるという問題点があった。又、脱水孔の口径、長
さ及び間隔は一定であるので、型窩内の部位により賦形
物の水／セメント比が異なり、得られる成形物の強度や
耐凍害性等が部位によりばらつくという問題点も残って
いる。

【０００７】又、本発明者は、賦形物の緻密性の差を発
生させないため、第２分割型における水硬性無機物成形
材料の注入管を賦形物の側面端部に相当する部分に設け
た成形装置を用いる水硬性無機質成形物の成形方法を提
案している（特願平５−１２１４１７号参照）が、この
装置の場合も、脱水孔の口径、長さ及び間隔は一定であ
るので、型窩内の部位により賦形物の水／セメント比が
異なり、得られる成形物の強度や耐凍害性等が部位によ
りばらつくという問題点は依然解消されていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題点を解決するため、賦形物の部位による水／セメン
ト比が均一で、成形物の部位による強度や耐凍害性等の
ばらつきが少なく、品質の安定した水硬性無機質成形物
の成形が出来る水硬性無機質成形物の成形装置、及び、
該成形装置を用いた水硬性無機質成形物の成形方法を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
（以下、「第１発明」と記す）による水硬性無機質成形
物の成形装置は、壁面に沿って多数の脱水孔が穿孔され
た第１分割型と、第１分割型と閉合して型窩を形成する
第２分割型とを備え、第２分割型には、型窩内への水硬
性無機物成形材料の注入を賦形物の側面端部に相当する
部分から行うことの出来る水硬性無機物成形材料の注入
管と加圧媒体の圧入管が設けられており、且つ、第１分
割型の上記脱水孔において、水硬性無機物成形材料の注
入口直下に近い部位に位置する脱水孔群より遠い部位に
位置する脱水孔群の方が、脱水抵抗が小さくなされてい
ることを特徴とし、そのことにより上記目的が達成され
る。

【００１０】又、請求項２に記載の発明（以下、「第２
発明」と記す）による水硬性無機質成形物の成形方法
は、第１発明の成形装置の第１分割型と第２分割型とを
閉合することで形成される型窩内に、水硬性無機物成形
材料を賦形物の側面端部に相当する部分から注入し、上
記第２分割型の加圧媒体の圧入管から加圧媒体を型窩内
に圧入して水硬性無機物成形材料を加圧圧縮すると共
に、吸引により上記第１分割型の脱水孔から型窩内の水
硬性無機物成形材料の余剰水分を型外へ脱水し、所望形
状に賦形することを特徴とし、そのことにより上記目的
が達成される。

【００１１】以下に第１発明による水硬性無機質成形物
の成形装置を図面に基づいて具体的に説明する。図１は
第１発明による成形装置の一例を表す断面図である。

【００１２】図１に示されるように、第１発明による成
形装置１は、壁面に沿って多数の脱水孔１０が穿孔され
た第１分割型２と、第１分割型２と閉合して型窩を形成
する第２分割型３とを備え、第２分割型３には、型窩内
への水硬性無機物成形材料４（以下「成形材料」と記
す）の注入を賦形物の側面端部に相当する部分から行う
ことの出来る成形材料の注入管７と加圧媒体の圧入管８
が設けられており、且つ、第１分割型２の上記脱水孔１
０において、水硬性無機物成形材料４の注入口直下から
近い部位に位置する脱水孔１０（１０ａ）群より遠い部
位に位置する脱水孔１０（１０ｂ、１０ｃ）群の方が、
大きい口径、短い長さ、狭い間隔（ピッチ）の少なくと
も一つとされ、脱水抵抗が小さくなされている。ここで
脱水孔群とは、ある面積内に存在する脱水孔の群を言
う。

【００１３】上記成形装置１においては、第２分割型３
に設けられた成形材料の注入管７が、賦形物の面上に相
当する部分ではなく、賦形物の側面端部に相当する部分
に設けられているので、成形材料４を加圧媒体５で加圧
圧縮する時、加圧圧縮出来ない部位が発生することな
く、成形材料４全体を均等に加圧圧縮出来る。

【００１４】上記成形材料の注入管７の数は、特に限定
されるものではなく、賦形物の側面端部に相当する部分
に一箇所もしくは二箇所以上設けられれば良いが、賦型
物の対向する側面端部に相当する部分に一対もしくは二
対以上設けられるのがより好ましい。

【００１５】上記成形装置１においては、第２分割型３
に加圧媒体の圧入管８が設けられているので、この圧入
管８から加圧媒体５を型窩内に圧入することにより、型
窩内の成形材料４を均等に加圧圧縮することが出来る。

【００１６】上記加圧媒体５は、型窩内の成形材料４に
対し直接圧入して加圧圧縮しても良いし、又、予め第２
分割型３の壁面に沿って気密性を有する弾性膨縮体６を
設けておき、該弾性膨縮体６を介して型窩内の成形材料
４を加圧圧縮しても良い。

【００１７】上記弾性膨縮体６の材質は、特に限定され
るものではないが、ゴムやブラスチック等の気密性・水
密性に優れたものが好適に用いられる。

【００１８】上記成形装置１においては、第１分割型２
の壁面に沿って多数穿孔されている脱水孔１０は、成形
材料４の注入口直下に近い部位に位置する脱水孔１０
（１０ａ）より遠い部位に位置する脱水孔１０（１０
ｂ、１０ｃ）の方が、大きい孔径、短い長さ、狭い間隔
の少なくとも一つとされ、脱水抵抗が小さくなされてい
ることが必要である。

【００１９】成形材料４の注入口直下に近い部位と遠い
部位とでは、成形材料４が注入充填されるまでに時間差
が生じるので、脱水孔１０の孔径、長さ及び間隔が一定
であると、先に注入充填された成形材料４の余剰水分
が、後に注入充填された成形材料４の余剰水分より優先
的に脱水される。従って、賦形物の水／セメント比が、
成形材料４の注入口直下に近い部位の水／セメント比よ
り、遠い部位の水／セメント比の方が大きくなり、その
結果、得られる成形物の強度や耐凍害性等も成形材料４
の注入口直下から遠い部位ほど低くなる。

【００２０】第１発明の成形装置１においては、脱水孔
１０の孔径、長さ及び間隔を一定に設定するのではな
く、成形材料４の注入口直下に近い部位の脱水孔１０
（１０ａ）より遠い部位の脱水孔１０（１０ｂ、１０
ｃ）の方が、大きい孔径、短い長さ、狭い間隔の少なく
とも一つとされ、脱水抵抗が小さくなるように設定され
ている。そのことにより、賦形物の各部位の単位時間あ
たり脱水量はほぼ一定となるので、賦形物の部位による
水／セメント比の差も殆ど無くなり、得られる成形物の
強度や耐凍害性等のばらつきを防止出来る。

【００２１】上記脱水孔１０において、成形材料４の注
入口直下に近い部位の脱水孔１０（１０ａ）より遠い部
位の脱水孔１０（１０ｂ、１０ｃ）の方を、大きい孔
径、短い長さ、狭い間隔の少なくとも一つとし、脱水抵
抗が小さくなるようにする設定は、必要とされる単位時
間あたり脱水量に対応して、各単独で行われても良く、
それぞれを組合わせて行われても良い。

【００２２】上記脱水孔１０の孔径の設定は１〜３ｍｍ
程度の範囲内で行われるのが好ましく、長さの設定は第
１分割型２の底壁面の厚みを調節することにより５〜８
０ｍｍ程度の範囲内で行われるのが好ましく、又、間隔
の設定は５〜５０ｍｍ程度の範囲内で行われるのが好ま
しい。

【００２３】上記脱水孔１０の脱水抵抗を、孔径のみで
調整する場合は、注入口直下に近い部位の脱水孔１０ａ
の孔径に対して、最も遠い部位の脱水孔１０ｃの孔径は
１．５〜５倍にするのが良く、長さのみで調整する場合
は、１０ａの長さに対して、１０ｃの長さは０．８〜
０．３倍にするのが良く、又、間隔のみで調整する場合
は、１０ａの間隔に対して、１０ｃの間隔は０．８〜
０．３倍にするのが良い。

【００２４】又、第１発明の成形装置１においては、第
１分割型２の壁面に沿うように伸張性を有する濾過材９
を設けておくことが好ましい。濾過材９の材質として
は、特に限定されるものではないが、外力が加えられる
際に寸法が伸びて面積が拡張するものが好ましく、例え
ば、巻縮糸を使用した布地、多孔質ゴム等が挙げられ
る。

【００２５】次に第２発明による水硬性無機質成形物の
成形方法を図１に基づいて具体的に説明する。

【００２６】第２発明による成形方法は、図１に示され
るように、先ず、壁面に沿って多数の脱水孔１０が穿孔
された第１分割型２と、型窩内への成形材料４の注入を
賦形物の側面端部に相当する部分から行うことの出来る
成形材料の注入管７と加圧媒体の圧入管８が設けられて
いる第２分割型３とを閉合する。次いで、第１分割型２
と第２分割型３との閉合により形成された型窩内へ、成
形材料の注入管７により成形材料４を賦形物の側面端部
に相当する部分から注入充填し、第２分割型３に設けら
れた加圧媒体の圧入管８から加圧媒体５を型窩内に圧入
して型窩内の成形材料４を加圧圧縮すると共に、吸引管
１１からの吸引により第１分割型２の脱水孔１０から型
窩内の成形材料４の余剰水分を型外へ脱水し、所望形状
に賦形することにより行われる。

【００２７】上記成形方法において、成形材料４の注入
圧力は、特に限定されるものではないが、１０〜７０ｋ
ｇ／ｃｍ² 程度が好ましい。成形材料４の注入圧力が１
０ｋｇ／ｃｍ² 程度未満であると緻密な賦形物を得がた
くなるし、逆に７０ｋｇ／ｃｍ² 程度を超えると成形材
料の注入管７に材料詰まりを生じやすい。

【００２８】上記成形方法において、型窩内の成形材料
４を加圧媒体５で加圧圧縮する方法は、特に限定される
ものではなく、第２分割型３に設けられた加圧媒体の圧
入管８から加圧媒体５を型窩内に直接圧入して成形材料
４を直接加圧圧縮しても良いし、又、予め第２分割型３
の内壁面に沿って周縁を一体化して設けられた気密性を
有する弾性膨縮体６と第２分割型３の内壁面との間に加
圧媒体５を圧入し、弾性膨縮体６を介して間接的に成形
材料４を加圧圧縮しても良い。

【００２９】上記加圧媒体５の種類としては、空気、窒
素ガス、炭酸ガス等の気体や水、油等の液体が挙げられ
るが、成形材料４を直接加圧圧縮するには、空気のよう
な気体を用いるのが好ましく、弾性膨縮体６を介して成
形材料４を間接的に加圧圧縮するには、水のような液体
を用いるのが好ましい。

【００３０】又、加圧媒体５の圧入圧力は、特に限定さ
れるものではないが、成形材料４を気体で直接加圧圧縮
する場合は、３〜１０ｋｇ／ｃｍ² 程度が好ましく、弾
性膨縮体６を介して液体で間接的に加圧圧縮する場合
は、２０〜４０ｋｇ／ｃｍ² 程度が好ましい。液体の加
圧媒体５による圧入圧力が２０ｋｇ／ｃｍ² 程度未満で
あると、加圧圧縮効果が充分に得られず、逆に４０ｋｇ
／ｃｍ² 程度を超えると、弾性膨縮体６の強度上の問題
が生じやすい。

【００３１】上記成形方法において、型窩内に充填され
た成形材料４の余剰水分を脱水するための吸引管１１か
らの吸引圧力は、特に限定されるものではないが、−５
００〜−７００ｍｍＨｇ程度が好ましい。吸引圧力が−
５００ｍｍＨｇ程度未満であると成形材料４の余剰水分
の脱水を充分行えず、逆に−７００ｍｍＨｇ程度を超え
ると脱水時に材料詰まりを生じやすい。

【００３２】上記において、成形材料４の加圧圧縮と吸
引とは同時に行っても良いが、先ず、吸引を行って余剰
水分の相当量を脱水した後、加圧圧縮を開始して脱水を
継続するとより効果的である。

【００３３】上記成形方法に用いられる成形材料４とし
ては、水硬性無機物、補強繊維を主成分として含み、必
要に応じて、骨材としての砂や砂利、急硬剤、顔料等、
無機成形物の成形に一般的に用いられる成分を適宜混合
したもの等が挙げられる。

【００３４】上記水硬性無機物としては、セメント、石
膏、珪酸カルシウム形成材料等の水和反応によって硬化
する材料が挙げられ、これらの１種もしくは２種以上が
好適に用いられる。

【００３５】上記補強繊維としては、特に限定されるも
のではないが、例えば、鉱物繊維、ガラス繊維、動植物
繊維、合成繊維等が挙げられ、これらの１種もしくは２
種以上が好適に用いられる。

【００３６】上記成形方法により得られる賦形物は、脱
型された後、例えば、２０〜３０℃程度の雰囲気下で１
週間程度以上、常法により養生されて所期の成形物とさ
れる。

【００３７】

【作用】第１発明による水硬性無機質成形物の成形装置
は、成形材料の注入を賦形物の側面端部に相当する部分
から行えるので、型窩内の成形材料全体を均等に加圧圧
縮出来ると共に、成形材料の注入口直下に近い部位に位
置する脱水孔より遠い部位に位置する脱水孔の方が、大
きい孔径、短い長さ、狭い間隔の少なくとも一つとさ
れ、脱水抵抗が小さくなされているので、型窩内の成形
材料の各部位からの単位時間あたり脱水量はほぼ一定と
なり、部位による品質のばらつきの少ない水硬性無機質
成形物の成形を行うことが出来る。

【００３８】又、上記成形装置を用いて行う第２発明の
成形方法によれば、賦形物の部位による水／セメント比
の差が殆ど無くなるので、強度や耐凍害性等の部位によ
るばらつきも少なくなり、品質の安定した水硬性無機質
成形物を得ることが出来る。

【００３９】

【実施例】以下に、図１を参照して、本発明の実施例を
詳しく説明する。尚、実施例中の「部」は「重量部」を
意味する。

【００４０】（実施例）

【００４１】（１）水硬性無機物成形材料４の作成 普通ポルトランドセメント（宇部興産社製）１００部、
ビニロン繊維ＲＭ１８２（繊維長３ｍｍ、クラレ社製）
２部及び水５００部を混合して水硬性無機質成形材料４
（以下「成形材料」と記す）を得た。

【００４２】（２）水硬性無機質成形物の成形 得られた成形材料４の成形を図１に示される成形装置１
を用いて以下のように行った。成形材料４の注入口直下
の脱水孔１０（１０ａ）は、孔径を１ｍｍ、長さを２０
ｍｍ、間隔を３０ｍｍとし、成形材料４の注入口直下か
らやや遠い部位に位置する脱水孔１０（１０ｂ）は、孔
径を２ｍｍ、長さを１５ｍｍ、間隔を２０ｍｍとし、成
形材料４の注入口直下から最も遠い部位に位置する脱水
孔１０（１０ｃ）は、孔径を３ｍｍ、長さを１０ｍｍ、
間隔を１０ｍｍとした脱水孔１０が壁面に沿って多数穿
孔された、９００ｍｍ×５００ｍｍ×３００ｍｍの大き
さの第１分割型２と、気密性を有するゴム製の弾性膨縮
体６が周縁を一体化して内壁面に沿って設けられている
第２分割型３とを閉合して形成された型窩内へ、上記成
形材料４を成形材料の注入管７から２０ｋｇ／ｃｍ² の
圧力で賦形物の側面端部に相当する部分から注入充填し
ながら、吸引管１１から−６００ｍｍＨｇの吸引圧力で
吸引を行い、第１分割型２の前記脱水孔１０から脱水を
行った。次いで、前記弾性膨縮体６と第２分割型３の内
壁面との間に加圧媒体５として水を３０ｋｇ／ｃｍ² の
圧力で圧入し、弾性膨縮体６を介して型窩内の成形材料
４を加圧圧縮すると共に、−６００ｍｍＨｇの吸引圧力
で吸引管１１からの吸引を継続し、第１分割型２の脱水
孔１０から型窩内の成形材料４の余剰水分を型外へ脱水
して所望形状の水硬性無機質賦形物を成形した。得られ
た水硬性無機質賦形物を脱型した後、２０℃の雰囲気下
で１週間自然養生して所期の水硬性無機質成形物を得
た。

【００４３】（３）評価 得られた水硬性無機質成形物につき、図１に示されるサ
ンプリング位置１２ａ、１２ｂ及び１２ｃから試験片を
採取し、曲げ破壊強度を以下の方法で測定した。その結
果は表１に示すとおりであった。

【００４４】曲げ破壊強度：ＪＩＳ Ａ−５４２３「住
宅屋根用化粧石綿スレート」に準じ、得られた成形物の
上記サンプリング位置１２ａ、１２ｂ及び１２ｃから幅
１５０ｍｍ、長さ２００ｍｍ、厚み１０ｍｍの試験片を
採取し、荷重速度５ｍｍ／分で曲げ破壊強度（ｋｇ／ｃ
ｍ² ）を測定した。

【００４５】（比較例）

【００４６】実施例で用いたのと同様の水硬性無機物成
形材料４を用い、図１に示される成形装置１において、
すべての脱水孔１０が、一律に、孔径を３ｍｍ、長さを
１０ｍｍ、間隔を１０ｍｍとされている第１分割型２を
用いたこと以外は実施例と同様にして、水硬性無機質成
形物を得た。

【００４７】得られた水硬性無機質成形物の曲げ破壊強
度を実施例と同様にして測定した結果は表１に示すとお
りであった。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【発明の効果】以上述べたように、第１発明による水硬
性無機質成形物の成形装置は、部位による品質のばらつ
きの少ない水硬性無機質成形物の成形を行えるものであ
り、該成形装置を用いて行う第２発明の成形方法により
得られる水硬性無機質成形物は安定した品質を有する。

【００５０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による水硬性無機質成形物の成形装置の
１例を表す断面図である。

【図２】先に提案された水硬性無機質成形物の成形装置
の１例を表す断面図である。

【符号の説明】

１ 成形装置 ２ 第１分割型 ３ 第２分割型 ４ 水硬性無機物成形材料 ５ 加圧媒体 ６ 弾性膨縮体 ７ 水硬性無機物成形材料
の注入管 ８ 加圧媒体の圧入管 ９ 濾過材 １０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）脱水孔 １１ 吸引管 １２ａ、１２ｂ、１２ｃ サンプリング位置 １３ 成形装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 壁面に沿って多数の脱水孔が穿孔された
   第１分割型と、第１分割型と閉合して型窩を形成する第
   ２分割型とを備え、第２分割型には、型窩内への水硬性
   無機物成形材料の注入を賦形物の側面端部に相当する部
   分から行うことの出来る水硬性無機物成形材料の注入管
   と加圧媒体の圧入管が設けられており、且つ、第１分割
   型の上記脱水孔において、水硬性無機物成形材料の注入
   口直下に近い部位に位置する脱水孔群より遠い部位に位
   置する脱水孔群の方が、脱水抵抗が小さくなされている
   ことを特徴とする水硬性無機質成形物の成形装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の成形装置の第１分割型
   と第２分割型とを閉合することで形成される型窩内に、
   水硬性無機物成形材料を賦形物の側面端部に相当する部
   分から注入し、上記第２分割型の加圧媒体の圧入管から
   加圧媒体を型窩内に圧入して水硬性無機物成形材料を加
   圧圧縮すると共に、吸引により上記第１分割型の脱水孔
   から型窩内の水硬性無機物成形材料の余剰水分を型外へ
   脱水し、所望形状に賦形することを特徴とする水硬性無
   機質成形物の成形方法。