JPH0732333A - 繊維補強水硬性無機質成形物の成形方法および成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】組成の異なる層を複数層備え、かつ、各層の厚
みを設定どおり有する薄肉製品を的確に成形することが
できる水硬性無機質成形物の成形方法、および、成形装
置を提供することを目的としている。 【構成】壁面に沿って多数の水抜孔が穿孔された第１分
割型と、型面に沿って弾性膨縮体が設けられた第２分割
型とを閉合することで形成される型窩内に、成形材料を
充填し、前記水抜孔から吸引脱水するとともに前記弾性
膨縮体と第２分割型の型面との間に加圧媒体を注入して
弾性膨縮体を第１分割型側へ膨出させて成形材料を圧縮
成形する成形工程を少なくとも２回繰り返すとともに、
後の成形工程において、型窩の厚みが直前の成形工程の
型窩の厚みより厚くなるような第２分割型を用い、か
つ、直前の成形工程の成形材料と異なる組成の成形材料
を型窩内に充填する成形方法とした。また、複数の第２
分割型を、回転軸を中心にして回転させるか、基板にス
ライド自在に支持させて、容易に交換できる成形装置に
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、繊維補強水硬性無機質
成形物の成形方法および成形装置に関する。

【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場合、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
た水硬性無機質成形材料（以下、「成形材料」とのみ記
す）を用いて成形するようにしている。

【０００３】特に、セメント瓦などのように荷重や衝撃
が一方向から主にかかるような成形物は、荷重や衝撃が
かかる側で補強繊維の配合率を多くし、荷重圧縮が集中
的にかかる部分の補強繊維の配合率を他方より少なくす
るなど、補強繊維の混合率を成形物の厚み方向で異なる
ようにすることが試みられている。すなわち、出来るだ
け有効に補強繊維を配置して不必要な補強繊維の使用を
さけ、製品の軽量化や原材料費の抑制を図るようにして
いる。

【０００４】本発明者は、このように、補強繊維の配合
率を厚み方向で異なるように成形する方法として、図３
に示すような成形装置８を用いて行う方法（特願平４−
３４８０７１号参照）を先に提案している。この方法
は、壁面に水抜孔８１が多数穿設された第１分割型８２
と、気密性を有する弾性膨縮体８３が型面に沿って設け
られている第２分割型８４とを閉合して形成された型窩
内へ、補強繊維が混合された水硬性無機物成形材料を所
定量充填する充填工程と、前記弾性膨縮体８３と第２分
割型８４の内壁面との間に加圧媒体を圧入し、弾性膨縮
体８３を介して前記水硬性無機物成形材料を圧縮すると
ともに、吸引により第１分割型８２の前記水抜孔８１か
ら前記水硬性無機物成形材料の余剰水分を型外へ脱水す
る圧縮脱水工程とからなる第１手順を実施し、つぎに、
加圧媒体を抜いて一旦弾性膨縮体８３による圧縮を開放
したのち、第１手順によって第１分割型８２の型面に沿
って賦形された先の成形材料と弾性膨縮体８３との間
に、先の成形材料と異なる組成の成形材料を充填し、再
び水抜孔８１から吸引しつつ弾性膨縮体８３によって圧
縮して厚み方向に補強繊維の配合率が異なる層を多層に
備えた成形物を得るようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者が先
に提案した上記方法では、各層の厚みをコントロールす
ることが難しく厚肉製品の成形には有効であるが、薄肉
製品の場合には、補強繊維の配合率の異なる層を的確な
厚みで成形することが難しい。また、厚肉製品であって
も層毎で断面形状が異なる製品を成形することは全く不
可能である。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みて、組成
の異なる層を複数層備え、かつ、各層の厚みおよび形状
を設定どおり有する成形物を的確に成形することができ
る水硬性無機質成形物の成形方法、および、設置場所を
あまりとらず、かつ、この成形方法を確実に実施できる
成形装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項１に記載の発明（以下、「第１発明」
と記す）にかかる水硬性無機質成形物の成形方法は、壁
面に沿って多数の水抜孔が穿孔された第１分割型と、型
面に沿って弾性膨縮体が設けられた第２分割型とを閉合
することで形成される型窩内に、成形材料を充填し、前
記水抜孔から吸引脱水するとともに前記弾性膨縮体と第
２分割型の型面との間に加圧媒体を圧入して弾性膨縮体
を第１分割型側へ膨出させて成形材料を圧縮成形する成
形工程を少なくとも２回繰り返すとともに、後の成形工
程において、型窩の厚みが直前の成形工程の型窩の厚み
より厚くなるような第２分割型を用い、かつ、直前の成
形工程の成形材料と異なる組成の成形材料を型窩内に充
填する構成とした。

【０００８】上記第１発明の構成において、弾性膨縮体
としては、ゴム等の弾性材料によって形成された弾性シ
ートや型面に沿う形状に成形された弾性袋状体等が挙げ
られる。加圧媒体とは、特に限定されないが、水や油等
の液体が挙げられる。吸引脱水と圧縮とは同時に行って
もよいが、まず、吸引を行い一定時間経過後に圧縮を開
始することが好ましい。

【０００９】吸引圧力は、−５００mmHg程度が好まし
い。また、圧縮圧力は、２０kg／cm²程度が好ましい。
また、第１分割型には、型面に沿うように伸張性を有す
る濾過材を設けておくことが好ましい。濾過材の材質と
しては、外力が加えられる際に寸法が伸びて面積が拡張
する材料のことであり、たとえば、巻縮糸を使用した布
地、多孔質ゴム等が挙げられる。

【００１０】成形材料としては、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，砂利、急硬材、顔料等や、一般の無機成形体の製造
に用いることができるものを適宜混合したものが挙げら
れる。水硬性無機物は、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から選ば
れる。

【００１１】補強繊維としては、特に限定されない、た
とえば、鉱物繊維，ガラス繊維，動植物繊維，合成繊
維，半合成繊維等が挙げられる。請求項２に記載の発明
（以下、「第２発明」と記す）にかかる水硬性無機質成
形物の成形装置は、壁面に沿って多数の水抜孔が穿孔さ
れた第１分割型と、第１分割型と閉合して互いに異なる
厚みの型窩を形成する複数の第２分割型とを備え、各第
２分割型は、１つの回転軸を中心にして型面を外側に向
けて回転自在に支持され、かつ、気密性を有し加圧媒体
の圧入により第２分割型から遠ざかる方向に膨出する弾
性膨縮体が型面に沿って設けられている構成とした。

【００１２】請求項３に記載の発明（以下、「第３発
明」と記す）にかか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水抜孔が穿孔された第１分割型
と、第１分割型と閉合して互いに異なる厚みの型窩を形
成する複数の第２分割型とを備え、各第２分割型は、第
１分割型と対面して設けられる１つの基板に、スライド
自在に支持され、かつ、気密性を有し加圧媒体の圧入に
より第２分割型から遠ざかる方向に膨出する弾性膨縮体
が型面に沿って設けられている構成とした。

【００１３】

【作用】上記第１発明の構成によれば、まず、第１分割
型と１番目の第２分割型とを閉合し、型窩内へ所定の配
合にされた水硬性無機質成形材料を充填し、吸引により
水硬性無機質成形材料の余剰水分を水抜孔から脱水する
とともに、加圧媒体を送り込み弾性膨縮体を第１分割型
側へ膨出させて成形材料を圧縮賦形する第１の工程を実
施する。

【００１４】つぎに、吸引脱水および圧縮を停止すると
ともに、第１分割型と１番目の第２分割型との閉合を解
除したのち、２番目の第２分割型を第１分割型と閉合さ
せる。２番目の第２分割型は、第１分割型と閉合した
時、第１分割型と１番目の第２分割型との閉合によって
形成される型窩より厚みの厚い型窩が形成されるように
なっているので、第１の工程において、第１分割型の型
面に沿って形成された賦形物と２番目の第２分割型との
間に空間が生じる。

【００１５】この空間に先の賦形物と異なる組成の成形
材料を充填し、吸引により成形材料の余剰水分を水抜孔
から脱水するとともに、加圧媒体を送り込み２番目の第
２分割型の弾性膨縮体を第１分割型側へ膨出させて成形
材料を圧縮賦形する第２の工程を実施する。そして、１
番目の水硬性無機質成形材料からなる賦形物に２番目の
水硬性無機質成形材料からなる賦形物が所定の厚みで正
確に積層された成形物を得ることができる。すなわち、
前記空間によって２番目の層の厚みが正確に確保される
ことになる。

【００１６】また、さらに、３番目，４番目と第２分割
型をさらに増やしていけば、各層が所望の厚みに形成さ
れた多層構造の成形物を正確に成形することができるよ
うになる。上記第２発明の構成によれば、回転軸を中心
にして第２分割型を回転させるだけで、所望の第２分割
型を第１分割型と対面させ、閉合することができる。

【００１７】上記第３発明の構成によれば、第２分割型
を基板に沿ってスライドさせるだけで、所望の第２分割
型を第１分割型と対面させ、閉合することができる。

【００１８】

【実施例】以下に、本発明を、その実施例をあらわす図
面を参照しつつ詳しく説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は
第２発明にかかる成形装置の１実施例をあらわしてい
る。図に示すように、この成形装置１は、第１分割型
（下型）２と２つの第２分割型（上型）３ａ，３ｂとを
備えている。

【００１９】第１分割型２は、図示していない脱水排気
ポンプに連通する多数の水抜き孔２１が穿設されてい
る。第２分割型３ａ，３ｂは、型面が背中合わせになる
ように配置されているとともに、回転軸３１を中心にし
て回転し、第１分割型２と対面した状態で第１分割型２
と閉合するようになっている。

【００２０】また、一方の第２分割型３ａと他方の第２
分割型３ｂとは、第１分割型２と閉合して形成される型
窩の厚みが、他方の第２分割型３ａが第１分割型２と閉
合して形成される型窩の厚みより薄くなるように設計さ
れている。さらに、２つの第２分割型３ａ，３ｂは、そ
れぞれ型面に沿って弾性膨縮体３２，３２が設けられて
いるとともに、この弾性膨縮体３２と各第２分割型３ａ
（３ｂ）との間に加圧媒体を送り込むチューブ３３が設
けられている。

【００２１】チューブ３３は、回転軸３１を貫通して設
けられ、加圧媒体ポンプ（図示せず）と連通した送液管
３４に連結している。すなわち、弾性膨縮体３２は、送
液管３４、チューブ３３を介して加圧媒体が第２分割型
３ａ，３ｂとの間に圧入されることによって、第２分割
型３ａ（３ｂ）から離れる方向に膨出するようになって
いる。

【００２２】なお、図中、４は成形材料の注入管であ
る。この成形装置１は以上のようになっているので、ま
ず、図１（ａ）に示すように、回転軸３１を中心にして
回転させて一方の第２分割型３ａを第１分割型２に対面
するように配置させたのち、図１（ｂ）に示すように注
入管４から第１の成形材料５を型窩１１内へ注入充填す
る。

【００２３】そして、水抜孔２１から吸引して第１の成
形材料５の余剰水分を脱水するとともに、加圧媒体を第
２分割型３ａと弾性膨縮体３２との間に圧入して弾性膨
縮体３２を第１分割型３ａ方向へ膨出させて水硬性無機
質成形材料５を圧縮賦形する。つぎに、第１分割型２と
第２分割型３ａとの閉合を解除し、回転軸３１を中心に
して回転させて他方の第２分割型３ｂを第１分割型２に
対面させたのち、図１（ｃ）に示すように第１分割型２
と第２分割型３ｂとを閉合する。

【００２４】この閉合によって、第２分割型３ｂと第１
の成形材料５によって形成された賦形物５１との間に空
間６に第２の成形材料を注入充填し、水抜孔２１から吸
引して第２の成形材料の余剰水分を脱水するとともに、
加圧媒体を第２分割型３ｂと弾性膨縮体３２との間に圧
入して弾性膨縮体３２を第１分割型３ａ方向へ膨出させ
て成形材料を圧縮賦形して、厚み方向に異なる組成から
なる所望の厚みの層を備えた成形物が成形できる。

【００２５】しかも、この装置１は、回転軸３１を介し
て２つの第２分割型３ａ，３ｂが一体になっているとと
もに、回転軸３１を中心にして回転することで、第１分
割型２に正確に対面するようになっているので、装置自
体がコンパクトで設置場所をとらず、また、２つの第２
分割型３ａ，３ｂの交換作業が簡単である。図２は第３
発明にかかる成形装置の１実施例をあらわしている。

【００２６】この装置７は、２つの第２分割型３ａ，３
ｂが基板７１にスライド自在に設けられている以外は、
図１の成形装置１と略同様になっている。したがって、
この装置７によれば、図２（ａ）に示すように、まず、
第１分割型２と第２分割型３ａとを閉合して図１の装置
１と同様に、型窩内へ注入充填された第１の成形材料５
を水抜孔２１から脱水するとともに、弾性膨縮体３２に
よって圧縮賦形したのち、図２（ｂ）に示すように、第
１分割型２と第２分割型３ａとの閉合を解除し、他方の
第２分割型３ｂをスライドさせて第１分割型２に対面さ
せる。

【００２７】つぎに、第１分割型２と他方の第２分割型
３ｂとを閉合し、空間６に第２の成形材料を注入充填し
たのち、脱水するとともに圧縮賦形し、厚み方向に異な
る組成からなる所望の厚みの層を備えた成形物が成形で
きる。しかも、この装置７は、基板７１に第２分割型３
ａ，３ｂが一体に設けられて装置自体がコンパクトで設
置場所をとらない。また、２つの第２分割型３ａ，３ｂ
が基板７１にスライド自在に支持されているので、スラ
イドさせるだけで、２つの第２分割型３ａ，３ｂを簡単
に交換できる。

【００２８】（実施例１）表１に示す第１の水硬性無機
質成形材料Ａと第２の水硬性無機質成形材料Ｂとを用意
し、表２の型寸法で図１と同型の装置１を用いて成形物
を成形した。 （実施例２）表１に示す第１の水硬性無機質成形材料Ａ
と第２の水硬性無機質成形材料Ｂとを用意し、表２の型
寸法で図１と同型の装置７を用いて成形物を成形した。

【００２９】（比較例１）表１に示す第１の水硬性無機
質成形材料Ａと第２の水硬性無機質成形材料Ｂとを用意
し、表２の型寸法で図３に示すような成形装置８を用い
て成形物を成形した。上記実施例１，２および比較例１
で得られた成形物の曲げ強度および生産スピードを表２
に合わせて示した。

【００３０】

【表１】 表１中、普通ポルトランドセイメントは宇部興産（株）
製のもの、パルプはコウシンパルプ（株）製の商品名Ｓ
Ｒー５０、珪砂９号は昭和鉱業（株）製のものをそれぞ
れ使用した。

【００３１】

【表２】 表２から、実施例１，２の場合、比較例１に比べて生産
性に優れ、しかも、得られる成形物は緻密で強度的にも
優れたものとなることがわかる。

【００３２】本発明は、上記の実施例に限定されない。
たとえば、上記の実施例では、第２分割型３ａ，３ｂの
断面形状が略相似形であったが、各層の断面形状が異な
る成形物を成形する時には、第２分割型の断面形状を異
形にしてもよい。

【００３３】

【発明の効果】第１発明にかかる繊維補強水硬性無機質
成形物の成形方法は、以上のように構成されているの
で、組成の異なる層がそれぞれ所望の断面形状および厚
みに積層された成形品を薄肉であっても正確に得ること
ができる。したがって、できるだけ有効に補強繊維を配
置して不必要な補強繊維の使用をさけ、製品の軽量化や
原材料費の抑制を図り、安価な製品を提供できるように
なる。

【００３４】第２発明および第３発明にかかる繊維補強
水硬性無機質成形物の成形装置は、以上のように構成さ
れているので、第１発明にかかる成形方法を確実に実施
できることは勿論のこと、装置自体がコンパクトにな
り、設置場所をとらず、かつ、第２分割型の交換作業が
迅速に行え、生産時間が短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第２発明にかかる水硬性無機質成形物の成形装
置の１実施例をあらわす断面図であって、この装置を用
いて第１発明の成形方法を実施する場合を工程順に表し
ている。

【図２】第３発明にかかる水硬性無機質成形物の成形装
置の１実施例をあらわす断面図であって、この装置を用
いて第１発明の成形方法を実施する場合を工程順に表し
ている。

【図３】先に提案された水硬性無機質成形物の成形装置
の１例をあらわす断面図である。

【符号の説明】

１ 成形装置 ２ 第１分割型 ３ａ，３ｂ 第２分割型 ７ 成形装置 ２１ 水抜孔 ３１ 回転軸 ３２ 弾性膨縮体 ７１ 基板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 壁面に沿って多数の水抜孔が穿孔された
   第１分割型と、型面に沿って弾性膨縮体が設けられた第
   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充填し、前記水抜孔から吸引脱水す
   るとともに、前記弾性膨縮体と第２分割型の型面との間
   に加圧媒体を圧入して弾性膨縮体を第１分割型側へ膨出
   させて水硬性無機物成形材料を圧縮成形する成形工程を
   少なくとも２回繰り返すとともに、後の成形工程におい
   て、型窩の厚みが直前の成形工程の型窩の厚みより厚く
   なるような第２分割型を用い、かつ、直前の成形工程の
   水硬性無機質成形材料と異なる組成の水硬性無機質成形
   材料を型窩内に充填することを特徴とする繊維補強水硬
   性無機質成形物の成形方法。
2. 【請求項２】壁面に沿って多数の水抜孔が穿孔された第
   １分割型と、第１分割型と閉合して互いに異なる厚みの
   型窩を形成する複数の第２分割型とを備え、各第２分割
   型は、１つの回転軸を中心にして型面を外側に向けて回
   転自在に支持され、かつ、加圧媒体の圧入により第２分
   割型から遠ざかる方向に膨出する弾性膨縮体が型面に沿
   って設けられていることを特徴とする成形装置。
3. 【請求項３】壁面に沿って多数の水抜孔が穿孔された第
   １分割型と、第１分割型と閉合して互いに異なる厚みの
   型窩を形成する複数の第２分割型とを備え、各第２分割
   型は、第１分割型と対面して設けられる１つの基板に、
   スライド自在に支持され、かつ、加圧媒体の圧入により
   第２分割型から遠ざかる方向に膨出する弾性膨縮体が型
   面に沿って設けられていることを特徴とする成形装置。