セメント成形品の製造方法
【課題】生産性を低下させることがほとんどなく、成形不良を低減することができるセメント成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】セメント及び水を含有するセメント材料をプレス成形するセメント成形品の製造方法に関する。前記セメント材料に配合された増粘剤のゲル化温度よりも所定温度だけ高い上限プレス温度を設定する。この上限プレス温度以下の温度でプレス成形する。
【解決手段】セメント及び水を含有するセメント材料をプレス成形するセメント成形品の製造方法に関する。前記セメント材料に配合された増粘剤のゲル化温度よりも所定温度だけ高い上限プレス温度を設定する。この上限プレス温度以下の温度でプレス成形する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント材料をプレス成形して得られるセメント成形品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、成形型（型枠）を用いてセメント材料を連続してプレス成形することが行われている。このようなプレス成形の工程で、同じ成形型にて何度もプレス成形すると、成形型にセメント材料が付着し、製品の意匠を損なってしまうことがあった。このように成形型からのセメント成形品の離型は、生産時の不良率の低減や成形型のメンテナンス回数の低減等、製造面や品質面において大きな影響を与える技術であり、成形型へのセメント材料の付着を防止するものとして、成形型へ離型剤を塗布することが一般的であり、よく知られた技術である。また、成形型を熱し、離型する技術も公知であり（例えば、特許文献１参照）、離型技術の一つと言える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−３６３２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、成形型へ離型剤を塗布する技術は、一回のプレス成形毎に成形型に離型剤を塗布する必要があり、生産性の低下を招くおそれがあった。
【０００５】
また、成形型を高温化し、離型する技術は、設定温度範囲の根拠もなく、実際に温度が低いと成形型にセメント材料が付着してしまい、上手く離型できないことがあった。また、適正温度以上に成形型を暖めると、製品表面にシワ(材料切れ)等の成形不良が発生してしまい、製品として成り立たないことがあった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、生産性を低下させることがほとんどなく、成形不良を低減することができるセメント成形品の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るセメント成形品の製造方法は、セメント及び水を含有するセメント材料をプレス成形するセメント成形品の製造方法であって、前記セメント材料に配合された増粘剤のゲル化温度よりも所定温度だけ高い上限プレス温度を設定し、この上限プレス温度以下の温度でプレス成形することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明において、前記増粘剤のゲル化温度より高い下限プレス温度を設定し、この下限プレス温度以上の温度でプレス成形することが好ましい。
【０００９】
本発明において、前記増粘剤がメチルセルロースであって、前記上限プレス温度が前記メチルセルロースのゲル化温度より２０℃高い温度であることが好ましい。
【００１０】
本発明において、成形型に離型剤を不使用であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、生産性を低下させることがほとんどなく、成形不良を低減することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
【００１４】
本発明のセメント成形品の製造方法は、セメント及び水を含有するセメント材料をプレス成形して所望の形状に成形し、この後、所望の形状に成形されたセメント材料を硬化させてセメント成形品を製造する方法である。
【００１５】
上記のセメントとしては、例えば、ポルトランドセメント、フライアッシュセメント、高炉セメント、アルミナセメントなどが挙げられる。複数種類のセメントを併用することもできる。
【００１６】
上記のセメント材料には増粘剤が配合される。増粘剤はセメント材料に粘性を付与し、プレス成形後のセメント材料の表面を平滑する作用を有するものである。増粘剤としては、メチルセルロース（ＭＣ）などのセルロース誘導体などを用いることができる。
【００１７】
上記のセメント材料には、必要に応じて、セメント成形品の機械的強度などの物理的特性を向上させるために補強材を配合することができる。具体的には、繊維状補強材として、ポリプロピレン繊維、アクリル繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維等の合成繊維や、炭素繊維、ガラス繊維、パルプなどを用いることができる。また、粒子状補強材として、砂利、パーライト、シラスバルーン、ガラス粉、アルミナシリケートなどの無機粒子を使用することができ、この場合、多孔質状あるいは中空状の無機粒子を使用することもできる。これらの他に、セメント材料には、必要に応じて、混和材、軽量骨材、分散剤などを配合することもできる。
【００１８】
そして、セメントと増粘剤と補強材及び水、並びにその他の材料とを配合して混合することによって、セメント材料を調製することができる。この場合、各成分の配合量（配合割合）は適宜設定することが可能であるが、例えば、セメント５０〜８０質量部、増粘剤０．１〜５質量部、補強材０〜５質量部、水２０〜３５質量部、混和材０〜４０質量部、軽量骨材０〜１０質量部、分散剤０〜５質量部とすることができる。
【００１９】
このセメント材料は、プレス成形により所望の形状に成形されたり、表面に凹凸模様が付与されたりする。また、プレス成形の前に、セメント材料を押出成形により平板等の所望の形状に成形し、押出成形後のセメント材料にプレス成形を施しても良い。また、プレス成形は、複数のセメント材料に対して連続的に行うことができ、また、長尺のセメント材料の複数箇所に連続的に行うようにすることもできる。
【００２０】
そして、本発明では、プレス成形時の成形型の成形面（成形時にセメント材料と接触する面）の温度をセメント材料に配合した増粘剤のゲル化温度によって規定するものである。すなわち、増粘剤のゲル化温度よりも所定温度だけ高い温度を上限プレス温度とし、この上限プレス温度以下の温度に成形型の成形面を調整してプレス成形するものである。これにより、成形型の成形面からのセメント材料の離型性が向上し、製品表面にシワ(材料切れ)等の成形不良が発生しにくくなるものである。また、成形型に離型剤を塗布しておく必要もなく、生産性を向上させることができるものである。
【００２１】
ここで、増粘剤としてメチルセルロースを用いた場合、そのゲル化温度が約６０〜８０℃のものが想定される。また、上限プレス温度としてはゲル化温度よりも２０℃高い温度を設定することが好ましい。従って、上限プレス温度は約８０〜１００℃となり、この温度以下でプレス成形するものである。
【００２２】
また、プレス成形時の成形型の成形面の温度は下限プレス温度よりも高い温度に設定するのが好ましい。下限プレス温度は、セメント材料に配合した増粘剤のゲル化温度よりも高い温度で、上限プレス温度よりも低い温度である。これにより、成形型の成形面からのセメント材料の離型性が向上し、製品表面にシワ(材料切れ)等の成形不良が発生しにくくなるものである。また、成形型に離型剤を塗布しておく必要もなく、生産性を向上させることができるものである。増粘剤としてメチルセルロースを用いた場合、そのゲル化温度が約６０〜８０℃のものが想定されるので、下限プレス温度は６０〜８０℃よりも高い温度となる。
【００２３】
尚、プレス成形時の成形圧力は０．５〜１０ＭＰａ、成形時間は０．１〜３０秒間とすることができるが、これに限定されるものではない。
【００２４】
上記のようにしてプレス成形した後のセメント材料を養生硬化することによって、セメント成形品を製造することができる。ここで、養生硬化の条件としては、温度が約９０℃で時間が約２４時間とすることができるが、これに限定されるものではない。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００２６】
セメント８０質量部と、増粘剤であるメチルセルロース０．５質量部と、水２７．５質量部と、補強材である有機繊維２質量部の割合で混合してセメント材料を調製した。次に、このセメント材料１００ｇをプレス成形した。プレス成形は、図１に示すように、上側のプレス板１と下側のプレス板２との間に成形型３として、厚さ１ｍｍの上下一対のステンレス鋼板（ＳＵＳ板）を配置し、この上下の成形型３、３の間にセメント材料４を配置した。また、下側のプレス板２の上面には高さ８ｍｍのスペーサ５を配置した。そして、上側のプレス板１をスペーサ５の上面に接触するまで下動させ、この状態で１０秒間保持した。プレス成形時の成形圧力は１ＭＰａとした。尚、離型剤は使用していない。次に、プレス成形した後、成形後のセメント材料を脱型し、温度９０℃で２４時間養生硬化してセメント成形品を製造した。
【００２７】
このようなセメント成形品の製造方法において、ゲル化温度の異なる三種類のメチルセルロースを用いると共に成形温度（成形型３の成形面の温度）を５０〜１１０℃で１０℃ずつ変えた。そして、セメント材料の成形型からの離型性とプレス成形後のセメント材料の表面のシワの発生状況を評価した。
【００２８】
セメント材料の成形型からの離型性は、成形型にセメント材料が付着せずに離型できたものを○、成形型にセメント材料がほとんど付着せずに離型できたものを△、成形型にセメント材料が付着して離型できなかったものを×とした。
【００２９】
プレス成形後のセメント材料の表面のシワの発生状況は、シワが無いものを◎、シワが極少のものを○、シワが少ないものを△、シワが多いものを×とした。
【００３０】
結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】
表１から明らかなように、離型性及びシワの発生状況の両方が良好なものは、増粘剤のゲル化温度が６０℃で成形温度が７０℃（ゲル化温度よりも１０℃高い温度）、増粘剤のゲル化温度が７０℃で成形温度が８０〜９０℃（ゲル化温度よりも１０〜２０℃高い温度）、増粘剤のゲル化温度が８０℃で成形温度が９０℃（ゲル化温度よりも１０℃高い温度）の場合であった。
【００３３】
増粘剤がゲル化温度６０℃〜８０℃のメチルセルロースの場合は、下限プレス温度をゲル化温度より高く、且つ上限プレス温度をゲル化温度から２０℃高い温度より低く設定するのが最適である。このようにプレス温度を設定することで、離型剤を用いなくても容易に離型することができ、しかも材料表面にシワが発生するのを抑制することができる。なお、成形型表面が非常に複雑な形状の場合には、補助的に離型剤を併用してもよいものである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント材料をプレス成形して得られるセメント成形品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、成形型（型枠）を用いてセメント材料を連続してプレス成形することが行われている。このようなプレス成形の工程で、同じ成形型にて何度もプレス成形すると、成形型にセメント材料が付着し、製品の意匠を損なってしまうことがあった。このように成形型からのセメント成形品の離型は、生産時の不良率の低減や成形型のメンテナンス回数の低減等、製造面や品質面において大きな影響を与える技術であり、成形型へのセメント材料の付着を防止するものとして、成形型へ離型剤を塗布することが一般的であり、よく知られた技術である。また、成形型を熱し、離型する技術も公知であり（例えば、特許文献１参照）、離型技術の一つと言える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−３６３２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、成形型へ離型剤を塗布する技術は、一回のプレス成形毎に成形型に離型剤を塗布する必要があり、生産性の低下を招くおそれがあった。
【０００５】
また、成形型を高温化し、離型する技術は、設定温度範囲の根拠もなく、実際に温度が低いと成形型にセメント材料が付着してしまい、上手く離型できないことがあった。また、適正温度以上に成形型を暖めると、製品表面にシワ(材料切れ)等の成形不良が発生してしまい、製品として成り立たないことがあった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、生産性を低下させることがほとんどなく、成形不良を低減することができるセメント成形品の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るセメント成形品の製造方法は、セメント及び水を含有するセメント材料をプレス成形するセメント成形品の製造方法であって、前記セメント材料に配合された増粘剤のゲル化温度よりも所定温度だけ高い上限プレス温度を設定し、この上限プレス温度以下の温度でプレス成形することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明において、前記増粘剤のゲル化温度より高い下限プレス温度を設定し、この下限プレス温度以上の温度でプレス成形することが好ましい。
【０００９】
本発明において、前記増粘剤がメチルセルロースであって、前記上限プレス温度が前記メチルセルロースのゲル化温度より２０℃高い温度であることが好ましい。
【００１０】
本発明において、成形型に離型剤を不使用であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、生産性を低下させることがほとんどなく、成形不良を低減することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
【００１４】
本発明のセメント成形品の製造方法は、セメント及び水を含有するセメント材料をプレス成形して所望の形状に成形し、この後、所望の形状に成形されたセメント材料を硬化させてセメント成形品を製造する方法である。
【００１５】
上記のセメントとしては、例えば、ポルトランドセメント、フライアッシュセメント、高炉セメント、アルミナセメントなどが挙げられる。複数種類のセメントを併用することもできる。
【００１６】
上記のセメント材料には増粘剤が配合される。増粘剤はセメント材料に粘性を付与し、プレス成形後のセメント材料の表面を平滑する作用を有するものである。増粘剤としては、メチルセルロース（ＭＣ）などのセルロース誘導体などを用いることができる。
【００１７】
上記のセメント材料には、必要に応じて、セメント成形品の機械的強度などの物理的特性を向上させるために補強材を配合することができる。具体的には、繊維状補強材として、ポリプロピレン繊維、アクリル繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維等の合成繊維や、炭素繊維、ガラス繊維、パルプなどを用いることができる。また、粒子状補強材として、砂利、パーライト、シラスバルーン、ガラス粉、アルミナシリケートなどの無機粒子を使用することができ、この場合、多孔質状あるいは中空状の無機粒子を使用することもできる。これらの他に、セメント材料には、必要に応じて、混和材、軽量骨材、分散剤などを配合することもできる。
【００１８】
そして、セメントと増粘剤と補強材及び水、並びにその他の材料とを配合して混合することによって、セメント材料を調製することができる。この場合、各成分の配合量（配合割合）は適宜設定することが可能であるが、例えば、セメント５０〜８０質量部、増粘剤０．１〜５質量部、補強材０〜５質量部、水２０〜３５質量部、混和材０〜４０質量部、軽量骨材０〜１０質量部、分散剤０〜５質量部とすることができる。
【００１９】
このセメント材料は、プレス成形により所望の形状に成形されたり、表面に凹凸模様が付与されたりする。また、プレス成形の前に、セメント材料を押出成形により平板等の所望の形状に成形し、押出成形後のセメント材料にプレス成形を施しても良い。また、プレス成形は、複数のセメント材料に対して連続的に行うことができ、また、長尺のセメント材料の複数箇所に連続的に行うようにすることもできる。
【００２０】
そして、本発明では、プレス成形時の成形型の成形面（成形時にセメント材料と接触する面）の温度をセメント材料に配合した増粘剤のゲル化温度によって規定するものである。すなわち、増粘剤のゲル化温度よりも所定温度だけ高い温度を上限プレス温度とし、この上限プレス温度以下の温度に成形型の成形面を調整してプレス成形するものである。これにより、成形型の成形面からのセメント材料の離型性が向上し、製品表面にシワ(材料切れ)等の成形不良が発生しにくくなるものである。また、成形型に離型剤を塗布しておく必要もなく、生産性を向上させることができるものである。
【００２１】
ここで、増粘剤としてメチルセルロースを用いた場合、そのゲル化温度が約６０〜８０℃のものが想定される。また、上限プレス温度としてはゲル化温度よりも２０℃高い温度を設定することが好ましい。従って、上限プレス温度は約８０〜１００℃となり、この温度以下でプレス成形するものである。
【００２２】
また、プレス成形時の成形型の成形面の温度は下限プレス温度よりも高い温度に設定するのが好ましい。下限プレス温度は、セメント材料に配合した増粘剤のゲル化温度よりも高い温度で、上限プレス温度よりも低い温度である。これにより、成形型の成形面からのセメント材料の離型性が向上し、製品表面にシワ(材料切れ)等の成形不良が発生しにくくなるものである。また、成形型に離型剤を塗布しておく必要もなく、生産性を向上させることができるものである。増粘剤としてメチルセルロースを用いた場合、そのゲル化温度が約６０〜８０℃のものが想定されるので、下限プレス温度は６０〜８０℃よりも高い温度となる。
【００２３】
尚、プレス成形時の成形圧力は０．５〜１０ＭＰａ、成形時間は０．１〜３０秒間とすることができるが、これに限定されるものではない。
【００２４】
上記のようにしてプレス成形した後のセメント材料を養生硬化することによって、セメント成形品を製造することができる。ここで、養生硬化の条件としては、温度が約９０℃で時間が約２４時間とすることができるが、これに限定されるものではない。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００２６】
セメント８０質量部と、増粘剤であるメチルセルロース０．５質量部と、水２７．５質量部と、補強材である有機繊維２質量部の割合で混合してセメント材料を調製した。次に、このセメント材料１００ｇをプレス成形した。プレス成形は、図１に示すように、上側のプレス板１と下側のプレス板２との間に成形型３として、厚さ１ｍｍの上下一対のステンレス鋼板（ＳＵＳ板）を配置し、この上下の成形型３、３の間にセメント材料４を配置した。また、下側のプレス板２の上面には高さ８ｍｍのスペーサ５を配置した。そして、上側のプレス板１をスペーサ５の上面に接触するまで下動させ、この状態で１０秒間保持した。プレス成形時の成形圧力は１ＭＰａとした。尚、離型剤は使用していない。次に、プレス成形した後、成形後のセメント材料を脱型し、温度９０℃で２４時間養生硬化してセメント成形品を製造した。
【００２７】
このようなセメント成形品の製造方法において、ゲル化温度の異なる三種類のメチルセルロースを用いると共に成形温度（成形型３の成形面の温度）を５０〜１１０℃で１０℃ずつ変えた。そして、セメント材料の成形型からの離型性とプレス成形後のセメント材料の表面のシワの発生状況を評価した。
【００２８】
セメント材料の成形型からの離型性は、成形型にセメント材料が付着せずに離型できたものを○、成形型にセメント材料がほとんど付着せずに離型できたものを△、成形型にセメント材料が付着して離型できなかったものを×とした。
【００２９】
プレス成形後のセメント材料の表面のシワの発生状況は、シワが無いものを◎、シワが極少のものを○、シワが少ないものを△、シワが多いものを×とした。
【００３０】
結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】
表１から明らかなように、離型性及びシワの発生状況の両方が良好なものは、増粘剤のゲル化温度が６０℃で成形温度が７０℃（ゲル化温度よりも１０℃高い温度）、増粘剤のゲル化温度が７０℃で成形温度が８０〜９０℃（ゲル化温度よりも１０〜２０℃高い温度）、増粘剤のゲル化温度が８０℃で成形温度が９０℃（ゲル化温度よりも１０℃高い温度）の場合であった。
【００３３】
増粘剤がゲル化温度６０℃〜８０℃のメチルセルロースの場合は、下限プレス温度をゲル化温度より高く、且つ上限プレス温度をゲル化温度から２０℃高い温度より低く設定するのが最適である。このようにプレス温度を設定することで、離型剤を用いなくても容易に離型することができ、しかも材料表面にシワが発生するのを抑制することができる。なお、成形型表面が非常に複雑な形状の場合には、補助的に離型剤を併用してもよいものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント及び水を含有するセメント材料をプレス成形するセメント成形品の製造方法であって、前記セメント材料に配合された増粘剤のゲル化温度よりも所定温度だけ高い上限プレス温度を設定し、この上限プレス温度以下の温度でプレス成形することを特徴とするセメント成形品の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載された発明において、前記増粘剤のゲル化温度より高い下限プレス温度を設定し、この下限プレス温度以上の温度でプレス成形することを特徴とするセメント成形品の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された発明において、前記増粘剤がメチルセルロースであって、前記上限プレス温度が前記メチルセルロースのゲル化温度より２０℃高い温度であることを特徴とするセメント成形品の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載された発明において、成形型に離型剤を不使用であることを特徴とするセメント成形品の製造方法。
【請求項１】
セメント及び水を含有するセメント材料をプレス成形するセメント成形品の製造方法であって、前記セメント材料に配合された増粘剤のゲル化温度よりも所定温度だけ高い上限プレス温度を設定し、この上限プレス温度以下の温度でプレス成形することを特徴とするセメント成形品の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載された発明において、前記増粘剤のゲル化温度より高い下限プレス温度を設定し、この下限プレス温度以上の温度でプレス成形することを特徴とするセメント成形品の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された発明において、前記増粘剤がメチルセルロースであって、前記上限プレス温度が前記メチルセルロースのゲル化温度より２０℃高い温度であることを特徴とするセメント成形品の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載された発明において、成形型に離型剤を不使用であることを特徴とするセメント成形品の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−２３２４６７（Ｐ２０１２−２３２４６７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０２１３３（Ｐ２０１１−１０２１３３）
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（５０３３６７３７６）ケイミュー株式会社 (467)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（５０３３６７３７６）ケイミュー株式会社 (467)
【Ｆターム（参考）】
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