型体と無機質硬化体の製造方法
【課題】寸法精度の良い無機質硬化体を得ることのできる型体を提供する。
【解決手段】無機質硬化性組成物５が充填される型体１Ａであって、無機質硬化性組成物５の表面を形成するゴム弾性体からなる表面型１１Ａの周縁部に無機質硬化性組成物５の周縁部を形成する繊維強化樹脂からなる側面型２１Ａが設けられ、表面型１１Ａと側面型２１Ａとを当接させると共に側面型２１Ａを支持する金属製の枠体２２Ｄが側面型２１Ａの周縁部に接合され、側面型２１Ａを形成する繊維強化樹脂に補強繊維としてガラス繊維もしくは炭素繊維が添加される。
【解決手段】無機質硬化性組成物５が充填される型体１Ａであって、無機質硬化性組成物５の表面を形成するゴム弾性体からなる表面型１１Ａの周縁部に無機質硬化性組成物５の周縁部を形成する繊維強化樹脂からなる側面型２１Ａが設けられ、表面型１１Ａと側面型２１Ａとを当接させると共に側面型２１Ａを支持する金属製の枠体２２Ｄが側面型２１Ａの周縁部に接合され、側面型２１Ａを形成する繊維強化樹脂に補強繊維としてガラス繊維もしくは炭素繊維が添加される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築材料等に用いられる無機質硬化体の製造に用いる無機質硬化性組成物用の型体と無機質硬化体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、セメントと水、又は、ＳｉＯ2 ―Ａｌ2 Ｏ3系無機質粉体とアルカリ金属珪酸塩水溶液のような無機質粉体とこの粉体に反応する液体とを混合した無機質硬化性組成物を型体に充填し、加熱硬化させて無機質硬化体からなるパネルを得る方法が一般に知られている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
この従来の方法に用いる型体１Ｅは、図７に示すようにゴム弾性体によって形成される表面型１１Ｅの周縁部にゴム弾性体や樹脂によって形成された側面型２１Ｅを設けたものである。
【特許文献１】特開２００１−２６０１１９号公報
【特許文献２】特開２００１−１３８３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した無機質硬化性組成物を充填する型体１Ｅのうち、側面型２１Ｅを形成する材料にゴムを用いたものでは、側面型２１Ｅ自体を寸法精度良く加工することができず、結果的に、寸法精度の良いパネルを得ることができないという問題がある。
【０００５】
また、側面型２１Ｅの材料が、ゴム又は樹脂である場合の両方に共通の課題として、無機質硬化性組成物を型体内で加熱硬化する際、熱膨張により側面型２１Ｅの材料が膨張して寸法精度の良いパネルが得られないという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、寸法精度の良い無機質硬化体を得ることのできる型体とその型体を使用した無機質硬化体の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は、無機質硬化体となる無機質硬化性組成物が充填される型体であって、前記無機質硬化体の表面を形成するゴム弾性体からなる表面型の周縁部に前記無機質硬化体の周縁部を形成する繊維強化樹脂からなる側面型が設けられ、前記表面型と前記側面型とを当接させると共に前記側面型を支持する金属製の枠体が前記側面型の周縁部に接合され、前記側面型を形成する繊維強化樹脂に補強繊維としてガラス繊維もしくは炭素繊維が添加されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、無機質硬化性組成物を型体に充填して加熱する無機質硬化体の製造方法であって、前記無機質硬化性組成物を加熱硬化した後、前記金属製の枠体である外型から前記表面型と前記側面型からなる内型を取り出し、その後、その内型から無機質硬化体を取り出すことを特徴とする。
【０００９】
さらに、前記無機質硬化性組成物をＳｉＯ2 ―Ａｌ2 Ｏ3 系無機質粉体とこの無機質粉体と反応するアルカリ金属珪酸塩水溶液とを混合したものとしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
このように構成された本発明は、側面型を繊維強化樹脂から形成することにより、熱に対する寸法安定性に優れ、かつ寸法精度の良い側面型を成形することができる。
【００１１】
このため、型体に充填した無機質硬化性組成物を加熱硬化する際、側面型の熱膨張による変形が最小限に抑えられ、寸法精度の良い無機質硬化体を形成することができると共に、無機質硬化体成形時のバリ取りや研削などの加工作業を減らすことができるので容易かつ短時間で無機質硬化体を製造することができる。
【００１２】
また、繊維強化樹脂からなる側面型と金属製の枠体とを接合することにより、金属に比べて剛性の小さい繊維強化樹脂であっても金属製の枠体と支え合うことで、側面型の歪みを抑止することができる。
【００１３】
さらに、側面型を形成する繊維強化樹脂に補強繊維としてガラス繊維もしくは炭素繊維を添加することにより、金属製の枠体と熱膨張率がほぼ一致する側面型を形成することができる。
【００１４】
これにより、例えば加熱時の側面型と金属製の枠体の熱膨張率が大きく異なるために側面型が変形するという事態が生じないので、枠体と側面型とを剛接合して一体化することができる。
【００１５】
また、表面型に当接する部分を繊維強化樹脂からなる高価な側面型にして、その側面型を支持する部分を金属製の安価な枠体にすることで、材料費等のコストを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
まず、本実施の形態に係る型体に充填される無機質硬化性組成物について説明する。
【００１８】
本実施の形態に係る無機質硬化性組成物に配合される無機質粉体（Ａ）としては、ＳｉＯ2 ５〜８５重量％とＡｌ2 Ｏ3 ９０〜１０重量％のものが好適に使用される。このような粉体としては、フライアッシュ、メタカオリン、カオリン、ムライト、コランダム、アルミナ系研磨材を製造する際のダスト、粉砕焼成ボーキサイト等が使用できるが組成と粒度が適当であればこれらに限定されるものではない。
【００１９】
また、容易に入手できるものは、不純物を含有するため、ＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 との合計が１００重量％となっていないが、合成により合計が１００重量％となるようにしてもよい。また、これらの粉体をそのまま用いてもよいが、活性化させるために、溶射処理、粉砕分級、機械的エネルギーの作用等の方法を用いてもよい。
【００２０】
溶射処理する方法としては、セラミックコーティングに適用される溶射技術が応用される。その溶射技術は、好ましくは材料粉末が２０００〜１６０００度の温度で溶融され、３０〜８００ｍ／秒の速度で噴霧されるものであり、プラズマ溶射法、高エネルギーガス溶射法、アーク溶射法等が可能である。得られた粉体の比表面積は、０．１〜１００ｍ2 ／ｇが好ましい。
【００２１】
粉砕分級する方法としては公知の任意の方法が採用できる。つまり、粉砕の方法としてはジェットミル、ロールミル、ボールミル等による方法があげられる。また、分級の方法としては篩、比重、風力、湿式沈降等の方法があげられる。これらの手段は併用されてもよい。
【００２２】
機械的エネルギーを作用させる方法としては、ボール媒体ミル、媒体撹拌型ミル、ローラミル等が使用され、作用させる機械的エネルギーは０．５ｋｗｈ／ｋｇ〜３０ｋｗｈ／ｋｇが好ましい。機械的エネルギーが小さいと粉体を活性化しにくく、大きいと装置への負荷が大きい。
【００２３】
また、フライアッシュは、必要に応じて、焼成されたものでもよい。焼成温度が低すぎるとフライアッシュの黒色が残り、顔料等による着色が困難となり、高すぎるとアルカリ金属珪酸塩との反応性が低くなるので、４００度〜１０００度であることが好ましい。
【００２４】
一方、本実施の形態に係る無機質硬化性組成物に配合されるアルカリ金属珪酸塩水溶液（液体（Ｂ））のアルカリ金属珪酸塩とは、Ｍ2 Ｏ・ｎＳｉＯ2 （Ｍ＝Ｋ，Ｎａ，Ｌｉから選ばれる１種以上の金属）で表される塩であって、ｎの値は小さすぎると緻密な無機硬化体が得られず、大きすぎると水溶液の粘度が上昇し混合が困難になるので０．０５〜８が好ましく、さらに好ましくは０．５〜２．５である。
【００２５】
また、無機質硬化体を発泡体とするために、必要に応じて発泡剤が添加されてもよい。発泡剤としては過酸化物（過酸化水素、過酸化ソーダ、過酸化カリ、過ほう酸ソーダ等）、金属粉末（Ｍｇ，Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｓｉ、フェロシリコン）等が用いられる。発泡剤が多すぎると発泡ガスが過剰となり破泡して良好な発泡体が得られず、少なすぎると発泡倍率が小さすぎて発泡体の意味を失うので０．０１〜１０重量部であることが好ましい。
【００２６】
尚、過酸化水素を発泡剤として用いるときは、安全性の面や安定した発泡のために水溶液として用いるのが好ましい。金属粉末を用いる場合は、安定した発泡を得るために、粒径が２００μｍ以下であることが好ましい。
【００２７】
また、発泡を均一にするために、必要に応じて発泡助剤が添加されてもよい。発泡助剤は発泡を均一に生じさせるものなら特に限定されず、たとえばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、パルミチン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩、シリカゲル、ゼオライト、活性炭、アルミナ粉末等の多孔質粉体などがあげられる。これらは単独で使用されてもよいし、２種類以上のものが併用されてもよい。発泡助剤の量は多すぎると無機質硬化性組成物の粘度が上昇して良好な発泡が得られないので、上記無機質粉体（Ａ）１００重量部に対して１０重量部以下が好ましい。
【００２８】
さらに、無機質硬化体の強度等を改良するために、必要に応じて無機質充填材が添加されてもよい。無機質充填材は、水に溶解せず、アルカリ金属珪酸塩と反応しないものであれば特に限定されず、例えば珪砂、川砂、ジルコンサンド、結晶質アルミナ、岩石粉末、火山灰、シリカフラワー、シリカヒューム、ベントナイト、高炉スラグ等の混合セメント用混合材、セピオライト、ワラストナイト、マイカ等の天然鉱物、炭酸カルシウム、珪藻土等が挙げられる。
【００２９】
これらは単独で添加されてもよいし、２種類以上併用されてもよい。上記無機質充填材は、平均粒径が小さすぎると組成物の粘度が上昇して無機質硬化性組成物の成形性が悪くなり、大きすぎると均一な無機質硬化体が得られないので０．０１〜１０００μｍが好ましい。無機質充填材の量は多すぎると得られる無機質硬化体の強度が低下するので上記無機質粉体（Ａ）１００重量部に対して７００重量部以下が好ましい。
【００３０】
また、無機質硬化体を補強するために、必要に応じて補強繊維が添加されてもよい。補強繊維は、無機質硬化体に付与したい性能に応じ任意のものが使用できる。例えば、ビニロン繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、チタン酸カリウム繊維、鋼繊維などが使用できる。
【００３１】
上記補強繊維の繊維径は、細すぎると混合時に再凝集し、交絡によりファイバーボールが形成されやすくなり、最終的に得られる無機質硬化体の強度は向上しない。また、太すぎたり短かすぎたりすると引張強度向上などの補強効果が小さい。また、長すぎると繊維の分散性及び配向性が低下して無機質硬化体の強度が改善されない。
【００３２】
そのため、繊維径１〜５００μｍ、繊維長１〜１５ｍｍが好ましい。上記補強繊維の添加量は多くなると繊維の分散性が低下するので、上記無機質粉体（Ａ）１００重量部に対して、１０重量部以下が好ましい。
【００３３】
さらに、無機質硬化体の軽量化を図る目的でシリカバルーン、パーライト、フライアッシュバルーン、シラスバルーン、ガラスバルーン、発泡焼成粘土等の無機質発泡体、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ポリオレフィン等の合成樹脂の発泡体、ポリ塩化ビニリデンバルーン、ポリアクリルバルーンなどが添加されてもよい。
【００３４】
これらは単独で添加されてもよいし、２種類以上併用されてもよい。さらに必要に応じて、アルミナセメント、γ−アルミナ、溶射されたアルミナ、アルミン酸アルカリ金属塩又は水酸化アルミニウムを加えても良い。
【００３５】
次に、本実施の形態に係る繊維強化樹脂からなる側面型について説明する。
【００３６】
まず、繊維強化樹脂とは、一般にＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastic）と呼ばれる繊維で強化された樹脂の事であり、樹脂の強度を向上させる以外に、熱膨張の小さい繊維を樹脂に混入させることで、成形体の熱寸法安定性を向上させる効果が得られる。
【００３７】
成形法としてはハンドレイアップ法、ＲＴＭ法（Regin Transfer Molding）などの方法が用いられるが、特にＲＴＭ法は本発明の目的の形状の成形品が、精度よく効率的に製造されるので好ましい。
【００３８】
また、繊維強化樹脂に用いる材料は、一般に使用される不飽和ポリエステル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、フェノール樹脂などが用いられる。
【００３９】
補強繊維としては、寸法安定性を向上できるガラス繊維や炭素繊維が有効である。
【００４０】
尚、繊維強化樹脂は、無機硬化体と付着しないように、内部離型剤を添加してもかまわない。また成形前に離型剤を塗布することも有効である。
【００４１】
さらに、表面型の下に金属製や合成樹脂製等の表面が平坦な支持体を設けると、ゴム弾性体の表面型の変形が防げるので好ましい。表面型と支持体とは接着や粘着等により固着されていてもよいし、当接しているだけで簡単に分離可能となされていてもよい。
【００４２】
さらに、本発明の型体には表面型を覆う蓋体を設けることもできる。また、表面型と側面型と蓋体とで形成される空間に無機質硬化性組成物を充満するよう構成して、型体を任意の角度で保持して無機質硬化性組成物を硬化できるようにしてもよい。
【００４３】
以下、本実施の形態に係る型体と無機質硬化体の製造方法を実施例に基づいて説明する。
【００４４】
まず、本実施例で使用した無機質硬化性組成物５を説明する。
【００４５】
表１は無機質硬化性組成物５の配合を示すものである。
【００４６】
【表１】
無機質粉体（Ａ）としてＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 系無機質粉体であるメタカオリンを使用した。このメタカオリンは、エンゲルハード社製の商品名ＳａｔｉｎｔｏｎｅＳＰ−３３を三菱重工業社製ウルトラファインミル（ジルコニアボール直径１０ｍｍ使用、ボール充填率８５％、粉砕助剤としてトリエタノールアミン２５％、エタノール７５％の混合液をメタカオリンの０．６％添加）にて、３．３ｋＷ／ｋｇのエネルギーで、３時間処理したものである。その他の粉体としては無機質充填材と補強繊維と発泡剤とを加えた。
【００４７】
無機質充填材は、珪石粉とワラストナイトとを使用した。珪石粉は、住友セメント社製、ブレーン値５０００ｃｍ2 ／ｇのものであり、ワラストナイトは、ＷＯＬＣＨＥＭ社製の商品名ケモリットＡ−６０を使用した。
【００４８】
また、補強繊維はビニロン繊維であり、クラレ社製の商品名ＲＭ１８２×３を使用した。発泡剤は金属珪素粉末（Ｓｉ）２００メッシュ（目の開き７４μｍ）パス品である。
【００４９】
さらに、アルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｂ）は、珪酸カリウム水溶液であり、ＳｉＯ2 ／Ｋ2 Ｏ＝１．４、濃度４５重量％のものを使用した。この無機質反応性組成物で得られる無機質硬化体（パネル）は発泡体である。
【００５０】
型体は図１〜４に示す型体１Ａ〜１Ｄを使用した。型体１Ａ〜１Ｄの内寸は、それぞれ幅９００ｍｍ，長さ３０００ｍｍ，深さ３０ｍｍであり、側面型は３００ｍｍ間隔で打たれるボルトによって鉄製の枠体に固定される（図５を参照）。
【００５１】
無機質硬化性組成物５は、各原料をそれぞれオムニミキサーに投入して１５分間混合して調製した。また、無機質硬化体（パネル）５Ａ〜５Ｄは、型体１Ａ〜１Ｄに無機質硬化性組成物５を充填して、フッ素塗装した鋼板製の蓋体４を型枠２Ａ〜２Ｄの上に載置固定し、蒸気吹き出しで８５℃に温度調節した養生庫に設置し、５時間養生後取り出し、無機質硬化体であるパネルを型体脱型して製造した。そして、このパネルの外周端部の直線度を測定した。
【００５２】
尚、直線度とはパネルの外周端部の直線状部分において、例えばバリ等が発生した場合にその直線状部分からのバリ等の突出量の大きさを測定した測定値（ｍｍ）である。
【００５３】
以下、上記のように生成された無機質硬化性組成物５を充填する型体１Ａ〜１Ｄについて実施例ごとに説明する。
【実施例１】
【００５４】
図１は、実施例１に係る型体１Ａの概略構成を示す断面図である。
【００５５】
まず、構成から説明すると、図１に示す実施例１の型体１Ａは、鉄製の金属板部（支持体）３と、無機質硬化性組成物５の表面を形成するＥＰＤＭゴム製の表面型１１Ａと、型枠２Ａとから形成されている。
【００５６】
この表面型１１Ａには、無機質硬化性組成物５が硬化した際にパネルの表面に凹凸模様を付与するための凸部１１などが形成されている。
【００５７】
また、型枠２Ａは、表面型１１Ａの外周縁部に設けられ、パネル５Ａの外周端部を形成する繊維強化樹脂からなる断面視矩形状の側面型２１Ａと、この側面型２１Ａの外周縁部に設けられた外型としての鉄製の枠体２２Ａとからなる。
【００５８】
尚、側面型２１Ａを形成する樹脂材料には、補強繊維としてガラス繊維もしくは炭素繊維が添加されている。ところで、繊維補強のない樹脂を用いて側面型２１Ａを形成すると、加熱時の金属と線膨張率が大きく異なるため、樹脂部分が変形することとなる。
【００５９】
また、断面視矩形状の枠体２２Ａは側面型２１Ａの外周縁部に当接するように接合されて側面型２１Ａを外周側から支持している。これにより、表面型１１Ａと側面型２１Ａの位置が固定され、無機質硬化性組成物５が充填される型の寸法が規制されることとなる。尚、枠体２２Ａは金属板部３の上に接着剤等により固定されている。
【００６０】
さらに、側面型２１Ａには、図６（ａ）に示すようにその内部から枠体２２Ａと当接する面に跨って、雌ねじ部を有する筒状のヘリサート７０Ａが埋設されている。
【００６１】
そして、鉄製の枠体２２Ａに形成された貫通孔２２ａに挿通されたボルト６０Ａがヘリサート７０Ａに螺合されることにより、側面枠２１Ａと枠体２２Ａとが剛接合される。
【００６２】
尚、ボルト６０Ａの先端縁部には雄ねじ部６０ａが形成され、ヘリサート７０Ａの内周面に形成された雌ねじ部に螺合されるようになっている。
【００６３】
一方、表面型１１Ａは、金属板部３の上に載置されており、この表面型１１Ａの外周面に当接するように側面型２１Ａが設けられている。
【００６４】
また、表面型１１Ａは、もともと側面型２１Ａの内周よりも若干幅広く形成されており、この表面型１１Ａを収縮させることにより型体１Ａの中に設置してある。そのため、表面型１１Ａと側面型２１Ａとの当接面は、表面型１１Ａのゴム弾性により塞がれている。
【００６５】
従って、液状の無機質硬化性組成物５が当接面に侵入するのを防ぐことができ、成形体に大きなバリが形成されるのを防止することができる。
【００６６】
また、表面型１１Ａと側面型２１Ａからなる内型と、金属板部３とは、それぞれ簡単に分離可能となされているので、型体１Ａの清掃等のメンテナンスを各部材毎にできる。
【００６７】
しかも、不具合の生じた部材だけを取り替えるだけで、型体１Ａを有効に使用することができる。また、型体１Ａの廃棄は、材質毎に分別して行うことができる。
【００６８】
ところで、パネル５Ａを成形する際、無機質硬化性組成物５を型体１Ａに充填して加熱硬化した後、鉄製の枠体２２Ａである外型から表面型１１Ａと側面型２１Ａからなる内型を取り出し、その後、その内型から無機質硬化体であるパネル５Ａを取り出すようになっている。
【実施例２】
【００６９】
図２に示す実施例２の型体１Ｂは、ＥＰＤＭゴム製の表面型１１Ｂと鉄製の枠体２２Ｂ（型枠２Ｂ）との間に繊維強化樹脂からなる断面視Ｌ字状の側面型２１Ｂ（型枠２Ｂ）が設けられている。
【００７０】
また、表面型１１Ｂの外周縁部には、凸部１１の頂部と同じ高さの側面型載置部２３Ｂが設けられている。
【００７１】
このように側面型載置部２３Ｂを表面型１１Ｂの外周縁部に形成しておくことで、表面型１１Ｂの外周端部に凹凸形状を形成することなく、パネル５Ｂの外周端部の表面に凹凸形状を形成することができる。
【００７２】
このため、例えば形状安定性の悪い表面型１１Ｂの外周端部に凹凸形状を形成した場合に、無機質硬化性組成物５を充填時に外周端部の凹凸形状が崩れて、パネル５Ｂ成形時にバリが発生することを防止することができる。
【００７３】
そして、この側面型載置部２３Ｂの上に側面型２１Ｂの張出部２１ａが載置され、その張出部２１ａの内周面２１ｂと表面型１１Ｂの凹部１２の内面１２ａとが連続するようになっている。
【００７４】
また、側面型２１Ｂには、図６（ｂ）に示すようにその内周面から枠体２２Ｂと当接する面に渡って断面視Ｔ字状の孔２１ｃが形成されている。
【００７５】
この孔２１ｃは、径の異なる２つの孔の軸方向を水平方向に連通することによって段状に形成されている。
【００７６】
一方、枠体２２Ｂには、側面型２１Ｂの孔２１ｃと水平方向において連通する孔２２ｂが形成され、この孔２２ｂは鉄製の枠体２２Ｂの内部から側面型２１Ｂと当接する面の間に渡って形成されている。
【００７７】
そして、この孔２２ｂと側面型２１Ｂの孔２１ｃに跨ってボルト６０Ｂが嵌め込まれ、ボルト６０Ｂの軸部６０ｂの先端縁部に形成された雌ねじ部６０ｃが、鉄製の枠体２２Ｂの孔２２ｂに螺合されている。これにより、側面枠２１Ｂと枠体２２Ｂとが剛接合される。
【００７８】
尚、この実施例２の型体１Ｂの側面型２１Ｂと枠体２２Ｂの接合は、上記実施例１のようなヘリサートとボルトを用いた方法により固定することも可能である。
【００７９】
ところで、側面枠２１Ｂと枠体２２Ｂとを接合するボルト６０Ｂは、図５に示すように金属板部３上の側面枠２１Ｂと枠体２２Ｂの延伸方向に沿って複数打たれるようになっている。
【００８０】
尚、上記した型体１Ａと後述する型体１Ｃ、１Ｄにおいても同様に金属板部３上の側面型と枠体の延伸方向の複数個所においてボルトが打たれるようになっている。
【実施例３】
【００８１】
図３に示す実施例３の型体１Ｃは、表面型１１Ｃの外周縁部に形成された側面型載置部２３Ｃの上に、繊維強化樹脂からなる断面視矩形状の側面型２１Ｃ（型枠２Ｃ）が載置されている。この側面型載置部２３Ｃは、凸部１１の頂部と同じ高さを有している。
【００８２】
また、側面型２１Ｃの内周面２１ｄは、表面型１１Ｃの凹部１２の内面１２ａと連続するようになっている。
【００８３】
さらに、側面型２１Ｃと表面型１１Ｃとを外周側から支持する断面視矩形状の枠体２２Ｃが、表面型１１Ｃと側面型２１Ｃの外周縁部に設けられている。
【００８４】
また、側面型２１Ｃには、図６（ｃ）に示すようにその内部から枠体２２Ｃと当接する面に跨って雌ねじ部を有する筒状のヘリサート７０Ｃが埋設されている。
【００８５】
そして、鉄製の枠体２２Ｃに形成された貫通孔２２ｃに挿通されたボルト６０Ｃがヘリサート７０Ｃに螺合される。これにより、側面枠２１Ｃと枠体２２Ｃとが剛接合される。
【００８６】
この型体１Ｃの側面型２１Ｃは、断面視矩形状の単純な形状で、かつ対称性を有しているので繊維強化樹脂によって容易に成形加工することができる。
【実施例４】
【００８７】
図４に示す実施例４の型体１Ｄは、表面型１１Ｄの外周縁部に形成された側面型載置部２３Ｄと断面視矩形状の枠体２２Ｄの上に、繊維強化樹脂からなる断面視矩形状の側面型２１Ｄ（型枠２Ｄ）が載置されている。
【００８８】
即ち、枠体２２Ｄは側面型２１Ｄの内周よりも若干小さく形成され、この枠体２２Ｄの内周面２２ｃから内側に張り出す側面型２１Ｄの内周縁部２１ｅは、側面型載置部２３Ｄの上に載置されている。尚、側面型載置部２３Ｄは、凸部１１の頂部と同じ高さを有している。
【００８９】
また、側面型２１Ｄの内周縁部２１ｅの内周面２１ｆは、表面型１１Ｄの凹部１２の内面１２ａと連続するようになっている。
【００９０】
さらに、この側面型２１Ｄには、図６（ｄ）に示すように枠体２２Ｄと当接する下面から側面型２１Ｄの上面に渡って、断面視Ｔ字状の孔２１ｇが形成されている。
【００９１】
一方、鉄製の枠体２２Ｄの上縁部には、側面型２１Ｄに形成された孔２１ｇと鉛直方向に連通するように孔２２ｄが形成されている。
【００９２】
そして、この孔２２ｄと側面型２１Ｄの孔２１ｇに跨ってボルト６０Ｄが嵌め込まれ、ボルト６０Ｄの雌ねじ部６０ｅが枠体２２Ｄの孔２２ｄに螺合されている。これにより、側面型２１Ｄと枠体２２Ｄとが剛接合される。
【００９３】
尚、この実施例４の型体１Ｄの側面型２１Ｄと枠体２２Ｄの接合は、上記実施例１のようなヘリサートとボルトを用いた方法により固定することも可能である。
【００９４】
また、この型体１Ｄの側面型２１Ｄは、矩形状断面の面積が大きく、幅広に形成されているため、枠体２２Ｄとの取付けを容易に行うことができる。
【００９５】
以上、実施例１〜４を説明してきたが、実際にパネルを成形する際には、パネルの意匠形状や型のサイズによって上記実施例１〜４の型体１Ａ〜１Ｄの中から、最適な型体を選ぶようになっている。
【００９６】
次に、実施例１〜４の型体１Ａ〜１Ｄを用いてパネルを成形した際のパネルの外周端部の直線度の評価結果を表２に示す。
【００９７】
【表２】
実施例１〜４では、側面型２１Ａ〜２１Ｄの材料としてガラス繊維補強不飽和ポリエステル（Ｓ）を用いた。
【００９８】
また、側面型２１Ａ〜２１Ｄを枠体２２Ａ〜２２Ｄに固定する方法として、上記実施例１〜４で説明したボルトによる固定法と同じ方法を用いた。
【００９９】
詳細には、側面型に４．５ｍｍ径と９ｍｍ径の２段の孔を開けて、３．５ｍｍ径の６角穴付ボルトをその孔に嵌め込み、鉄製の枠体にボルトを螺合する固定法（Ｈ）と、側面型に３．５ｍｍ径のヘリサートを埋め込み、鉄製の枠体に開けた４．５ｍｍ径の穴にボルトを通して側面型のヘリサートに螺合する固定法（Ｊ）のいずれか一方の方法を用いた。
【０１００】
また、実施例５〜７は、実施例２の型体１Ｂを用いてパネルを成形した。
【０１０１】
ただし、実施例ごとに異なる材質の側面型を使用しており、その材料として炭素繊維補強不飽和ポリエステル（Ｔ）、若しくはガラス繊維補強エポキシアクリレート樹脂（Ｕ）、ガラス繊維補強不飽和ポリエステル（Ｓ）を用いた。
【０１０２】
側面型の材料に繊維強化樹脂を用いた実施例１〜７では、成形品であるパネルにバリの発生が少なく、外周端部の直線度が良好なパネルを得ることができた。
【０１０３】
一方、比較例１〜４では、上記実施例１〜４の型体１Ａ〜１Ｄを用いてパネルを成形する例であるが、側面型の材料として繊維補強のされていないポリプロピレン（Ｖ）を用いた。
【０１０４】
また、比較例５、６では、上記実施例２の型体１Ｂを用いてパネルを成形した。ただし、比較例ごとに異なる材質の側面型を使用しており、その材料としてフッ素樹脂（Ｗ）若しくはシリコンゴム（Ｘ）（硬度８０度）を用いた。
【０１０５】
繊維補強のされていない樹脂を用いた比較例１〜６では、全体的にバリの発生が多く、パネルの外周端部の直線度が良くなかった。
【０１０６】
特に比較例１では、側面型２１Ａの熱膨張によって表面型１１Ａと側面型２１Ａの間に隙間が生じて、パネル５Ａに大きなバリが発生した。また、比較例４では成形時に側面型２１Ｄの熱膨張によって蓋４と側面型２１Ｄとの間に隙間が生じ、その隙間に無機質硬化性組成物５が入り込んでパネル５Ｄに大きなバリが発生した。
【０１０７】
このように構成された本発明は、側面型２１Ａ〜２１Ｄを繊維強化樹脂から形成することにより、熱に対する寸法安定性に優れ、かつ寸法精度の良い側面型２１Ａ〜２１Ｄを成形することができる。
【０１０８】
このため、型体１Ａ〜１Ｄに充填した無機質硬化性組成物５を加熱硬化する際、側面型２１Ａ〜２１Ｄの熱膨張による変形が最小限に抑えられ、寸法精度の良い無機質硬化体５Ａ〜５Ｄを形成することができると共に、パネル成形時のバリ取りや研削などの加工作業を減らすことができるので、容易かつ短時間でパネルを製造することができる。
【０１０９】
また、繊維強化樹脂からなる側面型２１Ａ〜２１Ｄと鉄製の枠体２２Ａ〜２２Ｄとを接合するので、金属に比べて剛性の小さい繊維強化樹脂であっても金属製の枠体２２Ａ〜２２Ｄと支え合うことで、側面型２１Ａ〜２１Ｄの歪みを抑止することができる。
【０１１０】
さらに、側面型２１Ａ〜２１Ｄを形成する繊維強化樹脂に補強繊維としてガラス繊維もしくは炭素繊維を添加することにより、金属製の枠体２２Ａ〜２２Ｄと熱膨張率がほぼ一致する側面型２１Ａ〜２１Ｄを形成することができる。
【０１１１】
これにより、例えば加熱時の側面型２１Ａ〜２１Ｄと金属製の枠体２２Ａ〜２２Ｄの熱膨張率が大きく異なるために側面型２１Ａ〜２１Ｄが変形するという事態が生じないので、枠体２２Ａ〜２２Ｄと側面型２１Ａ〜２１Ｄとを剛接合して一体化することができる。
【０１１２】
また、表面型１１Ａ〜１１Ｄに当接する部分を繊維強化樹脂からなる高価な側面型２１Ａ〜２１Ｄにして、その側面型２１Ａ〜２１Ｄを支持する部分を鉄製の安価な枠体２２Ａ〜２２Ｄにすることで、材料費等のコストを抑えることができる。
【０１１３】
以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【０１１４】
例えば、無機質硬化体５Ａ〜５Ｄと直接接触する側面型２１Ａ〜２１Ｄの部分（内周面２１ｂ、２１ｄ、２１ｆなど）を、無機質硬化体５Ａ〜５Ｄと付着性の低い樹脂から形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】実施例１に係る型体の概略構成を示す断面図である。
【図２】実施例２に係る型体の概略構成を示す断面図である。
【図３】実施例３に係る型体の概略構成を示す断面図である。
【図４】実施例４に係る型体の概略構成を示す断面図である。
【図５】実施例２に係る型体の概略構成を示す上面図である。
【図６】実施例１〜４に係る型体の側面型と枠体との接合状態を示す断面図であり、（ａ）は実施例１に係る側面型と枠体との接合状態であり、（ｂ）は実施例２に係る側面型と枠体との接合状態であり、（ｃ）は実施例３に係る側面型と枠体との接合状態であり、（ｄ）は実施例４に係る側面型と枠体との接合状態である。
【図７】従来技術に係る型体の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１Ａ〜１Ｄ 型体
５ 無機質硬化性組成物
５Ａ〜５Ｄ パネル（無機質硬化体）
１１Ａ〜１１Ｄ 表面型（内型）
２１Ａ〜２１Ｄ 側面型（内型）
２２Ａ〜２２Ｄ 枠体（外型）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築材料等に用いられる無機質硬化体の製造に用いる無機質硬化性組成物用の型体と無機質硬化体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、セメントと水、又は、ＳｉＯ2 ―Ａｌ2 Ｏ3系無機質粉体とアルカリ金属珪酸塩水溶液のような無機質粉体とこの粉体に反応する液体とを混合した無機質硬化性組成物を型体に充填し、加熱硬化させて無機質硬化体からなるパネルを得る方法が一般に知られている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
この従来の方法に用いる型体１Ｅは、図７に示すようにゴム弾性体によって形成される表面型１１Ｅの周縁部にゴム弾性体や樹脂によって形成された側面型２１Ｅを設けたものである。
【特許文献１】特開２００１−２６０１１９号公報
【特許文献２】特開２００１−１３８３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した無機質硬化性組成物を充填する型体１Ｅのうち、側面型２１Ｅを形成する材料にゴムを用いたものでは、側面型２１Ｅ自体を寸法精度良く加工することができず、結果的に、寸法精度の良いパネルを得ることができないという問題がある。
【０００５】
また、側面型２１Ｅの材料が、ゴム又は樹脂である場合の両方に共通の課題として、無機質硬化性組成物を型体内で加熱硬化する際、熱膨張により側面型２１Ｅの材料が膨張して寸法精度の良いパネルが得られないという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、寸法精度の良い無機質硬化体を得ることのできる型体とその型体を使用した無機質硬化体の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は、無機質硬化体となる無機質硬化性組成物が充填される型体であって、前記無機質硬化体の表面を形成するゴム弾性体からなる表面型の周縁部に前記無機質硬化体の周縁部を形成する繊維強化樹脂からなる側面型が設けられ、前記表面型と前記側面型とを当接させると共に前記側面型を支持する金属製の枠体が前記側面型の周縁部に接合され、前記側面型を形成する繊維強化樹脂に補強繊維としてガラス繊維もしくは炭素繊維が添加されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、無機質硬化性組成物を型体に充填して加熱する無機質硬化体の製造方法であって、前記無機質硬化性組成物を加熱硬化した後、前記金属製の枠体である外型から前記表面型と前記側面型からなる内型を取り出し、その後、その内型から無機質硬化体を取り出すことを特徴とする。
【０００９】
さらに、前記無機質硬化性組成物をＳｉＯ2 ―Ａｌ2 Ｏ3 系無機質粉体とこの無機質粉体と反応するアルカリ金属珪酸塩水溶液とを混合したものとしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
このように構成された本発明は、側面型を繊維強化樹脂から形成することにより、熱に対する寸法安定性に優れ、かつ寸法精度の良い側面型を成形することができる。
【００１１】
このため、型体に充填した無機質硬化性組成物を加熱硬化する際、側面型の熱膨張による変形が最小限に抑えられ、寸法精度の良い無機質硬化体を形成することができると共に、無機質硬化体成形時のバリ取りや研削などの加工作業を減らすことができるので容易かつ短時間で無機質硬化体を製造することができる。
【００１２】
また、繊維強化樹脂からなる側面型と金属製の枠体とを接合することにより、金属に比べて剛性の小さい繊維強化樹脂であっても金属製の枠体と支え合うことで、側面型の歪みを抑止することができる。
【００１３】
さらに、側面型を形成する繊維強化樹脂に補強繊維としてガラス繊維もしくは炭素繊維を添加することにより、金属製の枠体と熱膨張率がほぼ一致する側面型を形成することができる。
【００１４】
これにより、例えば加熱時の側面型と金属製の枠体の熱膨張率が大きく異なるために側面型が変形するという事態が生じないので、枠体と側面型とを剛接合して一体化することができる。
【００１５】
また、表面型に当接する部分を繊維強化樹脂からなる高価な側面型にして、その側面型を支持する部分を金属製の安価な枠体にすることで、材料費等のコストを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
まず、本実施の形態に係る型体に充填される無機質硬化性組成物について説明する。
【００１８】
本実施の形態に係る無機質硬化性組成物に配合される無機質粉体（Ａ）としては、ＳｉＯ2 ５〜８５重量％とＡｌ2 Ｏ3 ９０〜１０重量％のものが好適に使用される。このような粉体としては、フライアッシュ、メタカオリン、カオリン、ムライト、コランダム、アルミナ系研磨材を製造する際のダスト、粉砕焼成ボーキサイト等が使用できるが組成と粒度が適当であればこれらに限定されるものではない。
【００１９】
また、容易に入手できるものは、不純物を含有するため、ＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 との合計が１００重量％となっていないが、合成により合計が１００重量％となるようにしてもよい。また、これらの粉体をそのまま用いてもよいが、活性化させるために、溶射処理、粉砕分級、機械的エネルギーの作用等の方法を用いてもよい。
【００２０】
溶射処理する方法としては、セラミックコーティングに適用される溶射技術が応用される。その溶射技術は、好ましくは材料粉末が２０００〜１６０００度の温度で溶融され、３０〜８００ｍ／秒の速度で噴霧されるものであり、プラズマ溶射法、高エネルギーガス溶射法、アーク溶射法等が可能である。得られた粉体の比表面積は、０．１〜１００ｍ2 ／ｇが好ましい。
【００２１】
粉砕分級する方法としては公知の任意の方法が採用できる。つまり、粉砕の方法としてはジェットミル、ロールミル、ボールミル等による方法があげられる。また、分級の方法としては篩、比重、風力、湿式沈降等の方法があげられる。これらの手段は併用されてもよい。
【００２２】
機械的エネルギーを作用させる方法としては、ボール媒体ミル、媒体撹拌型ミル、ローラミル等が使用され、作用させる機械的エネルギーは０．５ｋｗｈ／ｋｇ〜３０ｋｗｈ／ｋｇが好ましい。機械的エネルギーが小さいと粉体を活性化しにくく、大きいと装置への負荷が大きい。
【００２３】
また、フライアッシュは、必要に応じて、焼成されたものでもよい。焼成温度が低すぎるとフライアッシュの黒色が残り、顔料等による着色が困難となり、高すぎるとアルカリ金属珪酸塩との反応性が低くなるので、４００度〜１０００度であることが好ましい。
【００２４】
一方、本実施の形態に係る無機質硬化性組成物に配合されるアルカリ金属珪酸塩水溶液（液体（Ｂ））のアルカリ金属珪酸塩とは、Ｍ2 Ｏ・ｎＳｉＯ2 （Ｍ＝Ｋ，Ｎａ，Ｌｉから選ばれる１種以上の金属）で表される塩であって、ｎの値は小さすぎると緻密な無機硬化体が得られず、大きすぎると水溶液の粘度が上昇し混合が困難になるので０．０５〜８が好ましく、さらに好ましくは０．５〜２．５である。
【００２５】
また、無機質硬化体を発泡体とするために、必要に応じて発泡剤が添加されてもよい。発泡剤としては過酸化物（過酸化水素、過酸化ソーダ、過酸化カリ、過ほう酸ソーダ等）、金属粉末（Ｍｇ，Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｓｉ、フェロシリコン）等が用いられる。発泡剤が多すぎると発泡ガスが過剰となり破泡して良好な発泡体が得られず、少なすぎると発泡倍率が小さすぎて発泡体の意味を失うので０．０１〜１０重量部であることが好ましい。
【００２６】
尚、過酸化水素を発泡剤として用いるときは、安全性の面や安定した発泡のために水溶液として用いるのが好ましい。金属粉末を用いる場合は、安定した発泡を得るために、粒径が２００μｍ以下であることが好ましい。
【００２７】
また、発泡を均一にするために、必要に応じて発泡助剤が添加されてもよい。発泡助剤は発泡を均一に生じさせるものなら特に限定されず、たとえばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、パルミチン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩、シリカゲル、ゼオライト、活性炭、アルミナ粉末等の多孔質粉体などがあげられる。これらは単独で使用されてもよいし、２種類以上のものが併用されてもよい。発泡助剤の量は多すぎると無機質硬化性組成物の粘度が上昇して良好な発泡が得られないので、上記無機質粉体（Ａ）１００重量部に対して１０重量部以下が好ましい。
【００２８】
さらに、無機質硬化体の強度等を改良するために、必要に応じて無機質充填材が添加されてもよい。無機質充填材は、水に溶解せず、アルカリ金属珪酸塩と反応しないものであれば特に限定されず、例えば珪砂、川砂、ジルコンサンド、結晶質アルミナ、岩石粉末、火山灰、シリカフラワー、シリカヒューム、ベントナイト、高炉スラグ等の混合セメント用混合材、セピオライト、ワラストナイト、マイカ等の天然鉱物、炭酸カルシウム、珪藻土等が挙げられる。
【００２９】
これらは単独で添加されてもよいし、２種類以上併用されてもよい。上記無機質充填材は、平均粒径が小さすぎると組成物の粘度が上昇して無機質硬化性組成物の成形性が悪くなり、大きすぎると均一な無機質硬化体が得られないので０．０１〜１０００μｍが好ましい。無機質充填材の量は多すぎると得られる無機質硬化体の強度が低下するので上記無機質粉体（Ａ）１００重量部に対して７００重量部以下が好ましい。
【００３０】
また、無機質硬化体を補強するために、必要に応じて補強繊維が添加されてもよい。補強繊維は、無機質硬化体に付与したい性能に応じ任意のものが使用できる。例えば、ビニロン繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、チタン酸カリウム繊維、鋼繊維などが使用できる。
【００３１】
上記補強繊維の繊維径は、細すぎると混合時に再凝集し、交絡によりファイバーボールが形成されやすくなり、最終的に得られる無機質硬化体の強度は向上しない。また、太すぎたり短かすぎたりすると引張強度向上などの補強効果が小さい。また、長すぎると繊維の分散性及び配向性が低下して無機質硬化体の強度が改善されない。
【００３２】
そのため、繊維径１〜５００μｍ、繊維長１〜１５ｍｍが好ましい。上記補強繊維の添加量は多くなると繊維の分散性が低下するので、上記無機質粉体（Ａ）１００重量部に対して、１０重量部以下が好ましい。
【００３３】
さらに、無機質硬化体の軽量化を図る目的でシリカバルーン、パーライト、フライアッシュバルーン、シラスバルーン、ガラスバルーン、発泡焼成粘土等の無機質発泡体、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ポリオレフィン等の合成樹脂の発泡体、ポリ塩化ビニリデンバルーン、ポリアクリルバルーンなどが添加されてもよい。
【００３４】
これらは単独で添加されてもよいし、２種類以上併用されてもよい。さらに必要に応じて、アルミナセメント、γ−アルミナ、溶射されたアルミナ、アルミン酸アルカリ金属塩又は水酸化アルミニウムを加えても良い。
【００３５】
次に、本実施の形態に係る繊維強化樹脂からなる側面型について説明する。
【００３６】
まず、繊維強化樹脂とは、一般にＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastic）と呼ばれる繊維で強化された樹脂の事であり、樹脂の強度を向上させる以外に、熱膨張の小さい繊維を樹脂に混入させることで、成形体の熱寸法安定性を向上させる効果が得られる。
【００３７】
成形法としてはハンドレイアップ法、ＲＴＭ法（Regin Transfer Molding）などの方法が用いられるが、特にＲＴＭ法は本発明の目的の形状の成形品が、精度よく効率的に製造されるので好ましい。
【００３８】
また、繊維強化樹脂に用いる材料は、一般に使用される不飽和ポリエステル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、フェノール樹脂などが用いられる。
【００３９】
補強繊維としては、寸法安定性を向上できるガラス繊維や炭素繊維が有効である。
【００４０】
尚、繊維強化樹脂は、無機硬化体と付着しないように、内部離型剤を添加してもかまわない。また成形前に離型剤を塗布することも有効である。
【００４１】
さらに、表面型の下に金属製や合成樹脂製等の表面が平坦な支持体を設けると、ゴム弾性体の表面型の変形が防げるので好ましい。表面型と支持体とは接着や粘着等により固着されていてもよいし、当接しているだけで簡単に分離可能となされていてもよい。
【００４２】
さらに、本発明の型体には表面型を覆う蓋体を設けることもできる。また、表面型と側面型と蓋体とで形成される空間に無機質硬化性組成物を充満するよう構成して、型体を任意の角度で保持して無機質硬化性組成物を硬化できるようにしてもよい。
【００４３】
以下、本実施の形態に係る型体と無機質硬化体の製造方法を実施例に基づいて説明する。
【００４４】
まず、本実施例で使用した無機質硬化性組成物５を説明する。
【００４５】
表１は無機質硬化性組成物５の配合を示すものである。
【００４６】
【表１】
無機質粉体（Ａ）としてＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 系無機質粉体であるメタカオリンを使用した。このメタカオリンは、エンゲルハード社製の商品名ＳａｔｉｎｔｏｎｅＳＰ−３３を三菱重工業社製ウルトラファインミル（ジルコニアボール直径１０ｍｍ使用、ボール充填率８５％、粉砕助剤としてトリエタノールアミン２５％、エタノール７５％の混合液をメタカオリンの０．６％添加）にて、３．３ｋＷ／ｋｇのエネルギーで、３時間処理したものである。その他の粉体としては無機質充填材と補強繊維と発泡剤とを加えた。
【００４７】
無機質充填材は、珪石粉とワラストナイトとを使用した。珪石粉は、住友セメント社製、ブレーン値５０００ｃｍ2 ／ｇのものであり、ワラストナイトは、ＷＯＬＣＨＥＭ社製の商品名ケモリットＡ−６０を使用した。
【００４８】
また、補強繊維はビニロン繊維であり、クラレ社製の商品名ＲＭ１８２×３を使用した。発泡剤は金属珪素粉末（Ｓｉ）２００メッシュ（目の開き７４μｍ）パス品である。
【００４９】
さらに、アルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｂ）は、珪酸カリウム水溶液であり、ＳｉＯ2 ／Ｋ2 Ｏ＝１．４、濃度４５重量％のものを使用した。この無機質反応性組成物で得られる無機質硬化体（パネル）は発泡体である。
【００５０】
型体は図１〜４に示す型体１Ａ〜１Ｄを使用した。型体１Ａ〜１Ｄの内寸は、それぞれ幅９００ｍｍ，長さ３０００ｍｍ，深さ３０ｍｍであり、側面型は３００ｍｍ間隔で打たれるボルトによって鉄製の枠体に固定される（図５を参照）。
【００５１】
無機質硬化性組成物５は、各原料をそれぞれオムニミキサーに投入して１５分間混合して調製した。また、無機質硬化体（パネル）５Ａ〜５Ｄは、型体１Ａ〜１Ｄに無機質硬化性組成物５を充填して、フッ素塗装した鋼板製の蓋体４を型枠２Ａ〜２Ｄの上に載置固定し、蒸気吹き出しで８５℃に温度調節した養生庫に設置し、５時間養生後取り出し、無機質硬化体であるパネルを型体脱型して製造した。そして、このパネルの外周端部の直線度を測定した。
【００５２】
尚、直線度とはパネルの外周端部の直線状部分において、例えばバリ等が発生した場合にその直線状部分からのバリ等の突出量の大きさを測定した測定値（ｍｍ）である。
【００５３】
以下、上記のように生成された無機質硬化性組成物５を充填する型体１Ａ〜１Ｄについて実施例ごとに説明する。
【実施例１】
【００５４】
図１は、実施例１に係る型体１Ａの概略構成を示す断面図である。
【００５５】
まず、構成から説明すると、図１に示す実施例１の型体１Ａは、鉄製の金属板部（支持体）３と、無機質硬化性組成物５の表面を形成するＥＰＤＭゴム製の表面型１１Ａと、型枠２Ａとから形成されている。
【００５６】
この表面型１１Ａには、無機質硬化性組成物５が硬化した際にパネルの表面に凹凸模様を付与するための凸部１１などが形成されている。
【００５７】
また、型枠２Ａは、表面型１１Ａの外周縁部に設けられ、パネル５Ａの外周端部を形成する繊維強化樹脂からなる断面視矩形状の側面型２１Ａと、この側面型２１Ａの外周縁部に設けられた外型としての鉄製の枠体２２Ａとからなる。
【００５８】
尚、側面型２１Ａを形成する樹脂材料には、補強繊維としてガラス繊維もしくは炭素繊維が添加されている。ところで、繊維補強のない樹脂を用いて側面型２１Ａを形成すると、加熱時の金属と線膨張率が大きく異なるため、樹脂部分が変形することとなる。
【００５９】
また、断面視矩形状の枠体２２Ａは側面型２１Ａの外周縁部に当接するように接合されて側面型２１Ａを外周側から支持している。これにより、表面型１１Ａと側面型２１Ａの位置が固定され、無機質硬化性組成物５が充填される型の寸法が規制されることとなる。尚、枠体２２Ａは金属板部３の上に接着剤等により固定されている。
【００６０】
さらに、側面型２１Ａには、図６（ａ）に示すようにその内部から枠体２２Ａと当接する面に跨って、雌ねじ部を有する筒状のヘリサート７０Ａが埋設されている。
【００６１】
そして、鉄製の枠体２２Ａに形成された貫通孔２２ａに挿通されたボルト６０Ａがヘリサート７０Ａに螺合されることにより、側面枠２１Ａと枠体２２Ａとが剛接合される。
【００６２】
尚、ボルト６０Ａの先端縁部には雄ねじ部６０ａが形成され、ヘリサート７０Ａの内周面に形成された雌ねじ部に螺合されるようになっている。
【００６３】
一方、表面型１１Ａは、金属板部３の上に載置されており、この表面型１１Ａの外周面に当接するように側面型２１Ａが設けられている。
【００６４】
また、表面型１１Ａは、もともと側面型２１Ａの内周よりも若干幅広く形成されており、この表面型１１Ａを収縮させることにより型体１Ａの中に設置してある。そのため、表面型１１Ａと側面型２１Ａとの当接面は、表面型１１Ａのゴム弾性により塞がれている。
【００６５】
従って、液状の無機質硬化性組成物５が当接面に侵入するのを防ぐことができ、成形体に大きなバリが形成されるのを防止することができる。
【００６６】
また、表面型１１Ａと側面型２１Ａからなる内型と、金属板部３とは、それぞれ簡単に分離可能となされているので、型体１Ａの清掃等のメンテナンスを各部材毎にできる。
【００６７】
しかも、不具合の生じた部材だけを取り替えるだけで、型体１Ａを有効に使用することができる。また、型体１Ａの廃棄は、材質毎に分別して行うことができる。
【００６８】
ところで、パネル５Ａを成形する際、無機質硬化性組成物５を型体１Ａに充填して加熱硬化した後、鉄製の枠体２２Ａである外型から表面型１１Ａと側面型２１Ａからなる内型を取り出し、その後、その内型から無機質硬化体であるパネル５Ａを取り出すようになっている。
【実施例２】
【００６９】
図２に示す実施例２の型体１Ｂは、ＥＰＤＭゴム製の表面型１１Ｂと鉄製の枠体２２Ｂ（型枠２Ｂ）との間に繊維強化樹脂からなる断面視Ｌ字状の側面型２１Ｂ（型枠２Ｂ）が設けられている。
【００７０】
また、表面型１１Ｂの外周縁部には、凸部１１の頂部と同じ高さの側面型載置部２３Ｂが設けられている。
【００７１】
このように側面型載置部２３Ｂを表面型１１Ｂの外周縁部に形成しておくことで、表面型１１Ｂの外周端部に凹凸形状を形成することなく、パネル５Ｂの外周端部の表面に凹凸形状を形成することができる。
【００７２】
このため、例えば形状安定性の悪い表面型１１Ｂの外周端部に凹凸形状を形成した場合に、無機質硬化性組成物５を充填時に外周端部の凹凸形状が崩れて、パネル５Ｂ成形時にバリが発生することを防止することができる。
【００７３】
そして、この側面型載置部２３Ｂの上に側面型２１Ｂの張出部２１ａが載置され、その張出部２１ａの内周面２１ｂと表面型１１Ｂの凹部１２の内面１２ａとが連続するようになっている。
【００７４】
また、側面型２１Ｂには、図６（ｂ）に示すようにその内周面から枠体２２Ｂと当接する面に渡って断面視Ｔ字状の孔２１ｃが形成されている。
【００７５】
この孔２１ｃは、径の異なる２つの孔の軸方向を水平方向に連通することによって段状に形成されている。
【００７６】
一方、枠体２２Ｂには、側面型２１Ｂの孔２１ｃと水平方向において連通する孔２２ｂが形成され、この孔２２ｂは鉄製の枠体２２Ｂの内部から側面型２１Ｂと当接する面の間に渡って形成されている。
【００７７】
そして、この孔２２ｂと側面型２１Ｂの孔２１ｃに跨ってボルト６０Ｂが嵌め込まれ、ボルト６０Ｂの軸部６０ｂの先端縁部に形成された雌ねじ部６０ｃが、鉄製の枠体２２Ｂの孔２２ｂに螺合されている。これにより、側面枠２１Ｂと枠体２２Ｂとが剛接合される。
【００７８】
尚、この実施例２の型体１Ｂの側面型２１Ｂと枠体２２Ｂの接合は、上記実施例１のようなヘリサートとボルトを用いた方法により固定することも可能である。
【００７９】
ところで、側面枠２１Ｂと枠体２２Ｂとを接合するボルト６０Ｂは、図５に示すように金属板部３上の側面枠２１Ｂと枠体２２Ｂの延伸方向に沿って複数打たれるようになっている。
【００８０】
尚、上記した型体１Ａと後述する型体１Ｃ、１Ｄにおいても同様に金属板部３上の側面型と枠体の延伸方向の複数個所においてボルトが打たれるようになっている。
【実施例３】
【００８１】
図３に示す実施例３の型体１Ｃは、表面型１１Ｃの外周縁部に形成された側面型載置部２３Ｃの上に、繊維強化樹脂からなる断面視矩形状の側面型２１Ｃ（型枠２Ｃ）が載置されている。この側面型載置部２３Ｃは、凸部１１の頂部と同じ高さを有している。
【００８２】
また、側面型２１Ｃの内周面２１ｄは、表面型１１Ｃの凹部１２の内面１２ａと連続するようになっている。
【００８３】
さらに、側面型２１Ｃと表面型１１Ｃとを外周側から支持する断面視矩形状の枠体２２Ｃが、表面型１１Ｃと側面型２１Ｃの外周縁部に設けられている。
【００８４】
また、側面型２１Ｃには、図６（ｃ）に示すようにその内部から枠体２２Ｃと当接する面に跨って雌ねじ部を有する筒状のヘリサート７０Ｃが埋設されている。
【００８５】
そして、鉄製の枠体２２Ｃに形成された貫通孔２２ｃに挿通されたボルト６０Ｃがヘリサート７０Ｃに螺合される。これにより、側面枠２１Ｃと枠体２２Ｃとが剛接合される。
【００８６】
この型体１Ｃの側面型２１Ｃは、断面視矩形状の単純な形状で、かつ対称性を有しているので繊維強化樹脂によって容易に成形加工することができる。
【実施例４】
【００８７】
図４に示す実施例４の型体１Ｄは、表面型１１Ｄの外周縁部に形成された側面型載置部２３Ｄと断面視矩形状の枠体２２Ｄの上に、繊維強化樹脂からなる断面視矩形状の側面型２１Ｄ（型枠２Ｄ）が載置されている。
【００８８】
即ち、枠体２２Ｄは側面型２１Ｄの内周よりも若干小さく形成され、この枠体２２Ｄの内周面２２ｃから内側に張り出す側面型２１Ｄの内周縁部２１ｅは、側面型載置部２３Ｄの上に載置されている。尚、側面型載置部２３Ｄは、凸部１１の頂部と同じ高さを有している。
【００８９】
また、側面型２１Ｄの内周縁部２１ｅの内周面２１ｆは、表面型１１Ｄの凹部１２の内面１２ａと連続するようになっている。
【００９０】
さらに、この側面型２１Ｄには、図６（ｄ）に示すように枠体２２Ｄと当接する下面から側面型２１Ｄの上面に渡って、断面視Ｔ字状の孔２１ｇが形成されている。
【００９１】
一方、鉄製の枠体２２Ｄの上縁部には、側面型２１Ｄに形成された孔２１ｇと鉛直方向に連通するように孔２２ｄが形成されている。
【００９２】
そして、この孔２２ｄと側面型２１Ｄの孔２１ｇに跨ってボルト６０Ｄが嵌め込まれ、ボルト６０Ｄの雌ねじ部６０ｅが枠体２２Ｄの孔２２ｄに螺合されている。これにより、側面型２１Ｄと枠体２２Ｄとが剛接合される。
【００９３】
尚、この実施例４の型体１Ｄの側面型２１Ｄと枠体２２Ｄの接合は、上記実施例１のようなヘリサートとボルトを用いた方法により固定することも可能である。
【００９４】
また、この型体１Ｄの側面型２１Ｄは、矩形状断面の面積が大きく、幅広に形成されているため、枠体２２Ｄとの取付けを容易に行うことができる。
【００９５】
以上、実施例１〜４を説明してきたが、実際にパネルを成形する際には、パネルの意匠形状や型のサイズによって上記実施例１〜４の型体１Ａ〜１Ｄの中から、最適な型体を選ぶようになっている。
【００９６】
次に、実施例１〜４の型体１Ａ〜１Ｄを用いてパネルを成形した際のパネルの外周端部の直線度の評価結果を表２に示す。
【００９７】
【表２】
実施例１〜４では、側面型２１Ａ〜２１Ｄの材料としてガラス繊維補強不飽和ポリエステル（Ｓ）を用いた。
【００９８】
また、側面型２１Ａ〜２１Ｄを枠体２２Ａ〜２２Ｄに固定する方法として、上記実施例１〜４で説明したボルトによる固定法と同じ方法を用いた。
【００９９】
詳細には、側面型に４．５ｍｍ径と９ｍｍ径の２段の孔を開けて、３．５ｍｍ径の６角穴付ボルトをその孔に嵌め込み、鉄製の枠体にボルトを螺合する固定法（Ｈ）と、側面型に３．５ｍｍ径のヘリサートを埋め込み、鉄製の枠体に開けた４．５ｍｍ径の穴にボルトを通して側面型のヘリサートに螺合する固定法（Ｊ）のいずれか一方の方法を用いた。
【０１００】
また、実施例５〜７は、実施例２の型体１Ｂを用いてパネルを成形した。
【０１０１】
ただし、実施例ごとに異なる材質の側面型を使用しており、その材料として炭素繊維補強不飽和ポリエステル（Ｔ）、若しくはガラス繊維補強エポキシアクリレート樹脂（Ｕ）、ガラス繊維補強不飽和ポリエステル（Ｓ）を用いた。
【０１０２】
側面型の材料に繊維強化樹脂を用いた実施例１〜７では、成形品であるパネルにバリの発生が少なく、外周端部の直線度が良好なパネルを得ることができた。
【０１０３】
一方、比較例１〜４では、上記実施例１〜４の型体１Ａ〜１Ｄを用いてパネルを成形する例であるが、側面型の材料として繊維補強のされていないポリプロピレン（Ｖ）を用いた。
【０１０４】
また、比較例５、６では、上記実施例２の型体１Ｂを用いてパネルを成形した。ただし、比較例ごとに異なる材質の側面型を使用しており、その材料としてフッ素樹脂（Ｗ）若しくはシリコンゴム（Ｘ）（硬度８０度）を用いた。
【０１０５】
繊維補強のされていない樹脂を用いた比較例１〜６では、全体的にバリの発生が多く、パネルの外周端部の直線度が良くなかった。
【０１０６】
特に比較例１では、側面型２１Ａの熱膨張によって表面型１１Ａと側面型２１Ａの間に隙間が生じて、パネル５Ａに大きなバリが発生した。また、比較例４では成形時に側面型２１Ｄの熱膨張によって蓋４と側面型２１Ｄとの間に隙間が生じ、その隙間に無機質硬化性組成物５が入り込んでパネル５Ｄに大きなバリが発生した。
【０１０７】
このように構成された本発明は、側面型２１Ａ〜２１Ｄを繊維強化樹脂から形成することにより、熱に対する寸法安定性に優れ、かつ寸法精度の良い側面型２１Ａ〜２１Ｄを成形することができる。
【０１０８】
このため、型体１Ａ〜１Ｄに充填した無機質硬化性組成物５を加熱硬化する際、側面型２１Ａ〜２１Ｄの熱膨張による変形が最小限に抑えられ、寸法精度の良い無機質硬化体５Ａ〜５Ｄを形成することができると共に、パネル成形時のバリ取りや研削などの加工作業を減らすことができるので、容易かつ短時間でパネルを製造することができる。
【０１０９】
また、繊維強化樹脂からなる側面型２１Ａ〜２１Ｄと鉄製の枠体２２Ａ〜２２Ｄとを接合するので、金属に比べて剛性の小さい繊維強化樹脂であっても金属製の枠体２２Ａ〜２２Ｄと支え合うことで、側面型２１Ａ〜２１Ｄの歪みを抑止することができる。
【０１１０】
さらに、側面型２１Ａ〜２１Ｄを形成する繊維強化樹脂に補強繊維としてガラス繊維もしくは炭素繊維を添加することにより、金属製の枠体２２Ａ〜２２Ｄと熱膨張率がほぼ一致する側面型２１Ａ〜２１Ｄを形成することができる。
【０１１１】
これにより、例えば加熱時の側面型２１Ａ〜２１Ｄと金属製の枠体２２Ａ〜２２Ｄの熱膨張率が大きく異なるために側面型２１Ａ〜２１Ｄが変形するという事態が生じないので、枠体２２Ａ〜２２Ｄと側面型２１Ａ〜２１Ｄとを剛接合して一体化することができる。
【０１１２】
また、表面型１１Ａ〜１１Ｄに当接する部分を繊維強化樹脂からなる高価な側面型２１Ａ〜２１Ｄにして、その側面型２１Ａ〜２１Ｄを支持する部分を鉄製の安価な枠体２２Ａ〜２２Ｄにすることで、材料費等のコストを抑えることができる。
【０１１３】
以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【０１１４】
例えば、無機質硬化体５Ａ〜５Ｄと直接接触する側面型２１Ａ〜２１Ｄの部分（内周面２１ｂ、２１ｄ、２１ｆなど）を、無機質硬化体５Ａ〜５Ｄと付着性の低い樹脂から形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】実施例１に係る型体の概略構成を示す断面図である。
【図２】実施例２に係る型体の概略構成を示す断面図である。
【図３】実施例３に係る型体の概略構成を示す断面図である。
【図４】実施例４に係る型体の概略構成を示す断面図である。
【図５】実施例２に係る型体の概略構成を示す上面図である。
【図６】実施例１〜４に係る型体の側面型と枠体との接合状態を示す断面図であり、（ａ）は実施例１に係る側面型と枠体との接合状態であり、（ｂ）は実施例２に係る側面型と枠体との接合状態であり、（ｃ）は実施例３に係る側面型と枠体との接合状態であり、（ｄ）は実施例４に係る側面型と枠体との接合状態である。
【図７】従来技術に係る型体の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１Ａ〜１Ｄ 型体
５ 無機質硬化性組成物
５Ａ〜５Ｄ パネル（無機質硬化体）
１１Ａ〜１１Ｄ 表面型（内型）
２１Ａ〜２１Ｄ 側面型（内型）
２２Ａ〜２２Ｄ 枠体（外型）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機質硬化体となる無機質硬化性組成物が充填される型体であって、
前記無機質硬化体の表面を形成するゴム弾性体からなる表面型の周縁部に前記無機質硬化体の周縁部を形成する繊維強化樹脂からなる側面型が設けられ、
前記表面型と前記側面型とを当接させると共に前記側面型を支持する金属製の枠体が前記側面型の周縁部に接合され、
前記側面型を形成する繊維強化樹脂に補強繊維としてガラス繊維もしくは炭素繊維が添加されていることを特徴とする型体。
【請求項２】
無機質硬化性組成物を請求項１に記載の型体に充填して加熱硬化した後、前記金属製の枠体である外型から前記表面型と前記側面型からなる内型を取り出し、その後、その内型から無機質硬化体を取り出すことを特徴とする無機質硬化体の製造方法。
【請求項３】
前記無機質硬化性組成物がＳｉＯ2 ―Ａｌ2 Ｏ3 系無機質粉体とこの無機質粉体と反応するアルカリ金属珪酸塩水溶液とを混合したものであることを特徴とする請求項２に記載の無機質硬化体の製造方法。
【請求項１】
無機質硬化体となる無機質硬化性組成物が充填される型体であって、
前記無機質硬化体の表面を形成するゴム弾性体からなる表面型の周縁部に前記無機質硬化体の周縁部を形成する繊維強化樹脂からなる側面型が設けられ、
前記表面型と前記側面型とを当接させると共に前記側面型を支持する金属製の枠体が前記側面型の周縁部に接合され、
前記側面型を形成する繊維強化樹脂に補強繊維としてガラス繊維もしくは炭素繊維が添加されていることを特徴とする型体。
【請求項２】
無機質硬化性組成物を請求項１に記載の型体に充填して加熱硬化した後、前記金属製の枠体である外型から前記表面型と前記側面型からなる内型を取り出し、その後、その内型から無機質硬化体を取り出すことを特徴とする無機質硬化体の製造方法。
【請求項３】
前記無機質硬化性組成物がＳｉＯ2 ―Ａｌ2 Ｏ3 系無機質粉体とこの無機質粉体と反応するアルカリ金属珪酸塩水溶液とを混合したものであることを特徴とする請求項２に記載の無機質硬化体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−２９０３１６（Ｐ２００７−２９０３１６Ａ）
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２３４５９（Ｐ２００６−１２３４５９）
【出願日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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