説明

押出成形金型

【課題】中空孔を有する成形体の形成に際し、過大な圧力をかけずに成形することができると共に中空孔の間に成形材料が充分に充填され、且つ得られる成形体の強度低下等の発生を防止して安定した生産を行うことができる押出成形金型を提供する。
【解決手段】成形材料が流通する流路3を有する本体型1と、この本体型1内の流路3に配置される中子型2とを具備する。中子型2は支持体4及びこの支持体4から成形材料の流通方向へ向けて突出する複数の突部5を具備する。突部5は流路3に沿って平行並列に一列に並んで設けられると共に突部5の列がその並び方向と直交する方向に並んで千鳥状に多段に設けられる。支持体4は前記流路3内を流通する成形材料の流通方向を、段重ね方向に隣り合う突部5の列の間で段重ね方向に分岐させる分岐部6と、前記分岐された成形材料の流通方向を各列内で隣り合う各突部5間に分岐する分岐路7とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、セメント系成形材料等の成形材料を押出成形して中空孔を有する成形体を形成するための押出成形金型に関する。
【背景技術】
【0002】
セメント系成形材料等の成形材料を押出成形して形成される、複数の中空孔13を有する成形体B(図6参照)は、建築物の外壁等として使用されている。
【0003】
このような成形体Bは、例えば図7(a)に示すような押出成形金型A’を用いて製造されていた。図示の押出成形金型A’は、本体型1の成形材料が流通する流路3の押出口18付近に、中空孔13を形成するための中子型2’が設けられている。中子型2’は、図面の紙面と直交する方向に長い複数の各支持体4’に対して、複数の突部5が一列に並んで設けられており、このような中子型2’が、成形体Bに設けられる中空孔13の数に応じて複数設けられている。
【0004】
このような押出成形金型A’では、図中に符号イで示す支持体4’の端部において成形材料が上下に完全に分岐して各支持体4’の間を流通し、更に複数列の突部5の各列の間に導入される。その後、成形材料は突部5の列の間を流通しながら、本体型1の押出口18から成形材料が押し出されるまでの間に、上下に流動して各列内の突部5間に充填される。流路3は支持体4’を紙面の上下に間隔を開けて設けるために支持体4’の配置位置では流路3が広くなっており、押出口18にいくに従って徐々に狭くなるように形成されている。
【0005】
しかし、このような中子型2’を用いる場合には、一旦上下に分岐した成形材料を更に上下に流動させて列内の突部5間で合流させなければならず、突部5間に成形材料を充分に充填するために過大な押出圧力が必要となるという問題があり、また流路3は上記のように押出口18にいくほど狭くなるため図中のロで示される押出口18付近では非常に大きな圧縮力がかかってしまうという問題がある。また、このように大きな押出圧力をかけると、特に成形材料として油性物質と各種界面活性剤とを含有する逆エマルジョンタイプのセメント系成形材料を用いる場合には、成形材料中の逆エマルジョン構造が破壊され、その後の養生硬化に支障をきたすという問題もある。また、このように一旦上下に完全に分岐した成形材料をさらに上下に流動させて突部5間の図中のロで示される押出口18付近で一体化させると、成形材料の合流位置では成形材料同士のなじみが悪くなり、成形体Bの強度低下等の問題が生じるおそれもある。更に、流路3の形状を上記のように形成する場合には、中子型2’の個数を変更することは容易ではなく、成形体Bにおける中空孔13の個数を変更することが難しくなる。
【0006】
また、図7(b)に示すような中子型2’も提案されている(特許文献1,2参照)。この中子型2’は、先端側に複数のスリット25が形成されてこのスリット25間で中空孔13を形成するための複数の突部5が形成され、また後端側には前記各スリット25の交差位置に連通する複数の導入孔26が設けられている。そして、成形材料は各導入孔26に導入された後、スリット25の交差部分からスリット25内に供給されるようになっている。このため、成形材料は各突部5の周囲の複数箇所から突部5間に供給されて、この突部5の周囲に均一に充填されるようになっている。
【0007】
しかし、図7(b)に示すものでも、導入孔26とスリット25との連通位置では成形材料の流路が非常に狭くなって、成形材料が通過するためにはやはり大きな押出圧力が必要とされ、また各導入孔26から供給される成形材料がスリット25内に充填されるためにも大きな押出圧力が必要とされる。また、中子型2’の後端面における導入孔26の開口間には鋭利な角が形成されてしまい、この角部分に成形材料中の繊維等の充填材が引っ掛かると材料詰まりの原因になるおそれがあり、またこのような事態が生じた場合の中子型2’の清掃には煩雑な手間がかかる。また中子型2’は一体に形成されているために、中空孔13の数を変更する場合には新たに別の中子型2’を用意しなければならないという問題もある。
【特許文献1】特開2005−254345号公報
【特許文献2】特開2006−51682号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、セメント系成形材料等の成形材料を押出成形して中空孔を有する成形体を形成するにあたり、過大な圧力をかけることなく成形することができると共に中空孔の間に成形材料が充分に充填され、且つ得られる成形体の強度低下等の発生を防止して安定した生産を行うことができる押出成形金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
請求項1に係る発明は、成形材料を押出成形することにより複数の中空孔13を有する成形体Bを形成するための押出成形金型Aであって、成形材料が流通する流路3を有する本体型1と、この本体型1内の流路3に配置される中子型2とを具備する。前記中子型2は支持体4及びこの支持体4から成形材料の流通方向へ向けて突出する複数の突部5を具備する。前記突部5は前記流路3に沿って平行並列に一列に並んで設けられると共に前記突部5の列がその並び方向と直交する方向に並んで千鳥状に多段に設けられる。前記支持体4は前記流路3内を流通する成形材料の流通方向を、段重ね方向に隣り合う突部5の列の間で段重ね方向に分岐させる分岐部6と、前記分岐された成形材料の流通方向を各列内で隣り合う各突部5間に分岐する分岐路7とを備える。
【0010】
請求項2に係る発明は、請求項1において、上記中子型2が、一又は複数列の突部5を有する分割体8に分割可能である。
【0011】
請求項3に係る発明は、請求項1又は2において、上記支持体4には、突部5の段重ね方向の端面に上記分岐路7を構成する複数の凹部9が設けられている。上記本体型1は突部5の段重ね方向に分割可能な一対の分割型10にて構成されている。前記分割型10の内面には前記凹部9の外縁に当接すると共に前記端面における各凹部9の開口を閉塞する複数の凸部11が設けられている。
【発明の効果】
【0012】
請求項1に係る発明では、成形材料を押出成形して成形体を得るにあたり、成形材料が中子型を通過することによって、成形体に中空孔が形成される。成形材料が中子型を通過する際には、成形材料はまず支持体の分岐部にて突部の段重ね方向に分岐された後、分岐路に分岐されて列内の突部間を通過し、このとき突部は千鳥状に配置されているために、列方向に隣り合う突部の間と段重ね方向に隣り合う突部の間において各突部の周囲を成形材料が突部の突出方向に沿って並列に流れることとなる。このため、成形材料を高い押出圧力をかけることなく突部の周りに充分に充填することができ、且つ突部の周囲を流れる成形材料を容易に馴染ませて一体化させて成形体の強度等の性能向上を図ることができるものであり、また特に成形材料として油性物質と各種界面活性剤とを含有する逆エマルジョンタイプのセメント系成形材料を用いる場合でも、過大な押圧力がかかることにより成形材料中の逆エマルジョン構造が破壊されてその後の養生硬化に支障をきたすようなことを防止することができるものである。
【0013】
請求項2に係る発明では、中子型を分割することにより中子型の清掃が容易となり、また中子型を構成する分割体の数を変更することにより成形体の中空孔の数を容易に変更することができる。
【0014】
請求項3に係る発明では、中子型を分割体にて挟持することで流路内に固定することができ、また本体型を分割体に分割することで中子型の取り出し、清掃、交換等を容易に行うことができ、更に分割型の凸部の間にも分岐路を形成して、段重ね方向の最も外方に位置する突部の更に外方における成形材料の流通を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【0016】
図1に示す押出成形金型Aは、一対の分割型10にて構成される本体型1と、支持体4及び突部5を有する中子型2とで、形成される。
【0017】
まず、中子型2について、図2,3を示して説明する。この中子型2は、支持体4の一端から複数の突部5を平行並列に突設して構成されている。図示の突部5は円柱状であるが、この突部5は成形体Bに形成される中空孔13の形状に応じて六角柱状等の他の適宜の形状に形成される。支持体4に対する突部5の突出方向は、成形材料の流通方向と一致する。複数の突部5は間隔をあけて平行並列に一列に設けられ、且つこの突部5の列がその並び方向と直交する方向に並んで設けられている。隣り合う突部5の列間では、一方の列における突部5の間に他方の列における突部5が配置されるようにして、複数の突部5が千鳥状に配列している。各突部5は円柱状に形成されており、その端部には直径が基部側よりも大きくなった大径部20が形成されている。各突部5の基部側と大径部20との間には、直径が徐々に大きくなる拡径部21が形成されている。また、全ての突部5の端面は面一に形成されている。
【0018】
支持体4の突部5とは反対側の端部には、分岐部6が形成されている。分岐部6は、段重ね方向に隣り合う一対の突部5の列ごとに設けられている。以下、「列方向」とは前記突部5の列方向をいい、「段重ね方向」とは前記突部5の段重ね方向をいうものとする。この分岐部6は、支持体4における前記突部5の列の間に相当する位置に形成され、且つ突部5の列方向の全体に亘って設けられている。分岐部6は突部5とは反対側に突出するように形成されており、その突出方向側ほど厚みが薄くなるように形成されている。またこの分岐部6の突出方向の端部は凸曲面に形成されている。
【0019】
上記分岐部6からは、各突部5を支持する複数の支持部14が突設されている。支持部14は各分岐部6につき二列設けられている。各列の支持部14は突部5の列に合致するように間隔をあけて設けられており、且つ一方の列における支持部14の間に他方の列の支持部14が配置され、突部5と同様の千鳥状に配列している。各支持部14の分岐部6に対する段重ね方向の外方の面は各突部5の突出方向と平行な面に形成されている。また、各支持部14の分岐部6に対する段重ね方向の内方には、先端部分を除き、基部側ほど厚みが厚くなるテーパ部15が一体に設けられている。このテーパ部15はその両側の二つの支持部14とも一体となっている。これら各支持部14の端面にそれぞれ突部5が突設されている。
【0020】
各列における隣り合う支持部14間には分岐路7が形成されている。この分岐路7は突部5側と分岐部6側とにそれぞれ連通し、且つその内面が支持部14及びテーパ部15の外面にて形成されている。各分岐路7の分岐部6側の開口は、分岐部7の段重ね方向の両側部にそれぞれ開口し、分岐部6の先端よりも突部側に入り込んだ位置に形成される。このとき複数の支持部14は千鳥状に配列しているため、列方向に並ぶ各支持部14間に分岐路7が設けられると共に、段重ね方向に並ぶ各支持部14間にも分岐路7が設けられる。このとき、支持体4の段重ね方向の両端面においては、複数の支持部14が一列に並んで設けられると共に、各支持部14の間に分岐路7が、支持体4の前記端面で開口する凹部9として形成されている。
【0021】
このような中子型2は、一又は複数列の突部5を有する複数の分割体8にて構成することができる。図4に示す例は、分割体8は支持体4を分割した支持分体16と、この支持分体16に突設された二列の突部5にて構成されている。支持分体16は支持体4を隣り合う分岐部6間で列方向と平行な面で分割した形状を有し、一つの分岐部6を有すると共に二列の支持部14を有している。各列内の支持部14の間には、支持部14側及び突部5側に開口すると共に支持部14の列の段重ね方向の外方に開口する凹部9が設けられており、この凹部9が分岐路7を構成する。そして、複数の支持部14の端面に突部5が突設されている。
【0022】
このような分割体8を支持体4の段重ね方向に適宜の個数重ねることにより、図2,3に示すような中子型2を形成することができる。このとき、隣り合って重ねられる分割体8の対向面では、一方の分割体8の凹部9の位置と他方の分割体8の支持部14の位置とが重なると共に各支持部14の列方向の縁部同士が当接するように配置され、凹部9の外面の開口が支持部14にて閉塞されるようになっている。尚、この分割体8のみで中子型2を形成しても良い。
【0023】
また、図5に示す例では、分割体8は支持体4を分割した支持分体16と、この支持分体16に突設された一列の突部5にて構成されている。この支持分体16は、支持体4を隣り合う分岐部6間で列方向と平行な面で分割し、更に分岐部6の位置で列方向と平行な面で分割した形状を有し、すなわち図4に示す例における支持分体16を更に両断した形状を有している。この各分割体8の支持分体16は、分岐部6を両断した形状を有する分岐分体部17と、この分岐分体部17から交互に一列に突出する支持部14及びテーパ部15から構成される。そして、複数の支持部14の端面に突部5が突設されている。
【0024】
この分割体8は段重ね方向に複数重ねて積層することにより、中子型4を構成する。このとき段重ね方向に隣り合う二つの分割体8同士では、段重ね方向の向きが互いに逆向きになるように配置される。この中子型4は、図2,3に示すものと同様に、支持部14及び突部5が千鳥状に配置されると共に一対の突部5の列ごとに分岐部6が設けられ、且つ列方向と段重ね方向に隣り合う各支持部14間に分岐路7が設けられる。このとき、分割体8の個数が偶数であれば、図2,3に示すものと同様に支持体4の段重ね方向の両端面において、複数の支持部14が一列に並んで設けられると共に、各支持部14の間に分岐路7が、支持体4の前記端面で開口する凹部9として形成される。一方、分割体8の個数が奇数である場合には、支持体4の段重ね方向の一方の端面では、上記と同様に複数の支持部14と、分岐路7となる凹部9とが設けられるが、他方の端部では支持部14とテーパ部15とが交互に並んで面一に形成され、凹部9は設けられない。
【0025】
次に、本体型1について説明する。本体型1は内部に成形材料が流通する流路3が形成され、且つこの流路3内に上記中子型2が配設される。
【0026】
本体型1は一対の分割型10にて構成することができる。この分割型10は、段重ね方向に分割可能なものであり、重ねられた分割型10の間に成形材料の流路3が形成される。
【0027】
この本体型1の流路3の下流側端部は本体型1の端面で開口し、この開口が成形材料の押出口18となっている。この流路3内に上記中子型2が、押出口18の開口と各突部5の端面とが面一になるように配置される。
【0028】
各分割型10の内面、すなわち上記流路3の内面を構成する面には、支持体4の段重ね方向の各端面に当接することによりこの支持体4を流路3内で挟持して支持する凸部11が設けられている。この凸部11は流路3における成形材料の流通方向に沿った複数の凸条として設けられており、支持体4の配置位置に合致する位置に設けられている。また、各凸部11は、支持体4の段重ね方向の端面における分岐路7を構成する各凹部9の開口と合致する位置に設けられ、凸部11の両側の縁部が前記凹部9の外縁、すなわち凹部9両側の支持部14の縁部と当接することで、前記凹部9の外面の開口を閉塞している。このため、凸部11にて支持体4を支持すると共に、この凸部11の間には成形材料が流通可能な分岐路7(7a)が形成される。このため、支持体4の段重ね方向の端部に位置する支持部14の更に段重ね方向の外方にも分岐路7が形成される。ここで、図示の例では中子型2における突起5の列が偶数列(四列)の場合の例を示し、この場合、図示のように一方の分割型10における隣り合う凸部11の間に形成される分岐路7(7a)が、他方の分割型10における凸部11が対向するように、これらの凸部が配置される。
【0029】
また、図示はしていないが、中子型2を図5に示すような分割体8にて構成する場合において、奇数個の分割体8にて奇数列の突部5の列を有する中子型2を構成する場合は、支持体4の一方の端面側では上記のように凸部が各凹部9の開口と合致する位置に設けられるが、支持体4の他方の端面側では凹部9は開口しておらず、凸部11はテーパ部15の配置位置と合致する位置に形成される。このとき、一方の分割型10における各凸部11と、他方の分割型10における各凸部11とがそれぞれ対向する位置に配置され、図1に示す例における位置よりもずれた位置に凸部11が設けられる。この場合、凸部11はテーパ部15に当接することにより支持体4を支持し、また各凸部11の間には支持部14の外方において成形材料が流通可能な分岐路7(7a)が形成される。
【0030】
また本体型1には流路3における支持体4の配置位置よりも下流側、すなわち突部5が配置されている箇所では、各分割型10の内面の上流側に下流側に向けて流路3を徐々に狭くするテーパ19が設けられており、このテーパ19よりも下流側では前記内面は突部5の突出方向に沿った面となって、押圧口18までの流路3の広さが均一となっている。
【0031】
次に、このように形成される押出成形金型Aを用いた成形体Bの形成について説明する。
【0032】
上記のような押出成形金型Aを適宜の押出成形装置に設け、成形材料に押出圧力をかけて本体型1内の流路3へ供給し、押出口18から押し出して成形体Bを形成する。
【0033】
成形材料としては、押出成形に用いられる材料であれば特に制限されないが、特にセメント系成形材料を用いることができる。セメント系成形材料2としては適宜の組成のものを用いることができるが、例えばセメントに必要に応じて骨材、繊維、着色剤等を配合して水と混練することによって調製されるものであり、セメントとしては普通ポルトランドセメント、スラグセメント、アルミナセメント、早強セメントなど任意のものを用いることができる。また骨材としては、シリカ、珪石粉、珪砂、フライアッシュ、スラグ、砕石等を用いることができる。繊維としてはポリプロピレン繊維、ビニロン繊維、アクリル繊維、パルプ、カーボン繊維、綿、麻、金属繊維等を用いることができる。さらに着色剤としては鉄黒、カーボンブラック、酸化クロム等を用いることができる。
【0034】
また、特にセメント系成形材料として、油性物質を含有すると共に更に必要に応じて非イオン性界面活性剤、各種アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤等の乳化剤(逆乳化剤)を含有させた逆エマルジョン(W/Oエマルジョン)を形成するものを用いることも好ましい。油性物質としては、水と逆エマルジョンを形成しうるものであれば、特に制限はなく、通常疎水性の液状物質が利用され、例えば、トルエン、キシレン、灯油、スチレン、ジビニルベンゼン、メチルメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。このうち、スチレン、ジビニルベンゼン、メチルメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、不飽和ポリエステル樹脂等の重合性二重結合を有するもの(ビニル単量体)を使用する場合は、基材1の硬化成形の際に油性物質の重合を促進するために、有機過酸化物や過硫酸塩等の重合開始剤や、トリメチロールプロパントリメタクリレート等の架橋剤を併用することもできる。
【0035】
この押出成形において、本体型1内の中子型2を成形材料が通過する際には、成形材料はまず分岐部6に到達し、この分岐部6によって成形材料がかき分けられてその流通が分岐部6から段重ね方向の両側に分岐する。このとき、分岐部6の端部は上記のように凸曲面として形成されていることから、前記成形材料の流通の分岐がスムーズに行われる。
【0036】
次に、成形材料は分岐路7の上流側の開口に到達し、各分岐路7に成形材料が流入することによって、成形材料の流通が各列内で隣り合う各突部5間に向けて分岐する。
【0037】
次に、上記分岐された成形材料は支持部14を通過し、各分岐路7の下流側開口から導出される。この成形材料は、流路3内の突部5の間の隙間を、突部5の突出方向に沿って流通する。このため、各突部5の周囲には、突部5の列方向の両側と突部5の段重ね方向の両側の四ヶ所において、成形材料が突部5の突出方向に沿って並列に流れることとなる。このように突部5の周囲を成形材料が流通する間に、突部5の間に成形材料が充分に充填され、且つそれぞれ異なる分岐路7から導出された成形材料間の界面が馴染み、成形材料が一体化する。
【0038】
ここで、上記構成の中子型2の支持体4は小型化が容易であり、且つこの支持体4の支持部14において突部5の基部を高密度に配置して支持し、複数の支持部14を平行並列に配置することが可能である。また、それに応じて本体型1の流路3も支持体4の配置位置で過大に広い空間を確保する必要はなく、また突部5が配置される箇所においても上記のように流路3の広さを均一に維持することができる。このため、支持体4を通過することで分岐された成形材料は突部5の間において平行並列に流れながら他の分岐された成形材料と接触することとなり、成形材料同士の接触が安定して維持されて、この間に成形材料同士を充分に馴染ませることができる。また押出成形金型A全体の小型化も可能なものである。
【0039】
そして、この成形材料が押出口18から押し出されることにより、図6に示すような中空孔13を有する成形体Bが形成されるものである。図6(a)は本実施形態のように円柱状の突部5を適用する場合に得られる成形体Bを示し、断面円形状の中空孔13を有する。また、突部5として六角柱状のものを適用する場合には、図6(b)に示すような、断面六角形状の中空孔13を有する成形体Bを得ることができ、その他適宜の形状の突部5を採用することで、所望の形状の中空孔13を有する成形体Bを得ることができる。
【0040】
得られた成形体Bは、特にセメント系成形材料にて形成する場合には、必要に応じて養生硬化させる。
【0041】
また、このような押出成形金型Aでは、本体型1を分割型10に分割し、更に中子型2を取り出すことができる。このため、流通路内の清掃作業が容易であり、また中子型2の清掃や交換等も容易となる。特に中子型2を上記のように分割体8に分割可能に形成すると、各分割体8ごとに清掃や交換等を行うことができる。しかも、上記構成の分割体8では分岐路7を構成する凹部9が外部に開放されるため、この分岐路7内の清掃が非常に容易なものとなる。
【0042】
また、中子型2を構成する分割体8の個数を変更することにより、成形体Bに形成される中空孔13の個数を変更することも容易なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、(a)は側方から視た断面図、(b)は(a)のC−C断面図である。
【図2】同上の中子型を示すものであり、(a)は斜め前方からの斜視図、(b)は斜め後方からの斜視図である。
【図3】同上の中子型を示すものであり、(a)は一部省略した斜め前方からの斜視図、(b)は正面図である。
【図4】同上の中子型の分割体の一例を示すものであり、(a)は側面図、(b)は一部省略した斜め前方からの斜視図、(c)は斜め後方からの斜視図である。
【図5】同上の中子型の分割体の他例を示すものであり、(a)は側面図、(b)は一部省略した斜め前方からの斜視図、(c)は斜め後方からの斜視図である。
【図6】(a)及び(b)は成形体の例を示す一部破断した斜視図である。
【図7】(a)は従来技術の一例を示す断面図、(b)は従来技術の他例を示す一部破断した斜視図である。
【符号の説明】
【0044】
A 押出成形金型
B 成形体
1 本体型
2 中子型
3 流路
4 支持体
5 突部
6 分岐部
7 分岐路
8 分割体
9 凹部
10 分割型
11 凸部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
成形材料を押出成形することにより複数の中空孔を有する成形体を形成するための押出成形金型であって、成形材料が流通する流路を有する本体型と、この本体型内の流路に配置される中子型とを具備し、前記中子型が支持体及びこの支持体から成形材料の流通方向へ向けて突出する複数の突部を具備し、前記突部は前記流路に沿って平行並列に一列に並んで設けられると共に前記突部の列がその並び方向と直交する方向に並んで千鳥状に多段に設けられており、前記支持体が前記流路内を流通する成形材料の流通方向を、段重ね方向に隣り合う突部の列の間で段重ね方向に分岐させる分岐部と、前記分岐された成形材料の流通方向を各列内で隣り合う各突部間に分岐する分岐路とを備えることを特徴とする押出成形金型。
【請求項2】
上記中子型が、一又は複数列の突部を有する分割体に分割可能であることを特徴とする請求項1に記載の押出成形金型。
【請求項3】
上記支持体には、突部の段重ね方向の端面に上記分岐路を構成する複数の凹部が設けられ、上記本体型は突部の段重ね方向に分割可能な一対の分割型にて構成され、前記分割型の内面には前記凹部の外縁に当接すると共に前記端面における各凹部の開口を閉塞する複数の凸部が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の押出成形金型。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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