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発明の名称 合成樹脂発泡コンクリート型枠
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−44122
公開日 平成10年(1998)2月17日
出願番号 特願平8−216169
出願日 平成8年(1996)7月29日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】原田 卓治 (外1名)
発明者 斎藤 正俊 / 上村 実
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 5〜50重量%のゴム成分を含有してなる発泡スチレン系樹脂粒子を型内で発泡させて成形してなることを特徴とする合成樹脂発泡コンクリート型枠。
【請求項2】 前記合成樹脂発泡コンクリート型枠の密度が17〜35kg/m3 であることを特徴とする請求項1記載の合成樹脂発泡コンクリート型枠。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、コンクリート製品やコンクリート壁面などの表面に凹凸模様などの意匠を施すための合成樹脂発泡コンクリート型枠に関するものである。
【0002】
【従来の技術】コンクリート構造物、例えば建築物のみならず河川護岸、砂防ダム、道路改良、宅地造成、擁壁や土留においても、コンクリートを打ち放した状態のままから、美観を良くするためコンクリート表面に凹凸模様などを形成するコンクリート化粧施工が行われ周囲との調和を計る試みが多数行われている。
【0003】このようなコンクリート表面に凹凸模様などの化粧を施す場合には、予め反転した凹凸模様を表面に形成したコンクリート型枠を用い、これをコンクリート打設用型枠に取り付け、打設されるコンクリートに転写するようにしている。
【0004】このようなコンクリート型枠としては、現場での施工性等を考慮して軽量であり表面に凹凸模様を形成するのが容易なことから、発泡ポリスチレンで作られた合成樹脂発泡成型体のコンクリート型枠が用いられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、発泡ポリスチレンで成形されたコンクリート型枠では、打設されたコンクリートの養生後、コンクリート型枠を取り外す場合に発泡ポリスチレンがもろいことから割れ易くコンクリート表面に発泡ポリスチレンの一部が付着する場合がある。
【0006】特に、本物志向が強く住居環境や自然環境を損なうことがないように転写する凹凸模様のリブや目地を深くするものの場合には、打設されるコンクリートの養生による収縮のためコンクリート型枠を取り外すときに、特に目地部分に発泡ポリスチレンが付着して残ってしまうことが多く、取り外された発泡ポリスチレンもバラバラになって周囲環境を汚してしまうという問題もある。
【0007】さらに、コンクリート打設の際に過剰にバイブレータが使用された場合にはコンクリートへの付着が一層強固になり、付着した発泡ポリスチレンを取り除くのに多大な労力を必要とする。
【0008】このようなコンクリート型枠の取り外し時の付着の問題のない素材として発泡ポリプロピレンで成形したコンクリート型枠も使用されているが、コンクリート型枠の発泡成形が加圧成形となり、金型など成形設備が発泡ポリスチレンの場合に比べて高価になるとともに、コンクリート型枠自体も高価になるという問題がある。
【0009】この発明は、上記従来技術の課題に鑑みてなされたもので、目地などの比較的深い凹凸模様などを付ける場合でも容易にコンクリート表面から取り外すことができ、発泡ポリプロピレン程高価でなく、成形も容易な合成樹脂発泡コンクリート型枠を提供しようとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】従来から使用されている発泡ポリスチレンのコンクリート型枠について、その離型を向上するため種々の離型剤を使用することも検討したが、比較的浅い凹凸模様を形成するコンクリート型枠に対して有効なものもあるが、目地などのように比較的深い凹凸模様を形成する場合にまで有効な離型剤を見出だすことができない。
【0011】そこで、コンクリート型枠として必要な特性を種々検討したところ、コンクリート表面への付着が発泡ポリスチレンがもろく、離型する際に引き剥がそうとすると、バラバラに壊れてしまい、特に目地部分などのコンクリートに挾まれた部分の離型が難しくなることから、発泡ポリスチレンの剛性を向上することおよびある程度曲げても破断せずにに引き剥がすことができるような特性に変えることができれば良いことが分かった。
【0012】このため、本願発明の請求項1記載の合成樹脂発泡コンクリート型枠の具体的な構成は、5〜50重量%のゴム成分を含有してなる発泡スチレン系樹脂粒子を型内で発泡させて成形してなることを特徴とするものである。
【0013】この合成樹脂発泡コンクリート型枠によれば、5〜50重量%のゴム成分を含有させた発泡スチレン系樹脂粒子を型内で発泡させてコンクリート型枠とするようにしており、ゴム成分の含有により曲げ易く、粘りも向上し、離型が容易にできるようにしている。
【0014】また、この発明の請求項2記載の合成樹脂発泡コンクリート型枠は、請求項1記載の構成に加え、前記合成樹脂発泡コンクリート型枠の密度が17〜35kg/m3 であることを特徴とするものである。
【0015】この合成樹脂発泡コンクリート型枠によれば、密度を17〜35kg/m3 の範囲とするようにしており、密度が高く粒子径が小さくなると発泡倍率も小さくなり、曲げ易さが小さくなる一方、密度が低く粒子径が大きくなると、発泡成形の際に意匠によっては目地部分への発泡スチレン系樹脂粒子の充填性が悪くなって所望のコンクリート型枠を成形できなくなる問題が生じないようにしている。
【0016】また、密度が17kg/m3 未満である、合成樹脂発泡コンクリート型枠を使用すると、コンクリート打設の際に生じる側圧によって、型枠が圧縮変形をおこして、所望の凹凸模様を形成できない場合がある。密度が35kg/m3 を超えると、型枠自体の重量が大きくなり、施工性等が低下する。
【0017】ここで発泡スチレン系樹脂粒子とは、スチレン系樹脂とゴム成分とからなる発泡粒子をいい、ゴム成分としてはスチレンモノマーに対して溶解性のあるSBRやIIRのほか、ポリスチレンと相溶するEPT、EVA、ABSなどが用いられる。
【0018】このようなゴム成分の含有により、発泡成形されたコンクリート型枠は、曲げ易さ及び粘りが向上し、コンクリート表面からの離型が容易になるが、ゴム成分が5重量%未満では、ゴム成分を入れた効果が僅かとなり、圧縮強度は変わるものの曲げ易さはさほど変わらなくなってしまう。
【0019】一方、ゴム成分が多くなると、発泡粒子の形成が難しく、また得られる粒子からの発泡剤の逃散により発泡倍率が低くなって軽量化されたコンクリート型枠を得られ難くなることから50重量%以下にする。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態について詳細に説明する。
【0021】この発明の合成樹脂発泡コンクリート型枠に用いられる発泡スチレン系樹脂粒子はポリスチレン系樹脂と5〜50重量%のゴム成分とから成る発泡ビーズであり、懸濁重合法や押出ペレット法などによって得られる。
【0022】この懸濁重合法では、スチレンモノマーに、ゴム成分としてスチレンモノマーに対して溶解性のあるSBRやIIRなどを5〜50重量%入れ、重合反応させ、粒子状のポリスチレン樹脂を得た後、ペンタンなどを含浸して発泡剤入りの発泡ビーズを得る。
【0023】例えば、ゴムを粉砕して粒状あるいは5〜10mmの小片状にし、予めスチレンモノマーに5〜50重量%添加する。
【0024】この後、重合開始剤、分散剤、純水を順次添加し、重合反応させ、粒子状のゴム入りポリスチレン樹脂を得る。
【0025】次いで、ペンタンを圧力下で含浸し、発泡剤入りのビーズを得る。また、押出ペレット法では、ポリスチレン樹脂と、ゴム成分として相溶化剤を用い、または用いずともポリスチレンと相溶するエラストマー、例えばSBRやIIRのほかEPT、EVA、ABS等のいずれか5〜50重量%とを押出機にて混練し、途中よりペンタンなどを圧入しつつ混練し、これをストランド状に押出して裁断して発泡剤入りの発泡ビーズを得る。
【0026】例えば、スチレン樹脂と5〜50重量%のゴム粉砕粒を押出機にて混練し、途中よりペンタンを圧入しつつ混練し、これをダイスよりストランド状に押し出し、冷却固化後、ペレタイザーにより、所望の発泡剤入りペレットを得る。
【0027】さらに、押出ペレット法では、発泡剤であるペンタンなどを押出し途中に圧入せず、裁断してペレットを得た後、ペンタンなどを含浸して発泡剤入りの発泡ビーズを得ることもできる。
【0028】こうして得られたゴム成分を含有するポリスチレン系の発泡剤入りビーズを用い、従来同様、蒸気による予備発泡の後、金型に充填し、蒸気を注入して合成樹脂発泡コンクリート型枠を成形する。
【0029】これらのいずれの方法によってもゴム成分を含有するポリスチレン系の発泡剤入りビーズを得ることができ、ビーズの大きさを調整することが可能であるが、発泡剤の含有量を確保するためには、ゴム成分を含有しない通常のポリスチレン系の発泡ビーズに比べて大きめの方が良く、ゴム成分の含有量が多くなるにしたがってビーズの大きさを大きくして均一な発泡ができるようにする方が良い。
【0030】また、ゴム成分の添加により、発泡成形されたコンクリート型枠は、曲げ易さ及び粘りが向上し、コンクリート表面からの離型が容易になるが、ゴム成分が5重量%未満では、ゴム成分を入れた効果が僅かとなり、圧縮強度は変わるものの曲げ易さはさほど変わらなくなってしまう一方、ゴム成分が多くなると、発泡ビーズ得ることが難しく、また得られる発泡ビーズからの発泡剤の逃散により発泡倍率が低くなって軽量化されたコンクリート型枠を得られ難くなることから50重量%以下にする。
【0031】さらに、ゴム成分が多すぎると、ゴム成分の種類によっては、コンクリートの反応熱に対するコンクリート型枠としての耐熱性が劣り、コンクリート型枠自体の曲げ易さおよび粘りは改良されてもコンクリート表面からの離型が難しくなってしまうという新たな問題が生じることもある。
【0032】また、ゴム成分が多くなると、圧縮強度が低くなり、コンクリート型枠の圧縮変形が大きくなってしまう。
【0033】これらからゴム成分の含有量は5〜50重量%の範囲とされ、好ましくは7〜20重量%が最適である。
【0034】また、このようなゴム成分を含む有するポリ発泡スチレン系樹脂粒子を用いて発泡成形されたコンクリート型枠では、発泡後の粒子径が小さい場合には、発泡倍率が小さくなってコンクリート型枠の曲げ易さが小さくなる一方、発泡後の粒子径が大きすぎると、コンクリート型枠に形成する反転模様によっては成形型の細かい凹凸模様部分や目地部分への充填性が悪くなって所望の製品コンクリート型枠を得ることができなくなることから、粒子径と相俟って製品コンクリート型枠の密度が17〜35kg/m3 の範囲とするのが好ましい。
【0035】こうして得られた合成樹脂発泡コンクリート型枠は、コンクリート打設用型枠に取付けられて使用され、コンクリートが打設されて凹凸模様などが反転転写され、コンクリート表面に化粧が施される。
【0036】このようなコンクリート型枠へのコンクリートの打設前に予め離型剤を塗布するようにすれば、一層コンクリート型枠の離型を容易に行うことができる。
【0037】また、この合成樹脂発泡コンクリート型枠は曲げ易く粘りもあるので、平坦面への化粧を施す場合に限らず、曲げて取付けるようにして曲面への化粧を施すことも可能となる。
【0038】さらに、発泡ポリスチレンを主成分として発泡成形することから、これまでの発泡ポリスチレンと同様の設備で成形することができ、発泡ポリプロピレンを用いたコンクリート型枠の場合に比べて安価に製作することができる。
【0039】
【実施例】以下、本発明の実施例、比較例を述べる。
【0040】(実施例1)容量10L(リットル)のオートクレーブ中に、スチレン8.8kg、ブタジエンスチレンゴム(SBR)0.47kg(5重量%)、t−ドデシルメルカプタン1gを加え、300rpm で撹拌しながら昇温し、110℃で5時間重合を行った。次いで、容量25Lのオートクレーブ中に純水15kg、ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム0.15g、第三リン酸カルシウム100gを仕込み、200rpmで撹拌している中に、t−ブチルパーベンゾエート10gを加えた前記予備重合液を加え、125℃で5時間、140℃で2時間重合を行った。その後、中和、脱水乾燥した後、押出機によりペレット形状としてスチレン系樹脂粒子を得た。
【0041】次に、純水3.5kg、ポリビニルアルコール0.4g、ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム3.5gをミキサーにて乳化させ、容量10Lのオートクレーブに仕込み、さらに得られたスチレン系樹脂粒子3kgとペンタン270gを入れ、100℃で4時間加熱撹拌することにより該粒子にペンタンを含浸させた。次いで、水洗、脱水、乾燥を行い、発泡スチレン系樹脂粒子を得た。
【0042】この発泡スチレン系樹脂粒子を10℃で6日間保存した後、スチームで嵩倍率を40倍に予備発泡し、これを1日放置した。次いで、真空装置付き成形機に備えられた900×900mm、ベース厚さ10mm、枠厚さ60mmのコンクリート型枠成形用金型に上記予備発泡した発泡スチレン系樹脂粒子を充填し、これにスチームを注入して合成樹脂発泡コンクリート型枠を得た。
【0043】この合成樹脂発泡コンクリート型枠の平均粒子径は3mmであり、密度は25kg/m3であった。
【0044】この合成樹脂発泡コンクリート型枠のコンクリート表面からの離型性の良否を判定するためテストピースとして長さ200mm、幅25mm、厚さ10mmのものを作り、図1に試験の概要を示すように、基端を固定したテストピース1の長さ方向中央下面に直径8mmのパイプ2を当て、先端に荷重をかけて曲げ、破断する最大曲げ角度を計測したところ85度であった。
【0045】これらの測定結果を表1に示す。
【0046】
【表1】

(実施例2)容量10L(リットル)のオートクレーブ中に、スチレン8.8kg、ブタジエンスチレンゴム(SBR)1.55kg(15重量%)として重合を行った以外は実施例1と同様にした。その平均粒子径および密度と最大曲げ角度との計測結果を表1に示した。
【0047】(実施例3)容量10L(リットル)のオートクレーブ中に、スチレン8.8kg、ブタジエンスチレンゴム(SBR)10.76kg(55重量%)として重合を行った以外は実施例1と同様にした。その平均粒子径および密度と最大曲げ角度との計測結果を表1に示した。
【0048】(比較例1)容量10L(リットル)のオートクレープ中に、スチレン8.8kgのみとして重合を行った以外は実施例1と同様にし、平均粒子が5mmとなるように発泡成形して一般ポリスチレンのコンクリート型枠を作った。その密度と最大曲げ角度との計測結果を表1に示した。
【0049】(比較例2)容量10L(リットル)のオートクレープ中に、スチレン8.8kgのみとして重合を行った以外は実施例1と同様にし、平均粒子が2mmとなるように発泡成形して一般ポリスチレンのコンクリート型枠を作った。その密度と最大曲げ角度との計測結果を表1に示した。
【0050】以上の実施例および比較例からゴム成分の含有量が増えるほど、最大曲げ角度が大きくなり、曲げ易く、粘りがあることが分かる。
【0051】したがって、コンクリート表面から離型する場合にコンクリート型枠が細かく割れずに剥がすことができるようになった。
【0052】また、ゴム成分と一般ポリスチレンとの比較から発泡後の平均粒子径が大きい方がより弾性が増し、曲げ易くなっていることも分かる。
【0053】さらに、これら実施例1〜3および比較例1,2で作ったコンクリート型枠を用い、図2に概要を示すように、実際にコンクリート3を打設・養生後、合成樹脂発泡コンクリート型枠4および発泡ポリスチレン型枠5を取り外したが、いずれの実施例の場合の合成樹脂発泡コンクリート型枠4もコンクリート型枠を曲げるようにしてコンクリート3の表面から引き剥がすことができ、コンクリート型枠が1〜2箇所割れるだけで離型することができた。
【0054】一方、比較例1,2の発泡ポリスチレン型枠5の場合には、コンクリート表面から型枠を引き剥がそうとすると、型枠に曲げによる強度がないために、型枠が細かく割れてしまい、容易に型枠すべてを取り除くことができなかった。また、コンクリートの凹凸模様形成面や目地部分に型枠の残骸が付着して残ってしまった。
【0055】
【発明の効果】以上、実施の形態とともに具体的に説明したようにこの発明の請求項1記載の合成樹脂発泡コンクリート型枠によれば、5〜50重量%のゴム成分を含有させた発泡スチレン系樹脂粒子を型内で発泡させてコンクリート型枠とするようにしたので、ゴム成分の含有により曲げ易く、粘りも向上し、離型の際にバラバラに割れることもなく容易に離型することができ、目地部分などに付着させずに取り除くことができる。
【0056】また、ゴム成分を含有する発泡スチレン系樹脂粒子を発泡成形するので、通常のポリスチレンを用いる発泡成形設備をそのまま使用することができ、ポリプロピレンを用いる場合のような加圧成形を行うための高価な設備を必要とせず、安価に成形することができる。
【0057】さらに、この合成樹脂発泡コンクリート型枠では、曲げ易く粘りも向上したので、ある程度湾曲させてコンクリート打設用型枠に取付けることも可能となり、曲面に化粧を施す場合にもそのまま適用することができ、適用範囲を拡大することができる。
【0058】また、この発明の請求項2記載の合成樹脂発泡コンクリート型枠によれば、密度を17〜35kg/m3 の範囲とするようにしたので、ゴム成分の添加によっても従来の発泡ポリスチレンの型枠と同様の軽量化を図るとともに、離型性の向上を図ることができる。




 

 


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