JP7220086B2 - Formwork for concrete molding, method for manufacturing same, and method for manufacturing colored concrete - Google Patents
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Description
本発明は、コンクリート成形用型枠およびその製造方法ならびに着色コンクリートの製造方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a formwork for concrete molding, a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing colored concrete.
従来、コンクリート成形用の型枠として、本出願人は既に特許文献1に記載の型枠を提案している。特許文献1の型枠は、コンクリート表面に木調の外観を付与可能な型面と、この型面の少なくとも一部に設けられ、疎水性酸化物微粒子から形成される多孔質層とを備えるものである。これによれば、多孔質層によって型枠からの成分(例えばリグニンなどの成分)の滲み出しを抑制するとともに、疎水性酸化物微粒子から形成される多孔質層の持つ超撥水効果によって、成形後のコンクリート表面に生じる空気あばた等の窪みの発生が大幅に低減し、コンクリート表面の意匠性を向上することができる。
Conventionally, the present applicant has already proposed the form described in
ところで、杉板などの木材を張り合わせた型枠を用いてコンクリートを打設すれば、コンクリート表面に木目や天然成分由来の色をつけることが可能である。型枠が木材特有の木目調の段差を有する場合、木目の段差の部位で気泡が抜けにくくなるため、図6に示すようにコンクリート表面に空気あばた等の窪みができやすい。空気あばた等の窪みをなくすために表面気泡を低減させる目的で型枠の表面に超撥水剤を塗布すると、木材までコンクリート中の水が到達しにくくなり、木材から溶出する天然成分由来の色がコンクリート表面に付きにくくなるという問題があった。このため、コンクリート表面に生じる空気あばた等の窪みを低減するとともに、木材から溶出する天然成分由来の色がコンクリート表面につきやすくすることが求められていた。 By the way, if concrete is cast using a formwork made by laminating wood such as cedar boards, it is possible to give the concrete surface a color derived from wood grain and natural ingredients. When the formwork has wood grain steps unique to wood, it is difficult for air bubbles to escape from the wood grain steps, so depressions such as air pits are likely to form on the concrete surface as shown in FIG. When a super water repellent agent is applied to the surface of the formwork for the purpose of reducing surface air bubbles in order to eliminate hollows such as air pocks, it becomes difficult for water in the concrete to reach the wood, resulting in a color derived from natural ingredients eluted from the wood. However, there is a problem that it becomes difficult to attach to the concrete surface. For this reason, it has been desired to reduce dents such as air pocks that occur on the concrete surface, and to make it easier for the color derived from natural components eluted from wood to adhere to the concrete surface.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コンクリート表面に生じる空気あばた等の窪みを低減するとともに、木材から溶出する天然成分由来の色をコンクリート表面につけることのできるコンクリート成形用型枠およびその製造方法ならびに着色コンクリートの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and is a concrete molding mold capable of reducing dents such as air pocks on the concrete surface and imparting a color derived from natural ingredients eluted from wood to the concrete surface. It is an object of the present invention to provide a frame and its manufacturing method as well as a manufacturing method of colored concrete.
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るコンクリート成形用型枠は、木質材料からなる基材と、この基材の上に設けられた凹凸層と、この凹凸層の上に設けられた撥水層とを備えるコンクリート成形用の型枠であって、凹凸層は、樹脂およびフィラーを含んで構成され、樹脂およびフィラーは、基材から溶出する成分を撥水層の外側のコンクリートに到達させることが可能な組成物であることを特徴とする。 In order to solve the above problems and achieve the object, the concrete molding form according to the present invention comprises a substrate made of a wood material, an uneven layer provided on the substrate, and the uneven layer. and a water-repellent layer provided thereon. The composition is characterized by being able to reach the outer concrete.
また、本発明に係る他のコンクリート成形用型枠は、上述した発明において、樹脂の伸び率が100%以下であることを特徴とする。 Further, another formwork for concrete molding according to the present invention is characterized in that the elongation rate of the resin is 100% or less in the above invention.
また、本発明に係る他のコンクリート成形用型枠は、上述した発明において、撥水層は、疎水性酸化物微粒子から形成される多孔質層であることを特徴とする。 Another concrete molding form according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the water-repellent layer is a porous layer formed of hydrophobic oxide fine particles.
また、本発明に係るコンクリート成形用型枠の製造方法は、上述したコンクリート成形用型枠を製造する方法であって、基材の上に、凹凸層および撥水層を設けることを特徴とする。 Further, a method for manufacturing a concrete molding form according to the present invention is a method for manufacturing the concrete molding form described above, and is characterized by providing an uneven layer and a water-repellent layer on a base material. .
また、本発明に係る着色コンクリートの製造方法は、上述したコンクリート成形用型枠を用いて着色したコンクリートを製造する方法であって、コンクリート成形用型枠にフレッシュコンクリートを打ち込み、コンクリートが硬化した後で脱型することを特徴とする。 In addition, a method for producing colored concrete according to the present invention is a method for producing colored concrete using the concrete molding form described above, wherein fresh concrete is poured into the concrete molding form, and after the concrete has hardened, It is characterized by demolding with.
本発明に係るコンクリート成形用型枠によれば、木質材料からなる基材と、この基材の上に設けられた凹凸層と、この凹凸層の上に設けられた撥水層とを備えるコンクリート成形用の型枠であって、凹凸層は、樹脂およびフィラーを含んで構成され、樹脂およびフィラーは、基材から溶出する成分を撥水層の外側のコンクリートに到達させることが可能な組成物であるので、コンクリート表面に生じる空気あばた等の窪みを低減するとともに、木質の基材から溶出する天然成分由来の色をコンクリート表面につけることができるという効果を奏する。 According to the formwork for concrete molding according to the present invention, concrete comprising a substrate made of a wood material, an uneven layer provided on the substrate, and a water-repellent layer provided on the uneven layer A formwork for molding, wherein the concave-convex layer contains a resin and a filler, and the resin and the filler are a composition that allows components eluted from the base material to reach the concrete outside the water-repellent layer. Therefore, it is possible to reduce pits such as air pits on the concrete surface and to give the concrete surface a color derived from natural ingredients eluted from the wooden base material.
また、本発明に係る他のコンクリート成形用型枠によれば、樹脂の伸び率が100%以下であるので、樹脂とフィラー界面に微細なひび割れが発生しやすくなる。このひび割れを介して基材からの成分をコンクリートに到達させることが可能となるので、木質の基材から溶出する天然成分由来の色をコンクリート表面により濃くつけることができるという効果を奏する。 In addition, according to another concrete molding form according to the present invention, since the elongation rate of the resin is 100% or less, fine cracks are likely to occur at the interface between the resin and the filler. Components from the base material can reach the concrete through the cracks, so there is an effect that the color derived from the natural components eluted from the wooden base material can be applied more deeply to the concrete surface.
また、本発明に係る他のコンクリート成形用型枠によれば、撥水層は、疎水性酸化物微粒子から形成される多孔質層であるので、コンクリート表面に生じる空気あばた等の窪みをより効果的に低減することができるという効果を奏する。 In addition, according to another concrete molding form according to the present invention, since the water-repellent layer is a porous layer formed from hydrophobic oxide fine particles, it is possible to effectively eliminate depressions such as air pocks that occur on the concrete surface. It is effective in that it can be effectively reduced.
また、本発明に係るコンクリート成形用型枠の製造方法によれば、上述したコンクリート成形用型枠を製造する方法であって、基材の上に、凹凸層および撥水層を設けるので、コンクリート表面に生じる空気あばた等の窪みを低減可能で、かつ、木質の基材から溶出する天然成分由来の色をコンクリート表面に着色可能なコンクリート成形用型枠を得ることができるという効果を奏する。 Further, according to the method for manufacturing a concrete molding form according to the present invention, the method for manufacturing the above-mentioned concrete molding form, in which the concave-convex layer and the water-repellent layer are provided on the base material, It is possible to obtain a concrete molding form that can reduce depressions such as air pocks on the surface and that can color the concrete surface with a color derived from a natural component eluted from a wooden base material.
また、本発明に係る着色コンクリートの製造方法によれば、上述したコンクリート成形用型枠を用いて着色したコンクリートを製造する方法であって、コンクリート成形用型枠にフレッシュコンクリートを打ち込み、コンクリートが硬化した後で脱型するので、空気あばた等の窪みが低減され、かつ、木質調に着色された着色コンクリートを得ることができるという効果を奏する。 Further, according to the method for producing colored concrete according to the present invention, there is provided a method for producing colored concrete using the concrete molding form described above, wherein fresh concrete is poured into the concrete molding form, and the concrete hardens. Since the mold is removed after the molding, the effect is obtained that dents such as air pockmarks are reduced, and colored concrete that is colored in a woody tone can be obtained.
以下に、本発明に係るコンクリート成形用型枠およびその製造方法ならびに着色コンクリートの製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a formwork for concrete molding, a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing colored concrete according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment.
<コンクリート成形用型枠>
図1は、本発明の好ましい一態様の模式的な断面図である。この図に示すように、本実施の形態に係るコンクリート成形用型枠10は、型枠本体をなす基材12と、基材12の上に設けられた凹凸層14と、凹凸層14の上に設けられた撥水層16とを備える。撥水層16が、型枠10の最外側に位置して、成形対象のコンクリートCと接する。
<Concrete Formwork>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of one preferred embodiment of the present invention. As shown in this figure, the
[基材]
基材12は、型枠本体を構成するものである。基材12は、例えば杉板などの木質材料からなる。基材12は、着色用の天然成分を含有しており、この天然成分は水分の作用を受けて基材12の外部に溶出可能である。基材12の形状や大きさ等については、目的とするコンクリート成形体に応じて適宜設計することができ、成形体に溝を施したい場合は、目地棒を介在させることもできる。目地棒を介在させる場合には、目地棒は基材12の一部を構成する。したがって、この場合の基材12は目地棒も含む。なお、目地棒を介在させる場合には、目地棒の表面に凹凸層14、撥水層16を設けてもよい。
[Base material]
The
[凹凸層]
凹凸層14は、基材12の上に設けられる。凹凸層14は、樹脂18およびフィラー20の混合物からなる。凹凸層14が完全に基材12をコーティングしている場合、木質の基材12からの成分は凹凸層14の外部に溶出することはできない。このため、樹脂18およびフィラー20は、木質の基材12から溶出する成分をコンクリートCに到達させることが可能な組成物で構成する。樹脂18の伸び率は100%以下であることが好ましく、より好ましくは50%以下の樹脂がよい。このような伸び率の樹脂を用いれば、樹脂18とフィラー20の界面に微細なひび割れを発生しやすくすることができる。微細なひび割れを介して木質の基材12から溶出する成分を撥水層16の外側のコンクリートCに到達させることが容易となるので、コンクリート表面に木質の基材12から溶出する成分の色をより濃くつけることが可能である。
[Uneven layer]
The
上記の凹凸層14としては、例えば、フィラー20(充填粒子)が樹脂18(マトリックス)中に分散した充填粒子含有層で構成することができる。この凹凸層14を介在させることにより、コンクリート成形用型枠10の離型性をさらに長期間維持することができる。フィラー20としては、有機成分および無機成分の少なくとも1種を含む充填粒子を採用することができる。凹凸層14を基材12の表面に設ける場合の付与量は、固形分基準で例えば0.1~100g/m2程度、好ましくは1.0~20.0g/m2程度とすればよい。上記範囲内に設定することによって、撥水層16の疎水性酸化物微粒子のより優れた密着性を長期にわたって得ることができる上、凹凸層14上に塗布された疎水性酸化物微粒子の脱落抑制、耐久性等の点でも有利となる。なお、凹凸層14を付与する方法は、特に制限されるものではないが、例えばスプレー、刷毛、ローラー、浸漬等による塗布方法のほか、印刷方法、滴下法等も採用することができる。付与(塗工)の際は、下記マトリックスを適当な溶剤で希釈することもでき、付与後は、室温~150℃程度で適宜乾燥させればよい。
The
無機成分としては、例えば1)アルミニウム、銅、鉄、チタン、銀、カルシウム等の金属またはこれらを含む合金または金属間化合物、2)酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化鉄等の酸化物、3)リン酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム等の無機酸塩または有機酸塩、4)ガラス、5)窒化アルミニウム、窒化硼素、炭化珪素、窒化珪素等のセラミック等を好適に用いることができる。 Examples of inorganic components include 1) metals such as aluminum, copper, iron, titanium, silver, and calcium, or alloys or intermetallic compounds containing these, and 2) silicon oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, titanium oxide, iron oxide, and the like. 3) inorganic or organic acid salts such as calcium phosphate and calcium stearate; 4) glass; 5) ceramics such as aluminum nitride, boron nitride, silicon carbide and silicon nitride.
有機成分としては、例えばアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、アミノ樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、セルロース系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリビニルアルコール、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-ビニルアルコール共重合体、エチレン-アクリル酸エチル共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリアミド等の有機高分子成分(または樹脂成分)を好適に用いることができる。 Examples of organic components include acrylic resins, urethane resins, melamine resins, amino resins, epoxy resins, polyethylene resins, polystyrene resins, polypropylene resins, polyester resins, cellulose resins, vinyl chloride resins, polyvinyl Organic polymer components (or resin components) such as alcohols, ethylene-vinyl acetate copolymers, ethylene-vinyl alcohol copolymers, ethylene-ethyl acrylate copolymers, polyacrylonitrile, and polyamides can be preferably used.
上記の充填粒子は、無機成分からなる粒子あるいは有機成分からなる粒子のほか、無機成分および有機成分の両者を含む粒子を用いることができる。この中でも特に、アクリル系樹脂粒子、ポリエチレン系樹脂粒子、親水性シリカ粒子、リン酸カルシウム粒子、炭粉、焼成カルシウム粒子、未焼成カルシウム粒子、ステアリン酸カルシウム粒子、酸化アルミニウム粒子等の少なくとも1種を用いることがより好ましい。 As the above-mentioned filler particles, particles containing both an inorganic component and an organic component can be used, in addition to particles comprising an inorganic component or particles comprising an organic component. Among these, in particular, at least one of acrylic resin particles, polyethylene resin particles, hydrophilic silica particles, calcium phosphate particles, charcoal powder, calcined calcium particles, uncalcined calcium particles, calcium stearate particles, aluminum oxide particles, etc. can be used. more preferred.
充填粒子の平均粒子径(レーザー回折式粒度分布計による)は型枠に使用する塗膜の厚みも考慮すると、0.3~100μm程度が好ましく、1~80μmがさらに好ましく、5~60μmがよりさらに好ましく、20~50μmが最も好ましい。0.3μm未満では取扱い性、凹凸形成等の点で不向きである。他方、100μmを超える場合は、充填粒子の脱落、分散性等の点で不向きである。充填粒子の形状は限定的でなく、例えば球状、回転楕円体状、不定形状、涙滴状、扁平状、中空状、多孔質状等のいずれであってもよい。 The average particle size of the filler particles (measured by a laser diffraction particle size distribution meter) is preferably about 0.3 to 100 μm, more preferably 1 to 80 μm, and more preferably 5 to 60 μm, considering the thickness of the coating film used for the mold. More preferably, 20 to 50 μm is most preferable. If the thickness is less than 0.3 μm, it is not suitable in terms of handleability, formation of irregularities, and the like. On the other hand, if it exceeds 100 μm, it is not suitable in terms of omission of the filling particles, dispersibility, and the like. The shape of the filler particles is not limited, and may be, for example, spherical, spheroidal, irregular, teardrop, flat, hollow, porous, or the like.
凹凸層14を構成し、フィラー20(充填粒子)を繋ぎとめる樹脂18(マトリックス)としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゴム、エラストマー、ワックスなどを採用できる。マトリックス中における充填粒子の含有量は、マトリックスの材質または充填粒子の種類、所望の物性等に応じて適宜変更できるが、一般的には固形分重量基準で1~80重量%が好ましく、3~50重量%がさらに好ましい。
Thermoplastic resins, thermosetting resins, rubbers, elastomers, waxes, and the like can be used as the resin 18 (matrix) that forms the
充填粒子を含有させる方法(充填粒子をマトリックス中に分散させる方法)は、特に限定されないが、一般的にはマトリックスを形成するための原料(例えば、熱可塑性樹脂を含む組成物)に充填粒子を配合する方法等が挙げられる。混合する方法は、乾式混合または湿式混合のいずれであってもよい。 The method of incorporating the filler particles (the method of dispersing the filler particles in the matrix) is not particularly limited. A blending method and the like can be mentioned. The mixing method may be either dry mixing or wet mixing.
マトリックスが熱可塑性樹脂の場合、一般的に熱可塑性樹脂層の主成分は1)熱可塑性樹脂またはそれを構成するモノマーもしくはオリゴマー、2)溶剤、3)必要に応じて架橋剤等からなるため、それらの混合物中に充填粒子を添加混合すればよい。熱可塑性樹脂としては、公知の熱可塑性樹脂を採用することができる。例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン、ABS樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート、ポリアセタール、フッ素系樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル系樹脂等のほか、これらのブレンド樹脂、これらを構成するモノマーの組み合わせを含む共重合体、変性樹脂等を用いることができる。 When the matrix is a thermoplastic resin, the main components of the thermoplastic resin layer are generally 1) a thermoplastic resin or its constituent monomers or oligomers, 2) a solvent, and 3) a cross-linking agent if necessary. Filling particles may be added and mixed in a mixture thereof. A known thermoplastic resin can be employed as the thermoplastic resin. For example, in addition to acrylic resin, polystyrene, ABS resin, vinyl chloride resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polyamide resin, polycarbonate, polyacetal, fluorine resin, silicon resin, polyester resin, etc., blended resins thereof, these A copolymer, a modified resin, or the like containing a combination of monomers that
マトリックスが熱硬化性樹脂の場合、例えば、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ケイ素樹脂等を採用することができる。マトリックスがエラストマーの場合、例えば、PVC-NBRブレンドエラストマー、ウレタン系エラストマー等を採用することができる。 When the matrix is a thermosetting resin, for example, phenol resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, epoxy resin, silicon resin and the like can be used. When the matrix is an elastomer, for example, a PVC-NBR blend elastomer, a urethane elastomer or the like can be used.
[撥水層]
撥水層16は、凹凸層14の表面に設けられる。この撥水層16に整形対象のコンクリートCが接することになる。撥水層16は、水に対する接触角αが130°以上の撥水性の表面を有する層であり、より望ましくは150°以上の超撥水性の表面を有する層である。
[Water-repellent layer]
The water-
ここで、撥水性とは、水による濡れにくさを表す性質をいい、撥水層16の表面上に置かれた水滴の接触角が撥水性の指標になっている。一般には接触角が90°以上の場合には撥水性、110°から150°の場合には高撥水性、150°以上の場合には超撥水性とされる。材料の表面自由エネルギーを下げても接触角は120°が限界といわれており、それ以上を実現するには後述するように表面形状を特殊なものに加工する必要がある。
Here, the term "water repellency" refers to a property indicating resistance to wetting with water, and the contact angle of water droplets placed on the surface of the
上記の構成によれば、型枠表面の表面張力が撥水層16によって著しく高くなることで、打ち込み時に連行されたコンクリート中の気泡が撥水層16の表面に接した際に、この表面に沿って広がりやすくなり、コンクリート表面の気泡は従来よりも表面に沿って薄く、平べったいものとなる。しかも、この気泡は、基材12の外部から加えられる小さな振動で上昇してコンクリート表面から容易に抜けやすい。したがって、本実施の形態によれば、コンクリート表面の空気あばたの原因となる気泡を、より確実に低減することができる。
According to the above configuration, the surface tension of the formwork surface is significantly increased by the water-
撥水層16は、疎水性酸化物微粒子からなる多孔質層や、フッ素系樹脂などにより構成することができる。撥水層16を疎水性酸化物微粒子からなる多孔質層で構成する場合、原料である疎水性酸化物微粒子としては、疎水性を有するものであれば特に限定されず、表面処理により疎水化されたものであってもよい。例えば、親水性酸化物微粒子をシランカップリング剤等で表面処理を施し、表面状態を疎水性とした微粒子を用いることもできる。酸化物の種類も、疎水性を有するものであれば特に限定されない。例えばシリカ(二酸化珪素)、アルミナ、チタニア等の少なくとも1種を用いることができる。これらは公知または市販のものを採用することができる。
The water-
例えば、シリカとしては、製品名「AEROSIL R972」、「AEROSIL R972V」、「AEROSIL R972CF」、「AEROSIL R974」、「AEROSIL RX200」、「AEROSIL RX300」、「AEROSIL NX90G」、「AEROSIL RY200」(以上、日本アエロジル株式会社製)、「AEROSIL R202」、「AEROSIL R805」、「AEROSIL R812」、「AEROSIL R812S」(以上、エボニック デグサ社製)、「サイロホービック-100」、「サイロホービック-200」、「サイロホービック-603」(以上、富士シリシア化学株式会社製)等が挙げられる。なお、AEROSIL、サイロホービックは登録商標である。 For example, as silica, the product names "AEROSIL R972", "AEROSIL R972V", "AEROSIL R972CF", "AEROSIL R974", "AEROSIL RX200", "AEROSIL RX300", "AEROSIL NX90G", and "AEROSIL RY200" (above, Japan Aerosil Co., Ltd.), "AEROSIL R202", "AEROSIL R805", "AEROSIL R812", "AEROSIL R812S" (manufactured by Evonik Degussa), "Silohobic-100", "Silohobic-200" , “Silophobic-603” (manufactured by Fuji Silysia Chemical Co., Ltd.) and the like. AEROSIL and Cyrophobic are registered trademarks.
チタニアとしては、製品名「AEROXIDE TiO2 T805」(エボニック デグサ社製)等が例示できる。アルミナとしては、製品名「AEROXIDE Alu C」(エボニック デグサ社製)等をシランカップリング剤で処理して粒子表面を疎水性とした微粒子が例示できる。なお、AEROXIDEは登録商標である。 Examples of titania include the product name "AEROXIDE TiO2 T805" (manufactured by Evonik Degussa). Examples of alumina include fine particles obtained by treating the product name "AEROXIDE Alu C" (manufactured by Evonik Degussa) with a silane coupling agent to make the particle surface hydrophobic. AEROXIDE is a registered trademark.
この中でも、疎水性シリカ微粒子を好適に用いることができる。とりわけ、より優れた撥水性が得られるという点において、表面にトリメチルシリル基を有する疎水性シリカ微粒子が好ましい。これに対応する市販品としては、例えば上記「AEROSIL RX200」、「AEROSIL RX300」、「AEROSIL NX90G」(以上、日本アエロジル株式会社製)、「AEROSIL R812」、「AEROSIL R812S」、「AEROSIL R8200」(以上、エボニック デグサ社製)等が挙げられる。 Among these, hydrophobic silica fine particles can be preferably used. In particular, hydrophobic silica fine particles having a trimethylsilyl group on the surface are preferable in that more excellent water repellency can be obtained. Commercial products corresponding to this include, for example, the above "AEROSIL RX200", "AEROSIL RX300", "AEROSIL NX90G" (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), "AEROSIL R812", "AEROSIL R812S", and "AEROSIL R8200" ( (manufactured by Evonik Degussa) and the like.
疎水性酸化物微粒子の粒度は限定的ではないが、一次粒子平均径が3nm~10μmであることが好ましく、より好ましくは3~100nmであり、最も好ましくは5~50nmである。一次粒子平均径を上記範囲とすることにより、その凝集体中にある空隙に空気等の気体を保持することができる結果、多孔質構造となり、優れた離型性を発揮することができる。この凝集状態は、凹凸層14の表面に付着した後も維持されるので、優れた離型性を発揮することができる。特に、一次粒子平均径が3~100nmの疎水性酸化物微粒子を用いることにより、三次元網目状の多孔質構造の表面を有するコンクリート成形用型枠10を得ることができる。
The particle size of the hydrophobic oxide fine particles is not limited, but the average primary particle size is preferably 3 nm to 10 μm, more preferably 3 to 100 nm, and most preferably 5 to 50 nm. By setting the average primary particle size within the above range, gas such as air can be retained in the voids in the aggregate, resulting in a porous structure and excellent releasability. This aggregated state is maintained even after adhering to the surface of the
凹凸層14の表面に形成される疎水性酸化物微粒子の撥水層16は、三次元網目状構造を有する多孔質状であるのが好ましく、その厚みは0.1~500μm程度が好ましく、0.5~20μm程度がさらに好ましい。このようなポーラスな状態で形成することにより、当該層に空気を多く含むことができ、より優れた離型性を発揮することができる。
The water-
なお、本発明において、一次粒子平均径の測定は、走査型電子顕微鏡(FE-SEM)で実施することができ、走査型電子顕微鏡の分解能が低い場合には透過型電子顕微鏡等の他の電子顕微鏡を併用して実施してもよい。具体的には、粒子形状が球状の場合はその直径、非球状の場合はその最長径と最短径との平均値を直径とみなし、走査型電子顕微鏡等による観察により任意に選んだ50個分の粒子の直径の平均を一次粒子平均径とする。 In the present invention, the measurement of the primary particle average diameter can be performed with a scanning electron microscope (FE-SEM). A microscope may be used in combination. Specifically, when the particle shape is spherical, the diameter is regarded as the diameter, and when the particle shape is non-spherical, the average value of the longest diameter and the shortest diameter is regarded as the diameter. Let the average diameter of the particles be the primary particle average diameter.
疎水性酸化物微粒子の比表面積(BET法)は特に制限されないが、通常50~300m2/gが好ましく、100~300m2/gがさらに好ましい。 Although the specific surface area (BET method) of the hydrophobic oxide fine particles is not particularly limited, it is generally preferably 50 to 300 m 2 /g, more preferably 100 to 300 m 2 /g.
凹凸層14の表面への塗布に際しては、疎水性酸化物微粒子をそのまま付与してもよいし(乾式方法)、あるいは疎水性酸化物微粒子を溶媒に分散してなる分散液を塗工することにより付与してもよい(湿式方法)。本発明では、工業的に均一な塗膜(疎水性酸化物微粒子層)が得られやすく、しかも三次元網目状構造が得られやすいという見地より、後者の湿式方法が好ましい。
When applying to the surface of the
上記の分散液を用いる場合、分散液に用いる溶媒は、例えばアルコール(エタノール)、シクロヘキサン、トルエン、アセトン、IPA、プロピレングリコール、ヘキシレングリコール、ブチルジグリコール、ペンタメチレングリコール、ノルマルペンタン、ノルマルヘキサン、ヘキシルアルコール等の有機溶剤を適宜選択することができる。この際、微量の分散剤、着色剤、沈降防止剤、粘度調整剤等を併用することもできる。溶媒に対する疎水性酸化物微粒子の分散量は通常10~300g/L(リットル)程度、好ましくは30~100g/L程度とすればよい。 When the above dispersion is used, the solvent used for the dispersion is, for example, alcohol (ethanol), cyclohexane, toluene, acetone, IPA, propylene glycol, hexylene glycol, butyl diglycol, pentamethylene glycol, normal pentane, normal hexane, An organic solvent such as hexyl alcohol can be appropriately selected. At this time, a small amount of dispersant, colorant, anti-settling agent, viscosity modifier, etc. may be used in combination. The amount of the hydrophobic oxide fine particles dispersed in the solvent is usually about 10 to 300 g/L (liter), preferably about 30 to 100 g/L.
また、分散液を塗工する方法も制限されず、例えばスプレー、刷毛、ローラー、浸漬等による塗布方法のほか、印刷方法(インクジェット印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷)、滴下法等も採用することができる。塗布後は、室温~150℃程度で適宜乾燥させればよい。 In addition, the method of applying the dispersion is not limited, and for example, in addition to coating methods such as spray, brush, roller, and immersion, printing methods (inkjet printing, screen printing, gravure printing), dropping methods, and the like can be employed. can. After coating, the coating may be dried appropriately at room temperature to about 150°C.
疎水性酸化物微粒子を凹凸層14の表面に付与する場合の付与量は、通常は所望の離型性等に応じて適宜設定することができるが、固形分基準で例えば0.1~100g/m2程度、好ましくは0.5~20.0g/m2程度とすればよい。上記範囲内に設定することによって、より優れた離型性を長期にわたって得ることができる上、疎水性酸化物微粒子の脱落抑制、コスト等の点でも一層有利となる。
When the hydrophobic oxide fine particles are applied to the surface of the
上記のように構成したコンクリート成形用型枠10によれば、表面気泡を低減しながらコンクリートに木質の基材12から溶出する天然成分由来の色をつけることが可能である。
According to the
また、型枠表面の表面張力が撥水層16によって著しく高くなることで、打ち込み時に巻き込まれたコンクリート中の気泡が撥水層16の表面に接した際に、この表面に沿って広がりやすくなり、コンクリート表面の気泡は表面に沿って薄く、平べったいものとなる。しかも、この気泡は、外部から加えられる小さな振動で上昇してコンクリート表面から抜けやすい。したがって、本実施の形態によれば、コンクリート表面の空気あばたの原因となる気泡を、より確実に低減することができる。このため、コンクリート表面の意匠性を向上することができる。
In addition, since the surface tension of the formwork surface is remarkably increased by the water-
[本発明の効果の検証]
次に、本発明の効果を検証するために行った実験および結果について説明する。
[Verification of effects of the present invention]
Next, experiments and results conducted to verify the effects of the present invention will be described.
実験に使用したフィラーと樹脂の種類および物性は、図2に示すとおりである。横8cm×縦10cm程度に加工した杉板に対して、図2のフィラーと樹脂の混合物である凹凸層を塗布した。この杉板を6水準全て1枚の型枠に張り合わせ、コンクリートを打ち込み、脱型後のコンクリート表面の色合いを評価した。図3にコンクリート表面の写真を、図4にCIE1976色空間で評価した色合いの結果を示す。 The types and physical properties of the fillers and resins used in the experiment are shown in FIG. A cedar board processed to a size of about 8 cm wide by 10 cm long was coated with an uneven layer made of a mixture of filler and resin as shown in FIG. All six levels of the cedar boards were pasted on one formwork, concrete was poured in, and the color of the concrete surface was evaluated after demolding. FIG. 3 shows a photograph of the concrete surface, and FIG. 4 shows the results of the hue evaluated in the CIE1976 color space.
図4に示すように、No.3とNo.6の樹脂を使用した場合、木材から溶出する成分により、b*値(黄色成分)が顕著に増加し、コンクリート面に色がついていることが確認できた。そこで、No.3とNo.6の樹脂にみられる特徴を図2で確認すると、樹脂の伸び率が小さいことが確認できる。外力を受けた場合に変形が小さいため、樹脂とフィラー界面に微細なひび割れが発生しやすいと考えられる。 As shown in Fig. 4, when resins No. 3 and No. 6 were used, the b* value (yellow component) increased significantly due to the components eluted from the wood, indicating that the concrete surface was colored. It could be confirmed. Therefore, if the characteristics seen in the resins of No. 3 and No. 6 are confirmed in FIG. 2, it can be confirmed that the elongation rate of the resins is small. Since the deformation is small when subjected to an external force, it is thought that fine cracks are likely to occur at the interface between the resin and the filler.
以上の結果から、樹脂の伸び率が100%以下、より好ましくは50%以下の樹脂を用いることで、コンクリート面に木材から溶出する成分の色をより濃くつけることが可能であることがわかる。 From the above results, it can be seen that by using a resin with a resin elongation rate of 100% or less, more preferably 50% or less, it is possible to make the concrete surface darker in the color of the components eluted from the wood.
<コンクリート成形用型枠の製造方法>
本実施の形態に係るコンクリート成形用型枠の製造方法は、基材12の上に凹凸層14を設けるとともに、凹凸層14の上に撥水層16を設けることによって、上記のコンクリート成形用型枠10を製造する方法である。凹凸層14は、上述したように、樹脂18およびフィラー20の混合物からなる。樹脂18およびフィラー20は、木質の基材12から溶出する成分をコンクリートCに到達させることが可能な組成物で構成する。樹脂18の伸び率は100%以下であることが好ましく、より好ましくは50%以下の樹脂がよい。基材12の上に上記の条件を満たす凹凸層14を塗布等により施工し、さらに凹凸層14の上に撥水層16を塗布等により施工し、図1に示すような型枠10を製作することは、本発明の実施に相当する。
<Manufacturing method of formwork for concrete molding>
In the method of manufacturing the concrete molding form according to the present embodiment, the concave-
なお、上記の基材12に対する凹凸層14の施工、凹凸層14に対する撥水層16の施工は、型枠板の製作工場やプレキャストコンクリートの製造工場だけでなく、コンクリート打設現場における型枠組立の前後の工程で行うことが可能である。このように、本発明は、市販されている一般的な型枠板に対して適用することが可能であり、上記したのと同様な作用効果を奏することができる。
The construction of the
<着色コンクリートの製造方法>
本実施の形態に係る着色コンクリートの製造方法は、上述したコンクリート成形用型枠10を用いて着色したコンクリートを製造する方法であって、コンクリート成形用型枠10にフレッシュコンクリートを打ち込み、コンクリートCが硬化した後で脱型するものである。これによれば、空気あばた等の窪みが低減され、かつ、木質調に着色された着色コンクリートを得ることができる。
<Method for producing colored concrete>
The method for producing colored concrete according to the present embodiment is a method for producing colored concrete using the
ここで、コンクリートの打ち込み中に、振動機で締固めエネルギーが100~200J/L程度となるような振動を与えてもよい。つまり、表面気泡を低減させる目的で最外面に撥水層16を設けると、撥水層16が残存している間は、コンクリートの水分が木質の基材12まで到達しにくくなることに加え、木質の基材12から溶出する天然成分がコンクリート表面へ到達しにくくなるおそれがある。撥水層16の超撥水機構は、ナノ~マイクロオーダーの構造を有しているため、そのような微細な機構は、外部から与えられるある一定以上のエネルギーにより破壊可能である。そこで、表面気泡を低減させる作用を損なわない程度に破壊の度合いを制御するのである。
Here, while the concrete is being poured, vibration may be applied by a vibrator so that the compaction energy becomes about 100 to 200 J/L. In other words, when the water-
図5は、超撥水剤を塗布した型枠による表面気泡と、締固めエネルギーの関係の一例である。締固めエネルギーが100J/L以上で、表面気泡が増加していることがわかる。これは、100J/L以上で、超撥水機構が破壊されているためである。したがって、型枠による表面気泡の低減率をある程度維持したまま(例えば、表面気泡低減率90%以上)、超撥水機構を破壊するためには、およそ100~200J/Lの締固めエネルギーを与えることが必要である。なお、これは、型枠の表面から5~7.5cm程度離した位置のコンクリートに10秒間程度、振動機を用いて締固めする際のエネルギーに相当し、通常の施工で実施する締固め作業の際の締固めエネルギーと同等である。 FIG. 5 shows an example of the relationship between surface air bubbles in a mold coated with a superhydrophobic agent and compaction energy. It can be seen that the number of surface bubbles increases when the compaction energy is 100 J/L or more. This is because the superhydrophobic mechanism is destroyed at 100 J/L or more. Therefore, in order to destroy the superhydrophobic mechanism while maintaining the reduction rate of surface air bubbles by the formwork to some extent (for example, the surface air bubble reduction rate is 90% or more), a compaction energy of about 100 to 200 J / L is applied. It is necessary. It should be noted that this corresponds to the energy required to compact the concrete at a distance of about 5 to 7.5 cm from the surface of the formwork for about 10 seconds using a vibrator. is equivalent to the compaction energy during
なお、締固めエネルギーは、以下の式で計算することができる。
E=ρα2×t0/4π2f
ここに、
E:締固めエネルギー
ρ:コンクリートの密度
α:最大加速度
t0:締固め時間
f:振動数
The compaction energy can be calculated by the following formula.
E=ρα 2 ×t 0 /4π 2 f
Here,
E: Compaction energy ρ: Concrete density α: Maximum acceleration t0 : Compaction time f: Frequency
したがって、木質の基材12の上に凹凸層14と撥水層16を設けた型枠10に対して、コンクリートを打ち込み、通常と同様の締固めを実施し、さらに凹凸層14の樹脂の伸び率が100%以下、より好ましくは50%以下の樹脂を用いることで、コンクリート表面の気泡の低減を実現しつつ、木質の基材12から溶出する成分による特徴的な色をコンクリート表面により濃くつけることが可能となる。
Therefore, concrete is poured into the
以上説明したように、本発明に係るコンクリート成形用型枠によれば、木質材料からなる基材と、この基材の上に設けられた凹凸層と、この凹凸層の上に設けられた撥水層とを備えるコンクリート成形用の型枠であって、凹凸層は、樹脂およびフィラーを含んで構成され、樹脂およびフィラーは、基材から溶出する成分を撥水層の外側のコンクリートに到達させることが可能な組成物であるので、コンクリート表面に生じる空気あばた等の窪みを低減するとともに、木質の基材から溶出する天然成分由来の色をコンクリート表面につけることができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the concrete molding form according to the present invention, there is provided a base material made of a wood material, an uneven layer provided on the base material, and a repellent layer provided on the uneven layer. and a water layer, wherein the concave-convex layer contains a resin and a filler, and the resin and the filler allow components eluted from the base material to reach the concrete outside the water-repellent layer. Since it is a composition capable of achieving this, it is possible to reduce depressions such as air pits that occur on the concrete surface, and to impart a color derived from natural ingredients eluted from the wooden base material to the concrete surface.
また、本発明に係る他のコンクリート成形用型枠によれば、樹脂の伸び率が100%以下であるので、樹脂とフィラー界面に微細なひび割れが発生しやすくなる。このひび割れを介して基材からの成分をコンクリートに到達させることが可能となるので、木質の基材から溶出する天然成分由来の色をコンクリート表面により濃くつけることができる。 In addition, according to another concrete molding form according to the present invention, since the elongation rate of the resin is 100% or less, fine cracks are likely to occur at the interface between the resin and the filler. Components from the base material can reach the concrete through the cracks, so that the surface of the concrete can be given a deeper color derived from the natural components eluted from the woody base material.
また、本発明に係る他のコンクリート成形用型枠によれば、撥水層は、疎水性酸化物微粒子から形成される多孔質層であるので、コンクリート表面に生じる空気あばた等の窪みをより効果的に低減することができる。 In addition, according to another concrete molding form according to the present invention, since the water-repellent layer is a porous layer formed from hydrophobic oxide fine particles, it is possible to effectively eliminate depressions such as air pocks that occur on the concrete surface. can be substantially reduced.
また、本発明に係るコンクリート成形用型枠の製造方法によれば、上述したコンクリート成形用型枠を製造する方法であって、基材の上に、凹凸層および撥水層を設けるので、コンクリート表面に生じる空気あばた等の窪みを低減可能で、かつ、木質の基材から溶出する天然成分由来の色をコンクリート表面に着色可能なコンクリート成形用型枠を得ることができる。 Further, according to the method for manufacturing a concrete molding form according to the present invention, the method for manufacturing the above-mentioned concrete molding form, in which the concave-convex layer and the water-repellent layer are provided on the base material, It is possible to obtain a concrete molding form capable of reducing depressions such as air pocks on the surface and coloring the concrete surface with a color derived from a natural component eluted from a wood base material.
また、本発明に係る着色コンクリートの製造方法によれば、上述したコンクリート成形用型枠を用いて着色したコンクリートを製造する方法であって、コンクリート成形用型枠にフレッシュコンクリートを打ち込み、コンクリートが硬化した後で脱型するので、空気あばた等の窪みが低減され、かつ、木質調に着色された着色コンクリートを得ることができる。 Further, according to the method for producing colored concrete according to the present invention, there is provided a method for producing colored concrete using the concrete molding form described above, wherein fresh concrete is poured into the concrete molding form, and the concrete hardens. Since the mold is removed after the molding, it is possible to obtain a colored concrete in which dents such as air pockmarks are reduced and which is colored in a woody tone.
以上のように、本発明に係るコンクリート成形用型枠およびその製造方法ならびに着色コンクリートの製造方法は、コンクリート表面の空気あばたの原因となる気泡を低減するのに有用であり、特に、木材から溶出する天然成分由来の色をより確実にコンクリート表面につけるのに適している。 INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the formwork for concrete molding, the method for producing the same, and the method for producing colored concrete according to the present invention are useful for reducing air bubbles that cause air pockmarks on the concrete surface. It is suitable for more reliably applying the color derived from natural ingredients to the concrete surface.
10 コンクリート成形用型枠
12 基材
14 凹凸層
16 撥水層
18 樹脂
20 フィラー
C コンクリート
REFERENCE SIGNS
Claims (3)
凹凸層は、樹脂およびフィラーを含んで構成され、樹脂およびフィラーは、基材から溶出する成分を撥水層の外側のコンクリートに到達させることが可能な組成物であり、
樹脂の伸び率が50%以下であり、
撥水層は、疎水性酸化物微粒子から形成される多孔質層であることを特徴とするコンクリート成形用型枠。 A mold for concrete molding comprising a substrate made of a woody material, an uneven layer provided on the substrate, and a water-repellent layer provided on the uneven layer,
The uneven layer contains a resin and a filler, and the resin and the filler are compositions that allow components eluted from the base material to reach the concrete outside the water-repellent layer ,
The elongation rate of the resin is 50% or less,
A mold for concrete molding , wherein the water-repellent layer is a porous layer formed of hydrophobic oxide fine particles .
基材の上に、凹凸層および撥水層を設けることを特徴とするコンクリート成形用型枠の製造方法。 A method for manufacturing a concrete molding form according to claim 1 , comprising:
A method for producing a formwork for concrete molding, comprising providing an uneven layer and a water-repellent layer on a base material.
コンクリート成形用型枠にフレッシュコンクリートを打ち込み、コンクリートが硬化した後で脱型することを特徴とする着色コンクリートの製造方法。 A method for producing colored concrete using the concrete molding form according to claim 1 ,
A method for producing colored concrete, comprising the steps of pouring fresh concrete into a formwork for concrete molding, and removing the form after the concrete has hardened.
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