JPH07106575B2

JPH07106575B2 - 高強度セメント製成形型

Info

Publication number: JPH07106575B2
Application number: JP21057386A
Authority: JP
Inventors: 朝明西岡; 公伸芦田; 雅夫松本
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1986-09-09
Filing date: 1986-09-09
Publication date: 1995-11-15
Anticipated expiration: 2010-11-15
Also published as: JPS6367113A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明はゴムを成形するための高強度セメント製成形
型、さらに詳しくはゴムを成形し、加硫し、製品を得る
ための高強度セメント製成形型に関する。

＜従来の技術及び発明が解決しようとする問題点＞一般にゴムの成形加硫製品を得る工程としてはゴムを素
練した後、それに加硫材料とその他補強や保護材料など
を配合、混合し、該混合ゴムをシート状にロールで成形
した後、成形加硫用金型中でプレス加熱加硫する方法
や、該混合ゴムを成形加硫用金型へ押し出して充填し、
加熱加硫するインジエクシヨン成形する方法などがあ
る。従来、この成形加硫用金型には各々の材質から鋳
鉄、アルミニウム、亜鉛合金及び樹脂型等が用いられて
きたが、鋳鉄、アルミニウム及び亜鉛合金型は型加工が
複雑で、製作期間が長期となることからコスト高とな
り、樹脂型においてはその成形方法は簡便であるもの
の、成形加硫させるために加熱を行なうことから高温下
での耐久性に問題があつた（高木六弥著、「金型工作
法」、日刊工業新聞社S48、P381〜382）。従つて、その
型の製作が簡便で、製作期間が短く、加熱成形加硫条件
下での耐久性に優たゴム成形型の出現が切望されてい
る。

一方、セメントは、常温成形が可能な簡便な材料であ
り、土木建築の分野で一般に使用されている。しかし、
セメントの圧縮強度は600kgf/cm²程度までであり、更に
水が分離するブリージングを起こすことなどにより面の
転写性や耐摩耗性が劣るという欠点があつた。

以上のことより、本発明者らは種々検討を加えた結果、
加熱部分を備えた、例えばセメント質物質、超微粉、高
性能減水剤及び水を主成分とする高強度セメント硬化体
からなるゴム成形型が製作が簡便であり、製作期間が短
く、加熱成形加硫条件下での耐久性に優れていることを
見い出し本発明を完成するに到つた。

＜問題点を解決するための手段＞即ち、本発明は、ゴムを成形する成形面と、成形された
ゴムの全体を加硫する加熱部分を備えた、圧縮強度1,00
0kgf/cm²以上の高強度セメント製成形型である。

以下本発明をさらに詳しく説明する。

本発明による高強度セメントとは、圧縮強度が1,000kgf
/cm²以上を示す、面の転写性や複雑な形状のものまで成
形できなければならないことを考慮すると、その成分
は、セメント質物質の他に、好ましくは超微分、高性能
減水剤及び水を主成分とし、その他の添加物を必要に応
じて加えたものが使用できる。この場合、水はできうる
限り少量とするのが好ましい。

本発明におけるセメント質物質とは、エーライト、Ca₃S
iO₅、アルミナセメント及び各種ポルトランドセメン
ト、例えば普通ポルトランドセメント、早強ポルトラン
ドセメント、超早強ポルトランドセメント、白色ポルト
ランドセメント及び耐硫酸塩ポルトランドセメント等を
単独又は２種以上組み合わせて使用できる。本発明にお
いては、セメント質物質としては、更に、高炉スラグや
フライアツシユ等を混合した混合セメントなどが一般に
使用できる。更に、高炉スラグを主体としてアルカリ刺
激剤を組み合わせたもの、膨張セメントを用いて収縮特
性を改善したものや、急硬セメントを用いて短時間に所
要強度を発現させたり、石膏系の高強度混和材を併用す
ることもできる。

膨張セメントの膨張成分としては、エトリンガイド系の
もの、例えば電気化学工業（株）製商品名「CSA＃2
0」、又は焼成CaOが好ましく、焼成CaO中でも、1,100〜
1,300℃で焼成され、平均結晶径が10μ以下のものが好
ましい。

急硬セメントの急硬成分としてはカルシウムアルミネー
ト系のものがよく、例えばアルミナセメントやアルミナ
セメントと石膏の組み合わせたもの及び電気化学工業
（株）製商品名「デンカES」や小野田セメント（株）製
商品名「ジエツトセメント」などが用いられる。

また、高強度混和材は石膏系のものが好ましく、例えば
電気化学工業（株）製商品名「デンカΣ−1000」、日本
セメント（株）製商品名「アサノスーパーミツクス」等
が有効である。

ここで使用できる超微粉は、セメント質物質（平均粒径
10〜30μ程度）の少くとも１オーダー細かい平均粒径を
有するものであり、平均粒径が２オーダー低いものが混
練物の流動特性の面から好ましい。具体的には、シリコ
ン、含シリコン合金及びジルコニア等を製造する際に副
生するシリカダスト（シリカヒユーム）やシリカ質ダス
トが特に好適であり、炭酸カルシウム、シリカゲル、オ
パール質硅石、フライアツシユ、高炉スラグ、酸化チタ
ン、酸化アルミニウムあるいはセメント質物質の微粉砕
品なども使用できる。特に、オパール質硅石、フライア
ツシユ、高炉スラグを分級器と粉砕機とを併用すること
により粉砕した超微粉の使用は硬化収縮を改善するとい
う面から有効である。

超微粉の使用量は、セメント質物質60〜95重量部に対し
て40〜５重量部が好ましく、さらに好ましくはセメント
質物質65〜90重量部に対して35〜10重量部である。超微
粉の使用量が５重量部未満では、高強度発現効果が小さ
く、また、40重量部をこえると混練物の流動性が著しく
低下し、成形することが困難となり、かつ、強度発現も
不充分となる。

又、ここで云う高性能減水剤とは、セメントに多量添加
しても凝結の過遅延や過度の空気連行を伴わない分散能
力の大きな界面活性剤であつて、例えばナフタリンスル
ホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩、メラミンスルホン
酸ホルムアルデヒド縮合物の塩、高分子量リグニンスル
ホン酸塩及びポリカルボン酸塩等を主成分とするものな
どがあげられる。

高性能減水剤の使用量は、従来、セメント質物質に対し
固形分として0.3〜１重量％が使用されているが、本発
明においては、それよりも多量に添加することが好まし
く、１〜５重量部が更に好ましい。高性能減水剤は、混
練物を低い水／（セメント質物質＋超微粉）（以下、水
／粉体比という）で得るために必要なものであり、10重
量部を越えると硬化反応にかえつて悪影響を与える。こ
のような高性能減水剤の使用量において、超微粉を組み
合わせることにより、水、／粉体比が25％以下でも通常
の方法により成形可能な流動性のある混練物を得ること
ができる。

ここで使用する水は成形上必要なものであり、高強度セ
メント成形型を得るためにはできるだけ少量で良く、セ
メント質物質と超微粉との混合物（以下、粉体という）
100重量部に対し水10〜30重量部が好ましく、12〜25重
量部が更に好ましい。使用水量が30重量部より多いと高
強度セメント成形型を得ることが困難であり、10重量部
より少ないと通常の流し込み等の成形が困難となる。な
お圧密成形等においては、これに制限されるものではな
く、10重量部より少ない場合においても成形が可能とな
る。また、押し出し成形等の通常セメントコンクリート
に用いられている成形方法を用いることも可能である。

上記材料以外に骨材を併用することもできる。骨材は一
般に土木建築分野でコンクリートを調合する際に使用さ
れているもので良いが、より硬質なもの、具体的には、
モース硬度６以上、好ましくは７以上、又はヌープ圧子
硬度700kg/mm²以上、好ましくは800kg/mm²以上のいずれ
かの基準で選定された骨材を用いると、強度を著しく向
上させることができるので好適である。この基準を満足
する骨材を例示すれば、珪石、エメリー、黄鉄鉱、磁鉄
鉱、黄玉、ローソン石、コランダム、フエナサイト、ス
ピネル、緑柱石、金緑石、電気石、花崗岩、紅柱石、十
字石、ジルコン、焼成ボーキサイト、重焼ばん土けつ
岩、炭化硼素、炭化タングステン、フエロシリコンナイ
トライド、窒化珪素、溶融シリカ、電融シリカ、電融マ
グネシア、炭化珪素及び立方晶窒化硼素などや機械加工
可能なステンレス、鉄粉、鉄球などの金属等がある。

骨材の使用量は、通常、粉体に対して、５重量倍量以内
で選択使用される。但し、プレパツクド工法やポストパ
ツクド工法等の特殊な成形方法の場合にはこの限りでな
い。

以上の材料の他に、各種繊維や鋼の配合も可能である。
繊維としては、鋳鉄のびびり切削法により繊維、スチー
ル繊維、ステンレス繊維、石綿やアルミナ繊維などの各
種天然又は合成の鉱物繊維、炭素繊維、ガラス繊維、更
に、ポリプロピレン、ビニロン、アクリロニトリル及び
セルロースなどの天然又は合成の有機繊維等があげられ
る。また、補強として従来より用いられている鋼棒やFR
Pロツドを用いることも可能であり、特に大型の高強度
セメント製成形型の場合は必要不可欠なものである。

また、他の機能、例えば摺動性を付与するものとして二
硫化モリブデンや六方晶窒化硼素などのいわゆる固体潤
滑剤を配合することも可能であり、さらに油しみ込み性
のあるカーボンなどを用いることも可能である。

その他、熱伝導性や電気伝導性などの特殊な性能を付与
するものを配合させることも可能である。上記各材料の
混合及び混練方法は均一に混合及び混練できれば、いず
れの方法でも良く、添加順序も特に制限されるものでは
ないが、注型面の気泡生成について留意し、真空混練後
真空注型する方法や、注型前に脱気処理を行なうなどし
て気泡を除去することは好ましい。

本発明の高強度セメント製成形型（以下成形型という）
は予め得られた混練物をフレームなどを周囲に用意した
元型に注型し、該混練物が硬化後、元型より脱型し、養
生することにより得ることが出来、後加工などを必要と
せず、非常に簡便に製作が可能である。又、本発明によ
る成形型を注型製作する際には、ゴムと接する成形面の
みを本発明に係る混練物で注型し、残りの部分を本発明
に係る混練物が硬化及び乾燥する以前に普通のセメント
混練物で注型することも可能である。

成形型の養生は各種の養生方法が可能であり常温養生、
常圧蒸気養生、高温高圧養生及び高温養生等のいずれの
方法も採用することができ、必要ならば、これらの組み
合わせを行うこともできる。

尚、本発明の成形型はゴムの加熱成形加硫用の成形型で
ある為、加熱させることが必要である。型内部に温調パ
イプあるいは伝熱線などを配置すること、又は外部から
の加熱などにより成形型を加熱させることが可能であ
る。又、成形型はセメント質物質を主成分とすることか
ら鋳鉄やアルミニウムなどに比べ熱伝導率が低く、ゴム
の成形加硫時加熱した成形型が冷えにくいという利点を
有する。さらに本発明の成形型の表面層にメツキ、容
射、塗布などにより金属樹脂、セラミツクス層などを成
形することも可能である。

以上の方法により簡便に製作された成形型は面の転写性
に加え、1,000kgf/cm²以上の圧縮強度を示すことにより
堅牢であり、加熱成形加硫条件下での耐久性に優れる。
1,000kgf/cm²未満の圧縮強度の場合には加熱成形加硫時
に割れ、欠け、へこみ及び摩耗などの型破壊が生じ耐久
性に劣る。次に、本発明の成形型を用いてゴムの成形加
硫製品を得る工程について述べる。

ゴムの種類は天然ゴム、ブタジエン・スチレンゴム、ニ
トリルゴム、シス・ジエン・ラバー、クロロプレンゴ
ム、チオコールゴム、ブチルゴム、シリコンゴム、アク
リルゴム、ハイパロン、ポリオレフインゴム、ポリウレ
タンゴム及びポリイソブチレンゴムなど多岐に渡る。第
一段階ではこれらのゴムに加硫剤を分散させる為、生ま
たは原料ゴムをロール（50〜60℃）やバンバリーミキサ
（120〜140℃）などで加熱素練りし、可塑性をもたせ
る。第二段階では素練りされた生または原料ゴムに種々
の配合剤をロールやバンバリーミキサなどで混合する。
配合剤はいおう、トリエチレンテトラミン及びベンゾイ
ルパーオキサイドなどの加硫剤、亜鉛華、炭酸カルシウ
ム及びけい藻土などの充填剤、亜鉛華及びステアリン酸
などの加硫助剤、ヘキサメチレンテトラアミン及び消石
灰などの促進剤、ヘキサクロールナフタレンなどの保護
材料及びカーボンブラツクなどの補強材などが目的に応
じて加えられる。第三段階でこれらの混合されたゴムを
加熱成形加硫する。加熱成形加硫する方法は混合ゴムを
シート状に成形し、成形型中でプレス加熱加硫する方法
や、混合ゴムを成形型へ押し出して充填し、加熱加硫す
るインジエクシヨン成形方法などがある。プレス加熱加
硫は通常約100〜200℃の温度、100〜200kgf/cm²の圧力
で行なわれ、加硫時間は１〜20分程度である。インジエ
クシヨン成形は通常約100〜200℃の温度、800〜1,000kg
f/cm²の注入圧で行なわれ、加硫時間は１〜20分程度で
ある。

＜実施例＞以下、実施例により本発明の成形型を更に詳細に説明す
る。

実施例第１図はゴム栓を成形する為の本発明の成形型の製作工
程を示したものである。まず、木製元型１に木製元型２
をはめ込みセツトした（工程Ａ）。次いで表面に離型剤
「QZ−5T」日本チバガイギー（株）製を吹き付け、鉄製
型枠３をセツトした。鉄製型枠には注型口４が設けら
れ、該型枠内には本発明の成形型との付着をとる為の付
着鉄筋５、温調パイプ６をセツトした。注型口４を通し
本発明の混練物７を注型した。混練物は以下の使用材料
を用い「真空オムニミキサOM−30V」千代田技研（株）
製で真空混練した後注型した（以上工程Ｂ）。20℃下で
１日湿空養生後、硬化した成形型８を脱型した（工程
Ｃ）。木製元型２を工程Ｃより得られた成形型８にはめ
込みセツトし、工程Ｂ及びＣと同様に混練物７を注型
し、もう一方の成形型９を作製した（工程Ｄ）。以上の
方法で製作した本発明の成形型の本養生条件は以下の通
りであつた。

＜使用材料及び本養生条件＞セメント：白色セメント、秩父セメント（株）製80重量
部超微粉：シリカヒユーム、日本重化学工業（株）製、20
重量部骨材：重しようばん土けつ岩、中国長城産粒径0.3〜1.2
mm、120重量部高性能減水：β−ナフタレスルホン酸ホルマリン縮合物
の塩、「セルフロー110P」第一工業製薬（株）製、２重
量部水：水道水、19重量部繊維：びびり切削による鋼繊維、神戸鋳鉄所（株）製、
長さ2mm、７重量部本養生条件:50℃１日湿空養生次に、以下の原料ゴムを50℃にて「８インチロール」日
本ロール（株）製で加熱素練りした後、以下の配合剤を
加え、さらに上記ロールで混合した。混合したゴムを以
上のようにして得られた成形型へ押し出して充填し、以
下の成形条件にてインジエクシヨン成形による過熱加硫
を行ない製品を得た。

＜原料ゴム及び配合剤＞ I.原料ゴム原料ゴム：「デンカクロロプレンＳ−40V」電気化学工
業（株）製 100重量部可塑剤:DOP、「ビニサイザー＃80」花王（株）製 10重
量部 II.配合剤加硫剤：マグネシア、「キヤーワマグ100」協和化学工
業（株）製４重量部加硫助剤：ステアリン酸、「ルナツクＳ−10」花王
（株）製 0.5重量部亜鉛華、「亜鉛華１号」堺化学工業（株）製５重量部促進剤−22、「サンセラー22」三新化学（株）製 0.9
重量部促進剤−TT、「サンセラーTT」三新化学（株）製 0.3
重量部保護材料：老防−500、「ノクラツク500」大内新興化学
（株）製２重量部補強材:HAFカーボン、「旭＃70」旭カーボン（株）製
20重量部 FTカーボン、「旭サーマル」旭カーボン（株）製 20重
量部＜成形条件＞注入圧:800kgf/cm² 型温度:190℃ 加硫時間:1.5分又、同一条件で製作した高強度セメント硬化体の圧縮強
度、曲げ強度を測定し、成形型によるゴムの加熱成形加
硫結果と共に第１表に併記した。比較の為、樹脂型、普
通のセメント型で製作した場合のゴムの加熱成形加硫成
績を第１表に示す。

＜発明の効果＞本発明の成形型は安価に製作することが出来、良好な転
写性を有し、堅牢であり、ゴムを加熱成形加硫する成形
型としての耐久性に優れることにその効果を発揮するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の成形型を製作する工程断面図である。
又、第２図は木製元型１及び２の平面図、第３図は木製
元型１及び２の断面図である。符号１……木製元型２……木製元型３……鉄製型枠４……注型口５……付着鉄筋６……温調パイプ７……混練物８……成形型９……成形型

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−174123（ＪＰ，Ａ) 特開昭48−43040（ＪＰ，Ａ) 特開昭49−74741（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−104714（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ゴムを成形する成形面と、成形されたゴム
の全体を加硫する加熱部分を備えた、圧縮強度1,000kgf
/cm²以上の高強度セメント製成形型。