JPH0763771B2

JPH0763771B2 - 高強度セメント製板金用成形型

Info

Publication number: JPH0763771B2
Application number: JP61199999A
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: 1986-08-28
Filing date: 1986-08-28
Publication date: 1995-07-12
Anticipated expiration: 2010-07-12
Also published as: JPS6356320A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は金属板を手加工により成形し、製品を得る為
の、圧縮強度1,000kgf/cm²以上の高強度セメント製成形
型に関する。

＜従来の技術及びその問題点＞従来、金属板を手加工により成形し、製品を得る為の成
形型（以下板金用成形型という）の材料としては、堅牢
（高強度）であること、精密な製品が得られること、安
価で製作期間も短いこと等の理由から、金属、樹脂、石
膏及びセメント等が用いられてきたが、いずれの材料も
満足すべきものではなかつた。

例えば金属の板金用成形型の材料としてはアルミニウム
や亜鉛系低融点合金などが用いられてきた。しかしなが
ら、かかる金属は堅牢性においては優れているものの、
硬化時の収縮値が大きく、板金用成形型として使用する
場合、精密仕上げの加工費が高価であり、製作時間もか
かり、加工に熟練を要するという欠点があつた。又、樹
脂や石膏の板金用成形型は、製作時良好な面の転写性が
得られ、製作期間も短いが、堅牢性に劣り、金属板をた
たき出すと欠けるなどの欠点があつた。更に、セメント
は常温成形が可能な簡便な材料であるが、板金用成形型
として圧縮強度は通常600kgf/cm²程度迄であり、堅牢性
に劣り、更に水が分離するブリージングを起こすことな
どにより製作時の面の転写性が劣るという欠点があつ
た。

本発明者らは、安価であり、成形面の精度に優れ、かつ
堅牢である板金用成形型について種々検討したところ、
圧縮強度が1,000kgf/cm²以上の高強度セメント製のもの
が型として驚くべき効果を有することを見い出し、本発
明を完成するに至つた。

＜問題点を解決するための手段＞即ち、本発明は圧縮強度1,000kgf/cm²以上の高強度セメ
ント硬化体からなる高強度セメント製板金用成形型であ
る。

以下さらに詳しく本発明について説明する。

本発明における高強度セメント製板金用成形型とは基本
的にはセメントをベースとするものであり、石膏系高強
度混和材を添加したものやモルタル等をオートクレーブ
処理したもの、あるいは超微粉と高性能減水剤をそれぞ
れセメントと組み合わせることなどによって得られるも
ので、1,000kgf/cm²以上の圧縮強度を示す高強度セメン
ト硬化体より作られているものをいう。そして、この板
金用成形型は元型に流し込み成形し、反転する作業で製
造が可能である。

特にこのうちでセメント質物質、超微粉、高性能減水
剤、水を主成分とする高強度セメント硬化体からなる板
金用成形型は強度、硬度はもちろんのこと、面の転写性
や成形の容易性などが最も優れている。

ここで云うセメント質物質とはエーライト、C₃S、普通
・早強・超早強・白色もしくは耐硫酸塩等各種ポルトラ
ンドセメント、アルミナセメントなどのセメントの単独
あるいは組み合せたもの、さらには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用いら
れている。又、高炉スラグを主体として、例えば、アル
カリ金属及び／又はアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸
塩及び重炭酸塩などのアルカリ刺激材と組み合わせたも
のも用いられる。

又、セメント質物質として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10μｍ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および電気化学工業
（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）
比（以下水／粉体比という）で得るために必要なもので
あり、10重量部を超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
メント硬化体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）10
0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
度セメント硬化体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、プレパックド工法やポストパ
ック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る繊維、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ロッドを用いることも可能であり、特に大型の板金用
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、さらには油しみ込
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。

本発明の板金用成形型は、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、該混練物の硬
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。尚、注型面の気泡生成については留意すべき
であり、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が好ましい。
又、本発明による板金用成形型を注型成形する際には、
金属板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。

生形物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
せを行なって高強度セメント硬化体を得ることもでき
る。

以上の方法により簡便に製作された板金用成形型は面の
転写性に加え、1,000kgf/cm²以上の圧縮強度を示すこと
により堅牢性に優れる。圧縮強度が1,000kgf/cm²未満の
場合には板金成形時、割れ、欠け及びへこみなどの型破
壊が生じる。

次に、本発明の板金用成形型を用いた金属板の手加工に
よる板金成形方法について説明する。

手加工すべく金属板は通常の板金で、対象とする金属板
と同一であり、熱間圧延薄鋼板、冷間圧延鋼板、亜鉛鉄
板、ブリキ板及びステンレス鋼板等の鉄鋼板、並びに、
銅板などの非鉄金属板を含む。金属板厚は厚すぎると手
加工による成形が困難となり、板厚の上限は2mm程度で
ある。

手加工は本発明の板金用成形型の成形面に金属板を接触
させ、その上からカシの木、ベークライト製ヘラに板金
ハンマ、木ハンマにより打撃を与えることにより行なわ
れ、通常の板金工作と同様な工作方法である。従つて、
板金ハンマは絞り、曲げなどの工作を行なう為のからか
み、片口、えぼし、山上げ及びいも形状など種々の形状
が使用され、同様に木ハンマはからかみ及び両丸などの
形状が使用される。又、曲げ修正の為のかけたがね、折
曲げ、ならし用の拍子木、縁の折り返しの為のかたな
刃、ならし、縁折りの為のならし金敷、しわよせの為の
しわよせ棒など種々の工具も必要に応じて使用される。
これらの工作により成形した金属板を各々本発明の板金
用成形型にセツトし、はんだなどによるろう付け、ガス
やアークによる溶接、リベツト締めなどにより接合する
ことも当然可能である。

＜実施例＞以下実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例第１図は自動車のドアインナーパネルを手加工により成
形する為の本発明の板金用成形型の製作工程を示したも
のである。

まず、木製元型１を製作した（工程Ａ）。次いでそれを
フレーム２内に配置して、表面に離型剤「QZ−5T」日本
チバガイギー（株）製を吹き付け、本発明に係る混練物
３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（工程Ｂ）。１日20℃以下で湿空養生
後、硬化した板金用成形型４を脱型した（工程Ｃ）。本
養生は以下の条件であつた。

白色セメント80重量部、超微粉20重量部、重しょうばん
土けつ岩120重量部、高性能減水剤２重量部、繊維７重
量部、及び水19重量部の混練物を注型し、50℃１日湿空
養生の本養生を行って、高強度セメント型Ｉを作製し
た。

また、白色セメント91重量部、高強度混和材９重量部、
高性能減水剤２重量部、珪砂100重量部、及び水27重量
部の混練物を注型し、20℃28日の本養生を行って、高強
度セメント型IIを作製した。

そして、普通ポルトランドセメント100重量部、高性能
減水剤２重量部、砂200重量部、及び水26重量部の混練
物を注型し、昇温速度10℃／時間で昇温し、180℃、10k
gf/cm²（ゲージ圧）10時間保持して、オートクレーブ養
生を行って、高強度セメント型IIIを作製した。

以上のようにして得られた板金用成形型４に冷間圧延鋼
板５（SPC−２（JIS G 3310）板厚0.8mm）を第３図のよ
うに接触させ、かかる上からカシの木製ヘラに板金ハン
マにより打撃を与えることにより自動車のドアインナー
パネルを板金工作した。

また、同一条件で製作した高強度セメント型の圧縮強
度、曲げ強度、及び硬さを測定し、高強度セメント型に
よる板金工作結果と共に表に併記する。

なお、比較のため、普通ポルトランドセメント100重量
部、砂250重量部、及び水40重量部の混練物を、また、
普通ポルトランドセメント100重量部、砂100重量部、及
び水40重量部の混練物を、さらに、普通ポルトランドセ
メント100重量部、砂100重量部、及び水40重量部の混練
物を用いて各々セメント型Ｉ、II、及びIIIを作製し同
様の実験を行った。結果を表に併記する。

また、寺田工業（株）製エポキシ樹脂商品名「EGR40」
に呉羽化学工業（株）製カーボンファイバー１容量％添
加して作製した樹脂型、富士石膏（株）製高強度石膏
「プレス用石膏」を用いて作製した石膏型、並びに、低
融点合金を用いて作製した低融点合金ZAS型を用いて同
様の実験を行った。結果を表に併記する。

＜使用材料＞白色セメント：秩父セメント（株）製白色セメント普通ポルトランドセメント：電気化学工業（株）製普通
ポルトランドセメント超微粉：日本重化学工業（株）製シリカヒューム重しょうばん土けつ岩：中国長城産重しょうばん土けつ
岩、粒径0.3〜1.2mm、120重量部珪砂：川鉄鉱業（株）製商品名「日光珪砂」、0.15〜25
mm 砂：天然砂、相模川産川砂、5mm以下高性能減水剤：第一工業製薬（株）製商品名「セルフロ
ー110P」主成分βナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合
物の塩水：水道水繊維：神戸鋳鉄所（株）製びびり切削による鋼繊維、長
さ2mm ＜測定方法＞強度：圧縮強度、曲げ強度はJIS R 5201に準じて行っ
た。

硬さ:JIS Z 2245に準じて行った。

＜発明の効果＞本発明の高強度セメント型は安価に製作することが出
来、良好な転写面を有し、堅牢性に優れ、手加工板金工
作を行なつても型破損などおこすことなく、金属板を手
加工により成形し、製品を得る為の板金用成形型として
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、本発明の高強度セメント型を製作する工程断
面図である。即ち、工程Ａで木製元型を置き、工程Ｂで
木製元型の周囲にフレームをセツトし、そこに混練物を
注型し、硬化後脱型し工程Ｃの高強度セメント型とする
ものである。又、第２図は本発明の高強度セメント型の
平面図であり、第３図はその断面図である。符号1:木製元型 2:フレーム 3:混練物 4:高強度セメント型 5:冷間圧延鋼板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】成形面が圧縮強度1,000kgf/cm²以上の高強
度セメント硬化体からなる高強度セメント製板金用成形
型。