JPH09255455A - 人造石材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自然石の色彩、光沢を有し、かつ、表面に自
然な凹凸を形成させることができ、しかも安価に製造で
き、現場での石張り作業において、熟練を必要とせず
に、的確に石張り作業が行なえ、変色の起きにくい美し
い人造石材の製造方法を実現すること。 【解決手段】 セメント材を固化材とする人造石材の製
造方法において、予め型枠（８）底部に、粒状または塊
状の土類（７）を任意に散布して敷設した後に、固化材
（１）と骨材（２）と水（３）との混練された原料
（９）を型枠（８）に充填し、固化後に石材表面の土類
（７）を除去して人造石材を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築資材として多
く用いられている人造石材に関し、自然石の表面状態に
酷似した人造石材の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、建築材料として石材が多く用
いられている。石材が古くから用いられてきたのは、頑
丈で耐久性が高いことであった。現代では、表面仕上げ
技術も進歩し、その重厚感と自然な外観から落ち着いた
雰囲気あるいは、繊細な光沢仕上げなど豪華な高級感な
ど多彩に演出できるため、高価な建築材料であるにもか
かわらず、多用されるようになってきた。

【０００３】これらの石材は、非常に多種の石材が用い
られており、珍しい石、美しい石など現在でも種類が増
加しており、大理石などでは、２００種類を超えている
程である。

【０００４】しかしながら、我が国での石材供給は、資
源不足のため、その９０パーセント以上が韓国、中国、
インドなどをはじめ、約３０ケ国より、様々な石材を輸
入して使用しているのが現状であり、品質を確保するこ
とが難しく、また以前として高価である。

【０００５】このため、廃材資源の有効利用などリサイ
クル製品として、自然石に似せた人造石材が注目され、
その開発が盛んに行なわれるようになってきた。

【０００６】これらの人造石は、樹脂材やセメント材を
基材として、粒状石や着色材を混入させて固化したもの
であり、御影石や大理石に似た模様や光沢がでるように
したものも多く開発されている。

【０００７】また、沖縄県では、南国の景観に非常にマ
ッチした「トラバーチン」と呼ばれる琉球石灰岩が建築
用や装飾用石材として多く用いられているが、大量消費
により資源不足となっており、自然環境破壊の問題もあ
り、その人造石材の開発も進められている。

【０００８】例えば、特開平８−２９５８号などがあ
り、トラバーチンの加工工程において大量に発生する切
削屑をセメントを用いて固化し、人造石材として再利用
したものである。自然石のトラバーチンと同様の光沢を
実現でき、加えて、強度が向上し、コストを低減するこ
とができる。

【０００９】また、自然石材の加工の場合には、原石を
一定の厚さに切断した後、任意の形状に切削加工しなけ
ればならないため、切削屑が大量に発生するが、上記の
ように、この切削屑を利用し、型枠によるセメント固化
で人造石材を製造すると、切削屑を有効利用することが
でき、かつ、製造時の切削作業はなくなるため、任意の
形状の石材を容易に製造することができるようになる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように、人造石材
は、種々の研究開発により、自然石材よりも安価でかつ
容易に製造することができ、資源の最利用によるリサイ
クルが可能となり、しかも色彩、光沢も自然石材とほぼ
同程度の品質を実現できるようになっている。

【００１１】しかしながら、前記のトラバーチンは、基
本的に炭酸カルシウムの堆積物より構成される石灰岩で
あり、目が粗く、層を成し、多孔質の不均衡な形態を示
すものであり、大理石などのように、石質が緻密で鮮や
かな色彩、模様などがはっきりしたイメージが重視され
た石材とは異なり、シンプルで多孔質な形状と淡い色彩
による柔らかく暖かいイメージを特色とし、より自然な
表情が重視されたものである。このため、人造石材でこ
の自然で素朴な表情を作り出すことが重要となる。

【００１２】前記のトラバーチンの人造石材は、色彩、
光沢は自然のトラバーチンと同様に製造できるが、凹凸
を形成した型枠による表面仕上げ加工では、多孔質で不
均衡な模様を自然に近い状態に再現することはできな
い。

【００１３】また、製造は容易となるが、現場での壁面
石張工事などは非常に労力がかかる。特に、自然な状態
を演出するために多く用いられている乱張り工法では、
熟練と豊かなセンスが必要となる。この乱張りでは、型
枠で形状を決定できないため、現場で石材を不定形に割
って張りつけなければならず、不定形の石材をうまく組
合わせて張り付けるには、相当の熟練が必要であり、か
つ労力もかかる。

【００１４】また、セメント系の人造石材の場合には、
多孔質のために、雨水などが該多孔質部分に浸透しやす
く、かびなどが発生して黒ずんで変色してしまい、景観
を損ねてしまう場合もしばしば見られ、この場合のメン
テナンスもたいへんである。

【００１５】本発明の技術的課題は、このような従来の
問題点に鑑みてなされたものであり、自然石の色彩、光
沢を有し、かつ、表面に自然な凹凸を形成させることが
でき、しかも安価に製造でき、現場での石張り作業にお
いて、熟練を必要とせずに、的確に石張り作業が行な
え、変色の起きにくい美しい人造石材の製造方法を実現
することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１は、図１に例示
するように、セメント材を固化材とする人造石材の製造
方法において、予め型枠８底部に、粒状または塊状の土
類７を任意に散布して敷設した後に、固化材１と骨材２
と水３との混練された原料９を該型枠８に充填し、固化
後に石材表面の土類７を除去する人造石材の製造方法で
ある。

【００１７】該人造石材は、石粉や粉状廃材などの粉状
骨材とセメント系の固化材と水とが混練された原料を型
枠に流し込み、固化させて製造されるものであればいず
れでも良い。

【００１８】該土類７は、粒度調整して粒状または塊状
としたものを用い、混練された人造石材の原料が充填さ
れても、容易に溶け込まないものならばいずれでも良
く、粘土質の土が良い。また、該土類７は、均一に散布
する必要はなく、逆に意識的に粗い部分と密の部分がで
きるように振り撒くと良い。また、該土類７に着色材を
染み込ませたり、外面に塗布して用いても良い。

【００１９】固化後の土類７の除去は、脱型後に、石材
表面に固化されずに残っている土類７を除去できるもの
ならばいずれでも良く、例えば、水道水や高圧水などを
吹き掛けて洗い流すようにしても良く、圧縮空気を吹き
付けて除去するようにしても良い。

【００２０】請求項２は、図１に例示するように、前記
の型枠８底部に散布される土類として、粒度調整された
赤土７を用いることを特徴とする人造石材の製造方法で
ある。

【００２１】該赤土は、全国の至る所に分散して分布し
ている赤色の土であり、特に沖縄県では、国頭マージと
呼ばれ、県土５５％にも分布している。この赤土は、ほ
とんどが粘土質であり、粒子が非常に細かく、また、粘
着力が弱いため、水に非常に溶けやすい性質を持ってい
る土である。

【００２２】この赤土を、例えば、ふるいなどにより粉
状のものを除去し、粒状または塊状として使用する。用
途に応じて、粒径を任意に変化させ、粒度調整して使用
しても良い。

【００２３】請求項３は、図２（２）に例示するよう
に、セメント材を固化材とする人造石材の製造方法にお
いて、該人造石材１３の初期硬化時に、型枠８の上面
側、すなわち製品の裏面側１３ｂに、石割り用の罫書き
溝１２を設けることを特徴とする人造石材の製造方法あ
る。

【００２４】該人造石材１３の初期硬化時とは、固化材
の混入率により異なるが、おおむね、型枠に混練された
人造石材の原料を充填してからほぼ１時間程度経過後の
状態のことである。

【００２５】該石割り用の罫書き溝は、木ハンマーなど
の軽度の衝撃により、容易に罫書き形状の通りに割るこ
とができるようにするために設けられた溝ならばいずれ
でも良く、例えば、刃型などを押し付けて溝を設けたも
のでも良い。なお、溝の深さは、板厚の半分程度が良
い。

【００２６】請求項４は、図１に例示するように、前記
の罫書き溝１２が、ピン状体１１により任意の形状に描
いて掘ることを特徴とする人造石材の製造方法である。

【００２７】該ピン状体１１は、初期硬化時に罫書き溝
１２を掘ることができるような、先の細いものならばい
ずれでも良く、例えば、釘や細い鉄筋棒などでも良い。

【００２８】このピン状体１１で、型枠８の上面に、任
意に割石模様を描くことにより、罫書き溝１２を掘る。
自然の割り石形状となるように、大きさ、形状を様々に
変えて描くと良い。

【００２９】請求項５は、セメント材を固化材とする人
造石材の製造方法において、固化、脱型後に、該人造石
材１３の表面１３ａに珪フッ化マグネシウムを主成分と
する溶剤１６を塗布することを特徴とする人造石材の製
造方法である。該溶剤１６は、珪フッ化マグネシウムを
主成分とする溶剤ならばいずれでも良く、例えば、珪フ
ッ化マグネシウムを水に溶かした水溶液でも良い。ま
た、塗布の方法は、人造石材の表面に均一に薄く塗布で
きるものが良く、刷毛塗りやスプレー散布でも良い。

【００３０】

【発明の実施の形態】請求項１のように、予め型枠８底
部に、粒状または塊状の土類７を任意に散布して敷設し
た後に、固化材１と骨材２と水３との混練された原料９
を型枠８に充填し、固化後に石材表面の土類７を除去し
て人造石材１３を製造すると、人造石材１３の表面１３
ａの孔および凹部１８が形状、密度ともに不均衡に散在
することとなり、図２（１）に示すように、自然の石灰
岩と非常に似た表面状態を表現することができる。

【００３１】すなわち、型枠８の底部に土類７を任意に
ばらまいて、その上に固化材１と骨材２と水３との混練
された原料９を流し込むと、図３（１）に示すように、
粒状の土類７は、原料９に溶け込まずに、ほぼその形状
を保ったままで原料９のみが固化する。固化後に脱型す
ると、人造石材１３の表面１３ａ側には、上記の粒状の
土類７が残存している。この土類７は、固化していない
ので、水をかけて、ブラシなどで簡単に洗い流し、除去
すことができる。十分に乾燥させ、圧縮空気を吹き付け
て土類を吹き飛ばしても良い。

【００３２】このように、土類７を除去すると、人造石
材１３の表面１３ａは、図３（２）に示すように、土類
７の除去部分が多孔質状の凹部１８となって、複雑な表
面形状を呈する。このため、図２（１）に示すような、
自然の石灰岩の多孔質模様と非常に良く似た凹凸模様と
なる。人造石材１３の原料９に発泡材を混入させたり、
自然石の表面を型取りするなどの方法もあるが、発泡材
では、気泡の分布が自然石の表面状態とは異なり、型取
りした場合には、自然石の模様ではあるが、同じ模様が
繰り返されることになり、不自然になってしまう。本発
明では、ごく自然な不均一模様をランダムに表現できる
ことが大きな特徴である。

【００３３】また、該土類７に着色材を染み込ませた
り、塗布したりして、凹部のみを異なる色となるように
することもできる。

【００３４】請求項２のように、前記の型枠８底部に散
布される土類として、粒度調整された赤土７を用いて人
造石材１３を製造すると、赤土７除去後の跡が僅かに赤
くなり、琉球石灰岩の表面と同様な色彩および模様とな
る。

【００３５】これは、人造石材１３が固化した後に脱型
し、該赤土７を水洗などで除去しても完全には赤土を除
去できないためである。赤土は非常に粒子が細かいため
に、固化材中に微細な粒子が浸透して赤く染まってしま
い、容易には除去できなくなるためである。

【００３６】琉球石灰岩は、不均一に多孔質孔が散在し
ており、この多孔質孔の部分がやや赤みがかっているの
が特徴であり、この表面の独特な色彩と模様を人工的に
作り出すことは非常に困難であった。本考案では、粒状
または塊状の赤土７を散布することにより、自然な多孔
質感を表現し、赤土の赤い微細粒子の付着により、琉球
石灰岩の自然な赤みを出すことができる。

【００３７】請求項３のように、人造石材１３の初期硬
化時に、型枠８の上面側、すなわち製品の裏面１３ｂ側
に、石割り用の罫書き溝１２を設けて人造石材１３を製
造すると、図４に示すように、該罫書き溝１２の部分で
容易に割ることができるため、石張り施工時における石
割り作業が容易となる。また、熟練を要せずに、色彩、
模様合わせを容易に行なうことができる。また、角部分
や縁部分を使用できるため、無駄がなく、現場での切断
加工の必要もなくなる。

【００３８】該罫書き溝１２は、木ハンマー１９などで
軽く衝撃を与えるだけで容易に分割できるように、板厚
の半分程度の深さにすると良く、任意の押し型を用いて
罫書くようにしても良い。

【００３９】請求項４のように、前記の罫書き溝１２を
ピン状体１１を用いて、任意の形状に描いて掘ると、自
然な割り石形状を簡単に掘ることができる。すなわち、
図４（１）に示すように、初期硬化時に、型枠８の上面
側に、ピン状体１１、例えば、釘などで、割り石をイメ
ージし、任意にたくさんの割り石を描く。できるだけ、
形状、大きさを変化させて描くと、より自然な割り石と
なる。

【００４０】請求項５のように、型枠で固化して脱型し
た後に、該人造石材１３の表面１３ａに珪弗化マグネシ
ウムを主成分とする溶剤１６を塗布すると、人造石材１
３の表面１３ａに殺菌作用を持つ抗菌層を形成すること
ができる。

【００４１】珪フッ化マグネシウムを主成分とする溶剤
１６は、人造石材１３の表面１３ａに刷毛やスプレーな
どで均一に塗布する。重ね塗りをするとより効果が高く
なる。人造石材中の水酸化カルシウムや炭酸カルシウム
などのセメント成分と、該溶剤中の珪フッ化マグネシウ
ムが反応するため、殺菌効果のある緻密なフッ化カルシ
ウムが生成され、表面を覆う抗菌層が形成される。ま
た、フッ化カルシウムは、非常に緻密なため、防水作用
があり、汚れ難く、また洗浄もしやすくなる。

【００４２】

【実施例】次に本発明による人造石材の製造方法が実際
上どのように具体化されるかを実施例で説明する。図１
は、本発明による人造石材の製造方法を示すフロー図で
ある。本製造例は、乱張り施工用の石材の製造方法を示
す例である。以下に図１を用いて説明する。

【００４３】（１）人造石材の原料として、固化材とな
る白色ポルトランドセメント１を１０Ｋｇと、骨材とな
る石粉（コーラル）２を２０Ｋｇと、水３を５Ｋｇとを
攪拌機１０で混練する。 （２）赤土４を網目が１０ｍｍと２ｍｍの２種類のふる
い５、６にかけて、粒度を２〜１０ｍｍ程度に調整す
る。 （３）粒度調整した赤土７を方形型枠８底部に、不均一
にばらまく。 （４）（１）の混練した原料９を流し込む。 （５）初期硬化が始まった頃（原料９注入後約１時間
後）にピン状体（５寸釘）１１で割り石の形状を罫書
き、罫書き溝１２を掘る。 （６）固化後に脱型する。 （７）人造石材１３の表面１３ａに、高圧水１４を噴射
ノズル１５で吹き付け、固化していない赤土７を洗い流
す。 （８）洗浄後に表面１３ａに、珪フッ化マグネシウム水
溶剤１６をスプレーノズル１７で噴霧し、抗菌層を形成
させて完成する。

【００４４】上記のように製造すると、人造石材１３の
表面１３ａは、図２（１）に示すように、不均一な多孔
質状凹部１８が形成され、琉球石灰岩の表面の色彩およ
び模様と非常に良く似た表面状態が形成される。また、
裏面１３ｂは、図２（２）に示すように、割り石形状に
罫書き溝１２が形成される。したがって、乱張り用に適
した種々の大きさおよび形状の人造石材となる。また、
表面処理として珪フッ化マグネシウム水溶剤１６を塗布
しているため、抗菌効果が発揮され、かびなどの発生に
よる変色を防止することができる。

【００４５】このように製造した人造石材１３の石張り
施工について以下に説明する。図４は、本発明による人
造石材１３をコンクリート塀２１の外面に乱張り施工す
る場合の実施例を示す図である。

【００４６】この人造石材１３は、図４（１）に示すよ
うに、１９木ハンマーなどで軽い衝撃を与えることによ
り、罫書き溝１２部分より容易に分割することができ、
モルタルペースト２０などで１枚づつコンクリート塀２
１の外面に張り付け、目地にもモルタルを充填して施工
し、図４（２）に示すような、美しい乱張り仕上げのコ
ンクリート塀２１壁面を造ることができる。容易にかつ
適切な石割りができ、色彩、模様合わせが簡単にできる
ため、施工時間を大幅に短縮でき、かつ、自然な乱張り
模様を表現できる。なお、石張りには、モルタルペース
ト２０に変えて、ラテックスモルタルや合成樹脂系接着
材を用いても良い。

【００４７】従来は、現場で、大まかに切断し、ハンマ
ーなどで熟練した施工者が形状を仕上げ、モルタルなど
で張り付けて施工する。実際には、現場で自然な形状に
石割りすることは難しく、形状を整えるために廃石材が
出る。さらに、石材の色彩や模様を合わせて張り付ける
ことが必要のため、熟練を要する。また、角部や縁部
は、現場での切断加工が必要となる。

【００４８】本発明による人造石材１３は、罫書き溝１
２があるため、簡単に的確な割り石形状に分割でき、張
り合わせも容易に行なえ、熟練を必要としない。また、
角部、縁部もそのまま使用でき、現場での切断加工の必
要がなくなり、切り屑など無駄な廃材が発生しない。

【００４９】

【発明の効果】請求項１のように、予め型枠底部に、粒
状または塊状の土類を任意に散布して敷設した後に、骨
材と固化材と水との混練された原料を型枠に充填し、固
化後に石材表面の土類を除去することにより、不均一で
ごく自然な多孔質孔状の表面形状を表現でき、自然石と
非常に良く似た表面状態となる人造石材を製造すること
ができる。

【００５０】請求項２のように、前記の型枠底部に分散
敷設される土類として、赤土が用いられていることによ
り、石材表面の多孔質孔状凹部が僅かに赤くなり、琉球
石灰岩の表面の色彩および形状と非常に良く似た表面状
態となる人造石材を製造することができる。

【００５１】請求項３のように、人造石材の初期硬化時
に、型枠の上面側、すなわち製品の裏面側に、石割り用
の罫書き溝を設けることにより、熟練を要する現場での
石割り作業においては、的確な形状に簡単に分割するこ
とができ、石張り作業においては、色彩や模様合わせが
容易となり、切断作業の必要がなくなり、作業時間を大
幅に短縮することができ、しかも、美しい石張り仕上げ
とすることができる。

【００５２】請求項４のように、前記の罫書き溝が、ピ
ン状体により任意の形状に描いて掘られていることによ
り、不均一で種々の大きさおよび形状の自然な割り石を
簡単に作ることができ、美しい乱張り仕上げを実現でき
る。

【００５３】請求項５のように、原料が固化し、脱型し
た後に、人造石材の表面に珪フッ化マグネシウムを主成
分とする溶剤を塗布することにより、該人造石材の表面
に抗菌層が形成され、かびなどの発生を抑えることがで
き、景観を損ねる黒い変色を防止することができる。ま
た、この抗菌層は非常に緻密なため、防水効果もあり、
汚れにくく、洗浄しやすいので、メンテナンスも容易と
なり、自然な美しさを長期間維持することができる。

【００５４】以上のように本発明による人造石材の製造
方法によれば、従来の人造石材を一新し、自然石に非常
に近い石材が製造でき、より自然で美しい状態に施工す
ることができる人造石材を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による人造石材の製造方法を示すフロー
図である。

【図２】本発明による人造石材の表面および裏面の実施
例を示す図である。

【図３】本発明による人造石材の表面状態の説明図であ
る。

【図４】本発明による人造石材の石張り施工の実施例を
示す図である。

【符号の説明】

１ 固化材（白色ポルトランドセメント） ２ 骨材（石粉） ３ 水 ４ 赤土 ５ ふるい（１０ｍｍメッシュ） ６ ふるい（２ｍｍメッシュ） ７ 粒度調整された土類（赤土） ８ 型枠 ９ 混練された原料 １０ 攪拌機 １１ ピン状体（５寸釘） １２ 罫書き溝 １３ 人造石材 １３ａ 人造石材の表面 １３ｂ 人造石材の裏面 １４ 高圧水 １５ 噴射ノズル １６ 珪フッ化マグネシウム水溶剤 １７ スプレーノズル １８ 多孔質状凹部 １９ 木ハンマー ２０ モルタルペースト ２１ コンクリート塀

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セメント材を固化材とする人造石材の製
   造方法において、 予め型枠（８）底部に、粒状または塊状の土類（７）を
   任意に散布して敷設した後に、固化材（１）と骨材
   （２）と水（３）との混練された原料（９）を型枠
   （８）に充填し、固化後に石材表面の土類（７）を除去
   することを特徴とする人造石材の製造方法。
2. 【請求項２】 前記の型枠（８）底部に分散敷設される
   土類として、赤土（７）が用いられていることを特徴と
   する請求項１に記載の人造石材の製造方法。
3. 【請求項３】 セメント材を固化材とする人造石材の製
   造方法において、 該人造石材（１３）の初期硬化時に、型枠（８）の上面
   側、すなわち製品の裏面（１３ｂ）側に、石割り用の罫
   書き溝（１２）を設けることを特徴とする人造石材の製
   造方法。
4. 【請求項４】 前記の罫書き溝（１２）が、ピン状体
   （１１）により任意の形状に描いて掘ることを特徴とす
   る請求項３に記載の人造石材の製造方法。
5. 【請求項５】 セメント材を固化材とする人造石材の製
   造方法において、固化、脱型後に、該人造石材（１３）
   の表面（１３ａ）に珪フッ化マグネシウムを主成分とす
   る溶剤（１６）を塗布することを特徴とする人造石材の
   製造方法。