JPH1160319A - 人造石材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 ガラス粒子１１、シリカセメント１２、
水１３の混合物を真空状態で混練することによりガラス
粒子１１を均等に分散させた後、硬化させる。 【効果】 性状が均一で強度が高く、耐候性、耐久性に
優れ、美観も良好な人造石材を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セメントなどを原
料として製造する人造石材に関する。

【０００２】

【従来の技術】自然石を用いた建造物は、コンクリート
のみで構築された建造物に比べ、美観などが優れ、周囲
の環境に調和しやすいなどの特長があるため、従来よ
り、自然石を利用した各種建造物が構築されている。

【０００３】しかし、自然石は採取場からの運搬や加工
などに多くの労力を要するため、実際に使用する場合に
はコストを高める要因となる。また、自然石は、文字通
り自然の産物であり、石の種類によって性状が定まって
いるため、思い通りの色彩、模様などを得ることは難し
く、いわゆる硬脆材料であるため、所定形状への加工も
容易ではない。

【０００４】そこで、従来より、セメントや樹脂などを
原料として形成した様々な種類の人造石材が開発され、
各種建造物において採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の人造石
材の場合、その色彩などは顔料を用いて出しているた
め、太陽光線に含まれる紫外線などの影響で褪色、変色
しやすく、初期の色彩を長期間に渡って維持することが
困難である。

【０００６】一方、有色のガラス粒子をセメントに混入
させて、色彩を備えた人造石材を製造する研究も行われ
ているが、セメント中にガラス粒子が均等に分布しにく
いため、均一な性状のものを得ることができない。ま
た、ガラス粒子とセメントとの密着性が悪いため、強度
が低いだけでなく、表面に露出したガラス粒子が脱落し
やすく、耐久性がない。

【０００７】このように、美観性、耐久性、コスト的な
問題などを考慮した場合、すべての条件を満たすような
実用性を備えた人造石材がないのが実状である。

【０００８】そこで、本発明が解決しようとする課題
は、性状が均一で強度が高く、耐候性、耐久性に優れ、
美観も良好な人造石材を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の人造石材は、無機質粒状体、シリカセメン
ト、水の混合物を真空状態で混練して、硬化させたこと
を特徴とする。ここで、シリカセメントとは、ポルトラ
ンドセメントクリンカにシリカ質混和材料を調合し、せ
っこうを加えて微粉砕したものをいい、また、せっこう
とは、硫酸カルシウムの２水和物をいう。

【００１０】無機質粒状体、シリカセメント、水の混合
物を真空状態で混練することにより、セメント中に含ま
れる空気および無機質粒状体表面に存在する空気などが
全て排除された状態でセメント成分と混練されるため、
無機質粒状体がセメント中に均一に分散するとともに、
無機質粒状体とセメントとの密着性が向上し、高強度の
人造石材を形成することができる。

【００１１】シリカセメントは硬化時間が短く、真空混
練で均一に分散した無機質粒状体が比重差によって再び
凝集する前に硬化するため、無機質粒状体の偏りもな
く、均等な性状の人造石材を形成することができる。ま
た、シリカセメントは普通のポルトランドセメントより
粒子が細かいため、無機質粒状体表面の凹凸などに隙間
なく入り込んで強い保持力が得られ、水分吸収性の低い
緻密な組織を得ることができる。

【００１２】また、本発明の人造石材では、無機質粒状
体として、ガラス粒子を使用することができる。ガラス
粒子の場合、光反射性を備え、色の種類も豊富であるた
め、シリカセメントと混練、固化させることにより、ガ
ラス粒子が均一に分散し、外観性に優れた人造石材を形
成することができる。また、有色ガラス粒子は、太陽光
中の紫外線などで変色、褪色あるいは変質することがな
いため、長期間に渡って美観を維持することができ、耐
久性も良好である。さらに、ガラス粒子としては、廃ビ
ンなどの破砕片を使用することができるため、資源の再
利用を図ることができる。

【００１３】この場合、球状化加工を施されたガラス粒
子を使用することにより、ガラス粒子の鋭利な部分をな
くすことができるため、製造作業中はもちろん、完成し
た人造石材のガラス粒子に接触した場合の負傷などを防
止することができる。

【００１４】また、本発明の人造石材は、ガラス粒子と
シリカセメントとの混合比率が、重量比で２：１〜３：
１の範囲であることを特徴とする。ガラス粒子とシリカ
セメントとの混合比率をこのような範囲とすることによ
り、ガラス粒子がムラなく分散された均等な性状の人造
石材を得ることができる。なお、ガラス粒子の混合比率
が２：１より小さくなると、シリカセメントに対する骨
材としての作用が弱くなるため強度が低下するという傾
向が生じ、ガラス粒子の混合比率が３：１より大きくな
ると、ガラス粒子の間に入り込むシリカセメントが減少
するためポーラスなものとなるという傾向が生じる。し
たがって、ガラス粒子とシリカセメントとの混合比率は
２：１〜３：１の範囲が適切であり、特に、７：３とす
ることが望ましい。

【００１５】さらに、本発明の人造石材では、ガラス粒
子の粒径が０．１〜８ｍｍの範囲であることが望まし
い。ガラス粒子の粒径をこのような範囲とすることによ
り、シリカセメント中での分散性が良好となり、セメン
ト成分との強い密着力が得られる。

【００１６】なお、ガラス粒子の粒径が０．１ｍｍ未満
の場合は硬化が遅くなり、強度が低下するという傾向が
生じ、８ｍｍ超の場合は硬化が早くなり、強度が高まる
傾向が生じるため、硬化後の加工性などを考慮すると
０．１〜８ｍｍの範囲が適切であり、特に、ガラス粒子
の粒径を５ｍｍ程度とすることが望ましい。なお、粒径
８ｍｍを超えるガラス粒子は入手が困難であるためコス
ト上昇を招きやすく、また加工機械なども特殊なものを
必要とするようになるという問題がある。

【００１７】また、本発明の人造石材は、硬化した後の
人造石材の表面に、研磨、サンドブラスト、小叩き、ビ
シャン叩きのうちの少なくとも一つを施したことを特徴
とする。ここで、研磨とは砥石や砥粒などを用いて人造
石材面を削り取っていく加工方法で、本磨き、水磨きな
どの方法があり、サンドブラストとは人造石材面に砂を
吹き付ける加工方法である。また、小叩きとは先端が線
状をした加工具で人造石材面を叩いて仕上げる加工方法
であり、ビシャン叩きとは先端がピラミッド状に尖った
ビシャンで人造石材面を叩いて仕上げる加工方法であ
る。

【００１８】これらの加工方法を適宜使い分けることに
より、平滑面から不規則な凹凸面に至るまで様々な表面
状態に仕上げることができるため、多様なニーズに対応
可能な外観を備えた人造石材を提供することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は実施の形態である人造石材
を示す斜視図、図２は人造石材の製造工程を示す説明
図、図３は真空混練装置を示す縦断面図である。

【００２０】本実施形態の人造石材１０は、ガラス粒子
１１、シリカセメント１２、水１３の混合物を真空状態
で混練した後、硬化させたものであり、図１に示すよう
に、その表面に光反射性を備えた有色のガラス粒子１１
が均等に分散された状態で現れるため、その表面に研磨
やサンドブラストなどの各種表面加工を施すことによっ
て、美観に優れた人造石材を得ることができる。

【００２１】ここで、図２を参照して、人造石材１０の
製造工程について説明する。原料となるのはガラス粒子
１１、シリカセメント１２および水１３であり、ガラス
粒子１１は、廃ビンなどを破砕したガラス廃材１４に、
いわゆるもみすり加工１５を施して鋭利な部分を除去す
ることによって得られる、粒径５ｍｍ程度の粒状体であ
る。ここで、もみすり加工とは、一次破砕機で破砕した
ガラス廃材１４を、セラミックス製破砕歯を備えた回転
式の二次破砕機で加工することによって、ガラス破片の
鋭利な角を除去し、一般の川砂、海砂などと同様の粒状
に加工することをいう。

【００２２】次に、図３に示すような真空混練装置２０
の本体容器２１内に、ガラス粒子１１とシリカセメント
１２とを重量比で７：３の比率で投入し、ガラス粒子１
１およびシリカセメント１２の合計重量の１０〜２０％
程度の水１３を加えて混合１６する。この場合、真空混
練装置２０の本体容器２１内には、外部のモータ（図示
せず）から駆動軸２２を介して回転駆動される撹拌器具
２３が設けられているため、撹拌器具２３を回転させる
ことにより、本体容器２１内の混合物３０を十分に撹拌
することができる。

【００２３】本体容器２１内のガラス粒子１１、シリカ
セメント１２および水１３が十分撹拌されたら密閉蓋２
４を閉め、真空ポンプ２５を作動させることにより、本
体容器２１内の空気を吸引除去して真空状態にする。こ
の場合の真空度は、真空計２６によって計測することが
でき、真空度としては７６ｃｍＨｇ程度を維持する必要
がある。

【００２４】このように、本体容器２１内を真空状態に
保持して撹拌器具２３を回転させることにより、ガラス
粒子１１、シリカセメント１２および水１３の混合物３
０に真空撹拌１７を施す。撹拌時間が３〜１０分程度経
過したら、真空ポンプ２５を停止して開閉バルブ２７を
閉じた後、開閉バルブ２８を徐々に開いて、本体容器２
１内を大気圧に戻していく。

【００２５】本体容器２１内が大気圧に戻ったら、排出
バルブ２９を開いて、内部の混合物３０を型枠３１内に
収容することにより、所定形状に成形１８する。シリカ
セメント１２は比較的短時間で硬化するため、４〜４８
時間程度経過したら、脱型する。この後は、使用目的や
必要性などに応じて、研磨３２、サンドブラスト３３、
小叩き３４、ビシャン叩き３５などの表面加工を施すこ
とにより、様々な外観を備えた人造石材１０を得ること
ができる。

【００２６】なお、研磨３２の場合は必要に応じて水磨
き仕上げまたは本磨き仕上げを施すことができ、サンド
ブラスト３３の場合は人造石材面に砂を吹き付けて仕上
面を形成する。また、小叩き３４の場合は先端が線形状
をした加工具で人造石材面を叩いて仕上げを行い、ビシ
ャン叩き３５の場合は先端がピラミッド状に尖ったビシ
ャンで人造石材面を叩いて仕上面を形成する。これらの
表面加工方法を適宜使い分けることにより、平滑面から
不規則な凹凸面に至るまで様々な表面状態を形成するこ
とができるため、多様なニーズに対応可能な外観を備え
た人造石材を得ることができる。

【００２７】このように、本実施形態の人造石材１０
は、ガラス粒子１１、シリカセメント１２、水１３を真
空状態で混練するため、セメント中などに含まれる空気
およびガラス粒子１１表面に存在する空気などが全て排
除された状態でセメント成分と混練される。したがっ
て、ガラス粒子１１がシリカセメント１２中に均一に分
散するとともに、ガラス粒子１１とシリカセメント１２
との密着性が向上し、高強度の人造石材１０を形成する
ことができる。

【００２８】また、シリカセメント１２は硬化時間が短
く、真空状態の混練で均一に分散したガラス粒子１１が
比重差によって再び凝集する前に硬化するため、ガラス
粒子１１の偏りもなく、均等な性状の人造石材１０を形
成することができる。また、シリカセメント１２は普通
のポルトランドセメントより粒子が細かいため、ガラス
粒子１１表面の凹凸などに隙間なく入り込んで強い保持
力が得られ、水分吸収性の低い緻密な組織を形成するこ
とができる。このため、人造石材１０を屋外で使用した
場合でも、耐候性、耐久性に優れており、初期の外観を
長期間維持することができる。

【００２９】さらに、本実施形態の人造石材１０では、
光反射性を備え、色の種類も豊富なガラス粒子１１を使
用しているため、シリカセメント１２と真空混練、固化
させることにより、ガラス粒子１１が均一に分散し、美
観に優れた人造石材１０を形成することができる。ま
た、ガラス粒子１１が有色であっても、太陽光中の紫外
線などで変色、褪色あるいは変質することがないため、
長期間に渡って美観を維持することができ、耐久性良好
である。さらに、ガラス粒子１１として、廃ビンなどを
破砕して得られたガラス廃材を使用しているため、資源
の再利用を図ることができ、環境保護に寄与することが
できる。

【００３０】この場合、ガラス粒子１１は、もみすり加
工１５によって鋭利な部分を除去し球状化されているた
め、製造作業中はもちろん、完成した人造石材の１０の
表面に現れたガラス粒子１１に接触した場合などに負傷
する危険性がない。なお、ガラス粒子１１はガラス廃材
に限定するものではないので、新たに製作した様々な形
状、色彩のガラス粒子を使用することは勿論可能であ
る。

【００３１】また、本実施形態の人造石材１０では、ガ
ラス粒子１１とシリカセメント１２との混合比率を、重
量比で７：３としているため、ガラス粒子１１がムラな
く分散された均等な性状の人造石材を得ることができ
る。そのほか、７：３の混合比率とすることにより、人
造石材の表面にガラス粒子１１が多く現れるため美観が
良好となり、強度も高いという優れた効果が生じる。

【００３２】さらに、本実施形態の人造石材１０では、
ガラス粒子１１の粒径を５ｍｍ程度としているため、シ
リカセメント１２中での分散性が良好であり、セメント
成分との強い密着力が得られ、圧縮強度の高い人造石材
を得ることができる。そのほか、耐磨耗性に優れ、吸水
率が低く、耐候性が良好であるため、完成初期の美観を
長期間維持することができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明により、以下の効果を奏すること
ができる。

【００３４】（１）無機質粒状体、シリカセメント、水
の混合物を真空状態で混練して、硬化させることによ
り、セメント中に含まれる空気および無機質粒状体表面
に存在する空気などが全て排除された状態でセメント成
分と混練されるため、無機質粒状体がセメント中に均一
に分散して、無機質粒状体とセメントとの密着性が向上
し、高強度の人造石材を形成することができる。また、
シリカセメントは硬化時間が短く、均一に分散した無機
質粒状体が比重差によって再び凝集する前に硬化するた
め、無機質粒状体の偏りが発生せず、均等な性状の人造
石材を形成することができる。さらに、シリカセメント
は粒子が細かいため、無機質粒状体表面の凹凸などに隙
間なく入り込んで強い保持力が得られ、水分吸収性の低
い緻密な組織が形成され、優れた耐候性、耐久性が得ら
れる。

【００３５】（２）無機質粒状体として、光反射性を備
え、色の種類も豊富なガラス粒子を使用することによ
り、ガラス粒子が均一に分散し、外観性に優れた人造石
材を形成することができる。また、有色ガラス粒子は、
太陽光中の紫外線などで変色、褪色あるいは変質するこ
とがないため、長期間に渡って美観を維持することがで
き、耐久性も良好である。さらに、ガラス粒子として、
廃ビンなどの破砕片を使用することもできるため、資源
の再利用を図ることができる。

【００３６】（３）ガラス粒子に球状化加工を施すこと
により、鋭利な部分をなくすことができるため、製造作
業中はもちろん、完成した人造石材のガラス粒子に接触
した場合の負傷などを防止することができる。

【００３７】（４）ガラス粒子とシリカセメントとの混
合比率を、重量比で２：１〜３：１の範囲とすることに
より、適切な分量のガラス粒子がムラなく分散された均
等な性状となるため、高強度で、美観に優れた人造石材
を得ることができる。

【００３８】（５）ガラス粒子の粒径を、０．１〜８ｍ
ｍの範囲とすることにより、シリカセメント中での分散
性が良好となり、セメント成分との強い密着力が得られ
るため、耐磨耗性が高く、吸水性が低く、耐候性に優れ
た人造石材となる。

【００３９】（６）人造石材の表面に、研磨、サンドブ
ラスト、小叩き、ビシャン叩きのうちの少なくとも一つ
を施すことにより、平滑面から不規則な凹凸面に至るま
で様々な表面状態を得ることができるため、多様なニー
ズに対応可能な外観を備えた人造石材を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態である人造石材を示す斜視図であ
る。

【図２】人造石材の製造工程を示す説明図である。

【図３】真空混練装置を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１０ 人造石材 １１ ガラス粒子 １２ シリカセメント １３ 水 １４ ガラス廃材 １５ もみすり加工 １６ 混合 １７ 真空撹拌 １８ 成形 １９ 硬化 ２０ 真空混練装置 ２１ 本体容器 ２２ 駆動軸 ２３ 撹拌器具 ２４ 密閉蓋 ２５ 真空ポンプ ２６ 真空計 ２７，２８ 開閉バルブ ２９ 排出バルブ ３０ 混合物 ３１ 型枠 ３２ 研磨 ３３ サンドブラスト ３４ 小叩き ３５ ビシャン叩き

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉富 伸一 福岡県福岡市東区唐原７丁目15−27 (72)発明者 笹田 衛治呂 福岡県福岡市東区八田３丁目22番５号 (72)発明者 梅野 清嗣 福岡県福岡市早良区重留２丁目６番15号 (72)発明者 佐藤 雅治 福岡県福岡市南区柏原６丁目62番５号− 403 (72)発明者 大藤 照良 福岡県田川郡糸田町大熊4039の９ (72)発明者 山野 時一 福岡県福岡市中央区平尾５丁目14−４

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無機質粒状体、シリカセメント、水の混
   合物を真空状態で混練して、硬化させたことを特徴とす
   る人造石材。
2. 【請求項２】 前記無機質粒状体が、ガラス粒子である
   請求項１記載の人造石材。
3. 【請求項３】 前記ガラス粒子が、球状化加工されたも
   のである請求項２記載の人造石材。
4. 【請求項４】 前記ガラス粒子とシリカセメントとの混
   合比率が、重量比で２：１〜３：１の範囲である請求項
   ２，３記載の人造石材。
5. 【請求項５】 前記ガラス粒子の粒径が、０．１〜８ｍ
   ｍの範囲である請求項２〜４記載の人造石材。
6. 【請求項６】 請求項１〜５記載の人造石材の表面に、
   研磨、サンドブラスト、小叩き、ビシャン叩きのうちの
   少なくとも一つを施したことを特徴とする人造石材。