JPS6023963B2 - 大理石および他の天然石の切片から塊状体および板状体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は石材製品、特に大理石および類似の天然石の切
片から美的にすぐれたブロックを製造する方法に関する
。

一般に、石切場でスラブあるいは他の製品を生産する際
、各種処理工程においてそれ自身大理石および天然石の
原材料として経済的にまたは工業的に役立たない多数の
廃棄物を生じていることは知られている。

大理石および石材の生産工業化の重要なプロセスとして
いわゆる人造大理石の製造がある。

人造大理石は採石場の廃棄物のような非常に経済的な原
材料から製造できるという長所がある。人造大理石の製
造技術の進歩に伴ない、いくつかの採石場ではブロック
として切り出しせずに小さな石材として切り出している
。該石材はまず異なるサイズに破砕され、それから粉状
の炭酸カルシウムおよび液状の結合剤とともに混合機に
投入される。結合剤としてはセメントあるいは合成樹脂
を基剤とするものがよい。ドイツ特許ＤＴ−０６．２２
４６２７０号明細書に記載された先行技術によれば、液
状結合剤と石材との混合物は得ようとするブロックの形
状に成形され、真空下のオートクレープに入れ、回転さ
せる。それゆえ、該混合物の成分が均一な分布状態とな
り、包含されていた気泡が部分的に除去されながら成形
物は振動され、オートクレープ中で硬化される。この方
法は所望の一定形状を有する人造大理石フロックの製造
が可能であり、それをスラブに切断するのに適する。

しかしながら、この方法は下記の欠点を有する。すなわ
ち、混合物中の各種サイズの石材の分布がランダムであ
り、その結果ブロックをスラブに切断するに際し、切断
後にそれらを再配置して接触させしっかりと固定しうる
ような寸法形状のものに確実に切断することができない
。

それどころか、十分に固着されず、すぐに分離されうる
石材の小砕片、さもなければ、衣服を通してすぐに消失
しまう程の微細な石材の小砕片がスラブ表面に埋もれた
ままであることが度々生じる。人造石の結合力は天然石
のそれよりも劣る。

なぜならば、人造石は天然石の種々砕片が結合剤でのみ
結合されたものであり、その上種々砕片間の機械的固着
がなく、結合剤の硬化による内部応力が減じ、その結果
スラブのねじれを生ぜしめるからである。混合物が型に
注入された後、型内は真空状態に置かれる。

混合物は高密度で完全に脱気できず、残存気泡のためブ
ロックから得られるスラブの表面は不完全なものとなっ
てしまう。さらに混合物が高密度のため種々切片の間隙
、特に表面空所を完全に充填することができない。それ
ゆえ、上記先行技術によっては良質の構造物および美術
品を得ることは困難であり、いかに応用しても人造右は
天然石に匹敵することはできない。

本発明の目的は一定の製造コストで工業的に大量生産さ
れ、内外面の欠点のない規格化された寸法のブロックを
製造することである。

本発明によれば、かかる目的は下記の一連の工程からな
る方法により達成される。

すなわち、 ａ 平面が粉砕、切断操作により生じるような自然の粗
面である平行六面体の大理石あるいは類似の天然石の多
数の切片を準備し、ｂ 談切片の平面に粉粒体、好まし
くは該切片と同材料の粉粒体を少量散布し、ｃ 得よう
とするブロックに相当する内部形状および寸法を有し、
かつ液体を通さない側壁および底部を有する容器中に該
切片を積み重ね、該切片は多数の平行層を形成するよう
にその平面を互いに対面するように配置し、ｄ かつ該
切片間の接合が少なくとも一部が互い違いになるように
配置し、ｅ 該切片を該容器中に配置する前あるいは配
置後に加熱し、ｆ 談容器を真空状態とし、 ｇ 真空状態に維持されている間、該容器に液状の硬化
性結合剤を注入し、該結合剤で切片が完全に被覆される
まで、譲孫青合剤を切片間隙および切片と容器側壁との
間隙に流し込み、ｈ 容器内を大気圧あるいはそれ以上
に加圧し、該結合剤をすべての該間隙に完全に浸透させ
、ｉ 該結合剤を硬化させ、ｊ 切片および結合剤から
形成された固化ブロックを該容器から取り出し、ｋ 固
化ブロックを該層万向に対して垂直に互いに平行面に沿
って切断し、実質的に同じ厚さのスラブ状の多数の切片
とし、】 該切片を工程ｃ）において使用されると同様
の容器内にブロックを得る際の配置と異なるように互い
に平行に再配置し、ｍ 工程ｆ），ｇ），ｈ），ｉ），
ｊ）をくり返す。

構造的見地から、本発明の方法により製造されたブロッ
クおよび該ブロックから生産されるスラブの如き、最終
製品は通常の人造石のそれよりも非常に高度の結合力を
有している。事実、並置された切片の平面により切片の
間隙が限定されるので、ブロックに含まれる結合剤の量
は石材に比して非常に小量である。製品の機械的強度は
結合剤ではなく、ほとんど石材によるものであり、該結
合剤は切片を互いに結合固着するものである。それゆえ
に脆弱な切片は隣接切片により補強され、より小さな切
片でも有効となり、切断スラブの表面には剥離しやすい
砕片は存在しない。さらに、本発明の方法においては切
片を互いに結合し、表面に存在するすべての空所（亀裂
、小孔）を充填するために液状の結合剤が利用される。

また、結合剤を供給する前に切片を真空状態下におき、
脱気および切片の乾燥を完全に行ない、そして結合剤が
樹脂の場合にはその後も脱気を行なう。特に、結合剤が
硬化性樹脂であれば、内部応力の不均衡あるいは発生な
しに実質的に重合硬化し、該樹脂は切片間の網状構造に
沿って実質的に分散され薄いフィルムを生成するので、
自在に調整することが可能である。

ブロックから得られるスラブは結合剤の硬化による内部
応力に起因する変形を受けることはない。経済的見地か
ら、本発明の方法は通常の人造石の製造と同様、原材料
はあらゆるタイプの廃棄石材を利用するものである。

該原材料は少なくとも２つの平行平面を有することが必
要であるが、いかなる場合でも、スラブの砕片あるいは
経済的に再生利用されない欠陥スラブあるいはタイルを
使用することが可能である。また、フロツクからの切断
スラブあるいは他に応用されない他の欠陥切片をも使用
することが可能である。また２つの向かい合った表面が
平面であれば、石材砕片を利用することも可能である。
毛管の如き空隙を含むすべての間隙を充填することによ
りブロックの中央部も充填され、それゆえ単に研磨する
のみでスラブあるいは最終製品とすることが可能である
。さらに、本発明の方法を実施するための装置は通常の
人造石の製造に用いられるものより経済的であり、型お
よび回転あるいは振動横を必要とせず、また、材料の粉
砕および運搬などの高価な装置が不要である。最後に、
美術的見地から、異なる切片の幾何学的配置および異な
る色彩の切片の使用により非常に装飾的効果が得られる
。

たとえば、石材切片の代りに、他の材料の切片を部分的
に使用することができる。より良い製品を得ようと思え
ば、小さい正方形ブロックあるいはスラブの形状切片を
使用すれば良く、しかもすべて廃棄材料を利用すること
が可能である。

これらの切片はたとえば、壁に種々のフロツク層として
配置されるのである。異なる材料切片を用いて適宜ブロ
ックを形成し、予じめ決められたパターンに従って配置
することによって一定の模様が再現された一連のスラブ
が得られるのである。本発明は下記の記載により、また
添付図面を参照することにより一層理解されるであろう
。

本発明の方法によりブロックを製造するには、原材料と
して大理石等の切片が使用され、該切片は廃棄物から構
成されている。該切片としての必須要件は多数の平面を
有し、かつその平面は少くとも２つ互いに平行でなけれ
ばならない。これらの平面は破砕、切断等の際に得られ
る一定の槌面を有することが好ましい。このような条件
を満足する材料はスラブの砕片あるいは廃棄スラブであ
る。しかしながら、廃棄ブロックあるいはプロック砕片
を切断し、切片を得ることは可能である。望ましい切片
は、該切片が２つの平行な面を有し、かっこの平面が予
備的な切断あるいは破砕操作によって形成されるならば
いかなる石材砕片から得られるであろう。第１図を参照
すれば、切片Ｐは液体を通さない容器Ｃ中に配置されて
おり、該容器は上部を開口し、得ようとするブロックに
相当する内部形状寸法を有している。

切片Ｐは該切片の平行面に沿って積層体Ｓに配置される
。これらの各層Ｓにおいて切片Ｐはすべて平行平面内の
厚さは同一でなければならないが、その厚さは層毎に変
えることができる。さらに切片Ｐは同一層および層間と
もできるだけずらせて配置する必要がある。これは継ぎ
目が交互になるようにするためで、その結果ブロックの
結合力が改善されるのである。このような配置は第１，
２図に示されている。構造的、美術的に良質の製品を得
ようとすれば、平行六面体を有するできるかぎり同一の
小形ブロックあるいは小形スラブを切片とすればよい。
この場合でも、ブロックあるいはスラブの砕片のような
廃棄材料あるいは欠陥ブロックおよびスラブを原材料と
して使用することができる。切片はすべて同一の石材料
とする必要はない。かえって、異なる色彩の切片および
他の材料の切片、たとえばぐ木材、アルミニウム、銅、
ガラス、プラスチック等の材料を使用すれば、非常に美
術的効果を有するものが得られる。個々の層Ｓは層の厚
さと同一の厚さを有する切片で形成する必要性は決して
ない。その点に関して第３図に示されている。すなわち
、２つの層Ｓ，およびＳ３の間に特定の層Ｓ２が形成さ
れている。層Ｓ２は２つの平行面を有し、この平行面に
沿って水平に置かれた多数の板Ｌ，Ｌ，Ｌ３，Ｌ４．Ｌ
５，Ｌ６，Ｌからなる。板じ，Ｌ，−の全体の厚さは板
Ｌ６，Ｌ７のそれと等しい。その結果、板Ｌ３および−
の上面は同一平面となり、この平面上にはまた、板Ｌ２
およびＬが積層されている。板Ｌ，，Ｌ２，Ｌ６および
Ｌは第３図右側に傾斜面を有し、それぞれ同一の角度お
よび平面を有している。この倭斜面には平行面に沿って
一連の板４８，Ｌ９，Ｌ，ｏ，Ｌ，．，が並置されてお
り、第３図における上下端部にはそれぞれ２つの平行面
を有し、上端部は板Ｌ，の平面Ｆ，と、下端部は板Ｌ５
およびＬの平面Ｆ２とそれぞれ同一のレベルに位置して
いる。板Ｌ２〜Ｌ８の配置は板Ｌ，〜Ｌ６と対称関係に
あることが第３図に一例として示されている。この場合
には、単に切片を積層するだけでなく、平行面に沿って
より広く並置されている。それゆえに、平行面に沿って
配置するという概念は切片を水平に並置するだけでなく
、垂直方向までいかなる傾斜面に沿って並置することを
も含む広範囲なものである。

平面は別として、不規則な形状を有する切片の場合には
、１（第１図）の如き切片の間隙は該切片と同一材料の
粉粒体で充填することが好ましい。

さらに、たとえば、すでに研磨されたスラブの砕片の場
合の如く、平面が平滑すぎるならば、各切片の平面に好
ましくは切片と同一材料の粉粒体を少量散布する。

これは切片平面間および層間に１／１仇肌のオーダーの
非常に小さな間隙を形成する。また、破砕、切削によっ
て得られた平面の場合には、その平面自体組面であり、
自然に間隙が形成される。この非常に小さい間隙が存在
することにより、後の工程において注入される結合剤と
切片との固着を可能にする。第４図は本発明の方法を実
施するために使用される装置である。

この装置は基本的な構成要素としてオートクレーブ１０
として図に示されるような圧力容器からなり、また、必
ずしも必要としないが、加熱室ｉｌが設置されている。

オートクレープ１０および加熱室１１は、たとえば、複
数の台車１２が移動可能な軌道（図示されていない）に
よって相互に連絡されている。各台車１２上には容器Ｃ
が表示されており、該容器中には切片が上記の方法によ
り配置されている。台車１２は容器Ｃの底部を構成して
いる。切片の入った容器Ｃは加熱室１１に導入され、そ
こで切片は十分な時間加熱され、乾燥される。また、容
器に切片を配置する前に切片を乾燥することも可能であ
る。たとえば台車に積む前あるいは容器の側壁を取付け
ずに台車に配置した後、加熱室１１内に貯蔵しておく。
また、切片をベルトコンベヤにのせ、加熱室を通過させ
て前もって乾燥することも可能である。加熱した後、容
器は切片と共にオートクレープＩＤに導入される。

オートクレーブー川ま扉１５を閉め、加圧され、それか
らオートクレープ１０内を真空状態とする。そのため水
の蒸気圧は減じ、切片の間隙および切片と容器側壁との
間隙、同様に切片の表面空所（割れ目、小孔等）に存在
する水分はすべて蒸発してしまう。初期の水分蒸発はす
でに加熱段階で行なわれている。より一層の乾燥を行な
うには、加熱された切片を積層する前にオートクレープ
１０中で真空処理するとよい。

真空および加熱により切片を完全に乾燥させると、後述
される結合剤の注入工程において好結果をもたらす。

すなわち、各切片と結合剤との完全結合を保証するもの
である。加熱室１１で行われる加熱の利点はオートクレ
ープ１０内が真空状態になった時、多数の切片それ自体
蒸発に必要とする熱を供給し、間隙および空所に氷が生
成されるのを防ぐことができることである。オートクレ
ープ１０内で放出する水蒸気はゆっくりと吸引除去され
る。オートクレープ１０内には１つ以上のバッフル（図
示されない）があり、該バッフルは冷却システムと連結
しており、水蒸気を氷としてその表面に凝縮させるもの
である。５０ＣＣ，６００肋Ｈｇあるいは２５ｏｏ，７
００肋Ｈｇの真空度を適用すれば、切片の完全乾燥が可
能である。

オートクレープ１０を真空下に維持しながら、硬化性結
合剤は容器Ｃに注入される。このため、オートクレーブ
ー川こは注入管１６を設け、該注入管はオートクレープ
１０の壁を貫通し、容器Ｃの上部に開□している。結合
剤は大気圧にて貯槽１７に液状で貯蔵されており、該貯
槽には浸導管１８が備わっている。該管１８はバルブ１
９を通して注入管１６と連結されておる。そして結合剤
はオートクレープ１０中の真空によって貯槽１７から吸
引される。結合剤が硬化性樹脂であれば、より高い位置
から真空下に樹脂を供給することにより、該樹脂の完全
脱気を可能にする。

結合剤は切片の積層体の上面を覆うまで、切片相互の間
および切片と容器Ｃ側壁との間に流れる。

この時点で注入は停止され、オートクレープ１０の内部
を大気と運通することにより真空状態を解放する。

そして結合剤は完全に充填するまですべての間隙および
空所に浸透する。結合剤はしかる後に硬化し、切片を積
み重ねたフロック中で完全に固まり、該切片の欠点を除
去することができる。

最後にブロックを容器から取り出す。過剰の結合剤はブ
ロックの外面に残存し、ブロックあるいはそれから得ら
れるスラブ等に対し、外部補強、保護被覆等の後処理操
作に際し、非常に有用である。

結合剤は樹脂、さもなければセメントが適当である。

ポリエステル樹脂、ェポキシ樹脂の如き熱硬化性樹脂を
、好ましくは周囲の温度で硬化しうるように触媒および
硬化促進剤の存在下で使用するが有益である。これらの
樹脂は無色あるいは硬化状態で、使用された石材の色と
実質的に同じ色彩あるいは対称的な色彩となるものであ
る。セメントを結合剤とする場合には、人造大理石の製
造に普通使用されるものよりもより流動性のあるものと
しなければならない。セメントを結合剤として使用する
際には、切片の予備乾燥は不必要である。

結合剤の浸透を改善するために、結合剤の硬化前にオー
トクレープ１０内を大気圧以上に加圧される。

また、容器Ｃそれ自体を圧力容器とすることも可能であ
る。

上記方法により得られたブロックはスラブ、小形ブロッ
ク、床タイル等いかなる形状にも切断可能である。

好ましくは、層に対して垂直方向に切断することが効果
的である。該垂直面は切片の接合面と一致させず、それ
から一定間隔のところを垂直面としなければならない。
本発明によれば、第２図に図示されたブロックあるいは
異なる色彩を有する切片から形成されたフロックを切断
することにより、第５図に図示される如き模様を有する
多数のスラブを得ることができる。

これらのスラブを前記同様の容器に互い向かい合い、か
つフロック製造の際とは異なる配置で並列に再配置し、
前記同様の処理を行なうことにより非常に美術的効果の
高いものが得られる。

たとえば、スラブは正方形の切片を構成するように該ス
ラブを互いに再配置し、得られた第２のブロックを前記
切断方向に対し９００の方向で切片し、こうして第６図
に図示される如きモザイク模様が得られる。また、この
スラブをを第２のブロックを構成するよう適当に再配置
することができる。第７図は装飾的模様の一例を示すも
のである。３つの互いに接しているスラブＬｏ，Ｌ２，
，し２，は異なる色彩のモザイク模様を構成し、予定の
模様に配置されている。

各スラブには時色の部分Ａ，明色の部分Ｂおよび他の色
彩の部分Ｄを有している。スラブはＬ２，の如く、フロ
ックが一定の断面を示す方向に対して９００の角度で切
断されるゆえに、すべて同一の多彩色模様を呈している
。スラブＬｏおよびＬ２２はスラブＬ乳に対して逆に位
置し、スラブの接合線に対して対称的なくり返し模様が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図；容器壁を一部切り欠いたブロック形成切片の配
置を示す正面図、第２図；平行六面体の切片の配置を示
す透視図、第３図；異なる層における切片のより複雑な
配置を示す断片的な正面図、第４図：本発明の方法を実
施するための装置を示す概要図、第５図，６図；本発明
に従って製造されたブロックから得られるスラブの正面
図、第７図：くり返し模様の一例を示す側面スラブの連
続正面図。 図中、符号１０・・・オートクレープ、１１・・・加熱
室、１２・・・台車、１６・・・注入管、１７・・・貯
槽。 Ｆ四‐ｌＦ重・２ Ｆ四・３ Ｆ四‐４ Ｆ四−５ Ｆ四−６ Ｆ◎７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 大理石および類似の天然石の切片からブロツクを製
   造する方法において、ａ 平面が粉砕、切断操作により
   生じるような自然の粗面である平行六面体の大理石ある
   いは類似の天然石の多数の切片を準備し、ｂ 該切片の
   平面に粉粒体、好ましくは該切片と同材料の粉粒体を少
   量散布し、ｃ 得ようとするブロツクに相当する内部形
   状および寸法を有し、かつ液体を通さない側壁および底
   部を有する容器中に該切片を積み重ね、該切片は多数の
   平行層を形成するようにその平面を互いに対面するよう
   に配置し、ｄ かつ該切片間の接合が少なくとも一部が
   互い違いになるように配置し、ｅ 該切片を該容器中に
   配置する前あるいは配置後に加熱し、ｆ 該容器を真空
   状態とし、 ｇ 真空状態に維持されている間、該容器に液状の硬化
   性結合剤を注入し、該結合剤で切片が完全に被覆される
   まで、該結合剤を切片間隙および切片と容器側壁との間
   隙に流し込み、ｈ 容器内を大気圧あるいはそれ以上に
   加圧し、該結合剤をすべての該間隙に完全に浸透させ、
   ｉ 該結合剤を硬化させ、ｊ 切片および結合剤から形
   成された固化ブロツクを該容器から取り出し、ｋ 固化
   ブロツクを該層方向に対して垂直に互いに平行面に沿つ
   て切断し、実質的に同じ厚さのスラブ状の多数の切片と
   し、ｌ 該切片を工程ｃ）において使用されると同様の
   容器内にブロツクを得る際の配置と異なるように互いに
   平行に再配置し、ｍ 工程ｆ），ｇ），ｈ），ｉ），ｊ
   ）をくり返す、一連の工程からなることを特徴とする大
   理石および類似の天然石の切片からのブロツクの製造方
   法。