(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
珪酸成分を含む天然石の溶融液の冷却固化によって板状に形成され、その内部もしくは裏面側に補強筋が一体に設けられるとともに、表面側には異なる色彩の石板片を一体化した模様が形成されていることを特徴とする新強化石板。
【請求項２】
補強筋が網状である請求項１に記載の新強化石板。
【請求項３】
所望の形状に成形した石材からなる装飾片をその表面が成形型の底面へ向くように成形型内に配置し、該装飾片の上に網状の補強筋を配置して、当該補強筋の上から珪酸成分を含む天然石の１種又は複数種の溶融液を注入し、前記装飾片の隙間部分に充填することにより、表面に上記装飾片による模様が表現され、背面側には補強筋が一体に設けられた石板を得ることを特徴とする新強化石板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物の床、壁、柱等の表面材料として使用するに適した新規な強化石板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
大理石、花崗岩、蛇紋岩その他の天然石材は古来から建築物の床、壁等の表面材として使用されているが、これら天然石材は亀裂等を有しているので、広い面積の板材を得るのは困難であり、一般的には適当な大きさに切り出したものを張り合せて使用している。しかしながら、建材として需要の多い天然石材は、産地が減少しており、採石や運搬に要する費用も高くなっているので、世界的視野で見ても今後天然石材を建材として安価に供給することは困難となっている。
【０００３】
一方、石英、長石、雲母等の造岩鉱物を含有する砂、粘土等は、陶磁器やガラス製品等の原料として使用されている。最近では、九州で多量に産出する珪酸成分含有のシラス粒石を原料としてセメントブロック製品等を廉価に製造することも行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近来、自然志向の傾向等もあって、天然の石を建材として使用することに対する要望が依然として強くなっているが、上記のように、そのまま建材として利用できるだけの面積を有する天然石材は、世界的に見て資源が乏しくなっており、高価であるので、需要に応えることができないのが現状である。また、砂、粘土、火山灰等は窯業の原料としては使用されているが建材としての利用はあまりなされていない。そこで本発明は、天然の石を原料として安価で美観と強度にすぐれた所望面積の強化された石板を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次のような新規な石板とその製造方法を提供する。すなわち、本発明にかかる新強化石板は、珪酸成分を含む天然石の溶融液の冷却固化によって板状に形成され、内部に補強筋が設けられていることを特徴としている。補強筋としては、直径数ミリメートルないし十数ミリメートルの棒状鋼材で組まれた網状ないし格子状のものが好ましい。また、石板の表面には、基材と異なる石板片を一体化することにより種々の模様を表しておく。
【０００６】
また、本発明にかかる新強化石板の製法は、珪酸成分を含む天然石の１種又は複数種を溶融炉で１５００℃以上に加熱して得られた溶融液を成形型内へ注入して表面に所望の模様が表された表面板体を得る工程と、該得られた表面板体の裏面側に網状の補強筋を配置して、その上から珪酸成分を含む天然石の１種又は複数種の溶融液を注入し、冷却・固化する工程とを経て、上記表面板体と補強筋とが一体化された所定厚みの石板を得る製法である。
【０００７】
この発明においては、所望の形状に成形した所望の色彩を有する装飾片を、その表面が成形型の底面へ向くように成形型内に配置し、該装飾片の上に網状の補強筋を配置して、当該補強筋の上から珪酸成分を含む天然石の１種又は複数種の溶融液を注入し、前記装飾片の隙間部分に充填することにより、表面に上記装飾片による模様が表現され、背面側には補強筋が一体に設けられた石板を得ることを特徴としている。
【０００８】
上記装飾片は、天然の石材でもよいが、例えば珪酸成分を含む天然石を溶融した溶融液を所定の成形型内に注入して冷却固化することにより得ることができる。また、このようにして得た石板を所望形状に切断してもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、具体例を挙げつつ詳細に説明する。まず、本発明の石板の基本的な製造方法は図１以下に示す通りである。すなわち、本発明では、珪酸分の豊富な天然の岩石を主原料として使用する。岩石の形態としては、塊状、粒状、粉状等種々のものが使用可能である。珪酸分の豊富な岩石としては、例えば珪石が最も一般的であり、これ以外にも、長石、蛇紋岩、閃緑岩等種々の岩石がある。珪酸分の少ない岩石の場合は、珪酸分に富んだ材料を粉状で混合することにより珪酸分を増やすことができる。さらに瑪瑙、黒耀石等の貴石の他、場合によっては火山灰等も使用できる。これら天然石の他にも、必要に応じて、着色用（彩色用）等の材料として各種金属及び金属化合物から任意に選択したものを使用する。これら各種天然石及び各種金属及び金属化合物を単種で又は複数種組合せて使用することにより多彩な石板を得ることができる。主原料である天然石中の珪酸分の含有量は３０ｗｔ％以上であるのが好ましい。珪酸分が少な過ぎると溶融・冷却固化による板体の製造が困難となる。金属や金属化合物は好みの色彩を得るのが目的であり、窯業等で公知の種々のものを使用することができる。その量は少量又は微量でよい。
【００１０】
上記原料を溶融炉（坩堝でもよい）に投入して高温に加熱する。この加熱温度は、投入した原料が溶融する温度であり、通常は１５００〜１６００℃程度である。原料が溶融したら、その溶融液を予め用意した成形型（器）内に注入する。図１ないし図３はこの成形型の例を表すもので、この成形型１は、十分に広い面積を有する鋼板製の敷板２の上にこれよりも面積の小さい鋼板製底板３を載せ、その周囲を鋼製型枠４で囲んでいる。鋼製型枠４は、４つのカギ型部材４ａ，…に分割されており、着脱自在な止め金具５で互いに連結して、方形の型枠４としている。止め金具５をピン５ａを中心に外側へ回わすと止め金具の凹部５ｂがカギ型部材４ａのピン４ｂから外れるので、当該型枠を分解することができる。なお、二つの型枠４，４の端部を互いに蝶番等で回動式に連結しておけば取扱上さらに便利になる。型枠４の適当な位置には、型枠取り外し用のピン穴４ｃ，…が設けられている。最下部に敷く敷板２は、安定と熱伝導による放熱のためのものである。
【００１１】
型枠４の内側には該型枠よりも高さの低い矩形状の内枠６が必要により設けられる。この内枠６は、成形後の石板の周縁部を段状に形成して持ち上げ易くするためのもので、型枠４の内側に一体に設けられている。このため、図示例の型枠４は断面概略カギ型となっている。上記型枠４と内枠６を別体として形成しておいてもよく、内枠６を設けておかなくてもよい。
【００１２】
上記のように、敷板２、底板３、型枠４を組み合わせて構成した成形型１内に天然石の溶融液Ｍを所定の厚みになるまで注入したら、一旦適当な温度まで冷却し、図４に示すように、その上に網状の補強筋７を敷設して、さらにその上から上記溶融液Ｍを所定厚みになるまで注入する。しかる後、そのまま放置して冷却固化する。成形時に上側になる面は製品である石板の裏面側であるから、補強筋が部分的に露出していてもそれほど問題とはならないが、美観上及び補強筋の防蝕上、補強筋が石板内に埋設されているのが好ましい。成形型１内に注入される溶融液Ｍの深さは数ミリメートルないし数センチメートル程度であり、成形型１の熱伝導性は良好であるから、１５００〜１６００℃の高温で溶融液を注入しても短時間で冷却する。このため、成形型１が変形するおそれはすくない。なお、成形型１には必要に応じて空冷式、水冷式等の冷却装置を取り付けることも可能である。
【００１３】
図５、図６は、このようにして溶融液を注入し、固化させた状態を表すもので、注入した溶融液Ｍが５００℃以下に冷却すれば、型枠を取り外すことが可能となる。そこで、型枠４の表面に設けられているピン穴４ｃ，…にピン付きの工具を引っ掛けて斜め方向へ引っ張ることにより、固化した石板３０から型枠４を内枠６と共に取り外すことができる。型枠４と内枠６とを取り外した石板３０の底部外周部は前記内枠６と底板３によって段状となっているので、当該段部に図１４に示すような金具１０を係合させて吊り上げることができる。金具１０は鋼製アングル材１１に吊り上げ用のワイヤロープ１２を取り付けたもので、石板３０の対辺にそれぞれアングル材１１，１１を係合させてロープ１２，１２で吊り上げることにより、成形された石板３０を容易に敷板から外すことができる。
【００１４】
なお、図示例の補強筋７は外径数ｍｍ乃至十数ｍｍの鉄棒又は鋼棒である棒体を網状ないし格子状に互いに交差するように組んで結合したもので、網目の形状は矩形、菱形、多角形等種々のものとすることができる。この網目の大きさは数十ｍｍ乃至百数十ｍｍである。補強筋７の形状・寸法や材質等は、得られる石板に十分な強度を付与するものであればよいが、一般的には直径数ミリメートルのものを用いるのが好ましい。場合によっては、補強筋として格子状に配したものを使用することも可能である。
【００１５】
図７は、このようにして得られた最も簡単な構造の石板を表すもので、この新強化石板３０は、天然石を原料としてその溶融液を固めたものであるから、天然石の風趣と耐侯性及び耐熱性を備えたものである。しかも補強筋７が一体化されているので、肉厚を薄くしても十分な強度を備えており、建材等として好適に利用することができるものである。また、珪酸分を含む主原料に各種金属粉、各種の出色金属酸化物を添加することにより、他の長石その他の酸化物や石種と比較して優れた明美多様な色彩を有するものとすることができる。
【００１６】
つぎに、図８、図９は上記と異なる実施形態を表すもので、この強化石板４０は板面にタイルないし煉瓦状の線状模様（筋目模様）４１が表現されている。このような筋目入り石板４０の製造に際しては、図９に示すように、筋目を構成する細長い石板片４１，…を組み合わせて配置し、適当な接着剤等で底板３に固定する。敷板２、型枠４等の配置は上記と同様である。そして、上記のように配置した石板片４１，…上に補強筋７を載置し、その上から溶融液Ｍを所定深さ、すなわち補強筋が埋まるまで注入する。これにより、溶融液が組み合わされた石板片の間隔部に充填されるとともに、補強筋が覆われるので、全体を冷却・固化すればよい。なお、溶融液を一度に注入する代わりに、一旦石板片４１の高さまで注入し、その上に補強筋７を被せて再度注入してもよい。このようにして、図８に示すように、表面（底板３に接していた面）にタイル状の模様が表現された新強化石板４０が得られる。
【００１７】
なお、上記石板片４１は、当該石板片の形状・寸法に対応する注型空間を備えた小型の金型に所望の組成の溶融液Ｍを注入して固化させることにより簡単に製造することができる。また、このような注型法の他に、大きな石板から切り出す方法によっても製造できる。その場合は、例えば上記と同様に敷板２、底板３、型枠４を組み合わせて構成した成形型１内に天然石の溶融液Ｍを注入し、冷却固化させることにより、補強筋のない素材石板を製造する。この素材石板を所望形状の石板片に切断すればよい。この切断は、例えば複数の石板を重ね合わせて台車に載せ、ダイヤモンド切断機、丸鋸、帯鋸、各種カッター等で簡単に行うことができる。
【００１８】
図１０はさらに異なる実施形態を表すもので、この新強化石板５０は、色彩の異なる帯状の模様５１，５２が格子状に表現されている。この石板５０の製造に際しては、まず色彩の異なる細長い石板片５２，…を上記のようにして注型法または切り出し法等で製造し、その表面に着色剤を塗布して、成形型１の底板３上に所定間隔で並べて固定する。石板片５２の表面に塗布する着色剤としては、金粉や、種々の岩粉、金属化合物等があり、例えばこれら粉末に少量の膠と澱粉を混合した溶液を塗り付けて乾燥すればよい。
【００１９】
底板３上に複数の石板片を配置したら、その間隔部に上記と同様又は異種の天然石の溶融液Ｍを所定の厚み（例えば５ｍｍ）になるまで注入し、補強筋７をその上に敷設してさらに溶融液を注入する。この時の注入量は、全体の厚みが所望の石板の厚みとなる量である。注入した溶融液を冷却すると、内部に補強筋が一体に配置された新強化石板が得られる。この石板の表面（注型時に底面となる面）には格子状の模様が現れる。
【００２０】
図１１はさらに異なる実施形態を表すもので、この新強化石板６０は、表面に碁盤状の筋目模様が表されている。この石板６０の製造に際しては、まず所定寸法のレンガ状石板片６１，…を製造し、その側面部に所望の着色剤を塗布して、成形型１の底板３上に、図１１の６１，…で示すように千鳥状に互いに間隔をおいて並べる。この石板片６１は、上記と同様に、予め天然石、化合物等を溶融した溶融液を注型・冷却して得られる石板を切断装置で切断する方法や、方形の小さな成形型を用いて上記溶融液を注型する方法等により容易に製造することができる。
【００２１】
つぎに、千鳥状に並べて固定した石板片６１，…の間隔部に溶融液Ｍを注入し、補強筋７を被せて所定厚みとなるまでさらに注入する。これを冷却・固化すれば、図１１のような碁盤状の筋目模様６２が表された新強化石板が得られる。
【００２２】
図１２は、上記角型や帯状の石板片の代わりに、種々の模様を表す際に用いられる装飾片７１（ａ，ｂ，…）を表すもので、このような異形の装飾片を用いて図１３に示すような複雑な模様の新強化石板７０を製造することができる。図中の７２は、縁取り用の枠状部である。この新強化石板７０の表面には宝石状の複雑な模様が浮き出たもので、つぎのようにして製造することができる。まず、天然石、金属化合物等の化合物を溶融して、予め用意した小型の成形型内に注入し、冷却固化して所望の光沢と色彩を有する装飾片７１，…を製造する。上記縁取り用の枠状部を形成する細長い石板片も同様である。このように特別の成形型を用いて注型する代わりに、一旦大きな石板を成形し、それから切り出してもよい。つぎに、得られた装飾片を上記石板製造用の成形型１内に所望のデザインで配置する。この場合、装飾片７１を底板３上面に固定するために接着剤、粘着剤等を必要な場所、例えば装飾片の底面（製品の表面にあらわれる面）に塗布しておく。この接着剤、粘着剤等は、後述の溶融液の注型時における位置ズレを防止できるものであればよい。
【００２３】
この状態で、別途溶融した天然石の溶融液Ｍを成形型内に注入する。すると、この注入された溶融液が装飾片のない部分に充填され、装飾片を取り囲む。その上に上記と同様な補強筋７を敷設し、さらにその上から溶融液Ｍを注入する。これを冷却すれば、表面（成形型内の底面となる面）に装飾片群による複雑な模様が表された装飾石板が得られるのである。この装飾石板７０は、表面に多数の装飾片７１，…が美的に結合配置されていて、あたかも宝石、貴石のような風趣を備えたものであり、装飾製に富んだものである。しかも補強筋により強化されているので、建材等として十分に使用することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上に説明した如く、本発明によれば、天然石の風趣を有する美的で高強度の新規な強化石板や、種々の意匠を施した強化石板を簡単に製造することが可能となった。この新強化石板は、かなり大きな面積でも亀裂等の発生を防止でき、しかも表面に種々の模様を表現することができるので、新しい建材等として好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】成形型の上面図である。
【図２】成形型の一部破面図である。
【図３】型枠の外観図である。
【図４】補強筋を敷設した状態を表す一部破面図である。
【図５】成形状態における一部を破断面で表した外観図である。
【図６】新強化石板の一部を破面で表した斜視図である。
【図７】成形時における成形型の断面図である。
【図８】レンガ模様入り新強化石板の一部を破面で表した斜視図である。
【図９】レンガ模様入り新強化石板の成形法を表す外観図である。
【図１０】格子状模様を表した新強化石板の成形法を表す斜視図である。
【図１１】碁盤状模様を表した新強化石板の斜視図である。
【図１２】装飾片の外観図である。
【図１３】宝石模様を表した新強化石板の製造法を表す外観図である。
【図１４】石板吊り上げ装置の説明図（ａ）及びアングル材の断面図（ｂ）である。
【符号の説明】
１      成形型
２      敷板
３      底板
４      型枠
７      補強筋
３０      新強化石板
４０      新強化石板
５０      新強化石板
６０      新強化石板
７０      新強化石板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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