(57)【要約】  本発明は、白華を実質的に低減するまたは除去するためのセメント製品の加工方法を提供する。本方法は、セメント混練物を型枠の中に打設する時に、スラブ製品の少なくとも１つの表面に保護層を施すこと、および保護層をその場に保持させることを含む。保護層は、プラスチック材でできた比較的薄いシートである。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント混練物を型枠の中に打設する時に、スラブ製品の少なくとも１つの表面に保護層を施すこと、および前記保護層をその場に保持させることを含む、セメント製品の加工方法。
【請求項２】
前記保護層は、ライナーである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記保護層は、前記スラブ製品用に材料を打設する前に、前記型枠の表面に施される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記保護層は、プラスチック材でできた比較的薄いシートである、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記保護層は、型枠表面と前記保護層との間に空気が入る可能性を低減するためのデバイスを用いて、前記型枠の前記表面に施される、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記保護層は、前記スラブ製品が切断される時に切断され、これによって前記保護層は、脱型後に前記スラブ製品に貼り付いたまま残る、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
張り出している前記保護層のエッジは、前記スラブ製品の１つ以上のサイドエッジ周りに巻かれる、請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記保護層の前記張り出しているエッジは、熱を印加することによってシールされる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
適切なサイズの前記保護層のシートを、ライナー材のロールから切り離し、前記スラブ製品の上面および底面の上に載せ、開いているサイドエッジに沿ってヒートシールされて前記スラブ製品を包み込む、請求項１〜８のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記スラブ製品を密閉容器の中に挿入すること、実質的にすべての空気を排出すること、および前記スラブ製品を完全に養生する前に前記容器を密閉することを含む、スラブ製品の加工方法。
【請求項１１】
前記スラブ製品は、プラスチック袋内に真空パックされる、請求項１０に記載の方法。  
【請求項１２】
前記スラブ製品は、前記密閉容器内部から実質的にすべての空気を取り除くために、真空シーラーを使用して真空パックされる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記スラブ製品は、実質的に前記密閉容器内部のすべての空気をガスに置換するために、チャンバ真空シーラーを使用して真空パックされる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記ガスは、重いガスである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ガスは、二酸化炭素である、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記スラブ製品は、前記容器を密閉する前に、実質的に前記密閉容器内部のすべての空気を別の流体または物質に置換するために、チャンバ真空シーラーを使用して真空パックされる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
パッケージングの前または真空パッケージングする間に、メタケイ酸ナトリウムまたはメタケイ酸カリウムの下地が前記製品の前記表面に塗布される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
請求項１〜１７のうちいずれか一項に記載の方法により加工したスラブ製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体的にセメント製品に関する。    
【背景技術】
【０００２】
現在、タイルなどのセメント製品を小さな個別の型枠内で製造する工程は、過去５０年間に用いられてきた作製方法と実質的には同じままであり、依然として世界中で普及している。
【０００３】
しかしながら、過去２０年にわたり、タイル作製が進展した結果、近代的な建築および内装の風潮および傾向に対応して、大幅に現代的な外観を備えたタイルになってきている。
【０００４】
現在、市販されているセメントスラブ製品は、典型的にはセメント、珪砂、大骨材片（または粗骨材片）、減水剤および水を含む混練物から作製される。大骨材片は、塊を作り上げるために含まれ、そのサイズは、約３ｍｍから１０ｍｍまたはこれよりも大きいサイズまで様々であってよい。大骨材片としてストーンチップがしばしば使用される。減水剤は、ポリカルボン酸エーテルポリマーをベースとする流動化剤とすることができる。
【０００５】
タイル作製に使用される材料の強度は、比較的最近になって向上してきており、大理石または花崗岩のスラブに似た、単一で大きく薄いスラブからタイルを作製することが可能になり、これを切断して所望のサイズの正方形または長方形のタイルを作製することができる。
【０００６】
大型のスラブは、個別の型枠内で形成され、その後、振動工程に供される。これによって、最も細かい粒子が型枠底に移動する。スラブは、型枠の表面の形または形状になる。これは、「脱型直後（ｏｆｆ−ｆｏｒｍ）」の材料として知られている。
【０００７】
このような作製方法により、正方形および／または長方形のタイルのサイズおよび厚みのバリエーションに幅広い柔軟性を持たせることが可能になった。単一のスラブからタイルを切断することにより、サイズの異なる正方形および／または長方形のタイルの作製が可能になり、これは、以前は小さい個別の型枠内で作製されていたことである。作製に柔軟性があることで、タイルをクライアントの要望通りのサイズにすることができ、大がかりな再加工を施したり、多数の様々なサイズの型枠を在庫に保有したりすることはない。その上、精巧な機械加工により、より正確かつ良好にタイルを仕上げることができる。
【０００８】
上記の利点に加えて、大型のスラブを小型のタイルに切断することには、大きい形式のスラブに本来備わっている自然な美観の質が保たれるという利点がある。分離したとき、小さくなったタイルは独特の外観になり、この外観によって、壁および床などの大きい面を小さくなったタイルで覆ったときに見た目の印象が向上する。
【０００９】
材料を混練した後、この材料を大きい型枠の中に打ち込み、混練物をその場で振動させる。流体を添加して結合工程を活性化させる混練では、混練物を型枠に打設し、スラブを型枠から取り外せる十分な程度まで養生する。
【００１０】
型枠は、一般に、切断前に材料が凝固して硬化できる場所に保管される。スラブを十分に養生して材料を切断するまでの、湿潤混練したスラブの保管期間は、約１から４週間である。
【００１１】
自然に養生した大型スラブの場合、十分に硬化すると、脱型、積層して養生する。養生には、養生工程の方法および有効性に応じて最大４週間かかることがある。
【００１２】
当然ながら、切断工程の前にスラブ材を十分な時間養生できるようにするには、打設したスラブを打設ラインから保管領域まで移動させる必要がある。一般に、スラブは、型枠から取り外した後はフレームに残り、養生するためにパッケージングされる。これには、製造工程を中断し、養生するためにスラブを保管する十分な保管スペースを設ける必要がある上に、スラブを型枠から取り外し、養生するために保管場所に設置することに関わる、手動による集中工程を必要とする。
【００１３】
スラブは、厚みを校正してからタイル状に切断される。切断後、タイルを「調整」してより正確な側面を作製し、タイルのエッジを面取りまたは研削加工し、通常切断工程で生じるチッピング損傷を解消する。その後、個々のタイルは、洗浄、乾燥およびパッキングなどの工程を経てから販売用に発送される。
【００１４】
切断工程およびこれに続く作業は、一般には連続した自動生産ラインで行われる。
【００１５】
その結果、セメントまたはコンクリートのタイルを、大理石、花崗岩および／または磁器のタイルと同じように並置し、設置することができる。さらに、このようにして加工されたタイルは、一般に、設置状態の質がより高くなる。
【００１６】
しかしながら、現在のタイルの作製方法は、多くの重大な課題を抱えている。
【００１７】
例えば、スラブの加工（切断、校正、研削加工および／または調整）は、一般に、切断刃などのダイヤモンド切断工具、校正具などを使用して行われる。
【００１８】
極めて硬い材料であるスラブを切断するとき、切断部のエッジは、様々な程度のチッピングに供され、粗いエッジになる。さらに、スラブおよび／またはタイルは、切断および校正工程でひび割れが入ったり破損したりしがちである。応力は、特にセメントスラブまたはタイルが最も弱い角で、チッピングおよび破損をもたらすことがある。チッピング、ひび割れおよび／または破損は、損失となるか、あるいは損傷を受けた材料を修復する必要性が生じることがある。これは、コストがかかると同時に時間がかかるおそれがある。
【００１９】
もう１つの欠点は、加工が困難であり、チッピング、ひび割れおよび／または破損による損失を改善するために、熟練のオペレータによるケアを必要とする点である。このような熟練のオペレータにはコストがかかり、スラブからのタイル作製は、時間がかかり、作製工程を中断するものである。
【００２０】
校正工程および切断工程の後、スラブ製品は、一般に、完全に養生するために再び保管されるが、この養生には、製品を設置目的地へ発送する前に、制御した環境でさらに３から４週間の保管が必要である。最終的な養生のためにスラブ製品をさらに保管するには、追加の取り扱いコストおよび保管コストがかかる。
【００２１】
現在の作製技術におけるその他の欠点には、切断用の高価な設備（ダイヤモンド工具および大型資本設備など）の必要性、高いエネルギーコスト（例えば電気）、およびスラブを製品に加工する過程で消費される大量の水などがある。校正装置に＄４００，０００以上のコストがかかることも珍しくなく、切断ラインを含めると約＄７００，０００から百万ドルかかると予想される。
【００２２】
切断工程および校正工程も同じく、大量の廃棄物が生じる結果となり、この廃棄物は、切断工程および校正工程の過程で材料が除去される際にできるものである。そのため、廃棄物を、水を再利用する前に、加工に使用した水から分離しなければならない。分離した廃棄物を、回収し、処理し、処分しなければならず、これは手間がかかり、かつ／またはコストがかかることがある。この点に関して、水濾過システムのコストは、約＄１００，０００から＄２００，０００であると予想される。さらに、ほとんどの設備は多目的電源を必要とするため、設備全体の電気エネルギー消費にかかる運転コストは、一般に膨大である。
【００２３】
小型タイルまたはモザイク片を切断するとき、ダイヤモンド切断刃が切断のたびに材料の約３ｍｍから５ｍｍを除去するため、切断工程は、特に損失が多くなることがある。スラブから多くのタイルを作製する場合、切断工程の過程で除去される材料の総量は膨大である。
【００２４】
通常、スラブおよびタイルの作製工場の準備はコストのかかる事業であり、計画、準備、建設および設置には多くの時間を要する。工場の床は、特定の目的に構築された重設備を収容するために特別に適応させたものでなければならず、プラントごとに、水から廃棄物を回収し分離し処理するための排水システムおよび廃水タンクが必要である。上記のすべての欠点に加えて、特別目的の排水システムを備えた工場の建設自体が、膨大なコストがかかるものであり、それ故に製造施設の設立に障害となっている。
【００２５】
このようにして作製されたスラブおよびタイルに取って代わる製品が、天然石材である。しかしながら、天然石材は、変わりやすい要素を多く備えており、これを制御することは困難である。石材は、柔らかすぎる、硬すぎる、多孔すぎる、または石目が多すぎるために、特定の目的には不便となることがある。さらに、このような材料は、美観の点で顧客にとって魅力的ではない、または特定の用途には適していないことがある。
【００２６】
現在の作製方法にみられる別の問題は、タイル（またはスラブ）が白華に供されるという点である。白華は、セメント製品に常にみられる問題である。白華は、表面に可溶性塩およびその他の水分散性材料を生じるものだが、これらは通常セメント石の一部として結合しているものではない。白華は、一般に、通常白く、表面に形成された塩の堆積物として見られるものであり、成分が、コンクリートまたは石造部のいずれかの内部から溶液状になって現れ、炭酸化または蒸発などの反応によって継続的に析出されたものである。白華は、コンクリートの品質を損なうものではないが、製品の美的な質に対する影響は、業界にとってはコストのかかる問題になる。
【００２７】
白華には主に２種類あり、一次白華および二次白華である。一次白華および二次白華は、主に発生時期によって区別される。一次白華は、コンクリートの生産過程で余剰水によって生じ、典型的には最初の４８〜７２時間の間に表出する。
【００２８】
二次白華は、水分が表面に浸透して可溶性カルシウム塩を溶解した場合に起こる。主な化学反応は、一次白華と同じであり、水酸化カルシウムから方解石への変換である。二次白華は、溶液中での反応が原因であり、通常は雨または結露によって生じるため、一層一様でない自然によるものだが、これに対して一次白華は、堆積した塩の背後に残っている蒸発によって生じる。
【００２９】
白華が発生するには３つの条件があるとされる：
（１）可溶性塩があること；
（２）水が塩を溶液状にして運搬できること；および
（３）溶液が表面へ移動するための経路があること（および水の蒸発）。
【００３０】
最も一般的な白華の塩は、炭酸カルシウム、硫酸ナトリウム、および硫酸カリウムを含み、最も多く有害なものは、炭酸カルシウムである。セメントの水和工程で、わずかに水に溶ける水酸化カルシウム、Ｃａ（ＯＨ）２、が形成される。Ｃａ（ＯＨ）２は、溶解し、コンクリート表面に運搬され、そこで二酸化炭素、ＣＯ２、と反応し、空気中で炭酸カルシウム、ＣａＣＯ３、さらに水を形成する：
Ｃａ（ＯＨ）２（溶解）＋ＣＯ（溶解）→ＣａＣＯ３（固体）＋Ｈ２Ｏ（液体）
【００３１】
水は蒸発し、表面には不溶性のＣａＣＯ３が残る。ほとんどの場合、残留物が普通の水で単純に洗い流されることはなく、除去するには弱酸性のものおよび／または研磨性のあるものを使用する必要がある。ナトリウムまたはカリウムの塩から起こる白華は、水溶性であるため、より簡単に除去できる。
【００３２】
白く、「綿毛のような」堆積物または変色物を形成することがある塩は、リン酸などの適切な薬剤を使用して洗浄し、取り除くことができる。酸は、軽く薄めた中性洗剤を用いて中和させることができ、その後、水でよくすすぐことができる。このように、洗浄工程は、白華の程度に応じて相当な労力を要することがある。さらに、水の浸透源が特定されていなければ、白華が再び表出するおそれがある。一般に、取扱業者は、製造業者から受け取ったタイルに何らかの白華の兆候が見られると、除去できないまたは後日再発生する変色に対する予防措置として、そのタイルを廃棄する傾向がある。
【００３３】
白華発生に影響を及ぼす主要因には、セメント含有量、混練水、水／セメント比、混和剤、養生条件、および透水性などがある。セメント含有量が多くなると、白華発生の可能性が増大する傾向にある。  
【００３４】
混練水には、白華発生の可能性に寄与する様々な量のカルシウム、マグネシウム、カリウム、またはナトリウムが含まれていることがある。特に白華の原因となるのが、イオン交換によって軟くなった水であり、このイオン交換の過程で、カルシウムイオンおよびマグネシウムイオンがそれぞれ置換されて２つの（より水溶性が高い）ナトリウムイオンになる。
【００３５】
水／セメント比は、もう１つの重大な要因である。なぜなら、水／セメント比が増大すると、コンクリートの基材がさらに多孔質になり、これによって余剰水が追加されて経路が容易に形成されることによって、白華発生の可能性が増大する。
【００３６】
製造されたコンクリート製品中のセメント含有量および水／セメント比を最適にするのを補助するため、流動性を高める混和剤が提示されてきた。
【００３７】
透水性も白華に密接な関係があり、コンクリート基材の透水性が低いほど、白華発生の可能性は低くなる。材料に疎水性シーラーを含浸させて処理することによって、白華からセメント製品を保護することができる。シーラーは、一般に、撥水して材料の奥深くまで浸透し、水および溶解した塩を表面から十分に遠ざけるものである。撥水してコンクリート部分の水分運搬の可能性（吸収）を抑えることによって、透水性を下げるために、撥水する（孔を遮断する）混和剤が提示されてきた。シーラーを浸透させることにより、水蒸気を「吐き」出させるだけでなく、塩分子が外に移動するのを停止させる。しかしながら、凍結が憂慮される気候では、このようなシーラーが凍結／解凍の繰り返しから損傷を受けるおそれがある。
【００３８】
セメントの水和および強度の向上には、コンクリート製品の正しい養生が不可欠である。典型的には、高湿および高温の状況を与えて養生サイクルを加速させるために、蒸気を使用する。いくつかの事例では、コンクリート基材に二酸化炭素を注入する。理論上は、これで表面下に白華が形成され、最外層の上にさらに白華ができるための経路が遮断される。しかしながら、この工程は、製品密度、吸収率、湿気含有量、空気循環、および湿度レベルなどの様々に異なる要因があるために、制御が困難となることがある。
【００３９】
工場で慎重に養生することで、白華を最小限に抑えるのを補助することができる。しかしながら、スラブの加工過程では、大量の水を使用し、この水が表面に水酸化カルシウムをもたらし、この表面で水酸化カルシウムが大気中の二酸化炭素と反応して白華を生じることがある。この場合、白華を取り除く必要がある。また、輸送中に、様々な程度の白華汚れが発生することがよくある。これは、輸送過程でコンテナ方式の運送が利用され、材料が極端な温度および温度変化に供された場合である。さらに、コンテナ方式の運送を利用すると、結露が発生したり、熱によって材料またはた材料の周囲から湿気が引き出されたりして、白華汚れを促進する環境が作り出されることがある。
【００４０】
時折、白華汚れが少ないこともある。しかしながら、白華汚れが少量であっても、材料の本来の色および／または意図していた仕上がりに反して変化するのに十分な量である可能性がある。現在、この問題を最小限に抑えるため、製品を発送する前に、現実的な範囲で製品を工場に保管しておくことが一般的である。また、白華が発生する条件を最小限に抑えるために、材料を満足のいく形で保管する方法を顧客に指導することも、一般的な要件である。
【００４１】
ほとんどのコンクリート舗装材の製造業者は、自社製品に混和剤を使用することによって白華の問題を制御しようと試みてきた。しかしながら、どの製造業者もこの問題を完全に解消してはいない。そのため、ほとんどの請負業者は、市販の白華洗浄剤の使用に頼っている。ほとんどの洗浄剤は、白華によって舗装材に生じた白っぽい濁りを効果的に減少させるが、それは、適切に使用した場合だけである。これらの製品の多くは、不溶性の炭酸塩を「食し」または「溶解し」これを洗い流す、中性洗剤と酸との混合物をベースにしたものである。しかしながら、酸のなかには、コンクリートを着色するのに使用される顔料と逆の反応を起こし、変色を知らせるようにできるものがある。さらに、このような酸は、遮断されていた毛細管およびミクロ細孔を取り除くことによって実際に問題を悪化させることがあり、この場合、これによって水酸化カルシウムは再び表面へ通じる道を見つけられるようになる。さらに、このような洗浄剤を使用すると、非常に労力を要し、時間がかかることがある。
【００４２】
現在のパッケージング技術には、タイルまたはスラブのプレート全体をポリスチレンシートで被覆して、タイルまたはスラブが大気中の成分と反応することを防止することが含まれている。
【００４３】
白華は、醜い汚れが顧客の憂慮となるため、極めて望ましくないものである。顧客は、白華を製品の欠陥と考えることがあり、製品から白華汚れを洗浄するための詳細な説明を要求することもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４４】
セメントスラブおよびタイルの作製に関わる上記の欠点の１つ以上を少なくとも改善することが、本発明の目的である。
【００４５】
本明細書に引用した任意の先行技術（ｐｒｉｏｒ  ａｒｔまたはｐｒｉｏｒ  ａｒｔ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）の参照は、これらの参照が、本明細書で特許請求した本発明の技術の関連分野における当業者の一般知識の一部を形成することを認識するものでも提示するものでもなく、そのようなものであると考えてはならない。
【課題を解決するための手段】
【００４６】
一態様では、本発明は、セメント混練物を型枠の中に打設する時に、スラブ製品の少なくとも１つの表面に保護層を施すこと、およびこの保護層をその場に保持させることを含む、セメント製品の加工方法を提供する。
【００４７】
一実施形態では、保護層は、モールドライナーである。保護層は、スラブ製品用に材料を打設する前に、型枠の表面に施される。保護層は、プラスチック材でできた比較的薄いシートである。
【００４８】
一実施形態では、保護層は、型枠の中に混合物を打設する前に型枠の表面に施され、型枠表面と保護層との間に空気が入る可能性を低減するためのデバイスを用いて、型枠表面にしっかりと取り付けられる。
【００４９】
一実施形態では、保護層は、スラブ製品が切断される時に切断され、これによって保護層は、脱型後にスラブ製品に貼り付いたまま残る。
【００５０】
もう１つの実施形態では、スラブ製品が脱型されると、保護層が貼り付いたスラブ製品は、容器を密閉する前に、空気を排出したかあるいは容器内の空気分を別の流体に置換したかのいずれかの密閉容器の中に挿入される。
【００５１】
もう１つの実施形態では、スラブ製品は、型枠から取り外されないため、保護層は、スラブ製品に貼り付いたまま残る。張り出している保護層のエッジは、スラブ製品の１つ以上のサイドエッジ周りに巻かれる。張り出しているライナーのエッジは、空気がシールした保護層を通ってスラブへ／スラブから通過するのを防止するために、ヒートシーラーもしくは収縮包装式シーラーまたは同様のものを用いて一緒にシールされる。
【００５２】
もう１つの態様では、本発明は、スラブ製品を密閉容器の中に挿入すること、実質的にすべての空気を排出すること、およびスラブ製品を完全に養生する前に容器を密閉することを含む、スラブ製品の加工方法を提供する。
【００５３】
一実施形態では、スラブ製品は、プラスチック袋内に真空パックされる。
【００５４】
一実施形態では、スラブ製品は、プラスチック袋内部から空気を取り除くために、真空シーラーを使用して真空パックされる。
【００５５】
さらに別の実施形態では、スラブ製品は、プラスチック袋内部の空気を適切なガスに置換して白華を防止するために、チャンバ真空シーラーを使用して真空パックされる。ガスは、二酸化炭素のような重いガスとすることができる。
【００５６】
モールドライナーを使用するさらに別の実施形態では、スラブ製品は、脱型され、モールドライナーは、型枠内にそのまま保持される。次に、スラブ製品は、空気および／または湿気がシールを通過するのを防止する、または実質的に低減するために、その後密閉されるパッケージの中に挿入される。
【００５７】
さらにもう１つの態様では、本発明は、スラブ製品を密閉容器の中に挿入すること、および容器を密閉する前に実質的にすべての空気を別の流体または物質に置換することを含む、スラブ製品の加工方法を提供する。
【００５８】
「養生する（ｃｕｒｅ）」という用語は、「凝固する（ｓｅｔ）」という用語に代替可能であることがわかるであろう。また、「半凝固（ｓｅｍｉ−ｓｅｔ）」という用語は、「半可塑性（ｓｅｍｉ−ｐｌａｓｔｉｃ）」または「半硬化（ｓｅｍｉ−ｈａｒｄｅｎｅｄ）」と事実上ほぼ同じ意味であることもわかるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】混練工程の前に混合物の構成部材を入れた混練槽を示す図である。
【図２】取り付け前の型枠の下地およびモールドライナーを示す図である。
【図３】同じ取り付け過程の型枠の下地およびモールドライナーを示す図である。
【図４】モールドライナーを取り付ける下地に型枠保持壁を施す様子を示す図である。
【図５】型枠の中に混合物を打設する様子を示す図である。
【図６】切断工程の過程で、半凝固状態にある型枠内の材料スラブを示す図である。
【図７】図６に示した切断工程から生じたスラブ製品であり、型枠保持壁を取り外して脱型したスラブ製品を示す図である。
【図８Ａ】先行技術の材料スラブの切り口の外観を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の一実施形態による材料スラブの切り口の外観を示す図である。
【図９Ａ】脱型したスラブ製品であり、型枠のライニングを取り外した様子を示す図である。
【図９Ｂ】脱型したスラブ製品であり、型枠のライニングをスラブ製品に取り付けたままにした様子を示す図である。
【図１０Ａ】スラブ製品の少なくとも１つの表面に施した保護層を示す図である。
【図１０Ｂ】スラブ製品の少なくとも１つの表面に施した保護層を示す図である。
【図１１】プラスチック袋の中に真空パッケージングしたスラブ製品を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
以下の考察はすべて、特定の実施形態を記載しているものの、性質上は例示であり、限定するものではないことに注意されたい。
【００６１】
本発明は、タイル（内装、外装、床および壁；従来のタイプおよび代替タイプのタイル）；壁（内装用と外装用の両方）のモザイク（床モザイクなど）用の舗装被覆材；キッチンベンチトップ；キッチンカウンタ、キッチンベンチ、キッチンアイランド；テーブルトップ；スコットシステム（ｓｃｏｔｔ  ｓｙｓｔｅｍｓ）などのティルトアップパネル用の一体型キャスト製品；繊維を含む製品などの付属品を任意に備える、カーテンウォールおよび外装用被覆材；絶縁タイル；スラブ市場向けのその他のスラブ製品；家具；屋根用タイルまたはスラブおよび／またはその他の適切な用途向けのタイルに使用できる、セメントスラブおよび／またはこれを基に作製したタイルのパッケージングに関する。
【００６２】
本発明によるセメントスラブの作製方法の一例は、セメント、細骨材料、微細骨材料および水を混練するステップを含む。
【００６３】
図１には、セメント（１２）、細骨材（１４）微細骨材（１６）および砕材または粉砕材（粉体）（１７）などの材料が入った混練槽（１０）を示す。図１の例示的実施形態では、混練槽（１０）を、仕上がる材料スラブの所望の色を達成するために混練物に含まれた顔料（１８）の山を３つ有する状態でも示している。
【００６４】
細骨材料（１４）および／または微細骨材料（１６）は、砂を含むケイ酸質材料とすることができる。さらに、セメント混練物は、砕骨材料または粉砕骨材料（粉体）（１７）を含むこともでき、この場合の砕骨材料は、砂であってもよい。
【００６５】
セメント混練物の含水量を低減するため、減水作用のある流動化剤を添加することができ、この流動化剤はポリカルボン酸エーテルポリマーとすることができる。減水作用のある流動化剤の量は、セメント混練物の重量に対して約１から５％の間とすることができる。例えば、セメント混練物のセメント含有量が１００キログラムとすると、減水作用のある流動化剤の量は、約１キログラムから５キログラムの間とすることができる。減水作用のある流動化剤を使用した場合の水セメント比は、約０．２４から０．２６とすることができる。
【００６６】
セメント（１２）と細骨材料（１４）と微細骨材料（１６）の比は、２：２：１とすることができる。例えば、セメント混練物は、セメントを１００キログラム、細骨材料を１００キログラムおよび微細骨材料を５０キログラム含むことができる。さらに、セメント混練物が粉砕骨材料または粉体のいずれかを含む実施形態では、セメントと細骨材料と微細骨材料と粉砕砂／または粉体の比は、１０：１０：５：２とすることができる。例えば、セメント混練物は、セメントを１００キログラム、細骨材料を１００キログラム、微細骨材料を５０キログラムおよび砕骨材料または粉体を２０キログラム含むことができる。
【００６７】
当然ながら、最適な結果を生み出す任意の混練物の正確な材料比は、材料の質および適性、任意のポリカルボン酸系混和材の質ならびに混練装置の効率に左右されるであろう。
【００６８】
さらに別の実施形態では、表面張力を低減するために、酢剤および／またはエタノールなどの緩衝液をセメント混練物に添加する。この緩衝液は、セメント混練物の空気含有量を低減するために含まれる。セメント混練物に含まれる空気は、一般に気泡の形態であり、酢剤および／またはエタノールがセメント混練物の気泡含有量を低減するようになっている。酢剤および／またはアルコールとセメントの比は、約０．０７５とすることができる。
【００６９】
セメント混練物は、混練槽（１０）およびミキシングヘッド（２０）を備える標準的な市販のドウミキサー内で、完全に湿潤状態のコンシステンシーになるまで混練することができる。混練時間は、約３から５分とすることができる。
【００７０】
図２には、ガラスシート形態の型枠の下地（２４）を示している。適切なサイズのモールドライナー（２６）のシートをライナー材（２８）のロールから切り離し、型枠の下地（２４）の上に載せる。次に、図３に示すように、ライナー（２６）を型枠の下地（２４）の上面に施す。ライナー（２６）を下地（２４）にしっかりと施して、ライナー（２６）と型枠の下地（２４）との間に空気が入る可能性を防止する、または少なくとも最小限に抑える。
【００７１】
モールドライナー（２６）を型枠の下地（２４）に施すと、チューブ容器（２８）からアクリル材を出して、型枠保持壁（３０）を形成する（図４を参照）。型枠保持壁（３０）の高さは、求められるスラブの深さによって異なる。図５では、混練槽（３４）から型枠の中にスラブ材（３２）を打設している。
【００７２】
型枠の形状およびサイズは、様々なものであってよく、アルミニウム、スチール、材木、プラスチック、ガラスおよび／またはアクリルなどの様々な材料からできたものであってよい。
【００７３】
モールドライニングは、切断工具によって型枠に生じる損傷を防止するのを補助するものであり、脱型工程の後に廃棄するまたは取り換えることができる。モールドライナーは、プラスチック、ワックスペーパーまたはこの工程に適した任意の材料で形成することができる。
【００７４】
セメント混練物は、型枠内にあるとき、実質的にセルフレベリングすることができる。セルフレベリング工程には、継続して約２分から６分かかることがある。さらに、セルフレベリングの過程で、セメント混練物から空気および気泡が抜ける。手を加えないセルフレベリング工程の過程で、混練物から空気および気泡の約８０％から９５％またはそれ以上が抜けると予想される。
【００７５】
空気および気泡をさらに減らすことは、セメント混練物の入った型枠を軽く振動させることによって達成できる。空気および気泡が実質的にセメント混練物の表面に抜けないようになるまで、セメント混練物を振動させることができる。この点に関して、軽い振動は、約３から１０秒間とすることができる。
【００７６】
セメント混練物のレベリングおよび振動に続いて、実質的に半凝固（または実質的に半硬化）状態になるまでセメント混練物を凝固させる。半凝固状態になったとき、セメント材またはセメントスラブをタイルまたはその他の所望の製品に切断する。半凝固状態にあるため、セメント材を、所定振動数で振動するナイフまたはその他の鋭利な切断工具を用いて切断することができる。
【００７７】
所定振動数は、超音波振動数とすることができ、この振動数は、２０ｋＨｚから４０ｋＨｚの範囲とすることができる。超音波切断工具は、ハンドヘルドタイプであってもよいし、あるいはコンピュータ制御した自動切断機など、自動化した機械に組み入れられてもよい。
【００７８】
超音波振動数で振動している刃を使用することで、切断する際に刃に接着するセメント材がごくわずかになるまたは実質的になくなるはずであることがわかるであろう。これによって、刃を洗浄する必要がなくなり、切断工程の過程でスラブから除去されるセメント材がわずかになるまたは実質的になくなるはずである。
【００７９】
図６には、切断工程の図を示しており、この図では、スラブ材（３２）は、半凝固状態になるまで養生されており、ロボットアームで制御される切断デバイス（３６）が、振動切断工具（３８）をスラブ材（３２）に通過させる。スラブ材（３２）を通って経路４０が切断される。
【００８０】
図７には、材料スラブを通る切断部４０により生じたスラブ製品（４２、４４）の図を示している。さらに、図７では、型枠保持壁（３０）が取り外されており、これはスラブから型枠保持壁（３０）を取り外すことによって行う。この点に関して、十分に可鍛性のある材料を型枠保持壁（３０）用に選択することで、振動切断工具（３８）を用いて同じように切断することができる。
【００８１】
超音波切断工具（３８）は、セメント材を切断できるが実質的にスラブからセメント材を除去しない薄刃とすることができる。さらに、材料の切断は、１秒当たり約３００から８００ｍｍの割合で行うことができる。
【００８２】
セメントスラブが半凝固状態にあるときに、超音波切断に取って代わる手段として他の切断技術を用いてもよいことは理解されるべきである。
【００８３】
セメント材は、実質的に半凝固状態になるまで養生されることができ、その後、セルフレベリングおよび／または振動を行う。この養生工程部分は、摂氏約２１度の周囲温度で約３０分から１時間とすることができる。これよりも高い周囲温度では、養生時間が加速することがある。セメントスラブの切断は、セメント材を型枠の中に打ち込んだ後であればいつ行ってもよいが、セメント材を平らにしなければならず、セメント材が半凝固状態になるように十分に養生するさらに長い時間をかけて、空気が抜けるおよび／または除去されるようにしなければならないことを理解することが重要である。
【００８４】
セメント材については、切断機をセメント材に当てることによって、また、材料を切断したときにこの材料が実質的に動かず、かつ／または切断部の周囲に一体となって融合しないことを確認することによって、切断に対する適性を評価することができる。
【００８５】
セメントスラブは、実質的に半凝固状態のときに切断されるため、セメントスラブが実質的に硬化状態にある場合の以前の切断方法と比較して、セメント材にかかる応力が実質的に低減されることがわかるであろう。したがって、セメント材にかかる応力が低減されるために、セメントスラブのチッピングおよび破損は実質的に低減されるまたはなくなるはずである。さらに、本発明の切断工程の過程でセメントスラブから除去されるセメント材は、ほとんどないまたは実質的にない。
【００８６】
セメントスラブは、サイズおよび形状が様々であるタイルに切断されてもよい。形状には、湾曲形状および円形状などがあってよく、タイルは、鋭利な角を有するものに作製されてもよい。さらに、半凝固状態である間にセメントスラブを切断すると、ダイヤモンド工具などの高価な切断設備の使用を必要とせず、切断時間が削減される。また、切断に必要な水量は、実質的に減少するか、あるいは全面的になくすことができる。これには、以前はコストのかかる処理および／または処分が必要であった廃水が、ほとんどまたはまったく産出されないという新たな利点がある。
【００８７】
本発明の方法を使用して、スラブ材を準備することができ、このスラブ材から、以前は不可能または問題が多すぎると考えられていた形状、角度およびサイズを切断することが可能になる。
【００８８】
この工程は、切断および校正の過程で高圧水を必要としないため、スラブにかかる応力が実質的に低減され、これによって損傷が低減される。これによって、スラブを厚みの薄い断片に切断することができる。
【００８９】
セメントスラブを、約３ｍｍから５ｍｍの厚みに切断してもよく、これには、新規かつ革新的な製品を生み出す可能性がある。
【００９０】
さらに、加工過程で製品に生じる応力が少なくなる結果、材料を実質的により強くすることができる。同じく、これによって、製品を設置する最中にコーナーが破損するなどの問題を少なくすることができる。
【００９１】
このほか、セメント材の作製に大骨材片を使用しないため、ひび割れ（ヘアラインクラックなど）の進行が遅いことに関連する設置後の問題点が減る可能性がある。本発明により作製したスラブ製品であれば、混練物に大骨材が含まれていた以前の製品と比較して、切り口がより感じのよい美しい外観になると予想される。図８Ａには、現在の作製方法によるスラブ製品の切り口の断面の一例を示しており、この図では、大骨材のサイズおよび形状が外観の大半を占めている。これとは対照的に、図８Ｂは、本発明によるスラブ製品の切り口の断面の一例を示しており、切り口が見える場合の使用にはこちらの方が広く受け入れられると予想される。
【００９２】
セメントスラブに対して、半凝固状態にある間に厚みの一貫性を評価および／または校正することもできる。所望の厚みよりも厚い（高い）セメントスラブの任意の領域は、除去されることができる。除去は、チーズおろしタイプのデバイスで実行することができる。しかしながら、セメントスラブの厚みを評価および／もしくは校正するため、ならびに／またはスラブのより厚い領域から材料を除去するための任意の要件は、本発明によるスラブの作製方法により実質的に減少するか、あるいはなくなるはずであることがわかるであろう。
【００９３】
厚みを平坦にするために、厚みを評価および／もしくは校正し、ならびに／またはセメント材を除去することは、スラブを切断する前またはスラブをタイル状に切断した後に行うことができる。しかしながら、セメント材の校正および／または評価および／または除去は、セメントスラブが半硬化（半凝固）状態にある間に行わなければならない。
【００９４】
セメントスラブを切断した後、タイルを約２０から２４時間保管し、これによってタイルをさらに硬化させる。タイルは硬化するため、型枠から取り出すことができる。
【００９５】
次に、脱型したタイルをパッケージングし、完全に養生する。
【００９６】
図９Ａおよび９Ｂには、脱型したスラブ製品を示している。図９Ａの場合、モールドライナーはスラブ製品（４６）から取り外されている。これは、スラブ製品（４６）は取り外すがライナーはその場に保持させる場合の脱型の時に行うことができる。このようにする代わりに、図９Ｂに示すように、スラブ製品を切断する時にモールドライナーを切断すると、ライナー（５０）は、脱型後もスラブ製品（４８）に貼り付いたまま残る。その後、ライナー（５０）をスラブ製品（４８）から取り外してもよいし、あるいは、後に続く取り扱いおよび輸送の過程でスラブ製品（４８）を保護するためにその場に保持させてもよい。
【００９７】
次に、脱型したスラブ製品をパッケージングし、完全に養生する。完全に養生することで、パッケージングしている間にタイルのセメント材を最大限の強度にすることができる。次に、パッケージした製品を養生しながら輸送および／または発送することができる。これによって、工場で製品を養生する必要性が低減されるまたはなくなる。さらに、白華汚れが実質的に低減されるまたはなくなる可能性がある。
【００９８】
ライナー（５０）をスラブ製品（４８）に保持させると、ライナーは、製品が完全に養生されるまでスラブ製品（４８）の上面に対する保護層として作用する。スラブ製品（４８）を完全に養生するまで行うセメントの水和工程の過程では、水酸化カルシウムは液状である。ライナー（５０）は、スラブ製品（４８）の上面にバリアを築いて、水酸化カルシウムが空気中の二酸化炭素に曝露されないようにし、かつこの二酸化炭素と反応して炭酸カルシウムを形成できないようにする。このようにして、ライナーを施した面に一次白華が発生するのを防止する。
【００９９】
上面は、スラブ製品（４８）を寝かせて置けば目に見える面という意味である。保護していない底面および／またはサイドエッジには、依然として白華が発生する可能性があるものの、これは製品を寝かせて置けば目に見えなくなるため、設置時に製品の美観的な魅力に影響を及ぼすことはない。ライナー（５０）を取り外してスラブ製品（４８）を設置してしまえば、必要に応じて、スラブ製品（４８）の上面に適切なシーラーを塗布して二次白華を防止できることが検討される。
【０１００】
図１０Ａには、切断していないスラブ製品（４８）に貼り付いたままのライナー（５０）を使用して、輸送および／または保管用に製品をパッケージングする例を示している。切断していないスラブ製品（４８）のサイズよりも大きい１枚のライナー（５０）を、スラブの底面に置く。次に、ライナー（５０）の張り出しているエッジ（５１）をスラブ製品（４８）のエッジ周りに巻き、張り出しているエッジ（５１）がサイドエッジを包み込んでスラブの上面に来るようにする。張り出しているエッジ（５１）は、熱収縮包装、ヒートシーリングまたはその他の任意の適切な手段を介してその場に固定することができる。
【０１０１】
スラブ製品（４８）をパッケージングするためのライナー（５０）の代替適用例を図１０Ｂに示す。図１０Ｂの場合、モールドライナーは、脱型する時にスラブ製品（４６）から取り外されており、この場合、スラブ製品（４６）は取り外されるが、ライナーはその場に保持されている。ライナー（５０）は、スラブ製品（４６）の上面と底面の両方に施すことができる。ライナー材（５５）のロールから適切なサイズのライナー（５０）を１シート切り離し、これをスラブ製品（４６）の上面および底面の上から置く。次に、ライナー（５０）を開いているサイドエッジに沿ってヒートシールして、スラブ製品（４６）をライナー材（５０）の中にパッケージングする。このようにライナー（５０）を施すことで、スラブ製品（４６）のすべての面が一次白華から保護される。次に、製品が設置されれば、適切なシーラーをスラブ製品（４６）の上面に塗布し、二次白華を防止する、または少なくとも実質的に低減することができる。
【０１０２】
さらに別の実施形態では、脱型工程の過程でライナー（５０）を取り外した、切断していないスラブ製品および切断したスラブ製品を、密閉容器に真空パックする。いくつかの実施形態によれば、図１１に示すように、プラスチック袋を使用してスラブ製品を真空パックする。プラスチック袋（６０）は、中に１つ以上のスラブ製品（４６）をパッケージングするのに適したサイズのものである。スラブ製品（４６）は、２つ以上のスラブ製品（４６）が互いに擦れ合ってスラブ製品（４６）に傷跡が残るのを防ぐため、個別にパッケージングすることが好ましい。
【０１０３】
スラブ製品（４６）をプラスチック袋（６０）の中に入れ、次にプラスチック袋（６０）を真空シールして、実質的に袋内部からすべての空気を取り除く。セメントスラブ製品（４６）の面の周囲にある空気および湿気を即座に取り除くことによって、実質的に白華が発生する可能性を最小限に抑える。
【０１０４】
本発明は、スラブ製品（４６）に水が戻って水の移動を促進する過剰な結露の形成を低減する最適な条件を確保するために、配送前の保管用に制御した環境を提供する。これは、主に、製造されたばかりのスラブ製品を、いかなる結露も防止する、または少なくとも実質的に最小限に抑える環境に保っておくことによって達成される。スラブ材内にある湿気は、逃げることができないため、本発明は、白華を低減し効果的な養生を最大限に行う環境を提供する。
【０１０５】
もう１つの実施形態では、プラスチック袋（６０）は、チャンバ真空シーラーを使用して密閉される。この実施形態では、スラブ製品（４６）の１つ以上の面に貼り付けられたライナー（５０）を持つスラブ製品を検討する。チャンバ真空シーラーは、プラスチック袋（６０）の内部から空気を取り除き、空気を別のさらに望ましいガスに置換する。パッケージングすることには、パッケージング内の空気を、例えば、二酸化炭素などの重いガスに置換することを含めることができる。
【０１０６】
加圧下で酸素がない状態で注入する二酸化炭素は、セメント材内で液体の水酸化カルシウムと反応して固体の炭酸カルシウムが生成するという利点を有することがある。二酸化炭素を添加すると、「毛細管閉塞」の工程を経て白華を低減する作用があり、これによって、可溶性の水酸化カルシウムが輸送される道となるコンクリート基材内の微細な孔および空間は、最終的には不溶性炭酸カルシウムの堆積物で塞がれるようになる。この方法でタイルをパッケージングすると、タイル面の下に何らかの白華が発生することがあるが、この場合の白華は、水酸化カルシウムの逃げ道を有効に遮断し、何らかのさらに別の反応を「封じ込め」、白華がタイル面の下で起こるように仕向けることによって、見えなくなる。このようにして、表面の美観を損なう白華の問題を低減するまたはなくす。
【０１０７】
さらに別の実施形態では、タイルをパッケージングする際、この工程に、流体または他の適切な下地を使用することを含めてもよい。いくつかの実施形態によれば、パッケージングする前またはパッケージングの最中に、本明細書に記載した様々な方法のうちの任意の１つを使用して、メタケイ酸ナトリウムまたはメタケイ酸カリウムを下地とするミストを製品の表面に塗布する。ケイ酸ナトリウム／ケイ酸カリウムの添加も同じく、遊離水酸化カルシウムと反応してケイ酸カルシウムを形成することによる「毛細管閉塞」の工程を経て、白華を低減する作用がある。毛細管および孔を「充填する」ことで、水が表面に移動するのを遮断し、これによって、白華が表面に発生するのを低減する。ケイ酸カルシウムは、炭酸カルシウムよりも硬く化学反応を起こしにくい物質となることができる。
【０１０８】
この反応は、表面下でも起こることがある。パッケージング工程には、重いガスおよびケイ酸ナトリウムおよび／またはケイ酸カリウムの蒸気を真空パッケージの中に注入することを含めてもよい。
【０１０９】
本発明は、様々な利点を具現化するものである。生産、養生、保管および輸送の段階で白華を最小限に抑えることにより、使用前に洗浄する必要なしに即座に設置できる状態で、スラブ製品を現場に配送することができる。さらに、本発明によるスラブ製品の加工により、スラブ製品を運送途中で養生し続けることができるため、白華または水による汚れを回避しようとして、制御した環境に製品を保管する必要がなくなる。スラブ製品を良好な状態に維持することで、取扱業者または顧客が外観を理由に製品を拒否することがなくなり、これによって、製品が無駄に廃棄されて生じる損失およびコストが少なくなる。養生途中のスラブ製品を保管する必要性を省くことによって、保管用の床面積に関わるコストも削減される。
【０１１０】
コスト面と、新たな白華の表出に対して修復措置が繰り返し必要になるような状況との両面で、補修よりも予防の方がよい。後者を繰り返すことによる影響が蓄積すると、場合によっては長期にわたって構造上の損傷を引き起こすおそれがある。
【０１１１】
いくつかの例示的実施形態を説明したが、このような実施形態は、単なる説明にすぎず、本発明を制限するものではないこと、また、本発明は、ここで説明した特定の設計および構成に限定されないことは理解されるべきである。なぜなら、上記の段落に記載したものに加えて、その他の様々な変更、組み合わせ、省略、修正および入れ替えが可能だからである。当業者は、本発明の範囲および精神を逸脱しないかぎり、上記の実施形態の様々な適応例および修正例を構成できることがわかるであろう。したがって、添付の特許請求の範囲において、本明細書に具体的に記載した内容以外の方法で本発明を実施できることは理解されるべきである。
【図１】
2013530075.tif 000003
【図２】
2013530075.tif 000004
【図３】
2013530075.tif 000005
【図４】
2013530075.tif 000006
【図５】
2013530075.tif 000007
【図６】
2013530075.tif 000008
【図７】
2013530075.tif 000009
【図８Ａ】
2013530075.tif 000010
【図８Ｂ】
2013530075.tif 000011
【図９Ａ】
2013530075.tif 000012
【図９Ｂ】
2013530075.tif 000013
【図１０Ａ】
2013530075.tif 000014
【図１０Ｂ】
2013530075.tif 000015
【図１１】
2013530075.tif 000016
【国際調査報告】
2013530075.tif 000017
2013530075.tif 000018
2013530075.tif 000019
2013530075.tif 000020
2013530075.tif 000021