JP5576486B2 - 平坦でない固結させた石製品の製造方法 - Google Patents

Description

本願発明は、固結させた製品の製造方法に関し、更にとりわけ、真空振動圧縮（vacuum vibrocompression）を用いた平坦でない（または凹凸のある、non-flat）固結させた石製品の製造方法に関する。

従来技術において、石凝集体（または集合体、aggregate）の固結物（または集塊、塊状物、agglomerate）の製造方法、とりわけ、パネル、スラブ等の形態、すなわち、当業者により平坦であると考えられる本体の形態をした石英固結物の製造方法はよく知られている。

これらの平坦な固結物の幅広い使用は、該固結物がキッチンのカウンター、浴室のカウンターおよび作業表面（work surface）で達成できる幅広い美的多様性に加えて、高い引っ掻き抵抗、低い水吸収性および良好な耐薬品性を有することを考慮して、概して、キッチンのカウンター、浴室のカウンターおよび作業表面への該固結物の配置（placement）を目的としている。更に、この種類の固結物は、一般的に、床および壁を覆うのに用いられ、これらの使用は、屋内での使用に限定されている。更に、この従来技術は、Ｃｏｓｅｎｔｉｎｏ Ｓ．Ａ．に属する国際ＰＣＴ出願ＷＯ２００６/１００３２１号を含み、当該特許出願は、屋外環境での使用を可能にする特定の樹脂（resin）を備えたこの種類の要素の製造について記載している。

これらの石固結物の例は、会社Ｂｒｅｔｏｎ Ｓ.ｐ.Ａ.（イタリア）に属する方法を用いて製造される名称"Ｂｒｅｔｏｎｓｔｏｎｅ"で市場に見出すことができ、この方法におけるパネルまたはスラブの形態のこの固結物の製造は、既知の粒径を有する凝集体と、適切な添加物が組み入れられている（incorporate）ポリエステル樹脂との混合により開始する。とりわけ、一旦、製造される物質（または集結体、mass）が完全に均一になると、該物質は、直接ベルト上に配置され、運搬は、このような物質がパネル形状を有するための周囲の長さを制限する。配置される物質の量は、製造されるパネルの大きさ（寸法）に従って計算される。

同様に、紙、液体のシリコーン、エラストラーまたはプラスティックのような分離させる要素が物質とコンベアベルトとの間に配置される。例えば、圧縮の間にこの物質がベルトと接着するのを防ぐ任意の保護プラスティックは、有効であろう。更に、離型を更により容易にする、任意の従来のワックスまたは離型剤、例えば、シリコーンタイプの離型剤の層が、この分離させる要素に付加され得る。一旦、圧縮される物質がベルト上に配置されると、上述した分離させる要素と同一の他の分離させる要素が同じ目的のためにこの物質の表面に配置される。そして、この物質は、圧縮工程を経る。この工程において、この圧縮は、圧力を付与する、パネルと同じ大きさの、この要素と一体化したフレームに付与され、圧縮の間、この物質が延在して表面積が増加するのを防ぐ。

しかしながら、キッチンのカウンターおよび浴室のカウンターのようなこの種の材料の急増を考慮し、およびこれらの固結物において達成できる色の範囲が非常に広いことに起因して、美の破壊（aesthetic rupture）が、キッチン流し台または浴室洗面台と、そのカウンターとの間に起こるのを防ぐことを目的とした同じ材料により、キッチン流し台、浴室洗面台、他のキッチン用物品もしくは浴室用物品または任意の他の平坦でない製品を作る必要性が増しており、すなわち、美的に非常に魅力的であり、調和した効果が求められている。

これまで、国際特許出願ＰＣＴ/ＥＰ２００６/０５０４７０号に記載されるように、わずかな湾曲のみが、平坦でない石固結物から作られたパネルまたはスラブに与えられており、当該特許出願は、真空振動圧縮により圧縮を実施した後にパネルが前記湾曲を得るように曲がった型（制限された半径を伴って）に配置される、Ｂｒｅｔｏｎｓｔｏｎｅタイプの従来の組成物の作製を記載している。それから、樹脂は、最終目的物を得るように硬化される。

この場合、湾曲の曲率は、樹脂がまだ硬化されていないため、型内で圧縮された破壊していないまたは割れていない材料に明らかに限定される。この結果、当該明細書に記載された技術は、水平、垂直および曲がった表面が存在する流し台のような３次元物体（この３次元物体が、３ｃｍの厚さを有する従来パネルよりも１０倍までの寸法を有する可能性がある事実を考慮して）の製造に適用できない。

前記の理由のために、これまで、前記平坦でない製品を製造するための面倒な唯一の代替手段は、パネルまたはスラブの形態をした、前記固結物から得られた寸法に予め切断された部分を接着することであった。続いて、この部分が結合すると、生成物（product）は、Ａｒｔｅｍaｒｍｏｌ Ｃｈｉｃｌａｎａ（スペイン）のスペイン特許出願第２ ２５７ ９１２号に記載のように、鉋掛けされ（または端部が平面にされ、edge-plane）、研磨される。

この意味で、流し台の切断部分を機械加工し、その後にそれらを結合させることは、ある種の欠点を有する事実を強調するのに適切である。例えば、結合部の接着部の影響は、色付けられたパテ（putties）または接着剤を用いるにもかかわらず肉眼で気付く。更に、流し台または洗面台が連続的に水と接触すると、前記結合部が徐々に劣化して、そこに色の変化が観察される。

人口石から作られた、曲がった面を備えた製品を製造するための別の選択肢は、型内に物質を注入する方法である。しかしながら、この技術は、この物質が型の中を流れるように、該物質内に非常に高い樹脂含有量（全物質の１５重量％〜４０重量％の間）を必要とする。なぜなら、Ｂｒｅｔｏｎｓｔｏｎｅタイプの組成物の通常の樹脂濃度（６〜１３％）を有した該物質は、流れず、閉じ込められた空気を除外して鋳込みまたは注入によって型を満たすのが不可能であるためである。この物質の適切な流動性を達成する、樹脂含有量の増加は、この方法のコストに直接影響を及ぼすことに加えて、２色または３色のような色の効果が実現する（異なる色を備えたいくつかの予め混合された物質の導入、スペイン特許第２１８７３１３号）のを妨げ、２つまたはそれより多くの区別された色を備えた物質の代わりに、２つの区別された色ＡおよびＢの要素ではなく、単色"Ｃ"（単色"Ｃ"はＡおよびＢの混合である）の物質を得る。なぜなら、物質の流動性を増加させるように導入された過度の樹脂が、複数の色を混入（または同調、entrain）および混合させるためである。

上述した同じ理由のために、ＣｏｎｓｅｎｔｉｎｏＳ．Ａ．に属する国際ＰＣＴ出願ＷＯ２００６/１３４１７９号の明細書に記載の材料のような縞状効果（または脈状効果、veined effect）を有する材料は、これにより縞状効果が得られる染料が、バインダーとして用いられるポリマーで完全に希薄になりこの効果が消え、異なる色を有する拡散領域が出現することに起因して、得ることができない。

この方法の別の欠点は、２．５ｍｍよりも大きい粒径を用いることができないことである。なぜなら、粒子の平均サイズの増加および高いパーセントの樹脂による粘性の増加に起因してかなり困難な注入に加え、圧縮の間に注入があり、この方法が細かい粒（概して２ｍｍより小さい）の単色に限定されるためである。

本願発明の目的は、真空振動圧縮を用いた固結させた石製品を得ることができる方法を提供することである。

前記目的は、最初の工程として、上部が開口し、内面を有する型を準備する；続いて、離型剤のような、製造される物質の型との直接接触を防ぐ材料により、型の内面が覆われる、方法を用いて達成される。そして、少なくとも凝集体の粒子と、有機バインダーとから成る形成される物質が型内に送り出される。

続いて、この型は、物質内に閉じ込められた空気を取り除くことを目的として真空下におかれる。その後、圧力および振動がこの物質に付与され、継続して空気を取り除きかつこの物質を圧縮し、そして、この物質を硬くするように硬化して残し（leave）、最後に、形成された生成物が取り出される。

好ましい実施形態では、型の内面は、得られる平坦でない生成物の形状を規定し、型は、生成物が型の内側で反対の形状になるように構成される。

別の実施形態では、当該方法は、得られた生成物を取り出した後に該生成物を測定および研磨する工程を更に含む。

更なる実施形態では、型は、硬い内部スリーブを更に含み、該スリーブは、型の内側に配置および適合され、離型剤が該スリーブに配置される。この実施形態の利点は、一旦、振動圧縮が実施されると、このスリーブが、その内側でこの物質を硬化させるように型から取り出されることであり、従って、この型は、別の生成物を得るのに再び用いることが可能である。

平坦でない固結させた石製品の製造方法の要約は、
・上部が開口し、内面を有する型を準備する工程と、
・製造される物質のこの型との直接接触を防ぐ材料により、この型の内面を覆う工程と、
・少なくとも凝集体の粒子と、有機バインダーとから成る成形される物質をこの型内に送り出す工程と、
・この物質内に閉じ込められた空気を取り除くことを目的として、この型を真空下におく工程と、
・この物質に圧力と振動とを付与して、継続して空気を取り除きおよびこの物質を圧縮する工程と、
・このアセンブリの重合をもたらす工程と、
・形成された生成物を取り出す工程と、
を含む。

当該方法で得られた平坦でない固結させた石製品は、また、本願発明の目的でもあり、この製品は、流し台、洗面台、シャワートレイ、浴槽またはカウンターを含む、キッチン用物品もしくは浴室用物品または家具の一部であり得る。

これらの製品は、屋内での使用または屋外での使用に適しており、そのために、これらの製品が屋外に置かれる場合、紫外線放射に対する耐性があり、天候の荒れだけでなく最も高い温度変化にも耐えることができる樹脂が選択されるべきである。

作成される明細書を補完するように、および好ましい実用的な実施形態に係る本願発明の特徴をよりよく理解するのを助ける目的のために、以下の図がこの明細書の不可分の一部として添付される。

図１は、本願発明の方法の好ましい実施形態のシーケンス（または順序）を示すブロック図である。 図２は、本願発明の好ましい実施形態に用いられる、中身のない（または空の、empty）型の断面図である。 図３は、成形される物質をその内側に備えた、図２の型を示す。 図４は、本願発明の付加的な実施形態に用いられる、中身のない型の断面図である。

背景技術の頭で述べたように、これまで、真空振動圧縮法が、当該技術分野で平坦な製品としてみなされ、および概して３センチまでの厚さのスラブおよびパネルのみを得るのに有益であった。本願発明まで、これらの原則は、高さが４０センチ（すなわち、通常３センチを越えない、通常の寸法のパネルまたはスラブの１０倍以上）まで可能であり、水平面を備えたパネルとは幾何学的に異なる垂直な壁を有することができる、流し台のような平坦でない製品に適用できなかったとみなされてきた。

本願発明の方法は、コンセプトの重要な変化を含み、この変化は、真空振動圧縮機内での型の使用に直接関わり、この真空振動圧縮機は、前記型を受容する寸法に変更され、真空振動圧縮機内および形成される物質内において、真空、圧縮および振動作業を実施する。

本願発明の方法の実施形態は、図１により説明することができる。図１において、方法１０が工程２０により開始する。この工程２０において、上部が開口し、内面を有する型が準備される。そして、工程３０において、型の内面が離型剤により覆われる。続いて、工程４０において、少なくとも石凝集体の粒子と有機バインダーとから成る成形される物質が、型内に送り出され、この離型剤は、この物質がこの型と接着するのを防ぎ、得られた生成物を離型するのを明らかに容易にする。

図１の続きで、この物質が型内に送り出された後、工程５０が実施される。工程５０において、型は、成形される物質内に閉じ込められた空気を取り除くことを目的として真空下におかれる。この意味で、振動圧縮機は、真空チャンバーを含み、前記チャンバーは、成形される物質を有する型をその内部に導入し得る寸法にされる。

そして、一旦、型がプレス機の内側で、概して約１ｍｍＨｇ〜約２０ｍｍＨｇの必要な真空レベルが達成されると、振動圧縮工程６０を開始し、同時に、前記真空レベルが維持される。平坦でない製品がポロシティー無しに完全に形成されることを確実にするように、振動および圧縮は、成形される物質全体に伝わる必要がある。

型に関して、型は、振動圧縮工程６０に伴う機械的応力に抵抗する任意の硬い材料で構成でき、この工程６０は、約２バール〜約１０バールの圧力下において２０００ｒｐｍ〜３５００ｒｐｍの振動数で実施される。

振動圧縮を付与した後、工程７０において、型がチャンバーから取り出され、そして、物質が硬化され、残る。硬化時間は、用いられる樹脂に依存するがしかし、概して１〜５時間である。触媒システムを適合させることによって非常にゆっくりとした重合プロセスを実施して、プロセスを３または４日間実施することさえ可能である。最後に、重合工程の後、工程８０において形成された生成物は型から取り出される。

上述した実施形態において、参照番号９０で示される付加的な工程が実施される。この工程において、生成物は、材料が所望の最終形態を備えるようにその内面全体が測定および研磨される。このことは、注入によって製造された要素は研磨されないが、提案された要素は平らな部分を得るように測定および研磨されるため、従来技術に記載された要素とは異なる実質的な違いを含む。

成形に用いられる製造される物質に関して、従来技術に既に示されている、従来の製造される物質を用いることは好ましい。なぜなら、得られる製品の所望の美的特性が、パネルまたはスラブの形態の圧縮された材料により得られる美的特性と全く（exactly）同じである必要があるためである。前記物質において、既知の粒径および含有量を有する細かく砕かれた（ground）凝集体（例えば、従来技術にも記載された、石英、クリストバライト、ケイ砂、長石、花崗岩、ガラス、フェロシリコン、金属シリカ、鏡または他の種類の凝集体）の異なる種類の混合物に追加され、および成形される物質中に約６重量％〜約１５重量％の含有量を有する、ポリエステル、ビニルエステル、ポリウレタン、エポキシまたはアクリル樹脂が用いられる。更に、顔料または着色料もまた、前記物質が所望の色を達成するように通常含まれる。

これらの凝集体のそれぞれの異なる粒径および含有量は、所望の最終美的外観に依存する。好ましい粒径は、２μｍ〜６０μｍの間の平均粒子サイズで微粉化された材料と、平均粒子サイズが０．０６５ｍｍ〜８ｍｍの間で含まれる細かく砕かれた材料とを含む。これらの凝集体は、異なる色の少なくとも２つの凝集体を用いて、異なる色であり得る。当該方法の結果として、複数の色と、従来技術のような単一でない混色とは、最終製品において区別され得る。樹脂と必要な顔料または着色料との混合に用いられるこの凝集体は、異なる色の製造される物質を形成でき、当該方法の結果として、これらの物質は、混合されるこれらの色無しに混合できる。従って、異なる色と、単一でない混色とは、最終製品において区別され得る。

この樹脂を硬化するように、適切な添加剤が、後に組み入れられる必要があり、この添加剤として、とりわけ、カップリング剤、着色剤および顔料、抗菌性添加剤および紫外線フィルターのような他の付加的な添加剤に加えて、触媒および促進剤が用いられる。

ここで、図２を参照することは適切である。図２は、本願発明の方法において、中身の入った（occupy）型１の断面図を示し、型１は、内面２を有しており、得られた生成物が型１の内側で反対の形状になるように構成される。型１の内面２は、記載された実施形態においてポリマー膜３である離脱剤により覆われる。

同様に、離型剤は、エラストマー材料、ポリマー材料もしくは紙、または液体の離型剤から成り得る。これらの全ては、製造される物質の型との直接接触を防ぎ、生成物の取り出しを容易にする。更に、製造される物質が圧縮工程中に金型の壁の間における結合の間に導入されるのを防ぐことが必要である。なぜなら、後に硬化された場合、この製造される物質が、型から生成物を取り出すのを不可能にするからであり、従って、離型膜の重要な点は型に完全に適合され、この膜は、内部結合部を有さない単一部分から完全に作られる。当然に、このことは、本願発明を制限せず、製造の好ましい形態を説明することを意図しているのみである。

図３は、その内側に成形される物質を備えた型１を示す。図３において、膜３は、物質４が型１の内面２と接触するのを防ぐ。この実施形態では、一旦、物質４が真空下におかれ、該物質への振動圧縮が実施されると、このような物質は型の内側で硬化され、この硬化はオーブンの内側で実施され、そして、形成された生成物は型から取り出される。

当該方法に用いられる型の変形例が、図４に示される。図４において、型１は、内部スリーブ５を更に含み、内部スリーブ５は、型１の内側で適合し、膜３は該スリーブ５上に付与される。この実施形態では、スリーブ５は、完全に硬い材料（鋼、アルミニウム、ジュラルミン、プラスティック、木材等）、好ましくは炭素鋼から作られるがしかし、スリーブ５は、型１が作られる材料と同じ材料により作ることができる。この実施形態では、振動および圧縮が、成形される物質に既に付与されている状態で、硬化されていない物質をまだ有する内部スリーブが、型１から取り除かれる。そして、内部スリーブ５は、オーブンに導入され、物質を硬化させる。

この物質が型内で直接硬化される場合、後が、この物質を固めるために必要な２または３時間後まで元に戻す（recover）ことできないという事実が原因で、当該方法のこの実施形態は、新しい圧縮のためにこの型を元に戻すことができる。

この実施形態の２つの他の主要な利点は、１つは、型に投資する必要無しに、生成物の生産量が増加するため、型のコスト節約であり、他方は、スリーブ５がこの型から取り除かれた場合、熱伝達が非常に速く、この熱伝達は、硬化が型１の内側で実施される場合と同じ量占めないため、オーブンの短い燃焼時間である。

当該方法で得られた生成物は、好ましくは、流し台、洗面台、シャワートレイ、カウンター等のような、浴室用物品またはキッチン用物品または家具の一部である。

上述した方法に係る、本願発明を制限しない実施例が以下に示される。
〔実施例〕

以下の組成物を有する従来の製造される物質が作られる。
オルトフタル酸（Orthophthalic）ポリエステル樹脂：７％
微粒子化されたケイ砂：２４％
石英（０．１ｍｍ〜０．４ｍｍ）：１１％
ケイ砂（０．６ｍｍ〜１．２ｍｍ）：１４％
細かく砕いた鏡（０．１ｍｍ〜０．６ｍｍ）：１２％
細かく砕いたガラス（０．６ｍｍ〜１．２ｍｍ）：９％
細かく砕いた鏡（１．２ｍｍ〜２ｍｍ）：２３％
白原料：８％（樹脂含有量を上回る）

適切な添加剤は、重合プロセスをもたらすように上述した樹脂に組み入れられる必要があり、重合プロセスのために、触媒、促進剤および付加的なカップリング剤、紫外線フィルターまたは抗菌剤が、該樹脂に添加される。

この材料が正確に均一になると、該材料はこの型に注入され、型の自由空間（free volume）全体を占める。それから、このアセンブリは、プレス機の真空チャンバー内に導入され、後は、この自由空間を閉じるように下げられる。チャンバー内において真空にされ、ポンプが作動し、所望の真空が達成される（この場合、４ｍｍＨｇ）まで３分間経過する。そして、この材料は、７バールの圧力および３４００ｒｐｍの振動が４分間付与されるように、振動圧縮下におかれる。この時間の後、プレス機のチャンバーが開いて、この型が取り出され、この型はオーブンに移動される。このオーブン内において、この型は、９０℃の温度に２時間曝される。最後に、硬化された要素は、測定および研磨される。

本明細書および図の組を考慮して、当業者は、記載された本願発明の実施形態が本願発明の目的の範囲内において多くの方法で組み合わされ得ることを理解するであろう。

Claims (15)

1. 上部が開口し、内面を有する型を準備する工程と、
   製造物質の前記型との直接接触を防ぐ材料により、前記型の前記内面を覆う工程と
   少なくとも凝集体の粒子と有機バインダーとから成る製造物質を前記型に送り出す工程と、
   前記物質内に閉じ込められた空気を取り除くことを目的として、前記型を真空下におく工程と、
   前記物質を２〜１０バールの間の圧力と２０００〜３５００ｒｐｍの振動数とに付して、継続して前記空気を取り除きおよび前記物質を圧縮する工程と、
   物質の重合をもたらす工程と、
   形成された生成物を取り出す工程と、
   を含むことを特徴とする、平坦でない固結させた石製品の製造方法。
2. 前記型の前記内面が、得られる平坦でない生成物の形状を規定し、
   前記型が、前記生成物が前記型の内側で反対の形状になるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の平坦でない固結させた石製品の製造方法。
3. 得られた生成物を取り出した後に該生成物を測定および研磨する工程を更に含むことを特徴とする請求項１または２に記載の平坦でない固結させた石製品の製造方法。
4. 前記製造物質の前記型との直接接触を防ぐ前記材料が、膜の形態の離型剤であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の平坦でない固結させた石製品の製造方法。
5. 前記型が、硬い内部スリーブを更に含み、該スリーブが前記型の内側に配置および適合され、前記離型剤が該スリーブに付与されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の平坦でない固結させた石製品の製造方法。
6. 前記離型剤が、膜であることを特徴とする請求項５に記載の平坦でない固結させた石製品の製造方法。
7. 前記膜が、エラストマー、ポリマーまたは紙を含む群から選択された材料から作られることを特徴とする請求項４または６のいずれか１項に記載の平坦でない固結させた石製品の製造方法。
8. 前記内部スリーブが、木材、金属または石から作られることを特徴とする請求項６に記載の平坦でない固結させた石製品の製造方法。
9. 前記製造物質が、６％〜１５％の有機バインダー含有量を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の平坦でない固結させた石製品の製造方法。
10. 前記有機バインダーが、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニルエステル樹脂またはアクリル樹脂であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の平坦でない固結させた石製品の製造方法。
11. 組成物が、異なる色の少なくとも２つの作られる物質を含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の平坦でない固結させた石製品の製造方法。
12. 前記型が、木材、金属または石から作られることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の平坦でない固結させた石製品の製造方法。
13. 形成される製品が、屋内での使用または屋外での使用に適した、キッチン用物品もしくは浴室用物品または家具の一部であることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の平坦でない固結させた石製品の製造方法。
14. 前記製品を屋外で使用する必要がある場合、用いられる樹脂が、紫外線放射だけでなく天候の荒れおよび用いられる熱的変化に対する耐性も有する必要があることを特徴とする請求項１３に記載の平坦でない固結させた石製品の製造方法。
15. 前記浴室用物品もしくはキッチン用物品または家具の一部が、流し台、洗面台、シャワートレイ、浴槽またはカウンターであることを特徴とする請求項１３に記載の平坦でない固結させた石製品の製造方法。

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