特開 2024-159404 低炭素排出成型物及びその金型、並びに低炭素排出成型物を含む設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024159404

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】低炭素排出成型物及びその金型、並びに低炭素排出成型物を含む設備

(51)【国際特許分類】

   C04B 28/02 20060101AFI20241031BHJP

   B28B 7/10 20060101ALI20241031BHJP

   B28B 7/16 20060101ALI20241031BHJP

   C04B 18/08 20060101ALI20241031BHJP

   C04B 18/14 20060101ALI20241031BHJP

   C04B 14/06 20060101ALI20241031BHJP

   C04B 24/26 20060101ALI20241031BHJP

   C04B 111/72 20060101ALN20241031BHJP

【ＦＩ】

C04B28/02

B28B7/10 Z

B28B7/16 Z

C04B18/08 Z

C04B18/14 A

C04B14/06 Z

C04B24/26 G

C04B24/26 F

C04B111:72

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023140250

(22)【出願日】2023-08-30

(31)【優先権主張番号】112115636

(32)【優先日】2023-04-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(71)【出願人】

【識別番号】523330983

【氏名又は名称】大詠城機械股▲フン▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＷＩＮＳＯＮ ＭＡＣＨＩＮＥＲＹ ＣＯ．， ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】謝 宜軒

【テーマコード（参考）】

4G053

4G112

【Ｆターム（参考）】

4G053BA01

4G053BA06

4G053BA08

4G053BB15

4G053BC03

4G053DA01

4G053DA03

4G053DA05

4G053EA48

4G112MD01

4G112PA04

4G112PA27

4G112PA28

4G112PA29

4G112PB31

4G112PC13

4G112PC14

(57)【要約】      （修正有）

【課題】低炭素排出成型物及びその金型、並びに低炭素排出成型物を含む設備を提供する。
【解決手段】低炭素排出成型物１０は成型物本体１０１、複数の埋め込み部材及び接続部を含む。成型物本体は室温で注型固化させて形成される。複数の埋め込み部材は成型物本体に埋設される。接続部は該成型物本体の少なくとも一面に設けられる。低炭素排出成型物の金型は金型底部、複数の金型側部及び少なくとも一つの支持部材を含む。低炭素排出成型物を含む設備は低炭素排出成型物及び加工装置を含む。加工装置は低炭素排出成型物に連結される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

室温で注型固化させて形成された成型物本体と、
該成型物本体に埋設される複数の埋め込み部材と、
該成型物本体の少なくとも一面に設けられる接続部と、を含む低炭素排出成型物。

【請求項2】

該成型物本体の少なくとも一面に少なくとも一つの溝が画定される請求項１に記載の低炭素排出成型物。

【請求項3】

該複数の埋め込み部材は、該成型物本体の底面に設けられる複数の固定部材を含み、該複数の固定部材のそれぞれに少なくとも第１ロック孔が画定され、少なくとも第１締結部品は該第１ロック孔を介して該固定部材を地面に締結する請求項１に記載の低炭素排出成型物。

【請求項4】

該接続部は金属製であり、第１接続部材、第２接続部材及び第３接続部材を含み、該第１接続部材は該成型物本体の上面中央に設けられ、該第２接続部材は該第１接続部材に隣接して設けられ、該第３接続部材は該成型物本体の側面に設けられる請求項１に記載の低炭素排出成型物。

【請求項5】

該複数の埋め込み部材は、両開口が該成型物本体の少なくとも一面に位置する少なくとも一つの管路を含む請求項１に記載の低炭素排出成型物。

【請求項6】

該複数の埋め込み部材は、締結ユニット、接続ユニット及び埋設ユニットを含む第２締結部品を複数含み、該締結ユニットは該成型物本体の一面に位置し、且つネジ孔が画定され、該接続ユニットは該締結ユニットに連結され、該埋設ユニットは該接続ユニットに連結され、該接続ユニットの有効直径が該締結ユニット及び該埋設ユニットの有効直径よりも小さい請求項１に記載の低炭素排出成型物。

【請求項7】

該低炭素排出成型物は、５０ｍｍを超える壁厚を有する請求項１に記載の低炭素排出成型物。

【請求項8】

金型底部と、
該金型底部に設けられる複数の金型側部と、
両端が少なくとも２つの金型側部の上縁を支持する少なくとも一つの支持部材と、を含む請求項１に記載の低炭素排出成型物を製作するための金型。

【請求項9】

該少なくとも一つの支持部材に連結され且つ該金型底部に懸架される少なくとも一つの溝形成部材をさらに含む請求項８に記載の金型。

【請求項10】

請求項１に記載の低炭素排出成型物と、
該低炭素排出成型物に連結される加工装置と、を含む低炭素排出成型物を含む設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、低炭素排出成型物及びその金型、並びに低炭素排出成型物を含む設備に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般的に、工業部品に使われる鋳造技術は金属の加熱に多く関与するが、環境保護が追求される現在、このような製造方法は大量の二酸化炭素を排出するため、二酸化炭素排出量の大きな製品となっている。

【0003】

そのほかにも、従来の金属鋳造法では、多くの場合、溶融金属を型に注入し、これらの金属が冷却固化された後に、鋳物に形成することができる。しかしながら、当業者は、金属を溶融状態まで加熱するには大量のエネルギーを消費しなければならなく、それによって炭素排出量が増加することを知っている。

【0004】

さらに説明すると、製錬などの金属材料の製造では炭素排出量が多いため、鋳物製品の製造過程における各段階で大量の炭素排出が発生し、これは現在の環境保護の傾向に大きく合わない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

したがって、上述した従来の問題を解決するための低炭素排出成型物及びその金型、並びに低炭素排出成型物を含む設備が必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した目的に基づいて、本発明は低炭素排出成型物を提供し、成型物本体、複数の埋め込み部材及び接続部を含む。成型物本体は室温で注型固化させて形成される。複数の埋め込み部材は成型物本体に埋設されている。接続部は、該成型物本体の少なくとも一面に設けられる。

【0007】

好ましくは、成型物本体の少なくとも一面に少なくとも一つの溝が画定される。

【0008】

好ましくは、複数の埋め込み部材は、成型物本体の底面に設けられる複数の固定部材を含み、複数の固定部材のそれぞれに少なくとも一つの第１ロック孔が画定され、少なくとも一つの第１締結部品は第１ロック孔を介して固定部材を地面に締結する。

【0009】

好ましくは、接続部は金属製であり、第１接続部材、第２接続部材及び第３接続部材を含む。第１接続部材は成型物本体の上面中央に設けられ、第２接続部材は第１接続部材に隣接して設けられ、第３接続部材は成型物本体の側面に設けられる。

【0010】

好ましくは、複数の埋め込み部材は、両開口が成型物本体の少なくとも一面に位置する少なくとも一つの管路を含む。

【0011】

好ましくは、複数の埋め込み部材は、締結ユニット、接続ユニット及び埋設ユニットを含む第２締結部品を複数含む。締結ユニットは成型物本体の一面に位置し、ネジ孔が画定されている。接続ユニットは締結ユニットに連結され、埋設ユニットは接続ユニットに連結され、接続ユニットの有効直径が締結ユニット及び埋設ユニットの有効直径よりも小さい。

【0012】

好ましくは、低炭素排出成型物は、５０ｍｍを超える壁厚を有する。

【0013】

上述した目的に基づいて、本発明は上記低炭素排出成型物を製作するための金型をさらに提供し、金型底部、複数の金型側部及び少なくとも一つの支持部材を含む。複数の金型側部は金型底部に設けられ、少なくとも２つの側部の上縁が少なくとも一つの支持部材の両端に支持される。

【0014】

好ましくは、本発明の低炭素排出成型物の金型は、少なくとも一つの支持部材に連結され且つ金型底部に懸架される少なくとも一つの溝形成部材をさらに含む。

【0015】

上述した目的に基づいて、本発明は、前記低炭素排出成型物と、低炭素排出成型物に連結される加工装置とを含む、低炭素排出成型物を含む設備をさらに提供する。

【発明の効果】

【0016】

本出願は、低炭素排出成型物及びその金型、並びに低炭素排出成型物を含む設備を提供する。成型物本体の製造が高温溶融の状態を経過する必要がないため、エネルギーを節約する効果を有し、二酸化炭素の排出量を削減することができる。また、成型物本体の製造が高温溶融の状態を経過する必要がないため、埋め込み部材を先に金型に配置することができて、後続の加工工程が減り、製造の効率化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本出願の実施例による低炭素排出成型物の第１概略図である。

【図2】本出願の実施例による低炭素排出成型物の第２概略図である。

【図3A】本出願の実施例による第２管路の第１概略図である。

【図3B】本出願の実施例による第２管路の第２概略図である。

【図4】本出願の実施例による第２締結部品の概略図である。

【図5】本出願の実施例による低炭素排出鉱石成型物材料の概略図である。

【図6】本出願の実施例による低炭素排出成型物の金型の第１概略図である。

【図7A】本出願の実施例による低炭素排出成型物の金型の第２概略図である。

【図7B】本出願の実施例による低炭素排出成型物の金型の第３概略図である。

【図7C】本出願の実施例による低炭素排出成型物の金型の第４概略図である。

【図8A】本出願の実施例による低炭素排出成型物の第３概略図である。

【図8B】本出願の実施例による低炭素排出成型物の第４概略図である。

【図9】本出願の実施例による低炭素排出成型物を含む設備の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

審査官が本出願の技術的特徴、内容、利点及び本出願が達成できる効果を理解するように、図面を合わせて、実施形態について詳細に説明する。また、本出願で使用される図面は、説明を例示及び補助するためのものであり、必ずしも本出願の実施後の実際の比率及び正確な構成とは限らないので、添付図面の比率及び構成関係を、本出願の実際の実施における権利の範囲に限定するものとして解釈してはならないことを、最初に説明する。

【0019】

以下、本出願の実施形態について関連図面を参照しながら説明するが、理解を容易にするために、以下の実施形態において同一の要素には同一の符号を付して説明する。

【0020】

図１～図４を参照し、本出願の低炭素排出成型物１０は、成型物本体１０１、複数の埋め込み部材及び接続部を含む。本出願の成型物本体１０１は室温で注型固化させて形成される。つまり、成型物本体１０１の成型物材料は室温で金型に流し込み、室温で固化させ、いかなる加熱又は昇温工程を経ることない。したがって、複数の埋め込み部材は、鋳鉄などの従来の鋳物のように高温の影響を受けることがない。室温は２５℃であってもよく、又は、－５℃～５０℃などの他の温度であってもよく、好ましくは１５℃～４０℃、さらに好ましくは２０℃～３５℃である。本出願の成型物材料は、０℃未満などの極度に低い室温でも注型できることに留意されたい。

【0021】

本出願の成型物本体１０１は、低炭素排出鉱石成型物材料で形成され、金属溶解の高温を経過することなく固化させて成型物を形成することができ、工作機械又はその他の機器のベース、旋盤本体、ビーム、機械柱、軸頭、機械本体、作業台などに使用できる。つまり、一実施形態では、低炭素排出鉱石成型物材料は金属材料を含まない。

【0022】

さらに説明すると、図５に示すように、成型物本体１０１は、粘結剤５１、鉱石材料及び添加剤５４を含むことができる。具体的には、鉱石材料は第１骨材５２及び第２骨材５３を含むことができる。つまり、成型物本体１０１は、粘結剤５１、第１骨材５２及び第２骨材５３を含む低炭素排出鉱石成型物材料で形成することができる。

【0023】

他の実施形態では、本出願の低炭素排出鉱石成型物材料の製造は、第２骨材５３を使用せず、鉱石を主成分とする第１骨材５２のみを成型物の主骨材として使用してもよい。

【0024】

一実施形態では、粘結剤５１は、ケイ酸塩、アルミン酸塩又は鉄アルミン酸塩を含むことができ、ケイ酸塩はケイ酸三カルシウム及びケイ酸二カルシウムであってもよく、アルミン酸塩はアルミン酸三カルシウムであってもよく、鉄アルミン酸塩は鉄アルミン酸四カルシウムであってもよいが、これらに限定されない。

【0025】

一実施形態では、粘結剤５１は、ケイ酸三カルシウム、ケイ酸二カルシウム、アルミン酸三カルシウム、鉄アルミン酸四カルシウム、マイクロシリカ粉末（石英粉末）、及び強度と耐久性を高めることができる他の材料を含むことができる。好ましい実施形態では、ケイ酸三カルシウム、ケイ酸二カルシウム、アルミン酸三カルシウム、及び鉄アルミン酸四カルシウムが粘結剤の約５０重量％を占めることができる。

【0026】

さらに、好ましい実施形態では、ケイ酸三カルシウム、ケイ酸二カルシウム、アルミン酸三カルシウム、鉄アルミン酸四カルシウム、マイクロシリカ粉末（石英粉末）はいずれもナノスケールの粉末であるので、緻密な構造を形成することができる。好ましい実施形態では、マイクロシリカ粉末は二酸化ケイ素粉末であり、緻密な構造を形成するために、その粒径は７ｎｍ～４０ｎｍの間、例えば１０ｎｍ～２０ｎｍである。他の実施形態では、二酸化ケイ素粉末は、３００ｎｍ未満などの他の粒径を有していてもよい。

【0027】

一実施形態では、粘結剤５１の成分は酸化カルシウムをさらに含む。酸化カルシウム中の微細酸化カルシウムの粒径は０．７～１００μｍ、好ましくは２０～８０μｍの間であってもよい。微細酸化カルシウムの重量％は酸化カルシウムの９０％～９９％を占める。

【0028】

一実施形態では、粘結剤５１はセメント、二酸化ケイ素及び酸化カルシウムを含む。セメントには普通セメントと極細セメントが含まれる。極細セメントの粒径は２～２０μｍであり、普通セメントと極細セメントの重量％は３：１～５：１である。

【0029】

一実施形態では、二酸化ケイ素は２つの形態、すなわち、気相二酸化ケイ素と沈殿二酸化ケイ素を有することができ、両方の重量％は１：１～１：５０であってもよい。

【0030】

一実施形態では、セメントは、高炉スラグ、フライアッシュ、シリカ粉末、ポゾラン、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、アルミニウム酸化物（三酸化二アルミニウムなど）、鉄酸化物（三酸化二鉄など）、石膏の１つ以上を含んでもよい。

【0031】

さらに説明すると、本出願の低炭素排出鉱石成型物材料は良好な耐浸透性と吸水性能を有し、その吸水性能は骨材配合比、水とバインダー比、材料成分などの要因に依存する。本出願の低炭素排出鉱石成型物材料の場合、吸水率が非常に低く、約０．１％未満である。これは、前記微細骨材及び粉末により、成型物の微細構造がより緻密になるためである。また、本出願の低炭素排出鉱石成型物材料は、流動性及び作業性を改善するために、通常、高効率減水剤及び他の添加剤を含有するので、最終成型物の吸水性を低減するのに役立つ。本出願の低炭素排出鉱石成型物材料により形成された成型物は耐浸透性能にも優れており、水圧下において高い耐浸透性能を維持することができる。

【0032】

一実施形態では、図５に示すように、強度及び耐久性を高めることができる他の材料は、強化繊維５５、鋼繊維、プラスチック鋼繊維、プラスチック繊維（ポリエチレン、ポリプロピレン）などであり得る。その長さは３ｍｍ～１０ｍｍの間、好ましくは４～６ｍｍであり得る。また、一実施形態では、粘結剤中の強化繊維５５の重量％は１％未満である。なお、本出願の低炭素排出鉱石成型物材料は熱伝導係数が低いため、プラスチック繊維又は他の高温に弱い強化繊維５５を添加したとしても、高温によって強化繊維５５の特性に影響を与えにくいことに留意されたい。なお、他の実施形態では、鉱物成分のみを含む粘結剤５１を使用するなど、強化繊維５５などの強度及び耐久性を高めることができる他の材料を省略することもできる。

【0033】

さらに、好ましい実施形態では、ケイ酸三カルシウム、ケイ酸二カルシウム、アルミン酸三カルシウム、鉄アルミン酸四カルシウム、マイクロシリカ粉末（石英粉末）はいずれもナノスケールの粉末、すなわち、これらの粉末の粒径が約１００～３００ｎｍであるので、緻密な構造を形成することができる。

【0034】

さらに説明すると、マイクロシリカ粉末の形成において、相転移の形成中の表面張力の作用により、マイクロシリカ粉末が表面張力の作用下で非晶質相にあり、表面が滑らかである。マイクロシリカ粉末の一部は球状粒子が多数付着した集合体である。マイクロシリカ粉末は非常に表面積が大きく、活性の高い材料である。マイクロシリカ粉末の繊度は１０００ｎｍ未満であり、平均粒径は１００～３００ｎｍであり、比表面積は２０～２８ｍ^２／ｇである。その繊度と比表面積はセメントの約８０～１００倍、フライアッシュの５０～７０倍である。そのため、他の基材との接着に非常に適している。

【0035】

好ましい実施形態では、マイクロシリカ粉末のほとんどが二酸化ケイ素粉末であり、緻密な構造を形成するために、その粒径は７ｎｍ～４０ｎｍの間、例えば１０ｎｍ～２０ｎｍである。他の実施形態では、二酸化ケイ素粉末は、３００ｎｍ未満などの他の粒径を有していてもよい。

【0036】

さらに、好ましい実施形態では、マイクロシリカ粉末は、重量％で、７５％～９８％の二酸化ケイ素、１．０±０．２％の酸化アルミニウム、０．９±０．３％の三酸化二鉄、０．７±０．１％酸化マグネシウム、０．３±０．１％の酸化カルシウム、１．３±０．２％のＮａ_２Ｏの１つ以上から構成され得る。また、そのかさ密度は約３２０～７００ｋｇ／ｍ^３である。

【0037】

一実施形態では、マイクロシリカ粉末とケイ酸塩が反応すると、水和反応が起こり、水和ケイ酸カルシウム及び水酸化カルシウムが生成される。水和ケイ酸カルシウムは他の物質を接着する効果がある。マイクロシリカ粉末、水酸化カルシウム及び水が反応すると、より多くのケイ酸カルシウムゲルポリマーが生成されるが、このとき、水酸化カルシウムの含有量は低下し、これは次の化学反応で示すことができる。

【0038】

水酸化カルシウム＋マイクロシリカ粉末＋水→ケイ酸カルシウム水和物Ｃａ（ＯＨ）_２＋ＳｉＯ_２＋Ｈ_２Ｏ→ＣＳＨ

【0039】

ケイ酸カルシウムゲルポリマーは、成型物内部の各母材の結合を強化し、浸透性の低減に役立つとともに、この反応中に水酸化カルシウムが減少するため、構造全体の耐久性を向上させることができる。

【0040】

上述したように、マイクロシリカ粉末の粒子が非常に小さいため、充填剤やゲル化剤として使用できる。マイクロシリカ粉末は各母材の粒子間、特に、骨材間の隙間に充填することができ、またマイクロシリカ粉末を水酸化カルシウムと組み合わせることができるため、成型物の構造がより緻密で強固であり、浸透性が低くなる。

【0041】

さらに説明すると、本出願の低炭素排出鉱石材料は良好な耐浸透性と吸水性能を有し、その吸水性能は骨材配合比、水とバインダー比、材料成分などの要因に依存する。本出願の低炭素排出鉱石材料は、吸水率が非常に低く、約０．１％未満である。これは、前記微細骨材及び粉末により、成型物の微細構造がより緻密になるためである。また、本出願の低炭素排出鉱石材料は、流動性及び作業性を改善するために、通常、高効率減水剤及び他の添加剤を含有するので、最終成型物の吸水性を低減するのに役立つ。本出願の低炭素排出鉱石材料により形成された成型物は耐浸透性能にも優れており、水圧下において高い耐浸透性能を維持することができる。

【0042】

一実施形態では、第１骨材５２の粒径は１５ｍｍ以下であり、第２骨材の第２粒径は第１骨材の第１粒径よりも小さい。好ましくは、一実施形態では、第１骨材の粒径は、５ｍｍ～１２ｍｍの間、例えば、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、１１ｍｍ又は１２ｍｍであってもよく、又はこれらの範囲内の任意の粒径であってもよく、これらに限定されない。一実施形態では、好ましくは、第１骨材５２の粒径は５ｍｍ～１０ｍｍである。

【0043】

さらに説明すると、一実施形態では、第１骨材は気乾状態の硬質石材であってもよく、第１骨材は斑れい岩、花崗岩、玄武岩、安山岩、礫岩、砂岩、頁岩、輝緑岩、輝石、石英のうちの１つ以上であってもよい。つまり、１つ以上の硬質石材からなる第１骨材を選択することができる。

【0044】

一実施形態では、第１骨材５２は、自然乾燥させることもできるし、他の方法によって気乾状態に形成することもできる。他の実施形態では、第１骨材５２は塵のない角ばった硬質石材である。つまり、本出願では、鉱石原料は、乾燥、粉砕、除塵、洗浄、粒径選別（順序は実際のニーズに応じて調整でき、特に限定しない）などのプロセスを経るだけで第１骨材５２を得ることができる。第１骨材５２の形状は特に限定されないため、骨材形状の加工工程を省略することができる。

【0045】

一実施形態では、該第２骨材５３の該第２粒径は３ｍｍ未満、例えば、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、又は０ｍｍ～３ｍｍの間の任意の粒径であってもよい。好ましくは、第２骨材は、気乾状態であり、塵のない角ばった砂質材料であってもよい。さらに説明すると、一実施形態では、第２骨材は天然砂又は人工砂であり、その主材質は二酸化ケイ素であってもよい。

【0046】

他の実施形態では、第２骨材は他の物質を含んでもよく、例えば、第２骨材はスラグ、海砂、サンゴ砂のうちの１つ以上を含んでもよい。つまり、スラグ、海砂、サンゴ砂のうちの１つ以上は、二酸化ケイ素を主成分とする砂質物質を部分的又は完全に置き換えることができる。

【0047】

一実施形態では、低炭素排出鉱石成型物材料における第１骨材５２及び第２骨材５３の重量％は０～８０％の間であってもよい。好ましくは、本出願の低炭素排出鉱石成型物材料は、重量％で、粘結剤が３５％～４５％、第１骨材５２及び第２骨材５３が３５％～４５％、水が５％～１２％、添加剤が２％～８％であってもよい。さらに説明すると、好ましい実施形態では、第１骨材５２及び第２骨材５３の重量％は約５０％であってもよい。

【0048】

一実施形態では、添加剤は、セメント改質剤及びコンクリート収縮改質剤のうちの１つ又は複数を含み得る。例えば、セメント改質剤は高性能減水剤などであり、コンクリート収縮改質剤は酸化マグネシウム膨張剤、高性能コンクリート膨張剤などであってもよい。

【0049】

成型物本体１０１には複数の埋め込み部材が埋設されていてもよい。一実施形態において、複数の埋め込み部材は複数の固定部材１０２を含むことができる。さらに、一実施形態では、埋め込み部材の溶融温度又は耐温度は金属の溶融温度よりも低く、例えば８００℃未満であり、別の実施形態では、埋め込み部材の溶融温度又は耐温度は２５０℃未満である。

【0050】

複数の固定部材１０２は該成型物本体１０１の底面に設けられ、少なくとも一つの第１ロック孔１０２１が複数の固定部材１０２のそれぞれに画定され、少なくとも一つの第１締結部品１０２２は第１ロック孔１０２１を介して固定部材１０２を地面に締結することができるので、成型物本体１０１を地面にしっかりと固定できる。

【0051】

他の実施形態では、固定部材１０２を成型物本体１０１にしっかりと連結するために、固定部材１０２にロック孔、固定孔、固定ユニットなどが設けられてもよい。また、固定部材１０２を成型物本体１０１が固化する前に成型物本体１０１に予め埋め込んでいるので、後続の加工工程を減らすことができる。

【0052】

この他に、複数の埋め込み部材は、少なくとも一つの管路を含むこともでき、少なくとも一つの管路のそれぞれの両開口が成型物本体１０１の少なくとも一面に位置し、つまり、管路の入口及び出口は成型物本体１０１の同じ面又は異なる面に位置することができる。さらに、一実施形態では、管路の溶融温度は金属の溶融温度より低く、例えば８００℃未満であり、別の実施形態では、管路の溶融温度は２５０℃未満である。

【0053】

一実施形態では、図２に示すように、管路は第１管路１０６及び第２管路１０７を含むことができる。第１管路１０６は、プラスチック管、金属管などを用いることができ、電線、制御線などの配線を通すことができる。本出願の発明では、成型物本体１０１が固化する前に管路を予め埋め込むことができるため、スパイラル状管路など複雑な形状の管路を設けることができ、これに対し、従来の鋳物は金属又は鋳物材料を溶かす工程が必要なため、管路を予め埋め込むことが難しく、鋳物が冷却されてからでないと後続の加工を行うことができない。

【0054】

第２管路１０７は金属管であってもよいし、熱伝導性に優れ且つ丈夫な材料で作られた他の管路であってもよい。第２管路１０７は、水、油、冷却液などの様々な流体を通過させることができ、冷却管路又は他の供給管路として使用される。

【0055】

好ましくは、一実施形態では、第２管路１０７が冷却管路として使用される場合、より良好な温度低下効果を得るために、図３Ａ及び図３Ｂに示す方法で成型物本体１０１内に螺旋状に配置することもできる。

【0056】

一実施形態において、複数の埋め込み部材は複数の第２締結部品１０８を含むことができる。図４に示されるように、各第２締結部品１０８は、締結ユニット１０８１、接続ユニット１０８２及び埋設ユニット１０８３を含むことができる。締結ユニット１０８１は成型物本体１０１の一面に位置することができ、他の部品を締結するために、締結ユニット１０８１にネジ孔を画定することができる。接続ユニット１０８２は締結ユニット１０８１に連結することができ、埋設ユニット１０８３は接続ユニット１０８２に連結することができる。この実施形態では、接続ユニット１０８２の有効直径は、締結ユニット１０８１及び埋設ユニット１０８３の有効直径よりも小さくすることができ、それにより、成型物本体１０１が固化した後、第２締結部品１０８が成型物本体１０１内にしっかりと配置することができる。

【0057】

一実施形態では、複数の埋め込み部材は、温度センサ、圧力センサ、振動センサ、速度センサなどの少なくとも一つのセンサ１１０をさらに含むことができる。本出願の成型物材料は、追加のエネルギーを加えずに（少なくとも熱又は機械的応力を加えずに）注型を行うことができるため、先にセンサ１１０を金型に配置した後に成型物材料を加えることができる。したがって、後続の加工工程を減らすことができ、さらに、センサ１１０が熱によって損傷することもない。

【0058】

さらに説明すると、接続部は、成型物本体１０１の少なくとも一面に設けられてもよい。そして、一実施形態では、接続部は、加工精度を高めるために、金属製とすることができ、例えば、数値制御（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ， ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ、ＣＮＣ）により加工することができるが、これに限定されず、金属製の接続部は、加工精度が高く、ネジ孔、ほぞ、溝などの構造的特徴を有するものの配置が容易であるという利点がある。

【0059】

一実施形態において、接続部は少なくとも一つの接続部材を含み、例えば、第１接続部材１０３、第２接続部材１０４及び第３接続部材１０５を含むことができる。第１接続部材１０３は該成型物本体１０１の上面中央に設けられ、第２接続部材１０４は第１接続部材１０３に隣接して設けられ、第３接続部材１０５は成型物本体１０１の側面に設けられてもよい。

【0060】

一実施形態では、第１接続部材１０３はスライドレールに連結でき、第２接続部材１０４は、例えば、カッター、３軸加工プラットフォーム、多軸加工プラットフォームなどの加工装置に連結することができ、第３接続部材１０５は板金部品を締結することができ、板金部品を外殻として使用することができる。

【0061】

一実施形態では、本出願の低炭素排出成型物１０の軽量化を図って、金型の設計を通じて、成型物本体１０１の少なくとも一面に少なくとも一つの溝１０１１を画定することもできる。したがって、低炭素排出成型物１０全体の機械的強度を確保しつつ、全体構成をさらに軽量化することができる。

【0062】

応じて、一実施形態では、本出願は、上述した低炭素排出成型物１０を製作するための金型をさらに提供する。低炭素排出成型物１０の金型は、金型底部２１、複数の金型側部２２及び少なくとも一つの支持部材２３を含む。複数の金型側部２２は、金型底部２１に設けられ、少なくとも一つの支持部材２３の両端が少なくとも２つの金型側部２２の上縁を支持する。

【0063】

一実施形態では、成型物本体１０１に埋め込み部材、接続部などの部品が予め埋め込まれており、また、成型物本体１０１にロック孔、溝などの空間がさらに画定されているため、例えば、部品と部品との間の成型物本体１０１によって充填された間隔、部品と空間との間の成型物本体１０１によって充填された間隔、空間と空間との間の成型物本体１０１によって充填された間隔、空間又は部品と成型物本体１０１の縁部との間隔など、成型物本体１０１の壁厚（肉厚）が異なっている。成型物本体１０１全体の強度を維持するため、最小の壁厚（肉厚）は５０ｍｍである。

【0064】

本出願の低炭素排出成型物１０は加熱する必要がないため、従来の金型のように材料の選択を制限する必要がない。従来の鉄鋳物を例にすると、鉄鋳物を製造するには通常砂型に頼らなければならなく、大型の鋳物を例にすると、砂型では通常一つの鋳物しか作られず、効率が十分ではない。また、一般的な砂型では、砂はリサイクルできるものの、これらの砂のリサイクルには相当な電力が必要であり、砂と混合する化学薬品も再利用できない。本出願の低炭素排出成型物１０の金型は、金型底部２１及び複数の金型側部２２をモジュール化しやすい木材、プラスチック鋼、金属などの材料であるので、再利用可能であり、本出願の低炭素排出成型物１０及びその材料を組み合わせることにより、省エネ・低炭素排出効果にも優れている。

【0065】

一実施形態では、図６及び図７Ａに示すように、支持部材２３の両端が少なくとも２つの金型側部２２の上縁を支持するため、金型への支持力をさらに高めることができる。なお、本出願においては、支持部材２３の配置方法や数量は限定されない。例えば、支持部材２３は、隣接する２つの金型側部２２の間において支持することもでき、あるいは一つの支持部材２３のみで金型に支持力を提供することもできる。

【0066】

一実施形態において、低炭素排出成型物１０の金型は、前記溝１０１１を形成するための少なくとも一つの溝形成部材２４をさらに含んでもよく、溝形成部材２４は少なくとも一つの支持部材２３に連結されるとともに金型底部２１に懸架されていてもよい。

【0067】

一実施形態において、溝形成部材２４は、ゴム材質などの軟質材料で製造されてもよいが、これに限定されない。また、別の実施形態では、複数の金型側部２２の上縁に少なくとも一つの突出部材２５が設けられてもよく、第１締結部品１０２２が締結を行う空間を提供するとともに、全体構造をある程度軽量化することもできる。また、溝形成部材２４、突出部材２５及び前記埋め込み部材はいずれも高温耐性を必要としない材料で製造することができる。

【0068】

本出願における金型底部２１は、本出願における成型物本体１０１の上面に対応することに留意されたい。つまり、製造中に、最初に、埋め込み部材及び接続部を金型に配置し、次に、低炭素排出鉱石成型物材料を金型の上から追加することができる。別の実施形態では、必要に応じて、金型上部を追加することができ、金型上部を成型物本体１０１の底面に被せるようにしてもよい。

【0069】

一実施形態では、図７Ｂ及び図７Ｃに示すように、金型の縁部に面取り２６又は丸み２７を付けてもよく、例えば、金型側部２２と金型底部２１との接合箇所に面取り２６又は丸み２７を付けることができ、離型を例に挙げる。この場合、成型物本体１０１の対応する位置にも面取り２６又は丸み２７が付けられ、応力集中を回避することができる。一実施形態では、低炭素排出成型物１０全体の構造強度又は耐震性能をさらに強化するために、構造補強材１０９をさらに設けることができる。図８Ａに示すように、構造補強材１０９は、鋼管又は他の丈夫な棒及び柱とすることができ、構造補強材１０９を低炭素排出成型物の金型２０内に予め配置し、その後、低炭素排出鉱石成型物材料を追加することで、成型物本体１０１の構造を強化することができる。

【0070】

また、構造補強材１０９は限定されず、例えば、構造補強材１０９が角形鋼管の場合、成型物本体１０１を横切る少なくとも１本の鋼管のみを設けてもよく、また、各方向の構造補強が必要な場合には、先に鋼管を交差して配列し、溶接などにより連結することができる。したがって、成型物本体１０１が固化成形された後、これらの交差して配列された鋼管により、各方向の抵抗力を高めることができる。構造補強材１０９の交差配列方法は特に限定されないが、一般的には、平面上で同一方向に沿って互いに平行に配列する形態、平面上で互いに直交する２つの方向に沿って交差して配列する形態、及び、成型物本体１０１において互いに直交する３つの方向に沿って交差して配列する形態など少なくともいくつかを有する。

【0071】

別の実施形態では、図８Ｂに示すように、構造補強材１０９は異形鉄筋などの鉄筋であってもよい。実施においては、先に、異形鉄筋を低炭素排出成型物の金型２０内に配置した後、低炭素排出鉱石成型物材料を追加して、成型物本体１０１の構造を強化することができる。さらに説明すると、成型物本体１０１の各方向の抵抗力を高めるために、最初に鉄筋同士を連結するか又は巻き付けてかご状構造を形成することができる。

【0072】

さらに、他の実施形態では、図８Ａ及び図８Ｂの実施形態を組み合わせて使用することができ、例えば、構造補強材１０９は鉄筋、鉄骨又は鋼管であってもよく、鉄筋は鉄骨又は鋼管を囲んで、より強固な構造を形成することができる。

【0073】

一実施形態では、低炭素排出成型物１０を製造する場合、
鉱石原料を破砕して複数の破砕鉱石原料を形成する工程と、
第１粒径に基づいて、複数の破砕鉱石原料を選別し、第１骨材５２を得る工程と、
第１骨材５２の除塵及び浄化工程と、
第２骨材５３を用意する工程と、
第２骨材５３の除塵及び浄化工程と、
第１骨材５２、第２骨材５３、粘結剤５１、添加剤５４及び水を混合して、低炭素排出鉱石成型物材料を形成する工程と、
室温で、最初に、埋め込み部材及び接続部を金型に配置し、最後に、低炭素排出鉱石成型物材料を金型に加え、低炭素排出鉱石成型物材料を室温で固化させて、低炭素排出成型物１０を形成する工程と、を含む方法によって製造することができる。

【0074】

上記製造工程において、第２骨材５３を省略することもできる。また、埋め込み部材及び接続部は最初に金型内に配置され、すなわち、埋め込み部材及び接続部はそれぞれ成型物本体１０１に予め埋め込まれる。

【0075】

さらに説明すると、一実施形態では、先に、第１接続部材１０３、第２接続部材１０４、第３接続部材１０５、第２締結部品１０８、第１管路１０６、及び第２管路１０７を金型内に配置した後、低炭素排出鉱石成型物材料を加えるとともに、固定部材１０２及び溝１０１１を設けることができる。その後、低炭素排出鉱石成型物材料が固化した後、金型及び余分な材料４０を除去した後、必要な加工を施して、低炭素排出成型物１０を得ることができる。

【0076】

一実施形態では、低炭素排出鉱石成型物材料は樹脂材料を含まない。さらに説明すると、本出願の低炭素排出鉱石成型物材料はエポキシ樹脂などの樹脂材料が添加されていないため、少なくとも樹脂材料を添加した成型物材料よりも良好な流動性を有することができる。本出願の低炭素排出鉱石成型物材料は流動性に優れており、固化前に金型の隅々まで充填できる性能を持っている。すなわち、本出願の低炭素排出鉱石成型物材料は、室温（例えば、２０℃～３５℃）で注型され、自然流動下で金型に充填された後、固化して低炭素排出鉱石成型物を形成することができる。したがって、振動装置又は他の外部手段を必要とせずに、該材料を金型内にスムーズかつ確実に充填することができる。

【0077】

一実施形態では、金型には埋め込み部材、接続部などの部品が設けられており、また、ロック孔、溝などの空間を画定するための部品をさらに有するので、成型物本体１０１は、例えば、部品と部品との間の成型物本体１０１によって充填された間隔、部品と空間との間の成型物本体１０１によって充填された間隔、空間と空間との間の成型物本体１０１によって充填された間隔など、壁厚（肉厚）が異なっている。成型物本体１０１全体の強度を維持するため、金型内の各部品間の最小間隔、及び金型内の各部品と金型との最小間隔は５０ｍｍである。

【0078】

さらに、一実施形態では、金型内の各部品間の最小間隔、及び金型内の各部品と金型との間の間隔は、２つの部品が連結されるように、０にするか、あるいは、部品（例えば、接続部）を金型に密着させて配置することができるので、成型物材料を流し込んだ後、部品（例えば、接続部）が成型物本体１０１に露出する。

【0079】

具体的には、成型物本体１０１に十分な強度を持たせるため、また、成型物材料が注型時に金型内でスムーズに流れるようにするため、金型内の最小間隔は５０ｍｍ、すなわち、成型物本体１０１の最小壁厚（肉厚）は約５０ｍｍである。

【0080】

さらに説明すると、上記の材料を含むか、又は上記の材料から構成される本出願の低炭素排出鉱石成型物材料によって形成された低炭素排出成型物１０は、２～７Ｗ・ｍ^－１Ｋ^－１の熱伝導係数、０．７～１．５ｋＪ・ｋｇ^－１Ｋ^－１の比熱容量、５～１５×１０^－６／Ｋの線熱膨張係数、１２５ＭＰａを超える圧縮強度、１５ＭＰａを超える曲げ強度、４００００ＭＰａの間のヤング率、２～３ｇ・ｃｍ^－３の間の密度を有する。

【0081】

また、低炭素排出鉱石成型物材料からなる低炭素排出成型物１０は、耐高温性も有しており、４５０℃以上の高温に耐えることができ、優れた機械的及び物理的特性を維持することができる。樹脂材料を含む成型物、例えば、エポキシ樹脂を含む材料と比較すると、本出願は、耐熱温度が少なくとも２００℃高くなる（一般的にエポキシ樹脂の最高適用温度範囲は約１５０℃である）。

【0082】

一実施形態において、低炭素排出鉱石成型物材料の第１の実施形態によって形成された低炭素排出成型物１０の熱伝導係数は２～５Ｗ・ｍ^－１Ｋ^－１で、例えば３．０Ｗ・ｍ^－１Ｋ^－１であり得、成型物の比熱容量は０．８～２．０ｋＪ・ｋｇ^－１Ｋ^－１で、例えば１．２ｋＪ・ｋｇ^－１Ｋ^－１であり得、成型物の線熱膨張係数は８～１５×１０^－６／Ｋで、例えば１２×１０^－６／Ｋであり得、成型物の圧縮強度は１２５ＭＰａより大きく、成型物の曲げ強度は１５ＭＰａより大きく、成型物のヤング率は４５０００ＭＰａであり、成型物の密度は１．８～３．３ｇ・ｃｍ^－３で、例えば２．５ｇ・ｃｍ^－３であり得、減衰対数減衰率は０．０２～０．０４で、例えば０．０３であり得、減衰比は０．４～０．６で、例えば０．５であり得る。

【0083】

別の実施形態において、低炭素排出鉱石成型物材料の第２の実施形態によって形成された成型物の熱伝導係数は３～９Ｗ・ｍ^－１Ｋ^－１で、例えば６．０Ｗ・ｍ^－１Ｋ^－１であり得、成型物の比熱容量は０．５～１．６ｋＪ・ｋｇ^－１Ｋ^－１で、例えば０．８５ｋＪ・ｋｇ^－１Ｋ^－１であり得、成型物の線熱膨張係数は５～１５×１０^－６／Ｋで、例えば、７×１０^－６／Ｋであり得、成型物の圧縮強度は１５０ＭＰａより大きく、成型物の曲げ強度は２０ＭＰａより大きく、成型物のヤング率は８００００ＭＰａであり、成型物の密度は１．８～３．３ｇ・ｃｍ^－３で、例えば２．８ｇ・ｃｍ^－３であり得、減衰対数減衰率は０．０１～０．０３で、例えば０．０２１であり得、減衰比は０．２～０．５で、例えば０．３３であり得る。

【0084】

さらに説明すると、エポキシ樹脂鉱石成型物の熱伝導係数は２．９～３．０Ｗ・ｍ^－１Ｋ^－１、エポキシ樹脂鉱石成型物の比熱容量は０．７～０．９ｋＪ・ｋｇ^－１Ｋ^－１、エポキシ樹脂鉱石成型物の線熱膨張係数は１５×１０^－６／Ｋ、エポキシ樹脂鉱石成型物の圧縮強度は１１０～１５０ＭＰａ、エポキシ樹脂鉱石成型物の曲げ強度は３０～３５ＭＰａ、エポキシ樹脂鉱石成型物のヤング率は３８０００～４５０００ＭＰａ、エポキシ樹脂鉱石成型物の密度は２．３～２．４ｇ・ｃｍ^－３である。

【0085】

さらに説明すると、普通コンクリートの熱伝導係数は２Ｗ・ｍ^－１Ｋ^－１、普通コンクリートの比熱容量は１ｋＪ・ｋｇ^－１Ｋ^－１、普通コンクリートの線熱膨張係数は１０～１１×１０^－６／Ｋ、普通コンクリートの圧縮強度は５～５５ＭＰａ、普通コンクリートの曲げ強度は０～５ＭＰａ、普通コンクリートのヤング率は２２０００～３５０００ＭＰａ、普通コンクリートの密度は２．３ｇ・ｃｍ^－３である。

【0086】

さらに説明すると、天然硬石の熱伝導係数は１．７Ｗ・ｍ^－１Ｋ^－１、天然硬石の比熱容量は０．８５ｋＪ・ｋｇ^－１Ｋ^－１、天然硬石の線熱膨張係数は５．５～７．５×１０^－６／Ｋ、天然硬石の圧縮強度は２８０～３６０ＭＰａ、天然硬石の曲げ強度は１３～３５ＭＰａ、天然硬石のヤング率は９００００～１２００００ＭＰａ、天然硬石の密度は２．９～３．０ｇ・ｃｍ^－３である。

【0087】

さらに説明すると、鋳鉄の熱伝導係数は２９～５４Ｗ・ｍ^－１Ｋ^－１、鋳鉄の比熱容量は０．４６～０．６３ｋＪ・ｋｇ^－１Ｋ^－１、鋳鉄の線熱膨張係数は９．５～１０．５×１０^－６／Ｋ、鋳鉄の曲げ強度は１００～８００ＭＰａ、鋳鉄のヤング率は８００００～１８５０００ＭＰａ、鋳鉄の密度は７．２～７．４ｇ・ｃｍ^－３、減衰対数減衰率は０．００３、減衰比は０．０５である。

【0088】

さらに説明すると、Ｓ２３５鋼の熱伝導係数は５０Ｗ・ｍ^－１Ｋ^－１、Ｓ２３５鋼の比熱容量は０．４５ｋＪ・ｋｇ^－１Ｋ^－１、Ｓ２３５鋼の線熱膨張係数は１２×１０^－６／Ｋ、Ｓ２３５鋼の曲げ強度は３４０～４７０ＭＰａ、Ｓ２３５鋼のヤング率は２１００００ＭＰａ、Ｓ２３５鋼の密度は７．８ｇ・ｃｍ^－３、減衰対数減衰率は０．００１、減衰比は０．０２である。

【0089】

さらに説明すると、アルミニウムの熱伝導係数は１３０～２２０Ｗ・ｍ^－１Ｋ^－１、アルミニウムの比熱容量は０．９ｋＪ・ｋｇ^－１Ｋ^－１、アルミニウムの線熱膨張係数は２３～２４×１０^－６／Ｋ、アルミニウムの曲げ強度は１２０～５００ＭＰａ、アルミニウムのヤング率は７００００ＭＰａ、アルミニウムの密度は２．７ｇ・ｃｍ^－３である。

【0090】

さらに説明すると、ステンレス鋼の熱伝導係数は１５Ｗ・ｍ^－１Ｋ^－１、ステンレス鋼の比熱容量は０．５ｋＪ・ｋｇ^－１Ｋ^－１、ステンレス鋼の線熱膨張係数は１０～１６×１０^－６／Ｋである。

【0091】

さらに説明すると、アルミニウム合金の減衰対数減衰率は０．０１～０．１５であり、減衰比は０．０１～０．０５である。

【0092】

以上の内容から、本出願の低炭素排出鉱石成型物材料により形成された成型物の制震性能は鋳鉄（ねずみ鋳鉄）の約１０倍であり、鋳鉄に比べて熱伝導係数が低く、エポキシ樹脂鉱石成型物に比べて耐熱性及びヤング率が優れており、熱膨張係数が低いことが分かる。すなわち、本出願の低炭素排出鉱石成型物材料により形成された成型物は、耐熱性、低熱伝導、低膨張率、高制震性能などの効果を有する。

【0093】

つまり、本出願の低炭素排出鉱石成型物材料により形成された低炭素排出成型物１０は、他の材料、特に鋳鉄、コンクリートなどの従来の材料と比較して、熱伝導係数が低く、十分な圧縮強度、曲げ強度、ヤング率を有するので、工作機械など優れた断熱性と耐震動性が要求される設備に適している。

【0094】

なお、一実施形態では、本出願の低炭素排出鉱石成型物材料によって形成された成型物は、幅約３メートル、高さ約２～４メートル、長さ約４メートルを有し得る。少なくとも本実施形態の成型物は上記各実施形態における各機能を有することができる。

【0095】

上述した利点に加えて、本出願の低炭素排出鉱石成型物材料によって形成された低炭素排出成型物１０は、鋳鉄やほとんどの金属材料よりも密度が低いため、完成品の重量全体が大幅に軽減される。つまり、本出願の低炭素排出成型物１０は、優れた機械的特性を有するだけでなく、軽量化の効果も有する。

【0096】

図９に示すように、本出願は、前記低炭素排出成型物１０と、加工装置３１とを含む、低炭素排出成型物を含む設備３０をさらに提供する。加工装置３１は低炭素排出成型物１０に連結することができる。一実施形態において、加工装置３１は低炭素排出成型物１０の接続部に連結することができる。

【0097】

加工装置３１は、３軸加工装置、５軸加工装置、カッター、リニアスライドレール、昇降台、加熱装置、冷却装置、搬送装置のうちの１つ以上を含むことができる。成型物本体１０１は、工作機械又はその他の機器のベース、旋盤本体、ビーム、機械柱、軸頭、機械本体、作業台などであり得る。

【0098】

以上のように、本出願は、低炭素排出成型物及びその金型、並びに低炭素排出成型物を含む設備を提供する。成型物本体の製造が高温溶融の状態を経過する必要がないため、エネルギーを節約し、二酸化炭素の排出量を削減することができる。また、成型物本体の製造が高温溶融の状態を経過する必要がないため、埋め込み部材を先に金型に配置することができ、後続の加工工程が減り、製造の効率化が図れる。

【0099】

以上の説明は単なる例示であり、限定的なものではない。本出願の精神及び範囲から逸脱せずに行った同等の修正又は変更はいずれも添付の特許請求の範囲に含まれるべきである。

【符号の説明】

【0100】

１０：低炭素排出成型物
１０１：成型物本体
１０１１：溝
１０２：固定部材
１０２１：第１ロック孔
１０２２：第１締結部品
１０３：第１接続部材
１０４：第２接続部材
１０５：第３接続部材
１０６：第１管路
１０７：第２管路
１０８：第２締結部品
１０８１：締結ユニット
１０８２：接続ユニット
１０８３：埋設ユニット
１０９：構造補強材
１１０：センサ
２０：低炭素排出成型物の金型
２１：金型底部
２２：金型側部
２３：支持部材
２４：溝形成部材
２５：突出部材
２６：面取り
２７：丸み
３０：設備
３１：加工装置
４０：余分な材料
５１：粘結剤
５２：第１骨材
５３：第２骨材
５４：添加剤
５５：強化繊維

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8A】

【図8B】

【図9】