JP2000129134A

JP2000129134A - 高硬度軟質複合材

Info

Publication number: JP2000129134A
Application number: JP10300576A
Authority: JP
Inventors: Mieko Sakai; 三枝子酒井; Kenichiro Saito; 研一郎斎藤
Original assignee: Doperu Kk
Current assignee: Doperu Kk
Priority date: 1998-10-22
Filing date: 1998-10-22
Publication date: 2000-05-09
Anticipated expiration: 2018-10-22
Also published as: DE69923006T2; WO2000023524A1; EP1174471A1; KR100642769B1; US6750283B1; CN1326489A; CN1154698C; DE69923006D1; CA2348407C; EP1174471A4; EP1174471B1; JP3701480B2; KR20010099717A; CA2348407A1

Abstract

(57)【要約】【課題】有機・無機複合材として、表面硬度が高
く、しかも軟質で曲げ加工可能とする。【解決手段】骨材成分を含めた無機質成分が全体量の
６０重量％以上を占める有機・無機質複合材であって、
表面硬さがビッカース硬度（ＪＩＳＺ２２４４）で
４００以上で、破壊することなく曲げ加工が可能な曲率
半径が厚さ３〜１５ｍｍの板状体においてＲ２５ｍｍ以
上である高硬度軟質複合材を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この出願の発明は、高硬度軟
質複合材に関するものである。さらに詳しくは、この出
願の発明は、表面硬度が大きく、耐摩耗性、耐損傷性に
優れるとともに、軟質が、大地になじみやすい変形性を
持ち、施工性にも優れている、天然石調の建材あるいは
土木材等として有用な、新しい高硬度軟質複合材に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術とその課題】従来より、樹脂あるいは樹脂
に無機質フィラーや顔料を配合した軟質の複合材が建物
の壁、天井、あるいは家具材等として広く使用されてき
ている。これらの樹脂複合材は、樹脂系の軟質材である
ことから、割出ししやすく、材料を薄くすることがで
き、曲げやすく、しかも下地になじみやすいことから、
施工性に優れた建材あるいは土木材としてなくてはなら
ないものとなっている。

【０００３】しかしながら、たとえば塩化ビニルシート
や塩化ビニルタイル、Ｐタイル等として代表的なものが
知られているこれらの軟質材は、いずれのものも表面硬
度が低く、耐摩耗性、耐損傷性がほとんどないためその
使用目的、用途等は極めて限定されていた。また、これ
らの軟質材は、見るからにプラスチックとわかるもので
あって、顔料やフィラーの配合によって調色や柄付けが
行われていても、質感はどうしてもプラスチックとして
の制約をまぬがれることはできなかった。

【０００４】このため、摩耗や損傷が避けられない床や
通路、そしてより高級感や意匠性が求められる部位には
使用することができないという問題があった。また、従
来のものは、耐候性に劣り、熱膨張率も大きいため、屋
外では使用できないという問題があった。一方、より表
面硬度が高く、高級感のある材料として天然石調の樹脂
複合材も実用化されているが、これらの従来の硬質材
は、軟質材の持っている前記のとおりの特徴を欠いてい
るため、施工性等に大きな制約があり、また、天然石調
とは言えどもほとんどのものは樹脂、プラスチックとし
ての質感がわかってしまうものであって、天然石の質感
にはほど遠いのが実情であった。

【０００５】そこで、この出願の発明は、以上のとおり
の従来の技術の限界を克服し、軟質樹脂系複合材の持
つ、薄くて割れにくく、施工も容易であるという長所を
損わずに、しかも高い表面硬度を有し、耐摩耗性、耐損
傷性に優れているとともに、深みと高級感のある、新し
い建材や土木材等として有用な、高硬度軟質複合材を提
供することを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この出願の発明は、以上
のとおりの課題を解決するものとして、まず第１には、
骨材成分を含めた無機質成分が全体量の６０重量％以上
を占める有機・無機質複合材であって、表面硬さがビッ
カース硬度（ＪＩＳＺ２２４４）で４００以上で、
破壊することなく曲げ加工が可能な曲率半径が厚さ３〜
１５ｍｍの板状体においてＲ２５ｍｍ以上であることを
特徴とする高硬度軟質複合材を提供する。

【０００７】そして、第２には、曲率半径Ｒが２５〜１
０００ｍｍである前記複合材を提供する。また、この出
願の発明は、前記第１または第２の発明について、さら
に、第３には、無機質成分が２〜７０メッシュの大きさ
の骨材成分と１００メッシュの大きさ以下粒径の小さな
微粒成分とにより構成されている複合材を、第４には、
骨材成分と微粒成分との重量比が骨材成分／微粒成分＝
１／１０〜１０／１である複合材を、第５には、有機成
分が全体量の４０重量％以下含まれている複合材を、第
６には、有機成分の主成分が硬化性樹脂である複合材
を、第７には、有機成分の主成分樹脂がメタクリル系樹
脂である複合材を、第８には、有機成分として可塑剤が
含まれている複合材を、第９には、樹脂成分が全体量の
６〜１５重量％含まれている複合材を、第１０には、骨
材成分の少くとも一部として透明性成分が配合されてい
る複合材を、第１１には、骨材成分の少くとも一部とし
て、透明成分の表面に顔料成分を被覆したものが配合さ
れている複合材を、第１２には、蓄光材または蛍光材が
配合されている複合材を、第１３には、難燃剤が配合さ
れている複合材を、第１４には、有機成分中に着色する
顔料が配合されている複合材を、第１５には、抗菌材が
配合されている複合材を提供する。

【０００８】さらにまた、この出願の発明は、第１６に
は、成形体の表面が研磨またはウォータージェット加
工、もしくは研磨後のウォータージェット加工されてい
る複合材を、第１７には、有機成分の主成分がメタクリ
ル系樹脂である前記の複合材であって、ポリメタクリレ
ートと、メタクリレートモノマーおよびアクリレートモ
ノマーのうちの少くとも１種との配合により硬化されて
いる複合材を、第１８には、ポリメタクリレートが、ポ
リメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）であり、メタクリ
レートモノマーおよびアクリレートモノマーが、メチル
メタクリレート、エチルヘキシルメタクリレートおよび
エチルヘキシルアクリレートの１種以上である複合材
を、第１９には、曲げ加工に要する力が３〜１５ｍｍの
板状体において、１ｋｇｆ／ｃｍ²以下である前記複合
材をも提供する。

【０００９】

【発明の実施の形態】この出願の発明は、高い硬度と軟
質性という矛盾する特性を両立させて建材や土木材とし
ての物理的化学的性質に優れ、しかも深みと高級感のあ
る天然石調の複合材を提供することにおいて画期的なも
のである。このようなこの発明の複合材は、＜Ｉ＞骨材成分を含めた無機質成分（６０重量％以上、
より好ましくは８０重量％以上）＜II＞樹脂成分（４０重量％以下、より好ましくは２０
重量％以下）とを基本的な組成としている。

【００１０】そしてこの発明の高硬度軟質複合材は、少
くとも次のいずれの要件として特定されるものでもあ
る。表面硬さがビッカース硬度（ＪＩＳＺ２２４
４）４００以上で、破壊することなく曲げ加工が可能な
曲率半径が厚さ３〜１５ｍｍの板状体においてＲ２５ｍ
ｍ以上である。

【００１１】以上の要件については、ビッカース硬度が
１０００以上、さらには１２００以上であることが好ま
しい。この発明の複合材は、高硬度で軟質であって、し
かも深みと高級感のある天然石調のものとして特筆され
るものであるが、その組成についてみると、前記＜Ｉ＞
骨材成分を含む無機質成分については、骨材成分とフィ
ラー等としての他の無機質成分とに区分することができ
る。ここで骨材成分は、この発明の複合材の表面硬度を
より高いものとするのに欠かせない成分である。これら
骨材成分としては、みかげ石、大理石、変成岩、石英
石、長石、雲母等の天然石や鉱物、溶融シリカ、ガラ
ス、金属、陶磁器等からの各種のセラミックスや金属の
細粒がその代表例として示される。

【００１２】また、他の無機質材としては、フィラーや
顔料、あるいは後述する蓄光材等が考慮される。フィラ
ー成分の代表例としては、炭酸カルシウムや水酸化アル
ミニウム等がある。骨材成分としての無機質細粒成分
は、より好ましくは２〜７０メッシュ(Tyler基準) の大
きさを有するものとし、他のフィラー等としての無機質
成分は１００メッシュ(Tyler基準) 以下の粒径のより小
さな微粒成分とすることが好ましい。

【００１３】天然石等の細粒骨材成分は、得られる人造
石の外観ならびに物理的性質に主要な要因として機能す
る。特に一部を露出することで他の成分と相まって外観
上の色や模様の主要因となる。前記の微粒成分は細粒骨
材成分に比べて１００メッシュレベルよりも相当細かい
ものであり、細粒骨材成分の一つ一つの粒の間に侵入し
粒の間の空間を埋めるように位置し、得られる人造石の
固さやしなやかさといった性質を得ることに寄与する。
細粒骨材成分とこの微粒成分とは、その重量比において
１／１０〜１０／１とするのが好ましい。

【００１４】無機質細粒骨材成分の大きさも前記のとお
り、特定のもの、すなわち、無機質細粒成分は、前記の
通り２〜７０メッシュの大きさとすることが好ましい。
そして特殊な場合を除き、同一大きさのもののみを用い
ることが好ましい。色のあるものとないものとを使用し
て、色を上あるいは下に濃く付けたい場合等において、
色の有無により細粒の大きさを変えて使用することが考
えられるが、極端に差のあるものの大量使用は、製品の
強度を劣化させるので使用すべきではない。

【００１５】微粒成分の粒子の大きさは、前記の通り１
００メッシュアンダーとするが、細粒成分の粒子の間に
十分に入り込めるものでなければならない。従って細粒
成分の粒子の大きさに近いものは好ましくなく、より具
体的には１５０〜至２５０メッシュ程度のものが好まし
い。この発明における樹脂成分は、前述の骨格を形成す
る成分である天然石等の細粒成分や、微粒成分に対し
て、これらを包み込み、全体を結合することに寄与し、
人造石が完成したとき製品に弾性あるいは引張強度を与
える機能がある。

【００１６】この発明においてはこれら成分の構成比率
が重要である。特に重要なことは樹脂成分と他の成分と
の構成比率である。たとえばこの発明では、緻密な組織
を有する高密度品を可能とすることができる。骨格成分
である天然石等の細粒成分の製品中の構成比率は多いほ
ど天然石に近いものとなるが、あまり多いと固まったも
のとならず、製品として使用することはできない。また
得られる製品の物理的性質が貧弱なものとなり、通常の
用法による使用に耐えないものとなる。

【００１７】また、微粒成分を多く用いても固まらない
等の不都合を生ずるほかに、得られるものが艶のないも
のとなり、石とは言いにくいものになる。従って、細粒
骨材成分や、微粒成分の使用量割合は、それらの総和と
して、この発明の複合材の全体量について６０重量％以
上なければならず、好ましくは８０％以上である。な
お、９５％を超すと製品が脆くなり、使用しにくいもの
しか得られない。また、６０％未満では製品が柔らかす
ぎて石的な性質が得られず、使用範囲が樹脂板と同様な
範囲となってしまう。

【００１８】このことは、天然石等の細粒骨材成分なら
びに微粒成分以外のもの、すなわち、樹脂成分は製品に
おいて多くても全体量の４０重量％を超えて存在しては
ならないことになる。樹脂成分が４０重量％程度を超え
ると製品がプラスチック的になり、もはや人造石とは名
のみの見かけだけのものとなる。また、樹脂成分を過度
に少なくすることは製品の天然色に近い外観性を増大さ
せる面もあるが製品が脆いものとなり、使用に適しなく
なる。

【００１９】高密度な人造石とする場合には、この発明
においては樹脂成分の割合を全体量の２０重量％以下と
するのが好ましい。そして、この発明の樹脂・無機質複
合材では、前記の無機質細粒骨材成分の一部または全部
が、透明性の粒子であってもよいし、あらかじめ、その
粒子もしくは小塊が無機あるいは有機物によって被覆さ
れているものであってもよい。

【００２０】このような透明性細粒骨材成分もしくはこ
の成分粒子を表面被覆したものが重要であることは次の
理由によっている。すなわち、この発明の複合材を如何
なる色調や意匠性のものとするかの点に関係するかであ
る。御影石や大理石は天然のものからの製品が得にくい
ことと、色艶が美麗なためによく目標とされる。この場
合、その色艶は、御影石や大理石の価値を決める重要な
テーマである。天然の御影石や大理石においては、まっ
たく黒いものから白いもの、あるいは赤いものまで色そ
のものの種類も多く、かつ同じ色であってもその程度が
異なる。

【００２１】従来の技術では、各種の人造石に色を与え
る場合、たとえば黒いものを得るには天然石等の粉粒体
の黒いもののみを使用すればよいが、中間の色調の物を
得るには、再現性が問題になる。また、色を与えても大
理石の持つ独特の艶を与えることは、困難であった。た
とえば染料や顔料を使用して色を与えた場合でも、従来
では艶や深みを与えることは困難であった。

【００２２】これに対して、この発明においては、細粒
骨材成分として透明性のものを使用することができる。
たとえば、御影石調や大理石調等の艶のあるものを得よ
うとする際には、細粒骨材成分として石英系天然石を粉
砕して得た細粒を使用することができる。石英系天然石
を粉砕して得た細粒骨材成分は、原料が石英系であるか
ら表面が独特の平滑部を持っている。また多くの場合無
色で透明である。色を持っている場合もあまり強くない
し、透明でない場合もいくぶんの透明性を残しているも
のが多い。

【００２３】この原料を使用すれば得られた製品複合材
の色は制御でき、かつ、その色は、透明性の石英系細粒
成分の存在により、深みを与え、艶を持たせることがで
きる。透明性細粒骨材成分は、石英系の珪石、あるいは
ガラス粉等として考慮されるが、細粒骨材成分全体に占
める割合は、１０〜１００重量％であってよい。

【００２４】また、この細粒骨材成分とともに微粒成分
が用いられる場合、たとえば前記のとおり炭酸カルシウ
ムや水酸化アルミニウム等とともに、微粒成分の１部と
して、色調の調整のための二酸化マンガン、二酸化チタ
ン、珪酸ジルコニウム、酸化鉄等の成分や、夜光性や蛍
光性という機能を付与するために、アルミン酸ストロン
チウム等の蓄光材や、各種の酸化物の無機蛍光材を配合
してもよい。

【００２５】蓄光材の配合は、夜間等の暗視野下におい
て夜光（発光）する人造石を与え、誘導、表示のための
ガイド、あるいは夜間装飾として特徴のある景観や外観
意匠性の機能を持つことになる。この蓄光材について
は、人造石全体量の４０重量％まで配合することができ
る。そしてアルミン酸ストロンチウム等の蓄光材は、前
記の無機質微粒成分の一部としても配合することができ
る。

【００２６】蓄光材の配合による光機能が付与されるこ
とにより、この発明の不燃性人造石はより高度な機能を
備えたものとなる。透明性の細粒骨材成分の被覆が行わ
れる場合には、その透明性細粒骨材成分の表面に樹脂を
被覆硬化させることや、あるいは水ガラス、陶磁器用の
釉薬等の無機物質を焼付けて被覆すること等によって実
現される。いずれの場合にも、透明細粒骨材成分の粒子
表面には数μｍ〜数十μｍ、たとえば５〜５０μｍ、よ
り好ましくは２０〜３０μｍ程度の被覆が施されている
ようにすることができる。より具体的には、たとえばア
クリル系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂組成物を用
い、１００〜３００℃程度に加熱して、あるいは光照射
して細粒成分の粒子表面にこれら樹脂組成物を被覆硬化
させることや、あるいは、水ガラス、釉薬等を用いて８
００〜１１００℃程度の高温において焼付けて無機質被
覆を施すことができる。

【００２７】複合材製品の色は細粒骨材成分の被覆層並
びに樹脂成分の色調によって制御でき、かつ、その色
は、透明性の石英系細粒骨材成分の存在により、深みを
与え、艶を持たせることができる。たとえば被覆層とし
て白色顔料を含む水ガラスの焼付層を有する場合や、ポ
リエステル系不飽和樹脂の硬化層を有する場合であっ
て、樹脂成分としてポリエステル系不飽和樹脂を用いた
場合は、樹脂の持つ色は一般に多少黄色味を含む白であ
るから、得られる製品は艶のある乳白色のものとなり、
天然の乳白色の大理石によく似た色調の製品を得ること
ができる。

【００２８】被覆層を顔料、染料等の着色材を含有させ
たものとすることによって、深みと艶のある独特の色調
を持たせることができる。なお、この発明では、色成分
として細粒成分とほぼ同じ大きさの粒状の有色のものと
を混合して使用し、製品に色を与えることもできる。い
ずれにしても、従来の人造石に比べて色の再現性が遙か
に容易に確保でき、変色がなく、深みと艶に優れたもの
が得られる。

【００２９】また、この発明では、陶磁器等に着色する
釉薬を天然の透明性細粒骨材成分の粉粒体に塗布し、こ
れを焼き付けて希望する色の粉粒体とし、これを細粒骨
材成分として使用することが特に有効でもある。この方
法を用いれば色を確かなものとすることができるのみな
らず、幅広く選ぶことができる。石英系の天然石を粉砕
したもので細粒骨材成分として使用するものと同じもの
を使用し、これに釉薬を塗布し焼き付けたものを使用す
れば、黒あるいは赤といった色の場合、色の再現性につ
いてはまったく心配がなく、再現される色は、単に色そ
のもののみでなく艶や色調といったものまで完全に再現
される。

【００３０】これらの被覆は、人造石の骨材として機能
する細粒骨材成分の組織全体に対しての親和性を大きく
向上させる。また、微粒成分と樹脂成分との混合によっ
て、強度が大きく、表面の硬度も良好となる。さらに重
要なことは、細粒骨材成分は前記の通りの透明性の天然
石等を用い、その表面に上記の硬質被覆を行っているこ
とから、人造石製品の表面を研磨すると、部分的にこの
被覆層が破られることである。すると、部分的に露出し
た無機質透明性細粒成分の粒子とその周囲の被覆層との
表面組織が、光の反射に独特の効果を得ることになる。

【００３１】つまり、光は透明性の細粒骨材成分に入射
し、その周囲の被覆層で反射され、透明細粒骨材成分を
再通過して反射されることになる。このような透光と反
射の現象は、従来の人造石の表面だけの反射とは本質的
に異なるものであって、この発明の複合材に独特の深み
感を与えることになる。どっしりとした深みのある高品
質な大理石調の複合材を得る。

【００３２】以上の通りの被覆層を有する透明細粒骨材
成分は、配合する無機質細粒骨材成分の全量にして、一
般的には、前記のとおり、１０〜１００％の割合とする
ことができる。次に、この発明の樹脂、無機質複合材を
構成する主成分としての一つの樹脂成分についてさらに
説明する。

【００３３】一般的に、この発明においては、樹脂成分
は熱硬化性のものから選ぶことができる。たとえば、ア
クリル系樹脂、メタクリル系樹脂、不飽和ポリエステル
系樹脂、エポキシ系樹脂等が例示される。なかでも、メ
タクリル系樹脂あるいはメタクリル系樹脂と他の樹脂と
の混合、もしくはそれらとの共重合樹脂等が好ましいも
のとして示される。

【００３４】樹脂成分には、硬化（触媒）剤や色調の調
整のために、アゾ系、フタロシアニン系の有機顔料や染
料を配合しておいてもよい。この樹脂成分は、前記のと
おり、この発明の複合材の全体量の４０重量％を超える
ことはない。より好ましくは、その配合割合は２０重量
％以下、さらには１５重量％以下である。

【００３５】この樹脂成分については、より好ましくは
硬質樹脂を与える成分と、この硬質樹脂をより軟質なも
のとする成分、もしくは軟質樹脂を与える成分との組合
わせ配合とすることが考慮される。ただ、この場合に
も、各々の成分が分離しないで一体化されて硬化される
ものとすることが欠かせない。これらは、同種、同系の
成分として選択されることが好ましい。たとえば、メチ
ルメタアクリレート樹脂成分と、２−エチルヘキシルメ
タアクリレート樹脂成分との組合わせ配合等である。

【００３６】また、透明性に優れているとの観点から
は、メタクリル系樹脂を採用することが好ましい。たと
えば次式ＣＨ₃−ＣＨ（ＣＨ₃）−ＣＯ−Ｏ−Ｒ（Ｒは、直鎖または分枝鎖状の脂肪族炭化水素基あるい
は環状炭化水素基等である。）以上のようなメタアクリル系樹脂とする場合、ポリメタ
アクリレートとメタアクリレートモノマーとを配合して
硬化させることが好ましい。さらに好ましくは、メタク
リル系樹脂を複合材の樹脂成分とする場合には、次の配
合組成とすることが考慮される。配合割合は、＜１＞メ
チルメタクリレートモノマー（ＭＭＡ）１００重量部を
基準としている。

【００３７】＜１＞メチルメタクリレートポリマー（ＰＭＭＡ）０〜５０＜２＞メチルメタクリレートモノマー（ＭＭＡ）１００＜３＞アルキルメタアクリレートモノマーまたはアルキルアクリレートモノマー３００以下＜４＞可塑剤０〜３００ここで、＜３＞アルキルメタアクリレートまたはアルキ
ルアクリレートとしては、たとえば、２−エチルヘキシ
ルメタアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレー
ト、２−エチルペンチルメタアクリレート、２−エチル
ペンチルアクリレート、ブチルメタアクリレート、ブチ
ルアクリレート、イソブチルメタアクリレート、イソブ
チルアクリレート、シクロヘキシルメタアクリレート、
シクロヘキシルアクリレート等が例示される。

【００３８】なかでも、２−エチルヘキシルアクリレー
トは良好である。可塑剤としては、たとえばフタル酸エ
ステル等が例示される。また、この発明の樹脂・無機質
複合材においては、顔料等だけでなく、色調とのかね合
いにおいては、組織補強のために短繊維成分を配合して
もよい。たとえば、ガラス繊維、セラミックス繊維、金
属繊維、樹脂繊維等を用いることができる。なかでも、
ガラス繊維が好ましいものとして例示される。

【００３９】これらの短繊維は、一般的には、１０〜１
００μｍ径、１〜１００ｍｍ長程度のものが、細粒成分
の１〜１０重量％程度の割合で用いられる。さらに難燃
剤が配合されてもよい。この難燃剤については、アンチ
モン系やほう素系化合物等の無機系難燃剤あるいは臭素
化合物等の有機系の難燃剤が用いられるが、より好まし
くは有機系のものであって、なかでも臭素系難燃剤が有
効性の高いものとして例示される。たとえばフェノー
ル、ジフェニルエーテル、ビスフェノールＡ、ベンジル
アルコール等の芳香族化合物に臭素が結合された化合物
や、それらのエステル、エーテル、ポリエステル等の化
合物や、臭素化アクリレート、臭素化エポキシアクリレ
ート、臭素化カーボネート等のポリマーやオリゴマー等
である。

【００４０】より具体的には、たとえばブロム変性エポ
キシアクリレート樹脂等である。この発明においては、
難燃剤の配合は、難燃性人造石の構成としては前記の高
密度人造石組成への配合；難燃剤の樹脂への分散混合
と、その混合物による樹脂層を前記高密度人造石組成物
（成形体）とを積層一体化すること；の態様において実
現される。

【００４１】さらにこの発明においては、家具材、浴室
材、キッチンカウンター、便器等への応用を考慮する場
合には抗菌材を配合してもよい。抗菌剤としては、たと
えば銀、酸化銀、ゼオライト、銀担持ゼオライト等の無
機質のものが各種用いられる。これらの配合量について
は、一般的には、複合材の全体量の５重量％以下とする
ことができる。

【００４２】さらに例示すれば、この発明の複合材にお
いては、前記の細粒骨材成分の少くとも一部として透明
無機質成分を用いるとともに、微粒成分の少くとも一部
として夜光性または螢光性物質を用いることができる。
透明性無機質骨材としての細粒成分については、実質的
に光透過性の大きな無機質成分であることを意味してお
り、その透明度には様々な程度があるが、天然、あるい
は人工合成される無機物質において比較的光透過性の大
きなものがこの発明において用いられることになる。こ
のため、透明性の無機質細粒骨材成分は、着色された状
態、あるいは固有の色を有した状態のものであってもよ
い。

【００４３】代表的には、石英石、珪石、ガラス等がこ
の発明における透明性無機質細粒成分として、例示され
るが、これらに限定されることはない。そして、微粒成
分の一部または全部として、１００メッシュアンダー
の、蓄光性や紫外線吸収にともなう発光性のある、夜光
性もしくは螢光性の成分を用いることが考慮される。こ
のような成分の代表的なものとしてはアルミン酸ストロ
ンチウム系蓄光材や硫化亜鉛等がある。これらの各種の
素材がこの発明において用いられることになる。

【００４４】細粒成分の重量（Ｗ₁）と、微粒成分の重
量（Ｗ₂）と、夜光性もしくは螢光性成分の重量
（Ｗ₃）との関係は、たとえばＷ₁／（Ｗ₂＋Ｗ₃）と
して、１／１０から１０倍以上が考慮されるか、より好
ましくは１／１〜４／１程度である。そして、無機質微
粒成分と夜光性もしくは螢光成分との割合については、
後者のものが全てを占めてもよいし、あるいは無機質微
粒成分が１０重量倍以上の割合となるようにしてもよ
い。

【００４５】また、無機質細粒成分については、そのう
ちの透明性無機質細粒成分の割合は、Ｗ₃＝（０．３〜１．０）×Ｗ₁ の関係にあるようにするのが望ましい。以上のことは、
人造石としての強度、硬度、密度等の物理的性質や、夜
光性もしくは螢光性という光機能の実現にとって適当と
されているのである。

【００４６】なお、各成分の大きさは、具体的には、組
合わせる成分の各々の大きさと配合割合によって適宜に
選択されることになるが、微粒成分は、一般的には１５
０〜２５０メッシュ程度のものとすることがより好まし
い。人造石の光機能についてさらに説明すると、この発
明の人造石においては、光機能は、発光が厚みのものと
して可能とされることである。従来のように表層部のみ
での発光ではなく、人造石の厚み全体において発光され
ることになり、発光性能が優れ、しかも高価な夜光性も
しくは螢光性成分の使用にともなう経済性にも優れたも
のとなる。

【００４７】このことは、透明性骨材としての透明性無
機質細粒成分の使用によって、外部より照射される光が
人造石の内部にまで透過浸透し、効率よくその光エネル
ギーが夜光性もしくは螢光性の成分に吸収され、かつ、
蓄光材等からなる夜光性もしくは螢光性成分が分散され
た発光層が人造石の内部まで含めた大きな厚みとして確
保されることから、長時間、高光度を保つことが可能と
されるからである。発光時には、透明性無機質細粒骨材
成分は、光透過性が良好であることによって、高光度と
なるのである。

【００４８】細粒骨材成分全体に占める透明性成分の割
合は前記のとおり３０〜１００重量％とするが、人造石
の強度等の物理性能や、外観意匠性によっては、１００
％の割合とすることが、光機能の観点では好ましいこと
は当然である。もちろんこのことに限定されることはな
いが、３０％未満の場合には所要の光機能が得られにく
いことになる。

【００４９】無機質骨材の一部として夜光性または螢光
性物質によって表面焼付けした透明性無機質骨材を用い
る場合細粒成分については、この発明においては、少く
ともその一部が透明性のあるものでその表面に蓄光性等
の夜光性物質や紫外線吸収にともなう発光性のある螢光
性物質を焼付けたものとして用いることができる。つま
り、細粒成分の一部または全量は、夜光性物質または螢
光性物質がその表面に被覆された透明性無機質骨材とす
る。このような透明光のある無機質骨材としての細粒成
分としては、ガラスや珪石等が好適なものとして例示さ
れる。

【００５０】組成物に配合する細粒成分については、そ
の１０〜１００％の割合（重量）を前記の夜光性物質ま
た螢光性物質の表面被覆層を有する透明無機質骨材とす
るのが好ましい。透明性の無機質骨材、特に細粒骨材成
分の焼付け被覆では、透明細粒成分の粒子表面には数μ
ｍ〜数十μｍ、たとえば５〜５０μｍ、より好ましくは
２０〜４０μｍ程度の被覆が施されているようにする。
より具体的には、１２０〜１２００℃程度の高温におい
て焼付けて被覆を施すことができる。

【００５１】焼付けられる螢光物質としては、アルミン
酸ストロンチウム、硫化亜鉛等々の蓄光性または紫外線
照射により発光する各種の螢光物質であってよい。焼付
けは従来より知られている各種の方法でなく、たとえ
ば、アルミン酸ストロンチウム等の蓄光材の粉粒を分散
させた分散液、あるいはペースト中に透明性無機質骨
材、たとえば前記の細粒成分を混合し、乾燥して焼付け
することができる。

【００５２】表面が高硬度でしかも軟質で、かつ深みと
高級感のあるこの発明の樹脂・無機質複合材は、たとえ
ば以上のとおりの組成構成として例示されるものである
が、その形状においては、板状、デザインされた特殊な
形状等の任意とすることができる。このようなこの発明
の複合材は、たとえば以下の方法によって製造すること
ができる。

【００５３】代表的な製造法としては、成形型に無機質
成分と樹脂成分等との成形用混合物を注入して自然硬化
させる方法、あるいは注入後に上型を合わせてプレス硬
化させて脱型する方法、さらには必要に応じて研磨する
ことやあるいはウォータージェット等によって粗面化処
理して製造する方法が示される。自然硬化ではなく、上
型を合わせての加熱圧縮による硬化では、たとえば５〜
１００ｋｇｆ／ｃｍ²程度の面圧で押圧して圧縮する。
この成形においては、圧縮時に、概略９０〜１４０℃の
温度に５〜２０分間程度加熱する。

【００５４】このような圧縮成形による方法は、平板成
形品のように比較的単純な形状を成形法として量産効果
を発揮し、また、材料のロスがほとんどないため経済性
にも優れたものである。なお、表面研磨のための手段に
は特に限定はなく、砥石、研磨布、研磨ベルトなどの工
具を用いて、あるいは、バフ研磨剤、ラビングコンパウ
ンド等の研磨剤を用いて実施する事ができる。

【００５５】研磨材としては、研磨作用を主とするダイ
ヤモンド、炭化ホウ素、コランダム、アルミナ、ジルコ
ニアや、研磨作用を主とするトリポリ、ドロマイト、ア
ルミナ、酸化クロム、酸化セリウム等が適宜に使用され
る。そして、この発明においては、成形後の成形体表面
に粗面化加工を施し、微粒成分が表面部に露出するよう
にしてもよい。

【００５６】このための方法としては、まず、樹脂成分
の選択的除去法が採用される。すなわち、たとえば、成
形型から脱型した後に、成形品の表面に高圧水を噴出さ
せて地肌面加工を施すことが有効である。この加工は、
厚みや、ノズルとの距離、加工形態等の種々の条件によ
って異なるので限定的ではないが、通常は、２〜２０ｃ
ｍの厚みの場合、２〜５０ｃｍ程度のノズルの高さから
は、５０〜１４００ｋｇ／ｃｍ²程度の水圧とすること
ができる。この圧力は、自然石を対象とする場合に比べ
て、より低い水圧条件となる。

【００５７】つまり、樹脂分の存在によって、より容易
に、高品位での加工が可能となるためである。高圧水の
噴出のためのノズルやそのシステムについては特に制限
はない。各種のものが採用される。この地肌面加工によ
って、ウォータージェットによる平坦化、あるいは粗面
化が実現され、深みのある質感を持った複合材が製造さ
れる。

【００５８】樹脂成分の存在によって、表面が白濁する
こともなく、また、薬品を用いるエッチング方法に比べ
て、廃液の処理も容易となる。もちろん、必要に応じ
て、表面部を有機溶剤によって処理し、樹脂成分を軟化
もしくは溶融させて部分除去することもできる。この場
合の有機溶剤としては、使用する樹脂成分に対応して選
択すればよく、たとえば、塩化メチレン、クロロホルム
等のハロゲン化炭化水素、無水酢酸、酢酸エチル、酢酸
ブチル等のカルボン酸やそのエステル化合物、あるいは
アセトン、テトラヒドロフラン、ＤＭＦ、ＤＭＳＯ等が
例示される。

【００５９】成形体はこれらの有機溶剤に浸漬するか、
あるいはこれら有機溶媒をスプレーもしくは流下させ、
軟化もしくは溶融した樹脂成分を表面部から取除くこと
で表面凹凸を形成することができる。あるいはまた、ワ
イヤーブラシ、切削手段等によって硬度の低い樹脂成分
を表面部よりかき取るようにして凹凸を形成してもよ
い。

【００６０】以上の各種手段によって粗面化し、地肌面
加工を施した後に、前記した通り、表面を研磨すること
により、独特の深みと艶のある表面質感が実現される。
たとえば、以上のいずれの方法においても、樹脂成形用
混合物として夜光性または螢光性物質によって表面被覆
した透明性無機質骨材を用いる場合には、研磨等の処理
によって、粒子とその被覆層の断面が露出する。

【００６１】こうすることによっても、優れた発光特性
とともに、優れた肌合い、質感を有する複合材が得られ
る。そしてこの発明の有機、無機質複合材は、前記のと
おり、表面硬度が高いことから、薄板であっても、耐磨
耗性、耐損傷性に優れ、また軟質であるため下地面への
適合性に優れており、しかも深みと高級感のある人工石
材としての特徴を有していることから、床材、通路材と
しての施用や、柱等の造作への使用等において極めて優
れたものとなる。

【００６２】以下、実施例を示してさらに詳しくこの発
明の複合材について説明する。

【００６３】

【実施例】（実施例１）粒径１０〜２５メッシュの大き
さの天然珪石の細粒骨材成分とし、平均粒径２３０メッ
シュの水酸化アルミニウムを微粒成分とし、その重量比
を、細粒骨材成分／微粒成分＝２／１として無機質成分
とした。

【００６４】この無機質成分を全体量の８０重量％と
し、表１の構成の樹脂成分を２０重量％として複合材組
成物とした。この組成物を型内に投入し、２０ｋｇｆ／
ｃｍ²の圧力で約１１０℃の温度で圧縮成形した。厚さ
５ｍｍの板状体を得た。このものについてＪＩＳＡ
５２０９（陶磁器質タイル）基準に従い、吸水率、耐摩
耗性、曲げ試験を行い、また、ＪＩＳＺ２２４４基
準に従ってビッカース硬度も測定した。その結果を表２
に示した。

【００６５】また、得られた複合材について、図１に示
したように、５ｍｍ厚、幅３０ｍｍの板材として、長さ
８０ｍｍの距離の両端を支持して上部長面を押圧し、破
壊までの限界たわみ量（δ）と限界圧力（Ｐ）とを測定
した。その結果も表２に示した。なお、この発明の複合
材については、実施例としては、限界たわみ量に関し
て、一般的に次のように特徴づけることもできる。

【００６６】すなわち、５ｍｍ厚、幅３０ｍｍの板材と
して長さ８０ｍｍの距離の両端を支持して上部中央を１
ｋｇｆで加圧した時の限界たわみ量が２ｍｍ以上である
ものとして特徴づけられる。さらには、この限界たわみ
量は５ｍｍ以上である。上記複合材について、破壊する
ことなく曲げ加工が可能な曲率半径を測定したところＲ
２００ｍｍであることが確認された。また、この曲げ加
工に要する力は０．０５ｋｇｆ／ｃｍ²であった。

【００６７】表面硬度が高く、しかも軟質であることが
確認された。また、天然石調の深みと高級感のある複合
材であることも確認された。（実施例２）実施例１において、無機質成分の割合を全
体量の８８重量％とし、樹脂成分を１２重量％として実
施例１と同様の複合材を得た。

【００６８】その性能試験の結果を表２に示した。ま
た、この複合材は、破壊することなしにＲ５００ｍｍの
コンクリート製柱に弾性エポキシ樹脂で接着可能であっ
た。実施例１と同様に表面硬度が高く、しかも軟質であ
ることが確認された。また深みと高級感のある外観であ
った。（実施例３〜６）表１のとおりの樹脂成分の構成におい
て、実施例１と同様にして複合材を得た。

【００６９】その性能試験の結果を表２に示した。いず
れの場合も高硬度表面と良好な軟質性能が得られた。深
みと高級感のある外観が得られた。（比較例１〜２）樹脂成分として表１のとおり２−エチ
ルヘキシルメタクリレートを用いずに実施例１と同様に
して複合材を得た。その性能試験の結果を表２に示し
た。

【００７０】表面硬度は高いが、軟質性能は得られなか
った。（比較例３〜４）不飽和ポリエステル樹脂と顔料、石粉
により成形した市販の人造石材（２種類）についても同
様に性能試験を行った。その結果も表２に示した。表面
硬度が極めて低いことが確認された。また、プラスチッ
ク板であることがただちにわかる外観を呈していた。

【００７１】

【表１】

【００７２】

【表２】

【００７３】

【発明の効果】以上詳しく説明したとおり、この出願の
発明によって、表面硬度が高いことから、薄板であって
も、耐磨耗性、耐損傷性に優れ、また軟質であるため下
地面への適合性に優れており、しかも深みと高級感のあ
る人工石材としての特徴を有し、床材、通路材としての
施用や、柱等の造作への使用等において極めて優れたも
のとなる有機・無機複合材が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】限界たわみ量の測定方法を示した概要図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｋ 5/10 Ｃ０８Ｋ 5/10 13/02 13/02 13/04 13/04 Ｃ０８Ｌ 33/12 Ｃ０８Ｌ 33/12 Ｆターム(参考） 4F073 AA06 AA10 BA18 BA46 BA47 BA52 BB01 EA11 GA11 4J002 AA001 BG051 BG061 CD202 DE096 DE116 DE136 DE146 DE188 DE236 DJ006 DJ016 DL006 DM006 EC039 ED079 EJ059 FD027 FD099 FD132 FD139 FD208 GL00 4J011 PA02 PA15 PA22 PA52 PA69 PB06 PB22 PB25 PB29 PB40 PC02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】骨材成分を含めた無機質成分が全体量の
６０重量％以上を占める有機・無機質複合材であって、
表面硬さがビッカース硬度（ＪＩＳＺ２２４４）で
４００以上で、破壊することなく曲げ加工が可能な曲率
半径が厚さ３〜１５ｍｍの板状体においてＲ２５ｍｍ以
上であることを特徴とする高硬度軟質複合材。
【請求項２】曲率半径Ｒが２５〜１０００ｍｍである
請求項１の複合材。
【請求項３】無機質成分は、２〜７０メッシュの大き
さの骨材成分と１００メッシュの大きさ以下粒径の小さ
な微粒成分とにより構成されている請求項１または２の
複合材。
【請求項４】骨材成分と微粒成分との重量比が骨材成
分／微粒成分＝１／１０〜１０／１である請求項１ない
し３のいずれかの複合材。
【請求項５】有機成分が全体量の４０重量％以下含ま
れている請求項１ないし４のいずれかの複合材。
【請求項６】有機成分の主成分が硬化性樹脂である請
求項１ないし５のいずれかの複合材。
【請求項７】有機成分の主成分樹脂がメタクリル系樹
脂である請求項１ないし６のいずれかの複合材。
【請求項８】有機成分として可塑剤が含まれている請
求項６または７の複合材。
【請求項９】樹脂成分が全体量の６〜１５重量％含ま
れている請求項１ないし８のいずれかの複合材。
【請求項１０】骨材成分の少くとも一部として透明性
成分が配合されている請求項１ないし９のいずれかの複
合材。
【請求項１１】骨材成分の少くとも一部として、透明
成分の表面に顔料成分を被覆硬化させたものが配合され
ている請求項１ないし１０のいずれかの複合材。
【請求項１２】蓄光材または蛍光材が配合されている
請求項１ないし１１のいずれかの複合材。
【請求項１３】難燃剤が配合されている請求項１ない
し１２のいずれかの複合材。
【請求項１４】有機成分中に着色する顔料が配合され
ている請求項１ないし１３のいずれかの複合材。
【請求項１５】抗菌材が配合されている請求項１ない
し１４のいずれかの複合材。
【請求項１６】成形体の表面が研磨またはウォーター
ジェット加工、もしくは研磨後のウォータージェット加
工されている請求項１ないし１５のいずれかの複合材。
【請求項１７】有機成分の主成分がメタクリル系樹脂
である請求項１ないし１６のいずれかの複合材であっ
て、ポリメタクリレートと、メタクリレートモノマーお
よびアクリレートモノマーのうちの少くとも１種との配
合により硬化されている複合材。
【請求項１８】ポリメタクリレートが、ポリメチルメ
タクリレート（ＰＭＭＡ）であり、メタクリレートモノ
マーおよびアクリレートモノマーが、メチルメタクリレ
ート、エチルヘキシルメタクリレートおよびエチルヘキ
シルアクリレートの１種以上である請求項１７の複合
材。
【請求項１９】曲げ加工に要する力が３〜１５ｍｍの
板状体において、１ｋｇｆ／ｃｍ²以下である請求項１
ないし１８のいずれかの複合材。