JP2017206862A

JP2017206862A - 天然石板材及びその加工方法

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Publication number: JP2017206862A
Application number: JP2016099287A
Authority: JP
Inventors: 隆次松田; Ryuji Matsuda
Original assignee: Marble Works Co Ltd
Current assignee: Marble Works Co Ltd
Priority date: 2016-05-18
Filing date: 2016-05-18
Publication date: 2017-11-24
Anticipated expiration: 2036-05-18
Also published as: JP6836029B2

Abstract

【課題】天然石板材の強度及び靭性を高める技術を提供する。
【解決手段】天然石板材は、研磨面と該研磨面の反対側の裏面に形成されたナノセルロースの含浸層を備え、前記含浸層では、多孔質の微細孔にナノセルロースが充填されている。天然石板材の加工方法は、ナノセルロースを水又は溶媒に溶かすことによりナノセルロース溶液を調製するナノセルロース溶液調製ステップと、ナノセルロース溶液を天然石板材に含浸させる含浸ステップと、前記ナノセルロース溶液を乾燥させる乾燥ステップと、を含む、としてよい。
【選択図】図２

Description

本発明は、天然大理石板、天然御影石板、天然花崗岩板等により構成された天然石板材及びその加工方法に関する。

近年、ホテルの浴室の壁床、エレベータの壁床、オフィスビルの壁床等に天然石板材が使用されている。天然石板材は天然大理石板材、天然御影石板材、又は、天然花崗岩板材である。特開平５−０２５９０５号公報、特開平５−２７２２４４号公報及び特開平６−１８３８６１号には、天然石材の表面に浸透性シーラー、シーリング剤、含浸材等を含浸させる技術が開示されている。

近年、材料強化材としてナノセルロース（セルロースナノファイバー）を使用する技術が開発されている。特公表２０１３−５０８５６８号公報には、乾燥紙の強度を増加させるためにナノセルロースを用いる技術が開示されている。特公表２０１４−５１０８４３号公報及び特公表２０１６−５０１９３７号公報には、ナノフィブリルセルロースを含む複合材料の製造方法が開示されている。

特開平５−０２５９０５号公報特開平５−２７２２４４号公報特開平６−１８３８６１号公報特公表２０１３−５０８５６８号公報特公表２０１４−５１０８４３号公報特公表２０１６−５０１９３７号公報

天然石板材は、美観及び硬さに優れているが、割れ易い欠点がある。そこで本願の発明者は、天然石板材の強度及び靭性を高める技術を鋭意検討した。

本発明の目的は、天然石板材の強度及び靭性を高める技術を提供することにある。

本発明の実施形態によると、天然石板材は、研磨面と該研磨面の反対側の裏面に形成されたナノセルロースの含浸層を備え、前記含浸層では、多孔質の微細孔にナノセルロースが充填されている、としてよい。

本発明の実施形態によると、天然石板材の加工方法は、
ナノセルロースを水又は溶媒に溶かすことによりナノセルロース溶液を調製するナノセルロース溶液調製ステップと、
ナノセルロース溶液を天然石板材に含浸させる含浸ステップと、
前記ナノセルロース溶液を乾燥させる乾燥ステップと、
を含む、としてよい。

本発明の実施形態によると、前記天然石板材の加工方法において、
前記含浸ステップは、前記天然石板材の少なくとも一部を前記ナノセルロース溶液に漬ける工程を含む、としてよい。

本発明の実施形態によると、前記天然石板材の加工方法において、
前記含浸ステップは、前記天然石板材の表面に前記ナノセルロース溶液を塗布する工程を含む、としてよい。

本発明の実施形態によると、前記天然石板材の加工方法において、
前記天然石板材は天然大理石板材、天然御影石板材、又は、天然花崗岩板材である、としてよい。

本発明の実施形態によると、前記天然石板材の加工方法において、
前記天然石板材の厚さは５．０〜８．０ｍｍである、としてよい。

本発明の実施形態によると、メタルコルゲート付天然石板材は、天然石板材と、メタルコルゲートと、前記天然石板材と前記メタルコルゲートの間の接着剤とを有し、前記天然石板材は研磨面と該研磨面の反対側の裏面に形成されたナノセルロースの含浸層を備え、前記含浸層では、多孔質の微細孔にナノセルロースが充填されている、としてよい。

本発明の実施形態によると、前記メタルコルゲート付天然石板材において、
前記天然石板材は天然大理石板材、天然御影石板材又は天然花崗岩板材である、としてよい。

本発明の実施形態によると、前記メタルコルゲート付天然石板材において、
前記天然石板材の厚さは５．０〜８．０ｍｍ、前記メタルコルゲートの厚さは５．０〜６．０ｍｍ、前記接着剤の厚さは０．３〜０．５ｍｍである、としてよい。

本発明の実施形態によると、補強シート付天然石板材は、天然石板材と、シートと、前記天然石板材と前記シートの間の接着剤とを有し、前記天然石板材は研磨面と該研磨面の反対側の裏面に形成されたナノセルロースの含浸層を備え、前記含浸層では、多孔質の微細孔にナノセルロースが充填されている、としてよい。

本発明の実施形態によると、前記補強シート付天然石板材において、
前記天然石板材は天然大理石板材、天然御影石板材、又は、天然花崗岩板材である、としてよい。

本発明の実施形態によると、前記補強シート付天然石板材において、
前記シートはナノセルロースの充填によって強化されている、としてよい。

本発明によれば、天然石板材の強度及び靭性を高める技術を提供することができる。

図１Ａは、本実施形態に係る天然石板材の断面構造の例を示す図である。図１Ｂは、本実施形態に係るメタルコルゲート付天然石板材の断面構造の例を示す図である。図１Ｃは、本実施形態に係る補強シート付天然石板材の断面構造の例を示す図である。図２は、本実施形態に係る天然石板材の加工方法を説明する図である。

以下、本発明に係る天然石板材及びその加工方法の実施形態に関して、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この実施形態は、例示であって、本発明を何等限定するものではないことを承知されたい。

図１Ａは、本実施形態による天然石板材１１の構造を示す。天然石板材１１は、天然大理石板材、天然御影石板材、又は、天然花崗岩板材であってよい。天然石板材１１は、厚さ２０〜４０ｍｍの通常の天然石板材であってよいが、厚さ５．０〜８．０ｍｍの極薄天然石板材であってもよい。天然石板材１１は研磨面１１Ａと裏面１１Ｂを有する。裏面１１Ｂにはナノセルロースの充填層又は含浸層１１Ｃが形成されている。天然石板材１１の裏面１１Ｂにナノセルロースの含浸層１１Ｃを形成する方法は、図２を参照して説明する。本実施形態では、ナノセルロースの含浸層１１Ｃを設けることによって、天然石板材１１の強度が増加される。

図１Ｂは、本実施形態によるメタルコルゲート付天然石板材１０の構造を示す。メタルコルゲート付天然石板材１０は天然石板材１１とメタルコルゲート１３を有し、両者の間には接着剤１２が塗布されている。図１を参照して説明したように、天然石板材１１の裏面にはナノセルロースの含浸層１１Ｃが形成されている。メタルコルゲート１３は金属薄板をコルゲート状に加工したものである。メタルコルゲート１３の厚さは５．０〜６．０ｍｍ、接着剤１２の厚さは０．３〜０．５ｍｍであってよい。

図１Ｃは、本実施形態による補強シート付天然石板材２０の構造を示す。補強シート付天然石板材２０は天然石板材１１と補強シート１４を有し、両者の間には接着剤１２が塗布されている。図１を参照して説明したように、天然石板材１１の裏面にはナノセルロースの含浸層１１Ｃが形成されている。補強シート１４は多孔質材からなる薄板であればどのようなものであってもよく、例えば、紙、布、不織布、プラスチック板、ベニヤ板、等であってよい。シート１４の厚さはシートの材質により異なり、０．５〜５．０ｍｍであってよい。本実施形態では、シート１４はナノセルロース液を含浸させることによって強化されてよい。

図２は、本発明による天然石板材の加工方法の例を示す。本実施形態による加工方法によると、先ず、ステップＳ１０１にて、ナノセルロース溶液を調製する。ナノセルロースは、市販のものを使用してよい。本願の発明者は、中越パルプ工業株式会社から入手したナノセルロースを用いた。同社は、ナノセルロース炭酸カルシウム複合体を製造販売している。従って、ナノセルロース炭酸カルシウム複合体を用いてもよい。

ナノセルロースを水又は溶媒（エタノール等）に溶かすことによりナノセルロース溶液が生成される。

次に、ステップＳ１０２にて、ナノセルロース溶液を天然石板材に含浸させる。本願の発明者は、含浸工程において、２つの方法を用いた。第１の方法では、天然石板材１１の裏面１１Ｂにナノセルロース溶液を塗布した。塗布はローラ又は刷毛を用いてよい。第２の方法では、天然石板材の裏面１１Ｂをナノセルロース溶液に漬けた。天然石板材の表面のうち研磨面を除く全ての面にナノセルロース溶液を塗布してもよく、漬けてもよい。天然石板材は多孔質であるため、多数の微細孔及び微細溝を有する。従って、ナノセルロース溶液は、毛管現象によって天然石板材の微細孔及び微細溝の内部を充填する。この含浸工程には、予め設定された含浸時間を要する。含浸時間が経過したら、次の工程に進む。

最後にステップＳ１０３にて乾燥する。乾燥工程では、自然乾燥を用いてもよいが、乾燥機を用いてもよい。天然石板材に含浸したナノセルロース溶液を乾燥させることによって、天然石板材の微細孔内に、ナノセルロースが残留する。こうして、天然石板材の微細孔内にナノセルロースが充填される。図１Ａに示したように、天然石板材の裏面にナノセルロースが充填された充填層又は含浸層１１Ｃが形成される。それによって、天然石板材は、強度及び靭性が改善され、全体として脆性が減少する。

以上、本発明による天然石板材の加工方法の例を説明したが、この加工方法は図１Ｂのシート１４の加工にも適用できる。

本願の発明者は、ナノセルロースによって強化された天然石板材について曲げ試験と衝撃試験を実施した。試験は「ＪＩＳＡ１４０８：２０１１建築用ボード類の曲げ及び衝撃試験方法（追補１）５．試験方法」の「５．１曲げ試験」及び「５．２衝撃試験」に従って実行した。

試験の結果、本発明による天然石板材、即ち、ナノセルロース強化天然石板材は、従来の天然石板材と比較して、強度が改善していることが判った。

以上、本実施形態に係る天然石板材及びその加工方法について説明したが、これらは例示であって、本発明の範囲を制限するものではない。当業者が、本実施形態に対して容易になしえる追加・削除・変更・改良等は、本発明の範囲内である。本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の記載によって定められる。

１０…メタルコルゲート付天然石板材、１１…天然石板材、１１Ａ…研磨面、１１Ｂ…裏面、１１Ｃ…ナノセルロース充填層又は含浸層、１２…接着剤、１３…メタルコルゲート、１４…シート、２０…補強シート付天然石板材

Claims

研磨面と該研磨面の反対側の裏面に形成されたナノセルロースの含浸層を備え、前記含浸層では、多孔質の微細孔にナノセルロースが充填されていることを特徴とする天然石板材。
ナノセルロースを水又は溶媒に溶かすことによりナノセルロース溶液を調製するナノセルロース溶液調製ステップと、
ナノセルロース溶液を天然石板材に含浸させる含浸ステップと、
前記ナノセルロース溶液を乾燥させる乾燥ステップと、
を含む天然石板材の加工方法。
請求項２記載の天然石板材の加工方法において、
前記含浸ステップは、前記天然石板材の少なくとも一部を前記ナノセルロース溶液に漬ける工程を含むことを特徴とする天然石板材の加工方法。
請求項２記載の天然石板材の加工方法において、
前記含浸ステップは、前記天然石板材の表面に前記ナノセルロース溶液を塗布する工程を含むことを特徴とする天然石板材の加工方法。
請求項２記載の天然石板材の加工方法において、
前記天然石板材は天然大理石板材、天然御影石板材、又は、天然花崗岩板材であることを特徴とする天然石板材の加工方法。
請求項２記載の天然石板材の加工方法において、
前記天然石板材の厚さは５．０〜８．０ｍｍであることを特徴とする天然石板材の加工方法。
天然石板材と、メタルコルゲートと、前記天然石板材と前記メタルコルゲートの間の接着剤とを有し、前記天然石板材は研磨面と該研磨面の反対側の裏面に形成されたナノセルロースの含浸層を備え、前記含浸層では、多孔質の微細孔にナノセルロースが充填されていることを特徴とするメタルコルゲート付天然石板材。
請求項７記載のメタルコルゲート付天然石板材において、
前記天然石板材は天然大理石板材、天然御影石板材、又は、天然花崗岩板材であることを特徴とするメタルコルゲート付天然石板材。
請求項７記載のメタルコルゲート付天然石板材において、
前記天然石板材の厚さは５．０〜８．０ｍｍ、前記メタルコルゲートの厚さは５．０〜６．０ｍｍ、前記接着剤の厚さは０．３〜０．５ｍｍであることを特徴とするメタルコルゲート付天然石板材。
天然石板材と、シートと、前記天然石板材と前記シートの間の接着剤とを有し、前記天然石板材は研磨面と該研磨面の反対側の裏面に形成されたナノセルロースの含浸層を備え、前記含浸層では、多孔質の微細孔にナノセルロースが充填されていることを特徴とする補強シート付天然石板材。
請求項１０記載の補強シート付天然石板材において、
前記天然石板材は天然大理石板材、天然御影石板材又は天然花崗岩板材であることを特徴とする補強シート付天然石板材。
請求項１０記載の補強シート付天然石板材において、
前記シートはナノセルロースの充填によって強化されていることを特徴とする補強シート付天然石板材。