JP3123814B2 - Composition for artificial stone - Google Patents
Composition for artificial stoneInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、天然石の質感を有する
人造石材を製造するための組成物に関する。この人造石
材用組成物は、労働環境上好ましくない有機溶媒を使用
することなく、水を用いて混練するだけで天然石の質感
を保有した硬化体となるという特性をもっている。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composition for producing artificial stone having the texture of natural stone. This composition for artificial stone has the property that it can be a cured product having the texture of natural stone simply by kneading with water without using an organic solvent which is unfavorable in the working environment.
【0002】[0002]
【従来の技術】建材に対する要求の多様化に伴い、各種
の天然石材のみならず、人造石材が近年広範に使用され
つつある。中でも、有機系樹脂を使用した人造石材はそ
の形状の多様化の容易さもあって、種々の組成のものが
開発されている。これらの人造石材は、天然石を粉砕し
た石粉を有機系樹脂で練り固めたものが主体である。こ
のような人造石材の製造においては、成形時のハンドリ
ングその他の特性を改善するために、何らかの有機系溶
媒を使用するのが一般的である。しかしながら、これら
の有機系溶媒には、人体に好ましくないものが多く、労
働環境上有機溶媒を使用しないものが望まれていた。有
機系溶媒を使用しなくても実用上故障のないハンドリン
グ特性が得られる樹脂として水溶性の樹脂があるが、こ
れを単に天然石を粉砕した石粉と混ぜ、成形・固化した
ものは強度が低く、人造石材として実用に供し得ないも
のであった。2. Description of the Related Art With the diversification of requirements for building materials, not only various natural stone materials but also artificial stone materials have been widely used in recent years. Among them, artificial stones using an organic resin have been developed in various compositions due to the ease of diversification of their shapes. These artificial stone materials are mainly made by kneading stone powder obtained by pulverizing natural stone with an organic resin. In the production of such artificial stone materials, it is common to use some organic solvent in order to improve the handling and other properties at the time of molding. However, many of these organic solvents are unfavorable for the human body, and those which do not use organic solvents in the working environment have been desired. There is a water-soluble resin as a resin that can provide practically trouble-free handling characteristics without using an organic solvent, but this is simply mixed with stone powder obtained by pulverizing natural stone and molded and solidified. It could not be used practically as artificial stone.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、水溶
性有機樹脂を用いて水と混練して硬化させることによ
り、有機系溶媒を使用して石粉と樹脂との混合物を硬化
させた場合に匹敵する強度が得られ、しかも、天然石の
質感が得られる人造石用材料を提供するにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to cure a mixture of stone powder and a resin using an organic solvent by kneading and curing with water using a water-soluble organic resin. Another object of the present invention is to provide a material for artificial stone capable of obtaining strength equivalent to that of natural stone and obtaining the texture of natural stone.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】上記の目的は、メタカオ
リンとクエン酸と水溶性メラミン樹脂または水溶性フェ
ノール樹脂の少なくとも一種とからなることを特徴とす
る人造石材用組成物によって達成される。The above-mentioned object is achieved by a composition for artificial stone characterized by comprising metakaolin, citric acid and at least one of a water-soluble melamine resin and a water-soluble phenol resin.
【0005】本発明に使用するメタカオリンとしては、
天然のカオリナイトを約500℃以上、特に600℃〜
800℃で加熱して脱水酸基化することにより得られる
ものが製造コストの面からは好適であるが、硬化体の白
色度を向上させる場合には、人工的に合成される人工カ
オリンを使用しても良い。本発明の人造石材用組成物に
おいては、メタカオリンを使用することが必須であり、
加熱による脱水酸基化の工程を経由しない単なるカオリ
ナイトを使用した場合には、メタカオリンを使用した場
合に比較して、常温下での硬化時間が長くなると同時
に、硬化体自体の強度も低くなり好ましくない。The metakaolin used in the present invention includes:
Natural kaolinite over 500 ℃, especially 600 ℃
Although what is obtained by heating at 800 ° C. to form a dehydrated acid group is preferable from the viewpoint of production cost, when improving the whiteness of the cured product, artificially synthesized kaolin is used. May be. In the composition for artificial stone of the present invention, it is essential to use metakaolin,
In the case where mere kaolinite which does not pass through the step of dehydration and acidification by heating is used, the curing time at ordinary temperature is longer than that in the case where metakaolin is used. Absent.
【0006】本発明においては水溶性樹脂として水溶性
メラミン樹脂および水溶性フェノール樹脂の中から選ば
れた少くとも一種を用いる。水溶性メラミン樹脂はメラ
ミンとホルムアルデヒドまたは低級脂肪族アルデヒドと
の縮合により得られる樹脂であり、また、水溶性フェノ
ール樹脂はフエールとホルムアルデヒドまたは低級脂肪
族アルデヒドとを縮合させて得られる樹脂である。In the present invention, at least one selected from a water-soluble melamine resin and a water-soluble phenol resin is used as the water-soluble resin. The water-soluble melamine resin is a resin obtained by condensing melamine with formaldehyde or a lower aliphatic aldehyde, and the water-soluble phenol resin is a resin obtained by condensing fehl with formaldehyde or a lower aliphatic aldehyde.
【0007】メタカオリンと水溶性樹脂との配合比率
は、メタカオリン100重量部に対して、水溶性樹脂固
形分を1重量部から40重量部、好ましくは、10重量
部から20重量部である。水溶性固形分の配合比率が1
重量部より少ないと、実用的な流動性を得るための混練
水量を多くせざるを得ず、結果として、常温での硬化時
間が長くなると同時に、硬化体自体の曲げ強度も低くな
り好ましくない。この配合量が40重量部を越えると、
メタカオリン粒子相互の間隔が不必要に大きくなり、そ
の間を樹脂が占めることになり、結果として、圧縮強度
が低くなり、好ましくない。The mixing ratio of metakaolin to the water-soluble resin is 1 to 40 parts by weight, preferably 10 to 20 parts by weight of the solid content of the water-soluble resin with respect to 100 parts by weight of the metakaolin. Water-soluble solid content ratio is 1
If the amount is less than parts by weight, the amount of kneading water for obtaining practical fluidity must be increased, and as a result, the curing time at room temperature becomes longer and the flexural strength of the cured body itself becomes lower, which is not preferable. If this amount exceeds 40 parts by weight,
The distance between the metakaolin particles becomes unnecessarily large, and the space therebetween is occupied by the resin. As a result, the compressive strength decreases, which is not preferable.
【0008】本発明の人造石材用組成物においては、水
溶性樹脂に硬化剤としてクエン酸を併用する。クエン酸
の併用によって人造石材用組成物から高い圧縮強度を有
する硬化体が得られる。クエン酸を用いることによっ
て、水溶性メラミン樹脂および水溶性フェノール樹脂の
硬化剤として知られている他の多くの硬化剤を用いた場
合と比較して、より強度の高い硬化体が得られる。クエ
ン酸の配合比率は、水溶性樹脂固形分100重量部に対
して30〜100重量部、好ましくは、45〜55重量
部である。このクエン酸の配合量が100重量部を越え
たり、または、30重量部より少なくなると圧縮強度が
弱くなり、実用性に欠け好ましくない。[0008] In the composition for artificial stone of the present invention, citric acid is used in combination with a water-soluble resin as a curing agent. By using the citric acid together, a cured product having high compressive strength can be obtained from the artificial stone material composition. By using citric acid, a cured product having higher strength can be obtained as compared with the case where many other curing agents known as curing agents for water-soluble melamine resin and water-soluble phenol resin are used. The mixing ratio of citric acid is 30 to 100 parts by weight, preferably 45 to 55 parts by weight, based on 100 parts by weight of the solid content of the water-soluble resin. If the amount of the citric acid is more than 100 parts by weight or less than 30 parts by weight, the compressive strength becomes weak, which is not preferable because of lack of practicality.
【0009】本発明の人造石材用組成物は、適量の水を
加えて混練し、適当な型枠に流し込み、硬化させること
により天然石の質感を有する人造石材となる。人工石材
用組成物と混練する水の量は、硬化体の強度を考慮すれ
ば型枠への流し込みなどのハンドリング上の許容範囲内
において、なるべく少ないほうが好ましいが、実用上
は、人工石材用組成物100重量部に対して30〜50
重量部、好ましくは40重量部である。The artificial stone material composition of the present invention is kneaded by adding an appropriate amount of water, poured into an appropriate mold, and cured to give an artificial stone material having a natural stone texture. The amount of water kneaded with the artificial stone composition is preferably as small as possible within the allowable range of handling such as pouring into a mold in consideration of the strength of the cured product. 30-50 for 100 parts by weight of product
Parts by weight, preferably 40 parts by weight.
【0010】本発明の人造石材用組成物は、例えば、各
成分を粉体で混合し、水を加えて混練するか、または、
あらかじめ前記組成物の一部を水に溶解させ、これを残
部と混練して用いることができる。混練物を適当な型枠
に流し込み、常温または必要に応じて約50〜60℃の
養生条件下で硬化させることにより目的とする人造石材
が得られる。[0010] The composition for artificial stone of the present invention can be prepared by, for example, mixing each component as a powder and kneading by adding water, or
A part of the composition may be dissolved in water in advance, and the resulting composition may be kneaded with the rest before use. The kneaded material is poured into an appropriate mold and cured at room temperature or, if necessary, at about 50 to 60 ° C. to obtain the desired artificial stone.
【0011】本発明の人造石材組成物には、所望なら
ば、骨材として花崗岩のような天然石材を混合すること
ができる。但し、本発明の組成物から得られる人造石材
は不透明なので、型枠に流し込んで製作したままの製品
では、骨材の審美性は十分に活性されない。さらに、本
発明の人造石材用組成物には仮焼長石粉を混合すること
ができ、その添加量を変えることによって強度低下をも
たらすことなくクリーム色に着色することができる。そ
して、その濃度の異なるものを交互に積層して大理石調
の人造石材を得ることができる。In the artificial stone composition of the present invention, if desired, a natural stone such as granite can be mixed as an aggregate. However, since the artificial stone obtained from the composition of the present invention is opaque, the aesthetics of the aggregate are not sufficiently activated in a product that has been manufactured by being poured into a mold. Further, calcined feldspar powder can be mixed with the artificial stone material composition of the present invention, and by changing the amount thereof added, the composition can be colored in a cream color without lowering the strength. Then, a marble-like artificial stone material can be obtained by alternately stacking materials having different concentrations.
【0012】[0012]
【作用】本発明の人造石材組成物においては、水溶性メ
ラミン樹脂または水溶性フェノール樹脂の水酸基とクエ
ン酸のカルボキシル基とがエステル化反応を起こし、さ
らに、クエン酸は、表面活性が高められたメタカオリン
中のAl3+とキレート化反応を起こすため、本発明の組
成物から得られる石材は、単なるファンデルワールス結
合による混合物と比較して大きな強度を発現する。In the artificial stone material composition of the present invention, the hydroxyl group of the water-soluble melamine resin or the water-soluble phenol resin and the carboxyl group of citric acid undergo an esterification reaction, and citric acid has an enhanced surface activity. Due to the chelation reaction with Al 3+ in metakaolin, the stone obtained from the composition of the present invention exhibits greater strength as compared with a mixture obtained by simple van der Waals bonding.
【0013】[0013]
【実施例】次に実施例によって本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実
施例に制約されるものではない。実施例1 人造石試料を下記のように調製した。すなわち、陶磁器
用の天然カオリナイトを電気炉を使い800℃で3時間
仮焼し、調製用のメタカオリンを得た。このメタカオリ
ン100重量部に対して、市販の水溶性メラミン樹脂
(ヘキストジャパン(株)製「マドリット 909」と
無水クエン酸と水とを表1に示す割合で、配合し、20
℃において混練した。混練水の配合量は固型組成物に基
づき40重量%とした。混練物は型枠内に入れ、60℃
にセットされた乾燥炉内で1日養成して、直径6mm、
高さ12mmの円柱供試体を得た。この供試体について
圧縮強度を測定した。圧縮試験機のヘッドスピードは2
インチ/分とした。測定結果は表1に示す。Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist of the present invention. Example 1 An artificial stone sample was prepared as follows. That is, natural kaolinite for ceramics was calcined in an electric furnace at 800 ° C. for 3 hours to obtain metakaolin for preparation. To 100 parts by weight of this metakaolin, a commercially available water-soluble melamine resin ("Madrit 909" manufactured by Hoechst Japan K.K.), citric anhydride and water were blended at the ratio shown in Table 1, and 20 parts by weight were mixed.
Kneaded at ℃. The mixing amount of the kneading water was 40% by weight based on the solid composition. Place the kneaded material in a mold, 60 ° C
Cultivated in a drying oven set for 1 day, 6 mm in diameter,
A cylindrical specimen having a height of 12 mm was obtained. The compressive strength of this specimen was measured. Head speed of compression tester is 2
Inches / minute. Table 1 shows the measurement results.
【0014】[0014]
【表1】 [Table 1]
【0015】比較例1 比較のために、メタカオリンに代えて天然のカオリナイ
トを用いた他は実施例1と全く同様にして供試体を作成
し、圧縮強度を測定した。結果を表2に示す。 Comparative Example 1 For comparison, a specimen was prepared in exactly the same manner as in Example 1 except that natural kaolinite was used instead of metakaolin, and the compressive strength was measured. Table 2 shows the results.
【0016】[0016]
【表2】 [Table 2]
【0017】比較例2 メチロールメラミンの硬化剤として広く市販され、用い
られているスルホン酸基を含有する有機系硬化剤を、ク
エン酸に代替して用いた他は実施例1と同様にして供試
体を作成し、圧縮強度を測定した。結果を表3に示す。 Comparative Example 2 An organic curing agent containing a sulfonic acid group, which is widely used and commercially used as a curing agent for methylolmelamine, was used in the same manner as in Example 1 except that citric acid was used instead. Specimens were prepared and the compressive strength was measured. Table 3 shows the results.
【0018】[0018]
【表3】 [Table 3]
【0019】上記実施例から明らかなように、本発明に
係わる人造石材用組成物は、労働環境上好ましくない有
機溶媒を用いることなく、単に水と混練するだけで、人
造石材として実用に耐えられる強度が得られる。この場
合、カオリンを脱水酸基化したメタカオリンを使用する
ことが必要で、比較例1にみられるように、単なる乾燥
カオリンを使用した場合には、強度の高い硬化体は望め
ない。As is clear from the above examples, the composition for artificial stones according to the present invention can be put to practical use as artificial stones by simply kneading with water without using an organic solvent which is not preferable in working environment. Strength is obtained. In this case, it is necessary to use metakaolin obtained by dehydrating kaolin and, as shown in Comparative Example 1, when mere dried kaolin is used, a cured product having high strength cannot be expected.
【0020】これは、カオリンの脱水酸基化の過程でカ
オリンの結晶構造が崩れ、その結果、硬化体の強度の増
加につながる何らかの反応が生起しているものと推測さ
れる。また、この反応の生起にはクエン酸が大きく寄与
すると考えられる。発明者らの実験では、水溶性メラミ
ン樹脂および水溶性フェノール樹脂の硬化剤として知ら
れている他の多くのもの(比較例2に記載のスルホン酸
基含有硬化剤を含め、)を用いた場合には、クエン酸を
用いたときに得られる程度の高い強度をもつ硬化体は得
られなかった。This is presumed to be due to the fact that the crystal structure of kaolin is destroyed during the process of dehydration of kaolin, and as a result, some kind of reaction which leads to an increase in the strength of the cured product occurs. In addition, it is considered that citric acid greatly contributes to the occurrence of this reaction. In our experiments, we used many other water-soluble melamine resins and water-soluble phenolic resin curing agents (including the sulfonic acid group-containing curing agent described in Comparative Example 2). Did not give a cured product having such a high strength as can be obtained when citric acid was used.
【0021】実施例1による硬化体の質感は、メタカオ
リンとメラミン樹脂との相互作用により、研磨をしなく
ても艶のあるもので、天然石を研磨したものと類似して
いた。なお、水溶性のフェノール樹脂を用いた実験で
も、同様な結果が得られたが、硬化体がフェノール樹脂
特有の黄色味を帯びており、着色の自由度から言えば、
水溶性フェノール樹脂よりも水溶性メラミン樹脂のほう
が好ましい。The texture of the cured product of Example 1 was glossy without polishing, due to the interaction between metakaolin and melamine resin, and was similar to that of natural stone polished. Although similar results were obtained in experiments using a water-soluble phenol resin, the cured product had a yellow tint characteristic of the phenol resin, and from the viewpoint of the degree of freedom of coloring,
A water-soluble melamine resin is more preferable than a water-soluble phenol resin.
【0022】[0022]
【発明の効果】本発明の人造石材用組成物によれば、労
働環境上好ましくない有機溶媒を用いることなく、単
に、水と混練するだけで、従来の有機系溶媒と硬化性樹
脂を用いて得られる人造石材に匹敵する強度と、天然石
の質感を有する人造石材を簡易に得ることができる。According to the composition for artificial stone of the present invention, it is possible to use a conventional organic solvent and a curable resin simply by kneading with water without using an organic solvent which is unfavorable in the working environment. It is possible to easily obtain an artificial stone having a strength comparable to that of the obtained artificial stone and a texture of natural stone.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C04B 14:10) (C08L 61/06 C08K 3:34 5:09) C04B 111:54 (56)参考文献 特開 昭59−86655(JP,A) 特開 昭53−85884(JP,A) 特開 昭59−189162(JP,A) 特開 平5−125219(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 26/12 C08L 61/06 C08L 61/28 C04B 24/06 C04B 14/10 C04B 24:06 C04B 14:10 C08L 61/06 C08K 3/34 C08K 5/09 C08K 3:34 C08K 5:09 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI C04B 14:10) (C08L 61/06 C08K 3:34 5:09) C04B 111: 54 (56) References JP-A-59-59 86655 (JP, A) JP-A-53-85884 (JP, A) JP-A-59-189162 (JP, A) JP-A-5-125219 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C04B 26/12 C08L 61/06 C08L 61/28 C04B 24/06 C04B 14/10 C04B 24:06 C04B 14:10 C08L 61/06 C08K 3/34 C08K 5/09 C08K 3:34 C08K 5:09
Claims (2)
ン樹脂または水溶性フェノール樹脂の少なくとも一種と
からなることを特徴とする人造石材用組成物。1. A composition for artificial stone, comprising metakaolin, citric acid and at least one of a water-soluble melamine resin and a water-soluble phenol resin.
オリナイトを加熱することにより脱水酸基化したもので
ある請求項1に記載の人造石材用組成物。2. The artificial stone material composition according to claim 1, wherein the metakaolin is formed by dehydrating a natural or artificial kaolinite by heating.
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JP15152392A JP3123814B2 (en) | 1992-05-19 | 1992-05-19 | Composition for artificial stone |
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1992
- 1992-05-19 JP JP15152392A patent/JP3123814B2/en not_active Expired - Fee Related
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