JPH03223142A - カラー複合材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は非晶質の着色ガラス破砕粒と合成樹脂とで構成
された色調豊かなカラー複合材に関するもので、システ
ムキッチン、洗面化粧台、墓石等に用いる人工大理石や
カラー瓦、床材、板材等の建材に用いるカラー複合材に
関する。

従来の技術 生活様式の多様化と、高級化に伴い、種々の建材が要望
されている。その中で天然の大理石は、美しさ、強度な
どの点から古くから用いられている建材であるが、近年
は資源的に少なくなってきたことから、極限られた範囲
でしか用いられなくなってきている。この様な背景、お
よび種々のカラー化に対応するため、最近は、人工的に
合成された人工大理石がブームになってきている。現在
、人工大理石と言われているものには、以下に示す２つ
の方法によって製造されているものがある。

一つは、樹脂をマトリックスとして、これに着色顔料、
着色剤を配合し、天然石粒子等をガラス繊維からなる補
強材とともに樹脂に混練して、これを成形型に注入成型
する方法である。この方法によって製造された人工大理
石は、大理石以外の天然石を用いているため、大理石特
有の透明感のある風合いを示さないことが欠点である。

さらに、天然石は、常に同じ色のものが、入手できない
ので、広い面積の建材として用いた場合、パネルごとの
色違いが問題となる。

もう一つは、樹脂に水酸化アルミニウムや水酸化カルシ
ウム等の１００μｍ以下の超微粒子を充填材として、こ
れとガラス繊維補強材、硬化剤を加え、成形し、さらに
着色剤を部分的に塗布または挿入したりして人工大理石
を製造する方法である。この方法で製造された人工大理
石は、カラーの品種を種々設けるには樹脂を着色側割に
配合する必要があり、そのため色別に成形生産計画や工
程を組まねばならず、生産管理上煩雑となるなどの欠点
を有していた。また、充填材としての水酸化アルミニウ
ム、水酸化カルシウム、酸化チタン等の超微粒子状粉末
は、充填材の種類と配合量等により、最適な樹脂硬化条
件が異なるため、種々の色の人工大理石を製造すること
は困難であった。さらに、着色剤、顔料等は高価である
にもかかわらず、紫外線劣化で変色、退色したり、顔料
により陰蔽力が異なり、長期にわたり大理石特有の透明
感のある色調を出すことは困難であった。

発明が解決しようとする課題 上記従来技術においては、天然産の様な風合いを出すこ
とがきわめて難しく、また加工性の点で種々の問題があ
った。

本発明は、合成樹脂とガラスを用いてこれらの問題点を
解決したカラー複合材を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、合成樹脂から構成されるマトリックス中に、
実質的に粒子の存在が確認可能な粒径を有したガラスが
埋設されていることを特徴とするものである。また、埋
設するガラスの粒径は、０゜１＝１０ｍｍで、カラー複
合材に対するガラスの配合比が３０〜８０重量％にある
ことを特徴とする。

作用 本発明のカラー複合材では、大理石のような風合いを出
し、カラー化を図る上で、天然石、顔料、着色剤を用い
ることなく、着色したガラスを用いる。かつ、このガラ
スは、合成樹脂マトリックス中にあって実質的に粒子の
存在が確認可能な粒径（特に０．１〜１０ｍｍ）を有し
た状態で埋設され、きわめて簡単に大理石模様やその他
の模様、特に着色模様を形成できる。さらに石に比べて
加工性が容易であり複雑な凹凸模様の形成や、その量産
性に効果を発する。

さらに、従来の人工大理石に用いられている補強剤や充
填材は、その種類や粒度により、樹脂の硬化条件を様々
に変化させていたのに対し、本発明では着色ガラス粒子
が大きいので、硬化条件の安定化が図れるといった特徴
を有する。

さらに、このように着色ガラスの粒度を著しく大きくす
ることにより、カラー複合材の耐熱温度は、一般に２０
〜３０℃改善でき、樹脂の種類と着色ガラスの添加量に
も依存するが２２０〜２５０℃の耐熱性を維持すること
が可能となり、システムキッチンでの耐熱限界はかなり
改善されることになる。

実施例 本発明をさらに実施例により詳述する。

天然大理石の風合いを出すために、合成樹脂の中に着色
したガラスを埋設する。この天然大理石の風合いは、不
透明な部分と透明な部分のコントラスト、ならびにその
割合によって構成されている。この不透明な部分を合成
樹脂によって構成し、透明な部分を着色したガラスによ
って構成する。

したがって、添加するガラスの粒径、添加量は人工大理
石としての風合いを出すためには、重要である。さらに
、これらの構成条件は、単に、美観だけの問題ではなく
、複合材としての耐熱性、強度、硬度、環境特性を支配
する。

上述した特性を満足させるために、添加するガラスの粒
径を０．１”１０ｍｍ１　　添加量を、カラー複合材に
対して３０〜８０重量％とする。ガラスの粒径を０．１
〜１０＋＊ｍに限定する理由は、０．１ｍｍ以下の場合
は、天然大理石の風合いをそこねること、樹脂の硬化条
件が、前述したように複雑になることによる。また、複
合材表面に樹脂層のみが形成されるため、表面硬度、耐
熱性が減少することによる。

１０＋ａｍ以上で構成した場合は、０．１ｍｍ以下と同
様に天然大理石の風合いが損なわれること、ガラスと樹
脂との界面が接触面積が減少するために、強度が低下す
ることによる。

さらにガラスの添加量を、カラー複合材に対して３０〜
８０重量％とした理由について述べる。

３０重量％以下としたばあいは、強度は向上するが、表
面に露出するガラスが粒が減少するため、硬度が低下す
る。８０重量％を越えた場合は、この逆となる。また、
天然大理石の風合いは、粒径の場合と同様で、この範囲
以外では得られない。

したがって、ガラスの添加量は、カラー複合材に対して
３０〜８０重量％ないである。

次にカラー複合剤を構成する各材料、条件について述べ
る。

ａ）着色ガラスの組成 着色ガラスに用いる母ガラスは、石英ガラス、ソーダガ
ラス、ソーダ石灰ガラス、鉛・アルカリガラス、アルミ
ナ硼硅酸ガラス、硼硅酸ガラスなどである。着色ガラス
に用いる母ガラスの代表的な組成は、５ｉ０２は、ＧＯ
〜９９．５ｖｔ％、Ｎａ２Ｏは、０．１〜ＩＧ、Ｋ２Ｏ
は＋　０〜Ｇ　ｗ　ｔＬ　　ＣａＯ＋　ＭｇＯハ＋　０
〜１３　ｗ　ｔ’ｓ　　Ｂ２０３　ハ＋　０〜１３ｖｔ
％である。

また、代表的な物性は、軟化点が７２０℃〜１６７０℃
で、比重は２．２０〜２．９０１　屈折率は１．４９〜
１．５９で、可視部３８０〜７８０μｍの透過率は５〜
１００％のものが好ましい。

これらの中で特に軟化点は７２０℃以下ではガラスの耐
熱性に影響を与えるので、これ以上のガラスを母ガラス
とする必要がある。さらに、比重は、２．１〜２．９に
あることが望ましい。この理由は、ガラスの比重が２．
９より大きいと、樹脂と混合した場合、成形体の底部に
ガラス粒子ばかりが形成されることによる。逆に、２．
１より小さい場合は表面にのみガラス粒が生成し、結合
材である樹脂が少なくなる。こうした理由から、比重は
２．１〜２．９にあることが必要である。

次に、上述した母ガラスに着色する着色剤について述べ
る。カラー発色金属イオンコロイドとして代表的なもの
を表１に示す。本発明の着色ガラスは、上述した母ガラ
スに表１に示したような着色剤を添加することによって
得ることが出来る。

表１　着色カラー ｂ）着色ガラスの表面処理剤の添加 着色ガラスの破断面の活性は、色の種類や濃度、粒度差
により様々であるため、また、使用する樹脂との接合強
度を長期間にわたり安定に保持させる目的で、シリコー
ン樹脂系のカップリング剤を樹脂とともに混練させる。

この表面処理剤の添加により、樹脂と硬化養生時間、硬
化温度、複合材中の気泡、複合材の美観等が、改善され
る。

Ｃ）カラー複合材用樹脂 エポキシ系、ウレタン系、アクリル系、メラミン系、フ
ェノール系、スチレン系、不飽和ポリエステル系等の種
々の樹脂を使用目的に応じて任意に選択することが可能
である。

ｄ）その他の充填材、補強材 カラー複合材を、本積のａ）〜ｄ）に記載した、材料、
条件で生産することが可能であるが、使用目的により、
カラー複合材の機械的強度を改善する目的や、カラー複
合材の中間色を調整する目的で公知のガラス繊維や一般
の充填材を一部添加することも可能である。

（実施例１） り不飽和ポリエステル樹脂・・・２０重量部２）ソーダ
石灰ガラス、透明、粒径ｌ〜５關、（軟化点＝７３０℃
、屈折率：　１．５２）・・・１５重量部３）ソーダ石
灰ガラス、ピンク、粒径ｌ〜５ｍｍ、　　（軟化点ニア
３０℃、屈折率：１．５２、Ｓｅ含有）　・−５重量部 ４）ソーダ石灰ガラス、茶色、粒径１〜５ＩＩｌ１１１
　　軟化点、　（屈折率は同上、Ｆｅ、Ｍｎ含有）・・
・２重量部５）カンプリング剤、信越化学、ＫＢＭ−５
０３（表面処理）・・・０．１重量部 Ｂ）触媒（日本油脂（株）製：パーメックＮ）・・・０
．２重量部 を用意し、１）〜６）の混練物を型に注ぎ、６０℃の養
生室で６時間、養生硬化を行ない厚み２０ｍｍのカラー
複合材を得た。

（実施例２） Ｉ）不飽和ポリエステル樹脂（大日本インキ化学工業（
株）製ポリライトＴＰ−２３７・・・２０重量部２）硼
硅酸ガラス、透明、粒径１〜１１〜１Ｏ軟化点＝７９５
℃、屈折率：　１．４９）・・・１５重量部３）硼硅酸
ガラス、コバルトブルー　粒径１〜１０ｍｍ（同上ガラ
スにＣＯを０．５ｗｔＸ含有）・・・５重量部４）硼硅
酸ガラス、茶色、粒径１〜１ｈ鵬（同上ガラスにＦｅ、
Ｍｎを１〜３ｗｔ％添加）・・・５重量部５）触媒（同
上） ６）カップリング剤、信越化学、ＫＢＭ−５０３（表面
処理）・・・０．１重量部 を用意し、１）〜Ｂ）の混線物を型に注ぎ、６０℃の養
生室で４時間、養生硬化を行ない厚み２０ａ＋ｍのカラ
ー複合材を得た。

（実施例３） ｌ）２５℃で溶液粘度が１ポイズの２５％メチルメタク
リレート重合体と７５％のメタクリル酸メチルよりなる
アクリルシロップ・・・２０重量部２）ソーダ石灰ガラ
ス、黒、粒径：１〜５ｍｍ　（軟化点＝７３０℃、Ｆｅ
　Ｊｎ　、Ｇｏ　、Ｃｕ　、　１〜３ｖｔ％含有）　−
・−１５重量部３）触媒（過酸化ベンゾイル他）・・・
０．２重量部４）カップリング剤、信越化学、ＫＢＭ−
５０３（表面処理）・・・０．１重量部 を用意し、混合してを型に注ぎ、１００℃で２０分間、
熱プレスして厚み２０ｍｍのカラー複合材を得た。

（実施例４） 実施例１と同様の材料を用い、ガラス成分を、表２に示
すように変化させて（添加量は複合材に対するガラスの
重量％）カラー複合材を作製した。

評価は、天然大理石の風合いと比較することにより行っ
た。また、硬度は、アルミニュウム（厚さ１　ｍｍ）で
、引っかき傷がついたものを×、つかなかったものをｏ
ｌ　　部分的についたものをΔとした。

強度は、厚みを１０ｍｍとし、長さ３０ｃｍの両端を支
持し、中央に１００ｋｇの加重をかけた場合の、割れた
ものを×１　割れなかったものを０１部分的に割れたも
のをΔとした。

表２ 以上の実施例よりガラスの添加量は、３０〜８０重量％
にあることが望ましい。

実施例１〜４で、具体的なカラー複合材を調製したが、
天然石を用いた場合よりも色彩、石調柄、深み、光沢と
もに極めて、素晴らしい出来映えであった。この表面を
パフ研磨機で表面研磨を行なうとさらに高級感と品位が
増し、天然石とは異なるカラー複合材が得られた。

実施例１〜３で、樹脂の代表としてアクリル系と不飽和
ポリエステル系で実施例を説明したが、その他の樹脂に
ついても同様のカラー複合材が得られる。

なお、ガラス粒子は、特殊な方法で所定の形状の粒子を
得ることができるが、破砕したものを用いると、定常的
に同質のものが得られ、量産面でも有利で、しかも長期
間、色調的にも安定である。

発明の効果 以上のように、本発明は色調豊かなカラー複合材であり
、加工や製造の容易、かつ着色の容易な建築用材料や装
飾品を得ることができる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）合成樹脂から構成されるマトリックス中に、粒子
   の存在が確認可能な粒径を有したガラスが埋設されてい
   ることを特徴とするカラー複合材。
2. （２）カラー複合材に対するガラスの配合比が３０〜８
   ０重量％であることを特徴とする請求項１記載のカラー
   複合材。
3. （３）ガラス粒子の存在が確認可能な粒径が０．１〜１
   ０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載のカラー複
   合材。
4. （４）ガラスが着色されており、かつその粒子と合成樹
   脂とで構成されたことを特徴とする請求項１記載のカラ
   ー複合材。