JPH04280847A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は非晶質の着色したガラス
粒子を含有する合成樹脂と、その表面に形成した透明樹
脂層と、イソチオシアン酸アリルとから構成された色調
豊かなカラー複合材に関するもので、特にシステムキッ
チン、洗面化粧台、墓石等に用いる御影石調，大理石調
の人工石や、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。

【０００２】

【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や御
影石は、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た
め、極く限られた範囲でしか用いられなくなっている。 このような背景、および種々のカラー化需要に対応する
ため、最近は、天然石の風合いをもつ人工大理石等の人
工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。

【０００３】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
型で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っている。

【０００４】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。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の人工大理石等のカラー複合材では、カラーの品
種を種々設けるには、樹脂成分を着色剤別にそれぞれ配
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課題を
有していた。また、充填材として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を用
いていたが、この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、紫外線により変色または退色し、長期にわたり大理
石特有の透明感のある色調を保持することは困難であっ
た。

【０００６】また従来の前記人工石は、高温多湿時また
は多湿場所，例えばトイレ，キッチン，風呂場など，か
びが発生するという課題があった。

【０００７】上記したように従来の技術においては、天
然石のような風合いを出すことがきわめて難しく、また
加工性の点でも種々の課題があり、またかび発生を防止
できないという課題もあった。

【０００８】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、合成樹脂とガラス粒子を用いてこれらの課題を解
決し、優れたカラー複合材を提供することを目的とする
。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、粒子の存在が視認可能な粒径を有するガラ
ス粒子が埋設されている合成樹脂と、その合成樹脂の表
面に形成した透明樹脂層とからなり、合成樹脂と透明樹
脂層の少なくとも一方にイソチオシアン酸アリルを含む
カラー複合材である。

【００１０】

【作用】したがって本発明のカラー複合材によれば、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、着色したガラス粒
子を用いるため、またこのガラス粒子は合成樹脂のマト
リックス中にあって実質的にガラス粒子の存在が確認可
能な粒径（望ましくは０．１〜１０ｍｍ）を有する状態
で埋設されているため、きわめて簡単に天然石模様やそ
の他の模様、特に着色模様を形成することができる。さ
らに、天然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揮する。

【００１１】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、合成樹脂
の硬化条件を様々に変化させていたのに対し、本発明で
は着色したガラス粒子の粒径が大きいので、硬化条件の
画一化が図れるといった特徴を有する。

【００１２】このように着色したガラス粒子の粒径を著
しく大きくすることにより、カラー複合材の耐熱温度は
、従来のカラー複合材に比較して２０〜３０℃改善でき
、合成樹脂の種類と着色したガラス粒子の添加量にも依
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。

【００１３】また本発明ではガラス粒子が埋設されてい
る合成樹脂の表面に、透明樹脂層を形成するが、この合
成樹脂の硬化の際に合成樹脂は収縮しても中に入ってい
るガラス粒子は収縮しないため、成形体の表面に凹凸が
生じる。これを修正するため通常は研磨が行われるが、
ガラス粒子と合成樹脂との硬度差から小さな凹凸が残っ
たり、研磨面で樹脂とガラスとの間に隙間が生じたりす
る。そこで本発明のように研磨の前または後で合成樹脂
の表面に透明樹脂層を形成することにより、カラー複合
材の風合いを落とすことなく滑らかな平面を得ることが
できる。

【００１４】また本発明の合成樹脂と透明樹脂層の少な
くともいずれか一方にイソチオシアン酸アリルを含有さ
せることにより、カラー複合材表面でのかびや細菌の繁
殖を長期にわたり防止することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面ととも
に詳述する。

【００１６】本発明では天然石の風合いを出すために、
図１に示すように合成樹脂１の中に着色したガラス粒子
２を埋設する。この天然石の風合いは、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。この風合いを保護するために、透明樹
脂層３が設けられている。なおイソチオシアン酸アリル
は合成樹脂１または透明樹脂層３に均一に分散している
ため、図１には示されていない、本実施例では、人工石
を透明または半透明の合成樹脂１と、着色したガラスま
たは透明ガラスの少なくとも１つからなるガラス粒子２
によって構成する。したがって、添加するガラス粒子２
の粒径、添加量は人工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、
硬度または環境特性を支配する。

【００１７】上述した特性を満足させるために、添加す
るガラス粒子２の粒径を０．１〜１０ｍｍ、添加量をカ
ラー複合材に対して３０〜８０重量％とすることが望ま
しい。ガラスの粒径が０．１〜１０ｍｍであることが望
ましい理由は、０．１ｍｍ未満の場合は、天然石の風合
いが充分に得られにくいこと、合成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、カラー複合
材表面に透明樹脂層３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。１０ｍｍを超える場合
は、０．１ｍｍ未満の場合と同様に天然石の風合いが充
分に得られにくいこと、ガラス粒子２と合成樹脂１との
界面の接触面積が減少するために、強度が低下すること
による。

【００１８】さらにガラス粒子２の添加量を、カラー複
合材に対して３０〜８０重量％が望ましいとした理由に
ついて述べる。３０重量％未満の場合は、強度は変わら
ないが、表面に露出するガラス粒子２の量が減少するた
め、硬度が低下する。８０重量％を超える場合は、強度
が低下する。また、天然石の風合いも、この範囲で良好
な結果が得られ望ましい。したがって、ガラス粒子２の
添加量は、カラー複合材に対して３０〜８０重量％が望
ましい。

【００１９】次にカラー複合材を構成する各材料、条件
について述べる。 ａ）着色ガラスの組成 着色ガラスよりなるガラス粒子２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、ＳｉＯ２は、６０〜９９．５ｗｔ％、Ｎａ２Ｏは、
０．１〜１６ｗｔ％、Ｋ２Ｏは、０〜６ｗｔ％、ＣａＯ
，ＭｇＯは、０〜１３ｗｔ％、Ｂ２Ｏ３は、０〜１３ｗ
ｔ％である。

【００２０】また、代表的な物性は、軟化点が７２０℃
〜１６７０℃で、比重は２．２０〜２．９０、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。

【００２１】これらの中で特に軟化点が７２０℃以下で
はガラスの耐熱性に影響を与えるので、これ以上の軟化
点を有するガラスを母ガラスとすることが望ましい。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２ばかりが
沈降し、遍在することによる。２．１より小さい場合も
同様で、表面にのみガラス粒子２が遍在するようになる
。こうした理由から、比重は２．１〜２．９にあること
が望ましい。

【００２２】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よ
りなるガラス粒子２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。

【００２３】

【表１】ｂ）着色ガラスのカップリング剤の添加着色ガ
ラスの破断面の活性は、色の種類や濃度、粒度差により
様々であり、使用する合成樹脂１との接合強度を長期間
にわたり安定に保持させるためには、シリコーン樹脂系
のカップリング剤（表面処理剤）を用いることが望まし
い。このカップリング剤の添加により、合成樹脂１とガ
ラス粒子２との良好な密着性が得られるとともに、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。

【００２４】ｃ）合成樹脂１ 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
々の樹脂材料を使用目的に応じて任意に選択することが
可能である。

【００２５】ｄ）透明樹脂層３ 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
々の樹脂材料を使用目的に応じて任意に選択することが
可能であるが、密着性の点から下地の合成樹脂１と同じ
樹脂材料が望ましい。

【００２６】本実施例の透明樹脂層３の膜厚は２００μ
ｍ以下が望ましい。２００μｍより厚い場合、前記した
ように高温で変色したり、退色したりする。また、透明
樹脂層３の被覆膜の耐熱性をさらに向上するために、透
明樹脂層３の透明度を妨げない石英粉末またはガラス粉
末を添加することが望ましい。

【００２７】ｅ）イソチオシアン酸アリルイソチオシア
ン酸アリルはそのまま合成樹脂１または透明樹脂層３に
混合して用いても防菌、防かび効果を付与することがで
きるが、より望ましくは多孔質体、例えばゼオライトや
シリカゲル等にイソチオシアン酸アリルを吸着または含
浸したものを合成樹脂１または透明樹脂層３に混合して
用いることが望ましい。これはイソチオシアン酸アリル
を多孔質体に含有させることにより、イソチオシアン酸
アリルを合成樹脂１または透明樹脂層３中に分散性よく
混合し、より長期にわたり防菌、防かび効果を発揮する
カラー複合材を得ることができるからである。

【００２８】ｆ）その他の充填材、補強材本実施例のカ
ラー複合材は、上記ａ）〜ｅ）に記載した材料および条
件により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。

【００２９】（実施例１） １）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１〜５ｍｍ、（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１〜５ｍｍ（軟化点：７３０℃、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１〜５ｍｍ、軟化点、（屈折率は同上
、Ｆｅ，Ｍｎ含有）…２重量部５）触媒（日本油脂（株
）製：パーメックＮ）…０．２重量部 ６）カップリング剤、信越化学、ＫＢＭ−５０３（表面
処理）…０．１重量部 ７）イソチオシアン酸アリル…０．５重量部を用意し、
１）〜７）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さ２０ｍｍのガラス粒子２を埋
設した合成樹脂１を得た。この合成樹脂１の表面に１）
と５）の混練物を塗装し、厚さ２０μｍの透明樹脂層３
を形成したカラー複合材Ａを得た。

【００３０】（実施例２） １）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１〜１０ｍｍ（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
（　　２）の硼硅酸ガラスにＣｏを０．５ｗｔ％含有）
…５重量部４）硼硅酸ガラス、茶色、粒径１〜１０ｍｍ
（　　２）の硼硅酸ガラスにＦｅ，Ｍｎを１〜３ｗｔ％
添加）…５重量部５）触媒（日本油脂（株）製：パーメ
ックＮ）…０．２重量部 ６）カップリング剤、信越化学、ＫＢＭ−５０３（表面
処理）…０．１重量部 ７）イソチオシアン酸アリル…０．５重量部を用意し、
１）〜７）の混練物を型に注ぎ、６０℃の養生室で４時
間、養生硬化を行ない厚さ２０ｍｍのガラス粒子２を埋
設した合成樹脂１を得た。この合成樹脂１の表面に１）
，５）の混練物を塗装し、厚さ２０μｍの透明樹脂層３
を形成したカラー複合材Ｂを得た。

【００３１】（実施例３）実施例２と同様にして作製し
た合成樹脂１の表面に同じく実施例２の１），５）の混
練物を塗装し、それぞれ厚さ１００，１５０，１７０，
１９０，２００，２１０，２２０μｍの透明樹脂層３を
形成したカラー複合材Ｃ〜Ｉを得た。これらのカラー複
合材および実施例２によるカラー複合材Ｂの上に表面温
度２００℃のアイロンを１５分間置いた後、表面の変色
度合を試験した。ここで変色が無い場合は○、変色した
場合は×とした。結果を（表２）に示す。

【００３２】

【表２】（表２）より明らかなように、透明樹脂層３の
膜厚が２００μｍ以下で良好な耐熱性が得られた。

【００３３】（実施例４）実施例２と同様にして作製し
た合成樹脂１の表面に、実施例２の１）と５）の混練物
１００重量部に、中心粒径０．３μｍのソーダ石灰ガラ
ス５０重量部を混合したもので塗装し、厚さ２００μｍ
の透明樹脂層３を有するカラー複合材Ｊを得た。そのカ
ラー複合材Ｊおよび実施例３によるカラー複合材Ｇの上
に、表面温度２３０℃のアイロンを、１５分間置いた後
、表面の変色度合を試験した。ここで変色が無い場合は
○、変色した場合は×とした。結果を（表３）に示す。

【００３４】

【表３】（表３）に示したように、透明樹脂層３の透明
性を損なわない微粒子のガラス粒末を添加することによ
り耐熱性を向上することができる。

【００３５】（実施例５） １）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，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｃｕ，１〜３ｗｔ％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−５０
３（表面処理）…０．１重量部 ５）イソチオシアン酸アリル…０．５重量部を用意し、
混合して型に注ぎ、１００℃で２０分間、熱プレスして
厚さ２０ｍｍのガラス粒子２を埋設した合成樹脂１を得
た。この合成樹脂１の表面に１），３）の混練物を塗装
し、厚さ２０μｍの透明樹脂層３を形成したカラー複合
材Ｋを得た。

【００３６】（実施例６）実施例１の場合と同様の材料
を用い、ガラス粒子２の添加量を、（表４）に示すよう
に変化させて（添加量は合成樹脂１中のガラス粒子２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、
アルミニウム（厚さ１ｍｍ）で、引っかき傷がついたも
のを×、つかなかったものを○、部分的についたものを
△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×、割れなかったものを○、部分的に
割れたものを△とした。

【００３７】

【表４】（表４）の結果より、ガラス粒子２の添加量は
、３０〜８０重量％にあることが望ましいことがわかる
。

【００３８】（実施例７）実施例１の場合と同様の材料
を用い、ガラス粒子２の粒度を、（表５）に示すように
変化させてカラー複合材を作製した。風合い、硬度、強
度の評価は、実施例６と同様に行った。その結果を（表
５）に示す。

【００３９】

【表５】（表５）より、ガラス粒径の望ましい範囲は０
．１〜１０ｍｍであることがわかる。

【００４０】実施例１〜７により、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
表面をバ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を得ること
ができた。

【００４１】実施例１〜７において、樹脂材料としてア
クリル系と不飽和ポリエステル系材料を用いて説明した
が、その他の樹脂材料についても同様のカラー複合材が
得られる。

【００４２】なお、ガラス粒子２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。

【００４３】（実施例８）実施例２におけるカラー複合
材Ｂの組成にイソチオシアン酸アリルをカラー複合材に
添加しない比較例とイソチオシアン酸アリルを透明樹脂
層３に添加したカラー複合材Ｌおよびイソチオシアン酸
アリルを合成樹脂１および透明樹脂層３の両方に添加し
たカラー複合材Ｍを作成した。

【００４４】作成したカラー複合材Ｌ，Ｍおよび実施例
２よるカラー複合材Ｂおよび比較例の表面に、浴室に繁
殖するくろかびの菌液を含むかび用倍地を塗布し、２８
℃，９０％の雰囲気に放置した時の、くろかびの発生状
況を調べた。その結果を（表６）に示す。

【００４５】

【表６】（表６）より明らかなように、イソチオシアン
酸アリルをカラー複合材に含むことにより、かびの発生
防止が可能となる。特にカラー複合材Ｂの構成が望まし
いことがわかる。

【００４６】（実施例９）実施例２におけるカラー複合
材Ｂの組成にイソチオシアン酸アリルを多孔質体である
シリカゲルに含有させたカラー複合材Ｎ、イソチオシア
ン酸アリルを同じく多孔質体であるゼオライトに含有さ
せたカラー複合材Ｏを作成した。

【００４７】作成したカラー複合材Ｎ，Ｏおよび比較例
の表面に、実施例８と同様の試験方法により、くろかび
の発生状況を調べた。結果を（表７）に示す。

【００４８】

【表７】（表７）より明らかなように、イソチオシアン
酸アリルをカラー複合材に含むことにより、かびの発生
防止が可能となる。

【００４９】このように上記実施例の構成によれば、熱
に対する耐変色性が向上するとともに、かびの発生を極
めて効果的に防止することが可能となる。

【００５０】

【発明の効果】上記実施例より明らかなように本発明は
、ガラス粒子が埋設されている合成樹脂と透明樹脂層の
少なくとも一方にイソチオシアン酸アリルを含有させて
いるために、色調を豊かに表現できるとともに、加工や
着色等の製造工程も簡略化でき、またかびの発生を防止
できる優れた建築用材料や装飾品を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のカラー複合材の要部断面図

【符号の説明】

１　　合成樹脂 ２　　ガラス粒子 ３　　透明樹脂層

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粒子の存在が視認可能な粒径を有するガラ
   ス粒子が埋設されている合成樹脂と、その合成樹脂の表
   面に形成した透明樹脂層とからなり、前記合成樹脂と透
   明樹脂層の少なくとも一方にイソチオシアン酸アリルを
   含むカラー複合材。
2. 【請求項２】合成樹脂中のガラス粒子の含有量が３０〜
   ８０重量％である請求項１記載のカラー複合材。
3. 【請求項３】ガラス粒子の粒径が０．１〜１０ｍｍであ
   る請求項１または２記載のカラー複合材。
4. 【請求項４】透明樹脂層の厚さが２００μｍ以下である
   請求項１記載のカラー複合材。
5. 【請求項５】透明樹脂層が石英または透明ガラス粉末を
   含む請求項１または４記載のカラー複合材。
6. 【請求項６】粒子の存在が視認可能な粒径を有するガラ
   ス粒子が埋設されている合成樹脂と、その合成樹脂の表
   面に形成した透明樹脂層とからなり、前記合成樹脂と透
   明樹脂層の少なくとも一方にイソチオシアン酸アリルを
   含む多孔質体を含有してなるカラー複合材。