JPH06157103A - 石目調人造石およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ひび割れ、界面剥離等による破損
を防止し、強度、耐久性に優れた石目調人造石に関す
る。 【構成】 イ) 透明ゲルコート用樹脂表面層と、ロ) 粉
砕した天然石、シラン系表面処理剤、揮発剤、顔料から
なる着色石と、無機充填材と、樹脂結合剤から構成され
る基層とによって形成されることに特徴を有する石目調
人造石を提供するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ひび割れ、界面剥離等
による破損を防止し、強度、耐久性に優れた石目調人造
石に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、御影石調人造石には、セメント骨
材として天然石( 例えば、花崗岩、大理石等) の細い砕
石を入れて成る御影石調のテラゾーが多く市販されてい
る。しかし、これらは、天然御影石の有する深みがな
く、実物感に乏しい。

【０００３】そこで、本発明者等は、かかる欠点を改良
すべく鋭意研究を重ねた結果、粉砕した天然石を、水ガ
ラス又は亜麻仁油と顔料とからなる着色剤で着色した着
色石、またはこの着色石の一部を鉱滓で置き換えたもの
と、水酸化アルミニウム粉末と、結合材として不飽和ポ
リエステル樹脂を用いることにより、天然御影石と同等
の深み、光沢を有しかつ強度が同等以上のものを安価に
作ることに成功し、かかる人造石は特公昭62-22939号公
報に開示されている。

【０００４】しかし、かかる人造石は未だ物理的又は化
学的強度の面で十分ではなかった。

【０００５】そこで、前記着色石の表面をシラン処理す
ることによって、着色石と、結合剤として用いる不飽和
ポリエステル樹脂との化学的結合を強固にし、生成した
人造石の強度を向上する試みもなされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、かかる石目
調人造石において構成成分となる着色石、すなわち、粉
砕した天然石と、水ガラスまたは亜麻仁油と顔料とから
なる着色剤とシラン処理剤とからなる着色石において
は、以下の問題点を有していた。

【０００７】上記着色石は、粉砕した天然石の粒子表
面全体に顔料が水ガラス等を介して接着した状態にあ
り、攪拌、乾燥等を伴う人造石の製造工程において、水
ガラスの硬化と共に水ガラスが堅化し、天然石粒子が互
いに緩衝しあうことによって、天然石粒子間にヒビが入
り割れてしまう。また、天然石粒子と水ガラス等との界
面が剥離し、着色が剥げてしまう。

【０００８】上記着色石製造にあたっては、まず、天
然石に水ガラス、顔料、およびシラン処理剤とを反応さ
せる一次処理段階と、続いて水とシラン処理剤とを反応
させる二次処理段階との二段階の処理が必要であり、煩
雑であった。

【０００９】さらに、水ガラスには多量に水が含まれ
ているため、前記反応処理後の乾燥工程において、乾燥
時間が長くかかってしまう。

【００１０】本発明は、上記した課題を解決することが
できる石目調人造石およびその製造方法を提供すること
を目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、イ) ゲルコー
ト用樹脂表面層と、ロ) 粉砕した天然石、シラン系表面
処理剤、揮発剤、顔料からなる着色石と、無機充填材
と、樹脂結合剤から構成される基層とによって形成され
ることに特徴を有する石目調人造石を提供するものであ
る。

【００１２】さらに、本発明は以下の点にも特徴を有す
る。

【００１３】１）ゲルコート用樹脂表面層が透明又は半
透明な不飽和ポリエステル樹脂からなり、結合剤が不飽
和ポリエステル樹脂からなること、２）前記着色石は、
粉砕した天然石100 重量部に対して、シラン系表面処理
剤、揮発剤、顔料を合わせて６重量部配合され、かつ、
シラン系表面処理剤0.5 〜1.5 重量部、揮発剤100 重量
部、顔料0.1 〜2.0 重量部を合わせて６重量部からなる
こと、３）着色石の構成成分である揮発剤がアルコール
類であること。

【００１４】また、本発明の石目調人造石の製造方法と
しては、粉砕した天然石、シラン系表面処理剤、揮発
剤、顔料を混合し、着色およびシラン処理後、乾燥させ
て得られる着色石と、無機充填材と、樹脂結合剤を混合
したものを、あらかじめ成形型の表面にゲルコート用樹
脂を塗布後硬化させ、表面層が形成された同型内に注型
した後、硬化させることに特徴を有するものである。

【００１５】本発明の構成を以下具体的に説明する。

【００１６】まず、本発明の石目調人造石において、表
面層を形成するために使用するゲルコート用樹脂として
は、不飽和ポリエステル樹脂等からなる公知の塗布剤が
全て同等に使用可能である。ただし、塗膜を形成したと
き、半透明又は透明性が保持されるものに限定される。

【００１７】かかる塗料は、ハケ塗り又は吹付等によっ
て容易に塗膜を形成することが出来るものである。ま
た、上記不飽和ポリエステル樹脂には、適宜、硬化促進
剤、触媒等添加してもよい。

【００１８】次に本発明の特徴的な構成である基層をな
す着色石に関して説明する。

【００１９】まず、着色石の構成成分の一つである天然
石としては、目的に応じて着色可能な全ての天然石が使
用可能であり、寒水石等が好ましく使用される。また、
天然石は粉砕して使用され、その粒径は、平均粒径が0.
5mm 〜5mm の範囲が使用されるが、平均粒径１mm前後が
好適に使用される。

【００２０】また、着色を行う顔料としては、基層の結
合材として使用される不飽和ポリエステル樹脂に対し親
和性がなく、かつミクロなコーティング効果を有するも
のが使用され、無機顔料が好適に使用される。

【００２１】シラン系表面処理剤としては、通常使用さ
れるシランカップリング剤であれば同等に使用され、た
とえばビニルシラン、アクリルシラン、エポキシシラ
ン、アミノシラン、チタン系シラン等が挙げられる。

【００２２】本発明では、顔料、シラン系表面処理剤、
および揮発剤によって、着色およびシラン処理を同時に
行うことに特徴を有するものである。

【００２３】すなわち、シラン系表面処理剤は、天然石
粒子同士および顔料とを適度に結合させながら硬化さ
せ、必要以上の堅化を起こさないため、構成成分を混合
後、攪拌及び乾燥する際に、着色石がお互いに緩衝しあ
って天然石粒子間にひびが入り、割れるのを防止する。

【００２４】そして、同シラン系表面処理剤は、天然石
粒子表面全体を薄く滑らかに覆うため、天然石粒子がお
互いに緩衝しあった場合も界面が剥離することがない。

【００２５】また、揮発剤を加えたことによって、上記
構成成分を混合した際にシラン系表面処理剤の分散性を
向上させると共に、顔料を天然石の周囲に均一に固着さ
せる作用を有する。さらに、混合後、乾燥する際に、乾
燥を早めるため、作業能率の効率を向上させるものであ
る。揮発剤としては、たとえばメタノール水溶液等のア
ルコール類が使用される。

【００２６】また、上記着色石の構成成分の配合割合と
しては、天然石100 重量部に対して、顔料、シラン系表
面処理剤、および揮発剤を合わせて６重量部配合するの
が好ましく、シラン系表面処理剤、揮発剤、顔料の内訳
は、0.5 〜1.5 重量部、100重量部、0.1 〜2.0 重量部
が好ましい。

【００２７】揮発剤を100 重量部未満配合した場合は、
必要以上に堅化がなされ、また100重量部より多く配合
した場合は、天然石粒子を充分に被覆出来ない。また、
シラン系表面処理剤を0.5 重量部未満配合した場合はシ
ラン系表面処理剤の分散が充分に行えず、また、1.5 重
量部より多く配合した場合は、乾燥時間が短縮できな
い。

【００２８】また、着色石の配合割合は、基層全体を基
準として、15〜68重量% であり、好ましくは31〜56重量
％である。

【００２９】また基層を形成する着色石の一部を、鉱滓
又は表面をシラン処理した鉱滓によって置換することも
できる。シラン処理した鉱滓としては、例えば、鉄スラ
グ、ニッケルスラグ、銅スラグ、スズスラグ、亜鉛スラ
グ等が挙げられ、これらで置き換えても、所望の人造石
を得ることができる。

【００３０】次に、基層をなす他の構成成分である充填
剤に関しては、水酸化アルミニウム粉末、ガラス粉末、
又は、炭酸カルシウム粉末等の無機充填剤が使用され
る。また、同充填剤は、その表面をシラン処理したもの
を用いることもできる。

【００３１】前記無機充填剤の粒径は、一般に、２〜90
μm の範囲であり、20〜70μm の範囲が好ましい。かか
る粒径のものを使用することにより、生成した人造石に
深みがでるとともに、粒径の大きい着色石の間隙が埋め
られ、ピンホールが少なくなると言う利点が得られる。

【００３２】また、かかる水酸化アルミニウム粉末、ガ
ラス粉末、炭酸カルシウム粉末等、あるいは、これらを
シラン処理したものからなる充填材は、結合材として用
いる不飽和ポリエステル樹脂と強固に密着するので、生
成人造石の強度も大となる。

【００３３】なお、上記充填材において、水酸化アルミ
ニウム粉末や炭酸カルシウム粉末は、結晶水の放出温度
が、約300 ℃〜350 ℃であり、耐熱白化性に効果がある
ものである。

【００３４】また、ガラス粉末としては、ほうろう等に
用いる周知のガラス粉末を用いることができる。そし
て、ガラス粉末等の表面をシラン処理した場合は、不飽
和ポリエステル樹脂と、無機材料であるガラス粉末等と
の化学的結合が助長され、人造石の強度をより増大させ
るものである。

【００３５】かかるシラン処理を行うに際しては、着色
石の場合と同様に、ビニルシラン、アクリルシラン、エ
ポキシシラン、アミノシラン、チタン系シラン等のシラ
ンカップリング剤を用いることができる。

【００３６】上記充填剤の配合割合は、基層全成分を基
準として、15〜58重量％であり、好ましくは28〜46重量
％である。

【００３７】本発明において基層の一部を構成する樹脂
結合剤としては、不飽和ポリエステル樹脂等が使用さ
れ、公知の不飽和ポリエステル樹脂を用いることができ
るが、生成人造石に深みを与えるために、水酸化アルミ
ニウム、ガラス粉末、炭酸カルシウム等からなる充填材
に屈折率が近似している不飽和ポリエステル樹脂の使用
が好ましい。

【００３８】また、この不飽和ポリエステル樹脂は、ア
クリル樹脂等に比べて安価であるため、経済的でもあ
る。

【００３９】これら結合材の使用割合は、基層の全成分
を基準として、14〜30重量％であり、好ましくは16〜26
重量％である。

【００４０】以上述べてきたように、基層は主に着色
石、充填剤、樹脂結合剤で構成されるが、その他に、反
応触媒、酸、添加剤等適宜使用される。

【００４１】触媒としては、不飽和ポリエステル樹脂の
硬化反応用の公知の触媒を全て使用することができる。
例えば、メチルエチルケトン過酸化物( ＭＥＫＰＯ）、
過酸化ベイゾイルージメチルアニリン（ＢＰＯ−ＤＭ
Ａ）系、メチルエチルケトン過酸化物 ナフテン酸コバ
ルト（ＲＭ−Ｃｏ）系等がある。又、酸としては酢酸等
を使用することができ、ＰＨ調整用として使用する。

【００４２】表面層及び基層の厚さは、前者が約0.1mm
〜 1.0mm 、後者が約５〜50mmであり、この人造石を利
用する製品に応じて、任意に決められるものである。

【００４３】次に本願発明の石目調人造石の製造方法に
ついて説明する。

【００４４】まず、基層の構成成分である着色石の製造
方法に関しては、粉砕した天然石、シラン系表面処理
剤、揮発剤、顔料を順次ミキサー等に投入し、充分均一
になるように混合する。その後乾燥させ、必要に応じて
篩分けすることにより着色石が得られるものである。

【００４５】ここで、従来使用されていた水ガラスを加
えず、かつ揮発剤を添加したことによって、上記のよう
に一段階の処理で、容易に着色石が得られ、さらに、乾
燥時間を大幅に短縮することが可能である。

【００４６】また、上記顔料は任意に選択されることに
より多色の充填石を作ることができる。そして、２色以
上の着色された着色石を組み合わせたり、その配合比率
を変えることにより、様々な自然石の色調を再現するこ
とが可能となる。

【００４７】また、シラン処理は、着色と同時に行われ
る。

【００４８】次に、基層の製造方法としては、上記のよ
うにして得られた着色石と水酸化アルミニウム粉末、ガ
ラス粉末、または炭酸カルシウム粉末等からなる無機充
填材と、不飽和ポリエステル樹脂とをミキサー内等に投
入し、これを混合、混練後、注型し、硬化させて得られ
る。このとき、あらかじめ成形型の内部表面にゲルコー
ト用樹脂を塗布後硬化させ、表面層を形成し、次いで、
同型内に前記基層構成成分の混合物を注型した後、硬化
させるものである。

【００４９】以上のようにして製造される本発明の石目
調人造石を使用して、カウンター、テーブルトップ、壁
材等の製品に利用することができる。

【００５０】以下、天然石として寒水石を用いた洗面カ
ウンターの製造方法の一例を説明する。

【００５１】まず、不飽和ポリエステル樹脂を所定量秤
量して攪拌缶に入れ、触媒を投入してから、シラン処理
した着色寒水石、ガラスを所定量秤量して撹拌缶に投入
し、数分間撹拌する。

【００５２】次いで、これを予め不飽和ポリエステル樹
脂ゲルコートを表型の表面にスプレー後硬化させたもの
の上に注型する。

【００５３】振動、脱泡させた後、裏型を組み、室温硬
化させる。

【００５４】硬化後、裏型を脱型し、製品を取出し、こ
れを硬化室( 例えば約40〜60℃) に入れて所定時間( 例
えば、約３〜12時間) 養生を行う。

【００５５】次いで、周辺のバリ取りを行った後、表面
のサンディング、バフィングを行うと、深みのある石目
調人造石が得られ、洗面カウンターに利用することがで
きる。

【００５６】ところで、基層を成形するに際し、注型物
の粘性が低すぎると、比重の差により着色石（または着
色石と鉱滓との混合物）が分離し、特に製品の縦面に成
る部分が外観上見苦しくなる。

【００５７】一方、粘性が高くなると、ペースト状とな
って注型が出来なくなる。

【００５８】注型時の適正粘性は、着色石（または一部
を鉱滓で置き換えたもの）、ガラス、不飽和ポリエステ
ル樹脂の量を前記範囲内で適宜選択することにより調節
することができる。

【００５９】

【実施例】次に、本発明の実施例を示すが、この実施例
は、単に例示のために挙げたもので、本発明の範囲を何
ら制限するものではない。

【００６０】（実施例１）不飽和ポリエステル樹脂93重
量部、スチレンモノマー５重量部、硬化促進剤１重量
部、触媒（日本油脂（株）製 パーメックＮ）１重量部
を充分に混合したものを、表形の表面にスプレー後硬化
させ、表面層を作製した。

【００６１】次に、メタノール60％水溶液100 重量部、
酢酸を0.1 重量部、シラン系表面処理剤( γ−メタクリ
ロキシプロピルトリメトキシシラン 日本ユニカ製 A-
174)を0.7 部、酸化チタン1.5 重量部を合わせて６重量
部に対し、粉砕した平均粒径１mmの寒水石100 重量部を
順次ミキサー内に投入し、混合した後、150 ℃で120分
間乾燥させ、着色寒水石を得た。

【００６２】そして、攪拌缶に不飽和ポリエステル樹脂
22重量部を入れ、触媒としてメチルエチルケトン過酸化
物0.2 重量部を投入した後、前記着色寒水石11重量部、
および粒径50ミクロンで、予めアクリルシランでシラン
処理を行ったガラス粉末36重量部を入れ数分間攪拌した
ものを、表面層を作製した型内に注型した。そして、振
動、脱泡後、裏型を組み、室温硬化させた。

【００６３】硬化後、裏型を脱型し、製品を取り出し、
これを約50℃の硬化室に入れて４〜５時間養生を行っ
た。

【００６４】次いで、周辺のバリ取りを行った後、サン
ディング、バフィングで仕上げをおこなって、石目調人
造石の成形物を得た。

【００６５】得られた成形物は、深味、光沢共に優れ、
天然石と同等ものであると観察された。

【００６６】又、従来品と比べて、着色石製造の際の顔
料添加量が15％、シラン系表面処理剤の添加量が42％削
減できた。

【００６７】（比較例）まず、実施例と同様にして、表
型内に表面層を作製した。次に、１次処理として水ガラ
ス100 重量部、酢酸を0.1 重量部、シラン系表面処理剤
（γ−メトキシプロピルトリメトキシシラン 日本ユニ
カ製 A-174 ）を0.7 重量部、酸化チタン1.5 重量部を
合わせて６重量部に対し、粉砕した平均粒径１mmの寒水
石100 重量部を順次ミキサー内に投入し、充分に混合
し、110 ℃で240 分間乾燥させる。

【００６８】更に、水100 重量部、酢酸0.1 重量部、シ
ラン処理剤１重量部に対し、前記処理で得られた混合物
100 重量部を添加して２次処理をし、混合して110 ℃で
240分間乾燥して着色石を得た。

【００６９】そして、実施例と同様な処理を行ったのち
石目調人造石の成形物を得た。

【００７０】

【発明の効果】本発明の石目調人造石は、同人造石の構
成成分である着色石を、粉砕した天然石、シラン系表面
処理剤、揮発剤、顔料とから構成したため、天然石の着
色が強固になされると共に、天然石粒子間のひび割れ等
もなく強度、耐久性に優れた特質を有する。

【００７１】また、本発明の人造石は、着色石の製造工
程において、一段階の処理で確実な着色の着色石が製造
できるため、顔料及びシラン表面処理剤の削減ができ
る。

【００７２】また、揮発剤が作用して、同着色石の乾燥
工程が短縮されたため、製造効率を著しく向上されたも
のである。

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【手続補正書】

【提出日】平成４年１２月３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６７】（比較例）まず、実施例と同様にして、表
型内に表面層を作製した。次に、１次処理として水ガラ
ス100 重量部、酢酸を0.1 重量部、シラン系表面処理剤
( γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン 日
本ユニカ製A-174) を0.7 重量部、酸化チタン1.5 重量
部を合わせて６重量部に対し、粉砕した平均粒径１mmの
寒水石100 重量部を順次ミキサー内に投入し、充分に混
合し、110℃で240 分間乾燥させる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 31:10 4Ｆ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イ) ゲルコート用樹脂表面層と、 ロ) 粉砕した天然石、シラン系表面処理剤、揮発剤、顔
   料からなる着色石と、無機充填材と、樹脂結合剤から構
   成される基層とによって形成されることを特徴とする石
   目調人造石。
2. 【請求項２】 ゲルコート用樹脂表面層が透明又は半透
   明な不飽和ポリエステル樹脂からなり、結合剤が不飽和
   ポリエステル樹脂からなることを特徴とする請求項１記
   載の石目調人造石。
3. 【請求項３】 着色石は、シラン系表面処理剤0.5 〜1.
   5 重量部、揮発剤100 重量部、顔料0.1 〜2.0 重量部を
   合わせて６重量部に対して、粉砕した天然石100 重量部
   からなることを特徴とする請求項１及び２記載の石目調
   人造石。
4. 【請求項４】 着色石の構成成分である揮発剤がアルコ
   ール類であることを特徴とする請求項１〜３記載の石目
   調人造石。
5. 【請求項５】 粉砕した天然石、シラン系表面処理剤、
   揮発剤、顔料を混合し、着色およびシラン処理後、乾燥
   させて得られる着色石と、無機充填材と、樹脂結合剤を
   混合したものを、あらかじめ成形型の表面にゲルコート
   用樹脂を塗布後硬化させ、表面層が形成された同型内に
   注型した後、硬化させることを特徴とする石目調人造石
   の製造方法。