JPH11292658A

JPH11292658A - 無機質成形体の加飾方法及び無機質加飾成形体

Info

Publication number: JPH11292658A
Application number: JP10101299A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Tajima; 陽介田島
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1998-04-13
Filing date: 1998-04-13
Publication date: 1999-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】無機硬化性組成物からなる成形体であって、目
地模倣等、表面の異質感の再現が可能な無機質成形体の
加飾方法及び無機質加飾成形体を提供する。【解決手段】この発明の加飾成形体１は、ＳｉＯ₂及び
Ａｌ₂Ｏ₃を含有する反応性粉体とアルカリ金属珪酸塩と
水とを配合させた無機硬化性組成物を硬化させて得た成
形体１０を乾燥する乾燥工程と、乾燥された成形体１０
の表面に低エネルギー照射光を照射させる照射工程を順
次行うことを特徴とする。これにより得られた加飾成形
体１は、その表面の少なくとも一部の薄表層２ａがガラ
ス化されて他の部分４と異質感を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、建築材料などに
用いられる無機質成形体の加飾方法及び無機質加飾成形
体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】セメント系の材料や、タイル・石材など
の表面をレーザ光により照射させて、その表面を溶融し
てガラス化させる加飾方法が、例えば、特開平８−１６
５１８０号公報などにより提案されている。

【０００３】しかしながら、この加飾方法は、タイル等
の焼結体を処理するだけなら問題はないが、セメントな
どの水硬性材料に対して同処理を行う場合、レーザ光照
射部分の急激な温度上昇により、照射面は溶融してガラ
ス化するが、同時に、水分が蒸発し、また、ガスが発生
する。このガス発生圧力によりガラス化層部分の直下の
未溶融セメント層部分には微細にクラックが入り、部分
的にこのガラス化層が膨れ上がったり、剥離してしまう
という問題点がある。

【０００４】一方、硬化時間が短いことにより生産性の
上昇された建築材料として、アルカリ金属珪酸塩とアル
ミノシリケート系反応性無機質粉体との組成物が、近
年、注目されている（例えば、特公平６−１５４２８号
公報、特公平４−４５４７１号公報など参照。）。

【０００５】このようなものでは、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃
系の反応性無機質粉体とアルカリ金属珪酸塩の水溶液を
含む無機硬化性組成物が用いられている。この組成物
は、型内で脱水縮重合反応を起こして硬化され、型から
取り外されて乾燥させることにより、最終的に無機質成
形体が得られる。この間、無機硬化性組成物中に発泡剤
が配合されている場合には、硬化工程で発泡が行われて
発泡された無機質成形体が得られる。これらの無機質成
形体の製造法によれば、硬化時間の短縮が行われる。ま
た、得られた成形体は耐久性があるので、外壁や屋根材
などの屋外で使用される材料としても、有効に利用可能
である。

【０００６】また、この成形体は、機械的強度も高いの
で大型成形品とすることも可能である。さらに、このよ
うな成形体は、非常に緻密なゲルの凝集体で形成されて
いるため、高い転写性を有し、成形型の加飾型を選択す
ることにより多種・多様の模様の成形体を得ることがで
きる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】例えば、タイル模倣部
分と目地模倣部分とを有する加飾型を使用すれば、凸部
がタイル表面を模倣したタイル模倣部と、凹部が目地を
模倣した目地模倣部とから構成される、タイル張り模倣
成形体が形成できる。しかしながら、このようなタイル
貼り模倣成形体では、タイル模倣部と目地模倣部とは、
材質、外観ともに同一となり、凹凸模様による変化を除
いては異質感を与えない。それ故、単純にこの無機硬化
性組成物からタイル張り模倣成形体を形成しても、タイ
ル張りされた素材とは異質な外観しか得られない。

【０００８】この成形体は、接着剤などを用いてその表
面にタイル張りをすることもできる。しかしながら、材
質の異なるタイルと成形体との接着は、充分な接着強度
を得るのが困難である。また、接着面が整然とせずに、
成形体表面へ整然とタイルを配列して接着するのは困難
である。

【０００９】予めタイルを成形型内に配置した、いわゆ
るインサート成形によれば、タイル張りした大型成形品
がこの無機硬化性組成物からも一度に形成可能である。
しかしながら、このインサート成形は工程管理上の課題
点がある。例えば、無機硬化性組成物の回り込み性が少
ない場合には、タイル端面への回り込み不良を生じる。
また、無機硬化性組成物の回り込み性が大きいと、この
組成物のタイル表面への回り込みが懸念され、結果とし
てタイル表面を汚す場合がある。さらに、タイルと無機
硬化性組成物との異質材料に伴う接着性の問題点が懸念
される。

【００１０】タイル貼り模倣成形体の凸部表面と凹部表
面とに異質感を持たせられる加飾法があれば、この成形
体の商品展開の多様性が増大することが期待される。

【００１１】そこで、この発明は、無機硬化性組成物か
らなる成形体であって、目地模倣等、表面の異質感の再
現が可能な無機質成形体の加飾方法及び無機質加飾成形
体を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１の発明は、ＳｉＯ₂及びＡｌ₂Ｏ₃を含有す
る反応性粉体とアルカリ金属珪酸塩と水とを配合させた
無機硬化性組成物を硬化させて成形体を得る成形工程
と、該成形体の表面に低エネルギー照射光を模様状に照
射させる照射工程を順次行うことを特徴とする無機質成
形体の加飾方法である。

【００１３】請求項２の発明は、前記照射工程は、マス
キングプレートを配したレーザ光により行われることを
特徴とする請求項１に記載の無機質成形体の加飾方法で
ある。

【００１４】請求項３の発明は、前記成形体は、表面に
対して垂直壁を有する凹凸模様を有し、前記照射光とし
てレーザ光が用いられ、該レーザ光は、前記成形体の表
面に対して垂直に照射されることにより、該垂直壁は、
該レーザ光の照射を受けないことを特徴とする請求項１
又は請求項２に記載の無機質成形体の加飾方法である。

【００１５】請求項４の発明は、前記無機硬化性組成物
は、ＳｉＯ₂及びＡｌ₂Ｏ₃を含有する反応性粉体１００
重量部に対して、アルカリ金属珪酸塩を０．２重量部〜
４５０重量部の範囲で、水を３５重量部〜１５００重量
部の範囲で配合させ、場合によっては発泡剤を含む無機
硬化性組成物であることを特徴とする請求項１〜請求項
３のいずれか１項に記載の無機質成形体の加飾方法であ
る。

【００１６】請求項５の発明は、ＳｉＯ₂及びＡｌ₂Ｏ₃
を含有する反応性粉体とアルカリ金属珪酸塩と水とを配
合させた無機硬化性組成物を硬化させて得た成形体であ
って、その表面の少なくとも一部の薄表層をガラス化さ
せて他の部分と異質感をもたせたことを特徴とする無機
質加飾成形体である。

【００１７】請求項１のように構成すれば、特定の無機
硬化性組成物から硬化された成形体の表面に低エネルギ
ーレーザ照射が模様状に行われる。照射された部分は、
一時的には溶融されるが、照射後には固化される。これ
により、照射された部分はガラス化されて、照射されな
い部分とで、表面状態に異質感を与えて請求項５に記載
の無機質加飾成形体が得られる。

【００１８】また、この特定の無機硬化性組成物は、脱
水縮重合反応により硬化し、緻密なゲルを形成し、これ
が密に重合していくため、高強度であり、また気乾状態
の含水率も低い。また、本発明においては、照射される
レーザ光は、照射エネルギ量が少なくてよく、模様付け
のために必要以上に表面を溶融させる必要がない。これ
により、レーザ光を照射させて模様付けのために表面を
溶融しても、それによるガスの発生は少ない。また、こ
の表面加飾部分は、成形体本体と同一素材により一体化
されているので、この加飾部分の耐久性も優れる。

【００１９】これにより、無機硬化性組成物からなる成
形体であって、目地模倣等異質感の再現が可能な無機質
成形体の加飾方法及び無機質加飾成形体が提供される。
この加飾成形体は美的効果（意匠性）を有するので、無
機質成形体の商品展開の多様性が増大される。

【００２０】請求項２のように構成すれば、マスキング
プレートを配してレーザ照射が行われるので、模様付け
が容易である。

【００２１】請求項３のように構成すれば、レーザ光の
直進性から、凹凸模様の側壁にはレーザ光が照射されな
い構成が容易に得られる。これにより、凹凸模様の側壁
は特別のマスキングを施さなくても、異質感を持たせた
模様が形成可能となる。

【００２２】請求項４のように構成すれば、この発明の
好適に用いられる無機硬化性組成物の詳細が例示され
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいてこの発明の
実施の形態を説明する。

【００２４】図１〜図７は、この発明の実施の形態の一
例である。この図１、図２において、符号１は、ＳｉＯ
₂及びＡｌ₂Ｏ₃を含有する反応性粉体とアルカリ金属珪
酸塩と水とを配合させた無機硬化性組成物から形成され
た平板状の成形体から構成された加飾成形体である。こ
の加飾成形体１の表面２は、タイル張りされた形態が模
倣されており、複数のタイル模倣部３（３ａ、３ｂ、３
ｃ、３ｄ…）と各タイル模倣部３間、例えばタイル模倣
部３ａ、３ｂ間及び表面周囲に形成された目地模倣部４
とから構成されている。

【００２５】タイル模倣部３は、それぞれ大きさ、形、
高さ、表面状態が異なっている。例えば、タイル模倣部
３ａの表面は平滑面とされ、タイル模倣部３ｂは、波打
ち面とされている。また、タイル模倣部３ｃは、平滑面
であるがタイル模倣部３ａに比較して高さが高く形成さ
れている。一方、目地模倣部４は、タイル模倣部３から
垂直に切り裂かれた側壁５間の凹部に略一定の高さで設
けられている。その目地模倣部４の幅は図２に示すよう
に多種多様である。

【００２６】この目地模倣部４及び側壁５の外観は、無
機硬化性組成物から形成された成形体の外観そのままで
あるが、タイル模倣部３の表面は、表層２ａがガラス状
となり質感が変更されている。これにより、この加飾成
形体１は、タイルが整然と整列して張られた、いわゆる
タイル張りされた意匠性に優れた外観を呈している。ま
た、このタイル模倣部３は、複雑に配置されているの
で、熟練工が高度な技術によりタイル張りされた製品と
同等に構成されている。

【００２７】以下にこのような加飾成形体１の形成方法
につき、順次説明する。

【００２８】［無機硬化性組成物に含まれる各成分例］
本発明において用いられるＳｉＯ₂及びＡｌ₂Ｏ₃を含有
する反応性粉体（Ａ）としては、ＳｉＯ₂を５重量％〜
８５重量％の範囲で、Ａｌ₂Ｏ₃を９０重量％〜１０重量
％の範囲で含有するものが好適に使用される。ＳｉＯ₂
とＡｌ₂Ｏ₃とで１００重量％となる反応性粉体（Ａ）
は、例えば、合成により製造される。このような反応性
粉体としては、フライアッシュ、メタカオリン、カオリ
ン、ムライト、コランダム、アルミナ系研磨材を製造す
る際のダスト、粉砕焼成ボーキサイト等が例示できる
が、組成と粒度が適当であればこれらに限定されるもの
ではない。これらは通常１０重量％以下の不純物を含
む。

【００２９】これらの反応性粉体は、そのまま用いても
よいが、反応活性（以下単に活性という）の高いものを
分級して用いたり、溶射処理や機械的エネルギーを加え
た粉砕処理などを行うことにより活性化処理を行ったも
のが好適に用いられる。これらの活性化手段は併用され
て用いることもできる。

【００３０】溶射処理する方法としては、セラミックコ
ーティングに適用される溶射技術が応用される。その溶
射技術では、通常、材料粉末が２０００°Ｃ〜１６００
０°Ｃの温度で溶融され、３０ｍ／秒〜８００ｍ／秒の
速度で噴霧される。また、プラズマ溶射法、高エネルギ
ーガス溶射法、アーク溶射法等により活性化処理された
ものでもよい。このような処理により粉体の比表面積は
向上されて活性化される。好適な比表面積（ＢＥＴ法）
は、０．１ｍ²／ｇ〜１００ｍ²／ｇ程度である。

【００３１】分級する方法としては、従来公知の方法が
用いられる。それらは、篩、比重、風力、湿式沈降によ
る分級である。

【００３２】粉砕して機械的エネルギーを与える方法と
しては従来公知の任意の方法が採用される。粉砕手段と
しては、ジェットミル、ロールミル、ボールミルがあげ
られる。ボール媒体ミル、媒体撹拌型ミル、ロールミル
等を使用する場合、０．５ｋｗｈ／ｋｇ〜３０ｋｗｈ／
ｋｇ程度の機械的エネルギーを作用させると活性化が好
適に進行する。機械的エネルギーが小さいと粉体は活性
化されにくく、一方、機械的エネルギーが大きいとこれ
らの粉砕装置への負荷が大きい。また、粉砕された粉末
は、必要に応じて公知の分級手段により分級される。こ
こで、作用される機械的エネルギーはボールミルに供給
した電力を処理粉体単位重量あたりで表した数値であ
る。

【００３３】原料粉末としてのフライアッシュは、必要
に応じて、焼成されたものでもよい。この焼成温度は、
低いとフライアッシュの黒色が残り、着色困難となり、
高いと、アルカリ金属珪酸塩との反応性が低くなるの
で、４００℃〜１０００℃であることが好ましい。

【００３４】本発明に使用されるアルカリ金属珪酸塩
（Ｂ）とは、一般式Ｍ₂ Ｏ・ｎＳｉＯ ₂ （ここでＭは
Ｋ、Ｎａ、Ｌｉから選択される１種又は２種以上の金属
であり、ｎは正数を示す。）で表される塩である。ｎの
値が小さいと緻密な発泡体が得られず、大きくなると水
溶液の粘度が上昇し混合が困難になるので、ｎは０．０
５〜８の範囲が好ましく、さらに好ましくは０．５〜
２．５の範囲である。

【００３５】アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）はそのまま配合
されてもよいが、水に溶解された水溶液で添加されるの
が好ましい。ここで、この水溶液濃度は特には限定され
ないが、薄くなるとフライアッシュ粉末との反応性が低
下し、一方、濃くなると固形分が生じやすくなるので、
通常１０重量％〜６０重量％の範囲が用いられる。

【００３６】ここで、アルカリ金属珪酸塩の水溶液を得
る方法は、通常の方法がそのまま採用される。例えば、
アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）をそのまま加圧、加熱下で水
に溶解してもよい。また、アルカリ金属水酸化物水溶液
を別途に調製し、この水溶液に珪砂、珪石粉などのＳｉ
Ｏ₂ 成分をｎが所定値となるように加圧、加熱下で溶解
してもよい。

【００３７】このようなアルカリ金属珪酸塩（Ｂ）は、
通常、反応性粉体（Ａ）１００重量部に対して０．２重
量部〜４５０重量部の範囲で配合される。アルカリ金属
珪酸塩（Ｂ）の配合量が少ないと硬化が充分に進行され
ず、一方、この配合量が多くなると得られる発泡体の耐
水性が低下する。好ましい配合量は反応性粉体１００重
量部に対して、１０重量部〜３５０重量部の範囲、さら
に好ましくは２０重量部〜２５０重量部の範囲である。

【００３８】この無機硬化性組成物には水が必須成分と
して配合される。水の配合量は特には制限されないが、
通常は、反応性粉体１００重量部に対して３５重量部〜
１５００重量部の範囲である。配合される水の量が少な
いと充分に硬化が進行されないばかりか、混合も困難と
なる。一方、水の配合量が必要以上に多くなると成形体
の強度が低下しやすくなる。好ましい水の配合量は、反
応性粉体１００重量部に対して４５重量部〜１０００重
量部の範囲、さらに好ましくは５０重量部〜５００重量
部の範囲である。この水は、上述したアルカリ金属珪酸
塩水溶液の形で添加されてもよいし、また独立して添加
されてもよい。

【００３９】本発明において成形体は、発泡剤を含んで
形成された発泡成形体であってもよい。このような発泡
成形体は断熱性等が向上して高付加価値化させたもので
ある。このために、上述の無機硬化性組成物には、発泡
剤が必要に応じ発泡助剤と共に添加される。

【００４０】発泡剤としては、均一な発泡を与えるもの
であれば、特には限定されない。過酸化水素、過酸化ソ
ーダ、過酸化カリ、過ほう酸ソーダ等の過酸化物やＭ
ｇ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚ
ｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｓｉ、フェロシリコン等の金属
粉末が例示される。これらの発泡剤は、単独でも２種以
上混合しても用いられる。過酸化水素を発泡剤として用
いるときは、安全性、安定した発泡を考慮すると水溶液
として用いるのが好ましい。金属粉末を用いる場合は、
安定した発泡を得るために、粒子径が２００μｍ以下の
微粉末を用いることが好ましい。

【００４１】充分な発泡成形体を得るためには、この発
泡剤は反応性粉体１００重量部に対して０．０１重量部
〜１０重量部の範囲で用いることが好ましい。発泡剤の
配合量が少なすぎると発泡倍率が低すぎて充分な発泡成
形体を得ることができず、一方、発泡剤の配合量が多す
ぎると発泡ガスが過剰となり破泡する場合が多くなる。
発泡を行う場合には、発泡を均一に生じさせるため
に、必要に応じて発泡助剤が添加されるのが好ましい。
このような発泡助剤としては、例えば、ステアリン酸亜
鉛、ステアリン酸カルシウム、パルミチン酸亜鉛等の脂
肪酸金属塩、シリカゲル、ゼオライト、活性炭、アルミ
ナ粉末等の多孔質粉体などが例示される。この発泡助剤
は、単独で使用されてもよいし、２種類以上併用されて
もよい。

【００４２】発泡助剤の量は多くなると無機硬化性組成
物の粘度を上昇させて破泡を発生しやすくする場合があ
る。通常この発泡助剤は、反応性粉体１００重量部に対
して１０重量部以下である。

【００４３】還元作用のある硫黄化合物や、微細な酸化
剤または大きい内部表面積を有する微細な物質を添加し
て硬化反応を促進したり、また、発泡を制御して、微細
なセル構造の低密度発泡体としてもよい。

【００４４】それらの還元剤としては、例えば、（ピ
ロ）亜硫酸アルカリ、ロンガリット、チオ硫酸アルカリ
などの硫黄化合物、亜燐酸アルカリまたは硼酸水素アル
カリが挙げられる。このアルカリとしては、ナトリウム
が例示される。

【００４５】また、酸化剤としては、例えば、クロム酸
アルカリ、重クロム酸アルカリのようなクロム酸塩、銅
（II）、鉄（III）などの酸化性金属塩化物、硫酸塩が
挙げられる。具体的には、鉄オーカー、べんがら等の微
細な酸化鉄が例示される。

【００４６】本発明に用いる無機硬化性組成物には、必
要に応じて無機質充填材が添加されてもよい。無機質充
填材は、水に溶解せず、無機硬化性組成物の硬化反応を
阻害せず、アルカリ金属珪酸塩と反応しないものであれ
ば特に限定されない。例えば、珪砂、川砂、ジルコンサ
ンド、結晶質アルミナ、岩石粉末、火山灰、シリカフラ
ワー、シリカフューム、ベントナイト、高炉スラグ等の
混合セメント用混合材、セピオライト、ワラストナイ
ト、マイカ等の天然鉱物、炭酸カルシウム、珪藻土など
があげられる。これらは単独で添加されてもよいし、２
種類以上併用されてもよい。

【００４７】発泡成形体を得る場合、この無機質充填材
の大きさ（平均径）は、０．０１μｍ〜１０００μｍの
範囲が好ましい。平均径が小さいと無機硬化性組成物の
粘度が上昇し、高倍率の発泡体が得られにくくなる。一
方、平均径が大きくなると発泡が不安定になる場合があ
る。また、この無機質充填材の量が多くなると得られる
発泡体の強度が低下するので、この無機質充填材の配合
量は、反応性粉体１００重量部に対して７００重量部以
下であることが好ましい。

【００４８】本発明において、必要に応じて更に小割合
の補強繊維が添加されてもよい。補強繊維は、成形体に
付与したい性能に応じ任意のものが使用できる。例え
ば、ビニロン繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊
維、ポリプロピレン繊維、カーボン繊維、アラミド繊
維、ガラス繊維、チタン酸カリウム繊維、鋼繊維などが
例示される。

【００４９】この補強繊維の繊維径は、細くなると混合
時に再凝集し、交絡によりファイバーボールが形成され
やすくなり、最終的に得られる発泡体の強度はそれ以上
改善されない。一方、繊維径が太くなるか又は繊維長が
短くなると引張強度向上などの補強効果が小さくなる。
また、繊維長が長くなると繊維の分散性及び配向性が低
下する。以上の観点から、繊維径は１μｍ〜５００μｍ
の範囲、繊維長は１ｍｍ〜１５ｍｍの範囲が好ましい。
補強繊維の添加量は多くなると繊維の分散性が低下する
ので、反応性粉体１００重量部に対して、１０重量部以
下で配合されるのが好ましい。

【００５０】さらに成形体の軽量化を図る目的でシリカ
バルーン、パーライト、フライアッシュバルーン、シラ
スバルーン、ガラスバルーン、発泡焼成粘土等の無機質
発泡体、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ポリエチレン
等の合成樹脂の発泡体、塩化ビニリデンバルーンなどが
添加されてもよい。これらは単独で添加されてもよい
し、２種類以上併用されてもよい。

【００５１】さらに必要に応じて、アルミナセメント、
γ−アルミナ、溶射されたアルミナ、アルミン酸アルカ
リ金属塩又は水酸化アルミニウムを加えてもよい。

【００５２】このような、無機硬化性組成物の具体例
は、例えば、特公平４−４５４７１号公報、特公平６−
１５４２８号公報等に記載されている。

【００５３】［無機質成形体の形成］以上の各配合成分
は、無機硬化性組成物の全体が均一となり、反応が均一
となるように適宜の組み合わせで配合することにより、
ペースト状の無機硬化性組成物とすることができる。混
練は通常のミキサーでよい。温度が高いほど硬化速度が
速くなるので、通常は、２０°Ｃ以下の低温で混合さ
れ、１時間程度以内の短時間の間に成形に付される。

【００５４】このようにして得られた無機硬化性組成物
は、常温でも硬化するが、加温させることにより硬化反
応が促進される。例えば、５０°Ｃ〜１１０°Ｃの温度
範囲では、３０分〜８時間程度で硬化され、機械的物性
の向上が図れた成形体とされる。

【００５５】成形方法及び成形体の形状は限定されない
が、一例として、図３に示す成形型６が用意される。こ
の成形型６は、内部に図１に示す加飾成形体１の凹凸に
対応して所定の凹凸模様の付されたゴム型などの加飾型
７と上蓋８とを備えた雌型である。この成形型６にペー
スト状組成物９が注型される。混練中に混入した空気の
脱泡と、組成物９の均等注型のために、この成形型６は
振動に付されるのがよい。成形型６内の組成物９は、上
蓋８が装着されて、必要により加熱等により昇温され
て、所定時間の後、組成物は硬化される。

【００５６】［脱型・乾燥］硬化が大略完了すると、脱
型され、必要に応じ、アフターキュア、冷却、乾燥させ
て図４に示すように、平板状の無機質成形体１０が得ら
れる。このようにして得られた成形体１０は、脱水縮重
合反応により硬化し、緻密なゲルを形成し、これが密に
重合していくため、高強度であり、また気乾状態の含水
率も低い。この成形体１０の表面側には、タイル張りさ
れた形態が模倣されており、複数のタイル模倣部３（３
ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ…）と各タイル模倣部３間、例え
ばタイル模倣部３ａ、３ｂ間及び表面周囲に形成された
目地模倣部４とから構成されている。

【００５７】この成形体１０はレーザ光の照射により水
分が蒸発しないように、気乾状態になるように空気中で
充分に乾燥される。これにより、レーザ光を照射させて
模様付けのために表面を溶融しても、それによるガスの
発生が少なくなる。

【００５８】［マスキングプレートの配置］気乾状態ま
で乾燥された成形体１０は、図５に示すように、目地模
倣部４がマスキングプレート１１によりマスキングさ
れ、タイル模倣部３及び側壁５の表面は露出されてい
る。レーザ光を模様状に走査するなどして模様が形成で
きれば、このマスキングは必ずしも必要としない。

【００５９】マスキング材料としては特には限定されな
いが、ステンレス等のプレートが耐酸化性がよいので、
好適に用いられる。ステンレスプレートは、加工が容易
であり、また、低エネルギー照射により変形することが
ない。厚さ１ｍｍ程度のステンレスプレートを用いれ
ば、加熱により材料が膨張しても成形体へのステンレス
プレートの食い込み変形が少ない。また、このステンレ
スプレートは、繰り返し用いることができ、成形体への
取り付け取り外し（装着・脱着）などの操作性もよい。

【００６０】［低エネルギー量レーザ光の照射］次に、
成形体１０は、図６に示すように、レーザー照射装置１
２によりにレーザ光が照射されて加飾される。

【００６１】加飾に用いられるレーザ光源としては、特
には限定されずに広く用いることができる。例えば、炭
酸ガスレーザ、エキシマレーザ、ヘリウムネオンレーザ
等の汎用ガスレーザ、ＹＡＧレーザ、ルビーレーザ、ガ
ラスレーザ等の汎用固体レーザ、化学レーザ等が例示さ
れる。これらの中で、赤外線領域に発振波長を有するも
のが材料表面を好都合に溶融させてガラス化できるの
で、好ましい。このようなレーザ源としては、例えば、
炭酸ガスレーザが例示される。

【００６２】この発明において、低エネルギーとは、単
位面積当たりの処理エネルギーが低いことを意味する。
このため、レーザの照射スポットの面積を拡げるか、レ
ーザの走査速度を増大させて、成形体１０表面へのレー
ザの照射光量を減光すればよい。レーザを固定して成形
体１０を移動させたり、双方を移動させてもよい。

【００６３】無機質成形体１０へのレーザ光のスポット
形状は、例えば、図７に示すように、スポット１２内の
エネルギー密度が一定となるように、レーザ光照射装置
１３は、鏡やスリットを使用し、レーザ光線の走査方向
（図中矢印ａ方向）に対して直交する長さ方向の縦長に
するのがよい。このように構成することにより、レーザ
光の照射面積（処理面積）が増大される。

【００６４】レーザ照射光の照射光量は、無機質成形体
１０を構成する材料組成によっても最適値が異なるが、
発泡成形体の場合の発泡倍率（又は比重）の相違により
顕著に異なるので、最適値を予め求めておくのがよい。
エネルギー密度が高すぎると、成形体表面が剔れたりす
る場合がある。また、エネルギー密度が低すぎると、ガ
ラス化部分に斑を生じやすくなる。例えば、比重が１．
０程度の発泡成形体の場合、出力が４〜５ｋｗ（ビーム
径：４６ｍｍ）に調整されたレーザ光を凹面鏡でスポッ
ト径９〜１０ｍｍに調整し、ここにライン速度を２５〜
３０ｍ／分で対象成形体１０に向けて走査する程度の処
理でレーザを照射することにより、表面の薄層のみがガ
ラス化できる。ここで、照射装置１３を走査してもよい
が、成形体１０を平面方向に移動させてもよい。この程
度の照射レベルでは、通常、金属プレートに照射しても
溶融などの変化を生じないので、金属プレートをマスキ
ング材量として選択することができる。

【００６５】加飾処理速度を速める場合には、レーザ発
生源の照射エネルギー量を増大させて、また、これに比
例してレーザの走査速度を増大させればよい。しかしな
がら、照射ビームスポット内のエネルギー斑が多いと、
加飾部分に模様斑が生じる。このため、模様斑を抑える
ためには、レーザ出力ビーム側の出力が安定する強度に
よりレーザ出力を安定させて、走査速度による照射量の
調整を図るのがよい。

【００６６】セメント系の水硬性材料にレーザ光を照射
して、１０００°Ｃレベルの焼結を起こさせると、セメ
ント硬化体中に結晶水として存する水和されている水成
分までも脱水蒸発されて、多量のガスが生じてしまう。
これに対して、本願発明で用いられる無機質成形体１０
は、脱水縮合反応により硬化され、緻密なゲルを形成
し、これが密に重合していくため、気乾状態の含水率が
低く、ガスの多量発生はない。また、本発明において
は、模様付けのために必要以上に表面を溶融させる必要
がない。これにより、照射されるレーザ光は、照射エネ
ルギが低いものでよい。

【００６７】レーザ光の照射が終了するとマスキングプ
レート１１が除去され、図１に示す加飾成形体１が形成
される。

【００６８】

【実施例】以下に実施例により本発明の効果を具体的に
説明する。なお、実施例中の部は断りにない限り重量に
関する。

【００６９】なお、反応性粉体としては、フライアッシ
ュ（関電化工社製、JIS A 6201に準ずる平均粒径２０μ
ｍ）を分級機（日清エンジニアリング社製、型式；ＴＣ
−１５）により分級し、平均粒径が１０μｍ以下の粉末
を１００重量％含有する粉末を用いた。また、アルカリ
金属珪酸塩としては、一般式Ｍ₂ Ｏ・ｎＳｉＯ₂（ここ
でｎは１．５、ＭはＮａ：Ｋのモル比が１：１の金属）
で表される化合物を用い、オートクレーブ中において、
１３０°Ｃ、７ｋｇｆ／ｃｍ²（≒０．７ＭＰａ）で所
定量の水に溶解させたものを用いた。

【００７０】（実施例１）［反応性粉体の活性化処理］メタカオリン（エンゲルハ
ード社製のサテントンｓｐ３３、平均粒径３．３μｍ、
比表面積１３．９ｍ²／ｇ）１００部にトリエタノール
アミン２５重量％とエタノール７５重量％の混合液０．
５部を加え、ウルトラファインミルＡＴ−２０（三菱重
工業社製、ジルコニアボール直径１０ｍｍ使用、ボール
充填率８５体積％）に供給し２５ｋｗｈ／ｋｇの機械的
エネルギーを作用させ、粉砕メタカオリンを得た。

【００７１】［無機硬化性組成物の調製］得られた粉砕
メタカオリンの１００部、アルカリ金属珪酸塩としての
珪酸カリウム水溶液（モル比１．４、濃度５０重量％）
の１６５部、無機質充填材としてのワラストナイト（カ
キウチ社製）の１００部、磁選珪砂（増岡窯業原料社
製）の１００部、補強繊維としてのビニロン繊維（クラ
レ社製）の２部、発泡剤としての金属シリコン微粉（キ
ンセイマテック社製）の０．０８部及び粘度調整剤用と
しての水１０部を配合してペースト状の無機硬化性組成
物として用いた。

【００７２】［成形体の形成］得られた無機硬化性組成
物を、２０°Ｃの温度で、オムニミキサーで混練し、注
型用組成物とした。

【００７３】ゴム製の所定の凹凸模様が付された加飾型
を備えた雌型に注型用組成物を注型した。振動を与えて
レベリング、脱泡を行った。ついで、７０°Ｃの雰囲気
下で硬化反応を行い、脱型後、８５°Ｃの雰囲気下で気
乾状態まで乾燥させた。

【００７４】［レーザ光照射：加飾］厚さ１ｍｍのSUS3
04からなる平板を、タイル模様に開口を形成させてマス
キングプレートとした。

【００７５】最高出力１０ｋｗ、発生ビーム系４６ｍ
ｍ、焦点距離１０インチ、最小スポット径０．４ｍｍの
炭酸ガスレーザを用い、アルゴンガスシールを１５ｌ／
分の速度で供給しつつレーザ出力を４ｋｖに調整した。
レーザ照射光を合焦点から２００ｍｍ離してスポット径
を１０ｍｍに拡大させた。また、成形体を３０ｍ／分の
速度でレーザ光に対して直角に移動させることにより、
低エネルギレーザ光を成形体表面に照射させた。

【００７６】この条件下では、マスキングプレートは、
加熱による変形もなく、成形体の表層部のみがガラス化
された加飾成形体が得られた。

【００７７】以上、この発明の実施の形態を図面により
詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限ら
ず、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等が
あってもこの発明に含まれる。

【００７８】例えば、実施の形態では、凹凸が付された
成形体であるが、この成形体は凹凸が無くてもよく、ま
た、凹部の高さは一定でなくてもよい。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、照射された部分はガラス化されて、照射されな
い部分とで、表面状態に異質感を与えた請求項５に記載
の無機質加飾成形体が得られる。

【００８０】また、この加飾方法では、レーザ光の照射
エネルギ量が少なくてよく、模様付けのために必要以上
に表面を溶融させる必要がないので、レーザ光を照射さ
せて模様付けのために表面を溶融しても、それによるガ
スの発生は少ない。また、この表面加飾部分は、成形体
本体と同一素材により一体化されているので、この加飾
部分の耐久性も優れる。

【００８１】これにより、無機硬化性組成物からなる成
形体であって、目地模倣等異質感の再現が可能な無機質
成形体の加飾方法及び無機質加飾成形体が得られる。こ
の成形体は美的効果（意匠性）が増大されるので、これ
により無機質成形体の商品展開の多様性が増大される。

【００８２】請求項２の発明によれば、マスキングプレ
ートを配してレーザ照射が行われるので、模様付けが容
易である。

【００８３】請求項３の発明によれば、レーザ光の直進
性から、凹凸模様の側壁にはレーザ光が照射されない構
成が容易に得られる。これにより、凹凸模様の側壁は特
別のマスキングを施さなくても、異質感を持たせた模様
が形成可能となる、という実用的な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る加飾成形体の断面図である。

【図２】この発明に係る加飾成形体を表面側から見た
斜視図である。

【図３】加飾成形体の形成工程を示し、成形型への組
成物の注型工程を説明する断面図である。

【図４】成形体の形成工程を示し、成形型から脱型さ
れた成形体を説明する断面図である。

【図５】成形体の形成工程を示し、成形体へマスキン
グプレートを配置した状態を説明する断面図である。

【図６】成形体の形成工程を示し、成形体の加飾工程
を説明する断面図である。

【図７】成形体へのレーザ照射工程を説明する模式斜
視図である。

【符号の説明】

１…加飾成形体２…表面２ａ…（表層）ガラス化層３…タイル模倣部４…目地模倣部１０…成形体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＥ０４Ｃ 2/04 Ｅ０４Ｃ 2/04 Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＳｉＯ₂及びＡｌ₂Ｏ₃を含有する反応性
粉体とアルカリ金属珪酸塩と水とを配合させた無機硬化
性組成物を硬化させて成形体を得る成形工程と、該成形
体の表面に低エネルギー照射光を照射させる照射工程を
順次行うことを特徴とする無機質成形体の加飾方法。
【請求項２】前記照射工程は、マスキングプレートを
配したレーザ光により行われることを特徴とする請求項
１に記載の無機質成形体の加飾方法。
【請求項３】前記成形体は、表面に対して垂直壁を有
する凹凸模様を有し、前記照射光としてレーザ光が用い
られ、該レーザ光は、前記成形体の表面に対して垂直に
照射されることにより、該垂直壁は、該レーザ光の照射
を受けないことを特徴とする請求項１又は請求項２に記
載の無機質成形体の加飾方法。
【請求項４】前記無機硬化性組成物は、ＳｉＯ₂及び
Ａｌ₂Ｏ₃を含有する反応性粉体１００重量部に対して、
アルカリ金属珪酸塩を０．２重量部〜４５０重量部の範
囲で、水を３５重量部〜１５００重量部の範囲で配合さ
せ、場合によっては発泡剤を含む無機硬化性組成物であ
ることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項
に記載の無機質成形体の加飾方法。
【請求項５】ＳｉＯ₂及びＡｌ₂Ｏ₃を含有する反応性
粉体とアルカリ金属珪酸塩と水とを配合させた無機硬化
性組成物を硬化させて得た成形体であって、その表面の
少なくとも一部の薄表層をガラス化させて他の部分と異
質感をもたせたことを特徴とする無機質加飾成形体。