JPH04265259A - 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られる非晶質の
着色ガラス破砕粒を含有する合成樹脂と、イソチオシア
ン酸アリルとで構成された色調豊かなカラー複合材に関
する。

【０００２】

【従来の技術】最近、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、ごく限られた範囲でしか用いられなくなっている
。この様な背景、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
ルごとの色違いが生じ問題となっている。

【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粒径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
造する人工大理石において、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欠点を有していた。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るが、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，退色し、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。

【０００５】さらに上記従来の人工石は、高温多湿時期
や、キッチン，トイレ，風呂などの水を多く使用する場
所で用いた場合など、カビが発生するという問題点があ
った。

【０００６】

【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
、また加工性の点で種々の問題があり、またカビ発生を
防止できないという問題点があった。

【０００７】本発明は上記課題を解決するもので、天然
石と同様な風合いを出ししかも製造容易なカラ−複合材
を提供することを目的とする。

【０００８】

【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、少なくとも粒子の存在が視認可能な粒径を
有するガラスと、合成樹脂と、イソチオシアン酸アリル
とを用いてカラー複合材としたものである。

【０００９】

【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ているので、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。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、硬化条件の画一化が図れるといった特徴を
有する。

【００１０】また、上述のように着色ガラスの粒度を著
しく大きくすると、カラー複合材の耐熱温度は、一般に
２０〜３０℃高めることができ、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。

【００１１】また本発明のカラー複合材に、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
面でのカビや細菌の繁殖を長期にわたり防止できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図１を参照し
ながら説明する。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
２を埋設する。ここでイソチオシアン酸アリルは合成樹
脂中に均一に分散しているため図示されていない。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。本発明で
は、人工石を透明あるいは半透明の合成樹脂と、着色ガ
ラスあるいは透明なガラスとによって構成する。したが
って、添加するガラスの粒径や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、環境特性等を支配する。

【００１３】上述した特性を充分得るために、添加する
ガラスの粒径を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、０．１ｍｍ以下の場合は、天然石の風合
いが充分に得られにくく、樹脂の硬化条件が、前述した
ように複雑になる。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
。１０ｍｍ以上で構成した場合は、０．１ｍｍ以下と同
様に天然石の風合いが充分でない上、ガラスと樹脂との
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
なる。

【００１４】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％とすることが望ましいとした理由
について述べる。３０重量％以下とした場合には、強度
は変わらないが、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、強度
が低下する。また、天然石の風合いも、この範囲で良好
な結果が得られ商品としても望ましい。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％
とするのが望ましい。

【００１５】次にカラー複合剤を構成する各材料、構成
条件等について述べる。 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、ＳｉＯ２は，６０
〜９９．５ｗｔ％、Ｎａ２Ｏは，０．１〜１６、Ｋ２Ｏ
は，０〜６ｗｔ％、ＣａＯ，ＭｇＯは，０〜１３ｗｔ％
、Ｂ２Ｏ３は，０〜１３ｗｔ％である。また、代表的な
物性は、軟化点が７２０℃〜１６７０℃で、比重は２．
２０〜２．９０、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。

【００１６】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の範囲内にあること
が望ましい。

【００１７】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。

【００１８】

【表１】

【００１９】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、使用する樹脂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、樹脂とガラスとの良
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、複合材の美観等が望ましい方向に
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）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樹脂に混合して用い
ても防菌、防カビ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あるいは含浸したもの
を樹脂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樹脂中に分散性よく混合し、
より長期にわたり防菌、防カビ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。 ｅ）その他の充填材、補強材 カラー複合材を、本項の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） 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：７３
０℃、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：７
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１〜５ｍｍ、（軟
化点、屈折率は同上、Ｆｅ，Ｍｎ含有）・・・２重量部
５）カップリング剤、信越化学、ＫＢＭ−５０３（表面
処理）・・・０．１重量部 ６）触媒（日本油脂（株）製：パーメックＮ）・・・０
．２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み２０ｍｍのガ
ラスを埋設した本発明のカラー複合材Ａを得た。 （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：７
９５℃、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０．５ｗｔ％含有）・・・５重量部４）
硼硅酸ガラス、茶色、粒径１〜１０ｍｍ（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 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み２０ｍｍのガラスを埋設
した本発明のカラー複合材Ｂを得た。 （実施例３） 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−５０３（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、１）〜５）を混合して型に注ぎ、１００℃で２０分
間、熱プレスして厚み２０ｍｍのガラスを埋設した本発
明のカラー複合材Ｃを得た。 （実施例４） （実施例１）のカラー複合材Ａと同様の材料を用い、ガ
ラスの添加量を表２に示すように変化させて（添加量は
合成樹脂中のガラス重量％で示す）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１０ｍ
ｍとし、長さ３０ｃｍの両端を支持し、中央に１００ｋ
ｇの加重をかけた場合に割れたものを×、割れなかった
ものを○、部分的に割れたものを△として表示した。

【００２０】

【表２】

【００２１】（表２）の結果より、ガラスの添加量は３
０〜８０重量％にあることが望ましい。 （実施例５） （実施例１）のカラ−複合材Ａと同様の材料を用い、ガ
ラスの粒度を（表３）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
４）と同様に行った。結果を表３に示す。

【００２２】

【表３】

【００２３】（表３）より、ガラス粒径の望ましい範囲
は０．１〜１０ｍｍである。（実施例１〜５）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
るカラー複合材が得られた。

【００２４】（実施例１〜５）で、樹脂としてアクリル
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。

【００２５】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。 （実施例６） （実施例２）のカラー複合材Ｂの組成でイソチオシアン
酸アリルをカラー複合材に添加しない比較複合材１を作
成した。作成したカラー複合材Ｂおよび比較複合材１の
表面に、浴室に繁殖するクロカビの菌液を含むカビ用培
地を塗布し、２８℃，９０％の雰囲気中に放置した時の
、クロカビの発生状況を調べた。結果を（表４）に示す
。

【００２６】

【表４】

【００２７】（表４）より明らかなように、イソチオシ
アン酸アリルを複合材中に含むことにより、カビの発生
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。 （実施例７） （実施例）２のカラー複合材Ｂの組成で、イソチオシア
ン酸アリルをシリカゲルに含有させた本発明のカラー複
合材Ｍおよびイソチオシアン酸アリルをゼオライトに含
有させたカラー複合材Ｎをそれぞれ作成した。

【００２８】作成したカラー複合材Ｍ，Ｎおよび比較複
合材１表面について（実施例５）と同様の試験方法によ
りクロカビの発生状況を調べた。結果を（表５）に示す
。

【００２９】

【表５】

【００３０】（表５）より明らかなように、イソチオシ
アン酸アリルを含む多孔質体を複合材に添加することに
よりカビの発生防止が可能となる。特にカラー複合材Ｍ
の構成の場合が望ましい。

【００３１】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば、製造加工，着色等が容易で、なおかつカビ
発生を防止でき、建築用材料や装飾品として有用な色調
豊かなカラ−複合材を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラ−複合材の一実施例の断面図

【符号の説明】

１　　合成樹脂 ２　　ガラス粒子 ３　　透明樹脂層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも粒子の存在が視認可能な粒径を
   有するガラスと、合成樹脂と、イソチオシアン酸アリル
   からなるカラー複合材。
2. 【請求項２】　合成樹脂中のガラスの含有量が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. 【請求項３】　ガラス粒子の粒径が０．１〜１０ｍｍで
   あることを特徴とする請求項１または２記載のカラー複
   合材。
4. 【請求項４】　粒子の存在が視認可能な粒径を有するガ
   ラスと、合成樹脂と、イソチオシアン酸アリルを含む多
   孔質体とよりなるカラー複合材。