JPH06264221A - 表面に金属薄膜が被覆されたセメント硬化体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】表面に金属薄膜が被覆されたセメント硬化体で
あって、金属被膜の剥離強度が高いものを提供する。 【構成】セメント、水、ポリビニルアルコール、保水
剤、および細骨材を混練してセメント硬化体１を板状
（５ｍｍ厚）に成形した。このセメント硬化体１の一方
の面にアクリル系樹脂を塗布して１０μｍの被膜２を形
成し、その表面にスパッタリングと電解メッキとによ
り、銅薄膜３ａ，３ｂを重ねて形成した（銅薄膜全体３
で２０μｍ）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表面に金属薄膜が被覆
されたセメント硬化体に関し、装飾性に優れたセメント
硬化体として建築材料に有効に使用されるものである。

【０００２】

【従来の技術】製品の表面に装飾性を与える方法とし
て、蒸着やメッキ等の金属薄膜形成技術は、その品質や
資源の節約に寄与するという点からも有効な方法であ
る。近年、建築材料であるセメント硬化体の表面に、表
面硬度の改善と装飾性とを兼ねて金属薄膜を形成するこ
とが検討されているが、通常のセメント硬化体の表面に
は５００μｍ以上のマクロな凹凸が存在するため、セメ
ント硬化体の表面に蒸着やメッキ等を施すことは困難で
あった。

【０００３】また、セメント硬化体の表面に蒸着によっ
て金属薄膜を形成することができても、剥離強度が弱い
ため、例えば、銅の薄膜が被覆されたセメント硬化体を
炭酸アンモニウム水溶液に浸すことにより銅の表面に緑
青を形成するような二次加工を施すと薄膜が剥離し易
く、建築材料として実用的に用いられるものではなかっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の問題点に着目してなされたものであり、表面
に金属薄膜が被覆されたセメント硬化体であって、金属
被膜の剥離強度が高いものを提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、少なくともセメント、水、水溶性高分
子、保水剤、およびフィラーを混練して成形されたセメ
ント硬化体と、このセメント硬化体の表面に形成された
合成樹脂の被膜と、この被膜の表面に形成された金属薄
膜とからなることを特徴とする表面に金属薄膜が被覆さ
れたセメント硬化体を提供する。

【０００６】本発明を構成するセメント硬化体は、少な
くともセメント、水、水溶性高分子、保水剤、およびフ
ィラーを混練して成形されたものであり、セメントに対
して水溶性高分子を０．１〜１０重量％含有することが
好ましい。水溶性高分子としては、ポリビニルアルコー
ル、部分ケン化ポリ酢酸ビニル、ポリアクリルアミド、
ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸塩、ポリメタ
クリル酸塩、ユリア樹脂、変性メラミン樹脂、ポリスチ
レンスルホン酸塩、アルギン酸塩等の合成高分子または
天然高分子が有効に用いられる。

【０００７】保水剤やフィラーの材質や混練、成形方法
は特に限定されず、従来より周知のセメント硬化体に使
用される材質および方法を採用することができる。本発
明における被膜をなす合成樹脂としては、ガラス転移温
度が６０℃以上である耐熱性樹脂が好ましい。ガラス転
移温度が６０℃未満の樹脂であると、金属薄膜を例えば
蒸着により形成する場合には、蒸着される原子や分子、
および蒸着雰囲気に存在するその他の高エネルギー粒子
が被膜表面に衝突するとともに、ヒーターからの輻射熱
により加熱されるため、被膜そのものが変形または軟化
することから、蒸着された金属薄膜の剥離強度が低下す
ると考えられる。

【０００８】ガラス転移温度が６０℃未満の樹脂として
は、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹
脂、メタクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、およびウレタ
ン系樹脂等が挙げられる。この被膜をなす樹脂が、前述
のセメント硬化体に含まれる水溶性高分子と分子構造が
類似する樹脂や化学的性質が類似する樹脂であると、セ
メント硬化体との接着性が一層改善されるためより好ま
しい。

【０００９】このような被膜の形成方法としては、樹脂
を溶媒に溶かした溶液や、樹脂を加熱して溶融した状態
のものを、バーコート、スピンコート、ロールコート、
スプレーコート等の方法により、セメント硬化体表面に
塗布する湿式の方法が挙げられる。塗布方法は、塗布さ
れるセメント硬化体の形状等により適宜選択され、塗布
された後の樹脂被膜は周知の方法により乾燥、固化され
る。また、このような被膜は、真空蒸着、スパッタリン
グ、プラズマ重合、プラズマＣＶＤ（化学的蒸着法）等
の乾式の方法により形成することもできる。

【００１０】被膜の膜厚は、例えば５０ｎｍ〜１０μｍ
とし、好ましくは１００ｎｍ〜１０μｍとする。膜厚が
５０ｎｍ未満であると後述のような被膜の作用が発揮さ
れず、１０μｍを超えると、被膜形成時に塗布回数や乾
燥時間、樹脂の使用量が増加してコストが嵩むため実用
的でない。本発明における金属薄膜としては、使用目的
に合わせて、銅、金、銀、白金、チタン、ニッケル、お
よびクロム、またはこれらの合金が使用される。また、
これらの金属の炭化物や窒化物などもセメント硬化体の
表面硬度の改善と装飾性の付与との点から有効である。
本発明において、金属薄膜は一層のみの被覆でもよい
し、必要に応じて二層以上重ねて被覆してもよい。

【００１１】このような金属薄膜の形成方法は被覆され
る薄膜の厚みによって選択される。例えば膜厚が１μｍ
以下の薄い場合には、スパッタリング法、真空蒸着法、
イオンプレーティング法等の乾式法が採用される。特
に、スパッタリング法は被覆プロセスの制御が容易であ
り、剥離強度の大きい金属薄膜を形成できるため、実用
的に有効な方法である。スパッタリング法には、ＤＣマ
グネトロンスパッタリング、高周波マグネトロンスパッ
タリング、イオンビームスパッタリング等があるが、い
ずれの方法でも構わない。

【００１２】膜厚が１μｍを超える場合には、無電解メ
ッキ、電解メッキ等の湿式法が好適であるが、導電性塗
料（導電性金属を含有する塗料）を塗布して乾燥させる
方法も採用できる。また、上記の湿式法と前述の乾式法
とを組み合わせてもよい。例えば、乾式の薄膜形成方法
で形成した１μｍ以下の金属薄膜の上に、無電解メッキ
や電解メッキ等で金属薄膜を重ねて形成し、膜厚を厚く
することもできる。

【００１３】

【作用】本発明によれば、セメント硬化体が、少なくと
もセメント、水、水溶性高分子、保水剤、およびフィラ
ーを混練して成形されたものであるため、従来のセメン
ト硬化体のように表面に５００μｍ以上のマクロな凹凸
が存在しない。また、セメント硬化体に含まれる水溶性
高分子と、セメント硬化体の表面に被膜状に形成された
合成樹脂との親和力により、セメント硬化体と合成樹脂
の被膜との接着力が高くなる。さらに、合成樹脂被膜の
表面はセメント硬化体の表面と比較して平坦であるた
め、金属薄膜が被覆されやすいものである。したがっ
て、合成樹脂の被膜の存在により、セメント硬化体と金
属薄膜との剥離強度が高くなる。

【００１４】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではな
い。以下の実施例においては、建築材料として性能なら
びにコスト面から実用性に富む金属材料である銅の薄膜
をセメント硬化体表面に被覆した。また、最表面に緑青
を生じさせることによりにより、セメント硬化体表面の
装飾性をより一層高めることができる。

【００１５】セメント１００重量部、水２４重量部、水
溶性高分子としてポリビニルアルコール０．５重量部、
保水剤としてメチルセルロース０．５重量部、およびフ
ィラーとして細骨材２００重量部を混練して型枠内に流
し込み、セメント硬化体を５ｍｍ厚の板状に成形した。
図１に示すように、このセメント硬化体１の一方の面
に、バーコーターによりアクリル系樹脂として三井東圧
化学（株）製の「アルマテックス」を塗布した後、１４
０℃で乾燥して膜厚１０μｍの被膜２を形成した。

【００１６】次いで、この被膜２が付いたセメント硬化
体１を、スパッタリング装置の薄膜形成室に入れ、グロ
ー放電による酸素プラズマに暴露した後、銅をターゲッ
トにして、ＤＣスパッタリングにより平均膜厚が約２５
０ｎｍの銅薄膜３ａを被膜２表面に積層した。これを銅
の電解メッキ槽に入れて銅薄膜３ａの上にさらに銅薄膜
３ｂを重て形成し、全体（銅薄膜３）の厚みを２０μｍ
とした。

【００１７】この銅薄膜３の剥離強度は、ＡＮＳＩ／Ａ
ＳＴＭ Ｂ５７１−８４に基づくピーリング試験の結果
１．４ｋｇ／ｃｍであり、建築材料の表面を装飾する材
料として十分な強度を有していた。さらに、これを１０
重量％の炭酸アンモニウム水溶液に１０分間浸してから
取出し、空気中で２４時間放置することにより、図２に
示すように、銅薄膜３の表面全体に緑青３ｃを生じさせ
た。この時の銅薄膜３の剥離強度は、前記と同様の試験
の結果０．９ｋｇ／ｃｍであった。

【００１８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、特殊な構成のセメント硬化体と、このセメント硬化
体の表面に形成された合成樹脂の被膜と、この被膜の表
面に形成された金属薄膜とからなるため、前記被膜の存
在により、セメント硬化体と金属薄膜との剥離強度を高
くすることができる。その結果、本発明の表面に金属薄
膜が形成されたセメント硬化体は、装飾性に優れた建築
材料として実用的なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】本発明の別の実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ セメント硬化体 ２ 合成樹脂の被膜 ３ 銅薄膜（金属薄膜）

フロントページの続き (72)発明者 福田 信弘 東京都千代田区霞が関３丁目２番５号 三 井東圧化学株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともセメント、水、水溶性高分
   子、保水剤、およびフィラーを混練して成形されたセメ
   ント硬化体と、このセメント硬化体の表面に形成された
   合成樹脂の被膜と、この被膜の表面に形成された金属薄
   膜とからなることを特徴とする表面に金属薄膜が被覆さ
   れたセメント硬化体。