JPH09295392A

JPH09295392A - 人工石及びその製造方法

Info

Publication number: JPH09295392A
Application number: JP8113318A
Authority: JP
Inventors: Naoki Hayama; 直希羽山; Toshiyuki Suzuki; 敏之鈴木; Katsutoshi Oda; 勝利小田
Original assignee: Nippon Steel Chemical Co Ltd; Yamaha Living Tech Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd; Yamaha Living Tech Co Ltd
Priority date: 1996-05-08
Filing date: 1996-05-08
Publication date: 1997-11-18

Abstract

(57)【要約】【課題】化粧層が変色することのない人工石を提供す
ること。【解決手段】粒状体１２Ａが透明な樹脂１２Ｂでコー
ティングされてこれらが点接触結合となるように設けら
れた化粧層１２と、この化粧層１２にバリヤ層１４を介
して積層されたフェノール樹脂含有の基材層１５とによ
り人工石１０が成形されている。バリヤ層１４は、熱圧
プレスの際にフェノール樹脂の硬化に伴って発生するガ
ス流通を遮断し、化粧層１１の変色を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は人工石及びその製造方法
に係り、さらに詳しくは、人工大理石のようなグラニッ
ト調の外観を表出することができ、特に、化粧層の変色
等を良好に防止することのできる人工石及びその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】天然資源の有限性およびコスト的な問題
に鑑み、従来より人工的に製造された各種模様を有する
人工石が採用されている。

【０００３】かかる人工石としては、例えば、図４に示
される層構造を備えたものが存在する。同図において、
人工石５０は、化粧層５１と、この化粧層５１に隠蔽層
５２を介して積層された基材層５３とを備えて構成され
ている。化粧層５１はガラス粒子等からなる無機質粒状
体とポリエステル、アクリル等の透明な樹脂とによって
成形されている。また、隠蔽層５２は白系の無機質粒状
体と透明若しくは白色樹脂とにより成形されている一
方、基材層５３は、耐熱性、耐炎性に優れたフェノール
樹脂と適宜な軽量骨材とを含んで構成されている。な
お、前記隠蔽層５２を設けずに、単に、化粧層５１と基
材層５３とを積層したタイプの人工石も存在する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、フェノール
樹脂はヘキサメチレンテトラミン（ＨＭＴＡ）等によっ
て硬化するタイプのものが存在する。ＨＭＴＡは最もよ
く用いられている硬化剤として所定量添加されるが、熱
と湿気によってＨＭＴＡは計算量のアンモニアとホルム
アルデヒドになる。ここで、ホルムアルデヒドは架橋す
る作用を生じさせる一方、アンモニアは殆どが気体で揮
発するが、いくぶんかはベンゾキサジンやアゾメチンを
生成する。このため、ＨＭＴＡで硬化したフェノール樹
脂は黄変する傾向がある。

【０００５】従って、前述のような人工石５０にあって
は、基材層５３の成形材料としてフェノール樹脂を用い
た場合、当該フェノール樹脂が硬化するときの影響を受
けて化粧層５１が黄変するという問題を生ずる。また、
樹脂をエポキシ系樹脂を用い、硬化剤に有機酸ヒドラジ
ド、イミダゾリン、イミダソール等のＮＨやＮＨ₂が反
応する場合においても同様の現象が生じる。そのため、
隠蔽層５２を設けないタイプの人工石では、化粧層５１
の成形材料として用いられる粒状体自体が一定の隠蔽力
を発揮できる材料に制限され、意匠上好ましいとされる
ガラス、寒水石等の透明な粒状体を使用できないという
不都合を招来する。

【０００６】そこで、化粧層５１に透明な粒状体を用い
る場合には、当該化粧層の黄変を防止するために隠蔽層
５２を設けることが必須となり、化粧層５１及び隠蔽層
５２、とりわけ隠蔽層５２を厚く設けなければならず、
材料コストの上昇や比重の上昇を不可避的に生ずるとい
う問題がある。また、人工石５０の重量増を避けるため
には、隠蔽層５２に要求される厚みとの関係で、反射的
に基材層５３の層を薄くしなければならず、これが人工
石５０全体としての強度等の物性を著しく低下する要因
となる。

【０００７】本発明は、かかる従来例の問題若しくは不
都合を改善するために案出されたものであり、その目的
は、粒状体の種類に制限を受けることなく化粧層の成形
を可能とし、当該化粧層における変色等の弊害を防止し
つつ期待される装飾的外観を得ることができるととも
に、全体としての軽量化を達成し、且つ、一定の強度維
持も実現することのできる人工石及びその製造方法を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、化粧
層と、この化粧層の一方の面に一層以上の層を積層し、
少なくとも一層の樹脂含有の基材層を積層してなる人工
石において、前記化粧層と前記基材層との間にバリヤ層
を配置する、という構成を採っている。すなわち、化粧
層以外の層に、化粧層の性状変化、例えば、意図しない
色に変化させることがある材料を含んでいる場合に、当
該材料が含まれている層と前記化粧層との間にバリヤ層
を配置するという構成を採ったものである。これによ
り、例えば、成形時において、基材層に用いられる樹脂
の硬化に伴うガス等は前記バリヤ層で遮断され、化粧層
に変色等をもたらす要因が一掃される。

【０００９】また、本発明に係る人工石は、粒状体を透
明な樹脂材料でコーティングしてこれらを点接触結合し
てなる化粧層と、この化粧層にバリヤ層を介して積層さ
れた熱硬化性樹脂と無機質粒状体とからなる基材層とを
備えた層構造も採用されている。

【００１０】更に、本発明は、化粧層と、この化粧層に
積層された基材層とにより成形される人工石の製造方法
において、前記化粧層の成形材料と、前記基材層成形材
料との間にバリヤ層を挟むように、これらを積層してプ
レス成形する、という製造方法が採用される。この製造
方法において、人工石は化粧層の成形材料を最初に散布
してこれの上にバリヤ層及び基材層成形材料を積層して
プレス成形する場合に限らず、これと逆の順序で各層成
形材料を積層してプレス成形することも含まれる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明におけるバリヤ層は、ガス
等を遮断する能力を有する材料、例えば、高密度ポリエ
チレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポ
リプロピレン、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、
ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、アクリル樹脂、
ポリエチレンテレフタレート、６−ナイロン、６６−ナ
イロン、ポリイミド、及びポリビニルアルコール等の樹
脂性フィルム或いはシートが用いられる。これらは、透
明或いは着色したものが利用でき、そのフィルム厚み
は、０．０１〜０．５mm以下、好ましくは０．０１〜
０．０５mm以下である。基材層として用いられる樹脂
が、例えばフェノール樹脂を含む場合に、当該樹脂が硬
化するときに発生する前記ガス成分はバリヤ層によって
遮断することができ、従って、化粧層に黄変が生ずる虞
を回避する。そのため、化粧層には、透明な粒状体も利
用することが可能となり、意匠的に優れた外観を表出で
きる人工石を得ることができる。

【００１２】なお、黄変以外に人工石の性状を阻害する
事項としては、硬化阻害、接着不良等が例示できる。接
着不良においては、フェノール樹脂のフェノール、ホル
ムアルデヒド、水、メラミン樹脂におけるホルムアルデ
ヒド、水、その他脱水縮合型の樹脂における水等が例示
できる。

【００１３】前記化粧層に用いられる粒状体としては、
ケイ砂、天然砂、陶器破砕粒子、セラミック粒子、マイ
カ、ガラスフリット、天然マイカ、寒水石、シリカ等の
無機質粒状体が主として挙げられ、着色されていても透
明であっても良い。また、これらは、１〜２０重量％の
透明な樹脂、例えば、アクリル系、ポリエステル系、ウ
レタン系、メラミン系、フェノール系、エポキシ系、フ
ッ素系等の樹脂でコーティング又は混合される。粒状体
を樹脂でコーティングした場合は、成形後の化粧層はこ
れらが点接触結合となって各粒状体相互間に隙間が形成
される。従って、化粧層においても使用樹脂量が低減さ
れ、ひいては防火性を向上させることが可能となる。

【００１４】ここで、コーティングされた粒状体相互間
が点接触結合している状態とは、粒状体同士が直接点接
触している状態であってもよいし、樹脂材料を介して接
触している状態であってもよい。化粧層においては、粒
状体は成形後の表面がコーティング樹脂で濡れた状態と
なり、且つ、透明な粒状体を採用すれば、深み、立体感
を外観上に表出する。また、前記隙間と接している領域
においては、光の反射が良好に行われて一層の輝きを表
出することとなる。

【００１５】前記粒状体の粒径は０．１〜５mmのものが
採用される。但し、外観と表面平滑精度を良好に維持す
る上では、０．１〜２mmの粒径を有する粒状体を採用す
ることが好ましい。これらの粒状体は、粒間隙間が１０
〜５０体積％、好ましくは３０〜４０体積％確保できる
ようにプレス成形される。粒間隙間が１０体積％未満で
は隙間と接する領域での光の反射に基づく輝きを不足す
る一方、５０体積％を超えると強度的な信頼性を低下す
る傾向が強まるためである。また、粒間隙間を３０〜４
０体積％の範囲とした場合には、防火性能と強度との両
立が達成される。粒状体をコーティングする樹脂量は、
前述した範囲の中でも、２〜１０重量％に設定すること
が準不燃性を達成する上で好ましい。また、化粧層全体
としての層厚は、０．５〜２０mmが例示できる。

【００１６】前記基材層は熱硬化性樹脂と無機質粒状体
とからなる層である。ここで熱硬化性樹脂はフェノール
樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂等の汎用の樹脂が使用できるが、コスト面及び耐
火性の観点からはフェノール樹脂を用いることが好まし
い。無機質粒状体についても樹脂同様に汎用の製品が使
用可能であり、例えば、炭酸カルシウム、酸化チタン、
酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、マイカ、珪
砂、天然砂、各種セラミック粒子、ガラス粉砕物、フラ
イアッシュ、スラグ等が挙げられ、特に、軽量化には焼
成膨張頁岩、ＡＬＣ粉砕物、天然火山礫、パーライト、
ガラス発泡体及びシラスバルーン等をそれぞれ単独或い
は混合して用いることができるが、工程作業性から無機
質粒状体はフライアッシュとガラス粉体造粒発泡体若し
くは天然火山礫の混合物が好ましい。基材層の混合比は
強度発現性、軽量性、混合性及びコストの観点から、フ
ライアッシュ１００重量部に対してガラス粉体造粒発泡
体若しくは天然火山礫５０〜２００重量部、及びフェノ
ール樹脂が５〜２５重量部を設定できる。嵩密度は０．
１g/cm³〜１．０g/cm³の範囲が好ましい。０．１g/cm³
未満では成形体の強度が不十分となる一方、１．０g/cm
³を越えると軽量性が損なわれるためである。また、要
求強度に対応するために、基材層に補強層を設けること
もできる。補強材としては、主にコストと物性発現性か
らガラス繊維が推奨されるが、カーボン繊維、金属繊維
等の無機質繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、ビ
ニロン繊維、アラミド繊維等の有機質繊維についても利
用可能である。工程的には収束されたストランド状のガ
ラス繊維を基材層材料中に切断散布分散して補強層を構
成するか、又は、熱硬化性樹脂をプリプレグ処理したガ
ラス繊維、不織布、編布を最外層に積層する方法も適用
できる。

【００１７】本発明における人工石は、化粧層と基材層
との間に隠蔽層を設ける構成も採用される。この場合、
前記バリヤ層は隠蔽層と基材層との間に配置される。ま
た、必要に応じて、化粧層の表面に保護フィルム等から
なる表層を積層することもできる。表層は、ポリエチレ
ンテレフタレート、塩化ビニル、ポリエステル、アクリ
ル、ＡＢＳ及びＰＳ等のシート材が採用される他、アク
リル、ポリエステル、ウレタン等の塗膜により成形する
こともできる。これらの樹脂材料で成形される表層の肉
厚もしくは膜厚は、０．０５〜１．０mmとすることが好
ましく、準不燃性を達成する上では、０．０５〜０．４
mmに設定することが更に好ましい。表層を設ける構成で
は、化粧層表面の保護や、深み、立体感が出る等の外観
性能をより向上させることができる。

【００１８】本発明に係る人工石１０の層構造として
は、図１に示されるように、下方から上方に向かって表
層１１、化粧層１２、隠蔽層１３、バリヤ層１４、基材
層１５及び補強層１６とにより構成することができる。
化粧層１２は、図２に拡大して示されるように、粒状体
１２Ａに樹脂１２Ｂをコーティングしたものを点接触結
合し、各粒状体１２Ａ相互間に隙間Ｓが設けられるよう
に成形されている。なお、これらの各層構造は限定的な
ものではなく、本発明に係る人工石１０の利用目的等に
応じて種々の層構造を採用することができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と共に説明す
る。

【００２０】実施例１表面を塗装された５０μｍのポリエチレンテレフタレー
トフィルム（東レ株式会社製）の片側面にポリエチレン
系ホットメルト接着剤を５０μｍ厚塗布し、これを金属
板上に配置して表層１１を設けるようにした。この上
に、化粧層１２として、粒径０．５〜１．５mmのガラス
粒からなる粒状体１２Ａを、アクリル系樹脂１２Ｂで３
重量％コーティングし、１．６Kg/m²散布した。そし
て、隠蔽層１３として粒径０．５〜１．０mmの陶器破砕
物を３重量％のアクリル系樹脂でコーティングしたもの
を０．５６Kg/m²散布した。次いで、バリヤ層１４を構
成する０．２mm厚のポリスチレンシート（新日化ポリマ
ー株式会社製）を配置した。この積層物に、基材層１５
として、ブレーン値２３５０m²/gのフライアッシュ（東
北発電工業株式会社製）１００重量部に、粒径０．３〜
１．２mmのガラス粉体造粒発泡体（サンライト株式会社
製）１００重量部と粗充填嵩密度０．３５g/cm³の粉末
ノボラック型フェノール樹脂（ＮＫ−７００１，新日鐵
化学株式会社製）３５重量部からなる樹脂混合組成物を
３．２kg/m²散布積層し、更にその上に、補強層１６と
して、繊維径１３μｍ、番手２４００texのガラス繊維
ロービング（ＲＳ−２４０ＰＲ−３４８ＣＳ、日東紡株
式会社製）を繊維長３８mmに切断したチョップドストラ
ンド３００g/m²と前記樹脂組成物１．４kg/m²を順次散
布積層した。前記積層物を熱プレスに入れ、温度１６０
℃、圧力２０kgf/cm²、時間１０分間の条件で熱圧成形
して、厚さ７mmの人工石を得た。このようにして得られ
た表面石目調の人工石において、化粧層の変色、異物混
入は全く見られなかった。この物性試験結果を図３に示
す。

【００２１】実施例２実施例１と同様の条件で、基材層１５のガラス粉体造粒
発泡体に代えて天然火山礫（嵩密度０．４kg/cm³）を用
いて表面石目調の人工石を成形した。その物性試験結果
を図３に示す。

【００２２】実施例３化粧層１２として、０．５〜１．５mmの透明なガラス粒
及び着色ガラス粒からなる粒状体をポリエステル樹脂３
重量％でコーティングし、厚さ２mm程度となるように散
布した。また、補強層１６としてガラス繊維チョップド
ストランドに代えて４０重量％のフェノール樹脂を含浸
したガラスクロスプリプレグ（１４０g/m²、ＥＭ−９
０）を散布した。そして、化粧層１２及びバリヤ層１４
の散布積層物の上に、基材層１５を形成する樹脂混合組
成物を４．６kg/m²散布した後、前記ガラスクロスプリ
プレグを配置し、実施例１と同様に熱圧成形して表面石
目調の人工石を得た。得られた人工石の物性試験結果を
図３に示す。

【００２３】実施例４実施例１と同様の条件で、基材層１５のガラス粉体造粒
発泡体に代えて、天然火山礫（嵩密度０．４kg/cm³）を
用い、更に、実施例３と同様にフェノール樹脂を含浸し
たガラスクロスプリプレグを補強材として用いて表面石
目調の人工石を成形した。その物性試験結果を図３に示
す。

【００２４】実施例５実施例１のポリスチレンシートに代えて、０．２mm厚さ
のアクリル樹脂シートを用いてバリヤ層１４を構成し、
また、化粧層１２として０．５〜１．５mmの寒水石及び
着色ケイ砂からなる粒状体を、シリコン変性アクリル樹
脂３重量％でコーティングし、厚さ２mm程度となるよう
に散布して表面石目調の人工石を成形した。その物性試
験結果は図３に示す通りであり、特に、表面意匠性はポ
リスチレンシートの場合と同様、変色のない美麗なもの
が得られた。

【００２５】実施例６実施例１のバリヤ層１４のポリスチレンシートに代え
て、０．０５mm厚さの６６−ナイロンフィルムを用い、
また、化粧層１２として、０．５〜１．５mmの透明ガラ
ス粒及び着色ケイ砂からなる粒状体にメラミン系樹脂３
重量％をコーティングし、厚さ２mm程度となるように散
布して人工石を成形した。その物性試験結果は図３に示
す通りであり、特に表面意匠性はポリスチレンシートの
場合と同様、変色のない美麗なものが得られた。

【００２６】実施例７実施例１のポリスチレンシートに代えて、０．０５mm厚
さのポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ株式会
社製）を用いてバリヤ層１４を構成し、表面石目調の人
工石を成形した。このときの熱圧成形条件は、１７０
℃、圧力２０kgf/cm²、時間１０分間とした。その物性
試験結果は図３に示す通りであり、表面意匠性に優れた
ものができた。

【００２７】実施例８実施例１の基材層１５に代えて、未硬化のノボラック系
フェノール樹脂を７重量％被覆したガラス粉体造粒発泡
体４．０kg/m²を、表層１１、化粧層１２、隠蔽層１
３、ポススチレンシートのバリヤ層１４の順で構成され
た積層物上に、散布積層した。ここで、化粧層１２は、
０．１mm以下の寒水石及び透明ガラス粒にアクリル系樹
脂８重量％を混合し、厚さ１．０mm程度となるように散
布した。この積層物上に実施例３と同様にガラスプリプ
レグを配置し、温度１７０℃、圧力１８kgf/cm²、時間
１５分間の条件で熱圧成形して厚さ１０mmの表面石目調
の人工石を得た。その物性試験結果を図３に示す。

【００２８】比較例１前述のバリヤ層１４を除いて前記実施例１と同様にして
人工石を成形した。その物性試験結果を図３に示す。試
験結果から明らかなように、この人工石においては、成
形後に化粧層全面に亘って黄変が見られ、実用品として
提供困難なものとなった。

【００２９】比較例２実施例８と同様の条件で、バリヤ層１４を除いて板状人
工石を作成した。その物性試験結果を図３に示す。この
人工石も化粧層前面に亘って黄変が観察され、製品価値
を損なうものとなった。

【００３０】なお、前記実施例においては、基材層にお
けるフェノール樹脂の硬化によって化粧層に生じる変色
を防止する場合を説明したが、本発明はこれに限定され
るものではない。例えば、基材層以外の層に変色等の問
題を生じさせ得るような材料が用いられているときは、
当該層と化粧層との間にバリヤ層を配置する構成が採用
されることとなる。また、化粧層の変色以外の性状阻害
事項にも適用でき、例えば、硬化阻害、接着不良等を生
じさせ得るガス等の流通を遮断することも可能である。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成され且つ作
用するので、これによると、期待される装飾的外観を得
ることはもとより、特に、基材層として用いられる樹脂
によって生じ得る化粧層の色変化を有効に防止すること
が可能となる。また、化粧層に用いられる粒状体の選択
範囲も狭められることなく採用することが可能となり、
得られる人工石に多様性を付与することができる。しか
も、全体としての軽量化を図りつつ一定の強度の維持を
も併せて実現できる、という従来にない優れた効果を奏
する人工石及びその製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に対応した人工石の部分断面図
である。

【図２】前記実施例における化粧層の拡大断面図であ
る。

【図３】実施例と比較例の物性試験結果を示す図表で
ある。

【図４】従来の人工石を説明するための部分断面図で
ある。

【符号の説明】

１０・・・人工石、１２・・・化粧層、１２Ａ・・・粒
状体、１４・・・バリヤ層、１５・・・基材層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ３２Ｂ 19/02 Ｂ３２Ｂ 19/02 27/04 27/04 Ａ 27/42 １０１ 27/42 １０１ 31/20 9349−4Ｆ 31/20 // Ｂ２９Ｋ 101:10 Ｂ２９Ｌ 9:00 (72)発明者小田勝利東京都中央区新川２丁目31番１号新日鐵化学株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】化粧層と、この化粧層の一方の面に一層
以上の層を積層し、少なくとも一層の樹脂含有の基材層
を積層してなる人工石において、前記化粧層と前記基材
層との間にバリヤ層を配置したことを特徴とする人工
石。
【請求項２】粒状体を透明な樹脂材料でコーティング
してこれらを点接触結合してなる化粧層と、この化粧層
にバリヤ層を介して積層された熱硬化性樹脂と無機質粒
状体とからなる基材層とを備えたことを特徴とする人工
石。
【請求項３】化粧層と、この化粧層に積層された基材
層とにより成形される人工石の製造方法において、前記
化粧層の成形材料と、前記基材層成形材料との間にバリ
ヤ層を挟むように、これらを積層して熱圧成形すること
を特徴とする人工石の製造方法。