JPH03275547A - 不燃性複合成形体の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、不燃にして機械的物性、耐水性に優れ、タイ
ル調化粧を有した不燃性複合成形体の製造方法に関する
。

（従来の技術） 近年、建築物の多様化に伴い建築材料の高性能化が進み
、その結果、合成樹脂系の建築材料やセメント系の建築
材料が内装材もしくは外装材として使用されている。と
ころで、セメント系の建築材料は、例えば、水硬性セメ
ントの場合、養生硬化を充分に行わないとセメント基材
に無機もしくは有機塗料を塗装しても剥離し易く、また
養生硬化が充分になされたとしても、雨水等により基材
が吸収した水が浸透拡散して塗膜が剥離し昌く耐水性に
劣るという欠点がある。一方、合成樹脂系の建築材料は
セメント系の建築材料と比較して、軽量で、断熱性、湿
度や凍結等に対する耐環境性、加飾性、生産・加工性に
優れているが、可燃性であるがため、火災の発生時には
延焼し易いとともに有害ガス等の発生が多いという欠点
もある。

かかる欠点を改善するため、無機質粉粒体を熱硬化性樹
脂で結合して基材を成形し、塗料により表面加飾を施し
て建材を得ることが行われている。

この場合、使用する熱硬化性樹脂の量を最低限度にとど
め、この樹脂には低発煙性樹脂であるフェノール系樹脂
を使用する等の種々の対策が試みられている。

例えば特開昭５７−１１１２７３号公報では、多量の珪
砂や石英砂等の無機質粉粒体に少量のフェノール樹脂等
を加えて混合し、加熱硬化してなる基材の表面に、有色
ラッカーと透明樹脂系の人造釉薬を用いて表面加飾を施
すことによってタイル調の成形体を製造する方法が記載
されている。

しかしながら、基材の表面に設けられた有色ラッカーと
樹脂系の人造釉薬による加飾層は、有機系組成物である
ため燃焼し易く、結果的に成形体の不燃性を低下させて
しまうという欠点があった。

（本発明が解決しようとする課Ｂ） 本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
、その目的とするところは、機械的物性、不燃性及び耐
水性に優れ、タイル調化粧を有した不燃性複合成形体の
製造方法を従供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の不燃性複合成形体の製造方法は、無機質粉粒体
１！容量に対し、２０〜１００ｇ重量の未硬化の熱硬化
性樹脂を加えて混合し、然る後、加熱硬化せしめて無機
質粉粒体同志を樹脂で結合した基材を成形し、この基材
の表面に金属アルコキシドを原料としたゾル−ゲル系バ
インダーを主成分とする塗料を用いて塗布乾燥すること
を特徴とするものである。

本発明で用いられる無機質粉粒体としては、例えば砂、
珪砂、天然岩石の粒状物、珪藻土、シラス、アルミナ、
クレー、カオリン、タルク等の天然砂や鉱物類、陶器粉
、磁器粉、ガラス粉、石炭灰（フライアッシュ）等の人
造物や廃棄物類、アルミニウムやカルシウム等の水酸化
物、或いはこれらの炭酸塩、硫酸塩、珪酸塩もしくはそ
れらの結晶水を有するもの、更にはパーライト、バーミ
キュライト、ガラスバルーン、シラスバルーン、石炭灰
バルーン、セラミック系バルーン等の軽量粒体が挙げら
れ、これらから選ばれた少なくとも１種以上のものであ
る。

無機質粉粒体の平均粒径（ｔ！準ふるい測定による粒度
分布での５０％粒子径）は、１００〜３００ｐｍである
。平均粒径が１１００ｐ未満では、比表面積が増加する
ため、無機質粉粒体を樹脂で結合（バインデイグ）する
のに多量の樹脂が必要となり、結果的に不燃性が確保さ
れなくなる。また、平均粒径３００μｍを越えると成形
体の気密性、表面の平滑性が極めて粗悪になりタイル調
の加飾を良好に行うことができないからである。これら
の無機質粉粒体は、熱硬化性樹脂との界面接着性を向上
させることを目的として、アミノシラン、アクリルシラ
ン等のカップリング剤で処理されたものであってもよい
。

本発明で用いられる未硬化の熱硬化性樹脂とは、硬化剤
の存在下で架橋反応を伴いながら重合が進行しうるもの
で、液状もしくは粉末状であり前記無機質粉粒体と混合
して成形流動性を付与しうるものである。このような熱
硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、ユリア
樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、不飽
和ポリエステル樹脂等が挙げられる。特に、フェノール
樹脂としてノボラック型フェノール樹脂を用いると、不
燃性と機械的物性を向上させることができ好適である。

更に、無機質粉粒体同志の結合強度を向上させるために
、無機質粉粒体をノボラック型フェノール樹脂で予め被
覆する方法が好適に使用される。

未硬化の熱硬化性樹脂の量（＆ｌ成比）は、無機質粉粒
体ｌｌ容量に対し、２０〜１００ｇ重量が混合される。

上記樹脂が無機質粉粒体１１容量に対し２０ｇ未満では
成形体の強度が不充分であり、建築材料としての機械的
物性を満足しにくい。また無機質粉粒体１１容置に対し
１００ｇを越えると、機械的物性は向上するが、不燃性
の確保がむつかしくなる。

本発明では、上記無機質粉粒体と未硬化の熱硬化性樹脂
を混合して加熱硬化することにより、無機質粉粒体同志
を樹脂で結合した基材を構成するが、その他、プラスチ
ックの成形に通常用いられる添加剤、充填剤を軽量性・
機械的物性・不燃性を著しく損なわない範囲で適宜用い
ることができる。添加剤としては、例えば熱安定剤、紫
外線吸収剤、酸化防止剤、顔料、染料、帯電防止剤、防
かび剤、難燃剤を適宜用いることができ、さらに強化充
填剤としては、無機質粉粒体、無機質繊維等を用いるこ
とができる。

本発明において、上記の無機質粉粒体と熱硬化性樹脂と
の混合物から基材を成形する方法は、成形型内で加熱硬
化させる方法であり、充填−賦形（加熱硬化）−離型の
一連の手法からなるものである。例えば、加熱硬化の方
法としては、予め加熱された型に上記混合物を充填して
速やかに硬化させる方法、またペース体表層部分を硬化
させ離型のあと加熱炉で内部まで充分に硬化させる方法
等が採用されるが、これに限定されるものではない。

この様に本発明においては、加熱硬化の方法の他、加熱
温度や時間、基材の形状や寸法等も特に限定されない。

本発明におけるゾル−ゲル系バインダーとは、Ｓｉ、Ａ
ｊ！、Ｔｉ、Ｚｒ等の有機金属化合物であるアルコキシ
ドを出発原料とし、下式のように加水分解と脱水縮合の
過程を経てメタロキサンポリマー化したゾル体を加熱に
より脱水・脱アルコール化させて無機質のゲル体とする
、特定のバインダーのことである。このゾル−ゲル系バ
インダーを塗料として用いると、他のバインダー、例え
ば、水ガラス系やコロイダルシリカ系等の無機バインダ
ーを塗料として用いたのに比較して、基材への密着性お
よび表面光沢、更には耐水性、塗膜安定性に優れており
、タイル調の加飾はもとよりタイルに要求される性能を
確保することが可能である。

Ｍ（ＯＲ）ｐ　＋　ｑｌ（ｔｏ　　→ Ｍ（ＯＨ）ａ　（ＯＲ）　ｐ−ｑ　＋　ｑＲＯＨ（加水
分解）ｎ　（Ｍ（ＯＨ）、　（ＯＲ）、−Ｑ　）　−”
（−Ｍ（ＯＲ）（ＯＨ）０　　）　、　＋　ｎＨｚＯ（
脱水縮合）（通常Ｐ＝４．４＝２である） このメタロキサンポリマーは、基材への塗布のために、
或いは塗膜の良好な質感、硬度、安定性のために、溶剤
、顔料、染料、分散剤、硬化触媒等が適宜配合されても
よい、この他に、塗膜の厚肉化或いは塗膜の安定性のた
めに、シリコン−アクリル系樹脂等の有機ポリマーを、
最終的に得られる成形体の不燃性を著しく損なわない範
囲でブレンドしてもよい。

本発明においては上記メタロキサンポリマーの配合物を
もってゾル−ゲル系バインダーの塗料とするが、この塗
料の色、パターン、重ね塗りの回数は特に限定されず、
またその塗装方法もスプレ、ディッピング、ロール、フ
ロー等の方法から適宜選定される。

本発明において、上記塗料を硬化させるには、主として
加熱により、好ましくは１００〜３００°Ｃの雰囲気下
で達成される。３００℃を越える温度で硬化させると、
加熱硬化中に基材の熱硬化性樹脂成分が熱分解を起こや
すく、最終的に得られ成形体の機械的物性が著しく低下
してしまう。また１００°Ｃ未満では、触媒の量や種類
を選定することにより硬化は可能であるが硬化に時間が
かかりやすい。

（作用） 本発明の不燃性複合成形体の製造方法によれば、無機物
質である多量の無機質粉粒体を、有機質の極少量の熱硬
化性樹脂を混合して、これを成形型内で加熱硬化させる
と、無機質粉粒体の粒子同志が熱硬化性樹脂によって接
着し結合された基材が得られる。この基材の表面に金属
アルコキシドを原料としたゾル−ゲル系バインダーを主
成分とする塗料を塗布すると、基材の表面にこの塗料が
強く接着して被覆される。被覆された塗料を加熱等の手
段を用いて乾燥すると、ゲル化して基材の表面に硬化し
た無機質の塗膜が形成される。この塗膜によって熱硬化
性樹脂が保護され不燃性能が向上すると共に、基材の表
面がタイル調に化粧される。

（以下空白） （実施例） 以下、本発明の実施例及び比較例を示す。

裏隻曇１ 実験用スピードミキサーにより、粒状炭酸カルシウム（
粉砕品、平均粒径１９０μ１Ｉ）ｌｌと、硬化剤含有ノ
ボラック型フェノール樹脂（昭和高分子社製ＢＲＰ　５
２２Ｚ　）　４０ｇを投入して３分間攪拌部合した後、
この混合物を取り出して、離型処理を施した金属製型（
２５０Ｘ　２５０　Ｘ　１２ｍｍ及び１５０　Ｘ１００
　Ｘ４−　）に−杯に充填し、１９０℃の加熱炉で１０
分間加熱した後、この型より基材を取り出した。

次に上記基材の片面にゾル−ゲル系バインダー塗料（神
東塗料社製グラセラムＧＣ＃３３０）を加圧噴霧器を用
いてスプレー塗装を施した。このとき塗料の塗布量は、
硬化後に塗膜の厚みが１１００ｐとなるようにした。ま
た、塗装は２Ｎ構造となるように、先ず基材に白色顔料
を調整した塗料をスプレー塗装し、その上に透明塗料を
用いて第２層目の塗装を施した。その後、上記塗装され
た基材を１５０°Ｃの熱風乾燥機に２０分間放置し、塗
料を硬化させ、白色のタイル調に加飾された不燃性複合
成形体を得た。

得られた不燃性複合成形体の曲げ強度、曲げ弾性率、不
燃性および耐水性を評価した。その評価は試験項目の全
てにおいて良好であった。その結果を表−１に示した。

なお曲げ試験は、この不燃性複合成形体より８０Ｘ１０
Ｘ　４ｍ＋＋＋の試験片を作成し、ＪＩＳ　Ｋ　７２０
３に準拠して行った。また不燃試験は建築基準法に基づ
く建設省公示第１８２８号（昭和４５年１２月２８日）
に準じた基材試験および表面試験について、それぞれ４
０　Ｘ　４０　Ｘ　５０ａ＋ｍおよび２５０　ｘ２５０
　ｘ１２−■の試験片を作成して合否判定（合格のもの
はＯ印、不合格のものは×印）行った。更に、耐水性評
価は、８０℃温水に１００時間浸漬した試験片の表面状
態を観察して行った。

夫隻■叉 アイリッヒミキサーにより、予め約１５０〜１６０°Ｃ
に加熱した粒状炭酸カルシウム（粉砕品、平均粒径１９
０．ｃｚｅ）１ｌと、ノボラック型フェノール樹脂（大
日本インキ化学工業社製キャストールＤＨ−４０２）　
３５　ｇを投入して１分間攪拌部合の後、ヘキサメチレ
ンテトラミン６ｇを２０ｇの水に溶解して添加し、炭酸
カルシウムの混合物の塊が粒状に崩壊するまで攪拌した
。続いてステアリン酸カルシウムＩｇを加え、さらに３
０秒間攪拌の後にミキサーより取り出し、ノボラック型
フェノール樹脂を被覆した炭酸カルシウムの粒状物を得
た。

この得られた炭酸カルシウムの粒状物を用いて以下に、
実施例１と同様の成形方法で白色のタイル調に加飾され
た不燃性複合成形体を得、評価試験を行った。その評価
は試験項目の全てにおいて良好であった。その結果を表
−１に示した。

叉隻■主 粒状炭酸カルシウムｍｅに対して、硬化剤含有ノボラッ
ク型フェノール樹脂の重量を８０ｇとしたこと以外は実
施例１と全く同様にして、白色のタイル調に加飾された
不燃性複合成形体を得、その評価試験を行った。その結
果を同じく表−１に示した。

スｌｌ」１ 粒状炭酸カルシウム１１と液状不飽和ポリエステル樹脂
（昭和高分子社製＝リボラック３３０１系加熱成形用樹
脂）４０ｇをアイリッヒミキサーに投入し混合したもの
を用いて以下に、実施例１と同様の成形方法で白色のタ
イル調に加飾された不燃性複合成形体を得、評価試験を
行った。その結果を同じく表−１に示した。

ル較■１ 硬化剤含有ノボラック型フェノール樹脂の重量を１２０
ｇとしたこと以外は、実施例１と同様に行った。その結
果を表−１に示す。

ル較炭Ｉ ゾル−ゲル系バインダー塗料の代わりにシリコン樹脂系
塗料の白色塗料（四国化研工業社製：リリカタイト・エ
ナメル）と透明塗料（四国化研工業社製：リリカタイト
・クリヤーＭ）をそれぞれ第１層目と第２層目に用いた
こと以外は、実施例１と同様に行った。その結果を同じ
く表−１に示した。

ｌ較桝１ ポルトランドセメント１００重量部に対し、８号珪砂２
００重量部および水８０重量部を加えて混練した後、型
に流し込み、温度６０°Ｃ１相対湿度９５％の雰囲気下
で２４時間養生した。脱型後、表面にパフ仕上げを施し
、寸法３００　Ｘ　３００　Ｘ　ｌｈ−の表面が平滑な
セメント基板を得た。以下実施例１と同様にして、セメ
ント基板の片面にゾル−ゲル系バインダー塗料の塗布し
この塗料の硬化を行い、白色のタイル調に加飾されたセ
メント系成形体を得、評価試験を行った。その結果を同
じく表−１に示した。

（以下空白） 第 表 （発明の効果） 上記のとおり、本発明の製造方法によって得られる不燃
性複合成形体は、タイル調の化粧を有し軽量にして且つ
機械的物性、耐水性に優れたもので、しかも建設省公示
第１８２８号に準する防火材料試験で不燃材料と認めら
れるものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、無機質粉粒体１ｌ容量に対し、２０〜１００ｇ重量
   の未硬化の熱硬化性樹脂を加えて混合し、然る後、加熱
   硬化せしめて無機質粉粒体同志を樹脂で結合した基材を
   成形し、この基材の表面に金属アルコキシドを原料とし
   たゾル−ゲル系バインダーを主成分とする塗料を塗布し
   、乾燥することを特徴とする不燃性複合成形体の製造方
   法。