JPH06279088A

JPH06279088A - 人造石材の製造方法

Info

Publication number: JPH06279088A
Application number: JP9045293A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Akiyama; 信一秋山; Takeshi Inagaki; 武志稲垣; Atsuhiko Yamamoto; 温彦山本; Mitsuru Awata; 満粟田
Original assignee: Mitsubishi Kasei Corp; Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp; Mitsubishi Kasei Corp
Priority date: 1993-03-26
Filing date: 1993-03-26
Publication date: 1994-10-04

Abstract

(57)【要約】【目的】軽量であって高強度の人造石材を工業的有利
に製造する方法を提供する。【構成】表面材と軽量基材より成る複層構造の人造石
材を製造する方法において、表面材構成成分モルタル
と、軽量基材構成成分モルタルとを積層し、一体成形す
る人工石材の製造方法。該表面材構成成分モルタルの例
には、種石及びバインダーを含有するものがあり、該軽
量基材構成成分モルタルの例には、強化繊維を含んでい
てもよい、軽量骨剤と水硬性材料とを含有するモルタル
がある。該バインダーの例には水硬性材料があり、これ
ら水硬性材料は、改質剤を含んでいてもよいセメントで
よい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は建築物、家具、道路等に
広く利用される人造石材の製造方法に係わる。

【０００２】

【従来の技術】石材は太古の昔より重要な建設資材とし
て使用されており、欧米は言うに及ばず、我国でも木材
に比肩しうる地位を得てきた。これは現在も多数残る中
世の城壁に代表されるごとく、強度、耐久性が他の素材
に比べ格段に優れていることが大きな要因として挙げら
れる。石材には天然と人造の２種類あり、天然石材は資
源の枯渇かあるいは入手し難くなることが将来考えられ
るが、人造石材はほとんど問題を発生せず、地球に優し
いエコロジカルな素材である。人造石材は、一般に種石
をバインダーで固めて製造され、該バインダーとして
は、有機系ポリマー又はセメント等の無機系材料が用い
られる。有機系ポリマーとしては、通常アクリル系又は
不飽和ポリエステル系等の樹脂が使用され、これらは耐
水性には優れているが、耐候性に劣り、且つ可燃性であ
るため、ちゅう房、トイレ、家具等への使用には向く
が、建材には不向きである。一方、無機系の材料として
は水硬性セメントが最も頻繁に用いられ、これは有機系
ポリマーを用いた場合に比べて、耐候性に優れている
が、それ自体重く、軽量化のために薄くすると割れ易く
なってしまうので、軽量化が難しいことが使用の障害と
なっていた。そこで、例えば特開昭６３−２６１０４０
号公報に見られる様に、軽量のケイ酸カルシウムからな
る裏打ち材の表面に、表面材として極めて薄い石材を接
着剤で貼りつけて、軽量性・耐割れ性を改善することが
従来知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる従来の
技術では、軽くて高強度の人造石材を得るという課題に
関し、ある程度の解決を見たが、いまだ十分ではない。
また、表面材と軽量基材とを接着剤で貼りつける方法
は、非能率的で、接着力の良否を品質管理する煩雑さを
考えると大量生産に適さず、工業的有利な方法とはいい
難い。本発明の目的は、軽量であって高強度の人造石材
を工業的有利に製造する方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明は人造石材の製造方法に関する発明であって、表面
材と軽量基材より成る複層構造の人造石材を製造する方
法において、表面材構成成分モルタルと軽量基材構成成
分モルタルとを積層し、一体成形することを特徴とす
る。

【０００５】本発明者らは、前記の課題を解決すべく鋭
意検討した結果、表面材構成成分モルタルと軽量基材構
成成分モルタルとを積層した状態で、表面材と軽量基材
とを一体成形することにより、表面材と軽量基材とが強
固に一体化した複層の構造の人造石材が得られることを
見出し、この知見に基づいて本発明に到達した。

【０００６】本発明で使用する表面材構成成分モルタル
は、人造石材の表面材を構成する成分のモルタルであっ
て、必須構成成分として種石及びバインダーを含有する
ものである。種石は、人造石材用に通常用いられるもの
であれば特に限定されず、意匠性や所望の強度等を考慮
して、石種及び粒径分布を適宜選択すればよい。好まし
くは、粒度及び石種の異なる砕石の混合物で、最大粒径
が５〜３０mmのものが選ばれる。このとき、種石の短径
が、製品の表面材の厚みよりも大きくなる様に種石を選
べば、表面材からはみでた種石が軽量基材に食い込み、
種石のアンカー効果により、接合面にかかるせん断力に
対して非常に大きなはく離強度が発現されることにな
り、好ましい。バインダーとしては、水硬性材料等の無
機系バインダーでもアクリル系又は不飽和ポリエステル
系等の有機系バインダーでもよいが、強度及び耐候性の
点で、水硬性材料、特に水硬性セメントが好ましい。バ
インダーの量は、通常、種石に対して５〜４０重量％の
範囲から選択される。

【０００７】更に、種石及びバインダーのほかに、強度
向上の目的で、流動化剤、分散や硬化等を促進する市販
の混和剤等を添加することができる。また、軽量基材と
の接合強度を上げるポリビニルアルコール、スチレン系
樹脂、アクリル樹脂や、市販のポリエーテル系、シリコ
ーン系、金属せっけん系、エステルアミド系等の消泡剤
を添加することができる。その他の添加剤、例えば、増
粘剤等も必要に応じて加えてもよい。

【０００８】本発明において使用する軽量基材構成成分
モルタルは、人造石材の軽量基材を構成するためのモル
タルであって、軽量骨剤と水硬性材料とを主成分とする
ものである。これらの成分の使用比率は特に限定される
ものではないが、通常、水硬性材料１００重量部に対し
て軽量骨剤５〜５００重量部である。軽量骨剤として
は、通常、モルタル製造に水硬性材料と併用されるもの
でよく、その具体例としては、シリカ／アルミナバルー
ン、シラスバルーン等を例示することができる。また、
水硬性材料としては、セメント系等水硬性の無機系材料
が好ましい。中でも、セメント系の材料が強度の点で最
も優れている。

【０００９】更に、これらの軽量骨剤及び水硬性材料に
加えて、強化繊維を配合したものは、軽量基材の強度が
向上するので好ましい。強化繊維としては、炭素繊維、
ガラス繊維、パルプ、アスベスト、ピアノ線等の金属繊
維、あるいはビニロン、アクリル、ケブラー等の有機繊
維等を例示することができる。これらの強化繊維の形状
は、特に限定されず、単繊維、長繊維、織布、不織布、
又は網等のいずれでもよく、これ以外の形状のものでも
よい。

【００１０】また、上記水硬性材料に、更に、特定のセ
メント改質剤を併用すると、製品の強度等が向上するの
で、好ましい。また、このセメント改質剤を表面材構成
成分として使用される水硬性セメント等に添加すること
も可能である。このようなセメント改質剤としては、特
開平２−２７１９４６号公報に記載されている、二水セ
ッコウとカルシウムイオンからなる主イオン成分と鉄(I
II) イオン及びアルミニウムイオンとから選ばれる副イ
オン成分とを水中に含むセメント混和剤を例示すること
ができる。

【００１１】軽量基材構成成分のモルタルの製法は特に
限定されないが、水硬性材料のモルタルは、例えば、軽
量骨剤、水硬性材料及び所望ならば更に強化繊維その他
の添加剤を適量の水と混合して、ミキサー等で混合する
ことにより製造することができる。

【００１２】本発明においては、適当な容器内で表面材
構成成分モルタルと軽量基材構成成分モルタルとを積層
して成形する。このとき、表面材構成成分モルタルと軽
量基材構成成分モルタルとの積層方法は限定されない
が、表面材構成成分モルタルを容器に入れて、例えば突
き棒、コテ等を用いてあるいは振動により、表面をある
程度均一にならした後、その上に、軽量基材構成成分モ
ルタルを流し込み、更にその厚みを均一にした後、成形
するのが好ましい。成形の条件は、特に限定されない
が、好ましくは、４０〜１００kg／cm²の圧力で３０秒
から２０分間プレスする。この時、絞り出される水を取
り去れるよう、ろ水又は真空吸引しながら加圧すること
が好ましい。

【００１３】表面材構成成分モルタルと軽量基材構成成
分モルタルとの使用比率は、製品の所望の強度や用いる
材料の組成によっても異なるが、通常、成形・乾燥後の
軽量基材の厚さが５〜８０mm、表面材の厚さが３〜１０
mmとなるように選定する。

【００１４】本発明における、人造石材の強度発現のメ
カニズムは必ずしも定かではないが、表面材構成成分モ
ルタルと軽量基材構成成分モルタルとを積層して両材料
を一体成形することによって、軽量基材の表層部分と表
面材の表層部分とが相互に侵入し合い、一種のアンカー
効果を示すためと推定される。特に、表面材構成成分中
のバインダーとして水硬性材料を選択し、軽量基材構成
成分にも水硬性材料を使用した場合、表面材及び軽量基
材の双方に水硬性材料が含まれているため、強固な結合
をもたらされるので好ましい。一体成形後の人造石材
は、必要に応じて、特に、バインダーが水硬性材料の場
合、常温〜１００℃、湿潤状態で、１日〜１ヵ月養生す
ることにより、バインダーが硬化し、十分な強度を得る
ことができる。養生後に得られる接合面は苛酷な使用条
件でもはがれることはない。また、養生・研磨後に得ら
れる人造石材表面は気泡巻き込みが皆無で、非常に平滑
な表面となる等の優れた効果がある。また、養生後、必
要に応じて乾燥を行うのが好ましい。

【００１５】かくして、本発明によれば、軽量にして、
強度が高く、意匠性にも優れる石材を工業的に容易に製
造することができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例により更に
詳細に説明するが、本発明は、その要旨を越えない限
り、下記実施例に限定されるものではない。

【００１７】実施例１ろ水構造を有する敷板を用いた４２６mm角の金型に、下
記の処方１の表面材構成成分モルタルを投入し、モルタ
ル表面を左官ゴテでならした後、この上に更に下記処方
２の軽量基材構成成分モルタルを投入し、その表面を左
官ゴテでならした。ついで、天田鉄工社製３００トン油
圧プレス機で加圧し、最高面圧８０kg／cm²で３分間保
持した後、脱型し、室温で一昼夜、更に水中で３日間養
生し、積層体を得、更に研磨処理をして、重量３５５０
ｇ、寸法４２６cm×４２６cm×１５mm、比重１．３ｇ／
mlの積層成形体を得た。この積層成形体を切断し、表面
材層及び軽量基材層を観察したところ、表面材層の平均
厚さは６mm、推定比重は２．２ｇ／mlであり、軽量基材
層の平均厚さは９mm、推定比重は０．７ｇ／mlであっ
た。また、両層の接合具合いは良好であり、ＪＩＳ５
２０９に従って曲げ強さを測定したところ、１５２kg／
cm²であった。

【００１８】（処方１：表面材構成成分モルタル処方）種石：茨城県稲田産花崗岩の砕石３８００ｇ（内訳）平均粒径１２mm ２２００ｇ５mm １１００ｇ１mm ５００ｇセメント：小野田セメント社製白セメント１１００ｇセメント改質剤（日本ゼオン株式会社製）１１２ｇ水４８８ｇを、千代田技研社製１０リットルオムニミキサーで３分
間かくはん混練する。

【００１９】（処方２：軽量基材構成成分モルタル処方）軽量骨剤：１４００ｇ（内訳）シリカ／アルミナバルーン（日本フィライト社製フィライト５２７）８００ｇシラスバルーン（イヂチ化成社製ウィンライトＳＢ９０１１）６５０ｇセメント：秩父セメント社製ポルトランドセメント７５０ｇガラス繊維（日本板硝子社製）２３ｇセメント改質剤（日本ゼオン株式会社製）２７２ｇ水１３２８ｇを、千代田技研社製１０リットルオムニミキサーで３分
間かくはん混練する。

【００２０】実施例２２０cm角の金型を用い、表面材構成成分モルタル及び軽
量基材構成成分モルタルの配合を、それぞれ、下記処方
３及び4 に示すように変更したほかは、実施例１と同様
にして、重量１０６０ｇ、寸法２００cm×２００cm×２
０mm、比重１．３ｇ／mlの積層成形体を得た。この積層
成形体を切断し、表面材層及び軽量基材層を観察したと
ころ、表面材層の平均厚さは５mm、推定比重は１．０ｇ
／mlであり、軽量基材層の平均厚さは１５mm、推定比重
は１．０ｇ／mlであった。また、両層の接合具合いは良
好であり、ＪＩＳ５２０９に従って曲げ強さを測定し
たところ、１５５kg／cm²であった。

【００２１】（処方３：表面材構成成分モルタル処方）種石：４００ｇ（内訳）着色ガラスビーズ（平均粒子径５mm）２００ｇ白竜砕石（平均粒子径１mm）２００ｇセメント：小野田セメント社製白セメント１００ｇセメント改質剤（日本ゼオン株式会社製）１３．５ｇ水４１．５ｇを、千代田技研社製５リットルオムニミキサーで３分間
かくはん混練する。

【００２２】（処方４：軽量基材構成成分モルタル処方）軽量骨剤：１２００ｇ（内訳）セラミック軽量ビーズ（丸美陶料社製）８００ｇシラスバルーン（イヂチ化成社製ウィンライトＭＳＢ−５０１０Ａ）４００ｇセメント：秩父セメント社製ポルトランドセメント３５０ｇ炭素繊維（三菱化成社製）１０ｇセメント改質剤（日本ゼオン株式会社製）６８ｇ水３３２ｇを、千代田技研社製５リットルオムニミキサーで３分間
かくはん混練する。

【００２３】実施例３セメント改質剤を使用しないほかは、実施例１と同様に
して、人造石材を得た。このものは、表面材層の平均厚
さは６mm、推定比重は２．２ｇ／mlであり、軽量基材層
の平均厚さは９mm、推定比重は０．７ｇ／mlであった。
また、両層の接合具合いは良好であり、ＪＩＳ５２０
９に従って曲げ強さを測定したところ、１３７kg／cm²
であった。

【００２４】比較例１処方１及び２に従って、実施例１と同様にして表面材
（寸法４２６cm×４２６cm×６mm、比重２．２ｇ／ml。
片面のみ表面研磨）及び軽量基材（寸法４２６cm×４２
６cm×９mm、比重０．７ｇ／ml。片面のみ表面研磨）を
それぞれ別個単独に作製した。次に、これらの非研磨表
面同士を接着剤（三菱化成社製常温硬化型ウレタン系接
着剤：主剤ＡＦＴ１０１／硬化剤ＡＰＡ２０１＝２／
１）４０ｇを使用して張り合せた後、常温で１週間放置
して人造石材を作製した。このものの曲げ強度を測定し
たところ、１１５kg／cm²であった。

【００２５】

【発明の効果】かくして、本発明によれば、従来の人造
石材の欠点であった軽量性を飛躍的に改良することがで
き、また一体成形により容易に強力な曲げ強度を得るこ
とができる。本発明は、このような堅牢で軽量な薄石を
表面材に持つ積層構造の人造石材を提供するものであ
り、この人造石材は、建築物、家具、道路等の広い用途
に使用できるものである。そして、例えば従来より幅広
いデザインをすることができる利点がある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本温彦神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地三菱化成株式会社総合研究所内 (72)発明者粟田満神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地三菱化成株式会社総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面材と軽量基材より成る複層構造の人
造石材を製造する方法において、表面材構成成分モルタ
ルと軽量基材構成成分モルタルとを積層し、一体成形す
ることを特徴とする人造石材の製造方法。