説明

人工大理石の表面処理方法

【課題】 表面に汚れが付着し難く且つ付着した汚れを除去し易くする被膜を形成するための人工大理石の表面処理方法を提供する。
【解決手段】 熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を主体とする重合体と無機充填材からなる人工大理石において、表面を平均粗さが0.2乃至1.0μmとなるよう研磨加工し、次に、前記研磨加工した表面に溶質としてフッ素系樹脂が1乃至8重量%の濃度でフッ素系溶剤に溶解したフッ素化合物を塗布してフッ素化合物の被膜を表面に形成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、合成樹脂からなる人工大理石の表面に防汚処理を施すための表面処理方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、優れた物性および高級感から、ビニルエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂の合成樹脂を主体とする人工大理石製の化粧板が広く壁材や台所用天板として用いられている。
【0003】
人工大理石としては、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂に水酸化アルミニウムなどの無機充填材を添加した樹脂組成物がよく使用されており、この樹脂組成物を所定の厚みに形成し、用途に合わせて所定の大きさに切断した後、化粧面にあたる部分を必要に応じて研磨加工して用いられている。
【0004】
このように製造された人工大理石は、洗面カウンター、キッチンカウンター、浴槽、洗面ボールなどに商品化されて広く利用されている。
【0005】
ここで、人工大理石製品がトイレ、浴室、キッチン廻りなど水廻りと呼ばれる分野で使用される場合、使用による汚れ、あるいは洗剤による汚染、食品や油、化粧品等による汚れなどが付着し易く、清掃しても汚れがとれにくい、あるいは清掃しても汚れがとれないという状況が発生していた。これらのために、汚れが付きにくく、また汚れが取れ易い、という防汚性能の高い人工大理石の出現が切望されている。
【0006】
大理石は通常、表面に適度な光沢のある石材として用いられるもので、人工大理石製の化粧板もその表面を適度な光沢のあるように、または、柄表現のために、研磨して使用していた。人工大理石の表面を研磨すると、樹脂マトリックス中に含まれている無機充填材が表面に露出する。この無機充填材は、親水性と共に親油性をも有していることが多いため、人工大理石製の化粧板の表面に種々の液状汚染物質が付着すると、樹脂と無機充填材との界面にこの液状汚染物質が浸透して落ち難い汚れとなってしまう(即ち防汚性能が低い)という問題があった。また、この無機充填材は、漂白剤などの薬品に侵されやすいという欠点もあった。
【0007】
そこで、人工大理石の表面に被膜を形成し(例えば特許文献1参照)、これによって内部の樹脂等を保護することが考えられるようになった。被膜の形成方法としては、フッ素系樹脂にフッ素系溶剤を配したフッ素系樹脂化合物を、スプレーによって人工大理石の表面に塗布したり、刷毛のようなもので人工大理石の表面に塗布したり、フッ素系樹脂化合物を含浸させた布のようなもので人工大理石の表面を拭いたりすることが挙げられる。
【0008】
しかしながら、人工大理石の表面の粗度が小さ過ぎる場合(平均粗さ0.2μm未満の場合)、フッ素系樹脂化合物の被膜が人工大理石の表面に形成され難く、人工大理石の表面の粗度が大き過ぎる場合(平均粗さ1.0μm以上の場合)、フッ素系樹脂化合物の被膜に干渉縞や塗り班が形成されてしまうという問題があった。また、上記のようにフッ素系樹脂化合物を人工大理石の表面に塗布する場合、人工大理石の単位表面積当たりの塗布量は略一定となるように塗布することができるが、この時、フッ素系樹脂化合物中のフッ素系樹脂の濃度が低いと、人工大理石の表面に形成される被膜の膜厚が小さくなって防汚性能が充分に発揮することができず、フッ素系樹脂の濃度が高いと、人工大理石の表面に形成される被膜の膜厚が大きくなって塗布ムラが発生して、その表面に干渉縞や塗り班が形成されてしまうものであった。
【特許文献1】特開2001−190344号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、表面に汚れが付着し難く且つ付着した汚れを除去し易くする被膜を形成するための人工大理石の表面処理方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決するために請求項1に係る発明にあっては、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を主体とする重合体と無機充填材からなる人工大理石において、表面を平均粗さが0.2乃至1.0μmとなるよう研磨加工し、次に、前記研磨加工した表面に溶質としてフッ素系樹脂が1乃至8重量%の濃度でフッ素系溶剤に溶解したフッ素化合物を塗布してフッ素化合物の被膜を表面に形成することを特徴とするものである。これによって、人工大理石の表面に充分な防汚性能を有するとともに干渉縞や塗り班のないフッ素化合物の被膜を形成することが可能となる。
【0011】
また、請求項2の発明は、請求項1の発明において、沸点を80乃至180℃に調整したフッ素系溶剤を用いることを特徴とするものである。これによって、フッ素系樹脂の沸点が低過ぎることに起因して乾燥時間が短くなることによってレベリングしにくくなって塗り班ができてしまったり、沸点が高過ぎることに起因して乾燥時間が長過ぎてしまうといったことがないものである。
【発明の効果】
【0012】
本発明にあっては、人工大理石の表面に充分な防汚性能を有するとともに干渉縞や塗り班のないフッ素化合物の被膜を形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
本発明における人工大理石は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂と無機粉体とで成形される。熱硬化性樹脂としては、ビニルエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂から選ばれる一種以上のものが好ましく、また、無機粉体としては、例えば珪酸カルシウム、タルク、カオリン、クレー、シリカ、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウムなどが挙げられるが特に限定されないものであり、前記の中では水酸化アルミニウムが好適であり、特に水酸化アルミニウム三水和物即ちギブサイトがより好適に用いられる。無機粉体の平均粒径は、0.1〜100μmであることが好ましく、0.5〜80μmであることがより好ましい。
【0014】
人工大理石のマトリックスにおける重合体と無機粉体との比率は、重合体100質量部に対し無機粉体50〜500質量部であることが好ましい。本発明の人工大理石のマトリックスには、必要に応じて着色剤や柄材等の添加剤を加えてもよい。着色剤としては、染料、有機顔料、無機顔料等、通常、人工大理石等の無機粉体含有樹脂成型物に用いられる着色剤であればどのようなものも用いることができる。柄材としては、例えば有機樹脂からなる粒子あるいは無機質の粒子等が挙げられるが特に限定されない。有機樹脂としては、例えばメタクリル酸メチル系樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール等が挙げられるが特にこれらに限定されないものであり、無機質粒子としては、例えば大理石粒子、シリカ、雲母等が挙げられるが特にこれらに限定されない。これらの粒子の最大寸法は、10mm以下であることが好ましく、5mm以下であることがより好ましい。
【0015】
上記のようにして人工大理石が製造されるが、本発明ではこの人工大理石の表面に防汚性を持たせるための被膜を形成するものである。
【0016】
人工大理石の表面は、その表面粗度を平均粗さが0.2乃至1.0μmとなるようバフ研磨等の研磨加工をする。次に、前記研磨加工した表面に溶質としてフッ素系樹脂が1乃至8重量%の濃度でフッ素系溶剤に溶解したフッ素化合物を塗布してフッ素化合物の被膜を表面に形成する。
【0017】
人工大理石の表面へのフッ素化合物の塗布方法としては、フッ素系樹脂にフッ素系溶剤を配したフッ素系樹脂化合物を、スプレーによって人工大理石の表面に塗布したり、刷毛のようなもので人工大理石の表面に塗布したり、フッ素系樹脂化合物を含浸させた布のようなもので人工大理石の表面を拭いたりすることが挙げられる。
【0018】
フッ素系樹脂化合物としては、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、テトラフルオロエチレンとヘテロ環含有フッ素系モノマーの共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、フルオロアルキル(メタ)アクリレート重合体、フルオロアルキル(メタ)アクリレートとその他アルキル(メタ)アクリレート共重合体、フッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンとテトラフロロエチレン共重合体、フッ化ビニリデンとパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等が挙げられる。そして、フッ素系溶剤には、沸点を80乃至180℃に調整したものを用いる。
【0019】
そして、前記人工大理石の表面にフッ素系樹脂化合物を塗布、浸透させた後、室温又は加熱による乾燥工程により乾燥させることで、厚み略2μmのフッ素系樹脂の被膜が形成される。
【0020】
このようにすることで、人工大理石の表面の粗度が平均粗さ0.2μm未満となって小さ過ぎてフッ素系樹脂化合物の被膜が人工大理石の表面に形成され難いといったことがなく、また、人工大理石の表面の粗度が平均粗さ1.0μm以上となって大き過ぎてフッ素系樹脂化合物の被膜に干渉縞や塗り班が形成されてしまうことがなく、且つ、表面に汚れが付着し難いとともに付着した汚れを除去し易くなって高い防汚性能を有する人工大理石を製造することが可能となる。
【0021】
またこの時、フッ素系樹脂化合物に沸点を80乃至180℃に調整したフッ素系溶剤を用いることで、フッ素系樹脂の沸点が低過ぎることに起因して乾燥時間が短くなることによってレベリングしにくくなって塗り班ができてしまったり、沸点が高過ぎることに起因して乾燥時間が長過ぎてしまうといったことを防止することができる。
【実施例】
【0022】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳しく説明する。
【0023】
まず、人工大理石の樹脂組成物として、ビニルエステル樹脂(武田薬品(株)製「プロミネートP−311」)に、水酸化アルミニウム(住友化学(株)製「CW−308B」)を、ビニルエステル樹脂100質量部に対して200質量部配合し、硬化剤(日本油脂(株)製「パーキュアWO」)を適量添加し、攪拌機で混合することによって調製した。
【0024】
この樹脂組成物を2666Pa(20Torr)の減圧下で30分間減圧脱泡処理し、これを金型内に注入して金型を90℃で70分間加熱することによって樹脂組成物を硬化させ、10mm厚の平板として成形した人工大理石を得た。
【0025】
この人工大理石板を不織布研磨材(住友3M(株)製「スコッチ・ブライト」番手#240〜#1000)で表面研磨して平均粗さ0.2μm〜1.0μm(標準を0.5μmとする)とした後、フッ素系樹脂(フロロテクノロジー(株)製「フロロサーフ」)を沸点80℃〜150℃(標準を100℃とする)に調製したフッ素溶剤に1%〜5%(標準を3%とする)の濃度で溶解したフッ素系樹脂化合物をスプレーによるか、あるいは刷毛のようなものによるか、あるいは布に含浸させたもので表面を拭いたりして表面研磨した人工大理石の表面に塗布し、室温にて乾燥させ、被膜を表面に形成した。
【0026】
そして、この表面処理を行った人工大理石について、表面の塗り班・干渉縞の有無およびその程度と、防汚性の評価を行った。防汚性は、紅茶(リプトン社製ティーパック)を使用して500mlの水で煮出し、それを人工大理石表面に滴下(湿布)後、24時間放置して水洗いしたものを、試験前後の色差を測定することで評価を行った。防汚性の有無の境界は色差1.0とした。
【0027】
実施例1および実施例2においては、フッ素系樹脂の濃度およびフッ素系溶剤の沸点を標準とし(即ちフッ素系樹脂の濃度3%、フッ素系溶剤の沸点100℃とし)、実施例1では平均粗さを1μm、実施例2では平均粗さを0.2μmとした。
【0028】
実施例3および実施例4においては、表面の平均粗さおよびフッ素系溶剤の沸点を標準とし(即ち表面の平均粗さ0.5μm、フッ素系溶剤の沸点100℃とし)、実施例3ではフッ素系樹脂の濃度を1%、実施例4ではフッ素系樹脂の濃度を8%とした。
【0029】
実施例5および実施例6においては、表面の平均粗さおよびフッ素系樹脂の濃度を標準とし(即ち表面の平均粗さ0.5μm、即ちフッ素系樹脂の濃度3%)、実施例5ではフッ素系溶剤の沸点を80℃、実施例6ではフッ素系溶剤の沸点を180℃とした。
【0030】
これに対し、比較例1および比較例2においては、フッ素系樹脂の濃度およびフッ素系溶剤の沸点を標準とし(即ちフッ素系樹脂の濃度3%、フッ素系溶剤の沸点100℃とし)、比較例1では人工大理石板を不織布研磨材の番手#150で表面研磨して平均粗さを1.5μmとし、比較例2では同じく番手#3000で表面研磨して平均粗さを0.1μmとした。
【0031】
比較例3および比較例4においては、表面の平均粗さおよびフッ素系溶剤の沸点を標準とし(即ち表面の平均粗さ0.5μm、フッ素系溶剤の沸点100℃とし)、比較例3ではフッ素系樹脂の濃度を0.5%、比較例4ではフッ素系樹脂の濃度を9%とした。
【0032】
比較例5および比較例6においては、表面の平均粗さおよびフッ素系樹脂の濃度を標準とし(即ち表面の平均粗さ0.5μm、即ちフッ素系樹脂の濃度3%)、比較例5ではフッ素系溶剤の沸点を50℃、比較例6ではフッ素系溶剤の沸点を200℃とした。
【0033】
また、比較例7は、表面の平均粗さを標準の0.5μmとし、フッ素系樹脂を塗布していないものについて防汚性能の評価を行った。
【0034】
実施例1乃至実施例6の条件および評価結果について表1に、比較例1乃至比較例6の条件および評価結果について表2に示す。
【0035】
【表1】

【0036】
【表2】

【0037】
これより、実施例1乃至実施例6においては表1に示されるように、いずれの場合でも干渉縞(七色に光る光沢)や塗り班(乾燥後に現れる膜厚ばらつきが班となって見えるもの)が現れることがないとともに、防汚性能を満たしていることがわかる。
【0038】
これに対し、比較例1(平均粗さ1.5μm)では色差が2.1となっており、平均粗さが大き過ぎるとフッ素系樹脂化合物を塗布しても表面の微細な凹凸内に汚れが残りやすく防汚性が低い結果が出た。比較例2(平均粗さ0.1μm)では干渉縞が大きく出ており、平均粗さが小さ過ぎると表面の微細な凹凸又はフィラー界面へのフッ素系樹脂化合物の浸透が弱く表面に残り干渉縞が大きく出てしまい、商品意匠が変わってしまう可能性がある。
【0039】
また、比較例3(フッ素系樹脂濃度0.5%)では、色差が1.6となっており、フッ素系樹脂の濃度が低過ぎると、人工大理石の表面に存在するフッ素樹脂が少なくなるため防汚性を向上させることが出来ない。比較例4(フッ素系樹脂濃度9%)では、干渉縞および塗り班が大きく出ており、フッ素系樹脂濃度が高過ぎるとフッ素系樹脂の量が多くなり過ぎて、防汚性はあるものの商品意匠が変わってしまう可能性がある。
【0040】
また、比較例5(フッ素系溶剤の沸点50℃)では、塗り班が大きく出ており、フッ素系樹脂の沸点が低過ぎると、防汚性は良くなるものの、乾燥時間が短くレベリングしにくくなり、塗り班ができてしまう。比較例6(フッ素系溶剤の沸点200℃)では、干渉縞、塗り班、防汚性能に問題はないものの、乾燥時間が長過ぎてしまい実用的でない。
【0041】
また、比較例7(フッ素系樹脂化合物を塗布していないもの)では、色差が5.5となって防汚性能が低いものである。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を主体とする重合体と無機充填材からなる人工大理石において、表面を平均粗さが0.2乃至1.0μmとなるよう研磨加工し、次に、前記研磨加工した表面に溶質としてフッ素系樹脂が1乃至8重量%の濃度でフッ素系溶剤に溶解したフッ素系樹脂化合物を塗布してフッ素系樹脂化合物の被膜を表面に形成することを特徴とする人工大理石の表面処理方法。
【請求項2】
沸点を80乃至180℃に調整したフッ素系溶剤を用いることを特徴とする請求項1記載の人工大理石の表面処理方法。

【公開番号】特開2007−153632(P2007−153632A)
【公開日】平成19年6月21日(2007.6.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−347191(P2005−347191)
【出願日】平成17年11月30日(2005.11.30)
【出願人】(000005832)松下電工株式会社 (17,916)
【出願人】(503121505)株式会社フロロテクノロジー (5)
【Fターム(参考)】