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技術 天然石板材及びその加工方法

出願人 マーブルワークス株式会社
発明者 松田隆次
出願日 2016年5月18日 (5年0ヶ月経過) 出願番号 2016-099287
公開日 2017年11月24日 (3年6ヶ月経過) 公開番号 2017-206862
状態 特許登録済
技術分野 壁の仕上げ
主要キーワード 炭酸カルシウム複合体 ナノセルロース 含浸ステップ 含浸材 特公表 建築用ボード 含浸層 セルロースナノファイバー
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年11月24日)のものです。
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図面 (5)

課題

天然石板材の強度及び靭性を高める技術を提供する。

解決手段

天然石板材は、研磨面と該研磨面の反対側の裏面に形成されたナノセルロース含浸層を備え、前記含浸層では、多孔質微細孔にナノセルロースが充填されている。天然石板材の加工方法は、ナノセルロースを水又は溶媒に溶かすことによりナノセルロース溶液を調製するナノセルロース溶液調製ステップと、ナノセルロース溶液を天然石板材に含浸させる含浸ステップと、前記ナノセルロース溶液を乾燥させる乾燥ステップと、を含む、としてよい。

概要

背景

近年、ホテル浴室壁床エレベータの壁床、オフィスビルの壁床等に天然石板材が使用されている。天然石板材は天然大理石板材、天然御影石板材、又は、天然花崗岩板材である。特開平5−025905号公報、特開平5−272244号公報及び特開平6−183861号には、天然石材の表面に浸透性シーラーシーリング剤含浸材等を含浸させる技術が開示されている。

近年、材料強化材としてナノセルロースセルロースナノファイバー)を使用する技術が開発されている。特公表2013−508568号公報には、乾燥紙の強度を増加させるためにナノセルロースを用いる技術が開示されている。特公表2014−510843号公報及び特公表2016−501937号公報には、ナノフィブリルセルロースを含む複合材料の製造方法が開示されている。

概要

天然石板材の強度及び靭性を高める技術を提供する。天然石板材は、研磨面と該研磨面の反対側の裏面に形成されたナノセルロースの含浸層を備え、前記含浸層では、多孔質微細孔にナノセルロースが充填されている。天然石板材の加工方法は、ナノセルロースを水又は溶媒に溶かすことによりナノセルロース溶液を調製するナノセルロース溶液調製ステップと、ナノセルロース溶液を天然石板材に含浸させる含浸ステップと、前記ナノセルロース溶液を乾燥させる乾燥ステップと、を含む、としてよい。

目的

本発明の目的は、天然石板材の強度及び靭性を高める技術を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

研磨面と該研磨面の反対側の裏面に形成されたナノセルロース含浸層を備え、前記含浸層では、多孔質微細孔にナノセルロースが充填されていることを特徴とする天然石板材

請求項2

ナノセルロースを水又は溶媒に溶かすことによりナノセルロース溶液を調製するナノセルロース溶液調製ステップと、ナノセルロース溶液を天然石板材に含浸させる含浸ステップと、前記ナノセルロース溶液を乾燥させる乾燥ステップと、を含む天然石板材の加工方法

請求項3

請求項2記載の天然石板材の加工方法において、前記含浸ステップは、前記天然石板材の少なくとも一部を前記ナノセルロース溶液に漬ける工程を含むことを特徴とする天然石板材の加工方法。

請求項4

請求項2記載の天然石板材の加工方法において、前記含浸ステップは、前記天然石板材の表面に前記ナノセルロース溶液を塗布する工程を含むことを特徴とする天然石板材の加工方法。

請求項5

請求項2記載の天然石板材の加工方法において、前記天然石板材は天然大理石板材、天然御影石板材、又は、天然花崗岩板材であることを特徴とする天然石板材の加工方法。

請求項6

請求項2記載の天然石板材の加工方法において、前記天然石板材の厚さは5.0〜8.0mmであることを特徴とする天然石板材の加工方法。

請求項7

天然石板材と、メタルコルゲートと、前記天然石板材と前記メタルコルゲートの間の接着剤とを有し、前記天然石板材は研磨面と該研磨面の反対側の裏面に形成されたナノセルロースの含浸層を備え、前記含浸層では、多孔質の微細孔にナノセルロースが充填されていることを特徴とするメタルコルゲート付天然石板材。

請求項8

請求項7記載のメタルコルゲート付天然石板材において、前記天然石板材は天然大理石板材、天然御影石板材、又は、天然花崗岩板材であることを特徴とするメタルコルゲート付天然石板材。

請求項9

請求項7記載のメタルコルゲート付天然石板材において、前記天然石板材の厚さは5.0〜8.0mm、前記メタルコルゲートの厚さは5.0〜6.0mm、前記接着剤の厚さは0.3〜0.5mmであることを特徴とするメタルコルゲート付天然石板材。

請求項10

天然石板材と、シートと、前記天然石板材と前記シートの間の接着剤とを有し、前記天然石板材は研磨面と該研磨面の反対側の裏面に形成されたナノセルロースの含浸層を備え、前記含浸層では、多孔質の微細孔にナノセルロースが充填されていることを特徴とする補強シート付天然石板材。

請求項11

請求項10記載の補強シート付天然石板材において、前記天然石板材は天然大理石板材、天然御影石板材又は天然花崗岩板材であることを特徴とする補強シート付天然石板材。

請求項12

請求項10記載の補強シート付天然石板材において、前記シートはナノセルロースの充填によって強化されていることを特徴とする補強シート付天然石板材。

技術分野

0001

本発明は、天然大理石板、天然御影石板、天然花崗岩板等により構成された天然石板材及びその加工方法に関する。

背景技術

0002

近年、ホテル浴室壁床エレベータの壁床、オフィスビルの壁床等に天然石板材が使用されている。天然石板材は天然大理石板材、天然御影石板材、又は、天然花崗岩板材である。特開平5−025905号公報、特開平5−272244号公報及び特開平6−183861号には、天然石材の表面に浸透性シーラーシーリング剤含浸材等を含浸させる技術が開示されている。

0003

近年、材料強化材としてナノセルロースセルロースナノファイバー)を使用する技術が開発されている。特公表2013−508568号公報には、乾燥紙の強度を増加させるためにナノセルロースを用いる技術が開示されている。特公表2014−510843号公報及び特公表2016−501937号公報には、ナノフィブリルセルロースを含む複合材料の製造方法が開示されている。

先行技術

0004

特開平5−025905号公報
特開平5−272244号公報
特開平6−183861号公報
特公表2013−508568号公報
特公表2014−510843号公報
特公表2016−501937号公報

発明が解決しようとする課題

0005

天然石板材は、美観及び硬さに優れているが、割れ易い欠点がある。そこで本願の発明者は、天然石板材の強度及び靭性を高める技術を鋭意検討した。

0006

本発明の目的は、天然石板材の強度及び靭性を高める技術を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

本発明の実施形態によると、天然石板材は、研磨面と該研磨面の反対側の裏面に形成されたナノセルロースの含浸層を備え、前記含浸層では、多孔質微細孔にナノセルロースが充填されている、としてよい。

0008

本発明の実施形態によると、天然石板材の加工方法は、
ナノセルロースを水又は溶媒に溶かすことによりナノセルロース溶液を調製するナノセルロース溶液調製ステップと、
ナノセルロース溶液を天然石板材に含浸させる含浸ステップと、
前記ナノセルロース溶液を乾燥させる乾燥ステップと、
を含む、としてよい。

0009

本発明の実施形態によると、前記天然石板材の加工方法において、
前記含浸ステップは、前記天然石板材の少なくとも一部を前記ナノセルロース溶液に漬ける工程を含む、としてよい。

0010

本発明の実施形態によると、前記天然石板材の加工方法において、
前記含浸ステップは、前記天然石板材の表面に前記ナノセルロース溶液を塗布する工程を含む、としてよい。

0011

本発明の実施形態によると、前記天然石板材の加工方法において、
前記天然石板材は天然大理石板材、天然御影石板材、又は、天然花崗岩板材である、としてよい。

0012

本発明の実施形態によると、前記天然石板材の加工方法において、
前記天然石板材の厚さは5.0〜8.0mmである、としてよい。

0013

本発明の実施形態によると、メタルコルゲート付天然石板材は、天然石板材と、メタルコルゲートと、前記天然石板材と前記メタルコルゲートの間の接着剤とを有し、前記天然石板材は研磨面と該研磨面の反対側の裏面に形成されたナノセルロースの含浸層を備え、前記含浸層では、多孔質の微細孔にナノセルロースが充填されている、としてよい。

0014

本発明の実施形態によると、前記メタルコルゲート付天然石板材において、
前記天然石板材は天然大理石板材、天然御影石板材又は天然花崗岩板材である、としてよい。

0015

本発明の実施形態によると、前記メタルコルゲート付天然石板材において、
前記天然石板材の厚さは5.0〜8.0mm、前記メタルコルゲートの厚さは5.0〜6.0mm、前記接着剤の厚さは0.3〜0.5mmである、としてよい。

0016

本発明の実施形態によると、補強シート付天然石板材は、天然石板材と、シートと、前記天然石板材と前記シートの間の接着剤とを有し、前記天然石板材は研磨面と該研磨面の反対側の裏面に形成されたナノセルロースの含浸層を備え、前記含浸層では、多孔質の微細孔にナノセルロースが充填されている、としてよい。

0017

本発明の実施形態によると、前記補強シート付天然石板材において、
前記天然石板材は天然大理石板材、天然御影石板材、又は、天然花崗岩板材である、としてよい。

0018

本発明の実施形態によると、前記補強シート付天然石板材において、
前記シートはナノセルロースの充填によって強化されている、としてよい。

発明の効果

0019

本発明によれば、天然石板材の強度及び靭性を高める技術を提供することができる。

図面の簡単な説明

0020

図1Aは、本実施形態に係る天然石板材の断面構造の例を示す図である。
図1Bは、本実施形態に係るメタルコルゲート付天然石板材の断面構造の例を示す図である。
図1Cは、本実施形態に係る補強シート付天然石板材の断面構造の例を示す図である。
図2は、本実施形態に係る天然石板材の加工方法を説明する図である。

実施例

0021

以下、本発明に係る天然石板材及びその加工方法の実施形態に関して、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この実施形態は、例示であって、本発明を何等限定するものではないことを承知されたい。

0022

図1Aは、本実施形態による天然石板材11の構造を示す。天然石板材11は、天然大理石板材、天然御影石板材、又は、天然花崗岩板材であってよい。天然石板材11は、厚さ20〜40mmの通常の天然石板材であってよいが、厚さ5.0〜8.0mmの極薄天然石板材であってもよい。天然石板材11は研磨面11Aと裏面11Bを有する。裏面11Bにはナノセルロースの充填層又は含浸層11Cが形成されている。天然石板材11の裏面11Bにナノセルロースの含浸層11Cを形成する方法は、図2を参照して説明する。本実施形態では、ナノセルロースの含浸層11Cを設けることによって、天然石板材11の強度が増加される。

0023

図1Bは、本実施形態によるメタルコルゲート付天然石板材10の構造を示す。メタルコルゲート付天然石板材10は天然石板材11とメタルコルゲート13を有し、両者の間には接着剤12が塗布されている。図1を参照して説明したように、天然石板材11の裏面にはナノセルロースの含浸層11Cが形成されている。メタルコルゲート13は金属薄板コルゲート状に加工したものである。メタルコルゲート13の厚さは5.0〜6.0mm、接着剤12の厚さは0.3〜0.5mmであってよい。

0024

図1Cは、本実施形態による補強シート付天然石板材20の構造を示す。補強シート付天然石板材20は天然石板材11と補強シート14を有し、両者の間には接着剤12が塗布されている。図1を参照して説明したように、天然石板材11の裏面にはナノセルロースの含浸層11Cが形成されている。補強シート14は多孔質材からなる薄板であればどのようなものであってもよく、例えば、紙、布、不織布、プラスチック板ベニヤ板、等であってよい。シート14の厚さはシートの材質により異なり、0.5〜5.0mmであってよい。本実施形態では、シート14はナノセルロース液を含浸させることによって強化されてよい。

0025

図2は、本発明による天然石板材の加工方法の例を示す。本実施形態による加工方法によると、先ず、ステップS101にて、ナノセルロース溶液を調製する。ナノセルロースは、市販のものを使用してよい。本願の発明者は、中越パルプ工業株式会社から入手したナノセルロースを用いた。同社は、ナノセルロース炭酸カルシウム複合体を製造販売している。従って、ナノセルロース炭酸カルシウム複合体を用いてもよい。

0026

ナノセルロースを水又は溶媒(エタノール等)に溶かすことによりナノセルロース溶液が生成される。

0027

次に、ステップS102にて、ナノセルロース溶液を天然石板材に含浸させる。本願の発明者は、含浸工程において、2つの方法を用いた。第1の方法では、天然石板材11の裏面11Bにナノセルロース溶液を塗布した。塗布はローラ又は刷毛を用いてよい。第2の方法では、天然石板材の裏面11Bをナノセルロース溶液に漬けた。天然石板材の表面のうち研磨面を除く全ての面にナノセルロース溶液を塗布してもよく、漬けてもよい。天然石板材は多孔質であるため、多数の微細孔及び微細溝を有する。従って、ナノセルロース溶液は、毛管現象によって天然石板材の微細孔及び微細溝の内部を充填する。この含浸工程には、予め設定された含浸時間を要する。含浸時間が経過したら、次の工程に進む。

0028

最後にステップS103にて乾燥する。乾燥工程では、自然乾燥を用いてもよいが、乾燥機を用いてもよい。天然石板材に含浸したナノセルロース溶液を乾燥させることによって、天然石板材の微細孔内に、ナノセルロースが残留する。こうして、天然石板材の微細孔内にナノセルロースが充填される。図1Aに示したように、天然石板材の裏面にナノセルロースが充填された充填層又は含浸層11Cが形成される。それによって、天然石板材は、強度及び靭性が改善され、全体として脆性が減少する。

0029

以上、本発明による天然石板材の加工方法の例を説明したが、この加工方法は図1Bのシート14の加工にも適用できる。

0030

本願の発明者は、ナノセルロースによって強化された天然石板材について曲げ試験衝撃試験を実施した。試験は「JISA1408:2011建築用ボード類の曲げ及び衝撃試験方法追補1)5.試験方法」の「5.1曲げ試験」及び「5.2衝撃試験」に従って実行した。

0031

試験の結果、本発明による天然石板材、即ち、ナノセルロース強化天然石板材は、従来の天然石板材と比較して、強度が改善していることが判った。

0032

以上、本実施形態に係る天然石板材及びその加工方法について説明したが、これらは例示であって、本発明の範囲を制限するものではない。当業者が、本実施形態に対して容易になしえる追加・削除・変更・改良等は、本発明の範囲内である。本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の記載によって定められる。

0033

10…メタルコルゲート付天然石板材、11…天然石板材、11A…研磨面、11B…裏面、11C…ナノセルロース充填層又は含浸層、12…接着剤、13…メタルコルゲート、14…シート、20…補強シート付天然石板材

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