(57)【要約】【課題】各種廃棄物を粉砕して人造大理石製造時の細骨材として有効利用する技術を用いて、各種表示手段としての用途開発と耐久性向上を実現する。【解決手段】透明ないし半透明の表皮層樹脂が硬化した後、内層樹脂を積層形成し、該内層樹脂が硬化しないうちに、表示シートを重ねると共に気泡を除去し、その上から、細骨材と樹脂材と酸化チタン粉末との混合材に硬化剤を混ぜて積層し硬化させることを特徴とする人造大理石表示手段の製造方法である。細骨材として、石炭灰やごみ焼却灰の粉末、ヘドロの乾燥粉砕末、植物繊維由来の乾燥粉末などを利用できる。【選択図】  図１
2007106003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明ないし半透明の表皮層樹脂が硬化した後、内層樹脂を積層形成し、該内層樹脂が硬化しないうちに、表示シートを重ねると共に気泡を除去し、その上から、細骨材と樹脂材と酸化チタン粉末との混合材に硬化剤を混ぜて積層し硬化させることを特徴とする人造大理石表示手段の製造方法。
【請求項２】
前記の細骨材として、フライアッシュ若しくはクリンカーアツシュの粉砕末又はごみ焼却灰若しくはごみ焼却灰の溶融固化物の粉砕末又はヘドロの乾燥粉砕末その他の廃棄物粉末又は植物繊維由来の乾燥粉末の中の１種以上を用いることを特徴とする請求項１に記載の人造大理石表示手段の製造方法。
【請求項３】
前記の細骨材と共に、少なくとも、粉砕した天然石および／又は粉砕したガラス材又は着色剤を加えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の人造大理石表示手段の製造方法。
【請求項４】
請求項１、請求項２または請求項３に記載の方法で表皮層樹脂の上に内層樹脂と表示シートが積層され、表示シートの上に積層された細骨材混合層が、細骨材と樹脂材と酸化チタン粉末の混合材に硬化剤が混合されていることを特徴とする人造大理石表示手段。
【請求項５】
請求項１、請求項２または請求項３に記載の方法で製造され、前記の細骨材混合層の中にグラスファイバー材、金属製網又は木製合板による強化層が介在していることを特徴とする請求項４に記載の人造大理石表示手段。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物繊維由来の乾燥粉末やフライアッシュ、クリンカーアツシュ、ごみ焼却灰、ごみ焼却灰の溶融固化物、ヘドロなどを原料にした人造大理石製の表示手段とその製造方法に関する。この人造大理石表示手段は、天然の大理石と同様に、インテリア品やエクステリア品などの装飾用に適するほか、特に屋外における広告宣伝用や各種の表示に好適であり、さらには壁材や建築資材などにも適用できる。
【背景技術】
【０００２】
本発明の発明者らは、特願平６−２５４２７６号において、ゴミ焼却灰の溶融固化生成物と樹脂と硬化剤とを混合して製造した人造石を提案した。この発明によると、廃棄物を焼却して発生した焼却灰に付加価値をつけることができ、廃棄物の資源化に有効である。このように、焼却灰で人造石を製造可能とすることで、廃棄物である焼却灰の資源化の課題は解消されたが、別の問題として、石炭を燃料として火力発電を行なう際に燃焼炉から発生する石炭灰すなわちフライアッシュやクリンカーアツシュの処理が新たな社会問題となっている。
【０００３】
これに対し、フライアッシュをセメントなどと混ぜて建築用の板材やブロックなどを製造する技術が、特公平８−５６９８号公報や特開平３−１７７３４９号公報などに記載されている。また、埋め戻し材などを製造する技術が、特開平４−１８２３３５号公報などに記載されている。このように、ブロックや板材、埋め戻し材などを製造することは知られているが、より付加価値の高い資材すなわち豪華な人造大理石品を製造できると、用途も拡がり、処分に困っているフライアッシュの有効利用がより円滑に実現できる。クリンカーアツシュの場合も、同様に付加価値の高い人造大理石品の原料に使用できることが望ましい。
【０００４】
さらに、ごみ焼却灰やその溶融固化物の場合も、通常の人造石より付加価値の高い人造大理石品にできることが望ましい。また、工事現場などから発生したり生活排出物や公害物質として発生するヘドロの処理も困難を来しているので、このヘドロも人造大理石品の原料にできると好都合である。本発明の発明らは、このような課題を解決できる発明として特開2003-40663を提案し、産業化に成功した。さらに、このような廃棄物に加えて、月桃の葉や茎、サトウキビの窄汁残渣であるバカス、古紙その他の植物繊維由来の乾燥粉末をも細骨材として利用できる人造大理石の製造方法を、特開2002−348163において提案した。
【特許文献１】特願平６−２５４２７６
【特許文献２】特公平８−５６９８
【特許文献３】特開平３−１７７３４９
【特許文献４】特開平４−１８２３３５
【特許文献５】特開2003-40663
【特許文献６】特開2002−348163
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようにして産業廃棄物を粉砕して人造大理石製造時の細骨材として有効利用する試みに成功したが、本発明はこれに飽き足らず、大量に発生し増大の一途を辿っている産業廃棄物の問題に対処するには、このような人造大理石を利用して耐久性にすぐれた表示手段を実現し、かつ廃棄物利用人造大理石の付加価値を高めると共に用途拡大と需要増大を図ることの必要性を痛感した。
【０００６】
本発明の技術的課題は、このような問題に着目し、各種廃棄物を粉砕して人造大理石製造時の細骨材として有効利用する技術を用いて、表示手段としての用途開発と耐久性向上を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の技術的課題は次のような手段によって解決される。請求項１は、透明ないし半透明の表皮層樹脂が硬化した後、内層樹脂を積層形成し、該内層樹脂が硬化しないうちに、表示シートを重ねると共に気泡を除去し、その上から、細骨材と樹脂材と酸化チタン粉末との混合材に硬化剤を混ぜて積層し硬化させることを特徴とする人造大理石表示手段の製造方法である。このように、透明ないし半透明の表皮層樹脂が硬化した後、内層樹脂を積層形成し、該内層樹脂が硬化しないうちに、表示シートを重ねるため、硬化状態の透明ないし半透明の一定厚の表皮層の内側に表示シートを積層し封入できる。また、該内層樹脂が硬化しないうちに気泡の押し出し処理をするため、高品質を維持でき、該内層樹脂が硬化しないうちに、細骨材と樹脂材と酸化チタン粉末との混合材に硬化剤を混ぜて積層し硬化させるため、表示シートが介在しているにも係わらず、人造大理石表示手段の本体である細骨材混合層と表示シートや表皮層との一体化を円滑かつ確実に実現できる。
【０００８】
請求項２は、前記の細骨材として、フライアッシュ若しくはクリンカーアツシュの粉砕末又はごみ焼却灰若しくはごみ焼却灰の溶融固化物の粉砕末又はヘドロの乾燥粉砕末その他の廃棄物粉末又は植物繊維由来の乾燥粉末の中の１種以上を用いることを特徴とする請求項１に記載の人造大理石表示手段の製造方法である。このように、前記の細骨材として、フライアッシュやクリンカーアツシュ、ごみ焼却灰、ごみ焼却灰の溶融固化物、ヘドロの乾燥粉砕末その他の廃棄物粉末や植物繊維由来の乾燥粉末を人造大理石表示手段の製造時の細骨材として有効利用できるため、粉末化できる物であれば、あらゆる廃棄物の粉末や植物性の繊維材を細骨材として利用できることになり、増大の一途を辿っている各種廃棄物の問題を効果的に解決可能となる。それどころか、やっかい物である廃棄物が全く逆の美しい人造大理石表示手段に変身するので、環境問題に対する貢献度は偉大である。
【０００９】
請求項３は、前記の細骨材と共に、少なくとも、粉砕した天然石および／又は粉砕したガラス材又は着色剤を加えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の人造大理石表示手段の製造方法である。このように、前記の樹脂材に、粉砕した寒水石などの天然石や粉砕したガラス材を混合することで、人造大理石の硬度を向上できる共に天然石や廃ガラスの有効利用も実現できる。また、着色剤を混ぜることによって、表示シートや表示内容の色と調和した色彩の人造大理石を実現でき、表示手段としての品質や機能性の向上が達成される。
【００１０】
請求項４は、請求項１、請求項２または請求項３に記載の方法で製造された人造大理石表示手段であって、透明ないし半透明の表皮層樹脂の上に内層樹脂と表示シートが積層された構成であるため、透明ないし半透明の表皮層の内側に表示シートを一体化して、外部から目視できる表示手段が実現できる。表示シートは表皮層の内側に封入されているため、酸化や損傷などの問題を防止でき、屋外でも耐久性が向上する。また、表示シートの上に積層された細骨材混合層が、細骨材と樹脂材と酸化チタン粉末の混合材に硬化剤が混合されている構成であるため、人造大理石表示手段の大部分に、各種廃棄物を利用でき、各種廃棄物の有効利用が実現される。
【００１１】
請求項５は、請求項１、請求項２または請求項３に記載の方法で製造され、前記の細骨材混合層の中にグラスファイバー材、金属製網又は木製合板による強化層が介在していることを特徴とする請求項４に記載の人造大理石表示手段である。このように、前記の細骨材混合層の中にグラスファイバー材、金属製網又は木製合板による強化層が介在しているため、サイズの大きな板状の人造大理石表示手段の場合は、反りや変形の問題、強度の問題が解消される。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１のように、透明ないし半透明の表皮層樹脂が硬化した後、内層樹脂を積層形成し、該内層樹脂が硬化しないうちに、表示シートを重ねるため、硬化状態の透明ないし半透明の一定厚の表皮層の内側に表示シートを積層し封入できる。また、該内層樹脂が硬化しないうちに気泡の押し出し処理をするため、高品質を維持でき、該内層樹脂が硬化しないうちに、細骨材と樹脂材と酸化チタン粉末との混合材に硬化剤を混ぜて積層し硬化させるため、表示シートが介在しているにも係わらず、人造大理石表示手段の本体である細骨材混合層と表示シートや表皮層との一体化を円滑かつ確実に実現できる。
【００１３】
請求項２のように、前記の細骨材として、フライアッシュやクリンカーアツシュ、ごみ焼却灰、ごみ焼却灰の溶融固化物、ヘドロの乾燥粉砕末その他の廃棄物粉末や植物繊維由来の乾燥粉末を人造大理石表示手段の製造時の細骨材として有効利用できるため、粉末化できる物であれば、あらゆる廃棄物の粉末や植物性の繊維材を細骨材として利用できることになり、増大の一途を辿っている各種廃棄物の問題を効果的に解決可能となる。それどころか、やっかい物である廃棄物が全く逆の美しい人造大理石表示手段に変身するので、環境問題に対する貢献度は偉大である。
【００１４】
請求項３のように、前記の樹脂材に粉砕した天然石や粉砕したガラス材を混合することで、人造大理石の硬度を向上できる共に天然石や廃ガラスの有効利用も実現できる。また、着色剤を混ぜることによって、表示シートや表示内容の色と調和した色彩の人造大理石を実現でき、表示手段としての品質や機能性の向上が達成される。
【００１５】
請求項４のように、透明ないし半透明の表皮層樹脂の上に内層樹脂と表示シートが積層された構成であるため、透明ないし半透明の表皮層の内側に表示シートを一体化して、外部から目視できる表示手段が実現できる。表示シートは表皮層の内側に封入されているため、酸化や損傷などの問題を防止でき、屋外でも耐久性が向上する。また、表示シートの上に積層された細骨材混合層が、細骨材と樹脂材と酸化チタン粉末の混合材に硬化剤が混合されている構成であるため、人造大理石表示手段の大部分に、各種廃棄物を利用でき、各種廃棄物の有効利用が実現される。
【００１６】
請求項５のように、前記の細骨材混合層の中にグラスファイバー材、金属製網又は木製合板などによる強化層が介在しているため、サイズの大きな板状の人造大理石表示手段の場合は、反りや変形の問題、強度の問題が解消される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に本発明による人造大理石表示手段とその製造方法が実際上どのように具体化されるか実施形態を説明する。図１は、人造大理石表示手段の製造工程を示す縦断面図である。まず（１）のように型枠１を用意し、その底板内面２は、可能な限り平坦度を高くしておく。次いで（２）のように、透明ないし半透明の樹脂３を厚さ0.２〜0.６ｍｍ程度に薄く流し込んで、表皮層とする。例えば２０〜５０分経過して表皮層樹脂３が硬化してから、その上に（３）のように、透明ないし半透明の内層樹脂４を薄く流し込み、硬化しないうちに、（４）のように表示シート５を重ねる。
【００１８】
そして、（５）のように、表示シート５と内層樹脂層４間の気泡を抜く。この気泡抜き処理は、例えば、表示シート５の上でロールを回転させたり、スクレーパーを移動させて、表示シート５の下側の気泡を押し出す。表示シート５を内層樹脂４の上に載せる際に、一端から徐々に降下させると共に気泡を押し出すと、より効果的に気泡抜きできる。
【００１９】
こうして気泡抜き処理が終わると、（６）のように、細骨材混合層６を流し込んでから、放置して硬化させると、完了である。ただし、細骨材混合層６の中間に強化層７を設ける場合は、細骨材混合層６の混合材を約半分流し込んでから、強化層７をセットし、その上から、残りの半分を流し込んで硬化させる。自然放置して細骨材混合層６が硬化したら、離型処理をして、型枠１を分離除去すると、（７）のように、人造大理石表示手段が完成する。
【００２０】
（７）の人造大理石表示手段を表皮層３側から見ると、図２のように見える。８は表示シート５に表示されている図柄であり、表皮層樹脂３と内層樹脂４を透して見える。この図柄８の周りの部分９は、背部の細骨材混合層６が透けて見える。このように、図柄８などの表示領域のみを切り取って、表示シート５として封入してもよいし、図柄８の周りの背景領域も含めた状態の広い表示シート５を封入してもよいが、図柄８や文字などの表示内容の領域だけを切り取って、表示シート５として封入すると、図柄８や文字など以外の領域は、内層樹脂４と細骨材混合層６が直接接合されることになり、表示シート５が介在している領域よりも接合力が向上し、全体的に強度が向上するという効果がある。
【００２１】
このように、表皮層３と内層樹脂４が透明ないし半透明なため、内層樹脂４と細骨材混合層６間の表示シート５の表示内容８が見えるので、表示手段として機能する。表示シート５の材質は、例えば布でもよいし、紙でもよい。樹脂製のシートや押し葉などのような自然物でもよい。薄い膜ないしシート状であればよく、特に限定はされない。また、表示内容は任意であり、絵画や写真、図柄、文字、押し花、広告宣伝文字など、各種の表示内容を表示できる。この表示シート５は、表皮層樹脂３および内層樹脂４と細骨材混合層６との間に封入されていて、外気と触れないので、劣化したり、退色するなどの問題が抑制され、長寿命となる。
【００２２】
強化層７としては、グラスファイバー材や金属製網、木製の合板などが適しているが、金属板なども不可能ではない。このような各種の強化層７が混合材層６の中に挿入されていると、サイズの大きな板状の人造大理石表示手段の場合は、反りや変形が抑制され、強度も補強される。
【００２３】
次に、図１の各工程で使用する樹脂ないし細骨材混合層の調製を説明する。
１．まず、図１の表皮層樹脂３用として、透明ないし半透明の樹脂を用意する。樹脂材の種類としては、不飽和ポリエステル樹脂が適している。
２．また、内層樹脂４用として、同じく透明ないし半透明の樹脂を用意する。この内層用樹脂も、不飽和ポリエステル樹脂が適している。
３．細骨材混合層６は、細骨材と樹脂材と酸化チタン粉末との混合材に硬化剤を混ぜたものであり、細骨材としては、フライアッシュ若しくはクリンカーアツシュの粉砕末又はごみ焼却灰若しくはごみ焼却灰の溶融固化物の粉砕末又はヘドロの乾燥粉砕末又は植物繊維由来の乾燥粉末の中の１種以上を利用する。これらは例示であって、これら以外の廃棄物も粉末化して利用できる。
【実施例】
【００２４】
次に、フライアッシュを細骨材として利用する場合について、人造大理石表示手段の製造方法を例示する。このフライアッシュは、石炭灰の一種であるが、粗い粒状をしているクリンカーアツシュと違って、飛散するような微細な粉状の石炭灰であり、再利用が困難視されていた。なお、古紙を粉末化したり、植物の葉や茎を粉砕して、細骨材とすることもできる。フライアッシュなどと混合して細骨材にしてもよい。灰色を呈しているフライアッシュと混ぜる樹脂材としては、不飽和ポリエステル樹脂が適しているが、これ以外の合成樹脂も利用はできる。
【００２５】
酸化チタン粉末は、着色のため、あるいは透き通った感じの鮮やかな性状を出すために混合するものである。フライアッシュと樹脂材と酸化チタン粉末とを混合すると白みを帯びたマーブル様になるので、白みを帯びた外観を望む場合は、フライアッシュと樹脂材と酸化チタン粉末とを混ぜただけでマーブル様の白系に着色するための処理を済ますこともできる。人造大理石表示手段を製造する場合、表示シート５や表示内容の色彩との関係で、周りを黒系やグレー系にしたい場合は、酸化チタン粉末は不用となる。
【００２６】
混合割合は、フライアッシュその他の細骨材と樹脂材と酸化チタン粉末との総量を１００％とすると、細骨材を約５５〜６０％、樹脂材を約３０〜３５％、酸化チタン粉末を約１０％の割合が適しているが、それぞれの値の±２０％程度は許容される。したがって、例えば酸化チタン粉末の場合は、８〜１２％の範囲でも許容される。細骨材に対し樹脂材の量が相対的に多いと粘度が上がり、少ないと粘度が下がる。したがって、成型される製品の形状やサイズに応じて、成型が容易なように粘度を選択することができる。
【００２７】
人造大理石表示手段の場合、白みを帯びた色以外に、種々の色が要望される。例えば、赤系や黄系、黒系等を要望する場合は、酸化チタン粉末を混ぜて一旦白みを帯びたマーブル様にした後、さらに希望する色に応じた着色剤を混ぜてから硬化剤を混ぜて成型する。このように、酸化チタン粉末を混合した後、赤系、黄系、黒系等の着色剤を混ぜると、所望の着色が可能となる。すなわち、赤色の着色剤を混合するとピンク色となり、黄色の着色剤を混合するとアイボリー色となり、黒色の着色剤を混合するとグレー系の色となる。また、赤系、黄系、黒系等の着色剤を任意に選んで混合したり、混合の比率を任意に選択することで、ピンクやアイボリー、グレー系以外の任意の色も着色できる。
【００２８】
したがって、図１（６）において、フライアッシュなどの細骨材と樹脂材と酸化チタン粉末とを混合した後、さらに所望の着色剤と硬化剤を混ぜた混合材を表示シート５の上に約半分だけ流し込んで、手際よく平坦に均して、強化層７の下側を形成する。そして、硬化しないように、出来るだけ早めに、強化層７を挿入してから、同じ要領で残りの半分を流し込んで、硬化させる。なお、強化層７は、製品の側面から見えないように、周囲から２ｃｍ程度の幅Ｇだけは中間層４を設けない。つまり、製品のサイズより小さめに中間層４を設ける。この細骨材混合層６の樹脂材も不飽和ポリエステル樹脂が適しており、また硬化材としては、メチルエチルケトンパーオキサイド混合物（危険物第５類）などが適している。
【００２９】
作業手順としては、通常は、製品のサイズや重量に応じた量の細骨材混合材を予め用意しておくのがよい。すなわち、フライアッシュと樹脂材と酸化チタン粉末とを混合した後、さらに所望の着色剤を混ぜた混合材を必要な量だけ用意しておき、成型の都度、硬化剤を混ぜてから、型枠中に流し込む。
【００３０】
細骨材混合層６を形成した状態で自然放置し、約３時間経過して樹脂が硬化すると、離型する。すなわち、型枠１とその内部の製品とを分離すると、（７）のような製品が完成する。この後、表皮層３の表面をサンドペーパーなどで研磨すると、内部の表示シート５透けて見える。しかも、細骨材混合層６は、酸化チタン粉末を混ぜたり、散りばめたりして、マーブル模様を形成してあるので、図２の図柄８の周りの領域９は、豪華なマーブル模様が見える。また、酸化チタン粉末と着色剤の作用で、鮮やかな色彩を呈する。
【００３１】
前記の硬化剤は、樹脂材の固まる時間が３時間程度になるような材質を選定するのが好ましいが、硬化剤の量は、樹脂材の重量に対し0.８〜１.0％程度が適している。0.８％より少ないと、硬化に時間が掛かり過ぎて非能率となり、１％より多いと、短時間に硬化してしまって収縮率が大きく、亀裂が生じたりする恐れがある。
【００３２】
以上のように、酸化チタン粉末を混合することによって、鮮やかな美しい人造大理石品を実現できるが、寒水石の粉粒も混合すると、酸化チタン粉末との相乗効果によって、鮮やかさが更に浮き立った製品が可能となる。寒水石は、白色ないし透明に近い天然の大理石であり、粉砕して粉粒状にしたものを用いる。フライアッシュと寒水石粉末との配合割合は、７対３程度が適しているが、６対４〜８対２程度でも、充分に実用できる。
【００３３】
寒水石やクリンカーアツシュの粉砕粉末、ごみ焼却灰若しくはごみ焼却灰の溶融固化物の粉砕粉末、ヘドロの乾燥粉砕粉末の粒度は、0.２ｍｍ程度以下が適しているが、製品の用途や要求品質によっては、0.５ｍｍ程度以下までは許容できる。古紙その他の植物繊維の場合は、粒径が１０〜１ミクロン程度が好ましい。なお、製紙工場から排出される古紙スラッジなどを乾燥させ、微粉砕して粉末状にしたものでもよい。多くの繊維質が含まれているため、樹脂との結合性は良い。
【００３４】
以上の各工程に使用する各材料は、不飽和ポリエステル樹脂の場合は、具体的には、ポリライトＴＰ−１２３（大日本インキ化学工業株式会社製）を用いた。着色剤は、ピンク系のマーブル様にすべく、赤色の着色剤としてＯＰレッドＦＢ−ＴＳを用いた。このほか、黄色の着色剤としてＯＰエロー７０ＳＮ−ＰＳがあり、黒色の着色剤としてポリエステルトナーブラックがある。それぞれ、メーカーは御国色素株式会社である。硬化剤として、化薬アクゾ株式会社製のカヤメックＭを用いた。酸化チタン粉末は、石原産業（株）製の酸化チタン材：タイペークなどでも良い。以上のほか、各種細骨材を用いて人造大理石を製造する際の詳細は、先に出願した特許文献５、６に詳述されている。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上のように、本発明によると、細骨材として各種の廃棄物を粉砕して利用した人造大理石において、表示シートを表皮層樹脂の内部に封入することによって、処理に困る廃棄物を活用して、美しい人造大理石表示手段を実現でき、廃棄物による環境汚染の問題が効果的に解消される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による人造大理石表示手段の製造方法を工程順に示す縦断面図である。
【図２】完成した人造大理石表示手段を表皮層側から見た状態である。
【符号の説明】
【００３７】
１  型枠
２  底板内面
３  表皮層樹脂
４  内層樹脂
５  表示シート
６  細骨材混合層
７  強化層
【図１】
2007106003.tif 000003
【図２】
2007106003.tif 000004