JP4663735B2 - 合板様の積層を有する人造大理石及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、合板のような感じの層が積層された人造大理石及びその製造方法に関し、さらに詳しくは人造大理石に合板のような層を一体に形成させることにより供給される、軽くて、施工性に優れた大理石及びその製造方法に関する。

一般に、人造大理石は、ベースレジン（Base resin）に応じて大きく２種類に分けられる。一つは、アクリル系人造大理石であり、他の一つは、不飽和ポリエステル系人造大理石である。最近、アクリル系人造大理石は、不飽和ポリエステル系人造大理石に比べて樹脂自体の優れた外観、高級な質感、及び優れた耐候性を持っているので、台所用シンクの上板、洗面台、化粧台の上板、 浴槽、各種の上板、壁材、各種のインテリア関連素材な
どの多様な用途に使用されている。

一般に、アクリル系人造大理石は、樹脂混合物を金型に注入して硬化させて製造される。前記樹脂混合物は、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）のようなモノマーとポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）とを混合したシロップ（ｓｙｒｕｐ）に無機充填物、顔料、硬化剤、及びその他の添加剤（重合開始剤、離型剤、分散剤など）を添加して製造される。

通常的に使用されている人造大理石の厚みは１３ｍｍである。人造大理石は、天然大理石に比べて軽くて、施工し易い長所を有するが、合板より重く、高価という問題点などのために、商業的には３ｍｍ程度の薄い厚みの人造大理石板に合板を接着して使用することもある。

しかしながら、このように合板と接着して使用する場合、さらに人件費が所要されるだけでなく、製品の耐久性が低下し、接着剤により用途が限定され、施工し難いという問題点がある。

本発明の目的は、合板のような感じの層を一体に形成した人造大理石を提供することにある。
本発明の他の目的は、軽量の人造大理石を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、優れた施工性を有する人造大理石を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、捨てられているおがくずをリサイクルできる人造大理石の製造方法を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、別途の発泡剤なしにアクリル系単量体の自体発熱現象を利用して、発泡層を有する人造大理石の製造方法を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、接着剤を使用することなく合板のような感じの層を一体に形成した人造大理石の製造方法を提供することにある。

本発明の前記及びその他の目的は、以下に開示される本発明により全て達成されることができる。

本発明の人造大理石は、人造大理石からなる第１の層、及びおがくずの含有された重合
性組成物を硬化して形成される第２の層からなり、前記第２の層は第１の層に積層されて一体に形成されることを特徴とする。

本発明の一具体例では、前記重合性組成物はアクリル系樹脂約１００質量部、おがくずと無機充填物との混合物約１０ないし２４０質量部、及び開始剤約０．１ないし１０質量部からなる。

本発明の他の具体例では、前記おがくずと無機充填物との混合物は、おがくず約５ないし１６０質量部及び無機充填物約５ないし８０質量部からなる。
本発明の更に他の具体例では、前記アクリル系樹脂がアクリル系単量体とポリアクリレートとの混合物であることを特徴とする。

本発明の更に他の具体例において、前記無機充填物は、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、シリカ、アルミナ、水酸化マグネシウムおよびこれらの混合物からなる群より選択される。

本発明の更に他の具体例において、前記重合性組成物は、流動度が約１３ないし２０ｃｍ／ｍｉｎである。
本発明の人造大理石の製造方法は、硬化性組成物を部分硬化させて第１の層を形成し、前記第１の層の上におがくずの含有された重合性組成物を注いで第１の層の表面に積層される第２の層を形成し、前記積層された第１および第２の層を硬化させる段階からなる。

本発明の更に他の具体例において、前記硬化性組成物は、少なくとも一つのポリマーからなるマトリックス及び無機充填物からなる。
本発明の更に他の具体例において、前記ポリマーはアクリル系樹脂である。

本発明の更に他の具体例において、前記硬化性組成物は、さらにマーブルチップを含むことができる。
本発明の更に他の具体例において、前記重合性組成物は、アクリル樹脂１００質量部、おがくず５ないし１６０質量部、無機充填物５ないし８０質量部、及び開始剤０．１ないし１０質量部からなる。

本発明の更に他の具体例では、前記重合性組成物を発泡させた上で、硬化させる。

本発明者らは前記欠点を克服するために、人造大理石に合板のような層を一体に形成させることにより、軽くて、優れた施工性を有する発泡大理石を開発するに至った。

図１は、本発明の人造大理石の積層構造を示すものである。
本発明の人造大理石は、第１の層及び第２の層が積層されて２つの層が一体に形成されており、前記第１の層は通常の人造大理石からなり、前記第２の層はおがくずの含有された重合性組成物を硬化して形成されるものである。

前記重合性組成物は、アクリル系樹脂、おがくずと無機充填物との混合物および開始剤を混合して製造される。本発明の一つの具体例では、前記重合性組成物が、アクリル系樹脂約１００質量部、おがくずと無機充填物との混合物約１０ないし２４０質量部、及び開始剤約０．１ないし１０質量部からなる。本発明の他の具体例では、前記おがくずと無機充填物との混合物が、おがくず約５ないし１６０質量部および無機充填物約５ないし８０質量部からなる。

本発明において、前記アクリル系樹脂は、アクリル系単量体とポリアクリレートとの混合物である。前記アクリル系単量体としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、２−エチルへキシルメタクリレートなどが挙げられる。

前記ポリアクリレートは、前記アクリル系単量体の重合体であり、特にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）が最も好ましい。
前記アクリル系樹脂は、アクリル単量体の含量が約６５質量％以上であり、ポリアクリレート含量が約３５質量％以下であることが好ましい。

本発明に係るおがくずは特に限定されるものではなく、前処理なしにそのまま投入しても良い。本発明において、おがくずは約５ないし１６０質量部添加される。おがくずが１６０質量部を超える場合、スラリの粘度が極めて高くなって工程上うまく移送できない短所があり、５質量部未満であれば、木質感と軽量感の効果を奏することができないことがある。本発明では、合板またはベニヤ板のように見える第２の層は、重合性組成物におがくずを添加することにより木又は木目に似せることができる。

本発明では、前記おがくずの代わりに、木片（wood flake）や米ぬかなどを混合したり代替して使用することができる。
前記無機充填物は、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、シリカ、アルミナ、水酸化マグネシウムのように通常的に用いられる無機粉末のうち、いずれも使用可能であり、特に水酸化アルミニウムが、製品の優雅な外観を考慮して最も好ましい。

本発明において、無機充填物は約５ないし８０質量部添加される。８０質量部を超えれば、木又は木目に似せることができず、軽量感の効果がないし、発泡が生じない場合がある。５質量部未満の場合は、スラリの粘度が極めて高くなって工程の制御が難しくなり、人造大理石の物性に問題が生じることがある。

本発明において、無機充填物とおがくずとの混合物は、アクリル樹脂約１００質量部に対して約１０ないし２４０質量部の範囲で添加することが好ましい。もし、無機充填物とおがくずとの混合物が、１０質量部未満であれば、スラリの粘度が薄くなって工程の制御が困難になる場合があり、２４０質量部を超える場合、発泡時のアクリル系単量体が発泡されなくて、本発明の目的を達成することができないことがある。

前記開始剤としては、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシドなどの過酸化物またはアゾビスイソブチロニトリルのようなアゾ化合物が使用される。本発明において、開始剤の含量は、アクリル樹脂１００質量部を基準に約０．１〜１０質量部であり、好ましくは約０．５〜５質量部の範囲である。

本発明の一つの具体例では、前記重合性組成物の流動度が約１３ないし約２０ｃｍ／ｍｉｎである。流動度が２０ｃｍ／ｍｉｎを超えれば、粘度が低下してスラリが流れて工程の制御が困難になる傾向があり、１３ｃｍ／ｍｉｎ未満である場合、発泡現象が生じない。本発明において、前記スラリの「流動度」は、ガラス板上に３０ｇのスラリを落として、１分間スラリを流した後、その直径（cm）を測定した値である。流動度の単位は、「長さ／時間」である。本発明では、特に言及がない限り、流動度の単位にｃｍ／ｍｉｎを用いる。本発明において用いられた流動度は、通常の粘度に換算されないが、流動度が高ければ、低い粘度を有する。即ち、スラリの流動度が高いほど、粘度は低くなる。

前記第２の層を形成する重合性組成物では、発泡をより円滑にするために第１の層に使用される開始剤より開始剤含量を過量とすることができる。
本発明の第１の層を構成する人造大理石は、この技術分野でよく知られている通常の人造大理石用硬化性組成物から製造されることができる。前記硬化性組成物は、少なくとも一つのポリマーからなるマトリックス及び無機充填物からなることができる。前記ポリマーは、アクリル系樹脂または不飽和ポリエステル系樹脂であり、好ましくはアクリル系樹脂である。前記硬化性組成物は、さらに、多様な柄を具現するためにマーブルチップを含むことができる。

本発明に係る大理石の製造方法は、以下の順序により製造される。
硬化性組成物を部分硬化させて第１の層を形成し、前記第１の層の上に、おがくずの含有された重合性組成物を注いで第２の層を形成する。前記第１の層及び第２の層は、２つの層が積層される構造を有し、前記積層された２つの層を共に硬化させる。

本発明の一つの具体例において、前記硬化性組成物は、少なくとも一つのポリマーからなるマトリックスおよび無機充填物からなる。前記ポリマーは、アクリル系樹脂または不飽和ポリエステル系樹脂であり、好ましくはアクリル系樹脂である。本発明において前記硬化性組成物は、さらに、マーブルチップを含むことができる。

前記重合性組成物は、アクリル樹脂約１００質量部、おがくず約５ないし１６０質量部、無機充填物約５ないし８０質量部、及び開始剤約０．１ないし１０質量部からなる。
本発明では、前記第２の層を構成する重合性組成物を選択的に発泡させることができる。すなわち、重合性組成物を第１の層の上に注いだ後、アクリル系単量体自体の発熱重合反応により発泡させた上で、硬化させる。

前記重合性組成物を発泡させる場合、スラリの流動度は約１３ないし２０ｃｍ／ｍｉｎの値を有することが好ましい。流動度が２０ｃｍ／ｍｉｎを超える場合、粘度が低くなってスラリが流れて工程の制御が困難になる傾向があり、１３ｃｍ／ｍｉｎ未満であれば、発泡現象が生じない。本発明において前記スラリの流動度は、ガラス板上に３０ｇのスラリを落として、１分間スラリを流した後、その直径（ｃｍ）を測定した値である。流動度は、通常の粘度に換算されないが、流動度が高ければ、低い粘度を有する。即ち、スラリの流動度が高いほど、粘度は低くなる。

一般に、アクリル系単量体が重合すると、発熱重合反応の結果、沸くことと類似した現象が生じ、気泡が発生する。したがって、これをそのまま硬化させる場合、発生された気泡が硬化された層に含有されて発泡層を形成するのである。

前記重合性組成物を人造大理石層の第１の層の表面に注いだ後、アクリル系単量体の発熱反応により発泡させながら硬化することにより、一方の層は通常の人造大理石層が、他の一方の層は合板のような感じの層が形成された人造大理石を製造することができる。前記合板のような感じの層は、おがくずが含有されて木の質感が感じられる。

本発明において製造される大理石は、従来の人造大理石より軽くて、施工性に優れており、多様な用途に活用される。
本発明は下記の実施例によって更に容易に理解することができ、下記の実施例は本発明の例示のためのものであり、添付された特許請求の範囲により限定される保護範囲を制限するものではない。下記実施例では、すべての部および％は、特に断わりのない限り質量基準である。

第１の層用硬化性組成物の製造：２５％のポリメチルメタクリレートと８５％のメチルメタクリレートとの混合物からなる樹脂シロップ１００質量部、水酸化アルミニウム１３５質量部、マーブルチップ２０質量部、及び過酸化ラウロイル２質量部を混合して硬化性組成物を製造した。

第２の層用重合性組成物の製造：ポリメチルメタクリレート３０質量部及びメチルメタクリレート７０質量部からなるアクリル系樹脂シロップ１００質量部、水酸化アルミニウム１０質量部、おがくず１５５質量部、及び過酸化ベンゾイル２質量部を混合して重合性組成物を製造した。得られた重合性組成物の流動度は１５．２ｃｍ／ｍｉｎであった。

人造大理石の製造：前記製造された硬化性組成物を部分硬化させて第１の層を形成し、前記第１の層上に第２の層用重合性組成物を注いだ後、これを徐々に硬化させた。硬化された人造大理石は、合板様の層と人造大理石層とが一体に形成された二層積層構造をもっていた。製造された人造大理石の各層の写真を、図２（Ａ）、（Ｂ）に示した。

この発明は、この分野における通常の知識を有する者が容易にその実施をすることができる。本発明の単なる変形ないし変更は、このような変形や変更は、全て本発明の領域に含まれると認めるべきである。

図１は、本発明に係る人造大理石の積層構造を示すものである。 図２は、実施例１で得られた人造大理石製品の人造大理石層（Ａ）及び合板のような感じの層（Ｂ）をそれぞれ示す写真である。

Claims (13)

1. 人造大理石からなる第１の層；及び
   アクリル系樹脂１００質量部、おがくずと無機充填物との混合物１０ないし２４０質量部を含む、重合性組成物を硬化させて形成された第２の層；
   からなり、前記第２の層は第１の層に積層されて一体に形成されることを特徴とする人造大理石。
2. 前記重合性組成物が、開始剤０．１ないし１０質量部をさらに含む、請求項１に記載の人造大理石。
3. 前記おがくずと無機充填物との混合物は、おがくず５ないし１６０質量部及び無機充填物５ないし８０質量部からなることを特徴とする、請求項１または２に記載の人造大理石。
4. 前記アクリル系樹脂は、アクリル系単量体とポリアクリレートとの混合物であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の人造大理石。
5. 前記無機充填物は、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、シリカ、アルミナ、水酸化マグネシウムおよびこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の人造大理石。
6. 前記重合性組成物は、流動度が１３ないし２０ｃｍ／ｍｉｎであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の人造大理石。
7. 硬化性組成物を部分硬化させて第１の層を形成し；
   前記第１の層の上に、アクリル系樹脂１００質量部、おがくずと無機充填物との混合物１０ないし２４０質量部を含む重合性組成物を注いで、第１の層の表面に積層された第２の層を形成し；そして
   前記積層された第１及び第２の層を硬化させる；
   段階からなることを特徴とする人造大理石の製造方法。
8. 前記硬化性組成物は、少なくとも一つのポリマーからなるマトリックス及び無機充填物からなることを特徴とする、請求項７に記載の人造大理石の製造方法。
9. 前記ポリマーは、アクリル系樹脂であることを特徴とする、請求項８に記載の人造大理石の製造方法。
10. 前記硬化性組成物は、さらに、マーブルチップを含むことを特徴とする、請求項７〜９のいずれか１項に記載の人造大理石の製造方法。
11. 前記重合性組成物は、アクリル樹脂１００質量部、おがくず５ないし１６０質量部、無機充填物５ないし８０質量部、及び開始剤０．１ないし１０質量部からなることを特徴とする、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の人造大理石の製造方法。
12. 前記重合性組成物は、流動度が１３ないし２０ｃｍ／ｍｉｎであることを特徴とする、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の人造大理石の製造方法。
13. 前記重合組成物を発泡させた上で、硬化させることを特徴とする、請求項７〜１２のいずれか１項に記載の人造大理石の製造方法。