JP5664987B2 - 花崗岩パターンのアクリル系人造大理石の製造方法 - Google Patents

Description

本発明はアクリル系人造大理石及びその製造方法に係り、さらに詳しくは、色相の異なる２種類のコンパウンドを混練、成形することにより自然なマーブル効果を演出することができ、既存の人造大理石用の単色チップとは異なり、２種類以上のコンパウンドパターンが自然に混ざり合った花崗岩パターンが得られ、多色チップシートを用いて人造大理石を製造することにより既存の人造大理石とは異なり、天然石模様とほとんど類似する模様が得られる花崗岩パターンのアクリル系人造大理石及びその製造方法に関する。

一般に、アクリル系樹脂製の人造大理石は、見栄えがよく、加工性及び強度に優れており、天然大理石に比べて軽量であることから、カウンターテーブル及び各種のインテリア材料として汎用されているが、周知の単色チップの組み合わせでは、天然大理石または花崗岩に比べて様々なパターンを演出することには技術的限界があった。

アクリル系人造大理石は、一般に、メチルメタクリレートなどのモノマーとポリメチルメタクリレートを混合してなるシロップに、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、シリカなどの無機充填剤、顔料、硬化剤、開始剤、剥型剤、分散剤などの添加剤を入れた後に、成形型に鋳込み、無端状のスチールベルトを用いて硬化させて製造する。

このとき、形状及び色相を発現させる手段としては、顔料及びチップと呼ばれる原料が用いられ、チップの主成分は、通常、人造大理石と同様であり、単色の顔料を投入して人造大理石と同じ工程により製造した後に粉砕して種々の色相及び粒子径を有するように製造する。

従来の技術は、上記のチップから人造大理石を製造するときに、単色チップを組み合わせて各種の色相に製造した後、ベース原料に混合・投入して天然花崗岩模様を演出するものであるが、このように単色チップから製造した人造大理石の模様及び外観は、天然花崗岩模様とは異なり、パターンが単調であり、しかも、人為的な感じがする。それゆえに、既存の単色チップの組み合わせでは、天然石の模様及び色相をより現実感あふれるように再現することには技術的な限界がある。

本発明の目的は、単色チップから製造した人造大理石の外観が天然大理石に比べて単調であり、しかも、人為的な感じがすることを改善し、単色チップでは表現し切れなかった色相及び模様の限界を克服して、既存の人造大理石用の単色チップとは異なり、２種類以上のコンパウンドパターンが自然に混ざり合った花崗岩パターンが得られ、しかも、天然石模様とほとんど類似する模様及び様々な花崗岩パターンが得られる人造大理石を提供することである。

また、本発明の他の目的は、前記様々な花崗岩パターン付き人造大理石の製造方法を提供することである。

本発明の前記目的及びその他の目的は、後述する本発明によって達成される。

前記本発明の目的を達成するために、本発明は、２種類以上のコンパウンドが自然な花崗岩トーンを形成するアクリル系人造大理石を提供する。

また、本発明は、（ａ）人造大理石液状原料を練り上げるステップと、（ｂ）練り上げられた液状原料、無機充填剤及びチップをニーダーに投入して２種以上のシートを得るステップと、（ｃ）２種以上のシートを別のニーダーに投入して混練するステップと、（ｄ）混練された原料をマーブル模様のシートにするステップと、（ｅ）前記シート状に製造されたマーブルシートをチッピングするステップと、（ｆ）シート状に製造された人造大理石コンパウンドを金型に投入し、成形、脱型、冷却及び研磨を行うステップと、を含んでなるアクリル系人造大理石の製造方法を提供する。

本発明は、図１及び図２に示すように、色相の異なる２種類のコンパウンドを混練、成形することにより自然なマーブル効果を演出することができ、既存の人造大理石用の単色チップとは異なり、２種類以上のコンパウンドパターンが自然に混ざり合った花崗岩パターンが得られ、多色チップシートを用いて人造大理石を製造することにより既存の人造大理石とは異なり、天然石模様とほとんど類似する模様が得られる。

より様々な花崗岩パターンを実現しようとする場合には、様々なシートを投入して花崗岩トーンのシートを製造した後に成形すればよい。

図１は、本発明の一実施形態に係る花崗岩トーンの人造大理石パネルである。 図２は、本発明の他の実施形態に係る花崗岩トーンの人造大理石パネルである。 図３は、本発明に係るアクリル系人造大理石の製造方法を示す手順図である。

以下、本発明について詳述する。

本発明は、アクリル系樹脂シロップ１００重量部に対して無機充填物５０〜７００重量部、架橋剤０．２〜５重量部、架橋促進剤０．２〜３重量部を含む液状原料と、無機充填物と、チップと、を含むコンパウンドを２種類以上用いて花崗岩トーンを形成することを特徴とするアクリル系人造大理石を提供する。

好ましくは、前記花崗岩トーンを形成する粒子の大きさが直径５〜５０ｍｍである。

また、本発明は、（ａ）人造大理石液状原料を練り上げるステップと、（ｂ）練り上げられた液状原料、無機充填剤及びチップをニーダーに投入して２種以上のシートを得るステップと、（ｃ）２種以上のシートを別のニーダーに投入して混練するステップと、（ｄ）混練された原料をマーブル模様のシートにするステップと、（ｅ）前記シート状に製造されたマーブルシートをチッピングするステップと、（ｆ）シート状に製造された人造大理石コンパウンドを金型に投入し、成形、脱型、冷却及び研磨を行うステップと、を含んでなることを特徴とするアクリル系人造大理石の製造方法を提供する。

さらに、好ましくは、前記アクリル系人造大理石は、前記（ｅ）ステップ後に、チッピングされたチップを無方向に展延した後に圧着して花崗岩トーンのシートを製造し、前記シート状に製造された花崗岩トーンのコンパウンドを金型に投入し、成形、脱型、冷却及び研磨を行うことにより製造される。

前記本発明に係るアクリル系人造大理石の製造方法は、図３に示す通りである。

本発明の製造方法のうち最初のステップである（ａ）液状原料を練り上げるステップにおいて、原料を練り上げる理由は、プレス成形時に最適な模様を実現するために原料の粘度を高めて製造するためであり、（ｂ）ステップにおいてシート状にする理由は、金型にチャージして成形しやすくするためである。

前記（ａ）ステップにおける人造大理石液状原料は、アクリル系樹脂１０〜５０重量％及びアクリル系単量体５０〜９０重量％を含むアクリル系樹脂シロップ１００重量部に対して、無機充填物５０〜７００重量部、架橋剤０．２〜５重量部、架橋促進剤０．２〜３重量部を含む。

前記（ａ）ステップにおける液状原料の粘度は、５、０００〜１００、０００Ｐｓであることが好ましい。

粘度が５、０００Ｐｓ未満である場合に、混練され過ぎて自然な模様が形成されず、且つ、１００、０００Ｐｓを超える場合には、混ざり難くて不自然な感じがする。

前記（ｂ）ステップにおける液状原料１００重量部に対して無機充填剤２００〜５００重量部及びチップ０〜３００重量部を使用し、より好ましくは、チップ５０〜２００重量部を使用する。

本発明において使用されるアクリル樹脂シロップの重合可能な単量体としては、アクリル単量体が挙げられる。具体的に、前記アクリル樹脂シロップは、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート及びグリシジルメタクリレートよりなる群から選ばれるメタクリレート単量体単独または２種以上の混合物であり、メタクリレート単量体及びその一部が重合された重合体の混合物を使用してもよい。中でも、メチルメタクリレートが特に好ましい。シロップ内の重合体の含量は、１０〜５０重量％であることが好ましい。

本発明において使用される無機充填物は、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、アルミン酸カルシウム、炭酸カルシウム、シリカ粉末、アルミナなど、同分野における通常の無機粉末であれば、いかなるものを使用しても構わず、単独または２種以上を混合して使用可能である。前記無機充填物の粒子径が３〜２００μｍであることが好ましく、樹脂への分散性、製品の機械的な強度の向上及び沈殿防止などのためにシラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤またはステアリン酸により処理された表面を有することが好ましい。前記無機充填物の好適な含量は、樹脂シロップ１００重量部に対して２００〜５００重量部である。

無機充填剤の使用量が２００重量部未満である場合には粘度が低くて混練され過ぎてしまうため自然な模様が形成できず、且つ、５００重量部を超える場合には混ざり難くて不自然な感じがする。

本発明において使用される架橋剤は、分子内に共重合可能な二重結合を有して前記アクリル樹脂シロップと架橋結合する多官能性アクリル系単量体であり、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、１、６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ポリブチレングリコールジメタクリレート及びネオペンチルグリコールジメタクリレートよりなる群から選ばれる単独または２種以上の混合物であり、中でも、エチレングリコールジメタクリレートが特に好ましい。

前記架橋剤の使用量が皆無であるか、あるいは、少な過ぎると、表面に凹凸が発生し、人造大理石の上部及び下部に気泡が発生するなど原料同士の結合力が低下し、耐熱性及び耐熱変色性が悪化する。架橋剤の使用量が多すぎると、チップの相分離が起きてしまい、人造大理石パターンに多くの問題点を引き起こす。このため、架橋剤の使用量は、樹脂シロップ１００重量部に対して０．２〜５重量部であることが好ましい。

本発明において使用される架橋促進剤は有機過酸化物であり、ベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシドなどのジアシルペルオキシド、ブチルヒドロペルオキシド、クミルヒドロペルオキシドなどのヒドロペルオキシド、ｔ−ブチルペルオキシマレイン酸、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、ｔ−ブチルヒドロペルオキシブチレート、アセチルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ｔ−ブチルペルオキシネオデカノエート、ｔ−アミルペルオキシ２−エチルヘキサノエートよりなる群から選ばれる単独または２種以上の混合物を使用する。なお、アミンのペルオキシドとスルホン酸との混合物、またはペルオキシドとコバルト化合物との混合物を用いて、重合及び硬化が室温において行われるようにしてもよい。前記架橋促進剤の含量は、樹脂シロップ１００重量部に対して０．２〜３重量部であることが好ましく、重合促進剤と併用することが一般的である。

架橋剤の含量が０．２未満である場合に成形時間が長引いて生産性が低下し、３重量部を超える場合には急激な硬化によってひび割れが生じる虞がある。

また、ノルマルドデシルメルカプタン、ターシャリドデシルメルカプタン、ベンジルメルカプタン及びトリメチルベンジルメルカプタンなどのメルカプタン化合物などのラジカル運搬体を使用してもよい。ラジカル運搬体の含量は、樹脂シロップ１００重量部に対して０．１〜５重量部であることが好ましい。

本発明において使用される発色手段は、特に限定されるものではなく、通常の人造大理石の添加成分として知られている有機または無機顔料や染料などが使用可能である。

これらに加えて、前記組成物は、通常の人造大理石の添加成分として知られている、シリコン系または非シリコン系消泡剤と、トリメトキシシランを主成分とするシラン系、酸系またはチタネート系カップリング剤と、フェニルサリシレート系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ニッケル誘導体系またはラジカル除去剤系紫外線吸収剤と、ハロゲン系、リン系または無機金属系難燃剤と、ステアリン酸系またはシリコン系離型剤と、カテコール系またはヒドロキノン類系重合抑制剤と、フェノル系、アミン系、キノン系、硫黄系またはリン系酸化防止剤よりなる群から選ばれる１種以上の添加剤をさらに含んでいてもよい。

前記（ｆ）ステップにおける成形圧力は、５〜５０ｋｇ／ｃｍ^２であってもよく、成形温度は、３０〜１５０℃であってもよい。成形圧力が５ｋｇ／ｃｍ^２未満である場合には、未成形が発生し、５０ｋｇ／ｃｍ^２を超える場合には、バリ量が増加する。

３種類以上のマーブル模様を得るためには、同じ方法により３種類以上のシートを製造して成形すればよい。

以下、本発明の理解への一助となるために好適な実施例を提示するが、下記の実施例は本発明を例示するものに過ぎず、本発明の範疇及び技術的な思想の範囲内において種々の変更及び修正が可能であるということは当業者にとって自明であり、このような変更及び修正が特許請求の範囲に属するということはいうまでもない。

［実施例］

１．単色シートの製造

（１）原料の製造

３０重量％のポリメチルメタクリレートと７０重量％のメチルメタクリレートの混合物からなるメチルメタクリレートシロップ１００重量部、水酸化アルミニウム４００重量部、ｔ−ブチルペルオキシネオデカノエート０．２重量部、ｔ−アミルペルオキシ２−エチルヘキサノエート０．３重量部、エチレングリコールジメタクリレート３重量部、ノルマルドデシルメルカプタン０．２重量部、消泡剤としてのＢＹＫ５５５（ＢＹＫ−Ｃｈｅｍｉｅ社製、ドイツ）０．２重量部、カップリング剤としてのＢＹＫ９００（ＢＹＫ−Ｃｈｅｍｉｅ社製、ドイツ）０．７５重量部、紫外線安定（吸収）剤としてのＨｉｓｏｒｐ−Ｐ（ＬＧ化学社製、大韓民国）０．２重量部を含む原料スラリーに顔料０．３重量部を混合して単色の樹脂顔料組成物を製造した。

（２）単色シートの製造

水酸化アルミニウム４００重量部及びチップ２００重量部を投入したニーダーに、上記のようにして製造した単色の樹脂顔料組成物（粘度１、０００ｃｐｓ）を供給ラインを介してさらに投入した後、約２０分間練り上げた。

練り上げた後に取り出したバルク状の原料を泥板機を用いてシート状にした。

（３）マーブル模様シートの製造

顔料の色相を異ならせて上記のプロセスと同様にして他の１種のシートをさらに製造した後に、２種類のシートを所定の形状、重量にて別のニーダーに投入して約１０秒間混練して、２種類のチップパターンが混ざり合ったマーブル模様を実現した。マーブル模様が実現されたバルク状のコンパウンドを取り出してさらに幅７６０、長さ３６８０、厚さ１４ｔのシート状に製造した。

２．花崗岩トーンのシートの製造

このようにして製造されたマーブルシートを直径２０ｍｍにチッピングした。

チッピングされたチップを無方向に展延した後に圧着してさらにシートにした。

３．人造大理石の製造

シート状に製造された花崗岩トーンのコンパウンドを温度１２０℃に予熱された金型に投入し、圧力１５ｋｇ／ｃｍ^２にて成形して脱型した後に冷却、サンディングして自然な花崗岩トーンの人造大理石を製造した。

Claims (8)

1. （ａ）アクリル系樹脂シロップ、無機充填物、及び架橋促進剤を含む人造大理石液状原料を練り上げるステップであって、前記アクリル系樹脂シロップは、アクリル系樹脂１０〜５０重量％及びアクリル系単量体５０〜９０重量％を含み、人造大理石液状原料がアクリル系樹脂シロップ１００重量部に対して無機充填物５０〜７００重量部、架橋剤０．２〜５重量部、架橋促進剤０．２〜３重量部を含むステップと、
   （ｂ）練り上げられた液状原料、無機充填剤及びチップをニーダーに投入して２種以上のシートを得るステップであって、チップの主成分は人造大理石と同様であり、チップの原料は単色の顔料を添加した後人造大理石の製造工程と同じ工程により製造され、その後に粉砕して種々の色相及び粒子径を有するように製造し、
   （ｃ）２種以上のシートを別のニーダーに投入して混練するステップと、
   （ｄ）混練された原料をマーブル模様のシートにするステップと、
   （ｅ）前記シート状に製造されたマーブルシートをチッピングするステップと、
   （ｆ）チッピングされたチップを無方向に展延した後に圧着して花崗岩トーンのシートを製造し、花崗岩トーンのシートを金型に投入し、成形、脱型、冷却し、かつ成形された製品の研磨を行うステップと、
   を含んでなることを特徴とするアクリル系人造大理石の製造方法。
2. 前記（ａ）ステップにおける液状原料の粘度が５、０００〜１００、０００Ｐｓであることを特徴とする請求項１に記載のアクリル系人造大理石の製造方法。
3. 前記アクリル系単量体は、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート及びグリシジルメタクリレートよりなる群から選ばれるメタクリレート単量体単独または２種以上の混合物であり、前記アクリル系樹脂は、前記アクリル系単量体の重合体１種以上であることを特徴とする請求項１に記載のアクリル系人造大理石の製造方法。
4. 前記無機充填物は、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、アルミン酸カルシウム、炭酸カルシウム、シリカ粉末及びアルミナよりなる群から選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項１に記載のアクリル系人造大理石の製造方法。
5. 前記架橋剤は、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、１、６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ポリブチレングリコールジメタクリレート及びネオペンチルグリコールジメタクリレートよりなる群から選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項１に記載のアクリル系人造大理石の製造方法。
6. 前記架橋促進剤は、ベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ブチルヒドロペルオキシド、クミルヒドロペルオキシド、ｔ−ブチルペルオキシマレイン酸、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、ｔ−ブチルヒドロペルオキシブチレート、アセチルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル及びｔ−ブチルペルオキシネオデカノエート、ｔ−アミルペルオキシ２−エチルヘキサノエートよりなる群から選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項１に記載のアクリル系人造大理石の製造方法。
7. 前記（ｂ）ステップにおける液状原料１００重量部に対して無機充填剤２００〜５００重量部及びチップ５０〜３００重量部を含むことを特徴とする請求項１に記載のアクリル系人造大理石の製造方法。
8. 前記（ｆ）ステップにおける成形圧力は５〜５０ｋｇ／ｃｍ^２であり、成形温度は３０〜１５０℃であることを特徴とする請求項１に記載のアクリル系人造大理石の製造方法。

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