JPH06157104A

JPH06157104A - 石目調人工大理石

Info

Publication number: JPH06157104A
Application number: JP4306685A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Kadota; 康洋門田; Shinichiro Nagasawa; 紳一郎長澤; Shingo Kimura; 真吾木村
Original assignee: Tsutsunaka Plastic Industry Co Ltd
Current assignee: Tsutsunaka Plastic Industry Co Ltd
Priority date: 1992-11-17
Filing date: 1992-11-17
Publication date: 1994-06-03
Also published as: KR940011386A

Abstract

(57)【要約】【目的】天然石風の石目調を表出でき、天然の感に満
ち溢れた石目調人工大理石を提供することである。【構成】メタクリル樹脂粉末を主成分とするマトリッ
クス樹脂と、粉末状無機充填材としての水酸化アルミニ
ウム粉末と、長石、珪石、硼砂等の原料を溶融・固化し
て得られた屈折率１．４８〜１．６０の透明性フリット
粉末とを、少量の液状可塑剤と共に均一に混合した混合
物を成形用材料とし、その成形用材料により押出成形を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建築材料、洗面化粧台
やシステムキッチンの天板等に使用される石目調人工大
理石に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の人工大理石は、例えばマトリック
ス樹脂としてのアクリル系樹脂に無機充填材を均一に混
合した混合物を成形用材料として構成され、その成形用
材料にキャスト法あるいは固化押出成形を行うことによ
り形成されていた。さらにこのような人工大理石に天然
石に近似した石目調外観を付与する目的において、前記
成形用材料中に、天然石の細かい砕石粒子や、金属フレ
ークのほか、耐熱性を有する着色樹脂粒状体、同じく耐
熱性を有する着色合成樹脂繊維等を均一に分散させるよ
うに含有させ、これらの含有材により、石目調外観を表
出させることも一部において行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
石目調人工大理石は、天然石の外観といささか趣きを異
にし、いかにも模倣品であるという印象を有していた。
すなわち、天然の大理石の石目調は、適度な隠蔽性を有
する透明感を有するほか、深みのある濃淡模様や、点在
する光輝等を有しているのに対し、従来の人工大理石の
石目調は、上記した天然石特有の透明感、濃淡模様、光
輝等が微妙に相違しており、天然の感に乏しいという問
題があった。

【０００４】この発明は、上記従来技術の問題を解消
し、天然石風の石目調が表出され、天然の感に満ち溢れ
た石目調人工大理石を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
のもと種々実験と研究を重ねたところ、マトリックス樹
脂と、無機充填材のほかに、石目調を表出するために特
定材料を加えることにより、天然石風の石目調を表出で
きることを見い出し、本発明を完成したものである。

【０００６】すなわち、この発明は、押出成形によって
形成される石目調人工大理石であって、メタクリル樹脂
粉末を主成分とするマトリックス樹脂と、粉末状無機充
填材としての水酸化アルミニウム粉末と、長石、珪石、
硼砂等の原料を溶融、固化し、かつ粉砕して得られた屈
折率１．４８〜１．６０の透明性フリット粉末とを、少
量の液状可塑剤と共に均一に混合した混合物を成形用材
料として構成されている。

【０００７】さらに前記成形用材料において、前記マト
リックス樹脂粉末と前記水酸化アルミニウム粉末との粉
末混合物の総量を１００重量部としたとき、その１００
重量部のうち、前記マトリックス樹脂粉末を２０〜５０
重量部、前記水酸化アルミニウム粉末を８０〜５０重量
部の範囲に設定するとともに、前記粉末混合物１００重
量部に対し、前記フリット粉末を０．１〜１０重量部配
合している。

【０００８】特にこの発明では、前記フリット粉末の平
均粒径を３．０mm以下に設定するのが好ましい。

【０００９】次に、この発明に用いる成形用材料の各成
分、配合、およびこの発明の実施に伴う押出成形方法
を、詳細に説明する。

【００１０】＜マトリックス樹脂＞本発明において、マ
トリックス樹脂として、透明性、耐候性、硬度、耐熱性
等の諸特性に優れている点で、アクリル系樹脂が用いら
れる。

【００１１】アクリル系樹脂としては、単量体組成が種
々異なる熱可塑性アクリル系樹脂、及び熱可塑性メタク
リル樹脂等、汎用のアクリル系樹脂を例示できる。特に
本発明においては、メチルメタクリレートの単独重合
体、もしくは、メチルメタクリレートが単量体全体の５
０重量パーセント以上、好ましくは７０重量パーセント
以上でこれに他のメタクリル酸エステル、その他メチル
メタクリレートと共重合可能なビニル系単量体の少なく
とも１種を共重合せしめてなる共重合体が好適である。

【００１２】またアクリル系樹脂の中でも、カルボキシ
ル基含有メタクリル樹脂、グルタルイミド基含有メタク
リル樹脂等は、成形品の耐熱性を向上させることがで
き、成形用材料として好適に使用される。

【００１３】ここでカルボキシル基含有メタクリル樹脂
とは、メタクリル酸メチル（ＭＭＡ）とエチレン性不飽
和カルボン酸との共重合体であり、エチレン性不飽和カ
ルボン酸の代表的なものとしては、アクリル酸、メタク
リル酸を、またその他にも、イタコン酸、マレイン酸、
無水マレイン酸等を挙げることができる。エチレン性不
飽和カルボン酸は、マトリックス樹脂のうち通常１〜１
５％、好ましくは３〜７％の範囲で共重合されたものを
用いる。１％未満では、所期するマトリックス樹脂と無
機充填材との接着性の向上が得られず、耐熱性に劣る。
また、１５％を越えると、成形用材料の流動性が低下
し、押し出し成形が困難となる。さらに耐熱性の向上の
目的で、この重合体に、メタクリル酸メチルと共重合可
能なビニル芳香族化合物を５％以下の範囲で共重合させ
てもよい。このビニル芳香族化合物の例としては、スチ
レン、ビニルトルエン、αーメチルスチレン等が挙げら
れる。

【００１４】また、グルタルイミド基含有メタクリル樹
脂とは、メタクリル酸メチル（ＭＭＡ）を加熱溶融し、
イミド化剤を混合し反応させて得ることができる共重合
体である。このイミド化剤としては、アンモニア、メチ
ルアミン、エチルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミ
ン、オクチルアミン、ノリルアミン、デシルアミン、ベ
ンジルアミン、シクロヘキシルアミン、アニリン、ハロ
ゲン化アニリン、尿素、ジメチル尿素等を挙げることが
できる。

【００１５】グルタルイミド基含有メタクリル樹脂中の
グルタルイミド単位は、下記の化１式で示される。

【００１６】

【化１】ここで、Ｒ１、Ｒ２は水素原子またはメチル基、Ｒ３は
水素原子または炭素数１〜２０の脂肪族、芳香族あるい
は脂環族炭化水素を示す。この中でも、Ｒ３が水素また
はメチル基のものは、特に耐熱性に優れている。

【００１７】このグルタルイミド単位は、グルタルイミ
ド基含有メタクリル樹脂中５〜１００モル％含まれてい
る必要があり、好ましくは２０モル％以上含まれること
が望まれる。グルタルイミド単位が５モル％未満である
と、成形品に熱クラックおよび熱変形が発生し易く、耐
熱性が不十分となる。

【００１８】上述した汎用アクリル樹脂、カルボキシル
基含有メタクリル樹脂、グルタルイミド基含有メタクリ
ル樹脂等は、必ずしも単独でマトリックス樹脂を構成す
る必要はなく、２種以上混合してマトリックス樹脂を構
成しても差支えない。

【００１９】例えば、カルボキシル基含有メタクリル樹
脂と、メチルメタクリレート等の汎用のアクリル樹脂と
を併用してマトリックス樹脂を構成してもよく、この場
合には、汎用のアクリル樹脂の添加量は、エチレン性不
飽和カルボン酸が、マトリックス樹脂のうち１〜１５％
となる範囲内で添加するのが望ましい。また、グルタル
イミド基含有メタクリル樹脂と汎用アクリル樹脂とを併
用する場合、グルタルイミド基含有メタクリル樹脂と汎
用アクリル樹脂との配合比は、１００：０〜１０：９０
であるのが望ましく、特に１００：０〜５０〜５０：５
０であるのが好ましい。この範囲内であると、成形品の
耐熱性を向上させることができる。

【００２０】マトリックス樹脂としては、粉末のものが
用いられ、その粒径は特に制限されるものではないが、
一般に５〜２００μｍ、特に好ましくは２０〜１００μ
ｍ程度のものが好適に使用される。

【００２１】また、マトリックス樹脂は、押出成形時に
おける押出機内での溶融混練操作を支障なく行うため
に、メルトフローレート（ＭＦＲ、２３０℃、３．８ｋ
ｇ）（試験法・単位；ＡＳＴＭＤ１２３８）が０．
５ｇ／１０ｍｉｎ以上、特に１．０ｇ／１０ｍｉｎ以上
のものが好ましい。さらに重量平均分子量Ｍｗは８０，
０００以上で、３００，０００未満、特に９０，０００
以上で、１７０，０００未満のものが好ましい。この場
合例えば、メルトフローレート（ＭＦＲ）が０．５ｇ／
１０ｍｉｎ未満あるいは平均分子量Ｍｗが３０万を越え
ると、押出機内での充填材との混練時、溶融粘度が高ま
り、流動性が低下し、それに伴って押出機の能力以上の
動力負荷が発生し、運転が不本意に停止したり、あるい
は樹脂洩れやスクリューの破損等の問題が生じ、円滑な
押出成形が困難になる恐れがある。また、重量平均分子
量Ｍｗが８万未満のマトリックス樹脂を用いると、耐熱
性の低下により、成形製品の上に高温の鍋を載せたり着
火している煙草を誤って落したような場合に表面が損わ
れる恐れが生じる。

【００２２】＜粉末状無機充填材＞粉末状無機充填材と
しては、特に水酸化アルミニウム粉末を主材として用い
ることが必要である。この水酸化アルミニウム粉末は、
平均粒子径が１μｍ以上であり、かつ比表面積が６ｍ^２
／ｇ以下であるものを用いるのが好ましく、更には粒子
形状が略球形であるものを用いることが好ましい。

【００２３】平均粒子径が１μｍ以下であると、シート
の隠蔽性が高すぎて、人工大理石としての風合いに劣る
場合がある。また、比表面積が６ｍ^２／ｇを越えて大き
くなりすぎると、水酸化アルミニウムとマトリックス樹
脂の界面の微細な気泡により、やはり隠蔽性が高くなり
すぎる。さらには、比表面積の増大により、汚染物性が
吸着し易くなり、人工大理石としての耐汚染性に問題が
生じる。

【００２４】上記の要件を満たす水酸化アルミニウム粉
末を充填材に用いることにより、外観の良好な人工大理
石の押出による連続的な成形を支障なく行いうるのは、
水酸化アルミニウムの硬度がモース硬度２．５と比較的
低いこと、粒径が大きくてしかも比表面積が小さいこ
と、マトリックス樹脂と屈折率が近似していること、マ
トリックス樹脂に対する漏れ性に劣ること等が相互に関
連し相俟って有効に作用していると考えられる。

【００２５】＜フリット粉末＞この発明においては、成
形品に天然石風の石目調を表出させるために、成形用材
料中にフリット粉末が配合されている。

【００２６】ここにフリットとは、長石、珪石、硼砂等
を粉砕した原料を、連続炉、タンク炉等の加熱炉により
一度高温でガラス状に溶融あるいは一部溶融した後、水
中等に投じて急冷して固化した調合物であり、この調合
物を粉状に粉砕して、フリット粉末として用いる。この
ようなフリット粉末の代表的なものとしては、日本フリ
ット株式会社製のＸＭ−１０９９Ｎ（４９μｍ）を例示
できる。

【００２７】フリット粉末の平均粒径は、３．０mm以
下、特に５〜１００μｍの範囲内に設定するのが好まし
い。この場合、平均粒径が３．０mmを越えると、成形用
材料中におけるフリット粉末の分散率が低下し、石目調
に偏りが発生したり、押出成形時の加工性が悪化し、さ
らに成形品の表面平滑性が劣化することがある。

【００２８】また本発明においては、フリット粉末は、
ガラスと同程度に透明性を有しており、さらに比較的広
範囲、すなわち１．４８〜１．６０の範囲に屈折率を有
している。このフリット粉末の屈折率は、フリットの構
成成分を適宜変更することにより、上記範囲内において
所望の屈折率に設定することができる。そして、マトリ
ックス樹脂の屈折率と近似した屈折率のフリット粉末を
使用すると、成形品に深みのある透明の石目調を表出で
きる。また逆に、マトリックス樹脂の屈折率から掛け離
れた屈折率のフリット粉末を使用すると、適度に隠蔽さ
れ、趣の異なった石目調を表出できる。

【００２９】また必要に応じて、フリット粉末にあらか
じめシラン系カップリング剤により表面処理を施してお
いても良く、さらに着色処理を施しておいても良い。こ
のように様々な色に着色されたフリット粉末を配合すれ
ば、色彩豊かな石目調を表出できることとなる。

【００３０】＜可塑剤＞可塑剤の添加は、本来の可塑剤
としての働きでマトリックス樹脂の溶融粘度を低下さ
せ、成形性を向上させるために有用なものであり、マト
リックス樹脂に対して相溶性を示す液状可塑剤であるこ
とを必要とする。即ち、マトリックス樹脂と相溶性のな
い可塑剤では、たとえそれを添加した成形用材料が押出
成形可能であったとしても成形品にブリードが発生した
り、微小クラックを生じ易いものとなり、実用上耐久性
に劣る。また、可塑剤が液状であることは、混練時にマ
トリックス樹脂粉末を濡らし、これに水酸化アルミニウ
ム粉末を付着せしめて、均一な混合物を得られ易くする
ために必要である。

【００３１】可塑剤の透明性は、着色された成形品を製
造しようとする場合にはさして問題にならない。しか
し、白色無垢の人工大理石を得ようとする場合、透明性
がＡＰＨＡで１００を超える可塑剤を使用すると成形品
に黄ばみを生じたり、その他有害な着色の原因となるた
め好ましくない。従ってこの場合、可塑剤としては、透
明性がＡＰＨＡで１００以下、特に好ましくは５０以下
のものを用いる必要がある。

【００３２】その他可塑剤の種類等は特に限定されな
い。使用可能な可塑剤としては例えばフタル酸エステル
系のものとしてＤＭＰ、ＤＯＰ、ＤＢＰ等を、脂肪酸
（二塩基性）エステル系のものとしてＤＩＯＡ、ＤＢ
Ｓ、ＤＯＳ等を、またトリメリット酸エステル系のもの
としてＴＯＴＭ等を挙示することができる。

【００３３】＜配合＞成形用材料の配合割合は、マトリ
ックス樹脂粉末と水酸化アルミニウム粉末との粉末混合
物の総量を基準として、その総量を１００重量部とした
場合、１００重量部のうち、マトリックス樹脂粉末が２
０〜５０重量部、水酸化アルミニウム粉末が８０〜５０
重量部の範囲とすべきである。マトリックス樹脂粉末の
配合割合が２０重量部未満であり、従って水酸化アルミ
ニウムの配合量が８０重量部を越えると、水酸化アルミ
ニウム粉末中にマトリックス樹脂が均一に分散されず、
その結果押出成形機中で溶融軟化が十分に進まず、押出
成形が困難になる。一方、マトリックス樹脂粉末配合量
が５０重量部を越え、相対的に水酸化アルミニウム粉末
の配合割合が５０重量部未満になると、たとえ押出成形
操作は容易になったとしても、成形品における隠蔽性が
不十分で透明感が強すぎるものとなり、天然大理石に似
た重量感を表出できなくなると共に、耐熱性も不十分な
ものとなる。最も好ましい配合割合は、マトリックス樹
脂粉末において２５〜４０重量部の範囲である。

【００３４】フリット粉末は、上記マトリックス樹脂粉
末と水酸化アルミニウム粉末とからなる１００重量部の
粉末混合物に対し、０．１〜１０重量部の範囲内で配合
する必要があり、特に０．５〜５重量部配合するのが好
ましい。この場合、配合量が０．１重量部未満である
と、成形品において充分な石目調が表出されず、逆に１
０重量部を越えると、石目調は表出されるものの、成形
品表面の平滑性が劣化したり、押出成形時の加工性も悪
化する。

【００３５】また可塑剤は、上記マトリックス樹脂粉末
と水酸化アルミニウム粉末とからなる１００重量部の粉
末混合物に対し、０．５〜５重量部の範囲、特に１．０
〜３重量部の範囲で添加することが好ましい。この場
合、添加量が０．５重量部未満では所期の添加効果を十
分に得ることができない。即ち、マトリックス樹脂を十
分に漏らすことができず、水酸化アルミニウム粉末が二
次凝集したり、粗い粒子が偏析し、均一な混合物を得る
ことができない。かつ可塑化効率としての役目も十分に
発揮されず、押出成形時、押出流動性が安定せず長時間
の均整な連続押出成形が困難になると共に、押出成形し
たとしても成形品中において水酸化アルミニウム粉末の
分布が不均一なものとなり、その凝集物が核となって外
部からの衝撃に対し極めて強度的に劣るものとなる欠点
が派生する。一方、可塑剤の配合量が５重量部をこえる
と、たとえ均一混合物が得られたとしても、成形品の耐
熱性が著しく低下することがある。

【００３６】この発明に用いる成形材料は、上記の必須
配合成分のほか、着色人工大理石を得るために着色剤を
添加すること、また滑剤として少量のステアリン酸、パ
ルミチン酸等の高級脂肪酸、そのアルカリ土類金属塩
（カルシウム塩、マグネシウム塩等）、あるいはモンタ
ン酸ワックス、高級脂肪酸のアミド類等を添加すること
等は当然に許容される。また必要に応じて、水酸化アル
ミニウム粉末を予め脂肪酸金属塩、シランカップリング
剤、チタネートカップリング剤等で表面処理を行っても
良い。さらにこの発明の効果を損わない範囲で、水酸化
アルミニウム粉末の一部を、他の種類の粉末無機充填材
に置換して、材料コストの低減、成形品外観の調整を行
うものとすることも許容される。

【００３７】＜成形方法＞成形に際しては先ず上記配合
材料の予備混合を行う。この混合操作は、例えば撹拌羽
根のあるヘンシェルミキサー、リボンブレンダー、Ｖ型
タンブラー等を用い、マトリックス樹脂粉末、水酸化ア
ルミニウム粉末、フリット粉末、及び液状可塑剤をそれ
ぞれ前記配合割合で投入し、「まま粉」状の塊状物がな
くなるまで均一に混合することによって行う。ここに混
合機として、撹拌羽根を有しないドライブレンダー等を
使用することは長持間混合操作を行っても「まま粉」状
塊状物がなくならないため、不適当である。また、混合
機への該配合材料の投入順序はあまり問題にならない。

【００３８】そして、上記予備混合操作によって得られ
た混合物を成形用材料として用い、これを所定断面形状
に固化押出成形する。

【００３９】その成形時に使用される押出成形装置は、
一般に高分子材料を丸棒や板パイプあるいは異形品に押
出成形するのに用いられているもので、押出機で高分子
材料を溶融しながら押出し、続いて押出ダイに溶融した
高分子材料を必要に応じて分配し、その先端に取付けた
フォーミングダイを通しながら冷却することにより目的
の形状と寸法に固化成形するものである。このような装
置による固化押出方法は、一般の樹脂はもとより、特に
溶融粘度が高く、流動性の悪い材料や、フィラー高充填
の材料の成形に好適使用しうるものである。即ち溶融状
態の材料をフォーミングダイ内で固化させて押出すた
め、ダイ内部は非常な高圧になり、このため、成形品に
ボイドや、気泡が発生するのを抑制でき、良好な品質が
得られる特長を有するものである。

【００４０】ここで、固化押出成形装置の代表的なもの
の一例を図１に示す。同図に示すように、（１）は押出
機本体、（２）はそのシリンダー、（３）はそれに内装
した押出スクリュー、（４Ａ）（４Ｂ）（４Ｃ）（４
Ｄ）はシリンダー（２）の第１ないし第４加熱装置、
（５）は材料供給ホッパー、（６）は駆動装置、（７）
はシリンダー（２）の先端の絞り部、（８）はそれに続
いて設けられた押出ダイ、（９）は更にその前方に連設
された水冷ジャケット（９ａ）付きのフォーミングダ
イ、（１０）はゴムロールとかキャタピラ等よりなる成
形体の引取装置、（１１）（１２）は上記絞り部（７）
及び押出ダイ（８）の加熱装置、（１３）はシリンダー
先端絞り部での樹脂圧力の測定器、（１５）は上記引取
装置（１０）に続いて配設された加熱装置である。

【００４１】上記押出ダイ（８）及びフォーミングダイ
（９）の内面の押出材料との接触面には、成形用材料の
固着防止のために付滑材層（１４）が設けられており、
この付滑材層（１４）によって、人工大理石の表面性
状、風合を一定かつ良好に保持しながら長時間の連続的
な押出成形を行うことが可能となる。付滑材層（１４）
は、静ないし動摩擦係数が０．３以下、好ましくは０．
１５以下で、しかも引張強度が５０kg・f ／（１０mm
幅）以上、好ましくは１００kg・f ／（１０mm幅）以上
の素材によって構成されており、そのような素材が押出
ダイ（８）およびフォーミングダイ（９）の内面全域
に、貼着等によって取り付けられている。

【００４２】この付滑材層（１４）において、その摩擦
係数が０．３を越えると、成形用材料の押出圧力が高ま
り、後述の所定圧力が保持できなくなり、実際の成形作
業が困難となる。また、付滑材層（１４）の引張強度が
５０kg・f ／（１０mm幅）未満であると、押出成形時に
成形用材料が強く摺擦されることによって、付滑材層
（１４）が早期に破損する。これにより潤滑効果がなく
なり、推進力が低下して連続的な成形運転が困難にな
る。

【００４３】なお、付滑材層（１４）の構成材料は、摩
擦係数の観点から低摩擦係数のフッ素樹脂を付滑材とし
て用いるのが好適であり、特にフッ素樹脂の中でも４フ
ッ化エチレン樹脂を用いるのが良い。

【００４４】また、このような樹脂に所要の引張強度を
付与するには、ガラス繊維、ケブラ繊維（du Pont 社）
あるいは金属繊維等の抗張性繊維からなる芯層に、低摩
擦の上記樹脂フィルムないしはシートをラミネートし、
その複合材を付滑材として使用するのが好適である。も
っとも上記低摩擦の樹脂フィルムないしはシートの厚み
を増大させ、これにより引張強度を高めてもよい。

【００４５】加熱装置（１５）は、押出成形機における
フォーミングダイ（９）の前方に近接して配置される。
加熱装置（１５）は、フォーミングダイ（９）から送り
出される成形体（Ａ）を、２０分以上かけて通過させる
加熱炉本体（１６）と、成形体（Ａ）を加熱炉本体（１
６）の入口側から出口側に向けて移送するとともに、多
数のローラコンベアからなる移送装置（１９）とを備え
ている。そして、加熱炉本体（１６）の周壁内部に設け
られた熱風循環通路（１７）から多数の熱風吹出孔（１
８）を介して熱風が炉内に吹き込まれて、炉内が８０〜
２００℃の範囲に保持される。これにより、加熱炉本体
（１６）内を通過する成形体（Ａ）の全面が均一に加熱
処理される。

【００４６】なお、この実施例では、熱風を利用する空
気浴式の加熱装置を用いているが、温熱水を利用する水
浴式の加熱装置を用いてもよい。もっとも、加熱処理後
の水分の除去等の後処理作業が必要となるため、水浴式
よりも空気浴式により加熱装置を構成する方が、後処理
作業を減少させることができる。

【００４７】このように構成された押出成形機におい
て、前記予備混合した成形材料は、ホッパー（５）から
投入され、シリンダー（２）内において加熱作用を受け
て溶融軟化しながらスクリュー（３）により混練され、
絞り部（７）を経て押出ダイ（８）から所定形状に押出
される。つづいて、押出ダイ（８）から押出された押出
物は、フォーミングダイ（９）を通る間にそれに装備す
る水冷ジャケット（９ａ）で冷却され、所定断面形状に
賦形されて固化状態の成形体（Ａ）に形成される。

【００４８】つづいて成形体（Ａ）は、加熱装置（１
５）の加熱炉本体（１６）に送り込まれ、ここで所定時
間加熱処理された後、室温で徐々に放冷され、これによ
り石目調人工大理石が形成される。

【００４９】ところで、既述したように、水酸化アルミ
ニウムは、１８０℃を超えると、徐々に分解が始まり水
とアルミナに変化するが、この水分が通常の押出成形法
では発泡となり製品の外観を著しく阻害する原因とな
る。これに対し、固化押出法を用い、高圧下で成形する
ことにより、充填材として水酸化アルミニウムを用いて
も、発泡のない良好な品質の人工大理石を得ることが可
能となる。この場合、特に下記の条件に従えば、固化押
出法をスムーズに行うことができる。

【００５０】第１の条件は、押出温度である。即ち、押
出温度は、押出機本体（１）のシリンダー（２）部分、
シリンダー先端絞り部（７）、および押出ダイ（８）部
分のいずれの部分においても、１８０℃〜２２０℃の範
囲内、好ましくは１９０℃〜２１０℃の範囲に設定する
ことが望まれる。この設定温度が１８０℃未満の場合
は、マトリックス樹脂の溶融軟化が十分に進行しないた
め、押出機の背圧が大きくなりすぎて押出成形が困難と
なる。一方、設定温度が２２０℃を超える場合は、水酸
化アルミニウムの分解が促進される為、固化押出法にお
いても発泡を抑えることはできず、製品の価値を著しく
低下させてしまう恐れがある。

【００５１】また、第２の条件は、冷却ジャケット付フ
ォーミングダイ（９）による成形体（Ａ）の冷却温度で
ある。即ち、フォーミングダイ（９）の出口における成
形体（Ａ）の温度が１５０℃以下、好ましくは１２０℃
以下になるように十分な冷却を行うのが良い。この冷却
温度が１５０℃を超えると、冷却ジャケット付フォーミ
ングダイ（９）より押出される人工大理石成形体は軟化
した状態であり、その表面に発泡や、フクレ等の外観不
良を発生すると共に、賦形も困難となる。

【００５２】第３の条件は、前述のように押出ダイ
（８）およびフォーミングダイ（９）の内面に付滑材層
（１４）を形成することである。このような付滑処理を
施さない場合には、表面性状の安定した人工大理石を、
長時間連続して成形することが困難となる。

【００５３】またその他の条件として、シリンダー絞り
部（７）での押出樹脂圧力は、５０ｋｇ／ｃｍ^２〜５０
０ｋｇ／ｃｍ^２、好ましくは７０ｋｇ／ｃｍ^２〜３５０
ｋｇ／ｃｍ^２の範囲内で運転されなければならない。樹
脂圧力が５０ｋｇ／ｃｍ^２未満では巣入りや発泡が発生
し易く製品の人工大理石としての品質を低下させてしま
う。又、５００ｋｇ／ｃｍ^２を超えると、機械的に限界
であり、押出機や押出ダイおよびフォーミングダイを破
損する恐れがある。

【００５４】一方、フォーミングダイ（９）から送り出
される成形体（Ａ）は、内部に歪が残存している場合が
多く、特に加熱と冷却が繰り返される苛酷な条件下での
使用、例えばコンロ等の熱源の近くで使用される流し台
の天板等に使用される場合には、上記内部歪の影響でク
ラックが発生することがある。

【００５５】このような欠陥を防止するためには、上記
成形体（Ａ）を、成形直後に加熱装置（１５）に導入し
て加熱処理を施す。この場合、加熱処理条件は、８０〜
２００℃で、２０分間以上であることが望まれ、特に１
２０〜１５０℃で３０〜６０分間程度であるのが好まし
い。加熱処理温度が８０℃未満では、内部歪を充分に除
去することができない。逆に２００℃を越えると、発泡
や変形等が生じて成形品の外観品質を低下させる恐れが
ある。一方、加熱時間が２０分未満では、やはり内部歪
を充分に除去することができない。

【００５６】なお、加熱処理時間は、フォーミングダイ
（９）から送り出される成形体（Ａ）の送り出し速度、
すなわちラインスピードに合わせて、加熱炉本体（１
６）の実質有効長さを設定することにより、定めるのが
有利である。

【００５７】このような加熱処理を行うことにより、加
熱処理の前後において成形体（Ａ）に、寸法変化がほと
んど生じることがなく、成形品の変形を有効に防止でき
る。これに対し例えば、固化押出成形法によって連続成
形した成形体を、所定の寸法に切断して単品の方形板と
し、その方形板をバッチ式に加熱処理を施した場合に
は、加熱後の方形板は、加熱処理前の方形板に比べて、
幅および長さが共に収縮するとともに、変形も生じる。
このため、規定サイズの人工大理石を得るためには、あ
らかじめそのサイズよりも大きめの成形板を用意し、加
熱処理後に規定寸法に切断する必要があり、材料に無駄
が生じ、経済的に損失が大きくなる。

【００５８】なお、このような差異が生じる理由は定か
ではないが、本実施例による場合、固化押出直後の完全
に冷却されていない状態で加熱処理が行われること、お
よび成形体が押出方向に連続しており、実質的に周辺が
固定された状態で、しかも局部的に加熱されることな
く、全体が均一に徐々に連続して加熱されること、等の
理由から、成形体に寸法変化を生じさせることなく、内
部歪の除去が可能であると考えられる。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、この発明の石目調人工大
理石によれば、アクリル系樹脂粉末を主成分とするマト
リックス樹脂と、粉末状無機充填材としての水酸化アル
ミニウム粉末と、長石、珪石、硼砂等の原料を溶融・固
化して得られた屈折率１．４８〜１．６０の透明性フリ
ット粉末とを、少量の液状可塑剤と共に均一に混合した
混合物を成形用材料として構成するとともに、その成形
用材料の各成分の配合量を特定しているため、成形品に
おいて、適度な隠蔽性を有する透明感、深みのある濃淡
模様、点在する光輝等、天然石風の石目調が表出され
て、天然の感に満ち溢れるという効果が得られる。

【００６０】特に、フリット粉末の平均粒径を特定する
ことにより、一層鮮やかな石目調を表出できる。

【００６１】

【実施例】マトリックス樹脂、粉末状無機充填材、フリ
ット粉末、および可塑剤として下記表１に示すものを準
備した。

【００６２】

【表１】これら表１に示す材料を下記表２に示す配合割合でヘン
シェルミキサーに投入し、３０分間常温で混合した。

【００６３】そして、それらの各混合物を図１に示す固
化押出成形機（口径：５０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３２、圧縮比
２．５のフルフライト型）により、押出温度および押出
ダイ温度をともに２００℃、フォーミングダイ（９）に
よる成形体の冷却温度を１２０℃に設定した状態で、固
化押出成形し、厚さ１２ｍｍ、幅７９０ｍｍの板状成形
品を得、つづけてその成形品に、加熱装置（１５）によ
り１４０℃で、６０分間加熱処理を施した。なおこの押
出成形機において、押出ダイ（８）およびフォーミング
ダイ（９）の内面に設けられる付滑材層（１４）として
は、ガラス繊維織布からなる芯層に４フッ化エチレンフ
ィルムをラミネートしたものを使用した。

【００６４】

【表２】そして、各成形品について、押出成形性、製品の外観、
製品の石目調を評価した。その評価方法は下記の通りと
し、評価結果を表２に併せて示す。

【００６５】（評価方法）１．押出成形性良 … 押出機の負荷が定格値内であり、安定して連続
に押出できたの可 … 押出機の負荷は定格値内ではあるが、連続押出
に関し、若干安定性に欠けていたもの不 … 押出機の負荷が過大となり、スクリューが運転
中停止したり、変動が著しく大きくなり、安定して押出
できなかったもの２．製品の外観良 … 発泡や、変形が認められず、平滑で美麗な表面
が得られたもの可 … 通常の観察では外観上問題はないが、丹念に観
察した結果、多少の発泡等が認められたもの不 … 発泡や、変形が認められ、表面が凹凸になる
等、肌荒が認められたもの３．製品の石目調の観察良 … 適度な隠蔽性を有する透明感、深みのある濃淡
模様、点在する光輝等、天然石風の石目調を有するも
の、不 … 天然石風の石目調を有していないもの表２の評価に示すように、この発明の規定条件に従う実
施例１〜７のうち、実施例１〜６によるものにおいて
は、いずれも支障なく連続的な固化押出成形操作が行
え、外観品質が良好で、天然石風の鮮やかな石目調を表
出させることができた。この際、樹脂圧は２９０〜３２
０kg／cm^２と安定していた。さらに実施例７によるもの
では、樹脂圧に多少の不安定さが認められたものの、外
観品質はさほど支障ない程度で、天然石風の鮮やかな石
目調を表出させることができた。

【００６６】これに対し、フリット粉末の配合量が本発
明の規定範囲に満たない比較例１によるときは、押出成
形性や、外観品質に問題はないが、天然石風の石目調を
表出させることができなかった。さらにフリット粉末の
配合量が本発明の規定範囲を越える比較例２によるとき
は、安定した固化押出成形を長時間行えないだけでな
く、肌荒等、表面に凹凸が認められ、良好な成形品を得
ることができなかった。

【００６７】このように本発明によれば、成形時の加工
性や、外観品質上問題なく、天然の感に満ち溢れた石目
調人工大理石を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の押出成形操作に用いる固化押
出装置の一例を示す概略縦断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０４Ｂ 14:02）Ｚ 2102−4Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アクリル系樹脂粉末を主成分とするマト
リックス樹脂粉末と、粉末状無機充填材としての水酸化
アルミニウム粉末と、長石、珪石、硼砂等の原料を溶融
・固化し、かつ粉砕して得られた屈折率１．４８〜１．
６０の透明性フリット粉末とを、少量の液状可塑剤と共
に均一に混合した混合物を成形用材料として構成されて
なり、前記成形用材料中における前記マトリックス樹脂粉末と
前記水酸化アルミニウム粉末との粉末混合物の総量を１
００重量部としたとき、その１００重量部のうち、前記
マトリックス樹脂粉末は２０〜５０重量部、前記水酸化
アルミニウム粉末は８０〜５０重量部の範囲に設定され
るとともに、前記粉末混合物１００重量部に対し、前記
フリット粉末が０．１〜１０重量部配合されてなること
を特徴とする石目調人工大理石。
【請求項２】前記フリット粉末の平均粒径は３．０mm
以下に設定される請求項１記載の石目調人工大理石。