JP2000507896A - 積層物品を製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、積層物品を製造する方法およびこの方法により得られた積層物品を提供するものである。この方法では、剛性の基層８に液体状または半液体状のプラスチック材料７と接触させる。プラスチック材料７はガスケット９により配置位置に保持されており、可撓性のフィルム６と接触し、プラスチック材料７が固化して基層８に接着して物品を形成するような条件下で、基層８およびプラスチック材料７との間の接触を維持させる。本発明はまた、成型されたプラスチック端部片１８にも関する。プラスチック端部片１８は、積層物品の露出縁部に取り付けられ、プラスチック積層体と同じ外観を有するものである。

Description

【発明の詳細な説明】 積層物品を製造する方法 発明の背景 本出願は、１９９４年３月４日出願の出願番号第０８／２０６，８１０号の継 続出願は現在米国特許第５，５０４，１２６号となっており、１９９４年１１月 ３０日出願の出願番号第０８／３４７，２７８号のために放棄した１９９４年３ 月２９日出願の出願番号第０８／２１９，３３５号の一部継続出願である。出願 番号第０８／２０６，８１０号自体は、１９９２年５月１５日出願の出願番号第 ０７／８８２，８３９号の一部継続出願で現在米国特許第５，３０４，５９２号 となっており、１９９３年４月２２日出願の出願番号第０８／５１，６２７号は 現在米国特許第５，４７６，８９号となっており、１９９３年３月２３日出願の 出願番号第０８／３５，７２０号である。出願番号第０７／８２２，８３９号お よび出願番号第０８／５１，６２７号は、１９９１年１１月７日出願の出願番号 第０７／７８８，９８２号の一部継続出願であるが、現在は放棄されている。上 述の出願の内容を、ここに本明細書に参考として引用する。 本発明は、仕切、棚、カウンタートップ、および浴室用品として役立つ積層ボ ード、積層シートまたは積層物品を、現在の方法よりも経済的にかつ人手間を少 なく製造する方法に関する。また、本発明は、専門職人の手を借りることを要せ ずして、消費者が、標準寸法の積層ボード、積層シートまたは積層物品を購入し て、これを消費者それぞれの用途に適する形状に切って最終の形状に 組み立てることを可能とするものである。本発明の目的は、基層とプラスチック 被覆とを包含する物品の製作方法を提供することにある。プラスチック被覆は、 任意の剛性基層、好適には例えば木材またはパーティクルボードのようなセルロ ース系材料に積層され、その場で重合した熱可塑性または熱硬化性材料とするこ とができる。鉱物質状の外見を所望の場合には、本発明は、自然石の外見を与え る組成物に適用することができる。 本発明の他の目的は、消費者の手によって切断されて、本発明被覆物品の露出 した木質縁部に取り付けるプラスチック縁部部片を提供することにある。一般に 、このプラスチック縁部片は、基層に積層されたプラスチック材料と同じ材料で 作られる。消費者は、隣接する被覆ボードとの間に液状の追加のプラスチック材 料を施して、プラスチック縁部片を覆い隠して継ぎ目を詰めるのである。追加の プラスチック材料の硬化後、この部分に紙やすりを掛けて平滑にする。 本発明はまた、表面の平滑さおよび外見が任意所望の形に制御され得る被覆基 層および積層体を製造する方法を提供する。本発明は、剛性の支持体上に鉱物質 の外見を有する高充填度熱可塑性または熱硬化性の表面層を包含する積層体の製 造に特に適している。 本発明はまた、いくつかの経済的な利点を有する。第１に、これは、現在使用 されている機械、すなわち積層または圧縮成型機を使うことができる。第２に、 作られる物品を、注文通り切ったり紙やすりを掛けたりする人手間を最小にする ように生産するこ とである。第３に、積層体は、高額な回収技術を用いない限り、環境汚染を引き 起こす溶剤を使用せずに製作されることである。 図面の簡単な説明 第１図は、４’×８’×５／８”のパーティクルボードの基層に１／２”×０ ．０７”の厚紙の条片を、好適にはステープルで止め付けてガスケット（２）と なして積層した製品の斜視図であり、溝（４）は過剰の成型樹脂を成形型から流 し出すためのものである。 第２図は、薄いプラスチックフィルム（６）が成型プレスのシムまたはプラテ ン（５）を越えて引き伸ばされる本発明の成型方法を例示する断面図である。流 動性の成型または被覆樹脂（７）は、フィルム（６）の上に置かれ、所望により ドクターブレードを用いてならすことができる。ガスケット（９）を取り付けた 基層（８）は、敷き広げられた樹脂（７）の上に下げられて、この構体をプラテ ン（５）の間で圧縮する。ついで、この構体は、加熱されて樹脂を硬化させ、こ の樹脂を基層に付着させる。 第３図は、成型樹脂が基層の両面に施される本発明製法を例示する断面図であ る。このように、フィルム（６）、樹脂（７）およびガスケット（９）に加えて 、第２のガスケット（１０）が基層（８）の反対側の面に配置し、その上に第２ の樹脂（１１）を施し、上からプラスチックフィルム（１２）を引き伸ばして成 型プレスのプラテンまたはシム（５）と接触させている。 第４図は、両面に表面被覆（１７）を施したボード（１６）に、 表面被覆と同じ塑性の材料によって予め成型した縁部片（１８）を、ダウエル（ １９）により取り付けてなる積層体（１）を例示する斜視図である。 第５図、第６図および第７図は、基層に取り付けるに先立って、様々な形状に 消費者によって仕上げられたり、メーカーによって予仕上げされた縁部片の横断 面を示す図である。 発明の概要 本発明は、液体状または半液体状の硬化性プラスチック材料を基層に接触させ 、この硬化性プラスチック材料をガスケットまたはスペーサにより正規位置に保 持させ、かつ可撓性のフィルムに接触させ、前記プラスチック材料が硬化して前 記基層に付着するような条件下に、前記基層、プラスチック材料および可撓性フ ィルムの間の接触を維持し、前記可撓性フィルムの表面の外見を有する積層物品 を得る工程を包含する、所望の表面外見を有する予成形積層物品を製造する方法 を提供する。本発明はまた、平滑な鉱物質の外見を有する積層体にも関する。 さらに本発明は、別個に成型され、積層物品の露出縁部に取り付けられるプラ スチック縁部片であって、前記プラスチック積層物品と同じ外見を有する縁部片 にも関する。 発明の詳細な説明 本発明は、薄い可撓性のフィルムと、圧縮可能なガスケットにより構造体内に 保留された重合可能な被覆樹脂または同様の流動 可能な被覆材料と基層との積層構造体を形成し、この成型用の樹脂を、ガスケッ ト、基層およびフィルムにより形成される空洞を満たすに充分な量とし、積層構 造体に圧力を加え、その後、成型用の樹脂または被覆材料を硬化させて、可撓性 のフィルムの表面の外見を有する、基層と硬化樹脂または被覆材料の積層体を得 ることを包含する、積層物品の製造のための圧縮成型法に基づいている。所望に より、この成型法の実施中に基層が歪むのを防止する必要がある場合には、第２ の液体状の被覆樹脂または被覆材料を、この場合にもガスケットにより囲まれた 反対側の基層面に施すようにする。被覆樹脂は、最初に基層に施したものと同一 のものでも、異なったものでもよい。 成型プレス中の正規位置で、一旦液体状の樹脂または被覆材料、ガスケットお よび基層を加圧すると、被覆材料は重合し、通常はこの被覆材料を加熱すること により、さらなる重合反応を活性化させて重合を完了させる。この結果得られる 積層体を、プレスからフィルムと一緒に取り外す。このフィルムは、取り外す積 層体を、表面の引っかき傷やえぐり傷から保護することができる。このフィルム を除去すると、フィルムの表面特性が被覆表面に再現されており、このようにし て、目的の用途においてさらなる表面加工を必要としない表面上の外見を有する 積層構造体を得ることができる。 本発明はまた、本発明の製法により得た積層体、ことに３０重量％以上の非混 和性粒子状充填材を含む被覆材を有し、平滑な鉱物質の外見を備えた積層体をも 包含する。 本発明に採用された被覆は、予重合した液体状の熱可塑性または熱硬化性樹脂 とすることができる。好適な予重合または部分重合熱可塑性樹脂としては、例え ばポリメチルメチルメタクリレート、およびアルキルアクリレート、アルキル酸 、メタクリレート酸、スチレンおよびアクリルポリエステルとの共重合により得 られるようなメチルメタクリレート共重合体のようなアクリル樹脂を包含するも のである。しかしながら、好適には、本発明に採用された被覆または成型樹脂は 、例えば不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、架橋結合可能 なアクリル樹脂、架橋結合可能なスチレン樹脂のような熱硬化性重合体である。 予重合した樹脂は、液体状で用いられる。その液体状態は、樹脂の低分子量から か、またはこの熱硬化性樹脂のモノマーの溶解により固有に結果するものである 。好適な樹脂としては、不飽和ジカルボキシ酸または例えば無水マレイン酸のよ うな無水物の存在の下で、芳香族ジカルボキシ酸または例えばイソフタル酸のよ うな無水物と、例えばプロピレングリコール、ネオペントリル−グリコール、エ チレングリコールまたはジエチレングリコールのような１つまたはそれ以上の数 のジオールを有するイソフタル酸のような無水物を縮合することから得た不飽和 ポリエステル樹脂である。この予重合下不飽和ポリエステルは、次いで、例えば スチレンのようなビニルモノマーに溶解させて液体状被覆組成物を形成させる。 さらなる重合によって硬化した丈夫な固形状の被覆を形成することができるこの 液体状不飽和ポリエステルは、当業界において周知であり、その中の任意のもの を本発明における被覆材料と して使うことができる。任意の充填材を含ませたこの樹脂は、プレス内でガスケ ット、基層およびフィルムにより囲った空洞を充填するのに適当な流動性を室温 において有しており、また、過剰分があれば、この分は、ガスケットに設けられ た溝を介して成形型の外へと流れ出る。５００ないし４０，０００センチポワズ の範囲の粘度を有する被覆組成物が、本発明の製法に好適である。 前述のように、本発明に用いられる成型用の樹脂または被覆組成物は、好適に は無機質の鉱物質の表面上の外見を与えるような充填材入り樹脂組成物である。 被覆組成物内に入れられ、鉱物質の外見を有する表面を与える充填材は、本出願 人の米国特許第５，３０４，５９２号、ノギ（Nogi）他の米国特許第５，０３４ ，３７７号、バザー（Buser）他の米国特許第４，０８５，２４６号および同米 国特許第４，１５９，３０１号に記載され、当業界において周知である。これら の特許の教示を、ここでも参照するものとする。花崗岩状の表面とするのに特に 好適な充填材は、均一に分布させた無機質粒子を包含するように各別に調製した 熱可塑性または熱硬化性樹脂複合物である。このような複合物を粉砕して、所望 の粒度として、被覆組成物中に混入するのである。上述の米国特許中に記載され ているように、被覆または成型樹脂として用いられるものと同じ型式の樹脂を充 填材の形成に用いることができる。好適な充填材は、例えば滑石、シリカ、石膏 、ガラス粉末、粘土、シリケートおよび特に三水化アルミニウムを包含するアル ミナのような無機物質の粉末を含有する熱硬化性ポリエステルおよび／またはア クリル樹脂の粒子である。この充填材は、 全被覆組成物の２ないし７０重量％の広い濃度範囲に亘って用いることができる が、好適には、３０ないし５０重量％の濃度範囲である。 通常用いられる成型用樹脂または被覆組成物はまた、例えば過酸化物または遊 離基イニシエータのようなさらなる重合を開始ないし加速させたりする触媒を包 含している。さらに、この被覆組成物は、顔料、ｕ−ｖ光線安定材、酸化防止材 、結合材、離型材を包含してもよい。 プレスのプラテンと成型樹脂または被覆組成物との間に用いられる可撓性のフ ィルムは、出来上がった積層体の表面特性を与える。一般に、それ以上の仕上げ を必要としない平滑な表面を有する積層体を製造するのに望ましいのである。こ のような仕上げは、積層体に全く張りつかないか、あるいはわずかに張りつくの みで、積層体から容易に取り去ることができるが、積層体の使用前は保護層とし て作用するに充分な程度に張りついている薄い可撓性のプラスチックフィルムに よって達成される。本発明の製法に利用できるプラスチックフィルムとしては、 ポリオレフィンフィルム、ポリビニリデンクロライドフィルムおよび好適には商 品名マイラー（Mylar）で市販されているポリエステルフィルムが含まれる。 ガスケット材料は、金属、プラスチックまたは木材を包含する任意の固形材料 とすることができる。しかしながら、好適には、ガスケット材料は、成型工程中 に用いられる圧力をかけることによって、所望の厚さに制御可能に圧縮され得る ものとすることができる。成型工程中に１０％またはそれ以上の減縮を呈する材 料 が、好適であることが見い出された。特に好適な材料の１つは、厚紙である。厚 紙は、ガスケットの形に切断するのが容易であり、その圧縮性の限度を考慮して 所望の厚さに圧縮することもできる。また、成型工程中に遭遇する任意の温度に も耐えるものである。硬質ゴム、エラストマー製ポリオレフィンおよび可撓性ポ リウレタン発泡体もまた、樹脂およびセルロース系繊維からできた多くの複合体 と同様にガスケット材料として使用される。 被覆を施す基層は、被覆または成型樹脂組成物に対する付着性を与える表面を 有する任意の半剛性または剛性材料とすることができる。一般に、本発明の製法 では、例えば固形の木質ボード、プライウッド、バルサ板、パーティクルボード およびセルロース繊維を含む関連組成物のようなセルロース系材料を用いる。本 発明の積層体のためのその他の基層または心材としては、高密度ポリウレタン発 泡体、補強厚紙のハネカム構造体、ファイバーガラス補強またはカーボン繊維補 強シートおよび類似の構造体があげられる。基層が、本発明製法の実施中に歪み なしに被覆を支持するに十分な程度の剛性をもっていない場合には、第３図に例 示されているように、第１の被覆と同様の方法で類似のまたは異なる第２の被覆 を、基層の反対側の表面に施すことが望ましい。 採用されるシートの寸法は、使われる成型装置の寸法によってのみ制約される もので、４’×８’の既述のシートに加えて、１’から１２’またはそれ以上の 寸法のものまで包含する。 本発明の製法は、市販されている任意の圧縮成型プレスにより、好適には、急 速な硬化を果たすために被覆層の温度を上げるよう にプラテンの加熱を行える型式のプレスにより実施することができる。一般的に は、被覆組成物を、７０°Fないし３００°F内の範囲の温度に加熱することが好 ましい。加える圧力は様々であるが、一般に１００ｐｓｉを越える圧力を用いる 必要はない。この圧力は、被覆または成型樹脂内の重合可能な成分の実質的な全 てが、重合するに適当な時間の間中加え続けられる。 反対側の表面上に第２の被覆を用いる代わりに、基層または心材の剛性もまた 、この基層の反対側の表面に、部分的に硬化した樹脂と繊維質材料との複合体を 包含する付加的なシートを積層することによって、成型工程中これを補強するこ ともできる。この付加的なシートの樹脂は成型工程中に硬化して基層に付着する 。 ある場合には、特に本発明の積層体をカウンタートップとして用いる場合には 、積層体に縁部被覆を備えさせることが望ましい。このような縁部被覆は、例え ば噴霧、ブラシ掛けまたはその他のいくつかの手段により、積層体の形成に用い たのと同じ組成物をボードの縁部に施すことにより設けたり、あるいは第４図に 例示したようなダウエルまたは同様な手段により、積層体の縁部に取り付けたプ レキャスト縁部片またはノーズストリップを用いたりすることができる。所望に より、積層体とノーズストリップとの間に見える継ぎ目に付加的な被覆を施して 、この継ぎ目を隠してもよい。外観および特性の均一性を維持するために、縁部 片は、積層体の表面層に用いられているのと同じ組成物で成型されたものとすべ きである。 本発明をさらに、限定するわけではないが、以下に述べる本発 明の特定の実施例により示す。 ４’×８’シートを収容するに十分な大きさの市販の成型プレスの加熱可能な プラテンの頂部の上に、２ミルの厚さの市販のポリエステルフィルムを広げる。 ドクターブレードを使って、室温で２０，０００センチポアズの粘度（１００ｒ ｐｍでスプリングデール＃６のスピンドル（Springdale #6 Spindle）をＲ．Ｖ ．Ｆ．１００ブルックフィールド（Brookfield）粘度計により測定）を有する流 動可能な成型用の樹脂を、１／１６”よりわずかに厚い厚さに均一に拡げる。こ の特定の流動可能な成型用の樹脂は、商品名グラニコート（Granicoat）として 市販されている不飽和ポリエステル組成物であった。この不飽和ポリエステルは 、花崗岩の外見を被覆組成物に与えるように工夫された重合樹脂充填材を含有し ていた。この充填材の調製に関しては、前述の本出願人の１９９３年４月２２日 出願の同時係属出願番号第０８／０５１，６２７号に記載されている。 ４’×８’×５／８”のパーティクルボードに、このボードの縁部に沿って、 ０．０７”の厚さの厚紙条片を１／２”の幅でステープル止めし、第１図に示す ように成型用の樹脂を入れるガスケットを形成させる。このガスケットの角部に は、過剰の成型用の樹脂を成形型から流出させる溝が設けられている。ボードの ガスケットを設けた面は、第２図に示すように、広がった樹脂に接している。 このような構体を大略１００ｐｓｉの圧力に保ち、樹脂と接触しているプラテ ンを２００°Fに加熱して５分間維持し、これによ り樹脂を完全に硬化させて被覆をボードに接着する。 得られた積層体は、パーティクルボードにしっかりと付着した１／１６”厚の 平滑な花崗岩状の表面の材料層を有し、この被覆の表面にポリエステルフィルム が付着している。このフィルムは、任意の時に機械的に除去することができ、好 適には、ボードの最終使用の時まで表面を保護をするようにそのまま維持される 。 パーティクルボードの非被覆縁部は、切り落とされるか、または成型用の樹脂 を噴霧かブラシ掛けで施して仕上げ状態の物品とすることができる。好適には、 非被覆端部部分は切り落して、積層体の表面に用いられたものと同じ組成物で成 型されたダウエル縁部片（第４図に例示）に置き換える。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｌ 31:44

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 剛性の基層と、非混和性の固形充填材を包含しガスケットにより配置位 置に保持された重合可能な流動性の熱硬化性樹脂組成物と、可撓性の薄いフィル ムとを包含する積層体を形成し、該積層体を、所望の樹脂厚を得るに充分な圧力 の下で成型プレス内に置き、前記積層体を、前記樹脂の本質的に完全な重合が果 たされるまで前記成型プレス内に維持し、剛性の基層と熱硬化性樹脂組成物と可 撓性の薄いフィルムとを包含する積層物品を取り出すことを包含する、積層物品 を製造する方法。 ２． 前記重合可能な流動性の熱硬化性樹脂組成物が、充填材を有する不飽和 ポリエステル樹脂である、請求項１記載の方法。 ３． 前記基層が木質製品を包含する、請求項１記載の方法。 ４． 前記ポリエステル樹脂が、鉱物質の外見を有する表面となる充填材を、 全組成物の３０重量％から７０重量％含有する、請求項２記載の方法。 ５． 前記薄い可撓性のフィルムが、ポリエステルフィルムである、請求項１ 記載の方法。 ６． 流動性の熱硬化性重合可能な樹脂ガスケットおよび可撓性フィルムを前 記剛性の基層の２つの対向する表面に施す、請求項１記載の方法。 ７． 前記木質製品がパーティクルボードである、請求項３記載の方法。 ８． 前記ガスケットが成型圧力において圧縮され得る、請求 項１記載の方法。 ９． 主要表面の少なくとも１つが、被覆表面に鉱物質の外見を与える充填材 を包含する充填材入り熱硬化性プラスチック組成物で被覆されているパーティク ルボードと、この被覆を保護する保護フィルムとを包含し、前記パーティクルボ ードに成型されている積層体。 １０． プラスチック組成物が不飽和ポリエステル樹脂のさらなる重合により得 られた、請求項９記載の積層体。 １１． 前記パーティクルボードの少なくとも１つの縁部に、同じ充填材入りプ ラスチック組成物のプレキャスト縁部片を取り付けた、請求項９記載の積層体。 １２． 前記保護フィルムがポリエステルフィルムである、請求項１０に記載の 積層体。 １３． 剛性のセルロース繊維ボードを包含する積層体を形成し、該積層体の少 なくとも１つの主要表面を、鉱物質の外見を与える熱硬化性樹脂充填材を全組成 物の３０重量％から７０重量％含有する、液体状の不飽和で重合可能なポリエス テル樹脂と接触させ、該樹脂を、成型プレス内で前記積層体上に置いた厚紙製の ガスケットと可撓性フィルムとにより配置位置に維持して、この樹脂が前記ガス ケットにより形成された空洞を満たすに充分な圧力を加え、前記樹脂を７０°F ないし３００°Fに加熱し、完全に重合し熱硬化したポリエステル被覆を備え可 撓性フィルムの付着した前記繊維ボードの積層体を取り出すことを包含するカウ ンタートップ物品を製造する方法。