JP2008524103A - 発泡大理石成形品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、発泡大理石成形品及びその製造方法に関する。本発明の発泡大理石成形品用組成物は、アクリル系樹脂約１００重量部、固体粒子約１０ないし８０重量部、及び開始剤約０．１ないし１０重量部からなる。本発明の発泡大理石成形品は、アクリル系人造大理石からなる第１の層及び不規則な気孔を有するアクリル系樹脂からなる発泡構造の第２の層からなり、前記第２の層は、第１の層上に積層されて一体に形成されることを特徴とする。本発明に係る発泡大理石成形品は、同じ大きさの通常の人造大理石より、軽くて、施工性に優れている。

Description

本発明は、発泡大理石成形品（ｆｏａｍｅｄ ｍａｒｂｌｅ ａｒｔｉｃｌｅ）及びその製造方法に関し、さらに詳しくはアクリル系単量体の発熱反応を用いて硬化過程中に発泡させることにより、軽くて、優れた施工性を有する発泡大理石成形品に関する。

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。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優れた外観、高級な質感、及び優れた耐候性を持っていることから、台所用カウンタートップ（ｃｏｕｎｔｅｒｔｏｐ）、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、これを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約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、さらに高価という問題点のため、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されることもある。

しかしながら、このように合板と接着して使用する場合、さらに製造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るという問題点がある。
したがって、本発明者らは、特定組成の人造大理石用発泡性組成物を製造し、前記発泡性組成物中のアクリル系樹脂を上部へ移動させて上部層に形成し、これを発熱反応により発泡させながら硬化することにより、軽くて、優れた施工性を有する発泡大理石成形品を開発するに至った。

本発明の目的は、軽量の発泡大理石成形品を提供することにある。
本発明の他の目的は、優れた施工性を有する発泡大理石成形品を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、別途の発泡剤を使うことなく、アクリル系樹脂が重合する間の発熱的性質を用いて発泡大理石成形品を製造する方法を提供することにある。

本発明のその他の目的及び利点について、以下の開示、及び添付された請求項から明らかにする。

本発明の発泡大理石用組成物は、アクリル系樹脂約１００重量部、固体粒子約１０ないし８０重量部、及び開始剤約０．１ないし１０重量部からなる。
本発明の一具体例において、前記固体粒子は、無機充填物、マーブルチップ、及びこれらの混合物からなる群より選択される。

本発明の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、及びこれらの混合物からなる群より選択される。

本発明の他の具体例において、前記マーブルチップは、アクリル系樹脂約１００重量部、無機充填物約１００ないし２００重量部、架橋剤約０．１ないし１０重量部、及び開始剤約０．１ないし１０重量部を硬化させて粉砕することにより調製されたものである。

本発明の他の具体例において、前記組成物は、流動度約１３ないし２０ｃｍ／ｍｉｎであることを特徴とする。
本発明の他の具体例において、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。

本発明の発泡大理石成形品の製造方法は、アクリル系樹脂、固体粒子、および開始剤を混合して人造大理石用発泡性スラリーを製造し、相対的に低比重のアクリル系樹脂を上部層に、相対的に高比重の固体粒子を下部層にそれぞれ形成するに充分な時間、前記発泡性スラリーを放置し、さらに前記上部層に形成されたアクリル系樹脂を発熱反応により発泡させながら発泡性スラリーを硬化する段階からなる。

本発明の一つの具体例において、前記固体粒子は、無機充填物、マーブルチップ、及びこれらの混合物からなる群から選択される。
本発明の他の具体例において、前記組成物は、流動度約１３ないし２０ｃｍ／ｍｉｎである。

本発明の他の具体例において、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の混合物である。
本発明の更に他の具体例では、アクリル系樹脂が上部に移動するに充分な時間放置する前に、前記発泡性スラリーを、通常の固体の人造大理石板表面上に注ぐ段階をさらに含む。

本発明に係る発泡大理石成形品は、アクリル系人造大理石からなる第１の層及び不規則な気孔を有するアクリル系樹脂からなる発泡構造の第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。

本発明の一つの具体例において、前記第２の層は、アクリル系樹脂を発泡させて形成されるものである。

本発明の発泡大理石成形品は、アクリル系人造大理石からなる第１の層及び不規則な気孔を有するアクリル系樹脂からなる発泡構造の第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。前記第２の層はアクリル系樹脂を発泡させて形成される。本発明に係る発泡大理石成形品は、人造大理石用発泡性組成物から製造される。

前記人造大理石用発泡性組成物は、アクリル系樹脂、固体粒子、及び開始剤からなる。
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、これの重合物である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、例えば、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において、アクリル系単量体の含量が約８０−９５重量％であり、ポリアクリレート含量が約５−２０重量％であることが好ましい。ポリアクリレート含量が２０重量％を超えると、発泡が円滑に生じない。

本発明において、前記固体粒子はアクリル系樹脂約１００重量部に対して約１０ないし８０重量部とすることができる。１０重量部未満である場合、スラリーの粘度が薄くなって工程の制御が困難となる傾向にあり、８０重量部を超えると、硬化時にアクリル系樹脂シロップ中のアクリル系単量体が膨張しないこともある。

前記固体粒子は、無機充填物、マーブルチップ、及びこれらの混合物からなる群より選択される。
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使わ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外観を考慮して最も好ましい。

本発明の一具体例において、必要に応じて多様な色を有する通常の人造大理石マーブルチップをさらに付加することができる。前記マーブルチップは、アクリル系樹脂約１００重量部、無機充填物約１００ないし２００重量部、架橋剤約０．１ないし１０重量部、および開始剤約０．１ないし１０重量部を混合し、硬化させて粉砕したものであり、通常の方法で製造することができる。前記架橋剤は、本発明が属する分野によく知られた通常の架橋剤を使用することができ、本発明が属する分野における通常の知識を有する者が混合物に用いるために適当なものを把握することができる。本発明の他の具体例では、前記マーブルチップは、不飽和ポリエステル系マーブルチップとすることができる。

前記開始剤としては、ベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、ブチルヒドロパーオキシド、クメンヒドロパー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挙げられる。本発明において、開始剤の含量は、アクリル系樹脂１００重量部を基準として約０．１〜１０重量部、好ましくは、約０．５〜５重量部の範囲で使用する。前記発泡大理石の発泡をより充分にするために、開始剤を過剰量使うことができる。

本発明の具体例では、前記発泡大理石用組成物の流動度は約１３ないし２０ｃｍ／ｍｉｎである。
本発明の発泡大理石成形品の製造方法は、以下の順序により製造される。

まず、アクリル系樹脂、固体粒子、及び開始剤を混合して人造大理石用発泡性スラリーを製造する。混合比率は、アクリル系樹脂約１００重量部に対して固体粒子約１０ないし８０重量部及び開始剤約０．１ないし１０重量部である。前記固体粒子は、無機充填物、マーブルチップ、及びこれらの混合物からなる群より選択される。

前記の人造大理石用発泡性組成物の流動度は、約１３ないし約２０ｃｍ／ｍｉｎの範囲である。流動度が２０ｃｍ／ｍｉｎを超える場合、粘度が低くなってスラリーが流れて工程の制御が困難となる傾向にあり、１３ｃｍ／ｍｉｎ未満であれば、発泡現象が起こらない。

前記発泡性組成物の粘度は、組成物中の無機充填物及びマーブルチップのために通常の粘度計で測定できない。代わりに、本発明では、前記粘度を流動度（ｆｌｕｉｄｉｔｙ）として特定する。ここで、前記スラリーの流動度は、ガラス板上に３０ｇのスラリーを落
として、１分間スラリーを流した後、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、スラリーの流動度が高いほど、粘度は低くなる。

一般に、アクリル系単量体は、重合時の発熱反応により沸騰と類似した現象が生じる傾向にあり、気泡を発生させる。したがって、これをそのまま硬化させると、堅固な発泡構造を形成するのである。

相対的に低比重のアクリル系単量体が上部層に、相対的に高比重の固体粒子が下部層へ移動するために充分な時間、前記発泡性スラリーを放置させると、アクリル樹脂が上部層に存在するよう２つの層が形成する。前記発泡性スラリーを重合、硬化させる間、上部層に形成されたアクリル系樹脂は発熱反応により発泡する傾向にあるとともに、その上部層に発泡構造を形成する場合がある。一方、下部層に存在する固体粒子および微量のアクリル系樹脂は、硬化してアクリル系人造大理石層を形成する。前記発泡した上部層は、不規則な気孔を有する発泡構造を有することができる。

本発明では、最終発泡大理石成形品が、発泡した上部層と、下部層上に通常の固体人造大理石とを有するよう、前記発泡性スラリーは、通常の人造大理石板上の表面に注いだ後、前記アクリル系樹脂を上部に移動するように放置した上で硬化することができる。したがって、一体の中に発泡層を有する、所望のパターンを有する人造大理石を製造することができる。

本発明の人造大理石用発泡性組成物には、前記構成成分の他にも必要に応じて顔料、染料、光安定剤、帯電防止剤、衝撃補強剤、可塑剤などの他の添加物を添加することができる。

本発明において製造される発泡大理石成形品は、軽く、施工性に優れ、多様な用途に活用することができる。
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る。下記の実施例は本発明の例示のためのものであって、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。以下の実施例において、「部」及び百分率は、特に指定のない限り、「重量部」及び「重量％」を意味する。

［実施例１］
ポリメチルメタクリレート１０重量部とメチルメタクリレート９０重量部とからなるアクリル系樹脂シロップ１００重量部、水酸化アルミニウム１０重量部、マーブルチップ１０重量部、及びベンゾイルパーオキシド２重量部を混合して発泡人造大理石用スラリーを製造した。得られたスラリーの流動度は１３．８ｃｍ／ｍｉｎであった。

前記製造されたスラリーを成形セルに注入した上で、放置して、アクリル樹脂が上部に移動するようにした。その後、このスラリーを徐々に硬化させた。得られる硬化済み発泡人造大理石は、発泡した上部層を有していた。この硬化済み発泡人造大理石の側面を写した写真を、図１に示した。この硬化済み発泡人造大理石を３０ｃｍｘ５０ｃｍｘ１３ｍｍの大きさに切って重さを測定した結果、１，８１０ｇであった。

［比較例１］
ポリメチルメタクリレート３０重量部とメチルメタクリレート７０重量部とからなるアクリル系樹脂シロップ１００重量部、水酸化アルミニウム１００重量部、マーブルチップ
６０重量部、及びベンゾイルパーオキシド２重量部を混合してスラリーを製造した。得られたスラリーの流動度は、１１．３ｃｍ／ｍｉｎであった。これを成形セルに注入した上で、硬化させて、固体表面成形品を製造した。得られた固体表面成形品を前記実施例１と同様の大きさに切って重さを測定した結果、３，３３０ｇであった。

本発明は、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。本発明の変形や変更の多くは、請求項に定義される本発明の領域に含まれると認めるべきである。

図１は、実施例１で得られる発泡人造大理石の側面を示す写真である。

Claims (13)

1. アクリル系樹脂約１００重量部；
   固体粒子約１０ないし８０重量部；及び
   開始剤約０．１ないし１０重量部
   からなることを特徴とする発泡大理石用組成物。
2. 前記固体粒子は、無機充填物、マーブルチップ、及びこれらの混合物からなる群より選択されることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
3. 前記組成物は、流動度約１３ないし２０ｃｍ／ｍｉｎであることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
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に記載の組成物。
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、及びこれらの混合物からなる群より選択されることを特徴とする、請求項２に記載の組成物。
6. 前記マーブルチップは、アクリル系樹脂約１００重量部、無機充填物約１００ないし２００重量部、架橋剤約０．１ないし１０重量部、及び開始剤約０．１ないし１０重量部を混合し、この混合物を硬化させて硬化した人造大理石を形成し、その後、該硬化した人造大理石を粉砕することにより調製されたことを特徴とする、請求項２に記載の組成物。
7. アクリル系樹脂、固体粒子、及び開始剤を混合して人造大理石用発泡性スラリーを製造し；
   相対的に低比重のアクリル系樹脂を上部に移動させて上部層を形成する一方で相対的に高比重の固体粒子を下部に移動させて下部層を形成するに充分な時間、前記発泡性スラリーを放置し；そして
   前記上部層に形成されたアクリル系樹脂を発熱反応により発泡させながら、発泡性スラリーを硬化する段階からなることを特徴とする発泡大理石成形品の製造方法。
8. 前記固体粒子は、無機充填物、マーブルチップ、及びこれらの混合物からなる群より選択されることを特徴とする、請求項７に記載の製造方法。
9. 前記組成物は、流動度が約１３ないし２０ｃｍ／ｍｉｎであることを特徴とする、請求項７に記載の製造方法。
10. 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７に記載の製造方法。
11. アクリル系樹脂が上部に移動するに充分な時間放置する前に、前記製造された発泡性スラリーを通常の人造大理石板上に注ぐ段階をさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の製造方法。
12. アクリル系人造大理石からなる第１の層；及び
    不規則な気孔を有し、アクリル系樹脂からなる発泡構造の第２の層；
    からなり、前記第２の層は第１の層上に積層して一体に形成されることを特徴とする発泡大理石成形品。
13. 前記第２の層は、アクリル系樹脂を発泡させることによって形成されることを特徴とする、請求項１２に記載の発泡大理石成形品。