JP2010526021A

JP2010526021A - シマリング外観を有する被覆粒子および被覆粒子を含有する人造石

Info

Publication number: JP2010526021A
Application number: JP2010507424A
Authority: JP
Inventors: バーゲビンケビン; エル．アイリッシュキンバリー; エム．ウィリス−パーピジョセリン
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 2007-05-04
Filing date: 2008-05-05
Publication date: 2010-07-29
Also published as: KR20100017591A; EP2142487A1; CN101675012A; MX2009011803A; CA2683540A1; WO2008137129A1

Abstract

観察者に対してシマリング外観を有する被覆粒子は、屈折性粒子と、屈折性粒子上の透明被覆と、被覆中に埋め込まれた反射性粒子および屈折性粒子と、を含有し、反射性粒子または反射性粒子のうちの一方は、主に被覆の表面にある。また、人造石は、被覆粒子の組込みに基づいてシマリング外観を有する。

Description

本発明は、観察者に対してシマリング外観を有する被覆粒子と、被覆粒子の組込みに基づいて同様にシマリング外観を有する人造石と、に関する。

人造石製品は、ＢｒｅｔｏｎＳ．ｐ．Ａ．（ＣａｓｔｅｌｌｏｄｉＧｏｄｅｇｏ，Ｉｔａｌｙ）により商業化された周知の手順（いわゆる「ＢｒｅｔｏｎＳｔｏｎｅ」）により製造可能である。この技術では、樹脂前駆体を低重量パーセントで砕石骨材とブレンドして比較的乾燥した材料塊を提供し、支持キャリヤー上に一様に分布させ、減圧下で振動締固めし、次に、硬化させて剛性製品を得る。この技術を実施するために用いられるプロセスは、Ｔｏｎｃｅｌｌｉにより米国特許第４，６９８，０１０号明細書に開示されている。ＢｒｅｔｏｎＳｔｏｎｅ材料は、床材タイルとして使用すべく開示されている。ＷｉｌｋｉｎｓｏｎおよびＢｕｒｃｈｆｉｅｌｄに付与された米国特許第６，３８７，９８５号明細書にみられるような後続の技術改良により、この材料は、一般的な表面材に供すべく使用が増大し、とくにカウンター天板として使用するのに好適なものとなった。ＤｕＰｏｎｔ製のＺｏｄｉａｑ（登録商標）ＱｕａｒｔｚＳｕｒｆａｃｉｎｇは、市販の人造石の例である。製品が床タイルであるかまたはカウンター天板であるかにかかわらず、ＢｒｅｔｏｎＳｔｏｎｅプロセスにより製造されたスラブは、平面状になるようにかつ厚さが均一になるようにさらには製品の審美的特徴が現れるように調整が必要である。この後、表面に光沢を与えるべく研磨が行われる。

米国特許第６，３８７，９８５号明細書に記載されるように、加飾効果を得るために材料を添加することが可能である。加飾添加材は、主に組成物中の存在量により石充填材と区別される。粉砕された天然石充填材は、骨材として作用し、典型的には８５〜９５重量％の範囲内で存在する。貴石、金属フレークまたは金属ヤスリ粉、雲母、貝殻、真珠、着色高分子粒子または透明高分子粒子、鏡面粒子、および顔料のような加飾添加材は、人造石の視覚訴求力および審美的品質を増大させようと試みて添加されてきた。しかしながら、これらの量は、典型的には約５重量％を超えることはなかった。また、好ましくは２重量％を超えない。加飾添加材は、ブレンディング時に他の成分と完全に混合されるか、または支持キャリヤー上への分布後かつ振動締固め前に表面上に配置される。

しかしながら、加飾添加材の組込みの制限因子は、最終品の製造時の重質骨材との接触に基づく。そのような骨材は、添加材の所望の加飾効果を最小化または無効化するように作用する可能性がある。

加飾外観を付与する添加材（この添加材は、重質骨材とのブレンド時および締固め時に損傷を受けず残存するものとする）が必要とされている。また、新しい目視外観を付与する添加材が必要とされている。

本発明は、観察者に対してシマリング外観を有する被覆粒子であって、
（ａ）屈折性粒子と、
（ｂ）（ａ）の屈折性粒子上の透明被覆と、
（ｃ）（ｂ）の透明被覆中に埋め込まれた反射性粒子と、
（ｄ）（ｂ）の透明被覆中に埋め込まれた屈折性粒子と、
を含み、
付帯条件として、（ｃ）の反射性粒子または（ｄ）の屈折性粒子が主に透明被覆の表面にあるものとする、
被覆粒子に関する。

また、本発明は、被覆粒子を含有する人造石に関する。

本発明の決定的要件は目視性であり、より特定的には、この要件は、被覆粒子中に存在するシマリング外観に関係する。また、シマリング外観は、人造石中への被覆粒子の組込みにより付与される。

本明細書中で用いられる場合、「シマリング」という語は、その通常の意味で、すなわち、揺動的もしくは断続的な光を放って輝くという意味で使用される。「揺動的」も同様に、その通常の意味で、すなわち、揺れ動くことまたは揺れにより特徴付けられる意味で使用される。

透明粒子
本発明に係る第１の必要成分は、光を屈折する能力を有する透明粒子である。粒子の透明度は、さまざまでありうる。例示的には、半透明粒子は利用可能であるが、これとは対照的に不透明粒子は好適でない。ガラスおよび透明石英は、そのような粒子の好ましい材料である。

光を屈折する透明粒子は、さまざまなサイズでありうる。シマリング効果を示すのに十分な大きさの粒子を有すると同時に、粒子が破損することなく製造プロセスを通過することができないほど大きすぎることがないように、１０メッシュ〜３メッシュの範囲内のサイズを有する粒子が好ましい。プロセスパラメーターに変更を加えることにより、より大きい粒子を使用することが可能である。透明粒子の表面は平面状でありうるが、観察角を変化させたときにより多くのシマリング効果を示すという点で、曲面状および多面状の表面が審美的により興味深い。当然のことながら、より大きい粒子およびより小さい粒子の両方を利用することが可能である。しかしながら、一般的には透明屈折性粒子の少なくとも５０％、より好ましくは８０％は、人造石の最終製品中に以上で述べた範囲内で存在する。

被覆
被覆は、耐摩耗性を提供するために被覆を必要とする透明屈折性粒子に施される。また、被覆は、以下でより完全に説明されるように追加の粒子を保持するバインダーとして機能する。好ましい被覆は、典型的には重合前にカップリング剤と触媒とを含有するポリエステルを含む。好適なポリエステル被覆の例は、米国特許第３，２７８，６６２号明細書および米国特許第５，３２１，０５５号明細書に記載されている。また、米国特許第６，３８７，９８５号明細書に開示されるようにアクリル被覆を利用することが可能である。透明屈折性粒子を効果的に被覆するために、重合前の被覆は、典型的には１０００〜１０，０００センチポアズの範囲内、好ましくは４０００〜６０００センチポアズの範囲内の粘度を有する。

被覆中の添加材
被覆粒子でシマリング効果を得るために、２種のさらなる添加材を被覆中に存在させる必要がある。第１の添加材は光を反射し、一方、第２の添加材は光を屈折する。

光を反射する第１の添加材の例は、金属（たとえば銅および黄銅）であり、合金も包含される。追加の例としては、真珠光沢顔料および蛍光顔料をはじめとして、雲母、ホログラム粒子、金属化ポリエステル、および反射性ポリマーが挙げられる。光を屈折する第２の添加材の例は、ガラスおよび透明石英である。

光を反射および屈折する２種の添加材は、粒子形態をとりかつ被覆中に埋め込まれるものとする。しかしながら、これらの２種の添加材のうちの少なくとも１種は、被覆の表面（すなわち、被覆が施される最内透明屈折性粒子に接触しない表面）の近傍に濃縮されるものとする。粒子の濃度およびサイズは、それほど重要ではないが、濃度およびサイズはいずれも所望のシマリング外観に影響を及ぼすことならびに粒子を透明被覆中に埋め込む必要があることを理解しておかなければならない。一般的には、粒子うちの１種は、被覆中に均一に分布するものとする。そのような粒子のサイズの例は、１ミクロン〜３ミリメートルの範囲内である。一般的には、被覆の表面の近傍に濃縮される粒子は、より小さいものとする。そのような粒子のサイズの例は、３２５メッシュ〜３４メッシュの範囲内である。好ましい形態では、屈折性粒子は、被覆の表面に濃縮されるものとする。

さらなる有益な効果は、被覆粒子の表面に濃縮された添加材からもたらされる。そのような便益は、被覆粒子の凝集を最小限に抑えるかまたは回避する。なぜなら、多くは同時に形成されるからである。

以上の説明において、当然のことながら、個別粒子は、屈折と反射との組合せにより引き起こされると考えられる色シフトを生じる可能性がある。そのような色シフトは、本発明の範囲内にある。

人造石
以上に記載した被覆粒子は、人造石中に組み込まれて石のシマリング外観を提供する。そのような人造石は、当技術分野で周知であり、バインダーおよび他の添加材と組み合わされた天然産鉱物に特有なものである。典型的には、人造石は、８５〜９５重量％の鉱物と残りの部分のバインダーとを含有する（鉱物＋バインダーを基準にする）。好ましい人造石は、ポリエステルやアクリルのようなバインダーと共に指定量の石英を含有する。バインダーは、粒子の被覆に利用されるものと同一のバインダーでありうる。シマリング効果を付与する被覆粒子の量は、それほど重要ではないが、例示的には、最終組成物の少なくとも５重量パーセントの量で存在するものとする。

人造石は、典型的には、スラブの形態で製造される。被覆粒子添加材の利点は、人造石の製造時に存在する重量および摩耗に耐える能力である。そのような利点には、異なる表面上にシマリング外観が存在するように人造石中に均一に分布する能力が包含される。例示的には、人造石をキッチンカウンター天板として使用した場合、上側表面（すなわち、床に面していない表面）および横側表面は、類似の外観を有しうる。

製造
被覆粒子は、反射性粒子に透明被覆を施すことにより形成される。ここで、被覆を固化する前、反射性添加材および屈折性添加材の両方が存在するものとする。被覆粒子は、人造石（その製造については発明の背景で述べたように周知である）の形成時に添加される。被覆粒子は、研磨性混合物中に混合してシマリング効果に必要な被覆を損失することなく振動および締固めに付すことが可能である。

研磨性接触を最小限に抑えるために、プロセスのより後の段階で被覆粒子を添加することが可能である。典型的には、このより後の添加を行うのであれば、未硬化混合物の表面上に被覆粒子を手で配置して混合物の最上側部分中に締固めする必要があろう。これは、より労力がかかりかつより効率が低い。また、その結果、被覆粒子は、主に最上側表面上に存在するようになり、人造石の縁部に沿って不均一な外観を生じるであろう。

典型的には、人造石材料は、表面の材料を除去して均一になるように調整され、かつ研磨される。

当然のことながら、従来の添加材を被覆粒子および／または人造石組成物に添加することが可能である。

以下の実施例を提供して本発明についてさらに説明する。部およびパーセントはすべて、とくに指定がないかぎり重量基準である。

実施例１
以下の材料を使用した。

１／４×８メッシュのガラス（透明、褐色、および緑色）
３０×５０メッシュの微細粉砕透明ガラス
約２５％のスチレンを含むＶａｌｓｐａｒ促進型石英キャスティング樹脂５７６６Ｃ０００１２
Ｌｕｐｅｒｏｘ２６Ｍ５０−−ペルオキシド
ＳｉｌｑｕｅｓｔＡ−１７４−−カップリング剤
Ｓｉｂｅｒｌｉｎｅ銀ホログラムフレークＧＰ１８８ＳＶ

１００グラムの樹脂をプラスチック製容器中に注いだ。Ｌｕｐｅｒｏｘ２６Ｍ５０およびＳｉｌｑｕｅｓｔＡ−１７４の両方を１グラムずつ樹脂に添加し、十分混合されるまで撹拌した。この混合物に５グラムのＳｉｌｂｅｒｌｉｎｅ銀ホログラムフレークＧＰ１８８ＳＶを添加し、完全に混合されるまで撹拌した。

種々の色（透明、褐色、および緑色）の１／４×８メッシュのガラスを４オンスのサンプルカップに入れた。このカップの全容量の約１／３〜１／２までガラスを充填した。少量の樹脂混合物を添加して、プラスチック製撹拌ロッドを用いて撹拌し、続いて、追加の樹脂を添加して、カップ中のすべてのガラスが樹脂混合物で均一に被覆されるまで撹拌した（約１２〜１４重量％のバインダー樹脂）。次に、樹脂被覆ガラス粒子を大きいストレーナーに移して、過剰の樹脂混合物をすべてガラスから滴落させた。次に、樹脂被覆ガラス粒子を３０×５０メッシュの微細粉砕透明ガラスが充填されたペールに移した。外側がネオプレン製の保護手袋を用いて、樹脂被覆ガラス粒子を３０×５０メッシュの微細粉砕透明ガラス中で攪拌した。３０×５０メッシュの微細粉砕透明ガラスのさらなる被覆を有する一定量の樹脂被覆粒子が得られるようにプロセスを反復した。篩を用いて過剰の３０×５０メッシュの微細粉砕透明ガラスをすべて除去した。

樹脂とガラスとで被覆された粒子を天板上に一様に拡げてオーブン中に配置し、摂氏１２０度で樹脂を４５分間硬化させた。硬化後、残存する遊離の微細透明破砕ガラスをすべて分離した。被覆粒子をバッグに入れてラベルを付けた。次に、以上の粒子を以下のように人造石スラブ製造プロセスで使用した。

材料

以上の材料を混合機中に配置して２１５秒間ブレンドした。それをレイダウンフレームに搬送して支持キャリヤー上に分布させた。分布させた混合物を有する支持キャリヤーを振動締固め機中に搬送して材料を締固めした。振動締固め後、材料をオーブン中に搬送して硬化させ、人造石のスラブを形成した。人造石スラブを研磨して所望の加飾効果を有する最終品を得た。

実施例２
以下の材料を使用した。

３／８×１／４メッシュの透明ガラス
Ｓｉｌｖｅｒｂｏｎｄの３２５メッシュの粉末
８４メッシュの石英
１９％のスチレンを含むＶａｌｓｐａｒ促進型石英キャスティング樹脂５７６６Ｃ０００１２
Ｌｕｐｅｒｏｘ２６Ｍ５０ペルオキシド
ＳｉｌｑｕｅｓｔＡ−１７４カップリング剤
ＳｐａｒｋｌｅＳｉｌｖｅｘ７５５−２０−Ｃアルミニウム顔料
Ａｆｆｌａｉｒ６００黒雲母顔料

１２６グラムの樹脂をプラスチック製容器中に注ぎ、Ｌｕｐｅｒｏｘ２６Ｍ５０およびＳｉｌｑｕｅｓｔＡ−１７４の両方を２．５グラムずつ添加し、そして混合されるまで樹脂を撹拌した。この混合物に６．５グラムのＳｐａｒｋｌｅＳｉｌｖｅｘ７５５−２０−Ｃアルミニウム顔料および３．１グラムのＡｆｆｌａｉｒ６００黒雲母顔料を添加して、完全に混合されるまで撹拌した。

５００グラムの３／８×１／４メッシュの透明ガラスをステンレス鋼製ボウルに入れた。少量の樹脂混合物を添加して、プラスチック製撹拌ロッドを用いて撹拌した。樹脂混合物を添加して、カップ中のすべてのガラスが樹脂混合物で均一に被覆されるまで撹拌した。次に、Ｓｉｌｖｅｒｂｏｎｄの３２５メッシュの粉末と８４メッシュの石英とが充填されたペールに被覆ガラス粒子を移した。被覆されるまで被覆ガラス粒子を微粉中で回転撹拌した。微粉中に一定量の被覆粒子が存在するようになるまで以上のプロセスを反復した。十分な被覆粒子が存在するようになった後、微粉を篩に注ぎ込み、被覆ガラス粒子から微粉を分離した。被覆ガラス粒子を天板上に一様に拡げてオーブン中に配置した。他の選択肢として、一部の粒子を粒子微粉中に残して硬化させた。被覆粒子は、摂氏１２０度において４５分間で硬化した。硬化後、残存するすべての遊離微粉を被覆粒子から分離した。被覆粒子をバッグに入れてラベルを付けた。

次に、以上の粒子を以下のように人造石スラブ製造プロセスで使用した。

材料

Claims

観察者に対してシマリング外観を有する被覆粒子であって、
（ａ）屈折性粒子と、
（ｂ）（ａ）の屈折性粒子上の透明被覆と、
（ｃ）（ｂ）の被覆中に埋め込まれた反射性粒子と、
（ｄ）（ｂ）の被覆中に埋め込まれた屈折性粒子と、
を含み、
付帯条件として、（ｃ）の反射性粒子または（ｄ）の屈折性粒子が主に被覆の表面にあるものとする、
被覆粒子。
（ａ）の屈折性粒子が１０メッシュ〜３メッシュの範囲内のサイズを有する、
請求項１に記載の被覆粒子。
（ｄ）の屈折性粒子が主に被覆の外表面にある、
請求項１に記載の被覆粒子。
（ｄ）の屈折性粒子が３２５メッシュ〜３４メッシュの範囲内のサイズを有する、
請求項３に記載の被覆粒子。
少なくとも一部分の（ｃ）の反射性粒子が１ミクロン〜３ミリメートルの範囲内のサイズを有する、
請求項１に記載の被覆粒子。
（ａ）の屈折性粒子がガラスである、
請求項１に記載の被覆粒子。
（ｂ）の透明被覆がポリエステル含有ポリマーを含む、
請求項１に記載の被覆粒子。
（ｂ）の透明被覆がアクリル含有ポリマーを含む、
請求項１に記載の被覆粒子。
（ｃ）の反射性粒子が金属である、
請求項１に記載の被覆粒子。
（ｄ）の屈折性粒子がガラスである、
請求項１に記載の被覆粒子。
（ａ）がガラスであり、（ｂ）がポリエステル含有ポリマーを含み、（ｃ）が金属であり、かつ（ｄ）がガラスである、
請求項１に記載の被覆粒子。
粒子形態の天然産鉱物とバインダーとを含む、観察者に対してシマリング外観を有する人造石板であって、
前記板がいくつかの被覆粒子をさらに含有し、前記被覆粒子のそれぞれが、
（ａ）屈折性粒子と、
（ｂ）（ａ）の屈折性粒子上の透明被覆と、
（ｃ）（ｂ）の被覆中に埋め込まれた反射性粒子と、
（ｄ）（ｂ）の被覆中に埋め込まれた屈折性粒子と、
を含み、
付帯条件として、（ｃ）の反射性粒子または（ｄ）の屈折性粒子が主に被覆の外表面にあるものとする、
人造石板。