JP2015500200A

JP2015500200A - 高硬度人造代理石及びその製造方法

Info

Publication number: JP2015500200A
Application number: JP2014547099A
Authority: JP
Inventors: サンゴ・シン
Original assignee: LG Hausys Ltd
Current assignee: LX Hausys Ltd
Priority date: 2011-12-13
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2015-01-05
Also published as: EP2791075B1; KR101385862B1; CN103974920B; EP2791075A1; US20140323636A1; EP2791075A4; KR20130066739A; CN103974920A; WO2013089441A1

Abstract

表面硬度に優れており、傷付きが発生せず、汚染されない他、掃除し易い高硬度人造代理石及びその製造方法の提供。人造代理石の製造工程にシートに高硬度原料をコーティングするステップを含めることにより製造された、表面層の原料がシリカであることを特徴とする高硬度人造代理石及びその製造方法。本発明は、表面層の原料が、鉛筆硬度が７〜９の化合物であることを特徴とする人造代理石を提供する。前記鉛筆硬度が７〜９の化合物は、シリカ及びシリコンカーバイドよりなる群から選ばれるいずれか１種以上であり、好ましくは、シリカを用いる。

Description

本発明は、高硬度人造代理石及びその製造方法に係り、さらに詳しくは、人造代理石の製造工程でシートに高硬度原料をコーティングするステップを含めることにより製造され、表面層の原料がシリカであり、表面硬度に優れており、傷付きが発生せず、汚染されない他、掃除し易い高硬度人造代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代理石は、見栄えのよさ及び優れた加工性に加えて、天然代理石に比べて軽量であり、しかも、優れた強度を有するというメリットがあることから、カウンターテーブル及び各種のインテリア材料として広く用いられているが、表面硬度が低下するため汚染され易いという問題点を有しており、特に、傷付けられた溝が汚染されて掃除し難い。

アクリル系人造代理石は、一般に、メチルメタクリレート（ｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）などのモノマーとポリメチルメタクリレート（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）とを混合したシロップ（ｓｙｒｕｐ）に水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、シリカなどの充填剤、その他の顔料及び硬化剤を混合した後に成形型及び連続スチールベルトで鋳型して硬化させて製造する。

このとき、形状及び色相を示す手段としては、顔料及びチップ（ｃｈｉｐ）という原料が用いられ、チップの主成分は通常の人造代理石と同様であり、単色の顔料を投入して人造代理石と同じ工程により製造した後に粉砕して様々な色相及び粒径を有するように製造する。

従来の技術においては、アクリル系人造代理石は、鋳型後に表面をサンディングする方法により製造されるため、表面の硬度を向上させるためには別途にコーティングする工程を経なければならない。このため、従来の技術は、コストアップが招かれるという問題点を抱えている。

本発明の目的は、表面硬度が弱く、汚染され易い従来の技術による人造代理石の問題点を改善して、耐傷付き硬度に優れた人造代理石及びその製造方法を提供するところにある。

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りいずれも達成可能である。

前記本発明の目的を達成するために、本発明は、表面層の原料が、鉛筆硬度が７〜９の化合物であることを特徴とする人造代理石を提供する。

また、前記本発明の目的を達成するために、本発明は、（ａ）人造代理石原料を練るステップと、（ｂ）練られた原料をシートにするステップと、（ｃ）２種以上のシートを別途のニーダーに投入して混練するステップと、（ｄ）パール顔料を投入して混練するステップと、（ｅ）混練された原料をシート状にするステップと、（ｆ）シートに鉛筆硬度が７〜９の化合物をコーティングするステップと、（ｇ）コーティングされたコンパウンドを金型に投入し、成形、脱型及び冷却を行うステップと、を含むことを特徴とする人造代理石の製造方法を提供する。

本発明は、図１に示すように、硬度に優れたシリカ（シリカ）成分よりなる原料が表面にコーティングされ且つ成形されて鉛筆硬度が７Ｈ〜８Ｈレベルであり、既存のキャスティング製品の５Ｈよりも優れた耐傷付き硬度を確保することができる。

本発明の一実施形態による人造代理石パネルの写真である。本発明の一実施形態による人造代理石の製造方法の工程図である。

以下、本発明による高硬度人造代理石及びその製造方法について詳細に説明する。

本発明は、表面層の原料が、鉛筆硬度が７〜９の化合物であることを特徴とする人造代理石を提供する。

前記鉛筆硬度が７〜９の化合物は、シリカ及びシリコンカーバイドよりなる群から選ばれるいずれか１種以上であり、好ましくは、シリカを用いる。

前記鉛筆硬度が７〜９の化合物の含量は、樹脂１００重量部に対して５０〜３００重量部であることが好ましい。

前記シリカの粒径が１〜３０μｍであることが好ましい。

また、本発明による人造代理石の製造方法は、（ａ）人造代理石原料を練るステップと、（ｂ）練られた原料をシートにするステップと、（ｃ）２種以上のシートを別途のニーダーに投入して混練するステップと、（ｄ）パール顔料を投入して混練するステップと、（ｅ）混練された原料をシート状にするステップと、（ｆ）シートに鉛筆硬度が７〜９の化合物をコーティングするステップと、（ｇ）コーティングされたコンパウンドを金型に投入し、成形、脱型及び冷却を行うステップと、を含むことを特徴とする。

前記人造代理石の製造方法の工程についてより詳細に説明すれば、（ａ）人造代理石原料を練るステップと、（ｂ）練られた原料をシートにするステップと、（ｃ）２種以上のシートを別途のニーダーに投入してコンパウンド状態のマーブル模様を実現するために混練するステップと、（ｄ）パール顔料を投入して混練するステップと、（ｅ）混練された原料をさらにシート状にするステップと、（ｆ）シートに高硬度原料（鉛筆硬度が７〜９の化合物）を薄くコーティングするステップと、（ｇ）コーティングされたコンパウンドを金型に投入（ｃｈａｒｇｉｎｇ）するステップと、（ｈ）プレスで成形するステップと、（ｉ）成形された製品を脱型するステップと、（ｊ）脱型した製品を冷却するステップと、（ｋ）冷却された製品を梱包するステップと、を含むことが好ましい。

本発明の製造方法のうち最初のステップである（ａ）原料を練るステップにおいて、原料を練る理由は、プレス成形に際して最適な状態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る、ステップ（ｂ）においてシートにする理由は、金型に投入して成形し易くするためである。

前記ステップ（ａ）における人造代理石原料は、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２００〜５００重量部と、架橋剤０．２〜５重量部と、架橋促進剤０．２〜３重量部と、を含む。

本発明において用いら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郡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が使用可能である。中でも、メチルメタクリレートであることが特に好ましい。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。

本発明において用いられる無機充填物としては、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いて汎用される無機粉末のうちのいずれか一種を用いてもよく、単独または２種以上混合して使用可能である。前記無機充填物の粒径が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。前記無機充填物の含量は、好ましくは、樹脂シロップ１００重量部に対して２００〜５００重量部である。無機充填物の含量が低すぎると、比重差により一方向にパールが集中し易く、含量が高すぎると、成形性及び作業性が低下する。

本発明において用いられる架橋剤は、分子内で共重合可能な二重結合をはじめとして、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郡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であることが特に好ましい。

前記架橋剤の使用量がゼロであるか、あるいは、少な過ぎる場合には、表面に凹凸が発生し、人造代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、しかも、耐熱性及び耐熱変色性が悪化する。架橋剤の使用量が多過ぎる場合にはチップの相分離が起きて人造代理石パターンに多くの問題点が現れる。したがって、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。架橋剤の含量が０．２重量部未満である場合に成形時間が長引いて生産性が低下し、５重量部を超える場合には急激な硬化によりひび割れが生じるおそれがある。

本発明において用いら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（ａｚｏｂｉｓｄｉｍｅｔｈｙｌｖａｌｅｒｏｎｉｔｒｉｌｅ）、ｔ−ブチルペルオキシネオデカノエート（ｔ−ｂｕｔｙｌｐｅｏｘｙｎｅｏｄｅｃａｎｏａｔｅ）及び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種以上の混合物を用いる。併せて、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、重合と硬化が室温で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。

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用いることができる。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。

本発明において用いられる発色手段は、特に限定されるものではなく、周知の人造代理石の添加成分として有機または無機顔料や染料などが使用可能である。なお、パール顔料としては、金、銀、銅、アルミニウム、真珠など種々の顔料が使用可能である。

加えて、前記組成物は、周知の人造代理石の添加成分として、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（ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）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（ｐｈｅｎｙｌｓａｌｉｃｙｌａｔｅ）系、ベンゾフェノン（ｂｅｎｚｏｐｈｅｎｏｎｅ）系、ベンゾトリアゾール（ｂｅｎｚｏｔｒｉａｚｏｌｅ）系、ニッケル誘導体系またはラジカル除去剤（ｒａｄｉｃａｌｓｃａｖｅｎｇｅｒ）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（ｃａｔｅｃｈｏｌ）系またはヒドロキノン類系重合抑制剤及びフェノール系、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いずれか１種以上の添加剤をさらに含んでいてもよい。

前記成形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を超える場合にバリ（ｂｕｒｒ）量が過度になる。

前記製造方法により製造された人造代理石の鉛筆硬度は７Ｈ以上であり、好ましくは、７Ｈ〜８Ｈレベルである。

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．シートの製造］
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との混合物よりなるメチルメタクリレートシロップ１００重量部と、水酸化アルミニウム４００重量部と、ｔ−ブチルペルオキシネオデカノエート０．２重量部と、ｔ−アミルペルオキシ２−エチルヘキサノエート０．３重量部と、エチレングリコールジメタクリレート３重量部と、ノルマルドデシルメルカプタン０．２重量部と、消泡剤としてのＢＹＫ５５５（ビックケミー社製、ドイツ）０．２重量部と、カップリング剤としてのＢＹＫ９００（ビックケミー社製、ドイツ）０．７５重量部と、紫外線安定（吸収）剤としてのＨｉｓｏｒｐ−Ｐ（ＬＧ化学社製）０．２重量部と、を含む原料スラリーに顔料０．３重量部を混合して単一色の樹脂顔料組成物を製造した。

［２．人造代理石の製造］
シート状に製造されたコンパウンドにロールコーターを用いて約１ｍｍの厚さに原料をコーティングした。このとき、コーティング原料としては、不飽和ポリエステル樹脂１００重量部と、ｔ−ブチルヒドロペルオキシブチレート１．０重量部と、充填剤としてのシリカ１００重量部と、離型剤としてのジンクステアレート１０重量部と、を混合したものを用いた。コーティングされたシートは温度１２０℃に予熱された金型に投入し、圧力１５ｋｇ／ｃｍ^２に成形して脱型した後に、冷却することにより高硬度人造代理石を製造した。

［３．評価］
これにより、硬度に優れたシリカ（シリカ）成分よりなる原料が表面にコーティングされ且つ成形されて鉛筆硬度が７Ｈ〜８Ｈレベルであり、既存のキャスティング製品の５Ｈよりも優れた耐傷付き硬度が確保された。

Claims

表面層の原料が、鉛筆硬度が７〜９の化合物であることを特徴とする人造代理石。
前記鉛筆硬度が７〜９の化合物は、シリカ及びシリコンカーバイドよりなる群から選ばれるいずれか１種以上であることを特徴とする請求項１に記載の人造代理石。
前記鉛筆硬度が７〜９の化合物の含量は、樹脂１００重量部に対して５０〜３００重量部であることを特徴とする請求項１に記載の人造代理石。
前記シリカの粒径が１〜３０μｍであることを特徴とする請求項２に記載の人造代理石。
（ａ）人造代理石原料を練るステップと、
（ｂ）練られた原料をシートにするステップと、
（ｃ）２種以上のシートを別途のニーダーに投入して混練するステップと、
（ｄ）パール顔料を投入して混練するステップと、
（ｅ）混練された原料をシート状にするステップと、
（ｆ）シートに鉛筆硬度が７〜９の化合物をコーティングするステップと、
（ｇ）コーティングされたコンパウンドを金型に投入し、成形、脱型及び冷却を行うステップと、
を含むことを特徴とする人造代理石の製造方法。
前記鉛筆硬度が７〜９の化合物は、シリカ及びシリコンカーバイドよりなる群から選ばれるいずれか１種以上であることを特徴とする請求項５に記載の人造代理石の製造方法。
前記ステップ（ａ）における人造代理石原料は、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２００〜５００重量部と、架橋剤０．２〜５重量部と、架橋促進剤０．２〜３重量部と、を含むことを特徴とする請求項５に記載の人造代理石の製造方法。
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、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５に記載の人造代理石の製造方法。
無機充填物は、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いずれか１種以上であることを特徴とする請求項５に記載の人造代理石の製造方法。
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いずれか１種以上であることを特徴とする請求項５に記載の人造代理石の製造方法。
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及び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いずれか１種以上であることを特徴とする請求項５に記載の人造代理石の製造方法。
前記ステップ（ｇ）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５に記載のアクリル系人造代理石の製造方法。