JP2938020B1 - ストライプ柄を有する人工大理石の連続的製造装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 厚み方向にも連続的に形成されたストライプ
柄を持つ人工大理石を、工業的規模で連続的に製造する
ための装置の提供。 【解決手段】 移動する成形セルと、成形セル上に異色
の液状樹脂を層状に積層するための液状樹脂供給手段
と、その歯を成形セルの底面に接触させて配置した櫛状
の工具とを有してなる。液状樹脂供給手段が複数の樹脂
放出口を有し、再下層の液状樹脂以外の樹脂放出口に
は、液状樹脂を主にセルの移動方向およびこれと直角方
向へ流すための分配板が配設され、かつ樹脂放出口の上
流に液状樹脂を着色剤と混合する無攪拌型混合機が配設
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ストライプ柄を有
する人工大理石の連続的製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より液状樹脂を硬化させて、洗面台
のカウンターやテーブルトップなどに用いられる人工大
理石が製造されている。このような人工大理石の表面に
模様が付されたものを製造する方法としては、液状樹脂
を成形セルヘ注入する際に異色の合成樹脂素材を混入さ
せる方法が、特公昭５９−１５６８号公報や特開平１−
３１７７２３号公報で知られている。

【０００３】しかし、これら従来法による場合には、模
様の現出の再現性に欠け、良好な製品が得られる製品歩
留りが低いという問題点があった。また、人工大理石と
して用いる場合には、表面を切削加工することが多く、
その際に表面の模様が保持されることが必要とされる
が、切削すると模様が消失したり大幅に変化してしまう
ことも多かった。更に、模様の現出のために異質の材料
を使用した場合には、硬化速度に差が生じたり、材料間
で物性差が発現しやすいことから、模様のないものに比
較すると人工大理石としての機械的性能が低下すること
があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記の
問題点を解決する方法として、異色の液状樹脂を成形セ
ル内で層状に積層し、櫛状の工具をその成形セル中で移
動させた後硬化させて人工大理石を製造する方法を特願
平８−２８６８３４号で提案した。この方法により、鮮
明な外観のストライプ柄が簡略に形成でき、かつこの柄
のコントロールも容易であり、しかも厚み方向にも柄を
連続的に形成することが可能となった。

【０００５】また、特願平９−１３５５２２号では、成
形セルの最下層に着色剤が不均一に分散された液状樹脂
を注入して櫛状の工具を成形セル中を移動させる改良方
法について提案し、木が持つ微妙な色合いと自然な外観
の正目調の木目模様あるいは質感、深み感に富んだ天然
大理石調の外観のストライプ柄を持つ人工大理石の製造
を可能とした。

【０００６】本発明の目的は、このようなストライプ柄
を持つ人工大理石の製造を、工業的規模で連続的に実施
するための製造装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、移
動する成形セルと、該成形セル上に異色の液状樹脂を少
なくとも二層以上に層状に積層するための液状樹脂供給
手段と、その歯を成形セルの底面に接触させて配置した
櫛状の工具とを有するストライプ柄を有する人工大理石
の連続的製造装置であって、該液状樹脂供給手段が複数
の樹脂放出口を有し、最下層の液状樹脂以外の樹脂放出
口には、液状樹脂が主にセルの移動方向およびこれと直
角方向へ流れ、セルの移動方向と逆向きに流れるのを防
止するための分配板が配設され、かつ少なくとも一つの
樹脂放出口の上流に液状樹脂を着色剤と混合する無攪拌
型混合機が配設されてなることを特徴とする人工大理石
の連続的製造装置である。

【０００８】この製造装置には、液状樹脂供給手段の上
流側に、更に成形セルの底面における液状樹脂の流れ模
様に一定の流れの方向性を付与するための整流板を配設
することができる。

【０００９】また、前記分配板としては、垂直方向に延
びる遮蔽板と半円錐状に傾斜した分流板とを組み合わせ
た形状のものが使用できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照しつつ
説明する。

【００１１】図１は、本発明の人工大理石の連続的製造
装置を示す模式図であり、この図に示されるように本発
明の装置は、基本的には移動する成形セル１と、液状樹
脂供給手段２と、櫛状の工具３とを有して構成される。

【００１２】移動する成形セル１としては、例えば移動
するステンレス製ベルト４とその両側に設置されたゴム
や樹脂等で作成された液状樹脂を堰き止めるための枠５
からなるものが使用できる。

【００１３】液状樹脂供給手段２は、成形セル１上に液
状樹脂を供給するためのものであり、本発明では異色の
液状樹脂を少なくとも二層以上に層状に積層する必要が
あるため複数の樹脂放出口６を有している。各樹脂放出
口から放出される液状樹脂はそれぞれ別途の配管で各液
状樹脂タンクから導くこともできるが、本発明の装置で
は、一つの液状樹脂タンクから延びた配管でベースとな
る液状樹脂を成形セルの近傍まで導き、樹脂放出口に近
いところで異色の液状樹脂の数に応じ複数の配管に分
け、その各々に対して着色剤を混合するようにしてあ
る。これによって、着色剤の種類や量を簡便に変更する
ことができる。

【００１４】この着色剤の混合手段として、本発明の製
造装置では、液状樹脂供給手段の少なくとも一つの樹脂
放出口の上流側に無攪拌型混合機７が配設されており、
ここで混合された異色の液状樹脂が各樹脂供給口から放
出される。

【００１５】本発明の装置に用いる無攪拌型混合機とし
ては、インラインタイプで使用される各種のスタティク
ミキサーが使用できる。特に清掃作業の容易さから螺旋
状にねじられたエレメントだけを本体から取り外し可能
なものが好ましい。

【００１６】液状樹脂と着色剤とを無攪拌型混合機で完
全に混合してもよいが、エレメントの数を少なくするこ
とにより、その混合を不十分として特願平９−１３５５
２２号に提案した着色剤が不均一に分散された液状樹脂
として供給することが可能となる。着色剤が不均一に分
散された液状樹脂を使用すると、得られる人工大理石か
ら風合いのプレーンさが消え著しく品位が向上した自然
な外観のものが得られる。

【００１７】成形セルの最下層に注入する液状樹脂８
は、製品の有意面でベースの色調を呈するものであり、
本装置では、この液状樹脂の樹脂供給口が移動する成形
セルの最も上流側に配される。液状樹脂を樹脂放出口か
ら移動する成形セル上に供給すると、液状樹脂は成形セ
ル上で広がり、成形セルの移動に逆らって成形セルの上
流方向へも流れる。樹脂放出口が一つの場合や複数でも
近接して配設されている場合には、成形セルの移動速度
と液状樹脂の供給量との釣り合いによって成形セルの上
流部分に放物線状の液溜りの先端部１０が形成される。
一方、下流方向にはほぼ均一な厚みの液状樹脂層が形成
される。このようにして最下層の液状樹脂を積層した後
に、その上層に積層する液状樹脂を、下層との積層界面
を乱さないようにしてかつその液溜りの先端が最下層の
液状樹脂の放出口より下流に位置するようにして供給す
ることにより連続的に積層することができる。しかし、
その場合には各樹脂放出口の位置を相当離す必要があ
り、そのため成形セルの長さがかなり余分に必要になっ
たり、あるいは液状樹脂が櫛状工具の設置部に到達する
前に下層の液状樹脂の硬化が進行してしまうおそれがあ
るため好ましくない。

【００１８】そこで、本発明では、図２に示すような最
下層の液状樹脂以外の樹脂放出口にはセルの移動と逆方
向へ液状樹脂が流れて供給されるのを防止し、上層の液
状樹脂９が主としてセルの移動方向およびセルの移動方
向に対して直角方向へ流れるようにするための分配板１
１が配設されている。これによって、異色の液状樹脂の
各樹脂放出口を近接して配設することを可能としてい
る。この分配板は、例えば垂直方向に延びた遮蔽板１２
と液状樹脂の流れを水平方向に向ける分流板１３の組み
合わせにより構成することができる。この例では遮蔽板
１２として平板を用いているが、湾曲した板を用いるこ
ともできる。また、分流板１３には、円錐状の傾斜板を
半分に切断したものを用いたが、扇状の傾斜板等種々の
形状のものが使用できる。分流板の先端は下層の液状樹
脂の積層高さにできるだけ近接させることが好ましい。
この間の距離が大きく開くと樹脂放出口に分配板を配設
した効果が得られにくくなる。

【００１９】液状樹脂は、成形セル内の全面で均一な状
態で積層されていることが、模様の発現をコントロール
する上で好ましいが、部分的に積層厚にむらがあっても
これが直接的にストライプ柄の発現に影響を与えるもの
ではない。液状樹脂の積層の厚みは特に制限されない
が、各層の厚みが２〜２０ｍｍ程度であることが好まし
い。特に下層の液状樹脂の厚みが余り厚過ぎると、上層
の液状樹脂が成形セルの底面に到達するのが困難になる
ため好ましくない。また、下層の液状樹脂層の厚みが余
り薄過ぎると、模様が乱れやすく制御が困難になるとと
もに、得られた製品は切削の厚みが制限される等の使用
上の問題も生じるので好ましくない。

【００２０】本発明に用いる液状樹脂は通常は混合物で
あり、その組成は特に制限されるものではないが、代表
的なものとしては、メタクリル酸エステル等の単量体と
その重合体の混合物であるシラップ、充填剤、着色顔料
および硬化触媒からなる組成物が例示される。充填材と
しては、例えば水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウ
ム、水酸化カルシウム等の無機充填材や木粉等の有機質
充填剤が挙げられる。また、着色顔料としては、例えば
白色の酸化チタン、硫化亜鉛；黄色の酸化鉄イエロー；
黒色の酸化鉄ブラック；赤色の酸化鉄レッド；青色のウ
ルトラマリンブルー、フタロシアニンブルー等が例示さ
れる。硬化触媒としては、ターシャリーブチルパーオキ
シマレイン酸、過酸化ベンゾイル、クメンヒドロパーオ
キサイド、ターシャリーブチルヒドロペルオキサイド、
過酸化ラウロイル、アゾビスイソブチロニトリル等が挙
げられる。これらの各成分以外にも、従来より人工大理
石の添加成分として知られている各種成分、例えば染
料、紫外線吸収剤、難燃剤、離型剤、流動化剤、増粘
剤、重合禁止剤、酸化防止剤等が添加できる。

【００２１】液状樹脂の粘度としては３００〜５０００
ｃｐの範囲が好ましい。粘度が高過ぎても低過ぎてもス
トライプ模様を発現させこれをコントロールすることが
難しくなりやすい。また、液状樹脂の粘度を適切に選択
することにより、充填剤や着色剤等の添加物の沈降を防
ぐことができる。

【００２２】本発明の装置では、液状樹脂供給手段２の
下流に櫛状の工具３がその歯の先端を成形セルの底面
（ステンレス製ベルト）に接触させて配設されている。
成形セル内に積層された液状樹脂がこの櫛状工具の配設
部を通過すると、相対的には櫛状工具が積層された液状
樹脂を梳くようにして液状樹脂中を移動することにな
る。すると、誇張した表現をすれば、櫛状工具の歯が通
過した跡には液状樹脂が押しのけられた窪みが生じ、そ
こへ上層の異色の液状樹脂が流れ込むことになる。この
ため、櫛状工具の歯の通過跡には成形セルの底面まで上
層の異色の液状樹脂が侵入して、底面を製品の有意面と
した場合に、櫛状工具の歯の通過跡にストライプ柄が形
成されることになる。歯の通過跡の窪みの発生には、液
状樹脂の粘度、櫛状工具の移動速度、櫛状工具の形状等
の種々の因子が相互に関連しているため、この窪みをう
まく発生するための条件を一律的に決定することはでき
ない。

【００２３】成形セルの移動速度は、液状樹脂の粘度と
の関係で重要である。移動速度が余り遅いと歯の通過跡
に窪みができないので、上層の異色の液状樹脂が成形セ
ルの底面まで到達できず、ストライプ柄が形成できな
い。成形セルの移動速度としては、一般的には１〜１０
ｃｍ／秒程度が好ましい。櫛状工具は完全に静止させて
おいて成形セルに対して相対的に直線的に移動させるよ
うにしてもよいし、成形セルの移動方向に対して垂直方
向に緩やかに往復運動させることにより、成形セルに対
して相対的に蛇行して移動させることもできる。自然な
ストライプ柄を形成する観点からは後者の方が好まし
い。

【００２４】本発明で用いる櫛状工具としては、特に歯
の部分に関しては液状樹脂に対して不活性であり、接着
性を呈さない材料からなるものであることが適当であ
り、例えばアルミニウム等の金属や、ポリテトラフルオ
ロエチレンでコートされた有機材料等が例示される。

【００２５】図３は、本発明に用いる櫛状工具の模式図
である。櫛状工具の歯の形態としては、歯の長さは、上
層の液状樹脂に不必要な乱れを生じさせないように、積
層された液状樹脂の厚さより十分長いものであることが
適当である。また、歯の幅（成形セルの移動方向に垂直
な長さ）としては、１〜２０ｍｍが好ましい。歯の幅
は、形成されるストライプの幅には一致しないがその幅
に影響を与える。歯の厚み（成形セルの移動方向の長
さ）は、歯の機械的強度が保たれる厚みであればよく、
余りストライプ柄の形成には影響しない。歯の断面形状
としては流線形は適当ではなく、歯の通過跡の液状樹脂
に乱流が発生するような角形形状が適当である。また、
歯の先端の形状は、成形セル底面に密着できるように平
坦面を有することが好ましい。櫛状工具の歯の本数は１
本でもよく、所望するストライプ柄に応じて適当な歯の
本数および歯の間隔が選択できる。図１に示すように櫛
状工具は複数用いることもできる。

【００２６】着色剤が不均一に分散された液状樹脂を用
いる場合には、着色剤の不均一分散に起因して樹脂の流
れの跡が製品の有意面に現れる。自然な外観のものを得
るにはこの樹脂の流れ模様に一定方向の流れの向きが付
与されることが好ましいが、そのために整流板１４を配
設することができる。樹脂供給口から液溜りの先端部ま
での間に何もないと樹脂放出口から供給された液状樹脂
はこの液溜りの先端部９まで逆流して成形セル底面（有
意面）に到達することになる。しかし、この液溜り先端
部では定常的には液状樹脂の動きが殆どない状態にある
ので、場合によっては樹脂の流れ跡が不自然なものとし
て形成されることがある。整流板はこの有意面における
液状樹脂の流れ模様に一定の方向性を積極的に付与する
ためのものであり、その形状としては、特に限定される
ものではないが、例えば櫛状工具と同様なものが使用で
きる。ただし、歯の幅がやや広目の形状のものを使用す
ることが好ましい。また、櫛状工具の場合とは異なり、
歯の先端は液状樹脂中に浸漬されていれば成形セルの底
面に接触していてもよいし多少浮いた状態でもよい。

【００２７】このようにして、櫛状工具設置部を通過さ
せた後は、所望によりゲージロールで押さえて積層厚の
調整をした後、常法にしたがって液状樹脂を硬化させ、
硬化後に硬化物を成形セルから取り出して人工大理石を
得ることができる。

【００２８】得られた人工大理石は、成形セル底面との
接触面にストライプ柄が形成されている。このようにし
て形成されたストライプ柄は、異色の液状樹脂の流動混
合に基づき形成されたものなので、自然なゆらぎをもっ
たラインのストライプ模様である。また、液状樹脂の色
調並びに櫛状工具の本数や歯の間隔を適切に選択すれ
ば、正目調の木目模様をもった人工大理石を製造するこ
ともできる。

【００２９】本発明の製造装置により製造される人工大
理石は、住宅におけるキッチン天板、洗面化粧台、バス
タブ、テーブル、壁材、家具、インテリア小物などの用
途に使用できる。

【００３０】

【実施例】以下、本発明を実施例にしたがってより具体
的に説明する。なお、実施例中における「％」および
「部」は、それぞれ「重量％」及び「重量部」を意味す
る。

【００３１】実施例１ ２０％のポリメタクリル酸メチルと８０％のメタクリル
酸メチルの混合物からなるメタクリル酸メチルシラップ
（以下「シラップ」と略す）１０００部、水酸化アルミ
ニウム粉末（ＢＳ−３３、商品名、日本軽金属（株）
製）１６３０部、ジメタクリル酸エチレングリコール１
２部、ターシャリーブチルパーオキシマレイン酸２０
部、脱イオン水２部を混合し、ミキサーで攪拌し、混合
スラリーを得た。この混合スラリーを真空容器内で脱泡
した後、グリコールジメルカプトアセテート０．１部お
よび水酸化カルシウムをシラップに２５％分散させたス
ラリー８部を加えて攪拌し、ベースミックスを調製し
た。このベースミックスの粘度は１０００ｃｐｓであっ
た。

【００３２】このベースミックスを図１に示した本発明
の人工大理石の連続的製造装置の液状樹脂供給手段２に
導いた。この液状樹脂供給手段は、先端部が二つに枝別
れしたもので、その各々にスタティックミキサー７が配
設されている。液状樹脂は、そこで表１記載の着色剤組
成物Ｎｏ．１（単位はベースミックス１００部に対して
の部）と混合されたものが樹脂放出口より下層の液状樹
脂として、また着色剤組成物Ｎｏ．２と混合されたもの
が図２に示す形状の分配板１１が取り付けられた樹脂放
出口６より上層の液状樹脂として、ステンレス製ベルト
４とその両側に設置されたゴム製枠５からなる成形セル
上に放出された。ステンレス製ベルト４は４６ｍｍ／秒
で移動していたが、下層の液状樹脂は、樹脂放出口より
約０．８ｍ成形セルの上流部まで流れ、そこに液溜りの
先端部９を形成していた。一方、上層の液状樹脂は、樹
脂放出口より上流に殆ど逆流せず上層に積層された。定
常状態に至った後の液状樹脂の積層厚は上層および下層
とも７ｍｍであった。

【００３３】下層液状樹脂の液溜りの先端部と下層液状
樹脂の樹脂放出口との中間部に整流板を配設した。整流
板は、長さ１００ｍｍ、幅３０ｍｍ、厚み３ｍｍのポリ
テトラフルオロエチレン製の板を約１５０ｍｍの間隔で
設置したもので、板の先端をステンレス製ベルトから２
ｍｍ離すようにした。また、上層液状樹脂の樹脂放出口
より０．８ｍ下流に長さ２００ｍｍ、幅５ｍｍ、厚み３
ｍｍのポリテトラフルオロエチレン製の歯を１０〜４０
ｍｍの不規則な間隔で有する形状の櫛状工具２本を、歯
の先端をステンレス製ベルトに接触するようにして配設
するとともにこの櫛状工具を緩やかにそれぞれ別個に往
復運動させた。櫛状工具の設置部を通過した後の積層ミ
ックスは、その表面をゲージロール１５で押さえつけて
厚みを均一にした後、移動させながら加温し、硬化させ
て人工大理石を得た。

【００３４】得られた人工大理石の外観は、ストライプ
の濃部と淡部の境界が微妙に変化しており、質感、深み
感に富んだ天然の大理石のようなストライプ柄を有する
ものであった。また、その表面を０．５ｍｍ程度研磨し
ても基本的なストライプ柄には殆ど変化がなかった。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【発明の効果】本発明の人工大理石の連続的製造装置に
よれば、人工大理石の厚み方向にも連続的に形成された
ストライプ柄をもつ人工大理石が効率よく製造できる。
また、ストライプ柄の柄模様についても、質感、深み感
に富んだ天然大理石調の外観を呈するもの、あるいは木
が持つ微妙な色合いと自然な外観の正目調の木目模様を
もつもの等各種のものが僅かな条件変更で製造可能であ
り、かつ液状樹脂の色調の変更も簡便に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の人工大理石の連続的製造装置を示す模
式図である。

【図２】本発明の製造装置に用いる分配板の一例を示す
図である。

【図３】本発明の製造方法に用いる櫛状工具の例を示す
図である。

【符号の説明】

１ 成形セル ２ 液状樹脂供給手段 ３ 櫛状工具 ４ ステンレス製ベルト ５ 枠 ６ 樹脂放出口 ７ 無攪拌混合機（スタティックミキサー） ８ 下層液状樹脂 ９ 上層液状樹脂 １０ 液溜りの先端部 １１ 分配板 １２ 邪魔板 １３ 分流板 １４ 整流板 １５ ゲージロール １６ 着色剤供給配管 １７ 歯

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−128771（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−199617（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−87913（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 39/02 - 39/12 B29C 39/22 - 39/24

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動する成形セルと、該成形セル上に異
   色の液状樹脂を少なくとも二層以上に層状に積層するた
   めの液状樹脂供給手段と、その歯を成形セルの底面に接
   触させて配置した櫛状の工具とを有するストライプ柄を
   有する人工大理石の連続的製造装置であって、該液状樹
   脂供給手段が複数の樹脂放出口を有し、最下層の液状樹
   脂以外の樹脂放出口には、液状樹脂が主にセルの移動方
   向およびこれと直角方向へ流れ、セルの移動方向と逆向
   きに流れるのを防止するための分配板が配設され、かつ
   少なくとも一つの樹脂放出口の上流に液状樹脂を着色剤
   と混合する無攪拌型混合機が配設されてなることを特徴
   とする人工大理石の連続的製造装置。
2. 【請求項２】 前記分配板が、垂直方向に延びる遮蔽板
   と半円錐状に傾斜した分流板とを組み合わせた形状のも
   のである請求項１記載の連続的製造装置。
3. 【請求項３】 液状樹脂供給手段の上流側に、成形セル
   の底面における液状樹脂の流れ模様に一定の流れの方向
   性を付与するための整流板が配設されたものである請求
   項１または２記載の連続的製造装置。