JP3020611B2 - 発泡材で裏打ちした固体表面材料 - Google Patents

発泡材で裏打ちした固体表面材料

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、充填剤添加重合体固体表面および中空バブ
ルで同様に充填された類似材料の裏打ちを持ち、層間に
無充填重合体の転移区域のない複合材料注型製品に関す
るものである。
ポリメタクリル酸メチルおよびアルミナの３水和物を
基礎とする固体表面材料を含めて、固体表面材料は当業
界において知られている。これらの製品のための基礎的
な技術は、Dugginsによる米国特許第3,847,865号（197
4）、Buser,RoedelおよびVassiliouによる米国特許第4,
085,246号（1978）、およびFrank,Otremba,PohlおよびS
chlierによる公開されたPCT特許出願WO 89/05310号（19
88）に開示されている。
バブル充填裏打ち材料およびガラス繊維強化材でその
ような固体表面材料を積層するという先の試みは、費用
のかかる多ステップ、および、それら自身の特性を伴う
明らかに異なる層をもった積層製品を得るという結果に
至っている。積層製品は一般的に、界面をもつため、あ
る種の条件下において、一体製品よりも離層および他の
弱点を多くもつ傾向がある。多層のなかで、このタイプ
の積層製品は、SohockによるEP 285,046号（1993）のそ
れである。
上記で述べられた書類の全ては、ここに重合体材料で
充填された固体表面を作るための方法および材料を教示
する。この固体表面材料の表面特性をもち、一体な形態
で層間に積層転移のない、より軽量なシート材料を供給
することができること、およびそのような製品をあまり
高価でない工程により調製することができることが望ま
しい。
発明の概要 本発明は、注型複合材料製品を提供するものであっ
て、重合体母体および少なくとも異なる充填剤の２区域
が存在、前記製品は向かい合う表面を持ち、本質的に平
坦であること、そのような製品の第１区域は充填剤プラ
ス母材の重量をもとにして10から80重量％の範囲のレベ
ルで充填剤を有する製品の１つの表面を含むこと、およ
び、第２区域は前記第１の表面と向かい合い、いずれも
充填材およびバブルプラス母材の重量をもとにして５か
ら60重量％の充填剤および３から30重量％のバブルを有
する第２の表面を含むこと、前記第１と第２区域は、本
質的に２つの区域間で無充填母材層のない連続体を形成
することを特徴とする。第１の区域と類似の第３の区域
が、第２の区域の反対側に含有されてもよい。次に、請
求項１の注型製品は、前記第１の表面上に硬い表面の追
加の層を有し、前記の硬い表面は、耐引掻性および耐磨
耗性をもたらす程十分に硬い充填材を含む重合体母材を
特徴とする。
他の具体化において、第３の層は、第１区域の組成を
持ち、第２の層に付加される。また、アルミナ、シリ
カ、炭酸カルシウム、または花崗岩のような天然石など
のATHより硬い充填剤とともに第１の層よりさきに適用
することによって、硬い表面を加えることができる。さ
らに、充填もしくは無充填樹脂の粉砕粒子を米国特許第
4,085,246号で開示されたような粉砕粒子の方法に従っ
て、第１の層に加えることができる。
発明の詳細な説明 本発明の利点は、脆性区域を生じたりあるいは他の機
械的困難を引き起こすかもしれない重合体転移区域をも
たない、軽量でより経済的な固体表面材料を供給するこ
とである。前述の製品は、１ステップ、もしくは、２ス
テップの注型方法により生産することができる。ここで
の部、比率、およびパーセンテージは、別に指示しない
かぎり重量による。
実施例１ １ステップ注型手順 重合性混合物は、２つ以上の充填剤を、メタクリル酸
メチル単量体に加えること、あるいは、本単量体中に溶
解している約20％のポリメタクリル酸メチルの樹脂シロ
ップと本単量体とのブレンドに加えることにより調整さ
れる。本実施例において、充填材は、１）アルミニナ３
水和物と、２）中空ガラスバブル、好ましくは3M“Scot
chlite"S−22−10−100μｍ、中央値40μｍと、３）ベ
ージュの着色性顔料である。そのシロップは、単量体中
に約20％のポリメタクリル酸メチルを含有する。混合物
は、以下の成分をブレンドすることにより作られる： 重量％ メタクリル酸メチル 50.5 樹脂シロップ 5.5 アルミナ３水和物 33.0 “Scotchlite"S−22（10−100μｍ、 中央値40μｍ）ガラスバブル 11.0 100.0 少量のベージュ顔料（＜1.0％）が製品を着色するた
めに加えられる。開始剤が添加され、そして、その混合
物は空気を除去するために排気される。その混合物は次
いで型に注がれる。
その混合物は低粘度（約100センチポアズ、または0.1
Psec.）であり、充填材が液体相の比重と比較した比重
に従って各層へ分離することを促進させる。中空ガラス
バブル（比重0.22）は、液体（比重約1.0）中で上昇
し、一方、より重いアルミナ３水和物（比重2.42）およ
びベージュ顔料は、底へ沈殿する。硬化する前に混合物
を振動させると、混合物中の充填材の分離の速度が上が
り、また、充填材をより均等に各層へと分散させる。3.
8cmの型に注型し硬化させた後は、２つの独立した層、
アルミナ３水和物と色素を含むアクリル重合体の0.8cm
の表面層および、ガラスバブルとアルミナ３水和物を含
む3.0cm裏面層が存在する。しかしながら、その層の間
には、界面が存在しない。それらは一体であり、重合体
母材とともに構造中全体で連続している。この組成物の
表面層の発泡裏面層に対する厚さの比率は、約1:4であ
った。表面層中には、73.8％のアルミナ３水和物、ま
た、発泡層には、9.7％のアルミナ３水和物が存在した
（熱重量法により測定）。
表面層および裏面層の両方に、より重い充填材（１つ
または複数）を持つことは、この充填材により特性の向
上が付与されるので望ましい。それら特性の改善とは、
強度および剛性の向上、衝撃損傷への耐性、難燃性、色
素分布、および寸法安定性である。より重い充填材（１
つまたは複数）の分配は、注型後、かつ、ゲル化もしく
は硬化前におこる。各層中の量は、数種のプロセス変
数、すなわち最初の混合組成中の水準、混合粘性、混合
温度および、注型後の振動量を含む変数によって決定さ
れ制御される。より重い充填材の範囲は、表面層中に10
から80％であり、発泡層中には５から60％であるが、好
適範囲は、表面層に30から60％で、発泡層に10から30％
である。
実施例２ “ウエット・オン・ウエット”注型手順 ２つの混合物が調製され、それらは型の中へ一方を他
方の上部に順次注がれる。混合物（Ａ）は、メタクリル
酸メチル単量体中の約20％のポリメタクリル酸メチルお
よび開始剤を含有する樹脂シロップからなる液体相に分
散された、アルミナ３水和物などの充填物からなる。混
合粘性を調整するため追加の単量体を加えることができ
る。望みの色と柄を得るため着色顔料および／または着
色粒子を加えることができる。混合物（Ａ）の代表的な
組成は以下のものを具える： 重量％ メタクリル酸メチル 4.0 樹脂シロップ 36.0 アルミナ３水和物 42.0 着色粒子（米国標準ふるい 30−150メッシュ＝100−600μｍ） 18.0 100.0 混合物（Ｂ）は、炭酸カルシウムとともに中空ガラス
微小球のような通常軽量な充填剤からなり、メタクリル
酸メチル単量体中の約20％のポリメタクリル酸メチルお
よび開始剤を含有する樹脂シロップからなる液体相に分
散されている。注型粘性を調整するため追加の単量体を
加えることができる。混合物（Ｂ）の代表的な組成は以
下のものを具える： 重量％ メタクリル酸メチル 44.0 樹脂シロップ 11.0 アルミナ３水和物 37.0 “Scotchlite"K−１ガラスバブル （20−120μm,中央値70μm.比重0.125） 8.0 100.0 混合物（Ａ）は、空気を除去するために排気し、それ
から型に流され、型の底に0.5cmの層を形成する。混合
物（Ｂ）もまた排気され、それから、型の中でまだ湿っ
ていて硬化しない混合物（Ａ）でできている層の上部に
注ぎ、1.4cmの厚さの第２の層を形成する。その構造が
硬化した後、混合物（Ａ）の重合型は、表面層であり、
混合物（Ｂ）の重合型は裏打ち発泡層である。２つの独
立した層があるようにみえるが、それらの間には界面は
存在しない。それらは、一体であり、重合体母材ととも
に構造中全体で連続している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−35915（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−31036（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−280886（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B32B 1/00 - 35/00 C04B 26/06 C04B 14/24

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】重合体母材および異なる充填剤を含む２つ
    の区域を含む、注型複合製品であって、前記製品は２つ
    の向かい合う表面を有し、本質的に平坦であり、そのよ
    うな製品の第１区域は、製品の第１の表面を含むもので
    あり、充填剤プラス母材の重量をもとにして、10から80
    重量％の範囲のレベルで充填剤を有し、第２区域は前記
    第１の表面と向かい合う第２の表面を含むものであり、
    いずれも充填剤プラス中空微小球プラス母材の重量をも
    とにして、それぞれ５から60重量％のレベルの範囲の充
    填剤および３から30重量％の中空微小球を有し、前記第
    １と第２の区域は、２つの区域間に本質的に無充填母材
    区域が存在しない、連続体を形成することを特徴とする
    注型複合製品。
  2. 【請求項２】充填剤が、アルミナ３水和物、アルミナ、
    シリカ、炭酸カルシウム、充填または無充填樹脂の粉砕
    粒子、ガラス、および天然石材料からなる群から選ば
    れ、そして、中空微小球は、ガラスおよび重合性微小
    球、フライアッシュ、パーライト、および他の天然に存
    在する中空微小球形態の材料の群から選ばれ、前記重合
    体母材は、アクリル酸、メタクリル酸、アルキル基に１
    から18個の炭素原子を持つアクリル酸アルキルおよびメ
    タクリル酸アルキル、スチレン、置換スチレン、酢酸ビ
    ニル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、無水マ
    レイン酸、マレイン酸エステル、イタコン酸およびイタ
    コン酸エステルから選択された少なくとも１つの単量体
    （二官能性、三官能性または四官能性を伴っているかあ
    るいは伴っていない）から調整される、ことを特徴とす
    る請求項１に記載の注型複合製品。
  3. 【請求項３】前記第１の表面上に硬い表面の追加の層を
    有し、前記の硬い表面は、重合体母材およびアルミナ３
    水和物よりも硬い、アルミナ、シリカ、炭酸カルシウム
    および天然石材料からなる群から選ばれる充填材を含む
    ことを特徴とする請求項１に記載の注型複合製品。
  4. 【請求項４】第１の区域において、充填材は、約30から
    70μｍの範囲の平均粒子サイズを持つ約45から65％のア
    ルミナ３水和物を含み、第２区域において、充填材は約
    ３から14μｍの範囲の平均粒子サイズを持つ約30から60
    ％の炭酸カルシウムおよび約30から100μｍの範囲の平
    均粒子サイズを持つ５から15％の中空ガラス微小球を含
    むことを特徴とする請求項１に記載の注型複合製品。
  5. 【請求項５】組成が第１区域に類似の第３区域は、第２
    区域の解放面に隣接し、前記第１、第２、および第３区
    域は、各層間に無充填母材の層がない連続体を形成する
    ことを特徴とする請求項４に記載の注型複合製品。
  6. 【請求項６】第１区域の充填材は、３から10μｍの範囲
    の平均粒子サイズを持つ約10から50％のアルミナ３水和
    物、および50μｍから20ミリメートルの範囲の平均粒子
    サイズを持つ５から70％の充填もしくは無充填樹脂の粉
    砕粒子を含むことを特徴とする請求項４に記載の注型複
    合製品。
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