JP3027749B1 - 人造大理石の製造方法 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】天然大理石の外観により近い外観を得ることが
できると共に、機械的強度や耐熱水性等の物性を向上さ
せ得る人造大理石の製造方法を提供する。 【解決手段】常温では固体で所定の融点で液体となる加
飾粒用樹脂に少なくとも硬化剤を配合した組成物を、加
飾粒用樹脂の融点より高い温度で混合した後に、これを
融点以下で固化させて粉砕することにより加飾粒を作
り、ついでこの加飾粒を未硬化液状樹脂に配合した組成
物を硬化成形して人造大理石を製造することを特徴とす
る。硬化剤は、その分解開始温度が加飾粒用樹脂の融点
と硬化成形時の成形温度との間に設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばバスタブや
キッチンカウンタ等に使用される人造大理石で、特に、
その外観が天然大理石により近い外観を有する人造大理
石の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、バスタブやキッチンカウンタ等に
使用される人造大理石は、雲母、珪砂等を粉砕し、これ
を人造大理石用コンパウンド中に混合して硬化成形する
ことによって製造されるが、この人造大理石にあって
は、雲母等が天然物（無機物）であることから、人造大
理石の利点とされる加工性（切削及び研磨性）が低下し
たり、温水に触れた際に雲母等の内部に含まれている空
気が膨張して人造大理石自体が膨らむ等、その物性が低
下するという不都合がある。

【０００３】そこで、このような不都合を解消するため
に、人造大理石にマーブル模様（大理石調、流れ模様）
やグラニット模様（石目調、粒模様）といわれる加飾技
術を施すことが行われている。この加飾技術のうち、マ
ーブル模様に関する加飾技術は、注型の際に顔料入りの
別のコンパウンドを流し込むものであり、数多くの周知
の方法が採用され、グラニット模様の加飾技術として
は、例えば特開昭５９−３１１３４号公報、特開平５−
２１４１１５号公報及び特開平５−２３７９４８号公報
に開示されている。

【０００４】特開昭５９−３１１３４号公報に開示の加
飾技術は、予め不飽和ポリエステル樹脂と水酸化アルミ
ニウム等を硬化させて板を成形し、この板を粉砕、分級
して加飾粒を作製する。そして、この加飾粒を人造大理
用コンパウンド中に混合させて硬化成形するようにした
ものである。また、特開平５−２１４１１５号公報に開
示の加飾技術は、樹脂硬化物を破砕して第一破砕樹脂粒
子とし、この第一破砕樹脂粒子を透明硬化性樹脂液に混
合してこれを硬化させた後、これを破砕して第二破砕樹
脂粒子を作り、この第二破砕樹脂粒子を透明硬化性樹脂
液に配合したものを硬化成形するようにしたものであ
る。さらに、特開平５−２３７９４８号公報に開示の加
飾技術は、異なる色調に着色した未硬化液状硬化性樹脂
を多層に成形、硬化させた後、この多層構造を有する硬
化物を破砕して樹脂粒子（加飾粒）を作製し、この樹脂
粒子を透明硬化性樹脂液に配合したものを硬化成形する
ようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の加飾技術を用いて人造大理石を製造した場合、特に石
目調の場合において天然大理石により近い外観を得るこ
とが難しく、また、物性の低下も見られるという問題点
があった。

【０００６】すなわち、例えば特開平５−２１４１１５
号公報や特開平５−２３７９４８号公報に開示の加飾技
術を採用することにより、天然大理石に比較的近い外観
が得られるものの、予め固化している加飾粒を液状の回
りの組成物（以下、マトリックスという）に配合して硬
化成形するため、加飾粒とマトリックスとの境界がはっ
きりしてしまい、天然大理石のような自然な境界を得る
ことができず、天然大理石により近い外観を得ることが
難しくなる。また、固体相と液体相からなる異なる相形
態の加飾粒とマトリクッスとが硬化成形されることか
ら、加飾粒とマトリックスの境界（界面）における密着
強度等が十分に得られず、機械的強度の低下や耐熱水性
も低下する等、人造大理石としての物性の低下が見られ
ることになる。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、請求項１記載の発明の目的は、天然大理石の
外観により近い外観を得ることができると共に、機械的
強度や耐熱水性等の物性を向上させ得る人造大理石の製
造方法を提供することにある。また、請求項２記載の発
明の目的は、請求項１記載の発明の目的に加え、加飾粒
用樹脂とマトッリックスとの混合が良好となり、天然大
理石の外観により一層近い外観が得られるとその物性を
より向上させ得る人造大理石の製造方法を提供すること
にある。また、請求項３記載の発明の目的は、請求項１
または２記載の発明の目的に加え、流れ模様等が容易に
得られる人造大理石の製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、本発明のうち請求項１記載の発明は、常温では固体
で所定の融点で液体となる加飾粒用硬化性樹脂に少なく
とも硬化剤を配合した組成物を、加飾粒用硬化性樹脂の
融点より高い温度で混合した後に、これを融点以下で固
化させて粉砕することによって加飾粒を作り、ついでこ
の加飾粒を硬化剤が配合された未硬化液状樹脂に配合し
て組成物を作り、該組成物を硬化成形して人造大理石を
製造することを特徴とする。

【０００９】このように構成することにより、常温では
固体で所定の融点で液体となる加飾粒用硬化性樹脂に硬
化剤等を配合した組成物が、加飾粒用硬化性樹脂の融点
より高い温度で混合されるため、この混合時に、加飾粒
用硬化性樹脂は略液体となって例えば充填剤等と良好に
混合される。また、この混合された組成物を例えば常温
に戻すことにより組成物が固体化し、この固体化したも
のを粉砕することによって加飾粒が作製される。

【００１０】そして、この加飾粒を硬化剤が配合された
未硬化液状樹脂に配合した組成物を硬化成形することに
よって、硬化剤の分解が起こり人造大理石が製造され
る。加飾粒は、硬化成形時に化学反応により液体の状態
から硬化されるため、回りの組成物であるマトリックス
との境界がはっきりとせずにぼやけた状態となって、天
然大理石の外観により近い外観が得られると共に、加飾
粒とマトリックスの界面における密着強度が高まり、機
械的強度や耐熱水性等の物性が向上する。

【００１１】また、請求項２記載の発明は、加飾粒用の
硬化剤が、その分解開始温度が加飾粒用硬化性樹脂の融
点と硬化成形時の成形温度との間に設定されていること
を特徴とする。このように構成することにより、加飾粒
用硬化性樹脂に硬化剤等が配合された組成物の状態にお
いては、硬化剤の化学的反応がほとんど起こらず、加飾
粒用組成物が良好な状態で混合される。そして、この組
成物から加飾粒が作製され、この加飾粒を使用した人造
大理石用の組成物を硬化成形することにより、成形時に
加飾粒が急激に反応し、人造大理石に天然大理石の外観
により一層近い外観が得られると共に、その物性がより
向上する。

【００１２】また、請求項３記載の発明は、硬化成形の
際に、所定の圧力が付与されることを特徴とする。この
ように構成することにより、硬化成形時に付与される圧
力で加飾粒に移動が生じ、加飾粒とマトリックスの境界
をよりぼやかすことができることから、例えば流れ模様
等が容易に得られる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係わる人
造大理石の製造方法の一例を示す工程図であり、本発明
に係わる製造方法は、基本的に加飾粒用の固体化した組
成物を作製する第１工程と、この組成物から加飾粒を作
製する第二工程と、この加飾粒を使用して人造大理石の
成形品を作製する第三工程とからなる。

【００１４】先ず、第一工程においては、加飾粒用硬化
性樹脂（以下、加飾粒用樹脂という）、充填剤、顔料、
硬化剤等を所定重量部で配合した加飾粒用組成物を作製
（Ｋ１０１）し、この組成物を所定温度の水溶中（もし
くは恒温室中）で混合（Ｓ１０２）し、これを常温に戻
して固体化（Ｓ１０３）させて例えば板状の組成物を作
製する。この第一工程で使用される加飾粒用樹脂として
は、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ア
クリル樹脂等が用いられ、この加飾粒用樹脂の融点は、
５５℃〜９０℃の樹脂が使用され、好ましくは７０℃〜
８０℃の融点の樹脂が使用される。

【００１５】また、充填剤としては、平均粒子径約５μ
ｍ〜数１００μｍ程度の水酸化アルミニウム、水酸化マ
グネシウム、炭酸カルシウム、ガラスパウダー等が用い
られ、顔料としては、白色、灰色、茶色、黒色等の適宜
の色を出す酸化チタン、カーボンブラック等が用いら
れ、さらに、硬化剤としては、パーオキシエステル等が
用いられる。

【００１６】また、第二工程においては、固体化した組
成物をクラッシャ／ハンマーミル等を用いて粉砕（Ｋ１
０４）し、この粉砕した粒を必要に応じて分級（Ｋ１０
５）して粒径１０μｍ〜１０ｍｍ程度の加飾粒を作製す
る。なお、工程Ｋ１０４の粉砕時において粉砕し難い場
合には、固体化した組成物を冷却した状態で冷却粉砕す
る。

【００１７】さらに、第三工程においては、未硬化液状
樹脂、充填剤、前記加飾粒、硬化剤等を所定重量部で配
合して大理石用組成物を作製（Ｋ１０６）し、この組成
物をニーダや撹拌機で混練（Ｋ１０７）してコンパウン
ドを作製する。そして、このコンパウンドを必要に応じ
て熟成（Ｋ１０８）し、その後所定の金型で成形（Ｋ１
０９）する。この第三工程で使用される未硬化液状樹脂
としては、常温で液状が好ましく、例えば不飽和ポリエ
ステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン
樹脂、炭素樹脂やこれらの樹脂とアクリルシロップの混
合物や、これらの混合物が用いられる。

【００１８】また、充填剤としては、第一工程に示す充
填剤の他に、後述する注型の場合にはガラス繊維、酸化
マグネシウム、ジンクステアレート等が用いられ、硬化
剤としては、第一工程に示す硬化剤と同じものを用いる
のが好ましく、さらに、金型としては、ＢＭＣバスタブ
金型やキッチンカウンタ用金型が用いられる。

【００１９】

【実施例】次に、本発明に係わる製造方法の代表的な実
施例について説明するが、本発明は下記実施例に制限さ
れるものではない。先ず、第一工程及び第二工程で作製
される加飾粒は、下記表１に示す組成物を作製する。

【００２０】

【表１】

【００２１】そして、この組成物を６０°Ｃの湯浴中
で、ミキサーを使用して混合する。この時、加飾粒用樹
脂としての不飽和ポリエステル樹脂は、液状でマトリッ
クスとの混合が可能になると共に、硬化剤の分解開始温
度が加飾粒用樹脂の融点より高いため、組成物の状態に
おいては化学的な反応（例えばラジカル重合）は、ほと
んど起きていない。また、仮に加飾粒用樹脂の融点が８
０°Ｃ程度で、それより５°Ｃ程度高い温度で混合させ
たとしても、６５°Ｃ程度の分解開始温度の硬化剤であ
れば、完全に硬化することがないため問題なく対応でき
る。

【００２２】組成物が６０°Ｃの湯浴中で十分に混合さ
れると、これを常温（３０°Ｃ以下）に戻す（冷却す
る）ことによって、不飽和ポリエステル樹脂の融点以下
となるため、混合された組成物が固体化して見掛け上固
体となり、組成物が作製される。なお、この固体化させ
る場合に、例えばペレットサイズにすることにより、後
述する粉砕をより容易に行うこともできる。そして、十
分に混合、冷却、固体化されて組成物が作製されると、
これを粉砕して分級することにより、粒径１０μｍ〜１
０ｍｍ程度の加飾粒が作製される。

【００２３】このようにして加飾粒が作製されたら、前
記第三工程においてこの加飾粒を使用し下記表２に示す
組成物を作製する。なお、表２のＡは成形方法がプレス
成形の場合を示し、Ｂは注型による成形方法の場合を示
している。

【００２４】

【表２】

【００２５】組成物が作製されたら、これをプレス成形
の場合はニーダ等の混練機で組成物を混練してＢＭＣ
（バルクモールディングコンパウンド）を作製し、これ
を熟成させ、また、注型の場合は撹拌機で混練してコン
パウンドを作製する。その後、プレス成形の場合は、上
型１４０°Ｃ（製品面側）／下型１２５°Ｃ（製品裏面
側）に温調されたＢＭＣバスタブ金型にチャージして成
形する。また、注型の場合は、熟成したコンパウンドを
上型９０°Ｃ／下型７０°Ｃに温調されたキッチンカウ
ンタ用金型に注型して成形する。

【００２６】このようにして成形された人造大理石にあ
っては、加飾粒とその周囲のマトリックスがぼやけた状
態となって、従来のように加飾粒の境界がはっきりとす
ることがなく、天然大理石の外観に極めて近い外観が得
られることが確認されている。また、加飾粒の硬化とマ
トリックスの硬化が略同時に起こるため、加飾粒とマト
リックスとの界面での密着性が高まり、人造大理石自体
の機械的強度や耐熱水性が次に示す如く向上することも
確認されている。

【００２７】すなわち、機械的強度としての耐衝撃性
は、従来（特開平５−２１４１１５号公報や特開平５−
２３７９４８号公報に開示の加飾技術で得られた人造大
理石）の４．５Ｋｇ・ｃｍ／ｃｍから７．５Ｋｇ・ｃｍ
／ｃｍ（但しアイゾット衝撃テストによる）と大幅に向
上し、また、従来は９０°Ｃの熱水接触試験において２
００時間で白化が始まるのに対し、９０°Ｃの熱水接触
試験において５００時間で白化が始まり、耐熱水性の面
でも大幅に向上する。さらに、上記製造方法で製造され
る加飾粒は、例えば特開平５−２３７９４８号公報に開
示の加飾粒の製造方法に比較して、その製造を容易に行
うことができ、加飾粒自体のコスト低減が図れることも
確認されている。

【００２８】なお、上記実施例における製造工程自体、
及び各工程で使用する材料や機器等は一例であって、例
えば成形された人造大理石が使用される各種製品等に応
じて、適宜に設定変更することができるし、第一工程〜
第三工程も説明の便宜上分割したものであって、例えば
第一工程と第二工程を一つの工程として捉えることも勿
論可能である。また、本発明に係わる人造大理石は、そ
の使用用途がバスタブやキッチンカウンタに限らず、天
然大理石が設置される他の住宅関連機器やその他の機器
等にも適用し得る。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の発
明によれば、加飾粒用硬化性樹脂として常温では固体で
所定の融点で液体となる樹脂を使用して加飾粒を作製す
ると共に、作製された加飾粒を充填剤、硬化剤及び未硬
化液状樹脂等に配合した組成物を硬化成形するため、加
飾粒が硬化成形時に液体の状態から硬化されることにな
り、加飾粒とマトリックスとの境界がはっきりせずぼや
けた状態となって、天然大理石の外観により近い外観が
得られると共に、加飾粒とマトリックスの界面の密着性
が向上して、機械的強度や耐熱水性が高まる等、人造大
理石の物性の向上を図ることができる。

【００３０】また、請求項２記載の発明によれば、請求
項１記載の発明の効果に加え、加飾粒用の硬化剤の分解
開始温度が加飾粒用硬化性樹脂の融点と成形温度との間
に設定されているため、加飾粒用の組成物の状態におい
ては、硬化剤の化学的反応がほとんど起こらず、その組
成物が良好な状態で混合されて加飾粒が作製され、この
加飾粒が人造大理石用の組成物の硬化成形時に急激に反
応することから、人造大理石に天然大理石の外観により
一層近い外観が得られると共に、その物性をより向上さ
せることができる。

【００３１】また、請求項３記載の発明によれば、請求
項１または２記載の発明の効果に加え、硬化成形時に圧
力を付与することによって加飾粒に移動が生じ、加飾粒
とマトリクスの境界をよりぼやかすことができるため、
例えば流れ模様等を容易に得ることができる等の効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる人造大理石の製造方法の一例を
示す工程図である。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｌ 31:10 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 43/02 - 43/20 B29C 43/32 - 43/34 B29C 39/02 - 39/12 B29C 39/22 - 39/24 C04B 26/02 C08J 3/20

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】常温では固体で所定の融点で液体となる加
   飾粒用硬化性樹脂に少なくとも硬化剤を配合した組成物
   を、前記加飾粒用硬化性樹脂の融点より高い温度で混合
   した後に、これを融点以下で固化させて粉砕することに
   よって加飾粒を作り、ついでこの加飾粒を硬化剤が配合
   された未硬化液状樹脂に配合して組成物を作り、該組成
   物を硬化成形して人造大理石を製造することを特徴とす
   る人造大理石の製造方法。
2. 【請求項２】前記加飾粒用の硬化剤は、その分解開始温
   度が前記加飾粒用硬化性樹脂の融点と硬化成形時の成形
   温度との間に設定されていることを特徴とする請求項１
   記載の人造大理石の製造方法。
3. 【請求項３】前記硬化成形の際に、所定の圧力が付与さ
   れることを特徴とする請求項１または２記載の人造大理
   石の製造方法。