JP3069555B1 - 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
固化させて粉砕することによって複数種類の加飾粒を作
製し、次いでこの各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製造方法で
あって、加飾粒の流動性を異ならせることを特徴とす
る。前記加飾粒は、例えば樹脂の融点に差をつけたり、
樹脂が疑似架橋を生じる添加物を添加し、その添加量を
調整すること等によって、その流動性を異ならせる。

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、
天然大理石の外観により近い外観を表出し得る人造大理
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。

【０００５】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。

【０００６】

【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の外観により近い外観を
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。

【０００７】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。

【０００８】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、マトリックスの硬化収縮による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。

【０００９】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または３
記載の発明の目的は、請求項１記載の発明の目的に加
え、加飾粒用樹脂の融点の差によって加飾粒の流動性を
適宜に調整し、より自然な柄が得られる人工大理石の製
造方法を提供することにある。また、請求項４または５
記載の発明の目的は、請求項１記載の発明の目的に加
え、加飾粒用樹脂に添加物を添加することによって加飾
粒の流動性を適宜に調整し、より自然な柄が得られる人
工大理石の製造方法を提供することにある。

【００１０】

【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、これを硬化させて粉砕することに
よって複数種類の加飾粒を作製し、次いでこの各加飾粒
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
大理石を製造する製造方法であって、加飾粒の流動性を
異ならせることを特徴とする。

【００１１】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樹脂に硬化剤等
を配合した組成物が、加飾粒用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。

【００１２】そして、作製された複数種類の加飾粒を未
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
硬化されるが、その際、複数種類の加飾粒の流動性がそ
れぞれ異なることから、例えば各加飾粒毎の加熱溶融タ
イミングに時間差が生じ、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微妙にぼやけた状態と
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。

【００１３】また、請求項２記載の発明は、加飾粒用樹
脂の融点に差をつけることによって、加飾粒の流動性を
異ならせることを特徴とし、請求項３記載の発明は、加
飾粒用樹脂の各色毎もしくは同一色内において、その融
点に差を付けることを特徴とする。このように構成する
ことにより、例えば融点の異なる複数種類の加飾粒用樹
脂が使用されることから、各加飾粒の加熱溶融タイミン
グの時間差（加飾粒の流動性）を所望に調整でき、その
際、融点の異なる複数種類の加飾粒用樹脂の色を、異な
らせることもできるし同一に設定することができて、よ
り自然な柄の人工大理石が得られる。

【００１４】また、請求項４記載の発明は、加飾粒用樹
脂が疑似架橋を生じる添加物を添加することによって、
加飾粒の流動性を異ならせることを特徴とし、請求項５
記載の発明は、添加物の添加量を加飾粒用樹脂毎に異な
らせることを特徴とする。このように構成することによ
り、所定の添加物の添加で使用する加飾粒用樹脂が分子
鎖間でイオン結合（疑似架橋）することから、各加飾粒
の加熱溶融タイミングの時間差を所望に調整でき、その
際、添加物の添加量を加飾粒用樹脂毎に異ならせること
ができて、より自然な柄の人工大理石が得られる。

【００１５】

【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、基本的に複数種類の加飾粒を作製
する第一工程と、この加飾粒を使用して人造大理石の成
形品を作製する第二工程とからなる。

【００１６】先ず、第一工程においては、加飾粒用樹
脂、充填剤、顔料、硬化剤等や必要に応じて添加剤を所
定重量部で配合した複数種類（図ではＡ〜Ｎ）の加飾粒
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。この工程Ｋ１０１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°Ｃ〜９０°Ｃの樹脂が使用さ
れ、好ましくは７０°Ｃ〜８０°Ｃの融点の樹脂が使用
される。

【００１７】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の着色トナ
ーが用いられる。さらに、硬化剤としては、パーオキサ
イド、パーオキシエステル等が用いられ、必要に応じて
添加される添加剤としては、酸化マグネシウム等が用い
られる。

【００１８】次に、工程Ｋ１０３で固化した組成物をク
ラッシャ／ハンマーミル等を用いて粉砕（Ｋ１０４）
し、この粉砕した粒を必要に応じて分級（Ｋ１０５）す
る。これにより、粒径１０μｍ〜１０ｍｍ程度の複数種
類の加飾粒Ａ〜Ｎが順次作製され、この加飾粒Ａ〜Ｎ
は、後述する如く、加飾粒用樹脂の融点を異ならせた
り、添加剤の添加量を異ならせることによって、その流
動性が異なる如く形成されている。なお、工程Ｋ１０４
の粉砕時において組成物を粉砕し難い場合には、組成物
を冷却した状態で冷却粉砕する。

【００１９】そして、この第一工程で複数種類の加飾粒
Ａ〜Ｎが作製されると、第二工程に移り、先ず、未硬化
液状樹脂、充填剤、前記加飾粒Ａ〜Ｎ、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。次に、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
加熱成形（Ｋ１０９）する。この第二工程で使用される
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。

【００２０】また、充填剤としては、第一工程に示す充
填剤の他に、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。

【００２１】

【実施例】次に、本発明に係わる製造方法の代表的な２
つの実施例について説明するが、本発明はこれらの実施
例に制限されるものではない。 （実施例１）実施例１の第一工程で作製される加飾粒の
特徴は、加飾粒用樹脂の融点を異ならせたことにあり、
例えば下記表１に示す９種類（加飾粒Ａ〜Ｉ用）の加飾
粒用組成物をそれぞれ作製する。

【００２２】

【表１】

【００２３】そして、この各組成物を例えば６０°Ｃの
湯谷中で、ミキサーを使用して混合する。この時、加飾
粒Ａ〜Ｉ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Ａ〜Ｉ用樹脂の融点以上である
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。

【００２４】各組成物が６０°Ｃの湯谷中で十分に混合
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、混合された各組成物が固体化して見掛け状
固体となり、組成物がそれぞれ作製される。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
によって、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〜１０ｍｍ程度の加飾粒Ａ〜Ｉがそれぞれ作
製される。

【００２５】このようにして複数種類の加飾粒Ａ〜Ｉが
作製されたら、前記第二工程においてこの加飾粒Ａ〜Ｉ
を使用し下記表２に示す人工大理石用組成物を作製す
る。なお、表２のイは成形方法がプレス成形の場合を示
し、ロは注型による成形方法の場合を示している。

【００２６】

【表２】

【００２７】人工大理石用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等で
混練してコンパウンドを作製する。そして、その後に、
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加熱成形する。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加熱
成形する。

【００２８】この加熱成形時に、各加飾粒Ａ〜Ｉは、そ
の融点（流動性）と色とが異なるため、各加飾粒Ａ〜Ｉ
の加熱溶融タイミングに差が生じ、融点の低い加飾粒
（例えば加飾粒Ｄ、Ｆ、Ｈ）は比較的素早く溶融し、融
点の高い加飾粒（例えば加飾粒Ｅ、Ｇ、Ｉ）は溶融開始
が遅れることになる。この溶融開始タイミングの差によ
って、各加飾粒Ａ〜Ｉと周囲のマトリックスとの境界が
ぼやけたり流れたりし、その状態も各加飾粒Ａ〜Ｉ毎に
微妙に異なることになる。なお、この実施例１において
は、各粒子Ａ〜Ｉの着色トナーが複数色である場合につ
いて説明したが、各加飾粒Ａ〜Ｉに同一色の着色トナー
を使用することも勿論可能である。

【００２９】（実施例２）実施例２の第一工程で作製さ
れる加飾粒の特徴は、加飾粒作製時に例えば添加剤を添
加すると共に各加飾粒毎に添加剤の添加量を異ならせる
ことによって、各加飾粒の見かけ状の硬さ（凝集力）を
変化させた点にあり、例えば下記表３に示す５種類（加
飾粒ａ〜ｅ用）の組成物をそれぞれ作製する。

【００３０】

【表３】

【００３１】そして、この組成物を実施例１と同様の方
法によって、混合、固体化、粉砕及び分級して加飾粒ａ
〜ｅをそれぞれ作製する。なお、このようにして作製し
た加飾粒ａ〜ｅを、混練後４０°Ｃ×４８時間の熟成室
で熟成し、ゴム硬度計測定によりそのバルク状組成物の
硬さを測定したところ、下記表４に示す結果が得られ
た。このバルクをクラッシャ／ハンマーミルあるいは連
続カッター等を用いて粒状に細かくすることによって、
粒径１０μｍ〜１０ｍｍ程度の加飾粒ａ〜ｅがそれぞれ
作製されることになる。

【００３２】

【表４】

【００３３】このようにして複数種類の加飾粒ａ〜ｅが
作製されたら、前記実施例１と同様に第二工程におい
て、この加飾粒ａ〜ｅを使用して下記表５に示す組成物
を作製する。

【００３４】

【表５】

【００３５】組成物が作製されたら、これを混練、熟成
及び加熱成形することによって、人工大理石が成形さ
れ、この加熱成形時にも、各加飾粒ａ〜ｅに添加されて
いる添加剤の添加量が異なるため、見かけ状の各加飾粒
ａ〜ｅの硬さ（流動性）を変化させることができ、各加
飾粒ａ〜ｅと周囲のマトリックスとの境界がぼやけたり
流れたりし、その状態も各加飾粒ａ〜ｅ毎に微妙に異な
ることになる。なお、この実施例２においては、各加飾
粒ａ〜ｅの添加剤の添加量を異ならせることによって、
各加飾粒ａ〜ｅの見かけ状の硬さを変化させたが、例え
ば各加飾粒ａ〜ｅの熟成条件を異ならせることによって
その流動性を変化させることもできる。

【００３６】このようにして成形された人造大理石にあ
っては、各加飾粒とその周囲のマトリックスとの境界部
分がぼやけたり、各加飾粒自体が例えばハレー彗星のよ
うに流れた状態となり、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
い外観を得ることができる。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。

【００３７】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。

【００３８】なお、上記実施例における加飾粒の種類、
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。また、本発明は、常温では固体で所定の融点で液体
となる樹脂を使用した加飾粒であって、かつ該加飾粒を
使用した人工大理石用組成物の加熱成形時に、各加飾粒
の流動性が異なれば良く、流動性を異ならせる手段とし
ては、上記実施例に限定されるものでもなく、適宜の手
段を採用することができる。さらに、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。

【００３９】

【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、常温では固体で所定の融点で液体となる加
飾粒用樹脂を使用した加飾粒の流動性を異ならせ、この
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、硬化成形時の各加飾粒に
溶融タイミングの差が生じることになって、加飾粒とマ
トリックスとの境界がはっきりせずにぼやけたり流れた
状態となり、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。

【００４０】また、請求項２または３記載の発明によれ
ば、請求項１記載の発明の効果に加え、融点の異なる複
数種類の加飾粒用樹脂を使用するため、各加飾粒の加熱
溶融タイミングの時間差（加飾粒の流動性）を所望に調
整でき、その際、融点の異なる加飾粒用樹脂の色を、異
ならせることもできるし同一に設定することもできて、
より自然な柄の人工大理石を得ることができる。

【００４１】また、請求項４または５記載の発明によれ
ば、請求項１記載の発明の効果に加え、所定の添加物の
添加で使用する加飾粒用樹脂が分子鎖間でイオン結合
（疑似架橋）するため、各加飾粒の加熱溶融タイミング
の時間差を所望に調整でき、その際、添加物の添加量を
加飾粒用樹脂毎に異ならせることができて、より自然な
柄の人工大理石を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 Ｃ０４Ｂ 111:54

Claims (5)

(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複数種
   類の加飾粒を作製し、次いでこの各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
   する製造方法であって、前記加飾粒の流動性を異ならせ
   ることを特徴とする人工大理石の製造方法。
2. 【請求項２】前記加飾粒用樹脂の融点に差をつけること
   によって、加飾粒の流動性を異ならせることを特徴とす
   る請求項１記載の人工大理石の製造方法。
3. 【請求項３】前記加飾粒用樹脂の各色毎もしくは同一色
   内において、その融点に差を付けることを特徴とする請
   求項２記載の人工大理石の製造方法。
4. 【請求項４】前記加飾粒用樹脂が疑似架橋を生じる添加
   物を添加することによって、加飾粒の流動性を異ならせ
   ることを特徴とする請求項１記載の人工大理石の製造方
   法。
5. 【請求項５】前記添加物の添加量を加飾粒用樹脂毎に異
   ならせることを特徴とする請求項４記載の人工大理石の
   製造方法。