JP3149234B2 - プラスチック注型品 - Google Patents
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Classifications
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-
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Description
した無機性ポリマーマトリックスで作ったプラスチック
注型品に関する。
く、例えば天板、台所の流し、衛生設備等に使われてい
る。
品は、上述の注型品に加えて、更なる加工、例えば台所
家具用に使われる単純な板も含む。プラスチック注型品
は同様にあらゆる種類の末端ストリップ又は装飾用スト
リップを含む。
型品は、しばしばポリエステル又はポリアクリル樹脂か
ら作ったポリマーマトリックスを含んでおり、石英粉、
石英砂、クリストバル石粉、クリストバル石砂の他に三
酸化アルミニウムの形の酸化アルミニウムも粒状無機充
填材として用いられている。
色したプラスチック注型品は、掻き傷が退色したないし
白いマークとして目立った状態で残るという欠点があ
り、特にコーヒー、紅茶、フルーツジュース等のような
非常に汚れの強い液体による汚れは除くのが非常に難し
い。汚れを除きえても、用いた磨き剤から、はっきりと
した目に見える掻き傷が依然として残る。
スチック注型品の手入れを容易にすること、即ち、特に
清浄化を容易にすること及び引掻き傷を目立たなくする
ことである。
は、冒頭に述べたプラスチック注型品において、前記マ
トリックスが少なくとも前記注型品の表面領域におい
て、薄片状材料からなる更なる成分を含む本発明により
解決される。
においては比較的大きな直径と比較的平滑な表面とを持
ち、この平面に直角方向に比較的小さな厚みを持つ、小
さな薄い断片の形をした平たい粒子と理解さるべきであ
る。
片状成分を含む本発明のプラスチック注型品は清浄化す
るのが容易であり、清浄化するのに磨き剤を用いても、
せいぜい、かろうじて目に見える程度の掻き傷が注型品
上に現われる程度であることが見出された。
ある。特にマイカ、カオリン、薄片状石英(箔又はシー
ト構造の石英に由来するもの)、ガラス薄片及び金属の
薄片又はスパンコールがそれに適している。
備として用いられるとき、台所及び浴室で常態である環
境条件下で水又は蒸気にさらされたとき薄片状材料が水
を吸収してこれら設備に重大な白化が生じるようなこと
のないことが重要である。
ラスチック注型品の製造のためそれらが混合物に加えら
れる前にそれらの水吸収能力を減らすために、アニール
する。
水吸収能力はある種のシールにより劇的に減らしうる。
例えばマイカフレーク(薄片)をTiO2でコートすれば
水吸収に対してシールできる。多結晶被覆が適当であ
る。ケイ素化合物も、フレークをシールするのに適当で
ある。
合わせとして薄片状材料としてうろこ状ガラス粒子を同
様に用いうる。薄片状材料の選択は、上に示したように
マイカ粒子及びうろこ状ガラス粒子に限られない。しか
しこれらは比較的手に入れ易く、その材料特性において
再生が可能なものである。
平面の直径の比に注意すべきであり、平均粒度に対する
薄片の直径の比は、好ましくは1:2〜1:1を選択す
べきである。例えば、その直径が30〜200μm の薄
片分画は、その平均粒度が100〜200μm の粒子と
特によく調和する。
径の小さ過ぎるものを選ぶと、フレークは、しばしば粒
子の表面又はその付近に集積し、プラスチックマトリッ
クス中において充填材粒子の間及び注型品の表面部には
役に立つ程存在しなくなってしまう。
きは、薄片状材料の平均直径も大きくすれば、クリーニ
ングが容易になると、一般に言える。充填材粒子の平均
直径にほぼ等しいかそれ以上の平均フレーク直径を選ぶ
のが好ましい。
物質に加えられる薄片状材料の量は、明らかに小さい割
合では意義ある効果は全く達成されないので、0.3重
量%(注型品材料を基準として)以上であるべきであ
る。そのような添加量で、注型品の表面の約10%がマ
イカフレークで占められるだろう。
料に加えられるときは、これらは無機充填材の一部の代
替物としての役割を果たすことになろう。
(注型品材料を基準として)の上限があるであろう。そ
れは薄片状材料は、一般に、顆粒状無機充填材よりも高
価だからである。薄片状材料の割合を増やしても引掻に
対する弱さ及びクリーニングの容易さはさ程改善されな
い。含量が多過ぎるとフレーク(薄片)が相互にそれら
の配列を妨害する面も出て来うる。フレーク含量の好ま
しい範囲では薄片状成分の添加によって最終混合物に実
質的な粘度上昇は生じないが、その含量が高過ぎると粘
度に有意な上昇が生じる。
ましい範囲は、約0.5〜4重量%の間に存在する。
ックスの屈折率に適合するように、即ち、薄片状材料及
びポリマーマトリックスの屈折率がほぼ等しくなるよう
に選択することにより引掻きに対して特に高度の鈍感さ
を得ることができる。そのような注型品では、引掻きマ
ークは特に目立たない。
料として知られているマイカ材料も薄片状材料として用
いうる。Darmstadt, Germanyのメルク社(Merck compan
y) は商標IRIODIN の下にこの種の染料を販売してい
る。ここにマイカ粒子はその全体表面に酸化ビスマス、
酸化チタン、酸化鉄等の更なる層で被覆され、かくして
種々の表面上の光の反射により減色効果が得られる。
するのは無駄となり、同時にプラスチック注型品の手入
れの容易さとそれらの磨き耐性とを改善して上述の薄片
状材料と同じ効果を達する。
に作られて来た。しかし染料としてのそのような薄片状
材料を充填材を含むプラスチック注型品に加えることは
未知である。それはおそらく特に、いわゆる IRIODIN染
料の製造業者が、データ説明書中で、最小量の充填材も
減色効果を減じる故に染色した材料をチクソトロピーに
するためにケイ酸質火成岩の使用を避けるように勧めて
いるからである。
金属塗料及びゲルコート法においても知られている。 I
RIODIN顔料の添加は通常10〜25%の範囲である。
者の使用法に関する指摘とは反対に、マイカをベースと
した減色染料を充填材含有プラスチックの着色成分とし
て使用すると非常に良好な着色効果が得られることがわ
かった。
注型品に用いると IRIODIN染料に特有の面白い付随的な
光学的効果を伴なって、特に深い色合いを示す。
約50〜80重量%(注型品材料を基準にして)のプラ
スチック注型品についてもプラスの効果が認められる。
いわゆる IRIODIN染料はこれらの注型品についてもその
効果を発揮する。
H)3又はクリストバル石粉は無機充填材として好まし
い。
て広範な種々のプラスチック、特にポリエステル、アク
リル樹脂、ビニルエステル樹脂、更にはポリウレタン、
エポキシ樹脂が適当である。ポリマー形成中に起こる反
応の種類は決定的という程重要なものではない。
含まない注型品に較べて、本発明の成形品は、通常の熱
冷試験におけるクラック抵抗性が大きく改善されてい
る。従来の注型品、例えば、台所の流しにおいては熱水
及び冷水で注型品を交互にすすぐとミクロなクラックが
生じ、これが時間の経過と共に台所の流しの水漏れの原
因となる。これに対して本発明の台所の流しでは、ミク
ロクラックは、ポリマーマトリックス中の薄片状粒子の
所迄形成されるに過ぎない。ミクロクラックは薄片状粒
子の表面で終わり、注型品のマトリックスのより深い領
域に拡がれない。従って、本発明の台所の流しはクラッ
クに対する抵抗性が改善されている。
く、無機充填材の添加されているモノマーシロップか
ら、プラスチック注型品を製造する方法にも関する。こ
の場合、この混合物は注型金型に注入され、そして硬化
される。このような方法は、上述のような種類のプラス
チック注型品の製造においては標準的であり、多数の変
形応用分野において用いられている。
との改善された、特にクリーニング性の改善され、引掻
きに対する鈍感性の改善された注型品を製造するために
は、これ迄に知られた方法から離れる必要がある。従っ
て本発明のいま1つの目的は適当な方法を提案すること
である。
前記シロップを金型に注入する前にこのシロップに加
え、こうして得られた分散体を一定の方法で金型に注入
することにより達せられる。前記一定の方法とは、硬化
の間に形成されるポリマーマトリックス中に前記薄片状
材料粒子の配列が前記プラスチック注型品の表面にほぼ
平行な選択的配向が達成されるようにすることである。
ここで、できるだけ金型表面と分散体の間の剪断力が常
に本質的に同じ方向に向いているように、そしてできる
だけ最大の剪断力が生じるように諸条件を選択すべきで
ある。
0〜200cpであるシロップが好ましい。この範囲の下
限値は、ポリマーマトリックス内でフレークの充分な度
合いの配向が得られることを確保する。一方、上限値
は、粘度が高くなれば、シロップ即ち注型材料の金型へ
の注入が困難になるという事実により、予め決定され
る。シロップの即ち、未だ無機充填材がなく、無機薄片
状材料のない、混合物の液体成分の粘度の好ましい範囲
は80〜180cpである。
加割合を種々に変えることによって好ましくは設定され
る。添加されるプレポリマーの割合は、勿論プレポリマ
ーの鎖の長さによる。しかしながら、既知の無機及び有
機のチクソトロピー剤も用いうる。
材料の形状と粒度によっては、当該粒子の選択的方向へ
の整列のために比較的低い粘度が適切でありうる。例え
ば、もし比較的大きな平たい粒子が薄片状材料の主要部
分を占めるならば、プラスチック注型品の表面に平行
な、必要な程度の粒子の配向を得るために、シロップの
粘度は比較的低いことが適当である。
は粒子の直径と厚さの比が好ましくない粒子を用いるな
らば、高粘度のシロップを用いるのがよい。
の製造に関する本発明方法は、種々の注型用金型の形状
及び/又は特性に適合させうる。
〜30,000cpの範囲に存在する。無機充填材の粒度
は200μm まででありえ、その含量は70%までであ
りうる。
で金型に注入される(例えば、約50℃)。比較的低い
温度の比較的高粘度の注型材料は、そのとき生じる剪断
力のために、薄片状粒子の金型表面と平行な良好な配向
度をもたらす。金型が満たされたら、重合工程を出発す
るために、金型を比較的迅速に硬化温度、例えば、約1
00℃に加熱する。この方法の残りを行なう方法は、従
来の注型品を製造する方法と実質的に異ならない。
の拡大模式的断面図を示す図面についてより詳細に説明
しよう。
ラスチック注型品を図面に示す。このプレートは、石英
又はクリストバル石粉末(粒子16)を多量に充填した
ポリアクリル樹脂から構成されたプラスチックマトリッ
クス12から成る。
加成分として薄片状材料14を含む。これは、例えば、
マイカ又はマイカをベースにして作った減色法染料であ
りうる。この図面の模式的表現から明らかなように、フ
レーク14は、プラスチックマトリックス12内で選択
的に配向して並んでいる。この選択的な配向は、プレー
ト10の表面18に本質的に平行である。
ち、材料を対応する鋳型に注入したときシロップの粘度
が鋳型への最適の適合を達成し、そして薄片状材料16
の粒子サイズが最適の適合を達したのである。薄片状材
料16がそのように高度に配向していることにより、ク
リーニングが特に容易になり、磨いても特にその跡が目
立たないのである。
マーマトリックスに適合していること、即ち、アクリル
ポリマーマトリックス(PMMA)の屈折率は1.492で
あり、マイカ薄片の屈折率は約1.5であることに注意
すべきである。マイカの薄片は少なくとも熱で予備処理
すべきであり、更には水吸収に対してシールした方がよ
い。
性についての本発明組成物のプラスチック注型品の効果
を実施例で、以下に説明する。
いて板状材料に加工し、クリーニング試験及び磨き試験
を行なった。
の円形マークを描く。1時間乾燥後、それぞれ200回
及び2000回一定の押圧力で、プラスチックポット用
洗剤でこれらマークを掃除する。残ったマークの跡を肉
眼で評価し、等級1〜6を与える。1級はフェルトペン
マークの完全な除去を意味し、6級は殆んど掃除効果の
なかったことを示す。
く。試験対象の表面を研磨剤入り清浄剤でみがく。表面
の外観を肉眼で評価する。従来の材料は肉眼で見える白
い掻き傷を示す(6級)。1級は研磨剤でのクリーニン
グの後引掻きマークがもはや認められないことを表わ
す。
/PMMA、ポリマー成分約20重量%) 0.7重量部の標準的架橋剤 0.5重量部の標準的パーオキサイド触媒 60重量部 の粒状充填材としてのクリストバル石粉
末。粒度分布0〜200μm 、主として30〜40μm
。 0.1重量部のチクソトロピー付与剤としての疎水性珪
酸 1.4重量部の標準的離型剤、例えば、ステアリン酸 1 重量部 の粒度30〜200μm のIRIODIN(商標)
染料“163Flitterperl ” 加えて、色合いを顔料ペーストにより変えることができ
る。そして一般に、混合物中のその存在量は0.1重量
部未満であろう。 クリーニング試験:1級 磨き試験:1級
のを使用する他は例1と同じ組成とする。 30重量部の MMA/PMMAシロップ。ポリマー含量約20
重量% 68重量部の粒度分布100〜200μm の石英粉末 クリーニング試験:1級 磨き試験:1級
つの別異に染色した成分からなる石英粉末: 50重量部の粒度0〜400μm のもの 22重要部の粒度300〜800μm のもの1.5重量
部の粒度100〜200μm のもの 0.5重量部 の離型剤 0.5重量部 の粒度30〜200μm のIRIODIN(商
標)染料“163Flitterperl ” クリーニング試験:1級 磨き試験:1級
litterperl”)の配合量を0.2〜3.2重量部の範囲
で変化させた。クリーニング試験及び磨き試験の結果を
第1表にまとめる。
util Glanzsatin ”)であることだけを除いて他は例4
と同じ試験材料を用いて、例4と同じ条件の下に試験を
行なう。試験の結果を第2表にまとめる。
物を試験した。例1と異なる成分と割合とを第3a表及
び第3b表に示す。第3a,3b表には試験結果もまと
めてある。
粒度に対して薄片状粒子のサイズを適正に選べば、充填
材粒度が広範囲で変化しても、クリーニングの容易性及
び磨き耐性に関して非常に良い結果が得られることがわ
かる(例1〜3参照)。
及び薄片状材料の粒度を最適に選べば、約0.5重量%
以上の割合からでさえ、優れた磨き試験値及びクリーニ
ング試験値が得られることを示している。第1表も約
1.6重量%以上の割合から磨き試験及びクリーニング
試験で最適値が達成されることを示している。
容易性及び磨き耐性に対する薄片状材料の粒度の影響が
示されている。組成物中に成分が3.2重量%存在して
も、さ程よい磨き試験値及びクリーニング試験値が得ら
れない。この理由は、薄片状材料の主要部が試験対象の
表面には存在せず充填材粒子の周囲に集積しているから
である。例5における一連の試験(第2表)は、しかし
ながら、そのように不都合な状況下においても、比較的
多量の薄片状材料を加えれば、磨き耐性及びクリーニン
グ容易性における非常に明瞭な改善が見られることを示
している。
の粒子形状の充填材成分及び種々の粒度の充填材を含む
試験対象が全く薄片状材料を含まない比較試験対象と比
較されている。
%でさえ試験対象の磨き耐性及びクリーニング容易性に
対して非常に大きい影響を持つことが明らかである。こ
のことは、広い充填材粒子サイズ範囲にわたって、そし
て又無機充填材粒子を非常に多量に含むポリマーマトリ
ックスにもあてはまる。
み、非常に良好な磨き耐性及びクリーニング容易性が達
成される。
40 40 602.4(1990年12月19日)に
開示した対象と関連し、その明細書全体をここに引用し
て記載に含める。
図。
Claims (21)
- 【請求項1】 顆粒状無機充填材で充填し、少なくとも
注型品の表面領域において、更に薄片状材料からなる成
分を含む有機ポリマーマトリックスのプラスチック注型
品において、前記薄片状材料の平均巾が前記粒状充填材
の平均粒度の半分以上であり、前記薄片状材料の割合
が、注型品材料に対して約0.5〜4重量%の範囲に存
在し、前記薄片状材料が前記ポリマーマトリックス中で
前記注型品の表面に平行に選択的に配向して並んでいる
ことを特徴とする前記プラスチック注型品。 - 【請求項2】 前記薄片状材料が無機材料でできている
ことを特徴とする請求項1のプラスチック注型品。 - 【請求項3】 前記薄片状材料の硬度が前記無機充填材
の硬度にほぼ等しいことを特徴とする請求項1又は2の
プラスチック注型品。 - 【請求項4】 前記注型品の表面に水又は水蒸気が作用
したとき、前記薄片状材料が前記注型品の前記表面上の
色の重大な白化を全く起こさないことを特徴とする請求
項1〜3のいずれかのプラスチック注型品。 - 【請求項5】 前記薄片状材料が、水吸収能を減らすた
めにアニールされているマイカ粒子を含むことを特徴と
する請求項2〜4のいずれかのプラスチック注型品。 - 【請求項6】 前記薄片状材料に、その水吸収性を減ら
すために、皮膜を設けていることを特徴とする請求項4
又は5の注型品。 - 【請求項7】 前記薄片状材料がうろこ状ガラス粒子を
含むことを特徴とする請求項2〜6のいずれかのプラス
チック注型品。 - 【請求項8】 前記薄片状材料の粒子の1つの面におけ
る直径が平均して30μm 以上であることを特徴とする
請求項1〜7のいずれかのプラスチック注型品。 - 【請求項9】 前記薄片状材料の粒子の厚さが約0.5
μm 以下であることを特徴とする請求項1〜8のいずれ
かのプラスチック注型品。 - 【請求項10】 前記薄片状材料の粒子の巾に対するそ
の厚さの比が平均して0.02以下である請求項1〜9
のいずれかのプラスチック注型品。 - 【請求項11】 前記薄片状材料が最終注型品において
その表面の約10%以上を占めることを特徴とする請求
項1〜10のいずれかのプラスチック注型品。 - 【請求項12】 前記薄片状材料の屈折率が前記ポリマ
ーマトリックスの屈折率に適合していることを特徴とす
る請求項1〜11のいずれかのプラスチック注型品。 - 【請求項13】 前記薄片状材料の粒子が減色効果を持
った粒子の形状にあることを特徴とする請求項1〜12
のいずれかのプラスチック注型品。 - 【請求項14】 前記無機充填材の割合が前記注型材料
に関して約50〜80重量%である請求項1〜13のい
ずれかのプラスチック注型品。 - 【請求項15】 無機充填材として石英粉、石英砂、ク
リストバル石粉又はクリストバル石砂が単独で又は組合
わせて用いられる請求項1〜14のいずれかのプラスチ
ック注型品。 - 【請求項16】 プレポリマーを含んでいてもよく、無
機充填材の添加されているモノマーシロップを用い、こ
の混合物を注型用金型に注入しそして硬化させるプラス
チック注型品の製造方法において、シロップを前記金型
に注入する前にこのシロップに薄片状材料からなる成分
を加え、そして硬化の間に形成されるポリマーマトリッ
クス中に前記薄片状材料の粒子が前記プラスチック注型
品の表面にほぼ平行な方向に選択的に配列するように前
記シロップを前記金型に注入することを特徴とする前記
方法。 - 【請求項17】 前記シロップの粘度を60〜200cp
に設定することを特徴とする請求項16の方法。 - 【請求項18】 前記シロップの粘度を80〜180cp
に設定することを特徴とする請求項17の方法。 - 【請求項19】 前記粘度を前記シロップのプレポリマ
ー含量によって設定する請求項17又は18の方法。 - 【請求項20】 注型工程の間に、前記薄片状材料の粒
子の配列の選択的配向が、前記工程中に生ずる剪断力に
より達成されるように、前記シロップの粘度を前記薄片
状材料の形状と粒度とに適合させることを特徴とする請
求項16〜19のいずれかの方法。 - 【請求項21】 前記シロップ、前記無機充填材及び前
記薄片状材料を含む混合物を後記注入のために用いられ
る供給手段中で、すでに、前記薄片状材料の粒子の選択
的配向が少なくとも部分的に達成されるようにして、前
記金型中へ注入することを特徴とする請求項16〜20
のいずれかの方法。
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