JP3175304B2 - 大理石調成形体の製造方法 - Google Patents

大理石調成形体の製造方法

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  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、建築材料、洗面化粧台
や流し台の天板等に使用される人工大理石調の樹脂組成
物及びその成形体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の人工大理石は、透明性、
硬度、耐候性、耐熱性等の諸特性に優れたアクリル系樹
脂をマトリックスとして、これに粉末充填剤として水酸
化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウ
ム、シリカ等を1種あるいは2種以上を均一分散させた
ものが既知である。なかでも、水酸化アルミニウムは、
マトリックス樹脂としてのアクリル系樹脂と屈折率が近
似しているため、製品に透明性と隠蔽性とを兼ね備えた
深みのある外観を与え、かつ切削加工も容易なものとな
しうる点で、粉末充填材の主材として一般的に多く使用
されている。
【0003】この様な人工大理石を示す文献としては、
例えば特開昭 53-104621号公報、及び特開昭 61-178458
号公報には、アクリル系樹脂用シロップにマグネシウム
やアルミニウムの水酸化物、酸化物、炭酸塩等の無機粉
末を均一に分散させ、これを鋳込重合して、人工大理石
とすることが記載されている。特開昭 61-141653号公報
には、アクリル系樹脂粉末と無機粉末とを均一に混合
し、成形型内で加熱溶融し、プレス成形して人工大理石
とすることが記載されている。特開昭61-57601号公報に
は、二重結合を有する不飽和カルボン酸又は二重結合を
有する酸無水物、及びビニル単量体とを無機質粉末に混
ぜて重合させ、有機質結合充填剤とし、さらに該充填剤
をビニル化合物に分散させた人工大理石用組成物が開示
されている。特開平 2-74317号公報には、アクリル系樹
脂粉末と水酸化マグネシウム粉末とを混合し、所定断面
形状に押し出して人工大理石を製造する方法が開示され
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述の特開昭 53-1046
21号及び特開昭 61-178458号に開示のものはいずれも鋳
込重合法なので、成形に要する時間が長くかかるのみな
らず、バッチ方式で成形するものであるから、生産性が
低く、その上、成形製品の大きさに応じて、成形装置も
大型のものを要し、該装置によって製品サイズが制限さ
れるとともに、長尺品の製造は困難である。特開昭 61-
141653号に開示のものは、成形型を用いたプレス法であ
り、成形に要する時間が長くかかるのみならず、バッチ
方式で成形するものであるから、上記鋳込重合法と同様
な課題を残している。特開昭61-57601号に開示のもの
は、機械的強度の改良を目的としているものの、その製
造方法は、2段階で重合を要し、しかも後の重合は鋳込
重合法であり、上記のごとく課題を有している。また、
特開昭 53-104621号公報、特開昭 61-178458号公報、特
開昭 61-141653号公報及び特開平 2-74317号に開示のも
のは、いずれも得られる成形品の耐熱性及び機械的強度
が不充分である。
【0005】そこで、本発明では、耐熱性及び機械強度
の優れた大理石調の樹脂組成物、及び生産性が優れ、長
尺品の製造に適した製造方法を提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、 (A)(イ)メタアクリル酸メチル単位:10〜95重量
%、 (ロ)下記一般式〔化〕又は/及び〔化
【0007】
【化3】
【0008】
【化4】
【0009】(式中、R1、R2及びR3はそれぞれH、
炭素数1〜15のアルキル基、ハロゲン原子、フェニル
基又は置換フェニル基、XはH、NH4又はアルカリ金
属原子を表わす)で示される少なくとも1種のカルボン
酸系単量体単位:5〜35重量%、及び (ハ) その他の共重合可能なエチレン性α,β−不飽和単
量体単位:0〜55重量%、 からなる粘度平均分子量4万〜50万の共重合体;10
〜100重量%、 (B)(イ) メタアクリル酸メチル単位:80〜100重
量%、 (ロ) その他の共重合可能なエチレン性α,β−不飽和単
量体単位0〜20重量%、 からなる粘度平均分子量4万〜50万の共重合体;0〜
90重量%、及び (C)無機質充填材;(A)及び(B)の合計量100
重量部に対し、50〜300重量部、 とを、溶融混練後、所定断面形状に温度250℃以上で
押出成形することを特徴とする大理石調成形体の製造方
を提供するものである。
【0010】本発明で用いる(A)共重合体は、メタア
クリル酸メチル10〜95重量%、下記一般式〔化
【0011】
【化5】
【0012】(式中、R4はH、炭素数1〜15のアル
キル基、ハロゲン原子、フェニル基又は置換フェニル
基、XはH、NH4又はアルカリ金属原子を表わす)で
示される少なくとも1種のカルボン酸系単量体5〜35
重量%、その他の共重合可能なエチレン性α,β−不飽
和単量体0〜55重量%をラジカル発生剤の存在下、公
知の懸濁重合、塊状重合、乳化重合、溶液重合等の重合
方法で重合して得られるもの、又はこの得られた重合体
中の〔化〕式で示されるカルボン酸系単量体単位の一
部又は全部を公知の方法で環化せしめて、〔化〕式の
単量体単位に変化させて得るものである。該環化反応
は、特開昭49-85184号公報、特開昭 58-217501号公報等
に記載されているごとく、一般には150〜350℃の
温度で加熱すればよい。反応を効率よく進めるには、特
開昭 61-254608号公報に記載されているように塩基性化
合物や、特開昭 61-261303号公報に記載されているよう
にアルカリ金属の有機カルボン酸塩及び/又は炭酸塩を
閉環促進剤として用いるのが良い。
【0013】また、〔化〕式で示されるカルボン酸系
単量体としては、アクリル酸、メタアクリル酸、アトロ
ピン酸、α−クロロアクリル酸及びそれらのアンモニウ
ム塩又はナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩が例
示される。
【0014】なお、その他の共重合可能なエチレン性
α,β−不飽和単量体としては、(メタ)アクリル酸エ
ステル、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエ
ン、クロルスチレン、アクリロニトリル等の単量体単位
が挙げられる。この内(メタ)アクリル酸エステルとし
ては、例えばアクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エ
チル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル
酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メ
タ)アクリル酸ter−ブチル、(メタ)アクリル酸ド
デシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)
アクリル酸ノルボニル、(メタ)アクリル酸2−エチル
ヘキシル、(メタ)アクリル酸ベンジル単位等である。
なお、これらの単量体単位は、単独でもよくまた2種以
上含んでもよい。
【0015】(A)共重合体の粘度平均分子量は、通常
4万〜50万で、好ましくは4万〜20万である。該分
子量が4万未満の場合には機械的強度が劣り、50万を
越える場合には成形加工性が劣る。
【0016】本発明の組成物は、(A)共重合体が10
〜100重量%、好ましくは20〜80重量%である。
10重量%未満では、耐熱性及び機械的強度の極めて低
い組成物しか得られないため好ましくない。
【0017】本発明で用いる(B)共重合体は、メタア
クリル酸メチル80〜100重量%とその他の共重合可
能なエチレン性α,β−不飽和単量体0〜20重量%と
をラジカル発生剤の存在下、公知の懸濁重合、塊状重
合、乳化重合、溶液重合等の重合方法で重合して得られ
るものである。
【0018】なお、ここでいうその他の共重合可能なエ
チレン性α,β−不飽和単量体としては、(メタ)アク
リル酸エステル、(メタ)アクリル酸、スチレン、α−
メチルスチレン、ビニルトルエン、クロルスチレン、ア
クリロニトリル等の単量体単位が挙げられる。この内
(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えばアクリル
酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリ
ル酸プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メ
タ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸ter
−ブチル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アク
リル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ノルボニ
ル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)
アクリル酸ベンジル単位等である。なお、これらの単量
体単位は、単独でもよくまた2種以上含んでもよい。
【0019】(B)共重合体の粘度平均分子量は、通常
4万〜50万で好ましくは4万〜20万である。該分子
量が4万未満の場合には機械的強度が劣り、50万を越
える場合には成形加工性が劣る。
【0020】本発明の組成物は、(B)共重合体が0〜
90重量%、好ましくは20〜80重量%である。本発
明では、(B)共重合体が多くなるほど成形加工性に優
れるが、90重量%を越えると耐熱性及び機械的強度の
極めて低い組成物しか得られないため好ましくない。
【0021】本発明に用いる(C)無機質充填材は、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、シリカ等の無機質粉末を挙げることができ、特に水
酸化アルミニウムはアクリル系樹脂の屈折率に近似して
いるため、透明性と隠蔽性とを兼ね備え、深みのある外
観を与えうる点で好適に使用しうる。
【0022】本発明の組成物は、(C)無機質充填材が
(A)共重合体と(B)共重合体の合計量100重量部
に対し、50〜300重量部好ましくは100〜250
重量部である。(C)無機質充填材の添加は、天然石材
が有する特有の透明感を得るためであり、この添加量が
50重量部未満では隠蔽性が劣り、ひいては透明感に強
すぎるものになって重厚感を表出することができない。
また、300重量部を越えると透明感がなくなり、深み
のある外観を得ることができない。
【0023】また、必要に応じて、無機質充填材を予め
脂肪酸金属塩、シランカップリング剤、チタネートカッ
プリング剤等で表面処理を行っても良い。
【0024】なお、本発明の樹脂組成物には、本発明の
効果を損わない限りにおいて、アクリル系樹脂と無機質
充填材粉末との均一混合性を向上させるために、アクリ
ル系樹脂と相溶性の良い鉱油を添加すること、着色人工
大理石を得るために着色剤を添加すること、また、滑剤
として少量のステアリン酸、パルミチン酸等の高級脂肪
酸、そのアルカリ土類金属塩、あるいはモンタン酸ワッ
クス、高級脂肪酸のアミド類等を添加することができ
る。またさらに、周知のヒンダードフェノール系酸化防
止剤、リン系酸化防止剤及びイオウ系酸化防止剤等の酸
化防止剤、紫外線吸収剤やヒンダードアミン系光安定剤
等の耐候剤、難燃剤等も添加することもできる。
【0025】本発明の樹脂組成物から成形体を製造方法
としては、前述の(A)共重合体、(B)共重合体、及
び(C)無機質充填材、さらに必要に応じてその他の添
加剤を均一に混合し、溶融して賦形する方法がある。
【0026】上記混合する方法としては、ヘンシェルミ
キサー、リボンブレンダー、U型ミキサー等の混合機を
用いる周知の方法でよい。
【0027】該混合物を成形型に入れ、加熱・溶融し、
プレスするプレス成形方法でもよい。
【0028】望ましくは、該混合物を一軸、二軸の押出
機で溶融混練し、所定断面形状を有するダイスから押し
出す押出成形方法である。該方法は、特開平 2-74317号
公報にも記載があるごとくである。
【0029】
【発明の効果】本発明の大理石調樹脂組成物は、耐熱性
及び機械的強度が優れている。しかも押出成形法により
所定の断面形状で任意の長さの人工大理石を高能率に生
産性を損うことなく、また人工大理石の透明性と隠蔽性
との調和、深み、重厚感に優れた天然石に近似した外観
で、耐熱性及び機械強度の優れた成形品を得ることがで
きる。
【0030】
【実施例】以下実施例によって本発明をさらに説明す
る。なお実施例において用いた測定法、評価方法は次の
通りである。 ・粘度平均分子量:JIS Z8803 の方法により測定した溶
液粘度の値から下記の式により求めた。 ηsp/c=〔η〕(1+0.4〔η〕・C) 〔η〕=4.8×10-5(Mv)0.8 但し、ηsp/c:還元粘度(dl/g) 〔η〕:固有粘度 C:溶液濃度(g/dl) Mv:粘度平均分子量 ・熱変形温度:ASTM D 648に準拠し、18.
6kg/cm2荷重にて測定した。(℃) ・曲げ強度及び曲げ弾性率:ASTM D 790に準
拠した。(kgf/cm2 ) ・引張り強度:ASTM−D638に準拠して測定し
た。(kgf/cm2
【0031】・成形装置として、押出金型,水冷ジャケ
ット付フォーミングダイを付けた、一軸押出機(東洋精
機製、スクリュー径:20mm、L/D:25、圧縮比:
3)及び引取ロールを用いた。
【0032】参考例1 (A)共重合体の製造 撹拌機の付いた5Lオートクレーブに純水2.2Lと、
ヒドロキシセルロース2.4gを仕込み溶解させた後、
メタアクリル酸メチル1360g、メタアクリル酸16
0g、スチレン80g、ラウリルメルカプタン6.4
g、ラウロイルパーオキサイド5.6gを加え、撹拌
下、80℃で1時間40分、更に100℃で1時間重合
を行い、洗浄、脱水、乾燥して、粒状重合体を得た。得
られた粒状重合体の粘度平均分子量は9万であった。
【0033】(B)共重合体の製造例 メタクリル酸メチル98.5部、アクリル酸メチル1.
5部、アゾビスイソブチロニトリル0.15部、ドデシ
ルメルカプタン0.2部からなる単量体溶液6000g
を、水190部に1.2%のポリメタクリル酸ナトリウ
ム水溶液12部とリン酸ナトリウム0.4部を溶解した
水溶液12000gを前もって仕込んでおいた20lの
オートクレーブ中に投入した。そして80℃で3時間、
さらに100℃で1時間重合を行い、洗浄、脱水、乾燥
して粒状重合体を得た。得られた粒状重合体の粘度平均
分子量は17万であった。
【0034】実施例1、2、比較例1 参考例1で得られた(A)共重合体、(B)共重合体及
び無機質充填材として水酸化アルミニウム粉末(平均粒
子径25μm、BET比表面積0.7m2/g)を第1表に
記載の配合割合で、ヘンシェルミキサーにより30分間
常温で混合した。次いで押出機を用い、そのシリンダー
温度250℃、スクリュー回転数40rpm の条件で幅1
00mm、厚み3mmの平板を成形した。得られた平板より
所定の試験片を作製し、物性を測定した。結果を〔表
1〕に示す。
【0035】実施例3 無機充填材としてシランカップリング剤で表面処理した
水酸化アルミニウム粉末(平均粒子径25μm、BET
比表面積0.7m2/g)を用いた以外、実施例1と同様に
行なった。結果を〔表1〕に示す。
【0036】
【表1】
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B29L 7:00 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 33/12 B29C 47/00 C04B 26/06 C08J 5/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)(イ)メタアクリル酸メチル単位:1
    0〜95重量%、 (ロ)下記一般式〔化1〕又は/及び〔化2〕 【化1】 【化2】 (式中、R1、R2及びR3はそれぞれH、炭素数1〜1
    5のアルキル基、ハロゲン原子、フェニル基又は置換フ
    ェニル基、XはH、NH4又はアルカリ金属原子を表わ
    す)で示される少なくとも1種のカルボン酸系単量体単
    位:5〜35重量%、及び (ハ) その他の共重合可能なエチレン性α,β−不飽和単
    量体単位:0〜55重量%、 からなる粘度平均分子量4万〜50万の共重合体;10
    〜100重量%、 (B)(イ) メタアクリル酸メチル単位:80〜100重
    量%、 (ロ) その他の共重合可能なエチレン性α,β−不飽和単
    量体単位0〜20 重量%、 からなる粘度平均分子量4万〜50万の共重合体;0〜
    90重量%、及び (C)無機質充填材;(A)及び(B)の合計量100
    重量部に対し、50〜300重量部、 とを、溶融混練後、所定断面形状に温度250℃以上で
    押出成形することを特徴とする大理石調成形体の製造方
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