JP3313392B2 - 注型成形品の製造方法 - Google Patents

注型成形品の製造方法

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重夫 田中
潔 寺島
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  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱硬化性重合型不飽和
エステル樹脂と充填材(フィラー)からなる樹脂モルタル
から、型面にゲルコートを施さず、表、裏のいずれか一
面が光沢性、平滑性に優れたノンゲルコート注型成形品
を製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、樹脂モルタルは、天然石の如き、
重厚で外観の光沢性,平滑性に優れた成形品が重用され
ていることから、衛生陶器、カウンター、洗面ホール、
浴槽、壁材等に広く使用されている。これらの成形品の
多くは、光沢性、平滑性を具備しようとする面に、あら
かじめその型面にゲルコートを施し、その後樹脂モルタ
ルを注入注型を行ない硬化させることにより製造され、
それによって表層の外観の保持と共に、性能の確保を行
うのが一般的である。しかし、この注型ゲルコート法
は、型面にゲルコートを施すために工程が煩雑であるば
かりでなく、環境衛生上好ましくなく、また長期間熱水
に触れるブリスターが発生するという欠点がある。
【0003】このような注型成形品の普及に伴い、同質
の重厚感のある成形品を得る目的で、あらかじめ樹脂と
充填材、場合によっては繊維質補強材を配合したバルク
材またはシート材の成形材料を用いて、金型にて加熱加
圧することによって成形品を製造する、所謂成形材料化
の方向がある。しかしながら、この種の成形法の場合、
十分に成形圧力がかかるような配合面の工夫をしない
と、所望する外観が一様に得られず、そのため成形材料
としての溶融粘度を高くする必要がある。そのため、成
形材料中に空気を取り込み、成形品にした場合も、それ
が取り残されることが、しばしばあって歩留りが予想以
上に悪い。
【0004】また、場合によっては、所望する外観を有
し、平滑化、低収縮化の目的で、樹脂モルタルに熱可塑
性ポリマーを配合する方法も知られているが、残念なが
らこの場合には、従来の注型法程透明性が得られないと
いう制約も加わる。
【0005】これら成形材料を用いる方法や熱可塑性ポ
リマーを配合する方法の欠点を克服するために、所望型
面にゲルコートを施す手段での努力がなされようとして
いる。しかし、ゲルコートを施した場合には、前記の注
型ゲルコート法と同様な欠点が発生する欠点がある。か
ように従来の成形方法には、それぞれ一長一短があり、
要求性能や用途に応じて使い分けられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来のゲルコート層を施す注型成形品の製造方法の欠点
を克服し、所望する表、裏のいずれか一面が光沢性、平
滑性が一様に優れたノンゲルコート注型成形品を製造す
る方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ゲルコー
トを施さない、所謂ノンゲルコート注型成形品の製造方
法について鋭意検討したところ、通常人造大理石の注型
成形法で用いられる樹脂モルタル配合を基本として、こ
の樹脂モルタルを雌雄組合せとなる型に注入、注型させ
て加熱硬化させるに当り、大気圧以上の圧力下で両型面
に硬化のズレを意図的に作り、所望する外観を得たい
面、例えば平滑性、光沢性を欲する面側の硬化温度を対
面に対して高くすることで、上記目的が有効に達成され
ることを見い出した。
【0008】すなわち、本発明は雌雄合せ型中に、ビニ
ルエステル樹脂モルタルを注入し、加熱硬化させて注型
成形品を製造するに当たり、雌雄合せ型の雌型面と雄型
面の金型温度に30〜55℃(ただし、30℃は除く)
の温度差を設けると共に、大気圧より高い圧力〜5kg
/cm の加圧下でビニルエステル樹脂モルタルを加熱
硬化させることを特徴とする注型成形品の製造方法に関
する。
【0009】本発明のノンゲルコート注型法による注型
成形品の製造方法によれば、熱硬化性重合型不飽和エス
テル樹脂モルタル配合粘度は、前記従来の成形材料割合
の如き高粘度でないため、十分に真空脱泡機等を用いて
エアーを除去することができ、成形材料からの成形品の
如き、エアー残りを生じない。また、本発明の方法によ
れば、一部成形材料において用いられるような表面平滑
剤や低収縮剤を配合することによる硬化物の不透明化は
なく、樹脂及び充填材を選ぶことによって、重厚感があ
り、深みのある大理石調や陶磁器風の仕上りが可能であ
る。さらに、つけ加えるならば、ゲルコートを施す注型
ゲルコート法によって作製された成形品に比べてゲルコ
ートを施さないための工程の簡略化、またゲルコートが
ないために表面硬度が高く、キズの発生が少いし、長期
間熱水に触れてもブリスターがないことである。
【0010】ゲルコートを施すメリットは、外観を始
め、特性の向上であり、一般にゲルコートを施さない樹
脂モルタルのみから作製された成形品では、例えば汚れ
易さ、鮮映性(質感)、また耐水性の欠如から、長期に
熱水に触れると失透する等の欠点があるが、ゲルコート
を施すことによってこの欠点が改良されることが一般的
であるが、特に耐熱水性が要求される場合には、不飽和
エステル樹脂の種類、例えばビニルエステル樹脂及び相
当するレベルの不飽和ポリエステル樹脂(例えばビスフ
ェノール型ポリエステル樹脂、ネオペンチルグリコール
−イソフタル酸系ポリエステル樹脂等)と充填材等を選
定することによって克服でき、この特長はアクリルシラ
ップ系樹脂を用いた場合と大きく異なる。以下により具
体的に説明する。
【0011】本発明は、浴槽、洗面化粧台、流し台カウ
ンター、衛生陶器、壁材等の高級化、ファッション化等
の用途に有用なノンゲルコート注型成形品、特にノンゲ
ルコート注型人造大理石の製造に適した成形品の製造方
法に関するもので、この人造大理石用材料の第1成分で
ある熱硬化性重合型不飽和エステル樹脂としては、用途
によるパフォーマンスによって選択すればよく、特にビ
ニルエステル樹脂、ポリエステル樹脂及びGMA(グリ
シジルメタアクリレート)変性樹脂、ウレタンアクリレ
ート樹脂、ビニルエステル変性不飽和ポリエステル樹脂
等があげられ、耐熱水性、透明性、屈折率の高い樹脂が
好ましい。なお、これらの熱硬化性重合型不飽和エステ
ル樹脂は、2種以上併用することもできる。
【0012】また、人造大理石用材料の第2成分として
の充填材は、通常人造大理石成形品の耐熱性や耐水性を
損なわないものとして、水酸化アルミニウム、酸化アル
ミニウム、炭酸カルシウム、珪酸カルシウム、アルミ酸
カルシウム、シリカ、タルク、酸化亜鉛、ガラス粉末や
フェローフリット〔日本フェロー(株)の商品名〕等の
粉末をあげることができるがこれに限定されるものでは
ない。これらの充填材は2種類以上併用することも可能
である。これらの充填材は、シランカップリング剤で表
面処理されていてもよい。
【0013】充填材の粒子径は、ノンゲルコート人造大
理石成形品の光沢、鏡面性を保持する点から、好ましく
は0.5〜20μm、より好ましくは≧−10μmであ
る。粒子径が20μmを越えると成形品の表面光沢(鏡
面)が均一にならず美観を損ねることがあり、また粒子
径が0.5μm未満であると熱硬化性重合型不飽和エス
テル樹脂モルタルのペースト粘度が高くなり、充填が困
難になる等の弊害が生じるので好ましくない。
【0014】充填材の添加量は、特に規定しないが熱硬
化性重合型不飽和エステル樹脂100重量部に対して1
00〜220重量部が好ましい。100重量部未満では
樹脂の使用量が多くなってコストアップになり、また樹
脂と充填材が分離沈降しやすくなる。220重量部を越
えると樹脂の粘度が高くなって作業性が低下し、また強
度等の性能や光沢が低下するためである。
【0015】熱硬化性重合型不飽和エステル樹脂モルタ
ルを例えば浴槽等の成形に用いる場合は、浴槽には特に
耐熱性、耐煮沸性、透明性(鮮映性)の他に美麗さが要
求され、光沢、平滑性を保持することが要望されている
点から、前記充填材をシランカップリング剤で表面処理
したもの、例えば水酸化アルミニウム、ガラス粉末等を
シランカップリング剤等により表面処理を行った充填材
を使用した方が性能面からみて望ましい。また、本発明
においては、熱硬化性重合型不飽和エステル樹脂として
一般の不飽和ポリエステル樹脂よりもさらに屈折率が前
記充填材のそれに近いもの、例えば水酸化アルミニウ
ム、ガラス粉末のそれに近く、靭性や接着性に優れて界
面剥離を起こしにくい淡色化を施したビニルエステル樹
脂を用いることによって透明性を始め、耐熱水性を大き
く改善できる。
【0016】本発明の熱硬化性重合型不飽和エステル樹
脂モルタルには、必要に応じて染顔料、減粘剤、内部離
型剤、紫外線吸収剤等を加えることはかまわない。ま
た、本発明の充填材を含有する熱硬化性重合型不飽和エ
ステル樹脂モルタルを重合する方法には特に制限はな
く、それに適した任意の方法で行うことができる。その
例としては、ラジカル重合開始剤の存在下にて加熱する
方法、ラジカル重合開始剤と促進剤よりなるいわゆるレ
ドックス系触媒による方法等をあげることができる。
【0017】本発明は、雌雄合せ型中に、熱硬化性重合
型不飽和エステル樹脂と充填材からなる樹脂モルタルを
注入し、加熱硬化させるに際し、雌型面と雄型面の樹脂
モルタルの硬化温度に温度差を設けて加熱硬化させ、表
裏のいずれか一面が光沢、平滑性が一様で性能として透
明性(鮮映性)、耐熱水性の他美麗をも兼ね備えたノン
ゲルコート注型成形品を製造することを特徴とするもの
である。雌雄合せ型の雌型面と雄型面の熱硬化性重合型
不飽和エステル樹脂モルタルの硬化温度に温度差を設け
ることにより、収縮による光沢ボケを片側に集束させる
ことにある。
【0018】雌型面と雄型面の熱硬化性重合型不飽和エ
ステル樹脂モルタルの硬化温度の温度差は、20℃以上
であればよいが、平板の注型成形品を作製する場合は2
0℃以上、好ましくは30〜55℃が望ましく、平板以
外の異形注型成形品(複雑形状成形品)を作製する場合
は、20℃以上、好ましくしは30℃以上、さらに好ま
しくは30〜55℃の範囲内であることが望ましい。例
えば、所望する型面の温度を65〜95℃とする場合
は、対側面の型温を30〜45℃とし、好ましくは所望
する型面を80〜90℃であり、また段階的に昇温させ
80〜90℃に保っても良く、対側面の型温は40〜4
5℃が望ましい。温度差は、重合の最初からつけてもよ
いし、また重合途中でつけてもよい。
【0019】本発明においては、雌型面と雄型面の硬化
温度に温度差を設けるだけで、光沢性、平滑性、透明
性、耐熱水性に優れた注型成形品が得られるが、温度差
を設けると共に加圧下、好ましくは大気圧より高い圧力
〜5kg/cm2の加圧下で加熱硬化させると、一層優れた性
能を有する注型成形品が得られる。特に異形注型成形品
を作製する場合は、雌型面と雄型面の硬化温度の温度差
が30〜55℃でかつ大気圧より高い圧力〜5kg/cm2
加圧下で行うことが性能の優れた注型成形品を作製する
上で望ましく、この場合5kg/cm2以下という低圧である
ため高価である雌雄合せ金型は強いて必要なく、金型は
樹脂型または金属メッキを施した電鋳型、金属溶射型、
アルミ合金型程度でよい。
【0020】
【実施例】以下、実施例をあげて本発明をさらに詳細に
説明する。
【0021】実施例1〜10及び比較例1 雌雄合せ型からなる金属型を用いて、ノンゲルコート人
造大理石調の外観を有する浴槽の製造方法を手順に従っ
て説明する。まず、雌雄型表面を離型剤(米国のマグフ
ィアー社製のミラグレーズ88)にて離型処理を施し
た。次いで、雌雄合せ型をセット(10mm厚のキャビテ
ィ金型)した後に、表1に示すように種々のモルタル組
成物を調合した。このモルタル組成物を雌雄合せ型に注
入装置で注入する際にモルタル組成物がシールパッキン
グから漏れるのを防ぐために1kg/cm2の圧力で型締めを
行った。モルタル組成物を減圧脱泡後、雌雄合せ型に圧
送注入し、表1に示した雌雄合せ型の型温に調節した水
浴温で循環させながら20分間成形した後に、雄型温度
条件にて雌雄合せ型共さらに20分間後硬化させ浴槽を
得た。なお、加熱硬化は、実施例1〜7は1kg/cm2の加
圧下で行い、実施例8〜10は大気圧下で行った。結果
を表1に示した。
【0022】なお、実施例のうちで実施例3は、浴槽の
裏面側となる雌型には注型層の補強のため、あらかじ
め、チョップドスランドマットを不飽和ポリエステル樹
脂“リゴラック158BTN”(昭和高分子(株)社
製)をホワイトに着色した樹脂で積層し、硬化させた補
強層を雌型にセットした後に雌雄合せ型を組み合せ注型
した。また、実施例4は、浴槽の表面になる雄型の昇温
を40℃から段階的に上げ20分間で80℃に上げ20
分間保持した後に雄型温度条件にて雌雄合せ型共さらに
20分間後硬化させ浴槽を得た。
【0023】
【表1】
【0024】実施例1〜10及び比較例1において使用
した成分と試験結果の判定は以下のとおりである。 (1)ビスフェノール系 リボキシRF−312 昭
和高分子(株)社製 (2)イソネオペンチル系 リゴラックG−401 昭
和高分子(株)社製 (3)水酸化アルミニウム 昭和電工(株)社製 (4)フェローフリット 日本フェロー(株)社製 (5)ガラス粉末 日本フリット(株)社製 (6)化薬アクゾ(株)社製 (7)日本油脂(株)社製 (8)コバルト系促進剤 昭和高分子(株)社製 (9)透明性(質感) ◎…非常に優れる ○…良好 △…やや劣る (10)表面光沢(鏡面性) ◎…非常に優れる ○…良好 (11)型離れによるヒケ 目視より判定 ◎…全面ヒケなし ○…一部分ヒケ ×…著しくヒケあり (12)片面煮沸による白化程度 ◎…変化なし ○…極く僅か白化
【0025】表1から明らかなとおり、本発明の注型成
形品の製造方法によれば、表面層が一様な光沢と透明感
を有し、耐熱水性に優れたノンゲルコート人造大理石を
得ることができ、また金属型内で完全硬化させることに
より、脱型後に後硬化させる必要もなく、かつ変形防止
支具で固定する必要もない。
【0026】
【発明の効果】本発明の方法によれば、光沢性、平滑
性、透明性及び耐熱水性に優れたノンゲルコート注型成
形品を製造することができる。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−138676(JP,A) 特開 昭62−32015(JP,A) 特開 昭55−2003(JP,A) 特開 平4−135710(JP,A) 特開 平4−144723(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 39/02 - 39/12 B29C 39/22 - 39/42 B29C 43/02 - 43/20 B29C 43/32 - 43/56 B29C 70/06 - 70/24 C08F 299/00 - 299/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 雌雄合せ型中に、ビニルエステル樹脂モ
    ルタルを注入し、加熱硬化させて注型成形品を製造する
    に当たり、雌雄合せ型の雌型面と雄型面の金型温度に3
    0〜55℃(ただし、30℃は除く)の温度差を設け
    と共に、大気圧より高い圧力〜5kg/cm の加圧下
    でビニルエステル樹脂モルタルを加熱硬化させることを
    特徴とする注型成形品の製造方法。
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