JP3634434B2 - 人工大理石及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は人工大理石及びその製造方法に関し、更に詳しくは、均一性に優れかつ深み感のある石目調人工大理石及びその製造方法に関する。
本発明により得られる製品は、主に洗面化粧台、バスタブ、キッチンカウンター等に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、石目調人工大理石を製造するには、寒水石、硅石、雲母等天然石を粗粉砕したもの、あるいは必要に応じてそれらに着色を施したもの、更には着色したのち硬化せしめた樹脂を粗粉砕したもの等が、求める意匠性によって種々選択され使用されている。また、これら粗粉砕物は、熱硬化性樹脂に代表される流動性を有する配合物中で混練され、注型法その他の方法で成形される。
なお、これら粗粉砕物とは、上記寒水石、珪石、雲母等に代表される種々の原料を粗粉砕したものであって、その平均一次粒子は、概ね０．０５〜５mmのサイズのものを指す。
【０００３】
しかしながら、これら粗粉砕物は、熱硬化性樹脂等との比重差、あるいは粗粉砕物同士の比重差により成形品として硬化するまでに、粗粉砕物の沈降により混練物の均一性が損なわれ、深み感あるいは強度の低下をきたす。また、均一性が無いと、樹脂がリッチな部分とそうでない部分とで収縮差が発生し、製品に反りが発生する。
【０００４】
これらの欠点を解消するため、熱硬化性樹脂そのものの粘性を高くしたり、「アエロジル（Ｄｅｇｕｓｓａ社の商品名）」に代表される高価な微細シリカ粉末を添加する方法もなされているが、何れの場合も高粘度であるがゆえに、脱泡等の作業性が悪くなり、特に注型法においては成形時に支障をきたす。しかもなお、これらの方法でも静置時に構造粘性を起こしにくく、粗砕物の均一性は不充分と言わざるを得ないのが現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述のような従来技術に存する欠点を解決し、作業性が良好で、均一性に優れかつ深み感のある石目調人工大理石及びそれの経済的に有利な製造方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決せんとして鋭意検討の結果、特定の一次粒子径を有する表面処理された炭酸カルシウムを、前述の粗粉砕物を使用して人工大理石を製造する際に配合混練することにより、作業性に支障をきたすことなく、これら粗粉砕物が均一に分散された、深み感のある石目調人工大理石が提供されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本発明の第１は、一次粒子径が０．０１〜０．５μｍの範囲にあり、脂肪酸及び／又は脂肪酸石鹸により表面処理された炭酸カルシウムを熱硬化性樹脂中に含有してなる人工大理石を、
本発明の第２は、人工大理石を製造するにあたり、寒水石、硅石、雲母、樹脂硬化物等の粗粉砕物を熱硬化性樹脂中に配合する際に、一次粒子径が０．０１〜０．５μｍの範囲にあり、脂肪酸及び／又は脂肪酸石鹸により表面処理された炭酸カルシウムを配合し成形することを特徴とする人工大理石の製造方法をそれぞれ内容とするものである。
【０００８】
本発明に用いられる炭酸カルシウムとしては、沈降製炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウムのいずれでもよいが、一次粒子径が０．０１〜０．５μｍの範囲にあることが必要である。一次粒子径が０．０１μｍ未満では、微細粒子であることから増粘傾向となり作業性が低下し、また０．５μｍを越えると配合量を多くしないと均一性に寄与せず、深み感が損なわれる。このような特定の範囲内に一次粒子をコントロールし易い点で、沈降製炭酸カルシウムを用いるのが好ましい。
【０００９】
沈降炭酸カルシウムとしては、水酸化カルシウムの水懸濁液（以下、石灰乳と云う）に炭酸ガスを導通して得られるいわゆる炭酸ガス化合法によるもの、あるいは石灰乳、塩化カルシウム等のカルシウム塩と炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム等の炭酸塩との反応により得られる溶液化合法によるもの等が挙げられ、これらの何れの方法によるものでもよいが、その反応条件は、得られる炭酸カルシウムの一次粒子径が０．０１〜０．５μｍとなるように選択される。
上記の一次粒子径を有する沈降製炭酸カルシウムは、例えば、石灰乳中の水酸化カルシウム固形分濃度１０重量％の石灰乳３０Ｌ中に、石灰乳化合開始温度１２℃、炭酸ガス導通速度毎分３０Ｌで炭酸ガスを導通する等の条件によって得られる。
【００１０】
このようにして得られた一次粒子径０．０１〜０．５μｍの沈降製炭酸カルシウムを常法によって脱水、乾燥、粉末化し、これを人工大理石に用いられる材料の粗粉砕物とともに熱硬化性樹脂中に配合することによって本発明の効果は得られるが、好ましくは、これら沈降製炭酸カルシウムの粒子が特定の粒度にまで分散していたほうが、より大きな効果が得られる。即ち、後述する粒度分布測定方法により測定された二次粒子としての粒度分布の１μｍより小さな粒子が、５０重量％以上を占めるものを用いたほうが静置中に構造粘性を発現し易く、より効果的である。
【００１１】
本発明に用いられる炭酸カルシウムは、脂肪酸及び／又は脂肪酸石鹸を表面処理したものが、より効果的であり、それらの表面処理量は、炭酸カルシウム１００重量部に対して１〜１０重量部が適当である。１重量部未満では表面処理効果が充分には発現されず、また１０重量部を越えると処理剤のコストに見合った効果が得られず経済的に不利となる。
【００１２】
このようにして得られた炭酸カルシウムは、寒水石、硅石、雲母、樹脂硬化物等の通常人工大理石に用いられる材料の粗粉砕物と同時に熱硬化性樹脂中に配合混練すればよいが、その配合量は、熱硬化性樹脂１００重量部に対して０．１〜５０重量部が適当であり、好ましくは、２〜２０重量部である。配合量が０．１重量部未満では、少量すぎるために配合した効果が期待できず、また、配合量が５０重量部を越えると、配合した効果とコストのバランス上不利であり、また必要以上に増粘することによる作業性の低下の恐れもある。
【００１３】
本発明に用いられる熱硬化性樹脂の種類については特に限定されず、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、アクリル樹脂等従来使用されている熱硬化性樹脂が全て用いられ、これらは単独又は混合して用いられる。
【００１４】
前述の配合剤以外に配合されるものとしては、フィラーとして水酸化アルミニウム粉末、ガラス粉末、繊維状補強材等が挙げられ、その他として硬化触媒、硬化促進剤、低収縮剤、安定剤、着色剤、増粘剤等が挙げられるが、これらの配合剤を適宜必要に応じて配合すればよい。
繊維状補強材としてはガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウム繊維等が挙げられ、硬化触媒としてはメチルエチルケトンペルオキシド（ＭＥＫＰＯ）、ベンゾイルペルオキシド（ＢＰＯ）等が、硬化促進剤としてはジメチルアニリン、ナフテン酸コバルト等が、低収縮剤としてはポリスチレン、ポリ酢酸ビニル等が挙げられる。これらはいずれも単独又は２種以上組み合わせて用いられる。
【００１５】
炭酸カルシウムを含む配合剤を混練終了した後成形物を得る方法としては、ハンドレイアップ法、加熱圧縮法等種々の方法が用いられるが、特に注型法が好ましく、注型時の流動性と注型後速やかに発現する構造粘性によって、優れた均一性と深み感のある人工大理石が製造される。
【００１６】
【実施例】
以下に実施例、比較例を示し本発明を更に詳細に説明するが、これらは本発明を何ら制限するものではない。
【００１７】
尚、沈降製炭酸カルシウムの二次凝集粒子の粒度分布は、下記の測定方法に従った。
（粒度分布測定方法）
測定機種 ： 島津製作所製 ＳＡ−ＣＰ３
試料の調整： 沈降製炭酸カルシウムの水懸濁液（以下、スラリーと記す）を下記２０ ℃の溶媒に滴下し、下記の如く予備分散したものを粒度分測定用試料と する。
溶媒 ： イオン交換水にポリアクリル酸ソーダを０．００４重量％溶解させた水 溶液。
予備分散 ： ＳＫディスパーサー（セイシン企業製）を用い、超音波分散時間１００ 秒の条件で分散。
測定温度 ： ２０℃ ± ２℃
【００１８】
実施例１
比重１．０５５、液温１０℃の石灰乳１００Ｌに、炭酸ガス濃度２５％の炉ガス（以下炭酸ガスと記す）を２００Ｌ／分の流速で導通し、炭酸化反応を行い、該スラリーのｐＨが７．０となった時点で炭酸ガスの導通を停止し、炭酸化反応を終了させた。得られた沈降製炭酸カルシウムスラリーを、液温５０℃に保ちながら７２時間連続して攪拌した。この沈降製炭酸カルシウムは、電子顕微鏡で観察した結果、一次粒子径が０．２０μｍであった。このものの二次凝集粒子としての粒度分布を測定した結果、１μｍより小さな粒子の割合は６２重量％であった。
この沈降製炭酸カルシウムに、ステアリン酸ソーダを主成分とする脂肪酸石鹸にて、沈降製炭酸カルシウム１００重量部に対して５重量部表面処理し、常法に従って、脱水、乾燥、粉末化し、表１の配合で注型法により人工大理石を作成した。その評価結果を同表下欄に示す。
【００１９】
実施例２
実施例１と同様の方法で作成した沈降製炭酸カルシウムスラリーを、液温５０℃に保ちながら２４時間連続して攪拌した。この沈降製炭酸カルシウムは、電子顕微鏡で観察した結果、一次粒子径が０．０７μｍであった。このものの二次凝集粒子としての粒度分布を測定した結果、１μｍより小さな粒子の割合は７４重量％であった。
この沈降製炭酸カルシウムに、実施例１で使用した脂肪酸石鹸にて、沈降製炭酸カルシウム１００重量部に対して６重量部表面処理し、常法に従って、脱水、乾燥、粉末化し、表１の配合で注型法により人工大理石を作成した。その評価結果を同表下欄に示す。
【００２０】
比較例１
炭酸カルシウムを配合せず、表２の配合で注型法により人工大理石を作成した。その評価結果を同表下欄に示す。
【００２１】
比較例２
実施例１と同様の方法で一次粒子径０．２０μｍの沈降製炭酸カルシウムスラリーを２０Ｌ得、該スラリーを攪拌しながら、比重１．０５５の石灰乳を０．１Ｌ／分の速度で滴下すると同時に１０Ｌ／分の流速で炭酸ガスを導通し、一次粒子径が０．７０μｍとなった時点で反応を停止した。このものの二次凝集粒子としての粒度分布を測定した結果、１μｍより小さな粒子の割合は２８重量％であった。
この沈降製炭酸カルシウムを常法に従って、脱水、乾燥、粉末化し、表２の配合で注型法により人工大理石を作成した。その評価結果を同表下欄に示す。
【００２２】
比較例３
微細重質炭酸カルシウム（丸尾カルシウム株式会社製、商品名：スーパー２Ｓ、平均一次粒子径：３．８μｍ）を配合し、表２の配合で注型法により人工大理石を作成した。その評価結果を同表下欄に示す。
【００２３】
比較例４
炭酸カルシウムの代わりにシリカ粉末（日本アエロジル株式会社製、商品名：アエロジル）を配合し、表２の配合で注型法により人工大理石を作成した。その評価結果を同表下欄に示す。
【００２４】
【表１】

【００２５】
【表２】

【００２６】
【発明の効果】
上述の如く、人工大理石を製造するにあたり、意匠性を高めるために粗粉砕物を配合する際に、安価に得られる特定の一次粒子径を有する表面処理された炭酸カルシウムを少量配合することにより、硬化前の配合物の粘度をそれほど高めることなく、良好な作業性のものとで、均一性に優れ且つ深み感のある人工大理石を提供することができる。

Claims (7)

1. 一次粒子径が０．０１〜０．５μｍの範囲にあり、脂肪酸及び／又は脂肪酸石鹸により表面処理された炭酸カルシウムを熱硬化性樹脂中に含有してなる人工大理石。
2. 炭酸カルシウムの脂肪酸及び／又は脂肪酸石鹸による表面処理量が、炭酸カルシウム１００重量部に対して１〜１０重量部である請求項１記載の人工大理石。
3. 炭酸カルシウムが沈降製炭酸カルシウムである請求項１記載の人工大理石。
4. 沈降製炭酸カルシウムが二次凝集粒子として測定された粒度分布の１μｍより小さな粒子が５０重量％以上を占めるものである請求項３記載の人工大理石。
5. 炭酸カルシウムの量が熱硬化性樹脂１００重量部に対して０．１〜５０重量部である請求項１記載の人工大理石。
6. 人工大理石を製造するにあたり、寒水石、硅石、雲母、樹脂硬化物等の粗粉砕物を熱硬化性樹脂中に配合する際に、一次粒子径が０．０１〜０．５μｍの範囲にあり、脂肪酸及び／又は脂肪酸石鹸により表面処理された炭酸カルシウムを配合し成形することを特徴とする人工大理石の製造方法。
7. 成形方法が注型法である請求項６記載の製造方法。