JP6403060B2

JP6403060B2 - 樹脂成形品の製造方法

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Publication number: JP6403060B2
Application number: JP2014249792A
Authority: JP
Inventors: 裕也田中; 揖斐　秀実; 秀実揖斐; 磯部　智明; 智明磯部
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2018-10-10
Anticipated expiration: 2034-12-10
Also published as: JP2016107585A

Description

本発明は、樹脂成形品の製造方法に関する。

従来、人造大理石等のマーブル調の柄を有する樹脂成形品は、その高い意匠性からキッチンカウンター、洗面カウンター、洗面ボウル、浴槽等に広く使用されている。特に、流れ柄と呼ばれる、異なる色調の流線模様を有する樹脂成形品は、その独特の風合いによって高級感を演出できることから高い人気を得ている。

このような流れ柄を有する樹脂成形品は、通常、異なる色調の樹脂組成物を順次または同時に金型に供給し、加熱加圧成形することで製造するのが一般的である。

例えば、樹脂成形品のベース色を呈するベース用樹脂組成物を型に供給する際に、同時にベース用樹脂組成物と色調が異なる柄用樹脂組成物を帯状に供給し、型内で両樹脂組成物を硬化させ、柄用樹脂組成物による流れ柄を有する樹脂成形品を製造する方法が提案されている（特許文献１を参照）。この方法によれば、柄用樹脂組成物の量、位置および間隔をあらかじめ決めて配置することができ、従来技術に比べて模様の出方に変動が少なく製品の安定化が図れ、再現性に優れた人造大理石を樹脂成形品として容易に得ることができる。

特開昭６１−１９３８５１号公報

しかしながら、特許文献１に記載された樹脂成形品の製造方法では、ベース用樹脂組成物と柄用樹脂組成物は同種のものではなく、組成成分の配合量が異なる異種のものである。したがって、樹脂成形品の製造に際しては、ベース用と柄用の２種類の樹脂組成物を作製しておく必要がある。また、そのような２種類の樹脂組成物の組成をどのようにして選択すればよいかについては特許文献１の記載からは判然としない。

さらに、ベース用樹脂組成物の粘度は、５００ボイズ〜２０００ボイズの範囲内とする一方、柄用樹脂組成物の粘度は、２０００ボイズ〜２００００ボイズの範囲内としている。このことから、特許文献１は、ベース用樹脂組成物と柄用樹脂組成物の粘度を変え、一般には柄用樹脂組成物の粘度をベース用樹脂組成物の粘度よりも高くすることを示唆していると理解される。

しかしながら、そのような粘度調整をどのようにして行うのかについては、特許文献１は何ら明らかにしていない。

本発明は、以上のとおりの事情を鑑みてなされたものであり、ベース用樹脂組成物と柄用樹脂組成物を容易に調製することができ、品質の良好なマーブル調の柄を有する樹脂成形品を効率よく製造することができる樹脂成形品の製造方法を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明の樹脂成形品の製造方法は、樹脂成形品のベース色を呈する第１の熱硬化性樹脂組成物と、この第１の熱硬化性樹脂組成物と色調が異なる柄用の第２の熱硬化性樹脂組成物とを金型に供給し、この金型の内部において前記第１の熱硬化性樹脂組成物および前記第２の熱硬化性樹脂組成物を流動させて流れ柄を有する樹脂成形品を製造する樹脂成形品の製造方法において、前記第２の熱硬化性樹脂組成物は、前記第１の熱硬化性樹脂組成物に増粘剤または架橋剤の少なくともいずれか一方または両方が添加され、前記第１の熱硬化性樹脂組成物よりも粘度が高いものであり、前記金型に前記第２の熱硬化性樹脂組成物を少なくとも１本の筋状に供給し、前記第２の熱硬化性樹脂組成物の供給量が、前記第１の熱硬化性樹脂組成物の供給量よりも少量であることを特徴とする。

本発明の樹脂成形品の製造方法によれば、ベース用樹脂組成物としての前記第１の熱硬化性樹脂組成物と、柄用樹脂組成物としての前記第２の熱硬化性樹脂組成物を容易に調製することができ、品質の良好なマーブル調の柄を有する樹脂成形品を効率よく製造することができる。

本発明の樹脂成形品の製造方法について、以下に詳述する。

樹脂成形品の製造方法は、樹脂成形品のベース色を呈する第１の熱硬化性樹脂組成物と、この第１の熱硬化性樹脂組成物と色調が異なる柄用の第２の熱硬化性樹脂組成物とを金型に供給し、流れ柄を有する樹脂成形品を製造することを前提としている。また、樹脂成形品の製造方法は、供給された前記第１の熱硬化性樹脂組成物と前記第２の熱硬化性樹脂組成物を前記金型の内部において前記第１の熱硬化性樹脂組成物および前記第２の熱硬化性樹脂組成物を流動させて流れ柄を有する前記樹脂成形品を製造することも前提としている。

その上で、樹脂成形品の製造方法では、前記第２の熱硬化性樹脂組成物は、前記第１の熱硬化性樹脂組成物に増粘剤または架橋剤の少なくともいずれか一方または両方が添加され、前記第１の熱硬化性樹脂組成物よりも粘度を高くしている。

また、樹脂成形品の製造方法では、前記金型に前記第２の熱硬化性樹脂組成物を少なくとも１本の筋状に供給し、前記第２の熱硬化性樹脂組成物の供給量を、前記第１の熱硬化性樹脂組成物の供給量よりも少量としている。

このような樹脂成形品の製造方法では、あらかじめ前記第１の熱硬化性樹脂組成物と前記第２の熱硬化性樹脂組成物を調製しておくが、その組成の基本となる成分は同一としている。

前記第１の熱硬化性樹脂組成物および前記第２の熱硬化性樹脂組成物の主剤となる熱硬化性樹脂は、通常樹脂成形品に用いられている熱硬化性樹脂であれば、特に限定されない。例えば、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂およびアクリル樹脂等の熱硬化性樹脂を単独または２種類以上を併用したものが例示される。このような熱硬化性樹脂を主剤とする前記第１の熱硬化性樹脂組成物および前記第２の熱硬化性樹脂組成物には、必要に応じて、充填剤や硬化剤等を添加することができる。

充填剤としては、例えば、炭酸カルシウム、ガラスパウダー、シリカ、水酸化アルミニウム等が例示される、これらは、単独または２種類以上を併用することができる。充填剤の配合量は、例えば、熱硬化性樹脂１００質量部に対して１００質量部〜３００質量部の範囲が例示される。充填剤の配合量が上記の範囲内であれば、樹脂成形品の耐衝撃強度、耐熱性等を確保することができる。

硬化剤としては、例えば、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ２−エチルヘキサノエートやｔ−ヘキシルパーオキシ２−エチルヘキサノエート等の有機過酸化物等が例示される。硬化剤の選択は、樹脂成形品の成形温度によって半減期温度の値に基づいて行うことができる。また、硬化剤の配合量は、熱硬化性樹脂の種類によって設定することができる。例えば、熱硬化性樹脂としてビニルエステル樹脂を使用する場合、硬化剤の配合量は、熱硬化性樹脂１００質量部に対して０．５質量部〜５質量部の範囲が好ましく例示される。

また、前記第１の熱硬化性樹脂組成物および前記第２の熱硬化性樹脂組成物には、前記金型の内部において流動して流れ柄が形成されるのを阻害しない程度において、低収縮剤、離型剤、紫外線吸収剤、光安定剤等を必要に応じて添加することができる。

このように、前記第１の熱硬化性樹脂組成物と前記第２の熱硬化性樹脂組成物は、その組成の基本となる成分が、配合割合も含めて同一である。

一方、前記第１の熱硬化性樹脂組成物および前記第２の熱硬化性樹脂組成物の色は、製造する樹脂成形品の色等に応じて着色することが可能であり、前記第２の熱硬化性樹脂組成物は、前記第１の熱硬化性樹脂組成物と色調が異なるものとする。例えば、前記第２の熱硬化性樹脂組成物に染料、顔料、着色用のトナー等の着色剤を添加することにより着色し、前記第１の熱硬化性樹脂組成物と色調を変えることが例示される。

なお、前記第１の熱硬化性樹脂組成物は、前記第２の熱硬化性樹脂組成物と色調が異なる限りにおいて、前記第１の熱硬化性樹脂組成物にも着色剤を添加することができる。

また、前記第２の熱硬化性樹脂組成物は、前記第１の熱硬化性樹脂組成物よりも粘度を高くする。粘度の調整は、増粘剤または架橋剤の少なくともいずれか一方または両方を添加して行う。すなわち、前記第１の熱硬化性樹脂組成物に前記増粘剤または前記架橋剤が添加されている場合には、前記第２の熱硬化性樹脂組成物には、前記第１の熱硬化性樹脂組成物に添加されている量より多い量の前記増粘剤または前記架橋剤を添加する。前記第２の熱硬化性樹脂組成物は、前記増粘剤または前記架橋剤の少なくともいずれか一方または両方を添加することによって、前記第１の熱硬化性樹脂組成物よりも分子レベルでの移動性が小さくなる。このため、前記第１の熱硬化性樹脂組成物および前記第２の熱硬化性樹脂組成物が前記金型内を流動する際に、前記第２の熱硬化性樹脂組成物が前記第１の熱硬化性樹脂組成物中に溶出しにくく、前記第２の熱硬化性樹脂組成物が柄として所要の位置にとどまりやすくなる。前記第１の熱硬化性樹脂組成物と組成の基本となる成分が同じでありながらも、柄用樹脂組成物として有効に機能する。また、前記第２の熱硬化性樹脂組成物の調製は容易であり、かつ粘度調整も容易である。前記第２の熱硬化性樹脂組成物の粘度を簡便に前記第１の熱硬化性樹脂組成物の粘度よりも高くすることができる。

増粘剤としては、通常樹脂成形品の製造に用いられる増粘剤であれば、特に限定されない。例えば、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化亜鉛、イソシアネート等が例示される。酸化マグネシウムは、例えば、直径７５μｍ以下の＃４０番手（ＢＥＴ表面積４６ｃｍ^３／ｇ）のものや、活性度の高い＃１００番手（ＢＥＴ表面積８５ｃｍ^３／ｇ）のもの等が好適に例示される。増粘剤は、単独または２種類以上の併用が可能である。

前記第２の熱硬化性樹脂組成物の主剤が、ＯＨ基を有する不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂およびアクリル樹脂を用いる場合には、増粘剤としてはイソシアネートを好適に用いることができる。

前記増粘剤の添加量は、例えば、前記第２の熱硬化性樹脂組成物の全量に対して０．２質量％以上５質量％以下、好ましくは０．５質量％以上１．５質量％以下の範囲が例示される。増粘剤の添加量が、上記の範囲内であれば、前記第１の熱硬化性樹脂組成物との相性がよく、しかも適度な流動性を確保することができ、流れ過ぎず、流れにく過ぎなくなり、良好な流れ柄が形成される。

一方、架橋剤としては、例えば、熱硬化性樹脂として不飽和ポリエステル樹脂を用いる場合、不飽和の疎水性ビニルモノマーが例示される。具体的には、例えば、スチレンやメタクリル酸メチル、モノクロロスチレン、ジアリルフタレート、トリアリルフタレート等が例示される。

前記架橋剤の添加量は、例えば、前記第２の熱硬化性樹脂組成物の全量に対して０．５質量％以上５質量％以下の範囲が例示される。架橋剤の添加量が、上記の範囲内であれば、前記第１の熱硬化性樹脂組成物との相性がよく、しかも適度な流動性を確保することができ、流れ過ぎず、流れにく過ぎなくなり、良好な流れ柄が形成される。

なお、前記第２の熱硬化性樹脂組成物に前記増粘剤と前記架橋剤の両方が添加される場合の合計添加量は、前記第２の熱硬化性樹脂組成物の全量に対して０．５質量％以上５質量％以下の範囲が上記と同様の理由により例示される。

より具体的には、前記第２の熱硬化性樹脂組成物の粘度は、前記第１の熱硬化性樹脂組成物の粘度の１．５倍以上であり、かつ３００Ｐａ・ｓ以下の範囲であることが好ましい。前記第２の熱硬化性樹脂組成物の粘度が、前記第１の熱硬化性樹脂組成物の粘度の１．５倍以上であれば、前記金型内で流動する際に、前記第２の熱硬化性樹脂組成物の前記第１の熱硬化性樹脂組成物への溶出を抑制することができる。また、前記第２の熱硬化性樹脂組成物の粘度が、３００Ｐａ・ｓ以下であれば、流動性の低下を抑えることができ、より良好な流れ柄が形成される。

以上の、前記第１の熱硬化性樹脂組成物と前記第２の熱硬化性樹脂組成物を前記金型に供給し、前記金型の内部において前記第１の熱硬化性樹脂組成物および前記第２の熱硬化性樹脂組成物を流動させることによって、品質の良好なマーブル調の柄を有する樹脂成形品が製造される。

なお、樹脂成形品の製造方法では、前記第２の熱硬化性樹脂組成物は、前記金型に少なくとも１本の細い筋状に供給する。前記第２の熱硬化性樹脂組成物を細い筋状に供給する方法としては、例えば、径の太い前記第１の熱硬化性樹脂組成物注入用の配管の中に、径の細い前記第２の熱硬化性樹脂組成物注入用の配管を配置し、同時に供給することにより、径の太い前記第１の熱硬化性樹脂組成物の中に、前記第２の熱硬化性樹脂組成物が筋状に存在する状態で、前記金型に注入される。前記第２の熱硬化性樹脂組成物は、このように細い筋状に供給されるため、前記第２の熱硬化性樹脂組成物のマクロな移動性は確保され、前記第１の熱硬化性樹脂組成物に伴って流動し、前記金型の内部全体に供給可能となる。このとき、前記第２の熱硬化性樹脂組成物は、前記第１の熱硬化性樹脂組成物中に溶出して流れ柄が消失することはなく、複雑な曲面を有する樹脂成形品であっても、品質の良好なマーブル調の柄が形成される。

また、前記第２の熱硬化性樹脂組成物の供給量は、前記第１の熱硬化性樹脂組成物の供給量よりも少量とする。この場合、前記第１の熱硬化性樹脂組成物および前記第２の熱硬化性樹脂組成物の混合比は、例えば、１：０．０５〜１：０．８の範囲であることが好ましい。混合比が上記の範囲内にあれば、くっきりとした柄の形成に有効となる。

そして、前記金型内に供給された前記第１の熱硬化性樹脂組成物および前記第２の熱硬化性樹脂組成物は、例えば、プレス機による加熱成形が可能である。加熱成形条件は、前記第１の熱硬化性樹脂組成物および前記第２の熱硬化性樹脂組成物の主剤が硬化する条件であれば特に限定されない。例えば、成形温度として常温〜１２０℃の範囲が例示される。この範囲内にあると、前記第１の熱硬化性樹脂組成物と前記第２の熱硬化性樹脂組成物の密着性や硬化特性の良好な樹脂成形品が得られる。

以上の製造方法によって得られた樹脂成形品は、浴槽、洗面台やキッチンカウンター等に幅広く適用することができる。

以下に実施例を示すが、樹脂成形品の製造方法は、実施例に限定されるものではない。

主剤として、ビニルエステル樹脂（昭和電工（株）製「リポキシＲ-８０４」）１００質量部に、充填剤として、水酸化アルミニウム（昭和電工（株）製）を８０質量部、硬化剤として、日本油脂（株）製「パーキュアＷＯ」２．５質量部を添加して、混合攪拌し、ベース色を呈する第１の熱硬化性樹脂組成物を調製した。

第１の熱硬化性樹脂組成物の一部を別容器に取り分け、増粘剤として、酸化マグネシウム（協和化学（株）製「キョーワマグ＃４０」）１質量部、着色材としてトナー（大日精化工業(株)製）１質量部を添加して、混合攪拌し、柄用の第２の熱硬化性樹脂組成物を調製した。

金型に、第１の熱硬化性樹脂組成物と第２の熱硬化性樹脂組成物を、径の太い第１の熱硬化性樹脂組成物注入用の配管の中に、径の細い第２の熱硬化性樹脂組成物注入用の配管を３本配置して、同時に供給し、第２の樹脂組成物を細い筋状に供給した。また、第１の熱硬化性樹脂組成物および第２の熱硬化性樹脂組成物の混合比は、１：０．３とした。金型をプレス機により１１０℃、３０分の条件で加熱成形し、樹脂成形品を作製した。なお、第１の熱硬化性樹脂組成物の粘度は、環境温度３０℃で、１．２Ｐａ・ｓ、第２の熱硬化性樹脂組成物の粘度は、環境温度３０℃で、５Ｐａ・ｓであった。

得られた樹脂成形品を目視で確認したところ、品質の良好なマーブル調の柄を有する樹脂成形品を効率よく製造することができた。

Claims

樹脂成形品のベース色を呈する第１の熱硬化性樹脂組成物と、この第１の熱硬化性樹脂組成物と色調が異なる柄用の第２の熱硬化性樹脂組成物とを金型に供給し、この金型の内部において前記第１の熱硬化性樹脂組成物および前記第２の熱硬化性樹脂組成物を流動させて流れ柄を有する樹脂成形品を製造する樹脂成形品の製造方法において、
前記第２の熱硬化性樹脂組成物は、前記第１の熱硬化性樹脂組成物に増粘剤または架橋剤の少なくともいずれか一方または両方が添加され、前記第１の熱硬化性樹脂組成物よりも粘度が高いものであり、
前記金型に前記第２の熱硬化性樹脂組成物を少なくとも１本の筋状に供給し、前記第２の熱硬化性樹脂組成物の供給量が、前記第１の熱硬化性樹脂組成物の供給量よりも少量であり、
前記第１の熱硬化性樹脂組成物と、前記第２の熱硬化性樹脂組成物とが、同時に前記金型に供給される、
ことを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
前記第２の熱硬化性樹脂組成物に前記増粘剤が添加され、前記増粘剤の添加量は、前記第２の熱硬化性樹脂組成物の全量に対し０．２質量％以上５質量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品の製造方法。
前記第２の熱硬化性樹脂組成物の粘度は、前記第１の熱硬化性樹脂組成物の粘度の１．５倍以上であり、かつ３００Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂成形品の製造方法。
前記第１の熱硬化性樹脂組成物と前記第２の熱硬化性樹脂組成物の混合比は、１：０．０５〜１：０．８の範囲であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の樹脂成形品の製造方法。