JPH04193520A - 内部歪の少ない人工大理石の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 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の製造方法、とくにアクリル系樹脂
マトリックス中に粉末状無機質充填材として水酸化アル
ミニウム粉末を分散させて天然天理石調の外観を付与し
た人工大理石であって、内部に応力の残留による内部歪
が少なく、熱的安定性に優れた人工大理石の製造方法と
、その製造装置に関する。

従来の技術 本発明者らは、先に、特願平２−２７４３８６号により
、粉末無機充填材に水酸化アルミニウム粉末を用いた人
工大理石の製法として、能率的に優れた押出成形法によ
る製造方法を提案した。

この先行提案に係る製造方法は、粉末状無機充填材に水
酸化アルミニウムを用いるものとしながら、連続的な押
出成形法による製造を可能にしたものである。即ち、本
来、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
主材として最も好適であるが、一方において熱分解温度
が低く、１８０℃をこえると徐々に熱分解が進行して水
とアルミナになるため、アクリル樹脂の押出成形加工温
度（２００〜２５０℃）では分解した水が発泡し所期す
る天理石調の成形品を得ることができないことが予見さ
れるため、押出成形の有利性は認識されっ＼も採用が阻
まれていた。

上記先行提案は、このような成形上の問題点に対し、押
出温度、フォーミングダイによる成形体の冷却温度を所
定範囲に設定し、かつ押８ダイ及びフォーミングダイに
付滑処理を施すことで解決し、充填材に水酸化アルミニ
ウム粉末を用いた人工大理石の押出成形による連続的な
製造を可能にしたものである。

発明が解決しようとする課題 ところが、上記先行提案による方法で得られる人工大理
石は、外観特性に優れているもの＼、成形時の内部歪の
残存によっていさ＼か熱的安定性に劣る欠点のあること
が判明した。例えば流し台の天板に使用したような場合
、コンロ等の加熱源からの加熱、その後の冷却が繰返さ
れることで、成形時に内部に残存する応力歪の影響によ
るクラックを生じることがある、というような欠点があ
ることが判明した。もとより、施し台用天板としての用
途の場合に限らず、人工大理石は一般建築材料として使
用されるような場合においても、内部歪は少ないもので
あることが強く望まれるところであり、先行提案による
人工大理石は、このような要請に必ずしも十分な満足度
を与えるものではなかった。

而して、この発明は、前記先行提案に係る人工大理石の
製造方法を基礎にしながら、更に上記のような内部歪に
基づく問題点を解決し、内部歪の少ない人工大理石を得
ることができる製造方法及びその製造装置を提供するこ
とを目的とする。

課題を解決するための手段 この発明は、先行提案に準じて成形材料を押出ダイによ
る押出し直後に冷却ジャケット付きフォーミングダイに
導通して固化状態で押８す固化押出し成形を行ったのち
、該成形体を直後に、押出機に連接して配設した加熱装
置に導通して所定の処理条件で全面均一に加熱処理する
ことにより、成形体に有害な形状変化を生じさせること
なく、その内部応力歪をほとんど完全に除去して、内部
残留歪の極めて少ない人工大理石を得ることができるこ
とを見出すことにより完成したものである。

即ち、この発明の１つは、内部歪の少ない人工大理石の
製造方法に関して、マトリックス樹脂としてのアクリル
系樹脂粉末と、粉末状無機充填材としての水酸化アルミ
ニウム粉末とを、少量の液状成形助剤と共に均一に混合
した混合物を成形用材料として用い、該成形用材料を押
出成形機の押出ダイから所定形状に押出した直後に冷却
ジャケット付きフォーミングダイに導通して固化状態に
成形し、次いで得られた成形体を直後に加熱処理するも
のとすると共に、前記押出機による押出温度を１８０〜
２２０℃、フォーミングダイによる成形体の冷却温度を
１５０℃以下に設定制御し、かつ、前記押ａダイ及びフ
ォーミングダイの内面の成形用材料との接触面の全体に
、摩擦係数０．３以下、引張強度５０ｋｇ−ｆ／’　（
１０１幅）以上の付滑材層を被覆形成せしめた状態のも
とに、前記固化押出成形操作を行い、また押出成形後の
成形体の前記加熱処理を８０〜２００’Ｃで２０分間以
上行うことを特徴とするものである。また、他の１つの
発明は、上記方法を実施する製造装置に関して、押出ダ
イ及びフォーミングダイを有する押出成形機と、その押
出方向の前方部位に連設された加熱装置とを具備し、前
記押出ダイ及びフォーミングダイは、その内面の成形材
料との接触面の全体に、摩擦係数０．　３以下、引張強
度５０ｋｇ”　ｆ／　（１０ｍｍ幅）以上の付滑材層が
被覆形成されると共に、前記加熱装置は、フォーミング
ダイから送り８されてくる成形体が当該送り出し速度で
２０分間以上の通過時間をかけて導通される長さの加熱
炉本体と、該炉内を８０〜２００℃の温度に制御する加
熱手段と、成形体を炉本体の入口側から出口側に向けて
移送する移送手段とを具備することを特徴とするもので
ある。

次に、この発明に用いる成形材料の各成分、配合、製造
装置、成形工程及び成形条件のそれぞれについて更に具
体的に詳しく説明する。

（マトリックス樹脂） マトリックス樹脂としては、透明性、耐候性、硬度、耐
熱性等の緒特性に優れている点でアクリル系樹脂が用い
られる。該樹脂として具体的には、単量体組成が種々異
なる熱可塑性アクリル系樹脂、および熱可塑性メタクリ
ル系樹脂を使用できるが、特にメチルメタクリレートの
単独重合体、もしくはメチルメタクリレートが単量体全
体の５０重量％以上、好ましくは７０重量％以上でこれ
に他のメタクリル酸エステル、その他メチルメタクリレ
ートと共重合可能なビニル系単量体の少なくとも１種を
共重合せしめてなる共重合体が好適であり、成形材料要
素としてはそれらのビーズもしくは粉砕した粉末が用い
られる。その粒子径は特に制限されるものではないが、
一般に５〜４００μｍ１特に好ましくは５０〜３００μ
ｍ程度のものが好適に使用される。

上記アクリル系樹脂は、押出機内での溶融混練操作を支
障なく行うために、メルトフローレ−１（ＭＦＲ，２３
０℃、３．　８ｋｇ）　　（試験法・単位、ＡＳＴＭ　
　Ｄ　　１２３８）が０．５ｇ／１０ｍ１ｎ以上で、か
つ重量平均分子量ＵＷが３００．０００未満であるもの
を用いるべきである。メルトフローレート（ＭＦＲ）が
０゜５ｇ／１０ｍ１ｎ未満あるいは平均分子量ＭＷが３
０万をこえるものを用いると、押出機内での充填材との
混練時、溶融粘度が高まり、流動性が低下し、それに伴
って押出機の能力以上の動力負荷が発生し、運転が不本
意に停止したり、あるいは樹脂洩れやスクリューの破損
等の問題が生じ、円滑な押出成形が困難になる。もっと
も重量平均分子量ＭＷは、成形製品である人工大理石が
耐熱性の要求される用途に用いられるものである場合、
下限値としてＲｗが８０，０００以上のものを用いるこ
とか必要である。即ちＭＷが８万未満のアクリル系樹脂
を用いると、耐熱性の低下により、成形製品の上に高温
の鍋を載せたり着火している煙草を誤って落したような
場合に表面が損われるおそれが生じる。メルトフローレ
ート（ＭＦＲ）及び重量平均分子量（ＭＷ）の最も好ま
しい範囲は、ＭＦＲ：１゜Ｏｇ／１０ｍ１ｎ以上、富ｗ
１２〜１７万の範囲である。

（粉末状無機充填材） 粉末状無機充填材としては、特に水酸化アルミニラム粉
末を主材として用いることを必要とする。しかも該水酸
化アルミニウム粉末は、平均粒子径が１０μｍ以上であ
り、かつ比表面積ｂ＜２　ｍ”　７ｇ以下であるものを
用いるのが好ましく、更には粒子形状が略球形であるも
のを用いることが好ましい。

平均粒子径が１０μｍ以下であると、シートの隠蔽性が
高すぎて、人工大理石としての風合いに劣るものとなる
。

又、比表面積が２ｍ２／ｇをこえて大きくなりすぎると
、水酸化アルミニウムとマトリックス樹脂の界面の微細
な気泡により、やはり隠蔽性が高くなりすぎる。さらに
は、比表面積の増大により、汚染物性が吸着し易くなり
、人工大理石としての耐汚染性に問題が生じる。

上記の要件を満たす水酸化アルミニウム粉末を充填材に
用いることにより、外観の良好な人工大理石の押出によ
る連続的な成形を支障なく行いうるのは、水酸化アルミ
ニウムの硬度がモース硬度２．５と比較的低いこと、粒
径が太きくてしかも比表面積か小さいこと、マトリック
ス樹脂と屈折率が近似していること、アクリル系樹脂に
対する漏れ性に劣ること等が相互に関連し相俟って有効
に作用しているものと考えられる。

（液状成形助剤） 成形助剤としては可塑剤又は鉱油であって、いずれもア
クリル樹脂に対して相溶性を示す液状であることを必要
とする。成形助剤が液状であることは、混練時にアクリ
ル系樹脂粉末を濡らし、これに水酸化アルミニウム粉末
を付着せしめて、均一な混合物を得られ易くするために
必要とするものであり、かつアクリル系樹脂の溶融粘度
を低下させ、成形性を向上させるために有用である。

使用する可塑剤としては例えばフタル酸エステル系のも
のとしてＤＭＰ、ＤＯＰＳＤＢＰ等を、脂肪酸（二塩基
性）エステル系のものとしてＤＩＯＡＳＤＢＳＳＤＯ８
等を、またトリメリット酸エステル系のものとしてＴＯ
ＴＭ等を挙示することができる。

また、鉱油としては、良質の原油を高度に精製分離して
得られる炭化水素系の流動パラフィンであり、粘度−比
重恒数（ＶＳＧ、Ｃ）が０゜９未滴のものが好適に用い
られる。この場合アクリル系樹脂の軟化点の低下の少な
い人工大理石を得ることが出来る。

（配　合）　　、 成形用材料の配合割合は、アクリル系樹脂粉末と水酸化
アルミニウム粉末との混合物の総量を基準としてこれを
１００ｖｔ％とじた場合、アクリル系樹脂粉末２０〜５
０Ｗ【％、水酸化アルミニウム粉末８０〜５０ｖｔ％の
範囲とすべきである。アクリル系樹脂粉末の配合割合が
２０ｖｊ％未満であり、従って水酸化アルミニウムの配
合量が８０ｖｔ％をこえると、水酸化アルミニウム粉末
中にマトリックス樹脂が均一に分散されず、その結果押
出成形機中で溶融軟化が十分に進まず、押出成形が困難
になる。一方、アクリル系樹脂粉未配合量が５０ｖｔ％
をこえ、相対的に水酸化アルミニウム粉末の配合割合が
５０ｗ（％未満になると、たとえ押ａ成形操作は容易化
されたとしても、成形品における隠蔽性が不十分で透明
感が強すぎるものとなり、天然大理石に似た重量感を表
出できなくなると共に、耐熱性も不十分なものとなる。

最も好ましい配合割合は、アクリル系樹脂粉末において
２５〜４０Ｗ１％の範囲である。

液状成形助剤、即ち可塑剤または鉱油の配合量は、上記
アクリル系樹脂粉末と水酸化アルミニウム粉末との粉末
混合物の総量を基準として、それを１００重量部とした
場合、０．５重量部未満では所期の添加効果を十分に得
ることができない。即ち、アクリル系樹脂を十分に漏ら
すことができず、水酸化アルミニウム粉末が二次凝集し
たり、粗い粒子が偏析し、均一な混合物を得ることがで
きない。かっ可塑化効率としての役目も十分に発揮され
ず、押出成形時、押８流動性が安定せず長時間の均整な
連続押出成形が困難になると共に、押出成形したとして
も成形製品中において水酸化アルミニウム粉末の分布が
不均一なものとなり、その凝集物が核となって外部から
の衝撃に対し極めて強度的に劣るものとなる欠点が派生
する。一方、成形助剤の配合量が５重量部をこえると、
たとえ均一混合物が得られたとしても、成形品の耐熱性
が著しく低下する。従って、成形助剤の配合量は０゜５
〜５重量部の範囲とすべきであり、特に１゜０〜３重量
部の範囲で添加することが好ましい。

この発明に用いる成形材料は、上記の必須配合成分のほ
か、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（カルシウム塩
、マグネシウム塩等）、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等は当然に許容
される。また、必要に応じて、水酸化アルミニウム粉末
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。更にま
た、この発明の効果を損わない範囲で、水酸化アルミニ
ウム粉末の一部を、他の種類の粉末無機質充填材に置換
して、材料コストの低減、成形品外観の調整を行うもの
とすることも許容される。

（製造装置） この発明による人工大理石の製造装置は、成形に固化押
出成形装置を用いるものである。固化押出成形装置は、
一般に高分子材料を丸棒や板パイプあるいは異形品に押
出成形するのに用いられているもので、押出機で高分子
材料を溶融しながら押出し、続いて押出ダイに溶融した
高分子材料を必要に応じて分配し、その先端に取付けた
フォーミングダイを通しながら冷却することにより目的
の形状と寸法に固化成形するものである。このような装
置による固化押出し方法は、一般の樹脂はもとより、特
に溶融粘度が高く、流動性の悪い材料や、フィラー高充
填の材料の成形に好適使用しつるものである。即ち溶融
状態の材料をフォーミングダイ内で固化させて押出すた
め、ダイ内部は非常な高圧になり、この為、成形品にボ
イドや、気泡が発生するのを抑制でき、良好な品質が得
られる特長を有するものである。

このような上記固化押出成形装置を用いた人工大理石の
製造装置の代表的なもの＼−例を示せば第１図に示すと
おりである。同図中（１）は押出機本体、（２）はその
シリンダー、（３）はそれに内装した押出スクリュー、
（４Ａ）（４Ｂ）（４Ｃ）（４Ｄ）はシリンダー（２）
の第１ないし第４加熱装置、（５）は材料供給ホッパー
、（６）は駆動装置、（７）はシリンダー（２）の先端
の絞り部、（８）はそれに続いて設けられた押出ダイ、
（９）は更にその前方に連設された水冷ジャケット（９
ａ）付きのフォーミングダイ、（Ｉｌｌ）はゴムロール
とかキャタピラ等よりなる成形体の引取装置、（１１）
（１２）は上記絞り部（７）及び押出ダイ（８）の加熱
装置、（１３）はシリンダー先端絞り部での樹脂圧力の
測定器、（１５）は上記引取装置（ｌＯ）に続いて配設
された加熱装置である。

ところで、上記押出ダイ（８）及びフォーミングダイ（
９）の内面の押出材料との接触面には、成形用材料の固
着防止のために特定の付滑処理が施されている。この付
滑処理は、人工大理石の表面性状、風合を一定かつ良好
に保持しながら長時間の連続的な押出成形を可能とする
ために必須とするものであり、静ないし動摩擦係数が０
．３以下で、しかも引張強度が５０ｋｇ・ｆ／（１０ｍ
ｍ幅）以上の付滑材層（１４）を押出ダイ（８）及びフ
ォーミングダイ（９）の内面の全体に貼着等によって付
与することによって行うものである。付滑材層（１４）
は、その摩擦係数が０．　３をこえるものでは、成形用
材料の押出圧力が高まり、後述の好ましい所定圧力が保
持できないものとなって実際上成形が困難になる。好ま
しい摩擦係数は０．１５以下である。また、引張強度が
５−Ｏｋｇ−ｆ／　（１０ｍｍ幅）未満では、押出成形
時に成形用材料が強く摺擦されることによって付滑材層
（１４）が早期に破損し、潤滑効果がなくなり、推進力
が低下して連続的な成形が困難になる。好ましくは、引
張強度ｉ　００ｋｇ−ｆ／　（１０ｍｍ幅）以上のもの
とするのが良い。

付滑材層（１４）の構成材料は、上記摩擦係数及び引張
強度を有するものであれば、その材質や構成が特に限定
されるものではないが、低摩擦係数の点でフッ素系樹脂
を付滑材として用いるのが好適である。なかでも特に４
フツ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）を用いるのが好適であ
る。

所要の引張強度の付与は、上記付滑材とする樹脂フィル
ムないしはシートの厚みを増大する方法によって対処し
ても良いが、付滑材とする樹脂フィルム自体に薄いもの
を用いながら所要の強度を付与するために、ガラス繊維
、ケブラ繊維あるいは金属繊維等の抗張性繊維よりなる
芯層に上記樹脂フィルムをラミネートした複合材とする
ことによって対応するのが有利である。

加熱装置１（１５）は、押ａ成形機におけるフォーミン
グダイの前方に近接して配設されたもので、フォーミン
グダイ（９）から送り出されてくる成形体（Ａ）が所定
時間、即ち２０分以上の時間をかけて導通される長さの
加熱炉本体（１６）と、該炉本体の周壁内部を熱風循環
通路（１７）とし、内壁に穿たれた多数の熱風吹出孔（
Ｉ８）から熱風を吹き出すものとなされた加熱手段と、
成形体（Ａ）を炉の入口側から出口側に向けて移送する
多数のローラコンベアからなる移送装置（１９）とを具
備し、上記加熱手段により炉内を８０〜２００℃の所定
温度に保持し、成形体（Ａ）を全面均一に加熱処理する
ものとなされている。この実施例における加熱装置は、
熱風を利用する空気浴式のものとして示したが、温熱水
を用いる水浴式のものとして構成しても良い。もっとも
、加熱処理後の水分の除去等の後処理の繁雑さを考えれ
ば、水浴式のものより、空気浴式のもの一方が有利であ
る。

（成形工程及び成形条件） 成形に際しては先ず前配合材料の予備混合を行う。この
混合操作は、例えば撹拌羽根のあるヘンシェルミキサー
、リボンブレンダー、Ｖ型タンブラ−等を用い、アクリ
ル系樹脂粉末、水酸化アルミニウム粉末、及び液状成形
助剤をそれぞれ前記配合割合に投入し、「ま＼粉」状の
塊状物がなくなるまで均一に混合することによって行う
。ニーに混合機として、撹拌羽根を有しないドライブレ
ンダ−等を使用することは長時間混合操作を行っても「
ま＼粉」状塊状物がなくならないため、不適当である。

また、混合機への該配合材料の投入順序はあまり問題に
ならない。

予備混合した成形材料はホッパー（５）から投入され、
シリンダー（２）内において加熱作用を受けて溶融軟化
しながらスクリュー（３）により混練され、絞り部（７
）を経て押６ダイ（８）から所定形状に押出される。そ
して、押出ダイから押出された押出物は、フォーミング
ダイ（９）を通る間にそれに装備する水冷ジャケット（
９ａ）で冷却され、所定断面形状に賦形されて固化状態
の成形体（Ａ）に付形され、続いてすぐさま加熱装置（
１５）の加熱炉本体（１６）内に導入される。そして、
こ＼で所定時間加熱処理されたのち、室温で徐々に放冷
され、内部歪を除去された成形体、即ち製品としての内
部歪の少ない人工大理石に製造される。

ところで、前述のように、水酸化アルミニウムは、１８
０℃を超えると、徐々に分解が始まり水とアルミナに変
化するが、この水分が通常の押出成形法では発泡となり
製品の外観を著しく阻害する原因となる。これに対し、
固化押出法を用い、高圧下で成形することにより、充填
材として水酸化アルミニウムを用いても、発泡のない良
好な品質の人工大理石を得ることが可能となるが、固化
押出法を用いれば、どんな条件でも成形ａ来る訳ではな
く、限定された条件下においてのみ実施が可能となる。

その第１の条件は、押出温度である。即ち、該押出温度
は、押出機本体（１）のシリンダー（２）部分、シリン
ダー先端絞り部（７）、および押出ダイ（８）部分のい
ずれの部分においても、１８０℃〜２２０℃の範囲内、
好ましくは１９０°Ｃ〜２１０℃の範囲に設定されなけ
ればならない。この設定温度が１８０℃未満の場合は、
アクリル系樹脂の溶融軟化が十分に進行しないため、押
出機の背圧が大きくなりすぎて押出成形が困難となる。

一方、設定温度が２２０℃を超える場合は、水酸化アル
ミニウムの分解が促進される為、固化押出法においても
発泡を抑えることは出来ず、製品の価値を著しく低下さ
せてしまう。

また、第２の条件は、冷却ジャケット付フォーミングダ
イ（９）による成形体（Ａ）の冷却温度である。即ち、
フォーミングダイ（９）の６０における成形体（Ａ）の
温度が１５０℃以下、好ましくは１２０℃以下になるよ
うに十分な冷却が行われなければならない。この冷却温
度が１５０℃を超えると、冷却ジャケット付フォーミン
グダイ（９）より押出される人工大理石成形体は軟化し
た状態であり、その表面に発泡や、フクレ等の外観不良
を発生すると共に、賦形も困難なものとなる。

そしてまた、第３の条件は、前述のように押出ダイ（８
）及びフォーミングダイ（９）の内面の全体に所定の物
性を備えた付滑材層（１４）の被覆形成による特定の付
滑処理を施した状態のもとに固化押出成形操作を行うこ
とである。

この付滑処理を有しない状況下では、表面性状の安定し
た人工大理石の長時間の連続押出成形を行うことができ
ない。

更にまたその他の条件として、シリンダー絞り部（７）
での押出樹脂圧力は、５０ｋｇ／ｃｍ２〜５００ｋｇ／
ｃｍ　　、好ましくは７０　ｋｇ／　ｃｍ２〜３５０　
ｋｇ／　ｃｍ２の範囲内で運転されなければならない。

樹脂圧力が５０ｋｇ／ｃｍ２未満では巣入りや発泡が発
生し易く製品の人工大理石としての品質を低下させてし
まう。又、５００ｋｇ／ｃｍ２を超えると、機械的に限
界であり、押出機や押出ダイフォーミングダイを破損す
る虞れがある。

フォーミングダイから送り出されてくる成形体（Ａ）は
、未だ内部に歪が残っている場合が多く、特に加熱と冷
却が繰返される苛酷な使用条件下での使用、例えばコン
ロ等の熱源の近くで使用される流し台の天板等の用途で
は、上記内部歪の影響でクラックを発生することがある
。

このような欠陥を除くために、上記成形体は、成形の直
後に加熱装置（１５）に導入され、加熱処理を施される
。こ＼に、加熱処理条件は、温度において８０〜２００
℃、時間において２０分以上であることが必要である。

この温度が８０℃未満では、内在する歪を除去する効果
において不十分なものとなる。逆に２００℃をこえて高
すぎると、発泡や変形等を生じて製品の外観品質を著し
く低下させてしまう。一方、加熱時間は、２０分未満で
はやはり内在する歪の除去効果に不十分である。最も好
適な加熱処理条件は、１２０〜１５０℃Ｘ３０〜６０分
程度である。処理時間は、フォーミングダイ（９）から
送り出されてくる成形体（Ａ）の送り６し速度、即ちラ
インスピードに合せて、加熱炉本体（１６）の実質有効
長さを適宜に設定することにより定めるのが有利である
。

ところで、上記のように固化押出し成形された成形体（
Ａ）をその直後に上記条件で加熱処理することにより、
加熱処理の前後において成形体（Ａ）にほとんど寸法変
化を生じることがなく、有害な変形も生じさせないもの
とすることができる。即ち、第２図に゛示すように、処
理前の成形体（Ａ）の寸法（Ｗｌ）に対し、処理後にお
ける寸法（Ｗ２）をほとんど変化のないものとすること
ができる。これに対し、固化押出成形法によって連続成
形した成形体を、所定の寸法に切断し、単品の長方形板
としたものを、その後においてバッチ式に加熱処理を施
した場合には、第３図に示すような加熱処理前の成形体
（Ｂ）に較べ、加熱処理後の成形体（Ｂ′）は、幅（Ｗ
）及び長さ（Ｌ）が共にＷｌ　＞Ｗ２、Ｌｌ　＞Ｌ２に
収縮し、かつ変形も生じる。このため、規定サイズの人
工大理石を得るためには、予めそれより大きめの成形体
を用意し、加熱処理後に規定寸法に切り出す必要があり
、材料の無駄を生じ、経済的損失が大きくなる。このよ
うな差異を生じる理由は、定かではないが、本発明によ
る場合、固化押出直後の未だ完全に冷却されていない間
に加熱処理を行うこと、及び成形体が長さ方向に連続し
ており、四周辺が固定された実質拘束状態のちとに、し
かも一部分が加熱されることなく全体が徐々に連続して
均一加熱されることにより、上記相俟って成形体に寸法
変化を生じることなく内部歪の除去が可能であることに
よるものと考えられる。

発明の効果 この発明によれば、マトリックス樹脂として透明性、耐
熱性等に優れたアクリル系樹脂粉末を選択することのほ
か、特に粉末無機充填材として水酸化アルミニウム粉末
を選択し、これらの粉末と液状成形助との混合物を成形
材料として用い、かつ、固化押出法の採用と、押出温度
条件及びフォーミングダイによる冷却温度条件の特定範
囲の設定と、更にまた押出ダイ及びフォーミングダイへ
の特定の付滑処理との組合せにより、従来、成形不可能
なものとされていた押出成形法により、支障なく成形を
行うことかできるのはもとより、固化押出直後において
所定条件で成形体を連続的に加熱処理することにより、
内部歪の少ない、高品位の人工大理石を高能率に得るこ
とができる。

従って、任意に長尺の、かつ所要断面形状の人工大理石
を高能率に製造しうると共に、製造された人工大理石は
、透明性と隠蔽性とがうまく調和し、深み、重厚感に優
れて天然大理石に近似した外観を有し、かつ品質的にも
全体に均整で、内部残留歪の少ない高品位のものを得る
ことが出来る。

実施例 マトリックス樹脂、粉末状無機充填材、及び液状成形助
剤として下記第１表のものを用意した。

〔以下余白〕

第１表 一方、製造装置の固化押出成形装置として、第１図に示
したようなフルフライト型の成形機（口径：　５０ｍｍ
、Ｌ／Ｄ＝３２、スクリュー圧縮比：２．５）を用い、
その押出ダイ（８）及びフォーミングダイ（９）の内面
の全体に、第２表に示すような各種の材料からなる付滑
材層（１４）を被覆形成せしめるものとした。また、押
出装置に連設してその前方に第１図に示されるような熱
風循環式加熱炉による加熱装置（１５）を設けるものと
した。

第２表 上記第１表の材料を下記第３表に示す配合割合でヘンシ
ェルミキサーに投入し、３０分間常温で混合した。

そしてその混合物を上記の固化押出成形機により、押８
条件と加熱処理条件を第３表に示すように各種に変更し
て固化押出成形し、かつ加熱処理を施して厚さ１２ｍｍ
、幅７９０■の各種板状成形品を得た。

そして、押出成形時における押出成形性を評価すると共
に、各成形品についてその製品外観を調べた。その評価
方法は下記のとおりとし、評価結果を第３表に併せて示
す。

〔評価方法〕 製品外観 ○・・・発泡による巣入りや、ボイド がなく平滑で美麗な表面が得 られたもの。

×・・・発泡により、内部に巣入りや、ボイドが生じた
り、表面が凹 凸になったもの。

押出成形性 ○・・・押出機の負荷が定格値以内で あり、安定して２４時間以上 連続に押出できたもの。

×・・・押出機の負荷が過大となりス クリューが運転中停止したり、 変動が著しく大きく２４時間 以上の安定押出が出来なかっ たもの。

内部歪み 本発明の実施例によるものと、加熱処 理条件が本発明の規定範囲から逸脱する比較例によるも
のとについて比較した。

評価方法は、次の（１）加熱収縮率と （２）加熱後の変形度とを測定することで行った。

（１）加熱収縮率 Ｊ　ｌ５６７３５法に準じて行った。

但し、加熱条件：１４０℃Ｘ４０分 （２）加熱後の変形度 Ｊ　Ｉ　５６７３５法に準じて行った。

但し、加熱条件：１５０℃×３０分 試験体（Ａ）の大きさ： 長さ　（Ｌ）３００ｍｍ 幅（Ｗ）　７６０　ｍｍ 変形後の測定：第４ｒ！Ｉ！Ｊに示す△Ｅの最大湾曲量 〔以下余白〕 上掲第３表の評価に示すように、この発明の規定条件に
従う実施例１〜６の製造方法によるものにおいては、い
ずれも２４時間以上の連続的な固化押出成形操作の継続
が可能であり、高能率に、しかも外観品質が良好でかつ
内部歪の少ない熱的安定性の優れた人工大理石を得るこ
とができるものであった。

これに対し、押８温度条件が高すぎたり、あるいは低す
ぎる比較例７．８によるときは、押出機の負荷過大や変
動で製板ができなかったり、あるいは製板できても発泡
やボイドを生じて良好な品質の成形品を得ることができ
なかった。

またフォーミングダイの水冷ジャケットによる成形体の
冷却が不十分でダイ出口における成形体の温度が高すぎ
る比較例９の場合、及び冷却ジャケットを有しない（使
用しない）フォーミングダイを用いて成形した比較例１
０の場合は、いずれも発泡によるボイドやふくれの発生
を抑えることができず、やはり品質的に優れた成形品を
得ることができなかった。

更にまた、押出ダイ及びフォーミングダイに付滑材層を
付与しなかった比較例１１によるときは、初期の時点か
ら全く押出成形を行うことができず、また付滑材層の物
性がこの発明の規定値から逸脱する比較例１２．１３に
よる場合は、いずれも運転開始後２４時間未満で付滑材
層の樹脂フィルムが破損し、以降成形が困難になるもの
であった。

更にまた、成形後の加熱処理条件がこの発明の規定範囲
から逸脱する比較例１４．１５．１６による場合は、内
部歪みの除却が不十分で熱的安定性に劣るものであった
り（比較例１４．１６）、変形、反りが生じて（比較例
１５）満足すべき人工大理石を得ることができないもの
であった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の押出成形操作に用いる製造装置の一
例を示す概略縦断面図、第２図はこの発明による製造方
法における加熱処理前後の成形体の寸法の安定状態を示
す平面図、第３図は成形体をバッチ操作で加熱処理を行
った場合の寸法変化状態を示す説明図、第４図は内部歪
による加熱変形度の測定方法を示す説明図である。 （１）・・・押出機本体、（２）・・・シリンダー、（
８）・・・押出ダイ、（９）・・・フォーミングダイ、
（９ａ）・・・水冷ジャケット、（１４）・・・付滑材
層、（１５）・・・加熱装置、（１６）・・・加熱炉本
体、（１７）・・・熱風循環通路、（１８）・・・熱風
吹出孔、（１９）・・・移送装置。 以上 特許出願人　　筒中プラスチック工業株式会社、つ介− 代理人　弁理士　清水久義′−゛ −一一≧ニ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）マトリックス樹脂としてのアクリル系樹脂粉末と
   、粉末状無機充填材としての水酸化アルミニウム粉末と
   を、少量の液状成形助剤と共に均一に混合した混合物を
   成形用材料として用い、 該成形用材料を押出成形機の押出ダイから所定形状に押
   出した直後に冷却ジャケット付きフォーミングダイに導
   通して固化状態に成形し、次いで得られた成形体を直後
   に加熱処理するものとすると共に、 前記押出機による押出温度を１８０〜２２０℃、フォー
   ミングダイによる成形体の冷却温度を１５０℃以下に設
   定制御し、かつ、前記押出ダイ及びフォーミングダイの
   内面の成形用材料との接触面の全体に、摩擦係数０．３
   以下、引張強度５０ｋｇ・ｆ／（１０ｍｍ幅）以上の付
   滑材層を被覆形成せしめた状態のもとに、前記固化押出
   成形操作を行い、 また押出成形後の成形体の前記加熱処理を８０〜２００
   ℃で２０分間以上行うことを特徴とする、内部歪の少な
   い人工大理石の製造方法。
2. （２）押出ダイ及びフォーミングダイを有する押出成形
   機と、その押出方向の前方部位に連設された加熱装置と
   を具備し、 前記押出ダイ及びフォーミングダイは、その内面の成形
   材料との接触面の全体に、摩擦係数０．３以下、引張強
   度５０ｋｇ・ｆ／（１０ｍｍ幅）以上の付滑材層が被覆
   形成されると共に、 前記加熱装置は、フォーミングダイから送り出されてく
   る成形体が当該送り出し速度で２０分間以上の通過時間
   をかけて導通される長さの加熱炉本体と、該炉内を８０
   〜２００℃の温度に制御する加熱手段と、成形体を炉本
   体の入口側から出口側に向けて移送する移送手段とを具
   備することを特徴とする、内部歪の少ない人工大理石の
   製造装置。