JPH06144907A - 人工大理石およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的高温雰囲気においても、熱クラックが
発生せず、耐久性に優れた人工大理石を製造する。 【構成】 グルタルイミド基含有メタクリル樹脂粉末を
主成分とするマトリックス樹脂と、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、少量の液状可塑剤
と共に均一に混合した混合物を成形用材料として用い、
該成形用材料に固化押出成形を行う。

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
やシステムキッチンの天板等に使用される人工大理石の
押出成形法による製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明者らは、先に出願した特願平２ー
３９９３４（特開平３ー２４３３２２）により、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。この先行提案の製造方法では、マト
リックス樹脂としてのアクリル系樹脂に無機質充填材を
均一に混合した混合物を成形用材料として使用し、その
成形用材料に対し、所定条件下において固化押出成形を
行うことにより、人工大理石を形成していた。

【０００３】この場合、アクリル系樹脂としては、単量
体組成が種々異なる熱可塑性アクリル系樹脂、及び熱可
塑性メタクリル樹脂を使用し、好適にはメチルメタクリ
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重量パーセント以上、好ましくは７
０重量パーセント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
体が使用される。

【０００４】また、無機質充填材としては、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
カ等が使用されるが、この中でも水酸化アルミニウム
は、アクリル系樹脂と屈折率が近似して、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ることが
でき、かつ切削加工も容易に行えるので、一般的に使用
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポリメ
チルメタクリレート樹脂粉末に無機質充填材を充填した
人工大理石は、キッチンレンジの天板等の用途で９０℃
以上という比較的高温下にさらされると、熱クラックが
発生したり、あるいは熱変形が発生する等、耐熱性に問
題があることが判ってきた。

【０００６】熱クラック発生の原因としては、樹脂相の
熱膨張率、熱収縮率と無機充填材のそれらとの差が大き
いことに対して、樹脂相と無機充填材との結合力が弱い
ためと考えられる。そこでこの界面の結合力を高めるた
めの既知の一般的な方法として、無機充填材の表面にシ
ランカップリング等で表面処理する方法を試みたが、未
だ十分な効果を得ることができなかった。

【０００７】また熱変形については、マトリックス樹脂
の熱変形温度を越えると、成形品が変形するという現象
を避けることはできなかった。

【０００８】本発明は、上記のような背景のもと比較的
高温雰囲気においても、熱クラックおよび熱変形が発生
せず、耐熱性に優れた人工大理石およびその製造方法を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
のもと種々実験と研究を重ねたところ、マトリックス樹
脂として、特定のアクリル系樹脂粉末を用いることによ
り、耐熱性が向上し、熱クラックを生じないことを見い
だし、本発明を完成したものである。

【００１０】すなわち、本願第１の発明の人工大理石
は、グルタルイミド基含有メタクリル樹脂粉末を主成分
とするマトリックス樹脂を用いるものであり、該マトリ
ックス樹脂と、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、少量の液状可塑剤と共に均一に混合し
た混合物を成形用材料として構成されている。

【００１１】この第１の発明では、上記マトリックス樹
脂は、成形性及び成形品の耐熱性等の観点から、メルト
フローレート（ＭＦＲ、２３０℃、３．８ｋｇ荷重）
が、０．５ｇ／１０ｍｉｎ以上で、かつ重量平均分子量
（Ｍｗ）が８０，０００から３００，０００であるもの
が望ましい。

【００１２】また、水酸化アルミニウム粉末は、平均粒
径１μｍ以上でかつ比表面積６ｍ^２／ｇ以下であるのが
望ましい。

【００１３】さらにマトリックス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、その
総量を１００重量パーセントとしたとき、マトリックス
樹脂粉末２０〜５０重量パーセント、水酸化アルミニウ
ム粉末８０〜５０重量パーセントの範囲に設定するのが
望ましい。

【００１４】一方、本願第２の発明の人工大理石の製造
方法は、グルタルイミド基含有メタクリル樹脂粉末を主
成分とするマトリックス樹脂と、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、少量の液状可塑剤と
共に均一に混合した混合物により構成される成形用材料
を準備する第１の工程と、前記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する
第２の工程とを含み、前記押出機による押出温度を１８
０〜２２０℃、前記フォーミングダイによる成形体の冷
却温度を１５０℃以下に設定した状態で、前記第２の工
程を行っている。

【００１５】この第２の発明では、前記第２の工程にお
いて、前記押出ダイおよび前記フォーミングダイの前記
成形用材料との接触面に、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させ
るのが望ましい。

【００１６】さらに前記第２の工程により固化状態に成
形された成形体に、８０〜２００℃で２０分間以上加熱
処理を行う第３の工程を付与するのが望ましい。

【００１７】次に、本発明に用いる成形用材料の各成
分、配合、押出成形方法を、さらに詳細に説明する。

【００１８】＜マトリックス樹脂＞本発明は、マトリッ
クス樹脂として、グルタルイミド基含有メタクリル樹脂
を主成分とすることを特徴とする。

【００１９】グルタルイミド基含有メタクリル樹脂と
は、メタクリル酸メチル（ＭＭＡ）を加熱溶融し、イミ
ド化剤を混合し反応させて得ることができる共重合体で
ある。このイミド化剤としては、アンモニア、メチルア
ミン、エチルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、
オクチルアミン、ノリルアミン、デシルアミン、ベンジ
ルアミン、シクロヘキシルアミン、アニリン、ハロゲン
化アニリン、尿素、ジメチル尿素等を挙げることができ
る。

【００２０】グルタルイミド基含有メタクリル樹脂中の
グルタルイミド単位は、下記の化１式で示される。

【００２１】

【化１】 ここで、Ｒ１、Ｒ２は水素原子またはメチル基、Ｒ３は
水素原子または炭素数１〜２０の脂肪族、芳香族あるい
は脂環族炭化水素を示す。この中でも、Ｒ３が水素また
はメチル基のものは、特に耐熱性に優れている。

【００２２】このグルタルイミド単位は、グルタルイミ
ド基含有メタクリル樹脂中５〜１００モル％含まれてい
る必要があり、好ましくは２０モル％以上含まれること
が望まれる。グルタルイミド単位が５モル％未満である
と、成形品に熱クラックおよび熱変形が発生し易く、耐
熱性が不十分となる。

【００２３】マトリックス樹脂は、必ずしも上記グルタ
ルイミド基含有メタクリル樹脂のみで構成される必要は
なく、メチルメタクリレート等の汎用のメタクリル系樹
脂を併用しても差支えない。この場合、グルタルイミド
基含有メタクリル樹脂と汎用のメタクリル樹脂との配合
比は、１００：０〜１０：９０である必要があり、好ま
しくは１００：０〜５０〜５０：５０であるのが望まし
い。この範囲を逸脱すると、成形品に熱クラックおよび
熱成形が発生し易く耐熱性が低くなり、所期の人工大理
石を製造するのが困難となる。

【００２４】さらにマトリックス樹脂としては、粉末の
ものが用いられ、その粒径は特に制限されるものではな
いが、一般に５〜２００μｍ、特に好ましくは２０〜１
００μｍ程度のものが好適に使用される。

【００２５】また、マトリックス樹脂は、押出機内での
溶融混練操作を支障なく行うために、メルトフローレー
ト（ＭＦＲ、２３０℃、３．８ｋｇ）（試験法・単位；
ＡＳＴＭ Ｄ １２３８）が０．５ｇ／１０ｍｉｎ以
上、特に１．０ｇ／１０ｍｉｎ以上のものが好ましい。
さらに重量平均分子量Ｍｗは８０，０００以上で、３０
０，０００未満、特に９０，０００以上で、１７０，０
００未満のものが好ましい。この場合例えば、メルトフ
ローレート（ＭＦＲ）が０．５ｇ／１０ｍｉｎ未満ある
いは平均分子量Ｍｗが３０万を越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。また、重量平均分子量Ｍｗが８万未満
のマトリックス樹脂を用いると、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。

【００２６】＜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ウム粉末を主材として用い
ることを必要とする。しかも水酸化アルミニウム粉末
は、平均粒子径が１μｍ以上であり、かつ比表面積が６
ｍ^２／ｇ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。

【００２７】平均粒子径が１μｍ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。

【００２８】又、比表面積が６ｍ^２／ｇを越えて大きく
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。

【００２９】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、粒径が大きくてしかも比表面積が小さいこ
と、マトリックス樹脂と屈折率が近似していること、マ
トリックス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と考えられる。

【００３０】＜可塑剤＞可塑剤の添加は、本来の可塑剤
としての働きでマトリックス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なものであり、マト
リックス樹脂に対して相溶性を示す液状可塑剤であるこ
とを必要とする。即ち、マトリックス樹脂と相溶性のな
い可塑剤では、たとえそれを添加した成形用材料が押出
成形可能であったとしても成形品にブリードが発生した
り、微小クラックを生じ易いものとなり、実用上耐久性
に劣る。また、可塑剤が液状であることは、混練時にマ
トリックス樹脂粉末を濡らし、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
ために必要である。

【００３１】可塑剤の透明性は、着色された成形品を製
造しようとする場合にはさして問題にならない。しか
し、白色無垢の人工大理石を得ようとする場合、透明性
がＡＰＨＡで１００を超える可塑剤を使用すると成形品
に黄ばみを生じたり、その他有害な着色の原因となるた
め好ましくない。従ってこの場合、可塑剤としては、透
明性がＡＰＨＡで１００以下、特に好ましくは５０以下
のもの用いる必要がある。

【００３２】その他可塑剤の種類等は特に限定されな
い。使用可能な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、ＤＯＰ、ＤＢＰ等を、脂肪酸
（二塩基性）エステル系のものとしてＤＩＯＡ、ＤＢ
Ｓ、ＤＯＳ等を、またトリメリット酸エステル系のもの
としてＴＯＴＭ等を挙示することができる。

【００３３】＜配合＞成形用材料の配合割合は、マトリ
ックス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、その総量を１００重量％とした場
合、マトリックス樹脂粉末が２０〜５０重量％、水酸化
アルミニウム粉末が８０〜５０重量％の範囲とすべきで
ある。マトリックス樹脂粉末の配合割合が２０重量％未
満であり、従って水酸化アルミニウムの配合量が８０重
量％を越えると、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、マトリックス樹脂粉末配合量が５０重量％をこえ、
相対的に水酸化アルミニウム粉末の配合割合が５０重量
％未満になると、たとえ押出成形操作は容易になったと
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、マトリックス樹脂粉末において２５〜
４０重量％の範囲である。

【００３４】可塑剤の配合量は、上記マトリックス樹脂
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、その総量を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、マトリックス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。
かつ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、押出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、可塑剤の配合量が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、可塑剤の配合量は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。

【００３５】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。さらに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。

【００３６】＜成形方法＞成形に際しては先ず上記配合
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
タンブラー等を用い、マトリックス樹脂粉末、水酸化ア
ルミニウム粉末、及び液状可塑剤をそれぞれ前記配合割
合に投入し、「まま粉」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。ここに混合機として、撹
拌羽根を有しないドライブレンダー等を使用することは
長持間混合操作を行っても「まま粉」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。

【００３７】次に、上記予備混合操作によって得られた
混合物を成形用材料として用い、これを固化押出成形装
置によって所定断面形状に固化押出成形する。

【００３８】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
用しうるものである。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。

【００３９】ここで、固化押出成形装置の代表的なもの
の一例を図１に示す。同図に示すように、（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）（４
Ｄ）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（９ａ）付きのフォーミングダ
イ、（１０）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（１０）に続いて配設された加熱装置である。

【００４０】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
固着防止のために付滑材層（１４）が設けられており、
この付滑材層によって、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
を行うことが可能となる。付滑材層（１４）は、静ない
し動摩擦係数が０．３以下、好ましくは０．１５以下
で、しかも引張強度が５０kg・f ／（１０mm幅）以上、
好ましくは１００kg・f ／（１０mm幅）以上の素材によ
って構成されており、そのような素材が押出ダイ（８）
およびフォーミングダイ（９）の内面全域に、貼着等に
よって取り付けられている。

【００４１】この付滑材層（１４）において、その摩擦
係数が０．３を越えると、成形用材料の押出圧力が高ま
り、後述の所定圧力が保持できなくなり、実際の成形作
業が困難となる。また、付滑材層（１４）の引張強度が
５０kg・f ／（１０mm幅）未満であると、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）が早期に破損する。これにより潤滑効果がなく
なり、推進力が低下して連続的な成形運転が困難にな
る。

【００４２】なお、付滑材層（１４）の構成材料は、上
記した範囲に摩擦係数および引張強度を有する材料であ
れば、その材質や構成は特に限定されるものではない
が、摩擦係数の観点から低摩擦係数のフッ素樹脂を付滑
材として用いるのが好適であり、特にフッ素樹脂の中で
も４フッ化エチレン樹脂を用いるの良い。

【００４３】また、このような樹脂に所要の引張強度を
付与するには、ガラス繊維、ケブラ繊維（du Pont 社）
あるいは金属繊維等の抗張性繊維からなる芯層に、低摩
擦の上記樹脂フィルムないしはシートをラミネートし、
その複合材を付滑材として使用するのが好適である。も
っとも上記低摩擦の樹脂フィルムないしはシートの厚み
を増大させ、これにより引張強度を高めてもよい。

【００４４】加熱装置（１５）は、押出成形機における
フォーミングダイ（９）の前方に近接して配置される。
加熱装置（１５）は、フォーミングダイ（９）から送り
出される成形体（Ａ）を、２０分以上かけて通過させる
加熱炉本体（１６）と、成形体（Ａ）を加熱炉本体（１
６）の入口側から出口側に向けて移送するとともに、多
数のローラコンベアからなる移送装置（１９）とを備え
ている。そして、加熱炉本体（１６）の周壁内部に設け
られた熱風循環通路（１７）から多数の熱風吹出孔（１
８）を介して熱風が炉内に吹き込まれて、炉内が８０〜
２００℃の範囲に保持される。これにより、加熱炉本体
（１６）内を通過する成形体（Ａ）の全面が均一に加熱
処理される。

【００４５】なお、この実施例では、熱風を利用する空
気浴式の加熱装置を用いているが、温熱水を利用する水
浴式の加熱装置を用いてもよい。もっとも、加熱処理後
の水分の除去等の後処理作業が必要となるため、水浴式
よりも空気浴式により加熱装置を構成する方が、後処理
作業を減少させることができる。

【００４６】このように構成された押出成形機におい
て、前記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）を経て押出ダイ（８）から所定形状に押出
される。つづいて、押出ダイ（８）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）に形成される。

【００４７】つづいて成形体（Ａ）は、加熱装置（１
５）の加熱炉本体（１６）に送り込まれ、ここで所定時
間加熱処理された後、室温で徐々に放冷され、これによ
り人工大理石が形成される。

【００４８】ところで、既述したように、水酸化アルミ
ニウムは、１８０℃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。この場合、特に下記の条件に従えば、固化押
出法をスムーズに行うことができる。

【００４９】第１の条件は、押出温度である。即ち、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℃〜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、マトリックス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できず、製品の価値を著しく
低下させてしまう。

【００５０】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）の出口における成
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、賦形も困難となる。

【００５１】第３の条件は、前述のように押出ダイ
（８）およびフォーミングダイ（９）の内面に付滑材層
（１４）を形成することである。このような付滑処理を
施さない場合には、表面性状の安定した人工大理石を、
長時間連続して成形することができなくなる。

【００５２】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／ｃｍ^２〜５０
０ｋｇ／ｃｍ^２、好ましくは７０ｋｇ／ｃｍ^２〜３５０
ｋｇ／ｃｍ^２ の範囲内で運転されなければならない。
樹脂圧力が５０ｋｇ／ｃｍ^２ 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／ｃｍ^２を超えると、機械的に限
界であり、押出機や押出ダイおよびフォーミングダイを
破損する虞れがある。

【００５３】一方、フォーミングダイ（９）から送り出
される成形体（Ａ）は、内部に歪が残存している場合が
多く、特に加熱と冷却が繰り返される苛酷な条件下での
使用、例えばコンロ等の熱源の近くで使用される流し台
の天板等に使用される場合には、上記内部歪の影響でク
ラックが発生することがある。

【００５４】このような欠陥を防止するために、上記成
形体（Ａ）は、成形直後に加熱装置（１５）に導入さ
れ、加熱処理が施される。この場合、加熱処理条件は、
８０〜２００℃で、２０分間以上であることが望まれ、
特に１２０〜１５０℃で３０〜６０分間程度であるのが
好ましい。加熱処理温度が８０℃未満では、内部歪を充
分に除去することができない。逆に２００℃を越える
と、発泡や変形等が生じて成形品の外観品質を低下させ
る恐れがある。一方、加熱時間が２０分未満では、やは
り内部歪を充分に除去することができない。

【００５５】なお、加熱処理時間は、フォーミングダイ
（９）から送り出される成形体（Ａ）の送り出し速度、
すなわちラインスピードに合わせて、加熱炉本体（１
６）の実質有効長さを設定することにより、定めるのが
有利である。

【００５６】このような加熱処理を行うことにより、加
熱処理の前後において成形体（Ａ）に、寸法変化がほと
んど生じることがなく、成形品の変形を有効に防止でき
る。これに対し例えば、固化押出成形方によって連続成
形した成形体を、所定の寸法に切断して単品の方形板と
し、その方形板をバッチ式に加熱処理を施した場合に
は、加熱後の方形板は、加熱処理前の方形板に比べて、
幅および長さが共に収縮するとともに、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、あ
らかじめそのサイズよりも大きめの成形板を用意し、加
熱処理後に規定寸法に切断する必要があり、材料に無駄
が生じ、経済的に損失が大きくなる。

【００５７】なお、このような差異が生じる理由は定か
ではないが、本実施例による場合、固化押出直後の完全
に冷却されていない状態で加熱処理が行われること、お
よび成形体が押出方向に連続しており、実質的に周辺が
固定された状態で、しかも局部的に加熱されることな
く、全体が均一に徐々に連続して加熱されること、等の
理由から、成形体に寸法変化を生じさせることなく、内
部歪の除去が可能であると考えられる。

【００５８】

【発明の効果】以上のように、第１の発明の人工大理石
によれば、グルタルイミド基含有メタクリル樹脂粉末を
主成分とするマトリックス樹脂と、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、少量の液状可塑剤
と共に均一に混合した混合物を成形用材料として構成さ
れるため、熱クラックや熱変形を防止でき、優れた耐熱
性を備えているという効果が得られる。

【００５９】この場合特に、成形用材料の各成分の構成
や、配合量等を特定することにより、より一層耐熱性を
向上させることができる。

【００６０】また第２の発明の人工大理石の製造方法に
よれば、グルタルイミド基含有メタクリル樹脂粉末を主
成分とするマトリックス樹脂と、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、少量の液状可塑剤と
共に均一に混合した混合物により構成される成形用材料
を用い、特定の温度条件で固化押出成形を行うようにし
ているため、耐熱性に優れた人工大理石を効率良く製造
することができるという効果が得られる。

【００６１】この場合特に、押出機の要部に付滑処理を
施すことにより、耐熱性に優れた人工大理石を一層効率
良く製造できる。

【００６２】さらに固化押出成形後に、特定の条件で加
熱処理を施すことにより、耐熱性に優れた人工大理石を
効率良く製造できる上、さらに人工大理石の内部歪や、
寸法変形を確実に防止できる。

【００６３】

【実施例】マトリックス樹脂、粉末状無機充填材、及
び、可塑剤として下記表１に示すものを用意した。

【００６４】

【表１】 これら表１に示す材料を下記表２および表３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。

【００６５】そして、その混合物を図１に示す固化押出
成形機（口径：５０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３２、圧縮比２．５
のフルフライト型）により、押出条件は表２および表３
に示すように変更して固化押出成形し、厚さ１２ｍｍ、
幅７９０ｍｍの板状成形品を得、つづけてその成形品
に、加熱装置（１５）により１４０℃で、６０分間加熱
処理を施した。なおこの押出成形機において、押出ダイ
（８）およびフォーミングダイ（９）の内面に設けられ
る付滑材層（１４）としては、ガラス繊維織布からなる
芯層に４フッ化エチレンフィルムをラミネートしたもの
を使用した。

【００６６】

【表２】

【表３】 そして、各成形品について、熱クラック、熱変形および
製品外観を調べた。その評価方法は下記の通りとし、評
価結果を表２および表３に併せて示す。

【００６７】（評価方法） １．熱クラック： 得られた板状成形品を図２に示すよ
うに、実際のキッチンレンジに使用される天板と同様の
加工品に製作した。この加工品は１３００×６５０×１
２ｍｍの大きさの板状体（２１）の中央部に、５６０×
５３０ｍｍの開口部（２２）を切抜き形成した額縁状の
ものである。これを１１０℃雰囲気下で２時間放置、１
１０℃から−１５℃まで１時間で冷却、−１５℃雰囲気
下で２時間放置、さらに−１５℃から１１０℃まで１時
間で加熱する操作を１サイクルとして、これを１００サ
イクル繰り返したのち、外観を目視観察して下記の評価
をした。

【００６８】良 … クラックの発生が見られない 不 … クラックの発生が見られる ２．熱変形： 得られた板状成形品３００×３００×１
２mmサイズのものを、１３０℃雰囲気下で１時間放置し
て、１３０℃から室温まで自然冷却する操作を１サイク
ルとして、これを１５サイクル繰り返した後、変形を観
察し下記の評価をした。

【００６９】良 … 変形が見られない 不 … 変形が見られる ３．製品外観： 外観を目視により観察し、下記の評価
を行った。

【００７０】良 … 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 不 … 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 表２および表３の評価に示すように、この発明の規定条
件に従う実施例１〜４の製造方法によるものにおいて
は、いずれも連続的な固化押出成形操作により、熱クラ
ックの発生がなく、外観品質の良好な人工大理石を得る
ことができた。この際、樹脂圧は２９０〜３２０kg／cm
^２と安定していた。

【００７１】これに対し、マトリックス樹脂として、グ
ルタルイミド基含有メタクリル樹脂を用いない比較例１
によるときは、熱クラックが発生し、高温下では使用で
きないものであった。これにより本発明においては、マ
トリックス樹脂にグルタルイミド基含有メタクリル樹脂
を含むことで熱クラックの発生が抑えられていることが
分かる。

【００７２】押出温度条件が、本発明において規定する
値を外れた比較例２によるときは、押出負荷が過大とな
り、変動が大きく、安定した押出が不可能で、良好な品
質の成形品を得られなかった。さらに比較例３において
は、発泡が激しく、良好な品質の成形品を得られなかっ
た。

【００７３】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４の場合は、発泡やフクレ等が
発生し、品質的に優れた成形品を得られなかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の押出成形操作に用いる固化押
出装置の一例を示す概略縦断面図である。

【図２】図２は熱クラック評価テストに用いたサンプル
の形状を示す斜視図である。

【符号の説明】

（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

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 押出成形によって形成される人工大理石
   であって、 グルタルイミド基含有メタクリル樹脂粉末を主成分とす
   るマトリックス樹脂と、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、少量の液状可塑剤と共に均一
   に混合した混合物を成形用材料として構成されることを
   特徴とする人工大理石。
2. 【請求項２】 前記マトリックス樹脂は、メルトフロー
   レート（ＭＦＲ、２３０℃、３．８ｋｇ荷重）が、０．
   ５ｇ／１０ｍｉｎ以上で、かつ重量平均分子量（Ｍｗ）
   が８０，０００から３００，０００である請求項１記載
   の人工大理石。
3. 【請求項３】 前記水酸化アルミニウム粉末は、平均粒
   径１μｍ以上でかつ比表面積６ｍ^２／ｇ以下である請求
   項１または２記載の人工大理石。
4. 【請求項４】 前記マトリックス樹脂粉末と前記水酸化
   アルミニウム粉末との粉末混合物の総量を基準として、
   その総量を１００重量パーセントとしたとき、前記マト
   リックス樹脂粉末が２０〜５０重量パーセント、前記水
   酸化アルミニウム粉末が８０〜５０重量パーセントの範
   囲に設定される請求項１ないし３のいずれかに記載の人
   工大理石。
5. 【請求項５】 グルタルイミド基含有メタクリル樹脂粉
   末を主成分とするマトリックス樹脂と、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、少量の液状可
   塑剤と共に均一に混合した混合物により構成される成形
   用材料を準備する第１の工程と、 前記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する第２の工程とを含み、 前記押出機による押出温度を１８０〜２２０℃、前記フ
   ォーミングダイによる成形体の冷却温度を１５０℃以下
   に設定した状態で、前記第２の工程を行うことを特徴と
   する人工大理石の製造方法。
6. 【請求項６】 前記押出ダイおよび前記フォーミングダ
   イの前記成形用材料との接触面に、摩擦係数０．３以
   下、引張強度５０kg・f ／（１０mm幅）以上の付滑材層
   を被覆させた状態で、前記第２の工程を行う請求項５記
   載の人工大理石の製造方法。
7. 【請求項７】 前記第２の工程により固化状態に成形さ
   れた成形体に、８０〜２００℃で２０分間以上加熱処理
   を行う第３の工程をさらに含む請求項５または６記載の
   人工大理石の製造方法。