JPS6364948A - 人工大理石用組成物 - 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、無機質充填剤の分散性が改良された、無機質
充填剤を含有するポリオールポリアリルカーボネート系
の人工大理石用組成物に関するものである。

［従来の技術］ 従来、人工大理石は洗面化粧台、浴槽、台所カウンター
等のサニタリーウェア、あるいは建築用の内装材、外装
材等の用途に広く利用されている。

而して、人工大理石を樹脂成形品として得るに際しては
、人工大理石を構成するマトリックスとしての樹脂に、
例えば無機質充填剤や繊維状補強材を配合し混練してな
る組成物を成形型に充填して硬化させる注型成形法が採
用されている。また樹脂に無機充填剤、その他の増量剤
を配合して、ガラス繊維等に含浸させ両面をフィルムで
包みシート状としてなるＳＭＣ（シート・モールディン
グ・コンパウンド）あるいは同様に塊状にしてなるＢＭ
Ｃ（バルク・モールディング・コンパウンド）を用いて
圧縮成形する成形法によって行なわれている。

マトリックスとしての樹脂は、不飽和ポリエステル系樹
脂またはエポキシ樹脂等が一般的であるが、人工大理石
としての外観はや〜劣つたものであり、例えば、不飽和
ポリエステル系樹脂をマトリックスとしたものは、透明
性がないために大理石特有の透明性にもとづく深みのあ
る外観が得られないという欠点を有している。

したがって、これらを改良する提案（特開昭５８−８８
４２１３号公報、特開昭８１−１０１５５２号公報）が
なされている。

一方、人工大理石は、用途面から高級化指向が強まり、
透明性から生ずる、成形品の内部より模様が浮き出して
くるような重厚感を与える外観性、曲げ強度、衝撃強度
等の機械的強度、表面硬度、あるいは熱的特性等の向上
が要求され、それに伴なってマトリックスとしての樹脂
は透明性および機械的強度の良好なメタクリル系樹脂が
注目され、メタクリル系樹脂をマトリックスとした人工
大理石用組成物あるいは人工大理石に関する提案が多く
されている。それとともに充填剤との組み合せに特徴を
有する特許、例えば水酸化アルミを添加する方法（特公
昭５０−２２５８８号公報、特公昭和５５−４３４２２
号公報）、シリカを添加する方法（特開昭５８−４８１
１号公報）、珪酸カルシウムを添加する方法（特開昭５
９−３３３０８号公報）等が開示されている。また充填
剤を配合したメタクリル系樹脂組成物の成形時の流動性
を改良した組成物（特開昭６０−２４５８０９号公報）
も開示されている。

上記のように、マトリックスとしての樹脂は不飽和ポリ
エステル系樹脂、エポキシ樹脂等からメタクリル系樹脂
に移行しつつある。さららに、特に透明性に優れ、しか
も高強度、耐摩耗性を有する樹脂として知られるポリオ
ールポリアリルカーボネート、好ましくはジェエチレン
グリコールビスアリルカーポネートをマトリックスとし
て、シリカまたはアルミナ永和物の微粉末を含有する組
成物の重合体からなる人造石成形品（特開昭８１−１１
１９５３号公報）も提案されている。

［発明の解決しようとする問題点］ 前記のように、人工大理石におけるマトリックスとして
の樹脂は透明性に優れた樹脂であることが成形された人
工大理石の外観に深みが得られ、これが重厚感を与える
ことから、メタクリル系樹脂が一般的に好適な樹脂とさ
れている。しかしながら、メタクリル系樹脂と充填剤と
は互いに諸特性を著しく異にしていて、特に界面特性の
相違にもとづき、樹脂と充填剤とは親和性、密着性に乏
しいという問題点がある。

しかも、充填剤の配合時に、その配合に伴って粘度が増
加し、これによって充填剤の均一な分散が極めて困難と
なる。したがって、充填剤の増量による人工大理石の特
性の向上やコスト低減化が難しいという問題点もある。

これらの結果として、得られる人工大理石は曲げ強度、
衝撃強度等の機械的強度は実用的には充分でないという
欠点が内在している。したがって、この欠点を改善する
ため、充填剤を例えば、シランカップリング剤で表面処
理し、これを樹脂に配合してなる人工大理石も提案され
ているが、必ずしも充分な改善効果を達成するには至っ
ていない、また、製造コストの上昇も避けられない。

さらに、透明性に優れるポリオールポリアリルカーボネ
ートをマトリックス樹脂とする場合においても、上記と
同様な問題点を有している。＃に、ポリオールポリアリ
ルカーボネートにおける、ジエチレングリコールビスア
リルカーボネートと無機質充填剤とは密着性、親和性に
乏しく、したがって、マトリックス中で充分に分散され
ず、充填剤の多量の配合は極めて困難であり、少量の配
合であっても、人工大理石としての成形品は充填剤が不
均一に混在したものとなり、外観は重厚感を与えるには
遠く及ばない、しかも機械的強度も低いものである。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、透明
性に優れるポリオールポリアリルカーボネート系樹脂を
マトリックスとする人工大理石において、問題点を解決
すべく研究、検討した結果、完成するに至ったものであ
る。

即ち、本発明は、ポリオールポリアリルカーボネートを
マトリックスとした人工大理石用組酸物において、成形
された人工大理石は、マトリックスに無機質充填剤が均
一に分散し、密着力が向上し、その結果、機械的強度、
表面の平滑性、光沢性に優れていて、外観的に深み、い
わゆる重厚感を与え得て、しかも充填剤の増量が可能で
あり、コスト的にも有利とされる人工大理石用組成物を
提供することを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、ポリオールポリアリルカーボネートの単量体
および／またはオリゴマ−２０〜５０重量％ポリマー系
分散剤３〜ｌＯ重量％および無機質充填剤７７〜４０重
量％とからなる人工大理石用組成物を提供するものであ
る。　本発明に用いるポリオールポリアリルカーボネー
トにおいて好適なものは下記式 で表わされるジエチレングリコールビスアリルカーボネ
ートであって、液状の単量体は重合開始剤の存在下に重
合させることによって、透明性に優れ、高強度、耐摩耗
性を有する硬化体となる。したがって、現在、プラスチ
ックレンズの主材料をなしている。また、そのオリゴマ
ーは単量体を重合開始剤の存在下に重合反応させて、重
合度を見掛粘度で表わして１〜１００ポイズ（Ｂ型粘度
計、２５℃）であるものが用いられる。ポリオールポリ
アリルカーボネートは液状の単量体であっても、部分重
合したオリゴマーであってもよく、さらに両者を混合し
たものであってもよい、かかる混合物である場合、両者
の配合比はオリゴマーの重合度によって変化するが、好
ましくは単量体：オリゴマー；ｌ：１〜１．４（重量比
）である。

本発明において、重要なのはマトリックスとしてのポリ
オールポリアリルカーボネートの単量体および／または
オリゴマーにポリマー系の分散剤が配合されてなること
である。かかるポリマー系の分散剤はポリオールポリア
リルカーボネートの単量体またはオリゴマーに透明に溶
解され、無機質充填剤を均一に分散し得て、しかも該単
量体および／またはオリゴマーの増粘作用を示すものが
望ましい、したがって、増粘性としては、例えば、該単
量体に溶解させてｌＯ重量％濃度としたときの見掛粘度
が１〜２００ポイズ（Ｂ型粘度計、２５℃）の範囲に入
るのが好ましい、さらに、無機質充填剤と強固な結合性
を示す活性サイトとして作用し、無機質充填剤の分散性
向上に有用な特性を有することが不可欠である。したが
って分散剤兼増粘剤とでも称すべきであるが、ここでは
分散剤と称する。

かかる条件を満足するポリマー系分散剤としては、不飽
和カルボン酸エステルの重合体または共重合体が挙げら
れ、具体的にはポリメタクリル酸エステル、ポリアクリ
ル酸エステルの重合体、それらの共重合体が例示される
。これらは粉末、粒径１ｍｍ程度のビーズ、さらにペレ
ットなどの形状のものを使用することができる。

また、これらは市阪品を容易に入手し得る０分散剤、粘
度調整剤として他の系よりなるものも存在するが、効果
は劣る。

本発明の人工大理石用組成物に含有させる無機質充填剤
は、例えば、シリカ、石英、酸化チタン、三酸化アンチ
モン、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、水酸化アル
ミニウム、水酸化マグネシウム、タルク、クレー、金属
等の微粒子が用いられる。而して、水酸化アルミニウム
、水酸化マグネシウムなどは成形品としての人工大理石
の難燃性を高めるという点においても好適である。また
微粒子としての粒径は１〜５０ＪＬ、好ましくはｌＯ〜
３０μのものである。さらに、無機質充填剤としては一
種類に限定されることなく二種類以上を併用してもよい
ことは勿論である。また、無機質充填剤の分散性、密着
性を向上せしめる目的で表′面処理が施こされたもので
あってもよい。

本発明の人工大理石用組成物は、ポリオールポリアリル
カーボネートの単量体および／またはオリゴマー２０〜
５０重量％、ポリマー系分散剤３〜１０重量％および無
ａ質充填剤７７〜４０重量％とを含有するように調製さ
れる。ポリオールポリアリルカーボネートの単量体とオ
リゴマーの混合物からなる場合は、両者の割合は前記の
ように単量体１に対しオリゴマー　１〜１．４（重量比
）とするのが好適である。ポリマー系の分散剤はポリオ
ールポリアリルカーボネートの単量体および／またはオ
リゴマーに添加してあらかじめ溶解される。この際、溶
解の促進に加温してもよい、ポリマー系分散剤の添加に
よって、ポリオールポリアリルカーボネートの単量体お
よび／またはオリゴマーの粘度は上昇する。したがって
、単量体のみである場合はポリマー系分散剤の量は上記
の範囲内において、多い方にシフトし得る。また、オリ
ゴマーである場合は、ポリマー系分散剤の増量による粘
度の上昇をさらに伴なうので上記の範囲内において少な
い方にシフトされる。而してポリマー系分散剤は上記範
囲より少ないと無機質充填剤の均一な分散はなし得す、
また、上記範囲を越えても、無機質充填剤の均質な分散
が困難となる。

さらに、ポリマー系分散剤の量は無機質充填剤の量との
関係において、増減が考慮され、上記範囲内において、
しかるべき量が決定される。

無機質充填剤の量は上記範囲より少ない場合は成形品と
しての人工大理石の外観が劣ったものとなり、目的とす
る重厚感を得難い、また、重合硬化過程における収縮率
が大きくなって寸法安定性が劣ったものとなり、しかも
コスト的にも不利となることがある。一方、無機質充填
剤の量が上記範囲を越えると分散性を向上せしめること
が困難となり、しかも成形品としての人工大理石の機械
的強度や耐摩耗性の低下を招く原因となる。

本発明の人工大理石用組成物は、重合硬化させることに
よって、人工大理石として成形することができる。！Ｉ
！合硬合線化般的にはポリオールポリアリルカーボネー
トのラジカル重合によって進行する。したがって、重合
硬化にはラジカル重合開始剤を必要とすることから、組
成物にかかる重合開始剤が配合される０重合開始剤とし
ては公知のものが特に限定されることなく使用できる。

かかる重合開始剤を例示すれば、ｔ−ブチルヒドロペル
オキシド、クメンヒドロペルオキシド、ジ−ｔ−ブチル
ペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、ベン
ゾイルペルオキシド等の過酸化物、アゾビスイソブチロ
ニトリルに代表されるアゾ化合物が挙げられる。これら
は、ジエチレングリコールビスアリルカーボネートの単
量体および／またはオリゴマーに対し　１〜５重量％用
いるのが好ましい。

重合開始剤は他の重合促進剤と併用してもよいことは勿
論である。

本発明の人工大理石用組成物には必要に応じて、公知の
他の添加剤、例えば可塑剤、滑剤、離型剤、着色剤、難
燃剤、紫外線吸収剤等を含有させることができる。

組成物は上記のような各材料を配合した後、充分攪拌混
合して均一化された組成物とする。

このようにして得られた組成物は所望形状の鋳型に注入
して脱気し、加熱により重合硬化させて成形体とする。

また、均一化された組成物をフィルムで包みシート状と
したＳＭＣまたは塊状としたＢＭＣとした後、このＳＭ
ＣあるいはＢＭＣは通常の成形手段に従って加圧成形す
ることにより硬化させて成形体とすることができる。

［作用］ 本発明の人工大理石用組成物において、無機質充填剤の
均一なる分散性はポリマー系分散剤が配合されることに
よって達成される。かかるポリマー系分散剤において、
不飽和カルボン酸エステルの重合体または共重合体、例
えばポリメタクリル酸エステルのビーズなどが好適であ
る。而して、メタクリル酸エステルをマトリックスとし
て、無機質充填剤を配合した組成物においては充填剤の
分散性は必ずしも良好なものとはならない、しかるに、
ポリメタクリル酸エステルのビーズポリオールポリアリ
ルカーボネートに分散剤として配合し、溶解させること
によって、充填剤の分散性が向上する作用機構は必ずし
も明確でないが、充填剤に分散剤が適度に吸着されるこ
とによって充填剤を均一に分散させる作用が生じ、それ
が分散性の向上効果を生ずるものと考えられる。

［実施例］ 実施例１ 液状の見掛粘度０．０９ボイズ（Ｂ型粘度計）のジエチ
レングリコールビスアリルカーボネート単量体８０重量
部にポリメタクリル酸メチルのビーズ（ダイヤナールＢ
Ｒ−７７：三菱レイヨン社）１０重量部を加えて室温に
て攪拌しながら溶解させてシラツブ状溶液を調製した。

このシロップ状溶液の見掛粘度は１．８ボイズ（Ｂ型粘
度計、２５℃）であった０次に、シラツブ状溶液に微粒
子状水酸化アルミニウム（ハイシライト）１−３１０　
：昭和軽金属社）１５０重量部を加え、攪拌して均一に
分散させた。これに、更にベンゾイルペルオキシド２重
量部を添加し、攪拌後、減圧脱気してフンパウンドを得
た。

このようにして得られたコンパウンドを２枚のガラス板
を対向して配置し、周縁を刃出して組立てられたモール
ドのセルの中に注入し、８０℃で１５時間加熱硬化させ
た。

得られた成形板について、外観調査、ＪＩＳ　Ｋ−６８
１１に従ってパーコール硬度、曲げ強さ、アイゾツト衝
撃強さ、耐薬品性、耐煮洟性を測定し、ざらにテーパー
摩耗試験を行なった。

上記の結果を第１表に示す。

実施例２〜７ 実施例１における無機質充填剤としての水酸化アルミニ
ウムに代えて、第１表に示す充填剤を用いた他は、実施
例１と同様の方法で成形板を得た。得られた成形板につ
いて、実施例１と同様に測定および試験を行ない、その
結果を第１表に示す。

実施例８〜９ あらかじめ部分重合して得られた２５℃における見掛粘
度が２．５ボイズのジエチレングリコールビスアリルカ
ーボネートシラツブを用い、無機充填剤として第２表に
示す充填剤を用いた他は実施例１と同様の方法で成形板
を得た。得られた成形板について実施例１と同様に測定
および試験を行ない、その結果そ第１表に示す。

実施例１０ 実施例８において得られたジエチレングリコールビスア
リルカーボネートシラツブ５０重量部と液状のジエチレ
ングリコールビスアリルカーボネート単量体５０重量部
とを混合して、２５℃における見掛粘度２．２ポイズに
調製されたシラツブを用いた他は実施例２と同様の方法
で成形体を得た。得られた成形体の特性を測定および試
験した。その結果を第１表に示す。

比較例１〜２ 実施例１および３において、液状のジエチレングリコー
ルビスアリルカーボネート単量体１００重量部とし、ポ
リマー系分散剤としてのポリメタクリル酸メチルのビー
ズを加えない他は、実施例１および３と同様の方法で成
形板を得た。得られた成形板について実施例１と同様に
測定および試験を行ない、その結果を第２表に示す。

比較例３ 部分重合して得られた２５℃における見掛粘度２．５ボ
イズのメタクリル酸メチルシラツブ１００重量を用い、
ポリマー系分散剤を加えない他は、実施例１と同様の方
法で成形板を得た。得られた成形板について実施例１と
同様に測定および試験を行ない、その結果を第２表に示
す。

比較例４ 実施例１においてポリマー系分散剤に代えて、増粘剤と
して知られている下式 で表わされる化合物を加えた他は実施例１と同様の方法
で成形板を得た。得られた成形板について実施例１と同
様に測定および試験を行ないその結果を第２表に示す。

［発明の効果］ 本発明の人工大理石用組成物は、透明性に優れたポリオ
ールポリアリルカーボネートをマトリックスとすること
から、該組成物を重合硬化させてなる成形体としての人
工大理石は透明性にもとづく特有の深みが得られ、重厚
感を与えるという特徴を有する。

特にジエチレングリコールビスアリルカーボネートにポ
リマー系分散剤が配合されることによって、無機質充填
剤は均一に分散されるという優れた効果が認められ、か
かる効果が上記の特徴をより際立たせている。さらに、
ポリマー系分散剤の配合は無機質充填剤の均一な分散性
に有用であることから、充填剤を多量に配合させること
が可使となり、これが成形体としての人工大理石の特性
、例えば機械的強度等を向上せしめ得るという効果も認
められる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリオールポリアリルカーボネートの単量体およ
   び／またはオリゴマー２０〜５０重量％、ポリマー系分
   散剤３〜１０重量％および無機質充填剤７７〜４０重量
   ％とからなる人工大理石用組成物。
2. （２）ポリマー系分散剤が不飽和カルボン酸エステルの
   重合体または共重合体である特許請求の範囲第１項記載
   の人工代理用組成物。