JPH06182780A

JPH06182780A - 人工大理石成形品の製法

Info

Publication number: JPH06182780A
Application number: JP35666892A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Mihashi; 恒夫三橋; Yutaka Hori; 豊堀; Takayuki Mano; 隆之真野; Yuten Misawa; 勇典三沢; Mineo Hayakawa; 峰生早川
Original assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Current assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Priority date: 1992-12-21
Filing date: 1992-12-21
Publication date: 1994-07-05

Abstract

(57)【要約】【目的】熱可塑性樹脂皮膜を成形物に密着させた状態
で脱型し、加熱硬化させることにより、表面に気泡ツヤ
ムラなどの無い、良好な仕上がり外観の人工大理石成形
品を得る。【構成】成形型１の型面に熱可塑性樹脂溶液を塗布し
て乾燥させ、熱可塑性樹脂皮膜２を形成させた後、熱硬
化性樹脂組成物を注入し、注型された成形物３ａを硬化
させ、脱型し、熱可塑性樹脂皮膜２が密着した半硬化の
成形物３ｂをとり出し、更に加熱養生し、充分に硬化し
た成形物３ｃを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は洗面台、厨房機器のカウ
ンタートップ、浴槽部材、家具、内装設備などに用いる
人工大理石成形品の製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、人工大理石成形品、とりわけ、曲
面や凹凸面を有する非平板形状の人工大理石成形品の製
法としては不飽和ポリエステル樹脂、ガラス繊維、炭酸
カルシウム等を混練したコンパウンドを、加熱した金型
内に充填し、油圧プレス機で加圧して硬化させるプレス
成形法。硬化剤を加えたメチルメタアクリル樹脂と水酸
化アルミニウム粉末、シリカ粉末、炭酸カルシウム粉末
など充填剤よりなる液状樹脂組成物を閉ざされた金型内
に注入して加熱し、硬化させる注型法。ガラス繊維と不
飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などよりつくられ
た強化プラスチックス（以下ＦＲＰという）製の成形型
内面に離型剤を塗布し、次いで硬化剤、硬化促進剤を含
む不飽和ポリエステル樹脂を吹付けなどにより塗布し、
樹脂被膜をつくり、硬化させて、謂ゆるゲルコート層を
成形した後、硬化剤、硬化促進剤を含む不飽和ポリエス
テル樹脂ならびに充填剤よりなる液状樹脂組成物を注型
し、脱型可能な状態になるまで、室温で硬化させ脱型し
た後、加熱して硬化を完了させるゲルコート注型法など
があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】プレス成形法で人工大
理石成形品を製造する場合、大型設備による省力化、少
品種大量生産には向くが、一般的に温度１５０℃、圧力
１００kg／cm²の成形条件に耐える大型の油圧プレス、
金型など設備費が嵩み、種々の形状の異なる人工大理石
成形品を小ロットで生産することには不適であった。

【０００４】また液状樹脂を成形型に注型する方法に較
べ、硬化物の物性は向上するが、半透明性の質感や、鮮
明な石目模様など、高度の意匠性を出すことが困難であ
った。

【０００５】金型に注型し、加熱して硬化させる方法
は、主として、メチルメタアクリル樹脂組成物を用いて
人工大理石成形品を製造する場合に行われるが、金型製
作に費用がかかり、また均一に材料を加熱することが難
しく、硬化収縮によって型と成形材料が離れる、謂ゆる
ヒケ現象が現われ易く、光沢ムラが発生し易い問題点を
有していた。金型が重く、密閉型を用いるため精度を要
し、高価となる為、製品形状に対する適応性にも乏しか
った。

【０００６】ＦＲＰ型を用い、型の表面にあらかじめ、
樹脂のゲルコート層を形成させてから不飽和ポリエステ
ル樹脂組成物を注型する方法では、オープンタイプの成
形型の使用が可能で、型の製造が金型に較べ、簡単で廉
価である。また、形状のもとになるマスター型を用いて
容易に複製できることから、種々の異なる寸法や形状に
対応可能で、多品種小ロットの生産に適していた。

【０００７】ＦＲＰ型は軽く、取扱作業が楽であるなど
の長所が多いが、一方に於いて、ゲルコート法では成形
型表面に樹脂液を塗布し、半硬化させ、ゲルコート層を
つくるので、その為の材料、工程、労力を余分に必要と
していた。特にゲルコート作業は手作業による為に、熟
練を要し、作業者や作業条件によって、品質のバラツキ
を生じ易い問題点を有していた。

【０００８】また、成形物表面に透明乃至、透明に近い
ゲルコート層を有するので、一般的に外観が優れ、高度
の質感が得られるが、経時変化によるゲルコート層の黄
変、衝撃性の低下などが起り易く、傷等が目立ち、且
つ、補修が困難であった。更に、熱水等によってブリス
ターや、クラックを生じ易い欠点を有していた。

【０００９】ＦＲＰ型を用いてゲルコートを行わず、直
に、不飽和ポリエステル樹脂組成物を注型し、室温乃至
５０℃の低温で硬化させた場合、脱型後、まだ、注型物
が完全に硬化しておらず、表面付近に含有されている未
反応のスチレンモノマーなどの揮発性物質が、アフター
キュアの為の加熱養生工程に於いてピンホールとなり脱
気される。

【００１０】このピンホール発生のため、表面の光沢が
低下し、ツヤムラ、肌荒れが生じ、外観性が著しく低下
する。また、耐水性、耐汚染性などの物性が低下し、実
用的ではない。

【００１１】ＦＲＰ型を用い、ゲルコートを行わず、注
型したまま加熱し、完全に硬化させた場合は、熱により
ＦＲＰ型に歪を生じ、成形物の寸法安定性が得られなく
なると共に、立体的な複雑な形状の成形物では収縮のた
めに脱型が困難になる。

【００１２】室温で、長時間かけて、硬化を十分に進め
た場合に於いても、脱型は困難で、成形時間が延長し、
生産性が低下する問題点を有していた。

【００１３】また、上記のいずれの方法に於いても、、
成形品の表面の光沢を変える場合は、それぞれ、要求さ
れる光沢度に合わせた光沢度面を有する成形型を用意す
る必要があり、種々の光沢度に対応するためには、多種
類の成形型を製作しなければならなかった。

【００１４】本発明は成形型ならびに、成形物に対して
離型性を有し、且つ、成形物面よりも、型面に対して、
離型性のよい熱可塑性樹脂皮膜を型面に形成させた後、
熱硬化性樹脂組成物を注型し硬化させ、該熱可塑性樹脂
皮膜を成形物に密着させた状態で脱型し、加熱硬化させ
ることにより、表面に気泡、ツヤムラなどの無い、良好
な仕上がり外観の人工大理石成形品を得ることを目的と
する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ラジカル重合
型の熱硬化性樹脂組成物を成形型に注入して硬化させ、
人工大理石成形品を得る工程に於いて、該注形型ならび
に成形物に対して、剥離性を有し、且つ、成形物面より
も、型面に対して、離型性のよい熱可塑性樹脂皮膜を型
面に形成させた後、該熱硬化性樹脂組成物を注型するこ
とを特徴とする人工大理石成形品の製法であり、とりわ
け、型面に形成される熱可塑性樹脂皮膜はポリビニルア
ルコールと水性アクリル樹脂及び／又は酢酸ビニル樹脂
エマルジョンよりなる皮膜であることが、型面ならびに
成形物表面に対して適度の密着性と剥離性を賦与するも
のである。更に、型面に形成される熱可塑性樹脂皮膜の
樹脂に対し、無機質粉末を重量で０〜３０％含有させる
ことによって、成形型面の光沢度を変えるこなく、種々
の光沢度の成形品を得ることが可能となる。

【００１６】本発明に用いられる成形型は、金属型又
は、強化プラスチック型（以下ＦＲＰ型と言う）がある
が、軽量化、製作の容易さ、経済性の点などからＦＲＰ
型の使用が好ましい。

【００１７】本発明の、ラジカル重合型の熱硬化性樹脂
組成物は、樹脂と充填剤、着色剤、硬化剤、硬化促進剤
などよりなる、常温硬化タイプの注型に適したスラリー
状物であり、樹脂は不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエ
ステル樹脂、トリアジン環含有（メタ）アクリレートポ
リマー、メチルメタアクリル樹脂などの単独、或いは、
これらを組合せた樹脂が使用可能である。

【００１８】本発明に於ける樹脂と充填剤の比率は、一
般的には、重量比で樹脂成分が２０〜４０部、充填剤が
８０〜６０部の範囲が望ましい。以下、部及び％は、す
べて重量比で表したものである。樹脂成分が２０部以下
の場合、樹脂組成物の流動性が低下し、脱気泡性が低下
する。充填剤が６０部以下の場合、収縮によるヒケの発
生、質感の低下、材料価格の上昇など好ましくないが、
これらの配合比率は、樹脂の粘度、充填剤の種類、粒度
などによって差異があり、適宜選定することが出来る。

【００１９】本発明では、成形型面に熱可塑性樹脂皮膜
を成形した成形型に、熱硬化性樹脂組成物を注入し、硬
化させ、脱型されなければならず、型表面は、成形物表
面よりも、熱可塑性樹脂皮膜との離型性が良好であるこ
とが必要である。また、脱型、加熱工程での取扱中に剥
がれることがなく、硬化完了後は熱可塑性樹脂皮膜は容
易に、強制的な剥離ができるものでなければならない。

【００２０】成形型面への皮膜成形に用いる熱可塑性樹
脂は、液状で塗布し易く、且つ、造膜性がよく、取扱に
対して強度を有し、適度の離型性を有することが不可欠
であり、ポリビニルアルコールに水性アクリル樹脂及び
又は酢酸ビニル樹脂エマルジョンを配合し、水を媒体と
した液を用いることで、上記の特性が得られるものであ
る。

【００２１】この熱可塑性樹脂液は、媒体として水を用
いて、５〜２０％のポリビニルアルコールを溶解し、ポ
リビニルアルコールに対し、水性アクリル樹脂であるヒ
ドロキシアルキル（メタ）アクリレート、ポリプロピレ
ングリコールメタアクリレート、ポリエチレングリコー
ルモノメタアクリレート及び／又は酢酸ビニル樹脂エマ
ルジョンを、単独或いは組合せにより、５〜３０％を溶
解乃至分散させて調整する。媒体としては水を用いる
が、水にアルコール類、アセトンその他、水及び配合さ
れる樹脂に親和性のある媒体を添加することも可能であ
る。

【００２２】ポリビニルアルコールに対し、水性アクリ
ル樹脂及び／又は酢酸ビニル樹脂エマルジョンを５〜３
０％添加することによって、成形型に対しては容易に離
型し、成形物に対して、強制剥離が可能な接着力で密着
させることができる。

【００２３】水性アクリル樹脂及び／又は酢酸ビニル樹
脂エマルジョンの添加量が５％以下の場合は、成形品に
対する密着性が低下し、３０％を超えると、皮膜の乾燥
性、強靱性、成形品との剥離性が低下する。

【００２４】また、上記の熱可塑性樹脂液にシリカ、ア
ルミナ、炭酸カルシウムなどの無機質粉末を添加するこ
とによって、型面の光沢度を変えなくても、成形品の表
面の光沢度を任意に変えることができ、同一の成形型
で、種々の光沢度の成形品が得られる。無機質粉末の添
加料は、熱可塑性樹脂に対し、０乃至３０％の範囲で含
有させることによって、光沢仕上げをはじめ、半光沢か
らツヤ消しまでの、種々の光沢度を有する仕上げ面を得
ることが出来る。

【００２５】熱可塑性樹脂の塗布に先立ち、成形型面に
離型剤を塗布する。離型剤としては、シリコーン樹脂
系、フッ素樹脂系、ワックス系などが用いられるが、特
に、ワックス系が熱可塑性樹脂液の塗布に於いて揆きが
少なく良好である。

【００２６】つぎに、熱可塑性樹脂液を成形型の表面に
刷毛塗り、小口径サイフオン式スプレーガンなどを用い
て、均一に塗布し、室温又は、加熱して乾燥させ、皮膜
を形成させる。熱可塑性樹脂皮膜の形成は、少なくと
も、成形品の意匠性、外観が重要となる表側について行
う。

【００２７】成形型は密閉性、或いは、開放型いずれに
於いても実施することが可能であり、熱可塑性樹脂皮膜
を形成した後、必要に応じて型を組立て、熱硬化性樹脂
組成物であるスラリーを型内に注入し、室温乃至５０℃
以下の温度で硬化させる。

【００２８】本発明の注型成形法に於いては、型表面に
ゲルコートを行う必要がなく、直接注型しても、気泡、
ツヤムラのない表面仕上がりが得られる。

【００２９】注型物は、取扱作業が可能な硬度及び強度
を保持出来る程度に硬化しているが、まだ完全に硬化し
ていない状態で脱型する。これにより、収縮が完全硬化
物よりも少なく、複雑な形状でも比較的容易に脱型でき
る。また、常温乃至低温硬化のため、成形型は熱による
歪、変形が小さい。更に、成形型のサイクルが速くな
り、生産性が向上する。脱型時の注型物の適正な硬化度
の把握は、あらかじめ、別途測定した硬化特性テータを
基に行うことが可能である。

【００３０】成形された熱硬化性樹脂組成物は、型面に
形成された熱可塑性合成樹脂皮膜に接して硬化するの
で、この皮膜の表面状態と同一に成形品の表面が仕上が
る。特に、ポリビニルアルコール水溶液は、型表面で強
靱で平滑性のよい皮膜を形成するので、良好な結果をも
たらす。フィルムと成形品は、密着した状態で脱型さ
れ、加熱炉で６０℃〜１００℃に加熱して、更に、実用
上充分な性能が得られるまでアフタキュアを進める。

【００３１】アフタキュアの温度が６０℃以下の場合
は、成形品が必要な物性を得るためには長時間を要し、
生産性、品質の低下を来し易い。１００℃以上の温度で
アフタキュアを行うと、熱可塑性フィルムが脱水して脆
くなり、強制的に剥離することが困難になる。

【００３２】成形品に熱可塑性樹脂皮膜が密着した状態
で加熱されるので、成形品の表面付近に含有されている
未反応のスチレンモノマーなどの揮発性物質の脱気を、
この熱可塑性樹脂皮膜により遮断し、ピンホールや光沢
むらの発生が防止され、耐汚染性などが向上する。

【００３３】アフタキュアの終った成形品の表面に密着
している熱可塑性樹脂皮膜を強制的に剥離することによ
って、表面物性ならびに外観の優れた人工大理石成形品
を得ることが出来る。尚、熱可塑性樹脂皮膜を密着させ
た状態では、取扱中の傷の発生に対する保護効果を有す
る。

【００３４】

【実施例】

実施例１以下、図面に基づいて本発明の実施例について述べる。
図１は家庭用流し台のシンク成形型のシンク内側表面、
即ち、組み立てられた場合、可視部となる側の成形型
（下型）１１の表面に、熱可塑性樹脂皮膜を形成した状
態を示す断面図である。この成形型（下型）１１は、ガ
ラス繊維と不飽和ポリエステル樹脂のＦＲＰでつくら
れ、上型と組み合わされ、密閉型として使用されるもの
である。

【００３５】型面には、熱可塑性樹脂皮膜２として、型
ならびに成形物と離型可能で、且つ、成形性物と密着性
の良いポリビニルアルコール系の皮膜が成形されてい
る。

【００３６】この皮膜の形成に先立ち、カルナバワック
ス離型剤を塗り、布で拭き取りながら薄く均一に塗布す
る。

【００３７】次に、ポリビニルアルコールを濃度が２０
％になるように、９０℃の温水に溶解し、ポリビニルア
ルコールに対して、１５％のポリエチレングリコールモ
ノメタアクリレートを添加し、撹拌して均一に分散さ
せ、塗布液とする。

【００３８】この塗布液を塗料ノズル径０．８mmの吸上
式スプレーガンを用いて吹付圧力２kgf／cm²で、乾燥後
の皮膜の厚さが約３０μｍになるように成形型の下型１
１に均一に塗布し、８０℃の温風を当て３０分間乾燥さ
せ、平滑性に富んだ、熱可塑性樹脂皮膜２であるポリビ
ニルアルコール皮膜を形成させる。

【００３９】この下型１１と、離型剤を塗布した上型１
２を組合せた後、型内に熱硬化性樹脂組成物を注入し、
硬化させて成形物を得る。図２は注型された状態を示す
断面図で、成形物３ａは成形型１内で硬化する。

【００４０】熱硬化性樹脂組成物はメラミン、パラフォ
ルムアルデヒド、及び２−ヒドロキシエチル（メタ）ア
クリレートを縮合して得られたメラミン（メタ）アクリ
レートプレポリマー６部と、フマル酸、無水フタル酸、
イソフタル酸、プロピレングリコールを縮合して得たポ
リエステルの５０％スチレンモノマー溶液によりなる不
飽和ポリエステル２４部、水酸化アルミニウム粉末４０
部、無水ケイ酸粉末２０部、炭酸カルシウム粉末１０部
に、硬化剤メチルエチルケトンパーオキサイドのジブチ
ルフタレート５０％溶液０．４部と、硬化促進剤として
ナフテン酸コバルト６％スチレンモノマー溶液０．２部
を加え、減圧撹拌混合装置を用いて内圧をＨｇ１００mm
に減圧しながら３０分間、撹拌して脱泡混合した均一な
スラリー状物である。

【００４１】注型後、温度３０℃の室温に３時間放置し
硬化させる。硬化中の成形物３ａは熱可塑性樹脂皮膜２
であるポリビニルアルコール膜に接して硬化が進行し、
表面が形成されると共に、適度の強度で密着する。

【００４２】注形された成形物３ａが硬化し、脱型可能
で且つ、取扱い作業に支障がない硬度と強度に達してい
るが、未だ完全に硬化していない段階で脱型し、熱可塑
性樹脂皮膜２の密着した半硬化の成形物３ｂを得る。

【００４３】この半硬化の成形物３ｂを温度８０℃の加
熱養生室で２時間加熱して、アフタキュアを行い、ポリ
ビニルアルコール皮膜を剥がし、樹脂が充分硬化した成
形物３ｃである人工大理石の流し台用シンクを得た。こ
のシンクは光沢が均一で、ピンホールの発生のない、良
好な艶出し仕上げの外観を有するものであった。

【００４４】実施例２ＦＲＰでつくられた洗面化粧台シンク成形用の成形型の
下型表面に、ダンマーワックスを主成分とする離型剤を
塗布した後、型面に無機質粉末を含むポリビニルアルコ
ール水溶液を塗布し、乾燥して皮膜を形成させた。尚、
ポリビニルアルコール水溶液の組成ならびに塗布条件は
下記の通りである。

【００４５】ポリビニルアルコール濃度が１５％になる
ように、９０℃の温水に溶かした後、ポリビニルアルコ
ール固型分に対して、不揮発分で１０％になるように酢
酸ビニル樹脂エマルジョンを加え、更に、平均粒子径
３．５μｍのシリカ粉末６％を添加し、よく撹拌し均一
に分散させて塗布液とした。

【００４６】この塗布液を、塗料ノズル口径１．０mmの
吸上式スプレーガンを用いて、吹付圧力３kgf／cm²で、
乾燥後の皮膜が２５μｍになるように成形型の下型に均
一に塗布し、９０℃の温風を当て２０分間乾燥し、艶消
し表面を有するポリビニルアルコール皮膜を形成させ
た。

【００４７】次に、この下型を上型と組合せ、イソフタ
ル酸、無水フタル酸、フマル酸、プロピレングリコール
を縮合して得たポリエステルの５０％スチレンモノマー
溶液よりなる、不飽和ポリエステル樹脂３０部と水酸化
アルミニウム粉末３０部、炭酸カルシウム粉末２０部、
カーボンブラックで着色した不飽和ポリエステル樹脂の
硬化物を粉砕して得た平均粒子径２mmの粒子１０部、酸
化チタン１部を混合し、更に硬化剤メチルエチルケトン
パーオキサイド５５％ジブチルフタレート５５％溶液
０．４部と硬化促進剤であるナフテン酸コバルト６％の
スチレンモノマー溶液０．２部を加え撹拌して、均一な
スラリーとする。

【００４８】このスラリーを成形型内に注入して、７０
℃の温度で、２．５時間放置して硬化させた後、脱型
し、更に８０℃の温度の加熱室に入れ、３時間アフタキ
ュアを行い、成形物表面に密着しているポリビニルアル
コールフィルムを剥がし、石目模様の人工大理石の洗面
化粧台用シンクを得た。このシンクは均一な艶消し仕上
げとなり、落付いた外観が得られ、ＪＩＳＡ４４０１
に規定する品質を有するものであった。

【００４９】

【発明の効果】熱可塑性樹脂皮膜が成形物の表面に密着
し、バリヤ層を形成するため、未反応のスチレンモノマ
ーなどの揮発によるピンホール、ツヤムラの発生がなく
なり、美麗な仕上がりが得られると共に、耐汚染性が向
上する。

【００５０】ゲルコートが不要になるため、ゲルコート
形成に必要な熟練を要する技能がなくても生産でき、工
程の短縮、材料の節約が可能になる。

【００５１】熱可塑性樹脂皮膜の保護作用により、成形
物が完全に硬化する前に脱型しても取扱作業に於いて傷
を生じ難い。また、硬化を完了する前に脱型するので、
成形型のサイクルが速くなり、生産性が高まる。

【００５２】熱可塑性樹脂フィルム面に接して成形品の
表面が仕上がるので、光沢の均一性が高まる。また、熱
可塑性樹脂に無機質粉末を添加することによって、成形
型面の光沢度を変えることなく、同一成形型を用いて、
光沢の異なった成形品をつくることができる。添加する
無機質粉末の粒子径、添加量によって、光沢仕上げをは
じめ、半光沢から艶消し仕上げまでの所望の光沢度の成
形品が容易に得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱可塑性樹脂皮膜を形成した成形型の
断面図。

【図２】熱硬化性樹脂を注型した状態を示す断面図。

【図３】脱型後、熱可塑性樹脂皮膜が密着した成形物の
断面図。

【図４】アフタキュア後、熱可塑性樹脂皮膜を剥がした
成形物の断面図。

【符号の説明】

１成形型２熱可塑性樹脂皮膜３ａ注型された成形物３ｂ半硬化の成形物３ｃ充分に硬化した成形物１１成形型（下型）１２成形型（上型）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｌ 31:10 4Ｆ (72)発明者三沢勇典愛知県海部郡甚目寺町大字上萱津字深見24 番地アイカ工業株式会社内 (72)発明者早川峰生愛知県西春日井郡新川町大字西堀江2288番地アイカ工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ラジカル重合型の熱硬化性樹脂組成物を
成形型に注入して硬化させ、人工大理石成形品を得る工
程に於いて、該成形型ならびに成形物に対して剥離性を
有し、且つ、成形物面よりも、型面に対して離型性のよ
い熱可塑性樹脂皮膜を型面に形成させた後、該熱硬化性
樹脂組成物を注型することを特徴とする人工大理石成形
品の製法。
【請求項２】型面に形成される熱可塑性樹脂皮膜が、
ポリビニルアルコール及び、水性アクリル樹脂及び／又
は酢酸ビニル樹脂エマルジョンよりなる請求項１記載の
人工大理石成形品の製法。
【請求項３】注型された熱硬化性樹脂組成物を取扱作
業に支障のない状態まで硬化させて脱型した後、加熱し
硬化させ、熱可塑性樹脂フィルムを剥離させることを特
徴とする請求項１または２記載の人工大理石成形品の製
法。
【請求項４】型面に形成される熱可塑性樹脂皮膜の樹
脂に対し、無機質粉末を重量で、０〜３０％含有させる
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載
の人工大理石成形品の製法。