JPH0649573B2 - 人造大理石用水酸化アルミニウムとその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水酸化アルミニウムを不飽和ポリエステル樹
脂、アクリル樹脂等に充填して得られるオニックス調、
マーブル調等の人造大理石製造用の水酸化アルミニウム
とその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

水酸化アルミニウムを不飽和ポリエステル樹脂やアクリ
ル樹脂に充填し、オニックス調、マーブル調の成形体を
得ることはよく知られている。

最近、成形体の強度、表面平滑性、耐煮沸特性、及びペ
ースト状態におけるフィラーの沈降を改良する目的でフ
ィラーとして粒径の細かい水酸化アルミニウムが使用さ
れるようになってきた。

また、ＢＭＣ（バルクモールディングコンパウンド）及
び、ＳＭＣ（シートモールディングコンパウンド）のプ
レス成形によって成形体を得るにあたってはプレス時の
樹脂とフィラーの分離を防ぐためにもフィラーとして粒
径の細かい水酸化アルミニウムを用いることが有利であ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、粒径の細かい、すなわち、比表面積の大きい水
酸化アルミニウムを樹脂フィラーとして用いた場合、フ
ィラーの樹脂への分散不良や、樹脂充填粘度が高いとい
う問題があり、フィラーの高充填が困難になることは避
けられない。

また、比表面積の大きな水酸化アルミニウムをフィラー
とした不飽和ポリエステル樹脂組成物は、水酸化アルミ
ニウムの表面に、硬化促進剤として用いられるナフテン
酸コバルト等の油溶性硬化促進剤がトラップされるので
ゲルタイムが遅延し、生産性が低下し、さらに成形体が
黄色味を帯びるなどの問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

発明者は上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結
果、粉砕原料である析出水酸化アルミニウムの１次粒子
径が粉砕物の比表面積や樹脂充填粘度に非常に大きな影
響を与えることを見出し、これに基づいて本発明を完成
するに至ったものである。

すなわち、本発明は、比表面積と樹脂充填粘度の低い水
酸化アルミニウム及び目的とする解砕水酸化アルミニウ
ムの平均粒子径にほぼ等しい１次粒子径を持つ２次凝集
した析出水酸化アルミニウムを解砕原料とし、これを解
砕して製造することを特徴とする人造大理石用水酸化ア
ルミニウムの製造法を提供するにある。

すなわち、本発明の要旨は、沈降法で測定された平均粒
子径が８μｍを越え30μｍ以下、窒素の吸着法で測定さ
れた比表面積が1.5m²／ｇ以下、20℃で10ポイズの粘度
を有する不飽和ポリエステル樹脂 100重量部に水酸化ア
ルミニウム 200重量部を充填した配合物をブルックフィ
ールド型粘度計で35℃にて測定した樹脂充填粘度が1000
ポイズ以下、75μｍ以上の粒子径をもつ粒子の割合が１
％以下、白色度が95以上であることを特徴とする人造大
理石用水酸化アルミニウム及び加圧解砕法で測定した平
均径が８μｍを越え20μｍ以下の範囲の１次粒子から構
成された平均粒子径が30〜70μｍの水酸化アルミニウム
の２次凝集粒を解砕することを特徴とする前記人造大理
石用水酸化アルミニウムの製造方法とを提供することに
ある。

ここで、白色度は光電白色度計で測定した値をいう。１
次粒子径の平均形は、0.75t ／ｃｍ²の圧力で加圧解砕
し、その平均径を空気透過法で測定した値である。

水酸化アルミニムの２次凝集粒の粉砕方法は、特に限定
しないが、ボールミルなど粉粒体を粉砕する一般的方法
が採用される。

最初に、本発明の水酸化アルミニウムについて数値の限
定理由を説明する。

沈降法で測定した平均粒子径は、８μｍを越え30μｍ以
下の範囲であり、８μｍ以下では成形体にした時の強
度、表面平滑性などが良好であるが、８μｍ以下および
30μｍを越えると樹脂充填粘度が高くなる。さらに30μ
ｍを越えると、樹脂ペーストの曳糸性が悪化するため、
注型法により流れ模様人造大理石を製造する際、流れ模
様が途中で切れ易くなる、また、成形体にした時の強
度、表面平滑性が悪化する、加えて、ＢＭＣ、及び、Ｓ
ＭＣのプレス成形時の樹脂とフィラーの分離を防ぐこと
が難かしくなる。

ＢＥＴ法で測定した比表面積は、 1.5m²／ｇ以下である
ことが必須であり、これを越えると、フィラーの樹脂へ
の分散不良や不飽和ポリエステル樹脂を過酸化物硬化触
媒で硬化させる時のゲルタイムの著しい遅延を招く。樹
脂充填粘度は、1000ポイズ以下であることが必須であ
り、これを越えると、樹脂とフィラーの混練や注型によ
る成形が困難になる、フィラーの充填量を増すことがで
きないため目標とする色感、量感が得られない、また、
ＢＭＣなどにおいてはガラス繊維の混入量を増せないた
め、目標とする強度が得られない、フィラーの高充填が
できないためプレス時の流動特性に劣る等の障害が起こ
る。

75μｍ以上の粒子径を持つ粒子の割合は１％以下である
ことが必須であり、これを越えると、樹脂ペーストの曳
糸性が悪化するため、注型法により流れ模様人造大理石
を製造する際、流れ模様が途中で切れ易くなる、また、
成形体にした時の表面平滑性が悪化する。

光電白色度計で測定した白色度は、95以上であることが
必須であり、これ未満では得られる成形体が淡黄色、あ
るいは、薄茶色に着色し、人造大理石に適した良好な色
調のものが得られなくなる。

次に、本発明の水酸化アルミニウムの製造方法において
被粉砕原料である水酸化アルミニウムの２次凝集粒につ
いて数値の限定理由を説明する。

沈降法で測定した平均粒子径は30〜70μｍの範囲内であ
ることが必須であり、30μｍ未満では粉砕物の粒度分布
が狭くなり過ぎる結果、樹脂充填粘度が上昇し、また、
70μｍを越えると、粉砕物の粗粒残分が多くなるため、
表面平滑性に劣り、また、ＢＭＣ、及び、ＳＭＣのプレ
ス成形時の樹脂とフィラーの分離を防ぐことが難かしく
なる。

0.75t ／ｃｍ²の圧力で加圧解砕、その平均径を空気透
過法で測定することで得られた１次粒子平均径は、８μ
ｍを越え20μｍ以下であり、この範囲外では、平均径８
μｍを越え30μｍ以下まで粉砕した時の比表面積、及
び、樹脂充填粘度が高くなる。

水酸化アルミニウムの１次粒子平均径は、詳しくは、次
のような方法で測定する。すなわち、第１図に示すごと
き金型（円筒ルツボ形、直径30mm、深さ50mm）内に、23
℃ＲＨ65％の雰囲気下に１時間放置した水酸化アルミニ
ウム15ｇを装入し、油圧プレスにより0.75t ／ｃｍ²の
圧力で30秒間加圧する。ついで金型内から水酸化アルミ
ニウムを取り出し、樹脂フィルム製の袋に入れ指圧によ
り圧塊をほぐし得られた解砕粉を空気透過法によりその
平均粒子径（ブレーン径）を測定するものである。

〔作用〕

析出水酸化アルミニウムは１次粒子径が、粉砕物の比表
面積や樹脂充填粘度に大きな影響を与える理由は次のよ
うに考えられる 第２図は、平均粒子径70μｍ、１次粒子平均径25μｍの
析出水酸化アルミニウムの、第３図は、これを 5mmφの
アルミナボールを用いた強制攪拌方式のミルで平均粒子
径16μｍまで粉砕した水酸化アルミニウムの電子顕微鏡
写真である。第４図は、平均粒子径42μｍ、１次粒子平
均径15μｍの析出水酸化アルミニウムの、第５図は、こ
れを 5mmφのアルミナボールを用いた強制攪拌方式のミ
ルで平均粒子径16μｍまで解砕した水酸化アルミニウム
の電子顕微鏡写真である。写真より明らかなように、１
次粒平均径25μｍの水酸化アルミニウムを平均粒子径16
μｍまで粉砕すると１次粒子の破壊が当然起るため、水
酸化アルミニウムの劈開性により、板状で不定形な粒子
形状となり、その結果、樹脂に高充填した際の粘度が高
くなる。さらに、１次粒子を破壊しなければならないの
で、粉砕時間が長くなり、粒子表面が荒れ、多量のチッ
ピング粒が発生するため、比表面積が大きくなる。これ
に対して、１次粒平均径が15μｍの水酸化アルミニウム
を平均粒径16μｍまで粉砕することは、いわば、２次凝
集粒の解砕であり、１次粒子の破壊はほとんどなく、解
砕物の粒子形状は、析出水酸化アルミニウムの１次粒子
の丸味を持った粒子形状をよく保っているため、樹脂に
高充填した際の粘度は低い。さらに粉砕時間が短いた
め、比表面積も小さい。

〔実施例〕

以下、本発明を第１表に示す実施例、及び第２表に示す
比較例により、具体的に説明するが、表中の樹脂・水酸
化アルミニウム複合組成物の評価は次のように行なっ
た。

１．樹脂充填粘度及び ２．分散時間 （配合）不飽和ポリエステル樹脂^{＊ 1} 100部 水酸化アルミニウム 200部 上記配合で攪拌混練を行ない、完全にペースト状になる
までの時間を分散時間とし、その時の粘度（ＢＳ型粘度
計使用、35℃）を樹脂充填粘度とする。樹脂充填粘度
は、1000ポイズ以下が好ましく、分散時間は10分以下が
望ましい。

＊1 昭和高分子社製リゴラック2004WM−２ ３．成形体の色調及び ４．ゲルタイム （配合）不飽和ポリエステル樹脂^{＊ 2} 100部 ＭＥＫＰＯ（メチル・エチル・ ケトン パーオキサイド商品名 パーメックＮ日本油脂(株)製） １部 ６％ナフテン酸コバルト ０．２部 水酸化アルミニウム 150部 ＊2 屈折率1.52、粘度18ｐ（25℃） 上記配合で攪拌混練を行ない、25℃の恒温槽にて、組成
物の粘度を連続して測定し、樹脂の硬化により、粘度が
上昇し始めるまでの時間をゲルタイムとする。

ゲルタイムでは、60分以下が好ましい。

また、上記配合で脱泡混練を行ない、３ｍφ×15mm厚の
成形型に注型し、１晩室温（25℃）で硬化後、50℃、３
時間加熱硬化させた硬化物の色調を、スガ試験機(株)製
カラーテスターＳＭ−４−ＣＨで測定し、ハンター色調
座標Ｌａｂで表わした。これを成形体の色調とする。ハ
ンター色度座標は（Ｌ，ａ，ｂ）で表示され、軸Ｌは明
度を表わし、ａ，ｂは知覚色度指数で側と側があ
り、それぞれ、赤と緑、黄とを表わす。人造大理石とし
ては、黄味を表わすｂが重要であり、10以下であること
が好ましい。

５．曳糸性 （配合）不飽和ポリエステル樹脂^{＊ 2} 100部 ＭＥＫＰＯ（メチル・エチル・ ケトン
パーオキサイド商品名 パーメックＮ日本油脂
(株)製） １部 ６％ナフテン酸コバルト 0.2部 水酸化アルミニウム粗粒（70μｍ）70部 水酸化アルミニウム細粒 160部 ＊2 屈折率1.52、粘度18ｐ（25℃） 上記配合を攪拌混練後、樹脂スラリーをスパチュラです
くい、垂らした時の曳き具合を曳糸性と呼び、次のよう
に判断した。

・糸を曳かずに塊状になって垂れる：× ・糸は曳くが途中で切れ易い ：△ ・糸を曳き、スムースに垂れる ：○ これらの結果より、本発明による細粒水酸化アルミニウ
ムは従来のものに比べ比表面積が小さいので、樹脂への
分散性が良好であり、不飽和ポリエステル樹脂に充填し
た時のゲルタイムの遅延に対する抑制効果があり、成形
体の色調が黄色味を帯びることも少ない、また、樹脂に
充填した際の粘度が低いため高充填が可能である。加え
て粗粒残渣が少ないため曳糸性に優れ、注型法により流
れ模様人造大理石を製造する際、流れ模様が途中で切れ
るということがないことが判る。

〔発明の効果〕

かくして得られた水酸化アルミニウムは、特に人造大理
石用フィラーとして、品質設計されたものであり、この
用途に用いられた時にその優れた特性を発揮する。

例えば、不飽和ポリエステル樹脂に充填し、注型法によ
って洗面化粧台やキッチンカウンタートップなどを製造
する際、本発明の水酸化アルミニウムをフィラーとして
用いれば、樹脂への分散性がよいため、攪拌混練が短時
間ですむ。また、コストダウンの目的で樹脂分を減らす
ためにフィラーを高充填しても低粘度であるため、注型
作業が行ない易い。さらに、不飽和ポリエステル樹脂の
硬化時間が従来の細粒水酸化アルミニウムを充填した場
合に比べ、格段に短かいので生産性に優れる。加えて、
硬化物の黄色味が少ないため、顔料を加えない場合に
も、加えた場合にも、美麗な色調の製品が得られる。

曳糸性に優れるため、美麗な流れ模様人造大理石が得ら
れる。

また、ＢＭＣやＳＭＣのプレス成形法によって洗面化粧
台やバスタブなどを製造する際、本発明の水酸化アルミ
ニウムをフィラーと用いれば、高充填が可能であり、プ
レス時の流動特性に優れる。さらに、得られた成形体の
表面平滑性に優れるため、高級感があり、加えて、耐汚
染性にも優れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１次粒子平均径測定のための加圧解砕法に使用
する金型の断面図、第２図〜第５図は水酸化アルミニウ
ムの粒子構造を示す電子顕微鏡写真である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川合 康夫 神奈川県横浜市神奈川区恵比須町８ 昭和 電工株式会社横浜工場内 (72)発明者 森平 光彦 神奈川県横浜市神奈川区恵比須町８ 昭和 電工株式会社横浜工場内 (56)参考文献 特開 平１−275422（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】沈降法で測定された平均粒子径が８μｍを
   越え30μｍ以下、窒素の吸着法（ＢＥＴ法）で測定され
   た比表面積が 1.5m²／ｇ以下、20℃で10ポイズの粘度を
   有する不飽和ポリエステル樹脂 100重量部に水酸化アル
   ミニウム 200重量部を充填した配合物をブルックフィー
   ルド型粘度計で35℃にて測定した樹脂充填粘度が1000ポ
   イズ以下、75μｍ以上の粒子径をもつ粒子の割合が１％
   以下、白色度が95以上であることを特徴とする人造大理
   石用水酸化アルミニウム。
2. 【請求項２】加圧粉砕法で測定した平均径が８μｍを越
   え20μｍ以下の範囲の１次粒子から構成された平均粒子
   径が30〜70μｍの水酸化アルミニウムの２次凝集粒を解
   砕して、請求項１記載の人造大理石用水酸化アルミニウ
   ムを製造する方法。