JPH10506148A - 発泡材で裏打ちした固体表面材料を生産する１ステップの方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 固体表面材料を生産する方法を提供するものであり、その固体表面材料は、バブル充填重合体の裏打ちを伴う一体に形成された充填材含有重合体の薄層を持っており、重合体混合物中に界面または転移区域をもたないものであり、充填材およびバブルの分離を助ける振動を伴う、１ステップの注型を用いて作られる。

Description

【発明の詳細な説明】 発泡材で裏打ちした固体表面材料を生産する１ステップの方法 発明の背景 本発明は、充填剤添加重合体固体表面および中空バブルで同様に充填された類 似材料の裏打ちを持ち、層間に無充填重合体の転移区域のない複合材料注型製品 の生産方法に関するものである。 ポリメタクリル酸メチルおよびアルミナの３水和物を基礎とする固体表面材料 を含めて、固体表面材料は当業界において知られている。これらの製品のための 基礎的な技術は、Duggins による米国特許第3,847,865 号(1974)、Buser，Roede lおよびVassiliou による米国特許第4,085,246 号(1978)、およびFrank，Otremb a，Pohl およびSchlier による公開されたPCT 特許出願US88/14322号(1988)に開 示されている。 バブル充填裏打ち材料およびガラス繊維強化材でそのような固体表面材料を積 層するという先の試みは、費用のかかる多ステップ、および、それら自身の特性 を伴う明らかに異なる層をもった積層製品を得るという結果に至っている。積層 製品は一般的に、界面をもつため、ある種の条件下において、一体製品よりも離 層および他の弱点を多くもつ傾向がある。多層のなかで、このタイプの積層製品 は、Schock によるEP 285,046号(1993)のそれである。 上記で述べられた書類の全ては、重合体材料で充填された固体表面を作るため の方法および材料を開示する文献としてこの明細書で採用される。この固体表面 材料の表面特性をもち、一体な形態で層間に積層転移のない、より軽量なシート 材料を供給することができること、およびそのような製品を安価な工程により調 製することができることが望ましい。 発明の概要 本発明は、注型複合材料製品を生産する方法を提供するものであって、重合体 母材および異なる充填剤の２区域が存在、前記製品は向かい合う表面を持ち、ほ ぼ平坦であること、そのような製品の第１区域は充填剤プラス母材の重量をもと にして１０から８０重量％の範囲のレベルで充填剤を有する製品の１つの表面を 含むこと、および、第２区域は前記第１の表面と向かい合い、いずれも充填材お よびバブルプラス母材の重量をもとにして５から６０重量％の充填剤および３か ら３０重量％のバブルを有する第２の表面を含むこと、前記第１と第２区域は、 本質的に２つの区域間で無充填母材層のない連続体を形成することを特徴とし、 前記方法は、重合性単量体（１つまたは複数）、重合開始剤、充填剤およびバブ ルを含む硬化性混合物を一緒に混合するステップを含み、前記充填剤は、少なく ともバブルの比重より少なくとも１．０g/cc高いの比重を持っており、混合物を 平坦な表面上に注型するステップと、バブルが上昇し、かつ、充填材の大部分が 沈殿するような分離を助ける振動を加えるステップと、および、単量体（１つま たは複数）が硬化し重合して、前記２区域を持つ注型製品を形成するステップと を具えることを特徴とする。さらに、充填もしくは無充填樹脂の粉砕粒子を米国 特許第4,085,246 号で開示されたような粉砕粒子の方法に従って、混合物に加え ることができる。 発明の詳細な説明 本発明の利点は、脆性区域を生じたりあるいは他の機械的困難を引き起こすか もしれない重合体転移区域をもたない、軽量でより経済的な固体表面材料を供給 することである。１ステップ注型手順 重合性混合物は、２つ以上の充填材を、メタクリル酸メチル単量体に加えるこ と、あるいは、この単量体中に溶解しているポリメタクリル酸メチルを含有する シロップとこの単量体とのブレンドに２つ以上の単量体を加えることにより調整 される。本例において、充填材は、１）アルミニナ３水和物と、２）中空ガラス バブル、３Ｍ"Scotchlite" S-22 - １０−１００μm、中央値４０μm が好適と 、３）ベージュの着色性顔料である。そのシロップは、単量体中に約２０％のポ リメタクリル酸メチルを含有する。混合物は、以下の成分を混合することにより 作られる： 重量％ メタクリル酸メチル 50.5 シロップ 5.5 アルミナ３水和物 33.0 "Scotchlite"S-22（10-100μm、中央値40μm） 11.0 ガラスバブル 100.0 少量のベージュ顔料（＜１．０％）が製品を着色するために加えられる。開始 剤が添加され、そして、その混合物は空気を除去するために排気される。その混 合物は次いで型に注がれる。 その混合物は低粘度（約１００センチポアズ、または ０．１Psec．）であり 、充填材が液体相の比重と比較した比重に従って各層へ分離することを促進させ る。中空ガラスバブル（比重０．２２）は、液体（比重約１．０）中で上昇し、 一方、より重いアルミナ３水和物（比重２．４２）およびベージュ顔料は、底へ 沈殿する。硬化する前に混合物を振動させると、混合物中の充填材の分離の速度 が上がり、また、充填材をより均等に各層へと分散させる。３．８cmの型に注型 し硬化させた後は、２つの独立した層、アルミナ３水和物と色素を含むアクリル 重合体の０．８cmの表面層および、ガラスバブルとアルミナ３水和物を含む３． ０cm裏面層が存在する。しかしながら、その層の間には、界面が存在しない。そ れらは一体であり、重合体母材とともに構造中全体で連続している。この組成物 の表面層の発泡裏面層に対する厚さの比率は、約１：４であった。表面層 中には、７３．８％のアルミナ３水和物、また、発泡層には、９．７％のアルミ ナ３水和物が存在した（熱重量法により測定）。全ての部、比率、およびパーセ ンテージは、別に指示しない限り重量による。 表面層および裏面層の両方に、より重い充填材（１つまたは複数）を持つこと は、この充填材により特性の向上が付与されるので 望ましい。それら特性の改 善とは、強度および剛性の向上、衝撃損傷への耐性、難燃性、色素分布、および 寸法安定性である。より重い充填材（１つまたは複数）の分配は、注型後、かつ 、ゲル化もしくは硬化前におこる。各層中の量は、数種のプロセス変数、すなわ ち最初の混合組成中の水準、混合粘性、混合温度および、注型後の振動量を含む 変数によって決定され制御される。より重い充填材の範囲は、表面層中に１０か ら８０％であり、発泡層中には５から６０％であるが、好適範囲は、表面層に３ ０から６０％で、発泡層に１０から３０％である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９７年６月１７日 【補正内容】 明細書 発泡材で裏打ちした固体表面材料を生産する１ステップの方法 発明の背景 本発明は、充填剤添加重合体固体表面および中空バブルで同様に充填された類 似材料の裏打ちを持ち、層間に無充填重合体の転移区域のない複合材料注型製品 の生産方法に関するものである。 ポリメタクリル酸メチルおよびアルミナの３水和物を基礎とする固体表面材料 を含めて、固体表面材料は当業界において知られている。これらの製品のための 基礎的な技術は、Duggins による米国特許第3,847,865 号(1974)、Buser，Roede l およびVassiliou による米国特許第4,085,246 号(1978)、およびFrank，Otrem ba，PohlおよびSchlier による公開されたPCT 特許出願US88/14322号(1988)に開 示されている。 論文"Microspheres Creuses de Verre"，Composites，Vol.25，No.2，1985年 ３月，78-85 頁は、充填材として一般的に知られているバブルを開示している。 ある種の注型工程において振動を用いることができる。日本特許出願JP,A,530 41364 号は、より重い充填材をより軽い充填材に優先して底表面の凹領域へ沈下 させるのに振動が用いられている注型の型押し樹脂タイルを開示している。ドイ ツで公開された特許出願 DE-A-2026906号は、振動の利用により製品中の予め選 ばれた領域に均等に分配されうる異なる比重を持つ充填材を持つ注型ポリアミド 製品が開示されている。日本特許出願JP,A,05008227 号は、振動技術により異な る密度を持つチップが異なる密度の層中へ形成される混合物についても開示して いる。 バブル充填裏打ち材料およびガラス繊維強化材でそのような固体表面材料を積 層するという先の試みは、費用のかかる多ステップ、および、それら自身の特性 を伴う明らかに異なる層をもった積層製品を得るという結果に至っている。積層 製品は一般的に、界面をもつため、ある種の条件下において、一体製品よりも離 層および他の弱点を多くもつ傾向がある。多層のなかで、このタイプの積層製品 は、SchockによるEP 285,046号(1993)のそれである。 上記で述べられた書類の全ては、重合体材料で充填された固体表面を作るため の方法および材料を開示する文献としてこの明細書で採用される。この固体表面 材料の表面特性をもち、一体な形態で層間に積層転移のない、より軽量なシート 材料を供給することができること、およびそのような製品を安価な工程により調 製することができることが望ましい。 発明の概要 本発明は、注型複合材料製品を生産する方法を提供するものであって、重合体 母材および異なる充填剤の２区域が存在、前記製品は向かい合う表面を持ち、ほ ぼ平坦であること、そのような製品の第１区域は充填剤プラス母材の重量をもと にして１０から８０重量％の範囲のレベルで充填剤を有する製品の１つの表面を 含むこと、および、第２区域は前記第１の表面と向かい合い、いずれも充填材お よびバブルプラス母材の重量をもとにして５から６０重量％の充填剤および３か ら３０重量％のバブルを有する第２の表面を含むこと、前記第１と第２区域は、 本質的に２つの区域間で無充填母材層のない連続体を形成することを特徴とし、 前記方法は、重合性単量体（１つまたは複数）、重合開始剤、充填剤およびバブ ルを含む硬化性混合物を一緒に混合するステップを含み、 請求の範囲 １．本発明は、注型複合材料製品を生産する方法を提供するものであって、重合 体母材および異なる充填剤の２区域が存在、前記製品は向かい合う表面を持ち、 ほぼ平坦であること、そのような製品の第１区域は充填剤プラス母材の重量をも とにして１０から８０重量％の範囲のレベルで充填剤を有する製品の１つの表面 を含むこと、および、第２区域は前記第１の表面と向かい合い、いずれも充填材 およびバブルプラス母材の重量をもとにして５から６０重量％の充填剤および３ から３０重量％のバブルを有する第２の表面を含むこと、前記第１と第２区域は 、本質的に２つの区域間で無充填母材層のない連続体を形成することを特徴とし 、前記方法は、重合性単量体（１つまたは複数）、重合開始剤、充填剤およびバ ブルを含む硬化性混合物を一緒に混合するステップを含み、前記充填剤は、少な くともバブルの比重より少なくとも１．０g/cc高い比重を持っており、混合物を 平坦な表面上に注型するステップと、バブルが上昇し、かつ、充填材の大部分が 沈殿するような分離を助ける振動を加えるステップと、および、単量体（１つま たは複数）が硬化し重合して前記２区域を持つ注型製品を形成するステップとを 具えることを特徴とする方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．本発明は、注型複合材料製品を生産する方法を提供するものであって、重合 体母材および異なる充填剤の２区域が存在、前記製品は向かい合う表面を持ち、 ほぼ平坦であること、そのような製品の第１区域は充填剤プラス母材の重量をも とにして１０から８０重量％の範囲のレベルで充填剤を有する製品の１つの表面 を含むこと、および、第２区域は前記第１の表面と向かい合い、いずれも充填材 およびバブルプラス母材の重量をもとにして５から６０重量％の充填剤および３ から３０重量％のバブルを有する第２の表面を含むこと、前記第１と第２区域は 、本質的に２つの区域間で無充填母材層のない連続体を形成することを特徴とし 、前記方法は、重合性単量体（１つまたは複数）、重合開始剤、充填剤およびバ ブルを含む硬化性混合物を一緒に混合するステップを含み、前記充填剤は、少な くともバブルの比重より少なくとも１．０g/cc高い比重を持っており、混合物を 平坦な表面上に注型するステップと、バブルが上昇し、かつ、充填材の大部分が 沈殿するような分離を助ける振動を加えるステップと、および、単量体（１つま たは複数）が硬化し重合して前記２区域を持つ注型製品を形成するステップとを 具えることを特徴とする方法。