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発明の名称 ストライプ柄を有する人工大理石の製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−323848
公開日 平成10年(1998)12月8日
出願番号 特願平9−135522
出願日 平成9年(1997)5月26日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】若林 忠 (外4名)
発明者 向 信博 / 柴崎 正明 / 藤田 香織 / 上手 正行 / 荷見 このみ
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 液状樹脂を成形セル内で硬化させて人工大理石を製造する方法において、成形セル内に着色剤が不均一に分散された液状樹脂を注入する工程と、該着色剤不均一分散液状樹脂の上に異色の液状樹脂を一層以上層状に積層させる工程と、櫛状の部材を、その歯を成形セルの底面に接触させつつ積層された液状樹脂中を移動させる工程とを有することを特徴とするストライプ柄を有する人工大理石の製造方法。
【請求項2】 二種以上の異色の液状樹脂を混合し、不十分に撹拌して着色剤が不均一に分散された液状樹脂を調製する請求項1記載の製造方法。
【請求項3】 液状樹脂中に着色剤を添加し、不十分に撹拌して着色剤が不均一に分散された液状樹脂を調製する請求項1記載の製造方法。
【請求項4】 成形セル内に注入された着色剤不均一分散液状樹脂に対して、その樹脂の流れ模様に一定方向の流れの向きを付与する請求項1、2または3記載の製造方法。
【請求項5】 着色剤不均一分散液状樹脂の上に積層する異色の液状樹脂が、着色剤が不均一分散された液状樹脂である請求項1、2、3たは4記載の製造方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ストライプ柄を有する人工大理石の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より液状樹脂を硬化させて、洗面台のカウンターやテーブルトップなどに用いられる人工大理石が製造されている。このような人工大理石の表面に模様が付されたものを製造する方法としては、液状樹脂を成形セルヘ注入する際に異色の合成樹脂素材を混入させる方法が、特公昭59−1568号公報や特開平1−317723号公報で知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これら従来法による場合には、模様の現出の再現性に欠け、良好な製品が得られる製品歩留りが低いという問題点があった。また、人工大理石として用いる場合には、表面を切削加工することが多く、その際に表面の模様が保持されることが必要とされるが、切削すると模様が消失したり大幅に変化してしまうことも多かった。更に、模様の現出のために異質の材料を使用した場合には、硬化速度に差が生じたり、材料間で物性差が発現しやすいことから、模様のないものに比較すると人工大理石としての機械的性能が低下することがあった。
【0004】本発明者らは、上記の問題点を解決する方法として、異色の液状樹脂を成形セル内で層状に積層し、櫛状の部材を成形セル中で移動させた後硬化させて人工大理石を製造する方法を特願平8−286834号で提案した。この方法は、鮮明な外観のストライプ柄が簡略に形成でき、かつこの柄のコントロールも容易であり、しかも厚み方向にも柄が連続的に形成できるものであった。
【0005】しかし、単にこの方法によるものでは、風合が平面的であったり、単一パターンになりやかったりして、天然の木質様材料、その他天然大理石に比べると外観の点で未だ満足のできるものではなかった。特に、天然木、天然石などの天然物が持つ微妙な色合い、深み、質感、高級感の点で十分なものとはいえなかった。
【0006】本発明の目的は、木が持つ微妙な色合いと自然な外観の正目調の木目模様あるいは質感、深み感に富んだ天然大理石調の外観のストライプ柄が形成でき、かつこれらの柄のコントロールが容易である人工大理石の製造方法を提供することにある。
【0007】本発明の他の目的は、厚み方向にも連続的に形成できて表面を切削しても消失しないストライプ柄を発現させることができる人工大理石の製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、液状樹脂を成形セル内で硬化させて人工大理石を製造する方法において、成形セル内に着色剤が不均一に分散された液状樹脂を注入する工程と、該着色剤不均一分散液状樹脂の上に異色の液状樹脂を一層以上層状に積層させる工程と、櫛状の部材を、その歯を成形セルの底面に接触させつつ積層された液状樹脂中を移動させる工程とを有することを特徴とするストライプ柄を有する人工大理石の製造方法である。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の方法では、成形セル内に人工大理石の原料となる液状樹脂を複数種注入するが、最初に注入して成形セル内で最下層を構成する液状樹脂は、製品の有意面でベースの色調を呈するものである。本発明の方法では、この最初に注入する液状樹脂として、着色剤が不均一に分散された液状樹脂を使用する。本発明にいう着色剤が不均一に分散された液状樹脂(以下、「不均一分散樹脂液」という)とは、液状樹脂中に一種類の着色剤が分散され、その分散が不均一なために液状樹脂の着色濃度にむらがあるものと、液状樹脂中に二種類以上の着色剤が分散され、これら着色剤の分散が不均一なために液状樹脂の色相にもむらがあるものの双方及びこの両者が併存するものを意味する。
【0010】このような不均一分散樹脂液は、以下のような方法で調製することができる。一つの方法は、二種以上の異色の液状樹脂を混合し、不十分に撹拌する方法である。より具体的には、例えば着色濃度および色相の少なくとも一方が異なる二種以上の異色の液状樹脂を準備し、これらを混合容器内に同時に注入した後、撹拌棒で緩やかに10〜30秒程度の短時間攪拌する方法である。また、別法として、液状樹脂中に着色剤を添加し、不十分に撹拌する方法がある。より具体的には、着色若しくは無着色の液状樹脂を準備し、これを撹拌棒で撹拌しながら着色剤をそのままあるいは適当な希釈剤で希釈したものを比較的短時間で添加し、添加完了の直後あるいは短時間後に撹拌を停止する方法である。
【0011】着色剤の不均一な分散の度合は、個々の製品に対しての外観要求により変更が可能であるが、少なくとも目視により着色剤が液状樹脂中に均一には分散されていないことが認識できればよい。このような不均一分散樹脂液を使用すると、得られる人工大理石から風合のプレーンさが消え著しく品位が向上した自然な外観のものが得られる。
【0012】成形セル内への不均一分散樹脂液の注入は種々の方法で実施できるが、この不均一分散樹脂液が製品の有意面で有する樹脂の流れ模様に一定方向の流れの向きを付与するようにして行うのが好ましい。具体的には、不均一分散樹脂液の供給容器を成形セルに対して一方向へ相対的に移動させつつ注入する方法である。成形セルの幅が広い場合には、この相対的な移動を何度か繰り返して実施することができる。
【0013】また、樹脂の流れ模様に流れの向きを付与するには、特別な操作を行うことなく成形セル内への不均一分散樹脂液を注入した後、ヘラのような部材を使用して、注入された不均一分散樹脂液に対して一方向へ向けて梳く操作を何度か実施し行うこともできる。ただし、この操作をあまり多く繰返すと液状樹脂中の着色剤の分散が均一化してしまうので不適当である。
【0014】樹脂の流れ模様の流れの向きは、後述する櫛状部材の移動の方向と一致していることが適当であり、これによって天然木、天然大理石など天然物がもつ微妙な色合い、深み、質感、高級感に近い外観のものが得られる。
【0015】このようにして、最下層を構成する不均一分散樹脂液を成形セル内に注入した後、これとは異色の液状樹脂を層状に積層させる。この積層の際には、下層の不均一分散樹脂液との界面があまり乱れないようにして上層の液状樹脂を注入すればよく、下層の液状樹脂の場合のように樹脂の流れ模様に方向性を付与することに留意しながら注入する必要はない。本発明の方法では、液状樹脂として異色のものを少くとも二種用いる。したがって、三種以上の異色の液状樹脂を三層以上に積層してもよい。なお、本発明にいう異色の液状樹脂とは、色調の異なるもの、すなわち着色濃度および色相の少なくとも一方が異なる液状樹脂をいう。
【0016】また、上層に積層する液状樹脂についても不均一分散樹脂液を用いると、後述する櫛状部材の移動操作によりこれが有意面へ現われた際に、その部分にも色調の変化が現われるので、より自然な外観の人工大理石を得る上で好ましい。ただし、上層の液状樹脂は、有意面へ現われる面積割合が少ないので着色剤が均一に分散された液状樹脂を用いてもかまわない。
【0017】液状樹脂は、成形セル内の全面で均一な厚みで積層されていることが、模様の発現をコントロールする上で好ましいが、部分的に積層厚にむらがあってもこれが直接的にストライプ柄の発現に影響を与えるものではない。液状樹脂の積層の厚みは特に制限されないが、各層の厚みが2〜20mm程度であることが好ましい。特に下層の液状樹脂の厚みが余り厚過ぎると、上層の液状樹脂が成形セルの底面に到達するのが困難になるため好ましくない。また、下層の液状樹脂層の厚みが余り薄過ぎると、模様が乱れやすく制御が困難になるとともに、得られた製品は切削の厚みが制限される等の使用上の問題も生じるので好ましくない。
【0018】本発明に用いる液状樹脂は通常は混合物であり、その組成は特に制限されるものではないが、代表的なものとしては、メタクリル酸エステル等の単量体とその重合体の混合物であるシラップに、充填剤、着色剤および硬化触媒が添加された組成物が例示される。充填剤としては、例えば水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の無機充填剤や木粉等の有機質充填剤が挙げられる。また、着色剤としては、例えば白色の酸化チタン、硫化亜鉛;黄色の酸化鉄イエロー;黒色の酸化鉄ブラック;赤色の酸化鉄レッド;青色のウルトラマリンブルー、フタロシアニンブルー等が例示される。硬化触媒としては、ターシャリーブチルパーオキシマレイン酸、過酸化ベンゾイル、クメンヒドロパーオキサイド、ターシャリーブチルヒドロペルオキサイド、過酸化ラウロイル、アゾビスイソブチロニトリル等が挙げられる。これらの各成分以外にも、従来より人工大理石の添加成分として知られている各種成分、例えば染料、紫外線吸収剤、難燃剤、離型剤、流動化剤、増粘剤、重合禁止剤、酸化防止剤等が添加できる。
【0019】用いる液状樹脂に関して、本発明の方法に対して特に大きな影響をもつものは、液状樹脂の粘度である。液状樹脂の粘度としては300〜5000cpの範囲が好ましい。粘度が高過ぎても低過ぎても着色剤の不均一分散性やストライプ模様の発現をコントロールすることが難しくなりやすい。また、液状樹脂の粘度を適切に選択することにより、充填剤や着色剤等の添加物の沈降を防ぐことができる。
【0020】このようにして成形セル内に積層して注入した液状樹脂に対して、本発明では、櫛状の部材を用いてその歯の先端を成形セルの底面に接触させつつ積層された液状樹脂を梳くようにして液状樹脂中を移動させる。櫛状部材を液状樹脂中で移動させると、誇張した表現をすれば、櫛状部材の歯が通過した跡には液状樹脂が押しのけられた窪みが生じ、そこへ上層の異色の液状樹脂が流れ込むことになる。このため、櫛状部材の歯の通過跡には成形セルの底面まで上層の異色の液状樹脂が侵入して、底面を有意面とした場合に、櫛状部材の歯の通過跡にストライプ柄が形成されることになる。図1に、このようすを模式図で示した。
【0021】本発明の方法では、櫛状部材の歯の通過跡に上層の異色の液状樹脂が流れ込むことが必要であり、ここへ下層部にある液状樹脂だけが流れ込んだのではストライプ柄は形成されない。このためには、歯の通過跡に窪みが形成できることが必要である。この窪みの発生には、液状樹脂の粘度、櫛状部材の移動速度、櫛状部材の形状等の種々の因子が相互に関連しているため、この窪みをうまく発生するための条件を一律的に決定することはできない。
【0022】櫛状部材の歯の移動速度は、液状樹脂の粘度との関係で重要である。歯の移動速度が余り遅いと歯の通過跡に窪みができないので、上層の異色の液状樹脂が成形セルの底面まで到達できず、ストライプ柄が形成できない。櫛状部材の移動速度としては、一般的には1〜10cm/秒程度が好ましい。櫛状部材を直線的に移動させて直線的なストライプ柄を形成するのが一般的であるが、これを蛇行して移動させて蛇行したストライプ柄を形成することもできる。櫛状部材は、複数回移動させることもできる。複数回移動させるとストライプ柄に揺らぎや間隔に変化が生じ、自然な趣の人工大理石が得られるので、本発明の方法の好ましい態様である。
【0023】本発明に用いる櫛状部材としては、液状樹脂に対して不活性であり、接着性を呈さない材料からなるものであることが適当であり、例えばアルミニウム等の金属や、ポリテトラフルオロエチレンでコートされた有機材料等が例示される。
【0024】図2は、本発明の方法に用いる櫛状部材の模式図である。櫛状部材の歯の形態としては、歯の長さは、上層の液状樹脂に不必要な乱れを生じさせないように、積層された液状樹脂の長さより十分長いものであることが適当である。また、歯の幅(歯の移動方向に垂直な長さ)としては、1〜20mmが好ましい。歯の幅は、形成されるストライプの幅には一致しないがその幅に影響する。歯の厚み(歯の移動方向の長さ)は、歯の機械的強度が保たれる厚みであればよく、余りストライプ柄の形成には影響しない。歯の断面形状としては流線形は適当ではなく、歯の通過跡の液状樹脂に乱流が発生するような角形形状が適当である。また、歯の先端の形状は、成形セル底面に密着できるように平坦面を有することが好ましい。多数回の移動をいとわなければ歯の本数は1本でもよく、所望するストライプ柄に応じて適当な歯の本数および歯の間隔が選択できる。
【0025】櫛状部材を移動させた後は、常法にしたがって液状樹脂を硬化させ、硬化後に硬化物を成形セルから取り出して人工大理石を得る。得られた人工大理石は、成形セル底面との接触面にストライプ柄が形成されている。このようにして形成されたストライプ柄は、異色の液状樹脂の流動混合に基づき形成されたものなので、定規で線引きしたのとは違った自然なゆらぎをもったラインのストライプ模様である。また、液状樹脂の色調並びに櫛状部材の歯の間隔や移動回数を適切に選択すれば、正目調の木目模様をもった人工大理石を製造することもできる。
【0026】以上では、バッチ式の注型法における本発明の方法の実施について説明したが、連続式キャスト成形法においては、成形セルとして移動するステンレスベルトとその両側に設置されたゴムや樹脂等で作成された液状樹脂を堰き止めるための枠が使用されるので、櫛状部材を静止固定させておき、櫛状部材が液状樹脂中を相対的に移動するようにしてもよい。
【0027】本発明の方法により製造される人工大理石は、住宅におけるキッチン天板、洗面化粧台、バスタブ、テーブル、壁材、家具、インテリア小物などの用途に使用できる。
【0028】
【実施例】以下、本発明を実施例にしたがってより具体的に説明する。なお、実施例中における「%」および「部」は、それぞれ「重量%」及び「重量部」を意味する。
【0029】実施例120%のポリメタクリル酸メチルと80%のメタクリル酸メチルの混合物からなるメタクリル酸メチルシラップ(以下「シラップ」と略す)1000部、水酸化アルミニウム粉末(BS−33、商品名、日本軽金属(株)製)800部、ジメタクリル酸エチレングリコール12部、ターシャリーブチルパーオキシマレイン酸20部、脱イオン水2部、木粉(ミサワテクノパウダーT3−B1403−03)、商品名、ミサワテクノマテリアル (株) 製)200部を混合し、ミキサーで撹拌し、混合スラリーを得た。この混合スラリーを真空容器内で脱泡した後、グリコールジメルカプトアセテート0.1部および水酸化カルシウムをシラップに25%分散させたスラリー8部を加えて撹拌し、ベースミックスを調製した。このベースミックスの粘度は1000cpsであった。
【0030】このベースミックスの3分の2を取り分け、更にそれを3分割してその各々に表1記載の着色剤組成物No.1〜3をそれぞれ添加して均一になるまで攪拌した。次いで、得られた3種の色つきミックスを図3に示した一つのパーン状容器へ移し、完全には混ざらないように3秒間、厚さ3mm、幅25mm、長さ250mmの攪拌棒で程よく攪拌して不完全混合ミックスを調製した後、幅方向の注入速度がほぼ一様になるようにしつつ一方向に移動させながら30cm角のトレイ状成形型中に厚みが9mmとなるように注入した。次いで先端の幅が30mmで厚みが1mmのヘラを、図4に示すようにその先端を成形型の底面に接触させて成形型中の不完全混合ミックスをかきわけるようにして注入時の移動方向と同じ方向へ移動させた。また、この移動跡と重ならないようにヘラを平行に動かしての同様なかきわけ操作を更に3回実施し、不完全混合ミックス全体の流れ模様に向きを付与した。
【0031】一方、残りのベースミックスに、着色剤組成物No.4を添加して均一に混合した後、これをパーン状容器へ移し、着色剤組成物No.5を添加しつつこれは完全には混ざらないように10秒間攪拌棒で程よく攪拌してもう一つの不完全混合ミックスを調製し、これを成形型中の不完全混合ミックス上に先の場合と同様にして注入して厚みが4.5mmの不完全混合ミックス層を積層した。
【0032】成形型の一端に、厚み3mmのポリテトラフルオロエチレン板で作成した歯の幅が5mmで歯の間隔が25mmの図2のような形状の櫛状部材を浸漬し、その歯を成形型の底面に接触させつつ積層されたミックス中を注入時の移動方向と同じく成形型の他端へ向けてまっすぐ50mm/秒で移動させた。その後成形型に蓋をして30分間保温しながら放置して樹脂を硬化させた後、成形型から硬化物を取り出し、成形型の底面との接触面に木目柄の発現した人工大理石を得た。
【0033】得られた人工大理石の外観は、天然の木のような木目模様を有しており、また、その表面を0.5mm程度研磨しても基本的な柄には殆ど変化はないが、光沢が減り、表面の粗さ感が増したことにより木質感がより向上した。
【0034】
【表1】

実施例2実施例1のベースミックス組成において、水酸化アルミニウムを1630部及び木粉を0部に変更した以外は実施例1と同様にしてベースミックスを調製し、その3分の2を取り分けて着色剤組成物No.6を添加して均一になるまで攪拌した後、パーン状容器へ移し、着色剤組成物No.7を添加しつつ完全には混ざらないように10秒間攪拌棒で程よく攪拌して不完全混合ミックスを調製した。これを実施例1と同様にして成形型に注入し、ヘラで樹脂の流れ模様に向きを付与した。
【0035】ベースミックスの残りをパーン状容器へ移し、着色剤組成物No.8を添加しつつ完全には混ざらないように10秒間攪拌棒で程よく攪拌してもう一つの不完全混合ミックスを調製し、これを成形型中の不完全混合ミックス上に実施例1と同様にして積層した。
【0036】この後は実施例1と同様にして櫛状部材を移動させた後、硬化させて人工大理石を得た。得られた人工大理石の外観は、大理石が持つ微妙な色合い、深み、質感を有し、流れ模様を呈する種類の大理石に非常に近い外観を有していた。また、その表面を0.5mm程度研磨しても基本的な柄には殆ど変化はなかった。
【0037】実施例3櫛状部材として図5に示すような歯の幅が2〜12mmで、歯の間隔が2〜10mmの範囲で不規則に変化したものを使用し、これを一度成形型中を移動させた後、移動方向とは垂直方向(横方向)に10mm程ずらし、再度同様に成形型中を移動させたことを除いては、実施例1と全く同様にして人工大理石を製造した。
【0038】得られた人工大理石の木目は、実施例1のものより目の間隔が狭く、また木目間の距離も不規則に変化し、また微妙なゆらぎもあり、極めて天然感の高いものであった。
【0039】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、木が持つ微妙な色合いと自然な外観の正目調の木目模様、あるいは質感、深み感に富んだ天然大理石調の外観のストライプ柄をもつ人工大理石が簡略な方法で形成できる。また、このストライプ柄は人工大理石の厚み方向にも連続的に形成されているので、人工大理石の表面を切削しても柄が消失することはなく、切削部にも連続したストライプ柄を発現させることができる。また、櫛状部材の歯の形態や歯の移動方向等をコントロールすることにより、ストライプ柄の幅や走行方向の調製が可能である。更に、人工大理石のベース部分とストライプ柄部分の成分がほぼ同一なので、柄の付与による人工大理石の機械的物性の低下もない。




 

 


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