(57)【要約】【課題】　容易に様々な形状にすることができ且つ強く軽量な、多用途で費用の安い建築材料シートの製造方法を提供する。【解決手段】　本発明の建築材料シートの製造方法は、成型用表面２５を提供すること；ポリエステル樹脂、随意のモノマー、増粘剤、促進剤及び充填材と組み合わされたビニルエステル樹脂を含有する組成物３０を提供すること；組成物３０を成型用表面２５に堆積させること；並びに組成物３０を硬化させて建築材料シートを製造することを含む。本発明の他の面は、建築材料シートである。また本発明の更に他の面は、積層材の製造方法である。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　成型用表面を提供すること；
　ポリエステル樹脂、随意のモノマー、増粘剤、促進剤及び充填材と組み合わされたビニルエステル樹脂を含有する組成物を提供すること；
　前記組成物を成型用表面に堆積させること；並びに
　前記組成物を硬化させて、建築材料シートを製造すること；
を含む、建築材料シートの製造方法。
【請求項２】
　前記成型用表面が、型キャビティを画定する型を構成している、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
　前記型が密閉式型である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
　前記型が開放式型である、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
　前記型キャビティが底部壁と側壁とを有する、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
　前記組成物が部分的に硬化したときに、前記型キャビティの側壁から所定の距離で組成物上にダムを配置して、型の側壁とダムとの間に空間を画定すること；組成物の第２の部分をこの空間に堆積させること；及び前記組成物の第２の部分を硬化させることを含み、それによって建築材料シートが、前記空間において第２の厚さを有し、且つ前記空間の外側において第１の厚さを有し、この第２の厚さが第１の厚さよりも厚い、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
　前記成型用表面が連続ベルトであり、選択された高さでこの連続ベルトの上方にブレードを配置して、選択された厚さのシートを作ることを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
　前記組成物を堆積させる前に、前記成型用表面に離型剤を提供することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
　鋳込み、ポンプ送出、注入、噴霧又はそれらの組み合わせからなる群より選択される方法を使用して、前記組成物を前記成型用表面に堆積させる、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
　前記成型用表面上において前記組成物を加熱することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
　前記成型用表面から建築材料シートを取り外すこと、及びこの建築材料シートを加熱することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
　前記組成物に触媒を加えることを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
　前記触媒が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、又はクミルヒドロペルオキシドを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
　前記組成物を堆積させる前に、高品質樹脂を前記成型用表面に堆積させることを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
　前記高品質樹脂がアクリル樹脂である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
　前記組成物が、
　約１０〜約２５重量％のビニルエステル樹脂；
　約４０〜６０重量％のポリエステル樹脂；
　０〜約２０重量％のモノマー；
　約１〜約１５重量％の増粘剤；
　約０．１〜約５重量％の促進剤；及び
　約１〜約２５重量％の充填材；
を含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
　約１０〜約２０重量％のビニルエステル樹脂が存在する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
　約５〜約２０重量％のモノマーが存在する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
　前記組成物が０〜約３重量％のフュームドシリカを更に含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
　前記ビニルエステル樹脂又はポリエステル樹脂が難燃性樹脂である、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
　前記充填材が難燃性充填材である、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
　前記難燃性充填材が、硫酸カルシウム、三水和アルミナ又はそれらの組み合わせである、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
　前記促進剤が、ジメチルパラトルイジン、ジメチルアニリン、ジエチルアニリン、ジメチルアセタールアセトアミド、コバルトオクトエート、カリウムオクトエート、銅ナフタネート、第４アンモニウム塩又はそれらの混合物である、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
　前記充填材が、中空微細球、珪灰石繊維、雲母、ケイ酸カリウムアルミニウム、ケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、三水和アルミニウム又はそれらの組み合わせである、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
　前記増粘剤がチキソトロピッククレーである、請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
　前記組成物を前記成型用表面に堆積させる前に、前記組成物をメッシュフィルターに通してろ過することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
　請求項１に記載の方法によって製造される建築材料シート。
【請求項２８】
　ポリエステル樹脂、随意のモノマー、増粘剤、促進剤及び充填材と組み合わされたビニルエステル樹脂を含有する組成物から作られ、第１の面と第２の面を有するシートを提供すること；
　第２の層を提供すること；並びに
　前記第２の層を、前記シートの第１の面に結合すること；
を含む、積層材の製造方法。
【請求項２９】
　第３の層を提供すること、及びこの第３の層を前記シートの第２の面に結合させることを更に含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
　前記シートの第１の面への前記第２の層の結合が、接着剤の適用、加熱、化学結合又はそれらの組み合わせからなる群より選択される方法の使用を含む、請求項２８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は一般に建築材料、特に建築材料シートの製造方法、製造された建築材料シート、及び建築材料シートを伴う積層体を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
　様々なタイプの建築材料が知られている。１つの一般的な建築材料は木材である。木材は非常に多用途で、多くの異なる用途に使用できる。これは非常に様々な形状及び大きさで入手可能であり、容易に切断及び仕上げをすることができる。しかしながら、木材の使用が望ましくない用途も存在する。更に木材は、熱、太陽、水及び湿気のような環境条件に露出されると、時間の経過と共に劣化することがある。
【０００３】
　積層材は他の１つの一般的な建築材料である。高圧積層材は、熱硬化性樹脂を含浸させた紙のシートから製造される。典型的に、芯シートにフェノール樹脂を含浸させ、表面シートにメラミン樹脂を含浸させる。高圧積層材はカウンタートップ、テーブルトップ、壁の被覆等で使用されている。
【０００４】
　積層材の床の人気が上昇している。これらは典型的に、木材又は他の材料の上側層、プレスボードの層、及びスポンジ状の底部層の３つの層からなる。しかしながらプレスボードは濡れると膨潤し剥離する。この問題は、いくらかの用途で積層材フローリングの使用を制限することがある。
【０００５】
　低圧積層材は一般に、メラニンを含浸させた外装シートと、様々な材料の裏当てシートから作られている。低圧積層材は壁用パネル及び家具の疑似木材で使用されている。しかしながらそれらの物理的な性質は一般に、高圧積層材と比較して劣っている。
【０００６】
　無垢の表面材料、吹き付け御影石及び人工大理石は他の人気のある建築材料である。このような建築材料は一般に、台所及び浴室のカウンタートップ及びシンク等で使用されている。無垢の表面材料は典型的に、様々な充填材を伴う熱硬化性アクリル樹脂又は熱硬化性ポリエステル樹脂の厚い板である。これらは、御影石及び大理石のような石材生成品をまねて作ることができる。無垢の表面材料は一般に厚い板状であるので、使用する面積に応じて材料の費用が高くなる。更にこれらは、製造及び設置が難しく、このことも製品の価格を高くしている。結果として、無垢の表面材料は高価で、天然の大理石又は御影石の費用を超えることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
　従って、容易に様々な形状にすることができ且つ強く軽量な、多用途で費用の安い建築材料がまだ求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
　本発明は、建築材料シートを製造する方法を提供することによって、この要求を満たす。この方法は、成型用表面を提供すること；ポリエステル樹脂、随意のモノマー、増粘剤、促進剤及び充填材と組み合わされたビニルエステル樹脂を含有する組成物を提供すること；この組成物を成型用表面に堆積させること；並びにこの組成物を硬化させて、建築材料シートを製造することを含む。
【０００９】
　本明細書の記載において用語「シート」は、平らで薄いシート、比較的厚い板（カウンタートップの前又は後側の端部のための突出部のような突出部を有するシート及び板を含む）、並びにシンク及びタブのように特定の形状にされたシートを意味する。
【００１０】
　１つの態様では、成型用表面は型キャビティを画定する型であってよく、また型は密閉式型であっても、開放式型であってもよい。
【００１１】
　この方法は、組成物が部分的に硬化したときに、型の側壁から所定の距離で組成物上にダムを配置して、型の側壁とダムとの間に空間を画定すること、組成物の第２の部分をこの空間に堆積させること、及びこの組成物の第２の部分を硬化させることを含むことができる。これによれば、この型の側壁とダムとの間に空間においてシートは、第１の厚さよりも厚い第２の厚さを有し、この空間の外側で第２の厚さを有する。
【００１２】
　他の１つの態様では、成型用表面は連続ベルトでよい。この方法は、選択された高さで、ベルト上にブレードを配置することを含んで、選択された高さのシートを製造することができる。
【００１３】
　この方法は、組成物を堆積させる前に、成型用表面に高品質の樹脂の層を堆積させることを含むことができる。
【００１４】
　難燃性シートが所望である場合、ビニルエステル樹脂又はポリエステル樹脂が難燃性樹脂であってよい。あるいは、充填材が難燃性充填材であってよい。
【００１５】
　本発明の他の面は、上記の方法によって製造される建築材料シートである。
【００１６】
　他の面では本発明は、積層材の製造方法である。この方法は、ポリエステル樹脂、随意のモノマー、増粘剤、促進剤及び充填材と組み合わされたビニルエステル樹脂を含有する組成物から製造されたシートであって、第１の面及び第２の面を有するシートを提供すること；第２の層を提供すること；第２の層をシートの第１の面に結合することを含む。所望で有れば、シートの第２の面に第３の層を結合させることができる。限定するわけではないが、結合は、接着剤の適用、加熱、化学結合、又はそれらの組み合わせを含む方法によって行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
　本発明の方法は、ポリエステル樹脂とビニルエステル樹脂との組み合わせを含有する組成物を使用する。典型的に組成物は、全組成物の約４０〜約６０重量％のポリエステル樹脂と、全組成物の約１０〜約２５重量％のビニルエステル樹脂を含有する。ビニルエステル樹脂は一般に、全組成物の約１０〜約２０重量％である。
【００１８】
　随意に組成物は、全組成物の０〜約２０重量％のモノマーを含有する。このモノマーは、任意の適当なモノマー、例えばスチレンモノマーである。これは典型的に、全組成物の約５〜約２０重量％の量で存在する。低揮発性有機化合物（ＶＯＣ）が望ましい場合、この範囲の比較的少ない側の量で、スチレンモノマーを使用することができる。あるいは、非スチレン系の、ＶＯＣ適応材料を使用することもできる。
【００１９】
　組成物は、増粘剤、例えばチキソトロープクレイを含有する。増粘剤は一般に、全組成物の約１〜約１５重量％の量で存在する。
【００２０】
　組成物は、１又は複数の促進剤も含有する。促進剤は一般に、全組成物の約０．１〜約５重量％の量で存在する。典型的な促進剤としては、限定するわけではないが、ジメチルパラ−トルイジン、ジメチルアニリン、ジエチルアニリン（ＤＥＡ）、ジメチルアセタールアセトアミド、コバルトオクトアート、カリウムオクトアート、銅ナフタネート、第４アンモニウム塩、又はそれらの混合物を挙げることができる。
【００２１】
　組成物は１又は複数の充填材も含有し、これは通常、全組成物の約１〜約２５重量％の量で存在する。典型的な充填材としては、限定するわけではないが、中空の球状体又は微細球状体、珪灰石繊維、雲母、ケイ酸カリウムアルミニウム、ケイ酸カルシウム、アルミニウム三水和物、又はそれらの組み合わせを挙げることができる。
【００２２】
　組成物は随意に、フュームドシリカを含有することができる。フュームドシリカは一般に、全組成物の０〜約３重量％、典型的に０〜約２重量％の量で存在する。
【００２３】
　組成物は、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、随意のモノマー、及び増粘剤を、一般的な混合機で混合することによって製造できる。存在する場合のフュームドシリカは、最初に又は最初の混合工程の後で加えることができる。促進剤を加えて、典型的に約５分間にわたって混合する。その後で充填材を組成物に加え、約２０分間にわたって混合して、組成物を得る。
【００２４】
　所望であれば、組成物は随意に、メッシュフィルターを通してろ過することができる。
【００２５】
　触媒は、最終的な混合の前又は成型用表面への組成物の噴霧の間に、組成物に加えることができる。触媒としては、限定するわけではないが、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、又はクミルヒドロペルオキシドを挙げることができる。
【００２６】
　このようにして、組成物は、本発明の方法で使用するための準備がなされる。
【００２７】
　図１で示すように、型１０を提供する。型１０は側壁１５及び２０、並びに底部壁２５を有する。組成物３０は、型１０の底部壁２５上に堆積させる。組成物３０は、任意の適当な方法で堆積させることができる。この堆積方法としては、限定するわけではないが、鋳込み、ポンプ送出、注入、噴霧又はそれらの組み合わせを挙げることができる。組成物を成型用表面に噴霧する場合、１又は複数の薄い層を噴霧して所望の厚さを得ることができる。それぞれの噴霧層は典型的に、約１／８〜１／４インチの厚さである。
【００２８】
　その後、組成物を硬化させる。硬化時間は使用する組成物、並びにシートの形状及び厚さに依存する。典型的に硬化は、型内において周囲温度で行う。しかしながら所望であれば、型を加熱して硬化時間を短くすることができる。あるいは、シートが充分に自立性になった後でシートを型から取りだし、型の外で周囲温度において又は高温で硬化を完了させることができる。
【００２９】
　図２に示されている態様では、底部壁２５と側壁１５及び２０とに高品質樹脂の層３５を堆積させることによって、高品質の表面、例えばカウンタートップのための高品質の表面を製造できる。高品質樹脂としては、限定するわけではないが、充填材入りアクリル樹脂、例えばポリメチルメタクリレート、又はポリメチルメタクリレートとメチルメタクリレート樹脂との組み合わせ、又は他の適当な樹脂を挙げることができる。この高品質樹脂は、無垢表面材料又は同様な材料で使用することが知られているものでよい。用語「アクリル樹脂」は改質アクリル樹脂を包含する。高品質樹脂を堆積させて部分的に硬化させた後で、本発明の組成物３０の層を、この高品質樹脂の層上に堆積させ、この材料を硬化させる。これによって得られるシートは強く、軽量で、且つ高品質樹脂のみから製造したシートと比較して費用がかからない。このタイプのシートは、カウンタートップとして使用するのに適当である。
【００３０】
　型の側壁１５から所定の距離を置いて、ダム４０を部分的に硬化した組成物上に配置できる。組成物の第２の部分４５をその後、側壁１５とダム４０との間の空間に堆積させる。その後、シートを硬化させる。硬化したシートは、シートの他の部分よりも厚いシートの縁近くの一体的な突出部を有する。この突出部は、カウンタートップの前側又は後側の縁のために適当である。
【００３１】
　特定の形状にされたシートが望ましい場合、図３及び４で示すように、密閉式型での射出成型プロセスを使用できる。図３は、開いている状態の型１００を示す。ここでは２つの半型１０５及び１１０が示されている。半型１０５は、型表面１１５を有し、半型１１０は型表面１２０を有する。型は図４に示すようにして閉じられ、１又は複数の開口部１２５を通して、型表面１１５と１２０との間の型キャビティ１３０に組成物を注入する。その後、シートを硬化させ、型から取り出す。本発明の組成物の前に高品質樹脂を注入して、形成されたシートに高品質表面を与えることができる。
【００３２】
　図５は、平らなシートを製造するための他の方法を示している。１又は複数のノズル２０５が、連続ベルト２１０上に組成物を堆積させる。この組成物は、連続ベルト２１０上で層２１５を形成する。ブレード２２０を、連続ベルト２１０の上方に選択された間隔をあけて配置する。層２１５がブレード２２０の下を通過するときに、層の一部が除去されて、選択された高さの平らで滑らかな層２２５が得られる。ブレード２２０の高さを様々に調節して、様々な厚さの層を作ることができる。比較的厚いシートのためには、追加のノズル及び追加のブレードを使用して、所望の厚さを得ることが必要なことがある。例えば第１のブレードを使用して、１／４インチの厚さの滑らかな層を作ることができる。追加のノズルが存在して更なる組成物を堆積させ、第２のブレードが１／２インチの厚さの滑らかな層を作るようにしてもよい。追加のノズル及びブレードを使用して、所望の厚さのシートを得ることができる。シートは、任意の適当な切断装置を使用して、所望の長さに切断することができる。この切断装置としては、限定するわけではないが、鋸（図示せず）を挙げることができる。
【００３３】
　成型用表面に樹脂を堆積させる前に、離型剤を型表面に適用して、シートを容易に取り外せるようにすることができる。離型剤は既知であり、当該技術分野で知られるような任意の適当な方法を使用して適用することができる。
【００３４】
　シートは、矩形、正方形、円形、楕円等の様々な形状にすることができる。シートは直接に所望の形状にすること、又は連続的なシートにし、切断して所望の形状にすることができる。シートは、用途に依存して、成型又は切断によって様々な寸法にすることができる。例えば４インチ×８インチのシートを製造することができる。またシートは様々な厚さにすることができる。これらのシートは典型的に、最終的な用途に応じて、１／４インチ〜１と１／２インチ又はそれよりも厚い。
【００３５】
　いくらの用途では、難燃性のシートを必要とする。このような用途では、難燃性樹脂を使用して難燃性のシートを作ることができる。あるいは、難燃性充填材、例えば硫酸カルシウム、三水和アルミナ又は同様な充填材を使用することができる。所望であれば、２つ手法を組み合わせて、難燃性樹脂と難燃性充填材の両方を使用することができる。これらのシートは、限定するわけではないが、カウンタートップ、シンク、浴槽、シャワー周り、敷居、玄関、覆い、建築パネル、床の覆いの支持層等のような製品のために使用できる。
【００３６】
　シートを使用して、図６に示すような積層材を製造することができる。成層材３００は、本発明によって製造したシート３０５を有する。第２の層３１０は、シートの一方の面に結合されている。随意の第３の層を、シートの他の側に結合することができる。所望であれば、追加の層を使用することもできる。限定するわけではないが、層は、接着剤の適用、層の加熱、化学結合又はそれらの組み合わせを含む方法を使用して結合する。
【００３７】
　シートを有する積層体を使用して、様々な製品、例えば限定するわけではないが、フローリング、カウンタートップ、テーブルトップ、壁用被覆材及び疑似木材家具を製造することができる。本発明で製造したシートの積層材での使用は、水に影響されず、強く且つ軽量の層を提供する。
【００３８】
　表１で示されているように、本発明によって製造した３／８インチシート、すなわち本発明の建築材料の３／８シートは、合板及びのバルサ材の３／８インチシートと比較して、改良された強度及び圧縮性を有する。本発明の建築材料シートは、吸水の防止に関しても良好である。更に本発明の建築材料シートは、ファスナー引き試験（fastener withdrawal test）に関しても良好な結果を示している。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
　本発明の説明のために特定の代表的な態様及び詳細を示してきたが、特許請求の範囲で示される本発明の範囲内で本明細書で開示されている組成及び方法に様々な変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、本発明の方法で使用する１つの態様の型の断面図である。
【図２】図２は、本発明の方法で使用する他の態様の型の断面図である。
【図３】図３は、本発明の方法で使用する他の態様の型の開いた状態の断面図である。
【図４】図４は、図３の型の閉じた状態の断面図である。
【図５】図５は、本発明のシートを製造する他の態様の方法の断面図である。
【図６】図６は、本発明で製造された積層材の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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