(57)【要約】少なくとも１つのアクリル樹脂のマトリックスと、マトリックス中に分散された充填材とを含む押出し可能な複合材料から固体表面材料を調製した。前記アクリル樹脂は、直鎖もしくは分岐鎖脂肪族カルボン酸またはそのような酸の無水物と架橋したマトリックス樹脂としてアクリルエポキシ機能性コポリマーを含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのアクリル樹脂のマトリックスと、前記マトリックスに分散された充填剤とを含む充填アクリル固体表面材料であって、前記アクリル樹脂がエポキシ官能基を有するアクリルポリマーを含み、前記ポリマーが直鎖もしくは分岐鎖脂肪族カルボン酸またはそのような酸の無水物により架橋されていることを特徴とする材料。
【請求項２】
前記アクリル樹脂がメタクリル酸メチルを含み、前記ジカルボン酸が直鎖脂肪族架橋剤であることを特徴とする請求項１に記載の材料。
【請求項３】
前記アクリルポリマーがポリ（メタクリル酸メチル／メタクリル酸グリシジルを含むことを特徴とする請求項１に記載の材料。
【請求項４】
前記充填剤が炭酸カルシウムであることを特徴とする請求項１に記載の材料。
【請求項５】
前記アクリルポリマーが６５〜９２重量％のメタクリル酸メチルと８〜３５重量％のメタクリル酸グリシジルとを含むことを特徴とする請求項３に記載の材料。
【請求項６】
前記充填剤が、材料の全重量を基準として２０〜７５重量％の量で存在することを特徴とする請求項５に記載の材料。
【請求項７】
前記コポリマーが１,１２−ドデカン二酸により架橋していることを特徴とする請求項５に記載の材料。
【請求項８】
樹脂の架橋を防ぐために低温で、エポキシ官能基を有するアクリル樹脂を充填剤と混合する工程と、得られた混合物を押出して前記シート材料を形成する工程と、その後、前記樹脂を高温で、直鎖もしくは分岐鎖カルボン酸またはその無水物を利用して架橋する工程とを含むことを特徴とする充填固体表面シート材料の製造方法。
【請求項９】
前記押出し工程前に混合物に触媒を添加することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記アクリル樹脂が６５〜９２重量％のメタクリル酸メチルと８〜３５重量％のメタクリル酸グリシジルとを含み、前記充填剤が、材料を基準として２０〜７５重量％の量で存在することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記充填剤が炭酸カルシウムであることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所望の物理特性を有する固体表面に施すための、押出し可能なアクリル組成物の薄シートを製造することに関する。特に、本発明はそのような材料の耐熱性の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
人工（または合成）大理石は、バスルームの鏡台上面、流し台、シャワー室、およびキッチンカウンター上面などの建築製品、例えば、家具、衛生用途、内張り材料、および据置きの小物として使用する様々な種類の材料の一般的名称として考えることができる。人工大理石は、洗練された大理石、オニキス、および固体表面材料（典型的には、ある種の樹脂マトリックスを含み、樹脂マトリックス中に充填剤が存在するかまたは存在しない）を包含する。固体表面材料は、典型的には、充填樹脂材料である。デラウェア州、ウィルミントンの、Ｅ．Ｉ．デュポン・ド・ヌムール・アンド・カンパニー（Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ）（デュポン（ｄｕＰｏｎｔ））により販売されるコリアン（Ｃｏｒｉａｎ）（登録商標）は、アルミニウム三水和物（ＡＴＨ）で充填されたアクリルマトリックスを含む固体表面材料である。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許第４,０８５,２４６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術は、様々な目的に用いる充填剤を含有する多くのポリマー組成物を開示しているが、固体表面市場は耐熱性に関しては意見が一致しており、耐熱性を改良するという問題については、これまで適切な対処がなされていない。そのような組成物を押出して薄シート材料を形成することは容易ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明により、耐熱性が改良された固体表面材料が提供される。固体表面材料は、マトリックスとして架橋アクリル複合材料と、マトリックスに分散された少なくとも１つの充填剤とを含む。好ましい実施形態において、マトリックスは、ポリ（メタクリル酸メチル／メタクリル酸グリシドール）のようなエポキシ官能性コポリマーと、架橋剤としての二価酸とから選択される。充填剤は、炭酸カルシウムまたは当該技術で一般的に開示されている別の充填剤である。本発明の組成物は、容易に押出し可能であり、よって、耐熱性の高い薄シート材料を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明は、薄シートへと押出しされ得るアクリル複合材料を含み、この薄シートは熱成形が可能であり、耐熱性が高く、汚れに対して抵抗性がある。本発明に有用なアクリル樹脂は架橋可能な構成材を含み、かつ、アクリル固体表面材料へと形成できる限り、特に限定されない。有用なアクリル樹脂の例として、様々な種類の慣用的なアクリルモノマー、アクリルオリゴマー、アクリルモノマー以外の共重合のためのビニルモノマー、またはオリゴマーが挙げられる。アクリルモノマーとして、アクリル酸（メタクリル酸）エステルが好ましい。アクリル酸（メタクリル酸）エステルの例には、（メタクリル酸）アクリル酸メチルエステル、（メタクリル酸）アクリル酸エチルエステル、（メタクリル酸）アクリル酸ブチルエステル、（メタクリル酸）アクリル酸２−エチルヘキシルエステル、および（メタクリル酸）アクリル酸ベンジルエステルが挙げられる。アクリル樹脂は、アクリル構成材と、アクリル樹脂重量に基づき約８〜３５重量％のメタクリル酸グリシジル、好ましくは１０〜２０重量％のメタクリル酸グリシジルとの共重合により付与される、エポキシ官能基を有する。
【０００７】
アクリルポリマーマトリックスは、アクリルポリマーを重量基準として、約７〜１５重量％の量の、直鎖または分岐鎖の、脂肪族ジカルボン酸、例えばアジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン酸、および１,１２−ドデカン二酸を使用して架橋する。デカンジカルボン酸無水物などの酸の無水物も有用である。
【０００８】
架橋を防ぐために低温で、例えば７５℃〜１４０℃の温度でロールミルで構成材群を混合し、押出し、その後、１７０℃〜２１０℃の温度で架橋する。前記の通り、反応物を約１７０℃以上の温度まで加熱するか、または全混合物の重量を基準にして０.０５〜１重量％の量の少量の触媒（例えばジブチルスズ二ラウリン酸またはメチルトリフェニルホスホニウムブロミド）を添加して反応を加速することにより、架橋を行なうことができる。本発明に有用な充填剤としては、例えば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、カオリン、または装飾剤が挙げられ、このリストは網羅的なものではなく、本発明を限定するものでもない。充填剤は、約２０重量％〜約７５重量％程度の少量の有効量で存在し得る。好ましくは、３０〜６０重量％の量が使用される。
【０００９】
固体表面材料中には、色素、染料、難燃剤、分離剤、流動化剤、粘度調節剤、硬化剤、抗酸化剤、強靭化剤、および発色阻止剤などの他の添加剤も含まれていることが既知である。花崗岩の模倣物を与える添加剤が、米国特許公報（特許文献１）に開示されている。
【００１０】
真空装置と適切な寸法のシート状の金型とを装備したマルチフィーダーツインスクリュー押出し機を使用して、連続押出しプロセスにより、本発明の固体表面材料を調製できる。押出されたシートを直接、ダブルベルトプレスに移しても、硬化させるためにオーブンに移してもよい。硬化の間、シートの規格または輪郭を維持するために、光圧が必要な場合もある。得られた固体表面材料は熱成形可能であり、すなわち、温度および力が制御された条件下で再成形可能であり、これは、製品の応用例を構築するのに有用である。
【００１１】
（耐熱性試験法）
耐熱性は、「熱遮断試験」により決定する。金属塊（直径２インチ（５.０８ｃｍ）および高さ１  ７／８インチ（４.７６ｃｍ）の８００ｇのステンレス鋼シリンダー）を内部カートリッジヒーターで加熱し、その温度を温調機により制御する。以下の実施例では、薄サンプル（厚さ１／４インチ（０.６ｃｍ）未満）を、試験前に、３／４インチ（１.９ｃｍ）のパーティクルボード上に積層する。金属塊（所望の温度（±２℃）まで加熱し維持する）を、５分間、サンプル表面上に置く。その後、サンプル表面を、肉眼で、眼で確認できる（定量的な）変化について洞察した。光研磨を使用して表面を再仕上げすれば、僅かに表面が変化した試験表面を依然として、最初の風采にまで戻すことができる場合、サンプルは、試験温度において「合格」と判断する。
【００１２】
本発明の追加の特徴は、以下の実施例により説明され、部および比率は、特記しない限り、重量基準である。
【実施例】
【００１３】
（実施例１〜１５）
７５〜１４０℃の温度で、２インチ（５.０８ｃｍ）の２本ロール（寸法は多種多様でよい）ミルに、樹脂、充填剤、および添加剤を配合することにより、以下の表１に明記した組成を有するアクリル複合材料を調製した。プロセス時間枠内で架橋反応が起こらないように具体的な温度を選択した。架橋反応させるために、配合した材料を１７０〜２１０℃でプレスに入れた。
【００１４】
実施例により、本発明のエポキシ−酸の架橋系によって、劇的に、アクリル複合材料の耐熱性が改良されることが実証された。熱遮断試験を使用すると、いくつかの材料の表面は、３００℃でも膨潤またはブリスタリングを示さない。２７０℃での熱遮断試験後に、光研磨によって表面を再仕上げすれば、大半の黄色表面を依然として、その最初の色に戻すことができた。比較するために、従来の押出しプロセスにより製造した、分子量１００,０００（平均分子量）の５０％ＣａＣＯ３を充填したホモ−ポリメタクリル酸メチルの複合材料は、１８０℃の熱遮断試験で、重度の表面ブリスタリングおよび融解を示した。
【００１５】
【表１】
2004526823.tif 000002
【００１６】
上記の表において、さまざまな用語および記号は、以下の意味をもつ：
ＲＣＰ２８１７０＝コポリ（ＭＭＡ／２２％ＧＭＡ）分子量約１１,０００〜１５,０００；ＲＣＰ２８２２２＝コポリ（ＭＭＡ／１０％ＧＭＡ）分子量約８０００；ＶＸＬ＝デカンジカルボン酸無水物（ヘキスト社（Ｈｏｅｃｈｓｔ  Ｃｏ．））；ＭＴＰＰＢ＝メチルトリフェニルホスホニウムブロミド（アルドリッチ社（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏ．））；ＤＤＤＡ＝１,１２−ドデカン二酸；アルマテックス（Ａｌｍａｔｅｘ）ＰＤ９２００＝コポリ（ＭＭＡ／２２％ＧＭＡ）分子量約１１０００〜１５０００（アンダーソンディベロップメント社（Ａｎｄｅｒｓｏｎ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  Ｃｏ．））；アルマテックス（Ａｌｍａｔｅｘ）６１００＝コポリ（ＭＭＡ／１５％ＧＭＡ）分子量約１２０００〜１５０００（アンダーソンディベロップメント社（Ａｎｄｅｒｓｏｎ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  Ｃｏ．））；Ｔ１２＝ジブチルスズ二ラウリン酸（エアープロダクツ社（Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｃｏ．））；イルガノックス（Ｉｒａｇａｎｏｘ）（登録商標）（チバガイキー社（Ｃｉｂａ  Ｇｅｉｇｙ  Ｃｏｒｐ．））１０７６＝オクタデシル３,５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロシナメート；イルガホス（ＩＲＧＡＦＯＳ）（登録商標）１６８（チバガイキー社（Ｃｉｂａ  Ｇｅｉｇｙ  Ｃｏｒｐ．））＝トリス（２,４−ジ−第三ブチルフェニル）ホスファイト；ＳＳ−Ｃｒｕｎｃｈｉｅ＝コリアン（Ｃｏｒｉａｎ）（登録商標）研磨粒子（デュポン（ＤｕＰｏｎｔ）コリアン（Ｃｏｒｉａｎ）（登録商標））；ＡＴＨ＝アルミニウム三水和物（アルコア（Ａｌｃｏａ））；ＭＭＡ＝メタクリル酸メチル；ＧＭＡ＝メタクリル酸グリシジル。
【国際公開パンフレット】
2004526823.tif 000003
2004526823.tif 000004
2004526823.tif 000005
2004526823.tif 000006
2004526823.tif 000007
2004526823.tif 000008
2004526823.tif 000009
2004526823.tif 000010
【国際調査報告】
2004526823.tif 000011
2004526823.tif 000012