(57)【要約】【課題】  フィルムの粉砕工程を用いながら、着色の歩留まりを向上させることの可能な実用的な人造大理石又は柄入り樹脂材料用柄材の製造方法及びこの製造方法により製造した人造大理石等用柄材を提供すること。【解決手段】  着色剤と樹脂フィルムを粉砕してなる粉砕フィルムとを攪拌混合することで粉砕フィルムを着色する。粉砕フィルムの粒径管理区間のうち目標粒径を含む目標粒径区間の最小粒径よりも小径である小径粒径区間における重量比が目標粒径により定まる所定値内に収まるように粒径管理する。小径粒径区間に属する小径粉砕フィルムが着色剤により粒塊を形成しない薄さの粘度に着色剤を調整し、攪拌混合を行う。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色剤と樹脂フィルムを粉砕してなる粉砕フィルムとを攪拌混合することで粉砕フィルムを着色する人造大理石用柄材の製造方法であって、
粉砕フィルムの粒径管理区間のうち目標粒径を含む目標粒径区間の最小粒径よりも小径である小径粒径区間における重量比が目標粒径により定まる所定値内に収まる粉砕フィルムを原料とし、前記着色剤と攪拌混合することを特徴とする人造大理石又は柄入り樹脂材料用柄材の製造方法。
【請求項２】
前記小径粒径区間に属する小径粉砕フィルムが前記着色剤により攪拌後に粒塊を形成しない薄さの顔料・樹脂濃度に前記着色剤を調整し、前記攪拌混合を行うことを特徴とする請求項１記載の人造大理石又は柄入り樹脂材料用柄材の製造方法。
【請求項３】
前記目標粒径区間の最大粒径よりも大径である大径粒径区間における重量比が目標粒径により定まる所定値内に収まる粉砕フィルムを原料とし、前記着色剤と攪拌混合することを特徴とする請求項１又は２記載の人造大理石又は柄入り樹脂材料用柄材の製造方法。
【請求項４】
前記樹脂フィルムがポリエステルフィルムであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の人造大理石又は柄入り樹脂材料用柄材の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の人造大理石用柄材の製造方法により製造された人造大理石又は柄入り樹脂材料用柄材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人造大理石又は柄入り樹脂材料用柄材の製造方法及びこの製造方法により製造した人造大理石又は柄入り樹脂材料用柄材に関する。さらに詳しくは、着色剤と樹脂フィルムを粉砕してなる粉砕フィルムとを攪拌混合することで粉砕フィルムを着色する人造大理石又は柄入り樹脂材料用柄材の製造方法及びこの製造方法により製造された人造大理石又は柄入り樹脂材料用柄材に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述の如き人造大理石又は柄入り樹脂材料用柄材の製造方法及びこの製造方法により製造した人造大理石又は柄入り樹脂材料用柄材としては、特許文献１、２に記載のものが知られている。
【特許文献１】特開２００３−９５７２３号
【特許文献２】特開２０００−３４４９１８号
【０００３】
同文献１の段落番号０００４によれば「柄材は上記のように硬化物を粉砕して製造されるために、所望の粒径のものを必要量確保するためには、粉砕と篩の工程を何度も繰り返さねばならず、生産効率が非常に悪いと共にその度に微粉砕物の量が増えて製品歩留まりが非常に低くなるという問題があった。」との指摘がなされている。そして、同段落番号０００５によれば、「粉砕する必要がなく、歩留まりも良く」ということも目的に「ポンチ穴が形成された打ち抜きロール」を用いて柄材を打ち抜き形成している。
【０００４】
一方、同文献２の段落番号００２５によれば「加飾用柄材は、同じ大きさのものだけを用いるよりも、異なる大きさのものを混合して用いるほうが、意匠的に良好な加飾成形品が得られるので好ましい。」とされている。そして、同文献２の段落００４６ではＰＥＴフィルムを平均直径１．０ｍｍに裁断して黒色に着色し、段落００４７では同フィルムを平均直径０．８ｍｍに裁断して黒色に着色し、段落００４９ではこれらを６：４の比率で混合して用いている。
【０００５】
すなわち、いずれの文献においても、粉砕による着色歩留まりの不都合を回避するために、粉砕と篩い工程を採用せずに、フィルム片の作成に打ち抜きや裁断を採用し、その結果、フィルム片作成による加工コストの限界に直面していた。
【０００６】
ところで、マイカ等の柄材となりうる天然材料では、篩による分別が行われている。しかし、マイカ等は脆くて粒子が壊れやすいため、あまりにも粒子のばらつきが大きく、そもそも篩に掛けなければ製品として成り立たない。また、マイカ等は篩に掛けた後でも単なる攪拌のみで粒子が崩壊してより微分化する。その一方、樹脂フィルムは一旦粉砕すれば攪拌等で微粉化することもなく、マイカ等とは事情が大きく異なる。すなわち、マイカ等では篩工程は避け得ない種類のものであるが、粉砕フィルムでは選択により避け得るものであり、また、本願出願当時の技術常識も、微粉により生じる問題を粉砕そのものを避ける方向に向かっていたことは上記先行文献より明らかである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、フィルムの粉砕工程を用いながら、かかる他者の実情に比較して着色の歩留まりを向上させることの可能な実用的な人造大理石又は柄入り樹脂材料用柄材の製造方法及びこの製造方法により製造した人造大理石又は柄入り樹脂材料用柄材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る人造大理石又は柄入り樹脂材料用柄材の製造方法の特徴は、着色剤と樹脂フィルムを粉砕してなる粉砕フィルムとを攪拌混合することで粉砕フィルムを着色する方法であって、
粉砕フィルムの粒径管理区間のうち目標粒径を含む目標粒径区間の最小粒径よりも小径である小径粒径区間における重量比が目標粒径により定まる所定値内に収まる粉砕フィルムを原料とし、前記着色剤と攪拌混合することにある。
【０００９】
同方法によれば、「粉砕フィルムの粒径管理区間のうち目標粒径を含む目標粒径区間の最小粒径よりも小径である小径粒径区間における重量比が目標粒径により定まる所定値内に収まる粉砕フィルムを原料」とするには、製造装置の調整及び／又は篩を用いた粒径分別を行う。従来の微粉を全て取り除こうとするか若しくは避けるという思想とは異なり、小径粒径区間のものの比率が管理された粉砕フィルムを用いることで、発生する微粉の悪影響を実質的に制御することに成功した。
【００１０】
前記小径粒径区間に属する小径粉砕フィルムが前記着色剤により攪拌後に粒塊を形成しない薄さの顔料・樹脂濃度に前記着色剤を調整し、前記攪拌混合を行うとよい。
【００１１】
また、さらに、前記目標粒径区間の最大粒径よりも大径である大径粒径区間における重量比が目標粒径により定まる所定値内に収まる粉砕フィルムを原料とし、前記着色剤と攪拌混合することが望ましい。
【００１２】
そして、前記樹脂フィルムとしてはポリエステルフィルムが好適に用いられる。
【００１３】
上記各人造大理石又は柄入り樹脂材料用柄材の製造方法により製造された人造大理石又は柄入り樹脂材料用柄材は、色ムラがなく優れた品質である。
【発明の効果】
【００１４】
このように、上記本発明に係る人造大理石又は柄入り樹脂材料用柄材の製造方法及びこの製造方法により製造した人造大理石又は柄入り樹脂材料用柄材の特徴によれば、小径粒径区間における粒径管理を行い、また、着色剤の粘度調整を行うことで、色が薄くなったり、複数の粉砕フィルムが重なることによる高濃度部分の発生を防ぐことが可能となった。その結果、色ムラによる歩留まりを向上させ、樹脂中での模様をなす柄材の色濃度の安定により人造大理石等の意匠性の向上ることが可能となった。また、大径粒径区間における粒径分別により、大径粒径区間のフィルムが濃く着色されることによる過度の着色を防ぎ歩留まりを向上させることが可能となった。
【００１５】
本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の発明の実施の形態の項から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、適宜添付図面を参照しながら、本発明をさらに詳しく説明する。
図１は本発明の製造工程を示し、製造工程は、図１（ａ）のフィルム粉砕工程，（ｂ）の篩い工程、（ｃ）の粒径管理工程、（ｄ）の着色工程、及び図示しない乾燥工程よりなる。
【００１７】
図１（ａ）のフィルム粉砕工程では、図２の如き粉砕器が用いられる。
粉砕器１０は、フレームに駆動回転自在に支持された回転刃１２と、篩いと、回転刃との間でフィルムを切断する複数の固定刃１４とを有している。そして、投入口１５から投入されたフィルムを粉砕部１６で攪拌切断し、篩い１３を通して落下させることで粉砕フィルムを得る。粉砕フィルムは、ブロア２０及び搬送路２１を介して回収容器２２に収集される。粉砕フィルムの粒径は、フィルムの投入量、回転刃１３の回転スピード、固定刃１４の個数によって調整が可能である。主たる粒径を中心に、大径、小径の粒径分布をなすこととなる。
【００１８】
図１（ｂ）の篩い工程では、荒メッシュ篩い３１ａと細メッシュ篩い３１ｂとを利用して中央の材料容器３２に目標粒径分布の粉砕フィルムを回収する。補助容器３３ａ，３３ｂはそれぞれ荒メッシュ篩い３１ａの先端及び細メッシュ篩い３１ｂの下方に位置させる。
【００１９】
荒メッシュ篩い３１ａと細メッシュ篩い３１ｂは、粉砕フィルムの目標粒径によって適宜選択する。例えば、目標粒径が７ｍｍであれば、荒メッシュ篩い３１ａの網目が７ｍｍと細メッシュ篩い３１ｂの網目が１．５ｍｍのものを選択する。また、目標粒径が２ｍｍであれば、荒メッシュ篩い３１ａの網目が４．５ｍｍと細メッシュ篩い３１ｂの網目が１．５ｍｍのものを、目標粒径が１．５ｍｍであれば、荒メッシュ篩い３１ａの網目が３ｍｍと細メッシュ篩い３１ｂの網目が１．５ｍｍのものを、目標粒径が０．８ｍｍであれば、荒メッシュ篩い３１ａの網目が２．５ｍｍと細メッシュ篩い３１ｂの網目が０．２５ｍｍのものを、目標粒径が０．５ｍｍであれば、荒メッシュ篩い３１ａの網目が１ｍｍと細メッシュ篩い３１ｂの網目が０．２５ｍｍのものを、それぞれ選択する。また、目標粒径が０．２ｍｍの場合は、荒メッシュ篩い３１ａの網目を１ｍｍとし、細メッシュ篩い３１ｂは設けなくてよい。
【００２０】
図１（ｃ）の粒径管理工程では、メッシュが順次荒くなる３個の篩い４１ａ〜ｃと受容器４２とを重ね、振動台４３上で振動させることにより篩いを行い、各篩い４１ａ〜ｃ及び受紆容器４２内の内容物の重量をそれぞれ測定することにより重量分布を求める。そして、分布が所定の粒径分布内に収まらなければ、フィルム粉砕工程における条件を変更する。
【００２１】
図１（ｄ）の着色工程では、攪拌機５０のドラム５２内に粉砕フィルムと着色剤を投入し、羽根５１及びドラム５２により回転攪拌混合を行う。ここでは後述の小径粉砕フィルムが着色剤により粒塊を形成しない粘度に管理された着色剤が用いられる。着色剤及び溶剤は前記粉砕フィルムの種類により適宜変更される。その後の乾燥工程では、攪拌機５０から取り出された内容物から溶剤が除去されると共に着色剤の効果が促進され、人造大理石用柄材が完成する。
【００２２】
ここで、上記各工程に使用される粉砕フィルム及び着色剤について説明する。これら粉砕フィルム及び着色剤は人造大理石で使用される樹脂に応じて適宜選択すればよい。粉砕フィルムとしては、ポリエステルフィルムが好適に用いられ、本実施形態では、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用いている。フィルムの厚みは様々なものが用いられるが、本実施形態では１２μｍのものを主として用いている。
【００２３】
ポリエステルフィルムを着色する着色剤としては、例えばポリウレタン樹脂塗料又は不飽和ポリエステル樹脂塗料等が好適に用いられる。本実施形態では、ポリウレタン樹脂塗料を用いている。
【００２４】
ポリウレタン樹脂塗料は、一般に、ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物との反応で生成するウレタン結合を樹脂骨格に持つ樹脂に、着色剤を配合したものである。その他、必要に応じて無機充填剤や安定剤などの公知の添加剤が配合されてもよい。
【００２５】
前記着色剤の顔料としては主に酸化チタン、カーボンブラック、酸化鉄等の無機顔料が用いられる。補色にはフタロシアニン系の有機顔料も用いられる。また、溶剤には芳香族系、エステル系のものが好適に用いられる。着色剤全体における重量比は樹脂が約２〜１０％、顔料が５％程度・多い場合には１０％含まれるが、この値に限定されるものではない。
【００２６】
上記図１（ｃ）の粒径管理工程では、上記篩いによって粒径管理がなされる。目標粒径を含む目標粒径区間の最小粒径よりも小径である小径粒径区間における重量比が目標粒径により定まる所定値内に収まるように粒径分別する。さらに、前記目標粒径区間の最大粒径よりも大径である大径粒径区間における重量比が目標粒径により定まる所定値内に収まるように粒径分別する。ここで、「粒径分別」は、図１（ｂ）の篩い工程におけるメッシュ選択、及び、図１（ａ）のフィルム粉砕工程における上述の調整よって実現される。篩い工程では３種類の篩い４１ａ〜ｃが用いられて４区分となっているが、この区分数に限られるものではない。
【００２７】
粉砕フィルムの目標粒径（フィルム直径）としては、例えば、５ｍｍ、２ｍｍ、 １ ｍｍ、 １．５ ｍｍ、 ０．８ ｍｍ、０．５ｍｍ、０．２ｍｍが設定される。
【００２８】
（フィルム条件１）
粒径１．５ ｍｍ（目標値）の場合の管理粒径範囲
２８００μｍ以上                      ０％
２８００μｍ〜１７００μｍ        ０〜５％
１７００μｍ〜８４０μｍ      ５５〜６５％
８４０μｍ以下                ２５〜３８％
誤差範囲は＋−５％以内、但し、２８００μｍ以上と８４０μｍ以下はそれぞれ規定値内にする。
【００２９】
（フィルム条件２）
粒径２ｍｍ（目標値）の場合の管理粒径範囲
２８００μｍ以上                  ０〜１０％
２８００μｍ〜１７００μｍ      ２５〜３５％
１７００μｍ〜８４０μｍ        ３５〜４５％
８４０μｍ以下                  ２０〜３０％
誤差範囲は＋−５％以内、但し、２８００μｍ以上と８４０μｍ以下はそれぞれ規定値内にする。
【００３０】
（フィルム条件３）
粒径５ｍｍ（目標値）の場合の管理粒径範囲
２８００μｍ以上                １０〜２５％
２８００μｍ〜１７００μｍ      ４０〜５０％
１７００μｍ〜８４０μｍ        ２５〜３０％
８４０μｍ以下                    ５〜１５％
誤差範囲は＋−５％以内、但し、２８００μｍ以上と８４０μｍ以下はそれぞれ規定値内にする。
【００３１】
（フィルム条件４）
粒径０．８ｍｍ（目標値）の場合の管理粒径範囲
１７００μｍ以上                    ０〜２％
１７００μｍ〜８４０μｍ      ２０〜２２％
８４０μｍ〜５００μｍ          ３５〜４５％
５００μｍ以下                  ２５〜３５％
誤差範囲は＋−５％以内、但し、１７００μｍ以上と５００μｍ以下はそれぞれ規定値内にする。
【００３２】
（フィルム条件５）
粒径０．５ｍｍ（目標値）の場合の管理粒径範囲
８４０μｍ以上                      ０〜２％
８４０μｍ〜５００μｍ          １８〜２２％
５００μｍ〜２５０μｍ          ６０〜６５％
２５０μｍ以下                  １０〜１８％
誤差範囲は＋−５％以内、但し、８４０μｍ以上と２５０μｍ以下はそれぞれ規定値内にする。
【００３３】
（フィルム条件６）
粒径０．２ｍｍ（目標値）の場合の管理粒径範囲
８４０μｍ以上                      ０〜２％
８４０μｍ〜５００μｍ          １０〜１５％
５００μｍ〜２５０μｍ          ５５〜６５％
２５０μｍ以下                  ２０〜３０％
誤差範囲は＋−５％以内、但し、８４０μｍ以上と２５０μｍ以下はそれぞれ規定値内にする。
【００３４】
ここで、上記粒径管理及び着色剤の粘度管理が必要な理由について説明する。
目標粉砕フィルムに比較してより小径の小径粉砕フィルムが存在すると、上記公知技術に記載の通り、その小径粉砕フィルムの存在により歩留まりが低くなる問題が存在しており、色濃度不足や色ムラを生じやすかった。発明者らは、その不良の原因を整理し、次の事項が判明した。（１）小径粉砕フィルムは重量比表面積が目標粉砕フィルムよりも大きいので着色剤を分散して吸着するため、粉砕フィルム全体として表面に付着する平均着色剤膜厚が減少し、全体として色濃度不足を来す。（２）小径粉砕フィルムは着色剤が添加されるとこの着色剤の液滴を中心に粒塊を形成して（図３参照）着色剤の偏在を来たし色ムラを生じる。（３）さらに、この粒塊が破壊されて目標粉砕フィルムの表面に偏在付着すると共に複数の目標粉砕フィルムが重なって互いに貼り付き、色の濃い部分を形成して色ムラを生じる。
【００３５】
公知技術ではこれら歩留まりの不良原因の究明が十分になされていなかった。また、粉砕フィルムの生成過程においては小径粉砕フィルムは必ず生成され、しかも静電気の発生等によって篩いによって完全に分離することもできず、特に分離は諸条件の変動により事実上極めて困難な作業である。したがって、公知技術では、小径粉砕フィルムの処理につきなんら有効な解法を見いだせず、小径粉砕フィルムを生じる虞のないフィルム裁断や打ち抜きに解決策を見いだしていた。  そこで、本発明では、上述の通り「複数の粒径区間」を設定し、「目標粒径を含む目標粒径区間の最小粒径よりも小径である小径粒径区間における重量比が目標粒径により定まる所定値内に収まるように粒径分別する」ことにより、小径粉砕フィルムに対する着色剤の吸着量を制限し、上記（１）の濃度不足の問題を物理的に解決している。同様に、色が濃くなりすぎるのは、重量比表面積が目標粉砕フィルムよりも小さな大径粉砕フィルムの重量比が大きすぎる場合であるため、「前記目標粒径区間の最大粒径よりも大径である大径粒径区間における重量比が目標粒径により定まる所定値内に収まるように粒径分別する」ことで濃度超過の問題を解決している。
【００３６】
また、小径粉砕フィルムの粒塊は、小径粉砕フィルムの直径自体が目標粉砕フィルムの直径により異なり、その粒径と着色剤の粘度との相関で発生条件が様々に異なり特定は困難である。しかし、物理現象として粒塊の発生の有無は図３，４の比較から明らかに確認が可能であり、したがって、現象としての確認の客観性から本発明の構成要件として「小径粉砕フィルムが粒塊を形成しない薄さの粘度に前記着色剤を調整し」との事項を加えている。「小径粉砕フィルムが粒塊を形成しない」とは、「上記色ムラの発生や濃度不足を来さない程度に小径粉砕フィルムが粒塊を形成しない」趣旨であり、本発明の境界は明確である。これらの着色剤の粘度調整は、着色剤の樹脂、顔料、溶剤の種類によって異なり、主に溶剤量によって調整がなされる。
【実施例】
【００３７】
本発明における上記不良原因の確認とその解決につき、比較実験を行った。
条件１（粒塊不良品）
青色着色剤成分：溶剤２５％、顔料１（シアニンブルー）４％、顔料２（酸化チタン）２１％、ウレタン樹脂５０％
目標粒径２ｍｍの粉砕フィルム  １００重量部に対し、青色着色剤９．５重量部
攪拌時間約４０分
（条件１の結果）
着色剤により小径粒径区間の粉砕フィルムの粒塊が形成され、それを中心に大径流域区間の粉砕フィルムの粒塊が形成された（図３参照）。
【００３８】
条件２（良品、図示なし）
上記条件１において、青色着色剤成分の構成のうち、溶剤３８％、ウレタン樹脂３７％とし、残余は条件１と同一とした。
（条件２の結果）
フィルム粒塊が発生せず、濃度の均一な人工大理石用柄材を得た。
【００３９】
条件３（良品）
着色剤成分：溶剤４０％、顔料（カーボンブラック）１０％、ウレタン樹脂５０％
目標粒径０．５ｍｍの粉砕フィルム  １００重量部に対し、黒着色剤７．５重量部
攪拌時間約４０分
（条件３の結果）
フィルム粒塊が発生せず、濃度の均一な人工大理石用柄材を得た（図４参照）。
【００４０】
条件４（良品）
上記条件３の着色剤を目標粒径２ｍｍの粉砕フィルム  １００重量部に対し、黒着色剤７．５重量部
攪拌時間約４０分
（条件４の結果）
フィルム粒塊が発生せず、濃度の均一な人工大理石用柄材を得た（図５参照）。
【００４１】
なお、本来は粘度数値換算が望ましいが、粉砕フィルムや樹脂の種類により粘度は様々である。したがって、上記「粒塊」の形成という物理現象により本発明を表現したが、その発明の外縁は上記趣旨により明かであるものと考えられる。
【００４２】
最後に本発明の他の実施形態の可能性に言及する。
本発明における粉砕フィルム、着色剤の成分は上記実施形態に限定されるものではない。また、粒度管理区間も用途に応じて自由に設定することが可能である。
【００４３】
上記実施形態では、本発明を人造大理石用柄材として実施したが、本発明は建築材料、例えば透明又は半透明のＰＶＣ（ポリ塩化ビニール）に上記柄材を分散させた樹脂シート等として実施することも可能である。この種の樹脂シートは、厚さ２ｍｍ〜２ｃｍ程度の床材等の建築資材として使用されるが、この用途に限られるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は人造大理石用柄材として適用される。さらに、建築材料等の他の用途の柄入り樹脂材料に用いられる着色柄材にも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の製造工程を示す図である。
【図２】粉砕機の概略図である。
【図３】目標粒径２ｍｍの粉砕フィルムにて粒塊が形成された柄材を示す写真である。
【図４】目標粒径０．５ｍｍの粉砕フィルムにて粒塊が発生せず良品となった柄材を示す写真である。
【図５】目標粒径２ｍｍの粉砕フィルムにて粒塊が発生せず良品となった柄材を示す写真である。
【符号の説明】
【００４６】
粉砕器１０、回転刃１２、篩い１３、固定刃１４、投入口１５、粉砕部１６、ブロア２０、搬送路２１、回収容器２２，荒メッシュ篩い３１ａ、細メッシュ篩い３１ｂ、材料容器３２、補助容器３３ａ，３３ｂ、篩い４１ａ〜ｃ、受容器４２、振動台４３、攪拌機５０、羽根５１、ドラム５２
【図１】
2007131511.tif 000003
【図２】
2007131511.tif 000004
【図３】
2007131511.tif 000005
【図４】
2007131511.tif 000006
【図５】
2007131511.tif 000007