(57)【要約】【課題】    表面に保護皮膜や高硬度粒子を配合することで防傷性を高めた人工大理石がある。しかし、表面に保護皮膜が必要であったり、高硬度粒子を大量に配合することにより、製造作業が増加したり、加工性が悪くなる不具合があった。【解決手段】    本発明によれば、  樹脂と、無機粒子とを備える人工大理石であって、  前記無機粒子が、１０段階モース硬度５以上の硬質粒子を、無機粒子全体に対して３０ｖｏｌ％を超えて含み、  前記人工大理石表面において前記無機粒子が占める面積の割合が４８％を超え９９％未満であり、且つ前記人工大理石全体において前記無機粒子が占める体積割合が３０ｖｏｌ％を超え５３ｖｏｌ％未満であることを特徴とする人工大理石を提供する。【選択図】図１
2009263662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂と、無機粒子とを備える人工大理石であって、
前記無機粒子が、１０段階モース硬度５以上の硬質粒子を、無機粒子全体に対して３０ｖｏｌ％を超えて含み、
前記人工大理石表面において前記無機粒子が占める面積の割合が４８％を超え９９％未満であり、且つ前記人工大理石全体において前記無機粒子が占める体積割合が３０ｖｏｌ％を超え５３ｖｏｌ％未満であることを特徴とする人工大理石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗面台、キッチン、手洗い場等に用いられる人工大理石に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、人工大理石として、表面に保護皮膜や高硬度粒子を配合することで防傷性を高めた人工大理石がある。
【０００３】
樹脂と水酸化アルミを含み、表面に保護皮膜を有する人工大理石（特許文献１）や、無機質材比が６０重量％以上を占める有機・無機複合体（特許文献２）、溶融アルミナ粉末が人工大理石中の０．２容量％から５容量％含有される人工大理石（特許文献３）、モース硬度５以上、１２以下の無機物粉末５重量％から４０重量％を含有することを特徴とする人造大理石（特許文献４）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１３２６７３
【特許文献２】特開２０００−１２９１３４
【特許文献３】特開平７−１７９６１６
【特許文献４】特開平４−２６５２６１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の技術では、表面に保護皮膜が必要であったり、硬質粒子を大量に配合することにより、製造作業が増加したり、加工性が悪くなっていた。
【０００６】
そこで、上記課題を解決するために本発明では、表面が硬く且つ加工性の良い製造工程が簡略化された人工大理石を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に関わる人工大理石は、
樹脂と、無機粒子とを備える人工大理石であって、
前記無機粒子が、１０段階モース硬度５以上の硬質粒子を、無機粒子全体に対して３０ｖｏｌ％を超えて含み、
前記人工大理石表面において前記無機粒子が占める面積の割合が４８％を超え９９％未満であり、且つ前記人工大理石全体において前記無機粒子が占める体積割合が３０ｖｏｌ％を超え５３ｖｏｌ％未満であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の人工大理石により、表面が硬く且つ加工性の良い人工大理石を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の人工大理石表面の画像解析を行った図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の形態について説明する。
【００１１】
本発明に関わる人工大理石は、
樹脂と、無機粒子とを備える人工大理石であって、
前記無機粒子が、１０段階モース硬度５以上の硬質粒子を、無機粒子全体に対して３０ｖｏｌ％を超えて含み、
前記人工大理石表面において前記無機粒子が占める面積の割合が４８％を超え９９％未満であり、且つ前記人工大理石全体において前記無機粒子が占める体積割合が３０ｖｏｌ％を超え５３ｖｏｌ％未満であることを特徴とする。
【００１２】
本発明における樹脂としては、熱硬化性、熱可塑性いずれの樹脂でもよい。また、１０段階モース硬度５以上の硬質粒子としては、天然石の粉砕物、セラミック焼結体の粉体等が挙げられ、具体的には、硬質砂岩、アルミナ、炭化ケイ素、ガラス、石英、水晶、ゼオライト、長石粉等が挙げられる。１０段階モース硬度５未満の無機粒子としては、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム等が挙げられる。
本発明における人工大理石には、上記樹脂および無機粒子の他に、必要に応じて、硬化剤、硬化促進剤、補強材、内部離型剤、着色剤、増粘剤、低収縮材等が配合される。
【００１３】
本発明において、無機粒子は、１０段階モース硬度５以上の硬質粒子を３０ｖｏｌ％を超えて含んでいる。好ましくは、無機粒子に対する硬質粒子の割合が３８ｖｏｌ％以上である。さらに、人工大理石表面において無機粒子が占める面積の割合は４８％より大きい。好ましくは、人工大理石表面において無機粒子が占める面積の割合は６０ｖｏｌ％以上であり、さらに好ましくは７０％以上である。前述したように、１０段階モース硬度５以上の硬質粒子を含んだ無機粒子が人工大理石表面に露出した構成とすることで、表面への接触物に対して硬質粒子に接触する割合が大きく、傷がつきにくい。
また、本発明における人工大理石表面において、無機粒子が占める面積の割合が９９％未満であることから、加工時のチッピング等の不具合を抑制できる。
さらに、無機粒子は人工大理石全体に対する配合割合を３０ｖｏｌ％より大きく、好ましくは３５ｖｏｌ％以上とすることにより、無機粒子が十分に表面近傍に露出することが可能となり、５３ｖｏｌ％未満にすることにより、全体では無機粒子の含有量が抑制され、加工が容易になる。
【００１４】
本発明において、無機粒子を人工大理石表面に多く存在させる方法として、無機粒子と樹脂の密度の差により、重力を駆動力として、無機粒子を沈降または浮上させる方法が挙げられる。このとき、型を振動させることにより、無機粒子の沈降または浮上を促進させることもできる。その他の方法として、無機粒子を磁性粒子とし、磁力を駆動力にする方法や、遠心力を用いる方法等が挙げられ、またこれらを組み合わせてもよい。これらの方法により、製造工程の大きな変更をすることなく、無機粒子を人工大理石表面に多く存在させることができる。
【実施例】
【００１５】
以下に実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。
【００１６】
（実施例１）
樹脂として、不飽和ポリエステル樹脂を用いた。１０段階モース硬度５以上の硬質粒子として、成分中にＳｉＯ２とＦｅ２Ｏ３を含む硬質砂岩（モース硬度６）を用いた。１０段階モース硬度５未満の無機粒子として、水酸化アルミニウム（モース硬度３）を用いた。
上記硬質砂岩は＃１００の篩を通過したものを用いることで２００μｍを超える粗粒子が含まれないものを得た。上記水酸化アルミニウムは、マイクロトラックで測定した平均粒径が２５μｍの物を用いた。
上記樹脂と上記硬質粒子、上記充填材とを、促進剤（６％ナフテン酸コバルト）、硬化剤（メチルエチルケトンパーオキサイド、以下ＭＥＫＰＯ）と混合し配合物を得た。配合内容を下記に示す。
不飽和ポリエステル樹脂             １００部（４５重量％）
硬質砂岩                             ６５部（２７重量％）
水酸化アルミニウム                   ６５部（２７重量％）
促進剤（６％ナフテン酸コバルト）   ０．５部
硬化剤（ＭＥＫＰＯ）                   １部
上記配合物を成形型へ注型し、型を振動させてから、常温にて９０分硬化反応を行った。硬化後、成形体を型から脱型し、５０から７０℃にて９０分加熱養生を行った。
このとき、硬質粒子は無機粒子全体に対して４７ｖｏｌ％である。
また、不飽和ポリエステル樹脂の比重は１．１ｇ／ｃｍ３、水酸化アルミニウムの比重は２．４ｇ／ｃｍ３、硬質砂岩の比重は２．７ｇ／ｃｍ３より、無機粒子の全体に対する体積割合は、３６ｖｏｌ％と算出される。
なお、無機粒子の全体に対する体積割合を成形体から測定することも可能である。具体的には、成形体を高温で加熱し樹脂成分を焼き飛ばすことで無機粒子成分を取り出す。全体および取り出した無機粒子の重量や密度の測定により、体積割合を計算することができる。
また、表面に占める無機粒子の割合は、後述する画像解析より７０％であった。
【００１７】
実施例２〜８、比較例１〜５、８は、表１に記載の配合にて、実施例１と同様の方法により作製した。比較例６および７については、注型後の型の振動をおこなわずに作製した。
粒子の比重とモース硬度はそれぞれ、ガラス（モース硬度５．５）２．４ｇ／ｃｍ３、アルミナ（モース硬度９）３．９ｇ／ｃｍ３、紅華石（モース硬度６）２．６ｇ／ｃｍ３、炭化ケイ素（モース硬度９．３）３．２ｇ／ｃｍ３である。
【００１８】
【表１】
2009263662.tif 000003
【００１９】
（評価方法）
（１）外力を印加したときの基材の意匠性の維持性の評価
陶器質タイルを１０ｍｍ×２０ｍｍに切り出したものを摺動子として用いた。荷重をさらに加えた状態で、基材表面で往復摺動させた後、基材の意匠変化を目視にて判定した。荷重は１００ｇの場合それぞれについて評価し、摺動回数は１００回とした。荷重１００ｇでは土鍋程度の重量物との接触を想定して設定した。
判定基準  ◎：傷の発生なく、意匠性変化なし  ○：微小な傷が発生するものの、意匠性は維持  △：傷発生し、意匠性がやや低下  ×：顕著に傷が発生し、著しく意匠性を損なう
【００２０】
（２）表面の粒子割合
サンプル表面を走査型電子顕微鏡で１０００倍にて撮影した。この撮影画像をパソコンに取り込み、画像解析ソフトを用いて、明度差で２値化することにより解析した。図１に実施例１のサンプル表面を画像解析したものを示した。図中の１は無機粒子を、２は樹脂を示す。無機粒子と樹脂を、撮影画像中で目視にて識別した結果と一致するように、画像解析における閾値を設定することで、無機粒子の表面に占める面積割合を導出した。
【００２１】
（３）加工性評価
人工大理石は切断や穴開け等の加工を行う。下記の条件で、厚み１５ｍｍのサンプルを５０ｍｍ切断するのに要する時間を計測し、加工性を評価した。
加工機：湿式切断機  ＭＥ−５００（日本工機（株））
加工条件：回転速度３６５ｍ／分、切込５０ｍｍ
判定基準  ○：従来品と同等  △：従来品よりやや時間が掛かる  ×：従来品より大幅に時間が掛かる
【００２２】
（評価結果）
評価結果を表２に示す。
【００２３】
【表２】
2009263662.tif 000004
【００２４】
評価結果を説明する。
本発明の実施例１〜８では、外力印加によっても意匠を維持する硬い表面が得られた。一方、比較例１〜８では、外力の印加により傷が発生した。
実施例１〜８において、外力印加によっても意匠を維持する硬い表面が得られたのは、１０段階モース硬度５以上の硬質粒子を３０ｖｏｌ％より多く含む無機粒子が表面へ４８％より多く存在したためであると考えられる。一方、比較例２、４、６、７においては、無機粒子の表面に占める割合が４８％未満であったため、外力の印加により傷が発生したと考えられる。比較例１〜３、５においては、無機粒子の表面に占める割合が４８％より多く含まれていたが、無機粒子中の１０段階モース硬度５以上の硬質粒子の割合が３０ｖｏｌ％より少なかったため、外力の印加により傷が発生したと考えられる。
また、本発明の実施例１〜８において、従来と同様に加工性が良好であった。
比較例８においては、人工大理石全体に占める無機粒子の割合が５３％以上であったため、加工性が低下した。
すなわち、本実施例では、表面には硬質粒子が多く存在することにより硬い表面が得られながら、全体的には硬質粒子の量が抑えてあることにより加工性が保たれている。
【符号の説明】
【００２５】
１…無機粒子
２…樹脂
【図１】
2009263662.tif 000005