JP2005126846A - 無機質板の製造方法および無機質化粧板。 - Google Patents

Abstract

【課題】 鉱物質繊維と無機質粉状体と熱硬化性樹脂結合剤とを必須成分とする無機質板を、生産性、生産歩留まり良く製造することができ、無機質板の表面に化粧層を密着性良く設けることのできる無機質板の製造方法と化粧層の密着性の良い無機質化粧板を提供する。
【解決手段】 鉱物質繊維と無機質粉状体と熱硬化性樹脂結合剤とを必須成分として含む原料を水中に混合分散させて調整したスラリーを湿式抄造してウェットマットに形成し、該ウェットマットを乾燥装置で、ウェットマット中の熱硬化性樹脂結合剤が硬化しない状態で含水率が１０重量％未満となるように乾燥してドライボードに形成し、該ドライボードを加熱圧縮して熱硬化性樹脂結合剤を硬化させることにより、化粧層との密着性の良い無機質板を生産性良く製造する。

Description

本発明は、住宅等建築物の内装材、造作材、開口部材、家具等の化粧板の基板として用いるに好適な無機質板を生産性良く製造することができる無機質板の製造方法、および該無機質板を基板とする、化粧層との密着性の良い無機質化粧板に関する。

従来から、住宅等建築物の内装仕上げ材や家具等の化粧面材の基板として石膏ボードや合板が汎用されている。しかしながら、石膏ボードは比重が高い上に厚みがあるため、重くて施工し難く、また水を吸収すると曲げ強度等の強度的性質が顕著に低下するため、キッチン等水回りに使用するには問題があった。一方、合板の場合は軽くて施工し易い反面、腐り易く、燃え易いという欠点を有していた。

このため、本件出願人は、表裏層の間に軽量な中層をサンドイッチ状に積層した無機質積層体を、連続プレスで圧締して成形した後、乾燥により結合剤を硬化させる、軽量高強度な３層構成の無機質板の製造方法を提案した。（特許文献１参照）

しかしながら、上記従来の方法では、特に薄い無機質板を製造する場合、薄い分、軽量であるので、軽量な中層の必要性が乏しくなる上に、３層構成にしようとすると工程が煩雑となって、生産性が悪くなるという問題があった。

このため、湿式抄造した単層のウェットマットを乾燥機で乾燥した後、加熱加圧して、薄くて強度のある無機質板に形成することが考えられる。しかしながら、乾燥後の無機質ボードの含水率が高い場合には、無機質ボードが軟弱なため、次工程のホットプレス等の熱圧装置に搬送し、セットする等の取り扱い時において、無機質ボードが破損し易くなるという問題がある上に、熱圧時において無機質ボードに多く含まれる水分の急激な蒸発によってパンク現象を生じたり、熱圧された無機質板の側端部に湾曲状の変形現象を生じたりすることがあり、生産性並びに生産歩留まりを著しく低下させるという問題があった。

一方、無機質ボードを十分に乾燥した場合には、上記問題は解消できるが、このような無機質ボードを熱圧して得た無機質板の表面に、塗装、印刷、或いは、化粧シートの貼着等により化粧層を設けると、無機質板と化粧層との密着性が悪くなって、化粧層が剥がれ易くなるという問題があった。
特開平５−５０４１７号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みなされたもので、鉱物質繊維と無機質粉状体と熱硬化性樹脂結合剤とを必須成分とする、化粧層との密着性の良い無機質板、特に薄物無機質板を、生産性、生産歩留まり良く製造することができる無機質板の製造方法と、該無機質板の表面に化粧層を密着性良く設けた無機質化粧板を提供することを目的とする。

上記本発明の目的を達成するために、請求項１の発明に係る無機質板の製造方法は、鉱物質繊維と無機質粉状体と熱硬化性樹脂結合剤とを必須成分として含む原料を水中に混合分散させて調整したスラリーを湿式抄造してウェットマットに形成し、該ウェットマットを乾燥装置に投入して、ウェットマット中の熱硬化性樹脂結合剤が硬化しない状態で含水率が１０重量％未満となるように乾燥してドライボードに形成し、該ドライボードを加熱圧縮して熱硬化性樹脂結合剤を硬化させる構成とした。

請求項２の発明に係る無機質板の製造方法は、請求項１の発明において、ドライボードの少なくとも表面層の熱硬化性樹脂結合剤は、プレキュアーしていない状態にある構成とした。

請求項３の発明に係る無機質板の製造方法は、請求項１又は２の発明において、ドライボードを、厚さ１．５ｍｍ以上９．５ｍｍ以下、比重０．４以上１．８以下になるように加熱圧縮して結合剤を硬化させる構成とした。

更に、請求項４の発明に係る無機質化粧板は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の無機質板の表面に化粧層を設けてなる構成とした。

請求項１の発明に係る無機質板の製造方法によれば、乾燥後の含水率が１０重量％未満となるようにウェットマットを乾燥してドライボードを形成しているので、ドライボードが薄い場合でも、乾燥装置から熱圧装置へドライボードを搬送し、熱圧装置にセットする際の取り扱い時にドライボードが破損するのを防ぐことができる。

また、ホットプレス等熱圧装置への持込水分量が少なくなるので、加熱圧縮時のパンク現象を防止することができるとともに、熱圧後の無機質板に生じ易い、側端面の湾曲状等の変形の発生を防止することができるので、生産性と生産歩留まりを良好にすることができる。

更に、加熱圧縮前のドライボードは、熱硬化性樹脂結合剤が硬化しない状態、即ち、鉱物質繊維と無機質粉状体とが熱硬化性樹脂結合剤によって結合されていない状態で加熱圧縮され、この加熱圧縮によって熱硬化性樹脂が硬化することになるので、剥離強度等の強度的性質が良好で、化粧層との密着力にも優れた無機質板を得ることができる。

請求項２の発明に係る無機質板の製造方法によれば、少なくとも表面層の熱硬化性樹脂結合剤が、ほとんどプレキュアー、即ち半硬化していない状態で加熱圧縮されるので、請求項１の効果に加えて、化粧層との密着力を一層確実に向上させることのできる無機質板を得ることができる。

請求項３の発明に係る無機質板の製造方法によれば、請求項１又は２の効果に加えて、薄くて軽く、且つ、内装材料や家具等に用いるに好適な諸物性を備えた無機質板を得ることができる。

請求項４の発明に係る無機質化粧板によれば、その基板である無機質板が、前記請求項１乃至３のいずれか１項の効果を有しているので、化粧層が無機質板の表面層に良好に密着した無機質化粧板を得ることができる。

本発明の実施形態に係る無機質板の製造方法は、先ず、鉱物質繊維と無機質粉状体と熱硬化性樹脂結合剤とを必須成分として含む原料を水中に混合分散させて、スラリーに調整する。

ここで用いる鉱物質繊維としては、ロックウール、スラッグウール、グラスウール等を挙げることができる。このような鉱物質繊維は、スラリー中の固形成分に対し、２０〜８０重量％の割合で加えられるのが好ましい。添加量が２０重量％未満となると、所望の曲げ強度、剥離強度等の強度的性質が得難くなり、又、８０重量％を超えると無機質粉状体の添加割合が少なくなって、表面の緻密性、平滑性が低くなり、化粧層を設ける際の化粧性が損なわれるので好ましくない。

また、無機質粉状体としては、炭酸カルシウム、マイクロシリカ、水酸化アルミニウム、スラグ粉などを用いることができる。このような無機質粉状体は、スラリー中の固形成分に対して、１０〜７０重量％の割合で加えられるのが好ましい。添加量が１０重量％未満となると、形成される無機質板表面の緻密性、平滑性が低くなり、また、７０重量％を超えると曲げ強度、剥離強度等の強度的性質が低下するので好ましくない。

また、熱硬化性樹脂結合剤としては、粉末状或いは液状のフェノール樹脂或いはメラミン樹脂結合剤を用いることができる。このような熱硬化性樹脂結合剤としては、スラリー中の固形成分に対し、２〜１５重量％の割合で加えられるのが好ましい。また、上記熱硬化性樹脂結合剤と他の結合剤を併用して用いることもでき、この場合の他の結合剤として、ポリビニルアルコール樹脂、スターチ、エポキシ樹脂等を挙げることができる。熱硬化性樹脂結合剤の添加量が２重量％未満となると、耐水性や耐水強度が低下するので好ましくない。またこのような結合剤の総量は、スラリー中の固形成分に対して、７〜１５重量％程度の割合で加えられるのが好ましい。上記結合剤総量が７重量％未満では、曲げ強度等の強度的性質が低くなり、１５重量％を超えると防火性が悪くなる。

この他に、必要に応じてスラリー中に添加することのできる原料の例として、ポリプロピレン・ポリエステル・ビニロン等の合成樹脂繊維、麻・パルプ・木質繊維等の植物繊維、凝集剤、サイズ剤、消泡剤等を挙げることができる。

このようにして調整されたスラリーを、長網式湿式抄造機、丸網式湿式抄造機等の湿式抄造機によりマット状に抄造し、この抄造マットをウェットプレスして厚み調整することにより、ウェットマットに形成する。このようにして得られるウェットマットの含水率は、通常約８０重量％程度である。

次いで、上記で得られたウェットマットを熱風循環式乾燥装置等のドライヤーに搬入して、ウェットマット中の熱硬化性樹脂結合剤が硬化しない状態で含水率が１０重量％未満、好ましくは５重量％未満となるように乾燥してドライボードに形成する。

ここにおいて、熱硬化性樹脂が硬化しない状態とは、ドライボード中の熱硬化性樹脂結合剤によって鉱物質繊維や無機質粉粒状物が固定されていない状態であり、更に好ましくは、ドライボードの表面層の熱硬化性樹脂結合剤がプレキュアー状態にならないように乾燥するのがよい。このような乾燥は、熱硬化性樹脂結合剤の種類、乾燥温度、乾燥時間並びに乾燥スケジュール等の乾燥条件を適宜設定して行うことができる。例えば熱硬化性樹脂結合剤として粉末状フェノール樹脂を用いた場合には、ウェットマットの表裏面層及び内部層の温度が６０℃〜１４０℃の温度範囲となるように乾燥条件を設定して行うことにより、ドライボードの含水率が１０重量％未満、好ましくは５重量％未満となるように、且つ、ドライボードの表面層の熱硬化性樹脂結合剤がプレキュアー状態にならないように乾燥する。

このようにして得られたドライボードは、含水率が１０重量％未満、好ましくは５重量％未満となるように乾燥されているので、熱硬化性樹脂結合剤が硬化していない状態にあっても適度な剛性を有しており、次工程の加熱圧縮工程への搬送やセット等を、ドライボードに損傷を与えないで、取り扱い性良く行うことができる。

次いで、このドライボードを、ホットプレス等の熱圧装置の加熱プレート間に挿入し、熱硬化性樹脂結合剤の硬化温度以上の温度で所定時間加熱圧縮することにより、熱硬化性樹脂結合剤が硬化した無機質板に形成する。

この加熱圧縮の際、ドライボードは、その含水率が１０重量％未満、好ましくは５重量％未満になるように乾燥されているので、ドライボード中の水分が急激に多量に蒸発して、所謂パンク現象が生じるのを防止できる。また、上記乾燥により、ドライボードが適度に剛になっているので、加熱圧縮時に、この種ボードに生じ易い側端部の湾曲状の変形を生じることもなく、均一に圧縮された無機質板を得ることができる。

また、前記の如く、ドライボードの熱硬化性樹脂結合剤は硬化しない状態、好ましくは、少なくとも表面層の熱硬化性樹脂結合剤がプレキュアーもしていない状態で加熱圧縮するので、圧縮されてから熱硬化性樹脂結合剤が硬化することになり、表面層や内部層の鉱物質繊維や無機質粉状体が熱硬化性樹脂結合剤によって良好に結合されて圧縮一体化した無機質板となる。このため、従来の無機質板のように、一旦熱硬化性樹脂結合剤の硬化が進んで鉱物質繊維や無機質粉状体を仮結合した後、加熱圧縮してこの仮結合状態を破損するのではなく、このため、曲げ強度や剥離強度等の強度的性質は勿論のこと、この表面に塗装、印刷、化粧シート貼り等により化粧層を設けても、これら化粧層と密着性の良い無機質板を得ることができる。

この加熱圧縮によって形成される無機質板は、厚さが１．５ｍｍ〜９．５ｍｍ、密度が０．４〜１．８に形成される。厚さが９．５ｍｍを超えると重くなって施工性が悪くなり、１．５ｍｍ未満となると強度が弱くなるので好ましくない。更に望ましくは、適度に薄くて軽い、厚さ２．５ｍｍ〜７ｍｍ、比重０．７〜１．５の範囲にあるものである。

スラグウール５０重量％、炭酸カルシウム４０重量％、粉末フェノール樹脂結合剤６重量％、スターチ４重量％、熱融着繊維としてのポリエステル繊維１重量％、これに凝集剤、サイズ剤、消泡剤等とからなる原料を水中で攪拌し、丸網式湿式抄造装置で抄造してウェットマットに形成し、このウェットマットをウェットプレスで厚み調整し、厚さ１０ｍｍ、含水率８０重量％のウェットマットに作成した。スラリーの固形分濃度は２重量％であった。次いでこのウェットマットを、熱風循環式ドライヤーに搬入し、ウェットマットの少なくとも表面層の温度が１４０℃未満となる乾燥条件で２０分間乾燥し、含水率が３％のドライボードに作成した。このドライボードの少なくともその表面層の粉末フェノール樹脂は、硬化状態にもプレキュアー状態にも到っていない状態で、上記含水率にまで乾燥されていた。

次いで、得られたドライボードの表裏面のそれぞれに片面１００ｇ／ｍ２の水を均一に塗布した後、多段式ホットプレス装置に搬送し、その熱盤間に挿入して、加熱圧縮した。このホットプレス装置の熱盤間への挿入に到るまでの取り扱いにおいて、ドライボードに損傷は生ぜず、その取り扱い性は良好であった。加熱圧縮は、２００℃の温度条件下で５分間行い、この加熱圧縮により、粉末フェノール樹脂が十分に硬化した、厚さ３．５ｍｍ、比重１．２の無機質板を得た。この無機質板には、パンク現象や側端部の変形は生じていなかった。

次いで、上記無機質板の表裏面を０．３ｍｍづつサンディング後、表面にポリオレフィン樹脂化粧シートを貼着して無機質化粧板に形成した。この無機質化粧板をJIS K5400の試験方法に基づき碁盤目テスト（剥離試験テスト）を行った結果、基材剥離を生じることはなく、無機質板と化粧シートの密着性は良好であった。

比較例１

上記実施例で得られたものと同様のウェットマットを、２００℃のドライヤーで１０分間乾燥して、含水率１０重量％のドライボードを得た。このドライボードを実施例と同様にして加熱圧縮し、厚さ３．５ｍｍ、比重１．２の比較例１に係る 無機質板を得た。得られた一部の無機質板には、パンク現象が発生していた。

上記実施例で得られたものと同様のウェットマットを２００℃のドライヤーで１５分間乾燥して、含水率２重量％のドライボードを得た。このドライボードを実施例と同様にして加熱圧縮し、厚さ３．５ｍｍ、比重１．２の比較例２に係る無機質板を得た。

この無機質板にはパンク現象や側端部の変形は生じていなかった為、実施例と同様にして、その表裏面をサンディング後、実施例と同様の化粧シートを貼着して、比較例２に係る無機質化粧板に形成した。次いで、この無機質化粧板を実施例と同様にして碁盤目テストに供した。その結果、化粧シートは、その裏面に無機質板の表面層が付着した状態で剥離し、無機質板表面層に基材剥離を生じていた。

Claims (4)

1. 鉱物質繊維と無機質粉状体と熱硬化性樹脂結合剤とを必須成分として含む原料を水中に混合分散させて調整したスラリーを湿式抄造してウェットマットに形成し、該ウェットマットを乾燥装置に投入して、ウェットマット中の熱硬化性樹脂結合剤が硬化しない状態で含水率が１０重量％未満となるように乾燥してドライボードに形成し、該ドライボードを加熱圧縮して熱硬化性樹脂結合剤を硬化させることを特徴とする無機質板の製造方法。
2. ドライボードの少なくとも表面層の熱硬化性樹脂結合剤は、プレキュアーしていない状態にあることを特徴とする請求項１に記載の無機質板の製造方法。
3. ドライボードを、厚さ１，５ｍｍ以上９．５ｍｍ以下、比重０．４以上１．８以下になるように加熱圧縮して結合剤を硬化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の無機質板の製造方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の無機質板の表面に化粧層を設けてなることを特徴とする無機質化粧板。