JP2005533195A - 装飾積層板用用紙及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
製紙装置においてセルロース系繊維のウェブを形成する工程と、製紙装置においてウェブ（２４）の上部表面に耐摩耗粗粒子（２９）及び粗食含有物粒子（２２）を含む塗工懸濁液（２８）を塗工する工程とを備えた耐摩耗性装飾シート（２０）の製造方法。
Description
本発明は、耐摩耗性上紙、装飾積層板及びフローリング用装飾シート、並びに、それらから形成された積層板及びフローリングに関するものである。
装飾積層板は、従来、熱硬化性合成樹脂を含浸させた複数の用紙を積み重ねることにより形成される。通常、組立体は、フェノール樹脂を含浸させ、印刷され又は無色のメラミン樹脂を含浸させた装飾シートを上部に積層したクラフト紙からなる複数（例えば、３〜８枚）のコアシートから構成されている。ＷＲＯＬとして知られる上紙シートは、積層板において、かき傷やすり傷による損傷から装飾シートを保護しつつ、上紙を通して見られるように、可能な限り透明であり良好な耐摩耗性を有するものとした装飾シート上部に設けられている。
また、装飾シートの異なる所望の態様は、用紙ウェブ上に装飾シートを設ける前に、用紙に様々な装飾粒子や添加剤を直接添加することにより形成される。これらのタイプの装飾シートの設けられた用紙への装飾粒子の直接の添加は、工業的には一般的によく知られている。しかしながら、用紙への装飾粒子の直接の添加は、一般的に所望の粒子の視覚的な効果を奏し得るが、装飾シート表面の上部に比較的近接した装飾粒子が実際に最終的な積層板に見られる場合には、装飾粒子が用紙シート全体に分散する傾向があるので、この様式による用紙の製造は多少無駄が多い。
さらに、２枚の分離したシート、つまりＷＲＯＬと装飾シートの使用は、殆どの用途における耐摩耗性積層板を製造することができ、最終的な積層板のコストや複雑さは、装飾シートの装飾性とＷＲＯＬの耐摩耗性の両方を兼ね備えた単一シートよりも高い。以下に詳細に議論するように、装飾シートの装飾性とともにＷＲＯＬの耐摩耗性を発揮する単一シートの製産が工業的には望ましいが、本発明において開示及び請求されたようなこれらの目的を達成するようなシートは製造されていない。
これに関しては、フローリング、天板及び家具への用途の耐摩耗性積層板に含有する用紙シートに、装飾チップを含有することが従来技術としてよく知られている。例えば、米国特許第４，１２６，７２７号は、所望の装飾効果を達成するために明るい又は暗い背景パターン上においてパールエッセンスチップ又は薄片をその中に含有させた積層フローリング材を開示している。この特許においては、上記チップが、予めシート材を形成するために成形され又は光沢機にかけられた、熱硬化性合成樹脂重合体の層に混合されていることが開示されている。次いで、このシート材は、最終的な積層製品を形成するために他のシートに積層される。
他の同様な発明においては、（本発明の譲受人が譲渡された）米国特許第５，９６２，１２３号は、装飾用紙チップがその中に含有された積層フローリング材を開示している。この特許においては、用紙ウェブ上に設ける前に、装飾シート又は上紙シートに直接用紙チップを添加することにより、所望の装飾効果が達成されることが開示されている。これにより製造された上紙又は装飾シートのいずれかであるシートは、工業的に公知であるような最終的な積層板を形成するために、樹脂を含浸させ、付加シートに積層される。また、他の発明においては、米国特許第５，２０２，１８０号は、再利用可能なキャリアウェブ上に、装飾金属粒子を含有する可塑化されたビニルウェブを設け、次いで、適切な積層板となるようにビニルウェブを剥離することを開示している。
また、ＷＲＯＬと装飾シートとを分離する必要性を排除することが望ましいことを開示しており、また、目的を達成する様々な方法が提案された従来技術の刊行物がある。例えば、米国特許第４，２５５，４８０号は、分離したＷＲＯＬの必要性を除去するために、金属粒子（例えば、アルミニウム酸化物）及び微結晶セルロースの薄層を装飾シート上部に直接付加することを開示している。
さらに、他の特許は、装飾シートにおいて所望の装飾効果を得るための方法を開示している。Ｈｏｓｍｅｒの米国特許第４，２７１，２２１号は、乾燥終了時に装飾シートに塗工するコーティング組成物を開示している。このコーティング組成物には、好適な顔料、（クレー、炭酸カルシウム、タルク、二酸化チタニウム等のような）フィラー、及びバインダーを含有することが可能である。このコーティングは、エアーナイフコーター、ブレードコーター又はロールコーターを含む公知のいずれの塗工装置を用いて乾燥終了時に塗工してもよい。Ｓｃｈａｆｅｒらの米国特許第５，０３４，０８４号は、装飾積層板に用いられる装飾シートを開示している。この開示された装飾シートは、熱硬化性樹脂コーティングの２つの層を含んでおり、シートにより近接している第一層は、薄片又はうろこ状の顔料を２〜４０重量％含有し、薄片は、５〜１００ミクロンが好適であり、雲母、金属又は金属合金からなるものがよい。この薄片は、アミノ樹脂を含浸させた基材上に塗工する前に、コーティング樹脂中に混合される。
しかしながら、本発明までは、上記したような所望の装飾性及び耐摩耗性を備えた装飾積層板とした低コストの単一シートの必要性を満たした従来の用紙構造はなかった。
本発明は、一般的に用紙に装飾含有物を直接添加し、最終的な積層体を作製するために分離した装飾シート及びＷＲＯＬを必要とする、装飾積層体に用いられる従来の用紙シートの改良品を提供する。これに対して、本発明の装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシートは、既存の製紙装置で簡易に低価格で製造できる単一シートにおいて所望の装飾効果及び耐摩耗性を提供する。
本発明の装飾／ＷＲＯＬシートは、多くの異なった様式で形成してもよい。例えば、本発明においては、装飾含有物粒子は、第一ヘッドボックスとクーチロールとの間の抄紙装置のウェット終了時に、あるいは、サイズプレス又は他の公知の乾燥終了塗工装置を用いた乾燥終了時に、塗工してもよい。本発明の装飾／ＷＲＯＬシートは、所望の装飾効果をシートに付与するためにそこに含有された装飾含有物粒子を含んでいる。所望の装飾効果を提供する粒子の例としては、これに限られたものではないが、白色、着色及び混合パールエッセンス顔料（二酸化チタンや酸化鉄のような金属酸化物を塗工した雲母又は他の平板粒子）、混合色の薄層プラスチックの平板粒子、銀色や様々な色の塗工金属箔や金属化プラスチック粒子、様々な色の天然及び合成繊維、微小な用紙又はプラスチックチップ、等が挙げられる。
本発明においては、装飾含有物粒子とともに、又は、工業的に公知である従来の他の様式で、研磨粗粒子を添加してもよい。例えば、第一ヘッドボックスから抄紙ワイヤ上にセルロース繊維を積層した後、湿潤ウェブには、そこに比較的近接した第二ヘッドボックスから析出された酸化アルミニウムのような粗粒子を被覆することができる。他の方法においては、引用によりそこに含まれた内容として米国特許第５，８２０，９３７号に開示された本発明の好適な態様と一致する様式で、カーテンコーター又はスロットコーターにより素粒子を添加してもよい。
本発明の他の目的及び利点は、以下の明細書、図面及び特許請求の範囲から明らかである。
２０ 耐摩耗性装飾シート
２２ 装飾含有物粒子
２４ ウェブ上部
２８ 塗工懸濁液
２９ 耐摩耗性粗粒子
２２ 装飾含有物粒子
２４ ウェブ上部
２８ 塗工懸濁液
２９ 耐摩耗性粗粒子
最初に、ここに開示された本発明のすべての形態に関しては、最終的な積層板に耐磨耗性を付与するために装飾及びＷＲＯＬ組み合わせシートに添加する耐磨耗性粒子を一般的に記載するために、一般的な用語「粗粒子」が用いられている。これらの粒子のタイプは、一般的に工業的に公知であり、シリカ、アルミナ、アランダム、コランダム、エメリー、スピネル、並びに、炭化タングステン、臭化ジルコニウム、窒化チタニウム、炭化タンタル、炭化ベリリウム、炭化シリコン、臭化アルミニウム、炭化ホウ素、ダイヤモンドダスト、及びこれらの混合物のような他の材料等を含んでいる。粗粒子の好適性は、入手のしやすさ、コスト、粒子サイズ分布及び粒子の色のようないくつかの要素に依存している。コスト、入手しやすさ、高度、入手しやすい粒子サイズ及び色の欠如を考慮すると、一般的には、酸化アルミニウムがほとんどの適用に対して最適な素粒子である。最終使用性能は、粗粒子の基礎重量、灰分、サイズ及びタイプに依存する。粗粒子は、約１０〜３６０μｍの平均粒径を有するものが好ましい。
また、いくつかの形態においては、上記のように、フェノール樹脂又はアミノ樹脂に内包された粗粒子を、非内包粗粒子に添加しても又は完全な置換であってもよい。このような内包粗粒子の使用は、複雑な製紙工程における不必要な性能低下を避けるとともに所望の耐磨耗性を有する最終的な積層板を提供する。本発明において使用可能で好適な内包粒子の製造方法は、引用によりそこに含まれた内容として米国特許第５，９６２，１３４号に記載されている。
さらに、具体的に述べない限りは、ここにおける装飾含有物粒子の意味は、一般的には、所望の視覚的効果を発揮するために工業的用途において公知な装飾含有物粒子を意味する。この目的のために使用される粒子の例としては、以下に限定されるものではないが、白、着色及び混合パールエッセンス顔料（二酸化チタンや酸化鉄のような金属酸化物を塗工した雲母又は他の平板粒子）、混合色の薄層プラスチックの平板粒子、銀色や様々な色の塗工金属箔や金属化プラスチック粒子、様々な色の天然及び合成繊維、微小な用紙又はプラスチックチップ、等が挙げられる。この添加された装飾含有物は、所望の視覚的効果を発揮するために必要な所望のサイズ及び形状のいずれでもよいが、一般的に４０〜５００μｍのサイズである。
以下により詳細に議論しているように、所望視覚的効果を達成するために本発明に用いられるタイプの装飾含有物１２を有する、図１に示された従来の装飾シート１０は、公知のものである。これらの従来のシート１０を製造する一般的な工程は、抄紙ワイヤ上に設けられる前に、用紙に直接装飾含有物１２を添加する工程を含む。次に、上部１４及びその間に異質に配置された装飾含有物を有する底部１６を有する装飾シート１０となるように、伝統的な様式で用紙を乾燥及び完成させる。
この従来の実施に対して、図２に示されているような装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシート２０は、本発明において提供される。この装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシート２０は、装飾含有物２２が用紙に直接添加されていない、上述の従来の装飾シートとは異なる。その代わり、装飾含有物２２は、塗工懸濁液２８に混合されている。また、粗粒子２９も、塗工懸濁液(工業的に公知であるような増粘剤、バインダー、水等からなる)に添加され、これにより、装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシートに耐磨耗性を付与する。この塗工懸濁液２８は、上部２４及び底部２６を有する予調製されたベースペーパー層上に積層される。したがって、この工程の完了により、本発明の装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシート２６は、用紙の塗工懸濁液２８層全体の粗粒子２９の分布による耐磨耗性と同様に、同層全体の装飾含有物粒子２２の分布による装飾性を提供する。
図３に示すように、本発明の装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシート２０は、工業的に広く用いられている標準的な抄紙装置３０において以下の様式で製造される。まず、所望の基本重量、色当を有するベースペーパー３２の湿潤ウェブを、工業的な製紙において一般的に公知である第一ヘッドボックス３４を用いる抄紙装置３０のワイヤ上に積層する。次に、塗工懸濁液２８を調製するために、装飾含有物２２を他の公知材料（水、増粘剤、バインダー、粗粒子等）とともにカーテンコーティング装置のような塗工装置３６に添加する。この塗工懸濁液２８は、ウェブ３２の上部におけるコーティング２８の所望の分布を得るために、所望の粘度及び表面張力に調製することが好ましい。次いで、この塗工懸濁液２８をコーター３６を用いてウェブ３２上の所望の位置に積層し、これにより得られた用紙を、工業的に公知な従来の様式により乾燥させ、飽和させ、積層板とする。
より詳細には、ここに開示された本発明の一実施形態においては、以下の方法が改良された装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシート２０の製造に用いられる。まず、工業的に公知なように、３０００平方フィートにつき４０〜１２０ポンドの繊維基礎重量を有するベースペーパーシートを調製し、湿潤ウェブ３２を形成するために第一ヘッドボックス３４から抄紙ワイヤ上に積層する。次に、塗工懸濁液２８をウェブ３２上に積層するために調製する。この塗工懸濁液２８は、所望の塗工性及び／又は効果を達成するために必要な公知の増粘剤、バインダー及び水を含んでもよい。この塗工懸濁液２８は、用紙の３０００平方フィートにつき３〜３０ポンドの素粒子を含む。また、この塗工懸濁液は、用紙の３０００平方フィートにつき１〜２０ポンドの（雲母薄片のような）装飾含有物粒子を含む。この塗工懸濁液２８は、１〜１００００ｃＰの粘度を有してもよい。塗工固形物、粘度及び流速は、所望の塗工の量及び均一性を得るために公知の変更により制御される。
次いで、調製後、塗工懸濁液２８を塗工装置に投入する。この塗工装置は、ヘッドボックス３４のへら３８からコーチロール４０の間の抄紙装置の湿潤終了部に配置してもよい。より詳細な実施形態においては、塗工装置３６としてカーテンコーターを用いてもよい。この実施形態においては、固形物は５〜４０％が好ましく、粘度は４０〜２０００ｃＰが好ましく、表面張力は３０〜８０ｄｙｎｅ／ｃｍが好ましい。この工程パラメータは、パールエッセンス顔料の塗工において効果的な結果を生ずるために設けられている。しかしながら、他の塗工アプリケーターは、本発明の目的の範囲内であれば、スプレーコーティング、ブラシコーティング、ドライメタリング、サイズプレス等を用いることができる。
本発明の詳細な記述にあるように、クレームに定義された本発明の目的を逸脱しない範囲で、変更及び変形が可能である。
Claims (20)
- 第一セルロース系スラリーを形成するためにセルロース系繊維状原料及び水を混合する工程と、
ベースペーパーウェブを形成するために上記第一セルロース系スラリーを製紙装置のワイヤ上に積層する工程と、
所望の装飾効果を達成するために上記ベースペーパーウェブに添加する装飾含有物を選択する工程と、
装飾／粗粒子塗工懸濁液を形成するために研磨粗粒子及び水を上記装飾含有物と混合する工程と、
塗工装置を用いて上記ベースペーパーウェブ上に上記装飾／粗粒子塗工懸濁液を積層する工程と、
装飾／ＷＲＯＬ組み合わせ用紙を形成するために上記塗工されたベースペーパーウェブを乾燥する工程とを備えた装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシートの形成方法。 - 前記装飾含有物は、雲母粒子、金属酸化物被覆粒子、プラスチック粒子、塗工金属箔及び金属化プラスチック粒子からなる群から選択されたものであることを特徴とする請求項１に記載の装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシートの形成方法。
- 前記装飾含有物は、中央粒径が４０〜５００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシートの形成方法。
- 前記粗粒子は、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂に内包された酸化アルミニウム粒子であることを特徴とする請求項１に記載の装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシートの形成方法。
- 前記塗工装置は、スプレーコーター、ブラシコーター、ドライメタリングコーター及びサイズプレスからなる群から選択されたものであることを特徴とする請求項１に記載の装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシートの形成方法。
- 前記塗工懸濁液は、粘度が４０〜２０００ｃＰであることを特徴とする請求項１に記載の装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシートの形成方法。
- 前記ベースペーパーは、乾燥基礎重量が３０００平方フィートにつき４０〜１２０ポンドであることを特徴とする請求項１に記載の装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシートの形成方法。
- 前記装飾含有物は、雲母チップを含むことを特徴とする請求項１に記載の装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシートの形成方法。
- 前記装飾／ＷＲＯＬ組み合わせ用紙をメラミン−ホルムアルデヒド樹脂で飽和し、上記飽和された装飾／ＷＲＯＬ用紙を装飾積層板とする工程をさらに備え、
上記装飾積層板は付加的な装飾用紙又は付加的なＷＲＯＬ用紙を含まないことを特徴とする請求項１に記載の装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシートの形成方法。 - 第一セルロース系スラリーを形成するためにセルロース系繊維状原料及び水を混合する工程と、
ベースペーパーウェブを形成するために上記第一セルロース系スラリーを製紙装置のワイヤ上に積層する工程と、
所望の装飾効果を達成するために上記ベースペーパーウェブに添加する４０〜５００μｍの中央粒径を有する装飾含有物を選択する工程と、
粘度が１〜１００００ｃＰの装飾／粗粒子塗工懸濁液を形成するために内包された又は内包されていない研磨粗粒子及び水を上記装飾含有物と混合する工程と、
塗工装置を用いて上記ベースペーパーウェブ上に上記装飾／粗粒子塗工懸濁液を積層する工程と、
装飾／ＷＲＯＬ組み合わせ用紙を形成するために上記塗工されたベースペーパーウェブを乾燥する工程とを備えた装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシートの形成方法。 - 前記装飾含有物は、雲母粒子、金属酸化物被覆粒子、プラスチック粒子、塗工金属箔及び金属化プラスチック粒子からなる群から選択されたものであることを特徴とする請求項１０に記載の装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシートの形成方法。
- 前記装飾含有物は、雲母チップを含むことを特徴とする請求項１０に記載の装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシートの形成方法。
- 前記研磨粗粒子は、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂に内包された酸化アルミニウム粒子であることを特徴とする請求項１０に記載の装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシートの形成方法。
- 前記塗工装置は、スプレーコーター、ブラシコーター、ドライメタリングコーター及びサイズプレスからなる群から選択されたものであることを特徴とする請求項１０に記載の装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシートの形成方法。
- 前記塗工懸濁液は、粘度が４０〜２０００ｃＰであることを特徴とする請求項１０に記載の装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシートの形成方法。
- 前記ベースペーパーは、乾燥基礎重量が３０００平方フィートにつき４０〜１２０ポンドであることを特徴とする請求項１０に記載の装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシートの形成方法。
- 前記装飾含有物は、乾燥した装飾／ＷＲＯＬ組み合わせ用紙に装飾含有物が用紙の３０００平方フィートにつき１〜２０ポンド含まれるように、前記ベースペーパーウェブ上に塗工されることを特徴とする請求項１０に記載の装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシートの形成方法。
- 前記塗工懸濁液は、表面張力が３０〜８０ｄｙｎｅ／ｃｍであることを特徴とする請求項１０に記載の装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシートの形成方法。
- 前記装飾／ＷＲＯＬ組み合わせ用紙をメラミン−ホルムアルデヒド樹脂で飽和し、上記飽和された装飾／ＷＲＯＬ用紙を装飾積層板とする工程をさらに備え、
上記装飾積層板は付加的な装飾用紙又は付加的なＷＲＯＬ用紙を含まないことを特徴とする請求項１０に記載の装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシートの形成方法。 - 第一セルロース系スラリーを形成するためにセルロース系繊維状原料及び水を混合する工程と、
乾燥基礎重量が３０００平方フィートにつき４０〜２００ポンドのベースペーパーウェブを形成するために第一ヘッドボックスを用いて上記第一セルロース系スラリーを製紙装置のワイヤ上に積層する工程と、
所望の装飾効果を達成するために上記ベースペーパーウェブに添加する４０〜５００μｍの中央粒径を有する雲母チップを選択する工程と、
粘度が４０〜２０００ｃＰ、固形分含有量が５〜４０％、表面張力が３０〜８０ｄｙｎｅ／ｃｍである装飾／粗粒子塗工懸濁液を形成するために内包された又は内包されていない１０〜３６０μｍの中央粒径を有する酸化アルミニウム粒子、増粘剤、バインダー及び水を上記雲母チップと混合する工程と、
抄紙装置上における第一ヘッドボックスのへらとコートロールとの間に配置されたカーテンコーターを用いて、ベースペーパーの３０００平方フィートにつき酸化アルミニウムを３〜３０ポンド積層し、ベースペーパーの３０００平方フィートにつき雲母チップを１〜２０ポンド積層するように、上記ベースペーパーウェブ上に上記装飾／粗粒子塗工懸濁液を積層する工程と、
装飾／ＷＲＯＬ組み合わせ用紙を形成するために上記塗工されたベースペーパーウェブを乾燥する工程とを備えた装飾／ＷＲＯＬ組み合わせシートの形成方法。
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