JP2006299734A - 外装用床材 - Google Patents

Abstract

【課題】木質感や意匠性に優れる木質系樹脂発泡成形体を基材とした床材であって、ウッドデッキ、テラス、ベランダなどにおける床面に好適に使用可能な、優れた耐候性を有する外装用床材の提供を目的とする。
【解決手段】少なくとも熱可塑性樹脂と木質系充填剤と発泡剤とを含有している木質系樹脂組成物からなる発泡成形体である中央層と、前記熱可塑性樹脂と同系ではなく耐候性に優れる熱可塑性樹脂を主体としてなり、この中央層の外周部分を覆っている非発泡性の外壁層とが芯鞘構造となるように一体化されている木質系樹脂発泡成形体を有し、さらにその一表面には化粧シートが積層されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、屋外に設置されるベランダ、テラス、デッキなどにおける床面用の床材として使用される外装用床材に関するものである。

現在、戸建て住宅などの建築物における室内床面用の床材としては、木質系フローリング材が最も広く流行している。この木質系フローリング材とは、厚み５〜１５ｍｍ程度の天然木材の無垢板や、厚み５〜１５ｍｍ程度の積層合板などの木質基材上に、厚み数百μｍ〜数ｍｍ程度の天然木材の突板を貼着したもの、或いはそれらの塗装品などである。

これらの天然木材を使用した木質系フローリング材は、その表面の意匠が天然木材の木目という、最も自然で親しみやすく美麗なものであることより、従来から広く消費者に受け容れられている。

しかし、これらの木質系フローリング材については、日光に当たると変色し易いことや、水に濡れると膨れや割れ、反り、腐蝕、突板の剥離などが起こり易く、特に浴室脱衣所や洗面所、厨房などの様な水廻りの部位への使用には問題があること、さらには天然素材なので色調や木目形状などの品質や価格、供給量などが不安定であることなどが問題点として指摘されている。

こうした問題を解消するものとして、本出願人は既に、熱可塑性樹脂と木質系充填剤を含有する木質樹脂成形体の表面に、木質樹脂成形体を構成する熱可塑性樹脂と同系の熱可塑性樹脂を主体とする化粧シートを積層してなる床材を提案した（特許文献１参照）。

この床材は、熱可塑性樹脂を主成分としてなるものなので、耐水性や耐候性に優れ、物性的にも意匠的にも品質が安定しており、しかも安価に大量供給可能であり、切削や釘打ちなどの加工性も木質系フローリング材と同等である。

また、本出願人は、水系または溶剤系接着剤による接着性や、天然木材に似た暖かい触感を与える断熱性、快い歩行感を与える弾力性などの改善を目的として、前記した構成の木質樹脂成形体を発泡させてなる木質樹脂発泡成形体を基材として使用した床材も、既に提案した（特許文献２参照）。

しかしながら、これらの提案に係る床材は主として室内用床材への使用を前提としたものであり、外装用、例えばウッドデッキ、テラスなどの床材として使用すると、変色および物性低下を引き起こす可能性がある。

一方、最近はウッドデッキ用のデッキ材などの外装用建築材料の需要が増加している。これらの外装用建築材料は紫外線や風雨などに曝されても長期間の使用に耐えられるものでなければならず、耐候性などを向上させるための種々の方策が施されている。例えば、木材保護塗料をその表面に塗る方法があるが、この方法では少なくとも年１回程度は塗料を塗り続ける必要があり、手間と高い維持コストがかかることになる。

また、耐候性などを向上させた外装建築材料として、木質系充填剤と熱可塑性樹脂との複合材からなる樹脂デッキ材も開発されており、特に欧米においてはその生産量を増やしている。しかしながら、このような樹脂デッキは、生産設備が巨大となりコスト高になることと、天然木材と比較して意匠性や木質感に欠けることなどから、日本においてはその
生産は少ないのが現状である。
特開２００１−３５３８１５号公報 特開２００２−１２０３４７号公報

本発明は、上記のような状況に鑑みなされたものであり、木質感や意匠性に優れる木質系樹脂発泡成形体を基材とした床材であって、ウッドデッキ、テラス、ベランダなどにおける床面用の床材として好適に用いられる、優れた耐候性を有する外装用床材を提供しようとするものである。

本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、請求項１記載の発明は、少なくとも熱可塑性樹脂と木質系充填剤と発泡剤とを含有している木質系樹脂組成物からなる発泡成形体である中央層と、前記熱可塑性樹脂と同系ではなく耐候性に優れる熱可塑性樹脂を主体としてなり、この中央層の外周部分を覆っている非発泡性の外壁層とが芯鞘構造となるように一体化されている木質系樹脂発泡成形体を有し、さらにその一表面には化粧シートが積層されていることを特徴とする外装用床材である。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の外装用床材において、前記木質系樹脂発泡成形体は、コ・エクストルージョン押出（共押出）プロセスにより中央層と外壁層との組合せになる芯鞘構造物として一体的に成形されたものであることを特徴とする
さらにまた、請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の外装用床材において、前記外壁層を構成する熱可塑性樹脂はアクリル系樹脂であることを特徴とする。

さらにまた、請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の外装用床材において、前記外壁層の厚みは、木質系樹脂発泡成形体の厚みの０．０１〜０．２倍の範囲にあることを特徴とすることを特徴とする。

本発明は、その一部を構成する木質系樹脂発泡成形体が、少なくとも熱可塑性樹脂と木質系充填剤と発泡剤とを含有している木質系樹脂組成物の発泡成形体である中央層と、前記熱可塑性樹脂と同系ではなく、耐候性に優れる熱可塑性樹脂を主体としてなり、この中央層の外周部分を覆つている非発泡性の外壁層とが芯鞘構造となるように一体化されたものであるので、外装用途の床材として好適に用いることが可能となる。また、例えば、それがコ・エクストルージョン押出（共押出）プロセスにより成形して得られたものである場合には、厚みがより均一で、しかもより平滑性に優れた外壁層を有するものとなる。すなわち、発泡成形体における発泡の不均一性や木質系樹脂組成物の上記押出プロセスにおける押出吐出量の不均一性に起因する、外壁層表面の平滑性の乱れや、ヒケやへこみなどの外観上の不具合を改善することが出来る。

また、木質系樹脂発泡成形体はその外周部が非発泡性の外壁層で覆われている構成であるため、発泡層である中央層の発泡倍率を上げる事が可能となり、高発泡化、つまり表面硬度などを低下させることなく軽量化することが可能となる。

また、外壁層を構成する熱可塑性樹脂がアクリル系樹脂である場合には、耐候性が一段と向上する。

また、アクリル系樹脂を外壁層を構成する外壁形成用材料を構成する熱可塑性樹脂として用いたものは、上述のように耐候性が向上し、例えば、樹脂系デッキ材などと組み合わ
せることで、意匠性にも優れ、メンテナンスフリーの床材を有するデッキを構築することができる。また、例えばベランダに施工することで、室内の床との隔たり感が減少し、広い同一空間を演出することが可能となる。

また、アクリル系樹脂を用いることにより、アクリル系樹脂が非晶性の高分子であることに起因して、成形床材の線膨張係数を低くすることが可能となり、床面に施工した後に熱変形により床材の突き合わせ部分において目隙や突き上げなどが発生し難くなる。

また、アクリル系樹脂を用いることにより、アクリル系樹脂が非晶性の高分子であることに起因して、結晶性の高分子を用いたものに比べ、中央層中の発泡ガスの保持力が優れるようになり、さらに安定した木質系樹脂発泡成形体とすることが可能となる。

また、発泡成形体の構成材料である木質系充填剤は２２０℃程度の成形温度が限界であり、それを分解させないように考慮すると、より低温での成形が好ましいが、成形温度がおおよそ２３０〜２５０℃のアクリル系樹脂を用い、コ・エクストルージョンにより外壁層を形成するようにすれば、発泡成形体中の木質系充填剤が分解することなく所期の成形が可能となる。

さらにまた、外壁層の厚みを、木質系樹脂発泡成形体の厚みの０．０１〜０．２倍の範囲にあるようにすることにより、表面平滑性に優れ、生産性にも優れた床材を提供することが出来る。すなわち、外壁層の厚みが薄い場合には、前述の発泡成形体表面の平滑性が反映し難くなり、また樹脂流速の均一化による生産性の向上などの効果が得られ難くなる。また、外壁層の厚みが厚い場合には、木質感、切削性、低比重による軽量化、熱安定性などのこの種の床材が本来有しているメリットを失ってしまう。

図１には、本発明の床材の一実施形態の断面構造が示してある。この床材８は、少なくとも熱可塑性樹脂５と木質系充填剤４と発泡剤とを含有する木質系樹脂組成物のシート状基材の発泡成形体である中央層１と、前記熱可塑性樹脂５と同系ではなく耐候性に優れる熱可塑性樹脂を主体としてなり、前記中央層１の外周部分を覆つている非発泡性の外壁層２とが芯鞘構造となるように一体化されている木質系樹脂発泡成形体６を有し、さらにその一表面には化粧シート７が積層されてなるものである。

木質系樹脂組成物を構成する熱可塑性樹脂５としては、例えばポリオレフィン系のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリイソプレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体、プロピレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体や、これらを接着性の向上の目的で酸変性したもの、あるいはアイオノマーなどの中から適宜のものが選択可能である。具体的には、これらの中から一種あるいは複数種を選択して用いればよい。

この中では、床材として要求される剛性や表面硬度、寸法安定性などを配慮すると、ホモポリプロピレン、ランダムポリプロピレン、ブロックポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン共重合体などのポリプロピレン系樹脂が最も適している。

一方、木質系樹脂組成物を構成する木質系充填剤４としては、例えば木材をカッターミルなどによって破断し、これをボールミルやインペラーミルなどにより粉砕して、微粉状にしたもの（木粉）などを用いればよい。

この木質系充填剤４の平均粒径は、１〜２００μｍ程度が好ましく、１０〜１５０μｍがより好ましい。平均粒径が１μｍ未満のものは取り扱いが難しいうえに、このような粒
径の木質系充填剤４の配合量が多く、前記熱可塑性樹脂への分散が悪い場合には、これを含有する木質系樹脂組成物により製造される木質系樹脂発泡成形体の機械強度を低下させ易くなる。また、２００μｍより大きいと、木質系樹脂発泡成形体はその均質性、平面性、機械的強度が低下し易くなる。

また、木質系充填剤４の配合量は、熱可塑性樹脂５の１００重量部に対して、１０重量部から３００重量部までの範囲内とすることが好ましい。成形性や均質性をより高めるためには、熱可塑性樹脂５の１００重量部に対して２０〜２００重量部、より好ましくは３０〜１５０重量部の配合量で木質系充填剤を混練させればよい。木質系充填剤４の配合量が多すぎると、床材の曲げ弾性率が上がり、しなやかさが失われるため、施工性が悪化したり（特に、隅部への施工時や一枚交換時に、床材を撓ませて施工することが難しくなる。）、曲げた時に割れ易くなる。一方、少なすぎると、線膨張係数が大きくなり、寸法安定性が低下するために、温度変化によって、床材の突き合わせ部分における目隙きや、突き上げによる浮きなどが発生し易くなる。

他方、中央層１となる発泡成形体を成形するための木質系樹脂組成物には、上述した熱可塑性樹脂５と木質系充填剤４の他に、発泡剤が添加されていて、木質系樹脂発泡成形体の成形過程においてこれが発泡し発泡成形体が得られるようになっている。図１には、この発泡剤が発泡して生じた気泡３の木質系樹脂発泡成形体における分散状態が、木質系充填剤４の分散状態と共に示してある。

発泡成形体の成形時における発泡の手法については種々の方法があるが、一般的には、熱分解や化学反応によってガスを発生する化学発泡と、低沸点の液体に熱をかけて気化させる物理発泡とが採用できる。これらの発泡に対応して用いられる発泡剤としては、化学発泡剤としての無機系の重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、ホウ化水素ナトリウム、軽金属、アジド化合物などや、有機発泡剤としてのアゾ系、ニトロソ系、ヒドラジド系などが挙げられる。

発泡に際し、２倍を越える高発泡倍率での発泡を望む場合には、主に物理発泡を用いればよい。このときには主として炭酸ガスや脂肪族炭化水素を発泡剤として用いることが好ましい。また、物理発泡に際しても発泡体のセル形状を整えるため化学発泡剤を併用してもよい。

木質系樹脂組成物を構成する、上記の熱可塑性樹脂５、木質系充填剤４、発泡剤およびその他の添加剤などの各成分の混練については、特に方法を問わないが、バンバリーミキサーによって混練し、ペレタイザーでペレット化する方法や、２軸押出混練機によって混合、ペレット化する方法などを具体例として挙げることができる。また、木質系充填剤４は、含水率が大きいと、ペレタイズ時に発泡の原因となるために、混練前に予め乾燥機やホッパードライヤーで含水率を８％以下に抑えておくことが望ましい。

本発明の床材８は、前述したように、このような組成の木質系樹脂組成物の発泡成形体である中央層１と外壁層２とが芯鞘構造となるように一体化されてなる木質系樹脂発泡成形体６を有しているが、以下、木質系樹脂発泡成形体６の外周部分を構成する外壁層２について詳述する。

この外壁層２は、中央層１を構成する木質系樹脂組成物の熱可塑性樹脂と同系ではなく耐候性に優れる熱可塑性樹脂を主体とする外壁形成用材料からなるものである。

耐候性に優れる熱可塑性樹脂としては、アクリル系の例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エ
ステルなどのアクリル酸誘導体を主成分として単独または共重合して得られるものなどが挙げられる。このなかでは、メチルメタクリレートなどのメタクリル酸エステルを主成分とし、必要に応じて例えばメタクリル酸ブチルなどのメタクリル酸の長鎖アルキルエステルや、アクリル酸メチルなどのアクリル酸エステル、メタクリル酸またはアクリル酸などから選ばれる単量体などの共重合成分が添加されて、適宜の柔軟性や熱加工性などの物性を付与されたメタクリレート系樹脂が好ましく用いられる。

これらの熱可塑性樹脂を主体とする外壁形成用材料には、必要に応じて熱安定剤、酸中和剤、紫外線吸収剤、ブロッキング防止剤、脱水剤、半透明化のための光散乱剤、艶調整剤などを添加することもできる。

これらの添加剤のうち熱安定剤としてはヒンダードフェノール系、硫黄系、リン系などが、酸中和剤としてはステアリン酸金属塩、ハイドロタルサイトなどが、また紫外線吸収剤としてはベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系、ベンゾフェノン系、トリアジン系などがあり、さらに光安定剤としてはヒンダードアミン系などが挙げられる。

叙述の中央層１と外壁層２とが芯鞘構造となるように一体化させて、木質系樹脂発泡成形体６を製造するには、例えば通常の異形押出法を用いることができる。なかでも、連続的かつ安定的に発泡成形可能なセルカ成形法が好ましい。また、コ・エクストルージョンプロセスも従来公知の方法で実施され得るが、外壁層２は非発泡であって、その構成材料として前記した特性を有する熱可塑性樹脂を主体として用いるため、押出工程における溶融不足による吐出のばらつきなども起こりにくく、また、省スペース化が可能であることからバーチカル押出機を連結させたダイにより成形することが好ましい。

また、外壁層２の厚みは、木質系樹脂発泡成形体６の全体の厚みに対して、０．０１〜０．２倍、好ましくは０．０５〜０．１５倍の範囲にあればよい。外壁層２の厚みが薄い場合には、前述の発泡成形体表面の平滑性が反映し難くなり、また樹脂流速の均一化による生産性の向上などの効果が得られ難くなる。また、外壁層２の厚みが厚い場合には、木質感、切削性、低比重による軽量化、熱安定性などのこの種の床材が本来有しているメリットを失ってしまう。

以上、木質系樹脂発泡成形体６の構成とその製造方法について述べたが、本発明の床材８は、上述した木質系樹脂発泡成形体６の一表面に、木質系樹脂発泡成形体６を構成する前記熱可塑性樹脂５と同系の熱可塑性樹脂を主体とする基材シートを有する化粧シート７が積層されることによって得られる。化粧シート７の基材シートの構成材料を前記熱可塑性樹脂５と同系の熱可塑性樹脂主体のものとすることで、使用済みの床材を回収してリサイクル処理する時にこの粉砕物を混合しても大きな物性変化が生じ難くなる。

上記基材シートとしては、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリイソプレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体、プロピレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体や、これらを接着性の向上を目的として酸変性したもの、アイオノマーなど、或いはそれらの混合物、共重合体などからなるプラスチックシートを用いることができる。

さらに、本発明の床材には、前述した構成の木質系樹脂発泡成形体の裏面に、木質樹脂発泡成形体を構成している熱可塑性樹脂５と同系の熱可塑性樹脂を主体とする発泡層（図示せず）が積層されていてもよい。床材の裏面側にこのような発泡層を積層しておくと、床下面の不陸を吸収してがたつきを防止したり、床面への物品の衝突音や歩行音を吸収して騒音を防止したりするなどの効果が発揮できるようになる。

この発泡層は、例えば木質系樹脂発泡成形体成形用の木質系樹脂組成物に用いた熱可塑性樹脂と同系の熱可塑性樹脂に、前記熱分解や化学反応によってガスを発生する化学発泡剤または低沸点の液体に熱をかけて気化させる物理発泡剤のいずれかの発泡剤を含有させた樹脂組成物によりシート状に発泡成形した発泡成形体を、木質樹脂発泡成形体の化粧シートを積層していない裏面に貼り合わせることにより形成できる。

以下、本発明の好ましい実施例を述べる。

まず、ホモポリプロピレン樹脂にマレイン酸変性ホモポリプロピレン樹脂が２０重量％添加されてなるホモポリプロピレン系樹脂（熱可塑性樹脂）の１００重量部と、木材をカッターミルで破断し、これをボールミルにより粉砕して微粉状にした平均粒径１００μｍの木質系充填剤の１００重量部とを、２軸押出混練機によって混合し、ペレット化して、樹脂組成物を作成した。

次に、この樹脂組成物１００重量部に対してトリアリルイソシアヌレートおよび重曹−クエン酸系発泡剤を３重量部添加して１軸押出機に投入した。これと同時に、ポリメチルメタアクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）からなる外壁形成用材料をバーチカル押出機に投入し、それぞれのダイノズルから溶融樹脂を押出し、コ・エクストルージョン成形を実施した。これによって、木質系樹脂組成物の発泡成形体である中央層と、前記熱可塑性樹脂と同系ではない耐候性に優れる熱可塑性樹脂を主体としてなり、非発泡性の外壁層とが芯鞘構造となるように一体化されてなる木質系樹脂発泡成形体を得た。この木質系樹脂発泡成形体は断面形状が長方形であり、その厚みと幅は６ｍｍと３００ｍｍであった。そして、中央層の発泡倍率は２．６倍で、非発泡の外壁層の厚みは０．５ｍｍであった。木質系樹脂発泡成形体の表面にはコロナ放電処理を施しておいた。

一方、酸化鉄と酸化チタンの顔料を配合したランダムポリプロピレンにより成膜した厚さ１００μｍの着色ポリプロピレンシート上にウレタン系インキで木目印刷をして、エクストルージョンラミネート法にてホモポリプロピレン樹脂シート（厚み１００μｍ）をエンボス同時ラミネートし積層シートを得た。次に、この積層シートの裏面にプライマーコートを、表面にトップコートをそれぞれ施して、ポリプロピレン系樹脂製の化粧シートを作製した。

続いて、この化粧シートを前記木質樹脂発泡成形体の表面にラッピング加工法にて連続的に貼り合わせた後、長さ方向に１０００ｍｍの間隔で切断し、実施例１に係る本発明の床材を得た。

木質系樹脂発泡成形体に、コ・エクストルージョン成形を行わず、中央層の発泡倍率を２．０倍とし、それ以外は実施例１と同一の要領にて、比較のための実施例２に係る床材を作製した。
＜評価＞
実施例１と実施例２に係る床材に対し、耐候性試験機（サンシャインウエザーメーター：スガ試験機（株）製）に入庫して、ＪＩＳＫ５４００に準じたカーボンアーク耐候性試験を行い、耐候経時１０００時間試験前後における床基材の曲げ弾性率、曲げ強さをＪＩＳＫ７１１１に準じて測定した。

これらの評価結果を表１に示す。表１から分かるように、実施例２に係る床材は、耐候試験後には顕著な物性低下を示すのに対し、実施例１に係る床材においては、物性の低下
が抑えられ、優れた耐候性が確認できる。

本発明の床材の一実施例の断面構造を示す説明図である。

符号の説明

１・・中央層
２・・外壁層
３・・気泡
４・・木質系充填剤
５・・熱可塑性樹脂
６・・木質系樹脂発泡形成体
７・・化粧シート
８・・床材

Claims (4)

1. 少なくとも熱可塑性樹脂と木質系充填剤と発泡剤とを含有している木質系樹脂組成物からなる発泡成形体である中央層と、前記熱可塑性樹脂と同系ではなく耐候性に優れる熱可塑性樹脂を主体としてなり、前記中央層の外周部分を覆っている非発泡性の外壁層とが芯鞘構造となるように一体化されている木質系樹脂発泡成形体を有し、さらにその一表面には化粧シートが積層されていることを特徴とする外装用床材。
2. 前記木質系樹脂発泡成形体は、コ・エクストルージョン押出（共押出）プロセスにより中央層と外壁層との組合せになる芯鞘構造物として一体的に成形されたものであることを特徴とする請求項１記載の外装用床材。
3. 前記外壁層を構成する熱可塑性樹脂はアクリル系樹脂であることを特徴とする請求項１または２記載の外装用床材。
4. 前記外壁層の厚みは、木質系樹脂発泡成形体の厚みの０．０１〜０．２倍の範囲にあることを特徴とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の外装用床材。