JP2012166355A

JP2012166355A - 複合板及びその製造方法

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Publication number: JP2012166355A
Application number: JP2011026723A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Hori; 豊堀; Shohei Amano; 翔平天野
Original assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Current assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Priority date: 2011-02-10
Filing date: 2011-02-10
Publication date: 2012-09-06

Abstract

【課題】表面性能、加工性に優れ、軽量性、難燃性を有する複合板を得る。
【解決手段】マット状無機繊維ウールプリプレグ１の少なくとも片面に、硬化性樹脂含浸プリプレグシート２を当接して熱圧一体化する際、熱盤６間にスペーサー７を挿入し、前記スペーサー７の高さより高くなるように、前記マット無機繊維ウールプリプレグ１と硬化性樹脂含浸プリプレグシート２を積層して熱圧成形する。無機繊維はグラスウール、ロックウール等を用いる。硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、熱硬化性アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂を用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は無機繊維を用いた複合板及びその製造方法に関する。

これまでより、未硬化の熱硬化性樹脂、例えばフェノール樹脂をバインダー成分として含んだグラスウール、ロックウール等の無機繊維からなるマットを加熱圧縮硬化成形した比重０．００５〜０．３程度の成形板が知られ、多孔質であることから軽く、断熱性、吸音性、難燃性を有する機能パネルとして、成形板の表面に化粧を施した化粧パネルが市販されている。
特開平１１−３００８６８号公報特開平５−５７８２５号公報特開平５−２７８０５４号公報

しかしながら、曲げ強度、剛性、耐炎性を得るために板厚が２０ｍｍ以上と厚く、施工性、施工時の収まり性、加工性、表面硬度、耐面衝撃強度、表面フラット性の点で満足のゆくものではなかった。

一方、比重が０．２〜１．０であり厚さ１．０〜１０ｍｍの成形板および化粧パネルに関する特許が公開され（特許文献１：特開平１１−３００８６８号公報）、曲げ強度、剛性、加工性に優れ軽量で施工性は改善されている。
しかしながら、硬化性樹脂を含んでなるマット状プリプレグを熱圧成形した成形板（比重０．２〜１．０）にさらに硬化性樹脂を含浸あるいは接着剤を塗布した後、表面化粧層を熱圧成形、あるいは貼り合せ、複合板を製造する方法では、生産性が低く、製造コストが高いものであった。また、硬化性樹脂を含んでなるマット状プリプレグを熱圧成形した成形板にさらに硬化性樹脂を含浸あるいは接着剤を塗布しており、複合板中の可燃性有機成分が多いものとなるため、不燃性能（コーンカロリーメーターによる不燃性能試験の発熱量、形状保持性能）において合格判定基準に達しないものであった。

本発明はかかる状況に鑑み検討されたもので、無機繊維と硬化性樹脂を含んでなるマット状無機繊維ウールプリプレグの少なくとも片面に硬化性樹脂含浸プリプレグシートを当接し、熱圧一体成形することを特徴とする発明である。

本発明の複合板は軽量，高強度であり、加工性、施工性に富み，難燃性と高い表面性能を有する。また極めて高い生産性を有する。

本発明に係わる無機繊維は特に限定されず、通常の断熱吸音材に使用されるグラスウール、ロックウール等を用いることができる。無機繊維と硬化性樹脂を含んでなるマット状無機繊維ウールプリプレグの製造方法としては、例えば以下のようにして製造することができる。溶融した無機質原料を繊維化装置（遠心法、火焔法、吹き飛ばし法）にて繊維化し、スプレー装置等を用いて硬化性樹脂溶液、無機充填材などを繊維に噴霧、塗布する。硬化性樹脂を含んだ無機繊維ウールを連続的に移動するコンベア上に堆積し、ウールマット状とする。

硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、熱硬化性アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられ、単独もしくは混合物が使用できる。フェノール樹脂は、フェノール類とアルデヒド類とをフェノール性水酸基１モルに対してアルデヒド類を１〜４モルの割合で塩基性触媒下或いは酸性触媒下にて反応させて得られるもので、フェノール類としては、フェノール、クレゾール、キシレノール、オクチルフェノール、フェニルフェノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ、ビスフェノールＦなどが挙げられ、アルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、グリオキザールなどが挙げられる。

要求性能に応じ硬化性樹脂中に、シランカップリング剤、撥水剤（オイル、ワックス等）、着色剤（有機、無機の顔料、染料）、熱可塑性樹脂（アクリルエマルジョン、ラテックス、ポバールなど）、無機バインダー、無機充填材、難燃剤、硬化促進剤を添加する。これらは別途スプレー装置等を用いて繊維に噴霧することも可能である。

前記のマット状グラスウールの表面に当接され、熱圧一体化される硬化性樹脂含浸プリプレグシートは、表面外観、表面性能、密着性、耐熱性、型との離型性の点でメラミン樹脂含浸紙が望ましい。この含浸紙は通常公知の化粧板用の原紙にメラミン樹脂を含浸し、乾燥したものが使用可能である。メラミン樹脂はメラミンを必須成分として、その他、尿素、ベンゾグアナミン、アセトグアナミンなどとホルムアルデヒドを反応させた初期縮合物が適用できる。そのほか、メチルアルコール、ブチルアルコールなどの低級アルコ−ルによるエ−テル化、パラトルエンスルホンアミドなどの可塑化を促す反応性変性剤で変性されたものも適用できる。

マット状無機繊維ウールプリプレグ中に無機充填材を含有させると、火災時等の高温加熱時に複合板の形状保持性が向上するため好ましい。この場合、有機分含有量が３０％以下が不燃性能の面から好ましい。不燃要求性能、成形板の要求物性に応じ、無機充填材の有無、含有量、有機分含有量を決定する。内添方法は散布、浸漬、スプレーなど手段に制限はない。無機充填剤としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、シリカ、タルク、クレー、無機質バルーン、フライアッシュ、シラス、珪藻土、ドロマイトなどが挙げられる。無機充填剤の中では、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなど結晶水を含むものは高温時に分解し、吸熱、結合水を放出するため不燃性の効果の点で最適である。

マット状無機繊維ウールプリプレグは、１枚あるいは複数枚当接可能であり、複数枚の場合には組成の異なるマット状無機繊維ウールプリプレグを当接し使用することも可能である。層間にはガラスクロス、ガラスストランドなどを挿入することも可能である。

マット状無機繊維ウールプリプレグ１の少なくとも片面に、硬化性樹脂含浸プリプレグシート２を当接して熱圧一体化して本発明の複合板を得る際には、熱盤６間にスペーサー７を挿入し、スペーサー７の高さより高くなるように、硬化性樹脂含浸プリプレグシート２とマット状無機繊維ウールプリプレグ１を積層し、温度１４０〜２３０℃、時間１〜３０分の条件で熱圧圧縮成形する。これにより複合板の厚みを規制し、成形することができる。複合板の比重は０．３〜１．４、厚みは０．７〜２０ｍｍの範囲に入るようにすると、曲げ強さ、カット性が良く、取り扱いやすいものとなる。プレスはバッチ式の枚葉プレス、連続式のダブルベルトプレスを使用できる。

未硬化の尿素―フェノール樹脂がガラス繊維に付着（付着量１４重量％）した厚み５０ｍｍのグラスウールプリプレグマット（８００ｇ／ｍ^２）を２枚当接し、その表裏両面に厚み０．１ｍｍのメラミン樹脂含浸紙（１２０ｇ／ｍ^２メラミン化粧板用化粧チタン紙に固形分換算１４４ｇ／ｍ^２の未硬化メラミン樹脂を含浸したプリプレグシート）を当接し、図１に示すように厚み０．２ｍｍのクッション材、厚み２．５ｍｍの金属プレートを積層し、高さ８．６ｍｍのスペーサーを熱盤間の左右に配して、温度２００℃、５分間圧縮成形し厚さ３ｍｍの複合板を得た。

水酸化アルミニウム粉末、未硬化の尿素―フェノール樹脂を含有する厚み８０ｍｍのグラスウールプリプレグマット（２７００ｇ／ｍ^２中、尿素―フェノール樹脂２２４ｇ／ｍ^２、水酸化アルミニウム１１００ｇ／ｍ^２）、表裏両面に厚み０．１ｍｍのメラミン樹脂含浸紙（１２０ｇ／ｍ^２メラミン化粧板用化粧チタン紙に固形分換算１４４ｇ／ｍ^２の未硬化メラミン樹脂を含浸したプリプレグシート）を積層し、厚み０．２ｍｍのクッション材、厚み２．５ｍｍの金属プレートを積層し、高さ８．６ｍｍのスペーサーを熱盤間の左右に配して、温度１９０℃、８分間圧縮成形し厚さ３ｍｍの複合板を得た。

炭酸カルシウム粉末、未硬化の尿素―フェノール樹脂を含有する厚み８０ｍｍのグラスウールプリプレグマット（２７００ｇ／ｍ^２中、尿素―フェノール樹脂２２４ｇ／ｍ^２、炭酸カルシウム１１００ｇ／ｍ^２）、表裏両面に厚み０．１ｍｍのメラミン樹脂含浸紙（１２０ｇ／ｍ^２メラミン化粧板用化粧チタン紙に固形分換算１４４ｇ／ｍ^２の未硬化メラミン樹脂を含浸したプリプレグシート）を積層し、厚み０．２ｍｍのクッション材、厚み２．５ｍｍの金属プレートを積層し、高さ８．６ｍｍのスペーサーを熱盤間の左右に配して、温度２００℃、５分間圧縮成形し厚さ３ｍｍの複合板を得た。

比較例１
実施例１において、グラスウールプリプレグマット（８００ｇ／ｍ^２）２枚に代えて、グラスウールプリプレグマット（２００ｇ／ｍ^２）１枚にした以外は同様に実施した。しかしながら、表１に示すように、比重が軽く、表面硬度も軟らかく折曲がるため施工性、壁面パネルとして実用性がなかった。

比較例２
未硬化の尿素―フェノール樹脂がガラス繊維に付着（付着量１４重量％）したグラスウールプリプレグマット（８００ｇ／ｍ^２）を２枚積層し、図１に示した装置を使用し、２００℃、５分間、成形し、装置より硬化物を取り出し厚さ３ｍｍの成形板を得た。この成形板に硬化剤を添加したフェノール樹脂溶液を含浸（含浸量は固形分換算４％）後乾燥し、未硬化フェノール樹脂含浸成形板を得た。未硬化フェノール樹脂含浸成形板の表裏両面にメラミン樹脂含浸紙（１２０ｇ／ｍ^２メラミン化粧板用化粧チタン紙に固形分換算１４４ｇ／ｍ^２の未硬化メラミン樹脂を含浸したプリプレグシート）を当接し、スペーサーのない平面プレスを使用し、１８０℃、８分間、成形後、成形板を取り出し、厚さ３ｍｍの複合成形板を得た。しかしながら、有機分が多く、表１に示すように不燃性能が劣っていた。

比較例３
セメントと補強繊維を原料に高圧プレスで成形したフレキシブルボード表面に塗装化粧した厚さ4ｍｍの化粧板（市販品）の性能を評価した。重く、施工性、カット性、表面硬度に劣るものであった。

評価結果を表１に示す。

評価方法は以下の通りとした。
曲げ強度：ＪＩＳＫ６９０２に準ずる。
表面硬度：ＪＩＳ K５４００鉛筆引っかき試験に準ずる。
カット性：カッターナイフにて切断可能な場合を○
カッターナイフにて切断不可能な場合を×
不燃性：ＩＳＯ５６６０準拠したコーンカロリーメーターによる２０分試験の発熱性試験・評価方法において、
ａ：総発熱量が８ＭＪ／ｍ^２以下である場合を○
総発熱量が８ＭＪ／ｍ^２を超える場合を×
ｂ：最高発熱速度が１０秒以上継続して２００ＫＷ／ｍ^２を超えない場合を○
最高発熱速度が１０秒以上継続して２００ＫＷ／ｍ^２を超える場合を×
ｃ：試験開始後２０分間、裏面まで貫通する亀裂および穴の発生のない場合を○
試験開始後２０分間、裏面まで貫通する亀裂および穴が発生する場合を×
とする。

本発明の複合当接板の製造方法を示す熱圧成形前の断面図。本発明の複合当接板の製造方法を示す熱圧成形中の断面図。

１マット状無機繊維ウールプリプレグ
２硬化性樹脂含浸プリプレグシート
３金属プレート
５クッション材
６熱盤
７スペーサー

Claims

無機繊維と硬化性樹脂を含んでなるマット状無機繊維ウールプリプレグと、その少なくとも片面に硬化性樹脂含浸プリプレグシートが積層一体化されてなることを特徴とする複合板。
前記無機繊維がグラスウールおよび／またはロックウールであることを特徴とする請求項１記載の複合板。
前記マット状無機繊維ウールプリプレグにおける硬化性樹脂が少なくともフェノール樹脂を含んでいることを特徴とする請求項１記載の複合板。
前記硬化性樹脂含浸プリプレグシートにおける硬化性樹脂が少なくともメラミン樹脂を含んでいることを特徴とする請求項１記載の複合板。
前記マット状無機繊維ウールプリプレグは無機充填材を含み、有機分含有量が３０％以下であることを特徴とする請求項１又は３記載の複合板。
比重が０．３〜１．４であり、かつ厚みが０．７〜２０ｍｍであることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の複合板。
無機繊維と硬化性樹脂を含んでなるマット状無機繊維ウールプリプレグの少なくとも片面に硬化性樹脂含浸プリプレグシートを当接し、熱圧一体成形することを特徴とする複合板の製造方法。
マット状無機繊維ウールプリプレグ１の少なくとも片面に、硬化性樹脂含浸プリプレグシート２を当接して熱圧一体化する際、熱盤６間にスペーサー７を挿入し、前記スペーサー７の高さより高くなるように、前記マット無機繊維ウールプリプレグ１と硬化性樹脂含浸プリプレグシート２を積層して熱圧成形することを特徴とする複合板の製造方法。