JP2016087908A

JP2016087908A - 化粧板

Info

Publication number: JP2016087908A
Application number: JP2014224231A
Authority: JP
Inventors: 勇輔松井; Yusuke Matsui; 英司服部; Eiji Hattori
Original assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Current assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Priority date: 2014-11-04
Filing date: 2014-11-04
Publication date: 2016-05-23
Anticipated expiration: 2034-11-04
Also published as: JP6377492B2

Abstract

【課題】従来のメラミン化粧板の耐衝撃性、寸法安定性、曲げ特性等の優れた物性を維持したままで、さらに、耐クラック性、耐熱性、耐摩耗性を向上させた化粧板を提供する。
【解決手段】植物由来原料変性フェノール樹脂を主成分とする樹脂液を繊維質基材に含浸、乾燥させたプリプレグであるコア層と、熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂液を化粧紙に含浸し、乾燥させた樹脂含浸紙からなる化粧層と、を積層し、熱圧成形により一体化する。植物由来原料には（ａ）カシューナッツシェルオイルを用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は化粧板に関する。

メラミン化粧板は豊富な色柄と、耐衝撃性、曲げ強度、耐汚染性等の物理・化学的性能、メンテナンス性など優れた特徴を有することから店舗、医療福祉施設など公共施設の家具・什器から住宅家具まで幅広い用途で使用されている。

このメラミン化粧板は、一般に化粧層、コア層等から構成され、化粧層には化粧紙にメラミン樹脂を含浸し、乾燥した樹脂含浸パターン紙が、コア層にはクラフト紙にフェノール樹脂を含浸し、乾燥した樹脂含浸コア紙が用いられ、必要に応じて表面保護層、バランス層、中間層が設けられる。

近年では環境意識の高まりから植物由来の原料を用いることが検討されており、本発明に係わるカシューオイルは、フェノール樹脂を合成する際の一原料として、成型品、電子用途の積層板に応用され始めている。

例えば、特許文献１には、印刷基板、電気絶縁基板用に、フェノール類とカシューナッツシェルオイルとアルデヒド類とを酸触媒存在下で反応させて得られるノボラック型カシュー変性フェノール樹脂と、乾性油変性フェノール・ホルムアルデヒド樹脂を用いる技術が公開されている。

例えば、特許文献２には、カシュー変性フェノール樹脂及び／又は油変性フェノール樹脂を含むフェノール樹脂と、無機充填材とを含有するフェノール樹脂成形材料が開示されている。

特開平５−２７９４９６号公報特開２００６−２４１３３７号公報

ここで、従来のメラミン化粧板は、非常に優れた耐衝撃性、寸法安定性、曲げ特性等を備えている反面、耐クラック性、耐熱性に劣る傾向があった。具体的には、寒暖の激しい過酷な環境下ではひびや割れが発生したり、また、作業台の天板などの高度な摩耗性が必要とされる場面ではスリやキズが発生したりしていた。

本発明は、従来のメラミン化粧板の耐衝撃性、寸法安定性、曲げ特性等の優れた物性を維持したままで、さらに、耐クラック性、耐熱性、耐摩耗性を向上させた化粧板を提供するものである。

本発明の化粧板は、植物由来原料変性フェノール樹脂を主成分とする樹脂液を繊維質基材に含浸、乾燥させたプリプレグであるコア層と、熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂液を化粧紙に含浸し、乾燥させた樹脂含浸紙からなる化粧層と、を積層し、熱圧成形により一体化されてなることを特徴とする。

本発明の化粧板は、通常の家具や什器の他に、より厳しい環境下における用途にも対応したものである。また、バイオマス原料を用いていることから、近年の環境問題にも対応したものである。具体的な効果として、耐シガレット性、耐クラック性が従来の化粧板に比べて向上し、驚いたことに耐摩耗性が向上した。

植物由来原料変性フェノール樹脂の合成は、２段階の反応で行うことが好ましい。第１段階の反応では、フェノール系水酸基をもつモノマーとアルデヒド類と触媒を仕込み、撹拌しながら加熱し、所定時間反応させた後、自然冷却する。次いで、第２段階の反応では、更に、アルデヒド類と触媒を加え撹拌しながら加熱して所定時間反応させる。このような２段階の反応にすることにより未反応モノマーが揮発して、最終生成物中に残りにくくなるといったメリットがある。多量の未反応モノマーが樹脂中に残留すると、臭気の問題が発生したり、樹脂及び化粧板の品質の安定性に欠けたりするため、好ましくない。

植物由来原料としては、カシューナッツシェルオイルや、リグニン等を挙げることができる。本発明においては、カシューナッツシェルオイルを用いるのが好ましい。

（ａ）カシューナッツシェルオイルは、カシューナッツの殻から油状の液を抽出することにより得られ、収穫量が非常に多く、その供給にも支障がないといった利点がある。カシューナッツシェルオイルは、主成分であるカルダノールが７０〜９９ｍｏｌ％含まれており、その他の成分として、カルドール等が含まれている。これらはフェノール系水酸基をもつため、アルデヒド類と反応させてカシューナッツシェルオイル変性フェノール樹脂を合成することができる。カシューナッツシェルオイルは、そのまま反応原料として用いてもよいが、ダイマーやトリマー等からなる不純物が含まれるため、蒸留、溶剤抽出などにより精製された精製カシューナッツシェルオイルを用いる方が化粧板としての物性が安定しやすく好ましい。

本発明においては、カシューナッツシェルオイルの他に、１種又は２種以上の石油由来の（ｂ）フェノール類を併用することができる。石油由来のフェノール類としては、フェノール、クレゾール、レゾルシン、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などが挙げられる。植物由来原料と石油由来原料を、適切な割合において併用することにより、成形した化粧板の物性が飛躍的に向上する効果がある。

植物由来原料である（ａ）カシューナッツシェルオイルと、石油由来原料である（ｂ）フェノール類との配合割合は、重量比で１：０．１〜１０であることが好ましく、１：０．３〜８が特に好ましい。カシューナッツシェルオイルが多くなると、両成分を混合した際に分離しやすくなり、樹脂が合成できなくなる傾向にあり、少なくなると成形した化粧板の耐クラック性や、耐衝撃性等が劣りやすくなる。

樹脂の合成には、これらのフェノール系水酸基をもつモノマーに（ｃ）アルデヒド類を反応させる。（ｃ）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、トリオキサン、アセトアルデヒド、パラアルデヒド、グリオキザール、ヘキサメチレンテトラミン、フェニルアセトアルデヒド、ｏ−トルアルデヒド、ベンズアルデヒド等が例示され、１種又は２種以上を選択して用いる。これらの中でも合成時の反応性の高い、ホルムアルデヒドやパラホルムアルデヒドを用いるのが好ましい。

第１段階のアルデヒド類の配合量としては、（ａ）カシューナッツシェルオイル及び（ｂ）フェノール類の合計１重量部に対して、（ｃ）アルデヒド類を、固形分で０．０１〜１重量部配合することが好ましく、０．１〜０．５重量部配合することが特に好ましい。（ｃ）アルデヒドが多くなると、架橋点が多くなり、分子構造上、密な構造になることで、成形した化粧板の耐衝撃性が劣りやすくなる。少なくなると化粧層とコア層、及びコア層同士の密着性が下がることから耐煮沸性が劣りやすくなり、また、パンクが発生しやすくなることから耐シガレット性が劣りやすくなる。

また、第１段階の後に、第２段階として、更に（ｃ）アルデヒド類を添加するのが好ましい。（ｃ）アルデヒド類としては、第１段階と同じものを用いることができる。その配合量は、（ａ）カシューナッツシェルオイル及び（ｂ）フェノール類の合計１重量部に対して、０．００1〜０．１重量部添加し、樹脂を合成する。

樹脂の合成反応は、第１段階、第２段階ともに、塩基性触媒で行うのが好ましい。塩基性触媒の例としては、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属及びマグネシウム、カルシウムなどのアルカリ土類金属の酸化物や水酸化物、及びトリエチルアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミン、アンモニア水などのアミン類が挙げられ、１種又は２種以上を選択して用いる。触媒の使用量は、（ａ）カシューナッツシェルオイル及び（ｂ）フェノール類の合計１００重量部に対して、０．０１〜２０重量部用いるのが好ましい。

また、未反応の（ｃ）アルデヒド類を減らす方法として、ホルムアルデヒドのキャッチャー剤を添加してもよい。キャッチャー剤としては、尿素が好適に用いられる。反応溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトンを用いても良い。

反応終了後には溶媒にて稀釈することができる。溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトンなどの溶剤１種又は２種以上の混合物が挙げられる。

その他、本発明の樹脂液の合成時には、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、粘着付与樹脂、可塑剤、消泡剤及び濡れ性調製剤等の各種添加剤が含まれていても良い。

本発明において、化粧板の成形において、コア層には、植物由来原料変性フェノール樹脂を主成分とする樹脂液を、繊維質基材に含浸、乾燥させたプリプレグを１枚以上用いる。

樹脂液を繊維質基材に含浸する際には、硬化剤として酸性触媒を配合してもよい。酸性触媒の例としては、塩酸、硫酸、シュウ酸、パラトルエンスルホン酸、酢酸、リン酸等、もしくはこれらの塩等が挙げられ、単独または２種類以上併用して使用できる。

繊維質基材としては、木材パルプ繊維を用いることによりバイオマス度が向上することから好ましく、例えば、針葉樹、広葉樹の晒し、未晒しのクラフトパルプ、サルファイトパルプ、その他の木材パルプ等を単独若しくは混合して用い、抄紙されたものが挙げられる。また、無機繊維基材も使用が可能で、例えば、ガラス繊維、ロックウール、炭素繊維等の無機繊維からなる不織布、織布等が挙げられる。

繊維質基材の坪量は、化粧板の強度や含浸効率を考えた際に、３０〜３００ｇ／ｍ^２のものを用い、特に１００〜２５０ｇ／ｍ^２のものが好ましい。含浸率は数１で示される算出方法で２０％〜２００％とし、好ましくは３０％〜１５０％となるように含浸し、乾燥し、コア層を製造することが出来る。

本発明の化粧板において、例えば、コア層の片面に樹脂含浸化粧紙（以下、化粧層と記載する）を配することができる。これにより、化粧板の生産性、層間密着性、及び最表面の耐摩耗性が一層向上する。

化粧層には、アミノ−ホルムアルデヒド樹脂、ジアリルフタレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂液を、熱硬化性樹脂化粧板用の３０〜３００ｇ／ｍ^２の化粧紙に数１で示される含浸率が８０〜３００％となるように含浸して製造することができる。これらの中でも、アミノ−ホルムアルデヒド樹脂は、耐熱性、耐摩耗性において一層優れている。

本発明の化粧板は平板プレス、連続プレス等のプレス機で熱圧成形することにより得られ、少なくとも片面には化粧層が形成される。片面のみに化粧層を形成した場合、他方の面には、例えば、バランス紙を配することができる。バランス紙を配した場合、曲げ性は低下するものの化粧板の反りや破損を一層抑制することができる。

バランス紙としては、熱硬化性樹脂、例えば、メラミン樹脂、尿素樹脂、グアナミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、アクリル樹脂等、を主成分とする樹脂液を、坪量が１８〜４０ｇ／ｍ^２の化粧板用の表面紙に、数１に示す算出方法で２６０〜３２０％含浸し、乾燥した樹脂含浸バランス紙が挙げられる。

以下、本発明について実施例及び比較例を挙げてより詳細に説明するが、具体例を示すものであって、特にこれらに限定するものではない。

＜実施例１＞
（１）植物由来原料変性フェノール樹脂の製造
精製カシューナッツシェルオイル（カシュー株式会社、製品名：ＣＸ−１０００、純度９８％）８６．８重量部、フェノール１２８．２重量部、４７％ホルマリン１１５．２重量部、４８％水酸化ナトリウム水溶液２．０重量部を、撹拌機、還流冷却機及び温度計を備えたセパラブルフラスコに仕込み、９５℃まで昇温させて、加熱を停止し、自然冷却させた。温度が８５℃まで低下した時点で、さらに、４７％ホルマリン１３．６重量部、４８％水酸化ナトリウム水溶液０．３重量部をさらに添加し、再び９５℃まで昇温させた。この状態で、９５±５℃に保ったまま９０分間かけて合成を行った。この後、再び自然冷却させ、温度が６０℃まで低下した時点で、固形尿素４．６重量部、メタノール１４９．２重量部を添加し、さらに室温まで冷却させ、植物由来原料変性フェノール樹脂を得た。

（２）コア層の製造
繊維質基材として、坪量１９８ｇ／ｍ^２のクラフト紙を用いて、植物由来原料変性フェノール樹脂を、数１で定義される算出方法で、含浸率が５０％となるように含浸し、１２０℃で２分間乾燥してプリプレグを製造した。

（３）化粧層の製造
繊維質基材として、坪量１４０ｇ／ｍ^２の熱硬化性樹脂化粧板用の化粧紙を用いて、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂を主成分とする樹脂液を、数１で定義される算出方法で、含浸率が１１０％となるように含浸し、１２０℃で２分間乾燥してメラミン樹脂含浸化粧紙を製造した。

（４）化粧板の製造
下から順に、コア層としてのプリプレグを４枚、化粧層としてのメラミン樹脂含浸化粧紙を１枚積層し、フラット仕上げプレートを用いて、１３２℃、６０ｋｇｆ／ｃｍ^２、６０分間の条件で熱圧成形して一体化し、化粧板を得た。

＜実施例２〜９、比較例１＞
表１及び表２に示す配合により、植物由来原料変性フェノール樹脂の製造を行った以外は、実施例１と同様に実施した。

＜比較例２＞
実施例１において、カシューナッツシェルオイルの代わりに、リグニンを用いた以外は、同様に実施したが、均一な樹脂液を得ることができず、繊維質基材に含浸できなかった。

評価結果を表１及び表２に示す。

＜樹脂の物性評価＞
各実施例及び比較例の植物由来原料変性フェノール樹脂について、物性評価試験を行った。評価方法を以下に示す。
Ｆ．Ｆ（未反応ホルムアルデヒド濃度）：ＪＩＳＫ６９１０に基づき、塩化ヒドロキシルアンモニウム法にて測定した。
Ｆ．Ｐ（未反応フェノール濃度）：アピェーゾンＬカラムを用いた内部標準法にて、ピーク面積から算出した。
＜化粧板の物性評価＞
また、各実施例及び比較例の化粧板について、物性評価試験を行った。評価方法を以下に示す。
耐シガレット性：ＪＩＳＫ６９０２Ｂ法
耐衝撃性：ＪＩＳＫ６９０２Ｂ法
耐摩耗性：ＪＩＳＫ６９０２
寸法安定性：ＪＩＳＫ６９０２
耐煮沸性：ＪＩＳＫ６９０２
耐クラック性：５０ｍｍ×１５０ｍｍの試験片を作製し、長手方向の中央に、５ｍｍ×１５ｍｍの凹型の切り欠きを入れる。その試験片を温度４０℃湿度９０％の試験室にて１６時間養生させる。その後、図２に示すように、試験片の四隅を器具で固定した後、８０℃の乾燥機に放置する。９時間乾燥させた後に、発生したクラックの長さを測定した。１つの試料につき、クラックは２本入るため、この平均値を表に示す。
＜バイオマス度＞
数２で示される算出方法を用いた。ここで、分母にあたる「第１，２段階全成分の固形分」については、反応終了前に添加した尿素やメタノール、及び、水等の溶媒や、カシューナッツシェルオイルの不純物を除いた値である。

実施例の化粧板は、各評価項目において良好な結果が得られ、従来のメラミン化粧板の耐衝撃性、寸法安定性、曲げ特性等の優れた物性を維持したままで、さらに、耐熱性、耐クラック性、耐摩耗性が向上していた。それに対し、比較例の化粧板は、いずれかの評価項目において劣っていた。

本発明の化粧板の構成断面図。本発明の化粧板の耐クラック性の試験方法を示す斜視図。

１樹脂含浸化粧紙（化粧層）
５樹脂含浸コア紙（コア層）
９化粧板

Claims

植物由来原料変性フェノール樹脂を主成分とする樹脂液を繊維質基材に含浸、乾燥させたプリプレグであるコア層と、熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂液を化粧紙に含浸し、乾燥させた樹脂含浸紙からなる化粧層と、を積層し、熱圧成形により一体化されてなることを特徴とする化粧板。
前記植物由来原料変性フェノール樹脂がカシューナッツシェルオイル変性フェノール樹脂であることを特徴とする請求項１記載の化粧板。
前記植物由来原料変性フェノール樹脂は、（ａ）カシューナッツシェルオイル−（ｂ）フェノール類−（ｃ）アルデヒド類の反応により合成されるものであることを特徴とする請求項２記載の化粧板。
前記植物由来原料変性フェノール樹脂は、第１段階の反応では、（ａ）カシューナッツシェルオイル−（ｂ）フェノール類−（ｃ）アルデヒド類を触媒の存在下で反応させ、第２段階では、更に、（ｃ）アルデヒド類を加え触媒の存在下で反応させることにより得られたものであること特徴とする請求項３記載の化粧板。
前記（ａ）カシューナッツシェルオイルと前記（ｂ）フェノール類との配合割合は、重量比で１：０．１〜１０であることを特徴とする請求項３又は４記載の化粧板。
前記第１段階の反応において、前記（ａ）カシューナッツシェルオイル及び前記（ｂ）フェノール類の合計１重量部に対して、（ｃ）アルデヒド類を、固形分で０．０１〜１重量部配合することを特徴とする請求項４又は５記載の化粧板。
前記第２段階の反応において、更に添加する（ｃ）アルデヒド類の配合量は、前記（ａ）カシューナッツシェルオイル及び前記（ｂ）フェノール類の合計１重量部に対して、固形分で０．００1〜０．１重量部添加することを特徴とする請求項４〜６いずれか１項に記載の化粧板。
前記カシューナッツシェルオイルは精製カシューナッツシェルオイルであることを特徴とする請求項２〜７いずれか１項に記載の化粧板。
前記反応は塩基性触媒で行われることを特徴とする請求項３〜８いずれか１項に記載の化粧板。