JP3836336B2

JP3836336B2 - 多孔質基板の表面強化方法

Info

Publication number: JP3836336B2
Application number: JP2001186003A
Authority: JP
Inventors: 賢江村; 克己坪内
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2001-06-20
Filing date: 2001-06-20
Publication date: 2006-10-25
Anticipated expiration: 2021-06-20
Also published as: JP2003001604A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、床材等の建築用化粧板を製造するに際して、化粧板の基材を構成する多孔質基板の表面強度を増大させて硬度や耐傷性に優れた化粧板を得ることができる多孔質基板の表面強化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、合板等の木質基板の表面に突き板や印刷化粧紙などの化粧薄シート材を貼着してなる建築用化粧板は広く知られている。また、このような化粧板の表面硬度や耐磨耗性、耐傷性、外観等を向上させるために、上記化粧薄シート材に合成樹脂液を含浸して硬化させた合成樹脂含浸処理化粧薄シート材を上記合板等の木質基板表面に貼着してなる化粧板も知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の化粧板によれば、化粧薄シート材によって良好な外観を呈するが、硬度や耐磨耗性、耐傷性等に劣っているために、例えば、床材として使用した場合、台所用品などを載せるキャスターの車輪によって、或いは物を誤って落とすことによる落下衝撃力によってその表面に凹み傷や擦過傷などが発生することがある。
【０００４】
これに対して、後者の化粧板によれば、基板表面に貼着している合成樹脂含浸処理化粧薄シート材によって表面が強化されているために、上記のような凹み傷や擦過傷の発生をある程度軽減することができるが、最近では、装飾性の高い木材資源が乏しくなり、また、高価になってきていることから、上記化粧薄シートとして厚さが０．５０mm以下の薄い木材化粧単板を使用することが多く、このため、このような薄い単板に合成樹脂含浸処理を施しても上記のような傷等の発生を十分に防止することが困難であった。
【０００５】
一方、表面に上記のような化粧薄シート材を貼着しているにもかかわらず、化粧板の表面にこのような傷等の発生を生じ難くするには、合板等の木質材料からなる多孔質基板の表面硬度を向上させることが考えられる。例えば、繊維質シート材に合成樹脂液を含浸してこれを乾燥することにより半硬化状態のプリプレグを形成し、このプリプレグを多孔質基板の表面に載置してホットプレスにより熱圧することにより多孔質基板とプリプレグとを一体に接着すると同時にプリプレグに含浸している合成樹脂液を硬化させ、この合成樹脂含浸処理プリプレグによって基板表面に強化層を形成する方法が考えられる。
【０００６】
しかしながら、このような方法ではプリプレグを別途製造するための設備を必要とする上に、その設備を用いての製造工程に手間を要して生産性が低下するばかりでなく製品が高価になるという問題があり、また、表面化粧に使用されている秤量が50g/m²以下の通常の薄い紙を用いたプリプレグでは、床材として要求される表面硬度や耐磨耗性、耐傷性等の性能を充分に満たすことができないという問題点があった。
【０００７】
そこで、本願出願人等は、特願２０００−３６９５０４号において、多孔質基板の表面強化方法を提案したが、この多孔質基板の表面強化方法を更に鋭意検討した結果、適宜な硬度を付与するなどの表面強化効果を有し、且つ、合成樹脂液の硬化時における多孔質基板の反りの量を極力抑制することができる条件を見出し、本発明を成すに至った。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の多孔質基板の表面強化方法は、請求項１に記載したように、多孔質基板の表面に、メチロールメラミンにノニオン系乳化化合物を縮合反応させて得た樹脂含有率が50重量％以上の水性合成樹脂液を塗布したのち、その表面に繊維質シートを載置するか、又は、多孔質基板の表面に繊維質シートを載置し、この繊維質シートの表面に上記水性合成樹脂液を塗布し、次いで加熱加圧することにより多孔質基板の表面に繊維質シートを接着すると共に該繊維質シートに含浸した水性合成樹脂液を硬化させて強化層を形成することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、上記多孔質基板の表面強化方法において、水性合成樹脂液は、メチロールメラミン１mol に対して分子量300 〜1000のノニオン系乳化化合物を0.15mol 〜0.3mol添加して縮合反応させたものであることを特徴とする。
【００１０】
【作用効果】
請求項１に係る発明によれば、多孔質基板の表面に、メチロールメラミンにノニオン系乳化化合物を縮合反応させて得た樹脂含有率が50重量％以上の水性合成樹脂液を塗布したのち、その表面に繊維質シートを載置するか、又は、多孔質基板の表面に繊維質シートを載置し、この繊維質シートの表面に上記水性合成樹脂液を塗布し、次いで加熱加圧することにより多孔質基板の表面に繊維質シートを接着すると共に該繊維質シートに含浸した水性合成樹脂液を硬化させて強化層を形成するものであるので、加熱加圧による水性合成樹脂液の硬化に伴う硬化収縮が小さくなり、硬化時に発生し易い多孔質基板の反りの発生を極めて小さくすることができて寸法安定性に優れた表面強化多孔質基板を得ることができる。
【００１１】
その上、水性合成樹脂液はメチロールメラミンにノニオン系乳化化合物を縮合させてなるものであるから、硬化後の強化層に適度な強度と靱性を付与することができ、更には、乳化剤の親水基をメラミンのメチロール基の一部と縮合反応させているので、メラミンの末端基は疎水基となり、耐水性にも優れた強化層を形成することができる。そして、合成樹脂液は水性であるので、トルエン、キシレン、アルコールのような有機溶剤が含まれず、従って、製造時の可燃物管理や作業環境を良くすることができると共に、製造後における強化層からの揮発有機物質の揮発をなくしたり、軽減したりすることができる。
【００１２】
また、請求項２に係る発明によれば、水性合成樹脂液として、メチロールメラミン１mol に対して分子量300 〜1000のノニオン系乳化化合物を0.15mol 〜0.3mol 添加して縮合反応させたものであるから、上記請求項１に記載の発明が奏する作用効果をさらに確実に発現することができる。
【００１３】
すなわち、ノニオン系乳化化合物の分子量が300 未満で且つメチロールメラミン１mol に対する添加割合が0.15mol 未満になると、水性合成樹脂液の硬化収縮が大きくなって多孔質基板の反り量が大きくなる一方、分子量が1000を超え且つメチロールメラミン１mol に対する添加割合が0.3 mol を超えると表面強化多孔質基板の硬度が低くなることがあるので、分子量が300 〜1000のノニオン系乳化化合物をメチロールメラミン１mol に対して0.15mol 〜0.3 mol の割合で添加し、縮合反応させて水性合成樹脂液とするのが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面について説明すると、図１は本発明方法によって製造された表面強化多孔質基板Ａの簡略縦断面図であって、多孔質基板１の表面に、メチロールメラミンにノニオン系乳化化合物を縮合反応させて得た樹脂含有率が50重量％以上の水性合成樹脂液を含浸、硬化させてなる厚さが0.1mm 以上、好ましくは0.15mm〜0.3mm の繊維質シート２を一体に層着して強化層2'を形成してなるものである。
【００１５】
このような強化化粧板を製造するには、図２（イ）に示すように、まず、多孔質基板１の表面に上記水性合成樹脂液３を塗布したのち、この水性合成樹脂液３上に上記繊維質シート２を載置してこの繊維質シート２に水性合成樹脂液３を含浸させ、これをホットプレス等の熱圧手段によって加熱、加圧して多孔質基板１の表面に繊維質シート２を接着すると共に該繊維質シート２に水性合成樹脂液３を含浸、硬化させる方法、または、図２（ロ）に示すように、まず、多孔質基板１の表面に繊維質シート２を直接、載置したのち、この繊維質シート２の表面に上記水性合成樹脂液３を塗布して繊維質シート２に含浸させ、しかるのち、ホットプレス等の熱圧手段によって加熱、加圧して多孔質基板１の表面に繊維質シート２を接着すると共に該繊維質シート２に水性合成樹脂液３を含浸、硬化させる方法によって製造する。
【００１６】
なお、前者の製造方法の方が、予め、多孔質基板１の表面に水性合成樹脂液３を塗布しておくものであるから、繊維質シート２に水性合成樹脂液３を含浸、硬化処理する前に、水性合成樹脂液３によって繊維質シート２を多孔質基板１上に密着させておくことができるので、生産性、作業性がよい。一方、後者の製造方法の場合には、多孔質基板１の表面又は繊維質シート２の裏面に予め接着剤を塗布しておき、この接着剤によって多孔質基板１に繊維質シート２を接着させておくこともできる。
【００１７】
上記多孔質基板１としては合板、ＬＶＬ（Laminated Veneer Lumber)、ＭＤＦ（中密度繊維板）、ハードボード、パーティクルボード、集成材などの木質系基板や、火山性ガラス質複層板（商品名：ダイライト、大建工業株式会社製）等の無機質系基板などのように、基板としての強度を備え且つ内部に無数の空隙を有する比較的軽量な多孔質基板を用いる。なお、このような多孔質基板１において、１種以上の多孔質基板同士の複合板や多孔質基板と木質単板との複合板、例えば、合板の表面又は表裏両面に厚さ３mm以下の薄いＭＤＦを一体に貼着してなる複合板や火山性ガラス質複層板の片面又は両面に木質単板を貼着してなる複合板を使用してもよい。
【００１８】
一方、上記繊維質シート２としては、紙、不織布、ガラス繊維シート等のポーラスなシート状物を使用するものであるが、その厚さは、0.1mm 〜0.5mm 程度のものが良く、特に、0.15mm〜0.3mm の厚さを有し、且つその密度が0.4 ｇ／cm³〜0.6 ｇ／cm³程度の樹脂含浸用原紙が最も実用的で生産性もよく好ましい。
【００１９】
この繊維質シート２に含浸させる上記水性合成樹脂液３としては、メチロールメラミンの硬化収縮を軽減させることができるノニオン系乳化化合物で縮合反応させた変性メチロールメラミンを用いる。このようなメチロールメラミンとしてジメチロールメラミン、トリメチロールメラミンなどの２以上のメチロール基を有するメラミンを好適に用いることができる。また、ノニオン系乳化化合物としては、ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンモノアルキルフェニルエーテルなどがある。
【００２０】
このようなノニオン系乳化化合物は、広く知られている乳化作用を期待して用いているのではなく、メチロールメラミンと縮合反応させることにより、樹脂の硬化時の収縮を少なくさせたり、硬化樹脂に適度な靱性を付与させたりする作用を期待して用いられる。
【００２１】
この変性メチロールメラミンは水溶液であり、その樹脂含有率は50重量％以上、好ましくは65重量％以上のものであって、樹脂含有率の高い方が緻密で強靱で且つ硬度の高い強化層2'を形成できるので好ましい。
【００２２】
また、繊維質シート２に含浸させる上記水性合成樹脂液３の塗布量は、固形換算で200 g/m²以上とするのがよく、600 g/m²を超えると不経済であると共に生産性を低下するので、250 g/m²〜600 g/m²程度、塗布するのが望ましい。
【００２３】
多孔質基板１の表面に塗布した上記水性合成樹脂液３を該水性合成樹脂液３上に重ね合わせた繊維質シート２に含浸、硬化させるには、或いは、多孔質基板１上に載置した繊維質シート２の表面に塗布している水性合成樹脂液３をこの繊維質シート２に含浸、硬化させるには、多孔質基板１上に繊維質シート２を重ね合わせた状態でホットプレスなどの熱圧手段に供給し、繊維質シート２を加熱、加圧することによって図２（ハ）に示すように多孔質基板１の表面に該繊維質シート２を接着すると共に、繊維質シート２に水性合成樹脂液３を含浸、硬化させるものであり、この水性合成樹脂液を含浸、硬化させてなる繊維質シート２によって密度が1.2 ｇ／cm³以上で、空隙率が７％以下の硬度、強度に優れた緻密な強化層2'を形成するものである。なお、ホットプレスなどの熱圧手段によって繊維質シート２に水性合成樹脂液３を含浸、硬化させる前に、必要に応じてローラ手段などにより繊維質シート２の表面を軽く押さえることで該繊維質シート２全体に亘って水性合成樹脂液３を均一に浸透、含浸させておいてもよい。
【００２４】
また、上記熱圧手段によって多孔質基板１上の繊維質シート２を熱圧処理して繊維質シート２に合成樹脂液３を含浸、硬化させる際に、まず、低圧によって加圧し、続いて解圧せず、高圧にし、この高圧によって加熱加圧するという２段階でもって同じホットプレスからなる熱圧装置で熱圧処理を行うことが望ましい。このように、熱圧処理を低圧と高圧との２段階で行うことにより、繊維質シート２内への合成樹脂液３の浸透、含浸が繊維質シート２から逃げることなく円滑且つ均一にを行うことができ、上述したように、密度が1.2 ｇ／cm³以上で、空隙率が７％以下の硬度、強度に優れた緻密な強化層2'を形成することができる。
【００２５】
こうして製造された、多孔質基板１の表面に樹脂含浸処理繊維質シート２からなる強化層2'を一体に形成してなる表面強化多孔質基板Ａは、図２（ニ）に示すように該強化層2'の表面に化粧シート材４を接着することによって床材等の建築用化粧板A'を形成するものである。
【００２６】
強化層2'の表面に一体に接着する上記化粧シート材４としては、厚さが0.15mm〜2.0mm 程度の木材単板や、この木材単板に合成樹脂液を含浸、硬化させてなる樹脂強化処理木材単板、或いは、木目印刷などの印刷を施して化粧紙、又はこの化粧紙に合成樹脂液を含浸、硬化させてなる樹脂強化化粧紙、化粧紙の表面に合成樹脂の塗布層を設けてなるコーティング化粧紙、その他オレフィン系合成樹脂化粧シートやこの化粧シートに紙を裏打ちしてなる化粧シートを用いることができる。なお、この化粧シート材４を強化層2'の表面に接着したのち、該化粧シート材４の表面に透明性の合成樹脂塗料を塗布することにより、硬度や耐傷性に優れた化粧板A'を製造するものである。次に、本発明の具体的な実施例と比較例を示す。
【００２７】
【実施例１】
５プライの合板からなる厚さが12mmの基板の表面に、トリメチロールメラミン1.0 mol に対して、ノニオン系界面活性剤であるポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル（分子量600 ）を0.2 mol 添加し、両者を縮合反応させて調整することにより得られた樹脂含有率70重量％の水性の変性メラミン100 重量部に、硬化剤として50重量％濃度のパラトルエンスルフォン酸３重量部を加えて調整した樹脂液を、固形分換算で327 g/m²となるように塗布した。次いで、この樹脂液塗布面に、密度が0.5 ｇ／cm³で重さが115 g/m²の樹脂含浸用原紙を載置し、ホットプレスによって130 ℃、２kg/cm²の低圧条件で40秒間、加熱加圧したのち、引き続いて130 ℃、10g/m²の条件で80秒間、加熱加圧することにより、合成樹脂液含浸原紙を基板表面に接着すると共に原紙に合成樹脂液を含浸、硬化させて表面に該樹脂含浸硬化処理紙からなる強化層が形成された表面強化板Ａを得た。
【００２８】
【比較例１】
ノニオン系界面活性剤を添加縮合して変性していない以外は、上記実施例１と同じトリメチロールメラミン（水性、樹脂含有率70重量％、50重量％濃度のパラトルエンスルフォン酸３重量部を添加）からなる樹脂液を、実施例１で用いた同じ基板の表面に、実施例１と同じ条件で塗布し、次いで、この樹脂液塗布面に実施例１で用いたのと同じ含浸用原紙を載置し、実施例１と同じホットプレス条件で加熱加圧することにより、表面強化板Ｂを得た。
【００２９】
【比較例２】
比較例１で用いた基板に、何も施さないもの、即ち、５プライの合板からなる厚さが12mmの基板を比較例２とした。
【００３０】
上記実施例と比較例との反り変化量と表面硬さの比較を次に示す。
【００３１】
〔反り変化量の比較〕
実施例１の表面強化板Ａと、比較例１の表面強化板Ｂの寸法を、12mm（厚さ）×150mm （幅）×450mm （長さ）とし、それぞれの強化処理前後の長手方向の反りの変化量を測定した。その結果、実施例１の表面強化板Ａでは、反りの変化量が0.2mm であるのに対して、比較例１では1.5mm であり、実施例１のポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルで変性したトリメチロールメラミンで強化処理を行った表面化粧板Ａは、比較例１のポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルで変性していないトリメチロールメラミンで強化処理を行った表面強化板Ｂに較べて、顕著に反りの変化量が少なく、化粧用基板として好適なものであった。
【００３２】
〔表面硬さの比較〕
実施例１の表面強化板Ａと、比較例２のブランク合板との表面のブリネル硬度を、JIS Z 2101に準じてそれぞれ測定した。その結果、実施例１の表面強化板Ａは2.2 kg/mm²であったのに対し、比較例２のブランク合板は1.3 kg/mm²であり、強化層の形成によって表面の硬度は顕著に向上した。
【図面の簡単な説明】
【図１】表面強化多孔質基板の簡略縦断面図、
【図２】製造手順を示す簡略工程図。
【符号の説明】
１多孔質基板
２繊維質シート
2' 強化層
３合成樹脂液
４化粧シート材
Ａ表面強化多孔質基板

Claims

多孔質基板の表面に、メチロールメラミンにノニオン系乳化化合物を縮合反応させて得た樹脂含有率が50重量％以上の水性合成樹脂液を塗布したのち、その表面に繊維質シートを載置するか、又は、多孔質基板の表面に繊維質シートを載置し、この繊維質シートの表面に上記水性合成樹脂液を塗布し、次いで加熱加圧することにより多孔質基板の表面に繊維質シートを接着すると共に該繊維質シートに含浸した水性合成樹脂液を硬化させて強化層を形成することを特徴とする多孔質基板の表面強化方法。
水性合成樹脂液は、メチロールメラミン１mol に対して分子量300 〜1000のノニオン系乳化化合物を0.15mol 〜0.3mol添加して縮合反応させたものであることを特徴とする請求項１に記載の多孔質基板の表面強化方法。