JP4181308B2

JP4181308B2 - 建築用化粧板の製造方法

Info

Publication number: JP4181308B2
Application number: JP2001029793A
Authority: JP
Inventors: 邦具水島
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2001-02-06
Filing date: 2001-02-06
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2021-02-06
Also published as: JP2002225062A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、住宅の内外装用としての用途に好適な非水硬性の無機質基材を使用した建築用化粧板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、住宅建築物のキッチン廻りや水回りの壁材等として防汚性、耐水性、耐傷性などの諸物性に優れた建築用化粧板が用いられている。このような建築用化粧板は、硬質セメント珪酸カルシウム板やスラグ石膏板などの水硬性無機質基材の表面に、未硬化状態（或いは半硬化状態）の熱硬化性樹脂含浸シートを積層し、ホットプレスで加熱加圧して前記化粧シート中の熱硬性樹脂を硬化させると共に水硬性無機質板に前記化粧シートを接着している。そして前記建築用化粧板の表面に透明性塗料を塗布したり、透明性フィルムを貼着して仕上げられる。
【０００３】
しかしながら、基板に用いられる水硬性無機質基材は化粧シートを接着する時点では既に硬化体であるために、熱硬化性樹脂含浸シートを積層して加熱加圧しても、ほとんど圧縮成形した状態にはならず、周縁部に丸みを帯びさせたり、表面に凹凸模様を施すことは困難であった。換言すれば、熱硬化性樹脂含浸シートの加熱加圧時に表面状態に凹凸模様などを形成することができなかった。
【０００４】
ただ、凹凸模様が施された建築用化粧板としては、木質セメント板や硬質セメント珪酸カルシウム板やスラグ石膏板などの水硬性無機質板の表面に必要によりエンボス模様を刻設し、塗装等により仕上げて製造する建築用化粧板が知られている。
【０００５】
即ち、このような建築用化粧板であれば、細かな木質材と、セメントと、セメントの水和に必要な水とを混合して硬化する前の半硬化状態の際にエンボスプレート等を用いて表面に凹凸模様を施すことが出来る。しかしながら、熱硬化性樹脂含浸シートのようなシート状物の貼着をこのような凹凸模様の成形時に同時に行うことが出来なかった。
【０００６】
また、上記のような水硬性無機質板以外の無機質板として、スラッグウールなどの鉱物質繊維やガラス繊維、シリカ、炭酸カルシウム、クレー、ベントナイト、ゼオライトなどの無機質粉或いはパーライト、シラスバルーン、フライアッシュなどの無機質軽量骨材と、合成樹脂結合剤とを主成分として組み合わせて、湿式成形法、乾式成形法、或いは両者を組み合わせた成形法によって製造される無機質基材がある。
【０００７】
このような非水硬性無機質板は、水硬性無機質基材に較べて、切削などの加工がし易いため、カッターやルーターで前記無機質基材の周縁部を削り取ったり、或いは表面に凹凸の切削加工を行い、その表面に接着剤を塗布した後、真空成形方法やロールプレス方法により化粧シートを貼着して、表面に凹凸模様の付いた建築用化粧板にすることが出来る。
【０００８】
しかし、上記の方法では加熱加圧工程を必要とする熱硬化性樹脂含浸シートを貼着することが困難であり、水廻りや外廻りにも使用できる建築用化粧板は得られなかった。また、たとえ熱硬化性樹脂含浸シートを後の工程で貼着したとしても、凹凸模様の凹部に接着不良が生じることがあるという欠点を有していたし、凹凸模様付けの切削と化粧シートの貼着とを別個の工程で行わなければならず、生産工程が煩雑になって生産性が良くないという問題もあった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の解決課題は、上記従来の欠点に鑑み装飾性の高い曲面的な化粧面や凹凸のある化粧面が形成され、しかも加熱加圧工程で成形と同時に熱硬化性樹脂含浸シートをその表面に貼着出来、水廻りや外廻りにも適用可能な非水硬性無機質材料を用いた建築用化粧板の製造方法を開発することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
「請求項１」に記載の建築用化粧板(1)の製造方法は「無機質材料に樹脂結合剤を内添した非水硬性の無機質基材(1a)を圧縮による成形が可能で、かつ、前記樹脂結合剤が半硬化の状態になるまで低温低圧で加熱あるいは加熱加圧し、次いで、無機質基材(1b)の少なくとも一方の面に熱硬化性樹脂含浸シート(4)を積層し、この積層体を前記加熱加圧の条件よりも高温高圧で加熱加圧して圧縮成形することで、無機質基材(1b)と熱硬化性樹脂含浸シート(4)とを硬化させると共に無機質基材 (1b) と熱硬化性樹脂含浸シート (4) とを一体に接着する」ことを特徴とする。
【００１１】
こうすることで、高温高圧下での加熱加圧による圧縮成形時に樹脂結合材が熱硬化性樹脂においては半硬化状態(Ｂステージ)であった無機質基材(1b)の樹脂結合剤と、熱硬化性樹脂含浸シート(4)中の熱硬化性樹脂とを圧着成形しながら硬化させ、また、樹脂結合剤が熱可塑性樹脂の場合には、高温高圧下での加熱加圧による圧縮成形時に無機質基材(1b)の樹脂結合剤を軟化させ、無機質基材(1b)の表面に凹凸模様などを成形する圧縮成形時に同時に無機質基材(1b)熱硬化性樹脂含浸シート(4)を一体に接着することが出来る。
【００１２】
なお、本発明に使用される無機質基材(1a)は非水硬性であり、無機質材料に樹脂結合剤を内添することによって形成されているので、無機質基材 (1a) を低温低圧で加熱或いは加熱加圧した場合でも水硬性無機質基材のように剛直に硬化しておらず、圧縮により成形可能な状態となっている。従って、無機質基材 (1a) の表面に熱硬化性樹脂含浸シート(4)を貼着する際に同時に周縁部に丸みを帯びさせたり、表面を曲面状にしたり或いは凹凸模様を施す等容易に種々の形状に成形でき、成形工程を短縮する事が出来る。そして、このようにして得られた建築用化粧板(1)は、表面に熱硬化性樹脂含浸シート(4)が一体的に接着されているために住宅建築物の水廻りや外廻りの壁材にも使用することができる。
【００１３】
「請求項２」に記載の建築用化粧板(1)の製造方法は、請求項１に記載の無機質基材(1a)を限定したもので「無機質基材(1a)は、表裏層(2a)(2a')が無機質繊維と無機質粉粒状物と樹脂結合剤とからなる高密度層に形成され、芯層(3a)が無機質発泡体と樹脂結合剤とを主成分とする低密度層に形成された３層構成である」ことを特徴とする。
【００１４】
これによれば、建築用化粧板(1)の表裏層(2a)(2a')が緻密であるため、軽量な材質を使用しているにも拘わらず、表面硬度や曲げ強度などの物理的性質に優れており、また、芯層(3a)が疎であるため容易に種々の形状に圧縮成形することが出来る。
【００１５】
「請求項３」に記載の建築用化粧板(1)の製造方法は、請求項１又は２に記載の樹脂結合剤を限定したもので「樹脂結合剤は、熱硬化性樹脂である」ことを特徴とし、これによれば無機質基材(1a)を低温低圧で加熱加圧した際に、樹脂結合剤である熱硬化性樹脂は成形可能な半硬化状態とする事が出来る。その後、熱硬化性樹脂含浸シート(4)とともに高温高圧で加熱加圧される。この時、熱硬化性樹脂含浸シート(4)の熱硬化性樹脂の熱圧硬化と無機質基材(1a)内部の熱硬化性樹脂の硬化とは、同様な加熱加圧の条件のもと同様に硬化していき、良好に無機質基材(1a)と熱硬化性樹脂含浸シート(4)とを一体化することができる。
【００１６】
「請求項４」に記載の建築用化粧板(1)の製造方法は、請求項１から３に記載の樹脂結合剤の内添量を限定したもので「樹脂結合剤は、無機質基材(1a)に１０重量％〜３０重量％内添されている」ことを特徴とするもので、樹脂結合剤の内添量が１０重量％未満であれば結合力が不足し、強度や耐水性などについて問題が生じ、３０重量％を越えても結合力は変わらず高価になるだけとなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の建築用化粧板(1)の製造方法を図１に従って説明する。図１(a)は合成樹脂結合剤を内添した無機質繊維又は／及び無機質粉粒状物を主成分とする火山性ガラス質複層板などからなる無機質基材(1a)である。図の実施例では、この無機質基材(1a)は、芯層(3a)と、前記芯層(3a)の両面に積層された表裏層(2a)(2a')の３層から構成されており、表裏層(2a)(2a')は、ロックウール、スラッグウール、ガラスウール等の鉱物質繊維と、シリカ、炭酸カルシウム、ゼオライト、クレー、ベントナイト、アルミナ等の無機質粉粒状物と、合成樹脂結合剤とを主成分とするスラリー状物を湿式抄造することにより形成されたものである。
【００１８】
一方、芯層(3a)はシラス発泡体、パーライト、フライアッシュ等の無機質発泡体と、合成樹脂結合剤とを主成分とし、必要により有機・無機の補強繊維を加えた混合物を乾式抄造にて形成したものである。勿論、前記無機質基材(1a)は、上記３層構造のものに限られず、無機質繊維や無機質粉粒状物と合成樹脂結合剤とを主成分とするものであれば、その形成手段や単層・多層に拘わらず、種々のものを用いることが出来る。
【００１９】
上記無機質基材(1a)に使用される合成樹脂結合剤として、例えば、ユリア樹脂系、メラニン樹脂系、フェノール樹脂系、イソシアネート樹脂系等の熱硬化性樹脂や、ポリエチレン樹脂系、ポリプロピレン樹脂系、酢酸ビニル樹脂系等の熱可塑性樹脂を挙げることができる。合成樹脂結合剤の内添量は１０重量％〜３０重量％程度が好ましい。樹脂結合剤の内添量が１０重量％未満であれば結合力が不足し、強度や耐水性などについて問題が生じ、３０重量％を越えても結合力は変わらず、高価になるだけとなるからである。
【００２０】
次に、このようにして得られた無機質基材(1a)を比較的低温で加熱、又は加熱加圧して乾燥させ、無機質基材(1a)に内添された合成樹脂結合剤が半硬化の状態になった無機質基材(1b)を得る。このような乾燥の条件は、合成樹脂結合剤の種類に応じて設定することができるが、次工程で高温高圧で加熱加圧し圧縮成形するときに水分の影響でパンク現象を起きるのを軽減するために、加熱は８０℃〜１２０℃、加圧は０〜１５kgf／cm²の条件で行うのが望ましい。加熱が８０℃未満となると、乾燥が不十分となって上記パンク現象を起こしたり、乾燥に時間がかかりすぎたりする。また、加熱が１２０℃を越えたり、加圧が１５kgf／cm²以上になると乾燥工程で上記パンク現象を起こしやすくなる。
【００２１】
尚、本発明において、半硬化状態とは、熱硬化性樹脂結合剤の場合は結合剤がいわゆるＢステージの状態、熱可塑性樹脂結合剤の場合は、加熱によって結合剤がすこし軟化して無機質繊維や無機質粉粒状物、或いは無機質発泡体との馴染みが良くなった状態をいうものとする。半硬化状態の無機質基材を図１(b)において(1b)で示し、その半硬化状態の表裏両層及び芯層をそれぞれ(2b)(2b')(3b)で示す。
【００２２】
次に、図１(c)(c')に示すように、上記で得られた半硬化状態の無機質基材(1b)の少なくとも一面に｛図１(c)(c')では無機質基材(1b)の下面｝に、熱硬化性樹脂含浸シート(4)を積層し、ホットプレス(7)によって高温高圧で加熱加圧し、ホットプレス(7)の金型(5)にて半硬化状態の無機質基材(1b)を所定の形状に圧縮成形する。加熱加圧条件は、１２０℃〜１５０℃、１５kgf/cm²〜３０kgf/cm²が望ましい。１２０℃未満となると硬化不良や、熱軟化性樹脂の場合は軟化不良を起こすことがあり、また１５０℃を越えても成形性が向上することはないからである。
【００２３】
なお、図１(c)は無機質基材(1b)の周縁部(9)を弧状にするための金型(5)がホットプレス(7)に設置された例であり、図１(c')は波状の溝部(8)や凹凸模様を成形するための金型(5)を設置した例である。勿論、半硬化状態の無機質基材(1b)はいずれのホットプレス(7)あるいはその他のホットプレスについても適用可能である。
【００２４】
この圧縮成形において、無機質基材(1b)は、表裏両層(2b)(2b')が密で芯層(3b)が疎となっているため、全体が圧密下されるとともに周縁部(9)や波状の溝部(8)は疎な芯層(3b)が圧縮されやすいため成形性よく表面に所望の波状の溝部(8)や凹凸模様を成形しやすい。
【００２５】
この加熱加圧によって、無機質基材(1b)内に内添された合成樹脂結合剤と熱硬化性樹脂含浸シート(4)内の熱硬化性樹脂は共に硬化し、同時に熱硬化性合成樹脂含浸シート(4)は、金型(5)の形状に沿って成形された無機質基材(1b)の成形面に接着する。
【００２６】
このようにして得られた図１(d)(d')に示す建築用化粧板を図１(e)(e')に示すような相対する少なくとも２側端面に、接合用の実加工を施して建築用化粧板(1)に形成される。図１の(d)では雇い実用の溝(6)の加工を示しているが、合しゃくり加工、本実加工など任意の加工を施すことができる。なお、建築用化粧板(1)のおいて、(3)は圧縮硬化した芯層、(2)(2')は圧縮硬化した表裏両層、(4)は表層(2)に一体接着した熱硬化性樹脂含浸シートである。
【００２７】
尚、ホットプレス(7)による高温高圧の加熱圧締工程において、熱硬化性樹脂含浸シート(4)は、無機質基材(1b)の表面だけでなく表裏両面に積層しても良い。表裏両面に積層することで、裏面側の装飾性を高めることができると共に表裏のバランスが良くなるので、製造時や使用時に反りが発生するのを防止することができる。
【００２８】
また、熱硬化性樹脂含浸シート(4)からなる表面層に、更に塗装やシートの貼着等による化粧層又は保護層を設けてもよい。塗装では、例えば、アクリル系、ウレタン系、フッ素系、アクリルシリコン系などの着色塗料や透明ないし半透明性の塗料を用いることができる。
【００２９】
また、保護層用のシートとしては、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリエチレンテレフタレート系等の透明ないしは、印刷模様が形成された合成樹脂シートを用いることができる。ポリエチレンテレフタレートのように離型シートとして用いられるものは、通常、熱硬化性樹脂含浸シート(4)とは接着し難いため、そのシートの裏面に粗面加工を施したり、コロナ放電処理をする等して接着性を向上させておくのが好ましい。
【００３０】
【具体的実施例】
スラッグウール、炭酸カルシウム、粉末状フェノール樹脂とを主成分とし、水と混合したスラリーを湿式抄造してまず裏層(2a')を形成し、この裏層(2a')上にシラス発泡体と粉末状フェノール樹脂とを主成分とし、パルプを加えた組成物を乾式抄造式に堆積して芯層(3a)を形成する。更にこの芯層(3a)の上に裏層(2a')と同様に湿式抄造して表層(2a)を積層しＡステージの３層構造無機質基材(1a)の原板を得た。
【００３１】
次いで、Ａステージの無機質基材(1a)の原板を所定寸法に切断し、ホットプレス(7)によって１００℃、１０kgf／cm²の低温低圧条件で６０分間加熱加圧して十分に乾燥させ、厚さ１８mm（全体比重０.６）含水率５重量％の表裏層(2b)(2b')が緻密で芯層(3b)が疎なＢステージの無機質基材(1b)を得た。
【００３２】
次いで、ホットプレス(7)の金型(5)上に、下からＰＥＴフィルムからなる離型シート、Ｂステージの状態に乾燥された（例えば、木目模様印刷）メラミン樹脂含浸シート(4)、前記無機質基材(1b)の順に載置し、金型(5)の温度が１３５℃となるように加熱して、２５kgf／cm²の圧力で５分間加熱加圧する。こうすることで、無機質基材(1b)に内添したフェノール樹脂が硬化するとともに、メラミン樹脂含浸シート(4)中のメラミン樹脂が硬化し、縁部が曲面状に成形された建築用化粧板(1)が得られる。このようにして得られた建築用化粧板(1)は、きれいな曲面状縁部(9)や波状の凹凸模様(8)の形成は勿論のこと、全体が圧縮されて厚さ１２mm、比重０.９、含水率２重量％の板材になっていた。
【００３３】
表１は、本実施例の圧締前のＢステージの無機質基材(1b)及び圧締後の建築用化粧板(1)並びに市販の窯業系サイディングとを、強度について比較した物性データ表である。これによれば、本実施例の建築用化粧板(1)は曲げ破壊荷重、耐衝撃試験、ブリネル硬さのすべてについて、市販の窯業系サイディング材と遜色のない強度を有しており、内装のみならず外装にも使用することができる。
【００３４】
【表１】

なお、表１における窯業系サイディング材は、木繊維混入セメント珪酸カルシウム板を使用した。また、曲げ破壊荷重、耐衝撃性試験(５００gの鋼球を１４０cmの高さから落下)及びブリネル硬さ試験はＪＩＳに従った。
【００３５】
【発明の効果】
本発明方法により得られた建築用化粧板は、樹脂結合剤が内添された非水硬性の無機質基材を用いて半硬化状態とし、その少なくとも一方の面に熱硬化性樹脂含浸シートを積層して高温高圧下での加熱加圧による圧縮成形するので、表面を曲面状にしたり或いは凹凸模様を施す等の圧縮成形時に無機質基材熱硬化性樹脂含浸シートを同時に一体に接着することが出来、成形工程を短縮する事が出来る。そして、非水硬性の無機質基材を用いた建築用化粧板であるにも拘わらず表面に熱硬化性樹脂含浸シートが一体的に接着されているために住宅建築物の水廻りや外廻りの壁材にも使用することができる。
【００３６】
また、無機質基材を３層構造とし、表裏層を高密度層にする事で表面硬度や曲げ強度などの物理的性質を向上させる事が出来、芯層を低密度層にする事で圧縮成形による付形性を高めることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の製造方法を示した図
【符号の説明】
(1)…建築用化粧板
(1a)…無機質基材
(4)…熱硬化性樹脂含浸シート

Claims

無機質材料に樹脂結合剤を内添した非水硬性の無機質基材を圧縮による成形が可能で、かつ、前記樹脂結合剤が半硬化の状態になるまで低温低圧で加熱あるいは加熱加圧し、次いで
前記無機質基材の少なくとも一方の面に熱硬化性樹脂含浸シートを積層し、
この積層体を前記加熱加圧の条件よりも高温高圧で加熱加圧して圧縮成形することで、無機質基材と熱硬化性樹脂含浸シートとを硬化させると共に無機質基材と熱硬化性樹脂含浸シートとを一体に接着することを特徴とする建築用化粧板の製造方法。
無機質基材は、表裏層が無機質繊維と無機質粉粒状物と樹脂結合剤とからなる高密度層に形成され、芯層が無機質発泡体と樹脂結合剤とを主成分とする低密度層に形成された３層構成であることを特徴とする請求項１に記載の建築用化粧板の製造方法。
樹脂結合剤は、熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１又は２に記載の建築用化粧板の製造方法。
樹脂結合剤は、無機質基材に１０重量％〜３０重量％内添されていることを特徴とする請求項１から３に記載の建築用化粧板の製造方法。