JP4782301B2 - シート状不燃成形体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート状不燃成形体及びその製造方法に関し、更に詳しくは、薄型で高度な不燃性を有し、かつ、意匠性に優れたシート状不燃成形体及びその合理的かつ効率的な製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、建築物の防火対策上、各種建築物の不燃化に際し、石綿スレート板、けい酸カルシウム板、石こうボードなどの各種不燃材料である板状成形体が使用されている。また最近は、施工作業性改善のための軽量化あるいは設計、施工方法の多様化から、薄型で高度な不燃性を有するシート状不燃成形体に対する必要性が高まりつつある。
【0003】
しかし、現状の不燃材料である板状成形体が所要の不燃性能を確保するには、石こうボードで9mm厚以上、けい酸カルシウム板でも4〜5mm厚以上の厚さが必要であり、一般に最も薄型でも3mm厚を超えないと所要の不燃性能を確保することが困難であった。すなわち、厚さが3mm厚以下のシート状不燃成形体では、JIS A−1321の表面試験において、亀裂の発生などの防火上有害な変形を発生しやすく、不燃材料として具備すべき不燃性能を確保せしめることができなかった。
【0004】
従って、厚さが3mm厚以下のシート状不燃成形体でもJIS A−1321の表面試験において亀裂の発生などの防火上有害な変形の発生がなく、不燃材料として具備すべき不燃性能を有する薄型の不燃材料の開発が急がれていた。
【0005】
また、表面に石調模様状の凹凸模様を有するシート状成形体を得る方法としては、所要の石調模様状の凹凸模様に加工した金型により、熱硬化性樹脂等を含有した被成形体を熱圧成形して、該被成形体の表面に石調模様状の凹凸模様を賦与せしめる方法、あるいは表面を所要の石調模様状の凹凸模様に加工した円柱形ロールを用いて、被成形体を圧締することにより、該被成形体の表面に石調模様状の凹凸模様を賦与せしめる方法、もしくは被成形体の表面を切削することにより、該被成形体の表面に石調模様状の凹凸模様を賦与せしめる方法、などがある。
【0006】
しかし、かかる方法では、所要の石調模様状の凹凸模様を有する金型や円柱形ロールの製作あるいは切削刃に費用が嵩むとともに、切削では、切削屑が発生し、その処理に困るといった難点があった。
従って、高価な金型や切削刃等を使用することなく、より簡便かつ低コストで、表面に石調模様状の凹凸を有するシート状成形体を得る方法の開発が急がれていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者は、かかる課題を解決すべく鋭意試行錯誤を繰り返したところ、多量の含水無機化合物を含有するか、あるいは多量の含水無機化合物及び炭酸塩を含有し、さらに、特定繊維長を有するロックウール繊維と特定の熱硬化特性を有する熱硬化性樹脂とセルロース繊維の所定量を含有する原料スラリーを調成し、該スラリーに凝集剤を添加しフロックを形成せしめた状態で湿式抄造して抄造シートを得た後、該抄造シートと抄造シートの間に、熱圧成形過程における被成形体表面の石調模様状の凹凸模様の形成に追従できる柔軟性と熱圧成形後にシート状成形体を容易に剥がせる離型性を有している柔軟性を有する離型シートを介して該抄造シートを2枚以上重ねて熱圧成形することにより、得られる成形体の表面に前記した抄造シートの地合パターンに対応した石調模様状の凹凸が形成される結果、意匠性に優れ、3mm厚以下という薄型でもJIS A−1321の表面試験において亀裂の発生などの防火上有害な変形を発生せず、不燃材料として具備すべき高度な不燃性能を有するシート状不燃成形体を合理的かつ効率的に製造できることを見い出し、本発明を完成した。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るシート状不燃成形体は、抄造シートの熱圧成形体であって、該熱圧成形体は、含水無機化合物及び炭酸塩を固形分で合計60〜95質量%と、セルロース繊維及び繊維長2mm以上のロックウール繊維を固形分で合計4〜40質量%と、熱硬化性樹脂を固形分で1〜20質量%とを含有し、かつ、前記含水無機化合物/炭酸塩が固形分質量比で前記含水無機化合物/炭酸塩=100/0〜50/50であり、前記セルロース繊維/ロックウール繊維が固形分質量比でセルロース繊維/ロックウール繊維=20/80〜62/38であって、前記熱硬化性樹脂の全部または一部はキュラストメータによる175℃での熱硬化速度が0.5N/分以上6N/分未満なる硬化特性を有し、かつ、厚さが0.5〜3mmであり、かつ、少なくとも片面に、前記した抄造シートの地合パターンに対応した石調模様状の凹凸模様の個々の凹部あるいは凸部の平均的な大きさは2〜12mm、石調模様状の凹凸の平均的な深さは0.2〜0.6mmであることを特徴とする。
【0009】
本発明に係るシート状不燃成形体の製造方法は、原料スラリーに凝集剤を添加しフロックを形成せしめた状態で湿式抄造して、含水無機化合物及び炭酸塩を固形分で合計60〜95質量%と、セルロース繊維及び繊維長2mm以上のロックウール繊維を固形分で合計4〜40質量%と、熱硬化性樹脂を固形分で1〜20質量%とを含有し、かつ、前記含水無機化合物/炭酸塩が固形分質量比で前記含水無機化合物/炭酸塩=100/0〜50/50であり、前記セルロース繊維/ロックウール繊維が固形分質量比でセルロース繊維/ロックウール繊維=20/80〜62/38であって、前記熱硬化性樹脂の全部または一部はキュラストメータによる175℃での熱硬化速度が0.5N/分以上6N/分未満なる硬化特性を有する抄造シートを複数枚得た後、該複数枚のそれぞれの抄造シートと抄造シートの間に、熱圧成形過程における被成形体表面の石調模様状の凹凸模様の形成に追従できる柔軟性と熱圧成形後にシート状成形体を容易に剥がせる離型性を有している柔軟性を有する離型シートを介して複数枚重ねた抄造シートを熱圧成形して、厚さを0.5〜3mmとし、かつ、少なくとも該抄造シートの片面に、該抄造シートの地合パターンに対応した石調模様状の凹凸模様の個々の凹部あるいは凸部の平均的な大きさは2〜12mm、石調模様状の凹凸の平均的な深さは0.2〜0.6mmであることを特徴とする。
【0010】
上記した含水無機化合物としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、二水和石こう及びアルミン酸化カルシウム等を挙げることができる。これらの化合物は何れも分子内に結晶水を持ち化学的に類似した構造を有する。また、含水無機化合物は、その種類によって分解温度及び吸熱量に幾分差があるが、高温加熱時に分解して吸熱作用により難燃化効果を示すという点では全く共通している。従って、基本的に前記した含水無機化合物の何れを用いてもよいが、入手価格等の経済性をも考慮すると水酸化アルミニウムが最適である。
【0011】
本発明で使用する炭酸塩としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、炭酸ストロンチウム、炭酸ベリリウム、炭酸亜鉛等を挙げることができる。これらの炭酸塩はその種類により、分解温度及び吸熱量に幾分差があるが、高温加熱時に分解して吸熱作用により難燃化効果を示すという点では全く共通している。従って、基本的に前記した炭酸塩の何れを用いてもよいが、入手価格等の経済性をも考慮すると、炭酸カルシウムが最適である。なお、炭酸塩配合によるもうひとつの重要な効果として本発明者が特開平5―112659号公報で指摘したところの発煙量低減効果を挙げることができる。
【0012】
本発明に係るシート状不燃成形体中の含水無機化合物を固形分で60〜95質量%とするか、あるいは含水無機化合物と炭酸塩の合計の含有率範囲を固形分で60〜95質量%とする。好ましくは70〜92質量%、さらに好ましくは75〜88質量%である。その含有率が60質量%未満では十分な不燃性が得られない。反対に95質量%を超えた場合は、含水無機化合物の過多あるいは含水無機化合物と炭酸塩の合計量の過多により十分な抄紙性あるいは機械的強度が得られず不適である。なおシート状不燃成形体中の含水無機化合物を固形分で70〜92質量%の範囲とするか、あるいは含水無機化合物と炭酸塩の合計の含有率を70〜92質量%の範囲とすることで十分な不燃性と抄紙性あるいは機械的強度を確保しやすくなり、75〜88質量%の範囲とすることで一層、十分な不燃性と抄紙性あるいは機械的強度を確保しやすくなる。
【0013】
また、含水無機化合物/炭酸塩の含有質量比率は固形分で50/50、好ましくは60/40よりも含水無機化合物過多側としなければならない。50/50よりも含水無機化合物過少側とした場合、不燃性が低下することがあり不適である。なお、含水無機化合物/炭酸塩の含有質量比率は固形分で60/40よりも含水無機化合物過多側とすることでより十分な不燃性を確保しやすくなる。
【0014】
上記したセルロース繊維としては、針葉樹系あるいは広葉樹系の化学パルプ、機械パルプ、セミケミカルパルプ等の木材パルプあるいは木綿パルプ、麻パルプ、各種古紙などの中から選ばれる1種類あるいは2種類以上を併用して使用すればよい。木材パルプは供給量及び品質が安定しており価格も比較的安価であることから最も使いやすいセルロース繊維原料である。木綿パルプ及び麻パルプは供給量が不安定であり価格も高価であるが、本発明におけるような吸熱分解性を有する無機化合物を多量に含有するシート状成形体においては、必要に応じて該木綿パルプあるいは麻パルプを使用することによりシート状成形体の機械的強度の低下を最小限にとどめることができる。
【0015】
本発明で使用するロックウール繊維の繊維長は2mm以上、好ましくは3mm以上でなければならない。その繊維長が2mm未満では、薄型においてJIS A−1321の表面試験で亀裂の発生等の防火上有害な変形を発生しやすくなり十分な不燃性能を確保できない。なお、その繊維長を3mm以上とすることで薄型においてもJIS A−1321の表面試験で亀裂等の防火上有害な変形が一段と発生しにくくなり一層十分な不燃性能を確保しやすくなる。
【0016】
本発明に係るシート状不燃成形体中のセルロース繊維/ロックウール繊維の含有質量比率は固形分で20/80〜62/38、好ましくは25/75〜60/40、さらに好ましくは30/70〜55/45である。20/80よりもセルロース繊維過少側とした場合、セルロース繊維の過少により十分な抄紙性が得られず、62/38よりもロックウール繊維過少側とした場合、薄型においてJIS A−1321の表面試験で亀裂等の防火上有害な変形を発生しやすくなり十分な不燃性能を確保できない。なお、セルロース繊維/ロックウール繊維の含有質量比率を25/75〜60/40とすることで、薄型においてもJIS A−1321の表面試験で亀裂等の防火上有害な変形が一段と発生しにくくなる。また、セルロース繊維/ロックウール繊維の含有質量比率を30/70〜55/45とすることで、さらに一層薄型での十分な不燃性能を確保しやすくなる。
【0017】
本発明に係るシート状不燃成形体中のセルロース繊維と繊維長2mm以上のロックウール繊維の合計の含有率範囲は固形分で4〜40質量%、好ましくは6〜30質量%、さらに好ましくは8〜25質量%である。その合計の含有率が4質量%未満では、セルロース繊維の過少により十分な抄紙性か得られないとともに、ロックウール繊維も過少となり、薄型においてJIS A−1321の表面試験で亀裂等の防火上有害な変形を発生しやすくなり十分な不燃性能を確保できない。反対に、40質量%を超えた場合は、ロックウール繊維の過多により十分な抄紙性が得られない。なお、シート状不燃成形体中のセルロース繊維と繊維長2mm以上のロックウール繊維の合計の含有率を6〜30質量%の範囲とすることで、薄型においてもJIS A−1321の表面試験で亀裂等の防火上有害な変形が一段と発生しにくくなり十分な不燃性能を確保しやすくなるとともに抄紙性も確保しやすくなる。また、係るシート状不燃成形体中のセルロース繊維と繊維長2mm以上のロックウール繊維の合計の含有率を8〜25質量%の範囲とすることで、さらに一層薄型での十分な不燃性能と十分な抄紙性を確保しやすくなる。
【0018】
本発明で使用する熱硬化性樹脂は、その全部または一部をキュラストメータによる175℃での熱硬化速度が0.5N/分以上6N/分未満、好ましくは1N/分以上4N/分未満なる硬化特性を有するものとしなければならない。
熱硬化性樹脂の全量が、前記熱硬化速度0.5N/分未満のものの場合、得られるシート状成形体の機械的強度が不十分となる。また、熱硬化性樹脂の全量が、前記熱硬化速度6N/分以上のものの場合、薄型においてJIS A−1321の表面試験で亀裂等の防火上有害な変形を発生しやすくなり十分な不燃性能を確保できない。なお、本発明で使用する熱硬化性樹脂の全部または一部をキュラストメータによる175℃での熱硬化速度が1N/分以上4N/分未満なる硬化特性を有するものとすることで、薄型においてもJIS A−1321の表面試験で亀裂等の防火上有害な変形が一段と発生しにくくなり十分な不燃性能を確保しやすくなるとともに機械的強度も確保しやすくなる。
【0019】
上記した熱硬化性樹脂としてはフェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、尿素メラミン樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂など(繊維状のものを含む)の中から少なくとも1種類を選択して使用する。これらの熱硬化性樹脂は、その種類により硬化温度等に幾分差があるが、加熱処理に伴う流動硬化作用により不燃性素材に各種成形賦形効果もしくは諸強度の発現効果または曲面施工性さらには含水無機化合物あるいは炭酸塩の脱落防止効果等を与えるという点では全く共通している。従って、基本的には前記した熱硬化性樹脂の何れを用いてもよいが、好ましくは使用する熱硬化性樹脂の硬化温度が併用する含水無機化合物あるいは炭酸塩の分解温度よりも低くなるようにすべきである。さらに入手価格等の経済性をも考慮するとフェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素メラミン樹脂等が最適である。
【0020】
本発明のシート状不燃成形体中の熱硬化性樹脂の含有率範囲は固形分で1〜20質量%、好ましくは3〜17質量%、さらに好ましくは5〜15質量%である。その含有率が1質量%未満では十分な石調模様状の凹凸模様賦形効果、機械的強度及び含水無機化合物あるいは炭酸塩の脱落防止効果等が得られず、また20質量%を超えた場合は有機物質の過多により十分な不燃性を得ることができない。なお、シート状不燃成形体中の熱硬化性樹脂の含有率を3〜17質量%の範囲とすることで、十分な石調模様状の凹凸模様賦形効果、機械的強度及び含水無機化合物あるいは炭酸塩の脱落防止効果等を確保しやすくなるとともに、不燃性も確保しやすくなり、5〜15質量%の範囲とすることで、一層、十分な石調模様状の凹凸模様賦形効果、機械的強度及び含水無機化合物あるいは炭酸塩の脱落防止効果等と不燃性を確保しやすくなる。
【0021】
使用する熱硬化性樹脂の全量に占める前記効果特性を有する熱硬化性樹脂の割合は、固形分で30質量%以上とするのが好ましく、より好ましくは50質量%以上とするのがよい。30質量%未満では、、薄型において、時としてJIS A−1321の表面試験で亀裂等の防火上有害な変形を発生しやすくなり十分な不燃性能を確保しにくくなったり、機械的強度が低下しやすくなったりすることがある。なお、熱硬化性樹脂の全量に占める前記効果特性を有する熱硬化性樹脂の割合を50質量%以上とすることで、薄型においてもJIS A−1321の表面試験で亀裂等の防火上有害な変形が一段と発生しにくくなり十分な不燃性能を確保しやすくなるとともに、機械的強度も確保しやすくなる。
【0022】
本発明のシート状不燃成形体の厚さは0.5〜3mm、好ましくは1〜3mm、さらに好ましくは1〜2.7mmである。厚さが0.5mm未満では、十分な機械的強度を確保できない。反対に、3mmを超えた場合は、十分な軽量性を確保できなくなる。なお、シート状不燃成形体の厚さを1〜3mmの範囲とすることで、十分な機械的強度と軽量性を確保しやすくなり、1〜2.7mmの範囲とすることで、一層、十分な機械的強度と軽量性を確保しやすくなる。
【0023】
本発明に係るシート状不燃成形体は、上記配合のもとに、含水無機化合物/セルロース繊維及び繊維長2mm以上のロックウール繊維/熱硬化性樹脂の構成あるいは含水無機化合物と炭酸塩/セルロース繊維及び繊維長2mm以上のロックウール繊維/熱硬化性樹脂という構成で各成分を特定量含有する原料スラリーを調成し、該スラリーに凝集剤を添加しフロックを形成せしめた状態で湿式抄造して抄造シートを得た後、該抄造シートと抄造シートの間に、熱圧成形過程における被成形体表面の石調模様状の凹凸模様の形成に追従できる柔軟性と熱圧成形後にシート状成形体を容易に剥がせる離型性を有している柔軟性を有する離型シートを介して2枚以上重ねて熱圧成形して、少なくとも片面に、該抄造シートの地合パターンに対応した石調模様状の凹凸を形成せしめることにより得ることができる。
【0024】
本発明に係るスラリーに添加する凝集剤としては、架橋吸着作用等によりスラリー中の粉体をセルロース繊維等に強固に定着せしめてフロックを形成せしめる機能を発現するものであれば、その種類には特に限定されず、ポリアクリルアミド系、ポリアクリル酸ソーダ系、ポリアミン系、ポリメタクリル酸エステル系、ジシアンジアミド系、ポリエチレンイミン系、キトサン系、カチオン化澱粉系などの任意のものを使用できる。また、かかる凝集剤の添加量はその種類により適宜決定すべきことはいうまでもないが、本発明の場合、スラリー中の粉体をより強固にセルロース繊維等に定着せしめて強固なフロックを形成せしめるために、スラリー中の全固形分100質量部に対して前記凝集剤を固形分で0.005〜0.5質量部程度添加するのが好ましい。
【0025】
さらに、原料スラリー中には、含水無機化合物または炭酸塩の歩留を向上せしめるための各種歩留向上剤あるいは必要に応じて着色のための合成染料、顔料等を含有せしめてもよい。また、用途によっては、機械的強度もしくは後加工性の改善等を図るべく乾燥または湿潤紙力増強剤、サイズ剤、耐水化剤、はっ水剤等を含有せしめるべきことは言うまでもない。
【0026】
本発明のシート状不燃成形体に、熱硬化性樹脂を含有せしめる方法としては、熱硬化性樹脂の液状物、繊維状物あるいは粒状物等を原料中に内添したり、紙層形成後に塗布または含浸するなどすればよい。
【0027】
含水無機化合物または炭酸塩を含有せしめる方法としては、含水無機化合物または炭酸塩を含有する塗料を基材に塗布あるいは含浸せしめるなどの方法も考えられるが、所定の含有量を確保し、あるいは厚さ方向での品質の均一化を図るためには、原料スラリー中に含水無機化合物または炭酸塩を粉体状あるいはスラリー状にて内添する方法が最も好ましい。
この場合、含水無機化合物、炭酸塩、セルロース繊維、ロックウール繊維及び熱硬化性樹脂の添加方法及び添加順序等は任意であり、必要に応じて叩解処理等を施してもよい。
【0028】
こうして得た原料スラリーを用いて湿式抄造するには、通常の抄造法によればよい。すなわち、長網、円網あるいは傾斜網等の抄造網上に前記原料スラリーを供給し、濾過、脱水した後、圧搾、乾燥すればよい。また、必要により各種コンビネーション網や、多漕円網及び各種ラミネーター等により紙層を2層以上重ね合わせてもよい。
【0029】
熱圧成形については、従来慣用の熱圧プレス成形、予熱―コールドプレス成形、高周波加熱成形などを単独であるいは2種以上組み合せて適用すればよい。
【0030】
本発明のシート状不燃成形体は、含水無機化合物とロックウール繊維を含有するか、または含水無機化合物と炭酸塩とロックウール繊維を含有するだけで優れた難燃性を発揮するが、従来慣用の難燃剤の使用を妨げるものではない。併用可能な難燃剤としては、有機リン化合物、含リン含窒素化合物、スルファミン酸グアニジン等のスルファミン酸塩、無機リン酸塩、含ハロゲン化合物及びアンチモン系化合物等の公知の難燃剤を挙げることができる。また、難燃剤の使用方法としては、原料スラリー中に内添せしめるか抄造工程中もしくは抄造後または熱圧成形後に塗布または含浸せしめる等の方法が挙げられる。ただし、この場合、含水無機化合物とロックウール繊維の含有率または含水無機化合物と炭酸塩とロックウール繊維の含有率を考慮して難燃剤の含有量を定めるべきことは当然である。
【0031】
さらに、用途によっては、得られたシート状不燃成形体に各種塗料の吹付けもしくは塗布あるいは印刷などの表面処理を施したり、化粧紙、レザー、合成樹脂膜、突板、金属板もしくは金属箔等の面材を貼り合わせるなどして固着せしめ、該シート状難燃成形体の付加価値を一段と高めることができることは言うまでもない。
【0032】
本発明の重要点は2つある。1つめの重要点は、シート状不燃成形体を得るために、特定の繊維長を有するロックウール繊維と特定の熱硬化特性を有する熱硬化性樹脂を用いることにあり、これにより、多量の含水無機化合物とセルロース繊維と前記ロックウール繊維と前記熱硬化性樹脂の所定量を含有するか、あるいは多量の含水無機化合物及び炭酸塩とセルロース繊維と前記ロックウール繊維と前記熱硬化性樹脂の所定量を含有し、かつ、前記セルロース繊維/ロックウール繊維の含有質量比率が特定範囲内であるシート状熱成形体が、3mm厚以下という薄型でも、JIS A−1321の表面試験において、亀裂等の防火上有害な変形を発生せず、不燃材料として具備すべき高度な不燃性能を有する点にある。
【0033】
既に述べたように、従来の板状成形体の不燃材料では、厚さが3mm以下になるとJIS A−1321の表面試験において、亀裂等の防火上有害な変形を発生しやすく、不燃材料として具備すべき不燃性能を確保できなかった。そこで本発明者は、多量の含水無機化合物あるいは多量の含水無機化合物及び炭酸塩と比較的少量のセルロース繊維と熱硬化性樹脂を含有するシート状熱成形体において、3mm厚以下という薄型でも、JISA−1321の表面試験において、亀裂等の防火上有害な変形を発生しない高度な不燃性能を具備せしめるべく、多数次の実験を行なったところ、特定の繊維長を有するロックウール繊維と特定の熱硬化特性を有する熱硬化性樹脂を用いることにより、かかる目的を達成することができることを見出した。
【0034】
すなわち、繊維長2mm以上のロックウール繊維とキュラストメータによる175℃での熱硬化速度(以下において、この意味で単に硬化速度と言うことがある。)が0.5N/分以上6N/分未満なる硬化特性を有する熱硬化性樹脂を用い、かつ、セルロース繊維/ロックウール繊維の含有質量比率を20/80〜62/38の範囲とすることで、かかる目的に適うことを見出したのである。
【0035】
2つめの重要点は、上記配合のもとにフロックを形成せしめた状態で湿式抄造して抄造シートを得た後、該抄造シートと抄造シートの間に、熱圧成形過程における被成形体表面の石調模様状の凹凸模様の形成に追従できる柔軟性と熱圧成形後にシート状成形体を容易に剥がせる離型性を有している柔軟性を有する離型シートを介して該抄造シートを2枚以上重ねて熱圧成形して、少なくとも片面に、該抄造シートの地合パターンに対応した石調模様状の凹凸を形成せしめる点にある。
【0036】
すなわち、本発明で得た抄造シートは、含水無機化合物あるいは含水無機化合物等の粉体がセルロース繊維等に強固に定着したフロックの集合体から成り、該抄造シートの地合はかなり乱れており、かかる乱れた地合パターンに対応して局所の米坪、厚さ及び密度が不均一に分布している。かかる抄造シートは、加熱加圧下、含有する熱硬化性樹脂の流動硬化作用に伴う熱圧成形過程において、局所的に見た場合、米坪、厚さ及び密度の大きいところは比較的潰れにくく、米坪、厚さ及び密度の小さいところは潰れやすいという特性を持っている。よって、かかる特性を有する抄造シートを得た後、該抄造シートと抄造シートの間に、熱圧成形過程における被成形体表面の石調模様状の凹凸模様の形成に追従できる柔軟性と熱圧成形後にシート状成形体を容易に剥がせる離型性を有している柔軟性を有する離型シート加熱加圧下、柔軟性を有する離型シートを介して重なっている状況下では、その熱圧成形過程において、該抄造シートの局所の米坪、厚さ及び密度の不均一パターンに応じて表面模様が自由に変化でき、熱圧成形後のシート状成形体の厚さは、局所的に見て、米坪、厚さ及び密度の大きかったところはより厚く、米坪、厚さ及び密度の小さかったところはより薄く仕上り、結果的に、その表面に該抄造シートの地合パターンに対応した石調模様状の凹凸模様が形成されることになる。本発明により得られた表面に石調模様状の凹凸模様を有するシート状成形体の断面を表わす概念図を図1に示す。
【0037】
上記した柔軟性を有する離型シートとしては、熱圧成形過程における被成形体の表面の石調模様状の凹凸模様の形成に追従できる柔軟性と熱圧成形後にシート状成形体を容易に剥がせる離型性を有しているものであれば特にその材質及び厚さ等は問わないが、できれば多数回の熱圧成形に耐えられる耐久性を有するものが好ましく、ポリフッ化エチレン系繊維製シート、フッ化エチレンプロピレン系シートあるいは基紙の両面にシリコーン系離型剤等を塗工した各種離型紙等を使用すればよい。
【0038】
次に、3mm厚以下という薄型でのJIS A−1321の表面試験による亀裂発生の有無にかかわる諸要因の影響について、後述する実施例での実験結果を引用しながらさらに説明する。後述の実施例1、比較例1、比較例2、比較例3、比較例5及び比較例6に係るシート状成形体は、含水無機化合物、炭酸塩、セルロース繊維、無機繊維及び熱硬化性樹脂という各構成成分の含有率という点では互いにほとんど同一の組成を有し、かつ、厚さは何れもほぼ2mmである。しかし、この中でJIS A−1321の表面試験で亀裂等の防火上有害な変形を発生せず、該表面試験の1級(建築基準法に規定する不燃材料に相当する。)に合格する高度な不燃性を有するものは実施例1に係るシート状成形体のみであり、他のものはすべて表面試験において、亀裂が発生し不合格である。
【0039】
次に、前記で引用した、各比較例と実施例1との違いについて説明する。実施例1では、繊維長3mmのロックウール繊維と硬化速度が2.1N/分のフェノール樹脂を用い、かつ、セルロース繊維/ロックウール繊維の含有質量比率が47/53であるのに対し、各比較例と実施例1との違いは、比較例1では、繊維長3mmのロックウール繊維に代えて、繊維長3mmのガラス繊維を用いた点のみ、比較例2では、繊維長3mmのロックウール繊維に代えて、繊維長5mmのガラス繊維を用いた点のみ、比較例3では、熱硬化性樹脂の硬化速度が2.1N/分ではなく13.7N/分である点のみ、比較例5では、ロックウール繊維の繊維長が3mmではなく1mmである点のみ、比較例6では、ロックウール繊維の繊維長が3mmではなく0.15mmである点のみである。
【0040】
また、比較例4は、実施例1とほぼ同一の処方を有し、実施例1との違いはセルロース繊維/ロックウール繊維の含有質量比率が47/53ではなく、本発明で特定する範囲外の67/33である点のみであるが、比較例4に係る2.00mm厚のシート状成形体はJIS A―1321の表面試験で亀裂が発生し該表面試験の1級には不合格である。
【0041】
これに対し、繊維長7mmのロックウール繊維と硬化速度が2.1N/分のフェノール樹脂を用い、かつ、セルロース繊維/ロックウール繊維の含有質量比率を本発明で特定する範囲内とした実施例3及び実施例5に係るシート状成形体は、それぞれ、1.53mm厚及び1.21mm厚という超薄型であるにもかかわらず、JIS A―1321の表面試験で亀裂等の防火上有害な変形を発生せず、該表面試験の1級(建築基準法に規定する不燃材料に相当する。)に合格する高度な不燃性を有している。
【0042】
すなわち、多量の含水無機化合物あるいは多量の含水無機化合物及び炭酸塩と比較的少量のセルロース繊維と熱硬化性樹脂を含有するシート状熱成形体において、繊維長2mm以上のロックウール繊維と硬化速度が0.5N/分以上6N/分未満の熱硬化性樹脂を用い、かつ、セルロース繊維/ロックウール繊維の含有質量比率を20/80〜62/38の範囲とした場合に、かかる好結果の得られる作用・機構の詳細は未だ不明であるが、本発明のシート状成形体の骨格構成要素であるセルロース繊維と繊維長2mm以上のロックウール繊維による網状構造に対し、0.5N/分以上6N/分未満なる硬化速度を有する熱硬化性樹脂が熱硬化性樹脂に特有の硬質化を極力伴わずに、前記網状構造を効果的に補強する形で硬化するため、得られるシート状不燃成形体は、十分な機械的強度を有すると同時に柔軟性が功を奏して熱応力を速やかに分散せしめ得ることが、薄型においても亀裂等の防火上有害な変形の発生を回避できる要因の一つと考えられる。
【0043】
また、0.5N/分以上6N/分未満なる硬化速度を有する熱硬化性樹脂を用いても、これに加え、繊維長2mm以上のロックウール繊維をセルロース繊維に対し特定の含有質量比率で用いた場合以外は、薄型において、JIS A―1321の表面試験で亀裂が発生してしまうことから、燃焼試験のごとき高温加熱時に、繊維長2mm以上のロックウール繊維がセルロース繊維及び前記熱硬化性樹脂並びに含水無機化合物または炭酸塩との相互作用の中で、該繊維長2mm以上のロックウール繊維に固有で、かつ非常に強力な形状保持効果を発揮することが、薄型においても亀裂等の防火上有害な変形を回避できるもう一つの重要な要因と考えられる。
【0044】
【実施例】
次に、本発明を以下の実施例に基づいてさらに具体的に説明する。
本実施例中の各項目の測定は次の方法によった。
▲1▼厚さ及び密度:JIS P―8118による。
▲2▼曲げ強度:JIS A―5907による。繊維配向性がある場合、繊維配向方向とこれに直角をなす方向について測定し両者の平均を求めた。
▲3▼不燃性1:JIS A―1321の表面試験で亀裂等の防火上有害な変形の有無で評価した。
▲4▼不燃性2:JIS A―1321の表面試験の1級の合否で評価した。
▲5▼表面石調模様状の凹凸模様:目視観察にて石調模様状の凹凸模様をはっきりと確認できる場合を良好とし、はっきりとは確認できない場合を不良とした。また、目視観察にて石調模様状の凹凸模様をはっきりと確認できる場合、該石調模様状の凹凸模様の個々の凹部あるいは凸部の平均的な大きさ(図1のW)及び石調模様状の凹凸の平均的な深さ(図1のD)を測定した。
また、熱硬化性樹脂のキュラストメータによる175℃での熱硬化速度は、硬化曲線上の最大応力の10%に達した点(応力F10(N),時間T10(分))と最大応力の90%に達した点(応力F90(N),時間T90(分))とを結んだ直線の傾き、すなわち(F90−F10)/(T90−T10)N/分で与えられる。
【0045】
実施例1
市販の針葉樹系未晒硫酸塩パルプと繊維長3mmのロックウール繊維(以下、無機繊維aと略称する。)を離解機にて離解して得たセルロース繊維と無機繊維の混合分散液の所定量を取り、これに水酸化アルミニウム粉体(平均粒径5.7μmである。以下同じ)、炭酸カルシウム粉体(平均粒径1.5μmである。以下同じ)、及びキュラストメータによる175℃での硬化速度が2.1N/分であるフェノール樹脂(以下、熱硬化性樹脂aと略称する。)を添加し、攪拌機にて十分に分散混合して原料スラリーとした。次いで、該原料スラリーの全固形分100質量部に対して、ポリアクリルアミド系凝集剤を固形分で0.01質量部添加して、原料スラリー中の含水無機化合物等の粉体をセルロース繊維等に強固に定着せしめてフロックを形成せしめた状態で、角型テスト抄紙機にて抄造し、圧搾、乾燥し、抄造シートA´を得た。
次に、抄造シートA´を、厚さ0.3mmのポリフッ化エチレン系繊維製の柔軟性を有する離型シートを介して2枚重ねて熱プレスにて熱圧成形(温度200℃、圧力3.9MPa、時間15分)し、シート状成形体Aを得た。
【0046】
シート状成形体Aについて、含水無機化合物及び炭酸塩の合計含有率、含水無機化合物/炭酸塩の含有質量比率、セルロース繊維と無機繊維の合計含有率、セルロース繊維/無機繊維の含有質量比率及び熱硬化性樹脂の含有率を表1に示すとともに、厚さ、密度、曲げ強度、不燃性1、不燃性2及び表面石調模様状の凹凸模様をそれぞれ測定及び目視観察し、その結果を表1に示した。なお、シート状成形体Aは、片面に石調模様状の凹凸模様が明瞭に形成され、該石調模様状の凹凸模様の個々の凹部あるいは凸部の平均的な大きさは3〜6mm、石調模様状の凹凸の平均的な深さは0.3〜0.5mmであった。
【0047】
実施例2
実施例1において、各成分の配合量を変えた以外は実施例1と同様にして、抄造シートB´を得た。
次に、抄造シートB´を、熱プレスによる熱圧成形条件を温度175℃、圧力2.0MPa、時間6分とした以外は実施例1と同様にして熱圧成形し、シート状成形体Bを得た。
シート状成形体Bについて、含水無機化合物及び炭酸塩の合計含有率、含水無機化合物/炭酸塩の含有質量比率、セルロース繊維と無機繊維の合計含有率、セルロース繊維/無機繊維の含有質量比率及び熱硬化性樹脂の含有率を表1に示すとともに、厚さ、密度、曲げ強度、不燃性1、不燃性2及び表面石調模様状の凹凸意匠性をそれぞれ測定及び目視観察し、その結果を表1に示した。なお、シート状成形体Bは、片面に石調模様状の凹凸模様が明瞭に形成され、該石調模様状の凹凸模様の個々の凹部あるいは凸部の平均的な大きさは3〜6mm、石調模様状の凹凸の平均的な深さは0.3〜0.5mmであった。
【0048】
実施例3
実施例1において、無機繊維aに代えて、繊維長7mmのロックウール繊維(以下、無機繊維bと略称する。)を用いた以外は実施例1と同様にして、抄造シートC´を得た。
次に、抄造シートC´を、厚さ0.3mmのポリフッ化エチレン系繊維製の柔軟性を有する離型シートを介して3枚重ねて熱プレスにて熱圧成形(温度200℃、圧力3.9MPa、時間20分)し、得られた3枚のシート状成形体のうち、2枚目に重ねたもの、すなわち、両面共厚さ0.3mmのポリフッ化エチレン系繊維製の柔軟性を有する離型シートを介して抄造シートCと接しつつ熱圧成形されたものをシート状成形体Cとした。
シート状成形体Cについて、含水無機化合物及び炭酸塩の合計含有率、含水無機化合物/炭酸塩の含有質量比率、セルロース繊維と無機繊維の合計含有率、セルロース繊維/無機繊維の含有質量比率及び熱硬化性樹脂の含有率を表1に示すとともに、厚さ、密度、曲げ強度、不燃性1、不燃性2及び表面石調模様状の凹凸模様をそれぞれ測定及び目視観察し、その結果を表1に示した。なお、シート状成形体Cは、片面に石調模様状の凹凸模様が明瞭に形成され、該石調模様状の凹凸模様の個々の凹部あるいは凸部の平均的な大きさは2〜5mm、石調模様状の凹凸の平均的な深さは0.3〜0.4mmであった。
【0049】
実施例4
実施例2において、無機繊維aに代えて、無機繊維bを用い、熱硬化性樹脂aに代えて、キュラストメータによる175℃での硬化速度が3.3N/分であるフェノール樹脂(以下、熱硬化性樹脂bと略称する。)を用い、炭酸カルシウム粉体を配合しない以外は実施例2と同様にして、抄造シートD´を得た。
次に、抄造シートD´を実施例1と同様にして熱圧成形し、シート状成形体Dを得た。
シート状成形体Dについて、含水無機化合物及び炭酸塩の合計含有率、含水無機化合物/炭酸塩の含有質量比率、セルロース繊維と無機繊維の合計含有率、セルロース繊維/無機繊維の含有質量比率及び熱硬化性樹脂の含有率を表1に示すとともに、厚さ、密度、曲げ強度、不燃性1、不燃性2及び表面石調模様状の凹凸模様をそれぞれ測定及び目視観察し、その結果を表1に示した。なお、シート状成形体Dは、片面に石調模様状の凹凸模様が明瞭に形成され、該石調模様状の凹凸模様の個々の凹部あるいは凸部の平均的な大きさは3〜6mm、石調模様状の凹凸の平均的な深さは0.3〜0.5mmであった。
【0050】
実施例5
実施例1において、無機繊維aに代えて、無機繊維bを用いた以外は実施例1と同様にして、抄造シートE´を得た。
次に、抄造シートE´を実施例1と同様にして熱圧成形し、シート状成形体Eを得た。
シート状成形体Eについて、含水無機化合物及び炭酸塩の合計含有率、含水無機化合物/炭酸塩の含有質量比率、セルロース繊維と無機繊維の合計含有率、セルロース繊維/無機繊維の含有質量比率及び熱硬化性樹脂の含有率を表1に示すとともに、厚さ、密度、曲げ強度、不燃性1、不燃性2及び表面石調模様状の凹凸意匠性をそれぞれ測定及び目視観察し、その結果を表1に示した。なお、シート状成形体Eは、片面に石調模様状の凹凸模様が明瞭に形成され、該石調模様状の凹凸模様の個々の凹部あるいは凸部の平均的な大きさは2〜4mm、石調模様状の凹凸の平均的な深さは0.2〜0.3mmであった。
【0051】
実施例6
実施例5において、熱硬化性樹脂aとキュラストメータによる175℃での硬化速度が7.0N/分であるフェノール樹脂(以下、熱硬化性樹脂cと略称する。)を熱硬化性樹脂a/熱硬化性樹脂c=3/2なる固形分質量比で配合した以外は実施例5と同様にして、抄造シートF´を得た。
次に、抄造シートF´を実施例1と同様にして熱圧成形し、シート状成形体Fを得た。
シート状成形体Fについて、含水無機化合物及び炭酸塩の合計含有率、含水無機化合物/炭酸塩の含有質量比率、セルロース繊維と無機繊維の合計含有率、セルロース繊維/無機繊維の含有質量比率及び熱硬化性樹脂の含有率を表1に示すとともに、厚さ、密度、曲げ強度、不燃性1、不燃性2及び表面石調模様状の凹凸意匠性をそれぞれ測定及び目視観察し、その結果を表1に示した。なお、シート状成形体Fは、片面に石調模様状の凹凸模様が明瞭に形成され、該石調模様状の凹凸模様の個々の凹部あるいは凸部の平均的な大きさは3〜6mm、石調模様状の凹凸の平均的な深さは0.3〜0.5mmであった。
【0052】
実施例7
実施例2において、無機繊維aに代えて、無機繊維bを用い、水酸化アルミニウム粉体に代えて、水酸化マグネシウム粉体状(平均粒径10μmである。以下同じ)を用いた以外は実施例2と同様にして、抄造シートG´を得た。
次に、抄造シートG´を、厚さ0.3mmのポリフッ化エチレン系繊維製の柔軟性を有する離型シートに代えて、厚さ0.08mmの両面シリコーン系離型剤塗工紙製の柔軟性を有する離型シートを用いた以外は実施例1と同様にして熱圧成形し、シート状成形体Gを得た。
シート状成形体Gについて、含水無機化合物及び炭酸塩の合計含有率、含水無機化合物/炭酸塩の含有質量比率、セルロース繊維と無機繊維の合計含有率、セルロース繊維/無機繊維の含有質量比率及び熱硬化性樹脂の含有率を表1に示すとともに、厚さ、密度、曲げ強度、不燃性1、不燃性2及び表面石調模様状の凹凸意匠性をそれぞれ測定及び目視観察し、その結果を表1に示した。なお、シート状成形体Gは、片面に石調模様状の凹凸模様が明瞭に形成され、該石調模様状の凹凸模様の個々の凹部あるいは凸部の平均的な大きさは3〜6mm、石調模様状の凹凸の平均的な深さは0.3〜0.5mmであった。
【0053】
実施例8
市販の針葉樹系未晒硫酸塩パルプと無機繊維bをパルパーにて離解し、これに水酸化アルミニウム粉体、炭酸カルシウム粉体及び熱硬化性樹脂aを添加し、十分に分散混合して原料スラリーとした。次いで、該原料スラリーの全固形分100質量部に対して、ポリアクリルアミド系凝集剤を固形分で0.1質量部添加して、原料スラリー中の含水無機化合物等の粉体をセルロース繊維等に強固に定着せしめてフロックを形成せしめた状態で、長網/ワインドアップロール構成の巻取板紙抄紙機にて抄造し、圧搾、乾燥し、抄造シートH´を得た。
次に、抄造シートH´を、厚さ0.3mmのポリフッ化エチレン系繊維製の柔軟性を有する離型シートを介して2枚重ねて熱プレスにて熱圧成形(温度200℃、圧力3.9MPa、時間15分)し、シート状成形体Hを得た。
シート状成形体Hについて、含水無機化合物及び炭酸塩の合計含有率、含水無機化合物/炭酸塩の含有質量比率、セルロース繊維と無機繊維の合計含有率、セルロース繊維/無機繊維の含有質量比率及び熱硬化性樹脂の含有率を表1に示すとともに、厚さ、密度、曲げ強度、不燃性1、不燃性2及び表面石調模様状の凹凸模様をそれぞれ測定及び目視観察し、その結果を表1に示した。なお、シート状成形体Hは、片面に石調模様状の石調模様状の凹凸模様が明瞭に形成され、該石調模様状の凹凸模様の個々の凹部あるいは凸部の平均的な大きさは5〜12mm、石調模様状の凹凸の平均的な深さは0.3〜0.6mmであった。
【0054】
実施例9
実施例8において、無機繊維bに代えて、無機繊維aを用いた以外は実施例8と同様にして、抄造シートI´を得た。
次に、抄造シートI´を、熱プレスによる熱圧成形条件を温度175℃、圧力2.0MPa、時間6分とした以外は実施例8と同様にして熱圧成形し、シート状成形体Iを得た。
シート状成形体Iについて、含水無機化合物及び炭酸塩の合計含有率、含水無機化合物/炭酸塩の含有質量比率、セルロース繊維と無機繊維の合計含有率、セルロース繊維/無機繊維の含有質量比率及び熱硬化性樹脂の含有率を表1に示すとともに、厚さ、密度、曲げ強度、不燃性1、不燃性2及び表面石調模様状の凹凸模様をそれぞれ測定及び目視観察し、その結果を表1に示した。なお、シート状成形体Iは、片面に石調模様状の凹凸模様が明瞭に形成され、該石調模様状の凹凸模様の個々の凹部あるいは凸部の平均的な大きさは5〜12mm、石調模様状の凹凸の平均的な深さは0.3〜0.6mmであった。
【0055】
比較例1
実施例1において、無機繊維aに代えて、繊維長3mmのガラス繊維(以下、無機繊維cと略称する。)を用いた以外は実施例1と同様にして、抄造シートJ´を得た。
次に、抄造シートJ´を、実施例1と同様にして熱圧成形し、シート状成形体Jを得た。
シート状成形体Jについて、含水無機化合物及び炭酸塩の合計含有率、含水無機化合物/炭酸塩の含有質量比率、セルロース繊維と無機繊維の合計含有率、セルロース繊維/無機繊維の含有質量比率及び熱硬化性樹脂の含有率を表1に示すとともに、厚さ、密度、曲げ強度、不燃性1、不燃性2及び表面石調模様状の凹凸模様をそれぞれ測定及び目視観察し、その結果を表1に示した。なお、シート状成形体Jは、片面に石調模様状の凹凸模様が明瞭に形成され、該石調模様状の凹凸模様の個々の凹部あるいは凸部の平均的な大きさは3〜6mm、石調模様状の凹凸の平均的な深さは0.3〜0.5mmであった。
【0056】
比較例2
実施例1において、無機繊維aに代えて、繊維長5mmのガラス繊維(以下、無機繊維dと略称する。)を用いた以外は実施例1と同様にして、抄造シートK´を得た。
次に、抄造シートK´を、実施例1と同様にして熱圧成形し、シート状成形体Kを得た。
シート状成形体Kについて、含水無機化合物及び炭酸塩の合計含有率、含水無機化合物/炭酸塩の含有質量比率、セルロース繊維と無機繊維の合計含有率、セルロース繊維/無機繊維の含有質量比率及び熱硬化性樹脂の含有率を表1に示すとともに、厚さ、密度、曲げ強度、不燃性1、不燃性2及び表面石調模様状の凹凸意匠性をそれぞれ測定及び目視観察し、その結果を表1に示した。なお、シート状成形体Kは、片面に石調模様状の凹凸模様が明瞭に形成され、該石調模様状の凹凸模様の個々の凹部あるいは凸部の平均的な大きさは3〜6mm、石調模様状の凹凸の平均的な深さは0.3〜0.5mmであった。
【0057】
比較例3
実施例1において、熱硬化性樹脂aに代えて、キュラストメータによる175℃での硬化速度が13.7N/分であるフェノール樹脂(以下、熱硬化性樹脂dと略称する。)を用いた以外は実施例1同様にして、抄造シートL´を得た。
次に、抄造シートL´を、実施例1と同様にして熱圧成形し、シート状成形体Lを得た。
シート状成形体Lについて、含水無機化合物及び炭酸塩の合計含有率、含水無機化合物/炭酸塩の含有質量比率、セルロース繊維と無機繊維の合計含有率、セルロース繊維/無機繊維の含有質量比率及び熱硬化性樹脂の含有率を表1に示すとともに、厚さ、密度、曲げ強度、不燃性1、不燃性2及び表面石調模様状の凹凸意匠性をそれぞれ測定及び目視観察し、その結果を表1に示した。なお、シート状成形体Lは、片面に石調模様状の凹凸模様が明瞭に形成され、該石調模様状の凹凸模様の個々の凹部あるいは凸部の平均的な大きさは3〜6mm、石調模様状の凹凸の平均的な深さは0.3〜0.5mmであった。
【0058】
比較例4
実施例1において、セルロース繊維/無機繊維含有質量比率を本発明で特定する範囲外とした以外は実施例1と同様にして、抄造シートM´得た。
次に、抄造シートM´を、実施例1と同様にして熱圧成形し、シート状成形体Mを得た。
シート状成形体Mについて、含水無機化合物及び炭酸塩の合計含有率、含水無機化合物/炭酸塩の含有質量比率、セルロース繊維と無機繊維の合計含有率、セルロース繊維/無機繊維の含有質量比率及び熱硬化性樹脂の含有率を表1に示すとともに、厚さ、密度、曲げ強度、不燃性1、不燃性2及び表面石調模様状の凹凸模様をそれぞれ測定及び目視観察し、その結果を表1に示した。なお、シート状成形体Mは、片面に石調模様状の凹凸模様が明瞭に形成され、該石調模様状の凹凸模様の個々の凹部あるいは凸部の平均的な大きさは3〜6mm、石調模様状の凹凸の平均的な深さは0.3〜0.5mmであった。
【0059】
比較例5
実施例1において、無機繊維aに代えて、繊維長1mmのロックウール繊維(以下、無機繊維eと略称する。)を用いた以外は実施例1と同様にして、抄造シートN´を得た。
次に、抄造シートN´を、実施例1と同様にして熱圧成形し、シート状成形体Nを得た。
シート状成形体Nについて、含水無機化合物及び炭酸塩の合計含有率、含水無機化合物/炭酸塩の含有質量比率、セルロース繊維と無機繊維の合計含有率、セルロース繊維/無機繊維の含有質量比率及び熱硬化性樹脂の含有率を表1に示すとともに、厚さ、密度、曲げ強度、不燃性1、不燃性2及び表面石調模様状の凹凸意匠性をそれぞれ測定及び目視観察し、その結果を表1に示した。なお、シート状成形体Nは、片面に石調模様状の凹凸模様が明瞭に形成され、該石調模様状の凹凸模様の個々の凹部あるいは凸部の平均的な大きさは3〜6mm、石調模様状の凹凸の平均的な深さは0.3〜0.5mmであった。
【0060】
比較例6
実施例1において、無機繊維aに代えて、繊維長0.15mmのロックウール繊維(以下、無機繊維fと略称する。)を用いた以外は実施例1と同様にして、抄造シートO´を得た。
次に、抄造シートO´を、実施例1と同様にして熱圧成形し、シート状成形体Oを得た。
シート状成形体Oについて、含水無機化合物及び炭酸塩の合計含有率、含水無機化合物/炭酸塩の含有質量比率、セルロース繊維と無機繊維の合計含有率、セルロース繊維/無機繊維の含有質量比率及び熱硬化性樹脂の含有率を表1に示すとともに、厚さ、密度、曲げ強度、不燃性1、不燃性2及び表面石調模様状の凹凸意匠性をそれぞれ測定及び目視観察し、その結果を表1に示した。なお、シート状成形体Oは、片面に石調模様状の凹凸模様が明瞭に形成され、該石調模様状の凹凸模様の個々の凹部あるいは凸部の平均的な大きさは3〜6mm、石調模様状の凹凸の平均的な深さは0.3〜0.5mmであった。
【0061】
比較例7
比較例1において、各成分の配合量を変えた以外は比較例1と同様にして、抄造シートP´を得た。
次に、抄造シートP´を、熱プレスによる熱圧成形条件を温度175℃、圧力2.0MPa、時間6分とした以外は比較例1と同様にして熱圧成形し、シート状成形体Pを得た。
シート状成形体Pについて、含水無機化合物及び炭酸塩の合計含有率、含水無機化合物/炭酸塩の含有質量比率、セルロース繊維と無機繊維の合計含有率、セルロース繊維/無機繊維の含有質量比率及び熱硬化性樹脂の含有率を表1に示すとともに、厚さ、密度、、曲げ強度、不燃性1、不燃性2及び表面石調模様状の凹凸意匠性をそれぞれ測定及び目視観察し、その結果を表1に示した。なお、シート状成形体Pは、片面に石調模様状の凹凸模様が明瞭に形成され、該石調模様状の凹凸模様の個々の凹部あるいは凸部の平均的な大きさは3〜6mm、石調模様状の凹凸の平均的な深さは0.3〜0.5mmであった。
【0062】
比較例8
比較例3において、各成分の配合量を変えた以外は比較例3と同様にして、抄造シートQ´を得た。
次に、抄造シートQ´を、熱プレスによる熱圧成形条件を温度175℃、圧力2.0MPa、時間6分とした以外は比較例3と同様にして熱圧成形し、シート状成形体Qを得た。
シート状成形体Qについて、含水無機化合物及び炭酸塩の合計含有率、含水無機化合物/炭酸塩の含有質量比率、セルロース繊維と無機繊維の合計含有率、セルロース繊維/無機繊維の含有質量比率及び熱硬化性樹脂の含有率を表1に示すとともに、厚さ、密度、曲げ強度、不燃性1、不燃性2及び表面石調模様状の凹凸意匠性をそれぞれ測定及び目視観察し、その結果を表1に示した。なお、シート状成形体Qは、片面に石調模様状の凹凸模様が明瞭に形成され、該石調模様状の凹凸模様の個々の凹部あるいは凸部の平均的な大きさは3〜6mm、石調模様状の凹凸の平均的な深さは0.3〜0.5mmであった。
【0063】
比較例9
実施例8において、無機繊維aに代えて、無機繊維cを用いた以外は実施例8と同様にして、抄造シートR´を得た。
次に、抄造シートR´を、実施例8と同様にして熱圧成形し、シート状成形体Rを得た。
シート状成形体Rについて、含水無機化合物及び炭酸塩の合計含有率、含水無機化合物/炭酸塩の含有質量比率、セルロース繊維と無機繊維の合計含有率、セルロース繊維/無機繊維の含有質量比率及び熱硬化性樹脂の含有率を表1に示すとともに、厚さ、密度、曲げ強度、不燃性1、不燃性2及び表面石調模様状の凹凸意匠性をそれぞれ測定及び目視観察し、その結果を表1に示した。なお、シート状成形体Rは、片面に石調模様状の凹凸模様が明瞭に形成され、該石調模様状の凹凸模様の個々の凹部あるいは凸部の平均的な大きさは5〜12mm、石調模様状の凹凸の平均的な深さは0.3〜0.6mmであった。
【0064】
比較例10
実施例9において、セルロース繊維/無機繊維含有質量比率を本発明で特定する範囲外とした以外は実施例9と同様にして、抄造シートS´得た。
次に、抄造シートS´を、実施例9と同様にして熱圧成形し、シート状成形体Sを得た。
シート状成形体Sについて、含水無機化合物及び炭酸塩の合計含有率、含水無機化合物/炭酸塩の含有質量比率、セルロース繊維と無機繊維の合計含有率、セルロース繊維/無機繊維の含有質量比率及び熱硬化性樹脂の含有率を表1に示すとともに、厚さ、密度、、曲げ強度、不燃性1、不燃性2及び表面石調模様状の凹凸意匠性をそれぞれ測定及び目視観察し、その結果を表1に示した。なお、シート状成形体Sは、片面に石調模様状の凹凸模様が明瞭に形成され、該石調模様状の凹凸模様の個々の凹部あるいは凸部の平均的な大きさは5〜12mm、石調模様状の凹凸の平均的な深さは0.3〜0.6mmであった。
【0065】
比較例11
実施例1において、ポリアクリルアミド系凝集剤を添加しない以外は実施例1と同様にして、抄造シートT´を得た。
次に、抄造シートTを実施例1と同様にして熱圧成形し、シート状成形体Tを得た。
シート状成形体Tについて、含水無機化合物及び炭酸塩の合計含有率、含水無機化合物/炭酸塩の含有質量比率、セルロース繊維と無機繊維の合計含有率、セルロース繊維/無機繊維の含有質量比率及び熱硬化性樹脂の含有率を表1に示すとともに、厚さ、密度、曲げ強度、不燃性1、不燃性2及び表面石調模様状の凹凸意匠性をそれぞれ測定及び目視観察し、その結果を表1に示した。なお、シート状成形体Tは、表面に明瞭な石調模様状の凹凸模様は形成されておらず、特段の意匠性を認めなかった。
【0066】
【表1】
【0067】
【発明の効果】
本発明のシート状不燃成形体は、含水無機化合物あるいは含水無機化合物及び炭酸塩/セルロース繊維及びロックウール繊維/熱硬化性樹脂という構成で各成分を特定量含有し、かつ、ロックウール繊維の繊維長を2mm以上とし、熱硬化性樹脂の全部あるいは一部をキュラストメータによる175℃での熱硬化速度が0.5N/分以上6N/分未満なる硬化特性を有するものとし、かつ、セルロース繊維/ロックウール繊維の含有質量比率を20/80〜62/38の範囲しとた原料スラリーを調成し、該スラリーに凝集剤を添加しフロックを形成せしめた状態で湿式抄造することにより、意図的に地合が乱れ地合ムラの大きい抄造シートを得た後、該抄造シートと抄造シートの間に、熱圧成形過程における被成形体表面の石調模様状の凹凸模様の形成に追従できる柔軟性と熱圧成形後にシート状成形体を容易に剥がせる離型性を有している柔軟性を有する離型シートを介して該抄造シートを2枚以上重ねて熱圧成形することにより柔軟性を有する離型シートを介して2枚以上重ねて熱圧成形して、かかる地合ムラを有効に機能せしめることにより、少なくとも片面に、該抄造シートの地合パターンに対応した石調模様状の凹凸を形成せしめることとしたので、製作に多大な費用を要する石調模様状の凹凸模様に加工した金型や高価な切削刃等を使用することなく、より簡便かつ低コストで、片面あるいは両面に意匠性に富んだ石調模様状の石調模様状の凹凸模様を有し、かつ、薄型であるのに拘わらず、亀裂の発生などの防火上有害な変形が発生しない高度な不燃性を有するシート状不燃成形体が得られる。
【0068】
すなわち、従来の不燃材料が最低でも3mm厚を超えないと所要の不燃性能を確保できなかったのに対し、本発明のシート状不燃成形体は、厚さが0.5〜3mmという薄型においても、JIS A−1321の表面試験で亀裂等の防火上有害な変形を発生せず、該表面試験の1級(建築基準法に規定する不燃材料に相当する。)に合格する高度の不燃性を有する。また、本発明のシート状不燃成形体は、厚さが0.5〜3mmと薄型であるため、軽量化でき施工作業性が改善されるとともに、既存の不燃材料では厚さの制約から挿入できなかった部位にも適用できるなど、設計・施工方法面での自由度が拡大し、より多様な要求に対応できる。
【0069】
さらに、本発明のシート状不燃成形体は、十分な強度を有し、かつ良好な柔軟性を兼ね備えているため、0.5〜3mmという薄型でも取扱い時に、けい酸カルシウム板のごとき従来の不燃材料において発生しやすいところの、折れあるいは割れといった不具合が発生しにくい上に、溝加工あるいは屈曲自在な不燃裏打材との接着を施さずとも、曲率半径50mm以下といった、きわめて曲がりの急な曲面施工を施すことができるという利点を有する。
【0070】
加えて、本発明のシート状不燃成形体の表面の石調模様状の凹凸模様は、従来の所定の石調模様状の凹凸模様に加工した金型等を用いた場合のような決った形状の単なる繰り返しのような人工的な形状ではなく、地合パターンに対応した1つ1つの石調模様状の凹凸模様がすべて微妙に異なる自然な形状となり、かつ、石調模様状の凹凸模様の個々の凹部あるいは凸部の平均的な大きさが2〜12mm、石調模様状の凹凸の平均的な深さが0.2〜0.6mmである点で、意匠的により効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明により得られた表面に石調模様状の凹凸模様を有するシート状成形体の拡大断面を表わす概念図である。
【符号の説明】
1 シート状成形体
2 石調模様状の凹凸模様
Claims (12)
- 抄造シートの熱圧成形体であって、該熱圧成形体は、含水無機化合物及び炭酸塩を固形分で合計60〜95質量%と、セルロース繊維及び繊維長2mm以上のロックウール繊維を固形分で合計4〜40質量%と、熱硬化性樹脂を固形分で1〜20質量%とを含有し、かつ、前記含水無機化合物/炭酸塩が固形分質量比で前記含水無機化合物/炭酸塩=100/0〜50/50であり、前記セルロース繊維/ロックウール繊維が固形分質量比でセルロース繊維/ロックウール繊維=20/80〜62/38であって、前記熱硬化性樹脂の全部または一部はキュラストメータによる175℃での熱硬化速度が0.5N/分以上6N/分未満なる硬化特性を有し、かつ、厚さが0.5〜3mmであり、かつ、少なくとも片面に、前記した抄造シートの地合パターンに対応した石調模様状の凹凸模様の個々の凹部あるいは凸部の平均的な大きさは2〜12mm、石調模様状の凹凸の平均的な深さは0.2〜0.6mmであることを特徴とするシート状不燃成形体。
- 原料スラリーに凝集剤を添加しフロックを形成せしめた状態で湿式抄造して、含水無機化合物及び炭酸塩を固形分で合計60〜95質量%と、セルロース繊維及び繊維長2mm以上のロックウール繊維を固形分で合計4〜40質量%と、熱硬化性樹脂を固形分で1〜20質量%とを含有し、かつ、前記含水無機化合物/炭酸塩が固形分質量比で前記含水無機化合物/炭酸塩=100/0〜50/50であり、前記セルロース繊維/ロックウール繊維が固形分質量比でセルロース繊維/ロックウール繊維=20/80〜62/38であって、前記熱硬化性樹脂の全部または一部はキュラストメータによる175℃での熱硬化速度が0.5N/分以上6N/分未満なる硬化特性を有する抄造シートを複数枚得た後、該複数枚のそれぞれの抄造シートと抄造シートの間に、熱圧成形過程における被成形体表面の石調模様状の凹凸模様の形成に追従できる柔軟性と熱圧成形後にシート状成形体を容易に剥がせる離型性を有している柔軟性を有する離型シートを介して複数枚重ねた抄造シートを熱圧成形して、厚さを0.5〜3mmとし、かつ、少なくとも該抄造シートの片面に、該抄造シートの地合パターンに対応した石調模様状の凹凸模様の個々の凹部あるいは凸部の平均的な大きさは2〜12mm、石調模様状の凹凸の平均的な深さは0.2〜0.6mmであることを特徴とするシート状不燃成形体の製造方法。
- 上記熱硬化性樹脂の内、固形分で30質量%以上がキュラストメータによる175℃での熱硬化速度が0.5N/分以上6N/分未満なる硬化特性を有するものであることを特徴とする請求項1記載のシート状不燃成形体。
- 上記熱硬化性樹脂の内、固形分で30質量%以上がキュラストメータによる175℃での熱硬化速度が0.5N/分以上6N/分未満なる硬化特性を有するものであることを特徴とする請求項2記載のシート状不燃成形体の製造方法。
- 上記熱硬化性樹脂は、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、尿素メラミン樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂の中から選ばれた少なくとも1種類からなる請求項1または3記載のシート状不燃成形体。
- 上記熱硬化性樹脂は、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、尿素メラミン樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂の中から選ばれた少なくとも1種類からなる請求項2または4記載のシート状不燃成形体の製造方法。
- 上記含水無機化合物は水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、二水和石こう及びアルミン酸化カルシウムの中から選ばれた少なくとも1種類からなる請求項1、3または5記載のシート状不燃成形体。
- 上記含水無機化合物は水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、二水和石こう及びアルミン酸化カルシウムの中から選ばれた少なくとも1種類からなる請求項2、4または6記載のシート状難燃成形体の製造方法。
- 上記炭酸塩は炭酸カルシウムである請求項1、3、5または7記載のシート状不燃成形体。
- 上記炭酸塩は炭酸カルシウムである請求項2、4、6または8記載のシート状不燃成形体の製造方法。
- 2層以上のシート層の積層体からなる請求項1、3、5、7または9記載のシート状不燃成形体。
- 2層以上のシート層の積層体からなる請求項2、4、6、8または10記載のシート状不燃成形体の製造方法。
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