JP4872352B2 - 床材 - Google Patents

Description

本発明は、床材に関するものであり、特に建築物における室内床面に使用するための床材に関するものである。

現在、戸建て住宅等の建築物における室内床面用の床材としては、木質系フローリング材が最も広く流行している。この木質系フローリング材とは、厚み５〜１５ｍｍ程度の天然木材の無垢板や、厚み５〜１５ｍｍ程度の積層合板等の木質基材上に、厚み数百μｍ〜数ｍｍ程度の天然木材の突板を貼着したもの、或いはそれらの塗装品等である。

これらの天然木材を使用した木質系フローリング材は、その表面の意匠が天然木材の木目という、最も自然で親しみやすく美麗な意匠であることから、従来広く消費者に受け容れられている。

しかし、日光に当たると変色し易いことや、水に濡れると膨れや割れ、反り、腐蝕、突板の剥離等を起こし易く、特に浴室脱衣所や洗面所、厨房等の様な水廻りの部位への使用には問題があること、天然素材なので色調や木目形状などの品質や価格、供給量などが不安定であることなどの問題点も指摘されている。

特に近年では、地球環境保護問題への社会的関心が高まるにつれて、環境破壊に繋がる天然木材の大量消費は白眼視される様になり、床材などの建築材料の分野においても、資源のリサイクル利用への取り組みが求められる様になっている。

しかし、木質系フローリング材を再度床材としてリサイクル利用することは、技術的にも経済的にも極めて困難であり、せいぜい粉砕してパーティクルボード用原料としてリサイクル利用される程度に留まっているが、これも近年の急激な供給増に見合った用途開発が進まないために過剰在庫を抱え、リサイクル利用は行き詰まりの状況にあり、大半は埋め立てや焼却による最終処分が行われているのが現状である。

そこで、床材を使用後に再度、同種の床材の原料として再利用可能な、リサイクル適性のある床材の開発が、社会的に強く要望される様になっている。こうした要望に応えるものとして、本発明者らは既に、熱可塑性樹脂と木質系充填剤を含有する木質樹脂成形体の表面に、該木質樹脂成形体に含有される熱可塑性樹脂と同系の熱可塑性樹脂を主体とする化粧シートを積層してなる床材を提案した。（特許文献１参照）

この床材は、熱可塑性樹脂を主成分とするので耐水性や耐候性に優れ、物性的にも意匠的にも品質の安定した製品を安価に大量供給可能であり、切削や釘打ち等の加工性も木質系フローリング材と同等であり、しかも、使用後はそのまま粉砕して前記木質樹脂成形体の成形材料として再利用できるという、優れたリサイクル適性を備えたものである。

また、本発明者らはさらに、水系又は溶剤系接着剤による接着性や、天然木材に似た暖かい触感を与える断熱性、快い歩行感を与える弾力性等の改善を目的として、前記木質樹脂成形体を発泡させてなる木質樹脂発泡成形体を基材として使用した床材を提案した。（特許文献２参照）
特開２００１−３５３８１５号公報 特開２００２−１２０３４７号公報

しかしながら、その後の試作検討の結果、前記した木質樹脂発泡成形体を使用した床材について、押出方向の熱寸法安定性と、押出方向と垂直方向（基材巾方向）の熱寸法安定性に違いがあるという問題があることが判明した。

これまで提案してきた木質系樹脂発泡成形体からなる床材は、床形状の発泡成形体を連続的に押出し、押出方向に対して垂直にカットされて生産される。

木質系樹脂発泡成形体においては、木質系充填剤を充填することにより、基材の熱寸法安定性（線膨張係数）を改善しているが、木質系充填剤がアスペクト比の高い、繊維状の構造をしていることにより、押出方向に配向する傾向がある。

この木質系充填材の配向に起因し、生産した床基材において押出方向の熱寸法安定性と、垂直方向（基材巾方向）の熱寸法安定性に差異が生じるという不均一性が生まれてしまう。

これまでの検証により、熱寸法安定性に起因する床基材の突き上げ現象に関して、押出方向に比べて、基材巾方向で発生する例が多い。これより、押出方向と基材巾方向の熱寸法安定性を同程度にする必要があり、この為には充填する木質系充填剤の押出方向への配向を抑制する必要がある。

そこで、本発明は、従来の技術における、前記の問題点を解決するためになされたものであり、木質感やリサイクル適性に優れた木質樹脂発泡成形体を基材とした床材において、押出方向の熱寸法安定性と、基材巾方向の熱寸法安定性の差を少なくするために、木質系充填剤の配向が制御された床材を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明は、少なくとも、熱可塑性樹脂と、木質系充填剤とを含む木質樹脂組成物を成形してなる床材において、前記熱可塑性樹脂として、最長緩和時間が０．１秒以下の熱可塑性樹脂と、最長緩和時間が１〜１００秒の熱可塑性樹脂とを混合することを特徴とする床材である。

請求項２記載の本発明は、請求項１記載の床材において、混合する熱可塑性樹脂のうち、最長緩和時間が０．１秒以下の熱可塑性樹脂が、前記熱可塑性樹脂全体１００重量部に対し、５〜３０重量部混合してあることを特徴とする床材である。

請求項１記載の発明により、熱可塑性樹脂と木質系充填剤とを含む木質樹脂組成物の発泡成形体を発泡成形してなる床材において、熱可塑性樹脂として、最長緩和時間の異なる樹脂を混合することにより、木質系充填剤の配向制御が出来る。

請求項２記載の発明により、最長緩和時間が０．１秒以下の樹脂を熱可塑性樹脂全体１００重量部に対し、５〜３０重量部混合することにより、押出方向への木質系充填剤の配向を抑制することが出来る。

本発明において、最長緩和時間が異なる少なくとも２種類以上の熱可塑性樹脂を混合することにより、熱可塑性樹脂全体の緩和時間を制御することが出来る。これにより、熱可塑性樹脂全体の緩和時間を短くすることができ、木質系充填剤の押出方向への配向を抑制することが出来る。このため、押出方向と基材巾方向の熱寸法安定性の不均一性を改善することが可能となる。

本発明の床材の一実施例の断面の構造を図１に示す。最長緩和時間の異なる、少なくとも２種類以上の熱可塑性樹脂１と、木質系充填剤２との混合物を、発泡（内部に気泡３が存在）させつつ成形してなる、木質樹脂発泡成形体４に、前記同系の熱可塑性樹脂からなる化粧シート５を積層し、床材６とした。

さらに、本発明の床材６には、木質樹脂発泡成形体４の化粧シート５を積層していない裏面に、前記木質樹脂発泡成形体に含有される熱可塑性樹脂１と同系の樹脂を主体とする発泡層（図示せず）が積層されていてもよい。例えば、床材の裏面側に発泡層を積層しておくと、床下地面の不陸を吸収してがたつきを防止したり、床面への物品の衝突音や歩行音を吸収して騒音を防止したりするなどの効果がある。

前記発泡層の成形手法については公知の手法が利用出来る。例えば、木質樹脂発泡成形体４に用いた熱可塑性樹脂１と同系の樹脂を、熱分解や化学反応によってガスを発生する化学発泡剤又は低沸点の液体に熱をかけて気化させる物理発泡剤のいずれかの発泡剤により、シート状に発泡成形させる等が挙げられる。

本発明における熱可塑性樹脂１としては、ポリオレフィン系の例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリイソプレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体、プロピレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体や、これらを接着性の向上の目的で酸変性したもの、あるいはアイオノマー等から適宜選択が可能で、単一でも複数種の混合でも構わない。

中でも、床材として要求される剛性や表面硬度、寸法安定性などの面で、ホモポリプロピレン、ランダムポリプロピレン、ブロックポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン共重合体などのポリプロピレン系樹脂が最も適している。

熱可塑性樹脂１には、必要に応じて熱安定剤、酸中和剤、紫外線吸収剤、ブロッキング防止剤、脱水剤、半透明化のための光散乱剤、艶調整剤等を添加されていてもよい。

これらの添加剤のうち熱安定剤としてはヒンダードフェノール系、硫黄系、リン系等、酸中和剤としてはステアリン酸金属塩、ハイドロタルサイト等、紫外線吸収剤としてはベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系、ベンゾフェノン系、トリアジン系等があり、光安定剤としてはヒンダードアミン系等が挙げられる。

しかし、熱可塑性樹脂１として好適なポリプロピレンは高い結晶性を有することによって、熱膨張や熱収縮という温度に対しての寸法変化、いわゆる線膨張係数が大きい材料である。本発明の床材６は、熱可塑性樹脂１と木質系充填剤２を複合しているため、熱可塑性樹脂単体と比較すれば、線膨張係数は小さくなっている。しかし、床材を施工した時の温度に比べ、室温が著しく高くなった場合には木質樹脂発泡成形体４の熱膨張による応力は基材巾方向および押出方向に蓄積され、施工面積が広くなった場合、これらの応力が一部分に集中する事により突き上げが発生する可能性がある。前述のように、木質系充填剤を充填した場合には押出方向に木質系充填剤が配向する事により、基材巾方向の線膨張係数が大きい傾向がある。

本発明の床材６は、木質樹脂発泡成形体４の表面に、熱可塑性樹脂１と同系の樹脂を主体とする化粧シート５を積層してもよい。化粧シート５に用いる樹脂を熱可塑性樹脂１と同系の樹脂とすることで、リサイクル処理時に混合しても大きな物性変化を伴わずにリサイクルが可能となる。

化粧シート５に用いる樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリイソプレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体、プロピレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体や、これらを接着性の向上を目的として酸変性したもの、アイオノマー等、或いはそれらの混合物、共重合体等、各種のポリオレフィン系樹脂の中から適宜選択が可能である。

本発明において、木質樹脂発泡成形体４に使用される木質系充填剤２の素材としては、特に制限されることなく選択が可能であるが、一般的には木材をカッターミルなどによって破断し、これをボールミルやインペラーミルなどにより粉砕して、微粉状にしたもの（木粉）などを用いる。

木質系充填剤２の平均粒径は、１〜２００μｍが好ましく、１０〜１５０μｍがより好ましい。平均粒径が１μｍ未満のものは取り扱いが困難である。平均粒径が１μｍ未満で、木質系充填剤２の配合量が多く、樹脂への分散が不充分である場合、製造される木質樹脂発泡成形体４に機械強度の低下が発生する。また、２００μｍより大きいと、成形品の均質性、平面性、機械的強度が低下する。

本発明において、樹脂の最長緩和時間が重要である。最長緩和時間は、粘弾性測定により測定される樹脂物性であり、樹脂の分子量、分子量分布、分岐の有無、架橋度などにより変化する。簡便な評価としては、回転式レオメーターにより角速度（ｒａｄ／ｓ）と粘度の関係をもとめ、ニュートン領域と非ニュートン領域の変曲点の角速度が最長緩和時間の逆数となる。

緩和時間が長い樹脂を用いた場合、押出機出口からサイジングで冷却、固化される過程において、樹脂は充分に緩和せず、押出方向に付与されている変形にともない、木質系充填剤も押出方向に配向することになる。

最長緩和時間は樹脂の分子量、分子量分布、分岐の有無などによって決まるため、表面硬度や押出時の成形性などを考えると、緩和時間の長い樹脂を使わざるを得ない。これに緩和時間の短い樹脂を適量混合することにより、木質系充填剤の配向の制御と、床物性（表面硬度、耐キャスター性など）、成形安定性などを両立することが可能となる。

本発明において、最長緩和時間の異なる樹脂を混合することにより、単一での緩和時間と比較して、より短い時間での緩和が可能となる。これにともない、押出方向への木質系充填剤の配向制御が可能となり、床基材の巾方向の熱寸法安定性を改善することができる。

熱可塑性樹脂１の配合量としては、熱可塑性樹脂１全体１００重量部に対して、最長緩和時間が０．１秒以下の熱可塑性樹脂が５〜３０重量部混合されているのが好ましい。このとき、残りの熱可塑性樹脂１の最長緩和時間の範囲は１〜１００秒であり、５〜３０秒がより好ましい。

生産時の押出、引取スピードを考えると、最長緩和時間が０．１秒以下の樹脂を混合する必要があり、前述の木質系充填剤の配向制御を考えると５重量部以上が必要である。また、３０重量部以上の添加に関しては、樹脂の腰がなくなり成形が困難になったり、生産した床基材の物性が低下したりする等の不具合をともなう。

また、木質系充填剤２の配合量については、熱可塑性樹脂１の１００重量部に対して、１０重量部から３００重量部まで適宜選択が可能であるが、成形性や均質性を高めるために、木質系充填剤２は、熱可塑性樹脂１の１００重量部に対して２０〜２００重量部、より好ましくは３０〜１５０重量部の配合量とすることが望ましい。

木質系充填剤２の配合量が多すぎると、床材の曲げ弾性率が上がり、しなやかさが失われるために、施工性が悪化したり（特に、隅部への施工時や一枚交換時に、床材を撓ませて施工することが難しくなる）、曲げた時に割れ易くなったりする。一方、少なすぎると、線膨張係数が大きくなり、寸法安定性が低下するために、温度変化によって、床材同士の間の目隙きや、床材同士の突き上げによる浮き等を発生したりする原因となる。

最長緩和時間の異なる熱可塑性樹脂１の混合法に関しては特に制限するものではないが、生産における簡便性を考えると、それぞれの樹脂ペレットをドライブレンド等により混合するのが望ましく、また、２軸押出等による強い混練を与えなくても本発明における効果を得ることができる。

本発明において、木質樹脂組成物を構成する熱可塑性樹脂１、木質系充填剤２、発泡剤およびその他の添加剤の混練については、特に方法を問わないが、バンバリーミキサーによって混練し、ペレタイザーでペレット化する方法や、２軸押出混練機によって混合、ペレット化する方法などが一般的である。また、木質系充填剤２は、含水率が大きいと、ペレタイズ時に発泡の原因となるために、混練前に予め乾燥機やホッパードライヤーで含水率を８％以下に抑えることが望ましい。

本発明において、木質樹脂発泡成形体４を成形するための木質樹脂組成物には、前記熱可塑性樹脂１と木質系充填剤２の他に、発泡剤が添加されて、成形過程において発泡される。

発泡の手法については公知の手法がいずれも利用できる。一般的には、熱分解や化学反応によってガスを発生する化学発泡と、低沸点の液体に熱をかけて気化させる物理発泡とに分類でき、無機系の化学発泡剤としては重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、ホウ化水素ナトリウム、軽金属、アジド化合物等、また有機系の化学発泡剤としてはアゾ系、ニトロソ系、ヒドラジド系等が、任意の組み合わせで使用できる。

また、特に２倍を越える高発泡倍率での発泡には主に物理発泡が用いられ、発泡剤としては炭酸ガスや脂肪族炭化水素が主に用いられる。

また、物理発泡に際して、発泡体のセル形状を整えるため化学発泡剤を併用しても良い。

本発明において、木質樹脂発泡成形体４の成形としては通常の異形押出法を用いることができる。なかでも、連続的かつ安定的に発泡成形可能なセルカ成形法が好ましい。

＜実施例１＞
熱可塑性樹脂として、ＭＦＲ＝０．５ｇ／１０ｍｉｎ、最長緩和時間１０秒のホモポリプロピレン樹脂を用意した。

木質系充填材として、木材をカッターミルで破断し、これをボールミルにより粉砕して微粉状にした平均粒径１００μｍのものを用意した。

前記熱可塑性樹脂の１００重量部と前記木質系充填材の１００重量部とを、２軸押出混練機によって混合し、ペレット化して、木質樹脂組成物を作製した。

前記木質樹脂組成物１００重量部に対して、緩和時間の異なる熱可塑性樹脂としてＭＦＲ＝１８ｇ／１０ｍｉｎ、最長緩和時間０．０１秒のホモポリプロピレン樹脂を１０重量部、トリアリルイソシアヌレートおよび重曹−クエン酸系発泡剤を３重量部添加し、１軸押出機により押出発泡成形を実施することにより、発泡倍率１．４倍、厚さ６ｍｍ、幅２００ｍｍの断面長方形状に成形した。

この後、表面にコロナ放電処理をして、木質樹脂発泡成形体を作製した。

一方、ランダムポリプロピレンに酸化鉄、酸化チタン等の顔料を配合して製膜した厚さ１００μｍの着色ポリプロピレンシートにウレタン系インキで木目印刷をした後、エクストルージョンラミネート法にてホモポリプロピレン樹脂を１００μｍの厚みでエンボス同時ラミネートし、この裏面にプライマーコートを、表面にトップコートを施して、ポリプロピレン系樹脂製の化粧シートを作製した。

前記化粧シートを前記木質樹脂発泡成形体の表面に連続的にラッピング加工法にて貼り合わせた。

長さ方向に１０００ｍｍに切断し、本発明の床材を作製した。

＜比較例１＞
前記実施例１において、１軸押出機での押出発泡成形時に添加するホモプロピレン樹脂として、木質系樹脂組成物に用いたＭＦＲ＝０．５ｇ／１０ｍｉｎ、最長緩和時間１０秒のホモプロピレン樹脂を用いた以外は実施例１と同一の要領にて床材を作製した。

＜性能比較＞
実施例１および比較例１で成形した基材について、０℃から６０℃まで環境温度を変化させた際の、基材寸法変化を測定し、押出方向、基材巾方向の線膨張係数を測定した。また、基材の表面硬度をゴム硬度計にて測定した。結果を表１に示す。

実施例１および比較例１の物性評価結果を以下に示す。

比較例１の基材については、押出方向の線膨張係数が、基材巾方向の半分程度であったのに対し、本発明の実施例１の基材に関しては、押出方向の線膨張係数と、基材巾方向の線膨張係数とのバラツキが改善されていることが確認できた。

表面硬度は、実施例１と比較例１とで大きな差はなかった。また、押出成形時の成形性に関しても両者に差はなかった。

本発明の床材の一実施例の断面の構造を示す説明図である。

符号の説明

１…熱可塑性樹脂
２…木質系充填材
３…気泡
４…木質樹脂発泡成形体
５…化粧シート
６…床材

Claims (2)

1. 少なくとも、熱可塑性樹脂と、木質系充填剤とを含む木質樹脂組成物を成形してなる床材において、
   前記熱可塑性樹脂として、最長緩和時間が０．１秒以下の熱可塑性樹脂と、最長緩和時間が１〜１００秒の熱可塑性樹脂とを混合することを特徴とする床材。
2. 請求項１記載の床材において、混合する熱可塑性樹脂のうち、最長緩和時間が０．１秒以下の熱可塑性樹脂が、前記熱可塑性樹脂全体１００重量部に対し、５〜３０重量部混合してあることを特徴とする床材。

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