JP5137364B2 - 無機質板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、住宅等建築物の内装材、天井材、軒天材等の基材として用いるのに好適な化粧用の無機質板及びその製造方法に関するものである。
従来より、住宅等建築物の内装仕上げ材や家具等の化粧面材の基板としては、合板やＭＤＦ等の木質系ボード、石膏ボードや珪酸カルシウム板等の無機系ボードがある。これらの表面に良好に化粧層を設けるには、サンディング等で平滑性を得るようにするか、或いは塗装を厚く重ねて塗る塗装を施すことも考えられる。
そして、塗装や印刷によって鏡面状仕上げのような平滑な化粧層を形成しようとする場合、基板表面にさらに高レベルの平滑性を必要とするが、サンディング等では必ずしも十分な平滑性が得られるものではなかった。また、厚く重ねる塗装工程では生産性は低くなり、コストも上昇する。
そこで、例えば特許文献１に示されるように、鉱物質繊維と無機質粉状体と結合剤とを必須成分として含む原料を混合分散させてスラリーを形成し、湿式抄造して得たウェットマットを乾燥させてサンディングした後、加熱圧縮して結合剤を硬化させて、良好に化粧層を得ることができる無機質板の製造方法が提案されている。
特開平２００５−２８９７８４号公報
しかしながら、上記従来の特許文献１のものでは、ドライボードを加熱圧縮前にサンディングして平滑にしているので、鉱物質繊維や無機質粉状体が結合剤に対ししっかりと硬化固着しておらず、サンディング時に基材が全体的又は部分的に剥がれ易いという問題がある。そのため、所定の厚さの無機質板が得られ難く、また、材料歩留まりが低くなりがちであり、生産効率が高くなく、改良の余地がある。
また、より平滑性を得るために、微細な無機質繊維や微細な無機質粉状体を使用することも考えられるが、結合剤も多く必要となり、そのために不燃性が低下するという問題もある。
本発明の目的は、平滑性が高く、良好な化粧層が得られる、強度のある無機質板を生産性よく製造できるようにすることにある。
上記の目的を達成すべく、請求項１の発明に係る無機質板は、芯層と、この芯層の表面に一体化された表層と、芯層の裏面に一体化された裏層とを備えてなり、上記表層及び裏層が、長さ１ｍｍ以下の無機繊維１０〜７０重量％と、粒径１０〜５００μｍの軽量骨材１０〜５０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤３〜１０重量％とを有し、上記芯層が、長さ３〜１５ｍｍの無機繊維１〜１０重量％と、軽量骨材１０〜７０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤５〜１５重量％とを有するものとする。
上記の構成によると、表層及び裏層にそれぞれ長さ１ｍｍ以下の微細な無機繊維と、粒径１０〜５００μｍの軽量骨材とが使用されているので、緻密な表層及び裏層を得ることができる。また、これら表層及び裏層間にある芯層は、長さ３〜１５ｍｍの無機繊維１〜１０重量％と、軽量骨材１０〜７０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤５〜１５重量％とを有する層であるので、この芯層の方が表層及び裏層と比較して板として強度があるものとなり、芯層により表層及び裏層を支える（芯層を裏層及び表層と一体化することで、相対的には強度の低い表層及び裏層を補強・補完する）ことができ、芯層と表層及び裏層との一体化により強度のある無機質板を得ることができる。しかも、芯層は、長さ３〜１５ｍｍの無機繊維を使用するので、他の成分である軽量骨材や無機質粉状体、結合剤との混合バランスが良くてダマになり難く、無機繊維を均一に分散混合することができる。このため、より強度や硬度のある芯層を得ることができ、表層及び裏層をより一層しっかり支えることができる。これらにより、全体として不燃性、取扱性、加工性、施工性に優れ、高強度の無機質板を得ることができる。
請求項２の発明では、上記請求項１の発明に係る無機質板において、その表裏面の少なくとも一方（少なくとも片面）にシート状物が貼着一体化されていることを特徴とする。この構成によると、表裏面の少なくとも一方にシート状物が貼着されているので、割れ難くて強度のある無機質板が得られる。
請求項３及び４の発明は無機質板の製造方法に係るものであり、請求項３の発明では、長さ１ｍｍ以下の無機繊維１０〜７０重量％と、粒径１０〜５００μｍの軽量骨材１０〜５０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤３〜１０重量％とを有し、水が加えられて含水率５〜１５％に調整された混合物をフォーミングして裏層マットを形成する工程、この裏層マットの上に、長さ３〜１５ｍｍの無機繊維１〜１０重量％と、軽量骨材１０〜７０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤５〜１５重量％とを有し、水が加えられて含水率５〜１５％に調整された混合物をフォーミングして２層目の芯層マットを形成する工程、これら２層のマットの上に、さらに長さ１ｍｍ以下の無機繊維１０〜７０重量％と、粒径１０〜５００μｍの軽量骨材１０〜５０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤３〜１０重量％とを有し、水が加えられて含水率５〜１５％に調整された混合物をフォーミングして３層目の表層マットを形成する工程、及び、上記３層のマットを熱圧プレスで一体に成形する工程を備えたことを特徴とする。
この請求項３の発明の構成によると、上記工程を経て製造された無機質板の芯層は、長さ３〜１５ｍｍの無機繊維が使用されているので、他の成分である軽量骨材や無機質粉状体、結合剤との混合バランスが良くてダマになり難く、その無機繊維が均一に分散混合する。このため、より強度や硬度のある芯層を得ることができ、表層及び裏層をしっかり支えることができる。
また、各層のマットは含水率が５〜１５％に調整されているので、短時間かつ高温で加熱圧縮を行って結合剤を反応させることができる。また、高温及び高圧下であるので、結合剤の流動性が上がって全体に行き渡らせることができ、かつ、水分を短時間で蒸発させることができるので、結合剤の性能を最大限に引き出すことができるだけでなく、結合剤の量も比較的少なくでき、不燃性に優れた強固な無機質板が短時間で得られる。
さらに、各層のマットの含水率が５〜１５％に調整されていることで、熱圧プレス時にパンクが発生し難くなり、生産性も良くなる。
請求項４の発明に係る無機質板の製造方法は、長さ１ｍｍ以下の無機繊維１０〜７０重量％と、粒径１０〜５００μｍの軽量骨材１０〜５０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤３〜１０重量％とを有し、水が加えられて含水率５〜１５％に調整された混合物をシート状物上でフォーミングして裏層マットを形成する工程、この裏層マットの上に、長さ３〜１５ｍｍの無機繊維１〜１０重量％と、軽量骨材１０〜７０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤５〜１５重量％とを有し、水が加えられて含水率５〜１５％に調整された混合物をフォーミングして２層目の芯層マットを形成する工程と、これら２層のマットの上に、さらに長さ１ｍｍ以下の無機繊維１０〜７０重量％と、粒径１０〜５００μｍの軽量骨材１０〜５０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤３〜１０重量％とを有し、水が加えられて含水率５〜１５％に調整された混合物をフォーミングして３層目の表層マットを形成する工程、及び、上記３層のマットとシート状物とを熱圧プレスで一体に成形する工程を備えたことを特徴とする。
この構成によると、請求項３の発明の効果に加え、シート状物も３層のマットと共に一体的に熱圧プレスして成形するので、割れ難く強度のある無機質板が得られる。また、後でシート状物を貼着する場合よりも工程が少なく、生産性よく製造できる。さらに、製造工程上においても、シート状物が下に敷いてあることで、混合物であるマット運搬がより容易となる。
以上説明した如く、請求項１の発明によると、無機質板を裏層と表層とこれらの間に位置する芯層との３層を一体化したものとし、芯層は長さ３〜１５ｍｍの無機繊維１〜１０重量％と、軽量骨材１０〜７０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤５〜１５重量％とを有するものとし、表層及び裏層は長さ１ｍｍ以下の微細な無機繊維１０〜７０重量％と、粒径１０〜５００μｍの軽量骨材１０〜５０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤３〜１０重量％とを有するものとしたことにより、表面平滑性、不燃性、取扱性、加工性及び施工性に優れた高強度の無機質板が得られる。
請求項２の発明によると、請求項１の効果に加えて、表裏面の少なくとも一方に一体化されたシート状物により、割れ難く、強度のある無機質板が得られる。
請求項３の発明によると、長さ１ｍｍ以下の微細な無機繊維１０〜７０重量％と、粒径１０〜５００μｍの軽量骨材１０〜５０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤３〜１０重量％とに水を加えて含水率５〜１５％に調整された混合物をフォーミングして裏層マットを形成し、この裏層マット上に、長さ３〜１５ｍｍの無機繊維１〜１０重量％と、軽量骨材１０〜７０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤５〜１５重量％とに水を加えて含水率５〜１５％に調整された混合物をフォーミングして芯層マットを形成し、この芯層マット上に、裏層マットと同様の表層マットを形成し、これら３層のマットを熱圧プレスで一体に成形することにより、表面平滑性、不燃性、取扱性、加工性及び施工性に優れた高強度の無機質板が生産性よく得られる。
請求項４の発明によると、上記請求項３の発明と同様の裏層マット用の混合物をシート状物上でフォーミングして裏層マットを形成し、その裏層マット上に請求項３の発明と同様の芯層マット用の混合物をフォーミングして芯層マットを形成し、この芯層マット上に、裏層マット用混合物と同じ表層マット用の混合物をフォーミングして表層マットを形成し、これら３層のマットとシート状物とを熱圧プレスで一体に成形することにより、請求項３の効果に加えて、割れ難く強度のある無機質板が得られる。また、後でシート状物を貼着する場合よりも工程が少なくて、無機質板を生産性よく製造できるとともに、製造工程においてもマットの運搬がより容易となる。
以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
［実施形態１］
図１は本発明の実施形態１に係る無機質板Ａを示し、この無機質板Ａは、その表面側（図１上側）に位置する表層１と、裏面側（図１下側）に位置する裏層２と、これら表層１及び裏層２間に位置する芯層３とが一体化されて成形されてなるものである。換言すると、無機質板Ａは、芯層３と、該芯層３の表面に一体化された表層１と、芯層３の裏面に一体化された裏層２とを備えている。
図１は本発明の実施形態１に係る無機質板Ａを示し、この無機質板Ａは、その表面側（図１上側）に位置する表層１と、裏面側（図１下側）に位置する裏層２と、これら表層１及び裏層２間に位置する芯層３とが一体化されて成形されてなるものである。換言すると、無機質板Ａは、芯層３と、該芯層３の表面に一体化された表層１と、芯層３の裏面に一体化された裏層２とを備えている。
（表層及び裏層）
上記表層１及び裏層２はいずれも同じものであり、長さ１ｍｍ以下の微細な無機繊維１０〜７０重量％と、粒径１０〜５００μｍの軽量骨材１０〜５０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤３〜１０重量％とを有する。
上記表層１及び裏層２はいずれも同じものであり、長さ１ｍｍ以下の微細な無機繊維１０〜７０重量％と、粒径１０〜５００μｍの軽量骨材１０〜５０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤３〜１０重量％とを有する。
（1）微細な無機繊維
上記微細な無機繊維は、マットを形成し、粘りと強度とを持たせつつ、高い表面性を得るために添加されるものであり、例えば粉砕されたロックウール、スラグウール、ガラス繊維等が挙げられ、固形成分全体の１０〜７０重量％（１０重量％以上でかつ７０重量％以下）添加される。この無機繊維の添加量が１０重量％未満であると、マットの形成が難しくなり、粘りがなくなる一方、７０重量％を超えると、相対的に他の軽量骨材や無機質粉状体が少なくなり、所望の強度が得られないためである。また、繊維の長さとしては１ｍｍ以下の微細なものが望ましい。１ｍｍを超えると、ダマになり易く、表面性に悪影響を及ぼすためである。この表層１及び裏層２に加えられる「微細な無機繊維」とは、繊維としての性質や機能を残存しながらも大きさの小さいものをいう。
上記微細な無機繊維は、マットを形成し、粘りと強度とを持たせつつ、高い表面性を得るために添加されるものであり、例えば粉砕されたロックウール、スラグウール、ガラス繊維等が挙げられ、固形成分全体の１０〜７０重量％（１０重量％以上でかつ７０重量％以下）添加される。この無機繊維の添加量が１０重量％未満であると、マットの形成が難しくなり、粘りがなくなる一方、７０重量％を超えると、相対的に他の軽量骨材や無機質粉状体が少なくなり、所望の強度が得られないためである。また、繊維の長さとしては１ｍｍ以下の微細なものが望ましい。１ｍｍを超えると、ダマになり易く、表面性に悪影響を及ぼすためである。この表層１及び裏層２に加えられる「微細な無機繊維」とは、繊維としての性質や機能を残存しながらも大きさの小さいものをいう。
（2）軽量骨材
軽量骨材は、圧縮強度を確保しつつ、嵩を持たせるために添加されるものであり、例えばパーライト、シラス発泡体、シリカフラワー、ガラス発泡体が挙げられる。その使用される大きさは１０〜５００μｍ（１０μｍ以上でかつ５００μｍ以下）である。この軽量骨材の大きさが１０μｍよりも小さいと、所定の嵩を得ることができない。一方、軽量骨材の大きさが５００μｍよりも大きくなると、表面性が悪くなるだけでなく、無機質板Ａの加工性も低下する。
軽量骨材は、圧縮強度を確保しつつ、嵩を持たせるために添加されるものであり、例えばパーライト、シラス発泡体、シリカフラワー、ガラス発泡体が挙げられる。その使用される大きさは１０〜５００μｍ（１０μｍ以上でかつ５００μｍ以下）である。この軽量骨材の大きさが１０μｍよりも小さいと、所定の嵩を得ることができない。一方、軽量骨材の大きさが５００μｍよりも大きくなると、表面性が悪くなるだけでなく、無機質板Ａの加工性も低下する。
この軽量骨材は固形成分全体の１０〜５０重量％（１０重量％以上でかつ５０重量％以下）添加される。軽量骨材の添加量が１０重量％未満であると、嵩が低くなり、散布時に均一に撒くことが難しくなる一方、５０重量％を超えると、圧締時の圧力が高くなり過ぎ、生産性が低下するためである。
（3）無機質粉状体
無機質粉状体は、防火性及び硬度を確保するために添加されるものであり、例えば炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、フライアッシュ、マイクロシリカ、スラグ等が挙げられ、固形成分全体の１０〜７０重量％（１０重量％以上でかつ７０重量％以下）が添加される。この無機質粉状体の添加量が１０重量％未満であると、所望の表面硬度が得られない一方、７０重量％を超えると、他の材料の添加率が相対的に少なくなり、所望の強度を得難くなるためである。
無機質粉状体は、防火性及び硬度を確保するために添加されるものであり、例えば炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、フライアッシュ、マイクロシリカ、スラグ等が挙げられ、固形成分全体の１０〜７０重量％（１０重量％以上でかつ７０重量％以下）が添加される。この無機質粉状体の添加量が１０重量％未満であると、所望の表面硬度が得られない一方、７０重量％を超えると、他の材料の添加率が相対的に少なくなり、所望の強度を得難くなるためである。
（4）結合剤
結合剤は、上記微細な無機繊維、軽量骨材、無機質粉状体を結合するために添加されるものであり、例えばメラミン樹脂、フェノール樹脂、ＭＤＩ、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポバール、スターチ等が挙げられ、これらは単体又は組み合わせで使用することができる。無機質板Ａの強度及び不燃性の両方を満足する結合剤の添加量として、固形成分全体の３〜１０重量％（３重量％以上でかつ１０重量％以下）が添加される。つまり、結合剤の添加量が３重量％未満であると、強度が不足する一方、１０重量％を越えると、不燃性が損なわれるからである。
結合剤は、上記微細な無機繊維、軽量骨材、無機質粉状体を結合するために添加されるものであり、例えばメラミン樹脂、フェノール樹脂、ＭＤＩ、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポバール、スターチ等が挙げられ、これらは単体又は組み合わせで使用することができる。無機質板Ａの強度及び不燃性の両方を満足する結合剤の添加量として、固形成分全体の３〜１０重量％（３重量％以上でかつ１０重量％以下）が添加される。つまり、結合剤の添加量が３重量％未満であると、強度が不足する一方、１０重量％を越えると、不燃性が損なわれるからである。
尚、無機質板Ａを外装用として用いる場合は耐水性の高い結合剤を選択することが好ましい。
（5）補助添加剤
補助添加剤として、必要に応じてサイズ剤、カップリング剤等を添加してもよい。
補助添加剤として、必要に応じてサイズ剤、カップリング剤等を添加してもよい。
（芯層）
上記芯層３は、長さ３〜１５ｍｍの無機繊維１〜１０重量％と、軽量骨材１０〜７０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤５〜１５重量％とを有する。
上記芯層３は、長さ３〜１５ｍｍの無機繊維１〜１０重量％と、軽量骨材１０〜７０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤５〜１５重量％とを有する。
（1）無機繊維
上記無機繊維は、マットを形成し、粘りと強度とを持たせるために添加されるものであり、例えばガラス繊維、ワラストナイト等が挙げられ、固形成分全体の１〜１０重量％（１重量％以上でかつ１０重量％以下）添加される。無機繊維の添加量が１重量％未満であると、マットの形成が難しくなり、粘りがなくなる一方、１０重量％を超えると、混合時に分離が起こるためである。例えばガラス繊維では、チョップドストランドのような束状のものを使用すると、扱い易く、生産上好ましい。
上記無機繊維は、マットを形成し、粘りと強度とを持たせるために添加されるものであり、例えばガラス繊維、ワラストナイト等が挙げられ、固形成分全体の１〜１０重量％（１重量％以上でかつ１０重量％以下）添加される。無機繊維の添加量が１重量％未満であると、マットの形成が難しくなり、粘りがなくなる一方、１０重量％を超えると、混合時に分離が起こるためである。例えばガラス繊維では、チョップドストランドのような束状のものを使用すると、扱い易く、生産上好ましい。
繊維の太さとしては６〜１３μｍ（６μｍ以上でかつ１３μｍ以下）が望ましい。６μｍ未満であると、繊維が細くなり過ぎて粘りが小さくなり、強度が低下する一方、１３μｍを超えると、表面性が悪くなるためである。
また、繊維の長さとしては３〜１５ｍｍ（３ｍｍ以上でかつ１５ｍｍ以下）が望ましい。この長さが３ｍｍよりも短いと、繊維としての粘りが少なくなり、１５ｍｍを越えると、ダマになり易く、表面性に悪影響を及ぼすためである。また、繊維長さが３〜１５ｍｍであると、軽量骨材や無機質粉状体、結合剤との混合時のバランスがよく、ダマになり難く均一に分散混合することができる。このため、より強度や硬度のある芯層３が得られる。
（2）軽量骨材
軽量骨材は、圧縮強度を確保しつつ、嵩を持たせるために添加されるものであり、例えばパーライト、シラス発泡体、シリカフラワー、ガラス発泡体が挙げられ、使用される大きさは２０００μｍ以下が望ましい。大きさが２０００μｍよりも大きくなると、無機質板Ａの加工性が低下するためである。
軽量骨材は、圧縮強度を確保しつつ、嵩を持たせるために添加されるものであり、例えばパーライト、シラス発泡体、シリカフラワー、ガラス発泡体が挙げられ、使用される大きさは２０００μｍ以下が望ましい。大きさが２０００μｍよりも大きくなると、無機質板Ａの加工性が低下するためである。
軽量骨材は固形成分全体の１０〜７０重量％（１０重量％以上でかつ７０重量％以下）添加される。この添加量が１０重量％未満であると、嵩が低くなり、散布時に均一に撒くことが難しくなる一方、７０重量％を超えると、圧縮時の圧力が高くなり過ぎ、生産性が低下するためである。
（3）無機質粉状体
無機質粉状体は、防火性及び硬度を確保するために添加されるものであり、例えば炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、フライアッシュ、マイクロシリカ、スラグ等が挙げられ、固形成分全体の１０〜７０重量％（１０重量％以上でかつ７０重量％以下）が添加される。この添加量が１０重量％未満であると、所望の表面硬度が得られず、また７０重量％を超えると、他の材料の添加率が相対的に少なくなり、所望の強度を得難くなるためである。
無機質粉状体は、防火性及び硬度を確保するために添加されるものであり、例えば炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、フライアッシュ、マイクロシリカ、スラグ等が挙げられ、固形成分全体の１０〜７０重量％（１０重量％以上でかつ７０重量％以下）が添加される。この添加量が１０重量％未満であると、所望の表面硬度が得られず、また７０重量％を超えると、他の材料の添加率が相対的に少なくなり、所望の強度を得難くなるためである。
（4）結合剤
結合剤は、上記軽量骨材、無機繊維、無機質粉状体を結合するために添加されるものであり、例えばメラミン樹脂、フェノール樹脂、ＭＤＩ、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポバール、スターチ等が挙げられ、これらは単体又は組み合わせで使用することができる。無機質板Ａの強度及び不燃性の両方を満足する添加量として、固形成分全体の５〜１５重量％（５重量％以上でかつ１５重量％以下）が添加される。この添加量が５重量％未満であると、強度が不足する一方、１５重量％を越えると、不燃性が損なわれるからである。
結合剤は、上記軽量骨材、無機繊維、無機質粉状体を結合するために添加されるものであり、例えばメラミン樹脂、フェノール樹脂、ＭＤＩ、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポバール、スターチ等が挙げられ、これらは単体又は組み合わせで使用することができる。無機質板Ａの強度及び不燃性の両方を満足する添加量として、固形成分全体の５〜１５重量％（５重量％以上でかつ１５重量％以下）が添加される。この添加量が５重量％未満であると、強度が不足する一方、１５重量％を越えると、不燃性が損なわれるからである。
（5）補助添加剤
補助添加剤として、機能性のある材料、例えばシリカゲルや珪藻土等を混入させて吸放湿性を付与したり、消臭剤やＶＯＣ吸着剤等を添加したりすることもできる。
補助添加剤として、機能性のある材料、例えばシリカゲルや珪藻土等を混入させて吸放湿性を付与したり、消臭剤やＶＯＣ吸着剤等を添加したりすることもできる。
（無機質板の製造方法）
以上の構成を持つ無機質板Ａの製造方法について説明する。この方法は裏層マット形成工程、芯層マット形成工程、表層マット形成工程及び成形工程からなる。
以上の構成を持つ無機質板Ａの製造方法について説明する。この方法は裏層マット形成工程、芯層マット形成工程、表層マット形成工程及び成形工程からなる。
（1）裏層マット形成工程
最初の裏層マット形成工程では、上記裏層２用の組成材料、すなわち、長さ１ｍｍ以下の微細な無機繊維１０〜７０重量％と、粒径１０〜５００μｍの軽量骨材１０〜５０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤３〜１０重量％と、補助添加剤とをミキサーに投入し、水を噴霧しながら混合して含水率５〜１５％に調整された混合物を得る。この混合物をフォーミングして裏層マットを形成する。
最初の裏層マット形成工程では、上記裏層２用の組成材料、すなわち、長さ１ｍｍ以下の微細な無機繊維１０〜７０重量％と、粒径１０〜５００μｍの軽量骨材１０〜５０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤３〜１０重量％と、補助添加剤とをミキサーに投入し、水を噴霧しながら混合して含水率５〜１５％に調整された混合物を得る。この混合物をフォーミングして裏層マットを形成する。
これらの材料を混合するときに添加される水は固形成分の５〜１５重量％（５重量％以上でかつ１５重量％以下）であることが好ましい（含水率５〜１５％）。その理由は、５重量％未満であると、混合時や成形時に粉体の散乱が多く、作業性が悪くなるためであり、１５重量％を超えると、加熱・圧締に時間がかかり、パンクし易くなるためである。
（2）芯層マット形成工程
次の芯層マット形成工程では、さらに上記芯層３用の材料、すなわち、長さ３〜１５ｍｍの無機繊維１〜１０重量％と、軽量骨材１０〜７０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤５〜１５重量％と、補助添加剤とをミキサーに投入し、水を噴霧しながら混合して含水率５〜１５％に調整された混合物を得る。この混合物を、上記裏層マット形成工程で形成された裏層マットの上にフォーミングして２層目の芯層マットを形成する。
次の芯層マット形成工程では、さらに上記芯層３用の材料、すなわち、長さ３〜１５ｍｍの無機繊維１〜１０重量％と、軽量骨材１０〜７０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤５〜１５重量％と、補助添加剤とをミキサーに投入し、水を噴霧しながら混合して含水率５〜１５％に調整された混合物を得る。この混合物を、上記裏層マット形成工程で形成された裏層マットの上にフォーミングして２層目の芯層マットを形成する。
これらの材料を混合するときにおいても、添加される水は固形成分の５〜１５重量％であることが好ましい（含水率５〜１５％）。その理由は、上記裏層マット形成工程と同様であり、５重量％未満であると、混合時や成形時に粉体の散乱が多く、作業性が悪くなる一方、１５重量％を超えると、加熱・圧締に時間がかかり、パンクし易くなるためである。
（3）表層マット形成工程
次の表層マット形成工程では、さらに上記表層１用の材料、すなわち上記裏層２用の材料と同じで、長さ１ｍｍ以下の微細な無機繊維１０〜７０重量％と、粒径１０〜５００μｍの軽量骨材１０〜５０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤３〜１０重量％と、補助添加剤をミキサーに投入し、水を噴霧しながら混合して含水率５〜１５％に調整された混合物を得る。この混合物を、上記芯層マット形成工程で形成された芯層マットの上にフォーミングして３層目の表層マットを形成する。
次の表層マット形成工程では、さらに上記表層１用の材料、すなわち上記裏層２用の材料と同じで、長さ１ｍｍ以下の微細な無機繊維１０〜７０重量％と、粒径１０〜５００μｍの軽量骨材１０〜５０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤３〜１０重量％と、補助添加剤をミキサーに投入し、水を噴霧しながら混合して含水率５〜１５％に調整された混合物を得る。この混合物を、上記芯層マット形成工程で形成された芯層マットの上にフォーミングして３層目の表層マットを形成する。
これらの材料を混合するときも、添加される水は固形成分の５〜１５重量％であることが好ましい（含水率５〜１５％）。その理由は、上記各層マット形成工程と同じであり、５重量％未満であると、混合時や成形時に粉体の散乱が多く、作業性が悪くなる一方、１５重量％を超えると、加熱・圧締に時間がかかり、パンクし易くなる。
（4）成形工程
成形工程では、上記裏層２用、芯層３用及び表層１用に積層された３層のマットを所定の圧力及び温度（１５０〜２５０℃）で熱圧プレスして一体に成形する。この熱圧プレス装置は、連続プレス装置でも多段プレス装置でもよい。
成形工程では、上記裏層２用、芯層３用及び表層１用に積層された３層のマットを所定の圧力及び温度（１５０〜２５０℃）で熱圧プレスして一体に成形する。この熱圧プレス装置は、連続プレス装置でも多段プレス装置でもよい。
このような工程を経て、密度０．３〜１．５ｇ／ｃｍ３の無機質板Ａが成形される。この密度が０．３ｇ／ｃｍ３よりも低いと、所望の強度が得られない一方で、１．５ｇ／ｃｍ３を超えると、加工性や施工性が悪くなるだけでなく、高圧力の設備が必要となり生産性も劣る。
したがって、この実施形態においては、無機質板Ａの表層１及び裏層２の双方に、長さ１ｍｍ以下の微細な無機繊維と、粒径１０〜５００μｍの軽量骨材とが使用されているので、緻密な表層１及び裏層２が得られる。一方、芯層３は、長さ３〜１５ｍｍの無機繊維１〜１０重量％と、軽量骨材１０〜７０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤５〜１５重量％とを有する層であるので、上記表層１及び裏層２を支えることができる。しかも、芯層３は、長さ３〜１５ｍｍの無機繊維を使用するので、他の軽量骨材や無機質粉状体や結合剤との混合バランスがよくてダマになり難く、均一に分散混合することができる。このため、より強度や硬度のある芯層３を得ることができ、表層１及び裏層２をしっかり支えることができる。これらにより、全体として不燃性、取扱性、加工性、施工性に優れ、高強度の無機質板Ａを得ることができる。
また、無機質板Ａの製造に当たり、裏層、芯層及び表層の各マットは含水率５〜１５％に調整されているので、短時間かつ高温で加熱圧縮を行って結合剤を反応させることができる。また、高温及び高圧下であるので、結合剤の流動性が上がって全体に行き渡らせることができ、かつ、水分を短時間で蒸発させることができるので、結合剤の性能を最大限に引き出すことができるだけでなく、結合剤の量も比較的少なくでき、不燃性に優れた強固な無機質板Ａが短時間で得られる。
さらに、各層のマットが含水率５〜１５％に調整されているので、熱圧プレス時にパンクが発生し難く、生産性もよい。
［実施形態２］
図２は本発明の実施形態２に係る無機質板Ａを示す（尚、図１と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する）。
図２は本発明の実施形態２に係る無機質板Ａを示す（尚、図１と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する）。
この実施形態では、無機質板Ａの裏面にシート状物４が一体化されている。その他は実施形態１と同じである。
このシート状物４は特に限定されるものではなく、不織布、単板、含浸紙、樹脂シート、繊維シート等であり、化粧用のものでもよい。
この実施形態２の無機質板Ａを製造する方法について説明すると、シート状物４を用意する。そして、実施形態１の裏層マット形成工程と同様に、長さ１ｍｍ以下の微細な無機繊維１０〜７０重量％と、粒径１０〜５００μｍの軽量骨材１０〜５０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤３〜１０重量％とをミキサーに投入し、水を噴霧しながら混合して含水率５〜１５％に調整された混合物を得、この混合物を上記シート状物４上でフォーミングして裏層マットを形成する。
次いで、実施形態１の芯層マット形成工程と同様に、長さ３〜１５ｍｍの無機繊維１〜１０重量％と、軽量骨材１０〜７０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤５〜１５重量％とをミキサーに投入し、水を噴霧しながら混合して含水率５〜１５％に調整された混合物を得、この混合物を上記裏層マットの上にフォーミングして２層目の芯層マットを形成する。
次いで、実施形態１の表層マット形成工程と同様に、さらに長さ１ｍｍ以下の微細な無機繊維１０〜７０重量％と、粒径１０〜５００μｍの軽量骨材１０〜５０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤３〜１０重量％とをミキサーに投入し、水を噴霧しながら混合して含水率５〜１５％に調整された混合物を得、この混合物を上記芯層マットの上にフォーミングして表層マットを形成する。
そして、上記裏層、芯層及び表層の３層のマットと上記シート状物４とを所定の圧力及び温度（１５０〜２５０℃）で熱圧プレスして一体に成形する。
このフォーミングされたマットとシート状物４とを熱圧プレスで一体化させるときには、シート状物４の密着性を向上させるために、予めシート状物４に接着剤を塗布することも可能である。この接着剤としては、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ＭＤＩ、酢酸ビニル樹脂等が挙げられるが、外装用として用いる場合は耐水性の高いものを選択することが望ましい。その塗布量としては、固形成分として５０ｇ／ｍ２以下が望ましい。固形成分が５０ｇ／ｍ２を超える場合は不燃性が低下するためである。
したがって、この実施形態の場合、無機質板Ａの裏層２にシート状物４が一体的に熱圧プレスされて貼着されているので、割れ難く、強度のある無機質板Ａが得られる。
また、シート状物４も一体的に熱圧プレスして成形するので、後でシート状物４を貼着する場合よりも工程が少なく、生産性よく製造できる。さらに、製造工程上においても、シート状物４が下に敷いてあることで、混合物であるマット運搬がより容易となる。
（その他の実施形態）
尚、上記実施形態２では、シート状物４を裏層、芯層及び表層の各マットと共に成形一体しているが、上記実施形態１のように裏層、芯層及び表層の各マットを成形した後に、その裏面にシート状物を貼着一体化するようにしてもよい。
尚、上記実施形態２では、シート状物４を裏層、芯層及び表層の各マットと共に成形一体しているが、上記実施形態１のように裏層、芯層及び表層の各マットを成形した後に、その裏面にシート状物を貼着一体化するようにしてもよい。
また、実施形態２では、シート状物４を裏層マットの下側のみ使用して成形一体化しているが、表層マットの上側にもシート状物を載せ、このシート状物を３層のマットと下側のシート状物４との成形と同時に一体的に熱圧プレスして成形することもできる。また、この上側に使用するシート状物に接着剤を塗布することも可能である。このように上下にシート状物を一体化する場合は、より強度があってバランスのよい無機質板Ａが得られる。
さらに、シート状物は３層マットの上側のみに使用して成形一体化することもできる。つまり、無機質板の表裏面の少なくとも一方（少なくとも片面）にシート状物が貼着一体化されていればよい。
次に、具体的に実施した実施例について説明する。尚、以下の実施例及び比較例の諸特性等を図３に示す。
（実施例１）
微細な無機繊維として長さ８５０μｍ以下に粉砕されたロックウール５０重量％と、軽量骨材として大きさ（粒径）１０〜５００μｍのシラス発泡体３０重量％と、無機質粉状体として水酸化アルミニウム１０重量％と、結合剤として粉体フェノール樹脂１０重量％とに水を加えてミキサーで混合し、含水率７％の第１混合物を得た。そして、この第１混合物をフォーミングして裏層マットを成形した。
微細な無機繊維として長さ８５０μｍ以下に粉砕されたロックウール５０重量％と、軽量骨材として大きさ（粒径）１０〜５００μｍのシラス発泡体３０重量％と、無機質粉状体として水酸化アルミニウム１０重量％と、結合剤として粉体フェノール樹脂１０重量％とに水を加えてミキサーで混合し、含水率７％の第１混合物を得た。そして、この第１混合物をフォーミングして裏層マットを成形した。
次に、別途、無機繊維として繊維長６ｍｍ、繊維径１０μｍのガラス繊維７重量％と、軽量骨材として大きさ１ｍｍ以下のシラス発泡体７０重量％と、無機質粉状体として炭酸カルシウム１５重量％と、結合剤として粉体フェノール樹脂８重量％とに水を加えて含水率１０％になるようにミキサーで攪拌混合して、第２混合物を得た。得られた第２混合物を上記裏層マット上にフォーミングして芯層マットを成形した。
さらに、上記と同様に混合して得られた第１混合物を上記芯層マット上にフォーミングして表層マットを成形した。
そして、この３層マットを２１０℃５分間の熱圧プレスを行い、９ｍｍ厚さ、密度０．８ｇ／ｃｍ３の無機質板を得た。
（実施例２）
微細な無機繊維として長さ８５０μｍ以下に粉砕されたロックウール５０重量％と、軽量骨材として大きさ１０〜５００μｍのシラス発泡体３０重量％と、無機質粉状体として水酸化アルミニウム１０重量％と、結合剤として粉体フェノール樹脂１０重量％とに水を加えてミキサーで混合し、含水率７％の第１混合物を得た。この第１混合物をフォーミングして裏層マットを成形した。
微細な無機繊維として長さ８５０μｍ以下に粉砕されたロックウール５０重量％と、軽量骨材として大きさ１０〜５００μｍのシラス発泡体３０重量％と、無機質粉状体として水酸化アルミニウム１０重量％と、結合剤として粉体フェノール樹脂１０重量％とに水を加えてミキサーで混合し、含水率７％の第１混合物を得た。この第１混合物をフォーミングして裏層マットを成形した。
次に、別途、無機繊維として繊維長６ｍｍ、繊維径１０μｍのガラス繊維７重量％と、軽量骨材として大きさ１ｍｍ以下のシラス発泡体３０重量％と、無機質粉状体として炭酸カルシウム１６重量％と、結合剤として粉体フェノール樹脂７重量％と、機能性を付与する材料として珪藻土４０重量％とに水を加えて含水率１０％になるようにミキサーで撹拌混合して、第２混合物を得た。こうして得られた第２混合物を上記裏層マット上にフォーミングして芯層マットを成形した。
さらに、上記と同様に混合して得られた第１混合物を上記芯層マット上でフォーミングして表層マットを成形した。
そして、この３層マットを２１０℃５分間の熱圧プレスを行い、９ｍｍ厚さ、密度０．８ｇ／ｃｍ３の無機質板を得た。
このようにして得られた実施例１，２の無機質板に、化粧シートとしてコート紙、突き板、ＤＡＰ含浸紙を貼着したところ、その無機質板との密着性も良好であった。そして、表面性がとても良い化粧板を得ることができた。
また、吸放湿性能をＪＩＳ Ａ １４７０−１に準じ測定したところ、実施例１では１８ｇ／ｍ２であったが、実施例２では７２ｇ／ｍ２の吸放湿量を計測することができた。
（比較例１）
微細な無機繊維として長さ８５０μｍ以下に粉砕したロックウール１０重量％と、軽量骨材として大きさ５００μｍ以下のシラス発泡体８０重量％と、結合剤として粉体フェノール１０重量％とに水を噴霧しながら加えて１分間撹拌混合し、含水率７％の第１混合物を得た。この第１混合物をフォーミングして裏層マットを成形した。
微細な無機繊維として長さ８５０μｍ以下に粉砕したロックウール１０重量％と、軽量骨材として大きさ５００μｍ以下のシラス発泡体８０重量％と、結合剤として粉体フェノール１０重量％とに水を噴霧しながら加えて１分間撹拌混合し、含水率７％の第１混合物を得た。この第１混合物をフォーミングして裏層マットを成形した。
次に、無機繊維として繊維長６ｍｍ、繊維径１０μｍのガラス繊維７重量％と、軽量骨材として大きさ１ｍｍ以下のシラス発泡体７０重量％と、無機質粉状体として炭酸カルシウム１６重量％と、結合剤として粉体フェノール７重量％とに水を噴霧しながらミキサーで２分間攪拌し、含水率１０％の第２混合物を得た。これを上記裏層マット上に均一にフォーミングして芯層マットを成形した。
さらに、上記と同様に得られた第１混合物を上記芯層マット上にフォーミングして表層マットを成形した。
そして、３層になったマットを２１０℃３分の熱圧プレスを行い、９ｍｍ厚さで密度０．８ｇ／ｃｍ３の無機質板を得た。図３に示すように、この比較例１は表面硬度が低く、平滑性も悪かった。
（比較例２）
微細な無機繊維として長さ１５００μｍ以下に粉砕したロックウール５０重量％と、軽量骨材として大きさ５００μｍ以下のシラス発泡体３０重量％と、無機質粉状体として水酸化アルミニウム１０重量％と、結合剤として粉体フェノール１０重量％とに水を噴霧しながら加えて１分間撹拌混合し、含水率７％の第１混合物を得た。この第１混合物をフォーミングして裏層マットを成形した。
微細な無機繊維として長さ１５００μｍ以下に粉砕したロックウール５０重量％と、軽量骨材として大きさ５００μｍ以下のシラス発泡体３０重量％と、無機質粉状体として水酸化アルミニウム１０重量％と、結合剤として粉体フェノール１０重量％とに水を噴霧しながら加えて１分間撹拌混合し、含水率７％の第１混合物を得た。この第１混合物をフォーミングして裏層マットを成形した。
次に、無機繊維として繊維長６ｍｍ、繊維径１０μｍのガラス繊維７重量％と、軽量骨材として大きさ１ｍｍ以下のシラス発泡体７０重量％と、無機質粉状体として炭酸カルシウム１６重量％と、結合剤として粉体フェノール７重量％とに水を噴霧しながら加えてミキサーで２分間攪拌し、含水率１０％の第２混合物を得た。これを上記裏層マット上に均一にフォーミングして芯層マットを成形した。
さらに、上記と同様に得られた第１混合物を上記芯層マット上にフォーミングして表層マットを成形した。
そして、３層になったマットを２１０℃３分の熱圧プレスを行い、９ｍｍ厚さで密度０．８ｇ／ｃｍ３の無機質板を得た。図３に示すように、この比較例２は、表面に繊維ダマが発生し、平滑性が失われていた。
（比較例３）
微細な無機繊維として長さ８５０μｍ以下に粉砕したロックウール５０重量％と、軽量骨材として大きさ１０００μｍ以下のシラス発泡体３０重量％と、無機質粉状体として水酸化アルミニウム１０重量％と、結合剤として粉体フェノール１０重量％とに水を噴霧しながら加えて１分間撹拌混合し、含水率７％の第１混合物を得た。この第１混合物をフォーミングして裏層マットを成形した。
微細な無機繊維として長さ８５０μｍ以下に粉砕したロックウール５０重量％と、軽量骨材として大きさ１０００μｍ以下のシラス発泡体３０重量％と、無機質粉状体として水酸化アルミニウム１０重量％と、結合剤として粉体フェノール１０重量％とに水を噴霧しながら加えて１分間撹拌混合し、含水率７％の第１混合物を得た。この第１混合物をフォーミングして裏層マットを成形した。
次に、無機繊維として繊維長６ｍｍ、繊維径１０μｍのガラス繊維７重量％と、軽量骨材として大きさ１ｍｍ以下のシラス発泡体７０重量％と、無機質粉状体として炭酸カルシウム１６重量％と、結合剤として粉体フェノール７重量％とに水を噴霧しながら加えてミキサーで２分間撹絆し、含水率１０％の第２混合物を得た。これを上記裏層マットに均一にフォーミングして芯層マットを成形した。
さらに、上記と同様に得られた第１混合物を上記芯層マット上にフォーミングして表層マットを成形した。
そして、３層になったマットを２１０℃３分の熱圧プレスを行い、９ｍｍ厚さで密度０．８ｇ／ｃｍ３の無機質板を得た。図３に示す如く、この比較例３は、表面に凹凸が発生し、平滑性が失われていた。
（比較例４）
微細な無機繊維として長さ８５０μｍ以下に粉砕したロックウール５０重量％と、軽量骨材として大きさ５００μｍ以下のシラス発泡体３０重量％と、無機質粉状体として水酸化アルミニウム１０重量％と、結合剤として粉体フェノール１０重量％とに水を噴霧しながら加えて１分間撹拌混合し、含水率３０％の第１混合物を得た。この第１混合物をフォーミングして裏層マットを成形した。
微細な無機繊維として長さ８５０μｍ以下に粉砕したロックウール５０重量％と、軽量骨材として大きさ５００μｍ以下のシラス発泡体３０重量％と、無機質粉状体として水酸化アルミニウム１０重量％と、結合剤として粉体フェノール１０重量％とに水を噴霧しながら加えて１分間撹拌混合し、含水率３０％の第１混合物を得た。この第１混合物をフォーミングして裏層マットを成形した。
次に、無機繊維として繊維長６ｍｍ、繊維径１０μｍのガラス繊維７重量％と、軽量骨材として大きさ１ｍｍ以下のシラス発泡体７０重量％と、無機質粉状体として炭酸カルシウム１６重量％と、結合剤として粉体フェノール７重量％とに水を噴霧しながら加えてミキサーで２分間撹絆し、含水率３０％の第２混合物を得た。これを上記裏層マット上に均一にフォーミングして芯層マットを成形した。
さらに、上記と同様に得られた第１混合物を上記芯層マット上にフォーミングして表層マットを成形した。
そして、３層になったマットの熱圧締を行おうとしたが、水の蒸発が激しく、マット材料が爆裂を起こして製板ができなかった。
本発明は、表面平滑性、不燃性、取扱性、加工性及び施工性に優れた高強度の無機質板が得られるので、極めて有用であり、産業上の利用可能性が高い。
Ａ 無機質板
１ 表層
２ 裏層
３ 芯層
４ シート状物
１ 表層
２ 裏層
３ 芯層
４ シート状物
Claims (4)
- 芯層と、該芯層の表面に一体化された表層と、芯層の裏面に一体化された裏層とを備えてなり、
上記表層及び裏層が、長さ１ｍｍ以下の無機繊維１０〜７０重量％と、粒径１０〜５００μｍの軽量骨材１０〜５０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤３〜１０重量％とを有し、
上記芯層が、長さ３〜１５ｍｍの無機繊維１〜１０重量％と、軽量骨材１０〜７０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤５〜１５重量％とを有することを特徴とする無機質板。 - 表裏面の少なくとも一方にシート状物が貼着一体化されていることを特徴とする請求項１記載の無機質板。
- 長さ１ｍｍ以下の無機繊維１０〜７０重量％と、粒径１０〜５００μｍの軽量骨材１０〜５０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤３〜１０重量％とを有し、水が加えられて含水率５〜１５％に調整された混合物をフォーミングして裏層マットを形成する工程と、
上記裏層マットの上に、長さ３〜１５ｍｍの無機繊維１〜１０重量％と、軽量骨材１０〜７０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤５〜１５重量％とを有し、水が加えられて含水率５〜１５％に調整された混合物をフォーミングして２層目の芯層マットを形成する工程と、
上記２層のマットの上に、さらに長さ１ｍｍ以下の無機繊維１０〜７０重量％と、粒径１０〜５００μｍの軽量骨材１０〜５０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤３〜１０重量％とを有し、水が加えられて含水率５〜１５％に調整された混合物をフォーミングして３層目の表層マットを形成する工程と、
上記３層のマットを熱圧プレスで一体に成形する工程とを備えたことを特徴とする無機質板の製造方法。 - 長さ１ｍｍ以下の無機繊維１０〜７０重量％と、粒径１０〜５００μｍの軽量骨材１０〜５０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤３〜１０重量％とを有し、水が加えられて含水率５〜１５％に調整された混合物をシート状物上でフォーミングして裏層マットを形成する工程と、
上記裏層マットの上に、長さ３〜１５ｍｍの無機繊維１〜１０重量％と、軽量骨材１０〜７０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤５〜１５重量％とを有し、水が加えられて含水率５〜１５％に調整された混合物をフォーミングして２層目の芯層マットを形成する工程と、
上記２層のマットの上に、さらに長さ１ｍｍ以下の無機繊維１０〜７０重量％と、粒径１０〜５００μｍの軽量骨材１０〜５０重量％と、無機質粉状体１０〜７０重量％と、結合剤３〜１０重量％とを有し、水が加えられて含水率５〜１５％に調整された混合物をフォーミングして３層目の表層マットを形成する工程と、
上記３層のマットとシート状物とを熱圧プレスで一体に成形する工程とを備えたことを特徴とする無機質板の製造方法。
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