JP5981153B2 - 不燃化粧板 - Google Patents

Description

本発明は、室内の壁や天井などに使用される不燃化粧板に関する。

模様や凹凸加工などの化粧処理を施した化粧層を無機基材に積層してなる化粧板は、室内の壁や天井などの建材として広く用いられている。そのような化粧板において、キッチンのガスコンロ周辺などの火を使用する場所には、建築基準法の要請もあり、不燃性の高いもの（不燃化粧板）が使用される。そのような不燃化粧板に用いる無機基材としては、珪酸カルシウム板、マグネシアセメント板等、セメントを主成分とするセメント系無機基材が不燃性能に優れていることから有用であり、当該セメント系無機基材の成分やその配合比を変更して様々の問題点を解決した無機基材が種々提案されている（例えば、特許文献１〜５参照。）。
また、セメント系無機基材は、成型時に原料スラリーに空気が巻込み、表面に凹凸やピンホールを有することから、そのままでは無機基材の表面に他の層を積層した場合には、接着性に劣ったり、凹凸などの影響が他の層にも及び、当該他の層の平滑性が失われたりすることがある。

特開平９−１４２９１４号公報 特開平１０−２７９３４４号公報 特開２００４−１７４７８号公報 特開２００６−１８２６０７号公報 特開２００９−２５６１１２号公報

本発明は、以上の従来の問題点に鑑みなされたものであり、その課題は、無機基材表面の凹凸やピンホールの問題を解消した不燃化粧板を提供することにある。

上記課題を解決する本発明は以下の通りである。
（１）セメントを主成分とする無機基材の一方の面側に表面化粧層を有する不燃化粧板であって、
前記無機基材の表面化粧層側の面上に、表面の凹凸を平滑にする平滑化層と、該平滑化層を被覆する被覆層とが順次積層され、かつ前記無機基材が、複数の無機層と、各無機層間に位置する少なくとも１層の無機補強部材層とを含む積層構造からなり、
前記複数の無機層のうち最も表面化粧層側に位置する無機層の厚みが最も薄いことを特徴とする不燃化粧板。

（２）前記最も表面化粧層側に位置する無機層の厚みが０．１〜０．５ｍｍであることを特徴とする前記（１）に記載の不燃化粧板。

（３）前記無機補強部材層を構成する無機補強部材がガラスネットからなることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の不燃化粧板。

（４）前記平滑化層を構成する材料が、無機材からなるパテであることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の不燃化粧板。

（５）前記被覆層を構成する材料が、ウレタン樹脂であることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の不燃化粧板。

（６）前記無機層が、少なくとも、酸化マグネシウムと、塩化マグネシウムとを含むスラリーを硬化させてなるマグネシアセメントであることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の不燃化粧板。

（７）前記無機基材が、表面化粧層側から順に、第１無機層、第２無機層、及び第３無機層からなり、第１無機層と第２無機層との間に無機補強部材層を１層有し、第２無機層と第３無機層との間に無機補強部材層を２層有することを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載の不燃化粧板。

（８）前記表面化粧層が熱硬化性樹脂を含んでなることを特徴とする前記（１）〜（７）のいずれかに記載の不燃化粧板。

（９）さらに、前記無機基材の表面化粧層側の面とは反対の面側にバッカー層を有することを特徴とする前記（１）〜（８）のいずれかに記載の不燃化粧板。

本発明によれば、無機基材表面の凹凸やピンホールの問題を解消した不燃化粧板を提供することができる。

本発明の不燃化粧板は、セメントを主成分とする無機基材の一方の面側に表面化粧層を有する不燃化粧板であって、前記無機基材の表面化粧層側の面上に、表面の凹凸を平滑にする平滑化層と、該平滑化層を被覆する被覆層とが順次積層され、かつ前記無機基材が、複数の無機層と、各無機層間に位置する少なくとも１層の無機補強部材層とを含む積層構造からなり、前記複数の無機層のうち最も表面化粧層側に位置する無機層の厚みが最も薄いことを特徴としている。
本発明においては、無機基材表面の凹凸などを解消し、表面を平滑にするため、無機基材の表面化粧層側の面に、無機材からなるパテによる平滑化層を形成し、さらにその上にプライマーによる被覆層を形成したものである。
一方、無機基材の表面に平滑化層及び被覆層を形成すると、そのままでは無機基材が密封された状態となると考えられる。また、上記のような無機基材は一般に水分を含むことから、無機基材が加熱されると内部の水分が水蒸気となり、無機基材が密封された状態ではその水蒸気が逃げ場を失い、上昇した水蒸気による圧力が基材の強度に勝ると爆裂が起こることが想定される。
そこで、後述するように無機基材中の含水分の蒸発による爆裂の発生を防止するため、無機基材を所定の積層構造としたのである。
以下、本発明の不燃化粧板の構成要素それぞれについて説明する。

［無機基材］
本発明においては、無機基材を、複数の無機層と、各無機層間に位置する少なくとも１層の無機補強部材層とを含む積層構造からなり、複数の無機層のうち最も表面化粧層側に位置する無機層の厚みが最も薄くなるように構成している。換言すると、無機基材を複数の無機層に分割して、各無機層間に無機補強部材層を有する構成とし、かつ最も表面化粧層側に位置する無機層の厚みを最も薄くした構成としている。当該構成によると、各無機層の厚みは無機基材を単層の無機層から構成した場合と比較して薄く、しかも、表面化粧層側の無機層が最も薄いため、密封状態となる無機層はその薄い無機層であり、密封される体積が小さく、水蒸気による無機基材の変形ないし爆裂の発生が抑えられる。

（無機層）
無機基材の構成層の１つである無機層は、セメントを主成分とする材料からなり、当該材料としては、例えば、マグネシアセメント、パルプ混入セメント板、木毛セメント板などが挙げられる。
無機層としてマグネシアセメントを用いたものは、少なくとも、酸化マグネシウムと、塩化マグネシウムとを含むスラリーを硬化させて形成することができる。より具体的には、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ_２）とを混合し、さらに骨材や起泡剤や水を加えて混練して得られたスラリーを塗工して形成される。骨材としては、ロックウール、グラスウール等の無機質繊維、木片、パルプ等の有機質繊維が用いられる。起泡剤としては、市販されている界面活性剤系のものを用いることができる。
以上の無機層たるマグネシアセメント板は気硬性セメント板であり、下記に示すような酸化マグネシウムと塩化マグネシウムの硬化反応（水和反応）が進行する。
ＭｇＯ＋Ｈ_２Ｏ → Ｍｇ（ＯＨ）_２
５Ｍｇ（ＯＨ）_２ ＋ ＭｇＣｌ_２＋８Ｈ_２Ｏ → ５Ｍｇ（ＯＨ）_２・ＭｇＣｌ_２・８Ｈ_２Ｏ

以上の無機層は、効率的に爆裂を防止する観点から、２〜５層とすることが好ましく、３〜４層とすることがより好ましい。

（無機補強部材層）
無機基材の各無機層間には、強度の向上を目的として、少なくとも１層の無機補強部材層が設けられる。当該無機補強部材層は、網目状等に形成されたガラス繊維、ロックウール、炭素繊維などを格子状に編んだものが挙げられ、中でも、ガラス繊維を格子状に編んだものが好ましい。また、無機補強部材層の坪量は、強度の向上及び作製を容易にする観点から、３０〜７０ｇ／ｍ^２が好ましい。
当該無機補強部材層は、１〜４層設けることが好ましく、２〜３層設けることがより好ましい。

無機基材の製造方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。まず、上述の無機層を形成するためのスラリーを層状に塗工して無機層を形成し、その無機層上に無機補強部材層を少なくとも１層形成し、さらにその上に上記と同様に無機層を形成するという過程を、所望の積層構造となるまで繰り返すことで積層構造を得て、その積層構造を硬化することで無機基材が得られる。

以上の無機基材において、複数の無機層のうち最も表面化粧層側に位置する無機層の厚みが最も薄くする形成するのであるが、具体的には、当該厚みとしては、０．１〜０．５ｍｍとすることが好ましく、０．１〜０．２ｍｍとすることがより好ましい。
また、最も表面化粧層側に位置する無機層以外の無機層の厚みとしては、１．４〜２．０ｍｍとすることが好ましく、０．７〜２．０ｍｍとすることがより好ましい。

以上の無機基材としては、基材強度を確保するという観点から、表面化粧層側から順に、第１無機層、第２無機層、及び第３無機層からなり、第１無機層と第２無機層との間に無機補強部材層を１層有し、第２無機層と第３無機層との間に無機補強部材層を２層有する構成とすることが最も好ましい。
具体的には、第１無機層の厚みを０．１〜０．５ｍｍとし、第２無機層の厚みを１．４〜２．０ｍｍとし、第３無機層の厚みを０．７〜１．２ｍｍとすることが好ましい。これらの厚みの範囲を外れる場合でも、各無機層の厚みの比、すなわち、第１無機層：第２無機層：第３無機層＝１：（２．８〜２０）：（１．４〜１２）程度であることが好ましい。

（平滑化層）
上記のような無機基材は、成型時に原料スラリーに空気が巻込み、表面に凹凸やピンホールを有することがある。従って、そのままでは無機基材の表面に他の層を積層した場合には、密着性に劣ったり、凹凸などの影響が他の層にも及び、当該他の層の平滑性が失われたりすることがある。そこで、そのような無機基材表面の凹凸などを解消し、表面を平滑にするため、本発明においては、無機基材の表面化粧層側の面に無機材からなるパテを用いてなる平滑化層が形成される。
平滑化層に用いる、無機材からなるパテとしては、炭酸カルシウムパテ、石膏パテ、等が挙げられ、中でも、炭酸カルシウムパテが好ましい。
また、平滑化層の厚みは、凹凸やピンホールの影響を解消するという観点から、０．１〜０．５ｍｍとすることが好ましく、０．２〜０．３ｍｍとすることがより好ましい。
以上の平滑化層は、ロールコーター、カーテンフローコーター、ダイコーター等で形成することができる。

（被覆層）
本発明において、平滑化層上にさらにプライマーによる被覆層が形成される。上述のように、無機基材の表面に平滑化層を形成することで、目視できる程度の凹部やピンホールを埋めることができるが、化粧層との密着が十分ではない。そこで、無機基材と化粧層との密着を良くするために被覆層を形成する。
平滑化層に用いるプライマーとしては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂が挙げられ、中でも、ウレタン樹脂が好ましい。
また、被覆層の厚みは、無機基材と化粧層との密着性を確保するという観点から、０．０５〜０．２０ｍｍとすることが好ましく、０．０５〜０．１０ｍｍとすることがより好ましい。
以上の被覆層は、ロールコーター、カーテンフローコーター、ダイコーター等で形成することができる。

［表面化粧層］
本発明の不燃化粧板においては、無機基材の一方の面側には表面化粧層を有する。表面化粧層は、不燃化粧板の表面側に位置するものであり、その表面に化粧処理が施される。
表面化粧層の材料としては、例えば、熱硬化性樹脂を含んでなるものが挙げられ、熱硬化性樹脂としては、メラミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリエステル樹脂が好ましい。表面化粧層は、具体的には、パターン紙にメラミン樹脂等を含浸させたものを用いることが好ましい。以下に、パターン紙にメラミン樹脂を含浸させたもの（メラミン樹脂含浸紙と称する。）について説明する。

メラミン樹脂含浸紙は、パターン紙にメラミン樹脂を所定の含浸率で含浸させた後、加熱、乾燥させることにより作製される。パターン紙としては、例えばチタン紙が用いられる。パターン紙の坪量は、パターン紙の厚みや重さを考慮して８０〜１５０ｇ／ｍ^２であることが好ましい。メラミン樹脂の含浸率は、含浸されるメラミン樹脂の機能を十分に発現するために８０〜１２０質量％であることが好適である。加熱、乾燥の温度は、パターン紙にメラミン樹脂を強固に固着させるために１００〜１４０℃に設定することが好ましい。

［バッカー層］
また、本発明の不燃化粧板においては、無機基材の表面化粧層側の面とは反対の面側にバッカー層を設けることが好ましい。
バッカー層は、不燃化粧板の裏面側に位置するものであり、材料としては表面化粧層と同じものを用いることができるが、裏面側に位置するものであることから、表面化粧層のように化粧処理を施す必要はない。
なお、上記のようにバッカー層を設ける場合において、バッカー層が設けられる無機基材表面の凹凸やピンホールを解消するために、表面化粧層側の面と同様に、平滑化層及び被覆層を形成することが好ましい。

以上の本発明の不燃化粧板の厚みは２．８〜３．２ｍｍとすることが好ましい。

次に、本発明の不燃化粧板の製造方法について説明する。
不燃化粧板は、平滑化層及び被覆層を形成した無機基材の表裏両面に少なくとも表面化粧層及びバッカー層を積層する積層工程と、前記表面化粧層及びバッカー層が表裏両面に積層された無機基材を熱圧成形する熱圧成形工程とを経て製造される。
積層工程では、例えば下から順に、メラミン樹脂含浸紙（バッカー層）、無機基材、及びメラミン樹脂含浸紙（表面化粧層）を積層する。

熱圧成形工程では、上記積層物を熱圧プレス装置で加熱、加圧成形する。
加熱条件は不燃化粧板の温度が１２５〜１５０℃、加圧条件は１．９６〜９．８０ＭＰａ（２０〜１００ｋｇ／ｃｍ^２）であることが好ましい。温度が１２５℃未満又は圧力が１．９６ＭＰａ未満の場合には、無機基材に対する表面化粧層・バッカー層の密着性が不足し、剥離が発生し易くなる。一方、温度が１５０℃を超える場合又は圧力が９．８０ＭＰａを超える場合には、無機基材に大きな力が作用するため、亀裂が発生するおそれがある。

以下に、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

［実施例１〜４］
（無機基材の作製）
表面化粧層側から順に、第１無機層／無機補強部材層／第２無機層／無機補強部材層／無機補強部材層／第３無機層の積層構造の無機基材を作製するに当たり、まず以下の組成の第１無機層〜第３無機層用の塗工液を調製した。
（１）第１無機層用塗工液
酸化マグネシウム ８２質量％
塩化マグネシウム １８質量％
（２）第２無機層用塗工液
酸化マグネシウム ７９質量％
塩化マグネシウム １６質量％
パーライト ４質量％
起泡剤 １質量％
（３）第３無機層用塗工液
酸化マグネシウム ８０質量％
塩化マグネシウム １７質量％
パーライト ２重量％
起泡剤 １質量％
常法に従い、各塗工液において、上記各成分を混合して、水を加えて混練して塗工液を得た。なお、塩化マグネシウムは、塩化マグネシウム・６水和物を用いてもよく、その場合、塩化マグネシウムそのものが上記配合率となるように換算して配合すればよい。

次いで、無機補強部材層として、３層分のガラス繊維ネットを準備し、専用の積層装置を用いて、上記積層構造となるように各無機層及びガラス繊維ネットを積層して無機基材を得た。なお、使用したガラス繊維ネットの坪量などを以下に示す。また、第１無機層の厚みは０．１ｍｍとし、第２無機層の厚みは１．７ｍｍとし、第３無機層の厚みは０．９ｍｍとした。
（ガラス繊維ネット）
坪量：５５ｇ／ｍ^２
縦ピッチ：２．５ｍｍ 縦糸：１２６０ｄ
横ピッチ：２．５ｍｍ 横糸：６３０ｄ

（平滑化層・被覆層の形成）
上記のように得られた無機基材の表面化粧層側の面に、炭酸カルシウムパテ（固形分６０％）をロールコーターにて５０ｇ／ｍ２塗布して平滑化層を形成し乾燥させ、さらにその上にウレタン樹脂プライマー（固形分５０％）をロールコーターにて５０ｇ／ｍ２塗布して被覆層を形成し乾燥させ、最後に表面サンダーをかけ平滑に仕上げた。
平滑化層・被覆層を形成後の無機基材の表面は、目視観察したところ、凹凸やピンホールなどが認められず、平滑な面となった。

（メラミン樹脂含浸紙（表面化粧層、バッカー層）の作製）
パターン紙として坪量８０ｇ／ｍ^２のチタン紙を用い、メラミン樹脂を含浸率が１１０質量％となるように含浸し、１３０℃で乾燥させてメラミン樹脂含浸紙を作製した。

（不燃化粧板の製造）
下から順に、メラミン樹脂含浸紙、無機基材、及びメラミン樹脂含浸紙を積層し、熱圧プレス装置で加熱、加圧成形を行い、厚さ３．０ｍｍの不燃化粧板を製造した。加熱条件は、不燃化粧板の温度が１３５℃となるように設定した。加圧条件は、６．８６ＭＰａ（７０ｋｇ／ｃｍ^２）とした。なお、表面にはステンレス鋼板をセットしてプレス成形を実施し不燃化粧板を得た。

得られた不燃化粧板に対して、以下の不燃試験を実施した。結果を表１に示す。
［不燃試験］
（１）爆裂の有無
以下のようにして、加熱時における爆裂の有無を確認した。
ＩＳＯ５６６０に準拠したコーンカロリーメーターを使用し、２０分の発熱性試験において爆裂した場合を×、爆裂しなかった場合を○とした。なお、５点測定して、１点でも爆裂したものは×とした。
（２）不燃性
不燃性は、総発熱量７．２ＭＪ／ｍ^２以下、最高発熱速度が１０秒以上継続して２００ｋｗ／ｍ^２を超えない場合を○、 総発熱量７．２〜８．０ＭＪ／ｍ^２、最高発熱速度が１０秒以上継続して２００ｋｗ／ｍ^２を超えない場合を△、総発熱量８ＭＪ／ｍ^２を超えるか、あるいは最高発熱速度が１０秒以上継続して２００ｋｗ／ｍ^２を超えた場合を×とした。

［比較例１］
実施例１において用いた積層構造の無機基材の代わりに、以下のようにして作製した単層構造の無機基材を用いたこと以外は実施例１と同様にして不燃化粧板を作製した。
（無機基材の作製）
常法に従い、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ_２）・６水和物、パーライト、起泡剤とを、それぞれ、７９質量％、１６質量％、４質量％、１質量％となるように混合し、適量の水とを加えて混練したスラリーを板状に成形し、無機基材を得た。
そして、得られた不燃化粧板に対して、実施例１と同様にして不燃試験を実施した。結果を表２に示す。

表１及び表２より、表面に平滑化層及び被覆層を形成した無機基材を使用した場合であっても、無機基材を積層構造とした実施例１〜４は爆裂が生じなかったのに対し、単層構造の無機基材を用いた比較例１は爆裂が生じた。このことより、無機基材表面に平滑化層及び被覆層を形成した場合には加熱すると爆裂が生じることになるが、無機基材を積層構造にすると、爆裂を防止できることが分かる。

Claims (8)

1. セメントを主成分とする無機基材の一方の面側に表面化粧層を有する不燃化粧板であって、
   前記無機基材の表面化粧層側の面上に、表面の凹凸を平滑にする平滑化層と、該平滑化層を被覆する被覆層とが順次積層され、かつ前記無機基材が、複数の無機層と、各無機層間に位置する少なくとも１層の無機補強部材層とを含む積層構造からなり、
   前記複数の無機層のうち最も表面化粧層側に位置する無機層の厚みが最も薄く、
   前記無機基材が、表面化粧層側から順に、第１無機層、第２無機層、及び第３無機層からなり、第１無機層と第２無機層との間に無機補強部材層を１層有し、第２無機層と第３無機層との間に無機補強部材層を２層有することを特徴とする不燃化粧板。
2. 前記最も表面化粧層側に位置する無機層の厚みが０．１〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の不燃化粧板。
3. 前記無機補強部材層を構成する無機補強部材がガラスネットからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の不燃化粧板。
4. 前記平滑化層を構成する材料が、無機材からなるパテであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の不燃化粧板。
5. 前記被覆層を構成する材料が、ウレタン樹脂であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の不燃化粧板。
6. 前記無機層が、少なくとも、酸化マグネシウムと、塩化マグネシウムとを含むスラリーを硬化させてなるマグネシアセメントであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の不燃化粧板。
7. 前記表面化粧層が熱硬化性樹脂を含んでなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の不燃化粧板。
8. さらに、前記無機基材の表面化粧層側の面とは反対の面側にバッカー層を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の不燃化粧板。