JP2005350799A - 無機質板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 鉱物質繊維と無機質粉状体と熱硬化性樹脂結合剤とを必須成分とする、化粧層との密着性の良い無機質板を生産性良く製造することができる無機質板の製造方法を提供する。
【解決手段】 鉱物質繊維と無機質粉状体と熱硬化性樹脂結合剤とを含むスラリーを湿式抄造して形成したウェットマットを複数層積層して積層ウェットマットに形成し、次いで該積層ウェットマット内の熱硬化性樹脂結合剤がプレキュアーに至らない条件下で含水率が７重量％未満となるように乾燥してドライボードに形成し、該ドライボードを加熱圧縮して上記熱硬化性樹脂結合剤を硬化させる無機質板の製造方法である。これによって、化粧層との密着性に優れた、凹凸模様を有する無機質板を生産性よく形成することができる。

Description

本発明は、住宅等建築物の内装材、造作材、開口部材、家具等の化粧板の基板として用いるに好適な化粧層との密着性の良い無機質板を生産性良く製造することのできる無機質板の製造方法に関する。

従来から、住宅等建築物の内装化粧材等の基板や下地材として石膏ボードや合板が使用されている。しかしながら、石膏ボードは重くて施工し難く、また水を吸収すると曲げ強度等の強度的性質が顕著に低下するため、キッチン等水回りに使用するには問題があった。一方、合板は軽くて施工し易い反面、燃え易く、腐り易いという欠点を有していた。

このため、本出願人は、特許文献１に記載のあるように、表裏層の間に軽量な中層をサンドイッチ状に積層した積層体を、プレスで圧縮して成形した後、乾燥により結合剤を硬化させる、軽量高強度な３層構成の無機質板の製造方法を提案した。しかしながら、上記方法ではプレスで圧縮した後の乾燥工程において、表裏層の圧縮された鉱物質繊維が元の形状に戻ろうとして反発する所謂スプリングバック現象を生じ、得られた無機質板の表面が凸凹となって平滑性が悪くなることがあった。

このため、このような無機質板を化粧板の基板として用いる場合、その表面に化粧シートや化粧紙の貼着、或いは塗装、印刷等により化粧層を直接設けると、表面の凹凸が化粧層表面に凹凸となって現出してその装飾外観を悪くすることがあった。従って、その表面をサンディングして平滑にしてから化粧層を設ける必要があるが、サンディング工程を必要とするとともに表面に凹凸があるので研削量が増えて歩留まりが低下する等生産性が悪くなり、また緻密で硬質の表面層を多く削り取るために曲げ強度や硬度等の強度的性質が低下するという問題点を有していた。

そこで、本出願人は、特許文献２に記載があるようにウェットマットを一旦乾燥させた後熱圧して結合剤を完全に硬化させる無機質板の製造方法を提案した。しかしながらこの方法においては、得られるドライボードの含水率が高いと、このドライボードをホットプレス等の加熱圧縮装置に搬送しセットするまでの取り扱い時において、取り扱い強度不足からドライボードに破損を生じ易いという問題があった。更には加熱圧縮時においてドライボード中に多く含まれる水分の急激な蒸発によりパンク現象を生じたり、得られた無機質板の側端面が湾曲状に変形したりすることがあり、生産性ならびに生産歩留まりを低下させるという問題があった。

一方このような取り扱い強度不足やパンク現象等の発生を防止するためには、強目に乾燥してドライボード中の含水率を低下させればよいことが考えられるが、このように強目に乾燥した無機質板の表面に化粧シートの貼着等により化粧層を設けた場合、上記化粧層が無機質板から剥がれ易くなるという問題を生じることがあった。
特開平５−５０４１７ 特開２００３−２５１６１７

係る問題点について鋭意検討した結果、乾燥によりドライボード表層の熱硬化性樹脂結合剤が、完全な硬化状態に至らないまでもプレキュアー状態或いはそれに近い状態に硬化が進んで鉱物質繊維や無機質粉状体が半結合状態になった後加熱圧縮すると、この圧縮力により上記半結合状態が破損して表面が脆弱な無機質板が得られ、このような無機質板表面に設けた化粧層は、無機質板との密着性が悪くなって剥がれ易くなるという知見を得た。

本発明は係る知見に基づきなされたもので、鉱物質繊維と無機質粉状体と熱硬化性樹脂結合剤とを必須成分とし、その表面に化粧層を密着性良く形成することのできる多層構成の無機質板を、生産工程における取り扱い性良く、またパンク現象や変形を生じることなく製造することのできる無機質板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の目的を達成するために、請求項１の発明に係る無機質板の製造方法は、鉱物質繊維と無機質粉状体と熱硬化性樹脂結合剤とを必須成分として含む原料を水中に混合分散させて調整したスラリーを湿式抄造して形成したウェットマットを複数層積層して積層ウェットマットに形成し、次いで該積層ウェットマット内の熱硬化性樹脂結合剤がプレキュアーに至らない条件下で含水率が７重量％未満となるように乾燥してドライボードに形成し、該ドライボードを加熱圧縮して上記熱硬化性樹脂結合剤を硬化させることを特徴とする。

請求項２の発明に係る無機質板の製造方法は、請求項１の発明において、積層ウェットマットを予め加熱圧縮した後乾燥してドライボードに形成することを特徴とする。

請求項３の発明に係る無機質板の製造方法は、請求項１又は２の発明において、ドライボードの少なくとも表面に、水又は樹脂水溶液を塗布した後加熱圧縮することを特徴とする。

請求項４の発明に係る無機質板の製造方法は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発明において、ドライボードを、厚さ１．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下、比重０．５以上１．８以下になるように加熱圧縮して熱硬化性樹脂結合剤を硬化させることを特徴とする。

請求項１の発明に係る無機質板の製造方法によれば、積層ウェットマットを含水率が７重量％未満となるように乾燥してドライボードに形成しているので充分な取り扱い強度を有しており、このドライボードを乾燥装置からホットプレス等の加熱圧縮装置へ運搬し或いは加熱圧縮装置にセットする際に、取り扱い易く破損等を生じることはない。

また、積層ウェットマット内の熱硬化性樹脂結合剤がプレキュアーに至らない条件下で乾燥してドライボードに形成しているので、得られるドライボード内には結合剤による結合力はほとんど生じておらず、次工程で加熱圧縮した際に圧縮状態で熱硬化性樹脂結合剤が硬化して初めて結合力を発現するため、ドライボード内の組成物間の結合部に破損のない無機質板に形成することができ、この結果、その表面に化粧層を設けた場合にも化粧層が剥がれることのない無機質板を形成することができる。

請求項２の発明に係る無機質板の製造方法によれば、請求項１の発明において、積層ウェットマットを予め加熱圧縮した後乾燥してドライボードに形成しているので、上記請求項１の発明の効果に加えて、さらに取り扱い性の良い無機質板を製造することができる。

また、請求項３の発明に係る無機質板の製造方法によれば、請求項１又は２の発明において、加熱圧縮前のドライボードの少なくとも表面に、水又は樹脂水溶液を塗布しているので塗布面だけを軟化させることができ、上記請求項１又は２の発明の効果に加えて、加熱圧縮によってさらに表面平滑性の良い無機質板を製造することができる。

請求項４の発明に係る無機質板の製造方法によれば、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発明において、ドライボードを、厚さ１．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下、比重０．４以上１．８以下に加熱圧縮しているので、請求項１乃至３のいずれか１項の発明の効果に加えて、薄くて、軽量で、強度的性質に優れた無機質板を形成することができる。

以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、例示であり、本発明がこの実施形態によって制限されることを意図するものでは全くない。

先ず、本実施形態にかかる無機質板の製造方法は、鉱物質繊維と無機質粉状体と熱硬化性樹脂結合剤とを必須成分として含む原料を大量の水に分散混合させて調整したスラリー組成物を丸網式湿式抄造装置等の湿式抄造装置を用いて湿式抄造して表裏層用の２枚のウェットマットを形成する。そして、この表裏層用の２枚のウェットマットを積層して２層からなる積層ウェットマットを形成する。

ここにおいて、上記２層のウェットマットの界面には、両層の接着力を向上させるため水溶性結合剤等の結合剤を塗布しておくことができる。尚、積層されるウェットマットは２層に限らず、３層或いはそれ以上の複数層であってよい。

以下、ウェットマットの構成材料を説明すると、鉱物質繊維としては、ロックウール、スラッグウール、グラスウール等を挙げることができ、これらの鉱物質繊維は、スラリー中の固形成分に対して２０〜７０重量％加えられる。添加量が２０重量％未満になると、鉱物質繊維同士の絡み合いが少なくなって曲げ強度が弱くなり、また７０重量％を超えると無機質粉状体の添加割合が少なくなって、表面の緻密性が低くなり化粧性が損なわれるので好ましくない。

無機質粉状体としては、炭酸カルシウム、マイクロシリカ、水酸化アルミニウム、スラグ粉などを用いることができ、スラリー中の固形成分として１０〜７０重量％加えられる。添加量が１０重量％未満になると、形成される無機質板表面の緻密性が低くなって化粧性が損なわれ、また７０重量％を超えると鉱物質繊維の添加割合が少なくなって曲げ強度が弱くなるので好ましくない。

また、熱硬化性樹脂結合剤としては、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素メラミン樹脂等の粉末状、或いは水性結合剤を用いることができる。この他に結合剤として、ポリビニルアルコール、スターチ類、ポリアクリルアミド、ＳＢＲラテックス、アクリル樹脂エマルジョン等の水溶性又は水分散性の結合剤を、熱硬化性樹脂と併用して用いることもできる。

このような結合剤は、その総量が表裏層用のスラリー中の固形成分に対して２〜２０重量％、好ましくは７〜１５重量％程度加えられる。結合剤の添加量が２重量％未満となると曲げ強度等の強度的性質が低くなり、２０重量％を超えると防火性が悪くなるので好ましくない。

この他に、必要に応じて、ポリプロピレン、ポリエステル、ビニロン等の合成樹脂繊維、麻や木質繊維等の植物質繊維、凝集剤、サイズ剤、消泡剤等をスラリー中に添加することができる。

次いで、このようにして得られた２層構成の積層ウェットマットを熱風循環式ドライヤーに搬入し、含水率が７重量％未満、好ましくは４重量％未満となるように、且つその内部に混入した熱硬化性樹脂結合剤がプレキュアー状態に至らないように乾燥して２層構成のドライボードに形成する。

ここにおいて、上記ドライボードの含水率が７重量％以上となると、後述する加熱圧縮工程において加熱圧縮中にパンク現象が生じたり、得られる無機質板の側端面に湾曲状の変形が生じたりして歩留まりが悪くなるので好ましくなく、さらに、ドライボードを加熱圧縮装置へ運び、加熱圧縮装置内にセットするための取り扱い時の強度が不足して破損することがあるので好ましくない。

また、ウェットマット内部に混入した熱硬化性樹脂結合剤が完全に硬化しないまでもプレキュアー状態に硬化が進むと、ドライボードの特に表裏面層の熱硬化性樹脂は不充分ながら結合力を発現する。このため、このようなドライボードを後述するように加熱圧縮すると、上記一旦結合された組織が潰れてしまい、得られる無機質板が脆弱化する。この結果このような無機質板の表面に化粧層を設けた場合、化粧層が上記無機質板の脆弱化した表面層から剥離し易くなり、無機質板と化粧層との密着性が悪くなるので好ましくない。

尚、前記積層ウェットマットは、予め加熱ロール、連続プレス、平板プレス等で加熱圧縮してから前記熱風循環式ドライヤーで乾燥し、ドライボードに形成しておくこともできる。このように、乾燥前に予備的な加熱圧縮を行うことにより、さらに取り扱い強度に優れたドライボードに形成することができる。

前記乾燥条件や予備的な加熱圧縮条件は、得られるドライボード内部の熱硬化性樹脂がプレキュアー状態に至らないものであれば良く、特に限定されるものではないが、例えば、熱硬化性樹脂として粉末フェノール樹脂を用いた場合には、乾燥温度６０℃〜１４０℃、予備的な加熱圧縮温度８０℃〜１８０℃程度の温度条件で時間を加減して行うことができる。

次に、このようにして得られたドライボードを、多段式ホットプレス等の加熱圧縮装置の加熱板間に挿入し、熱硬化性樹脂結合剤の硬化温度以上の温度で加熱圧縮し、熱硬化性樹脂を充分に硬化させて所定の厚みと比重を有する無機質板に形成する。好ましくは、ドライボードを厚さ１．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下、比重０．５以上１．８以下になるように加熱圧縮するのが良く、これにより軽量で強度的性質に優れた薄物の無機質板を得ることができる。

ここにおいて、ドライボードの含水率が７重量％未満、好ましくは４重量％未満に調整されているので、上記加熱圧縮装置への運搬や加熱板間へのセットなどを破損等を生じることなく取り扱い性良く行うことができ、また、パンク現象や無機質板側端面の湾曲状の変形を生じることもなく、加熱圧縮を生産性良く行うことができる。

また、ドライボードの内部及び表裏面層の熱硬化性樹脂は、プレキュアー状態にも至っておらず、その結合効果は殆ど発現されていないので、これらの熱硬化性樹脂は、加熱圧縮によって圧縮された状態で初めて結合剤としての機能を効率良く発現して硬化し、得られる無機質板の内部及び表裏面層には潰れ等が生じることはなく、従って表層も脆弱化することはない。このため、このような無機質板の表面に、突板や化粧シートの貼着、塗装、印刷等により表面化粧層を設けた場合、無機質板と化粧層が剥離することのない無機質化粧板に形成することができる。

尚、前記多段式ホットプレス等による加熱圧縮の前に、ドライボードの表面又は表裏面に、水又は樹脂水溶液を塗布しておくことができる。このような水分の塗布により、水分が塗布された表裏層は柔軟化し、加熱圧縮による成形性を向上させることができる。特に熱硬化性樹脂結合剤とともにスターチ類やポリビニルアルコール等の水溶性結合剤を併用した場合には、乾燥により一旦発現した上記スターチ類やポリビニルアルコール等の水溶性結合剤の結合力を塗布された水分により軟弱化させることができ、その後の加熱圧縮によって成形性良く、表面性の良い無機質板を形成することができる。

また、加熱圧縮に際して、エンボスプレートを用いてドライボード表面を加熱圧縮することもできる、この場合には、表面に任意の凹凸模様が刻設された無機質板を得ることができる。
（実施例）

スラグウール５０重量％、水酸化アルミニウム３９重量％、粉末フェノール樹脂６重量％、スターチ４重量％、熱融着繊維であるポリエステル繊維１重量％、これに少量の凝集剤を添加した原料を大量の水中に添加して攪拌し、固形分濃度が約３重量％の表裏層用スラリーを得た。次いでこのスラリーを丸網式湿式抄造装置により湿式抄造して、表裏層用の２枚のウェットマットを得、この２枚のウェットマットを積層して、含水率８０重量％の２層構成の積層ウェットマットを得た。

次に、この積層ウェットマットを、厚さ７ｍｍのディスタンスバーを介して１３０℃の温度下で９０秒間仮圧締し、さらに熱風循環式ドライヤーに搬入してその表面の温度が１４０℃を超えない乾燥条件で２０分間乾燥し、含水率３重量％のドライボードを得た。このドライボードは、その内部及び表面層の粉末フェノール樹脂がプレキュアーにも至っていない状態で、上記含水率にまで乾燥されていた。

次に、得られたドライボードをホットプレス装置に搬入し、その表裏面にそれぞれ片面１００ｇ／ｍ²の水を塗布した後、ホットプレス装置の熱盤間にセットし、厚さ３．５ｍｍのディスタンスバーを介して、２００℃の温度条件下で５分間加熱圧縮し、厚さ３．５ｍｍ、比重１．２の無機質板を得た。上記ドライボードは、ホットプレスへの搬入や熱盤間へのセットを、破損等を生じることなく良好に行えた。また、加熱圧縮時にパンク現象は生じず、加熱圧縮後の無機質板には変形を生じていなかった。

このようにして得られた無機質板は、その表裏面を軽くサンディングして厚さ３ｍｍに形成してその曲げ強度と平面剥離強度を測定したところ、曲げ強度２０Ｎ／ｍｍ²、平面剥離強度１．５Ｎ／ｍｍ²であった。また、その表面にポリオレフィン化粧シートを貼着して無機質化粧板に形成し、ＪＩＳ Ｋ ５６００（塗料一般試験方法）に準じて碁盤目テスト（剥離試験テスト）を行ったところ、無機質板表層部の基材剥離を生じることもなく、無機質板と化粧層の密着性は良好であった。
（比較例）

上記実施例で得た２層構成の積層ウェットマットを、２００℃のドライヤーで２５分間乾燥して含水率１重量％のドライボードを得た。次いで、このドライボードを上記実施例と同様にしてホットプレスにより加熱圧縮して、厚さ３．５ｍｍ、比重１．２の比較例に係る無機質板を形成した。

この無機質板を実施例と同様にサンディングして厚さ３ｍｍに形成し、その曲げ強度と平面剥離強度を測定したところ、曲げ強度９Ｎ／ｍｍ²、平面剥離強度０．５Ｎ／ｍｍ²で実施例に較べて劣るものであった。また、その表面にポリオレフィン化粧シートを貼着して無機質化粧板に形成し、ＪＩＳ Ｋ ５６００（塗料一般試験方法）に準じて碁盤目テスト（剥離試験テスト）を行ったところ、無機質板表層部から基材剥離を生じ、無機質板と化粧層との密着性は悪かった。

Claims (4)

1. 鉱物質繊維と無機質粉状体と熱硬化性樹脂結合剤とを必須成分として含む原料を水中に混合分散させて調整したスラリーを湿式抄造して形成したウェットマットを複数層積層して積層ウェットマットに形成し、次いで該積層ウェットマット内の熱硬化性樹脂結合剤がプレキュアーに至らない条件下で含水率が７重量％未満となるように乾燥してドライボードに形成し、該ドライボードを加熱圧縮して上記熱硬化性樹脂結合剤を硬化させることを特徴とする無機質板の製造方法。
2. 積層ウェットマットを予め加熱圧縮した後乾燥してドライボードに形成することを特徴とする請求項１に記載の無機質板の製造方法。
3. ドライボードの少なくとも表面に、水又は樹脂水溶液を塗布した後加熱圧縮することを特徴とする請求項１又は２に記載の無機質板の製造方法。
4. ドライボードを、厚さ１．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下、比重０．５以上１．８以下になるように加熱圧縮して熱硬化性樹脂結合剤を硬化させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無機質板の製造方法。