JP2019043803A - 無機質化粧板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1及び図2は、本発明の実施形態1に係る無機質化粧板50を示している。無機質化粧板50は、化粧面に凹凸模様が形成されると共に塗装が施され、例えば、住宅等の建物の内装材、造作材、開口部材、家具等の化粧材として用いられる。
無機質化粧板50は、化粧面となる表面1にエンボス加工によって凹凸模様が形成された基材10と、該基材10の表面1に形成された塗膜30とを有している。
基材10は、本実施形態では、表面1側(図2の上側)に位置する表層11と、裏面2側(図2の下側)に位置する裏層12と、表層11と裏層12との間に位置する芯層13とを有し、三層構造に構成されている。表層11と裏層12とは、互いに同じものであり、鉱物質繊維と無機質紛状体と結合剤とを主成分とする層である。一方、芯層13は、軽量骨材と結合剤と繊維を主成分とする層である。表層11と裏層12と芯層13とは、結合剤の硬化によって複合一体化されている。
[鉱物質繊維]
表層11と裏層12の鉱物質繊維として、ロックウール、スラグウール、ミネラルウール、グラスウール等を用いることができる。これらは、単独で用いることも可能であり、複数を組み合わせて用いてもよい。鉱物質繊維は、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、固形成分全体の40重量%以上80重量%以下だけ添加される。鉱物質繊維は、添加量が40重量%未満になると、鉱物質繊維どうしの絡み合いが少なくなって曲げ強度が弱くなり、また、80重量%を超えると、無機質紛状体の添加割合が少なくなるため、表面の緻密性が低くなり、化粧性が損なわれるためである。
表層11と裏層12の無機質紛状体として、炭酸カルシウム、マイクロシリカ、水酸化アルミニウム、スラグ紛等を用いることができる。これらは、単独で用いることも可能であり、複数を組み合わせて用いてもよい。無機質紛状体は、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、固形成分全体の20重量%以上60重量%以下だけ添加される。無機質紛状体は、添加量が20重量%未満になると、形成される無機質化粧板50の表面の緻密性が低くなって化粧性が損なわれ、また、60重量%を超えると、鉱物質繊維の添加割合が少なくなるため、曲げ強度が弱くなるためである。
表層11と裏層12の結合剤は、熱硬化性樹脂結合剤であり、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。また、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高分子結合剤を、熱硬化性樹脂と併用することも可能である。結合剤は、鉱物質繊維及び無機質紛状体を含む成分を結合するために添加されるものであり、固形成分全体の5重量%以上20重量%以下、好ましくは、7重量%以上15重量%以下だけ添加される。結合剤は、添加量が5重量%未満になると、強度が不足する一方、20重量%を超えると、不燃性が損なわれるためである。
[軽量骨材]
芯層13の軽量骨材として、パーライト、シラス発泡体、シリカフラワー、ガラス発泡体等を用いることができる。軽量骨材は、圧縮強度を確保しつつ、軽量化するために添加されるものであり、固形成分全体の40重量%以上90重量%以下だけ添加される。軽量骨材は、添加量が40重量%未満になると、軽量化が不十分になり、また、散布時に均一に撒くことが難しくなる一方、90重量%を超えると、強度が弱くなり、また、圧縮時の圧力が高くなりすぎて生産性が低下するためである。
芯層13の結合剤は、熱硬化性樹脂結合剤であり、表層11及び裏層12に用いることができるもの、即ち、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。また、表層11及び裏層12の結合剤と同様に、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高分子結合剤を、熱硬化性樹脂と併用することも可能である。結合剤は、軽量骨材を含む成分を結合するために添加されるものであり、固形成分全体の5重量%以上20重量%以下、好ましくは、7重量%以上15重量%以下だけ添加される。結合剤は、添加量が5重量%未満になると、強度が不足する一方、20重量%を超えると、不燃性が損なわれる。
芯層13の繊維として、無機繊維又は有機繊維を用いることができる。具体的には、無機繊維として、ガラス繊維、ワラストナイト等を用いることができる。また、有機繊維として、ポリエステル、ポリプロピレン、ビニロン等の合成繊維、木質繊維、パルプ等を用いることができる。これらは、単独で用いることも可能であり、複数を組み合わせて用いてもよい。繊維は、粘りと強度とを持たせるために添加されるものであり、固形成分全体の1重量%以上10重量%以下だけ添加される。繊維は、添加量が1重量%未満になると、粘りが無くなり、補強効果が低くなり、10重量%を超えると、抄造時に凹凸が生じ、抄造時に凹凸が生じ、良好な湿潤マットを得ることができなくなるためである。
基材10の表面1には、凹凸模様が形成されている。基材10の表面1は、この凹凸模様によって複数のブロックに区画されている。
塗膜30は、基材10の表面1に直に形成される下塗り層31と、該下塗り層31の上に重ねて形成される上塗り層32とを有している。
以下、本発明の実施形態1に係る無機質化粧板50の製造方法について図3及び図4に基づいて説明する。
まず、湿潤基材形成工程S1を行う。本実施形態では、湿潤基材形成工程S1は、裏層マット形成工程と、芯層マット形成工程と、表層マット形成工程とで構成されている。
裏層マット形成工程では、裏層12を形成するための材料、即ち、鉱物質繊維と無機質粉状体と結合剤とを水中に添加して攪拌し、鉱物質繊維と無機質粉状体と結合剤とを主成分とするスラリーを生成する。そして、生成したスラリーを長網式湿式抄造装置又は丸網式湿式抄造機で湿式抄造して裏層マット10cを形成する。本実施形態では、裏層マット10cは、4mmの一様な厚さになるように形成する。
芯層マット形成工程では、芯層13を形成するための材料、即ち、軽量骨材と結合剤と繊維とを、水を噴霧しながら混合して芯層用組成物を生成する。そして、生成した芯層用組成物を、先に生成した裏層マット10cの上に均一に散布して芯層マット10bを形成する。本実施形態では、芯層マット10bは、5mmの一様な厚さになるように形成する。
表層マット形成工程では、裏層マット形成工程と同様に、表層11を形成するための材料、即ち、鉱物質繊維と無機質粉状体と結合剤とを水中に添加して攪拌し、鉱物質繊維と無機質粉状体と結合剤とを主成分とするスラリーを生成する。そして、生成したスラリーを長網式湿式抄造装置又は丸網式湿式抄造機で湿式抄造して表層マット10aを形成し、この表層マット10aを、芯層マット10bの上に積層する。本実施形態では、表層マット10aは、5mmの一様な厚さになるように形成する。
次に、第1乾燥工程S2を行う。第1乾燥工程S2では、湿潤基材形成工程S1によって形成された湿潤基材10Aを熱風循環式ドライヤーに搬入し、含水率が10重量%未満、好ましくは、4重量%未満となるように乾燥し、乾燥基材(ドライボード)10Bを形成する(図4(B)を参照)。このとき、湿潤基材10A中に含まれる結合剤(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、即ち、結合剤が硬化しない条件下で湿潤基材10Aを乾燥させる。これは、結合剤が完全に硬化しないまでもプレキュアー状態に至ると、プレキュアー状態の結合剤によって結合された組織が後の加熱圧縮工程S6で潰れることにより、得られる無機質化粧板50が脆弱化するおそれがあるためである。
次に、下塗り塗装工程S3を行う。下塗り塗装工程S3では、乾燥基材10Bの表面1Bに、水性塗料を塗布する。これにより、乾燥基材10Bの表面1B上に下塗り層31が形成される(図4(B)参照)。
下塗り塗装工程S3の後、第2乾燥工程S4を行う。第2乾燥工程S4では、下塗り塗装工程S3で乾燥基材10Bの表面1Bに塗布された水性塗料を乾燥させる。本実施形態では、乾燥基材10Bを140℃のオーブンで水分が無くなるまで乾燥させる。
次に、塗布工程S5を行う。塗布工程S5では、乾燥基材10Bの表面1B及び裏面2Bに、水又は樹脂水溶液からなる軟化剤を塗布する(図4(C)を参照)。これにより、乾燥基材10Bの表面1B及び裏面2Bが軟化し、後の加熱圧縮工程S6において乾燥基材10Bの表面1B及び裏面2Bにおいて亀裂や割れが生じ難くなる。本実施形態では、乾燥基材10Bの表面1Bには、400g/m2の軟化剤を塗布し、乾燥基材10Bの裏面2Bには、100g/m2の軟化剤を塗布する。
次に、加熱圧縮工程S6を行う。加熱圧縮工程S6では、表面1B及び裏面2Bに軟化剤が塗布された乾燥基材10Bを多段式ホットプレス等の加熱圧縮装置の熱盤間に挿入し(図4(C)を参照)、表面1Bに所定の凹凸模様を形成するためのエンボス型20を用いて、結合剤(熱硬化性樹脂結合剤)の硬化温度以上の温度で加熱圧縮する(図4(D)を参照)。
次に、上塗り塗装工程S7を行う。上塗り塗装工程S7では、凹凸模様が形成されたエンボス基材10Cの表面1Cに、インクジェット装置によって着色インクを噴射する(図4(F)を参照)。これにより、エンボス基材10Cの表面1C上に上塗り層32が形成される。本実施形態では、インクジェット装置には、ブラック、マゼンタ、イエロー、シアンの4色のインクが内蔵され、これらを混ぜ合わせたものが着色インクとしてノズルヘッド40からエンボス基材10Cの表面1Cに噴射される。また、インクジェット装置には、予め、無機質化粧板50の凹凸模様に同調した上塗り層32が形成されるような塗装データが記憶されており、インクジェット装置は、その塗装データに従って各箇所が所望の色調で着色されるように、噴射箇所毎に4色のインクの混合比率を適宜調整して噴射する着色インクの色を調整する。
以下、本発明の実施形態1に係る無機質化粧板50を設置面に固定する無機質化粧板50の施工方法について図5に基づいて説明する。
以上のように、本実施形態1によれば、エンボス型20で加熱圧縮するエンボス加工によってシャープな凹凸模様が形成された表面1に、インクジェット塗装により、溝3内の部分が溝3以外の部分よりも濃色に構成された塗膜30が形成されている。つまり、凹凸模様が形成された表面1に形成された塗膜30は、溝3内に形成された濃色の溝内塗膜30aと溝3以外の部分に形成された溝内塗膜30aよりも淡色の溝外塗膜30bとで構成され、色調が凹凸模様に同調している。このような色調が凹凸模様に同調した塗膜30が表面1に形成されることにより、エンボス加工によって表面1に形成されたシャープな凹凸模様の凹凸感が塗膜30によって強調されることとなる。従って、表面1に施されたシャープな凹凸模様の意匠性を損なうことなく表面1に塗装が施された意匠性に優れた無機質化粧板50を提供することができる。
実施形態2は、実施形態1の無機質化粧板50の塗膜30の構成を一部変更したものである。
実施形態3は、実施形態1の無機質化粧板50の製造方法において、上塗り塗装工程S7におけるインクジェット塗装に工夫を加えたものである。具体的には、上塗り塗装工程S7において、エンボス基材10Cとインクジェット装置のノズルヘッド40とを相対移動させて表面1の全面を塗装するに際し、相対移動の方向を特定したものである。
実施形態4は、実施形態1の無機質化粧板50の製造方法において、上塗り塗装工程S7におけるインクジェット塗装に工夫を加えたものである。具体的には、上塗り塗装工程S7において、エンボス基材10Cとインクジェット装置のノズルヘッド40とを相対移動させて表面1の全面を塗装するに際し、相対移動の方向を特定したものである。
上記実施形態1では、湿潤基材10Aを三層構造としていたが、湿潤基材10Aは、これに限られない。表層11及び裏層12を構成する1つの湿潤マットからなる単層構造でもよく、また、芯層13のない二層構造であってもよい。その他、芯層13の他に中間層を設けて四層以上の構造としてもよい。
2 裏面
3 溝
3a 第1側面
3b 第2側面
3c 底面
10 基材
10C エンボス基材
11 表層
20 エンボス型
30 塗膜
30a 溝内塗膜
30b 溝外塗膜
40 ノズルヘッド
50 無機質化粧板
60 ピンネイル
図1及び図2は、本発明の実施形態1に係る無機質化粧板50を示している。無機質化粧板50は、化粧面に凹凸模様が形成されると共に塗装が施され、例えば、住宅等の建物の内装材、造作材、開口部材、家具等の化粧材として用いられる。
無機質化粧板50は、化粧面となる表面1にエンボス加工によって凹凸模様が形成された基材10と、該基材10の表面1に形成された塗膜30とを有している。
基材10は、本実施形態では、表面1側(図2の上側)に位置する表層11と、裏面2側(図2の下側)に位置する裏層12と、表層11と裏層12との間に位置する芯層13とを有し、三層構造に構成されている。表層11と裏層12とは、互いに同じものであり、鉱物質繊維と無機質紛状体と結合剤とを主成分とする層である。一方、芯層13は、軽量骨材と結合剤と繊維を主成分とする層である。表層11と裏層12と芯層13とは、結合剤の硬化によって複合一体化されている。
[鉱物質繊維]
表層11と裏層12の鉱物質繊維として、ロックウール、スラグウール、ミネラルウール、グラスウール等を用いることができる。これらは、単独で用いることも可能であり、複数を組み合わせて用いてもよい。鉱物質繊維は、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、固形成分全体の40重量%以上80重量%以下だけ添加される。鉱物質繊維は、添加量が40重量%未満になると、鉱物質繊維どうしの絡み合いが少なくなって曲げ強度が弱くなり、また、80重量%を超えると、無機質紛状体の添加割合が少なくなるため、表面の緻密性が低くなり、化粧性が損なわれるためである。
表層11と裏層12の無機質紛状体として、炭酸カルシウム、マイクロシリカ、水酸化アルミニウム、スラグ紛等を用いることができる。これらは、単独で用いることも可能であり、複数を組み合わせて用いてもよい。無機質紛状体は、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、固形成分全体の20重量%以上60重量%以下だけ添加される。無機質紛状体は、添加量が20重量%未満になると、形成される無機質化粧板50の表面の緻密性が低くなって化粧性が損なわれ、また、60重量%を超えると、鉱物質繊維の添加割合が少なくなるため、曲げ強度が弱くなるためである。
表層11と裏層12の結合剤は、熱硬化性樹脂結合剤であり、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。また、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高分子結合剤を、熱硬化性樹脂と併用することも可能である。結合剤は、鉱物質繊維及び無機質紛状体を含む成分を結合するために添加されるものであり、固形成分全体の5重量%以上20重量%以下、好ましくは、7重量%以上15重量%以下だけ添加される。結合剤は、添加量が5重量%未満になると、強度が不足する一方、20重量%を超えると、不燃性が損なわれるためである。
[軽量骨材]
芯層13の軽量骨材として、パーライト、シラス発泡体、シリカフラワー、ガラス発泡体等を用いることができる。軽量骨材は、圧縮強度を確保しつつ、軽量化するために添加されるものであり、固形成分全体の40重量%以上90重量%以下だけ添加される。軽量骨材は、添加量が40重量%未満になると、軽量化が不十分になり、また、散布時に均一に撒くことが難しくなる一方、90重量%を超えると、強度が弱くなり、また、圧縮時の圧力が高くなりすぎて生産性が低下するためである。
芯層13の結合剤は、熱硬化性樹脂結合剤であり、表層11及び裏層12に用いることができるもの、即ち、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。また、表層11及び裏層12の結合剤と同様に、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高分子結合剤を、熱硬化性樹脂と併用することも可能である。結合剤は、軽量骨材を含む成分を結合するために添加されるものであり、固形成分全体の5重量%以上20重量%以下、好ましくは、7重量%以上15重量%以下だけ添加される。結合剤は、添加量が5重量%未満になると、強度が不足する一方、20重量%を超えると、不燃性が損なわれる。
芯層13の繊維として、無機繊維又は有機繊維を用いることができる。具体的には、無機繊維として、ガラス繊維、ワラストナイト等を用いることができる。また、有機繊維として、ポリエステル、ポリプロピレン、ビニロン等の合成繊維、木質繊維、パルプ等を用いることができる。これらは、単独で用いることも可能であり、複数を組み合わせて用いてもよい。繊維は、粘りと強度とを持たせるために添加されるものであり、固形成分全体の1重量%以上10重量%以下だけ添加される。繊維は、添加量が1重量%未満になると、粘りが無くなり、補強効果が低くなり、10重量%を超えると、抄造時に凹凸が生じ、抄造時に凹凸が生じ、良好な湿潤マットを得ることができなくなるためである。
基材10の表面1には、凹凸模様が形成されている。基材10の表面1は、この凹凸模様によって複数のブロックに区画されている。
塗膜30は、基材10の表面1に直に形成される下塗り層31と、該下塗り層31の上に重ねて形成される上塗り層32とを有している。
以下、本発明の実施形態1に係る無機質化粧板50の製造方法について図3及び図4に基づいて説明する。
まず、湿潤基材形成工程S1を行う。本実施形態では、湿潤基材形成工程S1は、裏層マット形成工程と、芯層マット形成工程と、表層マット形成工程とで構成されている。
裏層マット形成工程では、裏層12を形成するための材料、即ち、鉱物質繊維と無機質粉状体と結合剤とを水中に添加して攪拌し、鉱物質繊維と無機質粉状体と結合剤とを主成分とするスラリーを生成する。そして、生成したスラリーを長網式湿式抄造装置又は丸網式湿式抄造機で湿式抄造して裏層マット10cを形成する。本実施形態では、裏層マット10cは、4mmの一様な厚さになるように形成する。
芯層マット形成工程では、芯層13を形成するための材料、即ち、軽量骨材と結合剤と繊維とを、水を噴霧しながら混合して芯層用組成物を生成する。そして、生成した芯層用組成物を、先に生成した裏層マット10cの上に均一に散布して芯層マット10bを形成する。本実施形態では、芯層マット10bは、5mmの一様な厚さになるように形成する。
表層マット形成工程では、裏層マット形成工程と同様に、表層11を形成するための材料、即ち、鉱物質繊維と無機質粉状体と結合剤とを水中に添加して攪拌し、鉱物質繊維と無機質粉状体と結合剤とを主成分とするスラリーを生成する。そして、生成したスラリーを長網式湿式抄造装置又は丸網式湿式抄造機で湿式抄造して表層マット10aを形成し、この表層マット10aを、芯層マット10bの上に積層する。本実施形態では、表層マット10aは、5mmの一様な厚さになるように形成する。
次に、第1乾燥工程S2を行う。第1乾燥工程S2では、湿潤基材形成工程S1によって形成された湿潤基材10Aを熱風循環式ドライヤーに搬入し、含水率が10重量%未満、好ましくは、4重量%未満となるように乾燥し、乾燥基材(ドライボード)10Bを形成する(図4(B)を参照)。このとき、湿潤基材10A中に含まれる結合剤(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、即ち、結合剤が硬化しない条件下で湿潤基材10Aを乾燥させる。これは、結合剤が完全に硬化しないまでもプレキュアー状態に至ると、プレキュアー状態の結合剤によって結合された組織が後の加熱圧縮工程S6で潰れることにより、得られる無機質化粧板50が脆弱化するおそれがあるためである。
次に、下塗り塗装工程S3を行う。下塗り塗装工程S3では、乾燥基材10Bの表面1Bに、水性塗料を塗布する。これにより、乾燥基材10Bの表面1B上に下塗り層31が形成される(図4(B)参照)。
下塗り塗装工程S3の後、第2乾燥工程S4を行う。第2乾燥工程S4では、下塗り塗装工程S3で乾燥基材10Bの表面1Bに塗布された水性塗料を乾燥させる。本実施形態では、乾燥基材10Bを140℃のオーブンで水分が無くなるまで乾燥させる。
次に、塗布工程S5を行う。塗布工程S5では、乾燥基材10Bの表面1B及び裏面2Bに、水又は樹脂水溶液からなる軟化剤を塗布する(図4(C)を参照)。これにより、乾燥基材10Bの表面1B及び裏面2Bが軟化し、後の加熱圧縮工程S6において乾燥基材10Bの表面1B及び裏面2Bにおいて亀裂や割れが生じ難くなる。本実施形態では、乾燥基材10Bの表面1Bには、400g/m2の軟化剤を塗布し、乾燥基材10Bの裏面2Bには、100g/m2の軟化剤を塗布する。
次に、加熱圧縮工程S6を行う。加熱圧縮工程S6では、表面1B及び裏面2Bに軟化剤が塗布された乾燥基材10Bを多段式ホットプレス等の加熱圧縮装置の熱盤間に挿入し(図4(C)を参照)、表面1Bに所定の凹凸模様を形成するためのエンボス型20を用いて、結合剤(熱硬化性樹脂結合剤)の硬化温度以上の温度で加熱圧縮する(図4(D)を参照)。
次に、上塗り塗装工程S7を行う。上塗り塗装工程S7では、凹凸模様が形成されたエンボス基材10Cの表面1Cに、インクジェット装置によって着色インクを噴射する(図4(F)を参照)。これにより、エンボス基材10Cの表面1C上に上塗り層32が形成される。本実施形態では、インクジェット装置には、ブラック、マゼンタ、イエロー、シアンの4色のインクが内蔵され、これらを混ぜ合わせたものが着色インクとしてノズルヘッド40からエンボス基材10Cの表面1Cに噴射される。また、インクジェット装置には、予め、無機質化粧板50の凹凸模様に同調した上塗り層32が形成されるような塗装データが記憶されており、インクジェット装置は、その塗装データに従って各箇所が所望の色調で着色されるように、噴射箇所毎に4色のインクの混合比率を適宜調整して噴射する着色インクの色を調整する。
以下、本発明の実施形態1に係る無機質化粧板50を設置面に固定する無機質化粧板50の施工方法について図5に基づいて説明する。
以上のように、本実施形態1によれば、エンボス型20で加熱圧縮するエンボス加工によってシャープな凹凸模様が形成された表面1に、インクジェット塗装により、溝3内の部分が溝3以外の部分よりも濃色に構成された塗膜30が形成されている。つまり、凹凸模様が形成された表面1に形成された塗膜30は、溝3内に形成された濃色の溝内塗膜30aと溝3以外の部分に形成された溝内塗膜30aよりも淡色の溝外塗膜30bとで構成され、色調が凹凸模様に同調している。このような色調が凹凸模様に同調した塗膜30が表面1に形成されることにより、エンボス加工によって表面1に形成されたシャープな凹凸模様の凹凸感が塗膜30によって強調されることとなる。従って、表面1に施されたシャープな凹凸模様の意匠性を損なうことなく表面1に塗装が施された意匠性に優れた無機質化粧板50を提供することができる。
実施形態2は、実施形態1の無機質化粧板50の塗膜30の構成を一部変更したものである。
実施形態3は、実施形態1の無機質化粧板50の製造方法において、上塗り塗装工程S7におけるインクジェット塗装に工夫を加えたものである。具体的には、上塗り塗装工程S7において、エンボス基材10Cとインクジェット装置のノズルヘッド40とを相対移動させて表面1の全面を塗装するに際し、相対移動の方向を特定したものである。
実施形態4は、実施形態1の無機質化粧板50の製造方法において、上塗り塗装工程S7におけるインクジェット塗装に工夫を加えたものである。具体的には、上塗り塗装工程S7において、エンボス基材10Cとインクジェット装置のノズルヘッド40とを相対移動させて表面1の全面を塗装するに際し、相対移動の方向を特定したものである。
上記実施形態1では、湿潤基材10Aを三層構造としていたが、湿潤基材10Aは、これに限られない。表層11及び裏層12を構成する1つの湿潤マットからなる単層構造でもよく、また、芯層13のない二層構造であってもよい。その他、芯層13の他に中間層を設けて四層以上の構造としてもよい。
2 裏面
3 溝
3a 第1側面
3b 第2側面
3c 底面
10 基材
10C エンボス基材
11 表層
20 エンボス型
30 塗膜
30a 溝内塗膜
30b 溝外塗膜
40 ノズルヘッド
50 無機質化粧板
60 ピンネイル
図1及び図2は、本発明の実施形態1に係る無機質化粧板50を示している。無機質化粧板50は、化粧面に凹凸模様が形成されると共に塗装が施され、例えば、住宅等の建物の内装材、造作材、開口部材、家具等の化粧材として用いられる。
無機質化粧板50は、化粧面となる表面1にエンボス加工によって凹凸模様が形成された基材10と、該基材10の表面1に形成された塗膜30とを有している。
基材10は、本実施形態では、表面1側(図2の上側)に位置する表層11と、裏面2側(図2の下側)に位置する裏層12と、表層11と裏層12との間に位置する芯層13とを有し、三層構造に構成されている。表層11と裏層12とは、互いに同じものであり、鉱物質繊維と無機質紛状体と結合剤とを主成分とする層である。一方、芯層13は、軽量骨材と結合剤と繊維を主成分とする層である。表層11と裏層12と芯層13とは、結合剤の硬化によって複合一体化されている。
[鉱物質繊維]
表層11と裏層12の鉱物質繊維として、ロックウール、スラグウール、ミネラルウール、グラスウール等を用いることができる。これらは、単独で用いることも可能であり、複数を組み合わせて用いてもよい。鉱物質繊維は、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、固形成分全体の40重量%以上80重量%以下だけ添加される。鉱物質繊維は、添加量が40重量%未満になると、鉱物質繊維どうしの絡み合いが少なくなって曲げ強度が弱くなり、また、80重量%を超えると、無機質紛状体の添加割合が少なくなるため、表面の緻密性が低くなり、化粧性が損なわれるためである。
表層11と裏層12の無機質紛状体として、炭酸カルシウム、マイクロシリカ、水酸化アルミニウム、スラグ紛等を用いることができる。これらは、単独で用いることも可能であり、複数を組み合わせて用いてもよい。無機質紛状体は、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、固形成分全体の20重量%以上60重量%以下だけ添加される。無機質紛状体は、添加量が20重量%未満になると、形成される無機質化粧板50の表面の緻密性が低くなって化粧性が損なわれ、また、60重量%を超えると、鉱物質繊維の添加割合が少なくなるため、曲げ強度が弱くなるためである。
表層11と裏層12の結合剤は、熱硬化性樹脂結合剤であり、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。また、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高分子結合剤を、熱硬化性樹脂と併用することも可能である。結合剤は、鉱物質繊維及び無機質紛状体を含む成分を結合するために添加されるものであり、固形成分全体の5重量%以上20重量%以下、好ましくは、7重量%以上15重量%以下だけ添加される。結合剤は、添加量が5重量%未満になると、強度が不足する一方、20重量%を超えると、不燃性が損なわれるためである。
[軽量骨材]
芯層13の軽量骨材として、パーライト、シラス発泡体、シリカフラワー、ガラス発泡体等を用いることができる。軽量骨材は、圧縮強度を確保しつつ、軽量化するために添加されるものであり、固形成分全体の40重量%以上90重量%以下だけ添加される。軽量骨材は、添加量が40重量%未満になると、軽量化が不十分になり、また、散布時に均一に撒くことが難しくなる一方、90重量%を超えると、強度が弱くなり、また、圧縮時の圧力が高くなりすぎて生産性が低下するためである。
芯層13の結合剤は、熱硬化性樹脂結合剤であり、表層11及び裏層12に用いることができるもの、即ち、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。また、表層11及び裏層12の結合剤と同様に、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高分子結合剤を、熱硬化性樹脂と併用することも可能である。結合剤は、軽量骨材を含む成分を結合するために添加されるものであり、固形成分全体の5重量%以上20重量%以下、好ましくは、7重量%以上15重量%以下だけ添加される。結合剤は、添加量が5重量%未満になると、強度が不足する一方、20重量%を超えると、不燃性が損なわれる。
芯層13の繊維として、無機繊維又は有機繊維を用いることができる。具体的には、無機繊維として、ガラス繊維、ワラストナイト等を用いることができる。また、有機繊維として、ポリエステル、ポリプロピレン、ビニロン等の合成繊維、木質繊維、パルプ等を用いることができる。これらは、単独で用いることも可能であり、複数を組み合わせて用いてもよい。繊維は、粘りと強度とを持たせるために添加されるものであり、固形成分全体の1重量%以上10重量%以下だけ添加される。繊維は、添加量が1重量%未満になると、粘りが無くなり、補強効果が低くなり、10重量%を超えると、抄造時に凹凸が生じ、抄造時に凹凸が生じ、良好な湿潤マットを得ることができなくなるためである。
基材10の表面1には、凹凸模様が形成されている。基材10の表面1は、この凹凸模様によって複数のブロックに区画されている。
塗膜30は、基材10の表面1に直に形成される下塗り層31と、該下塗り層31の上に重ねて形成される上塗り層32とを有している。
以下、本発明の実施形態1に係る無機質化粧板50の製造方法について図3及び図4に基づいて説明する。
まず、湿潤基材形成工程S1を行う。本実施形態では、湿潤基材形成工程S1は、裏層マット形成工程と、芯層マット形成工程と、表層マット形成工程とで構成されている。
裏層マット形成工程では、裏層12を形成するための材料、即ち、鉱物質繊維と無機質粉状体と結合剤とを水中に添加して攪拌し、鉱物質繊維と無機質粉状体と結合剤とを主成分とするスラリーを生成する。そして、生成したスラリーを長網式湿式抄造装置又は丸網式湿式抄造機で湿式抄造して裏層マット10cを形成する。本実施形態では、裏層マット10cは、4mmの一様な厚さになるように形成する。
芯層マット形成工程では、芯層13を形成するための材料、即ち、軽量骨材と結合剤と繊維とを、水を噴霧しながら混合して芯層用組成物を生成する。そして、生成した芯層用組成物を、先に生成した裏層マット10cの上に均一に散布して芯層マット10bを形成する。本実施形態では、芯層マット10bは、5mmの一様な厚さになるように形成する。
表層マット形成工程では、裏層マット形成工程と同様に、表層11を形成するための材料、即ち、鉱物質繊維と無機質粉状体と結合剤とを水中に添加して攪拌し、鉱物質繊維と無機質粉状体と結合剤とを主成分とするスラリーを生成する。そして、生成したスラリーを長網式湿式抄造装置又は丸網式湿式抄造機で湿式抄造して表層マット10aを形成し、この表層マット10aを、芯層マット10bの上に積層する。本実施形態では、表層マット10aは、5mmの一様な厚さになるように形成する。
次に、第1乾燥工程S2を行う。第1乾燥工程S2では、湿潤基材形成工程S1によって形成された湿潤基材10Aを熱風循環式ドライヤーに搬入し、含水率が10重量%未満、好ましくは、4重量%未満となるように乾燥し、乾燥基材(ドライボード)10Bを形成する(図4(B)を参照)。このとき、湿潤基材10A中に含まれる結合剤(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、即ち、結合剤が硬化しない条件下で湿潤基材10Aを乾燥させる。これは、結合剤が完全に硬化しないまでもプレキュアー状態に至ると、プレキュアー状態の結合剤によって結合された組織が後の加熱圧縮工程S6で潰れることにより、得られる無機質化粧板50が脆弱化するおそれがあるためである。
次に、下塗り塗装工程S3を行う。下塗り塗装工程S3では、乾燥基材10Bの表面1Bに、水性塗料を塗布する。これにより、乾燥基材10Bの表面1B上に下塗り層31が形成される(図4(B)参照)。
下塗り塗装工程S3の後、第2乾燥工程S4を行う。第2乾燥工程S4では、下塗り塗装工程S3で乾燥基材10Bの表面1Bに塗布された水性塗料を乾燥させる。本実施形態では、乾燥基材10Bを140℃のオーブンで水分が無くなるまで乾燥させる。
次に、塗布工程S5を行う。塗布工程S5では、乾燥基材10Bの表面1B及び裏面2Bに、水又は樹脂水溶液からなる軟化剤を塗布する(図4(C)を参照)。これにより、乾燥基材10Bの表面1B及び裏面2Bが軟化し、後の加熱圧縮工程S6において乾燥基材10Bの表面1B及び裏面2Bにおいて亀裂や割れが生じ難くなる。本実施形態では、乾燥基材10Bの表面1Bには、400g/m2の軟化剤を塗布し、乾燥基材10Bの裏面2Bには、100g/m2の軟化剤を塗布する。
次に、加熱圧縮工程S6を行う。加熱圧縮工程S6では、表面1B及び裏面2Bに軟化剤が塗布された乾燥基材10Bを多段式ホットプレス等の加熱圧縮装置の熱盤間に挿入し(図4(C)を参照)、表面1Bに所定の凹凸模様を形成するためのエンボス型20を用いて、結合剤(熱硬化性樹脂結合剤)の硬化温度以上の温度で加熱圧縮する(図4(D)を参照)。
次に、上塗り塗装工程S7を行う。上塗り塗装工程S7では、凹凸模様が形成されたエンボス基材10Cの表面1Cに、インクジェット装置によって着色インクを噴射する(図4(F)を参照)。これにより、エンボス基材10Cの表面1C上に上塗り層32が形成される。本実施形態では、インクジェット装置には、ブラック、マゼンタ、イエロー、シアンの4色のインクが内蔵され、これらを混ぜ合わせたものが着色インクとしてノズルヘッド40からエンボス基材10Cの表面1Cに噴射される。また、インクジェット装置には、予め、無機質化粧板50の凹凸模様に同調した上塗り層32が形成されるような塗装データが記憶されており、インクジェット装置は、その塗装データに従って各箇所が所望の色調で着色されるように、噴射箇所毎に4色のインクの混合比率を適宜調整して噴射する着色インクの色を調整する。
以下、本発明の実施形態1に係る無機質化粧板50を設置面に固定する無機質化粧板50の施工方法について図5に基づいて説明する。
以上のように、本実施形態1によれば、エンボス型20で加熱圧縮するエンボス加工によってシャープな凹凸模様が形成された表面1に、インクジェット塗装により、溝3内の部分が溝3以外の部分よりも濃色に構成された塗膜30が形成されている。つまり、凹凸模様が形成された表面1に形成された塗膜30は、溝3内に形成された濃色の溝内塗膜30aと溝3以外の部分に形成された溝内塗膜30aよりも淡色の溝外塗膜30bとで構成され、色調が凹凸模様に同調している。このような色調が凹凸模様に同調した塗膜30が表面1に形成されることにより、エンボス加工によって表面1に形成されたシャープな凹凸模様の凹凸感が塗膜30によって強調されることとなる。従って、表面1に施されたシャープな凹凸模様の意匠性を損なうことなく表面1に塗装が施された意匠性に優れた無機質化粧板50を提供することができる。
実施形態2は、実施形態1の無機質化粧板50の塗膜30の構成を一部変更したものである。
実施形態3は、実施形態1の無機質化粧板50の製造方法において、上塗り塗装工程S7におけるインクジェット塗装に工夫を加えたものである。具体的には、上塗り塗装工程S7において、エンボス基材10Cとインクジェット装置のノズルヘッド40とを相対移動させて表面1の全面を塗装するに際し、相対移動の方向を特定したものである。
実施形態4は、実施形態1の無機質化粧板50の製造方法において、上塗り塗装工程S7におけるインクジェット塗装に工夫を加えたものである。具体的には、上塗り塗装工程S7において、エンボス基材10Cとインクジェット装置のノズルヘッド40とを相対移動させて表面1の全面を塗装するに際し、相対移動の方向を特定したものである。
上記実施形態1では、湿潤基材10Aを三層構造としていたが、湿潤基材10Aは、これに限られない。表層11及び裏層12を構成する1つの湿潤マットからなる単層構造でもよく、また、芯層13のない二層構造であってもよい。その他、芯層13の他に中間層を設けて四層以上の構造としてもよい。
2 裏面
3 溝
3a 第1側面
3b 第2側面
3c 底面
10 基材
10C エンボス基材
11 表層
20 エンボス型
30 塗膜
30a 溝内塗膜
30b 溝外塗膜
40 ノズルヘッド
50 無機質化粧板
60 ピンネイル
Claims (6)
- 少なくとも表層が鉱物質繊維と無機質紛状体と結合剤とを主成分として含む無機質層に構成され、エンボス型によって化粧面となる表面に凹凸模様が形成された加熱圧縮形成物の上記表面にインクジェット塗装によって塗膜が形成されてなる無機質化粧板であって、
上記凹凸模様は、凹部となる複数の溝を有し、
上記塗膜は、上記複数の溝の内面に形成される溝内塗膜が、該溝以外の部分に形成される溝外塗膜よりも濃色になるように形成されている
ことを特徴とする無機質化粧板。 - 請求項1において、
上記溝内塗膜は、上記溝の上部から底部に向かって該底部側ほど濃色になるように形成されている
ことを特徴とする無機質化粧板。 - 少なくとも表層が鉱物質繊維と無機質紛状体と結合剤とを主成分として含む無機質層に構成された基材をエンボス型で加熱圧縮して表面に凹凸模様を形成し、該基材の表面にインクジェット塗装を施して無機質化粧板とする無機質化粧板の製造方法であって、
上記凹凸模様は、凹部となる複数の溝を有し、
上記インクジェット塗装時には、上記複数の溝の内面が、該溝以外の部分よりも濃色に着色されるように塗装する
ことを特徴とする無機質化粧板の製造方法。 - 請求項3において、
上記インクジェット塗装時には、上記溝の内面の上部から底部に向かって該底部側ほど濃色に着色されるように塗装する
ことを特徴とする無機質化粧板の製造方法。 - 請求項3又は4において、
上記複数の溝は、平行に延び、
上記各溝は、一方側の第1側面が他方側の第2側面よりも上記基材の平坦な裏面に対する傾斜角度が大きくなる又は面積が大きくなるように形成され、
上記インクジェット塗装時には、上記各溝において、上記第2側面、底面、上記第1側面の順に塗装されるように、上記基材と着色インクを噴射するノズルヘッドとを上記各溝の延伸方向に直交する方向に相対移動させる
ことを特徴とする無機質化粧板の製造方法。 - 化粧面となる表面に凹凸模様が形成されると共にインクジェット塗装によって塗膜が形成された無機質化粧板を所定の設置面に固定する無機質化粧板の施工方法であって、
上記無機質化粧板は、請求項1又は2に記載の無機質化粧板であり、
上記無機質化粧板の裏面と上記設置面とを接着剤で接着すると共に、上記無機質化粧板の上記溝の底部に溝幅よりも小径の釘状部材を打ち込むことによって上記無機質化粧板を上記設置面に固定する
ことを特徴とする無機質化粧板の施工方法。
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