JP4313416B2 - 化粧板 - Google Patents

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Description

本発明は化粧板に関し、特に、不燃化粧板に関する。
従来、防火、不燃性を付与した化粧板（以下、不燃化粧板とする）が知られている。このような不燃化粧板は、フェノール樹脂或いはメラミン樹脂をバインダー成分とするスラリーを無機繊維不織布に含浸させたプリプレグをコア層としていた（特許文献１〜３参照）。
特開２００４−２３０６１１号公報 特開平１０−４４３２３号公報 特開昭６４−５６５４０号公報
しかしながら、フェノール樹脂をバインダー成分とするプリプレグをコア層として用いる不燃化粧板では、不燃性能を確保するために、バインダー成分の添加量に限界がある。そのため、出来上がった不燃化粧板は、強度および層間密着性にやや劣っていた。また、バインダー成分の添加量が制限されることにより、無機充填剤の配合割合が多くなるため、不燃化粧板の表面において、平滑性が劣ってしまうことがある。
一方、メラミン樹脂をバインダー成分とするプリプレグをコア層として用いる不燃化粧板は、フェノール樹脂に比べ、バインダー成分の添加量を顕著に増大しても不燃性が確保できるものの、メラミン樹脂自体が硬く脆いため、出来上がった不燃化粧板の強度が劣ることがあった。
本発明は、以上の点に鑑みなされたものであり、不燃性能を有しつつ、層間密着性、強度、表面平滑性に優れる化粧板を得ることを目的とする。
本発明の化粧板は、スラリーが無機繊維基材に含浸されたプリプレグからなるコア層と、化粧層とを備え、前記スラリーは、（ａ）フェノール−ホルムアルデヒド樹脂及びアミノ−ホルムアルデヒド樹脂を含む有機樹脂成分、（ｂ）炭酸塩、シリカ、タルク、及びフライアッシュからなる群から選ばれる１種以上、及び（ｃ）金属水酸化物を含み、前記スラリーにおいて、前記アミノ−ホルムアルデヒド樹脂の固形分換算の配合量は、前記フェノール−ホルムアルデヒド樹脂の固形分１重量部に対して、０．１〜５重量部であり、前記（ｂ）成分及び前記（ｃ）成分の固形分換算の合計配合量は、前記（ａ）成分の固形分１重量部に対して、４〜１９重量部であり、前記（ｂ）成分と前記（ｃ）成分との配合比は、前記（ｂ）成分１重量部に対して、前記（ｃ）成分２〜１５重量部であることを特徴とする。
本発明の化粧板は、コア層が、（ａ）フェノール−ホルムアルデヒド樹脂及びアミノ−ホルムアルデヒド樹脂を含む有機樹脂成分、（ｂ）炭酸塩、シリカ、タルク、及びフライアッシュからなる群から選ばれる１種以上、及び（ｃ）金属水酸化物を含むスラリーが無機繊維基材に含浸されたプリプレグからなることにより、不燃性能が高く、また、層間の密着性、及び強度が高い。
本発明の化粧板は、上記のコア層を有すること（特に、スラリーに（ｂ）成分、（ｃ）成分が含まれること）により、表面の平滑性に優れる。
本発明の化粧板は、前記スラリー中にシランカップリング剤を含むことが好ましい。シランカップリング剤を、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂及びアミノ−ホルムアルデヒド樹脂と併用することにより、密着性、不燃性、強度、耐熱性、含浸性などの物性を一層向上させることができる
シランカップリング剤としては、例えば、エポキシ系シランカップリング剤、アミノ系シランカップリング剤、アクリル系シランカップリング剤が、密着性の面から好ましい。特に、エポキシ系シランカップリング剤を用いると、アミノーホルムアルデヒド樹脂、フェノールーホルムアルデヒド樹脂との反応性が高いため層間強度が向上する。
また、アミノ系シランカップリング剤を用いると、アミノーホルムアルデヒド樹脂、フェノールーホルムアルデヒド樹脂との反応性が高いため層間強度が向上する。
エポキシ系シランカップリング剤としては、例えば、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
アミノ系シランカップリング剤としては、例えば、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（トリメトキシシリルプロピル）エチレンジアミン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリ（Ｎ−アミドエチル・アミノエチル）チタネート等が挙げられる。
アクリル系シランカップリング剤としては、例えば、骨格にメタクリロ基を持つシランカップリング剤が挙げられ、例えば、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。
前記スラリーにおいて、前記シランカップリング剤の配合量は、前記（ａ）成分の固形分１重量部に対して、０．０１〜０．５重量部であることが好ましい。
シランカップリング剤の配合量が０．０１重量部以上であることにより、化粧板の強度、層間の密着性が一層向上する。また、０．５重量部以下であることにより、スラリーの含浸適正が向上する。
前記スラリーにおいて、前記アミノ−ホルムアルデヒド樹脂の固形分換算の配合量は、前記フェノール−ホルムアルデヒド樹脂の固形分１重量部に対して、０．１〜５重量部であることが好ましい。
アミノ−ホルムアルデヒド樹脂の固形分換算の配合量が０．１重量部以上であることにより、化粧板の強度、層間の密着性が一層高くなる。また、５重量部以下であることにより、化粧板の反りを低減できる。
前記（ｂ）成分及び前記（ｃ）成分の固形分換算の合計配合量は、前記（ａ）成分の固形分１重量部に対して、４〜１９重量部であることが好ましい。
前記（ｂ）成分及び前記（ｃ）成分の固形分換算の合計配合量が４重量部以上であることにより、不燃性能が一層高くなる。また、１９重量部以下であることにより、層間の密着性が一層高くなる。
前記プリプレグ中のスラリーの含有率が、数１で示される算出方法で、５００〜３０００％であることが好ましい。
Figure 0004313416
 プリプレグ中のスラリーの含有率が５００％以上であることにより、層間の密着性が一層向上する。また、３０００％以下であることにより、固形分の脱落が多くなってしまうことがなく、化粧板の取り扱いが容易になる。
無機繊維基材としては、例えば、ガラス繊維、ロックウール、炭素繊維、セラミック繊維等の無機繊維からなる不織布、織布等が挙げられる。特に、耐熱性、耐炎性に優れ、スラリーの含浸性が優れるガラス繊維不織布が好ましい。無機繊維基材の坪量は、１０〜２００ｇ／ｍ2の範囲が好適である。
フェノール−ホルムアルデヒド樹脂は、例えば、フェノール類とホルムアルデヒド類とを、フェノール性水酸基１モルに対してアルデヒド類を１〜３モルの割合で、塩基性触媒下或いは酸性触媒下にて反応させて得られるものである。フェノール類としては、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、オクチルフェノール、フェニルフェノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ、ビスフェノールＦ等が挙げられ、アルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、グリオキザール、トリオキザール等が挙げられる。
また、必要に応じて尿素、尿素誘導体、パラトルエンスルフォンアミド、桐油、燐酸エステル類、グリコール類などの可塑化を促す変性剤で変性されたフェノールーホルムアルデヒド樹脂も適用できる。
フェノール−ホルムアルデヒド樹脂の合成に用いる塩基性触媒としては、例えば、アルカリ金属（例えばナトリウム、カリウム等）やアルカリ土類金属（マグネシウム、カルシウム等）の酸化物や水酸化物、トリエチルアミン、トリエタノールアミンなどのアミン類、アンモニア等が挙げられ、酸性触媒としては、例えば、パラトルエンスルフォン酸、塩酸などが挙げられる。
アミノ−ホルムアルデヒド樹脂としては、例えば、アミノ化合物（例えばメラミン、尿素、ベンゾグアナミン、アセトグアナミン等）とホルムアルデヒドとを反応させた初期縮合物、初期縮合物をメチルアルコール、ブチルアルコールなどの低級アルコールでエーテル化したもの、初期縮合物をパラトルエンスルフォンアミド等の可塑化を促す反応性変性剤で変性したもの等が適用でき、中でも耐久性に優れるメラミン−ホルムアルデヒド樹脂が好ましい。
金属水酸化物としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等が挙げられる。
炭酸塩としては、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、炭酸ストロンチウム、炭酸ベリリウム、炭酸亜鉛等が挙げられる。
（ｂ）成分の平均粒子径は、０．５〜２００μｍの範囲が好ましい。この範囲内であることにより、スラリーの無機繊維基材への含浸適正を一層向上させることができる。
（ｂ）成分として、作業性、切削性の点で優位な炭酸塩、特に炭酸カルシウムを用いるとともに、（ｃ）成分として、結晶水を含み、高温時に分解し、吸熱、結合水を放出するため不燃性に優位な水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムを用いることが好ましい。この場合、炭酸塩と、金属水酸化物（水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム）の配合比は、炭酸塩１重量部に対して、金属水酸化物２〜１５重量部であると、平滑で良好な表面外観が得られるため、好ましい。また、金属水酸化物の配合量が２重量部以上であることにより、不燃性能に優れる。また、金属水酸化物の配合量が１５重量部以下であることにより、スラリー中の金属水酸化物が沈降しにくくなり、その結果、スラリーの含浸量のコントロールが容易になる。また、金属水酸化物の配合量が１５重量部以下であることにより、化粧板の切削に用いる刃物の摩耗を低減できる。
炭酸カルシウムには特に制約はなく、例えば、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム（沈降性炭酸カルシウム）等を用いることができるが、重質炭酸カルシウムが好ましい。炭酸カルシウムの平均粒子径は０．０５〜１０μｍの範囲が好ましく、１〜５μｍの範囲が一層好ましい。０．０５（１）μｍ以上であると、二次凝集し難く、塊ができ難いため、スラリーの含浸性が良い。１０（５）μｍ以下であると、化粧板の表面が一層平滑となり、外観が良好となる。尚、軽質炭酸カルシウムとは石灰石を焼成し化学的に製造される炭酸カルシウムをいい、重質炭酸カルシウムとは白色結晶質石灰石を乾式又は湿式粉砕して造った微粉炭酸カルシウムをいう。
本発明の化粧板において、化粧層は、コア層の片面に形成されていてもよいし、両面に形成されていてもよい。化粧層の形成方法としては、例えば、塗装による形成方法や、樹脂含浸化粧紙を用いる方法や、転写箔を用いて化粧層を転写する方法等が挙げられるが、樹脂含浸化粧紙を用いる方法が、生産性、コア層との密着性、耐摩耗性の面から特に好ましい。
塗装による形成方法としては、例えば、顔料により着色された不飽和ポリエステル樹脂に、硬化剤（例えば、メチルエチルケトンパ−オキサイド）、硬化促進剤（例えば、ナフテン酸コバルト等）を配合した樹脂液をコア層上に塗布し、次いで塗布面をビニロンフィルムやＰＥＴフィルムで被覆し、ローラーで延展し、樹脂が硬化した後にビニロンフィルムを剥がす方法が挙げられる。
不飽和ポリエステル樹脂は、不飽和二塩基酸及び／又はその酸無水物と、必要に応じて用いられるその他の飽和酸及び／又はその酸無水物とを含む酸成分と、多価アルコールとを窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下で１６０〜２３０℃程度、好ましくは２１０〜２３０℃で常法に従い脱水縮合反応させ、重合性モノマー、例えばスチレンモノマーを加えたものである。
樹脂含浸化粧紙を用いる方法は、化粧板用原紙に、熱硬化性樹脂を主な成分とする樹脂液を含浸し、乾燥させて樹脂含浸化粧紙とし、この樹脂含浸化粧紙を積層し、熱圧成形する方法である。樹脂含浸化粧紙としては、アミノ−ホルムアルデヒド樹脂、ジアリルフタレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂からなる樹脂液を、化粧板用の３０〜１４０ｇ／ｍ2の化粧紙に数２で示される含浸率が８０〜３００％となるように含浸したものが適用できる。熱圧成形は、平板プレス、連続プレスなどのプレス機を用いればよい。
Figure 0004313416
以下、実施例、比較例を挙げてより詳細に説明するが、本発明をより具体的に示すものであって、特に限定するものではない。
１．コア層の製造
以下の配合により、スラリーを製造した。
フェノール−ホルムアルデヒド樹脂：４．５重量部（固形分換算）
アミノ−ホルムアルデヒド樹脂：３．５重量部（固形分換算）
平均粒子径１．８μｍの炭酸カルシウム：１６．５重量部
平均粒子径１２μｍ水酸化アルミニウム：７５重量部
シランカップリング剤であるグリシドキシプロピルトリメトキシシシラン（ＳＨ−６０４０：東レ・ダウコーニング株式会社製）：０．５重量部
上記のスラリーを、５０ｇ／ｍ2のガラス繊維不織布に、数１で定義するスラリー固形分含有率が１２００％となるように含浸して、プリプレグを得た。このプリプレグをコア層とした。
２．化粧層の製造
坪量１２０ｇ／ｍ2の無地柄の化粧紙に、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂を主成分とする樹脂液を数２で定義する含浸率が１００％となるように含浸してメラミン樹脂含浸化粧紙を得た。
３．不燃化粧板の製造
図１に示すように、下から順に、メラミン樹脂含浸化粧紙１を１枚、プリプレグ２を５枚、メラミン樹脂含浸化粧紙１を１枚積層して、フラット仕上げプレートを用いて１４０℃、１００ｋｇ／ｃｍ2、９０分間の条件で熱圧成形して不燃化粧板３を得た。
なお、本実施例１及び後述する各実施例、実験例及び比較例における不燃化粧板の組成を表１に示す。表１に示す数値の単位は重量部である。
Figure 0004313416
スラリーにおけるシランカップリング剤の配合量を０．１重量部としたこと以外は前記実施例１と同様にして不燃化粧板を製造した。
スラリーにおけるシランカップリング剤の配合量を３．０重量部としたこと以外は前記実施例１と同様にして不燃化粧板を製造した。
スラリーにおけるシランカップリング剤の配合量を３．８重量部としたこと以外は前記実施例１と同様にして不燃化粧板を製造した。
スラリーにおけるフェノール−ホルムアルデヒド樹脂の配合量を１２重量部とし、アミノ−ホルムアルデヒド樹脂の配合量を１０．５重量部としたこと以外は前記実施例１と同様にして不燃化粧板を製造した。
スラリーにおけるフェノール−ホルムアルデヒド樹脂の配合量を２．５重量部（固形分換算）とし、アミノ−ホルムアルデヒド樹脂の配合量を２．５重量部（固形分換算）としたこと以外は前記実施例１と同様にして不燃化粧板を製造した。
スラリーにおける炭酸カルシウムの配合量を３５重量部としたこと以外は前記実施例１と同様にして不燃化粧板を製造した。
スラリーにおける炭酸カルシウムの配合量を５重量部としたこと以外は前記実施例１と同様にして不燃化粧板を製造した。
スラリーに、シランカップリング剤として、グリシドキシプロピルトリメトキシシシランの代わりに、同量の３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシランを配合したこと以外は前記実施例１と同様にして不燃化粧板を製造した。
スラリーに、シランカップリング剤として、グリシドキシプロピルトリメトキシシシランの代わりに、同量のメタクリロキシプロピリトリメトキシシランを配合したこと以外は前記実施例１と同様にして不燃化粧板を製造した。
スラリーに、水酸化アルミニウムの代わりに、同量の水酸化マグネシウムを配合したこと以外は前記実施例１と同様にして不燃化粧板を製造した。
スラリーに、炭酸カルシウムの代わりに、同量のシリカを配合したこと以外は前記実施例１と同様にして不燃化粧板を製造した。
スラリーに、炭酸カルシウムの代わりに、同量のタルクを配合したこと以外は前記実施例１と同様にして不燃化粧板を製造した。
スラリーに、炭酸カルシウムの代わりに、同量のフライアッシュを配合したこと以外は前記実施例１と同様にして不燃化粧板を製造した。
スラリーにおけるアミノ−ホルムアルデヒド樹脂の配合量を０．４５重量部（固形分換算）としたこと以外は前記実施例１と同様にして不燃化粧板を製造した。
スラリーにおけるフェノールーホルムアルデヒド樹脂の配合量を３重量部（固形分換算）とし、アミノ−ホルムアルデヒド樹脂の配合量を１５重量部（固形分換算）としたこと以外は前記実施例１と同様にして不燃化粧板を製造した。
スラリーにおけるシランカップリング剤の配合量を０．０５重量部としたこと以外は前記実施例１と同様にして不燃化粧板を製造した。
スラリーにおけるシランカップリング剤の配合量を５重量部としたこと以外は前記実施例１と同様にして不燃化粧板を製造した。
（実験例１９）
スラリーにおけるアミノ−ホルムアルデヒド樹脂の配合量を０．３重量部（固形分換算）としたこと以外は前記実施例１と同様にして不燃化粧板を製造した。
（実験例２０）
スラリーにおけるフェノールーホルムアルデヒド樹脂の配合量を２．８重量部（固形分換算）とし、アミノ−ホルムアルデヒド樹脂の配合量を１５重量部（固形分換算）としたこと以外は前記実施例１と同様にして不燃化粧板を製造した。
（実験例２１）
スラリーにおけるフェノールーホルムアルデヒド樹脂の配合量を１３．５重量部（固形分換算）とし、アミノ−ホルムアルデヒド樹脂の配合量を１０．５重量部（固形分換算）としたこと以外は前記実施例１と同様にして不燃化粧板を製造した。
（実験例２２）
スラリーにおけるフェノールーホルムアルデヒド樹脂の配合量を２．５重量部（固形分換算）とし、アミノ−ホルムアルデヒド樹脂の配合量を１．５重量部（固形分換算）としたこと以外は前記実施例１と同様にして不燃化粧板を製造した。
（比較例１）
スラリーに炭酸カルシウムを配合しなかったこと以外は前記実施例１と同様にして不燃化粧板を製造した。
（比較例２）
スラリーに水酸化アルミニウムを配合しなかったこと以外は前記実施例１と同様にして不燃化粧板を製造した。
（比較例３）
スラリーにフェノールーホルムアルデヒド樹脂を配合せず、アミノ−ホルムアルデヒド樹脂の配合量を８重量部（固形分換算）としたこと以外は前記実施例１と同様にして不燃化粧板を製造した。
（比較例４）
スラリーにアミノーホルムアルデヒド樹脂を配合せず、フェノールーホルムアルデヒド樹脂の配合量を８重量部（固形分換算）としたこと以外は前記実施例１と同様にして不燃化粧板を製造した。
（不燃化粧板の評価）
各実施例及び比較例で製造した不燃化粧板を以下の方法で評価した。
(i)不燃性の評価
ＩＳＯ５６６０に準拠した、コーンカロリーメーターによる発熱性試験を行い、以下の基準で評価した。
◎：２０分間の試験において、総発熱量が８ＭＪ／ｍ2以下であり、最高発熱速度が１０秒以上継続して２００ｋＷ／ｍ2を超えておらず、試験後の試験体において裏面まで貫通する割れ、ひび等がない
○：１０分間の試験において、総発熱量が８ＭＪ／ｍ2以下であり、最高発熱速度が１０秒以上継続して２００ｋＷ／ｍ2を超えておらず、試験後の試験体において裏面まで貫通する割れ、ひび等がない
×：◎又は○の項で挙げられている要件を一つでも充たさない
(ii)耐熱密着性の評価
２００℃に保持した熱体を１０分間化粧板表面に接触させ、以下の基準で評価した。
◎：１０分経過後も、層間の剥離、膨れ、ひび割れが無い
○：５分以上１０分未満で、層間の剥離、膨れ、ひび割れしたもの
△：３０秒以上５分未満で層間の剥離、膨れ、ひび割れしたもの
×：３０秒以内に著しい剥離、膨れ、ひび割れしたもの
(iii)強度の評価
落下させる高さを徐々に上げながら、不燃化粧板の表面に２８ｇの鋼球を落とし、以下の基準で評価した。
◎：亀裂が入ったとき落下高さが８００ｍｍ以上
○：亀裂が入ったとき落下高さが７００ｍｍ以上８００ｍｍ未満
△：亀裂が入ったとき落下高さが６００ｍｍ以上７００ｍｍ未満
×：亀裂が入ったとき落下高さが６００ｍｍ未満
(iv)含浸適正の評価
以下の基準で、各実施例又は比較例で用いたスラリーの含浸適正を評価した。
◎：ガラス繊維基材に対して、スラリーを目的の樹脂率分含浸することが長時間連続的に安定して可能であった
○：目的の含浸作業が可能であるが、連続的な含浸を行う場合は定期的にスラリー粘度などの調整が必要であった
△：目的の含浸作業が可能であるが、増粘など経時的な変動要因の影響が大きく連続的な作業は不可能であった
×：凝集して、含浸量をコントロールできなかった
(v)表面平滑性の評価
不燃化粧板表面の「ゆず膚」の程度を評価した。測定はＢＹＫ Ｇａｒｄｎｅｒ社製、ウェーブスキャンＤＯＩ(オレンジピール／写像鮮明性測定器)を用い、化粧板表面を３回測定した。Ｌｏｎｇｗａｖｅ値とＷｃ値のそれぞれの平均値を下記表２に示す基準に基づき、評価した。なお、Ｌｏｎｇｗａｖｅ値、Ｗｃ値は値が低いほど平滑性が優れることを示す。
Figure 0004313416
 評価結果を表３に示す。
Figure 0004313416
また、各実施例の不燃化粧板は、切断加工時のチッピング、化粧層剥離、施工作業時の角かけ、凹み及び割れなどがなく、コンロ廻りに使用した場合、輻射熱による層間パンクの発生がない。
実施例１の不燃化粧板の構成断面図。
符号の説明
１・・・メラミン樹脂含浸化粧紙、２・・・プリプレグ、３・・・不燃化粧板

Claims (2)

  1. スラリーが無機繊維基材に含浸されたプリプレグからなるコア層と、
    化粧層と、
    を備え、
    前記スラリーは、（ａ）フェノール−ホルムアルデヒド樹脂及びアミノ−ホルムアルデヒド樹脂を含む有機樹脂成分、（ｂ）炭酸塩、シリカ、タルク、及びフライアッシュからなる群から選ばれる１種以上、及び（ｃ）金属水酸化物を含み、
    前記スラリーにおいて、前記アミノ−ホルムアルデヒド樹脂の固形分換算の配合量は、前記フェノール−ホルムアルデヒド樹脂の固形分１重量部に対して、０．１〜５重量部であり、
    前記（ｂ）成分及び前記（ｃ）成分の固形分換算の合計配合量は、前記（ａ）成分の固形分１重量部に対して、４〜１９重量部であり、
    前記（ｂ）成分と前記（ｃ）成分との配合比は、前記（ｂ）成分１重量部に対して、前記（ｃ）成分２〜１５重量部である
    ことを特徴とする化粧板。
  2. 前記スラリー中に（ｄ）シランカップリング剤を含み、前記（ｄ）成分の配合量は、前記（ａ）成分の固形分１重量部に対して、０．０１〜０．５重量部であることを特徴とする請求項１に記載の化粧板。
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