(57)【要約】【課題】機械的強度を高めつつも軽量化を図ることが可能なパネル部材及び当該パネル部材の製造方法を提供する。【解決手段】パネル部材１０は、複数の充填材粒子２と、少なくとも充填材粒子を覆い、充填材粒子同士を結着させるバインダー樹脂３と、充填材粒子の間に存在し、バインダー樹脂と異なる樹脂からなる発泡性樹脂５とを含む。パネル部材の製造方法は、複数の充填材粒子と液状樹脂３ａとを混合する混合工程と、混合工程で得られた混合物に発泡性樹脂前駆体５ａを添加する添加工程と、添加工程で得られた混合材２０を加熱する加熱工程とを有する。加熱工程では、発泡性樹脂前駆体を発泡させた後に液状樹脂を硬化させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の充填材粒子と、
少なくとも前記充填材粒子を覆い、前記充填材粒子同士を結着させるバインダー樹脂と、
前記充填材粒子の間に存在し、前記バインダー樹脂と異なる樹脂からなる発泡性樹脂と、
を含む、パネル部材。
【請求項２】
密度が０．１〜１．０ｇ／ｃｍ３である、請求項１に記載のパネル部材。
【請求項３】
前記充填材粒子の内部が中空状である、請求項１又は２に記載のパネル部材。
【請求項４】
複数の充填材粒子と液状樹脂とを混合する混合工程と、
前記混合工程で得られた混合物に発泡性樹脂前駆体を添加する添加工程と、
前記添加工程で得られた混合材を加熱する加熱工程と、
を有し、
前記加熱工程では、前記発泡性樹脂前駆体を発泡させた後に前記液状樹脂を硬化させる、パネル部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パネル部材及びパネル部材の製造方法に関する。詳細には、本発明は、機械的強度を高めつつも軽量化を図ることが可能なパネル部材、及び当該パネル部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物の下地材や内装材等に用いられる建築用パネルとしては、合板やパーティクルボード、中密度繊維板（ＭＤＦ）などの木質系材料を芯材とし、表面に突き板や樹脂シート等の化粧シートを貼着したパネルが知られている。このような木質系材料を芯材とした建築用パネルは、重量が比較的大きいため、運搬や施工時の取り扱い性が悪いという問題がある。
【０００３】
そのため、このような木質系材料を芯材とするパネルに代えて、近年、無機系材料を用いたパネルが開発されている。そして、無機系材料を用いることにより、軽量化を図りつつも、機械的強度や断熱性を高める検討が行われている。
【０００４】
特許文献１では、有機質及び／又は無機質の繊維を含む針状及び／又はチップ状物質、熱硬化性樹脂原料、並びに加熱により膨張性を有し膨張後外力に対し体積を保持可能な熱膨張性充填材からなる混合物を、加熱プレス成形して得られる成形品を開示している。そして、得られた成形品は、密度１．０ｇ／ｃｍ３以下であることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−７６２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の成形品は、熱膨張性充填材を用いることにより軽量化を図っているが、建築用パネルとして用いる場合には、軽量化に加えて機械的強度の向上も求められている。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、機械的強度を高めつつも軽量化を図ることが可能なパネル部材及び当該パネル部材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の第一の態様に係るパネル部材は、複数の充填材粒子と、少なくとも充填材粒子を覆い、充填材粒子同士を結着させるバインダー樹脂と、充填材粒子の間に存在し、バインダー樹脂と異なる樹脂からなる発泡性樹脂とを含む。
【０００９】
本発明の第二の態様に係るパネル部材の製造方法は、複数の充填材粒子と液状樹脂とを混合する混合工程と、混合工程で得られた混合物に発泡性樹脂前駆体を添加する添加工程と、添加工程で得られた混合材を加熱する加熱工程とを有する。加熱工程では、発泡性樹脂前駆体を発泡させた後に液状樹脂を硬化させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、機械的強度を高めつつも軽量化を図ることが可能なパネル部材及び当該パネル部材の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来のパネル部材の内部構造を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るパネル部材の内部構造を概略的に示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るパネル部材において、発泡性樹脂が発泡する前の状態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本実施形態に係るパネル部材について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１３】
［パネル部材］
本実施形態に係るパネル部材は、複数の充填材粒子と、少なくとも充填材粒子を覆い、充填材粒子同士を結着させるバインダー樹脂とを備えている。つまり、パネル部材は、充填材粒子とバインダー樹脂とを混合して成形してなるものである。パネル部材において、充填材粒子は強度と剛性を付与し、バインダー樹脂は充填材粒子の相対的位置を保ち、かつ、充填材粒子間の力の伝達に寄与している。そのため、得られるパネル部材は、機械的強度、特に曲げ強さが大きく、さらに寸法安定性に優れている。
【００１４】
パネル部材に含まれる充填材粒子は、パネル部材の強度と剛性を高めることができれば特に限定されない。ただ、パネル部材の軽量化を図る観点から、充填材粒子は無機材料からなる無機粒子であることが好ましく、また、軽量な発泡無機粒子であることがより好ましい。発泡無機粒子は、無機材料からなり、内部に多数の気泡を有しているため、密度が小さい。パネル部材に発泡無機粒子を用いることにより、パネル部材の更なる軽量化を図ることが可能となる。
【００１５】
パネル部材において、充填材粒子の内部が中空状であることが好ましい。中空状の充填材粒子を用いることにより、充填材粒子を軽量化しつつも、熱伝導性を低下させることができる。そのため、得られるパネル部材は、軽量化と断熱性を両立することが可能となる。
【００１６】
充填材粒子は、パーライト、シラスバルーン、焼成バーミキュライト、シリカバルーン（中空シリカ）、エアロゲルからなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることができる。エアロゲルは、ゲル中に含まれる溶媒を乾燥により気体に置換した多孔性の物質である。エアロゲルとしては、シリカエアロゲル、カーボンエアロゲル、アルミナエアロゲルなどを用いることができるが、この中でもシリカエアロゲルを好ましく用いることができる。シリカエアロゲルは、断熱性に優れ、コストが安く、他のエアロゲルよりも容易に得ることができる。なお、ゲル中の溶媒が蒸発などにより除去され、空隙を持つ網目構造となったものをキセロゲルということもあるが、本明細書におけるエアロゲルは、キセロゲルを含むものである。
【００１７】
充填材粒子の粒子径は特に限定されないが、例えば２０μｍ〜６００μｍであることが好ましい。充填材粒子の粒子径は、パネル部材の断面を走査型電子顕微鏡で観察することにより測定することができる。
【００１８】
また、パネル部材に含まれる充填材粒子は上述の無機粒子に限定されず、例えば植物片を用いてもよい。植物片としては、木材を切削して得られる木質片を用いることができる。木質片は、木質ファイバー又は木質チップなどが挙げられる。木材は特に限定されるものではないが、スギ、ヒノキ、ヒバ、マツ、ツガ、キリなどの適宜の材料を用いることができる。
【００１９】
本実施形態のパネル部材は、上述の充填材粒子に加えて、当該充填材粒子同士を結着するバインダー樹脂を含有している。バインダー樹脂は、パネル部材の強度を高めつつも軽量化を図ることが可能な樹脂であれば特に限定されない。バインダー樹脂としては、ユリアメラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。
【００２０】
ユリアメラミン樹脂は、尿素及びメラミンとホルムアルデヒドとの付加縮合反応により得られる樹脂である。フェノール樹脂は、フェノール類とアルデヒドとの縮合反応により得られるものであり、クレゾール樹脂やキシレノール樹脂を用いてもよい。
【００２１】
エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂を用いることができる。また、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂（トリグリシジルイソシアヌレート、ジグリシジルヒダントイン等）を用いることもできる。さらに、これらのエポキシ樹脂を種々の材料で変性させた変性エポキシ樹脂等を使用することができる。
【００２２】
ウレタン樹脂は、ウレタン結合を有するポリマーであり、ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物との反応により得られる。ポリウレタンは、脂肪族ポリウレタンであってもよく、ポリオール化合物の種類に応じて、ポリエーテルポリウレタン、ポリエステルポリウレタン、ポリカーボネートポリウレタン、ポリカプロラクトンポリウレタンなどであってもよい。
【００２３】
アクリル樹脂は、（メタ）アクリレート系モノマーを重合して得られる。また、アクリル樹脂は、（メタ）アクリレート系モノマーと、炭素−炭素二重結合を有するモノマーとの共重合物であってもよい。炭素−炭素二重結合を有するモノマーとしては、スチレン系モノマー、オレフィン系モノマー、及びビニル系モノマーからなる群より選ばれる少なくとも一つを挙げることができる。
【００２４】
バインダー樹脂は、必要に応じて添加物を含有していてもよい。添加物としては、例えば、安定化剤、着色剤、増粘剤、反応促進剤などが例示される。
【００２５】
ここで、図１では、充填材粒子２とバインダー樹脂３からなり、充填材粒子同士をバインダー樹脂３で結着したパネル部材１の内部構造を概略的に示している。図１に示すように、充填材粒子同士をバインダー樹脂３で結着した場合には、充填材粒子２の表面でバインダー樹脂３が硬化するため、充填材粒子２の間に空隙４が生成する。この場合、空隙４を起点として破断が生じ、パネル部材１の機械的強度が低下してしまう。
【００２６】
また、図１に示すように、充填材粒子２の間に空隙４が存在する場合、充填材粒子２の表面でバインダー樹脂３の偏りが生じ易くなり、充填材粒子２の表面におけるバインダー樹脂３の厚みが不均一となる。その結果、充填材粒子同士の結着に寄与しないバインダー樹脂３が増加し、パネル部材１の機械的強度が十分に向上しない場合がある。
【００２７】
さらに、充填材粒子２の間に空隙４が生成しないようにバインダー樹脂３の添加量を増やした場合には、得られるパネル部材の重量が増加するため、運搬や施工時の取り扱い性が悪化してしまう。また、空隙４がバインダー樹脂３で充填された場合には、バインダー樹脂３を通じて熱伝導が生じることから、パネル部材の断熱性も低下してしまう。
【００２８】
このように、充填材粒子２とバインダー樹脂３からなり、充填材粒子同士をバインダー樹脂３で結着したパネル部材１は、空隙４に起因する強度低下が生じる。そのため、本実施形態に係るパネル部材は、充填材粒子間の空隙４を充填する発泡性樹脂を含有している。具体的には、図２に示すように、パネル部材１０は、複数の充填材粒子２と、少なくとも充填材粒子２を覆い、充填材粒子２同士を結着させるバインダー樹脂３と、充填材粒子２の間に存在する発泡性樹脂５とを備えている。そして、発泡性樹脂５は、複数の充填材粒子２の間に形成される間隙に存在し、当該間隙を充填する。また、バインダー樹脂３は、隣接する充填材粒子２の間に配置されて、充填材粒子２同士を結着するだけでなく、隣接する充填材粒子２と発泡性樹脂５との間にも配置されて、充填材粒子２と発泡性樹脂５とを結着する。その結果、バインダー樹脂３及び発泡性樹脂５の両方により充填材粒子２の相対的位置を保ちつつ、これらが充填材粒子間の力の伝達に寄与することから、パネル部材１０は高い機械的強度及び寸法安定性を得ることが可能となる。
【００２９】
また、発泡性樹脂５は、内部に多数の気泡を有しているか、又は内部が中空状となっている。そのため、発泡性樹脂５の熱伝導性が低下することから、パネル部材１０の断熱性を確保することが可能となる。
【００３０】
後述するように、パネル部材１０は、充填材粒子２と、バインダー樹脂３の前駆体である液状樹脂と、発泡性樹脂５の前駆体とを混合してなる混合材を加熱成形することにより得ることができる。そして、加熱成形の際、発泡性樹脂５の前駆体を発泡させた後に液状樹脂を硬化させている。そのため、発泡性樹脂５の前駆体が充填材粒子間の空隙４で発泡することにより、硬化前の液状樹脂が押圧され、発泡性樹脂５と充填材粒子２との間に挟持される。そして、発泡性樹脂５と充填材粒子２との間に挟持された状態で、液状樹脂の硬化反応が進行することから、バインダー樹脂３により発泡性樹脂５と充填材粒子２を強固に結着することが可能となる。また、発泡性樹脂５と充填材粒子２との間に挟持された状態で液状樹脂の硬化反応が進行することから、バインダー樹脂３の偏りを解消し、バインダー樹脂３の厚みを略均一化することが可能となる。そのため、充填材粒子同士の結着に関与しないバインダー樹脂３が減少し、パネル部材１の機械的強度を大きく高めることが可能となる。
【００３１】
発泡性樹脂５は、内部が中空状となっている中空状粒子を用いることができる。具体的には、発泡性樹脂５は、外殻を備え、当該外殻の内部に空洞部が形成された中空状粒子を用いることができる。そして、このような中空状粒子は、熱膨張性マイクロカプセルを加熱することにより形成することができる。
【００３２】
熱膨張性マイクロカプセルは、熱可塑性樹脂からなる外殻と、外殻に内包され、かつ、加熱によって気化する低沸点成分とを有する。熱膨張性マイクロカプセルは、加熱によって外殻が軟化すると共に低沸点成分が気化して、外殻を径外方向に押し出すことにより、外殻が膨張する。この結果、加熱前の熱膨張性マイクロカプセルは、外殻の内部に殆ど空洞部を有さないが、加熱後は外殻の内部に大きな空洞部を生じる。熱膨張性マイクロカプセルは、加熱温度が上昇するにつれて、外殻の膨張が始まり、その後、外殻の膨張が進行する。そして、外殻の膨張が限界を超えると、外殻に亀裂や孔が発生して内圧が減少する結果、外殻の収縮を生じる場合がある。なお、外殻が膨張を開始する温度及び外殻が最大に膨張する温度は、熱膨張性マイクロカプセルの外殻及び低沸点成分などを変えることにより、適宜設定することができる。
【００３３】
熱膨張性マイクロカプセルの具体例としては、沸点が低い炭化水素を低沸点成分とし、熱可塑性樹脂を外殻とするものが挙げられる。低沸点の炭化水素としては、ｎ−ブタン、ｉ−ブタン、ペンタン及びネオペンタンからなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることができる。熱可塑性樹脂としては、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、メチルメタクリレートのようなアクリル酸エステル、又はスチレンのような芳香族ビニル化合物を主成分とする樹脂を用いることができる。
【００３４】
また、発泡性樹脂５を形成するために、内部に多数の気泡を有する発泡体を生成する発泡性樹脂前駆体を用いることも可能である。そして、発泡性樹脂５を構成する発泡体としては、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ユリア樹脂、アクリル樹脂、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、フッ素樹脂、液晶ポリマーからなる群より選ばれる少なくとも一つの樹脂からなる発泡体を用いることができる。
【００３５】
パネル部材１０において、発泡性樹脂５は、バインダー樹脂３と異なる樹脂からなる。発泡性樹脂５として軽量性に優れる樹脂を用い、バインダー樹脂３として結着性に優れる樹脂を用いることにより、軽量化しつつも高い強度を備えたパネル部材１０を得ることが可能となる。
【００３６】
図２に示すように、バインダー樹脂３は、少なくとも充填材粒子２を覆っていることが好ましい。また、バインダー樹脂３は、充填材粒子２の表面の少なくとも一部を覆っていることが好ましく、充填材粒子２の表面全体を覆っていることが好ましい。バインダー樹脂３が充填材粒子２を覆うことにより、隣接する充填材粒子２及び発泡性樹脂５との結着性を高め、得られるパネル部材１０の強度をより高めることが可能となる。
【００３７】
なお、パネル部材１０は、複数の充填材粒子２とバインダー樹脂３の前駆体である液状樹脂とを予め混合した後に加熱して、液状樹脂を硬化させることにより形成される。そのため、充填材粒子２の表面全体に液状樹脂が付着することから、バインダー樹脂３は少なくとも充填材粒子２を覆うことが可能となる。
【００３８】
本実施形態のパネル部材１０は上述の充填材粒子２及び発泡性樹脂５に加えて、強化繊維をさらに含有してもよい。強化繊維は、パネル部材１０に剛性を付与する。また、バインダー樹脂３は、強化繊維の相対的位置を保ち、かつ、強化繊維間の力の伝達に寄与する。そのため、強化繊維を添加することにより、得られるパネル部材１０の機械的強度及び寸法安定性をさらに高めることが可能となる。
【００３９】
パネル部材１０に含まれる強化繊維は、繊維長さの平均値が０．１５ｍｍ〜１．０ｍｍであることが好ましい。繊維長さの平均値がこの範囲内であることにより、パネル部材１０の内部に高分散し、パネル部材１０の機械的強度を高めることが可能となる。なお、ピリングの生成を抑制してパネル部材の機械的強度をさらに向上させる観点から、繊維長さの平均値は０．３ｍｍ〜１．０ｍｍであることが好ましく、０．３ｍｍ〜０．５ｍｍであることがより好ましい。なお、パネル部材１０に含まれる強化繊維の繊維径は特に限定されないが、例えば５μｍ〜３０μｍであることが好ましい。
【００４０】
本明細書において、繊維長さ及び繊維径は、日本工業規格ＪＩＳ  Ｈ７４０２の規定に沿うものである。つまり、「繊維長さ」は、繊維の投影輪郭形状の外周上の最大２点間距離をいい、「繊維径」は、繊維長さの中点を通り，繊維長さの方向に直角な線が繊維の投影輪郭を横切る長さをいう。繊維長さ及び繊維径は、パネル部材１０の断面を光学顕微鏡又は走査型電子顕微鏡で観察することにより測定することができる。
【００４１】
パネル部材１０に含まれる強化繊維は特に限定されず、パネル部材１０の内部に分散して機械的強度を高めることが可能ならば、如何なる材料を用いることができる。当該強化繊維は化学繊維であることが好ましく、無機繊維及び有機繊維の少なくともいずれか一方であることがより好ましい。無機繊維は、ガラス繊維、炭素繊維、アルミナ繊維からなる群より選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。有機繊維は、ビニロン繊維（ポリビニルアルコール繊維）、レーヨン繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ポリプロピレン繊維からなる群より選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。
【００４２】
無機繊維は高い強度と剛性を有しているため、無機繊維を使用することにより、パネル部材１０の機械的強度、特に曲げ強さをより高めることが可能となる。また、有機繊維は密度が低いため、パネル部材１０の機械的強度を高めつつも軽量化を図ることが可能となる。
【００４３】
本実施形態のパネル部材１０の密度は特に限定されない。ただ、パネル部材１０は、密度が０．１〜１．０ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。パネル部材の密度が０．１ｇ／ｃｍ３以上であることにより、パネル部材１０の内部が緻密化し、機械的強度を高めることが可能となる。また、パネル部材１０の密度が１．０ｇ／ｃｍ３以下であることによりパネル部材全体が軽量化するため、取り扱い性及び施工性を高めることが可能となる。また、軽量化することにより、既存の壁に設置することが容易となるため、リフォーム材として好適に用いることが可能となる。
【００４４】
パネル部材の厚さは特に限定されず、用途などにより適宜設定されるが、２ｍｍ以上４０ｍｍ以下であることが好ましい。厚さが２ｍｍ以上であると、パネル部材の強度などの物性が確保されるため好ましい。厚さ４０ｍｍ以下であると、加熱及び加圧することにより、パネル部材の中心部にバインダー樹脂が硬化する熱量が短時間で伝わるため、中心部にまでバインダー樹脂の硬化物を形成することができる。
【００４５】
このように、本実施形態に係るパネル部材１０は、複数の充填材粒子２と、少なくとも充填材粒子２を覆い、充填材粒子２同士を結着させるバインダー樹脂３と、充填材粒子２の間に存在し、バインダー樹脂３と異なる樹脂からなる発泡性樹脂５とを含む。そして、発泡性樹脂５は、複数の充填材粒子２の間に形成される間隙に存在し、当該間隙を充填していることが好ましい。また、バインダー樹脂３は、隣接する充填材粒子２の間に配置されて、充填材粒子２同士を結着するだけでなく、隣接する充填材粒子２と発泡性樹脂５との間に配置されて、充填材粒子２と発泡性樹脂５を結着していることが好ましい。これにより、パネル部材１０は、機械的強度および断熱性を高めることが可能となる。また、充填材粒子２の内部が中空状であることにより、パネル部材１０の軽量性と断熱性をさらに高めることが可能となる。
【００４６】
本実施形態のパネル部材１０は、強度及び軽量性に加えて断熱性も兼ね備えているため、既存の壁に設置して断熱リフォームを容易に行うことができる。また、作業現場でパネル部材１０を自由自在に切断することができ、作業性も向上させることができる。
【００４７】
パネル部材１０は、その一面又は両面に表面材が設けられてもよい。表面材を設けることにより、パネル部材１０の強度を高めることができる。表面材は、ボード状、シート状などであってもよい。この場合、パネル部材１０は、複合材料で構成される複合パネル部材の一部となる。表面材は、成形後のパネル部材に接着されて設けられてもよいし、パネル部材の成形の際に重ねられ、バインダー樹脂により接着されて設けられてもよい。表面材としては、木材、パーティクルボード、繊維板のようなボード状のもの、木材を薄くスライスしてなる突き板、プラスチックや紙からなる化粧シート、防湿シートのようなシート状のもの等を適宜使用することができる。
【００４８】
また、パネル部材の用途は、建物の下地材や内装材に限定されない。例えば、建具パネルや間仕切パネル、カウンターパネルとして用いられてもよく、収納部を区画する各種のパネル、例えば天板や側板、底板、棚板、仕切板等として用いられてもよい。また、当該パネル部材は、他の家具材として用いられてもよい。
【００４９】
［パネル部材の製造方法］
次に、本実施形態に係るパネル部材１０の製造方法について詳細に説明する。パネル部材１０の製造方法は、まず複数の充填材粒子２と、バインダー樹脂３の前駆体である液状樹脂とを混合する。液状樹脂を塗布する方法は特に限定されず、充填材粒子２に対して液状樹脂をスプレー等で散布する方法が挙げられる。また、液状樹脂に充填材粒子２を含浸する方法なども挙げられる。このような方法により、充填材粒子２の表面全体に液状樹脂を付着させることが可能となる。
【００５０】
液状樹脂としては、バインダー樹脂３のモノマー又はプレポリマーの混合物、バインダー樹脂３のモノマー又はプレポリマーと有機溶剤との混合物、バインダー樹脂３を構成するポリマーと有機溶剤との混合物のいずれかを用いることができる。有機溶剤は特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノールなどのアルコール系有機溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系有機溶剤、トルエン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素溶媒、及びこれらの混合物が挙げられる。
【００５１】
次に、充填材粒子２と、液状樹脂とを混合して得られた混合物に、発泡性樹脂前駆体を添加して混合する。これにより、図３に示すように、充填材粒子２の表面に液状樹脂３ａが付着した混合物の内部に、発泡性樹脂前駆体５ａを分散させることができる。発泡性樹脂前駆体５ａとしては、発泡性樹脂５が中空状粒子の場合には、上述の熱膨張性マイクロカプセルを用いることができる。また、発泡性樹脂前駆体５ａとしては、発泡性樹脂５が発泡体の場合には、上述の発泡体を構成する樹脂のモノマー又はプレポリマーを用いることができる。
【００５２】
なお、必要に応じて、充填材粒子２と、液状樹脂３ａと、発泡性樹脂前駆体５ａと混合してなる混合材に、上述の強化繊維を添加する。
【００５３】
そして、充填材粒子２と、液状樹脂３ａと、発泡性樹脂前駆体５ａとを含む混合材２０を型枠に入れた後、加圧しながら加熱する。これにより、液状樹脂３ａを硬化させ、さらに発泡性樹脂前駆体５ａを発泡させることが可能となる。加熱加圧成形の条件、例えば成形圧力、成形温度、成形時間などは、バインダー樹脂３及び発泡性樹脂５の種類、パネル部材の厚さなどにより適宜設定され得る。
【００５４】
ただ、混合材２０を加熱する際、発泡性樹脂前駆体５ａを発泡させた後に液状樹脂３ａを硬化させることが好ましい。発泡性樹脂前駆体５ａが充填材粒子２の空隙４で発泡することにより、硬化前の液状樹脂３ａが押圧され、発泡性樹脂５と充填材粒子２との間に液状樹脂３ａが挟持される。そして、発泡性樹脂５と充填材粒子２との間に挟持された状態で、液状樹脂３ａの硬化反応が進行する。その結果、硬化したバインダー樹脂３により発泡性樹脂５と充填材粒子２を強固に結着することが可能となる。また、発泡性樹脂５と充填材粒子２との間に挟持された状態で液状樹脂３ａの硬化反応が進行することから、バインダー樹脂３の偏りを解消し、バインダー樹脂３の厚みを略均一化することが可能となる。そのため、充填材粒子同士の結着に関与しないバインダー樹脂３が減少し、パネル部材１０の機械的強度を高めることが可能となる。
【００５５】
混合材の加熱加圧成形の条件に関し、成形温度は１４０℃以上２２０℃以下であることが好ましい。成形温度が２２０℃以下では成分の劣化が進行し難いため、パネル部材としての物性が低下し難い。また、成形温度が１４０℃以上であれば、液状樹脂３ａの重合反応速度が低下し難く、硬化が十分となりやすい。
【００５６】
成形圧力に関してはパネル部材の厚さ、密度などにより適宜設定されるが、０．５ＭＰａ以上４ＭＰａ以下であることが好ましい。成形圧力が０．５ＭＰａ以上であれば、十分に圧着することができ、パネル部材の強度を向上させやすい。成形圧力が４ＭＰａ以下であれば、成形圧力が大きすぎず、パネル部材の破壊が起こり難い。
【００５７】
成形時間に関しては、例えば１分以上６０分以下の範囲にすることができ、２分以上３０分以下が好ましく、３分以上１５分以下がより好ましい。それにより、良好なパネル部材を効率よく製造することができる。
【００５８】
このように、本実施形態に係るパネル部材１０の製造方法は、複数の充填材粒子２と液状樹脂３ａとを混合する混合工程と、混合工程で得られた混合物に発泡性樹脂前駆体５ａを添加する添加工程と、添加工程で得られた混合材２０を加熱する加熱工程とを有する。加熱工程では、発泡性樹脂前駆体５ａを発泡させた後に、液状樹脂３ａを硬化させる。このような製造方法により、強度及び断熱性に優れたパネル部材１０を効率的に得ることが可能となる。
【実施例】
【００５９】
以下、本実施形態を実施例及び比較例によりさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれら実施例に限定されるものではない。
【００６０】
［実施例１〜３及び比較例１〜２］
本例では、充填材粒子として、発泡無機粒子であるパーライト（太平洋マテリアル株式会社製、太平洋パーライトＰ−１）を用いた。パーライトは、粒度が１．２ｍｍ以下、かさ密度が０．１２ｇ／ｃｍ３、粒密度が０．２９ｇ／ｃｍ３である。また、液状樹脂として、株式会社サンベーク製のユリアメラミン樹脂を用いた。さらに、発泡性樹脂前駆体として、熱膨張性マイクロカプセルである、松本油脂製薬株式会社製のマツモトマイクロスフェアー（登録商標）Ｆ−３０を使用した。なお、当該熱膨張性マイクロカプセルは、平均粒子径１０〜１８μｍである。
【００６１】
まず、上述のパーライトとユリアメラミン樹脂とを、表１に示す割合で卓上縦型ミキサーを用いて湿式混合することにより、混合物を調製した。さらに、当該混合物に熱膨張性マイクロカプセルを添加して混合することにより、混合材を得た。次に、当該混合材を金型に入れ、加熱プレス装置を用い、プレス圧力を１ＭＰａ、プレス温度を１８０℃で５分加圧成形することにより、各例のパネル部材を得た。なお、得られたパネルは、縦３００ｍｍ横３００ｍｍ厚み１２ｍｍの略矩形状であった。
【００６２】
［比較例１］
熱膨張性マイクロカプセルを用いず、パーライトとユリアメラミン樹脂とを表１に示す割合で使用したこと以外は実施例１と同様にして、本例のパネル部材を得た。
【００６３】
［比較例２］
ユリアメラミン樹脂を用いず、パーライトと熱膨張性マイクロカプセルとを表１に示す割合で使用したこと以外は実施例１と同様にして、本例のパネル部材を得た。
【００６４】
【表１】
2018178558.tif 000003
【００６５】
［実施例４］
本例では、充填材粒子として木質ファイバーを用いた。なお、液状樹脂及び発泡性樹脂前駆体は、上述と同じユリアメラミン樹脂及び熱膨張性マイクロカプセルを使用した。
【００６６】
まず、木質ファイバーとユリアメラミン樹脂とを、表２に示す割合で卓上縦型ミキサーを用いて湿式混合することにより、混合物を調製した。さらに、当該混合物に熱膨張性マイクロカプセルを添加して混合することにより、混合材を得た。次に、当該混合材を金型に入れ、加熱プレス装置を用い、プレス圧力を１ＭＰａ、プレス温度を１８０℃で５分加圧成形することにより、本例のパネル部材を得た。なお、得られたパネル部材は、縦３００ｍｍ横３００ｍｍ厚み１２ｍｍの略矩形状であった。
【００６７】
［比較例３］
熱膨張性マイクロカプセルを用いず、木質ファイバーとユリアメラミン樹脂とを表２に示す割合で使用したこと以外は実施例４と同様にして、本例のパネル部材を得た。
【００６８】
［比較例４］
ユリアメラミン樹脂を用いず、木質ファイバーと熱膨張性マイクロカプセルとを表２に示す割合で使用したこと以外は実施例４と同様にして、本例のパネル部材を得た。
【００６９】
【表２】
2018178558.tif 000004
【００７０】
［評価］
実施例１〜４及び比較例１〜４で得られたパネル部材について、日本工業規格ＪＩＳ  Ａ５９０８（パーティクルボード）に準じて、見かけ密度、曲げ強さ及び曲げ弾性率を測定した。測定結果を表１及び表２に合わせて示す。
【００７１】
表１に示すように、充填材粒子としてパーライトを使用した実施例１〜３では、見かけ密度が０．２５ｇ／ｃｍ３以下であるにも関わらず、曲げ強さが１ＭＰａを超える結果となった。これに対し、発泡性樹脂を使用しなかった比較例１では、見かけ密度が０．２５ｇ／ｃｍ３以下となったが、曲げ強さが大きく低下する結果となった。
【００７２】
具体的には、実施例１と比較例１とを比べると、実施例１は比較例１のバインダー樹脂の一部を発泡性樹脂に置き換えた例である。そして、表１に示すように、実施例１は比較例１に対してバインダー樹脂を３０％以上減少させているにも関わらず、得られるパネル部材の曲げ強さは３倍を超える結果となった。また、実施例２及び３と比較例１とを比べると、実施例２及び３は比較例１に対してバインダー樹脂を６０％以上減少させているにも関わらず、得られるパネル部材の曲げ強さは１．７倍を超える結果となった。このように、実施例１〜３のパネル部材では、充填材粒子の間に形成される空隙を発泡性樹脂で充填するため、当該空隙を起点とした破断が生じ難くなり、強度が向上したものと考えられる。また、充填材粒子間の空隙を発泡性樹脂で充填することにより、バインダー樹脂により発泡性樹脂と充填材粒子が結着するため、パネル部材の強度が向上したものと考えられる。
【００７３】
なお、比較例２は、比較例１のバインダー樹脂の全てを発泡性樹脂に置き換えた例である。表１に示すように、比較例２のパネル部材は略矩形状に成形できたものの、バインダー樹脂が含まれていないため、実施例１〜３と比べて曲げ強さ及び曲げ弾性率とも大きく低下する結果となった。
【００７４】
表２に示すように、充填材粒子として木質ファイバーを使用した実施例４では、見かけ密度が０．２５ｇ／ｃｍ３であるにも関わらず、曲げ強さが５．５ＭＰａを超える結果となった。これに対し、発泡性樹脂を使用しなかった比較例３では、見かけ密度が０．２５ｇ／ｃｍ３となったが、曲げ強さが大きく低下する結果となった。
【００７５】
具体的には、実施例４と比較例３とを比べると、実施例４は比較例３のバインダー樹脂の一部を発泡性樹脂に置き換えた例である。そして、表２に示すように、実施例４は比較例３に対してバインダー樹脂を３０％以上減少させているにも関わらず、得られるパネル部材の曲げ強さは２倍を超える結果となった。なお、比較例４は、比較例３のバインダー樹脂の全てを発泡性樹脂に置き換えた例である。表２に示すように、比較例４のパネル部材は略矩形状に成形できたものの、バインダー樹脂が含まれていないため、実施例４と比べて曲げ強さ及び曲げ弾性率とも大きく低下する結果となった。
【００７６】
以上、実施例に沿って本実施形態の内容を説明したが、本実施形態はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。
【符号の説明】
【００７７】
１  パネル部材
２  充填材粒子
３  バインダー樹脂
３ａ  液状樹脂
５  発泡性樹脂
５ａ  発泡性樹脂前駆体
１０  パネル部材
２０  混合材
【図１】
2018178558.tif 000005
【図２】
2018178558.tif 000006
【図３】
2018178558.tif 000007