(57)【要約】【課題】製造工程における鉱物質繊維のスプリングバックやパンクの発生を抑制し、厚さ寸法のバラツキがなく、軽量で高強度の鉱物質繊維板を安価、かつ、効率的に製造できる製造方法を提供することにある。【解決手段】主成分である鉱物質繊維、無機質粉状体および結合剤を水中に混合分散させてスラリー１を得る工程と、前記スラリー１を湿式抄造してウェットマット３を成形する工程と、前記ウェットマット３をプレスロール７，８で厚さ調整する工程と、前記ウェットマット３を乾燥して結合剤を硬化させる工程と、からなる鉱物質繊維板の製造方法である。そして、前記厚さ調整する工程の前に、前記ウェットマット３に対する加熱工程と、前記ウェットマット３に対する吸引脱水工程とを少なくとも一部重複させ、前記結合剤のタック性を発現させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主成分である鉱物質繊維、無機質粉状体および結合剤を水中に混合分散させてスラリーを得る工程と、前記スラリーを湿式抄造してウェットマットを成形する工程と、前記ウェットマットをプレス機で厚さ調整する工程と、前記ウェットマットを乾燥して結合剤を硬化させる工程と、からなる鉱物質繊維板の製造方法であって、
前記厚さ調整する工程の前に、前記ウェットマットに対する加熱工程と、前記ウェットマットに対する吸引脱水工程とを少なくとも一部重複させ、前記結合剤のタック性を発現させることを特徴とする鉱物質繊維板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鉱物質繊維板の製造方法、特に、製造工程中でのスプリングバックやパンクの発生を抑制するとともに、経済性、生産性に優れた鉱物質繊維板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉱物質繊維を主成分とする軽量で高強度の鉱物質繊維板は、通常、湿式抄造で製造される。そして、その抄造工程で得られたウェットマットを冷圧プレスで圧締し、厚さ調整した後、開放してドライヤーで乾燥している。しかし、圧締直後に主成分である鉱物質繊維の弾性力でスプリングバックが生じやすく、高密度で表面が平滑な鉱物質繊維板を得ることが困難であった。そこで、ウェットマットの含水率に着目し、予備乾燥で含水率を２０％以下に低減した後、熱圧プレスで硬化させる製造方法が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１８６４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前述の製造方法では、含水率を低下させるためにドライヤーで熱風乾燥するが、ウェットマット全体を均一な含水率に調整しようとすると、ウェットマットが厚い場合には容易でない。このため、表面層と裏面層と、あるいは、表裏面層と芯層との乾燥状態に偏りが生じやすく、その後に行う熱圧プレスの開放時にパンクを生じることがあった。また、冷圧プレスに比べて熱圧プレスは多量の熱エネルギーを必要とし、製造コストを上昇させるだけでなく、製造作業に注意を必要とするので、生産性が低いという問題点がある。
【０００４】
本願発明では、前記問題点に鑑み、製造工程における鉱物質繊維のスプリングバックやパンクの発生を抑制し、厚さ寸法のバラツキがなく、軽量で高強度の鉱物質繊維板を安価、かつ、効率的に製造できる製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかる鉱物質繊維板の製造方法は、前記課題を解決すべく、主成分である鉱物質繊維、無機質粉状体および結合剤を水中に混合分散させてスラリーを得る工程と、前記スラリーを湿式抄造してウェットマットを成形する工程と、前記ウェットマットをプレス機で厚さ調整する工程と、前記ウェットマットを乾燥して結合剤を硬化させる工程と、からなる鉱物質繊維板の製造方法であって、前記厚さ調整する工程の前に、前記ウェットマットに対する加熱工程と、前記ウェットマットに対する吸引脱水工程とを少なくとも一部重複させ、前記結合剤のタック性を発現させる方法である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ウェットマットをプレス機で厚さ調整する工程の前に、ウェットマットに対する加熱工程と、ウェットマットに対する吸引脱水工程とを少なくとも一部重複させるので、結合剤がゲル化してタック性を発現する。このため、その後のウェットマットをプレス機で厚さ調整する工程、および、ウェットマットを乾燥して結合剤を硬化させる工程において、ウェットマットに鉱物質繊維のスプリングバックが生じない。この結果、厚さ寸法のバラツキがなく、高密度、高強度で平滑な表面を有し、内装材の基材に最適な鉱物質繊維板が得られる。また、高密度にするための高圧プレスが不要となり、加工工数を減らせることができ、生産性が高い。そして、ウェットマットに対する加熱工程と、ウェットマットに対する吸引脱水工程とを少なくとも一部重複させることにより、脱水，加熱状態に偏りが少なくなり、ウェットマット全体に均一にタック性を発現させることができるので、パンクの発生を抑制できる。さらに、厚さ調整する工程の前に、タック性を発現させるので、結合剤を効率的に使用でき、結合剤を節約できる。
【０００７】
本発明にかかる実施形態としては、ウェットマットに対する加熱工程と吸引脱水工程とを必ずしも同一時間で行う必要はなく、加熱工程を行っている間において吸引脱水工程を行ってもよいし、あるいは、吸引脱水工程を行っている間において加熱工程を行ってもよい。また、加熱工程を行っている途中から吸引脱水工程を始めてもよく、あるいは、吸引脱水工程を行っている途中から加熱工程を始めてもよい。
要するに、加熱工程と吸引脱水工程とが少なくとも一部重複し、同時期に処理されていれば良い。
【０００８】
本実施形態によれば、ウェットマットに対する加熱工程と吸引脱水工程とを少なくとも一部重複するように処理すればよいので、前述の効果に加え、製造施設の配置に関する設計が容易なるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明にかかる実施形態を図１および図２の添付図面に従って説明する。
本実施形態に係る鉱物質繊維板の製造方法は、図１に示すように、主成分である鉱物質繊維、無機質粉状体および結合剤を水中に混合分散させて固形成分１〜３％のスラリー１を得る工程と、前記スラリー１を円網ドラム２で湿式抄造してウェットマット３を成形する工程と、前記ウェットマット３の表面から熱風加熱機５で加熱すると同時期に、前記ウェットマット３の裏面から吸引脱水機６で吸引脱水して前記結合剤のタック性を発現させる工程と、前記ウェットマット３をプレスロール７，８で厚さ調整する工程と、前記ウェットマット３を温度１００〜２５０℃のドライヤー９で乾燥して結合剤を硬化させ、密度０．５〜０．８ｇ／ｃｍ３の鉱物質繊維板を得る工程と、からなるものである。
【００１０】
鉱物質繊維としては、ロックウール、スラグウール、グラスウール、ミネラルウール等であり、これらを単独あるいは組み合わせて使用してもよい。そして、鉱物質繊維の添加量は固形成分の２５〜４５重量％が好適である。２５重量％未満であると、ウェットマットが所望の保形性を得られないからである。また、４５重量％を越えると、相対的に結合剤の添加量が少なくなり、ウェットマットに鉱物質繊維のスプリングバックが生じやすくなるとともに、鉱物質繊維板の密度が低くなり、必要な曲げ強度、表面硬度が得られないからである。さらに、必要な曲げ強度を確保しようとすると、新たな高圧プレス機を必要とするとともに、多量の結合剤を必要とし、製造コストが増大する。
【００１１】
無機質粉状体は、不燃性や表面硬度を確保するために添加されるものであり、例えば、シラス発泡体、パーライト、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、タルク、酸化チタン、マイカ、合成シリカ、珪砂、粘土鉱物、岩石粉末、火山性ガラス質複層板の粉砕物等が挙げられ、これらを単独あるいは組み合わせて添加してもよい。そして、前記無機質粉状体の粒度は５〜５０μ、特に、５〜３０μが好適である。５μｍ未満であると、抄造時に抜け落ちやすく、抄造適性に乏しいからであり、５０μｍを越えると、スラリーから沈下しやすく、抄造性が乏しいだけでなく、形成された鉱物質繊維板に所望の平滑性が得られないからである。また、前記無機質粉状体の添加量は、固形成分の４０〜７０重量％が好適である。４０重量％未満であると、所望の表面硬度が得られないからであり、７０重量％を越えると、鉱物質繊維の添加量が相対的に少なくなり、所望の曲げ強度が得られないからである。
【００１２】
結合剤は、鉱物質繊維と無機質粉状体とを結合するために添加されるものであり、加熱によってタック性を発現するものが好ましく、例えば、デンプン、ポリビニルアルコール、アクリル系樹脂水分散体、ウレタン系樹脂水分散体、ホットメルトなどが挙げられ、これらを単体あるいは組み合わせて使用してもよい。結合剤の添加量は、固形成分の２重量％から１５重量％が好適である。２重量％未満であると、必要な粘着力（タック力）が得られず、ウェットマットにおける鉱物質繊維のスプリングバックを抑制できないからであり、１５重量％を越えると、不燃性に劣るとともに、相対的に鉱物質繊維、無機質粉状体に対して過剰となり、均一に分散しにくくなり、染み出しやブロッキングなどの不具合が生じるからである。
【００１３】
なお、デンプンを使用する場合には、ウェットマット３は含水率４０〜８０％、温度６０〜１００℃であることが好ましい。含水率が４０％未満、あるいは、８０％を越えると、デンプンにタック性が発現せず、ウェットマット３の圧密化が困難となるからである。  また、温度が６０℃未満であると、デンプンがゲル化せず、１００℃を越えると、硬化してしまうからである。
【００１４】
通常、デンプンは約６０℃で水に溶け出し、ウェットマット３の温度が８０℃程度になるとデンプンはゲル化するが、ゲル化する前はタック性を発現せず、ベタツキを生じず、それまでの工程においてスラリーもウェットマットも取り扱いやすいという利点がある。
また、スラリー中に結合剤が混合分散し、ウェットマット中にも結合剤が均一に分散しているので、ウェットマット全体にタック性が発現し、プレスしても密度は均一である。
さらに、ウェットマットが柔らかい状態のときにプレスするので、鉱物質繊維が折れることなく圧縮され、密度が高くなる。
【００１５】
なお、本発明においてタック性とは、粘着性を有することをいう。より具体的には、ウェットマットに適度な圧力を負荷すると、主成分である鉱物質繊維同士が密着したままの状態を保持し、ウェットマットにおける鉱物質繊維が容易にスプリングバックしない状態になる性状をいう。
【００１６】
その他の補助剤としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエステル、ビニロン等の合成繊維、麻、亜麻等の植物繊維、パルプ、木質繊維の他、定着剤、凝集剤、サイズ剤、消泡剤等を必要に応じて適宜添加してもよい。補助剤の添加量は、固形成分の３重量％までが適当である。
【００１７】
なお、機能性を付与すべく、例えば、抗菌剤等を添加してもよい。また、抄造方法は特に限定するものではなく、丸網式に限らず、長網式であってもよい。
【００１８】
また、前記鉱物質繊維板の表面には、塗装や化粧シートの貼着等の既存の化粧方法を施すことができる。さらに、前記鉱物質繊維板の表面にロール等でピン孔やエンボス模様を施すことも可能であり、溝も容易に形成できるという利点がある。
【００１９】
ウェットマットに対する加熱工程と吸引脱水工程とは、図２に示すように、少なくとも一部が重複していれば、水分が吸引されて十分に含水率が低下するだけでなく、熱気もウェットマット内部を通過して吸引される。このため、加熱されたウェットマット全体の温度が上昇し、温度上昇した結合剤が均一にゲル化し、タック性を発現する。しかし、加熱工程と吸引脱水工程とが全く重複していない場合には、ウェットマットの表面だけが加熱され、その内部が加熱されるまでに時間を要するので、結合剤が所望のタック性を均一に発現できない。
【実施例】
【００２０】
（実施例１）
鉱物質繊維としてロックウール３５重量％、無機質粉状体として炭酸カルシウム３０重量％、水酸化アルミニウム２０重量％、火山性ガラス質堆積物５重量％、結合剤として粉状デンプン８重量％、添加剤として凝集剤、ポリエステルおよび撥水剤２重量％を水中に投入し、混合分散させて固形成分２．０％のスラリーを得、これを抄造して長さ３００ｍｍ、巾３００ｍｍ、厚さ１０ｍｍのウェットマットを得た。
【００２１】
そして、メッシュシート上に載置した前記ウェットマットの表面側に、送風開口部が巾３００ｍｍ、長さ３００ｍｍの熱風加熱機で１５０℃の熱風を１０秒間、送風加熱した。これと同時期に、前記熱風加熱機に対向するように配置した吸引開口部の巾３００ｍｍ、長さ３００ｍｍの吸引脱水機で前記メッシュシートの裏面側から吸引脱水することにより、結合剤をゲル化させた。
【００２２】
ついで、前記ウェットマットを厚さ７ｍｍまで圧縮した。プレス直後に前記ウェットマットの表面を目視で観察したところ、スプリングバックは見当たらず、結合剤のタック性の発現を確認できた。
【００２３】
さらに、１８０℃のドライヤーで２０分間、乾燥させることにより、密度０．６ｇ／ｃｍ３、厚さ７ｍｍ、巾３００ｍｍ、長さ３００ｍｍの鉱物質繊維板のサンプルを得た。  
【００２４】
プレス時から厚さ寸法が変化していないことから、前記サンプルにスプリングバックが発生していないことを確認できた。また、サンプルの表面を目視で観察したところ、表面の平滑性について実用上の問題もなく、塗装可能な内装用鉱物質繊維板であることを確認できた。そして、前記サンプルの表面硬度を測定したところ、１２００Ｎであった。
【００２５】
前記表面硬度の測定方法は、測定しようとする３枚のサンプルを載置台に積み重ね、その上面に先端部が半径７ｍｍの半円弧面の治具を５ｍｍ／ｍｉｎの速度で押し付け、その先端部がサンプルの上面から５ｍｍの深さまで沈み込んだときの最大荷重を測定する方法である。
【００２６】
（比較例１）
鉱物質繊維としてロックウール３５重量％、無機質粉状体として炭酸カルシウム３０重量％、水酸化アルミニウム２０重量％、火山性ガラス質堆積物５重量％、結合剤として粉状デンプン８重量％、添加剤として凝集剤、ポリエステルおよび撥水剤２重量％を水中に投入し、混合分散させて固形成分２．０％のスラリーを得、これを抄造して巾３００ｍｍ、長さ３００ｍｍ、厚さ１０ｍｍのウェットマットを得た。ついで、前記ウェットマットの表面側に熱風を吹き付けず、その裏面側から吸引脱水だけした後、実施例１と同様に厚さ７ｍｍまでプレスしてドライヤーで乾燥した。そして、厚さ１０ｍｍ、密度０．４２ｇ／ｃｍ３、厚さ１０ｍｍ、巾３００ｍｍ、長さ３００ｍｍのサンプルを得た。前記サンプルの厚さ寸法がプレス時よりも増大していることから、前記サンプルにスプリングバックが発生したことを確認できた。また、前記サンプルの表面硬度は４００Ｎであった。
【００２７】
（比較例２）
鉱物質繊維としてロックウール６０重量％、無機質粉状体として炭酸カルシウム１５重量％、水酸化アルミニウム１０重量％、火山性ガラス質堆積物５重量％、結合剤として粉状デンプン８重量％、添加剤として凝集剤、ポリエステルおよび撥水剤２重量％を水中に投入し、混合分散させて固形成分２．０％のスラリーを得、これを抄造して巾３００ｍｍ、長さ３００ｍｍ、厚さ１０ｍｍのウェットマットを得た。さらに、実施例１と同一条件で、前記ウェットマットの表面側から熱風を吹き付けて加熱するとともに、前記ウェットマットの裏面側から吸引脱水機で吸引脱水することにより、結合剤をゲル化させた後、厚さ７ｍｍまで圧締した。ついで、実施例１と同様に乾燥することにより、巾３００ｍｍ、長さ３００ｍｍ、厚さ９ｍｍ、密度０．４７ｇ／ｃｍ３の鉱物質繊維板のサンプルを得た。前記サンプルの厚さ寸法がプレス時よりも増大していることから、前記サンプルにスプリングバックが発生したことを確認できた。また、前記サンプルの表面硬度は５００Ｎであった。
【００２８】
（比較例３）
鉱物質繊維としてロックウール３５重量％、無機質粉状体として炭酸カルシウム３７重量％、水酸化アルミニウム２０重量％、火山性ガラス質堆積物５重量％、結合剤として粉状デンプン１重量％、添加剤として凝集剤、ポリエステルおよび撥水剤２重量％を水中に投入し、混合分散させて固形成分２．０％のスラリーを得、これを抄造して巾３００ｍｍ、長さ３００ｍｍ、厚さ１０ｍｍのウェットマットを得た。さらに、実施例１と同一条件で、熱風を送風して加熱するとともに、吸引脱水機で前記ウェットマットの裏面側から吸引脱水し、結合剤をゲル化させた後、厚さ７ｍｍまで圧締した。ついで、実施例１と同様に乾燥することにより、巾３００ｍｍ、長さ３００ｍｍ、厚さ１０ｍｍ、密度０．４２ｇ／ｃｍ３のサンプルを得た。前記サンプルの厚さ寸法がプレス時よりも増大していることから、前記サンプルにスプリングバックが発生したことを確認できた。そして、前記サンプルの表面硬度は５００Ｎであった。
【００２９】
以上の実施例１および比較例１，２，３から明らかなように、ウェットマットをプレス機で厚さ調整する工程の前に、ウェットマットに対する加熱工程と、ウェットマットに対する吸引脱水工程とを重複するように行った場合に、結合剤がゲル化してタック性を発現することにより、ウェットマットにおける鉱物質繊維のスプリングバックを抑制できるとともに、高い表面硬度を得られることが判った。
また、加熱工程と吸引脱水工程とを重複するように行っても、鉱物質繊維の添加量が多すぎると、スプリングバックの発生を抑制できないということが判った。
さらに、結合剤の添加量が少なすぎると、加熱工程と吸引脱水工程とを重複するように行っても、スプリングバックの発生を抑制できないということが判明した。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明にかかる鉱物質繊維板の製造方法は、前述の実施例に限らず、他の鉱物質繊維板の製造方法にも適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本願発明にかかる製造工程を示す概略図である。
【図２】実験結果を示す評価図である。
【符号の説明】
【００３２】
１：スラリー
２：抄造ドラム
３：ウェットマット
４：ウェットプレス
５：熱風加熱機
６：吸引脱水機
７，８：ロールプレス
９：ドライヤー
【図１】
2008195026.tif 000003
【図２】
2008195026.tif 000004