(57)【要約】      （修正有）【課題】湿式抄造のマット体を乾燥する前に、低粘度でロールコーターで押圧し塗料を擦り込み塗布するので、少ない塗布量でも、微小な凹凸の木質繊維板のマット体表面に対して、塗料が浸透するように塗装できるため、十分摩耗にも耐える塗装木質繊維板である。表面に微少な凹凸があり表面が毛羽立った木質繊維板の表面に出来るだけ少ない塗布量で塗装ムラやスケが発生しない安定した塗装を行うことが出来る木質繊維板の表面に高い耐摩耗性を有する塗膜層を提供する。【解決手段】木質繊維スラリーを抄造脱水したマット体の表面に、ロールコーター塗装機により押圧し塗料を塗布した後、加熱乾燥することにより表面塗装した木質繊維板とし、ロールコーター塗装機による押圧力は、マット体の表面側に１〜１０mmの押圧力による圧縮とし、塗料の粘度は、２９秒／フォードカップ＃４以下とする表面塗装された木質繊維板の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質繊維スラリーを抄造脱水成形したマット体の表面に、ロールコーター塗装機により押圧しながら塗料を塗布した後、加熱乾燥することを特徴とする表面塗装された木質繊維板の製造方法。
【請求項２】
該ロールコーター塗装機による押圧力は、該マット体の表面側に１〜１０mmの押圧力による圧縮深さとしたことを特徴とする請求項１に記載の木質繊維板の製造方法。
【請求項３】
該ロールコーター塗装機に用いられる塗料の粘度は、２９秒／フォードカップ＃４以下であることを特徴とする請求項１及び２記載の木質繊維板の製造方法。
【請求項４】
木質繊維スラリーを抄造脱水成形したマット体の表面に、ロールコーター塗装機により押圧しながら塗料を塗布した後、加熱乾燥し、表面側に芯部方向に擦り込まれた塗膜層を形成した表面塗装された木質繊維板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天井、床、壁、及び畳等に用いられる表面塗装された木質繊維板であって、軽量で、曲げ強度、表面硬度、耐水性、吸音性、断熱性に優れた比較的低密度の木質繊維板の塗装に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、木質繊維板の表面に塗装を施す方法としては、ロールコーター、フローコーター、スプレーの塗装方法がある。これらの方法で塗装する場合、木質繊維板に含まれるパラフィンなどの撥水剤の影響により、塗装された塗料に、はじき現象が生じる欠点があり、このはじき現象を防止するため、塗装する塗料中に分散剤を添加混合することがある。しかし、この塗料中に混在している溶媒である水分により、片面のみが塗布される影響のため木質繊維板に反りを発生させたり、長い塗膜乾燥時間を必要とした。また、塗膜乾燥後に表面のブロッキングを生じさせることがあったため、特に、木質繊維板のように表面に微少な凹凸があり、表面がパルプによる毛羽立ちが多く現れている木質繊維板製品の場合には、改善策として、特開平９−１７６９９１のように、湿潤状態にあるマット体の表面に簡便なスプレー塗装することが考えられる。しかしながら、この場合には塗装時にスプレー圧による塗料の飛散が多くなるとともに、木質繊維板の表面の毛羽立ち状態を覆い隠そうとするため、塗料の塗布量を多くする必要があった。塗料の塗布量が多い場合、乾燥工程により木質繊維板の表面に塗膜のヒビ割れが発生する恐れがあった。一方、塗布量を少なくしようとすると表面にスプレー塗装の重なりによる重複したスジ状模様が形成されやすくなったり、塗装のスケや塗装ムラが発生しやすいという問題があった。
【特許文献１】特開平９−１７６９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで本発明は、上記のような問題のない塗装木質繊維板を得ることを目的とする。表面に微少な凹凸がありかつ表面が毛羽立った木質繊維板の表面に出来るだけ少ない塗布量（固形分換算）で塗装ムラや塗装スケが発生しにくく、安定した塗装を行うことが出来るとともに、木質繊維板の表面に高い耐摩耗性を有する塗膜層を形成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、木質繊維スラリーを抄造脱水成形したマット体の表面に、ロールコーター塗装機により押圧しながら塗料を塗布した後、加熱乾燥することを特徴とする表面塗装された木質繊維板の製造方法であり、該ロールコーター塗装機による押圧力は、該マット体の表面側に１〜１０mmの押圧力による圧縮深さとしたことを特徴とするものであり、塗料の粘度は、２９秒／フォードカップ＃４以下であることを特徴とするものであり、さらには、木質繊維スラリーを抄造脱水成形したマット体の表面に、ロールコーター塗装機により押圧しながら塗料を塗布した後、加熱乾燥し、表面側に芯部方向に擦り込まれた塗膜層を形成した表面塗装された木質繊維板である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、湿式抄造法によってフォーミングされたマット体（２５）をロールプレス後、マット体（２５）表面全体に塗料を、ロールコーター塗装機によりマット体（２５）を押圧しながら擦り込むように塗布することにより、木質繊維板表面の膨潤状態の繊維の中の少し深い位置にまで塗料が擦り込まれる様に入り込み塗料層が定着する。ロールコーター塗装機と膨潤状態のマット体（２５）の接触部分は、一時的に急激な押圧力により、膨潤状態のマット体（２５）の密度が上がり、中の水が横や下方向に移動する。この時、塗料の樹脂や顔料も水と同調して移動するので、木質繊維間へ浸み込んでゆく。また、解圧後は反対に急激に密度は開放されることから、水は元に戻ろうとするので、水と同調した樹脂と顔料も水の動きに連れて移動する。このため、押圧時の短時間の間に水と樹脂と顔料は、木質繊維間を往復するので、木質繊維間に均一に定着する。
【０００６】
このような、水との同調のしやすさは、塗料が高粘度や高塗布量の場合に比べて、低粘度と低塗布量（固形分換算で塗料が少ない）の方が有利となり、水との同調が、むずかしい高粘度や高塗布量では塗料が移動しにくくなり、塗装ムラの原因となる。水の往復移動により内部へ塗料層が形成された状態で、マット体（２５）を乾燥すればマット体表面の少し深い位置にまで塗料が内在し乾燥一体化して塗膜層（２６）として定着される。このため、従来の木質繊維板の製品に塗料を塗布し乾燥する場合のような繊維板の反りの発生が防止できる。また、含浸された塗料の低粘度で低塗布量ゆえに、木質繊維板の表面の微少な凹凸部分にまで塗布できる。特に微小の凹部へ塗料が浸み込み、木質繊維板の少し深い部分の表面部分までの繊維に吸着され定着する。
【０００７】
塗料が木質繊維に吸着し定着される機構は、マット体（２５）において該塗料の樹脂分と顔料が、該木質繊維の多孔性表面のみならず少し深い位置にまで入り込み、分子間力と水膜付着力との相乗効果によって該塗料の樹脂分と顔料は木質繊維に付着する。この状態のマット体（２５）を乾燥させれば、絶乾に近い状態になりマット体（２５）は収縮し、木質繊維間が収縮して該塗料の樹脂と顔料が少し深い位置で閉じこめられた状態となる。したがって該塗料の樹脂と顔料が木質繊維板の表面の少し深い位置にまで極めて強固に定着する。しかし、塗料の粘度が高い場合は、ロールコーターで押圧しても塗料がマット体の凹部にまで流れにくく、浸み込みにくくなるので、塗装ムラが生じやすい。
【０００８】
スプレー塗装やフローコーター塗装では、マット体（２５）の表面のみへの塗布にとどまり、塗料のマット体（２５）への固着力を高めるためには、マット体（２５）へのバインダー添加量の増加やスプレー圧力を強くする必要がある。その結果、塗料の飛散量が多くなったりする。また、この場合、塗布量や粘度を高くすると、乾燥工程により、木質繊維板の表面にヒビ割れが発生する恐れがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を以下に詳細に説明する。本発明に使用する木質繊維は濾水度が１０〜４０デファイブレーター・秒（D・S）の粗さを有するものが望ましい。濾水度が１０D・S未満の木質繊維を使用すると、木質繊維相互が接する部分が少なくなり、木質繊維同士の密着が悪くなる。又、木質繊維間の空隙が大きくなりすぎて、密度も低くなり均一な繊維板となりにくく、強度も低下する。また濾水度が４０D・Sを超える木質繊維を用いると、木質繊維板の密度が高くなりすぎ、重量が大となりかつクッション性が乏しくなる。
【００１０】
本発明の木質繊維板においては、上記繊維を結着するためにバインダーが使用される。該バインダーとしては主としてニカワ、ゼラチン、カゼイン、澱粉、変性澱粉、酸化澱粉、デキストリン、アラビアゴム、アルギン酸ソーダ、ポリビニルアルコール等の水溶性樹脂または糊料が使用されるが、該水溶性樹脂に代えてあるいは該水溶性樹脂または糊料と共にメラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化樹脂、ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリ酢酸ビニル等の樹脂前駆体等が使用されても良い。上記バインダーは、粉体、液状、溶液、あるいはエマルジョンの状態で添加される。
【００１１】
上記原料以外、本発明の木質繊維板においては、通常パラフィン、ワックス、シリコン油、高級脂肪酸ジルコニュウム塩等の撥水剤、塩素化パラフィン、四臭化エチレン等の難燃剤等が添加される。これらの撥水剤や難燃材等は上記原料に添加され水に混合されスラリーにされる。
【００１２】
上記原料スラリーを用いて、本発明の木質繊維板を製造するには、例えば図２に示すような丸網式抄造機（１）を使用する。図２において、抄造機本体（２）は回転軸（３）を中心に回転する。該抄造機本体（２）は、回転軸（３）と回転軸（３）の外側の真空ダクト（４）の外周の吸引路（５）の金網（６）とからなる。該抄造機本体（２）はスラリー層（７）に下部を浸漬され、該真空ダクト（４）には外部から図示しない真空ポンプが接続する。該スラリー層（７）の底部には、複数個のアジテーター（８）が配置され、抄造機本体（２）の回転方向側にブラッシングロール（９）が配置される。さらに、抄造機本体（２）の直上には三本のロール（１０）に連動するならしベルト（１１）が配置され、抄造機本体（２）の回転方向反対側にドクターブレード（１２）が配置されている。スラリー調整槽（１３）においては、原料スラリーSが調整される。該スラリーＳにおいて、上記バインダーは上記木質繊維に対して３〜１０質量部％程度添加される。バインダーの添加量が３質量部％以下であると木質繊維の結着力が小さくほぐれやすくなり、強度も不十分となる。また１０質量部％を上回ると木質繊維が堅くなりクッション性が小さくなり、またバインダーの凝集作用によって木質繊維板の密度が大きくなってしまう場合もある。その他原料として、撥水剤や難燃剤等は通常数質量部％以下の量で添加される。上記原料は水に分散されて原料スラリーSが調整されるが、低密度の木質繊維板を得るために、スラリー中の固形分濃度は０．５〜２質量％に調整することが望ましい。
【００１３】
こうして調整されたスラリー調整槽（１３）でスラリーＳは連絡路（１４）を介してインレットボックス（１５）に流入し、均一に調整後、スラリー槽（７）に供給される。この中で複数個のアジテーター（８）でたえず攪拌されつつ上記抄造機本体（２）の金網（６）上に吸引され膨潤なマット体（２５）がフォーミングされる。こうしてフォーミングされたマット体（２５）は、回転するブラッシングロール（９）によって厚みを調整され、三本のロール（１０）に連動するならしベルト（１１）によって表面をならされ、ドクターブレード（１２）によって、抄造機本体（２）の金網（６）から剥離される。剥離されたマット体（２５）は、サクションボックス（１６）でマットの含水率を調整し、ロールプレス（１７）（１８）によってプレスされるが、通常プレス圧は２．４〜５ＭＰa、好ましくは３．３〜３．５ＭＰaの範囲が適用される。上記ロールプレス（１７）（１８）によって膨潤マット体（２５）は更に脱水と厚みを調整されかつ表面を平面化される。
【００１４】
プレス後該マット体（２５）の表面は、平面化されているとはいえ、微小的には凹凸模様が形成された状態にあり、該塗料がロールコーター塗装機（１９）で、マット体（２５）表面を押圧しながら擦り込むように塗布される。このマット体（２５）の表面は、パルプ繊維が幾層にも積層されかつ繊維方向がバラバラになっており、繊維の長さも０．０１〜１０mm程度のバラツキがあり、繊維径も０．０２〜２mm程度のバラツキがあるため、表面の凹凸も０．０５〜０．５mm程度ある。このため、ミクロ的には、非常に粗く湿潤状態の繊維と言える。このため、ロールコーターでプレス押圧される時、湿潤状態の繊維の木質繊維のマット体（２５）の接触部分は、急激に押圧力で密度が上がり、木質繊維間の膨潤状態の水は横方向や下方向へ広がるので、塗料も同様に木質繊維間へ広がるが、プレス押圧が解除されれば、急激に密度はもどるので、水と塗料も元に戻るように移動する。この時、塗料中の樹脂と顔料は短時間に木質繊維間を往復することになり、木質繊維間に吸着されて均一に広がり定着する。これゆえに、木質繊維間を水と同様に移動するには、低粘度、低塗布量が有利となり、高粘度、高塗布量では短時間の瞬間的移動は出来ず、かえって塗装ムラの原因となる。低粘度の塗料を低塗布量で、該ロールコーターのコーティングロール（２２）で塗布すると、塗布直後のコーティングロールのスポンジ層の表面には、図１(a）（ｂ）に示すように、殆ど塗料が残っていない。これは、塗料の殆どがマット体（２５）へ吸着されていることであり、このようにして塗装された塗膜は、表面から下方側へ５００ミクロン程度浸透している。このようにして本発明の木質繊維板は塗装される。
【００１５】
本発明で使用されるロールコーター塗装機（１９）は、木質繊維板の湿式抄造工程において得られる木質繊維板のマット体（２５）の幅方向に差し渡し、直角方向全体を覆う３ｍ程度の長さが必要である。コーティングローラーの材質は、鉄製、ステンレス製等のロールに、下巻ゴム層はネオプレンゴム製（硬度７０°厚さ５〜７mm）、上巻スポンジ層は、ネオプレンゴム製（硬度５〜５０°厚さ１５mm）が良く、該スポンジ層の硬度は、２５°〜４５°がより好ましい。コーティングロール（２２）の押圧度合は、木質繊維板のマット体（２５）に、１〜１０mm程度表面を押圧するように調整するのが好ましい。表面のロールは、天然ゴム、ニトリルゴム、ネオプレンゴム、スチレンブタジェンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム等の種類があるが、ネオプレンゴムが好ましい。また、ロールコーター塗装機（１９）は、ドクターロール（２１）とコーティングロール（２２）を差し渡し、木質繊維マット体の下側には、バックアップロール（２３）を差し渡す。ロールコーターの両サイドには、塗料の循環の樋を設置し、循環路を設置する。プレス後該マット体（２５）近くに、該塗料のタンク（図示せず）を設置する。ドクターロール（２１）とコーティングロール（２２）の隙間やマット体（２５）の表面との押圧調整後、該塗料のバルブ（２４）から塗料を循環させ、ロール全体に塗料を流し、マット体（２５）に塗布する。ロールとマット体（２５）の接触する押圧力は、最低でも1mmは必要で、マット体（２５）の厚みにもよるが、１０mm程度の圧縮深さが必要である。１０mm以上の圧縮深さは、マット体（２５）のマット割れの恐れが生じる。このようにして本発明の木質繊維板は塗装される。こうした塗装木質繊維板（２７）は、密度０．１〜０．４ｇ／ｃｍ３、厚み５〜２５mmの木質繊維板が好適である。
【００１６】
本発明に用いられる塗料としては、溶剤系も使用できるが作業環境や木質繊維の親水性を考慮すると、水性塗料が望ましい。該水性塗料としては、イオン性の親水性官能基を有する、カチオン性、アニオン性、ノニオン性が良い。一般的には、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチレンセルロースの水溶性樹脂があり、顔料や分散剤と混合して使用する。本発明の塗料の粘度は、水で希釈した粘度、２９秒／フォードカップ＃４以下が好ましい。このような低粘度で、塗料マット体（２５）に塗布することにより塗料が木質繊維間を移動し、幾層にも積層された狭い繊維間に広がり、厚み方向に広い範囲に定着するので樹脂や顔料が摩耗しにくい構造となる。
【実施例１】
【００１７】
繊維長２mm未満が１％、２mm以上４mm未満が５％、４mm以上１２mm未満が１７％、１２mm以上が７７％からなり濾水度が２８Ｄ・Ｓの木質繊維１００質量部、コーンスターチ７質量部、パラフィンエマルジョン０．５質量部を水に投入して分散させ、固形分濃度１．５質量部％の原料スラリーＳを調整する。該スラリーＳを使用して図２に示す丸網式抄造機（１）の抄造機本体（２）を８ｍ／分の速度で回転させてマット体（２５）をフォーミングし、該マット体（２５）をロールプレス（１９）によって３．５ＭＰaの圧力でプレスし、厚み１２mmのマット体（２５）を調整する。プレス後該マット体の表面に２mm押圧調整し、フォーミンング幅より幾分長い３mのスポンジロール硬度３０°のロールコーターを押圧しながら擦り込むように、水性塗料を塗布した。該水性塗料は、水と５０％希釈で攪拌し、粘度１１秒（フォードカップ＃４）塗布量５０g／ｍ２（実質固形分３３g／ｍ２）の条件で塗布した。該マットを、１７０℃、１時間３０分加熱乾燥して厚さ１２mm  密度０．２７g／cm３の塗装木質繊維板（２７）を得た。
【実施例２】
【００１８】
実施例１と同じように、マット体（２５）をフォーミングし、該水性塗料を、水と１０％希釈で攪拌し、粘度２０秒（フォードカップ＃４）塗布量６０g／ｍ２（実質固形分５４g／ｍ２）の条件で塗装した。該マットを、１７０℃、１時間３０分加熱乾燥して厚さ１２mm  密度０．２７g／cm３の塗装木質繊維板（２７）を得た。
【比較例１】
【００１９】
繊維長２mm未満が１％、２mm以上４mm未満が５％、４mm以上１２mm未満が１７％、１２mm以上が７７％からなり濾水度が２８Ｄ・Ｓの木質繊維１００質量部、コーンスターチ７質量部、パラフィンエマルジョン０．５質量部を水に投入して分散させ、固形分濃度１．５質量部％の原料スラリーＳを調整する。該スラリーＳを使用して図２に示す丸網式抄造機（１）の抄造機本体（２）を８ｍ／分の速度で回転させてマット体（２５）をフォーミングし、該マット体（２５）をロールプレス（１９）よって３．５ＭＰaの圧力でプレスし、厚み１２mmのマット体を調整する。塗料を塗布しないブランクを抄造し、該マットを、１７０℃、１時間３０分加熱乾燥して厚み１２mm、密度０．２７g／cm３の木質繊維板を得た。
【比較例２】
【００２０】
実施例１と同じように、マット体（２５）をフォーミングし、該水性塗料の原液を、粘度５０秒（フォードカップ＃４）塗布量５４g／ｍ２（実質固形分５４g／ｍ２）の条件で塗装した。該マットを、１７０℃、１時間３０分加熱乾燥し、厚さ１２mm  密度０．２７g／cm３の塗装木質繊維板（２７）を得た。
【比較例３】
【００２１】
実施例１と同じように、マット体（２５）をフォーミングし、該水性塗料を、水と５％希釈で攪拌し、粘度３０秒（フォードカップ＃４）塗布量６０g／ｍ２（実質固形分５４g／ｍ２）の条件で塗装した。該マットを、１７０℃、１時間３０分加熱乾燥し厚さ１２mm、密度０．２７g／cm３の塗装木質繊維板（２７）を得た。
【００２２】
上記実施例１、２および比較例１、２，３で作製した木質繊維板を表１にまとめた。表１を見ると、粘度が低い塗料、若干薄めの塗料を塗布量多く塗布した場合には、塗装ムラが発生せず、粘度が高い塗料を用いた場合には、塗装ムラが発生して外観仕上げが悪くなっていることがわかる。
【００２３】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明ではマット体をプレスした後、乾燥する前に、低粘度でロールコーターで押圧しながら塗料を擦り込むように塗布するので、該低粘度と押圧力による水の移動と同調して樹脂や顔料も往復移動するため、固形分換算で少ない塗布量でも、微小な凹凸のある木質繊維板のマット体表面に対して表面の少し深い位置にまで、十分塗料が浸透するように塗布でき定着固着できるので、十分摩耗にも耐える塗装木質繊維板が出来る。また、塗装ムラも塗装による反りの発生もない、安価で経済的な塗装木質繊維板が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】木質繊維板のマット体への塗装時におけるロールコーターの塗装の断面図とその拡大図の説明図である。
【図２】木質繊維板の抄造工程と脱水工程と塗装工程と乾燥工程の全体図である。
【図３】表面塗装された木質繊維板塗装後の拡大断面図である。
【図４】従来の乾燥後に表面塗装する木質繊維板の塗装方法の説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    丸網式抄造機
２    抄造機本体
３    回転軸
４    真空ダクト
５    吸引路
６    金網
７    スラリー層
８    アジテーター
９    ブラッシングロール
１０  三本ロール
１１  ならしベルト
１２  ドクターブレード
１３  スラリー調整槽
１４  連絡路
１５  インレートボックス
１６  サクションボックス
１７  上ロールプレス
１８  下ロールプレス
１９  塗装ロールコーター
２０  ドライヤー
２１  ドクターロール
２２  コーティングロール
２３  バックアップロール
２４  塗装バルブ
２５  マット体
２６  塗膜層
２７  塗装木質繊維板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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