(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表裏層が、鉱物質繊維、無機質粉状体、および、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂からなる群から選択された少なくとも１種の熱硬化性樹脂を含んでなる結合剤を必須成分とするスラリーから湿式抄造して得た湿潤マットからなる３層構造の湿潤無機質板を得、ついで、含水率２０％以下まで予備乾燥させた前記湿潤無機質板の少なくとも片面に、水性あるいは油性液状物を片面２０〜１００ｇ／ｍ２の割合で塗布した後、熱圧して結合剤を完全に硬化させて一体化が完了することを特徴とする無機質板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無機質板の製造方法、特に、湿式抄造に基づく無機質板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
従来、軽量で高強度の無機質板としては特開平５−５０４１７号公報に記載のものがある。しかし、前記無機質板の製造においては、冷圧プレスで圧締して厚さ調整した後、解放してドライヤーで乾燥していた。このため、表裏層に位置する鉱物質繊維の反発によってスプリングバックが生じ、表裏層に平滑な表面が得られなかった。この結果、表面の平滑性を確保するとともに、厚さ調整のためにサンディング処理を施す必要があり、サンディングの研削量が多く、歩留まりが悪いとともに、硬質の表裏面が得られなかった。
【０００３】
一方、前述のスプリングバックの発生を防止すべく、完全硬化するまで熱圧プレスで圧締することも考えられるが、湿式抄造した表裏層は多量の水分を含むため、完全に硬化するまでに時間がかかり、生産性が著しく低いという問題点があった。
【０００４】
本発明は、前記問題点に鑑み、表面硬度および平滑性に優れ、生産性の高い無機質板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記問題点を解決すべく、鋭意研究の結果、所定の含水率以下で熱圧すると、スプリングバックを効果的に抑制しつつ、平滑性に優れた硬質表面を有する生産性の高い無機質板を得られることを知見し、この知見に基づいて本願発明を完成した。
【０００６】
本発明にかかる無機質板の製造方法は、前記目的を達成すべく、少なくとも表裏層が、鉱物質繊維、無機質粉状体、および、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂からなる群から選択された少なくとも１種の熱硬化性樹脂を含んでなる結合剤を必須成分とするスラリーから湿式抄造して得た湿潤マットからなる３層構造の湿潤無機質板を得、ついで、含水率２０％以下まで予備乾燥させた前記湿潤無機質板の少なくとも片面に、水性あるいは油性液状物を片面２０〜１００ｇ／ｍ２の割合で塗布した後、熱圧して結合剤を完全に硬化させて一体化が完了する工程からなるものである。
本発明によれば、湿潤無機質板を所定の含水率まで予め乾燥させた後、熱圧プレスするので、スプリングバックを発生させずに表裏層の圧密化が図れる。このため、所望の表面平滑性、厚み精度、曲げ強度および表面硬度を有する無機質板が得られる。
【０００７】
さらに、本発明によれば、３層構造の無機質板が得られ、生産方法の多様性を確保できる。
【０００８】
また、本発明によれば、少なくとも片面に水性あるいは油性液状物を塗布してあるので、表面を軟化させることができ、熱圧によって表面がつぶれ易くなる。このため、表面平滑性に優れ、生産性がより一層向上するという効果がある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本実施形態にかかる無機質板の製造方法は、鉱物質繊維、無機質粉状体および結合剤を水中に分散させて得たスラリーから湿式抄造で表裏層となる湿潤マットを得る。一方、無機質発泡体、繊維および結合剤の混合物を前記湿潤マットの間に散布，堆積して中層を有する積層体を形成した後、前記積層体を所定の含水率まで乾燥し、ついで、加熱，圧締する工程からなるものである。
【００１０】
鉱物質繊維としては、例えば、ロックウール，スラグウール，ミネラルウール、グラスウール等が挙げられ、表裏層全体の２０〜６０重量％が添加される。２０重量％未満であれば、無機質粉状体を保持できず、所望の曲げ強度が得られないからであり、６０重量％を越えると、無機質粉状体の添加量が相対的に少なくなり、所望の表面硬度を確保できないからである。
【００１１】
無機質粉状体は、防火性および硬度を確保するために添加されるものであり、例えば、炭酸カルシウム，水酸化アルミニウム，マイクロシリカ，スラグ等が挙げられ、表裏層全体の４０〜７０重量％が添加される。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、前記鉱物質繊維および前記無機質粉状体を結合するために添加されるものであるが、前記積層体を所定の含水率まで乾燥させる間に反応しにくいものを選択することが好ましい。結合剤としては、例えば、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポバール、エポキシ樹脂、スターチが挙げられ、強度および防火性の両方を満足する添加量として、表裏層全体の７〜１５重量％を添加することが好ましい。
【００１３】
なお、表裏層の補助添加材としては、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、および、木質繊維が挙げられる。さらに、必要に応じ、例えば、凝集剤、サイズ剤および消泡剤のいずれかを添加してもよい。
【００１４】
中層を形成する無機質発泡体は、圧縮強度を確保しつつ、軽量化のために添加されるものであり、パーライト、シラス発泡体、シリカフラワー、ガラス発泡体等が挙げられ、中層全体の４０〜９０重量％添加される。４０重量％未満であると、軽量化が図れないからであり、９０重量％を越えると、後述する繊維および結合剤の添加量が相対的に少なくなり、所望の強度が得られないからである。
【００１５】
中層を形成する繊維は、前記無機質発泡体を連結するために添加されるものであり、例えば、ロックウール，スラグウール，ミネラルウール、グラスウール等の鉱物質繊維、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、および、木質繊維が挙げられる。そして、中層には前記繊維が１〜４０重量％添加される。１重量％未満であると、所望の強度が得られないからであり、４０重量％を越えると、無機発泡体による軽量化を妨げるからである。
【００１６】
中層の結合剤は、前述の表裏層と同一材質のものを使用でき、同程度の添加量であればよい。
【００１７】
なお、中層用混合物を作成するために添加される水は固形成分の５〜３０重量％であることが好ましい。５重量％未満であると、混合時や成形時に粉体の散乱が多く、作業性が悪くなるからであり、３０重量％を越えると、仮圧締時の熱圧の際に板のパンクが発生し易くなるからである。
また、一般に準不燃板の無機質板を得るためには結合剤、有機繊維等の有機成分の総量を１５重量％、不燃板を得るためには７重量％以下にする必要がある。
【００１８】
次に、本願発明にかかる無機質板の製造方法について説明する。
まず、表裏層の各材料を水中に投入，攪拌し、ついで、凝集剤等の補助添加材を加え、固形成分が数％のスラリーを得る。そして、前記スラリーを長網式あるいは丸網式抄造機にて表裏層となる湿潤マットを得る。
【００１９】
一方、中層の各種材料を、水を噴霧しながら混合して混合物を得る。そして、この混合物を表層となる前記湿潤マットの表面に均一に散布，堆積させた後、裏層となる前記湿潤マットを積み重ね、３層構造の積層体を得る。
【００２０】
そして、十分な保型性やハンドリング強度を得るため、所定の圧力、温度（８０から１８０℃）で前記積層体を仮圧締する。このとき、加熱ロールであってもよく、連続プレスであってもよい。この仮圧締後に多少のスプリングバックが発生するが、最終工程で熱圧プレスを施すので、最終製品の物性に影響はない。
【００２１】
次に、前記積層体を熱風ドライヤー（８０〜２５０℃）で乾燥し、含水率２０パーセント以下まで乾燥させる。２０％を越えると、最終硬化の熱圧プレス時間が長くなり、生産性が低下するからである。
この工程では、積層体を完全に乾燥させる必要がなく、結合剤を完全に反応させる必要がない。このため、乾燥を短時間で処理でき、生産性の向上を確保しつつ、乾燥設備の簡素化が可能となる。
なお、ここで含水率とは、乾燥前の重量から全乾重量を引いて得た値と、全乾重量との割合をいう。
【００２２】
所定の含水率まで乾燥させた積層体を熱圧プレスで所定の圧力，温度，時間で圧締する。所定の圧力を加えながら結合剤を完全に硬化させるので、スプリングバックが発生せず、所望の厚み精度、表面平滑性、表面硬度、密度および曲げ強度等の物性に優れた無機質板が得られる。
熱圧工程では、予め含水率が低く調整されているので、短い熱圧プレス時間で十分な強度が得られ、結果的に生産性の高い無機質板が得られる。
【００２３】
また、熱圧プレスで最終硬化させる前に、水性あるいは油性液状物を積層体の表裏面あるいは片面に塗布してもよい。結合剤のフローが促進され、表面平滑性および表面硬度が向上するからである。前記水性液状物としては、例えば、清水の他、酢酸ビニルエマルジョン、ＰＶＡ等の水溶性樹脂が使用できる。油性液状物としては、例えば、イソシアネート系、エポキシ系等のアルコール希釈品を使用できる。そして、前記液状物の塗布量としては、片面２０〜１００ｇ／ｍ２が好ましい。２０ｇ／ｍ２未満であると、殆ど効果が見受けられず、１００ｇ／ｍ２を越えると、塗布作業性に手間がかかりすぎるからである。
【００２４】
前述の実施形態では、３層構造を有する無機質板について説明したが、２枚の湿潤マットからなる２層構造の無機質板であってもよく、１枚の湿潤マットだけで形成した単層構造の無機質板でもよい。
また、界面部分の接着強度を高め、剥離強度を向上するため、表裏層と中層との界面に結合剤を塗布して積層一体化してもよい。
【００２５】
【実施例】
（実施例１）
ロックウール５０％、水酸化アルミニウム４０％、粉末フェノール６％、スターチ４％を水中で攪拌し、凝集剤を添加して凝集させた後、抄造して２枚の表裏層用湿潤マットを作成した。このときの前記湿潤マットの含水率は８０％であった。
一方、パーライト５５％、水酸化アルミニウム３４％、パルプ１％、粉末フェノール６％、スターチ４％を、水（固形成分重量の１０％）を噴霧しながら均一に混合して中層用混合物を得た。
そして、前記混合物を前記表層用湿潤マットに均一に散布，堆積し、その上に前記裏層用湿潤マットを積み重ねて積層体を得た。この積層体を６．６ｍｍのデイスタンスバーを介して９０℃の熱圧プレスで９０秒間、仮圧締した。ついで、１５０℃のドライヤーで１０分間乾燥し、含水率１０％の積層体を得た。
最後に、前記積層体の表裏面のそれぞれに片面５０ｇ／ｍ２の水を均一に塗布した後、６．６ｍｍのデイスタンスバーを介して２００℃の熱圧プレスにて３分間プレスし、厚さ６．６ｍｍの３層構造の無機質板を得、これをサンプルとした。そして、前記サンプルの物性を測定した。測定結果を図１に示す。
なお、各層の重量は表層：中層：裏層＝１．７：１．３：１．７（ｋｇ／ｍ２）であった。さらに、前記サンプルの表裏面を目視で観察したところ、スプリングバックの発生は見受けられなかった。
【００２６】
（実施例２）
仮圧締せずに１０分間、１５０℃のドライヤーで乾燥し、含水率１０％の積層体を実施例１と同一条件で３分間プレスし、厚さ６．６ｍｍの３層構造の無機質板を得、これをサンプルとした。そして、前記サンプルの物性を測定した。測定結果を図１に示す。
なお、各層の重量は表層：中層：裏層＝１．７：１．３：１．７（ｋｇ／ｍ２）であった。さらに、前記サンプルの表裏面を目視で観察したところ、スプリングバックの発生は見受けられなかった。
【００２７】
（実施例３）
実施例１と同様に処理して得た２枚の表裏層用湿潤滑マットを直接重ね合わせて積層体を得た。この積層体を５ｍｍのデイスタンスバーを介して９０℃の熱圧プレスで９０秒間、仮圧締した。ついで、１５０℃のドライヤーで１０分間乾燥し、含水率１０％の積層体を得た。
そして、前記積層体に３．３ｍｍのデイスタンスバーを介して２００℃の熱圧プレスで３分間プレスし、厚さ３．３ｍｍの２層構造の無機質板を得、これをサンプルとした。そして、前記サンプルの物性を測定した。測定結果を図１に示す。
なお、各層の重量は表層：裏層＝２．０：２．０（ｋｇ／ｍ２）であった。また、前記サンプルの表裏面を目視で観察したところ、スプリングバックの発生は見受けられなかった。
【００２８】
（比較例１）
ロックウール５０％、水酸化アルミニウム３９％、粉末フェノール６％、スターチ４％、イソシアネート基含有結合剤（ポリメリックＭＤＩ）１％を水中で攪拌し、凝集剤を添加して凝集させた後、抄造して表裏層用湿潤滑マットを２枚作成した。このときの前記マットの含水率は８０％であった。
一方、パーライト５５％、水酸化アルミニウム３４％、パルプ１％、粉末フェノール６％、スターチ４％を、水（固形成分重量の１０％）を噴霧しながら均一に混合して中層用混合物を得た。
そして、前記混合物を前記表層用湿潤マットに均一に散布，堆積し、その上に前記裏層用湿潤マットを積み重ねて積層体を得た。この積層体を６．６ｍｍのデイスタンスバーを介して９０℃の熱圧プレスで９０秒間、仮圧締した。ついで、１５０℃のドライヤーで３０分間乾燥し、結合剤を完全に硬化させ、３層構造の無機質板を得、これをサンプルとした。そして、前記サンプルの物性を測定した。測定結果を図１に示す。
なお、各層の重量は表層：中層：裏層＝１．８：１．５：１．８（ｋｇ／ｍ２）であった。そして、前記サンプルの表裏面を目視で観察したところ、スプリングバックの発生を確認できた。
【００２９】
また、前述の各サンプルを化粧用基材として使用するには高い表面平滑性および厚み精度を必要とする。このため、表裏面にサンディング加工を施した後、仕上げ加工を施した。実施例１〜３では熱圧プレス中に結合剤を最終硬化させたので、鉱物質繊維のスプリングバックがなく、厚み精度、表面平滑性に優れていた。このため、実施例１〜３の総研削量は比較例１のそれよりも僅かであった。
【００３０】
図１に示す測定結果から明かなように、実施例１〜３によれば、曲げ強度、表面硬度に優れた無機質板が得られることが判明した。
さらに、実施例１〜３によれば、スプリングバックがなく、表面平滑性、厚み精度に優れた無機質板が得られることが判った。また、これらの特性は化粧材等の仕上げ加工する際に、作業性および品質の面において非常に好ましく、特に、サンディング量が少なく、材料の歩留まりが著しく向上することが明かとなった。
また、積層体を低含水率に乾燥させた後、熱圧プレスするので、熱圧プレスによるプレス時間が非常に短く、生産性に優れている。特に、多段プレスを使用すれば、より一層効率良く乾燥させることができる。
さらに、中層を有していない実施例３であれば、積層体中の鉱物質繊維は重量の半分以上を占めるが、仮圧締した後、熱圧プレスで最終硬化させる。このため、高比重で高物性の無機質板が得られるだけでなく、プレス時間も短く、生産性が高い。
そして、スプリングバックを防止するためにイソシアネート系接着剤を添加する必要がないので、組成を簡略化でき、プレス盤の離型問題をも軽減できることが判った。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、湿潤無機質板を所定の含水率まで予め乾燥させた後、熱圧プレスする。このため、スプリングバックを発生させずに表裏層の圧密化が図れる。この結果、所望の表面平滑性、厚み精度、曲げ強度および表面硬度を有する無機質板が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例および比較例の測定結果を示す図表である。
【図１】
0004150528.tif 000002