JP4143486B2 - 内装用化粧板及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維材料からなる内装用化粧板及びその製造方法に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、鉱物質繊維や木質繊維を結合材（バインダー）と共に湿式抄造して成板した繊維板は、乾式で製造された繊維板よりも軽量でかつ低比重であることから、吸音性や断熱性に優れており、この繊維板は、従来より、主に天井板や内装下地材として広く用いられてきた。
【０００３】
また、これらの繊維板は多孔質であることから、近年、その優れた吸着性能、調湿性能等がシックハウス症候群を予防する材料として注目を集めている。
【０００４】
例えば、畳芯材料に脱臭機能や調湿機能を持たせるため、木質繊維を抄造してなる木質繊維板にゼオライト分散液を塗布、乾燥させたものが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、上記提案のものはあくまで畳芯用であるため、比重が０．１〜０．４で厚みは５ｍｍ以上あり、曲げ強度や表面硬さが不足して、内装仕上げ材としては不適切なものである。
【０００６】
このように、抄造法により成板される繊維板の場合は、低比重であることから、逆に表面硬度が低くて曲げ強度も小さいため、内装の表面材としては天井材以外には使い難いのが現状である。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１―１７９７１７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上記湿式抄造により成板（１次プレス）された繊維板に対しさらに熱圧プレス処理する２次プレスを行うことによって比重を上げ、硬度や強度を向上させることが試みられている。
【０００９】
しかし、このように湿式抄造により成板された繊維板を熱圧して２次プレスする場合、その２次プレス時に発生する水蒸気等のガスでパンクが生じ易くなるのは避けられない。このため、プレス前に乾燥させて含水率を低くしておいたり、プレス条件を低温・長時間にしたりする必要があり、生産効率が悪くなるという問題がある。
【００１０】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、その目的は、湿式抄造により成板された繊維板を２次プレスする際にガスによりパンクの発生を抑制できるようにすることで、その繊維板を効率よく高比重化、高強度化、高硬度化し、かつその調湿・吸着性能をも向上させるようにすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的の達成のため、この発明では、２次プレス前の基材にＢ型シリカゲルを添加しておくことで、そのＢ型シリカゲルにより、プレス時に発生するガスを瞬時に吸着させるようにした。
【００１２】
具体的には、請求項１の発明では、内装用化粧板として、繊維材料、無機充填材、結合材及びＢ型シリカゲルが水に分散されたスラリーを抄造、脱水、成形してなる基材を備え、この材が熱圧プレス処理されて成形されていることを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によると、湿式抄造により成形（１次プレス）された基材（繊維板）にＢ型シリカゲルが添加されているので、その基材を２次プレスする際に発生する水蒸気等のガスは、上記添加されているＢ型シリカゲルによりスムーズに吸着される。このことで、湿式抄造により成板された基材であっても、そのパンク発生を抑制でき、その基材により内装用化粧板を生産することができる。
【００１４】
また、プレス前の基材（繊維板）の含水率が高いままで２次プレスをしてもパンクを生じないことから、そのプレス前の前乾燥を簡略化することができ、２次プレスを高圧力化することもでき、化粧板の生産効率を上げることができる。
【００１５】
そして、上記２次プレスのスムーズな実行によって、化粧板の比重を増大させて化粧板を高比重化することができ、曲げ強度や表面硬度を優れたものとし、その加工性も良くすることができ、化粧板の壁材や床材、家具の表面材等への適用が可能となる。
【００１６】
さらに、化粧板中にＢ型シリカゲルが含まれるので、このＢ型シリカゲルの吸放湿性、吸着性により従来の繊維板よりもさらに調湿性能・吸着性を高めることができる。
【００１７】
上記シリカゲルとしてはＡ型及びＢ型があるが、本発明ではＢ型に限定される。Ａ型のシリカゲルは、吸湿しても加熱処理しないと放湿しないのに対し、Ｂ型のものは、常温で吸放湿（呼吸）する。尚、シリカゲル以外の他の無機系吸放湿材料では吸放湿容量が小さいために、使用できない。
【００１８】
請求項２の発明では、上記スラリーに塩化カルシウムが添加されていることを特徴とする。こうして、塩化カルシウムを添加することで、化粧板の調湿性能がさらに向上する。
【００１９】
請求項３及び４の発明は内装用化粧板の製造方法に関するものであり、請求項３の発明では、繊維材料、無機充填材、結合材及びＢ型シリカゲルを水に分散かつ混練してスラリーを生成する工程と、そのスラリーを抄造、脱水、成形して基材を形成する工程と、この基材を熱圧プレス処理する工程とを有すること特徴とする。このことで、上記請求項１の発明と同様の作用効果を奏する化粧板が容易に得られる。
【００２０】
請求項４の発明では、上記スラリーを生成する工程で該スラリーに塩化カルシウムを添加することを特徴とする。このことで、上記請求項２の発明と同様の作用効果を奏することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
【００２２】
（内装用化粧板の構成）
図１は本発明の実施形態１に係る内装用化粧板１を示し、この化粧板１は、繊維材料、無機充填材、結合材（バインダー）、及び、吸放湿材料としてのＢ型シリカゲルが水に分散されたスラリーを抄造、脱水、成形してなる基材を備え、この基材が熱圧プレス処理されて成形された繊維板からなる。
【００２３】
上記繊維材料としては、例えばロックウール、スラグウール等の鉱物質繊維や、木材チップを蒸煮・解繊してなる木質繊維を用いることができる。化粧板１の曲げ強度を増すために、少量の化学繊維（例えばポリエステル等）や故紙パルプを添加してもよい。
【００２４】
また、上記無機充填材とは、繊維板の表面硬さを向上させるために添加されるものであり、例えばパーライト、ベントナイト、セピオライト、アタパルジャイト、バーミキュライト、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、シラスバルーン、シリカ、クレー等を用いることができる。
【００２５】
さらに、上記結合材としては、例えば澱粉、ポリビニルアルコール、フェノール、メラミン、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、イソシアネート類等を単独又は混合して使用することができる。特に、環境上又はコスト面から澱粉が好適である。
【００２６】
上記スラリーに塩化カルシウムを添加することによって、この塩化カルシウムがＢ型シリカゲルに浸透・担持されて吸放湿性能がさらに向上する。尚、この塩化カルシウムは予めＢ型シリカゲルに担持させておいてもよい。
【００２７】
上記Ｂ型シリカゲルは例えば粉末状のもので、その粒子径は２０メッシュ以下が好ましい。粒子径が大きいと重量当たりの表面積が小さくなり、吸着や調湿の効率が悪くなるからである。また、化粧板１の表面の平滑性の面からも粒径が小さい方がよい。
【００２８】
（内装用化粧板の製造方法）
そして、内装用化粧板１を製造する場合、まず、上記繊維材料、無機充填材、結合材及びＢ型シリカゲルの各材料を水に分散させてスラリーを生成し、通常の繊維板の製造方法である湿式抄造にて成板する。
【００２９】
次いで、上記成板を減圧脱水してプレス成形（１次プレス）し、乾燥させたものをサンディングで厚さを調整して基材とする。
【００３０】
尚、上記基材に対し必要に応じて下塗り塗装及び水打ちをしたものをプレス前原板とすることもできる。下塗り塗料としては例えば酢酸ビニル系樹脂塗料等が好適である。さらに、基材表面に、酢酸ビニル系樹脂塗料やアクリル樹脂系塗料等で上塗り塗装を行うこともできる。前処理を樹脂液等で行う場合には、下塗り塗装等は省略することができる。これらの処理はいずれも２次プレス（熱圧プレス）後の表面平滑性を向上させるためである。
【００３１】
その後、例えば１９０〜４００℃、１０〜１８０秒のプレス条件で熱圧プレスにより２次プレスして、目的の内装用化粧板１が得られる。その後、必要に応じて塗装、シート状物の積層、切削等の装飾を施すことができる。そのとき、塗装の塗膜やシート状物は透湿性を有する必要がある。
【００３２】
したがって、この実施形態においては、湿式抄造により成形された基材にＢ型シリカゲルが添加されているので、その基材を２次プレスする際に発生するガス（水蒸気等）は、上記添加されているＢ型シリカゲルにより吸着され、よってパンクを生じることなく内装用化粧板１を生産することができる。
【００３３】
また、プレス前の基材の含水率が高いままで２次プレスをしてもパンクを生じないことから、そのプレス前の前乾燥を簡略化することができるとともに、２次プレスを高圧力化することもでき、化粧板の生産効率を高めることができる。
【００３４】
そして、上記２次プレスの実行によって、化粧板１の比重を例えば０．４〜１．４（従来は比重０．２〜０．３）にして化粧板１を高比重化でき、化粧板１の曲げ強度や表面硬度を優れたものとし、その加工性も良くすることができ、壁材や床材、家具の表面材等への適用が可能となる化粧板１が得られる。
【００３５】
さらに、化粧板１中にＢ型シリカゲルが含まれるので、従来の繊維板よりもさらに調湿性能・吸着性を高めることができる。
【００３６】
また、上記スラリーに塩化カルシウムが添加されているので、さらに調湿性能が向上する。
【００３７】
尚、上記実施形態は、単層の内装用化粧板１について説明しているが、この他、上記と同様にして湿式抄造により複数枚の湿潤マットを作製し、これらマットを重ね合わせて積層状態の基材とし、その基材を熱圧プレス処理して内装用化粧板を成形するようにしてもよく、その場合も上記実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００３８】
【実施例】
次に、具体的に実施した実施例について説明する。
【００３９】
（試験例１）
(1) 試験片
実施例１は、繊維材料（主成分）としてのロックウール及び故紙パルプと、無機充填材としてのパーライト、ベントナイトと、バインダーとしての澱粉と、吸放湿材料としてのＢ型シリカゲルとの材料を水に均一に分散混練してスラリーとし、通常の鉱物質繊維板の製造方法である湿式抄造にて成板し、減圧脱水してプレス成形し、さらに乾燥したものを基材とした。
【００４０】
比較例１及び２は、上記実施例からＢ型シリカゲルを省き、その分、繊維材料としてのロックウールの比率を増加させたものを基材としている。
【００４１】
上記実施例及び比較例１の基材を１２ｍｍ厚さにサンディングし、下塗塗料を塗布してプレス前原板（基材）を得た。そして、このプレス前原板を水打ちして２５０℃にてＨＯＴ＆ＨＯＴ（熱圧プレス）にて２次プレスすることで、繊維板からなる試験片が得られた。そのときのプレス時間は１５秒間で、クリアランスは９ｍｍ及び７ｍｍとした。
【００４２】
比較例２は、上記２次プレスを行わないものである。
【００４３】
以上の実施例１及び比較例１，２の組成及び２次プレスの有無を表１に示す。
【００４４】
【表１】

【００４５】
(2) 物性評価
このようにして得られた試験片につき、曲げ強度、密度（比重）、硬度及び含水率について測定した。曲げ強度はＪＩＳＡ５９０５に従って測定した。
【００４６】
一方、硬度については図２に示すような硬度測定試験装置を用いて測定した。すなわち、この試験においては、載置台１０上に測定しようとする繊維板からなる試験片１１を３枚重ねて載置し、その上面に先端部（下端部）が円弧面とされた治具１２の該先端部を５ｍｍ／ｍｉｎの速度で押し付けて荷重を加え、その治具１２の先端部が試験片１１（繊維板）の表面から５ｍｍ深さまで凹んだときの最大荷重を測定した。これらの結果を表２に示す。
【００４７】
【表２】

【００４８】
また、図３に示すように、石膏ボード１５上に１枚の試験片１１（繊維板）を載置して、その上の所定高さｈ（ｈ＝２００〜１５００ｍｍ）から１３０ｇの鋼球１６を試験片１１表面に落下させ、それに伴い試験片１１表面にできた凹部の深さを測定した。その結果を表３に示す。
【００４９】
【表３】

【００５０】
これらの結果を見ると、２５０℃で１５秒で２次プレスしたとき、実施例１では所定の厚さとすることができたが、比較例１ではややプレス不足である。
【００５１】
また、物性のうちの曲げ強度については、２次プレスを行った実施例１及び比較例１が比較例２よりも向上している。また、硬度についても同様にプレス品は向上している。さらに、鋼球落下試験についても、実施例１及び比較例１の方が比較例２に比べて向上している。従って、壁材としての物性は満足していることが判る。
【００５２】
(3) 吸放湿性能評価
試験片（繊維板）の木口及び裏面をアルミテープにてマスキングし、２５℃５０％ＲＨの条件下で２４時間以上養生した。その養生後、雰囲気を２５℃９０％ＲＨの増湿状態とし、２４時間の経過後に再び２５℃５０％ＲＨに戻し、試験片の吸放湿量を重量変化により測定した。その結果を図４に示す。
【００５３】
この図４の結果から、繊維板中にＢ型シリカゲルを含む実施例１は、それを含まない比較例１，２に比べて、調湿性能が向上していることが判る。
【００５４】
（試験例２）
上記試験例１の実施例１及び比較例１において、それぞれ繊維材料（主成分）としてのロックウールを木質繊維に変更するとともに、無機充填材を除いたインシュレーションボード（ＩＢ）を実施例２及び比較例３とした。これら実施例２及び比較例３に対し、試験例１と同様の吸放湿性能評価を測定したところ、図５に示す結果が得られた。この図５により、インシュレーションボードを主成分とする繊維板中にＢ型シリカゲルを含むことで、調湿性能・吸着性がさらに向上している。
【００５５】
（試験例３）
(1) 試験片
実施例３は、繊維材料（主成分）としてのロックウールと、無機充填材としての水酸化アルミニウムと、バインダーとしての粉末フェノール・スターチと、吸放湿材料としてのＢ型シリカゲルとの材料を水中で攪拌し、凝集剤を添加して凝集させた後、抄造して２枚の湿潤マットを作製し、これらマットを重ね合わせて積層状態の基材とした。
【００５６】
比較例４〜６は、上記実施例３から吸放湿材料としてのＢ型シリカゲルを省き、その分、無機充填材としての水酸化アルミニウムの成分比を増加させたものを基材としている。
【００５７】
上記実施例３及び比較例４〜６の基材を５ｍｍのディスタンスバーを介して９０℃の熱圧プレスで９０秒間、熱圧締する１次プレスを行った後、１５０℃のドライヤーで５分間乾燥した。次いで、３．３ｍｍのディスタンスバーを介して２００℃の熱圧プレスで３分間、２次プレスし、厚さ３．３ｍｍの２層構造の無機質板を得、これを試験片とした。尚、比較例４については上記２次プレスを行わないものとした。以上の実施例３及び比較例４〜６の組成及びプレス条件を表４に示す。
【００５８】
【表４】

【００５９】
(2) 物性評価
このようにして得られた試験片（繊維板）のうちの実施例及び比較例１，２につき、素板の表面平滑性、比重、曲げ強度、ショア硬度及びスプリングバックの有無について測定した。素板の表面平滑性及びスプリングバックの有無は目視で検査し、曲げ強度は試験例１と同様にＪＩＳＡ５９０５に従って、またショア硬度はＪＩＳＺ２２４６に従ってそれぞれ測定した。これらの結果を表５に示す。
【００６０】
【表５】

【００６１】
(3) 吸放湿性能評価
実施例３及び比較例４，５の木口及び裏面をアルミテープにてマスキングし、２５℃５０％ＲＨの条件下で２４時間以上養生した。その養生後、雰囲気を２５℃９０％ＲＨの増湿状態とし、２４時間の経過後に再び２５℃５０％ＲＨに戻し、試片の吸放湿量を重量変化により測定した。その結果を図６に示す。
【００６２】
また、４０℃１５％ＲＨの条件で２４時間放置し、その後に３０℃９０％ＲＨの条件で４８時間放置したときの吸湿長さ変化率と、逆に、３０℃９０％ＲＨの条件で４８時間放置した後に４０℃１５％ＲＨの条件で２４時間放置したときの放湿長さ変化率とを測定したところ、表６に示す結果が得られた。
【００６３】
【表６】

【００６４】
上記表５、表６及び図６の結果を見ると、比較例６では乾燥時間が短くて基材の含水率が高いので、２次プレス時にパンクを招き、成板が不可能であった。また、比較例４ではプレス時のスプリングバックが生じている。さらに、曲げ強度及びショア硬度についてみると、実施例３及び比較例５が比較例４よりも優れている。また、吸放湿による寸法変化は実施例３が比較例４，５よりも優れている。
【００６５】
よって、この試験例２においても、繊維板中にＢ型シリカゲルを含む実施例３は、それを含まない比較例４，５に比べて、調湿性能が向上していることが裏付けられた。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１又は３の発明によると、繊維材料、無機充填材及び結合材を水に分散したスラリーを抄造、脱水、成形して基材を形成し、この基材を熱圧プレスで２次プレス処理して内装用化粧板を成形する場合において、その基材にＢ型シリカゲルを添加したことにより、２次プレス時に発生する水蒸気等のガスを吸着させてパンクを生じさせずに効率よく内装用化粧板を生産でき、基材の２次プレス前の乾燥の簡略化及び２次プレスの高圧力化を図ることができるとともに、２次プレスによって化粧板を高比重化でき、よって、曲げ強度や表面硬度に優れ、加工性も良くて壁材や床材、家具の表面材等への適用が可能な内装用化粧板が有効に得られる。また、内装用化粧板中に含まれるＢ型シリカゲルにより、従来の繊維板よりもさらに調湿性能・吸着性の向上を図ることができる。
【００６７】
請求項２又は４の発明によれば、スラリーに塩化カルシウムを添加したことにより、化粧板のより一層の調湿性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る内装用化粧板の断面図である。
【図２】硬度測定試験装置を概略的に示す図である。
【図３】鋼球落下試験装置を概略的に示す図である。
【図４】試験例１における吸放湿特性を示す図である。
【図５】試験例２における吸放湿特性を示す図である。
【図６】試験例３における吸放湿特性を示す図である。
【符号の説明】
１ 内装用化粧板

Claims (4)

1. 繊維材料、無機充填材、結合材及びＢ型シリカゲルが水に分散されたスラリーを抄造、脱水、成形してなる基材を備え、
   上記基材が熱圧プレス処理されて成形されていることを特徴とする内装用化粧板。
2. 請求項１の内装用化粧板において、
   スラリーに塩化カルシウムが添加されていることを特徴とする請求項１の内装用化粧板。
3. 繊維材料、無機充填材、結合材及びＢ型シリカゲルを水に分散かつ混練してスラリーを生成する工程と、
   上記スラリーを抄造、脱水、成形して基材を形成する工程と、
   上記基材を熱圧プレス処理する工程とを有すること特徴とする内装用化粧板の製造方法。
4. 請求項３の内装用化粧板の製造方法において、
   スラリーを生成する工程で該スラリーに塩化カルシウムを添加することを特徴とする内装用化粧板の製造方法。

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