JP6613017B2

JP6613017B2 - 積層体、木質板、化粧板、及び、積層体の製造方法

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Publication number: JP6613017B2
Application number: JP2013267004A
Authority: JP
Inventors: 淳二宮; 至彦南田; 豊邦藤原; 諒野中
Original assignee: DIC Corp
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 2013-12-25
Filing date: 2013-12-25
Publication date: 2019-11-27
Anticipated expiration: 2033-12-25
Also published as: JP2015120324A

Description

本発明は、針葉樹合板や植林木合板を基板としても凹凸がなく、外観に優れる積層体に関する。

従来から、建材分野では、美観の向上や耐久性の付与を目的として、合板上に装飾的な色や模様を有する化粧シート等を貼り合わせて得られる床台板や化粧造作部材が広く利用されている。

前記合板としては、これまでラワン材が一般的に使用されてきたが、昨今、ラワン材の枯渇及び国産材の有効活用促進の流れから、針葉樹合板や植林木合板への代替検討がなされ始めている。

前記針葉樹合板や植林木合板を用いた建材用部材としては、例えば、針葉樹合板や植林木合板の上にホットメルト接着剤による接着剤層を設けた部材が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。しかしながら、針葉樹や植林木は節や木目による表面粗度が非常に悪く、前記部材では、経時的に節や木目が浮き出てしまう問題があった。

特開２００９−１４３０３８号公報

本発明が解決しようとする課題は、本発明は、針葉樹合板や植林木合板を基板としても凹凸がなく、外観に優れる積層体を提供することである。

本発明は、針葉樹合板又は植林木合板、及び、発泡構造を有するホットメルト接着剤層を有する積層体、木質板、及び化粧板を提供するものである。

また、本発明は、加熱溶融させたホットメルト接着剤に、発泡機を使用して不活性ガスを注入、混合し、ホットメルト接着剤を発泡させた後に、該ホットメルト接着剤をナイフコート方式により、針葉樹合板又は植林木合板上に塗布することを特徴とする積層体の製造方法を提供するものである。

本発明の積層体は、針葉樹合板や植林木合板を基板としても凹凸がなく、外観に優れるものである。従って、前記積層体上に化粧シート等の意匠層を設けても経時的な節や木目による浮き出しがないものである。よって、本発明の積層体は、床台板、化粧造作部材等の化粧板や各種建材用部材として好適に使用することができる。

本発明の積層体は、針葉樹合板又は植林木合板、及び、発泡構造を有するホットメルト接着剤層を有するものである。

前記針葉樹合板に使用できる針葉樹としては、例えば、椴松、唐松、檜、杉等を使用することができる。また、前記植林木合板に使用できる植林木としては、例えば、ポプラ、ファルカタ、カメレレ、ユーカリ、ゴム、エリマ、ターミナリア、キャンプノスペルマ、アカシアマンギューム、グメリナ、メルクシパイン、ラジアータパイン等を使用することができる。これらの樹木を使用した合板の構成としては、１種類の樹木による単層又は複数の層であってもよいし、２種類以上の樹木による複数の層であってもよい。

なお、前記針葉樹合板又は植林木合板の上には前記針葉樹合板又は植林木合板が有する木目や抜け節を緩和する目的で下地処理が施されていてもよいが、本発明で用いる発泡構造を有するホットメルト接着剤層によれば、前記下地処理を施さなくても経時的な節や木目による浮き出しがない化粧板が得られる。

前記発泡構造を有するホットメルト接着剤層に使用できるホットメルト接着剤としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル（ＥＶＡ）接着剤；ポリオレフィン接着剤；ポリアミド接着剤；アクリル接着剤；スチレン−イソプレン−スチレン共重合体、スチレン−エチレン−プロピレン−エチレン共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−エチレン−ブチレン−エチレン共重合体等の合成ゴム接着剤；ウレタンホットメルト接着剤などを用いることができる。これらのホットメルト接着剤は単独で用いても２種以上を併用してもよい。これらの中でも、発泡構造をとっても優れた接着性及び機械的強度を有する点から、ウレタンホットメルト接着剤を用いることが好ましい。

前記ウレタンホットメルト接着剤としては、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを含有するものを用いることが好ましい。また、前記ウレタンプレポリマーは、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させて得られるものを用いることが好ましい。

前記ポリオールとしては、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール。ポリカーボネートポリオール、ポリブタジエンポリオール、水添ポリブタジエンポリオール、ポリアクリルポリオール、ダイマージオール等を用いることができる。これらのポリオールは単独で用いても２種以上を併用してもよい。これらの中でも、発泡構造においてもより一層優れた接着性を有する点から、ポリエステルポリオール及びポリエーテルポリオールを含有するポリオールを用いることが好ましい。

前記ポリエステルポリオールとしては、例えば、芳香族ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、結晶性ポリエステルポリオール、非晶性ポリエステルポリオール等を用いることができる。これらのポリエステルポリオールは単独で用いても２種以上を併用してもよい。

前記ポリエステルポリオールを用いる場合の使用量としては、接着性及び機械的強度をより一層向上できる点から、ポリオール全量中５〜９５質量％の範囲であることが好ましく、１０〜９０質量％の範囲がより好ましい。

前記ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリエチレンポリオール、ポリプロピレンポリオール、ポリテトラメチレンポリオール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール、ポリオキシエチレンポリオキシテトラメチレンポリオール、ポリオキシプロピレンポリオキシテトラメチレンポリオール等を用いることができる。これらのポリエーテルポリオールは単独で用いても２種以上を併用してもよい。

前記ポリエーテルポリオールを用いる場合の使用量としては、接着性及び機械的強度をより一層向上できる点から、ポリオール全量中５〜７０質量％の範囲であることが好ましく、７〜６０質量％の範囲がより好ましい。

前記ポリオールの数平均分子量としては、接着性及び機械的強度の点から、５００〜８，０００の範囲であることが好ましく、７００〜５，０００の範囲がより好ましく、８００〜３，０００の範囲が更に好ましい。なお、前記ポリオールの数平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（ＧＰＣ）法により、下記の条件で測定した値を示す。

測定装置：高速ＧＰＣ装置（東ソー株式会社製「ＨＬＣ−８２２０ＧＰＣ」）
カラム：東ソー株式会社製の下記のカラムを直列に接続して使用した。
「ＴＳＫｇｅｌＧ５０００」（７．８ｍｍＩ．Ｄ．×３０ｃｍ）×１本
「ＴＳＫｇｅｌＧ４０００」（７．８ｍｍＩ．Ｄ．×３０ｃｍ）×１本
「ＴＳＫｇｅｌＧ３０００」（７．８ｍｍＩ．Ｄ．×３０ｃｍ）×１本
「ＴＳＫｇｅｌＧ２０００」（７．８ｍｍＩ．Ｄ．×３０ｃｍ）×１本
検出器：ＲＩ（示差屈折計）
カラム温度：４０℃
溶離液：テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）
流速：１．０ｍＬ／分
注入量：１００μＬ（試料濃度０．４質量％のテトラヒドロフラン溶液）
標準試料：下記の標準ポリスチレンを用いて検量線を作成した。

（標準ポリスチレン）
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ標準ポリスチレンＡ−５００」
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ標準ポリスチレンＡ−１０００」
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ標準ポリスチレンＡ−２５００」
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ標準ポリスチレンＡ−５０００」
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ標準ポリスチレンＦ−１」
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ標準ポリスチレンＦ−２」
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ標準ポリスチレンＦ−４」
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ標準ポリスチレンＦ−１０」
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ標準ポリスチレンＦ−２０」
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ標準ポリスチレンＦ−４０」
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ標準ポリスチレンＦ−８０」
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ標準ポリスチレンＦ−１２８」
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ標準ポリスチレンＦ−２８８」
東ソー株式会社製「ＴＳＫｇｅｌ標準ポリスチレンＦ−５５０」

前記ポリイソシアネートとしては、例えば、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、カルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート；ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の脂肪族又は脂環族ポリイソシアネートなどを用いることができる。これらのポリイソシアネートは単独で用いても２種以上を併用してもよい。これらの中でも、反応性及び接着性の点から、ジフェニルメタンジイソシアネートを用いることが好ましい。

前記ウレタンプレポリマーは、空気中やウレタンプレポリマーが塗布される被着体中に存在する水分と反応して架橋構造を形成しうるイソシアネート基を有するものである。

前記ウレタンプレポリマーの製造方法としては、例えば、前記ポリイソシアネートの入った反応容器に、前記ポリオールの混合物を滴下した後に加熱し、前記ポリイソシアネートの有するイソシアネート基が、前記ポリオールの有する水酸基に対して過剰となる条件で反応させることによって製造することができる。

前記ポリイソシアネートが有するイソシアネート基と前記ポリオールが有する水酸基の当量比（ＮＣＯ／ＯＨ）としては、接着性及び機械的強度をより一層向上できる点から、１．１〜５の範囲が好ましく、１．５〜３の範囲がより好ましい。

前記ウレタンプレポリマーは、通常、無溶剤下で製造することができるが、前記ポリオールとポリイソシアネートとを有機溶剤中で反応させることによって製造してもよい。有機溶剤中で反応させる場合には、反応を阻害しない酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、メチルエチルケトン、トルエン等の有機溶剤を使用することができるが、反応の途中又は反応終了後に減圧加熱等の方法により有機溶剤を除去することが必要である。

前記ウレタンプレポリマーを製造する際には、必要に応じてウレタン化触媒を用いることができる。ウレタン化触媒は、前記反応の任意の段階で、適宜加えることができる。

前記ウレタン化触媒は、例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン及びＮ−メチルモルホリン等の窒素原子を有する化合物；酢酸カリウム、ステアリン酸亜鉛、オクチル酸錫等の金属塩；ジブチル錫ジラウレート等の有機金属化合物などを用いることができる。これらのウレタン化触媒は単独で用いても２種以上を併用してもよい。

前記ウレタンプレポリマーのイソシアネート基含有率（ＮＣＯ％）としては、接着性及び機械的強度をより一層向上できる点から、１〜１０％の範囲が好ましく、１．５〜５％の範囲がより好ましい。なお、前記ウレタンプレポリマーのイソシアネート基含有率は、ＪＩＳＫ１６０３−１：２０１２に準拠し、電位差滴定法により測定した値を示す。

前記ウレタンプレポリマーの１２０℃における粘度としては、塗布性、接着性及び機械的強度をより一層向上できる点から、１，０００〜１００，０００ｍＰａ・ｓの範囲であることが好ましく、３，０００〜５０，０００ｍＰａ・ｓの範囲がより好ましい。なお、前記ウレタンプレポリマーの１２０℃における溶融粘度は、１２０℃に溶融したウレタンプレポリマーを、コーンプレート粘度計（ＩＣＩ製）にて測定した値を示す。

前記ウレタンホットメルト接着剤は、前記ウレタンプレポリマーのみから構成されてもよいが、必要に応じてその他の添加剤を含有していてもよい。

前記その他の添加剤としては、例えば、酸化防止剤、粘着付与剤、可塑剤、安定剤、充填材、染料、顔料、蛍光増白剤、シランカップリング剤、ワックス等を用いることができる。これらの添加剤は単独で用いても２種以上を併用してもよい。

なお、前記ホットメルト接着剤（未発砲体）の硬化皮膜の１００％モジュラスとしては、接着性及び機械的強度をより一層向上できる点から、１〜７０ＭＰａの範囲であることが好ましく、１．５〜５０ＭＰａの範囲がより好ましい。なお、前記１００％モジュラスは、前記ホットメルト接着剤を２３℃の雰囲気下、離型紙上に５０μｍの厚さとなるようにアプリケーターで塗工し、硬化させた硬化皮膜を得、該硬化皮膜を、テンシロン（オリエンテック株式会社製テンシロン万能試験機「ＲＴＣ−１２１０Ａ」）を用いて、２５℃、湿度５０％の雰囲気下で、クロスヘッド速度：３００ｍｍ／分の条件で測定し得られた１００％モジュラスの値を示す。

前記ホットメルト接着剤を発泡させる方法としては、例えば、予め加熱溶融させたホットメルト接着剤にギヤーポンプ、中圧発泡機、ウルトラフォームミックス等の発泡機を使用して、窒素ガス、二酸化炭素ガス等の不活性ガスを注入、混合する方法が挙げられる。更に、該不活性ガスにより注入された発泡体をミキサー等により更に微細化してもよい。

前記発泡されたホットメルト接着剤を前記針葉樹合板又は植林木合板に塗布する方法としては、例えば、スプレーコーター、Ｔ−ダイコーター、ナイフコーター等を用いる方法や多条ビード塗布方式等の方法が挙げられる。なお、前記本発明で使用する塗布方法としては、ナイフコーターによる塗布方式（ナイフコート方式）を採用することが好ましい。その理由としては、前記針葉樹合板又は植林木合板の表面に抜け節（穴になっている節）や木目が存在しても、ナイフコーターにより前記ホットメルト接着剤をきれいに充填塗布できるため、得られる積層体は凹凸がなく、外観がより一層向上する。

なお、一般的なホットメルト接着剤は非常に高粘度であるため、ナイフコーターによる塗布は非常に困難であるが、本発明で使用するホットメルト接着剤は、発泡構造を有することから、塗布する際の見かけの粘度が低下するためナイフコーターによる塗布を効率的に行うことができる。

前記ホットメルト接着剤の塗布量としては、外観、塗布性、接着性及び機械的強度の点から、２０〜１５０ｇ／ｍ^２の範囲であることが好ましい。

以上の方法により得られる発泡構造を有するホットメルト接着剤層の密度としては、外観、塗布性、接着性及び機械的強度の点から、０．１〜０．８ｇ／ｃｍ^３の範囲であることが好ましく、０．２〜０．６ｇ／ｃｍ^３の範囲がより好ましい。

以上の方法により得られる積層体は、前記ホットメルト接着剤層が接着性を有していることから、様々な基材に貼り合せることができる。

前記基材としては、例えば、ＭＤＦ（ミディアムデンシティファイバーボード）、パーチクルボード等の前記針葉樹合板及び植林木合板以外の木質基材；アルミ、鉄等の金属基材；ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート等のプラスチックフィルムなどを用いることができる。これらの中でも、本発明の積層体が建材用部材として使用される場合には、前記木質基材を使用することにより、前記針葉樹合板又は植林木合板、前記発泡構造を有するホットメルト接着剤層、並びに、前記針葉樹合板及び植林木合板以外の木質基材が積層された木質板が得られる。

なお、前記基材を貼り合せた後は、ロールプレス、フラットプレス、ベルトプレス等の方法で前記基材を圧着させることが好ましい。

更に前記木質板が床台板や化粧部材等の化粧板に使用される場合には、前記木質基材上に、接着剤層、及び、意匠層が積層されることが好ましい。

前記接着剤層に用いることができる接着剤としては、例えば、ホットメルト接着剤、２液硬化型ウレタン接着剤、エポキシ接着剤、ポリエステル樹脂によるドライラミネート接着剤、水系ウレタン接着剤等が挙げられる。これらの接着剤は単独で用いても２種以上を併用してもよい。

前記意匠層としては、木目模様、石目模様、各種抽象模様等の絵柄が印刷された層を用いることができ、これらの絵柄は、グラビア印刷、オフセット印刷、フレ基礎印刷、シルクスクリーン印刷、インクジェット印刷等の公知の方法により形成されたものを用いることができる。前記意匠層の上には、美観性や保護のため、更にＵＶ（紫外線）塗装等の塗装がされていてもよい。

本発明の積層体は、針葉樹合板や植林木合板を基板としても凹凸がなく、外観に優れるものである。従って、前記積層体上に前記意匠層等を設けても経時的な節や木目による浮き出しがないものである。よって、本発明の積層体は、床台板、化粧造作部材等の建材用部材として好適に使用することができる。

以下、実施例を用いて、本発明をより詳細に説明する。

［合成例１］
温度計、撹拌機、不活性ガス導入口および還流冷却器を備えた四口フラスコに、芳香族ポリエステルポリオール（ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド６モル付加物、イソフタル酸及びセバシン酸を反応させて得られたもの、数平均分子量２，０００）を６０質量部、ポリテトラメチレングリコール（数平均分子量２，０００）を１０質量部、ポリカプロラクトンポリオール（パーストープ社製「ＣＡＰＡ６４００」、数平均分子量３８，０００）を１０質量部を入れ、混合し、１００℃で減圧加熱することにより、フラスコ内の水分が０．０５質量％以下となるまで脱水した。
次いで、フラスコ内を９０℃に冷却し、７０℃で溶融した４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートを２０質量部加え、窒素雰囲気下でイソシアネート基含有量が一定となるまで１１０℃で約３時間反応させることによってイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー（１２０℃における溶融粘度；５，０００ｍＰａ・ｓ、ＮＣＯ％；３．５％）を得、ウレタンホットメルト接着剤（１）（以下、「接着剤（１）」と略記する。）を得た。なお、得られたウレタンホットメルト接着剤の硬化皮膜の１００％モジュラス値は、３ＭＰａであった。

［実施例１］
合成例１で得られたウレタンホットメルト接着剤（１）を、東邦機械工業株式会社製の中圧発泡機「東邦Ａ−２０１型混合装置」を使用して窒素ガスとの混合により密度が０．４ｇ／ｃｍ^３の発泡体にさせ、ナイフコート方式で椴松合板（抜け節あり）へ８０ｇ／ｍ^２の塗布量で塗布し、ロールプレスによりＭＤＦと貼り合せて木質板を得た。得られた木質板のＭＤＦ面へウレタンホットメルト接着剤「ＤＩＣ株式会社製、タイフォースＨＨ−１００」を６０ｇ／ｍ^２の塗布量で塗布し、意匠を施されたオレフィンシートを貼り合わせて化粧板を得た。さらに得られた化粧板のオレフィンシート面にＵＶ塗装を施した。

［実施例２〜８、比較例１〜２］
使用する発泡機、塗布方式、合板の種類および意匠層の種類を表１〜２に示す通りに変更した以外は、実施例１と同様にして化粧板を得た。なお、ホットメルト接着剤が高粘度で塗布できなかったものは以下の評価ができなかったため、「−」とした。
なお、実施例８は参考例である。

［外観の評価方法］
（常態における凹凸の浮き出しの確認）
実施例及び比較例において、化粧板を得た後に、２３℃、湿度５０％の条件下で３日間養生した。その後、化粧板の意匠層表面を目視及び指触により凹凸の浮き出しの有無を確認した。
（乾湿繰り返し試験後における凹凸の浮き出しの確認）
実施例及び比較例において、化粧板を得た後に、４０℃、湿度９０％の条件下で３日間、その後、４０℃、湿度３０％の条件下で３日間放置し、この乾湿繰り返し試験を３サイクル行った後に、化粧板の意匠層表面を目視及び指触により凹凸の浮き出しの有無を確認した。
なお、いずれの評価においても、凹凸の浮き出しが確認できなかったものは、外観に優れているため「Ｔ」、凹凸の浮き出しが確認されたものは、外観が不良であるため「Ｆ」と評価した。

「ウルトラフォームミックス」：ノードソン株式会社製「Ｆｏａｍ−Ｃｕｂｅ」を使用して塗布した。
「多条ビード方式」：ノードソン株式会社製「ＣＣ４００」を使用して下記設定にて塗布した。
塗工開口部：０．５ｍｍ
塗工間隔：２ｍｍ

本発明の化粧板である実施例１〜８は、表面租度が不良な針葉樹合板や植林木合板を基板として使用しても、凹凸の浮き出しがなく、外観に優れるものであった。また、接着性も良好なものであった。

一方、比較例１は、発泡構造を有しないホットメルト接着剤を使用した態様であるが、高粘度であるため、ナイフコート方式で塗布できず、木質板が得られなかった。

比較例２は、同じく発泡構造を有しないホットメルト接着剤を使用し、ロールコート方式により塗布した態様であるが、化粧板は得られたものの、杉による節や木目に起因する表面の凹凸が確認され、外観が不良であった。

Claims

加熱溶融させたホットメルト接着剤（未発泡体の硬化皮膜の１００％モジュラスが、１〜７０ＭＰａの範囲になるもの）に、発泡機を使用して不活性ガスを注入、混合し、ホットメルト接着剤を発泡させた後に、該ホットメルト接着剤を２０〜１５０ｇ／ｍ ^２の範囲の塗布量にて、ナイフコート方式により、針葉樹合板又は植林木合板上に塗布し、ホットメルト接着剤層の密度を０．１〜０．８ｇ／ｃｍ ^３の範囲にすることを特徴とする積層体の製造方法。