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【発明の名称】 無機質板及びその製造方法
【発明者】 【氏名】石田 崇

【氏名】黒木 隆憲

【氏名】三浦 雅弘

【要約】 【課題】平滑性が高く、良好な化粧層が得られる強度のある無機質板を生産性よく製造できるようにする。

【構成】芯層3と、この芯層3の表面に一体化された表層1と、芯層3の裏面に一体化された裏層2とを備えた無機質板Aで、表層1及び裏層2が、長さ1mm以下の無機繊維10〜70重量%と、粒径500μm以下の軽量骨材10〜50重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤3〜10重量%とを有し、芯層3が、長さ3〜15mmの無機繊維1〜10重量%と、軽量骨材10〜70重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤5〜15重量%とを有する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
芯層と、該芯層の表面に一体化された表層と、芯層の裏面に一体化された裏層とを備えてなり、
上記表層及び裏層が、長さ1mm以下の無機繊維10〜70重量%と、粒径500μm以下の軽量骨材10〜50重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤3〜10重量%とを有し、
上記芯層が、長さ3〜15mmの無機繊維1〜10重量%と、軽量骨材10〜70重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤5〜15重量%とを有することを特徴とする無機質板。
【請求項2】
表裏面の少なくとも一方にシート状物が貼着一体化されていることを特徴とする請求項1記載の無機質板。
【請求項3】
長さ1mm以下の無機繊維10〜70重量%と、粒径500μm以下の軽量骨材10〜50重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤3〜10重量%とを有し、水が加えられて含水率5〜15%に調整された混合物をフォーミングして裏層マットを形成する工程と、
上記裏層マットの上に、長さ3〜15mmの無機繊維1〜10重量%と、軽量骨材10〜70重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤5〜15重量%とを有し、水が加えられて含水率5〜15%に調整された混合物をフォーミングして2層目の芯層マットを形成する工程と、
上記2層のマットの上に、さらに長さ1mm以下の無機繊維10〜70重量%と、粒径500μm以下の軽量骨材10〜50重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤3〜10重量%とを有し、水が加えられて含水率5〜15%に調整された混合物をフォーミングして3層目の表層マットを形成する工程と、
上記3層のマットを熱圧プレスで一体に成形する工程とを備えたことを特徴とする無機質板の製造方法。
【請求項4】
長さ1mm以下の無機繊維10〜70重量%と、粒径500μm以下の軽量骨材10〜50重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤3〜10重量%とを有し、水が加えられて含水率5〜15%に調整された混合物をシート状物上でフォーミングして裏層マットを形成する工程と、
上記裏層マットの上に、長さ3〜15mmの無機繊維1〜10重量%と、軽量骨材10〜70重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤5〜15重量%とを有し、水が加えられて含水率5〜15%に調整された混合物をフォーミングして2層目の芯層マットを形成する工程と、
上記2層のマットの上に、さらに長さ1mm以下の無機繊維10〜70重量%と、粒径500μm以下の軽量骨材10〜50重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤3〜10重量%とを有し、水が加えられて含水率5〜15%に調整された混合物をフォーミングして3層目の表層マットを形成する工程と、
上記3層のマットとシート状物とを熱圧プレスで一体に成形する工程とを備えた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】【技術分野】
【0001】
本発明は、住宅等建築物の内装材、天井材、軒天材等の基材として用いるのに好適な化粧用の無機質板及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来より、住宅等建築物の内装仕上げ材や家具等の化粧面材の基板としては、合板やMDF等の木質系ボード、石膏ボードや珪酸カルシウム板等の無機系ボードがある。これらの表面に良好に化粧層を設けるには、サンディング等で平滑性を得るようにするか、或いは塗装を厚く重ねて塗る塗装を施すことも考えられる。
【0003】
そして、塗装や印刷によって鏡面状仕上げのような平滑な化粧層を形成しようとする場合、基板表面にさらに高レベルの平滑性を必要とするが、サンディング等では必ずしも十分な平滑性が得られるものではなかった。また、厚く重ねる塗装工程では生産性は低くなり、コストも上昇する。
【0004】
そこで、例えば特許文献1に示されるように、鉱物質繊維と無機質粉状体と結合剤とを必須成分として含む原料を混合分散させてスラリーを形成し、湿式抄造して得たウェットマットを乾燥させてサンディングした後、加熱圧縮して結合剤を硬化させて、良好に化粧層を得ることができる無機質板の製造方法が提案されている。
【特許文献1】特開平2005−289784号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記従来の特許文献1のものでは、ドライボードを加熱圧縮前にサンディングして平滑にしているので、鉱物質繊維や無機質粉状体が結合剤に対ししっかりと硬化固着しておらず、サンディング時に基材が全体的又は部分的に剥がれ易いという問題がある。そのため、所定の厚さの無機質板が得られ難く、また、材料歩留まりが低くなりがちであり、生産効率が高くなく、改良の余地がある。
【0006】
また、より平滑性を得るために、微細な無機質繊維や微細な無機質粉状体を使用することも考えられるが、結合剤も多く必要となり、そのために不燃性が低下するという問題もある。
【0007】
本発明の目的は、平滑性が高く、良好な化粧層が得られる、強度のある無機質板を生産性よく製造できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の目的を達成すべく、請求項1の発明に係る無機質板は、芯層と、この芯層の表面に一体化された表層と、芯層の裏面に一体化された裏層とを備えてなり、上記表層及び裏層が、長さ1mm以下の無機繊維10〜70重量%と、粒径500μm以下の軽量骨材10〜50重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤3〜10重量%とを有し、上記芯層が、長さ3〜15mmの無機繊維1〜10重量%と、軽量骨材10〜70重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤5〜15重量%とを有するものとする。
【0009】
上記の構成によると、表層及び裏層にそれぞれ長さ1mm以下の微細な無機繊維と、粒径500μm以下の軽量骨材とが使用されているので、緻密な表層及び裏層を得ることができる。また、これら表層及び裏層間にある芯層は、長さ3〜15mmの無機繊維1〜10重量%と、軽量骨材10〜70重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤5〜15重量%とを有する層であるので、この芯層の方が表層及び裏層と比較して板として強度があるものとなり、芯層により表層及び裏層を支える(芯層を裏層及び表層と一体化することで、相対的には強度の低い表層及び裏層を補強・補完する)ことができ、芯層と表層及び裏層との一体化により強度のある無機質板を得ることができる。しかも、芯層は、長さ3〜15mmの無機繊維を使用するので、他の成分である軽量骨材や無機質粉状体、結合剤との混合バランスが良くてダマになり難く、無機繊維を均一に分散混合することができる。このため、より強度や硬度のある芯層を得ることができ、表層及び裏層をより一層しっかり支えることができる。これらにより、全体として不燃性、取扱性、加工性、施工性に優れ、高強度の無機質板を得ることができる。
【0010】
請求項2の発明では、上記請求項1の発明に係る無機質板において、その表裏面の少なくとも一方(少なくとも片面)にシート状物が貼着一体化されていることを特徴とする。この構成によると、表裏面の少なくとも一方にシート状物が貼着されているので、割れ難くて強度のある無機質板が得られる。
【0011】
請求項3及び4の発明は無機質板の製造方法に係るものであり、請求項3の発明では、長さ1mm以下の無機繊維10〜70重量%と、粒径500μm以下の軽量骨材10〜50重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤3〜10重量%とを有し、水が加えられて含水率5〜15%に調整された混合物をフォーミングして裏層マットを形成する工程、この裏層マットの上に、長さ3〜15mmの無機繊維1〜10重量%と、軽量骨材10〜70重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤5〜15重量%とを有し、水が加えられて含水率5〜15%に調整された混合物をフォーミングして2層目の芯層マットを形成する工程、これら2層のマットの上に、さらに長さ1mm以下の無機繊維10〜70重量%と、粒径500μm以下の軽量骨材10〜50重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤3〜10重量%とを有し、水が加えられて含水率5〜15%に調整された混合物をフォーミングして3層目の表層マットを形成する工程、及び、上記3層のマットを熱圧プレスで一体に成形する工程を備えたことを特徴とする。
【0012】
この請求項3の発明の構成によると、上記工程を経て製造された無機質板の芯層は、長さ3〜15mmの無機繊維が使用されているので、他の成分である軽量骨材や無機質粉状体、結合剤との混合バランスが良くてダマになり難く、その無機繊維が均一に分散混合する。このため、より強度や硬度のある芯層を得ることができ、表層及び裏層をしっかり支えることができる。
【0013】
また、各層のマットは含水率が5〜15%に調整されているので、短時間かつ高温で加熱圧縮を行って結合剤を反応させることができる。また、高温及び高圧下であるので、結合剤の流動性が上がって全体に行き渡らせることができ、かつ、水分を短時間で蒸発させることができるので、結合剤の性能を最大限に引き出すことができるだけでなく、結合剤の量も比較的少なくでき、不燃性に優れた強固な無機質板が短時間で得られる。
【0014】
さらに、各層のマットの含水率が5〜15%に調整されていることで、熱圧プレス時にパンクが発生し難くなり、生産性も良くなる。
【0015】
請求項4の発明に係る無機質板の製造方法は、長さ1mm以下の無機繊維10〜70重量%と、粒径500μm以下の軽量骨材10〜50重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤3〜10重量%とを有し、水が加えられて含水率5〜15%に調整された混合物をシート状物上でフォーミングして裏層マットを形成する工程、この裏層マットの上に、長さ3〜15mmの無機繊維1〜10重量%と、軽量骨材10〜70重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤5〜15重量%とを有し、水が加えられて含水率5〜15%に調整された混合物をフォーミングして2層目の芯層マットを形成する工程と、これら2層のマットの上に、さらに長さ1mm以下の無機繊維10〜70重量%と、粒径500μm以下の軽量骨材10〜50重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤3〜10重量%とを有し、水が加えられて含水率5〜15%に調整された混合物をフォーミングして3層目の表層マットを形成する工程、及び、上記3層のマットとシート状物とを熱圧プレスで一体に成形する工程を備えたことを特徴とする。
【0016】
この構成によると、請求項3の発明の効果に加え、シート状物も3層のマットと共に一体的に熱圧プレスして成形するので、割れ難く強度のある無機質板が得られる。また、後でシート状物を貼着する場合よりも工程が少なく、生産性よく製造できる。さらに、製造工程上においても、シート状物が下に敷いてあることで、混合物であるマット運搬がより容易となる。
【発明の効果】
【0017】
以上説明した如く、請求項1の発明によると、無機質板を裏層と表層とこれらの間に位置する芯層との3層を一体化したものとし、芯層は長さ3〜15mmの無機繊維1〜10重量%と、軽量骨材10〜70重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤5〜15重量%とを有するものとし、表層及び裏層は長さ1mm以下の微細な無機繊維10〜70重量%と、粒径500μm以下の軽量骨材10〜50重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤3〜10重量%とを有するものとしたことにより、表面平滑性、不燃性、取扱性、加工性及び施工性に優れた高強度の無機質板が得られる。
【0018】
請求項2の発明によると、請求項1の効果に加えて、表裏面の少なくとも一方に一体化されたシート状物により、割れ難く、強度のある無機質板が得られる。
【0019】
請求項3の発明によると、長さ1mm以下の微細な無機繊維10〜70重量%と、粒径500μm以下の軽量骨材10〜50重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤3〜10重量%とに水を加えて含水率5〜15%に調整された混合物をフォーミングして裏層マットを形成し、この裏層マット上に、長さ3〜15mmの無機繊維1〜10重量%と、軽量骨材10〜70重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤5〜15重量%とに水を加えて含水率5〜15%に調整された混合物をフォーミングして芯層マットを形成し、この芯層マット上に、裏層マットと同様の表層マットを形成し、これら3層のマットを熱圧プレスで一体に成形することにより、表面平滑性、不燃性、取扱性、加工性及び施工性に優れた高強度の無機質板が生産性よく得られる。
【0020】
請求項4の発明によると、上記請求項3の発明と同様の裏層マット用の混合物をシート状物上でフォーミングして裏層マットを形成し、その裏層マット上に請求項3の発明と同様の芯層マット用の混合物をフォーミングして芯層マットを形成し、この芯層マット上に、裏層マット用混合物と同じ表層マット用の混合物をフォーミングして表層マットを形成し、これら3層のマットとシート状物とを熱圧プレスで一体に成形することにより、請求項3の効果に加えて、割れ難く強度のある無機質板が得られる。また、後でシート状物を貼着する場合よりも工程が少なくて、無機質板を生産性よく製造できるとともに、製造工程においてもマットの運搬がより容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
以下、本発明の最良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】
[実施形態1]
図1は本発明の実施形態1に係る無機質板Aを示し、この無機質板Aは、その表面側(図1上側)に位置する表層1と、裏面側(図1下側)に位置する裏層2と、これら表層1及び裏層2間に位置する芯層3とが一体化されて成形されてなるものである。換言すると、無機質板Aは、芯層3と、該芯層3の表面に一体化された表層1と、芯層3の裏面に一体化された裏層2とを備えている。
【0023】
(表層及び裏層)
上記表層1及び裏層2はいずれも同じものであり、長さ1mm以下の微細な無機繊維10〜70重量%と、粒径500μm以下の軽量骨材10〜50重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤3〜10重量%とを有する。
【0024】
(1)微細な無機繊維
上記微細な無機繊維は、マットを形成し、粘りと強度とを持たせつつ、高い表面性を得るために添加されるものであり、例えば粉砕されたロックウール、スラグウール、ガラス繊維等が挙げられ、固形成分全体の10〜70重量%(10重量%以上でかつ70重量%以下)添加される。この無機繊維の添加量が10重量%未満であると、マットの形成が難しくなり、粘りがなくなる一方、70重量%を超えると、相対的に他の軽量骨材や無機質粉状体が少なくなり、所望の強度が得られないためである。また、繊維の長さとしては1mm以下の微細なものが望ましい。1mmを超えると、ダマになり易く、表面性に悪影響を及ぼすためである。この表層1及び裏層2に加えられる「微細な無機繊維」とは、繊維としての性質や機能を残存しながらも大きさの小さいものをいう。
【0025】
(2)軽量骨材
軽量骨材は、圧縮強度を確保しつつ、嵩を持たせるために添加されるものであり、例えばパーライト、シラス発泡体、シリカフラワー、ガラス発泡体が挙げられる。その使用される大きさは500μm以下、望ましくは10〜500μm(10μm以上でかつ500μm以下)である。この軽量骨材の大きさが10μmよりも小さいと、所定の嵩を得ることができない。一方、軽量骨材の大きさが500μmよりも大きくなると、表面性が悪くなるだけでなく、無機質板Aの加工性も低下する。
【0026】
この軽量骨材は固形成分全体の10〜50重量%(10重量%以上でかつ50重量%以下)添加される。軽量骨材の添加量が10重量%未満であると、嵩が低くなり、散布時に均一に撒くことが難しくなる一方、50重量%を超えると、圧締時の圧力が高くなり過ぎ、生産性が低下するためである。
【0027】
(3)無機質粉状体
無機質粉状体は、防火性及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、水酸化マグネシウム、フライアッシュ、マイクロシリカ、スラグ等が挙げられ、固形成分全体の10〜70重量%(10重量%以上でかつ70重量%以下)が添加される。この無機質粉状体の添加量が10重量%未満であると、所望の表面硬度が得られない一方、70重量%を超えると、他の材料の添加率が相対的に少なくなり、所望の強度を得難くなるためである。
【0028】
(4)結合剤
結合剤は、上記微細な無機繊維、軽量骨材、無機質粉状体を結合するために添加されるものであり、例えばメラミン樹脂、フェノール樹脂、MDI、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポバール、スターチ等が挙げられ、これらは単体又は組み合わせで使用することができる。無機質板Aの強度及び不燃性の両方を満足する結合剤の添加量として、固形成分全体の3〜10重量%(3重量%以上でかつ10重量%以下)が添加される。つまり、結合剤の添加量が3重量%未満であると、強度が不足する一方、10重量%を越えると、不燃性が損なわれるからである。
【0029】
尚、無機質板Aを外装用として用いる場合は耐水性の高い結合剤を選択することが好ましい。
【0030】
(5)補助添加剤
補助添加剤として、必要に応じてサイズ剤、カップリング剤等を添加してもよい。
【0031】
(芯層)
上記芯層3は、長さ3〜15mmの無機繊維1〜10重量%と、軽量骨材10〜70重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤5〜15重量%とを有する。
【0032】
(1)無機繊維
上記無機繊維は、マットを形成し、粘りと強度とを持たせるために添加されるものであり、例えばガラス繊維、ワラストナイト等が挙げられ、固形成分全体の1〜10重量%(1重量%以上でかつ10重量%以下)添加される。無機繊維の添加量が1重量%未満であると、マットの形成が難しくなり、粘りがなくなる一方、10重量%を超えると、混合時に分離が起こるためである。例えばガラス繊維では、チョップドストランドのような束状のものを使用すると、扱い易く、生産上好ましい。
【0033】
繊維の太さとしては6〜13μm(6μm以上でかつ13μm以下)が望ましい。6μm未満であると、繊維が細くなり過ぎて粘りが小さくなり、強度が低下する一方、13μmを超えると、表面性が悪くなるためである。
【0034】
また、繊維の長さとしては3〜15mm(3mm以上でかつ15mm以下)が望ましい。この長さが3mmよりも短いと、繊維としての粘りが少なくなり、15mmを越えると、ダマになり易く、表面性に悪影響を及ぼすためである。また、繊維長さが3〜15mmであると、軽量骨材や無機質粉状体、結合剤との混合時のバランスがよく、ダマになり難く均一に分散混合することができる。このため、より強度や硬度のある芯層3が得られる。
【0035】
(2)軽量骨材
軽量骨材は、圧縮強度を確保しつつ、嵩を持たせるために添加されるものであり、例えばパーライト、シラス発泡体、シリカフラワー、ガラス発泡体が挙げられ、使用される大きさは2000μm以下が望ましい。大きさが2000μmよりも大きくなると、無機質板Aの加工性が低下するためである。
【0036】
軽量骨材は固形成分全体の10〜70重量%(10重量%以上でかつ70重量%以下)添加される。この添加量が10重量%未満であると、嵩が低くなり、散布時に均一に撒くことが難しくなる一方、70重量%を超えると、圧縮時の圧力が高くなり過ぎ、生産性が低下するためである。
【0037】
(3)無機質粉状体
無機質粉状体は、防火性及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、水酸化マグネシウム、フライアッシュ、マイクロシリカ、スラグ等が挙げられ、固形成分全体の10〜70重量%(10重量%以上でかつ70重量%以下)が添加される。この添加量が10重量%未満であると、所望の表面硬度が得られず、また70重量%を超えると、他の材料の添加率が相対的に少なくなり、所望の強度を得難くなるためである。
【0038】
(4)結合剤
結合剤は、上記軽量骨材、無機繊維、無機質粉状体を結合するために添加されるものであり、例えばメラミン樹脂、フェノール樹脂、MDI、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポバール、スターチ等が挙げられ、これらは単体又は組み合わせで使用することができる。無機質板Aの強度及び不燃性の両方を満足する添加量として、固形成分全体の5〜15重量%(5重量%以上でかつ15重量%以下)が添加される。この添加量が5重量%未満であると、強度が不足する一方、15重量%を越えると、不燃性が損なわれるからである。
【0039】
(5)補助添加剤
補助添加剤として、機能性のある材料、例えばシリカゲルや珪藻土等を混入させて吸放湿性を付与したり、消臭剤やVOC吸着剤等を添加したりすることもできる。
【0040】
(無機質板の製造方法)
以上の構成を持つ無機質板Aの製造方法について説明する。この方法は裏層マット形成工程、芯層マット形成工程、表層マット形成工程及び成形工程からなる。
【0041】
(1)裏層マット形成工程
最初の裏層マット形成工程では、上記裏層2用の組成材料、すなわち、長さ1mm以下の微細な無機繊維10〜70重量%と、粒径500μm以下の軽量骨材10〜50重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤3〜10重量%と、補助添加剤とをミキサーに投入し、水を噴霧しながら混合して含水率5〜15%に調整された混合物を得る。この混合物をフォーミングして裏層マットを形成する。
【0042】
これらの材料を混合するときに添加される水は固形成分の5〜15重量%(5重量%以上でかつ15重量%以下)であることが好ましい(含水率5〜15%)。その理由は、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、作業性が悪くなるためであり、15重量%を超えると、加熱・圧締に時間がかかり、パンクし易くなるためである。
【0043】
(2)芯層マット形成工程
次の芯層マット形成工程では、さらに上記芯層3用の材料、すなわち、長さ3〜15mmの無機繊維1〜10重量%と、軽量骨材10〜70重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤5〜15重量%と、補助添加剤とをミキサーに投入し、水を噴霧しながら混合して含水率5〜15%に調整された混合物を得る。この混合物を、上記裏層マット形成工程で形成された裏層マットの上にフォーミングして2層目の芯層マットを形成する。
【0044】
これらの材料を混合するときにおいても、添加される水は固形成分の5〜15重量%であることが好ましい(含水率5〜15%)。その理由は、上記裏層マット形成工程と同様であり、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、作業性が悪くなる一方、15重量%を超えると、加熱・圧締に時間がかかり、パンクし易くなるためである。
【0045】
(3)表層マット形成工程
次の表層マット形成工程では、さらに上記表層1用の材料、すなわち上記裏層2用の材料と同じで、長さ1mm以下の微細な無機繊維10〜70重量%と、粒径500μm以下の軽量骨材10〜50重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤3〜10重量%と、補助添加剤をミキサーに投入し、水を噴霧しながら混合して含水率5〜15%に調整された混合物を得る。この混合物を、上記芯層マット形成工程で形成された芯層マットの上にフォーミングして3層目の表層マットを形成する。
【0046】
これらの材料を混合するときも、添加される水は固形成分の5〜15重量%であることが好ましい(含水率5〜15%)。その理由は、上記各層マット形成工程と同じであり、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、作業性が悪くなる一方、15重量%を超えると、加熱・圧締に時間がかかり、パンクし易くなる。
【0047】
(4)成形工程
成形工程では、上記裏層2用、芯層3用及び表層1用に積層された3層のマットを所定の圧力及び温度(150〜250℃)で熱圧プレスして一体に成形する。この熱圧プレス装置は、連続プレス装置でも多段プレス装置でもよい。
【0048】
このような工程を経て、密度0.3〜1.5g/cmの無機質板Aが成形される。この密度が0.3g/cmよりも低いと、所望の強度が得られない一方で、1.5g/cmを超えると、加工性や施工性が悪くなるだけでなく、高圧力の設備が必要となり生産性も劣る。
【0049】
したがって、この実施形態においては、無機質板Aの表層1及び裏層2の双方に、長さ1mm以下の微細な無機繊維と、粒径500μm以下の軽量骨材とが使用されているので、緻密な表層1及び裏層2が得られる。一方、芯層3は、長さ3〜15mmの無機繊維1〜10重量%と、軽量骨材10〜70重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤5〜15重量%とを有する層であるので、上記表層1及び裏層2を支えることができる。しかも、芯層3は、長さ3〜15mmの無機繊維を使用するので、他の軽量骨材や無機質粉状体や結合剤との混合バランスがよくてダマになり難く、均一に分散混合することができる。このため、より強度や硬度のある芯層3を得ることができ、表層1及び裏層2をしっかり支えることができる。これらにより、全体として不燃性、取扱性、加工性、施工性に優れ、高強度の無機質板Aを得ることができる。
【0050】
また、無機質板Aの製造に当たり、裏層、芯層及び表層の各マットは含水率5〜15%に調整されているので、短時間かつ高温で加熱圧縮を行って結合剤を反応させることができる。また、高温及び高圧下であるので、結合剤の流動性が上がって全体に行き渡らせることができ、かつ、水分を短時間で蒸発させることができるので、結合剤の性能を最大限に引き出すことができるだけでなく、結合剤の量も比較的少なくでき、不燃性に優れた強固な無機質板Aが短時間で得られる。
【0051】
さらに、各層のマットが含水率5〜15%に調整されているので、熱圧プレス時にパンクが発生し難く、生産性もよい。
【0052】
[実施形態2]
図2は本発明の実施形態2に係る無機質板Aを示す(尚、図1と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する)。
【0053】
この実施形態では、無機質板Aの裏面にシート状物4が一体化されている。その他は実施形態1と同じである。
【0054】
このシート状物4は特に限定されるものではなく、不織布、単板、含浸紙、樹脂シート、繊維シート等であり、化粧用のものでもよい。
【0055】
この実施形態2の無機質板Aを製造する方法について説明すると、シート状物4を用意する。そして、実施形態1の裏層マット形成工程と同様に、長さ1mm以下の微細な無機繊維10〜70重量%と、粒径500μm以下の軽量骨材10〜50重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤3〜10重量%とをミキサーに投入し、水を噴霧しながら混合して含水率5〜15%に調整された混合物を得、この混合物を上記シート状物4上でフォーミングして裏層マットを形成する。
【0056】
次いで、実施形態1の芯層マット形成工程と同様に、長さ3〜15mmの無機繊維1〜10重量%と、軽量骨材10〜70重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤5〜15重量%とをミキサーに投入し、水を噴霧しながら混合して含水率5〜15%に調整された混合物を得、この混合物を上記裏層マットの上にフォーミングして2層目の芯層マットを形成する。
【0057】
次いで、実施形態1の表層マット形成工程と同様に、さらに長さ1mm以下の微細な無機繊維10〜70重量%と、粒径500μm以下の軽量骨材10〜50重量%と、無機質粉状体10〜70重量%と、結合剤3〜10重量%とをミキサーに投入し、水を噴霧しながら混合して含水率5〜15%に調整された混合物を得、この混合物を上記芯層マットの上にフォーミングして表層マットを形成する。
【0058】
そして、上記裏層、芯層及び表層の3層のマットと上記シート状物4とを所定の圧力及び温度(150〜250℃)で熱圧プレスして一体に成形する。
【0059】
このフォーミングされたマットとシート状物4とを熱圧プレスで一体化させるときには、シート状物4の密着性を向上させるために、予めシート状物4に接着剤を塗布することも可能である。この接着剤としては、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、MDI、酢酸ビニル樹脂等が挙げられるが、外装用として用いる場合は耐水性の高いものを選択することが望ましい。その塗布量としては、固形成分として50g/m以下が望ましい。固形成分が50g/mを超える場合は不燃性が低下するためである。
【0060】
したがって、この実施形態の場合、無機質板Aの裏層2にシート状物4が一体的に熱圧プレスされて貼着されているので、割れ難く、強度のある無機質板Aが得られる。
【0061】
また、シート状物4も一体的に熱圧プレスして成形するので、後でシート状物4を貼着する場合よりも工程が少なく、生産性よく製造できる。さらに、製造工程上においても、シート状物4が下に敷いてあることで、混合物であるマット運搬がより容易となる。
【0062】
(その他の実施形態)
尚、上記実施形態2では、シート状物4を裏層、芯層及び表層の各マットと共に成形一体しているが、上記実施形態1のように裏層、芯層及び表層の各マットを成形した後に、その裏面にシート状物を貼着一体化するようにしてもよい。
【0063】
また、実施形態2では、シート状物4を裏層マットの下側のみ使用して成形一体化しているが、表層マットの上側にもシート状物を載せ、このシート状物を3層のマットと下側のシート状物4との成形と同時に一体的に熱圧プレスして成形することもできる。また、この上側に使用するシート状物に接着剤を塗布することも可能である。このように上下にシート状物を一体化する場合は、より強度があってバランスのよい無機質板Aが得られる。
【0064】
さらに、シート状物は3層マットの上側のみに使用して成形一体化することもできる。つまり、無機質板の表裏面の少なくとも一方(少なくとも片面)にシート状物が貼着一体化されていればよい。
【実施例】
【0065】
次に、具体的に実施した実施例について説明する。尚、以下の実施例及び比較例の諸特性等を図3に示す。
【0066】
(実施例1)
微細な無機繊維として長さ850μm以下に粉砕されたロックウール50重量%と、軽量骨材として大きさ(粒径)500μm以下のシラス発泡体30重量%と、無機質粉状体として水酸化アルミニウム10重量%と、結合剤として粉体フェノール樹脂10重量%とに水を加えてミキサーで混合し、含水率7%の第1混合物を得た。そして、この第1混合物をフォーミングして裏層マットを成形した。
【0067】
次に、別途、無機繊維として繊維長6mm、繊維径10μmのガラス繊維7重量%と、軽量骨材として大きさ1mm以下のシラス発泡体70重量%と、無機質粉状体として炭酸カルシウム15重量%と、結合剤として粉体フェノール樹脂8重量%とに水を加えて含水率10%になるようにミキサーで攪拌混合して、第2混合物を得た。得られた第2混合物を上記裏層マット上にフォーミングして芯層マットを成形した。
【0068】
さらに、上記と同様に混合して得られた第1混合物を上記芯層マット上にフォーミングして表層マットを成形した。
【0069】
そして、この3層マットを210℃5分間の熱圧プレスを行い、9mm厚さ、密度0.8g/cmの無機質板を得た。
【0070】
(実施例2)
微細な無機繊維として長さ850μm以下に粉砕されたロックウール50重量%と、軽量骨材として大きさ500μm以下のシラス発泡体30重量%と、無機質粉状体として水酸化アルミニウム10重量%と、結合剤として粉体フェノール樹脂10重量%とに水を加えてミキサーで混合し、含水率7%の第1混合物を得た。この第1混合物をフォーミングして裏層マットを成形した。
【0071】
次に、別途、無機繊維として繊維長6mm、繊維径10μmのガラス繊維7重量%と、軽量骨材として大きさ1mm以下のシラス発泡体30重量%と、無機質粉状体として炭酸カルシウム16重量%と、結合剤として粉体フェノール樹脂7重量%と、機能性を付与する材料として珪藻土40重量%とに水を加えて含水率10%になるようにミキサーで撹拌混合して、第2混合物を得た。こうして得られた第2混合物を上記裏層マット上にフォーミングして芯層マットを成形した。
【0072】
さらに、上記と同様に混合して得られた第1混合物を上記芯層マット上でフォーミングして表層マットを成形した。
【0073】
そして、この3層マットを210℃5分間の熱圧プレスを行い、9mm厚さ、密度0.8g/cmの無機質板を得た。
【0074】
このようにして得られた実施例1,2の無機質板に、化粧シートとしてコート紙、突き板、DAP含浸紙を貼着したところ、その無機質板との密着性も良好であった。そして、表面性がとても良い化粧板を得ることができた。
【0075】
また、吸放湿性能をJIS A 1470−1に準じ測定したところ、実施例1では18g/mであったが、実施例2では72g/mの吸放湿量を計測することができた。
【0076】
(比較例1)
微細な無機繊維として長さ850μm以下に粉砕したロックウール10重量%と、軽量骨材として大きさ500μm以下のシラス発泡体80重量%と、結合剤として粉体フェノール10重量%とに水を噴霧しながら加えて1分間撹拌混合し、含水率7%の第1混合物を得た。この第1混合物をフォーミングして裏層マットを成形した。
【0077】
次に、無機繊維として繊維長6mm、繊維径10μmのガラス繊維7重量%と、軽量骨材として大きさ1mm以下のシラス発泡体70重量%と、無機質粉状体として炭酸カルシウム16重量%と、結合剤として粉体フェノール7重量%とに水を噴霧しながらミキサーで2分間攪拌し、含水率10%の第2混合物を得た。これを上記裏層マット上に均一にフォーミングして芯層マットを成形した。
【0078】
さらに、上記と同様に得られた第1混合物を上記芯層マット上にフォーミングして表層マットを成形した。
【0079】
そして、3層になったマットを210℃3分の熱圧プレスを行い、9mm厚さで密度0.8g/cmの無機質板を得た。図3に示すように、この比較例1は表面硬度が低く、平滑性も悪かった。
【0080】
(比較例2)
微細な無機繊維として長さ1500μm以下に粉砕したロックウール50重量%と、軽量骨材として大きさ500μm以下のシラス発泡体30重量%と、無機質粉状体として水酸化アルミニウム10重量%と、結合剤として粉体フェノール10重量%とに水を噴霧しながら加えて1分間撹拌混合し、含水率7%の第1混合物を得た。この第1混合物をフォーミングして裏層マットを成形した。
【0081】
次に、無機繊維として繊維長6mm、繊維径10μmのガラス繊維7重量%と、軽量骨材として大きさ1mm以下のシラス発泡体70重量%と、無機質粉状体として炭酸カルシウム16重量%と、結合剤として粉体フェノール7重量%とに水を噴霧しながら加えてミキサーで2分間攪拌し、含水率10%の第2混合物を得た。これを上記裏層マット上に均一にフォーミングして芯層マットを成形した。
【0082】
さらに、上記と同様に得られた第1混合物を上記芯層マット上にフォーミングして表層マットを成形した。
【0083】
そして、3層になったマットを210℃3分の熱圧プレスを行い、9mm厚さで密度0.8g/cmの無機質板を得た。図3に示すように、この比較例2は、表面に繊維ダマが発生し、平滑性が失われていた。
【0084】
(比較例3)
微細な無機繊維として長さ850μm以下に粉砕したロックウール50重量%と、軽量骨材として大きさ1000μm以下のシラス発泡体30重量%と、無機質粉状体として水酸化アルミニウム10重量%と、結合剤として粉体フェノール10重量%とに水を噴霧しながら加えて1分間撹拌混合し、含水率7%の第1混合物を得た。この第1混合物をフォーミングして裏層マットを成形した。
【0085】
次に、無機繊維として繊維長6mm、繊維径10μmのガラス繊維7重量%と、軽量骨材として大きさ1mm以下のシラス発泡体70重量%と、無機質粉状体として炭酸カルシウム16重量%と、結合剤として粉体フェノール7重量%とに水を噴霧しながら加えてミキサーで2分間撹絆し、含水率10%の第2混合物を得た。これを上記裏層マットに均一にフォーミングして芯層マットを成形した。
【0086】
さらに、上記と同様に得られた第1混合物を上記芯層マット上にフォーミングして表層マットを成形した。
【0087】
そして、3層になったマットを210℃3分の熱圧プレスを行い、9mm厚さで密度0.8g/cmの無機質板を得た。図3に示す如く、この比較例3は、表面に凹凸が発生し、平滑性が失われていた。
【0088】
(比較例4)
微細な無機繊維として長さ850μm以下に粉砕したロックウール50重量%と、軽量骨材として大きさ500μm以下のシラス発泡体30重量%と、無機質粉状体として水酸化アルミニウム10重量%と、結合剤として粉体フェノール10重量%とに水を噴霧しながら加えて1分間撹拌混合し、含水率30%の第1混合物を得た。この第1混合物をフォーミングして裏層マットを成形した。
【0089】
次に、無機繊維として繊維長6mm、繊維径10μmのガラス繊維7重量%と、軽量骨材として大きさ1mm以下のシラス発泡体70重量%と、無機質粉状体として炭酸カルシウム16重量%と、結合剤として粉体フェノール7重量%とに水を噴霧しながら加えてミキサーで2分間撹絆し、含水率30%の第2混合物を得た。これを上記裏層マット上に均一にフォーミングして芯層マットを成形した。
【0090】
さらに、上記と同様に得られた第1混合物を上記芯層マット上にフォーミングして表層マットを成形した。
【0091】
そして、3層になったマットの熱圧締を行おうとしたが、水の蒸発が激しく、マット材料が爆裂を起こして製板ができなかった。
【産業上の利用可能性】
【0092】
本発明は、表面平滑性、不燃性、取扱性、加工性及び施工性に優れた高強度の無機質板が得られるので、極めて有用であり、産業上の利用可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【0093】
【図1】図1は、本発明の実施形態1に係る無機質板の断面図である。
【図2】図2は、実施形態2に係る無機質板の断面図である。
【図3】図3は、実施例及び比較例の諸特性を示す図である。
【符号の説明】
【0094】
A 無機質板
1 表層
2 裏層
3 芯層
4 シート状物
【出願人】 【識別番号】000204985
【氏名又は名称】大建工業株式会社
【出願日】 平成18年9月15日(2006.9.15)
【代理人】 【識別番号】100077931
【弁理士】
【氏名又は名称】前田 弘

【識別番号】100110939
【弁理士】
【氏名又は名称】竹内 宏

【識別番号】100110940
【弁理士】
【氏名又は名称】嶋田 高久

【識別番号】100113262
【弁理士】
【氏名又は名称】竹内 祐二

【識別番号】100115059
【弁理士】
【氏名又は名称】今江 克実

【識別番号】100115691
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 篤史

【識別番号】100117581
【弁理士】
【氏名又は名称】二宮 克也

【識別番号】100117710
【弁理士】
【氏名又は名称】原田 智雄

【識別番号】100121728
【弁理士】
【氏名又は名称】井関 勝守

【識別番号】100124671
【弁理士】
【氏名又は名称】関 啓

【識別番号】100131060
【弁理士】
【氏名又は名称】杉浦 靖也


【公開番号】 特開2008−68567(P2008−68567A)
【公開日】 平成20年3月27日(2008.3.27)
【出願番号】 特願2006−250837(P2006−250837)