建築用板の製造方法
【課題】 各層の比重または厚みがばらつかず規定通りにできる。
【解決手段】 芯層と、この芯層の表裏面に設けられる表層および裏層とを有する建築用板の製造方法において、ロックウール（無機質繊維）を主成分とする混合物を均一に散布することにより裏層に対応するマットを形成し、次にパーライト（無機質発泡体）を主成分とする混合物を均一に散布することにより芯層に対応するマットを形成し、最後にロックウール（無機質繊維）を主成分とする混合物を均一に散布することにより表層に対応するマットを形成し、次にこれらマット状の積層体を一回の熱圧で建築用板に成形するときに、熱圧成形時の圧力は、芯層に対応するマットが、熱圧開始後に加圧力の増加に対して略一定の比重Ｄ１を維持する範囲内において、表裏層に対応するマットが規定の比重ｄになるまで熱圧する。
【解決手段】 芯層と、この芯層の表裏面に設けられる表層および裏層とを有する建築用板の製造方法において、ロックウール（無機質繊維）を主成分とする混合物を均一に散布することにより裏層に対応するマットを形成し、次にパーライト（無機質発泡体）を主成分とする混合物を均一に散布することにより芯層に対応するマットを形成し、最後にロックウール（無機質繊維）を主成分とする混合物を均一に散布することにより表層に対応するマットを形成し、次にこれらマット状の積層体を一回の熱圧で建築用板に成形するときに、熱圧成形時の圧力は、芯層に対応するマットが、熱圧開始後に加圧力の増加に対して略一定の比重Ｄ１を維持する範囲内において、表裏層に対応するマットが規定の比重ｄになるまで熱圧する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として建物の下地材などに使用される建築用板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建物の外壁の下地材などに使用される建築用板の製造方法としては、たとえば鉱物質繊維、無機粉状体および粉末合成樹脂結合剤を必須成分とする混合物を均一に散布して下層部を形成し、次いで、鉱物質繊維、硬質無機発泡体および粉末合成樹脂結合剤を必須成分とする混合物を下層部の上面に均一に散布して中層部を形成し、この中層部の上面に、鉱物質繊維、無機粉状体および粉末合成樹脂結合剤を必須成分とする混合物を均一に散布して上層部を形成した後、加熱状態で圧締して一体化する方法である（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２８２５６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記建築用板の製造方法は、建築用板の芯層に対応するマットの両側に表層と裏層に対応するマットを積層し熱圧するので、各マットを形成する成分の種類、配合比、各マットの厚みあるいは熱圧条件など相当の原料や製造条件の管理を行わない限り各層の比重や厚みがばらつき、規定の値にすることが困難である。各層の比重や厚みがばらついて規定通りの値にならないと、各種物性値がばらつくことになるので品質が安定せず良質のものが得られない。
【０００４】
本発明の課題は、各層の比重または厚みがばらつかず規定通りにできることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため本発明は、芯層と、該芯層の少なくとも片側面に設けられる外層とを有する二層以上の建築用板の製造方法において、無機質発泡体を主成分とする混合物を均一に散布することにより前記芯層に対応するマットを形成し、該芯層に対応するマットの少なくとも片側面に無機質繊維を主成分とする混合物を均一に散布することにより前記外層に対応するマットを形成し、次にこれら二層以上のマット状の積層体を一回の熱圧で建築用板に成形するときに、前記熱圧時の圧力は、前記芯層に対応するマットが、熱圧開始後に加圧力の増加に対して略一定の比重または厚みを維持する範囲内において、前記外層に対応するマットが規定の比重または厚みになるまで熱圧することを特徴とする。
【０００６】
上記構成による作用を図１を使用して説明する。図１は、横軸に熱圧時の圧力、縦軸に熱圧時の比重をとって、芯層側熱圧曲線および外層側熱圧曲線を示したものである。因みに、図１の熱圧曲線は、芯層と外層からなる複数層の場合を示す。
【０００７】
すなわち、初期比重Ｄ０の芯層に対応するマットを加圧すると圧力の若干の増加ととも無機質発泡体は安定した位置に移動するので若干圧縮し圧力Ｐ３において比重Ｄ２となる。この間に、外層に対応するマットは逐次圧縮され、初期比重ｄ０から圧力Ｐ３において比重ｄ１となる。
【０００８】
さらに加圧されると、芯層に対応するマットは無機質発泡体の粒子同士の間隔が小さくなる。圧力Ｐ１において局部的に粒子同士が接触する状態となり比重Ｄ１に達する。この間、外層に対応するマットも圧力Ｐ３から圧力Ｐ１に加圧され無機質繊維は密に圧縮され無機質繊維同士が圧着した状態にあり、比重はｄ１からｄ２に上昇する。
【０００９】
さらに、芯層に対応するマットは、圧力Ｐ１から圧力Ｐ２に加圧されるが比重Ｄ１のまま一定である。外層に対応するマットの方は、圧力Ｐ１からさらに加圧されることにより無機質繊維同士の接触部において繊維の変形が進行し、無機質繊維同士がさらに密に圧縮され再び比重が大きくなり、圧力Ｐで比重ｄとなる。芯層に対応するマットは、圧力Ｐ２までは比重Ｄ１のまま一定であるが、圧力Ｐ２以上になると無機質発泡体の粒子破壊が始まり芯層に対応するマットの比重は再び増加する。
【００１０】
上記関係曲線において、芯層に対応するマットの比重Ｄ１が一定の間の圧力範囲Ｐ１〜Ｐ２の幅はある程度大きいので、この圧力範囲内の圧力Ｐにおいて外層側の比重（または厚み）を小さいばらつきで規定通りにすることができる。
【００１１】
次に、無機質発泡体を主成分とする混合物の成分または／および無機質繊維を主成分とする混合物の成分として、比重調整材および増量材としての無機質粉体または／および比重調整材および強度補強材としての有機質繊維を含むと良い。無機質発泡体や無機質繊維に対して、比重の異なる無機質粉体または／および有機質繊維を加えることにより芯層または外層の比重（または厚み）を調整できる。
【００１２】
さらに、無機質粉体は無機質発泡体の粒子同士の間や無機質繊維同士の間に密状態に浸入する。これにより無機質発泡体や無機質繊維内部の応力を平均化して小さくするとともに増量材としても機能する。さらに、無機質発泡体と無機質繊維に有機質繊維を加えることにより、芯層や外層の機械的強度を向上させる。
【００１３】
次に本発明を構成する各要件についてさらに詳しく説明する。本発明の建築用板の製造方法は、建築建物の内外壁、間仕切壁あるいは建具の芯材（コア材）の製造、特に、建築用外装板の下地材の製造に好適である。本発明の建築用板は、芯層と外層からなるが、たとえば芯層と表層または裏層からなる二層、芯層と表層および裏層からなる三層など少なくとも二層以上である。
【００１４】
芯層に対応するマットは、無機質発泡体に無機質粉体、有機質繊維などを含むと良い。無機質発泡体としては、パーライト、シラス発泡体、シリカ発泡体、ガラス発泡体などを使用することができる。パーライトを使用する場合、そのかさ比重は０．２５前後のものを使用すると良い。無機質粉体としては、ペーパースラッジ焼却灰（以下「ＰＳ灰」と記す。）、スラグ、フライアッシュ、炭化カルシウム、アルミナなどである。ＰＳ灰としてはかさ比重０．２９前後のものを使用すると良い。
【００１５】
有機質繊維としては、パルプ、木質繊維、木粉などの他にビニロン繊維、アクリル繊維、ポリアミド繊維などの合成樹脂繊維を使用することができる。木質繊維としては、松、杉、桧などの針葉樹またはラワン、カポール、栗、ポプラなどの広葉樹をチップにした後、常法にしたがい解繊したものである。木質繊維のかさ比重は、木粉を含む場合０．０２０〜０．０２４、木粉を含まない場合０．０１６〜０．０１８程度のものを使用すると良い。その繊維長さは０．５〜４０ｍｍ、直径は０．０５〜０．５ｍｍ（アスペクト比４００以下）程度である。また、アスペクト比１０未満で繊維長さが、たとえば５０〜８０μｍのものを木粉とする。
【００１６】
無機質発泡体に混合する成分は、上記成分の他に結合剤およびカップリング剤である。結合剤は、無機質発泡体と無機質繊維とを結合するが、この結合剤としてはフェノール系樹脂、ユリア系樹脂、メラミン系樹脂などの熱硬化性結合剤の単体または複数を必要に応じて使用する。特に、液体状のフェノール系樹脂結合剤は、無機質発泡体と無機質繊維とに均一に付着し、熱圧成形後の成形体の各種物性値のばらつきを小さくし、その結果として建築用板としての機械的強度、特に曲げ強度を向上させる。
【００１７】
カップリング剤は、無機質発泡体と有機質繊維との結合を促進させるものであるが、一般にＸ〜Ｓｉ(ＯＲ)３の化学式で表される化合物であり、このうちのＸはアミノ基、ビニル基、エポキシ基など、ＯＲはメトキシ基、エトキシ基などの反応基からなり、分子中に２個以上の異なった反応基をもった化合物である。
【００１８】
具体的には、ビニルトリメトキシシラン、β−３，４（エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのシラン系カップリング剤を使用すると良い。
【００１９】
外層に対応するマットは、無機質繊維単独でも良いが、この他に無機質粉体、有機質繊維などを含むと良い。無機質繊維としては、ロックウール、スラグ繊維、シリカ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカチタニア繊維、シリコンカーバイト繊維、ガラス繊維、炭素繊維、窒化ホウ素繊維、アルミナ繊維、ジルコニア繊維、金属繊維などを、建築用板の使用目的、用途などに応じて適宜選定する。無機質繊維としてロックウールを使用する場合、その開繊後のかさ比重は、０．０２〜０．０４を目処とする。
【００２０】
無機質繊維に混合する無機質粉体、有機質繊維は、上記無機発泡体に加えるものと同じものとしても良い。さらに、無機質繊維に混合する成分は、結合剤およびカップリング剤である。これら結合剤やカップリング剤についても無機質発泡体に加えるものと同様のものを使用しても良い。
【００２１】
芯層に対応するマットは、先の無機質発泡体を主成分とする混合物を均一に散布したものである。外層に対応するマットは、先の無機質繊維を主成分とする混合物を均一に散布したものである。マット状の積層体は、芯層に対応するマットと、外層に対応するマットとを積層したものである。
【００２２】
熱圧は一回（ワンショット）で行うものとし、圧力は、１０〜３０ｋｇｆ／ｃｍ２、温度は１１０〜２２０°Ｃ、時間は３〜２０分の各範囲で行われる。熱圧成形時の加圧力、温度、時間などの選定は、無機質発泡体や無機質繊維などの種類、結合剤の種類、建築用板の厚みなど原材料、寸法、使用目的などにより最適の条件を決定する。また、芯層の外側に形成される表層や裏層の成分組成、厚さなどは、必ずしも同一のものでなくても良く、予め目標とした比重または厚みが得られれば良い。
【００２３】
次に、無機質発泡体を主成分とする混合物（芯層に対応する混合物）の成分割合について説明する。無機質発泡体の量を無機質粉体および有機質繊維の量よりも多くする。各成分の混合割合は、無機質発泡体６０〜７０重量％、無機質粉体２０〜３０重量％、有機質繊維２〜５重量％、結合剤５〜１０重量％を目安とする。さらに、カップリング剤として０．１重量％程度を添加する。
【００２４】
無機質発泡体の量が７０重量％を越える場合は、成形体の形状安定性が増すが、脆くなり曲げに対する抵抗力が減少し割れ易くなる。無機質発泡体の量が６０重量％未満の場合は、形状安定性が不足するようになるとともに軽量化が図られなくなる。
【００２５】
無機質粉体の量が３０重量％を越える場合は、熱圧成形後の収縮が小さく形状を保持するが、脆くなり曲げ強度が小さくなる。無機質粉体の量が２０重量％未満の場合は、熱圧成形後の収縮が大きく形状、寸法の保持が劣るようになる。
【００２６】
有機質繊維の量が５重量％を越える場合は、有機質繊維の増加により不燃性能の低下を来す。有機質繊維の量が２重量％未満の場合は、無機質発泡体に対する有機質繊維の割合が小さく曲げ強度が小さくなる。
【００２７】
結合剤の量が１０重量％を越える場合は、熱圧成形後の収縮量が大きくなり形状、寸法の保持が劣るようになる。結合剤の量が５重量％未満の場合は、無機質発泡体と無機質繊維との結合が弱く、成形体としての機械的強度、特に曲げ強度が劣るようになる。
【００２８】
次に、無機質繊維を主成分とする混合物（外層に対応する混合物）の成分割合について説明する。外層は、無機質繊維の量を無機質粉体および有機質繊維の量よりも多くする。各成分の混合割合は、無機質繊維５０〜６０重量％、無機質粉体１０〜２０重量％、有機質繊維１０〜２０重量％、結合剤５〜１５重量％を目安とする。さらに、カップリング剤として０．１重量％程度を添加する。
【００２９】
無機質繊維の量が６０重量％を越える場合は、成形体の形状安定性と硬さが増すが、脆くなり曲げに対する抵抗力が減少し割れ易くなる。無機質繊維の量が５０重量％未満の場合は、形状安定性と基材としての硬さが不足するようになる。
【００３０】
無機質粉体の量が２０重量％を越える場合は、熱圧成形後の収縮が小さく形状を保持するが、脆くなり曲げ強度が小さくなる。無機質粉体の量が１０重量％未満の場合は、熱圧成形後の収縮が大きく形状、寸法の保持が劣るようになる。
【００３１】
有機質繊維の量が２０重量％を越える場合は、有機質繊維の増加により不燃性能の低下を来すとともに無機質繊維の比率が小さくなり形状安定性に欠けるようになる。有機質繊維の量が１０重量％未満の場合は、無機質繊維に対する有機質繊維の割合が小さく、機械的強度、特に曲げ強度が小さくなる。
【００３２】
結合剤の量が１５重量％を越える場合は、熱圧成形後の収縮量が大きくなり形状、寸法の保持が劣るようになる。結合剤の量が５重量％未満の場合は、無機質繊維と有機質繊維との結合が弱く、成形体としての機械的強度が劣るようになる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、二層以上の建築用板の製造において、芯層および外層の比重または厚みのばらつきが小さく規定通りの比重または厚みにできるので、品質の安定したものが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明に係る建築用板の製造方法の実施例を図面を基に詳細に説明する。なお、図２、３において、同一または同等部分には同一符号を付けて示す。
【実施例１】
【００３５】
図２は、本発明の建築用板の製造方法の一実施例を示し、その初期工程を示す説明図である。本建築用板の製造方法は、芯層の表裏に外層を設けた三層からなる建築用板の製造方法である。先ず、コンベヤー４１上に、裏層（外層）に対応するマット２５を形成する混合物１０を散布する。
【００３６】
混合物１０は、図３の裏層に対応するマット２５に示すように、ロックウール（無機質繊維）１４および木質繊維（有機質繊維）１８に、ロックウール（無機質繊維）１４と木質繊維１８を結合するフェノール樹脂結合剤２０およびＰＳ灰（無機質粉体）１６ならびにγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどのシラン系カップリング剤（図示せず）を加えたものである。
【００３７】
図２に示すように、混合物１０は、ダクト２９よりその吹出口３７からコンベヤー４１上に供給される。混合物１０は、均一に散布され、マット２５を形成する。この際、マット２５の厚みを均一にするために、ロール３３にてマット２５の凹凸部分を削り除去することにより平坦にする。
【００３８】
次に、マット２５の表面に、芯層に対応するマット２２を形成する混合物７を散布する。混合物７は、図３の芯層に対応するマット２２に示すように、パーライト（無機質発泡体）１２および木粉（有機質繊維）１９に、パーライト１２と木粉１９を結合するフェノール樹脂結合剤２０およびＰＳ灰１６ならびにシラン系カップリング剤（図示せず）を加えたものである。
【００３９】
図２に示すように、混合物７は、ダクト３０よりその吹出口３８からマット２５の表面に供給される。混合物７は、均一に散布され、マット２２を形成する。この際、マット２２の厚みを均一にするためロール３４にてマットの凹凸部分を削り除去することにより平坦にする。
【００４０】
最後に、マット２２の表面に、表層に対応するマット２４を形成する混合物９を散布する。混合物９は、混合物１０と同じ成分、組成である。混合物９は、ダクト３１よりその吹出口３９からマット２２の表面に供給される。混合物９は、均一に散布され、マット２４を形成する。この際、マット２４の厚みを均一にするためロール３５にてマットの凹凸部分を削り除去することにより平坦にする。
【００４１】
次に、コンベヤー４１上に形成されたマット２５、２２、２４の積層体２７は、厚さ方向に圧縮、たとえば５０％程度圧縮されて積層体２８となる。次に、積層体２８は、図示のように鋸４８により略所定の長さＬに切断され、コンベヤー４２にて次工程に送られる。
【００４２】
マットの成分割合は、たとえばマット２５およびマット２４については、ロックウール５５重量％、木質繊維１６重量％、ＰＳ灰１６重量％、フェノール樹脂結合剤１３重量％とする。この他にシラン系カップリング剤を０．１重量％ほど含む。マット２２については、パーライト６０重量％、木粉３重量％、ＰＳ灰３０重量％、フェノール樹脂結合剤７重量％とする。この他にシラン系カップリング剤を０．１重量％ほど含む。フェノール樹脂結合剤は、ロックウールまたはパーライト、木質繊維、ＰＳ灰に対してブレンダーで混合される。
【００４３】
図３は、図２に続く製造工程を示し、（ａ）は熱圧プレスの上下熱圧盤の間に三層からなる積層体を載置した状態の断面図、（ｂ）は熱圧途中の断面図、（ｃ）は熱圧直後の断面図である。積層体２８は、熱圧プレスの下側熱圧盤５２の上に載置される。そして、図３（ｂ）に示すように、上側熱圧盤５１が下降し加熱圧締される。この際の熱圧圧力は、芯層に対応するマット２２が、熱圧開始後に加圧力の増加に対して略一定の比重Ｄ１（または一定の厚み）になる値であり、図１における圧力Ｐ１に相当する。この段階において表裏層に対応するマット２４、２５の比重はｄ１である。
【００４４】
さらに、積層体２８を圧力Ｐ１から圧力Ｐまで熱圧することによって、図３（ｃ）に示すように、表裏層に対応するマット２４、２５は、比重ｄの値を有する成形層となる。この加圧の間、マット２２の比重はＤ１値を維持する。熱圧条件は、最終的には圧力２０ｋｇｆ／ｃｍ２、温度２００°Ｃ、時間１０分で行われる。
【００４５】
次に本実施例の作用について図１、３を使用して説明する。図１は、熱圧時の芯層側熱圧曲線および外層側熱圧曲線を示し、芯層、表層および裏層からなる三層の建築用板における熱圧曲線である。芯層と表裏層とをそれぞれ相違する比重に成形する。
【００４６】
図１に示すように、初期比重Ｄ０＝０．２５のマット２２を加圧すると圧力の若干の増加とともパーライト１２は安定した位置に移動し圧力Ｐ３において比重Ｄ２となる。この間に、表層および裏層に対応するマット２４、２５は、初期比重ｄ０＝０．０２５から逐次圧縮され、圧力Ｐ３において比重ｄ１となる。
【００４７】
さらに加圧すると芯層に対応するマット２２はパーライト１２の粒子同士の間隔が小さくなり圧力Ｐ１において局部的に粒子同士が接触する状態となり比重Ｄ１＝０．５５に達する。この間、表裏層に対応するマット２４、２５は圧力Ｐ３から圧力Ｐ１に上昇するがロックウール同士が互いに密に接触し比重はｄ１からｄ２に上昇する。
【００４８】
さらに、圧力Ｐ１から圧力Ｐまで加圧すると芯層に対応するマット２２は比重Ｄ１が一定のまま、表裏層に対応するマット２４、２５は比重ｄ２から比重ｄ=１．０まで上昇する。この間は、ロックウール１４同士の接触部において変形が進行し、ロックウール１４同士がさらに密に圧縮され比重が大きくなる範囲である。
【００４９】
上記関係曲線において、芯層に対応するマット２２の比重Ｄ１が一定の圧力範囲（Ｐ１〜Ｐ２の間）はある程度の幅があるので、この圧力範囲内で圧力Ｐを制御できる。
【００５０】
また、比重調整材および増量剤としてのＰＳ灰１６を含むことにより、ＰＳ灰１６の粒子径がパーライト１２の粒子径より小さいので、ＰＳ灰１６はパーライト１２粒子同士の間の隙間に密状態に介在する。これによりパーライト１２粒子に作用する応力は平均化されて小さくなりパーライト１２粒子が耐えられる破壊圧力（図１における圧力Ｐ２）が上昇する。
【００５１】
さらに、パーライト１２に木粉１９を含む場合も木粉１９がクッションの作用を呈し応力を緩和するのでパーライト１２粒子が耐えられる破壊圧力が上昇する。破壊圧力が上昇すると、比重Ｄ１が一定の圧力範囲（Ｐ１〜Ｐ２の間）は大きくなるので、圧力Ｐの制御が容易になる。
【００５２】
また、ＰＳ灰１６や木質繊維１８または木粉１９は、比重Ｄ１や比重ｄの大きさを調整する作用があるので、ＰＳ灰１６や木質繊維１８または木粉１９を適宜パーライト１２やロックウール１４に混合させることにより規定通りの比重や厚みの建築用板を得ることができる。
【００５３】
以上この発明を図示の実施例について詳しく説明したが、それを以ってこの発明をそれらの実施例のみに限定するものではない。要するに、この発明の精神を逸脱せずして種々改変を加えて多種多様の変形をなし得ることは云うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の建築用板の製造方法は、建築用外装板や屋根の下地材として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】熱圧時の芯層側熱圧曲線および外層側熱圧曲線である。
【図２】本発明の建築用板の製造方法の一実施例を示し、その初期工程を示す説明図である。
【図３】図２に続く製造工程を示し、（ａ）は熱圧プレスの上下熱圧盤の間に三層からなる積層体を載置した状態の断面図、（ｂ）は熱圧途中の断面図、（ｃ）は熱圧直後の断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 建築用板
３ 芯層
４ 表層（外層）
５ 裏層（外層）
７ パーライトを主成分とする混合物（無機質発泡体を主成分とする混合物）
９ ロックウールを主成分とする混合物（無機質繊維を主成分とする混合物）
１０ ロックウールを主成分とする混合物（無機質繊維を主成分とする混合物）
１２ パーライト（無機質発泡体）
１４ ロックウール（無機質繊維）
１６ ＰＳ灰（無機質繊維）
１８ 木質繊維（有機質繊維）
２０ フェノール樹脂結合剤
２２ 芯層に対応するマット
２４ 表層に対応するマット（外層に対応するマット）
２５ 裏層に対応するマット（外層に対応するマット）
２７、２８ 積層体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として建物の下地材などに使用される建築用板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建物の外壁の下地材などに使用される建築用板の製造方法としては、たとえば鉱物質繊維、無機粉状体および粉末合成樹脂結合剤を必須成分とする混合物を均一に散布して下層部を形成し、次いで、鉱物質繊維、硬質無機発泡体および粉末合成樹脂結合剤を必須成分とする混合物を下層部の上面に均一に散布して中層部を形成し、この中層部の上面に、鉱物質繊維、無機粉状体および粉末合成樹脂結合剤を必須成分とする混合物を均一に散布して上層部を形成した後、加熱状態で圧締して一体化する方法である（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２８２５６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記建築用板の製造方法は、建築用板の芯層に対応するマットの両側に表層と裏層に対応するマットを積層し熱圧するので、各マットを形成する成分の種類、配合比、各マットの厚みあるいは熱圧条件など相当の原料や製造条件の管理を行わない限り各層の比重や厚みがばらつき、規定の値にすることが困難である。各層の比重や厚みがばらついて規定通りの値にならないと、各種物性値がばらつくことになるので品質が安定せず良質のものが得られない。
【０００４】
本発明の課題は、各層の比重または厚みがばらつかず規定通りにできることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため本発明は、芯層と、該芯層の少なくとも片側面に設けられる外層とを有する二層以上の建築用板の製造方法において、無機質発泡体を主成分とする混合物を均一に散布することにより前記芯層に対応するマットを形成し、該芯層に対応するマットの少なくとも片側面に無機質繊維を主成分とする混合物を均一に散布することにより前記外層に対応するマットを形成し、次にこれら二層以上のマット状の積層体を一回の熱圧で建築用板に成形するときに、前記熱圧時の圧力は、前記芯層に対応するマットが、熱圧開始後に加圧力の増加に対して略一定の比重または厚みを維持する範囲内において、前記外層に対応するマットが規定の比重または厚みになるまで熱圧することを特徴とする。
【０００６】
上記構成による作用を図１を使用して説明する。図１は、横軸に熱圧時の圧力、縦軸に熱圧時の比重をとって、芯層側熱圧曲線および外層側熱圧曲線を示したものである。因みに、図１の熱圧曲線は、芯層と外層からなる複数層の場合を示す。
【０００７】
すなわち、初期比重Ｄ０の芯層に対応するマットを加圧すると圧力の若干の増加ととも無機質発泡体は安定した位置に移動するので若干圧縮し圧力Ｐ３において比重Ｄ２となる。この間に、外層に対応するマットは逐次圧縮され、初期比重ｄ０から圧力Ｐ３において比重ｄ１となる。
【０００８】
さらに加圧されると、芯層に対応するマットは無機質発泡体の粒子同士の間隔が小さくなる。圧力Ｐ１において局部的に粒子同士が接触する状態となり比重Ｄ１に達する。この間、外層に対応するマットも圧力Ｐ３から圧力Ｐ１に加圧され無機質繊維は密に圧縮され無機質繊維同士が圧着した状態にあり、比重はｄ１からｄ２に上昇する。
【０００９】
さらに、芯層に対応するマットは、圧力Ｐ１から圧力Ｐ２に加圧されるが比重Ｄ１のまま一定である。外層に対応するマットの方は、圧力Ｐ１からさらに加圧されることにより無機質繊維同士の接触部において繊維の変形が進行し、無機質繊維同士がさらに密に圧縮され再び比重が大きくなり、圧力Ｐで比重ｄとなる。芯層に対応するマットは、圧力Ｐ２までは比重Ｄ１のまま一定であるが、圧力Ｐ２以上になると無機質発泡体の粒子破壊が始まり芯層に対応するマットの比重は再び増加する。
【００１０】
上記関係曲線において、芯層に対応するマットの比重Ｄ１が一定の間の圧力範囲Ｐ１〜Ｐ２の幅はある程度大きいので、この圧力範囲内の圧力Ｐにおいて外層側の比重（または厚み）を小さいばらつきで規定通りにすることができる。
【００１１】
次に、無機質発泡体を主成分とする混合物の成分または／および無機質繊維を主成分とする混合物の成分として、比重調整材および増量材としての無機質粉体または／および比重調整材および強度補強材としての有機質繊維を含むと良い。無機質発泡体や無機質繊維に対して、比重の異なる無機質粉体または／および有機質繊維を加えることにより芯層または外層の比重（または厚み）を調整できる。
【００１２】
さらに、無機質粉体は無機質発泡体の粒子同士の間や無機質繊維同士の間に密状態に浸入する。これにより無機質発泡体や無機質繊維内部の応力を平均化して小さくするとともに増量材としても機能する。さらに、無機質発泡体と無機質繊維に有機質繊維を加えることにより、芯層や外層の機械的強度を向上させる。
【００１３】
次に本発明を構成する各要件についてさらに詳しく説明する。本発明の建築用板の製造方法は、建築建物の内外壁、間仕切壁あるいは建具の芯材（コア材）の製造、特に、建築用外装板の下地材の製造に好適である。本発明の建築用板は、芯層と外層からなるが、たとえば芯層と表層または裏層からなる二層、芯層と表層および裏層からなる三層など少なくとも二層以上である。
【００１４】
芯層に対応するマットは、無機質発泡体に無機質粉体、有機質繊維などを含むと良い。無機質発泡体としては、パーライト、シラス発泡体、シリカ発泡体、ガラス発泡体などを使用することができる。パーライトを使用する場合、そのかさ比重は０．２５前後のものを使用すると良い。無機質粉体としては、ペーパースラッジ焼却灰（以下「ＰＳ灰」と記す。）、スラグ、フライアッシュ、炭化カルシウム、アルミナなどである。ＰＳ灰としてはかさ比重０．２９前後のものを使用すると良い。
【００１５】
有機質繊維としては、パルプ、木質繊維、木粉などの他にビニロン繊維、アクリル繊維、ポリアミド繊維などの合成樹脂繊維を使用することができる。木質繊維としては、松、杉、桧などの針葉樹またはラワン、カポール、栗、ポプラなどの広葉樹をチップにした後、常法にしたがい解繊したものである。木質繊維のかさ比重は、木粉を含む場合０．０２０〜０．０２４、木粉を含まない場合０．０１６〜０．０１８程度のものを使用すると良い。その繊維長さは０．５〜４０ｍｍ、直径は０．０５〜０．５ｍｍ（アスペクト比４００以下）程度である。また、アスペクト比１０未満で繊維長さが、たとえば５０〜８０μｍのものを木粉とする。
【００１６】
無機質発泡体に混合する成分は、上記成分の他に結合剤およびカップリング剤である。結合剤は、無機質発泡体と無機質繊維とを結合するが、この結合剤としてはフェノール系樹脂、ユリア系樹脂、メラミン系樹脂などの熱硬化性結合剤の単体または複数を必要に応じて使用する。特に、液体状のフェノール系樹脂結合剤は、無機質発泡体と無機質繊維とに均一に付着し、熱圧成形後の成形体の各種物性値のばらつきを小さくし、その結果として建築用板としての機械的強度、特に曲げ強度を向上させる。
【００１７】
カップリング剤は、無機質発泡体と有機質繊維との結合を促進させるものであるが、一般にＸ〜Ｓｉ(ＯＲ)３の化学式で表される化合物であり、このうちのＸはアミノ基、ビニル基、エポキシ基など、ＯＲはメトキシ基、エトキシ基などの反応基からなり、分子中に２個以上の異なった反応基をもった化合物である。
【００１８】
具体的には、ビニルトリメトキシシラン、β−３，４（エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのシラン系カップリング剤を使用すると良い。
【００１９】
外層に対応するマットは、無機質繊維単独でも良いが、この他に無機質粉体、有機質繊維などを含むと良い。無機質繊維としては、ロックウール、スラグ繊維、シリカ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカチタニア繊維、シリコンカーバイト繊維、ガラス繊維、炭素繊維、窒化ホウ素繊維、アルミナ繊維、ジルコニア繊維、金属繊維などを、建築用板の使用目的、用途などに応じて適宜選定する。無機質繊維としてロックウールを使用する場合、その開繊後のかさ比重は、０．０２〜０．０４を目処とする。
【００２０】
無機質繊維に混合する無機質粉体、有機質繊維は、上記無機発泡体に加えるものと同じものとしても良い。さらに、無機質繊維に混合する成分は、結合剤およびカップリング剤である。これら結合剤やカップリング剤についても無機質発泡体に加えるものと同様のものを使用しても良い。
【００２１】
芯層に対応するマットは、先の無機質発泡体を主成分とする混合物を均一に散布したものである。外層に対応するマットは、先の無機質繊維を主成分とする混合物を均一に散布したものである。マット状の積層体は、芯層に対応するマットと、外層に対応するマットとを積層したものである。
【００２２】
熱圧は一回（ワンショット）で行うものとし、圧力は、１０〜３０ｋｇｆ／ｃｍ２、温度は１１０〜２２０°Ｃ、時間は３〜２０分の各範囲で行われる。熱圧成形時の加圧力、温度、時間などの選定は、無機質発泡体や無機質繊維などの種類、結合剤の種類、建築用板の厚みなど原材料、寸法、使用目的などにより最適の条件を決定する。また、芯層の外側に形成される表層や裏層の成分組成、厚さなどは、必ずしも同一のものでなくても良く、予め目標とした比重または厚みが得られれば良い。
【００２３】
次に、無機質発泡体を主成分とする混合物（芯層に対応する混合物）の成分割合について説明する。無機質発泡体の量を無機質粉体および有機質繊維の量よりも多くする。各成分の混合割合は、無機質発泡体６０〜７０重量％、無機質粉体２０〜３０重量％、有機質繊維２〜５重量％、結合剤５〜１０重量％を目安とする。さらに、カップリング剤として０．１重量％程度を添加する。
【００２４】
無機質発泡体の量が７０重量％を越える場合は、成形体の形状安定性が増すが、脆くなり曲げに対する抵抗力が減少し割れ易くなる。無機質発泡体の量が６０重量％未満の場合は、形状安定性が不足するようになるとともに軽量化が図られなくなる。
【００２５】
無機質粉体の量が３０重量％を越える場合は、熱圧成形後の収縮が小さく形状を保持するが、脆くなり曲げ強度が小さくなる。無機質粉体の量が２０重量％未満の場合は、熱圧成形後の収縮が大きく形状、寸法の保持が劣るようになる。
【００２６】
有機質繊維の量が５重量％を越える場合は、有機質繊維の増加により不燃性能の低下を来す。有機質繊維の量が２重量％未満の場合は、無機質発泡体に対する有機質繊維の割合が小さく曲げ強度が小さくなる。
【００２７】
結合剤の量が１０重量％を越える場合は、熱圧成形後の収縮量が大きくなり形状、寸法の保持が劣るようになる。結合剤の量が５重量％未満の場合は、無機質発泡体と無機質繊維との結合が弱く、成形体としての機械的強度、特に曲げ強度が劣るようになる。
【００２８】
次に、無機質繊維を主成分とする混合物（外層に対応する混合物）の成分割合について説明する。外層は、無機質繊維の量を無機質粉体および有機質繊維の量よりも多くする。各成分の混合割合は、無機質繊維５０〜６０重量％、無機質粉体１０〜２０重量％、有機質繊維１０〜２０重量％、結合剤５〜１５重量％を目安とする。さらに、カップリング剤として０．１重量％程度を添加する。
【００２９】
無機質繊維の量が６０重量％を越える場合は、成形体の形状安定性と硬さが増すが、脆くなり曲げに対する抵抗力が減少し割れ易くなる。無機質繊維の量が５０重量％未満の場合は、形状安定性と基材としての硬さが不足するようになる。
【００３０】
無機質粉体の量が２０重量％を越える場合は、熱圧成形後の収縮が小さく形状を保持するが、脆くなり曲げ強度が小さくなる。無機質粉体の量が１０重量％未満の場合は、熱圧成形後の収縮が大きく形状、寸法の保持が劣るようになる。
【００３１】
有機質繊維の量が２０重量％を越える場合は、有機質繊維の増加により不燃性能の低下を来すとともに無機質繊維の比率が小さくなり形状安定性に欠けるようになる。有機質繊維の量が１０重量％未満の場合は、無機質繊維に対する有機質繊維の割合が小さく、機械的強度、特に曲げ強度が小さくなる。
【００３２】
結合剤の量が１５重量％を越える場合は、熱圧成形後の収縮量が大きくなり形状、寸法の保持が劣るようになる。結合剤の量が５重量％未満の場合は、無機質繊維と有機質繊維との結合が弱く、成形体としての機械的強度が劣るようになる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、二層以上の建築用板の製造において、芯層および外層の比重または厚みのばらつきが小さく規定通りの比重または厚みにできるので、品質の安定したものが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明に係る建築用板の製造方法の実施例を図面を基に詳細に説明する。なお、図２、３において、同一または同等部分には同一符号を付けて示す。
【実施例１】
【００３５】
図２は、本発明の建築用板の製造方法の一実施例を示し、その初期工程を示す説明図である。本建築用板の製造方法は、芯層の表裏に外層を設けた三層からなる建築用板の製造方法である。先ず、コンベヤー４１上に、裏層（外層）に対応するマット２５を形成する混合物１０を散布する。
【００３６】
混合物１０は、図３の裏層に対応するマット２５に示すように、ロックウール（無機質繊維）１４および木質繊維（有機質繊維）１８に、ロックウール（無機質繊維）１４と木質繊維１８を結合するフェノール樹脂結合剤２０およびＰＳ灰（無機質粉体）１６ならびにγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどのシラン系カップリング剤（図示せず）を加えたものである。
【００３７】
図２に示すように、混合物１０は、ダクト２９よりその吹出口３７からコンベヤー４１上に供給される。混合物１０は、均一に散布され、マット２５を形成する。この際、マット２５の厚みを均一にするために、ロール３３にてマット２５の凹凸部分を削り除去することにより平坦にする。
【００３８】
次に、マット２５の表面に、芯層に対応するマット２２を形成する混合物７を散布する。混合物７は、図３の芯層に対応するマット２２に示すように、パーライト（無機質発泡体）１２および木粉（有機質繊維）１９に、パーライト１２と木粉１９を結合するフェノール樹脂結合剤２０およびＰＳ灰１６ならびにシラン系カップリング剤（図示せず）を加えたものである。
【００３９】
図２に示すように、混合物７は、ダクト３０よりその吹出口３８からマット２５の表面に供給される。混合物７は、均一に散布され、マット２２を形成する。この際、マット２２の厚みを均一にするためロール３４にてマットの凹凸部分を削り除去することにより平坦にする。
【００４０】
最後に、マット２２の表面に、表層に対応するマット２４を形成する混合物９を散布する。混合物９は、混合物１０と同じ成分、組成である。混合物９は、ダクト３１よりその吹出口３９からマット２２の表面に供給される。混合物９は、均一に散布され、マット２４を形成する。この際、マット２４の厚みを均一にするためロール３５にてマットの凹凸部分を削り除去することにより平坦にする。
【００４１】
次に、コンベヤー４１上に形成されたマット２５、２２、２４の積層体２７は、厚さ方向に圧縮、たとえば５０％程度圧縮されて積層体２８となる。次に、積層体２８は、図示のように鋸４８により略所定の長さＬに切断され、コンベヤー４２にて次工程に送られる。
【００４２】
マットの成分割合は、たとえばマット２５およびマット２４については、ロックウール５５重量％、木質繊維１６重量％、ＰＳ灰１６重量％、フェノール樹脂結合剤１３重量％とする。この他にシラン系カップリング剤を０．１重量％ほど含む。マット２２については、パーライト６０重量％、木粉３重量％、ＰＳ灰３０重量％、フェノール樹脂結合剤７重量％とする。この他にシラン系カップリング剤を０．１重量％ほど含む。フェノール樹脂結合剤は、ロックウールまたはパーライト、木質繊維、ＰＳ灰に対してブレンダーで混合される。
【００４３】
図３は、図２に続く製造工程を示し、（ａ）は熱圧プレスの上下熱圧盤の間に三層からなる積層体を載置した状態の断面図、（ｂ）は熱圧途中の断面図、（ｃ）は熱圧直後の断面図である。積層体２８は、熱圧プレスの下側熱圧盤５２の上に載置される。そして、図３（ｂ）に示すように、上側熱圧盤５１が下降し加熱圧締される。この際の熱圧圧力は、芯層に対応するマット２２が、熱圧開始後に加圧力の増加に対して略一定の比重Ｄ１（または一定の厚み）になる値であり、図１における圧力Ｐ１に相当する。この段階において表裏層に対応するマット２４、２５の比重はｄ１である。
【００４４】
さらに、積層体２８を圧力Ｐ１から圧力Ｐまで熱圧することによって、図３（ｃ）に示すように、表裏層に対応するマット２４、２５は、比重ｄの値を有する成形層となる。この加圧の間、マット２２の比重はＤ１値を維持する。熱圧条件は、最終的には圧力２０ｋｇｆ／ｃｍ２、温度２００°Ｃ、時間１０分で行われる。
【００４５】
次に本実施例の作用について図１、３を使用して説明する。図１は、熱圧時の芯層側熱圧曲線および外層側熱圧曲線を示し、芯層、表層および裏層からなる三層の建築用板における熱圧曲線である。芯層と表裏層とをそれぞれ相違する比重に成形する。
【００４６】
図１に示すように、初期比重Ｄ０＝０．２５のマット２２を加圧すると圧力の若干の増加とともパーライト１２は安定した位置に移動し圧力Ｐ３において比重Ｄ２となる。この間に、表層および裏層に対応するマット２４、２５は、初期比重ｄ０＝０．０２５から逐次圧縮され、圧力Ｐ３において比重ｄ１となる。
【００４７】
さらに加圧すると芯層に対応するマット２２はパーライト１２の粒子同士の間隔が小さくなり圧力Ｐ１において局部的に粒子同士が接触する状態となり比重Ｄ１＝０．５５に達する。この間、表裏層に対応するマット２４、２５は圧力Ｐ３から圧力Ｐ１に上昇するがロックウール同士が互いに密に接触し比重はｄ１からｄ２に上昇する。
【００４８】
さらに、圧力Ｐ１から圧力Ｐまで加圧すると芯層に対応するマット２２は比重Ｄ１が一定のまま、表裏層に対応するマット２４、２５は比重ｄ２から比重ｄ=１．０まで上昇する。この間は、ロックウール１４同士の接触部において変形が進行し、ロックウール１４同士がさらに密に圧縮され比重が大きくなる範囲である。
【００４９】
上記関係曲線において、芯層に対応するマット２２の比重Ｄ１が一定の圧力範囲（Ｐ１〜Ｐ２の間）はある程度の幅があるので、この圧力範囲内で圧力Ｐを制御できる。
【００５０】
また、比重調整材および増量剤としてのＰＳ灰１６を含むことにより、ＰＳ灰１６の粒子径がパーライト１２の粒子径より小さいので、ＰＳ灰１６はパーライト１２粒子同士の間の隙間に密状態に介在する。これによりパーライト１２粒子に作用する応力は平均化されて小さくなりパーライト１２粒子が耐えられる破壊圧力（図１における圧力Ｐ２）が上昇する。
【００５１】
さらに、パーライト１２に木粉１９を含む場合も木粉１９がクッションの作用を呈し応力を緩和するのでパーライト１２粒子が耐えられる破壊圧力が上昇する。破壊圧力が上昇すると、比重Ｄ１が一定の圧力範囲（Ｐ１〜Ｐ２の間）は大きくなるので、圧力Ｐの制御が容易になる。
【００５２】
また、ＰＳ灰１６や木質繊維１８または木粉１９は、比重Ｄ１や比重ｄの大きさを調整する作用があるので、ＰＳ灰１６や木質繊維１８または木粉１９を適宜パーライト１２やロックウール１４に混合させることにより規定通りの比重や厚みの建築用板を得ることができる。
【００５３】
以上この発明を図示の実施例について詳しく説明したが、それを以ってこの発明をそれらの実施例のみに限定するものではない。要するに、この発明の精神を逸脱せずして種々改変を加えて多種多様の変形をなし得ることは云うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の建築用板の製造方法は、建築用外装板や屋根の下地材として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】熱圧時の芯層側熱圧曲線および外層側熱圧曲線である。
【図２】本発明の建築用板の製造方法の一実施例を示し、その初期工程を示す説明図である。
【図３】図２に続く製造工程を示し、（ａ）は熱圧プレスの上下熱圧盤の間に三層からなる積層体を載置した状態の断面図、（ｂ）は熱圧途中の断面図、（ｃ）は熱圧直後の断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 建築用板
３ 芯層
４ 表層（外層）
５ 裏層（外層）
７ パーライトを主成分とする混合物（無機質発泡体を主成分とする混合物）
９ ロックウールを主成分とする混合物（無機質繊維を主成分とする混合物）
１０ ロックウールを主成分とする混合物（無機質繊維を主成分とする混合物）
１２ パーライト（無機質発泡体）
１４ ロックウール（無機質繊維）
１６ ＰＳ灰（無機質繊維）
１８ 木質繊維（有機質繊維）
２０ フェノール樹脂結合剤
２２ 芯層に対応するマット
２４ 表層に対応するマット（外層に対応するマット）
２５ 裏層に対応するマット（外層に対応するマット）
２７、２８ 積層体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯層と、該芯層の少なくとも片側面に設けられる外層とを有する二層以上の建築用板の製造方法において、無機質発泡体を主成分とする混合物を均一に散布することにより前記芯層に対応するマットを形成し、該芯層に対応するマットの少なくとも片側面に無機質繊維を主成分とする混合物を均一に散布することにより前記外層に対応するマットを形成し、次にこれら二層以上のマット状の積層体を一回の熱圧で建築用板に成形するときに、前記熱圧時の圧力は、前記芯層に対応するマットが、熱圧開始後に加圧力の増加に対して略一定の比重または厚みを維持する範囲内において、前記外層に対応するマットが規定の比重または厚みになるまで熱圧することを特徴とする建築用板の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、前記無機質発泡体を主成分とする混合物または／および前記無機質繊維を主成分とする混合物は、無機質粉体または／および有機質繊維を含むことを特徴とする建築用板の製造方法。
【請求項１】
芯層と、該芯層の少なくとも片側面に設けられる外層とを有する二層以上の建築用板の製造方法において、無機質発泡体を主成分とする混合物を均一に散布することにより前記芯層に対応するマットを形成し、該芯層に対応するマットの少なくとも片側面に無機質繊維を主成分とする混合物を均一に散布することにより前記外層に対応するマットを形成し、次にこれら二層以上のマット状の積層体を一回の熱圧で建築用板に成形するときに、前記熱圧時の圧力は、前記芯層に対応するマットが、熱圧開始後に加圧力の増加に対して略一定の比重または厚みを維持する範囲内において、前記外層に対応するマットが規定の比重または厚みになるまで熱圧することを特徴とする建築用板の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、前記無機質発泡体を主成分とする混合物または／および前記無機質繊維を主成分とする混合物は、無機質粉体または／および有機質繊維を含むことを特徴とする建築用板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−１０３１３１（Ｐ２００６−１０３１３１Ａ）
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２９２４４６（Ｐ２００４−２９２４４６）
【出願日】平成１６年１０月５日（２００４．１０．５）
【出願人】（３９００３０３４０）株式会社ノダ (146)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月５日（２００４．１０．５）
【出願人】（３９００３０３４０）株式会社ノダ (146)
【Ｆターム（参考）】
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