JPH09209295A

JPH09209295A - 耐摩耗オーバーレイシートの製造方法

Info

Publication number: JPH09209295A
Application number: JP3552096A
Authority: JP
Inventors: S Crabtree Richard; リチャード・エス・クラブトリー; O Hill Larry; ラリー・オゥ・ヒル
Original assignee: Mead Corp
Current assignee: Mead Corp
Priority date: 1996-01-30
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 1997-08-12

Abstract

(57)【要約】【課題】シート表面上に粗粒層を均一に分散させる粗
粒の塗工方法を提供する。【解決手段】抄紙機上にセルロース系繊維のウエブを
形成し、スロットオリフィスコータヘッドを用いて耐摩
耗粗粒を含むスラリーを抄紙機上のウエブの上部表面に
塗布し、該粗粒をウエブ表面に３０００平方フィート当
り約２から４０ポンドの塗工重量で均一分散させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粗粒（grit）を含
む高摩耗オーバーレイを製造する方法に関する。この高
摩耗オーバーレイは、カウンタトップ、壁パネル、床面
仕上げ材等の製造用の高圧もしくは低圧積層体に用いて
好適な高い耐摩耗性を示すものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、装飾積層体は、種々の種類の樹脂
を含浸させた紙あるいはファブリック等のシート材料を
数層に積層して製造される。樹脂は、典型的には、フェ
ノール樹脂、アミノプラスツ（アミノ樹脂）、ポリエス
テル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等で
ある。

【０００３】用いる紙もしくはファブリックと含浸用の
樹脂の選択は、仕上がり積層体の意図される最終用途に
より支配される。表面装飾が必要とされない最終用途が
ある一方、多くの場合、色彩及び／または模様を付与し
て仕上がり積層体に視覚的アピールを持たせることが望
まれる。積層体の外表面には色彩及び／または装飾模様
が望まれるが、コアもしくは基体は、主に強度を持たせ
る支持体として機能するもので、合板等の木材、複数層
の未晒しもしくは暗色の紙または布からなり、フェノー
ル樹脂のような暗色の安価な含浸樹脂を用いる。

【０００４】積層体において装飾もしくは印刷された表
面が望ましい場合は、化粧シート（decor sheet）とし
て知られる外部表面層を用いて一もしくは複数のコア層
を覆う。化粧シートは、二酸化チタン及び／または他の
乳白化顔料で着色された有色装飾紙、または装飾紙にさ
らに模様が印刷されて暗色のコア材料を覆った印刷装飾
紙である。化粧層には、メラミン樹脂、ポリエステル樹
脂等の広範囲の樹脂を含浸させることができる。

【０００５】装飾積層体の表面は保護することが望まれ
る。さもないと、連続使用により印刷模様が損なわれて
しまうからである。装飾積層体に耐摩耗性及び耐摩損性
を付与するには、オーバーレイとして知られる樹脂含浸
表面紙を化粧シート上に設けることが実施されてきた。
積層体を強化する際、オーバーレイシートは透明にな
り、化粧シート上の印刷模様が透かして見えるようにな
る。さらに最近では、酸化アルミニウムのような粗粒子
をオーバーレイ紙に含有させて、オーバーレイ紙を含む
積層体に更なる耐摩耗性を与えている。同様に、印刷化
粧紙は、耐摩耗粒子を含む樹脂シロップ剤で塗工されて
いる。高摩耗オーバーレイを含む装飾積層体を床材料に
使用することは特に欧州において人気になっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】現在のところ、粗粒子
層は抄紙機上の２次ヘッドボックスを用いて化粧シート
の表面に塗布されている。このオーバーレイシートへの
粗粒子塗布方法では、ウエブ（web）の幅方向に対して
の粗粒子分散と被覆性が大きく変動してしまい、シート
のＺ方向の粗粒子欠如が生じるという問題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、抄紙機のウェ
ットエンドに配置したスロットオリフィスコータヘッド
のアプリケータを用いてシート表面上に粗粒層を均一に
分散させる、繊維セルロース系オーバーレイシートへの
粗粒の塗工方法に関する。（２次ヘッドボックスと比較
して）スロットオリフィスコータを用いると、粗粒塗布
の効率と均一性が向上し、廃材を減少させる。

【０００８】本発明では、スロットオリフィスコータヘ
ッドのアプリケータが抄紙機上で直接用いられる。アプ
リケータは主ヘッドボックスの後でドライヤの前ならば
どこに配置しても良いが、ドライヤラインのすぐ近く、
すなわち、沈降した繊維が絡み合い始め、表面に水の層
がない場所に位置させるのがより好ましい。スロットオ
リフィスコータヘッドアプリケータは、所定量の粗粒組
成物がセルロース系シートの表面に均一に分散すること
を可能にする容積移送式ポンプに接続されて用いられ
る。スロットオリフィスコータの供給ラインにスタティ
ックミキサーを設けて、スラリー中の粗粒の沈降を防止
もしくは低減させてもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明においては、スロットオリ
フィスコータヘッドアプリケータを用いて、粗粒含有ス
ラリーから均一の粗粒層が繊維セルロース系オーバーレ
イシートの表面に塗工される。ここで用いる「スロット
オリフィスコータ」という用語は当該技術分野において
用いられているような意味で用いるものであり、開口
し、塗工料が加圧されて通過せしめられるスロットに塗
工料を供給する中央キャビティを有するコータを意味す
るものである。本発明において用いられるスロットオリ
フィスコータの例としては、落下する塗工組成物のカー
テンをオーバーレイが通過するときに塗工されるカーテ
ンコータと、オーバーレイがスロットオリフィスから押
し出されるときに塗工組成物のビードに接触してコート
されるコータとがある。後者の形式のコータは、基体が
コータの真上、コータの真下、もしくはコータの側部を
通過するときに、基体をコートするように配設される。
スロットオリフィスコータのスロット幅は、典型的に
は、０．４から０．８ｍｍである。間隙高さ（すなわ
ち、スロットオリフィスの端部と基体表面の間の距離）
は、ビードで塗工する場合に約０．５から１．５５ｍｍ
で、カーテンで塗工する場合に約２．５から２５ｍｍで
ある。コータヘッド圧力は、ビードで塗工する場合に約
５から２５ｐｓｉｇで、カーテンで塗工する場合に約５
から１５０ｐｓｉｇである。本発明で用いることができ
るスロットオリフィスコータの一つは、リバティツール
（Liberty Tool）社によってテクニコート（Technikot
e）の取引名で販売されている。他の製作メーカーもま
たここで用いることができるスロットオリフィスコータ
を製作している。シートは化粧シートもしくはオーバー
レイシートである。

【００１０】図１に示されているように、供給タンクに
貯蔵された酸化アルミニウム粗粒の水性スラリーが、塗
工料供給ラインを通じて容積移送式ポンプまで移送さ
れ、該ポンプが所定量のスラリーをスロットオリフィス
コータヘッドまでポンプ移送する。ポンプとスロットオ
リフィスコータヘッドとの間にはスタティックミキサー
のような攪拌手段が位置せしめられ、スラリー中の粗粒
が沈降するのを防止する。ついで、粗粒含有スラリー
は、スロットオリフィスコータによって原料繊維セルロ
ース系ウエブに塗工されるが、スロットオリフィスコー
タは粗粒含有スラリーをウエブ表面上に均一に分散させ
る。スロットオリフィスコータは好ましくはカーテンコ
ータである。ついで、塗工されたウエブは任意の従来の
手段によって絶乾されて、シート表面上に耐摩耗粗粒子
層を有する化粧シートもしくはオーバーレイシートのよ
うな繊維セルロース系シートとされる。

【００１１】本発明に特有の効果は、スロットオリフィ
スコータヘッドアプリケータによって所定量のスラリー
混合物を移送して、３０００平方フィート当り約２から
４０ポンドの塗工量（絶乾基準）でオーバーレイシート
の表面に均一に分散させた状態で塗布できることであ
る。スロットオリフィスコータヘッドアプリケータを使
用すると、化粧シートに粗粒スラリー混合物を均一に分
散させることによって操業効率を増大させるばかりでな
く、要求あるいは所望される製品基準を達成しながら廃
棄材の発生を低減させることによってプロセスコストを
著しく低減させる。図２と図３は、本発明のスロットオ
リフィスカーテンコータで達成された塗工状態と従来の
２次ヘッドボックスによる塗工状態を比較する写真であ
る。図２から、スロットオリフィスカーテンコータを用
いて塗工した塗工状態は、２次ヘッドボックス塗工装置
を用いて得られた非常にストリークが多く不均一で、若
干はん紋のある外観の図３の塗工状態に比較して、より
均一で一様であることが分かる。

【００１２】また、スロットオリフィスコータヘッドア
プリケータを用いると、オーバーレイに通常用いられる
他の材料と添加剤を粗粒スラリーに直接含有せしめるこ
とが可能になる。例えば、粗粒混合物にメラミン樹脂を
含有させることが可能であり、単一の工程で樹脂と粗粒
の双方を塗工することができる。用いることができるラ
インスピードは、塗工組成物の性質と、用いるスロット
オリフィスコータの特定の型式に応じて変わる。塗工が
ビードからなされる場合は約１から１００ｆｐｍのライ
ンスピードを用いることができ、塗工がカーテンからな
される場合は約５００から４０００ｆｐｍのラインスピ
ードを用いることができる。

【００１３】スロットオリフィスコータは約５％から９
５％、より好ましくは、約１０％から８０％の固形分を
含有するスラリーを塗工するのに用いることができる。
これと比較して、２次ヘッドボックスは、固形分が約
０．５から５％、さらに具体的には約１％もしくは２％
を越えて含有するスラリーを塗布する場合には一般に用
いることはできない。本発明において塗工できるスラリ
ー濃度が高いため、２次ヘッドボックスからスラリーを
塗工する場合よりも、大なるラインスピード及び／また
は低い塗工料流量とすることができる。特に、ヘッドボ
ックスを用いて、１０フィート幅のウエブを塗工する場
合、毎分５００−１０００ガロンの流量で塗工を行うこ
とも稀ではない。これに対して、スロットオリフィスコ
ータでは、１０フィート幅のウエブをビードで塗工する
場合、毎分５から１０ガロン程度の流量を用いることが
でき、カーテンで塗工を行う場合は、毎分５から５０ガ
ロンの流量を用いることができ、水と非保持粗粒の量が
大幅に減少する。

【００１４】本発明で用いることができる粗粒は、シリ
カ、アルミナ、アランダム、コランダム、エメリ、スピ
ネル等の鉱物粒子、並びに炭化タングステン、ホウ化ジ
ルコニウム、窒化チタン、炭化タンタル、炭化ベリリウ
ム、炭化ケイ素、ホウ化アルミニウム、炭化ホウ素、ダ
イアモンドくずこ等の他の材料、及びその混合物であ
る。特定の素粒の適合性は、入手容易性、コスト、粒度
分布、更には粒子の色彩に依存する。コスト、入手容易
性、硬度、粒径、色彩の多様性と欠落を考慮すると、酸
化アルミニウムが大抵の利用において好適な粗粒であ
る。末端の使用性能に応じて、坪量、灰分量、粗粒子の
粒径と種類が変わる。粗粒は約１０から１００ミクロン
の平均粒径と約１０から１５０ミクロンの粒径分布を有
するのが好ましい。

【００１５】本発明において用いるスラリーは、典型的
にはバインダー材料を含有する。バインダー材料は一般
に用いられるバインダー、例えば、メラミン樹脂、ポリ
ビニルアルコール、アクリルラテックス、スターチ、カ
ゼイン、スチレン-ブタジエンラテックス、カルボキシ
メチルセルロース（ＣＭＣ）、微晶セルロース、アルギ
ン酸ナトリウム等、またはその混合物で、塗工材料が化
粧シートあるいはオーバーレイシートのような基体に接
着される塗工組成物において用いられるものである。メ
ラミンーホルムアルデヒドは化粧シートに含浸させるた
めによく用いられるので、メラミン-ホルムアルデヒド
のようなメラミン樹脂が本発明においてバインダー材料
として好適に用いられる。通常、バインダーは塗工固形
分の約１から１０重量％の量で用いられる。ヘッドボッ
クスから塗工する場合はバインダーは普通用いられな
い。

【００１６】スラリー媒体は約５から９５％、好ましく
は約１０から８０％の粗粒を含有することができる。ス
ラリーは、ビードでの塗工の場合は約５０から１５０ｃ
ｐｓ、カーテンでの塗工の場合は約５０から５００ｃｐ
ｓの粘度を有するのが好ましい。カーテン塗工では、ス
ラリーは少量（０．０５から０．５％）の界面活性剤を
含有するのが好ましい。

【００１７】オーバーレイシートは、かかる目的に一般
的に用いられる繊維から形成され、好ましくは、晒しク
ラフトパルプ（ＢＫＰ）である。パルプは針葉樹か広葉
樹か、あるいは針葉樹と広葉樹の混合物からなるが、混
合物が通常は好ましい。コットンのような高アルファセ
ルロースを添加し、あと成形性等の特定の特性を高めて
もよい。未塗工オーバーレイシートの坪量は、３０００
平方フィート当り約１０から４０ポンドの範囲でよく、
好ましくは３０００平方フィート当り約１５から４０ポ
ンドである。

【００１８】上述のパラメータの範囲内において粗粒と
ベースとなる原料を選択し、塗工条件を調整することに
よって、１５００から２００００サイクルの摩耗値（Ｎ
ＥＭＡ：ＬＤ３．１３）を達成することができる。

【００１９】次の非限定的な実施例によって発明をより
詳細に説明する。

【００２０】

【実施例】高せん断ミキサ中で５０ミクロンの平均粒径
を持つ２４ポンドの酸化アルミニウムを７３ｌｂｓの水
と１５分間混合してスラリーを調製した。このスラリー
をリバティツール社のスロットオリフィスコータヘッド
に２０ｐｓｉの圧力でポンプ移送し、抄紙機のワイヤ上
に滞積した１フィート幅のパルプ層に塗工した。スラリ
ーは、コータヘッドから毎分０．７３ガロンの流量と毎
分６７．５ラインフィートのラインスピードで分配され
た。塗工は３０００平方フィート当り約１０ポンドの絶
乾塗工重量で塗工された。

【００２１】以上、本発明を詳細に説明したが、特許請
求の範囲において特定された発明の範囲を逸脱すること
なく、多くの変更と変形が可能であることは言うまでも
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の塗工方法の概略図である。

【図２】本発明のスロットオリフィスカーテンコータ
を用いて３０００平方フィート当り２９．１ポンドで塗
工したオーバーレイ表面の電子顕微鏡写真である。

【図３】従来の２次ヘッドボックスを用いて３０００
平方フィート当り２８ポンドで塗工したオーバーレイ表
面の電子顕微鏡写真である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】抄紙機上にセルロース系繊維のウエブを
形成し、スロットオリフィスコータヘッドを用いて耐摩
耗粗粒を含むスラリーを抄紙機上のウエブの上部表面に
塗工し、上記粗粒を上記ウエブの上記表面に３０００平
方フィート当り約２から４０ポンドの塗工重量で均一分
散させることを特徴とする、耐摩耗オーバーレイシート
の製造方法。
【請求項２】スロットオリフィスコータヘッドが上記
抄紙機のウェットエンドに位置せしめられている請求項
１記載の方法。
【請求項３】スロットオリフィスコータヘッドが主ヘ
ッドボックスの後でドライヤ群の前に位置せしめられて
いる請求項１記載の方法。
【請求項４】スロットオリフィスコータヘッドがドラ
イヤラインに近接して位置せしめられている請求項３記
載の方法。
【請求項５】上記スラリーがスロットオリフィスカー
テンコータによって上記ウエブの表面に塗工される請求
項２記載の方法。
【請求項６】スロットオリフィスコータによって形成
された上記スラリーのビードに上記ウエブの上記表面を
接触させることによって、上記スラリーが上記ウエブの
表面に塗工される請求項２記載の方法。
【請求項７】上記スラリーが、約５０から５００ｃｐ
ｓの粘度を持つ水性スラリーである請求項１記載の方
法。
【請求項８】上記スロットオリフィスコータヘッドの
アプリケータと接続した容積移送式ポンプを用いて、所
定量の上記スラリーを上記ウエブの上記表面に塗工する
請求項１記載の方法。
【請求項９】上記スロットオリフィスコータヘッドの
アプリケータの供給ラインにスタティックミキサーを設
けて、上記スラリー中の粗粒の沈降を防止するようにし
た請求項１記載の方法。
【請求項１０】上記セルロース系繊維が広葉樹繊維と
針葉樹繊維を含む請求項１記載の方法。
【請求項１１】上記スラリーがバインダー材料を更に
含有する請求項１記載の方法。
【請求項１２】上記スラリーが、ウエブ表面の１０フ
ィート幅当り毎分約５から５０ガロンの塗工速度で上記
表面に塗工される請求項１記載の方法。
【請求項１３】上記ウエブは、上記スラリーの塗工の
間、約１００から４０００ｆｐｍのラインスピードで走
行する請求項１２記載の方法。
【請求項１４】上記ウエブが３０００平方フィート当
り約１０から４０ポンドの絶乾坪量を有する請求項１記
載の方法。
【請求項１５】上記ウエブが３０００平方フィート当
り約１５から４０ポンドの絶乾坪量を有する請求項１４
記載の方法。
【請求項１６】上記粗粒が酸化アルミニウムを含む請
求項１記載の方法。
【請求項１７】スラリーが少なくとも５％の固形分を
含有する請求項１６記載の方法。
【請求項１８】スラリーが少なくとも１０％の固形分
を含有する請求項１７記載の方法。
【請求項１９】１５００から２００００摩耗サイクル
に耐えるオーバーレイを作り出す請求項１記載の方法。