JP2010216054A

JP2010216054A - 発泡壁紙

Info

Publication number: JP2010216054A
Application number: JP2009067475A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kurihara; 正幸栗原
Original assignee: Toppan Cosmo Inc
Current assignee: Toppan Cosmo Inc
Priority date: 2009-03-19
Filing date: 2009-03-19
Publication date: 2010-09-30

Abstract

【課題】高倍率に発泡させた時の耐圧性に優れており、保管時の製品自体の自重、あるいは施工時ローラー押さえによるへこみあるいは施工後の置き跡等により潰れにくく、かつエンボスによる意匠感が損なわれない発泡壁紙を提供すること。
【解決手段】基材上に、水性エマルジョン系樹脂と熱膨張性マイクロカプセル発泡剤と無機フィラーとを含有する樹脂組成物による発泡樹脂層が形成される発泡壁紙であって、前記熱膨張性マイクロカプセル発泡剤のシェルに使用される重合性モノマーが、ニトリル系モノマーを７０〜９５重量％含有し、前記熱膨張性マイクロカプセル発泡剤の原粒の平均粒子径が１０〜３０μｍ、内包ガス量が１０〜３０％、最大発泡時のシェル膜厚が０．０５〜０．２０μｍであることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築物の内装材として有用である発泡壁紙に関するものであり、特には高倍率に発泡させても優れた耐圧性を保ち、保管時の製品自体の自重、あるいは施工時ローラー押さえによるへこみあるいは施工後の置き跡による潰れに対して回復可能であり、かつエンボスによる意匠感が損なわれない発泡壁紙に関する。

従来、エチレン・ビニルエステル系共重合体含有水性エマルジョン、熱膨張性マイクロカプセル発泡剤及び無機フィラーからなる発泡化粧材用樹脂組成物が特許文献１に開示されている。（特許文献１）
しかしながら、本発明者らが、上記公開公報に記載の技術を使用し、６．０〜８．０倍の高発泡倍率壁紙について検討したところ、耐圧性が十分ではないという問題が明らかになった。耐圧性とは、壁紙として使用した場合、保管時の壁紙製品自体の自重、あるいは施工時ローラー押さえによるへこみあるいは施工後の置き跡等による潰れにくさのことを表す。

特開２００３−１３３９６号公報

本発明は、従来の技術における上記のような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、高倍率に発泡させた時の耐圧性に優れており、保管時の製品自体の自重、あるいは施工時ローラー押さえによるへこみあるいは施工後の置き跡等により潰れにくく、かつエンボスによる意匠感が損なわれない発泡壁紙を提供することにある。

本発明はこの課題を解決したものであり、すなわちその請求項１に記載の本発明は、基材上に、水性エマルジョン系樹脂と熱膨張性マイクロカプセル発泡剤と無機フィラーとを含有する樹脂組成物による発泡樹脂層が形成される発泡壁紙であって、前記熱膨張性マイクロカプセル発泡剤のシェルに使用される重合性モノマーが、ニトリル系モノマーを７０〜９５重量％含有し、前記熱膨張性マイクロカプセル発泡剤の原粒の平均粒子径が１０〜３０μｍ、内包ガス量が１０〜３０％、最大発泡時のシェル膜厚が０．０５〜０．２０μｍであることを特徴とする発泡壁紙である。

またその請求項２記載の発明は前記水性エマルジョン系樹脂１００重量部（固形分）に対して、熱膨張性マイクロカプセル発泡剤が合計で２〜３０重量部及び無機フィラーが２０〜２００重量部を含有することを特徴とする請求項１に記載の発泡壁紙である。

本発明の請求項１記載の発泡壁紙により、熱膨張性マイクロカプセルの構成材料と大きさを限定範囲とすることで、高い発泡倍率でも耐圧性を維持することが可能となり、これにより保管時の製品自体の自重、あるいは施工時ローラー押さえによるへこみあるいは施工後の置き跡等により潰れにくく、元の形状を保持したまま使用可能な発泡壁紙を提供することができる。

本発明の請求項２記載の発明により、発泡壁紙の発泡樹脂層を形成する樹脂組成物に含有される水性エマルジョン系樹脂と熱膨張性マイクロカプセル発泡剤と無機フィラーの含有量を限定範囲とすることで、高発泡でありながらエンボスによる意匠感を損なわないことで意匠性にさらに優れた発泡壁紙を提供することができる。

本発明の発泡壁紙の一実施例の断面の構造を示す説明図である。

以下、本発明の発泡壁紙につき図面に基づき説明する。図１に本発明の発泡壁紙の一実施例の断面の構造を示す。支持体となる適宜の基材１の表面上に、熱膨張性マイクロカプセル発泡剤２２及び無機フィラー２３が水性エマルジョン系樹脂２１中に混合分散された樹脂組成物からなる発泡樹脂層２を具備して構成されるものである。また、上記発泡樹脂層は必要に応じて２層以上の多層から構成されていてもよい。さらに発泡樹脂層２の表面に絵柄模様３、凹凸模様４を適宜設けても良い。

本発明における基材１としては、本発明の発泡壁紙の基材となるものであって、材質は特に限定されず、例えば紙、織布、不織布等、透湿性で好ましくは可撓性のシート状態であれば何であっても良い。壁紙の場合には、いわゆる壁紙用裏打紙を好適に使用することができる。

本発明における発泡樹脂層２は、前記基材１上に設けられ、水性エマルジョン系樹脂２１中に熱膨張性マイクロカプセル発泡剤２２及び無機フィラー２３が混合分散されて構成されるものである。必要に応じて、着色剤、分散剤、ブロッキング防止剤、消泡剤、増粘剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、艶消剤、滑剤、減摩剤、帯電防止剤、抗菌剤、防黴剤等の種々の添加剤を加えてもよい。このとき、層によって樹脂組成物の配合を変更してもよい。

本発明における水性エマルジョン系樹脂２１には、熱可塑性合成樹脂であるものを使用することが望ましい。熱可塑性合成樹脂として具体的には、例えば、酢酸ビニル系樹脂、エチレン−ビニルエステル系共重合体、アクリル系樹脂、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル系共重合体、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリブテン系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、スチレン−ブタジエン系共重合体等を挙げることができ、これらの２種以上の共重合体又は混合物を有効成分として含有していてもよい。

本発明における熱膨張性マイクロカプセル発泡剤２２は、加熱により膨張、発泡させることが出来る微小球体からなる発泡剤であり、外部の外郭となるシェルと内部に包含される内包ガスとからなる。本発明では前記シェルに重合性モノマーが使用され、そのうちニトリル系モノマーを７０〜９５重量％含有するものを用いる。

前記重合性モノマー中のニトリル系モノマーとしては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリル、α−エトキシアクリロニトリル、フマロニトリル等が挙げられ、好ましくは８０〜９０重量％含有することが望ましい。７０重量％以下の場合には耐圧性が低下する傾向があり、９５重量％以上の場合にはエンボスによる意匠感が低下する傾向にあることから好ましくない。上記比率に限定することにより、発泡剤のガスバリア性が向上し、内包ガスが抜けにくくなる。

前記重合性モノマー中の非ニトリル系モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、及びメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、β―カルボキシエチルアクリレートなどの（メタ）アクリル酸エステル、スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレンなど、スチレン系モノマー、アクリルアミド、置換アクリルアミド、メタクリルアミド、置換メタクリルアミド、ブタジエン等が挙げられる。モノマー成分中の非ニトリル系モノマーの割合は５〜３０重量％である。

また、前記重合性モノマー中には必要に応じて、架橋剤を添加することも可能である。例えば、ジビニルベンゼン、ジメタクリル酸エチレングリコール、ジメタクリル酸トリエチレングリコール、トリアクリルホルマール、トリメタクリル酸トリメチロールプロパン、メタクリル酸アリル、ジメタクリル酸１，３−ブチルグリコール、トリアリルイソシアネート等があげられるが、これらに限定されるものではない。

本発明に用いる熱膨張性マイクロカプセル発泡剤２２のシェルは、前記成分に適宜重合開始剤を配合することにより、調整される。重合開始剤としては過酸化物やアゾ化合物等、公知の重合開始剤を用いることができる。例えば、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ｔ−ブチルパーオキサイド、２，２‘−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）等があげられるが、これらに限定されるものではない。好適には、使用する重合性モノマーに可溶な油溶性の重合開始剤が使用される。

本発明に用いる熱膨張性マイクロカプセル発泡剤２２に包含される内包ガスは、シェルの軟化点以下でガス状になる物質であり、公知の物が使用される。例えば、プロパン、プロピレン、ブテン、ノルマルブタン、イソブタン、イソペンタン、ネオペンタン、ノルマルペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、ヘプタン、石油エーテル、オクタン、イソオクタン、デカン等の低沸点液体が挙げられる。好適には、イソブタン、ノルマルブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、シクロペンタン、石油エーテル等の低沸点液体を単独、もしくは２種類以上を混合して使用される。

本発明に使用する熱膨張性マイクロカプセル発泡剤２２としては、原粒の平均粒子径が５〜３５μｍ、内包ガス量が１０〜３０％、最大発泡時のシェル膜厚が０．０５〜０．２０μｍの熱膨張性中空球体を用いる。

本発明において原粒とは、発泡前の熱膨張性マイクロカプセル発泡剤のことを意味し、原粒の平均粒子径とは、日機装（株）製マイクロトラック粒度分析計などにより測定可能である。原粒の平均粒子径が１０μｍ未満のものは発泡後のシェル層の厚みが薄くなり耐圧性が劣る傾向にあり好ましくない。原粒の平均粒子径が３０μｍより大きいと発泡壁紙の表面性が劣る傾向になるので好ましくない。

本発明において内包ガス量とは、発泡剤に有機溶剤を添加し球体外壁を膨潤させ高温で破壊しこの揮発成分から水分を差し引いたものが発泡剤自体の何％となるかを算出したものである。内包ガス量が１０％未満であると発泡剤の発泡倍率が小さくなる傾向およびエンボスによる意匠感が低下する傾向にあるので好ましくなく、３０％より大きいと発泡剤が膨張しすぎて発泡後のシェル層が薄くなり耐圧性が低下する傾向にあるので好ましくない。

本発明において最大発泡時のシェル膜厚とは、原粒の断面をレーザー顕微鏡で観察し測定した原粒のシェル膜厚と発泡倍率とから数学的に算出したものである。最大発泡時のシェル膜厚が０．０５μｍ未満のものは壁紙の耐圧性が低下する傾向になり好ましくなく、最大発泡時のシェル膜厚が０．２０μｍより大きいものは壁紙のエンボスによる意匠感が低下する傾向にあるので好ましくない。

本発明における発泡壁紙の発泡樹脂層を形成する樹脂組成物の含有割合としては、水性エマルジョン系樹脂２１の固形分１００重量部あたり熱膨張性マイクロカプセル発泡剤２２が２〜３０重量部、無機フィラー２３が２０〜２００重量部とするのが好適である。

熱膨張性マイクロカプセル発泡剤２２の含有量は、好ましくは５〜１５重量部である。熱膨張性マイクロカプセル発泡剤が２重量部以下の場合には発泡性が不足する傾向があり、３０重量部以上の場合には機械的強度が低下する傾向にあることから好ましくない。

無機フィラー２３としては、例えば水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化第一鉄、塩基性炭酸亜鉛、塩基性炭酸鉛、珪砂、クレー、タルク、シリカ類、二酸化チタン、珪酸マグネシウム等が挙げられる。中でも、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムが好適である。

無機フィラー２３の含有量は、好ましくは５０〜１５０重量部である。２０重量部以下の場合には、難燃性が低下する傾向にあり、２００重量部以上の場合には発泡性、機械的強度および耐ひび割れ性が劣る傾向にあることから好ましくない。

以下、本発明の発泡壁紙の製造方法の一例について説明する。
まず、発泡樹脂層２を構成する樹脂組成物を配合する。次に、配合した樹脂組成物を基材１上に塗工し、発泡樹脂層２を形成する。樹脂組成物の塗工方法としては、例えばナイフコート法、ノズルコート法、ダイコート法、リップコート法、コンマコート法、グラビアコート法、ロータリースクリーンコート法、リバースロールコート法等の塗工方法を挙げられる。

発泡樹脂層２を構成する層は、２層以上の多層から構成される場合、下層から上層へ向かって１層ずつ順次塗工形成しても良いし、多層塗工装置を用いて全層を同時に塗工形成しても良い。前者の場合には、より下側の層を乾燥固化した後により上側の層を塗工形成しても良いが、より下側の層を乾燥させずに湿潤状態においてより上側の層を塗工形成すると、各層間が相溶して層間密着性に優れる。

発泡樹脂層２を構成する各層の厚さは特に限定されず、目的とする用途や要求特性に応じて適宜決定すればよい。例えば、壁紙として使用する場合、発泡樹脂層２の乾燥後の塗布量は５０〜３００ｇ／ｍ^２、更に好ましくは１００〜２５０ｇ／ｍ^２程度とすることが好ましい。

次に、基材１上に塗工した発泡樹脂層２の乾燥を行う。発泡性樹脂組成物の塗布後の乾燥方法としては、例えば熱風乾燥法、赤外線照射乾燥法、真空乾燥法等の、従来公知の各種の乾燥方法から選ばれる１種の単独又は２種以上を組み合わせた方法を用いることができる。

乾燥温度は、発泡性樹脂組成物の発泡開始温度を越えない範囲であることが必要である。樹脂組成物が水性エマルジョン系樹脂を主成分とするため、水の沸点を越えない９０〜９５℃の範囲が最も好ましい。このとき、発泡樹脂層２はゲル状となることもある。

次に、必要に応じて発泡樹脂層２に絵柄模様３を印刷する。発泡樹脂層２の表面に水性インキを使用して、例えばグラビア印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法等にて適宜の絵柄模様３を印刷形成してもよい。

発泡樹脂層２の発泡のための加熱方法としては、熱風加熱法又は赤外線加熱法、若しくはその併用などを用いることができる。加熱温度や加熱時間は、発泡樹脂層２を構成する樹脂組成物の主体となる水性エマルジョン系樹脂の溶融粘度特性と、樹脂組成物に添加された発泡剤の発泡温度特性とによって決定される。例えば、水性エマルジョン系樹脂に熱膨張性マイクロカプセル発泡剤を添加した樹脂組成物を使用する場合の一般的な条件は、加熱温度１４０〜２００℃、加熱時間２０〜８０秒の範囲である。

また、発泡樹脂層２の表面に凹凸模様４を形成してもよい。形成法としては、加熱発泡後、発泡した発泡樹脂層２の表面にエンボス版を押圧するメカニカルエンボス法が挙げられる。

水性エマルジョン系樹脂２１としてエチレン−酢酸ビニル共重合体（住化ケムテックス（株）製；Ｓ−７５２）１００重量部を用い、これに対して、熱膨張性マイクロカプセル発泡剤２２を１０重量部、無機フィラー２３として炭酸カルシウム（丸尾カルシウム（株）製；スーパーＳＳＳ）８０重量部と酸化チタン（中央理化工業（株）製；Ｔ−７６）１５重量部を混合分散させ、樹脂組成物を作製した。なお、使用した熱膨張性マイクロカプセル発泡剤のシェル組成、内包ガス量、最大発泡時のシェル膜厚は後述する表１に記載の通りであり、内包ガスとしてはイソペンタンを用いた。基材１として紙を用い、前記樹脂組成物をこの上に塗工、乾燥、発泡、メカニカルエンボス法によるエンボスをして実施例１〜３の発泡壁紙を作製した。

＜比較例１＞
熱膨張性マイクロカプセル発泡剤のシェル組成、内包ガス量、最大発泡時のシェル膜厚を、後述する表１に記載の通り変更した以外は実施例１と同様にして比較例１〜４の発泡壁紙を作製した。

（性能評価）
実施例及び比較例で得られた発泡壁紙について、後記する方法で耐圧性、エンボス性について評価した。その結果を表１に示す。

（厚み保持率（％）：耐圧性）
試料を２ｃｍ×２ｃｍの大きさに裁断し、圧縮前の試験片の厚み（ｃ）を測定し、これを初期値とした。次に、１０００ｇの分銅を試験片の上に乗せ２５０ｇ／ｃｍ^２の圧力で圧縮した。２４時間放置した後、分銅を除いて解圧し、さらに２４時間放置した後、試験片の厚み（ｄ）を測定し、（ｄ）×１００／（ｃ）を厚み保持率として算出した。厚み保持率としては、９５％以上が好ましい。

（エンボス適性）
本機でメカニカルエンボスを実施し、エンボス版の版柄の再現性良好なものを○、エンボス版の再現性不良のものを×、その中間のものを△として評価した。

本発明の発泡壁紙は、建築物の内装材として利用可能である。

１…基材
２…発泡樹脂層
２１…水性エマルジョン系樹脂
２２…熱膨張性マイクロカプセル発泡剤
２３…無機フィラー
３…絵柄模様
４…凹凸模様

Claims

基材上に、水性エマルジョン系樹脂と熱膨張性マイクロカプセル発泡剤と無機フィラーとを含有する樹脂組成物による発泡樹脂層が形成される発泡壁紙であって、前記熱膨張性マイクロカプセル発泡剤のシェルに使用される重合性モノマーが、ニトリル系モノマーを７０〜９５重量％含有し、前記熱膨張性マイクロカプセル発泡剤の原粒の平均粒子径が１０〜３０μｍ、内包ガス量が１０〜３０％、最大発泡時のシェル膜厚が０．０５〜０．２０μｍであることを特徴とする発泡壁紙。
前記水性エマルジョン系樹脂１００重量部（固形分）に対して、熱膨張性マイクロカプセル発泡剤が合計で２〜３０重量部及び無機フィラーが２０〜２００重量部を含有することを特徴とする請求項１に記載の発泡壁紙。