JP2016147385A

JP2016147385A - 積層シートおよびそれを用いた壁紙

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Publication number: JP2016147385A
Application number: JP2015024033A
Authority: JP
Inventors: 佐川　浩一; Koichi Sagawa; 浩一佐川; 柴田　洋; Hiroshi Shibata; 洋柴田
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2015-02-10
Filing date: 2015-02-10
Publication date: 2016-08-18

Abstract

【課題】環境適合型材料を用いた積層シート及びそれを用いた壁紙であって、同時に剥離強度の強い壁紙を安価に提供する。【解決手段】紙基材１上に、バイオマスポリオレフィン系樹脂及び発泡剤３を含む樹脂層２を設けて構成される積層シートであり、樹脂層２が、バイオマスポリオレフィン系樹脂量が２５〜７０重量％の配合である積層シートでありまたそれを用いた壁紙。【選択図】図１

Description

本発明は積層シートおよび壁紙に関するものである。特に壁紙原紙に樹脂層を設けた積層シートおよびそれを用いて発泡樹脂層を形成した壁紙に関するものであって、環境適合型の材料構成を特徴とするものである。

従来塩化ビニル樹脂は汎用樹脂として広くまた大量に使われ、たとえば塩化ビニル樹脂を材料とした住宅内装材は、塩化ビニル発泡壁紙や塩化ビニルシートに印刷やエンボスを施した化粧フィルムなどとして使われてきた。これは塩化ビニル樹脂の価格の安定性や加工のしやすさ、耐候性に優れるなどの特徴によるところが大きかった。

しかし近年、環境意識の高まりから特許文献１〜３に記載があるように、発泡壁紙の発泡樹脂層として、塩化ビニル樹脂と違ってハロゲンを含有しない樹脂を用いる例が提案されている。中でも塩化ビニル樹脂の代替としてオレフィン系樹脂を使う動きが加速している。

塩化ビニルが燃焼した場合のガスの有毒性や、可塑剤などが表面にブリードあるいは揮発成分が揮発した場合の人体への安全性の問題が注目を集め、シックハウス症候群の原因のひとつとされるとして関心を集めたのは最近のことである。

そのような社会の変化を受けて、内装材としてのビニル壁紙は特にその使用量が多いことから住宅の安全性あるいは快適性の観点から注目されている。壁紙は壁面のみならず天井にも使われる例が多く、一般住宅においては建坪の数倍の面積のビニル壁紙が使われることも多い。

この場合懸念されるのは、壁紙自体に含まれる可塑剤や揮発成分の人体への安全性であり、万一火事などで燃焼した場合の塩化水素など有毒ガス発生の問題であり、また廃棄されて一般の焼却炉に送られる場合には、塩素ガスのほかに発生する可能性のあるダイオキシンの有毒性も懸念される。

さらに廃棄物として埋め立てに回る場合においても環境適合性が問われる。塩化ビニル樹脂の代替として、ポリオレフィン系樹脂が注目を集めている背景にはこのような事情がある。

石油化学由来のポリオレフィン系樹脂を材料とした壁紙は、塩化ビニルを材料とした壁紙に比べて環境適合型として歓迎されている一方、燃焼によるＣＯ_２の排出や壁紙原紙との密着性において剥離強度に関する問題が指摘されている。

壁紙の実情を考えると、一旦施工した壁紙を剥離して貼り替えることは施工時においても、リフォームの場面においても発生する。その際に求められる特性に、所謂壁紙としての剥離強度あるいは紙残り評価がある。

これは壁紙のビニル層と壁紙原紙の密着力が高く、剥離した際には壁紙原紙の紙間で均一に剥離が行われ、新たに施工する壁紙の施工を妨げない性質であって、ビニル壁紙の基本性能であるために常に求められている。

一方で従来は主に石油化学に依存していたプラスチック樹脂を、植物由来の材料によっ
て置き換えてゆく試みもなされている。このうち植物由来のプラスチックは、バイオマスプラスチックとして環境適合型プラスチック材料として注目を集めており、用途が広がりつつある。

バイオマスプラスチックも焼却されればＣＯ_２を排出するが、このときに排出されるＣＯ_２は、もともと植物が成長する過程で吸収した大気中のＣＯ_２である。したがってバイオマスプラスチックは大気中のＣＯ_２濃度を増加も減少もさせない、カーボンニュートラルな材料と考えられている。これが環境適合型とされる所以である。

たとえばバイオマスポリエチレンは、サトウキビなどから得られる糖を発酵させてバイオエタノールを作り、脱水したエチレンを重合して作られる。一方、石油化学によるポリエチレンは石油を蒸留して作られたナフサを分解して得られるエチレンを重合して作られる。

したがって出来上がったポリエチレン樹脂は、バイオマスポリエチレンであっても、従来石油化学によるポリエチレンに用いていた設備と同じ設備を用いることができる。これはバイオマスポリプロピレンにおいても同様である。

しかしながらバイオマスポリエチレンあるいはバイオマスポリプロピレンは、コスト面では石油化学製品に比べて高価でありながら、環境適合性以外に特徴が少ないとされており、バイオマスポリエチレンあるいはバイオマスポリプロピレンの機能的な特徴を生かすことのできる用途が求められている。

特開平６−４７８７５号公報特開２０００−２５５０１１号公報特開２００１−３４７６１１号公報

このような状況に鑑みて、本発明は環境適合型材料を用いた積層シートおよびそれを用いた壁紙であって、同時に剥離強度の強い壁紙を安価に提供することを課題とする。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、紙基材上に、バイオマスポリオレフィン系樹脂および発泡剤を含む樹脂層を設けて構成されることを特徴とする積層シートである。

また、請求項２に記載の発明は、樹脂層が、バイオマスポリオレフィン系樹脂量が２５重量％以上、７０重量％以下の配合であることを特徴とする請求項１に記載の積層シートである。

また、請求項３に記載の発明は、紙基材上に設けられた樹脂層が、バイオマスポリオレフィン系樹脂および発泡剤を含み、加熱により発泡していることを特徴とする壁紙である。

また、請求項４に記載の発明は、樹脂層が、バイオマスポリオレフィン系樹脂が２５重
量％以上、７０重量％以下の配合であることを特徴とする請求項３に記載の壁紙である。

本発明によれば、環境適合型材料を用いた積層シートおよびそれを用いた壁紙の提供と同時に剥離強度の強い壁紙を安価に提供することが可能である。

特に請求項２に記載の発明によれば、より安価に環境適合型材料を用いた積層シートの提供が可能である。

また、請求項３の発明によれば、環境適合型材料を用いた積層シートを用いた壁紙の提供が可能である。

さらに請求項４の発明によれば、より安価に環境適合型材料を用いた積層シートを用いた壁紙の提供が可能である。

図１は本発明に係る積層シートの一実施形態を説明するための部分断面模式図である。図２は本発明に係る積層シートを用いた壁紙の一実施形態説明するための部分断面模式図である。

以下本発明を図１および図２を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明に係る積層シートの一実施形態を説明するための部分断面模式図である。壁紙原紙（１）には、樹脂層（２）を設けてあり積層シート（１０）を構成する。樹脂層（２）はバイオマスポリオレフィン系樹脂および発泡剤（３）を含む。

図２は本発明に係る積層シートを用いた壁紙の一実施形態を説明するための部分断面模式図である。壁紙（１１）は紙基材（１）上に、図１に示した樹脂層を加熱によって発泡させ発泡樹脂層（４）を形成する。発泡樹脂層にはエンボスによって凹凸模様（５）を付与することができる。

以下本発明に係る積層シートと壁紙に関して、各構成要素について更に詳細に説明を加える。

本発明においては、用いる壁紙原紙は特に限定を加えるものではなく、従来より使用され、製紙メーカーから壁紙原紙として上梓されているものから適宜選択することができる。壁紙原紙として一般的な坪量５０ｇ／ｍ^２〜２００ｇ／ｍ^２のものを使用することができる。

壁紙原紙は、壁紙の施工時に壁紙裏面である紙の面に糊付けした際にも、寸法変化が小さいことに加えて、壁紙としての施工しやすさが必要である。必要に応じて難燃処理を施したものを選択して用いることができる。

たとえば樹脂としてポリオレフィン系樹脂は燃焼した際にも、塩素ガスやダイオキシンを生成することがなく、住宅に用いられた場合の火災を想定する場合にも安全であり、または廃棄後に焼却される際にも環境に対して負荷がより少ない材料である。

またたとえばバイオマスポリオレフィン系樹脂を燃焼した際には石油化学由来のポリオ
レフィン系樹脂に比べて大気中のＣＯ_２濃度を増加も減少もさせない、所謂カーボンニュートラルな材料であるため環境適合型材料であり、より環境適合度合いの高い積層シート、壁紙を実現することができる。

さらに、バイオマスポリオレフィン系樹脂は、石油化学由来のポリオレフィン系樹脂に比べて壁紙原紙への密着性が良く、剥離強度が強いことがこれまでのわれわれの検討結果から明らかになっている。これはバイオマスポリオレフィン系樹脂の原料が、サトウキビなど植物セルロースに由来するため、壁紙原紙のセルロースとの間で親和性が高いためと推測される。

壁紙原紙との密着力が高いことにより、一旦施工した壁紙を剥離して貼り替える際にも、古い壁紙を剥離した際に壁紙原紙の紙間で均一に剥離が行われ、新たに施工する壁紙の施工を妨げない、壁紙としての基本的な性能に関する利点を有する。紙間で均一に剥離しない場合には、紙残りが発生するなどして剥離後の壁面が平滑にならず、新たに施工した壁紙にも凹凸が出てしまう、所謂不陸といわれる不具合を発生させる場合があるためである。

我々は壁紙原紙との密着力の向上について、バイオマスポリオレフィン系樹脂の配合量を検討した結果、樹脂層に２０重量％以下の場合には密着力向上の効果が見られないことを見出した。また６０重量％を超える場合にはそれ以上の密着力の増大が見られず、配合単価が割高になることを見出した。

したがって、密着力向上の効果と樹脂層の配合単価において、バイオマスポリオレフィン系樹脂の配合量は２５重量％以上、７０重量％以下であることが望ましいという結論を導き出すことができた。これによって密着力向上の効果を阻害することなく、壁紙の原材料費を比較的安価に抑えることが可能である。

一方、本発明による積層シートあるいは壁紙の製造においては、従来の石油化学由来のポリオレフィン系樹脂を用いるのと同じ生産設備を用いることができる。すなわち従来の壁紙の製造工程である、壁紙原紙への樹脂層の形成、必要に応じて印刷層およびコーティング層の形成、加熱による発泡樹脂層の形成、エンボスによる凹凸の付与という工程を変更する必要はない。

このように本発明は、新たな製造設備などを必要としない点において、ユーザーにとっては製造コストの点で新たな設備投資によるリスクが発生しない利点がある。

樹脂層にはバイオマスポリオレフィン系樹脂のほか発泡剤を配合してあるため、壁紙原紙に樹脂層を設けた後、加熱することによって樹脂層は発泡し発泡樹脂層となる。この発泡樹脂層に対しエンボス加工を施して表面に凹凸模様を付与することによって、壁紙としての立体感や陰影、あるいはテキスタイル感などの意匠性を与えることができる。

あるいは発泡前に、積層シート樹脂層表面に印刷を施して印刷絵柄による意匠性を与えることもできる。あるいはさらにトップコート層を設けることによって壁紙に耐汚染性を付与することも可能である。

積層シートを形成する方法には、配合した樹脂をコーティング機を用いて壁紙原紙表面にコートして加熱、固化させる方法を用いることができ、あるいはインフレーションダイを用いた押し出し機によって製膜した樹脂シートを、壁紙原紙に熱溶着して樹脂層を形成しても良い。

本発明による壁紙は、前記積層シートを加熱し樹脂層を発泡させて得られるが、さらに表面にエンボスによる凹凸を付与しても良い。

各サンプルの作成手順は以下のとおりである。
（１）インフレーションダイを取り付けた単軸押し出し機を用いて、発泡剤を配合した実施例１〜実施例８、比較例１〜比較例２、それぞれの樹脂を、押し出し温度１３０℃、厚み１００μｍで製膜した。
（２）実施例１〜実施例８、比較例１〜比較例２、それぞれの樹脂配合比で作成したサンプルに、２００ｋＶ、６０ｋＧｙのエネルギー条件で電子線を照射しポリエチレン樹脂を架橋させた。
（３）紙基材（ＷＫ−６６５ＩＨＴ坪量６５ｇ／ｍ^２）：ＫＪ特殊紙製、上にサンプルを置き、１１０℃に加熱した熱プレス機で３０秒間プレスして熱溶着させ、積層シートを得た。
（４）２４０℃のオーブンで３５秒間加熱して、発泡剤を配合した樹脂を発泡させ、発泡積層シートである壁紙を作成した。

樹脂層の配合に使用した材料は以下のとおりである。
（イ）低密度ポリエチレン樹脂（バイオマス）：ＳＰＢ６０８ブラスケム社製ＭＦＲ＝３０、密度０．９１５
（ロ）低密度ポリエチレン樹脂（石油化学由来）：Ｍ６５２５旭化成ケミカルズ製ＭＦＲ＝２８、密度０．９１６
（ハ）低密度ポリエチレン樹脂（石油化学由来）：ＤＮＤＶ−０４０５ＲＮＵＣ製ＭＦＲ＝３２、密度０．９１４
（ニ）超低密度ポリエチレン樹脂（石油化学由来）：タフマーＤＦ７３５０三井化学製
ＭＦＲ＝３５、密度０．８７０
（ホ）炭酸カルシウム：ソフトン１０００備北粉化工業製平均粒径２．２μｍ
（ヘ）二酸化チタン：タイベークＣＲ−６０石原産業製平均粒径０．２１μｍ
（ト）アゾ系発泡剤：ビニホールＡＣ♯３Ｃ−Ｋ２永和化成工業製平均粒径５μｍ
（チ）亜鉛系発泡助剤：アデカスタブＯＦ１０１ＡＤＥＫＡ製金属石鹸とセル調整材の混合物。

＜実施例１＞
樹脂の配合は下記のとおりである。
（イ）５５重量部（熱可塑性樹脂中のバイオマス樹脂比率：８５重量％）
（ロ）０重量部
（ハ）０重量部
（ニ）１０重量部
（ホ）１８重量部
（へ）１０重量部
（ト）５重量部
（チ）２重量部。

＜実施例２＞
樹脂の配合は下記のとおりである。
（イ）４５重量部（熱可塑性樹脂中のバイオマス樹脂比率：６９重量％）
（ロ）５重量部
（ハ）５重量部
（ニ）１０重量部
（ホ）（へ）（ト）（チ）は実施例１と同様である。

＜実施例３＞
樹脂の配合は下記のとおりである。
（イ）３５重量部（熱可塑性樹脂中のバイオマス樹脂比率：５４重量％）
（ロ）１０重量部
（ハ）１０重量部
（ニ）１０重量部
（ホ）（へ）（ト）（チ）は実施例１と同様である。

＜実施例４＞
樹脂の配合は下記のとおりである。
（イ）２５重量部（熱可塑性樹脂中のバイオマス樹脂比率：３８重量％）
（ロ）１５重量部
（ハ）１５重量部
（ニ）１０重量部
（ホ）（へ）（ト）（チ）は実施例１と同様である。

＜実施例５＞
樹脂の配合は下記のとおりである。
（イ）２０重量部（熱可塑性樹脂中のバイオマス樹脂比率：３１重量％）
（ロ）１７．５重量部
（ハ）１７．５重量部
（ニ）１０重量部
（ホ）（へ）（ト）（チ）は実施例１と同様である。

＜実施例６＞
樹脂の配合は下記のとおりである。
（イ）１７重量部（熱可塑性樹脂中のバイオマス樹脂比率：２６重量％）
（ロ）１９重量部
（ハ）１９重量部
（ニ）１０重量部
（ホ）（へ）（ト）（チ）は実施例１と同様である。

＜実施例７＞
樹脂の配合は下記のとおりである。
（イ）１５重量部（熱可塑性樹脂中のバイオマス樹脂比率：２３重量％）
（ロ）２０重量部
（ハ）２０重量部
（ニ）１０重量部
（ホ）（へ）（ト）（チ）は実施例１と同様である。

＜実施例８＞
樹脂の配合は下記のとおりである。
（イ）１０重量部（熱可塑性樹脂中のバイオマス樹脂比率：１５重量％）
（ロ）２２．５重量部
（ハ）２２．５重量部
（ニ）１０重量部
（ホ）（へ）（ト）（チ）は実施例１と同様である。

＜比較例１＞
樹脂の配合は下記のとおりである。
（イ）０重量部（熱可塑性樹脂中のバイオマス樹脂比率：０重量％）
（ロ）４５重量部
（ハ）０重量部
（ニ）２０重量部
（ホ）（へ）（ト）（チ）は実施例１と同様である。

＜比較例２＞
樹脂の配合は下記のとおりである。
（イ）０重量部（熱可塑性樹脂中のバイオマス樹脂比率：０重量％）
（ロ）０重量部
（ハ）４５重量部
（ニ）２０重量部
（ホ）（へ）（ト）（チ）は実施例１と同様である。

評価項目および方法は以下１および２のとおりである。

１．剥離強度：発泡前の積層シートを幅１５０ｍｍでカットして紙基材と樹脂層の間で剥離させ剥離強度測定のきっかけを作った。
次に剥離部分を治具でチャッキングして、５０ｍｍ／分の速度でＴ型剥離して測定した。測定数値をＮ／ｍに単位換算して記録した。

２．剥離時の紙残り評価：発泡後の積層シートである壁紙の紙基材側に水系接着剤（ルーアマイルド）：ヤヨイ化学工業製を重量８０ｇ／ｍ^２で塗布した後、ゴムローラーを用いて石膏ボードに貼り合わせた。
その後、２５℃環境下で１週間養生した後、５００ｍｍ×５００ｍｍの正方形の切込みを入れて壁紙の剥離を行った。

紙残り評価の判定基準は、下記のとおりである。
紙基材が石膏ボードと発泡樹脂の両方に均等に分かれて剥離しているものを「合格」とした。
発泡樹脂層側に紙基材が付着していない部分が１箇所以上見られるものを「不合格」とした。

評価結果を表１に示す。

表１から明らかなように、バイオマスポリエチレン樹脂を配合した実施例１〜実施例８は、剥離強度において、バイオマスポリエチレン樹脂を配合していない比較例１および比較例２に比べて強度が大きいことがわかる。

また、剥離時の紙残り評価においても、実施例１〜実施例８が「合格」判定であるのに対し、比較例１および比較例２においては「不合格」判定であり、ここでも明確に差がある。

比較例１および比較例２は、いずれも発泡樹脂層側に紙基材が付着していない部分が１箇所以上見られるということで不合格判定になっており、剥離した後の紙基材が石膏ボード側に不均一に残っていることから、壁紙を張り替えた際に施工の仕上がりに凹凸が出るなどの恐れがあるためである。

これらの評価結果からは、剥離強度の強弱が、剥離時の紙残りに影響しているためであり、バイオマスポリエチレンを配合した効果であると考えられる。

これらのことから、本発明によれば環境適合型材料を用いた積層シートおよびそれを用いた壁紙であって同時に剥離強度の強い壁紙を安価に提供することが可能であることを検証することができた。

１・・・紙基材
２・・・樹脂層
３・・・発泡剤
４・・・発泡樹脂層
５・・・凹凸模様
１０・・・積層シート
１１・・・壁紙

Claims

紙基材上に、バイオマスポリオレフィン系樹脂および発泡剤を含む樹脂層を設けて構成されることを特徴とする積層シート。
樹脂層が、バイオマスポリオレフィン系樹脂量が２５重量％以上、７０重量％以下の配合であることを特徴とする請求項１に記載の積層シート。
紙基材上に設けられた樹脂層が、バイオマスポリオレフィン系樹脂および発泡剤を含み、加熱により発泡していることを特徴とする壁紙。
樹脂層が、バイオマスポリオレフィン系樹脂が２５重量％以上、７０重量％以下の配合であることを特徴とする請求項３に記載の壁紙。