JP2024093250A - 防湿化粧紙 - Google Patents
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Abstract
【課題】防湿化粧紙の折り曲げ前後における水蒸気バリア性に優れ、且つ高いバイオマス度と生分解性とを有し、プラスチック材料の使用量削減に寄与する防湿化粧紙を提供することを目的とする。
【解決手段】本実施形態に係る防湿化粧紙10は、化粧層a1と防湿層a2とを備え、化粧層a1は、紙基材3と、紙基材3の一方の面上に、印刷柄層2と、保護樹脂層1とをこの順で備え、防湿層a2は、紙基材3の他方の面上に、蒸着層6と、オーバーコート層7とをこの順で備え、オーバーコート層7は、ポリ乳酸系材料からなる。
【選択図】 図1
【解決手段】本実施形態に係る防湿化粧紙10は、化粧層a1と防湿層a2とを備え、化粧層a1は、紙基材3と、紙基材3の一方の面上に、印刷柄層2と、保護樹脂層1とをこの順で備え、防湿層a2は、紙基材3の他方の面上に、蒸着層6と、オーバーコート層7とをこの順で備え、オーバーコート層7は、ポリ乳酸系材料からなる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、室内扉、キッチン扉、収納扉、襖などの建具に用いられる防湿化粧紙に関し、詳しくは湿度変化、温度変化等によって発生する化粧板等の反りを防止する機能を有し、且つ、折り曲げても防湿性の低下が少ない防湿化粧紙に関するものである。
従来、室内扉、キッチン扉、収納扉などの建具において、湿度、温度の関係で使用中に徐々に反りが発生することがあった。これは、主として、室内外に湿度差や温度差が生じることで、木質建具内部の含水率分布に偏りが生じるために発生する現象である。すなわち、湿度差が生じると、木質建具表裏面における吸放湿量に差が生じ、湿度の高い側では高含水率になるために膨張し、湿度の低い側では低含水率になるために収縮することにより反りが発生する。また、温度差が生じると、木質基材中では冷たい側に含有水分が移動するため、厚み方向に含水率の傾斜ができ、反りが発生する。通常、低温側が高湿度、高含水率になることが多く、この場合、前記2つの作用が同方向に働くことになるため、反りが最も顕者になると考えられる。
こうした木質建具の反りを抑制する方法として、透湿度が低い防湿シートを建具の部材に用いることで、部材の吸放湿量を小さくする方法が広く用いられている。また、特許文献1には、合板などの板基材の表面側に、表面側から保護樹脂層/印刷柄層/紙間強化紙/合成樹脂層/紙間強化紙の5層構造を有する防湿化粧シートを、接着剤を介して貼着すると共に、該板基材の裏面側には、紙間強化紙/合成樹脂/紙間強化紙の3層構造を有する防湿裏面シートを、接着剤を介して貼着して防湿化粧板とし、この防湿化粧板をフラッシュ扉の表裏にそれぞれ接着剤を介して貼着することが提案されている。この時の防湿シートの透湿度は、5(g/m2・24h)以上30(g/m2・24h)以下がよいとされている。
また、これらの木質建具の部材については、用途やデザインにより、化粧シートを立体形状の基材の表面の角部に沿って折り曲げて貼付して使用したり、或いは、化粧シートを平面上の基材に貼付した後、該基材の裏面にV字状の切欠溝を切削形成して折り曲げて建築材料を成形(Vカット加工)したりして、化粧シートを使用することがある。
他方では、近年、海洋プラスチックごみ問題等に端を発する環境意識の高まりから、脱プラスチックの機運が高まっている。プラスチック材料の使用量削減の観点から、種々の分野において、プラスチック材料の代わりに、紙を使用することが検討されている。防湿シートを構成する材料の一部をプラスチックフィルムから紙に変更すれば、プラスチック材料の使用量を削減することができる。
また、生物由来の原料は、廃棄された包装体が土壌中で分解されることから、石油由来の原料を、生物由来(バイオマス)の原料に置き換えることも検討されている。さらに、地球温暖化を防ぐため、温室効果ガスの排出削減の観点からも、生物由来の原料が検討されている。
従来、紙にガスバリア性を付与する検討もなされている。例えば、特許文献2は、紙又は板紙のコート面に、蒸着アンカー層、蒸着薄膜層、オーバーコート層が順に設けられている防湿紙を開示している。オーバーコート層の一態様として、ポリビニルアルコールと無機層状化合物(例えば、モンモリロナイト、ヘクライト、サポナイト)の混合物からなる層を開示している(特許文献2の段落[0039]参照)。
また、特許文献3は、生分解性を有するバリア材料を用い、紙基材に、水蒸気バリア層、ガスバリア層、ポリ乳酸などの生分解性樹脂を設けた、バイオマス度(バイオマス材料の含有量)の高いバリア紙を開示している。
近年において、扉のデザイン性の観点から、高さが2mを超えるような扉が採用される事が多くなっている。扉が高くなったことにより、わずかな反り量でも、扉全体としては反りが大きくなってしまう為に、扉等に用いられるシートにはより高い防湿性が求められている。高い防湿性を有するシートとして、合成樹脂基材に金属蒸着膜とコート層とを有する防湿シートが提案されている。透湿度としては、5(g/m2・24h)未満で、反り防止効果も高いとされている。
しかしながら、これらの防湿シートは、いずれもプラスチック材料を使用している為、環境面を考慮した場合、プラスチック使用量の削減が望まれる。また、これらの防湿シートを貼り合せた化粧板や扉などの建具等のリサイクルにおいては、木質基材とプラスチック部分(合成樹脂層や合成樹脂基材)を分離する必要があり、リサイクルには適していない場合が多い。
また、資源有効利用促進法に基づく資源の有効利用の観点から、プラスチック材料の使用量を削減するために、紙基材に防湿性を付与する提案がされている。
しかしながら、特許文献2に記載の防湿紙を、鋭角な折り目がある建築材料に適用した場合、蒸着薄膜層及びオーバーコート層にクラックが生じてガスバリア性が低下する点において改善の余地がある。これに加え、紙は水分を吸収すると伸びる性質があるため、この伸びにオーバーコート層が十分に追従できず、ガスバリア性が低下し得る。
また、特許文献3では、水蒸気バリア層、ガスバリア層に石油由来の原料を用いているが、より高いバリア性を発現するには、水蒸気バリア層、ガスバリア層の厚みを増やす必要があり、バイオマス度は低下する。また、平板状無機層状化合物の迷路効果によってバリア性を出しているが、硬い成分の無機層状化合物が多いと柔軟性に欠け、折り曲げ後のバリア性低下が大きくなることがある。
本発明は、従来の技術における上記した問題点を解決すべくなされたものであり、初期の水蒸気バリア性(即ち、防湿化粧紙の折り曲げ前における水蒸気バリア性)だけでなく、防湿化粧紙を折り曲げても水蒸気バリア性の低下が発生しにくい防湿化粧紙を提供することを目的とするとともに、高いバイオマス度と生分解性とを有し、プラスチック材料の使用量削減に寄与する防湿化粧紙を提供することを目的とする。
上記目的を達成するべく、本発明の一態様によれば、化粧紙(化粧層)と防湿層とを備えた防湿化粧紙であって、前記化粧層は、紙基材と、前記紙基材の一方の面上に、印刷柄層と、保護樹脂層とをこの順で備え、前記防湿層は、前記紙基材の他方の面上に、蒸着層と、オーバーコート層と、をこの順で備え、前記オーバーコート層はポリ乳酸系材料からなることを特徴とする防湿化粧紙が提供される。
つまり、本発明の一態様に係る防湿化粧紙は、紙基材の一方の面上に、印刷柄層と保護樹脂層と防湿層とをこの順で備え、前記紙基材の他方の面上に、前記防湿層とを備え、前記防湿層は、蒸着層と、オーバーコート層とをこの順で備える。
つまり、本発明の一態様に係る防湿化粧紙は、紙基材の一方の面上に、印刷柄層と保護樹脂層と防湿層とをこの順で備え、前記紙基材の他方の面上に、前記防湿層とを備え、前記防湿層は、蒸着層と、オーバーコート層とをこの順で備える。
本発明の一態様によれば、プラスチック材料の使用量の削減が可能であり、且つ防湿化粧紙を折り曲げた後であっても優れた水蒸気バリア性を維持することができる。そのため、本発明の一態様によれば、高いバイオマス度と生分解性を有し、且つプラスチック材料の使用量を低減しつつ、化粧板等における反りの発生をより防止することができる。
より詳しくは、本発明の一態様によれば、紙を使用した防湿化粧紙であって、初期の水蒸気バリア性(即ち、防湿化粧紙の折り曲げ前における水蒸気バリア性)だけでなく、防湿化粧紙が折り曲げられた後であっても十分な水蒸気バリア性を有する防湿化粧紙を提供することができる。上記防湿化粧紙は、紙を使用しているため、バイオマス度を高めることができ、プラスチック材料の使用量削減に寄与する。また、上記防湿化粧紙は、オーバーコート層をポリ乳酸系材料で形成しているため、生分解性を備える。
より詳しくは、本発明の一態様によれば、紙を使用した防湿化粧紙であって、初期の水蒸気バリア性(即ち、防湿化粧紙の折り曲げ前における水蒸気バリア性)だけでなく、防湿化粧紙が折り曲げられた後であっても十分な水蒸気バリア性を有する防湿化粧紙を提供することができる。上記防湿化粧紙は、紙を使用しているため、バイオマス度を高めることができ、プラスチック材料の使用量削減に寄与する。また、上記防湿化粧紙は、オーバーコート層をポリ乳酸系材料で形成しているため、生分解性を備える。
以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
ここで、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各厚みの比率などは現実のものとは異なる。また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状などを下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
ここで、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各厚みの比率などは現実のものとは異なる。また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状などを下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
<構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る防湿化粧紙を模式的に示す断面図である。この図に示すように、本実施形態に係る防湿化粧紙10は、保護樹脂層1と、印刷柄層2と、紙基材3と、クレーコート層4と、アンカーコート層5と、蒸着層6と、オーバーコート層7とが、この順に積層されて形成されている。オーバーコート層7は、ポリ乳酸系材料で形成されている。保護樹脂層1と、印刷柄層2と、紙基材3とが化粧紙(化粧層)a1を構成し、アンカーコート層5と、ガスバリア層6と、オーバーコート層7とが防湿層a2を構成している。
図1は、本発明の一実施形態に係る防湿化粧紙を模式的に示す断面図である。この図に示すように、本実施形態に係る防湿化粧紙10は、保護樹脂層1と、印刷柄層2と、紙基材3と、クレーコート層4と、アンカーコート層5と、蒸着層6と、オーバーコート層7とが、この順に積層されて形成されている。オーバーコート層7は、ポリ乳酸系材料で形成されている。保護樹脂層1と、印刷柄層2と、紙基材3とが化粧紙(化粧層)a1を構成し、アンカーコート層5と、ガスバリア層6と、オーバーコート層7とが防湿層a2を構成している。
図2は、本実施形態に係る防湿化粧紙の他の構成(形態)を示す概略断面図である。本実施形態に係る防湿化粧紙10は、図2に示すように、防湿化粧紙10の、オーバーコート層7の表出面、つまり、蒸着層6とは反対側の面に接着用プライマー層8を設けることも可能である。
次に、各層の構成について説明する。
<保護樹脂層>
表面保護層として機能する保護樹脂層1は、防湿化粧紙10の表面を保護するための層であり、防湿化粧紙10に要求される耐擦傷性、耐摩耗性、耐汚染性、耐水性、耐侯性等の表面物性を付与するために設けられるものである。保護樹脂層(表面保護層)1の形成は、特に限定されるものではなく、グラビアコート等の公知の塗工方法で形成することができる。
<保護樹脂層>
表面保護層として機能する保護樹脂層1は、防湿化粧紙10の表面を保護するための層であり、防湿化粧紙10に要求される耐擦傷性、耐摩耗性、耐汚染性、耐水性、耐侯性等の表面物性を付与するために設けられるものである。保護樹脂層(表面保護層)1の形成は、特に限定されるものではなく、グラビアコート等の公知の塗工方法で形成することができる。
保護樹脂層(表面保護層)1の材料としては、特に制限は無く、従来の化粧紙で表面保護層として使用されている材料と同様のものを使用することができる。保護樹脂層(表面保護層)1に使用可能な材料としては、例えば、アクリルウレタン系樹脂、電離放射線硬化型樹脂を用いることができる。アクリルウレタン系樹脂としては、例えば、アクリルポリオール化合物を主剤とし、イソシアネート化合物を硬化剤とした反応生成物を採用できる。また、電離放射線硬化型樹脂としては、例えば、電子線や紫外線等の電離放射線の照射により架橋反応する性質を有する(メタ)アクリロイル基等の重合性不飽和結合を有するプレポリマー、オリゴマー及びモノマーの少なくとも何れかを主成分とする組成物を採用することができる。
保護樹脂層(表面保護層)1は、単層でもよく、2又は3層の複層でもよい。保護樹脂層(表面保護層)1を複層とした場合、マット樹脂とグロス樹脂との塗り分けによって、グロスマット表現を付与することもできる。また、部分的に樹脂を盛り上げた凹凸表現を付与することもできる。更に抗菌剤や抗ウイルス剤等を添加することもできる。
<印刷柄層>
印刷柄層2は、意匠性を付与するためのものであり、絵柄としては任意の絵柄を用いることができる。印刷柄層2の絵柄としては、例えば木目柄、石目柄、布目柄、コルク柄、抽象柄等或いはこれらの2種類以上の組み合わせ等を用いることができる。
印刷柄層2と紙基材3との間に、隠蔽性を確保するために、ベタインキ層を設けることができる。これらの印刷方法は、特に限定されるものでは無く、グラビア印刷、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷、インクジェット印刷など、公知の印刷方法を用いることができる。
印刷柄層2は、意匠性を付与するためのものであり、絵柄としては任意の絵柄を用いることができる。印刷柄層2の絵柄としては、例えば木目柄、石目柄、布目柄、コルク柄、抽象柄等或いはこれらの2種類以上の組み合わせ等を用いることができる。
印刷柄層2と紙基材3との間に、隠蔽性を確保するために、ベタインキ層を設けることができる。これらの印刷方法は、特に限定されるものでは無く、グラビア印刷、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷、インクジェット印刷など、公知の印刷方法を用いることができる。
印刷インキ等としては、特に制限は無く、要求される機能により選択され、油性、水性のいずれでも特に問題はない。印刷柄層2に用いる印刷インキ等は、従来の化粧紙において印刷柄層に使用されている印刷インキ等と同様のものを使用することができ、例えば、アクリルインキを用いることができる。アクリルインキとしては、例えば、アクリルポリオール系ビヒクルにイソシアネート硬化剤を配合してなる2液硬化型ウレタン樹脂系インキを使用することができる。
更に、綿、パルプ、米ぬか、植物油、被子植物の種などの植物由来の資源を原料の一部に使用して製造したバイオマスインキを使用することができる。バイオマスインキを使用することで、防湿化粧紙10のバイオマス度を上げることができる。
なお、本実施形態や後述する実施例において「バイオマス度」とは、防湿化粧紙10全体の質量に対する紙等のバイオマス材料の合計質量比(含有量)をいう。
なお、本実施形態や後述する実施例において「バイオマス度」とは、防湿化粧紙10全体の質量に対する紙等のバイオマス材料の合計質量比(含有量)をいう。
<紙基材>
紙基材3としては、特に限定されるものではなく、適用される防湿化粧紙10の用途に応じて適宜選択すればよい。
紙基材3の具体例として、薄葉紙、上質紙、アート紙、キャストコート紙、クラフト紙、チタン紙、リンター紙、板紙、石膏ボード紙、上質紙、コート紙、硫酸紙、グラシン紙、パーチメント紙、パラフィン紙、和紙等が挙げられる。
また、紙成分(例えば、セルロース繊維)に合成樹脂を混抄させて、紙間強度を強化した薄葉紙(いわゆる紙間強化紙)や紙にラテックスや合成樹脂を含浸したものを使用しても良い。
紙基材3としては、特に限定されるものではなく、適用される防湿化粧紙10の用途に応じて適宜選択すればよい。
紙基材3の具体例として、薄葉紙、上質紙、アート紙、キャストコート紙、クラフト紙、チタン紙、リンター紙、板紙、石膏ボード紙、上質紙、コート紙、硫酸紙、グラシン紙、パーチメント紙、パラフィン紙、和紙等が挙げられる。
また、紙成分(例えば、セルロース繊維)に合成樹脂を混抄させて、紙間強度を強化した薄葉紙(いわゆる紙間強化紙)や紙にラテックスや合成樹脂を含浸したものを使用しても良い。
紙基材3の坪量としては特に限定されないが、20g/m2以下の場合は柔軟すぎるため、加工時に皺の発生が起こりやすく、200g/m2以上の場合は紙層からの剥がれ(所謂、層間剥離)が発生しやすいため、20g/m2以上200g/m2以下の範囲内が好ましく、20g/m2以上100g/m2以下の範囲内がより好ましく、20g/m2以上50g/m2以下の範囲内が更に好ましい。
さらに、これらの紙基材3については、必要に応じてコロナ処理やプラズマ処理、フレーム処理等の表面処理を行ってもよい。
紙基材3には、アンカーコート層5が位置する側の面にクレーコート層4を設けてあってもよい。クレーコート層4を設けることで、紙(紙基材3表面)の繊維の凸凹を埋める目止めの役割を果たすだけでなく、紙基材3へのアンカーコート層5の染み込みを防ぐことができ、アンカーコート層5を欠陥なく均一に製膜することができる。
クレーコート層4には、例えば、バインダー樹脂として、スチレン-ブタジエン系、スチレン-アクリル系、エチレン-酢酸ビニル系、などの各種共重合体、ポリビニルアルコール系樹脂、セルロース系樹脂、パラフィン(WAX)等を用い、填料としてカオリン、炭酸カルシウム、タルク、マイカ等が含まれていてもよい。
クレーコート層4の坪量は特に限定されないが、5g/m2以下の場合は柔軟すぎるため、塗工時に皺の発生が起こりやすく、100g/m2以上の場合は紙基材3とクレーコート層4との間で剥離が発生しやすいため、5g/m2以上100g/m2以下の範囲内が好ましく、5g/m2以上50g/m2以下の範囲内がより好ましく、10g/m2以上20g/m2以下の範囲内が更に好ましい。
クレーコート層4の坪量は特に限定されないが、5g/m2以下の場合は柔軟すぎるため、塗工時に皺の発生が起こりやすく、100g/m2以上の場合は紙基材3とクレーコート層4との間で剥離が発生しやすいため、5g/m2以上100g/m2以下の範囲内が好ましく、5g/m2以上50g/m2以下の範囲内がより好ましく、10g/m2以上20g/m2以下の範囲内が更に好ましい。
また、クレーコート層4の厚さは、例えば、0.01μm以上10μm以下が好ましく、0.1μm以上10μm以下がより好ましく、0.5μm以上10μm以下がさらに好ましい。
紙基材3の質量は、防湿化粧紙10全体の質量を基準として、50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることが更に好ましい。紙基材3の質量が防湿化粧紙10全体の質量を基準として、50質量%以上であれば、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン等の合成樹脂製シート(プラスチック材料90質量%以上)あるいは紙/ポリエチレン/紙からなる防湿シート(ポリエチレンの厚みにもよるが、防湿性能を有するためには、50質量%以上がポリエチレン)等といった従来の防湿用部材に比較して、使用するプラスチックの量が少ない為、防湿化粧紙に含まれるプラスチック材料の割合を十分に削減することができる。また、50質量%以上が紙材料であることから、本実施形態に係る防湿化粧紙10は、紙製であるということ(「紙製」である旨の表示をすること)ができ、且つ高いバイオマス度が得られ、更にリサイクル性にも優れる。
<アンカーコート層>
アンカーコート層5は、紙基材3の表面上に設けられ、紙基材3と後述する蒸着層6との間の密着性能向上を目的としたものである。これに加え、アンカーコート層5は、蒸着層6が形成される面を平滑にすることで蒸着層6が欠陥なく均一に製膜され、高いガスバリア性が得られやすい。アンカーコート層5は、柔軟性に優れ、蒸着層6との密着性を向上させ、さらにバリア性に優れる、PVA系樹脂やポリオレフィン系樹脂が好ましい。
アンカーコート層5は、紙基材3の表面上に設けられ、紙基材3と後述する蒸着層6との間の密着性能向上を目的としたものである。これに加え、アンカーコート層5は、蒸着層6が形成される面を平滑にすることで蒸着層6が欠陥なく均一に製膜され、高いガスバリア性が得られやすい。アンカーコート層5は、柔軟性に優れ、蒸着層6との密着性を向上させ、さらにバリア性に優れる、PVA系樹脂やポリオレフィン系樹脂が好ましい。
アンカーコート層5は、紙基材3の表面上にコーティング液を塗布する工程を経て形成される。塗布方法としては、通常用いられるキャスト法、ディッピング法、ロールコート法、グラビアコート法、スクリーン印刷法、リバースコート法、スプレーコート法、キットコート法、ダイコート法、メタリングバーコート法、チャンバードクター併用コート法、カーテンコート法等の従来公知の方法を用いることが可能である。コーティング液の塗布によって形成された塗膜を加熱乾燥させることでアンカーコート層5が形成される。アンカーコート層5の厚さは、例えば、0.01μm以上10μm以下が好ましく、0.1μm以上10μm以下がより好ましく、0.5μm以上10μm以下がさらに好ましい。
<蒸着層>
蒸着層6は、金属又は無機化合物を蒸着した層(所謂、無機蒸着層)である。ガスバリア性の高い材料として酸化アルミニウム(AlOx)、酸化ケイ素(SiOx)、フッ化マグネシウム(MgF2)、酸化マグネシウム(MgO)又はインジウム-スズ酸化物(ITO)などを用いることができる。材料コスト、バリア性能及び透明性の点から、蒸着層6を構成する材料は酸化アルミニウム又は酸化ケイ素が好ましい。また、蒸着層6はアルミニウムを蒸着して形成されたものであってもよい。
蒸着層6は、金属又は無機化合物を蒸着した層(所謂、無機蒸着層)である。ガスバリア性の高い材料として酸化アルミニウム(AlOx)、酸化ケイ素(SiOx)、フッ化マグネシウム(MgF2)、酸化マグネシウム(MgO)又はインジウム-スズ酸化物(ITO)などを用いることができる。材料コスト、バリア性能及び透明性の点から、蒸着層6を構成する材料は酸化アルミニウム又は酸化ケイ素が好ましい。また、蒸着層6はアルミニウムを蒸着して形成されたものであってもよい。
蒸着層6の厚さは使用用途によって適宜設定すればよいが、好ましくは10~300nmであり、より好ましくは20~200nmである。蒸着層6の厚さを10nm以上とすることで蒸着層6の連続性を十分なものとしやすく、他方、300nm以下とすることでカールやクラックの発生を十分に抑制でき、十分なバリア性能及び可撓性を達成しやすい。
蒸着層6は、真空成膜手段によって成膜できる。この成膜手段は、酸素ガスバリア性能や膜均一性の観点から好ましい。成膜手段には、真空蒸着法、スパッタリング法、化学的気相成長法(CVD法)などの公知の方法があるが、成膜速度が速く生産性が高いことから真空蒸着法が好ましい。また真空蒸着法の中でも、特に電子ビーム加熱による成膜手段は、成膜速度を照射面積や電子ビーム電流などで制御し易いことや蒸着材料への昇温降温が短時間で行えることから有効である。
<オーバーコート層>
オーバーコート層7はポリ乳酸系材料からなる。より詳しくは、オーバーコート層7はポリ乳酸系材料のみで形成されている形態が最も好ましいが、ポリ乳酸系材料の含有量がオーバーコート層7全体の質量に対して50質量%以上であれば好ましい。ポリ乳酸系材料は、蒸着層6のオーバーコートとして用いられ、蒸着層6の保護機能に従来のガスバリア紙に欠けていた折り曲げ加工後のガスバリア性低下を改善することができる。また、ポリ乳酸系材料は、生分解性を有する材料でもある。
オーバーコート層7はポリ乳酸系材料からなる。より詳しくは、オーバーコート層7はポリ乳酸系材料のみで形成されている形態が最も好ましいが、ポリ乳酸系材料の含有量がオーバーコート層7全体の質量に対して50質量%以上であれば好ましい。ポリ乳酸系材料は、蒸着層6のオーバーコートとして用いられ、蒸着層6の保護機能に従来のガスバリア紙に欠けていた折り曲げ加工後のガスバリア性低下を改善することができる。また、ポリ乳酸系材料は、生分解性を有する材料でもある。
ポリ乳酸系材料は、疎水性が高いため(極性基が少ない)、水蒸気を通しにくく、また柔軟性に優れ、蒸着層6の上にコートすることにより、蒸着のクラックに染み込むことで、蒸着層の割れを防止する効果があり、折り曲げ加工後のガスバリア性を向上することができる。
オーバーコート層7は、乾燥後塗布量で0.5μm以上有することで、ガスバリア性付与できる。オーバーコート層7を厚くするほど、割れやすい蒸着層6が中立点に位置するため、折り曲げ加工後の蒸着層6の割れが低減しやすい(ただし、オーバーコート層7を厚くしすぎるとコストに影響する)。また、オーバーコート層7のポリ乳酸系材料に水系のものを用いると、製造時の環境負荷が少なくなるので好ましい。
オーバーコート層7を設ける方法としては、蒸着層6上に上述したポリ乳酸系材料及び溶媒を含む塗液をコートし、乾燥させることで得ることができる。その他の方法として、ポリ乳酸系材料を押出し成形で積層することも可能だが、押出成形では蒸着層6のクラックを埋めることができず、蒸着層6の保護効果が失われるため、押出成形ではなく、塗液をコートすることで設けることが望ましい。
オーバーコート層7は、100%バイオマス由来のポリ乳酸樹脂のみで形成されていてもよい。100%バイオマス由来のポリ乳酸樹脂は、室温での粘度が500MPa・s以上2000MPa・s以下の範囲内であれば好ましく、800MPa・s以上1200MPa・s以下の範囲内であればより好ましい。
また、100%バイオマス由来のポリ乳酸樹脂は、弱アニオン性を有していれば好ましい。ポリ乳酸樹脂が弱アニオン性を有していれば、水への溶解性が高まる。
また、オーバーコート層7の形成に用いるポリ乳酸樹脂は、その重量平均分子量(Mw)は、150,000~200,000の範囲内であれば好ましく、180,000~200,000の範囲内であればより好ましい。
また、オーバーコート層7の形成に用いるポリ乳酸樹脂は、その重量平均分子量(Mw)は、150,000~200,000の範囲内であれば好ましく、180,000~200,000の範囲内であればより好ましい。
また、オーバーコート層7の形成に用いるポリ乳酸樹脂は、その重量平均分子量(Mw)が150,000~200,000の範囲内である成分(第1成分)と、その重量平均分子量(Mw)が50,000~100,000の範囲内である成分(第2成分)とを含んでいてもよい。オーバーコート層7の形成に用いるポリ乳酸樹脂が第1成分と第2成分とを含んでいれば、オーバーコート層7に優れたガスバリア性と優れた柔軟性とを付与することができる。
また、オーバーコート層7の形成に用いるポリ乳酸樹脂は、その結晶化度(%)が50%以内であれば好ましく、35%以内であればより好ましい。オーバーコート層7の形成に用いるポリ乳酸樹脂の結晶化度(%)が50%以内であれば、オーバーコート層7に優れた柔軟性を付与することができる。
また、オーバーコート層7の形成に用いるポリ乳酸樹脂は、その結晶化度(%)が50%以内であれば好ましく、35%以内であればより好ましい。オーバーコート層7の形成に用いるポリ乳酸樹脂の結晶化度(%)が50%以内であれば、オーバーコート層7に優れた柔軟性を付与することができる。
なお、本実施形態で使用可能なポリ乳酸系材料は、その種類や分子量等に限定されるものではない。つまり、本願発明の要旨の一つは、オーバーコート層7にポリ乳酸系材料を用いることにある。
<接着用プライマー層>
接着用プライマー層8は、各種の被貼着基材の表面に積層貼着する際に使用されるものであり、例えばイソシアネート硬化型ウレタン樹脂系接着剤や変性酢酸ビニル樹脂エマルジョン系接着剤等の各種のラミネート用接着剤との接着性を十分に確保する目的で設けられるものである。
その材質としては、例えばエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール系樹脂、ニトロセルロース系樹脂等の各種のプライマー剤が知られており、これらの中からラミネート用接着剤の種類に合せたものを選んで使用する。
例えば、ラミネート用接着剤として変性酢酸ビニル樹脂エマルジョン系接着剤を使用する場合には、ウレタン系接着用プライマー剤を用いれば良好な接着が得られる。
接着用プライマー層8は、各種の被貼着基材の表面に積層貼着する際に使用されるものであり、例えばイソシアネート硬化型ウレタン樹脂系接着剤や変性酢酸ビニル樹脂エマルジョン系接着剤等の各種のラミネート用接着剤との接着性を十分に確保する目的で設けられるものである。
その材質としては、例えばエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール系樹脂、ニトロセルロース系樹脂等の各種のプライマー剤が知られており、これらの中からラミネート用接着剤の種類に合せたものを選んで使用する。
例えば、ラミネート用接着剤として変性酢酸ビニル樹脂エマルジョン系接着剤を使用する場合には、ウレタン系接着用プライマー剤を用いれば良好な接着が得られる。
なお、接着用プライマー層8に、例えばシリカ等の無機質微粉末を添加しておくと、接着用プライマー層8の表面が粗面化することにより、防湿化粧紙10の巻取り保存時のブロッキングを防止できる他、投錨効果によるラミネート用接着剤との接着性の向上を図ることもできる。
また、これらの接着用プライマー層8は、単独ないし混合して接着組成物とし、ロールコート法やグラビア印刷法等の適宜の塗布手段を用いて形成することができる。
また、これらの接着用プライマー層8は、単独ないし混合して接着組成物とし、ロールコート法やグラビア印刷法等の適宜の塗布手段を用いて形成することができる。
<防湿化粧紙の用途等>
本実施形態の防湿化粧紙10は、前記の通り、例えばドア枠材、家具扉、ドア面材、壁面、フローリング材等の建築材料への応用に適しており、特にVカット加工を含むフラッシュパネル(フラッシュ扉)等の面材の用途に最も適している。
本実施形態の防湿化粧紙10は、前記の通り、例えばドア枠材、家具扉、ドア面材、壁面、フローリング材等の建築材料への応用に適しており、特にVカット加工を含むフラッシュパネル(フラッシュ扉)等の面材の用途に最も適している。
フラッシュパネルは、角材等の枠材を縦横に組んでなる芯材の表裏に、合板又は中密度繊維板(MDF)等の板材を接着して構成される中空状の平板部材を備え、大面積で厚みのある平板部材に少量の安価な材料を使用することで、軽量且つ十分な強度を持たせて製造可能である点に利点があり、内装ドアや家具扉等の用途に広く採用されている。
このようなフラッシュパネルにおいては、パネルの両側が温湿度の著しく異なる環境に曝されたり、或いは温湿度の変化の激しい環境に置かれたりすると、芯材の表裏の板材の内部の含水量が均一でなくなり、寸法が変化する結果、フラッシュパネル全体として反りを発生することがある。
これを防止するために、芯材の表裏の板材には、その表裏面に防湿シート(防湿紙)が貼付されることが多い。
これを防止するために、芯材の表裏の板材には、その表裏面に防湿シート(防湿紙)が貼付されることが多い。
そして、芯材の表裏の板材には、パネルの側面部や框部の形成などの目的で、Vカット等を介した折り曲げ加工が施される例も多い。本実施形態の防湿化粧紙10は、十分な防湿性を具備することは勿論のこと、折り曲げ加工においても、水蒸気バリア性が殆ど低下することが無く、十分な防湿性を維持することができる。このような用途において、フラッシュパネルの表裏の板材の表面(芯材側とは反対側の面)に貼付して使用するに好適である。
なお、フラッシュパネルの表裏の板材の裏面(芯材側の面)に貼付する防湿シート(防湿紙)については、本実施形態の防湿層a2を備えた防湿シート(即ち、本実施形態の防湿化粧紙10)であっても勿論よいが、通常は表面側からVカット加工が施されることは少ない(裏面の防湿シートが折り曲げられて使用されることは少ない)ことから、本実施形態の防湿化粧紙10によらない通常の防湿シート(防湿紙)を採用してもよい。
具体的には、フラッシュパネルの表裏の板材の裏面(芯材側の面)に貼付する防湿シート(防湿紙)としては、例えば紙/ポリエチレン/紙からなる防湿シートや、合成樹脂フィルムや紙基材に金属蒸着と保護層を設けた防湿シートなどを使用することができる。
<効果>
本実施形態の防湿化粧紙10は、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン等の合成樹脂製シートあるいは紙/ポリエチレン/紙からなる防湿シートに比べて、透湿度(JIS Z 0208)をより小さくすることができる。そのため、優れた防湿性能を有する防湿化粧紙を得ることができるとともに、折り曲げ加工後においても水蒸気バリア性能が低下しにくい防湿化粧紙を提供することができる。
本実施形態の防湿化粧紙10は、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン等の合成樹脂製シートあるいは紙/ポリエチレン/紙からなる防湿シートに比べて、透湿度(JIS Z 0208)をより小さくすることができる。そのため、優れた防湿性能を有する防湿化粧紙を得ることができるとともに、折り曲げ加工後においても水蒸気バリア性能が低下しにくい防湿化粧紙を提供することができる。
また、防湿化粧紙10において、紙基材3の質量は、防湿化粧紙全体の質量を基準として50質量%以上としているため、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン等の合成樹脂製シート(プラスチック材料90質量%以上)あるいは紙/ポリエチレン/紙からなる防湿シート(プラスチック材料50質量%以上)等といった従来の防湿用部材と比較して、使用するプラスチックの質量(含有率)が少ない為、高いバイオマス度が得られ、防湿化粧紙として使用するプラスチック材料を十分に削減することができる。また、この防湿化粧紙10は、オーバーコート層7をポリ乳酸系材料で形成しているため、優れた生分解性を備える。
また、この防湿化粧紙10を用いた化粧板及び扉等の建具は、高い防湿性能を有すると共に、木質材料と紙成分とで構成されるため、リサイクル性にも優れる。
また、この防湿化粧紙10を用いた化粧板及び扉等の建具は、高い防湿性能を有すると共に、木質材料と紙成分とで構成されるため、リサイクル性にも優れる。
[実施例]
以下に、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
以下に、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
<ガスバリア紙の作製>
(実施例1)
クレーコート層4の塗工:紙基材3(コート紙、50g/m2)の表面上に、スチレン-ブタジエンラテックスおよびカオリンを100/100の割合(質量比)で混合した塗工液を塗工し、オーブンで乾燥させてクレーコート層4を形成した。塗工後のクレーコート層4の塗布量は、12g/m2であった。
アンカーコート層5の塗工:クレーコート層4の上に、PVA水溶液(クラレ製ポバール5-98を使用)を塗工し、オーブンで乾燥させてアンカーコート層5を形成した。塗工後のアンカーコート層5の厚みは3μm(塗布量3.6g/m2)であった。
(実施例1)
クレーコート層4の塗工:紙基材3(コート紙、50g/m2)の表面上に、スチレン-ブタジエンラテックスおよびカオリンを100/100の割合(質量比)で混合した塗工液を塗工し、オーブンで乾燥させてクレーコート層4を形成した。塗工後のクレーコート層4の塗布量は、12g/m2であった。
アンカーコート層5の塗工:クレーコート層4の上に、PVA水溶液(クラレ製ポバール5-98を使用)を塗工し、オーブンで乾燥させてアンカーコート層5を形成した。塗工後のアンカーコート層5の厚みは3μm(塗布量3.6g/m2)であった。
ガスバリア層(蒸着層)6の形成:アンカーコート層5の上に、真空蒸着法でAl蒸着を施した。Alの膜厚は50nmとした。
オーバーコート層7の塗工:蒸着層6上に、ポリ乳酸系材料を含む塗料であるランディPL-3000(ミヨシ油脂製)を塗工し、オーブンで乾燥させてオーバーコート層7を形成した。塗工後のオーバーコート層7の厚みは3μm(塗布量3.3g/m2)であった。
こうして、紙基材3上に、クレーコート層4と、アンカーコート層5、蒸着層6及びオーバーコート層7を備える防湿層a2とを順次形成した。
オーバーコート層7の塗工:蒸着層6上に、ポリ乳酸系材料を含む塗料であるランディPL-3000(ミヨシ油脂製)を塗工し、オーブンで乾燥させてオーバーコート層7を形成した。塗工後のオーバーコート層7の厚みは3μm(塗布量3.3g/m2)であった。
こうして、紙基材3上に、クレーコート層4と、アンカーコート層5、蒸着層6及びオーバーコート層7を備える防湿層a2とを順次形成した。
次に、紙基材3の防湿層a2を形成した面とは反対側の面に、硝化綿とアクリル樹脂とをバインダーとするインキを用いて、グラビア印刷にてベタインキ層を形成した。ベタインキ層の塗布量は6g/m2であった。
その上に同じく、硝化綿とアクリル樹脂とをバインダーとするインキを用いて、グラビア印刷にて絵柄インキ層(印刷柄層2)を形成した。この時の絵柄インキ層の塗布量は2g/m2であった。
その上に同じく、硝化綿とアクリル樹脂とをバインダーとするインキを用いて、グラビア印刷にて絵柄インキ層(印刷柄層2)を形成した。この時の絵柄インキ層の塗布量は2g/m2であった。
続いて、ウレタン系アクリルポリオールとイソシアネートとを用いて、グラビア印刷にて表面保護層(保護樹脂層)1を形成した。この時の表面保護層1の塗布量は6g/m2であった。
こうして、紙基材3、印刷柄層2及び表面保護層1を備える化粧層a1を形成した。
上記操作を行い、化粧紙(化粧層)a1と防湿層a2とを備えた実施例1の防湿化粧紙10を得た。防湿化粧紙10全体のバイオマス度は、64.3%であった。
こうして、紙基材3、印刷柄層2及び表面保護層1を備える化粧層a1を形成した。
上記操作を行い、化粧紙(化粧層)a1と防湿層a2とを備えた実施例1の防湿化粧紙10を得た。防湿化粧紙10全体のバイオマス度は、64.3%であった。
(実施例2)
オーバーコート層7の厚みを、10μmで形成した以外は、実施例1と同様の操作によって実施例2の防湿化粧紙10を得た。防湿化粧紙10全体のバイオマス度は、67.3%であった。
オーバーコート層7の厚みを、10μmで形成した以外は、実施例1と同様の操作によって実施例2の防湿化粧紙10を得た。防湿化粧紙10全体のバイオマス度は、67.3%であった。
(実施例3)
オーバーコート層7の厚みを、0.55g/m2で形成した以外は、実施例1と同様の操作によって実施例3の防湿化粧紙10を得た。防湿化粧紙10全体のバイオマス度は、63.1%であった。
オーバーコート層7の厚みを、0.55g/m2で形成した以外は、実施例1と同様の操作によって実施例3の防湿化粧紙10を得た。防湿化粧紙10全体のバイオマス度は、63.1%であった。
(比較例1)
アンカーコート層5を設けない以外は、実施例1と同様の操作によって比較例1の防湿化粧紙10を得た。防湿化粧紙10全体のバイオマス度は、67.2%であった。
アンカーコート層5を設けない以外は、実施例1と同様の操作によって比較例1の防湿化粧紙10を得た。防湿化粧紙10全体のバイオマス度は、67.2%であった。
(比較例2)
クレーコート層4は、実施例1で用いたカオリン(球状)に代えて、平板状カオリン(イメリス社バリサーフHX)を用いて形成し、アンカーコート層5は、PVA水溶液(クラレ製ポバール5-98を使用)と平板状カオリンを100/100の割合(質量比)で混合した塗工液で塗工して形成した。また、蒸着層6は設けなかった。その他は実施例1と同様の操作によって比較例2の防湿化粧紙10を得た。防湿化粧紙10全体のバイオマス度は、64.3%であった。
クレーコート層4は、実施例1で用いたカオリン(球状)に代えて、平板状カオリン(イメリス社バリサーフHX)を用いて形成し、アンカーコート層5は、PVA水溶液(クラレ製ポバール5-98を使用)と平板状カオリンを100/100の割合(質量比)で混合した塗工液で塗工して形成した。また、蒸着層6は設けなかった。その他は実施例1と同様の操作によって比較例2の防湿化粧紙10を得た。防湿化粧紙10全体のバイオマス度は、64.3%であった。
<評価方法>
上記で作製した実施例1~3及び比較例1~2の各防湿化粧紙10について、JIS Z 0208に準拠して水蒸気透湿度を測定し、それぞれ水蒸気透湿度(折り曲げ前の水蒸気透湿度)の比較を行った。
また、600gのローラーを300mm/分の速さで転がしながら、防湿化粧紙10に折り目を付け、その後、開いた状態(即ち平板形状に戻した状態)における防湿化粧紙10の水蒸気透湿度も同様に測定した。
なお、折り目は印刷柄層2がある面を山折りとした。
その結果を表1に示す。
上記で作製した実施例1~3及び比較例1~2の各防湿化粧紙10について、JIS Z 0208に準拠して水蒸気透湿度を測定し、それぞれ水蒸気透湿度(折り曲げ前の水蒸気透湿度)の比較を行った。
また、600gのローラーを300mm/分の速さで転がしながら、防湿化粧紙10に折り目を付け、その後、開いた状態(即ち平板形状に戻した状態)における防湿化粧紙10の水蒸気透湿度も同様に測定した。
なお、折り目は印刷柄層2がある面を山折りとした。
その結果を表1に示す。
表1に示される通り、実施例1~3の防湿化粧紙10は、バイオマス度50%以上で、初期(折り曲げ前)だけでなく折り曲げ後も水蒸気透湿度が低く、水蒸気バリア性が良好であった。
また、実施例1~3の防湿化粧紙10は、オーバーコート層7をポリ乳酸系材料で形成しているため、生分解性を有する。
なお、本実施例では、防湿化粧紙10の折り曲げ前と防湿化粧紙10の折り曲げ後の両方において水蒸気透湿度が10g/m2・24h以下であれば、使用する上で何ら問題がないので「合格」と評価した。これに対し、防湿化粧紙10の折り曲げ前と防湿化粧紙10の折り曲げ後のいずれか一方の水蒸気透湿度が10g/m2・24hを超える場合には、使用する上で支障をきたすおそれがあるため「不合格」と評価した。
また、実施例1~3の防湿化粧紙10は、オーバーコート層7をポリ乳酸系材料で形成しているため、生分解性を有する。
なお、本実施例では、防湿化粧紙10の折り曲げ前と防湿化粧紙10の折り曲げ後の両方において水蒸気透湿度が10g/m2・24h以下であれば、使用する上で何ら問題がないので「合格」と評価した。これに対し、防湿化粧紙10の折り曲げ前と防湿化粧紙10の折り曲げ後のいずれか一方の水蒸気透湿度が10g/m2・24hを超える場合には、使用する上で支障をきたすおそれがあるため「不合格」と評価した。
このように、本発明の実施形態に係る防湿化粧紙によれば、折り曲げ部を有する形状の木質部材に防湿化粧紙を貼り合わせて化粧板を形成した場合であっても、長期にわたり水蒸気バリア性の劣化を抑えることができるとともに、プラスチック材料の使用量を削減できる効果が期待できる。
また、例えば、本発明は以下のような構成を取ることができる。
(1)
化粧層と防湿層とを備えた防湿化粧紙であって、
前記化粧層は、紙基材と、前記紙基材の一方の面上に、印刷柄層と、保護樹脂層とをこの順で備え、
前記防湿層は、前記紙基材の他方の面上に、蒸着層と、オーバーコート層とをこの順で備え、
前記オーバーコート層は、ポリ乳酸系材料からなることを特徴とする防湿化粧紙。
(2)
前記紙基材と前記蒸着層との間に、アンカーコート層を有することを特徴とする上記(1)に記載の防湿化粧紙。
(3)
前記オーバーコート層の厚みが、0.5μm以上であることを特徴とする上記(1)または(2)に記載の防湿化粧紙。
(4)
前記蒸着層の厚みが、10nm以上300nm以下の範囲内であることを特徴とする上記(1)から(3)のいずれか1項に記載の防湿化粧紙。
(5)
前記オーバーコート層の、前記蒸着層とは反対側の面に接着用プライマー層を備えることを特徴とする上記(1)から(4)のいずれか1項に記載の防湿化粧紙。
(6)
前記防湿化粧紙のバイオマス度が、前記防湿化粧紙の全質量の50質量%以上であることを特徴とする上記(1)から(5)のいずれか1項に記載の防湿化粧紙。
(1)
化粧層と防湿層とを備えた防湿化粧紙であって、
前記化粧層は、紙基材と、前記紙基材の一方の面上に、印刷柄層と、保護樹脂層とをこの順で備え、
前記防湿層は、前記紙基材の他方の面上に、蒸着層と、オーバーコート層とをこの順で備え、
前記オーバーコート層は、ポリ乳酸系材料からなることを特徴とする防湿化粧紙。
(2)
前記紙基材と前記蒸着層との間に、アンカーコート層を有することを特徴とする上記(1)に記載の防湿化粧紙。
(3)
前記オーバーコート層の厚みが、0.5μm以上であることを特徴とする上記(1)または(2)に記載の防湿化粧紙。
(4)
前記蒸着層の厚みが、10nm以上300nm以下の範囲内であることを特徴とする上記(1)から(3)のいずれか1項に記載の防湿化粧紙。
(5)
前記オーバーコート層の、前記蒸着層とは反対側の面に接着用プライマー層を備えることを特徴とする上記(1)から(4)のいずれか1項に記載の防湿化粧紙。
(6)
前記防湿化粧紙のバイオマス度が、前記防湿化粧紙の全質量の50質量%以上であることを特徴とする上記(1)から(5)のいずれか1項に記載の防湿化粧紙。
1・・・保護樹脂層(表面保護層)
2・・・印刷柄層(印刷層)
3・・・紙基材
4・・・クレーコート層
5・・・アンカーコート層
6・・・蒸着層
7・・・オーバーコート層
8・・・接着用プライマー層
10・・防湿化粧紙
a1・・化粧層
a2・・防湿層
2・・・印刷柄層(印刷層)
3・・・紙基材
4・・・クレーコート層
5・・・アンカーコート層
6・・・蒸着層
7・・・オーバーコート層
8・・・接着用プライマー層
10・・防湿化粧紙
a1・・化粧層
a2・・防湿層
Claims (6)
- 化粧層と防湿層とを備えた防湿化粧紙であって、
前記化粧層は、紙基材と、前記紙基材の一方の面上に、印刷柄層と、保護樹脂層とをこの順で備え、
前記防湿層は、前記紙基材の他方の面上に、蒸着層と、オーバーコート層とをこの順で備え、
前記オーバーコート層は、ポリ乳酸系材料からなることを特徴とする防湿化粧紙。 - 前記紙基材と前記蒸着層との間に、アンカーコート層を有することを特徴とする請求項1に記載の防湿化粧紙。
- 前記オーバーコート層の厚みが、0.5μm以上であることを特徴とする請求項2に記載の防湿化粧紙。
- 前記蒸着層の厚みが、10nm以上300nm以下の範囲内であることを特徴とする請求項3に記載の防湿化粧紙。
- 前記オーバーコート層の、前記蒸着層とは反対側の面に接着用プライマー層を備えることを特徴とする請求項4に記載の防湿化粧紙。
- 前記防湿化粧紙のバイオマス度が、前記防湿化粧紙の全質量の50質量%以上であることを特徴とする請求項5に記載の防湿化粧紙。
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2024093250A true JP2024093250A (ja) | 2024-07-09 |
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