JP4165267B2

JP4165267B2 - Foamed cosmetics

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Publication number: JP4165267B2
Application number: JP2003079663A
Authority: JP
Inventors: 裕矢賀部
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2023-03-24
Also published as: JP2004284202A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、住宅等の建築物における内装材等として用いられる発泡化粧材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、住宅等の建築物における壁面や天井面等に施工するための壁紙等の内装材としては、難燃紙又は無機紙等の基材上に、熱可塑性樹脂を発泡剤により発泡させた発泡化粧層を設け、任意に印刷等による絵柄模様やエンボス加工等による凹凸模様等を施してなる発泡化粧材が、広く用いられている。そして、上記発泡化粧層は、厚塗り塗工適性、発泡性、エンボス加工適性等に優れたポリ塩化ビニル樹脂のペースト塗工法によるのが最も一般的であった。しかし近年になって、上記ポリ塩化ビニル樹脂は、火災時や焼却処分時等の燃焼時に塩化水素ガスやダイオキシン類等の有害物質を発生するおそれがあることや、発泡やエンボス加工を容易にする柔軟化のために添加されているフタル酸エステル類に、内分泌攪乱作用（いわゆる環境ホルモン作用）や発癌性の疑いがあることなどが、社会的に問題視される様になるにつれて、係る心配のない代替樹脂材料として、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体系やポリアクリル酸エステル系等の水性エマルジョン樹脂を使用した発泡化粧材が提案され、実用化されるに至っている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２９０６２４号公報
【特許文献２】
特開平１０−１５７０４６号公報
【０００４】
しかし、上記した水性エマルジョン樹脂を使用した発泡化粧材は、従来のポリ塩化ビニル樹脂を使用した発泡化粧材と比較して、発泡性及びエンボス加工適性が必ずしも十分ではないという問題点がある。その原因について考察すると、ポリ塩化ビニル樹脂を使用した発泡化粧材においては、ポリ塩化ビニル樹脂の粉末に発泡剤及び液状可塑剤を配合して混練したペーストを基材上に塗工し、発泡剤の発泡開始温度以下の温度でゲル化することにより、ポリ塩化ビニル樹脂の粉末は液状可塑剤により溶け合って連続相を形成しているのに対し、水性エマルジョン樹脂を使用した発泡化粧材においては、水性エマルジョン樹脂に発泡剤を配合して分散した塗工剤を基材上に塗工し、発泡剤の発泡開始温度以下の温度で乾燥させた段階では、水性エマルジョン樹脂は樹脂粒子の集積体に過ぎず、連続相とはなっておらず、樹脂粒子同士の結合力もさほど強いものではない。
【０００５】
このため、乾燥工程に続く加熱発泡工程において、発泡剤として熱分解型発泡剤を使用した場合には、発泡剤の熱分解により発生したガスが、樹脂粒子同士の隙間を縫って、塗膜の外へと容易に抜け出てしまう。また、マイクロカプセル発泡剤を使用した場合には、発泡開始温度において膨張を開始したマイクロカプセル発泡剤が、樹脂粒子同士の緩やかな結合を容易に切断しつつ、塗膜の表面に向かって延びる様に膨張し、極端な場合には、マイクロカプセル発泡剤が樹脂粒子の集積体からなる塗膜の内部から抜け出して、塗膜表面に突出した状態で膨張するため、マイクロカプセル発泡剤の膨張が塗膜全体を上方へ押し上げるという発泡剤としての機能が、十分には発揮されなくなっているものと考えられる。
【０００６】
上記の現象を解消し、水性エマルジョン樹脂の塗膜を十分に発泡させるためには、発泡剤の発泡開始温度以下の融点を有する水性エマルジョン樹脂を使用し、塗工後の乾燥工程において、水性エマルジョン樹脂の融点以上、発泡剤の発泡開始温度以下の温度で十分に加熱して、水性エマルジョン樹脂を溶融させ、連続相を形成させてしまう方法も考えられる。しかしこの方法では、十分な発泡倍率を得るために、発泡剤の最高発泡温度にまで昇温すると、樹脂の溶融粘度が低下し過ぎるために、発泡セルが塗膜表面に浮上して、表面ばかりが過剰に発泡した状態となり、表面に過度な凹凸が形成される表面荒れや表面強度の低下などを引き起こすほか、突沸現象によるピンホールや、発泡セルの破泡によるパンクなどの欠陥の原因ともなるといった問題がある。
【０００７】
上記の問題の他、発泡化粧層に水性エマルジョン樹脂を用いたことによる問題点として、従来のポリ塩化ビニル樹脂を用いた発泡化粧材と比較して、表面強度が低く傷付きやすいことや、耐水性が低く水濡れによる寸法変化を起こし易いこと、引張強度が低く折り曲げによる割れを発生し易いことなども指摘されており、改善が望まれている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の技術における上記の問題点を解決し、水性エマルジョン樹脂を発泡化粧層に用いた発泡化粧材において、発泡化粧層の発泡性及びエンボス加工適性を改善し、ボリューム感や意匠感を向上させると共に、発泡化粧層の表面強度、耐水性、引張強度等をも向上させた発泡化粧材を提供する目的でなされたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の発泡化粧材は、基材上に、熱可塑性樹脂を主成分とし、マイクロカプセル発泡剤を少なくとも含む発泡性樹脂組成物から形成された発泡化粧層が設けられてなる発泡化粧材において、前記熱可塑性樹脂が、前記マイクロカプセル発泡剤の発泡開始温度と最高発泡温度との中間温度以上に融点を有する水性エマルジョン樹脂６５〜９９重量％（固形分）と、前記マイクロカプセル発泡剤の発泡開始温度以下に融点を有する低融点熱可塑性樹脂３５〜１重量％との混合物であることを特徴とするものである。
【００１０】
また、上記の発泡化粧材において特に、前記低融点熱可塑性樹脂が、繊維長１ｍｍ以下の短繊維状粒子であることを特徴とするものである。
【００１１】
また、上記の発泡化粧材において特に、前記低融点熱可塑性樹脂がポリエチレンであることを特徴とするものである。
【００１２】
また、上記の発泡化粧材において特に、前記発泡化粧層の表面には、機械的エンボス加工による凹凸模様が施されてなることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の発泡化粧材について、詳細に説明する。
本発明の発泡化粧材は、例えば図１に示すように、基材１上に、発泡化粧層２が設けられ、その表面には、任意に絵柄模様３の印刷が施され、更に任意に機械的エンボス加工による凹凸模様４が施されているものである。
【００１４】
基材１は、本発明の発泡化粧材の支持体となるものであって、発泡化粧層２の加熱発泡時の熱により変形を生じない程度の耐熱性を有するものであれば、その材質は特に限定されない。具体的には、薄葉紙、チタン紙、無機紙、または難燃紙等の紙類や、織布又は不織布等の布類、合成樹脂フィルムまたはシート類、木材単板、合板または金属板等、またはそれらの積層体や複合体等から目的の用途に合わせて適宜の材料を選択すればよい。
【００１５】
発泡化粧層２は、水性エマルジョン樹脂を主体とする熱可塑性樹脂を主成分とし、これに少なくともマイクロカプセル発泡剤を配合し、さらに必要に応じて無機質充填剤、着色剤、分散剤、ブロッキング防止剤、消泡剤、増粘剤等の種々の添加剤を適宜配合した樹脂組成物から形成されている。
【００１６】
そして、本発明の発泡化粧材においては、上記水性エマルジョン樹脂の融点が、上記マイクロカプセル発泡剤の発泡開始温度と最高発泡温度との中間温度以上であると共に、上記熱可塑性樹脂が、上記水性エマルジョン樹脂以外に、融点が上記マイクロカプセル発泡剤の発泡開始温度以下である低融点熱可塑性樹脂を含む混合物からなり、しかも、上記水性エマルジョン樹脂（固形分）と上記低融点熱可塑性樹脂との混合比率が、前者が６５〜９９重量％、後者が３５〜１重量％の範囲内であることを特徴としている。
【００１７】
マイクロカプセル発泡剤は、加熱により膨張・発泡させることができる微小球体からなる発泡剤であり、熱膨張性中空微小球体などと呼ばれることもある。これは具体的には、例えばポリアクリロニトリル、アクリロニトリル−アクリル酸メチル共重合体等の熱可塑性樹脂からなる殻部分の内部に、例えばエタン、プロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、イソペンタン、ヘキサン、ヘプタンなどの低沸点液体を内包してなる、粒径１〜５０μｍ程度、好ましくは２〜３０μｍ程度の中空球体からなるもので、例えば松本油脂製薬（株）製の商品名「マイクロスフェア」、日本フェライト（株）製の商品名「エクスパンセル」、大塚化学（株）製の商品名「ユニフォーム」などとして市販されているものを挙げることができる。
【００１８】
上記マイクロカプセル発泡剤は、殻の構成材料の軟化温度や殻の膜厚、平均粒径、粒度分布、内包される低沸点液体の種類等を適宜設計することにより、種々の発泡開始温度や最高発泡温度を持つものが製造されており、その一般的な範囲は、発泡開始温度は１１０〜１８０℃程度、最高発泡温度は１５０〜２２０℃程度、発泡開始温度と最高発泡温度との差は２０〜６０℃程度である。そして、本発明においては、上記の範囲の中から、水性エマルジョン樹脂及び低融点熱可塑性樹脂の融点との関係を考慮して、適宜の発泡開始温度及び最高発泡温度を持つものを選択して用いればよい。
【００１９】
一般的には、発泡開始温度が１２０〜１４０℃程度、最高発泡温度が１７０〜１９０℃程度のものが、最も好適に選ばれる。発泡開始温度が１２０℃を下回ると、発泡性樹脂組成物の塗工後の乾燥工程において発泡剤の発泡が生じて、後の加熱発泡工程において良好な発泡体が得られなくなるほか、低融点熱可塑性樹脂として融点が極端に低い樹脂を使用する必要が生じ、得られる発泡化粧材の耐熱性が低下する。一方、最高発泡温度が１９０℃を上回ると、発泡性が低下したり、発泡時の加熱温度が高くなって、エネルギーロスや樹脂の熱劣化、変色等の原因となる場合があるからである。
【００２０】
本発明で使用する水性エマルジョン樹脂としては、特に限定されるものではなく、従来既に発泡化粧材用に使用されているものから適宜選択が可能である。例えば、アクリル酸エステル系樹脂、芳香族ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリブテン系樹脂等を挙げることができる。さらに、これらの２種以上からなるものであってもよく、構造上は特に限定しないが、通常の共重合体もしくはコア／シェルの２層構造共重合体、ブレンド物等を使用することができる。但し、いずれにしても、その融点が、配合されるマイクロカプセル発泡剤の発泡開始温度と最高発泡温度との中間温度以上である必要があり、一般的には融点が１６０℃〜２００℃程度のものが最も好適に選ばれる。
【００２１】
水性エマルジョン樹脂は、粒径０．０１〜１００μｍ程度の微細な樹脂粒子が水中に分散した水中油滴型エマルジョンの形で与えられるのが一般的であり、その総重量に占める樹脂分の重量の比率である固形分比としては、３０〜７０重量％程度とされるのが一般的である。この固形分比は、塗液の粘度に影響することから塗工適性上は重要であるが、水分は塗工後の乾燥工程で除去されてしまうから、その後の発泡工程やエンボス工程には大きな影響はない。従って以下、特に断りのない限り、水性エマルジョン樹脂の重量は、固形分の重量を意味するものとする。
【００２２】
低融点熱可塑性樹脂は、発泡化粧層２を形成する発泡性樹脂組成物の主成分である水性エマルジョン樹脂に、粉末状の粒子の形で配合される。そして、該発泡性樹脂組成物が基材１上に塗工、乾燥された後、加熱発泡工程において、マイクロカプセル発泡剤の発泡が開始する前に溶融して、低融点熱可塑性樹脂の粒子同士が直接融合し、若しくは、低融点熱可塑性樹脂の粒子が、未溶融状態の水性エマルジョン樹脂の粒子の表面に融着して、該水性エマルジョン樹脂の粒子を介して低融点熱可塑性樹脂の粒子同士が連結することにより、塗膜の内部にネットワーク状の構造を形成する。
【００２３】
さらに加熱が進行し、マイクロカプセル発泡剤の膨張が開始すると、上記のネットワーク状の構造によって、水性エマルジョン樹脂の粒子同士が束縛された状態にあるため、マイクロカプセル発泡剤は、水性エマルジョン樹脂の粒子を押し分けて、塗膜表面に向けて延びる様に膨張したり、塗膜表面に移動したりすることが出来ずに、原位置に留まったまま膨張する。こうして、マイクロカプセル発泡剤の膨張の殆ど全てが、塗膜全体を上方に押し上げるために利用される様な形での、理想的な発泡が進行する。そして、マイクロカプセル発泡剤の最高発泡温度において、マイクロカプセル発泡剤の膨張が最大に達した頃には、水性エマルジョン粒子が溶融して相互に融着することにより、理想的な発泡状態を固定することができる。
【００２４】
上記の原理を有効に利用するために、低融点熱可塑性樹脂は、マイクロカプセル発泡剤の発泡開始温度以下の融点を持つものでなければならない。但し、その融点が１００℃を下回ると、発泡性樹脂組成物の塗工後の乾燥工程において融着が進行し、乾燥の妨げとなる場合があるほか、得られる発泡化粧材の耐熱性が低下する原因ともなるので、低融点熱可塑性樹脂の融点は１００℃以上であることが好ましい。一般的には、融点が１１０〜１３０℃程度のものが最も好適に選択される。
【００２５】
低融点熱可塑性樹脂は、水性エマルジョン樹脂との混合性や塗工性などを考慮して、粉末状粒子の形で配合される。粒子の形状としては球状、多面体状、針状、鱗片状等任意であって良い。しかし、前述したネットワーク状の構造を効率的に形成し、しかも、該ネットワーク状の構造がマイクロカプセル発泡剤の膨張圧力によって容易には破壊されないだけの強度を備えるためには、短繊維状の粒子を用いることが最も望ましい。但し、繊維長が長すぎると、水性エマルジョン樹脂との混合の際に繊維同士が絡まってゲル化したり、増粘のために塗工困難となったり、ネットワーク状の構造が強固になり過ぎて発泡が困難となったりするので、繊維長は１ｍｍ以下、より好ましくは０．６ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００２６】
低融点熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂や、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、共重合ポリエステル樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂等を用いることができる。これらの樹脂系で９０〜１４０℃程度の比較的低い融点を持つ樹脂が各種知られているので、それらの中から適宜の融点のものを選択すればよい。また、低融点熱可塑性樹脂の短繊維としては、通常のポリエチレンの短繊維のほか、ホットメルト繊維または熱溶融繊維などと呼ばれる、上記した各種樹脂からなる短繊維も各種市販されているので、それらの中から適宜の融点のものを選択すればよい。
【００２７】
低融点熱可塑性樹脂は、前述した発泡性向上効果のほか、発泡後の発泡化粧層２中でも、前述したネットワーク状の構造が謂わば鉄筋コンクリート中の鉄筋の様な補強材として働くほか、水性エマルジョン樹脂の粒子同士を接着する接着剤としても働き、被膜の連続性を高めるために、発泡化粧層２の表面強度や引張強度を向上させる効果もある。特に、短繊維状の粒子からなる低融点熱可塑性樹脂を使用すれば、より効率的に強固なネットワーク状の構造を形成できると共に、１つの粒子で水性エマルジョン樹脂の粒子をより多く接着できることから、上記の効果はさらに著しい。
【００２８】
また、低融点熱可塑性樹脂は、上記した通り、水性エマルジョン樹脂の粒子同士を接着して被膜の連続性を高めるため、発泡化粧層２の耐水性や耐溶剤性を向上させる効果もある。特に、例えばポリエチレンに代表される様な、耐水性や耐溶剤性に富んだ低融点熱可塑性樹脂を使用すれば、上記の効果はさらに著しい。以上の事情を総合的に考慮すれば、低融点熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンからなる繊維長１ｍｍ以下の短繊維状粒子を用いることが最も望ましい。ポリエチレンは融点が１１０〜１３０℃程度であるから、マイクロカプセル発泡剤の発泡開始温度との関係の面からも望ましいものである。
【００２９】
水性エマルジョン樹脂と低融点熱可塑性樹脂との配合比率に関しては、後者の比率が少なすぎると、上述したネットワーク状の構造が十分に形成されないために、十分な効果を得ることが出来ないので、低融点熱可塑性樹脂が熱可塑性樹脂分全体の少なくとも１重量％以上を占める様に配合する必要がある。一方逆に、後者の比率が高すぎると、発泡開始温度において、溶融した低融点熱可塑性樹脂の海の中に未溶融の水性エマルジョン樹脂の粒子が浮遊した状態となって、事実上、従来の技術の項において述べた低融点の水性エマルジョン樹脂を用いた場合と同様の結果となってしまうので、溶融した低融点熱可塑性樹脂が水性エマルジョン樹脂の粒子の間隙を埋め尽くすことがない様に、低融点熱可塑性樹脂が熱可塑性樹脂分全体の３５重量％を越えない比率の配合とする必要がある。その中でも、低融点熱可塑性樹脂の配合比率が５〜２０重量％の範囲が最も好適である。
【００３０】
マイクロカプセル発泡剤の配合量は、従来のマイクロカプセル発泡剤を用いた発泡化粧材の場合と同様であり、発泡化粧材の発泡化粧層２に所望される発泡倍率に応じて適宜加減すれば良い。一般的には、水性エマルジョン樹脂及び低融点熱可塑性樹脂からなる熱可塑性樹脂１００重量部に対し、３〜３０重量部程度であり、好ましくは、３〜２０重量部である。マイクロカプセル発泡剤の配合量が３０重量部を上回る場合には、得られる発泡化粧材の表面強度が低下する傾向にあり、逆に３重量部を下回る場合には、発泡倍率が極度に低下して、良好なボリューム感やエンボス加工適性が得られないので、好ましくない。
【００３１】
マイクロカプセル発泡剤以外の添加剤の種類及び配合量については、本発明において何ら限定されるものではなく、従来の水性エマルジョン樹脂及びマイクロカプセル発泡剤を用いた発泡化粧材における知見を任意に応用して適宜設計すればよい。
【００３２】
本発明の発泡化粧材は、水性エマルジョン樹脂、低融点熱可塑性樹脂、マイクロカプセル発泡剤、及びその他の添加物からなる発泡性樹脂組成物を、紙又は合成樹脂フィルム等の基材１の表面に塗工し、マイクロカプセル発泡剤の発泡開始温度以下の温度で十分に乾燥させ、必要に応じて該乾燥した塗膜面に絵柄模様３を印刷し、発泡性樹脂組成物の塗膜を加熱発泡させて発泡化粧層２を形成し、さらに必要に応じて機械的エンボス加工を施して凹凸模様４を形成して製造することができる。
【００３３】
発泡性樹脂組成物の塗工方法としては、例えばナイフコーター、コンマコーター、ノズルコーター、グラビアコーター、ロータリースクリーンコーター、リバースロールコーター、ダイコーター、リップコーター等を用いた任意の塗工方法を用いることができる。勿論、同種又は異種の塗工方法を用いて２層以上塗工することも差し支えない。
【００３４】
絵柄模様３の印刷方法としては、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、インクジェット印刷法、転写印刷法等、従来公知の任意の印刷方法が適用可能である。また、印刷に用いるインキも、溶剤系インキ、水性エマルジョン系インキのいずれも可能であり、さらに、着色のみを目的とする通常インキのほか、発泡性インキ、発泡抑制インキ、発泡促進インキ等の使用も可能であり、これらを適宜組み合わせて使用してもよい。
【００３５】
機械的エンボス加工は、従来の発泡化粧材に場合と同様であり、発泡化粧層２の表面に賦形すべき凹凸模様４の形状を反転した凹凸形状が表面に形成された金属製のエンボスロールを使用したロールエンボス法によるのが最も一般的である。なお、本発明の発泡化粧材は、発泡化粧層２を形成する水性エマルジョン樹脂に低融点熱可塑性樹脂が配合されているので、この低融点熱可塑性樹脂がエンボス加工温度において十分に溶融していることにより、優れたエンボス加工適性を有しており、機械的エンボス加工による凹凸形状４の再現性に優れている。しかも、樹脂分は高融点の水性エマルジョン樹脂を主体としているので、樹脂分全体を低融点の樹脂から構成した場合とは異なり、高温環境における凹凸形状４の保持性にも優れるという特徴を有している。
【００３６】
【実施例】
以下に、本発明の発泡化粧材の実施例及び比較例を示して、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。
【００３７】
〔評価方法：サンプル作製〕
所定の配合の組成物をジゾルバーにて混合し、８０メッシュのフィルターにて濾過して塗液を作製した。次に、この各種の塗液を、坪量１００ｇ／ｍ²の難燃紙上に、乾燥後の塗布量が１００ｇ／ｍ²になるように塗工し、オーブンにて１００℃、２分間乾燥して、ベース層を得た。このベース層上に水性インキを用いてグラビア印刷にて絵柄模様を形成した後、オーブンにて２１０℃、３０秒間加熱して発泡させ、直後に機械的エンボス加工を施して発泡化粧材を得た。
【００３８】
〔評価方法：発泡倍率〕
発泡化粧層の発泡前及び発泡後の厚みを顕微鏡にて測定して評価した。
【００３９】
〔評価方法：表面状態〕
発泡後の発泡化粧層の表面状態（面荒れ、欠陥等）を目視評価した。
【００４０】
〔評価方法：エンボス版およびエンボス再現性の試験方法〕
上記機械的エンボス加工に用いるエンボス版として、幅３０μｍ、長さ１０ｍｍ、高さ１ｍｍの十字架状の凸部パターンを表面に有するエンボス版を使用し、これにより賦形された凹部パターンの幅、長さ、深さを顕微鏡にて測定して、再現性を評価した。
【００４１】
〔評価方法：表面強度試験〕
ＪＩＳＫ５４００に準拠し、但し荷重を１ｋｇから４００ｇに変更して、発泡化粧層の表面が破れる時の鉛筆硬度を評価した。
【００４２】
〔評価方法：耐水試験〕
１００ｍｍ×１００ｍｍの試料片の発泡化粧層面上に、３０ｍｍ×３０ｍｍの枠をシーリングし、これに２０ｍｌの水を注ぎ、この水が裏面の原紙に滲みてくるまでの時間を測定した。
【００４３】
〔評価方法：引張強度（湿潤）〕
ＪＩＳＡ６９２１に準拠して評価した。
【００４４】
〔実施例１、比較例１〜３〕
下記の表１に示す各種の配合（数字は重量部数）の組成物を用いて、上記した条件により各実施例及び比較例の発泡化粧材を作製した。これらの発泡化粧材について、上記した条件により発泡倍率、表面状態、エンボス再現性、表面強度、耐水性及び引張強度を評価したところ、結果は表２に示したとおりであった。
【００４５】
【表１】

【００４６】
【表２】

【００４７】
【発明の効果】
以上に詳細に説明した様に、本発明によれば、水性エマルジョン樹脂を用いた発泡化粧層の発泡性が改善され、発泡倍率を向上させることが出来ると共に、エンボス加工適性も改善され、エンボス再現性が向上し、従来よりもボリューム感や立体感等の意匠感に優れた発泡化粧材を得ることが出来る。さらに、低融点熱可塑性樹脂の選択によっては、発泡化粧層の表面強度、耐水性、引張強度等の改善も可能であり、意匠的にも物性的にも従来のポリ塩化ビニル樹脂系の発泡化粧材に劣らない水性エマルジョン樹脂系の発泡化粧材を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発泡化粧材の実施の形態を示す側断面図である。
【符号の説明】
１：基材
２：発泡化粧層
３：絵柄模様
４：凹凸模様[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a foamed decorative material used as an interior material in a building such as a house.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an interior material such as wallpaper for construction on a wall surface or ceiling surface in a building such as a house, foaming is performed by foaming a thermoplastic resin with a foaming agent on a base material such as flame retardant paper or inorganic paper. 2. Description of the Related Art Foamed decorative materials that are provided with a decorative layer and are optionally provided with a pattern pattern by printing or the like and an uneven pattern by embossing or the like are widely used. The foamed decorative layer is most commonly based on a paste coating method of a polyvinyl chloride resin that is excellent in thick coating suitability, foamability, embossing suitability, and the like. However, in recent years, the above-mentioned polyvinyl chloride resin can generate harmful substances such as hydrogen chloride gas and dioxins during combustion in the event of a fire or incineration, and facilitates foaming and embossing. As phthalic acid esters added for softening are suspected of endocrine disrupting action (so-called environmental hormonal action) and carcinogenicity, the concerns of such concerns are increasing. As an alternative resin material that is not available, for example, a foamed decorative material using an aqueous emulsion resin such as an ethylene-vinyl acetate copolymer system or a polyacrylic acid ester system has been proposed and put into practical use.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-7-290624 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-157046
However, the foamed decorative material using the above-described aqueous emulsion resin has a problem that the foamability and the embossing suitability are not necessarily sufficient as compared with the foamed decorative material using the conventional polyvinyl chloride resin. Considering the cause, in the foaming decorative material using the polyvinyl chloride resin, a paste obtained by blending a foaming agent and a liquid plasticizer with the powder of the polyvinyl chloride resin and kneading is applied on the base material, In the foamed cosmetic material using the aqueous emulsion resin, the polyvinyl chloride resin powder is dissolved by the liquid plasticizer to form a continuous phase by gelling at a temperature lower than the foaming start temperature. At the stage where a coating agent in which a foaming agent is blended with an aqueous emulsion resin and dispersed is coated on a substrate and dried at a temperature not higher than the foaming start temperature of the foaming agent, the aqueous emulsion resin becomes an aggregate of resin particles. However, it is not a continuous phase, and the bonding force between the resin particles is not so strong.
[0005]
For this reason, in the heating foaming process following the drying process, when a pyrolytic foaming agent is used as the foaming agent, the gas generated by the thermal decomposition of the foaming agent sews the gap between the resin particles, Escape easily to the outside. In addition, when a microcapsule foaming agent is used, the microcapsule foaming agent that has started to expand at the foaming start temperature is likely to extend toward the surface of the coating film while easily cutting loose bonds between the resin particles. In extreme cases, the microcapsule foaming agent escapes from the interior of the coating film made of an aggregate of resin particles and expands in a state protruding from the coating surface. It is thought that the function as a foaming agent that pushes up the entire film upward is not sufficiently exhibited.
[0006]
In order to eliminate the above phenomenon and sufficiently foam the aqueous emulsion resin coating film, an aqueous emulsion resin having a melting point lower than the foaming start temperature of the foaming agent is used, and the aqueous emulsion is used in the drying step after coating. A method of sufficiently heating at a temperature not lower than the melting point of the resin and not higher than the foaming start temperature of the foaming agent to melt the aqueous emulsion resin and form a continuous phase is also conceivable. However, in this method, when the temperature is raised to the maximum foaming temperature of the foaming agent in order to obtain a sufficient foaming ratio, the melt viscosity of the resin is excessively lowered, so that the foam cell floats on the surface of the coating film, and only the surface. In addition to causing excessive foaming on the surface, it may cause surface roughness and reduced surface strength, as well as pinholes due to bumping and punctures caused by foam cell breakage. There is a problem.
[0007]
In addition to the above problems, as a problem due to the use of water-based emulsion resin for the foamed decorative layer, the surface strength is low compared to conventional foamed decorative materials using polyvinyl chloride resin, and the water resistant It has been pointed out that it has low properties and is likely to cause dimensional changes due to water wetting, and has a low tensile strength and is liable to cause cracking due to bending.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the above-mentioned problems in the prior art, improves the foamability and embossability of the foamed decorative layer in the foamed cosmetic material using the aqueous emulsion resin for the foamed decorative layer, and provides a sense of volume and design. It was made for the purpose of providing a foamed decorative material with improved surface strength, water resistance, tensile strength and the like of the foamed decorative layer.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the foamed decorative material of the present invention has a foamed decorative layer formed from a foamable resin composition comprising a thermoplastic resin as a main component and at least a microcapsule foaming agent on a base material. In the foamed decorative material provided, the thermoplastic resin is 65 to 99% by weight (solid content) of an aqueous emulsion resin having a melting point not lower than an intermediate temperature between the foaming start temperature and the maximum foaming temperature of the microcapsule foaming agent. The microcapsule foaming agent is characterized by being a mixture of 35 to 1% by weight of a low melting point thermoplastic resin having a melting point below the foaming start temperature.
[0010]
In the foamed decorative material, particularly, the low-melting point thermoplastic resin is a short fiber particle having a fiber length of 1 mm or less.
[0011]
In the foamed decorative material, particularly, the low-melting point thermoplastic resin is polyethylene.
[0012]
In the foamed decorative material described above, the surface of the foamed decorative layer is provided with an uneven pattern by mechanical embossing.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the foamed decorative material of the present invention will be described in detail.
For example, as shown in FIG. 1, the foamed decorative material of the present invention is provided with a foamed decorative layer 2 on a substrate 1, and the surface is optionally printed with a pattern 3, and further optionally machined. The concavo-convex pattern 4 is applied by a general embossing process.
[0014]
If the base material 1 is used as a support for the foamed decorative material of the present invention and has a heat resistance that does not cause deformation due to heat during foaming of the foamed decorative layer 2, the material is There is no particular limitation. Specifically, paper such as thin paper, titanium paper, inorganic paper, or flame retardant paper, cloth such as woven fabric or non-woven fabric, synthetic resin film or sheets, wood veneer, plywood or metal plate, or the like An appropriate material may be selected from those laminates and composites according to the intended use.
[0015]
The foamed decorative layer 2 is mainly composed of a thermoplastic resin mainly composed of an aqueous emulsion resin, and is blended with at least a microcapsule foaming agent. Further, if necessary, an inorganic filler, a colorant, a dispersant, an antiblocking agent. And a resin composition appropriately blended with various additives such as an antifoaming agent and a thickener.
[0016]
In the foamed decorative material of the present invention, the melting point of the aqueous emulsion resin is not less than the intermediate temperature between the foaming start temperature and the maximum foaming temperature of the microcapsule foaming agent, and the thermoplastic resin is the aqueous emulsion. In addition to the resin, it comprises a mixture containing a low-melting-point thermoplastic resin having a melting point equal to or lower than the foaming start temperature of the microcapsule foaming agent, and the mixing ratio of the aqueous emulsion resin (solid content) and the low-melting-point thermoplastic resin However, the former is in the range of 65 to 99% by weight, and the latter is in the range of 35 to 1% by weight.
[0017]
The microcapsule foaming agent is a foaming agent composed of microspheres that can be expanded and foamed by heating, and is sometimes called a thermally expandable hollow microsphere. Specifically, for example, ethane, propane, butane, isobutane, pentane, isopentane, hexane, heptane and the like are formed inside the shell portion made of a thermoplastic resin such as polyacrylonitrile and acrylonitrile-methyl acrylate copolymer. It consists of hollow spheres with a particle size of about 1-50 μm, preferably about 2-30 μm, encapsulating a low boiling point liquid. For example, trade names “Microsphere” manufactured by Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd., Nippon Ferrite Co., Ltd. ) Manufactured under the trade name “Expansel” and Otsuka Chemical Co., Ltd. under the trade name “Uniform”.
[0018]
The above microcapsule foaming agent has various foaming start temperatures and maximum temperatures by appropriately designing the softening temperature of the shell constituent material, the shell film thickness, the average particle size, the particle size distribution, the type of the low-boiling liquid contained, and the like. Those having a foaming temperature are manufactured, and the general ranges thereof are a foaming start temperature of about 110 to 180 ° C., a maximum foaming temperature of about 150 to 220 ° C., and a difference between the foaming start temperature and the maximum foaming temperature of 20 It is about ~ 60 degreeC. In the present invention, in consideration of the relationship between the melting points of the aqueous emulsion resin and the low-melting thermoplastic resin, those having an appropriate foaming start temperature and maximum foaming temperature are selected from the above ranges. That's fine.
[0019]
In general, those having a foaming start temperature of about 120 to 140 ° C and a maximum foaming temperature of about 170 to 190 ° C are most preferably selected. If the foaming start temperature is lower than 120 ° C., foaming of the foaming agent occurs in the drying process after coating the foamable resin composition, and a good foam cannot be obtained in the subsequent heating foaming process. It becomes necessary to use a resin having an extremely low melting point as the plastic resin, and the heat resistance of the resulting foamed decorative material is lowered. On the other hand, when the maximum foaming temperature exceeds 190 ° C., the foaming property is lowered or the heating temperature at the time of foaming is increased, which may cause energy loss, thermal deterioration of the resin, discoloration, and the like.
[0020]
The aqueous emulsion resin used in the present invention is not particularly limited, and can be appropriately selected from those conventionally used for foamed decorative materials. Examples include acrylic ester resins, aromatic vinyl resins, styrene-butadiene copolymer resins, vinyl acetate resins, ethylene-vinyl acetate copolymer resins, silicone resins, polyurethane resins, polybutene resins, and the like. be able to. Further, it may be composed of two or more of these, and is not particularly limited in terms of structure, but a normal copolymer or a core / shell two-layer structure copolymer, a blend, or the like can be used. . However, in any case, the melting point needs to be higher than the intermediate temperature between the foaming start temperature and the maximum foaming temperature of the microcapsule foaming agent to be blended, and generally the melting point is about 160 ° C to 200 ° C. Those are most preferably selected.
[0021]
The aqueous emulsion resin is generally provided in the form of an oil-in-water emulsion in which fine resin particles having a particle size of about 0.01 to 100 μm are dispersed in water. The solid content ratio as a ratio is generally about 30 to 70% by weight. Although this solid content ratio affects the viscosity of the coating liquid, it is important for coating suitability. However, since water is removed in the drying process after coating, it is large in the subsequent foaming process and embossing process. There is no effect. Therefore, hereinafter, unless otherwise specified, the weight of the aqueous emulsion resin means the weight of the solid content.
[0022]
The low-melting point thermoplastic resin is blended in the form of powdered particles with the aqueous emulsion resin that is the main component of the foamable resin composition forming the foamed decorative layer 2. And after this foamable resin composition is coated on the base material 1 and dried, in the heating foaming process, it melts before the foaming of the microcapsule foaming agent starts, and the particles of the low melting point thermoplastic resin Are fused directly, or the low melting point thermoplastic resin particles are fused to the surface of the unmelted aqueous emulsion resin particles, and the low melting point thermoplastic resin particles are bonded to each other through the aqueous emulsion resin particles. Are connected to form a network-like structure inside the coating film.
[0023]
When the heating further proceeds and the expansion of the microcapsule foaming agent starts, the water-based emulsion resin particles are constrained by the network-like structure described above. Are expanded so as to extend toward the surface of the coating film and cannot be moved to the surface of the coating film, and expand while remaining in the original position. Thus, ideal foaming proceeds in such a way that almost all of the expansion of the microcapsule blowing agent is utilized to push the entire coating upward. When the expansion of the microcapsule foaming agent reaches the maximum at the maximum foaming temperature of the microcapsule foaming agent, the aqueous foam particles are melted and fused together to fix the ideal foamed state. be able to.
[0024]
In order to effectively use the above principle, the low-melting-point thermoplastic resin must have a melting point not higher than the foaming start temperature of the microcapsule foaming agent. However, if the melting point is lower than 100 ° C., the fusion process proceeds in the drying step after the application of the foamable resin composition, which may hinder drying, and the heat resistance of the resulting foamed decorative material is reduced. Therefore, the low melting point thermoplastic resin preferably has a melting point of 100 ° C. or higher. In general, one having a melting point of about 110 to 130 ° C. is most suitably selected.
[0025]
The low-melting point thermoplastic resin is blended in the form of powder particles in consideration of the mixing property with an aqueous emulsion resin, coating property, and the like. The shape of the particles may be arbitrary, such as spherical, polyhedral, needle-like, and scale-like. However, in order to efficiently form the network-like structure described above and to have a strength that the network-like structure cannot be easily broken by the expansion pressure of the microcapsule foaming agent, the short fiber-like particles It is most desirable to use However, if the fiber length is too long, the fibers will be entangled and gelled when mixed with the aqueous emulsion resin, the coating will be difficult due to thickening, and the network structure will become too strong and foam The fiber length is preferably 1 mm or less, more preferably 0.6 mm or less.
[0026]
Examples of the low melting point thermoplastic resin include polyolefin resins such as polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer resins, copolymer polyester resins, polyurethane resins, polyamide resins, and acrylic resins. Various resins having a relatively low melting point of about 90 to 140 ° C. are known in these resin systems, and those having an appropriate melting point may be selected from them. Further, as short fibers of low melting point thermoplastic resins, various short fibers made of the above-mentioned various resins called hot melt fibers or hot melt fibers are commercially available in addition to ordinary polyethylene short fibers. A material having an appropriate melting point may be selected from the above.
[0027]
The low-melting point thermoplastic resin has the effect of improving foamability as described above, and the foamed decorative layer 2 after foaming has a network-like structure as a reinforcing material like a reinforcing bar in so-called reinforced concrete. It also acts as an adhesive that adheres the particles to each other and has the effect of improving the surface strength and tensile strength of the foamed decorative layer 2 in order to increase the continuity of the coating. In particular, if a low-melting thermoplastic resin composed of short fiber particles is used, it is possible to more efficiently form a strong network-like structure and more particles of an aqueous emulsion resin can be bonded with one particle. The above effects are even more remarkable.
[0028]
Further, as described above, the low melting point thermoplastic resin has an effect of improving the water resistance and solvent resistance of the foamed decorative layer 2 because the particles of the aqueous emulsion resin are adhered to each other to increase the continuity of the coating. In particular, if a low-melting-point thermoplastic resin rich in water resistance and solvent resistance, such as represented by polyethylene, is used, the above effect is further remarkable. Considering the above circumstances comprehensively, it is most desirable to use short fiber particles made of polyethylene having a fiber length of 1 mm or less as the low melting point thermoplastic resin. Since polyethylene has a melting point of about 110 to 130 ° C., it is desirable from the viewpoint of the relationship with the foaming start temperature of the microcapsule foaming agent.
[0029]
Regarding the blending ratio of the aqueous emulsion resin and the low-melting point thermoplastic resin, if the latter ratio is too small, the above-described network-like structure is not sufficiently formed, and a sufficient effect cannot be obtained. The melting point thermoplastic resin needs to be blended so as to occupy at least 1% by weight or more of the entire thermoplastic resin component. On the other hand, if the latter ratio is too high, particles of unmelted aqueous emulsion resin float in the sea of molten low-melting thermoplastic resin at the foaming start temperature. Since the same result as the case of using the low-melting water-based emulsion resin described in the technical section, the molten low-melting-point thermoplastic resin does not fill the gaps in the particles of the water-based emulsion resin. It is necessary to blend the low melting point thermoplastic resin in a ratio not exceeding 35% by weight of the total thermoplastic resin content. Among these, the range of 5 to 20% by weight of the low melting point thermoplastic resin is most preferable.
[0030]
The blending amount of the microcapsule foaming agent is the same as that in the case of the foamed cosmetic material using the conventional microcapsule foaming agent, and may be appropriately adjusted according to the foaming ratio desired for the foamed cosmetic layer 2 of the foamed cosmetic material. . Generally, it is about 3 to 30 parts by weight, and preferably 3 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the thermoplastic resin composed of an aqueous emulsion resin and a low melting point thermoplastic resin. When the blending amount of the microcapsule foaming agent exceeds 30 parts by weight, the surface strength of the resulting foamed decorative material tends to decrease, and conversely, when the blending amount is less than 3 parts by weight, the foaming ratio extremely decreases. Therefore, it is not preferable because good volume feeling and embossing suitability cannot be obtained.
[0031]
The type and amount of additives other than the microcapsule foaming agent are not limited in the present invention, and the knowledge of foamed cosmetic materials using conventional aqueous emulsion resin and microcapsule foaming agent can be arbitrarily applied. And design as appropriate.
[0032]
The foamed decorative material of the present invention is obtained by applying a foamable resin composition comprising an aqueous emulsion resin, a low-melting point thermoplastic resin, a microcapsule foaming agent, and other additives to the surface of a substrate 1 such as paper or a synthetic resin film. Apply and dry sufficiently at a temperature not higher than the foaming start temperature of the microcapsule foaming agent. If necessary, the pattern 3 is printed on the dried coating surface, and the coating film of the foamable resin composition is heated and foamed. Thus, the foamed decorative layer 2 can be formed, and if necessary, mechanical embossing can be applied to form the concavo-convex pattern 4 for manufacturing.
[0033]
As the coating method of the foamable resin composition, for example, any coating method using a knife coater, comma coater, nozzle coater, gravure coater, rotary screen coater, reverse roll coater, die coater, lip coater or the like is used. Can do. Of course, two or more layers may be applied using the same or different coating methods.
[0034]
As a printing method of the pattern 3, any conventionally known printing method such as a gravure printing method, an offset printing method, a screen printing method, an ink jet printing method, or a transfer printing method can be applied. In addition, the ink used for printing can be either solvent-based ink or water-based emulsion ink. Furthermore, in addition to normal ink only for coloring, use of foamable ink, foam suppression ink, foam-promoting ink, etc. These may be used, and these may be used in appropriate combinations.
[0035]
The mechanical embossing is the same as in the case of conventional foamed decorative materials, and a metal embossing roll having a concavo-convex shape formed by inverting the shape of the concavo-convex pattern 4 to be formed on the surface of the foamed decorative layer 2. It is most common to use a roll embossing method using In addition, since the low melting point thermoplastic resin is mix | blended with the water-based emulsion resin which forms the foaming decorative layer 2 in the foaming decorative material of this invention, this low melting point thermoplastic resin is fully fuse | melted at the embossing temperature. Therefore, it has excellent embossing suitability and is excellent in reproducibility of the uneven shape 4 by mechanical embossing. Moreover, since the resin component is mainly an aqueous emulsion resin having a high melting point, unlike the case where the entire resin component is composed of a low melting point resin, it has a feature that it has excellent retention of the uneven shape 4 in a high temperature environment. ing.
[0036]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples of the foamed decorative material of the present invention, but the present invention is not limited to the following examples.
[0037]
[Evaluation method: Sample preparation]
A composition having a predetermined composition was mixed with a dissolver and filtered through an 80 mesh filter to prepare a coating solution. Next, these various coating liquids are coated on a flame-retardant paper having a basis weight of 100 g / m ² so that the coating amount after drying becomes 100 g / m ² and dried in an oven at 100 ° C. for 2 minutes. A base layer was obtained. After forming a pattern on the base layer by gravure printing using water-based ink, it was foamed by heating at 210 ° C. for 30 seconds in an oven, and then subjected to mechanical embossing to obtain a foamed cosmetic material. .
[0038]
[Evaluation method: Foaming ratio]
The thickness of the foamed decorative layer before foaming and after foaming was measured and evaluated with a microscope.
[0039]
[Evaluation method: Surface condition]
The surface state (surface roughness, defects, etc.) of the foamed decorative layer after foaming was visually evaluated.
[0040]
[Evaluation method: Test method of emboss plate and emboss reproducibility]
As the embossed plate used for the mechanical embossing, an embossed plate having a cross-shaped convex pattern with a width of 30 μm, a length of 10 mm, and a height of 1 mm is used, and the width and length of the concave pattern formed thereby. The depth was measured with a microscope to evaluate reproducibility.
[0041]
[Evaluation method: Surface strength test]
In accordance with JIS K 5400, the load was changed from 1 kg to 400 g, and the pencil hardness when the surface of the foamed decorative layer was torn was evaluated.
[0042]
[Evaluation method: Water resistance test]
A 30 mm × 30 mm frame was sealed on the foamed decorative layer surface of a 100 mm × 100 mm sample piece, 20 ml of water was poured into the frame, and the time until this water oozes into the base paper on the back surface was measured.
[0043]
[Evaluation method: Tensile strength (wet)]
Evaluation was performed according to JIS A6921.
[0044]
[Example 1, Comparative Examples 1-3]
Using the compositions of various formulations shown in Table 1 below (numbers are parts by weight), foamed decorative materials of each Example and Comparative Example were produced under the above-described conditions. For these foamed decorative materials, the expansion ratio, surface state, embossing reproducibility, surface strength, water resistance and tensile strength were evaluated under the above-mentioned conditions. The results were as shown in Table 2.
[0045]
[Table 1]

[0046]
[Table 2]

[0047]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, the foamability of the foamed decorative layer using the aqueous emulsion resin can be improved, the expansion ratio can be improved, the embossing suitability is also improved, and the embossing reproduction is achieved. Therefore, it is possible to obtain a foamed decorative material having a design feeling such as a volume feeling and a three-dimensional feeling more than before. Furthermore, depending on the choice of low-melting-point thermoplastic resin, it is possible to improve the surface strength, water resistance, tensile strength, etc. of the foamed decorative layer, and the conventional foamed makeup based on polyvinyl chloride resin, both in terms of design and physical properties. An aqueous emulsion resin-based foamed decorative material that is not inferior to the material can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view showing an embodiment of a foamed decorative material of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: Base material 2: Foamed decorative layer 3: Picture pattern 4: Uneven pattern

Claims

In a foamed decorative material comprising a foamed decorative layer formed from a foamable resin composition comprising a thermoplastic resin as a main component and containing at least a microcapsule foaming agent on a base material, the thermoplastic resin is the microscopic material. 65 to 99 wt% (solid content) of an aqueous emulsion resin having a melting point above the intermediate temperature between the foaming start temperature and the maximum foaming temperature of the capsule foaming agent, and a low melting point having a melting point below the foaming start temperature of the microcapsule foaming agent A foamed decorative material comprising a mixture of 35 to 1% by weight of a thermoplastic resin.

The foamed decorative material according to claim 1, wherein the low-melting-point thermoplastic resin is a short fibrous particle having a fiber length of 1 mm or less.

The foamed decorative material according to claim 1 or 2, wherein the low-melting-point thermoplastic resin is polyethylene.

The foamed decorative material according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface of the foamed decorative layer is provided with an uneven pattern by mechanical embossing.