JP5177188B2 - 炭酸カルシウムを含む発泡壁紙の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、炭酸カルシウムを含む発泡壁紙の製造方法に関する。

従来、発泡壁紙用原反としては、紙質基材上に未発泡樹脂層を形成したものが知られている。未発泡樹脂層は、一般にマトリックス樹脂、発泡剤、炭酸カルシウム等を含む未発泡樹脂層形成用組成物から形成される。

前記炭酸カルシウムは、特に未発泡樹脂層の増量剤としての役割とともに、カッターの切れ向上の役割も有する。この切れ向上の観点からは、炭酸カルシウムは、マトリックス樹脂１００重量部に対して少なくとも２０〜３０重量部は必要であり、通常は２０〜５０重量部程度含有される。

例えば、特許文献１には、発泡壁紙用原反であって、未発泡樹脂層が樹脂分１００重量部に対して炭酸カルシウムを３０〜２００重量部含有するものが開示されている。

発泡壁紙用原反の製造方法としては、従来、紙質基材上にカレンダー方式によりシート状に成形された未発泡樹脂シートをラミネートする方法が知られている。近年、発泡壁紙用原反をＴダイ押出し法により製造する試みがなされているが、Ｔダイの導入により次のような問題が生じている。

即ち、Ｔダイ押出し法により従来品と同程度の炭酸カルシウムを含む未発泡樹脂層形成用組成物を取扱うと、炭酸カルシウムを含有しない場合と比べて押出し機内での剪断発熱量が高まる。Ｔダイにおける押出し加工中は組成物温度を発泡剤の分解温度（発泡温度）以上に高めることができないため、発熱を抑えるためには、押出し加工の速度を低下（押出し機スクリュー回転数の低下）させて対応せざるを得ないという問題がある。加工効率の低下に対しては、例えば、脂肪酸等で表面処理された炭酸カルシウムの使用、金属石鹸等の分散剤の併用などが検討されているが、十分な改善策とはなっていないのが現状である。従って、カッターの切れを良好とするために炭酸カルシウムの含有量は現状を維持しつつ、しかもＴダイ押出し法によっても生産性の高い製造方法の開発が望まれている。

また、Ｔダイ押出し法では、炭酸カルシウムの含有量が多い場合には、押出し機スクリューでの組成物の混練分散が不十分となり易く、分散状態が不十分なまま押出されると、印刷工程において炭酸カルシウム凝集体に起因するフィッシュアイと称される不良部分が生じるおそれがある。従って、Ｔダイ押出し法を用いて炭酸カルシウムを取扱う場合に、フィッシュアイの発生が抑制できる製造方法の開発も望まれている。

特開２００３−２６６５４９号公報

本発明は、Ｔダイ押出し法により紙質基材上に未発泡樹脂層を積層する発泡壁紙の製造方法であって、発泡壁紙のカッターによる良好な切れ味を担保する量の炭酸カルシウムを含有する場合であっても、生産性が高く、しかも後の印刷工程においてフィッシュアイ等が生じ難い発泡壁紙の製造方法を提供することを主な目的とする。

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、炭酸カルシウムの粒子径を特定の範囲に限定することが上記目的の達成に寄与することを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、下記の炭酸カルシウムを含む発泡壁紙の製造方法に係る。
１． 発泡壁紙の製造方法であって、以下の（１）〜（３）工程：
（１）紙質基材上に、電子線硬化型樹脂、熱分解型発泡剤、及び炭酸カルシウムを含む未発泡樹脂層形成用組成物をＴダイ押出し機により押出し成形することによって紙質基材上に未発泡樹脂層を積層することにより、発泡壁紙用原反を製造する工程であって、
前記炭酸カルシウムの含有量は、電子線硬化型樹脂１００重量部に対して２０〜６０重量部であり、
前記炭酸カルシウムの粒子径分布は、１〜１００μｍの範囲に全粒子の７０重量％以上が含まれる、工程、
（２）前記未発泡樹脂層に含まれる電子線硬化型樹脂を電子線照射により架橋する工程、
（３）前記未発泡樹脂層を熱処理することにより、前記未発泡樹脂層に含まれる熱分解型発泡剤を発泡させる工程、
を順に有する、発泡壁紙の製造方法。
２． 前記（１）工程において、紙質基材上に透明性樹脂層Ａ形成用組成物、未発泡樹脂層形成用組成物及び透明性樹脂層Ｂ形成用組成物をＴダイ押出し機により３層同時押出し成形することにより紙質基材上に透明性樹脂層Ａ、未発泡樹脂層及び透明性樹脂層Ｂを順に積層する、上記項１に記載の製造方法。
３． 前記（１）工程において、１９０℃における前記未発泡樹脂層形成用組成物のメルトフローレートが、３６〜８０ｇ／１０分である、上記項１又は２に記載の製造方法。
４． 前記未発泡樹脂層形成用組成物に含まれる電子線硬化型樹脂が、エチレン系樹脂である、上記項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
５． 上記項１〜４のいずれかの製造方法によって得られる発泡壁紙。

以下、本発明の発泡壁紙用原反の製造方法について詳細に説明する。

発泡壁紙用原反の製造方法
本発明の発泡壁紙用原反の製造方法は、紙質基材上に未発泡樹脂層形成用組成物をＴダイ押出し機により押出し成形することにより紙質基材上に未発泡樹脂層を積層する発泡壁紙用原反の製造方法であって、
（１）前記組成物は、電子線硬化型樹脂、熱分解型発泡剤、及び炭酸カルシウムを含み、（２）前記炭酸カルシウムの含有量は、電子線硬化型樹脂１００重量部に対して２０〜６０重量部であり、
（３）前記炭酸カルシウムの粒子径分布は、１〜１００μｍの範囲に全粒子の７０重量％以上が含まれる
ことを特徴とする。

紙質基材
紙質基材としては特に限定されず、従来、壁紙用裏打紙として知られているものが広く使用できる。例えば、難燃紙（パルプ主体のシートをスルファミン酸グアニジン、リン酸グアニジンなどの難燃剤で処理したシート）；水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の無機質剤を混抄した無機質紙；上質紙、薄用紙、和紙等の一般紙などが挙げられる。

紙質基材の坪量は特に限定的ではないが、通常２０〜３００ｇ／ｍ^２、好ましくは４０〜１１０ｇ／ｍ^２程度である。

未発泡樹脂層形成用組成物
未発泡樹脂層形成用組成物は、電子線硬化型樹脂、熱分解型発泡剤、及び炭酸カルシウムを含む。

電子線硬化型樹脂としては電子線照射により架橋するものであれば特に限定されないが、発泡適性を考慮するとエチレン系樹脂が好ましい。例えば、エチレン単独重合体樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）、エチレン−メチルアクリレート共重合体樹脂（ＥＭＡ）、エチレン−エチルアクリレート共重合体樹脂（ＥＥＡ）、炭素数３〜５のエチレン−アルキルアクリレート共重合体樹脂、エチレン−メチルメタクリレート共重合体樹脂（ＥＭＭＡ）等のオレフィン系共重合体樹脂、これらの樹脂の混合物等が挙げられる。これらの樹脂は、いずれも電子線照射により容易に樹脂架橋させることができる。この中では、特にＥＶＡ及びＥＭＭＡの少なくとも１種が好ましい。

ＥＶＡ及びＥＭＭＡとしては、酢酸ビニル（ＶＡ）、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）含有量が１０〜３０重量％であれば好ましく、１５〜２５重量％程度がより好ましい。

熱分解型発泡剤としては特に限定されないが、例えば、アゾジカルボンアミド、アゾビスホルムアミド等のアゾ系化合物、４，４’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド等のヒドラジット系化合物が挙げられる。これらの発泡剤は、１種又は２種以上を混合使用できる。

熱分解型発泡剤の含有量は、所望の発泡の程度に応じて適宜設定すればよいが、電子線硬化型樹脂１００重量部に対して、通常２〜１５重量部、好ましくは３〜６重量部程度である。

炭酸カルシウムとしては、１〜１００μｍの範囲に全粒子の７０重量％以上が含まれる粒子径分布を有するものを用いる。このような炭酸カルシウムを用いることにより、Ｔダイ押出し機を用いた押出し加工を容易に行うことができる。１〜１００μｍの範囲に全粒子の７０重量％以上含まれず、粒子径の小さな炭酸カルシウムの割合が大きな場合には、炭酸カルシウムの二次凝集が生じ易くなる。その場合には、組成物（インク）粘度が高くなって過度な発熱が生じるおそれ又は加工速度が低下するおそれがある。

炭酸カルシウムの含有量は、電子線硬化型樹脂１００重量部に対して、２０〜６０重量部であればよい。発泡壁紙のカッターでの良好な切れ味を担保するためには少なくとも２０重量部は必要であり、最大６０重量部程度までの範囲で含有量を調整することができる。

炭酸カルシウムの含有量とＴダイによる押出し加工効率との関係は相反するが、本発明の製造方法では粒子径を特定範囲に限定しているため、炭酸カルシウムの含有量を多くしても加工効率の低下量は少なく抑えられる。具体的には、φ８０−２軸押出し機で押出し加工する場合において、好適な条件では、炭酸カルシウム含有量３０重量部、組成物温度１３０℃以下で７００Ｋｇ／時間の押出し量を確保することができる。

未発泡樹脂層形成用組成物は、必要に応じて、顔料等を含んでもよい。また、架橋助剤、発泡セル調整剤、熱安定剤、難燃剤等の周知の助剤を含んでもよい。架橋助剤としては、電子線照射による樹脂架橋を促進するものであれば特に限定されず、例えば、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート等の多官能性モノマー、オリゴマーなどが挙げられる。架橋助剤の添加量としては、樹脂１００重量部に対して、０〜１０重量部であり、１〜４重量部が好ましい。その他の顔料、助剤等の種類、含有量などは特に限定されず、発泡壁紙の所望の特性に応じて適宜設定できる。

未発泡樹脂層の厚みは特に限定されないが、通常７０〜１３０μｍ程度である。

未発泡樹脂層の形成
本発明の製造方法では、上記未発泡樹脂層形成用組成物をＴダイ押出し機により紙質基材上にシート状に押出し成形する。

前記組成物の流動性は炭酸カルシウムの含有量により異なるが、１９０℃におけるメルトフローレート（ＭＦＲ）が３６〜８０ｇ／１０分程度であればよい。なお、組成物に含まれる樹脂のＭＦＲとしては、７０〜１２０ｇ／１０分程度であればよい。

未発泡樹脂層の厚みは特に限定されないが、７０〜１３０μｍ程度である。

なお、発泡壁紙用原反の層構成に改良を加えて、未発泡樹脂層以外の層を紙質基材上に併せて積層してもよい。例えば、紙質基材上に透明性樹脂層Ａ、未発泡樹脂層及び透明性樹脂層Ｂを順に積層する層構成とすることが挙げられる。透明性樹脂層Ｂを硬度の大きな樹脂から形成すれば、例えば、樹脂層Ｂに表面保護層としての役割を付与できる。以下、紙質基材／樹脂層Ａ／未発泡樹脂層／樹脂層Ｂの順に積層してなる発泡壁紙用原反の製造方法について説明する。

このように紙質基材上に３層の樹脂層を形成する場合には、例えば、Ｔダイ押出し機を用いて３層同時押出し成形することにより好適に積層できる。Ｔダイ押出し機としては、多層同時押出しが可能なマルチマニホールドタイプ又はフィードブロックを備えたものが好ましい。

３層同時押出しする場合には、透明性樹脂層Ａ形成用組成物、未発泡樹脂層形成用組成物及び透明性樹脂層Ｂ形成用組成物をＴダイ押出し機により３層同時押出しする。よって、同時押出しの特性上、前記３種の組成物の流動性は近似しているのが好ましい。そのため、３層同時押出しにより同時積層する場合には、各組成物に含まれる樹脂の種類を同じに設定することが好ましい。本発明では、未発泡樹脂層の構成樹脂が電子線硬化型樹脂であり、特にＥＶＡ及びＥＭＭＡの少なくとも１種が好適であるため、樹脂層Ａ及び樹脂層Ｂを構成する樹脂としても、ＥＶＡ及びＥＭＭＡの少なくとも１種とすることが好ましい。

例えば、透明性樹脂層Ａ形成用組成物は、ＥＶＡ及びＥＭＭＡの少なくとも１種から構成すればよい。なお、紙質基材との密着性を向上させるためには、これらの樹脂のＭＦＲ及び共重合比率はいずれも前記した範囲内であって高目に設定することが好ましい。

また、透明性樹脂層Ｂ形成用組成物も、ＥＶＡ及びＥＭＭＡの少なくとも１種から構成すればよい。この場合には、透明性樹脂層Ｂ形成用組成物には、前記した架橋助剤を含めておくことが好ましい。透明性樹脂層Ｂを樹脂架橋させる場合には、表面強度の優れた発泡壁紙とできるからである。

なお、製造される原反の幅方向の膜厚精度（厚み比率）を安定化させるため、透明性樹脂層Ｂ形成用組成物と未発泡樹脂層形成用組成物とは、同程度のＭＦＲに設定することが好ましい。

このような３層同時形成により得られる原反の各層の好適な厚み比率は次の通りである。即ち、透明性樹脂層Ａ：２〜１５μｍ程度、未発泡樹脂層：７０〜１３０μｍ程度、透明性樹脂層Ｂ：１０〜４０μｍ程度とすることが好ましい。

発泡壁紙
前記した製造方法により製造された発泡壁紙用原反は、樹脂層側に電子線を照射することにより少なくとも未発泡樹脂層に含まれる樹脂を架橋後、樹脂層を熱処理することにより熱分解型発泡剤を発泡させて発泡壁紙とできる。前記の通り、透明性樹脂層Ｂをさらに形成する場合には、表面強度を高くするために透明性樹脂層Ｂも樹脂架橋されていることが好ましい。

電子線照射装置としては、例えば、コックロフトワルトン型、バンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等が使用できる。照射される電子線のエネルギーは、通常５０〜５００ＫｅＶ、好ましくは１００〜２００ＫｅＶ程度である。また、電子線の吸収線量としては、通常２〜７Ｍｒａｄ、好ましくは３〜５Ｍｒａｄ程度である。

次いで、樹脂層を熱処理することにより熱分解型発泡剤を発泡させることにより発泡壁紙が得られる。加熱条件は、熱分解型発泡剤が発泡する限り特に限定されず、通常は１８０〜２４０℃、好ましくは２１０〜２３０℃で２０〜６０秒、好ましくは２５〜４０秒程度熱処理すればよい。熱処理時には、公知のエンボス版を樹脂層側から押し当てて所望の凹凸模様を併せて付与することもできる。エンボス加工の条件については特に限定されず、発泡壁紙の所望の特性に応じて適宜設定できる。

なお、電子線照射後、熱処理に先立って、未発泡樹脂層上（又は透明性樹脂層Ｂを形成した場合にはその上、以下同じ）に絵柄印刷層を形成してもよい。

絵柄模様層は、発泡壁紙に所望の絵柄による意匠性を付与するものであり、絵柄の種類等は特に限定的ではない。例えば、木目模様、石目模様、砂目模様、タイル貼模様、煉瓦積模様、布目模様、皮絞模様、幾何学図形、文字、記号、抽象模様等が挙げられる。

絵柄模様層の形成方法は特に限定されず、例えば、公知の着色剤（染料又は顔料）を結着材樹脂とともに溶剤（又は分散媒）中に溶解（又は分散）させて得られる着色インキ、コーティング剤等を用いた印刷法などにより、未発泡樹脂層上に形成すればよい。

着色剤としては、例えば、カーボンブラック、チタン白、亜鉛華、弁柄、紺青、カドミウムレッド等の無機顔料；アゾ顔料、レーキ顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、フタロシアニン顔料、イソインドリノン顔料、ジオキサジン顔料等の有機顔料；アルミニウム粉、ブロンズ粉等の金属粉顔料；酸化チタン被覆雲母、酸化塩化ビスマス等の真珠光沢顔料；蛍光顔料；夜光顔料等が挙げられる。これらの着色剤は、単独又は２種以上を混合して使用できる。これらの着色剤には、シリカ等のフィラー、有機ビーズ等の体質顔料、中和剤、界面活性剤等がさらに配合してもよい。

結着剤樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、塩素化ポリオレフィン系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、アルキド系樹脂、石油系樹脂、ケトン樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、繊維素誘導体、ゴム系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、単独又は２種以上を混合して使用できる。

溶剤（又は分散媒）としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の石油系有機溶剤；酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸−２−メトキシエチル、酢酸−２−エトキシエチル等のエステル系有機溶剤；メチルアルコール、エチルアルコール、ノルマルプロピルアルコール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール系有機溶剤；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系有機溶剤；ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル系有機溶剤、；ジクロロメタン、四塩化炭素、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等の塩素系有機溶剤；水等の無機溶剤等が挙げられる。これらの溶剤（又は分散媒）は、単独又は２種以上を混合して使用できる。

絵柄模様層の形成に用いる印刷法としては、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、フレキソ印刷法、静電印刷法、インクジェット印刷法等が挙げられる。また、全面ベタ状の絵柄模様層を形成する場合には、例えば、ロールコート法、ナイフコート法、エアーナイフコート法、ダイコート法、リップコート法、コンマコート法、キスコート法、フローコート法、ディップコート法等の各種コーティング法が挙げられる。その他、手描き法、墨流し法、写真法、転写法、レーザービーム描画法、電子ビーム描画法、金属等の部分蒸着法、エッチング法等を用いたり、他の形成方法と組み合わせて用いたりしてもよい。

本発明の発泡壁紙用原反の製造方法は、炭酸カルシウムの粒子径分布が１〜１００μｍの範囲に全粒子の７０重量％以上が含まれるため、電子線硬化型樹脂１００重量部に対して炭酸カルシウムを２０〜６０重量部含めても、加工効率の低下量を少なく抑えることができる。具体的には、φ８０−２軸押出し機で押出し加工する場合において、好適な条件では、炭酸カルシウム含有量３０重量部、組成物温度１３０℃以下で７００Ｋｇ／時間の押出し量を確保することができる。

また、かかる粒子径の範囲であれば、印刷時のフィッシュアイの発生も抑制できる。

以下に実施例及び比較例を示し、本発明をより具体的に説明する。但し、本発明は実施例に限定されない。

実施例１
下記表１に示す組成の未発泡樹脂層形成用組成物をＴダイ押出し機により紙質基材上に押出し成形することにより発泡壁紙原反を製造した。Ｔダイ押出し時の組成物温度は１３０℃であり、組成物のＭＦＲは４０ｇ／１０分であった。未発泡樹脂層の厚みは９０μｍであった。これにより発泡壁紙用原反を製造した。

本製造方法は、生産性が高いものであった。

製造した発泡壁紙用原反に対して、樹脂層側から電子線（１７５ｋＶ）を５Ｍｒａｄ照射してＥＶＡを架橋後、絵柄印刷、加熱発泡（２３０℃、３０秒）を経て発泡壁紙を製造した。絵柄印刷工程において、フィッシュアイの発生は確認されなかった。

Claims (5)

1. 発泡壁紙の製造方法であって、以下の（１）〜（３）工程：
   （１）紙質基材上に、電子線硬化型樹脂、熱分解型発泡剤、及び炭酸カルシウムを含む未発泡樹脂層形成用組成物をＴダイ押出し機により押出し成形することによって紙質基材上に未発泡樹脂層を積層することにより、発泡壁紙用原反を製造する工程であって、
   前記炭酸カルシウムの含有量は、電子線硬化型樹脂１００重量部に対して２０〜６０重量部であり、
   前記炭酸カルシウムの粒子径分布は、１〜１００μｍの範囲に全粒子の７０重量％以上が含まれる、工程、
   （２）前記未発泡樹脂層に含まれる電子線硬化型樹脂を電子線照射により架橋する工程、
   （３）前記未発泡樹脂層を熱処理することにより、前記未発泡樹脂層に含まれる熱分解型発泡剤を発泡させる工程、
   を順に有する、発泡壁紙の製造方法。
2. 前記（１）工程において、紙質基材上に透明性樹脂層Ａ形成用組成物、未発泡樹脂層形成用組成物及び透明性樹脂層Ｂ形成用組成物をＴダイ押出し機により３層同時押出し成形することにより紙質基材上に透明性樹脂層Ａ、未発泡樹脂層及び透明性樹脂層Ｂを順に積層する、請求項１に記載の製造方法。
3. 前記（１）工程において、１９０℃における前記未発泡樹脂層形成用組成物のメルトフローレートが、３６〜８０ｇ／１０分である、請求項１又は２に記載の製造方法。
4. 前記未発泡樹脂層形成用組成物に含まれる電子線硬化型樹脂が、エチレン系樹脂である、請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれかの製造方法によって得られる発泡壁紙。