JP6772496B2

JP6772496B2 - 発泡壁紙の製造方法

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Publication number: JP6772496B2
Application number: JP2016054236A
Authority: JP
Inventors: 歩塩田
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2016-03-17
Filing date: 2016-03-17
Publication date: 2020-10-21
Anticipated expiration: 2036-03-17
Also published as: JP2017166094A

Description

本発明は、発泡壁紙の製造方法に関する。

従来、発泡壁紙の製造方法としては、例えば、特許文献１に記載の技術がある。この特許文献１に記載の技術では、超臨界流体を発泡剤として含有する発泡剤含有樹脂層を形成し、形成した発泡剤含有樹脂層を発泡させて発泡層を形成し、形成した発泡層にエンボス加工を行い、意匠性を付与するための凹凸（エンボス）を形成するようになっている。
ここで、例えば、凹凸の形成後に、発泡層上にグラビア印刷やシルクスクリーン印刷等の壁紙の製造時に一般的に用いられる印刷法によって絵柄模様層を形成した場合、凹部の深部にインキが乗らない可能性がある。それゆえ、意匠性が低下する可能性がある。

特開２０１４−１９５９７７号公報

本発明は、上記のような点に着目したもので、より意匠性の高い発泡壁紙を製造可能な発泡壁紙の製造方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、超臨界流体を含有する樹脂組成物を押出成形して発泡層を連続的に形成し、形成した発泡層の一端側から順に予熱ヒータの間及びエンボスロールとバックロールとの間を通過させて、エンボスロールによって発泡層に凹凸を次々に形成し、形成した凹凸上に、インクを吹き付ける印刷法によって絵柄模様層を次々に形成するとともに、エンボスロールとバックロールとの間に、予熱ヒータの間を通過した発泡層と一緒にアンカーコート剤及び紙基材も連続的に通過させ、エンボスロールとバックロールとによって、発泡層のうちの凹凸が形成されない側にアンカーコート剤を介して紙基材を貼り合わせることを特徴とする。

本発明の一態様によれば、インクを吹き付ける印刷法によって絵柄模様層を形成するため、凹部の深部にインキを乗せることができ、より適切な絵柄模様層を形成できる。これにより、より意匠性の高い発泡壁紙を製造することができる。

発泡壁紙の構成を表す端面図である。発泡壁紙の製造方法を表す端面図である。発泡壁紙の製造方法の変形例を表す端面図である。

次に、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、厚さと平面寸法との関係、各層の厚さの比率等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、及び構造等が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。

（発泡壁紙１）
図１に示すように、本実施形態の発泡壁紙１は、紙基材２上に、発泡層３、及び絵柄模様層４がこの順に積層されて形成されている。なお、紙基材２と発泡層３との間、発泡層３と絵柄模様層４との間、及び絵柄模様層４の表面等には、必要に応じて、他の層を形成してもよい。例えば、絵柄模様層４の表面に、絵柄模様層４を保護する透明な保護層を設けてもよい。また、発泡壁紙１の表層には、エンボス加工によって凹凸５が形成されている。これにより、絵柄模様層４による意匠性に加え、凹凸５による意匠性を感じさせる。

（紙基材２）
紙基材２としては、特に限定されず、公知の繊維質シートを使用できる。繊維質シートとしては、例えば、難燃紙、つまり、パルプ主体のシートをスルファミン酸グアニジン、リン酸グアジニン等の難燃剤で処理したもの；水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の無機添加剤を含む無機質紙；上質紙；薄用紙等が挙げられる。紙基材２の坪量は、例えば、５０〜３００ｇ／ｍ²程度が好ましく、５０〜８０ｇ／ｍ²がより好ましい。このように、発泡壁紙１の基材に紙を用いたため、汎用的な壁紙として扱うことができる。

（発泡層３）
発泡層３は、発泡剤含有樹脂層３０（図２参照）を発泡させてなる層である。発泡剤含有樹脂層３０は、発泡剤を含有する樹脂組成物をＴダイ押出機でシート状に溶融押出して得られる。樹脂組成物は、樹脂成分として、ポリオレフィン系樹脂を含有する。これにより、脱塩ビ化を行うことができ、環境によい発泡壁紙１を形成できる。ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、密度０．９１ｇ/ｃｍ³以上０．９４ｇ/ｃｍ³以下の低密度なポリエチレン等が挙げられる。ポリオレフィン系樹脂の含有量は、発泡剤含有樹脂層３０の全質量に対して、２０質量％以上８０質量％以下とする。これにより、発泡壁紙１に適したシート成形を行える。

また、発泡剤含有樹脂層３０は、発泡剤として、超臨界流体を含有する。超臨界流体としては、例えば、無害で環境に配慮したガスとすることを考慮すれば、超臨界状態の二酸化炭素、超臨界状態の窒素がより好ましい。特に、二酸化炭素は、３１℃以上、７．３ＭＰａ以上の環境で超臨界状態となるため、取り扱いが比較的容易なものとなる。超臨界流体は、溶融可塑化した樹脂組成物に注入されて樹脂層生物に含浸されている。超臨界流体の注入量（含有量）は、所望の発泡倍率等に応じて適宜設定できる。例えば、樹脂成分の全質量（１００質量％）に対して、１質量％以上２０質量％以下とすることが好ましい。

このように、本実施形態では、超臨界流体を発泡剤としたため、例えば、熱分解発泡剤を用いる方法と異なり、Ｔダイ押出機内での発泡剤の熱分解を防止することができる。また、樹脂内に発泡剤が均一に混ざりやすく、均一に発泡でき、発泡体（発泡壁紙１）の製品品質を向上できる。さらに発泡剤からアンモニアガス等が発生することを防止できる。
なお、発泡剤含有樹脂層３０には、発泡核剤を更に含有する構成としてもよい。発泡核剤としては、例えば、無機フィラー等が挙げられる。これにより、発泡核剤が超臨界流体の発泡の起点となるため、超臨界流体の発泡を促進することができる。無機フィラーとしては、例えば、シリカ、ゼオライト、酸化マグネシウム、硫酸バリウム、酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、酸化チタン、アルミナ、マイカ、酸化亜鉛、炭酸カルシウム等が挙げられる。無機フィラーの含有量は、発泡剤含有樹脂層３０の全質量に対して、２０質量％以上８０質量％以下とする。これにより、発泡壁紙１に適したシート成形を行える。

また、発泡剤含有樹脂層３０の片面または両面には、発泡剤を含有していない非発泡層を有する構成としていてもよい。これにより、表面を平滑にし、さらに印刷適性を向上できる。非発泡層の樹脂としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂、メタクリル系樹脂、熱可塑性ポリエステル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられる。非発泡層の厚さとしては、例えば、５μｍ以上５０μｍ以下とすることが好ましい。

（絵柄模様層４）
絵柄模様層４は、発泡壁紙１に絵柄を付加するための層である。絵柄としては、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、幾何学図形がある。絵柄は、発泡壁紙１が使用される場所に応じて選択できる。

絵柄模様層４の形成方法としては、例えば、フレキソ印刷やグラビア印刷、シルクスクリーン印刷等も使用できるが、凹凸５の凹部の深部にまでインキを適切に乗せることを考慮すれば、インクを吹き付ける印刷法がより好ましい。インクを吹き付ける印刷法としては、例えば、インクを液滴化し、被印刷媒体に吹き付けるインクジェット印刷法が挙げられる。インクジェットインキとしては、例えば、水系顔料インク、溶剤系顔料インクを使用できる。これらのインクジェットインキは、公知のものを使用してもよい。なお、絵柄模様層４を形成する際には必要に応じて予めプライマー層を形成するようにしてもよい。

（発泡壁紙１の製造方法）
次に、上記構成を有する発泡壁紙１の製造方法について説明する。
（第１工程）
まず、Ｔダイ押出機のシリンダ内で溶融可塑化した樹脂組成物に超臨界流体を注入し、溶融可塑化した樹脂組成物に超臨界流体を含浸させる。次に、図２に示すように、超臨界流体が含浸している樹脂組成物、つまり、超臨界流体を含有する樹脂組成物をＴダイ押出機でシート状に押出成形し、超臨界流体を発泡剤として含有する発泡剤含有樹脂層３０を連続的に形成する。そして、形成した発泡剤含有樹脂層３０を大気圧で減圧し、二酸化炭素や窒素等の超臨界状態が維持されない条件下とし、発泡剤含有樹脂層３０内の超臨界流体を発泡させて発泡層３を連続的に形成し、帯状の発泡層３を形成する（第１工程）。

ここで、発泡剤含有樹脂層３０は、一対の冷却ロール（不図示）の間を通過させる。そして、発泡剤含有樹脂層３０の内部の温度を含有樹脂の軟化点以上の温度に保持しつつ、表面の温度を含有樹脂の軟化点未満の温度に冷却する。これにより、発泡剤含有樹脂層３０の内部での発泡を進行させつつ、発泡剤含有樹脂層３０からのガス抜けを抑制する。
また、発泡層３の形成と同時に、繰り出しロールから繰り出されて搬送される紙基材２の一方の面を、発泡層３の発泡直後の部分に次々と貼り合わせる。このように、発泡層３の発泡直後（押出直後）の部分に紙基材２を貼り合わせるようにしたため、押出成形で樹脂組成物に付与された熱によって、発泡層３と紙基材２とを直接に貼り合わせることができ、別途アンカーコート剤を用いる必要がない。それゆえ、製造コストを低減できる。

（第２工程）
次に、発泡層３の紙基材２に貼り合わせた部分を、対向配置された一対の予熱ヒータ６間を通過させて次々に加熱する。これにより、発泡層３の表面及び内部をエンボス加工による凹凸５を形成可能な温度（以下、「エンボス加工温度」とも呼ぶ）とする。エンボス加工温度としては、例えば、発泡層３の含有樹脂の軟化点の温度を使用できる。例えば、発泡層３の含有樹脂がポリエチレンである場合には、１１０℃以上１５０℃以下が好ましい。ちなみに、１５０℃以上である場合、紙基材２が熱で変色する可能性がある。

次に、発泡層３の加熱した部分に、エンボス加工によって凹凸５を次々に形成する（第２工程）。これにより、発泡層３の搬送方向の端部側、一端側から順に凹凸１１が形成される。図２の例では、エンボス加工として、金属製のエンボスロール７と、ゴム製のバックロール８との間を通過させることにより、発泡層３にエンボスロール７を押し当てて凹凸５を形成する加工を行っている。エンボスロール７としては、例えば、版深が１００μｍ以上８００μｍ以下のものが好ましい。これにより、図１に示すように、凹凸５の高低差を、１００μｍ以上８００μｍ以下とすることができる。エンボスロール７の版深としては、例えば、凹部の谷底と凸部の山頂との間の距離を使用できる。
また、エンボスロール７を押し当てることにより、発泡セルを圧縮して、発泡剤含有樹脂層３０を厚さ方向に圧縮するとともに、紙基材２と発泡層３との密着性を向上させる。

（第３工程）
次に、発泡層３の凹凸５が形成された部分に、インクを吹き付ける印刷法によって絵柄模様層４を次々に形成することで、発泡壁紙１を形成する（第３工程）。図２の例では、インクを吹き付ける印刷法として、インクジェットヘッド９からインク滴を吹き付けるインクジェット印刷法を使用している。これにより、凹部の深部にインキを乗せることができ、より適切な絵柄模様層４を形成でき、より意匠性の高い発泡壁紙１を形成できる。

なお、発泡剤含有樹脂層３０の樹脂成分としてポリエチレンを用いている場合には、絵柄模様層４の形成前に、発泡層３の表面に電子線（ＥＢ：electric beam）または紫外線（ＵＶ：ultra violet）を照射してポリエチレンを架橋させて硬化させるようにしてもよい。これにより、発泡層３（発泡壁紙１）の表面において、ＥＢ硬化またはＵＶ硬化しているポリエチレンを樹脂成分とすることができ、発泡壁紙１の耐傷性を向上できる。

（本実施形態の効果）
本実施形態に係る発明は、以下の効果を奏する。
（１）本実施形態に係る発泡壁紙１の製造方法は、超臨界流体を含有する樹脂組成物を押出成形して発泡層３を形成する第１工程と、形成した発泡層３にエンボス加工によって凹凸５を形成する第２工程と、発泡層３に形成した凹凸５上にインクを吹き付ける印刷法によって絵柄模様層４を形成する第３工程とする。
このような構成によれば、インクを吹き付ける印刷法によって絵柄模様層４を形成するため、凹部の深部にインキを乗せることができ、より適切な絵柄模様層４を形成できる。これにより、より意匠性の高い発泡壁紙１を製造することができる。

（２）本実施形態に係る発泡壁紙１の製造方法は、第１工程では、押出成形によって発泡層３を連続的に形成し、第２工程では、発泡層３の一端側から順に凹凸５を次々に形成し、第３工程では、発泡層３の凹凸５が形成された部分に絵柄模様層４を次々に形成する。
このような構成によれば、発泡壁紙１を連続的に製造することができる。

（３）本実施形態に係る発泡壁紙１の製造方法では、超臨界流体は、超臨界状態の二酸化炭素または窒素である。
このような構成によれば、無害で環境に配慮したガスを用いることができる。
（４）本実施形態に係る発泡壁紙１の製造方法では、押出成形で樹脂組成物に付与された熱によって、発泡層３に紙基材２を直接貼り合わせる。
このような構成によれば、発泡層３と紙基材２との貼り合わせに、アンカーコート剤を用いる必要がない。それゆえ、製造コストを低減することができる。

（５）本実施形態に係る発泡壁紙１の製造方法では、樹脂組成物は、ポリオレフィン系樹脂を樹脂成分として含有し、無機フィラーを発泡核剤として含有する。
このような構成によれば、ポリオレフィン系樹脂を樹脂成分として含有するため、脱塩ビ化を行うことができ、より環境によい発泡壁紙１を形成することができる。また、無機フィラーを発泡核剤として含有するため、超臨界流体の発泡を促進することができる。

（６）本実施形態に係る発泡壁紙１の製造方法では、発泡層３の表面に、電子線または紫外線を照射してポリエチレンを架橋させて硬化させる。
このような構成によれば、発泡壁紙１の耐傷性を向上することができる。

（変形例）
（１）なお、本実施形態では、押出成形で樹脂組成物に付与された熱によって、発泡層３に紙基材２を直接貼り合わせる例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、エンボス加工の実行時に、発泡層３に紙基材２をアンカーコート剤１０を介して貼り合わせる構成としてもよい。具体的には、図３に示すように、エンボス加工の実行時に、発泡層３と紙基材２との間にアンカーコート剤１０をＴダイを用いて押し出し、発泡層３、アンカーコート剤１０及び紙基材２の積層体を形成する。そして、形成した積層体をエンボスロール７とバックロール８との間を通過させ、紙基材２に発泡層３を張り合わせる。

この変形例によれば、アンカーコート剤１０を介して貼り合わせるため、発泡層３の温度が低下しても、発泡層３と紙基材２とを適切に貼り合わせることができる。また、エンボス加工で付与される押圧力によって、紙基材２と発泡層３との密着性を向上できる。
（２）また、例えば、予熱ヒータ６を省略してもよい。この場合、押出成形直後の発泡層３をエンボス加工温度まで冷却した後、冷却した発泡層３にエンボス加工を行う。

１発泡壁紙
２紙基材
３発泡層
３０発泡剤含有樹脂層
４絵柄模様層
５凹凸
６予熱ヒータ
７エンボスロール
８バックロール
９インクジェットヘッド
１０アンカーコート剤

Claims

超臨界流体を含有する樹脂組成物を押出成形して発泡層を連続的に形成し、形成した前記発泡層の一端側から順に予熱ヒータの間及びエンボスロールとバックロールとの間を通過させて、前記エンボスロールによって前記発泡層に凹凸を次々に形成し、形成した凹凸上に、インクを吹き付ける印刷法によって絵柄模様層を次々に形成するとともに、
前記エンボスロールと前記バックロールとの間に、前記予熱ヒータの間を通過した前記発泡層と一緒にアンカーコート剤及び紙基材も連続的に通過させ、前記エンボスロールと前記バックロールとによって、前記発泡層のうちの前記凹凸が形成されない側に前記アンカーコート剤を介して前記紙基材を貼り合わせることを特徴とする発泡壁紙の製造方法。
前記超臨界流体は、超臨界状態の二酸化炭素または窒素であることを特徴とする請求項１に記載の発泡壁紙の製造方法。
前記樹脂組成物は、ポリオレフィン系樹脂を樹脂成分として含有し、無機フィラーを発泡核剤として含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の発泡壁紙の製造方法。
前記ポリオレフィン系樹脂は、ポリエチレンであり、
前記発泡層の表面に、電子線または紫外線を照射してポリエチレンを架橋させて硬化させることを特徴とする請求項３に記載の発泡壁紙の製造方法。