JP6827705B2 - 壁紙及び壁紙の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明において、望ましくは、前記防汚層は、厚さ10〜20μmのエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂(EVOH)フィルムがラミネートされた状態である。
本発明に係るチョークによる筆記用の壁紙の製造方法では、チョークによる筆記用の壁紙の製造方法であって、壁面に貼着するための裏打層に熱可塑性樹脂からなる合成樹脂層を積層する工程と、合成樹脂層の表面に防汚層を積層する工程と、積層された合成樹脂層と防汚層に、最大高さが、100〜340μmとなるように、多数の球面状の凸部であるチョーク掻き取り部と、該チョーク掻き取り部間に形成された凹部であるチョーク保持部とからなる凹凸面を形成する工程とを備えたことを要旨とする。
本発明において、望ましくは、前記エンボス加工は、金属製のエンボスローラの表面に先端が円柱側面形状若しくは球状の金属工具を無方向に衝撃させることで、すり鉢状の凹面を多数形成して原柄を作成し、これを壁紙に転写することで、壁紙の表面に多数の球面状の凸部であるチョーク掻き取り部と、該チョーク掻き取り部との間に形成された凹部であるチョーク保持部とを形成する。
図1は、本発明の壁紙WPの模式的な断面と、その一部拡大図を示す。本実施形態の壁紙WPは、壁面に貼着する裏打層1と、この裏打層1に積層する熱可塑性樹脂からなる合成樹脂層2と、この合成樹脂層2の表面に積層される防汚層3とを備える。
裏打層1は、壁紙WPにおいて壁面に貼着する面を有し、その反対側に合成樹脂層2が積層される。
そのため、例えば、厚さ0.1〜0.2mm、実施形態では0.2mmのパルプ紙製のシートなどを好適に用いることができる。具体的には、日本製紙株式会社製の壁紙原紙である商品名NI−65が挙げられる。
合成樹脂層2は、壁紙WPの本体をなす部分で、裏打層1に積層される。実施形態では、合成樹脂層2は、加熱溶融した状態で裏打層1に塗布して積層するため、裏打層1との密着性の高い材質が要求される。
例えば、厚さ0.2〜0.4mm、実施形態では、0.4mmで裏打層1に積層した塩化ビニル樹脂などが好適に用いられる。具体的には、塩化ビニル樹脂を主体とした東ソー株式会社製の製品名「リューロンペースト(登録商標)K72Z」などが挙げられる。
また、貼着する壁面の状態、使用場所や目的や意匠に合わせて、着色剤、可塑剤、炭酸カルシウム、酸化チタン、安定剤、発泡剤等の各種添加剤を添加する。
(発泡剤)
図10は、発泡剤の配合が、耐摩耗性、筆記性、消去性に与える影響を試験した結果を示す表である。試験の前提として、防汚層3を備え、チョーク掻き取り部7の最大高さは161.6μmの略球面状のものとなるようにエンボス加工した壁紙WPの状態で比較した。
具体的には、初めにチョークを横に寝かせて軽くサンプルを一様にこすり、粉をよく落とした黒板拭きでよく拭きとった後、普通に書いた縦・横約50mmの四角の線をサンプルから1m離れた位置から見て、線にムラがあるかどうかを黒板のJIS規格に従い、目視により判定した。さらに8m離れた位置から見て線が鮮明であるかを判定した。
具体的には、上記、白墨の付きやすさ評価にて書いた線を、粉をよく拭き落とした黒板ふきで普通に消した時、サンプル面から1m離れた位置から見て、サンプル面に筆記跡及び消しムラがあるか否かを黒板のJIS規格にしたがって、目視により判定した。
一方、発泡剤が重量部2.5phr以上では、発泡倍率が高く、製品厚みが厚くなり、耐摩耗性、筆記性や消去性のいずれもが低下した。
図11は、可塑剤の配合が、コーティング性、耐摩耗性、筆記性、消去性に与える影響を試験した結果を示す表である。試験の前提として、防汚層3を備え、チョーク掻き取り部7の最大高さは161.6μmの略球面状のものとなるようにエンボス加工した壁紙の状態で比較した。
耐摩耗性、筆記性、消去性の判定方法に関しては、発泡剤の説明で述べたとおりである。
耐摩耗性は、可塑剤が重量部65phrのものでは、耐摩耗性が低下する。
その結果、可塑剤の添加量は、40〜60phrのものが、コーティング性、耐摩耗性、筆記性、消去性においていずれも良好であった。
また、防汚層3は、基本的に透明なものが選択できるため、着色剤により合成樹脂層2に着色することにより、従来の黒板や黒板塗料とは違った自由な色彩が選択でき、黒板として認識性などの機能性に加え、壁紙としてインテリアに合わせた意匠性を併せ持つ色調とすることも望ましい。
なお、熱可塑性樹脂は、塩化ビニル樹脂には限定されず、エンボス加工が可能な熱可塑性樹脂であれば、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)樹脂、ポリエチレン樹脂、アクリル樹脂等を用いることもできる。
また、合成樹脂層2は溶融して塗布するものには限定されず、カレンダー法や押出し法を用いてもよく、予め合成樹脂シートとして製造されたものを裏打層1に積層して接着剤で接着したり、熱溶着したりしてもよい。この場合、予め表面に印刷等で着色や模様を付与することも望ましい。
防汚層3は、直接チョークCHによる筆記される面となる。仮に防汚層3がなく、エンボス加工された塩化ビニル樹脂などの合成樹脂層2に直接筆記した場合では、耐摩耗性が著しく劣り、繰り返しの筆記及び消去ができない。また、筆記性は有しても、消去性が著しく劣るものとなる。
そこで、耐摩耗性や消去性を高めるため、防汚層3を設けることが考えられるが、防汚層3は、エンボス加工がない平坦な従来の防汚層3とした場合は、チョークによる筆記は困難となる。
防汚層3は、本実施形態では、その厚さ10〜20μm、好ましくは12〜15μmのエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂(EVOH)フィルムなどを好適に用いることができる。具体的には、株式会社クラレ製の製品名「エバールフィルム(登録商標)HF−ME12」の厚さ12μmのフィルムを用いている。
チョークによる連続筆記試験を以下のような方法で評価した。
前提として、合成樹脂層2を塩化ビニル樹脂の重量部100として、可塑剤50phr、炭酸カルシウム50phr、酸化チタン15phr、安定剤2phr、発泡剤1phrとし、防汚層3を積層してチョーク掻き取り部最大高さが161.3μmとなるようにエンボス加工した壁紙WPにおいて、JIS S 6009に準拠したチョークを用いて10cmの線を描き、黒板消しで拭き取る作業を50回繰り返した後の筆記跡及び消しムラの状態を判定した。その結果、優れた消去性を示した。
エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂(EVOH)フィルムにより構成された防汚層3は、通常の防汚層3を備えない壁紙に比べて、表面が強化され、高い耐摩耗性や耐衝撃性を得ている。
(汚れ防止性能)
汚れ防止性能は、SV規格の「汚れ防止性能試験」に準拠して同様の試料を評価した。
1.汚れ防止壁紙の性能は、表面に汚れ防止性能を目的とするフィルムを貼り合わせた壁紙の汚れ落ち性能をいう。
4.この結果、本実施形態の防汚層3を積層した壁紙WPは、「汚れが残らない」5級若しくは、「ほとんど汚れが残らない」4級の基準を満たした。
なお、本実施形態の防汚層3を積層した壁紙WPは、建築基準法施行令の技術的基準に準拠した不燃・準不燃性能を満たす壁紙とすることもできる。
なお、防汚層3は、エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂(EVOH)には限定されるものではなく、例えば、ポリプロピレン(PP)樹脂、ポリエチレン(PE)樹脂、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂などを用いることもできる。
なお、防汚層3は、フィルム状のものには限定されず、液状のものをコーティング若しくは塗布して形成してもよい。この場合、材質によりエンボス加工後にコーティング等をしても、コーティング等の後にエンボス加工をしてもよい。
図2に、本実施形態のエンボス加工で用いるエンボスローラ5の一例を示す。壁紙WPの合成樹脂層2の表面は、エンボス加工により防汚層3と積層されて接着されるとともに、防汚層3とともにエンボス形状が付与されている。壁紙WPのエンボス加工は、金属のローラからなるエンボスローラ5に形成された原柄を、加熱した熱可塑性樹脂のシートに押し付けて、その原柄をシートに転写してエンボス模様を形成するものである。
エンボスローラ5の素材は、例えば、鉄系:SCM鋼、ダイス鋼ほか、アルミ系:JIS7075、JIS5052のほか、などが使用される。また、ジュラルミン製、銅製、真鍮製などが、エンボス対象に合わせて硬度、耐久性、熱伝導性などに基づいて選択され、本実施形態では、鉄系のものが使われている。
(従来のエンボス加工)
従来の壁紙でもエンボス加工をされた壁紙自体は多数あるが、その目的としては壁紙の意匠性を高めるために、変化のある凹凸をつけるものであった。
本発明者は、最初このような壁紙で、チョークによる筆記性及び消去性の検討を行なったところ、その筆記性及び消去性にもばらつきがあることが分かった。つまり、壁紙を黒板のように使用することは到底できないものであることが分かった。
そもそも、従来のざらつきを持った壁紙では、黒板として用いるということは想定されておらず、単に意匠の面からランダムな模様が付けられていたからである。
(実施形態のエンボス加工)
図3に示すように、実施形態では、壁紙WPの表面に、多数の先端部が略球面状の凸部からなるチョーク掻き取り部7と、このチョーク掻き取り部7の間に形成された凹部であるチョーク保持部8とから形成された筆記面を備える。本願では、このような形状を「梨地柄」という。
実施形態では、専門家が専用の工具である鏨(たがね)9でエンボスローラ5の表面を衝撃して凹部5aを形成する。
図4(a)に示す先端が円柱状の鏨9に替えて、(b)に示す球状の先端を有する工具を用いることも好ましい。
(チョーク掻き取り部の形状)
上述したようなエンボスローラ5により、壁紙WPの表面に、多数の先端部が略球面状の突起部からなるチョーク掻き取り部7と、チョーク掻き取り部7との間に形成されたチョーク保持部8とから形成されたエンボス面を備え、最大高さが、100〜340μm、望ましくは160〜200μmであるチョーク掻き取り部7が形成される。ここで、「球面状」とは、エッジ部がない滑らかな曲面をいい、厳密な球面に沿ったものを意図するものではない。要は、チョーク掻き取り部7として、先端部側に凸であり、応力が過度に集中しないような形状をいうものである。
特に、チョーク保持部8の底面は、表面が滑らかな曲面となっているので、チョーク粉が目詰まりすることもなく、起毛された黒板ふきの表面により、きれいにチョーク粉が消去される。
(壁紙の製造方法)
まず、原材料を混練し、液状となった塩化ビニル樹脂コンパウンドを製造する。
続いて、接着層4を備えたエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂(EVOH)フィルムからなる防汚層3を接着層4を介して、合成樹脂層2に積層する。
加熱して軟化した状態にある合成樹脂層2を、エンボスローラ5、圧力ローラ6を用いて、防汚層3側からエンボスローラ5で凹凸を施して後に冷却することによりエンボス柄を形成する。もちろん、平面のエンボス機によって形成しても良い。
壁紙WPとしての施工は、通常の壁紙と同じように裏打層1に水性エマルジョン系の接着剤を塗布し、表面を平滑にした壁面に貼り付ける。
チョークCHは、JIS S 6009に適合する、炭酸カルシウム・石膏・その他材質のチョークの使用を前提としている。例えば、実施形態では、日本理化学工業株式会社製のダストレスチョーク(登録商標)のホタテ貝殻由来の炭酸カルシウム製のものを使用している。
図5は、実施例におけるチョークCHによる筆記の状態を示す模式図である。本実施形態で「梨地柄」とは、果実の梨の表面のようなざらざらとした凸部を有する形状をいう。言い換えると、図5に示すように壁紙WPの表面に、多数の略球面状の突起部からなるチョーク掻き取り部7を形成し、このチョーク掻き取り部とチョーク掻き取り部との間に形成されたチョーク保持部8が形成されたエンボス加工面を有したものをいう。実施例1〜5は、このようなエンボス加工が施されている点で共通する。
「最大高さ」の数値は、株式会社キーエンス製ワンショット3D形状測定器、製品型番「VR−3200」を用い、非接触でスリット光を照射し、段差を三角測量でZ軸測定分解能0.1μmで測定して面形状を求め、JIS B 0601−2013に準拠して、粗さ曲線の最大高さRzを求め、3桁目を四捨五入することで本試験の「最大高さ」とした。
実施例1〜5は、厚さ0.2mmのパルプ紙製のシートからなる裏打層1を備えている。
特に、断りがない限り、比較例1〜4も共通の構成を備えている。
チョーク掻き取り部7の最大高さを100μm、チョーク掻き取り部7の最大幅を200μm程度としたものを実施例1とする。
チョーク掻き取り部7の最大高さを160μm、チョーク掻き取り部7の最大幅を600μm程度としたものを実施例2とする。
チョーク掻き取り部7の最大高さを180μm、チョーク掻き取り部7の最大幅を700μm程度としたものを実施例2とする。
チョーク掻き取り部7の最大高さを200μm、チョーク掻き取り部7の最大幅を800μm程度としたものを実施例3とする。
チョーク掻き取り部7の最大高さを340μm、チョーク掻き取り部7の最大幅を1400μm程度としたものを実施例4とする。
図7は、比較例におけるチョークによる筆記の状態を示す模式図を示す。図7に示すものは、壁紙の表面に、多数の略球面状の突起部からなるチョーク掻き取り部7を形成し、このチョーク掻き取り部とチョーク掻き取り部との間に形成されたチョーク保持部8が形成されたエンボス加工面であるが、その最大高さが580μm程度、最大幅1600μm程度の比較例1である。
(比較例2)
図示を省略するが、チョーク掻き取り部7の最大高さを0μm、チョーク掻き取り部7の平均幅を0μmとしたものを比較例2とする。すなわち、エンボス加工を施さない平坦な形状である。その結果、チョーク掻き取り部7が存在せず、チョークを掻き取る突起となる部分は存在しないため、筆記性は著しく劣る。
比較例3は、実施例2から、防汚層3を省略したものである。したがって、塩化ビニル樹脂の合成樹脂層2が露出しており、ここに直接チョークにより筆記する構成である。
ここで、図6は、比較例におけるチョークによる筆記の状態を示す模式図を示す。図6に示すエンボス模様は、概ね図5のエンボス模様の凹凸が反転した形状であり、実施例1〜5においてエンボスローラ5に形成した原柄と同様な形状である。図6に示すような多数の球面状のすり鉢状の凹部が集合した形状である場合では、凹部と凹部の境界が突出した突起あるいは稜線のような形状となる。このような形状であると、チョークで筆記した場合に、この突出した境界部が、チョーク掻き取り部7となり、チョークを掻き取る。
(実施例と比較例の比較)
以上のような条件で比較試験を行った結果、図9に示すような結果となった。
まず、耐摩耗性を比較すると、防汚層3を省略した比較例3は、著しく耐摩耗性が低く、実用性がない。また、実施形態と凹凸形状が反転した比較例4では、凸部の最大高さに対して幅が狭いため、チョーク掻き取り部7に応力が集中することと、チョーク掻き取り部7が変形しやすいことから、耐摩耗性が低くなっている。これに対し、実施例1〜5、比較例1、2はそのような問題は生じないため、高い耐摩耗性を示した。
次に筆記性については、まずエンボス加工の無い平坦な比較例2は、チョーク掻き取り部7がないため、チョークが掻き取れず、筆記性は著しく低い。また、チョーク掻き取り部7の最大高さが580μmの比較例1では、チョーク掻き取り部7の球状面の半径が大きく、チョークを掻き取りにくくなっていることから、筆記性が低い。また、チョーク保持部8の体積も大きくなっているが、この部分を埋めるだけの十分なチョーク粉が掻き取れないことから、チョーク保持部8を覆い隠せない点でも、筆記性が低い。反転形状の比較例4では、チョーク掻き取り部7に対して、チョーク保持部8の面積が大きくなり、チョーク掻き取り部7ではこの部分を埋めるだけのチョークが掻き取れない。
これに対し、実施例2〜5は、チョークの掻き取り部7の掻き取り量と、チョーク保持部8との体積のバランスが良く、ちょうど防汚層3が覆い尽くすため、筆記性が良好となっている。
(消去性)
消去性について、防汚層3を有さない比較例3は、塩化ビニル樹脂からなる合成樹脂層2にチョークが付着するため、黒板ふきはもちろん湿らせたウエスでも、チョークが消去できないため、著しく消去性が劣るものとなっている。また、最大高さが580μmの比較例1では、チョーク保持部8が大きく深いため、起毛した黒板ふきの繊維も届かず、チョーク保持部8にチョーク粉が残存してしまうため、やはり消去性が著しく低下する。同様な理由から、高さが340μmの実施例5においても、消去性はやや劣る。
評価5を実用範囲とすれば、耐摩耗性、筆記性、消去性を併せて満足するものは、チョーク掻き取り部7の最大高さが100μmの実施例1から340μmの実施例5までが該当する。さらに望ましい評価である8では、実施例1からチョーク掻き取り部7の最大高さが200μmの実施例4が該当する。さらに、筆記性が評価9以上のチョーク掻き取り部7の最大高さが180μmの実施例2〜実施例4が該当する。そして、最も望ましいのは、チョーク掻き取り部7の最大高さが160μmの実施例2である。
なお、実施形態では梨地柄を挙げているが、本発明は、黒板として機能する壁紙ではあるが、壁紙として意匠性も重要な要素である。エンボス加工の版としては、室内装飾の観点から、多少筆記性や消去性が劣るとしても、目的によっては意匠性を優先して、梨地柄に替えて、例えば、木目板導管溝、石板表面凹凸、布表面テクスチュア、万線状溝などを採用することもできる。
上記実施形態の壁紙によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)筆記性
本実施形態の壁紙WPでは、黒板及び黒板塗料と同レベルの高い筆記性を示し、黒板の代用としてチョークCHによる文字や絵を容易に描くことができる。チョーク掻き取り部7の最大高さに比べ、その最大幅が1〜5倍となっており、チョーク掻き取り部7の形状が撓みにくく座屈しにくいため、チョークの筆圧を高く維持することで筆記性を高めている。さらに、合成樹脂層2は、発泡剤を調整して発泡倍率を低く、同様に可塑剤も調整して合成樹脂層2の硬度を高くして、チョークの筆圧を高めている。
また、本実施形態の壁紙WPでは色彩を黒板と同様な色彩にすれば、黒板及び黒板塗料と同レベルの視認性を示し、チョークであっても壁に鮮明に文字や絵を描くことができる。
一方で、一旦チョークで書いた文字や絵は、通常の黒板ふきでも簡単にきれいに消去できる。さらに、防汚層3を有しているため、乾燥したあるいは湿らせたウエスで、完全に消去することができる。
防汚層3は、高い強度を有しているので、高い耐摩耗性を示す。さらに、チョーク掻き取り部7は略球面上の形状をしているため、チョークによる筆記や、消去するときに応力が集中しにくい。また、チョーク掻き取り部7の最大高さに比べ、その幅が1〜5倍となっており、撓みにくく座屈しにくいため、さらに耐摩耗性を高めている。さらに、合成樹脂層2は、発泡剤を調整して発泡倍率を低くしているため、耐摩耗性が高い。同様に可塑剤も調整して、耐久性を高めている。
実施形態では、防汚層3は透明なものを採用しており、合成樹脂層2に自由に着色剤で色彩を付与したり、表面を印刷することで、従来の黒板にはない、自由な色彩を演出することができる。合成樹脂層2の表面に印刷したインクは、強度の高い透明な防汚層3に保護されるため、剥がれたり磨り減ったりすることがない。
また、壁紙WP自体に、装飾性を持たせることも簡単であり、壁紙自体に予め黒板のような枠を描いたりすることも簡単である。
(6)柔軟性・加工性
従来の黒板壁紙とは異なり、柔軟性のある壁紙であるため、曲面からなる壁面に沿った黒板とすることもでき、下地の多少の凹凸も、吸収することができる。
板さえあれば、簡単に黒板を制作することができる。
(7)施工が容易
従来の黒板に比較すると、極めて軽量であり、重量物である黒板を支えるような下準備は不要である。また、接着剤で壁面に貼着するだけであるので、極めて簡単に設置できる。撤去や貼り直しも極めて簡単である。
実施形態の壁紙WPの防火性能は、不燃性能の基準を満たすことができるので、内装材として使用箇所等の制限なく使用することが可能となる。
防汚層3は、その素材から基本的な防汚性能を有し、水性・油性のマーカや、クレヨン、コーヒーや紅茶などで汚染されても、簡単に除去できる。そのため汚損しやすい黒板に替えて、キッチンや子供部屋などの黒板として好適に使用できる。
本実施形態の壁紙では、表面の防汚層3は、高い耐衝撃性を有し、傷つきにくくなっており、キッチンや子供部屋などの黒板として安心して使用できる。
通常の壁紙とコストは大きく変わらず、高価な黒板に比較すれば、極めて経済性が高い。短期間の仮設黒板としても低コストで使用できる。
通常の壁紙の製造と同様にエンボス加工で一定の形状を形成するので、製造が容易で、製造コストも低い。
Claims (7)
- 壁面に貼着するための裏打層と、
該裏打層に積層された熱可塑性樹脂からなる合成樹脂層と、
該合成樹脂層の表面に積層された防汚層とを備えた壁紙であって、
該壁紙の表面に、多数の先端部が球面状の凸部であるチョーク掻き取り部と、
該チョーク掻き取り部間に形成された前記チョーク掻き取り部の先端部より曲率が大きな曲面からなる凹部であるチョーク保持部とから形成された凹凸面を備え、当該チョーク掻き取り部の最大高さが、100〜340μmであることを特徴とするチョークによる筆記用の壁紙。 - 前記チョーク掻き取り部の最大高さが、160〜200μmであることを特徴とする請求項1に記載の壁紙。
- 前記防汚層は、厚さ10〜20μmのエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂フィルムがラミネートされた状態であることを特徴とする請求項1又は2に記載の壁紙。
- チョーク掻き取り部に接するチョーク保持部の底部から、当該チョーク掻き取り部を挟んで対向する底部までのチョーク掻き取り部の最大幅が、当該チョーク掻き取り部の高さの1〜5倍であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の壁紙。
- チョークによる筆記用の壁紙の製造方法であって、
壁面に貼着するための裏打層に熱可塑性樹脂からなる合成樹脂層を積層する工程と、
該合成樹脂層の表面に防汚層を積層する工程と、
積層された合成樹脂層と防汚層に、最大高さが、100〜340μmとなるように、多数の先端部が球面状の凸部であるチョーク掻き取り部と、該チョーク掻き取り部間に形成された前記チョーク掻き取り部の先端部より曲率が大きな曲面からなる凹部であるチョーク保持部とからなる凹凸面をエンボス加工により形成する工程と
を備えたことを特徴とするチョークによる筆記用の壁紙の製造方法。 - 前記エンボス加工は、金属製のエンボスローラの表面に先端が円柱側面形状若しくは球状の金属工具を無方向に衝撃させることで、すり鉢状の凹面を多数形成して原柄を作成し、これを壁紙に転写することで、壁紙の表面に多数の球面状の凸部であるチョーク掻き取り部と、該チョーク掻き取り部との間に形成された凹部であるチョーク保持部とを形成する
ことを特徴とする請求項5に記載のチョークによる筆記用の壁紙の製造方法。 - 前記エンボス加工は、金属製のミルローラの表面に先端が円柱側面形状若しくは球状の金属工具を無方向に衝撃させることですり鉢状の凹面を多数形成した原柄を反転した形状を作成し、該ミルローラを金属性のローラに押し付けてエンボスの原柄を転写してエンボスローラを作成し、該エンボスローラを壁紙に転写することで、壁紙の表面に多数の球面状の凸部であるチョーク掻き取り部と、該チョーク掻き取り部との間に形成された凹部であるチョーク保持部とを形成する
ことを特徴とする請求項5に記載のチョークによる筆記用の壁紙の製造方法。
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