JP6834158B2

JP6834158B2 - 発泡壁紙

Info

Publication number: JP6834158B2
Application number: JP2016055443A
Authority: JP
Inventors: 歩塩田; 佐川　浩一; 浩一佐川
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2016-03-18
Filing date: 2016-03-18
Publication date: 2021-02-24
Anticipated expiration: 2036-03-18
Also published as: JP2017166111A

Description

本発明は、発泡壁紙に関する。

従来、発泡壁紙としては、紙基材上に、塩化ビニル樹脂を樹脂成分として用いた発泡層を形成したものが用いられてきた。また、近年では、環境に配慮し、樹脂成分として、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂のようなハロゲンを含有しない樹脂も用いられてきている（例えば、特許文献１〜３参照）。このような発泡壁紙の製造方法としては、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂等の樹脂をＴダイ押出機で押出製膜した後、押出製膜した樹脂を紙基材に貼り合わせる方法が、生産性の高さから好適に用いられてきている。

また、発泡壁紙では、一般的に、発泡剤として、熱分解型発泡剤が用いられている。

特開平６−４７８７５号公報特開２０００−２５５０１１号公報特開２００１−３４７６１１号公報

しかしながら、上記従来の技術では、発泡剤として、熱分解型発泡剤を用いるため、Ｔダイ押出機による押出成膜時に、せん断発熱や樹脂の溶解のための熱等、製膜時に与えられる熱に起因して、発泡剤が熱分解（微発泡）してしまう可能性がある。また、樹脂内の発泡剤の分布状態が偏った場合、気泡の分布状態に偏りを生じ、発泡体（発泡壁紙）の製品品質が低下してしまう可能性がある。さらに、発泡剤の発泡が不十分であった場合に、発泡剤からアンモニアガス等が発生し、生活環境に不具合を生じてしまう可能性がある。
本発明は、上記のような点に着目したもので、押出機内での発泡剤の熱分解を防止可能な発泡壁紙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、超臨界流体を発泡剤とし、ポリエチレンを樹脂成分とし、酸化マグネシウム、酸化チタン、アルミナ、マイカ、酸化亜鉛又は炭酸カルシウムを発泡核剤として含有する発泡剤含有樹脂層が発泡した発泡層と、発泡層に貼り合わされた紙基材とを有し、発泡層の紙基材と反対側の面の樹脂成分が、ＵＶ硬化していることを特徴とする。

本発明の一態様によれば、超臨界流体を発泡剤として用いているため、例えば、熱分解発泡剤を用いる方法と異なり、押出機内での発泡剤の熱分解を防止することができる。

発泡壁紙の構成を表す端面図である。発泡壁紙の変形例の構成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に、発泡層３、及び絵柄模様層４がこの順に形成されている。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。
（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、発泡剤含有樹脂層を発泡させてなる層である。発泡剤含有樹脂層は、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、インクジェット印刷を使用できる。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、必要に応じてプライマー層を形成してもよい。

（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）
発泡壁紙１の製造方法では、まず、Ｔダイ押出機のシリンダー内で溶融可塑化した樹脂組成物に超臨界流体（発泡剤）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、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を連続的に形成する。そして、形成した発泡剤含有樹脂層を大気圧で減圧し、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。
ここで、発泡剤含有樹脂層は、一対の冷却ロール（不図示）の間を通過させる。そして、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、発泡剤含有樹脂層の内部での発泡を進行させつつ、発泡剤含有樹脂層からのガス抜けを抑制する。

（第２工程）
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３工程）
次に、発泡層３に、印刷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。印刷法としては、例えば、フレキソ版のインクを発泡層３に転移して印刷を行うフレキソ印刷を使用できる。このように、フレキソ印刷等の壁紙の製造時に一般的に用いられる印刷法で絵柄模様層４を形成することで、従来の製造設備を有効利用できる。
なお、発泡剤含有樹脂層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の紙基材２と反対側の面に電子線（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てもよい。これにより、発泡層３の紙基材２と反対側の面において、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。
また、絵柄模様層４の形成後に、少なくとも表層（絵柄模様層４。発泡壁紙１の表面）にエンボス加工を行うようにしてもよい。これにより、発泡壁紙１は、例えば、図２に示すように、発泡壁紙１の表面にエンボス５を更に備え、絵柄模様層４による意匠性に加え、エンボスによる意匠性を感じさせることができる。これにより、絵柄模様層４による意匠性に加え、エンボス５による高意匠性を有した発泡壁紙１を形成することができる。

（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は、超臨界流体を含有する発泡剤含有樹脂層が発泡した発泡層３と、発泡層３に貼り合わされた紙基材２とを有する。
このような構成によれば、超臨界流体を発泡剤として用いているため、例えば、熱分解発泡剤を用いる方法と異なり、押出機内での発泡剤の熱分解を防止することができる。
（２）本実施形態に係る発泡壁紙１では、発泡剤含有樹脂層は、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。

（３）本実施形態に係る発泡壁紙１では、発泡剤含有樹脂層は、発泡剤含有樹脂層の全質量に対して、ポリオレフィン系樹脂を２０質量％以上８０質量％以下含む。
このような構成によれば、発泡壁紙１に適したシート成形を行うことができる。
（４）本実施形態に係る発泡壁紙１では、発泡剤含有樹脂層は、発泡剤含有樹脂層の全質量に対して、無機フィラーを２０質量％以上８０質量％以下含む。
このような構成によれば、発泡壁紙１に適したシート成形を行うことができる。
（５）本実施形態に係る発泡壁紙１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。

（６）本実施形態に係る発泡壁紙１では、発泡剤含有樹脂層の片面または両面に、発泡剤を含有しない非発泡層を有する。
このような構成によれば、表面を平滑にし、さらに、印刷適性を向上できる。
（７）本実施形態に係る発泡壁紙１では、発泡層３の紙基材２と反対側の面は、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。
（８）本実施形態に係る発泡壁紙１は、発泡層３上に絵柄模様層４が形成されており、且つ、少なくとも表層（絵柄模様層４）にエンボス５が形成されている。
このような構成によれば、高意匠性を有した発泡壁紙１を形成することができる。

本発明に係る実施例について説明する。
（実施例１）
実施例１では、シリンダー中に注入口を有する二軸混練装置と、ギアポンプ及びＴダイを備えた押出機とを用意した。次に、シリンダー内で、低密度ポリエチレン樹脂（ポリオレフィン系樹脂。ノバテックＬＣ６００Ａ、日本ポリエチレン製、ＭＦＲ７ｇ／１０分）を１５０℃で溶融混練した。次に、溶融混練している低密度ポリエチレン樹脂（樹脂成分）に１０ＭＰａの注入圧で超臨界状態の二酸化炭素（超臨界流体）を注入した。二酸化炭素の供給量は、低密度のポリエチレン樹脂１００質量部に対して、３．６質量部とした。

また、低密度ポリエチレン樹脂には、無機フィラーを発泡核剤として含有・混合させた。これらの混合比は、発泡剤含有樹脂層の全質量に対し、低密度ポリエチレン樹脂を２０質量％、無機フィラーを８０質量％含むようにした。シリンダー出口の樹脂温度は１３０℃、樹脂圧は１５ＭＰａに調整した。そして、樹脂温度を１３０℃で保持しながらＴダイ押出機に送り、Ｔダイ押出機で超臨界状態の二酸化炭素を混練した低密度ポリエチレン樹脂をシート状に押し出す押出成膜を行って押出シート（発泡剤含有樹脂層）を形成した。

次に、形成した押出シート（発泡剤含有樹脂層）を大気圧に減圧するとともに１５℃に冷却された２本の金属ロール（φ２５０）間を通過させて冷却し、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することで、発泡剤含有樹脂層の超臨界流体を発泡させた。これにより、厚さ４ｍｍの発泡シート（発泡層３）を形成した。
ここで、樹脂の供給量は２０kg/hr、二酸化炭素供給量は０．７２kg/hr、押出シートの引取速度は１．０m/min、Ｔダイのダイス口径（厚さ）は０．６mm、ダイスと金属ロールとの間隔（エアギャップ）は５０mm、ロール間クリアランスは１．０mmとした。

（実施例２）
実施例２では、発泡剤含有樹脂層の全質量に対し、発泡剤含有樹脂層の低密度ポリエチレン樹脂（ポリオレフィン系樹脂）を８０質量％、無機フィラーを２０質量％含むようにした。それ以外は実施例１と同様の構成とした。
（比較例１）
比較例１では、発泡剤含有樹脂層の全質量に対し、発泡剤含有樹脂層の低密度ポリエチレン樹脂（ポリオレフィン系樹脂）を１００質量％、無機フィラーを０質量％含むようにした。それ以外は実施例１と同様の構成とした。
（比較例２）
比較例２では、発泡剤含有樹脂層の全質量に対し、発泡剤含有樹脂層の低密度ポリエチレン樹脂（ポリオレフィン系樹脂）を１０質量％、無機フィラーを９０質量％含むようにした。それ以外は実施例１と同様の構成とした。

（評価）
以上の実施例１、２及び比較例１、２について、発光特性を実施した。
（発泡性）
発泡層３の発泡状態を目視で評価した。そして、発泡層３の発泡状態にムラがない場合を合格「○」、発泡状態にムラがある場合を不合格「×」と判定した。
（加工性）
発泡層３のシート成形の加工性を評価した。そして、発泡層３をシート成形し易い場合を合格「○」、シート成形し難い場合を不合格「×」とした。
評価結果を表１に示す。

表１より、実施例１、２では、発泡性、加工性が合格「○」となった。これに対し、比較例１、２では、発泡性、加工性が不合格「×」となった。これにより、発泡剤含有樹脂層に無機フィラーを含有させることで、無機フィラーを含有させない場合に比べ、発泡層３の発泡性が良好となることが確認できた。また、発泡剤含有樹脂層において、ポリオレフィン系樹脂を２０質量％以上８０質量％以下、無機フィラーを２０質量％以上８０質量％以上とすることで、加工性と発泡性とを両立できることが確認できた

１発泡壁紙
２紙基材
３発泡層
４絵柄模様層
５エンボス

Claims

超臨界流体を発泡剤とし、ポリエチレンを樹脂成分とし、酸化マグネシウム、酸化チタン、アルミナ、マイカ、酸化亜鉛又は炭酸カルシウムを発泡核剤として含有する発泡剤含有樹脂層が発泡した発泡層と、
前記発泡層に貼り合わされた紙基材とを有し、
前記発泡層の前記紙基材と反対側の樹脂成分が、ＵＶ硬化されていることを特徴とする発泡壁紙。
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。
前記発泡層上に絵柄模様層が形成されており、且つ、少なくとも表層にエンボスが形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発泡壁紙。