JP7203090B2 - 積層体及び工程紙 - Google Patents

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Description

本発明は、積層体及び工程紙に関する。
近年、各種構成を有する積層体が、産業上様々な場面で利用されている。
例えば、合成皮革、プリプレグ、及びプラスチックフィルム等の製造用途として、基紙と離型性層とを有する工程剥離紙等の積層体が用いられることがある。
特許文献1には、このような積層体として、基紙と、該基紙上に積層された離型性層とを有し、前記離型性層が、(A)4-メチル-1-ペンテン系重合体を80~97重合部含み、かつ(B)エチレンとエチルアクリレートの共重合体を3~20質量部を含む積層体が記載されている。
特開平8-25580号公報
ところで、近年、合成皮革、及びプラスチックフィルム等の表面意匠の美麗さを、より向上させる観点から、積層体の離型性層の表面の鮮明性をより向上させる産業上の要請が高まっている。すなわち、合成皮革等の表面に平滑性が求められる場合は、離型性層の表面を、より平滑に形成し、また、合成皮革等の表面にエンボスによる意匠が施される場合には、よりシャープな凹凸形状を離型性層の表面に形成することが期待されている。
そこで、かかる要請に応えるべく、平滑な基紙を用い、基紙の凹凸に起因して生じる離型性層の凹凸を最小限に抑えることが考えられる。これにより、積層体の離型性層の表面の鮮明性をより向上させることができ、表面意匠の美麗さを向上させられると考えられる。
しかし、基紙の平滑性が向上する程、アンカー効果等による基紙と離型性層の接着性が確保し難くなる。特に、積層体が高温に曝されると、当該接着性はさらに確保し難くなる。この問題は、コロナ放電処理やオゾン処理等といった従来の接着増強処理では解決することができない。
また、特許文献1で用いられている4-メチル-1-ペンテン系重合体により形成される樹脂層は、耐熱性、離型性、及び耐薬品性に優れる反面、高温下における基紙との接着性に乏しい。
本発明は、4-メチル-1-ペンテン系樹脂を離型性層として用いた積層体及び工程紙であって、平滑な基紙を用いたとしても、基紙と離型性層の接着性を十分に確保することができ、しかも、高温下においても当該接着性が維持される積層体及び工程紙を提供することを目的とする。
本発明者らは、以下の(1)~(3)を見出し、本発明を完成するに至った。
(1)積層体の積層構造を、基紙と、接着増強層と、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層と、がこの順に配置されてなる構造とする。
(2)接着増強層が、ネックレス状コロイダルシリカ由来のシリカ粒子とポリビニルアルコールとを含有し、ネックレス状コロイダルシリカ由来のシリカ粒子とポリビニルアルコールを特定の含有比率とする。
(3)上記(1)及び(2)により、接着性の乏しい4-メチル-1-ペンテン系樹脂を用いながらも、離型性層としての4-メチル-1-ペンテン系樹脂層と基紙との接着性を十分に確保することができ、しかも、高温下においても当該接着性が十分に維持される。
すなわち、本発明は、以下の[1]~[5]に関する。
[1]基紙と、接着増強層(A)と、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)と、がこの順に配置されてなる積層構造を含み、前記接着増強層(A)は、ネックレス状コロイダルシリカ由来のシリカ粒子(S)と、ポリビニルアルコール(P)とを含有し、前記シリカ粒子(S)と前記ポリビニルアルコール(P)との含有比率(S/P)が、質量比で20/5~20/30である、積層体。
[2]前記ネックレス状コロイダルシリカは、パールネックレス状である、上記[1]に記載の積層体。
[3]前記4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)は、2層以上で構成され、少なくとも前記接着増強層(A)とは反対側の最外層は、引張弾性率が1000MPa以上である、上記[1]又は[2]に記載の積層体。
[4]上記[1]~[3]のいずれか1つに記載の積層体からなる、工程紙。
[5]上記[1]~[3]のいずれか1つに記載の積層体からなる、合成皮革製造用工程紙。
本発明によれば、4-メチル-1-ペンテン系樹脂を離型性層として用いた積層体及び工程紙であって、平滑な基紙を用いたとしても、基紙と離型性層との接着性を十分に確保することができ、しかも、高温下においても当該接着性が維持される積層体及び工程紙を提供することが可能となる。
本発明の一態様の積層体の概略断面図である。 本発明の他の態様の積層体の概略断面図である。
本発明の積層体は、基紙と、接着増強層(A)と、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)と、がこの順に配置されてなる積層構造を含む。
接着増強層(A)は、ネックレス状コロイダルシリカ由来のシリカ粒子(S)と、ポリビニルアルコール(P)とを含有する。そして、シリカ粒子(S)とポリビニルアルコール(P)との含有比率(S/P)は、質量比で20/5~20/30である。
以下、はじめに本発明に係る積層体の構成について説明した後、当該積層体の構成要素、並びに、当該積層体の製造方法及び使用方法について順に説明する。
[積層体の構成]
本発明の積層体は、基紙と、接着増強層(A)と、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)と、がこの順に配置されてなる積層構造を含む。
本発明の一態様の積層体としては、例えば、図1に示す積層体1aが挙げられる。
図1に示す積層体1aは、基紙11の一方の面に、接着増強層(A)12と、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)13とが、この順に積層されている。つまり、図1に示す積層体1aは、基紙11の片面のみを用いた積層体である。
なお、図1に示す積層体1aは、基紙11と接着増強層(A)12、及び、接着増強層(A)12と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層13は、他の層を介することなく直接積層されている。したがって、図1に示す積層体1aは、基紙11、接着増強層(A)12、及び4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)13のみから構成されている。
但し、図1に示す積層体1aは、このような形態には必ずしも限定されない。例えば、基紙11と接着増強層(A)12との間、及び、接着増強層(A)12と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)13との間の少なくともいずれかに、必要に応じて他の層が設けられていてもよい。また、例えば、基紙11は単層であってもよいし、多層構成であってもよい。
ここで、本発明の一態様の積層体は、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)13が多層構成であることが好ましい。
図2に示す積層体1bは、図1に示す積層体1aにおいて、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)13を二層構成とした積層体である。詳細には、接着増強層(A)12側には4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)13aが備えられ、積層体1bの最外層として4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)13bが備えられている。
図2に示す積層体1bのように、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)を多層構成とし、接着増強層(A)12側には軟らかい4-メチル-1-ペンテン系樹脂層13aを配置し、最外層側には硬い4-メチル-1-ペンテン系樹脂層13bを配置することで、基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)との接着性がより良好になる。また、最外層におけるクラックの発生を抑制し易くなり、積層体のカールも抑制し易くなる。
なお、上述の態様では、基紙の片面に接着増強層(A)と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)とがこの順で積層されているが、本発明の一態様の積層体は、基紙の両面に接着増強層(A)と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)とがこの順で積層されていてもよい。
本発明に係る積層体において、基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)との間には、接着増強層(A)が設けられている。接着増強層(A)を後述する特定の組成とすることによって、接着性の乏しい4-メチル-1-ペンテン系樹脂を用いながらも、基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)との接着性が十分に確保される。特に、基紙の高平滑面に当該4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)を積層した場合であっても、基紙との接着性を十分に確保することができ、しかも、高温下での加工にさらされた後においても当該接着性が維持される。
[基紙]
基紙は、本発明の積層体における支持体として機能する。
ここで、本発明の一態様の積層体において、離型性層として機能する4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)の表面の鮮明性をより向上させる観点から、基紙の接着増強層(A)側の表面の王研式平滑度は、好ましくは40秒以上、より好ましくは100秒以上、更に好ましくは500秒以上、より更に好ましくは1000秒以上である。
なお、王研式平滑度は、JIS P8155:2010に準拠して測定される。具体的には、実施例に記載した方法により測定される。
本発明の一態様の積層体は、このように高平滑な基紙を用いることによって、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)の表面の凹凸が最小限に抑えられる。その結果、積層体の最表面、すなわち4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)の表面の鮮明性を良好なものとすることができる。
本発明において用いられる基紙は、支持体として機能する基紙であれば特に限定されず、一般的な基紙を用いることができる。また、基紙は、単層であっても多層構成であってもよい。
本発明の一態様において、基紙は、好ましくは、少なくとも接着増強層(A)側の表面の王研式平滑度が40秒以上のものであり、単層であっても多層構造であってもよい。例えば、上質紙、グラシン紙、アート紙、コート紙、及びキャストコート紙等が挙げられる。
これらの中でも、基紙の平滑性、基紙の強度の大きさ、及び入手容易性の観点から、上質紙、コート紙、及びキャストコート紙が好ましく、コート紙及びキャストコート紙がより好ましく、キャストコート紙が更に好ましい。
なお、基紙の凹凸が表裏で異なる場合、王研式平滑度の測定面は、接着増強層(A)が設けられる側の基紙の面である。すなわち、キャストコート紙等において、キャストコート面上に接着増強層(A)が設けられ、接着増強層(A)上に4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)が設けられる場合には、キャストコート紙のキャストコート面が王研式平滑度の測定面である。
基紙の厚さは、特に限定されないが、通常5~1000μm、好ましくは5~500μm、より好ましくは5~300μm、更に好ましくは10~200μmである。
基紙の坪量は、特に限定されないが、紙力を強くして加工適正を向上させる観点、及び被着体からの剥離のし易さの観点から、好ましくは50~1000g/m、より好ましくは70~300g/m、更に好ましくは100~200g/mである。
[接着増強層(A)]
本発明において、接着増強層(A)は、ネックレス状コロイダルシリカ由来のシリカ粒子(S)と、ポリビニルアルコール(P)とを含有する。また、本発明において、シリカ粒子(S)とポリビニルアルコール(P)との含有比率(S/P)は、質量比で20/5~20/30である。
接着増強層(A)が、このような組成であることによって、基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)との接着性を十分に確保することができ、しかも高温下においても当該接着性が維持される。具体的には、180℃においても当該接着性が維持される。さらには、220℃においても当該接着性が維持され得る。
なお、ネックレス状コロイダルシリカ由来のシリカ粒子(S)以外の材料をフィラーとした場合、このような効果は得られない。例えば、球状のシリカ粒子をフィラーとして用いたとしても、このような効果は得られない。
また、シリカ粒子(S)とポリビニルアルコール(P)との含有比率(S/P)が上記範囲を逸脱した場合にも、上記のような効果は得られない。
本発明の一態様において、接着増強層(A)は、本発明の効果を損なわない範囲で、上述の成分(S)及び(P)以外の他の成分を含んでいてもよい。
本発明の一態様において、接着増強層(A)における上述の成分(S)及び(P)の合計含有量は、接着増強層(A)(100質量%)基準で、好ましくは70~100質量%、より好ましくは80~100質量%、更に好ましくは90~100質量%、より更に好ましくは95~100質量%である。
以下、ネックレス状コロイダルシリカ由来のシリカ粒子(S)、ポリビニルアルコール(P)、これらの含有比率について詳細に説明する。
<ネックレス状コロイダルシリカ由来のシリカ粒子(S)>
ネックレス状コロイダルシリカ由来のシリカ粒子(S)は、接着増強層(A)中において水溶性フィラーとして用いられる。
ネックレス状コロイダルシリカは、数珠状コロイダルシリカとも呼ばれ、複数個のシリカ粒子が直鎖又は分岐状に凝集した構造を有する、シリカ粒子の二次凝集物である。当該凝集構造は、閉環構造であってもよいし、開環構造であってもよい。
ここで、本発明に係る積層体において、接着増強層(A)は乾燥状態にあると考えられる。そのため、接着増強層(A)において、ネックレス状コロイダルシリカは、少なくともコロイドの状態では存在していない。
しかしながら、乾燥状態にある接着増強層(A)中において、ネックレス状コロイダルシリカの構造や特性を特定して規定することは困難である。さらに、乾燥状態にある接着増強層(A)中において、ネックレス状コロイダルシリカの構造を公知の分析手法により特定しようとしても、積層体の分解や、接着増強層(A)の部分的な切断、さらには構造観察手法の確立等、極めて煩雑な分析手法が求められることは明らかである。
故に、乾燥状態にある接着増強層(A)中において、ネックレス状コロイダルシリカは、その構造又は特性により直接特定することがおよそ現実的とはいえない事情が存在する。
そのため、本発明に係る積層体では、「ネックレス状コロイダルシリカ由来のシリカ粒子(S)」という表現を用い、シリカ粒子(S)の配合時の状態で規定している。
ネックレス状コロイダルシリカの平均一次粒子径は、好ましくは0.001~0.100μmであり、より好ましくは0.005~0.050μmであり、更に好ましくは0.010~0.030μmである。
また、ネックレス状コロイダルシリカの平均粒子径は、好ましくは0.030~0.200μmであり、より好ましくは0.040~0.150μmである。
なお、ネックレス状コロイダルシリカの平均一次粒子径は、BET吸着法による比表面積測定値(JIS Z8830:2013に準じる)からの換算値(一次粒子が、真球状で細孔がない粒子であると仮定)であり、平均粒子径は動的光散乱法(JIS Z8828:2013に準じる)による測定値である。
<ポリビニルアルコール(P)>
ポリビニルアルコール(P)は、接着増強層(A)中において水溶性バインダーとして用いられる。
ポリビニルアルコール(P)は、ポリ酢酸ビニルを加水分解して得られる通常のポリビニルアルコールの他に、変性ポリビニルアルコールも含まれる。変性ポリビニルアルコールとしては、カチオン変性ポリビニルアルコール、アニオン変性ポリビニルアルコール、ノニオン変性ポリビニルアルコール、ビニルアルコール系ポリマーが挙げられる。なお、ポリビニルアルコール(P)とシリカ粒子(S)との混合状態をより良好なものとする観点から、ポリビニルアルコール(P)の電荷とシリカ粒子(S)の電荷を同一とすることが好ましい。
ポリ酢酸ビニルを加水分解して得られるポリビニルアルコールは、接着増強層(A)を形成する際のひび割れを抑制する観点、接着増強層(A)を形成するための水溶液の経時安定性を良好なものとする観点、及び接着増強層(A)の耐熱性をより良好なものとする観点から、平均重合度が500上のものが好ましく用いられ、平均重合度が500~3000ものがより好ましく、500~1700のものが更に好ましく用いられる。
また、ポリビニルアルコールのけん化度は、接着増強層(A)の耐水性を良好なものとする観点から、70~100%のものが好ましく、80~99.5%のものがより好ましく、90~99.5%のものが更に好ましく、95~99.5%のものがより更に好ましい。
なお、ポリビニルアルコール(P)は、1種を単独で用いてもよいが、2種以上を組み合わせて用いるようにしてもよい。また、2種以上のポリビニルアルコール(P)を組み合わせて用いる場合、平均重合度やけん化度が上記範囲となるように調製することが好ましい。
なお、本発明の一態様において、ポリビニルアルコール(P)は、本発明の効果を損なわない範囲で、ポリビニルアルコール以外の他の成分を含んでいてもよい。例えば、ポリビニルアルコール(P)には、耐水化剤、増粘剤、消泡剤、及び防腐剤等の添加剤が含まれていてもよい。但し、これらの添加剤を含まずとも本発明の効果は発揮され得る。
<シリカ粒子(S)とポリビニルアルコール(P)の含有比率>
シリカ粒子(S)とポリビニルアルコール(P)との含有比率(S/P)は、質量比で20/5~20/30である。接着増強層(A)の接着力をより向上させて、基紙と4-メチル-1-ペンテン樹脂層(B)との接着性をより優れたものとする観点、さらには、高温下(具体的には、180℃超~220℃、特に200℃~220℃)での当該接着性をより優れたものとする観点から、好ましくは20/5~20/20、より好ましくは20/6.7~20/15、更に好ましくは20/10~20/15である。
なお、上記質量比は、希釈溶媒を除いた有効成分(固形分)換算の値である。
<希釈溶媒>
ネックレス状コロイダルシリカ及びポリビニルアルコール(P)は、上記の含有比率で混合され、水で希釈して、接着増強層形成用水溶液として用いられる。
接着増強層(A)は、このように水系の塗布液により形成することができるため、安全性が高い。
接着増強層形成用水溶液のネックレス状コロイダルシリカ及びポリビニルアルコール(P)の有効成分(固形分)濃度は、例えば1~20質量%、より好ましくは3~15質量%、更に好ましくは5~15質量%である。
<接着増強層(A)の塗布量>
接着増強層(A)の塗布量は、特に限定されないが、基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)との接着性をより良好にする観点から、好ましくは0.1~10g/m、より好ましくは0.5~5g/m、更に好ましくは1~3g/mである。接着増強層(A)の塗布量を0.1g/m以上とすることにより、接着増強層形成用水溶液が、基紙に浸透しても、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)と十分に接することができ、接着性を発現できるようになる。
なお、本明細書において、塗布量とは、特に説明がない限り、塗布液を塗布乾燥した後における単位面積当たりの質量をいう。
[4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)]
4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)は、本発明の積層体において離型性層として機能する。
本発明の積層体において用いられる4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)は、特に限定されず、各種4-メチル-1-ペンテン系樹脂から形成される4-メチル-1-ペンテン系樹脂層とすることができる。
4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)は、単層であってもよいし、複層であってもよい。また、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)は、1種又は2種以上の4-メチル-1-ペンテン系樹脂から構成されていてもよい。
ここで、本発明の一態様の積層体において、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)は、2層以上で構成され、少なくとも接着増強層(A)とは反対側の最外層は、引張弾性率が1000MPa以上であることが好ましく、1300MPa以上であることがより好ましく、1600MPa以上であることが更に好ましく、1800MPa以上であることがより更に好ましい。なお、前記最外層の引張弾性率は、通常、2500MPa以下である。
4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)をこのような構成とすることによって、180℃の高温下、さらには220℃の高温下においても、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)の表面の鮮明性を優れたものとすることができる。
なお、本明細書において、引張弾性率は、引張試験ASTM D638に準拠して測定された値であり、詳細には、実施例に記載された方法にて測定された値である。
また、本発明の一態様の積層体において、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)が2層以上で構成される場合、基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)との接着性をより良好なものとする観点、前記最外層にクラックが発生するのを抑制する観点、及び積層体のカールを抑制する観点から、積層体の最外層側(接着増強層(A)とは反対側)には硬い4-メチル-1-ペンテン系樹脂層を配置し、接着増強層(A)側には軟らかい4-メチル-1-ペンテン系樹脂層を配置することが好ましい。具体的には、少なくとも接着増強層(A)とは反対側の最外層は、引張弾性率が1000MPa以上であることが好ましく、1300MPa以上であることがより好ましく、1600MPa以上であることが更に好ましく、1800MPa以上であることがより更に好ましい。なお、前記最外層の引張弾性率は、通常、2500MPa以下である。そして、少なくとも接着増強層(A)側の層は、引張弾性率が1000MPa未満であることが好ましく、950MPa以下であることがより好ましく、900MPa以下であることが更に好ましい。なお、下限値については、特に限定されないが、通常、600MPaである。より好ましくは、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層の硬さを、積層体の最外層側から接着増強層(A)側に向けて、上記数値範囲内で徐々に軟らかくすることである。
4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)の厚さは、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)の表面の鮮明性をより向上させる観点、積層体のカールを抑制する観点、並びに積層体の生産コスト抑制及び生産性向上の観点から、好ましくは20~200μm、より好ましくは30~150μm、更に好ましくは40~100μmである。
4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)が2層以上である場合には、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)の合計厚さが上記範囲であることが好ましい。
なお、本発明の一態様において、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)は、本発明の効果を損なわない範囲で、4-メチル-1-ペンテン系樹脂以外の他の成分を含んでいてもよい。
本発明の一態様において、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)における4-メチル-1-ペンテン系樹脂の含有量は、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)(100質量%)基準で、好ましくは70~100質量%、より好ましくは80~100質量%、更に好ましくは90~100質量%、より更に好ましくは95~100質量%である。
例えば、上記のように4-メチル-1-ペンテン系樹脂層の引張弾性率を低下させるべく、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層を軟らかくする場合には、4-メチル-1-ペンテン系樹脂と4-メチル-1-ペンテン以外の他のα-オレフィンとを混合した混合物から、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)を形成してもよい。あるいは、4-メチル-1-ペンテンと4-メチル-1-ペンテン以外の他のα-オレフィンとの共重合体から、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)を形成してもよい。
4-メチル-1-ペンテン以外の他のα-オレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン、1-エイコセン等の炭素数2~20のα-オレフィンが挙げられる。
<接着増強層(A)による基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)との接着強度>
本発明の積層体は、基紙と、接着増強層(A)と、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)と、がこの順に配置されてなる積層構造を含む。基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)との間に備えられる接着増強層(A)は、基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)との接着強度を向上し、積層体上で合成皮革を形成するような高温で処理した後でも十分な接着強度が維持される。積層体における基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)との接着強度は、高温処理後において980mN/15mm以上を示すもの、又は基紙層間破断を生じるものが好ましい。
なお、本明細書において、「基紙層間破断」とは、接着増強層(A)の接着強度が大きすぎる結果として、基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)との間で剥離することなく、基紙及び接着増強層(A)の側、又は4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)の側が破れる等の現象のことをいう。
このような接着強度を示す積層体であれば、合成皮革を形成して剥離する際に、基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)との接着強度が合成皮革の剥離強度よりも十分大きな値となり、合成皮革を安定して剥離することができる。なお、積層体の接着強度の測定方法及び評価方法については、実施例において後述する。
[積層体の製造方法]
本発明の積層体は、基紙と、接着増強層(A)と、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)と、がこの順に配置されてなる積層構造を含む。本発明の積層体の製造方法は、特に限定されないが、例えば、基紙上に接着増強層形成用水溶液を塗布する工程と、これを加熱乾燥して基紙上に接着増強層(A)を形成する工程と、接着増強層(A)上に4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)を形成する工程とを有する。
基紙上に接着増強層形成用水溶液を塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、スプレーコート法、バーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ロールナイフコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法等が挙げられる。
接着増強層(A)を形成するための加熱乾燥処理は、例えば80℃~180℃で30秒~2分程度行われる。
接着増強層(A)上への4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)の形成は、例えばラミネート加工により行われる。ラミネート加工は、例えば4-メチル-1-ペンテン系樹脂層を高速加工することが可能なラミネート加工法である、エクストルージョンラミネーション法により行うことができる。4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)を2層以上積層した積層体は、例えば、共押出しラミネート加工が可能な、共押出しエクストルージョン加工機を用いて製造することができる。
本発明の一態様において、接着増強層(A)上に4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)を形成する工程により得られた積層体は、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)が冷却固化する前に、例えば、鏡面仕上げ等の平滑化処理が行われた冷却ロールに押し付けられて4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)の表面が平滑化される。具体的には、例えば、冷却ロールに4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)が接し、バックアップロールに基紙が接するようにして圧力をかけ、冷却ロールとバックアップロールとの間に積層体を通過させる。これにより、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)の表面が高平滑な積層体が得られる。
また、本発明の他の態様において、接着増強層(A)上に4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)を形成する工程により得られた積層体は、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)が冷却固化する前に、所望の刻印が周面に刻印されたエンボスロールに押し付けられて4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)の表面にエンボスが形成される。具体的には、例えば、エンボスロールに4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)接し、バックアップロールに基紙が接するようにして圧力をかけ、エンボスロールとバックアップロールとの間で積層体を通過させる。これにより、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)の表面にエンボスロール表面の刻印が転写され、シャープな凹凸形状を有するエンボス面が形成された積層体が得られる。
[積層体の使用方法]
本発明の積層体は、例えば、工程紙として使用することができる。
本発明の積層体は、基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)との接着性が高温下においても確保される。例えば、製膜される合成皮革やプラスチックフィルムがポリ塩化ビニル系樹脂又はウレタン樹脂等で構成される場合に、原料であるポリ塩化ビニルのゾル組成物をゲル化するために必要な温度や、ウレタンプレポリマーをウレタン化反応するために必要な高温条件下でも、基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)との接着性が十分に維持される。また、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)の表面の鮮明性も維持される。したがって、本発明の積層体は、130℃以上の加熱工程、さらには200℃以上の加熱工程を含む製造過程において工程紙として使用することができる。
具体的には、例えば、合成皮革及びプラスチックフィルム等の製造において、当該工程紙を用いることで、加熱工程における加熱温度が130℃以上、さらには200℃以上であっても、基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)との接着性が十分に維持されるとともに、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)の表面の鮮明性も維持されるため、合成皮革及びプラスチックフィルム等の表面の意匠性を鮮明性の高い仕上がりとすることができる。
ここで、本発明の積層体は、特に、合成皮革製造用の工程紙として好適に用いられる。
具体的には、本発明の積層体の離型性層としての4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)上に、ポリ塩化ビニル系樹脂等の合成皮革形成用樹脂を塗布し、加熱してポリ塩化ビニル系樹脂層を形成した後、さらに接着剤を介して基布を貼合した後、熟成させる。そして、最終的に基布と共にポリ塩化ビニル系樹脂層を該工程紙から剥離することで、合成皮革を製造することができる。本発明の積層体は、130℃以上、さらには200℃以上であっても、基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)との接着性が十分に維持される。また、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)の表面の鮮明性も維持される。したがって、基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)とが分離することなく、エナメル調の合成皮革を製造する場合には、その表面が滑らかで、且つ光沢のある合成皮革を製造することが可能になる。また、エンボス柄の合成皮革を製造する場合には、表面に光沢を備えつつシャープな凹凸形状を備える合成皮革を製造することが可能になる。
本発明について、以下の実施例により具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
[物性等の測定方法]
以下の製造例、実施例、及び比較例に記載の各種物性等は、以下の方法により測定した。
<王研式平滑度>
JIS P8155:2010に準拠し、王研式透気度・平滑度試験機(旭精工社製、型番:KY-5)を用いて測定した。
<引張弾性率>
実施例及び比較例で用いた4-メチル-1-ペンテン系樹脂の単層から、ASTM D638で規定されるTypeIVの試験片を作製し、試験速度50mm/min、チャック間距離65mm、23℃の環境下で、引張試験ASTM D638に準じて引張弾性率(MPa)を測定した。
<各層の厚さ>
定圧厚さ測定器(株式会社テクロック製、型番:PG-02J、標準規格:JIS K6783:1994、Z1702:1994、Z1709:1995に準拠)を用いて測定した。
[実施例1~10及び比較例1~14]
実施例1~10及び比較例1~14の積層体は、以下の手順で作製した。
<実施例1>
基紙として使用するキャストコート紙(日本製紙株式会社製、王研式平滑度:5000秒、坪量:165g/m)のキャストコート面に、接着増強層形成用水溶液をマイヤーバーにて塗布し、100℃で1分間加熱処理して、塗布量が3g/mの接着増強層を設けた。
接着増強層形成用水溶液は、以下の手順で調整した。
フィラーとしてのシリカ粒子(S)は、パールネックレス状コロイダルシリカ(日産化学工業株式会社製、商品名:スノーテックス(登録商標)、型番:ST-PS-M、固形分濃度20質量%(溶媒:水)、平均粒子径0.10~0.15μm)とした。
バインダーとしてのポリビニルアルコール(P)は、ポリビニルアルコール1(株式会社クラレ製、商品名:クラレポバール(登録商標)、型番:PVA117、平均重合度:1700、けん化度:98~99%)と、ポリビニルアルコール2(株式会社クラレ製、商品名:クラレポバール(登録商標)、型番:PVA105、平均重合度:500、けん化度:98~99%)とを質量比1:1で混合したポリビニルアルコール(平均重合度:1200)(表1中、「PVA」と略記)とした。
そして、シリカ粒子(S)とポリビニルアルコール(P)とが、S/P=20/6.7(質量比)の比率で混合された混合物を水で希釈し、当該混合物濃度が10質量%の水溶液を調製して、接着増強層形成用水溶液を得た。
なお、本実施例において、質量比は、有効成分(固形分)換算の値であり、以下に示す質量比についても同様である。
次いで、2軸溶融押出機及び多層共押出ダイを備えたラミネーターにより、接着増強層を設けた基紙上に、2層の4-メチル-1-ペンテン系樹脂層をそれぞれ25μmの厚さで、基紙のキャストコート面側にラミネート加工し、積層体を作製した。なお、以下の説明において、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層Xは接着増強層上に位置する層を意味し、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層Yは4-メチル-1-ペンテン系樹脂層X上に位置する層を意味する。
ラミネート加工時の樹脂溶融温度は305℃とした。
接着増強層に接する側の4-メチル-1-ペンテン系樹脂層Xは、メルトフローレート(MFR):100g/10min、密度:0.834g/cm、融点:226℃の4-メチル-1-ペンテン系樹脂(三井化学株式会社製、商品名:DX310)から形成した。また、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層Xの引張弾性率は850MPaであった。
4-メチル-1-ペンテン系樹脂層X上に形成され最外層となる、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層Yは、メルトフローレート(MFR):100g/10min、密度:0.832g/cm、融点:232℃の4-メチル-1-ペンテン系樹脂(三井化学株式会社製、商品名:DX231)から形成した。また、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層Yの引張弾性率は1860MPaであった。
なお、ラミネート加工直後の積層体は、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層Yが冷却ロールに接触するように通過させ、冷却した。
冷却ロール内の冷却水温度は23℃とした。
なお、冷却ロールは、積層体を合成皮革製造用工程紙として用いる際に、合成皮革の表面をエナメル調とするように、鏡面研磨されたもの(ロール表面粗さ:Rmax0.05μm以下、硬質クロムメッキスーパーミラー仕上げ)を用いた。これにより積層体の最外層の4-メチル-1-ペンテン系樹脂層Yの表面が、反射角度20°の条件において80%以上の光沢度を示す高光沢面となった。
また、基紙上に形成した接着増強層に対し、ラミネーターに設置されているコロナ放電処理機にて、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層を形成する前に、前コロナ放電処理を実施した。
<実施例2>
接着増強層形成用水溶液のシリカ粒子(S)とポリビニルアルコール(P)との質量比を、S/P=20/10としたこと以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
<実施例3>
接着増強層形成用水溶液のシリカ粒子(S)とポリビニルアルコール(P)との質量比を、S/P=20/15としたこと以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
<実施例4>
接着増強層形成用水溶液のシリカ粒子(S)とポリビニルアルコール(P)との質量比を、S/P=20/20としたこと以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
<実施例5>
キャストコート紙に代えて、コート紙(日本製紙株式会社製、王研式平滑度:200秒、坪量:165g/m)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
<実施例6>
キャストコート紙に代えて、スーパーキャレンダー処理を施した上質紙(日本製紙株式会社製、王研式平滑度:120秒、坪量:127.9g/m)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
<実施例7>
キャストコート紙に代えて、上質紙(日本製紙株式会社製、王研式平滑度:40秒、坪量:127.9g/m)を用い、接着増強層の塗布量を2.4g/mに変更したこと以外は、実施例2と同様の方法で積層体を得た。
<実施例8>
接着増強層の塗布量を3.2g/mに変更したこと以外は、実施例7と同様の方法で積層体を得た。
<実施例9>
実施例1においてラミネート加工直後の積層体の冷却に使用された冷却ロールを、鏡面研磨仕上げのタイプから、エンボスロールタイプに変更し、その他は実施例1と同じ方法により、合成皮革の表面にホログラム調の意匠を供与するように、エンボス面を有する積層体を作製した。エンボスロールには、ホログラム調の意匠を彫刻した彫刻ロール(リンテック社の仕様規格:R301)を使用した。
<実施例10>
基紙として、コート紙(日本製紙製、王研式平滑度:200秒、坪量:165g/m)を用いたこと以外は実施例9と同様にして、合成皮革の表面にホログラム調の意匠を供与するエンボス面を有する積層体を得た。
<比較例1>
接着増強層形成用水溶液のシリカ粒子(S)とポリビニルアルコール(P)との質量比を、S/P=20/40としたこと以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
<比較例2>
接着増強層形成用水溶液にポリビニルアルコール(P)を配合しなかった(表1中、シリカ粒子(S)とポリビニルアルコール(P)との質量比を、S/P=20/0と表記)こと以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
<比較例3>
接着増強層形成用水溶液のフィラーを球状コロイダルシリカ(日産化学工業株式会社製、商品名:スノーテックス(登録商標)、型番:ST-30L、固形分濃度30質量%(溶媒:水)、平均粒子径0.04~0.05μm)としたこと以外は、実施例2と同様の方法で積層体を得た。
<比較例4>
接着増強層形成用水溶液のフィラーを球状コロイダルシリカ(日産化学工業株式会社製、、型番:MP-2040、固形分濃度40質量%(溶媒:水)、平均粒径0.17~0.23μm)としたこと以外は、実施例2と同様の方法で積層体を得た。
<比較例5>
接着増強層形成用水溶液のフィラーを球状コロイダルシリカ(日産化学工業株式会社製、型番:MP-4540M、固形分濃度40質量%(溶媒:水)、平均粒子径0.42~0.48μm)としたこと以外は、実施例2と同様の方法で積層体を得た。
<比較例6>
接着増強層形成用水溶液のフィラーを微粉末シリカ(富士シリシア化学株式会社製、商品名:サイシリア350、平均粒子径1.8μm)としたこと以外は、実施例2と同様の方法で積層体を得た。
<比較例7>
接着増強層形成用水溶液のフィラーを米デンプン(松谷化学工業株式会社製、米澱粉桔梗、平均粒子径5μm)としたこと以外は、実施例2と同様の方法で積層体を得た。
<比較例8>
接着増強層形成用水溶液のバインダーを酸化デンプン(日本化工食品株式会社製、型番:MS#3800)としたこと以外は、実施例2と同様の方法で積層体を得た。
<比較例9>
接着増強層形成用水溶液のバインダーをポリウレタン(第一化学工業製薬株式会社製、商品名:スーパーフレックス210)としたこと以外は、実施例2と同様の方法で積層体を得た。
<比較例10>
接着増強層形成用水溶液のバインダーをスチレンブタジエン系ラテックス樹脂(日本エイアンドエル株式会社製、型番:SN307R)(表1中、「SBR」と略記)としたこと以外は、実施例2と同様の方法で積層体を得た。
<比較例11>
接着増強層を設けなかったこと以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
<比較例12>
接着増強層を設けなかったこと以外は、実施例7と同様の方法で積層体を得た。
<比較例13>
基紙として、上質紙(日本製紙製、王研式平滑度:40秒、坪量:127.9g/m)を用い、接着増強層を形成しないこと以外は実施例9と同様にして、合成皮革の表面にホログラム調を供与するエンボス面を有する積層体を得た。
<比較例14>
4-メチル-1-ペンテン系樹脂層Xと4-メチル-1-ペンテン系樹脂層Yの厚さをそれぞれ25μm(合計:50μm)から40μm(合計:80μm)に変更したこと以外は比較例13と同様にして、合成皮革の表面にホログラム調の意匠を供与するエンボス面を有する積層体を得た。
[積層体の評価方法]
実施例1~8及び比較例1~12の積層体について、基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層との接着強度の評価を実施した。
<接着強度の評価>
未加熱の積層体、130℃で2分加熱した積層体、180℃で2分加熱した積層体、及び220℃で2分加熱した積層体の接着強度について、以下の方法によって測定を行った。
まず、実施例及び比較例の積層体を加熱処理しないサンプル、送風乾燥機にて130℃で2分加熱したサンプル及び180℃で2分加熱したサンプルを用意し、これらのサンプルを200mm×15mmの大きさに裁断した。詳細には、MD(マシンディレクション)方向を200mm、CD(クロスディレクション)方向を15mmとした。
そして、温度23℃、相対湿度50%の環境下において、万能型引張試験機(株式会社オリエンテック製、型番:テンシロンRTC-1210A)を用いて、JIS Z0237:2009の粘着力の測定法に準拠して、サンプルの基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層との間を剥離して接着強度(mN/15mm)を測定した。具体的には、積層体の基紙側を平板に固定し、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層側を折り返して、剥離角度180度、速度300mm/minで引っ張り、得られた荷重を接着強度とした。
なお、積層体の接着強度の測定において、基紙層間破断が見られた。
また、220℃で2分加熱した積層体の接着強度については、後述する合成皮革の剥離性の評価において、各積層体上に合成皮革を形成し、その合成皮革の剥離を行った後、残った積層体を評価用のサンプルとして上記と同様にして接着強度を測定した。
[積層体の合成皮革製造用工程紙としての評価方法]
実施例及び比較例の各積層体について、合成皮革製造用工程紙の性能の評価を実施した。
<合成皮革の剥離性の評価>
まず、積層体の4-メチル-1-ペンテン系樹脂層Yの表面(離型面)に、ポリ塩化ビニル樹脂のゾル組成物を塗布し、塗布したゾル組成物上に基布を貼り付けた。そして、送風乾燥機にて220℃で2分加熱してポリ塩化ビニル樹脂のゾル組成物をフィルム化させ、冷却して、ポリ塩化ビニル樹脂層と基布からなる評価用の合成皮革を用意した。続いて、積層体の離型面から評価用の合成皮革を剥離し、合成皮革の剥離性を以下の基準で評価した。
合成皮革を剥離する際に円滑に剥離することができた場合は剥離性を○とし、ジッピングが生じた場合、合成皮革が破断した場合、又は合成皮革が剥がれず合成皮革製造用工程紙内のいずれかの層間で剥がれた場合は、剥離性を×とした。
なお、ポリ塩化ビニル樹脂のゾル組成物の組成は以下のとおりとした。
・ポリ塩化ビニル:50質量部
・フタル酸ビス-2-エチルヘキシル(可塑剤):41質量部
・アゾジカルボンアミド(発泡剤):2質量部
・黒色着色剤:9質量部
<接着性の評価>
合成皮革製造用工程紙の接着性については、上述した220℃で2分加熱した積層体の接着強度の結果から、以下の基準によって評価した。
○:接着強度が980mN/15mm以上である。
×:接着強度が980mN/15mm未満である。
<鮮明性の評価>
合成皮革を製造する前(ポリ塩化ビニル樹脂のゾル組成物を塗布する前)における積層体の離型面である4-メチル-1-ペンテン系樹脂層Yの表面の状態と、当該離型面に前記ゾル組成物を塗布して製造した合成皮革の当該離型面との接触面の表面状態とを目視で観察し、評価した。積層体の離型面の表面形状が製膜した合成皮革の表面に遜色なく転写した場合は鮮明性良好(○)とし、工程紙の表面形状が製膜した合成皮革に転写せずに著しく損なわれた場合は鮮明性不良(×)とした。
実施例1~10及び比較例1~14の積層体の構成を表1に示す。
Figure 0007203090000001
次に、実施例1~4及び比較例1~11の積層体について、接着強度及び合成皮革製造用工程紙としての評価結果を表2に示す。
Figure 0007203090000002
表2に示す結果から、以下のことがわかる。
まず、比較例11に示す結果と、実施例1~4に示す結果との対比から、実施例1~4のように接着増強層を有する積層体は、比較例11のように接着増強層を有しない積層体と比較して、基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層との接着性が大幅に向上し、当該接着性は積層体が加熱された場合においても良好であることがわかる。
但し、比較例1及び2に示す結果から、接着増強層におけるネックレス状コロイダルシリカのシリカ粒子(S)とポリビニルアルコール(P)の含有比率(S/P)が、質量比で20/5~20/30を逸脱する場合には、基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層との接着性が確保できないことがわかる。
また、比較例3~7に示す結果から、接着増強層のフィラーをネックレス状のコロイダルシリカ以外のものとすると、基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層との接着性が確保できないことがわかる。特に、比較例3~5に示す結果から、接着増強層のフィラーを球状のコロイダルシリカとした場合にも基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層との接着性が確保できないことを踏まえると、フィラーとしてネックレス状のコロイダルシリカを用いることが接着増強層の接着性を良好にするために重要であり、フィラーとしてパールネックレス状のコロイダルシリカを用いることが好ましいことがわかる。
また、比較例8~10に示す結果から、接着増強層のバインダーをポリビニルアルコール以外のものとすると、基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層との接着性が確保できないことがわかる。
また、実施例1~4のような接着増強層を有する積層体は、比較例1~11に示す積層体と比較して、接着性、剥離性、及び表面性に優れ、合成皮革製造用工程紙としての適用性に優れることがわかる。
次に、実施例1、5及び6の積層体について、接着強度の評価結果を表3に示す。
Figure 0007203090000003
表3に示す実施例1、5及び6の結果から、以下のことがわかる。
王研式平滑度が120秒~5000秒のいずれの基紙を用いた場合にも、基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層との接着性が十分に確保できており、当該接着性は積層体が加熱された場合においても良好であることがわかる。この結果と、表1に示す結果とを踏まえると、王研式平滑度が40秒以上の基紙を用いた場合には、接着増強層を設けることによって、基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層との接着性を十分に確保でき、当該接着性は積層体が加熱された場合においても確保できることがわかる。
次に、実施例7、8及び比較例12の積層体について、接着強度及び合成皮革製造用工程紙としての評価結果を表4に示す。
Figure 0007203090000004
表4に示す結果から、以下のことがわかる。
実施例7、8及び比較例12に示す結果から、王研式平滑度40秒の基紙を用いた場合、接着増強層の有無によって、基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層との接着性に大きな差が見られることがわかる。特に220℃で2分加熱した積層体においては、基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層との間に接着増強層が設けられることによって、接着増強層が設けられていない場合と比較して接着性が大きく向上することがわかる。
これらの結果から、王研式平滑度が40秒以上の基紙を用いる場合、基紙と4-メチル-1-ペンテン系樹脂層とを直接積層しても、特に高温下での接着性が不十分となることがわかる。そして、この問題は、接着増強層を用いることで解決できることがわかる。
次に、実施例9、10及び比較例13、14の積層体について、ホログラム調合成皮革製造用工程紙としての評価結果を表5に示す。
Figure 0007203090000005
表5から、以下のことがわかる。
実施例9、10に示す結果から、積層体の離型面となる4-メチル-1-ペンテン系樹脂層の表面にホログラム調のエンボス加工を施した場合であっても、当該積層体を用いて製造される合成皮革の表面形状は、積層体の離型面の表面形状と遜色がなく、鮮明性に優れていた。
これに対し、王研式平滑度40秒の基紙を用いた比較例13~14の場合、高温下での接着性が不十分であったため、合成皮革の剥離性が損なわれた。また、当該積層体を用いて製造される合成皮革の表面形状は、積層体の離型面の表面形状と大きく異なり、合成皮革表面の鮮明性が著しく損なわれた。
1a、1b 積層体
11 基紙
12 接着増強層
13、13a、13b 4-メチル-1-ペンテン系樹脂層

Claims (5)

  1. 基紙と、接着増強層(A)と、4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)と、がこの順に配置されてなる積層構造を含み、
    前記接着増強層(A)は、ネックレス状コロイダルシリカ由来のシリカ粒子(S)と、ポリビニルアルコール(P)とを含有し、前記シリカ粒子(S)と前記ポリビニルアルコール(P)との含有比率(S/P)が、質量比で20/5~20/30である、積層体。
  2. 前記ネックレス状コロイダルシリカは、パールネックレス状である、請求項1に記載の積層体。
  3. 前記4-メチル-1-ペンテン系樹脂層(B)は、2層以上で構成され、
    少なくとも前記接着増強層(A)とは反対側の最外層は、引張弾性率が1000MPa以上である、請求項1又は2に記載の積層体。
  4. 請求項1~3のいずれか1項に記載の積層体からなる、工程紙。
  5. 請求項1~3のいずれか1項に記載の積層体からなる、合成皮革製造用工程紙。
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