JP2006198980A - 化粧材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基材上に、絵柄層及び/又は着色層と表面保護層を有する化粧材であって、表面保護層が電子線硬化性樹脂組成物の架橋硬化したものであり、かつ、基材のCD方向(横方向)において、該電子線硬化性樹脂組成物を塗工する前の耐折強度に対して、電子線硬化性樹脂組成物を塗工し、電子線を照射した後の耐折強度の低下率が70%以下である化粧材である。
【選択図】 図1
Description
しかしながら、該化粧材においては、表面樹脂層を架橋させる際の電離放射線照射に伴って、例えば紙基材であれば、紙基材中のパルプのセルロース分子が切断され、その切断端にカルボキシル基やカルボニル基が生成する。その結果、紙基材の強度劣化が発生し、化粧材の加工性が低下した。また、プラスチック基材についても同様に電離放射線の照射によってポリマー分子鎖が切断され、強度劣化が発生した。このため、化粧材を例えば木質合板等の被着基材に、間に接着剤を介してローラで加圧して貼り合わせる時に、化粧シートに加わる張力の増大、機械振動等によって化粧シートが切れてしまう場合があった。
図2において、柱状基板Bは搬送装置10上に載置され、長手方向(基材のMD方向(縦方向、Machine Direction)、白抜き矢印の方向)に搬送される。そして、ラッピング用化粧シートSは、柱状基板Bの搬送速度に同調した速度で、柱状基板に対して供給され、複数の向きの異なる押圧ローラRa〜Reによって、ラッピング用化粧シートSの柱状基板の複数の側面への積層が、柱状基板の長手方向に略直交又は直交する方向(CD方向;Cross Machine Direction)に向かって、小面積毎に段階的に行われる。ラッピング用化粧シートSは、最初に押圧ローラRaによって、柱状基板Bの幅方向中央部分の側面に積層される。そして次に、押圧ローラRb、続いて押圧ローラRcによって押圧されて次の隣接する側面に積層される。そして更に、押圧ローラRd、押圧ローラReと順次押圧されて、ラッピング用化粧シートが所望の側面にラッピングされて行く。このようなラッピング加工に際しては、CD方向にテンションがかかった状態で、押圧ローラRa〜Reによって押圧されるため、特にCD方向においての強度が重要となる。
このように、高弾性樹脂層を紙基材の裏面側に設けることによって、表面樹脂層形成時に電離放射線照射で紙基材におけるパルプのセルロース分子が切断されて、紙基材の強度劣化が起きても、それを補い化粧シート全体としての強度を維持することができる。その結果、表面保護層による耐摩耗性等の表面物性を有する上、加工性も良好な化粧シートを得ることができる。
しかしながら、この方法では高弾性樹脂層を必要とすることから、化粧材の製造において種々の制約があり、基材自体の劣化を抑制する方法が求められていた。
(1)基材上に、絵柄層及び/又は着色層と表面保護層を有する化粧材であって、表面保護層が電子線硬化性樹脂組成物の架橋硬化したものであり、かつ、基材のCD方向(横方向)において、該電子線硬化性樹脂組成物を塗工する前の耐折強度に対して、電子線硬化性樹脂組成物を塗工し、電子線を照射した後の耐折強度の低下率が70%以下である化粧材、
(2)電子線の加速電圧が30〜150kVであり、照射線量が30〜70kGyである上記(1)に記載の化粧材、
(3)基材が繊維質基材である上記(1)又は(2)に記載の化粧材、
(4)基材がセルロース系基材である上記(3)に記載の化粧材、
(5)上記(1)〜(4)のいずれかに記載の化粧材を基板に貼付した化粧板、
(6)基材上に、絵柄層及び/又は着色層と表面保護層を有する化粧材の製造方法であって、表面保護層が電子線硬化性樹脂組成物の架橋硬化したものであり、電子線の加速電圧が30〜150kVであり、かつ照射線量が30〜70kGyである化粧材の製造方法、
を提供するものである。
本発明の化粧材の典型的な構造を、図1を用いて説明する。図1は本発明の化粧材1の断面を示す模式図である。図1に示す例では、基材2上に全面を被覆する一様均一な着色層3、絵柄層4、一様均一な浸透防止層5、電子線硬化性樹脂組成物が架橋硬化した表面保護層6がこの順に積層されたものである。
乾紙に対する電子線照射後の化粧材の耐折強度の低下率を70%以下とするためには種々の要件があるが、化粧材を構成する各要素の選定と、表面保護層6を架橋硬化させる際に照射する電子線の強度及び線量を制御することが肝要である。以下、各構成要素、及び電子線の強度及び線量の制御に関して詳細に説明する。
上記材料はそれぞれ単独で使用してもよいが、紙同士の複合体や紙とプラスチックフィルムの複合体等、任意の組み合わせによる積層体であってもよい。また、これらの基材、特にプラスチックフィルムやプラスチックシートを基材として用いる場合には、その上に設けられる層との密着性を向上させるために、所望により、片面または両面に酸化法や凹凸化法などの物理的または化学的表面処理を施すことができる。
上記酸化法としては、例えばコロナ放電処理、クロム酸化処理、火炎処理、熱風処理、オゾン・紫外線処理法などが挙げられ、凹凸化法としては、例えばサンドブラスト法、溶剤処理法などが挙げられる。これらの表面処理は、基材の種類に応じて適宜選択されるが、一般にはコロナ放電処理法が効果及び操作性などの面から好ましく用いられる。
さらに、該基材はプライマー層を形成する等の処理を施してもよいし、色彩を整えるための塗装や、デザイン的な観点での模様があらかじめ形成されていてもよい。
これらの他、リンター紙、板紙、石膏ボード用原紙、又は紙の表面に塩化ビニル樹脂層を設けたビニル壁紙原反等、建材分野で使われることの多い各種紙が挙げられる。さらには、事務分野や通常の印刷、包装などに用いられるコート紙、アート紙、硫酸紙、グラシン紙、パーチメント紙、パラフィン紙、又は和紙等を用いることもできる。また、これらの紙とは区別されるが、紙に似た外観と性状を持つ各種繊維の織布や不織布も基材として使用することができる。各種繊維としてはガラス繊維、石綿繊維、チタン酸カリウム繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、若しくは炭素繊維等の無機質繊維、又はポリエステル繊維、アクリル繊維、若しくはビニロン繊維などの合成樹脂繊維が挙げられる。
本発明においては、これらのうちパルプのセルロース分子がMD方向(縦方向)に配向しやすいセルロース系基材に特に有効である。このような配向によって、CD方向(横方向)に対して、電子線の照射による耐折強度の低下が著しくなるためであり、本発明の効果がより一層明確に現れるものである。
着色層の形成に用いられるインキとしては、バインダーに顔料、染料などの着色剤、体質顔料、溶剤、安定剤、可塑剤、触媒、硬化剤などを適宜混合したものが使用される。該バインダーとしては特に制限はなく、例えば、ポリウレタン系樹脂、塩化ビニル/酢酸ビニル系共重合体樹脂、塩化ビニル/酢酸ビニル/アクリル系共重合体樹脂、塩素化ポリプロピレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ブチラール系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ニトロセルロース系樹脂、酢酸セルロース系樹脂などの中から任意のものが、1種単独で又は2種以上を混合して用いられる。
着色剤としては、カーボンブラック(墨)、鉄黒、チタン白、アンチモン白、黄鉛、チタン黄、弁柄、カドミウム赤、群青、コバルトブルー等の無機顔料、キナクリドンレッド、イソインドリノンイエロー、フタロシアニンブルー等の有機顔料又は染料、アルミニウム、真鍮等の鱗片状箔片からなる金属顔料、二酸化チタン被覆雲母、塩基性炭酸鉛等の鱗片状箔片からなる真珠光沢(パール)顔料等が用いられる。
この着色層3は厚さ1〜20μm程度の、いわゆるベタ印刷層が好適に用いられる。
代表的には、重合性モノマーとして、分子中にラジカル重合性不飽和基を持つ(メタ)アクリレート系モノマーが好適であり、中でも多官能性(メタ)アクリレートが好ましい。なお、ここで「(メタ)アクリレート」とは「アクリレート又はメタクリレート」を意味する。多官能性(メタ)アクリレートとしては、分子内にエチレン性不飽和結合を2個以上有する(メタ)アクリレートであればよく、特に制限はない。具体的にはエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジシクロペンテニルジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性リン酸ジ(メタ)アクリレート、アリル化シクロヘキシルジ(メタ)アクリレート、イソシアヌレートジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらの多官能性(メタ)アクリレートは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ここで、耐候性改善剤としては、紫外線吸収剤や光安定剤を用いることができる。紫外線吸収剤は、無機系、有機系のいずれでもよく、無機系紫外線吸収剤としては、平均粒径が5〜120nm程度の二酸化チタン、酸化セリウム、酸化亜鉛などを好ましく用いることができる。また、有機系紫外線吸収剤としては、例えばベンゾトリアゾール系、具体的には、2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−アミルフェニル)ベンゾトリアゾール、ポリエチレングリコールの3−[3−(ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル]プロピオン酸エステルなどが挙げられる。一方、光安定剤としては、例えばヒンダードアミン系、具体的には2−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2’−n−ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレートなどが挙げられる。また、紫外線吸収剤や光安定剤として、分子内に(メタ)アクリロイル基などの重合性基を有する反応性の紫外線吸収剤や光安定剤を用いることもできる。
重合禁止剤としては、例えばハイドロキノン、p−ベンゾキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、ピロガロール、t−ブチルカテコールなどが、架橋剤としては、例えばポリイソシアネート化合物、エポキシ化合物、金属キレート化合物、アジリジン化合物、オキサゾリン化合物などが用いられる。
充填剤としては、例えば硫酸バリウム、タルク、クレー、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウムなどが用いられる。
着色剤としては、例えばキナクリドンレッド、イソインドリノンイエロー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、酸化チタン、カーボンブラックなどの公知の着色用顔料などが用いられる。
赤外線吸収剤としては、例えば、ジチオール系金属錯体、フタロシアニン系化合物、ジインモニウム化合物等が用いられる。
本発明においては、このようにして調製された塗工液を、基材の表面に、硬化後の厚さが1〜20μmになるように、グラビアコート、バーコート、ロールコート、リバースロールコート、コンマコートなどの公知の方式、好ましくはグラビアコートにより塗工し、未硬化樹脂層を形成させる。硬化後の厚さが1μm以上であると所望の機能を有する硬化樹脂層が得られる。硬化後の表面保護層の厚さは、好ましくは2〜20μm程度である。
一方、比較的低い加速電圧で基材の劣化を抑制しつつ、架橋硬化も十分に得るとの観点からは、加速電圧は90〜110kVの範囲であることが好ましい。
また、照射線量に関しては、樹脂層の架橋密度が飽和する量が好ましく、通常5〜300kGy、好ましくは10〜100kGy、さらには30〜70kGyの範囲で選定される。本発明においては、加速電圧を小さくすることができたために、基材の劣化を抑制することが可能となった。そのため照射線量を高くすることができ、その結果として表面保護層を形成する樹脂層の架橋密度を通常よりも高くすることができ、特に良好な表面物性が得られる。
以上のように、本発明においては、加速電圧と照射線量を制御することで、基材の劣化を抑制しつつ、架橋密度を高くすることが可能であって、これらのバランスを考慮した場合には、加速電圧を90〜110kVの範囲とし、照射線量を50〜70kGyとする態様が好ましい。
上記酸化法としては、例えばコロナ放電処理、クロム酸化処理、火炎処理、熱風処理、オゾン・紫外線処理法などが挙げられ、凹凸化法としては、例えばサンドブラスト法、溶剤処理法などが挙げられる。これらの表面処理は、基板の種類に応じて適宜選択されるが、一般にはコロナ放電処理法が効果及び操作性などの面から好ましく用いられる。
木質系の板としては、杉、檜、欅、松、ラワン、チーク、メラピー等各種素材の突板、木材単板、木材合板、パーティクルボード、中密度繊維板(MDF)等の木質材等が挙げられる。これらは単独で、または積層して用いることもできる。なお、木質系の板には、木質板に限らず、紙粉入りのプラスチック板や、補強され強度を有する紙類も包含される。
窯業系素材としては、石膏板、珪酸カルシウム板、木片セメント板などの窯業系建材、陶磁器、ガラス、琺瑯、焼成タイル、火山灰を主原料とした板等が例示される。
これらの他、繊維強化プラスチック(FRP)の板、ペーパーハニカムの両面に鉄板を貼ったもの、2枚のアルミニウム板でポリエチレン樹脂を挟んだもの等、各種の素材の複合体も基板として使用できる。
化粧材に、和紙、洋紙、合成紙、不織布、織布、寒冷紗、含浸紙、合成樹脂シート等の裏打ち材を貼着して用いてもよい。裏打ち材を貼着することにより、化粧材自体の補強、化粧材の割れや破け防止、接着剤の化粧材表面への染み出し防止等の作用がなされ、不良品の発生が防止されると共に、取り扱いが容易となることとなり、生産性を向上することができる。
化粧材の基板上への貼着は、通常、本発明の化粧材の裏面に接着剤層を形成し、基板を貼着するか基板の上に接着剤を塗布し、化粧材を貼着する等の方法による。
(評価方法)
(1)耐折強度
TAPPI T511〔紙の耐折強さ(MIT試験機)〕によって、化粧材の試験片が破断するまでの往復折り曲げ回数を耐折強度として評価した。耐折強度は基材のMD方向(縦方向)及びCD方向(横方向)の2方向で測定した。
(2)引張強度及び引張伸度
JIS K−7161に準拠して、引張り・圧縮試験機(株式会社エー・アンド・デイ製)を用いて、化粧材を一定速度(20mm/s)で引張り、試験片が破断するまで加えた最大荷重を引張り強度(kgf)、また試験片が破断するまでの伸びを引張り伸度(%)として評価した。
(3)耐汚染性
JIS K−6902に準拠して、汚染物を化粧材表面に塗布し、ふき取った後の汚染物の残存具合を目視にて観察した。判定基準を以下のようにして評価した。
◎;汚染物の残存は全くない
○;汚染物の残存はあるものの軽微なもので実用上問題がない
×;汚染物の残存が著しい
(4)耐摩耗性
JAS摩耗C試験又はJAS摩耗A試験に準拠し、特定回数試験後の化粧板表面の絵柄残存率で評価を行った。
(5)耐マーリング性
29.4kPa(300g/cm2)の荷重となるように調整された重りに、スチールウール(#0000)を取り付けて、化粧材の表面を5回擦り、該表面の艶の変化を目視にて観察した。判定基準を以下のようにして評価した。
◎;全く変化がない
○;変化はあるものの軽微なもので実用上問題がない
×;変化が著しい
(6)セロファンテープ剥離性
化粧材表面にセロファンテープ(ニチバン(株)製のセロファン粘着テープ、「セロテープ(商標)」2.5mm幅)を貼着させ、その後強制的に剥離した。剥離に要する荷重(gf)で剥離性を評価した。なお、剥離強度の値は小さい方が望ましい。
基材2として、米秤量30g/m2の建材用一般紙を用い、その片面に硝化綿をバインダーとし、ウレタン系インキを用いて、塗工量17g/m2の全面ベタ層をグラビア印刷にて施して着色層3とした。その上にアクリル系インキを用いて浸透防止層(プライマー層)5を形成した。
次に、浸透防止層(プライマー層)5の上に3官能アクリレートモノマーであるエチレンオキサイド変性トリメチロールプロパンエチレンオキサイドトリアクリレートを60質量部と6官能アクリレートモノマーであるジペンタエリスリトールヘキサアクリレートを40質量部、平均粒子径5μmのシリカ粒子2質量部及びシリコーンアクリレートプレポリマー1質量部からなる電子線硬化性樹脂組成物を塗工量5g/m2でグラビアオフセットコータ法により塗工した。塗工後、加速電圧110kV、照射線量30kGy(3Mrad)の電子線を照射して、電子線硬化性樹脂組成物を硬化させて、表面保護層6とした。次いで、70℃で24時間の養生を行い、化粧材を得た。この化粧材について上記評価を行った結果を第1表に示す。
照射した電子線の照射線量を50kGy(5Mrad)としたこと以外は実施例1と同様にして化粧材を得た。この化粧材について上記評価を行った結果を第1表に示す。
照射した電子線の加速電圧を175kVとしたこと以外は実施例1と同様にして化粧材を得た。この化粧材について上記評価を行った結果を第1表に示す。
基材2として、米秤量60g/m2の建材用紙間強化紙を用い、その片面にアクリル樹脂をバインダーとし、硝化綿系インキを用いて、塗工量6g/m2の(全面ベタ)層をグラビア印刷にて施して着色層3とした。その上に硝化綿をバインダーとし、アルキッド系インキを用いて、木目模様の絵柄層4をグラビア印刷にて形成した。次いで、ブチラール/ウレタン系インキを、塗工量1g/m2で全面にグラビア印刷して浸透防止層5(プライマー層)を形成した。
次に、3官能アクリレートモノマーであるエチレンオキサイド変性トリメチロールプロパンエチレンオキサイドトリアクリレートを60質量部と6官能アクリレートモノマーであるジペンタエリスリトールヘキサアクリレートを40質量部、平均粒子径5μmのシリカ粒子2質量部及びシリコーンアクリレートプレポリマー1質量部からなる電子線硬化性樹脂組成物を塗工量13g/m2でグラビアオフセットコータ法により塗工した。塗工後、加速電圧110kV、照射線量30kGy(3Mrad)の電子線を照射して、電子線硬化性樹脂組成物を硬化させて、表面保護層6とした。次いで、70℃で24時間の養生を行い、化粧材を得た。この化粧材について上記評価を行った結果を第1表に示す。
照射した電子線の照射線量を50kGy(5Mrad)としたこと以外は実施例3と同様にして、化粧材を得た。この化粧材について上記評価を行った結果を第1表に示す。
照射した電子線の加速電圧を175kVとしたこと以外は実施例1と同様にして、化粧材を得た。この化粧材について上記評価を行った結果を第1表に示す。
実施例1で作製した化粧材の裏面と基板として厚さ9mmのパーティクルボードとを、(株)オーシカ製の尿素系合成樹脂接着剤「オーシカレヂン」で木材合板に塗布量60g/m2(wet)の条件で塗工して形成した接着剤層を介して接着せしめることにより、木質化粧板を作製した。
2.基材
3.着色層
4.絵柄層
5.浸透防止層
6.表面保護層
10.搬送装置
B.柱状基板
S.ラッピング用化粧シート
Ra〜Re.押圧ローラ
Claims (6)
- 基材上に、絵柄層及び/又は着色層と表面保護層を有する化粧材であって、表面保護層が電子線硬化性樹脂組成物の架橋硬化したものであり、かつ、基材のCD方向(横方向)において、該電子線硬化性樹脂組成物を塗工する前の耐折強度に対して、電子線硬化性樹脂組成物を塗工し、電子線を照射した後の耐折強度の低下率が70%以下である化粧材。
- 電子線の加速電圧が30〜150kVであり、照射線量が30〜70kGyである請求項1に記載の化粧材。
- 基材が繊維質基材である請求項1又は2に記載の化粧材。
- 基材がセルロース系基材である請求項3に記載の化粧材。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の化粧材を基板に貼付した化粧板。
- 基材上に、絵柄層及び/又は着色層と表面保護層を有する化粧材の製造方法であって、表面保護層が電子線硬化性樹脂組成物の架橋硬化したものであり、電子線の加速電圧が30〜150kVであり、かつ照射線量が30〜70kGyである化粧材の製造方法。
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