JP6007073B2

JP6007073B2 - 補強材用積層体

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Publication number: JP6007073B2
Application number: JP2012249911A
Authority: JP
Inventors: 基修志水; 嘉則小野; 田嶋　宏邦; 宏邦田嶋
Original assignee: Rengo Co Ltd
Current assignee: Rengo Co Ltd
Priority date: 2012-11-14
Filing date: 2012-11-14
Publication date: 2016-10-12
Anticipated expiration: 2032-11-14
Also published as: JP2014097597A

Description

この発明は、補強材用積層体に関し、主にはそれを用いた、建材等に使用される樹脂発泡体を保護する補強材に関する。

樹脂発泡体は、断熱性、軽量性、緩衝性に優れ、また加工が容易であることから、ポリプロピレンなどのオレフィン系およびスチレン系などの樹脂発泡体が、家屋の壁材、床材、天井材等の建材として使用されている。しかしながら、樹脂発泡体は前記の利点を有する一方で、低密度ゆえ衝撃により表面が変形しやすく、変形した部分では断熱性が低下したり、すき間が生じたりする欠点がある。このため、樹脂発泡体の表面を保護するための補強材と組み合わされて使用される場合が多い。この補強材としては、安価であるベニヤ板（合板）や木質繊維板、プラスチック板、厚紙などが用いられたりしている。

例えば、特許文献１〜３には、樹脂発泡体の補強材としてベニヤ板を使用した壁材、床材、天井材が、特許文献４では発泡体上部にベニヤ板を乗せることで荷重分散、変形を防止した展示台が、特許文献５〜７では樹脂発泡体の補強材として、ベニヤ板、合成樹脂シート材、紙、又はプラスチック段ボール等が例示されている。

特開平０５−０９８７６９号公報特開平０８−２８４２７６号公報特開２０００−１７９１２９号公報実開平０６−０６１１６４号公報特開平０９−２５６６０７号公報特開平０７−２０７８８５号公報特開平０７−００９５９９号公報

しかしながら、補強材にプラスチック板を用いた場合には、十分な強度が得られても、熱膨張係数が大きくまた高密度であるため寒暖差による寸法変化が大きく、寸法精度を維持することが難しい場合があった。厚紙の場合では湿度差による寸法変化が大きく、実用は困難であり、また十分な強度を得るには厚さが増し、重量が重くなる問題があった。ベニヤ板を用いた場合では、寸法精度が比較的高く、強度も一定の厚さがあれば十分であるが、ある程度の厚みを確保した場合は堅いために、切削加工性や穿孔性が悪いという問題があった。

また、ポリオレフィンフォームやポリスチレンフォームなどの樹脂発泡体は断熱材や床の芯材などの建材として用いる場合が多いが、併用する補強材は季節ごとの湿度変化や温度変化を受けやすい環境にあり、この環境の変化による膨張収縮が起こりやすく、そのままでは夏と冬との湿度差や寒暖差に応じて寸法変化を生じる。このような膨張収縮をそのままにしておくと、建築物の壁面や床面に隙間を生じてしまう。樹脂発泡体と補強材を接着又は縫い合わせることで、この膨張収縮幅を軽減することはできるが、それでも、樹脂発泡体も温湿度の変化とともに膨張収縮するため、建材９１０ｍｍ×１８２０ｍｍあたりの寸法変化を４．０ｍｍ未満にまでに抑制することが困難だった。

そこでこの発明は、樹脂発泡体等を補強するための曲げ強度が高く、寸法変化が小さい補強用材料を提供することを目的とする。

この発明は、
コア層と、両方の表面のバリア層、及び、前記コア層と前記バリア層との間にそれぞれ中間層を有する積層体であり、
前記コア層は、密度が０．３０ｇ／ｃｍ^３以上０．８０ｇ／ｃｍ^３以下であり、厚みが０．５０ｍｍ以上２．００ｍｍ以下である材料からなり、
前記バリア層は、透湿度が５．０ｇ／ｍ^２・２４ｈ以下であり、
前記中間層は、密度が０．８０ｇ／ｃｍ^３以上であり、透湿度が１０．０ｇ／ｍ^２・２４ｈ以下であり、この中間層がその製造時に方向性を有する場合はそのＭＤ（ＭａｃｈｉｎｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎ）方向に対して垂直あるいは平行に曲げた場合のどちらか一方のヤング率が２８００ＭＰａ以上でありかつＭＤ垂直方向とＭＤ平行方向とのヤング率の平均が４０００ＭＰａ以上であり、この中間層がその製造時に方向性を有しない場合は最も弱い方向のヤング率が２８００ＭＰａ以上でありかつその最も弱い方向とそれに垂直な方向とのヤング率の平均が４０００ＭＰａ以上であり、
積層体全体の透湿度が２．０ｇ／ｍ^２・２４ｈ以下で、厚みが１．１５ｍｍ以上であり、上記中間層の製造時に方向性を有する場合はそのＭＤ方向に対して垂直あるいは平行に曲げた場合のどちらか一方のヤング率が２５００ＭＰａ以上でありかつＭＤ垂直方向とＭＤ平行方向のヤング率の平均が３８００ＭＰａ以上であり、上記中間層がその製造時に方向性を有しない場合は最も弱い方向のヤング率が２５００ＭＰａ以上でありかつその最も弱い方向とそれに垂直な方向とのヤング率の平均が３８００ＭＰａ以上である積層体により、上記の課題を解決したのである。

すなわち、この発明にかかる積層体は、少なくともバリア層、中間層、コア層、中間層、バリア層の５層を有している。これらの各層が必要な役割を最適に負担する複合構造とすることにより、求められる特性を発揮しうるものとなった。ただし、それぞれの層が均一な一層である必要はなく、それぞれの上記層が、さらに複数層からなるものであってもよい。

その役割分担は次のようなものである。低密度の材料からなるコア層は、嵩高さを確保して、剛性を十分に高めることができる。後述するが、剛性は厚さの３乗に比例するため強度の点で嵩高いことは非常に重要である。また、低密度の材料は高密度の物に比べ寸法変化が小さく、さらに寸法変化に伴う応力も低いことが積層体の寸法変化低減に寄与する。同時に、コア層が低密度であることで軽量化も果たすことができ、コア層がメインとなることで切削加工性も高くなる。ただし、コア層だけでは、ヤング率が低くなり補強材としての曲げ強度が不十分である。一方、コア層の上下に配された中間層はコア層より密度が高く必要な強度を有し、コア層の直接変形を防ぎ、補強材として必要な曲げ強度とを併せて発揮させる。高密度な中間層の構成だけでは、重くなりまた切削加工性に問題があるが、低密度なコア層を間に有することで、全体としては軽量化と切削加工性を確保できる。なお、そのためにそれぞれの中間層はコア層よりも薄いことが望ましく、最適値はコア層の厚みにもよるが、上記中間層の厚みは０．２０ｍｍ以上０．９０ｍｍ以下であれば好ましい。また、表面のバリア層と中間層は二重に湿度の侵入を抑えており、高密度の材料からなる中間層の湿度による寸法変化への影響を最小限に食い止めることができる。

上記バリア層は、基本的には水蒸気バリア性を備えたプラスチックフィルムを用いると実現させやすい。また、低い透湿度を確保するためにプラスチックフィルムにコーティングや蒸着などで防湿層を設けることがより好ましい。ここでプラスチックフィルムの材料としては、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルや、ポリプロピレンなどの、各層の接合に用いやすいポリエチレンよりも軟化点が高い樹脂を用いることが好ましい。

上記コア層には、低密度の材料が好ましいが、例えばセルロースを主に含有する紙系材料を用いて、嵩高い上記の厚さを達成させることで、切削加工性を低下させることなく、強度を確保するために必要な厚みを持たせることができる。

上記中間層は、樹脂を含む成分であると上記の物性を実現させやすい。具体的には、樹脂と紙の複合シートであるラミネート加工紙を用いると上記の強度や密度を達成させやすい。すなわち、上記中間層は上記コア層よりも高密度で高強度だが、その分層の厚さは薄くする。コア層より厚くなると切削加工性に問題が生じやすくなるため、それ以下の厚みとなる範囲で積層が可能である。ただし、ラミネート加工紙は一枚だけではなく、複数枚のラミネート加工紙を重ねて一つの上記中間層を形成させてもよい。

この中間層が製造時に方向性を有する場合とそうで無い場合があるが、いずれも最も弱い方向の値と、それと垂直な方向との平均との値について上記の範囲であれば、基本的な強度は確保できる。なお、方向性を有する場合は、多くの場合、ＭＤ平行方向のヤング率の方が低い値となる。そして、この発明にかかる積層体全体が、主にこの中間層の方向性の有無とその方向に沿った高いヤング率を実現できるものとなる。

これらの層は、熱可塑性樹脂による熱融着などで積層接着させるとよい。上記中間層にラミネート加工紙を用いる場合は、ラミネートに用いるポリオレフィンの融解によって接着できるので、他の接着剤層をあえて挟む必要がなくなる。

この発明にかかる積層体は、中間層製造時のＭＤ方向に対して垂直あるいは平行に曲げた場合のどちらか一方のヤング率が、あるいは中間層に方向性が無い場合は最も弱い方向のヤング率が２５００ＭＰａ以上であり、ＭＤ垂直方向とＭＤ平行方向のヤング率の平均が、あるいは中間層に方向性が無い場合は最も弱い方向とそれに垂直な方向とのヤング率の平均が３８００ＭＰａ以上であって、いずれにしても曲げ圧力に対して十分強く、かつ寸法安定性がプラスチック板、厚紙、ベニヤ板よりも優れた補強材として、樹脂発泡体と併用した壁面材や床面材などの建材などに用いることができる。

この発明にかかる積層体の実施形態の例を示す断面図中間層が複数のシートからなる実施形態の例を示す断面図

以下、この発明について詳細に説明する。この発明は、主に建材の樹脂発泡体層を保護するために配する補強材として使用可能な、曲げ強度と切削加工性と寸法安定性とを兼ね備えた積層体である。

この発明にかかる積層体は、コア層と、上下の表面のバリア層、及び、前記コア層と前記バリア層との間にそれぞれ中間層を有する積層体である。すなわち、図１の断面図に示すように、順に少なくともバリア層１ａ、中間層２ａ、コア層３，中間層２ｂ、バリア層１ｂの５層を有する積層体５である。

バリア層１ａ，１ｂは、透湿度が５．０ｇ／ｍ^２・２４ｈ以下の層であり、３．０ｇ／ｍ^２・２４ｈ以下であると好ましく、低いほど好ましい。すなわち、水蒸気バリア性を発揮して内部への湿気の侵入を最も抑制するための層である。基本的には積層体５の上下表面に配するとよい。具体的な構成としては、プラスチックフィルム、又はそれにコーティングや蒸着を施したものが挙げられる。プラスチックとしては、例えばポリエチレンテレフタレートやポリプロピレンなどの、後述する熱融着の際にポリエチレンなどよりも軟化点が高く軟化しにくい高分子を用いることが好ましい。フィルムの厚さは１００μｍ以下であると好ましく、６０μｍ以下であるとより好ましい。厚すぎると温度変化による寸法変化の際の力が大きくなり、各層のバランスがとれなくなる恐れがあるためである。一方で、薄すぎると破れやすくなってしまうのである程度の強度を有することが必要である。プラスチックフィルム基材は防湿性の向上とコーティングまたは蒸着層を保護するためには厚い方が好ましく、８μｍ以上であると好ましく、１０μｍ以上であるとより好ましい。アルミニウム箔基材も防湿性の観点から使用可能であるが、圧延の限界から薄膜化すると取り扱い困難であり、軽量化、省資源、省エネルギー、コストの面から、プラスチックフィルム基材の方が好ましい。

上記のコーティングの内容としては、アルミニウム、シリカ、アルミナを蒸着したもの、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）やナノコンポジット系のコーティングをしたものなどが挙げられ、水蒸気バリア性を向上させるものであるとよい。
プラスチックフィルム基材の水蒸気バリア性を向上させる加工としては、ＰＶＤＣコーティングとアルミニウムなどの金属蒸着が好ましく、焼却時のダイオキシンの問題を考慮するとアルミニウム蒸着がより好ましい。一方シリカ、アルミナ蒸着等はガラス質の為、屈曲に弱く、加工時、物流、実使用時の衝撃等で欠陥が生じバリア性が低下する場合がある。
なお、これらのコーティングや蒸着がされたフィルムを用いる場合、加工した防湿層を保護するため積層体５の表面側にフィルム基材が向き、中間層２ａ，２ｂ側にコーティングや蒸着された面が向くように配するとよい。

コア層３は、密度が０．３０ｇｃｍ^３以上０．８０ｇ／ｃｍ^３以下、好ましくは０．３５ｇ／ｃｍ^３以上０．７０ｇ／ｃｍ^３以下である材料からなる。このような材料としては、例えば、５０質量％以上がパルプ、古紙、綿などのセルロース由来の原料を抄紙などの加工をしてボード状に加工した紙系材料や、ポリエステルなどの樹脂製繊維による不織布のような繊維積層体などが、比較的軽量で好適に用いることができる。ただし、木材そのものは入らない。木材の種類にもよるが、コア層３が木材であると、得られる積層体の切削加工性に問題が生じるおそれが高いためである。また、上記の紙系材料や繊維積層体は、必要に応じて紙力増強剤、湿潤紙力剤、バインダー成分、サイズ剤などの添加剤を含んでいてもよい。上記のような密度が０．３０ｇ／ｃｍ^３以上０．８０ｇ／ｃｍ^３以下とは比較的低密度の材料であり、寸法安定性と切削加工性に優れた材料である。０．３０ｇ／ｃｍ^３よりも低密度の素材では積層体５のヤング率が低くなり強度の点から問題となるおそれがある。０．３５ｇ／ｃｍ^３以上であると強度確保の点からより好ましい。一方で、所定の厚みを確保するコア層が０．８０ｇ／ｃｍ^３よりも高密度であると、コア層単独の寸法変化が大きく、また寸法変化に伴う応力も大きくなり、結果として積層体の寸法変化が大きくなる。０．８０ｇ／ｃｍ^３以下であると寸法変化と加工の点からはより好ましく、０．７０ｇ／ｃｍ^３以下であるとさらに好ましい。

また、コア層３の厚みが０．５０ｍｍ未満では積層体５全体の強度が不十分で、曲がり易すぎて補強材として不十分なものとなってしまうため、０．５０ｍｍ以上である必要があり、０．６０ｍｍ以上であると好ましい。補強材として必要な積層体全体の剛性を確保するには、素材の強さだけでは不十分で、一定の嵩高さが必要となるからである。なぜなら、具体的には、剛性は厚さの３乗とヤング率の積で示され厚いほど剛性が高くなるため、コア層３が厚いほど好ましくなる。厚いほど剛性は確保しやすくなるが、一方で、低密度のコア層３が２．００ｍｍを越えると積層体５全体のヤング率が低下するため、２．００ｍｍ以下が好ましく、より積層体５の高ヤング率を維持するには１．５０ｍｍ以下であるとより好ましい。

中間層２ａ、２ｂは、密度が０．８０ｇ／ｃｍ^３以上である。すなわち、コア層３よりも高密度な材料である。低密度では強度が不十分で、コア層３と複合しての強度寄与効果が十分に発揮されなくなってしまうためである。素材にもよるが、１．００ｇ／ｃｍ^３以上であるとより好ましい。

また、中間層２ａ、２ｂの透湿度は、１０．０ｇ／ｍ^２・２４ｈ以下である必要があり、好ましくは８．０ｇ／ｍ^２・２４ｈ以下で、低いほど好ましい。バリア層１ａ、１ｂだけでは完全には水蒸気の侵入を防ぐことは難しく、積層体５全体の透湿抵抗を高め寸法変化を最小限に抑えるために、中間層２ａ、２ｂもある程度の水蒸気バリア性を発揮することが求められるためである。

さらに、この中間層２ａ，２ｂが十分な曲げ強度を発揮する必要がある。この中間層２ａ，２ｂの物性を実現するには、中間層がその製造時に方向性を有する場合はそのＭＤ（ＭａｃｈｉｎｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎ）方向に対して垂直（すなわち、ＴＤ：ＴｒａｎｓｖｅｒｓｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎ）あるいは平行（すなわち、ＭＤそのもの）に曲げた場合のヤング率のどちらか一方のヤング率が２８００ＭＰａ以上である必要があり、３０００ＭＰａ以上であると好ましい。またＭＤ垂直方向とＭＤ平行方向のヤング率の平均が４０００ＭＰａ以上である必要があり、４５００ＭＰａ以上であると好ましい。一方、この中間層がその製造時に方向性を有しない場合には、最も弱い方向のヤング率が２８００ＭＰａ以上である必要があり、３０００ＭＰａ以上であると好ましい。また、その最も弱い方向とそれに垂直な方向とのヤング率の平均が４０００ＭＰａ以上である必要があり、４５００ＭＰａ以上であると好ましい。すなわち、方向によらず最低でも２８００ＭＰａ以上のヤング率を有し、平均として４０００ＭＰａ以上であると、積層体に対して必要な曲げ強度を発揮できる。

この中間層２ａ、２ｂに用いるシートとしては、具体的にはポリエチレンなどのポリオレフィンによるラミネート加工がされた加工紙や、樹脂含浸紙を用いることができる。特にポリエチレンラミネート加工紙を用いると、バリア層１ａ、１ｂやコア層３との接着が中間層２ａ、２ｂを熱融解させるだけでできるので扱いやすく、製造しやすい。

この中間層２ａ、２ｂは、このようなシートを複数枚重ねた積層構造であってもよい。また、中間層２ａと中間層２ｂとで厚みが違っていてもよい。すなわち、同じシートをそれぞれ用いて、中間層２ａと中間層２ｂとでその枚数が違っていてもよいし、シート自体の厚みがそれぞれ違っていてもよい。ただし、同じシートを用いて枚数により調整すると、求められる物性の調整がしやすく、製造しやすい。例えば、中間層２ａ，２ｂがラミネートシート４をそれぞれ重ねたものである実施形態（仮に積層体５ａとする）の断面図を図２に示す。図ではそれぞれの中間層２ａ，２ｂが二枚のラミネートシート４からなるが、枚数はこれに限定されず、互いに枚数が違っていてもよい。

ただし、個々の中間層２ａ，２ｂがコア層３よりも厚くなると、傾向として切削加工性が悪化しすぎてしまうので、コア層３よりも薄いことが望ましい。具体的には、中間層は０．９０ｍｍ以下であると切削加工性上ほぼ問題がなく、０．７０ｍｍ以下であると好ましい。一方で、薄すぎると曲げ強度が不十分に成りやすく、上記のヤング率を達成していても、積層体５全体としては強度不十分になる恐れがあるため、０．２０ｍｍ以上であると好ましく、０．３０ｍｍ以上であるとより好ましい。ただし、これらの厚みの範囲外でも、コア層３より薄ければ構成のバランス上問題ない場合もある。

この積層体５は、上記の層以外に、後述する必要な物性の達成を阻害しない範囲でその他の層を有していてもよい。例えば、中間層２に熱可塑性樹脂を用いない場合に、各層を接着するための熱可塑性樹脂製等の接着剤層を有していてもよい。

上記の層群を一つの積層体５として一体化する方法としては、十分な強度で一体化できれば特に限定されるものではなく、例えば熱可塑性樹脂で接着する方法が挙げられる。具体的には、バリア層１に用いるフィルム等、中間層２に用いるラミネート加工紙等、コア層３に用いる低密度紙などを一旦重ねた後、含有するポリエチレンなどの熱可塑性樹脂が融解される温度に全体を加熱して一体化するとよい。加熱する手法としては、一旦揃えたシート群を熱プレスする方法や、連続するシートを加熱し熱可塑性樹脂層を融解状態とし、ローラーで圧力を掛けつつ一体化する方法、ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂押出ラミネーションで一体化する方法、接着剤を使用して一体化する方法などが挙げられる。

この発明にかかる積層体５は、最低限の曲げ強度として、ヤング率が少なくとも２５００ＭＰａ以上である必要がある。上記の中間層や及びコア層等が製造時に方向性を有する場合、中間層およびコア層製造時のＭＤ方向に対して垂直あるいは平行に曲げた場合のどちらか一方が２５００ＭＰａ以上である。この値は、中間層やコア層等の基材の繊維配向、収縮に起因してヤング率が低くなる方向において少なくとも達成すべき値であり、３０００ＭＰａ以上であるとより好ましい。また、ＭＤ垂直方向とＭＤ平行方向とのヤング率の平均が３８００ＭＰａ以上である必要があり、４５００ＭＰａ以上であると好ましい。一方、もし方向性がない、あるいはあってもほとんど方向による差が無い手法で製造した場合においても、そのうち最も弱い方向のヤング率が２５００ＭＰａ以上である必要があり、３０００ＭＰａ以上であることが好ましい。かつ、そのような方向性が無い場合は、その最も弱い方向と、それに対して垂直な方向とのヤング率の平均が３８００ＭＰａ以上である必要があり、４５００ＭＰａ以上であると好ましい。

ただし、積層体５のヤング率が高すぎると、強度が高すぎるために切削加工性を阻害するおそれがある。いずれか一方向でもヤング率が９０００ＭＰａを越える方向があると、手作業による容易な切削加工が難しくなる傾向にある。なお、ここで規定するヤング率の測定方法はＪＩＳＡ５９０５に準拠し行った。

また、この発明にかかる積層体５は、全体としての透湿度が２．０ｇ／ｍ^２・２４ｈ以下である必要があり、１．７ｇ／ｍ^２・２４ｈ以下であるとより好ましく、低いほど好ましい。全体として湿気を通しすぎると、積層体５内部へ侵入する湿気の量が多くなって、寸法安定性が悪化するからである。また、積層体を透過した湿気の樹脂発泡体への移行量の増加も懸念される。

さらに、この発明にかかる積層体５は、補強材として寸法安定性に優れたものである必要がある。すなわち、建材に用いる樹脂発泡体の温湿度変化に応じて起こる寸法変化が、建材として用いる際に、実用上問題が生じない程度にまで抑制することができる必要がある。この発明にかかる積層体５と上記樹脂発泡体とは、接着剤による接着や、糸による縫合などで一体化することとなる。具体的にこの積層体５の許容できる寸法変化としては、９００ｍｍ角の試料を、２３℃５０％ＲＨを標準状態とし、２５℃９０％ＲＨの環境に７日間置いた時点で、試料のＭＤ平行方向とＭＤ垂直方向の寸法を測定し（方向性が無い場合は任意の方向の寸法を測定）、次に２５℃３０％ＲＨの環境に７日間置いた後に両方向の寸法を測定し、標準状態との寸法変化が差にして２．０ｍｍ以下で、１．７ｍｍ以下であると好ましく、１．５ｍｍ以下であるとより好ましい。寸法安定性が比較的よく、従来補強材として用いられているベニヤ板の一般的な寸法変化が、同条件下で１．７ｍｍ程度であり、この発明にかかる積層体５は上記の層の複合構造により、ベニヤ板よりも優れた寸法安定性を実現できる。

この発明にかかる積層体５によって補強できる材料としては、建材に用いる樹脂発泡体に接触させ、接着や縫いつけにより一体化して用いると、強度や剛性に欠ける樹脂発泡体の欠点を補強できるので望ましい。このような樹脂発泡体としては、例えば、ポリスチレンフォーム、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィンフォームの他に、硬質ポリウレタン、軟質ポリウレタン、フェノール樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などの熱硬化性樹脂フォームや、エボナイトフォーム、ポリ塩化ビニルフォームなどが挙げられる。

この発明を実施した実施例を具体的に挙げて説明する。
まず、各層に用いる素材について説明する。

＜バリア層＞
・アルミニウム蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム：厚さ１２μｍ、透湿度２．９ｇ／ｍ^２・２４ｈ（TORAY ADVANCED MATERIALS KOREA INC. EXCELL VM-PET1310）。
・ポリ塩化ビニリデンコーティング二軸延伸ポリプロピレンフィルム：厚さ３０μｍ、透湿度５．０ｇ／ｍ^２・２４ｈ（ダイセルバリューコーティング（株）製セネシ１０００）。「ＰＶＤＣ−ＯＰＰ」と表記。
・ポリエチレンフィルム：厚さ４０μｍ、透湿度１３．０ｇ／ｍ^２・２４ｈ。以下、「ＰＥ４０μ」と表記。
＜中間層＞
・樹脂ラミネート紙：坪量１７０ｇ／ｍ^２の上質耐水紙の両面に厚さ３０μｍのポリエチレン層をラミネート加工した、厚さ０．２３ｍｍの加工紙。坪量２３６ｇ／ｍ^２。密度１．０５ｇ／ｃｍ^３。透湿度７．７ｇ／ｍ^２・２４ｈ。ヤング率ＭＤ垂直方向７３５２ＭＰａ、ＭＤ平行方向３２２８ＭＰａ。以下、「ＳＰ」と表記。
・ラミネート加工コートボール：コートボール（レンゴー（株）製ＣＲＣ、坪量４００ｇ／ｍ^２、厚さ０．５１ｍｍ）の両面に厚さ２０μｍのポリエチレン層をラミネート加工した加工紙。密度０．８０ｇ／ｃｍ^３。透湿度９．７ｇ／ｍ^２・２４ｈ。ヤング率ＭＤ垂直方向５４０８ＭＰａ、ＭＤ平行方向２８０２ＭＰａ。以下「ラミネート加工ＣＲＣ」と表記。
（ポリエチレンフィルム：厚さ２０μｍ、透湿度２２ｇ／ｍ^２・２４ｈ）
＜コア層又は比較例中間層＞
・低密度紙：丸三製紙（株）製「ＭＦＳ１５」、密度０．３５ｇ／ｃｍ^３、厚さ１．５０ｍｍ。
・低密度紙：丸三製紙（株）製「ＭＦ１５」、密度０．４０ｇ／ｃｍ^３、厚さ１．５０ｍｍ。
・低密度紙：丸三製紙（株）製「ＭＦ１０」、密度０．４１ｇ／ｃｍ^３、厚さ１．００ｍｍ。
・低密度紙：丸三製紙（株）製「ＭＦ０７」、密度０．４５ｇ／ｃｍ^３、厚さ０．７０ｍｍ。
・紙管原紙：レンゴー（株）製５Ｋ、密度０．７１ｇ／ｃｍ^３、厚さ１．００ｍｍ。以下、「紙管原紙１ｍｍ」と表記。
・低密度紙：東洋ファイバー（株）製「フワットライトＮ７２０１５０」、密度０．２０ｇ／ｃｍ^３、厚さ０．７５ｍｍ。
・低密度紙：丸三製紙（株）製「ＭＦＳ２０」、密度０．３４ｇ／ｃｍ^３、厚さ２．００ｍｍ。
＜ベニヤ板＞
・ベニヤ板：合板の日本農林規格における、普通合板、１類、厚さ２．３５ｍｍ

実施例、比較例のそれぞれにかかる積層体は、ＳＰなど、ポリエチレン層を層間接触部分に有するものについては、全体を上下から１０２℃の熱板を７ｋｇ/ｃｍ^２の圧力で２分間ホットプレスし、その後常温にて２分間コールドプレスして積層体を製造する。また層間接着部分を有しないものについては、ポリ酢酸ビニル製接着剤（コニシ株式会社製：ニューＣＨ１８）を３０ｇ／ｍ^２で塗工して接着して製造する。なお、いずれの試料も、製造段階における長さおよび幅寸法は１０００ｍｍである。

次に、測定方法について説明する。
＜透湿度測定方法＞
バリア層および中間層の材料、ならびに積層した全体の補強材の透湿度は、ＪＩＳＺ０２０８「防湿包装材料の透湿度試験方法（カップ法）」により測定した。

＜寸法変化測定方法＞
９００ｍｍ角の試料を、２３℃５０％ＲＨを標準状態とし、２５℃９０％ＲＨの環境に７日間置いた時点で、試料のＭＤ平行方向とＭＤ垂直方向の寸法を測定し、次に２５℃３０％ＲＨの環境に７日間置いた後に両方向の寸法を測定し、標準状態との最大変化量を求めた。変化量が０．５ｍｍ以下のものを評価◎、０．５ｍｍを上回り１．５ｍｍ以下のものを評価○、１．５ｍｍを上回り２．０ｍｍ以下のものを評価△、２．０ｍｍを越えるものを評価×とした。

＜ヤング率測定方法＞
コア層、および中間層の材料、および製造した積層体からＭＤ平行方向２００ｍｍ、ＭＤ垂直方向５０ｍｍの長方形状の試料、およびＭＤ垂直方向２００ｍｍ、ＭＤ平行方向５０ｍｍの長方形状の試料をそれぞれ作製した。これをＪＩＳＡ５９０５「繊維板」の曲げ強度の測定方法と同様に、スパンの方向と試験片の長辺方向を平行にして、荷重とたわみ量の比例域におけるヤング率を測定した。

＜厚さ測定＞
ＪＩＳＰ８１１８「紙及び板紙−厚さ及び密度の測定方法」により測定した。

＜切削加工性評価＞
積層体の寸法変化の測定試料を規定寸法に切り出す際に、積層体をカッターナイフ（エヌティー（株）製、Ｌ−５００）で切削した場合に要した力の程度で評価した。切削時に要した力が軽微だった場合を評価○、やや力を要したがベニヤ板の切削時よりも軽微だった場合を評価△、ベニヤ板の切削と同等の力を要した場合を評価×とした。

次に、それぞれの実施例と比較例について説明する。それぞれ積層体を構成する層の物性と、測定したデータを表１に示す。

（実施例１〜８）
実施例１〜８は、積層体の上下両面のバリア層としてＶＭ−ＰＥＴを用い、コア層は低密度紙であるＭＦＳ１５、およびＭＦ０７、１０、１５、および紙管原紙１ｍｍを表のように変更し、中間層としてＳＰの枚数を表のように変更した積層体をそれぞれ製造した。コア層の密度が０．３０ｇ/ｃｍ^３〜０．８０ｇ/ｃｍ^３の範囲で密度が増すほどに積層体のヤング率は向上した。また中間層に用いるＳＰの枚数が多く、すなわち、層厚が増すほどにヤング率は向上し、また中間層の透湿度は低下し、寸法変化は小さくなっていった。

（実施例９〜１０）
実施例４においてバリア層であるＶＭ−ＰＥＴをＰＶＤＣ−ＯＰＰに変更した実施例９では、積層体のヤング率は高く、寸法変化は小さかった。実施例２において中間層であるＳＰ・３枚を「ラミネート加工ＣＲＣ」に変更した実施例１０では透湿度がやや高くなったが、ヤング率は高く、寸法変化は低く抑えられ、積層体として良好であった。

（比較例１〜２）
実施例１において、コア層であるＭＦＳ１５をフワットライトＮ７２０１５０に変更し、コア層の密度を０．２０ｇ/ｃｍ^３まで低密度にした比較例１、および実施例１のコア層であるＭＦＳ１５をＭＦＳ２０に変更し、コア層の密度が実施例１と同程度の０．３４ｇ/ｃｍ^３であっても厚さが２．００ｍｍの場合の比較例２では、寸法変化は小さいものの、ヤング率は低くなり、強度が不十分という問題があった。

＜中間層を低密度にした場合＞
（比較例３，４）
実施例４において、中間層のＳＰ・３枚及びコア層のＭＦ０７という配置を入れ替えて、中間層をＭＦ０７及びコア層をＳＰ・３枚とした比較例３を検討した。また、実施例５において、中間層のＳＰ・３枚を密度０．３５ｇ/ｃｍ^３のＭＦＳ１５に変更した比較例４を検討した。いずれも、中間層のヤング率が低いためコア層を補強する効果が十分ではなく、積層体全体としてのヤング率が著しく低いものとなってしまった。またＭＦ０７およびＭＦＳ１５の透湿度が高いために寸法変化が大きくなる問題があった。

＜両面のバリア層が無い場合＞
（比較例５〜８）
実施例２〜５において、両面のバリア層であるＶＭ−ＰＥＴを設けなかった比較例５〜８を検討したところ、いずれもバリア層がないために湿度の透過を十分に抑制できず、寸法変化量が大きく増大し、ベニヤ板よりも悪化してしまった。

＜片面のバリア層が無い場合＞
（比較例９，１０）
実施例８，９において、バリア層であるＶＭ−ＰＥＴを片面に設けなかった比較例９，１０を検討したところ、寸法変化量がベニヤ板よりも悪化してしまった。これは、バリア層がない面では湿気の透過を十分に抑制できず、寸法変化量が大きくなったためである。片面のみにバリア層を設けても補強材の膨張収縮を抑制できなかったものと考えられる。

＜バリア層の透湿度が高い場合＞
（比較例１１）
実施例４において、バリア層のＶＭ−ＰＥＴを、透湿度がやや高いＰＥ４０μに変更した比較例１１を検討したところ、積層体のヤング率は高いものの、寸法変化量がベニヤ板よりも僅かながら大きくなった。バリア層の透湿度がやや高く、湿気の透過を十分に抑制できなかった。

＜中間層を設けない場合＞
（比較例１２）
実施例５において、中間層のＳＰ・３枚を設けない比較例１２を検討したところ、積層体のヤング率がやや不十分であり、また中間層がないために中間層による透湿の抑制がなく、寸法変化量が大きくなった。

＜中間層のみの場合＞
（比較例１３）
実施例６において、コア層のＭＦ０７を設けず、さらにバリア層のＶＭ−ＰＥＴを設けずにＳＰのみを４枚重ねて接合した比較例１３を検討したところ、積層体のヤング率は確保できたが、寸法安定量は大きくなった。また実施例６と比較して積層体の反りが大きくなった。

＜中間層が低密度・透湿性の場合＞
（比較例１４）
実施例１において、中間層のＳＰ、３枚を紙管原紙１ｍｍに変更した比較例１４を検討したところ、ＳＰに比べて紙管原紙１ｍｍの方が密度が低いためにヤング率が低く、中間層としてコア層を補強する効果が低かった。このため積層体のヤング率も低くなった。またＳＰに比べて紙管原紙１ｍｍの方が透湿度が高いために、寸法安定性に問題のあるものとなってしまった。

＜中間層が強固で切削加工性に問題となる場合＞
（比較例１５，１６）
実施例４において、中間層のＳＰ・３枚をＳＰ・４枚、およびＳＰ・５枚にそれぞれ枚数を増した比較例１５，１６を検討した。ＳＰの枚数が連続して４枚以上になると、積層体のヤング率は非常に高くなり、また寸法変化はより小さくなり、積層体としての物性は高いが、切削加工性が著しく劣るという問題があり、実用性は低かった。

（参考例１）
従来から補強材として用いられているベニヤ板について補足的に検討した。ベニヤ板はヤング率の異方性が大きく、ＭＤ平行方向のヤング率が低いために一定方向からの衝撃に弱いという問題があった。一方、ＭＤ垂直方向のヤング率は高すぎるために、切削性が著しく劣るという問題があった。

（プラスチック素材での熱収縮性）
９００ｍｍ角の試料を、２５℃３０％ＲＨ（７日間）の環境から、５℃３０％ＲＨ（７日間）と温度変化させたとき、ベニヤ板（参考例１）と本願実施例（実施例４・実施例６）では寸法変化がないのに対して、ポリプロピレン製のプラダンＡ・Ｂでは温度変化による伸縮があり、建材等の補強材としては不適切であることが確認された。その結果を表２に示す。

１，１ａ，１ｂバリア層
２，２ａ，２ｂ中間層
３コア層
４ラミネートシート
５，５ａ積層体

Claims

コア層と、両方の表面のバリア層、及び、前記コア層と前記バリア層との間にそれぞれ中間層を有する積層体であり、
前記コア層は、密度が０．３０ｇ／ｃｍ^３以上０．８０ｇ／ｃｍ^３以下であり、厚みが０．５０ｍｍ以上２．００ｍｍ以下である材料からなり、
前記バリア層は、透湿度が５．０ｇ／ｍ^２・２４ｈ以下であり、
前記中間層は、密度が０．８０ｇ／ｃｍ^３以上であり、透湿度が１０．０ｇ／ｍ^２・２４ｈ以下であり、この中間層がその製造時に方向性を有する場合はそのＭＤ（ＭａｃｈｉｎｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎ）方向に対して垂直あるいは平行に曲げた場合のどちらか一方のヤング率が２８００ＭＰａ以上でありかつＭＤ垂直方向とＭＤ平行方向のヤング率の平均が４０００ＭＰａ以上であり、この中間層がその製造時に方向性を有しない場合は最も弱い方向のヤング率が２８００ＭＰａ以上でありかつその最も弱い方向とそれに垂直な方向とのヤング率の平均が４０００ＭＰａ以上であり、
積層体全体の透湿度が２．０ｇ／ｍ^２・２４ｈ以下で、厚みが１．１５ｍｍ以上であり、上記中間層の製造に方向性を有する場合はそのＭＤ方向に対して垂直あるいは平行に曲げた場合のどちらか一方の低い方のヤング率が２５００ＭＰａ以上でありかつそのどちらか一方のうち高い方のヤング率が７９４１ＭＰａ以下でありかつＭＤ垂直方向とＭＤ平行方向のヤング率の平均が３８００ＭＰａ以上５８３３ＭＰａ以下であり、上記中間層がその製造時に方向性を有しない場合は最も弱い方向のヤング率が２５００ＭＰａ以上でありかつそれに垂直な方向のヤング率が７９４１ＭＰａ以下でありかつその最も弱い方向とそれに垂直な方向とのヤング率の平均が３８００ＭＰａ以上５８３３ＭＰａ以下である積層体。
上記コア層が紙系材料である、請求項１に記載の積層体。
上記中間層が、１枚以上のラミネート加工紙を積層接着して形成されたものである、請求項１又は２に記載の積層体。
上記中間層が、２枚以上のラミネート加工紙を積層接着して形成されたものである、請求項３に記載の積層体。
上記バリア層が、片面にポリ塩化ビニリデンコーティング又はアルミニウム蒸着処理を施したプラスチックフィルムからなり、コーティング又は蒸着をしていない面を外側に向けて配したものである、請求項１乃至４のいずれかに記載の積層体。