説明

壁紙用裏打ち紙

【課題】 ビニル層、オレフィン層、織物層、紙層、無機質層等の化粧層と、該化粧層を保持するための裏打ち紙により構成された壁紙において、施工時に糊を塗布しても壁紙がカールし難く、貼付後においては目開きが生じない壁紙用裏打ち紙を提供する。
【解決手段】 パルプ成分として、パルプ懸濁液中にキャビテーションによって気泡を発生させ、これをパルプ懸濁液に接触させて処理したパルプを、好ましくは50重量%以上配合させることにより、壁紙用裏打ち紙として求められる寸法安定性を改善する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は壁紙用裏打ち紙に関する。
【背景技術】
【0002】
壁紙は一般住居やホテル、病院等において室内の美麗化のために壁に長期貼付され使用される。壁紙にはビニル壁紙、オレフィン壁紙、織物壁紙、紙壁紙、無機質壁紙等あるが、これら壁紙はビニル層、オレフィン層、織物層、紙層、無機質層等の化粧層と、該化粧層を保持するための裏打ち紙により構成されている。
【0003】
これら壁紙は施工時に澱粉や酢酸ビニル樹脂系の水系の糊によって貼合されるが、糊付け工程で裏打ち紙が糊中の水分を吸収するため、壁紙が柔らかくなったり裏打ち紙が水分増加により伸びたりすることがある。これらが原因となって壁紙がカールし、壁への貼付作業が困難になったり貼付後に捲れが発生し易くなったりする等の問題が生じた。更に糊が乾燥すると裏打ち紙が収縮するために隣接して貼り合わせた壁紙同士の繋ぎ目部分に隙間が生じ(目開き)、施工後の意匠性を損なうなどの問題があった。
【0004】
裏打ち紙の寸法安定性を改善する方法としては、水分による伸縮が少ないガラス繊維等の無機系繊維を配合した裏打ち紙(特許文献1、2、3)、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド等の合成樹脂系繊維を配合した裏打ち紙(特許文献4、5、6)が開示されている。
【0005】
これら非セルロース繊維は裏打ち紙の寸法安定性の改善に効果があるものの、自己接着性が弱いため配合量を多くすると抄紙時にウェットプレスパート、ドライヤーパート、サイズプレスロール、カンバス、キャレンダーロール等で繊維の脱落が発生したり、合成繊維では乾燥熱での溶融により汚れが発生するという操業性の問題がある。そのためより安定した操業を行うには非セルロース繊維は出来るだけ配合率を低くすることが望ましい。
【0006】
このような現状から非セルロース繊維の配合以外の壁紙用裏打ち紙の寸法安定性改善方法が望まれている。
【0007】
【特許文献1】特公平7−122236号公報
【特許文献2】特開平8−100394号公報
【特許文献3】特公平8−26631号公報
【特許文献4】特開平5−59696号公報
【特許文献5】特開平5−59698号公報
【特許文献6】特開平5−59699号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
従って本発明の課題は、施工時に糊を塗布しても壁紙がカールし難いだけでなく、貼付後においては目開きが生じない壁紙用裏打ち紙を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らは上記課題について鋭意検討した結果、パルプ懸濁液中にキャビテーションによって気泡を発生させ、これをパルプ懸濁液に接触させて処理したパルプを使用することで、抄紙時の操業性を低下させることなく寸法安定性を改善できることを見出し、本発明を達成するに至った。即ち本発明は、片面に化粧層を設けて壁紙とするための壁紙用裏打ち紙であって、該裏打ち紙が、キャビテーションによって気泡を発生させ、これをパルプ懸濁液に接触させて処理したパルプを含有することを特徴とする。
【0010】
また、本発明の壁紙用裏打ち紙は水溶性高分子及び/または水分散性高分子を含有する塗工液を少なくとも片面に塗布することが好ましい。
【0011】
また、本発明では、より高い寸法安定性を付与させるために熱可塑性合成繊維またはガラス繊維を5〜20重量%含有することも可能である。
【0012】
本発明の壁紙用裏打ち紙は水に一時間浸漬した後の寸法変化が1.3%以下であることが望ましい。具体的には壁紙用裏打ち紙の短冊状の試験片を23℃、50%R/H雰囲気化で調湿した後の試験片の抄紙横方向の長さと、同試験片を水に1時間浸漬した後に取り出した直後に測定した長さを使用し、以下の式で求められる寸法変化(水伸び)が1.3%以下である。
【0013】
水伸び(%)={(水に1時間浸漬後の長さ)−(水浸漬前の長さ)}/(水浸漬前の長さ)×100
【発明の効果】
【0014】
本発明の壁紙用裏打ち紙は抄造時の操業上の問題がない。また本発明の壁紙用裏打ち紙による壁紙は目開きが生じ難いことから施工後の見栄えが良好である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
本発明の壁紙裏打ち紙は、パルプ懸濁液中にキャビテーションによって発生させた気泡をパルプ懸濁液に接触させて処理した(以下キャビテーション処理という。)パルプを使用することを特徴とする。通常パルプはリファイナーなどにより機械的な力を利用して叩解を行うが、機械的な力を利用した叩解ではパルプ繊維に対して内部フィブリル化が進められる。これに対して、キャビテーション処理されたパルプは、パルプ繊維表面に対し選択的に負荷が与えられるため、機械力による叩解で発生していた繊維のカッティング(損傷)や内部フィブリル化の進行が抑えられているという特徴がある。詳細な理由は分からないが、この様なパルプの特徴が水分変化による寸法安定性を抑制する原因であると考えられる。
【0016】
本発明においてキャビテーション処理の対象とするパルプは、針葉樹または広葉樹、非木材繊維などを原料とする。より具体的には、クラフトパルプ等の化学パルプ、砕木パルプ、サーモメカニカルパルプ、ケミサーモメカニカルパルプ等の機械パルプ、あるいは古紙や繊維素からなるシート状の物質から製造された再生パルプ等が挙げられる。古紙としては、例えば、新聞、チラシ、更系雑誌、塗工紙系雑誌、感熱記録紙、感圧記録紙、模造紙、色上質紙、電子写真用転写紙、コンピューターアウトプット用紙、あるいはこれらの混合古紙に適用できる。
【0017】
キャビテーションは液体が加速され、局所的な圧力がその液体の蒸気圧より低くなったときに発生するため、流速及び圧力が特に重要となる。このことから、キャビテーション状態を表わす基本的な無次元数、キャビテーション数(Cavitation Number)σは次のように定義される(加藤洋治編著、新版キャビテーション基礎と最近の進歩、槇書店、1999)。
【0018】
【数1】


(p:一般流の圧力、U:一般流の流速、pv:流体の蒸気圧、ρ:流体の密度)
ここで、キャビテーション数が大きいということは、その流れ場がキャビテーションを発生し難い状態にあるということを示す。特にキャビテーション噴流のようなノズルあるいはオリフィス管を通してキャビテーションを発生させる場合は、ノズル上流側圧力p1、ノズル下流側圧力p2、試料水の飽和蒸気圧pvから、キャビテーション数σは下記式(2)のように書きかえることができ、キャビテーション噴流では、p1、p2、pv間の圧力差が大きく、p1≫p2≫pvとなることから、キャビテーション数σはさらに以下のように近似することができる(H. Soyama, J. Soc. Mat. Sci. Japan, 47(4), 381 1998)。
【0019】
【数2】


本発明におけるキャビテーションの条件は、上述したキャビテーション数σが0.001以上0.5以下であることが望ましく、0.003以上0.2以下であることが好ましく、0.01以上0.1以下であることが特に好ましい。キャビテーション数σが0.001未満である場合、キャビテーション気泡が崩壊する時の周囲との圧力差が低いため効果が小さくなり、0.5より大である場合は、流れの圧力差が低くキャビテーションが発生し難くなる。
【0020】
また、ノズルまたはオリフィス管を通じて噴射液を噴射してキャビテーションを発生させる際には、噴射液の圧力(上流側圧力)は0.01MPa以上30MPa以下であることが望ましく、0.7MPa以上15MPa以下であることが好ましく、2MPa以上10MPa以下であることが特に好ましい。上流側圧力が0.01MPa未満では下流側圧力との間で圧力差を生じ難く作用効果は小さい。また、30MPaより高い場合、特殊なポンプ及び圧力容器を必要とし、消費エネルギーが大きくなることからコスト的に不利である。
【0021】
また、噴射液の噴流の速度は1m/秒以上200m/秒以下の範囲であることが望ましく、20m/秒以上100m/秒以下の範囲であることが好ましい。噴流の速度が1m/秒未満である場合、圧力低下が低く、キャビテーションが発生し難いため、その効果は弱い。一方、200m/秒より大きい場合、高圧を要し特別な装置が必要であり、コスト的に不利である。
【0022】
本発明で用いることが出来るキャビテーションの発生手段としては、液体噴流による方法、超音波振動子を用いる方法、超音波振動子とホーン状の増幅器を用いる方法、レーザー照射による方法などが挙げられこれらに限定するものではないが、液体噴流を用いる方法がキャビテーション気泡の発生効率が高く、より強力な崩壊衝撃力を持つキャビテーション気泡雲を形成することから好ましい。また、キャビテーション処理はタンクなど任意の容器内若しくは配管内で行うことができるが、これらに限定するものではない。また、ワンパスで処理することも可能であるが、必要回数だけ循環させることによって更に剥離効果を増大できる。さらに複数のキャビテーション発生装置を用いて並列で、あるいは、順列で処理することができる。
【0023】
本発明で用いることが出来る液体噴流によるキャビテーションの発生方法では、パルプ懸濁液に対する噴射液として、蒸留水、水道水、工業用水、製紙工程で回収される再用水、パルプ搾水、白水、パルプ懸濁液、アルコールなどを噴射することができるが、これらに限定するものではない。好ましくは、パルプ懸濁液自体を噴射することで処理対象とする全量を循環させて処理することが可能であり好ましい。
【0024】
また、本発明におけるキャビテーション処理におけるパルプの濃度は5重量%以下であることが好ましく、より好ましくは4重量%以下、さらに好ましくは0.1〜3重量%の範囲であることが処理することが気泡の発生効率の点から好ましい。被噴射液の固形分濃度が5重量%以上20重量%以下である場合は、噴射液濃度を4重量%以下にすることによって作用効果を得ることができる。
【0025】
本発明のキャビテーション処理は、パルプ化工程及び調成工程のいかなる場所にも適用することができるが、繊維状物質が解繊されてパルプ状となった段階で適用することが好適である。また、機械力による従来の叩解機による叩解処理と本発明のキャビテーションによる叩解処理とを組合わせてもよい。
【0026】
本発明の壁紙用裏打ち紙はキャビテーション処理したパルプを使用することが必須であるが、一般的な叩解機、例えば、ディスク型、コニカル型、及びドラム型のリファイナーにより叩解されたパルプを併用することもできる。しかしながら、その場合には、全パルプ成分の50重量%以上がキャビテーション処理されたパルプであることが望ましい。キャビテーション処理されたパルプが50重量%より少ない場合には十分な寸法安定性が得られない可能性がある。
【0027】
本発明の壁紙用裏打ち紙には、ガラス繊維及び/または合成繊維等の非セルロース繊維を配合することも可能であるが、その場合に非セルロース繊維の配合率は20重量%以下が好ましく、より好ましくは15重量%以下である。非セルロース繊維の配合率が増えるほど本発明の目的である非セルロース繊維を多く使用した場合の抄造時の操業性の問題を解決することが出来なくなる。本発明者らの経験では15重量%程度までなら操業性の問題の発生は少ない。例えば、15重量%程度まで合成繊維を配合した壁紙裏打ち紙でも、残りをキャビテーション処理されたパルプを配合することにより、操業性を損なうことがなく、より高い寸法安定性が得られる。
【0028】
このような非セルロース系の繊維として、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂繊維、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂繊維、ナイロン等のポリアミド系樹脂繊維、ポリアクリルニトリル等のアクリル系樹脂繊維、ポリウレタン系樹脂繊維、ポリ塩化ビニル等の含ハロゲン系樹脂繊維等の熱可塑性合成繊維が使用可能である。また、上記熱可塑性合成樹脂を共重合させた合成繊維、または芯鞘構造、海島構造等を有する2種以上の異なった熱可塑性合成樹脂を一本の繊維中に含有する複合繊維等も使用することができる。これらの合成繊維は単独で使用しても、複数種類混合して使用してもよい。
【0029】
本発明の壁紙用裏打ち紙には、通常の紙と同様にサイズ剤を内添及び/または外添することができる。サイズ剤は酸性抄きの場合、ロジン系サイズ剤、ロジンエマルジョン系サイズ剤、アルファカルボキシルメチル飽和脂肪酸等が使用できる。一方、中性抄きの場合には、中性抄紙用ロジン系サイズ剤、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸、カチオンポリマー系サイズ剤が使用できる。サイズ剤の添加量は特に限定されるものではないが、ステキヒトサイズ度で10秒以上であることが好ましい。また、サイズプレス等の外添においてもロジン系、合成樹脂系等の表面サイズ剤の使用も可能である。
【0030】
本発明の壁紙用裏打ち紙は、表面強度を高めるため水溶性高分子及び/または水分散性高分子を主成分とする塗工液を少なくとも化粧層を設ける側の表面に塗工することが好ましい。例えば、ビニル壁紙の場合には、壁紙用裏打ち紙の表面に塩化ビニルペーストを塗布し、塩化ビニルペーストの硬化後、印刷工程に付されて塩化ビニル層が化粧層となる。このとき壁紙用裏打ち紙の表面強度が低い場合には、化粧層の塗工時に紙表面の繊維が毛羽立ちを生じて、硬化後に毛羽立ち部が壁紙表面で突起状となり印刷不良の原因となる。
【0031】
本発明で使用される水溶性高分子としては、酸化澱粉、酵素変性澱粉等の各種変性澱粉、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、カルボキシメチルセルロース、カゼイン等を適宜使用することが可能である。また、水分散性高分子としては、スチレン・ブタジエン共重合体ラテックス、メチルメタアクリレート・ブタジエン共重合体ラテックス、アクリル系エマルジョン、酢酸ビニル系エマルジョン等を適宜使用することができる。このとき水溶性高分子及び/または水分散高分子を単独で使用してもよいが、クレー、カオリン、炭酸カルシウム、二酸化チタン、シリカ等の各種顔料と混合して使用することもできる。
【0032】
水溶性高分子及び/または水分散性高分子の塗工量は固形分で0.2〜10g/mとすることが好ましい。塗工量が0.2g/m未満の場合には毛羽立ちが多くなり、10g/m以上であると裏打ち紙表面が完全に高分子で覆われるため化粧層と裏打ち紙層の間でアンカー効果が低下する。
【0033】
また、品質に影響のない範囲で定着剤、乾紙紙力剤、湿潤紙力剤、填料、歩留り向上剤、染料、顔料等を内添薬品として使用できる。更にサイズプレス等で塗工、あるいは含浸する外添薬品として表面紙力剤、染料、顔料等を使用することができる。
【0034】
本発明の壁紙用裏打ち紙の坪量は40g/m以上120g/m以下であることが好ましい。坪量が40g/m未満であると、強度が低く加工時、断紙が発生しやすくなる。また、坪量が120g/mを超えると壁紙に加工した時に硬くなりすぎ、施工が困難となり問題がある。
【0035】
本発明の壁紙用裏打ち紙は公知の抄紙機にて製造されるが、その抄紙条件は特に規定されるものではない。抄紙機としては、長網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機、円網抄紙機等が使用される。
【0036】
本発明の壁紙は、このようにして抄造された本発明の壁紙用裏打ち紙の上に化粧層を設けることにより得られる。例えば、化粧層としてビニル層を設けたビニル壁紙、オレフィン層を設けたオレフィン壁紙、織物層を設けた織物壁紙、紙層を設けた紙壁紙、無機質層を設けた無機質壁紙等の壁紙製品が挙げられる。何れの場合にも、化粧層となる層を設けた後に必要に応じて印刷するか、あるいは発泡処理やエンボス処理を行って化粧層とする。
【実施例】
【0037】
以下、本発明を実施例によってより詳細に説明するが、本発明はこれによって制限されるものではない。各実施例及び比較例で用いたパルプの調整法、実施例及び比較例で得られた壁紙用裏打ち紙についての評価法は以下の方法を用いた。
【0038】
<パルプスラリー1:キャビテーションによるパルプの叩解>
図1に示すようなキャビテーション噴流式洗浄装置(ノズル径1.5mm)を用いて、噴射液及び容器内のパルプ懸濁液として広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)の濃度1.1重量%のパルプ懸濁液を使用し、カナダ標準濾水度(CSF)が450mlになるようにキャビテーション処理によるパルプの叩解を行った。尚、噴射液の圧力は7MPa(噴流の流速70m/秒)、被噴射容器内の圧力は0.3MPaとした。
【0039】
<パルプスラリー2:ダブルディスクリファイナーによる叩解>
ダブルディスクリファイナー(DDR)を用いて広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)をカナダ標準濾水度(CSF)が450mlになるように叩解を行った。
【0040】
<評価方法>
・水伸び:試験片を23℃、50%R/H雰囲気で調湿し、試験片の抄紙横方向の長さを測定した。その後純水に1時間浸漬した後取り出し、直ちに抄紙横方向の長さを測定した。下記の式にて、水伸びを算出した。
水伸び(%)={(水に1時間浸漬後の長さ)−(水浸漬前の長さ)}/(水浸漬前の長さ)×100
・施工性:裏打ち紙の表面に塩化ビニル、可塑剤(フタル酸エステル)、炭酸カルシウム、二酸化チタン、ミネラルスピリット等からなるペーストを塗工厚250μmで塗布し、180℃で2分間加熱してゲル化させた。得られたビニル壁紙を長さ1m、幅95cmに2枚カットし、裏打ち紙側の紙面に澱粉系のヤヨイ化学製A糊を塗布し、ベニア板(幅2m、長さ1m)に2枚の壁紙の両端が重なるように貼り、重なった箇所をカッターで繋ぎ目が無いようにカットし、7日間、23℃、50%R/Hの雰囲気で放置して完全に乾燥し、繋ぎ目の箇所の目開きの有無を観察した。
【0041】
[実施例1]
パルプスラリー1にpHが4.5になるように硫酸バンドを添加した後、サイズ剤としてアルファカルボキシメチル飽和脂肪酸塩(商品名:NPS−S、星光PMC(株)製)を0.15重量%添加し、更に湿潤紙力剤としてポリアミド・エピクロルヒドリン樹脂(商品名:WS−547、星光PMC(株)製)を0.2重量%添加して紙料を調整した。得られた紙料より長網抄紙機を用いて抄紙し、さらに工程中サイズプレスにより1.5重量%のポリビニルアルコール(商品名:PVA117、(株)クラレ製)を塗工して坪量65g/mの壁紙用裏打ち紙を製造した。得られた壁紙裏打ち紙の水伸び、施工性を評価し、結果を表1に示した。
【0042】
[実施例2]
パルプスラリー1とパルプスラリー2を固形分重量比で60/40となるようにして使用た以外は、実施例1と同様にして壁紙用裏打ち紙を製造した。得られた壁紙裏打ち紙の水伸び、施工性を評価し、結果を表1に示した。
【0043】
[比較例1]
パルプスラリー2を用いた以外は、実施例1と同様にして壁紙用裏打ち紙を製造した。得られた壁紙裏打ち紙の水伸び、施工性を評価し、結果を表1に示した。
【0044】
【表1】

【0045】
表1に示されるようにキャビテーションで叩解処理されたパルプによる壁紙裏打ち紙は水伸びが改善されており、施工時に目開き等の発生がなく良好であった。
【0046】
[実施例3]
パルプスラリー1と芯鞘繊維(商品名:N−701S、芯:ポリエステル繊維、鞘:ポリエチレン、繊維長5mm、(株)クラレ製)を固形分重量比で85/15で配合したパルプスラリー中にpHが4.5になるように硫酸バンドを添加した後、サイズ剤としてアルファカルボキシメチル飽和脂肪酸塩(商品名:NPS−S、星光PMC(株)製)を0.15重量%添加し、更に湿潤紙力剤としてポリアミド・エピクロルヒドリン樹脂(商品名:WS-547、星光PMC(株)製)を0.2重量%添加して紙料を調整した。得られた紙料より長網抄紙機を用いて抄紙し、工程中サイズプレスにより1.5重量%のポリビニルアルコール(商品名:PVA117、(株)クラレ製)を塗工して坪量65g/mの壁紙裏打ち紙を製造した。得られた壁紙裏打ち紙の水伸び、施工性を評価し、結果を表2に示した。
【0047】
[比較例2]
パルプスラリー1の代わりにパルプスラリー2を用いた以外は、実施例3と同様にして壁紙用裏打ち紙を製造した。得られた壁紙裏打ち紙の水伸び、施工性を評価し、結果を表2に示した。
【0048】
[比較例3]
パルプスラリー2と芯鞘繊維の固形分重量比を80/20にした以外は、実施例3と同様にして壁紙用裏打ち紙を製造した。得られた壁紙裏打ち紙の水伸び、施工性を評価し、結果を表2に示した。
【0049】
【表2】

【0050】
表2に示されるように合成繊維との混抄紙による壁紙裏打ち紙においてもキャビテーションで叩解されたパルプを使用した実施例3はDDRにより叩解されたパルプを使用した比較例2より高い寸法安定性が得られた。一方、実施例3および比較例2に比べ合成繊維の配合量を増やした比較例3は品質的には良好であったものの、実施例3および比較例2に比べ抄紙機のドライヤーが一部汚れた。以上のように合成繊維との混抄紙でもキャビテーションで叩解されたパルプを使用することで、壁紙裏打ち紙の抄造時のトラブルの原因となる合成繊維の配合量をより少なくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0051】
【図1】実施例で使用したキャビテーション噴流式洗浄装置の概略図である。
【符号の説明】
【0052】
1:試料タンク
2:ノズル
3:キャビテーション噴流セル
4:プランジャポンプ
5:上流側圧力制御弁
6:下流側圧力制御弁
7:上流側圧力計
8:下流側圧力計
9:給水弁
10:循環弁
11:排水弁
12:温度センサー
13:ミキサー

【特許請求の範囲】
【請求項1】
パルプ懸濁液中にキャビテーションによって気泡を発生させ、これをパルプ懸濁液に接触させて処理したパルプを含有することを特徴とした壁紙用裏打ち紙。
【請求項2】
水溶性高分子及び/または水分散性高分子を含有する塗工液が少なくとも片面に塗布されている請求項1記載の壁紙用裏打紙。
【請求項3】
水に一時間浸漬した後の寸法変化が1.3%以下であることを特徴とする請求項1ないし2記載の壁紙用裏打ち紙
【請求項4】
熱可塑性合成繊維の配合率が5〜20重量%であることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の壁紙用裏打ち紙
【請求項5】
ガラス繊維の配合率が5〜20重量%であることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の壁紙用裏打ち紙。
【請求項6】
坪量が40g/m以上120g/m以下である請求項1〜5の何れかに記載の壁紙用裏打ち紙。
【請求項7】
請求項1〜6の何れかに記載された壁紙用裏打ち紙表面に化粧層を設けたことを特徴とする壁紙。

【図1】
image rotate


【公開番号】特開2006−257627(P2006−257627A)
【公開日】平成18年9月28日(2006.9.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−41667(P2006−41667)
【出願日】平成18年2月17日(2006.2.17)
【出願人】(000183484)日本製紙株式会社 (981)
【Fターム(参考)】