作成： 1998/01/20 竹下 英文
データ番号 ：010110
電子線加工剥離紙の照射効果
目的 ：電子線硬化技術による剥離紙の開発
放射線の種別 ：電子
放射線源 ：電子加速器(150kV)
線量（率） ：15-40kGy
応用分野 ：高分子材料の表面加工
概要 ：
電子線硬化型シリコーンを用いた剥離紙加工は、従来の加熱硬化法と比較して機能的に優れ、最近では環境問題及びエネルギー節約の観点からも注目されているが、セルロース繊維の放射線分解による紙基材の強度低下が懸念されている。しかし、基材の改良によって引張り強さや伸びの低下を抑制し、引裂き強さや破裂強さをむしろ向上させることが出来る。
詳細説明 ：
まず最初に紙に及ぼす電子線の照射効果を見るため、剥離紙用基材を含む14種類の紙を照射して機械的強度への影響を調べた。取り上げた紙の種類は、装飾紙、剥離紙用基材、ラベル紙、ラミネート用基材及びろ紙である。線量は、15、30及び60kGyで、主に引張り、曲げ及び破裂強さを調べた。表面処理で用いる線量は、一般に15〜30kGyで、60kGyでの照射は効果を明確にするために行った。
表1 Percentage change in tensile strength (F6/F0*100)（原論文1より引用）
--------------------------------------------------
A B
---------------------
MPK 940 82 83
MPK 1950 85 74
MPK 2172 90 88
Hi-Fi silicon 82 81
K. 6258 80 81
K. 7018 82 85
Exportless 69 59
Hi-Fi Kraft 63 74
HiFi label 98 88
Uniset A 76 83
EPS 80 86 94
Supercote P 90
Filter paper 589/1 80 93
Filter paper 2043a 94 95
--------------------------------------------------
*The index indicates the used dosage (Mrad, 1 Mrada = 10kGy)
A: parallel to the direction of machin run.
B: perpendicular to the direction of machin run.
表1に60kGy照射したサンプルの引張り強さの結果を示した。未照射サンプルと比べて紙の種類に応じて強度が1割から3割一様に低下している。その他の特性も同様な傾向を示した。このような強度低下は、基材の主成分であるセルロース繊維の放射線分解によるもので、セルロースの種類にはあまり依存しない。しかし、実用線量は試験に用いた線量の1/4程度であり、これらの強度低下はほとんど問題にならない程度のものといえる。
表2 Percentage change in characteristics caused by the finishing process.（原論文2より引用）
-----------------------------------------------------------------------------
TEST METHOD CONVENTIONAL EBC
------------------------------------
base paper siliconised
A B A B A B
-----------------------------------------------------------------------------
Tensile strength +4.1 -7.0 -3.1 -1.5 -2.5 -1.9
Elongation +7.3 -11.5 -15.9 -22.0 -15.4 -17.9
Spec. bending
stiffness +40.0 +13.0 -22.4 +26.8 + 8.2 -1.5
Tearing resistance -6.0 -1.3 +13.3 +14.7 +16.4 +31.6
Bursting strength +3.4 +12.0 +11.9
-----------------------------------------------------------------------------
A: parallel to the direction of machin run
B: perpendicullar to the direction of machin run
表2は、剥離紙最終製品の機械的特性を従来の加熱硬化法と電子線硬化法(17kGy)とで比較したものである。電子線硬化法については基材のみのデータも併せて示した。これから分かるように伸びや曲げ強さでは従来法に多少劣るものの、基材として重要な引裂き強さや破裂強さではむしろ電子線硬化法で強度が大きく改善されている。また、基材のみの結果と比較すると剥離処理そのものも強度の向上に寄与していることが分かる。
これまで電子線硬化法では紙基材に対して悪影響を与えることが懸念されてきたが、以上の研究から照射による耐性劣化はそれほどではなく、むしろ大きく改善される面があることが分かった。
コメント ：
電子線硬化で剥離処理をすると, 基材の収縮, 変形がないため, 少ない塗布量で安定した剥離性能が得られる。基材が紙のときにはセルロースの放射線分解による強度劣化が懸念されるが, 電子線硬化用の専用紙も開発されている。電子線硬化専用基材の横方向の引裂き強度の実測例では, アクリル化シリコーンの硬化に必要な線量(14kGy) を基材に直に照射したときには約15%、また実際に剥離処理をしたときには約30%それぞれ増大している。なお、本文で紹介したケースでは具体的な記述はないが電子線硬化に用いられた基材にはそのような処理が施されているものと推察される。
原論文１ Data source 1：
The Influence of Radiation on the Finishing of Base Papers
K.Nitzl and A.Moormann-Schmitz
Fachhochschule Munchen, Munchen, Germany
J. Indust. Irradiation Tech., 3, 141-166(1985)
原論文２ Data source 2：
Solvent-Free Release Coatings - (SF) Conventional-Electron Beam Curing
K.Nitzl and F.Birk
Fachhochschule Munchen, Munchen, West Germany
J. Indust. Irradiation Tech., 3, 227-261(1985)
参考資料１ Reference 1：
The Influence of Electron Beam Processing on the Degradation of Cellulose
Knut Nitzl
Fachhochschule Munchen, Zorneding, West Germany
J. Indust. Irradiation Tech., 2, 11-30(1984)
キーワード：剥離紙、無溶剤、電子線硬化、照射効果、劣化、セルロース
release paper, solvent-free, electron beam curing, radiation effect, degradation, cellulose
分類コード：010304