JPH07503765A - 結合剤を含む紙支持製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 結合剤を含む紙支持製品の製造方法 発明の背景 本発明は、重合体（ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ）結合剤を含む紙支持製品の製造方法に 関する。

さらに詳しくは、本発明は重合体結合剤を含む紙支持製品の製造方法におけるエ マルジ９ンの使用に関する。本発明はまた、優れた引っ張り性、剥離性および２ 一方向の強度を示す製造された紙製品に関する。

製紙工業ならびに他の工業は、繊維材料から作られた製品、たとえば構成部材ど してセルロース繊維またはバルブで作られた紙およびボード製品の強度を向上す るための方法を長い間探していた。不十分な乾燥強度によりもたらされる問題点 および制限は、木から機械的に得られる回収された供給物（ｆｕｒｎｉｓｈ）ま たは繊維を、全部または部分的に利用する多数の工業では特に深刻である。たと えば製紙工業において、リサイクルされたセルロース繊維は、新聞用紙および軽 量のコート紙の製造に一般的に使用される。しかしながらこれらのリサイクルさ れた繊維は一般的に化学的にバルブ化された繊維よりも短く、したがってバージ ンの化学的バルブ繊維から作られる紙と比較して乾燥強度特性が比較的低い。し かしながら、全ての紙およびボード製造にバージン化学バルブ繊維を使用するこ とは天然供給源利用の点て無駄であり、ならびに殆との場合および用途において コスト高である。

過去にセルロース繊維で作られた紙またはボード材料のような繊維材料で形成さ れたソートの乾燥強度および関連する性質を向上するためにこれまで様々な方法 が提案されてきた。紙製品の乾燥強度特性を向上するための一つの変法は、たと えばその形成後のサイズプレス時にノートの表面サイジングすることを含む。

製品の重要な性質の幾つかはシートの表面をサイジングすることにより向上され るとはいえ、たとえばボードおよび新聞用紙機械を含む多くの製紙機械はサイズ プレスを備えていない。その上、シートの表面の性質のみが表面サイジングを介 して適切に向上されるだけである。それ故、表面サイジングは工業の大部分にお いて不適切なばかりでなくシート全体にわたっての製品の強度を向上する目的に 対して不適切である。後の要素は、印刷する間の損紙が例えば生産性を乱し、そ して非常にコトス高になるので特に深刻である。

シートの表面サイジングに代わる好ましい変法は、シート形成前に繊維供給物へ 直接化学添加剤を添加することを介して製品の強度を向上することである。製紙 機械のウェットエンド（ｗｅｔ−ｅｎｄ）における普通の添加剤は、たとえば陽 イオン性スターチまたはメラミン樹脂類である。しかしながら、製紙工業におい て使用される公知のウェットエンド添加剤によりもたらされる問題は、Ｚ一方向 における紙の機械的特性、たとえば剥離強度、耐表面強度（ｓｕｒｆａｃｅ　ｐ ｉｃｋ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）およびスコツト内部接着力を著しく向上させる ことができないことである。

公知のウェットエンド添加剤によりもたらされる別の問題は、製紙機械のウェッ トエンドにおけるシートの初期形成の間にセルロース繊維における比較的低い保 留である。はとんどの用途において、高い希釈率およびこれが長網抄紙機のスラ イスで作られる高い流体力学的力のためにワイヤーを介して排水されるので、か なりの部分のウェットエンド添加剤が白水フラクションと同行する。これに代わ り、添加剤のかなりの部分が、広く行われている操作温度でストックへのその添 加とそれに続く機械上でのシートの形成の間の一時的停止期間に溶液中で失われ るかもしれない。したがって、繊維製品の内部強化について公知の方法を使用す ることにより達成されつる可能性のある利点は実際はあまり実現されない。事実 、さらに化学添加剤のコストを考えると、実際に達成されるどんな些細な利点も 大部分は期待はどではない。

製紙工業において施されたこれまで公知で特に望ましい表面サイジング剤はポリ ビニルアルコールである。ポリビニルアルコールの表面サイジング剤または接着 剤としての使用は、たとえば米国特許第２．３３０．３１４号（シュワルツ（Ｓ ｃｈｗａｒｔｚ））；第３．１８３．１３７号（ハーモン（Ｈａｒｍｏｎ）ら） ：第３．２７６、３５９号（ウォルセン（Ｗｏｒｔｈｅｎ　）ら）、および第３ ．８７８．０３８号（オブダーベツク（Ｏｐｄｅｒｂｅｃｋ　）ら）に記載され ている。他の特許は、さらに表面サイジング剤としてのポリビニルアルコールの 使用に続いてウェットエンド添加剤として異なった組成物、たとえばメラ繋／ホ ルムアルデヒド樹脂の使用が記載されており、このようなものにたとえば米国特 許第３．７７３．５１３号（マツククラーレン（ＭａｃＣＩａｒｅｎ　）　）が ある。さらに、ジョンストーン（Ｊｏｈｎｓｔｏｎｅ　）らの米国特許第４．３ ７２．８１４号には、ウェットエンド添加剤の特定の群に対する“結合剤”とし て十分に加水分解されたポリビニルアルコールの使用か記載され、その後再び表 面サイジング剤として記載されている。

トーランド（Ｔｏｌａｎｄ）らの米国特許第２．４０２．４６９号には、ウェッ トエンド添加剤としてポリビニルアルコールを使用しシートの乾燥強度特性と対 向するウェット強度を向−１−することか記載されている。しかしながら、トー ランドの特許において提案されている添加レベルはバルブの絶乾重量に基づいて ほぼ１０％であり、その時点て主流である比較的低い製紙機械操作スピードでさ えもウェットエンドでの非常に低い保留（ｒｅｔｅｎｔ　１ｏｎ）を明らかに反 映する。さらに、トーランドらに、より記載さ第１たポリビニルアルコール製品 は＋３０　’　Ｆて水に溶解性である。多くの製紙８！械は１３０°Ｆ、または それ以−トの主流温度で維持されるのて、トーランドらの記載の方法はしたがっ て、全てではないがほとんどの場合、製紙用途において効果かない、。

ポリビニ／１ア／Ｌコールに関するシーツ゛／　ウィリー　アンド　サンズ社に よる１９７３年刊行物において、１２章では紙製造時にこの製品の使用の検討に 当てている。

数ある主題の中てしとりわけ、ポリビニルアルコールを用いた“内部サイジング （ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｓｉｚｉｎｇ）“紙のテーマが提案され、上記トーランド らの特許とこれに加えて種間ホー）・に関連するもので、日本国、大阪市の日本 合成に譲渡された日本特許第１２．６０８ｑ参照せ、よ。刊行物はポリビニルア ルコール製品の好ましい特性を記載しており、ウェットエンド添加剤と（７て使 用されそしてビータ−サイズ剤＼、直接添加するのに適するとしＬ５ており、日 本合成により“ゴーセノール（Ｇｏｈｓｃｎｏｌ）　Ｐ−２５０”として市販さ れている特定銘柄と同一である。ゴーセノールＰ−２５０製品は、ｒ（１１行物 において９８−９９モル％が加水分解されそして６７−７０　”Ｃの溶解温度を 存するとして記載されている。

１９８２年のＴ、ＡＰＰｌＰＰｌ製紙メーカー開講提出された１９８２年度版技 術論文において、イー　アイ　デュポン社（Ｅ、　１．ｄｕＰｏｎｔ　ｄｅＮｅ ｍｏｕｒｓ　＆　Ｃｏｍｐａｎｙ　Ｉｎｃ、　）のデビット　ズン力−博士（Ｄ ｒ、Ｄａｖｉｄ　Ｚｕｎｋｅｒ　）は、製紙機械のウェットエンドでポリビニル アルコールのいくらかの保留を達成することにおいて重要な問題を記載している 。この論文において、結合剤としてポリビニルアルコールおよび陽イオン性トリ メチロールメラミンの混合物を使用することが保留問題の解決策として提案され ている。しかしながら、ズンカー博士により提案されたような“ＴＭＭ“の使用 またはこれに変わるポリビニルアルコールについての保留助剤としての陽イオン デンプンの使用は成功せず、なぜならその白水系において製紙機械が平衡に達し たのち陰性に帯電した陰イオン白水がスターチまたはＴｌ１１Ｍの陽イオンの陽 電荷を迅速に中和するからである。さらに、画はウェット強度特性の公知強化剤 であり、これは完全に乾燥した損紙を供給物として再使用するために再度バルブ 化することにおいて独特な問題を提供する。

これにもかかわらず、紙製品および他のウェブを作る際に使用するために、結合 剤としてポリビニルアルコールの使用が近年増加している。たとえば、米国特許 第３．９３７．８６５号には不織ガラス繊維ウェブに対する結合剤としてポリビ ニルアルコールを使用することが開示されている。使用されるポリビニルアルコ ールは粉末または懸濁液である。ポリビニルアルコールで接着されたガラス繊維 ウェブは一般に、エポキシ樹脂の溶液で含浸され、ラミネートとしてアレンジさ れ、そして高圧および高温にて圧縮され最終ラミネートを形成する。

米国特許第４．８６５．６９１号には過−加水分解されそして１３０°Ｆに維持 された水にほとんと溶けないポリビニルアルコールの特定銘柄を　“ウェットエ ンド添加剤“として内部強化した紙支持製品へ使用することが開示されている。

使用される特定のポリビニルアルコールは表面サイジングに使用するために最近 になって提案されている。製品は中国から輸入される材料から加工される。その 国内産の同しものと異なり、米国特許第４．８６５．６９１号で使用されるポリ ビニルアルコールの銘柄は特徴的な枝分かれ外観とセルロース繊維のものとはと んと同じコンシスチンシーを存する十分に水和化したウェットエンド添加剤であ る。粒子は、拡大すると均一の、一般に“結晶性”で、球状外観を有する市販の 国内産銘柄と対照的に、木部繊維様の外観を有する。ポリビニルアルコール製品 の製造において、米国内で使用中の主流である現代的なベルト式またはタンク式 反応器よりむしろ−軸スクリユー鹸化器または加水分解器が利用されている。ス クリュ一式鹸化器は鹸化の間にポリビニルアルコールを延伸する。その結果、十 分に水和化すると非常に膨潤する比較的低乾燥バルク密度を有する木部繊維様粒 子か作られる。ウェットエンドにおけるポリビニルアルコールの添加は、米国特 許第４．８６５．６９１号の実施例に例示され、一般的にバルブに対して炉乾燥 重量に基づいて約０．２５〜約１％の範囲の量である。

ポリビニルアルコールのような重合体結合剤の使用が少量で可能であるとはいえ 、たとえば１０重量％から２０重１１％またはそれ以上のような多量の使用は非 常に困難な問題を提供する。重合体結合剤が水溶性でなく、それゆえ、ウェブの 乾燥の間に紙ウェブに混入されるようになっても、重合体結合剤が非常に粘着性 になり、そして商業的操作に使用されるフェルトおよび乾燥缶へ粘着するように なる。

その結果、粘着問題のために操作全体を止めなければならない。紙支持製品にお （づるより大きな割合の重合体結合剤を用いる潜在的な利点は、それゆえ、この ような製品を実際的見地から簡単に作る二とができないので失われる。

したがって、本発明の目的は、重合体結合剤を含む紙支持製品を効率的に作る方 法を提供するものである。

本発明の別の目的は、市販の製紙機械を用いて、重合体結合剤１０重量％から２ ０重量％およびそれ以上を含む紙支持製品を作ることである。

本発明のさらに別の目的は、増強された引っ張り性、剛性、高温強度、剥離性お よびＺ一方向強度を有する新規紙支持製品を提供するものである。

本発明のさらに別の目的は、先行技術ではこれまで利用不可能であった量のポリ ビニルアルコールまたは他の結合剤を有する新規紙支持製品を提供するものであ る。

本発明のこれらのおよび別の目的は、以下の明細書、図面および添付の請求の範 囲を精査することにより明らかになるであろう。

発明の概要 上述した目的にしたがって、本発明は紙支持製品の製法を提供するもの、てあり 、この方法は第一に、セルロースバルブ、はとんど水に不溶の粒状重合体結合剤 およびレシチンと脂肪酸またはその誘導体とからなるエマルジョンからなるスラ リーを調製することを含む。次いて、このスラリーから液体を排出してウェブを 形成し、該ウェブを乾燥して紙支持製品を提供する。好ましい重合体結合剤は加 水分解したポリビニルアルコール粉末であり、この結合剤は最終乾燥製品中で約 ２０重量％またはそれ以上の量で存在することができる。この方法の鍵は、レシ チンと脂肪酸またはその誘導体からなるエマルジョンの使用であり、エマルジョ ンはこのように多量の粘着性重合体結合剤を含むウェブが一般的に使用される乾 燥缶に粘着することなく高温で乾燥することができるようにする。これにより、 本発明の方法は通常の市販製紙機械を用いてこのような紙支持製品を効率的に作 ることができるようにする。

本発明の方法により作られる紙支持製品はまた、紙支持製品についてこれまで知 られていなシ弓１つ張り性、剥離性およびＺ一方向強度を示す新規製品である。

、二のような有利な物理的特性は本発明方法を用いて製品へ混入されうる結合剤 の高い割合により達成されるものである。

図１は粒状結合剤を含む調製されたハンドシートに関し粒子サイズ対平均引っ張 り値のプロットである。

図２は粒状結合剤を含む調製されたハンドシートに関し粒子サイズ対２一方向引 っ張り強度のプロットである。

好ましい実施態様の詳細な記載 本発明の方法は、製品か最終製品の強度を向上するのに十分な量の重合体結合剤 を含むという事実にもかかわらず、通常の技術および機械を用いて、紙支持製品 を効率よく作ることが出来る。本発明の方法を用いると、結合剤が粘着性になり 通常の製紙方法で使用される乾燥缶に粘着するという問題が解決する。紙支持製 品はしたかって、通常の機械を用いて迅速にそしてコスト効果的に調製される。

本発明の方法は、セルロース性バルブのスラリーを調製することを含み、これは いずれのバルブでもよく、たとえば紙支持製品を作るのに公知の木部バルブでよ い。好適なバルブの例は、北部軟材クラフトバルブ、南部パインバルブ、北部お よび南部の硬水クラフトバルブおよび砕木パルプ（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｕ ｌｐ）たとえば砕木パルプ（ｇｒｏｕｎｄ　ｗｏｏｄ）　、ＣＴＭＰバルブおよ びＴＭＰバルブである。合成繊維はまたセルロースバルブに加えて存在すること もでき、このような合成繊維は紙支持製品で使用されることが知られているいず れかの代表的合成繊維からなる。このような繊維は、ナイロン、レーヨン、アク リル、アセテート、アラミドおよびポリエステル繊維である。最も好ましい合成 繊維はポリエステル繊維である。

セルロースバルブは一般にスラリー固体の６０〜９０重量％からなる。合成繊維 もまたスラリー中に存在する場合、合成繊維は一般にスラリー固体の５〜約２０ 重量％を含む。

繊維バルブと共に、スラリーは粒状結合剤好ましくは実質的に水に不溶の重合体 も含む。本発明の目的のために、重合体結合剤に関連して“実質的に水に不溶の ”という語句は、水性スラリー中ではっきりとは溶けない、すなわち３０分間の 間に２５重１％以下が溶けるかもしれない粒子物質について言う。好ましくは、 結合剤の溶解度は３０分間で１５重量％以下しか溶けないようなものであり、最 も好ましくは３０分間で水性スラリー中に１０重量％以下しか溶けないようなも のである。

結合剤はもともと粒状のもの、たとえば粉末であり、乾燥固体としてまたはス→ り一中に添加されうる。結合剤はポリビニルアルコール粉末、アクリル粉末、フ ェノール粉末、エポキシ粉末または他のいずれかの水不溶性接着剤粉末であり、 好ましくは重合体粉末である。最も好ましい結合剤はポリビニルアルコール粉末 である。

実質的に水に溶けないポリビニルアルコール粉末について、ポリビニルアルコー ルは、たとえば少なくとも９８％が加水分解されなければならない。このように 加水分解されたポリビニルアルコールポリマーを使用すると、スラリーに使用す る水にポリビニルアルコールが溶けないことを避けながらポリマーへ連続的に使 用することができるようになることがわかった。むしろ、加水分解されたポリビ ニルアルコールは水に膨潤するが、しかし溶けない。粉末形状で市販されており 本発明にしたがって好適な結合剤として機能する好ましいポリビニルアルコール ポリマーの例は、ペンシルバニア州アレンタウンのエアプロダクツ社（Ａｉｒ　 Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）により販売されているもの、銘柄としてはエアボール（Ａｉ ｒｖｏｌ）　１２５　ＳＦ　（９９゜３％十加水分解）、エアボール１６５３Ｆ 　（９９，３％十加水分解）、エアボール３５０５Ｆ（９８−９８，８％　加水 分解）、エアボール１０７３Ｆ　（９８−９８，８％加水分解）およびエアボー ル３２５８Ｆ　（９８−９８，８％　加水分解）である。

重合体結合剤の粒子の性質も紙支持製品の最終特性に関して重要である。重合体 結合剤は、紙支持製品を作るのに使用されるセルロース繊維の直径約３〜７に等 しい水膨潤サイズ（すなわち、水中の粒子の平衡サイズ）の粒子を有することか 好ましい。このようにサイズ化した粒子の使用は、優れた剥離強度ならびにＺ一 方向強度を有する紙支持製品を提供することがわかっている。

調製されたスラリーはまた水性エマルジョンをも含む。このような水性エマルジ ョンはレシチンおよび脂肪酸またはその誘導体からなる。使用するレシチンの量 は脂肪酸および／またはその誘導体（たとえば、そのエステル）とともに安定な 水性エマルジョンを作るのに十分であるものである。一般的には、エマルジョン におけるレシチンの脂肪酸またはその誘導体に対する重量比は約１．９〜約３． ７の範囲であり、好ましくは約２・８である。

レシチンは植物、動物または微生物のいずれかを供給源としてこれから誘導され るレシチンである。好適なレシチン物質は市販されており、大豆レシチンおよび 卵黄レシチンである。脂肪酸は好ましくはＣ＝−Ｃ１４脂肪酸、またはそのエス テル誘導体、すなわち脂肪酸エステルである。レシチンおよび脂肪酸化合物のエ マルジョンは、粘着性重合体結合剤の存在にもかかわらずウェブ製品へ優れた剥 離性をもたらす添加剤を提供するもので、これにより乾燥缶および他の通常の装 置上てウェブを乾燥することができるようになる。成分のこの特定の組合せを含 むエマルジョンはまた最終紙支持製品の引張強度および引き裂き強度の物理的特 性を著しく低下させることはないということがわかった。これは重要な考察であ る。

なせなら、多くの添加剤は紙支持ウェブの引張強度、剥離性およびＺ一方向の強 度の物理的特性をためにするかまたは実質的に低下させるからである。エマルジ ョンの成分はまた食品と接触しなければならない材料のいずれにおいても使用す るために安全な成分であるのが有利である。

粒状結合剤はスラリー中でセルロースバルブと十分に混合される。この混合は抄 紙機のウェットエンドより前に行うのが好ましい。この混合は形成される紙製品 中で結合剤粒子が均一に分散するのを確実にする。水性スラリー中でセルロース バルブと混合する前に、一般的には室温にて粒状結合剤を十分に水和化するかま たは水性懸濁液中で平衡に達するようにすることが好ましい。これは、粒状結合 剤がボリビニノ【アルコール粉末である場合最も好ましい。しかしながら、粒状 結合剤の添加をセル「１−ススラリ−へ直接に乾燥形感て行う場合、水性懸濁液 中で粒子−が平衡に達するようになるのに十分な停止時間を見越すようにするこ とが好ましい。

レシチンと脂肪酸および／またはその誘導体からなるエマルジョンは、乾燥工程 の前の製紙工程のいずれかの時期においてスラリーへ導入することができる。

それゆえ、エマルシコンをヘッドボックス＼、バルブ（スラリー）またはライン ド流のいずれかの場所へ直接添加することができる。本発明の別の実施態様にお いて、エマルシコンを乾燥缶の上に直接スプレーすることもできるし、または乾 燥前にウェブをエマルジョンでスプレーしてもよい。鍵は、乾燥シリンダーの表 面を被覆するエマルジョン皮膜を有し、これにより加熱時に粒状結合剤が活性化 する場合乾燥シリンダーの表面への粘着が起こらないことである。しかしながら 、エマルジョンを直接スラリーに添加することが最も好ましく、なぜなら乾燥シ リンダーの表面へのウェブ粘着についてなんら心配することなく最も効率的に連 続方法が可能だからである。エマルジョンが方法の乾燥工程へ入る前に、乾燥シ リンダーの表面−トまたはウェブ上へスプレーされる場合、このようなスプレー は連続方法の流わを可能にするために連続的でなければならない。単に、エマル ジョン含有スラリーを作ることが方法を行う最も効率的で有効な手段である。

スラリーを調製すると、スラリーから液体を排出してウェブを作る。通常の長網 抄紙機またはシリンダー機をこの目的で使用することもできるし、またはいずれ かの好適な脱水装置を使用することもできる。液体を排出することによりウェブ を形成後、ウェブは乾燥前に場合によりプレスしてさらに脱水してもよい。乾燥 工程の間ウェブを結合剤粒子が粘着性になる温度まで加熱して、これにより結合 剤粒子をウェブの繊維と結合させることか重要である。結合剤としてポリビニル アルコールを使用する場合、乾燥する間ウェブを加熱する温度は水の沸点付近（ たとえば、１９０〜２２０°Ｆ）が有利である。ウェブを乾燥するのに必要なま さにその温度でポリビニルアルコール粒子が活性され、すなわち粘着性になるの で、これにより非常に熱効率のよい効果的方法となる。通常の製紙機械を使用す る場合、乾燥缶を使用して製造されている連続した紙支持製品を乾燥する。

すてに検討したように、粒状重合体結合剤は水中で膨潤するが、しかし溶解はし ない。ウェブがスラリーから液体を排出することにより形成される場合、膨潤し た結合剤は繊維により濾過され、紙構造体の一部となる。次いで、シートを乾燥 区間で加熱し、次いて重合性粒子の表面を溶かし接着グルーを形成し、これが繊 維間を接着する。これが乾燥缶への粘着の問題を起こすその接着グルーである。

しかしながら、レシチンおよび脂肪酸またはその誘導体からなるエマルジョンの 存在は、ウェブのいかなる粘着をも避けることが見出された。重合体結合剤がウ ェブの乾燥重量に基づいて約１０重量％、１５重量％、２０重量％またはそれ以 上の量て存在するかどうかにかかわらず、粘着は避けられる。この粘着性は、少 量のエマルジョンを用いることにより、たとえばウェブが形成されるヘッドボッ クスまたはシリンダーバットで使用される水中の有機成分（レシチンおよび脂肪 酸および／またはその誘導体）の濃度が約５〜約４０ｐｐｍ、より好ましくは約 ５〜約３０ｐｐｍであるようになる量で使用することにより避けられる。しかし ながら、一般的には、使用するエマルジョンの量は変えることができ、ウェブの 乾燥シリンダーまたは缶への粘着問題を避けるのに十分に使用することができる 。

すなわち、そのエマルジョンの使用を伴う本発明の方法は、重合体結合剤２０重 量％またはさらにそれ以上の多量の重合体結合剤を含む紙支持製品を効率的およ び効果的に作ることを可能にするものである。重合体結合剤の存在のために、得 られる製品は向上した引張強度、剥離性およびＺ一方向強度を有し、この組合せ はこれまで知られていなかった。このような物理的特性の結果として、本発明の 方法はこのような重合体結合剤の使用において多くの利点を認識することを可能 にする。

たとえば、本発明の方法を使用することにより、多くの用途で布に代わって２一 方向に十分な強度を有する連続した基材上に紙支持製品を作ることに重合体結合 剤を使用することがでる。一つの実施例としてはサンドペーパーのような研磨紙 （ａｂｒａｓｉｖｅ　ｐａｐｅｒ）に対する裏打ち材としての布の代用物である 。本発明方法で作られた紙支持製品の剥離強度および高温引き裂き強度は、その 中に多量の重合体結合剤を含むために十分に高く、製品は物理的要求に適合する 。

本発明方法の使用によりまた、精製することなく紙製品の物理的強度を向上する ことができる。精製を避けることにより、繊維強度を損なうことが少なくなる。

これにより精製の間に繊維に起こる損傷により低下しうる引き裂きおよび曲げの ような特性が向上するであろう。精製を避けることによりまた、精製工程を行う ために必要なエネルギーを節約する。

本発明の製品は、非常に強く、耐久性のある紙支持製品に対し必要性のあるとこ ろならとこにても使用することができる。別の実施例として、剥離性基材、荷造 り用途、建築資材、強化材料および自動車の潤滑油注入口フィルター／濾過のデ ィスク、印刷用紙ならびにノートの表紙等を挙げられる。最も重要なことは、製 品は何らの修正を加えることなく通常の製紙機械を用いて作られることである。

本発明を以下の特定の実施例によりさらに詳しく説明する。これらの実施例は説 明のために示すもので、開示または請求の範囲をこれに限定するものではない。

実施例中、および本明細書の他の箇所においてパーセントはすへて特記しないか ぎり重量％である。

以下の実施例中、引張強度試験はＴＡＰ円標準法Ｔ２２０にしたがって行った。

引き裂き試験もまたＴＡＰＰｉ　Ｔ２２０にしたがって行う。行われたＺ一方向 測定はＴＡＰＰＩ−ＵＭ５８４について記載されたものと類似の方法を用いて行 った。スコツト内部接着試験（Ｓｃｏｔｔ　１ｎｔｅｒ口ａｌ　ｂｏｎｄ　ｔｅ ｓｔ）は市販のスコツトボンドテスターで実施した。剥離強度はウェットノート を二つに曲げて二枚のウェットシートとしたものを用いて測定した。次いで、曲 げたソートをプレスして乾燥した。次いて、シートの分離を開始し、テスターの 各口部を分離した各端部の一つへそれぞれ接続し、シートを分離するのに必要な 力（ｇ）を測定した。

以下の実施例に記載したハントシートを作る一般的手法は次のよってある。調製 した供給物をハンドシート金型へ加え、スクリーンを通して排水し、スクリーン 上の繊維バルブを堆積させる。得られたウェットシートを次いてプレスし大部分 の水分を除き、次いて乾燥シリンダー上で乾燥した。使用した手法はバルブの物 理的試験のためにハンドシートの形成を記載しているＴＡＰＰ　ｌ−Ｔ２Ｏ５の ものと類似していた。

実施例１ 回収した新聞紙バルブおよび北部軟材クラフトバルブを含む供給物を用いて三枚 のハンドシートを作った。ポリビニルアルコール粉末を室温で１時間水中に膨潤 させておいた６膨潤したポリビニルアルコール粉末のスラリーを次いで５５°Ｃ まて加熱し、三枚のハンドシートのうち二枚の供給物へ加えた。ポリビニルアル コール粉末は商品名エアボール＋６５ＳＰとしてエアプロダクツ社より作られて いるものであった。この供給物へまたスラリーに基づいて２０ｐｐｍのエマルジ ョンを添加した。エマルジョンはＣ，／Ｃ，。脂肪酸メチルエステル類の混合物 ８０重量部とレシチン２０重量部からなる。エマルジョンは水性であり、そして ２％有機成分を含んでいた。

ハントシートを形成し、次いて乾燥シリンダー上で乾燥し、それぞれのハンドシ ートの引張強度、引き裂き強度、およびスコツト内部接着を測定した。各ハント シートの基本重量（ｌｂ／３０００ｆｔ”）は、約６０であり、それぞれの厚さ は約１０．２ミルであった。各ハンドシートに使用する新聞紙バルブ、北部軟材 クラフトバルブおよびポリビニルアルコールの量、ならびに各シートについて実 施された物理試験の結果を以下の表１に示す。

表１ 前記データから、本発明のエマルジョンを用いた場合、引き裂き強度が実質的に 低下することなく製品の引張強度を向上することができることが分かった。さら に、内部接着またはＺ一方向強度がかなり向上する。それゆえ、得られた製品は すぐれた引き裂き強度と驚くへき引張強度およびＺ一方向強度を有している。

実施例１１ フリーネス２５０　ｍｌに叩解された北部軟材クラフトバルブを用いて五枚のハ ンドシートを作った（ＴＡＰＰＩ−Ｔ２Ｏの。ポリビニルアルコール粉末をバル ブスラリーへ添加して最終製品がポリビニルアルコール１０重量％を含むように した。実施例１のエマルシコンを、それぞれのハンドシートの各々一つのバルブ スラリーへ異なったＩで添加した。シートの全てをアルミホイル上で乾燥し、そ してシートの各々一つについて引張強度および引き裂き強度を測定した。測定し た物理的特性を以Ｆの表２に示す。

表２ 前記表から、エマルジョンの存在が最終紙製品の物理的性質にそれほと大きな影 響を与えないことがわかる。しかしながら、エマルジョンをわずか０およびｌｐ ｐｍ有するスラリーて作られたハンドシートは乾燥工程のあいだにアルミホイル から離すのが非常に難しいことが分かった。スラリー中エマルジョン５　ｐｐｍ を含むように作られたハンドシートは紙製品の剥離または紙むけかなく、アルミ ホイルから剥がすことができた。エマルジョン２２ｐｐｍで作られたハンドシー トは容易に剥がすことができ、一方スラリー中のエマルジョン４２ｐｐｍで作ら れたハントシートはアルミホイルから滑り落ちた。このように、レシチン／脂肪 酸および／またはその誘導体からなるエマルジョンの存在は紙支持製品の物理的 性質に著しく影響することなしに、たとえばポリビニルアルコールのような結合 剤を多量に含む製品を、連続基剤上でさえも、容易に製造することができる。

実施例１１１ 北部軟材クラフトバルブとポリビニルアルコール粉末１０重量％を含む三つの異 なった供給物を作った。ポリビニルアルコール粉末は、エアプロダクツ社により 製造されているエアポール１６５　ＳＰであった。粉末を冷水で一晩膨潤させ、 その後供給物へ添加した。最初の供給物にはエマルジョンを加えず、一方実施例 Ｉに記載のエマルジョン２０ｐｐｍを第二の供給物へ添加した。第三の供給物に は実施例Ｉに記載のエマルジョン４０ｐｐｍを与えた。

三つの供給吻合てでハンドシートを作り、アルミホイル表面上で乾燥した。最初 の滑剤を含まない供給物から作られたハンドシートはホイルに粘着した。本発明 のエマルジョン２０ｐｐｍを含む第二の供給物から作られたハンドシートは容易 にホイルから剥離した。エマルジョン４０ｐｐｍを含む供給物から作られた第三 のハントシートはアルミホイル表面から容易に剥離した。

本実施例は、たとえば結合剤の量として１０重量％を紙支持製品の調製に使用す る場合、レシチン／脂肪酸またはその誘導体のエマルジョンを用いて請求の範囲 の本発明の方法の好ましい結果を示す。本発明の利点は、より多量の結合剤を使 用した場合、より一層著しい。

実施例［Ｖ 北部軟材クラフト木材バルブと異なった量の合成繊維を含む五枚の異なった型の ハンドシートを作った。ハンドシートのうち三枚は異なった量のポリビニルアル コール結合剤を含み、このポリビニルアルコールはエアプロダクツ社により名称 エアポール＋６５ｓＦとして製造されている。各ハンドシートの剥離強度を測定 した。結果を以下の表３に示す。

表３ 本実施例の供給物にはエマルシコンを使用していないとはいえ、本実施例ではポ リビニルアルコールの量が増加するととんな風に剥離強度が上昇するかを示しで ある。エマルジョンを使用することにより、紙支持製品中、特に製品ロールが連 続的であり乾燥缶またはシリンダートて乾燥する市販の製紙機械で作られる紙支 持製品中に多量のポリヒールアルコールを使用する利点を得ることが可能になる 。

実施例■ 北部軟ｔｌり−７−）ト木材パルプおよび０，５インチ長さ１２デニールのポリ エステル繊維１０％からなる紙のハントシートを作った。結合剤物質２０重量％ をハントシー（・の供給物・＼添加し結合剤粒子サイズの効果を評価した。結合 剤の中で試験したちのは、スクリーニングにより分別したポリビニルアルコール 粉末、スクリーニングによｌ〕分別したアクリル粉末およびＳＢＲラテックスで あった。ポリビニルアルコ−ル粉末は冷水中で一晩膨潤させてから供給物へ添加 した。以下の表は、各結合剤の乾燥サイズおよび膨潤粒子サイズを示す。

表４ もここに添付した請求の範囲の中であると考えられる。

サイズ、繊維直径 サイス、相当する繊維直径 フロントページの続き （５１）　Ｉｎｔ、　Ｃ１，’　識別記号　庁内整理番号７１９９−３Ｂ （８１）指定回　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ） 、０Ａ（ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＳＮ 、ＴＤ。

ＴＧ）、ＡＴ、ＡＵ、ＢＢ、ＢＧ、ＢＲ，ＣＡ、ＣＨ。

ＣＺ、ＤＥ、ＤＫ、ＥＳ、ＦＩ、ＧＢ、ＨＵ、ＪＰ、ＫＰ、　ＫＲ，ＬＫ、　Ｌ Ｕ、　ＭＧ、　ＭＮ、　ＭＷ、　ＮＬ、　ＮＯ、ＮＺ、　ＰＬ、　ＰＴ、　ＲＯ ，ＲＵ、ＳＤ、　ＳＥ、ＳＫ。

Ａ ＦＩ Ｄ　２１　Ｈ３／４４ １／３４　Ａ

Claims (46)

【特許請求の範囲】
1. １．（ｉ）セルロースパルプ、実質的に水に不溶の粒状結合剤、およびレシチン および脂肪酸またはその誘導体からなるエマルジョンとからなるスラリーを調製 し；（ｉｉ）スラリーから液体を排出してウェブを形成し；（ｉｉｉ）ウェブを 乾燥する ことからなる紙支持製品の製造方法。
2. ２．スラリーがさらに合成繊維を含む請求項１に記載の方法。
3. ３．合成繊維がナイロン、アクリル、レーヨン、アラミドまたはポリエステル繊 維を含む請求項２に記載の方法。
4. ４．合成繊維がポリエステル繊維を含む請求項２に記載の方法。
5. ５．合成繊維の量がスラリー中の固体の５〜２０重量％を含む請求項２に記載の 方法。
6. ６．スラリー中に含まれる結合剤が重合体であり、そしてポリビニルアルコール 粉末、アクリル粉末、フェノール粉末またはエポキシ粉末である請求項１に記載 の方法。
7. ７．スラリー中の結合剤がポリビニルアルコール粉末である請求項６に記載の方 法。
8. ８．重合体結合剤が、スラリー中の固体に基づいて少なくとも１０重量％の量で スラリー中に存在する請求項６に記載の方法。
9. ９．重合体結合剤が、スラリー中の固体に基づいて少なくとも１５重量％の量で スラリー中に存在する請求項６に記載の方法。
10. １０．重合体結合剤が、スラリー中の固体重量に基づいて少なくとも２０重量％ の量でスラリー中に存在する請求項６に記載の方法。
11. １１．重合体結合剤が、スラリー中の固体重量に基づいて約２０〜約３０重量％ の範囲の量でスラリー中に存在する請求項６に記載の方法。
12. １２．ポリビニルアルコール結合剤が、スラリー中の固体重量に基づいて少なく とも１０重量％の量でスラリー中に存在する請求項７に記載の方法。
13. １３．ポリビニルアルコール結合剤が、スラリー中の固体重量に基づいて少なく とも２０重量％の量でスラリー中に存在する請求項７に記載の方法。
14. １４．ポリビニルアルコールが、スラリー中の固体重量に基づいて約２０〜約３ ０重量％の範囲の量でスラリー中に存在する請求項７に記載の方法。
15. １５．スラリーへ添加する結合剤粒子の水膨潤サイズが製品に含まれる繊維約３ 〜７の直径と等しい請求項１に記載の方法。
16. １６．ポリビニルアルコール粒子のサイズが製品に含まれる繊維約３〜７の直径 と等しい請求項７に記載の方法。
17. １７．エマルジョン中のレシチンと脂肪酸またはその誘導体との重量比が約１： ９〜約３：７の範囲である請求項１に記載の方法。
18. １８．脂肪酸またはその誘導体がＣ８〜Ｃ１４の脂肪酸またはその誘導体からな る請求項１７に記載の方法。
19. １９．脂肪酸またはその誘導体がＣ１２〜Ｃ１４の脂肪酸またはその誘導体から なる請求項１８に記載の方法。
20. ２０．添加剤パッケージがＣ８〜Ｃ１４の脂肪酸エステルからなる請求項１８に 記載の方法。
21. ２１．スラリー中に含まれるエマルジョンの量は、スラリー中のレシチンおよび 脂肪酸および／またはその誘導体の濃度が約５〜約４０ｐｐｍの範囲になるのに 十分な量である請求項１７に記載の方法。
22. ２２．エマルジョンの量は、スラリー中のレシチンおよび脂肪酸および／または その誘導体の濃度が約５〜約３０ｐｐｍの範囲になるのに十分な量である請求項 ２１に記載の方法。
23. ２３．方法を、連続的に動くワイヤー上で装置を介して水性懸濁液を排水するこ とによりシートを形成し、次いで乾燥することにより長網抄紙機において行う請 求項１に記載の方法。
24. ２４．乾燥を乾燥缶上で行う請求項２３に記載の方法。
25. ２５．請求項１の方法により作られる紙支持製品。
26. ２６．請求項２の方法により作られる紙支持製品。
27. ２７．請求項６の方法により作られる紙支持製品。
28. ２８．請求項９の方法により作られる紙支持製品。
29. ２９．請求項１０の方法により作られる紙支持製品。
30. ３０．請求項１２の方法により作られる紙支持製品。
31. ３１．請求項１３の方法により作られる紙支持製品。
32. ３２．請求項１７の方法により作られる紙支持製品。
33. ３３．請求項２３の方法により作られる紙支持製品。
34. ３４．セルロースバルブおよび少なくとも１０重量％の重合体結合剤とからなる 紙支持製品。
35. ３５．セルロースパルプおよび少なくとも１５重量％の重合体結合剤とからなる 紙支持製品。
36. ３６．セルロースパルプおよび少なくとも２０重量％の重合体結合剤とからなる 紙支持製品。
37. ３７．セルロースパルプおよび少なくとも２０〜約３０重量％の重合体結合剤と からなる紙支持製品。
38. ３８．重合体結合剤がポリビニルアルコールからなる請求項３４に記載の紙支持 製品。
39. ３９．重合体結合剤がポリビニルアルコールからなる請求項３６に記載の紙支持 製品。
40. ４０．重合体結合剤がポリビニルアルコールからなる請求項３７に記載の紙支持 製品。
41. ４１．さらに、レシチンおよび脂肪酸およびその残留物を含む添加剤パッケージ の残留物からなる請求項３４に記載の紙支持製品。
42. ４２．重合体結合剤がＺ−方向に３〜７本の繊維を結合する請求項３４に記載の 紙支持製品。
43. ４３．重合体結合剤がＺ−方向に３〜７本の繊維を結合する請求項３４に記載の 紙支持製品。
44. ４４．セルロースパルプが回収された新聞紙または砕木パルプから得られる請求 項３４に記載の紙支持製品。
45. ４５．（ｉ）セルロースパルプおよび実質的に水に不溶の粒状重合体結合剤から なるスラリーを調製し； （ｉｉ）スラリーから液体を排出してウェブを形成し；（ｉｉｉ）レシチンおよ び脂肪酸およびその誘導体からなる水性エマルジョンを前記ウェブ上ヘスプレー し； （ｉｖ）ウェブを乾燥する ことからなる紙支持製品の製造方法。
46. ４６．（ｉ）セルロースパルプおよび実質的に水に不溶の粒状重合体結合剤から なるスラリーを調製し； （ｉｉ）スラリーから液体を排出してウェブを形成し；（ｉｉｉ）レシチンおよ び脂肪酸またはその誘導体からなる水性エマルジョンを乾燥シリンダー上ヘスプ レーし； （ｉｖ）乾燥シリンダーと接触させながらこれを通すことによりウェブを乾燥す る ことからなる紙支持製品の製造方法。