JPH089840B2 - カレンダ−仕上げ草炭ボ−ドの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は草炭を含んで成り、そしておむつ、衛生ナプ
キン、タンポン等のような製品を組み込むのに有用な吸
収性のある可撓性ボード、ならびにこの種の草炭ボード
の特性が特に有用である或る種の工業的用途に適した可
撓性ボードの製造に関する。

吸収材製品用に他の繊維状物質と組み合わせて草炭
（peat moss）を利用することは米国特許第4,170,515号
（J.M Lalancette,et al.,1979年10月９日）、米国特許
第4,226,237号（Y.Levesque、1980年10月７日）および
米国特許第4,215,692号（Y.Levesque、1980年８月５
日）中に夫々示唆されている。

更に、米国特許出願第377,532号（Y.Levesque、1982
年５月12日出願）には、メカニカル木材パルプと組み合
わせた草炭を低密度ボードに形成し、乾燥し、そして次
に圧縮して薄い可撓性吸収材ボードを生成することが示
唆されており、このボードは吸収材製品に直接使用する
ことができるものである。

これらの先行技術は、より慣用的に用いられる吸収材
材料の代用品として草炭の利用を導入しており、それに
よつて経済的、かつ効果的な材料の新しい供給源を伴う
技術をもたらすことを示唆している。特に、草炭をボー
ド状に処理することによつて製造業者は処理装置内で都
合良く取扱うことのできる形状の吸収材であつて、主な
要件が大容量、低価格製品、たとえば衛生ナプキン、お
むつ等の製造にあるものを得ることができる。

吸収材草炭ボードを提供するという比較的新しい概念
の観点から、特に仕上りボードの吸収性を高めるために
計画した方法が開発の初期段階にあること、およびこれ
らの方法に実質的な改良を加えて、仕上りボードの所望
特性を顕著に増大させることが期待される。従つて、草
炭含有ボードを製造する方法の改良が必要である。

本発明によれば、草炭含有ボード、特に成形後、吸着
材製品の可撓性および風合いを強化するためにカレンダ
ー仕上げしたボードの吸収材特性を著るしく高めるため
の方法が提供される。

具体的に、草炭を含んで構成されるボードは前記引用
米国特許および特許出願中に記載されるいずれかの方法
により形成されるものである。この種のボードは出発原
料草炭をふるい分けし、そしてこのふるい分けした草炭
を、他の繊維状物質、たとえば木材パルプと組み合わせ
ることによつて形成されるのが典型的である。次に、こ
の混合物から水性スラリーが調製され、そしてこれを、
スラリーが脱水されて低密度ボードを生成するフオルド
リニア（Fourdrinier）ワイヤ上に流す。

本発明によれば、草炭を含んで成る形成されたボード
は、下記の等式により決定される値の範囲内の含水量を
有するように調整される。

Ｗ＝0.10795P＋8.048±7.180 但し、Ｗは重量％で示され、かつ絶乾ボード重量に基づ
く調整されたボードの含水量、そしてＰは絶乾ボード重
量に基づく草炭の重量％である。次に、このようにして
水分調製されたボードはカレンダーに掛けて圧縮し、そ
して吸収性を高めたボードを製造する。本発明の教示に
従えば、得られる製品は高い水吸収性を有し、そして吸
収材製品中で用いられる以前は可撓性を保持する性能を
有し、また依然として乾燥状態を維持するものである。
他方、もしこのボードが過乾燥状態でカレンダーに掛け
られると、これまでに示唆されて来たように、得られる
製品はもろく、粉塵となる傾向があり、そしてこれから
作成したシートはカールし易い。また、ボードを過湿潤
状態でカレンダーに掛けると、このボードはカレンダー
ロールに付着し、ゲル状もしくはガラス状となり、カー
ルは著るしく、そして乾燥すると、脆くなる。

カレンダー加工中の含水量に関する所定の限定は、草
炭100重量％乃至20重量％以下の広範囲に及ぶ全草炭濃
度に対し適用される。草炭の重量％が20％のレベルより
もはるかに低くなると、カレンダー加工中の制御された
水分による吸収特性に関する強化がもはや示されないと
いう点で、このボードは本質的に草炭非含有ボードとし
て行動する。

本発明は添付図面を参照しながら以下の記載を考察す
ることによつて最も良く理解されるであろう。

出発原料草炭はミズゴケ属タイプのものが好ましく、
そしてこれはその重量の少なくとも約15倍、また好まし
くは約20倍の水を吸収することができるものである。こ
の種の草炭は、まずふるい分けして根および枝のような
物質を除去し、これらは廃棄する。次に残つた物質を使
用可能な部分と微粉草炭とに分離する。この種の利用可
能な部分は一般に100メツシユふるい上に残留する部分
である。

このふるい分けした草炭部分は他の吸収物質と組み合
わせることができるが、これらの物質はその性状におい
て繊維状かつセルロース状であることが好ましく、そし
てこの種の物質はクラフト木材パルプおよびメカニカル
木材パルプとして含有されるものである。本明細書中で
用いられるように、術語「メカニカル木材パルプ」は砕
木パルプ、サーモメカニカルパルプおよび精砕木材パル
プを包含することを意味している。砕木パルプは本質的
には木および板であり、これらの樹皮をはぎ、汚れを落
し、次いで粒状物質に摩砕したものである。精砕木材パ
ルプは、その摩砕工程において精砕機、すなわち当該技
術分野において周知の円板状装置を利用する点のみが砕
木パルプとは異なつており、該装置は通常その周囲部分
に金属製リブを備えており、このリブが木材粒子と接触
を続け、それらが過度に損傷されることなしに木材繊維
の分離を助ける。サーモメカニカル木材パルプは、精砕
機内にあるとき木材粒子が通常蒸気により加熱されると
いうこと以外は精砕パルプと同様であり、そしてこの加
熱により、木材繊維の分離が更に助成されるものであ
る。これらメカニカルパルプの共通の特性は、化学的手
段による繊維の分離に関する試みが全くなされていない
ところにある。もつともこれらのパルプは微粒物質を減
少させた後、これに対し化学的処理、たとえば漂白が施
される可能性もある。

好ましくは、本発明のボードにメカニカル木材パルプ
を用いる場合、この種のメカニカル木材パルプがカナダ
規格フリーネス（Canadian Standard Freeness）（TAPP
I試験方法T-227）約60〜500を有し、また約150〜300を
有することが好ましい。

クラフト木材パルプもまた、草炭と組み合わせて利用
可能であり、そしてメカニカル木材パルプは本質的には
化学的に処理された長繊維化パルプ、たとえば亜硫酸パ
ルプおよび硫酸木材パルプである。本発明のボード用成
分から成る適切な混合物は、メカニカル木材パルプ５乃
至約20重量％およびクラフト木材パルプ５乃至約20重量
％と共に残部は本質的に草炭を含んで構成されればよ
い。上記した割合は吸収材製品に用いるべきボードにと
つて特に有用であるが、本発明は草炭濃度のより広い範
囲にも同じように適用可能であり、そして実際に20重量
％乃至100重量％の範囲に及ぶ草炭の濃度に対しても適
用可能である。

ふるい分けした草炭と、用いられる場合にはセルロー
スの繊維とから成る混合物を一緒にスラリー化して水性
スラリーを形成し、これをフオルドリニア長網上に流
し、そして脱水して出発原料ボードを生成する。このス
ラリーは固形分約0.1乃至約1.0％に及んでいてよく、該
スラリーには、他の成分、たとえば着色剤、湿潤剤、接
着剤等を添加することができる。スラリーをフオルドリ
ニア長網上に流した後、最初の脱水は真空の影響下に起
つて含水量を、固形分の重量部当りの水約５重量部に減
じる。

ボードの密度は、真空脱水中の差圧およびフオルドリ
ニア長網の速度のようなフアクターを変化させることに
より制御することができる。一般に減少させた真空およ
び増加させた速度は粗い製品をもたらす。適切な低密度
草炭ボードは、ボードの平方フイート当りの固形分15乃
至35グラムを保持するもの、および真空圧水銀柱10乃至
15インチ（250乃至375mm）によつて製造することができ
る。フオルドリニア長網およびボードが真空の差圧に曝
されることになる真空スロツトの幅を、該ボードが真空
スロツト上に滞留する時間が約１乃至約５秒となるよう
に変化させるべきである。たとえば、２個のスロツトが
夫々3/8インチ（9mm）幅を有することによつて、フオル
ドリニア長網速度約2.5ft./分は滞留時間約1.5秒をもた
らし、20グラム／ft²．の保留によつて低密度ボードを
生成する。同様に、４個のスロツトが夫々3/8インチ幅
を有すると、フオルドリニア速度1.7ft./分は滞留時間
4.4秒をもたらし、そしてこれはまた、低密度草炭ボー
ドを生成する。上記の各例において、水銀柱約12インチ
（300mm）の真空が保持される。

選ばれるパラメータの選択には関係なく、カレンダー
加工前の、得られたボードは通常約0.03乃至約0.09gm/c
cの低密度のものである。メカニカル木材パルプの存在
はボードの多孔率を有利に高め、これはこの種のメカニ
カル木材パルプを伴わないで調製したボードと対比し
て、より大きな湿潤性およびより大きな毛細管吸引能を
有し、一方微粉となつたり、引裂かれる傾向、あるいは
その他、処理中に不利となるような挙動は少なくなる。

本発明の特定の実施態様において、積層物がボードと
クラフト木材パルプの層とから調製される。クラフト木
材パルプは、約0.1％固形分のスラリーから最初にフオ
ルドリニア長網上に保持しておくのが好ましい。このク
ラフトスラリーを脱水し、そして次に第２のステーシヨ
ンを通過させ、ここで本発明に係る草炭とメカニカル木
材パルプ混合物であつて、上記の割合を有するスラリー
をクラフト層の上面に直接配置すればよい。この複合層
を脱水して、その表面にクラフトパルプの層が接着して
いる、本明細書中に記載された低密度草炭ボードの積層
物を得る。用いられるクラフトパルプは漂白され、また
カナダ規格フリーネスの比較的高い値、たとえば約500
〜1000を有していることが好ましい。一方、クラフト層
対草炭ボードの割合は臨界的なものではなく、平方フイ
ート当り約0.5乃至5.0gmのクラフトパルプの層を用いれ
ば、適切な製品が得られる。更に、積層物の強度特性
は、草炭を単独に用いて得られるものよりも大きい。

本発明の教示に従えば、カレンダー加工に先立つて、
脱水した低密度ボードは本明細書所定の水分を含有する
ために調整される。この含水量の調整は低密度ボードを
所定水分レベルに乾燥することによつて行うことがで
き、次いでカレンダー加工を行う。得られた生成物は第
２段乾燥器において更に乾燥してもよいし、あるいは単
に放置してその通常周囲含水量に平衡させてもよい。ま
た、別な方法としては脱水ボードを第１段乾燥器中で周
囲含水量にまで乾燥し、そして次に調整室内で水を添加
して含水量を、より高い所望のレベルにまで増加させて
もよい。両方法共、明らかにされた所望の吸収性を有す
るボードを生成して、本明細書中で教示される水分調整
を保証するものであるが、各方法は夫々、或る利点を有
しており、その選択は製造業者のこれら利点に対する評
価によつて決定されるものである。例えば、第１段にお
いて脱水ボードを所定レベルに乾燥し、カレンダー加工
し、そして次に最終乾燥を行えば、乾燥法において実現
される省エネルギーが、ボードから最小量の水を除去す
るという点で達成される。他方、低レベルに乾燥し、次
に調整室中に水を添加すれば、この工程はより制御し易
く、そしてより厳密な水分含有許容量を維持することが
できる。

どのようにして脱水ボードを調整するかに関係なく、
カレンダー加工前の水分率は下記の等式により決定され
る値の範囲内にあるべきである。

Ｗ＝0.107959P＋8.048±7.180 但し、Ｗは重量％で示され、かつ絶乾ボード重量に基づ
く調整されたボードの含水量、そしてＰは絶乾ボード重
量に基づく該ボード中の草炭の重量％である。この含水
量は下記の等式によつて与えられるより狭い限定の範囲
内にあることが好ましい。

Ｗ＝0.11993P＋8.5106±2.85 但し、ＷおよびＰは上記に同じ。

次に、調整されたボードはカレンダーロールの間でカ
レンダー加工する。カレンダー加工圧力は150乃至5000
ポンド／線インチ、そして好ましくは500〜1500ポンド
／線インチの範囲で変化させることができる。もし、カ
レンダー加工を低過ぎる圧力で行うと、得られるボード
は嵩高くなり、吸収材製品中に直接用いるのには不適当
になる。これに対し、高過ぎるカレンダー加工圧は相対
的に非吸収性ボードを生成する。

本発明の長所を例示するため、以下に実施例を示す。

〔実施例１〕 原料がミズゴケ草炭を「スウイコ（Sweco）」選別機
を用いて、粒径10乃至48メツシユを有する草炭部分に選
別する。選別した草炭をカナダ規格フリーネス750を有
するクラフト木材パルプおよびカナダ規格フリーネス20
0を有する砕木と下記の割合で破合する。

成 分 重量部 草炭（10〜48メツシユ） 80 クフラト（750 CSF） 10 砕木（200 CSF） 10 ボードは、1.2重量％固形分の稠度を有するスラリー
を得るために水中に分散させることによりこの固体混合
物から調製する。このスラリー１リツトルを、ニユーヨ
ーク、ウオータータウンのウイリアムズ、アパラタス、
カンパニー製の、寸法12インチ（30cm）×12インチを有
する手製シート用型に配置する。このスラリーを、TAPP
I標準法T-2050S71に記載される方法に従つて稠度0.15重
量％固形分に希釈する。十分に混合した後、水を重力排
水させて約10.0重量％固形分の湿潤ボードを残し、次に
これを乾燥して密度約0.05gm/ccを有するボードを形成
する。更に、このボードは湿潤剤である乾燥物質0.5重
量％を含んでいる。用いられる湿潤剤は、ローム、アン
ド、ハース社により製造され、かつ商標「トライトンGR
-5」の下に販売されるジオクチルスルホンはく酸ナトリ
ウム含有薬剤である。

ボードは各種の相対湿度に維持された相対湿度箱中で
種々の含水率に調整され、そして次に6000ポンド／線イ
ンチの圧力下でカレンダー加工する。下記の第１表にボ
ードの視覚的観察特性ならびに比吸収性を示す。比吸収
性は30°プレート試験により測定される。この試験はボ
ードの４インチ（10cm）×４インチ試片を２枚の透明プ
レート間に配置することにより行われる。上面プレート
は液体源（１％塩化ナトリウム水溶液）と流動連通する
開口を備えている。この試片が限定圧力0.06psiの下で
飽和するまで、10分間にわたり液体を吸収させる。次
に、この２枚のプレートと限定飽和した試片とを水平面
から30°の角度をもつて傾斜し、そして試片から３分間
排水させる。吸収された液体の重量を計算する。比吸収
性は、基準乾燥試片の重量で除した吸収された液体の重
量として記録される。

前記表から理解されるように、更に吸収材製品として
処理するために容易に利用し得るポードが得られるのは
中間領域における含水率の場合のみである。吸収性は含
水率が増加するにつれて非常に急速に増加するが、その
後高含水率レベルに達すると、その急速性は若干低下す
ることが理解される。

〔実施例２〕 実施例１の手順に従つて、各種含水率においてカレン
ダー加工し、かつ各種重量％の草炭を含有する一連のボ
ードを生成する。これらの各ケースにおいて、ボードは
草炭とクラフト木材パルプのみから構成されていた。こ
れらのボードは全てカレンダー圧力125ポンド／線イン
チにおいてカレンダー加工される。対照として草炭を全
く含有しない試料も含めるようにする。得られたボード
は比吸収性について試験し、そして測定は水で十分に飽
和した場合ならびにそれらの乾燥密度、すなわち周囲条
件においてカレンダー加工したボードの密度における嵩
容量／グラムに関し行う。

第１図は、各種草炭濃度に関すカレンダー加工におけ
る含水率の函数としてのボードの比吸収性を示してい
る。高草炭濃度に関し理解し得るように、比吸収性の実
質的増加は、比較的一定の比吸収性が得られるまで、含
水率が増加する場合に認められる。この効果は草炭含有
ボードに明らかに特有の効果であり、草炭含有率が０％
に減少すれば完全に消失する。

第２図は、第１図に関連して上述した関係に従う嵩容
量において共に拘束される変動を示している。

第３図は草炭含有率と含水率の函数としてカレンダー
加工したボードの乾燥密度における変動を示している。
ある度合までは低い密度がボード可撓性の所望性能を反
映するが、理解し得るように、高い草炭含有率において
乾燥密度はカレンダー加工時の含水率とは無関係に低い
ままである。他方、草炭０％において、含水率の増加は
比較的密で可撓性を有しないボードを生成する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により調製され、かつカレンダー加工さ
れる際のボードの含水率の函数として変化する草炭濃度
を有するボードの比吸収性を示すグラフ、第２図は本発
明により調製され、かつカレンダー加工される際のボー
ドの含水率の函数として変化する草炭濃度を有するボー
ドの嵩容量を示すグラフ、そして第３図は本発明により
調製され、かつカレンダー加工される際のボードの含水
率の函数として変化する草炭濃度を有するボードの乾燥
密度を示すグラフである。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−103847（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−125897（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−110785（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−4610（ＪＰ，Ａ)

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも水8g/ボードｇの吸収性を有す
   るカレンダー仕上げ草炭ボードの製造方法であって、絶
   乾ボード重量に基づいて草炭少なくとも20重量％を含む
   ボードを形成する工程、前記ボードを調整して、下記の
   等式により決定される値の範囲内の含水量を保持させる
   工程、 Ｗ＝0.10795P＋8.048±7.180 （但し、Ｗは絶乾ボード重量に基づいて重量パーセント
   で示される調整されたボードの含水量、そしてＰは絶乾
   ボード重量に基づく草炭の重量パーセントである。）、
   および前記調整したボードをカレンダー加工して、吸収
   性を高めたカレンダー仕上げボードを生成する工程を備
   えたカレンダー仕上げ草炭ボードの製造方法。
2. 【請求項２】少なくとも水8g/ボードｇの吸収性を有す
   るカレンダー仕上げ草炭ボードの製造方法であって、絶
   乾ボード重量に基づいて草炭少なくとも20重量％を含む
   ボードを形成する工程、前記ボードを調整して、下記の
   等式により決定される値の範囲内の含水量を保持させる
   工程、 Ｗ＝0.11993P＋8.5106±2.85 （但し、Ｗは絶乾ボード重量に基づいて重量パーセント
   で示される調整されたボードの含水量、そしてＰは絶乾
   ボード重量に基づく草炭の重量パーセントである。）、
   および前記調整したボードをカレンダー加工して、吸収
   性を高めたカレンダー仕上げボードを生成する工程を備
   えたカレンダー仕上げ草炭ボードの製造方法。
3. 【請求項３】前記調整されたボードが圧力約150乃至約5
   000ポンド／線インチでカレンダー加工される特許請求
   の範囲第１項記載の方法。
4. 【請求項４】前記調整されたボードが圧力約500乃至約1
   500ポンド／線インチでカレンダー加工される特許請求
   の範囲第３項記載の方法。
5. 【請求項５】ボードが、該ボードを横切って差圧を付与
   することにより脱水した水性スラリーから形成され、そ
   して次にこれを前記範囲の含水量にまで乾燥することに
   より調整する特許請求の範囲第１項記載の方法。
6. 【請求項６】前記カレンダー加工したボードが、次いで
   周囲含水量にまで乾燥される特許請求の範囲第５項記載
   の方法。
7. 【請求項７】前記ボードを脱水した水性スラリーから形
   成し、そして次にこれを前記範囲の含水量未満に乾燥
   し、次いで前記乾燥ボードをカレンダー加工に先立って
   調整室内で前記範囲の含水量にまで調整する特許請求の
   範囲第１項記載の方法。