JPS60167992A - 紙−ポリマ−製品 - Google Patents

紙−ポリマ−製品

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JPS60167992A
JPS60167992A JP59282110A JP28211084A JPS60167992A JP S60167992 A JPS60167992 A JP S60167992A JP 59282110 A JP59282110 A JP 59282110A JP 28211084 A JP28211084 A JP 28211084A JP S60167992 A JPS60167992 A JP S60167992A
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JP
Japan
Prior art keywords
polymer
paper
composition
cellulose fibers
monomer
Prior art date
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Pending
Application number
JP59282110A
Other languages
English (en)
Inventor
ジエームス・ゴードン・マーレイ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mobil Oil AS
Original Assignee
Mobil Oil AS
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/03Non-macromolecular organic compounds
    • D21H17/05Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
    • D21H17/18Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only forming new compounds in situ, e.g. within the pulp or paper, by chemical reaction with itself, or other added substances, e.g. by grafting on the fibres
    • D21H17/19Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only forming new compounds in situ, e.g. within the pulp or paper, by chemical reaction with itself, or other added substances, e.g. by grafting on the fibres by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249953Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
    • Y10T428/249962Void-containing component has a continuous matrix of fibers only [e.g., porous paper, etc.]
    • Y10T428/249964Fibers of defined composition
    • Y10T428/249965Cellulosic

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセルロース繊維を含みポリマーがセルロース繊
維の繊維構造体の中に分散した紙−ポリマー製品に向け
らnている。さらに旺しくに、本発明は繊維状ウェブの
空騰空間は実質的にポリマ−を會まないこのような製品
に向けられている。
このような製品は容器を作成するうえで平坦な板紙ある
いはパルプ板の代わシに用いることができる。
米国特許第4,051,214号は繊維−熱可塑性樹脂
マトリックスの製造中のモノマー損失を制御する方法を
記述している。厚さ0.63mm(%インチ)以下の繊
維ウェブを液状ビニルモノマーとフリーラジカル開始剤
で満し、そして制御条件下で重合する。この特許の第ろ
礁51−60行は、繊維ウェブの空隙が液体モノマーを
保持することは必要であると示している。
米国特許第4.271.227号は、透明で非層状の三
次元樹脂強化繊維シートを記述している。この特許の第
4欄に示されている弐Iのモノマーは、同特許の第5欄
第2行に述べられているように繊維材料のシート内の9
隙を満すように使用される。
本発明の目的は、紙の械維的性lx全保持しつつ改良さ
れた湿潤強度の残率を有する紙−ポリマー製品を提供す
ることである。
本発明の更なる目的は、容易に製造できるこのような製
品を提供することである。
上dピ目的および他の目的は、セルロース繊維を含む楓
維状ウェブを提供ことにより得られる。モノマーをセル
ロース繊維の繊維構造体の中に残し、ウェブのオープン
スペースには実質的にポリマーがないような量の液状非
極性ビニルモノマーでもってウェブを処理する。次いで
七ツマ−Kl−[合し、ウェブのオープンスペースには
ポリマーがなくセルロース繊維の構造体の内またはその
表面にポリマーが残っている構造体を残し、こうしてウ
ェブの本質的な繊維的性質を保持する。
第1図は、本発明によるセルロース繊維の100×走査
型電子顕微鏡写真であるー第2図は、第1図に示す繊維
の塩素X線スペクトル図である。
第3図は、本発明によるセルロース繊維の500X走蒼
型電子顕微鏡写真である。
第4図は、第6図に示す繊維の塩素X線スペクトル図で
ある。
本発明は、極性セルロース繊維が非極性七ツマ−を吸収
しそしてその繊維の構造体全体にわたシこのモノマーを
一様にかつさらに開度に拡散させるという発見に基づい
ている。この拡散はセルロース繊維の宮水奮とは関係が
なく、租のシートが飽和水準に達しても同様である。ク
リえは、紙片の一端をモノマー浴液に浸漬すると、紙が
飽和するまで急速な吸上作用が紙片に生じる。全体的に
乾燥した紙片でもあるいは湿度100%の環境に置かれ
ている紙片でもこの吸上速度は紙の水分量とは関係がな
く、この紙は15−16%の水分量をもちそしてあたか
も表面が水のシートでおおわれているようになると思わ
れる。紙片の一端をモノマー円に入れると、紙片の空隙
空間が全体に満されるまで吸上作用は続く。紙片の一端
を短時間浸漬後に収シ去ると、モノマーの蒸発を起こら
ないようにすれば拡散は絖〈でめろう。そして、非極性
モノマーはセルロース繊維の繊維構造体の中に残す、実
質的にモノマーのないウェブの空隙空間、すなわち重合
後に実質的にポリマーのないウェブの空隙空間を残すこ
とを見出した。
本発明は、セルロース繊維を含むような榎々の 。
材料に有用である。このような材料は紙、板紙、厚紙、
波形厚紙およびパルプ板を含む。セルロース−ポリマー
ブレンドなどの混合材料も意図する。
稙維榊進体内、のポリマーを液状非他性ビニルモノマー
から形成する。このようなモノマーの例はアクリレート
モノマーおよびスチレンモノマー、例工はスチレン、p
−クロロスチレン、おJ:Up−メチルスチレンを含む
。これら3棟類のスチレンモノマーが好ましい。
以下でさらに述べるように、本発明の製品は未処理製品
よりも改良された湿潤強度の残率を示す。
しかし、本発明の製品は未処理製品よシもいくぶんもろ
い。セルロース繊維の鈑に対してポリマーの敏は、特定
の所望の応用に依存して変わ9うる。
乾燥強度は特に重置ではなく湿潤強度が電装であるなら
ば、比較的大量のポリマーを用いる。湿潤強FKヲめま
シ必賛とせずかつもろくないものを望むならば、少皺の
ポリマーを用いる。ポリマーの重がセルロース繊維の1
址の約40%以上であると、ポリマーはウェブの空@を
滴し始め、こうしてウェブの繊維的性質を望ましくなく
損うと思わ鴻。一方、ポリマーの量がセルロース繊維の
■蓋の約2.5%以下であると、ポリマーで処理された
製品の特性は未処理製品の特性とあまり異ならないでる
ろう。好ましい範囲は約6−60%である。重合は密封
容器内で行う。この方法では、重合期間中モノマーは繊
維からIよとんど失なわれない。こうして、添加したモ
ノマーの飯は所望するポリマーの楡と実質的に同じでめ
る。繊維の外での既知重合と同様に繊維内の重合が進む
。こうして、時間、温度、開始剤および開始剤濃度など
の重合条件は、所望の製品に依存して慣用的に用いられ
ている条件から選ぶことができる。数平均分子量が少な
くとも5 [)、OD O,6るいは重量平均分子量が
少なくとも100,000であるポリマーを得るような
条件金遣ぶことが好ましい。少なくとも100.000
の叡平均分子針が好捷しい。
実施例 t−ブチルベルアセテート開始剤を含むノくラーメチル
スチレンモノマーを種々の添加水草で吸収itたは紙シ
ート上に滴下し、そして材料を栓付ビンに入れてモノマ
ーを均一に分散させた。染料を用いて一株仮榎が造成し
た時を決定した。次いでビンに窒素を吹込みセして10
5−110℃の炉に一装置いて重合を行った。
開始剤の量は約05係でめった。重合したモノマーの分
子量は重量平均で500,000−700.000、数
平均で100.000−120.000と思われた。こ
の分子量は、ポリ−パラメチルスチレンについて既知の
所望分子址範囲内である。
パラメチルスチレンが6および20チの水準で重合した
紙状ハンドシートの特性を以下の1I=Nに与える。こ
の衆で見られる通り、20%の祭加で乾燥引張り強度は
未処理紙の40チに低下したが、この強度の90−10
0%は湿潤条件下で保持されている。引張り強度の低下
はたぶんマトリックス構造の剛性が塘加したことによる
と思われ、これは添加皺が低下すると引き裂きの失敗を
生じる。未処理紙は湿潤条件下でほんのわすかの引張シ
ラ虫度しか保持しなかったことに気づくべきだ。
25%のパラメチルスチレンモノマーが重合した厚紙試
料の曲げモジュラスは6−9倍増加した。。
125℃で加圧することによりこれら現場重合シート全
熱成形することが可能である。試料はホットプレス期間
中に形成した形態を保持した。
この現場重合により与えられる特性は、よシ高い曲はモ
ジュラス、湿潤強度あ・よび熱成杉性の利点が板のもろ
さの増加により相殺されないような応用に有用であろう
。このような用途のPIはすでに概説した。現場重合は
、モノマーの含浸が容易であり重合は比較的簡単でめり
かつ慣用の重合乗件下で行うことができるので、費用か
刀)からない。
紙および他の繊維状ウェブにモノマーと開始剤の混合物
を噴〜しそしてこれをロール状に巷くことによりこの重
合技法を大規模に実施できる。ロールをプラスチックシ
ートで包みそして剪定の時間炉に置いて重合を完了させ
る。
モノマーの過度な添加水準で、重合の熱的特性にもかか
わらす反応を容易に制御すべきである。
重合副産物による臭いの問題は、シーIf炉またはホッ
トロールに送ることにより制御できる。
現場重合ポリマーの紙マトリックスへの分布は、紙シー
ト内で22%水準でp−クロロスチレン全車合しそじて
走萱型篭子顕微説(sem)と塩素原子のX1iQスペ
クトル図の組合せにより得られる組成物内のポリマーの
分布を観察することにより評価できる。sem写真(第
1図および第6図)は繊維模様の比較的小さい変化を示
し知おり、繊維の外のホIJマーの凝集体を示す2,6
の区域があるものの、大多数のポリマーは繊維の内にあ
ることをこれらの図は示している。塩素の図(第2図お
よび第4図)は1.eルプマトリックス全体にわたりホ
リマーの幅広い分布があり、繊維のある区域は繊維の表
面においてより高濃度のベリマーがあることを示してい
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明によるセルロース繊維の走査型電子顕
微鏡写真(100倍)である。 第6図は、本発明によるセルロース繊維の走査型電子顕
微鏡写真(500倍)である。 トル図である。 FIG、 I FIG、 2 FIG。3 FtG、 4

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)空間を1する開放型ウェブ構造体を形成している複
    数の交差セルロース繊維からなるウェブ;および 個々のセルロース繊維の繊維構造体の中にまたはその繊
    維の表面にあるポリマーであって、その場で液状非極性
    モノマーから形成されたポリマー:からなる繊維状組成
    物であって、前記開放型ウェブ構造体の空間にはポリマ
    ーがなくこのためウェブは繊維の特性を維持している、
    繊維状組成物。 2)モノマーはアクリレートモノマー、スチレンモノマ
    ーおよびそれらの混合物からなる群から選ばれる、特許
    請求の範囲第1項に記載の組成物。 6)モノマーはp−クロロスチレンおよびp−メチルス
    チレンからなる群から選ばれる、特許請求の範囲第2項
    に記載の組成物。 4)ポリマーはセルロース繊維の蓋門の40%以下の1
    できまれる、特許請求の範囲第1項に記載の組成物。 5)ポリマーはセルロース繊維の重量の少なくとも2.
    5%の量で含まれる、特許請求の範囲第1項に記載の組
    成物。 6)ポリマーはセルロース繊維の重量の6ないし30%
    の範囲で含まれる、特許請求の範囲第1項に記載のM酸
    物。 7)ウェブは紙である、特許請求の範囲第1項に記載の
    組成物。 8)ポリマーの数平均分子量は少なくとも50.000
    である、特許請求の範囲編1項に記載の組成物。 9)tIJ記分子量は少なくともioo、oooである
    、特許請求の範囲8178項に記載の組成物。
JP59282110A 1983-12-30 1984-12-26 紙−ポリマ−製品 Pending JPS60167992A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US06/566,987 US4503117A (en) 1983-12-30 1983-12-30 Paper-polymer product
US566987 1983-12-30

Publications (1)

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JPS60167992A true JPS60167992A (ja) 1985-08-31

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ID=24265292

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US (1) US4503117A (ja)
EP (1) EP0147035A3 (ja)
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AU (1) AU3495084A (ja)
ZA (1) ZA848520B (ja)

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US4503117A (en) 1985-03-05
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