JPS62111000A - 改良された充填紙の製造方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は充填紙の製造方法に関し１、更て詳しくは、高
度のシート強度と吸水寸法安定性を有する充填紙の製造
法に関する。

本発明の製造法で得られる充填紙は従来の充填紙に比較
して高い紙力強度と吸水寸法安定性に優れ、壁紙、遮音
紙、絶縁紙、難燃紙、石膏ボード原紙、ガスケット紙、
クノンヨンフロア用裏打紙、制振材、吸音材、ルーフイ
ンク原紙、印刷用紙、各種板紙および塗工用原紙などの
幅広い用途に使用できるが、特にクツンヨンフロア用裏
打紙、遮音紙、難燃紙、ルーフインク原紙およびガスケ
ット紙などの充填材の割合の高い充填紙が用いられる用
途に好適に使用できる。

〔従来の技術〕

水分散性繊維、充填材および高分子ラテックスからなる
充填紙の製造方法は現在オで種々提案されている。例え
ば、特公昭Ｆｊ−ｒ／４！号公報には無機充填材と轍維
質とからなる水分散性液だラテックスＯ０ｊ％を加え、
ラテックス粒子を巨大懸濁粒子にした後に１通常の抄紙
方法により高充填紙を製造する方法が提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、この方法により得られた充填紙は紙力強度が十
分でなく、また充填材の歩留９も低い欠点を有する。こ
の原因は、ラテックス使用量が少ないばかりでなく、ラ
テックス粒子を巨大懸濁粒子く形成させて抄紙するため
に、バインダーとして働く有効面積が極めて低くなって
いるためと考えられる。

また、特公昭ｊ７−弘９６１０号公報には、／すいしｌ
ｏｔ；、量チの水分散性繊維および６０ないしｑｓｘ＊
ｓの充填材とコないし３０重量％のラテックスからなる
水分散液をコロイド的に不安定化し、繊維状凝集体の水
性懸濁液を形成させ抄紙する高充填紙の製造方法が開示
されている。しかしこの方法もラテックス粒子の繊維や
充填材への定着を全くコントロールしていないため、ラ
テックスはバインダーとしての機能を十分発揮しておら
ず、紙力強度や寸法安定性に劣る充填紙しか得られない
。

更に１まだ特開昭ｊ９−３０タデ１号公報には、充填材
の配合割合がコｊないし５０重量％の充填紙を、ゲル含
有量がコＳないしｑ♂チのカルボキン変性スチレン−ブ
タンエン系ラテックスの０．５ないし２０重ｌｌチを用
いて製造する方法が開示されているが、この方法も全く
ラテックスの繊維や充填材への定着全コノトロールする
ことに考慮が払われておらず、得られる充填紙の紙力強
度も十分ではない。

本発明は従来公知の方法によって得られる充填紙よ抄も
はるかに高い紙力強度と優れた吸水寸法安定性を有する
充填紙の製造方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために１充填紙の製造において繊維
や充填材へのラテックスの定着方法について検討した結
果、意外にもガラス繊維およびセルロース繊維を主成分
とする水分散性繊維と充填材を特定量のカチオン性物質
の存在下で水に分散させ、アニオン性高分子ラテックス
を混合し、コロイド的に不安定化してラテックス粒子で
一様に被覆されたガラス繊維、セルロース繊維およヒ充
填材を含む繊維状凝集体懸濁液を形成させ、抄紙、乾燥
することＫよって得られる充填紙が高度の紙力強度と吸
水寸法安定性を有することが判明し、本発明に到達した
。

すなわち、本発明は水分散性繊維１充填材および高分子
ラテックスからなる水性スラリーをコロイド的に不安定
化して、繊維状凝集体懸濁液を形成させ、抄紙、乾燥し
て充填紙を製造する方法において、ガラス繊維、セルロ
ース繊維および充填材を充填紙配合原料１００重量部に
対してＱ、３重量部ないし３重量部のカチオン性物質の
存在下で水分散させ、次いで高分子ラテックスを添加し
、コロイド的に不安定化してラテックスポリマーでほぼ
一様に被覆されたガラス繊維、セルロース繊維および充
填材を含む繊維状凝集体懸濁液を形成させることを特徴
とする改良された充填紙の製造方法に関するものである
。

本発明で用いるガラス繊維の種類は、通常市販されてい
るもの（チョツプドストランド、カット長：約３〜／　
ｊ　１ｆｉｌ　、　　繊維径：約数μ〜７５μ）でよく
、また、その使用量はコないし１０重量部、好ましくは
３ないし７重量部である。ガラス繊維は充填紙の吸水寸
法安定性を向上させるために用いられ、２重量部未満の
使用では充填紙の吸水寸法安定性が極端に劣り、１０重
量部を超える場合は充填紙の表面平滑性が顕著に悪くな
り、好ましくない。

本発明の充填紙においては、ガラス繊維以外にセルロー
ス繊維の使用も必要である。セルロース繊維としては、
未晒クラフトパルプ、晒クラフトパルプなどのケミカル
パルプ、合成木材パルプ、および回収古紙などの一種以
上を用いることができる。セルロース繊維の使用割合は
、充填紙配合原料１００重−ｉ部に対してλないし７０
重ｆＬ部、好オしくはＳないし３０重量部である。２１
全部未満では充填紙の紙力強度が極端に低下し、７０貫
量部を超える場合は極端に吸水寸法安定性が低下し、好
ましくない。ガラス繊維、セルロース繊維以外に必要に
応じてポリエステル繊維、ナイロン繊維などの合成繊維
やロックウール、カーボン繊維、セラミック繊維なども
用いることができる。

本発明で用いられる充填材としては、タルク、酸化チタ
ン、シリカ、酸化亜鉛、硫酸バリウム、ケイソウ土、硫
酸カルシウム、酸化カルシウム、炭醒カルシウム、水酸
化アルミニウム、水酸化マグネシウム、クレー、雲母な
どが挙げられる。充填材の使用割合は２０ないし９０重
量部、好ましくけ乙Ｏないし、ｒ５重量部である。−０
重量部未満では極端に吸水寸法安定性が低く、９５重量
部を超えると紙力強度が極端に低下し、好ましくない。

本発明で用いられる高分子ラテックスとしては、アニオ
ン性界面活性剤の使用やカルボキシル基などの官能性単
量体の共重合などの方法によってアニオン性が付与され
たブタジェン系共重合体ラテックス、イソプレン系ラテ
ックス、クロロプレン系ラテックスなどのジエン系重合
体ラテックスが好ましい。しかし、必！１）Ｋ応じてエ
チレン−酢酸ビニルラテックス、酢震ビニル系ラテック
ス、アクリルラテックスなども使用することができる。

高分子ラテックスの使用割合は、充填紙配合原料７００
重量部に対して、２ないし３０重量部、好ましくはｊな
いし２５重量部である。、２重量部未満では充填紙の紙
力強度および吸水寸法安定性が劣り、３０重量部を超え
る場合にけ水性スラリーをコロイド的に不安定化させる
のに大量の凝集剤が必要となり、好ましくない。

本発明の改良された充填紙の製造方法は、繊維および充
填材を特定量のカチオン性物質で処理した後に高分子ラ
テックスを添加し、ラテックスポリマーでほぼ一様に被
覆されたガラス繊維、セルロース繊維、充填材を含む繊
維状凝集体懸濁液を形成させることに特徴がある。ガラ
ス繊維、セルロース繊維および充填材が高分子ラテック
スポリマーでほとんど被覆されていない場合は、得られ
る充填紙の紙力強度および吸水寸法安定性が低い上に１
人体に対して皮膚炎症（チクチク）を与えるガラス繊維
が充填紙よね離脱し易くなり、好ましくない。

また、本発明においては、繊維および充填材をカチオン
性物質で処理した後に高分子ラテックスを加えることを
必要とするが、繊維のみに優先的にラテックスポリマー
を付着させるためくい充填材を添加する前に一部のラテ
ックスを加えても本発明を損なうことはないが、ラテッ
クスの使用量の全部を充填材を添加する前に加えた場合
、繊維はラテックスポリマーで被覆されにくくなり、高
度の紙力強度および吸水寸法安定性の充填紙が得られな
い。

カチオン性物質としてＶｉ特に限定されないが、分子ｔ
が２万ないしょＯ万のポリアミン系高分子やポリアミド
−エピクロルヒドリン樹脂、ポリエチレンイミン、カチ
オン化スターチ、カチオン乳化剤、カチオン性窩分子ラ
テックスなどのカチオン性有機化合物が好適に使用でき
る。カチオン性物質の使用量は、カチオン性物質の種類
、使用する高分子ラテックスの種類と配合量、繊維の配
合量などによって相違するが、充填紙配合原料（繊維、
充填材および高分子ラテックス”）　１００重聞゛部に
対して０．３重量部ないし３１１Ｌ特に好ましくは０８
５重量部ないし２．０重量部の使用が適し１いる。０＃
Ｍ量部未満ではガラス繊維、セルロース繊維および充填
材にラテックスポリマーが一様に付着しにくく、紙力強
度および吸水寸法安定性が低く、また、３重量部を超え
る場合も同様にガラス繊維、セルロース繊維および充填
材にラテックスポリマーが一様に付着しに〈〈なり、充
填紙の強度が低く、吸水寸法安定性も悪くなる上に繊維
状凝集体懸濁液が形成しに〈〈なり、歩留りが低くな抄
、好ましくない。繊維および充填材がラテックスポリマ
ーで一様に被覆されているかどうかけ、繊組状凝集体懸
濁液の一部をとり、オスミウム酸で処理して常温で乾燥
した後に走査型電子顕微鏡で観察することによって判断
することができる。

本発明の製造方法においては、繊維、充填材および高分
子ラテックスからなる水性スラリーをコロイド的に不安
定化させて、繊維状凝集体懸濁液を形成させることを必
要としている。コロイド的に不安定化させる手段として
は、攪拌や温度変化などを利用する方法およびラテック
スを凝集させる凝集剤の添加による方法があるが、凝集
剤の添加による方法のほうが再現性のある結果が得られ
好ましい。

凝集剤としては、例えば、硫酸アルミニウム、ミョウバ
ン、塩化カルシウムおよび塩化マグネノウムなどの多価
無機電解質、カチオン性水溶性ポリマー、アニオン性水
溶性ポすマー、ノニオン性水溶性ポリマー、カチオンラ
テックス、アニオンラテックスなどが挙げられるが、本
発明においてはカチオン性凝集剤とアニオン性凝集剤の
併用が高い充填材歩留りを与えるため好ましい。

本発明を実施する上で通常製紙工業で使用される化学薬
品、例えば、セルロース誘導体、老化防止剤、水溶性有
機染料、水分散性着色顔料、澱粉、非イオン性アクリル
アミド共重合体、メラミンホルムアルデヒド樹脂、エポ
キシ樹脂などの架橋性樹脂、紙力増強剤およびアルキル
ヶテンニ量体・ワックスエマルジョン、ロジンなどのサ
イズ剤も必要に応じて用いることができる。

〔実施例〕

以下実施例をあげて本発明を更に詳しく説明するが、実
施例および比較例中の部はすべて重看部を意味する。

実施例／ 晒クラフトパルプ（針葉樹）７０部をガラス繊維（長さ
３＋１１１１．直径６μ）５部とともに叩解機で叩解し
、パルプのカナディアンフリーネス（ＪＩＳＰＩ／２／
　）が３００ｍ１ＶＣナルｊうに調整する。

次いで、上記水スラリーの濃度を０．　＃　％に調整し
、攪拌しなからＯ，を部のポリアミン系のカチオン性ポ
リマー（分子量ｊ万、カチオン度１０ｍｅｑ／り）を添
加し六後、３５部のメルクと３ｒ部のケイノウ士を更に
加え５分間攪拌を続けた。そして、７２部の中間風合い
のスチレン−ブタジェン系ラテックス（Ｌ１）ｒｓ３：
旭化成工業■製）並びに３部のハードタイプのスチレン
ープタジエ／系ラテックス（Ｌ１２．３ｒ：旭化成工業
■１１りを加え、最後にカチオン性凝集剤（ダイヤフロ
ック社製ＫＰ／Ｉ乙Ｔ）０、ｖ部とアニオン性凝集剤（
ダイヤフロック社製ＡＰ４’＃　）　０．０３部を加え
て繊維状凝集体懸濁液を形成した。このようＫして得ら
れた水分散液を角型シートマンンに移し、水を加えて０
．１％のスラリー濃度に調整し、水を排水し、湿潤紙を
得、ウェットプレスした後、ドラム乾燥機にて乾燥して
充填紙を作成した。凝集体懸濁液を一部とり出１、走査
型電子顕微鏡で観察したところ、ガラス繊維、セルロー
ス繊維および充填材の表面はラテックス粒子で均一に被
覆されていることが判明した。

得られた充填紙について紙力強度および吸水寸法安定性
を測定した。

紙力強度：充填紙を／、！；ｃｎ１幅の短冊に切り、引
張９試験機にて２部ｍ１分の速度で 引張った時の破断強さを測定した。

吸水寸法安定性：サンプル（縦２　Ｑ　ｃｍ　、横３ｃ
ｍ＋）を２部時間水洗浸漬した後の 縦方向の伸び率を測定した。

測定結果を表／に示す。

実施例２〜ψ カチオン性物質の種類と配合割合、ガラス繊維と充填材
並びにラテックスの配合割合を表７に示すように変更し
た以外は実施例／と同様な方法で実施例２〜ｔＩの充填
紙を得、実施例／と同様に紙物性を測定した。結果を表
／に示す。

比較例／〜３ 実施例コ、３に対応し、て繊維、充填材およびラテック
スの種類と配合量を同一としてカチオン系物質の使用量
のみを本発明の範囲以外とした以外は実施例／と同様な
方法で表７に示すような比較例／〜３の充填紙を得て、
物性を測定した。但し、片較例／、２では凝集体懸濁液
を形成するために用いた凝集剤はカチオン系物質（ＫＰ
　１５４　Ｔ）のみで十分であった。

表／の結果より、ガラス繊維、セルロース繊維、充填材
の表面がラテックス粒子で一様に被覆されるレベルのカ
チオン性物質を用いて得た充填紙は比較例で示される充
填紙よりも明らかに相当高い紙力強度と優れた吸水寸法
安定性を有することと示している０ 比較例１ ラテックスを充填材が添加される前に加えた以外は実施
例／と同様な方法で充填紙を得た。この結果を実施例／
と比較して表−に示す。表２よｈ本発明と相違して繊維
のみをカチオン性物質で処理した後にラテックスを加え
、次いで充填材を加えて得た充填紙は明らかに紙力強度
および吸水寸法安定性がかなり低くなることがわかる。

比較例ｓＮｒ 表３に示すようＫ、ガラス繊維の使用量を非常に少なく
した場合、パルプあるいは充填材の使用量を非常に多く
したり、少なくした場合、また高分子ラテックスの使用
量を非常に少なくした場合以外は実施例／と同様な方法
で充填紙を作成し、物性を測定し７た。その結果を表３
に示す。表３の結果より、ガラスｎ１雑の使用量が少な
かった９、パルプの使用量が非常に高い場合は充填紙の
吸水寸法安定性が顕著に悪くな抄、オた充填材の使用量
が非常に高かったり、パルプの使用量が非常に少ない場
合Ｖｉ顕著に充填紙の強度が低くなることが明らかであ
る。

（以下余白） 〔発明の効果〕

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス繊維、セルロース繊維、充填材および高分
   子ラテックスからなる水性スラリーをコロイド的に不安
   定化して、繊維状凝集体懸濁液を形成させ、抄紙、乾燥
   して充填紙を製造する方法において、ガラス繊維、セル
   ロース繊維および充填材を、充填紙配合原料１００重量
   部に対して０．３重量部ないし３重量部のカチオン性物
   質の存在下で水分散させ、次いで高分子ラテックスを添
   加し、コロイド的に不安定化してラテックスポリマーで
   ほぼ一様に被覆されたセルロース繊維、ガラス繊維およ
   び充填材からなる繊維状凝集体懸濁液を形成させること
   を特徴とする改良された充填紙の製造方法。