CN112004969A - 玻璃衬纸及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种玻璃衬纸及其制造方法，其能抑制玻璃板腐蚀的发生，减少玻璃衬纸中的树脂成分在玻璃板上的附着，减少玻璃板表面的拒水性化。一种玻璃衬纸，其中，其以化学浆为主成分并且第二族元素的含量是0.1～3.0质量％，克重是10～300g/m2。另外，一种玻璃衬纸的制造方法，其特征在于，在所述化学浆的制造工序和抄纸工序的至少一个工序中，使用含有所述第二族元素的水。另外，一种玻璃衬纸的制造方法，其特征在于，在所述化学浆的制造工序、抄纸工序和抄纸后的工序的至少一个工序中，向所述化学浆中添加含有所述第二族元素的化合物。

Description

玻璃衬纸及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种插入玻璃板之间的玻璃衬纸及其制造方法。
背景技术
近年来，由于玻璃板的多用途化，导致对玻璃衬纸的品质要求变得严格。例如，在液晶显示器等平板显示器所使用的玻璃基板中，由于微小的电子构件等形成在玻璃基板表面上，因此在表面上有微量的损伤或污染的情况下，会成为断线等不良的原因，从而导致制品缺陷。因此，对玻璃基板表面要求高度的清澈性。
伴随着玻璃基板的大型化、量产化，以提高搬送效率为目的，重叠玻璃基板进行搬送的情况较多。当重叠玻璃基板时，由于玻璃衬纸与玻璃基板之间的接触压力升高，因此玻璃衬纸中的微量成分、异物等附着于(污染)玻璃基板的概率升高。另一方面，伴随着对玻璃基板的高精细加工，对玻璃基板表面要求更高度的清澈性。根据这样的情况，对玻璃衬纸的品质要求水准日益提高。
可以想出玻璃基板表面污染的若干原因。存在玻璃衬纸中的树脂成分附着于玻璃基板表面，使玻璃基板表面变得拒水性的情况。另外，用于触摸面板用的玻璃基板的苏打玻璃，当纸面与玻璃基板表面的接触时间变长时，存在容易在玻璃基板表面产生纸纹图案或腐蚀的问题。腐蚀是一种玻璃基板中的钠离子等可溶性成分与水发生离子交换反应，玻璃基板表面被侵蚀而变粗糙，或者洗脱成分与空气中的二氧化碳等酸性气体反应而析出反应生成物，从而使表面看上去白色浑浊的现象。
玻璃衬纸中的树脂成分主要是来自木材的粘接性天然树脂。树脂成分是在原料纸浆的制造工序或从原料纸浆抄造玻璃衬纸的工序中，从木材、纸浆和纸游离出的树脂酸(松香酸)、脂肪酸(硬脂酸、油酸)等。由于当这些树脂成分附着在玻璃基板的表面上时，玻璃基板表面变为拒水性，因此阻碍在玻璃基板表面上形成微小的电子电路。
在纸浆的制造工序、抄纸工序中，为了减少树脂成分导致的弊端，有时使用树脂控制剂。树脂控制剂是为了使树脂成分在玻璃衬纸的制造工序、抄纸工序中，不附着于制造装置等的添加剂，具体而言，可使用滑石、硫酸矾土(硫酸铝)、表面活性剂、阳离子系聚合物等。
对于玻璃板而言，尤其是对于用作平板显示器用的玻璃基板的表面而言，要在出厂前或电子部件等的安装工序前，使用以水为主体的介质来洗涤。通过该洗涤工序，虽然附着在玻璃基板表面上的纸粉等异物几乎全部被冲洗掉了，但是存在具有粘接性的树脂成分或异物、与玻璃亲和性高的物质等，在洗涤后也附着于玻璃基板表面的情况。
为了防止这样的玻璃基板表面的污染，提出了各种方法。例如，在专利文献1中公开了，使表面上存在的滑石的比例减少，代替的是，作为非滑石系树脂控制剂，使用表面活性剂、阳离子系聚合物、硫酸矾土(硫酸铝)等。
另外，在专利文献2中，作为抑制玻璃板腐蚀的发生并且不引起玻璃板的拒水性化和纸痕附着的玻璃板用衬纸，公开了包含沸石的玻璃板用衬纸。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-125146号公报。
专利文献2：日本特开平7-41034号公报。
发明内容
发明要解决的课题
由于专利文献1所记载的使用树脂控制剂的方法中，存在有生成由树脂成分和树脂控制剂构成的凝集物的情况，因此对于用于要求极高清澈性的玻璃基板的衬纸用途来说并不一定充分。另外，在专利文献2所记载的配合沸石的方法中，对腐蚀的效果不充分。
本发明是鉴于上述情况而完成的。即，本发明的课题是提供一种玻璃衬纸及其制造方法，其能抑制玻璃板腐蚀的发生，减少玻璃衬纸中的树脂成分在玻璃板上的附着，减少玻璃板表面的拒水性化。
用于解决课题的手段
本发明人为消除上述课题，研究金属离子对腐蚀发生的影响，发现了钙或镁等第二族元素的含量相对多的玻璃衬纸，腐蚀的发生变少。另外，发现了当向玻璃衬纸中添加规定量的第二族元素时，腐蚀的发生变少，拒水性化也减少。本发明是基于这样的见解而完成的。即，本发明具有如下的构成。
(1)一种玻璃衬纸，其中，其以化学浆为主成分并且第二族元素的含量是0.1～3.0质量％，克重是10～300g/m2。
(2)如上述(1)所述的玻璃衬纸，其中，所述第二族元素是钙和镁中的至少一种。
(3)一种玻璃衬纸的制造方法，其是以化学浆为主成分并且第二族元素的含量为0.1～3.0质量％、克重为10～300g/m2的玻璃衬纸的制造方法，其特征在于，在所述化学浆的制造工序和抄纸工序的至少一个工序中，使用含有所述第二族元素的水。
(4)一种玻璃衬纸的制造方法，其是以化学浆为主成分并且第二族元素的含量为0.1～3.0质量％、克重为10～300g/m2的玻璃衬纸的制造方法，其特征在于，在所述化学浆的制造工序、抄纸工序和抄纸后的工序的至少一个工序中，向所述化学浆中添加含有所述第二族元素的化合物。
(5)如上述(4)所述的玻璃衬纸的制造方法，其特征在于，含有所述第二族元素的化合物是碳酸钙。
发明的效果
根据本发明的玻璃衬纸，能够抑制玻璃板腐蚀的发生，减少玻璃衬纸中的树脂成分在玻璃板上的附着，减少玻璃板表面的拒水性化。另外，根据本发明的玻璃衬纸的制造方法，能够制造所述玻璃衬纸。
具体实施方式
以下，具体地说明本发明。如下所示的实施方式是一例示，本发明不限定于这些实施方式。
本实施方式的玻璃衬纸，以化学浆为主成分且含有第二族元素。以下，说明各成分。
(化学浆)
本实施方式的玻璃衬纸(以下，也适宜地记作“衬纸”)，以化学浆为主成分。在此，以化学浆为主成分是指相对于衬纸的质量，化学浆超过50质量％。化学浆的质量，相对于衬纸的质量，优选为70质量％以上，更优选为90质量％以上。化学浆是经过化学工艺制造的纤维素浆，例如，可举出牛皮纸浆(KP)、亚硫酸盐纸浆(SP)、碱法纸浆(AP)等。在以木材为原料的化学浆的情况下，既可以是针叶树纸浆也可以是阔叶树纸浆，或者还可以是将这些混合的物质。此外，作为木材纸浆，优选来自木材的粘接性天然树脂成分的含量低的牛皮纸浆(KP)。另外，作为不以木材为原料的化学浆，例如，可举出将楮、三桠、麻、红麻等作为原料的非木材纤维纸浆。
作为化学浆以外的纸浆，可举出半化学浆(SCP)、化学磨木浆(CGP)等半化学浆；磨木浆(GP)、热磨机械浆(TMP、BCTMP)、精炼磨木浆(RGP)等机械浆。本实施方式的玻璃衬纸，可以混合一种或两种以上化学浆以外的纸浆。
由于废纸浆通常包含很多粘性异物、杂质、树脂成分，因此作为衬纸的纸浆原料，比起废纸浆优选为原纸浆。
化学浆的叩解度优选为200～700mlcsf。在此，叩解度是JIS P8121的加拿大标准游离度(Canadian standard freeness)。通过使化学浆的叩解度在200～700mlcsf的范围，能够使其具有作为衬纸需要的机械强度和加工性。在化学浆的叩解度小于200mlcsf的情况下，由于衬纸的密度提高，缓冲性降低，因此易使玻璃表面损伤。另一方面，在化学浆的叩解度比700mlcsf高的情况下，由于纸张强度变弱，因此在流通过程或制造工序中存在断裂的风险。化学浆的叩解度更优选为350～600mlcsf。为了将叩解度制备为200～700mlcsf，关于叩解纸浆的方法，能够使用公知的方法。
(第二族元素)
第二族元素是钙、镁、钡、铍、锶等第二族的金属元素。其中，作为衬纸中包含的第二族元素重要的是钙和镁中的至少一种。钙和镁的金属离子含量多的水称作硬水，含量少的水称作软水。水的硬度由水中包含的钙和镁的金属离子的量(mg/l)来表示。另外，使用电导率作为水的硬度指标。
(玻璃板的腐蚀)
玻璃板的腐蚀是由玻璃中的钠与水的氢离子发生离子交换反应而引起的。可以想到以下两种玻璃板发生腐蚀的机理。当玻璃板表面上附着水滴时，玻璃中微量的钠离子溶解于水中，在玻璃板表面生成氢氧化钠，玻璃板表面被侵蚀而变粗糙，从而使玻璃板变得白浊。另外，在玻璃板表面的水滴蒸发时，钠离子与空气中的二氧化碳反应，生成碳酸钠或碳酸氢钠，附着于玻璃板表面，从而使玻璃板变得白浊。
(玻璃衬纸)
衬纸主要由纤维素浆构成，纸浆在半纤维素成分中具有羧基。而且，纸浆中的羧基，与纸浆制造工序或抄纸工序中使用的用水中第二族元素的离子(钙离子、镁离子等)反应生成盐。在使用的水的硬度(电导率)低的情况下，生成的盐减少，在水的硬度高的情况下，生成的盐增多。此外，通过向衬纸中添加第二族元素，能够生成更多的盐。
本发明人发现了，在衬纸的制造时，使用第二族元素的含量多的用水的情况，与使用第二族元素的含量少的用水的情况相比，通常具有难以发生腐蚀的倾向。虽然衬纸引起腐蚀的理由的明确解释需要等待今后的研究，但推测在纸浆中羧基(-COOH)多的情况下，其游离的氢离子与玻璃中的钠离子的离子交换量增多，腐蚀的发生量增多。但是，认为通过在衬纸的制造时与使用的用水中的第二族元素反应，通过交换氢离子与第二族元素离子来生成盐，减少纸浆中羧基(-COOH)的游离氢离子含量，在该情况下，可减少腐蚀的发生量。
另一方面，衬纸中的树脂成分是树脂酸(松香酸)、脂肪酸(硬脂酸、油酸)等具有羧基的化合物，在纸浆悬浮液中，作为胶体树脂存在。当衬纸中存在第二族元素时，认为由于第二族元素生成的二价阳离子的电荷力对纸浆纤维的固定作用，树脂成分(胶体树脂)与纸浆纤维的结合力增加。其结果认为树脂成分转移到玻璃板的量减少，树脂成分在玻璃板上的附着(污染)减少。
另外，树脂成分与纸浆的羧基相同地，与在纸浆制造工序或抄纸工序中使用的用水中的第二族元素的离子反应而生成盐。当树脂酸或脂肪酸变为盐时，在水中的溶解度降低，熔点升高。此外，认为当脂肪酸或树脂酸变为脂肪酸钙或树脂酸钙等盐时，粘接性减少，与玻璃板的亲和性降低，在玻璃板上的附着(污染)减少。
本实施方式的衬纸，第二族元素的含量为0.1～3.0质量％。当第二族元素的含量为0.1质量％以上时，能够减少纸浆中羧基的游离氢离子的含量，能够减少腐蚀的发生量。另外，能够减少树脂成分在玻璃板上的附着，而且能够减少玻璃板表面的拒水性化。另一方面，当第二族元素的含量超过3.0质量％时，存在第二族元素的盐在衬纸中析出，从而有污染玻璃板的风险。第二族元素的含量更优选为0.15～0.5质量％。衬纸中第二族元素的含量，能够通过测定衬纸的灰分量，并且进一步由荧光X射线分析测定灰分中第二族元素的含量来求出。
作为将衬纸中的第二族元素的含量控制在0.1～3.0质量％的方法，具有在化学浆的制造工序和抄纸工序的至少一个工序中，使用含有第二族元素的水的方法(第一方法)；和在化学浆的制造工序、抄纸工序和抄纸后的工序的至少一个工序中，向化学浆添加含有第二族元素的化合物的方法(第二方法)。
在第一方法中，能够通过适宜控制化学浆的制造工序和抄纸工序的至少一个工序所使用的用水中的第二族元素的含量，调节最终获得的衬纸中第二族元素的含量。作为含有第二族元素的水的硬度，优选为70～500(mg/l)，更优选为120～400(mg/l)。另外，作为水的电导率，优选为14～100mS/m，更优选为24～33mS/m。含有第二族元素的水，既可以在化学浆的制造工序和抄纸工序两者中均使用，又可以在任一个工序中使用。当在化学浆的制造工序或抄纸工序中使用的用水中溶解第二族元素的金属离子时，在化学浆的内部含有的羧基与金属离子形成盐，从而能够将第二族元素保留在内部。
作为第二方法，具有在化学浆的制造工序和抄纸工序的至少一个工序中，向原料中添加含有第二族元素的化合物的方法(内部添加法)；在化学浆的制造工序和抄纸工序的至少一个工序中，使用溶解、分散了含有第二族元素的化合物的水的方法(用水法)；以及在抄纸后的工序中，将溶解、分散了含有第二族元素的化合物的水溶液涂布于衬纸表面的方法(涂布法)等。从容易作用于纸浆的表层或内部、纸浆浆料中的树脂成分(胶体树脂)的观点出发，优选内部添加法或用水法。
(碳酸钙)
在第二方法中，作为含有第二族元素的化合物，优选为碳酸钙。碳酸钙是一直以来用作各种纸的填料的添加剂。由于碳酸钙难溶于水，因此大部分碳酸钙能够作为固体成分留在纸上，但有一部分溶解。在水中的溶解度为0.00015mol/L(25℃)，并产生钙离子。另外，碳酸钙水溶液呈碱性。
作为相对于衬纸的碳酸钙的添加量，优选为0.15～3.0质量％，更优选为0.3～1.5质量％。当碳酸钙的添加量超过3.0质量％时，超过碳酸钙的溶解度，在衬纸中保留有碳酸钙粒子，存在污染玻璃板的风险。因此，碳酸钙的添加量优选为尽可能少。为了减少在衬纸中析出的碳酸钙粒子的含量，使碳酸钙粒子不保留在衬纸中，优选不使用产率提高剂。作为碳酸钙，由于杂质少，因此优选由合成法制成的轻质碳酸钙。
如上所述地，能够通过规定衬纸中第二族元素的含量，抑制玻璃板腐蚀的发生，减少衬纸中的树脂成分在玻璃板上的附着，减少玻璃板表面的拒水性化。
(抄纸用药剂)
对于在衬纸的抄纸时使用的抄纸用药剂，在不污染玻璃表面的范围内，能够使用公知的各种药剂。作为抄纸用药剂，例如，可举出聚丙烯酰胺等纸张强度增强剂、聚酰胺聚胺表氯醇等耐水化剂、柔软剂、抗静电剂、消泡剂、黏泥控制剂、填料、染料等。由于这些抄纸用药剂均具有污染玻璃板的风险，因此即使在添加的情况下，也优选合计为0.1质量％以下。
(玻璃衬纸的制造方法)
衬纸的制造方法没有特别的限制，能够通过使用各种抄纸机，选择适当的抄造条件，来进行抄造。作为抄纸机，具体而言，可举出长网成型机、双网成型机、圆网成型机、倾斜成型机等。衬纸的层构成，既可以为单层，又可以为多层。作为将衬纸中第二族元素的含量控制在0.1～3.0质量％的方法，能够使用所述的第一方法或第二方法。
(玻璃衬纸的特性)
由于衬纸的克重越小搬运时的质量越少，因此优选，但当克重过小时，不能够对玻璃板赋予充分的缓冲性。另一方面，虽然衬纸的克重在一定程度越大在缓冲性的方面越优选，但当克重过大时，搬运时的质量增大，因此不优选。考虑到缓冲性与搬运容易性的平衡和用途，衬纸的克重为10～300g/m2。另外，衬纸更优选的克重为35～80g/m2。
衬纸的厚度，从缓冲性、操作性的观点出发，优选为25～250μm。另外，衬纸的密度优选为0.4～1.2g/cm3。
衬纸的pH(JIS P 8133-2)优选为中性或碱性。具体而言，衬纸的pH优选为6以上，更优选为8以上。
本实施方式的衬纸，在将触摸面板用玻璃基板、液晶显示器、有机电致发光显示器、等离子显示器这种平板显示器用玻璃基板复数片层叠进行保管、搬运时，用于保护玻璃基板。
[实施例]
以下，通过实施例来详细地说明本发明，但本发明不限定于此。需要说明的是，表示配合的数值，是以固体成分或有效成分的质量为基准的数值(质量％)。另外，在无特殊记载的情况下，抄造的纸以JIS P8111为基准进行处理后，用于测定和评价试验。
(实施例1～4、比较例1)
实施例和比较例中使用的材料如下。
针叶树漂白牛皮纸浆(NBKP)：市售的针叶树漂白牛皮纸浆。
轻质碳酸钙：奥多摩工业社制TP-121-5S。
用水的电导率的测定，依据JIS K 0130：2008，使用堀场公司(HORIBA)制便携式型电导率计ES-51进行测定。
[实施例1]
作为原料纸浆，使用市售NBKP(针叶树漂白牛皮纸浆)100％的原纸浆浆料(叩解度450mlcsf)，使用电导率25mS/m的用水，不添加抄纸药剂就使用长网抄纸机进行抄纸。在抄纸后进行干燥，从而获得克重50g/m2的玻璃衬纸。获得的玻璃衬纸的第二族元素含量为0.21％，pH(JIS P 8133-2)为6.6。
[实施例2]
除了相对于绝干纸浆添加0.3质量％的轻质碳酸钙，使用电导率3mS/m的水以外，与实施例1相同地进行，获得玻璃衬纸。获得的玻璃衬纸的第二族元素含量为0.17％，pH(JIS P 8133-2)为6.6。
[实施例3]
除了使轻质碳酸钙的添加量为0.9质量％以外，与实施例2相同地进行，获得玻璃衬纸。获得的玻璃衬纸的第二族元素含量为0.25％，pH(JIS P 8133-2)为9.3。
[实施例4]
除了使轻质碳酸钙的添加量为3质量％以外，与实施例2相同地进行，获得玻璃衬纸。获得的玻璃衬纸的第二族元素含量为0.41％，pH(JIS P 8133-2)为9.4。
[比较例1]
除了未添加轻质碳酸钙以外，与实施例2相同地进行，获得玻璃衬纸。获得的玻璃衬纸的第二族元素含量为0.08％，pH(JIS P 8133-2)为6.5。
(评价内容)
获得的玻璃衬纸的评价内容如下。
＜衬纸中的第二族元素的含量＞
依据JIS P8251求出玻璃衬纸的灰分。获得的灰分中的第二族元素的含量(质量％)，使用荧光X射线分析装置(日本电子株式会社制，JSX-3600M)由质量浓度的测定值获得。玻璃衬纸中的第二族元素含量m(质量％)由下式(1)求出。
m＝a×b (1)
在此，m：第二族元素含量(质量％)。
a：玻璃衬纸的灰分(质量％)。
b：灰分中的第二族元素含量(质量％)。
＜玻璃板的腐蚀的评价＞
在210mm×210mm的玻璃衬纸上放置200mm×200mm的触摸面板用玻璃板，并交替层叠三组该组合，在其上放置1kg的砝码以施加压力，在温度50℃、湿度90％RH的环境下静置4天，来作为试样。在水洗玻璃板的表面并干燥后，观察向玻璃板表面呼气时产生的褶皱状浑浊的程度(n＝3)。玻璃板的腐蚀的评价按照以下基准进行。将○和△判定为合格。
○：没有浑浊；
△：稍有浑浊，但处于能使用的水平；
×：存在浑浊。
＜玻璃板的拒水性的评价＞
在210mm×210mm的玻璃衬纸上放置200mm×200mm的平板显示器用玻璃板，并交替层叠三组该组合，在其上放置1kg的砝码以施加压力，在温度50℃、湿度90％RH的环境下静置4天，来作为试样。在水洗玻璃板的表面并干燥后，向玻璃板表面上施加去离子水，并观察拒水性的程度(n＝3)。玻璃板的拒水性的评价按照以下基准进行。
○：无拒水，优异。
×：发现拒水，差。
[表1]
Figure BDA0002734813380000101
在表1中示出了实施例1～4和比较例1的评价结果。实施例1～4的玻璃衬纸的玻璃板腐蚀和拒水性优异。尤其是，第二族元素的含量为0.17～0.25质量％的实施例1～3的玻璃板腐蚀更优异。另一方面，比较例1的玻璃衬纸的玻璃板腐蚀和拒水性差。

Claims (5)

1.一种玻璃衬纸，其中，
其以化学浆为主成分，并且第二族元素的含量是0.1～3.0质量％，克重是10～300g/m2。
2.如权利要求1所述的玻璃衬纸，其中，
所述第二族元素是钙和镁中的至少一种。
3.一种玻璃衬纸的制造方法，其是以化学浆为主成分并且第二族元素的含量为0.1～3.0质量％、克重为10～300g/m2的玻璃衬纸的制造方法，其特征在于，
在所述化学浆的制造工序和抄纸工序的至少一个工序中，使用含有所述第二族元素的水。
4.一种玻璃衬纸的制造方法，其是以化学浆为主成分并且第二族元素的含量为0.1～3.0质量％、克重为10～300g/m2的玻璃衬纸的制造方法，其特征在于，
在所述化学浆的制造工序、抄纸工序和抄纸后的工序的至少一个工序中，向所述化学浆中添加含有所述第二族元素的化合物。
5.如权利要求4所述的玻璃衬纸的制造方法，其特征在于，
含有所述第二族元素的化合物是碳酸钙。
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