JP2011219874A

JP2011219874A - 化粧板用原紙の製造方法

Info

Publication number: JP2011219874A
Application number: JP2010086468A
Authority: JP
Inventors: Yuki Tamagawa; 祐基玉川; Yoshiyuki Terajima; 良幸寺島; Masahiko Shibuya; 昌彦渋谷
Original assignee: Kohjin Holdings Co Ltd; Kohjin Co
Current assignee: Kohjin Holdings Co Ltd; Kohjin Co
Priority date: 2010-04-02
Filing date: 2010-04-02
Publication date: 2011-11-04

Abstract

【課題】湿潤紙力剤を低減しても、遮蔽性、填料OPAR、湿潤強度が満たされる化粧板用原紙の製造方法を提供する。
【解決手段】灰分を３０％以上含有させる化粧板用原紙の製造において、湿潤紙力剤の添加をスラリー調成時と抄紙直前の２段階に分ける。後添加の湿潤紙力剤は、１５％水溶液の粘度が２５〜５０ｍＰａ・ｓであり、かつカチオン電荷が１．０〜２．３ｍｅｑ／ｇであるポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤とする。先添加の湿潤紙力剤の量を１００重量部とするとき、後添加の湿潤紙力剤の量を５〜３０重量部とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、主にメラミン化粧板、ダップ化粧板、ポリエステル化粧板等に用いる湿潤強度、遮蔽性、填料歩留まりに優れた化粧板用原紙の製造方法に関する。

化粧板用原紙は、下地を隠すための遮蔽性が要求され、その要求に合わせて、通常、二酸化チタンが抄き込まれる。この化粧板用原紙はチタン紙、パターン紙とも呼ばれている。

この化粧板用原紙は、二酸化チタンを多量に抄き込めばそれに応じて遮蔽性は高まるが、コストの面からは、少ない二酸化チタン量で、要求される遮蔽性を満足させるという遮蔽性の問題がある。更に、これらの化粧板用原紙では、樹脂を含浸するため湿潤強度も要求される。又、抄造する際にはコストや抄造安定性等の点で、二酸化チタンのＯＰAＲ（ワンパスアッシュリテンション）を上げることが要求される。従って、チタン紙を抄造するにあたっては、遮蔽性、OPAR、湿潤強度のバランスを如何に取るかということが重要となる。特に製品灰分率が３０％を超えるような場合、湿潤強度が低下するため、バランスをとるのが難しくなる。

紙への湿潤強度付与方法としては、メラミンホルムアルデヒド系、尿素ホルムアルデヒド系、ポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン系の湿潤紙力剤を内添する方法が一般的である。しかし、近年、メラミンホルムアルデヒド系、尿素ホルムアルデヒド系湿潤紙力剤については、遊離ホルムアルデヒドが発生し、作業環境の悪化を招くことから、ポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤（以下、ＰＡＥと表する）への切り替えが進んでいる。又、ＰＡＥは、広範囲なｐＨ領域で効果を発現できる等、機能的な面でも優れており、中性紙の生産が主である現状では、国内で使用されている湿潤紙力剤の８５％を占めるといわれている（非特許文献１）。

湿潤強度を上げるためには、基本的には湿潤紙力剤添加量を増やしていけばよいが、添加量が多くなると二酸化チタンの過度の凝結を引き起こし遮蔽性が低下したり、二酸化チタンのOPARが急激に低下してしまうことが問題となる。

従来、ＰＡＥによる湿潤強度をより発現する方法として、ＰＡＥとアニオン性ジアルデヒドデンプンを併用する方法（特許文献１）、ＰＡＥとアニオン性グァガムを併用する方法（特許文献２）、ＰＡＥとＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）を併用する方法（非特許文献２）、ＰＡＥにアルミン酸ナトリウムを併用する方法（特許文献３）が公知である。湿潤強度をより発現させるということは、湿潤紙力剤の使用量を抑えることも可能であることも意味し、コスト的にも好ましいことである。

特許文献１、特許文献２、非特許文献２はいずれも、ＰＡＥとアニオン性薬品を併用させたものである。これらの方法は、ティッシュペーパーや板紙等、填料がほとんど使用されていない系では有効であるが、チタン紙のように二酸化チタンを多量に使用する系では二酸化チタンを過剰に凝結させてしまい、遮蔽性が低下してしまうという問題を生じてしまう。特許文献３では、最近の抄紙機の高速化を考慮した場合、填料のOPARが十分であるとは言い難い。

特開昭５４−５９４１６特開平０６−２９４０９４特開平０８−２４６３８９

「ウェットエンド化学と製紙薬品の最先端技術」１６１頁、株式会社シーエムシー出版（２００４年１１月３０日発行）「紙パルプ技術タイムス」１９９１年７月号２１頁

本発明は、従来の欠点を克服した、遮蔽性、填料OPARを維持した状態で、十分な湿潤強度が発現する様な化粧板用原紙の製造方法、言いかえれば、湿潤紙力剤を従来よりも低減しても、遮蔽性、填料OPAR、湿潤強度を満たした化粧板用原紙の製造方法を提供することを課題とする。

本発明者らは、かかる課題を解決するため研究の結果、化粧板用原紙を製造する際、原料調成時と抄紙直前の二度に分けて湿潤紙力剤を添加することによって、課題を解決できることを見いだし、本発明に到達した。

すなわち本発明によれば、以下の方法が提案される。
（１）灰分を３０％以上含有させる化粧板用原紙の製造方法であって、湿潤紙力剤Ａの添加を行い撹拌してパルプスラリーを調成した後、さらに抄紙の直前に湿潤紙力剤Ｂを添加してから抄紙を行うものであり、
湿潤紙力剤Ｂが、１５％水溶液の粘度が、２２℃、６０ｒｐｍ条件下でのブルックフィールド粘度計で２５〜５０ｍＰａ・ｓであり、かつコロイド滴定によりｐＨ７で測定したカチオン電荷が１．０〜２．３ｍｅｑ／ｇであるポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤であり、
湿潤紙力剤Ａの添加量を１００重量部とするとき湿潤紙力剤Ｂの添加量が５〜３０重量部であることを特徴とする、化粧板用原紙の製造方法。
（２）上記（１）記載の製造方法により得られた灰分を３０％以上含有する化粧板用原紙。

本発明の化粧板用原紙の製造方法は、抄紙機の高速化においても填料OPARが良いため原料の歩留まりがよく、またその製造方法で得られた化粧板用原紙は、十分な湿潤強度を有し、かつ遮蔽性に優れているというものである。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の化粧板用原紙の製造方法は、パルプ、湿潤紙力剤、凝結剤、填料、ｐＨ調整剤、場合によっては着色顔料からなるスラリーを調成し、さらに湿潤紙力剤を添加して、それを湿式抄紙するものである。
用いられるパルプとしては、従来より化粧板用原紙に使用してきたものを使用すれば良い。主にＮＢＫＰ、ＬＢＫＰが用いられる。これらのパルプは、固形分濃度３〜５％になるようパルパーで離解してスラリーとする。このパルプスラリーをリファイナーやビーターを用いてカナダ標準濾水度（カナディアンスタンダードフリーナス、以下ＣＳＦと表す）で３００〜６００ｍｌに叩解する。

スラリーに配合する填料としては、主に二酸化チタンが用いられるが、タルク、カオリン、炭酸カルシウム等を単独で、又は二酸化チタンと併用して用いても良い。又、二酸化チタンは、特に限定されるものではないが、等電点が酸性域にあるものよりは、等電点が中性域にあるものの方が、湿潤強度や遮蔽性の点で好ましい。填料の配合量は、パルプ１００重量部に対して４３〜１００重量部が望ましい。４３重量部未満では十分な遮蔽性が得られないことが多く、１００重量部を超えると、湿潤紙力やコストの点で望ましくない。

スラリー調成時に配合する湿潤紙力剤Ａは、特に限定されるものではないが、ＰＡＥが好ましく、後で添加される湿潤紙力剤Ｂと同一でもよい。添加量は、パルプ１００重量部に対して０．８〜１．７重量部が適当である。
近年、製紙薬品メーカーでは、種々の低分子有機ハロゲン化合物減の取り組みがなされており、低分子有機ハロゲン化合物の中でも１，３−ジクロロプロパノールを１重量％未満とした製品が市販されている。本発明においても、そのような低分子有機ハロゲン化合物含有量の少ないＰＡＥを使用することが望ましい。

凝結剤としては、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム等の無機凝結剤や有機凝結剤を用いる。これらの薬品は反対電荷を持ったパルプ、二酸化チタン、その他薬品を電荷中和し、それらを凝結させて、二酸化チタンのOPARに寄与し、ワイヤーやロール等の填料汚れを防止する。
凝結剤の添加量は、パルプ１００重量部に対して０．２〜１．０重量部が適当である。凝結剤は紙料の電荷中和を目的としており、添加量が多い場合にも、少ない場合にも電荷バランスが崩れ効果を発揮しない。

ｐＨ調整剤としては、アルミン酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等が用いられ、適量を添加してスラリーのｐＨを７〜９．５に調整する。

着色顔料及び着色染料としては、酸化鉄等の無機顔料や有機顔料、及び染料等が用いられる。

本発明においては、上記原材料を混合し撹拌してパルプスラリーを調成した後に、さらに湿潤紙力剤Ｂを後添加する。湿潤紙力剤Ｂは、ブルックフィールド粘度計を用い２２℃、６０ｒｐｍで測定した１５％水溶液の粘度が２５〜５０ｍＰａ・ｓであり、かつコロイド滴定によりｐＨ７で測定したカチオン電荷が１．０〜２．３ｍｅｑ／ｇのポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤（ＰＡＥ）である。この後添加する湿潤紙力剤Ｂの粘度及びカチオン電荷が、上記範囲外であるようなＰＡＥを用いた場合、遮蔽性、填料OPAR、湿潤強度の何れかの性能が劣ってしまう。

又、上記湿潤紙力剤ＢであるＰＡＥの添加量は、先に添加した湿潤紙力剤Ａを１００重量部とした場合、５〜３０重量部、望ましくは５〜１５重量部の割合で添加することが好ましい。湿潤紙力剤Ｂの割合が５よりも小さい場合は、填料OPARが劣る。又、１５よりも多いとパルプスラリー中の填料が分散しやすく上澄みが白濁する傾向があり、３０よりも多いと白濁が著しくなり、ワイヤーが汚れ、抄造に支障をきたしてしまう。

後添加する上記湿潤紙力剤Ｂは、パルプスラリーをｐＨ調整後、パルプスラリーのパルプ濃度が０．０２〜２．０％程度になるように水で希釈した後、抄紙の直前に添加することが好ましい。ここで、抄紙の直前とは、抄紙機にかける前３０分以内を意味する。

このパルプスラリーは、湿式抄紙法により抄造される。

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。なお、実施例中の％は重量％である。
本発明の実施例における評価方法は下記の通りである。

（１）湿潤引張強度
ＪＩＳＰ８１３５の一般法に準じて、測定を行った。
通常、０．８０ｋＮ／ｍ以上の強度が必要とされる。

（２）灰分
ＪＩＳＰ８２５２の一般法に準じて、測定を行った。
灰分を３０％以上含有していることを確認する。

（３）遮蔽性
後述の方法により作製した成型板を、分光光度計（商品名ＭＳ−２０２０、マクベス社製）にて測色し、Ｌ−ａ−ｂ表色系のＹ値を遮蔽性の指標とした。Ｙ値が大きいほうが遮蔽性が強い。
通常、８２．０以上の遮蔽性が必要とされる。
・成型板作製方法：被検紙に、メラミンホルムアルデヒド樹脂（日本カーバイド製ニカレヂンＳ−１７６）が９０〜１１０重量％含浸されるよう、メラミンホルムアルデヒド樹脂溶液を含浸後、９５℃で１０分乾燥した。同様に坪量８０ｇ／ｍ^２の黒色化粧板用原紙にメラミンホルムアルデヒド樹脂を含浸、乾燥した。フェノール樹脂を含浸したフェノールコア（太田産業製）を３枚重ねたその上に、黒色化粧板用原紙を３枚重ね、更にその上に被検紙をのせ、温度１３０〜１４０℃、圧力６０〜８０ｋｇ／ｃｍ２、加熱時間１５分、冷却時間７分で熱圧成型した。

（４）填料動的歩留まり（ワンパスアッシュリテンション（ＯＰＡＲ））
本実施例において化粧板用原紙を作製する際は、動的な剪断力が作用していないため、高速抄造をした場合の填料の動的歩留まりがわからない。そこで別途、実際の抄紙機での高速抄造をした場合に作用する剪断力を想定し、ダイナミックドレネージジャー（以下、ＤＤＪと表する）（ＰＡＰＥＲＲＥＳＥＡＲＣＨＭＡＴＥＲＩＡＬＳＩＮＣ．製）で填料の動的歩留まりを測定した。
ＤＤＪにプラスチックワイヤー（日本フィルコン製ＬＴＴ−９ＦＥ）をセットし、パルプ濃度０．６％に希釈したパルプスラリー５００ｍｌを１２００ｒｐｍで撹拌した。撹拌開始から１０秒後に必要に応じて湿潤紙力剤、あるいは歩留まり向上剤を添加し、撹拌開始から３０秒後に濾水を開始した。ＯＰＡＲは次式にて求めた。
ＯＰＡＲ（％）＝（パルプスラリー重量当たり灰分重量−濾液重量当たり灰分重量）／パルプスラリー重量当たり灰分重量×１００
ＯＰＡＲは５０％以上であることが望ましい。

（５）パルプスラリー上澄濁度
パルプ濃度０．６％に希釈したパルプスラリーに必要に応じ、湿潤紙力剤、あるいは歩留まり向上剤を添加し撹拌したものを１０分間静置し、上澄みの濁度を目視で確認し、以下の基準で評価した。
○…透き通っている。
×…白濁している（ワイヤー汚れなどが発生し、好ましくない）。

実施例１
叩解度ＣＳＦ４４８ｍｌのＬＢＫＰ３％懸濁液に、二酸化チタンＲ−７９４（デュポン製）を対パルプ８１％、ポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤ＳＲ−６６１５（田岡化学工業製）を対パルプ１．４％、アルミ系無機カチオン凝結剤を対パルプ０．３２％、アルミン酸ナトリウムを対パルプ０．２６％添加した。このパルプスラリーをパルプ濃度０．６％に希釈した後、湿潤紙力剤の先添加量を１００部とした時７．１部に相当するポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤ＷＳ−４０５２（星光ＰＭＣ製、粘度２８ｍＰａ・ｓ、カチオン当量２．２ｍｅｑ／ｇ）を後添加し、速やかにセミオートマチック角型抄紙機（熊谷理機製）を用いて坪量１５６ｇ／ｍ^２の化粧板用原紙を作製した。
また、このパルプスラリーの上澄みの濁度を確認した。
さらにＤＤＪによりＯＰＡＲを求めた。

実施例２
後添加するポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤をＫＦ−１Ｄ（田岡化学工業製、粘度４１ｍＰａ・ｓ、カチオン当量２．０ｍｅｑ／ｇ）に代えた以外は実施例１と同様に実施した。

実施例３
後添加するポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤をＳＲ−６６１５（田岡化学工業製、粘度４８ｍＰａ・ｓ、カチオン当量２．３ｍｅｑ／ｇ）に代えた以外は実施例１と同様に実施した。

比較例１
後添加するポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤をＷＳ−５００Ｃ（星光ＰＭＣ製、粘度２０ｍＰａ・ｓ、カチオン当量１．２ｍｅｑ／ｇ）に代えた以外は実施例１と同様に実施した。

比較例２
後添加するポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤をＷＳ−Ｈ（田岡化学工業製、粘度６５ｍＰａ・ｓ、カチオン当量２．４ｍｅｑ／ｇ）に代えた以外は実施例１と同様に実施した。

比較例３
後添加するポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤をＷＳ−Ｐ（田岡化学工業製、粘度６３ｍＰａ・ｓ、カチオン当量２．１ｍｅｑ／ｇ）に代えた以外は実施例１と同様に実施した。

上記の実施例１〜３、比較例１〜３について評価結果を表１に示す。

実施例４
後添加するポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤ＷＳ−４０５２の量を先添加１００部に対して１４．２部に代えた以外は実施例１と同様に実施した。

実施例５
後添加するポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤をＳＲ−６６１５に代えた以外は実施例４と同様に実施した。

比較例４
後添加するポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤ＷＳ−４０５２の量を先添加１００部に対して４２．９部に代えた以外は実施例１と同様に実施した。

比較例５
後添加するポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤ＳＲ−６６１５の量を先添加１００部に対して４２．９部に代えた以外は実施例５と同様に実施した。

比較例６
実施例１において原料となるパルプスラリーに添加するポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤ＳＲ−６６１５を対パルプ１．４％添加に代え、パルプスラリーをパルプ濃度０．６％に希釈した後、ポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤を添加しない以外は実施例１と同様に実施した。

比較例７
実施例１において原料となるパルプスラリーに添加するポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤ＳＲ−６６１５を対パルプ２．０％添加に代え、パルプスラリーをパルプ濃度０．６％に希釈した後、ポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤の代わりにポリビニルアミンを対パルプで０．０１９％添加した以外は実施例１と同様に実施した。

上記の実施例１、３〜５、比較例４〜７について評価結果を表２に示す。

以上述べてきたように、本発明により、高速抄造の際にも、遮蔽性、湿潤強度、填料ＯＰＡＲのバランスのとれたメラミン化粧板、ダップ化粧板、ポリエステル化粧板等の化粧板用原紙を得ることができる。

Claims

灰分を３０％以上含有させる化粧板用原紙の製造方法であって、湿潤紙力剤Ａの添加を行い撹拌してパルプスラリーを調成した後、さらに抄紙の直前に湿潤紙力剤Ｂを添加してから抄紙を行うものであり、
湿潤紙力剤Ｂが、１５％水溶液の粘度が、２２℃、６０ｒｐｍ条件下でのブルックフィールド粘度計で２５〜５０ｍＰａ・ｓであり、かつコロイド滴定によりｐＨ７で測定したカチオン電荷が１．０〜２．３ｍｅｑ／ｇであるポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤であり、
湿潤紙力剤Ａの添加量を１００重量部とするとき湿潤紙力剤Ｂの添加量が５〜３０重量部であることを特徴とする、化粧板用原紙の製造方法。
請求項１に記載の製造方法により得られた、灰分を３０％以上含有する化粧板用原紙。