JP2907588B2 - 抄紙方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、従来の方法では抄紙が
困難な繊維を離解分散し、水性スラリーを調製し、湿式
抄造法により容易にシートを抄造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、短繊維あるいは短繊維状物をシー
ト状に加工する方法としては、湿式法と乾式法があげら
る。

【０００３】その内で地合が良好で均一なシートを形成
する方法として、湿式抄紙法が一般的な方法として広く
用いられている。この方法は、通常、水の中に繊維を分
散させたスラリーをワイヤーのような多孔性の支持体上
に流し、水をワイヤーの下から除去し、形成されたウェ
ブをプレス、乾燥工程を適宜組み合わせシートを製造す
る方法である。

【０００４】しかしながら、乾式法に比べると、用いる
ことができる繊維の繊維長が短く、シート強度が弱いと
いう欠点がある。用いる繊維の繊維長が短い理由とし
て、次のことが上げられる。

【０００５】繊維を均一に分散する工程は、先ず繊維を
離解する工程、すなわち、複数の繊維が接したかたま
り、あるいはカットされた繊維が束になったものを離解
する工程と離解した繊維を多量の水中に均一に分散する
工程とに分けて考える必要がある。

【０００６】離解に関して、水中に投入するだけで容易
に解れる繊維、あるいは界面活性剤を添加することで解
れる繊維に関しては問題はない。この後、適宜、高粘度
の溶液を加えることで均一な分散状態が得られる。繊維
長が長い繊維も分散濃度を低く抑えること、分散中の撹
拌を弱く行うことで均一分散は可能である。

【０００７】しかしながら、繊維を解すのに何等かの機
械的処理を施す必要がある繊維に関しては繊維長が非常
に重要な要因となる。繊維長が１５mmを超えるような繊
維、繊維長（Ｌ）と繊維径（Ｄ）の比（Ｌ／Ｄ、アスペ
クト比）が大きい繊維は、この離解の工程で繊維が絡
み、よれたり、もつれたりし、次の分散工程でもこの欠
点は改善されず、均一な分散が困難で、地合の良好な均
一なシートを得ることができない。

【０００８】また、湿式抄造法を応用法として特開昭４
６−７６０９号公報、特公昭５２−１２２８３号公報、
特開昭４９−５５９０７号公報、特開昭４９−５５９０
８号公報、Tappi Journal,Vol.55,No.5,1972、Tappi Jo
urnal,Vol.57,No.1,1974Pulp and Paper Canada,Vol.76
No.2,1975 等で記載されている方法は、水ではなく泡
を用い繊維を分散し、抄紙する方法である。この方法は
発泡媒体を用い、その中で繊維を分散し、繊維は特定の
泡の径、空気と気体の比率を有する媒体中で離解分散さ
れ、この発泡媒体をワイヤー上に供給し、サクションに
より泡を取り除き、ウェブを形成し、地合の良いシート
を得る方法が示されている。長い繊維すなわち不織布を
得るのに適した方法と記されている。

【０００９】しかしながら、この方法では、泡を用いて
いるため、泡を含むスラリーの搬送、ウェブから泡を取
り除くためにワイヤーの下から強力なサクションが必要
なこと、吸引した泡の処理が問題となってくる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
課題を解決するものであり、繊維長の長い、繊維長と繊
維径の大きな、離解の困難な繊維を容易に離解し、しか
も通常の湿式抄紙法を用い抄造し、地合の良好な均一な
シートを得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者は前記の課題を
解決するため鋭意研究を行った。その結果、界面活性剤
を用い、起泡させ、発泡媒体中で繊維を離解し、さらに
高粘度溶液を加え、離解繊維を安定させた後、消泡剤を
添加し消泡し、泡を実質的に含有しないスラリーを調製
し、通常の湿式抄造法と全く同じ方法で、地合の良好な
シートを得ることが可能であることを見いだした。本発
明はこられの知見により達成されたものである。

【００１２】すなわち、本発明は、繊維、水、起泡性の
高い界面活性剤を混合したスラリーに、強い機械的処理
を加え、起泡させ、さらに処理を継続し、繊維の離解分
散を行い、このスラリーに高粘度溶液を加えたのち、消
泡剤を添加し、消泡を行い、該スラリーを用い抄紙する
ことを特徴とする抄紙法に関するものである。

【００１３】以下、本発明の詳細な説明を行う。

【００１４】本発明で用いる繊維に特に限定はない。離
解が容易な繊維はもちろん、離解が困難な繊維に特に有
効である。

【００１５】離解が困難な繊維とは、繊維長が長く、離
解を行うために機械的処理が必要な繊維を指す。

【００１６】繊維長の長い繊維とは、具体的には繊維長
１５mm以上、もしくは繊維長（Ｌ）と繊維径（Ｄ）の比
（Ｌ／Ｄ、アスペクト比）が１５００以上の繊維を指
す。

【００１７】しかしながら、繊維長の上限としては、繊
維長４０mm以下、アスペクト比の上限が６０００以下の
ものが好ましい。繊維径が４０mmを超える繊維や、アス
ペクト比が６０００を超える繊維は本発明の方法を用い
ても分散が困難である。このような繊維は、離解後、ス
ラリーをワイヤー上に搬送する工程でスラリーの流れの
中で絡みやすいためである。

【００１８】離解に機械的処理が必要とされる繊維には
次のようなものが上げられる。繊維を一定の長さにカッ
トするとき切断末端が熱等で融着したもの、紡糸中に繊
維同士が接触し融着したものは、複数の繊維が集まり束
状になっている。また繊維をカットするとき繊維を集束
させる必要から、油剤が塗られており、この影響で繊維
が束になっているものもある。こられ繊維束を離解する
には強撹拌のような強い機械的処理が必要で、長い繊維
はこの過程で絡みつく。絡みを防止するため繊維が絡ま
ないような緩やかな機械的処理では繊維束は離解しな
い。

【００１９】すなわち本発明の方法は、緩やかな機械的
処理では未離解繊維が多く生じ、強撹拌のような強い機
械的処理を行うと絡みつくような繊維に特に有効であ
る。

【００２０】用いる繊維の種類としては天然繊維、有機
繊維、無機繊維等が使用可能である。

【００２１】天然繊維としては木材パルプ、麻パルプ、
コットンリンター等の繊維、有機繊維としてはレーヨン
等の再生繊維、あるいはポリエステル、ポリオレフィ
ン、ナイロン、アクリル、芳香族ポリアミド、芳香族ポ
リエステル等の繊維、無機繊維としてはガラス繊維、炭
素繊維等の繊維が例示される。

【００２２】繊維の形状は短繊維状のもの、あるいは枝
別れ構造をとるパルプ状のものでもよい。また、離解の
過程で、枝別れ構造に変化するものであっても良い。

【００２３】用いる界面活性剤は起泡性の良いものを用
いることが必要である。起泡性の悪いものは撹拌中に繊
維が絡むため好ましくない。

【００２４】界面活性剤は、アニオン系、カチオン系、
ノニオン系、両性に分類される。アニオン系界面活性剤
としては、カルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸
塩、リン酸エステル塩等が上げられる。カチオン系界面
活性剤としてはアミン塩、アンモニウム塩等が上げられ
る。ノニオン系界面活性剤としてはエーテル型、エステ
ル型、アミノエーテル型、エーテルステル型、脂肪酸ア
ルキロールアマイド型等が上げられる。両性界面活性剤
としてはアミノ酸型、ベタイン型等が上げられる。これ
らの中から、起泡性の良好なものを適宜選択し用いれば
よい。また、ここから外れるものであっても、起泡性の
良好なものであれば問題はない。

【００２５】上記界面活性剤の使用量としては、界面活
性剤の起泡性に差があるため限定はできないが、スラリ
ーの量に対して、０．００５％以上添加すればよい。あ
まりに多量に添加すると、後で添加する消泡剤が多量と
必要となるため好ましくない。

【００２６】さらに、表面調製剤、濡れ剤、洗浄剤、帯
電防止剤、柔軟仕上げ剤等の機能を有するものであれば
更に好ましい。また、上記界面活性剤に、これらの効果
のある成分を適宜混合してもよい。但し、用いる界面活
性剤の起泡性を損なうものであってはならない。

【００２７】また、泡の大きさはできるだけ細かい泡の
立つものが好ましい。

【００２８】次ぎに、離解、分散方法について説明を行
う。

【００２９】まず水中に繊維、界面活性剤を入れ、強い
機械的処理を行う。機械的処理としては、繊維の束にせ
ん断力を加える方法が上げられる。さらに具体的には、
高速ミキサーなどで強撹拌を加える方法や、空気を高速
で吹き込み泡立てる方法が適している。また、空気を吹
き込みながら強撹拌を行うことで起泡が促進される。起
泡性の界面活性剤ととも機械的処理を行うため、繊維が
泡に囲まれており、処理によるダメージから繊維を保護
するとうい予想外の効果もある。また、離解を促進する
目的で、最初に水と繊維のみを繊維が絡まない、繊維が
ダメージを受けない程度の機械的処理を行う、すなわち
予備離解を行うことも効果的である。

【００３０】起泡中で撹拌等の機械的処理を継続し、未
分散繊維束がなくなった後、高粘度の溶液を投入する。
あるいは、高粘度の溶液に、離解したスラリーを投入す
る。高粘度溶液は高分子ポリアクリルアミドやポリエチ
レンオキサイド、カルボキシメチルセルロース、あるい
は界面活性剤等の粘度の高いものであればよい。また、
この他、水性エマルジョン等の粘度の高い液状のものも
使用可能である。高粘度溶液の使用量は各種液体の粘度
により差があるので、消泡後、繊維が均一に分散できる
量を予め予備実験で確認し適量投入することが好まし
い。

【００３１】その後、緩やかに処理を継続し、消泡剤を
適宜添加し、消泡しスラリーとする。消泡剤は、シリコ
ン系、ワックス系、ポリアルキレングリコール系等が使
用可能である。消泡剤の量は消泡力に差があるので、高
粘度溶液を加えた後に泡が消えるよう適宜添加すればよ
い。

【００３２】まとめると、泡の中で離解を行い、同時に
絡まりを防止し、高粘度溶液で安定化した後、消泡を行
うことで、均一なスラリー製造が可能になる。高粘度溶
液を加える前に消泡剤を添加すると、分散が損なわれ、
繊維が絡みつくため好ましくない。

【００３３】このようにして調製したスラリーを、通常
の湿式抄紙法と同じ方法で、抄紙機で抄造、乾燥しシー
トを得ることができる。

【００３４】

【作用】本発明の方法は、離解が容易な繊維のみなら
ず、離解が困難な繊維を均一に分散し、地合の良好なシ
ートを得る方法として有効に作用する。

【００３５】

【実施例】以下に実施例をあげて本発明を具体的に説明
するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。
実施例において記載の部、％はすべて重量によるもので
ある。

【００３６】得られたシートは、坪量、厚み、引張強度
を測定した。また、厚みは、２０cm角のシートを１０枚
用意し、各シートの任意の１０点を測定し、平均と標準
偏差を求めた。標準偏差の小さいシートほど、均一であ
ると考えられる。また、地合の良い〜悪いを目視によ
り、良い方から順に◎、○、△、×の４段階で評価し
た。実施例、比較例のシートの結果は表１に示す。

【００３７】実施例１ 主体となる繊維は０．４デニール（以下ｄと略記）のポ
リエチレンテレフタレート繊維のトウをギロチンを用い
繊維長２０mmにカットした。カットする工程で、切口が
一部融着し、緩やかな撹拌では繊維が束のままで、いわ
ゆる未離解繊維のままである。この束を離解させようと
強い撹拌を加えると、繊維同士がが絡みつくため、いず
れの方法でも均一な分散は不可能であった。水中に該主
体繊維（０．４ｄ×２０mm、ポリエチレンテレフタレー
ト繊維）、さらにバインダー繊維（芯鞘タイプ、鞘融点
１１０℃、２ｄ×５mm、ポリチレンテレフタレート繊
維）を８０／２０の割合で添加し、ついで起泡性の良い
アニオン性界面活性剤アルキルベンゼンスルホン酸ソー
ダを該スラリーに対し０．０２重量％混合し、高速ミキ
サーで起泡させながら強撹拌を行った。泡の中で繊維が
離解したこと、すなわち未離解繊維が見られないことを
確認し、０．１％高分子ポリアクリルアミド水溶液（高
粘度溶液）を水でさらに０．０２％に希釈した水溶液中
に投入し、往復反転式撹拌機（島崎製作所製、アジタ
ー）で撹拌し、シリコン系消泡剤（フォームレックス４
００Ｐ、日華化学社製）を加え、消泡したことを確認し
た。さらに水を加え濃度０．１５％のスラリーを調製し
た。目視により、繊維の分散が均一に行われていること
が確認された。このスラリーを用い、円網抄紙機で坪量
５０ｇ／m²のシートを抄造した。得られたシートの地合
は良好であった。

【００３８】実施例２ 水中に実施例１の主体繊維、さらにバインダー繊維とし
て熱水可溶性ビニロン繊維（ＶＰＢ１０７−１、繊維長
３mm、クラレ社製）を９５／５の割合で添加し、界面活
性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを用
い、以下実施例１と同様の方法で坪量５０ｇ／m²のシー
トの抄造を行った。実施例１同様、地合の良好なシート
が得られた。

【００３９】実施例３ 水中に主体繊維として、実施例１と同じ方法でカットし
た繊度２ｄ、繊維長１５mmのポリプロピレン繊維、さら
にバインダー繊維としてポリオレフィン系熱融着繊維
（インタック、繊維長５mm、チッソ社製）を８０／２０
の割合で添加後、湿潤剤（ＳＮウエット３６６、サンノ
プコ社製）を少量添加し、１０秒間予備離解と行った。
さらに界面活性剤のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリ
ウムを用い、以下実施例１と同様の方法で坪量５０ｇ／
m²のシートの抄造を行った。実施例１同様、地合の良好
なシートが得られた。

【００４０】比較例１ 実施例１と同様の繊維配合で、界面活性剤を起泡性の弱
いノニオン系分散剤を繊維重量に対し３重量％になるよ
う水中に繊維と共に添加し、緩やかな撹拌を行う目的
で、アジターで撹拌を行ったが、繊維の未離解が多数残
った。さらに実施例１と同様の高分子ポリアクリルアミ
ドを加えが、繊維の未離解は殆ど減少しなかった。抄紙
後得られたシートも地合は良くなかった。実施例のシー
トに比べ、シート強度も劣ったものであった。

【００４１】比較例２ 比較例１での撹拌を強撹拌を行うことが可能なパルパー
を用い行った。撹拌を継続すると、未離解の繊維は殆ど
見られなくなったが、未離解が減少すると同時に繊維が
絡まった。粘剤を混合し、さらにアジターで緩やかに撹
拌したが、絡みは解けず均一なスラリーが得られなかっ
た。抄紙後得られたシートも、地合は悪く、厚みむらも
大きく、強度も実施例１に比べ、劣ったものであった。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【発明の効果】本発明の方法を用いることで、離解が容
易な繊維はもちろん離解が困難な繊維を均一に分散し、
通常の湿式抄紙法で地合の良好なシートを得ることが可
能になる。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維、水、起泡性の高い界面活性剤を混
   合したスラリーに、強い機械的処理を加え、起泡させ、
   さらに処理を継続し、繊維の離解分散を行い、このスラ
   リーに高粘度溶液を加えたのち、消泡剤を添加し、消泡
   を行い、該スラリーを用い抄紙することを特徴とする抄
   紙方法。