JP3184224B2 - 結合剤を含む紙支持製品の製造方法 - Google Patents
結合剤を含む紙支持製品の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、重合体（polymeric）結合剤を含む紙支持
製品の製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は重
合体結合剤を含む紙支持製品の製造方法におけるエマル
ジョンの使用に関する。本発明はまた、優れた引っ張り
性、剥離性およびＺ−方向の強度を示す製造された紙製
品に関する。
製品の製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は重
合体結合剤を含む紙支持製品の製造方法におけるエマル
ジョンの使用に関する。本発明はまた、優れた引っ張り
性、剥離性およびＺ−方向の強度を示す製造された紙製
品に関する。
製紙工業ならびに他の工業は、繊維材料から作られた
製品、たとえば構成部材としてセルロース繊維またはパ
ルプで作られた紙およびボード製品の強度を向上するた
めの方法を長い間探していた。不十分な乾燥強度により
もたらされる問題点および制限は、木から機械的に得ら
れる回収された供給物（furnish）または繊維を、全部
または部分的に利用する多数の工業では特に深刻であ
る。たとえば製紙工業において、リサイクルされたセル
ロース繊維は、新聞用紙および軽量のコート紙の製造に
一般的に使用される。しかしながらこれらのリサイクル
された繊維は一般的に化学的にパルプ化された繊維より
も短く、したがってバージンの化学的パルプ繊維から作
られる紙と比較して乾燥強度特性が比較的低い。しかし
ながら、全ての紙およびボード製造にバージン化学パル
プ繊維を使用することは天然供給源利用の点で無駄であ
り、ならびに殆どの場合および用途においてコスト高で
ある。
製品、たとえば構成部材としてセルロース繊維またはパ
ルプで作られた紙およびボード製品の強度を向上するた
めの方法を長い間探していた。不十分な乾燥強度により
もたらされる問題点および制限は、木から機械的に得ら
れる回収された供給物（furnish）または繊維を、全部
または部分的に利用する多数の工業では特に深刻であ
る。たとえば製紙工業において、リサイクルされたセル
ロース繊維は、新聞用紙および軽量のコート紙の製造に
一般的に使用される。しかしながらこれらのリサイクル
された繊維は一般的に化学的にパルプ化された繊維より
も短く、したがってバージンの化学的パルプ繊維から作
られる紙と比較して乾燥強度特性が比較的低い。しかし
ながら、全ての紙およびボード製造にバージン化学パル
プ繊維を使用することは天然供給源利用の点で無駄であ
り、ならびに殆どの場合および用途においてコスト高で
ある。
過去にセルロース繊維で作られた紙またはボード材料
のような繊維材料で形成されたシートの乾燥強度および
関連する性質を向上するためにこれまで様々な方法が提
案されてきた。紙製品の乾燥強度特性を向上するための
一つの変法は、たとえばその形成後のサイズプレス時に
シートの表面サイジングすることを含む。製品の重要な
性質の幾つかはシートの表面をサイジングすることによ
り向上されるとはいえ、たとえばボードおよび新聞用紙
機械を含む多くの製紙機械はサイズプレスを備えていな
い。その上、シートの表面の性質のみが表面サイジング
を介して適切に向上されるだけである。それ故、表面サ
イジングは工業の大部分において不適切なばかりでなく
シート全体にわたっての製品の強度を向上する目的に対
して不適切である。後の要素は、印刷する間の損紙が例
えば生産性を乱し、そして非常にコスト高になるので特
に深刻である。
のような繊維材料で形成されたシートの乾燥強度および
関連する性質を向上するためにこれまで様々な方法が提
案されてきた。紙製品の乾燥強度特性を向上するための
一つの変法は、たとえばその形成後のサイズプレス時に
シートの表面サイジングすることを含む。製品の重要な
性質の幾つかはシートの表面をサイジングすることによ
り向上されるとはいえ、たとえばボードおよび新聞用紙
機械を含む多くの製紙機械はサイズプレスを備えていな
い。その上、シートの表面の性質のみが表面サイジング
を介して適切に向上されるだけである。それ故、表面サ
イジングは工業の大部分において不適切なばかりでなく
シート全体にわたっての製品の強度を向上する目的に対
して不適切である。後の要素は、印刷する間の損紙が例
えば生産性を乱し、そして非常にコスト高になるので特
に深刻である。
シートの表面サイジングに代わる好ましい変法は、シ
ート形成前に繊維供給物へ直接化学添加剤を添加するこ
とを介して製品の強度を向上することである。製紙機械
のウェットエンド（wet−end）における普通の添加剤
は、たとえば陽イオン性スターチまたはメラミン樹脂類
である。しかしながら、製紙工業において使用される公
知のウェットエンド添加剤によりもたらされる問題は、
Ｚ−方向における紙の機械的特性、たとえば剥離強度、
耐表面強度（surface pick resistance）およびスコッ
ト内部接着力を著しく向上させることができないことで
ある。
ート形成前に繊維供給物へ直接化学添加剤を添加するこ
とを介して製品の強度を向上することである。製紙機械
のウェットエンド（wet−end）における普通の添加剤
は、たとえば陽イオン性スターチまたはメラミン樹脂類
である。しかしながら、製紙工業において使用される公
知のウェットエンド添加剤によりもたらされる問題は、
Ｚ−方向における紙の機械的特性、たとえば剥離強度、
耐表面強度（surface pick resistance）およびスコッ
ト内部接着力を著しく向上させることができないことで
ある。
公知のウェットエンド添加剤によりもたらされる別の
問題は、製紙機械のウェットエンドにおけるシートの初
期形成の間にセルロース繊維における比較的低い保留で
ある。ほとんどの用途において、高い希釈率およびこれ
が長綱抄紙機のスライスで作られる高い流体力学的力の
ためにワイヤーを介して排水されるので、かなりの部分
のウェットエンド添加剤が白水フラクションと同行す
る。これに代わり、添加剤のかなりの部分が、広く行わ
れている操作温度でストックへのその添加とそれに続く
機械上でのシートの形成の間の一時的停止期間に溶液中
で失われるかもしれない。したがって、繊維製品の内部
強化について公知の方法を使用することにより達成され
うる可能性のある利点は実際はあまり実現されない。事
実、さらに化学添加剤のコストを考えると、実際に達成
されるどんな些細な利点も大部分は期待ほどではない。
問題は、製紙機械のウェットエンドにおけるシートの初
期形成の間にセルロース繊維における比較的低い保留で
ある。ほとんどの用途において、高い希釈率およびこれ
が長綱抄紙機のスライスで作られる高い流体力学的力の
ためにワイヤーを介して排水されるので、かなりの部分
のウェットエンド添加剤が白水フラクションと同行す
る。これに代わり、添加剤のかなりの部分が、広く行わ
れている操作温度でストックへのその添加とそれに続く
機械上でのシートの形成の間の一時的停止期間に溶液中
で失われるかもしれない。したがって、繊維製品の内部
強化について公知の方法を使用することにより達成され
うる可能性のある利点は実際はあまり実現されない。事
実、さらに化学添加剤のコストを考えると、実際に達成
されるどんな些細な利点も大部分は期待ほどではない。
製紙工業において施されたこれまで公知で特に望まし
い表面サイジング剤はポリビニルアルコールである。ポ
リビニルアルコールの表面サイジング剤または接着剤と
しての使用は、たとえば米国特許第2,330,314号（シュ
ワルツ（Schwartz））；第3,183,137号（ハーモン（Har
mon）ら）；第3,276,359号（ウォルセン（Worthen）
ら）；および第3,878,038号（オプダーベック（Opderbe
ck）ら）に記載されている。他の特許は、さらに表面サ
イジング剤としてのポリビニルアルコールの使用に続い
てウェットエンド添加剤として異なった組成物、たとえ
ばメラミンホルムアルデヒド樹脂の使用が記載されてお
り、このようなものにたとえば米国特許第3,773,513号
（マッククラーレン（MacClaren））がある。さらに、
ジョンストーン（Johnstone）らの米国特許第4,372,814
号には、ウェットエンド添加剤の特定の群に対する“結
合剤”として十分に加水分解されたポリビニルアルコー
ルの使用が記載され、その後再び表面サイジング剤とし
て記載されている。
い表面サイジング剤はポリビニルアルコールである。ポ
リビニルアルコールの表面サイジング剤または接着剤と
しての使用は、たとえば米国特許第2,330,314号（シュ
ワルツ（Schwartz））；第3,183,137号（ハーモン（Har
mon）ら）；第3,276,359号（ウォルセン（Worthen）
ら）；および第3,878,038号（オプダーベック（Opderbe
ck）ら）に記載されている。他の特許は、さらに表面サ
イジング剤としてのポリビニルアルコールの使用に続い
てウェットエンド添加剤として異なった組成物、たとえ
ばメラミンホルムアルデヒド樹脂の使用が記載されてお
り、このようなものにたとえば米国特許第3,773,513号
（マッククラーレン（MacClaren））がある。さらに、
ジョンストーン（Johnstone）らの米国特許第4,372,814
号には、ウェットエンド添加剤の特定の群に対する“結
合剤”として十分に加水分解されたポリビニルアルコー
ルの使用が記載され、その後再び表面サイジング剤とし
て記載されている。
トーランド（Toland）らの米国特許第2,402,469号に
は、ウェットエンド添加剤としてポリビニルアルコール
を使用しシートの乾燥強度特性と対向するウェット強度
を向上することが記載されている。しかしながら、トー
ランドの特許において提案されている添加レベルはパル
プの絶乾重量に基づいてほぼ10％であり、その時点で主
流である比較的低い製紙機械操作スピードでさえもウェ
ットエンドでの非常に低い保留（retention）を明らか
に反映する。さらに、トーランドらにより記載されたポ
リビニルアルコール製品は130゜Fで水に溶解性である。
多くの製紙機械は130゜Fまたはそれ以上の主流温度で維
持されるので、トーランドらの記載の方法はしたがっ
て、全てではないがほとんどの場合、製紙用途において
効果がない。
は、ウェットエンド添加剤としてポリビニルアルコール
を使用しシートの乾燥強度特性と対向するウェット強度
を向上することが記載されている。しかしながら、トー
ランドの特許において提案されている添加レベルはパル
プの絶乾重量に基づいてほぼ10％であり、その時点で主
流である比較的低い製紙機械操作スピードでさえもウェ
ットエンドでの非常に低い保留（retention）を明らか
に反映する。さらに、トーランドらにより記載されたポ
リビニルアルコール製品は130゜Fで水に溶解性である。
多くの製紙機械は130゜Fまたはそれ以上の主流温度で維
持されるので、トーランドらの記載の方法はしたがっ
て、全てではないがほとんどの場合、製紙用途において
効果がない。
ポリビニルアルコールに関するジョン ウィリー ア
ンド サンズ社による1973年刊行物において、12章では
紙製造時にこの製品の使用の検討に当てている。数ある
主題の中でもとりわけ、ポリビニルアルコールを用いた
“内部サイジング（internal sizing）”紙のテーマが
提案され、上記トーランドらの特許とこれに加えて積層
ボードに関連するもので、日本国、大阪市の日本合成に
譲渡された日本特許第12,608号参照せよ。刊行物はポリ
ビニルアルコール製品の好ましい特性を記載しており、
ウェットエンド添加剤として使用されそしてビーターサ
イズ剤へ直接添加するのに適するとししており、日本合
成により“ゴーセノール（Gohsenol）Ｐ−250"として市
販されている特定銘柄と同一である。ゴーセノールＰ−
250製品は、刊行物において98−99モル％が加水分解さ
れそして67−70℃の溶解温度を有するとして記載されて
いる。
ンド サンズ社による1973年刊行物において、12章では
紙製造時にこの製品の使用の検討に当てている。数ある
主題の中でもとりわけ、ポリビニルアルコールを用いた
“内部サイジング（internal sizing）”紙のテーマが
提案され、上記トーランドらの特許とこれに加えて積層
ボードに関連するもので、日本国、大阪市の日本合成に
譲渡された日本特許第12,608号参照せよ。刊行物はポリ
ビニルアルコール製品の好ましい特性を記載しており、
ウェットエンド添加剤として使用されそしてビーターサ
イズ剤へ直接添加するのに適するとししており、日本合
成により“ゴーセノール（Gohsenol）Ｐ−250"として市
販されている特定銘柄と同一である。ゴーセノールＰ−
250製品は、刊行物において98−99モル％が加水分解さ
れそして67−70℃の溶解温度を有するとして記載されて
いる。
1982年のTAPPI製紙メーカー会議の間に提出された198
2年度版技術論文において、イー．アイ．デュポン社
（E.I.duPont deNemours ＆ Company Inc.）のデビット
ズンカー博士（Dr.David Zunker）は、製紙機械のウ
ェットエンドでポリビニルアルコールのいくらかの保留
を達成することにおいて重要な問題を記載している。こ
の論文において、結合剤としてポリビニルアルコールお
よび陽イオン性トリメチロールメラミンの混合物を使用
することが保留問題の解決策として提案されている。し
かしながら、ズンカー博士により提案されたような“TM
M"の使用またはこれに変わるポリビニルアルコールにつ
いての保留助剤としての陽イオンデンプンの使用は成功
せず、なぜならその白水系において製紙機械が平衡に達
したのち陰性に帯電した陰イオン白水がスターチまたは
TMMの陽イオンの陽電荷を迅速に中和するからである。
さらに、TMMはウェット強度特性の公知強化剤であり、
これは完全に乾燥した損紙を供給物として再使用するた
めに再度パルプ化することにおいて独特な問題を提供す
る。
2年度版技術論文において、イー．アイ．デュポン社
（E.I.duPont deNemours ＆ Company Inc.）のデビット
ズンカー博士（Dr.David Zunker）は、製紙機械のウ
ェットエンドでポリビニルアルコールのいくらかの保留
を達成することにおいて重要な問題を記載している。こ
の論文において、結合剤としてポリビニルアルコールお
よび陽イオン性トリメチロールメラミンの混合物を使用
することが保留問題の解決策として提案されている。し
かしながら、ズンカー博士により提案されたような“TM
M"の使用またはこれに変わるポリビニルアルコールにつ
いての保留助剤としての陽イオンデンプンの使用は成功
せず、なぜならその白水系において製紙機械が平衡に達
したのち陰性に帯電した陰イオン白水がスターチまたは
TMMの陽イオンの陽電荷を迅速に中和するからである。
さらに、TMMはウェット強度特性の公知強化剤であり、
これは完全に乾燥した損紙を供給物として再使用するた
めに再度パルプ化することにおいて独特な問題を提供す
る。
これにもかかわらず、紙製品および他のウェブを作る
際に使用するために、結合剤としてポリビニルアルコー
ルの使用が近年増加している。たとえば、米国特許第3,
937,865号には不織ガラス繊維ウェブに対する結合剤と
してポリビニルアルコールを使用することが開示されて
いる。使用されるポリビニルアルコールは粉末または懸
濁液である。ポリビニルアルコールで接着されたガラス
繊維ウェブは一般に、エポキシ樹脂の溶液で含浸され、
ラミネートとしてアレンジされ、そして高圧および高温
にて圧縮され最終ラミネートを形成する。
際に使用するために、結合剤としてポリビニルアルコー
ルの使用が近年増加している。たとえば、米国特許第3,
937,865号には不織ガラス繊維ウェブに対する結合剤と
してポリビニルアルコールを使用することが開示されて
いる。使用されるポリビニルアルコールは粉末または懸
濁液である。ポリビニルアルコールで接着されたガラス
繊維ウェブは一般に、エポキシ樹脂の溶液で含浸され、
ラミネートとしてアレンジされ、そして高圧および高温
にて圧縮され最終ラミネートを形成する。
米国特許第4,865,691号には過−加水分解されそして1
30゜Fに維持された水にほとんど溶けないポリビニルア
ルコールの特定銘柄を“ウェットエンド添加剤”として
内部強化した紙支持製品へ使用することが開示されてい
る。使用される特定のポリビニルアルコールは表面サイ
ジングに使用するために最近になって提案されている。
製品は中国から輸入される材料から加工される。その国
内産の同じものと異なり、米国特許第4,865,691号で使
用されるポリビニルアルコールの銘柄は特徴的な枝分か
れ外観とセルロース繊維のものとほとんど同じコンシス
テンシーを有する十分に水和化したウェットエンド添加
剤である。粒子は、拡大すると均一の、一般に“結晶
性”で、球状外観を有する市販の国内産銘柄と対照的
に、木部繊維様の外観を有する。ポリビニルアルコール
製品の製造において、米国内で使用中の主流である現代
的なベルト式またはタンク式反応器よりむしろ一軸スク
リュー鹸化器または加水分解器が利用されている。スク
リュー式鹸化器は鹸化の間にポリビニルアルコールを延
伸する。その結果、十分に水和化すると非常に膨潤する
比較的低乾燥バルク密度を有する木部繊維様粒子が作ら
れる。ウェットエンドにおけるポリビニルアルコールの
添加は、米国特許第4,865,691号の実施例に例示され、
一般的にパルプに対して炉乾燥重量に基づいて約0.25〜
約１％の範囲の量である。
30゜Fに維持された水にほとんど溶けないポリビニルア
ルコールの特定銘柄を“ウェットエンド添加剤”として
内部強化した紙支持製品へ使用することが開示されてい
る。使用される特定のポリビニルアルコールは表面サイ
ジングに使用するために最近になって提案されている。
製品は中国から輸入される材料から加工される。その国
内産の同じものと異なり、米国特許第4,865,691号で使
用されるポリビニルアルコールの銘柄は特徴的な枝分か
れ外観とセルロース繊維のものとほとんど同じコンシス
テンシーを有する十分に水和化したウェットエンド添加
剤である。粒子は、拡大すると均一の、一般に“結晶
性”で、球状外観を有する市販の国内産銘柄と対照的
に、木部繊維様の外観を有する。ポリビニルアルコール
製品の製造において、米国内で使用中の主流である現代
的なベルト式またはタンク式反応器よりむしろ一軸スク
リュー鹸化器または加水分解器が利用されている。スク
リュー式鹸化器は鹸化の間にポリビニルアルコールを延
伸する。その結果、十分に水和化すると非常に膨潤する
比較的低乾燥バルク密度を有する木部繊維様粒子が作ら
れる。ウェットエンドにおけるポリビニルアルコールの
添加は、米国特許第4,865,691号の実施例に例示され、
一般的にパルプに対して炉乾燥重量に基づいて約0.25〜
約１％の範囲の量である。
ポリビニルアルコールのような重合体結合剤の使用が
少量で可能であるとはいえ、たとえば10重量％から20重
量％またはそれ以上のような多量の使用は非常に困難な
問題を提供する。重合体結合剤が水溶性でなく、それゆ
え、ウェブの乾燥の間に紙ウェブに混入されるようにな
っても、重合体結合剤が非常に粘着性になり、そして商
業的操作に使用されるフェルトおよび乾燥缶へ粘着する
ようになる。その結果、粘着問題のために操作全体を止
めなければならない。紙支持製品におけるより大きな割
合の重合体結合剤を用いる潜在的な利点は、それゆえ、
このような製品を実際的見地から簡単に作ることができ
ないので失われる。
少量で可能であるとはいえ、たとえば10重量％から20重
量％またはそれ以上のような多量の使用は非常に困難な
問題を提供する。重合体結合剤が水溶性でなく、それゆ
え、ウェブの乾燥の間に紙ウェブに混入されるようにな
っても、重合体結合剤が非常に粘着性になり、そして商
業的操作に使用されるフェルトおよび乾燥缶へ粘着する
ようになる。その結果、粘着問題のために操作全体を止
めなければならない。紙支持製品におけるより大きな割
合の重合体結合剤を用いる潜在的な利点は、それゆえ、
このような製品を実際的見地から簡単に作ることができ
ないので失われる。
したがって、本発明の目的は、重合体結合剤を含む紙
支持製品を効率的に作る方法を提供するものである。
支持製品を効率的に作る方法を提供するものである。
本発明の別の目的は、市販の製紙機械を用いて、重合
体結合剤10重量％から20重量％およびそれ以上を含む紙
支持製品を作ることである。
体結合剤10重量％から20重量％およびそれ以上を含む紙
支持製品を作ることである。
本発明のさらに別の目的は、増強された引っ張り性、
剛性、高温強度、剥離性およびＺ−方向強度を有する新
規紙支持製品を提供するものである。
剛性、高温強度、剥離性およびＺ−方向強度を有する新
規紙支持製品を提供するものである。
本発明のさらに別の目的は、先行技術ではこれまで利
用不可能であった量のポリビニルアルコールまたは他の
結合剤を有する新規紙支持製品を提供するものである。
用不可能であった量のポリビニルアルコールまたは他の
結合剤を有する新規紙支持製品を提供するものである。
本発明のこれらのおよび別の目的は、以下の明細書、
図面および添付の請求の範囲を精査することにより明ら
かになるであろう。
図面および添付の請求の範囲を精査することにより明ら
かになるであろう。
発明の概要 上述した目的にしたがって、本発明は紙支持製品の製
法を提供するものであり、この方法は第一に、セルロー
スパルプ、ほとんど水に不溶の粒状重合体結合剤および
レシチンと脂肪酸またはその誘導体とからなるエマルジ
ョンからなるスラリーを調製することを含む。次いで、
このスラリーから液体を排出してウェブを形成し、該ウ
ェブを乾燥して紙支持製品を提供する。好ましい重合体
結合剤は加水分解したポリビニルアルコール粉末であ
り、この結合剤は最終乾燥製品中で約20重量％またはそ
れ以上の量で存在することができる。この方法の鍵は、
レシチンと脂肪酸またはその誘導体からなるエマルジョ
ンの使用であり、エマルジョンはこのように多量の粘着
性重合体結合剤を含むウェブが一般的に使用される乾燥
缶に粘着することなく高温で乾燥することができるよう
にする。これにより、本発明の方法は通常の市販製紙機
械を用いてこのような紙支持製品を効率的に作ることが
できるようにする。
法を提供するものであり、この方法は第一に、セルロー
スパルプ、ほとんど水に不溶の粒状重合体結合剤および
レシチンと脂肪酸またはその誘導体とからなるエマルジ
ョンからなるスラリーを調製することを含む。次いで、
このスラリーから液体を排出してウェブを形成し、該ウ
ェブを乾燥して紙支持製品を提供する。好ましい重合体
結合剤は加水分解したポリビニルアルコール粉末であ
り、この結合剤は最終乾燥製品中で約20重量％またはそ
れ以上の量で存在することができる。この方法の鍵は、
レシチンと脂肪酸またはその誘導体からなるエマルジョ
ンの使用であり、エマルジョンはこのように多量の粘着
性重合体結合剤を含むウェブが一般的に使用される乾燥
缶に粘着することなく高温で乾燥することができるよう
にする。これにより、本発明の方法は通常の市販製紙機
械を用いてこのような紙支持製品を効率的に作ることが
できるようにする。
本発明の方法により作られる紙支持製品はまた、紙支
持製品についてこれまで知られていない引っ張り性、剥
離性およびＺ−方向強度を示す新規製品である。このよ
うな有利な物理的特性は本発明方法を用いて製品へ混入
されうる結合剤の高い割合により達成されるものであ
る。
持製品についてこれまで知られていない引っ張り性、剥
離性およびＺ−方向強度を示す新規製品である。このよ
うな有利な物理的特性は本発明方法を用いて製品へ混入
されうる結合剤の高い割合により達成されるものであ
る。
図面の簡単な説明 図１は粒状結合剤を含む調製されたハンドシートに関
し粒子サイズ対平均引っ張り値のプロットである。
し粒子サイズ対平均引っ張り値のプロットである。
図２は粒状結合剤を含む調製されたハンドシートに関
し粒子サイズ対Ｚ−方向引っ張り強度のプロットであ
る。
し粒子サイズ対Ｚ−方向引っ張り強度のプロットであ
る。
好ましい実施態様の詳細な記載 本発明の方法は、製品が最終製品の強度を向上するの
に十分な量の重合体結合剤を含むという事実にもかかわ
らず、通常の技術および機械を用いて、紙支持製品を効
率よく作ることが出来る。本発明の方法を用いると、結
合剤が粘着性になり通常の製紙方法で使用される乾燥缶
に粘着するという問題が解決する。紙支持製品はしたが
って、通常の機械を用いて迅速にそしてコスト効果的に
調製される。
に十分な量の重合体結合剤を含むという事実にもかかわ
らず、通常の技術および機械を用いて、紙支持製品を効
率よく作ることが出来る。本発明の方法を用いると、結
合剤が粘着性になり通常の製紙方法で使用される乾燥缶
に粘着するという問題が解決する。紙支持製品はしたが
って、通常の機械を用いて迅速にそしてコスト効果的に
調製される。
本発明の方法は、セルロース性パルプのスラリーを調
製することを含み、これはいずれのパルプでもよく、た
とえば紙支持製品を作るのに公知の木部パルプでよい。
好適なパルプの例は、北部軟材クラフトパウプ、南部パ
インパルプ、北部および南部の硬木クラフトパルプおよ
び砕木パルプ（mechanical pulp）たとえば砕木パルプ
（ground wood）、CTMPパルプおよびTMPパルプである。
合成繊維はまたセルロースパルプに加えて存在すること
もでき、このような合成繊維は紙支持製品で使用される
ことが知られているいずれかの代表的合成繊維からな
る。このような繊維は、ナイロン、レーヨン、アクリ
ル、アセテート、アラミドおよびポリエステル繊維であ
る。最も好ましい合成繊維はポリエステル繊維である。
製することを含み、これはいずれのパルプでもよく、た
とえば紙支持製品を作るのに公知の木部パルプでよい。
好適なパルプの例は、北部軟材クラフトパウプ、南部パ
インパルプ、北部および南部の硬木クラフトパルプおよ
び砕木パルプ（mechanical pulp）たとえば砕木パルプ
（ground wood）、CTMPパルプおよびTMPパルプである。
合成繊維はまたセルロースパルプに加えて存在すること
もでき、このような合成繊維は紙支持製品で使用される
ことが知られているいずれかの代表的合成繊維からな
る。このような繊維は、ナイロン、レーヨン、アクリ
ル、アセテート、アラミドおよびポリエステル繊維であ
る。最も好ましい合成繊維はポリエステル繊維である。
セルロースパルプは一般にスラリー固体の60〜90重量
％からなる。合成繊維もまたスラリー中に存在する場
合、合成繊維は一般にスラリー固体の５〜約20重量％を
含む。
％からなる。合成繊維もまたスラリー中に存在する場
合、合成繊維は一般にスラリー固体の５〜約20重量％を
含む。
繊維パルプと共に、スラリーは粒状結合剤好ましくは
実質的に水に不溶の重合体も含む。本発明の目的のため
に、重合体結合剤に関連して“実質的に水に不溶の”と
いう語句は、水性スラリー中ではっきりとは溶けない、
すなわち30分間の間に25重量％以下が溶けるかもしれな
い粒子物質について言う。好ましくは、結合剤の溶解度
は30分間で15重量％以下しか溶けないようなものであ
り、最も好ましくは30分間で水性スラリー中に10重量％
以下しか溶けないようなものである。
実質的に水に不溶の重合体も含む。本発明の目的のため
に、重合体結合剤に関連して“実質的に水に不溶の”と
いう語句は、水性スラリー中ではっきりとは溶けない、
すなわち30分間の間に25重量％以下が溶けるかもしれな
い粒子物質について言う。好ましくは、結合剤の溶解度
は30分間で15重量％以下しか溶けないようなものであ
り、最も好ましくは30分間で水性スラリー中に10重量％
以下しか溶けないようなものである。
結合剤はもともと粒状のもの、たとえば粉末であり、
乾燥固体としてまたはスラリー中に添加されうる。結合
剤はポリビニルアルコール粉末、アクリル樹脂粉末、フ
ェノール樹脂粉末、エポキシ樹脂粉末または他のいずれ
かの水不溶性接着剤粉末であり、好ましくは重合体粉末
である。最も好ましい結合剤はポリビニルアルコール粉
末である。
乾燥固体としてまたはスラリー中に添加されうる。結合
剤はポリビニルアルコール粉末、アクリル樹脂粉末、フ
ェノール樹脂粉末、エポキシ樹脂粉末または他のいずれ
かの水不溶性接着剤粉末であり、好ましくは重合体粉末
である。最も好ましい結合剤はポリビニルアルコール粉
末である。
実質的に水に溶けないポリビニルアルコール粉末につ
いて、ポリビニルアルコールは、たとえば少なくとも98
％が加水分解されなければならない。このように加水分
解されたポリビニルアルコールポリマーを使用すると、
スラリーに使用する水にポリビニルアルコールが溶けな
いことを避けながらポリマーへ連続的に使用することが
できるようになることがわかった。むしろ、加水分解さ
れたポリビニルアルコールは水に膨潤するが、しかし溶
けない。粉末形状で市販されており本発明にしたがって
好適な結合剤として機能する好ましいポリビニルアルコ
ールポリマーの例は、ペンシルバニア州アレンタウンの
エアプロダクツ・アンド・ケミカルズ社（Air Products
and Chemicals,Inc.）により販売されているもの、銘
柄としてはエアボール（Airvol）125SF（99.3％＋加水
分解）、エアボール165SF（99.3％＋加水分解）、エア
ボール350SF（98−98.8％ 加水分解）、エアボール107
SF（98−98.8％加水分解）およびエアボール325SF（98
−98.8％ 加水分解）である。
いて、ポリビニルアルコールは、たとえば少なくとも98
％が加水分解されなければならない。このように加水分
解されたポリビニルアルコールポリマーを使用すると、
スラリーに使用する水にポリビニルアルコールが溶けな
いことを避けながらポリマーへ連続的に使用することが
できるようになることがわかった。むしろ、加水分解さ
れたポリビニルアルコールは水に膨潤するが、しかし溶
けない。粉末形状で市販されており本発明にしたがって
好適な結合剤として機能する好ましいポリビニルアルコ
ールポリマーの例は、ペンシルバニア州アレンタウンの
エアプロダクツ・アンド・ケミカルズ社（Air Products
and Chemicals,Inc.）により販売されているもの、銘
柄としてはエアボール（Airvol）125SF（99.3％＋加水
分解）、エアボール165SF（99.3％＋加水分解）、エア
ボール350SF（98−98.8％ 加水分解）、エアボール107
SF（98−98.8％加水分解）およびエアボール325SF（98
−98.8％ 加水分解）である。
重合体結合剤の粒子の性質も紙支持製品の最終特性に
関して重要である。重合体結合剤は、紙支持製品を作る
のに使用されるセルロース繊維の直径約３〜７に等しい
水膨潤サイズ（すなわち、水中の粒子の平衡サイズ）の
粒子を有することが好ましい。このようにサイズ化した
粒子の使用は、優れた剥離強度ならびにＺ−方向強度を
有する紙支持製品を提供することがわかっている。
関して重要である。重合体結合剤は、紙支持製品を作る
のに使用されるセルロース繊維の直径約３〜７に等しい
水膨潤サイズ（すなわち、水中の粒子の平衡サイズ）の
粒子を有することが好ましい。このようにサイズ化した
粒子の使用は、優れた剥離強度ならびにＺ−方向強度を
有する紙支持製品を提供することがわかっている。
調製されたスラリーはまた水性エマルジョンをも含
む。このような水性エマルジョンはレシチンおよび脂肪
酸またはその誘導体からなる。使用するレシチンの量は
脂肪酸および／またはその誘導体（たとえば、そのエス
テル）とともに安定な水性エマルジョンを作るのに十分
であるものである。一般的には、エマルジョンにおける
レシチンの脂肪酸またはその誘導体に対する重量比は約
1:9〜約3:7の範囲であり、好ましくは約2:8である。
む。このような水性エマルジョンはレシチンおよび脂肪
酸またはその誘導体からなる。使用するレシチンの量は
脂肪酸および／またはその誘導体（たとえば、そのエス
テル）とともに安定な水性エマルジョンを作るのに十分
であるものである。一般的には、エマルジョンにおける
レシチンの脂肪酸またはその誘導体に対する重量比は約
1:9〜約3:7の範囲であり、好ましくは約2:8である。
レシチンは植物、動物または微生物のいずれかを供給
源としてこれから誘導されるレシチンである。好適なレ
シチン物質は市販されており、大豆レシチンおよび卵黄
レシチンである。脂肪酸は好ましくはC8−C14脂肪酸、
またはそのエステル誘導体、すなわち脂肪酸エステルで
ある。レシチンおよび脂肪酸化合物のエマルジョンは、
粘着性重合体結合剤の存在にもかかわらずウェブ製品へ
優れた剥離性をもたらす添加剤を提供するもので、これ
により乾燥缶および他の通常の装置上でウェブを乾燥す
ることができるようになる。成分のこの特定の組合せを
含むエマルジョンはまた最終紙支持製品の引張強度およ
び引き裂き強度の物理的特性を著しく低下させることは
ないということがわかった。これは重要な考察である。
なぜなら、多くの添加剤は紙支持ウェブの引張強度、剥
離性およびＺ−方向の強度の物理的特性をだめにするか
または実質的に低下させるからである。エマルジョンの
成分はまた食品と接触しなければならない材料のいずれ
においても使用するために安全な成分であるのが有利で
ある。
源としてこれから誘導されるレシチンである。好適なレ
シチン物質は市販されており、大豆レシチンおよび卵黄
レシチンである。脂肪酸は好ましくはC8−C14脂肪酸、
またはそのエステル誘導体、すなわち脂肪酸エステルで
ある。レシチンおよび脂肪酸化合物のエマルジョンは、
粘着性重合体結合剤の存在にもかかわらずウェブ製品へ
優れた剥離性をもたらす添加剤を提供するもので、これ
により乾燥缶および他の通常の装置上でウェブを乾燥す
ることができるようになる。成分のこの特定の組合せを
含むエマルジョンはまた最終紙支持製品の引張強度およ
び引き裂き強度の物理的特性を著しく低下させることは
ないということがわかった。これは重要な考察である。
なぜなら、多くの添加剤は紙支持ウェブの引張強度、剥
離性およびＺ−方向の強度の物理的特性をだめにするか
または実質的に低下させるからである。エマルジョンの
成分はまた食品と接触しなければならない材料のいずれ
においても使用するために安全な成分であるのが有利で
ある。
粒状結合剤はスラリー中でセルロースパルプと十分に
混合される。この混合は抄紙機のウェットエンドより前
に行うのが好ましい。この混合は形成される紙製品中で
結合剤粒子が均一に分散するのを確実にする。水性スラ
リー中でセルロースパルプと混合する前に、一般的には
室温にて粒状結合剤を十分に水和化するかまたは水性懸
濁液中で平衡に達するようにすることが好ましい。これ
は、粒状結合剤がポリビニルアルコール粉末である場合
最も好ましい。しかしながら、粒状結合剤の添加をセル
ローススラリーへ直接に乾燥形態で行う場合、水性懸濁
液中で粒子が平衡に達するようになるのに十分な停止時
間を見越すようにすることが好ましい。
混合される。この混合は抄紙機のウェットエンドより前
に行うのが好ましい。この混合は形成される紙製品中で
結合剤粒子が均一に分散するのを確実にする。水性スラ
リー中でセルロースパルプと混合する前に、一般的には
室温にて粒状結合剤を十分に水和化するかまたは水性懸
濁液中で平衡に達するようにすることが好ましい。これ
は、粒状結合剤がポリビニルアルコール粉末である場合
最も好ましい。しかしながら、粒状結合剤の添加をセル
ローススラリーへ直接に乾燥形態で行う場合、水性懸濁
液中で粒子が平衡に達するようになるのに十分な停止時
間を見越すようにすることが好ましい。
レシチンと脂肪酸および／またはその誘導体からなる
エマルジョンは、乾燥工程の前の製紙工程のいずれかの
時期においてスラリーへ導入することができる。それゆ
え、エマルジョンをヘッドボックスへ、パルプ（スラリ
ー）またはライン下流のいずれかの場所へ直接添加する
ことができる。本発明の別の実施態様において、エマル
ジョンを乾燥缶の上に直接スプレーすることもできる
し、または乾燥前にウェブをエマルジョンでスプレーし
てもよい。鍵は、乾燥シリンダーの表面を被覆するエマ
ルジョン皮膜を有し、これにより加熱時に粒状結合剤が
活性化する場合乾燥シリンダーの表面への粘着が起こら
ないことである。しかしながら、エマルジョンを直接ス
ラリーに添加することが最も好ましく、なぜなら乾燥シ
リンダーの表面へのウェブ粘着についてなんら心配する
ことなく最も効率的に連続方法が可能だからである。エ
マルジョンが方法の乾燥工程へ入る前に、乾燥シリンダ
ーの表面上またはウェブ上へスプレーされる場合、この
ようなスプレーは連続方法の流れを可能にするために連
続的でなければならない。単に、エマルジョン含有スラ
リーを作ることが方法を行う最も効率的で有効な手段で
ある。
エマルジョンは、乾燥工程の前の製紙工程のいずれかの
時期においてスラリーへ導入することができる。それゆ
え、エマルジョンをヘッドボックスへ、パルプ（スラリ
ー）またはライン下流のいずれかの場所へ直接添加する
ことができる。本発明の別の実施態様において、エマル
ジョンを乾燥缶の上に直接スプレーすることもできる
し、または乾燥前にウェブをエマルジョンでスプレーし
てもよい。鍵は、乾燥シリンダーの表面を被覆するエマ
ルジョン皮膜を有し、これにより加熱時に粒状結合剤が
活性化する場合乾燥シリンダーの表面への粘着が起こら
ないことである。しかしながら、エマルジョンを直接ス
ラリーに添加することが最も好ましく、なぜなら乾燥シ
リンダーの表面へのウェブ粘着についてなんら心配する
ことなく最も効率的に連続方法が可能だからである。エ
マルジョンが方法の乾燥工程へ入る前に、乾燥シリンダ
ーの表面上またはウェブ上へスプレーされる場合、この
ようなスプレーは連続方法の流れを可能にするために連
続的でなければならない。単に、エマルジョン含有スラ
リーを作ることが方法を行う最も効率的で有効な手段で
ある。
スラリーを調製すると、スラリーから液体を排出して
ウェブを作る。通常の長網抄紙機またはシリンダー機を
この目的で使用することもできるし、またはいずれかの
好適な脱水装置を使用することもできる。液体を排出す
ることによりウェブを形成後、ウェブは乾燥前に場合に
よりプレスしてさらに脱水してもよい。乾燥工程の間ウ
ェブを結合剤粒子が粘着性になる温度まで加熱して、こ
れにより結合剤粒子をウェブの繊維と結合させることが
重要である。結合剤としてポリビニルアルコールを使用
する場合、乾燥する間ウェブを加熱する温度は水の沸点
付近（たとえば、190〜220゜F）が有利である。ウェブ
を乾燥するのに必要なまさにその温度でポリビニルアル
コール粒子が活性され、すなわち粘着性になるので、こ
れにより非常に熱効率のよい効果的方法となる。通常の
製紙機械を使用する場合、乾燥缶を使用して製造されて
いる連続した紙支持製品を乾燥する。
ウェブを作る。通常の長網抄紙機またはシリンダー機を
この目的で使用することもできるし、またはいずれかの
好適な脱水装置を使用することもできる。液体を排出す
ることによりウェブを形成後、ウェブは乾燥前に場合に
よりプレスしてさらに脱水してもよい。乾燥工程の間ウ
ェブを結合剤粒子が粘着性になる温度まで加熱して、こ
れにより結合剤粒子をウェブの繊維と結合させることが
重要である。結合剤としてポリビニルアルコールを使用
する場合、乾燥する間ウェブを加熱する温度は水の沸点
付近（たとえば、190〜220゜F）が有利である。ウェブ
を乾燥するのに必要なまさにその温度でポリビニルアル
コール粒子が活性され、すなわち粘着性になるので、こ
れにより非常に熱効率のよい効果的方法となる。通常の
製紙機械を使用する場合、乾燥缶を使用して製造されて
いる連続した紙支持製品を乾燥する。
すでに検討したように、粒状重合体結合剤は水中で膨
潤するが、しかし溶解はしない。ウェブがスラリーから
液体を排出することにより形成される場合、膨潤した結
合剤は繊維により濾過され、紙構造体の一部となる。次
いで、シートを乾燥区間で加熱し、次いで重合性粒子の
表面を溶かし接着グルーを形成し、これが繊維間を接着
する。これが乾燥缶への粘着の問題を起こすその接着グ
ルーである。しかしながら、レシチンおよび脂肪酸また
はその誘導体からなるエマルジョンの存在は、ウェブの
いかなる粘着をも避けることが見出された。重合体結合
剤がウェブの乾燥重量に基づいて約10重量％、15重量
％、20重量％またはそれ以上の量で存在するかどうかに
かかわらず、粘着は避けられる。この粘着性は、少量の
エマルジョンを用いることにより、たとえばウェブが形
成されるヘッドボックスまたはシリンダーバットで使用
される水中の有機成分（レシチンおよび脂肪酸および／
またはその誘導体）の濃度が約５〜約40ppm、より好ま
しくは約５〜約30ppmであるようになる量で使用するこ
とにより避けられる。しかしながら、一般的には、使用
するエマルジョンの量は変えることができ、ウェブの乾
燥シリンダーまたは缶への粘着問題を避けるのに十分に
使用することができる。
潤するが、しかし溶解はしない。ウェブがスラリーから
液体を排出することにより形成される場合、膨潤した結
合剤は繊維により濾過され、紙構造体の一部となる。次
いで、シートを乾燥区間で加熱し、次いで重合性粒子の
表面を溶かし接着グルーを形成し、これが繊維間を接着
する。これが乾燥缶への粘着の問題を起こすその接着グ
ルーである。しかしながら、レシチンおよび脂肪酸また
はその誘導体からなるエマルジョンの存在は、ウェブの
いかなる粘着をも避けることが見出された。重合体結合
剤がウェブの乾燥重量に基づいて約10重量％、15重量
％、20重量％またはそれ以上の量で存在するかどうかに
かかわらず、粘着は避けられる。この粘着性は、少量の
エマルジョンを用いることにより、たとえばウェブが形
成されるヘッドボックスまたはシリンダーバットで使用
される水中の有機成分（レシチンおよび脂肪酸および／
またはその誘導体）の濃度が約５〜約40ppm、より好ま
しくは約５〜約30ppmであるようになる量で使用するこ
とにより避けられる。しかしながら、一般的には、使用
するエマルジョンの量は変えることができ、ウェブの乾
燥シリンダーまたは缶への粘着問題を避けるのに十分に
使用することができる。
すなわち、そのエマルジョンの使用を伴う本発明の方
法は、重合体結合剤20重量％またはさらにそれ以上の多
量の重合体結合剤を含む紙支持製品を効率的および効果
的に作ることを可能にするものである。重合体結合剤の
存在のために、得られる製品は向上した引張強度、剥離
性およびＺ−方向強度を有し、この組合せはこれまで知
られていなかった。このような物理的特性の結果とし
て、本発明の方法はこのような重合体結合剤の使用にお
いて多くの利点を認識することを可能にする。
法は、重合体結合剤20重量％またはさらにそれ以上の多
量の重合体結合剤を含む紙支持製品を効率的および効果
的に作ることを可能にするものである。重合体結合剤の
存在のために、得られる製品は向上した引張強度、剥離
性およびＺ−方向強度を有し、この組合せはこれまで知
られていなかった。このような物理的特性の結果とし
て、本発明の方法はこのような重合体結合剤の使用にお
いて多くの利点を認識することを可能にする。
たとえば、本発明の方法を使用することにより、多く
の用途で布に代わってＺ−方向に十分な強度を有する連
続した基材上に紙支持製品を作ることに重合体結合剤を
使用することがでる。一つの実施例としてはサンドペー
パーのような研磨紙（abrasive paper）に対する裏打ち
材としての布の代用物である。本発明方法で作られた紙
支持製品の剥離強度および高温引き裂き強度は、その中
に多量の重合体結合剤を含むために十分に高く、製品は
物理的要求に適合する。
の用途で布に代わってＺ−方向に十分な強度を有する連
続した基材上に紙支持製品を作ることに重合体結合剤を
使用することがでる。一つの実施例としてはサンドペー
パーのような研磨紙（abrasive paper）に対する裏打ち
材としての布の代用物である。本発明方法で作られた紙
支持製品の剥離強度および高温引き裂き強度は、その中
に多量の重合体結合剤を含むために十分に高く、製品は
物理的要求に適合する。
本発明方法の使用によりまた、精製することなく紙製
品の物理的強度を向上することができる。精製を避ける
ことにより、繊維強度を損なうことが少なくなる。これ
により精製の間に繊維に起こる損傷により低下しうる引
き裂きおよび曲げのような特性が向上するであろう。精
製を避けることによりまた、精製工程を行うために必要
なエネルギーを節約する。
品の物理的強度を向上することができる。精製を避ける
ことにより、繊維強度を損なうことが少なくなる。これ
により精製の間に繊維に起こる損傷により低下しうる引
き裂きおよび曲げのような特性が向上するであろう。精
製を避けることによりまた、精製工程を行うために必要
なエネルギーを節約する。
本発明の製品は、非常に強く、耐久性のある紙支持製
品に対し必要性のあるところならどこにでも使用するこ
とができる。別の実施例として、剥離性基材、荷造り用
途、建築資材、強化材料および自動車の潤滑油注入口フ
ィルター／濾過のディスク、印刷用紙ならびにノートの
表紙等を挙げられる。最も重要なことは、製品は何らの
修正を加えることなく通常の製紙機械を用いて作られる
ことである。
品に対し必要性のあるところならどこにでも使用するこ
とができる。別の実施例として、剥離性基材、荷造り用
途、建築資材、強化材料および自動車の潤滑油注入口フ
ィルター／濾過のディスク、印刷用紙ならびにノートの
表紙等を挙げられる。最も重要なことは、製品は何らの
修正を加えることなく通常の製紙機械を用いて作られる
ことである。
本発明を以下の特定の実施例によりさらに詳しく説明
する。これらの実施例は説明のために示すもので、開示
または請求の範囲をこれに限定するものではない。実施
例中、および本明細書の他の箇所においてパーセントは
すべて特記しないかぎり重量％である。
する。これらの実施例は説明のために示すもので、開示
または請求の範囲をこれに限定するものではない。実施
例中、および本明細書の他の箇所においてパーセントは
すべて特記しないかぎり重量％である。
以下の実施例中、引張強度試験はTAPPI標準法T220に
したがって行った。引き裂き試験もまたTAPPI−T220に
したがって行う。行われたＺ−方向測定はTAPPI−UM584
について記載されたものと類似の方法を用いて行った。
スコット内部接着試験（Scott internal bond test）は
市販のスコットボンドテスターで実施した。剥離強度は
ウエットシートを二つに曲げて二枚のウエットシートと
したものを用いて測定した。次いで、曲げたシートをプ
レスして乾燥した。次いで、シートの分離を開始し、テ
スターの各口部を分離した各端部の一つへそれぞれ接続
し、シートを分離するのに必要な力（ｇ）を測定した。
したがって行った。引き裂き試験もまたTAPPI−T220に
したがって行う。行われたＺ−方向測定はTAPPI−UM584
について記載されたものと類似の方法を用いて行った。
スコット内部接着試験（Scott internal bond test）は
市販のスコットボンドテスターで実施した。剥離強度は
ウエットシートを二つに曲げて二枚のウエットシートと
したものを用いて測定した。次いで、曲げたシートをプ
レスして乾燥した。次いで、シートの分離を開始し、テ
スターの各口部を分離した各端部の一つへそれぞれ接続
し、シートを分離するのに必要な力（ｇ）を測定した。
以下の実施例に記載したハンドシートを作る一般的手
法は次のようである。調製した供給物をハンドシート金
型へ加え、スクリーンを通して排水し、スクリーン上の
繊維パルプを堆積させる。得られたウェットシートを次
いでプレスし大部分の水分を除き、次いで乾燥シリンダ
ー上で乾燥した。使用した手法はパルプの物理的試験の
ためにハンドシートの形成を記載しているTAPPI−T205
のものと類似していた。
法は次のようである。調製した供給物をハンドシート金
型へ加え、スクリーンを通して排水し、スクリーン上の
繊維パルプを堆積させる。得られたウェットシートを次
いでプレスし大部分の水分を除き、次いで乾燥シリンダ
ー上で乾燥した。使用した手法はパルプの物理的試験の
ためにハンドシートの形成を記載しているTAPPI−T205
のものと類似していた。
実施例Ｉ 回収した新聞紙パルプおよび北部軟材クラフトパルプ
を含む供給物を用いて三枚のハンドシートを作った。ポ
リビニルアルコール粉末を室温で１時間水中に膨潤させ
ておいた。膨潤したポリビニルアルコール粉末のスラリ
ーを次いで55℃まで加熱し、三枚のハンドシートのうち
二枚の供給物へ加えた。ポリビニルアルコール粉末は商
品名エアボール165SFとしてエアプロダクツ社より作ら
れているものであった。この供給物へまたスラリーに基
づいて20ppmのエマルジョンを添加した。エマルジョン
はC8/C10脂肪酸メチルエステル類の混合物80重量部とレ
シチン20重量部からなる。エマルジョンは水性であり、
そして２％有機成分を含んでいた。
を含む供給物を用いて三枚のハンドシートを作った。ポ
リビニルアルコール粉末を室温で１時間水中に膨潤させ
ておいた。膨潤したポリビニルアルコール粉末のスラリ
ーを次いで55℃まで加熱し、三枚のハンドシートのうち
二枚の供給物へ加えた。ポリビニルアルコール粉末は商
品名エアボール165SFとしてエアプロダクツ社より作ら
れているものであった。この供給物へまたスラリーに基
づいて20ppmのエマルジョンを添加した。エマルジョン
はC8/C10脂肪酸メチルエステル類の混合物80重量部とレ
シチン20重量部からなる。エマルジョンは水性であり、
そして２％有機成分を含んでいた。
ハンドシートを形成し、次いで乾燥シリンダー上で乾
燥し、それぞれのハンドシートの引張強度、引き裂き強
度、およびスコット内部接着を測定した。各ハンドシー
トの基本重量（1b/3000ft2）は、約60であり、それぞれ
の厚さは約10.2ミルであった。各ハンドシートに使用す
る新聞紙パルプ、北部軟材クラフトパルプおよびポリビ
ニルアルコールの量、ならびに各シートについて実施さ
れた物理試験の結果を以下の表１に示す。
燥し、それぞれのハンドシートの引張強度、引き裂き強
度、およびスコット内部接着を測定した。各ハンドシー
トの基本重量（1b/3000ft2）は、約60であり、それぞれ
の厚さは約10.2ミルであった。各ハンドシートに使用す
る新聞紙パルプ、北部軟材クラフトパルプおよびポリビ
ニルアルコールの量、ならびに各シートについて実施さ
れた物理試験の結果を以下の表１に示す。
前記データから、本発明のエマルジョンを用いた場
合、引き裂き強度が実質的に低下することなく製品の引
張強度を向上することができることが分かった。さら
に、内部接着またはＺ−方向強度がかなり向上する。そ
れゆえ、得られた製品はすぐれた引き裂き強度と驚くべ
き引張強度およびＺ−方向強度を有している。
合、引き裂き強度が実質的に低下することなく製品の引
張強度を向上することができることが分かった。さら
に、内部接着またはＺ−方向強度がかなり向上する。そ
れゆえ、得られた製品はすぐれた引き裂き強度と驚くべ
き引張強度およびＺ−方向強度を有している。
実施例II フリーネス250mlに叩解された北部軟材クラフトパル
プを用いて五枚のハンドシートを作った（TAPPI−T20
0）。ポリビニルアルコール粉末をパルプスラリーへ添
加して最終製品がポリビニルアルコール10重量％を含む
ようにした。実施例Ｉのエマルジョンを、それぞれのハ
ンドシートの各々一つのパルプスラリーへ異なった量で
添加した。シートの全てをアルミホイル上で乾燥し、そ
してシートの各々一つについて引張強度および引き裂き
強度を測定した。測定した物理的特性を以下の表２に示
す。
プを用いて五枚のハンドシートを作った（TAPPI−T20
0）。ポリビニルアルコール粉末をパルプスラリーへ添
加して最終製品がポリビニルアルコール10重量％を含む
ようにした。実施例Ｉのエマルジョンを、それぞれのハ
ンドシートの各々一つのパルプスラリーへ異なった量で
添加した。シートの全てをアルミホイル上で乾燥し、そ
してシートの各々一つについて引張強度および引き裂き
強度を測定した。測定した物理的特性を以下の表２に示
す。
前記表から、エマルジョンの存在が最終紙製品の物理
的性質にそれほど大きな影響を与えないことがわかる。
しかしながら、エマルジョンをわずか０および1ppm有す
るスラリーで作られたハンドシートは乾燥工程のあいだ
にアルミホイルから離すのが非常に難しいことが分かっ
た。スラリー中エマルジョン5ppmを含むように作られた
ハンドシートは紙製品の剥離または紙むけがなく、アル
ミホイルから剥がすことができた。エマルジョン22ppm
で作られたハンドシートは容易に剥がすことができ、一
方スラリー中のエマルジョン42ppmで作られたハンドシ
ートはアルミホイルから滑り落ちた。このように、レシ
チン／脂肪酸および／またはその誘導体からなるエマル
ジョンの存在は紙支持製品の物理的性質に著しく影響す
ることなしに、たとえばポリビニルアルコールのような
結合剤を多量に含む製品を、連続基剤上でさえも、容易
に製造することができる。
的性質にそれほど大きな影響を与えないことがわかる。
しかしながら、エマルジョンをわずか０および1ppm有す
るスラリーで作られたハンドシートは乾燥工程のあいだ
にアルミホイルから離すのが非常に難しいことが分かっ
た。スラリー中エマルジョン5ppmを含むように作られた
ハンドシートは紙製品の剥離または紙むけがなく、アル
ミホイルから剥がすことができた。エマルジョン22ppm
で作られたハンドシートは容易に剥がすことができ、一
方スラリー中のエマルジョン42ppmで作られたハンドシ
ートはアルミホイルから滑り落ちた。このように、レシ
チン／脂肪酸および／またはその誘導体からなるエマル
ジョンの存在は紙支持製品の物理的性質に著しく影響す
ることなしに、たとえばポリビニルアルコールのような
結合剤を多量に含む製品を、連続基剤上でさえも、容易
に製造することができる。
実施例III 北部軟材クラフトパルプとポリビニルアルコール粉末
10重量％を含む三つの異なった供給物を作った。ポリビ
ニルアルコール粉末は、エアプロダクツ社により製造さ
れているエアボール165SFであった。粉末を冷水で一晩
膨潤させ、その後供給物へ添加した。最初の供給物には
エマルジョンを加えず、一方実施例Ｉに記載のエマルジ
ョン20ppmを第二の供給物へ添加した。第三の供給物に
は実施例Ｉに記載のエマルジョン40ppmを与えた。
10重量％を含む三つの異なった供給物を作った。ポリビ
ニルアルコール粉末は、エアプロダクツ社により製造さ
れているエアボール165SFであった。粉末を冷水で一晩
膨潤させ、その後供給物へ添加した。最初の供給物には
エマルジョンを加えず、一方実施例Ｉに記載のエマルジ
ョン20ppmを第二の供給物へ添加した。第三の供給物に
は実施例Ｉに記載のエマルジョン40ppmを与えた。
三つの供給物全てでハンドシートを作り、アルミホイ
ル表面上で乾燥した。最初の滑剤を含まない供給物から
作られたハンドシートはホイルに粘着した。本発明のエ
マルジョン20ppmを含む第二の供給物から作られたハン
ドシートは容易にホイルから剥離した。エマルジョン40
ppmを含む供給物から作られた第三のハンドシートはア
ルミホイル表面から容易に剥離した。
ル表面上で乾燥した。最初の滑剤を含まない供給物から
作られたハンドシートはホイルに粘着した。本発明のエ
マルジョン20ppmを含む第二の供給物から作られたハン
ドシートは容易にホイルから剥離した。エマルジョン40
ppmを含む供給物から作られた第三のハンドシートはア
ルミホイル表面から容易に剥離した。
本実施例は、たとえば結合剤の量として10重量％を紙
支持製品の調製に使用する場合、レシチン／脂肪酸また
はその誘導体のエマルジョンを用いて請求の範囲の本発
明の方法の好ましい結果を示す。本発明の利点は、より
多量の結合剤を使用した場合、より一層著しい。
支持製品の調製に使用する場合、レシチン／脂肪酸また
はその誘導体のエマルジョンを用いて請求の範囲の本発
明の方法の好ましい結果を示す。本発明の利点は、より
多量の結合剤を使用した場合、より一層著しい。
実施例IV 北部軟材クラフト木材パルプと異なった量の合成繊維
を含む五枚の異なった型のハンドシートを作った。ハン
ドシートのうち三枚は異なった量のポリビニルアルコー
ル結合剤を含み、このポリビニルアルコールはエアプロ
ダクツ社により名称エアボール165SFとして製造されて
いる。各ハンドシートの剥離強度を測定した。結果を以
下の表３に示す。
を含む五枚の異なった型のハンドシートを作った。ハン
ドシートのうち三枚は異なった量のポリビニルアルコー
ル結合剤を含み、このポリビニルアルコールはエアプロ
ダクツ社により名称エアボール165SFとして製造されて
いる。各ハンドシートの剥離強度を測定した。結果を以
下の表３に示す。
本実施例の供給物にはエマルジョンを使用していない
とはいえ、本実施例ではポリビニルアルコールの量が増
加するとどんな風に剥離強度が上昇するかを示してあ
る。エマルジョンを使用することにより、紙支持製品
中、特に製品ロールが連続的であり乾燥缶またはシリン
ダー上で乾燥する市販の製紙機械で作られる紙支持製品
中に多量のポリビニルアルコールを使用する利点を得る
ことが可能になる。
とはいえ、本実施例ではポリビニルアルコールの量が増
加するとどんな風に剥離強度が上昇するかを示してあ
る。エマルジョンを使用することにより、紙支持製品
中、特に製品ロールが連続的であり乾燥缶またはシリン
ダー上で乾燥する市販の製紙機械で作られる紙支持製品
中に多量のポリビニルアルコールを使用する利点を得る
ことが可能になる。
実施例Ｖ 北部軟材クラフト木材パルプおよび0.5インチ長さ12
デニールのポリエステル繊維10％からなる紙のハンドシ
ートを作った。結合剤物質20重量％をハンドシートの供
給物へ添加し結合剤粒子サイズの効果を評価した。結合
剤の中で試験したものは、スクリーニングにより分別し
たポリビニルアルコール粉末、スクリーニングにより分
別したアクリル樹脂粉末およびSBRラテックスであっ
た。ポリビニルアルコール粉末は冷水中で一晩膨潤させ
てから供給物へ添加した。以下の表は、各結合剤の乾燥
サイズおよび膨潤粒子サイズを示す。
デニールのポリエステル繊維10％からなる紙のハンドシ
ートを作った。結合剤物質20重量％をハンドシートの供
給物へ添加し結合剤粒子サイズの効果を評価した。結合
剤の中で試験したものは、スクリーニングにより分別し
たポリビニルアルコール粉末、スクリーニングにより分
別したアクリル樹脂粉末およびSBRラテックスであっ
た。ポリビニルアルコール粉末は冷水中で一晩膨潤させ
てから供給物へ添加した。以下の表は、各結合剤の乾燥
サイズおよび膨潤粒子サイズを示す。
得られたハンドシートをテフロン被覆した蒸気加熱し
た乾燥シリンダー上で乾燥し、次いでストリップについ
て、ｘ−ｙ面での引張強度を試験した。引張強度は粒子
サイズが低下すると上昇することが観察された。粒子サ
イズに対する平均引張強度のプロットを図１に示す。相
当する繊維直径が約４の後に引張強度が低下しはじめる
ことは注意すべきである。SBRラテックス強化シートは
引張強度について試験しなかった。
た乾燥シリンダー上で乾燥し、次いでストリップについ
て、ｘ−ｙ面での引張強度を試験した。引張強度は粒子
サイズが低下すると上昇することが観察された。粒子サ
イズに対する平均引張強度のプロットを図１に示す。相
当する繊維直径が約４の後に引張強度が低下しはじめる
ことは注意すべきである。SBRラテックス強化シートは
引張強度について試験しなかった。
Ｚ−方向引張強度を次いで各ハンドシートについて測
定した。データを図面の図２にプロットしている。Ｚ−
方向引張強度は相当する繊維直径が約４まで粒子サイズ
が増加すると上昇し、相当する繊維直径が約７の後に著
しく低下しはじめることは注意すべきである。
定した。データを図面の図２にプロットしている。Ｚ−
方向引張強度は相当する繊維直径が約４まで粒子サイズ
が増加すると上昇し、相当する繊維直径が約７の後に著
しく低下しはじめることは注意すべきである。
データは、結合剤の粒子が相当するセルロース繊維直
径が約３〜約７のサイズ範囲である場合に最も好ましい
結果が得られ、好ましくは相当するセルロース繊維直径
が約４であることを示唆している。
径が約３〜約７のサイズ範囲である場合に最も好ましい
結果が得られ、好ましくは相当するセルロース繊維直径
が約４であることを示唆している。
本発明は好ましい実施態様とともに記載したが、当業
者に明らかな変法および修正もあてにしてよいことは理
解されるべきである。このような変法および修正もここ
に添付した請求の範囲の中であると考えられる。
者に明らかな変法および修正もあてにしてよいことは理
解されるべきである。このような変法および修正もここ
に添付した請求の範囲の中であると考えられる。
Claims (40)
- 【請求項１】（ｉ）セルロースパルプ、剥離強度を高め
る量の、乾燥温度で粘着性を示す粒状結合剤、レシチン
および脂肪酸またはその誘導体からなる剥離性に効果を
示す量のエマルジョンとからなるスラリーを調製し； （ii）スラリーから液体を排出してウェブを形成し； （iii）ウェブを乾燥する ことからなる紙支持製品の製造方法。 - 【請求項２】スラリーがさらに合成繊維を含む請求項１
に記載の方法。 - 【請求項３】合成繊維がナイロン、アクリル、レーヨ
ン、アラミド、またはポリエステル繊維を含む請求項２
に記載の方法。 - 【請求項４】合成繊維がポリエステル繊維を含む請求項
２に記載の方法。 - 【請求項５】合成繊維の量がスラリー中の固体の５〜20
重量％を含む請求項２〜４のいずれか１項に記載の方
法。 - 【請求項６】スラリー中に含まれる結合剤が重合体であ
り、そしてポリビニルアルコール粉末、アクリル樹脂粉
末、フェノール樹脂粉末またはエポキシ樹脂粉末である
請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項７】スラリー中の結合剤がポリビニルアルコー
ル粉末である請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】重合体結合剤が、スラリー中の固体に基づ
いて少なくとも10重量％の量でスラリー中に存在する請
求項６に記載の方法。 - 【請求項９】重合体結合剤が、スラリー中の固体に基づ
いて少なくとも15重量％の量でスラリー中に存在する請
求項６に記載の方法。 - 【請求項１０】重合体結合剤が、スラリー中の固体重量
に基づいて少なくとも20重量％の量でスラリー中に存在
する請求項６に記載の方法。 - 【請求項１１】重合体結合剤が、スラリー中の固体重量
に基づいて20〜30重量％の範囲の量でスラリー中に存在
する請求項６に記載の方法。 - 【請求項１２】ポリビニルアルコール結合剤が、スラリ
ー中の固体重量に基づいて少なくとも10重量％の量でス
ラリー中に存在する請求項７に記載の方法。 - 【請求項１３】ポリビニルアルコール結合剤が、スラリ
ー中の固体重量に基づいて少なくとも20重量％の量でス
ラリー中に存在する請求項７に記載の方法。 - 【請求項１４】ポリビニルアルコールが、スラリー中の
固体重量に基づいて20〜30重量％の範囲の量でスラリー
中に存在する請求項７に記載の方法。 - 【請求項１５】スラリーへ添加する結合剤粒子の水膨潤
サイズが製品に含まれる繊維の３〜７の直径と等しい請
求項１〜14のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１６】ポリビニルアルコール粒子のサイズが製
品に含まれる繊維の３〜７の直径と等しい請求項７に記
載の方法。 - 【請求項１７】エマルジョン中のレシチンと脂肪酸また
はその誘導体との重量比が1:9〜3:7の範囲である請求項
１〜16のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１８】脂肪酸またはその誘導体がC8〜C14の脂
肪酸またはその誘導体からなる請求項17に記載の方法。 - 【請求項１９】脂肪酸またはその誘導体がC12〜C14の脂
肪酸またはその誘導体からなる請求項17に記載の方法。 - 【請求項２０】添加剤パッケージがC8〜C14の脂肪酸エ
ステルからなる請求項18に記載の方法。 - 【請求項２１】スラリー中に含まれるエマルジョンの量
は、スラリー中のレシチンおよび脂肪酸および／または
その誘導体の濃度が５〜40ppmの範囲になるのに十分な
量である請求項17〜20のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項２２】エマルジョンの量は、スラリー中のレシ
チンおよび脂肪酸および／またはその誘導体の濃度が５
〜30ppmの範囲になるのに十分な量である請求項21に記
載の方法。 - 【請求項２３】方法を、連続的に動くワイヤー上で装置
を介して水性懸濁液を排水することによりシートを形成
し、次いで乾燥することにより長綱抄紙機において行う
請求項１〜22のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項２４】乾燥を乾燥缶上で行う請求項23に記載の
方法。 - 【請求項２５】請求項１〜24のいずれか１項に記載の方
法により作られる紙支持製品。 - 【請求項２６】セルロース木部パルプおよび少なくとも
10重量％の、平均水膨潤サイズが３〜７本のセルロース
木部繊維と等しい粒子の粒状結合剤である重合体結合剤
とからなる紙支持製品。 - 【請求項２７】少なくとも15重量％の重合体結合剤を含
む請求項26に記載の紙支持製品。 - 【請求項２８】少なくとも20重量％の重合体結合剤を含
む請求項26に記載の紙支持製品。 - 【請求項２９】少なくとも20〜30重量％の重合体結合剤
を含む請求項26に記載の紙支持製品。 - 【請求項３０】セルロースパルプおよび少なくとも10重
量％の重合体結合剤を含み、重合体結合剤がポリビニル
アルコールを含有する紙支持製品。 - 【請求項３１】少なくとも15重量％のポリビニルアルコ
ールを含む請求項30に記載の紙支持製品。 - 【請求項３２】少なくとも20重量％のポリビニルアルコ
ールを含む請求項30に記載の紙支持製品。 - 【請求項３３】さらに、レシチンおよび脂肪酸またはそ
の誘導体を含む添加剤パッケージの残留物からなる請求
項26〜29のいずれか１項に記載の紙支持製品。 - 【請求項３４】重合体結合剤がＺ−方向に３〜７本の繊
維を結合する請求項30〜32のいずれか１項に記載の紙支
持製品。 - 【請求項３５】重合体結合剤がＺ−方向に３〜５本の繊
維を結合する請求項30〜32のいずれか１項に記載の紙支
持製品。 - 【請求項３６】セルロースパルプが回収された新聞紙ま
たは砕木パルプから得られる請求項26〜29のいずれか１
項に記載の紙支持製品。 - 【請求項３７】（ｉ）セルロースパルプおよび実質的に
水に不溶の粒状重合体結合剤からなるスラリーを調製
し、 （ii）スラリーから液体を排出してウェブを形成し； （iii）レシチンおよび脂肪酸およびその誘導体からな
る水性エマルジョンを前記ウェブへスプレーし； （iv）ウェブを乾燥する ことからなる紙支持製品の製造方法。 - 【請求項３８】（ｉ）セルロースパルプおよび実質的に
水に不溶の粒状重合体結合剤からなるスラリーを調製
し； （ii）スラリーから液体を排出してウェブを形成し； （iii）レシチンおよび脂肪酸またはその誘導体からな
る水性エマルジョンを乾燥シリンダー上へスプレーし； （iv）乾燥シリンダーと接触させながらこれを通すこと
によりウェブを乾燥する ことからなる紙支持製品の製造方法。 - 【請求項３９】さらに、レシチンおよび脂肪酸またはそ
の誘導体のエマルジョンの残留物を含む請求項30〜32、
34及び35のいずれか１項に記載の紙支持製品。 - 【請求項４０】セルロースパルプが回収された新聞紙ま
たは砕木パルプから得られる請求項30〜32、34、35及び
39のいずれか１項に記載の紙支持製品。
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