JP4313415B1

JP4313415B1 - ガラス用合紙

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Publication number: JP4313415B1
Application number: JP2008021803A
Authority: JP
Inventors: 誠大河
Original assignee: Daio Paper Corp
Current assignee: Daio Paper Corp
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2008-01-31
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2028-01-31
Also published as: JP2009179379A

Abstract

【課題】高度な表面性が必要とされるガラスの間に挿入され使用される合紙に関して、合紙が挿入された状態での搬送時において、ガラスと合紙との境界に存在する異物等によるガラス表面の傷入りを防止でき、かつ高品質なパルプ原料として多様な用途への再利用ができるガラス用合紙とする。
【解決手段】ＪＩＳＰ８２２０に準拠して離解したガラス用合紙の離解パルプの重量平均繊維長が１．０ｍｍ以上１．６ｍｍ未満で、両面のマイクロトポグラフが２３ｋｇｆ／ｃｍ²の加圧条件下において７．０μｍ以下で、ＪＩＳＰ４５０１に準拠した水解性（ほぐれやすさ）が１８０秒以下のガラス用合紙とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、高度な表面性が必要とされるガラスの間に挿入され使用される合紙、その中でも好ましくは液晶テレビやプラズマテレビなどのフラットパネルディスプレイに用いられるガラス基板の間に挿入され使用される合紙に関するものであり、合紙が挿入された状態での搬送時において、ガラス（基板）と合紙との境界に存在する異物等によるガラス表面の傷入りを防止でき、かつ高品質なパルプ原料として多様な用途への再利用ができるガラス用合紙に関するものである。

従来、ガラスの間に挿入され使用されるガラス用合紙としては、ガラスどうしの擦れによる傷入り防止を主な目的として、両面更紙等が使用されていた。また、近年、ガラスの多様化により、ガラス用合紙に対する品質要求がきびしくなっている。例えば、液晶テレビやプラズマテレビ等のフラットパネルディスプレイに用いられるガラス基板は、ガラス表面に電子部材等が皮膜処理されるため、ガラス表面に要求される清浄度や表面平坦性が高く、そのためガラス用合紙に対する品質要求も厳しくなってきている。さらに、ガラス基板の大型化・量産化に伴い、搬送効率を高めるため、ガラス基板を極力重ねて搬送するようになり、ガラス基板が横ズレした際の、ガラス基板と合紙との境界に存在するガラス粉等の異物による傷入りの発生が問題化している。

フラットパネルディスプレイに用いられるガラス基板等に使用される合紙としては、これまでガラス表面への汚染と傷入りの防止を目的として、内添薬品とパルプ原料をコントロールし、紙中の樹脂分を極力低減するとともに密度を下げる提案が開示されている（特許文献１）。しかしながら、ガラス基板の搬送時に起きる横ズレに対しては、対応が難しく、ガラス基板との密着性がよく、かつクッション性のあるガラス用合紙が望まれていた。

一方、ガラス基板の量産化、大型化によりガラス用合紙の使用量が増大しているため、使用済みガラス用合紙の保管場所や処理方法にも問題が生じている。しかしながら、ガラス合紙は、より樹脂分の低いパルプ原料で構成されており、純度の高いバージンパルプ原料として幅広い用途への再利用が可能である。そこで、リサイクル性に優れている点に着目し、使用済みガラス用合紙が発生したのち、離解してパルプ化する、すなわち減容化し、原料パルプとして用いることで上記問題が解決できるため、使用時の品質要求だけでなく、使用後の離解性にも優れたガラス用合紙も要望されている。
特開２００６‐４４６７４号公報

本発明が解決しようとする主たる課題は、高度な表面性が必要とされるガラスの間に挿入され使用される合紙、その中でも好ましくは液晶テレビやプラズマテレビなどのフラットパネルディスプレイに用いられるガラス基板の間に挿入され使用される合紙に関して、合紙が挿入された状態での搬送時において、ガラス（基板）と合紙との境界に存在する異物等によるガラス表面の傷入りを防止でき、かつ高品質なパルプ原料として多様な用途への再利用ができるガラス用合紙を提供することにある。

この課題を解決した本発明は、次のとおりである。
〔請求項１記載の発明〕
パルプ原料を主成分とするガラス用合紙であって、
前記パルプ原料はＮＢＫＰ及びＬＢＫＰが主成分で、ＪＩＳＰ８２２０に準拠して離解した前記ガラス用合紙の離解パルプの配合質量比率（ＮＢＫＰ／ＬＢＫＰ）が１５／８５〜５０／５０で、
ＪＩＳＰ８２２０に準拠して離解した前記ガラス用合紙の離解パルプの重量平均繊維長が１．０ｍｍ以上１．６ｍｍ未満で、
ＪＩＳＰ８２２０に準拠して離解した前記ガラス用合紙の離解パルプの平均ルンケル比が０．６０〜０．９で、
片面又は両面のマイクロトポグラフが２３ｋｇｆ／ｃｍ²の加圧条件下において２．０μｍ〜７．０μｍで、
ＪＩＳＰ４５０１に準拠した水解性（ほぐれやすさ）が１８０秒以下で、
ヤンキー乾燥機により片面に艶面を形成する
ことを特徴とするガラス用合紙。

〔請求項２記載の発明〕
前記パルプ原料には、少なくともポリオキシアルキレン脂肪酸エステルを有する濡れ向上剤が０．０１〜０．５０質量％含有されている、
請求項１に記載のガラス用合紙。

本発明によると、高度な表面性が必要とされるガラスの間に挿入され使用される合紙、その中でも好ましくは液晶テレビやプラズマテレビなどのフラットパネルディスプレイに用いられるガラス基板の間に挿入され使用される合紙であって、合紙が挿入された状態での搬送時において、ガラス（基板）と合紙との境界に存在する異物等によるガラス表面の傷入りを防止でき、かつ高品質なパルプ原料として多様な用途への再利用ができるガラス用合紙となる。

次に、本発明の実施の形態を説明する。
本形態のガラス用合紙は、パルプ原料を主成分とする。当該パルプ原料の種類は特に限定されないが、高清浄度が要求されるガラスに対しては、漂白処理を施し樹脂分を低くコントロールさせた晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ、ＬＢＫＰ）が好適である。パルプ原料としては、古紙からなる古紙再生パルプ（一般にＤＩＰと呼ぶ）の使用も考えられるが、紙中に含まれる樹脂分が多いとガラス表面のシラノール基に極性有機物が水素結合により強く付着し、その上にファンデルワールス力により炭化水素系の有機物層が形成されるためガラス表面を汚染する場合があり、ＩＳＯ６２４−１９７４のパルプ中に存在する樹脂量を測定する方法に準じて測定した紙中に含まれる樹脂分が０．２％を超えるとガラス表面を汚染させる可能性が大ききため、０．２％以下に抑えなくてはならない、との報告がされている（例えば、特開２００６−４４６７４号公報の段落００２８参照。）。そのため、ＤＩＰを使用する際には、古紙に含まれている不純物を取り除き、さらに離解した後、アルカリ等薬品を用いて、パルプ繊維から無機物や樹脂分等からなるインキ膜を取り除き、界面活性剤等に捕集させ繊維から分離除去して得られたＤＩＰを使用することが好ましい。

また、ガラスに密着した際のガラス表面の傷入り防止機能、搬送適性、耐汚染性を考慮すると、ＪＩＳＰ８２２０に準拠して離解した前記ガラス用合紙の離解パルプの重量平均繊維長が１．０ｍｍ以上１．６ｍｍ未満となるように、好ましくは重量平均繊維長が１．３０ｍｍ以上１．５０ｍｍ未満となるように、叩解や分級手段を用いて処理したパルプ原料を配合する。

本発明で云う重量平均繊維長は、ＪＩＳＰ８２２０に準拠して離解した後の離解パルプについて、カヤニ繊維長測定機（ＦＳ−１００）を用いて測定した重量平均繊維長であり、単位はｍｍである。

このように繊維長を調節するにあたっては、パルプ原料の主成分をＮＢＫＰ及びＬＢＫＰとし、これらの配合割合（ＮＢＫＰ／ＬＢＫＰ）を、ＪＩＳＰ８２２０に準拠して離解し、ＪＩＳＰ８１２０に準拠した繊維組成試験方法（Ｃ染色液による呈色）により、１５／８５〜５０／５０質量％、好ましくは２０／８０〜４０／６０質量％とする。離解パルプの重量平均繊維長が１．０ｍｍ未満であると、緊度が上がるため、十分なクッション性が得られず、圧縮された際に異物の吸収ができず、ガラス表面の傷入りが発生しやすくなる。他方、重量平均繊維長が１．６ｍｍ以上であると、長繊維であるがゆえに、パルプ繊維同士の絡み合いが多くなり地合ムラが発生し、表面平坦性が低下するため、ガラス基板に対するガラス用合紙の密着性が低下して、搬送時において横ズレによる傷入りが発生しやすくなる。

また、クラフトパルプは繊維が剛直であり、従来のガラス合紙の様に、機械的処理を施さないまま紙にすると、繊維間結合少ないために得られる紙の構造は空隙が多く、強度は低く、表面平滑性も劣った紙にしかならないため、水分散性が良いように考えられがちながら、長繊維は、短繊維に比べ、繊維同士の絡み合いが多くなり（故に地合も悪くなる）、水による水分散性が低下し、使用済みの金属合紙を水分散する際に未分散が生じやすく、高品質なパルプ原料として多様な用途への再利用ができなくなる。また、ＮＢＫＰの配合割合については、１５質量％未満であると、ガラス用合紙に十分なクッション性を付与することができず、他方、５０質量％を超えると、パルプ繊維の結束が発生し、ガラスとの密着が低下し、搬送時において横ズレによる傷入りが発生しやすくなる。

ところで、ガラス間に圧縮された状態でのガラスと合紙との密着状態を知る指標として、加圧条件下での平滑性が測定できるマイクロトポグラフがある。ガラス用合紙では、クッション性などの観点からクレープ化処理により表面に凹凸構造を設け（特開２００６‐４４６７４号公報の請求項４参照）、あるいは、エンボス加工、クレープ処理、ピンホール加工等を施して凹凸を設け（特開２００７‐１３１９６５号公報の段落００２０参照）、あるいはベック平滑度を２０秒以下とする（特開２００５‐２４８４０９号公報の請求項５参照）と好ましいとされるが、これらの凹凸（構造）を設けず平滑性が高い方が、より好ましくは圧縮された状態での平滑性がより高いほうが、ガラスとの密着が高まるため、横ズレによるガラス表面の傷入りが発生しにくくなる。なお、本形態において合紙のクッション性は、坪量、離解パルプの重量平均繊維長や種類、後述する平均ルンケル比等を調節することによって補われる。

ここで、合紙の片面、好ましくは両面のマイクロトポグラフは、搬送時の加圧力と想定される２３ｋｇｆ／ｃｍ²条件下で７．０μｍを超えると、圧縮条件下でもガラスと合紙との境界で横ズレが生じ、ガラス表面に存在するガラス粉等突起状異物によるガラス傷入りが生じやすくなるので、７．０μｍ以下、好ましくは２．０〜７．０μｍであるのが好適である。このマイクロトポグラフを調節する方法は、特に限定されないが、パルプ原料の種類、離解パルプの重量平均繊維長、叩解度、プレス方法、ルンケル比、湿紙の乾燥方法等を適宜調整する方法によることができる。

一方、本形態のガラス用合紙は、ＪＩＳＰ４５０１に準拠した水解性（ほぐれやすさ）が１８０秒以下、好ましくは１２０〜１８０秒であると好適である、水解性が１８０秒を超えると、パルパー設備での離解性が低下し減容効果が低くなるとともに、未離解（完全にパルプ繊維がほぐれない状態）が発生しやすくなることから、パルプ原料としての再利用性が低下する。この水解性を調節する方法は、ＪＩＳＰ８２２０に準拠して離解した際に、所定の重量平均繊維長に成るように叩解や分級処理するとともに、パルプ原料の種類、内添薬品の種類・添加量、プレス方法、坪量等を適宜調整し、組み合わせる方法により成すことができる。

本形態のガラス用合紙は、坪量３０〜６０ｇ／ｍ²の範囲で抄造されるのが好ましい。より好ましくは３５〜５０ｇ／ｍ²である。坪量３０ｇ／ｍ²未満では十分なクッション性を得ることができない。他方、坪量６０ｇ／ｍ²を超えると、表面平坦性が低下しガラスとの密着性が得られにくくなるだけでなく、離解性も低下する。

もっとも、クッション性に寄与する要素としては、前述したように合紙自体の坪量、緊度のほかに、パルプ繊維自体の物理的構造がある。パルプ繊維にはルーメン（内腔）が存在し、それ自体が潰れることによって、紙全体としてのクッション機能に繋がるため、内腔と外環（細胞壁）の厚みとの比率がクッション性にとって重要となる。そこで、本形態においては、ＪＩＳＰ８２２０に準拠して離解した前記ガラス用合紙の離解パルプの平均ルンケル比を調節して、クッション性を好適化する。ここで、ルンケル比Ｒとは、繊維の内腔の幅（径）Ｌと細胞壁の厚さｔによって求められる値であり、Ｒ＝２・ｔ／Ｌによって表される。このルンケル比は、数値が低いほど同じ径に対して繊維壁の厚みが薄いことを意味し、繊維は柔軟性を持つ。平均ルンケル比が０．９以下であれば、圧縮条件下でガラスとの境界にあるガラス粉等の異物を紙中に吸収しやすくなり、ガラスへの傷入りが生じにくくなる。平均ルンケル比が０．９以下のパルプ繊維を得るには、パルプの原料となる木材として比較的若い段階で伐採した植林木や間伐材を用いるのが好ましい。また、クッション機能として重要となるパルプ繊維本来の形状を保つには、叩解をできるだけ抑え、ＪＩＳＰ８２２０に準拠して離解した前記ガラス用合紙の離解パルプフリーネスを５００ｃｃ以上、好ましくは５８０〜６８０ｃｃとするのが望ましい。なお、好ましい平均ルンケル比は、０．６０〜０．９０である。

一方、ＪＩＳＰ８２２０に準拠して離解した前記ガラス用合紙の離解パルプの平均ルンケル比を０．９以下とする場合においては、抄紙方式として、円網又は長網により脱水し、ヤンキー乾燥機により片面に艶面を形成するクラフト紙を採用すると好適である。クラフト紙をヤンキー抄紙機を用いて製造することにより、ＪＩＳＰ８２２０に準拠して離解した前記ガラス用合紙の離解パルプの重量平均繊維長が１．０ｍｍ以上１．６ｍｍ未満となるように、ＮＢＫＰ及びＬＢＫＰを１５／８５〜５０／５０の質量割合（比率）で配合しても、片面、好ましくは両面のマイクロトポグラフが２３ｋｇｆ／ｃｍ²条件下で７．０μｍ以下となる表面平坦性が得られ、圧縮条件下においてガラスとの密着性とクッション性との両方を兼ね備えた性能を持ち、搬送時等において、ガラスと合紙とが横ズレせず、さらにはガラス表面に存在するガラス粉等の異物を合紙中に吸収し、ガラス表面の傷入りを防止することができる。

さらに、本形態においては、パルプ原料に濡れ向上剤（界面活性剤）を含有することにより、ガラス表面に紙中物質が付着しても、付着物自体に濡れ向上剤を含むため、ガラス表面の濡れ性を低下することなく、洗浄液によるガラスの洗浄性を向上させる。濡れ向上剤の種類は特に限定されず、例えば、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のものが挙げられる。その中でも特に、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルは、ガラス用合紙からガラス表面に転移する付着物成分として最も多い油脂に対して表面もしくは内部に存在することで、付着物自体が優れた濡れ特性および乳化機能を持つようになるため、ガラス用合紙とガラスとが接触した際に、ガラスガラスの耐汚染性の低下とガラス洗浄性の向上に有効である。また、パルプ繊維への定着が良好であるため、パルプ繊維の離解性向上にも大きく寄与して好適である。パルプ原料への濡れ向上剤（界面活性剤）を含有させる方策には、フィルムトランスファーやスプレー等の外添手段を好適に用いることができる。

濡れ向上剤の金属合紙への含有量としては、０．０１〜０．５質量％が好ましく、０．１０〜０．３０質量％がより好ましい。含有量が０．５質量％を超えると、吸湿性が大きくなり折れシワが発生しやすくなるためガラス表面を傷つけてしまう可能性が高まる。他方、０．０１質量％未満では、ガラス表面に対し、その特性効果が発現されない。また、濡れ向上剤を含有させる方策は、合紙自体の吸水性を高める効果があるため、離解性の向上にも寄与し、特に米坪が高い場合（好ましくは５０〜６０ｇ／ｍ²）ほど有効である。

本発明に基づく金属合紙に含有させる薬品としては、濡れ向上剤のほか、サイズ剤、ドライヤー剥離剤、硫酸バンド等が使用できるが、ガラスへの樹脂分等紙中物質の転移を少なくするために、ドライヤー剥離に影響が出ない範囲で、極力少ないほうが好ましい。

次に本発明に係る実施例を示す。
表１に示す離解パルプの構成、抄紙形式、物性の試験片を得、各試験片について、ガラスとの密着性、ガラスへの傷入り性、及び、ガラスへの汚染性を評価し、同様に表１に示した。

表１においては、市販されている金属合紙（市販Ａ）、金属合紙（市販Ｂ）、及び、本発明と同様にヤンキードライヤーにて乾燥処理が施され、包装用紙（手提げ袋）に供される片艶クラフト紙（市販Ｃ）を例にとり、本発明に近似の従来品として比較した。市販Ｃは、ガラスへの汚染対策が考慮されていないため、紙中の樹脂成分が多く、ガラス汚れが顕著であり、ガラス合紙への転用は出来ない品質であった。

〔坪量〕
ＪＩＳＰ８１２４に準じて測定した値である。

〔緊度〕
ＪＩＳＰ８１１８に準じて測定した値である。

〔マイクロトポグラフ〕
マイクロトポグラフ試験機を使用し、２３ｋｇｆ／ｃｍ²の加圧条件下での試験片の両面を測定し、低い側の値を示した。

〔水解性（ほぐれやすさ）〕
ＪＩＳＰ４５０１に準じて測定した値である。詳細には、５００ｃｃビーカーに、水３００ｃｃ（水温２０±５℃）と直径３５ｍｍ厚さ１２ｍｍの円盤状マグネット回転子とを入れる。これをマグネットスターラーに載せ、マグネット回転子の回転数を６００±１０回転／分になるように調整する。そのビーカー内に１１４ｍｍ角の試験片を投入し、試験片の離解が完全に行なわれた後、ビーカー内の回転子の回転数が５４０回転まで回復するまでの時間（秒）を計測した。

〔ガラスとの密着性〕
表面に十字線を明記した縦５００ｍｍ×横５００ｍｍ×厚み０．７ｍｍサイズのガラス及び試験片を用い、十字線が重なり合うようにガラス１００枚と各ガラスの間に試験片を挿入して、ガラスセットを作成した。ガラスセットの全周囲には、外部からの塵等の混入を防ぐため透湿性のある包装材で覆った。トラックによるガラス輸送時の環境及び垂直方向の荷重、水平方向の振動を想定し、温度５０℃湿度９０％に保持した恒温高湿器内に設置した振動機の架台上に、ガラスセットを５００ｍｍ×５００ｍｍ面が当たるように載せ、さらにガラスセットの上面に２３ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力となるように錘を載せ、この状態で１５Ｈｚの振動数で１００時間横振動をさせた。振動テストをした後、ガラス中心点における試験片の横ズレ量を定規で測定し、試験片１枚あたりに数値化して、下記の基準で評価した。
５：ガラスと試験片との横ズレ量が１ｍｍ未満／枚
４：ガラスと試験片との横ズレ量が１ｍｍ以上２ｍｍ未満／枚
３：ガラスと試験片との横ズレ量が２ｍｍ以上３ｍｍ未満／枚
２：ガラスと試験片との横ズレ量が３ｍｍ以上４ｍｍ未満／枚
１：ガラスと試験片との横ズレ量が４ｍｍ以上／枚
評価３〜５であれば、ガラス用合紙として合格レベルである。

〔ガラスへの傷入り性〕
前記ガラスとの密着性評価において、試験片を取り除いた後のガラスを、純水を用いて超音波洗浄機で洗浄し、拡大顕微鏡でガラス表面の状態を観察して、下記基準で評価した。

５：ガラス表面の傷が０個／枚
４：ガラス表面の傷が１個／枚
３：ガラス表面の傷が２個／枚
２：ガラス表面の傷が３個以上５個未満／枚
１：ガラス表面の傷が５個以上／枚
評価３〜５であれば、ガラス用合紙として合格レベルである。

〔ガラスへの汚染性〕
前記ガラスへの傷入り性評価において、超音波洗浄した後のガラス表面について、純水による接触角を接触角測定器で測定した。この測定値を試験片と接触する前のガラス表面の接触角と対比し、ガラス表面の接触角の変化率について、下記基準で評価した。

５：接触角の変化率が１０％未満／枚
４：接触角の変化率が１０％以上２０％未満／枚
３：接触角の変化率が２０％以上３０％未満／枚
２：接触角の変化率が３０％以上５０％未満／枚
１：接触角の変化率が５０％以上／枚
評価３〜５であれば、ガラス用合紙として合格レベルである。

本発明は、高度な表面性が必要とされるガラスの間に挿入され使用される合紙、その中でも好ましくは液晶テレビやプラズマテレビなどのフラットパネルディスプレイに用いられるガラス基板の間に挿入され使用されるガラス用合紙として適用可能である。

Claims

パルプ原料を主成分とするガラス用合紙であって、
前記パルプ原料はＮＢＫＰ及びＬＢＫＰが主成分で、ＪＩＳＰ８２２０に準拠して離解した前記ガラス用合紙の離解パルプの配合質量比率（ＮＢＫＰ／ＬＢＫＰ）が１５／８５〜５０／５０で、
ＪＩＳＰ８２２０に準拠して離解した前記ガラス用合紙の離解パルプの重量平均繊維長が１．０ｍｍ以上１．６ｍｍ未満で、
ＪＩＳＰ８２２０に準拠して離解した前記ガラス用合紙の離解パルプの平均ルンケル比が０．６０〜０．９で、
片面又は両面のマイクロトポグラフが２３ｋｇｆ／ｃｍ²の加圧条件下において２．０μｍ〜７．０μｍで、
ＪＩＳＰ４５０１に準拠した水解性（ほぐれやすさ）が１８０秒以下で、
ヤンキー乾燥機により片面に艶面を形成する
ことを特徴とするガラス用合紙。
前記パルプ原料には、少なくともポリオキシアルキレン脂肪酸エステルを有する濡れ向上剤が０．０１〜０．５０質量％含有されている、
請求項１に記載のガラス用合紙。