JP5444358B2 - シート材の製造方法 - Google Patents
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Description
下記式で表されるマレイン酸ジエステル、
下記式で表されるマレイン酸アミドハーフエステル(maleicamide halfesters)、
下記式で表されるマレイン酸ジアミド、
下記式で表されるマレイミド、
下記式で表されるマレイン酸ハーフエステル、
下記式で表されるマレイン酸ハーフアミド(maleicacid half amides)、
下記式で表されるフマル酸ジエステル、
下記式で表されるフマル酸モノエステルハーフアミド(fumaric acid monoester halfamides)、
下記式で表されるフマル酸ジアミド、
下記式で表されるフマル酸モノエステル、
下記式で表されるフマル酸モノアミド、
下記式で表されるエキソメチレン構造体、
下記式で表されるイタコン酸誘導体、
式1−13のニトリル誘導体、及び式1−13のイミド誘導体。X及びYはそれぞれOR1、OR2、NHR1、NHR2、NR1及びOHからなるグループから選択され、上記式1−13におけるR1及びR2はそれぞれ脂肪族基又は芳香族基から選択される。
下記式で表されるビニルエーテル、
下記式で表されるアルケニルエーテル、
下記式で表される置換シクロペンテン、
下記式で表される置換シクロヘキセン、
下記式で表される部分的に置換されたフラン又はチオフェン、
下記式で表される部分的に置換されたピラン又はチオピラン、
下記式で表される環置換のスチレン。
上記式中のnは1〜5の整数であり、最大値は環構造中の炭素原子の数に依存する。Rx及びRは、それぞれ1から12個の炭素原子を一般に有する脂肪族基又はフェニル基などの芳香族基であり、R3、R4及びR5はそれぞれH、脂肪族基、好ましくはメチル、エチル、プロピルなどの1〜12個の炭素原子を有するアルキル基であり、ZはO及びSからそれぞれ選択される。
第1の実施形態において、硬化性組成物は、一般にセルロースのスラリー及び他の一般的な製紙用化合物を導入する混合容器1におけるポイント“A”で導入される。そのスラリーは、当該分野において周知であるように、ヘッドボックス2に移され、その後に製紙装置の成形ワイヤー3上に連続的に堆積される。混合容器1に導入される硬化性組成物の濃度は、成形ワイヤー3上での脱水中に起こる様々な損失の原因となるように選択される。硬化性組成物の重合は、プレスセクション4の後及び乾燥セクション5の前に電子ビーム照射によって行われる。この実施例においては、硬化性組成物は紙ウェブの厚み全体にわたって均一に分散されており、出願人は、この構成が硬化性組成物の重合した架橋構造によって向上した引張強度をもたらすことを見出した。
この実施例においては、硬化性組成物は、部分的に成形された紙ウェブ8の両面に細いスプレーノズルを介して“B”で導入される。この時点のウェブは一般に80%から85%の含水率であるため、好ましくは水溶性である硬化性組成物はある程度ウェブ8に染み込むが、ウェブの表面に近いほど高い濃度になる。上記実施例と同様に、硬化性組成物の重合はプレスセクション4の後であり乾燥セクション5の前に電子ビーム照射により行われる。
硬化性組成物は、プレスセクション4の後であり乾燥セクション5の前である“C”で紙ウェブに導入される。この実施例においては、紙ウェブはプレス作用によって部分的に成形されており、約70%から75%に低下した含水率である。硬化性組成物は細いスプレーノズルを介してウェブに接触し、ウェブが乾燥セクション5に入る前にすぐに電子ビーム照射によって重合される。
この実施例においては、硬化性組成物はポイント“D”において被覆として脱水された紙ウェブ8に接触する。被覆の組成は以下のとおりである。
硬化性組成物 最大約10%
CaCO3 40から約60%(他の補完充填剤を含む)
H2O 最大約30%
アクリルのエマルジョン 最大約10%
脱水されたウェブ8は適当な手段によって被覆されており、それは、限定はしないが、ローラーコーティング、ブレードコーティング、エアーナイフなどを含む。硬化性組成物の流動性は異なるコーティング方法に適合するよう調整可能である。流動はニュートン流動であることが好ましく、粘度はザーン#2で30から40秒に調節される。
図4を参照すると、成形ワイヤー3は、セルローススラリーと硬化性組成物とを含む混合物6を通過する。ドラム7内の真空が成形ワイヤー3を介して混合物を引き寄せることによって、ウェブ8が形成される。ドラム7を通った混合物は混合物6へと戻される。混合容器(“ヘッドボックス”)11もセルローススラリー及び硬化性組成物を有しており、それは成形ワイヤー3上に堆積される。不織布10のロール9は装置を通って引き出され、セルロース繊維/硬化性組成物のウェブ8の両面にコーティングを受ける。コーティングされた不織布10は、ローラー12の間でプレスされることによって基材を脱水し、その後に電子ビーム照射装置13によって硬化される。
図5を参照すると、図4と類似の製紙方法が示されており、同様の構造物には同様の参照番号が付されている。この場合、不織ポリマー基材10はその場で作られる。説明すると、回転/振動ヘッドを備える押し出し機14はウェブ8の上部に不織布10を継続的に作る。その後、セルロース繊維の更なる層が、混合容器(“ヘッドボックス”)11から不織布10の上に配置される。それは真空15の利用によって成形ワイヤー3を介して引き寄せられる。
例えば、平方メートルあたり36g(gsm)の新聞印刷用紙が両面に以下の硬化性組成物を接触させられ、電子ビームによって硬化される。
アミドエーテルアクリレート(amideether acrylate) 10%
アクリルエマルジョン 10%
消泡剤 0.4%
湿潤剤 0.6%
粘土 50%
二酸化チタン 10%
ダロキュア1173 3%
水 適量
Claims (19)
- 印刷可能なシート材を製造する方法であって、
基材を硬化性組成物で含浸又は被覆するために硬化性組成物を基材に加える段階と、
前記硬化性組成物を硬化する段階と、
を有し、前記硬化性組成物を前記基材に加えることによって、前記硬化性組成物を含まない基材から作られたシート材と比べて、製造されるシート材の機械的性質を向上又は改善することができ、前記硬化性組成物はフリーラジカル重合性の水溶性オリゴマー又はモノマーを含んでおり、前記基材は前記硬化性組成物の水溶液で含浸又は被覆されており、水は前記硬化性組成物を硬化する前に除去されないことを特徴とする方法。 - 前記シート材は、標準的な紙製品と比べて向上した引張強度を有し、前記引張強度は、前記硬化性組成物を含まない基材から作られたシート材と比べて1%以上高いことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記基材は、脱水されたセルロース繊維のウェブで作られた支持ウェブを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
- 前記基材は、ポリマー繊維の不織ウェブを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
- 前記シート材は、紙又は紙製品としての用途に適しており、標準的な紙製品と同程度の可撓性を有し、新聞用紙又は雑誌用紙などの印刷用紙の外観を有することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の方法。
- 前記シート材は、吸収性の紙タオル又はティッシュのようにスポンジ状に成形されている、又は外観が布のようであることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の方法。
- 前記シート材に印刷する段階を有し、
前記シート材の印刷適性が、前記硬化性組成物を含まない前記基材から作られたシート材と少なくとも等しい、又は従来のシート材と少なくとも等しいことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の方法。 - 前記フリーラジカル重合性の水溶性オリゴマー又はモノマーは、N−メチロールアミドエーテルアクリレート、水溶性エポキシアクリレート、水溶性ウレタンアクリレート、水溶性ポリエステルアクリレート、水溶性の高度にエトキシ化又はプロポキシル化されたアクリル酸エステルモノマー又はオリゴマー、及びそれらの組み合わせから選択されることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の方法。
- 前記基材に加えられる前記硬化性組成物の量は、前記基材の固形分の1〜20重量%であることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の方法。
- セルロースベースの印刷可能な生成物を製造する方法であって、
脱水されたセルロース繊維のウェブを硬化性組成物で被覆又は含浸するために硬化性組成物を脱水されたセルロース繊維のウェブに加えて接触させる段階と、
前記硬化性組成物を硬化する段階と、
を有し、質の低いセルロース繊維を用いた場合に、製造されるセルロースベースの生成物の機械的強度が通常のセルロース繊維を含むセルロースベースの生成物の機械的強度と少なくとも等しくなるように前記ウェブが前記硬化性組成物で被覆又は含浸されており、前記硬化性組成物はフリーラジカル重合性の水溶性オリゴマー又はモノマーの水溶液を含み、水は前記硬化性組成物を硬化する前に除去されないことを特徴とする方法。 - 前記フリーラジカル重合性の水溶性オリゴマー又はモノマーは、N−メチロールアミドエーテルアクリレート、水溶性エポキシアクリレート、水溶性ウレタンアクリレート、水溶性ポリエステルアクリレート、水溶性の高度にエトキシ化又はプロポキシル化されたアクリル酸エステルモノマー又はオリゴマー、及びそれらの組み合わせから選択されることを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記質の低いセルロース繊維の5〜30重量%は通常のセルロース繊維に置換されていることを特徴とする請求項10又は11に記載の方法。
- 前記機械的性質は引張強度を含み、前記引張強度は、通常のセルロース繊維のみで作られたセルロースベースの生成物と比べて10%以上大きいことを特徴とする請求項10から12のいずれかに記載の方法。
- 前記質の低いセルロース繊維の長さは0.5から1.2mmであり、前記通常のセルロース繊維の長さは1.5から3.0mmであることを特徴とする請求項10から13のいずれかに記載の方法。
- 前記基材に加えられる前記硬化性組成物の量は、前記基材の固形分の1〜20重量%であることを特徴とする請求項10から14のいずれかに記載の方法。
- 低コストの充填剤又はバインダーを用いた場合に、セルロースベースの生成物の機械的強度が少なくとも維持されるように十分な量の前記硬化性組成物が前記ウェブに加えられていることを特徴とする請求項10から15のいずれかに記載の方法。
- 前記セルロースベースの生成物は、前記硬化性組成物を含まない前記基材から作られたセルロースベースの生成物と比べて、少ないエネルギーで製造されることを特徴とする請求項10から16のいずれかに記載の方法。
- 前記硬化性組成物は水溶性であり、硬化することで水に難溶性の組成物になり、
前記硬化性組成物が硬化する際に水が前記セルロースベースの生成物から排出されることによって、前記セルロースベースの生成物の含水率を低減することができることを特徴とする請求項10から17のいずれかに記載の方法。 - 前記硬化性組成物は、UV照射、電子ビーム照射、X線照射、又は加熱によって硬化されることを特徴とする請求項10から18のいずれかに記載の方法。
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