JP6179466B2 - ガラス合紙 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス板間に挿入して用いられるガラス合紙に関するものである。

液晶パネルディスプレイやプラズマパネルディスプレイといったフラットパネルディスプレイ用のガラス板を複数枚積層して保管、運搬する流通過程や製造工程において、ガラス板を保護するために、ガラス合紙が用いられている。

フラットパネルディスプレイ用の基板材料として用いられるガラス板は、一般の建築用窓ガラス板や車両用窓ガラス板等に比べて、高い表面平滑性が要求される。フラットパネルディスプレイ用のガラス板では、ガラス板表面に電子部材等が薄膜形成されるため、他の用途に用いられるガラス板に比べて、ガラス板表面に要求される清浄度や表面平坦性は極めて高いものである。このような用途のガラス板では、他のガラス板と接触すること等によって僅かでも損傷や汚染が生じると、ディスプレイとしての性能に不具合が生じるおそれがある。

さらに、近年では、ガラス板の大型化・量産化に伴い、搬送効率を高めるため、ガラス板を極力重ねて搬送するようになり、ガラス合紙との接触面積が増大する傾向にある。ガラス板とガラス合紙との接触面積や接触圧が増大すると、ガラス合紙中に存在する異物等によって、傷が発生するおそれが高まっている。

そのため、ガラス板同士の間に挿入されるガラス合紙に対しては、高い品質が求められるようになってきている。

ガラス合紙に起因する傷を低減させるため、例えば特許文献１には、パルプ原料を主成分とするガラス用合紙が開示されている。このガラス用合紙は、坪量が３０〜６０ｇ／ｍ^２であり、隣接する測定点の最大紙厚差が８μｍ以下かつ紙厚の最大値と最小値の差が１６μｍ以下であることを特徴としている。

特許文献２には、パルプ配合を規定し、圧縮仕事量が０．１５Ｊ／ｍ^２以上でかつ圧縮回復率が５０％以上にすることで、緩衝性を向上させてガラス板表面への傷の発生を抑制する技術が開示されている。

また、特許文献３には、厚みが０．３〜１．５ｍｍであるポリエチレン系樹脂製発泡シートであって、樹脂組成物の密度、衝撃強度、曲げ弾性率、分子量分布、水の接触角の変化率等が所定の範囲であるガラス基板合紙が開示されている。

特開２００９−１８４７０４号公報 特開２００６−４４６７４号公報 特開２０１０−２４２０５７号公報

上記の従来技術は、ガラス合紙の持つ物理的な特性や形態を改良することによって、傷付きの防止や密着性、汚染性の向上等を図ろうとするものであり、ガラス板の傷付きの発生の原因に対する直接的な対策としては必ずしも十分なものではなかった。

本発明は、係る状況に鑑みてなされたものである。本発明は、ガラス板を複数枚積層して保管、運搬する流通過程や製造工程において、ガラス板表面の傷付きを抑制することが可能なガラス合紙を提供することを課題とする。

本発明者らは、ガラス合紙に起因して傷が発生する要因について子細に分析・検討を進めた結果、ガラス合紙中に存在する特定の微粒子が主原因であることを見出し、本発明を創案するに至った。すなわち、本発明は以下のような構成を有するものである。

（１）セルロースパルプを主成分とし、坪量が１０〜１００ｇ／ｍ^２であり、モース硬度５以上の鉱物の含有量が４００ｐｐｍ以下であるガラス合紙。
（２）前記モース硬度５以上の鉱物がケイ酸塩鉱物である前記（１）に記載のガラス合紙。
（３）前記モース硬度５以上の鉱物が結晶性シリカである前記（１）または前記（２）に記載のガラス合紙。
（４）前記モース硬度５以上の鉱物の含有量が１００ｐｐｍ以下である前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載のガラス合紙。

本発明のガラス合紙は、ガラス板を複数枚積層して保管、運搬する流通過程において、ガラス板表面の傷付きを抑制することができる。

以下、本発明の実施形態を具体的に説明する。本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。

本発明者らは、フラットパネルディスプレイ用のガラス板の表面に形成される傷が発生する原因について検討を進めた。その結果、ガラス合紙中にガラスのモース硬度（４．５〜６．５）よりも高い硬度の鉱物微粒子が存在し、その微粒子がガラス板表面に作用することが、ガラス板表面に傷を発生させる主原因であることを見出した。

上記知見に基づいてさらに検討を進めた結果、ガラス合紙中に存在するモース硬度の高い鉱物の含有量を一定量以下に低減させることによって、保管、運搬時のガラス板表面の傷付きを抑制することが可能となることを見出した。前記鉱物のモース硬度としては、５以上である。

さらに、フラットパネルディスプレイ用という特定の用途において、実用上支障が生じないレベルにまでガラス板表面の傷付きを抑制するために、モース硬度５以上の鉱物に許容される含有量について検討を進めた。その結果、鉱物の含有量を４００ｐｐｍ以下とすることが必要であることを見出した。鉱物の含有量は、より好ましくは１００ｐｐｍ以下である。

モース硬度５以上の代表的な鉱物としては、ケイ酸塩鉱物が挙げられる。ケイ酸塩鉱物には、多くの種類が存在する。具体的には、ネソケイ酸塩鉱物（かんらん石類、柘榴石類など）、ソロケイ酸塩鉱物（ベスブ石、緑簾石類など）、サイクロケイ酸塩鉱物（緑柱石、電気石類など）、イノケイ酸塩鉱物（輝石類、角閃石類など）、フィロケイ酸塩鉱物（雲母類や粘土鉱物など）、テクトケイ酸塩鉱物（石英、長石類、沸石類など）などが挙げられる。これらのケイ酸塩鉱物は地殻を構成する物質であり、地球上に広く存在するものである。尚、鉱物の種類や量については、Ｘ線回折法、蛍光Ｘ線分析法、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ、ＥＳＣＡ）、エネルギー分散型Ｘ線分析法（ＥＤＳ）、誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ−ＡＥＳ）、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）、原子吸光分析法（ＡＡＳ）等の分析方法によって定性分析や定量分析をすることができる。

ケイ酸塩鉱物の中でも、セルロースパルプに微量に含まれることが多い結晶性シリカ（石英：モース硬度７）の含有量を所定量以下に管理することが効果的である。結晶性シリカとしては、石英などが挙げられる。

モース硬度５以上の鉱物は、ガラス合紙の原料パルプの製造過程において混入することが多い。これは、木材チップに付着している砂や土が、パルプ製造工程において、平均粒子径が３００μｍ以下、大部分は１００μｍ以下の微小な鉱物微粒子としてパルプ中に残り、含有されるためと考えられる。

ガラス合紙に含まれるモース硬度５以上の鉱物を４００ｐｐｍ以下にする方法には、大きく、原料パルプの選定に係る方法とガラス合紙の製造工程に係る方法の２つがある。前者の原料パルプの選定に係る方法としては、例えば次のようなものがある。
（１）原料パルプ製造時に、原料となる木材原料に対する砂、土等の異物混入の管理を強化する。
（２）砂、土の混入程度が高いチップよりも原木の使用割合を多くする。
（３）チップスクリーンでの砂、土等の異物混入の管理を強化する。

また、後者のガラス合紙の製造工程に係る方法としては、ガラス合紙の製造時に、上記鉱物が混入することを防ぐために、クリーナーやスクリーン等の除塵装置によって鉱物を除去する方法がある。クリーナーは、鉱物とパルプ繊維との比重差を利用してサイクロンの原理によって鉱物の分離を行いうものであり、鉱物を除去する効果が高い。一方、スクリーンは、スクリーンの目穴の大きさを利用して異物を除去する装置であるが、鉱物の大きさが３００μｍ以下の場合には鉱物を除去する効果が十分ではない。除塵装置としてクリーナーを使用する場合、クリーナーに投入するパルプスラリーの濃度を低くする方法や、１次クリーナーの使用台数・段数を増やす方法等によって、クリーナーによる鉱物の除去効率を高めることができる。

本実施形態のガラス合紙は、セルロースパルプを主成分とする。ガラス合紙に使用するセルロースパルプとしては、各種のものを１種または２種以上混合して使用することができる。例えば、クラフトパルプ（ＫＰ）、サルファイトパルプ（ＳＰ）、ソーダパルプ（ＡＰ）等の化学パルプ；セミケミカルパルプ（ＳＣＰ）、ケミグランドウッドパルプ（ＣＧＰ）等の半化学パルプ；砕木パルプ（ＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ、ＢＣＴＭＰ）、リファイナーグランドウッドパルプ（ＲＧＰ）等の機械パルプ；楮、三椏、麻、ケナフ等を原料とする非木材繊維パルプ；古紙を原料とする脱墨パルプを挙げることができる。これらの他に、合成パルプ、合成繊維、レーヨン繊維などを配合してもよい。セルロースパルプに使用する木材は、針葉樹材でも広葉樹材でもよく、また混合して使用してもよい。原料パルプとして使用する際に、鉱物含有量が少ないパルプを選定することが好ましい。

ガラス合紙の坪量は、１０〜１００ｇ／ｍ^２の範囲である。坪量は３５〜８０ｇ／ｍ^２であることがより好ましい。坪量は小さい方が運搬時の質量が少なくなるため好ましいが、坪量が１０ｇ／ｍ^２未満であると、十分な緩衝性を付与することができない。また、坪量が１００ｇ／ｍ^２を超えると、運搬時の質量も好ましくない上、クレープ化処理等が満足に行えないため好ましくない。また、ガラス合紙の厚さは２５〜２５０μｍであることが好ましく、８７〜２００μｍであることがより好ましい。ガラス合紙の密度は０．４〜１．２ｇ／ｃｍ^３であることが好ましく、０．５〜１．１ｇ／ｃｍ^３であることがより好ましい。尚、ガラス合紙の坪量の測定はＪＩＳ Ｐ８１２４に準じて行い、ガラス合紙の厚さと密度の測定はＪＩＳ Ｐ８１１８に準じて行う。

抄造内添薬品については、ガラス板表面を汚染させないことや傷付けない範囲で添加することが好ましい。例えば、硫酸アルミニウム、硫酸、ロジン、スチレン・マレイン酸、アルケニル無水コハク酸、アルキルケテンダイマー等のサイズ剤、ポリアクリルアミド等の各種紙力増強剤、濾水歩留り向上剤、ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン等の耐水化剤、柔軟剤、帯電防止剤、消泡剤、スライムコントロール剤、填料、染料等を使用することができる。また、ガラス合紙の表面や裏面に上記薬品以外に、水、ガラス洗浄剤、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、デンプン等を塗布や含浸させることも可能である。

上記薬品を塗布あるいは含浸する手段としては、例えば、２本ロールサイズプレス、トランスファロールコーター（ゲートロールコーター、マッセイコーター、ＫＣＭコーター、チャンピオンマシンコーターなど）、フィルムトランスファサイズプレス（シムサイザ、ブレードメタリングサイズプレスなど）、ビルブレードコータ（スタンダードコーター、ディファレンシャルコーター、コンビコーター）、ツーストリームコーター、ベルバパコーター、バーコーター、ブレードコーター、エアーナイフコーター、ロッドコーター、キャレンダーコーター等を用いることができる。

本実施形態のガラス合紙を製造するための製造装置、製造条件には、特に限定はなく、公知の製造装置、製造条件を適宜選択して用いることができる。例えば、長網フォーマ、ツインワイヤーフォーマ、円網フォーマ、傾斜フォーマで、単層もしくは多層の紙として抄紙することができる。また、地合を整え、紙面の平滑性や幅方向の均一性を向上させる目的で、ダンディロールやシェーキングマシンを使用してもよい。

本実施形態のガラス合紙は、表面に微細な凹凸であるエンボス加工やクレープ化処理を施してもよい。エンボス加工はエンボッサーや凸凹の金型などを用いて行われ、点状、鎖線状、直線状、波状などの形状に加工される。クレープ化処理を施す方法としては、抄紙機のウェットパートにおけるプレスロール上もしくはドライヤー上に設置されたドクターにて密着したシートを剥離してクレープ化する方法が挙げられる。

以下、実施例を詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、配合を示す数値は、固形分又は有効成分の質量基準の数値である。また、特に記載のない場合については抄造した紙はＪＩＳ Ｐ８１１１に準じて処理を行なった後、測定やテストに供した。ガラス合紙の鉱物の含有量、傷入り試験、傷入り評価の詳細は下記の通りである。

＜ガラス合紙の鉱物の含有量＞
ガラス合紙（ａ）約１５００ｇをＪＩＳ Ｐ８２５１に準じて灰化処理した。次に、その灰に水５００ｍｌを加えて分散させて、かき混ぜ、沈降する鉱物を流さないようにして、パルプ由来の灰分主体のスラリー部を排出した。新たに水５００ｍｌを加えて、パルプ由来の灰分主体のスラリー部を排出することを３回繰返し、最終的に残ったものを乾燥させて、灰（ｂ）とした。次に、灰（ｂ）をＸ線回折装置によって鉱物成分を特定した。特定した鉱物による検量線を作成し、灰（ｂ）におけるモース硬度５以上の鉱物の含有割合（ｃ）をＸ線回折装置によって求めた。このようにして、ガラス合紙中の鉱物の含有量を下記の式（１）にて求めた。なお、上記の水による鉱物の精製処理は省略することもできる。その場合はＪＩＳ Ｐ８２５１に準じて灰化処理したものを灰（ｂ）とした。
ｍ＝（ｂ／ａ）×ｃ×１００００００ ・・・（１）
ここで、ｍ：モース硬度５以上の鉱物の含有量（ｐｐｍ）
ａ：ガラス合紙の質量（ｇ）
ｂ：前記記載の最終的に残った灰の質量（ｇ）
ｃ：前記記載の灰（ｂ）におけるモース硬度５以上の鉱物の含有割合

＜ガラス板表面の傷入り試験＞
３００ｍｍ×３００ｍｍのフラットパネルディスプレイ用ガラス板に、３１０ｍｍ×３１０ｍｍガラス合紙を当て、０．７ＭＰａで１０秒間プレスを行なう方法において、３００ｍｍ×３００ｍｍのフラットパネルディスプレイ用ガラス板は同一として、３１０ｍｍ×３１０ｍｍガラス合紙を１回プレスする毎に新規なものに変えて、２０００回プレスを繰返し、試験後のフラットパネルディスプレイ用ガラス板を得た。

＜ガラス板表面の傷入り性の評価＞
上記試験後のフラットパネルディスプレイ用ガラス板表面をブラッシング洗浄した後、スポットライトをガラス板表面に当て、ガラス板表面の傷を目視及び顕微鏡にてカウントした。傷入り性の評価は以下のように行った。
◎：０個または１個または２個の傷あり
○：３個または４個の傷あり
×：５個以上の傷あり

［実施例１］
市販ＮＢＫＰ（針葉樹晒クラフトパルプ）１００％（Ａ）のパルプスラリーを長網抄紙機で抄紙し、乾燥させ、坪量４５ｇ／ｍ^２のガラス合紙を得た。抄紙に当たって、除塵装置としてクリーナーとスクリーンを使用した。

［実施例２］
市販ＮＢＫＰ１００％（Ａ）に替えて市販ＮＢＫＰ１００％（Ｂ）とした以外は実施例１と同様にして、ガラス合紙を得た。

［実施例３］
長網抄紙機で抄紙するにあたり、実施例２の１次クリーナー処理時のパルプスラリー濃度（１００％）に対して、パルプスラリー濃度を７５％とした以外は実施例２と同様にしてガラス合紙を得た。

［実施例４］
長網抄紙機で抄紙するにあたり、実施例２の１次クリーナー処理１段に対して、１次クリーナー処理を２段とした以外は実施例２と同様にしてガラス合紙を得た。

［比較例１］
長網抄紙機で抄紙するにあたり、実施例２の１次クリーナー処理時のパルプスラリー濃度（１００％）に対して、パルプスラリー濃度を１２５％にした以外は実施例２と同様にしてガラス合紙を得た。

［比較例２］
市販ＮＢＫＰ１００％（Ａ）に替えて市販ＮＢＫＰ１００％（Ｃ）とした以外は実施例１と同様にしてガラス合紙を得た。
尚、市販ＮＢＫＰ（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、異なる産地の木材に由来する針葉樹晒クラフトパルプである。

表１に、実施例１〜４と比較例１〜２のガラス合紙の製造条件、坪量、モース硬度５以上の鉱物の含有量、傷入り性の評価の結果を示した。原料パルプである市販ＮＢＫＰを適切に選択し、ガラス合紙の製造工程において除塵装置を適切な条件で使用することによって、本発明の実施例１〜４のガラス合紙の傷入り性は良好なものであった。一方、モース硬度５以上の鉱物の含有量において本発明の規定を満足しない比較例１と比較例２のガラス合紙は、傷入り性が不良であった。

Claims (5)

1. セルロースパルプを主成分とし、坪量が１０〜１００ｇ／ｍ^２であり、モース硬度５以上の鉱物の含有量が２０〜４００ｐｐｍであるガラス合紙。
2. 前記モース硬度５以上の鉱物がケイ酸塩鉱物である請求項１に記載のガラス合紙。
3. 前記ケイ酸塩鉱物がネソケイ酸塩鉱物、ソロケイ酸塩鉱物、サイクロケイ酸塩鉱物、イノケイ酸塩鉱物、フィロケイ酸塩鉱物、テクトケイ酸塩鉱物から選ばれるいずれかである請求項２に記載のガラス合紙。
4. 前記モース硬度５以上の鉱物が結晶性シリカである請求項１または請求項２に記載のガラス合紙。
5. 前記モース硬度５以上の鉱物の含有量が２０〜１００ｐｐｍである請求項１〜４のいずれか１項に記載のガラス合紙。