JP6919476B2 - 結合素材、シート製造装置、シート製造方法およびシート - Google Patents
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Description
例えば、紙揃えを乱す原因の一つとして、紙に生じる静電気が知られている。
本発明の結合素材は、繊維同士を結合させてシートを製造するための結合素材であって、
樹脂と、常温で固体でかつ加熱により液相に変化する多価アルコールと、を含むことを特徴とする。
これにより、シートを構成する繊維同士をさらに好適に結合することができ、シートの紙力をさらに高めることができる。
これにより、シートの製造時において、繊維と結合素材とをより好適に混合することができ、製造されるシートの信頼性をより優れたものとすることができる。また、結合素材の取り扱いが容易となり、シートの生産性を向上させる観点からも有利である。
前記解繊部により解繊された解繊物に結合素材を供給する結合素材供給部と、
前記結合素材が供給された前記解繊物を加熱する加熱部と、を備え、
前記結合素材は、樹脂と、常温で固体でかつ加熱により液相に変化する多価アルコールと、を含むことを特徴とする。
前記解繊工程により解繊された解繊物に結合素材を供給する結合素材供給工程と、
前記結合素材が供給された前記解繊物を加熱する加熱工程と、を備え、
前記結合素材は、樹脂と、常温で固体でかつ加熱により液相に変化する多価アルコールと、を含み、
前記加熱工程での加熱の際に前記結合素材に含まれる前記多価アルコールが液相に変化することを特徴とするシート製造方法。
前記結合素材は、樹脂と、常温で固体でかつ加熱により液相に変化する多価アルコールと、を含むことを特徴とする。
これにより、静電気の発生をより効果的に防止することができ、ミスフィードの発生をより効果的に防止することができる。
本発明のシート製造装置100は、繊維を含む材料を解繊する解繊部13と、解繊部13により解繊された解繊物に結合素材を供給する結合素材供給部171と、結合素材が供給された解繊物を加熱する加熱部202と、を備えている。そして、結合素材は、樹脂と、常温(25℃)で固体でかつ加熱により液相に変化する多価アルコールと、を含んでいる。
図1は、本発明のシート製造装置の概略構成図である。図2は、図1に示すシート製造装置が実行する工程を順に示す図である。
原料供給部11は、粗砕部12に原料(シート状材料)M1を供給する原料供給工程(図2参照)を行う部分である。この原料M1としては、繊維(セルロース繊維)を含む繊維含有材料で構成された、例えば、シート状をなすものである。また、原料M1は、本実施形態では、古紙、すなわち、使用済みのシートとなっているが、これに限定されず、未使用のシートであってもよい。なお、セルロース繊維とは、化合物としてのセルロース(狭義のセルロース)を主成分とし繊維状をなすものであればよく、セルロース(狭義のセルロース)の他に、ヘミセルロース、リグニンを含むものであってもよい。
一方、第2選別物M4−2は、ドラム部141に接続されている管(流路)243に送り出される。管243は、ドラム部141と反対側(下流側)が管241に接続されている。この管243を通過した第2選別物M4−2は、管241内で粗砕片M2と合流して、粗砕片M2とともに解繊部13に流入する。これにより、第2選別物M4−2は、解繊部13に戻されて、粗砕片M2とともに解繊処理される。
なお、結合素材P1については、後に詳述する。
以下、本発明の結合素材について詳細に説明する。
図3は、本発明の結合素材の形態の好適な一例を模式的に示す拡大図である。
樹脂は、結合素材の中でも、繊維同士の結合力の向上に大きく寄与する成分である。
これにより、シートを構成する繊維同士をさらに好適に結合することができ、シートの紙力をさらに高めることができる。なお、ポリエステルには、その変性体やポリエステル系エラストマーも含む。
多価アルコールは、分子内に複数個の水酸基を有しており、結合素材の中でも、シートにおける静電気発生の抑制に大きく寄与する成分である。
(式(1)中、nは1以上の整数である。)
これにより、前述した効果がさらに顕著に発揮される。
これにより、多価アルコールがシートから不本意に脱落することをより効果的に防止することができる。また、シートの紙力(例えば、引張強度等)をより優れたものとすることができる。
結合素材は、前述した以外の成分(その他の成分)を含んでいてもよい。
このような成分としては、例えば、顔料、染料等の着色剤、難燃剤、流動性向上剤等が挙げられる。また、結合素材が粒子状をなすものである場合、その他の成分は、外添剤として含まれるものであってもよい。
なお、本発明において、平均粒径とは、体積基準の平均粒径をいう。
本発明のシートは、繊維同士を前述したような結合素材で結合させたものである。言い換えると、本発明のシートは、繊維同士を結合素材で結合させたものであって、前記結合素材は、樹脂と、常温で固体でかつ加熱により液相に変化する多価アルコールと、を含んでいる。そして、本発明のシートは、前述した製造装置、製造方法を適用することにより、好適に製造することができる。
[1]結合素材の製造
前記樹脂としてのポリエステル(DIC社製、プラスディック ACT−6202、ガラス転移点:62℃)96質量部と、多価アルコールとしてのポリエチレングリコール(三洋化成工業社製、PEG−20000、融点:63℃)4.0質量部とを計量し、ブレンダーに投入してドライブレンドした。
樹脂と多価アルコールとの比率が表1に示すようになるようにした以外は、前記実施例1と同様にして結合素材を製造した。
樹脂と多価アルコールとの比率が表1に示すようになるようにした以外は、前記実施例1と同様にして結合素材を製造した。
多価アルコールの種類、樹脂との比率が表1となるように秤量し、前記実施例1と同様に二軸押出混練機により樹脂と多価アルコールからなる混練物を得た。その後、前記実施例1と同様に、粉砕加工、分級加工を行った後、疎水性フュームドシリカを外添加工し、結合素材を得た。
樹脂としてポリエステル樹脂(DIC社製、プラスディックACT−6100、Tg:60℃)を用いた以外は、前記実施例1と同様にして結合素材を製造した。
樹脂としてポリエステル樹脂(DIC社製、プラスディックACT−6100、Tg:60℃)を用いた以外は、前記実施例3と同様にして結合素材を製造した。
樹脂としてポリエステル樹脂(DIC社製、プラスディックACT−6100、Tg:60℃)を用いた以外は、前記実施例4と同様にして結合素材を製造した。
混練物の原料として、ポリエステル(DIC社製、プラスディック ACT−6202)のみを用い、多価アルコールを用いなかった以外は、前記実施例1と同様にして結合素材を製造した。
図1に示すような装置を用意し、原料としての古紙と、前記各実施例および比較例で製造した結合素材とを用いて、前述したような方法により、A4サイズのシートを製造した。なお、加熱工程における加熱温度は、170℃とした。また、製造されたシート中における結合素材の含有率は、20.0質量%となるようにした。また、結合素材を変更した以外は、前記各実施例および比較例で、製造条件は同一とした。また、前記各実施例のシートでは、多価アルコールがシートの表面に偏在していた。また、結合素材を用いなかった以外は、前記各実施例および比較例と同様にして製造したシートを比較例2とした。
[3−1]表面抵抗率
前記各実施例および各比較例で製造したシートについて、三菱ケミカル社製のハイレスターUP(MCP−HT450)により、シートの両面について表面抵抗率を測定し、これらの平均値をシートの表面抵抗率として求めた。電極印加電圧は100V、測定時の電圧印加は1分間とした。
前記各実施例および各比較例のシートを、レーザープリンター(セイコーエプソン社製、LP−S6500)のカセットに装填し、片面ISO5%パターンの印刷を施した。
前記各実施例および各比較例のシートから、JIS K7162の1BAの試験片(全長75mm)に切り出した後、引張試験を実施した。同試験はJIS K7161に準拠し、室温23℃、相対湿度50%の環境で行った。
これらの結果を表2にまとめて示す。
Claims (13)
- 繊維同士を結合させてシートを製造するための結合素材であって、
樹脂と、常温で固体でかつ加熱により液相に変化する多価アルコールと、を含むことを特徴とする結合素材。 - 前記樹脂は、ポリエステルである請求項1に記載の結合素材。
- 前記多価アルコールは、ポリアルキレングリコールである請求項1または2に記載の結合素材。
- 前記樹脂100質量部に対する前記多価アルコールの含有率が0.1質量部以上20質量部以下である請求項1ないし3のいずれか1項に記載の結合素材。
- 結合素材は、粒子状をなしている請求項1ないし4のいずれか1項に記載の結合素材。
- 前記粒子中において、前記樹脂と、前記多価アルコールと、が相分離した状態で含まれている請求項5に記載の結合素材。
- 前記粒子の平均粒径が5μm以上20μm以下である請求項5または6に記載の結合素材。
- 前記多価アルコールの融点が前記樹脂のガラス転移点よりも高い請求項1ないし7のいずれか1項に記載の結合素材。
- 繊維を含む材料を解繊する解繊部と、
前記解繊部により解繊された解繊物に結合素材を供給する結合素材供給部と、
前記結合素材が供給された前記解繊物を加熱する加熱部と、を備え、
前記結合素材は、樹脂と、常温で固体でかつ加熱により液相に変化する多価アルコールと、を含むことを特徴とするシート製造装置。 - 繊維を含む材料を解繊する解繊工程と、
前記解繊工程により解繊された解繊物に結合素材を供給する結合素材供給工程と、
前記結合素材が供給された前記解繊物を加熱する加熱工程と、を備え、
前記結合素材は、樹脂と、常温で固体でかつ加熱により液相に変化する多価アルコールと、を含み、
前記加熱工程での加熱の際に前記結合素材に含まれる前記多価アルコールが液相に変化することを特徴とするシート製造方法。 - 繊維同士を結合素材で結合させたシートであって、
前記結合素材は、樹脂と、常温で固体でかつ加熱により液相に変化する多価アルコールと、を含むことを特徴とするシート。 - 前記多価アルコールが、シートの表面に偏在している請求項11に記載のシート。
- 表面抵抗率が70×1010Ω/□以下である請求項11または12に記載のシート。
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