JPH03137290A - セルロース系嵩高性加工シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、壁材、天井材等の建築材料、車両、家具、装
飾品類、濾材、吸収材などに用いられる装飾性、機能性
の優れたセルロース系嵩高性成形用マット及びシートで
あり更にはエンボス成形されたマット及びシートを提供
するものである。

［従来の技術とその問題点］ パルプを主体とする嵩高性マット及びシートとしては、
従来解繊されたパルプを積層し、バインダーで接着する
乾式妙法による不織布、或はこれらの片面もしくは両面
にレーヨンなどの長繊維を付加したもの又は、熱溶融繊
維又は粉体をパルプ繊維と混合し加熱融着させシートを
形成させたものがある。

これらは嵩高性は犬であるがパルプ繊維をそのまま使用
しているため水と接触した場合嵩高性は失われ再乾燥し
ても復元性に乏しい。

エンボス加工をほどこしたマット及びシートとしては、
発泡剤を加えた塩化ビニル樹脂コンパウンドを加熱発泡
エンボス加工して製造したシートが壁紙などに使用され
ているがセルロース系主体のものはない。該シートは塩
化ビニル樹脂を主体とするもので、吸湿性が全くなく、
建築材料として使用する場合、湿度調整機能がなく結露
性であり、燃焼時には発煙量が極めて犬で且つハロゲン
系化合物のガスが多量に発生することが火災時の安全対
策上問題となりている。

パルプ繊維に架橋剤を反応させて嵩高性とする技術は知
られているがそのようにしてパルプの嵩高性を犬とすれ
ば架橋後解職時に短繊維化することと架橋反応による水
酸基の減少から強度が著しく低下するので架橋パルプは
そのままでは実用性がない。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は吸湿性を保ち、水と接触しても嵩高性を
失わず、且十分な強度を保持し、エンボス成形可能な寸
法安定性の優れたマット及びシト、更には高度に装飾性
に富むエンボス加工されたマット及びシートを提供する
ことである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記目標を達成するものでその要旨は以下の
通りである。

即ち、本発明の嵩高性加工シートは、架橋パルプと熱融
着性繊維及びバインダーを配し混合抄紙して得られるシ
ートである。又このものを加熱エンボス加工をほどこし
て得られるエンボス成形されたシー］・である。

使用される架橋パルプはパルプに架橋剤を反応させて製
造したものである。

本発明に於ける架橋パルプはセルロース中の水酸基に架
橋剤が反応して架橋構造をとるため通常のパルプ繊維と
異り水素結合によるパルプ繊維間の結合若しくはからみ
合いの度合いがすくなく単なる抄紙では得られるシート
の強度が著しく低下したものどなる。このためにバイン
ダーが必要となる。

該バインダーとしては澱粉、ポリビニルアルコールなど
を水に熔解したもの、ポリビニルアルコールの粉末を水
に分散させたもの及び接着性を有するポリマーのエマル
ジョンラテックス即ちＳＢＲ系、ＮＢＲ系、天然ゴム系
、アクリル系、酢ビ系他のポリマー、コポリマーこれら
のカルボキシル基、水酸基、アミノ基、エポキシ基など
による変性ポリマーなとの水分散性のバインダー又はポ
リビニルアルコール系の繊維状バインダーとを挙げるこ
とができる。

該繊維状バインダーとしては特に熱水溶性繊維が好まし
い。熱水溶解性繊維とは常温の水ではほとんど溶解しな
いで繊維形態を保っているが、抄紙後のドライヤー面で
加熱されると容易に溶解し始め、その瞬間にタッチロー
ルのごとき設備で加圧してやれば、主体繊維間にまたが
って繊維状バインダーとなり、その後の脱水乾燥によっ
て再凝固し、高温水中でなければ容易に離れない強力な
紙層構成繊維となるものである。

繊維状バインダーの代表的なものはＰＶＡの織組状バイ
ンダーである。通常ＰＶＡ繊維を短くカットしたもので
常温の水には膨潤するだけで溶解しないが６０〜９０℃
以上の水に溶解しバインダーとなる。

市販の熱水溶解性ＰＶＡ繊維の銘柄としては水中溶解温
度６０℃、７０℃、８０℃のものがある。

ここで水中溶解温度というのは、引き揃えた繊維束の一
端に１７５００ｇ／ｄの荷重をつけ、常温の水中に吊し
、毎分約２℃の昇温速度で水温をあげてゆくときに、繊
維の溶解切断する温度である。

水中溶解温度は実際抄紙の場合湿紙がドライヤーにより
熱を受はバインダー繊維が接着機能を示す温度をだいた
い示している。

架橋パルプ、熱融着性繊維と共に混抄し、湿潤状態で若
干の加圧下に加熱することにより熱水溶解性繊維が接着
剤として働き、極めて強度の高いシートを得ることが出
来る。

該熱水溶解性繊維は必ずしも水中加熱により完全に溶解
する必要がなく又一定温度で完全に溶解する均一な組成
である必要もない。むしろ溶解性その他の物性の異るも
ののいくつかが複合化されたものが強度他に好ましい影
響を与える場合が多い。

本発明のシートに於て熱水溶解性繊維の比率は多いほど
強度が大であるが得られるシートは硬くなり風あい上好
ましくない。少ない場合は必要とする強度が得られない
。従って熱水溶解性繊維の混合比率は原料混合物に対す
る重量比で１％以上必要で３０％程度までの範囲が好ま
しい。

水中軟化点が５０℃以上でありパルプに対する接着性を
有するポリマーの繊維としては上述のようにポリビニル
アルコール系繊維があり、重合度、架橋度などにより溶
解温度をコントロール出来る。

本発明に於る熱融着性繊維とは熱可塑性繊維の中軟化点
が１５０℃以下、物によっては１００℃以下の低いポリ
マーの繊維で加熱により溶解し接着強度を上げ、熱圧着
することにより容易にヒートシール又はエンボス加工が
可能な繊維をいう。

その具体例としては、エチレン−酢ビ共重合繊維、ポリ
エステル繊維、ポリアミド繊維などを挙げることができ
、特に製紙用として開発されたフィブリル化されたポリ
エチレン系低融点合成パルプが好ましい。

更に好ましいものとしては融点の異る２種類以上のポリ
マーで複合化された複合熱融着性繊維である。

該複合熱融着性繊維を配合する場合、本発明のシートの
エンボス加工は加熱温度を該繊維中の高融点ポリマーの
軟化点より低いが低融点ポリマーの軟化点より高い温度
でエンボス加工をほどこす。

このことにより加熱加工時に低融点ポリマー繊維が溶解
し、複合熱融着性ｌ＃維が相互に固着しエンボス加工が
行はれる。高融点ポリマー繊維は形状が変らずシート自
体の強度保持に寄与しエンボス加工時に加熱されない部
分は、嵩高性パルプにより嵩高性が保たれるので嵩高性
で且エンボス加工された強固で装飾性に優れた本発明の
セルロース系嵩高シートを得ることが出来る。

本発明のシートにおいて複合熱融着性繊維の比率が少な
ければエンボス加工がされにくくエンボス加工されたシ
ート自体の強度も落ちてくる。混合比率が多くなれば嵩
高パルプの特徴が失われる。

従って、複合熱融着性繊維の混合比率は重量比で５％以
上必要で５０重量％程度までの範囲が好ましい。逆に熱
融着性繊維を多くして吸湿性や風あいなどをコントロー
ルすることも出来る。

複合熱融着性繊維中の低融点ポリマーの融点が高い場合
にはエンボス加工温度を高くする必要があり、パルプ繊
維の劣化をおこし易いので該融点は低いほどよ＜２００
℃以下で好ましくは１８０℃以下８０℃以上である。

融点の異なる２種類以上のポリマーを組み合わせた複合
熱融着性繊維としてはその組み合わせるポリマー及び該
繊維の製法については数多くあり、それらは本発明の対
象繊維として使用出来る。

その具体例としては第１にポリプロピレン／ボリエチレ
ン複合繊維（商品名：チッソボリブロＥＳ繊維）があり
低融点成分の融点がいづれも１３５℃以下であり　１０
０℃以下のものもありか＼る目的には特に望ましいもの
である。

そのほかにポリエステル／低融点ポリエステル、ポリエ
ステル／低融点ポリエチレン、ポリプロピレン／低融点
エチレン−酸ピコポリマー、ナイロン６６／ナイロン６
、ナイロン６／ポリエチレン、ポリエステル／ナイロン
６などがあり同様に使用出来る。

本発明に係る架橋パルプは、パルプを水などの溶媒中に
解繊分散させ分子内にセルロースと反応する２ヶ以上の
官能基を有する架橋剤を添加し反応させて製造する。該
反応により架橋パルプはセルロース分子内又は分子間架
橋によりパルプ形状は捲縮状態で固定化され嵩高性とな
り寸法安定性の優れたものとなる。

しかし架橋点が相互に近すぎるものであったり、または
架橋密度が高すぎると架橋パルプ自体が衝撃に弱くなり
、架橋反応後の再解職時に短縁１ 細化され実用に耐えられないものとなる。又架橋性の官
能基間が長すぎる場合は多量に使用しても嵩高性となり
にくい。

架橋剤の化学構造は官能基間に少なくても２ヶ以上の原
子を有するものでメチロール、アルコキシメチル、アル
デヒド、イソシアネート、エポキシ、ビニルその他セル
ロースのヒドロキシル基と反応するものを有する。

又エピクロルヒドリンの様な含ハロゲン化合物の苛性ソ
ーダなどのアルカリを用いることにより効果的に架橋さ
せ使用することが出来る。

更に好ましくは架橋性官能基間に環状構造を有するもの
である。特に架橋性官能基としてＮ−メチロール基を有
する化合物は反応性に富み好ましい。又これらの安定化
又は／及び反応性のコントロールのためのアルコキシ化
したＮ−アルコキシメチル化合物も同様である。具体例
としては次の構造のものがあげられる。

２ ジメチロールエチレン尿素 ４−メトキシ−５，５−ジメチル−Ｎ、Ｎ’−ジメチロ
ールプロピレン尿素 ジメチロールジヒドロキジルエチレン尿素ジメチロール
ウロン ジメチロールプロピレン尿素 ジメチロールアルキルトリアゾン 　４ （テトラ、トリ、ジ） メチロールアセチレンジ尿素 （テトラ、トリ、ジ） メチロールメラミン ジメチロールピペラジン ＮＨＣ）１２０ｆ−１ （テトラ、トリ、ジ） メチロールグアナミン （トリ、ジ） メチロールイソシアヌレート 又、種々の機能を付与するために本発明に係る架橋剤を
これらのメチロール基と反応する他の化合物と反応させ
て変性したものとして用いることも出来る。

又、ポリアクリルアミドのメチロール化物などの反応性
ポリマーで架橋させて目的のものを得ることが出来る。

これらの架橋剤の使用量はパルプに対して２重　５ ６ 量％以上反応させたものが有効で５０重量％以内が好ま
しい。架橋剤の種類により差はあるが使用量が多すぎる
と嵩高性は増すが前述の如く再解繊時に短繊維化され強
度低下をきたす。

また、水を溶媒としてパルプに架橋剤を付着させ乾燥加
熱架橋反応、解繊するという通常の方法では短繊維化が
おこり易く解繊時に架橋パルプに対してシェアが負荷さ
れることを少くする方法をとることが好ましい。

以上のようにして得られる本発明に係る架橋パルプは、
非水系溶媒又は水が含まれてもなるべく少い量を含有す
る系で処理し乾燥、解繊して製造することにより短繊維
化を防ぐことが出来る。この場合処理液中の水の混合量
は４０％以下であることが好ましく、又界面活性剤など
の解繊助剤を使用する方法も有効である。

架橋パルプの製法方法としては、架橋剤及び触媒、必要
によっては助剤を添加した溶液をパルプに接触させた後
、所定量の架橋剤が付着するようにしぼり、しかる後乾
燥し、加熱、架橋反応を行わせる。反応終了後は、必要
によって叩解を行い、解繊し、濾過乾燥して製造する。

又、該架橋パルプは水中で解繊した後直接抄紙又は集積
し、シート又はマットとすることが出来る。か＼る方法
により嵩高性の極めて大きな架橋パルプを製造すること
が出来、該架橋パルプは無処理のものと比較して厚みが
無荷重で８〜１２倍のものが得られ、処理条件によって
は１２〜１４倍の嵩高性のものを得ることが出来る。

上記方法により製造された本発明に係る架橋パルプは、
熱融着性繊維及び熱水溶解性繊維（バインダー）のチョ
ップと共に通常の方法で抄紙又は集積させ湿潤状態で若
干の加圧下で加熱しシート又はマットを得る。加熱時の
圧力によって異るがこの様にして得たものは未架橋パル
プを使用し、同様にして得たものと比して容易に３倍以
上の嵩高性とすることが出来、同時に風あいに優れたも
のとなる。

本発明に係る架橋パルプ、熱融着性繊維及びバインダー
の混合物には、又、生成シート又はマツ７ トの性能を向上させるため、或は変更するため種々の添
加剤を混合させることが出来る。その場合、該添加剤の
種類又は、量によってシートの厚みが変ってくる。かぎ
る添加剤としては耐熱性、耐候性、耐水性、耐炎性、柔
軟性、強度の向上剤などの改良剤であり、それぞれ公知
の改良剤を添加使用して性能向上の効果を発揮出来る。

本発明に係る架橋パルプには通常のパルプ又はこれに種
々の化学処理をほどこしたものを混合使用することも出
来るし、熱融着性繊維及び熱水溶解性繊維についても多
種類を混合して使用することが出来る。

又パルプ繊維のみならず、レーヨン、ビニロン、ナイロ
ン、ポリエステル、アクリル、アラミド、ポリオレフィ
ンなどの合成繊維、アルミナ、セラミックス、金属、ガ
ラス、炭素などの無機繊維これらのチョップを１種類又
は２種類以上混抄してそれぞれの特徴を持たせることも
出来る。

［作用効果］ 本発明によりパルプを主体とした嵩高性の極めて高く強
度、寸法安定性、風あいなどの優れた嵩高性加工シート
を得ることが出来、セルロース系の特徴を生かした種々
の分野に活用出来る。更に該シートに印刷、エンボス加
工をほどこすことにより装飾性の極めて優れたものとす
ることが出来、より高度の利用が可能となる。

　９ ０ ［実施例］ 実施例１，２、比較例１．２ （架橋パルプの製造） 針葉樹パルプを実験用小型ミキサーを用いて下記処理液
中で解繊した。

処理液組成 ジメチロール　ジヒドロキシエチレン尿素５重量部 硝酸亜鉛　　　　　　　　　　　１重量部水　　　　　
　　　　　　　　　　９４重量部解職後ガラス製ロート
で吸引濾過し１００ｔ　１時間乾燥し、次いで１２０℃
　２０分加熱反応させた。

その後前解繊を行いガラス製ロートを用いて、やメ圧縮
しながら吸引濾過し、丸いシート状サンプルを得た。こ
れをそのま工形状を変えずに１００℃２時間乾燥し嵩高
性架橋パルプを得た。

このものの重量増は原料パルプに対して９，５％であり
厚みは無荷重で測定した結果、架橋剤なしで同様な処理
を行ったものに比して１０．５倍であっれ （嵩高性加工シートの製造） 上記のように実施して得られた架橋パルプとポリビニル
アルコール（ＰＶＡ）繊維（クラリ■ＶＰ　１０５−２
）及びポリプロピレン／ポリエチレン複合繊維（チッソ
■製　チッソポリプロ繊維ＥＡ）を水中に混合分散させ
、タラピー型標準シートマンで抄紙した。

得られた未乾燥紙の乾燥は該紙を表面温度１１０℃のド
ラム乾燥機に３分間通過させて行い、嵩高性シートを得
た。ひきつづき、このものの坪量（ｇ／Ｍ２）、厚みを
測定し、ＪＩＳ　Ｐ８１１３に従って引張試験を行い裂
断長を測定した。

更にこのシート上に巾２．０ｍｍ、高さ６．０ｍｍの柱
状の銅製針金を並べ１２０℃５分間熱プレスを行いエン
ボス加工状シートのテストピース用サンプルを得たのち
、このものの裂断長の測定を行った。

該テストピースは巾１５ｍｍ中に縦に２条の線が形成さ
れるように針金を並べて製造したものである。

配合及び測定結果は表（後述）に示す。

尚、架橋処理をしないパルプを用いて同様にし実施例１
と同様にして嵩高性シート及びエンボてシートならびに
該シートから熱プレスを経たテストピースを調製し測定
したものを比較例として表に示す。

上記嵩高性シートについて２５℃、湿度９２％（リン酸
−アンモニウム飽和水溶液存在下）の恒湿槽に放置し吸
湿性を測定した。結果は表（後述）に示す。

実施例３．４．５ 架橋処理のための処理液の組成を ジメチロールジヒドロキシエチレン尿素８重量部 硝酸亜鉛　　　　　　　　　　　　２重量部水　　　　
　　　　　　　　　　９０重量部とした以外は実施例１
と同様に処理し、嵩高性架橋パルプを得た。重量増は原
料パルプに対して１４２％であり、厚みは無荷重で測定
した結果架橋剤なしで同様な処理を行ったものに比して
１１．２倍を示した。

３ ス加工状シートを調製し、坪量、厚み強度を測定した。

配合及び結果は表に示す。

実施例６ 架橋剤としてテトラメチロールアセチレンジ尿素を用い
、次の組成とした以外は実施例１と同様にして処理し嵩
高性架橋パルプを得た。

テトラメチロールアセチレンジ尿素４重量部硝酸亜鉛　
　　　　　　　　　　　１重量部水　　　　　　　　　
　　　　　　９５重量部架橋パルプの重量増は原料パル
プに対して７．６％であり、厚みは無荷重で測定した結
果、架橋剤なしで同様な処理を行ったものに比して１０
．２倍であった。実施例１と同様にして嵩高性シート及
びエンボス加工状シートを調製し坪量、厚みおよび強度
を測定した。配合及び結果は表に示す。

同表にあきらかなように、架橋パルプ、ＰＶＡ繊維およ
びＥＡ織繊維使用して得られた実施例の　４ シートは、架橋パルプに代えて未架橋パルプを使用して
得られた比較各側のシートと比較して３〜４倍の厚み（
嵩高性）を有し、裂断長は数分の−に止まっている。他
方、本発明品の吸湿性は、比較例量より若干化る程度で
あり、例えば壁紙用等としては十分な吸湿性を有する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）架橋パルプと熱融着性繊維及びバインダーを混合
   抄紙してなる嵩高性加工シート。（２）熱水溶解性繊維
   をバインダーとして使用する特許請求の範囲第（１）項
   記載の嵩高性加工シート。 （３）熱融着性繊維として融点の異る２種類以上の熱可
   塑性ポリマーを複合溶融紡糸してなる複合熱融着性繊維
   を使用する特許請求の範囲第（１）項記載の嵩高性加工
   シート。 （４）架橋パルプと熱融着性繊維及びバインダーを混合
   抄紙し、ひきつづき湿潤状態で加温加圧処理し、該処理
   後乾燥して加熱エンボス加工することを特徴とする嵩高
   性加工シートの製造法。 （５）熱融着性繊維を形成する高融点ポリマーの軟化点
   以下の温度でエンボス加工を行う特許請求の範囲第（４
   ）項記載の嵩高性加工シートの製造法。