JPH08188981A - 微細繊維化パルプシートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、微細繊維化パルプシートの製造
方法に関するもので、特定の抄紙機または流延装置によ
り連続的に生産することが可能で、設備費が安く、水分
蒸発量が少なく経済的に有利で、かつ地合いの優れた微
細繊維化パルプシートを製造する方法を提供する。 【構成】 JAPAN TAPPI No.26-78により規定される保
水度が２１０〜４３０％の微細繊維化パルプを全原料中
に５０重量％以上含む水性懸濁液を用いて、ワイヤーベ
ルトおよび真空脱水装置を備えた（Ａ）連続式抄紙機ま
たは（Ｂ）連続式流延装置の前記ワイヤーベルト上に、
押出機により前記水性懸濁液を流延して製造する微細繊
維化パルプシートの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、微細繊維化パルプを用
い、連続式抄紙機または連続式流延装置により、効率良
くかつ経済的に、地合いの優れた微細繊維化パルプシー
トを製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】湿式法にてシートを製造する方法とし
て、通常パルプにおいては抄紙機でパルプシートを製造
する方法は一般に生産性の高い方法であるが、従来、微
細繊維化パルプのような脱水性の悪い物質のシート化に
は、固形分濃度が低いのでワイヤーの網目から細かい繊
維が多量に抜け易く、また濾水性が非常に悪い、という
理由でシートを製造することは困難であると一般に認識
されていた。また、流延法はＰＶＡフィルム等の製造に
使用されている方法であり、この装置を使用して微細繊
維化パルプのシートを製造する場合、歩留りが１００％
であるという長所を持つ反面、流動性をもたせるために
は固形分濃度を低くする必要があり、乾燥するために多
量の熱量を消費し経済性が非常に悪いという短所を持
つ。

【０００３】特開昭６０−１７１２６２号公報には、ポ
リエステルフィルムを基板として用いた流延法によって
微細繊維化パルプおよび無機質を含むシート材料の製造
法が示されている。また、特開昭６０−１３４１００号
公報、特開昭６０−１２６３９９号公報、および特開昭
６３−１４７８７４号公報には、抄造法によって無機質
または無機繊維および微細繊維化パルプのシート化する
方法について記載されているが、これらの場合は、無機
質または無機繊維を主体としたシート化で、微細繊維化
パルプはバインダーとして利用されているに過ぎない。
これらはまた実験室用手抄抄紙機を用いることによって
もシート化は可能であるが、本発明のように微細繊維化
パルプそのものを主体にしたシート化は行われていな
い。

【０００４】流延法を用いて微細繊維化パルプのシート
化を行う場合、スラリーの供給方法としては、バー塗工
法やＴダイ等を用いる押出法などがある。しかしなが
ら、従来の流延法では一般に、微細繊維化パルプの水性
懸濁液中の固形分濃度が高過ぎると、地合のよい微細繊
維化パルプシートを得るのは難しい。従って、地合の優
れた微細繊維化パルプシートを作製するには、固形分濃
度が非常に低い水性懸濁液を使わざるを得ず、この場
合、固形分濃度を例えば３重量％から、風乾状態である
固形分濃度９５重量％近くまで、熱源を用いた乾燥によ
って固形分濃度を上げるのに大量の熱を消費することに
なり、新規の微細繊維化パルプシートの大量生産方法が
望まれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ワイヤーベ
ルトおよび真空脱水装置を備えた連続式抄紙機または連
続式流延装置のワイヤー上に微細繊維化パルプ懸濁液を
押出機を用いて流延させることにより設備費が安く、水
分蒸発量が少なく経済的に有利で、かつ地合いの優れた
微細繊維化パルプシートの製造方法を提供するものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の微細繊維化パル
プシートの製造方法は、JAPAN TAPPI No.26-78により規
定される保水度が２１０〜４３０％の微細繊維化パルプ
を全原料中に５０重量％以上含む水性懸濁液を用いて、
ワイヤーベルトおよび真空脱水装置を備えた（Ａ）連続
式抄紙機または（Ｂ）連続式流延装置の前記ワイヤーベ
ルト上に、押出機により前記水性懸濁液を流延して製造
することを特徴とするものである。本発明の微細繊維化
パルプシートの製造方法において、前記水性懸濁液の固
形分濃度が０．５〜３重量％であることが好ましい。

【０００７】

【作用】本発明において上記目的を達すべく鋭意研究し
た結果、一般に用いられている連続式抄紙機に新たな改
良を加える方法、および流延法に予備脱水法を組み合わ
せた方法によって、生産性の高い微細繊維化パルプのシ
ート化に成功した。即ち本発明者等は、ワイヤーベルト
および真空脱水装置を備えた既存の抄紙機を微細繊維化
パルプのシート化に用いる方法として、通常抄紙機に用
いられているヘッドボックスの代わりに、種々検討した
結果、特にＴダイ等の押出機を用いる方法が優れている
ことを見出した。また、連続式流延装置の場合には、通
常使用するスチールベルトの代わりにワイヤーベルトお
よび真空脱水装置を組み合わせることにより微細繊維化
パルプシートを効率的に製造することが可能となった。
ここでいうＴダイとは、一般にはプラスチックフィルム
シートを製造するとき、あるいは溶融物または流動物を
塗工するときに押出機の先端に取り付けて使用するもの
であるが、本発明においては、特にワイヤーベルト上で
の紙層形成を最適にコントロールすることが可能で、シ
ート地合の良好な微細繊維化パルプシートが得られるも
のと考えられる。

【０００８】本発明者らは、２５ｃｍ角のボックスの上
側にワイヤー支持板と所定のワイヤーを取り付け、ボッ
クス内をアスピレーターにより真空脱水できる装置を用
いて、微細繊維化パルプが固形分中１００％の水性懸濁
液をシート作製原料とし、これをアプリケーターバーを
用いてワイヤー上に流延する方法を用い、使用するワイ
ヤーのメッシュサイズ、ワイヤー上で強制的に水を脱水
するサクションボックスの真空度、およびシート作製原
料の固形分濃度について種々検討を加えた。ワイヤーメ
ッシュとしては、６０メッシュ、８０メッシュ、１５０
メッシュ、３００メッシュを使用し、真空度は５０〜５
００ｍｍＨｇの範囲で変化させ、またシート原料の固形
分濃度は０．３〜５％の範囲で変化させた。ワイヤーメ
ッシュは、細かい方が脱水性は良いが、例えば一般の抄
紙機で使用される６０メッシュ、８０メッシュ等のワイ
ヤーでも原料濃度０．５重量％以上で真空度が２００〜
３００ｍｍＨｇ程度であれば原料中の固形分の３％程度
しかワイヤーを抜けず、十分使用できることが判った。

【０００９】本発明特定の連続式抄紙機および連続式流
延装置において、微細繊維化パルプの水性懸濁液中の固
形分濃度については、０．５％以上でワイヤー上での脱
水が十分に行われ、３％以下で地合の優れたシートが得
られ、更に好ましくは０．６〜２．５重量％の範囲であ
る。またワイヤーメッシュは、６０〜３００メッシュの
ワイヤーを用いることが出来る。脱水装置の真空度とし
ては、５０〜５００ｍｍＨｇ程度の真空度が有れば充分
シート化が可能であり、好ましくは１００〜４００ｍｍ
Ｈｇ、更に１５０〜３００ｍｍＨｇが好ましい。５００
ｍｍＨｇ以上に真空度を上げるとワイヤーを傷める恐れ
がある。

【００１０】通常パルプの抄紙の場合には、一般に水性
懸濁液中の固形分濃度としては０．１〜０．５重量％程
度の範囲で抄紙されているが、本発明の微細繊維化パル
プのシート化方法では、固形分濃度を上げることが可能
である。また上記のごとくワイヤーメッシュを選択し、
かつ脱水装置の真空度を適宜調節することにより、シー
トがワイヤーを出る時の固形分濃度は約１５％以上とな
り良好な脱水効果が得られるため、水分蒸発量が少なく
て済み、生産効率が向上する。シートの坪量は、原料濃
度、ダイのスリット幅、原料の押出量等により調整する
ことが出来る。このような条件で作製した湿紙のシート
を通常の抄紙工程と同様に、引続きプレスパートでプレ
ス処理し、その後乾燥処理して乾燥したシートを得るこ
とが出来る。

【００１１】本発明で使用する微細繊維化パルプは、パ
ルプ水懸濁液を媒体撹拌ミル、振動ミル、高圧均質化装
置、スーパーマスコロイダー（増幸産業社製）等により
製造することができる。出来た微細繊維化パルプの物性
が前２者と後２者で多少異なるが、脱水し難い点では同
じであり、特にこれらにより微細繊維化パルプの製法を
制限するものではない。媒体撹拌ミルは、固定した粉砕
容器に挿入した撹拌機を高速で回転させて、粉砕容器内
に充填した媒体（例、ガラスビーズ、アルミナビーズ
等）と試料を撹拌して剪断応力等の力を発生させて試料
を粉砕する装置であり、塔式、槽式、流通管式、アニュ
ラー式等があるが、媒体撹拌方式であればどの装置でも
使用可能である。振動ミルは、粉砕容器を高速振動させ
ることにより、容器内に充填されたビーズ、ボールまた
はロッド間で試料を衝撃、剪断等の力を作用させる粉砕
装置である。高圧均質化装置は、パルプ懸濁液を少なく
とも３０００ｐｓｉの圧力差において小径オリフィスを
高速で通過させ、この時に剪断力を試料に与えて粉砕さ
せる装置である。また、スーパーマスコロイダーは、円
盤状の砥石が装置の上下に取り付けられ、この上下の砥
石の間で試料をすり潰す装置である。

【００１２】本発明で使用する微細繊維化パルプは、保
水度２１０〜２５０％では固形分濃度１％で半クリーム
状態であり、保水度２５０％以上になるとクリーム状態
になり水とパルプが分離せずに均一な流動性のある懸濁
液になるのに対し、保水度２１０％未満だとパルプはま
だ微細化が進まず柔軟性が不足しているため、水とパル
プが分離した不均一な状態となるため本発明の方法でシ
ート化すると地合が悪くなる。逆に保水度４３０％を越
えると本発明の方法でも脱水性が極端に悪くなるため、
使用できる微細繊維化パルプの保水度は２１０〜４３０
％、好ましくは３００〜４３０％である。ここでいう保
水度はJAPAN TAPPI No.26-78により規定されている値で
ある。また微細繊維パルプの長さ加重平均繊維長につい
ては、特に限定するものではないが、０．３〜２．１ｍ
ｍ程度のものが望ましく使用される。但し平均繊維長
は、繊維長測定装置（形式：ＦＳ−２００、フィンラン
ドＫＡＪＡＡＮＩ社製）にて測定したものである。

【００１３】微細繊維化パルプの原料としては、クラフ
トパルプ化、サルファイトパルプ化、アルカリパルプ化
等で得られる針葉樹、広葉樹漂白化学パルプ、コット
ン、リンター、古紙パルプ等が挙げられるが、特に限定
されるものではない。

【００１４】本発明は、微細繊維化パルプを主体として
用いるものであるが、用途に応じて本発明本来の目的を
損なわない範囲内で、通常パルプ、無機微粒子、無機繊
維、有機微粒子または合成繊維などから選ばれる少なく
とも一種を適宜併用することができる。例えば無機微粒
子としては、炭酸カルシウム微粒子、クレー、タルク、
シリカ微粒子、アルミナ微粒子、チタニア微粒子、ジル
コニア微粒子等が、無機繊維としては、ガラス繊維、セ
ラミック繊維、炭素繊維、アルミナ繊維、ロックウール
等が、有機微粒子としては、ポリエチレン微粒子、ナイ
ロン微粒子、ポリメタクリル酸メチル微粒子、尿素メラ
ミン系微粒子、フェノール系微粒子等が、合成繊維とし
ては、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ナイロン繊
維、アラミド繊維等が好ましく使用される。特に無機繊
維および合成繊維の場合には、長さ加重平均繊維長が
２．０ｍｍ以下、更には１．５ｍｍ以下が好ましく、こ
れより繊維長が長いものは、半クリーム状またはクリー
ム状の微細繊維化パルプ懸濁液中で均一に分散しにくく
なる。前記併用される材料の配合量は、微細繊維化パル
プに対して１００重量％未満が好ましく、１００重量％
以上併用すると地合が不十分となる。

【００１５】

〔シート地合の評価基準〕

◎： 非常に良好で、実用的に全く問題無し。 ○： 良好で、実用的に問題なし。 △： やや劣り、実用的にやや問題有り。 ×： かなり悪く、実用的に問題あり。

【００１６】実施例２ セルロース系繊維として広葉樹漂白クラフトパルプを用
いて、１．５Ｌ容のダイノミル（型式：ＫＤＬ−ＰＩＬ
ＯＴ型、シンマル・エンタープライゼス社製）を使用し
て保水度が４００％、長さ加重平均繊維長が０．５４ｍ
ｍの微細繊維化パルプ（Ａ）を得た。一方、針葉樹漂白
クラフトパルプを水湿潤状態で１２インチ型シングルリ
ファイナー（型式：ＤＲ３０−３００ＨＢ、熊谷理機工
業社製）にて処理することにより、カナダ標準フリーネ
スが２００ｍｌの叩解パルプ（Ｂ）を得た。そして前記
微細繊維化パルプ（Ａ）８０部、リファイナー叩解パル
プ（Ｂ）２０部、および水を加えて固形分濃度０．６％
の水懸濁液を調製し、水懸濁液押出流量２．０Ｌ／分の
速度で流延させた後は、実施例１と同様にして、絶乾坪
量３０g/m²のシートを作製した。このシートがワイヤー
を出るときの固形分濃度は１６％であった。

【００１７】実施例３ セルロース系繊維として広葉樹漂白クラフトパルプを用
い、六筒式サンドグラインダー（アイメックス（株）
製、処理容量３００ｍｌ）を用いて、保水度が２１０
％、長さ加重平均繊維長が０．７５ｍｍの微細繊維化パ
ルプを得た。このパルプ８０部、シリカ微粒子２０部、
および水を加えて固形分濃度２．５％の水懸濁液を調製
し、流延法を模式して、２５ｃｍ角のボックスの上側に
ワイヤー支持板と所定の８０メッシュのワイヤーを取り
付けたワイヤー上にスリット幅５ｍｍのアプリケーター
バーにて前記原料パルプ水懸濁液を流延し、４００ｍｍ
Ｈｇにて７秒間脱水したあと、ワイヤーごと乾燥機にて
シートを乾燥させ、絶乾坪量が９０g/m²のシートを作製
した。このシートがワイヤー上で脱水処理された後の固
形分濃度は２０％であった。

【００１８】実施例４ セルロース系繊維として広葉樹漂白クラフトパルプを用
いて、高圧均質化装置（マイクロフルイダイザー：月島
機械社製）を用いて、保水度が４００％、長さ加重平均
繊維長が０．５５ｍｍの微細繊維化パルプを得た。この
パルプ８０部に炭素繊維を２０部配合し、水を加えて固
形分濃度１．０％の水懸濁液を調製し、水懸濁液押出流
量２．４Ｌ／分の速度で流延させた後は、実施例１と同
様の方法で、絶乾坪量が６０g/m²のシートを作製した。
このシートがミゼットマシーンのワイヤーを出るときの
固形分濃度は１６％であった。

【００１９】実施例５ 実施例１と同様にして得られた微細繊維化パルプ８０部
に尿素樹脂微粒子を２０部配合し、水を加えて固形分濃
度１．０％の水懸濁液を調製し、水懸濁液押出流量２．
４Ｌ／分の速度で流延させた後は、実施例１と同様にし
て絶乾坪量が６０g/m²のシートを作製した。このシート
がミゼットマシーンのワイヤーを出るときの固形分濃度
は１８％であった。

【００２０】実施例６ セルロース系繊維として広葉樹漂白クラフトパルプを用
い、スーパーマスコロイダー（型式：MKZA10-10 、増幸
産業社製）を用いて、保水度が４００％、長さ加重平均
繊維長が１．７０ｍｍの微細繊維化パルプを得た。この
パルプ６０部にアラミド繊維を４０部配合し、水を加え
て固形分濃度１．０％の水懸濁液を調製し、水懸濁液押
出流量２．４Ｌ／分の速度で流延させた後は、実施例１
と同様にして、絶乾坪量が６０g/m²のシートを作製し
た。このシートがミゼットマシーンのワイヤーを出ると
きの固形分濃度は１６％であった。

【００２１】実施例７ 流延時の固形分濃度を０．６％から０．５％に変え、水
懸濁液押出流量４．０Ｌ／分の速度で流延させたこと以
外は実施例２と同様にして絶乾坪量３０g/m²のシートを
作製した。このシートがミゼットマシーンのワイヤーを
出るときの固形分濃度は１５％であった。

【００２２】実施例８ 流延時の固形分濃度を２．５％から３．０％に変え、水
懸濁液押出流量１．０Ｌ／分の速度で流延させたこと以
外は実施例３と同様にして絶乾坪量９０g/m²のシートを
作製した。このシートがミゼットマシーンのワイヤーを
出るときの固形分濃度は２０％であった。

【００２３】比較例１ セルロース系繊維として針葉樹漂白クラフトパルプを水
湿潤状態で、１２インチ型シングルリファイナー（型
式：ＤＲ３０−３００ＨＢ、熊谷理機工業社製）にて処
理することにより、カナダ標準フリーネスが３０ｍｌ、
保水度が１８０％、長さ加重平均繊維長が１．９２ｍｍ
の叩解パルプを得た。この叩解パルプを微細繊維化パル
プの代わりに使用し、水懸濁液押出流量１．１Ｌ／分の
速度で流延させたこと以外は実施例１と同様にし、絶乾
坪量７０g/m²のシートを作製した。このシートがミゼッ
トマシーンのワイヤーを出るときの固形分濃度は１９％
であった。

【００２４】比較例２ 保水度が４６０％、長さ加重平均繊維長が０．４９ｍｍ
になるまで高圧ホモジナイザーで処理したパルプを微細
繊維化パルプとして使用し、水懸濁液押出流量２．４Ｌ
／分の速度で流延させたこと以外は実施例４と同様にし
て、絶乾坪量６０g/m²のシートを作製した。このシート
がミゼットマシーンのワイヤーを出るときの固形分濃度
は１２％であった。

【００２５】比較例３ Ｔダイを用いる代わりに、通常抄紙する際に用いられる
ヘッドボックス（ミゼットマシーン備付）を使用して抄
紙した以外は実施例５と同様にして、絶乾坪量６０g/m²
のシートを作製した。このシートがミゼットマシーンの
ワイヤーを出るときの固形分濃度は１２％であった。

【００２６】比較例４ 微細繊維化パルプの配合量を４０部、アラミド繊維の配
合量を６０部に変えた以外は実施例６と同様にして、絶
乾坪量６０g/m²のシートを作製した。このシートがミゼ
ットマシーンのワイヤーを出るときの固形分濃度は１３
％であった。

【００２７】比較例５ セルロース系繊維として、広葉樹漂白クラフトパルプ
を、実験用２３リットル・ナイヤガラビーター（東西精
機社製）にて叩解し、カナダ標準フリーネスが４５０ｍ
ｌの叩解パルプを得た。この叩解パルプを微細繊維化パ
ルプの代わりに使用した以外は実施例１と同様にして、
絶乾坪量７０g/m²のシートを作製した。このシートがワ
イヤーを出るときの固形分濃度は２０％であった。

【００２８】各実施例および比較例で得られたシートの
評価結果を表１に示す。表１より明らかなように、本発
明の各実施例においては、特定の保水度を有する微細繊
維化パルプを使用することにより、地合の良好なシート
が得られる。一方リファイナー叩解パルプを用いて抄紙
した場合には、スラリー濃度が高めになるために、地合
が悪くなる（比較例１）。保水度が４６０％の微細繊維
化パルプを用いると、ワイヤー上での濾水性が極端に悪
く、シート固形分濃度が低くなり、シートがワイヤーか
ら剥がれ難いなどの問題が起こったり（比較例２）、ま
たＴダイを使わず、通常の抄紙機備付のヘッドボックス
を用いた場合には、ワイヤー上での紙層形成がうまく行
かず、地合の悪いシートが出来る（比較例３）。さらに
微細繊維化パルプが全原料の４０％以下の場合（比較例
４）や、従来の通常パルプのみを用いて本発明の方法で
抄紙した場合（比較例５）も地合は不良となる。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【発明の効果】本発明は、微細繊維化パルプ懸濁液を用
いて、特定の抄紙機または流延装置により連続的に生産
することが可能で、設備費が安く、水分蒸発量が少なく
経済的に有利で、かつ地合いの優れた微細繊維化パルプ
シートの製造方法を提供するという効果を奏する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 JAPAN TAPPI No.26-78により規定される
   保水度が２１０〜４３０％の微細繊維化パルプを全原料
   中に５０重量％以上含む水性懸濁液を用いて、ワイヤー
   ベルトおよび真空脱水装置を備えた（Ａ）連続式抄紙機
   または（Ｂ）連続式流延装置の前記ワイヤーベルト上
   に、押出機により前記水性懸濁液を流延して製造するこ
   とを特徴とする微細繊維化パルプシートの製造方法。
2. 【請求項２】 前記水性懸濁液の固形分濃度が０．５〜
   ３重量％である請求項１記載の微細繊維化パルプシート
   の製造方法。