JPS58186699A - 導電性無機紙の製造方法 - 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】 本ゲ、明は導電性を有する填料内添紙ＩＪ、１、ｒ２ｓ
ｔ性無機紙」と称する）の製造方法に関し、史に畦細に
ｒｉ准料の定着剤としてアニオン件アクリルラテックス
を使用することを特徴とする填料歩留Ｖこすれ、且つ填
料含有量の青い導１ｗ性無機紙のｈ　１ｊ’Ｈ方法を提
供するものである。

近世、世界的なパルグ用良貿原木の不足、省資源間賄、
製造コスト低減などからセルロース縁給質物員を安価な
填料に置き替える試みが種々なでれてき−Ｃいる。

これら填料ｒよ一般にセルロース繊維への定着が想いた
め、従来からポリアクリルアマイド、ポリアクリル散ソ
ーダ、ポリエチレンイミンなどの水浴性高分子物質、硫
酸バンド、ポリ塩化アルミニウムなどの無機塩などが填
料の凝集剤として相いられてきた。しかし、」與料宏セ
ルロース繊糾と多釦に）さ郊え＠無機紙の製造にｉ・次
って１ま、これら従来のに東剤では填料歩留が匙＜、シ
かもこの多重の填料の存在１こより繊維ｐ１物１１こセ
ルロニス秘維實物實相互−ＩＱ）結合が着しく撓われ紙
匹弛度が低）しているため通紙の際に紙切れを生じる欠
虞があった。

また、このようＶＣして得られる無機紙は填料の脱落が
生じるためサイズプレス、塗工機などで多音の樹脂をコ
ート又に含浸させなければならないといった不都合がち
υ、さらに通常のパルプ紙に比べ剛健、湿ｔｉ１強度、
引張り強になどの機械的強度が著しく弱いためパルプ紙
代替としての実用上の使用に−１えられゐものではなか
った。

従って、これら従来の凝集剤を用いて最良の栄件で抄紙
上行なっても填料の添加ｔはパルプに讐に対して１０θ
〜コθ０菫ｉｔチで、その場合の填料歩留は７θ〜ｇＯ
１蓋饅程度が限度であった。

さらに、上述した抄紙適性および紙質の面からは填料ダ
留は６０〜７０重倉チ程匿、すなわちり料の宮有蓋が灰
分て３０〜１７Ａ３ｉ＋−蓋饅が限度でめった。また、
填料の冷加蓋が、２ｏｏｘ＊チを越える場合でμ逆に填
料歩°舶が低下する丸め、填料を＾添加する効果は生じ
ない。

ｗ近に主ってこれら欠点を克服するものとして上記数乗
★りに坩盾剤としてＳＢＲ，ＮＢ）（なとＱノラテック
スケ徐加する無機紙のＩＢ造方法が提案されてきている
が、その松加１は７０〜２０ルｔφと徐ぬて高く、かか
る定康斎１が抄紙機のブレスロール、ドライヤーやカレ
ンダーロールなとへ付着して紙切れを起したり、ドライ
ヤーやロールに汚染を生じるなど抄紙上のトラブルを生
じる欠陥があり、禾だ光分満足のゆくものとはなってい
ない。

本づ、明はこのような実用上の制御のある現状に鑑み、
鋭意研究の結果、アニオン性アクリルラグツクスが定ｓ
ｒ斧］として＊、！＋歩貿効効果優れ、さらに従来から
汎用されている抄紙技術によって紙中の契科の含有１ｉ
ｌｔを従来可能な最大音より看しく肩。

め々ことかでき、然も同時に湿紙強度並びに成紙の剛度
、湿潤５虫度、引張り強度、導電性、その他の物理的性
貴を維持することのできることを見い出し、導電性無機
紙の製造方法を開発することに成功し友。

すなわち本尭明の第／の１８ｊに、横斜の歩留効果に優
れ且つ填料の台本νが紙中灰分で３０〜７０［中１−〇
指めで酷い含々七−，を有する無機剤ｔの製造方法を提
供することである。目的の第λに従来の一般紙質にほぼ
匹敵するような湿厭強度、剛度、湿潤強度、引張強度、
坐電性等の物理的性質を有する無機紙の製造方法を提供
することＫある。

本発明の上記目的はセルロース繊維を主とする＊＃憤動
物質填料を所定の割合で含有する水性スラリー中に、該
填料が水酸化アルミニウム或は水酸化アルミニウムを含
むものである場合にはアニオン性アクリルラテックス単
独又はアニオン性アクリルラテックスと凝集剤とを併用
した定Ｎ剤τ添加し、該填料が水酸化アルミニウムを含
まないものである場合にはアニオン性°アクリルラテッ
クスと凝集剤を併用した定着剤を６、（加して抄紙機ワ
イヤー上の剪断力に抗し得る光分な結合力でス看せしめ
たる後、常法により抄紙することにより達成される。導
電処理剤１ま、上６己水性スラリー中に含本させてもよ
いし、常法ＶＣより抄紙恢、ｆ准、宮浸、蒸着などの、
シ］−米公知の方法により無機紙に付与することができ
る。

本発明において用いられる定漬剤μアニオン性アクリル
ラグツクスを必須の取分とする。鉤に、ローム・アンド
・ノ１−ス社製、曲品名ゾライマルＥ−１０００及びプ
ライマルＨＡ−，２４’は最も好ましいアニオン性アク
リルラテックスである。また必費により前ラテックスに
献東剤を併用することによって製紙用増料、とりわけ水
酸化アルミニウム＊に水酸化アルミニウムを含む填料の
セルロース輸！’Ｉｔ　’Ｒ物買への定着剤として檜ｄ
ノで優れた歩留効果、さらに成紙のＷｋ、械的強度を付
与する効果を有するが、て°Ｑ′−メカニズムの理論的
解明α１かではない。

ふ富、製紙ＰＨ窄科のセルロース械維質物質への定着＠
榊は物理的癲み合いと静電的結合、ファンデルワールス
結合、水素結合などの化学的吸着機構に支配されるが、
本発明における重層機構は土に後者のうちの静電的結合
によるものと推察される。すなわち、セルロース繊維は
水浴液中で負の表面電位【肩しており、また水のｆＩＪ
！、度に応じて若干の場合に正に帯電することもあるが
通常、水酸化アルミニウム以外の填料粒子も負の表面電
位をラムを含んでいない場合には、凝集剤を添加する有
している。このように、填料が水酸化アルミニことによ
り、填料粒子の表面電位を負から正に変え、静電的吸引
力によってセルロース繊維上に均一に包埋される形で損
料を定着させセルロース繊維と填料粒子の集塊が形成さ
れる。さらにこの水性スラリーにアニオン性アクリルラ
テックスｔ−ｍ加することによって填料粒子集塊が形成
されると同時にそれら集塊にセルロース繊維と填料粒子
との集塊とも静電的結合により極めて緻密に縦来するた
め、強固な結合となっていると推測される。

したがって抄紙機ワイヤー上の剪断力にも充分抗し得る
と共に得られる成紙の機械的強度は極めて優れ、また填
料の脱落を全く生じせしめないものである。

このアニオン性アクリルラテックスの添加ｉｔｒよ、セ
ルロース轍−實物質及び填料の合計乾燥重量に対して、
固形分で０．０／〜１０電倉−１好ましくｒｔＯ、／〜
Ｓｌ景チと極めて少量で上述の如く極めて強固な定着効
果を呈するものである。絵加量が上記量範囲を超えて過
少になると所望の填料歩留効果が達成し難く、また成紙
における填料の脱落が生じ過剰にすぎるとそれによって
一層の改善が期待できるわけではない上に、セルロース
繊維質物質及び填料に定着されない未定着ラテックスの
量が増大して、抄紙ワイヤー、抄紙フェルトやドライヤ
ーなどに汚染を生ずる抄紙上のトラブルが生じる。した
がって、この数値範囲内で使用することが本発明を実施
するためＫＦ−１必須の晋件である。

上記ＩＩｌ集剤としては、ν・ｌえは水酸化アルミニウ
ム、硫酸アルミニウム、硫酸第二鉄、硫酸紀−鉄、塩化
第二鉄、塩基性塩化アルミニウム、塩化争鉛、アルミン
酸ソーダ、カチオン性デンプン、ポリエｆ　Ｌ／　フイ
ミンなどが挙げられる。この凝集剤とアニオン性アクリ
ルラテックスとの配合比率ｔ−ｚ　ｉｉ川する填料の攬
類によシ遥宜決定されるが、一般にセルロース繊維質物
質及び填料の合計乾燥重量に対して固形分で０．０７〜
ｓ重ｆチである。填料として水酸化アルミニウムが使用
されている場合Ｋｒｉ、上記凝集剤は用いなくてもよい
ことに明らかである。

填料を含有するセルロース繊維質物質水性スラリーに対
する薬品の添加順序は凝集剤、絞いてアニオン性アクリ
ルラテックスの順に行なうのｉ＝効果的であるが、勿論
この順序を逆にしてもよい。

また必要に応じてアルキルケテンダイマー、スチレンマ
レイン酸、／４’ラフインワックスエマルショアなどの
サイズ剤、メラミン樹脂、エピクロルヒドリン系樹脂、
アクリルアマイドなどの紙力斎１、その他通常製紙で用
いられるあらゆる助剤との併用が可能である。

本発明に使用される填料は通常、裂紙用項料として使用
されているものであればよく、たとえは水酸化アルミニ
ウム、クレー、メルク、カオリナイト、炭酸カルシウム
、酸化チタンま７’ｃｔ１これらの２柚以上の混合物が
挙げられ、粒投ｒｉｏ、ｏｉ〜ＳＯμのものが好ましい
。

また本発明に使用されるセルロースＮ１．維貴物質１ま
セルロース伸線を主とするものであり１．２０〜ｇＯ’
ｓＲのショク／４’−リーグラーｔ　（Ｓｃｈｏｐｐｅ
ｒＲｌｅｇｌｅｒ　）を有するセルロース線維単独でも
よいし、該セルロース繊維のほかにガラス仲維、ロック
ウール繊維等の無機緻細、ナイロン、ポリエステル、Ｉ
リプロビレ／郷の有機合成＃維、その他の天然線維また
は合成繊維轡を含んでいてもよい。

このセルロース繊維と前記非セルロース繊維との配合割
合は無機紙の用途に厄じて要求される諸物性によって任
意に決定されるが、セルロース慧維汀少なくとも原料ス
ラリー固形分の少なくとも５電量チとなるように配合さ
れることが望ましい。

すなわち、Ｓ！量チ未満でに填料の定着が急く、また湿
紙が脆弱で通紙の際の紙切れ、さらに成紙の機械的強度
が低下するため好ましくない。

またセルロース繊維を王とする線維質物質と填料との混
合割合は重量比で６０〜ｓ：ｔ、ｔｏ−ｑｓであるのか
好ましい。填料の混合比がこれより高いと亨料の歩餉が
悪くなり、ま次これより低いと目的とする高含有量の無
機紙が得られない。

本発明方法に用いられる礫亀処理剤としては、塩イヒナ
トリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム、（ｉ酸力！
Ｊウム、ヨウ化鋼、塩化カルシウム、塩イヒリチウムな
どの無機酸塩、酢酸ナトリウム、ポリアクリル酸塩、ポ
リメタアクリル酸塩、ポリステレ／スルホン酸塩、スチ
レンマレイ／ｌ＃コポリマーの塩などのアニオン系有＆
緻塩、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、ポ
リビニルペンシルトリメチルアンモニウムクロライド、
ポリ（Ｎ−メチルビニルピリジニウムクロライド）、４
す（Ｎ、Ｎ）ツメチル−３・５−メチレンビテリノニウ
ムクロライドなどのカチオン系有機ｒＲ塩、釧、銅、ア
ルミニウム、などの全島粉末及びメタルファイバー、合
金、酸化亜鉛、などの導電性金属酸化物、カーゲンブラ
ンク、グラファイト、炭嵩緻維などが挙げられる。

これらの導電処理剤の添加量は使用する４電処理剤の種
類により適宜法定されるが、一般にセルロース権維質物
買及び填料の合計乾鋏亘髪に幻して固形分でθ、Ｏ７〜
３ＯＮ、１に％である。

かくして得られる本発明の２ＩＮｂ１！Ｌ性無機紙は１
無機紙固有の耐候性、耐化学粂品性、不燃性、寸法安定
性に加え、導電性にすぐれている。し力・も、灰分含有
量が３Ｏ−９０１ｊｌＪ−チと極めて高いにもかかわら
ず、通常のノダルゾ紙に匹敵する剛度、湿潤強度、引張
ｇｉ！Ｉｉ度などのすぐれた機械的強電を有し、印刷紙
、壁紙、板紙などはもとより、統計カード、連続伝票用
紙などのデータ処理用紙、静電記録紙、放電破壊記録紙
などの導電性紙、その他あらゆる分野の紙の代替として
使用でき、その工箪的利用価値は極めて大なるものがあ
る。

ま九本発明によれば、比較的高価なセルロース繊維を安
価な填料に殆んど代えることができ　しかも乾燥工程で
必要とされるエネルギー量が大巾に節約できるから着し
い経済上の利益をも友らすものである。さらに歩留が尚
いため、填料の排水中への流出が少なくて公害防止上も
極めて大きな利点を有するものである。

以−′Ｆ夾施例によって本発明をさらに畦しく説明する
が、これらに何れも例示的なものであり、本発明を限定
するものでないことは勿論でるる。なお、実施例中の部
または／４’−セントは重量部、１量チを示す。填料歩
箱は次式により求められる。

実施例／ 木材ノダルグＮ−ＢＫＰ、２０部、Ｌ−ＢＫＰｌＯ部の
混合ノやルグ（叩解度３５°ＳＲ）に直径０．／〜１０
μの水酸化アルミニウム３０部、直径０．１〜＝θμの
ヨウ化銅粉末９０部の割合に配合した固形分濃度ダチの
水性スラリーを調製し、これを攪拌しながらアニオン性
アクリルラテックス（ローム・アンド・ハース社製、商
品名プライマルＥ−ｉ０００ｓ　固形分濃度４Ａチ）を
上記水性スラリー固形分重量に対し固形分で４％となる
ように徐々に姉加し、さらに７０分間攪拌した。この様
にしてｙ４製した水性スラリーを用いてフオードリニャ
イーノ母−マシンにて米評／　Ａ　Ｏｆ　／　ｍ２　　
となる様に抄紙した。得られ友導電性無機紙の水酸化ア
ルミニウムのヌμ料歩麺に９０チと高歩瞥であり、さら
に２０℃、Ａ５’％ＲＨ雰囲気における表面固有抵抗値
を測定（ＨＩＧＨ，ＭＥＧＯＨＭ、ＭＥＴＥＲ、タケダ
理研工業株式会社製ＴＲ−ｇｌ、０／　）Ｌ次とこる／
　、　／　Ｘ　／　０’Ωと優れた導電性を示した。表
１に得られた導電性無機紙の物性を示す 表１ こうして侍らγした導電性無機紙は表から明らかなよう
に優れた物理的＃＃ｉ強度を崩し、しかも亨科の脱落は
全く見られなかった。

実施例コ 木枳ノ平ルプＮ−ＢＫＰ、７０部、Ｌ−ＢＫＰ／θ部の
混合パルプ（叩１１１１ｆ３０’ＳＰ）に、直径０．７
〜７０μの水酸化アルミニウム３０部、直径０．７〜１
０μの炭素粉末３０部の割合に配合し友固形弁濃度ｌＩ
チの水性スラリーを調製し、これを攪拌しながらアニオ
ン性アクリルラテックス（ローム・アンド・）・−ス社
製、商品名グライマルＥ−１００θ、固形分装ｋ＜４６
チ）を上記水性スラリー固彬分重蓋に対し１＾１形分で
２％となるように徐々に絡加し、さらに７０分間攪拌し
７ｃ、この様にして調製した水性スラリーを用いてフォ
ードリニヤ４−ノぐ−マシンにて木片／　００　ｆ　／
　ｍ　　となる様に抄紙した。得られた導電性無機紙の
水酸化アルミニウムの禰料歩貿は７０優と高歩貿でめり
、ざらに２０℃、乙ＳチＲＨ雰囲気に３ける表面固有抵
抗値を測定（ＨＩＧＨ−ＭＥＧＯＨＭ−ＭＥＴＥＲ，タ
ケダ埋研工業株式会社ＨＴＲ−ｆｌ、０／　）Ｌ罠とこ
ろ／、／ｘ１０Ωと憬れた導電性を示した。表Ｕに侍ら
れｆｃ尋電注無機紙の物性を示す。

表■ こうして得られ九導亀性無機紙＆：ＩＮから明らかなよ
うに優れた物理的諸強度を鳴し、しかも窄科の脱落は全
く見られなかった。

実施例３ 木材ノ譬ルデＮ−ＢＫＰ　　３０ｍ、Ｌ−ＢＫＰ　２０
部の混合パルプ（叩解度３２′″ＳＲ）、直径０．７〜
１０μの水酸化アルミニウム５０部の割合に配合し念固
形弁濃ＦｉＬダ一の水性スラリーを調製し、これを攪拌
しながらポリエチレンイミン（Ｈ本触媒化学社製、商品
名Ｐ−１０００）を固形分で０．７部、次にカチオン性
デンゾン（日本カーリソト社製、商品名カルゲスＣ−７
）を固形分で０．２部加え、官らに撹拌しムがらアニオ
ン性アクリルラテックス（ローム・アンド・ハース社製
、商品名プライマルＥ−１０００＞を上記水性スラリー
固形分に対し固形分で／部徐々に１加し、７０分間−攪
拌した。この様托して調製した水性スラリーを用いてフ
ォードリニヤペーパーマシンにて米評／３０ｆｆ／ｍ２
　となる様に抄紙し、得られた無機紙の水酸化アルミニ
ウムの填料歩留を測定したところ９０％と高歩留でおっ
た。

このようにして侍られた無機紙に四級アンモニウム塩ア
クリル系共乗合樹脂（導電性樹脂、日本合成化学工業社
製、商品名ゴーセフアイマー）０．０２ｍ、ポリビニル
アルコール（＠クラレ社製曲品名クラレボパールＰＶＡ
−／／７）１７部、水９３．９ｇ部のようｔこＶ匂製し
たポリマー浴液をツイスソレスにて含浸し、四級アンモ
ニウム塩アクリル糸共東合樹脂付ｙｋ蕪が固形分ｖ、ｉ
ｙ／ｍ２の導を性無機Ｍｋ、を作成した。この尋電注無
娠組の、２０℃、ＡＳ％ＲＨ芥−気における表（９）固
栢ｌＬ値を測定（ＨＩＧＨ−ＭＥＧＯＨＭ−ＭＬＴＥＲ
，タケダ理研工業株式会社製ＴＲ−Ｅｌ、０／　）Ｌ皮
ところ／、０×１０７Ωと優れた導電性を示した。表■
に得られた導電、性無機紙の物性を示す。

表■ こうして得られた導電性無機紙は表から明らかなように
優れ次物理的諸ｇｉ叢を有し、しかも填料の脱浩は全く
見られなかった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　セルロース［＃を主とする繊維質物質と、填
   料と、咳項料の主たる定着剤であるアニオン性アクリル
   ラテックスとを含む水性スラリーを−製し、常法により
   抄紙して填料内添紙を製造する方法において、 前記填料内添紙かさらに導電処理剤を含令していること
   を特徴とする導電性無機紙の製造方法。 （２）　　セルロース繊維を王とする繊維質物質と横斜
   の混合割合が重量比で６０〜５：ｑＯ〜９Ｓである特許
   請求の範囲第（１）項記載の方法。 、（３）　　アニオン性アクリルラテックスのみ電量が
   、（５）形弁で前記繊維質物質と填料の合計乾燥電量に
   対してθ、０７〜１０ＭＩｋ％である特許請求の範囲第
   （１）またｒｉ第（２）項記載の方法。 （４）填料の粒径が０．０／−５Ｏμである特許−Ｘの
   範囲第ｉｌｌまた１ユ第（２）またｒｉ第（３）項記載
   の方法。 （５）　　足惑−剤が、前記繊維質物質と填料の合計乾
   燥電量に対して０．０／〜Ｓ皇ｉｌチの凝集剤を含　　
   ８んでいる特許請求の範囲第１０〜第（４）項のいずれ
   か／槙１１１１の方法。 （６）繊維質物質がセルロース繊維であり、填料が水酸
   什アルミニウム、クレー、メルク、カオリナイト、炭酸
   カルピウム、酸化チタンま７’Ｃｒｔこれらの、、２ｆ
   ｌ＋以上の混合物である引１青求の範囲第（１１〜第（
   ５）項のいずれか／項紀１の方法。 （７）　　凝集剤が、水酸化アルミニウム、硫酸アルミ
   ニウム、硫酸第二鉄、硫１１−鉄、塩化Ｗ、二鉄、塩基
   性塩イヒアルミニウム、塩化亜鉛、アルミン酸ソーダ、
   カチオン性デンゾン、ポリエチレンイミンまたはこれら
   の２種以上の混合物である特許請求の範囲第（５）また
   に第（６）項記載の方法。 である特許請求の範囲第＋１１〜第（７）項のいずれが
   ７項記載の方法。 （９）　　導電１性処理剤が、前１水性スラり　−’ｌ
   」にさ−まれている特許艙求の車Ｂ　’ｄＪ３　＠　（
   Ｂ）　ｍ　Ｍｅ載の方法、０１　　導電性処理買１１が
   、Ｊ３ｇ＃＋内必〉紙の抄紙彼、塗布、含浸または蒸着
   により付与される特ｒ１ｄ青求の一１１囲第（８）項記
   載の方法。