JPS59100799A - 中性サイジング処理された紙およびその製造法ないしそれを利用して作成した石膏壁板 - 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】 本発明は、紙およびその製造方法ないしそれを利用して
作成した石膏ボードに係り、詳細には石膏壁板（ボード
）の製造に際して紙カバーシートとして特に好適に使用
できる中性サイジング処理された紙およびその製造方法
ないしそれを利用して作成した石膏ボードに関する。

石膏ボード製造時に用いる紙は、通常使い古しの段ボー
ル紙、クラフト紙の裁断片な、いしは故新聞紙をバルブ
化して作成されたものが用いられている。バルブ溶液即
ち懸濁水溶液中の懸濁質な浄化し篩別し精製する場合に
、プロセス原質を更に水で希釈し次いで間断なく動作す
るワイヤシリンダ上で水切して複数層の紙にする。ワイ
ヤシリンダ上では紙の各層をフェルト上に互いに接合し
合体する。軟質の紙ウェブ即ちフェルト上に複数層を互
いに接合し合体した紙をプレス部でプレスしこれにより
脱水している。プレス部においてプレスした紙を、各シ
リンダに夫々スチームの与えられている多シリンダ乾燥
部で乾燥する。乾燥した紙は、厚さを一定にするために
絞工程即ちカレンダリング工程で処理し、次いでロール
状に巻き取る。ロール状に巻き取った紙を石膏ボードを
製造するための紙カバーシートとして利用している。

石膏ボードは、２枚の紙カバーシート間に収部石膏のス
ラリを配置し次いで前記■焼石膏を硬化ないしは乾燥せ
しめることによって作成する。

一方石膏ボードに利用されている従来の紙（以下従来紙
という）には、多量の熱エネルギを必要とする欠点があ
る。第１に、従来紙は、形成工程およびプレス工程にお
いて水切特性・が不良で、且乾燥工程における乾燥特性
も良好でない。水切特性が良好でないので乾燥時に必要
な熱エネルギが多大となる欠点がある。従って、石膏ボ
ードの製造時に紙カバーシートとして利用し得、石膏ボ
ードの乾燥用熱エネルギな大巾に低減でき、加えて小量
のパルプを用いても物理的強度を十分（＝備えてなる多
孔質の紙を提供することが希求されていた。

従って、本発明の目的は、石膏ボードの製造時に紙カバ
ーシートとして利用できる紙を提供するにある。

本発明の他の目的は、多孔性に富み且石膏ボードの製造
に使用する際従来品に比し少量のエネルギで乾燥でき、
石膏ボードの製造時に有効に利用できる紙を提供するに
ある。

本発明の他の目的は、石膏ボードの製造に使用され且十
分に大きな引張強度を有する紙を提供するにある。

本発明の他の目的は、従来紙に比べて多孔性に富む反面
、紙カバーシートとして利用したとき石膏コアとの間に
十分の接合力を確保できる石膏ボード製造用の多孔性紙
を提供するにある。

本発明の他の目的および利点は、以下の説明より明らか
となろう。

本発明によれば、特に石膏壁板な製造する際に好適な紙
を周知の方法をもって作成できかっこの紙は以下の（Ａ
）乃至（Ｄ）の成分を有する。

ｔＡ）セルロースファイバ （Ｂ）水の浸透を防止可能な量の中性ザイジング剤ｆＣ
１陽イオン性スターチ （Ｄｌ原質が少なくともペーハ７に維持可能な約０２５
乃至約１０乾燥重量パーセントの緩衝剤本発明の好まし
い実施例によれば、紙作成工程中紙は中性の内部サイジ
ング剤で処理され作成工程後石膏コアとの接合力を良好
にするため表面−少イジング剤で処理される。

紙作成工程中必要とされる熱エネルギが少なくてすむの
で迅速に乾燥できる。また完成紙の多孔度、引張強度お
よび耐火性も優れている。かかる紙を石骨壁板を製造す
るときカバーシートとじて使用すれば、紙は多孔性に優
れかつ重量も軽いので完成石膏壁板を容易に乾燥し硬化
しうる。

本発明は多くのオＵ点を有している。すなわち中性の内
部サイジング剤又は僅かにアルカリ性の内部サイジング
剤を使用することにより、ロジンおよびみょうばんのよ
うな酸性サイジング剤で処理された紙より高い強度をも
つ紙が得られる。このため同じ強度の紙を比較した場合
従来紙よりセルロースファイバの量が少なくてすむ。更
に従来紙より紙の厚さを薄くできるので脱水が迅速かつ
容易になり乾燥に必要な熱エネルギ量も少なくてすみ、
大巾に燃料節減となる。一方中性サイジング剤を用いる
ことによりファイバを弱化する危惧がなく従って強度の
弱くかつ低廉なファイバも使用できる。すなわちロジン
およびみょうばん等の酸性サイジング剤を使用するとフ
ァイバの強度は大巾に低下される。すなわちみょうばん
およびロジンの如きサイジング剤で処理された紙はみょ
うばんにより酸性となり、このため紙を構成するファイ
バは硬く全体として管状であり所定の規格に適合しない
。この結果ファイバ間の結合力が所定の規格に適合する
ファイバを用いた場合に比べ弱化する。これに対し中性
サイジング剤により処理された紙のファイバは所定の規
格に適合する。すなわち中性サイジング剤による紙のフ
ァイバは酸性サイジング剤による紙ファイバに比べ平坦
化が容易なのでファイバ間の結合力および強度に優れる
。

従って、上述したように中性サイジング剤の使用により
強度が向上され、その分紙の重量を削減できる。すなわ
ち同一強度の紙を得るために使用する材料の量乃至は硬
い原質の艮を削減できる。中性サイジング剤の使用によ
る他の利点としては、みょうばんやロジンを用いた場合
に比べ製紙機の腐蝕が防がれかつ全体として清浄に保た
せ得る。

更に表面サイジング剤を使用することにより内部サイジ
ングの均等性を向上できる。これにより表面サイジング
剤の使用量を少なくできかつ良好な結果を得ることがで
きる。且マニラ紙を使用する場合、軟かい原質を大巾に
増加できる。これは、中性サイジング剤を使用する場合
と同、１１−の条件で紙の強度を向上することにより可
能となる。他の同様の種類の紙を用いても同一利点が得
られる。

いても腐蝕が大巾に押えられ得る。この場合、鉄金属部
品の腐蝕を防ぐため中性サイジング剤による紙のペーハ
度を約７．０乃至７．８に維持することが好ましい。こ
れに対しみょうばんおよびロジンのサイジング剤を使用
する場合ペーハ度は４５乃至５０であるから、耐腐蝕性
を施こしていない金属部品は腐蝕されることになる。

みょうばんおよびロジンのサイジング剤を用いないかあ
るいは使用針を大巾に低減することにより、原質がイオ
ン的かつ化学的に大巾に清浄にされる。すなわち、化学
的付着がほとんどないので紙の品質のバラツキもなくか
つ製紙機のワイヤシリンダが過度に含有されることもな
い。更にキャリングフェルトがからむような場合機板全
体を頻繁に停止して清掃する必要があるが、中性サイジ
ングを使用すると原質に化学的付着を生じるようなこと
が大巾に低減されかかる欠点を解決できる。

本発明の陽イオン性スターチは、（１）サイジング剤の
粒子を分散させる乳化媒体として作用し、（２）サイジ
ング剤の各粒子を加水分解しないよう塗布し、（３）サ
イジング剤の粒子に正の電荷を与え粒子間を互い（二分
離させ、（４）サイジング剤の粒子を静電的に各セルロ
ースファイバに付着させ、（５）サイジング剤の粒子の
結合剤として作用し各粒子をセルロースファイバに固着
せしめてこの状態を維持し、（６）ファイバ間の結合力
を高めて完成紙の引張強度を高め、（７）炭酸カルシウ
ムのような緩衝剤の粒子を紙ファイバに保持させる保持
剤として作用する。

緩脅剤は内部中性サイジング剤を少なくともペーハ７に
、好ましくはペーハ７乃至７８に維持するために使用さ
れる。このため酸性化が防止され従ってファイバ強度が
弱められることが防止され得る。紙の組成中の酸度が緩
衝剤により中和されない場合、廃棄紙組成の酸を受は紙
は酸化され中性サイジング剤の採用による利点が得られ
ず、紙の強度は低下し且製造費も高くなる。

一方表面サイジング剤が紙のボンドクイナ面に塗布され
るので、石膏コアからのスターチの移行が防止され紙と
石膏コアとの間の接着力が強められる。表面サイジング
剤としてはシリコン樹脂が好ましい。またシリコン樹脂
の表面サイジング剤は塗布工程前に酸性物質を加えシリ
コン樹脂の重合作用を高めることにより表面サイジング
剤の効果が高められる。この場合酸性物質としてはみよ
うばんおよび硼酸を用いることが好ましい。

本発明のサイジング剤は下記の構造式を有する無水置換
環状ジカルボン酸である。

？ ここにＲはジメチル基又はトリメチレン基、Ｒはアルキ
ル基、アルケニル基、アラルキル基又はアラルケニル基
からなる群から選択され５個以上の炭素原子を有する疎
水基である。上記構造式に含まれる無水置換環状ジカル
ボン酸は無水置換こはく酸および無水グルタル酸である
。

上述したサイジング剤として、例えばイソーオクタデン
ニルこはく酸無水物、ｎ−ヘキザデンニルこはく酸無水
物、ドデシニルこはく酸無水物、ドデシルこはく酸無水
物、デシニルこはく酸無水物、オクテニルこはく酸無水
物、ノネニルこはく酸無水物、トリイソブテニルこはく
酸無水物、カプリロキこはく酸無水物、ヘプチルグルタ
ル酸無水物およびベンジロキこはく酸無水物が使用され
る。Ｈに１２個以上の炭素原子を含む酸無水物を使用す
ると最適な結果が得られることが判明した。

上記化合物の外、上記化合物の混合物も使用できる。

好ましい中性サイジング剤としてアコサイズ１８（商標
名＋　Ａｃｃｏｓｉｚｅ　ｉｓ　）およびファイブラン
６８（商標名、　Ｆｉｂｒａｎ　６８　）が使用される
。アコサイズ１８はアメ９カン・シアナミド・カンパニ
（Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｃｙａｎａｍｉｄ　Ｃｏｍｐａｎ
ｙ　）により発売されているもので、全体で１５乃至２
０個の炭素原子な有する置換こはく酸無水物であり、約
１パーセントの陰イオン界面活性剤を含んでいる。一方
フアイブラン６Ｂには通常乳化剤が含まれていないが、
乳化性を高めるため乳化剤を加えることが望ましい。使
用するサイジング剤の量は完成紙の乾燥した状態の重量
で表わすと約０．１５乃至約０．３５乾燥重量パーセン
ト内である。この量は増加しても悪影響は生じないが量
を増大してもサイジング特性はほとんどかわらない。

サイジング剤の保持性すなわち残率を高めサイジング剤
をバルブ状のファイバに近接させるのに陽イオン性剤が
有効である。本発明には多棟の陽イオン性剤が、例えば
みょうばん、塩化アルミニウム、長鎖脂肪アミン、アル
ミン酸ナトリウム、熱硬化性樹脂およびポリアミド重合
体を使用できるが、特に第１．第２．第３および第４ア
ミンスターチ誘導体を含む各種陽イオンスターチ前導体
が好ましい。かかる誘導体はコーン、タピオカ、ポテト
、インディアンコーン、小麦および米を含む各種スター
チから得られる。陽イオン性スターチ剤の使用量は紙が
乾燥した状態での重量で表わすと約０５乃至約０７乾燥
Ｍｆｉｃパーセントである。

また陽イオン性スターチとしてはエイ・イー・スタリー
・マニュファクチュアリング・カンパニ（Ａ、　Ｅ、５
ｔａｌｅｙ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　ｃｏｍｐａ
ｎｙ　）から発売されたスターロク５００　（Ｓｔａ　
−Ｌｏｋ　５００　）が好ましい。

緩衝剤としては陽イオンの強塩基と陰イオンの弱酸とか
らなる任意の塩化合物、例えば炭酸ナトリウムおよび炭
酸水素ナトリウムが使用可能、特に炭酸カルシウム（ｃ
ａｃｏ３）が好ましい。緩衝剤はサイジング剤および紙
のペーハ度を約７乃至約７３内に維持するために有効で
ある。また充填剤として０ａＣＯ３を使用すると、紙シ
ートの多孔性および離水性が向上されるので、紙を容易
に乾燥でき従って紙および石膏壁板の製造に必要な熱エ
ネルギ量を削減できる。この場合ＣａｃＯａの使用量は
少なくとも２パーセントにする必要があり、かつ約６パ
ーセント以上にすると緩衝剤としての作用は低減するが
１０パーセント３２１、上にした場合ＣａＣＯ３は緩衝
剤および充填剤の内作用が生じる。

紙のボンドクイナ面すなわち石膏壁板の石膏コアに接す
る面を塗布することが望ましいことが判明した。塗布剤
としてはシリコンエマルジョンＨＥ−３０（商標名、ユ
ニオン・カーバイド・コーポレーション（Ｕｎｉｏｎ　
Ｃａｒｂｉｄ、ｅ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　）から発
売されたもの）のようなエポキシ樹脂が好ましい。又ゴ
ールドシュミット・ケミカル・コーポレーション（Ｃ］
ｏｌ＋ｊ、ｓｃｈｍｉｄｔ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏｒ
ｐｏｒａ−ｔｉｏｎ　）で製造され発売された商標名テ
ゴ５３４２Ａ（１０ｇ、ｏ　５３４２Ａ　）のようなシ
リコンエマルジョンも望ましい。さらにサイジング剤を
容易に硬化させるため内部サイジング剤として酸性物質
を使用することは好ましくないが、みょうばんや硼酸等
の酸性物質を表面サイジング剤としてのエポキシ樹□、
） 脂と共に使用するとエポキシ樹脂が容易に硬化され得、
またエポキシ樹脂は紙の内部まで浸透しないので紙ファ
イバの強度に悪影響を及ぼさないことが判明した。

上述したように、石膏壁板な製造する際に使用される中
性サイジング処理された紙の品質を所定の最適レベルに
するため、みょうばんのような弱酸性物質を稀釈シリコ
ンエマルジョンに添加しみょうばん固形分濃度が１パー
セントのシリコンエマルジョンにする必要がある。表面
サイジング剤として使用されるシリコン樹脂にみょうば
んを加えたことによる有効性をテストするため全くサイ
ジング処理されていない紙を使用した。シリコン固形分
がトン当り４ポンド（約ｔｓＫｙ）の表面サイジング剤
を紙に施した。この結果サイジング処理レベルは調度許
容限界値すなわち１０グラムプラスコツプ（ｃｏｂｂ　
）テストであった。同−凰のシリコン固形分に１パーセ
ントのみょうばん固形分を加えた表面サイジング剤を他
のサンプル紙に施した。この結果サイジング処理レベル
が大巾に向上された。

外部シリコンサイジング剤自体に対しみょうばんを加え
る新規な本発明の構成を適用する前には、汚染されかつ
未処理シリコンエマルジョンで表面サイジング処理され
た中性サイジング処理紙によれば、石膏壁板に小さなし
わ（くぼみ）が生じやすくなることが判明した。次に野
外テストの結果、くぼみ部分を持つ紙は内部サイジング
処理が不充分でありかかるくぼみ部に相当の汚れがある
ことがわかった。

製造時に紙の表向にみょうばん処理されたシリコンを塗
布したとき石膏壁板にくぼみが生じなかった。みようほ
んにより酸性化されたシリコンは紙の充分に内部サイジ
ング処理されていない部分に浸透せず、一方未処理シリ
コンは充分に内部サイジング処理されていない部分には
浸透したものと考えられる。かかる浸透により、紙を均
等にサイジング処理し、しわのない石膏壁板な得ようと
するシリコンの作用が破壊されてしまうものと考えられ
る。また表面サイジング剤が紙シート内に浸透した紙表
面の個所では表面サイジング処理されないと考えられる
。

みょうばん処理されたシリコンサイジング剤は、緩衝剤
として作用する０ａＣＯ３のような充填剤を有するシー
ト表面に塗布すると極めて効果的である。

みょうばん処理されたシリコンがｃａｃｏ３と接触する
と、ペーハ度が３５乃至４０がら中性へと変化する。こ
れにより紙表面上のシリ′コンが硬化されて均等かつ好
適なサイジング処理が得られるものと考えられる。みょ
うばんを加えても紙の引張強度、シリコンエマルジョン
並びに重合作用にもそれほど悪影響を及ぼさない。シリ
コンがサイジング処理されておらず中性でがっ５パーセ
ントのＣａＣ！０３が含有された紙の表面に塗布される
に従い硬化が生じる。

以下の実験は実物大の工場設備および実際量の材料を用
いて行なわれた。本発明により中性サイジング処理され
た紙を作成する際、以下に説明する全体的な製紙方法Ａ
を実施した。一方酸性サイジング剤を制御剤として使用
する従来の製紙方法Ｂも以下に説明する。

製紙方法Ａ まず陽イオン性スターチと中性サイジング剤との混合物
が下記のように作成された。すなわち、ポテトスターチ
かコンスターチいずれがのブリゲル状をなす陽イオン性
スターチを乾燥供給器で計量しホッパ形抽出器の導入部
に導入し、陽イオン性スターチを新鮮な冷却水で加湿し
タイルで内張すした３　、　０００ガロン（約４．６５
Ｋｆｉ）の中古タンク内に放出した。固形分が３．５パ
ーセントの陽イオン性スターチ液をタンクから流量計を
経て混合器へ送り、ここで中性サイジング剤である、１
乃至３パーセント乳化剤を含むオイル状の置換こはく酸
無水物を陽イオン性スターチ液と混合した。混合液を次
に乳化器に送り、ここでサイジング剤を乳化媒体として
の陽イオン性スターチ内で乳化処理した。乳化器として
は、スターチ・サイジング剤混合液に対し充分にかき混
ぜてサイジング剤の粒子サイズを約５ミクロン以下まで
下げることのできる、タービンポンプを備えたマルチ羽
根付の均質器、抽出器又は他の好適な装置が使用され得
る。

サイジング剤の粒子サイズは１乃至２ミクロン内にする
ことが好ましい。

上記の処理を行なう際、充分な量および濃度のスターチ
を用いてスターチの固形分とサイジング剤との比を２対
１の最小比に維持する必要がある。

使用する乾燥スターｆ　１ｍ−１形分の量は一般に紙１
トン当り１０乃至１４ボンド（約４５に２乃至約６３に
））である。スターチとサイジング剤との乳化液内のサ
イジング剤の最終稠度はスターを液による乳化処理後稀
釈することにより調整する。上述のようにして調製した
中性サイジング剤を次に原質へ与えた。

使い古しの段ボール紙のような硬い原質とセクション紙
のような軟かい原質とを各種の比をもって混合してパル
プ化し、浄化し、精製し次にタイルで内張すした２５，
０００ガロン（約３９１）の犬タンク内に放出した。Ｃ
ａ、ＣＯａを含む完全に乾燥した原質を２５パーセント
の割合でタンク内の原質に０ａＯ０３に〃ｎえた。これ
により得られた原質を乾燥制度３１．／２パーセント以
上で製厭機の形成部をなす混合器へ送った。

上述のようにして作成された中性サイジングエマノνジ
ョンは、原質のヅーイジングの性質および仕上紙に必要
なサイジング処理の程度により異なるが、紙１トン当り
３乃至７ポンド（約１４に２乃至約３．２　Ｋ９　）の
割合で製紙機の混合器内の原質に均等に加えた。原質お
よびサイジング剤の混合液は７個の分離した混合器へ、
更に７個の分離したファンポンプへ送り、ここでサイジ
ング処理した原質を製紙機から循環される白水で稠度約
０５乃至１５パーセントまで稀釈した。稀釈した原質す
なわち懸濁液をファンポンプにより製紙機の連続移動す
る形成シリンダへ送り、ここで原質を分離した多数の層
シートに形成し連続的に移動する担持用のフェルト上に
層状に接合した。水分はシリンダのワイヤカバーを通し
排出され稀釈用として再び上記各ファンポンプへ送った
。このようにして得た７枚の層シートは固形分稠度が２
３乃至２５パーセントであり、フェルト上に担持して製
紙機のプレス部へ送り、ここでシートをプレスしシート
の固形成分は４０乃至４５％にした。次にシートを乾燥
部へ送り、内部が最小蒸気圧３５ｐｓｉ（約２、　ｓ　
Ｋｙ／ｍ２）の連続回転する乾燥シリンダで乾燥してシ
ートの含水率を１５乃至２．５Ｘにした。サイジング剤
を硬化するために必要な最低シート温度は２７０°Ｆ（
約１３２°Ｃ）であった。

シリコンエマルジョンの表面サイジング剤とみょうばん
液とを導入時の比で１パーセント対２パーセントの割合
をもって２５０ガロン（約３８８　ｆｉ　）のステンレ
ススチール製タンク内に４人して調製した。シリコンと
みょうばんとの実際の成分比は乾燥した固形状態では０
４パーセント対１パーセントである。この稀釈したサイ
ジングエマルジョンを乾燥部の直後段の絞り部のキング
ロールに固定した水タンクへ送った。乾燥部で乾燥され
た紙シートをボンドライナとなる面がキングロール上に
付着されたフィルム状の稀釈シリコンエマルジョンと接
触した。このときのシリコンエマルジョンの紙シートへ
の塗布の割合は乾燥した紙１トン当り０３乃至０５ボン
ド（約１３６）乃至約２３０！？）の間であった。シリ
コンエマルジョン塗布の目的は紙シートのボンドライナ
に対しサイジング処理を均等に施こすためにあった。ま
た紙のボンドライナ面でのシリコン重合体の硬化作用を
促進させるだめにシリコンエマルジョンにみょうばんを
加えた。

従来の製紙方法Ｂ 本発明と比較するためロジンとみょうばんによりサイジ
ング処理する従来の製紙方法を以下に説明する。

固形分８６パーセントで導入したロジンサイジング剤を
乳化器内で稀釈し乳化処理して稀釈エマルジョンとして
保管した。この稀釈エマルジョンを次に一組の゛ロータ
メータを介し複数の混合器へｉｔ　ＭＬして送った。ま
た固形分５０パーセントのみょうばんを一ガロン陥り固
形分が約３ポンド（約１．３６Ｋｐ）となるべく稀釈し
、更に一組のロータメータを介し上記混合器ヘロジンに
対し所定の割合で送りロジンと混合した。みょうばんと
ロジンの混合液を次に原質と接触し、ファイバ原質を製
紙機へ送った。混合作業は混合器内で行ない原質、サイ
ジング剤およびみょうばんを前記混合器からファンポン
プへ送りここで原質を製紙機からの白水で稀釈した。次
に稀釈した原質を製紙機の形成シリンダへ送り原質を複
数の層シートになした。

７枚の層シートを接合して一枚の紙シートにしキャリン
グフェルト上に載置した。サイジング処理した紙シート
をキャリングフェルト上に載せてプレス部へ更に乾燥部
へと移した。この紙シートは次に内部に蒸気を有し回転
して乾燥せしめた乾燥シリンダへ送り更に加湿部へ送り
、ここで稀釈シリコンエマルジョンと接触した。紙シー
トに付しみょうばんをシートの内部まで充分に与えてロ
ジンサイジング剤を保持させかつ紙上に表面サイジング
処理したシリコンエマルジョンを硬化した。

紙を更に乾燥部を通してリールに巻き石膏壁板の製作の
際に使用するため保管した。

中性サイジング処理した紙の製造法 以下に石膏壁板の製造時に使用可能な各等級の紙の製造
法について説明する。紙は５種、すなわち（１）マニラ
紙　（２）トップシート紙、（３）外装紙　（４）プラ
スタ塗布用紙および　（５）高湿度接着用の耐水性紙を
用いた。また各実験例において本発明による中性サイジ
ング剤および表面サイジング剤を用いて紙を作成した。

各種の紙作成時に本発明と比較するため従来のロジンお
よびみょうばんの内部サイジング剤によって紙を作成し
た。

実施例 本発明により中性サイジング処理するマニラ紙は上記の
製紙方法Ａにそって作成した。また本実験例１における
使用材料およびこの製紙方法により得られた特性測定値
を表■に示す。

実施例 みょうばんおよびロジンの内部サイジング剤による従来
の製紙法Ｂにしたがってマニラ紙を作成した。使用材料
およびこの製紙方法により得られた特性測定値を表Ｉに
示す。

このマニラ紙は石膏壁板の正面紙、ずなわち石膏壁板な
スタッドフレームに取り付けたとき外側に向く面の紙と
して使用した。実験例１および２では、マニラ紙はクラ
フト裁断紙および未印刷新聞紙からの原質で作られた５
層とフライリーフ含有原質で作られ外側に配置された２
層とで構成されている。表１には、中性サイジング処理
されたマニラ紙とみょうばんおよびロジンにより処理さ
れたマニラ紙との特性測定値による比較が示される。

／ ／ ＋４　　−ｆｉ　　　＋ｍ　　　ＯＬｎ　　　　　ｍ　
　　　　　　Ｒ’）表Ｉから、マニラ紙に中性サイジン
グ剤を使用するとサイジング処理に必要なサイジング剤
およびみょうばんの量が大巾に節減できることは明らか
であろう。また中性サイジング剤の使用により、シリコ
ン表面サイジング剤の量を大きく低減できかつ安価な軟
片質の使用可能量を６パーセント増加しうる。さらに、
マニラ紙の単位面積当りの重量を４パーセント減少でき
、マニラ紙の縦方向の引張強度を１４パーセント増加し
、ボンドライナおよびトップライナの水抵抗性の変化を
極めて小さくする。トップライナの水抵抗性の程度を示
すテストとはクイナ広がりテストであり水吸収性、すな
わち単位時間内に水滴が広がる幅で表わす。

コツプ（ｃｏｂｂ　）テストとは単位面積当り吸収され
る水分の重量を測定するものでボンドパライナの水吸収
性を示す。マニラ紙に中性サイジング剤を使用すること
による利点は他に、製紙機の生産速度が７．５パーセン
ト上昇されかつ製紙工程で必要な電気エネルギ量および
乾燥蒸気量が夫々５パーセントおよび１３６５パーセン
ト削減できることにある。

次に示す実験例３，４は一般に石膏ボードをスタッドフ
レームに取り付けるときボードの裏面にはるトップシー
トを作成する場合である。この紙は７層をなす原質から
なり、この原質は使い古しの段ボール、セクション紙お
よび使用済の電話帳裁断片から得られ得る。

実施例 本発明の製紙方法Ａに従い中性サイジング剤を用いてト
ップシートを作成した。このときの使用材料および特性
測定値を表■に示す。

実施例 トップシート紙を従来の製紙方法Ｂに従いロジンとみょ
うばんのサイジング剤を用いて作成した。

このときの使用材料および特性測定値を表Ｈに示す。表
■かも、中性サイジング剤を使用すると、紙の単位面積
当りの重量が４パーセント低減されかつ使用する電気エ
ネルギ量および乾燥蒸気量が夫々１１パーセントおよび
１７パ一セント節減できることは判明した。更に製紙機
の生産速度を５パーセント上昇できる。加えて引張強度
も低下されずかつ使用する軟片質の量もそれほど減少さ
れなかった。

／ ／ ／ ／ Ｉ＋ｈ　　　Ｃ）　　　ｔ−■　　　　　　　　　−寸
　　　　　　０次に説明する実験例５，６は外装紙を作
成する場合である。外装紙は極めて耐水性の高いもので
トップシートの場合と同様の方法で作成する。外装紙は
アスファルトとワックスのエマルジョンで処理した壁板
の正面と背面の両面に張る。次に外装紙は従来の方法に
従いアスファルトとワックスのエマルジョンで表面サイ
ジング処理する。石膏コアと共に形成された外装紙を外
壁板として使用し好適なサイド材料で被覆する。

実施例 外装紙は本発明の製紙方法人に従い中性サイジング剤を
用いて作成し、このときの使用材料および特性測定値を
表■に示す。

実施例 従来の製紙方法Ｂに従いロジンとみょうばんのサイジン
グ剤を用いて外装紙を作成し、このときの使用材料およ
び特性測定値を表１に示す。

外装紙に中性サイジング剤を使用することにより、耐水
性仕様値を満足するよう内部サイジング処理し７、かつ
みょうばんとロジンのサイジング剤により処理した場合
に比べ必要なみょうばんの量を低減する。

／ ／ ７／ ／′ ／ ／″ ご 以下に説明する実験例７，８では、作成後プラスタで装
飾される石膏ボードの表面紙として好適な紙を作成する
。このため、この紙は特に湿潤のプラスタな紙表面に接
着させるため表面水を吸収させる必要があった。この紙
は通常染色された未印刷の新聞紙原質で作られかつ表面
層をなすサイジング処理されない３層のライナと、古い
段ボール紙および未印刷の新聞紙原材で作られた４充填
層とで構成した。ライナ層の厚さは所望の水吸収性を与
えるべく調整した。底部から３枚の充填層のみを内部サ
イジング処理した。

実施例 プラスタで装飾可能な石膏ボードに好適に使用される紙
を本発明の製紙方法Ａに従い中性サイジング剤を用いて
作成した。このときの使用材料および特性測定値は表■
に示される。

実施例 プラスタで装飾可能な石膏ボードに好適に使用される紙
を従来の製紙方法Ｂに従いみょうばんとロジンのサイジ
ング剤を用いて作成した。このときの使用材料および特
性測定値が表■に示される。

実験結果によれば、プラスタ装飾用の紙に中性サイジン
グ剤を用いると従来のロジンおよびみょうばんにより処
理された同種の紙より優れた下記の利点が得られた。ま
ず内部サイジング処理された層からのサイジング剤は実
質的に完全に移行されない。即ち、サイジング処理しな
いライナ層のほとんどが実際上サイジングを受けないの
で、中性サイジング剤で処理された紙に所望の水吸収度
を与えるに必要なライナ層の数が少なくてすむことにな
る。

ライナ層の水吸収性に関してはライナ層の原質にサイジ
ング処理される紙が敵性でないことが好ましい。中性サ
イジング処理された紙の実際の特性測定値において、単
位面積当りの重量が９パーセント減少でき、紙の厚さは
１３パーセント減少され製紙機の生産速度が大巾に上昇
される。実際の紙の多孔性と逆の関係にある多孔値が２
８パーセント減少され紙の離水性および乾燥性が向上さ
れるので、製紙機の生産速度が２０パーセント増犬され
る。このように多孔性が改善されるので中性ザイジング
処理された紙を乾燥するのに要する蒸気量が８パーセン
ト削減できる。

また表■に示す条件下で引張強度、ボンドライナの耐水
性およびトップライナの水吸収性が改善され軟片質が少
昂減少できた。トップライナの水吸収性のテストは、ト
ップライナを温度７０’Ｆ（２１°Ｃ）の水を含む４平
方インチ（約２５．８　ｇ２）のリングの下で同定し４
分後および更に１６分経過後に紙に吸収される水量で測
定した。

以°下説明する実験例９，１０においては高湿度環境下
で使用する壁板用の紙を作成した。すなわちこの紙は、
風呂場のような高湿度環境下で使用するため石膏がアス
ファルトとワックスで処理された石膏壁板な作成する際
に使用される。またこの紙はマニラ紙作成と同様な方法
で作成される。ただしトップライナは３３ポンド／励・
トン（約１５Ｋｐ／層・トン）のみょうばんで酸性にし
た。一方この酸性化処理によって、全紙の７０乃至７５
パーセントにあたる充填層が悪影響を受けなかった。

実施例 高湿度環境下に使用される壁板用の紙を本発明の製紙方
法人に従い中性サイジング剤を用いて作成した。その時
の使用材料および紙の特性測定値は表Ｖに示される。

実施例 高湿度環境下に使用される壁板用の紙を従来の製紙方法
Ｂに従いみょうばんとロジンのサイジング剤を用いて作
成した。この時の使用材料および紙の特性測定値は表■
に示される。

表Ｖによれば、実験例９で中性サイジング剤による紙で
は秤量が４パーセント減少され縦および横方向の引張強
度が夫々６および９パーセント増加された。中性サイジ
ング処理された紙はまた製紙機の生産速度が４パーセン
ト上昇され使用電気エネルギ量は１０パーセント節減で
きた。

中性サイジング剤による紙に対しトップライナ用のサイ
ジング剤を使用すると、トップライナコブテストによる
水吸収量が減少することかられかるよう（二極めて好ま
しいことが判明した。

× 石膏壁板の製造方法Ｃ 混合器からのスタッコスラリをトップライナ面を下側に
しかつ連続移動している紙に放出して石ｔ４−壁板（ボ
ード）を作成した。トップシートなスラリの上面と接触
して置き次に表面紙とスラリを形成ロールの下部に通過
させてスラリを均等にし断面すなわち厚さが一様なボー
ドにした。紙の縁部なトップ紙の縁部上に折り曲げボー
ドの縁部も同様に処理した。

湿った石・目・ボードを移動ベルト上に載置し、ボード
製造機の成形部を通り、ボードコアを完全に中和し三水
硫酸カルシウムにした。次にボードを連続移動している
ストリップベルトコンベヤに載せ切断部へ送り、ここで
ボードを周知の方法で所望の長さに切断した。

次いでボードをひつくり返してマニラ紙を上にし連続回
転しているローラを介し乾燥がまに導入し、ここで水分
が均等に５乃至６パーセントになるまで乾燥した。乾燥
したボードを検査し包装して積み１（ねた。

石膏壁板の検査 作成した石膏壁板な市場に出す前に、まず品質規準に合
致するか否か品質テストを行なった。通常行なわれる品
質テストはＡＳＴＭ＜ぎ抜きテストおよび曲げ強さテス
トである。またボードの裏表両面での加湿接着力、高湿
度環境下で使用される場合または外装板として使用され
る場合のボードの表面コブ収水テストと全浸漬水吸収抵
抗力、およびプラスタ用のボードの場合表面の水吸収力
をテストした。

くぎ抜きテストでは、特殊設計されたくぎの頭部をサン
プルボードから引き抜くまでくぎの頭部に常に増加する
重量を加え、引き抜いたときの重量を測定した。

曲げ強きテストでは、対向する２外縁部で支承されてい
るサンプルボードの中心で下方に力を加える。下方に向
けた面がテストされる面である。

ボードが折れたときの力が曲げ強さとなる。

さらに加湿接着力テストでは、ボードを湿度９０°Ｆ（
約３２２°Ｃ）、相対湿度９０パーセントの雰囲気中に
３間装置いて加湿し、次に紙とボードコアとの間の接層
が破壊される力をボードに加え、破壊した時の力がその
接着力とした。

表面コブ・吸水テストは上記のように行なった。

全浸漬水吸収テストでは、１２インチ×１２インブー（
約７７濡×約７７薗）のサンプルボードな湿度７０°Ｆ
（約２１°Ｃ）の水中に２時間浸漬し吸収した水量を差
により求め更に乾燥型■、に対する吸収百分率に変換し
た。

以下に説明する実験例では、本発明により水性サイジン
グ処理された紙および従来のロジンとみょうばんにより
サイジング処理された紙を夫々用いて石膏壁板を作成し
た。

実施例 中性サイジング剤により実験例１で作成した紙を用い石
膏壁板製造方法Ｃに従って石膏壁板を作成した。この壁
板の特性値は表■に示される。

実施例 製紙方法Ｂに従いロジンとみょうばんにより実験例２で
作成した紙を用い石骨壁板製造方法Ｃ（−従って石膏壁
板を作成した。この壁板の特性値は表■に示される。表
Ｖｌでの中性サイジング処理の紙を用いた場合の石・ケ
壁板と従来のみょうばんとロジンにより処理した紙を用
いた場合の石骨壁板との特性値比較は、石・訃壁板の）
９さ１／２インチ（約３．２（支））重量１７００乃至
１７５０ポンド／１００平方フイート（絢２６４乃至２
．ｎＫｙ７互２）のもので行なわれた。

加湿接着力テストによれば、中性サイジング処理紙の接
着力はみょうばんとロジンにより処理された紙の接着力
より大巾に向上された。

曲げ強さテストにおいては、中性サイジング処理のトッ
プシートは従来のみょうばんとロジンによるサイジング
処理のトップシートより強度が大きいが、中性サイジン
グ処理のマニラ紙は強度が従来処理のマニラ紙より幾分
ノ」−さくなっていた。

一方壁板の接合テープとしての適合性テストによれば、
中性サイジング処理紙による壁板も従来紙（二よる壁板
もほぼ同一であった。

彩色適応テスト（二よれば、中性サイジング処理のマニ
ラ表面紙とみょうばん・ロジンによる従来表面紙とを、
市場に良く出回ゎっている塗料を用いて比較したが塗料
特性が実質的に同一であ、った。

実験例１３　、１４ではプラスタ塗布に適する石膏壁板
を作成した。実験例１３では実験例７で作成した紙が、
又実験例１４では実験例８で作成した紙を使用した。こ
のときの各石膏壁板の特性値が表■に示される。

表■から、水吸収性テストでは中性サイジング処理の表
面紙の方が所望の条件に充分に適合しているのでプラス
タ塗布に適する石骨壁板を製造する際には中性サイジン
グ紙の方が好ましいことが理解されよう。更に建設中太
陽に露光するエージング条件の下では、中性サイジング
処理による実験例１３のボードの方がみょうばんとロジ
ンによるザイジング処理の実験例１４のボードに比ベボ
ードの表面紙に対する接着力の点で優れている。

プラスタボードテストでは、いくつかのサンプルボード
の表、裏の一方に太陽光のかわりに紫外線を露光、ある
いは両面ともに紫外線を露光しなかった。プラスタなボ
ードの表面に塗布し硬化して完成品を得た。この完成品
の乾燥プラスタとボードとの接合性をテストした。

実験例１．５Ａ　＋　１６Ａでは石膏壁板製造方法Ｃに
従い実験例９，１０の紙を用いて石膏壁板を作成した。

一方実験例１．５Ｂ　、　１６Ｂでは石膏壁板製造方法
Ｃに従い実験例５，６の紙を用いて石膏壁板を作成した
。これにより得られた各石膏壁板の特性測定値が表■閂
に示される。

表■に本発明による中性サイジング処理紙を用いて作成
した高湿度環境用ボードと外装ボードに関する水浸漬吸
収テスト結果が示されている。さらにロジンとみょうば
んによる従来のサイジング処理紙を用いて作成した高湿
度環境用ボードと外装ボードに関する水浸漬テスト結果
も表■に示される。

水性サイジング処理紙を用いて作成したボードはロジン
とみょうばんによる従来紙を用いて作成したボードに比
べ水吸収度がほぼ同じでありかつ所望の範囲内にあった
。この結果から、これらの石材壁板に塗布する際は水性
サイジング処理紙の方が好ましいことがわかる。

／ ７／ ／ ／ 重要な材料およびプロセス変数の範囲 表■には石膏壁板な作成する際好適に使用される中性サ
イジング処理紙の作成に必要な各種材料の使用許容量お
よびプロセス変数範囲が示される。

／ 本発明の中性サイジング処理紙は石灯壁板のカバー紙と
して使用したとき従来紙の場合より多くの利点を有して
いる。まず中性サイジング剤が使用されるのでファイバ
が強くなりこのため同じ強きの従来紙より使用するファ
イバの量が少なくてすむ。また少ない量すなわち安価の
ファイバを使用し、ファイバを多く含む従来紙と同じ強
度を得ることができる。乳化媒体としての陽イオン性ス
ターチおよび残率助剤の使用によりサイジング剤が確実
（二級のファイバに接着される。また炭酸カルシウム緩
衝剤を使用することにより、紙作成用の材料スラリか中
性または僅かに弱いアルカリ性に保たれファイバの酸に
よる侵蝕が防止される。

外部サイジング剤としてエポキシ樹脂を使用することに
より、材料のサイジング処理が促進され紙と石膏コアと
の間の接着力が高められる。みょうばんのような酸性材
料なエポキシ樹脂に混合しエポキシ樹脂の表面サイジン
グ剤の硬化を促進させることにより、エポキシ外部サイ
ジング処理の効果が大巾に向上される。更に紙が軽量が
っ多孔質に作成されるので、紙および石膏ボードの乾燥
（二必要な燃料量が削減できる。

本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、特許
請求の範囲の技術的思想に含まれる変史物を包有するこ
とは理解されよう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、犬なる割合のセルロースファイバと、下記の構造式
   を有し内部サイジング剤としての無水環状ジカルボン酸 １ １ （ただしＲはジメチレン基およびトリメチレン基からな
   る群から選択された基、Ｒはアルキル基、アルケニル基
   、アラルキル基又はアラルケニル基からなる群から選択
   され５個以上の炭素原子を有する疎水基）と、陽イオン
   性剤と、陽イオンの相対的に強い塩基と陰イオンの相対
   的に弱い酸とからなる塩であり紙生成中紙を少なくとも
   ペーハ７に維持する緩衝剤とを成分とする紙。 ２シリコン樹脂からなり、少なくともボンドライナ面に
   表面サイジング剤が塗布されてなる特許請求の範囲第１
   項記載の紙。 ３、表面サイジング剤にはシリコン樹脂の重合作用を促
   進可能な量の酸性剤が含まれてなる特許請求の範囲第２
   項記載の紙。 ４、無水環形ジカルボン酸が１５乃至２０の炭素原子を
   有する無水置換こはく酸である特許請求の範囲第３項記
   載の紙。 ５、無水置換こはく酸が約０．１５乃至約０３５乾燥重
   量パーセント存在する特許請求の範囲第３項記載の紙。 ６乳化剤が無水環形ジカルボン酸に加えられてなる特許
   請求の範囲第３項記載の紙。 ２陽イオン性剤が陽イオン性スターチである特許請求の
   範囲第３項記載の紙。 ８、陽イオン性スターチが約０５乃至約０７乾燥重量パ
   ーセント存在してなる特許請求の範囲第７項記載の紙。 ９、緩衝剤が炭酸カルシウムである特許請求の範囲第３
   項記載の紙。 １０、炭酸カルシウムが少なくとも２乾燥重量パーセン
   ト存在してなる特許請求の範囲第９項記載の紙。 １１、炭酸カルシウムが約２乃至約１０乾燥重量パーセ
   ント存在してなる特許請求の範囲第９項記載の紙。 １２表面サイジング剤がシリコン樹脂であり酸性剤がみ
   ょうばんである特許請求の範囲第３項記載の紙。 １３、シリコン樹脂が約０．１５乃至約０．２５乾燥重
   量パーセント存在し前記シリコン樹脂内にみょうばんが
   前記シリコン樹脂の乾燥重量パーセントの約２１／／２
   倍存在してなる特許請求の範囲第１２項記載の紙。 １４、シリコン樹脂がメチルポリシロキサン樹脂である
   特許請求の範囲第１２項記載の紙。 １５、シリコン樹脂がエポキシシリコン樹脂である特許
   請求の範囲第１２項記載の紙。 １＆叩解度がカナダ標準形試験器による約３５０乃至５
   ５０ミルのセルロースファイバと、下記の構造ルボン酸 ？ 凸 （ただしＲはジメチル基およびトリメチレン基からなる
   群から選択された基、辰はアルキル基、アルケニル基、
   アラルキル基又はアラルケニル基からなる群から選択さ
   れ５個以上の炭酸原子を有する疎水基）と、陽イオン性
   剤と、陽イオンの相対的に強い塩基と陰イオンの相対的
   に弱い酸とからなる塩であり紙製造中紙を少なくともペ
   ーハ７に維持する緩衝剤とを混合し水性スラリを調製す
   る調製工程と、前記水性スラリがら紙を作成して乾燥す
   る工程とを包有してなる紙を作成する方法。 １７表面サイジング剤がシリコン樹脂がらなろ紙の少な
   くともボンドクイナ面に塗布されてなる特許請求の範囲
   第１６項記載の方法。 １８、表面サイジング剤にはシリコン樹脂の重合作用を
   促進可能な量酸性剤が包有されてなる特許請求の範囲第
   １７項記載の方法。 １９、無水環形ジカルボン酸が１５乃至２０個の炭素原
   子を有した無水置換こはく酸である特許請求の範囲第１
   ８項記載の方法。 ２０、無水置換こはく酸が約０．１５乃至約０，３５乾
   燥重量パーセント存在してなる特許請求の範囲第１８項
   記載の方法。 ２１、乳化剤が無水環形ジカルボン酸に加えられてなる
   特許請求の範囲第１８項記載の方法。 ２ｚ陽イオン性剤が陽イオン性スターチである特許請求
   の範囲第１８項記載の方法。 ２３、陽イオン性スターチが約０５乃至約０７乾燥重祉
   パーセント存在してなる特許請求の範囲第２２項記載の
   方法。 ２４、緩衝剤が炭酸カルシウムである特許請求の範囲第
   １８項記載の方法。 姐炭酸カルシウムが少なくとも２乾燥重量パーセント存
   在してなる特許請求の範囲第２４項記載の方法。 ２６炭酸カルシウムが約２乃至約１０乾燥重量パーセン
   ト存在してなる特許請求の範囲第２４項記載の方法。 ２１表面サイジング剤がシリコン樹脂であり酸性剤がみ
   ょうばんである特許請求の範囲第１８項記載の方法。 ２８、シリコン樹脂が約０．０１５乃至約００２５乾燥
   重量パーセント存在し前記シリコン樹脂内にみようばん
   が前記シリコン樹脂の乾燥本伝パーセントの約２　’Ａ
   倍存在してなる特許請求の範囲第２７項記載の方法。 ２９、シリコン樹脂がメチルポリシロキサン樹脂である
   特許請求の範囲第２７項記載の方法。 ３０、シリコン樹脂がエポキシシリコン樹脂である特許
   請求の範囲第２７項記載の方法。 ３１、犬なる割合のセルロースファイバと、下記の構造
   式を有し内部サイジング剤として使用される無水環状ジ
   カルボン酸 １ （ただしＲはジメチレン基およびトリメチレン基からな
   る群から選択された基、Ｒはアルキル基、アルケニル基
   、アラルキル基又はアラルケニル基からなる群から選択
   され５個以上の炭素原子を有する疎水基）と、陽イオン
   性剤と、陽イオンの相対的に強い塩基と陰イオンの相対
   的に弱い酸とからなる塩であり紙製造中紙を少なくとも
   ペース−，７に維持する緩衝剤とを成分とするカバー厭
   シートの面に接着されたコアとしての固化二水硫醒カル
   シウムでなる石膏壁板。 ３２表面サイジング剤がシリコン樹脂からなる紙の少な
   くともボンドクイナ面に塗布されてなる特許請求の範囲
   第３１項記載の石膏壁板。 ３３、表面サイジング剤にはシリコン樹脂の重合作用を
   促進可能な量酸性剤が包有されてなる特許請求の範囲第
   ３２項記載の方法。 ３４、無水環形ジカルボン酸が１５乃至２０個の炭素原
   子を有した無水置換こはく酸である特許請求の範囲第３
   ３項記載の方法。 ３５、無水置換こはく酸が約０．１５乃至約０．３５乾
   燥重量パーセント存在してなる特許請求の範囲第３３項
   記載の方法。 ３６、乳化剤が無水環形ジカルボン酸に加えられてなる
   特許請求の範囲第３３項記載の方法。 ３Ｚ陽イオン性剤が陽イオン性スターチである特許請求
   の範囲第３３項記載の方法。 ３８、陽イオン性スターチが約０５乃至約０．７乾燥重
   量パーセント存在してなる特許請求の範囲第３７項記載
   の方法。 ３９、緩衝剤が炭酸カルシウムである特許請求の範囲第
   ３３項記載の方法。 ４０炭酸カルシウムが少なくとも２乾燥重量パーセント
   存在してなる特許請求の範囲第３９項記載の方法。 ４１、炭酸カルシウムが約２乃至約１０乾燥重量パーセ
   ント存在してなる特許請求の範囲第３９項記載の方法。 ４２表面サイジング剤がシリコン樹脂であり酸性剤がみ
   ょうばんである特許請求の範囲第３３項記載の方法。 ４３、シリコン樹脂が約０．０１５乃至約０．０２５乾
   燥重量パーセント存在し前記シリコン樹脂内にみょうば
   んが前記シリコン樹脂の乾燥重量パーセントの約２１／
   ２倍存在してなる特許請求の範囲第４２項記載の方法。 ４４、シリコン樹脂がメチルポリシロキロン樹脂である
   特許請求の範囲第４２項記載の方法。 ４５　シリコン樹脂がエポキシシリコン樹脂である特許
   請求の範囲第４２項記載の方法。