KR102670547B1 - 유리판용 합지 - Google Patents

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Abstract

수지분을 주체로 한 응집물이 유리판에 부착되는 것을 감소시킨 유리판용 합지를 제공한다. 셀룰로오스 펄프를 주성분으로 하며, 알루미늄 함유율이 0.2 질량% 미만이고, 평량이 10 내지 100 g/m2인 것을 특징으로 하는 유리판용 합지이다. 또한, 상기 유리판용 합지는 상기 알루미늄 함유율이 0.01 질량% 미만인 것이 바람직하다. 또한, 상기 유리판용 합지는 탈크 함유율이 0.1 질량% 미만인 것이 바람직하다.

Description

유리판용 합지{GLASS PLATE INTERLEAVING PAPER}
본 발명은 유리판들 사이에 삽입하는 합지에 관한 것이다. 특히, 액정 디스플레이, 유기 전자발광 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 등의 평판 패널 디스플레이용 유리 기판을 여러 장 적층하여 보관, 운반하는 유통 과정이나 제조 공정에서 사용되는 유리판용 합지에 관한 것이다.
최근, 유리의 다용도화에 의해 유리판용 합지에 대한 품질 요구가 엄격해지고 있다. 예를 들어, 액정 디스플레이 등의 평판 패널 디스플레이에 이용되는 유리 기판에서는, 유리 기판 표면에 대하여 미세한 전자 부재 등이 형성되기 때문에 표면에 약간의 흠집이나 오염이 있을 경우, 단선 등의 불량의 원인이 되어 제품 결함이 된다. 따라서, 유리 기판 표면에는 고도의 청징성이 요구된다.
최근에는 유리 기판의 대형화·양산화에 따라 반송 효율을 높이기 위해 유리 기판을 겹쳐서 반송하는 경우가 많다. 유리 기판을 겹쳐놓으면 유리판용 합지(이하 적절히 「합지」라고도 기재함)와 유리 기판의 접촉 압력이 높아지기 때문에, 합지 내의 이물질 등이 유리 기판에 부착될(오염될) 확률이 높아진다. 한편, 평판 패널 디스플레이의 고정밀화에 따라 유리 기판 표면에는 더 고도의 청징성이 요구되고 있다. 이러한 사정으로, 합지에 대한 품질요구 수준은 고도화되고 있다.
원료 펄프의 제조 공정이나 원료 펄프로부터 합지를 초조(抄造)하는 공정에서는 원료 중의 이물질이 합지에 혼입되는 경우가 있다. 또한, 다양한 화학 물질이 첨가되기 때문에, 이들 첨가제가 영향을 미쳐 오염을 일으키는 경우가 있다. 이러한 이물질이나 오염 물질이 보관 중 또는 반송 과정에서 유리 기판 표면에 최대한 부착되지 않는 것이 바람직하다.
이러한 이물질이나 오염 물질에는 목재, 펄프 및 종이로부터 유리된 천연 수지 및 검 물질, 첨가제 등에 유래하는 유기계의 비수용성 물질 등이 포함된다. 구체적으로는, 목재 유래의 점착성 천연 수지(피치), 첨가제 중의 합성 수지, 폴리디메틸실록산으로 대표되는 유기폴리실록산 화합물 등의 수지가 있다.
유리판, 특히 평판 패널 디스플레이용으로 이용되는 유리 기판에 대해서는, 출하 전이나 전자 부품 등의 실장 공정 전에 물을 주체로 하는 매체를 이용하여 유리 표면을 세정하는 공정을 거친다. 이 공정에 의해 유리 기판 표면에 부착된 종이 가루 등의 이물질은 거의 씻겨나가지만, 점착성을 갖는 수지(피치)나 이물질, 유리와의 친화성이 높은 물질은 세정 후에도 유리 표면에 부착되어 있을 가능성이 높다.
펄프의 제조 공정이나 초지 공정에 있어서는, 수지(피치)에 의한 폐해를 감소시키기 위해서 피치 컨트롤제가 사용되는 경우가 있다. 피치 컨트롤제란 수지(피치)가 제조 공정이나 초지 공정에서 부착되지 않도록 하기 위한 물질로서, 구체적으로는 탈크, 황산 밴드(황산알루미늄), 계면활성제, 양이온계 폴리머 등이 알려져 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에는 표면에 존재하는 탈크의 비율을 감소시키고, 대신에 비탈크계의 피치 컨트롤제로서 계면활성제, 양이온계 폴리머, 황산 밴드(황산알루미늄) 등을 사용하는 것이 개시되어 있다.
특허문헌 1: 일본 특허공개 제2016-125146호 공보
그러나 특허문헌 1에 기재된 피치 컨트롤제를 사용하는 방법으로는 수지(피치)와 피치 컨트롤제로 이루어지는 응집물이 발생하는 경우가 있기 때문에, 매우 높은 청징성이 요구되는 유리 기판 전용의 합지 용도에 반드시 충분한 것은 아니었다.
본 발명은 상기와 같은 상황을 감안하여 이루어진 것이다. 즉, 본 발명의 과제는 수지분을 주체로 한 응집물이 유리판에 부착되는 것을 감소시킨 유리판용 합지를 제공하는 것이다.
본 발명자들은 상기 과제를 해소하기 위해 전자 부재 등의 형성 불량으로 제품 결함을 초래한 부착 이물질의 분석을 진행하였다. 그 결과, 부착 이물질은 수십 ㎛ 이상의 크기를 가지고 있으며, 수지분을 포함하는 응집물인 것으로 밝혀졌다. 추가 분석을 진행한 결과, 피치 컨트롤제로서 첨가된 황산알루미늄으로부터 알루미늄이온이 해리되고, 알루미늄 이온이 갖는 강한 응집 작용에 의해 음이온성의 물질 등이 응집하여 응집물이 조대화되어 부착 이물질이 되는 것으로 판명되었다.
본 발명은 이러한 지식을 기초로 이루어진 것이다. 즉, 본 발명은 다음과 같은 구성을 가지고 있다.
(1) 셀룰로오스 펄프를 주성분으로 하며, 알루미늄 함유율이 0.2 질량% 미만이고, 평량이 10 내지 100 g/m2인 것을 특징으로 하는 유리판용 합지.
(2) 상기 알루미늄 함유율이 0.01 질량% 미만인 것을 특징으로 하는 상기 (1)에 기재된 유리판용 합지.
(3) 탈크 함유율이 0.1 질량% 미만인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 상기 (2)에 기재된 유리판용 합지.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다. 아래에 나타내는 실시형태는 일례이며, 본 발명은 이들 실시형태에 한정하여 해석되는 것은 아니다.
본 실시형태의 유리판용 합지는 셀룰로오스 펄프를 주성분으로 하며, 알루미늄 함유율이 0.2 질량% 미만이고, 평량이 10 내지 100 g/m2이다.
(알루미늄)
본 발명자들은 전자 부재 등의 제품 결함을 초래하는 부착 이물질에 대한 분석을 진행하였다. 그 결과, 당해 부착 이물질은 수지분이 응집된 응집물이며, 수십 ㎛ 이상의 크기를 가지는 것으로 판명되었다. 또한, 당해 부착 이물질은 알루미늄을 함유하고 있는 것으로 판명되었다.
알루미늄은 주로 초지 약품으로 사용되는 황산알루미늄에 유래하는 것이다. 황산알루미늄은 피치 컨트롤제로서 기능할뿐만 아니라, 사이즈제를 정착시키는 기능, 여수성(濾水性)을 향상시키는 기능, 초지 기재에 펄프 찌꺼기가 부착되는 것을 억제하는 기능을 갖고 있다. 따라서, 황산알루미늄은 합지 제조의 조업을 안정화시키기 위해서 첨가되는 경우가 많다.
황산알루미늄이 피치 컨트롤제로서 기능하는 메커니즘은 다음과 같다. 황산알루미늄으로부터 해리된 알루미늄 이온은 양이온성을 가지고 있기 때문에, 음이온성의 수지 등과 펄프 섬유를 결합시켜 종이 안에 섞어 엮는 것이다. 그 결과, 수지 등으로 의한 폐해의 발생이 억제된다.
그런데, 황산알루미늄을 일정량 이상 첨가하면 수지(피치) 등이 응집하여 조대화된 응집물이 발생하여, 소위 포합 이물질이 된다. 이러한 조대화된 응집물이 전자 부재 등의 제품 결함을 초래할 우려가 있다.
이상의 결과를 토대로, 본 발명자들은 수지분을 주체로 한 응집물이 유리판용 합지에 부착되는 것을 억제하기 위해 알루미늄 함유율을 0.2 질량% 미만으로 하는 것이 필요하다는 것을 발견하였다. 알루미늄 함유율은 0.01 질량% 미만으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 탈크가 존재하는 경우에는 수지(피치)를 흡착한 탈크가 응집하여 그 응집물이 포합 이물질이 되는 경우가 있다. 그래서 탈크의 함유량의 상한에 대해서도 검토하였다. 그 결과, 탈크 함유율은 0.1 질량% 미만으로 하는 것이 바람직하다는 것을 발견하였다. 탈크 함유율은 0.01 질량% 미만으로 하는 것이 더 바람직하다.
또한, 황산알루미늄을 초지용 약품으로 일정량 이상 사용한 종이는 예를 들어, JIS P8133에 준거하여 측정한 열수 추출 pH가 4 내지 5.5 정도가 되면 소위 산성지가 된다.
(셀룰로오스 펄프)
본 실시형태의 유리판용 합지는 셀룰로오스 펄프를 주성분으로 하고 있다. 셀룰로오스 펄프로는 각종 셀룰로오스 펄프를 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 셀룰로오스 펄프로는 예를 들어, 크라프트 펄프(KP), 아황산 펄프(SP), 소다 펄프(AP) 등의 화학 펄프: 세미 케미칼 펄프(SCP), 화학 쇄목 펄프(CGP) 등의 반화학 펄프: 쇄목 펄프(GP), 열기계 펄프(TMP, BCTMP), 리파이너 쇄목 펄프(RGP) 등의 기계 펄프: 및 닥나무, 삼지닥나무, 삼, 케나프 등을 원료로 하는 비목재 섬유 펄프 등을 들 수 있다. 목재 펄프의 경우에는, 침엽수 펄프여도 되고 광엽수 펄프여도 되며, 또는 이들을 혼합한 것이어도 된다. 또한, 목재 펄프로는 목재 유래의 점착성 천연 수지분의 함유량이 낮은 크라프트 펄프(KP)가 적합하다. 여기서 셀룰로오스 펄프를 주성분으로 한다는 것은 합지의 질량에 대하여 셀룰로오스 펄프가 50 질량%를 초과하는 것, 바람직하게는 70 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 90 질량% 이상인 것을 의미한다.
셀룰로오스 펄프의 고해도(叩解度)는 200 내지 700 mlcsf인 것이 바람직하다. 여기서, 고해도란 JIS P8121에 의한 캐나다 표준 여수도(Canadian standard freeness)이다. 고해도를 200 내지 700 mlcsf의 범위로 함으로써, 합지로서 필요한 기계적 강도와 가공성을 가지게 할 수 있다. 고해도가 200 mlcsf 미만인 경우에는, 유리판용 합지의 밀도가 높아지고 쿠션성이 낮아져서 유리 표면에 흠집이 나기 쉬워진다. 고해도가 700 mlcsf보다 높은 경우에는, 지력(紙力)이 약해져서 운반하는 유통 과정이나 제조 공정에서 파단될 우려가 있다. 고해도는 350 내지 600 mlcsf인 것이 더 바람직하다. 고해도를 200 내지 700 mlcsf로 조제하기 위해 펄프를 고해하는 방법에 대해서는 공지의 방법을 사용할 수 있다.
(초지용 약품)
유리판용 합지의 초지시에 이용하는 초지용 약품에 대해서는 유리 표면을 오염시키지 않고, 유리 표면을 손상시키지 않는 범위 내에서 공지의 각종 약품을 사용할 수 있다. 초지용 약품으로는 예를 들어, 수지, 스티렌·말레산, 알케닐무수숙신산, 알킬케텐 다이머 등의 사이즈제, 폴리아크릴아미드 등의 지력 증강제, 여수보유 향상제, 폴리아미드폴리아민에피클로로히드린 등의 내수화제, 유연제, 대전방지제, 소포제, 슬라임 컨트롤제, 전료, 염료 등을 들 수 있다. 이들 초지용 약품은 모두 유리판을 오염시킬 우려가 있는 것이므로, 첨가하는 경우에도 합계 0.1 질량% 이하로 하는 것이 바람직하다.
(합지의 제조방법)
유리판용 합지의 제조방법에는 특별히 제한은 없으며, 여러 가지 초지기를 이용하여 적절한 초조 조건을 선택함으로써 초조할 수 있다. 초지기로는 구체적으로, 장망 포머, 트윈 와이어 포머, 환망 포머, 경사 포머 등을 들 수 있다. 유리판용 합지의 층 구성은 단층이어도 되고, 다층이어도 된다.
(유리판용 합지의 특성)
유리판용 합지의 평량은 작은 쪽이 운반시의 질량이 적어지기 때문에 바람직하지만, 너무 작으면 유리판에 대하여 충분한 완충성을 부여할 수 없다. 한편, 합지의 평량은 어느 정도 큰 쪽이 완충성의 측면에서 바람직하지만, 너무 크면 운반시의 질량이 커져서 바람직하지 않다. 완충성과 운반 용이성의 밸런스를 고려하여 합지의 평량은 10 내지 100 g/m2이다. 합지의 평량은 바람직하게는 35 내지 80 g/m2이다.
유리판용 합지의 두께는 완충성, 작업성의 관점으로부터 25 내지 250 ㎛인 것이 바람직하다. 또한, 유리판용 합지의 밀도는 0.4 내지 1.2 g/cm3인 것이 바람직하다.
본 발명의 유리판용 합지에 따르면 수지분을 주체로 한 응집물의 유리판에의 부착을 감소시킬 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 배합을 나타내는 수치는 고형분 또는 유효성분의 질량 기준의 수치이다. 또한, 특별히 기재가 없는 경우, 초조한 종이는 JIS P8111에 준하여 처리를 수행한 후, 측정 및 평가시험에 제공하였다.
<합지 중의 알루미늄 함유율>
합지중의 알루미늄 함유율(질량%)은 형광 X선 분석장치(스펙트리스사제, PW2404)를 이용하여 미리 소정량의 알루미늄을 함유하는 합지를 이용하여 작성한 검량선에 의해 구하였다.
<합지 중의 탈크 함유율>
유리 합지를 JIS P8251에 준하여 회화(灰化) 처리하였다. 다음에 얻어진 회중의 탈크 함유율(질량%)을 형광 X선 회절장치(리가쿠사제, RINT－UltimaIII)를 이용하여 미리 소정량의 탈크를 함유하는 합지를 이용하여 작성한 검량선에 의해 구하였다. 유리 합지 중의 탈크 함유율 m은 다음 식 (1)에 의해 구하였다.
m=(b/a)×c×100 … (1)
여기서, m: 탈크 함유율(질량%)
a: 유리 합지의 질량(g)
b: 회분의 질량(g)
c: 회중의 탈크의 함유율(질량%)
<유리판 오염성>
(유리판 표면의 오염 시험)
300 mm×300 mm의 평판 패널 디스플레이용 유리판에 310 mm×310 mm 유리판용 합지를 대고 0.7 MPa로 10초간 압력을 가하는 프레스 조작을 반복하여 수행하였다. 즉, 300 mm×300 mm의 평판 패널 디스플레이용 유리판은 동일하게 하여 310 mm×310 mm 유리판용 합지를 1회 프레스할 때마다 새것으로 바꾸어 100회 프레스조작을 반복하고, 시험 후의 평판 패널 디스플레이용 유리판을 얻었다.
(유리판 표면의 오염성의 평가)
상기 시험 후의 평판 패널 디스플레이용 유리판의 표면을 물로 씻어내고, 다음에 스포트라이트를 유리판 표면에 비추어 유리판 표면의 얼룩을 육안 및 현미경으로 계수하였다. 유리판 오염성의 평가는 다음과 같이 수행하였다.
◎: 얼룩 0개
○: 얼룩 1개
×: 2개 이상의 얼룩이 있음
<흠집 발생성>
(유리판 표면의 흠집 발생 시험)
300 mm×300 mm의 평판 패널 디스플레이용 유리판에 310 mm×310 mm 유리 합지를 대고 0.7 MPa로 10초간 프레스를 수행하는 방법에 있어서, 300 mm×300 mm의 평판 패널 디스플레이용 유리판은 동일하게 하여 310 mm×310 mm 유리 합지를 1회 프레스할 때마다 새것으로 바꾸어 2000회 프레스를 반복하고, 시험 후의 평판 패널 디스플레이용 유리판을 얻었다.
(유리판 표면의 흠집 발생성의 평가)
상기 시험 후의 평판 패널 디스플레이용 유리판 표면을 브러쉬로 세정한 후, 스포트라이트를 유리판 표면에 비추어 유리판 표면의 흠집을 육안 및 현미경으로 계수하였다. 흠집 발생성의 평가는 다음과 같이 수행하였다.
○: 0개 내지 4개의 흠집 있음
×: 5개 이상의 흠집 있음
[실시예 1]
탈크 함유율이 0 질량%인 시판 NBKP(침엽수표백크라프트펄프) 100%의 펄프 슬러리(고해도 450 mlcsf)에 황산알루미늄 그 외의 초지약품을 첨가하지 않고 장망초지기로 초지하고, 건조시켜 평량 50 g/m2의 유리판용 합지를 얻었다.
[실시예 2]
완전히 건조된 펄프 질량에 대하여 황산알루미늄 16수화물을 1 질량% 첨가한 펄프 슬러리를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 유리판용 합지를 얻었다. 얻어진 유리판용 합지의 알루미늄 함유율은 0.08 질량%였다.
[실시예 3]
탈크 함유율이 0.2 질량%인 시판 NBKP(침엽수 표백 크라프트 펄프) 100% 펄프 슬러리를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 유리판용 합지를 얻었다. 얻어진 유리판용 합지의 탈크 함유율은 0.05 질량%였다.
[비교예 1]
황산알루미늄 16수화물을 4 질량% 첨가한 것 이외에는, 실시예 2와 마찬가지로 하여 유리판용 합지를 얻었다. 얻어진 유리판용 합지의 알루미늄 함유율은 0.31 질량%였다.
[비교예 2]
탈크 함유율이 1 질량%인 시판 NBKP(침엽수 표백 크라프트 펄프) 100% 펄프 슬러리를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 유리판용 합지를 얻었다. 얻어진 유리판용 합지의 탈크 함유율은 0.25 질량%였다.
[비교예 3]
고해도를 150 mlcsf로 한 것 이외에는, 비교예 2와 마찬가지로 하여 유리판용 합지를 얻었다.
표 1에 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 평가결과를 나타내었다. 실시예 1 내지 3의 유리판용 합지는 유리판 오염성이 우수하였다. 또한, 탈크를 함유하는 실시예 3에 비하여 탈크를 함유하지 않는 실시예 1 및 실시예 2는 유리판 오염성에 있어서 더욱 우수한 것이었다. 한편, 비교예 1과 비교예 2의 유리판용 합지는 유리판 오염성이 떨어졌다. 비교예 3의 유리판용 합지는 유리판 오염성과 흠집발생성이 떨어졌다.

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 셀룰로오스 펄프를 주성분으로 하는 유리판용 합지의 제조방법으로서,
    상기 셀룰로오스 펄프로부터 펄프 슬러리를 준비하고,
    초지 공정에서 황산알루미늄을 상기 펄프 슬러리에 초지 약품으로서 첨가하고,
    초지 공정에서 탈크를 상기 펄프 슬러리에 첨가하며,
    유리판용 합지는 상기 황산알루미늄에 유래하는 알루미늄의 함유율이 0.2 질량% 미만이고,
    탈크 함유율이 0.1 질량% 미만이며,
    제지(製紙) 공정에 있어서의 계면활성제 및 양이온계 폴리머 첨가율이 0 질량%이고,
    평량이 10 내지 100 g/㎡인 것을 특징으로 하는 유리판용 합지의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 알루미늄의 함유율이 0.01 질량% 미만인 것을 특징으로 하는 유리판용 합지의 제조방법.
  7. 삭제
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