(57)【要約】【課題】  寸法安定性、湿潤強度、通気性及び耐水・耐油性の全ての特性を兼ね備えたパルプ状繊維とステープル繊維の混抄紙を提供する。【解決手段】パルプ状繊維、ステープル繊維及び微粒子状樹脂を少なくとも含有するスラリーを、湿式抄紙法により抄造して得られる混抄紙であって、パルプ状繊維、ステープル繊維及び微粒子状樹脂からなる抄紙シート。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともパルプ状繊維、ステープル繊維及び微粒子状樹脂からなることを特徴とする抄紙シート。
【請求項２】
前記ステープル繊維がガラス繊維、ステンレス繊維及びアラミド繊維の中から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする請求項１に記載の抄紙シート。
【請求項３】
前記微粒子状樹脂が、ポリエステル樹脂またはアクリル系樹脂から選択されたものであることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の抄紙シート。
【請求項４】
前記微粒子状樹脂の配合が、パルプ状繊維とステープル繊維を合わせた１００重量部に対して、１０〜２００重量部であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の抄紙シート。
【請求項５】
前記微粒子状樹脂の粒子径が、０．０１〜２００μｍであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の抄紙シート。
【請求項６】
前記微粒子状樹脂の軟化点が、１６０℃以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の抄紙シート。
【請求項７】
抄紙シート中に、撥油剤が含有されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の抄紙シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルプ状繊維とステープル繊維と微粒子状樹脂を少なくとも含有するスラリーを原料として、湿式抄紙法により製造される抄紙シートを提供するものであり、フィルター用濾過材、建材、構造材料、印刷用媒体、産業用工程紙等の広範な用途に用いることができる抄紙シートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にパルプ状繊維を主体とした紙は水に弱く、水に濡れることにより強度低下を生じたり、水分の吸脱着による寸法変化が大きく、油や水に接するとこれを吸収して裏抜けを起こす。また、通気性を得るために多孔性にすると、繊維間同士の結合部が少なくなり、強度が弱い等の欠点がある。そこで、抄紙シートを各種の用途に適用するために、パルプ状繊維を主体とした紙に乾燥紙力剤、湿潤紙力剤やサイズ剤等の薬品の内添や表面塗工、ラミネート、レジン含浸、ステープル繊維との混抄等によって、用途に応じた特性を付与している。
【０００３】
上記パルプ状繊維とステープル繊維との混抄紙は、例えば、特開平１０−４６４８５号公報及び特開平１０−２５９５８９号公報には建材関係において寸法安定性の良いガラス繊維の混抄紙が記載されており、また、特開平２−２１９１５号公報にはチタン酸カリウム繊維とセルロース繊維を混抄したフィルター用濾過材が記載されている。
【０００４】
しかしながら、ガラス繊維等の無機繊維を配合することにより寸法安定性の向上は得られるが、繊維同士で結合しない為、強度が低下し、さらに水に接触することによる湿潤強度低下などの問題がある。すなわち、寸法安定性と強度とは相反する関係にあり、用途に応じてバランスを図る必要があった。そこで、強度の向上を図るために、樹脂の含浸や塗工、パルプ状繊維の高フィブリル化等が行われているが、通気性が損なわれることになり、また寸法安定性の低下を生じる場合もある。したがって、個々の特性を得ることはできても、寸法安定性、湿潤強度、通気性、耐水耐油性の全ての特性を満たす事は困難であった。
【特許文献１】特開平１０−４６４８５号公報
【特許文献２】特開平１０−２５９５８９号公報
【特許文献３】特開平２−２１９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、パルプ状繊維とステープル繊維の混抄紙において、優れた寸法安定性、湿潤強度、通気性、耐水耐油性の個々の特性を全て満たし、さまざまな用途に適用することのできる抄紙シートを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、寸法安定性の特性は生かしたまま、如何に強度を保つか検討を重ねた結果、フィブリル化されたパルプ状繊維、ステープル繊維及び微粒子状樹脂を分散したスラリーを用いて抄紙することにより、上記特性の全てを満たすことが出来ることを見出し、本発明の完成に到った。すなわち、本発明は少なくともパルプ状繊維、ステープル繊維及び微粒子状樹脂からなることを特徴とする抄紙シート（請求項１）である。ここで、樹脂は粉末の形態で予めスラリーに内添されているので、シートに含浸や塗布した場合のように被膜を形成することなく、微粒子状の形態で抄紙シート中に含有されているものである。
【０００７】
また、前記ステープル繊維はガラス繊維、ステンレス繊維及びアラミド繊維の中から選ばれる少なくとも１種である（請求項２）ことが好ましく、更に、前記微粒子状樹脂がポリエステル樹脂またはアクリル系樹脂である（請求項３）ことが好ましい。さらにまた、前記抄紙シートにおいて、撥油剤が含有されている（請求項７）ことが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の抄紙シートは、パルプ状繊維とステープル繊維との混抄紙であって、寸法安定性、湿潤強度、通気性及び耐水耐油性の全ての特性において優れており、建材関係、フィルター用濾過材等の各用途において、さらに優れた特性を発揮することが期待される。また、上記のような特性を全て兼ね備えていることから、複数の用途に適用することが可能で、生産性や工程管理の面において利点を有すると共に、さまざまな用途への展開が期待される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明について詳細に説明する。
本発明に使用されるパルプ状繊維としては、木材繊維としては針葉樹、広葉樹からなるＭＰ、ＣＰ、ＧＰ、ＲＧＰ、ＣＧＰ、ＳＰ、ＡＰ、ＫＰ、ＳＣＰ等が挙げられ、これらは未晒しパルプでも晒しパルプでもよい。また、木材以外の天然繊維としては、木綿、わら、竹、エスパルト、バガス、リンター、マニラ麻、亜麻、麻、黄麻、雁皮等のパルプ状繊維がある。さらに、合成高分子繊維としては、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維などのオレフィン樹脂繊維、例えば三井化学社製  商品名：ＳＷＰ等がある。その他、ポリアセタール、ポリイミド、ＰＢＯ、ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂、スチレン及びその共重合体、アクリル酸エステル及びその共重合体等の合成繊維が挙げられる。これらの繊維は、叩解機による繊維のフィブリル化を行ない、パルプ化したものを使用できる。叩解機はＳＤＲ、ＤＤＲ、ビーター等で適宜行なうことができ、繊維の叩解度としては、カナダ標準濾水度（ＪＩＳ  Ｐ  ８１２１）で、７５０ＣＳＦ〜１００ＣＳＦ、好ましくは５００ＣＳＦ〜２５０ＣＳＦであるのが望ましい。繊維長としては、０．１ｍｍ以上である。なお、本発明においては、木材繊維として、針葉樹が物理強度が強いことから好ましい。
【００１０】
また、ステープル繊維としては、ガラス繊維、アルミナ、ゼオライト等の無機繊維、銅、鉄、ステンレス等の金属繊維、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維等があり、特に剛直な材料が好ましく、具体的にはガラス繊維、ステンレス繊維及びアラミド繊維が好ましい。なお、ガラス繊維には、Ｃガラス、ＤガラスおよびＥガラス等が有るが、種類は特にこだわらない。また、カット長としては、１ｍｍ〜３０ｍｍ、好ましくは２ｍｍ〜１５ｍｍであるのが望ましい。繊維径としては、１〜３０μｍΦ、好ましくは、２〜１５μｍΦが望ましい。ステープル繊維の配合量は、パルプ状繊維１００重量部に対して１０〜２００重量部（請求項４）、好ましくは２０〜１００重量部、特に３０〜５０重量部であるのが望ましい。
【００１１】
本発明における微粒子状樹脂としては、上記の繊維と共にスラリー中において、水に良好に分散可能な材料であれば、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂のいずれかが特に限定されることなく使用することができる。このような樹脂の中でも、本発明においてはポリエステル樹脂と、スチレン・アクリル系共重合体、アクリル酸及びメタクリル酸とこれらのエステル等の単独もしくは共重合体からなるアクリル系樹脂が該樹脂を構成するモノマーを代えることにより、組成と特性を自由にコントロールできることから好ましい。かかる樹脂成分は、本発明の抄紙シートにおいて繊維中に微粒子状に存在し、その粒子径としては０．０１〜２００μｍ（請求項５）、好ましくは０．１〜５０μｍ程度、より好ましくは０．１〜２０μｍである。また、本発明に使用される微粒子状樹脂の物性として、軟化点が１６０℃以下、特に１５０℃以下であることが、好適である。
尚、本発明でいう微粒子状樹脂には、顔料や染料の着色剤を含有させることも可能である。
【００１２】
なお、微粒子状樹脂の形状は特に限定されるものではなく、シート表面に被膜を形成することなく、繊維間に微粒子状に分散した状態であれば、抄紙シートの製造時の乾燥工程において軟化乃至溶融して固化した形態でも良い。この場合、軟化乃至溶融して固化した形態にするためには、微粒子状樹脂の軟化点が１６０℃以下（請求項６）であることが抄紙機のドライヤーの上限温度との兼ね合いで必要である。但し、本発明においては、微粒子状樹脂は必ずしも軟化乃至は溶融して固化することなく粒子状で含有させてもよいので、その場合は、軟化点は１６０℃を超えて高くても良い。尚、本発明で言う軟化点の測定法はＪＩＳ  Ｋ２５３１により行う。また、配合量としては、パルプ状繊維とステープル繊維を合わせたもの１００重量部に対し、微粒子状樹脂は１０〜２００重量部配合するのが好ましく、より好ましくは５０〜１５０重量部配合される。微粒子状樹脂の配合量が１０重量部未満では紙の物理的強度が低下し、２００重量部を越えた場合は微粒子状樹脂が遷移に定着できない問題を生じやすい。
【００１３】
本発明の抄紙シートには、上記の成分に加えて撥油剤が含有されていることが好ましい。撥油剤としては、フッ素系樹脂，シリコーン樹脂が挙げられる。目的とする撥油度により添加量を変更できるが、多配合を行なうと湿潤紙力低下が起こるので、０．３重量％〜１．０重量％添加するのが望ましい。
【００１４】
本発明の抄紙シートには、必要に応じてサイズ剤、湿潤紙力増強剤、填料及び歩留り向上剤等の添加剤を用いることができる。サイズ剤としては、特に限定されるものではないが、アルキルケテンダイマー、無水アルケニル琥珀酸、中性ロジンサイズ等の中性サイズが好ましい。また、湿潤紙力増強剤としては、メラミン系樹脂、尿素系樹脂、ポリアミドエピクロロヒドリン樹脂、エポキシ系樹脂、ジアルデヒド澱粉、ポリアクリルアミド及びポリエチレンイミン等が、適宜用いられる。更に、填料としては、炭酸カルシウム、アルミナ、クレー、タルク、二酸化チタン、シリカ等の各種顔料が挙げられる。更にまた、歩留り向上剤としては、例えばポリアクリルアミド系樹脂を代表とする有機高分子系電解質や、硫酸アルミニウムを代表とする無機塩類を適宜使用することができる。なお、用途に応じて染料・顔料などの着色剤を使用しても良い。
【００１５】
本発明の抄紙シートを製造するには、上記の原料を所定の割合で配合して水に分散して得られるスラリーを用いて、湿式抄紙機にて抄造することにより行われる。湿式抄紙機としては、一般の抄紙技術に適用されている長網抄紙機、円網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機等、特に限定されるものではない。また、本発明の抄紙シートは、上記のようにして得られる単層紙のほか、２層以上の抄き合わせ紙であっても良い。このようにして得られる抄紙シートは、用途に応じて厚さ、坪量、強度等は適宜コントロールされるものであるが、厚さ１００〜３００μｍ程度、坪量５０〜２００ｇ／ｍ２程度が生産性から好ましい。
【実施例】
【００１６】
実施例１
カナダ標準濾水度で、３５０ＣＳＦに調整したパルプ状繊維（ＮＢＫＰ）７０重量部と、ステープル繊維としてガラス繊維（ユニチカグラスファイバー社製、繊維径６μΦ、繊維長６ｍｍ）３０重量部とを、水に分散してスラリーを作製し、これに微粒子状ポリエステル樹脂（平均粒子径１０μｍ）を、１００重量部配合した。さらに、対スラリー固形分量（パルプ状繊維＋ガラス繊維＋微粒子状ポリエステル樹脂の合計重量）に対し、フッ素系樹脂（ダイキン工業社製、商品名：ユニダインＴＧ−５７１）０．５％、サイズ剤（星光ＰＭＣ社製、商品名：ＡＳ−２１１）０．５％、歩留向上剤（栗田工業社製、商品名：ハイホルダー１０９）０．１％添加したスラリーを原料として、短網のヤンキーマシンにて抄造して、本発明の抄紙シートを作製した。
【００１７】
実施例２
カナダ標準濾水度で、３５０ＣＳＦに調整したパルプ（ＮＢＫＰ）９１重量部と、ガラス繊維（ユニチカグラスファイバー社製、繊維径６μΦ、繊維長６ｍｍ）を９重量部を配合してスラリーを作製し、これに微粒子状ポリエステル樹脂を、１０重量部配合した。さらに、対スラリー固形分量に対し、フッ素系樹脂（ダイキン工業社製、商品名：ユニダインＴＧ−５７１）０．５％、サイズ剤（星光ＰＭＣ社製、商品名：ＡＳ−２１１）０．５％、歩留向上剤（栗田工業社製、商品名：ハイホルダー１０９）０．１％添加したスラリーを原料として、短網のヤンキーマシンにて抄造して、本発明の抄紙シートを作製した。  
【００１８】
実施例３
カナダ標準濾水度で、３５０ＣＳＦに調整したパルプ（ＮＢＫＰ）９０重量部と、ガラス繊維（ユニチカグラスファイバー社製、６μΦ、６ｍｍ）１０重量部を配合してスラリーを作製し、これに微粒子状ポリエステル樹脂を、２００重量部配合した。さらに、対スラリー固形分量に対し、フッ素系樹脂（ダイキン工業社製、商品名：ユニダインＴＧ−５７１）０．５％、サイズ剤（星光ＰＭＣ社製、商品名：ＡＳ−２１１）０．５％、歩留向上剤（栗田工業社製、商品名：ハイホルダー１０９）０．１％添加したスラリーを原料として、短網のヤンキーマシンにて抄造して、本発明の抄紙シートを作製した。
【００１９】
実施例４
カナダ標準濾水度で、３５０ＣＳＦに調整したパルプ（ＮＢＫＰ）３３重量部と、ガラス繊維（ユニチカグラスファイバー社製、６μΦ、６ｍｍ）６７重量部を配合してスラリーを作製し、これに微粒子状ポリエステル樹脂を、１０重量部配合した。さらに、対スラリー固形分量に対し、フッ素系樹脂（ダイキン工業社製、商品名：ユニダインＴＧ−５７１）０．５％、サイズ剤（星光ＰＭＣ社製、商品名：ＡＳ−２１１）０．５％、歩留向上剤（栗田工業社製、商品名：ハイホルダー１０９）０．１％添加したスラリーを原料として、短網のヤンキーマシンにて抄造して、本発明の抄紙シートを作製した。
【００２０】
実施例５
カナダ標準濾水度で、３５０ＣＳＦに調整したパルプ（ＮＢＫＰ）３３重量部と、ガラス繊維（ユニチカグラスファイバー社製、６μΦ、６ｍｍ）６７重量部を配合してスラリーを作製し、これに微粒子状ポリエステル樹脂を、２００重量部配合した。さらに、対スラリー固形分量に対し、フッ素系樹脂（ダイキン工業社製、商品名：ユニダインＴＧ−５７１）０．５％、サイズ剤（星光ＰＭＣ社製、商品名：ＡＳ−２１１）０．５％、歩留向上剤（栗田工業社製、商品名：ハイホルダー１０９）０．１％添加したスラリーを原料として、短網のヤンキーマシンにて抄造して、本発明の抄紙シートを作製した。
【００２１】
実施例６
実施例１におけるパルプ状繊維をＮＢＫＰに代えて、ポリエチレン繊維（三井化学社製、商品名：ＳＷＰ  Ｅ−６２０）を用いた以外は、実施例１と同様にして本発明の抄紙シートを作製した。
【００２２】
実施例７
実施例１におけるガラス繊維に代えて、ステンレス繊維（日本精線社製、商品名：ナスロン）を用いた以外は、実施例１と同様にして本発明の抄紙シートを作製した。
【００２３】
実施例８
実施例１におけるガラス繊維に代えて、アラミド繊維（東レ・デュポン社製、商品名：ＫＥＶＬＥＲ）を用いた以外は、実施例１と同様にして本発明の抄紙シートを作製した。
【００２４】
実施例９
実施例１における微粒子状ポリエステル樹脂に代えて、微粒子状スチレン・アクリル樹脂（平均粒子径１０μｍ）を用いた以外は、実施例１と同様にして本発明の抄紙シートを作製した。
【００２５】
実施例１０
実施例１における微粒子状ポリエステル樹脂に代えて、微粒子状アクリル樹脂（平均粒子径１０μｍ）を用いた以外は、実施例１と同様にして本発明の抄紙シートを作製した。
【００２６】
比較例１
カナダ標準濾水度で、３５０ＣＳＦに調整したパルプ（ＮＢＫＰ）７０重量部と、ガラス繊維（ユニチカグラスファイバー社製、６μΦ、６ｍｍ）３０重量部を配合してスラリーを作製した。さらに、対スラリー固形分量に対し、フッ素系樹脂（ダイキン工業社製、商品名：ユニダインＴＧ−５７１）０．５％、サイズ剤（星光ＰＭＣ社製、商品名：ＡＳ−２１１）０．５％、歩留向上剤（栗田工業社製、商品名：ハイホルダー１０９）０．１％添加したスラリーを原料として、短網のヤンキーマシンにて抄造して、微粒子状樹脂を配合しない比較用の抄紙シートを作製した。
【００２７】
比較例２
カナダ標準濾水度で、３５０ＣＳＦに調整したパルプ（ＮＢＫＰ）１００重量部と、微粒子状ポリエステル樹脂１００重量部を配合してスラリーを作製した。さらに、対スラリー固形分量に対し、フッ素系樹脂（ダイキン工業社製、商品名：ユニダインＴＧ−５７１）０．５％、サイズ剤（星光ＰＭＣ社製、商品名：ＡＳ−２１１）０．５％、歩留向上剤（栗田工業社製、商品名：ハイホルダー１０９）０．１％添加したスラリーを原料として、短網のヤンキーマシンにて抄造して、ステープル繊維を配合しない比較用の抄紙シートを作製した。
【００２８】
上記の実施例１〜１０及び比較例１〜２で作製した抄紙シートについて、厚さ、坪量、湿潤引張強さ、寸法安定性、透気抵抗度及び耐水・耐油度を測定した。その結果は、表１及び表２に示した通りである。
【００２９】
なお、各測定の評価方法は次の通りである。
（１）厚さ：ＪＩＳ  Ｐ８１１８
（２）坪量：ＪＩＳ  Ｐ８１２４
（３）湿潤引張強さ：ＪＩＳ  Ｐ８１３５
（４）寸法安定性
寸法安定性とは、低湿条件（２０℃  ２０％）から、高湿条件（７０℃  ９５％）での伸縮を表したものであり、試料を低湿条件に１２時間入れた時の長さＬ２０／２０  から、これを高湿条件に移した１２時間後の長さＬ７０／９５  を引いた絶対値を、Ｌ２０／２０  で割り、百分率で表したものを、寸法安定性とした。評価は、０．１％未満を◎、０．１％〜０．４％未満を○、０．４％〜１．０％未満を△、１．０％以上×とした。
（５）透気抵抗度：ＪＩＳ  Ｐ８１１７、実用上必要な透気抵抗度は１００秒以下である。
（６）耐水・耐油度
試料に、スポイトで水又は油を１滴垂らした時の、裏抜け時間により評価した。評価は、水及び油の裏抜け時間の平均値が、０〜６０秒未満を×、６０秒から５分未満を△、５分から１５分未満を○、１５分以上を◎、とした。
【００３０】
【表１】
2006009197.tif 000002
【００３１】
【表２】
2006009197.tif 000003
【００３２】
上記の評価結果より明らかなように、本発明の抄紙シートはいずれも湿潤引張強さ、寸法安定性、透気抵抗度及び耐水・耐油度のすべてにおいて、良好な特性が得られている。これに対して、比較例１の微粒子状樹脂が配合されていない抄紙シートは、湿潤引張強さが劣るものであり、また、比較例２のステープル繊維が配合されていないものは、寸法安定性が劣るものである。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の抄紙シートは、湿潤強度、寸法安定性、透気性及び耐水・耐油性の全ての特性を満足することができるので、従来より混抄紙が使用されてきたフィルター用濾過材や建材関係の分野で、より優れた特性や用途に使用することが可能である。また、各種構造材料、印刷用媒体、産業用工程紙等の多種多様の分野への展開が期待される。