(57)【要約】【課題】本発明の課題は軽量な軟質繊維板を提供することにある。【解決手段】カチオン澱粉を水に分散させると共に中空小粒体を添加分散させ、該分散液を加熱して該カチオン澱粉を可溶化して該分散液を糊化することによって、該カチオン澱粉を該中空小粒体表面に被覆せしめ、該糊化分散液をパルプを水に分散したスラリーに添加し、該スラリーを抄造することによって軽量な軟質繊維板を製造する。該中空小粒体の表面にはカチオン澱粉が被着されており、パルプスラリー中のパルプ繊維に付着することによってスラリー中で中空小粒体の浮上分離が防止され、該軟質繊維板中には均一に該中空小粒体が分散している。【特許請求の範囲】
【請求項１】
カチオン澱粉を表面に被覆した中空小粒体を付着したパルプ繊維を含有することを特徴とする軽量軟質繊維板。
【請求項２】
該中空小粒体は熱可塑性樹脂外殻内に低沸点溶剤を封入した発泡性マイクロカプセルの発泡体である請求項１に記載の軽量軟質繊維板。
【請求項３】
カチオン澱粉を水に分散させると共に中空小粒体を添加分散させ、該分散液を加熱して該カチオン澱粉を可溶化して該分散液を糊化することによって、該カチオン澱粉を該中空小粒体表面に被覆せしめ、該糊化分散液をパルプを水に分散したスラリーに添加し、該スラリーを抄造することを特徴とする軽量軟質繊維板の製造方法。
【請求項４】
該中空小粒体分散液中のカチオン澱粉含有量は４〜８質量％、該中空小粒体の含有量は０．５〜１０質量％、該パルプスラリー中のパルプ濃度は１〜４質量％である請求項３に記載の軽量軟質繊維板の製造方法。
【請求項５】
該中空小粒体は熱可塑性樹脂外殻内に低沸点溶剤を封入した発泡性マイクロカプセルの発泡体である請求項３または４に記載の軽量軟質繊維板の製造方法。
【請求項６】
該分散液の糊化温度は７８〜９０℃である請求項３〜５に記載の軽量軟質繊維板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は軽量軟質繊維板および該軽量軟質繊維板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
〔従来の技術〕
従来、軽量軟質繊維板にあっては、中空小粒体を添加したパルプスラリーを抄造することによって製造されていた（例えば特許文献１，２，３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２６０００号公報
【特許文献２】特開平６−２３５２００号公報
【特許文献３】特開昭５１−５３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記中空小粒体は軽量であるから、パルプスラリー内で浮上がり、抄造されたシート内の中空小粒体の分布が不均一になると云う問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、カチオン澱粉を表面に被覆した中空小粒体を付着したパルプ繊維を含有する軽量軟質繊維板を提供するものである。
例えば該中空小粒体は熱可塑性樹脂外殻内に低沸点溶剤を封入した発泡性マイクロカプセルの発泡体であることが望ましい。
更に本発明はカチオン澱粉を水に分散させると共に中空小粒体を添加分散させ、該分散液を加熱して該カチオン澱粉を可溶化して該分散液を糊化することによって、該カチオン澱粉を該中空小粒体表面に被覆せしめ、該糊化分散液をパルプを水に分散したスラリーに添加し、該スラリーを抄造する軽量軟質繊維板の製造方法を提供する。
該中空小粒体分散液中のカチオン澱粉含有量は４〜８質量％、該中空小粒体の含有量は０．５〜１０質量％、該パルプスラリー中のパルプ濃度は１〜４質量％であることが望ましく、更に該分散液の糊化温度は７８〜９０℃であることが望ましい。
また該中空小粒体は熱可塑性樹脂外殻内に低沸点溶剤を封入した発泡性マイクロカプセルの発泡体であることが望ましい。
【発明の効果】
【０００６】
〔作用〕
カチオン澱粉を水に分散させ、更に中空小粒体を添加し分散した分散液を、該カチオン澱粉の糊化温度に加熱すると、該カチオン澱粉は可溶化して該分散液は増粘糊化する。該分散液中に可溶化した該カチオン澱粉は中空小粒体表面を被覆する。
パルプは水に分散させてスラリーとした時、パルプ繊維表面はアニオン性になっている。したがって上記増粘糊化した分散液を上記パルプスラリーに添加すると、表面にカチオン澱粉を被覆した中空小粒体は、表面がアニオン性であるパルプ繊維に静電力により吸引付着する。更に中空小粒体表面のカチオン澱粉は接着剤として該中空小粒体を該パルプ繊維に接着する。
【０００７】
上記の理由で中空小粒体はパルプスラリー中でパルプ繊維に接着し、スラリー中での該中空小粒体の浮上が防止される。
上記中空小粒体が熱可塑性樹脂外殻内に低沸点溶剤を封入した発泡性マイクロカプセルの発泡体である場合には、外殻が有機性の樹脂であり、カチオン澱粉と親和性を有するから、該中空小粒体表面に該カチオン澱粉が効率良く強固に付着する。
【０００８】
このように本発明ではパルプスラリー中に均一に中空小粒体が分散しているので、このようなスラリーを抄造することによって製造された軟質繊維板中には均一に中空小粒体が分散して軽量性を付与する。
【０００９】
〔効果〕
本発明の軟質繊維板中には中空小粒体が均一に分散しているから、該軟質繊維板は軽量でありかつ物性も均一で、機械的強度も大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を以下に詳細に説明する。
〔パルプ〕
本発明において使用されるパルプとしては、例えば針葉樹や広葉樹の解繊パルプ、機械パルプ、爆砕パルプ等の木材パルプ、古紙パルプ、麻、ヤシ繊維、綿等の植物繊維パルプ、合成化学パルプ等がある。
【００１１】
〔中空小粒体〕
本発明において使用される中空小粒体としては、シラスバルーン、ガラスバルーン、膨張黒鉛等の無機質中空小粒体、ポリスチレン中空小粒体、ポリエチレン中空小粒体、ポリプロピレン中空小粒体、スチレン−エチレン共重合体中空小粒体、ポリウレタン樹脂中空小粒体、フェノール樹脂中空小粒体、尿素樹脂中空小粒体、メラミン樹脂中空小粒体、エポキシ樹脂中空小粒体等があるが、望ましい中空小粒体としては熱可塑性樹脂外殻内に低沸点溶剤を封入した発泡性マイクロカプセルの発泡体である。
【００１２】
上記発泡性マイクロカプセルに使用される熱可塑性樹脂としては、例えばアクリロニトリルと塩化ビニリデン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等との共重合体である。上記アクリロニトリル共重合体は低沸点溶剤、特に炭化水素系低沸点溶剤には耐溶剤性を有し、溶解あるいは膨潤しない。
【００１３】
上記発泡性マイクロカプセルに使用される低沸点溶剤としては、イソブタン、ペンタンヘキサン、石油エーテル等の炭化水素系溶剤、メチルエーテル、エチルエーテル等のエーテル系溶剤、モノクロルメタン、ジクロメタン、モノクロルエタン、ジクロルエタン等の低沸点ハロゲン化炭化水素系溶剤等があるが、環境汚染の点と熱可塑性樹脂外殻を溶解あるいは膨潤させない点とからみて、炭化水素系溶剤が望ましい。
【００１４】
上記発泡性マイクロカプセルは通常５〜５０μｍの粒径を有するが、本発明では該発泡性マイクロカプセルをそのまゝ、あるいは加熱発泡せしめて使用する。加熱発泡した上記マイクロカプセルは通常９０〜２００μｍに膨張する。上記発泡性マイクロカプセルの表面には、炭酸カルシウム、タルク、酸化チタン等の無機粉体が被着されていてもよい。
【００１５】
上記発泡性マイクロカプセルとしては、マツモトマイクロスフェアーＦ３６、Ｆ−５０、Ｆ−７９、Ｆ−８０Ｓ、Ｆ−１００（松本油脂製薬製）、エクスバンセルＷＵ、ＤＵ（スウェーデン製）等が、また加熱発泡せしめたマイクロカプセルとしては、マツモトマイクロスフェアーＦ−３０Ｅ、Ｆ−５０Ｅ、Ｆ−８０ＥおよびＦ−８０ＥＤが市販されている。
【００１６】
〔カチオン澱粉〕
本発明に使用されるカチオン澱粉としては、カチオン化され第４級アンモニウム塩、ベタイン等が導入された澱粉である。
【００１７】
〔界面活性剤〕
本発明では中空小粒体のスラリー中での分散性を高めるために界面活性剤を添加してもよい。上記界面活性剤としては、例えば通常のアニオン性、ノニオン性、カチオン性の界面活性剤のいずれも用いられ、例えばアニオン性界面活性剤としては高級アルコールサルフェート（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルアリルスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）、アルキルナフタレンスルフォン酸塩縮合物、アルキルフォスフェート、ジアルキルスルフォサクシネート、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム塩、ロジン石鹸、脂肪酸塩（Ｎａ塩またはアミン塩）等があり、ノニオン性界面活性剤としてはポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキロールアミン、ポリオキシエチレンアルキルアマイド、ソルビタンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル等があり、カチオン性界面活性剤としてはオクタデシルアミンアセテート、イミダゾリン誘導体アセテート、ポリアルキレンポリアミン誘導体またはその塩、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチルアミノエチルアルキルアミドハロゲニド、アルキルピリジニウム硫酸塩、アルキルトリメチルアンモニウムハロゲニド等がある。
【００１８】
〔その他の成分〕
上記成分の他、本発明にあっては、例えばポリアクリルアミド、ポリアクリル酸ソーダ、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンイミン、カチオン澱粉以外の澱粉等の水溶性高分子、硫酸バンド、塩基性硫酸アルミニウム、塩基性ポリ水酸化アルミニウム、硫酸第一鉄、塩化第一鉄、コロイダルシリカ、ベントナイト等の強化剤、防水剤、防腐剤、ｐＨ調節剤、顔料、染料等が使用されてもよい。
【００１９】
〔軽量軟質繊維板の製造〕
本発明の軽量軟質繊維板は下記の工程によって製造される。
工程１：カチオン澱粉を水に分散させる。
工程２：中空小粒体を添加分散させる。
工程３：カチオン澱粉分散液を加熱し糊化させる。
工程４：パルプスラリーに該糊化分散液を添加混合する。
工程５：該糊化分散液を添加混合したパルプスラリーを抄造する。
工程６：該抄造マットをプレス脱水成形し乾燥する。
上記工程において、工程２と工程３とは逆順序にしてもよいが、逆順序にして高粘度の糊化分散液に中空小粒体を添加分散させるよりは、低粘度の糊化分散液に中空小粒体を添加した方が、該中空小粒体を分散し易い。
【００２０】
更にパルプスラリーに糊化カチオン澱粉分散液を添加してから中空小粒体を添加分散させる手順をとると、カチオン澱粉はパルプスラリー中で低濃度になってしまうし、更にカチオン澱粉はまずパルプ繊維のアニオン性表面に静電的に吸着されてしまい、その結果該中空小粒体表面にカチオン澱粉を効率良く被着させることが困難になる。したがって本発明ではまず中空小粒体表面にカチオン澱粉を被着して、その後該中空小粒体をパルプスラリーに添加するのである。
【００２１】
工程１にあってはカチオン澱粉を水に分散させるが、該カチオン澱粉の分散量は通常５〜８質量％である。
【００２２】
工程２にあっては中空小粒体を上記分散液に添加し分散せしめる。この際、上記分散液は糊化温度以下の温度、通常室温に維持され望ましくは緩やかに攪拌する。該中空小粒体の分散量は通常０．５〜２質量％とし、該中空小粒体を添加分散した上記分散液の全固形分濃度は通常７質量％程度になる。
【００２３】
工程３にあっては、上記分散液を加熱して糊化せしめる。加熱温度は通常８３〜８７℃に設定する。上記加熱により該カチオン澱粉は可溶化し膨潤し、該分散液は高粘度化する。
工程３において、該カチオン澱粉は該分散液中に高濃度で存在し、該カチオン澱粉は効率良く中空小粒体表面に被着する。
【００２４】
工程４にあっては、上記糊化分散液をパルプスラリーに添加混合する。該パルプスラリー中のパルプ濃度は通常２〜４質量％に設定されており、該パルプスラリー１００質量部に対して上記糊化分散液は通常３〜８質量部添加される。工程３において該中空小粒体表面には該カチオン澱粉が被着してカチオン性になっているから、上記したようにアニオン性表面を有するパルプ繊維に静電的に効率良く付着し、更に該中空小粒体表面のカチオン澱粉は接着剤として該中空小粒体を該パルプ繊維に接着する。
【００２５】
更にスラリー中のパルプ繊維が２〜４質量％においては、長さ０．１〜２mm程度のパルプ繊維の繊維間距離は５０〜２００μｍであるから、粒径９０〜２００μｍの中空小粒体はパルプ繊維間の間隙をすり抜けにくゝなり、引っ掛かる確率が高くなる。したがって該パルプスラリー中で該中空小粒体は浮上分離しなくなり、均一に分散する。
【００２６】
工程５においては、上記パルプスラリーの抄造には、丸網式抄造機、長網式抄造機、ハチェック式抄造機等従来から使用されている抄造機が使用される。上記抄造される抄造シートは通常厚み１５〜５０mmに設定される。
【００２７】
工程６においては、抄造マットをプレス脱水成形する。プレス脱水成形はロールプレス、平板プレス等の従来使用されているプレス装置が使用され、上記プレスによって抄造マット中の水分がある程度搾取される。プレス後の抄造マットの厚みは通常８〜２８mmになる。プレス後上記抄造マットは通常１５０〜１７０℃、１〜５時間程度加熱乾燥する。
中空小粒体が未発泡の発泡性マイクロカプセルの場合には、プレス時に加熱して発泡させるか、あるいはプレス後の加熱乾燥時に発泡させる。
【００２８】
このようにして本発明の軽量軟質繊維板が製造されるが、本発明の軽量軟質繊維板中に通常中空小粒体は２〜５質量％含有分散されており、該軽量軟質繊維板の密度は通常０．１７〜０．２０程度になり、熱伝導率は０．０３５〜０．０４０Ｋｃａｌ／ｍｈ℃程度になり、圧縮量は１．５〜２．５mm程度になる。
【実施例】
【００２９】
〔スラリーの配合〕
(1) パルプの種類
フリーネス（パルプの水切れの難易を表す尺度であり、数値が大きい程、水切れが悪くなることを示す）が、２３〜２５ディファイブレーター・秒の蒸煮、解繊した針葉樹木質繊維を使用した。
(2) 発泡性マイクロカプセル
マツモトマイクロフェアーＦ−８０Ｅ（松本油脂製、平均粒子径９０〜１１０ミクロン）を使用した。該マイクロカプセルの外殻はアクリロニトリル共重合体であり、外殻中に低沸点炭化水素系溶剤が充填されている。上記発泡性マイクロカプセルを水中で加熱発泡して発泡体とした。この発泡体の含水率は９０質量％、真比重０．０２〜０．０３である。上記発泡性マイクロカプセルの発泡体を５質量％のカチオン澱粉水分散液１００質量部中に３〜８質量部添加し、望ましくはゆるやかに攪拌して該発泡体を略均一に分散せしめた後、攪拌を続けて該分散液を８３〜８７℃、数分間加熱して糊化処理を行った。上記糊化分散液をパルプスラリーに添加混合した。
(3) スラリーの組成〕
パルプの濃度は２質量％とした。
マツモトマイクロフェアーＦ−８０Ｅをパルプ１００質量部に対して、発泡体として２質量部（実施例１）、５質量部（実施例２）、１０質量部（実施例３）とした。
カチオン澱粉をパルプ１００質量部に対して、５質量部とした。
パラフィンエマルジョンをパルプ１００質量部に対して、１質量部とした。
硫酸バンドをパルプ１００質量部に対して、１．２質量部とした。
【００３０】
〔抄造〕
上記スラリーを丸網式抄造機により抄造し、抄造シートをロールプレスによって脱水し、１７０℃、９０分間の加熱乾燥を行い、厚み１２mmの軟質繊維板試料を作成した。
【００３１】
上記各試料の物性を表１に示す。
【表１】
2005240236.tif 000002
【００３２】
実施例１〜３は低密度で圧縮量も充分大きく、また曲げ強度も高いが、中空小粒体を添加しない比較例１は高密度で圧縮量が小さくクッション性に乏しい。また比較例２ではスラリー中で中空小粒体が浮上する結果、繊維板表面に偏在した状態となり、曲げ強度が低下しかつ外観が劣化する。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の軟質繊維板は軽量であり、高強度でかつクッション性、断熱性に富むので、例えば畳芯材、建築物断熱材等に有用である。