JP2001527173A - 寸法安定紙及び厚紙製品 - Google Patents

寸法安定紙及び厚紙製品

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JP2001527173A JP2000525629A JP2000525629A JP2001527173A JP 2001527173 A JP2001527173 A JP 2001527173A JP 2000525629 A JP2000525629 A JP 2000525629A JP 2000525629 A JP2000525629 A JP 2000525629A JP 2001527173 A JP2001527173 A JP 2001527173A
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マーティン ブルース リン，
ケント ハッチャー，
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インターナショナル ペーパー カンパニー
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 寸法安定性紙および厚紙製品を提供する。 【解決手段】 疎水性のサイズ剤溶液で湿気反応性セルロース系繊維マトリクスをサイズ処理することによって、寸法安定性紙及び/又は厚紙を作り出し、そして、熱及び/又は圧力によって処理された繊維を乾燥させ、そうすることで、前記疎水性サイズ物質が浸透して前記繊維マトリクスを疎水性に変化させる方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、疎水性物質でサイズ処理した湿気反応性セルロース系繊維マトリクス
を生産する方法に関連する。 生産された製品は、循環的湿度変化状況下において、従来の紙製品よりもより寸
法安定的である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の紙及び厚紙製品は、吸湿性のあるセルロース系繊維から作られている。こ
れらの繊維は、高湿度な環境においては湿度を吸収して膨張し、低い湿度変化状
況下においては縮む傾向がある。紙及び厚紙製品の寸法における不安定さは、カ
ール、印刷における刷り合わせミス、ふくらみ、しわ、そり、圧縮クリープなど
の問題を引き起こす。 例えば、両面ポリエチレン押出リリースライナは、循環的湿度変化状況下におい
て、端が波うった状態を示す。これは、後に、多色カラー印刷工程における刷り
合わせミスなどの製品特性上の問題を引き起こす。 これらのエンドユースにおける問題は結果としてプロジェクトリジェクト（不合
格品）となりコストがかかる。つまり、寸法安定性紙及び厚紙製品が必要とされ
るのである。
【０００３】 クロウフォードの米国特許第３,７５３,０６９号、宮川の米国特許第４，３３１
，５０８号、宮間の米国特許第５，１７８，９３６号、中林の米国特許第５，１
９４，３６２号、レーシィの米国特許第５，２５４，４５０号および芹沢の米国
特許第５，３６２，６１４号が、一般的に、紙のカールを除去するために、紙の
中心にレジン安定剤及び/又は酸化防止剤を混合させた樹脂コート複写紙につい て公開している。
【０００４】 先行技術では、紙産業において、サイズ剤と紙飽和剤の使用を開示している。 これらの特許の代表的なものは、エリックの米国特許第２，６９２，１８３号、
米国特許第２，６２９，６４８号、米国特許第２，６２９，６７４号および米国
特許第２，６２９，７０１号、サックの米国特許第４，１３３，６８８号，セロ
ータの米国特許第４，１５２，１９０号，デゥマスの米国特許第４，５２２，６
８６号，吉川の米国特許第４，８１０，３０１号、スウィーニィの米国特許第４
，８４９，１３１号、ニコロフの米国特許第５，１６０，４８４号、リンドグレ
ンの米国特許第５，３７４，３３５号である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
先行技術とは違って、本発明は、循環的湿度変化状況下で従来の紙製品よりもよ
り寸法安定的である紙及び厚紙製品を提供することによって、湿気反応性セルロ
ース系繊維において典型的な問題を克服する。 従って、本発明の広範な目的は、疎水性物質でセルロース系繊維マトリクスをサ
イズ処理することによって生産される、寸法安定性複写紙を提供することである
。この技術は、紙の吸湿膨張を減少させ、よってより寸法安定性のある紙及び厚
紙製品を作るものである。
【０００６】 本発明の他の目的は、紙の吸湿膨張をおよそ４０％まで減少させて、より寸法安
定性のある紙及び厚紙製品を作ることである。 本技術は、紙に疎水化処理を行い、しかる後、熱及び/又は圧力によって乾燥さ せる。 本発明の特定された目的は、湿度変化に対してより安定性のある寸法安定性リリ
ースライナと循環的湿度変化状況下における平面性を提供することである。リリ
ースライナのベースシートは、プライマーや接着コートを使用しないで、ポリエ
チレンコーティングの接着を行う疎水性物質で表面をサイズ処理されたものであ
る。 本発明のより特定された目的は、バランス良くコーティングされた、例えば、両
サイドに同じコート重量と同一のポリエチレンを使用してなる寸法安定性リリー
スライナを提供することである。 本発明のもう一つの目的は、非湿気反応性紙及び厚紙を作るために、ベースシー
トを表面サイズ処理してなる向上した平坦特性を備えた寸法安定性紙及び厚紙製
品を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明において、後に明らかになるであろう他の目的と同様これらの目的は、一
般的に、疎水性物質で処理することによって紙の吸湿膨張を減少させ、それによ
って、寸法安定性のある紙及び厚紙を作り出す製造方法を提供することによって
達成される。 本発明の製造方法は、疎水性物質の水溶液に紙または厚紙を浸して、しかる後、
熱及び/又は圧力を使用して乾燥させる工程を包括する。圧力及び/又は熱によっ
て、疎水性物質が紙の繊維マトリクスに染み込んで、繊維マトリクスを疎水性と
する。こうして、湿度が繊維壁を通過して出入りするのを防止し、それによって
、繊維の膨張及び再膨張、並びに、同時発生するマトリクスの膨張及び収縮を減
少させる。
【０００８】 本発明の製造方法において、さまざまな疎水性物質が使用される。好ましい物質
は、変性カチオンン・ロージンイマルジョンである。本発明で使用した他の疎水
性物質は、エチレンオキシドと酸化プロピレンブロック共重合体、ポリエチレン
アクリレート、アルキルトリメソキシレーン、スチレンアクリレートコポリマデ
ィスパージョン、ポリウレタン、ステアリン酸クロム、およびテルペンダイマを
含む。
【０００９】 疎水性物質の水溶液は、好ましくは２〜２０重量％固体がよい。疎水性物質に加
えて、水溶液はスターチなどの親水性のサイズ剤を含有する。溶液中のスターチ
の量は、通常８〜１２重量％が好ましい。本発明の準備段階で使用される他のサ
イズ物質は、過硫酸アンモニウム転換パールスターチとペンフォードガム２９０
などのスターチ溶液を含む。好ましい実施形態では、水溶液は、約１％の疎水性
物質、１０％のスターチ、そして、８９％の水を含んでいる。
【００１０】 一般的に、本発明は、湿気反応性セルロース系繊維マトリクスを含んで構成され
てなるベースシートを疎水性物質でサイズ処理した、寸法安定性複写紙及び/又 はペーパーボードを提供する。結果として得られる処理紙または厚紙は、疎水性
で、９０度より大きな接触角をもつ。 本発明の一実施例によれば、両面ポリエチレン押出リリースライナが製造される
。本発明の製造法によって、ベースシートを準備する。好ましくは、ベースシー
トは、疎水性物質、好ましくは、変性カチオンレジン（アリゾナ・ケミカル社（
フロリダ州パナマシティ）からSizeall XR 4177として商業的に販売されている 。）の溶液で処理し、しかる後、ベースシートの両面をポリエチレンで二面コー
ティングしてリリースライナを形成する。 本発明の他の目的、特色および利点については、図を参照して、本発明の好まし
い実施例を読み進むことにより明らかになるであろうが、それらは例示的なもの
であると解釈されるべきであり、以下の通りの意味に限定されるべきものではな
い。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、湿気反応性セルロース系繊維マトリクスを疎水性物質溶液でサ
イズ（糊付け）処理し、処理繊維を熱及び/又は圧力を用いて乾燥させ、そうす ることによって、疎水性物質が繊維に染み込んで、繊維マトリクスを疎水性とす
る、寸法安定性紙及び/又は厚紙（ペーパーボード）製品が提供される。 疎水性物質は、水溶液中で繊維マトリクスに付与される。水溶液は、２〜２０重
量％の固体を含んだものが好ましく、また、スターチなどのサイズ剤を含む。溶
液中のスターチの量は、通常８〜１２重量％であり、１０重量％が好ましい。
【００１２】 本発明の準備段階で使用される他のサイズ物質は、過硫酸アンモニウム転換パー
ルスターチとペンフォードガム２９０等のスターチを含む。これらのサイズ物質
は親水性であるが、それらは本発明の疎水性物質と組み合わせて繊維マトリクス
に付与されると、疎水性サイズ（糊付け）表面となる。好ましい実施形態では、
水溶液は、約１％の疎水性物質と、１０％のスターチと、そして、８９％の水を
含有する。
【００１３】 疎水性物質は、典型的には、水溶液の１重量％まで含有しており、好ましくは、
１０〜４０％の乳化カチオンロージン固体と１〜６％のアルキレンアクリル酸コ
ポリマの水溶性塩、好ましくは、ポリアルキレンアクリル酸コポリマの水溶性塩
を含んで構成されてなる変性カチオン・ロージンエマルジョンである。この疎水
性物質は、アリゾナ・ケミカル社（フロリダ州パナマシティ）からSizeallの商 品名で商業的に販売されている。この疎水性物質は、ハング等の米国特許出願（
出願番号０８/６３９,３９９号：１９９６年４月２９日に出願された発明の名称
「変性ロージンエマルジョン」）中に詳述されている。この出願の全体を、リフ
ェレンスとして本明細書に組み入れる（インコーポレイトする）。
【００１４】 本発明で使用される他の疎水性物質としては、エチレンオキシドと酸化プロピレ
ンブロック共重合体（ノースキャロライナ州シャルロットのＢＡＳＦ社のケミカ
ル部門からPluronic L92とL121の商品名で商業的に販売されている。）、ポリエ
チレンアクリレート（オハイオ州シンシナチのミケールマン社からPea4983と499
0として商業的に販売されている）であって平均分子量約８０００のもの、テル ペンダイマ（アリゾナ・ケミカル社（フロリダ州パナマシティ）から商業的に販
売されている。）、アルキルトリメソキシレーン（ミシガン州ミッドランドのダ
ウコーニング社からSilaneの商品名で販売されている。）、スチレンアクリレー
トコポリマディスパージョン（ノースキャロライナ州シャルロットのＢＡＳＦ社
のケミカル部門からBasoplastの商品名で商業的に販売されている。）、ステア リン酸クロム（デラウエア州ウイルミントンのイー・アイ・デュポン・ドゥ・ネ
ムール社からQuilon Ｃの商品名で商業的に販売されている。）、Graphsizeの 商品名で商業的に販売されているポリウレタンがある。
【００１５】 使用される疎水性物質によって、カチオン界面活性剤硫酸アルミニウム又はＬｕ
ｒｅｄｕｒの商品名で商業的に販売されている非イオン性界面活性剤などの界面
活性剤を水溶液に含有させることができる。 疎水性物質と一緒に混合させた界面活性剤の使用は、表面の湿潤性を強化し、さ
らに、疎水性物質の繊維マトリクスへの浸透性を強化する。 商標名Basoplast、Luredur、Pluronic L92、Quilin C、Silane 6124、PEA 4983 およびGraphsizeについての物質データシートは、リファレンスとしてここに組 み入れる（インコーポレートする）。
【００１６】
【発明の効果】
一般的に、本発明は、湿気反応性セルロース系繊維マトリクスを含有したベース
シートを疎水性物質でサイズ処理してなる寸法安定性複写紙及び/又はペーパー ボードを提供する。結果として得られる処理紙または厚紙は、疎水性で、９０度
より大きな接触角をもつ。本発明は、また、疎水性物質が繊維に染み込んで繊維
マトリクスを疎水性とする、疎水性物質でサイズ処理された湿気反応性セルロー
ス系繊維マトリクスを含んで構成されてなるベースシートを有するリリースライ
ナを提供する。ベースシートには、少なくとも一層のポリエチレンがコートされ
る。本発明のライナは、湿度の変化に対して安定しており、循環的湿度変化状況
下において平坦性を保持する。 以下の例は、本発明のさまざまな側面を説明しているが、本発明を限定するもの
として解釈されるべきではない。
【００１７】
【例１】 この例において実証した処置方法は、コンデベルト（コンデベルト法）乾燥条件
をシミュレーションしている。紙は、疎水性サイズ剤によって処理し水分の吸収
を防止した。それによって、湿気反応性を減少させ、寸法安定性を増加させた。
【００１８】 この例において使用された疎水性物質は以下を包含する。 疎水性物質１−変性カチオン・ロージンエマルジョン（アリゾナ・ケミカル社（
フロリダ州パナマシティ）からSizeallとして商業的に販売されている。） 疎水性物質２−Luredurの商品名で販売されている非イオン性界面活性剤と組み 合わせたスチレンアクリレートコルポリマディスパージョン（ノースキャロライ
ナ州シャルロットのＢＡＳＦ社のケミカル部門からBasoplastの商品名で商業的 に販売されている。） 疎水性物質３−ポリウレタンディスパージョン（Graphsizeの商品名で販売され ている。） 疎水性物質４−エチレンオキシドと酸化プロピレンブロック共重合体（ノースキ
ャロライナ州シャルロットのＢＡＳＦ社のケミカル部門からPluronic L92とL121
の商品名で商業的に販売されている。）
【００１９】 疎水性物質５−ポリエチレンアクリレート（オハイオ州シンシナチのミケールマ
ン社からPea4983と4990として商業的に販売されている） 疎水性物質６ステアリン酸クロム（デラウエア州ウイルミントンのイー・アイ・
デュポン・ドゥ・ネムール社からQuilon Cの商品名で商業的に販売されている。
） 疎水性物質７−アルキルトリメソキシレーン（ミシガン州ミッドランドのダウコ
ーニング社からSilane 6124の商品名で販売されている。） 疎水性物質８−テルペンダイマ（アリゾナ・ケミカル社（フロリダ州パナマシテ
ィ）から商業的に販売されている。）
【００２０】 この例では、サイズ処理されていない複写紙を使用した。 サンプルは、本発明の製造方法に従って、上述された１から８の疎水性物質の水
溶液のなかにおよそ１分間浸すことによって準備した。 疎水性物質水溶液は、“低濃度”または“高濃度”溶液のいずれかで準備した。
“低濃度”溶液では、紙１トン（２０００ポンド）あたりに疎水性物質２ポンド
が使われるように準備した。“高濃度”溶液では、紙１トンあたりに疎水性物質
６ポンドが使われた。疎水性物質に浸した後、サンプルは以下のいずれか一つの
方法で乾燥させた。
【００２１】 （１）従来方法 浸されたサンプルは、横にして、抑制下で片面につきおよそ３
０秒間ベンチトップドライヤで乾燥させた。 （２）コンデベルト法 浸されたサンプルは、２つのプラテンの間で乾燥させた
フェルトとホットプレスの上に置いた。５秒間にわたって圧力（〜200psi）と温
度（〜300?F）を付与した。サンプルの中心の丸い部分だけ乾燥させ、サンプル の端の部分は乾燥させなかった。しかる後、サンプルの端の部分は、従来方法で
乾燥させた。 （３）高パルス法 浸されたサンプルは、２つのプラテンの間で乾燥させたフェ
ルトとホットプレスの上に置いた。１５ミリ秒の間、圧力（〜４00psi）と温度 （〜４00?F）を付与した。サンプルの端の部分は乾燥させず、従来方法で乾燥さ
せた。
【００２２】 サンプルの湿気反応性は、バリディム・エクッスパンションメーア（Varidim Ex
pansiometer）を用いて測定した。サンプルは、相対湿度５０％（２時間）、２ ０％（４時間）および９０％（６時間）で調湿した。いくつかの実験において、
ヒステリシス効果をテストするために条件を循環させた。湿気反応性は、従来方
法で水で処理されたサンプルと比較した。このサンプルは、異なった実験にわた
って最も一貫した結果を示したので参照例として使用した。
【００２３】 表Iに要約したように、湿気反応性データでは、コンデベルト法で乾燥されたサ イズ処理サンプルが、最も湿気反応性を示さず、そして高パルス法によって乾燥
させたサンプルが続き、最後は従来方法で乾燥させたサンプルであった。図１は
、水だけで処理された参照例と比較した表１Ａから１Ｉの中で、最も良い２つの
処理を示してある。従来方法で乾燥させたサンプルには、湿気反応性の向上はみ
られない。よって、より上質な製品を得るには、熱と圧力の方が好ましい。
【００２４】 しかし、参照例で見られるように、湿気反応性においてはまったく向上がみられ
ないため（水のみで処理され、異なった方法でそれぞれ乾燥させたサンプル）、
熱と圧力それ自体が湿気反応性を減少させたのではない。反応性を決定的に減少
させたのは、疎水剤が存在する場合である。 湿気反応性は、パーセンテージ評価（performance）として測定可能である。参 照例の長さにおける変化率と比較した処理サンプルの長さにおける変化率のこと
である。参照例は、水の中で湿らせ、従来の方法で乾燥させたサンプルである。
サンプルは、湿気反応性を減少させる順番に、以下のようにグループ化すること
ができる。
【００２５】 グループＡ−疎水性物質１と４の両方とも、参照例と比較して、湿気反応性にお
いて３５％〜４５％の減少を示した。 グループＢ―疎水性物質５，７および８は、参照例と比較して、湿気反応性にお
いて２５％〜３５％の減少を示した。 グループＣ―疎水性物質２，６，７，水（コンデベルト法による）は、参照例と
比較して、湿気反応性において１８％より低い減少を示した。
【００２６】 図２は、トップ化学処理における効果を示している。表１Ａから１Ｉは実証した
化学処理における全体データと、もしあれば、吸湿膨張の減少について要約して
示している。上記で議論されたように、疎水性物質溶液は、下の表において、“
低濃度”および“高濃度”溶液として準備した。“高濃度”溶液と示されていな
いものは、すべて“低濃度”溶液である。
【００２７】
【表１Ａ】
【００２８】
【表１Ｂ】
【００２９】
【表１Ｃ】
【００３０】
【表１Ｄ】
【００３１】
【表１Ｅ】
【００３２】
【表１Ｆ】
【００３３】
【表１Ｇ】
【００３４】
【表１Ｈ】
【００３５】
【表１Ｉ】
【００３６】 下の表２Ａおよび２Ｂは、処理サンプルの湿潤性データを要約して示したもので
ある。接触角の測定値は、集められたサンプルの疎水性の表示である。通常、接
触角が９０度またはそれ以上なら、その物質は疎水性であり、９０度以下の物質
は親水性である。
【００３７】
【表２Ａ】
【００３８】
【表２Ｂ】
【００３９】 繊維の湿気反応性向上に対する理論的メカニズム 特性向上を導くいくつかのメカニズムが考え得る。 最初のメカニズムは、繊維の吸湿/リリースに関して注目することである。繊維 が吸湿して膨張すると、その繊維に結合している隣接する繊維を押す。それゆえ
、繊維マトリクス、すなわち、紙の寸法は変化する。圧力及び／又は熱によって
、疎水性物質が漂白されたクラフト繊維に染み込む。繊維壁を疎水性にすること
により湿度が繊維壁を通過して出入りすることを防止し、その結果、繊維の膨張
及び再膨張、並びに、同時発生するマトリクスの膨張・収縮を減少させる。漂白
されていないクラフト繊維の場合、高濃度サイズ処理レベルにおいては(１トン あたり３０ポンドおよびそれ以上)、疎水性物質は、瞬間拡散のための好ましい 界面エネルギーのために、熱パルスを付与しなくても繊維壁内に染み込むであろ
う。
【００４０】 代替法として、疎水性の向上は、結合部分の疎水処理によって達成することがで
きるであろう。高温加圧処理の効果を調べるために行われた基礎的研究では、繊
維中のヘミセルロースが、高温加圧処理中、流動して、紙における繊維結合数を
増加させることを示している。この処理において疎水性物質をあたえると、疎水
性物質が繊維結合部分に浸透する。これにより、サンプルが様々な湿度サイクル
を循環して受けても、リリースライナの繊維結合部分が乾燥していることにより
ストレスを生じさせないようにする。疎水性物質による結合部分の全体的被覆は
、湿度による結合部分の可塑化を妨げることによって、湿気反応性を減らすこと
ができる。
【００４１】 物理的分析と顕微鏡検査による結果 湿気反応性の向上に対する明らかなメカニズムは、いくつかの物理的性質を測定
して分析を行って検証した。サンプルにおける疎水性物質の位置を分析するため
に、種々の顕微鏡を用いた。表３Ａと３Ｂは、処理サンプルの引張り強さのデー
タを示している。引張り強さ測定は、いくつかの化学処理によっておよそ１５％
強さが低下することを示した。しかしながら、疎水性物質４のサンプルと疎水性
物質６のサンプルにおいては、強さは５０％まで低下し、疎水性物質１において
は２０％まで低下した。水で処理された参照例では、異なる乾燥工程における強
さにおいてあまり変化を示さなかった。疎水性物質２のサンプルにおいては、実
際、引張り強さは〜１０％まで増加した。疎水性物質５で処理されたサンプルで
も強さにおいてなんらかの増加は示さなかった。引張り強さにおける減少は、単
に化学物質による結合分解によるものであるとは考えられない。
【００４２】
【表３Ａ】
【００４３】
【表３Ｂ】
【００４４】 ゼロスパン引張り強さは、疎水性物質１のサンプルにおける強さの減少が繊維の
弱化によるものであることを示している。ゼロスパン引張り強さは、疎水性物質
１で処理されたサンプルにおいてはおよそ２０％まで減少する。他のサンプルは
、水で処理された参照例と比較して、ゼロスパン引張り強さにおいてはあるかな
いか程度の減少を示している。
【００４５】 参照例、疎水性物質１および２で処理されたサンプルにおいては、拡散係数を測
定した。拡散係数は、異なる方法で乾燥させた参照例において、変化は見られな
かった。このことは、高圧力及び／又は高熱は、繊維間の結合分解をあまり促進
させないということを示している。従来通り処理されたプルーロニックな（plur
onic）サンプルにおいては、拡散係数における増加を示したが、これは結合分解
の可能性を示す（引張り強さにおける劇的な減少とゼロスパン引張り強さにおい
て対応する減少がないことによって確認できる）。しかしながら、コンデベルト
法で乾燥させたサンプルにおける拡散係数は、コンデベルト法乾燥の参照例に近
似していた。これは、繊維が圧縮されたか又はなんらかの結合が起こったことを
暗示する。疎水物質１で処理されたサンプルは、拡散係数における劇的な減少を
示した。これは、内部の繊維結合が増加したことを暗示する。従って、引張り強
さの減少は、ゼロスパン引張り強さによって支持されている繊維の化学的な変化
のせいであるといえる。
【００４６】 Ｘ線元素分析 異なる乾燥技術で処理したサンプルの横断面のＸ線元素分析は、乾燥技術の違い
がもたらすものを表示する。処理されたサンプルの部分部分において変化（バリ
エーション）があるとしても、疎水性物質６で処理されたサンプルの画像から引
き出される傾向としては、疎水性物質６は、従来通り処理されたサンプルに対し
てシートの上層および下層部分に密集している。実際、高パルスおよびコンデベ
ルト法乾燥技術は、紙シートを通して疎水性物質６で処理されたサンプル内に浸
透しており、且つむしろ均質なように見える。しかしながら、サンプルにおける
サイズ剤の分散均質性にはバリエーションがある。このことは、２つの金属プラ
テン間の衝撃を和らげるためのドライヤフェルトの断片における役割によるもの
であるかもしれない。ドライヤフェルトの下側にある間隙は、サンプルの全体に
わたって異なるピックアップをもたらすと考えられる。図３は、疎水性物質６の
処理シートにクロムを付与したものを従来方法とコンデベルト乾燥法で乾燥させ
た時のＸ線元素マップの比較を示している。
【００４７】 ＳＥＭ表面顕微鏡写真 処理によってなんらかの結合分解効果があったかを調べるために、サンプルのＳ
ＥＭ表面顕微鏡写真を撮った。表面顕微鏡写真は、劇的な結合分解効果を示さな
いが、結合効果におけるさらなる結論を引き出すために使うこともできない。疎
水性物質１で処理されたサンプルでは、コンデベルト処理は繊維をロージンでう
まく覆い、また、ロージンは微細孔を埋めるということを示している。疎水性物
質１におけるロージン量は８５％であるが、残りの部分はキメーネ（kymene）型
分子である。繊維上のロージンの正確な場所はやはり画像からは結論付けること
ができない。シートへの付与は、およそ１トン当たりサイズ剤ピックアップが３
０ポンドである。
【００４８】 ラマン拡散 有機体サイズ剤に対する異なる乾燥技術間でのサイズ剤ピックアップ量の違いを
調べ且つ理解するために、ＦＴラマン拡散を用いた。 ピックアップは、高パルス法よりもコンデベルト法のほうが多かった。処理部分
は、サンプルにわたるロージンレベルでバリエーションを示している。しかしな
がら、これらの極めて質的な性質が、量的な結果を導くことを困難にしている。
この結果は、より低い圧縮性クリープをもつ厚紙ライナ製品は、処理された繊維
から生産し得ることを示している。コンデベルトと疎水性物質１を使用すること
によって、４０％の吸湿膨張の減少が見られた。吸湿膨張の減少に関して、アリ
ゾナ・ケミカル社から販売されている疎水性物質８は、従来の乾燥条件下におい
て良好な結果をもたらした。加えられた疎水性物質１のレベルは、１トンあたり
１８ポンドと1トンあたり３０ポンドであった。（図４参照）
【００４９】 研究室での実験において、サンプルは中立条件のもとで再パルプ化可能であるこ
とを示している。循環的湿度変化状況下における処理サンプルの伸び又は処理サ
ンプルの応答曲線は、循環的湿度変化状況下において高い安定性を示す参照例と
比較して、減衰反応を示した。 処理された繊維は、静止コンデベルト上で乾燥させたカムデン５０カッパ（Camd
en５０Kappa）から作られたハンドシートとして再生産した。結果は図５に要約 して示した。 本発明の製造方法におけるバリエーションは、サイズ物質の使用量を異なるもの
とする、ウェトエンドを使用しサイズ圧力を異ならせる、ブレード／ロッド計量
およびパドルサイズを使用する、紙の基準重量及び配合の点でベースシートを異
なるものとする、加圧／加熱／乾燥回数を異なるものとする、および漂白した／
漂白していない、および、異なるカッパのパルプを使用する等である。
【００５０】
【例II】
本例では、本発明の製造方法によって、両面ポリエチレン押出リリースライナを
生産した。 ライナの平面特性は図６に示されている。さらに詳しくは、カチオンロージンサ
イズ剤、すなわち、Sizeall XR 4177、でベースシートを処理することによって 、非湿気反応性紙／厚紙を製造した。このサイズ剤は、サイズプレスの中で付与
し、しかる後、熱と圧力によって乾燥させた。このような付与方法は、最も効果
的であることがわかっており、吸湿膨張測定器での測定において、およそ４９％
吸湿膨張を減少させた。ベースシート上で押出された熱いポリエチレンは、シー
トにおけるロージンの再配置を助ける。また、サイズ剤のカチオン的性質が、高
濃度サイズレベル（１トンあたり２７ポンド）における紙と押出されたポリエチ
レン層との結合強度を良好とさせる助けとなる。この強化された紙とポリエチレ
ンとの結合によって、水プライミング工程を省略でき、よって、Ｚ方向において
より均質な構造を構成し、紙がカールする性向を減少させる。水プライミング段
階は、通常、ポリエチレン押出し前のベースシートの前処理として、従来周知の
製造方法において典型的に用いられている。本発明の疎水性のサイズ溶液におい
てはこの工程は省略される。
【００５１】 標準的な製品と従来のベースシートから作られたリリースライナと比較すると、
本発明のリリースライナは、端の波うち、カールの点では最小量を示し、さらに
、循環的湿度変化状況下における吸湿変化を減少させた。このデータは図７に図
示されている。 モデル研究及び実験上の評価は、平面性問題の４０〜５０％は、押出しポリエチ
レン層が２つの側面に形成されているせいであることを示した。バランスの良い
コーティングをすることが重要である。これは、両サイドに同じコート量と同一
のポリエチレンを使用することを含むものである。 加えて、本発明の疎水性の表面サイズ剤、すなわち、Sizeall XR 4177、による ベースシートの表面サイズ処理方法では、追加的に、２０〜３０％までリリース
ライナの層の平面性が向上されることが分かった。
【００５２】 先行技術に対する利点では、上質紙における吸湿膨張の減少は〜４０％となって
おり、より寸法安定性のある紙／厚紙であった。当該技術では、上質紙の疎水処
理を用いており、それを熱と圧力を用いて乾燥した。通常、疎水性物質で処理さ
れた乾燥紙では、低濃度の調剤レベルではこのような向上を示さない。 以上、好ましい実施例に関して本発明を説明してきたが、本発明には非常に多く
の修正が含まれる。例えば、種々の量のサイズ物質を繊維マトリクスに混合し得
る。水溶性の疎水性サイズ剤は、ブレード及びロッド計量、並びにパドルサイズ
の使用により、種々のサイズプレス力で付与することができる。親水性サイズ物
質として他のスターチや粘性物質が、ここで述べられた物質の補足として使用す
ることができる。
【００５３】 本発明における前記の記述は、例におけるそれぞれの実施例によってさらに詳述
されているが、広範な概念を限定する意味で解釈されるべきではなく、また、同
様に例示的である。 本発明に関して、明細書に付随している請求の範囲のページは、本発明のさらな
る詳細を提供するものである。 本発明の詳述はすべて終わったが、当業者には、ここで陳述された本発明の精神
や視野から離れることなしに、多くの変更や修正がなされるであろうことは明ら
かである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参照例の紙の湿気反応性および本発明による疎水性物質１〜４で処理したサンプ
ルに対して、異なる乾燥工程、従来法、高パルスおよびコンデベルト、を比較し
た図説である。
【図２】 本発明による、疎水性物質６、３、８、５、１１とアルミニウム、および４で処
理した様々なサンプルの紙の湿気反応性に対する異なる化学処理を比較した図説
である。
【図３】 従来の乾燥工程とコンデベルト法乾燥工程で乾燥させた疎水性物質６で処理した
シートにおける処理されたＸ線元素マップである。
【図４】 本発明による疎水性物質１〜８で処理したさまざまなサンプルの吸湿膨張を比較
した図説である。
【図５】 紙の湿気反応性におけるコンデベルト乾燥と疎水性物質１で処理した効果の図説
である。
【図６】 本発明の工程による、両面ポリエチレン押出リリースライナの平滑特性の作図的
な図説である。
【図７】 さまざまな湿度変化状況下における、本発明の工程によって作られたリリースラ
イナのカールの比較である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｄ２１Ｈ 17/57 Ｄ２１Ｈ 17/57 17/60 17/60 17/62 17/62 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ハッチャー， ケント アメリカ合衆国 ルイジアナ州 71201 モンロー ティルフォードサークル 3713 (72)発明者 ナドカルニ， グルダッタ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 10990 ワーウィック ハイヒルアベニュー ４ Ｆターム(参考） 4L055 AG33 AG34 AG47 AG50 AG63 AG71 AG85 AG88 AG89 AG97 AH11 AH23 AH29 EA40 FA18 GA05 GA43

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】寸法安定性紙及び/又は厚紙製品を作り出す方法であって、 湿気反応性セルロース繊維マトリクスを疎水性物質で処理する工程、および 処理された繊維マトリクスを乾燥させることで、前記疎水性物質が前記繊維マト
    リクスに浸透して疎水性を作り出す工程、 を含んで構成されてなる方法。
  2. 【請求項２】請求項1で示された方法において、前記疎水性物質は疎水剤の水溶 液であることを特徴とする方法。
  3. 【請求項３】請求項２で示された方法において、前記疎水剤水溶液は、２〜２０
    重量％固体であることを特徴とする方法。
  4. 【請求項４】請求項２で示された方法において、前記水溶液は、１２重量％まで
    のスターチを含有することを特徴とする方法。
  5. 【請求項５】請求項２で示された方法において、前記水溶液は、疎水性物質を１
    重量％まで含有する。
  6. 【請求項６】請求項１で示された方法において、前記処理された繊維マトリクス
    は、熱及び/又は圧力によって乾燥させることを特徴とする方法。
  7. 【請求項７】請求項１で示された方法において、前記疎水性物質は、１０〜４０
    ％の乳化カチオン・ロージン固体と１〜６％のアルキレン・アクリル酸コポリマ
    の水溶性塩を含有した変性カチオン・ロージンエマルジョンであることを特徴と
    する方法。
  8. 【請求項８】請求項１で示された方法において、前記疎水性物質は、スチレンア
    クリレートコポリマディスパージョン、ポリウレタン、エチレンオキシドと酸化
    プロピレンブロック共重合体、ポリエチレンアクリレート、ステアリン酸クロム
    、アルキルトリメソキシレーン（alkyltrimethoxysilane）およびテルペンダイ マからなるグループから選択されるいずれかであることを特徴とする方法。
  9. 【請求項９】請求項１で示された方法において、前記水溶液は、界面活性剤を含
    有することを特徴とする方法。
  10. 【請求項１０】請求項１で示された方法において、前記処理された繊維マトリク
    スは、接触角が９０度またはそれ以上であることを特徴とする方法。
  11. 【請求項１１】寸法安定性複写紙及び/又は厚紙であって、 疎水性物質でサイズ処理された湿気反応性セルロース系繊維マトリクスとを含ん
    で構成されており、よって、その紙または厚紙は接触角が９０度またはそれ以上
    であることを特徴とする寸法安定性複写紙及び/又は厚紙。
  12. 【請求項１２】請求項１１で示された紙及び/又は厚紙において、前記疎水性物 質は、１重量％までの量を前記繊維マトリクスに加えてなることを特徴とする紙
    及び/又は厚紙。
  13. 【請求項１３】請求項１１で示された紙及び/又は厚紙において、スターチが、 １２重量％までの量を前記繊維マトリクスに加えられてなることを特徴とする紙
    及び/又は厚紙。
  14. 【請求項１４】請求項１１で示された紙及び/又は厚紙において、前記疎水性物 質は、変性カチオン・ロージンエマルジョン、スチレンアクリレートコポリマデ
    ィスパージョン、ポリウレタン、エチレンオキシドと酸化プロピレンブロック共
    重合体、ポリエチレンアクリレート、ステアリン酸クロム、アルキルトリメソキ
    シレーンおよびテルペンダイマからなるグループから選択されるいずれかである
    ことを特徴とする紙及び/又は厚紙。
  15. 【請求項１５】請求項１４で示された紙及び/又は厚紙において、前記変性カチ オン・ロージンエマルジョンは、１０〜４０％の乳化カチオン・ロージン固体と
    １〜６％のアルキレン・アクリル酸コポリマの水溶性塩を含有してなることを特
    徴とする紙及び/又は厚紙。
  16. 【請求項１６】請求項１５で示された紙及び/又は厚紙において、前記アルキレ ン・アクリル酸コポリマの水溶性塩は、ポリアルキレン・アクリル酸コポリマの
    水溶性塩である紙及び/又は厚紙。
  17. 【請求項１７】湿気反応性繊維マトリクスを含んで構成されてなるベースシート
    を包括してなるリリースライナであって、前記ベースシートは疎水性物質でサイ
    ズ処理され、そうすることで、前記疎水性物質が前記繊維マトリクス内に浸透し
    て前記繊維マトリクスを疎水性に変化させてなるリリースライナ。
  18. 【請求項１８】請求項１７で示されたリリースライナにおいて、少なくとも前記
    ベースシートの片方の面はポリエチレンのコーティングによって覆われているリ
    リースライナ。
  19. 【請求項１９】請求項１７で示されたリリースライナにおいて、前記ベースシー
    トの両面はポリエチレンのコーティングによって覆われているリリースライナ。
  20. 【請求項２０】請求項１７で示されたリリースライナは、湿度の変化に対して安
    定しており、循環的湿度変化状況下においても平らであるリリースライナ。
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