JP6237501B2 - ガラス合紙 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス板間に挿入して用いられるガラス合紙に関するものである。

液晶パネルディスプレイやプラズマパネルディスプレイといったフラットパネルディスプレイ用のガラス板を複数枚積層して保管、運搬する流通過程や製造工程において、ガラス板を保護するために、ガラス合紙が用いられている。

フラットパネルディスプレイ用の基板材料として用いられるガラス板は、一般の建築用窓ガラス板や車両用窓ガラス板等に比べて、高い表面平滑性が要求される。フラットパネルディスプレイ用のガラス板では、ガラス板表面に電子部材等が薄膜形成されるため、他の用途に用いられるガラス板に比べて、ガラス板表面に要求される清浄度や表面平坦性は極めて高いものである。このような用途のガラス板では、他のガラス板と接触すること等によって僅かでも損傷や汚染が生じると、ディスプレイとしての性能に不具合が生じるおそれがある。

さらに、近年では、ガラス板の大型化・量産化に伴い、搬送効率を高めるため、ガラス板を極力重ねて搬送するようになり、ガラス合紙との接触面積が増大する傾向にある。ガラス板とガラス合紙との接触面積や接触圧が増大すると、ガラス合紙中に存在する異物等によって、傷が発生するおそれが高まっている。また、ガラス合紙中に含まれる樹脂分等が移行して、ガラス板表面を汚染するおそれも高まっている。

そのため、ガラス板同士の間に挿入されるガラス合紙に対しては、高い品質が求められるようになってきている。

ガラス合紙に起因する傷や汚染を低減させるため、例えば特許文献１には、パルプ原料を主成分とするガラス用合紙が開示されている。このガラス用合紙は、坪量が３０〜６０ｇ／ｍ^２であり、隣接する測定点の最大紙厚差が８μｍ以下かつ紙厚の最大値と最小値の差が１６μｍ以下であることを特徴としている。

特許文献２には、パルプ配合を規定し、圧縮仕事量が０．１５Ｊ／ｍ^２以上でかつ圧縮回復率が５０％以上にすることで、緩衝性を向上させてガラス板表面への傷の発生を抑制する技術が開示されている。

特開２００９−１８４７０４号公報 特開２００６−４４６７４号公報

上記の従来技術は、ガラス合紙の持つ物理的な特性や形態を改良することによって、傷付きの防止や密着性、汚染性の向上等を図ろうとするものである。しかし、製造工程が増大したり、新たな原料や製造設備が必要となったりするため、製造管理や生産性の点でさらに改良する余地を有するものであった。

本発明は、係る状況に鑑みてなされたものである。本発明は、ガラス板を複数枚積層して保管、運搬する流通過程や製造工程において、ガラス板表面の傷付きを抑制することが可能なガラス合紙を提供することを課題とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために、従来のアプローチとは逆に、ガラス合紙の地合を不均一化させることによって、ガラス板表面への傷の発生を抑制し得ることを見出して、本発明を創案するに至った。すなわち、本発明は以下のような構成を有するものである。

（１）セルロースパルプを主成分とし、ＪＩＳ Ｐ８１２１に準じて測定した叩解度が２００〜７００ｍｌｃｓｆであるセルロースパルプを抄紙したものであって、坪量が１０〜１００ｇ／ｍ^２であり、３Ｄシートアナライザーで測定した地合指数が１５以下であるガラス合紙。
（２）厚さが２５〜２５０μｍであり、密度が０．４〜１．２ｇ／ｃｍ^３である前記（１）に記載のガラス合紙。

本発明のガラス合紙は、ガラス板を複数枚積層して保管、運搬する流通過程において、ガラス板表面の傷付きを抑制することができる。

以下、本発明の実施形態を具体的に説明する。本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。

本発明者らは、ガラス合紙に起因する傷や汚染を低減させるために、種々の製造条件でガラス合紙を製造し、ガラス合紙の製造条件とガラス板の傷付きや汚染との関係について検討を進めた。その結果、予想に反して、比較的地合に劣り、地合ムラが存在するガラス合紙を用いたときに、ガラス板の傷付きや汚染の発生が抑制されることを見出した。この結果は、従来の業界の常識とは逆の方向を指向するものである。

そこで、本発明者らは、前記のような結果が生じた理由について、さらに検討を進めたところ、次のように考えている。地合ムラによって生じたガラス合紙の中の相対的に厚い部分では、その厚さによって、ガラス板に対するクッション性が働くこととなる。一方、ガラス合紙の中の相対的に薄い部分では、ガラス合紙とガラス板との接触圧力が小さくなる。これらの作用によって、いずれの場合であっても、ガラス板に対しては傷付きが改善する方向に働くことになるものと推定している。

さらに、地合に劣るガラス合紙では、ガラス合紙とガラス板とは全面で接触することがなく、ガラス合紙の中の相対的に厚い部分がガラス板と主に接触することとなるため、ガラス合紙中の樹脂分等の移行は抑制されて、ガラス板の汚染も改善されることを見出した。
ここで、ガラス合紙中に含まれるガラス板表面の汚染物質としては、ガラス合紙中に含まれる粘着性物質である樹脂分が挙げられる。その多くは木材中に含まれている樹脂などの天然系不純物等である。これらの樹脂分は、特に、紙中に０．２質量％以上含まれているとガラス板の表面を汚染する可能性が大きいものとなる。洗浄などの方法によってできる限り除去されている方が好ましいが、完全に除去するのは困難である。

次に、本発明者らは、ガラス板の傷付きの発生が抑制されるようなガラス合紙の地合ムラの程度を数値化させることを検討した。その結果、米国のＭ／Ｋ ｓｙｓｔｅｍｓ社製の３Ｄシートアナライザーが地合ムラの定量化に有用であることが判明した。この３Ｄシートアナライザーを用いて、ガラス板表面の傷付きを抑制するために有効となるガラス合紙の地合指数を検討した。その結果、ガラス合紙の地合指数を１５以下とすることが有効であることを見出し、本発明を完成させるに至った。

本実施形態のガラス合紙は、セルロースパルプを主成分とする。ガラス合紙に使用するセルロースパルプとしては、各種のものを１種または２種以上混合して使用することができる。例えば、クラフトパルプ（ＫＰ）、サルファイトパルプ（ＳＰ）、ソーダパルプ（ＡＰ）等の化学パルプ；セミケミカルパルプ（ＳＣＰ）、ケミグランドウッドパルプ（ＣＧＰ）等の半化学パルプ；砕木パルプ（ＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ、ＢＣＴＭＰ）、リファイナーグランドウッドパルプ（ＲＧＰ）等の機械パルプ；楮、三椏、麻、ケナフ等を原料とする非木材繊維パルプを挙げることができる。これらの他に、合成パルプ、合成繊維、レーヨン繊維などを配合してもよい。セルロースパルプに使用する木材は、針葉樹材でも広葉樹材でもよく、また混合して使用してもよい。

本実施形態のガラス合紙は、ＪＩＳ Ｐ８１２１に準じて測定した叩解度が２００〜７００ｍｌｃｓｆであるセルロースパルプを抄紙したものである。
セルロースパルプのＪＩＳ Ｐ８１２１による叩解度は、２００〜７００ｍｌｃｓｆとする。ここで、叩解度とは、ＪＩＳ Ｐ８１２１によるカナダ標準ろ水度（Canadian ｓtandard freeness）のことである。叩解度を２００〜７００ｍｌｃｓｆの範囲とすることによって、ガラス合紙として必要な機械的強度と加工性を有したものとすることができる。叩解度は、４００〜７００ｍｌｃｓｆであることがより好ましい。叩解度を２００〜７００ｍｌｃｓｆに調製するために、パルプを叩解する方法については、公知の方法を使用することができる。

ガラス合紙の坪量は、１０〜１００ｇ／ｍ^２の範囲である。坪量は３５〜８０ｇ／ｍ^２であることがより好ましい。坪量は小さい方が運搬時の質量が少なくなるため好ましいが、坪量が１０ｇ／ｍ^２未満であると、十分な緩衝性を付与することができない。また、坪量が１００ｇ／ｍ^２を超えると、運搬時の質量が好ましくないため好ましくない。ガラス合紙の坪量の測定はＪＩＳ Ｐ８１２４に準じて行う。

ガラス合紙の厚さは、２５〜２５０μｍであることが好ましく、６０〜２００μｍであることがより好ましい。また、ガラス合紙の密度は０．４〜１．２ｇ／ｃｍ^３であることが好ましく、０．５〜１．１ｇ／ｃｍ^３であることがより好ましい。尚、ガラス合紙の厚さと密度の測定はＪＩＳ Ｐ８１１８に準じて行う。

本実施形態のガラス合紙は、３Ｄシートアナライザーで測定した地合指数が１５以下である。３Ｄシートアナライザーとは、紙の地合を定量的に測定するために用いられるものである。本発明者らは、ガラス合紙の地合を定量化させるための方法について検討を重ねた結果、米国、Ｍ／Ｋ ｓｙｓｔｅｍｓ社製の３Ｄシートアナライザーが再現性よく、ガラス合紙の地合を定量化し得ることを見出した。この装置は、紙のセルロース繊維の分散状態を光学的な画像とし、その画像を数値処理することによって、その均一性の度合いを定量化させるものである。

この３Ｄシートアナライザーを用いて、地合を定量化させた指標が、地合指数である。地合指数の算出は、具体的には以下のようにして行う。
１）ガラス合紙をガラス製ドラムに巻き付け、回転させながら、ドラム軸上に設置された光源（白色光）をガラス合紙に照射する。
２）ガラス合紙を透過した光をフォトディテクターにて検出し、測定点数１００，０００ポイントにおける透過光の強度を６４の強度の階級に分類する。
３）６４の強度の階級の中で、最多の度数（ピーク値）を、１００以上の度数を持つ階級数で割り、これを１／１００にした数値を地合指数とする。
すなわち、地合指数＝（最多の度数／100以上の度数の階級数）×1／100
１００未満の度数の階級は、ガラス合紙の全体を決定づけるわけではないので、無視する。最多の度数が大きく、１００以上の度数を持つ階級数が少ないほど、地合指数は大きくなり、均一なガラス合紙といえる。逆に、地合ムラがあり、地合の均一性に劣ったガラス合紙であるほど、地合指数は小さくなる。

本発明者らは、この地合指数とガラス板の表面の傷付きの程度との関係を検討した。その結果、フラットパネルディスプレイ用という特定の用途において、実用上支障が生じないレベルにまでガラス板表面の傷入りを抑制するためには、ガラス合紙の地合指数を１５以下とすることが必要であることを見出した。すなわち、３Ｄシートアナライザーで測定した地合指数が１５以下であるガラス合紙であれば、傷入り性を許容レベルにまで抑制することが可能である。ガラス合紙の地合指数は、より好ましくは１０以下である。

地合指数が１５以下のガラス合紙となるように抄紙する方法としては、例えば、以下のような方法がある。
（１）ワイヤーシェーキング装置の振幅、振動数を小さくする。
（２）ワイヤーシェーキング装置の振動を停止させる。
（３）フォーミングボードのハイドロフォイル（カウンターブレード）の使用本数を増やして、初期脱水量を増大させる。
（４）インレット濃度を増大させる。例えば、通常のインレット濃度が０．５％であれば、１％程度にする。

これらの方法のいずれかを単独で、または複数の方法を適宜組み合わせて採用することができる。具体的な条件は、原料パルプの種類や装置の構造等によって、得られるガラス合紙の地合が変動するため、いくつか条件を変えて製造したガラス合紙の地合を測定して、両者の関係を確認しつつ、適切な条件に設定することができる。

本実施形態のガラス合紙の抄造内添薬品については、ガラス板表面を汚染させないことや傷付けない範囲で添加することが好ましい。例えば、硫酸アルミニウム、硫酸、ロジン、スチレン・マレイン酸、アルケニル無水コハク酸、アルキルケテンダイマー等のサイズ剤、ポリアクリルアミド等の各種紙力増強剤、濾水歩留り向上剤、ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン等の耐水化剤、柔軟剤、帯電防止剤、消泡剤、スライムコントロール剤、填料、染料等を使用することができる。また、ガラス合紙の表面や裏面に上記薬品以外に、水、ガラス洗浄剤、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、デンプン等を塗布や含浸させることも可能である。

上記薬品を塗布あるいは含浸させる手段としては、例えば、２本ロールサイズプレス、トランスファロールコーター（ゲートロールコーター、マッセイコーター、ＫＣＭコーター、チャンピオンマシンコーターなど）、フィルムトランスファサイズプレス（シムサイザ、ブレードメタリングサイズプレスなど）、ビルブレードコータ（スタンダードコーター、ディファレンシャルコーター、コンビコーター）、ツーストリームコーター、ベルバパコーター、バーコーター、ブレードコーター、エアーナイフコーター、ロッドコーター、キャレンダーコーター等を用いることができる。

本実施形態のガラス合紙を製造するための製造装置、製造条件には、特に限定はなく、公知の製造装置、製造条件を適宜選択して用いることができる。例えば、長網フォーマ、ツインワイヤーフォーマ、円網フォーマ、傾斜フォーマで、単層もしくは多層の紙として抄紙することができる。また、地合を適度に整え、紙面の平滑性や幅方向の均一性を制御する目的で、ダンディロールを使用してもよい。

本実施形態のガラス合紙は、表面に微細な凹凸であるエンボス加工やクレープ化処理を施してもよい。エンボス加工はエンボッサーや凸凹の金型などを用いて行われ、点状、鎖線状、直線状、波状などの形状に加工される。クレープ化処理を施す方法としては、抄紙機のウェットパートにおけるプレスロール上もしくはドライヤー上に設置されたドクターにて密着したシートを剥離してクレープ化する方法が挙げられる。

以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、配合を示す数値は、固形分又は有効成分の質量基準の数値である。また、特に記載のない場合については抄造した紙はＪIＳ Ｐ８１１１に準じて処理を行なった後、測定やテストに供した。地合指数の測定、傷入り試験、傷入り評価の詳細は下記の通りである。

＜ガラス合紙の地合指数の測定＞
ガラス合紙を光学式地合計である３Ｄシートアナライザー（米国、Ｍ／Ｋ ｓｙｓｔｅｍｓ社製、Ｍ／Ｋ９７５）を使用して地合指数を測定した。地合指数が小さい方が、地合が劣る（地合ムラがある）ことを示す。

＜ガラス板表面の傷入り試験＞
３００ｍｍ×３００ｍｍのフラットパネルディスプレイ用ガラス板に、３１０ｍｍ×３１０ｍｍガラス合紙を当て、０．７ＭＰａで１０秒間プレスを行なう方法において、３００ｍｍ×３００ｍｍのフラットパネルディスプレイ用ガラス板は同一として、３１０ｍｍ×３１０ｍｍガラス合紙を１回プレスする毎に新規なものに変えて、２０００回プレスを繰返し、試験後のフラットパネルディスプレイ用ガラス板を得た。

＜ガラス板表面の傷入り性の評価＞
上記試験後のフラットパネルディスプレイ用ガラス板表面をブラッシング洗浄した後、スポットライトをガラス板表面に当て、ガラス板表面の傷を目視及び顕微鏡にてカウントした。傷入り性の評価は以下のように行った。
○：０個〜４個の傷あり
×：５個以上の傷あり

＜実施例１＞
市販ＮＢＫＰ（針葉樹晒クラフトパルプ）１００％のパルプスラリーをダブルディスクリファイナーによって４００ｍｌｃｓｆまで叩解した。上記で得た原料を、長網抄紙機で抄紙するにあたり、ワイヤーパートにおいてワイヤーシェーキング装置の振幅、振動を停止させた。フォーミングボード、ハイドロフォイル、サクションボックスを用いて脱水して抄紙し、乾燥させ、坪量が４５ｇ／ｍ^２である本発明のガラス合紙を得た。

＜実施例２＞
ダブルディスクリファイナーによって６００ｍｌｃｓｆまで叩解した以外は実施例１と同様にしてガラス合紙を得た。

＜実施例３＞
長網抄紙機で抄紙するにあたりワイヤーシェーキング装置を使用し、ハイドロフォイルの本数を実施例１の２倍にして抄紙した以外は実施例１と同様にしてガラス合紙を得た。

＜比較例１＞
ダブルディスクリファイナーによって１５０ｍｌｃｓｆまで叩解した以外は実施例１と同様にしてガラス合紙を得た。

＜比較例２＞
長網抄紙機で抄紙するにあたりワイヤーシェーキング装置を使用して抄紙した以外は実施例１と同様にしてガラス合紙を得た。

以上のようにして、製造したガラス合紙の地合指数とガラス板表面の傷入り性の評価結果を表１に示した。

実施例１〜３のガラス合紙は、地合指数が１５以下のものであり、傷入り性は良好なものであった。一方、比較例１と比較例２は、地合指数は１５を超えるものであり、傷入り性が不良であった。

Claims (2)

1. セルロースパルプを主成分とし、ＪＩＳ Ｐ８１２１に準じて測定した叩解度が２００〜７００ｍｌｃｓｆであるセルロースパルプを抄紙したものであって、坪量が１０〜１００ｇ／ｍ^２であり、３Ｄシートアナライザーで測定した地合指数が１５以下であるガラス合紙。
2. 厚さが２５〜２５０μｍであり、密度が０．４〜１．２ｇ／ｃｍ^３である請求項１に記載のガラス合紙。