KR101919374B1 - 유리 합지 - Google Patents

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Abstract

유리판을 여러 장 쌓아서 저장, 운반하는 유통과정이나 제조공정에 있어서, 유리판 표면의 흠집을 억제하는 것이 가능한 유리 합지를 제공한다. 유리 합지는 셀룰로오스 펄프를 주성분으로 해, 평량이 10～100 g/㎡이며, 모스 경도 5이상의 광물의 함량이 400 ppm 이하인 것을 특징으로 한다. 또한 상기 모스 경도 5이상의 광물이 규산염 광물인 것이 더욱 바람직하다.

Description

유리 합지{glass interleaving paper}
본 발명은, 유리판 사이에 삽입해서 이용되는 유리 합지에 관한 것이다.
액정 패널 디스플레이나 플라즈마 패널 디스플레이라고 하는 플랫 패널 디스플레이용의 유리판을 여러 장 쌓아서 보관, 운반하는 유통 과정이나 제조 공정에 있어서, 유리판을 보호하기 위해, 유리 합지가 이용되고 있다.
플랫 패널 디스플레이용의 기판 재료로서 이용되는 유리판은, 일반의 건축용 창유리판이나 차량용 창유리판 등에 비해, 높은 표면 평활성이 요구된다. 플랫 패널 디스플레이용의 유리판에서는, 유리판 표면에 전자 부재 등이 박막 형성되기 때문에, 다른 용도에 이용되는 유리판에 비해, 유리판 표면에 요구되는 청정도나 표면 평탄성은 매우 높은 것이다. 이러한 용도의 유리판에서는, 다른 유리판과 접촉하는 것 등에 의해서 조금이라도 손상이나 오염이 생기면, 디스플레이로서의 성능에 결함이 생길 우려가 있다.
게다가, 근래에는, 유리판의 대형화 양산화에 수반해, 반송 효율을 높이기 위해, 유리판을 극력 겹쳐서 반송하게 되어, 유리 합지와의 접촉 면적이 증대하는 경향이 있다. 유리판과 유리 합지의 접촉 면적이나 접촉압이 증대하면, 유리 합지중에 존재하는 이물질 등에 의해서, 흠집이 발생할 우려가 높아 진다.
그 때문에, 유리판끼리의 사이에 삽입되는 유리 합지에 대해서는, 높은 품질이 요구되고 있다.
유리 합지에 기인하는 흠집을 저감시키기 위해, 예를 들면 특허 문헌1에는, 펄프 원료를 주성분으로 종이 두께의 균일성이 뛰어난 유리용 합지가 개시되어 있다. 이 유리용합지는, 평량이 30~60 g/㎡이며, 인접하는 측정점의 최대 종이 두께차이가 8㎛이하, 또한 종이 두께의 최대치와 최소치의 차이가 16㎛이하인 것을 특징으로 하고 있다.
특허 문헌2에는, 펄프 배합을 규정해, 압축 일량이 0.15 J/㎡이상으로, 또한 압축 회복율이 50% 이상으로 함으로써, 완충성을 향상시켜 유리판 표면에 흠집의 발생을 억제하는 기술이 개시되어 있다.
또한, 특허 문헌3에는, 두께가 0.3~1.5mm인 폴리에틸렌계 수지제 발포 시트이고, 수지 조성물의 밀도, 충격 강도, 휨 탄성율, 분자량 분포, 물의 접촉각의 변화율 등이 소정의 범위인 유리기판 합지가 개시되어 있다.
상기의 종래 기술은, 유리 합지가 갖는 물리적인 특성이나 형태를 개량하는 것에 의해서, 흠집방지, 밀착성, 오염성의 향상 등을 도모하려고 하는 것으로, 유리판 흠집의 발생원인에 대한 직접적인 대책으로서는 반드시 충분한 것은 아니었다.
특허 문헌 1 : 일본 특개 2009 _ 184704호 공보 특허 문헌 2 : 일본 특개 2006 _ 44674호 공보 특허 문헌 3 : 일본 특개 2006 _ 44674호 공보
본 발명은, 상기 관련되는 상황을 감안하여 이루어진 것이다. 본 발명은, 유리판을 여러 장 쌓아서 보관, 운반하는 유통 과정이나 제조 공정에 있어서, 유리판 표면의 흠집발생을 억제하는 것이 가능한 유리 합지를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자 들은, 유리 합지에 기인해 흠집이 발생하는 요인에 대해, 자세히 분석 검토를 진행한 결과, 유리 합지 중에 존재하는 특정의 미립자가 주원인인 것을 찾아내, 본 발명을 창안하기에 이르렀다. 즉, 본 발명은 이하와 같은 구성을 갖는 것이다.
(1)셀룰로오스 펄프를 주성분으로 해, 평량이 10~100g/㎡이며, 모스 경도 5이상의 광물 함유량이 400 ppm이하인 유리 합지.
(2)상기 모스 경도 5 이상의 광물이 규산염 광물인 상기(1) 기재의 유리 합지.
(3)상기 모스 경도 5 이상의 광물이 결정성 실리카인 상기(1) 또는 상기(2) 기재의 유리 합지.
(4)상기 모스 경도 5 이상의 광물 함유량이 100ppm이하인 상기(1)~(3)중의 어느 한 항에 기재된 유리 합지.
본 발명의 유리 합지는, 유리판을 여러 장 쌓아서 보관, 운반하는 유통 과정에 있어서, 유리판 표면의 흠집을 억제할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 구체적으로 설명한다. 본 발명은 이러한 실시 형태에 한정해 해석되는 것은 아니다.
본 발명자들은, 플랫 패널 디스플레이용의 유리판 표면에 형성되는 흠집이 발생하는 원인에 대하여 검토를 진행시켰다. 그 결과, 유리 합지 중에 유리의 모스 경도(4.5~6.5) 보다도 높은 경도의 광물 미립자가 존재해, 그 미립자가 유리판 표면에 작용하는 것이, 유리판 표면에 흠집을 발생시키는 주원인인 것을 찾아냈다.
상기 지견에 근거해, 한층 더 검토를 진행시킨 결과, 유리 합지 중에 존재하는 모스 경도가 높은 광물의 함유량을 일정량 이하로 저감시키는 것에 의해, 보관, 운반시의 유리판 표면의 흠집을 억제하는 것이 가능한 것을 찾아냈다. 상기 광물의 모스 경도는 5 이상이다.
게다가 플랫 패널 디스플레이용이라고 하는 특정의 용도에 있어서, 실용상 지장이 생기지 않는 레벨에까지 유리판 표면의 흠집을 억제하기 위해, 모스 경도 5 이상의 광물에 허용 되는 함유량에 대하여 검토를 진행했다. 그 결과, 광물의 함유량을 400ppm이하로 하는 것이 필요한 하다는 것을 찾아냈다. 광물의 함유량은, 보다 바람직하게는 100ppm이하이다.
모스 경도 5 이상의 대표적인 광물로서는, 규산염 광물을 들 수 있다.
규산염 광물에는, 많은 종류가 존재한다. 구체적으로는, 네소규산염 광물(관람석류, 석류석류 등), 소로규산염 광물(베스프석, 녹렴석류 등), 사이클로규산염 광물(녹주석, 전기석류 등), 이노규산염 광물(휘석류, 각섬석류 등), 필로규산염 광물(운모류나 점토 광물 등), 텍토규산염 광물(석영, 장석류, 불석류 등)등을 들 수 있다.
이러한 규산염 광물은 지각을 구성하는 물질이며, 지구상에 넓게 존재하는 것이다. 또한, 광물의 종류나 양에 대해서는, X선 회절법, 형광 X선 분석법, X선 광전자 분광법(XPS, ESCA), 에너지 분산형 X선 분석법(EDS), 유도 결합 플라즈마 발광 분광 분석법(ICP - AES), 유도결합 플라즈마 질량분석법(ICP - MS), 원자 흡광 분석법(AAS) 등의 분석 방법에 의해 정성 분석이나 정량 분석을 할 수 있다.
규산염 광물 중에서도, 셀룰로오스 펄프에 미량으로 포함되는 것이 많은 결정성 실리카(석영：모스 경도7)의 함유량을 소정량 이하로 관리하는 것이 효과적이다. 결정성 실리카로는, 석영 등을 들 수 있다.
모스 경도 5 이상의 광물은, 유리 합지의 원료 펄프의 제조 과정에서 혼입하는 것이 많다. 이것은, 목재 칩에 부착하고 있는 모래나 흙이, 펄프 제조 공정에서, 평균 입자 지름이 300㎛ 이하, 대부분은 100㎛이하의 미소한 광물 미립자로서 펄프 중에 남아, 함유되기 때문이라고 생각할 수 있다.
유리 합지에 포함되는 모스 경도 5 이상의 광물을 400ppm이하로 하기 위한 방법에는, 크게, 원료 펄프의 선정에 관련되는 방법과 유리 합지의 제조 공정에 관련되는 방법의 2가지가 있다. 전자의 원료 펄프의 선정에 관련되는 방법으로는, 예를 들면 다음과 같은 것이 있다.
(1) 원료펄프 제조 시에, 원료가 되는 목재 원료에 대한 모래, 흙 등의 이물질 혼입 관리를 강화한다.
(2) 모래, 흙의 혼입 정도가 높은 칩보다도 원목의 사용 비율을 많게 한다.
(3) 칩 스크린에서, 모래, 흙 등의 이물질 혼입 관리를 강화한다.
또한, 후자의 유리 합지의 제조 공정에 관련되는 방법으로는, 유리 합지의 제조 시에, 상기 광물이 혼입하는 것을 막기 위해, 클리너나 스크린 등의 제진 장치에 의해서 광물을 제거하는 방법이 있다. 클리너는, 광물과 펄프 섬유와의 비중차이를 이용해 사이클론의 원리에 의해서 광물의 분리를 실행하는 것으로, 광물을 제거하는 효과가 높다. 한편, 스크린은, 스크린의 망의 크기를 이용해 이물질을 제거하는 장치이지만, 광물의 크기가 300㎛ 이하의 경우에는 광물을 제거하는 효과가 충분하지 않다. 제진 장치로서 클리너를 사용하는 경우, 클리너에 투입하는 펄프 슬러리의 농도를 낮게 하는 방법이나, 1차 클리너의 사용 대수, 단수를 늘리는 방법 등에 의해, 클리너에 의한 광물의 제거 효율을 높일 수 있다.
본 실시 형태의 유리 합지는, 셀룰로오스 펄프를 주성분으로 한다. 유리 합지에 사용하는 셀룰로오스 펄프로서는, 각종의 것을 1종 또는 2종 이상 혼합해 사용할 수 있다. 예를 들면, 크라프트 펄프(KP), 설파이트 펄프(SP), 소다 펄프(AP) 등의 화학 펄프；세미 케미컬 펄프(S C P ), 케미그라운드 우드 펄프(CGP) 등의 반화학 펄프；쇄목 펄프(GP), 서모 메카니칼 펄프(TMP, BCTMP), 리파이너 그랜드 우드 펄프(RGP) 등의 기계 펄프；닥나무, 삼지 닥나무, 삼, 케나프 등을 원료로 하는 비목재 섬유 펄프；폐지를 원료로 하는 잉크제거 펄프를 들 수 있다. 이 밖에, 합성 펄프, 합성 섬유, 레이온 섬유 등을 배합해도 괜찮다. 셀룰로오스 펄프에 사용하는 목재는, 침엽수재, 또는 광엽수재라도 좋고, 또 혼합해 사용해도 좋다. 원료 펄프로서 사용할 때에, 광물 함유량이 적은 펄프를 선정하는 것이 바람직하다.
유리 합지의 평량은, 10~100 g/㎡ 의 범위이다. 평량은 35~80 g/㎡ 인 것이 보다 바람직하다. 평량은 작은 쪽이 운반시의 질량이 적어지기 때문에, 바람직하지만, 평량이 10 g/㎡ 미만이면, 충분한 완충성을 부여할 수 없다. 또한, 평량이 100 g/㎡ 를 넘으면, 운반시의 질량이 커지는 데다, 크레이프화 처리 등을 만족하게 실행할 수 없기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 유리 합지의 두께는 25~250㎛ 인 것이 바람직하고, 87~200㎛ 인 것이 보다 바람직하다. 유리 합지의 밀도는 0.4~1.2 g/㎤ 인 것이 바람직하고, 0.5~1.1 g/㎤ 인 것이 보다 바람직하다. 또한, 유리 합지의 평량의 측정은 JIS P8124에 준해 실행하며, 유리 합지의 두께와 밀도의 측정은 JIS P8118에 준해 실행한다.
초조 내첨약품은, 유리판 표면을 오염시키지 않거나 흠집내지 않는 범위에서 첨가하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 황산알루미늄, 황산, 로진, 스틸렌. 마레인산, 알케닐 무수 호박산, 알킬 케텐 오마 등의 사이즈 제, 폴리 아크릴 아미드 등의 각종 지력 증강제, 여과수 수율(원료에 대한 제품의 비율) 향상제, 폴리아미드 폴리아민 에피크롤 히드린 등의 내수화제, 유연제, 대전 방지제, 소포제, 슬라임 컨트롤제, 전료, 염료등을 사용할 수 있다. 또한, 유리 합지의 표면이나 뒷면에 상기 약품 이외에, 물, 유리 세정제, 폴리비닐 알코올, 폴리 아크릴 아미드, 전분 등을 도포나 함침시키는 것도 가능하다.
상기 약품을 도포 혹은 함침하는 수단으로서는, 예를 들면, 2개 롤 사이즈프레스, 트랜스퍼 롤 코터(게이트 롤 코터, 맛세이 코터, KCM코터, 참피온 머신 코터 등), 필름 트랜스퍼 사이즈 프레스(심사이저, 프레이드 메탈릭 사이즈 프레스 등), 빌프레이드 코터(스탠다드 코터, 디퍼런샬 코터, 콤비 코터), 투 스트림 코터, 벨파파 코터, 바 코터, 프레이드 코터, 에어 나이프 코터, 롯드 코터, 캘린더 코터 등을 이용할 수 있다.
본 실시 형태의 유리 합지를 제조하기 위한 제조 장치, 제조 조건에는, 특별히 한정은 없고, 공지의 제조 장치, 제조 조건을 적정 선택해 이용할 수 있다. 예를 들면, 장망 포머, 트윈 와이어 포머, 원망 포머, 경사 포머로, 단층 혹은 다층의 종이로 초지할 수 있다. 또한, 바탕을 정돈해, 지면의 평활성이나 폭방향의 균일성을 향상시킬 목적으로, 댄디 롤이나 쉐이킹 머신을 사용해도 좋다.
본 실시 형태의 유리 합지는, 표면에 미세한 요철을 형성하는 엠보싱 가공이나 크레이프화 처리를 실시해도 좋다. 엠보싱 가공은 엠봇서나 요철의 금형 등을 이용해 실행되며, 점상, 쇄선상, 직선상, 파상 등의 형상으로 가공된다. 크레이프화 처리를 실시하는 방법으로서는, 초지기의 웨트 파트에서, 프레스 롤 위 혹은 드라이어 위에 설치된 닥터에 밀착한 시트를 박리해 크레이프화하는 방법을 들 수 있다.
이하, 실시 예를 상세히 설명하지만, 본 발명은 이것들에 의해서 한정되는 것은 아니다. 또한, 배합을 나타내는 수치는, 고형분 또는 유효 성분의 질량 기준의 수치이다. 또한, 특히 기재가 없는 경우에 관해서는 초조한 종이는 JIS P8111에 준하여 처리를 실행한 후, 측정이나 테스트에 제공했다. 유리 합지의 광물의 함유량, 흠집방지 시험, 흠집방지 평가의 상세는 아래와 같다.
<유리 합지의 광물 함유량 >
유리 합지(a) 약 1500g을13 P8251에 준하여 회화 처리했다. 다음에, 그 재에 물 500ml를 더해 분산시키고, 뒤섞어, 침강하는 광물을 흘리지 않게 하고, 펄프 유래의 회분 주체의 슬러리 일부를 배출했다. 새롭게 물 500ml를 더해, 펄프 유래의 회분 주체의 slurry일부를 배출하는 것을 3회 반복해, 최종적으로 남은 것을 건조시켜, 재(b)로 했다. 다음에, X선 회절 장치에 의해서 재(b)의 광물 성분을 특정했다. 특정한 광물에 의한 검량선을 작성해, 재(b)에 있어서 모스 경도 5 이상의 광물 함유비율(c)을 X선 회절장치에 의해 구했다. 이와 같이 하여, 유리 합지 중의 광물의 함유량을 아래의 식(1)에서 구했다. 또한, 상기의 물에 의한 광물의 정제 처리는 생략 할 수도 있다. 그 경우는 JIS P8251에 준해, 회화 처리한 것을 재(b)로 했다.
m = (b/a) × C × 1000000......(1)
여기서, m：모스 경도 5 이상의 광물의 함유량(ppm)
a：유리 합지의 질량(g)
b：상기 기재의 최종적으로 남은 재의 질량(g )
c：상기 기재의 재(b)에 있어서 모스 경도 5 이상의 광물의 함유 비율
<유리판 표면의 흠집방지 시험>
300 mm × 300 mm의 플랫 패널 디스플레이용 유리판에, 310 mm × 310 mm의 유리 합지를 대고, 0.7 MPa로 10초간 프레스를 행하는 방법으로, 300 mm × 300 mm의 플랫 패널 디스플레이용 유리판은 동일하게 하고, 310 mm × 310 mm의 유리 합지를 1회 프레스 할 때마다 신규인 것으로 바꾸며, 2000회 프레스를 반복해, 시험 후의 플랫 패널 디스플레이용 유리판을 얻었다.
<유리판 표면의 흠집방지 평가>
상기 시험 후의 플랫 패널 디스플레이용 유리판 표면을 플랫싱 세정한 후, 스폿 라이트를 유리판 표면에 맞추어, 유리판 표면의 흠집을 목시 및 현미경으로 카운트했다. 흠집방지의 평가는 이하와 같이 실행했다.
◎：0개 또는 1개 또는 2개의 흠집 있음
○ ：3개 또는 4개의 흠집 있음
× ：5개 이상의 흠집 있음
[실시예1]
시판 NBKP (침엽수 표백 크라프트 펄프) 100% (A)의 펄프 슬러리를 장망 초지기로 초지하고, 건조시켜, 평량 45 g/㎡의 유리 합지를 얻었다. 초지에 맞추고, 제진 장치로서 클리너와 스크린을 사용했다.
[실시예2]
시판 NBKP 100 % (A)로 바꾸고, 시판 NBKP 100% (B)로 한 이외에는, 실시예1과 같게 하여, 유리 합지를 얻었다.
[실시예3]
장망 초지기로 초지할 때는, 실시예2의 1차 클리너 처리시의 펄프 슬러리 농도(100 %)에 대해, 펄프 슬러리 농도를 75%로 한 것 이외에는, 실시예2와 같이 해 유리 합지를 얻었다.
[실시예4]
장망 초지기로 초지할 때는, 실시예2의 1차 클리너 처리1단에 대해, 1차 클리너 처리를 2단으로 한 것 이외에는, 실시예2와 같이 해 유리 합지를 얻었다.
[비교예1]
장망 초지기로 초지할 때는, 실시예2의 1차 클리너 처리시의 펄프 슬러리 농도(100%)에 대해서, 펄프 슬러리 농도를 125%로 한 것 이외에는, 실시예2와 같이 해 유리 합지를 얻었다.
[비교예2]
시판 NBKP 100% (A)로 바꾸어 시판 NBKP 100% (C)로 한 것 이외에는, 실시예1과 같이 해 유리 합지를 얻었다.
또한, 시판 NBKP (A), (B), (C)는, 다른 산지의 목재에서 유래하는 침엽수 표백 크라프트 펄프이다.

 시판NBKP
의 종류

 1차 클리너 처리 평량
(g/㎡)

 모스 경도 5 이상
의 광물 함유량
(ppm)

 흠집방지 정도
펄프 슬러리농도(%) 단수
실실시시예예1 A 100 1 45 20 ◎
실실시시예예2 B 100 1 45 250 ○
실실시시예예3 B 75 1 45 140 ◎
실실시시예예4 B 100 2 45 70 ◎
비비교교예예1 B 125 1 45 850 ×
비비교교예예2 C 100 1 45 1250 ×
표1에, 실시예 1~4와 비교예 1~2의 유리 합지의 제조 조건, 평량, 모스 경도 5 이상의 광물의 함유량, 흠집방지의 성능평가 결과를 나타냈다. 원료 펄프인 시판 NBKP를 적절히 선택해, 유리 합지의 제조 공정에서 제진 장치를 적절한 조건으로 사용하는 것에 의한, 본 발명의 실시예 1~4의 유리 합지의 흠집방지 성능은 양호한 것이었다. 한편, 모스 경도 5 이상의 광물의 함유량에 있어서 본 발명의 규정을 만족하지 않는 비교예1과 비교예2의 유리 합지는, 흠집방지 성능이 불량이었다.

Claims (4)

  1. 셀룰로오스 펄프와 모스 경도 5 이상의 광물을 함유하고, 평량이 10 ~ 100g/m2이고, 상기 모스 경도 5 이상의 광물의 함량이 20 ~ 400ppm인 유리 합지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모스 경도 5 이상의 광물이 규산염 광물인 유리 합지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 모스 경도 5 이상의 광물이 결정성 실리카인 유리 합지.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 모스 경도 5 이상의 광물의 함량이 20 ~ 100ppm인 유리 합지.
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