説明

ガラス合紙

【課題】 液晶パネルディスプレイやプラズマディスプレイパネルのようなフラットパネル・ディスプレイ用のガラス板を複数枚積層して保管、運搬する流通過程において、ガラス板の割れ、ガラス板表面への傷付きや汚染を防止できる合紙を提供する。
【解決手段】 全繊維量に対する各種パルプ配合の割合が(1)針葉樹パルプ 5〜100質量%(2)広葉樹パルプ0〜80質量%(3)その他のパルプ0〜95質量%で構成される紙の表面から厚さ方向へ最大5kPaの圧縮応力を加えた時に、圧縮仕事量が0.15J/m2以上でかつ圧縮応力を開放した後に、紙が圧縮される前の形状まで回復する指標である圧縮回復率が50%以上であるガラス合紙。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶パネルディスプレイやプラズマディスプレイパネル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、運搬する流通過程において、ガラス板の割れ、ガラス板表面への傷付きや汚染を防止できる合紙に関するものである。
【背景技術】
【0002】
通常、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、トラック運搬する流通過程において、ガラス板同士が衝撃を受け接触し、擦れ傷やガラス表面が汚染されることを防止する目的でガラス板の間に合紙を挟み込む方法が一般的である。
【0003】
このように使用される合紙としては、ガラス板の割れや表面の傷つきを防止できる合紙、また、ガラス表面を汚染しない合紙としてすでにいくつか提案されている。例えば、特開昭59−221269号公報、特開昭60−181399号公報、特開平2−53987号公報、特開2003−44498号公報(特許文献1〜4)には、砕木パルプや古紙(主として新聞古紙)を主体としたガラス合紙が開示されている。
【0004】
古紙を中心としたガラス合紙は、乾燥性向上のためインク基材中に多量の樹脂が含まれている。この樹脂は水溶、揮発または転移してガラス表面へ焼け及び紙肌付着を発生させるものであり、一定の量に減少するまで取り除かなければならない。取り除く方法として、まず古紙を離解し脱樹油脂工程、異物除去工程を複数回にわたって繰り返し行わなければならないため、製造コストがかかるばかりでなく繊維へのダメージは大きい。これらの工程を経た古紙パルプを使用して、抄き上げた紙はガラス表面を汚染することはなくても、紙の密度が高くなりやすく緩衝性に欠けることから、運搬時の振動が激しい場合には、合紙自体がガラス板同士の受ける衝撃を吸収する力が小さいので、ガラス表面に擦れ傷が発生しやすい。
【0005】
一方、原料がクラフトパルプなどからなる合紙では、古紙パルプで行われるような脱樹油脂工程、異物除去工程などは不要であるが、必要とされる緩衝性は十分にあるとは言えず、ガラス板の運搬時に割れやガラス表面に発生する擦れ傷が完全には解消されないでいる。また、上記合紙を復数枚重ねてガラス板の間に挟み込む方法では、緩衝性は十分あるものの、複数枚重ねることにより全体の厚みが増すことで容積や輸送コストが大きくなり経済的にも好ましくない。
【0006】
その他、例えば特開2000−142856号公報(特許文献5)では、ガラス板を運搬する際にガラス板を2〜20度下方に傾斜し収納することで擦り傷の発生を防止しているが、十分な効果を得ていないのが実状である。
【特許文献1】特開昭59−221269号公報
【特許文献2】特開昭60−181399号公報
【特許文献3】特開平2−53987号公報
【特許文献4】特開2003−44498号公報
【特許文献5】特開2000−142856号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、一般の建築用窓ガラス板や車両用窓ガラス等に比べて、高い清浄度や傷品位が要求されるフラットパネル・ディスプレイ用の基板材料として用いられるガラス板であり、ガラス板が複数枚積層され保管、運搬する流通過程において、ガラス板の割れ、ガラス板表面への傷付きや汚染を防止できる合紙を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、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、運搬する流通過程において、ガラス板の割れ、ガラス板表面への傷付きや汚染を防止できるガラス合紙について鋭意検討した結果、合紙として使用される際の圧縮仕事量と圧縮回復率に注目して本願を完成させた。
【0009】
本発明は、以下の各発明を包含する。
(1)全繊維量に対する各種パルプ配合の割合が(1)針葉樹パルプ 5〜100質量%(2)広葉樹パルプ0〜80質量%(3)その他のパルプ0〜95質量%で構成され、紙の表面から厚さ方向へ最大5kPaの圧縮応力を加えた時に、圧縮仕事量が0.15J/m2以上でかつ圧縮応力を開放した後に、紙が圧縮される前の形状まで回復する指標である圧縮回復率が50%以上であるガラス合紙。
【0010】
(2)紙の密度が0.70g/cm3以下である(1)項記載のガラス合紙。
【0011】
(3)紙の厚さが30〜400μmである(1)項又は(2)項に記載のガラス合紙。
【0012】
(4)クレープ化処理により紙の表面に凹凸構造を有する(1)項〜(3)項のいずれか1項に記載のガラス合紙。
【0013】
(5)紙中に含まれる樹脂分の量が、紙の絶乾質量に対して0.2%以下である(1)項〜(4)項のいずれか1項に記載のガラス合紙。
【発明の効果】
【0014】
一般の建築用窓ガラス板や車両用窓ガラス等に比べて、高い清浄度や傷品位が要求されるフラットパネル・ディスプレイ用の基板材料として用いられるガラス板の保管・運搬時にガラス板の割れ、ガラス板表面への傷付きや汚染を防止できるガラス合紙を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明のガラス合紙はフラットパネル・ディスプレイ用のガラス板に最適である。フラットパネル・ディスプレイ用のガラス板は、一般の建築用窓ガラス板や車両用窓ガラス等に比べて、高精細ディスプレイ用に使用されることから、ガラス表面は紙ヤケ、紙肌や不純物のないクリーンな表面を保持していること、また、高速応答と視野角拡大のために平坦度に優れていることが求められる。特に、ガラス板表面に数μmの傷が発生した場合には、TFT液晶の製造工程の一つであるアレイ形成を行う際、成形された回路がその傷により断線することがあるため微少な傷も発生させてはならないなど品質要求レベルが非常に高い。
【0016】
本発明のガラス合紙は、紙の表面から厚さ方向へ最大5kPaの圧縮応力を加えたときに、圧縮仕事量が0.15J/m2以上でかつ圧縮応力を開放した後に、紙が圧縮される前の形状まで回復する指標である圧縮回復率が50%以上であることが重要である。本発明者らは、15度の傾斜をつけて搬送する場合、約1〜3kPaの圧縮応力が発生することが想定され、それより少し大きな5kPaの圧縮応力をかけた時の圧縮仕事率と圧縮回復率をそれぞれ特定の範囲にすることで高精細ディスプレイとなるフラットディスプレイ用ガラスに適したクッション性をもったガラス合紙を得ることが可能であることを見出した。
【0017】
紙の表面から厚さ方向へ最大5kPaの圧縮応力を加えた時に、圧縮仕事量が0.15J/m2以上でかつ圧縮応力を開放した後に、紙が圧縮される前の形状まで回復する指標である圧縮回復率が50%以上、好ましくは65%以上、さらに好ましくは80%であることが好ましい。圧縮仕事量が0.15J/m2以下で圧縮回復率が50%以上でない場合は、緩衝性が小さくクッション性に欠けたガラス合紙となるためガラス表面へ傷が発生する場合がある。
【0018】
圧縮仕事量を0.15J/m2以上かつ圧縮回復率を50%以上にする方法はいくつか挙げられるが、最良の手段としてガラス合紙を抄造する際、クルパック引締機によって表面の平滑性を保ちながら引張破断伸びを高めるクルパック処理を施すか、紙表面にクレープ化処理を施す方法がある。クレープ化処理により紙の表面が凸凹な構造を有するため、紙表面に大きな応力がかかった場合においても圧力が逃げ易く、緩衝性が大きく向上する。
【0019】
ガラス合紙にクレープ化処理を付与する方法としては、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パートにおけるシリンダー型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。前者をウエットクレープ、後者をドライクレープと区別している。これらのロールとポープリールの速度差などによりクレープ化率を変更することが可能であり、クレープ化率が大きいほど合紙の柔軟性や伸び等が増大する。
【0020】
クレープ化率は、一般に5〜25%の範囲で行われ、好ましくは7〜16%程度で抄造されるのが安定している。クレープ処理を行うポイントとしてはロールもしくはシリンダー型ドライヤーへのシート密着を良くすることと、クレープ化後のシートテンションを出来るだけ小さくすること、ロールもしくはシリンダー型ドライヤーの速度/リール速度の値を大きくすること等がある。
【0021】
ウェットクレープに比較し、ドライクレープの方が一般的であるが、これは、クレープ化時の含有水分が少なく安定したクレープが得られ、クレープ化後のテンションはウェットクレープの場合より小さくてすむためクレープ化率を大きくとることが可能である。ウエットクレープの場合は、クレープ化時の含有水分が多いため、うまくクレープ化しないこともある。また後段に乾燥工程があり、リールまでの距離が長くテンションが大きくなるばかりでなく、多筒式ドライヤーではクレープ形状が潰れてしまう場合もある。
【0022】
一方では、抄紙段階でクレープ化処理を行わず、抄紙後のシートに2次加工として凹凸に成形された金型に挟み込み、クレープパターンを製造する方法もある。この方法では、ある程度均一化したクレープ形状を成形することが可能である。
【0023】
また、クレープ化処理を行わない方法として、樹種がラジアータパイン、サザンパイン及びダグラスファーからなるTMP、CTMP、RGPなどの機械パルプ、グリオキザールなどの架橋剤でパルプ繊維の水素結合能力を低減させたカールドファイバー及びアルカリでパルプを膨潤し、パルプ中のヘミセルロース分を除去し、中和してパルプ繊維を剛直にしたマーセル化パルプなどの嵩が出易い多種多様なパルプを原料の一部として用いることで、圧縮仕事量を大きくする方法もある。
【0024】
更に低密度化する方法として、パルプ繊維中に粒子状の発泡剤を混入し乾燥ゾーンで加熱、発泡させて低密度な紙を得ることも可能である。これらの方法によって製造された紙の密度と厚さは、密度0.70g/m以下、好ましくは0.5g/m以下であり、厚さ30〜400μmであり、好ましくは60μm〜150μmである。クレープ化処理を施した紙の厚みは、クレープ化率にもよるが当然ながら大きくなる。一般に、密度は低く厚みは大きい程、圧縮仕事量も大きくなっていく。これらの方法から抄造されるガラス合紙は、従来の古紙を主体として抄造される一般の合紙と比較すると腰があり緩衝性に優れた合紙である。
【0025】
本発明のガラス合紙は、全繊維量に対する各種パルプ配合の割合が(1)針葉樹パルプ5〜100質量%(2)広葉樹パルプ0〜80質量%(3)その他のパルプ0〜95質量%で構成される。
針葉樹パルプと広葉樹パルプとしては、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)等の機械パルプが使用可能である。
【0026】
その他のパルプとしては、楮、三椏、麻、ケナフ等を原料とする非木材繊維パルプ、古紙を原料とする脱墨パルプ、合成パルプ等がある。これらのパルプは単独でも、二種以上混合使用しても良い。但し、樹種によっては樹脂分が多いものもあり、なるべく樹脂分の少ない樹種を選定した方が好ましい。
【0027】
また、リグニン、色素系物質等の除去操作がされている点では漂泊処理の施されているものの方が好ましい。古紙を使用する際には古紙に含まれている不純物を取り除いてから使用することが好ましく、古紙を離解した後、アルカリ薬品を加え繊維からインキ膜をはがし、界面活性剤に捕集させ繊維から分離除去する。具体的な除去方法としては泡にインキ粒子を付着浮上させて除去するフローテーション法と汚れであるインキを洗い流す洗浄法があり、一般には両者を併用して脱脂処理が行われる。
【0028】
紙中に含まれる樹脂分が多いとガラス表面のシラノール基に極性有機物が水素結合により強く付着し、その上にファンデルワールス力により炭化水素系の有機物層が形成されてできるためガラス表面を汚染する。
ISO 624−1974のパルプ中に存在する樹脂量を測定する方法に準じて測定した紙中に含まれる樹脂分が0.2%を超えるとガラス表面を汚染させる可能性が大ききため0.2%以下に抑えなくてはならない。樹脂分や強度から考えるとNBKP50〜80質量%、LBKP20〜50質量%、フリーネス300ml以上で使用することが好ましい。
【0029】
本発明であるガラス合紙の坪量は、10〜100g/m2の範囲で抄造される。より好ましくは35〜80g/m2である。坪量は低いほうが運搬時の質量が少なくなるため好ましいが10g/m2以下では十分な緩衝性を付与できない。また、100g/m2を超えると運搬時の質量も好ましくない上、クレープ化処理が満足に行えないため好ましくない。
【0030】
抄造内添薬品については、ガラス表面を傷つけない、もしくは汚染しない範囲内で例えば、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、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、タルク等の填料、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必要に応じて上記薬品以外に、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、デンプン等があり、それらの中には、高ケン化度PVA、低ケン化度PVA、変性PVA、変性ポリアクリルアミド、生デンプン、酸化デンプン、変性デンプンなどを塗布や含浸させることも可能である。
【0031】
塗布や含浸手段は、例えば、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、ゲートロールコーターやサイズプレスやキャレンダーコーター等のロールコーター、ビルブレードコーター、ベルバパコーター等がある。
【0032】
本発明のガラス合紙を製造するための製造装置、製造条件に特に限定はなく、それぞれの製造装置に合わせた製造条件を選択し、本発明の製品を製造することができる。例えば、円網抄紙機、長網抄紙機で単層もしくは抄き合わせによって抄紙され、必要に応じて、前述の内添やコーターによる外添によって薬品が塗布されてガラス合紙が製造される。
【実施例】
【0033】
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、濃度等を示す数値は、固型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。圧縮仕事量、圧縮回復率の測定、紙中の樹脂量測定、ガラス運搬テストの詳細は下記の通りである。
【0034】
<圧縮仕事量と圧縮回復率の測定方法>
測定機器はKES圧縮試験機(カトーテック社製)を用いて測定した。ガラス合紙を縦50mm、横100mm幅の長方形にカットし、同形状のものを4枚積層してサンプルのセットを行う。紙の表面を加圧面積2cm2の円形平面を持つ鋼板間を用いて、スピード50sec/mmの速度で最大応力5kPaまで圧縮し、圧縮仕事量と圧縮回復率を求めた。
【0035】
<樹脂量測定>
通常、パルプ中に存在する樹脂量を測定するのに用いられる方法であるISO624−1974に準じて測定を行なった。紙の質量として絶乾約10gの試料を溶媒:ジクロロメタンを用い、定温ヒーター下で4時間かけて抽出を行い、下記の式(1)にて紙中の樹脂量を求めた。
樹脂量(%)=( m0/1)×100・・・(1)
:ジクロロメタン抽出物(g)
:試料の絶乾質量(g)
【0036】
<ガラス輸送テスト>
アルミ製で75度の角度がつけられたL字架台上のガラス載置面に発泡ウレタンを敷き、ガラス板を垂直方向に載置するための載置面と、載置面の後端部から垂直方向に延びる背もたれ面に向けて、サイズ680mm×880mm×0.7mmのガラス板120枚と各ガラス板の間にガラス合紙を挿入して、背もたれ面に平行となるように立てかけ、架台に固定された帯状のベルトを後端部から背もたれ面へ全周にわたり掛け渡してガラス板を固定した。上記のようにセットされた架台は、外部からの埃や塵等の混入を防ぐため包装資材で全面を被覆した。その後、トラックでの輸送テストを実施した。輸送テスト条件は、(1)輸送距離0km(40℃×95%RHの環境下に5日間保管)、(2)輸送距離530km(輸送途中に40℃×95%RHの環境下に5日間保管)、(3)輸送距離1100km(輸送途中に40℃×95%RHの環境下に5日間保管 )でテストを実施し、ガラス表面の傷入りや汚染状態を観察した。
【0037】
<ガラス表面の傷入り評価>
輸送テスト後のガラス表面を超音波洗浄やブラッシング洗浄した後、顕微鏡で覗きながらスポットライトをガラス表面に当て、傷で反射した箇所をカウントした。
○:まったく傷はない。
△:数箇所傷あり。
×:10個以上の傷あり。
【0038】
<ガラス表面の汚染度評価>
汚染状態を目視で確認する。
○:まったく汚染されなかった。
△:部分的に汚染されていた。
×:全面が汚染していた。
【0039】
<実施例1>
市販NBKP80%と市販LBKP20%を混合したパルプスラリーを400CSFまで叩解し、内添紙力増強剤としてポリアクリルアミド(商品名:ポリストロン1250、荒川化学工業社製)を全繊維質量に対して0.4%添加し、0.4%濃度のパルプスラリーを調成した。以上の条件のパルプスラリーを円網抄紙機にてシート化し、抄紙機のドライヤーパートにおけるシリンダー型ドライヤー上に設置されたドクターでシートを剥離する方法によって、クレープ率14%のクレープ化処理を行い本発明のガラス合紙を得た。
【0040】
<実施例2>
市販NBKP100%のパルプスラリーを500mlCSF(カナディアンスタンダードフリーネス)まで叩解し、0.4%濃度のパルプスラリーに調成した。内添、外添薬品を何も使用せずに長網抄紙機にてシート化し、抄紙機のウェットパートにおけるプレスロール上に設置されたドクターにてシートを剥離する方法によって、クレープ率18%のクレープ化処理を行い本発明のガラス合紙を得た。
【0041】
<実施例3>
市販NBKPを450mlCSFまで叩解したパルプとラジアータパインTMP350mlCSFをそれぞれ50%/50%で配合して0.4%のパルプスラリーを調成した。内添、外添薬品を何も使用せずに丸網抄紙機にてシート化して本発明のガラス合紙を得た。
【0042】
<実施例4>
市販NBKP50%、市販LBKP50%のパルプを混合し、450mlCSFまで混合叩解したパルプとカールドファイバー(商品名:HBA−FF、米国ウェアーハウザー社製)をそれぞれ60%/40%で配合し、0.03%濃度のパルプスラリーを調成した。内添、外添薬品を何も使用せずに傾斜型抄紙機にてシート化して本発明のガラス合紙を得た。
【0043】
<実施例5>
市販NBKP25%、市販LBKP75%の未叩解パルプと発泡性粒子として熱膨張性マイクロカプセル(商品名:EXPANCEL053、日本フィライト社製)を全繊維質量に対して10%、定着剤としてカチオン化デンプン(商品名:CP−10A、大和化学工業社製)を全繊維質量に対して0.4%、紙力剤としてポリアクリルアミド(商品名:ポリストロン117、荒川化学工業社製)を全繊維質量に対して0.3%、サイズ剤としてアルキルケテンダイマー(商品名:サイズパインK902、荒川化学工業社製)を全繊維質量に対して0.1%混合し、0.3%濃度のパプルスラリーを調成した。円網抄紙機にてシート化して本発明のガラス合紙を得た。
【0044】
<比較例1>
実施例1で実施したクレープ化処理を省いた以外は、実施例1と全く同様にしてガラス合紙を得た。
【0045】
<比較例2>
実施例2で実施したクレープ化処理を省いた以外は、実施例2と全く同様にしてガラス合紙を得た。
【0046】
<比較例3>
樹脂分含有量が0.2%以上の新聞古紙100%のパルプスラリーを用い、クレープ化処理を省いた以外は、実施例1と全く同様にしてガラス合紙を得た。
【0047】
表1に実施例1、2、3、4、5と比較例1、2、3の紙質、KES圧縮試験結果並びに輸送テストによる傷入り、汚染度評価の結果を示す。実施例1、2、3、4、5の方法により抄造した本発明のガラス合紙を用いた輸送テストは、輸送距離に関係なくガラス表面に傷を入れることはなく、また、ガラス表面を汚染させることはなかった。比較例1、2、3は、輸送距離が長くなるに従い傷が入る量が多くなる傾向にあった。
【0048】
【表1】

【0049】
表1の実施例と比較例の対比から明らかなように、本発明の要件を満たす紙基材は、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、運搬する流通過程において、ガラス板の割れ、ガラス板表面への傷付きや汚染を防止できるガラス合紙であり、その適性が格段に優れていることを示している。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
全繊維量に対する各種パルプ配合の割合が(1)針葉樹パルプ 5〜100質量%(2)広葉樹パルプ0〜80質量%(3)その他のパルプ0〜95質量%で構成される紙の表面から厚さ方向へ最大5kPaの圧縮応力を加えた時に、圧縮仕事量が0.15J/m2以上でかつ圧縮応力を開放した後に、紙が圧縮される前の形状まで回復する指標である圧縮回復率が50%以上であるガラス合紙。
【請求項2】
紙の密度が0.70g/cm3以下である請求項1記載のガラス合紙。
【請求項3】
紙の厚さが30〜400μmである請求項1又は2に記載のガラス合紙。
【請求項4】
クレープ化処理により紙の表面に凹凸構造を有する請求項1〜3のいずれか1項に記載のガラス合紙。
【請求項5】
紙中に含まれる樹脂分の量が、紙の絶乾質量に対して0.2%以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載のガラス合紙。


【公開番号】特開2006−44674(P2006−44674A)
【公開日】平成18年2月16日(2006.2.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−224335(P2004−224335)
【出願日】平成16年7月30日(2004.7.30)
【出願人】(000122298)王子製紙株式会社 (2,055)
【Fターム(参考)】