JP2874824B2 - バクテリアセルロース含有填料内添紙及びその製造方法 - Google Patents
バクテリアセルロース含有填料内添紙及びその製造方法Info
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Description
ース(バクテリアセルロース)を含有する填料内添紙及
びその製造方法に関する。より詳しくは、抄造時の濾水
性を向上したバクテリアセルロース含有填料内添紙及び
その製造方法に関する。
用途に使用される紙には、不透明性や白色性等を付与す
るために填料が添加されているのが通常である。水に分
散した抄紙原料に填料を添加し、その後抄紙することに
より填料内添紙は製造される。
等の高品質化に伴い、より多くの填料を、より効果的に
使用することが望まれている。とりわけ、填料の歩留ま
りを向上させることに対する要望は強い。
含有させると填料歩留まりが向上するとされている。例
えば、特開平1−246495は、バクテリアセルロー
ス離解物とカチオン性高分子電解質を紙料懸濁液に添加
し、抄造することにより填料歩留まりが向上することが
記載されている。
することが知られている。バクテリアセルロース離解物
を抄紙原料に含有させると紙の強度が増大するので、填
料内添紙の強度を低下を抑制するためにバクテリアセル
ロース離解物を抄紙原料に含有させることが行われてい
る。例えば、特開昭63−295793には、バクテリ
アセルロース離解物を填料を含む紙料懸濁液に添加し、
抄造することにより紙の強度が向上することが記載され
ている。
む抄紙原料は、抄紙工程における濾水性が劣るため抄紙
性が悪化するという欠点がある。バクテリアセルロース
離解物の添加により填料歩留まり及び紙の強度は向上す
るが、抄造時の濾水性が低下してしまう。
善すること、すなわち、バクテリアセルロースの持つ填
料歩留まり及び紙強度の向上効果を保持しつつ、抄造時
の濾水性を向上したバクテリアセルロース含有填料内添
紙及びその製造方法を提供することである。
を達成するため鋭意検討を行った。その結果、バクテリ
アセルロースの離解物の沈降圧縮度及び/又は繊維長が
バクテリアセルロースを製紙用に使用した場合の抄紙工
程における濾水性と密接な関係にあることを見出だし本
発明を完成するに至った。
2〜0.20であることを特徴とするバクテリアセルロ
ース離解物及び填料を含む抄紙原料を抄造してなるバク
テリアセルロース含有填料内添紙及びその製造方法に関
する。
%(バクテリアセルロース乾燥重量/容量)のバクテリ
アセルロース−水懸濁液を調製し、該懸濁液10〜15
mlを遠心分離可能な試験管(内径14mm×長さ12
0mm、容量15ml)中に計り取りとる。その試験管
を3000rpm(約1700×G)で30分間遠心
し、バクテリアセルロースを沈降させる。懸濁液の体積
(V)に対する遠心分離終了後の沈降したバクテリアセ
ルロースの占める体積(v)の比、すなわちv/Vを求
め、沈降圧縮度とする。
テリアセルロース離解物の懸濁液の安定性が悪くなり、
シートの強度が低下するという欠点があり、上記の値よ
りも大きいと濾水性の向上が小さい。
〜0.33mm、且つ長さ加重平均繊維長が0.38〜
0.62mm且つ重さ加重平均繊維長が0.66〜0.
89mmであり、且つ沈降圧縮度が0.12〜0.20
であるバクテリアセルロースの離解物及び填料を含む抄
紙原料を抄造してなるバクテリアセルロース含有填料内
添紙及びその製造方法にも関する。
クテリアセルロースが集合した塊の大きさを反映してい
るものと思われる。本発明におけるバクテリアセルロー
スの平均繊維長は、以下に述べる方法で測定した値であ
る。しかし、例えば電気抵抗法[コールターカウンター
(商品名)を使用して測定する方法]、沈降法、密度勾
配遠心法、光散乱法、超音波散乱法、光学顕微鏡又は電
子顕微鏡下での観察法、画像処理法、篩分け法、表面積
測定法、光路遮蔽法等によっても測定可能と思われる。
し、Kajaani繊維長分布測定装置FS−200
(Kajaani Oy Electronics社
製)を使用して測定し、各平均繊維長を0〜1.75m
mの範囲の測定値の平均値として求める。
が絡まった状態(繊維集合体)で存在しており、これを
離解すると見掛けの平均繊維長が変化する。
0〜1.7倍の数平均繊維長、1.1〜1.8倍の長さ
加重平均繊維長及び1.2〜1.6倍の重さ加重平均繊
維長を有するバクテリアセルロース離解物が、濾水性の
点から好ましい。バクテリアセルロース離解物の各平均
繊維長が上記の各値よりも大きいと、紙のシートを製造
したときシートの地合いが悪くなり、シートの強度が低
下する。
と、紙のシートを製造した時地合いが悪くなり、シート
の強度が低下するという欠点があり、上記の各値よりも
小さいと濾水性の向上が小さい。
静置培養、撹拌培養、通気培養、振盪培養又はそれらの
組合わせによって得ることができる。例えば、特開昭5
9−120159号公報、特開昭61−152296号
公報、特開昭61−212295号公報、特開昭62−
265990号公報、特開昭62−175190号公
報、特開昭63−202394号公報、特開昭62−3
6467号公報、特開昭63−74490号公報、特表
平2−500116号公報、特表昭62−500630
号公報等に記載の方法によって得ることができる。好ま
しくは撹拌培養、通気培養、振盪培養、最も好ましくは
通気撹拌培養により得られたバクテリアセルロースであ
る。
度は、0.1%(バクテリアセルロース乾燥重量/容
量)濃度のバクテリアセルロース−水懸濁液において
2.5〜4.5ポアズ(角速度10rad/secにお
ける標準粘性率)である場合が多い。
パルプ、有機合成繊維、無機合成繊維等他の繊維状物や
無機フィラー、ウィスカー等と一緒に培養したものであ
ってもよい。また、バクテリアセルロースはメチル化、
アセチル化等の化学修飾したものであってもよい。
力がセルロース内部に応力を発生させこれを変形し破壊
することよるものと考えられる。機械的外力には、引っ
張り、曲げ、圧縮、ねじり、衝撃、剪断などが挙げられ
るが、一般的には圧縮、衝撃、剪断が主体である。
力は撹拌翼とバクテリアセルロースが衝突することによ
る衝撃力と、媒体の速度差によるズレ現象によって発生
する剪断応力が主体となる。
外力はバクテリアセルロースが外歯と内歯に挟まること
による圧縮力、高速に回転する歯とバクテリアセルロー
スが衝突することによる衝撃力、静止している外歯と高
速で回転する内歯の隙間に存在する媒体に発生する剪断
応力が主体となる。
的外力は超音波発振部の発振により媒体中にキャビテー
ション(空洞現象)が連続的に発生し、局部的に生じる
著しい剪断応力が主体となる。
は、前述のように、バクテリアセルロースの繊維又は繊
維集合体を破壊又は切断する効果よりも、繊維同士の絡
まりをほぐす効果のほうが大きい離解操作によって得ら
れる。
は、例えば次の方法で製造し得る。培養により得たバク
テリアセルロースを遠心分離法又濾過法等により培養液
から分離する。分離したバクテリアセルロースを必要に
応じ洗浄する。洗浄は水又は酸、アルカリ、中性洗剤、
界面活性剤、漂白剤等の水溶液で行い得る。次いで水、
溶媒等を加えて離解濃度を調整した後、該懸濁液に機械
的な力を加えて離解する。物理的な力を加える装置とし
ては、上記の繊維長及び圧縮沈降度が得られるものであ
れば任意の装置が使用できる。例えばミキサー、ホモジ
ナイザー、ホモミキサー、ポリトロン(商品名)、超音
波破砕機などが挙げられる。好ましいのはポリトロンに
よる離解である。離解の程度を調整することにより、繊
維長及び沈降圧縮度が上記の範囲に入るようにすること
ができる。離解の程度の調整は、例えば装置の出力を変
化させること、または離解時間を変化させること等によ
り行い得る。
ナトリウム等の電解質、顔料、活性炭微粒子等の無機化
合物、サイズ剤、歩留まり向上剤、蛍光剤、防カビ剤、
帯電防止剤、ラッテクス等の有機化合物を予め混合して
行ってもよい。
ルシウム、重質炭酸カルシウム、タルク、クレー、二酸
化チタン、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アル
ミニウム、活性白土、合成シリケート、カオリン、焼成
カオリン、プラスチック顔料等が挙げられる。
比は、好ましくは1〜50:1であり、更に好ましくは
5〜20:1である。バクテリアセルロース離解物に対
する填料の重量比が1未満では填料歩留まり効果が飽和
状態となり、50を超えると填料歩留まりが不充分とな
る。
ることが好ましい。2重量%未満では紙癖の悪化、不透
明度の低下等の問題が生じて填料の添加に伴う利点が現
れ難く、50重量%を超えると紙力の低下等の問題が生
じ得る。
は両性高分子電解質を添加することができる。電解質の
添加量は、使用する電解質の種類やバクテリアセルロー
ス離解物及び填料の性状や量により異なるが、0.00
5〜10重量%が適当である。
は、カチオン性ポリアクリルアミド、カチオン性でんぷ
ん、カチオン性グアーガム等が挙げられる。
ば両性ポリアクリルアミド、両性澱粉、両性グアーガム
等が挙げられる。
するが、実施例は本発明を限定するものではない。
ァーメンター培養法を用いて培養した。
L、硫酸マグネシウム0.3g/L、硫酸アンモニウム
3g/L、バクト−ペプトン5g/L、乳酸1.4ml
/L、初発pH5.0の組成の基本培地100mlを張
り込んだ750ml容Rouxフラスコに、セルロース
生産性酢酸菌アセトバクタースピーシーズBPR200
1(FERM P13466)の凍結保存菌液1mlを
植菌し、定温培養器内で28℃で3日間静置培養を行っ
た。このシード培養後、前記Rouxフラスコをよく振
盪した後、無菌条件下で内容物をガーゼ濾過しセルロー
ス片と菌体を分離した。次に10,000rpmで15
分間遠心分離し、培地成分と菌体(+微小セルロース)
を分離し、さらに滅菌生理食塩水で1〜2回菌体(+微
小セルロース)を洗浄、遠心分離を繰り返した。洗浄さ
れた菌体に必要量の滅菌生理食塩水を加え、撹拌後これ
をシード菌液とした。
地67.5mlを張り込んだ300ml容バッフルフラ
スコに植菌した。振盪培養機を用い、振幅2cm、回転
速度180rpm、温度28℃の条件で回転振盪しなが
ら4日間培養を行った。フラスコ内の固形物を水洗して
培地成分を除去した後、1%NaOH水溶液中で110
℃、20分間処理して菌体を除去し、さらに洗浄液が中
性付近になるまでセルロースを水洗し、バクテリアセル
ロースを得た。このバクテリアセルロースを離解等の後
の実験に用いた。
uxフラスコに、セルロース生産性酢酸菌アセトバクタ
ースピーシーズBPR2001(FERM P1346
6)の凍結保存菌液1mlを植菌し、定温培養器内で2
8℃で3日間静置培養を行った。静置培養終了後、前記
Rouxフラスコをよく振盪した後、無菌条件下で内容
物をガーゼ濾過しセルロース片と菌体を分離した。得ら
れた菌液7.5mlを上記基本培地67.5mlを張り
込んだ300ml容バッフルフラスコに植菌し、振盪培
養機を用い、振幅2cm、回転速度180rpm、温度
28℃の条件で回転振盪しながら3日間シード培養を行
った。
液とし、以下のジャーファーメンター培養に使用した。
するジャーファーメンター培養用の培地540mlを張
り込んだ小型ジャーファーメンター(全容量1000m
l)に無菌的に植菌し、30℃で20時間又は30時
間、pHを1N NaOH又は1N H2SO4で5.0
にコントロールしながら、また、撹拌回転数を初発40
0rpmで、溶存酸素量(DO)が3.0〜21.0%
内に入るように回転数を自動制御しながらジャーファー
メンターで培養を行った。
成の培地を用いた。
し、水洗して培地成分を除去した後、1%NaOH水溶
液中で110℃、20分間処理して菌体を除去した。さ
らに、洗浄液が中性付近になるまで生成セルロースを水
洗した後、離解等の後の実験に使用した。
により得た洗浄バクテリアセルロースに水を加え、離解
濃度を0.1%(バクテリアセルロース乾燥重量/容
量)に調整した。次いでこの懸濁液をポリトロン(回転
数10,000rpm)により25℃で3分間離解し
た。得られた離解物(A)の繊維長、沈降圧縮度を測定
した。
ャーファーメンター培養法により得た洗浄バクテリアセ
ルロースに水を加え、離解濃度を0.1%(バクテリア
セルロース乾燥重量/容量)に調整した懸濁液を従来法
(ミキサーを使用)により25℃で1分間離解した。得
られた離解物(B)の繊維長、沈降圧縮度を測定した。
繰り返して行った。測定結果を表1に示す。
括弧内の値は数回測定した値の範囲を示す。
(A)又は離解物(B)、JIS−P−8209に準拠
して離解したLBKP、軽質炭酸カルシウム及び必要に
より陽性澱粉を表2に記載した割合で混合し、標準型手
漉きシートマシーンで坪量100g/m2の紙を抄造し
た。
(A)又は離解物(B)とJIS−P−8209に準拠
して離解したLBKPを表2に記載した割合で混合し、
JIS−P−8121に準拠して、カナダ式標準型濾水
度(CSF)を測定し、抄紙時の濾水性の指標とした。
(A)又は離解物(B)、JIS−P−8209に準拠
して離解したLBKP、軽質炭酸カルシウム及び必要に
より陽性澱粉を表2に記載した割合で混合し、この紙料
原料を用いてTAPPI標準法T261に準拠して、ス
クリーン通過分より填料歩留まりを求めた。尚、填料分
の定量はTAPPI標準法T269に準拠し、400
℃、8時間で灰化して行った。
したバクテリアセルロース含有填料内添紙及びその製造
法を提供し得る。
Claims (8)
- 【請求項1】 沈降圧縮度が0.12〜0.20である
バクテリアセルロース離解物及び填料を含む抄紙原料を
抄造してなるバクテリアセルロース含有填料内添紙。 - 【請求項2】 数平均繊維長が0.19〜0.33m
m、且つ長さ加重平均繊維長が0.38〜0.62m
m、且つ重さ加重平均繊維長が0.66〜0.89mm
であるバクテリアセルロース離解物及び填料を含む抄紙
原料を抄造してなる請求項1に記載のバクテリアセルロ
ース含有填料内添紙。 - 【請求項3】 填料とバクテリアセルロースの重量比が
1〜50:1であることを特徴とする請求項1または2
に記載のバクテリアセルロース含有填料内添紙。 - 【請求項4】 更に、該抄紙原料中にカチオン性又は両
性高分子電解質を含むことを特徴とする請求項1〜3の
いずれか一項に記載のバクテリアセルロース含有填料内
添紙。 - 【請求項5】 沈降圧縮度が0.12〜0.20である
バクテリアセルロース離解物及び填料を抄紙原料に添加
し、抄造することを特徴とするバクテリアセルロース含
有填料内添紙の製造方法。 - 【請求項6】 数平均繊維長が0.19〜0.33m
m、且つ長さ加重平均繊維長が0.38〜0.62m
m、且つ重さ加重平均繊維長が0.66〜0.89mm
であるバクテリアセルロース離解物及び填料を抄紙原料
に添加し、抄造することを特徴とする請求項5に記載の
バクテリアセルロース含有填料内添紙の製造方法。 - 【請求項7】 填料とバクテリアセルロースの重量比が
1〜50:1であることを特徴とする請求項5または6
に記載の製造方法。 - 【請求項8】 更に、カチオン性又は両性高分子電解質
を添加することを特徴とする請求項5〜7のいずれか一
項に記載の製造方法。
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---|---|---|---|
JP27221693A JP2874824B2 (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | バクテリアセルロース含有填料内添紙及びその製造方法 |
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JPH07119068A JPH07119068A (ja) | 1995-05-09 |
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1993
- 1993-10-29 JP JP27221693A patent/JP2874824B2/ja not_active Expired - Fee Related
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