JP3274529B2 - バクテリアセルロース含有紙 - Google Patents

バクテリアセルロース含有紙

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JP3274529B2 JP07261293A JP7261293A JP3274529B2 JP 3274529 B2 JP3274529 B2 JP 3274529B2 JP 07261293 A JP07261293 A JP 07261293A JP 7261293 A JP7261293 A JP 7261293A JP 3274529 B2 JP3274529 B2 JP 3274529B2
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バクテリアセルロース
含有紙に関するものであり、更に詳しくは、バクテリア
セルロースの歩留りが向上してサイズ剤の定着が改善さ
れ、サイズ性の改良されたバクテリアセルロース含有紙
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、森林保護の観点から木材パルプに
代わる製紙原料として、または、紙に種々の機能を付与
する添加物として、バクテリアセルロースが研究されて
いる。
【0003】バクテリアセルロースを紙中に含有させた
ときの特長としては、特開昭62−36467号公報に
開示されているような力学強度の向上、特開昭63−2
95793号公報に開示されているような不透明性及び
強度の改良、特開平1−246495号公報に開示され
ているような填料と微細繊維の歩留り及び地合の改良等
がある。
【0004】ところで、バクテリアセルロースを含有す
るパルプスラリーを抄紙してなる紙においては、サイズ
剤の効果が現れ難く、充分なサイズ度を得ることが困難
となっていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】バクテリアセルロース
含有紙を製造する方法としては、抄紙する方法が一般的
であり、この方法においてサイズ剤の効果が現れ難いと
いう点を改善する必要があった。
【0006】即ち、本発明の目的は、バクテリアセルロ
ースを含有するパルプスラリーにサイズ剤を添加して抄
紙し、サイズ剤の効果を改良したバクテリアセルロース
含有紙を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究し
た結果、本発明のバクテリアセルロース含有紙を発明す
るに至った。即ち、本発明のバクテリアセルロース含有
紙は、バクテリアセルロース及びサイズ剤を含有するパ
ルプスラリーであって、且つ陽性又は両性澱粉をパルプ
に対して0.2〜2重量%及びコロイド状シリカを該澱
粉に対して5〜50重量%を該パルプスラリー中に添加
して抄紙したものであることを特徴とする。
【0008】以下、本発明の紙の製造方法について、詳
細に説明する。本発明のバクテリアセルロース含有紙を
発明するに当たって、該バクテリアセルロース含有紙の
サイズ性低下の原因としては、抄紙工程においてサイズ
剤の定着または歩留りが充分ではないことであると推定
し、サイズ剤の定着または歩留りの向上を目的に、サイ
ズ定着剤や歩留り向上剤の添加等を検討した結果、陽性
または両性澱粉及びコロイド状シリカを、それぞれ特定
量をパルプスラリーに添加して抄紙することにより、サ
イズ剤の歩留りが改善され、充分なサイズ性が得られる
ことを見い出した。
【0009】本発明のバクテリアセルロース含有紙にお
いて、パルプスラリー中に添加すべき陽性または両性澱
粉の添加量は、パルプに対して0.2〜2重量%であ
る。ここで、添加量が0.2重量パーセント未満では、
充分なサイズ剤の歩留り向上の効果が得られず、2重量
パーセントを超える場合には、それ以上のサイズ剤の歩
留り向上の効果が得られないのみならず、澱粉の添加に
伴う乾燥負荷の増大等の問題が表面化する。なお、ここ
でいうパルプとは、バクテリアセルロースと木材パルプ
の混合物を表すものとする。
【0010】本発明のバクテリアセルロース含有紙にお
いて、パルプスラリー中に添加すべきコロイド状シリカ
の添加量は、陽性または両性澱粉に対して5〜50重量
%である。ここで、添加量が5重量パーセント未満で
は、充分なサイズ剤の歩留り向上の効果が得られず、5
0重量パーセントを超える場合には、それ以上のサイズ
剤の歩留り向上の効果が得られないのみならず、地合が
著しく悪化する。
【0011】本発明に用いられる陽性または両性澱粉と
は、トウモロコシ澱粉、タピオカ澱粉、馬鈴薯澱粉等の
通常の澱粉に、アンモニウム基等の陽性の官能基を導入
したものであり、必要に応じて他の官能基を導入して、
両性にすることもできる。
【0012】本発明に用いられるコロイド状シリカと
は、超微粒子状の無水シリカで、透過型電子顕微鏡写真
の観察によって求めた一次粒子の平均粒径が約50nm
以下のものである。特に、陰性のシリカゾルであること
が好ましい。
【0013】本発明に用いられるサイズ剤としては、例
えば、ロジン系サイズ剤、アルキルケテンダイマーサイ
ズ剤、アルケニル無水琥珀酸サイズ剤、スチレン系等の
合成サイズ剤等が挙げられる。
【0014】本発明のバクテリアセルロースとは、微生
物により生産された、セルロース、セルロースを主鎖と
したヘテロ多糖、β−1,3、β−1,2等のグルカ
ン、のいずれか或はそれらの混合物であり、機械的剪断
力により水中に分散あるいは離解して用いる。なお、ヘ
テロ多糖の場合のセルロース以外の構成成分は、マンノ
ース、フラクトース、ガラクトース、キシロース、アラ
ビノース、ラムノース、グルクロン酸等の6炭等、5炭
等及び有機酸等である。
【0015】バクテリアセルロースを生産する微生物
は、特に限定されないが、アセトバクター・アセチ・サ
ブスピーシス・キシリナム(Acetobactor acetisubsp x
ylinum)、ATCC 10821或は同パストウリアン
(A.pasteurium)、同ランセンス(A.rancens)、サル
シナ・ベントリクリ(Sarcina ventriculi)、バクテリ
ウム・キシロイデス(Bacterium xyloides)、シュード
モナス属細菌、アグロバクテリウム属細菌等であり、バ
クテリアセルロースを生産するものを利用することがで
きる。
【0016】なお、バクテリアセルロースの培養方法と
しては、静置培養、通気攪拌培養のいずれも使用するこ
とができる。
【0017】本発明に使用するバクテリアセルロース以
外のパルプとしては、NBKP、LBKP、NBSP、
LBSP、CGP、TMP、GP、DIP、各種非木材
パルプ等が挙げられる。
【0018】本発明のバクテリアセルロース含有紙を製
造するに当たって、通常抄紙で用いられる、染料、填
料、乾燥紙力増強剤、サイズ剤や定着剤等、または他の
歩留り剤を必要に応じて使用することができる。さら
に、表面にサイズプレス等により、澱粉やポリビニルア
ルコール等を使用して塗布することも可能である。ま
た、必要に応じて表面に塗工層を設けることも可能であ
り、その際の塗工には、ブレード塗工法、エアナイフ塗
工法、バー塗工法、カーテン塗工法、ダイ塗工法、グラ
ビア塗工法等が用いられる。
【0019】本発明のバクテリアセルロース含有紙は、
バクテリアセルロースの特性を生かしながら、充分なサ
イズ性を有するものであり、バクテリアセルロース含有
紙を何等加工せずに使用することができる。例えば、印
刷用紙、筆記用紙、薄葉紙、透明紙、電子写真用転写
紙、熱転写受像紙等が挙げられる。或はバクテリアセル
ロース含有紙を原紙として扱い、その表面に各種塗工層
を設けた塗工紙として使用することができる。例えば、
印刷用塗工紙、感熱記録紙、感圧紙、インクジェット用
紙、磁気記録紙等が挙げられる。
【0020】
【作用】本発明のバクテリアセルロース含有紙は、バク
テリアセルロースとサイズ剤を含有するパルプスラリー
で、且つパルプスラリー中に陽性または両性澱粉及びコ
ロイド状シリカをそれぞれ特定量添加してなるバクテリ
アセルロース含有紙であり、比表面積が比較的大きく、
サイズ剤が定着し易い極微細なバクテリアセルロースの
歩留りを向上させることにより、サイズ剤の損失を防止
することができる。従って、このバクテリアセルロース
含有紙は、充分なサイズ性を有するものである。
【0021】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。なお、本発明は実施例に限定されるものではない。
以下における部、%はすべて重量によるものである。
【0022】[バクテリアセルロースの調製例]シュー
クロース5g/dl、酵母エキス0.5g/dl、硫安
0.5g/dl、リン酸水素カリウム0.3g/dl、
硫酸マグネシウム(MgSO4・7H2O)0.05g/
dlからなる組成の培地(pH5.0)50mlを、容
量200mlの三角フラスコに張り込み、120℃で2
0分間蒸気殺菌して培養液を作製した。次に、この培養
液に酵母エキス0.5g/dl、ペプトン0.3g/d
l、マンニトール2.5g/dlからなる組成の試験管
斜面寒天培地(pH6.0)で30℃、3日間生育させ
たアセトバクター・アセチ・サブスピーシス・キシリナ
ム(ATCC 10821)を1白金耳ずつ接種し、3
0℃で培養した。
【0023】上記条件で30日間培養したところ、培養
液の上層に白色のバクテリアセルロース性多糖類を含む
ゲル状の膜が形成された。このゲル状の膜を水洗後、乾
燥重量の200倍の水を加え、エキセルオートホモジナ
イザー(日本精機社製)を用いて15000rpmで1
0分間処理し、バクテリアセルロースの0.5%懸濁液
を調製した。
【0024】実施例1〜3 上記調製例で作製したバクテリアセルロースとろ水度4
00mlまで叩解したLBKPを、重量比で20:80
に混合したパルプ100部に対し、軽質炭酸カルシウム
(タマパール121、奥多摩工業社製)を10部、陽性
澱粉(エクセルNO4、日澱化学社製)を1部、アルキ
ルケテンダイマーサイズ剤(ハーコン11−2、日本P
MC社製)を0.2部添加し、更に、コロイド状シリカ
(BMA−0、日産エカノーベル社製)を、陽性澱粉に
対して量を3水準に変化させて、5重量%、15重量
%、並びに50重量%添加したパルプスラリーを用い
て、標準角型手抄きシートマシン(熊谷理機工業社製)
で、坪量60〜62g/m2 のバクテリアセルロース含
有紙を製造した。これらを、コロイド状シリカの添加量
の少ないものから順に、実施例1、実施例2、並びに実
施例3のバクテリアセルロース含有紙とした。
【0025】実施例4〜6 実施例2において、陽性澱粉を、量を3水準に変化させ
て、0.2部、0.5部、並びに2部添加する以外は、
すべて実施例2と同一の方法でバクテリアセルロース含
有紙を製造した。これらを、陽性澱粉の添加量の少ない
ものから順に、実施例4、実施例5、並びに実施例6の
バクテリアセルロース含有紙とした。
【0026】実施例7 実施例2において、調製例のバクテリアセルロースとろ
水度400mlまで叩解したLBKPを、重量比で2
0:80に混合したパルプ100部に代えて、重量比で
40:60に混合したパルプ100部とする以外は、す
べて実施例2と同一の方法でバクテリアセルロース含有
紙を製造した。これを、実施例7のバクテリアセルロー
ス含有紙とした。
【0027】実施例8 実施例2において、陽性澱粉(エクセルNO4、日澱化
学社製)に代えて、両性澱粉(ケイト3210、王子ナ
ショナル社製)とする以外は、すべて実施例2と同一の
方法でバクテリアセルロース含有紙を製造した。これ
を、実施例8のバクテリアセルロース含有紙とした。
【0028】実施例9 実施例2において、軽質炭酸カルシウムを添加せず、ア
ルキルケテンダイマーサイズ剤に代えてロジンサイズ剤
(ニューフォー100、日本PMC社製)を0.5部、
硫酸バンドを2部添加し、コロイド状シリカをBMA−
0に代えてBMA−9(日産エカノーベル社製)とする
以外は、すべて実施例2と同一の方法でバクテリアセル
ロース含有紙を製造した。これを、実施例9のバクテリ
アセルロース含有紙とした。
【0029】比較例1及び2 実施例2において、陽性澱粉を、量を2水準に変化させ
て、0.1部及び2.5部添加する以外は、すべて実施
例2と同一の方法でバクテリアセルロース含有紙を製造
した。これらを、陽性澱粉の添加量の少ないものから順
に、比較例1及び比較例2のバクテリアセルロース含有
紙とした。
【0030】比較例3及び4 実施例1において、コロイド状シリカを、陽性澱粉に対
して量を2水準に変化させて、4重量%及び60重量%
添加する以外は、すべて実施例1と同一の方法でバクテ
リアセルロース含有紙を製造した。これらを、コロイド
状シリカの添加量の少ないものから順に、比較例3及び
比較例4のバクテリアセルロース含有紙とした。
【0031】比較例5 実施例1において、コロイド状シリカを添加せず、水溶
性高分子歩留り剤(パーコール57、アライドコロイド
社製)をパルプ100部に対して0.02部添加する以
外は、すべて実施例1と同一の方法でバクテリアセルロ
ース含有紙を製造した。これを、比較例5のバクテリア
セルロース含有紙とした。
【0032】比較例6 実施例9において、コロイド状シリカを添加しない以外
は、すべて実施例9と同一の方法でバクテリアセルロー
ス含有紙を製造した。これを、比較例6のバクテリアセ
ルロース含有紙とした。
【0033】以上の結果をまとめて表1に示す。なお、
ステキヒト・サイズ度は、JIS−P−8122に記載
の紙のステキヒト・サイズ度試験方法に準拠して測定し
た値である。必要とされるステキヒト・サイズ度の値
は、添加するサイズ剤の量や要求されるサイズ性の度合
によっても異なるが、本発明の実施例及び比較例におい
ては、8秒以上であることが好ましい。
【0034】
【表1】 表1における注意書き:陽性または両性の澱粉の添加量
は、パルプに対する重量%で表した。コロイド状シリカ
の添加量は、陽性または両性の澱粉に対する重量%で表
した。BCは、バクテリアセルロースの略称である。比
較例2では、所定の条件で充分に乾燥せず、乾燥時間を
延長した。比較例4では、地合が著しく悪化した。
【0035】
【発明の効果】以上の結果から、本発明のバクテリアセ
ルロース含有紙は、バクテリアセルロース及びサイズ剤
をパルプスラリー中に含有し、更にパルプスラリー中に
陽性または両性澱粉及びコロイド状シリカをそれぞれ特
定量添加し、製造してなるものであり、抄紙工程でのサ
イズ剤の損失が改善され、充分なサイズ性を有するもの
である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バクテリアセルロース及びサイズ剤を含
    有するパルプスラリーであって、且つ陽性又は両性澱粉
    をパルプに対して0.2〜2重量%及びコロイド状シリ
    カを該澱粉に対して5〜50重量%を該パルプスラリー
    中に添加して抄紙したバクテリアセルロース含有紙。
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