JP3543551B2 - 離解容易な内添紙力増強剤及び離解容易な紙又は繊維シートの製造法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は酵素変性したカチオン化澱粉を有効成分とする内添紙力増強剤並びに該紙力増強剤を使用する離解の容易な紙又は繊維シートの製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、製紙工業においては紙の乾燥時の各種強度を向上させるために、乾燥紙力増強剤が用いられている。カチオン化澱粉、カチオン化又はアニオン化ポリアクリルアミド等の水溶性高分子化合物がその例である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の乾燥紙力増強剤を使用して抄造した紙は、湿潤紙力増強剤を使用した紙ほどではないが、紙の離解性を悪化させるのが通例であり、再離解性の求められる紙、例えばトイレットペーパーや衛生紙、雨水により直ちに離解する必要のある農業用紙や繊維マット等には使用が制限される。
【０００４】
又、環境問題から紙のリサイクルが叫ばれる昨今にあっては、紙の再離解に際してエネルギーを消費しない紙が要求されている。
再生故紙のリサイクル率が増すにつれ、紙の一般強度が低下し、乾燥紙力増強剤の使用がますます増加している状況下にあっては、再離解性の良い紙力増強剤が特に求められている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するため、本発明は酵素変性により特定の粘度に至るまで粘度を低下せしめたカチオン化澱粉を紙力増強剤として使用する。
該酵素変性カチオン化澱粉を紙力増強剤として使用する事により、優れた乾燥紙力が得られると同時に卓越した再離解性が得られる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、カチオン化澱粉を酵素により変性し２５℃における固形分１５％水溶液の粘度が５乃至５００ｃｐｓ好ましくは１０乃至２００ｃｐｓとなるようにした、内添用紙力増強剤であり、該紙力増強剤を使用した離解の容易な紙又は繊維シートの製造法である。
【０００７】
本発明に用いられるカチオン化澱粉は各種の植物、たとえば馬鈴薯、さつまいも、タピオカ等の地下部から得られる澱粉や、小麦、米、とうもろこし等の穀物から得られる澱粉又はその誘導体を公知のカチオン化剤、たとえば３−クロロ−ヒドロキシプロピル・トリメチルアンモニウム・クロライドやグリシジールトリメチルアンモニウムクロライド等と触媒の存在下に反応させる事によって得られる。
又、本発明に使用される澱粉分解酵素には各種細菌、酵母、動植物の生産するα−アミラーゼ、β−アミラーゼ、γ−アミラーゼ、Ｉｓｏ−アミラーゼ等があるが、過度の低分子物や単糖類、寡糖類を生じさせ無い点でα−アミラーゼがもっとも好ましい。
【０００８】
本発明における低粘度化カチオン澱粉は上記カチオン澱粉類を澱粉分解酵素により変性し、低粘度化したものであるが、未変性のいわゆる生澱粉もしくはアセチル化、リン酸エステル化等の軽度の変性を受けた澱粉類に酵素を作用せしめて低粘度化せしめたものに前記のカチオン化試薬を反応せしめた低粘度カチオン澱粉も同様の性能を有し、本発明の一形態である。
【０００９】
澱粉の低粘度化法には酵素変性以外にも各種の酸化的方法、たとえば、次亜塩素酸ソーダ、過硫酸アンモニウム等の酸化剤で分子を切断し低粘度化する方法等があるが元の澱粉に比し紙力増強効果を大幅に減ずる点で好ましく無い。
【００１０】
本発明の紙力増強剤は２５℃における固形分１５％水溶液の粘度が５ｃｐｓ乃至５００ｃｐｓ、好ましくは１０ｃｐｓ乃至２００ｃｐｓとなるように酵素変性したカチオン化澱粉からなるものであるが、粘度が５００ｃｐｓを越える場合には、使用した紙又は繊維シートの離解性が無添加に比し大きく劣るようになり、又、５ｃｐｓ以下場合には紙力増強効果が殆どなくなる。
【００１１】
本発明の紙力増強剤は、製紙工程のいわゆるウエットエンドと称される位置において水中に分散された木材パルプ繊維、合成繊維、鉱物繊維等の繊維原料の水性スラリー中へ添加されて効率良く繊維原料に定着し、抄き上がった紙又は繊維シート、繊維マット等に優れた乾燥時の諸強度をもたらすと同時にたやすく再離解される性質を付与するものである。
【００１２】
【実施例】
以下、実施例および比較例を上げて、本発明を具体的に説明する。なお以下の各例において、とくに断らない限り％とあるのは重量％、部とあるのは重量部を表す。
【００１３】
【実施例１】
置換率（ＤＳ）０．０３を有する馬鈴薯原料のカチオン化澱粉の２０％水分散液にα−アミラーゼを澱粉重量に対して０．０２％混合し、撹拌しつつ８０〜８５℃に加温し、１０分間反応分解せしめた後希硫酸を添加して液のＰＨを３．５〜４．０とした後９６〜１００℃に１０分間加熱後、冷却し、水で希釈して固形分濃度１５％で、２５℃における粘度７５ｃｐｓの酵素変性カチオン化澱粉溶液を得た。
【００１４】
【実施例２】
α−アミラーゼを澱粉に対して０．００５％使用する以外は実施例１と同様に操作して、固形分濃度１５％で２５℃における粘度４５０ｃｐｓを有する酵素変性カチオン化澱粉溶液を得た。
【００１５】
【実施例３】
置換率（ＤＳ）０．０３５を有するタピオカ原料のカチオン化澱粉を使用し、α−アミラーゼを澱粉に対して０．０１５％使用する以外は実施例３と同様に操作して、固形分濃度１５％で２５℃における粘度１９０ｃｐｓを有する酵素変性カチオン化澱粉溶液を得た。
【００１６】
【実施例４】
α−アミラーゼを澱粉に対して０．０５％使用する以外は実施例３と同様に操作して、固形分濃度１５％で２５℃における粘度２５ｃｐｓを有する酵素変性カチオン化澱粉溶液を得た。
【００１７】
【実施例５】
α−アミラーゼを澱粉に対して０．１％使用する以外は実施例３と同様に操作して固形分濃度１５％で２５℃における粘度１０ｃｐｓを有する酵素変性カチオン化澱粉を溶液を得た。
【００１８】
【実施例６】
タピオカ原料の澱粉の２５部を水７５部に分散せしめた分散液に澱粉重量に対して０．０３％のαアミラーゼを添加して混合し、８０〜８５℃で１０分間酵素反応して分解せしめた後、希硫酸を添加して液のＰＨを３．５〜４．０とした後９６〜１００℃に１０分間加熱後、冷却し、５０℃において苛性ソーダを０．４部、グリシジルトリメチルオンモニウムクロライドを１．１部添加し、４５〜５０℃において８時間反応後冷却、硫酸で中和した後水で希釈し、固形分濃度１５％、２５℃における粘度４０ｃｐｓを有する酵素変性カチオン化澱粉（ＤＳ０．０５）の水溶液を得た。
【００１９】
【実施例７】
α−アミラーゼを澱粉に対して０．１５％使用する以外は実施例３と同様に操作して、固形分濃度１５％液の２５℃における粘度６ｃｐｓを有する酵素変性カチオン澱粉の水溶液を得た。
【００２０】
【比較例１】
α−アミラーゼを澱粉に対して０．００４％使用する以外は実施例１と同様に操作して１５％液の２５℃における粘度６２０ｃｐｓを有する酵素変性カチオン化澱粉の水溶液を得た。
【００２１】
【実施例８】
カナデイアンフリーネス４００ｃｃに叩解した晒しクラフトパルプ（Ｌ−ＢＫＰ）の１％パルプスラリーに実施例１〜６、比較例１、及び第１表記載の紙力増強剤をそれぞれ対気乾パルプ重量固形分１．０％添加し、ＴＡＰＰＩスタンダードシートマシンにより常法どうり手抄シートを調製した。得られた湿紙は１１０℃のプレートドライヤーにより２分間乾燥し６０ｇ／ｍ^２に相当する手抄紙を得た。手抄紙は２０℃、相対湿度６５％の室内に一昼夜調湿後、乾燥時の紙力及び離解性を試験した。試験結果を第１表に示す。
第１表注
＊粘度：Ｂ型粘度計 ２５℃における粘度
＊＊離解性テスト：１ｃｍ^２に裂いた紙片０．６ｇを２００ｃｃの水中に入れ撹拌機を用いて３００ｒｐｍで撹拌し、紙片が完全に離解するまでの時間を測定。
カチオン化澱粉Ａ：ＤＳ ０．０４を有するタピオカ原料のカチオン化澱粉
カチオン化澱粉Ｂ：ＤＳ ０．０３を有するカチオン化馬鈴薯澱粉を次亜塩素酸ソーダにより分解して低粘度化したもの
カチオン化澱粉Ｃ：ＤＳ ０．０３を有する馬鈴薯澱粉に過硫酸アンモニウムを添加して熱分解し低粘度化したもの
【００２２】
【表１】

【００２３】
【発明の効果】
本発明は以上の実施例で示したように優れた乾燥時の紙力増強効果と同時に優れた離解性を成紙に付与するものである。

Claims (4)

1. ２５℃における固形分１５％水溶液の粘度が５乃至５００ｃｐｓとなるように酵素変性したカチオン化澱粉を有効成分とする内添紙力増強剤。
2. ２５℃における固形分１５％水溶液の粘度が５乃至５００ｃｐｓとなるように酵素変性したカチオン化澱粉を繊維原料に添加して抄造する事を特徴とする離解の容易な紙又は繊維シートの製造法。
3. 固形分１５％水溶液の２５℃における粘度が１０乃至２００ｃｐｓである事を特徴とする請求項１記載の内添紙力増強剤。
4. 固形分１５％水溶液の２５℃における粘度が１０乃至２００ｃｐｓである酵素分解したカチオン化澱粉を繊維原料に添加して抄造する事を特徴とする請求項２記載の離解の容易な紙又は繊維シートの製造法。