JPH01213499A

JPH01213499A - 紙の製造方法

Info

Publication number: JPH01213499A
Application number: JP3920988A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Arai; 茂新井
Original assignee: NIPPON KAMIPARUPU KENKYUSHO KK
Current assignee: NIPPON KAMIPARUPU KENKYUSHO KK
Priority date: 1988-02-22
Filing date: 1988-02-22
Publication date: 1989-08-28
Anticipated expiration: 2012-11-05
Also published as: JP2673693B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】童呈上■剋朋分野本発明は、澱粉粒子を加熱することなく、機械的手段に
より糊化することにより冷水中で少くとも一部が溶解、
ゲル化する糊化澱粉粒子をパルプスラリーに内添するこ
とにより、紙力が強く、填料の歩留まりが良好であり、
しかも平滑性に富んだ紙の製造方法に関する。

従米瑳班従来、澱粉を紙力増強剤として、また歩留まり向上剤と
して使用することは一般に行われている。

一般的には生澱粉がそのまま使用されることはあまりな
く、あっても限られた分野であり、通常は生澱粉を水に
分散し、加熱溶解して使用するか、化学的に処理をした
化工澱粉を溶解しバルブスラリー中に添加していた。パ
ルプスラリーに内添された澱粉はワイヤーパートで白水
と一緒に排出され、いわゆるワンパスリテンションが悪
くなる。

そのため、一般的には澱粉の水酸基の一部を化学的に修
飾した化工澱粉が使われるが、置ｔＡ基の種類、分子量
、置換の程度等を変えたり、パルプへの吸着を助けるた
めの助剤の添加等により歩留まりの向上が計られている
。糊化処理をしないで澱粉粒子のままパルプスラリーに
内添使用する場合の紙力増強効果は糊化澱粉や化工澱粉
を溶解し、内添した紙力に及ばず、出来あがった紙の表
面性も良くない。

■が解ｌしようとする課題本発明は、澱粉粒子を加熱したり、化学的に処理するこ
となく、機械的手段による処理をするのみで、少くとも
一部が糊化した澱粉粒子をパルプスラリーに内添するこ
とにより紙力が強く、表面性のよい紙を製造するための
方法を提供することを課題とする。

以下本発明の詳細な説明する。

ｘ皿■盪底本発明の特徴は、澱粉粒子を衝撃、圧潰、摩擦、せん断
等の作用を有する機械的手段により処理することによっ
て、少くとも一部を、糊化した澱粉粒子をパルプスラリ
ーに混合、内添することにある。機械的手段により処理
した澱粉粒子は、処理の程度により糊化の比率を変える
ことができ、それにより、冷水に溶は出す澱粉質の量や
ゲル化の程度をコントロールすることができるため、用
途に応じ糊化率を調整することができる。澱粉粒子は完
全に水に溶解する必要はなく、むしろ粒子の大半を溶解
させずに殻として残した状態で使用することが望ましい
。又、粒子の一部は膨潤ゲル化し保水性及び粘着性に冨
み、ワイヤー歩留りが向上し、抄紙のドライヤ一部の熱
量でも容易に糊化し、乾祇強度を高め、同時に、紙の表
面平滑性を向上する。

なお、ここでいう機械的に処理した糊化澱粉粒子とは、
澱粉粒子の標準的な糊化率の測定法であるグルコアミラ
ーゼ法により測定した糊化率が３％を超すものを指す。

また、今後、断わらない限り、糊化率はグルコアミラー
ゼ法による測定値を言う。

課題を”決するための本発明は、上述のように澱粉粒子を加熱することなく、
衝撃、圧潰、摩擦、せん断等の作用を有する機械的手段
で処理をした糊化澱粉粒子をパルプスラリーに内添する
ことにある。この機械的手段としては、例えば、棒や球
体の衝撃力を利用したボールミル、ロッドミル、サンド
ブラスト等、圧潰力と摩擦力を利用したニーダ−や乳鉢
、石臼等が利用できるが、特にこれらに制限されるもの
でない。

これらの装置のうち、ボールミルやロッドミルによる処
理は材質、形状、大きさ、重量及び振動数、振幅等によ
り衝撃力や摩擦力をコントロールし得るので、処理後の
澱粉粒子の形状や糊化の程度比較的容易にを調整できる
。

したがって、用途に応じた糊化率の澱粉粒子を内添薬品
として、選ぶことができる。

本発明において上記の処理に使用し得る澱粉粒子は、植
物系澱粉粒子であれば特にその種類に制約されない。例
えば、米、もち米、トウモロコシ、モチトウモロコシ、
小麦、大麦、サトイモ、バレイショ、ユリ、カタクリ、
アミロトウモロコシ、クズ、ヤマノイモ、カンショ、タ
ピオカ等が挙げられ、また、地上系、地下系の差や澱粉
中に含まれているアミノペクチン、アミロース及びその
他の共存する多ｗＩ類、タンパク質等の差や有無によっ
て規制されない。

また、本発明で用いられる澱粉粒子は主として生澱粉で
あるが、この他に、澱粉中の水酸基を化学的に修飾した
、いわゆる、化工澱粉でもよい。

この化工澱粉の化学的修飾度は、通常、置換度として表
され、水酸基を置換した置換基の数を示すが、置換度や
置換基の種類、大きさ等によっても澱粉の性質が異なる
。本発明では化工澱粉の置換度に特に制約はないが、冷
水に溶けない程度の小さいものを用いる方が経済的に有
利である。基本的には生澱粉を用いた場合と同様に、前
記の機械的処理によりその糊化率が向上し、水に溶けや
すくなる。

更に、本発明では、原料としての澱粉粒子を機械的処理
をするに当って、澱粉粒子に顔料を加えて混合状態で処
理することもできる。澱粉粒子に顔料を混合して機械的
処理、例えばボールミル等の比較的緩やかな衝撃力によ
り粉砕処理すると、澱粉粒子の表面に顔料の微細な粒子
が打ち込まれ、澱粉粒子と顔料が複合化した顔料複合化
澱粉粒子の形態となるが、該澱粉粒子も冷水中で同様の
挙動を示す。すなわち、顔料複合化澱粉粒子を冷水中で
攪拌すると、複合化した顔料は澱粉粒子の表面（殻）に
そのまま残り、澱粉粒子内部の冷水可溶分が溶解して空
洞となる。ここで用いる顔料は、特に規制はされないが
、炭酸カルシウム、カオリン、無水硫酸カルシウム、石
膏、亜硫酸カルシウム、珪酸カルシウム、硫酸バリウム
、タルク、アスベスト、珪藻土、二酸化チタン、硫化亜
鉛、酸化亜鉛等が好ましいものとして例示し得る。この
顔料複合化澱粉粒子をパルプスラリーに内添すると、填
料の歩留まりがよく、しかも紙力を落とすことなく高填
料祇を抄紙することができる。なお、これらの顔料の澱
粉粒子に対する混合割合は、顔料の種類、大きさにより
適当な割合があるが、それにより本発明が制約されるも
のではない。

澱粉粒子の機械的処理を行うに際しては、特殊な場合を
除き、媒体を使用しない乾式法で行うことが好ましい。

すなわち、上記処理を水などの媒体を加えた湿式法で行
うと、処理後の澱粉粒子の取扱いが煩雑となるので、処
理後液体に分散する必要のある本発明の場合でも、乾式
法で処理することが好ましい。しかし、媒体を使用する
ことが好ましい場合があり、例えば、水等の媒体の存在
下で、アルカリ、酸、架橋剤、耐水化剤等を添加したり
、また、アニオン、カチオン等の助剤による澱粉粒子の
表面活性の改質などを行う場合である。しかしこのよう
なときでも乾式法で処理した後で溶液やエマルジョンな
どの改質剤により改質することも可能である。

本発明による糊化澱粉粒子をパルプスラリーに内添する
時には、原則的には粉体のまま添加する。

しかし、該澱粉を水に分散した後に添加してもよいし、
水又は温水に溶解した後に添加してもよく、添加する時
の形態に制約されない。又パルプスラリーに内添する場
所も他の添加剤との兼ね合いで決めればよく、規制する
ものではない。

以下に実施例を示して本発明及びその効果を具体的に説
明する。実施例の％は特記しない限り重量を表わす。

澱粉粒子の糊化率の測定（グルコアミラーゼ法の測定） ■）反応系水溶性澱粉子グルコアミラーゼーグルコースグルコース
＋グルコスタット試薬一グルコノラクトン十色素２）反応液グルコスタット試薬＜　１１．５０／ｍｎ　＞　　３．
０　ｍｌｌグルコアミラーゼ＜３４Ｕ／ｍＡ＞　　　　
０．２　ｍＡ’試料＜　１ｍｇ／ｍｊ’　＞　　　　　
　　　　　　９．５　ｍｌ蒸留水　　　　　　　　　　
　　　　　１．Ｏｎｊ！合計　　　　５．Ｏｎ＋ｊ！盲検対照は蒸留水とする。比較として水溶性澱粉を用い
、その糊化率を１００．０％とする。

３）反応条件室温、６０℃で十分に攪拌する。

４）測定反応終了後、３０００ｒｐｍで１０分間遠心分離を行い
、上澄みの５００　ｎｍの吸収をベックマンＤＵ？で測
定した。

澱粉粒子の溶質骨の測定ｌ）試料機械的処理済み澱粉粒子、及びブランク　（処理なし）２）試料水分の測定１０５℃　４時間乾燥により含水率算出３）？８質分の
測定試料を約２ｇ精秤し、２０℃（±１℃）の蒸留水（２０
０ｎ＋　ｊ！　）中に分散し、撹拌モーターにより３０
分間攪拌した後、濾紙により分散液を濾過する。

濾液を蒸留水を加え２５０Ｉ１１とした後、その内の５
０ｍ　ｌ！を採り、蒸発乾固法により溶質分を測定する
。

４）計算式１）本例は澱粉粒子の処理時間の差による紙力への影響
を調べた結果を示したものである。

パルプ　・ＬＢＫＰ　（Ｃ３Ｆ　　３８ｋＡ）澱粉粒子
・生澱粉粒子（コーンスターチ：玉子コーンスターチ製
）澱粉粒子の処理の程度＊装置　：ロツドミル（４５０ｍｊ！容器）を振動ボー
ルミルとして流用する。

ボール材質：アルミナボールボールの径＝２ｍＩＩｌボール合計重量：３００ｇ＊処理条件：乾式法により、水等の媒体は使用しない。

＊処理時間二〇分（比較例）、１０分、１２０分澱粉粒
子の配合量二〇、５．１０％対パルプ（外側比率）パルプスラリーのｐＨニア、４（硫酸バンド液により調整）手抄き紙の米坪　：５０ｇ／ｎ？　　円形シート（１１
５０ｎ？）パルプはユーカリＬＢＫＰを用いＰＦＩミル
でＣ３Ｃ３Ｆ３８Ｏ！になるように叩解した。澱粉粒子
は生澱粉（コーンスターチ）を用い、振動ボールミルに
より上記の条件で機械的処理を行った。

所定量の澱粉を粉状のままパルプスラリー（濃度０．３
５％）に添加した後、パルプスラリーのｐｌ＋による影
響を見るため、硫酸バンドによりｐＨ調整を行った。但
しｐ）ｌ　７　　（実測定Ｉ＋　７．３）は硫酸ハンド
を添加しなかった。

なお、ブランクとして澱粉を加えていない以外は実施例
と同様に作成したシートを得た。又比較例として機械的
処理をしていない澱粉粒子を用いた他は、実施例と同様
に作成したシートにより比較試験した。

試験結果は澱粉粒子を添加していないシートの各物性値
を１００としたときの比較例と実施例の比率を表１に示
す。

表１処理時間が長い程各紙力および平滑度とも高い比率とな
り物性が大幅に向上している。パルプスラリーのｐＨは
澱粉歩留まりに大きく影響し、生澱粉であってもパルプ
スラリー９Ｈを４付近にすることにより９０％以上、１
００％近くになる。また、糊化率が高くなるに従って歩
留まりも向上しているが、水へ溶は出す澱粉量が増えて
いるにもかかわらず歩留まりが良くなっている事を示し
ており、これは澱粉粒子が物理的・化学的に活性化し、
架橋剤、改質剤等との反応や歩留まりの向上を容易にす
ることを示している。

実施例２本例は澱粉粒子に顔料を添加、混合して得た填料複合化
澱粉粒子を内添した時の効果を調べた結果である。

パルプ・ＬＢＫＰ　（Ｃ３Ｆ　　３ＢＯｎ＋Ｊ）填料複
合化澱粉粒子・二酸化チタンを澱粉粒子（カチオン澱粉
粒子ＣＡＴＯｌ　５：玉子ナショナル製）　１０部に対し１部の割合で混合した。

機械処理の程度＊装置　：振動ボールミル（４５０ｍＡ容器）ボール材
質　アルミナボールボールの径　　２ｍｍボールの合計重量　３００ｇ＊処理条件：乾式法により、水等の媒体は使用しない。

＊処理時間二〇分（比較例）、１０分填料複合化澱粉粒子の配合量：０％（ブランク）１０％対絶乾パルプスラリーのｐＨ：４手抄き祇米坪　　・６０ｇ／ボ　円形シート　（１１５
０ｍ　）実施例１で使用した叩解パルプを用い、填料複
合化澱粉粒子の歩留まりと不透明度及び紙力をテストし
た。填料の複合化は澱粉粒子１０ｇに対し二酸化チタン
を１ｇの割合で配合し、上記装置により１０分間混合粉
砕し複合化したものを用いた。

該複合化澱粉粒子を２０℃の蒸留水に濃度１％で分散し
、デイスイングレータ−により１０分間撹拌した後、電
子顕微鏡により観察した。澱粉粒子と複合化していた二
酸化チタンの解離はほとんど見られなかったが、溶質分
の溶は出した跡がクレータ−状に陥没している澱粉粒子
が多数観察された。

濃度０．３５％のパルプスラリーに対し該填料複合化澱
粉粒子を絶乾パルプ１００ｇに対し１０ｇの割合、すな
わち、二酸化チタンとしては０．９ｇを加え撹拌し、硫
酸バンドによりパルプスラリーのｐＨを４（実測値４．
３）に調整した後、６０ｇ／　ｒｄＯ手抄きシートを得
た。

比較例として未処理のカチオン澱粉粒子と二酸化チタン
を別々に加えたほかは実施例１と同様に配合した手抄き
シートを作成し比較した。澱粉粒子及び二酸化チタンを
加えないブランクシートの各物性値を１００としたとき
の比較例と実施例との比率を表２に示す。

表２比較例と比べ実施例は比引裂強度は若干の向上であるが
裂断長、破裂強度、耐折強度とも大巾に向上している。

灰分から算出した二酸化チタンの歩留まりは、実施例は
８０％以上であるが比較例は３０％以下であり、不透明
性（実測７７％が８０％に３ポイントアツプ）が改善さ
れ、平滑性は大幅に向上している。また、実施例１との
比較では、同じ処理時間でも澱粉粒子単独処理より、澱
粉粒子と顔料とを混合処理した方が紙力強度の向上率が
大きい。これは顔料の微細粒子の作用により澱粉粒子の
糊化が進むためと思われる。処理条件と糊化率との関係
を表３に載せる。

１ｙＨＢ火果以上実施例で説明したように、機械的な処理により糊化
した澱粉粒子を内添することにより得られる紙は、機械
的に処理をしていない澱粉粒子を内添した紙に比べ、各
紙力共大幅に強く、また、平滑性にも優れ、歩留まりも
よい、効果の高い発明である。

出願人　株式会社日本紙パルプ研究所

Claims

【特許請求の範囲】

（１）澱粉粒子を、衝撃、圧潰、摩擦、せん断等の作用
を有する機械的手段により、澱粉粒子の少くとも一部が
糊化するように処理をした糊化澱粉粒子をパルプスラリ
ーに内添して抄紙する紙の製造方法。
（２）澱粉粒子は生澱粉粒子もしくは澱粉粒子中の水酸
基を化学的に修飾した化工澱粉粒子である特許請求の範
囲第（１）項記載の紙の製造方法。
（３）澱粉粒子を顔料との混合状態で機械的手段により
処理する特許請求の範囲第（１）項記載の紙の製造方法
。
（４）糊化澱粉粒子は冷水中に分散して、その一部を溶
解した後も、元の澱粉粒子の粒径に近似した形状を保有
するものである特許請求の範囲第（１）項記載の紙の製
造方法。