JPH0268398A - 紙紙・パルプ工場における歩留り・濾水性向上剤 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、歩留り・濾水性向上剤に関する。

さらに詳しくは紙・パルプ製造工程に添加して濾水性を
向上さＵ、さらに微細繊維、填料、サイズ剤、紙力増強
剤等の歩留りを顕著に高め、しかも低発泡性でかつ無害
な紙・パルプ工場にお（Ｊる歩留り・濾水性向上剤に関
する。

（ロ）従来の技術 紙及びパルプの製造において、ワイヤーあるいよプレス
での濾水性あるいは搾水性を向」ニさせたり、微細繊維
、填料、サイズ剤、紙力増強剤等の歩留りを向上させる
ことは、生産性の向」−及び紙質の改良につながるばか
りではなく、毛布等の汚れの軽減、紙の乾燥に必要な蒸
気消費量の低減等をも几らす点から有益である。

従来、前述の目的のために紙・パルプ製造工程に添加さ
れる歩留り向上剤や濾水性向上剤は同又は類似する作用
機構に基ついていると考えられるため、とくに区別され
ることなく一般に歩留り・濾水性向上剤と呼ばれている
（［歩留・濾水性向上剤」紙バルブ技術タイムス　昭和
５７年１２月号）。

その代表的なものは高分子量のポリエチレンイミンであ
る。パルプ繊維や填料は水中で負に帯電しているので、
カチオン性の強いポリエチレンイミンを添加すると、電
気的な吸引とポリマーによる橋かけ効果によって微細な
繊＃４（：を凝集するので、濾水か良くなるとともにパ
ルプの歩留りも向上すると考えられている。同様な目的
の薬剤としてはこの他にカヂオン変性ポリアクリルアミ
ドやカチオン性のポリアミド樹脂なとか知られている。

まに最近においては、（メタ）アクリルアミドおよびα
、β−不飽和ノカルホン酸の重合体のマンニッヒ変性重
合体も提案されている（特開昭６３−１２７９３号公報
参照）。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような各々の歩留り・濾水性向上
剤も工業分野における要望を十分に満足するものとはな
っていなし）。ノーとえば、上記水溶性ポリマーはその
歩留り・濾水性向上効果の点て高分子量のものか好まし
いか水に対する溶解性や溶解後の粘度か高くなるため作
業性か悪いという欠点を有する。また添加量あるいは分
子量の増加は歩留り・濾水効果を向上さ廿るが、強固な
繊維フロックを作りやすく、ディストリビュータやイブ
ナーロールでフロックが破壊されず、地合の悪化を招き
、紙の外観を損ねるとい；）欠点を有する。

また製造された紙か直接又は間接的に食品と接触する場
合や人体に摂取さシーる可能性かめる場合（例えば食品
用包装用紙、紙食器、紙容器、タバコの巻紙等として使
用される場合）には、前記何れの歩留り・濾水性向上剤
も本来、化学薬品であって人体及び動植物に対し衛生上
完全に無害でめるとはいえないにめ安心して使用するこ
とかできない。

この発明は、かかる状況下においてなさノー几しのてあ
り、作業性か良好であり、高添加量においても紙の地合
を損ねることなく、製造された紙が食品と接したり人体
に摂取される可能性がある場合においても全く、安全か
つ無害である新規な歩留り・濾水性向上剤を提供しよう
とするものである。

（ニ）課題を解決するための手段及び作用かくしてこの
発明によれば、穀物蛋白質の分解物であって、重量平均
分子量が１，０００〜１１０，０００の範囲の部分分解
物を有効成分として含有してなる紙・パルプ工場におけ
る歩留り・濾水性向上剤か提供される。

この発明に用いる蛋白質部分分解物はケル濾過法での重
量平均分子（ａ　（Ｍ　ｗ　）が１．［１００−１１［
１，［ｌＯ［ｌのものが適しており、歩留り・濾水性向
上効果の点で５０００〜８０，０００のものかより好ま
しい。なお、Ｍｗか１０００未満では歩留り・濾水性向
上効果か低下し、また１１０，０００を越えると未分解
のものの性状に近く上記効果か低いｆコめ適さない。こ
れらの分子量は、標準物質として１６００．６５００．
１６０００６５０００、８８０００の分子量を有するポ
リステレ／スルホン酸ソーダを用い、ファルマンア社製
のセフィデックスＧ−７５又はＧ−１００を担体として
用いてゲル濾過法によ〜て測定した値である。

この発明で穀物蛋白質とは、穀物に含有される蛋白質を
意味し、ここで穀物としては、麦類（例えば、小麦）、
トウモロキノ類、豆類（例えば、大豆）などが挙げられ
る。かかる穀物に含まれる蛋白質のうち、例えば小麦蛋
白質は、グルテニンとグリアンンを主成分として含み、
通常小麦グルテンと称せられる。また、トウモロコシ蛋
白質は、セインを主成分として含み、通常］・ウモロコ
ノクルテンと称Ｕられる。これらはいオれも公知の物質
であり、穀物から常法によって分離や抽出して得ること
ができる。例えば、小麦蛋白質（小麦クルテン）を得る
場合、小麦粉に少量の水を加えて固く練り、次いでこれ
を多産の水中で練ると澱粉は水中に１飢し、クルテン含
有゛分は粘着性のかｊ二まりとなって残る。この操作を
、水を替えて数回行うと灰褐色、粘稠な塊状物となって
得ることができる。この発明の部分分解物の調製のｆ二
めに（ユ、このような塊状物をそのまま使用することが
できるが、その乾燥品を用いてもに＜、さらに精製した
ものや部分変性品等を用いて乙よい。例えば、小麦グル
テンは、乾燥品か市販されており容易に入手することか
できる。その他市販のトウモロコノグルテンや大豆蛋白
質を簡便に使用することができる。

なお、かかる蛋白質は、粗製品を用Ｌ）てム精製品を用
いてもよいが、蛋白質を７０％以ト含有するしのを用い
るのか好ましい。

かかる部分分解物は、上記穀物蛋白質をアルカリ、酸、
酵素、還元剤又は酸化剤を用いた分解処理に付すことに
より得ろことかできろ。

上記アルカリによる分解処理ｔ−１：、右アルカリ水溶
液中で加熱することにより行うのか適している。

通常、分解対象物の水溶液又は水分散液を水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、水酸化力ルンウム、炭酸ナトリ
ウム、炭酸カリウム等のアルカリ剤の存在下、約６０〜
１８０°Ｃ下約ｌＯ〜６００分撹拌して行うのか適して
いる。ここで分解対象物の水溶液又は水分散液としては
２〜４０重量％のものを用いるのか好ましく、また使用
するアルカリ剤の量は分解対象物２０９に対し０１〜６
９とするのか好ましい。

一方酸による分解処理（Ｊ、希酸水溶液中で加熱して行
うのか適している。通常、分解対象物の水溶液や水分散
液を、塩酸、硫酸等の無機酸や酢酸等の有機酸の存在下
、約６０〜１２０℃下、約１０〜６００分撹拌して行う
のが適している。ここでの量的条件は前述したアルカリ
加水分解の際の条件と同一とするのか好ましい。

同しく、酵素による分解処理は、プロテアーゼ活性を有
する酵素の希水溶液中で行うのか適しており、通常、分
解対象物の水溶液や水分散液に、ベプノン、アルカリプ
ロテアーセ、パバイノ等の酵素を少量存在させＬ状態て
この酵素の至適ｐ　Ｈ条件下で約１０〜６０℃下、約６
０〜６００分行２っれる。

ここで量的条件は分解対象物２０２に対し酵素使用量を
００２〜５９とする以外上記と同様とするのか好ましい
。

同じく還元剤又は酸化剤による分散処理は、還元剤又は
酸化剤の希水溶液中て行うのか適して」ｊす、通常、分
解対象物の水溶液や水分散液に、亜硫酸塩、チオール系
化合物、エリソルビン酸、ヒドラノン等の還元剤又は過
酸化水素、次亜塩素酸塩等の酸化剤を少量存在させた状
態で、約１０〜１００℃下で、１０〜６００分行われる
。この際の量的条件は、分解対象物２０９に対する還元
剤又は酸化剤の使用量を０．１〜５ｇとする以外上記と
同様とするのが好ましい。

上記分解処理は、単独のみならず、二種以上を組合せて
行ってもよい。ことに本発明者らの知見によれば、アル
カリによる分解処理（Ａ）を必須の処理とし、これに酸
、酵素、酸化剤、還元剤のいずれかの分解処理（Ｂ）を
組合せｆこ二工程以」二の分解処理により得られる分解
物が、従来の分解物とは異なる新規な分解物であり、こ
の発明に用いる部分分解物として一つの好適なしのであ
ることも見出している。かかる新規な穀物蛋白質部分分
解物は、以下の物性により特性つ１士らこるものてめる
。

（ａ）重量平均分子量（ケル濾過法による）が５００〜
９００００の範囲にある。

（ｂ）紫外吸収λｍａＸが、２６０〜２８０　ｎ　ｍ　
（”ｌ近で、かつ赤外吸収か１４００．１６３０及び３
４００ｃｍ−’（”ｌ近である。

（ｃ）等電点が、３．９〜５０の範囲にある。

（ｄ）ｐ１１緩衝性（本品の５重量％水溶液１００ｍ（
７のｐＨを６〜２まで低下さ七ろのにＩＮ−塩酸を２〜
２５ＭＱ必要とする）を有する。

（ｅ）水に可溶であり、メタノール、エタノール、アセ
トン、エーテルに不溶である。

（ｆ）外観は淡黄色ないし赤茶色の粉末である。

（ｇ）キサノドプロティン反応、ニンヒドリン反応によ
−て呈色する。

（ｈ）強い表面張力低下能（本品を２５°Ｃの純水に０
．１重量％添加することによ−て、純水の表面張力を５
０ｄＩ・ｎｅ、／Ｃｍ以下（デュヌイζ、）表面張力計
で３１測）に低下させる）を有する１ （１）強い乳化能（本品１９の添加使用によｌ）少なく
とし、大豆油を３０重量％含有オる水−大豆浦混合物１
００９を完全乳化（均一な乳化状態を少なくとも１０分
、好ましくは１時間具」二維持することを色味する）し
うる）を有する。

かかる部分分解物は、とくに上記表面張力低下能（ｈ）
及び乳化能（１）の点て、通常の植物性蛋白質部分分解
物とは区別されるものである。

なお、上記多段分解処理の順序（ｊとくに限定されない
。即ち、小麦グルテン等の原１′、Ａを最初にアルカリ
分解処理（Ａ）に付した後、上述した酸、酵素、還元剤
又は酸化剤を用いた分解処理（Ｂ）（アルカリ以外の分
解処理）又（」その二種以上の処理に付してもよく、ま
たこの逆の順で分解処理を行ってらよい。また、先にア
ルカリ以外の分解処理（Ｂ）に付した後、アルカリ分解
処理（Ａ）に付し、再びアルカリ以外の分解処理（Ｂ　
）に付すことにより得ることも可能である。ま１こ、こ
れらの各処理間では、適宜、中和処理かなさメー、てし
よい。これらのうち、アルカリ分解処理（Ａ）と酸によ
る分解処理（Ｂ）とを組合せたちのか歩留り・濾水性向
上効果の点て最も好ましい。

このようにして得られる穀物蛋白質部分分解物含有溶液
はそのまま歩留り・濾水性向上剤として使用できるが、
脱塩、遠心分離等による精製品や乾燥後に粉末として用
いることもてきる。歩留り・濾水性向上剤として用いる
に際し、蛋白質部分分解物の添加量は、原料の種類や添
加場所によっても異なるが、通常パルプの水性分散液の
パルプ乾燥重量に対して０００１〜０３重爪％である。

この歩留り・濾水性向上剤の添加場所は、パルプか水に
良く分散している状態である場所であるならばいすノｔ
てもよいが、より高い歩留り及び濾水性を得ろためには
種箱からより抄紙機（ワイヤーパート）に近い所か好ま
しい。具体的には、通常は、マンノチエスト、種箱、ス
トックイルノド ットのファンポンプ後なとに添加す７′Ｌる。

なお、この発明の歩留り・濾水性向上剤を使用するに際
し、歩留り・濾水性向上効果に悪影響を及はさな０もの
てメメ−は、市販の他の歩留り向上剤、濾水性向上剤、
サイズ剤、紙力増強剤、染料、スライムコントロール剤
、消泡剤等の紙の品質を向」―さＵたり生産性を向上さ
Ｕたりする薬剤と０１用することかできる。

（ホ）実施例 この発明を以下の実施例及び試験例によりさらに詳しく
説明する。

実施例１〜７（小麦クルテンのアルカリによる部分分解
物の調製） 和光純薬工業（株）製小麦グルテン（試薬品）２０ｇを
、苛性ソーダを０，２〜４ｇの範囲内で各別に溶解し７
３７個の水溶液１００ｇ中に加え、充分混合後、フラス
コ又はオートクレーブ中で８０６Ｃ〜１５０℃で３０〜
３６０分の範囲の温度及び時間で各別にそれぞれ加熱撹
拌しｆコ。これらを塩酸にて中和し、純水て総Ｚ２００
ｇにして発明品Ｎｏ．Ｉ〜７を得ｆコ。

分解条件と分解物の平均分子量（ケル濾過法てｌＶｌｗ
として測定）を表−Ｉに示す。

（以下余白） 実施例８〜１０（小麦グルテンの酸による部分分解物の
調製） 塩化水素換算でＩｇ．２ｇ及び４ｇに相当する塩酸水溶
液１００ｇの入った３ｐｌのフラスコにそれぞれ和光純
薬工業（株）製の小麦クルテン（試薬品）２０ｇを加え
、１００°Ｃ，６０分間加熱撹拌しｌ二。その後、苛性
ソーブで中和し純水で総ｆｆｉ２００ｇにして、発明品
Ｎｏ．８　　〜１０を得ノニ。

表−２に分解条件と分解物の平均分子量を示す。

実施例１１（小麦クルテンの酵素による部分分解物の調
製） 実施例１て用いた小麦グルテン２０ｇを［１ｌＮ−塩酸
液１５０ｇか入ったフラスコに加え、ｐｌ−目５の水溶
液を得、これに０２ｇのペプシンを加え３７℃で９０分
間反応させた。その後、苛性ソータで中和し純水で総１
２００ｇにして発明品Ｎｏ、］］を得た。平均分子量は
６０．０００であった。

実施例＋２（小麦クルテンの還元剤による部分分解物の
調製） 亜硫酸ナトリウム４ｇを溶解した水溶液１００ｇに実施
例１て用いた小麦クルテン２０ｇを加え、３０℃にて６
０分間撹拌後、純水で総Ｈ２００ｇにして発明品Ｎｏ、
Ｉ２を得た。平均分子ｆｊＪ　ｉｊ’、　７９．０００
て声）った。

実施例１３〜２２（小麦クルテンの酸による部分分解と
次いて実施したアルカリに、１ろ部分分解による分解物
の調製） 実施例８〜ＩＯと同様の条件で小麦クルテンの酸による
部分分解物の１０％水溶液を調製し、その各１００ｇを
フラスコもしくはオートクレーブ８ｇに入れ、こ石らに
苛性ソーダ０５〜２ｇの範囲内の量を各別に加え、１０
０又は１２０℃にて６０又は３６０分間加熱撹拌した。

その後、塩酸にて中和し純水で紛、ｆｆ１２００ｇにし
て発明品Ｎ０１３〜２０を得た。苛性ソーダに換えて炭
酸すトリウムを使用しｆこ以外はすへて」二記と同様に
して発明品Ｎｏ、２１を得た。酸による部分分解の条件
を塩酸添加量０．５ｇ、温度８０℃、時間６０分、アル
カリによる部分分解の条件を苛性ソーダ添加ｆｆ１０．
５ｇ、温度８０℃、時間３０分とし上記と同様にして発
明品Ｎ　ｏ、　２２を得た。

表−３に分解条件と分解物の平均分子量を示す。

実施例２３〜２６（とうもろこしタルテン及び大豆蛋白
の酸による部分分解と次いて実施したアルカリによる部
分分解による分解物の調製）日本食品化工（株）製とう
もろこしクルテンを原料とし実施例１８及び１３と同し
条件て酸及びアルカリを用いて順次、部分分解を実施し
て発明品Ｎｏ、２３．２４を得た。平均分子量（」それ
ぞｓｑ、ｎ８ｏｏと２７１００であった。

また、市販の湯葉をアセトンて脱脂して得た大豆蛋白を
原料とし実施例１８及び１３と同様の条件で酸及びアル
カリを用いて順次部分分解を行い発明品Ｎｏ、２５．２
６を得た。

平均分子量はそれぞれ＋２０００と２９０００であっ几
。

実施例２７．２８（小麦クルテンのアルカリによる部分
分解と次いて実施しｆこ酸による部分分解による分解物
の調製） 実施例５及び６と同様の条件で小麦クルテンのアルカリ
による部分分解を実施して得られＬ部分分解物の１０％
水溶液を調製し、その各１００ｇをフラスコ２個に入７
−こ７″Ｌらに塩化水素換算で０．５ｇ１も 及び１ｇに相当する塩酸を各別に加え、１００°Ｃにて
６０分間加熱撹拌し１こ。そののち苛性ソーダにて中和
し、純水で総！２００ｇにして発明品２７．２８を得た
。

表−４に分解条件と分解物の平均分子量を示す。

実施例２９（小麦クルテンの酵素による部分分解物と次
いて実施したアルカリによる部分分解物による分解物の
調製） 実施例１１と同様の条件で小麦クルテンの酵素による部
分分解物の１０％水溶液を調製し、その１００ｇに苛性
ソータを１ｇ加えフラスコ中で６０分間加熱撹拌した。

その後塩酸にて中和して純水で総量Ｑ　００　、、とし
発明品λｏ、　２９を得１こ。

平均分子量：ま２９０００てめつｆ二。

実施例３０（小麦グルテンの還元剤による部分分解と次
いて実施し１ニアルカリによる部分分解による分解物の
調製） 実施例Ｉ２と同様の条件で小麦グルテンの還柁剤による
部分分解物の１０％水溶液を調製し、その１００ｇに苛
性ソーダ１ｇを加え、フラスコ中で１００°Ｃで６０分
間加熱撹拌した。その後、塩酸にて中和して純水で総量
を２００ｇとし発明品Ｎｏ、３０を得た１、平均分子量
は３９５００であった。

実施例３１（小麦グルテンのアルカリによる部分分解と
次いて実施した酵素による部分分解（実施例２９と順序
が逆）による分解物の調製）実施例５と同様の条件で小
麦クルテンのアルカリによる部分分解物の１０％水溶液
を調製し、その】００ｇに試薬塩酸を加えｐｎ＋、ｓの
水溶液を得、これをフラスコ内で、０１ｇのベプノンを
加えて３７°Ｃで９０分間反応させた。その後、苛性ソ
ータで中和し純水で総量２００ｇにし発明品Ｎｏ、３１
を得１１５平均分子量は２４５００てめっ１こ。

実施例３２（小麦グルテンのアルカリによる部分分解と
次Ｌ）て実施しｆ二酸化剤による部分分解による分解物
の調製） 実施例５と同様の条件で小麦クルテンのアルカリによる
部分分解物の１０％水溶液を調製し、その１００ニにＩ
−１、０□換算て０，５ｇに相当する過酸化水素水を加
え、４０°Ｃて６０分間加熱撹拌した。その後、残在し
ているＨ　２０２と当量のヂオ硫酸ナトリウム（過酸化
水素のマスキンク用）を加え、純水で総ｆｉ２００ｇに
して発明品Ｎｏ、３２を得１こ。平均分子量は３７００
０てあった。

実施例３３ 日本食品化工株式会社製のとうもろこしタルテンを原料
として、実施例５と同し条件でアルカリを用いて部分分
解を実施し、発明品Ｎｏ、３３を得た。

平均分子量１」：２５６００てあ−）ｆ二。

実施例３４ 実施例８と同様の条件で小麦クルテンの酸による部分分
解物の１０％水溶液１００ｇに亜硫酸す）・リウム（還
元剤）２ｇを溶解し几純水溶液５０ｇを加え、３０°Ｃ
にて６０分撹拌しｆ二。その後純水で総量ＱＱＱｇにし
て発明品＼ｏ、３４を得Ｔニ。平均分子量！１５３０Ｑ
ｏであ−た。

なお、」二記発明品のうち、発明品Ｎｏ、１３〜３２の
二段分解物についての性状を表５に示した。

表中、原料側のＷは小麦グルテンを、Ｃはとうもろこし
グルテンを、Ｂは大豆蛋白をそれぞれ色味オる。なお空
欄は、Ｗｌｌｌ定または試験Ｕオを心味する。

（以下余白） −７ノー 埃扛烈士 （バルブの濾水向上性試験） ［試験方法］ 某社のバルブ製造工程から採取したバルブ繊維（ＧＰ）
をミキサーで２分間離解しＩ　Ｗ／Ｖ％パルプスラリー
を２ρ調製し、バルブ付きの容器に入ノまた。これに試
験薬剤を添加し５００ｒｐｍで２分間撹拌した。次いて
上記バルブの下に６０メツシユの金網の付いた受器（鋼
部は直径１５ｃｍの円形）を置き、撹拌しながらバルブ
を一気に開（Ｊてバルブスラリーを金網上に導入した。

金網を通った水をメスンリンダーて受け、６０ｈ＋（！
、　１００ｈ＋Ｑ流出するまての所要時間を測定した。

試験結果を表６に示す。

このように、発明品を添加することによりブランクに比
して、水の流出時間か短縮化され、濾水性か向上ざメす
ることか判る。また、濾水性向上効果は、従来のポリエ
チレンイミンと同等ｔ、Ｌ＜はそれ以上と優れているこ
とか判る。

試験結果 に１鯉ん リーフテス）・（パルプ生産量向」二試験）［試験方法
］ パルプ繊維をミキサーで２分間離解し、２ｗ／ｖ％パル
プスラリーを２ｇ調製し、容器に入れた。

これに試験薬剤を添加し３００ｒｐｍで２分間撹拌した
。濾布を張った三角ロー１・を容器につ（Ｊ、４００ｔ
ｔｒｒｎ／ｃｍ’の減圧度で上記パルプスラリーを１０
秒間吸引した。その後ゆっくりロートを楯ち」−げ、逆
転させ５０秒間吸引を続（寸た。濾布」二に載った〕く
ルプンートを乾燥させ乾燥重量を測定した。一方吸引に
より吸いこんたＩｌ＠液量を測定した。

試験結果を表７に示す。

このように、発明品を添加することにより、ブランクに
比してパルプノートの乾燥重量か増加しており、歩留り
か向上していることか判る。まｆ二、この歩留りの向上
効果は従来のポリエチレノイミンと同等もしくはそれ以
上と優メ１ていることか判試験例１て使用しｆ二乙のと
同一物 （へ）発明の効果 この発明の歩留り・濾水性向上剤によれば、紙・パルプ
工場における歩留りや濾水性を簡便かつ効率よく向上す
ることができろ。そして、この発明の歩留り・濾水性向
上剤は、それ自体一種の食品の変性物であるため毒性も
なく極めて安全に使用、取扱いてきるものである。

従って、この発明の歩留り・濾水性向上剤は、従来品に
比して極めて有利なものであり、その有用性は極めて犬
なるものである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）穀物蛋白質の分解物であって、重量平均分子量が
   １，０００〜１１０，０００の範囲の部分分解物を有効
   成分として含有してなる紙・パルプ工場における歩留り
   ・濾水性向上剤。
2. （２）穀物蛋白質が、小麦グルテン、トウモロコシグル
   テン又は大豆蛋白である請求項（１）記載の歩留り・濾
   水性向上剤。
3. （３）部分分解物が、穀物蛋白質を、アルカリ、酸、酵
   素、還元剤又は酸化剤による分解処理に付して得られる
   ものである請求項（１）記載の歩留り・濾水性向上剤。
4. （４）部分分解物が、穀物蛋白質を、アルカリによる分
   解処理（Ａ）と、酸、酵素、酸化剤又は還元剤による分
   解処理の１種又は２種以上（Ｂ）との組合せによる部分
   分解処理に付して得られるものである請求項（１）記載
   の歩留り・濾水性向上剤。
5. （５）重量平均分子量が５，０００〜８０，０００であ
   る請求項（１）記載の歩留り・濾水性向上剤。