JPH0390695A

JPH0390695A - 抄紙方法

Info

Publication number: JPH0390695A
Application number: JP22387489A
Authority: JP
Inventors: Sumitetsu Yoshida; 吉田　純佚; Toshihiro Akita; 秋田　智弘
Original assignee: Sanwa Starch Co Ltd
Current assignee: Sanwa Starch Co Ltd
Priority date: 1989-08-30
Filing date: 1989-08-30
Publication date: 1991-04-16
Anticipated expiration: 2013-08-20
Also published as: EP0415385B1; DE69023436T2; DE69023436D1; JP2788298B2; EP0415385A1

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】（産業上の利用分野）本発明は紙または板紙の抄紙時に、紙表面強度、紙層内
強度および／もしくは紙層間強度等を向上させるために
改善されたスプレー用澱粉を使用する抄紙方法に関する
。

（従来の技術）製紙工場において一般的に使用されているスプレー用澱
粉は大きく二つに分けられ、一つは生澱粉（例えばコー
ンスターチ、馬鈴薯澱粉、タピオカ等）であり、もう一
つは加工澱粉（例えば、尿素・リン酸澱粉、アセチル化
澱粉等）である。

前者は糊化開始温度が高く、通常の抄紙機では十分に糊
化しえず、例えば多層妙音板紙の場合、層間剥離の問題
を生じている。又、澱粉の粒子径は馬鈴薯澱粉を除き一
般に小さいので紙に塗布した場合、紙を透過してしまい
十分に紙層内に生澱粉を担持出来ない（即ち歩留りが低
い。）。この結果十分な強度を紙に付与することが出来
ず、又抄紙機の用具汚れや廃水負荷上昇の原因になると
いう問題を有する。

後者に於いて、尿素・リン酸エステル化澱粉は生澱粉よ
り５〜２０℃糊化開姶温度を低下させであるので、広い
範囲のより多くの抄紙機乾燥工程において十分糊化する
ことが出来、又上記歩留りも十分であるので紙の強度向
上に貢献している。

しかしながら尿素・リン酸エステル化澱粉には従来より
、大きな欠点があることが知られている。

すなわち、尿素・リン酸エステル化澱粉は屡々抄紙機ワ
イヤーの目詰を発生し、運転停止という重大なトラブル
を引き起こす。特にパルプスラリー中のｐＨが低い場合
にこの現象か顕著に現れる。

尿素・リン酸エステル化澱粉はこの欠点のため低ｐＨ領
域の抄紙機には使用できないという制限があった。しか
しながら、どうしても紙強度ということに重点を置いた
場合に尿素・リン酸エステル化澱粉を使わざるを得す、
その場合、頻繁にワイヤーの洗浄、交換等で対処してき
たのが実状であり、その度に抄紙機を停止せねばならず
、又、ワイヤーの洗浄、交換等の操作自体も大変な労力
を要する。代表的な市販の尿素・リン酸エステル化澱粉
の結合リン原子および可溶性リン原子含有量はそれぞれ
０．３〜１．５重量％及び０．１５〜１゜５重量％であ
る。又、尿素・リン酸エステル化澱粉以外の加工澱粉、
例えばアセチル化澱粉のようなものについては、糊化開
始温度を低くすれば、抄紙機乾燥工程において十分糊化
させることは出来るが、歩留りが低く、強度も不十分で
あるという問題を有する。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、糊化開始温度が低く、高い歩留りを示し、ど
のようなｐＨ領域のパルプスラリーにおいてら網汚れを
起こさず、且つ紙に十分な強度（例えば、紙表面、紙層
内及び紙層間強度等）を付与出来るスプレー用澱粉を用
いる抄紙方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、鋭意研究を重ねた結果、特定
の尿素・リン酸エステル化澱粉を使用すれば優れた巧を
奏することを見出した。即ち抄紙機ワイヤーの目詰は、
尿素・リン酸エステル化澱粉に含まれる可溶性のリン化
合物がパルプスラリー中の硫酸アルミニウムと反応して
不溶性のリン酸アルミニウムの沈澱を析出する結果発生
するものであることを、その付着物の元素分析の結果か
ら突き止めた。言い替えれば、澱粉に含まれる可溶性の
リン化合物の含有量を極力減少さすことが肝要である事
を見出だした。又、澱粉に結合したリン化合物が紙の強
度を向上し、且っ歩溜を改善することも明らかにした。

更に又、澱粉の糊化開始温度と紙強度の関係を見出だし
た。その結果、本発明を成すに至った。

即ち本発明は澱粉に結合したリン原子の含有量が０４重
量％以上であり、冷水に可溶なリン化合物のリン原子と
しての含有量が０．１重量％以下であり、且つ糊化開始
温度が３５〜５５℃を有する尿素リン酸エステル化澱粉
の水スラリーをスプレーすることを特徴とする抄紙方法
を提供する。

上記澱粉に結合したリン原子の含有量は０．４重量％以
上であることが必須である。なお、その最大含有量につ
いては特に制限は無いが、使用するリン酸及びその塩等
の添加量が増加すると、必然的に未反応リン化合物が増
加する傾向にあるから、自ずから５重量％を超えること
は無い。一方、含有量が０．４重量％より少ないと十分
な歩留りか得られず、紙に十分な接着強度を付与出来な
い。

リン原子の含有量は好ましくは０．４〜３重量％である
。

又尿素・リン酸エステル化澱粉中の冷水に可溶なリン化
合物、例えばリン酸、亜リン酸等のナトリウム塩カリウ
ム塩、アンモニウム塩等の含有量は、リン原子として０
．１重量％以下であることが必須であり、含有量が０．
１重量％より多いとパルプスラリー中に不溶性物質が生
成し、抄紙機ワイヤーの目詰を発生するので好ましくな
い。

更に本発明の尿素リン酸エステル化澱粉の糊化開始温度
は３５〜５５℃、好ましくは４０〜５００Ｃである。３
５℃よりも低いと高温の工場、特に夏場においては屡々
スラリーの貯蔵中に温度が３５℃以上にあがることがあ
り、その場合澱粉は糊化し使用に耐えず、又５５℃より
も高いと通常の抄紙機では十分に糊化しないので好まし
くない。

本発明の尿素・リン酸エステル化澱粉の製造方法につい
ては、本質的には、通常の方法の中から適宜選択される
が、代表的な市販の尿素・リン酸エステル化澱粉の結合
リン原子及び可溶性リン原子含有量はそれぞれ０．３〜
１．５重量％および０゜１５〜１．５重量％であり、そ
の可溶性リン原子含有量は、本発明の尿素・リン酸エス
テル化澱粉の可溶性リン原子含有ｆｆ１ｏ、１重量％を
大きく上回っている。従来の尿素・リン酸エステル化澱
粉は、その製造上の容易さと、本発明のように可溶性リ
ン原子含有量を低下させるという点に着目されていない
ために、上記のようになったものである。従って、澱粉
に結合したリン原子の含有量が０．４重量％以上であり
、冷水に可溶なリン化合物のリン原子としての含有量が
０．１重量％以下であり、且つ糊化開始温度が３５〜５
５℃を有するような尿素・リン酸エステル化澱粉を製造
するためには、通常の方法よりも、やや過酷な条件を選
択しなければならない。通常の方法として例えば、澱粉
をリン酸やリン酸塩及び尿素と混合し、加熱焙焼する乾
式反応かある。その反応条件は、反応温度８０〜１５Ｑ
℃、反応時間３０分〜５時間、尿素（対澱粉１００重量
部当たり）２〜２０重量部、リン酸（対澱粉１００重量
部当たり）１〜１５重量部程度を使用するものがある。

この場合、使用するリン酸及びリン酸塩の種類について
は特に制限はないが、リン酸、亜リン酸等及びそれらの
第１，２及び／又は３ナトリウム、カリウム、及び／ま
たはアンモニウム塩等が例示される。

又、上記のリン酸等以外の酸とその塩等を併用すること
ができる。例えば、塩酸、硫酸、硝酸、スルファミン酸
、マレイン酸、コハク酸及び酢酸とそれらの塩が例示さ
れる。又、酸化剤を併用することもできる。例えば、過
酸化水素、過硫酸アンモニウムなどが例示される。

本発明の尿素・リン酸エステル化澱粉を湿紙上にスプレ
ーするに当たっては、未加工澱粉、ポリアクリルアマイ
ド、ＰＶＡ、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキサ
イドなどと併用することができる。本発明に用いられる
澱粉としては、とうもろこし、タピオカ、馬鈴薯、かん
しょ、小麦などいずれでもよく、また一部及び／又は全
部エーテル化、エステル化、酸化、酸処理などを受けて
いるものでもかまわない。

本発明によってスプレーを施す方法として、抄紙実機上
で行なう場合には通常通りワイヤー上に走行方向に対し
直角にスプレーノズルを設置し、０．１〜５％程度の濃
度範囲の澱粉スラリーをスプレーする。次にスプレーさ
れた湿紙を吸引脱水、プレス脱水した後、乾燥工程を経
て紙、板紙等を得る。一方、実験室的に実施する場合に
は、通常の手抄紙の場合と同様に、バルブをビータ−で
叩解し、濾水度を調整し、市販実験用抄紙機で抄紙し、
その湿紙上に澱粉スラリーをスプレーし、第２の湿紙を
その上に重ね、バルブ濃度２０重量％になるまで吸引脱
水、プレス脱水し、シリンダー乾燥機上にて所定の温度
にて乾燥し、紙、板紙等を得る。

本明細書中において、糊化開始温度とは第１図に示すよ
うに、ブラベンダーアミログラムで立上った粘度カーブ
の接線が基線に対し４５°の角度をなす点の温度を糊化
開始温度とした。その場合、澱粉濃度は２５重量％にて
測定した。

（発明の効果）本発明によれば、紙に十分な接着力を付与し、低いｌ）
Ｈのバルブスラリー中でも不溶性物質を析出せず、抄紙
機の網汚れや目詰りを発生しない侵れた抄紙方法を提供
する。

（実施例）本発明を実施例により更に詳細に説明する。

本発明はこれら実施例に限定されない。

参考例１尿素１０部を水１０部に溶解し、これに７５％リン酸２
７部を加えて撹拌溶解した後、コーンスターチ１００部
に散布し、良く混合して均一にした。この混合物を熱風
乾燥機中で１４０°Ｃ，３時間加熱反応させた。反応物
の２５重量％濃度でのアミログラムによる糊化開始温度
は４１℃であった。

元素分析による澱粉に結合したリン原子の量は乾物換算
で０．６６重量％、冷水に可溶な物質のリン原子として
の量は０．０８重量％であった。

以後本製品を本発明品へと記述する。

参考例２尿素１０部を水１０部に溶解し、これに７５％リン酸２
．２部を加えて撹拌溶解した後、タピオカ１００部に散
布し良く混合して均一にした。この混合物を熱風乾燥機
中で１４０°Ｃ，２時間３０分加熱反応させた。反応物
の糊化開始温度４５℃であった。元素分析による澱粉に
結合したリン原子の皇は０．５１重量％（乾物ベース）
、冷水に可溶なリン原子としての量は０．０６重量％（
乾物ベース）であった。

以後本製品を本発明品Ｂと記述する。

参考例３尿素１０重量部を水１０重量部に溶解し、これに７５％
リン酸１．９重量部を加えて撹拌溶解したのち、ヒドロ
キシエチル化コーンスターチ１００部に散布し良く混合
して均一にした。この混合物を熱風乾燥機中で１４０℃
、３時間加熱反応させた。反応物の糊化開始温度は４２
℃であった。

元素分析により結合したリン原子含有量は０．４３重量
％（乾燥ベース）、冷水に可溶なリン原子含有量は０．
０６重量％（乾燥ベース）であった。以後本発明品を本
発明品Ｃと記述する。

参考例４尿素８重量部を水８重量部に溶解し、これに７５％リン
酸１．７重量部を加えて撹拌溶解したのち、コーンスタ
ーチ１００部に散布し良く混合して均一にした。この混
合物を熱風乾燥機中で１４０°Ｃ１２時間３０分加熱反
応させた。反応物の糊化開始温度は５３℃であった。元
素分析により結合したリン原子含有量は０．４２重量％
（乾燥ベース）、冷水に可溶なリン原子含有量は０．０
８重量％（乾燥ベース）であった。以後本発明品を本発
明品りと記述する。

実施例１針葉樹クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）Ｉ　００％、濾水度
（Ｃ９Ｆ）３４０−からなる１％バルブスラリーに、硫
酸バンドを対パルプ１．０％添加し、実験用角型抄紙機
（２５ｃｍＸ　２５　ｃｍ）内で０．０３％になるまで
希釈した。次に脱水を開始しマットが生成し始め、パル
プスラリーの水面が金網より２ｃｍ上に到達したところ
で一旦停止し、第−表の澱粉の１％スラリーをパルプス
ラリー水面に２ｇ／ｍ”スプレーした。その後再び脱水
を開始し、第一層目の湿紙を得た。次に、別に調整した
第二層目となる澱粉無塗布の湿紙（ＮＢＫＰ５０％、Ｌ
ＢＫＰ２０％、段ボール古紙３０％、ＣＳＦ３９０ｍ１
２、硫酸バンド対パルプ１％添加）を、第一層目の澱粉
を塗布した面に重ね合わせ、吸引脱水、プレス脱水をし
て、シリンダー乾燥機で７５℃、６０秒加熱乾燥し、試
料とした。

この試料の剥離強度と澱粉の歩留りを以下の方法にて測
定した。

ｌ）剥離強度（９０℃剥離法）試験片（Ｉ　ＯｃｍＸ　Ｉｃｍ）の片面を金属プレート
に接着固定し、目的とする眉間を２〜３ｃｍあらかじめ
剥離し、引張試験機を用いて９０゛方向に引張り剥離を
行ない抵抗力を測定した。

２）歩留アンスロン硫酸法により求めた製品に含有される澱粉量
をＡ１スプレーした澱粉の量をＢとし、次式より算出し
た。

Ｂ　（ｇ）第１表より、剥離強度の面からみると明らかに糊化開始
温度６０°Ｃ以上の澱粉は不満足な値を示した。又、糊
化開始温度が低いか、結合リン原子の量が０．３６％以
下の尿素・リン酸澱粉、あるいはアセチル化等の方法で
糊化温度を低下させた澱粉は、糊化開始温度６０℃以上
の澱粉に較べると強度上昇は認められるがまだ不十分と
いえる。

本発明品を含む糊化開始温度が低く、結合リン原子含有
量が０．４２％以上の尿素リン酸澱粉だけが満足のいく
剥離強度を示した。

一方、歩留は、馬鈴薯澱粉あるいは馬鈴薯澱粉原料の加
工澱粉と、本発明品を含む結合リン原子の量が０９４２
％以上の尿素リン酸澱粉が良好な値を示した。

以上より、剥離強度、歩留共に満足のいく結果を得たの
は、本発明品を含む、糊化開始温度の低い、結合リン原
子の虫が０．４２％以上の尿素リン酸澱粉だけであるこ
とが判る。

実施例２円網７層抄合コート白ボール、抄速９６易／分、抄中１
６６Ｏｎ＋ｍ、坪ＩＪ１４５０　ｇ／　ｍ”、第１層（
ｐｌ（４，３）と第２層（ｐＨ６、５）の層間に、第２
表の澱粉をスプレー塗布した製品を得た。

第２表に示されるように、本発明を含む結合リン原子の
量が０．４２％以上の尿素リン酸澱粉は、コーンスター
チに比較して、良好な眉間剥離強度を示した。しかし、
可溶性の物質のリン原子としての量を０．１４％以上含
有する尿素リン酸澱粉、即ち、本発明品を除く尿素リン
酸澱粉は、運転開始３日から１０日の間にワイヤーの目
詰を生じ、マシンの停止、洗浄を余儀なくされた。これ
に対し、本発明品は１ケ月以上連続使用しても、ワイヤ
ーの目詰を生じさせなかった。

このように、本発明品は剥離強度、ワイヤー目詰、共に
満足すべき性能を示し、理想的なスプレー用澱粉である
といえる。

実施例３中質紙坪量：８２ｇ／ｍ″、抄速：４２０ｍ／分、ｐＨ
４，４に対し、ワイヤー上にて第３表の澱粉を０．５ｇ
／ｍ２スプレーした。

（１）破裂強度・・・ＪＩＳ　　Ｐ８１１２に準拠し、
ミューレン破裂測定機を用いて測定した。

（２）引張強度・・・ＪＩＳ　　Ｐ８１１３に準拠し、
引張試験機を用いて測定した。

第３表の諸物性において、良好な結果を得、しかも、ワ
イヤー目詰を発生させなかったのは本発明品Ｂ（糊化温
度４５℃、結合リン原子０．５１％以上、可溶性のリン
原子０．０６％以下）だけであることか明白である。

【図面の簡単な説明】

第１図は糊化開始温度を説明する温度と粘度との関係を
示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

１、澱粉に結合したリン原子の含有量が０．４重量％以
上であり、冷水に可溶なリン化合物のリン原子としての
含有量が０．１重量％以下であり、且つ糊化開始温度が
３５〜５５℃を有する尿素リン酸エステル化澱粉の水ス
ラリーをスプレーすることを特徴とする抄紙方法。