JPH10131082A - 定着性及び濾水性が改良された紙を製造する方法 - Google Patents
定着性及び濾水性が改良された紙を製造する方法Info
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- JPH10131082A JPH10131082A JP9226858A JP22685897A JPH10131082A JP H10131082 A JPH10131082 A JP H10131082A JP 9226858 A JP9226858 A JP 9226858A JP 22685897 A JP22685897 A JP 22685897A JP H10131082 A JPH10131082 A JP H10131082A
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- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- D21H21/06—Paper forming aids
- D21H21/10—Retention agents or drainage improvers
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- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
- D21H17/24—Polysaccharides
- D21H17/28—Starch
- D21H17/29—Starch cationic
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- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 定着性及び濾水性が改良された紙を製造する
方法を提供すること。 【解決手段】 ウェットエンドシステムに有効量の未分
解カチオンスターチを添加することを含む定着性及び濾
水性が改良された紙を製造する方法であって、前記未分
解カチオンスターチが、ａ）エーテル基：Ｒ−Ｏ−（Ｒ
は炭素原子数１〜４のヒドロキシアルキル若しくはアル
キル又は炭素原子数２〜４のアルケニルである）；又
は、ｂ）エステル基： 【化１】 （Ｒは炭素原子数１〜４のアルキル又は炭素原子数２〜
４のアルケニルである）のいずれかにより０．００５〜
０．４の置換度（ＤＳ）を有するものに更に改質され、
完全に改質された未分解カチオンスターチが８％水溶液
中３０℃で少なくとも１，０００ｃＰｓのブルックフィ
ールド粘度を有する方法。
方法を提供すること。 【解決手段】 ウェットエンドシステムに有効量の未分
解カチオンスターチを添加することを含む定着性及び濾
水性が改良された紙を製造する方法であって、前記未分
解カチオンスターチが、ａ）エーテル基：Ｒ−Ｏ−（Ｒ
は炭素原子数１〜４のヒドロキシアルキル若しくはアル
キル又は炭素原子数２〜４のアルケニルである）；又
は、ｂ）エステル基： 【化１】 （Ｒは炭素原子数１〜４のアルキル又は炭素原子数２〜
４のアルケニルである）のいずれかにより０．００５〜
０．４の置換度（ＤＳ）を有するものに更に改質され、
完全に改質された未分解カチオンスターチが８％水溶液
中３０℃で少なくとも１，０００ｃＰｓのブルックフィ
ールド粘度を有する方法。
Description
【０００１】本発明は、充填剤及び微粉の定着性及び濾
水性を改良するためにウェットエンド添加剤として選ば
れた改質カチオンスターチを使用して酸又はアルカリ性
システムでの改良された紙の製造方法に関する。
水性を改良するためにウェットエンド添加剤として選ば
れた改質カチオンスターチを使用して酸又はアルカリ性
システムでの改良された紙の製造方法に関する。
【０００２】本明細書において「紙」なる用語は、天然
物、ポリアミド、ポリエステル、レーヨン及びポリアク
リル樹脂のような合成物、並びにアスベスト及びガラス
のような無機繊維から製造されたシート状素材及び成形
品を含む。更に、セルロースと合成物の組み合わせから
製造された紙も含まれる。板紙も広義の「紙」に含まれ
る。
物、ポリアミド、ポリエステル、レーヨン及びポリアク
リル樹脂のような合成物、並びにアスベスト及びガラス
のような無機繊維から製造されたシート状素材及び成形
品を含む。更に、セルロースと合成物の組み合わせから
製造された紙も含まれる。板紙も広義の「紙」に含まれ
る。
【０００３】従来から知られているように、製紙は、パ
ルプ又は木材セルロース繊維の水性スラリー（叩解（ｂ
ｅａｔｉｎｇ）又は精砕（ｒｅｆｉｎｉｎｇ）されて繊
維の水和度があるレベルに達したものであって、種々の
機能性添加剤を添加することができるもの）を、水が除
去されるようにスクリーン又は類似の装置に導入し、そ
れにより団結した繊維のシートを形成し、圧縮及び乾燥
により乾燥ロール又はシートの形態にする方法である。
２種の良く知られている製紙工程は、最も一般的なＦｏ
ｕｒｄｒｉｎｉｅｒ機とシリンダー機とを必要とする。
製紙ではよくあるように、Ｆｏｕｒｄｒｉｎｉｅｒ操作
及びマルチシリンダー操作並びに他の機械操作におい
て、機械へのフィード又は装入物は、いわゆる「ウェッ
トエンド（ｗｅｔ ｅｎｄ）」システムから供給される
パルプ繊維の水性スラリー又は水懸濁液である。ウェッ
トエンドにおいて、パルプは他の添加剤と共に水性スラ
リー中で混合され、次いで完成したシートの繊維間結合
及び他の物理的特性を改良するために叩解及び精砕のよ
うな機械的操作及び他の操作にかけられる。パルプ繊維
と共に通常導入される添加剤は、高い白色度、不透明
度、平滑性、インク受理性、難燃性、耐水性、嵩高さ等
のような特性を達成するために紙に導入される二酸化チ
タンのような顔料、クレー及び炭酸カルシウムのような
無機充填剤、並びに他の物質である。製紙には、一般的
に微粒子システムとして知られているものに添加されて
良好なシート形成性を提供するコロイドシリカのような
コロイド無機物質も有用である。
ルプ又は木材セルロース繊維の水性スラリー（叩解（ｂ
ｅａｔｉｎｇ）又は精砕（ｒｅｆｉｎｉｎｇ）されて繊
維の水和度があるレベルに達したものであって、種々の
機能性添加剤を添加することができるもの）を、水が除
去されるようにスクリーン又は類似の装置に導入し、そ
れにより団結した繊維のシートを形成し、圧縮及び乾燥
により乾燥ロール又はシートの形態にする方法である。
２種の良く知られている製紙工程は、最も一般的なＦｏ
ｕｒｄｒｉｎｉｅｒ機とシリンダー機とを必要とする。
製紙ではよくあるように、Ｆｏｕｒｄｒｉｎｉｅｒ操作
及びマルチシリンダー操作並びに他の機械操作におい
て、機械へのフィード又は装入物は、いわゆる「ウェッ
トエンド（ｗｅｔ ｅｎｄ）」システムから供給される
パルプ繊維の水性スラリー又は水懸濁液である。ウェッ
トエンドにおいて、パルプは他の添加剤と共に水性スラ
リー中で混合され、次いで完成したシートの繊維間結合
及び他の物理的特性を改良するために叩解及び精砕のよ
うな機械的操作及び他の操作にかけられる。パルプ繊維
と共に通常導入される添加剤は、高い白色度、不透明
度、平滑性、インク受理性、難燃性、耐水性、嵩高さ等
のような特性を達成するために紙に導入される二酸化チ
タンのような顔料、クレー及び炭酸カルシウムのような
無機充填剤、並びに他の物質である。製紙には、一般的
に微粒子システムとして知られているものに添加されて
良好なシート形成性を提供するコロイドシリカのような
コロイド無機物質も有用である。
【０００４】長年にわたってスターチが製紙工業におい
て使用されており、実際に紙の原料の中で２番目に量の
多い原料成分である。スターチは、強度の改良、抄紙網
上での高い濾水性並びに微粒子及び充填剤の高い定着性
を含む製紙において必要とされる幾つかの重要な特性を
提供する。未改質型及び改質型の両方が使用されてき
た。しかしながら、現在のパルプ供給機の複雑さ及び他
の化学物質が存在することから、カチオン改質スターチ
が抄紙機により高度に定着されることからカチオン改質
スターチが好ましい。
て使用されており、実際に紙の原料の中で２番目に量の
多い原料成分である。スターチは、強度の改良、抄紙網
上での高い濾水性並びに微粒子及び充填剤の高い定着性
を含む製紙において必要とされる幾つかの重要な特性を
提供する。未改質型及び改質型の両方が使用されてき
た。しかしながら、現在のパルプ供給機の複雑さ及び他
の化学物質が存在することから、カチオン改質スターチ
が抄紙機により高度に定着されることからカチオン改質
スターチが好ましい。
【０００５】種々のカチオンスターチが公知であり且つ
製紙工業において使用されており、第３級アミノ及び第
４級アンモニウムスターチエーテルが最も産業上重要な
誘導体である。これらの及び他のカチオンスターチ並び
にそれらを製造する方法がＭｏｄｉｆｉｅｄ Ｓｔａｒ
ｃｈｅｓ：Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ Ｕｓｅｓ
（１９８６）第８章第１１３〜１２９頁にあるＤ．Ｂ．
Ｓｏｌａｒｅｋによる“Ｃａｔｉｏｎｉｃ Ｓｔａｒｃ
ｈｅｓ”に記載されている。
製紙工業において使用されており、第３級アミノ及び第
４級アンモニウムスターチエーテルが最も産業上重要な
誘導体である。これらの及び他のカチオンスターチ並び
にそれらを製造する方法がＭｏｄｉｆｉｅｄ Ｓｔａｒ
ｃｈｅｓ：Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ Ｕｓｅｓ
（１９８６）第８章第１１３〜１２９頁にあるＤ．Ｂ．
Ｓｏｌａｒｅｋによる“Ｃａｔｉｏｎｉｃ Ｓｔａｒｃ
ｈｅｓ”に記載されている。
【０００６】幾つかの最近の開示によって、製紙におけ
る定着性及び濾水性の改良にカチオン性架橋スターチが
有用であることが示された。１９９２年６月１６日に
Ｋ．Ａｎｄｅｒｓｏｎに付与された米国特許第５，１２
２，２３１号、１９９４年１１月２９日にＤ．Ｂ．Ｓｏ
ｌａｒｅｋ等に付与された米国特許第５，３６８，６９
０号、及び１９９０年５月２２日に公開された特開平２
−１３３６９５（Ｋ．Ｍａｅｄａ）を参照されたい。そ
のような改質スターチ及び方法は製紙において有用であ
るが、それらは特別な架橋技術及び往々にして特別な加
熱条件を必要とする。
る定着性及び濾水性の改良にカチオン性架橋スターチが
有用であることが示された。１９９２年６月１６日に
Ｋ．Ａｎｄｅｒｓｏｎに付与された米国特許第５，１２
２，２３１号、１９９４年１１月２９日にＤ．Ｂ．Ｓｏ
ｌａｒｅｋ等に付与された米国特許第５，３６８，６９
０号、及び１９９０年５月２２日に公開された特開平２
−１３３６９５（Ｋ．Ｍａｅｄａ）を参照されたい。そ
のような改質スターチ及び方法は製紙において有用であ
るが、それらは特別な架橋技術及び往々にして特別な加
熱条件を必要とする。
【０００７】上記特許及び開示の寄与にも関わらず、当
該技術分野において容易に提供され改良された定着性を
示す製紙システムが必要とされており、特にアルカリ微
粉システムにおいて濾水特性も必要とされている。
該技術分野において容易に提供され改良された定着性を
示す製紙システムが必要とされており、特にアルカリ微
粉システムにおいて濾水特性も必要とされている。
【０００８】製紙工程のウェットエンドにおける添加剤
として選ばれたエーテル又はエステル改質カチオン未分
解スターチの使用によって、著しく改良された性能、特
に定着性及び濾水性が付与されることが見出された。
として選ばれたエーテル又はエステル改質カチオン未分
解スターチの使用によって、著しく改良された性能、特
に定着性及び濾水性が付与されることが見出された。
【０００９】特に、本発明は、有効量の未分解カチオン
スターチを添加することを含む製紙方法であって、前記
未分解カチオンスターチが、 ａ）エーテル基：Ｒ−Ｏ−（Ｒは炭素原子数１〜４のヒ
ドロキシアルキル若しくはアルキル又は炭素原子数２〜
４のアルケニルである）；又は ｂ）エステル基：
スターチを添加することを含む製紙方法であって、前記
未分解カチオンスターチが、 ａ）エーテル基：Ｒ−Ｏ−（Ｒは炭素原子数１〜４のヒ
ドロキシアルキル若しくはアルキル又は炭素原子数２〜
４のアルケニルである）；又は ｂ）エステル基：
【化２】 （Ｒは炭素原子数１〜４のアルキル又は炭素原子数２〜
４のアルケニルである）のいずれかにより約０．００５
〜０．４の置換度（ＤＳ）を有するものに更に改質さ
れ、完全に改質された未分解カチオンスターチが８％水
溶液中３０℃で少なくとも１，０００ｃＰｓのブルック
フィールド粘度を有する方法を提供する。
４のアルケニルである）のいずれかにより約０．００５
〜０．４の置換度（ＤＳ）を有するものに更に改質さ
れ、完全に改質された未分解カチオンスターチが８％水
溶液中３０℃で少なくとも１，０００ｃＰｓのブルック
フィールド粘度を有する方法を提供する。
【００１０】本発明は、製紙システムでウェットエンド
添加剤として選ばれた改質カチオンスターチを使用する
ことを伴う。
添加剤として選ばれた改質カチオンスターチを使用する
ことを伴う。
【００１１】本発明において使用されるスターチは未分
解カチオンスターチであって、エーテル基又はエステル
基のいずれかにより更に改質されたものである。このい
ずれかの基による改質は、約０．００５〜０．４、好ま
しくは約０．０２〜０．２５のＤＳ（置換度）を付与す
るのに十分な量である。本明細書において用いる「置換
度（ＤＳ）」なる用語は、置換基が存在するスターチ分
子の無水グルコース単位当たりの平均サイト数を示す。
解カチオンスターチであって、エーテル基又はエステル
基のいずれかにより更に改質されたものである。このい
ずれかの基による改質は、約０．００５〜０．４、好ま
しくは約０．０２〜０．２５のＤＳ（置換度）を付与す
るのに十分な量である。本明細書において用いる「置換
度（ＤＳ）」なる用語は、置換基が存在するスターチ分
子の無水グルコース単位当たりの平均サイト数を示す。
【００１２】エーテル基によるスターチの改質は、下記
式により表されるエーテル化スターチ化合物の形成を伴
う：
式により表されるエーテル化スターチ化合物の形成を伴
う：
【化３】 （式中、ＳＴはスターチ基材を表し、そしてＲは炭素原
子数１〜４のヒドロキシアルキル若しくはアルキル又は
炭素原子数２〜４のアルケニルである）。前記Ｒ基は炭
素原子数２〜３のヒドロキシアルキルであることが好ま
しい。これらのスターチエーテルは、アルキレンオキシ
ド及びその前駆体ハロヒドリン、ハロゲン化アルキル、
並びにハロゲン化アルケニルとの反応により調製するこ
とができる。アルキレンオキシドによるエーテル化が好
ましい。エチレンオキシド、プロピレンオキシド及びブ
チレンオキシドは、スターチ基材をエーテル化するのに
有用な化合物である。改質アルキレンオキシド、例えば
アリルグリシジルエーテルのような他の化合物を使用し
て有用なスターチエーテルを調製することができる。ハ
ロゲン化ベンジルのようなアリール化合物が改質に使用
されてもよいが、あまり好ましくない。上記のような所
望とする最終的なＤＳに依存して種々の量のそのような
化合物を使用することができる。
子数１〜４のヒドロキシアルキル若しくはアルキル又は
炭素原子数２〜４のアルケニルである）。前記Ｒ基は炭
素原子数２〜３のヒドロキシアルキルであることが好ま
しい。これらのスターチエーテルは、アルキレンオキシ
ド及びその前駆体ハロヒドリン、ハロゲン化アルキル、
並びにハロゲン化アルケニルとの反応により調製するこ
とができる。アルキレンオキシドによるエーテル化が好
ましい。エチレンオキシド、プロピレンオキシド及びブ
チレンオキシドは、スターチ基材をエーテル化するのに
有用な化合物である。改質アルキレンオキシド、例えば
アリルグリシジルエーテルのような他の化合物を使用し
て有用なスターチエーテルを調製することができる。ハ
ロゲン化ベンジルのようなアリール化合物が改質に使用
されてもよいが、あまり好ましくない。上記のような所
望とする最終的なＤＳに依存して種々の量のそのような
化合物を使用することができる。
【００１３】エステル改質は下記式により表されるエス
テル化スターチ化合物の形成を伴う：
テル化スターチ化合物の形成を伴う：
【化４】 （式中、ＳＴはスターチ基材を表し、そしてＲは炭素原
子数１〜４のアルキル又は炭素原子数２〜４のアルケニ
ル、好ましくは炭素原子数１〜２のアルキルである）。
この種のスターチエステルには、スターチアセテート、
スターチプロピオネート及びスターチブチレートが含ま
れる。このスターチエステルは典型的にはスターチを無
水酢酸のような有機酸無水物と反応させることにより調
製される。
子数１〜４のアルキル又は炭素原子数２〜４のアルケニ
ル、好ましくは炭素原子数１〜２のアルキルである）。
この種のスターチエステルには、スターチアセテート、
スターチプロピオネート及びスターチブチレートが含ま
れる。このスターチエステルは典型的にはスターチを無
水酢酸のような有機酸無水物と反応させることにより調
製される。
【００１４】エーテル及びエステルを調製するためのス
ターチの改質は、当該技術分野で周知であり、そのよう
な調製法の優れたレビューが、Ｒ．Ｌ．Ｗｈｉｓｔｌｅ
ｒ，Ｊ．Ｎ．ＢｅＭｉｌｌｅｒ及びＥ．Ｆ．Ｐａｓｃｈ
ａｌｌによる“Ｓｔａｒｃｈ：Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａ
ｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”第１０章、Ａｃａｄｅｍ
ｉｃ Ｐｒｅｓｓ（１９８４）に見出すことができる。
ターチの改質は、当該技術分野で周知であり、そのよう
な調製法の優れたレビューが、Ｒ．Ｌ．Ｗｈｉｓｔｌｅ
ｒ，Ｊ．Ｎ．ＢｅＭｉｌｌｅｒ及びＥ．Ｆ．Ｐａｓｃｈ
ａｌｌによる“Ｓｔａｒｃｈ：Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａ
ｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”第１０章、Ａｃａｄｅｍ
ｉｃ Ｐｒｅｓｓ（１９８４）に見出すことができる。
【００１５】本発明に使用されるスターチをエーテル基
又はエステル基により改質する代わりにカチオンに改質
してもよい。スターチのカチオン化は、Ｍｏｄｉｆｉｅ
ｄＳｔａｒｃｈｅｓ：Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ
Ｕｓｅｓ（１９８６）の第８章にあるＤ．Ｂ．Ｓｏｌａ
ｒｅｋによる“Ｃａｔｉｏｎｉｃ Ｓｔａｒｃｈｅｓ”
及び１９７８年１０月１０日にＭ．Ｔｅｓｓｌｅｒに付
与された米国特許第４，１１９，４８７号に記載されて
いるようにアミノ基、イミノ基、アンモニウム基、スル
ホニウム基又はホスホニウム基を含有する試薬を用いて
公知の化学物質により製造することができる。そのよう
なカチオン誘導体には、エーテル結合又はエステル結合
のいずれかを通じて結合されている第１級、第２級、第
３級及び第４級アミン基及びスルホニウム基並びにホス
ホニウム基を含む窒素含有基を含むものがある。好まし
い誘導体は、第３級アミノ基及び第４級アンモニウムエ
ーテル基を含有するものである。
又はエステル基により改質する代わりにカチオンに改質
してもよい。スターチのカチオン化は、Ｍｏｄｉｆｉｅ
ｄＳｔａｒｃｈｅｓ：Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ
Ｕｓｅｓ（１９８６）の第８章にあるＤ．Ｂ．Ｓｏｌａ
ｒｅｋによる“Ｃａｔｉｏｎｉｃ Ｓｔａｒｃｈｅｓ”
及び１９７８年１０月１０日にＭ．Ｔｅｓｓｌｅｒに付
与された米国特許第４，１１９，４８７号に記載されて
いるようにアミノ基、イミノ基、アンモニウム基、スル
ホニウム基又はホスホニウム基を含有する試薬を用いて
公知の化学物質により製造することができる。そのよう
なカチオン誘導体には、エーテル結合又はエステル結合
のいずれかを通じて結合されている第１級、第２級、第
３級及び第４級アミン基及びスルホニウム基並びにホス
ホニウム基を含む窒素含有基を含むものがある。好まし
い誘導体は、第３級アミノ基及び第４級アンモニウムエ
ーテル基を含有するものである。
【００１６】アルカリ性条件下でスターチをハロゲン化
ジアルキルアミノアルキルと反応させることを伴う第３
級アミン基を含有するスターチを調製するための一般的
な方法が１９５７年１１月１２日にＣ．Ｃａｌｄｗｅｌ
ｌ等に付与された米国特許第２，８１３，０９３号に開
示されている。他の方法が１９８７年１月２３日にＤ．
Ｓｏｌａｒｅｋ等に付与された米国特許第４，６７５，
３９４号に開示されている。第１級及び第２級アミンス
ターチは、スターチをアミノアルキル酸無水物、アミノ
エポキシド若しくはアミノハライド、又はアルキル基に
加えてアリール基を含有する対応する化合物と反応させ
ることにより調製することができる。
ジアルキルアミノアルキルと反応させることを伴う第３
級アミン基を含有するスターチを調製するための一般的
な方法が１９５７年１１月１２日にＣ．Ｃａｌｄｗｅｌ
ｌ等に付与された米国特許第２，８１３，０９３号に開
示されている。他の方法が１９８７年１月２３日にＤ．
Ｓｏｌａｒｅｋ等に付与された米国特許第４，６７５，
３９４号に開示されている。第１級及び第２級アミンス
ターチは、スターチをアミノアルキル酸無水物、アミノ
エポキシド若しくはアミノハライド、又はアルキル基に
加えてアリール基を含有する対応する化合物と反応させ
ることにより調製することができる。
【００１７】第４級アンモニウム基は、上記米国特許第
２，８１３，０９３号に開示されているように、スター
チの第３級アミノアルキルエーテルを適切に処理するこ
とによりスターチに導入される。代わりに、第４級基
は、上記米国特許第４，１１９，４８７号に開示されて
いるように、エピハロヒドリンと第３級アミン又は第３
級アミン塩との反応生成物により処理することによって
スターチに直接導入され、例えば２−ヒドロキシプロピ
ルエーテル置換基が導入される。上記特許明細書、即ち
米国特許第４，１１９，４８７号、同第２，８１３，０
９３号及び同第４，６７５，３９４号の開示を引用によ
り本明細書に含めることにする。
２，８１３，０９３号に開示されているように、スター
チの第３級アミノアルキルエーテルを適切に処理するこ
とによりスターチに導入される。代わりに、第４級基
は、上記米国特許第４，１１９，４８７号に開示されて
いるように、エピハロヒドリンと第３級アミン又は第３
級アミン塩との反応生成物により処理することによって
スターチに直接導入され、例えば２−ヒドロキシプロピ
ルエーテル置換基が導入される。上記特許明細書、即ち
米国特許第４，１１９，４８７号、同第２，８１３，０
９３号及び同第４，６７５，３９４号の開示を引用によ
り本明細書に含めることにする。
【００１８】カチオンスルホニウム誘導体の調製法が１
９６１年６月にＭ．Ｒｕｔｅｎｂｅｒｇに付与された米
国特許第２，９８９，５２０号に開示されており、この
調製法はアルカリ性水性媒体中でのスターチとβ−ハロ
ゲノアルキルスルホニウム塩、ビニルスルホニウム塩又
はエポキシアルキルスルホニウム塩の反応を伴う。カチ
オンホスホニウム誘導体の調製法が１９６３年２月１２
日にＡ．Ａｓｚａｌｏｓに付与された米国特許第３，０
７７，４６９号に開示されており、この調製法はアルカ
リ性水性媒体中でのスターチとβ−ハロゲノアルキルホ
スホニウム塩との反応を伴う。
９６１年６月にＭ．Ｒｕｔｅｎｂｅｒｇに付与された米
国特許第２，９８９，５２０号に開示されており、この
調製法はアルカリ性水性媒体中でのスターチとβ−ハロ
ゲノアルキルスルホニウム塩、ビニルスルホニウム塩又
はエポキシアルキルスルホニウム塩の反応を伴う。カチ
オンホスホニウム誘導体の調製法が１９６３年２月１２
日にＡ．Ａｓｚａｌｏｓに付与された米国特許第３，０
７７，４６９号に開示されており、この調製法はアルカ
リ性水性媒体中でのスターチとβ−ハロゲノアルキルホ
スホニウム塩との反応を伴う。
【００１９】他の適切なカチオンスターチは、上記文献
に開示されているような当該技術分野で周知の化学物質
及び方法を使用して提供することができる。有用なカチ
オンスターチの更なる詳細は、１９５９年３月３日に
Ｅ．Ｐａｓｃｈａｌｌに付与された米国特許第２，８７
６，２１７号、１９６１年１月３１日にＣ．Ｈｕｌｌｉ
ｎｇｅｒ等に付与された米国特許第２，９７０，１４０
号、１９９１年４月２日にＭ．Ｙａｌｐａｎｉ等に付与
された米国特許第５，００４，８０８号、１９９２年３
月３日にＪ．Ｆｅｒｎａｎｄｅｚ等に付与された米国特
許第５，０９３，１５９号、及び１９９３年６月１３日
にＪ．Ｔｓａｉ等に付与された米国特許第５，２２７，
４８１号に開示されており、これら特許明細書の全ての
開示を引用により本明細書に含めることにする。特に有
用なカチオン誘導体は、炭素原子数１８以下のアルキ
ル、アリール、アルカリル、アラルキル又は環状置換
基、特に炭素原子数１〜６のアルキルを有するアミノ基
又は窒素基を含むものである。
に開示されているような当該技術分野で周知の化学物質
及び方法を使用して提供することができる。有用なカチ
オンスターチの更なる詳細は、１９５９年３月３日に
Ｅ．Ｐａｓｃｈａｌｌに付与された米国特許第２，８７
６，２１７号、１９６１年１月３１日にＣ．Ｈｕｌｌｉ
ｎｇｅｒ等に付与された米国特許第２，９７０，１４０
号、１９９１年４月２日にＭ．Ｙａｌｐａｎｉ等に付与
された米国特許第５，００４，８０８号、１９９２年３
月３日にＪ．Ｆｅｒｎａｎｄｅｚ等に付与された米国特
許第５，０９３，１５９号、及び１９９３年６月１３日
にＪ．Ｔｓａｉ等に付与された米国特許第５，２２７，
４８１号に開示されており、これら特許明細書の全ての
開示を引用により本明細書に含めることにする。特に有
用なカチオン誘導体は、炭素原子数１８以下のアルキ
ル、アリール、アルカリル、アラルキル又は環状置換
基、特に炭素原子数１〜６のアルキルを有するアミノ基
又は窒素基を含むものである。
【００２０】スターチ上のカチオン置換基の量は種々の
量であることができるが、一般に約０．００５〜０．２
及び好ましくは約０．０１〜０．０５の置換度（ＤＳ）
が用いられる。多量のカチオン置換基又は高い置換度
（ＤＳ）を有するもの用いることができるが、そのよう
な物を製造することはコストがかかり且つ困難であるた
めに経済的に魅力がない。
量であることができるが、一般に約０．００５〜０．２
及び好ましくは約０．０１〜０．０５の置換度（ＤＳ）
が用いられる。多量のカチオン置換基又は高い置換度
（ＤＳ）を有するもの用いることができるが、そのよう
な物を製造することはコストがかかり且つ困難であるた
めに経済的に魅力がない。
【００２１】スターチを改質する順序は、最初にカチオ
ン改質し、次いでエーテル若しくはエステル改質する順
序であっても又はこの順序の逆であってもよい。しかし
ながら、エステル改質の場合には、カチオン基を最初に
導入することが好ましい。改質の方法は、スターチ中間
誘導体の分離を必要とせずに別々の工程で又は連続式で
実施することができる。これらの改質のいずれにおいて
も、スターチは、粒状状態にあるか、又は水溶液若しく
は有機溶剤溶液を用いて分散液の形態にある。
ン改質し、次いでエーテル若しくはエステル改質する順
序であっても又はこの順序の逆であってもよい。しかし
ながら、エステル改質の場合には、カチオン基を最初に
導入することが好ましい。改質の方法は、スターチ中間
誘導体の分離を必要とせずに別々の工程で又は連続式で
実施することができる。これらの改質のいずれにおいて
も、スターチは、粒状状態にあるか、又は水溶液若しく
は有機溶剤溶液を用いて分散液の形態にある。
【００２２】カチオン改質スターチを調製するのに使用
されるスターチ基材は、天然スターチ、より詳細にはア
ミロース含有スターチ、即ちアミロース含有率が少なく
とも５％であるスターチのいずれであってもよい。その
ようなスターチには、トウモロコシ、ジャガイモ、コム
ギ、コメ、タピオカ、ワキシーメイズ（ｗａｘｙ ｍａ
ｉｚｅ）、サゴ、ソルガム（ｓｏｒｇｈｕｍ）及び高ア
ミローススターチ、例えば高アミローストウモロコシ、
即ちアミロース含有率が少なくとも４５％であるスター
チのような植物から誘導されたものが含まれる。スター
チフラワーが使用されてもよい。特に有用なスターチは
アミロース含有スターチであり、特にコーンスターチ、
ポテトスターチ及びタピオカスターチが有用である。
されるスターチ基材は、天然スターチ、より詳細にはア
ミロース含有スターチ、即ちアミロース含有率が少なく
とも５％であるスターチのいずれであってもよい。その
ようなスターチには、トウモロコシ、ジャガイモ、コム
ギ、コメ、タピオカ、ワキシーメイズ（ｗａｘｙ ｍａ
ｉｚｅ）、サゴ、ソルガム（ｓｏｒｇｈｕｍ）及び高ア
ミローススターチ、例えば高アミローストウモロコシ、
即ちアミロース含有率が少なくとも４５％であるスター
チのような植物から誘導されたものが含まれる。スター
チフラワーが使用されてもよい。特に有用なスターチは
アミロース含有スターチであり、特にコーンスターチ、
ポテトスターチ及びタピオカスターチが有用である。
【００２３】本発明にいかなる天然スターチが用いられ
てもよいが、紙システム中での充填剤及び微粉の優れた
定着性が提供されるように、スターチが十分に又は本質
的に分解されていないことが重要である。より詳細に
は、本発明に使用されるスターチは、分解されていない
ものであって、８％水溶液中３０℃で少なくとも１，０
００ｃＰｓの粘度を有する。典型的には本発明に使用さ
れるスターチは、８％水溶液中３０℃で１，０００〜１
００，０００ｃＰｓ、好ましくは５，０００〜２０，０
００ｃＰｓの粘度を有する。この粘度は、完全又は十分
な改質の後のスターチ、即ちカチオン基とエーテル又は
エステル基とにより改質された最終的なスターチ生成物
の粘度である。本明細書において用いる「粘度」なる用
語は、ｎｏ．５及び６のスピンドルを有するブルックフ
ィールド粘度計ｎｏ．ＤＶ−ＩＩを用いて２０ｒｐｍで
測定されたブルックフィールド粘度である。
てもよいが、紙システム中での充填剤及び微粉の優れた
定着性が提供されるように、スターチが十分に又は本質
的に分解されていないことが重要である。より詳細に
は、本発明に使用されるスターチは、分解されていない
ものであって、８％水溶液中３０℃で少なくとも１，０
００ｃＰｓの粘度を有する。典型的には本発明に使用さ
れるスターチは、８％水溶液中３０℃で１，０００〜１
００，０００ｃＰｓ、好ましくは５，０００〜２０，０
００ｃＰｓの粘度を有する。この粘度は、完全又は十分
な改質の後のスターチ、即ちカチオン基とエーテル又は
エステル基とにより改質された最終的なスターチ生成物
の粘度である。本明細書において用いる「粘度」なる用
語は、ｎｏ．５及び６のスピンドルを有するブルックフ
ィールド粘度計ｎｏ．ＤＶ−ＩＩを用いて２０ｒｐｍで
測定されたブルックフィールド粘度である。
【００２４】製紙システムを溶解又は分散させるため
に、改質スターチは製紙システムへの供給前に加熱又は
ゲル化される。これは、標準的な条件並びに常圧クッキ
ング及びジェットクッキング（ｊｅｔ ｃｏｏｋｉｎ
ｇ）又は射出クッキング（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｃｏｏ
ｋｉｎｇ）等の公知技術を用いて容易に達成される。典
型的な加熱温度は、少なくともスターチのゲル化温度の
温度であり、スターチに依存して約５５℃〜２００℃又
はそれ以上の温度であり、種々のクッキングの条件及び
種類が用いられる。本発明の改質スターチは架橋されて
いないために、分散させるために非常に高温及び高圧は
必要でない。
に、改質スターチは製紙システムへの供給前に加熱又は
ゲル化される。これは、標準的な条件並びに常圧クッキ
ング及びジェットクッキング（ｊｅｔ ｃｏｏｋｉｎ
ｇ）又は射出クッキング（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｃｏｏ
ｋｉｎｇ）等の公知技術を用いて容易に達成される。典
型的な加熱温度は、少なくともスターチのゲル化温度の
温度であり、スターチに依存して約５５℃〜２００℃又
はそれ以上の温度であり、種々のクッキングの条件及び
種類が用いられる。本発明の改質スターチは架橋されて
いないために、分散させるために非常に高温及び高圧は
必要でない。
【００２５】ウェットエンド又は紙パルプに添加するこ
とができるエーテル又はエステル改質カチオンスターチ
の量は有効添加量である。より詳細には、パルプの乾量
に基づいて約０．０５〜１０重量％、好ましくは約０．
１〜５重量％のスターチ誘導体が使用される。
とができるエーテル又はエステル改質カチオンスターチ
の量は有効添加量である。より詳細には、パルプの乾量
に基づいて約０．０５〜１０重量％、好ましくは約０．
１〜５重量％のスターチ誘導体が使用される。
【００２６】本発明の改質スターチ添加剤は、セルロー
ス繊維と合成繊維の両方及びセルロース繊維と非セルロ
ース繊維との組み合わせのあらゆる種類のものから製造
される紙及び板紙に添加するのに都合良く使用すること
ができる。ポリアミド、ポリエステル及びポリアクリル
樹脂繊維のような合成繊維並びにアスベスト及びガラス
のような無機繊維から製造されたセルロース及び非セル
ロース材料の組み合わせから製造されたシート状素材及
び成形品にも含めることができる。使用することができ
る硬材又は軟材セルロース繊維には、さらし及び未さら
し硫酸塩（クラフト）パルプ、さらし及び未さらし亜硫
酸塩パルプ、さらし及び未さらしソーダパルプ、中性亜
硫酸塩パルプ、半化学パルプ、グランドウッド（ｇｒｏ
ｕｎｄｗｏｏｄ）パルプ、及びケミグランドウッド（ｃ
ｈｅｍｉ−ｇｒｏｕｎｄｗｏｏｄ）パルプから製造され
た繊維、並びにこれらの繊維の組み合わせが含まれる。
更に、ビスコースレーヨン又は再生セルロース型の合成
セルロース繊維並びに種々の供給源からの故紙を使用す
ることもできる。
ス繊維と合成繊維の両方及びセルロース繊維と非セルロ
ース繊維との組み合わせのあらゆる種類のものから製造
される紙及び板紙に添加するのに都合良く使用すること
ができる。ポリアミド、ポリエステル及びポリアクリル
樹脂繊維のような合成繊維並びにアスベスト及びガラス
のような無機繊維から製造されたセルロース及び非セル
ロース材料の組み合わせから製造されたシート状素材及
び成形品にも含めることができる。使用することができ
る硬材又は軟材セルロース繊維には、さらし及び未さら
し硫酸塩（クラフト）パルプ、さらし及び未さらし亜硫
酸塩パルプ、さらし及び未さらしソーダパルプ、中性亜
硫酸塩パルプ、半化学パルプ、グランドウッド（ｇｒｏ
ｕｎｄｗｏｏｄ）パルプ、及びケミグランドウッド（ｃ
ｈｅｍｉ−ｇｒｏｕｎｄｗｏｏｄ）パルプから製造され
た繊維、並びにこれらの繊維の組み合わせが含まれる。
更に、ビスコースレーヨン又は再生セルロース型の合成
セルロース繊維並びに種々の供給源からの故紙を使用す
ることもできる。
【００２７】本発明のスターチ誘導体により改質すべき
パルプに通常の方法であらゆる種類の顔料及び充填剤を
添加することができる。そのような物質には、クレー、
二酸化チタン、タルク、炭酸カルシウム、硫酸カルシウ
ム及び珪藻土、アニオン及び両性定着剤等が含まれる。
所望であれば、ロジンが存在してもよい。
パルプに通常の方法であらゆる種類の顔料及び充填剤を
添加することができる。そのような物質には、クレー、
二酸化チタン、タルク、炭酸カルシウム、硫酸カルシウ
ム及び珪藻土、アニオン及び両性定着剤等が含まれる。
所望であれば、ロジンが存在してもよい。
【００２８】紙に通常導入される他の添加剤、例えば、
染料、顔料、サイズ剤、ミョウバン、並びにカチオン、
アニオン及び両性定着剤等をパルプ又は完成紙料に添加
してもよい。
染料、顔料、サイズ剤、ミョウバン、並びにカチオン、
アニオン及び両性定着剤等をパルプ又は完成紙料に添加
してもよい。
【００２９】本発明の選ばれたスターチ誘導体は、それ
らが沈殿炭酸カルシウム（ＰＣＣ）の定着性を著しく高
めるために、微粒子システムを伴う製紙に特に有用であ
る。微粒子製紙システムは、酸性、中性又はアルカリ性
であることができるが、アルカリ性システムが最も一般
的である。アルカリ性微粒子システムは、コロイド無機
物を添加することにより製紙工程において形成される。
そのような微粒子システムには、コロイドシリカ、ベン
トナイト及びアニオンミョウバンが含まれ、乾燥パルプ
の重量に基づいて少なくとも０．００１重量％、より好
ましくは約０．０１〜１重量％の量で前記システムに導
入することができる。そのような微粒無機物質の更なる
詳細は、１９８３年６月１４日に付与された米国特許第
４，３８８，１５０号、１９８７年２月１７日に付与さ
れた米国特許第４，６４３，８０１号、１９８８年６月
２８日に付与された米国特許第４，７５３，７１０号、
及び１９９０年４月３日に付与された米国特許第４，９
１３，７７５号に開示されており、これらの開示の全て
を引用により本明細書に含めることにする。
らが沈殿炭酸カルシウム（ＰＣＣ）の定着性を著しく高
めるために、微粒子システムを伴う製紙に特に有用であ
る。微粒子製紙システムは、酸性、中性又はアルカリ性
であることができるが、アルカリ性システムが最も一般
的である。アルカリ性微粒子システムは、コロイド無機
物を添加することにより製紙工程において形成される。
そのような微粒子システムには、コロイドシリカ、ベン
トナイト及びアニオンミョウバンが含まれ、乾燥パルプ
の重量に基づいて少なくとも０．００１重量％、より好
ましくは約０．０１〜１重量％の量で前記システムに導
入することができる。そのような微粒無機物質の更なる
詳細は、１９８３年６月１４日に付与された米国特許第
４，３８８，１５０号、１９８７年２月１７日に付与さ
れた米国特許第４，６４３，８０１号、１９８８年６月
２８日に付与された米国特許第４，７５３，７１０号、
及び１９９０年４月３日に付与された米国特許第４，９
１３，７７５号に開示されており、これらの開示の全て
を引用により本明細書に含めることにする。
【００３０】更に、前記スターチは、有効に作用するの
に架橋度を必要としない。このことは、スターチの架橋
特性を測定し、それによりそれらの性能を予測すること
が困難であるために、特に有用である。更に、殆どの架
橋スターチは分散するためには若干厳しい条件を必要と
するのに対し、当該スターチは、標準的な加熱パラメー
ター下で容易に分散することができるものである。以下
の実施例により本発明の態様を更に説明する。これらの
実施例において、他に記載がない限り、全ての部数は重
量部により表されており、そして全ての温度は摂氏で表
されている。
に架橋度を必要としない。このことは、スターチの架橋
特性を測定し、それによりそれらの性能を予測すること
が困難であるために、特に有用である。更に、殆どの架
橋スターチは分散するためには若干厳しい条件を必要と
するのに対し、当該スターチは、標準的な加熱パラメー
ター下で容易に分散することができるものである。以下
の実施例により本発明の態様を更に説明する。これらの
実施例において、他に記載がない限り、全ての部数は重
量部により表されており、そして全ての温度は摂氏で表
されている。
【００３１】実施例１ この実施例は、本発明のエーテル改質カチオンスターチ
誘導体の調製法及びそれらの製紙システムにおける使用
を説明する。カチオン性コーンスターチを以下のように
調製した。コーンスターチ１００部を水１５０部中にス
ラリー化させ、次いで水酸化ナトリウム０．８部を３％
溶液として添加した。このスラリーを４０℃〜４５℃に
加熱し、そして１１．５のｐＨを保つために約３．５部
の水酸化ナトリウムを３％溶液として添加すると同時
に、５部の（３−クロロ−２−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を６５％溶液として添
加した。４０〜４５℃で１２〜１６時間の反応の後、希
塩酸（３：１）を用いて６．０のｐＨにスラリーを中和
にした。スターチを濾過により回収し、水を用いて２回
洗浄し、次いで乾燥させた。生成物は、乾量基準（ｄ
ｂ）で０．３０重量％の窒素含有率を有していた。
誘導体の調製法及びそれらの製紙システムにおける使用
を説明する。カチオン性コーンスターチを以下のように
調製した。コーンスターチ１００部を水１５０部中にス
ラリー化させ、次いで水酸化ナトリウム０．８部を３％
溶液として添加した。このスラリーを４０℃〜４５℃に
加熱し、そして１１．５のｐＨを保つために約３．５部
の水酸化ナトリウムを３％溶液として添加すると同時
に、５部の（３−クロロ−２−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を６５％溶液として添
加した。４０〜４５℃で１２〜１６時間の反応の後、希
塩酸（３：１）を用いて６．０のｐＨにスラリーを中和
にした。スターチを濾過により回収し、水を用いて２回
洗浄し、次いで乾燥させた。生成物は、乾量基準（ｄ
ｂ）で０．３０重量％の窒素含有率を有していた。
【００３２】上記のように調製されたカチオンコーンス
ターチを、以下のようにして４％プロピレンオキシドを
用いて改質した。密閉容器内で１００部の上記カチオン
コーンスターチを、３０部の硫酸ナトリウムを溶かし、
そして１．５部の水酸化ナトリウムを３％溶液として添
加した水１５０部中にスラリー化させた。次いで、スラ
リーを４０〜４５℃に加熱し、４部のプロピレンオキシ
ドを添加し、そしてスラリーを４０〜４５℃で１２〜１
６時間攪拌した。スラリーを２５℃に冷却し、次いで希
塩酸を用いて３．０〜３．５のｐＨに中和した。１時間
後、水酸化ナトリウム（３％溶液）を用いてスターチス
ラリーを５．５のｐＨに調節した。スターチ生成物を濾
過により回収し、水を用いて３回洗浄し、次いで風乾さ
せた。ヒドロキシプロピル置換は、プロトンＮＭＲ分光
分析により０．０９８ＤＳであることが決定された。
ターチを、以下のようにして４％プロピレンオキシドを
用いて改質した。密閉容器内で１００部の上記カチオン
コーンスターチを、３０部の硫酸ナトリウムを溶かし、
そして１．５部の水酸化ナトリウムを３％溶液として添
加した水１５０部中にスラリー化させた。次いで、スラ
リーを４０〜４５℃に加熱し、４部のプロピレンオキシ
ドを添加し、そしてスラリーを４０〜４５℃で１２〜１
６時間攪拌した。スラリーを２５℃に冷却し、次いで希
塩酸を用いて３．０〜３．５のｐＨに中和した。１時間
後、水酸化ナトリウム（３％溶液）を用いてスターチス
ラリーを５．５のｐＨに調節した。スターチ生成物を濾
過により回収し、水を用いて３回洗浄し、次いで風乾さ
せた。ヒドロキシプロピル置換は、プロトンＮＭＲ分光
分析により０．０９８ＤＳであることが決定された。
【００３３】スターチ試料を小型ジェットクッカー（工
業的ジェットクッカーをシミュレートするために小型化
されたジェットクッカー）内で１３０℃（２３０°Ｆ）
の温度で加熱した。下記のようなブリットジャー（Ｂｒ
ｉｔｔ ｊａｒ）を用いる改良型動的定着性評価試験を
使用して製紙におけるスターチ誘導体の定着能を評価し
た。
業的ジェットクッカーをシミュレートするために小型化
されたジェットクッカー）内で１３０℃（２３０°Ｆ）
の温度で加熱した。下記のようなブリットジャー（Ｂｒ
ｉｔｔ ｊａｒ）を用いる改良型動的定着性評価試験を
使用して製紙におけるスターチ誘導体の定着能を評価し
た。
【００３４】さらし硬材クラフトパルプ（ＢＨＷＫ）及
びさらし軟材クラフトパルプ（ＢＳＷＫ）の水性スラリ
ーを含むパルプ原料を使用して標準的な製紙用完成紙料
を調製した。パルプ原料（ＨＷ：ＳＷ重量％比＝８０：
２０）を水溶液中で約４００ＣＳＦ（カナダ国標準フリ
ーネス）まで精砕し、状態調節された水を用いて稠度
１．５％で叩解した。得られたヘッドボックスは稠度が
０．５％になり、ヘッドボックス固形分の３０％が沈殿
炭酸カルシウム（Ａｌｂａｃａｒ ＨＯ）であった。
びさらし軟材クラフトパルプ（ＢＳＷＫ）の水性スラリ
ーを含むパルプ原料を使用して標準的な製紙用完成紙料
を調製した。パルプ原料（ＨＷ：ＳＷ重量％比＝８０：
２０）を水溶液中で約４００ＣＳＦ（カナダ国標準フリ
ーネス）まで精砕し、状態調節された水を用いて稠度
１．５％で叩解した。得られたヘッドボックスは稠度が
０．５％になり、ヘッドボックス固形分の３０％が沈殿
炭酸カルシウム（Ａｌｂａｃａｒ ＨＯ）であった。
【００３５】５００ｍｌパルプ原料の試料を４''ブリッ
トジャー（７０メッシュのスクリーン及び攪拌機を装
備）に装入し、そして４００ｒｐｍで混合した。ミョウ
バン５ｌｂ．／トン（１％溶液）を加え、次いで４００
ｒｐｍで２０秒間混合し、次いで回転数を１０００ｒｐ
ｍに増加させた。１０秒後、スターチ１５ｌｂ．／トン
（０．５％溶液）を加え、混合を更に３０秒間続けた。
コロイドシリカ３ｌｂ．／トン（０．１％溶液）を加
え、次いで１５秒間混合した。系をドレーンし、次いで
試料を集め、濾過し、乾燥させ、マイクロ波により灰化
させた。コンピュータースプレッドシートを使用し、炭
酸カルシウム充填剤の平均定着率及び微粉の平均定着率
を決定し、表１に示した。
トジャー（７０メッシュのスクリーン及び攪拌機を装
備）に装入し、そして４００ｒｐｍで混合した。ミョウ
バン５ｌｂ．／トン（１％溶液）を加え、次いで４００
ｒｐｍで２０秒間混合し、次いで回転数を１０００ｒｐ
ｍに増加させた。１０秒後、スターチ１５ｌｂ．／トン
（０．５％溶液）を加え、混合を更に３０秒間続けた。
コロイドシリカ３ｌｂ．／トン（０．１％溶液）を加
え、次いで１５秒間混合した。系をドレーンし、次いで
試料を集め、濾過し、乾燥させ、マイクロ波により灰化
させた。コンピュータースプレッドシートを使用し、炭
酸カルシウム充填剤の平均定着率及び微粉の平均定着率
を決定し、表１に示した。
【００３６】２％及び６％のプロピレンオキシドを用い
て更に改質カチオン性スターチ試料を調製し、製紙用完
成紙料とし、上記のように定着率を評価した。全ての結
果を表１に示す。
て更に改質カチオン性スターチ試料を調製し、製紙用完
成紙料とし、上記のように定着率を評価した。全ての結
果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】実施例２ この実施例は、本発明のエステル改質カチオンスターチ
誘導体及びそれらの製紙システムにおける使用を例示す
る。実施例１に記載したように調製されたカチオンコー
ンスターチを、以下のように４％無水酢酸を用いて更に
改質した。カチオンコーンスターチ１００部を水１２５
部中にスラリー化させ、そして希水酸化ナトリウム（３
％）を添加することによりｐＨを８．０に調節した。希
水酸化ナトリウムの計量添加によりｐＨを８．０〜８．
２５に保ちながら、攪拌したスターチスラリーに無水酢
酸４部を徐々に添加した。反応が完了した後、希塩酸
（３：１）を用いてｐＨを５．５に調節した。スターチ
生成物を濾過により回収し、水を用いて３回洗浄し、次
いで風乾させた。プロトンＮＭＲ分光分析により決定し
た結果、スターチ生成物は０．０６１ＤＳのアセチル含
有率を有していた。２％及び６％の無水酢酸を用いて更
に改質カチオンスターチ試料を調製した。調製されたス
ターチ誘導体を加熱し、そしてスターチ誘導体を含む製
紙用完成紙料を実施例１と同様に形成した。実施例１に
記載したのと同じ改良型動的定着評価試験を用いて定着
能を評価した。結果を下記表２に示す。
誘導体及びそれらの製紙システムにおける使用を例示す
る。実施例１に記載したように調製されたカチオンコー
ンスターチを、以下のように４％無水酢酸を用いて更に
改質した。カチオンコーンスターチ１００部を水１２５
部中にスラリー化させ、そして希水酸化ナトリウム（３
％）を添加することによりｐＨを８．０に調節した。希
水酸化ナトリウムの計量添加によりｐＨを８．０〜８．
２５に保ちながら、攪拌したスターチスラリーに無水酢
酸４部を徐々に添加した。反応が完了した後、希塩酸
（３：１）を用いてｐＨを５．５に調節した。スターチ
生成物を濾過により回収し、水を用いて３回洗浄し、次
いで風乾させた。プロトンＮＭＲ分光分析により決定し
た結果、スターチ生成物は０．０６１ＤＳのアセチル含
有率を有していた。２％及び６％の無水酢酸を用いて更
に改質カチオンスターチ試料を調製した。調製されたス
ターチ誘導体を加熱し、そしてスターチ誘導体を含む製
紙用完成紙料を実施例１と同様に形成した。実施例１に
記載したのと同じ改良型動的定着評価試験を用いて定着
能を評価した。結果を下記表２に示す。
【００３９】
【表２】
【００４０】実施例３ 実施例１におけるのと同じ標準的な製紙用完成紙料（稠
度１．５％で４００ＣＳＦに叩解された漂白された硬材
８０：軟材２０、稠度０．５％及びＰＣＣ固形分３０％
（沈殿炭酸カルシウム）で標準的なヘッドボックス）を
使用し、実施例１及び２におけるようにスターチ試料に
ついて、濾水性を決定した。濾水性は、コンピューター
により増幅される乱流パルスシート形成機（ＴＰＳＦ）
試験を通じて決定された。この試験において４''ブリッ
トジャー手順を上記のように用いた。
度１．５％で４００ＣＳＦに叩解された漂白された硬材
８０：軟材２０、稠度０．５％及びＰＣＣ固形分３０％
（沈殿炭酸カルシウム）で標準的なヘッドボックス）を
使用し、実施例１及び２におけるようにスターチ試料に
ついて、濾水性を決定した。濾水性は、コンピューター
により増幅される乱流パルスシート形成機（ＴＰＳＦ）
試験を通じて決定された。この試験において４''ブリッ
トジャー手順を上記のように用いた。
【００４１】ＴＰＳＦ試験のためにブリットジャー内で
調製されたシートは約６０ｌｂ．／３，３００ｆｔ2 の
基本重量を有していた。ＴＰＳＦ試験条件は、７０メッ
シュスクリーンを備えた４''ブリットジャー、空気圧２
０インチＨ2 Ｏ（５０．８ｃｍＨ2 Ｏ）、減圧７．５イ
ンチＨｇ（１９．０５ｃｍＨｇ）、攪拌速度１，０００
ｒｐｍ、バフル底部からの攪拌機の高さ１．５インチ
（３．８１ｃｍ）、空気パルス時間０．５秒、減圧パル
ス時間０．３秒から成っていた。パルプ原料の試料を前
記ジャー内に入れ、約１，０００ｒｐｍで攪拌した。ミ
ョウバン５ｌｂ．／トン（１％溶液）を加え、そして
１，０００ｒｐｍで３０秒間混合した。次いでスターチ
１０ｌｂ．／トン（０．５％溶液）を加え、そして更に
３０秒間混合を続けた。コロイドシリカ３ｌｂ．／トン
（０．１％溶液）を加え、そしてシート形成を開始し
た。コンピュータープログラムを用いてパルス特性及び
シート形成特性を濾水性測定プロフィル及び各成形シー
トの全濾水抵抗（ＯＤＲ）に変換した。各試験試料に対
して５回の試験を実施し、平均ＯＤＲを決定した。ＯＤ
Ｒの値が小さいほど、添加剤の濾水性が優れている。全
ての試料の濾水評価の結果を下記表３に示す。
調製されたシートは約６０ｌｂ．／３，３００ｆｔ2 の
基本重量を有していた。ＴＰＳＦ試験条件は、７０メッ
シュスクリーンを備えた４''ブリットジャー、空気圧２
０インチＨ2 Ｏ（５０．８ｃｍＨ2 Ｏ）、減圧７．５イ
ンチＨｇ（１９．０５ｃｍＨｇ）、攪拌速度１，０００
ｒｐｍ、バフル底部からの攪拌機の高さ１．５インチ
（３．８１ｃｍ）、空気パルス時間０．５秒、減圧パル
ス時間０．３秒から成っていた。パルプ原料の試料を前
記ジャー内に入れ、約１，０００ｒｐｍで攪拌した。ミ
ョウバン５ｌｂ．／トン（１％溶液）を加え、そして
１，０００ｒｐｍで３０秒間混合した。次いでスターチ
１０ｌｂ．／トン（０．５％溶液）を加え、そして更に
３０秒間混合を続けた。コロイドシリカ３ｌｂ．／トン
（０．１％溶液）を加え、そしてシート形成を開始し
た。コンピュータープログラムを用いてパルス特性及び
シート形成特性を濾水性測定プロフィル及び各成形シー
トの全濾水抵抗（ＯＤＲ）に変換した。各試験試料に対
して５回の試験を実施し、平均ＯＤＲを決定した。ＯＤ
Ｒの値が小さいほど、添加剤の濾水性が優れている。全
ての試料の濾水評価の結果を下記表３に示す。
【００４２】
【表３】
【００４３】実施例４ この実施例は、本発明のスターチ誘導体を含む製紙シス
テムに、カチオンワキシースターチを加えた場合に濾水
性が改良された結果を示す。濾水性は、微粉及び充填剤
の定着性を阻害せずに改良される。この実施例におい
て、本発明の改質スターチ（試料Ｆ）と添加したカチオ
ンワキシーメイズとの５０／５０ブレンドを、実施例１
におけるように調製された標準的な製紙用完成紙料に加
え、そして前記実施例におけるように濾水性及び定着性
を決定した。結果を下記表４に示す。
テムに、カチオンワキシースターチを加えた場合に濾水
性が改良された結果を示す。濾水性は、微粉及び充填剤
の定着性を阻害せずに改良される。この実施例におい
て、本発明の改質スターチ（試料Ｆ）と添加したカチオ
ンワキシーメイズとの５０／５０ブレンドを、実施例１
におけるように調製された標準的な製紙用完成紙料に加
え、そして前記実施例におけるように濾水性及び定着性
を決定した。結果を下記表４に示す。
【００４４】
【表４】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウォルター マリツィスジン アメリカ合衆国，ニュージャージー 08876，ソマービル，ヘンリー ストリー ト 20 (72)発明者 テレサ カピタニ アメリカ合衆国，ニュージャージー 07066，クラーク，サンセット ドライブ 21 (72)発明者 クリストファー エル．カルプ アメリカ合衆国，ペンシルバニア 18045, パーマー，アパートメント イー１，サウ ス グリーンウッド アベニュ 607
Claims (9)
- 【請求項１】 ウェットエンドシステムに有効量の未分
解カチオンスターチを添加することを含む定着性及び濾
水性が改良された紙を製造する方法であって、前記未分
解カチオンスターチが、 ａ）エーテル基：Ｒ−Ｏ−（Ｒは炭素原子数１〜４のヒ
ドロキシアルキル若しくはアルキル又は炭素原子数２〜
４のアルケニルである）；又は ｂ）エステル基： 【化１】 （Ｒは炭素原子１〜４のアルキル又は炭素原子数２〜４
のアルケニルである）のいずれかにより０．００５〜
０．４の置換度（ＤＳ）を有するものに更に改質され、
完全に改質された未分解カチオンスターチが８％水溶液
中３０℃で少なくとも１，０００ｃＰｓのブルックフィ
ールド粘度を有する方法。 - 【請求項２】 乾燥パルプの重量に基づいて０．０５〜
１０重量％の改質されたカチオンスターチが使用される
請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 スターチが少なくとも５％のアミロース
含有率を有するアミロース含有スターチである請求項２
記載の方法。 - 【請求項４】 エーテル基中のＲが炭素原子数２〜３の
ヒドロキシアルキルであり、エステル基中のＲが炭素原
子数１〜２のアルキルである請求項２記載の方法。 - 【請求項５】 完全に改質されたスターチが８％水溶液
中３０℃で１，０００〜１００，０００ｃＰｓのブルッ
クフィールド粘度を有する請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 スターチが、アミロース含有率が少なく
とも５％のアミロース含有スターチであって、第３級ア
ミノ基若しくは第４級アンモニウムエーテル基によりカ
チオン化されていることを特徴とする請求項５記載の方
法。 - 【請求項７】 スターチが、コーンスターチ、ポテトス
ターチ又はタピオカスターチであって、０．０２〜０．
２５のＤＳを有するように更に改質される請求項６記載
の方法。 - 【請求項８】 ウェットエンドシステムが、コロイドシ
リカ、ベントナイト及びアニオンミョウバンから成る群
より選ばれるコロイド無機物質を含有するアルカリ性微
粒子システムを更に含む、請求項１〜７のいずれか１項
記載の方法。 - 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか１項記載の方法
により製造される紙。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/722785 | 1996-09-27 | ||
| US08/722,785 US5723023A (en) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | Method of papermaking using modified cationic starch |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10131082A true JPH10131082A (ja) | 1998-05-19 |
Family
ID=24903379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9226858A Pending JPH10131082A (ja) | 1996-09-27 | 1997-08-22 | 定着性及び濾水性が改良された紙を製造する方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5723023A (ja) |
| EP (1) | EP0833007A1 (ja) |
| JP (1) | JPH10131082A (ja) |
| AU (1) | AU2625397A (ja) |
| BR (1) | BR9706624A (ja) |
| CA (1) | CA2207888A1 (ja) |
| ID (1) | ID19650A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009263798A (ja) * | 2008-04-21 | 2009-11-12 | Nippon Nsc Ltd | カチオン化タピオカ澱粉、再生紙およびその製造方法 |
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| US6217709B1 (en) * | 1998-11-23 | 2001-04-17 | Hercules Incorporated | Cationic starch/cationic galactomannan gum blends as strength and drainage aids |
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| US3070452A (en) * | 1962-05-21 | 1962-12-25 | Hercules Powder Co Ltd | Emulsions of starch derivatives and use of same for sizing paper |
| US3219519A (en) * | 1963-03-28 | 1965-11-23 | Hercules Powder Co Ltd | Starch ethers in paper |
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| NL8800647A (nl) * | 1988-03-16 | 1989-10-16 | Avebe Coop Verkoop Prod | Werkwijze voor het vervaardigen van zetmeelethers. |
| JPH02133695A (ja) * | 1988-11-09 | 1990-05-22 | Nissan Chem Ind Ltd | 製紙方法 |
| US5122231A (en) * | 1990-06-08 | 1992-06-16 | Cargill, Incorporated | Cationic cross-linked starch for wet-end use in papermaking |
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| GB9307866D0 (en) * | 1993-04-16 | 1993-06-02 | Cerestar Holding Bv | Sizing process and composition therefor |
| NL9401487A (nl) * | 1994-09-13 | 1996-04-01 | Avebe Coop Verkoop Prod | Werkwijze voor het vervaardigen van papier, alsmede aldus vervaardigd papier. |
| US5595631A (en) * | 1995-05-17 | 1997-01-21 | National Starch And Chemical Investment Holding Corporation | Method of paper sizing using modified cationic starch |
-
1996
- 1996-09-27 US US08/722,785 patent/US5723023A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-06-03 CA CA002207888A patent/CA2207888A1/en not_active Abandoned
- 1997-06-25 AU AU26253/97A patent/AU2625397A/en not_active Abandoned
- 1997-07-17 EP EP97112284A patent/EP0833007A1/en not_active Withdrawn
- 1997-08-22 JP JP9226858A patent/JPH10131082A/ja active Pending
- 1997-08-25 BR BR9706624A patent/BR9706624A/pt not_active Application Discontinuation
- 1997-09-25 ID IDP973300A patent/ID19650A/id unknown
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009263798A (ja) * | 2008-04-21 | 2009-11-12 | Nippon Nsc Ltd | カチオン化タピオカ澱粉、再生紙およびその製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR9706624A (pt) | 1999-03-30 |
| ID19650A (id) | 1998-07-23 |
| EP0833007A1 (en) | 1998-04-01 |
| AU2625397A (en) | 1998-04-02 |
| US5723023A (en) | 1998-03-03 |
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