JPS61113896A - 紙及びボ−ル紙製造における改良 - 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】 産業上の利用分野 本発明は紙又はボール紙製造に関する。更に詳しくは本
発明は、紙又はボール紙（ｂｏａｒｄ）製造の間に、有
機多糖を混合物へ添加するか、又はファイバーのウェブ
へ適用する紙又はボール紙の製造方法に関する。特に本
発明はこのような方法によって製造された、強度もしく
は表面特性が改良された紙に関する。改良された添加剤
材料も本発明の特徴を構成する。

従来技術 紙又はボール紙製造の初期段階に、繊維間結合を増大さ
せて最終的な紙又はメール紙の強度を増大させる為に一
つ以上の添加剤を添加することはよく知られている。添
加剤は通常デンプン及びセルロースのような多糖類及び
それらの化学的誘導体、並びに、紙又はボール紙ウェブ
の基礎をなすセルロースと化学結合を形成しうる他の有
機物質である。このセルロースはウェブ形成に先だつ製
造の初期段階に、ウェブ形成を助ける為に紙又はボール
紙製造者により改質された。

本明細書に記載の添加剤はパルプ自体へ添加するか又は
、紙ウェブ形成の初期段階に添加（ウェットエンド添加
）することができる（即ち水分が約９？−〜約３０％ま
で減少する時）。このような場合添加剤は紙又はボール
紙の厚さ全体にほぼ均一に分布させる。水分がウェブの
２〜２０重量％まで減少した時、便宜上ウェブ形成に続
く製造段階において形成ウェブの片側又は両側へ添加剤
を適用することも知られている。

製紙機の関連部分の後に名付けられた１サイズ−プレス
添加（Ｓｉｚｅ−Ｐｒｅｓｓ　Ａａａｔ　Ｌｉｏｎ）”
は公知方法の例であり、添加剤はその溶液もしくは分散
液、発泡液体又は乾燥粉末を用いてこの段階に添加する
ことができる。サイズプレスプロセスは物質ヲ紙又はボ
ール紙へ適用する有用な方法であるが、装置は購入し、
そして設置するには高価でちることが知られている。ま
たその機械を運転しそしてサイズプレス使用の結果轟然
性なう特別な乾燥操作を実施する為には大量のエネルギ
ーも消費される。

サイズプレスにおける物質の適用は水溶液又は水分散液
を用いて実施するので、紙又はボール紙がサイズプレス
を通過する前にそれらを乾燥する為に用いるものに加え
て、設置さるべき特別な乾燥装置を準備することが必要
である。この特別な乾燥は３０％″＆での特別な乾燥装
置を要し、そしてそれは紙又はボール紙製造の間に消費
されるエネルギーを更に３０％増大させる。

発明が解決しようとする問題点 本発明は多糖類添加剤の分散液又は溶液の移転、取シ扱
い及び次の加熱の際の挙動に関し、そして本発明は前記
分散液又は溶液の流動性の考究に基づく。

デンプンの水分散液が高速剪断を受ける時（たとえば通
常スプレーを生成する為に用いるような制限孔をへた高
速流）、それらはかなシのグイラタンシ−（剪断速度が
増大するにつれ増大する流れに対する抵抗又は見掛粘度
）を示す。このような増大の結果、流れは制限されるか
又は停止する。

デンプンが総流体の５％以上を占める時、ダイラタンシ
ーはデンプン懸濁液において特に顕著である。この停止
は、製造の間及び製造後における紙及びボール紙への適
用のような種々の工業的プロセスへの助けとして生もし
くは加工デンプンの懸濁液の吹き付けを望むデンプン使
用者によく知られている。

デンプレの水性懸濁液も、水に懸濁した粒状物質に及ぼ
す重力又は慣性力により沈降物を生成しがちである。こ
のような沈降物は装置のかなシの故障の原因である。沈
降が生じるのを防ぐか又は減少させる為に、個々の粒子
が破壊する温度よシ高イ温度にデンプンの温度を上げる
ことによって懸濁液の粘度を上げることが今までは習慣
であった。このプロセスは一般に１蒸煮（Ｃｏｏｋｌ　
ｎｇ）”と呼ばれる。このプロセスによりデンプンは水
利さ、、、、ヶ。６□ゎうイ、２□よよ、ア、オフ　　
　　・）粒子の沈降傾向を低くするグルが生成する。別
法としては、懸濁液の水相粘度を上昇させることにより
沈降プロセスを減少させる物質を添加するのが慣習であ
る。このような粘度増大物質には、デンプン又はセルロ
ースの冷水可溶性誘導体及びポリエチレンオキシドエー
テル、ポリビニルアルコールのような多くの高分子量多
価物質、並び＠膨潤クレー”たとえばベントナイト、ア
タパルガイド、ラポナイト等（デンプンの冷水懸濁液の
粘度を増大しうるもの）がある。

しかしながら前述の操作は不良な噴霧を生成する。なぜ
なら本明細書に記載の適用に望ましい微細な液滴な生成
する為に、スプレーヘッドにおいて十分高度な乱流を達
成する為に流体は高いポンプ圧を要するからである。こ
のような高いポンプ圧は、デンプン懸濁液のダイラタン
トに成るという固有の傾向の故に装置故障を頻繁に引き
起こす。

本発明は、一つ以上の添加剤が更に強度影響デンプン懸
濁液に存在する紙又はが−ル紙製造方法を発見した。

問題点を解決する為の手段 本発明に従って、少量の親水性ポリマー粘度増大剤を含
み、よって懸濁デンプン粒子の沈降を防止することを安
定化するデンプンの水性懸濁液が提供される。紙又は？
−ル紙製造の際に粘性処理剤を適用して成る方法におい
て、前記薬剤をロータリーアトマイザーにより適用する
ことを安定化する方法も提供する。

本発明は三つの側面から成ることがわかる。−側面にお
いて本発明は、紙又はボール紙製造の間又は製造後にデ
ンプンの水性懸濁液を紙ウェブへ適用する前記紙又はボ
ール紙の製造方法を提供する。前記方法において水利性
ポリマーは懸濁液中に、懸濁液のレオロジーを懸濁液が
更に疑似塑性になるようにかえるような量存在し、よっ
てウェブへの適用は促進される。なぜなら本発明に記載
の疑似塑性（粘弾性又は剪断減粘性としても知られる）
流体は、貯蔵の間又は輸送の際に経験する低剪断速度下
におけるデンプンのような分散粒子の沈降を防止するの
に十分な粘度を有することができるからである。しかも
流体がスプレージェットのノズルのような狭孔から放出
される時に生ずるような高剪断速度にさらされる時、前
記流体は、初期の製造段階において紙又はボール紙へ溶
液又は懸濁液を適用するのに適する小滴が生成しうるよ
うに十分低い粘度を示す。

もう一つの側面において、本発明は、水利性ポリマーの
水性溶液を紙ウェブへ製造の間又は後に適用する紙又は
ゾール紙の製造方法を提供する。

前記方法において、紙又はボール紙の表面もしくは表面
近くに連続フィルムを形成しうる水溶性ポリマー物質が
溶液中に存在する。このポリマーは本発明に記載の噴霧
ディス）　ＩＪピエータの長所を利用して単独で適用す
ることができる。別法としては前記ポリマーはデンプン
及び前記レオロジー改質ポリマーと共に適用することが
できる。

前記測面のそれぞれにおいて、水利性ポリマーは非イオ
ン性もしくはイオン性、好ましくはアニオン性である。

前記ポリマーはカルボキシル単位が長鎖のポリヒドロキ
シルポリマー（たとエバ多糖類）へ結合しているポリカ
ルゲン酸のナトリウム、カリウム又はアンモニウム塩と
することができる。前記ポリマーはグルコース、マンノ
ース、ガラクトース、ピラノース、アミロース等及びグ
ルクロン酸のような酸を含むその混成誘導体に基づ〈。

典型的なポリマーにはカルボキシメチルセルロースのナ
トリウム、カリウム及びアンモニウム塩、並びに通常キ
サンタン（Ｘａｎｔｈａｎ）ゴムとして知られる、微生
物Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｉ　ｃａｍｐｕｓ−ｔｒｉｍに
よる適切な砂糖に基づく培地の発酵により得られるコン
プレックスポリマーがある。それはポリアクリル酸、ポ
リメタクリル酸及び他の同族の水溶性塩の一つとするこ
ともできる。実際の多糖類及びその最も好ましい誘導体
は、本発明の主な重要な側面に依存する。

もう一つの側面において本発明は、物質の水もしくは他
の液体の懸濁液又は溶液をロータリーアトマイザーによ
り適用する紙又はボール紙の製造方法′提供す８・本発
明１記載０水性懸濁ｇ″１び　　　　　４Ｘ溶液は慣用
の高圧噴霧により紙の表面へ適用しうるけれども、農業
技術においてはよく知られているけれども今まで紙の製
造には用いられなかったロータリーアトマイザーを用い
ることが好ましい。

このアトマイザーは、”Ｍｉｃｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｍａ
ｘ　’及び“Ｌａ１ｙ　Ｈｙｄｒａｓｐｉｎ”のような
いくつかの登録商標で販売されている装置を含むいくつ
かの類似の凰で入手することができる。このよりなアト
マイザーは英国特許第２００４２０４１号、同第２００
４２０５Ｂ号及び同第２００４２０６Ｂ号に詳しく記載
され、そしてこれら特許の特許請求の範囲第１項に規定
されている。これらアトマイザー及び他の同様の装置は
下方に狭端を有する鉛直軸上のスピンヘセットされた平
頭中空円錐シェルを含んで成る。

アトマイザーの構成は添付の図面の第１図に図解して示
してあυ、それは二円錐系の断面図から成る。このアト
マイザーは中心軸４の端に位置する底軸受３上にすえつ
けられた外円錐２によって囲まれた固定内円錐１を含ん
で成る。中心ノズル５は来入流体を供鉛する為に配置さ
れている。外円錐２は、電動機９と連結しているベルト
駆動プ１３−系７．８を含む駆動手段と頂部軸受６とを
有する頂部に設けられている。外円錐２の頂部外端は歯
１０と円周保護リングとを備えている。噴霧さるべき流
体はポンプにょシーっ以上の口をへてスピニング円錐２
の内部におくられ、引き続いて上方へ、そしてスピニン
グ円錐２の内表面を横切って外へ、流体が一番広い上部
円周に沿って円錐を出るまで運搬される。流体のこの動
きによって生ずる小滴のサイズは、円錐の上端を、その
上面のまわシに放射状に配される歯１０の形状に鋸歯状
にすることにより部分的に制御される。円錐は、マウン
ト上に円錐を厳密に支持する適切な軸受を備え、適切な
駆動による電気、空気又は油圧原動機により駆動するこ
とができる。油圧そ一ターの場合には、駆動エネルギー
は慣用の油圧発生ポンプによりモーターへ輸送すること
ができ、そしていわゆる油圧流体と限定される。別法と
しては駆動エネルギーは、紙へ適用しようとする水性デ
ンプン懸濁液又は他の流体がスピニング円錐へ接続した
タービンを駆動するよう配置することにより運ぶことが
できる。

所定のアトマイザー及び所定のレオロジー性質を有する
液体であって、所定の速度におけるスピニングをセ、ト
シた場合に、均一サイズの小滴が生成する。小滴サイズ
は使用者の特別な要求にかなうように、アトマイザ−配
置、流体レオロジー及び回転速度の適当な組み合せを選
ぶことにより選定することができることが推定される。

小滴サイズを支配する各／４′ニアメーターは他とは独
立に調整することができ、そしてまた紙表面へ適用する
懸濁液又は溶液の流速とも関係なく調整することができ
るが、業界で以前に用いた慣用の噴霧ノズルの場合には
、小滴のサイズはノズルを横切る小滴の圧力に依存し、
そしてそれは流速を支配する。

アトマイザーにより生成する小滴は事実上均一サイズで
あるので、それらは同様の軌道を描き、それ故紙表面上
の模様をほとんど同じくコントロールすることができ、
そしてそれ故均−に適用される。小滴は、鉛直軸上を回
転するようセットされた回転アトマイザーから排出され
るならば、小滴は水平軌道を描く。それ故小滴はそれぞ
れ接線運動により生ずる水平力及び重力により決定され
る路に沿って動いていくことが推定される。円錐の底部
が、流体を適用する表面近くＫなるようにアトマイザー
のがディを配置するならば、小滴は重力下で鉛直方向忙
約２０備動いて行き、そして慣用の圧力運転スプレーノ
ズルから高速で排出される同様の小滴よりずっと低速で
動いて行くことが推定される。このことは、紙の水分が
高く、そしてその結果紙の強度が低い時、製造の初期段
階において流体を紙又はボール紙の表面へ適用すること
になっている時特に有利である。

流体が製紙機を通□過する時、紙又はボール紙の上側又
は下側への流体の適用を可能にするようにセットされた
ブームヘ一つ以上のアトマイザーを固定することがで話
る。所望ならスピニング円錐の円周の一部を、シールド
の直径に沿った反対の空間への小滴の通過を制限するよ
うにシールドに１′ よって囲むことができる。このことにより、使用者に要
求される時に流体を直接的に適用することができるよう
になる。シールドにより収集される流体は保持タンクか
又は便宜上流体循環系中へ戻すことができる。

本発明の第一の側面は懸濁液のレオロジーに関連する。

液体が層流又は静流から乱流へ変化する液体の速度は以
下のごとく示しレイノルズの等式により規定されること
はよく知られている。

ｄ、マ、ｒ ＮＲ＝□・Ｋ ■ 式中Ｎｒ＝流体のレイノルズ数 ｄ＝流体密度 Ｖ＝流体速度 ｒ＝流体が流れる穴又はパイプの半径 に＝比例定数 ■＝流体粘度 前記１？ラメ−ターがｅｇｇ単位で示されるならば、レ
イノルズ数が２０００を超える時乱流がおこることは知
られている。特定流体のＶ（粘度）値が低いならば、レ
イノルズ数は高く、そしてそれ故高粘度流体が層状で流
れる条件下で乱流が起こる。

更に低粘度は流体が所定の環境下で高速で流れるのを可
能にし、そしてそれ故ノイノルズ数は更に増大し流体の
乱流が起こる。

スプレー又は噴霧系の最適効率の為には、小滴への破壊
が起こる時点で流体が乱流状態であることが必要である
ことはよく知られている。言いかえれば、流体粘度が低
い時最適な小滴が生成する。

それ故、粘度の異なる二流体を、レイノルズの等式で用
いるパラメーターにより規定される流れの同様の条件下
で比較するならば、良好なスプレー効率が低粘度流体に
おいて得られることが推定される。

第一の側面、即ちデンプンの懸濁液のレオロジーを更に
考究することにより、粘度又は流体内での変形に対する
抵抗は、流体が静止又はほとんど静止している時、即ち
低剪断速度の条件下でできるだけ高いことが必要とされ
る。流体の粘度を少なくとも一部のデンプンを蒸煮する
ことによってか又は前記可溶性ポリマー物質を添加する
ことによυ上げるならば、デンプン又は類似の懸濁液は
安定化されうる、即ちデンプン粒子の重力又は慣性力下
における固化が防止されることは先行技術だより教授さ
れている。ストークスの法則は、外力だよυ懸濁粒子に
働く力が流体粘度に逆比例することを計算することによ
りこのことを示している。しかしながらこのような処理
はスプレー装置の効率に有害な高粘度を引き起こす。そ
れ故デンプンが懸濁する流体のレオロジーは、デンプン
粒子の沈降を防止する為に低剪断速度において高粘度を
示さなければならないことが推定される。同時に十分な
乱流を確実にして最適サイズの小滴を生成しそして最適
粒子サイズ分布とする為に高剪断速度において低粘度を
示さねばならない。ポリマー物質の溶液の粘度は、所定
の穴をへた剪断速度又は流速が増大するにつれ他よシ更
に迅速に落ちることはよく知られている。このことはい
くつかのよく知られた高粘度ポリマー物質の水中粘度を
剪断速度の範囲にわたって比較した以下の表中に示され
る。それぞれの粘度及び剪断速度は、ＳＣ４スモールサ
ンプルアダプターの名称で販売されている同軸ゴブとシ
リンダー付属品とを備えたブルックフィールド粘度計に
より測定した。

ＣＭＣ１８０００１３０００８４００６０００４３００
３０００１９００１４００ＨｇＣ８０００６５００５０
００３８００２７００１９００１１００ＧＧ　　　　１
１００９１００５８００３９００２４００１５００７０
０ＸＧ　　　３２０００１７０００７５００３８００１
９００１１００４５０２４０ＸＧ　　　’　６６０　５
５０　ａ　４３０４００３４０２６０２１０高疑似盟性
の水溶液を提供しうる物質を小割合デンプン粉末へ添加
するか、又はデンプンの懸濁液中へ組み入れるならば、
デンプンは水性懸濁液中に長期間保存可能になシ、ダイ
ツタ／シーを生ずることなく限定された孔をへて輸送可
能になシ、そしてその懸濁液は、製造の間紙の表面のよ
うな表面へデンプンを均一に適用する手段としてそれら
を用いることを可能にするのに十分小サイズの、小滴へ
迅速に変形することが本発明により見い出された。

レオロジー影響目的に好ましいポリマーはキサンタンゴ
ム及び水に溶解して、他の市販のポリマーと比べて低剪
断速度において非常に高粘度を有し、高剪断速度におい
て比較的低粘度を有する溶液を生成しうる類似の多糖類
である。これは表１に示す。キサンタンゴムの溶液は１
紙ミル及び他の閉鎖工業施設において通常経験する温度
範囲にわたってレオロジーのようなその物理的性質にほ
とんど変化を示さない。これらの性質は、イオン性及び
他の溶解物質がキサンタンゴムと共に存在する時も無視
しうる変化しか示さない。このことは、組成が未知の水
を用いてデンプン懸濁液を調製する時、たとえばいろい
ろな温度において種々の硬度と種々の塩含量を有する再
循還水をそのような調製に用いる時特に重要である。

キサ／タンゴムのＶオロジー影響性質は、キサ／タンゴ
ムの懸濁中での存在が、デンプン粒子の沈降又は処理し
にくい沈降物の生成傾向を非常に減じるので、デンプン
を水の懸濁液又はスラリーの形態で適用しようとする場
合特に重要である。

本発明に記載されているようなデンプン懸濁液中のキサ
ンタンゴムの存在は、使用者が長期間このような懸濁液
を貯蔵することを可能にし、そして使用者がスラリーの
形状のデンプンを最終的な目的地まで輸送することがで
きるようにする。その際スラリーの輸送及び貯蔵に用い
るス２り一容器中に特別な振とう装置を設置する必要は
ない。キサンタンゴムの添加によりデンプン懸濁液を輸
送及び貯蔵しうる便利さは、そのような懸濁液がおる食
物製造工程で生じる残留物として入手しうる点において
特に重要である。梨遺した懸濁液又はスラリーの形態で
デンプンを供給しうろことは、デンプンを抽出、乾燥し
そして引き続いて使用前に再形成せねばならぬよシはむ
しろ経済的に有利である。本発明はこのようなデンプン
懸濁液又はスラリーをデンプン及び製紙工業の利益の為
に貯蔵及び輸送する経済的方法を提供する。

デンプン懸濁中のキサンタンゴムの存在により、剪断速
度の増大につれた流れに対する抵抗又は粘度の増大とし
て最もよく記載しうるダイラタンシー現象をこのような
懸濁液が示す傾向が克服されることも本発明により見い
出された。ポンプ及び制御弁内、パイプにおけるベンド
及びレストリクター及び慣用のスプレー装置のノズル内
で生じるような高剪断速度の条件下でダイラタント流体
が流れを中止しがちであるのでグイラタンシーはデンプ
ン及び他の懸濁液を取シ扱う際に避けるべき状態である
。それ故そのような懸濁液中のキサンタンゴムの存在は
、それらを運搬する為に用いる装置、特に慣用のスプレ
ー装置のノズルにおける閉塞を引き起こす懸濁液のよく
知られた困難な傾向を防止するのに役立つ。

キサンタンゴムの重量は、デンプン懸濁液を調製する為
に用いた水の０．０２５％〜１．０％の間で可変である
。乾燥粉末スターチから調製した懸濁液の場合、キサン
タンゴムはデンプン粉末中に、使用の間スラリー中に前
記割合で存在するように、望ましいような他のポリマー
物質と共に組み入れることができる。前述のごとく懸濁
液の形態ですでに調製したデンプンの場合には、輸送及
び長い貯蔵を促進する為に初期段階でキサンタンゴムを
添加することが好都合である。

本発明の第二の側面は、あるポリマーのフィルム形成性
に関連する。即ち前記ポリマーを水に溶解又は違ったや
シ方で水に分散し、そしてデンプン懸濁液を、製造の間
紙又はボール紙へ適用する為にすでに記載した方法と同
様のや９方で小滴形状で適用する時のフィルム形成性に
関する。好ましいポリマーは、カル−キシメチルデンプ
ン又はカルブキシメチルセルロース又はアルギン酸又は
ポリアクリル酸のアルカリ金属塩及びその同族体、又は
好ましくはＳ　ＣＭＣ又はＣＭＣとして普通知られるカ
ル？キシメチルセルロースのナトリウム塩のような多糖
類である。ポリマーは使用者の要求を充たすよう種々の
利益を提供する為に本明細書に記載されているようにデ
ンプンと共にかデンプンなしに適用することができる。

力ｋｇキシメチに＊に′−７は０・３５〜１・４の力　
　　　　　１１ルデキシメチル化度（セルロース分子鎖
内の各無水グルコース環における置換に理論的に用いう
る３個の不安定なヒドロキシ基に関連）及び総分子量１
５，０００〜８００，０００　、好ましくは５ｏ、ｏｏ
ｏ〜２５０．０００を有する。ＳＣＭＣ又は水性デンプ
ン懸濁液において記載した他のポリマーの存在は、デン
プン粒子が破壊し、そして粘度の急速な増大によって例
証されるようなダルな形成する温度（ダル化温度）を低
くする影響を持つ。たとえば分子量約ｉ　ｏ　ｏ、ｏ　
ｏ　ｏ及びカルブキシメチル化度０．８５のＳＣＭＣ４
部を小麦デンプン１６部へ添加した。２０重量係デンプ
ン懸濁液のグル化温度を６４セルシウス（Ｃｅｌｓｉｕ
ｓ）度から５９セルシウス度まで低くすることがこの影
響であった。このグル化温度の低下は、デンプンの低温
ダル化によりデンゾンのセルロースへの添加の有益な影
響が改良されることが知られている点において紙又はゾ
ール紙製造工程において重要である。かくしてこのよう
なＳＣＭＣのデンプンへの添加は重要であり、そして紙
又はボール紙製造工程運転の経済性を改良する今まで予
期せぬ方法であった。

これらポリマー又はその混合物の量は、この明細書記載
の慣用のスプレー又は噴霧デイストリビユータによる添
加剤の運搬に用いる水重量の１０％まで（通常０．２５
％〜７．５　％　）変化することができる。

デンプン又はＳＣＭＣのような他の水溶性ポリマーの水
性分散液の一部としてのキサンタンゴムの存在は分散液
の流れに対する抵抗を増大させ、そしてそれ数分散液が
適用後に紙に浸透する速度をコントロールするのに役立
つ。それ故キサンタンコ９五の存在は、紙が紙製造の初
期段階の間に生ずるような高割合の水を含む場合でさえ
分散液を紙の表面又は表面近くに保持することが推定さ
れる。

本発明方法において、デンプンは乾燥紙型蓋の０．５％
〜１０％になるようにこの明細書記載の方法により紙又
はボール紙へ適用することが期待される。レオロジー影
響物質、たとえばキサンタンゴムがデンプンの沈降を防
止するのに十分な量又は分散液がグイラタント（制限穴
をへた輸送に適さない）になるのを防止するのに十分な
全存在することも予期される。前述のようないわゆる水
溶性ポリマーをこの明細書記載の方法により紙又はボー
ル紙へ適用して紙もしくはボール紙へ改良を提供するか
又は適用デンプンの有益性を増大させることも予期され
ている。デンプン及びポリマーは乾燥形態で共にブレン
ドするか、又はそれぞれの分散液又は溶液を共に混合し
次いでこの明細書記載の方法により得られれた混合物を
適用するか又はそれぞれの物質の分散液又は溶液を、紙
又はボール紙製造の最も適尚な時点においてそれぞれの
物質を適用するようにセットされた二個以上の噴霧ディ
ストリビニ−ターにより各自適用されるようにすること
によりブレンドすることが予期される。

本発明は紙又はボール紙の製造方法として上に規定した
が、このようにして製造した紙又はボール紙も本発明の
別の側面であることは当然のことでおる。このような紙
又はボール紙は、以下に例に示すごとく増大した強度と
改良された表面性質（紙又はボール紙を更に有価な商品
とする）を示した。

本発明は本発明方法に用いる為にいっしょに懸濁又は水
和しうる、デンプンと前述のような一つ以上の添加剤と
の緊密粒状混合物にまでも及ぶ。

デンプン／キサンタンゴム混合物は長期間保存可動であ
シそして前記適用装置を確実に通過が可能であり、そし
て単独でか又はデンプンと共に用いるＳＣＭＣ溶液は特
にその価値が高い。

実施例 木兄盟を以下の例により更に詳細に説明する。

例１ （ａ）　　先行技術 小麦デンプン１００ｇを水ｉｏｏｏｍｊに分散させて、
室温でデンプン固形分１（ｌを含むスラリーを調製した
。

２０回転／分（ｒ　ｐｍ）及びサーモスタットす御水サ
ーキエレーターにより２度／分の速度で２０セルシウス
度から温度が上るようにセットした適轟なボブを備えた
ブルックフィールド５Ｃ−４アダｆ１）ターの円筒形容
器に前記スラＩＪ−８ｍＪを装入した。

懸濁液の粘度が急速に上昇してグル化するまでダイアル
な連続的に読んだ。ダイアルの読みはグラフ紙上にプロ
ットした。外挿によりダル化温度は６４セルシウス度で
あると判定された。

前述のごとく調製したデンデンスラＵ−２５０ゴへ、分
子量約１００，０００及びカル？キシメチル置換度０．
６５のＳＣＭＣ１，２５Ｎ　（デンプン固形分の５重量
％、及び総ス−７’）／溶液配合物の０．５チに相当）
を添加した。この混合物を機械的に１時間攪拌した。こ
の混合物８づをブルックフィールド５Ｃ−４のシリンダ
ー中に装入しそして前記操作を反復した。推定グル化温
度は６０℃であると判定した。

更に２５０−の最初のデンプンスラリーへ、例（ｂ）、
で用いたＳＣＭＣと同様の分子量であるが置換度が０．
８のＳＣＭＣ１，２５ｆｌを添加し、そして実験を反復
した。この場合推定グル化温度は５９℃であると判定し
た。

更に２５０７ｆｆｊの最初のデンプンスラリーへ、例（
ｃ）で用いたＳＣＭＣ２，５１（デンプン固形分の１０
重量％及び総会散液の１．０％に相当）を添加した。

実験を反復しそしてグル化温度を５８℃と判定した。

前記実験は、狭い温度範囲での粘度の急速な上昇により
例示されるようなデンプン懸濁液のグル化温度の予期せ
ぬ減少を示した。このことは、ＳＣＭＣが高い置換度を
有しそしてそれ放水に強い親和性を有する時一層明らか
である補助溶解作用の形態と解釈される。かくして水と
このようなＳＣＭＣとが粒子破壊の初期段階でデンプン
粒子に入る時、ＳＣＭＣ分子が解き、そして膨張する天
然傾向は、ＳＣＭＣが存在しない場合に起こるような温
度より低い温度における粒子の破壊を補助する。

デンプンがグル化し、そしてそれ故紙ウェブの構造内に
多少の連続フィルムを形成しうるようにする温度の低下
は、グル化を達成するに要する熱エネルギーを減少する
ことが予期されるので製紙業者にとって有益である。更
にグル化は製紙プロセスの乾燥セフシランにおける初期
段階で起こるので、デンプンとセルロース繊維とが有益
に相互作用する時間が一層長くなる。

列２ Ｒａｎｋｓ　Ｈｏｖｌａ　ＭａｃＤｏｕｇａｌｌ　Ｌｔ
ｄ、により製造（小麦を湿式磨砕し、小麦デンプン固体
３８重量％を含む非乾燥デンプンスラリーを構成）され
たＴｅｎ５ｔａｒ　ＡＢ　として知られる市販のデンプ
ン粒子ＩＪ−２５０ｍを、キサンタンゴムを数回添加し
て処理した。デンプンの沈降量は、数日間２５０１ｎｌ
容ガラス製メスシリンダーに貯蔵した時、流体の上部に
現れる透明液体の体積に注目することにより判定した。

結果を記録し、そして以下の表２に示した。

以下余白 表２　３８　％　Ｔｅｎ５ｔａｒデンプンスラリーキサ
／タンゴムチ　　　　　透明液体の体積（Ｊｎｌ）総体
積に基づく）　１日　　　３日　　　７日　　　１４日
０．０　　　　　０　　　　５　　　　１０　　　２５
０．１０　　　　０　　　　０　　　　　５　　　　１
００．１５　　　　０　　　　０　　　　　０　　　　
　００．２０　　　　０　　　　０　　　　　０　　　
　　０ｆ１１２　（ａ）に記載の操作をもう一つの非乾
燥市販のデンプンスラリーを用いて反復した。前記デン
プンスラリーは、穀物を湿式磨砕することにより得られ
たデンプン固体１８チを含む５Ｌａｐｅｒ　５ｔａｒｃ
ｈとして知られる。結果を表３に示す。

以下余白 表３ キサンタンゴムチ　　　　　　透明液体の体積０００、
（１１２０１４０１７０１８０ ０，１０５０７０１１０１５０ ０，１５２０４０６０７０ ０，２０００００ 注）前記実験で用いたスラリーは、デンプン及びポリマ
ー懸濁液の微生物による妨害を防止する為に０．２％ジ
クロロフェンで処理した。

前記実験の結果は、市販のデンプンスラリーに加えたキ
サンタンゴムが、先行技術の場合のように連続的な振ど
うを行う必要なしに、デンプン粒子の沈降を防止し、そ
してそれ故長期間貯蔵の利益を提供する有益な影響を持
つことを示す。

例３ す）　１３ウムカルがキシメチルセルロース及ヒ／又は
キサンタンゴムとデンプンとのブレンドを表４に示すご
とく調製した。

表４ Ａ　　１００　　　０　　　　０　　　０Ｂ　　９６　
　　４　　　　０　　　０Ｃ９６０４０ Ｄ　　９９．６　　０　　　　０　　　０．４ＦＪ９５
．６　　０　　　　４　　　０．４Ｆ　　９５．６　　
４　　　　０　　　０．４各ブレンド２５０ｇを水７５
０Ｍと混合し、２５チη〜スラリーを調製し、艮造した
ハンドメイド紙上ヘスデレーする為に用いた。スプレー
は各場合に０．７　ＴｒＬｌを乾燥紙上へ提供するよう
にしてあった。前記値は名目上乾燥重量３．７ｇの紙シ
ートに関して、乾燥デンプン又はブレンドの含浸量４．
７チに等しい。

紙構成は天然カチオン保持助剤（ａｉｄ）を有する漂白
クラフトであった。乾燥及びカレンダリングの後、ミュ
ーレンチスターでシートの破裂強さを試験した。１０回
の試験の平均を記録し、そして同時に製造したがデンプ
ンスラリーのかわ９に水をスプレーした未処理紙と比較
した。

表　５　標目クラフト；シー）３．７ｇ：デンプン含浸
量４．７％無　　　　　　　　　１４．２　　　　　　
　　　０．ＯＡ　　　　　　　　　　１５．７　　　　
　　　　　＋１０．５Ｂ　　　　　　　　　　　　１６
．５　　　　　　　　　　＋１６．５Ｃ１７，０＋１９
．７ ０　　　　　　　　　　　１７．０　　　　　　　　　
　＋１９．７Ｅ　　　　　　　　　　　　１７．２　　
　　　　　　　　＋２１．１Ｆ　　　　　　　　　　　
　　１７．５　　　　　　　　　　＋２３．２表５に示
す実験結果は、デンプンを添加することによる紙の破裂
強さ増大の有益な影響を示す。

それらは更に、本発明に記載のようなポリマーを小割合
デンプンへ添加することから得られる別の利益を示す。

これら添加を行うのに更に要する費用より、本発明を使
用する製紙業者が得る商業的な長所の方がはるかにまさ
っている。

例４ 本発明に記載されているようなアトマイザーをＦｏｕｎ
ｄｒｉｎｉｅｒ製紙機のワイヤ部分の上にセットし、市
販のデンプンスラリーの希釈により調製したスラリーを
分布した。前記市販のデンプンスラリーは、磨砕小麦の
他の成分を抽出するプロセスの副生物としてスラリー製
造直後にキサンタンゴム及びＳＣＭＣｔｔ導入したもの
である。この例に用いた物質の割合は以下の通シであっ
た；小 麦デンプン固体　　　　　　３８０ｋｇＳＣＭＣ１８ゆ 【 キサンタンゴム　　　　　　　　　２に９）１水　　　
　　　　　　　　　　　６００ｋｇ製紙機は、１分あだ
＃）４００メートルの速度において１分あたシ、３５　
ｆｉ／ｍ２の重量の紙４０に！９を製造するようにセッ
トした。製紙機組成には市販のカチオンデンプン１．５
％（乾燥）が合まれだ。

前記カチオンデンプンは必要とされる破裂強度を提供す
る方法として一部作用し、そして水切シを助ける為並び
に機械のワイヤ部分上の繊維の保持を助ける為に一部作
用する。前記組成のスラＩＪ−は１分あたシ１．５１（
１分あたシデンプン固体０、５７　ｋｇ、即ち紙の乾燥
重量の１．４チを示す）で流を計へポンプで送った。ス
ラリーは直列の希釈機を通過し、希釈機ではスラリーは
１分あたυ５１で単独にポンプで送られた水と混合する
。得られた１分おだｐ６．５１の希釈スラリーはこの明
細書に記載されているようなアトマイザ−を通過した。

前記アトマイザーは１分あだり５０００回転にセットさ
れたエアモーターにより駆動され、平均直径５００ミク
ロメーターの小滴を生成する。

スラリーは３０時間にわたって紙へ適用し、試料は約１
時間ごとに採取した。この期間組成へのカチオンデンプ
ン添加は零まで徐々に減少させて、本発明を、デンプン
に基づく製品を製紙機組成へ添加することにより紙の品
質を改良するよく知られた今まで許容しうる方法と比較
した。この実験のランダムな結果は表６に示す。

表６　選定廃棄物＋漂白クラ７）：５０ｇ／ｍ　　。

デンプン含水量１．４％ カチオンデンプン１．５チ ブランク　　　　　２．８０　　　　　０．０　　　　
５６　　　　　０．ＯＡ　　　　　３．２０　　　　＋
１４　　　５７　　　＋１．８カチオンデンｆ：ｙｏ、
８％まで減少 Ｂ　　　　　　３．４１　　　　＋２２　　　　６０　
　　　＋６．７Ｃ３，３６＋２０　　　　６２　　　　
＋９．７０　　　　　３．３３　　　　＋１９　　　　
５９　　　　＋５．４カチオンデンプンＯまで減少 Ｅ　　　　　　３．４６　　　　＋２４　　　　５６　
　　　０．０※　パラメーター１ミユーレン破裂比”（
ＭＢＲ）は以下のごとく規定する。

式中ＭＢ＝製紙工業を通して用いる周知のミー−レンチ
スターにおいて紙試料を破裂するのにｉする平方インチ
あたシの圧力（ポンド） ＧＳＭ　＝紙の１？３２の重量（，９）かくして”ミー
ーレン破裂比“は、破壊試験の結果に違ったやシ方で影
響するであろう低重量の小さな変化を除く為に用いるこ
とができる。

結果は強度増大添加剤をすでに含む紙の破裂強度がデン
プンの添加により増大したことを示す。

更にミューレン破裂強度比は、前に用いた強度増大添加
剤が徐々に零まで減少するにつれ一層増大した。それ数
本発明に記載のごとく改質し、そして製紙機上での製造
の間紙へ小滴の形状で適用するデンゾ／の添加により、
以前製紙業界において尚業者により許容しうるとみなさ
れたもう一つの盤のデンプンより良好な結果が生みださ
れうる。

前述のごとく改質し、そして製造の初期段階で紙へ適用
するデンプンの添加により、引張強度増大添加剤、即ち
カチオンデンプンをすでに添加した紙の引張り強度が増
加することも結果により示される。

例ｊ５ アトマイザ−を用いた製造の間の紙へのＳＣＭＣの添加
ＳＣＭＣの分散液をアトマイザ−及び例４に記載の流量
計装置を用いて紙へ適用した。この例では例４で用いた
改質デンプンスラリーのかわυに、分子量約１００，０
００でカルボキシメチル置換度０．８５．そして溶液１
１あたυ乾燥ＳＣＭＣ２０ｇを含むＳＣＭＣの水溶液を
用いた。ｆＦＩＪ４におけるように、製紙機は１分あた
シ乾燥紙４０ｋｌ？を製造するようにセットした。ＳＣ
ＭＣ溶液の流速は１分あたシ５１に調整した（製造した
乾燥紙に対しＳＣＭＣ０，２５％の添加速度）。

この実験の結果は表７に示す。

以下余白　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　）。

表７ 選定廃棄物＋漂白クラフト：　５０１１／惧、ＳＣＭＣ
含浸量０．２５％：デンプンなし ０．０　　　２．８０　　　　０．０　　５６　　　　
０．００．２５　　３．４６　　　　＋２３．６　　。

５７　　　　＋１．８表７に示す結果は、製造の初期段
階でこの明細書に記載のアトマイザーにより紙へ、比較
的低分子量で高カルボキンメチル置換度のＳＣＭＣを０
．２５チもの少量適用する有益性を示す。

前記本発明に対し種々の改変及び補足をすることができ
る。

たとえば紙又は？−ル紙の製造に用いる機械に特別なア
トマイザーを組み入れることによＪ　（ＳＣＭＣ液のス
プレーに関して前述したごとく）、他の懸濁液又は溶液
に関してこのようなアトマイザ−の選択的もしくは別の
使用による機械の運転の可能性が与えられる。

たとえばこのようなアトマイザーは、溶液、エマルシヨ
ン又は懸濁液のいずれかの形態のサイズ剤と共に用いる
ことができる。それらは可溶性染料又は不溶性顔料懸濁
液のいずれかの形態の着色剤と一緒に用いることもでき
る。それらは油状物質、たとえば防水又は違ったやシ方
で紙を改質する為に適用するような油状物質とも一緒に
用いることができる。それらはまた、湿潤強度増大もし
くは乾燥紙の水に対する抵抗を増大させる為に紙へ添加
するような反応性樹脂の液状形態と一緒に用いることも
できる。この側面では、製紙機のワイヤ部分より上に配
置する二個以上のアトマイザーの使用によりいくつかの
物質の適用が可能になる。前記物質は互にそしてそれら
が適用される紙と物理的又は化学的に相互作用すること
により更に利益を提供することができる。

製紙機のワイヤ部分に沿ってアトマイザーの位置を調整
することにより、適用物質の浸透度が制御されることが
予期される。たとえば物質を紙の水分が高い位置へ適用
することによυ、このような物質が紙のボディに浸透す
ることができ、それ故紙の一体部分となる。逆にドレン
、吸引又は熱の適用により水分が減少した点における適
用により物質を紙の表面に保持することができ、そして
それ故物質は紙の表面又は表面近くで濃縮されるように
なる。

アトマイザーはプロセスの乾燥部分の終了後に紙へ被覆
を適用する為に用いることができることも予期される。

この場合アトマイザーは、顔料、樹脂、ワックス、着色
剤又は種々の溶液を紙表面へ適用する為に用いる特殊機
械の一部をなす。

前述のようなＳ　ＣＭＣ溶液及びデングン懸濁液に関し
て、機械中へ一旦組み入れられた流れの速度からの小滴
サイズの分離の利点は、市販値の製紙プロセスを通じて
一般に有益でおる。問題のアトマイザーが選択的な別の
使用と関連するか又は、連続したアトマイザーが製紙の
流路の種々の地点に提供され、しかも必要な溶液又は懸
濁液が、望まれる時すぐ使用できるようにこのよりなア
トマイザーと永久的に連絡するかいずれかであることは
予期される。

【図面の簡単な説明】

第１図はアトマイザーの構成を示す図である。 １・・・内円錐、２・・・外円錐、３・・・底軸受、４
・・・中心軸、５・・・中心ノズル、１０・・・歯。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液体中の物質の懸濁液又は溶液を適用する紙又はボ
   ール紙製造方法において、液体中の物質をロータリーア
   トマイザーに連続的に供給し、そしてそこから放出され
   るスプレーを、アトマイザーに対して相対的に移動する
   紙又はボール紙の表面へ落下せしめて成る方法。 ２、ロータリーアトマイザーが英国特許第 ２，００４，２０４Ｂ号、同第２，００４，２０５Ｂ号
   又は同第２，００４，２０６Ｂ号に実質的に記載されて
   いるロータリーアトマイザーである特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ３、液体中の同じか又は異なる物質が供給される複数個
   のアトマイザーを用い、該アトマイザーが、機械の中を
   動く紙又はボール紙がアトマイザーからの物質の隣接し
   た又は重なった縦ストリップを受容するように製紙機又
   はボール紙製造機を横切って配置されて成る特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の方法。 ４、液体中の同じか又は異なる物質が供給される複数個
   のアトマイザーを用い、機械の中を動く紙又はボール紙
   がアトマイザーからの物質の連続的なスプレーを受容す
   るように、アトマイザーが製紙機又はボール紙製造機と
   縦に配列されて成る特許請求の範囲第１〜３項のいずれ
   か１項に記載の方法。 ５、液体が水である特許請求の範囲第１〜４項のいずれ
   か１項に記載の方法。 ６、アトマイザーが、液体が適用される表面近くを底に
   して配置される特許請求の範囲第１〜５項のいずれか１
   項に記載の方法。 ７、液体が、紙に浸透するのに必要とされる粘性懸濁液
   又は溶液であり、そして製造工程の初期に適用される特
   許請求の範囲第４項記載の方法。 ８、液体中の物質が水性デンプン懸濁液であり、そして
   紙ウェブ上へ噴霧される特許請求の範囲第１〜７項のい
   ずれか１項に記載の方法。 ９、水性デンプン懸濁液が少量の溶解キサンタンゴムを
   含み懸濁液を安定化する特許請求の範囲第８項記載の方
   法。 １０、デンプンが粒状である特許請求の範囲第９項記載
   の方法。 １１、水性デンプン懸濁液が少量のナトリウムカルボキ
   シメチルセルロースを更に含む特許請求の範囲第８、９
   又は１０項記載の方法。 １２、物質が一つ又はそれ以上のサイズ剤、着色材料、
   反応性樹脂及びフィルム形成材料を含む特許請求の範囲
   第１〜７項のいずれか１項に記載の方法。 １３、液体中の物質を、表面効果を生ぜしめるために、
   プロセスの乾燥部分の後、紙上へ噴霧する特許請求の範
   囲第１〜１２項のいずれか１項に記載の方法。 １４、物質がワックス、接着剤、顔料、染料又はフィル
   ム形成性材料である特許請求の範囲第１３項記載の方法
   。 １５、フィルム形成性材料がナトリウムカルボキシメチ
   ルセルロースである特許請求の範囲第１２又は１４項記
   載の方法。 １６、少量のキサンタンゴムにより安定化された未蒸煮
   デンプンの水性懸濁液から成る製紙添加剤。 １７、湿式磨砕穀物の非乾燥デンプンスラリープロダク
   トであってキサンタンゴムを添加して成る特許請求の範
   囲第１６項記載の製紙添加剤。 １８、キサンタンゴムの割合が懸濁液の水の０．０２５
   〜１重量％である特許請求の範囲第１６又は１７項記載
   の製紙添加剤。 １９、懸濁液が少量のナトリウムカルボキシメチルセル
   ロースを更に含む特許請求の範囲第１６、１７又は１８
   項記載の製紙添加剤。 ２０、少量のキサンタンゴムを水中の未蒸煮デンプンの
   混合物へ添加して成る製紙添加剤の製造方法。 ２１、特許請求の範囲第１６〜１９項のいずれか１項に
   記載の製紙添加剤、又はロータリーアトマイザーにより
   特許請求の範囲第２０項に記載の方法により製造した製
   紙添加剤を適用して成る製紙方法。