JPS63145495A - 製紙パルプを酵素配合物で処理する方法 - Google Patents

製紙パルプを酵素配合物で処理する方法

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JPS63145495A
JPS63145495A JP62235037A JP23503787A JPS63145495A JP S63145495 A JPS63145495 A JP S63145495A JP 62235037 A JP62235037 A JP 62235037A JP 23503787 A JP23503787 A JP 23503787A JP S63145495 A JPS63145495 A JP S63145495A
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C5/00Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
    • D21C5/005Treatment of cellulose-containing material with microorganisms or enzymes

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、製紙産業、特に再循環紙(recycled
paper )に関する。より詳しく述べるならば、本
発明の主題は、酵素溶液を用いて製紙・9ルグを処理す
る新しい方法である。
以下金白 〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕製紙
産業は、再循環紙の利用をますます増加させている。例
えば、段ゴールの製造には再循環繊維(re、cyel
ed fibres)に基づく出発原料がますます使用
され、その結果として再循環の数が増加している。各再
循環の間に、出発原料の品質は一層低下する。機械的特
性の申し分のない水準を回復するため、一般的には、機
械加工性に故障を与える水性懸濁液中でのパルプのリフ
ァイニングが実行される。
製紙機(paper making machln@)
で使用するのに適した水性懸濁液中のパルプは、種々の
i’?ラメータによって特徴づけることができる。そ、
れらの中には、パルプの水切り容量(draining
 capacity)に関して特に重要なものがある。
これはノ9ルプのシlツバーeリーグラー(SR)度で
あって、紙の製造に関してパルプの品質の目安となる。
それは、標準規格NFQ50003により定義された条
件下で懸濁液から分離する水の容量を宍わす。0から1
00までの尺度に基づいて、大きなSR値は懸濁液につ
いての水切り速度が小さいことを表わし、これに反して
小さな値は水切り速度がより大きいことを表わす。例え
は、リファイニングにかけられ九ノ々ルプのSR値は、
リップイニングの程度によって、そのような操作を行な
われていないパルプと比べてより多く増加し、又はより
少しだけ増加する、ということが観測される。
このパラメーターは、抄紙機の収率について特に重要な
役割を演じる。実際のところ収率を上昇させるためには
、水切り(draining)段階ができる限り短い時
間で行なわれることが必要である。
SR値の大きい懸濁液については、・々ルグの濃度を上
昇させて同じ製造速度を保つことが必要である。
これは、繊維を配分するのがよシ困難になるのでシート
の十分な形成がよシうまくいかなくなることを意味する
。従って、SR値がかなり小さい、利用可能な懸濁液を
得ることが特に有利である。
懸濁液のSR値が25より大きい場合には、それを低下
させて紙の製造条件を改善することが望ましくなる、と
信じられる。SR値をそのように低下させることは、二
つの点で望ましいことであって、一方では水切りが促進
されるため抄紙機からの収量を向上させることが可能で
あり、他方では懸濁液の希釈がシートの不十分な形成に
つながる危険に対し、水切りの遅くなるのを懸濁液をよ
り少しだけ希釈することによって補償する必要もなく製
造速度を維持することが可能である。
本発明は、再循環繊維に基づく懸濁液の!うな、SR値
が少なくとも25である水性懸濁液中の製紙パルプを処
理する方法であって、酵素の使用によってSR値を低下
させ、かくして懸濁液の水切り挙動を改善し、かつ、製
紙プロセスの収量を向上させる方法を提供しようとする
ものである。
製紙産業においては、酵素配合物を使用するいくつかの
方法が知られている。
例えばフランス国特許刊行物PR2557894号から
は、製紙パルプのりファイニングに有利である、酵素溶
液によって製紙ノ4ルグを処理する方法、すなわちそれ
を所定の特性を有する紙に転換するのに適したものにす
る方法が知られている。この方法によれば、キシラナー
ゼを含有している酵素溶液を、かなり小さい10のオー
ダーのSR値を有するリファイニングされていないノ9
ルグに作用させる。
この方法は、処理されたパルプの水切り特性を改善する
のではなく、リファイニングについて/4ルゾの挙動を
改善しようとするものである。
リファイニングされていないパルプに特にセルラーゼ、
ベクチノール、又はソノ9−ゼに基づく酵素溶液の作用
を受けさせること、そしてまたそれを機械的リファイニ
ングにかけることからなる、製紙パルプをリファイニン
グする方法を実行することもカナダ国特許CA 758
488号明細書から知られている。これの目的は、処理
紙のリファイニングを改善することである。
フランス国特許刊行物FR2571738号からは、製
紙ノールff処理する方法でろって、パルプに化学・々
ルプの特性を与えるために、C1活性及びC8活性を有
する菌性のセルラーゼを含有している酵素配合物でノ4
ルグが処理される方法も知られている。
〔問題点を解決するための手段及び作用効果〕本発明に
よる方法は、リファイニングされていない製紙パルプに
ではなく、既に大きなSR値を有するノ々ルグに適用可
能である。大きなSR値は、ノ臂ルプを機械的特性の良
好な紙を作るのが可能なものにする前もって行なわれた
機械的リファイニングの結果として、又はパルプが既に
複数のサイクルにかけられているという事実の結果とし
て。
そしであるいはこれら二つの操作を組み合わせたものの
結果として得られるであろう。
本発明によれば、SR値が標準規格NFQ50003の
条件に従って2?/lの濃度のパルプの均質懸濁液を用
いて測定して少なくとも25である製紙ノ臂ルグを、セ
ルラーゼ及び/又はへルミラーゼを含有している酵素配
合物で処理する。
この処理は、処理された/IPルプのSR値を低下させ
る一方で、このパルプから作られた紙の機械的特性には
望ましくない影f#をいささかも与えない、ということ
が見いだされる。
処理された製紙パルプは、製紙分野の非常に様様な用途
に当てられるであろう。それらは、再循環パルプに基づ
くパルプ、又は、粗製のものでもあるいはクラフト紙を
得るためにさらされたものでもよい化学/母ルグに基づ
くパルプでよい。新聞用紙の製造に使用されるもののよ
うな機械パルプを挙げることもできる。
セルラーゼ及び/又はヘミセルラーゼを含有している全
ての酵素配合物の中で、好ましくは、C1活性、Cx活
性、及びキシラナーゼ活性を有するものが選択される。
これらの活性のおのおのによって演じられる役割は正確
には分っていないが、三つの全ての組み合わせが所望の
効果を与えるように思われる。三つの活性は、酵素につ
いての国際命名法によって定義され、そしてそれらは、
考えられている酵素配合物の粉末のミリグラム当りの国
際方式の単位(unlts of tb@Intern
ationasystem)とみなされ、且つそのよう
に表わすことができよう。C1活性は、大いに特性を表
わした繍軌鼻七ルロー11其−をへイ肩11中す入とシ
鴫げするセロビオヒドロラーゼの作用である。この活性
は、セロビオースの生産によって示され、また国際方式
は、基準基質としてAVICEL基質を使用する。C活
性は、変性されたセルロース、すなわちカルゲキシメチ
ルセルロースに基づいて測定され、そしてカルゲキシメ
チルセルロースの粘度の低下又は、還元活性(redu
etlon activity)の上昇によって定量さ
れる。キシラナーゼ活性は、結合キシラン(eonne
ctlng xylan*s)を加水分解させる。
酵素配合物での処理が60分を超えると、SR値はなお
開始時のSR値よりも小さな値に留まっているとは言う
ものの、再びわずかに上昇する傾向があるので、酵素配
合物での処理は、有利には60分より長くは行なわれな
い。
酵素配合物は、その配合物中に含有されている【  酵
素のC4活性、C活性、又はキシラナーゼ活性に従って
色々である酵素濃度で使用される。従って、酵素配合物
の濃度は、好ましくは乾燥ノ々ルグの0.01〜2重f
1%でおり、これらの割合は、C1活性が粉末1ミリグ
ラムにつき0.168 USI、Cx活性が粉末1ミリ
グラムにつき3.9 USI 、そしてキシラナーゼ活
性が粉末1ミリグラムにつき31 USIである配合物
に対応する。
酵素配合物の濃度は、使用する配合物の種類に従って適
合させるべきである。一般的には、濃度が乾燥パルプの
約0.01重址%呑上り低いところでは、反応時間を引
き延ばさない限り有意の効果は観測されない。濃度が乾
燥パルプの約2重量外の濃度より高いところでは、運転
費が非常に高くなる傾向がちシ、また製造された紙の機
械的特性が悪化しがちである。
反応媒体は、酵素の作用に多少適当するものでよい。温
度及び−の条件は、一般に、反応媒体により酵素が変性
するどのような危険をも回避するため更に特別に選択さ
れる。従って、声は有利には3〜7であり、温度は20
〜60℃、好ましくは約50℃である。60℃より高い
ところでは反応媒体は酵素を変性させる傾向があり、2
0℃より低いところでは酵素の作用が特に遅くなる。
本発明による方法を適用するよい例が、再循環繊維に基
づく懸濁パルプによって示される。本発明に従った処理
は、抄紙機からの収量を実質的に向上させる。本発明の
特別に有利な態様においては、この出願の酵素による処
理の前に公知の種類の機械的リファイニングが行なわれ
る。これらの条件の下では、製造された紙の機械的特性
、特に破裂指数(bur+tlng 1ndex)又は
CMTが改善される、ということも見いだされる。
機械的特性が不十分であると判断される紙を形成するに
至る全てのパルプについては、有利には、シートを形成
しそして抄紙機において乾燥させた後にスターチで被覆
することが行なわれるであろう。これらの条件の下では
、酵素で処理するためSR値を低下させることが達成さ
れるばかりでなく、スターチで被覆するため破裂指数又
はCMTのような機械的特性を向上させることも達成さ
れる。
酵素処理の後に、パルプ懸濁液は通常の抄紙機に運ばれ
て来る。この抄紙機は、紙シートを層として形成するた
めに懸濁・中ルプのジェットを支える盤(basin)
を備えた製造テーブル、プレス部、乾燥部、そして場合
によってはスターチ被覆をするためのサイズプレスを含
んでなり、上記の製造テーブルはノJ?ルプが流れ出る
(draining)ためにガーゼで覆われている。
本発明のその外の特徴及び有利な点は、特定の態様の例
に従う詳細な条件から明らかとなろう。
〔実施例〕
以下に記載する全ての例において示される特性は、次の
ように定義される。
ショツパー・リーグラー(SR)度:標準規格NFQ5
0003による( 2 P/lの)臂ルゾの均質懸濁液
で測定)。
破裂指数:標準規格NFQO3053による。それは、
紙の試料により均一に分配され且つ支持された表面に垂
直な最大圧力の係数によって、紙の単位面積についての
重量で定量される。
CMT (波形中間物試験(Corrugated m
edium t@5t)):指示された値は、溝形の紙
の平らな状態に対する圧縮抵抗を示し、そして縁におけ
る圧縮の指数を提供する。試験は次のやり方で行なわれ
る、すなわち、紙を60分間保管した後にそれを圧縮す
る。
例1 再循環繊維に基づく製紙パルプの水性懸濁液を次のよう
に調製する。すなわち、再循環ゴール箱(CCR)より
得られた繊紙40%とバルクの貯蔵品からの繊維60%
とを含んでなる/4’ルグを乾燥重量で5Kf秤量し、
それを反応器に入れる。合計の重量が143に9になる
まで水を加えて濃度3.5重量5の水性分散液を作る。
INのH2SO4を900CC加えて懸濁液の−を4.
8に調整する。反応器を5 Orpmの速度で攪拌して
懸濁液を均質にする。
反応器を90分間50℃に予熱し、それから、酵素を乾
燥/IPルプに基づき0.1重量%導入する。この酵素
は、次のように調製する。すなわち、ラピダーゼ社(R
APIDASE Company)よシ商業的に入手可
能なマクサジム(Maxazyme ) CL 200
0粉末を5?用意する。この製品は、C1活性が0.1
68US工、Cx活性が3.91 US I、そしてキ
シラナーゼ活性が31 USIであり、且つFPU (
ろ紙単位(Filter paper unit))が
0.28であるトリコデルマ・ピリダニ(Tricho
derma virldae)微生物培養を提供するこ
とを特徴とする。この粉末をpH4,8にされた水28
00 %に入れ、そしてそのように調整された酵素の水
溶液を上記の反応器に導入する。マクサジムを30分間
反応させる。
反応器の内容物を希釈して71/lの懸濁液を得ること
に工り反応を停止させる。
この例ではSR値を、酵素を導入する直前及び酵素を導
入して30分後に測定する。その値は54から44にな
る。
同時に、酵素溶液で処理されていない比較懸濁液を同一
の条件で調製し、そして両方の懸濁液をパイロット製紙
機に持ち込んで、1205L/m”のグラメージ(g 
r an’tma g・)を有する層を含んでなるシー
トを形成する。
次の機械的特性が得られる。
上記の処理が機械的特性を劣化させなかったことが注目
される。
例2 酵素を導入する前に・母ルデの懸濁液をスプラウトーウ
ォルドロン(5PROUT−WALDRON)リファイ
ナーを用いて機械的にり7アイニングしてSR値74を
得ることを除いて、例1の手順に従う。酵素を導入後3
0分でSR値は59に低下する。
次の機械的特性が得られる。
このように、機械的特性の改善が観測されるのに、機械
的リファイニングがSR値に及ぼす否定的な影響は補償
される。最終のSR値(59)は初期のSR値(54)
に接近しているので、製造された紙の機械的特性が改善
される。
亘1 紙シートを形成した後にサイジングプレスを用いて5%
/m” の量のスターチコーティングを適用することを
除いて、i冬反復する。
比較例は、スターチでコーティングするけれども酵素で
処理をしない。
次の機械的特性が得られた。
機械的特性は高水準で変換される。例1の比較例と比較
すれば、例3の柔性下で行なわれた処理は、SR値を低
下させるばかりでなく機械的特性をもまた改善する。
例4 紙に例3で説明したスターチ処理を適用して例2を反復
する。
下記の機械的特性が得られる。
比較試料はスターチで被覆するが、酵素での処理も機械
的リッツイニングも行なわない。
例3において観測されたよりも一層顕著な機械的特性の
改善が観測される。
例5 マクサジムCL2000 をジェネンカー社(GENE
NCORCompany)により市販されているセルラ
ーゼ250Pと取替えることを除き、例1を反復する。
この液体酵素配合物は、次の活性によって%徴づけられ
る。
C,(AVICEL)     0.008USI/m
g−粉末Cx(CMC)      0.12  US
I/I!−粉末キシラナーゼ     0.11  U
SI/rnq−粉末FPU           O,
26USI/m9−粉末出発原料の紙/?ルグも変更さ
れる。今回は、それは75%のOCRと25%のバルク
貯蔵品とから構成され、そして濃度3%の水性懸濁液が
作られる。
SR値は39.5から29.5になる。
次の機械的特性が示される。
例6 セルラーゼ250P’i、アスイルギルス・二が−(A
spergillus niger)生物から得られ、
ノゲ社(NOVOCompany)により市販されてい
る酵素配合物5P249と取り替えて、例5を反復する
この酵素配合物は、液体であって、次の活性によって特
徴づけられる。
以下余白 C,(AVICEL)    8USI/X/−溶液C
(CMC)     108USI/mj−溶液キシラ
ナーゼ  560USI/mj−溶液FPU     
    IUSI/11−溶液この配合物は、乾燥/4
’ルプの2.65重景%の濃度で導入される。
SR値は、34.5から27になる。
次の機械的特性が見いだされる。
機械的特性は維持されるように思われる。
例7 例1の条件と同じゃ外下で、バルクの貯蔵品100%か
ら構成された製紙パルプの5%水性懸濁液を調製する。
今回は、例1の酵素配合物を乾燥パルプの0.25重t
%導入する。
SR値は48から35.5になる。
適当な機械的特性が得られる。
例8 5%の濃度で懸濁させたさらされた短い繊維からクラフ
ト化学ノ々ルグを調製する。酵素配合物を乾燥パルプの
0.25重量%の濃度で導入することと、酵素を60分
間作用させることを除いて、例1の手順に従う。
酵素処理の前に、SR値が18から25になるようにパ
ルプを機械的にり7アイニングする。酵素処理の後に、
SR値は20に低下した。
化学パルプについては、要求される紙の特性が異なるた
め再循環繊維から構成された/4’ルプについての機械
的特性と比べて他の機械的特性が重要である。
破裂指数はなお維持されるが、引張り破断長さくtra
etion rupture length)もまた維
持される。
引張り破断長さは、標準規格NFQ 03004に定め
られた条件に従って測定される。それは、計算された長
さの限界であって、それ以上では、幅はどんなものであ
ってもそれが均一な、その端の一つから想像上吊された
紙片がその自重の影響を受けて破れる長さである。
次の機械的特性が示される。
比較例と比べることにより機械的特性が維持されている
ことが分る。
例9 最初にパルプを機械的にリファイニングして31のSR
値を得ることを除き、例8の手順を反復する。酵素処理
の後には、SR値は22に低下する。
次の機械的特性が得られる。
初期SR値が、それを利用することが機械的特性の一層
良好な紙を製造することになる、よシリファイニングさ
れたパルプに相当するよシ大きな値である場合、本発明
によれば機械的特性を劣化させることな(SR値をより
容易に低下させることが可能である、ということが例8
と比較することによって分る。このように、機械的特性
が満足なものとなるばかりでなく、製紙機からは良好な
収量が得られるであろう。例8では、SR値は酵素処理
後に25から20に低下し、すなわち20%減少する。
例9においては、SR値は同一の酵素処理の後に31か
ら22に低下し、すなわち29%減少する。
例10 5%の懸濁液にされたさらされた長い繊維のクラフト化
学)々ルプを調製する。条件は、媒体の−ft6に調整
することと温度を20℃にすることとを除いて例8の条
件と同じである。
初期SR値は12であり、パルプは酵素処理の前に最初
の機械的リファイニングにかけられて、その結果SR値
は25になる。これは酵素処理の後に21に低下する。
このように、温度及び−の条件が変更された場合に、酵
素の作用は抑制されないように思われる。
次の機械的特性が得られる。
酵素によって処理されていない機械的とリップイニング
された比較例と比べて、機械的特性が維持されることが
分る。比較例についての破断する時の長さ及び例10の
それの値が大きいのは、ノ母ルグが長い繊維を含んでな
り、短い繊維を含まないという事実のためである。
以下余白

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、製紙パルプを酵素配合物で処理する方法であって、
    標準規格NFQ50003に従って測定されたショッパ
    ー・リーグラー度(Schopper−Riegler
    degree)が少なくとも25である製紙パルプの水
    性均質懸濁液を、セルラーゼ及び/又はヘミセルラーゼ
    を含有している酵素配合物で処理することを特徴とする
    方法。 2、トリコデルマ・ビリダエ(Trichoderma
    viridae)微生物より得られた酵素を含有する酵
    素配合物を使用することを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の方法。 3、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus
    niger)微生物より得られた酵素を含有する酵素配
    合物を使用することを特徴とする、特許請求の範囲第1
    項記載の方法。 4、酵素配合物の作用が60分を超えない期間続けられ
    ることを特徴とする、特許請求の範囲第1項から第3項
    までのいずれか1項に記載の方法。 5、反応媒体のpHが3〜7であることを特徴とする、
    特許請求の範囲第1項から第4項までのいずれか1項に
    記載の方法。 6、反応媒体の温度を20〜60℃、好ましくは約50
    ℃にすることを特徴とする、特許請求の範囲第1項から
    第5項までのいずれか1項に記載の方法。 7、酵素配合物が乾燥紙パルプの合計重量に基づいて0
    .01〜2重量%の濃度で導入され、この割合が、C_
    1活性(AVICEL)が0.168USI/mg−粉
    末、Cx活性(CMC)が3.91USI/mg粉末、
    そしてキシラナーゼ活性が31USI/mg−粉末であ
    る粉末の酵素配合物に対応して示されることを特徴とす
    る、特許請求の範囲第1項から第6項までのいずれか1
    項に記載の方法。 8、酵素配合物の濃度が乾燥紙パルプの合計重量の0.
    1重量%であることを特徴とする、特許請求の範囲第7
    項記載の方法。 9、再循環繊維(recycled fibres)か
    ら構成された製紙パルプの処理に適用されることを特徴
    とする、特許請求の範囲第1項から第8項までのいずれ
    か1項に記載の方法。 10、酵素配合物での処理の後に、パルプを製紙機(p
    aper making machine)で処理し、
    且つ、形成された紙をスターチで被覆することを特徴と
    する、特許請求の範囲第9項記載の方法。 11、パルプが酵素配合物を用いて処理される前に予め
    機械的にリファイニングされることを特徴とする、特許
    請求の範囲第1項から第10項までのいずれか1項に記
    載の方法。
JP62235037A 1986-09-22 1987-09-21 製紙パルプを酵素配合物で処理する方法 Expired - Lifetime JPH07107234B2 (ja)

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FR8613208A FR2604198B1 (fr) 1986-09-22 1986-09-22 Procede de traitement d'une pate papetiere par une solution enzymatique.
FR8613208 1986-09-22

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JPS63145495A true JPS63145495A (ja) 1988-06-17
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EP (1) EP0262040B1 (ja)
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AT (1) ATE82339T1 (ja)
CA (1) CA1340724C (ja)
DE (1) DE3782602T2 (ja)
ES (1) ES2043679T3 (ja)
FI (1) FI87242C (ja)
FR (1) FR2604198B1 (ja)
GR (1) GR3007008T3 (ja)
NO (1) NO172858C (ja)
SU (1) SU1701117A3 (ja)

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