JPS6035480B2 - Method of manufacturing paper containing starch fibers - Google Patents
Method of manufacturing paper containing starch fibersInfo
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- JPS6035480B2 JPS6035480B2 JP52032361A JP3236177A JPS6035480B2 JP S6035480 B2 JPS6035480 B2 JP S6035480B2 JP 52032361 A JP52032361 A JP 52032361A JP 3236177 A JP3236177 A JP 3236177A JP S6035480 B2 JPS6035480 B2 JP S6035480B2
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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
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- D21H13/30—Non-cellulose polysaccharides
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は従来慣用的に使用されていたセルロースパルプ
またはその他パルプの全部または一部に代えて水不感性
デンプン繊維を使用して紙を製造する方法および紙の製
造工程において紙に機能添加物を配合する方法に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a method for manufacturing paper using water-insensitive starch fibers in place of all or part of cellulose pulp or other pulps conventionally used, and a process for manufacturing paper. relates to a method for blending functional additives into paper.
製紙用にはすべてにセルロース以外の各種天然繊維なら
びに各種合成繊維が使用されている。Various natural fibers other than cellulose as well as various synthetic fibers are used for paper manufacturing.
しかしながらこれら新規な製紙原料はすべてコスト、結
合特性の不良、化学的親和性の欠如、製紙系における扱
いにくさ等の理由のため商業的に受け入れられるセルロ
ースの代替原料とはなっていない。他方、製紙工程の各
種段階でデンプン繊維を使用する試みもすでになされて
いる。しかしながら商業的規模でのかかるデンプン繊維
使用の試みは失敗に帰している。そして現在なお紙はそ
の大部分が木材ベースのセル。−ス成分から終始一貫し
て製造されているのが現状であり、木材セルロース製紙
原料の供給は急速にひっ迫してきている。公知のごとく
製紙工程では通常水性系が使用されており、このためパ
ルプ繊維は十分な水不感応性を有していることを要し、
製造工程のあらゆる段階で比較的広いpH範囲に亘つて
その繊維の一体的形状が失なわれないものでなければな
らない。However, all of these new papermaking materials have not become commercially acceptable substitutes for cellulose for reasons such as cost, poor binding properties, lack of chemical affinity, and difficulty in handling in papermaking systems. On the other hand, attempts have already been made to use starch fibers at various stages of the papermaking process. However, attempts to use such starch fibers on a commercial scale have been unsuccessful. And even today, the majority of paper is made of wood-based cells. Currently, wood cellulose paper is manufactured from wood cellulose from beginning to end, and the supply of wood cellulose papermaking raw materials is rapidly becoming tight. As is well known, aqueous systems are usually used in the papermaking process, and therefore pulp fibers must have sufficient water insensitivity.
The fibers must maintain their integral shape over a relatively wide pH range at all stages of the manufacturing process.
この点に関し、セルロース繊維に代替するデンプン繊維
を提案したい〈つかの文献(たとえば米国特許第168
2293号明細書)があるが、製紙工程において必要と
される程度の水不感応性を与えるためデンプンから繊維
を形成するのに先立ってそのデンプンを化学的に変性し
その本来の特性を徹底的に変えることが必要となってい
る。また別の文献(たとえば米国特許第2570449
号明細書)に記載されたものでは製紙方法それ自体を変
えてデンプン繊維を使用するようにしている。すなわち
従来使用されていた水性系をデンプン繊維がそれに溶解
しないアルコール溶媒系で置き換えることが必要とされ
ている。明らかにかかる技術の使用は商業ベースでは非
実用的であると共に不経済である。製紙工程の一つの段
階として、特定の目的に達した特性を与えるためパルプ
に添加物を配合することが必要となる場合が多い。In this regard, we would like to propose starch fibers as an alternative to cellulose fibers (see, for example, US Pat. No. 168
2293), but in order to provide the degree of water insensitivity required in the papermaking process, prior to forming fibers from starch, the starch is chemically modified to completely remove its original properties. It is necessary to change to. Other documents (e.g. U.S. Pat. No. 2,570,449
In the method described in No. 1, the papermaking method itself is changed to use starch fibers. That is, there is a need to replace the previously used aqueous systems with alcoholic solvent systems in which the starch fibers are not soluble. Clearly, the use of such technology is both impractical and uneconomical on a commercial basis. As a step in the papermaking process, it is often necessary to incorporate additives into the pulp to impart targeted properties.
すなわちたとえば顔料、ラテックス、合成微4・球(m
icrosphere)、雛燃剤、染料、香料等のごと
き添加物が製紙の際にいよいよ使用される。That is, for example, pigments, latex, synthetic microspheres (m
Additives such as icrospheres, retardants, dyes, fragrances, etc. are increasingly used in paper making.
これら添加物を抄紙機の湿潤末端部において有効に保持
させることは製紙業者にとって困難な仕事であるが、き
わめて重要である。保持されないで流出してしまう添加
物部分は経済的損失を意味するばかりでなく、もしこれ
がプラント流出物の一部となった場合には相当な環境汚
染の問題が生じる。さらにまたこのような添加物は当技
術分野で公知慣用の塗工工程または含浸工程を通じても
添加される。このような工程は通常その塗工後の紙の再
乾燥のために多量の熱エネルギーを消費する。ごらに場
合によっては塗工を溶剤に依存して実施しなければなら
ないことがあり、これは極めて費用の嵩むことであり且
つ揮発性物質の回収を行なう必要がある。従って本発明
の1つの目的は従来の製紙工程においてセルロースに部
分的にないしは完全に代るものとしてデンプン繊維を使
用する商業的に容認されうる方法を提供することである
。Effectively retaining these additives in the wet end of the paper machine is a difficult task for the papermaker, but is extremely important. The portion of the additive that is not retained and escapes not only represents an economic loss, but also poses a significant environmental pollution problem if it becomes part of the plant effluent. Additionally, such additives may be added through conventional coating or impregnating processes known in the art. Such a process usually consumes a large amount of thermal energy due to the redrying of the paper after its coating. In some cases, however, the coating has to be carried out reliant on solvents, which is extremely expensive and requires recovery of volatile substances. Accordingly, one object of the present invention is to provide a commercially acceptable method of using starch fibers as a partial or complete replacement for cellulose in conventional papermaking processes.
いま1つの目的は紙の製造中に紙への添加物の添加およ
びその保持が有効的になしうる方法を提供することであ
る。Another object is to provide a method by which additives can be effectively added to paper and retained during paper manufacturing.
さらにいま1つの目的は水不溶性添加物が繊維に封じ込
まれて包含された添加物として紙に導入されうる方法を
提供することである。Yet another object is to provide a method by which water-insoluble additives can be introduced into paper as encapsulated additives in the fibers.
上記ならびにその他の本発明の目的は以下の記載から明
瞭となろう。The above and other objects of the invention will become clear from the description below.
本発明によれば、上記ならびにそれらに関連した目的が
、デンプンのコロイド分散物を擬析塩溶液に沈澱させる
ことによって製造された不感応性デンプン繊維を在来の
紙および板紙製造工程におけるセルロース繊維およびこ
れに類似する繊維の一部または完全代替物として使用す
ることにより達成されることが発見された。According to the present invention, the above and related objects are achieved by converting insensitive starch fibers produced by precipitating colloidal dispersions of starch in pseudo-salt solutions into cellulosic fibers in conventional paper and board manufacturing processes. It has been discovered that this can be achieved by using similar fibers as partial or complete substitutes.
上記デンプン繊維はパルプを増量するため、紙製品への
添加物配合のための一手段として、繊維を不織ゥェブに
するための結合剤として、あるいはこれらの組合わせら
れた目的のために使用しうる。なお、本明細書で“紙お
よび板紙”とはセルロース材料ならびに合成品(たとえ
ばポリアミド、ポリエステル、レーヨン、ポリアクリル
樹脂)から得られた繊維材料、鉱物繊維(たとえばアス
ベストおよびガラス)およびその他類似の材料からつく
られたシート状物体および成形物品をすべて含む。The starch fibers may be used to bulk up pulp, as a means of incorporating additives into paper products, as a binder to form fibers into non-woven webs, or for any combination of these purposes. sell. In this specification, "paper and paperboard" refers to cellulosic materials as well as fiber materials obtained from synthetic products (e.g. polyamides, polyesters, rayon, polyacrylic resins), mineral fibers (e.g. asbestos and glass) and other similar materials. Includes all sheet-like objects and molded articles made from
さらに本明細書で“従来の製紙工程”という場合は、木
材セルロース繊維(あるレベルまで繊維を水和させるた
めに叩解または糟整されたものおよび各種の機能添加物
をそれに添加しうるもの)の水性スラリーをスクリーン
または類似の装置上に導き、ここで水を除去して繊維の
統合された1つのシートを形成し、そのシート形成が圧
縮および乾燥によって処理して乾燥した巻物またはシー
トの形状になしうるシート形成する態様でなされるプロ
セスを意味する。Furthermore, when we refer to "conventional papermaking processes" herein, we refer to wood cellulose fibers (which have been beaten or compacted to hydrate the fibers to a certain level and to which various functional additives may be added). The aqueous slurry is directed over a screen or similar device where the water is removed to form a consolidated sheet of fibers, which sheet formation is processed by compression and drying into the shape of a dry roll or sheet. means a process carried out in a manner that can form a sheet.
さらにまた上記表現の意味にはウェットまたはドライの
繊維ばら置きによる不織製品製造のための慣用のプロセ
スも含まれる。したがって、本発明はその一面において
、現在の原材料源を増量するための実施可能で有効且つ
経済的方法を提供するものである。Furthermore, the above expression also includes within the meaning of the above expression the customary processes for the production of nonwoven products by wet or dry fiber laying. Accordingly, in one aspect, the present invention provides a viable, effective, and economical method for augmenting current raw material sources.
さらに本発明は製紙業者にその作業におけるより広範囲
な融通性を与えるものである。すなわち、製紙業者はド
ライスラブまたはウェットスラブの形態でデンプン繊維
を入手し、そして後に使用するためにこれを貯蔵してお
くことができる。あるいは製紙業者はそのデンプン繊維
製造工程をパルプおよび/または紙の製造プロセスの1
つの工程としてそのプラント内に組み入れることができ
る。さらにまた本発明は製紙業者に向上された保持率で
、したがってより経済的損失の少ない且つ汚染問題のよ
り少ない態様で紙製品に添加物を添加するための新規な
手段を提供する。Additionally, the present invention provides paper manufacturers with greater flexibility in their operations. That is, paper manufacturers can obtain starch fibers in dry or wet slab form and store it for later use. Alternatively, a paper manufacturer may include its starch fiber manufacturing process as part of the pulp and/or paper manufacturing process.
It can be integrated into the plant as one process. Furthermore, the present invention provides paper manufacturers with a new means of adding additives to paper products with improved retention rates and thus in a manner with less economic loss and fewer contamination problems.
前述のごとく、紙製造の分野ではパルプの使用繊維の種
類と関連させて添加物を配合するのが慣行である。この
ような添加物は繊維自体によっては得られない特別の特
性を得るために添加されるものである。たとえば顔料と
して機能する添加物(たとえば二酸化チタン)あるいは
光沢、不透明度、平滑性、インク受容性、難燃性、耐水
性の改良および嵩密度の増減等の目的のために機能する
添加物が紙に配合される。本発明の1つの実施態様とし
て、デンプン繊維が各種機能添加物を含有するよう製造
され、そしてその繊維が次に水性抄紙工程に使用された
場合には、その添加物の保持率は従来方法に比較して大
幅に向上されることが見出された。保持率の向上に加え
てさらに、この方法による添加物の添加の利点はセルロ
ース繊維添加物と凝集剤(たとえばミョウバン)あるい
は他の保持助剤との間のチャージ量バランスについて神
経質にならずにすることである。実施上、本発明に従っ
てデンプン繊維を使用した場合では凝集剤ないしは保持
助剤を使用する必要はなくなる。さらなにまた、本発明
によれば不織ウェブがウェットまたはドライの形状で製
造でき、その際該ウェブ内のデンプン繊維を繊維間の結
合剤として働かせることができることが見出された。As mentioned above, it is common practice in the field of paper manufacturing to mix additives in relation to the type of fiber used in the pulp. Such additives are added to obtain special properties that cannot be obtained from the fiber itself. For example, additives that function as pigments (e.g., titanium dioxide) or for purposes such as improving gloss, opacity, smoothness, ink receptivity, flame retardance, water resistance, and increasing or decreasing bulk density are used in paper. It is blended into. In one embodiment of the present invention, when starch fibers are manufactured containing various functional additives and the fibers are then used in an aqueous papermaking process, the retention of the additives is less than that of conventional methods. It was found that this was significantly improved. In addition to improved retention, a further advantage of adding additives in this manner is that there is no need to worry about the charge balance between cellulose fiber additives and flocculants (e.g. alum) or other retention aids. That's true. In practice, the use of starch fibers according to the invention eliminates the need for flocculants or retention aids. Furthermore, it has been found that in accordance with the present invention, nonwoven webs can be produced in wet or dry form, with the starch fibers within the web acting as binders between the fibers.
この場合、配合されているそのデンプン繊維は最終製品
のウエブ内にとどめておくこともできるし、また所望の
最終用途によっては、たとえばそのウェブ内に使用され
ているベース繊維が不燃性のものである場合には、デン
プン繊維を除去することもできる。本発明は特に、繊維
状パルプの水性スラリーをスクリーン上に導入し、ここ
で水を除去し、統合された繊維のシートを形成し、その
シ−トが圧縮および乾燥によって最終的な紙製品になさ
れる紙および板紙の製造法の改良に関する。しかしてそ
の改良点は、固体5乃至4の重量%のデンプンのコロイ
ド分散物の糸状流れを、硫酸アンモニウム、アンモニウ
ムスルフアメート、一塩基性リン酸アンモニウム、二塩
基性リン酸およびこれら混合物からなる群から選択され
た凝析塩を少なくとも該デンプンを擬析させるのに十分
な量で含有する水性溶液からなる流動擬折浴中に押出す
ことによって製造された直径10乃至500ミクロンの
デンプン繊維の形状にあるパルプを1乃至10の重量%
使用することにある。本発明の方方法はすべての従来慣
用の製紙用製造に容易に適用でき、且つその装置プラン
トで通常使用されている操作をそのまま採用できる。In this case, the incorporated starch fibers can remain in the web of the final product or, depending on the desired end use, for example, the base fibers used in the web can be non-combustible. In some cases, starch fibers can also be removed. The present invention particularly involves introducing an aqueous slurry of fibrous pulp onto a screen where the water is removed to form a sheet of integrated fibers that is compressed and dried into a final paper product. This invention relates to improvements in the manufacturing process of paper and paperboard. The improvement thus provides a filamentous flow of a colloidal dispersion of starch at 5 to 4 wt. Forms of starch fibers 10 to 500 microns in diameter prepared by extrusion into a fluidized pseudo-coagulation bath consisting of an aqueous solution containing a coagulation salt selected from at least a sufficient amount to pseudo-precipitate the starch. 1 to 10% by weight of pulp in
It's about using it. The method of the present invention is easily applicable to all conventional paper manufacturing processes and can be adapted to the operations normally used in the equipment plant.
唯一の差点はセルロースパルプの一部または全部がデン
プン繊維によって代替されることのみである。使用され
るデンプン繊維は種々の方法で製造することができる。The only difference is that some or all of the cellulose pulp is replaced by starch fibers. The starch fibers used can be produced in various ways.
唯一の条件はその水不感応性繊維が10乃至500ミク
ロンの直径を有すべきことであり、またそのデンプンが
固体5乃至40%のコロイド分散物の流れとして、適当
な流動擬析塩溶液中に押出されて沈澱されることである
。あらゆる天然産デンプンまたは分別されたデンプンか
ら製造された繊維が使用可能である。The only conditions are that the water-insensitive fibers should have a diameter of 10 to 500 microns and that the starch be prepared as a colloidal dispersion stream of 5 to 40% solids in a suitable flowing pseudo-salt solution. It is extruded and precipitated. Fibers made from any naturally occurring starch or fractionated starch can be used.
すなわち、コーンとうもろこしデンプン、含ろうメィズ
とうもろこしデンプン、米、タピオカ、小麦、し、も、
高アミロースコーンデンプン、市販のアミロース粉末等
が使用されうる。これらの中ではその経済性および入手
の容易性から考えて、天然産のコーンデンプン、夕ピオ
カおよび含ろうメイズが好ましい。分散物中のデンプン
固体濃度は約5乃至4の重量%でなければならない、こ
れより高い濃度も使用可能であるが、生じる分散物の粘
性が高くなり、その取扱いに特別の装置が必要となる。Namely, corn starch, waxy maize corn starch, rice, tapioca, wheat, and
High amylose corn starch, commercially available amylose powder, etc. can be used. Among these, naturally produced corn starch, corn starch, and waxy maize are preferred in view of their economic efficiency and ease of availability. The starch solids concentration in the dispersion should be about 5 to 4% by weight; higher concentrations can be used, but the resulting dispersion will be more viscous and special equipment will be required for its handling. .
しかし分敬物中の使用濃度は最終繊維の特性および所望
の最終用途に影響する。たとえば、5%固体分散物から
製造されたデンプン繊維は特にグラシン紙または耐油紙
の製造に有用であり、15%固体分散物から製造された
デンプン繊維は炉紙のように多孔質の紙の製造に好適で
あることが判明している。使用される特定のデンプンは
コロイド分散物の形状で使用されなければならない。本
明細書において“コロイド分散物”という言葉は実質的
に顎粒を含まず、使用される温度において放置した場合
においてほとんどゲル化又は沈澱を生じないデンプンの
分散物を意味する。この状態の分散物は使用されるデン
プンベースの特定の種類、最終用途および利用可能な装
置に応じて各種技術を用いて得ることができる。ァミロ
ベクチン含量が非常に高い、たとえば含ろうメイズのご
とき天然デンプンが使用される場合には、適当なコロイ
ド分散物が何ら化学的添加物ないしまた変性を要せずし
て水中でそのデンプンを十分に煮る(cooking)
だけで得ることが可能である。However, the concentration used in the fraction will affect the properties of the final fiber and the desired end use. For example, starch fibers made from 5% solids dispersions are particularly useful in making glassine or oilproof papers, and starch fibers made from 15% solids dispersions are particularly useful in making porous papers such as oven paper. It has been found that it is suitable for The particular starch used must be used in the form of a colloidal dispersion. As used herein, the term "colloidal dispersion" refers to a dispersion of starch that is substantially free of grains and that exhibits little gelling or precipitation when left at the temperatures used. Dispersions in this state can be obtained using a variety of techniques depending on the particular type of starch base used, the end use and the equipment available. If a natural starch with a very high amylobectin content, such as waxy maize, is used, a suitable colloidal dispersion will be able to fully absorb the starch in water without any chemical additives or modification. cooking
It is possible to obtain only by
ァミロベクチン含量が約95%以下であるデンプンが使
用されるほとんどの場合においては、そのデンプンを水
性系に添加する前に化学的に誘導体とするか又は変性し
てコロイド分散物を確実にするのが望ましい。この誘導
体又は変性は所望のコロイド分散物の形成を保証する程
度までは次の段階でデンプンが凝析沈殿する能力に影響
を与えることなく実施しうる。別の仕方としては、もし
その系にカセイアルカリの存在が不都Aを生じない場合
であれば、上記デンプンは水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウムまたは常用の他のアルカリの水溶液中に分散させ
ることができる。さらに別の仕方として、デンプンベー
スは少量の有機溶剤たとえばジメチルスルホキシド中に
分散させそして水に加えるか、あるいは尿素および/ま
たはパラホルムアルデヒドのごとき化学添加物を組合わ
せて使用して分散させることができる。カセィ化の仕方
で行なう場合には、アルカリの使用量はデンプンを十分
に分散させるだけの量でなければならない。水酸化ナト
リウム使用の場合の一般的アルカリ使用量はデンプン重
量を基準にして15乃至4の重量%である。デンプン分
散物を調整する際には、デンプンを分散媒質に加えてコ
。In most cases where starch with an amylobectin content of about 95% or less is used, the starch is chemically derivatized or modified to ensure a colloidal dispersion before addition to the aqueous system. desirable. This derivatization or modification may be carried out to the extent that it ensures the formation of the desired colloidal dispersion without affecting the ability of the starch to coagulate in the next step. Alternatively, if the presence of a caustic alkali in the system does not cause disadvantage A, the starch may be dispersed in an aqueous solution of sodium hydroxide, potassium hydroxide, or other commonly used alkalis. can. Still alternatively, the starch base can be dispersed in small amounts of organic solvents such as dimethyl sulfoxide and added to water, or using a combination of chemical additives such as urea and/or paraformaldehyde. . When carrying out the process by way of causticization, the amount of alkali used must be sufficient to sufficiently disperse the starch. Typical alkali usage when using sodium hydroxide is from 15 to 4% by weight, based on the weight of starch. When preparing a starch dispersion, starch is added to the dispersion medium.
ィド分散物の状態になるまで激しく瀦拝する。デンプン
の希薄分散物(たとえばデンプン固体約5〜1の重量%
)の場合では、これに約4粉ン間を要する。もっと濃度
の高いデンプン分散物あるいは或る種の化学変性された
デンプンベースの場合では、より長時間および/または
温和な加熱が必要となる。含ろうメィズの煮沸により得
られたものを含めたほとんどのデンプン分散物および化
学変性されたほとんどのデンプンの分散物は擬析俗に入
れる前に室温まで冷却しうる。It worships intensely until it becomes a state of dispersion. A dilute dispersion of starch (e.g. about 5-1% starch solids by weight)
), this takes about 4 minutes. In the case of more concentrated starch dispersions or certain chemically modified starch bases, longer and/or milder heating may be required. Most starch dispersions, including those obtained by boiling waxy maize, and most chemically modified starch dispersions, may be cooled to room temperature before being placed in the pseudo-analyzation chamber.
化学変性度の低いわずかな種類のデンプンでは、それが
調整された時とほぼ同じ高められた温度で分散物を使用
してそのコロイド分散状態を維持しそして有効な繊維形
成が保証されるようにするのが好ましい。本発明により
使用されるデンプン繊維製造に使用される凝析浴は硫酸
アンモニウム、アンモニウムスルフアメート、一または
二塩基性リン酸アンモニウムおよびこれらの混合物から
なる群から選択された特定のアンモニウム塩を含有する
水性溶液からなる。For the few types of starch with a low degree of chemical modification, the dispersion is used at approximately the same elevated temperature at which it was prepared to maintain its colloidal dispersion state and ensure effective fiber formation. It is preferable to do so. The coagulation bath used in the production of starch fibers used according to the invention contains a specific ammonium salt selected from the group consisting of ammonium sulfate, ammonium sulfamate, mono- or dibasic ammonium phosphate and mixtures thereof. Consists of an aqueous solution.
上記したアンモニウム塩を他のデンプン沈殿を形成し満
足すべき擬析物および繊維製品を得させしめる親和性塩
と組合わせて使用することも可能である。この目的のた
めに適当な塩は特に例示すれば、ベルオキソ硫酸アンモ
ニウム、炭酸アンモニウム、臭化アンモニウム、重亜硫
酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウ
ム、重炭酸アンモニウム、シュウ酸アンモニウム、塩化
ナトリウムおよびカリウム、硫酸ナトリウムおよびカリ
ウムである。一般に言って、アンモニウムの硫酸塩、ス
ルフアメートまたはリン酸塩は上記した擬析を達成する
ためのそれぞれ最小量は存在しなければならないからし
て、上記した付加的塩を用いても格別の利益はない。他
の塩の実質量の存在が望ましいわずかな事例は後に説明
するような現場で発生された塩がその中に存在する再循
環擬析予谷を使用する場合のみである。凝析を実施する
ために必要な塩の最低濃度ならびに好ましい塩または塩
混合物の種類は使用されるデンプンベースの種類によっ
て決定される。たてえば含ろうメィズデンプンの場合で
は全溶液重量に対して硫酸アンモニウムで少なくとも3
5重量%、アンモニウムスルフアメートで72重量%(
飽和)、二塩基性リン酸アンモニウムで37重量%そし
て一塩基性IJン酸アンモニウムで4の重量%が必要で
ある。コーンデンプンまたはアミロベクチン約64〜8
0%を含有している類似のデンプンでは塩の濃度はもっ
と低くてよく、たとえば硫酸アンモニウムで20%、ア
ンモニウムスルフアメートで50%、一塩基性リン酸ア
ンモニウムで25%そして二塩基性リン酸アンモニウム
で30%の量で使用しうる。アミロベクチン含量が約5
0%以下のハイブリッドコーンデンプンの場合では硫酸
アンモニウムで少なくとも15%、アンモニウムスルフ
アメートで−40%、二塩基性リン酸アンモニウムで2
5%そして一塩基性リン酸アンモニウムで20%の存在
を要する。カセィ化されたデンプン分散物が使用された
場合には、アルカリ塩が擬析浴中に発生される。It is also possible to use the abovementioned ammonium salts in combination with other affinity salts which form starch precipitates and allow satisfactory pseudoprecipitates and textile products to be obtained. Suitable salts for this purpose include, in particular, ammonium peroxosulfate, ammonium carbonate, ammonium bromide, ammonium bisulfite, ammonium nitrate, ammonium nitrite, ammonium bicarbonate, ammonium oxalate, sodium and potassium chloride, sodium and potassium sulfate. It is. Generally speaking, the use of the additional salts described above provides no particular benefit since the ammonium sulfate, sulfamate or phosphate salts must each be present in a minimum amount to achieve the above-described pseudomorphisms. do not have. The only instances in which the presence of substantial amounts of other salts is desirable are when using recirculating pseudo-valleys in which on-site generated salts are present, as described below. The minimum concentration of salt required to carry out coagulation as well as the type of salt or salt mixture preferred will be determined by the type of starch base used. In the case of waxy maize starch, at least 3% ammonium sulfate is added to the total solution weight.
5% by weight, 72% by weight in ammonium sulfamate (
saturated), 37% by weight of dibasic ammonium phosphate and 4% by weight of monobasic ammonium IJ phosphate. Corn starch or amylobectin approx. 64-8
For similar starches containing 0%, the concentration of salts may be lower, such as 20% for ammonium sulfate, 50% for ammonium sulfamate, 25% for monobasic ammonium phosphate and 25% for dibasic ammonium phosphate. It can be used in an amount of 30%. Amylobectin content is approximately 5
For hybrid corn starches below 0%, at least 15% with ammonium sulfate, -40% with ammonium sulfamate and 2% with dibasic ammonium phosphate.
Requires the presence of 5% and 20% of monobasic ammonium phosphate. If a causticized starch dispersion is used, alkaline salts are generated in the pseudobath.
発生された塩の濃度レベルがかなり高くまで所望のデン
プン繊維の満足な生産が持続される。繊維の生産がそれ
以上の濃度レベルでは効率低下する発生塩の許容限界レ
ベルは使用される塩の種類、使用された塩固体の総量、
分散物中のデンプン固体の濃度、デンプンベース中のア
ミロベクチンの量などのファクターに依って変化する。
一旦この塩の濃度の許容レベルが決定されれば、連続方
式では定期的に硫酸アンモニウムを添加することによっ
て系をその最大許容レベル(またはそれ以下)に定常的
に保持できる。例えば、分散煤質として水酸化ナトリウ
ムが使用されそしてそのデンプン混合物が硫酸アンモニ
ウム凝析浴中に押出された場合には硫酸ナトリウムが生
成される。この場合において、コーンデンプン繊維(固
体13%の分散物)の製造は浴中に硫酸アンモニウム3
碇部‘こ対し硫酸ナトリウム最高約7の部が存在する(
44%団溶液)ようになるまで満足のできる状態で持続
されることが判明している。硫酸ナトリウムがこのレベ
ル以上になるとデンプン繊維の製造は効率が落ちそして
製造される繊維はその各個の一体的形状を失い易くなる
。しかしながら最初の凝析浴または繊維生成中の浴に対
して小量の無機酸を加えることによって、その系内の繊
維製造が重大な影響を受けるようになるまでの発生塩の
許容レベルは相当に上昇させるとができる。たとえば上
記の例で言うと、最初に装填された凝析浴塩の10暗部
につき硫酸3部程度の小量を添加することによって硫酸
アンモニウム1碇部当りの硫酸ナトリウムの許容量レベ
ルは9唯部まで上昇可能であり、従って凝折格の寿命も
延長される。もちろんのことながら、塩溶液はそれが使
用される繊維形成工程で再循環使用でき且つ繊維が一旦
除去されたのちに再び再使用することができる。Satisfactory production of the desired starch fibers is sustained up to fairly high concentration levels of the salts generated. The acceptable critical level of salt generated above which fiber production becomes less efficient at concentration levels depends on the type of salt used, the total amount of salt solids used,
It will vary depending on factors such as the concentration of starch solids in the dispersion and the amount of amylobectin in the starch base.
Once an acceptable level of concentration of this salt is determined, in continuous mode the system can be constantly maintained at its maximum acceptable level (or below) by periodic additions of ammonium sulfate. For example, sodium sulfate is produced when sodium hydroxide is used as the dispersed soot and the starch mixture is extruded into an ammonium sulfate coagulation bath. In this case, the production of corn starch fibers (13% solids dispersion) was carried out using 3 ammonium sulfate in the bath.
Up to about 7 parts of sodium sulfate are present in Ikaribe's
It has been found to last satisfactorily until a 44% concentration solution is reached. Above this level of sodium sulfate, starch fiber production becomes less efficient and the produced fibers tend to lose their individual, integral shape. However, by adding small amounts of inorganic acids to the initial coagulation bath or to the bath during fiber production, the acceptable level of generated salts can be significantly reduced before fiber production in the system becomes seriously affected. It can be raised. For example, in the above example, by adding as little as 3 parts of sulfuric acid for every 10 parts of the initial coagulation bath salt charge, the acceptable level of sodium sulfate per 1 part of ammonium sulfate can be increased up to 9 parts of sulfuric acid. can be raised, and thus the life of the crystallization case is also extended. Of course, the salt solution can be recycled to the fiber forming process in which it is used and can be reused again once the fibers have been removed.
この点については、カセィァルカリを含有していないデ
ンプン分散物はその塩の固体濃度を繊維すべきこと以外
には再循環にほとんど問題はない。しかしながらカセィ
化されたデンプン分散物が使用される場合には、凝折溶
液との間で化学反応が起る。たとえば硫酸アンモニウム
が使用された場合には、その反応の結果としてアンモニ
ウムガスと硫酸ナトリウムが生じる。このような系の再
循環は酸スクラッパー内でそのアンモニウムを回収しそ
してこれを硫酸アンモニウムとしてその系に返すことに
よって延長させることができる。生成された理酸ナトリ
ウムは前述した許容レベルに到達するまで塩混合物の一
部として凝析格に使用することができるし、またパルプ
製造ないいま製紙工程における原材料として、例えばク
ラフトパルプ製造の際のいわゆる“ソールトケーキ(s
altcake)”として使用することができる。デン
プン繊維はそのデンプン分散物の処理が可能な任意の温
度で製造することができる。一般には擬析俗は約室温(
2000)に維持されるが、しかし約7000てし、ど
の高温も使用可能である。このような高温は凝折浴中の
塩の溶解度を高め、その結果より濃度の高い溶液が得ら
れるので、特定の条件では望ましいものとなる。したが
って例えば凝析剤として一塩基性リン酸アンモニウムを
使用して含ろうメィズデンプン繊維を製造しようとする
時には、約40%の亜塩濃度が得られるよう俗温度を高
めるのが望ましい(一塩基性リン酸アンモニウムの20
℃の飽和レベルは28%である)。本発明に使用される
デンプン繊維の製造の際には、デンプン分散物は連続的
にあるいは滴下により糸伏の流れの形態で流動凝析塩溶
液中に導入される。この導入は慣用の技術を用いて塩溶
液の上からでも下からでも実施することができる。すな
わち、分散物は少なくとも1つの開口を有する装置を通
じて、たとえば紡糸金口、注射器またはビュレット管を
用いて押出すことができる。別の仕方として、分散物は
多数の開□を有するパイプまたはチューブからその周囲
の閉鎖領域たとえば流動凝析溶液を含有している同0的
なパイプの中に圧力下で噴出させることができる。その
他種々の関連した技術を適用することが可能でありそし
て繊維はバッチ方式によっても連続方式によっても製造
することができる。いずれの方式を採用するにせよ、塩
析の水溶液はデンプン分散物が導入される時に流動して
いなければならない。この2つの流れの方向が繊維の長
さおよび直径または幅を制御するために使用される。す
なわち塩溶液がデンプン分散物と並流方向に流動して場
合には比較的丸味のある繊維が形成される。また、デン
プン分散物が塩溶液の流れ方向に対し約90oの角度で
導入されると比較的平べったい繊維が形成される。本発
明に必要なサイズの繊維の製造のためには一般に開□直
径は10乃至500ミクロンが好ましい。その繊維が紙
のセルロースパルプの代替物として使用されるものであ
る場合には、デンプン繊維は10乃至500ミク。ンの
直径(幅)であって、その長さは通常0.1乃至3.0
柳となろう。不織ゥェブ製造の場合ではもっと長い繊維
が使用しうる。形成された繊維の長さ、断面寸法および
形状は上託したパラメータの外にさらに多数の相関パラ
メー外こ依り変化することが理解されよう。In this regard, starch dispersions that do not contain cathode lye pose little problem for recycling other than to reduce the solids concentration of the salt. However, if a causticized starch dispersion is used, a chemical reaction takes place with the coagulation solution. For example, if ammonium sulfate is used, the reaction results in ammonium gas and sodium sulfate. Recycling of such a system can be extended by recovering the ammonium in an acid scrapper and returning it to the system as ammonium sulfate. The sodium phosphate produced can be used in coagulation as part of the salt mixture until the above-mentioned acceptable levels are reached, and also as a raw material in pulp and paper manufacturing processes, e.g. in the production of kraft pulp. The so-called “salt cake”
Starch fibers can be made at any temperature that allows processing of the starch dispersion. Generally, pseudo-altcakes are prepared at about room temperature (altcake).
2000), but any higher temperature around 7000 can be used. Such high temperatures can be desirable under certain conditions because they increase the solubility of the salt in the coagulation bath, resulting in a more concentrated solution. Thus, for example, when attempting to produce waxy maize starch fibers using monobasic ammonium phosphate as a coagulant, it is desirable to increase the ambient temperature to obtain a subsalt concentration of about 40% (monobasic ammonium phosphate). Ammonium acid 20
The saturation level in °C is 28%). During the production of the starch fibers used according to the invention, the starch dispersion is introduced continuously or dropwise in the form of a thread into the fluid coagulating salt solution. This introduction can be carried out either from above or below the salt solution using conventional techniques. That is, the dispersion can be extruded through a device having at least one opening, for example using a spinneret, syringe or buret tube. Alternatively, the dispersion can be injected under pressure from a pipe or tube with multiple openings into a closed area around it, such as a homogeneous pipe containing a flowing coagulating solution. Various other related techniques can be applied and the fibers can be produced either batchwise or continuously. Whichever method is used, the aqueous salting out solution must be fluid when the starch dispersion is introduced. These two flow directions are used to control the fiber length and diameter or width. That is, when the salt solution flows co-currently with the starch dispersion, relatively rounded fibers are formed. Also, relatively flat fibers are formed when the starch dispersion is introduced at an angle of about 90 degrees to the flow direction of the salt solution. Open diameters of 10 to 500 microns are generally preferred for producing fibers of the size required for this invention. If the fibers are to be used as a replacement for cellulose pulp in paper, the starch fibers may be between 10 and 500 microns. The diameter (width) of the tube, and its length is usually 0.1 to 3.0
Let's be Willow. Longer fibers can be used in nonwoven web production. It will be appreciated that the length, cross-sectional size and shape of the fibers formed will vary depending on a number of interrelated parameters in addition to those mentioned above.
たとえばデンプン分散物の粘度、岡体含量ならびに擬析
溶液および/またはデンプン分散物中に使用された成分
の種類およびそれらの相対流動粘度などが形成される繊
維の寸法を制御するための付加的ファクターとして上記
したパラメータと兼ね合わせて使用することができる。
本発明に使用されるデンプン繊維を製造するための上記
および類似の擬析方法は本日同時出願の米国特許第41
39699号明細書に記載されており、その開示内容は
本願明細書にも参考として含まれている。Additional factors to control the dimensions of the fibers formed, such as the viscosity of the starch dispersion, the body content and the type of ingredients used in the pseudo-lysis solution and/or the starch dispersion and their relative flow viscosities. It can be used in conjunction with the parameters listed above.
The above and similar pseudo-analytical methods for producing the starch fibers used in the present invention are disclosed in co-filed U.S. Pat.
No. 39699, the disclosure of which is incorporated herein by reference.
さらに米国特許第2902336号明細書にも記載され
ている。最終的に得られる繊維が製紙工程に使用するの
に十分な水不感応性を有する限り、上記した方法を変更
して使用することもできる。デンプン繊維の水性スラリ
ーまたは懸濁物は直接的にパルプ流に導入できる。It is also described in US Pat. No. 2,902,336. Modifications of the above-described method may be used as long as the final fibers have sufficient water insensitivity for use in the papermaking process. The aqueous slurry or suspension of starch fibers can be introduced directly into the pulp stream.
これにより製紙プラント内で繊維と紙ゥェブの一貫的す
なわち“ィンーラィン”の製造が可能となる。この具体
的を採用する場合には、一般的に言って、最初に繊維を
洗ってスラリ−を製紙工程に入れる前に擬析塩を洗い落
しておくのが好ましい。また別の仕方として繊維は乾燥
状態で、たとえば繊維をスクリーンまたは同機の装置で
水と分離して捕集することによって回収することができ
る。This allows for the integrated or "in-line" production of fibers and paper webs within the papermaking plant. When this embodiment is adopted, it is generally preferable to first wash the fibers to remove the pseudosalts before entering the slurry into the papermaking process. Alternatively, the fibers can be recovered in dry form, for example by separating the fibers from the water and collecting them in a screen or similar device.
この場合、繊維をそれが不熔性の非水性溶剤たとえばメ
タノール、ヱタノール、イソブロパノール、アセトン等
に入れて再びスラリー化するのが好ましい。このあとた
とえば炉過により溶剤から繊維を回収しそして乾燥する
。別の方法としては水を除去するため遠心分離、フラッ
シュ乾燥またはスプレー乾燥等が使用できる。乾燥後そ
の繊維を再び水性媒質中に導入することができそしてこ
の際繊維はその分離した、不連続の各個の繊維構造を維
持したまますぐれた再分散性を示すであろう。また、繊
維はスラリ−から炉過等により回収し、洗いそして水中
に約50%固体のレベルまで分散させて次の用途のさめ
の“ウェットスラブ(wetslabs)”を形成させ
ることができる。本発明に使用されるデンプンは製造さ
れる繊維の特性を変えるためあるいはコロイド分散物の
迅速な形成を助けるために化学的に処理されうる。ある
いは繊維に形成されたのちそのデンプン繊維はある種の
機能特性を持たせるために処理されうる。すなわちデン
プンの分散速度を促進する目的でアミノェチル化のごと
き化学処理をデンプンに加えることができる。この処理
は同時に水性媒質中に使用された時に陽イオン電荷を有
する繊維の製造にも役立つ。同様に、陰イオン基を含む
よう変性されたデンプンも使用されうる。このような変
性デンプンは分散物中で安定でありそして陰イオン特性
を有する繊維が製造される。さらにまた特別の機能特性
を持たせるために処理を繊維形成後に行なって変性させ
ることができる。たとえば条件が繊維に悪影響を及ぼさ
ない限り、繊維を沈殿後において漂白することによって
改良された陰イオン官能性が得られる。繊維の特性はさ
らに変性されたあるいは変性されない何種かのデンプン
をブレンドすることによって、あるいは他の官能性物質
たとえばポリアクリル酸を添加することによって制御す
ることができ、これにより特別に所望される特性を得る
ことができる。本発明の方法の利点の1つは、デンプン
繊維自体に固有な、あるいはまたこれに付与することの
できる特性の故に種々の態様で紙製品を改良する手段が
提供されることである。In this case, it is preferred to re-slurry the fibers in a non-aqueous solvent in which they are infusible, such as methanol, ethanol, isopropanol, acetone, etc. Thereafter, the fibers are recovered from the solvent, for example by filtration, and dried. Alternatively, centrifugation, flash drying or spray drying, etc. can be used to remove water. After drying, the fibers can be reintroduced into an aqueous medium and will exhibit excellent redispersibility while maintaining their discrete, discrete, individual fiber structure. Fibers can also be recovered from the slurry, such as by filtration, washed and dispersed in water to a level of about 50% solids to form wet "wetslabs" for subsequent use. The starch used in this invention may be chemically treated to alter the properties of the fibers produced or to aid in the rapid formation of colloidal dispersions. Alternatively, after being formed into fibers, the starch fibers can be treated to impart certain functional properties. That is, chemical treatments such as aminoethylation can be applied to the starch in order to speed up the dispersion rate of the starch. This process also serves to produce fibers that have a cationic charge when used in aqueous media. Similarly, starches modified to contain anionic groups may also be used. Such modified starches are stable in dispersion and fibers with anionic properties are produced. Furthermore, treatments can be carried out after fiber formation to modify them in order to impart special functional properties. For example, improved anionic functionality can be obtained by bleaching the fibers after precipitation, as long as the conditions do not adversely affect the fibers. The properties of the fibers can be further controlled by blending several types of starch, modified or unmodified, or by adding other functional substances, such as polyacrylic acid, thereby making it possible to obtain specially desired characteristics can be obtained. One of the advantages of the method of the present invention is that it provides a means to improve paper products in various ways due to properties inherent in, or which can be imparted to, the starch fibers themselves.
このような改良された性質の一例をあげれば従来の方法
で製造する場合には特別な処理が必要とされていたグラ
シン紙および炉紙のごとき各種の特殊紙の製造の場合が
ある。グラシン紙は繊維が高度の水和を許容する品質の
パルプからつくられる。An example of such improved properties is the production of various specialty papers such as glassine and furnace papers, which require special treatment when produced by conventional methods. Glassine paper is made from pulp of a quality that allows the fibers to be highly hydrated.
この紙が顕著な耐脂性を待つのは水に懸濁されている間
にパルプになされる機械的処理のためである。繊維はフ
ィブリル化されそしてほとんどゲル状まで膨潤される。
この水和繊維から紙が製造される時には、ち密な無孔質
シートがワイヤ一上に形成される。形成されたシートは
それがほとんど連続したよく水和されたセルロースから
構成されているための油脂を透過させない。このように
よく水和された形態のセルロースを得るためには莫大な
エネルギーが必要である。グラシン製造業者はその原料
を長期間の調整処理(リフアィニング)にかけねばなら
なず、したがって原料を通さなければならないリフアイ
ナーの数も多くなる。原料が水和されたのち、ワイヤ一
に導き脱水するが、この脱水は非常にゆっくりと進行す
る。その結果として、製造される紙の坪量にもよるがマ
シン速度は150〜50批pmに制限される。ワイヤ一
上での脱水を促進するため水蒸気で原料温度を上げるこ
ともある。脱水の改良のためグラシン製造業者によって
陽イオン多価電解質を用いる試みがなされているがその
成功はいまだ限られた範囲にとどまっている。繊維の凝
集によって脱水は向上させうるが、しかしこれは地合い
を乱しピンホールを生じさせ、製品の耐油脂特性を低減
させることがある。本発明者はここにおいて、デンプン
繊維を従来のグラシン製造に必要な程度よりも低い程度
まで叩解されたセルロース繊維と組合わせた場合には、
その混合物はきわめて高い炉水度(フリーネス)を有し
そして低温において従来の高温脱水で必要とされていた
時間の約3分の1の時間で脱水されることを発見した。
しかもグラシン原料に比較して圧縮後のウェットマット
はより堅固であり、そして乾燥効率もすぐれている。さ
らにこの新規な紙シートは従来のグラシン紙に比較して
内部強度(Z−方向強度)が大きく、耐油性が向上され
ており、そして空気透過に対する抵抗度もより大きい。
セルロースのリフアィニング処理の隆減が相当なエネル
ギー節約となることは明らかである。なぜならば本発明
の繊維混合物は従来のグラシン製造において行なわれて
いるごとく許容レベルまで脱水するのに高温とする必要
がないからである。デンプン繊維はまた、より多孔質な
シートを提供するためにも使用しうる。This paper owes its remarkable grease resistance to the mechanical treatment done to the pulp while suspended in water. The fibers are fibrillated and swollen to almost a gel-like state.
When paper is made from the hydrated fibers, a compact, non-porous sheet is formed over the wire. The formed sheet is impermeable to oils and fats because it is composed of nearly continuous, well-hydrated cellulose. A large amount of energy is required to obtain cellulose in such a well-hydrated form. Glassine manufacturers must subject their raw material to a lengthy refining process, which increases the number of refiners through which the raw material must pass. After the raw material is hydrated, it is introduced into a wire and dehydrated, but this dehydration proceeds very slowly. As a result, machine speeds are limited to 150-50 rpm depending on the basis weight of the paper being produced. In order to promote dehydration on the wire, the temperature of the raw material may be increased with steam. Attempts have been made by glassine manufacturers to use cationic polyelectrolytes to improve dehydration, but success remains limited. Fiber agglomeration can improve dewatering, but it can disrupt the formation, create pinholes, and reduce the oil and grease properties of the product. The inventors have now discovered that when starch fibers are combined with cellulose fibers that have been refined to a lower degree than is required for conventional glassine production,
It has been discovered that the mixture has a very high freeness and is dehydrated at low temperatures in about one third of the time required by conventional high temperature dewatering.
Furthermore, compared to glassine raw materials, the compressed wet mat is more solid and has excellent drying efficiency. Furthermore, the new paper sheet has greater internal strength (Z-direction strength), improved oil resistance, and greater resistance to air permeation than conventional glassine paper.
It is clear that the refining process of cellulose results in considerable energy savings. This is because the fiber blends of the present invention do not require high temperatures to dehydrate to acceptable levels as is done in conventional glassine production. Starch fibers may also be used to provide more porous sheets.
この性質は炉紙や含浸紙原紙のごとき紙の場所に望まし
いものとなる。従来の方法では、セルロースのリフアィ
ニングを軽くすることがこのような性質を持たせること
に役立つことが知られている。しかしこれはそのウェブ
の強度の低下という蟻性においてなされたものである。
本発明に従えばセルロースと組合わせてデンプン繊維を
配合することによって所要の強度特性を維持したまま、
或いは多くの場合それを向上させつつ、より多孔性構造
のシートを得ることができる。本発明のさらにいま1つ
の特徴として、デンプン分散煤質中に或る種のハイドロ
コロィドをデンプンと一緒に押し出して、本発明の製紙
方法に使用しうるデンプン・ハイドロコロィド繊維を製
造することができる。This property is desirable in paper applications such as oven paper and impregnated base paper. In conventional methods, it is known that lighter refining of cellulose helps to impart these properties. However, this was done at the risk of reducing the strength of the web.
According to the present invention, by blending starch fibers in combination with cellulose, while maintaining the required strength properties,
Alternatively, sheets with a more porous structure can be obtained, often improving it. As a further feature of the present invention, certain hydrocolloids may be extruded with starch into the starch dispersed soot to produce starch hydrocolloid fibers that can be used in the papermaking process of the present invention.
このような繊維組成を得るために必要なことは凝析俗と
接触させる前にハイドロコロィド(全固体重量の50%
以下のづ・量)をデンプンと一緒にコロイド分散状態に
置くことのみである。したがって、ポリビニルアルコ−
ル、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセ
ルロースのごとき水分散‘性ハイドロコロィドの場合で
は、デンプンの分散されている水にそのハイドロコロィ
ドを加えるだけでよい。カゼインのような別のハイドロ
コロイドでは必要なコロイド分散物を形成させるために
分散液をカセィ化することが必要となろう。本発明の別
の具体例として、デンプン分散物全体に均等に水不惑性
添加物を混合しそして生じたデンプン繊維の中に該添加
物を封じ込めた形態で包含させることができる。To obtain such a fiber composition, all that is required is to add a hydrocolloid (50% of the total solids weight) prior to contact with the coagulant.
All that is required is to place the following amounts together with starch in a colloidal dispersion state. Therefore, polyvinyl alcohol
In the case of water-dispersible hydrocolloids such as starch, carboxymethyl cellulose, and hydroxyethyl cellulose, it is sufficient to simply add the hydrocolloid to the water in which the starch is dispersed. For other hydrocolloids, such as casein, it may be necessary to caseify the dispersion to form the required colloidal dispersion. In another embodiment of the present invention, water immiserable additives can be mixed evenly throughout the starch dispersion and incorporated in the resulting starch fibers in encapsulated form.
このようにして顔料、金属粉末、ラテックス、油、可塑
剤、微小球(ガラスビード、発泡シリカあるいはふくら
ませたまたはふくらませない形のその他低密度材料)等
が本発明によりデンプン繊維の中に包含させることがで
きる。同様にして水浴‘性合成重合体またはラテックス
たとえばポリ酢酸ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリ
スチレン等を繊維の中に含ませることができる。さらに
デンプン繊維の密度はデンプン分散物を凝折格に通じる
前に該分散物中に空気または他のガスを吹き込むことに
よって変えることができる。さらにまた、或る種の水溶
性固体添加物をデンプン繊維と一緒に押出すこともでき
る。In this way, pigments, metal powders, latex, oils, plasticizers, microspheres (glass beads, expanded silica or other low density materials in expanded or unexpanded form) etc. can be incorporated into the starch fibers according to the invention. I can do it. Similarly, water bathable synthetic polymers or latexes such as polyvinyl acetate, polyacrylonitrile, polystyrene, etc. can be incorporated into the fibers. Furthermore, the density of the starch fibers can be varied by blowing air or other gas into the starch dispersion before it passes through the coagulation grid. Additionally, certain water-soluble solid additives may be co-extruded with the starch fibers.
このような場合、その添加物はデンプン分散物中に溶解
されそしてデンプン繊維を形成するために使用される凝
折格は該添加物を沈殿させうる親和性塩を十分量添加し
て調整される。たとえば、市販のロジンサィズをデンプ
ン分散物に添加しそして該〇ジンを沈殿させるための十
分量の硫酸アルミニウムを添加したデンプン凝析塩含有
の凝析浴中に押出して共沈したデンプン・アルミニウム
ロジネ−ト繊維を形成することができる。本発明におけ
るデンプン繊維の水不溶性はさらに常用の架橋剤たとえ
ば尿素−ホルムアルデヒド、グリオキサード、尿素ーメ
ラミンーホルムアルデヒド、キメン(kMmene)〔
米国デラウエア州、ウィルミントンのハーキュレス社(
Herculesgnc.)の登録商標〕を加えること
によって助長することができる。In such cases, the additive is dissolved in the starch dispersion and the coagulant used to form the starch fibers is adjusted by adding a sufficient amount of an affinity salt capable of precipitating the additive. . For example, a starch-aluminum rosin co-precipitated by adding a commercially available rosin size to a starch dispersion and extruding it into a coagulation bath containing a starch coagulation salt with a sufficient amount of aluminum sulfate to precipitate the rosin. - It is possible to form fibers. The water insolubility of the starch fibers in the present invention is further enhanced by the use of conventional crosslinking agents such as urea-formaldehyde, glyoxade, urea-melamine-formaldehyde, kMmene.
Hercules Corporation of Wilmington, Delaware, USA (
Herculesgnc. ) registered trademark].
これらの架橋剤は押出し前にデンプン分散に加えてもよ
いしまたデンプン繊維に後から加えてもよい。添加され
る添加物の種類ならびにその添加量は最終繊維に所望さ
れる特性によって決定される。These crosslinking agents may be added to the starch dispersion before extrusion or may be added to the starch fibers afterwards. The type of additives added as well as the amount thereof will be determined by the desired properties of the final fiber.
たとえば、顔料添加した繊維は向上された不透明度を示
し、そして常用方法により繊維ウェプに配合することが
できる。そしてこの場合、従来の紙原料系に単に顔料を
添加したものに比べて総体的顔料保持率は改善される。
難燃性はデンプン繊維にポリ塩化ビニル粉末、三酸化ア
ンチモニ−またはその他の雛燃剤を添加することによっ
て付与することができる。また微小球含有デンプン繊維
を高い保持率で紙ウェプに配合させることもできる。こ
のような微小球を加えることによって対応するセルロー
スシートに比べて高が大きく重量が4・さし、シートを
製造することができる。従来の微4・球含有シートの場
合では、繊維間に微小球が存在することにより繊維の結
びつきが弱められてシートの強度を低下させるような結
果を生んだ。これに比較して、本発明のシートはすぐれ
た強度を持つ。これはそれら微小球がデンプン繊維内に
包み込まれ該微小球の繊維結合を弱める作用が小さくさ
れるからである。デンプン繊維の密度、したがって製造
される紙の密度はさらに、デンプン分散物を凝折格に通
じる前に該分散物中に空気またはその他のガスを吹き込
むことによっても変えることができる。さらなにまた、
添加物を包み込んだ繊維を用いることによって紙に添加
物を配合する新規な方法を提供することが可能となるば
かりでなく、紙自体に新規な効果を与えることも可能と
なる。For example, pigmented fibers exhibit improved opacity and can be incorporated into fiber webs by conventional methods. In this case, the overall pigment retention is improved compared to simply adding pigment to a conventional paper stock system.
Flame retardancy can be imparted to the starch fibers by adding polyvinyl chloride powder, antimony trioxide or other flame retardants. It is also possible to incorporate microsphere-containing starch fibers into paper webs at high retention rates. By adding such microspheres, it is possible to produce a sheet that is larger in height and weighs 4.5 mm compared to the corresponding cellulose sheet. In the case of conventional sheets containing micro-4 spheres, the presence of micro-spheres between the fibers weakened the bond between the fibers, resulting in a decrease in the strength of the sheet. In comparison, the sheets of the present invention have superior strength. This is because the microspheres are encapsulated within the starch fibers and their weakening effect on fiber bonds is reduced. The density of the starch fibers, and thus of the paper produced, can also be varied by blowing air or other gases into the starch dispersion before it passes through the coagulation bed. What's more,
By using fibers encapsulating additives, it is not only possible to provide a new method of incorporating additives into paper, but also to provide new effects to the paper itself.
たとえば互に圧縮されたいくつかの個別の層から構成さ
れた最終ウェブ製品を製造するための製紙機械が存在す
る。このような装置はたとえば丸鋼抄紙機あるいは下流
側に第2のヘッドボックスないしは複数個のヘッドボッ
クスを持つ長編抄紙機である。このような型式の抄紙機
では通常内側層のために低品質の繊維を使用しそして表
面層すなわちトップライナーとして比較的品質の良いパ
ルプを使用する。このトップライナーに顔料添加したデ
ンプン繊維を用いると、塗工板紙の表面特性を持つ紙ウ
ェブの製造が可能となる。実質的には塗工板紙はその基
質表面におけるデンプンと染料との高い濃度のために湿
潤端付加法(wet−endapplicctionp
rocess)を用いて製造されることになろう。また
別に両面の色が互に異なる特殊な装飾紙または模造紙を
製造することができよう。染色繊維は別々の色で調製で
きそして2つの異なるヘッドボックスへ供給されうる。
このような両面着色の紙は今日でも作られているが、処
理加工の間に表面に色をつけることを要するものである
。デンプン繊維内に封入包含された水不熔性合成重合体
を使用して得られる利点の‘つは、合成繊維(たとえば
レーヨン、アクリル、ポリエステル、ナイロンまたはポ
リプ。For example, papermaking machines exist for producing final web products made up of several individual layers compressed together. Such devices are, for example, round bar paper machines or long paper machines with a downstream second headbox or several headboxes. These types of paper machines typically use lower quality fibers for the inner layer and relatively better quality pulp for the surface layer or topliner. The use of pigmented starch fibers in this topliner allows the production of paper webs with the surface properties of coated paperboard. In practice, coated paperboards are manufactured using wet-endapplication processes due to the high concentration of starch and dyes on the surface of the substrate.
rocess). Alternatively, special decorative or imitation papers could be produced with different colors on both sides. Dyed fibers can be prepared in separate colors and fed into two different headboxes.
Such double-sided colored papers are still made today, but require the addition of color to the surface during processing. One of the advantages obtained using water-insoluble synthetic polymers encapsulated within starch fibers is that of synthetic fibers such as rayon, acrylic, polyester, nylon or polyp.
ピレン)の紙および紙状ウェブにおいて高い保持率が得
られることである。これらの繊維のほとんどは表面チャ
ージがきわめて低く、したがってラテックスバィンダー
系を通常用い、沈殿と繊維沈着技術に依って保持を図っ
ているが、それらの保持力は劣弱である。このように保
持が劣弱であるためバインダー効率は低〈そして系内に
重合体の発泡、付着および堆積等の問題が生じることが
ある。本発明による樹脂包含デンプン繊維は有効な保持
を保証しそして最終のシートに所望の特性を与える。付
言すれば、本発明方法に関連して得られるデンプン繊維
は合成繊維を乾燥状態でまき並べ置いてつくる不織製品
の製造にも使用し得る。pyrene) in paper and paper-like webs. Most of these fibers have very low surface charge, and therefore, latex binder systems are commonly used and retention is achieved through precipitation and fiber deposition techniques, but their retention is poor. Because of this poor retention, the binder efficiency is low and problems such as foaming, adhesion, and deposition of the polymer may occur within the system. The resin-loaded starch fibers according to the invention ensure effective retention and impart the desired properties to the final sheet. Additionally, the starch fibers obtained in connection with the process of the invention can also be used for the production of non-woven products made by dry laying of synthetic fibers.
このような用途の場合、その繊維を移動ワイヤ一上に置
くための媒体として空気を用いて不織ゥェブが形成され
る。合成繊維は水和されないから結合はされずそして比
較的弱い柔かい構造のものが製造される。したがって、
ウェブに一体性を付与するためにウェブ表面に結合剤を
噴霧することが必要である。このような方法によれば、
合成繊維に乾燥タンパク繊維を配合することが可能であ
る。このような方法は使い捨て不織製品の分野で特に有
利である。なぜならばデンプン繊維の生分解特性は現在
使用されている合成繊維結合剤よりもはるかに優ってい
る。このような結合剤としてのデンプン繊維は特にアミ
ロベクチン含量が高いものが好ましい。最終的な不織ウ
ェプ製品内にデンプン繊維はそのまま残存させることも
できるしまた所望ならばそれから除くこともできる。た
とえば、セラミックウェブからデンプン繊維を取除きた
い時には、そのウェブをデンプン繊維を燃え尽くすのに
十分な灰化条件にさらすことによって都合よくデンプン
繊維を除去することができる。デンプン繊維は単独で完
全デンプン紙製品の製造のために成功髪に使用しうるし
また、あらゆる種類のセルロースまたは非セルロース繊
維と組合わせて使用しうる。For such applications, a nonwoven web is formed using air as the medium for placing the fibers onto a moving wire. Because synthetic fibers are not hydrated, they are not bonded and produce relatively weak, soft structures. therefore,
It is necessary to spray a bonding agent onto the web surface to impart integrity to the web. According to this method,
It is possible to incorporate dry protein fibers into synthetic fibers. Such a method is particularly advantageous in the field of disposable nonwoven products. This is because the biodegradable properties of starch fibers are far superior to currently used synthetic fiber binders. Starch fibers used as such a binder preferably have a particularly high content of amylobectin. The starch fibers can remain in the final nonwoven web product or can be removed from it if desired. For example, when it is desired to remove starch fibers from a ceramic web, the starch fibers can be conveniently removed by subjecting the web to ashing conditions sufficient to burn out the starch fibers. Starch fibers can be used alone or in combination with cellulosic or non-cellulosic fibers of any type for the production of fully starched paper products.
使用しうる針葉樹または広葉樹セルロース繊維には、漂
白および未漂白硫酸パルプ(クラフトパルプ)、漂白お
よび未漂白亜硫酸パルプ、漂白および未漂白ソーダパル
プ、中性亜硫酸パルプ、セミケミカル砕木パルプ、ケミ
カル砕木パルプの各繊維およびこれらの繊維の組み合わ
せが含まれる。Softwood or hardwood cellulose fibers that can be used include bleached and unbleached sulfate pulp (kraft pulp), bleached and unbleached sulfite pulp, bleached and unbleached soda pulp, neutral sulfite pulp, semi-chemical groundwood pulp, chemical groundwood pulp. Includes individual fibers and combinations of these fibers.
これらの繊維は紙パルプ産業で従来使用されている各種
方法によって製造された木材パルプ繊維である。さらに
ビスコースレーョンまたは再生セルロースに属する合成
セルロース繊維ならびに各種源から再回収された故紙も
使用できる。同様に、セラミック繊維、ガラス、アスベ
ストまたは他の無機繊維材料も本発明のデンプン繊維と
組合わせて使用可能である。本発明により使用されるデ
ンプン繊維の水不感応性の性質の故に、該繊維は容易に
分散しそして界面活性剤の添加の必要なく通常の製紙工
程に便用可能な安定した分散物となる。These fibers are wood pulp fibers produced by various methods conventionally used in the pulp and paper industry. Furthermore, synthetic cellulose fibers belonging to viscose rayon or regenerated cellulose as well as waste paper recycled from various sources can also be used. Similarly, ceramic fibers, glass, asbestos or other inorganic fiber materials can also be used in combination with the starch fibers of the present invention. Because of the water-insensitive nature of the starch fibers used in accordance with the present invention, the fibers readily disperse and become stable dispersions that can be used in conventional papermaking processes without the need for the addition of surfactants.
このためなんら通常の製造条件を変えることなく該繊維
を製紙工程および製紙機械内に通すことができる。すな
わち、繊維は叩解機または配合用チェストに加えること
ができ、ヘッドボックスに入りそして最綱抄紙機のスク
リーンに導かれそしてそこからシートとなってウェット
プレス工程に運ばれ、ドライヤーロール、カレンダーを
通過したのちシートとして巻き上げられる。すなわちセ
ルロース紙を製造するための機械の従来通常の運転特性
をなんら変更する必要がない。全部をデンプン繊維から
紙をつくる場合では、ウェブをナイロンメッシュスクリ
ーンの間に置くこと、またウェブドラィヤーをドライヤ
ーに繊維が付着するのを防止するために従来の場合より
もよく払拭するのが望ましい。さらにまた、沈殿したま
まの繊維を含有するスラリーを用いることによって抄紙
工程とデンプン繊維製造工程とを一体化することができ
る。また、原型ないし成形型内でスラシュ成形すること
によって濃密な繊維スラリーから直接的に成形物品を製
造することも可能である。当業者には明らかなことなが
ら、使用されるデンプンの種類およびデンプン繊維の量
は所望される紙の品質によって変る。This allows the fibers to be passed through the papermaking process and papermaking machine without any changes to the normal manufacturing conditions. That is, the fibers can be added to the beater or compounding chest, enter the headbox and be guided to the screen of the liner paper machine and from there conveyed in sheets to the wet press process, passed through dryer rolls, calenders, etc. It is then rolled up into sheets. This means that there is no need to make any changes to the conventional operating characteristics of the machine for producing cellulose paper. In cases where paper is made entirely from starch fibers, it is desirable to place the web between nylon mesh screens and to wipe the web dryer better than in the conventional case to prevent fibers from sticking to the dryer. Furthermore, by using a slurry containing as-precipitated fibers, the papermaking process and the starch fiber manufacturing process can be integrated. It is also possible to produce molded articles directly from a dense fiber slurry by slush molding in a master or mold. As will be appreciated by those skilled in the art, the type of starch and amount of starch fiber used will vary depending on the desired paper quality.
そして、適当な種類のデンプンを選択すれば、種々のフ
リーネスまで木材パルプを水和およびフイブリル化する
ことだけで、前以つて選択したシート特性を得ることが
できることが判明している。さらに具体的に言えば、未
漂白クラフトライナーボードーこ使うためにはパルプの
リフアィニングを軽くして(650の‘、CSF)高い
処理速度を維持したまま急速な脱水率を保証することが
必要であった。リフアィニングの程度は他方製造される
製品の内部繊維結合強度に影響する。デンプン繊維を導
入することにより迅速な脱水と高い生産速度の維持が可
能となり、しかも内部結合強度も保証される。グラシン
紙は極度にリフアィニングされた(50榊、CSF以下
)パルプからほとんど製造される。本発明者はデンプン
繊維を15%てし、どの小量加えることによって同等の
グラシン紙が半分のリフアイニング処理で製造できるこ
とを見出した。また別に、低い不透明度と多孔性とが要
求される紙の場合ではより多量のたとえば約50%また
はそれ以上のデンプン繊維を使用することが好ましい。
本発明のデンプン繊維含有紙は通常使用されているいか
なる内部添加剤たとえばサイズ、湿潤または乾燥強度添
加剤をも含めて製造することができる。It has now been found that by selecting the appropriate type of starch, preselected sheet properties can be obtained simply by hydrating and fibrillating the wood pulp to various degrees of freeness. More specifically, the use of unbleached kraft linerboard requires light refining of the pulp (650', CSF) to ensure rapid dewatering while maintaining high processing rates. Ta. The degree of refining, in turn, affects the internal fiber bond strength of the manufactured product. The introduction of starch fibers allows rapid dewatering and maintenance of high production rates, while also guaranteeing internal bond strength. Glassine paper is mostly made from highly refined (less than 50 sakaki, CSF) pulp. The inventors have found that by adding 15% starch fiber and any smaller amount, an equivalent glassine paper can be produced with half the refining process. Alternatively, in the case of papers requiring low opacity and porosity, it is preferred to use higher amounts of starch fiber, such as about 50% or more.
The starch fiber-containing papers of this invention can be prepared with any commonly used internal additives such as size, wet or dry strength additives.
また塗工、スプレーまたは含浸等の慣用の手段により表
面処理することができる。本発明のデンプン繊維含有紙
は再パルプ化し再使用することができる。Furthermore, the surface can be treated by conventional means such as coating, spraying or impregnation. The starch fiber-containing paper of the present invention can be repulped and reused.
再パルプ化の際のデンプン繊維がそれ自体で繊維の一体
性を保持する能力の大きさはデンプン繊維の種類(アミ
ロース舎量の高いデンプンの方が再パルプ化がより容易
である)とそれが受ける再パルプ化の条件によって左右
される。一般的に言って塩基性薬剤の使用度および高温
の使用度合いが低ければ低いほど、デンプン繊維の再循
環使用に好都合となる。以下に本発明の実施例を記す。The ability of starch fibers to retain their fiber integrity during repulping depends on the type of starch fiber (starch with a high amylose content is easier to repulp) and its It depends on the repulping conditions to which it is subjected. Generally speaking, the lower the degree of use of basic agents and the use of high temperatures, the more favorable it is for recycle use of the starch fibers. Examples of the present invention are described below.
実施例中、特に指示しない限り「部」はすべて重量部で
ある。なお、実施例13は参考のために示す。実施例
1
アミロース70%とアミロベクチン30%とよりなる天
然産の変性されていないデンプンを固体5重量%の濃度
まで水に混合し、次に蝿拝しながら水酸化ナトリウムの
25%溶液を乾燥デンプン重量を基準にして40%カセ
ィとなるまで添加してスラリーを調製した。In the examples, all "parts" are parts by weight unless otherwise specified. Note that Example 13 is shown for reference. Example
1. A naturally occurring unmodified starch consisting of 70% amylose and 30% amylobectin is mixed in water to a concentration of 5% solids by weight, and then a 25% solution of sodium hydroxide is added to the dry starch weight while stirring. A slurry was prepared by adding it to 40% causticity based on the standard.
この混合物をデンプン分散物が得られるまで礎拝した。
得られた分散物を703多′地の圧力で紡糸口金を通じ
て蝿梓擬析浴中に押出した。This mixture was stirred until a starch dispersion was obtained.
The resulting dispersion was extruded through a spinneret at a pressure of 703 mm into a pseudo-analysis bath.
使用した凝析格は28%固体硫酸アンモニウムの溶液か
らなるものでありそして紙糸口金は直径70.2ミクロ
ンの開口ION圏を有するものであった。動いている塩
溶液に対し900の角度で分散物は押出された。生じる
繊維をワイヤーメッシュスクリーン上に補集し、塩を洗
い出しそして再び集めた。この繊維は平均直径65ミク
ロン、平均繊維長約4側そして最終固体含量23.5重
量%であった。ノーブルアンドウッド(Noblean
dWood)紙すき機によって、上記により製造された
繊維と組合わせて未漂白広葉樹パルプ(斑WK)を使用
し各種配合率で手すき試験シートを多数つくった。The coagulant used consisted of a solution of 28% solid ammonium sulfate and the paper tip had an open ION sphere of 70.2 microns in diameter. The dispersion was extruded at a 900 angle to the moving salt solution. The resulting fibers were collected on a wire mesh screen, the salt washed out and collected again. The fibers had an average diameter of 65 microns, an average fiber length of about 4 sides, and a final solids content of 23.5% by weight. Noble and Wood
A large number of handmade test sheets were made using an unbleached hardwood pulp (spotted WK) in combination with the fibers produced above using a paper machine (DWood) at various blending ratios.
これらのシートはノーブルアンドウツドドライャで12
1℃のドラム温度で乾燥された。そしてそのあと220
の定温と55%の相対湿度のもとに2独特間放置してコ
ンデイショニングした。シート製造条件と試験結果は表
1に示す通りであった。These sheets can be dried in a noble and dryer for 12 minutes.
It was dried at a drum temperature of 1°C. and after that 220
Conditioning was performed by leaving the sample for 2 hours at a constant temperature of 55% and relative humidity of 55%. The sheet manufacturing conditions and test results are as shown in Table 1.
表1〔注〕{1)ワイヤスクリーンを通してパルプから
脱水される水の量の測定値。Table 1 [Note] {1) Measurement of the amount of water dewatered from the pulp through the wire screen.
未叩解パルプは良〈叩解されたパルプ に比較してロ水度は高くなる。Unbeaten pulp is good (beaten pulp is good) The water level will be higher compared to the previous year.
TAPPI試験法T227一M−58。TAPPI Test Method T227-M-58.
(2にの試験は紙の空気透過抵抗を測定するものである
。(Test 2 measures the air permeation resistance of paper.
一定の試料面積を所定圧力と時間で通過する空気の体積
が測
定される。The volume of air passing through a fixed sample area at a given pressure and time is measured.
測定値が高いほどそのシートはより多孔性である(7.
62cの1.D.リング使用;測定値は単位なし)。The higher the measured value, the more porous the sheet is (7.
62c 1. D. Ring used; measurements without units).
{3’スコットインタ−ナルボンドテスター(Scot
t InternaBond Tester)により紙
シートのZ−方向強度を測定。{3' Scot Internal Bond Tester (Scot
The strength of the paper sheet in the Z-direction is measured using an InternaBond Tester.
この試験法は試料紙片を分解するのに要 する1平方米当りの力(ジュール)の 平均を求めるものである。This test method requires The force (joules) per square meter This is to find the average.
TAPPI RC−305。TAPPI RC-305.
表に示した結果は固体5%の分散物でつくられた特定の
デンプン繊維の存在量が増加するに従ってその繊維配合
物の水保持性が向上すること、および100%セルロー
スのシートの場合よりも多孔性のより低いそしてZ一方
向強度のより大きいシートが製造されることを示してい
る。The results shown in the table show that as the amount of specific starch fibers made in a 5% solids dispersion increases, the water retention of the fiber formulation improves compared to that of a 100% cellulose sheet. It is shown that sheets with lower porosity and greater Z-unidirectional strength are produced.
実施例 2
実施例1に用いた材料と方法とを使用してデンプン繊維
を製造した。Example 2 Starch fibers were produced using the materials and methods used in Example 1.
ただし今回は最終の水洗い後、繊維はエタノール溶液中
に分散され、瓶集されそして乾燥するまで放置された。
この繊維をセル。ースと配合しそして実施例1と同様に
手すきして試験シートがつくられた。これら手すきシー
トの試験結果は、乾燥した繊維が実施例1の湿潤繊維製
品と匹敵する性能特性を与えることを示した。実施例
3
実施例1と同様に材料および方法を使用してデンプン繊
維を製造した。However, this time, after the final water wash, the fibers were dispersed in an ethanol solution, bottled, and left to dry.
Cell this fiber. A test sheet was prepared by blending with a base and hand-rolling the same as in Example 1. Test results of these handmade sheets showed that the dry fibers provided performance characteristics comparable to the wet fiber product of Example 1. Example
3 Starch fibers were produced using the same materials and methods as in Example 1.
ただし今回はデンプン分散物のデンプン固体濃度は20
%であり、そして繊維の最終固体レベルは38%であっ
た。手すきシートがつくられそして実施例1と同様に試
験された。試験結果を表01こ示す。表
表0‘こ示されたように、団体濃度レベルの高い分散物
からつくられたデンプン繊維を使用すると製品の水放出
性(すなわちろ水度)が高くなりそして100%セルロ
ースのシ−トよりも多孔度の大きい且つZ−方向強度の
大きいシートが得られる。However, this time, the starch solid concentration of the starch dispersion was 20
% and the final solids level of the fiber was 38%. Handmade sheets were made and tested as in Example 1. The test results are shown in Table 01. Table 0' As shown, the use of starch fibers made from dispersions with high collective concentration levels results in higher water release (i.e., freeness) of the product and compared to sheets of 100% cellulose. Also, a sheet with high porosity and high Z-direction strength can be obtained.
注目すべきは今回のデンプン濃度で得られたシートのロ
水度の値と多孔度の数値はデンプン固体5%のレベルの
分散物が使用された実施例1の数値と明白な対照を示し
ていることである。表1と表ロの結果を比較すれば本発
明の方法が最終製品に各種の特性を付与するために(た
とえばグラシン紙に必要な多孔度或いは逆にろ紙に必要
な多孔度)適合させうろことが判る。さらにまた、実施
例1と実施例3とにおいて共に紙の強度がデンプン繊維
に使用によって改良されていることが注目される。実施
例 4
実施例3と同様に20%固体デンプン分散物を用いてデ
ンプン繊維を製造した。It is noteworthy that the dryness and porosity values of the sheet obtained at this starch concentration show a clear contrast with those of Example 1, where a dispersion at a level of 5% starch solids was used. It is that you are. A comparison of the results in Tables 1 and 2 shows that the method of the present invention can be adapted to impart various properties to the final product (for example, the porosity required for glassine paper or, conversely, the porosity required for filter paper). I understand. Furthermore, it is noted that in both Examples 1 and 3, the strength of the paper is improved by the use of starch fibers. Example 4 Starch fibers were produced in the same manner as in Example 3 using a 20% solid starch dispersion.
ただし今回は洗膝後に繊維をエタノールに再スラリー化
し、回収しそして乾燥した。手すきシートをつくり、試
験の結果、この乾煩野繊維が実施例3の湿潤繊維製品を
用いて得られた結果と同等な性能をもたらすことが認め
られた。実施例 5
本実施例は本発明による紙の製造に各種デンプンベース
から形成された繊維を使用する例を示す。However, this time, after washing, the fibers were reslurried in ethanol, collected, and dried. Handmade sheets were made and tested and it was found that the dry Akonno fibers provided performance comparable to the results obtained using the wet fiber product of Example 3. Example 5 This example illustrates the use of fibers formed from various starch bases in the production of paper according to the invention.
デンプン繊維の製造およびセルロースの配合は*実施例
1の方法に準じて行なった。The production of starch fibers and the blending of cellulose were carried out according to the method of *Example 1.
セルロース部分はカナダ際準ロ水度(Canadian
Sta肘ardFreeness)645の‘までに
配合前に叩解された。手すきシートの坪量はすべて97
.5夕/mに維持された。表 m〔注〕(1)TAP
PI試験法T404−5s−66ポンド/ィンチ(メー
トル法に換算)の引張り被断強度の測定。The cellulose part is Canadian
It was beaten before compounding by 645'. The basis weight of all handmade sheets is 97.
.. It was maintained at 5 pm/m. Table m [Note] (1) TAP
PI Test Method T404-5s - Measurement of tensile shear strength at 66 pounds/inch (converted to metric).
‘2) TAPPI試験法T403−ts−63直径3
048物の円形城にゴム膜を通じて制御された増加率で
圧力を加えた時に紙が破裂するまでに要するボンドノィ
ンチ(メートル法に換算)の静水圧を測定。'2) TAPPI test method T403-ts-63 diameter 3
When pressure is applied at a controlled rate of increase to a circular castle made of 048 material through a rubber membrane, the hydrostatic pressure in Bondnoinch (converted to metric system) required for the paper to rupture is measured.
(31 実施例1に記載の通り。(31 As described in Example 1.
(4)TAPPI試験法T423M−50試験片が破断
するまで耐えうる折り曲げ回数であり、M榔sachu
ssetslnstitnte ofTechnolo
gy 開発の折り曲げ試験機が使用される。(4) TAPPI test method T423M-50 This is the number of bends that a test piece can withstand until it breaks.
ssetslnstitnte ofTechnolo
A bending tester developed by gy is used.
実施例 6
本実施例は100%デンプン繊維のシートを製造するた
めの2つの方法を例示する。Example 6 This example illustrates two methods for producing sheets of 100% starch fiber.
未変性コ−ンデンプン繊維6夕を1その水にスラリー化
した。Six pieces of unmodified corn starch fiber were slurried in water.
均質な混合物で得られるまで水かき蝿投機で擬伴した。
100メッシュワイヤースクリーン付きノーブルアンド
ウッド手すき装置を用し、て手すきシートをつくった。It was simulated with a webbed fly trick until a homogeneous mixture was obtained.
Handmade sheets were made using a Noble and Wood handmade machine equipped with a 100 mesh wire screen.
形成された繊維ウェブをスクリーンと吸取紙から取外し
そして一連の下記プレス処理にかけた。吸取紙を取りか
えながら、7030・8夕/めで3プレスそして281
ね.2夕/めで3プレス。この間とそのウェプを吸取紙
の間に暦きそして120.1℃の温度でノーブルアンド
ゥッドドラィャ一で乾燥した。得られた剛性の自己支持
性の紙状製品は145夕/力の坪量を有した。〔方法
B〕
方法Aに記載のごとくデンプン繊維を処理しそして得ら
れたゥェブマットを次の順序でプレス処理した:プレス
操作ごとに吸取紙を変えながら且つ固体50%の湿潤マ
ットが形成されるように、7030.89/めで2プレ
スそして14061.6タ′cめで2プレス。The formed fibrous web was removed from the screen and blotting paper and subjected to a series of presses as described below. While changing the blotting paper, press 7030/8 evening/Mede 3 presses and 281
hey. 2nd evening / 3rd press. During this time, the web was placed between blotter papers and dried in a Noble Undoo dryer at a temperature of 120.1°C. The resulting rigid, self-supporting paper product had a basis weight of 145 kg/force. 〔Method
B] The starch fibers were treated as described in Method A and the resulting web mat was pressed in the following order: changing the blotting paper for each pressing operation and so that a wet mat of 50% solids was formed; 7030.89/second press and 14061.6 ta'c second press.
このあとそのウェブを2枚のナトロンワイヤースクリー
ンの間に置きそして120.roでノーフルアンドウッ
ドドライヤーに通して乾燥した。生じた剛性の自己支持
力のある紙状ゥェブの坪量は145夕/めであった。実
施例 7
実施例の方法に準じて手すきシートをつくった。After this the web is placed between two natron wire screens and 120. It was dried by passing it through a no full and wood dryer on ro. The basis weight of the resulting rigid, self-supporting paper web was 145 m/m. Example 7 A handmade sheet was made according to the method of Example.
ただし今回は市販のロ水度が2種の未変性リフアイニン
グ処理したグラシン原料をコーンデンプン繊維と組合わ
せた。使用したセルロースパルプはリフアィニング工程
の2箇所から採取されたものであった。すなわち1箇所
はショツパーリーグラーロ水度(ShopperRie
glerfreeness)が350の‘であるところ
、他の1つの箇所はロ水度160の上の完全にリフアィ
ニングされたところである。デンプン繊維で20%まで
セルロース繊維を代替しそしてすべて坪量48.8多/
めで手すきシートをつくった。つぎにそのシートをゴム
ロール付き実験室用サイズプレスで表面のサィジング処
理をした。これには1%ポリ酢酸ビニル溶液〔ビノール
165(Vinol165)の商品名でAirProd
uctoandChemicals社から販売されてい
る〕が用いられ、温度は6000であって、ポリ酢酸ピ
ニルの1%の取り込み(ピックアップ)がなされた。つ
いでこれらシートを2000の定温且つ55%の室内温
度で24時間コンディショニングをした。しかるのちT
APPI標準試験法T454−t′s−66を用いてテ
ルベンチン抵抗性試験を行なった。However, this time, commercially available unmodified refined glassine raw materials with two types of low water content were combined with corn starch fiber. The cellulose pulp used was collected from two locations during the refining process. In other words, one location is the ShopperRie Glaro water level (ShopperRie
glerfreeness) is 350', the other one is fully refined above the low water level of 160'. Up to 20% of cellulose fibers are replaced with starch fibers and all have a basis weight of 48.8%/
I made a handmade sheet. Next, the sheet was subjected to surface sizing treatment using a laboratory size press equipped with rubber rolls. This includes a 1% polyvinyl acetate solution [AirProd under the trade name Vinol 165].
ucto and Chemicals, Inc.] was used, the temperature was 6000°C, and a 1% pick-up of polypynylacetate was achieved. The sheets were then conditioned for 24 hours at a constant temperature of 2000 and room temperature of 55%. Afterwards T
Terventine resistance testing was performed using APPI standard test method T454-t's-66.
テルベンチン試験の結果は表Wに示す通りであった。表
W
* TertingNねchines,Incから販売
されている。The results of the terbentine test were as shown in Table W. Table W *Sold by Terting Networks, Inc.
Shopper−Riegler Freeness
Testerにより測定。Shopper-Riegler Freeness
Measured by Tester.
部分的にリフアィニングされたパルプと組合わせてデン
プン繊維を使用することによてそのパルプ単独のテルベ
ンチン抵抗性は増大されそして完全にリフアィニング処
理されたグラシン原料の抵抗性と同程度となった。By using starch fibers in combination with a partially refined pulp, the terbentin resistance of the pulp alone was increased and was comparable to that of a fully refined glassine stock.
さらにリフアィニング処理の軽減により、はるかに低い
温度で脱水時間はほぼ3分の1に短縮可能となった。す
なわち表に見られるように62砂の脱水時間を達成する
のに従来の原料では温度を約6000まで上昇させるの
が必要となるのに対し、デンプン繊維配合のものでは2
4ooの温度で約2硯砂の脱水時間が達成され、しかも
本発明の方法を使用したことによりなんら所望の特性が
失われることはない。この向上された脱水により機械速
度を高くし生産率を高めることが可能となり、しかもリ
フアイニング処理が軽減され且つ原料温度を低くするこ
とができるので相当なエネルギー節約が実現される。実
施例 8
本実施例はセルロースパルプにポリマー微小球を含有す
るデンプン繊維を配合することによって得られる特性の
改良を示す。Furthermore, by reducing the refining process, the dewatering time can be reduced by almost one-third at much lower temperatures. In other words, as seen in the table, to achieve the dehydration time of 62 sand with conventional raw materials, it is necessary to raise the temperature to about 6,000 °C, whereas with the starch fiber blend, it is necessary to raise the temperature to about 2.
A dewatering time of approximately 2 silica sands at a temperature of 40° C. is achieved without any loss of desired properties due to the use of the method of the invention. This improved dewatering allows for higher machine speeds and higher production rates, while reducing refining operations and lowering feed temperatures, resulting in significant energy savings. Example 8 This example demonstrates the property improvements obtained by incorporating starch fibers containing polymeric microspheres into cellulose pulp.
デンプン繊維は実施例1の方法に準じて製造されたが、
しかし今回は繊維形成に先立ち、デンプン分散物に8.
5%の微小球(XD6850としてDowChemic
al社から入手される)を混入した。Starch fibers were produced according to the method of Example 1, but
However, this time, prior to fiber formation, 8.
5% microspheres (DowChemic as XD6850)
(obtained from Al Co., Ltd.) was mixed.
そして実施例1の方法に従ってセルロース木材パルプに
その繊維を配合して手すきシートをつくった。いずれの
場合にもロ水度(カナダ標準)の値はセル。ース成分に
ついて730Mであった。試験の結果は表Vに示されて
いる。比較のため当業界での慣用方法によって紙パルプ
に直接的に微小球を添加してつくったサンプルの試験結
果も示してあ*る。表V
〔注〕(1)4分の1センチで表わした紙の厚さo■
TAPPI試験法T451−M−60(3) 実施例1
に記載の通り
表Vに示されているように、いずれの方法によっても微
4・球を入れることによってその紙製品の厚さとこわさ
は実質的に改善された。Then, according to the method of Example 1, the fibers were blended with cellulose wood pulp to make a handmade sheet. In both cases, the value of water level (Canadian standard) is cell. The carbonaceous component was 730M. The results of the test are shown in Table V. For comparison, test results are also shown for samples made by adding microspheres directly to paper pulp using methods conventional in the art. Table V [Note] (1) Thickness of paper expressed in quarter centimeter o■
TAPPI test method T451-M-60 (3) Example 1
As shown in Table V, the thickness and stiffness of the paper product was substantially improved by the addition of microspheres by either method.
すなわち微小球を添加することによってわずか97.6
夕/従の坪量で130夕/あの時と同じ厚さとこわさを
得ることが可能であった。この重量節減は所要パルプ量
の節約および紙製造後の関するコスト(たとえば郵送料
)の節約に役立つことは容易に理解されるであろう。微
4・球を含有するシートから得られた他の特性を比較す
ると次のことが判る。That is, by adding microspheres, only 97.6
It was possible to obtain the same thickness and stiffness as at that time with a basis weight of 130 Yu. It will be readily appreciated that this weight savings helps reduce the amount of pulp required and associated costs (eg, postage) after paper production. Comparison of other properties obtained from sheets containing micro-4 spheres reveals the following.
すなわち、外部的に添加された球の保持率は最初に添加
し・た量の約50%であるが、繊維に封じ込められて添
加された球の場合ではその保持率は約100%になる。
さらに、外部的に添加した球の場合では強度の低下が見
られ且つ球の不均質な分布(フェルト側で密度が大きい
)が明らかであるのに対し、デンプンに封入されて添加
された球の場合ではそのようなファクターは全く存在し
なかたつ。したがって従来の球の外部的添加によって得
られた厚さとこわさの増加は紙の内部結合強度の低下の
犠牲においてのみ得られたものである。これに対しデン
プン織総内に球を入れることはシートにおける球の保持
を保証し、しかも所望のこわさと厚みとを加えてさらに
内部結合強度も大させる。実施例 9
本実施例は製紙工程においてクレーを添加する3つの方
法を用いて得られた結果を示す。That is, the retention rate for externally added spheres is about 50% of the initially added amount, while for spheres added encapsulated in the fibers, the retention rate is about 100%.
Furthermore, a decrease in strength and an inhomogeneous distribution of spheres (higher density on the felt side) are evident in the case of externally added spheres, whereas in the case of spheres added encapsulated in starch, In some cases, such factors do not exist at all. Therefore, the increases in thickness and stiffness obtained by the external addition of conventional spheres are only obtained at the expense of reducing the internal bond strength of the paper. In contrast, incorporating the balls within the starch weave ensures retention of the balls in the sheet, yet adds the desired stiffness and thickness, as well as increasing internal bond strength. Example 9 This example shows the results obtained using three methods of adding clay in the papermaking process.
実施例1と同様な方法により手すきシートがくられた。
手すきシートをシート形成中に最終シートにNo.2コ
ーティング品位のクレーが添加されるようにつくった。
手すきシートへのクレーの添加は次の3つの方法でなさ
れた:1 従来のごとくパルプ繊維に該顔料を添加する
。A handmade sheet was produced in the same manner as in Example 1.
No. 1 is added to the final sheet while the hand-made sheet is being formed. 2 coating grade clay was added.
The addition of clay to handsheets was done in three ways: 1. Adding the pigment to the pulp fibers as conventional.
2 実施例1に従って、ただしクレー80%とデンプン
20%とを含有するよう製造されたデンプン繊維を加え
る。2 Add starch fibers made according to Example 1 but containing 80% clay and 20% starch.
3 mと{2)の方法の組合わせによる。3 By a combination of m and method {2).
いずれの場合にも、シートの坪量は97.6夕/めであ
った。In either case, the basis weight of the sheet was 97.6 m/m.
得られた紙シートの物理的および光学的特性は表のに示
す通りであった。The physical and optical properties of the paper sheet obtained were as shown in the table.
表の 〔洋〕‘1)TAPPI試験法T425一肌−60。front [Western] '1) TAPPI test method T425 Ichihada-60.
パーセントで表わされ 試験に絶対反射率0.89の白
色板および反射率0.005以下の黒色板を裏当てして
それぞれ拡散反射率を測定し、前者に対する後者の比を
100倍したもの。数値が高いほどその紙の不透明度は
大きい。(2)実施例5に記載の通り。The diffuse reflectance is measured by backing the test with a white plate with an absolute reflectance of 0.89 and a black plate with a reflectance of 0.005 or less, and the ratio of the latter to the former is multiplied by 100. The higher the number, the greater the opacity of the paper. (2) As described in Example 5.
(3)実施例1に記載の通り。(3) As described in Example 1.
表のに見られるようにデンプン繊維内に顔料を入れた場
合には大きい顔料負荷が可能となり、従来の顔料負荷技
術に比較して強度も大きくなる。As can be seen in the table, when pigments are incorporated into starch fibers, large pigment loads are possible and the strength is also increased compared to conventional pigment loading techniques.
すなわち、従来技術を用いてセルロースパルプにクレー
12.8%を添加した場合には引張強度およびZ一方向
強度は減少した。これに対し、クレーをその中に封入包
含したデンプン繊維の形態でクレー19.8%(総添加
量24.8%)を添加した場合には、引張強度とZ一方
向強度は向上された。さらにまた、クレー包含繊維を用
いる,ことによってもたらされた不透明度の低下は小量
のクレーまたは二酸化チタンを外部的に添加することに
よって補償されうろことが判る。実施例 10
本実施例は本発明の方法によって使用されるデンプン繊
維のすぐれた保持能を示す。That is, when 12.8% clay was added to cellulose pulp using the prior art, the tensile strength and Z unidirectional strength decreased. On the other hand, when 19.8% (total addition amount: 24.8%) of clay was added in the form of starch fibers containing clay encapsulated therein, the tensile strength and Z unidirectional strength were improved. Furthermore, it has been found that the reduction in opacity caused by using clay-containing fibers can be compensated for by externally adding small amounts of clay or titanium dioxide. Example 10 This example demonstrates the excellent retention capacity of starch fibers used by the method of the invention.
漂白広葉樹クラフトパルプをロ水度500柵(カナダ標
準)まで叩解しそして3部に分けた。Bleached hardwood kraft pulp was beaten to a low water content of 500 bars (Canadian standard) and divided into three parts.
そのうちの1つの部量にはNo.2コーティング品位ク
レーを添加しそしてその配合物を顔料クレーがそのパル
プ繊維全体に均等に分配されるまで蝿拝した。第2番目
の部量には保持助剤としてナトロン86(Natron
86)〔NationalSねrchandChemi
calCorporationの商標〕が添加された。
その他の点では上記と同様に処理された。第3番目の部
量のパルプには、その中に封入包含されたクレーを含有
するデンプン繊維(デンプン50%とクレー50%)を
添加しそしてこの繊維配合物を均質分散物が得られるま
で蝿拝した。実施例1と同様にして手すきシートをつく
りそしてそのクレー含量と保持率(パーセント)を測定
した。その結果は表肌に示す通りであった。表脚
上記表Wから見られるように、本発明に従ってクレーを
デンプン繊維内に包含させた場合に、クレーの保持率は
最高となった。One of the portions contains No. Two coating grade clays were added and the formulation was stirred until the pigmented clay was evenly distributed throughout the pulp fibers. The second part contains Natron 86 as a retention aid.
86) [NationalSnerchandChemi
calCorporation trademark] was added.
In other respects, the process was the same as above. To the third portion of pulp, starch fibers (50% starch and 50% clay) containing clay encapsulated therein are added and this fiber blend is stirred until a homogeneous dispersion is obtained. I worshiped it. A handmade sheet was prepared in the same manner as in Example 1, and its clay content and retention rate (percentage) were measured. The results were as shown on the surface skin. As can be seen from Table W above, clay retention was highest when the clay was incorporated into starch fibers according to the present invention.
実施例 11
この実施例は多層シートの製造におけるデンプン繊維の
結合特性を示す。Example 11 This example demonstrates the bonding properties of starch fibers in the production of multilayer sheets.
500の‘のロ水度(カナダ標準)まで叩解された漂白
広葉樹クラフトパルプからノーブルアンドウッド手すき
装置で2層の手すきシートをつくった。Two-ply handsheets were made on Noble and Wood handsheet equipment from bleached hardwood kraft pulp beaten to a 500' water content (Canadian standard).
最終坪量が146夕/あとなるように2枚の層シート(
各約73夕/め)つくりこれを湿潤時に相互に圧着して
からノーブルアンドウッドドラィャ‐で12100にお
いて乾燥した。一方の対照としての手すきシートは両層
とも100%セルロースであり、他方の本発明による試
験シートは上側層のセルロース20%がデンプン繊維に
よって代替された。両層間の結合力をScot上 In
ternal Bondにsterを用いて試験した。
その結果は表側に示す通りであった。表皿
(注1) 実施例1に記載の通り。Two layer sheets (
They were pressed together when wet and then dried in a Noble and Wood dryer at 12100. One control handmade sheet had 100% cellulose in both layers, and the other test sheet according to the invention had 20% of the cellulose in the upper layer replaced by starch fibers. The bonding force between both layers is calculated on Scot In
The internal bond was tested using ster.
The results were as shown on the front side. Top plate (Note 1) As described in Example 1.
表側に示すように、デンプン繊維の存在は最終シートの
両層間の結合力を明らかに増大した。As shown on the front side, the presence of starch fibers clearly increased the bonding strength between both layers of the final sheet.
実施例 12この実施例は封入包含された添加物を含ん
でいるデンプン繊維を加えることによって各種添加物の
配合された紙を製造する例を示す。EXAMPLE 12 This example illustrates the production of additive-loaded paper by adding starch fibers containing encapsulated additives.
実施例8と同様に、添加物がデンプン繊維内に包含され
そして下記表瓜に示すような所定パーセンテージでその
デンプン繊維を含む手すきシートをつくるために使用さ
れる。Similar to Example 8, additives are incorporated within the starch fibers and used to make handsheets containing the starch fibers at predetermined percentages as shown in the table below.
表戊
〔注〕mNatio脇I Starch and Ch
emicalCorporationから入手可能なサ
ィジング剤の登録商標【2ーHercmespowde
rCoから入手可能なザィジング剤の登録商標すべての
場合に添加物は高いレベルで最終紙製品の中に保持され
そしてその製品にそれぞれ添加物の特性を付与した。Table of Contents [Note] mNatio Side I Starch and Ch
Registered trademark of sizing agent available from chemical Corporation [2-Hercmespowde]
In all cases of the Zizing Agent® trademarks available from rCo, the additives were retained at high levels in the final paper product and imparted the respective additive properties to the product.
実施例 13
本実施例は合成繊維の不織ゥェブにラテックス結合剤を
加えるための手段としてデンプン繊維を使用する例を示
す。Example 13 This example illustrates the use of starch fibers as a means to add a latex binder to a nonwoven web of synthetic fibers.
し−ョン繊維(0.635 1.5デニール)とポリエ
ステル繊維(0.635肌、1.5デニール)との分散
物をそれぞれ別々の容器内で0.1%濃度で調製した。Dispersions of fibers (0.635 1.5 denier) and polyester fibers (0.635 denier, 1.5 denier) were prepared at 0.1% concentrations in separate containers.
100%デンプン繊維ならびに20重量%のラテツクス
、酢酸ビニル/アクリル酸プチル共重合体を包含したデ
ンプン繊維を結合剤として最終繊維配合物がデンプン繊
維25%を含有するような量で加えた。実施例1と同様
な方法でノ−ブルアンドウッド手すき装置で坪量65夕
/あの手すきシートをつくった。引狼強度の向上度を知
るためそれら手すきシートウェブの引張試験を行なった
。結果は下記表Xに示す通りであった。表×
* シートは引張試験のための十分な一体性を有してい
なかった。Starch fibers containing 100% starch fibers and 20% by weight latex, vinyl acetate/butyl acrylate copolymer were added as binders in amounts such that the final fiber formulation contained 25% starch fibers. A handmade sheet having a basis weight of 65 mm was made using a Noble & Wood handmade machine in the same manner as in Example 1. A tensile test was conducted on these handmade sheet webs to determine the degree of improvement in tensile strength. The results were as shown in Table X below. Table × *The sheet did not have sufficient integrity for tensile testing.
(注1)実施例5に記載の通り。(Note 1) As described in Example 5.
表×に見られるように、デンプン繊維およびデンプンー
ラテックス繊維を結合剤として使用して製造されたウェ
プはすぐれた引張強度を有した。As seen in Table X, the webs made using starch fibers and starch-latex fibers as binders had excellent tensile strength.
これに対し、100%合成繊維から製造された対照ウェ
ブは試験のための取扱いをするだけの一体性さえ有して
いなかった。使用したラテツクスはしーョンゥェブの引
張強度を増加させているが100%デンプン繊維に比較
してポリエステルウェブの強度は低下されていることが
注目される。これは合成繊維の処理のためには適切なラ
テックスを選択することが必要なことを示している。実
施例 14
本実施例はセラミック繊維の結合剤としてデンプン繊維
を使用する例を示す。In contrast, the control web made from 100% synthetic fibers did not even have enough integrity to handle for testing. It is noted that the latex used increases the tensile strength of the web, but reduces the strength of the polyester web compared to 100% starch fibers. This shows that it is necessary to select an appropriate latex for the processing of synthetic fibers. Example 14 This example illustrates the use of starch fibers as a binder for ceramic fibers.
さらに本実施例はウェブ形成後にデンプン繊維結合剤を
除去して100%セラミック繊維シートの製造が可能で
あることを示す。3%濃度のセラミック繊維スラリーを
ワーリングプレンダー(WaringBlender)
内で調製しそして分散剤として役立つNaOHO.2%
(繊維の乾燥重量基準)を添加したのち1分間蝿拝した
。Additionally, this example shows that it is possible to remove the starch fiber binder after web formation to produce a 100% ceramic fiber sheet. 3% concentration ceramic fiber slurry in a Waring Blender
NaOHO. 2%
(based on the dry weight of the fibers) was added and allowed to simmer for 1 minute.
この繊維分散物を次に水かき燈梓機を具備した容器に移
しそして1%濃度分散物として所定量までデンプン繊維
を加えた。5分間この配合物を混合したのちノーブルア
ンドウッド手すき装置で坪量407夕/めの手すきシー
トをつくった。This fiber dispersion was then transferred to a vessel equipped with a water paddle sludge and starch fibers were added to the desired amount as a 1% strength dispersion. After mixing this formulation for 5 minutes, handsheets having a basis weight of 407 mm/m were made on a Noble and Wood handsheet machine.
対照としてデンプン繊維を全く加えないセラミックシー
トをつくった。これらのすべてのシートを用いて強度試
験を行なった。As a control, a ceramic sheet was made without any starch fibers added. Strength tests were conducted using all of these sheets.
結果は表幻に示す通りであった。表幻
デソブ繊維 坪量(9/仇2)順簿>そ2)0
407.5 *5多 40
7.5 3.521○劣 407‐5
20‐39*試験に耐える一体性を有していなか
った。The results were as shown in the figure. Hyotegen Desobu Fiber Basis Weight (9/2) Order>So2) 0
407.5 *5 many 40
7.5 3.521○ Poor 407-5
It did not have the integrity to withstand the 20-39* test.
(注1) 実施例5に記載の通り。ついでデンプン繊維
を含んでいるシートをデンプン繊維を灰化しそしてセラ
ミック繊維を融合するのに十分な温度に保持されたキル
ンの中に置いた。(Note 1) As described in Example 5. The sheet containing the starch fibers was then placed in a kiln maintained at a temperature sufficient to incinerate the starch fibers and fuse the ceramic fibers.
良好な結合のセラミックウェブがこれによって製造され
る。実施例 15
最終シートの坪量が約1459/めであるTi0210
%含有の2層手すきシートをつくった。A well bonded ceramic web is thereby produced. Example 15 Ti0210 with final sheet basis weight of approximately 1459/m
A two-layer handmade sheet containing %.
対照シートではTi02はトップライナーとなる未漂白
クラフト繊維と一緒に該顔料を分散する従来の方法で添
加された。残りの手すきシ−トに20重量%Ti02包
含デンプン繊維を最終シート重量を基準にしてトップラ
イナーにTj0210%を与えるのに十分な量で加えた
。最終シートは2つの層から構成され、各層は別々に約
72.5夕/従の坪量でノーブルアンドウツド手すき装
置でつくられ、ワイヤ一から取り出されて互に圧着され
て14061.6夕/地のウェットマットの状態になさ
れた。In the control sheet, Ti02 was added in a conventional manner by dispersing the pigment with the unbleached kraft fibers that served as the top liner. To the remaining handsheet, 20% by weight Ti02 loaded starch fibers were added in an amount sufficient to give the top liner 10% Tj02 based on the final sheet weight. The final sheet consists of two layers, each layer made separately on a Noble-and-Wood hand-sheeting machine with a basis weight of approximately 72.5 mm/cm, removed from the wire and crimped together to form a sheet of 14,061.6 mm/cm. The ground was reduced to a wet mat.
次にこれをノーブルアンドウッドドラィャ一で1210
0の温度において乾燥した。TAPPI試験法R−45
2−M−58に従ってトップライナー側で白色度を測定
した。結果を表刈に示す。表 血
試料シート トップライナー白色度対 照
26.2デンプン繊維
30.1表刈に示した結果はTi02を封じ込め
たデンプン繊維を用いてつくられた手すきシートが従来
法を用いてつくられたものよりもすぐれた特性を持つこ
とを示している。Next, use Noble and Wood Dryer to 1210
Dry at a temperature of 0. TAPPI test method R-45
The whiteness was measured on the top liner side according to 2-M-58. The results are shown on the table. Table Blood sample sheet Top liner brightness control
26.2 Starch fiber
The results presented in Section 30.1 show that handmade sheets made using Ti02-encapsulated starch fibers have superior properties than those made using conventional methods.
以上本発明を好ましい実施例について詳細に説明したが
、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない
。Although the present invention has been described above in detail with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited only to these embodiments.
Claims (1)
して水を除去し、これにより繊維の統合されたシートを
形成し、この繊維シートを圧縮および乾燥させて最終的
な紙製品とする工程を有する紙および板紙の製造方法に
おいて、パルプの1乃至10重量%の量で直径10乃至
500ミクロンの水不感応性デンプン繊維の形状のデン
プンを使用し、該デンプン繊維は固体5乃至40重量%
のデンプンのコロイド分散物の糸状流れを、硫酸アンモ
ニウム、アンモニウムスルフアメート、一塩基性リン酸
アンモニウム、二塩基性リン酸アンモニウムおよびそれ
らの混合物からなる群より選択された凝析塩を少なくと
も上記デンプンを凝析させるのに十分な量で含有する水
性溶液からなる流動凝析浴中に押出すことによつて製造
されたものであることを特徴とする前記方法。 2 該デンプン繊維がコーンデンプンまたは含ろうメン
ズデンプンから製造され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 該デンプン繊維が高アミロースデンプンから製造さ
れ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 該デンプン繊維が陽イオン的に誘導されたデンプン
から製造されることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の方法。 5 該デンプン繊維がデンプンのエーテルまたはエステ
ル誘導体から製造されることを特徴とする特許請求の範
囲第1項または第4項記載の方法。 6 該デンプンのコロイド分散物がさらに80重量%ま
での量で該デンプンに代わる分散された水不溶性添加物
も含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第5
項のいずれか1項に記載の方法。 7 該デンプンのコロイド分散物が付加的に該デンプン
の50重量%以下の量の分散されたハイドロコロイドを
含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第6項
のいずれか1項に記載の方法。 8 該デンプン繊維が0.1乃至3.0mmの長さであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第7項の
いずれか1項に記載の方法。 9 他の該繊維状パルプが実質的に木材セルロースの形
状であることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第
8項のいずれか1項に記載の方法。 10 他の該繊維状パルプが実質的にポリエステル繊維
、レーヨン繊維、セラミツク繊維、ガラス繊維およびア
スベスト繊維からなる群より選択された繊維の形状であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第8項の
いずれか1項に記載の方法。 11 固体5乃至40重量%の繊維のコロイド分散物中
に少なくとも一種の水不溶性添加物を十分に分散させ、
該分散物の糸状流れを、硫酸アンモニウム、アンモニウ
ムスルフアメート、一塩基性リン酸アンモニウム、二塩
基性リン酸アンモニウムおよびそれらの混合物からなる
群より選択された凝析塩を少なくとも該デンプンを凝析
させるのに十分な量で含有する水性溶液からなる流動凝
析浴中に押出すことによつて該分散物を沈澱させて該添
加物がその中に封じ込まれて包含されている直径10乃
至500ミクロンの水不感応性デンプン繊維を形成し、
しかるのち該形成されたデンプン繊維を製紙パルプ系内
の成分としてパルプの1乃至100重量%の量で使用す
ることを特徴とする慣用の製紙用パルプ系内の水不溶性
添加物を配合する方法。Claims: 1. An aqueous slurry of fibrous pulp is introduced onto a screen to remove water, thereby forming an integrated sheet of fibers, which is compressed and dried to form the final paper. In a process for manufacturing paper and paperboard, the process of manufacturing paper and paperboard comprises using starch in the form of water-insensitive starch fibers of 10 to 500 microns in diameter in an amount of 1 to 10% by weight of the pulp, the starch fibers having a solid ~40% by weight
A coagulating salt selected from the group consisting of ammonium sulfate, ammonium sulfamate, monobasic ammonium phosphate, dibasic ammonium phosphate, and mixtures thereof is applied to at least the above starch. A process as described above, characterized in that it is produced by extrusion into a fluidized coagulation bath consisting of an aqueous solution containing an amount sufficient to effect coagulation. 2. Process according to claim 1, characterized in that the starch fibers are produced from corn starch or waxy men's starch. 3. The method of claim 1, wherein the starch fibers are made from high amylose starch. 4. Process according to claim 1, characterized in that the starch fibers are produced from cationically derived starch. 5. Process according to claim 1 or 4, characterized in that the starch fibers are produced from ether or ester derivatives of starch. 6. Claims 1 to 5, characterized in that the colloidal dispersion of starch further comprises a dispersed water-insoluble additive replacing the starch in an amount of up to 80% by weight.
The method described in any one of paragraphs. 7. According to any one of claims 1 to 6, the colloidal dispersion of starch additionally comprises dispersed hydrocolloids in an amount of up to 50% by weight of the starch. the method of. 8. A method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the starch fibers have a length of 0.1 to 3.0 mm. 9. A method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the other fibrous pulp is substantially in the form of wood cellulose. 10. Claims 1 to 10, characterized in that the other fibrous pulp is substantially in the form of fibers selected from the group consisting of polyester fibers, rayon fibers, ceramic fibers, glass fibers, and asbestos fibers. The method according to any one of paragraph 8. 11. Thoroughly dispersing at least one water-insoluble additive in a colloidal dispersion of 5 to 40% solids fibers;
The filamentous flow of the dispersion is caused to coagulate at least the starch with a coagulating salt selected from the group consisting of ammonium sulfate, ammonium sulfamate, monobasic ammonium phosphate, dibasic ammonium phosphate, and mixtures thereof. The dispersion is precipitated by extrusion into a fluidized coagulation bath consisting of an aqueous solution containing a sufficient amount of 10 to 500 mm diameter particles in which the additive is enclosed and contained. Forms micron water-insensitive starch fibers,
A method for incorporating water-insoluble additives in conventional papermaking pulp systems, characterized in that the formed starch fibers are then used as a component in the papermaking pulp system in an amount of 1 to 100% by weight of the pulp.
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Cited By (1)
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| JPH10226983A (en) * | 1997-02-07 | 1998-08-25 | Tokushu Paper Mfg Co Ltd | Photocatalyst internal paper |
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