JP3240003B2 - 紙又は紙ボードの製造方法 - Google Patents

紙又は紙ボードの製造方法

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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
    • D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
    • D21H11/16—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only modified by a particular after-treatment
    • D21H11/20—Chemically or biochemically modified fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C5/00—Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
    • D21C5/005—Treatment of cellulose-containing material with microorganisms or enzymes

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Paper (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、機械パルプからの増加強度を有する紙又は
紙ボードの製造方法に関する。
背景技術 機械パルプ（mechanical pulp）、例えば、砕木パル
プ（ground wood pulp）、リファイン機械パルプ（refi
ne mechanical pulp）、熱機械パリプ等は、一般的に、
木材又はチップを、その温度を沸点付近又はそれを超え
る温度まで上昇させた粉砕機（grinder）又はリファイ
ナー（refiner）内で粉砕することにより製造される。
パルプの３つの主要な構成成分は、セルロース、ヘミセ
ルロース及びリグニンである。
これらのタイプのパルプから、紙（Paper）又は紙ボ
ード（paperboard）が一般的に以下のように製造され
る： パルプを、スクリーニング工程において処理し、その
紙又は紙ボード仕上材料を製造するためにそのストック
調製セクション内で紙又は紙ボード製造添加物と混合す
る。次に紙又は紙ボードを紙機械上のその仕上材料から
作る。
機械パルプは、高い収率を提供する利点を有するが他
方においてそれらは化学パルプ（chemical pulps）に比
べて劣った強度特性を有する。
高い紙強度が一般的に望ましい。この紙強度を増加さ
せる慣用の方法は、湿り強度添加物及びバインダーの使
用を含む。
欧州特許出願第1,0 433 258号は、繊維状生成物から
の機械パルプの製造方法であって、その繊維状生成物
が、バインダー剤がその繊維上生成物中のリグニンと結
合するような酵素処理に供されるような方法を開示して
いる。この結合剤は、親水性の物質、特にタンパク質又
は炭水化物、例えば、酸化された、中程度のカチオン性
の澱粉であることができる。この酵素処理は、ラッカー
ゼにより行われることができる。
米国特許出願第4 687 745号は、機械パルプの強度特
性の増強方法について開示している。この方法は、ファ
ネロカエート・クリソスポリウム（Phanerochaete chry
sosporiumu）の発酵の細胞外増殖培地中に存在するリグ
ニン分解酵素を使用している。
発明の説明 我々は、驚くべきことに、紙又は紙ボードの強度が、
その機械リファイニング後のフェノール酸化酵素系（例
えば、ラッカーゼ（laccase）及び酸素）によりパルプ
を処理することにより増加させることができることを発
見した。この強度は、その繊維の表面に存在するリグニ
ンの重合又は架橋のためであると信じられている。
したがって、本発明は、紙又は紙ボード製造のための
機械パルプからの紙又は紙ボードの製造方法であって、
以下の： ａ） 過酸化水素と一緒のペルオキシダーゼ、及び ｂ） 酸素と一緒のラッカーゼ又はカテコール・オキシ
ダーゼ から成る群から選ばれるフェノール酸化酵素系によりパ
ルプを処理し、但し、この処理の間に粉砕又はリファイ
ニングが全く行われず、且つこの処理の間に結合剤が全
く存在しないことを条件とする、ことを含んで成る方法
を提供する。
欧州特許第429,422号は、第一と第二リファイニング
段階の間のパルプ製造の間のラッカーゼの使用によるそ
のリファイニング段階におけるエネルギーの消費の減少
を開示しており；この書類は、紙強度の幾らかの増加も
得られることを示している。しかしながら、この酵素処
理は、20℃において行われ、そのようにこの従来技術の
工程は、第一リファイニング段階の後に余分な冷却段階
を必要とする。本発明の方法は、明らかに、欧州特許第
429,422号の目的を打ち負かすものであろう。なぜなら
ば、その酵素処理が最後のリファイニング段階の後に行
われ、そしてそれ故、リファイニングの間のエネルギー
消費に対する効果を全くもたないからである。
発明の詳細な説明 フェノール酸化酵素系 本発明において使用される酵素系は、O2と一緒の好適
なオキシダーゼ又はH2O2と一緒の好適なペルオキシダー
ゼから成る。好適な酵素は、芳香族化合物、例えば、フ
ェノース及びリグニンを酸化し且つ重合させるものであ
る。
好適な酵素の例は、カテコール・オキシダーゼ（cate
chol oxidase EC 1.10.3.1）、ラッカーゼ（laccase EC
1.10.3.2）及びペルオキシダーゼ（peroxidase EC 1.1
1.1.7）である。幾つかの好ましい酵素は、コプリナス
（Coprinus）の菌株、例えば、コプリナス・シネリウス
（C.cinerius）又はコプリナス・マクロリザス（C.macr
orhizus）から得られるペルオキシダーゼ、バチルス（B
acillus）、例えば、バチルス・プミラス（B.pumilus）
からのペルオキシダーゼ及びトラメテス（Trametes）、
例えば、トラメテス・ベルシカラー（T.versicolor）
（従来ポリポラス（Polyporus）と言われていた。）か
らのラッカーゼである。２つの異なるフェノール酸化酵
素を一緒に使用することが好ましいかもしれない。
ペルオキシダーゼの量は、一般的に、乾燥物質1g当た
り10−10,000PODUのレンジ内になければならない（ペル
オキシダーゼ活性のPODUユニットを以下に定める。）。
ラッカーゼの量は、一般的に、乾燥物質1g当たり10−1
0,000ユニットのレンジ内になければならない（ラッカ
ーゼ活性のユニットを以下に定める。）。
大気からの分子酸素は普通には十分な量で存在するで
あろう。H2O2の好適な量は、普通には、0.01−10mM、好
ましくは１−10mMのレンジ内にあるであろう。
工程条件 酵素処理を慣用のコンシステンシー、例えば、20−90
℃の温度における0.5−10％乾燥物質において行うこと
ができる。
ペルオキシダーゼ活性（PODU）の測定 ペルオキシダーゼ活性を過酸化水素による2,2′−ア
ジノビス（３−エチルベンゾチアゾリン−６−スルホネ
ート（2,2′−azinobis（３−ethylbenzothiazoline−
６−sulfonate）（ABTS）の酸化から測定する。生じた
緑青色を、418nmにおいて分光測定する。分析条件は、
0.88mM過酸化水素、1.67mM ABTS、0.1Mリン酸塩バッフ
ァー、pH7.0、30℃、３分間反応である。
1 p ero xidase unit（PODU）は、これらの条件にお
いて１分間当たり１μモルの過酸化水素の変換を触媒す
る酵素量である。
ラッカーゼ活性の測定 ラッカーゼ活性を過酸化水素の添加によらない類似の
方法により測定した。ラッカーゼ活性の１ユニットは、
１分間当たり１μモルのABTSの酸化を触媒する酵素量で
ある。
実施例１ 6.96gの粉砕木パルプ（GWP）を、1.8g（2.5％）の乾
燥固形分に一致するように、pH5.5における72mlの0.1M
バッファー（ホウ酸、リン酸、及び酢酸から成るBritto
n−Robinsonバッファー）中に溶解した。ポリポラス・
ピンシタス（Polyporus pinsitus）からのラッカーゼ
を、528ラッカーゼ・ユニット/g乾燥パルプの濃度に添
加した。この混合物を、50℃において２時間水浴内で振
とうした。その後、紙シートを、実験室の手動シート形
成装置内でパルプから作った。このシートをその後プレ
スし、そして急速シート乾燥装置内で乾燥させた。
この紙シートの裂け係数（tear index）を測定し、そ
して比較のために類似の実験をいずれの酵素をも添加せ
ずに行った。結果は以下のようであった： 実施例２ 乾燥固形分含量15％をもつ249gの粉砕木パルプを、1.
5％の乾燥固形分含量に一致するように、pH5.5における
実施例１に記載したものと同じ2500mlの0.1Mバッファー
中に溶解した。混合物を５分間実験室パルプ装置内で繊
維乖離させ、そしてその後３つの異なる部分に分けた。
１つの部分に、ポリポラス・ピンシタス（Polyporus pi
nsitus）からのラッカーゼを、実施例１中と同じ濃度で
添加し、もう１つの部分に、失活ラッカーゼを添加し、
そして最後の部分に水を添加した。この混合物を、50℃
において24時間処理した。その後、紙シートを、実施例
１中と同じように作り、裂け係数及び引っ張り係数（te
nsile index）を測定した。結果は以下のようであっ
た：
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−174078（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−130485（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−104993（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−210085（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−247865（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−260188（ＪＰ，Ａ) 特表 平２−500990（ＪＰ，Ａ) 特表 昭63−500604（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) D21C 1/00 - 11/14 D21B 1/00 - 1/38 D21D 1/00 - 5/28

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】紙又は紙ボード製造のための機械パルプの
    強度増加方法であって、以下の： ａ）過酸化水素と一緒のコプリナス（Coprinus）又はバ
    チルス（Bacillus）から得られたペルオキシダーゼ、及
    び ｂ）酸素と一緒のラッカーゼ又はカテコール・オキシダ
    ーゼ から成る群から選ばれるフェノール酸化酵素系により上
    記パルプを処理することを含み、但し、この処理の後に
    粉砕又はリファイニングが全く行われず、かつ、この処
    理と同時に結合剤が全く存在しないことを条件とする、
    前記方法。
  2. 【請求項２】前記フェノール酸化酵素系が過酸化水素と
    一緒のペルオキシダーゼから成る、請求項１に記載の方
    法。
  3. 【請求項３】前記ペルオキシダーゼの量が乾燥物1g当た
    り10〜10,000PODUのレンジ内にあり、そして前記過酸化
    水素の量が0.01〜10mMである、請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】前記フェノール酸化酵素系が、酸素と一緒
    のラッカーゼ又はカテコール・オキシダーゼから成る、
    請求項２に記載の方法。
  5. 【請求項５】前記酵素がトラメテス（Trametes）から得
    られるラッカーゼである、請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】前記酵素の量が、乾燥物1g当たり10〜5,00
    0ユニットのレンジ内にある、請求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】前記酵素処理が0.5〜10％のコンシステン
    シー、pH4〜10、及び20〜90℃におけるものである、請
    求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
JP51979593A 1992-05-18 1993-05-18 紙又は紙ボードの製造方法 Expired - Lifetime JP3240003B2 (ja)

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