JPH06158575A

JPH06158575A - 紙の製造方法

Info

Publication number: JPH06158575A
Application number: JP30723192A
Authority: JP
Inventors: Toru Katsura; 徹桂; Fumiaki Nishino; 文昭西野; Kenichi Okafuro; 兼一岡風呂
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 1992-11-17
Filing date: 1992-11-17
Publication date: 1994-06-07

Abstract

(57)【要約】【目的】剛直度と平滑性の優れた紙の製造方法を提供
することである。【構成】未叩解パルプにヘミセルラーゼを添加し、叩
解することを特徴とする紙の製造方法。更に、キシラナ
ーゼ活性がＣＭＣ分解活性の２０倍以上であるヘミセル
ラーゼを未叩解パルプに添加、抄造した紙を加熱された
金属ロールと、弾性又は金属ロールから構成される加圧
ニップで平滑化処理、或はそのいずれも行って製造する
方法では、特に優れた紙を製造できる。【効果】製造した紙が低密度で剛直度と平滑性に優れ
ているため、印刷、印字装置での作業性と印字品質に優
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、剛直度と平滑性が優れ
た紙の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、紙の規格は坪量で規定されている
が、印刷用紙や情報用紙の特性としては厚さの方が重要
であることが多い。特に、印刷機やプリンターなどの自
動化に伴って、機械に紙を供給する際の作業性や機械内
での紙の走行性の向上が求められる場合は、十分な剛直
度を維持する必要から、先ず機械や装置に合った厚さの
紙を供給することが求められる。その際、当然のことで
はあるが、本来の用途である印刷や印字に関連した品質
特性、例えば平滑性は、変化しないかむしろ向上するこ
とが期待される。

【０００３】上記のような、紙の厚さに対する要求を満
たすため、パルプ種類の選択、叩解程度の減少、プレス
加圧の減少などの技術的対応が先ずとられるが、それに
伴ってプレスロールでの汚れ発生、平滑性の低下、目的
とした剛直度の低下などを生じるため、対策には限界が
ある。そこで、やむを得ず規格以上の坪量で紙を製造す
ることなどが行われるが、最近は木材資源保護の観点か
らその見直しが求められている。

【０００４】一方、酵素を利用した紙の製造方法として
は、例えば、特公平２−２０７５６号公報、特開昭６３
−１３５５９７号公報、特開平１−９２４９０号公報等
に開示されているような、叩解性の改良やパルプ繊維の
改質などを目的として、叩解前のパルプにセルラーゼを
添加する方法、特開平２−６６８１号公報、同２−２２
９２９１号公報、同３−１２４８９１号公報等に開示さ
れているようなワイヤー上での濾水性を改良するため、
叩解して薬品を添加後の紙料にセルラーゼやヘミセルラ
ーゼ等の酵素を添加する方法などがある。また、特開平
２−２６４０８７号公報、同２−２９３４８６号公報等
に開示されているように、漂白時にパルプをセルラーゼ
やヘミセルラーゼ等の酵素で処理する技術も知られてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来から行われている
ような、単純な濾水度レベルの調節やプレス条件の最適
化では、平滑化に伴って原紙の厚さが減少して剛直度が
低下するため、剛直度を維持しつつ原紙平滑性を飛躍的
に改良することは困難であった。また、セルラーゼによ
るパルプ繊維の改質は、平滑性の改良効果が小さいのみ
でなく、強度低下を伴うため、剛直度の低下につながり
不適当であった。即ち、本発明の目的は、剛直度と平滑
性が優れた紙の製造方法を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために種々の方法を検討した結果、パルプの
種類や叩解条件の選択、或はプレス、カレンダー加圧条
件などの製造条件の調節より、使用するパルプ繊維を改
質することが有効であるとの結論を得た。そこで、パル
プ繊維の強度を低下させることなく柔軟化させる手段を
検討した結果、酵素によるパルプ繊維の改質が有効であ
ることが分かった。ただし、従来から公知の、未叩解パ
ルプにセルラーゼを添加して叩解したり、漂白工程中の
パルプや叩解後の紙料にヘミセルラーゼを添加する等の
方法ではなく、漂白後の未叩解パルプにヘミセルラーゼ
を添加し、叩解する方法が、剛直度と平滑性の改良に効
果のあることを見い出した。

【０００７】さらに、添加するヘミセルラーゼの種類、
処理するパルプの種類等を変化させて紙を試作し、剛直
度と平滑性の優れた紙の得られる製造条件を検討した。
その結果、セルラーゼ活性が低いヘミセルラーゼの使
用、又は晒しクラフトパルプをヘミセルラーゼで処理し
た場合、或はその両方の場合に、特に剛直度と平滑性の
優れた紙の得られることが明らかになった。また、これ
ら抄造後の紙を加熱された金属ロールと、弾性又は金属
ロールで構成される加圧ニップを通して平滑化処理する
ことにより、無処理のパルプから調製した紙を同様に平
滑化処理することでは得られない、優れた平滑性の紙の
得られることが明らかになった。

【０００８】添加によりパルプ繊維の強度が低下するセ
ルラーゼと異なり、ヘミセルラーゼの場合は、繊維壁中
のヘミセルロースを除去するのみであるため、強度低下
をきたすことなく繊維の柔軟化が可能である。このた
め、ヘミセルラーゼを添加して叩解した原料から製造し
た紙は、剛直度と平滑性が優れていると考えられる。

【０００９】本発明のヘミセルラーゼとしては、キシラ
ンのβ−１、４−キシロイド結合を加水分解しうる、キ
シラナーゼを主成分とする酵素を使用できる。ヘミセル
ラーゼの由来は、広く動植物、微生物に求められる。セ
ルラーゼ等他の酵素を少量含む酵素剤を使用することが
一般的であるが、その場合には、キシラナーゼ活性が、
セルラーゼ活性の指標の一つである、ＣＭＣ分解活性の
２０倍以上と大きいヘミセルラーゼを用いることが、強
度低下を防止する上で好ましい。

【００１０】本発明の、ＣＭＣ分解活性は、０．６２５
％のＣＭＣ−Ｎａ（ｐＨ４．５）４ｍｌと酵素溶液１ｍ
ｌを４０℃で３０分間反応させた時、１分間に１μｍｏ
ｌのグルコースに相当する還元力を生成する活性を、１
ＣＭＣａｓｅ／ｇとして表した値である。また、キシラ
ナーゼ活性は、１％のキシラン（ｐＨ５．３）１ｍｌと
酵素溶液１ｍｌを５０℃で３０分間反応させた時、１分
間に１μｍｏｌのキシロースに相当する還元力を生成す
る活性を、１Ｕ／ｇとして表した値である。

【００１１】酵素処理の条件としては、パルプの濃度が
１〜５％、ｐＨは５〜７、温度は３０〜６０℃、処理時
間は０．５〜２時間、添加量は対パルプ（絶乾）重量当
り０．０１〜０．８重量％が好ましい。なお、処理は、
静置或は攪拌のいずれでも良いが、パルプスラリーが沈
降しない程度の攪拌が好ましい。具体的には、叩解前の
チェストやタンクで行うのが適当である。

【００１２】本発明でヘミセルラーゼを添加したパルプ
を叩解する手段としては、通常のパルプの叩解に使用さ
れる設備、即ちビーター、コニカルリファイナー、ディ
スクリファイナーなどを使用することが出来る。

【００１３】本発明の紙に使用するパルプとしては、各
種クラフトパルプ、サルファイトパルプ、ケミサーモメ
カニカルパルプ、ケミメカニカルパルプなどが挙げられ
るが、キシラナーゼを添加するパルプとしては、晒しク
ラフトパルプが特に好ましい。その他のパルプの場合
は、ヘミセルラーゼの添加による剛直度と平滑性の改良
効果が若干劣る。

【００１４】抄造後の紙の平滑化には、抄紙機の最後部
に設置されたマシンカレンダーが使用されるが、金属ロ
ールと弾性ロールから構成されるスーパーカレンダー、
グロスカレンダー、ソフトカレンダー等、或は加熱され
た金属ロールで構成されるサーモグラジエントカレンダ
ー等をオンマシン或はオフマシンで使用することが出来
る。ただし、これらの中で特に好ましいのは、加熱され
た金属ロールと、弾性又は金属ロールで構成される加圧
ニップで構成される、ソフトカレンダーやサーモグラジ
エントカレンダー等による平滑化処理である。

【００１５】上記、金属ロールとしては、８０〜２５０
℃に加熱されたチルドロール、鋼鉄性ロール、ロール表
面をクロム鍍金した金属ロール等が使用される。また、
弾性ロールとしては、ショアＤ硬度（ＡＳＴＭＤ−２
２４０）が５０〜９８度のウレタンゴム、芳香族ポリア
ミド樹脂、ウールと合成繊維の混合物などから構成され
るロールが使用される。

【００１６】本発明の紙には、通常抄紙で用いられる、
染料、填料、サイズ剤、定着剤、乾燥紙力増強剤などを
必要に応じて含有するものである。さらに、紙表面にサ
イズプレス等により、澱粉やポリビニルアルコールなど
を塗布することも可能である。また、用途に応じて表面
に塗工層を設けることも可能である。なお、その際の塗
工装置としては、エアナイフコーター、グラビアコータ
ー、カーテンコーター、ダイコーター、ブレードコータ
ーなどが用いられる。

【００１７】本発明による剛直度と平滑性の優れた紙
は、未塗工の状態で使用する印刷用紙、電子写真用転写
紙、熱転写受像紙、インクジェット記録用紙等に、或は
印刷用塗工紙、感圧記録紙、感熱記録紙、インクジェッ
ト記録用紙、磁気記録紙、ジアゾ感光紙等の原紙として
使用できる。

【００１８】

【作用】本発明の、未叩解パルプにヘミセルラーゼを添
加し、叩解することを特徴とする紙の製造方法により、
剛直度と平滑性の優れた紙が得られる。

【００１９】

【実施例】以下では、本発明を実施例により詳細に説明
する。なお、本発明は実施例に限定されるものではな
い。以下における部、％はすべて重量によるものであ
る。また、塗工量を示す値は断わりのないかぎり乾燥後
の重量である。

【００２０】実施例１未叩解の広葉樹晒しクラフトパルプ（ＬＢＫＰ）或は広
葉樹晒しサルファイトパルプ（ＬＢＳＰ）を水に懸濁さ
せた１％スラリーに、キシラナーゼ活性がＣＭＣ分解活
性の５００倍であるヘミセルラーゼ（アルバザイム１
０、英国ジェネンコア社製）を対パルプ（絶乾）当り
０．２％添加し、ｐＨ５．０、４０℃の条件で緩やかに
攪拌しながら１時間反応させた。反応終了後、ＰＦＩミ
ルで濾水度３５０ｍｌまで叩解した。

【００２１】これらのパルプ原料１００部に対し、軽質
炭酸カルシウム（ＴＰ１２１、奥多摩工業社製）を７
部、アルキルケテンダイマーサイズ剤（ハーコン１１−
２、ディックハーキュレス社製）を０．０７部、両性で
んぷん（ケイト３２１０、王子ナショナル社製）を０．
７部添加した紙料を用いて、長網抄紙機により坪量６４
ｇ／ｍ²の上質紙を製造した。多筒式ドライヤーで乾燥
後の紙は、酸化澱粉の３％水溶液でサイズプレス処理
し、乾燥後、４０ｋｇ／ｃｍ、４ニップの条件でマシン
カレンダー処理を行った。これらの試料を、パルプの種
類の違いによりそれぞれ試料１及び２とする。

【００２２】比較例１実施例１において、酵素無添加の条件でパルプを処理す
る以外は、すべて同一の方法で上質紙を得た。これらの
試料を、パルプの種類によりそれぞれ試料３及び４とす
る。

【００２３】実施例２実施例１において、酵素処理するパルプをＬＢＫＰと
し、ヘミセルラーゼとしてキシラナーゼ活性がＣＭＣ分
解活性の２０倍（パルプザイムＨＡ、デンマーク・ノボ
社製）或は５倍（リフターゼＡ２、英国ジェネンコア社
製）の酵素剤を用いる以外は、すべて同一の方法で上質
紙を作製した。これら試料を、酵素剤の違いによりそれ
ぞれ試料５及び６とする。

【００２４】比較例２実施例１において、ヘミセルラーゼを叩解前でなく、叩
解後のＬＢＫＰに添加して同一条件で反応させる以外
は、すべて同一の方法で上質紙を得た。この試料を試料
７とする。

【００２５】実施例３実施例１で、パルプをＬＢＫＰとし、マシンカレンダー
の代わりに、加熱された金属ロールと弾性ロールで構成
されるソフトカレンダー（温度１５０℃、線圧１００ｋ
ｇ／ｃｍ、２ニップ）で処理する以外は、すべて同一の
方法で上質紙を製造した。この試料を試料８とする。

【００２６】比較例３実施例３で、酵素を無添加とする以外は、すべて同一の
方法で上質紙を製造した。この試料を試料９とする。

【００２７】比較例４通常の上質紙配合（ディスクリファイナーでろ水度３５
０ｍｌまで叩解したＬＢＫＰ９０部、４５０ｍｌまで叩
解したＮＢＫＰ１０部）とする以外は、実施例１と同一
の方法で上質紙を製造した。この試料を試料１０とす
る。以上の結果をまとめて表１に示す。

【００２８】表１の処理パルプとは、ヘミセルラーゼを
添加したパルプの種類であり、酵素活性とは、ＣＭＣ分
解活性に対するキシラナーゼ活性の比率を表す。また、
密度は、カレンダー後のシート密度を表す。剛直度は、
ＪＩＳＰ８１４３に従って測定したクラークこわさ
の値（ｃｍ³／１００）であり、電子写真複写機やプリ
ンターで良好な走行性を得るには、坪量が６４ｇ／ｍ²
の紙の場合、縦方向で５５．０ｃｍ³／１００以上、さ
らに好ましくは６０ｃｍ³／１００以上が必要である。
平滑度は、英国標準法６５６３に準拠し、測定圧１０ｋ
ｇ／ｃｍ²、圧板として硬い材質使用の条件でパーカー
プリントサーフ（ローレンツエン社製）により測定した
平滑度であり、値（μｍ）の小さい方が平滑である。良
好な印刷、印字適性を得るには、５．５μｍ以下、さら
に好ましくは５．０μｍ以下であることが求められてい
る。

【００２９】

【表１】

【００３０】表１の実施例１と比較例１の比較から、未
叩解パルプにヘミセルラーゼを添加して叩解した原料か
ら作製した上質紙は、十分な剛直度と良好な平滑度を有
することが明らかである。また、酵素処理をするパルプ
としては、処理による剛直度低下がない点で、クラフト
パルプがサルファイトパルプより優れていることも判
る。

【００３１】表１の、試料１と試料５を試料６と比較す
ることにより、キシラナーゼ活性がＣＭＣ分解活性の２
０倍以上であるヘミセルラーゼを使用した場合に、平滑
性の優れた上質紙が得られ、特にその際の剛直度低下も
少ないことが明らかである。

【００３２】表１の試料１と７の比較から、ヘミセルラ
ーゼを叩解後の紙料に添加するのでは、未叩解パルプに
添加した場合のような、剛直度と平滑性の優れた紙の得
られないことが分かる。

【００３３】表１の、試料１と８の比較及び試料３と９
を比較することにより、マシンカレンダーよりソフトカ
レンダー処理が平滑性向上に有効であること、その差は
ヘミセルラーゼを添加して叩解したパルプ原料から抄造
した紙で、特に顕著である。

【００３４】表１の、試料１と８を試料１０と比較する
ことにより、本発明の方法による紙は、通常の上質紙よ
り剛直度と平滑性の両方で優れていることが分かる。即
ち、剛直度と平滑性の良好な紙を製造するためには、本
発明の方法が従来の方法に比べて優れていることが明ら
かである。

【００３５】

【発明の効果】以上から、本発明の紙の製造方法、即ち
未叩解パルプにヘミセルラーゼを添加し、叩解すること
により製造した紙は、優れた剛直度と平滑性を有するこ
とが明らかである。また、軽印刷機での印刷適性、電子
写真複写機での走行性なども良好であった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｄ２１Ｈ 11/04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】未叩解パルプにヘミセルラーゼを添加
し、叩解することを特徴とする紙の製造方法。
【請求項２】ヘミセルラーゼが、ＣＭＣ分解活性の２
０倍以上のキシラナーゼ活性を有することを特徴とする
請求項１記載の紙の製造方法。
【請求項３】叩解パルプが、晒しクラフトパルプであ
ることを特徴とする請求項１又は２記載の紙の製造方
法。
【請求項４】加熱された金属ロールと、弾性又は金属
ロールで構成される加圧ニップを通して抄造後の紙を平
滑化処理することを特徴とする請求項１〜３のいずれか
に記載の紙の製造方法。