JPS6035480B2 - デンプン繊維を含む紙の製造法 - Google Patents

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
。

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。

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。

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。

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。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

ＴＡＰＰＩ試験法Ｔ２２７一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
。

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。

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）。

｛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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

‘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。

（３１ 実施例１に記載の通り。

（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。

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。

〔方法 Ａ〕

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。

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。

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。

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。

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。

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。

Ｓｈｏｐｐｅｒ−Ｒｉｅｇｌｅｒ Ｆｒｅｅｎｅｓｓ
Ｔｅｓｔｅｒにより測定。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

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。

３ ｍと｛２）の方法の組合わせによる。

いずれの場合にも、シートの坪量は９７．６夕／めであ
った。

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。

表の 〔洋〕‘１）ＴＡＰＰＩ試験法Ｔ４２５一肌−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。

（３）実施例１に記載の通り。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（注１）実施例５に記載の通り。

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。

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。

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
。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 繊維状パルプの水性スラリーをスクリーン上に導入
   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。