(57)【要約】【課題】パルプ及び紙の製造工程におけるピッチ粒子の粘着性を低減させ、ピッチトラブルを抑制及び軽減させるピッチコントロール剤を提供する。【解決手段】パルプ及び紙の製造工程において、ポリビニルアルコールとアルデヒドとのアセタール化反応によって合成されたポリビニルアセタール樹脂を含有することを特徴とするピッチコントロール剤。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリビニルアセタール樹脂を含有することを特徴とするピッチコントロール剤。
【請求項２】
前記ポリビニルアセタール樹脂が、平均重合度３００〜５，０００、けん化度７０〜９９．５モル％のポリビニルアルコールと下記一般式[１]で示されるアルデヒドとのアセタール化反応によって合成されるポリビニルアセタール樹脂である請求項１に記載のピッチコントロール剤。
Ｒ１−ＣＨＯ    [１]
(ただし、Ｒ１は水素原子または炭素数１〜１０の炭化水素基を表す。)
【請求項３】
前記ポリビニルアルコールが平均重合度３００〜３，５００、けん化度７２〜９９．５モル％である請求項２に記載のピッチコントロール剤。
【請求項４】
前記一般式[１]のアルデヒドがアセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、ヘキシルアルデヒドおよびベンズアルデヒドからなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項２または３に記載のピッチコントロール剤。
【請求項５】
前記ポリビニルアセタール樹脂のアセタール化度が０．１〜４０モル％である請求項１〜４のいずれか１項に記載のピッチコントロール剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパルプ又は紙の製造工程におけるピッチ障害を抑制・防止するためのピッチコントロール剤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パルプ又は紙の製造工程におけるピッチとは、原料の木材やパルプに含まれる天然樹脂や脂肪酸類、古紙由来で混入する接着剤やラテックスなどの粘着性物質、更には、パルプ及び製紙工程で使用される添加薬品等によって生じる有機物などを主体とした非水溶性の粘着性物質の総称である。これらピッチは製紙工程のスラリー中でコロイド状となって分散しているが、せん断力、急激なｐＨ変化、イオン性薬剤の添加などの何らかの外的作用により、そのコロイド状態が破壊されて、凝集・粗大化すると考えられている。
【０００３】
凝集したピッチは、その粘着性によりファンポンプ、配管、チェスト、フェルト、ロール等の製造設備へ付着して生産性を阻害するだけでなく、パルプや紙へ付着して断紙の発生や製品の品質低下を招く。近年、紙の多様化に伴う使用薬品の増加と、公害規制に伴う工程での水のクローズド化により、ピッチ障害は増大する傾向になっている。
【０００４】
従来ピッチ障害を抑制、防止するため、種々の方策が講じられてきた。例えばタルクやクレイにピッチを吸着させる事によってピッチの粘着性を低下させるとともに紙に抄き込ませる方法（特許文献１）、カチオン性ポリマーを用いてアニオン電荷を有するピッチと結合させて紙へ抄き込む方法（特許文献２）、界面活性剤やアニオン性ポリマーによってピッチを微粒子の状態に分散して凝集・集塊化を防止する方法（特許文献３、４）等が提案されている。
【０００５】
しかし、タルク等の無機物を使用する方法では、薬剤自体が凝集や沈殿を生じやすいことに加え、ワイヤーなどの摩耗、損傷を引き起こす問題がある。またカチオン性ポリマーを用いてアニオン電荷を有するピッチと結合させて紙に抄き込ませる方法では、系内のコロイド粒子の電荷のバランスを崩す可能性があるため添加量が制限されることに加え、イオン性基を持たないピッチ粒子には効果が得られにくいという欠点もある。界面活性剤やアニオンポリマーを用いた方法は、一般的には短期間での効果は認められるものの、用水の循環再使用が進み水中のピッチ量が増加し限界に達すると、急激なピッチ障害を引き起こす場合がある。この方法には多くの改善が提案されており、例えばけん化度７０〜８０モル％のポリビニルアルコールをピッチ分散剤として用いる方法などが提案されている（特許文献５）が、いずれの方法も必ずしも満足できる結果は得られておらず、更なる改善が望まれている。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６０−９４６８７号公報
【特許文献２】特許第２６１８４９６号公報
【特許文献３】特公昭５９−２８６７６号公報
【特許文献４】特公昭６３−２３２０号公報
【特許文献５】特公平２−１４４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、パルプ又は紙を製造する際のピッチの凝集、及び製造設備へのピッチの付着を著しく抑制し、かつ断紙の発生や製品の品質低下を防ぎ、生産性及び作業性を向上させることのできるピッチコントロール剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、ポリビニルアセタール樹脂からなるピッチコントロール剤が上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち本発明は、
（１）ポリビニルアセタール樹脂を含有することを特徴とするピッチコントロール剤、
（２）前記ポリビニルアセタール樹脂が平均重合度３００〜５，０００、けん化度７０〜９９．５モル％のポリビニルアルコールと下記一般式[１]で示されるアルデヒドとのアセタール化反応によって合成されるポリビニルアセタール樹脂である、上記（１）に記載のピッチコントロール剤、
Ｒ１−ＣＨＯ    [１]
(ただし、Ｒ１は水素原子または炭素数１〜１０の炭化水素基を表す。)
（３）前記ポリビニルアルコールが平均重合度３００〜３，５００、けん化度７２〜９９．５モル％である、上記（２）に記載のピッチコントロール剤、
（４）前記一般式[１]のアルデヒドがアセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、ヘキシルアルデヒドおよびベンズアルデヒドからなる群から選ばれる少なくとも１種である上記（２）または（３）に記載のピッチコントロール剤、
（５）前記ポリビニルアセタール樹脂のアセタール化度が０．１から４０モル％である上記（１）〜（４）のいずれか１項に記載のピッチコントロール剤、
を提供するものである。
【０００９】
以下に本発明を詳細に説明する。
【００１０】
本発明に言うポリビニルアセタール樹脂とは、ポリビニルアルコールとアルデヒドとのアセタール化反応によって合成することができるポリビニルアセタール樹脂である。具体的には、一般的に、水、アルコール、水とアルコールとの混合溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）中などで、ポリビニルアルコールとアルデヒドとを酸触媒の存在下にて反応させることにより合成される。
【００１１】
本発明で用いることができるポリビニルアルコールとしては特に限定されず、ポリ酢酸ビニルをアルカリ、酸、アンモニア水等によりけん化することにより製造されたもの等の従来公知のポリビニルアルコールを用いることができ、一部カルボン酸基などのイオン性基を導入した変性ポリビニルアルコール等も用いることができる。
上記ポリビニルアルコールの重合度は、その平均重合度が３００〜５０００が好ましく、更に好ましくは３００〜３５００である。重合度が上記範囲における下限値以上であれば、反応後のポリビニルアセタール樹脂に十分なピッチコントロール効果が得られ、重合度が上記範囲における上限値以下であれば、反応後のポリビニルアセタール樹脂のハンドリング性も良好である。
また上記ポリビニルアルコールのけん化度は、７０〜９９．５モル％が好ましく、更に好ましくは７２〜９９．５モル％である。
【００１２】
本発明で用いることができるアルデヒドは特に限定されないが、一般式[１]で示されるアルデヒドが好ましく、Ｒ１は水素原子、炭素数１〜１０の直鎖状、分岐状、環状の飽和、不飽和または芳香族の炭化水素基が挙げられる。このようなアルデヒドとしては例えばホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオニルアルデヒド、ｎ−ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、tert−ブチルアルデヒド、ヘキシルアルデヒド、シクロヘキシルアルデヒド、ベンズアルデヒド、オクチルアルデヒドなどが挙げられる。中でもｎ−ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、tert−ブチルアルデヒド、ベンズアルデヒドが更に好ましい。これらアルデヒドは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１３】
上記酸触媒としては特に限定されず、有機酸、無機酸のどちらでも使用可能であり、例えば酢酸、パラトルエンスルホン酸、硝酸、硫酸、塩酸などが挙げられる。また、合成反応を中止するために、通常、アルカリ中和を行うが、その際に使用されるアルカリとしては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、酢酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウムなどが挙げられる。
【００１４】
上記ポリビニルアセタール樹脂のアセタール化度は０．１〜４０モル％が好ましく、更に好ましくは１．０〜２０モル％である。アセタール化度が４０％を超えるとポリビニルアセタール樹脂の水溶性もしくは水分散性が著しく低下し、ピッチコントロール剤で使用する際の効果が低下する。
【００１５】
本発明のピッチコントロール剤は、必要に応じポリビニルアセタール樹脂に加え、界面活性剤、ポリマー、キレート剤、溶剤、消泡剤、防腐剤などを配合することができる。
【００１６】
本発明のピッチコントロール剤をパルプ原料や製紙原料に使用する場合は、通常、本発明のポリビニルアセタール樹脂をパルプ重量に対して１０〜１００００ｐｐｍ、好ましくは１００〜５０００ｐｐｍの範囲から適宜選択し、パルプ原料系や製紙原料系に対して添加し使用する。また、パルプもしくは紙を製造する工程において製造装置類、例えばワイヤー、フェルト、カンバス、ロール等の洗浄シャワーラインに圧入してシャワー水とともに噴霧し使用する場合は、使用する水に対して０．５〜２０００ｐｐｍ、好ましくは２〜５００ｐｐｍの範囲で添加し使用する。
【００１７】
また、本発明のピッチコントロール剤を使用する際にその効果を損なわない範囲において、他の工程添加剤、例えば、歩留り剤、スケール防止剤、スライムコントロール剤、消泡剤、紙力剤、および他のピッチコントロール剤を併用することに何ら制限を加えるものではない。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の実施例を示すが、これに限定されるものではない。
製造例１
温度計、撹拌装置を備えたフラスコに平均重合度３００、けん化度９８．２モル％のポリビニルアルコール４４重量部、及びイオン交換水３９６重量部を添加し、加温溶解させ、ポリビニルアルコール水溶液を作製した。この水溶液を２０℃に保持しつつ、３５重量％塩酸を４重量部添加し、更にブチルアルデヒド４．３重量部を滴下した。その後同温度にて１７時間撹拌保持した。得られた反応物を２０重量％水酸化ナトリウム水溶液７．３重量部で中和し、精製することにより本発明品Ｎｏ．１のピッチコントロール剤の１０重量％水溶液を得た。得られた水溶液をポリエチレンテレフタレートフィルム上に流涎し、乾燥させて透明なフィルムを得た。このフィルムをＤＭＳＯ−ｄ６溶液に溶解し、１Ｈ−ＮＭＲによって測定したブチラール化度は１０モル％であった。
【００１９】
製造例２
製造例１と同様の方法で平均重合度５００、けん化度９８．４モル％のポリビニルアルコール４４重量部とベンズアルデヒド３．２重量部を反応させ、本発明品Ｎｏ．２のピッチコントロール剤の１０重量％水溶液を得た。１Ｈ−ＮＭＲによって測定したベンザール化度は５モル％であった。
【００２０】
製造例３
製造例１と同様の方法で平均重合度１７００、けん化度９８．９モル％のポリビニルアルコール４４重量部をイオン交換水５０６重量部に加温溶解させ、ブチルアルデヒド１．４重量部とを反応させ、本発明品Ｎｏ．３のピッチコントロール剤の８重量％水溶液を得た。１Ｈ−ＮＭＲによって測定したブチラール化度は３モル％であった。
【００２１】
製造例４
製造例１と同様の方法で平均重合度３３００、けん化度９９．１モル％のポリビニルアルコール４４重量部をイオン交換水１０５６重量部に加温溶解させ、ホルムアルデヒド４．５重量部を反応させ、本発明品Ｎｏ．４のピッチコントロール剤４重量％の水溶液を得た。このホルマール化度は２４モル％であった。
【００２２】
製造例５
製造例１と同様の方法で平均重合度５００、けん化度８９．０モル％のポリビニルアルコール４４重量部とブチルアルデヒド３．６重量部を反応させ、本発明品Ｎｏ．５のピッチコントロール剤の１０重量％水溶液を得た。１Ｈ−ＮＭＲによって測定したブチラール化度は７モル％であった。
【００２３】
製造例６
製造例１と同様の方法で平均重合度５００、けん化度８０．３モル％のポリビニルアルコール４４重量部とベンズアルデヒド３．０重量部を反応させ、本発明品Ｎｏ．６のピッチコントロール剤の１０重量％水溶液を得た。１Ｈ−ＮＭＲによって測定したベンザール化度は４モル％であった。
【００２４】
製造例７
製造例１と同様の方法で平均重合度５００、けん化度７３．０モル％のポリビニルアルコール４４重量部とブチルアルデヒド０.３重量部を反応させ、本発明品Ｎｏ．７のピッチコントロール剤１０重量％の水溶液を得た。このブチラール化度は０．６モル％であった。
【００２５】
製造例８
温度計、撹拌装置を備えたフラスコに平均重合度１０００、けん化度９８．２モル％のポリビニルアルコール４４重量部、及びイオン交換水２９４重量部を添加し、加温溶解させ、ポリビニルアルコール水溶液を作製した。この水溶液を２０℃に保持しつつ、イソプロピルアルコール３３重量部、及び３５重量％塩酸を６重量部添加し、更にアセトアルデヒド４．０重量部を滴下した。その後同温度にて１７時間撹拌保持した。得られた反応物を２０．０重量％水酸化ナトリウム水溶液１１．６重量部で中和し、精製することにより本発明品Ｎｏ．８のピッチコントロール剤の１１．２重量％水溶液を得た。１Ｈ−ＮＭＲによって測定したアセタール化度は１５モル％であった。
【００２６】
本発明品の効果を確かめるべく粘着テープ脱粘着試験、並びにピッチ制御試験を実施した。尚、比較としてポリビニルアルコール、市販のピッチコントロール剤及び界面活性剤を供試した。
【００２７】
試験に使用した比較薬剤を表１に記す。
【００２８】
【表１】
2014218769.tif 000002
【００２９】
（湿潤時粘着テープ脱粘着試験）
本試験はワイヤーやフェルト等のウェットパートにおける粘着物質の粘着性の評価を想定したものである。１０００ｍＬのビーカーにイオン交換水で各薬剤を固形分３００ｐｐｍに調整した試験液９５０ｍＬを入れ、スターラーで撹拌しながら湯浴で４０℃に温調した。温調した試験液に市販の粘着テープを５×１２ｃｍに裁断したものを浸漬させ、浸漬から５分後に取り出した。粘着テープを鋼鈑に１２ｋｇの金属ローラーで圧着させ、引張試験器（東洋精機製作所製）を用いて２つを１８０°方向に引き離すのに必要な力を測定した。必要な力の減少は粘着物質の粘着性が軽減されたことを示す。
【００３０】
湿潤時脱粘着率（％）を以下の式１によって計算する。
［式１］
2014218769.tif 000003
【００３１】
（乾燥時粘着テープ脱粘着試験）
本試験はドライパートにおける粘着物質の粘着性の評価を想定したものである。１０００ｍＬのビーカーにイオン交換水で各薬剤を固形分５０００ｐｐｍに調整した試験液９５０ｍＬを入れ、スターラーで撹拌しながら湯浴で４０℃に温調した。温調した試験液に市販の粘着テープを５×１２ｃｍに裁断したものを浸漬させ、浸漬から５分後に取り出し、水洗した後１０５℃の乾燥機で５分間乾燥させた。次いで粘着テープを鋼鈑に１２ｋｇの金属ローラーで圧着させ、引張試験器（東洋精機製作所製）を用いて２つを１８０°方向に引き離すのに必要な力を測定した。必要な力の減少は粘着物質の粘着性が軽減されたことを示す。
【００３２】
乾燥時脱粘着率（％）を以下の式２によって計算する。
［式２］
2014218769.tif 000004
【００３３】
試験結果を表２に示す。
【００３４】
【表２】
2014218769.tif 000005
【００３５】
（ピッチ制御試験）
（テスト例１）
クラフトパルプの製造工程より採取したピッチ（ピッチ１）を溶剤で抽出し、２％濃度に調整した。このピッチ溶液にＬＢＫＰを浸漬し、１１０℃で３時間乾燥して得たピッチ付着パルプ（ピッチ付着量：対パルプ１．５％）を、１５％濃度で離解後、３％濃度に希釈し試験用パルプスラリーとした。試験用パルプスラリーは、Ｊ．ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験Ｎｏ．１１のパルプピッチの金網付着試験法（試験器…熊谷理機工業（株）製ピッチテスター）に従ってピッチ付着試験を行い、ワイヤーへのピッチ付着量より性能評価を行った。尚、各薬剤の添加量は対パルプ当たり０．０５重量％（固型分）であり、この時の試験温度は４０℃、使用した溶剤はベンゼン／エタノール（２／１）混合溶剤である。
【００３６】
（テスト例２）
ダンボール古紙を原料として中芯を製造している工程から採取したピッチ（ピッチ２）を用い、テスト例１と同様の試験を行った。この時、使用した溶剤はトルエンである。
【００３７】
ピッチ付着量はパルプ１００ｇ当たりのｍｇ数であり、付着防止率（％）は以下の式３によって計算される。
［式３］
2014218769.tif 000006
【００３８】
この試験の結果を表３に示す。
【００３９】
【表３】
2014218769.tif 000007
【００４０】
表２及び表３に示したように本発明のピッチコントロール剤は比較品と比べ、粘着性物質の粘着性低減効果が良好且つ、優れたピッチ抑制効果があることが判る。