(57)【要約】【課題】パルプ又は紙の製造工程において、ピッチ原因物質やピッチ発生状況によらず、広い範囲で適用し、紙の汚点、欠点、断紙、作業性の低下などのピッチ障害を効果的に抑制、防止することができるピッチコントロール剤及びピッチコントロール方法を提供する。【解決手段】リモネンと、ノニオン性界面活性剤と、アルカリ性化合物とを含有するピッチコントロール剤をパルプスラリーに添加する。あるいは、ピッチが付着しやすい製造装置に対してこのピッチコントロール剤の水溶液を噴霧する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
リモネンと、ノニオン性界面活性剤と、アルカリ性化合物とを含有するピッチコントロール剤。
【請求項２】
ノニオン性界面活性剤が、ポリオキシアルキレンアルキルエステルである請求項１記載のピッチコントロール剤。
【請求項３】
パルプ又は紙の製造工程において、請求項１または２に記載のピッチコントロール剤を、パルプ１００重量部に対して有効成分として０.００１〜２重量部添加することを特徴とするピッチコントロール方法。
【請求項４】
紙の製造工程において、ピッチが付着する製造装置に、請求項１または２に記載のピッチコントロール剤を噴霧することを特徴とするピッチコントロール方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はピッチコントロール剤及びピッチコントロール方法に関する。さらに詳しくは、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効果的に抑制、防止することができるピッチコントロール剤及びピッチコントロール方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パルプ及び紙の製造工程でピッチと言われているものは、木材、パルプ又は紙から遊離した天然樹脂やガム物質、さらには、パルプ又は紙の製造工程で使用される添加薬品などに由来する有機物を主成分とする非水溶性の粘着物質である。一般に、ピッチはパルプ又は紙の製造工程中、特に白水中では、コロイド状になって分散しているが、何らかの外的作用、例えば、大きなせん断力、ｐＨの急激な変化、硫酸バンドの過剰添加などにより、コロイド状態が破壊されて凝集し、巨大化すると考えられている。凝集し、巨大化したピッチはその粘着性によりパルプや紙へ付着し、またファンポンプ、配管内、チェスト、ワイヤー、フェルト、ロールなどの製造装置へも付着する。さらに、ピッチは後に剥離してパルプや紙へ再付着し、紙の汚点、欠点の発生による品質の低下や、断紙の発生による生産性、作業性の低下などのピッチ障害を引き起こす。近年、紙の多様化による使用薬品類の増加と、工程で使用する水のクローズド化が進むにつれて、従来にも増してピッチ障害が多くなるとともに、複雑化している。
【０００３】
従来からピッチ障害に対していろいろな方法が提案されてきた。例えば、ピッチの要因物を少なくする方法として、木材やチップのシーズニングによるピッチの原因物の低減と除去や、パルプの洗浄強化や白水の清浄化を強化する方法が行われてきた。しかし、シーズニングは、長期間かけることでその効果が発挿されるために、かつては６か月ないし１年のシーズニング期間がとられていたが、広い敷地を必要とすることや、生産量の増加により原木やチップの確保及び保管が難しくなり、シーズニング期間は３か月ないし５か月へと短縮せざるを得なくなり、この方法には限界がある。また、パルプの洗浄強化と白水の清浄化強化は水のクローズド化が進んでいるため、さらに大きな改善は困難であるので期待できない。
【０００４】
特開昭５８−１３７９５号公報には、少ない添加量で効果的にピッチ障害を防止することができる製紙用ピッチ付着防止剤として、構成単位としてマレイン酸又はマレインアミド酸とイソブチレン、ジイソブチレン又はスチレンとを含む重合体及びノニオン性界面活性剤を含有する製紙用ピッチ付着防止剤が提案されている。抄紙工程中のピッチ状樹脂の沈積の減少方法として、特開昭５７−１４９５９１号公報には、パルプスラリーにジアリルジメチルアンモニウムクリドとアクリルアミドの共重合体を添加する方法が提案され、特開昭５７−１４９５９２号公報には、パルプスラリーにジアリルジメチルアンモニウムクロリド、ジアリルジエチルアンモニウムクロリド、アクリルアミド及びアクリル酸塩の共重合体を添加する方法が提案されている。特開昭５５−８０５９８号公報には、良好なピッチ障害抑制効果を有し、起泡性や、サイジング剤の定着低下を起こさないピッチ障害の抑制方法として、抄紙工程中のパルプスラリーに脂肪酸エステルを添加する方法が提案され、特開昭５５−４５８５７号公報には、サイズ度に悪影響を与えることなく、顕著なピッチ抑制効果を得ることができるピッチ障害の抑制方法として、製紙工程にアルキルアミンのエチレンオキシド付加物である非イオン界面活性剤を添加する方法が提案されている。さらに、特開平２−１８２９９５号公報には、製紙機フェルトなどの装置部品への粘着物の析出を防止する方法として、装置部品にカチオン性ポリマーを含む水溶液と、非イオン又はカチオン界面活性剤を含む水溶液を適用する方法が提案されている。界面活性剤によってピッチを分散する方法は簡便で有効な方法であるが、イオン性の異なる物質と凝集して効果が失われる。さらに系内のピッチ量の減少を伴わないために、状況の変化により分散不良となり、急にピッチが発生する危険性を常に有している。
【０００５】
特開昭５９−１０５８４２号公報には、パルプ中に含まれるピッチ成分の吸着性能を高めるパルプピッチ吸着剤として、天然タルク粉末に少量の非膨潤性雲母粉末を混合してなる製紙用パルプピッチ吸着剤が提案され、特開昭６０−９４６８７号公報には、製紙工程において発生するピッチを吸着して系外へ取り出すための製紙用ピッチ吸着剤として、ハイドロタルサイト類を含有してなる製紙用ピッチ吸着剤が提案されている。タルク、クレイ、その他の多孔性無機物質を添加する方法はピッチ粒子に吸着してピッチの粘着性、付着性を低下させ、さらにこれを無機物填料として紙に抄き込む方法であり、現在、ピッチコントロールの主流となっている。これらの多孔性無機物は安価であるが、ピッチの吸着が必ずしも十分ではなく、紙への定着も低いために、白水の汚濁やスラッジ沈積の原因になるほかに、ワイヤーの磨耗、損傷が大きく、その改善が望まれている。
【０００６】
ピッチを溶解、分散して除去する方法として、パークロルエタン、トリクロルエタン、灯油などのピッチ可溶性有機溶剤を添加する方法も提案されているが、環境汚染と安全性の面で懸念が抱かれる。
【０００７】
また、特表２００３−５１７５２０号公報及び米国特許第５１３９６１６号にはリモネンを用いて古紙からピッチを除去する方法が提案されているが、必ずしも十分な効果が得られるとは言えない。
【特許文献１】特開昭５８−１３７９５号公報
【特許文献２】特開昭５７−１４９５９１号公報
【特許文献３】特開昭５７−１４９５９２号公報
【特許文献４】特開昭５５−８０５９８号公報
【特許文献５】特開昭５５−４５８５７号公報
【特許文献６】特開平２−１８２９９５号公報
【特許文献７】特開昭５９−１０５８４２号公報
【特許文献８】特開昭６０−９４６８７号公報
【特許文献９】特表２００３−５１７５２０号公報
【特許文献１０】米国特許第５１３９６１６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、パルプ又は紙の製造工程において、ピッチ原因物質やピッチ発生状況によらず、広い範囲で適用し、紙の汚点、欠点、断紙、作業性の低下などのピッチ障害を効果的に抑制、防止することができるピッチコントロール剤及びピッチコントロール方法を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、リモネン、ノニオン性界面活性剤及びアルカリ性化合物を用いることにより、パルプ又は紙の製造工程において、効果的にピッチ障害を防止し得ることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、
（１）リモネンと、ノニオン性界面活性剤と、アルカリ性化合物とを含有するピッチコントロール剤、
（２）ノニオン性界面活性剤が、ポリオキシアルキレンアルキルエステルである（１）記載のピッチコントロール剤、
（３）パルプ又は紙の製造工程において、（１）または（２）に記載のピッチコントロール剤を、パルプ１００重量部に対して有効成分として０.００１〜２重量部添加することを特徴とするピッチコントロール方法、
（４）紙の製造工程において、ピッチが付着する製造装置に、（１）または（２）に記載のピッチコントロール剤を噴霧することを特徴とするピッチコントロール方法、
を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のピッチコントロール剤及びピッチコントロール方法によれば、リモネン、ノニオン性界面活性剤及びアルカリ性化合物の３成分間の相乗効果を利用して、パルプ又は紙の製造工程において発生するピッチ障害を、効果的に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のピッチコントロール剤は、リモネン、ノニオン性界面活性剤及びアルカリ性化合物を含有する。
【００１３】
本発明に用いるリモネンは主として柑橘類の果皮やハッカ等の植物に含まれる天然物質であり、水蒸気蒸留等の抽出操作により単離される。リモネンには光学異性体としてｄ体、ｌ体が存在するが、ともに本発明に適用可能であり、それらの混合物を用いることもできる。
【００１４】
本発明に用いるノニオン性界面活性剤に特に制限はなく、例えばポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンスチリルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエステル、ソルビタンアルキルエステル、ポリオキシアルキレンソルビタンアルキルエステルおよびオキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマーなどが挙げられる。このうち、可溶化力に優れるという理由からポリオキシアルキレンアルキルエステル、特にポリオキシエチレン脂肪酸エステルが好ましく用いられる。
【００１５】
本発明に用いるアルカリ性化合物としては水酸化アルカリ金属が挙げられる。水酸化アルカリ金属としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム及び炭酸水素ナトリウム等のアルカリ金属の炭酸塩；並びにアルカリ土類金属の炭酸塩等が挙げられる。
【００１６】
本発明において、リモネン、ノニオン性界面活性剤及びアルカリ性化合物を含有するピッチコントロール剤として用いることにより、これらの３成分の間に顕著な相乗効果が発現し、ピッチの付着を効果的に防止することができる。リモネン、ノニオン性界面活性剤及びアルカリ性化合物の配合割合に特に制限はないが、リモネン及びノニオン性界面活性剤についてはいずれもピッチコントロール剤中の全有効成分の１０重量％以上含有されることが好ましい。いずれかの成分の含有量が全有効成分の１０重量％未満であると、３成分の相乗効果が十分に発現しないおそれがある。
【００１７】
本発明のピッチコントロール方法の第一の態様においては、パルプ又は紙の製造工程において、本発明のピッチコントロール剤を、パルプ１００重量部に対して有効成分として０.００１〜２重量部、より好ましくは０.０５〜１重量部添加する。ピッチコントロール剤の有効成分の添加量が、パルプ１００重量部に対して０.００１重量部未満であると、ピッチの付着防止効果が十分に発現しないおそれがある。ピッチコントロール剤の添加量は、パルプ１００重量部に対して有効成分として２重量部以下で十分な効果が得られ、通常はパルプ１００重量部に対して有効成分として２重量部を超えるピッチコントロール剤を添加する必要はない。
【００１８】
本発明のピッチコントロール方法の第二の態様においては、紙の製造工程において、ピッチが付着する製造装置に、本発明のピッチコントロール剤を噴霧する。ピッチが付着しやすい製造装置としては、例えば、ワイヤー、フェルト、ロールなどを挙げることができる。ピッチコントロール剤は、水溶液として噴霧することが好ましい。ピッチコントロール剤の噴霧の方法に特に制限はないが、洗浄シャワーラインに１０〜１,０００ppm圧入し、噴霧することが好ましい。
【００１９】
本発明において、リモネン、ノニオン性界面活性剤及びアルカリ性化合物の３成分が相乗的な効果を発揮する機構は明らかではないが、おおよそ次のように推定される。
【００２０】
リモネンはピッチを溶解し、アルカリ性剤はピッチを加水分解する。加水分解した表面を溶解することで、加水分解が促進する。また、界面活性剤の働きによりアルカリ性化合物及びリモネンが内部へ浸透し、内部からも溶解および加水分解を促進し、相乗効果を発揮すると推定される。
【実施例】
【００２１】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
【００２２】
なお、実施例及び比較例において、リモネンとしてｄ−リモネン［和光純薬工業社製］、ノニオン性界面活性剤としてポリオキシエチレン（１０モル付加）ひまし油脂肪酸エステル［和光純薬工業社製］、アルカリ性化合物として水酸化ナトリウム［和光純薬工業社製］を用いた。
【００２３】
下記実施例及び比較例で用いたピッチコントロール剤の配合組成を表１に示す。
【００２４】
【表１】
2008007862.tif 000002
〔洗浄試験〕
実施例１
段ボール古紙から中芯を製造している製造ラインより採取した付着物を採取して試料とした。この試料を、クロロホルム／ベンゼン＝１／１（容量比）の混合溶媒を用い、ソックスレー抽出し、抽出液から溶媒を蒸発させた抽出物をクロロホルム溶媒に再溶解して濃度３重量％のピッチ試料を調製した。
【００２５】
このピッチ試料を、５０ｍｍ×２４０ｍｍ×０．０５ｍｍのステンレスシートの片面に０．１２ｇの固形分となるように塗布した。
【００２６】
ピッチ試料を塗布したステンレスシートを容量５００ｍＬのビーカーの壁面に塗布面が内側を向くように立て掛けた。ピッチコントロール剤Ａを有効成分が２ｗ／ｖ％となるように水で希釈したもの４００ｍＬをビーカーに注ぎ、液温を３５℃に保ち、マグネチックスターラーを用いて５００ｒｐｍで６０分間撹拌した。
【００２７】
かかる試験後にステンレスシートに残存した固形分の重量を測定し、下記式に基づいて洗浄率を計算したところ、７５％であった。
洗浄率（％）＝１００−（０．１２ｇ−残存固形物重量）／０．１２ｇ×１００
実施例２
ピッチコントロール剤として、ピッチコントロール剤Ｂを用いた以外は、実施例１と同じ操作を行った。洗浄率は５０％であった。
実施例３
ピッチコントロール剤として、ピッチコントロール剤Ｃを用いた以外は、実施例１と同じ操作を行った。洗浄率は７０％であった。
実施例４
ピッチコントロール剤として、ピッチコントロール剤Ｄを用いた以外は、実施例１と同じ操作を行った。洗浄率は７０％であった。
実施例５
ピッチコントロール剤として、ピッチコントロール剤Ｅを用いた以外は、実施例１と同じ操作を行った。洗浄率は６０％であった。
実施例６
ピッチコントロール剤として、ピッチコントロール剤Ｆを用いた以外は、実施例１と同じ操作を行った。洗浄率は５５％であった。
比較例１
ピッチコントロール剤を希釈したものの替わりに水４００ｍＬを用いた以外は、実施例１と同じ操作を行った。洗浄率は４％であった。
比較例２
ピッチコントロール剤として、ピッチコントロール剤Ｇを用いた以外は、実施例１と同じ操作を行った。洗浄率は２３％であった。
比較例３
ピッチコントロール剤として、ピッチコントロール剤Ｈを用いた以外は、実施例１と同じ操作を行った。洗浄率は４２％であった。
比較例４
ピッチコントロール剤として、ピッチコントロール剤Ｉを用いた以外は、実施例１と同じ操作を行った。洗浄率は４０％であった。
比較例５
ピッチコントロール剤として、ピッチコントロール剤Ｊを用いた以外は、実施例１と同じ操作を行った。洗浄率は３７％であった。
【００２８】
実施例１〜６及び比較例１〜５の結果を表２に示す。
【００２９】
【表２】
2008007862.tif 000003
表２に見られるように、ｄ−リモネン、ポリオキシエチレン（１０モル付加）ひまし油脂肪酸エステル及び水酸化ナトリウムを含有する本発明のピッチコントロール剤を用いた実施例１〜６では、ピッチコントロール剤を用いなかった比較例１に比べて、顕著に高い洗浄率を示した。これに対して、上記３成分のうちいずれかが含まれていないピッチコントロール剤を用いた比較例２〜５では一定程度の洗浄効果は認められるものの、十分に高い洗浄率は得られなかった。この結果から、ｄ−リモネン、ポリオキシエチレン（１０モル付加）ひまし油脂肪酸エステル及び水酸化ナトリウムの３成分の間に特異的な相乗効果が現れ、ピッチの付着が効果的に防止されることが分かる。
〔起泡試験〕
実施例７
ピッチコントロール剤Ａ〜Ｆを有効成分濃度が５００ｐｐｍとなるように希釈して得た液体１Ｌを、直径約７ｃｍ、容積約２Ｌのガラス製円筒状容器に注入した。ポンプにより、底部から当該液体を抜き、上記容器の上部から同液体を容器内部へ落下させることにより液体を循環落下させた。循環の速度は約１５Ｌ／分とし、５分後の泡の高さを測定した。
比較例６
ピッチコントロール剤を希釈したものの替わりに水１Ｌを用いた以外は、実施例１と同じ操作を行った。
比較例７
ピッチコントロール剤Ｇ〜Ｊを用いた以外は実施例７と同様の操作を行った。
【００３０】
実施例７及び比較例６〜７の結果を表３に示す。
【００３１】
【表３】
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表３に見られるように、ｄ−リモネン、ポリオキシエチレン（１０モル付加）ひまし油脂肪酸エステル及び水酸化ナトリウムを含有する本発明のピッチコントロール剤を用いた実施例７では、ピッチコントロール剤を用いなかった比較例６及び、界面活性剤が配合されていないピッチコントロール剤Ｇ及びＩを用いた場合に比べて、若干の起泡が認められた。一方、界面活性剤が配合されているピッチコントロール剤Ｈ及びＪを用いた場合と実施例とを比べると、泡泡が顕著に抑制されていることが分かる。
実施例８
某製紙工場の抄紙機プレス工程における１番プレスフェルトのフェルト洗浄用高圧シャワー水（約２０ｋｇ／ｃｍ2の水圧）にピッチコントロール剤Ａを有効成分の濃度が０．０２重量％となるように連続注入し、３ヶ月間操業後、使用済みフェルトの一部を採取し、フェルトに付着したピッチ量を測定した。なお、ここでいうピッチ量とはフェルトの重量に対するピッチ重量の比（％）である。
実施例９
ピッチコントロール剤Ｂを用いたこと以外は実施例８と同様の操作を行った。
比較例８
ピッチコントロール剤を用いなかったこと以外は実施例８と同様の操作を行った。
比較例９
ピッチコントロール剤Ｈを用いたこと以外は実施例８と同様の操作を行った。
【００３２】
実施例８及び比較例８〜９の結果を表４に示す。
【００３３】
【表４】
2008007862.tif 000005
表４に見られるように、ｄ−リモネン、ポリオキシエチレン（１０モル付加）ひまし油脂肪酸エステル及び水酸化ナトリウムを含有する本発明のピッチコントロール剤を用いた実施例８では、ピッチコントロール剤を用いなかった比較例８及び、水酸化ナトリウムが配合されていないピッチコントロール剤Ｈを用いた場合に比べて、ピッチ量が顕著に減少したことが分かる。