(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルプスラリーを、ワイヤパート、プレスパート及びドライヤパートを通過させて脱水し、パルプシートを製造する方法であって、該パルプスラリーがエーテル型の非イオン性界面活性剤を含有し、前記非イオン性界面活性剤が、ポリオキシプロピレンの単独重合体であることを特徴とするパルプシートの製造方法。
【請求項２】
前記ポリオキシプロピレンの単独重合体が、下記式（ＩＩＩ）で示される重合体である請求項１に記載のパルプシートの製造方法。
Ｒ５Ｏ−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｇ−Ｒ６  ・・・（ＩＩＩ）
（式中、Ｒ５及びＲ６は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜２８のアルキル基であり、ｇは５〜２０である。）
【請求項３】
エーテル型の非イオン性界面活性剤を含むパルプスラリー用脱水向上剤であって、該エーテル型の非イオン性界面活性剤が、ポリオキシプロピレンの単独重合体であるパルプスラリー用脱水向上剤。
【請求項４】
前記単独重合体が下記式（ＩＩＩ）で表される単独重合体である請求項３に記載のパルプスラリー用脱水向上剤。
Ｒ５Ｏ−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｇ−Ｒ６  ・・・（ＩＩＩ）
（式中、Ｒ５及びＲ６は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜２８のアルキル基であり、ｇは５〜２０である。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルプシートの製造方法及びパルプスラリー用脱水向上剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
パルプ工場で生産されたパルプは、シート状に加工され、パルプシートとして貯蔵される。パルプシートの乾燥方法としては、加熱乾燥が挙げられるが、加熱による乾燥のみでは、燃料の消費量が多くなるため、製造コストの観点から好ましくない。
そこで、パルプシートは、通常、ワイヤパート、プレスパート、ドライヤパートを通過させて脱水されるが、パルプシートは再離解して使用され、ほぐれ易さが要求されるため、製紙機械のように大きな圧力をかけて脱水することは通常行われない。すなわち、プレスパートでは、緩やかに脱水が行われ、その後のドライヤパート（乾燥工程）で水分を蒸発させる必要があり、そのための熱量が必要となる。具体的には、重油などの燃料が多量に必要となる。
【０００３】
従来の方法としては、抄紙マシンのプレスパートにおいて、濾水性（脱水性）を向上させるために、パルプスラリーに有機ポリマーを添加し、フロックを形成して、濾水性を向上させることが行われている。すなわち、凝集剤である有機ポリマーを使ってパルプを凝集させ、フロックを形成させて、水抜けを良好にする方法である。フロックを作るためには、有機ポリマーにコロイダルシリカなどの無機物質を組み合わせるなど多種多様の処理方法が知られている（非特許文献１）。
しかしながら、パルプ原料として販売されるパルプシートを製造するマシンでは、パルプの荷電状態を変える有機ポリマー、および、スケールとなるコロイダルシリカなどの添加はパルプ品質に影響するため好まれない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】紙パ技協誌、２００４年２月号９ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、抄紙マシンを用いた製紙方法において、脱水のために使用される有機ポリマーは、パルプ品質に影響を及ぼすため、パルプシートの製造方法に適用することは適切ではない。したがって、ドライヤパートの前に、シート状パルプの含水率を下げることが困難になり、ドライヤパートでの水分の蒸発のための大きな熱量を必要とし、例えば、重油などの燃料が多量に必要になる。
なお、本願明細書では、ドライヤパートを通過する前をシート状パルプと称し、ドライヤパートを通過させて、乾燥した後をパルプシートと称する。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑み、パルプスラリーを、ワイヤパート、プレスパート及びドライヤパートを通過させて脱水し、パルプシートを製造する方法に関し、ドライヤパートの前に（シート状パルプの状態での）水分含有量を下げ得る、パルプシートの製造方法及びパルプスラリー用脱水向上剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明は、以下の（１）〜（９）を提供するものである。
（１）パルプスラリーを、ワイヤパート、プレスパート及びドライヤパートを通過させて脱水し、パルプシートを製造する方法であって、該パルプスラリーがエーテル型の非イオン性界面活性剤を含有することを特徴とするパルプシートの製造方法。
（２）上記非イオン性界面活性剤が、構造単位中にポリオキシプロピレン鎖及びポリオキシブチレン鎖の少なくともいずれかを有する重合体である上記（１）に記載のパルプシートの製造方法。
（３）上記非イオン性界面活性剤が、構造単位中に、ポリオキシエチレン鎖及びポリオキシプロピレン鎖を有する共重合体である上記（１）又は（２）に記載のパルプシートの製造方法。
（４）上記共重合体中のポリオキシプロピレン鎖の含有量が８５質量％以上である上記（３）に記載のパルプシートの製造方法。
（５）上記共重合体が下記式（Ｉ）又は（ＩＩ）で表されるブロック共重合体である上記（３）又は（４）に記載のパルプシートの製造方法。
Ｒ１Ｏ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ａ−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｂ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ｃ−Ｒ２・・・（Ｉ）
（式中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜２８のアルキル基であり、ａ＋ｃは１〜１０であり、ｂは５〜４０である。）
Ｒ３Ｏ−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｄ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ｅ−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｆ−Ｒ４・・・（ＩＩ）
（式中、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜２８のアルキル基であり、ｅは１〜１０であり、ｄ＋ｆは５〜４０である。）
（６）上記非イオン性界面活性剤が、ポリオキシプロピレンの単独重合体である上記（１）又は（２）に記載のパルプシートの製造方法。
（７）上記ポリオキシプロピレンの単独重合体が、下記式（ＩＩＩ）で示される重合体である上記（６）に記載のパルプシートの製造方法。
Ｒ５Ｏ−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｇ−Ｒ６・・・（ＩＩＩ）
（式中、Ｒ５及びＲ６は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜２８のアルキル基であり、ｇは５〜２０である。）
（８）エーテル型の非イオン性界面活性剤を含むパルプスラリー用脱水向上剤であって、該エーテル型の非イオン性界面活性剤が、ポリオキシプロピレンの単独重合体又は構造単位中にポリオキシエチレン鎖及びポリオキシプロピレン鎖を有する共重合体であって、該共重合体のポリオキシプロピレン鎖の含有量が８５質量％以上であるパルプスラリー用脱水向上剤。
（９）上記共重合体が下記式（Ｉ）又は（ＩＩ）で表されるブロック共重合体、若しくは、上記単独重合体が下記式（ＩＩＩ）で表される単独重合体である上記（８）に記載のパルプスラリー用脱水向上剤。
Ｒ１Ｏ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ａ−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｂ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ｃ−Ｒ２・・・（Ｉ）
（式中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜２８のアルキル基であり、ａ＋ｃは１〜１０であり、ｂは５〜４０である。）
Ｒ３Ｏ−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｄ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ｅ−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｆ−Ｒ４・・・（ＩＩ）
（式中、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜２８のアルキル基であり、ｅは１〜１０であり、ｄ＋ｆは５〜４０である。）
Ｒ５Ｏ−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｇ−Ｒ６・・・（ＩＩＩ）
（式中、Ｒ５及びＲ６は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜２８のアルキル基であり、ｇは５〜２０である。）
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、パルプスラリーをワイヤパート、プレスパート及びドライヤパートを通過させて脱水し、パルプシートを製造する方法に関し、ドライヤパートの前に水分含有量を十分に下げることのできる、パルプシートの製造方法及びパルプスラリー用脱水向上剤を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】パルプシートの製造工程を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明のパルプシートの製造方法は、パルプスラリーからパルプシートを形成するにあたり、パルプスラリーをワイヤパート、プレスパート、及びドライヤパートを通過させて脱水するものであって、該パルプスラリーがエーテル型の非イオン性界面活性剤を含有することを特徴とする。
【００１１】
（非イオン性界面活性剤）
本発明で用いるエーテル型の非イオン性界面活性剤は、高級アルコールやアルキルフェノールなど水酸基を持つ原料に、酸化エチレン等を付加させて得られるものであり、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテルなどが挙げられる。また、疎水基としてポリプロピレングリコールを用いたポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールなども、当該エーテル型の非イオン性界面活性剤の範疇に入る。
【００１２】
本発明で用いるエーテル型の非イオン性界面活性剤としては、構造単位として、疎水基であるポリオキシプロピレン鎖及びポリオキシブチレン鎖の少なくとも１種を有する重合体であることが好ましい。特に、ポリオキシプロピレン鎖（以下「ＰＯ」と記載することがある。）及びポリオキシエチレン鎖（以下「ＥＯ」と記載することがある。）を有する共重合体（以下「ＰＯＥＯ共重合体」と記載することがある。）が好ましく、その中でも、ＰＯの含有量が８５質量％以上である共重合体が好ましい。また、ＰＯの含有量が１００質量％、すなわち、ポリオキシプロピレン鎖のみからなる、プロピレンオキシドの単独重合体（以下「ＰＯ単独重合体」と記載することがある。）も好ましい態様である。
ＰＯＥＯ共重合体としては、ランダム共重合体であってもよいし、ブロック共重合体であってもよいが、パルプへの定着の点から、ブロック共重合体が好ましい。ＰＯＥＯ共重合体は、１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて使用することもできる。
【００１３】
また、末端の構造に関しては、特に制限はなく、水素原子であってもアルキル基であってもよい。具体的な構造としては、以下のようなものが好適に挙げられる。
Ｒ１Ｏ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ａ−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｂ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ｃ−Ｒ２  ・・・（Ｉ）
（式中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜２８のアルキル基であり、ａ＋ｃは１〜１０であり、ｂは５〜４０である。）
Ｒ３Ｏ−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｄ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ｅ−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｆ−Ｒ４  ・・・（ＩＩ）
（式中、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜２８のアルキル基であり、ｅは１〜１０であり、ｄ＋ｆは５〜４０である。）
Ｒ５Ｏ−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｇ−Ｒ６  ・・・（ＩＩＩ）
（式中、Ｒ５及びＲ６は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜２８のアルキル基であり、ｇは５〜２０である。）
【００１４】
上記式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のうち、少なくとも一方の末端（Ｒ２、Ｒ４及びＲ６）は水素原子であることが好ましく、両末端（Ｒ１〜Ｒ６）が水素原子であることがより好ましい。一方、末端がアルキル基の場合には、片末端（Ｒ１、Ｒ３及びＲ５）がアルキル基であり、他の末端（Ｒ２、Ｒ４及びＲ６）が水素原子であることが好ましい。当該末端のアルキル基の炭素数としては、１〜２８であることが好ましく、さらには、１〜１８であることが好ましい。
また、平均分子量としては、数平均分子量で３００〜３０００の範囲であることが好ましく、さらには、４００〜２５００の範囲であることが好ましい。なお、数平均分子量は、ＧＰＣ（Gel  Permeation  Chromatography；ゲル浸透クロマトグラフィー）により測定し、標準物質としてポリスチレンを用いて換算した分子量である。
【００１５】
両末端が水素原子であるエーテル型の非イオン性界面活性剤の好ましい態様としては、下記式（Ｉ'）又は（ＩＩ’）で表される、ＰＯ及びＥＯのトリブロック共重合体が挙げられ、また式（ＩＩＩ’）で表されるＰＯ単独重合体が挙げられる。
【００１６】
ＨＯ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ａ−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｂ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ｃ−Ｈ  ・・・（Ｉ’）
ＨＯ−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｄ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ｅ−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｆ−Ｈ  ・・・（ＩＩ’）
ＨＯ−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｇ−Ｈ  ・・・（ＩＩＩ’）  
上記式（Ｉ’）中、ａ＋ｃは１〜１０であり、ｂは５〜４０である。また、上記式（ＩＩ’）中、ｅは１〜１０であり、ｄ＋ｆは５〜４０である。上記式（ＩＩＩ’）中、ｇは１〜４０、好ましくは５〜２０である。
【００１７】
上記式（Ｉ’）で表される構造を有するＰＯＥＯブロック共重合体は、例えば、両末端にヒドロキシル基を有するプロピレンオキシドに、エチレンオキシドを付加反応させることにより得ることができる。
また、上記式（ＩＩ’）で表される構造を有するＰＯＥＯブロック共重合体は、例えば、両末端にヒドロキシル基を有するエチレンオキシドに、プロピレンオキシドを付加反応させることにより得ることができる。
上記式（ＩＩＩ’）で表される構造を有するプロピレンオキシド重合体は、例えば、プロピレンオキシドをアニオン開環重合させることにより得ることができる。
【００１８】
（パルプシートの製造方法）
パルプシートの製造方法について、以下、図１を用いて説明する。図１はパルプスラリーからパルプシートを製造する方法を示す模式図である。当該工程は、パルプスラリーを製造しておいて、該パルプスラリーからパルプシートを製造するものである。すなわち、原質調製工程（パルプスラリーの製造工程）１０とパルプシート製造工程２０を含むものである。
まず、原質調製工程１０において、パルプ受け入れタンク１４内で、パルプと水とが導入されてパルプスラリーが調製される。なお、水はピット１１から供給されるが、ピット１１には、後述するパルプシートの製造工程２０で回収される濾液を還流して再利用してもよい（図示せず）。
次いで、パルプシート製造工程２０において、該パルプスラリーは、シートマシン２１でシート状にされ（シート状パルプ３０）、その後、ワイヤパート２２、プレスパート２３、及びドライヤパート２４で脱水され、パルプシートが形成される。
【００１９】
＜パルプスラリー＞
パルプスラリーは、パルプを水に懸濁させて得られる液状物であり、不溶性懸濁物の濃度は、通常、０．２〜２．０質量％程度であり、好ましくは０．５〜１．５質量％、より好ましくは０．７〜１．３質量％である。
前記界面活性剤は、当該パルプスラリーや後述するシートマシン２１、パルプスラリーを貯留するチェスト１５等に添加することができるが、パルプ受け入れタンク１４にて、パルプスラリーに添加することが、製造が容易であるとの観点から好ましい。
界面活性剤の添加量は、パルプスラリーに含まれる不溶性懸濁物に対して、０．００１〜０．１質量％であることが好ましく、０．００５〜０．０５質量％であることがさらに好ましく、０．０１〜０．０２質量％であることが特に好ましい。
なお、パルプスラリーには、本発明の効果を阻害しない範囲で、パルプシートの製造に通常用いられる添加剤を添加することができ、例えば、ｐＨ調整剤、防腐剤、柔軟剤、帯電防止剤、消泡剤、上述の界面活性剤以外の界面活性剤などが挙げられる。これらの添加剤は、通常、第１添加装置６０又は第２添加装置７０から、それぞれ第１薬注管６１及び第２薬注管７１にて供給される。
【００２０】
＜ワイヤパート＞
ワイヤパート２２は、シートマシン２１で形成されたシート状パルプ３０を脱水して、プレスパート２３に送るための金網状のワイヤコンベアを備える。シート状パルプ３０はワイヤコンベア上で重力による脱水または真空脱水される。
【００２１】
＜プレスパート＞
プレスパート２３はフェルトコンベアで構成され、シート状パルプ３０を互いに対向するロールの間に挟んでプレス脱水する。このプレス脱水過程で、通常の抄紙であれば、高い圧力によって、ドライヤパート前に極力脱水することが好ましいが、本発明においては、上述のように、再離解して使用され、ほぐれ易さが要求されることから、高い圧力をかけて脱水することは好ましくない。したがって、通常の抄紙であれば、プレスパート出口での含水率を５５〜４５％となるように圧力をかけるが、本発明においては、プレスパート出口での含水率が６０％程度となるような圧力でプレスする。
【００２２】
＜ドライヤパート＞
ドライヤパート２４では、シート状パルプの加熱乾燥が行われる。加熱方法としては、特に制限はなく、熱風式エアドライヤ、ＩＲドライヤ、シリンダードライヤ等を使用することができる。本発明においては、最終的なパルプシートの水分含有量が、１０〜２５％であることが好ましく、１５〜２０％であることがさらに好ましい。
【００２３】
（含水率の測定方法）
含水率の測定方法としては、乾燥機による方法、赤外線による加熱乾燥の方法、近赤外線による方法などが挙げられる。
乾燥機による方法は、パルプの絶乾率を試験するＪＩＳ  Ｐ  ８２０２に準じて行われ、試料を採取して、１０５℃の恒温加熱乾燥器内で一晩放置して乾固させ、その後、デシケーター中で室温に戻して、乾燥前後の試料の重量差から水分量を求めることにより測定される。
赤外線による加熱乾燥の方法は、含水率を迅速に測定することができる。例えば、試料を栗田工業株式会社製「クリガンスイ」（商品名）に入れ、赤外線を照射して水分の蒸発による質量変化から含水率を測定する。
近赤外線による方法は、例えば、株式会社ケット科学研究所製の近赤外水分計「ＫＪＴ−１３０」（商品名）などを使い行われる。近赤外線とは、可視光線より波長の長く、赤色の外側にある見えない光であり、水分に対しよく吸収するため、近赤外線を含む光を照射してその反射率を測定することで含水率を測定する。
【実施例】
【００２４】
実施例１
長い針葉樹パルプ（ＮＢＫＰ）のスラリーを使用し、下記式（Ａ）で示される界面活性剤を、パルプスラリーに含まれる不溶性懸濁物に対して、０．０２質量％配合し、動的遮水性試験機「ＤＤＡ（ダイナミック・ドレネージ・アナライザー）」（Ａｂ  Ａｋｒｉｂｉ  Ｋｅｍｉｋｏｎｓｕｌｔｅｒ社製）を用いて、シート状パルプを得た。なお、当該界面活性剤のポリオキシプロピレン鎖の含有比率（ＰＯ／（ＰＯ＋ＥＯ）、質量比）は、０．９０である。
ＨＯ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ａ−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｂ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ｃ−Ｈ  ・・・（Ａ）
（ａ＋ｃ及びｂが、それぞれ５、及び３５である。）
【００２５】
次いで、該シート状パルプを、プレス脱水試験機「角型シートマシンプレス機  Ｎｏ２５７０」（熊谷理機工業株式会社製）を用い、シート状パルプをワイヤーとろ紙に挟み込み、３．５ｋｇ／ｃｍ２で１０秒間加圧した後、該シート状パルプの含水率を測定した。結果を第１表に示す。なお、含水率は乾燥機による方法により測定した。以下の実施例２〜４、比較例１、及び参考例１も同様である。
【００２６】
実施例２
実施例１において、界面活性剤として、下記式（Ｂ）で示される界面活性剤を用いたこと以外は実施例１と同様にしてシート状パルプを得、該シート状パルプの含水率を測定した。結果を第１表に示す。
ＨＯ−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｇ−Ｈ  ・・・（Ｂ）  
（ｇは７である。）
【００２７】
実施例３
実施例１において、界面活性剤として、下記式（Ｃ）で示される界面活性剤を用いたこと以外は実施例１と同様にしてシート状パルプを得、該シート状パルプの含水率を測定した。結果を第１表に示す。なお、当該界面活性剤のポリオキシプロピレン鎖の含有比率（ＰＯ／（ＰＯ＋ＥＯ）、質量比）は、０．８９である。
ＨＯ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ｄ−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｅ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ｆ−Ｈ  ・・・（Ｃ）
（ｄ＋ｆ及びｅが、それぞれ５及び３０である。）
【００２８】
実施例４
実施例１において、界面活性剤として、下記式（Ｄ）で示される界面活性剤を用いたこと以外は実施例１と同様にしてシート状パルプを得、該シート状パルプの含水率を測定した。結果を第１表に示す。なお、当該界面活性剤のポリオキシプロピレン鎖の含有比率（ＰＯ／（ＰＯ＋ＥＯ）、質量比）は、０．８０である。
ＨＯ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ｈ−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｉ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ｊ−Ｈ  ・・・（Ｄ）
（ｈ＋ｊ及びｉが、それぞれ１０、及び３０である。）
【００２９】
比較例１
実施例１において、界面活性剤を添加しなかったこと以外は、実施例１と同様にして、シート状パルプを得、該シート状パルプの含水率を測定した。結果を第１表に示す。
【００３０】
参考例１
実施例１において、カチオン性有機ポリマー（栗田工業株式会社製「ハイホールダー（登録商標）８２１」）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、シート状パルプを得、該シート状パルプの含水率を測定した。結果を第１表に示す。
なお、カチオン性有機ポリマーは、パルプ繊維のアニオン部位とポリマーのカチオン基が反応して凝集する。抄紙マシンでは使用されるが、原料として販売するシート状パルプの製造においては、パルプ品質に影響を与えるため使用を避けられている。効果の参考として示す。
【００３１】
【表１】
0006908097.tif 000002
【００３２】
第１表から明らかなように、本発明の非イオン性界面活性剤を用いることによって、プレス脱水後の含水率を低下させることができる。特にＰＯ比率（疎水部比率）の大きな実施例１及び２においては、抄紙マシンで用いられるカチオン性有機ポリマー（参考例１）と比較しても、優れた脱水性能を示すことがわかる。
【符号の説明】
【００３３】
１０  原質調製工程
１１  ピット
１４  パルプ受け入れタンク
１５  チェスト
２０  パルプシート製造工程
２１  シートマシン
２２  ワイヤパート
２３  プレスパート
２４  ドライヤパート
３０  シート状パルプ
３１  第１流路管
３２  第２流路管
６０  第１添加装置
６１  第１薬注管
７０  第２添加装置
７１  第２薬注管
【図１】
0006908097.tif 000003