(57)【要約】【課題】            抄紙機用フェルトの使用による汚れ、特に硫酸カルシウムを含む無機物と、有機物とによる複合汚れを効率的に除去できる洗浄剤の提供。【解決手段】        脂肪族アミン(A)、好ましくはポリオキシエチレンアルキルアミン、スルファミン酸(B)および水溶性アクリル酸系ポリマー(C)を含有してなる抄紙用フェルト洗浄剤であり、各成分の好ましい混合割合は、(A)８０〜５０重量部、(B)２０〜５０重量部からなる混合物１００重量部あたり、(C)１５〜４０重量部を配合したものである。【選択図】          なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
脂肪族アミン(A)、スルファミン酸(B)および水溶性アクリル酸系ポリマー(C)を含有してなる抄紙用フェルト洗浄剤。
【請求項２】
脂肪族アミン(A)８０〜５０重量部、スルファミン酸(B)２０〜５０重量部からなる混合物１００重量部あたり、水溶性アクリル酸系ポリマー(C)１５〜４０重量部を配合してなる請求項１記載の抄紙用フェルト洗浄剤。
【請求項３】
脂肪族アミンが式(1)で表されるポリオキシエチレンアルキルアミンであることを特徴とする請求項１または２に記載の抄紙用フェルト洗浄剤。
R-N-[(CH2CH2O)m-H][(CH2CH2O)n-H]・・・・・・・(1)
(ここでRはC8〜C22のアルキル基、m，nは同一または異なる５〜40の整数を示す。)
【請求項４】
水溶性アクリル酸系ポリマーがポリアクリル酸ナトリウムまたはエチレンスルホン酸・アクリル酸共重合体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の抄紙用フェルト洗浄剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抄紙機において、湿紙からの搾水のために使用される抄紙用フェルトの洗浄剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
製紙工程において、湿紙からの搾水のために抄紙用フェルトが使用されるが、パルプスラリー中に添加される各種添加剤に起因して、フェルトの汚れが発生し、汚れたフェルトをそのまま使用すると搾水性が低下するので、フェルトの搾水性を維持するためには、洗浄剤による洗浄が不可欠であり、フェルト洗浄のための各種の洗浄剤が用いられている。
【０００３】
洗浄剤としては、各種界面活性剤、特にエチレンオキシド付加化合物あるいは、これと他の助剤とからなる洗浄剤が数多く提案されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４）。
【０００４】
汚れの成分としては、ピッチ等の有機物や、カルシウム塩などの無機物があるが、最近添加剤の多様化に応じて、有機物と無機物による汚れが合わさった複合汚れが形成されることが多い。フェルトの汚れに対しては、汚れの種類に応じて種々の洗浄剤が開発されているが、このような複合汚れは従来の洗浄剤では除去が困難であった。
【０００５】
このような複合汚れに対応できる洗浄剤として、水溶性ポリマーと脂肪族アミンまたはその誘導体とを含有する洗浄剤が開発されている(特許文献５)。
また本発明の発明者もポリオキシアルキレンアルキルアミンと有機酸を含む抄紙用フェルトの洗浄剤を提案した（特許文献６）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
無機物による汚れについては、紙の白度を増すために添加される炭酸カルシウムを含む古紙を使用した製紙工程において、サイズ剤の定着剤として硫酸バンド（硫酸アルミニウム）を紙質に添加すると、炭酸カルシウムと硫酸アルミニウムとの反応により、水に不溶性の硫酸カルシウム(石膏)が生成し、これがフェルト内に蓄積して、フェルトの搾水性が著しく低下する。
【０００７】
界面活性剤を主成分とする洗浄剤は、有機物の汚れの除去には有効であるが、無機物による汚れ、特に水に不溶の微細粒子は分散しなければならないが、特に上記のようにして生成した硫酸カルシウムは塊状に凝結し易く分散しにくいので、除去することが困難である。そのため、硫酸カルシウムを主成分とする無機物と、有機物とによる複合汚れを一挙に除去できる洗浄剤が求められている。
【０００８】
特に製紙原料として、最近古紙の使用が増加する傾向にあり、そのため硫酸カルシウムによる汚れの除去は重要な課題となりつつある。
【０００９】
【特許文献１】特開2006-200074
【特許文献２】特開平8-73892
【特許文献３】特開平5-78993
【特許文献４】特開2001-152184
【特許文献５】特開2006-16737
【特許文献６】特願2006-170105
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者は上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、有機物の汚れをフェルトから分離し除去できるのみならず、硫酸カルシウムを微粒子として分散させて除去することができ、その結果、硫酸カルシウムを含む抄紙用フェルトの複合汚れを効率的に除去できる洗浄剤を見出した。
【００１１】
すなわち本発明は、脂肪族アミン(A)スルファミン酸(B)および水溶性アクリル酸系ポリマー(C)を含有してなる抄紙用フェルト洗浄剤である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、水に不溶解性の硫酸カルシウムを微細粒子として分散させて、フェルト内から除去することができ、また油性汚染成分は界面活性剤の作用により除去することができるので、硫酸カルシウムを含む無機物と有機物とによる複合汚れを同時に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の洗浄剤組成物の主剤として用いられる(A)脂肪族アミンはブチルアミン、ジエチルアミン等のモノアルキルアミン、ジアルキルアミン、エチレンジアミン等のジアミン、アリルアミン等のアルケニルアミン等も使用できるが、特にポリオキシアルキレン付加物であるポリオキシアルキレンアルキルアミンが好ましい。
【００１４】
ポリオキシアルキレンアルキルアミンのうち、ポリオキシエチレン付加物であるポリオキシエチレンアルキルアミンは下記式(1)で表される。
R-N-[(CH2CH2O)m-H][(CH2CH2O)n-H]・・・・・・・・(1)
ここでRはアルキル基であり、m，nはエチレンオキシドの付加モル数であるが、本発明に用いるポリオキシエチレンアルキルアミンの場合、RがC8〜C22、特にC12〜C18のアルキル基、m，nはいずれも５〜４０、特に１０〜２０のものが好ましい。
【００１５】
本発明の洗浄液の助剤としては、(B)スルファミン酸（ＮＨ2ＳＯ3Ｈ）が用いられる。
【００１６】
本発明は上記脂肪族アミン(A)とスルファミン酸(B)との混合物に、硫酸カルシウムの分散剤（以下、分散剤と言う）として水溶性アクリル系ポリマー(C)を配合する。硫酸カルシウムは水に不溶解性であるが、水溶性アクリル系ポリマーを配合すると、これが水中で解離し、カルボキシル基が水不溶解性の硫酸カルシウム粒子に吸着する。ある程度吸着すると、粒子間に静電的な反発力ができ、粒子間引力に勝るようになって粒子同士は離間するようになる。すなわち、水溶性アクリル系ポリマーの存在によって、硫酸カルシウムは粗大にならず、しかもフェルトに内在せずに微粒子のまま系外に排出させることができる。
【００１７】
(C)水溶性アクリル酸系ポリマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸等のホモポリマー、あるいはエチレンスルホン酸・アクリル酸共重合体、アクリル酸・マレイン酸コポリマーなどのアクリル酸系コポリマー、ポリアクリル酸ナトリウム等のアクリル酸塩ポリマー等が挙げられるが、特にポリアクリル酸ナトリウム、エチレンスルホン酸・アクリル酸共重合体等が好ましい。
【００１８】
本発明の洗浄剤組成物において、脂肪族アミン(A)とスルファミン酸(B)との混合割合は、(A)８０〜５０重量部と(B)２０〜５０重量部、好ましくは(A)６０〜５０重量部と(B)４０〜５０重量部である。上記混合割合の範囲よりスルファミン酸が少ないと、炭酸カルシウムや硫酸アルミニウムなどの無機物の除去効果が悪くなり、またスルファミン酸が多いと、フェルトの構成素材（ナイロンなど）の強度を低下させる場合があり好ましくない。
【００１９】
また、上記２成分に対し、分散剤として配合するアクリル酸系ポリマー(C)の配合割合は、(A)(B)両成分合計１００重量部に対し、アクリル酸系ポリマー１５〜４０重量部、好ましくは前者２０〜３０重量部である。分散剤の配合割合が少ないと硫酸カルシウムの分散効果が少なくなるから、硫酸カルシウムが塊状に凝結し易くなってしまう。逆に分散剤の配合割合が多いと、洗浄剤を水で希釈した水溶液の粘度が高くなってしまう結果、洗浄液をノズルからシャワー状にフェルトに散布することが困難となり好ましくない。
【００２０】
本発明の洗浄剤は、通常各成分を水で希釈した水溶液として使用される。水溶液の濃度は、フェルトの洗浄方法および汚れの程度に応じて適宜選択されるが、３成分合計量の濃度として0.005〜0.1重量％、特に0.01〜0.03重量％の濃度が好ましい。
【００２１】
本発明の洗浄剤によるフェルトの洗浄方法は、抄紙機による製紙操業中にノズルからのシャワー等により、洗浄液をフェルトに吹き付けて洗浄する連続洗浄方法と、製紙操業中を中断して洗浄液をフェルトに吹き付けて洗浄する間歇洗浄方法とがあり、いずれの洗浄方法にも適用できるが、連続洗浄方法によるものが効率的である。
【００２２】
図１はトライニップタイプの抄紙機の概略図であり、この例では前段のワイヤーパートから湿紙を受け取るためのピックアップフェルト５が、連続洗浄される。洗浄液ノズルの位置は、図１に示すように、ピックアップフェルト５が湿紙を後段の３番プレスフェルト１２に受け渡した直後の、ピックアップフェルト５の位置６に設けられている。湿紙は更に後段の３番プレスフェルト１２、４番プレスフェルト１４に受け渡されるが、これら後段のプレスフェルト12、14等に対しても、図示されていないが、第２、第３の洗浄液ノズルを設けることもできる。またフェルトの外周側のみならず、内周側にも洗浄液ノズルを適宜設けることができる。
【００２３】
本発明の洗浄剤が使用できる抄紙用フェルトには特に制限はなく、プレスパートで使用される全てのフェルトの洗浄に使用可能であるが、本発明の課題である「複合汚れ」は特に図１に示されるような、抄紙機のプレスパートにおいて、前段のワイヤーパートから湿紙を受け取るためのピックアップフェルト及び／又は前記ピックアップフェルトの後段に使用されるプレスフェルトにおいて、多く発生するので、これらのフェルトの洗浄に特に好適である。
【００２４】
またヤンキードライヤー形のティッシュ製造用の抄紙機において、フォーマーから湿紙を受け取り、ヤンキードライヤーに湿紙を搬送し、移送するためのプレスフェルトにおいても本発明の洗浄剤はこの移送フェルトの洗浄に使用することができる。
【実施例】
【００２５】
以下実施例をあげて本発明を更に詳細に説明する。
【００２６】
［実施例１］
（洗浄剤による硫酸カルシウムの分散性の測定）
次の手順で硫酸カルシウム(石膏)を含むフェルト洗浄剤を調製し、硫酸カルシウムの分散性を測定した。
(1)JIS一級硫酸カルシウム(CaS04・2H20) 1gをビーカー内で100m1の水に分散させた。(2)この硫酸カルシウムの水分散液中に、下記の各成分を、表１記載の量で加え、撹拌機を用いて10秒間、250rpmで撹拌した。
(a)ポリオキシエチレンアルキルアミン
(b)スルファミン酸
(c1)ポリアクリル酸ナトリウムまたは
(c2)エチレンスルホン酸・アクリル酸共重合体
(3)撹拌後、直ちに水溶液を濾紙(商品名;ワットマン定性ろ紙NO.1)で濾過し、濾紙上の残留物を100m1の純水で洗ってから、残留物を採取しその乾燥重量(W)を測定した。
(4)乾燥重量W(ｇ)から、硫酸カルシウムの分散量(率)を下記式により求めた。
硫酸カルシウムの分散量(率)=(1-W)×100(%)
結果を表１に示す。
【００２７】
［比較例１］
実施例１において、(c1)ポリアクリル酸ナトリウムまたは(c2)エチレンスルホン酸・アクリル酸共重合体を添加せず、その他は実施例１と同様にして(a),(b)２成分のみの水溶液を用いて実施例１と同様にして硫酸カルシウムの分散性を測定した。結果を表１に併せて示す。
【００２８】
【表１】
2009102758.tif 000002
(a)ポリオキシエチレンアルキルアミン:青木油脂工業社製、商品名「ブラウノン」
(c1)ポリアクリル酸ナトリウム：東亜合成（株）製「Ａ２１０」（平均分子量Mw６００）
(c2)エチレンスルホン酸・アクリル酸共重合体：東亜合成（株）製「Ａ６０３１」（平均分子量Mw３０００）
【００２９】
表１の結果から明らかなように、(a)ポリオキシエチレンアルキルアミン、(b)スルファミン酸および(c)アクリル酸系ポリマーの３成分を含む本発明の洗浄液は、硫酸カルシウムを高い分散率で洗浄液中に分散することができるので、効率よく除去できる。これに対して、(c)アクリル酸系ポリマーを含まず(a)ポリオキシエチレンアルキルアミンと(b)スルファミン酸のみからなる分散液では硫酸カルシウムの分散が不十分であり、フェルトから除去することが困難である。
【００３０】
［実施例２］
（フェルトの連続洗浄による洗浄効果の評価）
ピッチ(油性汚染成分)を含有する脱墨パルプと、炭酸カルシウムを含有する古紙とを製紙原料として使用し、かつ硫酸アルミニウムを添加剤(サイズ剤の定着剤)として製紙原料に添加して、図１に示されるトライニップタイプの抄紙機を用い、上質紙を製紙した。抄紙機のピックアップフェルト(PUフェルト)には、フェルトの洗浄のために、図１に示す位置に洗浄ノズル(６)を設けてある。
【００３１】
洗浄剤は下記成分からなる。なお洗浄剤を構成する(a),(b),(c1)の各成分は実施例１-1〜実施例1-4に使用したものと同じである。
(a)ポリオキシエチレンアルキルアミン：１００重量部
(b)スルファミン酸(NH2SO3H)          ：６６部
(c1)ポリアクリル酸ナトリウム       ：３３部
【００３２】
上記(a)〜(c1)を水３５６部に溶解したものを洗浄剤原液として調整しておく。そして、この洗浄剤原液に対して３０００倍に水希釈（３成分合計量の濃度として０．０１２重量％）し、図１に示すプレスパートにおいて、ピックアップフェルトが湿紙Wを後段のプレスフェルトに転移した後の位置に設置された吹き付け用スプレーノズル６から、ピックアップフェルトに吹き付け、連続洗浄して製紙操業した。走行中のフェルト面積に対する希釈液の吹き付け量(L)は、０．１L/m2とした。
【００３３】
［比較例２］
実施例２において、洗浄剤の成分として、ポリアクリル酸ナトリウム(c1)を配合しなかった以外は実施例1と同様にして、洗浄剤をピックアップフェルトに吹き付けて連続洗浄した。
【００３４】
［比較例３］
製紙操業中、水洗浄のみで、洗浄剤による洗浄は行なわず、実施例１と同様にして製紙操業した。
【００３５】
実施例２、比較例２および比較例３の方法による製紙操業を、それぞれ３０日間行なった後、フェルトを取り外し、下記の方法により、フェルトに内在する水不溶解成分を分析し、表２の結果を得た。
【００３６】
(1)塩酸可溶成分：塩酸（純分３％の水溶液）にフェルトサンプルを浸漬して除去できる成分。主として炭酸カルシウム、硫酸バンド（硫酸アルミニウム）や酸化アルミニュウムなどの無機金属塩類である。
(2)有機溶剤可溶成分：ジメチルエーテルにフェルトサンプルを浸漬して除去できる成分。主としてピッチ（油性汚染成分）である。
(3)残渣成分：フェルトに内在する水不溶解性成分の内、塩酸可溶成分と有機溶剤可溶成分を除去した後、フェルトを８００℃で焼却した灰分である。
【００３７】
【表２】
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【００３８】
表２の結果から明らかなように、洗浄剤を使用せずに抄紙した比較例３の場合、無機物や有機物の汚れに由来する水不溶解性成分が多量に蓄積している。
【００３９】
これに対しポリオキシエチレンアルキルアミンとスルファミン酸のみからな洗浄剤で連続洗浄しながら製紙操業した比較例２のフェルトは、塩酸可溶成分および有機溶剤可溶成分の蓄積は少ないが、残渣成分が本発明に比べて多く、硫酸カルシウムのような水に難溶な無機塩の除去は困難である。
【００４０】
これに比べて、比較例２の洗浄剤の成分に、分散剤としてポリアクリル酸ナトリウムを配合した本発明の洗浄剤で洗浄しながら抄紙した実施例２のフェルトは、３０日間の使用後も、汚れの成分である水不溶解性成分の蓄積はいずれも少ない。特に比較例２の洗浄剤に比べ、残渣成分が少なく、これまで除去困難と考えられていた硫酸カルシウムに由来する汚れも効果的に除去されており、硫酸カルシウムを含む無機物と有機物とによる複合汚れに対しても優れた洗浄効果を示すことがわかる。
なお実施例２の残渣成分はフェルトの素材（ナイロン）に由来するものである。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
製紙工程で使用するフェルトは、使用により汚れが発生し、搾水性が低下するので、フェルトの搾水性を維持するためには、洗浄剤による洗浄が必要である。最近古紙の使用の増加により、硫酸カルシウムによる汚れの除去が問題となっている。
【００４２】
また汚れの成分として、ピッチ等の有機物や、カルシウム塩などの無機物があり、両者による汚れが合わさった複合汚れが形成され、このような複合汚れは従来の洗浄剤では除去が困難であった。
【００４３】
本発明による洗浄液によりフェルトを洗浄することにより、硫酸カルシウムを含む無機物と、有機物とによる複合汚れを一挙に除去できるので、搾水性の低下を防ぎ、またフェルトの耐久性を増し、長時間運転が可能となるので、製紙工程の生産性を著しく向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】トライニップタイプの抄紙機の概略図
【符号の説明】
【００４５】
１  ワイヤーパート
２  １番プレス
３  １番プレスボトムフェルト
４  ２番プレス
５  ピックアップフェルト
６  洗浄ノズル
７  サクションボックス
８  サクションロール
９  サクションロール
10  センターロール
11  ３番プレス
12  ３番プレスフェルト
13  ４番プレス
14  ４番プレスフェルト
Ｗ  湿紙
【図１】
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