(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクリルアミド単位を５０モル％以上有する共重合体を製紙機械洗浄水に添加する方法であって、該アクリルアミド単位を５０モル％以上有する共重合体が、アクリルアミドとジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート若しくはその塩化メチル四級化物及び／又はアクリル酸若しくはそのアルカリ金属塩との共重合体であることを特徴とする製紙機の汚れ付着防止方法。
【請求項２】
アクリルアミド単位を５０モル％以上有する共重合体を有し、製紙機械洗浄水に添加して用いる汚れ付着防止剤であって、該アクリルアミド単位を５０モル％以上有する共重合体が、アクリルアミドとジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート若しくはその塩化メチル四級化物及び／又はアクリル酸若しくはそのアルカリ金属塩との共重合体であることを特徴とする製紙機の汚れ付着防止剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製紙機の汚れ付着防止方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、紙の製造工程において、製紙機へのピッチ、紙粉などの汚れの付着を効果的に抑制、防止することができる製紙機の汚れ付着防止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より紙の製造工程において、プレスロールなどにピッチ、紙粉などの汚れが付着し、製品の品質に悪影響を与えたり、断紙により生産性を低下させるなどの問題が発生している。このために、種々のピッチコントロール剤が検討され、例えば、ジアリルジメチルアンモニウムクロライドとアクリルアミドとの共重合体、アリルアミンとアクリルアミドとの共重合体、エピハロヒドリンとジアルキルアミンの共重合体などのカチオン性重合体をパルプスラリーやシャワー水、水ドクター添加水などに添加したり、製紙機のワイヤに噴霧するなどの方法が提案されている。
しかし、中性紙の普及に伴う近年の高度なクローズド化、古紙利用の促進、操業条件や添加薬品の多様化から、化学的及び微生物的なさまざまなデポジットが現れるようになった。このため、従来の木材パルプに由来するピッチに加えて、コート損紙に由来するホワイトピッチや、微生物に由来するスライムなど多種多様な汚れの製紙機への付着を有効に防止することができる製紙機の汚れ付着防止方法が求められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、紙の製造工程において、製紙機へのピッチ、紙粉などの汚れの付着を効果的に抑制し、製品の品質低下、断紙、作業性の低下などの汚れ付着による障害を防止することができる製紙機の汚れ付着防止方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、アクリルアミド単位を有する重合体を製紙機械洗浄水に添加することにより、製紙機への汚れの付着を効果的に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。
すなわち、本発明は、
（１）アクリルアミド単位を５０モル％以上有する共重合体を製紙機械洗浄水に添加する方法であって、該アクリルアミド単位を５０モル％以上有する共重合体が、アクリルアミドとジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート若しくはその塩化メチル四級化物及び／又はアクリル酸若しくはそのアルカリ金属塩との共重合体であることを特徴とする製紙機の汚れ付着防止方法、及び、
（２）アクリルアミド単位を５０モル％以上有する共重合体を有し、製紙機械洗浄水に添加して用いる汚れ付着防止剤であって、該アクリルアミド単位を５０モル％以上有する共重合体が、アクリルアミドとジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート若しくはその塩化メチル四級化物及び／又はアクリル酸若しくはそのアルカリ金属塩との共重合体であることを特徴とする製紙機の汚れ付着防止剤、
を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明において使用するアクリルアミド単位を有する重合体には特に制限はなく、アクリルアミドの単独重合体及びアクリルアミドの共重合体を使用することができる。これらの中で、アクリルアミドとジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート若しくはその塩化メチル四級化物及び／又はアクリル酸若しくはそのアルカリ金属塩との共重合体は、汚れ付着防止効果が大きいので特に好適に使用することができる。
本発明においては、必要に応じて、さらにその他の共重合可能な単量体を共重合した重合体を使用することができる。その他の共重合可能な単量体としては、適当な単量体反応性比を有し、水溶性の共重合体が得られるものであれば制限はなく、例えば、スチレン、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、酢酸ビニル、Ｎ−ビニルピロリドンなどのノニオン性単量体、メタクリル酸、ビニル酢酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などのカルボキシル基を有する単量体又はそのアルカリ金属塩、ビニルスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸などのスルホン酸基を有する単量体又はそのアルカリ金属塩などのアニオン性単量体、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドなどの三級塩又は四級アンモニウム塩などのカチオン性単量体などを挙げることができる。これらの単量体を共重合して３元以上の共重合体とし、両性重合体として使用することも可能である。
【０００６】
本発明において、アクリルアミド単位を有する重合体がアクリルアミド共重合体である場合は、アクリルアミド単位を５０モル％以上有する共重合体であることが好ましい。アクリルアミド単位を５０モル％以上有する共重合体を使用することにより、優れた汚れ付着防止効果を得ることができる。
本発明において、これらの重合体を得るための重合方法には特に制限はなく、使用する単量体及び生成する重合体の溶解性などに応じて、公知の溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法などにより製造することができる。
本発明方法を適用する製紙機には特に制限はなく、例えば、長網抄紙機、ツインワイヤ抄紙機、円網抄紙機、多層抄き抄紙機などを挙げることができる。本発明において、アクリルアミド単位を有する重合体を添加する製紙機械洗浄水には特に制限はないが、ワイヤ、ロール、フェルトなどの特に汚れが付着しやすい箇所の洗浄水に添加することが好ましい。アクリルアミド単位を有する重合体の添加方法には特に制限はないが、アクリルアミド単位を有する重合体を水溶液とし、各箇所のシャワー水又は水ドクター添加水に希釈して添加する方法が好ましい。本発明において、アクリルアミド単位を有する重合体の添加量には特に制限はないが、重合体の含有量をシャワー水又は水ドクター添加水に対して５〜１０,０００mg／リットルとすることが好ましく、１０〜５,０００mg／リットルとすることがより好ましい。あるいは、重合体の添加量をパルプ１トン当たり１ｇ〜１０kgとなるようにしてもよい。
本発明の製紙機の汚れ付着防止方法を適用することができる原料パルプ及び紙には特に制限はなく、例えば、砕木パルプ、リファイナメカニカルパルプなどの機械パルプ、クラフトパルプなどの化学パルプ、セミケミカルパルプ、古紙を脱インキした脱墨パルプなどの各種のパルプ、白板紙、中性上質紙、薄葉印刷用紙、クラフト紙、衛生用紙、段ボール原紙などの各種の紙の製造工程において適用することができる。
【０００７】
本発明方法において、製造される紙が酸性紙である場合は、汚れ付着防止効果の点から、アクリルアミド単位を有する重合体がアニオン性、両性又はノニオン性重合体であることが特に好ましく、製造される紙が中性紙である場合は、汚れ付着防止効果の点から、アクリルアミド単位を有する重合体が、カチオン性、両性又はノニオン性重合体であることが特に好ましい。
従来から、アクリルアミドの単独重合体、アクリルアミドとジメチルアミノエチルアクリレートの共重合体やアクリルアミドとアクリル酸の共重合体などを含む紙力増強剤が知られているが、このような紙力増強剤を用いても、製紙機への不純物の付着は抑制できない。本発明方法の作用機構は明確ではないが、製紙機のロールなどに重合体を含有する水を直接接触させることにより、製紙機の表面が親水性となり、疎水性の汚れが付着しにくくなるものと推定される。さらに、本発明方法によれば、抄紙機のワイヤ、ロール、フェルトなどの表面にアクリルアミド単位を有する重合体が存在し、紙の表面とアクリルアミド単位を有する重合体との水素結合による吸着や、アクリルアミド単位を有する共重合体のイオン性により、抄紙機より重合体が紙の表面に移行して、パルプ繊維の剥離による抄紙機への付着が抑制されるものと考えられる。
【０００８】
【実施例】
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。
実施例及び比較例において、下記の重合体を使用した。
（１）重合体Ａ：アクリルアミドとジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物とのモル比９０：１０の共重合体。
（２）重合体Ｂ：アクリルアミドとアクリル酸とのモル比９０：１０の共重合体。
（３）重合体Ｃ：アクリルアミドとジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物とアクリル酸ナトリウムとのモル比７０：２０：１０の共重合体。
（４）重合体Ｄ：エピクロルヒドリンとジメチルアミンとのモル比５０：５０の共重合体。
実施例１
長網抄紙機による酸性紙抄紙工程において、製紙機の汚れ付着防止を試みた。図１は、この抄紙機のプレスパートの一部を示す側面図である。湿紙１が、ロール２とフェルト３により圧搾され、水分を除去されながら移送される。ロールには、水ドクター４が設けられロール付着物が掻き取られる。抄紙に用いるパルプスラリーは、ＳＳ０.５３重量％、pH４.３、ゼータ電位５.１mVである。
水ドクター添加水に、重合体Ａをパルプ繊維１トン当たり３０ｇになるよう添加して、２４時間抄紙を継続した。ロールへの付着物は少なく、水ドクター中のＳＳ濃度は０.０７重量％であった。
実施例２
重合体Ａの代わりに重合体Ｂを用いた以外は、実施例１と同様にして製紙機の汚れ付着防止を試みた。２４時間抄紙を継続したのち、ロールへの付着物は認められず、水ドクター中のＳＳ濃度は０.１０重量％であった。
実施例３
重合体Ａの代わりに重合体Ｃを用いた以外は、実施例１と同様にして製紙機の汚れ付着防止を試みた。２４時間抄紙を継続したのち、ロールへの付着物は認められず、水ドクター中のＳＳ濃度は０.０６重量％であった。
比較例１
重合体Ａの代わりに重合体Ｄを用いた以外は、実施例１と同様にして製紙機の汚れ付着防止を試みた。２４時間抄紙を継続したのち、ロールには多量の付着物が認められ、水ドクター中のＳＳ濃度は０.６３重量％であった。
比較例２
重合体Ａを水ドクター添加水に添加する代わりに、重合体Ｃをインレットに添加してパルプスラリーに混合した以外は、実施例１と同様にして製紙機の汚れ付着防止を試みた。２４時間抄紙を継続したのち、ロールには多量の付着物が認められ、水ドクター中のＳＳ濃度は０.３０重量％であった。
比較例３
重合体を添加することなく、実施例１と同様にして酸性紙の抄紙を行った。２４時間抄紙を継続したのち、ロールには多量の付着物が認められ、水ドクター中のＳＳ濃度は０.３２重量％であった。
実施例１〜３及び比較例１〜３の結果を、第１表に示す。
【０００９】
【表１】
0003799589.tif 000002
【００１０】
第１表の結果に見られるように、水ドクター添加水にアクリルアミド単位を有する重合体を添加した実施例１〜３の本発明方法によれば、ロールへの付着物は目視では認められないか、あるいは付着物が発生しても少量である。また、水ドクター中のＳＳは、掻き取られたロール付着物であるので、実施例１〜３において、水ドクターのＳＳ濃度が低いことから、ロールへのＳＳ付着が少なく、汚れ付着防止効果が発揮されている。これらの中で、アニオン性重合体Ｂを用いた実施例２及び両性重合体Ｃを用いた実施例３において特に良好な結果が得られ、酸性紙の抄紙に対しては、アニオン性重合体及び両性重合体が好適であることが分かる。これに対して、ピッチコントロール剤として公知であるエピクロルヒドリン−ジメチルアミン共重合体を水ドクター添加水に添加した比較例１においては、ロールへの付着物が多く、水ドクター中のＳＳ濃度は重合体を添加しない場合よりも高く、汚れ付着防止効果はほとんど現れていない。また、アクリルアミド単位を有する重合体を用いても、添加場所がインレットである比較例２においては、ロールへの付着物、水ドクター中のＳＳ濃度ともに、重合体を添加しない比較例３と大差がなく、アクリルアミド単位を有する重合体は、製紙機械洗浄水に添加しないと汚れ付着防止効果が発現しないことが分かる。
実施例４
実施例１と同じ構造の長網抄紙機を用いた中性紙抄紙工程において、製紙機の汚れ付着防止を試みた。抄紙に用いるパルプスラリーは、ＳＳ０.４８重量％、pH７.０、ゼータ電位−４.４mVである。
水ドクター添加水に、重合体Ａをパルプ繊維１トン当たり３０ｇになるよう添加して、２４時間抄紙を継続した。ロールへの付着物は認められず、水ドクター中のＳＳ濃度は０.１４重量％であった。
実施例５
重合体Ａの代わりに重合体Ｂを用いた以外は、実施例４と同様にして製紙機の汚れ付着防止を試みた。２４時間抄紙を継続したのち、ロールへの付着物は少なく、水ドクター中のＳＳ濃度は０.２３重量％であった。
実施例６
重合体Ａの代わりに重合体Ｃを用いた以外は、実施例４と同様にして製紙機の汚れ付着防止を試みた。２４時間抄紙を継続したのち、ロールへの付着物は認められず、水ドクター中のＳＳ濃度は０.１１重量％であった。
比較例４
重合体Ａの代わりに重合体Ｄを用いた以外は、実施例４と同様にして製紙機の汚れ付着防止を試みた。２４時間抄紙を継続したのち、ロール付着物はやや多く、水ドクター中のＳＳ濃度は０.３６重量％であった。
比較例５
重合体Ａを水ドクター添加水に添加する代わりに、重合体Ｃをインレットに添加してパルプスラリーに混合した以外は、実施例４と同様にして製紙機の汚れ付着防止を試みた。２４時間抄紙を継続したのち、ロールには多量の付着物が認められ、水ドクター中のＳＳ濃度は０.５５重量％であった。
比較例６
重合体を添加することなく、実施例４と同様にして中性紙の抄紙を行った。２４時間抄紙を継続したのち、ロールには多量の付着物が認められ、水ドクター中のＳＳ濃度は０.５６重量％であった。
実施例４〜６及び比較例４〜６の結果を、第２表に示す。
【００１１】
【表２】
0003799589.tif 000003
【００１２】
第２表の結果に見られるように、水ドクター添加水にアクリルアミド単位を有する重合体を添加した実施例４〜６の本発明方法によれば、ロールへの付着物は目視では認められないか、あるいは付着物が発生しても少量である。また、水ドクター中のＳＳは、掻き取られたロール付着物であるので、実施例４〜６において、水ドクターのＳＳ濃度が低いことから、ロールへのＳＳ付着が少なく、汚れ付着防止効果が発揮されている。これらの中で、カチオン性重合体Ａを用いた実施例４及び両性重合体Ｃを用いた実施例６において、特に良好な結果が得られ、中性紙の抄紙に対しては、カチオン性重合体及び両性重合体が好適であることが分かる。これに対して、ピッチコントロール剤として公知であるエピクロルヒドリン−ジメチルアミン共重合体を水ドクター添加水に添加した比較例４においては、ロールへの付着物がやや多く、水ドクター中のＳＳ濃度も高く、汚れ付着防止効果は顕著には現れていない。また、アクリルアミド単位を有する重合体を用いても、添加場所がインレットである比較例５においては、ロールへの付着物、水ドクター中のＳＳ濃度ともに、重合体を添加しない比較例６と大差がなく、アクリルアミド単位を有する重合体は、製紙機械洗浄水に添加しないと汚れ付着防止効果が発現しないことが分かる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明方法によれば、紙の製造工程において、製紙機へのピッチ、紙粉などの汚れの付着を効果的に抑制し、製品の品質低下、断紙、作業性の低下などの汚れ付着による障害を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、抄紙機のプレスパートの一部を示す側面図である。
【符号の説明】
１  湿紙
２  ロール
３  フェルト
４  水ドクター
【図１】
0003799589.tif 000004