石灰泥脱水促進剤
【課題】クラフトパルプ製造の苛性化工程において、石灰泥ケーキ含水率の大幅な低減が得られる石灰泥脱水促進剤を提供する。
【解決手段】炭素数３〜７のアルキル基またはアルケニル基、エチレンオキサイド付加モル数が０〜３０、プロピレンオキサイド付加モル数が１〜５０で表される特定のポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルを有効成分として含有することを特徴とする、石灰泥脱水促進剤。
【解決手段】炭素数３〜７のアルキル基またはアルケニル基、エチレンオキサイド付加モル数が０〜３０、プロピレンオキサイド付加モル数が１〜５０で表される特定のポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルを有効成分として含有することを特徴とする、石灰泥脱水促進剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラフトパルプ製造の苛性化工程で生成する、炭酸カルシウムを主体とする石灰泥の脱水処理によって得られる石灰泥ケーキの含水率低下を目的とする石灰泥脱水促進剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
クラフトパルプ製造における苛性化工程は、回収した黒液をボイラーで燃焼して得られたスメルトを溶解し、その上澄み液である緑液に生石灰を投入して、緑液中の炭酸ナトリウムを目的物である水酸化ナトリウムに変化させたのち、副生成物である炭酸カルシウムを除去して、木材チップの蒸解液である白液を調製する工程である。緑液は、通常、炭酸ナトリウム、硫化ナトリウムを主成分とした強アルカリ性水溶液であり、この緑液に生石灰を投入すると、生石灰は水と反応して水酸化カルシウムになり、緑液中の炭酸ナトリウムと交換反応を起こし、水不溶性の炭酸カルシウムを生成する。その結果、緑液は水溶性の水酸化ナトリウム、硫化ナトリウムと水不溶性の炭酸カルシウムを含む泥状物（以後、石灰泥と記す）を含むことになる。
【０００３】
石灰泥は、フィルターで固液分離され、濾液は水酸化ナトリウム、硫化ナトリウムを含む白液としてパルプ蒸解工程に送られ、フィルター表面に分離された石灰泥ケーキは剥ぎ取られて、キルンで焼成されて生石灰に再生され、再び苛性化工程に使用される。固液分離に使用されるフィルターは、オリバーフィルター、ヤングフィルターあるいはプレコートフィルター等があり、分離された石灰泥ケーキの含水率は通常２０重量％〜４０重量％である。しかし、フィルターの目が詰まってくると、石灰泥ケーキの含水率が上がり、脱水処理に支障をきたすばかりでなく、キルンで焼成するときに燃料が多く必要となる。そこで、装置の運転を止めてフィルター濾布面の洗浄が行われるが、洗浄頻度が多いと操業上、支障をきたすこととなる。
【０００４】
石灰泥の脱水性を改善するためには各種の脱水促進剤の適用や脱水方法が提案されてきた。例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルとポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルとを含む脱水促進剤（特許文献１参照）、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルとポリオキシエチレンポリオキシプロピレン縮合物から選ばれたノニオン界面活性剤の少なくとも１種を有効成分として含有する脱水促進剤（特許文献２参照）、炭素数１０〜１４の直鎖アルコールのエチレンオキサイド３〜４モル付加物を有効成分として含有する脱水促進剤（特許文献３参照）等がある。その他、炭素数１０〜２２のアルコールのポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル（エチレンオキサイド付加モル数５〜２０モル、プロピレンオキサイド付加モル数２〜１０モル）と炭素数１０〜２２のアルコールポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル（エチレンオキサイド付加モル数２〜１０モル、プロピレンオキサイド付加モル数１５〜３０モル）を併用する方法（特許文献４参照）、炭素数１６〜３６の分岐鎖を持つ飽和または不飽和の高級アルコールのポリオキシエチレンアルキルエーテル（エチレンオキサイド付加モル数３〜７モル）及び／又はポリオキシエチレンアルケニルエーテル（エチレンオキサイド付加モル数３〜７モル）を有効成分として含む脱水促進剤（特許文献５参照）、炭素数６〜２４モルのポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド付加モル数５／９５〜９５／５モル）と炭素数８〜１１のポリオキシエチレンアルキルエーテル（エチレンオキサイド付加モル数２〜１０モル）を有効成分とする脱水促進剤（特許文献６参照）、炭素数６〜２４のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル（エチレンオキサイド付加モル数５〜５０モルでポリプロピレンオキサイド付加モル数以上の整数、プロピレンオキサイド付加モル数５〜２０モル；ＨＬＢが６．５〜１４．０である）と炭素数８〜１１のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル（エチレンオキサイド付加モル数２〜１０モル、プロピレンオキサイド付加モル数０〜２モル）とを有効成分として含有する脱水促進剤（特許文献７参照）、炭素数８〜１６の直鎖及び分岐アルキルのポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル（エチレンオキサイド付加モル数１〜４モル、プロピレンオキサイド付加モル数３〜６モルでエチレンオキサイド付加モルとプロピレンオキサイド付加モルの和が４〜９モル）を有効成分とする脱水促進剤、更に炭素数８〜１２のポリオキシプロピレンアルキルエーテル（プロピレンオキサイド付加モル数３〜６モル）を含有する脱水促進剤（特許文献８参照）、及び炭素数８〜２０のアルキル又はアルケニルのポリオキシエチレンオキサイドアミノエーテル（エチレンオキサイド付加モル数１〜１０モル）を有効成分として含有する脱水促進剤（特許文献９参照）などが挙げられる。
【０００５】
しかしながら、近年の省エネルギー、ＣＯ２削減の観点から、以前よりもさらに石灰泥含水率を低下させる要求が強まっているが、従来の脱水促進剤では限界があり、さらなる高性能な石灰泥脱水促進剤が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−１２１７００号公報
【特許文献２】特開平７−４８７９３号公報
【特許文献３】特開２０００−３４４５１８号公報
【特許文献４】特開２００２−２６６２７３号公報
【特許文献５】特開２００２−２９４５７７号公報
【特許文献６】特開２００３−３４０５００号公報
【特許文献７】特開２００４−２１１０２０号公報
【特許文献８】特開２００８−３６５４１号公報
【特許文献９】特開２０１０−５８０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
クラフトパルプ製造の苛性化工程において、石灰泥ケーキ含水率の大幅な低減が得られる石灰泥脱水促進剤を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは鋭意研究の結果、特定のポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルを有効成分として含有することを特徴とする、石灰泥脱水促進剤が上記課題を解決出来ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、請求項１の発明に係る石灰泥脱水促進剤は、一般式（１）［式中、Ｒ１は炭素数３〜７のアルキル基またはアルケニル基、ｍは０〜３０、ｎは１〜５０］で表される化合物を有効成分として含有することを特徴とする。
【化１】
【００１０】
請求項２の発明に係る石灰泥脱水促進剤は、前述一般式（１）で表される化合物において、Ｒ１が炭素数３または４のアルキル基またはアルケニル基であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明に係る石灰泥脱水促進剤は、前述一般式（１）で表される化合物において、ｍは０、ｎは２０〜４０であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の石灰泥脱水促進剤を用いることにより、クラフトパルプ製造の苛性化工程において、石灰泥ケーキ含水率の大幅な低減が得られるため、石灰泥ケーキを焼成するためのキルンの燃料消費量を節減でき、省エネルギー、ＣＯ２削減にも大きく寄与する。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の石灰泥脱水促進剤は、特定のポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルを有効成分として含有することを特徴としている。
【００１４】
前述一般式（１）で表されるポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルは、一般的な製造方法で得られ、特に限定されるものではない。例えば、飽和または不飽和脂肪族アルコール１００部と水酸化カリウムあるいは水酸化ナトリウム等のアルカリ触媒１〜１０部を混合し、撹拌下、常圧ないし加圧下、１００〜１５０℃に加熱して、所定量のプロピレンオキサイドを導入して付加反応を行い，次いでエチレンオキサイドを導入して本発明のポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルが得られる。エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドの付加は、エチレンオキサイド付加を先に行い，次いでプロピレンオキサイド付加を行っても良く、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイドを交互に導入して付加反応を行っても良い。通常、この反応系では反応時間を考慮して、プロピレンオキサイド付加の後、エチレンオキサイド付加が行われる。
【００１５】
前述一般式（１）で示されるＲ１は、炭素数３〜７の直鎖または分岐のアルキル基またはアルケニル基からなり、好ましくは炭素数３または４である。これらを満たすアルキル基またはアルケニル基を有するアルコールの例としては、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、２−メチル−１−プロパノール、２−メチル−２−プロパノール（ターシャリーブタノール）、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、プロペノール、ブテノール、ペンテノール、ヘキセノール、ヘプテノールなどを挙げることが出来る。
【００１６】
また、前述一般式（１）で示されるｍとｎは、それぞれエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの付加モル数を表し、ｍは０〜３０モル、好ましくは０であり、ｎは１〜５０モル、好ましくは２０〜４０モルである。また、ｍが１以上の場合、すなわち、少なくとも１モル以上のエチレンオキサイドをプロピレンオキサイドとともに付加する場合、該エチレンオキサイドの付加と該プロピレンオキサイドの付加はランダムでもブロックでも良く、エチレンオキサイドを先に付加しても、プロピレンオキサイドを先に付加しても良い。
【００１７】
本発明の石灰泥脱水促進剤は、前述一般式（１）で示される１種、または２種以上の特定のポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルを有効成分として含有し、該ポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルを原液で用いても良く、また、水や適当な有機溶剤、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールジメチルエーテル、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のアルコール類、ジオキサン、エチレンカーボネート等に溶解して調製しても良い。特定のポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルを水や適当な有機溶剤に溶解する割合には特に限定は無く、使用する溶剤の該ポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルに対する溶解度に基づいて適宜選択することができる。
【００１８】
本発明の石灰泥脱水促進剤の添加箇所は、特に限定されるものではなく、石灰泥スラリーの状態、脱水機の構造、脱水機の運転状況に応じて適宣選択されるものであるが、一般的には真空脱水機のバットや洗浄機のバット、あるいは石灰泥のストレージタンクやこれらを結ぶ配管ライン等に添加される。また、適当な複数の個所から添加しても良い。
【００１９】
本発明の石灰泥脱水促進剤の添加量は、特に限定されるものではなく、苛性化工程の運転状況、石灰泥の固形分濃度、脱水機の構造や効率、石灰泥ケーキ含水率などに応じて適宣決定すれば良いが、一般的には脱水対象である炭酸カルシウムスラリーに対して有効成分として１０〜１０００ｐｐｍ、好ましくは５０〜３００ｐｐｍである。
【００２０】
本発明の石灰泥脱水促進剤を工程に添加する方法には、薬液ポンプを使用して添加する。また、添加する工程の状況に応じて、本発明の石灰泥脱水促進剤を連続的あるいは間欠的に添加することが出来る。
【００２１】
本発明の効果が損なわれない範囲において、本発明の石灰泥脱水促進剤に従来から使用されてきた脱水促進剤、例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン縮合物等を併用することができる。また、消泡剤やデポジットコントロール剤など他用途の化合物を併用することもできる。
【実施例】
【００２２】
本発明を以下の実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。以下に、アルキル基またはアルケニル基をＲ１、エチレンオキサイド［ＣＨ２ＣＨ２Ｏ］をＥＯ、プロピレンオキサイド［ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ］をＰＯと表記する。
【００２３】
（ＥＯ・ＰＯブロック付加型ポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルの調製）
実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１４、Ｎｏ．１７〜Ｎｏ．１９、及び比較例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６に用いられる石灰泥脱水促進剤の有効成分の調製方法である。
エチレンオキサイド用とプロピレンオキサイド用の２つの計量槽の付いた１０リットルの回転攪拌式オートクレーブ中に１−ブチルアルコールを７４ｇ、水酸化カリウムを３．０ｇ仕込み、窒素置換を行った後１１０℃に昇温し、４０ｔｏｒｒで１時間脱水を行った。次に１２０℃に昇温し、プロピレンオキサイドを３．５ｋｇ／ｃｍ２の圧力で２９００ｇオートクレーブ中に導入し、圧力が低下して一定になるまで反応させた後、１５０℃に昇温し、エチレンオキサイドを４４０ｇ導入し、圧力が低下して一定になるまで反応させた。反応終了後、温度を低下させて酢酸で中和した。合成したサンプルを抜き出し実施例Ｎｏ．１２に用いられる石灰泥脱水促進剤の有効成分であるポリオキシアルキレンアルキルエーテルを得た。
【００２４】
また、同様の合成方法において、用いるアルコールの種類や投入量、及びエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドの投入量を変化させ、実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１１、Ｎｏ．１３、Ｎｏ．１４、Ｎｏ．１７〜Ｎｏ．１９、及び比較例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６に用いられる石灰泥脱水促進剤の有効成分であるポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルを調製した。
【００２５】
（ＥＯ・ＰＯランダム付加型ポリオキシアルキレンアルキルエーテル）
実施例Ｎｏ．１５、Ｎｏ．１６、及び比較例Ｎｏ．７に用いられる石灰泥脱水促進剤の有効成分である。
実施例Ｎｏ．１５：ニューポール５０ＨＢ−１００（商品名：三洋化成工業株式会社製）
実施例Ｎｏ．１６：ニューポール５０ＨＢ−４００（商品名：三洋化成工業株式会社製）
比較例Ｎｏ．７：ニューポール５０ＨＢ−２０００（商品名：三洋化成工業株式会社製）
【００２６】
実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１９に用いられる石灰泥脱水促進剤の有効成分であるポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルのＲ１の種類、ＥＯの付加モル数：ｍ、ＰＯの付加モル数：ｎを表１に示した。また、比較例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７に用いられる石灰泥脱水促進剤の有効成分であるポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルのＲ１の種類、ＥＯの付加モル数：ｍ、ＰＯの付加モル数：ｎを表２に示した。比較例Ｎｏ．８は石灰泥脱水促進剤無添加である。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】
（脱水試験１）
プレコートフィルターを用いて６０℃の石灰泥スラリーの脱水を行っているクラフトパルプ製造工場Ａの苛性化工程から、固形分濃度３０％の石灰泥を採取し、試験に供した。
石灰泥５００ｇを１Ｌのビーカーに入れて、プロペラ翼付きの攪拌機で攪拌しながら、６０℃に加温した。これに表１、２に記載した組成の石灰泥脱水促進剤を直接マイクロシリンジで、有効成分として５０ｐｐｍ、１５０ｐｐｍ、３００ｐｐｍ添加し、１２０ｒｐｍで１分間攪拌した。
口径９ｃｍのブフナーロートの目皿にＮｏ．２濾紙を敷き、この石灰泥を一気に流し込み、リーフテスター［（株）宮本製作所製］を用いて真空度６００ｍｍＨｇで吸引濾過した。
３０秒吸引を行った後、吸引を停止し、濾過した石灰泥ケーキの重量（Ｗ１）を測定した後、
１０５℃の乾燥器中で６時間乾燥した。乾燥した石灰泥ケーキを室温まで放冷した後、乾燥石灰泥ケーキの重量（Ｗ２）を測定し、次式により石灰泥ケーキの含水率（％）を求めた。試験結果を表３に示した。
石灰泥ケーキの含水率（％）＝｛（Ｗ１−Ｗ２）／Ｗ１｝×１００
【００３０】
【表３】
【００３１】
（脱水試験２）
プレコートフィルターを用いて４０℃の石灰泥スラリーの脱水を行っているクラフトパルプ製造工場Ｂの苛性化工程から、固形分濃度３５％の石灰泥を採取し、試験に供した。
石灰泥５００ｇを１Ｌのビーカーに入れて、プロペラ翼付きの攪拌機で攪拌しながら、４０℃に加温した。これに表１、２に記載した組成の石灰泥脱水促進剤を直接マイクロシリンジで、有効成分として５０ｐｐｍ、１５０ｐｐｍ、３００ｐｐｍ添加し、１２０ｒｐｍで１分間攪拌した。
口径９ｃｍのブフナーロートの目皿にＮｏ．２濾紙を敷き、この石灰泥を一気に流し込み、リーフテスター［（株）宮本製作所製］を用いて真空度６００ｍｍＨｇで吸引濾過した。
３０秒吸引を行った後、吸引を停止し、濾過した石灰泥ケーキの重量（Ｗ１）を測定した後、
１０５℃の乾燥器中で６時間乾燥した。乾燥した石灰泥ケーキを室温まで放冷した後、乾燥石灰泥ケーキの重量（Ｗ２）を測定し、次式により石灰泥ケーキの含水率（％）を求めた。試験結果を表４に示した。
石灰泥ケーキの含水率（％）＝｛（Ｗ１−Ｗ２）／Ｗ１｝×１００
【００３２】
【表４】
【００３３】
表３、４の結果より、本発明の、特定のポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルを有効成分として含有する石灰泥脱水促進剤を用いた実施例１〜１９の石灰泥ケーキ水分は比較例１〜７に比べて明らかに低く、顕著な石灰泥脱水促進効果が認められる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の、特定のポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルを有効成分として含有する石灰泥脱水促進剤は、クラフトパルプ製造の苛性化工程における石灰泥脱水工程に好適に用いることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラフトパルプ製造の苛性化工程で生成する、炭酸カルシウムを主体とする石灰泥の脱水処理によって得られる石灰泥ケーキの含水率低下を目的とする石灰泥脱水促進剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
クラフトパルプ製造における苛性化工程は、回収した黒液をボイラーで燃焼して得られたスメルトを溶解し、その上澄み液である緑液に生石灰を投入して、緑液中の炭酸ナトリウムを目的物である水酸化ナトリウムに変化させたのち、副生成物である炭酸カルシウムを除去して、木材チップの蒸解液である白液を調製する工程である。緑液は、通常、炭酸ナトリウム、硫化ナトリウムを主成分とした強アルカリ性水溶液であり、この緑液に生石灰を投入すると、生石灰は水と反応して水酸化カルシウムになり、緑液中の炭酸ナトリウムと交換反応を起こし、水不溶性の炭酸カルシウムを生成する。その結果、緑液は水溶性の水酸化ナトリウム、硫化ナトリウムと水不溶性の炭酸カルシウムを含む泥状物（以後、石灰泥と記す）を含むことになる。
【０００３】
石灰泥は、フィルターで固液分離され、濾液は水酸化ナトリウム、硫化ナトリウムを含む白液としてパルプ蒸解工程に送られ、フィルター表面に分離された石灰泥ケーキは剥ぎ取られて、キルンで焼成されて生石灰に再生され、再び苛性化工程に使用される。固液分離に使用されるフィルターは、オリバーフィルター、ヤングフィルターあるいはプレコートフィルター等があり、分離された石灰泥ケーキの含水率は通常２０重量％〜４０重量％である。しかし、フィルターの目が詰まってくると、石灰泥ケーキの含水率が上がり、脱水処理に支障をきたすばかりでなく、キルンで焼成するときに燃料が多く必要となる。そこで、装置の運転を止めてフィルター濾布面の洗浄が行われるが、洗浄頻度が多いと操業上、支障をきたすこととなる。
【０００４】
石灰泥の脱水性を改善するためには各種の脱水促進剤の適用や脱水方法が提案されてきた。例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルとポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルとを含む脱水促進剤（特許文献１参照）、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルとポリオキシエチレンポリオキシプロピレン縮合物から選ばれたノニオン界面活性剤の少なくとも１種を有効成分として含有する脱水促進剤（特許文献２参照）、炭素数１０〜１４の直鎖アルコールのエチレンオキサイド３〜４モル付加物を有効成分として含有する脱水促進剤（特許文献３参照）等がある。その他、炭素数１０〜２２のアルコールのポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル（エチレンオキサイド付加モル数５〜２０モル、プロピレンオキサイド付加モル数２〜１０モル）と炭素数１０〜２２のアルコールポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル（エチレンオキサイド付加モル数２〜１０モル、プロピレンオキサイド付加モル数１５〜３０モル）を併用する方法（特許文献４参照）、炭素数１６〜３６の分岐鎖を持つ飽和または不飽和の高級アルコールのポリオキシエチレンアルキルエーテル（エチレンオキサイド付加モル数３〜７モル）及び／又はポリオキシエチレンアルケニルエーテル（エチレンオキサイド付加モル数３〜７モル）を有効成分として含む脱水促進剤（特許文献５参照）、炭素数６〜２４モルのポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド付加モル数５／９５〜９５／５モル）と炭素数８〜１１のポリオキシエチレンアルキルエーテル（エチレンオキサイド付加モル数２〜１０モル）を有効成分とする脱水促進剤（特許文献６参照）、炭素数６〜２４のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル（エチレンオキサイド付加モル数５〜５０モルでポリプロピレンオキサイド付加モル数以上の整数、プロピレンオキサイド付加モル数５〜２０モル；ＨＬＢが６．５〜１４．０である）と炭素数８〜１１のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル（エチレンオキサイド付加モル数２〜１０モル、プロピレンオキサイド付加モル数０〜２モル）とを有効成分として含有する脱水促進剤（特許文献７参照）、炭素数８〜１６の直鎖及び分岐アルキルのポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル（エチレンオキサイド付加モル数１〜４モル、プロピレンオキサイド付加モル数３〜６モルでエチレンオキサイド付加モルとプロピレンオキサイド付加モルの和が４〜９モル）を有効成分とする脱水促進剤、更に炭素数８〜１２のポリオキシプロピレンアルキルエーテル（プロピレンオキサイド付加モル数３〜６モル）を含有する脱水促進剤（特許文献８参照）、及び炭素数８〜２０のアルキル又はアルケニルのポリオキシエチレンオキサイドアミノエーテル（エチレンオキサイド付加モル数１〜１０モル）を有効成分として含有する脱水促進剤（特許文献９参照）などが挙げられる。
【０００５】
しかしながら、近年の省エネルギー、ＣＯ２削減の観点から、以前よりもさらに石灰泥含水率を低下させる要求が強まっているが、従来の脱水促進剤では限界があり、さらなる高性能な石灰泥脱水促進剤が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−１２１７００号公報
【特許文献２】特開平７−４８７９３号公報
【特許文献３】特開２０００−３４４５１８号公報
【特許文献４】特開２００２−２６６２７３号公報
【特許文献５】特開２００２−２９４５７７号公報
【特許文献６】特開２００３−３４０５００号公報
【特許文献７】特開２００４−２１１０２０号公報
【特許文献８】特開２００８−３６５４１号公報
【特許文献９】特開２０１０−５８０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
クラフトパルプ製造の苛性化工程において、石灰泥ケーキ含水率の大幅な低減が得られる石灰泥脱水促進剤を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは鋭意研究の結果、特定のポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルを有効成分として含有することを特徴とする、石灰泥脱水促進剤が上記課題を解決出来ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、請求項１の発明に係る石灰泥脱水促進剤は、一般式（１）［式中、Ｒ１は炭素数３〜７のアルキル基またはアルケニル基、ｍは０〜３０、ｎは１〜５０］で表される化合物を有効成分として含有することを特徴とする。
【化１】
【００１０】
請求項２の発明に係る石灰泥脱水促進剤は、前述一般式（１）で表される化合物において、Ｒ１が炭素数３または４のアルキル基またはアルケニル基であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明に係る石灰泥脱水促進剤は、前述一般式（１）で表される化合物において、ｍは０、ｎは２０〜４０であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の石灰泥脱水促進剤を用いることにより、クラフトパルプ製造の苛性化工程において、石灰泥ケーキ含水率の大幅な低減が得られるため、石灰泥ケーキを焼成するためのキルンの燃料消費量を節減でき、省エネルギー、ＣＯ２削減にも大きく寄与する。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の石灰泥脱水促進剤は、特定のポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルを有効成分として含有することを特徴としている。
【００１４】
前述一般式（１）で表されるポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルは、一般的な製造方法で得られ、特に限定されるものではない。例えば、飽和または不飽和脂肪族アルコール１００部と水酸化カリウムあるいは水酸化ナトリウム等のアルカリ触媒１〜１０部を混合し、撹拌下、常圧ないし加圧下、１００〜１５０℃に加熱して、所定量のプロピレンオキサイドを導入して付加反応を行い，次いでエチレンオキサイドを導入して本発明のポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルが得られる。エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドの付加は、エチレンオキサイド付加を先に行い，次いでプロピレンオキサイド付加を行っても良く、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイドを交互に導入して付加反応を行っても良い。通常、この反応系では反応時間を考慮して、プロピレンオキサイド付加の後、エチレンオキサイド付加が行われる。
【００１５】
前述一般式（１）で示されるＲ１は、炭素数３〜７の直鎖または分岐のアルキル基またはアルケニル基からなり、好ましくは炭素数３または４である。これらを満たすアルキル基またはアルケニル基を有するアルコールの例としては、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、２−メチル−１−プロパノール、２−メチル−２−プロパノール（ターシャリーブタノール）、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、プロペノール、ブテノール、ペンテノール、ヘキセノール、ヘプテノールなどを挙げることが出来る。
【００１６】
また、前述一般式（１）で示されるｍとｎは、それぞれエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの付加モル数を表し、ｍは０〜３０モル、好ましくは０であり、ｎは１〜５０モル、好ましくは２０〜４０モルである。また、ｍが１以上の場合、すなわち、少なくとも１モル以上のエチレンオキサイドをプロピレンオキサイドとともに付加する場合、該エチレンオキサイドの付加と該プロピレンオキサイドの付加はランダムでもブロックでも良く、エチレンオキサイドを先に付加しても、プロピレンオキサイドを先に付加しても良い。
【００１７】
本発明の石灰泥脱水促進剤は、前述一般式（１）で示される１種、または２種以上の特定のポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルを有効成分として含有し、該ポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルを原液で用いても良く、また、水や適当な有機溶剤、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールジメチルエーテル、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のアルコール類、ジオキサン、エチレンカーボネート等に溶解して調製しても良い。特定のポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルを水や適当な有機溶剤に溶解する割合には特に限定は無く、使用する溶剤の該ポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルに対する溶解度に基づいて適宜選択することができる。
【００１８】
本発明の石灰泥脱水促進剤の添加箇所は、特に限定されるものではなく、石灰泥スラリーの状態、脱水機の構造、脱水機の運転状況に応じて適宣選択されるものであるが、一般的には真空脱水機のバットや洗浄機のバット、あるいは石灰泥のストレージタンクやこれらを結ぶ配管ライン等に添加される。また、適当な複数の個所から添加しても良い。
【００１９】
本発明の石灰泥脱水促進剤の添加量は、特に限定されるものではなく、苛性化工程の運転状況、石灰泥の固形分濃度、脱水機の構造や効率、石灰泥ケーキ含水率などに応じて適宣決定すれば良いが、一般的には脱水対象である炭酸カルシウムスラリーに対して有効成分として１０〜１０００ｐｐｍ、好ましくは５０〜３００ｐｐｍである。
【００２０】
本発明の石灰泥脱水促進剤を工程に添加する方法には、薬液ポンプを使用して添加する。また、添加する工程の状況に応じて、本発明の石灰泥脱水促進剤を連続的あるいは間欠的に添加することが出来る。
【００２１】
本発明の効果が損なわれない範囲において、本発明の石灰泥脱水促進剤に従来から使用されてきた脱水促進剤、例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン縮合物等を併用することができる。また、消泡剤やデポジットコントロール剤など他用途の化合物を併用することもできる。
【実施例】
【００２２】
本発明を以下の実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。以下に、アルキル基またはアルケニル基をＲ１、エチレンオキサイド［ＣＨ２ＣＨ２Ｏ］をＥＯ、プロピレンオキサイド［ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ］をＰＯと表記する。
【００２３】
（ＥＯ・ＰＯブロック付加型ポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルの調製）
実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１４、Ｎｏ．１７〜Ｎｏ．１９、及び比較例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６に用いられる石灰泥脱水促進剤の有効成分の調製方法である。
エチレンオキサイド用とプロピレンオキサイド用の２つの計量槽の付いた１０リットルの回転攪拌式オートクレーブ中に１−ブチルアルコールを７４ｇ、水酸化カリウムを３．０ｇ仕込み、窒素置換を行った後１１０℃に昇温し、４０ｔｏｒｒで１時間脱水を行った。次に１２０℃に昇温し、プロピレンオキサイドを３．５ｋｇ／ｃｍ２の圧力で２９００ｇオートクレーブ中に導入し、圧力が低下して一定になるまで反応させた後、１５０℃に昇温し、エチレンオキサイドを４４０ｇ導入し、圧力が低下して一定になるまで反応させた。反応終了後、温度を低下させて酢酸で中和した。合成したサンプルを抜き出し実施例Ｎｏ．１２に用いられる石灰泥脱水促進剤の有効成分であるポリオキシアルキレンアルキルエーテルを得た。
【００２４】
また、同様の合成方法において、用いるアルコールの種類や投入量、及びエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドの投入量を変化させ、実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１１、Ｎｏ．１３、Ｎｏ．１４、Ｎｏ．１７〜Ｎｏ．１９、及び比較例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６に用いられる石灰泥脱水促進剤の有効成分であるポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルを調製した。
【００２５】
（ＥＯ・ＰＯランダム付加型ポリオキシアルキレンアルキルエーテル）
実施例Ｎｏ．１５、Ｎｏ．１６、及び比較例Ｎｏ．７に用いられる石灰泥脱水促進剤の有効成分である。
実施例Ｎｏ．１５：ニューポール５０ＨＢ−１００（商品名：三洋化成工業株式会社製）
実施例Ｎｏ．１６：ニューポール５０ＨＢ−４００（商品名：三洋化成工業株式会社製）
比較例Ｎｏ．７：ニューポール５０ＨＢ−２０００（商品名：三洋化成工業株式会社製）
【００２６】
実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１９に用いられる石灰泥脱水促進剤の有効成分であるポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルのＲ１の種類、ＥＯの付加モル数：ｍ、ＰＯの付加モル数：ｎを表１に示した。また、比較例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７に用いられる石灰泥脱水促進剤の有効成分であるポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルのＲ１の種類、ＥＯの付加モル数：ｍ、ＰＯの付加モル数：ｎを表２に示した。比較例Ｎｏ．８は石灰泥脱水促進剤無添加である。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】
（脱水試験１）
プレコートフィルターを用いて６０℃の石灰泥スラリーの脱水を行っているクラフトパルプ製造工場Ａの苛性化工程から、固形分濃度３０％の石灰泥を採取し、試験に供した。
石灰泥５００ｇを１Ｌのビーカーに入れて、プロペラ翼付きの攪拌機で攪拌しながら、６０℃に加温した。これに表１、２に記載した組成の石灰泥脱水促進剤を直接マイクロシリンジで、有効成分として５０ｐｐｍ、１５０ｐｐｍ、３００ｐｐｍ添加し、１２０ｒｐｍで１分間攪拌した。
口径９ｃｍのブフナーロートの目皿にＮｏ．２濾紙を敷き、この石灰泥を一気に流し込み、リーフテスター［（株）宮本製作所製］を用いて真空度６００ｍｍＨｇで吸引濾過した。
３０秒吸引を行った後、吸引を停止し、濾過した石灰泥ケーキの重量（Ｗ１）を測定した後、
１０５℃の乾燥器中で６時間乾燥した。乾燥した石灰泥ケーキを室温まで放冷した後、乾燥石灰泥ケーキの重量（Ｗ２）を測定し、次式により石灰泥ケーキの含水率（％）を求めた。試験結果を表３に示した。
石灰泥ケーキの含水率（％）＝｛（Ｗ１−Ｗ２）／Ｗ１｝×１００
【００３０】
【表３】
【００３１】
（脱水試験２）
プレコートフィルターを用いて４０℃の石灰泥スラリーの脱水を行っているクラフトパルプ製造工場Ｂの苛性化工程から、固形分濃度３５％の石灰泥を採取し、試験に供した。
石灰泥５００ｇを１Ｌのビーカーに入れて、プロペラ翼付きの攪拌機で攪拌しながら、４０℃に加温した。これに表１、２に記載した組成の石灰泥脱水促進剤を直接マイクロシリンジで、有効成分として５０ｐｐｍ、１５０ｐｐｍ、３００ｐｐｍ添加し、１２０ｒｐｍで１分間攪拌した。
口径９ｃｍのブフナーロートの目皿にＮｏ．２濾紙を敷き、この石灰泥を一気に流し込み、リーフテスター［（株）宮本製作所製］を用いて真空度６００ｍｍＨｇで吸引濾過した。
３０秒吸引を行った後、吸引を停止し、濾過した石灰泥ケーキの重量（Ｗ１）を測定した後、
１０５℃の乾燥器中で６時間乾燥した。乾燥した石灰泥ケーキを室温まで放冷した後、乾燥石灰泥ケーキの重量（Ｗ２）を測定し、次式により石灰泥ケーキの含水率（％）を求めた。試験結果を表４に示した。
石灰泥ケーキの含水率（％）＝｛（Ｗ１−Ｗ２）／Ｗ１｝×１００
【００３２】
【表４】
【００３３】
表３、４の結果より、本発明の、特定のポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルを有効成分として含有する石灰泥脱水促進剤を用いた実施例１〜１９の石灰泥ケーキ水分は比較例１〜７に比べて明らかに低く、顕著な石灰泥脱水促進効果が認められる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の、特定のポリオキシアルキレンアルキル（またはアルケニル）エーテルを有効成分として含有する石灰泥脱水促進剤は、クラフトパルプ製造の苛性化工程における石灰泥脱水工程に好適に用いることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）［式中、Ｒ１は炭素数３〜７のアルキル基またはアルケニル基、ｍは０〜３０、ｎは１〜５０］で表される化合物を有効成分として含有することを特徴とする石灰泥脱水促進剤。
【化１】
【請求項２】
前述一般式（１）で表される化合物において、Ｒ１が炭素数３または４のアルキル基またはアルケニル基であることを特徴とする請求項１記載の石灰泥脱水促進剤。
【請求項３】
前述一般式（１）で表される化合物において、ｍは０、ｎは２０〜４０であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の石灰泥脱水促進剤。
【請求項１】
一般式（１）［式中、Ｒ１は炭素数３〜７のアルキル基またはアルケニル基、ｍは０〜３０、ｎは１〜５０］で表される化合物を有効成分として含有することを特徴とする石灰泥脱水促進剤。
【化１】
【請求項２】
前述一般式（１）で表される化合物において、Ｒ１が炭素数３または４のアルキル基またはアルケニル基であることを特徴とする請求項１記載の石灰泥脱水促進剤。
【請求項３】
前述一般式（１）で表される化合物において、ｍは０、ｎは２０〜４０であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の石灰泥脱水促進剤。
【公開番号】特開２０１２−９１０７２（Ｐ２０１２−９１０７２Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３７９３８（Ｐ２０１０−２３７９３８）
【出願日】平成２２年１０月２２日（２０１０．１０．２２）
【出願人】（０００２３４１６６）伯東株式会社 (135)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２２日（２０１０．１０．２２）
【出願人】（０００２３４１６６）伯東株式会社 (135)
【Ｆターム（参考）】
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