説明

紙離れ促進剤および紙離れ促進方法

【課題】 ピッチの有無にかかわらず、低濃度で、紙製造工程中のプレスロールが直接接触するロールの表面から、湿紙が速やかに離れる紙離れ促進剤およびそれを用いた紙離れ促進方法を提供することを課題とする。
【解決手段】 特定のポリオキシアルキレン高級脂肪族アミンと、ホスホン酸化合物、ホスフィン酸化合物またはカルボン酸化合物から選ばれる1種とを有効成分として含有することを特徴とする紙離れ促進剤により、上記課題を解決する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、紙離れ促進剤および紙離れ促進方法に関する。さらに詳しくは、紙製造工程、特に新聞用紙、中質紙、板紙製造工程のプレスロールが直接接触するロールの表面から、湿紙が速やかに離れる紙離れ促進剤およびこれを用いた紙離れ促進方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、紙製造特に新聞用紙製造において、原料として古紙の使用比率が上昇しており、従来の機械パルプのGP、TMP由来の材によるピッチのみでなく、古紙由来のラテックス、酢酸ビニル系の接着剤(ホットメルト)によるピッチトラブルが増加している。また近年は生産性を上げるために、抄紙速度をあげており、古紙比率の上昇、マシンの大型化と相まって、プレスパートのロール、毛布、毛布サクションボックスへのピッチ汚れ、ドライヤーパートのドライヤー、ドライヤーカンバスのピッチ汚れの問題が顕在化している。
【0003】
また紙製造工程の高速化に伴い、ピッチの問題だけでなく、紙製造工程、特に新聞用紙、中質紙、板紙製造工程のプレスロール部のロールや毛布と湿紙との紙離れ(剥離性)の問題が顕在化しており、剥離性悪化に伴う紙切れ(断紙)による生産性低下が大きな問題となっている。剥離性悪化に伴う紙切れが頻繁に発生すると通紙に要する生産性のロス(時間、生産量)が発生する。よって、紙製造工程に付着するピッチの問題およびプレスロール部のロールや毛布と湿紙との剥離性の問題は、紙製造工程における操業効率、紙の品質に直接影響を及ぼす大きな問題となっている。
【0004】
従来から、このピッチ障害や湿紙の剥離性の改善については、いろいろな提案がなされており、特定のカチオンポリマーと特定の非イオン界面活性剤とを有効成分とする紙・パルプ製造工程用ピッチ抑制剤(例えば、特許文献1参照)や、ポリオキシアルキレンアルキルアミン、有機ホスホン酸及び非イオン界面活性剤を有効成分とするストーンロール汚れ防止剤を用いてピッチの堆積を防ぐことを特徴とするストーンロールからの湿紙の剥離性の改善方法(例えば、特許文献2参照)などが知られている。しかしながら、ピッチの有無にかかわらず、低濃度で紙離れ促進効果を向上させる薬剤については提案されていない。
【0005】
【特許文献1】特開2004−44067号公報(特許請求の範囲、[請求項1])
【特許文献2】特開平7−279081号公報(特許請求の範囲、[請求項2])
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
この発明は、ピッチの有無にかかわらず、低濃度で、紙製造工程中のプレスロールが直接接触するロールの表面から、湿紙が速やかに離れる紙離れ促進剤およびそれを用いた紙離れ促進方法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】
【0007】
この発明は、紙製造工程、特に新聞用紙、中質紙、板紙製造工程のプレスロールが直接接触するロールの表面から、湿紙が速やかに離れる紙離れ促進剤について検討を重ねた結果、特定のポリオキシアルキレン高級脂肪族アミンと、ホスホン酸化合物、ホスフィン酸化合物またはカルボン酸化合物から選ばれる1種以上とを有効成分として含有することにより、紙離れ(剥離性)を向上させることを見出し、本発明を完成するに到った。
【0008】
かくしてこの発明によれば、一般式(I)
【化1】

(式中、Rは炭素数10〜20のアルキル基またはアルケニル基を示し、AOは炭素数2〜3のオキシアルキレン基を示し、m+nは5〜40の整数である。)で表わされるポリオキシアルキレン高級脂肪族アミンと、ホスホン酸化合物、ホスフィン酸化合物またはカルボン酸化合物から選ばれる1種とを有効成分として含有することを特徴とする紙離れ促進剤が提供される。
【0009】
またこの発明によれば、一般式(I)
【化2】

(式中、Rは炭素数10〜20のアルキル基またはアルケニル基を示し、AOは炭素数2〜3のオキシアルキレン基を示し、m+nは5〜40の整数である。)で表わされるポリオキシアルキレン高級脂肪族アミンと、ホスホン酸化合物、ホスフィン酸化合物またはカルボン酸化合物から選ばれる1種とを含有する薬剤を、紙・パルプ製造工程水に添加することを特徴とする紙離れ促進方法が提供される。
【発明の効果】
【0010】
この発明により、ピッチの有無にかかわらず、低濃度で、紙製造工程中のプレスロールが直接接触するロールの表面と湿紙との接触面の摩擦係数が低下し、紙離れ(剥離性)効果を向上させることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
この発明で用いられるポリオキシアルキレン高級脂肪族アミンは、一般式(I)
【化3】


(式中、Rは炭素数10〜20のアルキル基またはアルケニル基を示し、AOは炭素数2〜3のオキシアルキレン基を示し、m+nは5〜40の整数である。)で表わされ、具体的にはデシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、オレイルアミン、ステアリルアミン、牛脂アルキルアミン、およびヤシアルキルアミンが挙げられる。牛脂アルキルアミン及びヤシアルキルアミンとは、そのアミンがヤシ油もしくはヤシ脂肪、牛脂等から公知の手段により製造された炭素数12〜20の直鎖状または分岐状の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素基がその主要成分を占めるアミンの混合物(混合アルキルアミン)であることを意味する。
【0012】
この発明で用いられるホスホン酸化合物またはホスフィン酸化合物としては、具体的には、アミノトリメチレンホスホン酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、トリメチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ヘキサメチレンジアミンテトラメチルホスホン酸、ジエチレントリアミンペンタメチルホスホン酸、1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸、1−ヒドロキシプロパン−1,1−ジホスホン酸、1−アミノプロパン−1,1−ジホスホン酸および1,2,4−トリカルボキシブタン−2−ホスホン酸、ビス(ポリ−2−カルボキシエチル)ホスフィン酸(バイオラボ社の「Belclene500」、「Belclene400」、「Bellasol S−30」:BelcleneおよびBellasolはバイオラボ社の登録商標である)などなどが具体的に挙げられる。この中で特に、1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸および1,2,4−トリカルボキシブタン−2−ホスホン酸が好適に用いることができる。
【0013】
この発明で用いられるカルボン酸化合物としては、リンゴ酸、クエン酸、酒石酸およびグルコン酸などが挙げられる。
【0014】
この発明の有効成分であるポリオキシアルキレン高級脂肪族アミンとホスホン酸化合物、ホスフィン酸化合物またはカルボン酸化合物から選ばれる1種との配合割合は、重量比として100:1〜1:10、好ましくは50:1〜1:2である。
【0015】
この発明の有効成分であるポリオキシアルキレン高級脂肪族アミンとホスホン酸化合物、ホスフィン酸化合物またはカルボン酸化合物から選ばれる1種からなる紙離れ促進剤に、さらに鉱物油またはワックス化合物から選ばれる1種以上を含有することができる。この発明で用いられる鉱物油としては、石油から製造される灯油、炭化水素油、スピンドル油、流動パラフィンなどが挙げられ、この中で特にスピンドル油を好適に用いることができる。また、この発明で用いられるワックス化合物としては、密ロウ(動物性ロウ)、カルナウバワックス(植物性ロウ)、酸化型ポリエチレンワックス、エチレン/アクリル酸共重合体などが挙げられ、この中で特に酸化型ポリエチレンワックスを好適に用いることができる。
【0016】
この発明の紙離れ促進剤は、有効成分となる上記の紙離れ促進剤の有効成分を、適当な溶媒で希釈した製剤として用いることが好ましい。なかでも、製剤は水を溶媒とした水溶液の形態が好ましい。その製剤中の有効成分の配合割合は、製剤100重量部中、有効成分を5〜50重量部、好ましくは10〜30重量部とするのが好ましい。
【0017】
この発明の紙離れ促進剤の適用場面としては、紙・パルプ製造工程水、特にプレスロール部のシャワー水に対して添加することにより、ピッチの有無にかかわらず、ロールの表面と湿紙との接触面の摩擦係数が低下させ、紙離れ(剥離性)効果を向上させることができる。
【0018】
この発明の紙離れ促進剤を、紙・パルプ製造工程水に対し有効成分濃度として、2〜2000mg/リットル、さらに好ましくは、10〜500mg/リットルとなるように添加することにより、ピッチの有無にかかわらず、ロールの表面と湿紙との接触面の摩擦係数が低下し、紙離れ(剥離性)効果を向上させることができる。
【0019】
この発明の有効成分であるポリオキシアルキレン高級脂肪族アミンとホスホン酸化合物、ホスフィン酸化合物またはカルボン酸化合物から選ばれる1種からなる薬剤と、鉱物油またはワックス化合物から選ばれる1種以上とを、紙・パルプ製造工程水に対して併用して添加することができる。
【0020】
この発明を実施例及び試験例により以下に説明するが、これらの実施例及び試験例により限定されるものではない。
【0021】
製剤例1
ステアリルアミンエチレンオキサイド10モル付加物 15重量部
1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸 5重量部
水 80重量部
製剤例2
ステアリルアミンエチレンオキサイド30モル付加物 15重量部
1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸 5重量部
水 80重量部
製剤例3
ラウリルアミンエチレンオキサイド20モル付加物 15重量部
1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸 5重量部
水 80重量部
製剤例4
オレイルアミンエチレンオキサイド10モル・プロピレンオキサイド5モル付加物
15重量部
1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸 5重量部
水 80重量部
製剤例5
ステアリルアミンエチレンオキサイド20モル・プロピレンオキサイド5モル付加物
15重量部
1,2,4−トリカルボキシブタン−2−ホスホン酸 5重量部
水 80重量部
製剤例6
ステアリルアミンエチレンオキサイド30モル・プロピレンオキサイド10モル付加物
15重量部
1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸 5重量部
水 80重量部
【0022】
製剤例7
オレイルアミンエチレンオキサイド5モル付加物 15重量部
リンゴ酸 5重量部
水 80重量部
製剤例8
ステアリルアミンエチレンオキサイド20モル付加物 15重量部
リンゴ酸 5重量部
水 80重量部
製剤例9
オレイルアミンエチレンオキサイド20モル・プロピレンオキサイド10モル付加物
10重量部
クエン酸 10重量部
水 80重量部
製剤例10
ステアリルアミンエチレンオキサイド30モル・プロピレンオキサイド10モル付加物
15 重量部
1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸 2.5重量部
リンゴ酸 2.5重量部
水 80 重量部
製剤例11
ラウリルアミンエチレンオキサイド30モル・プロピレンオキサイド10モル付加物
15重量部
ビス(ポリ−2−カルボキシエチル)ホスフィン酸 5重量部
水 80重量部
製剤例12
オレイルアミンエチレンオキサイド20モル・プロピレンオキサイド10モル付加物
15重量部
アミノトリメチレンホスホン酸 5重量部
水 80重量部
製剤例13
ラウリルアミンエチレンオキサイド20モル付加物 10重量部
1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸 5重量部
灯油(鉱物油) 5重量部
水 80重量部
製剤例14
ステアリルアミンエチレンオキサイド30モル・プロピレンオキサイド10モル付加物
10重量部
1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸 5重量部
酸化型ポリエチレンワックス 5重量部
水 80重量部
【0023】
製剤例15
ステアリルアミンエチレンオキサイド10モル付加物 20重量部
水 80重量部
製剤例16
ステアリルアミンエチレンオキサイド30モル付加物 20重量部
水 80重量部
製剤例17
ラウリルアミンエチレンオキサイド20モル付加物 20重量部
水 80重量部
製剤例18
オレイルアミンエチレンオキサイド10モル・プロピレンオキサイド5モル付加物
20重量部
水 80重量部
製剤例19
ステアリルアミンエチレンオキサイド20モル・プロピレンオキサイド5モル付加物
20重量部
水 80重量部
製剤例20
ステアリルアミンエチレンオキサイド30モル・プロピレンオキサイド10モル付加物
20重量部
水 80重量部
製剤例21
オレイルアミンエチレンオキサイド5モル付加物 20重量部
水 80重量部
製剤例22
ステアリルアミンエチレンオキサイド20モル付加物 20重量部
水 80重量部
製剤例23
オレイルアミンエチレンオキサイド20モル・プロピレンオキサイド10モル付加物
20重量部
水 80重量部
製剤例24
ラウリルアミンエチレンオキサイド30モル・プロピレンオキサイド10モル付加物
20重量部
水 80重量部
【0024】
製剤例25
1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸 20重量部
水 80重量部
製剤例26
1,2,4−トリカルボキシブタン−2−ホスホン酸 20重量部
水 80重量部
製剤例27
リンゴ酸 20重量部
水 80重量部
製剤例28
クエン酸 20重量部
水 80重量部
製剤例29
ビス(ポリ−2−カルボキシエチル)ホスフィン酸 20重量部
水 80重量部
製剤例30
アミノトリメチレンホスホン酸 20重量部
水 80重量部
製剤例31
灯油(鉱物油) 20重量部
水 80重量部
製剤例32
酸化型ポリエチレンワックス 20重量部
トリプロピレングリコールモノメチルエーテル 80重量部
【0025】
試験例1 ピッチ汚れのない時における紙離れ促進効果確認試験
ロールテストピース(25cm×25cm×1cm、製紙用プレスロールテストピース・セラミックロール)表面に、製剤例1〜32を1%の濃度に水道水で希釈した薬液をスプレーにて10回散布した。重し(真鍮製のテストピース)310gを貼り付けたボール紙(10cm×9cm、コクヨ社製)をロールテストピース上に乗せ、ロールテストピースを固定した状態で、重しを乗せたボール紙を水平に50mm/3secの速度で、デジタル張力計にて引くことで摩擦力(F)を測定した。この時、デジタル張力計は、最大ピーク摩擦力データを自動記録するように設定した。10回の摩擦力の平均値から以下の式を用いて、摩擦係数(μ)を計算した。測定結果を表1に示す。

F=μW (W:重しの重量)
【0026】
【表1】

【0027】
表1の結果から、本発明の製剤である製剤例1〜14は、比較例15〜32及び水のみと比較して、ロールテストピースと湿紙の間の摩擦力(摩擦係数)が低下、すなわち剥離性が向上することが確認された。
【0028】
試験例2 紙離れ促進及びピッチ付着汚れ防止効果確認試験
中質紙を製造する某製紙工場のプレスパートのロール汚れ防止剤として、製剤例2の薬剤を有効成分として100mg/リットルとなるようにセンターロールドクターシャワー水へ連続的に添加した。
薬剤無添加の水シャワーのみの時は、センターロールと湿紙の紙離れ不良の為、1日に5回紙切れが発生した。また、センターロールドクターにピッチが1日で約500g付着した。しかし、製剤例2の薬剤をシャワー水に添加すると1週間の抄造期間中、紙切れは0回となり、ロールと湿紙の紙離れ促進効果が得られた。またセンターロールドクターへのピッチ付着量についても1週間で約20gとなり、薬剤における大幅なピッチ付着防止効果が認められた。
【0029】
試験例3 紙離れ促進及びピッチ付着汚れ防止効果確認試験
新聞用紙を製造する某製紙工場のプレスパートのロール汚れ防止剤として、製剤例8、22の薬剤を有効成分として200mg/リットルとなるようにセンターロールドクターシャワー水へ連続的に添加した。
製剤例8をシャワー水に添加したことで、1週間の抄造期間中、紙切れは0回となり、ロールと湿紙の紙離れ促進効果が得られた。また、センターロールドクターへのピッチ付着量についても、1週間で約30gとなり、薬剤における大幅なピッチ付着防止効果が認められた。これに対し、薬剤無添加の水シャワーのみの時は、センターロールと湿紙の紙離れ不良の為、1日に3回紙切れが発生した。また、センターロールドクターにピッチが1日で約300g付着した。製剤例22は、センターロールドクターにピッチが1日で約50g付着となり、ピッチの付着量は減少したが、センターロールと湿紙の紙離れ不良のため、1日に3回紙切れが発生したことにより、紙離れ促進効果は認められなかった。
【産業上の利用可能性】
【0030】
この発明の紙離れ促進剤は、紙・パルプ製造工程水、特に、プレスパート部のロールや毛布のシャワー水に添加することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一般式(I)
【化1】


(式中、Rは炭素数10〜20のアルキル基またはアルケニル基を示し、AOは炭素数2〜3のオキシアルキレン基を示し、m+nは5〜40の整数である。)で表わされるポリオキシアルキレン高級脂肪族アミンと、ホスホン酸化合物、ホスフィン酸化合物またはカルボン酸化合物から選ばれる1種とを有効成分として含有することを特徴とする紙離れ促進剤。
【請求項2】
ポリオキシアルキレン高級脂肪族アミンと、ホスホン酸化合物、ホスフィン酸化合物またはカルボン酸化合物から選ばれる1種との配合割合が、重量比として100:1〜1:10である請求項1記載の紙離れ促進剤。
【請求項3】
さらに、鉱物油またはワックス化合物から選ばれる1種以上を含有する請求項1または2に記載の紙離れ促進剤。
【請求項4】
水溶液の形態にある請求項1〜3のいずれかに記載の紙離れ促進剤。
【請求項5】
一般式(I)
【化2】


(式中、Rは炭素数10〜20のアルキル基またはアルケニル基を示し、AOは炭素数2〜3のオキシアルキレン基を示し、m+nは5〜40の整数である。)で表わされるポリオキシアルキレン高級脂肪族アミンと、ホスホン酸化合物、ホスフィン酸化合物またはカルボン酸化合物から選ばれる1種とを含有する薬剤を、紙・パルプ製造工程水に添加することを特徴とする紙離れ促進方法。
【請求項6】
ポリオキシアルキレン高級脂肪族アミンと、ホスホン酸化合物、ホスフィン酸化合物またはカルボン酸化合物から選ばれる1種とを有効成分濃度として、2〜2000mg/Lとなるように添加する請求項5記載の紙離れ促進方法。
【請求項7】
さらに、鉱物油またはワックス化合物から選ばれる1種以上を併用添加する請求項5または6に記載の紙離れ促進方法。
【請求項8】
紙・パルプ製造工程水が、シャワー水である請求項5〜7のいずれかに記載の紙離れ促進方法。

【公開番号】特開2006−16701(P2006−16701A)
【公開日】平成18年1月19日(2006.1.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−192759(P2004−192759)
【出願日】平成16年6月30日(2004.6.30)
【出願人】(000154727)株式会社片山化学工業研究所 (82)
【Fターム(参考)】