JP2004019014A - 紙・パルプ製造工程用洗浄剤および洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】紙・パルプ製造工程中で生じて配管や装置等の製造設備に付着・堆積するスケールを短時間で効率よく除去することができる洗浄剤および洗浄方法を提供することである。
【解決手段】数平均分子量が５００〜５００００の水溶性アニオン性重合体またはそのアルカリ塩、またはこれとカルシウムおよび／またはバリウムに対してキレート力を有するアミノカルボン酸またはそのアルカリ塩とからなる紙・パルプ製造工程用洗浄剤である。スケールが生じた紙・パルプ製造工程の製造設備を、前記洗浄剤のアルカリ性水溶液で洗浄する。
【選択図】　　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スケールが生じた紙・パルプ製造工程の製造設備を洗浄するための洗浄剤および洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
紙・パルプ製造工程中で配管や装置等の製造設備に付着・堆積する汚れ（スケール）は、バージンパルプからのピッチ成分、ロジンサイズ、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸等のサイズ剤、デンプン、カチオン化デンプン、変性ポリアクリルアミド等の紙力増強剤、古紙原料からの印刷インキ、ホットメルト等の粘着性有機成分、充填剤からのクレー、タルク、炭酸カルシウム、硫酸バンド、その他用水に含まれるカルシウム、バリウム、鉄等の無機成分、さらにバクテリア、黴等によるスライム等からなる複雑な組成を有している。
【０００３】
このようなスケールがパルプスラリーに混入すると、製品の品質低下、不良品発生による生産効率の低下等の不具合を引き起こす。近年、紙・パルプ製造工程のクローズド化や抄紙速度の上昇に伴って、さらにこの問題が深刻化している。そこで、従来の製造工程では、一定期間毎に水酸化ナトリウム水溶液等を用いたアルカリ洗浄処理が実施されており、比較的有効な洗浄方法として一般化されている。
【０００４】
しかしながら、上記のようなアルカリ洗浄処理のみでは充分な洗浄効果を得ることができない場合がある。特に、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム等を含むスケールが製造設備に付着・堆積すると、アルカリ性領域ではこれらのスケールを十分に除去できないことがあり、洗浄に長時間を要したり、手作業による洗浄が必要になることがあった。
【０００５】
特に、近年、紙質の向上、経時劣化の防止（黄変防止）等の目的で中性抄造化が進められており、系内の白水のｐＨが以前より高くなっている。また、硫酸カルシウムスケール等のスケールは白水に限らず、溶液のｐＨが高くなるほど生成し易く、またスケールの生成を抑制することが困難になる。このため中性抄造化に伴い、上記の硫酸カルシウム等が析出しやすく、スケールがより付着・堆積しやすい環境になっており、洗浄不足による製品の品質低下、生産効率の低下等の不具合を引き起こしている。それに伴って製造工程中における洗浄剤の使用量または使用回数の増加、洗浄時間延長等が操業上問題となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、紙・パルプ製造工程中で生じて配管や装置等に付着・堆積するスケールを短時間で効率よく除去することができる洗浄剤および洗浄方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の分子量の水溶性アニオン性重合体またはそのアルカリ塩を洗浄剤として用いることによって、洗浄効果が高まるという新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明にかかる紙・パルプ製造工程用洗浄剤は、数平均分子量が５００〜５００００の水溶性アニオン性重合体またはそのアルカリ塩からなるものである。
【０００９】
また、本発明の他の洗浄剤は、数平均分子量が５００〜５００００の水溶性アニオン性重合体またはそのアルカリ塩と、カルシウムおよび／またはバリウムに対してキレート力を有するアミノカルボン酸またはそのアルカリ塩とからなるものである。このように、前記水溶性アニオン性重合体またはそのアルカリ塩だけでなく、前記アミノカルボン酸またはそのアルカリ塩をも含有することによって、本発明の洗浄剤はさらに高い洗浄効果を有するものとなる。
【００１０】
また、本発明の洗浄方法は、スケールが生じた紙・パルプ製造工程の製造設備を、前記洗浄剤の水溶液で洗浄することを特徴とする。この水溶液はアルカリ性であるのが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。本発明の紙・パルプ製造工程用洗浄剤は、水溶性アニオン性重合体若しくはそのアルカリ塩、またはこれとアミノカルボン酸若しくはそのアルカリ塩とからなり、通常、水溶液の形態で使用される。前記アルカリ塩としては、例えばナトリウム塩、カリウム塩等が挙げられる。以下、「水溶性アニオン性重合体」および「アミノカルボン酸」というときは、そのアルカリ塩も含むものとする。
【００１２】
前記水溶性アニオン性重合体としては、アクリル酸、マレイン酸、アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸およびこれらのアルカリ塩からなる群より選ばれる一種の単独重合体、すなわちポリアクリル酸、ポリマレイン酸、ポリアクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸およびこれらのアルカリ塩の他、上記群より選ばれる二種以上を共重合して得られる共重合体が挙げられる。
【００１３】
この水溶性アニオン性重合体の数平均分子量は５００〜５００００、好ましくは１０００〜１００００、より好ましくは１０００〜２０００であるのがよい。数平均分子量が前記範囲から外れると、洗浄効果（水溶性アニオン性重合体のもつスケール分散性能）が低下するおそれがある。
【００１４】
この水溶性アニオン性重合体の製造方法としては、特に限定されず、公知の重合方法を用いることができる。例えばポリアクリル酸は、アクリル酸を塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合等により重合させることによって得ることができる。
【００１５】
前記アミノカルボン酸としては、エチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、ニトリロ三酢酸およびこれらのアルカリ塩からなる群より選ばれる少なくとも一種が挙げられる。これらのアミノカルボン酸はカルシウムおよびバリウムに対して中性〜アルカリ性領域内にて優れたキレート力を有しているので、本発明の洗浄剤をアルカリ性領域で使用する場合であっても洗浄液中において炭酸カルシウム等を析出しにくくすることができる。
【００１６】
以下、本発明にかかるスケールの洗浄方法の一実施形態について説明する。本実施形態の洗浄方法は、スケールが生じた紙・パルプ製造工程の製造設備を、前記洗浄剤の水溶液（以下、「洗浄液」という。）で洗浄するものである。スケールが付着・堆積しやすい製造設備としては、例えばヘッドボックス、インレット、ワイヤー、クーチロール、サクションボックス等の装置やこれらをつなぐ配管等が挙げられる。
【００１７】
該洗浄方法では、紙・パルプの製造工程の操業を一旦止めて、スケールが付着・堆積している上記製造設備内へ前記洗浄液を供給する。このとき、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物等のアルカリ性物質を同時に添加して、洗浄液をアルカリ性とするのが好ましい。
【００１８】
製造設備内への上記洗浄液の供給量は、抄紙機の規模等に応じて決定され、特に限定されないが、製造設備内の洗浄液中における水溶性アニオン性重合体の濃度が０．００５〜０．１重量％程度、前記アミノカルボン酸の濃度が０．０１〜０．５重量％程度となるように供給するのがよい。また、前記アルカリ性物質は、製造設備内の洗浄液のｐＨが１１〜１４程度となるように添加するのが好ましい。これにより、前記アミノカルボン酸がキレート（アミノカルボン酸が金属イオンを捕捉した構造）を形成し易くなり同一添加量でも高い洗浄性が期待できる。
【００１９】
ここで、製造設備内への洗浄液の供給方法は特に限定されない。したがって、上記水溶性アニオン性重合体、アミノカルボン酸、アルカリ性物質および水を予め混合し所定濃度、所定ｐＨに調整した後、製造設備内へ供給してもよく、これらを別々に供給し、製造設備内で所定濃度、所定ｐＨに調整してもよい。
【００２０】
このようにして製造設備内に洗浄液を供給した後、この洗浄液を製造設備内に循環させる。このときの洗浄時間や洗浄の実施頻度は、スケールの堆積量等に応じて決定され、特に限定されないが、通常、洗浄時間は２〜３時間程度とするのがよい。また、洗浄を実施する頻度は、通常、１〜５回／月程度とするのがよい。
【００２１】
本発明の洗浄方法では、洗浄を行うに際して製造設備内に白水やパルプスラリー等が残っている場合には、これらを排出して製造設備内を空にした後で洗浄液を供給して洗浄を行うのが好ましい。
【００２２】
なお、本発明の洗浄方法では、上記のように洗浄液を製造設備内に循環・流動させるのが、スケールをよく分散させることができ高い洗浄効果が得られる点で好ましいが、製造設備内に洗浄液を供給し所定時間静置しておくだけでもスケールを除去する効果がある。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００２４】
実施例
紙・パルプ製造工程の製造設備内に生じる硫酸バリウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム等を含むスケールに対する本発明の洗浄剤の洗浄効果を評価するために、以下の試験を行った。
【００２５】
表１に示す比率となるように各成分を混合した混合液を作製し、さらにこの混合液をイオン交換水で１０００ｐｐｍに希釈することにより洗浄液Ｎｏ．１〜１５を１００ｍＬずつ調製した。各洗浄液は、ｐＨが１１〜１４程度のアルカリ性であった。本実施例では、ポリアクリル酸ナトリウムとして数平均分子量が約１５００のものを用いた。ついで、これらの洗浄液に洗浄対象物（擬似スケール：硫酸バリウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウムまたは炭酸カルシウム）１ｇをそれぞれ投入し、４０℃で１時間静置した後、遠心分離機で溶液と固形分とを分離した。
【００２６】
分離した固形分には１００ｍＬのイオン交換水を添加し、（株）堀場製作所社製のレーザー回折／散乱式粒度分布測定装置を用いて固形分のメジアン径をそれぞれ測定した。なお、試験前の洗浄対象物のメジアン径は、硫酸バリウムが約　８．１μｍで、炭酸バリウムが約８．２μｍで、硫酸カルシウムが約９０μｍで、炭酸カルシウムが約２２μｍであった。
【００２７】
一方、セイコー電子工業（株）製の原子吸光分光光度計ＳＡＳ７５００を用いて分離した溶液中のＢａイオンまたはＣａイオンの濃度をそれぞれ測定した。測定結果を表２に示す。なお、洗浄液Ｎｏ．１〜１０は本発明の範囲に含まれるものであり、洗浄液Ｎｏ．１１〜１５は本発明の範囲外のものである。また、表２中のＢａイオンまたはＣａイオンの濃度が高いほど、洗浄液の溶解性能が高いことを示し、メジアン径が小さいほど、洗浄液が洗浄対象物を分散させる力（分散性能）が優れていることを示す。
【００２８】
表２から、ポリアクリル酸ナトリウムを含まない洗浄液Ｎｏ．１１〜１５は、試験後の洗浄対象物のメジアン径が比較的大きく分散性能が劣っている。特に、エチレンジアミン四酢酸四ナトリウム、ニトリロ三酢酸三ナトリウムまたはジエチレントリアミン五酢酸五ナトリウムを含まない洗浄液Ｎｏ．１１および１２は、溶液中のＢａイオンまたはＣａイオンの濃度が低く溶解性能も劣っている。これに対して、ポリアクリル酸ナトリウムを含む洗浄液Ｎｏ．１〜１０は、試験後の洗浄対象物のメジアン径が小さいことから、スケール洗浄を短時間で行う上で最も重要な性能である分散性能が優れており、高い洗浄効果が期待できる。また、ポリアクリル酸ナトリウムと、エチレンジアミン四酢酸四ナトリウム、ニトリロ三酢酸三ナトリウムまたはジエチレントリアミン五酢酸五ナトリウムとを含む洗浄液Ｎｏ．２〜１０は、溶液中のＢａイオンまたはＣａイオンの濃度も高く、高い溶解性能をも有していることがわかる。
【００２９】
【表１】

【００３０】
【表２】

【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、紙・パルプ製造工程中の配管や装置等の製造設備に付着・堆積するスケールを短時間で効率よく除去することができるので、洗浄不足による製品の品質低下や生産効率の低下等を防止することができるという効果がある。

Claims (6)

1. 数平均分子量が５００〜５００００の水溶性アニオン性重合体またはそのアルカリ塩からなる紙・パルプ製造工程用洗浄剤。
2. 数平均分子量が５００〜５００００の水溶性アニオン性重合体またはそのアルカリ塩と、カルシウムおよび／またはバリウムに対してキレート力を有するアミノカルボン酸またはそのアルカリ塩とからなる紙・パルプ製造工程用洗浄剤。
3. 前記水溶性アニオン性重合体が、アクリル酸、マレイン酸およびアクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸からなる群より選ばれる少なくとも一種の重合体または共重合体である請求項１または２記載の洗浄剤。
4. 前記アミノカルボン酸が、エチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸およびニトリロ三酢酸からなる群より選ばれる少なくとも一種である請求項２記載の洗浄剤。
5. スケールが生じた紙・パルプ製造工程の製造設備を、請求項１〜４のいずれかに記載の洗浄剤の水溶液で洗浄することを特徴とする洗浄方法。
6. 前記水溶液がアルカリ性である請求項５記載の洗浄方法。