JP2006016701A - 紙離れ促進剤および紙離れ促進方法 - Google Patents

Abstract

【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。
【選択図】 なし

Description

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。

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。

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。

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。

特開２００４−４４０６７号公報（特許請求の範囲、［請求項１］） 特開平７−２７９０８１号公報（特許請求の範囲、［請求項２］）

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。

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。

かくしてこの発明によれば、一般式（Ｉ）

（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。

またこの発明によれば、一般式（Ｉ）

（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。

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。

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）

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

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

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

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

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）

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。

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。

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。

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。

Claims (8)

1. 一般式（Ｉ）
   

   

   
   （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。
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。
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。
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。
5. 一般式（Ｉ）
   

   

   
   （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。
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。
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。
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。