JP2008007905A - 製紙工程用ピッチ障害防止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 製紙工程、特に抄紙工程でのキャレンダーロールにおいて発生するピッチ障害を効率よく防止する製紙工程用ピッチ付着汚れ防止方法を提供することを課題とする。
【解決手段】 製紙工程中のパルプ調成工程において、ミキシングチェストで攪拌・混合に付される以前のパルプスラリーに無機アルミニウム化合物を添加し、ミキシングチェストで攪拌・混合に付される以後のパルプスラリーに分子量２０，０００〜２００，０００のポリジアリルジメチルアンモニウム塩を添加することにより、上記の課題を解決する。
【選択図】 なし

Description

本発明は、製紙工程、特に抄紙工程でのキャレンダーロールにおいて発生するピッチ障害を効率よく防止する製紙工程用ピッチ障害防止方法に関する。

一般に、製紙工程におけるピッチとは、木材やパルプおよび紙から遊離した天然樹脂やガム物質、さらには、製紙およびパルプの製造工程で使用される添加薬品などに由来する、有機物を主体とする非水溶性の粘着性物質のことをいう。

一般に、ピッチは、製紙工程の白水中では、コロイド状になって分散しているが、何らかの外的作用、例えば、大きなせん断力、ｐＨの急激な変化、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）の過剰添加などによりコロイド状態が破壊されて、凝集、巨大化すると考えられている。凝集、巨大化したピッチは、その粘着性によりファンポンプ、流送配管、チェスト、ワイヤー、フェルト、ロールなどの製造装置類に付着するだけでなく、この付着物が剥離してパルプや紙に再付着する。このようにして、紙の汚点・欠点が発生して紙製品の品質を低下させたり、断紙を発生させ生産性・作業性を低下させるなどのピッチ障害を引き起こす。近年、紙の多様化に伴って添加薬品類が増加し、また工程水のクローズド化が高くなるにつれて、従来にも増してピッチ障害が多くなるとともに、複雑化している。

従来から、この製紙工程内のピッチ障害に対しては、いろいろな防止方法が提案されている。例えば、特開２００２−２１２８９７号公報には、製紙工程中のパルプ調成工程におけるパルプスラリーに、分子量２０，０００〜２００，０００のポリジアリルジメチルアンモニウム塩および無機アルミニウム化合物を添加して、ピッチによる紙製品の品質低下を防止することを特徴とするピッチ障害防止方法であって、特にポリジアリルジメチルアンモニウム塩を、調成工程におけるミキシングチェストで攪拌・混合に付される以前のパルプスラリーに添加し、無機アルミニウム化合物をミキシングチェストで攪拌・混合に付される以後のパルプスラリーに添加するピッチ障害防止方法について記載されている。しかしながら、抄紙工程でのキャレンダーロール等のピッチ障害については、特に記載されていなかった。

特開２００２−２１２８９７号公報

本発明は、製紙工程、特に抄紙工程でのキャレンダーロールにおいて発生するピッチ障害を効率よく防止することを課題とする。

本発明者は、製紙工程におけるピッチ障害の防止に関して研究を行った結果、パルプ調成工程のミキシングチェスト（原料配合チェスト）を含む前の工程のパルプスラリーに、サイズ剤をパルプに定着させる役割をもつ無機アルミニウム化合物が添加されている系において、ミキシングチェストの出口配管から後の工程のパルプスラリーに、ポリジアリルジメチルアンモニウム塩を添加することにより、その後の工程、特に抄紙工程でのキャレンダーロールにおいても効果的にピッチ障害を防止できることを見出し、本発明を完成するに到った。

かくして本発明によれば、製紙工程中のパルプ調成工程において、ミキシングチェストで攪拌・混合に付される以前のパルプスラリーに無機アルミニウム化合物を添加し、ミキシングチェストで攪拌・混合に付される以後のパルプスラリーに分子量２０，０００〜２００，０００のポリジアリルジメチルアンモニウム塩を添加することを特徴とする製紙工程用ピッチ障害防止方法が提供される。

この発明の製紙工程用ピッチ障害防止方法は、製紙工程、特に抄紙工程でのキャレンダーロールにおいて発生するピッチ障害を顕著に防止することができることから、産業上極めて有用である。

本発明の製紙工程用ピッチ障害防止方法（「ピッチコントロール方法」ともいう）は、製紙工程中のパルプ調成工程において、ミキシングチェストで攪拌・混合に付される以前のパルプスラリーに無機アルミニウム化合物を添加し、ミキシングチェストで攪拌・混合に付される以後のパルプスラリーに分子量２０，０００〜２００，０００のポリジアリルジメチルアンモニウム塩（以下、「アンモニウム塩」という）を添加する。

本発明で用いられる無機アルミニウム化合物としては、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、ポリ塩化ヒドロキシアルミニウム、ミョウバンなどが挙げられ、なかでも硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウムが好ましい。このような無機アルミニウム化合物は、製紙工程中のパルプ調成工程においてサイズ剤をパルプに定着させるために用いられている化合物であり、無機アルミニウム化合物は、従来の定着させる効果を発揮しつつ、本発明のピッチ障害防止効果を発揮する。

本発明で用いられる分子量２０，０００〜２００，０００のアンモニウム塩は、一般式（Ｉ）：

（式中、Ｘはハロゲン原子または鉱酸アニオン、ｎは整数）で表される。なおここでいう分子量とは、重量平均分子量を意味する。

一般式（Ｉ）におけるＸの「ハロゲン原子」としては、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素などが挙げられる。なかでも、塩素が特に好ましい。また、Ｘの「鉱酸アニオン」としては、硫酸、硝酸、リン酸および炭酸などのアニオン、すなわちＨＳＯ_４ ⁻、ＮＯ_３ ⁻、Ｈ_２ＰＯ_４ ⁻およびＨＣＯ_３ ⁻などが挙げられる。一般式（Ｉ）におけるｎは、アンモニウム塩の分子量が２０，０００〜２００，０００に相当する整数である。

一般式（Ｉ）で表されるアンモニウム塩としては、具体的にはポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド、ポリジアリルジメチルアンモニウムブロマイド、ポリジアリルジメチルアンモニウムナイトレート、ポリジアリルジメチルアンモニウムサルフェイトおよびポリジアリルジメチルアンモニウムホスフェイトなどが挙げられ、なかでもポリジアリルジメチルアンモニウムクロライドが特に好ましい。このようなアンモニウム塩は、公知の化合物を用いることができる。

アンモニウム塩の分子量は、２０，０００〜２００，０００が好ましく、３０，０００〜１００，０００が特に好ましい。分子量が上記の範囲であれば、良好なピッチ障害防止効果が得られる。

本発明における薬剤の添加量は、製造する紙の種類（古紙、クラフトパルプ（ＬＢＫＰ，ＮＢＫＰ）、コート損紙等）、工程の条件、ピッチの発生状況によって適宜決定される。通常、無機アルミニウム化合物は、パルプスラリーのパルプ絶乾重量に対し、有効成分として５０〜１０，０００ｍｇ／ｋｇ、好ましくは２００〜２，０００ｍｇ／ｋｇである。また、アンモニウム塩は、パルプスラリーのパルプ絶乾重量に対し、有効成分として５〜２，０００ｍｇ／ｋｇ、好ましくは３０〜３００ｍｇ／ｋｇである。アンモニウム塩と無機アルミニウム化合物の添加量が上記の範囲であれば、良好なピッチ障害防止効果が得られる。

次に、一般的な製紙工程中のパルプ調成工程を例にして、無機アルミニウム化合物とアンモニウム塩の添加方法について説明する。製紙工程中のパルプ調成工程とは、使用用途に応じた性質を紙製品に与えるために、抄紙工程前にパルプスラリーを調成する工程である。図１は、一般的な製紙工程中のパルプ調成工程において使用する機器を示すブロック図であり、各機器Ａ〜Ｉは、次のような名称と機能を有する。

Ａ：完成塔（パルプを貯蔵する）
Ｂ：パルパー（シート状のパルプや損紙を水中で細かく分散（離解）し、スラリー状にする）
Ｃ：リファイナー（叩解機とも呼ばれ、パルプ繊維を磨り潰して一定の長さに調節（叩解）したり、繊維を毛羽立たせる）
Ｄ：原料チェスト（製造する紙製品に応じて、パルプを保留する液槽（チェスト）であり、ＫＰ、ＤＩＰ（古紙）、ブロークなどがある）

Ｅ：ミキシングチェスト（原料配合チェスト（ボックス）とも呼ばれ、複数の原料チェストから送られたパルプを均一に攪拌・混合する）
Ｆ：ジョルダン（リファイナーと同様の機能）
Ｇ：マシンチェスト（最終のパルプを保留する）
Ｈ：種箱（ミキシングボックスとも呼ばれ、原料パルプの配合率の調整や紙製品の特長となる薬剤を添加し、均一にする機器である）
Ｉ：ファンポンプ（ミキシングポンプとも呼ばれ、通常、大型の渦巻きポンプでパルプを混合する）

本発明においては、無機アルミニウム化合物をミキシングチェスト（Ｅ）で攪拌・混合に付される以前のパルプスラリーに添加し、アンモニウム塩をミキシングチェスト（Ｅ）で攪拌・混合に付される以後のパルプスラリーに添加する。特に抄紙工程でプレスパート部やドライヤーパート部でピッチ障害が解消されても、その後の工程（キャレンダーロール）でピッチ障害が発生する場合には、無機アルミニウム化合物をミキシングチェストに、アンモニウム塩はファンポンプ（Ｉ）手前の配管に添加するのが好ましい。ここでいう「以前」とはミキシングチェストを含み、「以後」とはミキシングチェストを含まない。

添加方法としては、前記の各機器およびそれらをつなぐ配管内に添加すればよく、アンモニウム塩および無機アルミニウム化合物を所要の濃度になるように、そのまま、あるいは予め約２〜１００倍程度に希釈したものを添加すればよい。

この発明を実施例および試験例により以下に説明するが、この発明はこれらの実施例および試験例により限定されるものではない。

（試験例１）中性・白板紙（古紙１００％）を製造する某製紙工場の紙製造工程の原料配合（ミキシング）チェスト（図１のＥ）に硫酸アルミニウムをパルプスラリーのパルプ絶乾重量に対して、１００ｍｇ／ｋｇずつ連続的に添加した。さらに、調成工程のファンポンプ（図１のＩ）手前の配管に、アンモニウム塩としてポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド（分子量；５０，０００）をパルプスラリーのパルプ絶乾重量に対して、５００ｍｇ／ｋｇずつ連続的に添加した。この試験を３日間行った。また、硫酸アルミニウムのみをミキシングチェストに添加した場合と、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライドのみをファンポンプ手前の配管に添加した場合についても、それぞれ３日間試験を行なった。これらの試験におけるキャレンダーロールでの汚れの有無の結果を表１に示す。

試験例１の結果から、硫酸アルミニウムとポリジアリルジメチルアンモニウム塩との連続添加においては、試験開始から３日間まではキャレンダーロールでの汚れが見られず、抄紙マシン洗浄のために操業停止を行う必要がなかったが、アルミニウム化合物のみ、あるいはポリジアリルジメチルアンモニウム塩のみでは、３日目で汚れが見られた。このため２〜３日間はマシンを停止し洗浄することを余儀なくされた。この間、硫酸アルミニウムとポリジアリルジメチルアンモニウム塩とを併用した場合には、アルミニウム化合物のみ、あるいはポリジアリルジメチルアンモニウム塩のみの時よりも紙の生産性が約１０％増加した。なおマシンの汚れは、ＤＩＰ（古紙）によるホットメルト接着剤によるものであった。

本発明によれば、製紙工程、特に抄紙工程でのキャレンダーロールにおいて発生するピッチ障害を効率よく防止することができる。

一般的な製紙工程中のパルプ調成工程において使用する機器を示すブロック図である。

符号の説明

Ａ 完成塔
Ｂ パルパー
Ｃ リファイナー
Ｄ 原料チェスト
Ｅ ミキシングチェスト
Ｆ ジョルダン
Ｇ マシンチェスト
Ｈ 種箱
Ｉ ファンポンプ

Claims (5)

1. 製紙工程中のパルプ調成工程において、ミキシングチェストで攪拌・混合に付される以前のパルプスラリーに無機アルミニウム化合物を添加し、ミキシングチェストで攪拌・混合に付される以後のパルプスラリーに分子量２０，０００〜２００，０００のポリジアリルジメチルアンモニウム塩を添加することを特徴とする製紙工程用ピッチ障害防止方法。
2. 無機アルミニウム化合物が、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、ポリ塩化ヒドロキシアルミニウムまたはミョウバンである請求項１に記載の製紙工程用ピッチ障害防止方法。
3. 製紙工程が、古紙またはクラフトパルプを原料とする工程である請求項１または２に記載の製紙工程用ピッチ障害防止方法。
4. 無機アルミニウム化合物をパルプスラリーのパルプ絶乾重量に対し、有効成分として５０〜１０，０００ｍｇ／ｋｇ添加する請求項１〜３のいずれか１つに記載の製紙工程用ピッチ障害防止方法。
5. ポリジアリルジメチルアンモニウム塩をパルプスラリーのパルプ絶乾重量に対し、有効成分として５〜２，０００ｍｇ／ｋｇ添加する請求項１〜４のいずれか１つに記載の製紙工程用ピッチ障害防止方法。
   

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