JP2012167407A

JP2012167407A - ピッチ抑制方法及びピッチ抑制剤

Info

Publication number: JP2012167407A
Application number: JP2011030247A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Wada; 敏和田; Hirotaka Ogasawara; 啓隆小笠原
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2011-02-15
Filing date: 2011-02-15
Publication date: 2012-09-06

Abstract

【課題】高品質の紙を製造できかつピッチ付着を更に抑制することができるピッチ抑制方法及びピッチ抑制剤を提供すること。
【解決手段】パルプ材料からパルプを製造するパルプ製造系におけるピッチ抑制方法は、カルシウムイオンに対するキレート剤を、前記パルプ製造系においてパルプ又はその中間体と水とが接触する箇所へと添加する工程を有する。カルシウムイオンに対するキレート剤が、樹脂成分のカルシウム塩の生成又は凝集を抑制することで、ピッチの凝集物がパルプに混入することによる紙の品質の低下を予防でき、また、ピッチの付着を抑制することができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、パルプ材料からパルプを製造するパルプ製造系におけるピッチを抑制する技術に関する。

近年、紙原料から抄紙を行うパルプ製造系において、ピッチによる障害が多発している。ピッチの主な原因は、原料木材に存在する樹脂酸や脂肪酸、及びこれらの塩又はエステルに由来する天然物質、古紙から持ちこまれるインキビヒクル、コート紙用のバインダに用いられるラテックス類、ガムテープやラベルに用いられる粘着物質、書籍・雑誌類の背糊として使用される酢酸ビニル系接着剤等に由来する物質である。

具体的に、ピッチは、ピッチ同士が凝集したり、抄紙装置のワイヤ、ロール、毛布サクション等に付着したりすることで、製品への塵の混入、搾水不良や断紙等を引き起こす。このため、製品の品質の低下および、パルプ製造系の稼動を停止して装置内部を洗浄することによる、生産性の低下が発生する。そこで、従来、ピッチによる障害を低減するために、種々のピッチ抑制剤が使用されている（非特許文献１参照）。

特許文献１には、ピッチ成分を天然タルクに吸着させることで、ピッチの粘着性を低下し得ることが記載されている。また、特許文献２には、カチオンポリマー、非イオン性界面活性剤及びホスホン酸により、析出したピッチの付着を抑制し得ることが、特許文献３には、所定の微生物に由来するリパーゼにより、析出したピッチ成分を分解することが記載されている。

特公昭６１−４８９７５号公報特開２００４−４４０６７号公報特表平８−５００７２６号公報

和田敏、外２名、"原料品質変化にともなうピッチ処理について"、紙パ技協誌、２００８年７月、第６２巻、第７号、ｐ．８２５−８２９

しかし、タルクは、得られる紙の品質（特に色）が不充分であり、また、ピッチ付着の抑制について更なる向上の余地を有する。酵素は、その効果が発現されるのに時間を要し、その間にピッチの付着が生じやすい。また、界面活性剤は、系内において濃縮し、界面活性作用により内添サイズ剤のインクにじみ抑制効果の発現を阻害する等の悪影響を与えやすい。

本発明は、以上の実情に鑑みてなされたものであり、高品質の紙を製造できかつピッチ付着を更に抑制することができるピッチ抑制方法及びピッチ抑制剤を提供することを目的とする。

本発明者らは、カルシウムイオンに対するキレート剤が、ピッチ、つまりパルプ材料に由来する樹脂成分のカルシウム塩の生成又は凝集を抑制することを見出し、本発明を完成するに至った。具体的に、本発明は以下のものを提供する。

（１）パルプ材料からパルプを製造するパルプ製造系におけるピッチ抑制方法であって、
カルシウムイオンに対するキレート剤を、前記パルプ製造系においてパルプ又はその中間体と水とが接触する箇所へと添加する工程を有するピッチ抑制方法。

（２）アクリル酸系ポリマーを含む分散剤を更に添加する（１）記載のピッチ抑制方法。

（３）パルプ材料からパルプを製造するパルプ製造系におけるピッチ抑制剤であって、
カルシウムイオンに対するキレート剤を含み、
前記パルプ製造系においてパルプ又はその中間体と水とが接触する箇所へと添加されるピッチ抑制剤。

（４）アクリル酸系ポリマーを含む分散剤を更に含む（３）記載のピッチ抑制剤。

本発明によれば、カルシウムイオンに対するキレート剤が、樹脂成分のカルシウム塩の生成又は凝集を抑制する。これにより、ピッチの凝集物がパルプに混入することによる紙の品質の低下を予防でき、また、ピッチの付着を抑制することができる。

以下、本発明の実施形態について説明するが、これにより本発明が限定されるものではない。

本発明に係るパルプ材料からパルプを製造するパルプ製造系におけるピッチ抑制剤は、カルシウムイオンに対するキレート剤を含み、パルプ製造系においてパルプ又はその中間体と水とが接触する箇所へと添加される。ピッチによる弊害は、パルプ材料に由来する樹脂成分がカルシウム塩として析出し、析出物が凝集することで助長されると推測される。本発明によれば、カルシウムイオンに対するキレート剤が、樹脂成分のカルシウム塩の生成又は凝集を抑制するので、ピッチの凝集物がパルプに混入することによる紙の品質の低下を予防でき、また、ピッチの付着を抑制することができる。

カルシウムイオンに対するキレート剤は、特に限定されないが、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）、ＤＴＰＡ（ジエチレントリアミン五酢酸）、ＮＴＡ（ニトリロ三酢酸）、ＨＥＤＴＡ（ヒドロキシエチレンジアミン四酢酸）、ＥＤＤＳ（エチレンジアミンコハク酸）、ＴＴＨＡ（トリエチレンテトラアミン六酢酸）、ＨＥＤＰ（ヒドロキシエタンホスホン酸）、ＮＴＭＰ（ニトリロトリスメチレンホスホン酸）、ＰＢＴＣ（ホスホノブタントリカルボン酸）、グルコン酸、クエン酸等の有機酸の１種又は２種以上であってよい。

キレート剤の使用量は、過小であるとピッチの生成又は凝集を十分に抑制しにくく、過大であっても不経済である。そこで、キレート剤の使用量は、パルプに対し、０．１〜１００００ｇ／パルプｔであることが好ましく、より好ましくは１０〜１０００ｇ／パルプｔである。

本発明に係るピッチ抑制剤が添加される箇所は、パルプ製造系においてパルプ又はその中間体と水とが接触する箇所であり、具体的には、蒸解洗浄系、パルプ洗浄部、漂白系が挙げられる。一方、パルプ又はその中間体が実質的に存在しない黒液回収系等は除外される。なお、本発明におけるパルプ材料は、木材チップ、古紙、損紙等の１種以上であってよく、また、パルプは、化学パルプ（針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）等）、脱墨パルプ、ブロークパルプ等の１種以上であってよい。

樹脂成分とは、パルプに含まれる樹脂酸類、脂肪酸及びそのエステル（特に、トール油、アビエチン酸等の樹脂酸や、オレイン酸等の不飽和脂肪酸）を指し、カルシウムイオンとの間で水不溶性の塩を形成しやすい性質を有する。本発明では、カルシウムイオンに対するキレート剤を含むピッチ抑制剤を用いるため、水中のカルシウムイオンがキレートされ、樹脂成分のカルシウム塩の形成を予防でき、また、生成された樹脂成分のカルシウム塩からカルシウムイオンを奪うことで、樹脂成分の水溶性を回復させることもできる。つまり、本発明に係るピッチ抑制剤は、樹脂成分のカルシウム塩の形成の前後を問わず効果を有するため、幅広い箇所に添加してピッチを抑制することができる。

なお、本発明のピッチ抑制剤は、キレート剤に加え、分散剤（アクリル酸系ポリマー等）、ピッチコントロール剤、凝結剤（カチオンポリマー等）を更に含んでもよい。ピッチコントロール剤としては、界面活性剤、カチオンポリマー、溶剤、酵素、無機物質（カオリン、タルク、ベントナイト等）等が挙げられる。

特に、アクリル酸系ポリマーを含む分散剤は、樹脂成分のカルシウム塩の凝集を抑制し、更にピッチを抑制できる点で好ましい。アクリル酸系ポリマーとしては、ポリアクリル酸（ＡＡ）、アクリル酸と２−ヒドロキシ−３−アリルオキシ−１−プロパンスルホン酸との共重合体（ＡＡ／ＨＡＰＳ）、アクリル酸とマレイン酸との共重合体（ＡＡ／ＭＡ）、及びマレイン酸とアクリル酸と酢酸ビニルとの共重合体の１種以上が挙げられる。分散剤の使用量は、過小であるとピッチの生成又は凝集を十分に抑制しにくく、過大であっても不経済である。そこで、分散剤の使用量は、パルプに対し、０．１〜１００００ｇ／パルプｔであることが好ましく、より好ましくは１０〜１０００ｇ／パルプｔである。

以上のピッチ抑制方法によれば、樹脂成分のカルシウム塩の生成又は凝集が抑制されるため、ピッチの凝集物がパルプに混入することによる紙の品質の低下を予防でき、また、ピッチの付着を抑制することができる。

＜実施例１＞
クラフトパルプを製造し、そのクラフトパルプから抄紙を行うＡ工場のパルプ製造プラントにおける未晒洗浄工程の洗浄機の洗浄用水へ、ＥＤＴＡ水溶液（４０％水溶液を使用。表１中の濃度は原液に換算したもの）、又はＥＤＴＡ水溶液及びポリアクリル酸ポリマー（４０％水溶液を使用。表１中の濃度は原液に換算したもの）を、数週間ごとに添加量を変化させながら、パルプを製造した。添加中及び停止前後のパルプ中のカルシウム濃度及び紙中の欠点（ダート）の数を計測した。なお、カルシウム濃度は、パルプを酸性液に浸漬して溶解したカルシウムを、ＩＣＰ発光分析法で測定した。この結果を表１に示す。

比較例として、ノニオン界面活性剤である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型界面活性剤（オキシエチレン付加モル数約２０、オキシプロピレン付加モル数約１４、アルキル長約１８）の９０％水溶液を使用した。表１中の濃度は原液に換算した値である。

表１に示されるように、ＥＤＴＡを添加することで、パルプ中のカルシウム濃度が低下し、紙の品質を向上することができた。また、アクリル酸系ポリマーを含む分散剤を更に添加することで、パルプ中のカルシウム濃度がより低下した。また、紙中の欠点が減少し、紙の品質をより向上することができた。

＜実施例２＞
クラフトパルプを製造するＢ工場のパルプ製造プラントにおける未晒洗浄工程の洗浄機の洗浄用水へ、ＥＤＴＡ水溶液、又はＨＥＤＰ水溶液（６０％水溶液を使用。表２中の濃度は原液に換算したもの）を添加した。未晒洗浄工程最終段の洗浄液中のカルシウム濃度を測定し、また、パルプ完成チェストのピッチ個数検出器によりパルプ中のピッチ個数を計測した。その他は実施例１と同様の手順で実験を行った。また、比較例として、タルク（２０％懸濁液を使用。表２中の濃度は固形分換算したもの）を使用した。この結果を表２に示す。

表２に示されるように、ＥＤＴＡ又はＨＥＤＰを用いることで、添加量が少量にもかかわらず、洗浄液中のカルシウム濃度が低下した。また、パルプ中のピッチ個数が減少し、パルプの品質を向上することができた。

＜実施例３＞
クラフトパルプからパルプシートを製造するＣ工場のパルプ製造プラントにおける未晒洗浄工程の洗浄機の洗浄用水へ、ＥＤＴＡ水溶液、ＤＴＰＡ水溶液（５０％水溶液を使用。表３中の濃度は原液に換算したもの）、又はクエン酸水溶液（３０％水溶液を使用。表３中の濃度は固形分換算したもの）を添加した。未晒洗浄工程最終段の洗浄液中のカルシウム濃度を測定し、また、パルプシート中のピッチ個数を計測した。その他は実施例１と同様の手順で実験を行った。また、比較例として、タルク（２０％懸濁液を使用。表３中の濃度は固形分換算したもの）を使用した。この結果を表３に示す。

表３に示されるように、ＥＤＴＡ、ＤＴＰＡ、又はクエン酸を用いることで、添加量が少量にもかかわらず、洗浄液中のカルシウム濃度が低下した。また、パルプシート中のピッチ個数が減少し、パルプシートの品質及び歩留まりを向上することができた。

Claims

パルプ材料からパルプを製造するパルプ製造系におけるピッチ抑制方法であって、
カルシウムイオンに対するキレート剤を、前記パルプ製造系においてパルプ又はその中間体と水とが接触する箇所へと添加する工程を有するピッチ抑制方法。
アクリル酸系ポリマーを含む分散剤を更に添加する請求項１記載のピッチ抑制方法。
パルプ材料からパルプを製造するパルプ製造系におけるピッチ抑制剤であって、
カルシウムイオンに対するキレート剤を含み、
前記パルプ製造系においてパルプ又はその中間体と水とが接触する箇所へと添加されるピッチ抑制剤。
アクリル酸系ポリマーを含む分散剤を更に含む請求項３記載のピッチ抑制剤。