JP2019011543A - 減粘剤組成物、及び黒液濃縮方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、一態様において、化学パルプ製造工程の黒液濃縮工程における黒液の粘度を減少させるための減粘剤組成物(本開示の減粘剤組成物)に関する。本開示の減粘剤組成物は、ラジカル捕捉剤を含有する。
また、本開示の減粘剤組成物の添加箇所は、一又は複数の実施形態において、黒液濃縮工程の上流側の工程(例えば、蒸解工程)の前又は後であってもよい。黒液濃縮工程の上流側の工程としては、一又は複数の実施形態において、化学パルプ製造工程、白液タンク又は白液調製工程等が挙げられる。
本開示は、一態様において、クラフトパルプ等の化学パルプ製造工程における黒液を濃縮する方法(本開示の黒液濃縮方法)に関する。本開示の黒液濃縮方法は、化学パルプ製造工程における黒液を、ラジカル捕捉剤の存在下で濃縮することを含む。ラジカル捕捉剤としては、上述の通りであり、本開示の減粘剤組成物を使用してもよい。
本開示は、一態様において、ラジカル捕捉剤と、有機溶剤及び界面活性剤の少なくとも一方とを含む減粘剤組成物の製造方法(本開示の製造方法)であって、ラジカル捕捉剤と、有機溶剤及び界面活性剤の少なくとも一方を混合することを含む。本開示の製造方法によれば、一又は複数の実施形態において、高い濃度でラジカル捕捉剤を含有する減粘剤組成物を製造することができる。本開示の製造方法によれば、一又は複数の実施形態において、黒液濃縮工程での黒液への添加に適し、かつ長期間保存安定性に優れる一液製剤の減粘剤組成物を製造することができる。本開示の製造方法によれば、一又は複数の実施形態において、ラジカル捕捉剤の減粘効果と相まって、黒液濃縮工程に伴う黒液の粘度の上昇の低減又は抑制効果がさらに向上され、ラジカル捕捉剤の減粘効果との相乗効果が得られる減粘剤組成物を製造することができる。
〔1〕 化学パルプ製造工程の黒液濃縮工程における黒液の粘度を減少させるための減粘剤であって、ラジカル捕捉剤を含有する、減粘剤組成物。
〔2〕 前記ラジカル捕捉剤は、窒素系ラジカル捕捉剤及び芳香族ラジカル捕捉剤の少なくとも一方である、〔1〕記載の減粘剤組成物。
〔3〕 化学パルプ製造工程の黒液濃縮工程に使用するための黒液濃縮助剤であって、ラジカル捕捉剤を含有する、黒液濃縮助剤。
〔4〕 化学パルプ製造工程における黒液をラジカル捕捉剤の存在下で濃縮する黒液の濃縮方法。
〔5〕 化学パルプ製造工程で生じた黒液に、ラジカル捕捉剤を添加することを含む、〔4〕記載の黒液の濃縮方法。
希黒液を含水量25%にまで濃縮した黒液濃縮液の粘性を評価した。
下記表1に示す薬剤とクラフトパルプ製造工場の針葉樹クラフトパルプの黒液洗浄塔から排出された希黒液(固形分濃度18.6重量%、無機物量43.3重量%、有機物量56.8重量%)とを、15ml遠沈管に加えて混合させ、ついで105℃で水分を蒸発させて含水量を25%に調整して試料を得た。なお、各薬剤の添加濃度は、希黒液の固形分に対して0.01重量%とした。
試料の固形分濃度(含水量)は、上記試料を加熱して水分をすべて蒸発させた後の固形分の重量を測定することによって求めた。
減粘性の評価は、試料(濃縮後の黒液)の移動距離により評価した。移動距離は、得られた試料を、水分が蒸発しない状態(含水量が変化しない状態)で105℃に加熱した後、試料を含む遠沈管を90度に傾け、流動した黒液の距離を測定することにより求めた。黒液の移動距離は、遠沈管を垂直に立てた状態での液面を始点(図2の矢印X)とし、始点Xから、遠沈管を90度傾けたときに流動した黒液の最先端(図2の矢印Y)までの距離(図2のZ)を測定することにより得た。その結果を下記表1に示す。
実施例5として、DEHAを添加した濃縮黒液(固形分濃度80重量%)における動粘度の測定を行った。
100mlビーカーに、DEHAと、クラフトパルプ製造工場の針葉樹クラフトパルプの黒液洗浄搭から排出された希黒液(固形分濃度17.9重量%、無機物量34.3重量%、有機物量65.7重量%)とを加えて混合させた後、電熱線ヒータにより加熱し水分を蒸発させることにより、試料を調製した。ある程度水分が蒸発したら(含水量約18〜20%程度)、各サンプルの含水量を赤外線水分計(株式会社ケット科学研究所製 FD−230)を用いて105℃で重量変動率が0.10%で2.5分一定となったときの水分量を%で測定し、必要に応じて加水等を行うことにより含水量20%に調整し測定試料とした。なお、DEHAは、対固形分濃度0.01重量%となるように添加した。
粘度は、レオメーターを用いて下記の測定条件で実施した。測定試料を1g量りとり、90℃下にて0.1〜100rpmの動粘度測定をおこなった。その結果を図3に示す。
<測定条件>
レオメーター装置:Rheosol−G5000NTWD(株式会社ユービーエム製)
治具:コーンプレート型(コーン角度:2度、プレート径:φ40mm)
測定温度:90℃
希黒液を含水量20%にまで濃縮した黒液濃縮液の粘性を評価した。
100mlビーカーに、下記表2に示す濃度の4−Hydroxy−TEMPO又はDEHAと、実験例2で用いたクラフトパルプ製造工場の広葉樹クラフトパルプの黒液洗浄塔から排出された希黒液とを混合させ、ついで電熱線ヒータを用いて撹拌しながら試料を沸騰させて水分を蒸発させた。その後、各サンプルの含水量を、赤外線水分計(株式会社ケット科学研究所製 FD−230)を用いて測定した。必要に応じて加水等を行うことにより含水量を20%に統一させた各試料を、15ml遠沈管に2gずつ量りとり、水分が蒸発しない状態(含水量が変化しない状態)で105℃に加熱した後、遠沈管を90度に傾け流動した黒液の距離を測定した。
ラジカル捕捉剤と有機溶剤との合計の含有量が30重量%となるように水と混合して減粘剤組成物を調製した。この減粘剤組成物を薬剤とし、ラジカル捕捉剤と有機溶剤との添加濃度が、それぞれ黒液の対固形分濃度が0.01重量%(対固形分濃度)となるように黒液に添加した以外は、実験例3と同様に黒液濃縮液の粘性を評価した(実施例7)。なお、ラジカル捕捉剤として、4−Hydroxy−TEMPO又はDEHAを使用した。有機溶剤としてエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル又はジエチレングリコールモノブチルエーテルを使用した。
コントロールとして、4−Hydroxy−TEMPO単独、DEHA単独又は有機溶剤単独を用いて同様の評価を行った。
有機溶剤単独使用の場合も、ある程度の濃縮黒液の流動性の低下(粘度の上昇)の抑制効果は確認されたものの、ラジカル捕捉剤と有機溶剤とを併用することにより得られる濃縮黒液の流動性の低下(粘度の上昇)の抑制効果は、ラジカル捕捉剤及び有機溶剤をそれぞれ単独で使用した場合に得られる抑制効果を相加したものを超える効果であって、明らかな相乗効果であるといえる。
Claims (5)
- 化学パルプ製造工程の黒液濃縮工程における黒液の粘度を減少させるための減粘剤組成物であって、ラジカル捕捉剤を含有する、減粘剤組成物。
- 前記ラジカル捕捉剤は、窒素系ラジカル捕捉剤及び芳香族ラジカル捕捉剤の少なくとも一方である、請求項1記載の減粘剤組成物。
- 化学パルプ製造工程の黒液濃縮工程に使用するための黒液濃縮助剤であって、ラジカル捕捉剤を含有する、黒液濃縮助剤。
- 化学パルプ製造工程における黒液をラジカル捕捉剤の存在下で濃縮する黒液の濃縮方法。
- 前記化学パルプ製造工程で生じた黒液に、ラジカル捕捉剤を添加することを含む、請求項4記載の黒液の濃縮方法。
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