JP3717279B2

JP3717279B2 - 製紙用ピッチ抑制剤

Info

Publication number: JP3717279B2
Application number: JP20840497A
Authority: JP
Inventors: 亮若月
Original assignee: Toho Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Toho Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1997-07-18
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2017-07-18
Also published as: JPH1143895A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はパルプ及び紙の製造工程におけるピッチ障害を抑制、防止するためのピッチ抑制剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、製紙工程においては種々の原因によりピッチトラブルが発生しており、ピッチ対策は製紙工場における重要な課題となっている。
【０００３】
一般にピッチは木材から遊離される天然樹脂類や脂肪酸、あるいは古紙から持ち込まれるガム物質、更には製紙工程で使用されるサイズ剤などの添加薬品に由来する有機物を主体とする非水溶性の粘着性物質が、何らかの外的作用によって凝集した物と考えられている。
【０００４】
凝集したピッチは、その粘着性によりファンポンプ、配管、チェスト、フェルト、ロール等の製造設備へ付着して生産性を阻害するだけでなく、パルプや紙へ付着して断紙の発生や製品の品質低下を招く。近年、紙の多様化に伴う使用薬品の増加と、公害規制に伴う工程での水のクローズド化により、ピッチ障害は増大する傾向になっている。
【０００５】
従来ピッチ障害を抑制、防止するため、種々の方策が講じられてきた。例えばノニオン界面活性剤やアニオン系ポリマーによってピッチを分散させ、微粒子の状態で紙に抄き込ませる方法、タルクやクレイにピッチを吸着させ、ピッチの粘着性を低下させると共に紙に抄き込ませてしまう方法、あるいはカチオン性ポリマーでピッチをパルプに定着させる方法等が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これまでの提案では水のクローズド化に伴う分散不良、タルク等によるワイヤーなどの摩耗、損傷、あるいは定着効果が不十分など、必ずしも満足できる結果は得られていない。そこで、本発明はある種のカチオン性化合物を使用することにより製造設備へのピッチの付着を著しく抑制し、かつ断紙の発生や製品の品質低下を防ぎ生産性、作業性の向上を提供することにある。
【０００７】
【問題を解決するための手段】
本発明者等は製紙工程におけるピッチ抑制に関する研究を鋭意行った結果、ある種のカチオン性化合物が効果的にピッチを抑制するとの知見を得て、本発明に到達したものである。
【０００８】
即ち、本発明は特定のアルキレンジアミン類とエピハロヒドリンとを反応させて得られる化合物の少なくとも一種類以上を含有することからなる製紙用ピッチ抑制剤を提供するものである。
【０００９】
以下、本発明の構成について詳述する。ここに言うアルキレンジアミン類とは一般式
【化２】

（式中、Ｒ１、Ｒ２は炭素数１〜５のアルキル基もしくは炭素数１〜４ヒドロキシアルキル基であり、Ｒ３、Ｒ４は水素又は炭素数１〜５のアルキル基もしくは炭素数１〜４ヒドロキシアルキル基であり、Ｒ５は炭素数２〜６のアルキレン基である。）で表されるアルキレンジアミン類を指す。
【００１０】
これは生成した化合物中に第４級アンモニウム基を有することが、本発明の目的とするピッチ抑制効果を高めるうえで、極めて有効である。又、アミノ基の有するアルキル基等が上述した炭素数より大きい場合、ピッチの定着効果を落とし、本発明の化合物としては好ましくない。
【００１１】
もちろん、アルキレンジアミン類のいずれか一方が必ずしも３級アミノ基でなくても、エピハロヒドリンの反応モル数を高くすることにより、第４級アンモニウム基を有する化合物を合成することは可能であるが、これらの化合物は反応中あるいは経日中にゲル化、固化する等の現象が生じ易く、本発明の化合物としては適当ではない。
【００１２】
本発明の化合物はアルキレンジアミン類とエピハロヒドリン類とを水又は低級アルコール溶媒を用い、３０から１００℃で数時間反応させることによって得られるが、アルキレンジアミン類とエピハロヒドリンとの反応モル比は１：０．７〜１：１．２である。
【００１３】
使用するエピハロヒドリンとしてはエピクロルヒドリンあるいはエピブロモヒドリン等であるが、経済的にはエピクロルヒドリンが好ましい。更にアルキレンジアミンのいずれのアミノ基も３級アミノ基の場合は、塩酸又は臭酸等の鉱酸とエピハロヒドリンを用いるか、あるいはエピハロヒドリンのハロゲン化開環物、例えば、２−ヒドロキシ，１，３−ジクロロ（又はブロモ）プロパノール等を用いて反応させることもできる。
【００１４】
ここに、本発明に使用し得るアルキレンジアミン類を例示すると、次のような物を挙げることができる。
１．テトラアルキルアルキレンジアミン類
例：N,N,N',N'−テトラメチルプロピレンジアミン
N,N,N',N'−テトラエチルヘキシレンジアミン等
２．ジアルキルアミノアルキルアミン類
例：ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノエチルアミン等
３．トリ（又はテトラ）ヒドロキシアルキルアルキレンジアミン類
例：N,N,N',N'−テトラヒドロキシエチルエチレンジアミン
N,N,N'−トリヒドロキシプロピルヘキシレンジアミン等
４．ジアルキルモノ（又はジ）ヒドロキシエチルプロピルジアミン類
例：N,N−ジメチル、N',N'−ジヒドロキシエチルプロピレンジアミン
N,N−ジブチル、N'−ヒドロキシプロピルエチレンジアミン等
【００１５】
とりわけ、本発明の化合物として最も効果の高い物は、生成した化合物中に第４級アンモニウム基と２級又は／及び３級アミノ基の双方を有する化合物である。これらの化合物は、ピッチ成分の粘着性低下とピッチのパルプへの定着性向上効果をバランス良くあわせもっており、この目的に最も合致するアルキレンジアミン類としては上記２に分類されるジアルキルアミノアルキルアミン類である。この中で特に経済的にも有効な物はジメチル（又はジエチル）アミノエチル（又はプロピル）アミンである。
【００１６】
本発明の化合物の使用量はピッチの発生状況によって異なるが、通常、パルプ重量に対して０．００１〜１％であり、一般的には０．０１〜０．５％が好ましい。
【００１７】
本発明の化合物は他のピッチコントロール成分を併用することを妨げない。
【００１８】
本発明の化合物は起泡性も少なく、又は、アルキレンジアミンとエピハロヒドリンの反応モル比の選択によっては、サイズ剤の定着や濾水性向上にも寄与する物である。
【００１９】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示す。
【００２０】
実施例１
４つ口フラスコにN,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン１１６ｇ（１モル）、と水１７１ｇを仕込み、よく混合した。次いで３５％塩酸９４ｇ（０．９モル）を４０℃以下で徐々に添加し、アミンの塩酸塩を調整した。その後、温度を７０℃に昇温し、エピクロルヒドリン８３．３ｇ（０．９モル）を約２時間かけて滴下した。この間、温度は７０〜８０℃に保持した。エピクロルヒドリン滴下終了後、同温度で６時間反応を続行し、本発明品Ｎｏ．１の５０％水溶液を得た。
【００２１】
実施例２
実施例１と同様の方法でN,N−ジメチルN',N'−ジヒドロキシエチルプロピレンジアミン１９０ｇ（１モル）とエピクロルヒドリン８８ｇ（０．９５モル）を反応させ、本発明品Ｎｏ．２の５０％水溶液を得た。
【００２２】
実施例３
実施例１と同様の方法でN,N,N',N'−テトラヒドロキシエチルエチレンジアミン２３６ｇ（１モル）とエピクロルヒドリン９２．５（１モル）とを反応させ、本発明品Ｎｏ．３の５０％水溶液を得た。
【００２３】
実施例４
４つ口フラスコにジエチルアミノエチルアミン１１６ｇ（１モル）、と水１９６ｇを仕込み、よく混合した。温度を４０〜５０℃に保持しながらエピクロルヒドリン８８ｇ（０．９５モル）を約２時間かけて滴下した。滴下終了後、同温度で１時間、更に７０〜８０℃で８時間反応を続行させ、本発明品Ｎｏ．４の５０％水溶液を得た。
【００２４】
実施例５
実施例４と同様の方法でジメチルアミノプロピルアミン１０２ｇ（１モル）とエピクロルヒドリン９２．５ｇ（１モル）を反応させ、本発明品Ｎｏ．５の５０％水溶液を得た。
【００２５】
本発明品Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５について以下に記すピッチ制御テストを実施した。尚、比較品として次の市販のピッチコントロール剤及び界面活性剤を供試した。
１．市販品Ａ（ジメチルアミン／エピクロルヒドリン縮合物系カチオンポリマー５０％品）
２．市販品Ｂ（ポリアクリル酸系アニオンポリマー３０％品）
３．市販品Ｃ（鉱物油エマルジョン３０％品）
４．ノニオン界面活性剤（ポリ(20)オキシエチレンヘキサデシルアミン１００％品）
５．カチオン界面活性剤（ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド３０％品）
【００２６】
テスト例１
クラフトパルプの製造工程より採取したピッチ（ピッチ▲１▼）を溶剤で抽出し、２％濃度に調整した。このピッチ溶液にＬＢＫＰを浸漬し、１１０℃で３時間乾燥して得たピッチ付着パルプ（ピッチ付着量…対パルプ１．５％）を、１５％濃度で離解後、３％濃度に希釈し試験用パルプスラリーとした。試験用パルプスラリーは、Ｊ．ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験Ｎｏ．１１のパルプピッチの金網付着試験法（試験器…熊谷理機工業（株）製ピッチテスター）に従ってピッチ付着試験を行い、ワイヤーへのピッチ付着量より性能評価を行った。尚、助剤の添加量は対パルプ当たり０．０５重量％（固型分）であり、この時の試験温度は４０℃、使用した溶剤はベンゼン／エタノール（２／１）混合溶剤である。
【００２７】
テスト例２
ダンボール古紙を原料として中芯を製造している工程から採取したピッチ（ピッチ▲２▼）を用い、テスト例１と同様の試験を行った。この時、使用した溶剤はトルエンである。
【００２８】
試験結果は表１に示す。
尚、パルプ付着量及び防止率（％）は下記の通り表される。
【００２９】
【数１】

【００３０】
【数２】

【００３１】
【表１】

【００３２】
表１に示したように本発明のピッチ抑制剤は比較品と比べ、優れたピッチ抑制効果があることが判る。
【００３３】
【発明の効果】
本発明のピッチ抑制剤を使用することにより、ファンポンプ、配管、チェスト、ワイヤー、フェルト等の製造設備へのピッチ付着を著しく抑制し、紙の断紙や品質低下を防ぎ生産性、作業性の向上が得られる。

Claims

一般式化１

（式中、Ｒ_１、Ｒ_２は炭素数１〜５のアルキル基もしくは炭素数１〜４ヒドロキシアルキル基であり、Ｒ_３、Ｒ_４は水素又は炭素数１〜５のアルキル基もしくは炭素数１〜４ヒドロキシアルキル基であり、Ｒ_５は炭素数２〜６のアルキレン基である。）で表されるアルキレンジアミン類とエピハロヒドリンとを、モル比１：０．７〜１：１．２の割合で反応させて得られる化合物の少なくとも一種類以上を含有することからなる製紙用ピッチ抑制剤。
請求項１に記載のアルキレンジアミン類がジアルキルアミノアルキルアミン類であるところの製紙用ピッチ抑制剤。
請求項１に記載のアルキレンジアミン類がジメチル（又はジエチル）アミノエチル（又はプロピル）アミンであるところの製紙用ピッチ抑制剤。