JPH02118196A - ピッチ制御 - Google Patents

ピッチ制御

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JPH02118196A
JPH02118196A JP1168290A JP16829089A JPH02118196A JP H02118196 A JPH02118196 A JP H02118196A JP 1168290 A JP1168290 A JP 1168290A JP 16829089 A JP16829089 A JP 16829089A JP H02118196 A JPH02118196 A JP H02118196A
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キース ロバート ローガン
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、セルロースパルプ組成物内への導入に適した
被覆無機微粒子材料、および加工紙または加工板の加工
法に関する。この材料を導入することによって1紙また
は板を製造する際のピッチ沈着による悪影響を低減する
ことができる。
(従来の技術) ピッチは製紙用機械のワイヤーメツシュベルト(すなわ
ち、「ワイヤー」)およびロールや脱水フェルト上に蓄
積する木材の樹脂に由来する物質であり1紙製造業者に
よってこの名がつけられた。
ピッチ沈着物は粘着性があり、ワイヤーの穴をふさぎ、
フェルトの吸着能力を低下させる。ピッチ沈着物は成形
された紙のウェブから繊維をはぎとり、しばしば穴や弱
い箇所をつくり、場合によっては紙のウェット(ρap
er  wet)上に茶色の塊として表れ得る。
ピッチは、木材、および機械的または化学的に粉砕した
紙パルプから有機溶媒法によって抽出される。ピッチは
、主に、脂肪酸、脂肪酸エステル。
樹脂酸、およびステロール、ワックス、高級アルコール
のようなケン化しない物質からなる。硬材と軟材との両
方が脂肪酸、脂肪酸エステルおよびケン化しない物質を
含有するが、軟材のみが、多量の樹脂酸を含有する。こ
の後者の物質は主に木材の放射状組繊細胞および樹脂管
または樹脂道に生じる。したがって、松またはトウヒの
ような軟材または裸子植物は一般に、カバ、カエデ、オ
ークおよびポプラのような硬材に比べて深刻なピッチの
問題を引き起こす。軟材のグイオウマッ種(Pinus
 5trobus L、)は特に樹脂が豊富である。祇
パルプが調製される工程もまた重要である。木材は機械
的粉砕のみによって、または、それに化学的加熱処理工
程を加えて、パルプにされる。2つの最も重要な化学工
程は亜硫酸塩工程と硫酸塩工程、すなわちクラフト(K
raft )工程である。亜硫酸塩工程では、二酸化イ
オウで飽和した亜硫酸水素カルシウムの酸性溶液中で砕
木パルプを加熱処理する。硫酸塩工程では、水酸化ナト
リウム。
硫化ナトリウムおよび水硫化ナトリウムを含有するアル
カリ性溶液中で加熱処理が行われる。パルプが、硫酸塩
工程で調製された場合、ピッチの問題は2機械的工程ま
たは亜硫酸塩工程で調製された場合より、深刻ではない
。なぜなら、硫酸工程では、加熱処理溶液がアルカリ性
であり、ピッチを形成する物質のほとんどがケン化によ
って取り除かれるからである。
通常9紙製造時のピッチを制御するために二つの方法が
用いられている。最初の方法では、小さい粒子状のピッ
チ(一般に直径が約2μmより小さい)を吸収し得る吸
収材料を導入する。この目的に通常用いられる吸収材料
には、タルクおよび珪藻土のシリカが含まれる。第2の
方法では、ピッチを化学的に分散させ、処理水中に懸濁
させて保持し、製紙工程から余分な水とともに除去する
我々の英国特許明細書第1375161号には2紙製造
時のピッチ制御試薬として粘土顔料を使用することが記
載されている。この粘土顔料は、該粘土顔料に強く付着
した有機材料で被覆されており。
この有機材料によって粘土顔料粒子の表面が親油性にな
る。特に、該有機材料はアルキルピリジニウム塩または
第四級アンモニウム塩であり、乾燥粘土顔料に対する有
機材料の配合割合は、0.5〜5重量%の範囲が好まし
い。
英国特許明細書第1228538号は、有機系へのカオ
リナイトの分散性を改良するために、無機系ゲルで改変
したカオリナイトに関する。
(発明の要旨) 本発明のある局面によれば、製紙工程におけるピッチの
沈着を制御する方法が提供される。該制御方法は、製紙
用組成物に、以下に示す(a)、 (b)または(c)
で被覆された粘土鉱物を含有する被覆無機微粒子材料を
導入することを包含する:(a)第四級アンモニウム基
を有する水溶性の置換ポリオレフィンであるカチオン性
高分子電解質;(b)if粘土に付着し、その粒子表面
を親水性にする無機物質;または(c)該(a)と該ら
)との混合物。
本発明の他の局面によれば、以下の成分で被覆された粘
土鉱物を有する被覆無機微粒子材料が提供される:第四
級アンモニウム基を有する水溶性置換ポリオレフィンで
あるカチオン性高分子電解質;またはこのようなカチオ
ン性高分子電解質と。
粘土に付着し、その粒子表面を親水性にする無機物質と
の混合物。
カチオン性高分子電解質は粘土鉱物の粒子表面を親水性
にすると考えられる。
好ましくは、上記の粘土は2力チオン性高分子電解質と
、該粘土に付着し、その粒子表面を親水性にする無機物
質との9両方ではなく、一方または他方によって被覆さ
れる。
(発明の構成) 本発明の粘土鉱物はカンダイト(kandite )群
に属するものであり、カオリナイト、ナタライト(na
crite ) 、デイツカイトまたはハロイサイト(
halloysite)があり、天然の含水状態である
か。
あるいは、充分な温度と時間をかけて1駁焼または加熱
して鉱物の化学的に結合した水の一部またはすべてを取
り除いたものである。あるいは、粘土鉱物はスメクタイ
ト群1例えば、ベントナイト。
モンモリロン石、サポナイト、ヘクトライト (hec
torite ) 、 ペイプライト(beidell
ite) + またはフーラー土でもよい。
好ましくは、粘土鉱物は、平均粒子直径が1μmより大
きくなく、比表面積が少な(とも12M・g −1であ
るような粒子サイズ分布を有する。
上記カチオン性高分子電解質は、線状ポリマー領内また
はポリマー鎖の分技内のいずれかに第四級アンモニウム
基を有する。該カチオン性高分子電解質の数平均分子量
は、好ましくは、約1 、500〜約soo、oooの
範囲内であり、所要量は一般に乾燥粘土鉱物の重量を基
準として、約0.O1〜約1.5重量%の範囲内である
該カチオン性高分子電解質がポリ(ジアリルジ(水素化
または低級アルキル)アンモニウム塩)(数平均分子量
が約10,000−100.000の範囲内)である場
合、好ましい結果が得られることが明らかとなった。低
級アルキル基は、同一または相異なり9例えば4個まで
の炭素原子を有するが、好ましくはメチル基である。ア
ンモニウム塩は9例えば、塩化物、臭化物、ヨウ化物、
 ISO<−9CHzSOa−。
または亜硝酸塩である。好ましくは、この塩は塩化物で
ある。最も好ましくは、カチオン性高分子電解質はポリ
 (ジアリルジメチルアンモニウムクロリド)である。
あるいは、カチオン性高分子電解質は、エピクロロヒド
リンと脂肪族策二級アミンとの共重合生成物でもよい。
この生成物は下に示す構造を有する: ここで、RおよびR゛は、同一または相異なり。
各々水素または低級アルキル基であるが、好ましくは、
1個から4個の炭素原子を有し、好ましくはメチル基ま
たはエチル基である。XはCI−。
Br−、ド、 HSO4−、CHsSO4−、またはN
O,−である。
上記粘土に付着し、その粒子表面を親水性にする無機物
質は、好ましくは無機ゲルであり1例えばケイ酸マグネ
シウムゲルである。このケイ酸マグネシウムゲルは英国
特許明細書第1228538号に記載された方法で調製
される。該方法では、粘土鉱物を水中に懸濁し、この懸
濁液にメタケイ酸ナトリウムの水溶液を加える。得られ
た懸濁液を攪拌し、攪拌した懸濁液に硫酸マグネシウム
を添加し、そしてこの懸濁液を再度攪拌する。次に、懸
濁液のpllをスルフィン酸で6〜8の範囲内に下げ。
この懸濁液を濾過し、ケイ酸マグネシウムで被覆された
粘土を脱イオン水で2回洗浄し、加熱乾燥する。
しかしながら、他の無機ゲル(例えば、ケイ酸アルミニ
ウム、水酸化アルミニウムまたはシリカ)も用いられ得
る。しかし、他の無機ゲルは、ピッチ制御の目的に対し
てケイ酸マグネシウムはどの効果はない。
上記の方法の1つによって被覆された粘土鉱物は、好ま
しくは実質的に乾燥した状態で製紙原料(paper 
m1ll thin 5tock )に添加される。添
加される被覆粘土鉱物の量は、充分に乾燥した木材繊維
の重量を基準にして、0.5〜25重量%の範囲内であ
る。製紙原料は木材繊維の水性懸濁液であり、一般に約
0.5〜約1.0重量%の乾燥木材繊維を含有する。
本発明を以下の実施例によって例示する。
(実施例) 2種類の被覆粘土鉱物を、以下の方法で調製した。
1、粉末カオリン粘土を1 、080°Cの温度で30
分間加熱することによって調製された専焼カオリナイト
を、充分な水と混合して、乾燥版焼カオリナイトを45
重量%と、乾燥燻焼カオリナイトの重量を基準にして1
重量%のポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクロリド
)(数平均分子量が約30.000で陽イオン電荷密度
が530ク一ロン/g)とを含有する懸濁液を形成した
。このようにして形成された被覆煉焼カオリナイトは、
平均粒子直径が0.75μmで、比表面積が14.1r
rr・g −+という粒子サイズ分布を有していた。こ
の懸濁液を噴霧乾燥して。
乾燥微粒子状の生成物を得た。
2.500gの粉末含水カオリン粘土を1.51の水に
懸濁し、この懸濁液にメタケイ酸ナトリウム28.1g
を含有する水溶液を添加した。この懸濁液を10分間攪
拌し、攪拌終了時における懸濁液のpHは11.8であ
った。硫酸マグネシウム(MgSO4・71120)2
4.9 gを含有する水溶液を添加し、この懸濁液を1
5分間攪拌した。攪拌終了時におけるpHは9.7であ
った。10%の硫酸溶液を添加してpHを7.0に低下
させた。次いで、懸濁液を濾過し、がイ酸マグネシウム
で被覆された粘土を脱イオン水で2回洗浄し、 90’
Cで16時間乾燥させた。
対照として1通常のピッチ制御試薬である。微粉砕タル
ク(平均粒子直径1.65μm、比表面積13.6が・
g−1)を用いた。
さらに、比較例として、英国特許明細書第137516
i 号に開示されているピッチ制御試薬を用いた。
この試薬は、55重量%が2μmより小さい等価な球直
径(equivalent 5pherical di
ameter )を持つ粒子からなるような粒子サイズ
分布を有する含水カオリン粘土を、乾燥カオリンの重量
を基準にして1重量%の第一級アミン(−形式R−NH
,,ここでRは水素化獣油由来の様々なアルキル基を表
す)で被覆することにより調製された。その平均粒子直
径は1.62μmであり、比表面積は6.5M・g −
1であった。
各鉱物材料を水と混合して、1重量%の乾燥鉱物材料を
含有する懸濁液とし、この懸濁液100gに広範囲の様
々な量のオレイン酸を含有するエタ/−/lzコロイド
溶液10cI!を添加した。このコロイド溶液は、製紙
用原料の懸濁液中に見い出されるタイプのピッチの現実
的なモデルであると考えられる。各々の場合において、
この混合物を1’A分間振とうした後、この懸濁液試料
40c艷を遠心分離し、上澄み液20cfflをピペッ
トで小びんにとった。
60〜80°Cで真空乾燥器にて小びん内の試料から。
水とエタノールとを除去し、 NaClO4・1+20
を0.2mol−da+−’含有するメタノール溶液の
既知量を、この小びんにピペットで加えた。オレイン酸
が充分に溶解すれば、得られた溶液を高圧液体クロマト
グラフィーカラムに同じ量で3回連続的に注入した。使
用したカラムは40°Cの温度に維持され、背圧は16
.2MPaであった。3回の注入の各々に対して、オレ
イン酸に特徴的なピークの面積を測定し。
3回の測定の平均値を算出した。
エタノール中のオレイン酸の各濃度に対して。
対照実験は、オレイン酸溶液10dに99gの水を混合
して行われた。得られた溶液を、遠心分離工程を除いて
、鉱物材料を含有する試料に関して上述した方法に従っ
て処理し、オレイン酸に特徴的なピークに関する3回の
測定値の平均値を得た。
2つの平均値の結果から、与えられた量の鉱物材料によ
り吸着されたオレイン酸の量を算出した。
各鉱物材料について、各試料溶液のオレイン酸濃度に対
する。鉱物材料1g当りに吸着されたオレイン酸の重量
のグラフを描いた。このグラフから、鉱物材料に吸着さ
れたオレイン酸の重量はオレイン酸濃度とともに増加し
た後、限界値に達した。限界値以上では実質的にそれ以
上の増加は観測されなかった。
3種類の鉱物材料に対して、吸着されたオレイン酸量の
限界値を下表に、示す。同様に、各鉱物材料1を当りの
概算コストと、鉱物材料のコスト効率の値(吸着材料の
単位コスト当りの吸着されたオレイン酸の重量に換算)
を示す。
(以下余白)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、製紙工程におけるピッチの沈着を制御する方法であ
    って、 製紙用組成物に、以下に示す(a)、(b)または(c
    )で被覆された粘土鉱物を含有する被覆無機微粒子材料
    を導入することを包含する制御方法: (a)第四級アンモニウム基を有する水溶性の置換ポリ
    オレフィンであるカチオン性高分子電解質; (b)該粘土に付着し、その粒子表面を親水性にする無
    機物質;または、 (c)該(a)と該(b)との混合物。 2、前記カチオン性高分子電解質が、線状ポリマー鎖内
    またはポリマー鎖の分枝内に第四級アンモニウム基を有
    する、請求項1に記載の方法。 3、前記カチオン性高分子電解質が、前記乾燥粘土鉱物
    の重量を基準にして、0.01〜1.5重量%の量で使
    用される、請求項1または2に記載の方法。 4、前記カチオン性高分子電解質の数平均分子量が1,
    500〜500,000の範囲内にある、請求項1、2
    、または3に記載の方法。 5、前記カチオン性高分子電解質が、10,000〜1
    00,000の範囲内の数平均分子量を有するポリ(ジ
    アリルジ(水素化または低級アルキル)アンモニウム塩
    )である、請求項1から4のいずれかに記載の方法。 6、前記ポリ(ジアリルジ(水素化または低級アルキル
    )アンモニウム塩)の低級アルキル基が、同一または相
    異なり、1〜4個の炭素原子を有する、請求項5に記載
    の方法。 7、前記アルキル基の一方または両方がメチル基である
    、請求項6に記載の方法。 8、前記カチオン性高分子電解質が、ポリ(ジアリルジ
    メチルアンモニウムクロリド)である、請求項1から7
    のいずれかに記載の方法。 9、前記カチオン性高分子電解質がエピクロロヒドリン
    と脂肪族策二級アミンとの共重合生成物であり、該生成
    物が下記の構造を有する、請求項1に記載の方法: ▲数式、化学式、表等があります▼ ここで、RおよびR’は、同一または相異なり、各々水
    素または低級アルキル基であり、XはCl^−、Br^
    −、I^−、HSO_4^−、CH_3SO_4^−ま
    たはNO_2^−である。 10、前記粘土に付着し、その粒子表面を親水性にする
    前記無機物質が無機ゲルである、請求項1に記載の方法
    。 11、前記無機ゲルがケイ酸マグネシウムゲルである、
    請求項10に記載の方法。 12、前記被覆された粘土鉱物が、実質的に乾燥した状
    態で製紙原料に添加され、製紙用組成物を形成する、請
    求項1から11のいずれかに記載の方法。 13、前記製紙用組成物に添加される被覆粘土鉱物の量
    が、製紙原料中における木材繊維の乾燥重量を基準にし
    て、0.5〜25重量%の範囲内にある、請求項1から
    12のいずれかに記載の方法。 14、前記粘土鉱物がカンダイト群に属する、請求項1
    から13のいずれかに記載の方法。 15、前記粘土鉱物がスメクタイト群に属する、請求項
    1から13のいずれかに記載の方法。 16、前記粘土鉱物が、平均粒子直径が1μm以下であ
    るような粒子サイズ分布を有する、請求項1から15の
    いずれかに記載の方法。 17、前記粘土鉱物が、少なくとも12m^2・g^−
    ^1の比表面積を有する、請求項1から16のいずれか
    に記載の方法。 18、以下の成分で被覆された粘土鉱物を有する被覆無
    機微粒子材料: 第四級アンモニウム基を有する水溶性の置換ポリオレフ
    ィンであるカチオン性高分子電解質;またはこのような
    カチオン性高分子電解質と、該粘土に付着し、その粒子
    表面を親水性にする無機物質との混合物。
JP1168290A 1988-06-29 1989-06-29 ピッチ制御 Expired - Lifetime JP2818440B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB888815515A GB8815515D0 (en) 1988-06-29 1988-06-29 Pitch control
GB8815515.5 1988-06-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02118196A true JPH02118196A (ja) 1990-05-02
JP2818440B2 JP2818440B2 (ja) 1998-10-30

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1168290A Expired - Lifetime JP2818440B2 (ja) 1988-06-29 1989-06-29 ピッチ制御

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EP (1) EP0349311B1 (ja)
JP (1) JP2818440B2 (ja)
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