JPH03502591A - パルプ化及び製紙におけるピッチ低減方法 - Google Patents

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】 パルプ化及び製紙におけるピッチ低減方法この出願は本出願人に譲渡された、リ チャード・ニス・ラマール等名義の１９８７年１月７０付の米国特許出願筒１４ ．１，４９５号の一部継続出願である。

茜朋−９分野 、　この発明はバルブ製造及び製紙作業におけるピッチ駆除、特に、最初に商業 的に成功した方法でもって、組成中バルブの総乾量に基づき約１０重量％以上の 大量の砕木バルブを含む、機械的バルブ製造工程により製造される組成における ピッチ駆除に関するものである。また、この発明は他の種類の組成物、例えば晒 もしくは未晒硫酸塩バルブ又はクラフトバルブとか晒もしくは未晒硫酸塩バルブ を含む、特に砕木バルブが大量に約１０重１％以−り存在する組成物を利用する ミルにおけるピッチ駆除に関するものである。更に詳しくは、この発明は製紙機 器におけるピッチとかピッチコロイド等の樹脂質によって持らされる有害堆積発 生を防止することに関するものであり、大きな有害粒体に代えて小さな無害凝集 もしくは凝塊粒子形態で紙白に形成されるそのような物質の分散を防止すること に関するものである。更にまた、この発明はその実施にあたりピンチ駆除処理に 用いられる物質の特殊な組み合わせ及び該組み合わせの調整方法に関するもので かる 発明の背景 木材がパルプ化されて種々のいくつかの方法によって製紙用ファイバーが製造さ れ、各方法は特殊な型式の木繊維の特性を最大限に利用して最終目的の紙が得ら れるように設計される。例えば包装及び容器用の紙は高い強度及び結合性を有す るようにしなければならない。このため、特質上長くかつ本質的に強い繊維を有 する軟材（針葉樹材）が化学的にパルプ化され、この型式の紙に必要とされる性 質を有する構成材料が調製される。

新開用紙°とか、その他の印刷用紙として使用される紙は包装及び容器用紙と同 程度の強度を有する必要はない。この場合は、機械的パルプ化方法を用いて新聞 用紙とかそのと同類の紙用の組成材料が作られる。砕木パルプとか、熱機械的（ ＴＭＰ）及び化学灼熱機械的（ＣＴＭＰ）バルブの製造方法は代表的な化学的バ ルブ製造方法を用いて得られるよりも平均長さが小さくかつより繊細な繊維を高 生産率をもって得られるように設計される。一方、機械的バルブ製造方法によっ て得られた製紙用ファイバーは一般に望ましくない、輝度が低い、色が経時変化 する、樹脂含量が高い等の特性を有するが、これは通常高生産率のバルブ製造方 法を用いて経費を節減できるので許容されるものである。

連続的製紙工程で使用されるバルブ又はその組成物は水中に懸濁されもしくは溶 解された、ファイバー、微粉、フィラー及び化学品等から構成される。公害防除 の目的のみならずパルプ化される木材とか添加される他の物質の最大限の有効利 用、したがって採算性の増大化を確保するため、製造される紙に微粉を保留する ようにすることが望ましい。そのような微粉懸濁物は、ファイバーマット中に原 始的に保留されないピッチコロイド類、セルロース質ｍ粉及びヘミセルロース、 再循環タルク、カオリンもしくは他のフィラー及び顔料、みょうばん等の水溶性 材料等がある。

微粉は、特に製紙用ファイバーから紙を製造するにあたり該ファイバーに微粉を 保留したままで水を分離するのが厄介であるため種々の製造上の問題を惹起する 。ファイバーに保留されない微粉は処理水と一緒に循環され、処理水中の微粉濃 度が大きくなると、排水及び成紙に大いに影響を及ぼす。排水を低減すれば製紙 速度が低下しかつ製紙コストが増大する。貧弱な成紙は製造紙の品質を低下させ 、製造損失を正起せしめ又はそれ等両者を生じさせ、したがってまた製造コスト を増大させることにもなる。紙への微粉の添合が出来ず、したがってこの材料の 廃棄物、特にバルブ製品の紙微粉部分は更にコストを増大せしめる。

微粉保留は必ずしも存在する全ての微粉を保留することを意味するものではない 。より高価な薄紙の製造に使用される代表的な先行技術は湿潤強度及び適度の装 填されたフィラーを保持しつつ紙にフィラー及び顔料を保持することに焦点が合 わされている。新聞用紙は薄紙と比べて比較的高価である。フィラー及び保留助 剤等の添加は一般にそのコストを大幅に高めるため、新聞用紙等には用いられな い。

上述したように、製紙用バルブは一般にっぎの３つの方法すなわち、化学的、半 化学的又は機械的バルブ製造方法のうちのいずれかにより製造される。例えば、 クラフト法又は硫酸塩及び亜硫酸塩法により化学的バルブを調整するにあたり、 バルブを構成するセルロースファイバーか化学試液により他の水成分から分離さ れる。クラフト及び晒バルブが僅かなピッチを含んでいれば、鹸化ピッチ又はピ ッチ石鹸として現れる。通常広葉樹木片に対し用いられる半化学的方法は機械的 磨砕を伴った、軟化化学的作用を含む。前もって皮はぎすることなく、磨砕ホイ ール脚により機械的に粉砕又は磨砕され、このようにして得られたバルブはピッ チを含み、丸太素材の全ての成分を包含する。

新聞用紙ミル、亜硫酸ミル及びそれらと同類のものに共通に使用される砕木パル プとか熱機械的バルブ等の機械的バルブは代表的にペイトウヒ、赤松等の針葉樹 木材から製造される。機械的パルプに。

多量のピッチが見られると、それらを用いる製紙設備に重大なピノ、チ問題を惹 起せしめ、広範囲にわたる研究にも拘わらず、この発明の以前には新聞用紙製作 に用いられる工程でのピンチ駆除に対する完全に満足のゆくいかなる方法も開発 されていない。砕木パルプは粒径範囲が約０．２〜２μｌでありかつ通常約−１ ０！Ｖ〜−３５ｘＶ電気陰性を有する粒子から成るコロイド状分散系形態をした 多量の完全非齢化ピッチを含む。熱機械的バルブも一般に砕木パルプにみられる と同型式のピッチを更に多量含む。

製紙組成物を製造すべくバルブ化された木又ははぎ皮から持ち込まれた樹脂は、 不水溶性であるから該組成物中のファイバー及び製紙装置に付着するような、有 機複合物から成る複雑な混合物である。

コロイド状粒子よりも大きい樹脂質から成る凝集は高品質紙の製造を妨害する。

そのような樹脂質は、以降、簡潔化のためピッチ又はピッチコロイドとも言う。

一般にバルブ中にみられるピッチコロイドは通常少なくともつぎのような幾つか の成分からなる親油性、不水溶性、低分子量かつ比較的無極凝固性の樹脂である 　すなわち、イオン化親水基を有する脂肪酸及び樹脂酸、これらの酸のエステル 、ステロール、ジグリセリド、トリグリセリド、テルペン、ワックス及び種々の アルコール、炭化水素、並びにこれらの樹脂と結合した中性フンパウンド等であ る。この種の樹脂の流動度は樹脂酸と脂肪酸の割合、相合、及びピッチの酸化又 は重合度により規制される。これらの要因は樹脂の沈着湯度を決定する。水性木 バルブにおいてそのような樹脂スラリーはファイバーの表面上にバッチ及び小滴 の形態でかつ各ファイバー間のプロセス液中に分散するコロイド状小滴の形態で 現れる。これらの樹脂又はピッチ粒子は凝集して粘着膜又はピッチボールとなり 、順次最終紙製品、ワイヤスポット、ロール上に分布した粘着スポット、紙ンー ト、不良成紙、ドライヤー及びカレンダーロール上にプラグ成形又は粘着したフ ェルトにおける各穴のすり合せとすることができる。

有効にピッチ駆除を行うには、必ずしもバルブから全てのピッチを取り除く必要 はない。種々の形式のバルブミル及びベーパーミルはそれぞれピッチ問題が生じ る前に越えなければならないピッチ粒子に対する異なる許容レベルを有する。一 方、必要なことはピッチか小さい無害の凝集又は凝塊粒子として分散され、紙ン ートにおいて大きな有害粒子としてよりもむしろ微粒子形態で保留されるように する。単純な凝集沈澱ピッチは良好なピッチ駆除を行えない。ピッチはセルロー ス系ファイバー又は紙７−トにおいてフィラーとして使用される粒状物質のいず れか一方、又は好ましくは両者に接触させなければならない。大きなフロックに 保留されたピッチは仕上り紙ンートにおける破損及び好ましくない黒つぶきずを 生じさせる一方、ピッチが小さなフロ／り内に保留されないと製紙装置の白水系 内に蓄積するようになる。

特に、機械的バルブから紙を製造するペーパーミル、例えば新聞用紙を製造する 砕木バルブミルにおける有効なピッチ駆除はたとえ実施しようとしても完遂する ことは面倒でありかつ困難であることが分かっている。代表的に、製紙操業時に ピッチ駆除を試みることは製紙装置からピッチ粒子を物理的に除去するか又は製 紙装置にピッチ沈着を幾らか低減させるかのいずれかを含み、例えば精密にピッ チを分散させかつ紙から該ピッチを除去することを試ろられたが、これまで完全 にうまくいった方法は無い。

ピッチ粒子は、これまでバルブ微細部分と一緒に存在するコロイド状ピッチの実 質部分を除去することを含むバルブ精留等の方法により、物理的に除去されてき た。そのような方法は、所要量の紙を□　製造するのに必要なバルブ量を非常に 増大させるとともに当該工程において除去させるバルブ精度が損なわれるので、 非常に高価である。

ピッチを分散させ又は沈澱させることによりピッチ沈着を低減させる方法は代表 的にみょうばん、タルク、化学分散剤、保留助剤、又はそのような物質の混合物 を使用するものである。そのような物質を使用することの背景思想はピッチ凝塊 及び製紙機械に収集できかつ紙白に黒つふきず又は粒子として現れる大形のピッ チ粒子の形成を阻止又は抑制することである。

上記目的のため、カーベンター等に１９４９年１月１１日付で発行された第４５ ４０３６号及びフレイブ等に１９５８年１１月１１日付で発行された第５６５９ ５５号のカナダ特許はそれぞれみょうばん及びアルミニウムナトリウムを用いる ことを教示している。一方、これらの両物質は製紙時に存在するピッチ量を顕著 に低減せしめるが、それ自体によってはピッチ問題を完全に解決し得ない。

代表的に、みょうばんが単独で又は水酸化ナトリウム等の基材と一緒に使用され る、みょうばんをベースとしたピッチ駆除方法はたとえそれがすでに充分に分散 させられていなくとも、最初にピンチを分散さることによりピッチ沈着を駆除す るようにされ、次いでそれを凝集する。このフロックの顕微鏡検査によると製紙 用ファイバーに接触せしめられたピッチが非常に少ないことが示される。それに 代えてピッチが集落した多数のピッチ粒子から成る凝塊としてそれ自体に殆ど接 触させられる。これらのクラスターは新聞用紙ミルのワイヤーを通過させかつ白 水系に入れるのに充分小さなものでありその結果ピッチが蓄積する。更には、み ょうばんは非常に腐食性を持ち精密なｐＨ１Ｍ節を必要とし排水中の濃度が高く かつ保留助剤か損失し、またある種の紙においては光沢の損失又は強度劣化を伴 った経時黄変をもたらす。

キプロス・インダストリアル・ミネラルズ・カンパニーにより製造されたミスト ロン蒸気タルク等のタルク自体はバルブ及びペーパーミル、一般に部分的に鹸化 されていくらかのピッチを存在せしめるのに充分な高いｐＨでもって作動するク ラフト又は亜流酸ミルにおいてピッチ駆除に用いられてきた。この分散ピッチ粒 子はタルク粒子の表面に吸着させられ、次いで紙に保留される。タルク表面積を 増大させることによりピッチ吸着を増大させる試みがなされた。

しかしながらあまりにも微細にタルクを粉砕すると結晶化度及びピッチ吸着能を 損失する。タルクの吸着効率は１ｇあたり約１５１’の表面積でピークが現れる 。

ラングレー等に１９８１年１２月１５日に付与された米国特許第４３０５７８１ 号及び該当の１９８４年６月５日に発行されたカナダ国特許第１１６８４０４号 は製紙においてたとえばポリアクリルアミド、ポリ（ジアルキルアミノアルキル アクリレート）又はポリエチレンオキノド（ＰＥＯ）等の水溶性、高分子量の実 質的に非イオン性ポリマーと一緒にフィラーとしてベントナイトクレイを使用す ることを教示するとともに、この系はミルの白水系に含まれる樹脂質ピッチを抽 出する溶剤において低下することを述べている。

ヨー口、　ハのバルブ及びベーパーミルはデュアルフィラー保留方式を用いるこ とが知られておりそこでは高分子量の陰イオンポリマー凝集剤の添加に続いて最 後の高剪断点後の頭部箱に天然の陽イオン性ベントナイトか導入される。所定の 付着物からのベントナイトの採鉱はフィラー保留性質に加えて適度のピッチ駆除 を呈することで示される。一方、これらの所定のベントナイトを他の付着物から のベントナイトで置換する方法はマイカ又はタルクで置換する事と異なりピッチ 駆除及びフィラー保留の見地からうまく行かなかったことか証明された。

改良ベントナイトクレーはまたミルプロセス水においてファイバー微粉及び他の 陰イオン性ごみを中和するための陽イオン性脱除剤として使用されてきた。

−ＭＱに天然の陰イオン性又は非イオン性の化学分散剤は製紙装置内、すなわち バルブ、ストック、組成物及び白水内で当該系内のピッチ沈着を阻止すべくピッ チコロイドを分散状態に維持させるのに使用されてきた。これらの分散剤は帯電 又は立体折力現象によって機能する。陰イオン性分散剤は例えば依然として高陰 性電荷をピッチコロイド粒子に与え、それらを接触及び凝集状態に維持する。幾 つかの分散剤は既に形成されたこれらのピッチ沈着物を軟化しかつ分解する傾向 にある。しかしながら、化学分散剤は製紙用ファイバーにピッチを接触させない のでこれらの分散剤は例えば砕木バルブ（新聞用紙）ミルに見られるような重大 なピッチ問題を解決するのに不適切であることが証明されている。実際にこれら を使用することはミルの緊密再循環水系においてピッチを蓄積させることになる 。

本来高分子物質である保留助剤は一般に分散ピッチ樹脂を凝集させることによっ である程度までピッチを駆除するのに使用されている。しかしながら砕氷バルブ 等の多量のピッチを含むバルブにおいて分解されかつ分散された比較的多量のポ リマー吸引物質（“陰イ　。

オン性ごみ”または“悪性汚物“）が存在し多量の添加保留助剤を消１費し、よ ってそれらを無効にしてしまう。良好な凝集を得るためにまた多量の保留助剤が 必要となり、したがってせいぜい僅かな経済効果があるにすぎない。さらには、 過大量の保留助剤を添加して過大凝集となり、逆に紙の成形許容に影響を及ぼす 。

多くの先行技術特許及び文献は本来の機能に加えである程度のビ、。

チを駆除する保留助剤として陽イオン性、陰イオン性及び非イオン性ポリマーな らびに２以上のそのようなポリマーの混合物を使用することを開示している。

１９６４年７月２１日にマ不す−に付与された米国特許第３１４１８１５号は高 分子量の非イオン性ポリエチレンオキンドＰＥＯがある機械的バルブにおいて製 紙時微粉保留を増強することができることを開示する一方、カラード等に１９７ ８年１月２４日米国特許第４０７０２３６号はＰＥＯとある合成石炭酸フンバウ ンドとの混合物か同様に機能することを教示している。

Ｐａｐｒｉｃａｎ、　　１９７８年７月、ペルトン等“新聞用紙製造用のボテン ／ヤル保留助剤の調査”は保留助剤かファイバーにコロイド状ピッチを凝集させ ることにより新聞用紙ミルにおけるピッチ問題を軽減しかつ精製し従って紙シー トにこれらのピッチ被覆粒子を一体化させることを述べている。ペルトン等はＰ Ｅ０１）ン当たり１ポンドを頭部箱ストックに加えた際コロイド状ピッチの濃度 が低下したことをし察した。一方、ＰＥＯ保留助剤は剪断に敏感であり従って比 較的低水力学剪断力が見られる製紙工程におけるある部分においてのみ用いるこ とができるので適用上制限される。ＰＥＯは多量の残留塩素による解重合に非常 に敏感であり従って塩素晒バルブに使用することができない。

アレン等に１９８２年２月２日に付与された米国特許第４３１３７９０号は微粉 保留を増大しかつピッチ沈着を低減すべく機械的ノくルブ製紙用構成材料にクラ フトリグニン又は改良クラフトリグニン及びポリエチレンオキシドを添加するこ とを開示している。アレン等の特許の第７欄、４２〜５６行にタラフトリグニン 誘導体及び／又はポリエチレンオキノドの添加は白水におけるコロイド状分散木 樹脂粒子の濃度をｌ　ｃｍ３当たり８８Ｘ１０’〜５Ｘ１０＠に低下させると述 へフィラー保留助剤として用いられているＰＥＯ等の非常に高い高分子量有機ポ リマーは晒砕木又は熱機械的パルプの凝集に有効でないことが証明されている。

例えばＴａｐｐｉ　Ｊｏｕｒｎａｌ、　７０＠、７号、１１５〜１１８頁、１９ ８７年７月、ルング等“ポリエチレンオキノドによる紙微粉の凝集”；Ｔａｐｐ ｉ　Ｊｏｕｒｎａｌ、６３巻６号６３〜６６頁、１９８０年６月、シー・エイチ ・タイ“微粉保留改良のための新聞用紙ストック系におけるポリマー凝集剤の応 用”；Ｔａｐｐｉ　Ｊｏｕｒｎａｌ、　６４巻１１号、１９８１年１１月、ペル トン等“新聞用紙及び砕木特殊材用の新規なデユアルーポリマー助剤”を参照の こと。

グルーゼンカンブに１９５７年６月１１日に付与された米国特許第２７９５５４ ５号は反応によって調製された付加物を開示しごいる： “水中にゲル生成し及び／又は例えばクレイ（カオリナイト及びモンモリロナイ ト・・・・・・を含む）等の材料のようなイオン交換処理を行う陰イオン性固体 ・・・・”及び ″（ビニルピリジンのホモポリマー及びコポリマー、アミノアルキルアクリレー ト、アミノ　アルキル　メタクリレート、それらの４元化誘導体並びにポリ−Ｎ −アリル　アミン等）の陽イオン性ポリマー” ”ポリカチオン”の生成に対し：第３欄４４〜６１行；第４欄９・〜３８行；第 ５欄４９〜６６行、第６欄１２〜３９行及び第８欄３２行〜第９欄４行を参照の こと。そのような“ポリカチオン”は、“クレイがビータ−添加剤として使用さ れる製紙工程におけるクレイ保留の改良・・・・・・”　； 例えば第２欄４４〜４６行及び第１２欄３０〜６４行を参照のこと。

フィラー又は顔料保留助剤用としてポリマー又はポリマー／フィラー凝塊がまた 次の特許に開示されている米国特許第３０５２５９５号、アクリルミドポリマー ；米国特許第４２７８５７３５号、陽イオン性スターチ−ｇ−ポリ（Ｎ、Ｎ′− メチレンビスアクリルアミドーコーアミン）コポリマー；米国特許第４６４３８ ０４号、陽イオン性スターチ：米国特許第４４４５９７０号、陽イオン性ラテッ クス：米国特許第４１８１５６７号、高分子量の実質的陰イオン若しくは陽イオ ン性ポリアクリルアミド（分子量少なくとも２，０００．０００）及び陶土、タ ルク若しくは二酸化チタン等のフィラーからなる凝塊剤であり、該凝塊剤は一４ ０〜＋４０電子ボルトのゼータ−電位を有する。並びにブリット等による、Ｔａ ｐｐｉ　Ｊｏｕｒｎａｌ、５７巻、１２号、８１〜８４頁、１９７４年１２月、 “素材輸送分析により測定されたペーパーストックにおける電気泳動”及びＴａ ｐｐｉ　Ｊｏｕｒｎａｌ、５９巻、２号、６７〜７０頁、１９７６年２月、“新 しい保留監視方法はこの懸濁液に長鎖陰イオン性ポリマーを添加することによっ てバルブストックの固体表面に　。

低分子量の陽イオン性ポリマー、ポリエチレン　イミを吸着させ、フロックを形 成することが再分散に対して非常に抵抗性を有することを教示している。しかし ながら、これらの特許、特許出願及び文献のいずれもがポリマー又はポリマー／ フィラー凝塊保留助剤を使用したときピンチを駆除しまたは低減することを同等 開示していない。

要約すると、薄紙の製作における微粉保留用に高分子電解質がそれ自体で又はポ リマー／フィラー凝塊剤として使用され、それらのポリマー／フィラー凝塊剤で はなく、高分子電解質自体がある種のバルブ及び製紙用構成材料においてピッチ を低減させることが既に知られていることは先行技術から明らかなことである。

しかしながら、高分子電解質が機械的バルブを１０％以上含む木構成材料に用い られると、これらの高分子電解質は微粉保留の改善並びにピッチ及びピッチ問題 をなくすことに関し余り有効でないことが分かった。

最近の文献、Ｔａｐｐｉ　Ｊｏｕｒｎａｌ、７０巻、１０号、１９１１１７年、 ７９頁の冒頭でこの見解を採っている。

一般的に、高分子電解質自体は、上述したように機械的バルブを含む木構成材料 に比較的多量の“陽イオン性ごみ”又は“悪性汚物”が存在するから、そのよう な木構成材料における微粉保留の改善及びピッチ低減化に関して有効でないと是 認される。これらのポリマー消費物質は、その他のバルブ又は機械的バルブより もより良く洗滌されるので、機械的バルブ化方法以外の方法、例えば化学的又は 単化学的方法により調製されたバルブにおいては存在しないか又は僅かな量が存 在するに過ぎない。

本発明の要約 先行技術の知識および経験の検討からは全く予期されず、例えばフィロ珪素鉱物 及び特にカオリン等の本質的に水に不溶性の粒状物質に、例えばポリ−（ジアル キルジアリルアンモニュウムハロゲン化物）またはそれと同類物等、水溶性の陽 イオン性ポリマーを吸着させることにより製造され、上記ポリマーは十分に電気 陽性であり、よって粒状複合ピンチ駆除物質は強力な電気陽性、即ち言い換えれ ば少なくとも約↓３ＱｍＶ　（約＋０．０３ボルト；電気泳動易動度−μｍｓ− ’ｖ−’ｃｍ）　、好ましくは約＋６０〜約＋８０ｍＶの高い陽性のゼータ−電 位を呈するものであり、あらゆる型式のバルブ化および製紙工程時に有効なピッ チ低減化手段を提供する：これらの工程とは晒又は未晒バルブ、クラフトバルブ 、亜流酸バルブ及び“薄い”もしくは“高強度”紙の製作工程に使用されるもの であるが、特にまず第１に商業的に成功した方法において機械的（砕木、熱機械 的および新聞用紙）構成材料を用いるバルブ化および製紙工程に用いられる。

この発明を実施した際、微粉保留の改善、良好な排水及び低置な廃棄物処理経費 等、その他の好ましい効果が得られる。例えば極限粒度数が少なくとも約５００ ．０００〜１２，０００，０００をもって決定されるような分子量を有するポル エチレンオキシド等の比較的高分子量のアルキレンオキシドポリマーと一緒に使 用される点後述する粒状複合ピッチ駆除物質はあらゆる型式のバルブ化及び製紙 工程、しかも特に機械的構成材料を用いる工程においてピ・ノチ駆除及び微粉保 留を更に改善することができる。

更に比較的高分子量のアルキレンオキシドポリマーを併用し又は併用せず、みょ うばん及び前述した粒状複合ピッチ駆除物質はあらゆる型式のバルブ化及び製紙 工程、更には特に機械的構成材料を用いる同種の工程においてピッチ駆除及び微 粉保留を更に改善することができる。

従ってこの発明の目的はバルブ及び製紙設備においてピッチを駆除することにあ る。

更にこの発明の目的はあらゆる型式のバルブ化及び設備工程における微粉保留、 及び排水の改善並ひに廃棄物処理経費を低廉化する新規なピッチ駆除方法を提供 することにある。

更にもう１つのこの発明の目的はこの発明の実施にあたり粒状複合ピッチ駆除物 質を使用する新規な方法を提供することにある。

この発明のもう１つの目的は粒状複合ピッチ駆除物質及び比較的高い高分子量の アルキレンオキシドポリマーからなるピッチ駆除、微粉保留及び排水改善複合材 料を提供することにある。

この発明の更に他の目的はみょうばん及び前述の粒状複合ピッチ駆除物質からな る、ピッチ駆除、微粉保留及び排水を改善する複合物質を提供することにある。

これらの目的及びその他の目的並びにこの発明の性質、範囲及び利用は以下の説 明及び請求範囲の記載から当該技術分野の熟練者にとって容易に明白となろう。

図面の簡単な説明 第１図はタルク単独（サンプルＡ）、この発明に従って調製された陽イオン性タ ルクピッチ駆除物質（サンプルＢ）及びこの発明に従って調製された陽イオン性 カオリン、陽イオン性カオリン／みょうばん、陽イオン性カオリン／ＰＥＯ及び 陽イオン性カオリン／みょうばん／ＰＥＯピ、チピッ物質（サンプルＣ−Ｈ）を 用いて新聞用紙構成材料から除去されたピッチ量の比較結果を示すグラフである 。

第２図及び第３図はカオリンを併用せず陽イオン性ポリマーを添加（第２図）及 びカオリン上に予備−吸着粒状複合物質として付加された同様のポリマーを添加 （第３図）することにより達成された砕木パルプにおけるピッチ低減量を比較し て示すグラフである。

第４図及び第５図はカオリンへの予備−吸着粒状複合物質として陽イオン性ポリ マーを添加し、みょうばんを付加した同様の複合物質を添加し及びみょうばんの みを添加しすることにより達成された砕木パルプにおけるピッチ含量に対する効 果の比較結果を示すコンビニ−ター作成グラフである。

本発明の詳細な説明 この発明を実施するにあたり、まず水溶性の陽イオン性ポリマーが水に溶解され 、本質的に水に不陽性の粒状物質と接触されている。

この結果、ポリマーが基材表面に不可逆的に吸着され、そのにより該ポリマーが 不溶状かつ不動状とされる。本発明者等はこの発明の詳細な説明するために発展 したどのような理論または気候によって限定されることを好まないがこのように して得られた安定した水分散性の３元粒状複合ピッチ駆除物質における吸着ポリ マーの陽イオン電荷に基づく強力な電気陽性表面は負の帯電ピッチまたはピッチ コロイドを吸引しかつそれを粒状複合物質表面上に吸着する。この結果粒状複合 物質状上ヘビノチまたはピッチコロイドを吸着した後に残存する電気陽性表面電 荷のため構成材料にディスクリートなピッチ含有粒状凝塊、形成された凝塊のサ イズもしくは大きさ、またはその他の要因は最終的に製造される紙シート内に正 確に分散された形態に保留されるであろう。

驚くべきことにこの発明の粒状複合物質は陽イオン性ポリマーの各成分を用いた 場合よりもピッチ駆除において数倍もの効果があることがわかった；後述するサ ンプルＭを参照。

いずれの本質的に水に不溶性の粒状有機または無機物質も基材としてフィロ−珪 酸塩鉱物を用いることができる；カオリン、タルク、マイカ、モンモリロンナイ ト、クロライド、プソイドレイヤー珪酸塩等である；１９８３年７月５日にそれ ぞれラマ等及びフェライラ・　等にそれぞれ付与された米国特許第４３９１７３ ３号及び第４３９１７３４号を参照のこと、特にカオリンはこの発明の粒状複合 ピッチ駆除物質を製造するために本質的に水不溶性の陽イオン性ポリマーを吸着 させる本質的に水に不溶性の粒状材料として好ましいものである。カオリンはほ ぼＡｌｔｏ３゜・２Ｈ６０の組成を有するシリコンーオ牛シト及びアルミニウム ーヒドロキシル層若しくはシートのいずれかの形態をした、本質的に含水アルミ ニウム珪酸塩を構成する天然の親水性クレイ鉱物である。一般にカオリンは強力 な負性ゼータ−電位を有しかつピッチ吸着性を僅かに有するかまたは有しないも のである。

この発明を実施する場合に使用出来る、その池の実質的に水に不溶性の粒状無機 基材は二酸化チタン、アルミニウム水和物、水和珪酸物、蛇紋石、方解石（炭化 カルシウム）等である。この発明の実施にあたり基材として使用するのに適した 、本質的に水不溶性粒体は粒径的０．１μ肩の微粒から約４０μｌの粗粒までの 範囲のものが含まれる。

この発明を実施するにあたり使用するため上述したように本質的に水不溶性粒子 は粒子表面に陽イオン性ポリマーを吸着させて陽イオン性とされる。適当な陽イ オン性ポリマーは、負性もしくはいくらか陽性であるかに拘わらず、この発明が 教示することにしたがって粒状基材のゼータ−電位を、有効なピッチ駆動を行う のに十分な陽性のゼータ−電位に変換せしめ得るようなものとされる。例えば、 カオリンは自然状態で約−４０１〜“のゼータ−電位を有する。カルシウムに十 分な量のポリ（ジアリルジメチルアンモニウム塩化物）又はそれと同様の強力な 陽イオン性ポリマーを添加し、このようにして得られたポリマー／カオリン複合 物が約＋８０Ｒ■又はそれ以上のゼータ−電位を示すようにすることができる。

上記目的に有用な陽イオン性ポリマーは、これらに限定するこのではないが、ア ミノアクリルレートから成る第４アンモニウム塩等の塩類並びにジアリルアミン から成る第４アンモニウム塩及び酸性塩等の塩類である。それらの塩類はカルボ キシレート、シアノ、エーテル、（第１、第２又は第３）アミノ、アミド、ヒド ラジド及びヒドロキシル基等の置換基を含むものであってもよく、それらのゼー タ−電位は粒状複合物質が少なくとも約＋３０１１■、好ましくは約＋６０〜約 ８０贋′Ｔ′（約−→−０．０６〜゛〜約＋０．０８Ｖ）又はその以上のゼータ −電位を有するようにするのに十分な陽性電位とされる。そのような陽イオン性 ポリマーとしては、ポリ（アルキルトリメチルアンモニウム塩化物）、ポリ（ア ルキルトリメチルアンモニウム臭（ｔＪ）、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウ ム塩化物）及びポリ（ジアリルジメチルアンモニウム臭化物）等のポリ（ジアル キルジアリルアンモニウムハロゲン化物）、ポリ（メタクリロキシエチルトリメ チルアンモニウムメチル硫酸塩）、ポリ（メタクリロキシエチルトリメチルアン モニウム塩化物）、ポリ（メタクリウキ／エチルジメチルアンモニウム塩化物） 、ポリ（メタクリロキシエチルジメチルアンモニウムアセテート）、ポリ（メチ ル−ジアリルアンモニウムアセテート）、ポリ（シアリルアンモニウム塩化物） 、ポリ（Ｎ−メチルジアリルアンモニウム臭化物）、ポリ（２，２’−ジメチル −Ｎ−メチルジアリルアンモニウム塩化物）、ポリ（Ｎ−エチルジアリルアンモ ニウム臭化物）、ポリ（Ｎ−イソプロピルジアリルアンモニウム塩化物）、ポリ （Ｎ−ｎ−ブチルジアリルアンモニウム臭化物）、ボーバＮ−ｔ−ブチルジアリ ルアンモニウム塩化物）、ポリ（Ｎ−ｎ−へキシルジアリルアンモニウム塩化物 ）、ポリ（Ｎ−オクタデシルジアリルアンモニウム塩化物）、ポリ（Ｎ−アセタ ミド−ジアリルアンモニウム塩化物）、ポリ（Ｎ−シアノメチルージアリルアン モニウム塩化物）、ポリ（Ｎ−プロピオナミドジアリルアンモニウム臭化物）、 ボ１バＮ−アセチルエチルエステル置換ジアリルアンモニウム塩化物）、ポリ（ Ｎ−エチルメチルエーテル置換ジアリルアンモニウム臭化物）、ポリ（Ｎ−二チ ルアミネジアリルアンモニウム塩化物）、ポリ（Ｎ−ヒドロキシ−エチル−ジア リルアンモニウム臭化物）、ポリ（Ｎ−アセトヒドラジド置換ジアリルアンモニ ウム塩化物）、ポリ（つ゛イニルベンジルートリメチルアンモニウム塩化物）、 ポリ（グイニルベンジルートリメチルアンモニウム臭化物）、ポリ（２−グイニ ルビリジニウム塩化物）、ポリ（２−グイニルピリジニウム臭化物）、ボ１バメ タクリルアミドプロビルジメチルアンモニウム塩化物）、ポリ（３−メタクリロ キシ−２−ヒドロキシプロピルジメチルアンモニウム塩化物）、及びその地間類 のものがある。

この発明を実施するにあたり有用なる陽イオン性ポリマーのもう１つの種類はカ ゼイン、キトサン等の自然発生ポリマー及びそれらの誘導体である。

特に好ましい陽イオン性ポリマーはポリ（ジアリルジメチルアンモニウム塩化物 ）であり、次の反復単位を有する：ここでｎは約６００〜約３５００であり、即 ちポリ（ジアリルジメチルアンモニウム塩化物）ポリマーは極限粘度数的１００ ．０００〜約５００，０００をもって定められるような平均分子量を有する。

基材粒体への陽イオン性ポリマーの添加は一般に室温（約２５°Ｃ）で行われる が、この添加は基材粒体表面へのポリマー吸着が容易に行われるような適当な温 度で行うようにしてもよい。適当な撹拌、例えば約１００〜約１００　Ｏｒｐｍ での撹拌は吸着に好都合である。

陽イオン性ポリマーの添加量は就中粒状複合ピッチ駆除物質が少なくとも約＋３ ０３ＩＶ、好ましくは約＋６０〜約＋８０ｍＶのゼータ−電位を有するに十分な 量とされる。代表的に、出来上がりの陽イオン性粒状複合ピッチ駆除物質から成 る水性スラリーは約＋０〜約７０％、好ましくは約＋０〜約６０％の固形分を有 する。

使用される粒状陽イオン性ポリマーの分子量及び電化密度、並びに本質的に水不 溶性粒状基材の平均粒径は、基材粒子に接触せしめて該素材が上述した範囲内の ゼータ−電位を有するようにするのに十分な量の陽性に帯電したポリマー粒体を 有する粒状複合ピンチ駆除物質となるようにすへく、ポリマー添加量を定める役 目をする。

基材粒体表面に陽性帯電ポリマーを接触させることにより、微細に粉砕された基 材は数千のポリマー分子を吸着せしめるのに十分な凝集表面積を有するので該ポ リマーの有効分子量が増大せしめられる。このような複合ピッチ駆除粒子は一般 にそれらの粒子が結合しかつ３直交方向、即ち高さ、幅及び深さ方向に実効寸法 を有するような平均ピッチ粒子とほぼ同じ粒径を有するものと考えられる。更に 、自然電気反撥力は各粒子に接触せしめられたポリマ一連鎖体の天然渦巻形態を 解除してそのような反撥力を最小のものにせしめ、次いで次々とその場のポリマ ーを大量溶液に曝らしめ、こしようにしてピッチ粒子に作用せしめるポリマー粒 子を増大せしめるものと考えられる。

上記説明事項はこれらの粒状複合ピッチ駆除物質に関して行われた実験観察結果 と一致するものである。例えば、より大きな高分量の陽イオン性ポリマーはそれ らの低分子量ポリマーよりもより有効であることか分かった。実験室試験におい て、分子量１００．０００を有する陽イオン性ポリ（ジアリルジメチルアンモニ ウム塩化物）は次のようなポリマーとする必要があることが分かった：すなわち 、実質的に水不溶性基材の割合を５重量％とすると、下記する実施例Ｉの複合物 質と同等のピッチ粒子結合効果が得られ、この場合基材割合を２．５重量％とす るポリマー内に分子量４００．０００の対抗ポリマーが存在する。

所定分子量の陽イオン性ポリマーが選定されると、実質的に水不溶性粒状基材に 対するポリマーの割合が実験的に簡単に決定される。

一般に基材に対するポリマーの割合が増大すると、最初は複合物質がピンチ粒子 と結合する作用効果が穏やかではあるが着実に増大する。この割合が大きくなる につれて作用効果は横這い状帖となる点に到達するまで更に増大する。鎖点にお いて基材に更に陽イオン性ポリマーを添加すると、もはや上記作用効果は増大し なくなる。最近のベーパーミルの実験時、基材割合２．５％とする陽イオン性ポ リマーは有効であることが分かった。

ポリ（ジアリルジメチルアンモニウム塩化物）はセルロース質材料に対し低親和 力を有することが知られている：　Ｊ、Ｃｏ１１ｏｉｄ　ａｎｄ　Ｉｎｔｅｒｆ ａｃｅ　５ｃｉｅｎｃｅ、　ＩＩＩ巻、第２号、１９８６年６月、５３７〜５４ ３頁、□　ウィンター等。セルロース質材料に用いられたポリマーがセルロース 性まファイバーに対して強力な親和力を有すると複合物質はピッチ粒子と結合す る代わりにむしろ当該構成材料内のセルロース性ファイバー及び微粉と結合する ので、製紙用ファイバーを含んだセルロース質材料に対して低親和性とすること はこの発明の粒状複合ピッチ駆除物質の有効性に関して重要な用件である。

この発明を実施するにあたり有用な陽イオン性複合ピッチ駆除物質から成るスラ リーは、下記する基材粒子の水性スラリーに例えばポリ（ジアリルジメチルアン モニウム塩化物）等の陽イオン性ポリマ水溶液を連続的に添加して調整され、次 いで該陽イオン性の水性スラリ−を静止ミキサーい通し、次いで該静止ミキサー からのスラリーを製紙機械のウニ、トエンドに供給される。

この発明を実施するにあたり上述した陽イオン性粒状複合ピッチ駆除物質と組み 合わせて使用出来る、比較的高い分子量のアルキレンオキシドポリマーは極限粘 度数をもって定められるように少なくとも約５０，０００の分子量を有する非イ オン性高分子量ポリマーであり、好ましくは約１，０００，０００〜約１２，０ ００，０００の分子量とされる。そのようなアルキレンオキシドポリマーの代表 的なものは、ポリエチレングリコール（ポリオキンエチレン）、ポリプロピレン グリコール（ポリオキンプロピレン）、ポリオキンアルキレンエチレングリコー ル及びプロピレングリフールの縮合体、トリデシルオキ／ポリ（エチレンオキシ ）−エタノール及びポリオキ／エチレン／ポリオキンプロピレンのブロックコポ リマー等のエトキシレート、プロポキシレート及びエトキシレート／プロキシレ ート；ポリオキシエチレンコフナノツ脂肪酸エステル、ポリエト牛シレートタル 油及びポリエトキシレート野菜浦、ポリエトキシエチレンラウリルエーテル、ミ リスチルエーテル、セチルエーテル、デシルエーテル、ステアリルエーテル、イ ンステアリルエーテル、セトステアリルエーテル、オレイルエーテル、インヘキ サデシルエーテル、及ヒ大豆ステロルエーテノベボリエトキ７レート化タローア ルコール、ポリエトキシレート化ソルビトール、ポリエトキシ化う７リンアルコ ール、及びポリエトキシレート化アシレート化ラノリンアルコール等の直鎖又は 分枝鎖脂肪酸又はアルコールのエトキシレート及びプロキシレート並びに特にポ リエチレンオキシル化脂肪酸エステルを含む天然発生脂肪酸又はアルコール；ポ リオキシエチレングリセリルステアレート、ラウレート及びココネート、ポリエ トキシ化カスドル油、ポリエトキシ止水素化カスドル油及びタローグリセリドポ リエトキシレート錯体等の脂肪酸グリセリドのエトキシレート及びプロボキシレ ート：ポリオキシエチレンソルビタルラウレート、ポリオキシエチレンソルビト ールステアレート、ポリオキシエチレンソルビタルオレエート、ポリオキシエチ レンソルビトールステアレート、ポリオキシエチレンンルビタンオレエート、ス テアレート、パルミテート、ラウレート及びタレート、並びにポリオキシエチレ ンソルビタルオレイル及びステアリルエーテル等のソルビタン、ソルビタル、及 びソルビトール脂肪酸エステル及び脂肪アルコールエーテルのエトキンレート及 びプロポキンレート等々がある。この発明を実施するにあたり使用するに好まし いエチレンオキシドポリマーは次の式で示されるニ ー−（−−Ｃ）（、ＣＨ，Ｏ−−一）−−。

ここでｎ“はこのようなポリマーが少なくとも５００，０００〜約１２．０００ ，０００の平均分子量を有するような数である。

この発明を実施するにあたり使用する比較的高い分子量のアルキレンオキシドポ リマーは水中真溶液として、キャリヤー油中充実製品もしくは分散液として供給 され、何れの場合にも上記ポリマーは水中に溶解されかつバルブ化又は製紙工程 時希釈水溶液として添加される。

この発明にしたがってピノｆ駆除を行うにあたり、通常製紙パルプ（構成材料） に重量約５〜約２００ポンドの陽イオン性粒状複合ピッチ駆除物質又は該物質の ａ合物か添加され、好ましくは該構成材料内の乾燥紙バルブ１トン足らず（２０ ００ボンｔ”　）ｆ）たり重量約１０〜約８０ポンドの上記ピッチ駆除物質又は 混合物が添加される。この発明を実施するにあたり、陽イオン性粒状複合ピッチ 駆除物質と−１に比較的高い分子量のアルキレンオキシドポリマーが使用される 場６、該アルキレンオキシドポリマーは構成材料内の紙バルブの乾燥重量１トン 足らずあたり約０．０５〜約２ボンド、好ましくは約０．１０〜約０．５０ボン ドが使用される。

みょウハん（ｉｌＥアルミニウム、硫酸アルミニウムアンモニウム等を含む、硫 酸アルミニウム又はアルミニウム等の３価の金属及び例えばカリウムもしくはナ トリウム等の１価の金属の硫酸塩の１つ又は２つ）が比較的高い分子量のアルキ レンオキシドポリマーと併用し又は併用せず、陽イオン性粒状複合ピッチ駆除物 質と一緒に使用される場合、みょうばんは重量約１０〜約８０ポンドが使用され 、好ま【２くは構成材料内の乾燥紙バルブ１トン足らずあたり約３５〜約５０ポ ンドが添加され、製紙装置において出来るだけ早期に、例えばグラインダー位置 に添加することかできる。

陽イオン性粒状複合ピッチ駆除物質、例えば陽イオン性カオリンか通常構成材料 に添加されるフィラーに代えて又はそれに加えて使用される場合、又はたとえ通 常フィラーか添加されない構成材料に使用される場合において、上記カオリンは 構成材料が製紙機械のウェットエンドに供給される前に、好ましくは製紙装置に おいて出来るだけ早期に例えばグラインダー位置に添加される。

上記比較的高い分子量のアルキレンオキンドポリマーはフロックを生成せしめ、 陽イオン性粒状複合ピッチ駆除粒子に吸着されたピッチ粒子及び微粉は祇ンート 内に検定分散及び無害状態に保持され、それらが白水系内に進入又はそれを通過 することか阻止される。アルキレンオキシドポリマー溶液は理想的にはシート成 形前に、代表的には頭部箱位置又はその近くの位置で、何れにしてもリファイナ ーの後方で添加される。これはアルキレンオキノドポリマーの保留／排出特性に 悪影響を及ぼす過大剪断を回避しかつ良好な混合を確実なものにする。

この発明のピッチ駆除方法を用いると、これまでの伝統的な動電学理論から予測 されるかもしれないが、良好なピッチ駆除を行い得るために等電点て又は等電点 の近くで処理する必要かなく、かつそれにもかかわらず、紙構成材料は、例えば セルロースファイバー、ピッチコロイド、微粉及びクレイ、二酸化チタン等の種 々の好物フィラーを含むフィラー類等の優勢な負帯電粒子を含み、これらはそれ らの負電荷により水中に分散した際相互反撥することが見い出された。

この発明のピッチ駆除方法はＰＥＯを単独で使用した場合と比べて著しく温度感 度が低下したことが実証され、実際上、この発明にしたかって調整された陽イオ ン性カオリン／アルキレンオキシドポリマーピッチ駆除剤は温度上昇につれて僅 かにピッチ吸着能が高まることが分かった。

この技術分野の熟練者がこの発明を完全に理解できるように、次のいくつかの実 施例が示される。これらの実施例は単に本発明を説明する目的で提示するもので あり、請求の範囲に表明しない限り限定を意味するものと考えてはならない。明 言でもしない限り、本質的部分はありのままである。

寒施例　Ｉ 陽イオン性カオリンから成る水性スラリーか３０分間、約１５０Ｑ　ｒｐｍで撹 拌しながら室温く約２５°Ｃ）で混合して調製された：成　　分　　　　　　　 　　　　　　量（ボンド）カオリン（［；、　Ｓ、　Ａ　ジョーシア、キプロス ・インダストリアル・ ミネラルズ・カンパニーから のフィラークレイである“極 上クレイ”）　　　　　　　　　　　　　２０００．０２０曳ポリ（ジアリルジ エチル アンモニウム塩化物）水溶液 （“エージフロック（Ａｇｅ　ｆｌｏｃｋ）−ＷＴ−２０ＶＨＶ’　；ｃ、　ｐ 、　Ｓケミカルコンパニー二平均分子量−４００，０００）　　　２５０．０水 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１１６６、０このようにして得られ たスラリーは安定した、非沈降性、非発泡性であり、取り扱い及びポンプ輸送か 容易な十分な流動体であった。

総置形成分６０％であり、カオリン２０００部あたりポリ（ジアリルメチルアン モニウム塩化物）５０部を含み、次の性質を呈したニブル−タフイールド粘度 （Ｎｏ、２スピンドル） ｌｒｐｍにて　　　　　　　　　　　１８．２００ｃｐｓ１００ｒｐｍにて　　 　　　　　　　　　　１．２６２ｃｐｓチクソトロピー指標 （ｌｒｐｍでの粘度を１１００ｒｐでの粘度で除して決定される）　　　　　　 １４．４セ一ター電位（レーザー−ジ− メーターを用いて測定された）　　　＋　７１．４ｍＶｐ　Ｈ６，５１ このスラリーの一部はその後火のピンチ駆除実験に用いられた。

２０％晒砕木、２０％未晒砕木、２０糧１ブローク、４０％化学的バルブを含む 、代表的な新聞用紙構成材料か下記第１表に示す量をもって上記実施例■の陽イ オン性力オゾンスラリーによって処理された。ピッチ量はタイナミ、り排水ジャ ーで行った一連の試験からの濾過液で決定された（Ｔａｐｐｉ　Ｊｏｕｒｎａｌ 、５６巻（１０）　；４６（１９７３）、プリアト、Ｋ。

胃；Ｔａｐｐｉ　　Ｊｏｕｎａｌ、５９巻（２）、６７〜７０、（１９７６）ブ リブト、Ｋ、Ｗ　　及びアンベへンド、Ｊ、Ｅ　　を参すノブル　　　　　内容 　　　　　　　　　　　　　　　　　　ピッチ量Ａ　　　　　駆除、（無添加） 　　　　　　　　　１５２　Ｘ　１０６粒子／ｃｍ’ ８　　　　　　　　　　　１０　　ポンド　曜イオン性カオリン／　　　　　　 　　　　　　　　　１２５　　Ｘ　　１０６フアイバー　１トノ　　　　　　　 　　　　　　　　　　　粒子７０次３ｃ　　　　　　　　　　　　２ｏｉンド　 Ｉ　　　　Ｎ　　　　Ｆ　　　　　　　　　　　　　　１０６　　Ｘ　　１０６ 粒子／ｃｊ１３ Ｄ　　　　　　　　　　３０　　ポンド　゛　　　　”　　　　　　　　　　　 　　７７Ｘ１０６粒子／ＣＭ３ Ｅ　　　　　　　　　　　　　４０　　ｈド　ｐ　　　　　　ｘ　　　　　　ｐ 　　　　　　　　　　　　　　　４８　　Ｘ　　１０’粒子／ｃＩＩ３ Ｆ　　　　　　　　　　　　５０　　ボアＦ、Ｐ　　　　ｐ　　　　　ｘ　　　 　　　　　　　　　　　２９Ｘ１０’粒子７ｃｍ３ Ｇ　　　　　　　　　　　　６０　１ンド　Ｗ　　　　　＃　　　　　＃　　　 　　　　　　　　　　　　７　　Ｘ　　１０’ｐＨ６５のみょうばん無し砕木バ ルブが上記第■表に示す量でもって上記実施例Ｉの陽イオン性カオリンスラリー により処理された。ピッチはまた上記タイナミノク排水ジャーを用いて決定され た。

ばん３５ポンドにより処理され、次いて下記第１表に示す量をもって上記実施例 Ｉの陽イオン性カオリンスラリーにより処理された。

ピッチ量はまた上記タイナミ、り排水ジャーを用いて測定された。

第■表 サンプル　　　内容　　　　　　　　　　　　　ピッチ量Ａ　　　　　　駆除（ 無処理）　　　　　　　　　１３４　Ｘ　１０’粒子／ｃ、３ Ｂ　　　　　　　　　　　　駆除　３５ボンドみょう１ｉん／７ｒイバー　ｌト ン　　　　４８　　Ｘ　　１０’粒子／ｃｙｒ３ Ｃ３５ボンド　みよつば人／ファイバー　１トン　　　　　　　　２５　　Ｘ　 　１０’＋　１０ポンド　譜イオン性カオリン／ファイバー　１トン　　粒子／ Ｃ肩３Ｄ　　　　　　　　　　　　　　３５ボツド　み１う１ｉん／ファイバー 　ｌトノ　　　　　　　　ｆｉｌｌ　　Ｘ　　１０”↑　２０ボツド　曜イオノ 性カオリン／フ了イバー　１トン　　ｆｉ子／ｃｍ３Ｅ　　　　　　　　　　　 　　　３５ポンド　み１っ：！ん／ファイバー　１トノ　　　　　　　　１１　 　Ｘ　　１０’＋　４０ボンド　陽イオン性カオリン／フＴイパー　１トン　　 粒子／Ｃ！１３Ｆ　　　　　　　　　　　　　　３５ｔンド　みようば人／７ｙ イバー　１）ン　　　　　　　　７　　ｘ　　１０”＋　６０ボンド　陽イオン 性力ｔリン／ファイバー　１トン　　粒子／ｃｍ３実施例■ ピッチ量は上記タイナミ、り排水ジャーを用いて測定され、新聞用紙構成材料の 試料に対し製紙用みょうばんにより最初ｐ　Ｈ６，５に、次に、ｐＨ４，５に調 整され、その後実施例Ｉの陽イオン性力オゾンスラリー単独で又は分子量６．０ ＸＩＯ”を有するポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）ｌＩ−ンあたり０．１ボンド の該スラリーと一緒にレベル変動下で調整された。これらの実験結果は下記第Ｖ 表に示される。

第Ｖ表 ファイバー１トンボたつの　　　　ファイバー１トン　　　　　４．５ｐＨ６， ５ｐ）［でのサンプル　　　署イオン性カオリン　　　　　　　当たりのＰＥＯ でのピッチｉ　　　　（粒子Ｘｌ０−’／ｃｘ３）ステンレススチール板上のピ ッチ沈着がＴａｐｐｉ　Ｊｏｕｒｎａｌ、　６３巻、第１１号、１９８０年１１ 月、１６３〜１６４頁、“沈着ピッチを定量するための改良技術”においてフレ ッド・ピー・ロージンスキーによ１）記述された方法により測定された。この測 定は、晒亜硫酸塩バルブ試料から成る２種類の一連の試料であって、一般に製紙 工業においてピッチ駆除に用いられる“極微粉タルク″（キプロス・インダスト リアル・ミネラルズ・カンパニーからの“ミストロン蒸気”）を種々の量を含む 第１試料、及び上記実施例Ｉの陽イオン性カオリンスラリーを種々の量を含む第 ２試料について行われた。

これらの添加物質量及び得られた結果は下記第■表に示す。

第〜１表 ファイバー１トン当たりの　　　析出ピッチＲＭｇ鉱鉱物万力Ｂ１１１ンド　　 　　“ミストロン　蒸気”（タルク）！！イオン性カカオリンサンプ ル　　　駆除（無添加）　　　１６０　　　　　　　　１６０８　　　　２、５ 　　　　　　２６０　　　　　　　　６８Ｃ５３００１９ Ｄ　　　　１０　　　　　　　２１４　　　　　　　　１２Ｅ　　　　２０　　 　　　　　　５７　　　　　　　　　ＩＣ実施例■ 上記実施例■の手順か次のことを除いて各試料に対して反復して行われた。スチ ール板が銅板で置換された（バルブ及びペーパーミルにおいてピッチ含有バルブ に一般に曝される金属表面としてスチール及び銅か顕著である）。“ミストロン 蒸気″タルクを用いた試験は行われなかった。各試験における上記実施例Ｉの陽 イオン性カオリンの使用量及び沈着ピッチ量は下記第１表に示される。

第■表 ファイバー１トン当りの 鉱物添加量 サンプル　　　　　　　　　　　ボンド　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　析出ピッチ　Ｍｇ。

Ａ　　　　　　　駆除（無添加）９６ 砕木パルプ試料が最初バルブ１トンあたり５０ボンドの製紙用みょうばんにより 処理され、次に上記第Ｘ、１表に示される量の上記実施例Ｉの陽イオン性カオリ ンスラリーにより処理され、その後、実施例■のダイナミック排水ジャー手順に 付された。このようにして得られたタイナミノク排水ンヤーろ液の光透過率が苗 留水に対し透過率を１００％とする４１０μ餡こで測定され、結果が第１表に示 される。

第〜１表 サンプル　　　　　　　　　　　　　バルブ処理　　　　　　　　　　　　　　 　パーセント透過率、へ　　　　なし　　　　　　　　　　　　　９Ｂ　　　　 　　　　　　Ａ！う１ｉん５０ｔ”ンド、／７了イバートン　　　　　　　　　 　　　４４Ｃみょう１！ノ、５０１７ド　／７γイパートン　　　　　　　　　 　　５０Ｄ　　　　　　　　ろよつ、！ん５０ボンド　／ファイバートン　・場 イオン性力ｌリン４０ｊ７ド／フＴイバートン　　　　　　　　５７Ｅ　　　　 　　　　　みょうばん５０１ンド、／ファイバートン　＋陽イオン性力ｔリン６ ０ボッＦ／７アイバートン　　　　　　　　６３Ｆ　　　　　　　　　みＬう； ！ノ９５０ｆンド　／フ丁イバートン　本陽イオン性カオリン８０ｔ″７ド／フ Ｔイバートン　　　　　　　　　６９これらのダイナミック排水ジで−ろ液の濁 りはピッチコロイド、ファイバー微粉及び他のコロイド状陰イオン性ごみ等の存 在により生起する： 濁度の低下に応じてパーセント透過率が増加する。第〜１表のデータから明らか なように、実施例Ｉの陽イオン性カオリンスラリーは全てのそのような微粒径物 質を結束するとともにしたがって保留することに有効である。

実施例Ｘ 上記第■表に掲げる各物質がそれぞれ表示される量及びｐＨ（ｐＨ６，５は構成 材料の初期ｐ　Ｈ値であり、製紙用みょうばんを用いてｐ　Ｈ４、５に調整され た）をもって使用され、熱機械的バルブ５０％、砕木バルブ３０％及び晒クラフ トバルブ２０％を含む新聞用紙構成材料からのピッチ除去が行われた。

ピッチ除去効率はバルブスラリーをダイナミック排水ジャーを通過させ、その濾 液を顕微鏡で検査し、ヘマトメーターを用いてビ。

チコロイド粒子を計数して測定された。

第１Ｘ表 ４０％ビフチ除去 サンプル　　　　　　内容量する　ボンド、／トンＡ　　　　　　　　ミストミ ノ蒸気（タルク）、ｐＨ４，５”　　　　　　　　　８ｇＢ　　　　　　　　　 陽イオン性タルク、”ｐＨ４，５４２Ｃ陽イオン性カオリン、”ｐＨ６，５３６ Ｄ　　　　　　　　曙イオン性カオリン、ｐ）１４．５　　　　　　　　　　　 　　　　２４Ｅ　　　　　　　　　彊イｔン性力ｔリン　士　０．１０ｊンＦ、 ／）ンＰＥ０Ｓ”ｐＨ６，５１２ Ｆ　　　　　　　　　曜イｔ′Ｊ性カオリン　÷　０．５０＋’ンド　／トンＰ ＥＯ，，ｐ）１６．５　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　６Ｇ　 　　　　　　　斗イオン性カオリン　＋　０．１０（ンド　／′トンＰＥ０Ｓｐ Ｈ４，５２ Ｈｌｉイｔン性カオリン　＋　〇、５０（ンド　／トンＰＥ０Ｓｐ８４．５　　 　　　　　　　　　　１１１分散剤を使用せず調整された４０％固形分スラＩＪ −２＋　エージフロックＷＴ−２（ｌンあたり重量６０ボンドを含み、６０％固 形分として調整された水性スラリ−３′前記実施例Ｉに記載されたように調整さ れた水性スラリ−４′分子ｊ１６Ｘ１０’のポリエチレンオキシド第■表に示す 結果は第１図のグラフで示され、次のことが明らかである。

１、新聞用紙構成材料におけるピッチを駆除するにあたり、これらの条件下で実 施例Ｉの陽イオン性カオリンスラリーはミストロン蒸気タルク又は同様にして調 整された水性陽イオン性タルクスラリー（試料Ａ、Ｂ、Ｃ，及びＤ）の何れより も有効なものであった。

２、陽イオン性カオリンスラリーのピッチ駆除作用効果はみょうばんの添加（試 料り、Ｇ及びＨ）により更に強化された。

下記第刈表は、ピッチ含有紙バルブに陽イオン性ポリマー自体を単に添加した場 合と、最初にカオリン粒子表面にポリマーを吸着させ、次いで該物質を上記バル ブに添加した場合とではピッチ駆除作用効果か同等でないことを示している。

夫胤鯉Ｊ 第１の一連の試験において、“ニー／フロック（Ａｇｅ　ｆｌｏｃｋ）ＷＴ２０ ”ポリ（シアリル／メチルアンモニウム塩化物）固体５０ボンドをカオリンに吸 着せしめて製造された、陽イオン製造“極上クレイ”カオリンから成る総固形分 ６０％の水性スラリーが第３図に示される量をもって第１の一連の試験において 使用されたものと同様の砕木パルプに添加されたく即ち、陽イオン性カオリン２ ０ボンドあたりポリマー０５ボンド、カオリン１００ボンドあたりポリマー２． ５ボンド等である）。

これら一連の各試験において、ピッチ除去量がダイナミック排水／ヤー法により 測定された。

第２図に見られるように、単独で添加されたポリマーは、バルブ１トンあたり固 体基材にポリマー１２５ボンドを添加したレベルで低減量ピーク値の４７％の低 減量をもってピッチを低減する。実際上、このレベルを越えた添加は低減作用効 果を損なうことが証明された。

第３図は最初ポリマーをカオリンに吸着させると僅かに１．２２ボンドのポリマ ーが存在ピッチ量の４７％を除去することを示す。

したかって、存在ピッチ量の４０％を除去するに必要なポリマー添加量を、ポリ マーをカオリンに吸着させた場合に上記と同等のピッチ除去を達成するのに必要 な該ポリマーの添加量で除した値（１２，５÷１．２２）は、当該目標に対しカ オリン吸着ポリマーが非吸着ポリマーよりも１０．２倍もの作用効果があること を示す。

また、第３図はカオリン吸着ポリマーを更に添加することにより１００％に近い ピッチ除去を達成できることを示している。

実施例■ まず、コンピューターで作成した第４図はピッチ含有砕木パルプに添加するこて により得られたピッチ含量に対する作用効果を示す。

−みょうばんを無くした上記実施例Ｉの陽イオン性カオリンスラリーが示される （第４図の後方部）。

−みょうばん単独の場合（第４図の左側後方部）：−陽イオン性カオリンスラリ ーとみょうばんとを種々に組み合わせた場合（第４図の矩形ベース内の曲線応答 表面の残部）：か判明した。パルプ内の乾燥ファイバー１トンあたりＮｏ〜１０ ０ポンドの陽イオン性カオリンスラリーか使用された。パルプ内の乾燥ファイバ ー１トンあたり１０〜３５ポンドのみょうばんが使用された。ピッチ量はまた上 記ダイナミ、り排水ンヤーを用いて測定された。

ピッチ量の低い点はファイバー１トンあたり３５ポンドのみょうばんと一緒にフ ァイバー１トンあたり６０〜８０ポ／トの陽イオン性カイリンスラリ−を用いる ことにより達成され、第４図に示されるように、陽イオン性カオリノスラリー量 とみょうばん量とを組み合わせると実質的にピッチか除去される。

次に、第４図のコンピューター作成図に使用された試験テ゛−夕と同じデータを 用いて第５図のコンピューター作成図か得られ、この第５図は同等ピッチ含量（ 同位ピッチ量）の等全線を有するもう１つの形式の応答表面を示す。第５図から 分かるように、陽イオン性カオリンとみさうばんの組み合わせにより同等のピッ チ駆除を行うことか可能であり、この発明を使用することにより所定のピッチ駆 除効果を得る際考慮すべき経済性の要素とすることかできる。例えば、第５図の 底部から２番目の等量線は当該ピッチ駆除（ピッチ数的３０）が（トンあたり１ ００ボンドの陽イオン性カオリンスラリー）＋（トンあたり３５ポンドのみょう ばん）、又は（トンあたり７ボンドの陽イオン性カオリンスラリー）−１−（ト ンあたり３５ポンドのみょうばん）のいずれかの組み合わせを用いることにより 達成し得ることを示す。同様に、第５図の底部から３番目の等量線は当該ピッチ 駆除（ピッチ数的５．０）か（トンあたり１００ボンドの陽イオン性カオリンス ラリー）＋（みょうばん無し）又は（トンあたり５ボンドの陽イオン性カオリン スラリー）↓（トンあたり３５ポンドのみょうばん）のいずれかの組み合わせを 用いることにより達成し得ることを示す。これは製紙業者にこの発明を実行する ピッチ駆除方式及びその操業時のみょうばん（又はｐｉ−ｔ）レヘルの選択許容 範囲を太いに広げる。

以北の本発明の説明は原理的に好ましい実施例についてなされたものである。当 業者であれば、以下の請求の範囲に明示されるように、本発明の精神及び範囲か ら逸脱することなくこの明細書に記載された発明概念の実施態様を更に変更しか つ変形できることは明らかなことである。

添加量ボンド／新聞紙　１トン ポリマ一単位量ボンド／砕木ｌトン 国際調査報告

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. １．パルプ化及び製紙操作においてピッチを低減せしめるにあたり、（１）ピッ チ含有構成材料に（ｂ）本質的に水不溶性の粒状基材に吸着された（ａ）水溶性 の陽イオン性ポリマーから成る粒状複合物質を添加し、上記ポリマーが十分に電 気陽性であり、よって上記複合物質が少なくとも約＋３０πνのゼーター電位を 呈し、（２）上記複合物質にピッチを吸着せしめて上記構成材料内でディスクリ ートな精密に分散したピッチ含有凝塊を形成せしめることから成る、ピッチ低減 方法。
2. ２．上記水溶性の陽イオン性ポリマーが十分に電気陽性であり、よって上記複合 物質が約＋６０〜＋８０πνのゼーター電位を呈する、第１項記載の方法。
3. ３．上記水溶性の陽イオン性ポリマーがポリ（ジアルキルジアリルアンモニウム ハロゲン化物）である、第１項記載の方法。
4. ４．上記水不溶性粒状基材がフィロ珪酸塩鉱物である、第１項記載の方法。
5. ５．上記水可溶性の陽イオン性ポリマーが平均分子量約１００，０００〜約５０ ０，０００を有するポリ（ジアリルジメチルアンモニウム塩化物）であり、上記 水不溶性の粒状基材がカオリンである、第２項記載の方法。
6. ６．上記カオリンが粒径約０．１μπ〜約４０μπを有する、第５項記載の方法 。
7. ７．上記複合物質が上記構成材料に該構成材料内の乾燥パルプ１トンたらずあた り約５〜約２００ポンド添加される、第６項記載の方法。
8. ８．少なくとも約５００，０００の分子量を有する非イオン性アルキレンオキシ ドポリマーが上記ピッチ含有構成材料に添加される、第１項〜第７項のいずれか に記載の方法。
9. ９．上記アルキレンオキシドポリマーがポリエチレンオキシドである。第８項記 載の方法。
10. １０．上記ポリエチレンオキシドが上記構成材料に該構成材料の乾燥パルプ１ト ン足らずあたり約０．０５〜約２ポンド添加される、第９項記載の方法。
11. １１．みょうばんがまた上記ピッチ含有構成材料に添加される、第１項〜第７項 のいずれかに記載の方法。
12. １２．上記構成材料にみょうばんが該構成材料内の乾燥パルプ１トン足らずあた り約１０〜約８０ポンド添加される、第１１項記載の方法。
13. １３．上記ピッチ含有構成材料に少なくとも約５００，０００の分子量を有する 非イオン性アルキレンオキシドポリマー及びみょうばんが添加される、第１項〜 第７項のいずれかに記載の方法。
14. １４．上記アルキレンオキシドポリマーがポリエチレンオキシドである、第１３ 項記載の方法。
15. １５．上記構成材料内の乾燥パルプ１トン足らずあたりそれぞれ上記ポリエチレ ンオキシドが約０．０５〜約２ポンド添加されるとともにみょうばんが約１０〜 約８０ポンド添加される、第１４項記載の方法。
16. １６．上記複合基材にピッチを吸着せしめた後、上記構成材料から精緻分散ピッ チ含有凝塊を含む紙シートが製造される、第１項〜第７項のいずれかに記載の方 法。
17. １７．上記構成材料が砕木パルプから成る該構成材料内のパルプを総乾燥重重の 約１０重重％以上を含む、第１６項記載の方法。
18. １８．上記構成材料が新聞用紙構成材料である、第１７項記載の方法。
19. １９．上記複合基材にピッチを吸着せしめた後、上記構成材料から精緻分散ピッ チ含有凝塊を含む紙シートが製造される、第８項記載の方法。
20. ２０．上記構成材料が砕木パルプから成る該構成材料内のパルプを総乾燥重重の 約１０重量％以上を含む、第１９項記載の方法。
21. ２１．上記構成材料が新聞用紙構成材料である、第２０項記載の方法。
22. ２２．上記複合基材にピッチを吸着せしめた後、上記構成材料から精緻分散ピッ チ含有凝塊を含む紙シートが製造される、第１１項記載の方法。
23. ２３．上記構成材料が砕木パルプから成る該構成材料内のパルプを総乾燥重量の 約１０重量％以上を含む、第２２項記載の方法。
24. ２４．上記構成材料が新聞用紙構成材料である、第２３項記載の方法。
25. ２５．上記複合基材にピッチを吸着せしめた後、上記構成材料から精緻分散ピッ チ含有凝塊を含む紙シートが製造される、第１３項記載の方法。
26. ２６．上記構成材料が砕木パルプから成る該構成材料内のパルプを総乾燥重量の 約１０重量％以上を含む、第２５項記載の方法。
27. ２７．上記構成材料が新聞用紙構成材料である、第２６項記載の方法。