KR100904670B1 - 초지기용 오염 방지제, 및 그것을 사용한 오염 방지 방법 - Google Patents

Abstract

초지기의 롤 등에 대한 정착성이 높고, 부여한 직후로부터 롤 등에 이형·반 수성을 제공할 수 있는 실리콘오일을 적극적으로 알아내어, 그것을 주성분으로 하는 초지기용 오염 방지제를 제공하는 것.

나아가서는, 디메틸 폴리실록산계 오일을 주성분으로 하는 오염 방지제를 이용한 경우보다도, 습지로부터의 이물의 전이가 보다 적은 실리콘오일을 주성분으로 하는 초지기용 오염 방지제를 제공하는 것.

초지기에 대하여 공급 부여되는 초지기용 오염 방지제로서, 그 초지기용 오염 방지제는, 측쇄형 변성 실리콘오일 또는 측쇄 양말단형 변성 실리콘오일을 주성분으로 하는 초지기용 오염 방지제.

초지기, 오염 방지제, 실리콘오일

Description

초지기용 오염 방지제, 및 그것을 사용한 오염 방지 방법{ANTI-STAINING AGENT FOR PAPER MACHINE, AND METHOD FOR PREVENTING STAINS USING THE SAME}

(발명이 속하는 기술분야)

본 발명은, 초지기용 오염 방지제 및 그것을 이용한 초지기의 오염 방지 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 측쇄형 변성 실리콘오일 또는 측쇄 양말단형 변성 실리콘오일을 주성분으로 하는 초지기용 오염 방지제 및 그것을 이용한 초지기의 오염 방지 방법에 관한 것이다.

(종래의 기술)

초지기에서, 원료로부터 맨 처음 시트상의 습지가 형성되고, 탈수된 후, 건조되어 종이 제품이 된다.

도 1에, 초지기의 예로서, 얀키 드라이어를 구비한 초지기의 전체 구조를 개략적으로 나타낸다.

통상, 초지기의 프레스 파트(B)에서는, 습지(W)(도면중의 점선)를 한 쌍의 프레스 롤(B2, B4, B6) 사이에 펠트(B1, B3, B5)에 포갠 상태로 끼워 넣고, 롤 사이의 닙 압력에 의해 종이의 수분을 펠트로 이행시켜서 탈수한다.

또, 드라이어 파트(C)에서는, 프레스 파트(B)에서 탈수된 습지(W)를 드라이 어 롤(C1~C6)의 각각과 캔버스(C7 또는 C8)와의 사이에 끼우고, 캔버스로 압력을 걸면서 순차적으로 드라이어 롤의 열로 건조시켜 간다.

이와 같이, 습지는, 프레스 롤이나 드라이어 롤, 캔버스 등(이하 롤 등이라고 약칭하는 경우가 있다)으로 강하게 압접되면서 초지기내를 이동한다.

그런데, 습지에는 여러 가지의 이물(오염물질), 예를 들면, 펄프 원료 자체에 포함되는 검 피치나 타르 부분 외, 헌종이 원료에 포함되고 있던 핫멜트 잉크, 미세 섬유, 도료, 종이의 강도나 백색도를 보조하기 위한 각종 첨가 약제 등의 함유물이 포함되어 있다.

이러한 이물은 점착성을 갖는 것이 많아, 롤 등에 어떠한 조치를 강구하지 않고 초지를 행하면, 상기와 같이 습지가 롤 등에 압접되었을 때에, 롤 등의 표면에 이물이 전이하고 부착하여 그 표면을 오염시킨다.

그리고, 이러한 오염은, 롤에의 습지의 과부착이나 타서 눌러붙음, 종이 파손 등의 원인도 되고, 또 롤 등의 청소가 빈번하게 필요하게 되고, 또, 종이 제품의 생산 효율을 현저하게 나쁘게 한다.

또, 이러한 이물의 부착 때문에, 종이 자체의 표면에 요철이나 보풀일기 등이 생기고, 지력이 저하되고, 또는 캔버스의 눈을 막아 습지의 건조 불량을 발생시키는 등, 제품의 품질 자체에 직접적 또는 간접적으로 악영향을 미친다.

따라서, 종래로부터 이러한 이물에 의한 롤 등의 오염을 방지하기 위한 오염 방지제나 오염 방지 방법의 개발이 진행되어 왔었다.

여러 가지의 방법이 제안된 중에서, 현재 폭넓게 채용되고 있는 방법은, 롤 이나 캔버스의 표면에 왁스나 실리콘오일을 포함하는 오염 방지제를 도포하는 방법이다.

그 중에서도, 실리콘오일을 도포하는 방법은, 롤 등의 표면에 실리콘오일 특유의 이형성(離型性) 및 발수성(撥水性)을 갖는 피막을 형성시켜, 그 피막의 이형·발수 기능에 의해, 습지로부터 이물이 전이하는 것을 방지하려고 하는 구상에 기초한다.

실리콘오일은, 실록산 결합의 반복(-Si-O-)n을 주쇄로 하고, 측쇄에 알킬기나 아릴기 등의 유기기나 그 밖의 유기 관능기를 갖는, 쇄상의 유기 폴리실록산계의 오일이다.

그리고, 측쇄나 말단기가 다른 여러 가지의 유기 관능기로 치환되는 것에 의한, 여러 가지의 종류의 것이 있다.

그 중에서, 상기의 목적으로 사용되는 실리콘오일로서는, 디메틸 폴리실록산계 오일(통칭 「디메틸」)이 채용되는 경우가 압도적으로 많다.

그것은, 주로, 이 디메틸 폴리실록산계 오일(표 1 참조)이, 측쇄에 가장 단순한 알킬기인 메틸기를 갖는 구조를 하고 있기 때문에, 실리콘오일중에서도 가장 파퓰러하고 기본적인 오일이며, 여러 가지의 실리콘오일중에서도, 가장 저렴하고 입수하기 쉽기 때문이다(예를 들면, 일본 특개평 7-292382호 공보에서는 경제적이라는 이유로, 디메틸 폴리실록산계 오일이 채용되고 있다).

그런데, 이러한 디메틸 폴리실록산계 오일이 실리콘오일 특유의 이형·발수성을 나타내는 것은, 고체 표면에 도포하여 베이킹 등의 처리를 행하면, 도 2에 모식적으로 나타낸 바와 같이, 디메틸 폴리실록산계 오일의 쇄상 분자가 고체 표면(S)에 대하여 주쇄의 0원자를 대향시켜, 소수성이고 반응성이 부족한 메틸기를 바깥쪽으로 향하도록 한 상태의 피막을 형성하기 때문이다고 생각된다.

이러한 상태가 되면, 디메틸 폴리실록산계 오일은 고체 표면에 강고하게 고정되어 용이하게 박리되지 않고, 피막이 이형·발수 기능을 안정하게 발휘하는 것이다.

초지기의 롤 등의 표면에 실리콘오일을 도포하는 것은, 도포하면 롤 등의 표면에 이러한 피막이 형성되어, 습지로부터 롤 등에 이물이 전이하는 것을 방지할 수 있는 효과를 기대한 것이다.

그러나, 실제로, 디메틸 폴리실록산계 오일을 초지기의 롤 등에 부여해도, 상기의 실리콘오일 특유의 이형·발수성으로부터 기대되는 오염 방지 효과는, 반드시 충분하게 발휘된다고는 할 수 없다.

예를 들면, 습지가 공급되고 있는 상태의 롤 등에 디메틸 폴리실록산계 오일을 포함하는 오염 방지제를 부여해도, 상기의 상태가 되기 전에 디메틸 폴리실록산계 오일이 습지로 전이해 버리고, 롤 등의 표면에는 습지로부터 전이한 이물 유래 의 오물 찌꺼기가 상당량 부착한다.

그리고, 그것을 방치하면, 앞서 서술한 롤 등의 오염에 의한 문제가 생겨 버린다.

즉, 디메틸 폴리실록산계 오일을 초지기의 프레스 롤 등에 사용해도, 실리콘오일 특유의 이형·발수성이 효과적으로 발휘되지 않고, 역으로, 습지로부터 롤 등에의 이물의 전이를 허용해 버리고 있는 것이다.

한편, 오일의 부여량을 증가시켜 가면, 이번에는, 예를 들면, 오일의 종이 제품에의 혼입량이 많아져 종이 제품의 잉크 잘 먹음을 나쁘게 하거나, 캔버스의 눈을 막히게 하여 습지의 건조 불량이 발생하는 등, 여러 가지의 이상이 생긴다.

또, 프레스 롤에 습지가 공급되고 있는 상태인 채로, 디메틸 폴리실록산계 오일의 부여를 중지하면, 즉석에서 롤 등의 표면은 이형·발수성을 잃어버리게 된다.

이러한 현상은, 디메틸 폴리실록산계 오일을 도포해도, 롤 등의 표면에 이형·발수성의 피막은, 적어도 유효하게는 형성되고 있지 않는 것을 나타낸다.

오히려, 디메틸 폴리실록산계 오일의 롤 등의 표면에 대한 정착성(부착한 후 용이하게 박리하지 않는 성질)이 반드시 좋다고는 할 수 없고, 피막을 형성하는 이전에, 오일 자신이 롤 등으로부터 습지로 용이하게 전이해 버리는 것을 나타내고 있다.

초지기의 오염 방지를 위해, 실리콘오일이 사용된 지 오래다.

그리고, 앞서 서술한 바와 같이, 실리콘오일의 중에는, 디메틸 폴리실록산계 오일외에도, 그 측쇄나 말단기가 다른 여러 가지의 유기 관능기로 치환된 구조를 갖는 여러 가지의 변성 실리콘오일이 있다.

그러나, 상기의 문제를 떠안으면서도, 저렴하다라는 이유만으로 디메틸 폴리실록산계 오일이 초지기의 오염 방지제로서 계속해서 채용되고 있다.

그리고, 실리콘오일의 작용 메커니즘까지 고찰한 데다, 상기의 문제점을 극복할 수 있는 최적의 오일을 여러 가지의 실리콘오일로부터 적극적으로 알아내어 활용하는 기술은, 현재 제공되어 있지 않다.

(발명이 해결하고자 하는 과제)

본 발명은, 이같은 실정을 배경으로, 상기의 문제점을 극복하기 위해 이루어진 것이다.

즉, 본 발명의 목적은, 초지기의 롤 등에 대한 정착성이 높고, 부여한 직후로부터 롤 등에 이형·발수성을 제공할 수 있는 실리콘오일을 적극적으로 알아내어, 그것을 주성분으로 하는 초지기용 오염 방지제를 제공하는 것이다.

그리고, 디메틸 폴리실록산계 오일을 주성분으로 하는 오염 방지제를 이용한 경우보다도, 습지로부터의 이물의 전이가 보다 적은 실리콘오일을 주성분으로 하는 초지기용 오염 방지제를 제공하는 것이다.

또, 이러한 초지기용 오염 방지제를 사용한 프레스 롤, 드라이어 롤, 및 캔버스의 오염 방지 방법을 제공하는 것이다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

이렇게 하여, 본 발명자는, 이와 같은 과제 배경에 대하여 예의 연구를 거듭한 결과, 적어도 측쇄에 유기 관능기를 갖는 측쇄형 변성 실리콘오일 또는 측쇄 양말단형 변성 실리콘오일을 이용함으로써 프레스 롤 등에 즉석에서 정착시킬 수 있는 것, 더욱이 점도가 작은 것을 사용하면 살포 노즐의 분사구의 막힘 등의 문제가 생기지 않는 것을 알아내고, 이 식견에 기초하여 본 발명을 완성시킨 것이다.

즉, 본 발명은, (1), 초지기에 대하여 공급 부여되는 초지기용 오염 방지제로서, 그 초지기용 오염 방지제는, 측쇄형 변성 실리콘오일 또는 측쇄 양말단형 변성 실리콘오일을 주성분으로 하는 초지기용 오염 방지제이다.

그리고, (2), 초지기에 대하여 공급 부여되는 초지기용 오염 방지제로서, 그 초지기용 오염 방지제는, 측쇄형 변성 실리콘오일을 주성분으로 하는 초지기용 오염 방지제이다.

그리고 또, (3), 상기 측쇄형 변성 실리콘오일은, 반응성인 초지기용 오염 방지제이다.

그리고 또, (4), 상기 측쇄형 변성 실리콘오일은, 측쇄가 아미노기 또는 에폭시기로 치환된 변성 실리콘오일인 초지기용 오염 방지제이다.

그리고 또, (5), 상기 측쇄형 변성 실리콘오일은, 25℃에서의 점도가 800cSt 이하인 초지기용 오염 방지제이다.

그리고 또, (6), 초지기의 운전에 의해 습지가 공급되고 있는 상태의 프레스 롤의 표면에 대하여 직접 또한 연속적으로 초지기용 오염 방지제를 부여하는 프레스 롤의 오염 방지 방법으로서, 그 초지기용 오염 방지제는, 측쇄형 변성 실리콘오 일 또는 측쇄 양말단형 변성 실리콘오일을 주성분으로 하는 프레스 롤의 오염 방지 방법이다.

그리고 또, (7), 초지기의 운전에 의해 습지가 공급되고 있는 상태의 드라이어 롤의 표면에 대하여 직접 또한 연속적으로 초지기용 오염 방지제를 부여하는 드라이어 롤의 오염 방지 방법으로서, 그 초지기용 오염 방지제는, 측쇄형 변성 실리콘오일 또는 측쇄 양말단형 변성 실리콘오일을 주성분으로 하는 드라이어 롤의 오염 방지 방법이다.

그리고 또, (8), 초지기의 운전에 의해 습지가 공급되고 있는 상태의 캔버스의 표면에 대하여 직접 또한 연속적으로 초지기용 오염 방지제를 부여하는 캔버스의 오염 방지 방법으로서, 그 초지기용 오염 방지제는, 측쇄형 변성 실리콘오일 또는 측쇄 양말단형 변성 실리콘오일을 주성분으로 하는 캔버스의 오염 방지 방법이다.

그리고 또, (9), 초지기의 운전에 의해 습지가 공급되고 있는 상태의 캔버스의 표면에 초지기용 오염 방지제를 부여하기 위해 캔버스 롤의 표면에 연속적으로 그 초지기용 오염 방지제를 부여하는 캔버스의 오염 방지 방법으로서, 그 초지기용 오염 방지제는, 측쇄형 변성 실리콘오일 또는 측쇄 양말단형 변성 실리콘오일을 주성분으로 하는 캔버스의 오염 방지 방법이다.

본 발명은 이 목적에 따른 것이라면, 상기 1~5중에서 선택된 2개 이상, 및 6~9중에서 선택된 2개 이상을 조합시킨 구성도 당연히 채용 가능하다.

(발명의 효과)

본 발명에 의하면, 프레스 롤 등에 대한, 정착성이 높은 실리콘오일을 주성분으로 하는 초지기용 오염 방지제를 사용함으로써, 부여 개시 당초부터 롤 등의 표면에 실리콘오일을 효율 좋게 정착시키고, 그 표면에 이형성·발수성을 나타내도록 하는 것이 가능해진다.

그 때문에, 특히, 운전 개시 당초의 습지로부터의 롤 등에의 이물의 전이를 해소할 수 있고, 그것에 기인하는 폐해를 경감할 수 있다.

또, 이러한 초지기용 오염 방지제를 사용하는 본 발명의 오염 방지 방법에 의해, 프레스 롤이나 드라이어 롤, 캔버스의 이물에 의한 오염을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 1은, 초지기의 전체 구조를 나타내는 개략도이다.

도 2는, 디메틸 폴리실록산계 오일이 메틸기가 밖으로 향하게 배열되어 피막을 형성한 상태를 나타내는 모식도이다.

도 3은, 롤 등에 측쇄 치환형 아미노 변성 실리콘오일을 부여한 상태를 나타내는 모식도이다.

도 4는, 도 1에 나타낸 초지기의 프레스 파트의 일부를 구체적으로 나타낸 도면이다.

도 5는, 샤워 방식에 의해 프레스 롤에 초지기용 오염 방지제를 부여하는 상태를 나타내는 도면이다.

도 6은, 도 1에 나타낸 초지기의 드라이어 파트를 확대하여 나타낸 도면이 다.

도 7은, 아웃 롤에 초지기용 오염 방지제를 살포하는 상태를 나타내는 도면이다.

도 8은, 박리 실험 장치의 주요부분을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 9는, ① [박리 실험 1]의 계측 결과를, 나타내는 그래프이다.

도 10은, ② [박리 실험 2]의 계측 결과를, 나타내는 그래프이다.

(발명의 실시 형태)

이하, 표나 도면에 기초하여, 본 발명의 초지기용 오염 방지제 및 그것을 사용한 초지기의 오염 방지 방법에 대하여 서술한다.

처음으로, 초지기용 오염 방지제에 대하여 서술한다.

본 발명의 초지기용 오염 방지제의 특징은, 여러 가지의 실리콘오일중에서도 변성 실리콘오일에 착안하고, 더욱이 그 중에서도 측쇄형 변성 실리콘오일 또는 측쇄 양말단형 변성 실리콘오일(이하 종합하여 측쇄 치환형이라고 하는 경우가 있다)을 선택적으로 채용하는 점에 있다.

즉, 초지기용 오염 방지제는, 이 측쇄 치환형 변성 실리콘오일을 주성분으로 하고, 그것에 물과 유화제 등을 가한 것이다.

그와 관련하여, 유화제는, 채용되는 측쇄 치환형 변성 실리콘오일에 따라서 적절히 선택된다.

구체적으로는, 예를 들면, 비이온계의 에테르나 에스테르 등, 음이온계의 유 기산염 등, 양이온계, 및 양쪽성의 유화제의 중에서 단독으로 또는 조합시켜서 사용된다.

또, 이들 외에, 고체 윤활제, 금속 비누, 왁스, 광물유 등의 기름류 등을 필요에 따라서 적절히 첨가하는 것도 당연히 가능하다.

다음으로, 본 발명의 초지기용 오염 방지제에서 채용되는 측쇄 치환형 변성 실리콘오일에 대하여 서술한다.

우선, 표 2에 실리콘오일의 대략 분류를 나타낸다.

실리콘오일은, 앞서 서술한 디메틸 폴리실록산계 오일(표1 참조)이 속하는 무변성 실리콘오일(이른바 스트레이트 실리콘오일)과, 그 일부의 메틸기가 유기 관능기로 치환된 구조를 갖는 변성 실리콘오일로 크게 나눈다.

더욱이, 변성 실리콘오일은, 그 유기 관능기로 치환된 부위가 측쇄인지 말단인지에 따라서, 주로 다음의 4 종류로 분류된다.

즉, 측쇄가 치환된 분자 구조를 갖는 측쇄형(표 3 참조), 양말단의 메틸기가 치환된 양말단형(표 4 참조), 한쪽의 말단의 메틸기가 치환된 편말단형(표 5 참조 ), 양말단과 측쇄가 치환된 측쇄 양말단형(표 6 참조)의 4종류이다(표 중의 A, A'는 유기 관능기, R은 알킬기).

여기에서, 표 3 및 표 6중의 n은, 예를 들면 n=100인 경우, 디메틸 폴리실록 산계 오일의 100개의 측쇄의 메틸기가, 랜덤하게 유기 관능기 A로 치환된 구조인 것을 의미하는 것으로서, 쇄상 분자의 1부분에서, 유기 관능기 A가 결합한 Si원자가 O원자를 끼워서 100개 연속하여 배열된 구조라는 의미는 아니다.

본 발명의 초지기용 오염 방지제에서, 측쇄 치환형(즉 측쇄형 또는 측쇄 양말단형) 변성 실리콘오일을 선택적으로 채용하는 이유는, 그들의 롤 등의 표면에 대한 정착성이 높기 때문이다.

여기에서, 실리콘오일이 롤 등에 부여되어 정착하기까지의 과정에 대하여 정성적으로 고찰한다.

우선, 무변성 실리콘오일인 디메틸 폴리실록산계 오일이 롤의 표면에 부여된 경우에 대하여 서술한다.

디메틸 폴리실록산계 오일은, 평소의 상태(실온)에서는, Si원자에 결합하고 있는 2개의 메틸기가, Si-O결합을 회전축으로 하는 열운동에 의해 비교적 큰 진폭으로 회전하고 있다라고 생각된다.

또, 그와 동시에, 이 쇄상 분자는, 열운동에 의해, 주쇄의 실록산 결합 자체가 파도가 이는 것 같은 진동 운동을 반복하고 있다고 생각된다.

한편, 분자를 구성하는 원자의 전기 음성도 등으로부터 생각하면, 주쇄의 O원자가 Si원자의 전자를 끌어당기기 때문에, O원자는 약간 음인 전기를 띠고 있지만, 이 밖에 강한 극성을 갖는 부분은 없다.

이와 같은 디메틸 폴리실록산계 오일이 롤 등에 부여되면, 열운동중에 우연히 롤 등의 표면에 대향한 주쇄의 0원자가, 그 표면에 정전적으로 끌어당겨지는 경 우가 있다.

그러나, 쇄상 분자의 열운동에 의해, 0원자는 롤 등의 표면으로부터 용이하게 떨어져 버린다.

이와 같이, 디메틸 폴리실록산계 오일은, 롤 등의 표면과 강하게 끌어당기는 힘이 부족하고, 롤 등의 표면에 부착해도 정착하지 않아, 롤 등의 표면으로부터 습지로 용이하게 전이해 버리는 것이다.

그와 관련하여, 피막을 형성하는데는, 통상, 디메틸 폴리실록산계 오일을 도포하는 것만으로는 형성되지 않고, 앞서 서술한 바와 같이, 도포한 후, 베이킹 등의 처리가 필요하다.

이상의 점은, 앞서 서술한 4종류의 변성 실리콘오일중의 양말단형 변성 실리콘오일(표 4 참조)이나 편말단형 변성 실리콘오일(표 5 참조)에서도, 마찬가지로 성립된다고 생각된다.

즉, 거대 쇄상 분자중의 말단의 메틸기가 유기 관능기로 치환되더라도, 그 거대 분자가 배향을 바꾸어 말단의 유기 관능기를 롤 등의 표면으로 대향시키기까지에 시간이 걸려, 그 사이에 용이하게 습지로 전이해 버리기 때문에, 무변성 실리콘오일(디메틸 폴리실록산계 오일)의 경우와 비교하여 롤 등의 표면에의 정착성이 대폭적으로 개선된다고는 생각하기 어렵다.

그것에 대하여, 측쇄 치환형 변성 실리콘오일에서는, 앞서 서술한 Si-O결합을 축으로 한 Si원자 주위의 회전 운동에 의해, 측쇄의 유기 관능기가 용이하게 롤 등의 표면과 대향할 수 있다.

도 3에, 예로서 아미노 변성의 측쇄 치환형 실리콘오일을 부여한 경우를 나타낸다.

즉, 측쇄 치환형 변성 실리콘오일의 쇄상 분자는, 프레스 롤 등에 부여된 당초부터, 신속하게, 표면에 대한 앵커 효과를 발휘하는 상태가 된다고 생각된다.

또, 측쇄 치환형 변성 실리콘오일은, 상기와 같이, 다수의 측쇄를 통해 그 표면으로 끌어당겨지고 있기 때문에, 일단 롤 등의 표면에 부착하면, 그 표면으로부터 용이하게 이탈하지 않는다.

따라서, 측쇄 치환형 변성 실리콘오일은, 롤 등에 부여된 당초부터 측쇄를 통해 신속하고 효율좋게 롤 등의 표면에 부착하고 또한 용이하게 이탈하지 않는 성질, 즉 정착성이 보다 우수한 것이 된다고 생각된다.

이와 같은 오일의 정착성은, 후술하는 박리 실험 등으로 확인되지만, 간단한 실험에 의해서도 확인된다.

즉, 아크릴판에 디메틸 폴리실록산계 오일을 도포하고 티슈로 닦으면, 흔적이 거의 남지 않을 정도로 용이하게 닦이지만, 예를 들면, 측쇄형 아미노 변성 실리콘오일을 도포하고 티슈로 닦은 경우, 강하게 닦아도 좀처럼 닦여지지 않고, 판상에 오일의 막이 남는다.

이와 같이, 초지기용 오염 방지제에 채용되는 실리콘오일로서는, 4종류의 변성 실리콘오일중에서도, 측쇄에 유기 관능기를 갖는 측쇄형 변성 실리콘오일 또는 측쇄 양말단형 변성 실리콘오일이 유효하다는 것을 이해할 수 있을 것 같다.

한편, 변성 실리콘오일은, 상기와 같은 유기 관능기로 치환된 부위에 따른 분류와는 다르게, 반응성의 관점에서 분류되는 것도 있다.

즉, 변성 실리콘오일은, 유기 관능기의 극성 등에 따라 다른 분자와의 반응성이 다르고, 다른 분자와 반응하기 쉬운 「반응성」과 반응하기 어려운 「비반응성」의 두가지 타입으로 크게 나뉜다.

상기와 같이, 표면에 대한 앵커 효과를 발휘하여 거대 쇄상 분자를 롤 등에 효율좋게 부착시키는 측쇄의 유기 관능기의 역할을 생각하면, 유기 관능기는 극성이 강한 쪽이 바람직하고, 따라서, 측쇄 치환형 변성 실리콘오일은, 반응성인 것이 보다 바람직하다하고 생각된다.

반응성의 측쇄형 변성 실리콘오일에는, 아미노 변성, 에폭시 변성, 카르복시 변성, 카르비놀 변성, 메르캅토 변성 등의 변성 타입이 있고, 또 측쇄 양말단형 변성 실리콘오일에는, 측쇄가 아미노기로 치환되고 양말단이 알콕시기로 치환된 구조를 갖는 아미노·알콕시 변성 등이 있다.

그 중에서도, 측쇄형 변성 실리콘오일에서는, 측쇄가 아미노기로 치환된 아미노 변성(표 7 참조) 또는 에폭시기로 치환된 에폭시 변성(표 8 참조)의 변성 실리콘오일이 롤 등에의 부착성이 좋고, 또 취급 용이성이나 경제성 등의 관점에서 바람직하게 사용된다(표 중의 R, R'는 알킬기).

그와 관련하여, 비반응성의 측쇄형 변성 실리콘오일에는, 폴리에테르 변성이나 알킬 변성 등이 있다.

더욱이, 같은 유기 관능기에 의한 변성 타입(예를 들면, 아미노 변성)의 변성 실리콘오일중에서도, 점도[25℃, 단위는 cSt(센치스톡스)]나 관능기 당량(단위는 g/mol) 등이 다른 다수의 오일이 있다.

후술하는 바와 같이, 변성 실리콘오일의 초지기용 오염 방지제로서의 적합 여부는, 주로 점도에 의존하고, 관능기 당량의 대소는 거의 영향이 없는 것을 알 수 있었다.

그리고, 캔버스의 눈 막힘 방지 등의 관점에서, 변성 실리콘오일은, 25℃에서의 점도가 800cSt 이하라면, 보다 바람직하다.

다음으로, 본 발명의 초지기용 오염 방지제를 사용한 초지기의 오염 방지 방법에 대하여 서술한다.

본 발명의 초지기용 오염 방지제는, 초지기의 프레스 롤 등에 직접적 또는 간접적으로 부여됨으로써 습지로부터의 이물의 전이를 방지한다.

[프레스 롤의 오염 방지 방법]

프레스 롤의 오염 방지 방법은, 초지기의 운전에 의해 습지가 공급되고 있는 상태의 프레스 롤의 표면에 대하여 직접 또한 연속적으로 본 발명의 초지기용 오염 방지제를 부여함으로써 행해진다.

도 4는, 도 1에 나타낸 초지기의 프레스 파트(B)의 일부를 보다 구체적으로 나타낸 도면이다.

초지기의 운전에 의해, 습지(W)는, 펠트(B1)에 포개진 상태로 한 쌍의 프레스 롤(B2, B2a)에 공급되고, 그것들에 끼여져 탈수된다.

그 후, 프레스 롤(B2)의 회전에 맞추어 그 표면에 접한 채로 이동하고, 펠트(B7)에 포개진 상태로 한 쌍의 프레스 롤(B2, B2b)에 공급되고, 그것들에 끼여져 더욱 탈수된다.

그리고, 습지(W)는 프레스 롤(B2)에서 분리되어, 이번에는 펠트(B3)와 포개진 상태로 한 쌍의 프레스 롤(B4, B4a)에 공급되고, 끼워 넣어져 더욱 탈수된다.

본 발명에서는, 이와 같이 습지가 공급되어 회전하고 있는 프레스 롤(B2)이나 프레스 롤(B4)의 표면에, 살포 노즐(S)로부터 직접 또한 연속적으로 초지기용 오염 방지제를 부여한다.

구체적으로는, 예를 들면, 도 5에 나타난 바와 같이, 롤의 전 폭을 커버하는 샤워에 의해 초지기용 오염 방지제를 살포하거나, 도시하지 않는 1개 또는 여러개의 살포 노즐(S)을 좌우로 이동시키면서 살포하는 것이다.

말할 것도 없이, 살포 노즐의 개수나 살포 방법은, 초지기의 성능이나 초지 조건 등에 맞추어, 적절히 결정된다.

또, 살포 노즐(S)이나 샤워의 전후에, 표면의 이물을 긁어내기 위한 닥터를 설치하는 것도 당연히 가능하다.

이와 같이 살포되면, 초지기용 오염 방지제에 포함되는 측쇄형 또는 측쇄 양말단형 변성 실리콘오일이, 앞서 서술한 과정을 거쳐서 신속하게 프레스 롤의 표면에 정착한다.

그 때문에, 롤의 표면이 즉석에서 이형성 및 발수성을 띠고, 부여 개시 당초부터, 습지로부터의 이물의 전이를 방지할 수 있는 것이다.

[드라이어 롤의 오염 방지 방법]

도 6은, 도 1에 나타낸 초지기의 드라이어 파트(C)를 확대하여 나타낸 도면이다.

드라이어 파트(C)에서는, 습지(W)는, 드라이어 롤(C1) 등과 캔버스(C7) 등과의 사이에 공급되고, 캔버스에 의한 압력으로 드라이어 롤에 꽉 눌리면서 가열된 드라이어 롤의 열을 흡수한다.

그리고, 여러 개 또는 수십 개의 드라이어 롤과의 압접이 반복되는 중, 서서히 건조되어 간다.

따라서, 프레스 롤의 경우와 마찬가지로, 습지가 공급되고 있는 상태의 드라이어 롤의 표면에 대하여 직접 또한 연속적으로 좌우로 이동하는 살포 노즐(S)로부터 초지기용 오염 방지제를 살포함으로써, 변성 실리콘오일을 부여할 수 있다.

또, 드라이어 파트의 일군의 드라이어 롤 중, 최상류의 드라이어 롤에 오일을 부여하면, 이 드라이어 롤로부터 습지로 전이하는 일부의 오일이 더욱 하류의 롤의 표면으로 전이하기 때문에, 일군의 드라이어 롤을 효율좋게 오염 방지하는 것 도 가능하다.

[캔버스의 오염 방지 방법]

캔버스는, 상기와 같이 가열된 드라이어 롤에 습지를 꽉 누른다.

또 그것과 동시에, 드라이어 롤의 열로 습지로부터 증발한 수증기를, 발의 공극(이른바, 캔버스의 눈)을 통해 외계로 분산시켜, 습지를 건조시키는 역할을 한다.

이와 같이, 캔버스도 상기의 드라이어 롤 등과 마찬가지로 습지에 직접 접촉되기 때문에, 습지로부터 이물이 전이하기 쉽다.

그 때문에, 캔버스에 오염 방지제를 부여하는 것으로, 습지로부터 이물이 전이하고 캔버스의 눈을 막아 건조 효율이 악화되어, 습지의 건조 불량에 의한 이상이 생기는 것을 방지한다.

그런데, 캔버스에 대한 초지기용 오염 방지제의 부여 방법은, 주로 2개의 방법이 있다.

제 1의 방법은, 캔버스에 직접 부여하는 방법이다.

즉, 도 6에 나타난 바와 같이, 캔버스(C7)(이하 캔버스 C8에 대해서도 마찬가지)가 습지(W)와 동시에 드라이어 롤(C1)에 접촉하기 직전의 위치에서, 캔버스의 전폭을 커버하는 샤워(S1)로부터 캔버스의 표면에 초지기용 오염 방지제를 살포하는 것이다.

제 2의 방법은, 캔버스를 안내하고 캔버스에 장력을 주는 캔버스 롤, 특히 캔버스의 외면에 접하는 아웃 롤(C9 또는 C10), 또는 그 양자에 부여하여, 롤의 표 면에서 캔버스의 표면으로 오일을 전이시키는 방법이다(도 7 참조).

습지로부터 캔버스로 전이한 미세 섬유 등의 이물이 아웃 롤로 운반되어, 롤의 표면에 부착하고 축적하는 것이다.

이 방법은, 이러한 아웃 롤의 이물의 축적을 동시에 억제하는 이점이 있다.

이하, 실시예에 대하여 서술한다.

본 발명은, 이들의 실시예에 한정되는 것이 아니다라는 것은 말할 필요도 없다.

(실시예)

각종 실리콘오일을 대상으로, 여러 가지의 실험을 행했기 때문에, 실례를 들어 나타낸다.

여기에서, 이하의 에멀젼(본 발명의 초지기용 오염 방지제를 포함한다)은,

실리콘오일(샘플) 10중량%

유화제[에멀젼 109P(가오 가부시키가이샤제,

폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 비이온계)] 2중량%

물 88중량%

---------------------------------------------------------

계 100중량%

로 작성했다.

① [박리 실험 1]

롤 등의 표면으로 본 아크릴판에 각종 실리콘오일로부터 작성한 에멀젼을 도 포하고, 이물을 포함하는 습지로 본 점착 테이프를 첩부하고는 벗기는 조작을 반복하여 행하고, 변성 및 무변성의 각종 실리콘오일(표 2 참조)의 정착성을 평가한다.

실험 장치의 주요부분을, 도 8에 나타낸다.

아크릴판(2)의 표면에, 상기의 에멀젼(1)을, 5cm×100cm로 스프레이로 균일하게 3회 도포한다(약 10g).

그 위에서 폴리에스테르 점착테이프(3)(니치반 가부시키가이샤제 No.553, 폭5cm)를 첩부하고, 고무 롤러로 가압 밀착시킨다(5kg/cm², 에멀젼의 막두께는 약 60㎛).

그리고, 가동 캐리지(5)를 도면중 오른쪽 방향(화살표 방향)으로 선로(4) 위를 주행시키고, 이 점착테이프(3)를 박리 속도 3m/s, 박리 각도 30도로 박리했을 때의 박리력(단위는 g/cm)을 계측기(6)로 계측한다.

다음으로, 에멀젼을 다지 도포하지 않고 새로운 점착테이프를 같은 장소에 첩부하고, 검 롤러로 가압 밀착시키고나서 박리하는 동일한 실험을 반복하여 행하고, 그때마다 박리력을 계측한다.

우선, 표 9에 나타내는 실리콘오일을 이용하여 에멀젼(1)을 작성하고, 상기 박리 실험을 행한 결과를 도 9에 나타낸다.

도 9는, 블랭크에 대한 박리 실험의 계측값 20회분의 평균값을 100으로 한 경우의 각 샘플의 계측값의 환산값을 플롯한 것이다.

[계측 결과]

실험에 의해, 박리에 대한 거동은, 실리콘오일의 종류에 따라 크게 3개의 타입으로 나누어지는 것을 알 수 있다.

제 1의 타입은, 박리를 거듭하는 중에 신속하게 블랭크에서의 계측값에 근접해 가는 무변성, 양말단형 변성 및 편말단형 변성의 실리콘오일 군.

제 2의 타입은, 초기에는 박리력이 증가하지만, 수회 째의 박리로 증가를 멈추어 박리력이 거의 일정하게 되고, 20회 박리를 반복하여도 블랭크에서의 계측값으로까지는 증가하지 않는 측쇄형 변성(반응성) 및 측쇄 양말단형 변성의 실리콘오일 군.

제 3의 타입은, 제 1 및 제 2의 실리콘오일군의 중간의 거동을 나타내는 측 쇄형 변성(비반응성)의 실리콘오일군의 3타입이다.

[평가]

전체적으로 보아, 어느 샘플에서도, 처음은 박리에 필요한 힘은 작고, 수회의 박리로 박리력이 상승한다.

이것은, 처음의 수회의 박리로 에멀젼중에 잔존하고 있던 수분이나 실리콘오일 등이 점착테이프에 의해 제거되어 가는 과정을 나타내고 있다고 생각된다.

제 1의 타입(무변성, 양말단형 변성, 및 편말단형 변성)의 실리콘오일에서는, 4, 5회째 이후 블랭크의 박리력과 거의 같은 계측값을 나타내는 것으로, 점착테이프에 의해 용이하게 박리되어 버리는 것을 알 수 있다.

따라서, 이 타입의 실리콘오일은 정착성이 좋지 않다고 생각된다.

제 2의 타입[측쇄형(반응성) 및 측쇄 양말단형]의 변성 실리콘오일에서는, 박리력이 블랭크의 계측값보다 작은 값으로 보합되어 있는 것으로, 부여된 변성 실리콘오일의 일부가 아크릴판에 부착하여 박리되지 않고, 일정한 이형성·발수성을 나타내는 것을 알 수 있다.

즉, 반응성의 측쇄형 및 측쇄 양말단형 변성 실리콘오일은, 정착성이 우수하다고 결론지어진다.

제 3의 측쇄형(비반응성)의 변성 실리콘오일은, 측쇄형 등의 오일만큼은 아니다고 하여도, 적어도 일부는 아크릴판의 표면로부터 박리되지 않고 일정한 이형성·발수성을 유지하는(즉 정착성이 비교적 좋다) 것을 알 수 있었다.

상기의 실험 결과로부터, 본 발명의 초지기용 오염 방지제에는, 측쇄형 변성 실리콘오일(비반응성을 포함한다) 및 측쇄 양말단형 변성 실리콘오일이 적합하다고 생각된다.

따라서, 이하의 실험은, 양말단형 및 편말단형의 실리콘오일에 대해서는 행하지 않는다(무변성 실리콘오일에 대해서는 대상 실험이라고 하는 형태로 행한다).

또, 비반응성 측쇄형 변성 실리콘오일(도 9중의 △ 및 □)은, 명기하지 않는 것이지만, 이하의 실험에서도, 반응성 측쇄형 변성 실리콘오일과 동일한 거동을 나타내는 것이 확인됐다.

따라서, 번잡함을 피하기 위해, 이하, 반응성 및 비반응성과 구별하지 않고, 합하여 측쇄형 변성 실리콘오일이라고 표현한다.

② [박리 실험 2]

실리콘오일의 점도 및 관능기 당량이, 정착성과 어떤 관계에 있는가를 조사하기 위해, 상기와 동일한 박리 실험을, 여러 가지의 점도나 관능기 당량을 갖는 측쇄형 및 측쇄 양말단형 변성 실리콘오일에 대하여 행했다.

실험은, 표 10중의 샘플 B, E 및 I로부터 작성한 에멀젼을 이용하고, 각각 박리력을 계측했다.

[계측 결과]

도 10은, 상기의 샘플 B, E 및 I외, ① [박리 실험 1]에서 계측한 샘플 A, H, 및 J로부터 작성한 에멀젼, 및 블랭크의 박리력의 환산값을 플롯하여 작성한 그래프이다(상기 실험과 마찬가지로 블랭크에 대한 20회의 계측값의 평균값을 100으로 했다).

[평가]

도 10의 그래프는, 측쇄형 및 측쇄 양말단형 변성 실리콘오일의 점도가 높아 질수록, 박리에 필요한 힘이 보다 작아지는 것으로, 점도가 높을수록 아크릴판에의 정착성이 좋은 것을 나타내고 있다.

또, 정착성은, 관능기 당량의 대소에는 의존하지 않는 것도 나타내고 있다.

실제, 도시하지 않지만, 샘플 B 및 E의 중간의 점도를 갖는 샘플 D(점도 1200cSt)로부터 작성한 에멀젼을 이용한 실험에서는, 계측값은, 각 회 모두 거의 샘플 B 및 E의 계측값 사이에 들었다.

그와 관련하여, 도시하지 않지만, 무변성 실리콘오일(디메틸 폴리실록산계 오일)에서는, 여러 가지의 점도의 것(예를 들면 KF96H-10만, 점도는 10만cSt, 신에쓰가가쿠 고교 가부시키가이샤제)을 이용하여 실험해도 이와 같은 경향은 나타나지 않고, 점도를 높게 하여도 정착성은 향상되지 않는다.

③ [프레스 롤에의 부여 실험]

이하의 실험은, 표 10에 나타낸 샘플 A~J로부터 작성한 에멀젼을, 실제의 초지기에 부여하여 행했다.

또, 사용한 초지기는, 골판지용 중심원지의 초조용의 것이고, 다음 초지 조건으로 실험했다.

[초지 조건]

초지기: 울트라 포머(가부시키가이샤 고바야시 세이사쿠쇼제)

초조 품목: 보통 심

평량: 160g/m²

초지 속도: 350m/분

종이 폭: 4m

이 실험에서는, 초지기의 프레스 롤에 표 10의 샘플 A~J로부터 작성한 에멀젼을 살포하고, 살포 개시로부터 4시간후의 프레스 롤의 표면에서 닥터로 긁어 떨어진 오물 찌꺼기의 발생량을 비교한다.

실제로는, 이 농도에서는 너무 진하기 때문에, 에멀젼을 물로 500배로 희석하고, 전폭 샤워 방식으로 희석액을 5리터/분의 비율로 살포했다(에멀젼 베이스로는 10cm³/분).

또, 실험을 마칠 때마다 프레스 롤을 세척하고, 그 표면으로부터 실리콘오일 등을 제거했다.

[실험 결과]

샘플 A~I의 측쇄형 및 측쇄 양말단형 변성 실리콘오일을 사용한 경우, 오물 찌꺼기의 발생량은 어느 샘플에서도 큰 차이 없이, 10~20g 정도이었다.

한편, 샘플 J의 무변성 실리콘오일에서는, 같은 시간 후의 오물 찌꺼기 발생량은 평균 171g(3회의 실험의 평균)이었다.

또, 오물 찌꺼기는, A~J중 어느 샘플에서도 주로 습지 유래의 검 피치 및 미세 섬유이었다.

[추가 실험]

샘플 J(무변성 실리콘오일)에서, 오물 찌꺼기 발생량이 컸기 때문에, 에멀젼 의 농도를 높여서 추가 실험을 행했다.

사용한 희석액은, 에멀젼을 물로 250배로 희석한 것과, 125배로 희석한 것을 준비하고, 희석액을 각각 5리터/분의 비율로 살포했다(에멀젼 베이스에서는, 250배 희석인 것은 20cm³/분, 125배 희석인 것은 40cm³/분).

결과는, 250배 희석인 경우, 오물 찌꺼기 발생량이 평균 157g(3회의 실험의 평균)이었다.

또, 125배 희석인 경우, 오물 찌꺼기의 발생량은 149g이었지만, 제조된 중심원지에 대한 코러게이터에서의 풀의 부착이 악화되는 경향이 나타났기 때문에, 1회로 추가 실험을 중지했다.

[평가]

이 실험은, 살포 개시 당초에서의 측쇄형 및 측쇄 양말단형 변성 실리콘오일과 무변성 실리콘오일과의 정착성의 차이를 명확하게 나타내고 있다.

상기의 박리 실험의 결과와 합하여 고찰하면, 측쇄형 및 측쇄 양말단형 변성 실리콘오일에서는, 오일이 프레스 롤의 표면에 정착하여, 일정한 이형성·발수성을 나타냈기 때문에, 습지로부터의 이물의 전이를 효과적으로 저지했다고 생각된다.

무변성 실리콘오일에서는, 측쇄형 변성 실리콘오일 등 만큼 유효하게 습지로부터의 검 피치 등의 전이를 저지하고 있지 않는 것을 알 수 있다.

또, 추가 실험에서는, 부여량을 늘리면 어느 정도 습지로부터의 이물의 전이를 작게 할 수 있지만, 측쇄형 변성 실리콘오일의 레벨에까지는 이르지 않는다.

더욱이, 프레스 롤의 표면으로부터 오일이 습지로 전이하고 있는 것을 나타내고 있다.

따라서, 상기 박리 실험의 결과도 고려하면, 무변성 실리콘오일은, 프레스 롤에 부여해도, 그 표면으로부터 용이하게 습지로 전이해 버리기 때문에, 그 표면에 이형·발수성을 갖는 안정된 오일층을 형성한다고는 할 수 없고, 습지로부터의 검 피치 등의 전이를 반드시 유효하게 저지할 수는 없는 것이다.

④ [드라이어 롤의 부여 실험]

다음으로, 초지기의 드라이어 롤에 대하여, 상기 ③의 부여 실험과 마찬가지로, 표 10의 샘플 A~J로부터 작성한 에멀젼을 살포하고, 드라이어 롤의 표면으로부터 닥터로 긁어 떨어진 오물 찌꺼기의 발생량을 비교한다.

이 실험에서는, 에멀젼을 그 자체의 농도로 사용하고, 드라이어 롤의 표면에 대하여 1개의 살포 노즐을 좌우로 이동시키면서 10cm³/분의 비율로 살포했다.

[실험 결과]

샘플 A~I의 측쇄형 및 측쇄 양말단형 변성 실리콘오일을 사용한 경우, 살포 개시 후 4시간의 오물 찌꺼기 발생량은, 모든 샘플에서 10g정도이었다.

한편, 샘플 J의 무변성 실리콘오일에서는, 같은 시간 후의 오물 찌꺼기 발생량은 104g(3회의 실험의 평균)이었다.

또, 오물 찌꺼기는, A~J중 어느 샘플에서도, 프레스 롤의 경우와 마찬가지로, 주로 습지 유래의 검 피치 및 미세 섬유이었다.

[평가]

이 실험 결과도, ③의 실험과 마찬가지로, 살포 개시 당초에서의 측쇄형 및 측쇄 양말단형 변성 실리콘오일과 무변성 실리콘오일과의 정착성의 차이를 명확하게 나타내고 있다고 생각된다.

⑤ [캔버스에의 부여 실험]

이 실험에서는, 초지기의 드라이어 파트의 캔버스에 대하여, 표 10의 샘플 A~J로부터 작성한 에멀젼을 희석하여 직접 살포하고, 캔버스에의 이물의 전이의 상태를 비교한다.

에멀젼은, 60℃의 온수로 150배로 희석되고, 100mm피치로 노즐을 40개 배열한 샤워로, 캔버스에 대하여 합계 1.5리터/분(에멀젼 가스로 10cm³/분)의 비율로 실질 10일 동안 살포했다.

[실험 결과]

a, 살포 노즐의 분사구의 막힘

상기의 실험중, 샘플 I(측쇄 양말단형)을 이용한 경우, 살포 개시로부터 실질 5일째로부터, 40개의 노즐중 12개의 노즐로부터의 살포량에 감소가 관찰되고, 그 부분의 캔버스에 오염물이 부착하기 시작했다.

그 후, 실질 7일째에는 8개의 노즐이 완전하게 폐색되었기 때문에, 실험을 중단했다.

또, 샘플 H에서도, 실질 7일째로부터 40개중 10개의 노즐에서 살포량이 감소 하고, 그 부분의 캔버스에 오염물이 부착하기 시작하고, 실질 9일째에 5개의 노즐이 폐색되었기 때문에, 실험을 중단했다.

샘플 I 및 H에서, 실험을 중단 후, 스프레이 장치를 열었던 바, 샘플 I에서는 40개중 30전후, 또 샘플 H에서는 40개중 25개 전후의 노즐의 분사구의 내측에 검상의 샘플 오일의 퇴적이 관찰됐다.

이 때문에, 샘플 H 및 I에 대해서는, 이 시점에서 실험을 중단하였다.

그와 관련하여, 샘플 A~G 및 J에 대해서는, 실질 10일 동안의 실험중, 노즐로부터의 살포량의 감소는 관찰되지 않았다.

그러나, 실험 후, 스프레이 장치를 열었던 바, 샘플 E를 이용한 경우에, 분사구의 내측에 약간의 오일의 덩이가 확인된 노즐이 10개 정도 있었다.

b, 아웃 롤에의 오일의 적층

샘플 H 및 I에 대하여, 실험을 중단한 시점에서, 아웃 롤 표면을 육안에 의해 확인한 바, 모든 경우에, 아웃 롤 표면에 실리콘오일 유래의 검상 물질의 적층(두께 약 0.2~0.5mm)이 관찰됐다.

그와 관련하여, 샘플 A~G에 대해서는 실질 10일동안의 실험 후, 이들 적층은 확인되지 않고, 샘플 J에 대해서는, 후술하는 바와 같이 습지 유래의 이물의 퇴적이 관찰됐다.

[a 및 b의 평가]

샘플 H나 I는 모두 측쇄 양말단형 변성 실리콘오일로, 양말단에 알콕시기(CnH2n+10-)를 갖는다(측쇄는 아미노기).

일반적으로, 말단에 알콕시기를 갖는 변성 실리콘오일은, 가열 등 되어 알콕시기가 가수분해되어 수산기(-OH)로 변하면, 급격하게 반응성이 높아지게 된다고 생각된다.

이 ⑤의 캔버스에의 부여 실험에서는, 샘플을 60℃의 온수로 희석했기 때문에 그러한 반응이 생긴 가능성도 있어, 측쇄 양말단형 변성 실리콘오일을 살포하는 경우는, 그다지 에멀젼을 가열하지 않는 쪽이 좋다고 생각된다.

그와 관련하여, 아웃 롤(③)이나 드라이어 롤(④)에 대한 부여 실험(이들의 실험에서는 에멀젼을 가열하지 않는다)에서, 실질 10일동안, 샘플 H 및 I로부터 작성한 에멀젼이나 그들의 희석액을 살포하는 확인 실험을 행했지만, 살포 노즐의 막힘은 관찰되지 않았다.

c, 스티킹 현상의 발생

⑤의 실험 중, 샘플 D, E 및 G에서, 실질 8일 전후로부터 습지가 캔버스로 끌어당겨지는 이른바 스티킹 현상이 관찰되는 것이 있었다.

샘플 A, B, C, F 및 J에서는, 이러한 현상은 관찰되지 않았다.

[평가]

샘플 D, E 및 G를 살포한 캔버스의 표면에는, 후술하는 바와 같이, 샘플 A, B, C 및 F를 살포한 경우와 마찬가지로, 약간 미세 섬유나 검 피치 등의 이물이 관찰될 뿐, 특별히 다량의 전이가 관찰되는 것은 아니다.

따라서, 이러한 현상은 습지로부터 전이한 이물에 의한 것이라고는 생각하기 어렵다.

앞서 서술한 박리 실험에서는, 점도가 높을수록 아크릴판에의 정착성이 좋았기 때문에, 점도가 높은 샘플 D(1200cSt), E(3500cst), G(1500cst)에서는, 오일의 캔버스의 표면에의 과정착이 생겨, 캔버스에 과정착한 오일이 습지를 끌어당긴 것이라고 생각된다.

따라서, 캔버스에 부여하는 초지기용 오염 방지제에 채용되는 측쇄형 변성 실리콘으로서는, 샘플 A, B, C 및 F, 즉 점도가 800cSt 이하인 측쇄형 변성 실리콘이 보다 바람직하다.

d, 캔버스에의 이물의 전이 등

샘플 A~G 및 J의 에멀젼의 희석액을 상기 조건에서 캔버스에 직접 부여하고, 실질 10일동안의 실험 후, 캔버스의 표면에의 이물의 전이의 상태를 육안에 의해 비교했다.

또, 캔버스의 통기도도 통기도 측정장치에 의해 계측했다.

더욱이, 아웃 롤에의 오일이나 이물의 부착을 육안에 의해 관찰했다.

샘플 A~G의 측쇄형 변성 실리콘오일에서는, 캔버스의 표면에, 약간 미세 섬유나 검 피치 등의 이물의 전이가 나타났지만, 통기도는 부여 개시전과 거의 변함이 없었다.

또, 아웃 롤을 관찰하면, 모든 샘플에서, 아웃 롤 표면이 광택을 띤 상태가 되고 있지만, 샘플 H 및 I에서 관찰된 것과 같은 실리콘오일 유래의 검상 물질의 적층은 관찰되지 않았다.

샘플 J의 무변성 실리콘오일에서는, 미세 섬유나 검 피치 등의 이물의 전이 가 나타나고, 통기도는 부여 개시전과 비교하여 약 20% 감소하고 있다.

또, 아웃 롤 전면에, 오일이나 미세 섬유, 검 피치 등이 혼합된 것의 퇴적이, 직경 10mm 정도, 30~50mm 간격으로 관찰됐다.

[평가]

측쇄형 변성 실리콘오일에서는, 캔버스의 표면에의 이물의 전이는 적고, 적어도 실질 10일동안에는 캔버스의 눈 막힘도 거의 생기지 않았다.

그것에 대하여, 무변성 실리콘오일에서는, 실질 10일동안의 부여로, 이미 캔버스의 눈 막힘이 생기기 시작하고, 또, 아웃 롤에의 오일이나 이물의 퇴적이 시작되고 있는 것을 알 수 있다.

따라서, 측쇄형 변성 실리콘오일을 초지기용 오염 방지제로 채용한 경우, 무변성 실리콘오일과 비교하여, 적어도, 캔버스의 청소 작업의 회수를 줄일 수 있는 만큼, 생산 효율을 향상시킬 수 있다고 생각된다.

[실험의 정리]

이상의 평가를 종합하면, 적어도 에멀젼이나 그 희석액(초지기용 오염 방지제)을 가열하지 않고 부여할 수 있는 경우(즉 프레스 롤이나 드라이어 롤에의 부여의 경우), 이번 실험에 사용한 측쇄형 또는 측쇄 양말단형 변성 실리콘오일은, 롤에의 정착성 및 습지로부터의 이물의 전이 저지 능력이라고 하는, 적어도 2개의 관점에서, 디메틸 폴리실록산계 오일(무변성 실리콘오일)보다 양호한 결과를 나타내었다.

또, 에멀젼이나 그 희석액을 가열할 필요가 있는 경우(캔버스에의 부여)에서 는, 적어도 양말단에 알콕시기를 갖는 측쇄 양말단형 변성 실리콘오일은, 알콕시기가 가수분해되어 급격하게 반응성이 높아져, 살포 노즐을 막히게 하거나, 아웃 롤 표면에 검상 피막을 형성해 버릴 가능성이 있다.

또, 점도가 800cSt 보다 큰 측쇄형 변성 실리콘오일은, 캔버스에의 과정착을 일으켜, 스티킹 현상이 생기는 경우가 있다.

그러나, 적어도 점도가 800cSt 이하인 측쇄형 변성 실리콘오일에서는, 롤에의 정착성 및 습지로부터의 이물의 전이 저지 능력의 양쪽의 점에서, 디메틸 폴리실록산계 오일(무변성 실리콘오일)보다 양호한 결과를 나타내는 것을 알 수 있었다.

또, 살포 노즐에서의 에멀젼의 가열 온도나, 캔버스에의 부여량을 적절히 조절하는 것 등에 의해, 상기의 문제점을 해소할 수 있다면, 측쇄 양말단형 변성 실리콘오일이나 점도가 800cSt 이상인 측쇄형 변성 실리콘오일에서도, 디메틸 폴리실록산계 오일보다 유효한 실리콘오일로서 초지기용 오염 방지제에 사용 가능하다는 것은 말할 필요도 없다.

이상, 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 실시 형태에만 한정되는 것은 아니며, 그 본질을 일탈하지 않는 범위에서, 다른 여러 가지의 변형예가 가능하다는 것은 말할 필요도 없다.

예를 들면, 검상 물질을 형성하는 것이 아니라면, 2종류 이상의 측쇄형 변성 실리콘오일이나 측쇄 양말단형 변성 실리콘을 혼합하여 이용하는 것도 가능하고, 무변성 실리콘오일과 혼합하여 사용하는 것도 당연 가능하다.

또, 살포 방법은, 상기 실시예에 채용한 방법에 한정되어야만 하는 것은 아니며, 사용되는 초지기의 초지 조건 등에 맞추어 적절히 선택된다.

더욱이, 측쇄형 변성 실리콘오일이나 측쇄 양말단형 변성 실리콘을 다른 방법, 예를 들면, 롤의 회전중에 그 일부를 액조내를 통과하도록 하여 부여하는 등의 방법도 당연히 채용 가능하다.

본 발명은, 초지기용 오염 방지제 및 그것을 이용한 초지기의 오염 방지 방법에 관한 것이지만, 그 원리를 일탈하지 않는 한, 제지 기술 분야 전반에 적용 가능하고, 동일한 효과를 기대할 수 있는 것이다.

Claims (9)

1. 초지기에 대하여 공급 부여되는 초지기용 오염 방지제로서, 하기의 화학식 1로 표시되는 측쇄형 변성 실리콘오일과, 유화제와, 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 초지기용 오염 방지제.

   (화학식 1)

   

   m= 0이상의 정수, n= 1이상의 정수,

   A=

   

   또는

   

   (여기에서, R, R'는 알킬기를 나타낸다.)
2. 제 1 항에 있어서, 상기 측쇄형 변성 실리콘오일은, 반응성인 것을 특징으로 하는 초지기용 오염 방지제.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 측쇄형 변성 실리콘오일은, 25℃에서의 점도가 800cSt 이하인 것을 특징으로 하는 초지기용 오염 방지제.
4. 초지기의 운전에 의해 습지가 공급되고 있는 상태의 프레스 롤의 표면에 대하여 직접 또한 연속적으로 초지기용 오염 방지제를 부여하는 프레스 롤의 오염 방지 방법으로서, 그 초지기용 오염 방지제는, 제 1 항에 기재된 초지기용 오염 방지제인 것을 특징으로 하는 프레스 롤의 오염 방지 방법.
5. 초지기의 운전에 의해 습지가 공급되고 있는 상태의 드라이어 롤의 표면에 대하여 직접 또한 연속적으로 초지기용 오염 방지제를 부여하는 드라이어 롤의 오염 방지 방법으로서, 그 초지기용 오염 방지제는, 제 1 항에 기재된 초지기용 오염 방지제인 것을 특징으로 하는 드라이어 롤의 오염 방지 방법.
6. 초지기의 운전에 의해 습지가 공급되고 있는 상태의 캔버스의 표면에 대하여 직접 또한 연속적으로 초지기용 오염 방지제를 부여하는 캔버스의 오염 방지 방법으로서, 그 초지기용 오염 방지제는, 제 1 항에 기재된 초지기용 오염 방지제인 것을 특징으로 하는 캔버스의 오염 방지 방법.
7. 초지기의 운전에 의해 습지가 공급되고 있는 상태의 캔버스의 표면에 초지기용 오염 방지제를 부여하기 위해 캔버스 롤의 표면에 연속적으로 그 초지기용 오염 방지제를 부여하는 캔버스의 오염 방지 방법으로서, 그 초지기용 오염 방지제는, 제 1 항에 기재된 초지기용 오염 방지제인 것을 특징으로 하는 캔버스의 오염 방지 방법.
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