TWI401352B - 污染防止劑組成物 - Google Patents

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Description

污染防止劑組成物
本發明涉及一種污染防止劑組成物，更具體而言，涉及一種能够充分防止乾燥部樹脂污染的污染防止劑組成物。
造紙的造紙步驟一般包括網部、壓榨部、乾燥部和捲筒部。所述網部係將分散在水中的紙漿載於造紙用網(網線)上，自然瀝掉多餘水分形成濕紙者；所述壓榨部係使濕紙從一對壓榨輥之間通過，介由氈毯用壓榨輥對其進行擠壓，使濕紙中的水分轉移至氈毯，從而使濕紙脫水者；所述乾燥部係使通過壓榨部後的濕紙與經加熱的烘缸接觸進行乾燥，從而形成紙者；所述捲筒部係將紙捲繞在被稱作捲軸的棒上者。
但是，在所述乾燥部的烘缸、帆布、壓光輥、半乾壓光輥等(下面統稱為“乾燥部部位”)表面存在樹脂黏附的問題。樹脂黏附於這些部位，會導致紙被污染，成品率大幅降低。
針對該問題，已知有防止樹脂黏附的污物黏附防止劑(例如，參見專利文獻1)。此種污物黏附防止劑的成分包括不同黏度的矽油和含氟表面活性劑。
另外，已知有用於造紙機的、以側鏈型改性矽油或側鏈兩端型改性矽油為主要成分的造紙機用污染防止劑組成物(參見專利文獻2)。此種污染防止劑組成物中，側鏈型 改性矽油的側鏈被胺基或環氧基所取代。
現有技術文獻
專利文獻1：日本特開平7-292382號公報
專利文獻2：日本特許第3388450號公報
但是，專利文獻1中所述的污物黏附防止劑中，混合矽油的黏度過高，而且由於矽油本身的黏性，使其不能充分防止樹脂黏附於乾燥部部位。
另外，上述專利文獻2中所述的污染防止劑組成物對造紙機的輥等的固著性較高，將其施加後能够立即使輥等具有脫膜性和撥水性，但是根據其胺基改性基的結構和每1分子的聚矽氧烷化合物中之胺基改性基的個數，不能充分地防止樹脂的黏附。
本發明鑒於以上背景而進行，其目的在提供一種能够充分防止樹脂黏附於乾燥部部位的污染防止劑組成物。
為了解决上述問題，本發明的發明者們通過深入研究，發現可通過採用含一定量的具有特定結構的胺基改性基的聚矽氧烷化合物而解决上述問題，從而完成了本發明。
本發明的第1方案為，一種防止造紙步驟中乾燥部發生樹脂污染的污染防止劑組成物，其含有下式(1)所示的聚矽氧烷化合物，每1分子的聚矽氧烷化合物中之胺基改性基的個數為0.5至5個。
[式(1)中，取代基R1 表示甲基或下式(2)所示的胺基改性基，矽氧烷單元的重覆單元數n為50至1000的整數。
式(2)中，取代基R2 和取代基R3 各自獨立地表示碳原子數為1至6的伸烷基，胺基伸烷基單元的重覆單元數m為0至2的整數。]
本發明的第2方案為，上述第1方案所述的污染防止劑組成物，其中，式(2)所示的胺基改性基中之胺基伸烷基單元的重覆單元數m為1。
本發明的第3方案為，上述第1方案或第2方案中所述的污染防止劑組成物，其中，式(2)所示的胺基改性基中之取代基R2 和取代基R3 各自獨立地表示伸乙基或伸丙基。
本發明的第4方案為，上述第1方案或第2方案中所述的污染防止劑組成物，其中，式(2)所示的胺基改性基中之取代基R2 為伸丙基，取代基R3 為伸乙基。
本發明的第5方案為，上述第1方案至第4方案中任一項所述的污染防止劑組成物，其中，式(1)所示的聚矽氧烷化合物中之矽氧烷單元的重覆單元數n為100至800的整數。
本發明的第6方案為，上述第1方案至第5方案中任一項所述的污染防止劑組成物，其中，每1分子的聚矽氧 烷化合物中之胺基改性基的個數為0.5至3個。
在本發明的污染防止劑組成物中，式(1)所示的聚矽氧烷化合物在乾燥部部位形成薄膜，且發揮使樹脂分散的功能。其中，每1分子的聚矽氧烷化合物中之胺基改性基的個數為0.5至5個，胺基改性基的結構如式(2)所示。因此，通過將含該聚矽氧烷化合物的污染防止劑組成物施加於乾燥部部位上，能够充分地防止樹脂黏附於乾燥部部位。另外，在本申請說明書中，所謂樹脂，包括造紙步驟中產生的具有黏性的固體或紙粉的聚集物等。
尤其是，通過使式(1)所示的聚矽氧烷化合物的矽氧烷單元的重覆單元數n為50至1000的整數，易於在乾燥部部位形成薄膜；通過使式(2)所示的胺基改性基中之取代基R2 和取代基R3 各自獨立地為碳原子數為1至6的伸烷基，並使胺基伸烷基單元的重覆單元數m為0至2的整數，能够使樹脂分散。
在本發明的污染防止劑組成物中，式(2)所示的胺基改性基中之胺基伸烷基單元的重覆單元數m為1時，及/或胺基改性基中之取代基R2 和取代基R3 各自獨立地為伸乙基或伸丙基時，能够進一步提高樹脂的分散效果。
以下，根據需要參照附圖，對本發明較佳的實施方式進行詳細說明。另外，若非特別注明，上下左右等的位置關係均視為基於附圖所示的位置關係。再者，附圖的尺寸 比率不限於圖式的比率。
本實施方式的污染防止劑組成物含有聚矽氧烷化合物、乳化劑和水。
通過將本實施方式的污染防止劑組成物施加於乾燥部部位，在乾燥部部位形成薄膜，且發揮分散樹脂的功能。因此，該污染防止劑組成物能够充分地防止樹脂黏附於乾燥部部位。
所述聚矽氧烷化合物如下式(1)所示。
式(1)所示的聚矽氧烷化合物中，取代基R1 為甲基或胺基改性基。另外，甲基和胺基改性基也可同時存在於1分子的聚矽氧烷化合物中。此外，也可以將取代基R1 全部為甲基的聚矽氧烷化合物和至少有一個取代基R1 為胺基改性基的聚矽氧烷化合物混合使用。
胺基改性基如下式(2)所示。
此處，式(2)所示的胺基改性基中，取代基R2 和取代基R3 各自獨立地為碳原子數為1至6的伸烷基。這時，可以切實地將樹脂分散開。
其中，以胺基改性基中的取代基R2 和取代基R3 各自獨立地為伸乙基或伸丙基者為佳。通過使碳鏈為2至3，可以進一步提高分散樹脂的效果。
另外，以取代基R2 和取代基R3 為不同的伸烷基者為佳，具體而言，尤其以取代基R2 為伸丙基，取代基R3 為伸乙基者為特佳。
式(2)所示的胺基改性基中，胺基伸烷基單元的重覆單元數m為0至2的整數。另外，胺基伸烷基單元的重覆單元數m為0時，其胺基改性基沒有取代基R2 。
胺基伸烷基單元的重覆單元數m超過3時，則分散樹脂的效果不够充分。
其中，以胺基改性基中之胺基伸烷基單元的重覆單元數m為1者為佳。
污染防止劑組成物中，每1分子的聚矽氧烷化合物中之胺基改性基的個數為0.5至5個，宜為0.5至3個。
胺基改性基的個數不足0.5個時，則達不到分散樹脂的效果。而胺基改性基的個數超過5個時，則由於離子性增加，在乾燥部部位表面上過量蓄積，會導致表面黏性增加，反而有使樹脂容易黏附的缺點。
本說明書中，所謂“每1分子中之胺基改性基的個數”是指每1分子中所含有的胺基改性基的平均個數，具體而言，就是胺基改性基的總數除以分子數所得的數值。即，每1分子中胺基改性基的個數為0.1時，表示10個分子中所含有的胺基改性基的總數為1個。
式(1)所示的聚矽氧烷化合物中，矽氧烷單元的重覆單元數n為50至1000的整數，宜為100至800的整數。
矽氧烷單元的重覆單元數n不足50時，則乾燥部部 位的薄膜形成不充分；矽氧烷單元的重覆單元數n超過1000時，則由於黏度較高的聚矽氧烷化合物帶有黏性而黏附於乾燥部部位表面，反而存在容易使樹脂黏附的缺點。
聚矽氧烷化合物在25℃時的運動黏度宜為20000mm2 /s以下，更宜為10000mm2 /s以下。
與運動黏度在上述範圍內的情况相比，若運動黏度超過20000mm2 /s，則不能使樹脂充分分散。而且，由於表面黏性增加，反而存在容易使樹脂黏附的缺點。
本實施方式的污染防止劑組成物中含有乳化劑。
通過含有乳化劑，可提高聚矽氧烷化合物的乳化穩定性。
乳化劑係使用使聚矽氧烷化合物乳化的表面活性劑。
其中，乳化劑宜使用非離子型表面活性劑，尤其宜使用聚乙烯癸基醚、聚乙烯十六烷基醚或聚乙烯十八烷基醚。
當乳化劑為這些化合物時，不僅可以提高聚矽氧烷化合物的乳化穩定性，還可以抑制紙的脫色。
又，在用造紙機製造瓦楞紙板等著色紙時，若採用烷基為低分子的聚乙烯烷基醚作為乳化劑，即存在使紙的顏色脫落而形成色斑的缺點。但若採用烷基為癸基、十六烷基、十八烷基的聚乙烯烷基醚作為乳化劑，則可以有效抑制脫色。
從防止樹脂黏附的觀點考慮，污染防止劑組成物中，聚矽氧烷化合物的配合比例宜為0.1至40質量%，更宜為2.0至20質量%。
與聚矽氧烷化合物的配合比例在上述範圍內時相比，若聚矽氧烷化合物的配合比例不足0.1質量%，有時會在污染防止劑組成物中的水分蒸發前，污染防止劑組成物本身就已經被濕紙吸收，而不能充分形成薄膜；另一方面，與聚矽氧烷化合物的配合比例在上述範圍內時相比，若聚矽氧烷化合物的配合比例超過40質量%，則污染防止劑組成物本身的黏度增加，難以均勻地噴灑在乾燥部部位的表面上，而且，表面黏性增加，有可能導致紙張撕裂。
1質量份的聚矽氧烷化合物中之乳化劑的配合比例宜為0.05至0.4質量份，更宜為0.1至0.2質量份。
與乳化劑的配合比例在上述範圍內時相比，當乳化劑的配合比例不足0.05質量份時，會存在乳化穩定性不足的情况；與乳化劑的配合比例在上述範圍內時相比，當乳化劑的配合比例超過0.4質量份時，會存在紙張脫色程度加大的缺點。
本實施方式的污染防止劑組成物中，除了這些以外，也可含有螯合劑、pH調整劑、防腐劑、黏度調整劑、潤滑劑、潤濕劑、防塵劑、剝離劑、黏合劑、表面改性劑、清潔劑、紙張强度增强劑、上漿劑、助留劑、撥水劑、撥油劑、防滑劑、滑動劑、柔軟劑等添加劑。
此處，所述潤滑劑包括齒輪油、汽缸油、汽輪機油、錠子油等礦物油，椰子油、亞麻籽油、蓖麻子油、菜子油、玉米油等植物油，液體石蠟、異構烷烴等石蠟類，聚異丁烯、聚丁烯、馬來酸化聚丁烯、聚乙烯蠟、微晶蠟等合成 油。
接下來，對本實施方式的污染防止劑組成物的製備方法加以說明。
通過將聚矽氧烷化合物和乳化劑加入水中進行攪拌，製得聚矽氧烷化合物被乳化的污染防止劑組成物。
此種攪拌可適當使用攪拌器、均質機、研磨機等。
接下來，對污染防止劑組成物在乾燥部的使用方法加以說明。
第1圖所示為採用本發明的污染防止劑組成物的乾燥部的乾燥部部位的概略圖。
如第1圖所示，污染防止劑組成物被用於乾燥部D上。
乾燥部D包括紙體W；用於加熱乾燥該紙體W的多個圓筒狀的烘缸D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7和D8(以下稱為“D1至D8”)；將紙體擠壓至烘缸D1至D8的帆布K1、K2；導引帆布K1、K2的帆布輥KR；緩慢調整乾紙體W的平滑性和紙厚的半乾壓光輥B以及調整乾紙體W的平滑性和紙厚的壓光輥C。
在乾燥部D，紙體W被帆布K1、K2按壓接觸於轉動的烘缸D1至D8的表面上。這樣，紙體W就黏附於烘缸D1至D8上，同時被加熱乾燥。
然後，紙體W被半乾壓光輥B夾持，接著，通過壓光輥C加大紙體W的密度。
所述污染防止劑組成物的使用方法為，如第1圖所示，分別在箭頭A所指的位置直接向乾燥部D的烘缸D1至D8、 帆布K1與K2、半乾壓光輥B以及壓光棍C施加污染防止劑組成物。
此處，對污染防止劑組成物的施加方法並無特殊限定，例如，可採用利用噴灑噴嘴等的液狀噴淋方式或霧狀噴霧方式等。此時，也可一邊向紙體方向滑動噴灑噴嘴，一邊噴灑污染防止劑組成物。通過向乾燥部噴灑污染防止劑組成物，可防止發生樹脂污染。
此時，以聚矽氧烷化合物的固體分量計，污染防止劑組成物在通過的紙的單位面積上的噴灑量宜為10μg至10000μg/m2 ，更宜為30μg至1000μg/m2 。
與噴灑量在上述範圍內時相比，噴灑量不足10μg/m2 時，污染防止劑組成物不能充分黏附於乾燥部部位的表面，有不能充分抑制樹脂黏附的趨勢；與噴灑量在上述範圍內時相比，噴灑量超過10000μg/m2 時，多餘部分會在乾燥部部位的表面蓄積，可能導致樹脂被捲入而擴大污染，或者阻塞帆布網眼。
以上對本發明較佳的實施方式進行了說明，但本發明並不限於上述實施方式。
例如，本實施方式的污染防止劑組成物中含有乳化劑，但只要聚矽氧烷化合物為水溶性，並不一定必須含有乳化劑。
本實施方式的污染防止劑組成物中，聚矽氧烷化合物含有甲基，但某些甲基也可以由環氧基改性基、烷基(甲基除外)、聚醚基、羧基或芳烷基取代。該等在1個分子中， 可以僅存在1種，也可以同時存在幾種。
另外，環氧基改性基可以是環氧基烷基或環氧基聚醚基。
本實施方式的污染防止劑組成物中，污染防止劑組成物被施加於乾燥部的乾燥部部位上，但其不僅可應用於乾燥部，也可以應用於壓榨部和捲筒部。
[實施例]
以下，通過實施例和參考例對本發明進行更具體地說明，但本發明並不限於以下的實施例。
(實施例1至10)
將下式(1)所示的聚矽氧烷化合物10質量%和聚乙烯基癸基醚(乳化劑)2.0質量%加入水中，用攪拌器進行攪拌，得到污染防止劑組成物。
聚矽氧烷化合物中的胺基改性基採用了下式(2)所示的取代基。另外，胺基改性基以外的R1 為甲基。
所採用的胺基改性基係如表1所示。
(比較例1)
除了胺基改性基採用聚醚胺基以外，其他操作均與實施例1相同，得到污染防止劑組成物。
(比較例2)
除了胺基改性基採用聚環氧基胺基以外，其他操作均與實施例1相同，得到污染防止劑組成物。
(評價方法)
對實施例1至10和比較例1、2中所得的污染防止劑組成物進行了下述的烘缸評價1、烘缸評價2、帆布評價1、帆布評價2。
在烘缸評價1、烘缸評價2中，式(1)所示的聚矽氧烷化合物的矽氧烷單元之重覆單元數n為300，將每1分子的聚矽氧烷化合物中之胺基改性基的個數調整為1.1個，將25℃時的運動黏度調整至1000mm2 /s，進行了評價。
在帆布評價1、帆布評價2中，式(1)所示的聚矽氧烷化合物的矽氧烷單元之重覆單元數n為130，將每1分子的聚矽氧烷化合物中之胺基改性基的個數調整為1.1個，將25℃時的運動黏度調整至250mm2 /s，進行了評價。
1.烘缸評價1
將實施例1至10和比較例1、2的污染防止劑組成物以5ml/min噴灑於如第1圖所示的圓筒狀乾燥器(乾燥部，株式會社小林製作所製造)的烘缸D1上，測定使其運轉8小時後落到烘缸D1下的樹脂的重量。結果係如表2所示。
2.烘缸評價2
設置刮刀使其刀刃接觸於如第1圖所示的圓筒狀乾燥器的烘缸D3的表面。這樣，運轉圓筒狀乾燥器後，刮刀刀刃就可以將烘缸D3上黏附的樹脂刮下收集。
接著，將實施例1至10和比較例1、2的污染防止劑組成物以5ml/min噴灑於烘缸D1，測定使其運轉8小時後刮刀之刀刃上聚集的樹脂的重量。結果係如表2所示。
3.帆布評價1
將實施例1至10和比較例1、2的污染防止劑組成物以5ml/min噴灑於如第1圖所示的圓筒狀乾燥器的帆布K1上，使其運轉1星期。
然後，測定每1m2 帆布K1上直徑5mm以上樹脂的黏附個數。結果係如表2所示。
4.帆布評價2
將實施例1至10和比較例1、2的污染防止劑組成物以5ml/min噴灑於如第1圖所示的圓筒狀乾燥器的帆布K1上，使其運轉1星期。
然後，刮取導引帆布K1的外輥KR1上黏附的樹脂，測定樹脂的重量。結果係如表2所示。
(實施例11至26和比較例3至8)
將上式(1)所示的聚矽氧烷化合物10質量%和聚乙烯癸基醚(乳化劑)2.0質量%加入水中，用攪拌器進行攪拌，得到污染防止劑組成物。
聚矽氧烷化合物中，採用了下式(3)所示的取代基作為胺基改性基。另外，胺基改性基以外的R1 為甲基。
另外，各實施例和比較例中，每1分子的聚矽氧烷化合物中之胺基改性基的個數及上式(1)所示的聚矽氧烷化合物中之矽氧烷單元的重覆單元數n係如表3所示。
-C3 H6 -NH-C2 H4 -NH2 (3)
(評價方法)
對實施例11至26和比較例3至8所得的污染防止劑組成物，進行了上述的烘缸評價1、烘缸評價2、帆布評價1、帆布評價2。
結果如表4所示。
由此可以確定，本發明的污染防止劑組成物可以充分防止樹脂黏附於乾燥部部位。
[產業上的可利用性]
本發明的污染防止劑組成物係在紙張製造時施加於乾燥部部位時使用。由於本發明的污染防止劑組成物可以 防止樹脂黏附於乾燥部部位，因此可以極大地提高造紙的成品率。
B‧‧‧半乾壓光輥
C‧‧‧壓光輥
D‧‧‧乾燥部
D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8‧‧‧烘缸
K1、K2‧‧‧帆布
KR‧‧‧帆布輥
KR1‧‧‧外輥
W‧‧‧紙體
第1圖表示採用本發明之污染防止劑組成物的乾燥部之乾燥部部位的概略圖。
B‧‧‧半乾壓光輥
C‧‧‧壓光輥
D‧‧‧乾燥部
D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8‧‧‧烘缸
K1、K2‧‧‧帆布
KR‧‧‧帆布輥
KR1‧‧‧外輥
W‧‧‧紙體

Claims (6)

  1. 一種污染防止劑組成物，其係於乾燥部形成薄膜，且使樹脂分散，而可防止在造紙步驟的前述乾燥部發生樹脂污染，其中，包含下式(1)所示的聚矽氧烷化合物，每1分子的所述聚矽氧烷化合物中之胺基改性基的個數為0.5至5個， [式(1)中，取代基R1 為甲基或下式(2)所示的胺基改性基，矽氧烷單元的重覆單元數n為50至1000的整數； 式(2)中，取代基R2 為伸丙基，取代基R3 為伸乙基，胺基伸烷基單元的重覆單元數m為1]。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的污染防止劑組成物，其中復含有乳化劑，該乳化劑為聚乙烯癸基醚、聚乙烯十六烷基醚或聚乙烯十八烷基醚。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的污染防止劑組成物，其中，聚矽氧烷化合物的配合比例為0.1至40質量%，相對於1質量份前述聚矽氧烷化合物之前述乳化劑的配合比例為0.05至0.4質量份。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述的污染防止劑組成物，其中，該污染防止劑組成物係使用噴灑噴 嘴被噴灑於乾燥部，而以聚矽氧烷化合物的固體分量計，污染防止劑組成物在通過的紙的單位面積上的噴灑量為10μg至10000μg/m2 。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述的污染防止劑組成物，其中，上述式(1)所示的聚矽氧烷化合物中之矽氧烷單元的重覆單元數n為100至800的整數。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述的污染防止劑組成物，其中，每1分子的所述聚矽氧烷化合物中之胺基改性基的個數為0.5至3個。
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