WO2012111418A1 - ピッチ抑制方法及びピッチ抑制剤 - Google Patents

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WO2012111418A1
WO2012111418A1 PCT/JP2012/052026 JP2012052026W WO2012111418A1 WO 2012111418 A1 WO2012111418 A1 WO 2012111418A1 JP 2012052026 W JP2012052026 W JP 2012052026W WO 2012111418 A1 WO2012111418 A1 WO 2012111418A1
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pulp
pitch
chelating agent
acid
calcium
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Inventor
啓隆 小笠原
敏 和田
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栗田工業株式会社
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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/08—Removal of fats, resins, pitch or waxes; Chemical or physical purification, i.e. refining, of crude cellulose by removing non-cellulosic contaminants, optionally combined with bleaching
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20—Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/46—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/53—Polyethers; Polyesters
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/02—Agents for preventing deposition on the paper mill equipment, e.g. pitch or slime control

Definitions

  • the present invention relates to a pitch suppressing method and a pitch suppressing agent in a facility including a pulp manufacturing facility for manufacturing pulp from a pulp raw material.
  • pitch adheres on water or on paper making tools, or aggregates of fine pitches deposited on water adhere on the paper making tools, causing dust contamination, poor squeezing, paper breakage, etc.
  • problems such as a decrease in product quality and a decrease in productivity caused by stopping the equipment and cleaning papermaking tools occur.
  • Non-Patent Document 1 describes various pitch inhibitors.
  • Patent Document 1 describes that the adhesion of pitch can be suppressed by using a cationic polymer and a specific nonionic surfactant in combination.
  • Patent Document 2 describes that a pitch is adsorbed on talc.
  • Patent Document 3 describes that pitch is decomposed by an enzyme derived from a specific microorganism.
  • Patent Document 4 describes that adhesive dirt (pitch) is suppressed by externally adding a melamine / aldehyde acid colloid solution and a chelating agent.
  • JP 2004-44067 A Japanese Patent Publication No. 61-48975 Japanese National Patent Publication No. 8-500726 JP 2003-301393 A
  • Patent Document 1 In the case of using a surfactant as in Patent Document 1, it is necessary to add a high concentration of a surfactant to obtain a sufficient effect. There is. In addition, there is a problem that the surfactant is easily concentrated in the system and easily exerts an adverse effect such as inhibiting the expression of the ink bleeding suppression effect of the internal sizing agent due to the surface active action.
  • talc When talc is used as in Patent Document 2, there is a problem that the color quality of the obtained pulp product becomes insufficient and the tool is worn because talc is powder.
  • Patent Document 3 describes that a chelating agent may be used in combination with a melamine / aldehyde acid colloid solution, there is no description regarding the type and amount of the chelating agent.
  • This invention is made
  • the present inventors have found that a chelating agent for calcium ions suppresses the formation or aggregation of pitch calcium salts. Further, as a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have used a specific kind of chelating agent, and the molar ratio of the chelating agent to calcium in water (chelating agent / calcium) is 1. It has been found that the pitch can be satisfactorily suppressed with a small amount of a chelating agent by adding to / 5 or less. The present invention has been completed based on such findings.
  • the present invention provides the following [1] to [7].
  • [1] A pitch control method in a facility including a pulp manufacturing facility that manufactures pulp using water from a pulp raw material, wherein the chelating agent for calcium ions is brought into contact with the pulp in the facility or an intermediate thereof and water.
  • the pitch suppression method which has the process of adding to a location.
  • [2] The pitch suppression method according to [1], wherein a dispersant containing an acrylic acid polymer is further added.
  • the surfactant is represented by the general formula (1) R—O— [CH 2 CH (CH 3 ) O] m — [CH 2 CH 2 O] n —H (1) (Where R is an alkyl group having 6 to 30 carbon atoms, m is 2 to 50, and n is 2 to 50)
  • the pitch suppression method as described in [4] which is polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether represented by these.
  • the pitch inhibitor according to [6] further including a dispersant containing an acrylic acid polymer.
  • the chelating agent for calcium ions suppresses the formation or aggregation of pitch calcium salts. Thereby, the fall of the quality of the paper by mixing the aggregate of pitch into a pulp can be prevented, and adhesion of a pitch can be suppressed.
  • the pitch inhibitor includes a chelating agent for calcium ions.
  • This pitch inhibitor is added to a place where the pulp or its intermediate and water are in contact with each other in a facility including a pulp manufacturing facility (pulp manufacturing system) for manufacturing pulp. It is presumed that the harmful effects of pitch are promoted by the precipitation of the pitch as calcium salts and the aggregation of the precipitates.
  • the chelating agent for calcium ions suppresses the formation or aggregation of the calcium salt of the pitch, so that it is possible to prevent the deterioration of the paper quality due to the pitch agglomerates being mixed into the pulp. Adhesion can be suppressed.
  • pulp raw material examples include one or more of wood chips, waste paper, and waste paper.
  • wood chip examples include one or more of an N material made from conifers, an L material made from hardwoods, deinked pulp, and broke pulp.
  • a facility including a pulp manufacturing facility (pulp manufacturing system) that manufactures pulp from pulp raw material using water is used.
  • This pulp manufacturing equipment includes chemical pulp manufacturing equipment that pulps wood chips by chemical reaction, mechanical pulp manufacturing equipment that pulps wood chips by physical crushing, and used paper printing Examples include deinking equipment that removes (deinks) ink and the like to obtain recycled pulp (deinked pulp, DIP).
  • a cooking part for boiling wood chips and taking out the fiber a washing part for removing lignin, resin, organic acid, residual cooking chemical liquid etc. solubilized in the cooking part from the fiber
  • cleaning with bleaching agents chlorine agents, such as chlorine gas, alkaline agents, such as caustic soda, hypochlorous acid, chlorine dioxide, etc.
  • cleaning with bleaching agents chlorine agents, such as chlorine gas, alkaline agents, such as caustic soda, hypochlorous acid, chlorine dioxide, etc.
  • cleaning with bleaching agents chlorine agents, such as chlorine gas, alkaline agents, such as caustic soda, hypochlorous acid, chlorine dioxide, etc.
  • mechanical pulp equipment those mainly including a refiner for crushing wood chips, a washing unit, and a bleaching unit are suitable.
  • the deinking equipment mainly includes a pulper that dissolves waste paper into water by the rotational force of the blades, a flowator that sends air to adhere ink together with bubbles, and a cleaning unit and a bleaching
  • the facility of the present invention is a paper production equipment for producing paper from a raw material (prepared paper fee), a preparation equipment for preparing pulp obtained from the pulp production equipment.
  • Equipment may be included.
  • the paper manufacturing equipment mainly includes a paper making unit that uses a finely selected paper as a paper, and a coating unit that coats the surface of the paper with a coating composition.
  • the papermaking unit mainly squeezes and dehydrates the resulting wet paper together with a blanket (felt) through two rolls by pouring a finely selected paper material onto the net and filtering it to form a paper layer.
  • the press part and the dry part which dries this are included.
  • Pitch is an adhesive resin component contained in raw wood or a synthetic adhesive substance in recycled waste paper.
  • Adhesive resin component is a natural product derived from resin acids, fatty acids, salts thereof, esters thereof, etc.
  • Synthetic adhesive substances include ink vehicles, latexes used for coated paper binders, adhesives used for gum tapes and labels, vinyl acetate adhesives used as back glue for books and magazines, etc. It is a derived substance.
  • chelating agent examples include ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and salts thereof, diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA) and salts thereof, triethylenetetraaminehexaacetic acid (TTHA) and salts thereof, and glycol ether diamine tetraacetic acid (GEDTA).
  • EDTA ethylenediaminetetraacetic acid
  • DTPA diethylenetriaminepentaacetic acid
  • TTHA triethylenetetraaminehexaacetic acid
  • GEDTA glycol ether diamine tetraacetic acid
  • NTA nitrilotriacetic acid
  • HEDTA hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid
  • CMGA glutamic acid diacetic acid
  • HEDP hydroxyethylidene diphosphonic acid
  • ATMP aminotrimethylenephosphonic acid
  • ETMP ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid
  • NTMP phosphonobutanetricarboxylic acid
  • EDDS ethylenediaminesuccinic acid
  • citric acid succinic acid, oxalic acid, phthalic acid, Go acid, gluconic acid and the like tartaric and salts thereof.
  • the amount of the chelating agent used is preferably 0.1 to 10,000 g / pulp t, more preferably 10 to 1000 g / pulp t with respect to the pulp. It is economical that the production
  • a pitch inhibitor containing a chelating agent for calcium ions is used, calcium ions in water can be chelated to prevent formation of calcium salts of pitch, and deprive calcium ions from the generated calcium salts of pitch. Thus, the water solubility of the pitch can be recovered. That is, since the pitch inhibitor according to the present invention has an effect before and after the formation of the calcium salt of the pitch, it can be added to a wide range to suppress the pitch.
  • the chelating agent there are no particular restrictions on the addition of the chelating agent as long as the pulp or its intermediate and water are in contact with each other, but preferably one or more of the cooking section, pulp washing section, and bleaching section. It is.
  • a dispersant such as an acrylic acid polymer
  • a pitch control agent such as a coagulant
  • a coagulant such as a cationic polymer
  • the pitch control agent include surfactants, cationic polymers, solvents, enzymes, inorganic substances (kaolin, talc, bentonite, etc.) and the like.
  • a dispersant containing an acrylic acid-based polymer is preferable in that it can suppress the aggregation of pitch calcium salts and further can suppress pitch.
  • acrylic acid-based polymers include polyacrylic acid (AA), a copolymer of acrylic acid and 2-hydroxy-3-allyloxy-1-propanesulfonic acid (AA / HAPS), and a copolymer of acrylic acid and maleic acid. Examples thereof include one or more of a combination (AA / MA) and a copolymer of maleic acid, acrylic acid and vinyl acetate.
  • the amount of the dispersant used is preferably 0.1 to 10000 g / pulp t, more preferably 10 to 1000 g / pulp t with respect to the pulp. It is economical that the production
  • a surfactant may be added together with the chelating agent.
  • both of these chelating agents and surfactants are added, a superior effect can be obtained compared to the case where the same amount of chelating agent or surfactant as the total amount of these two agents is added alone.
  • polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether is preferably used as the type of surfactant.
  • this polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether those represented by the following general formula (1) are preferably used.
  • R is an alkyl group having 6 to 30 carbon atoms, m is 2 to 50, and n is 2 to 50
  • m propylene oxide and n ethylene oxide are collectively described for convenience of description. However, the present invention is not limited to this, and these m propylene oxide and n ethylene oxide are included.
  • the ethylene oxide may have a random bond or a block bond between R—O— and —H in any order.
  • the polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether represented by the general formula (1) has excellent penetrating power, dissolving power and emulsifying dispersion power with respect to pitch, and can prevent pitch coarsening well. it can.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group represented by R is more preferably 8 to 25, and still more preferably 11 to 19.
  • m is more preferably 5 to 30, and further preferably 7 to 25.
  • n is more preferably 4 to 25, still more preferably 7 to 25.
  • the amount of the surfactant added is preferably 0.1 to 200 mg / L. It is excellent in the pitch suppression effect as it is 0.1 mg / L or more. When it is 200 mg / L or less, reduction of the surfactant can be achieved. From this viewpoint, the addition amount of the surfactant to the pulp is more preferably 0.1 to 100 mg / L, still more preferably 0.1 to 50 mg / L.
  • the content of the surfactant with respect to the total of the specific chelating agent and the surfactant is preferably 20 to 95% by mass. Within this range, the synergistic effect of these chelating agents and surfactants becomes more prominent. From this viewpoint, the content of the surfactant is more preferably 55 to 90% by mass, and further preferably 60 to 80% by mass. Examples of the addition location of the surfactant include the same location as the addition location of the chelating agent described above. In addition, surfactant may be added to the same location as a chelating agent, and may be added to a different location.
  • the pitch suppression method according to the second aspect is a pitch suppression method in a facility including a pulp manufacturing facility that manufactures pulp using water from a pulp raw material, and is a chelate for calcium in water at a target location in the pulp manufacturing facility.
  • the agent contains one or more of ethylenediaminetetraacetic acid and its salt, diethylenetriaminepentaacetic acid and its salt, triethylenetetraamine6 acetic acid and its salt, and glycol etherdiaminetetraacetic acid and its salt. According to such a pitch suppression method, it is possible to satisfactorily suppress the pitch using a small amount of chelating agent.
  • the second aspect is different from the first aspect in that the calcium concentration of the water to be treated is measured and in that the type and amount of the chelating agent are specified, and the other aspects are the same. Therefore, differences from the first aspect will be described below.
  • the calcium concentration in water at the target location in the pulp manufacturing facility is measured.
  • the calcium concentration in water varies depending on the factories and the type of raw wood used, but is, for example, 0.1 to 10 mmol / L.
  • limiting in particular as a measurement object location if it is in a pulp manufacturing equipment Preferably, it is one place or two places or more of a digestion part, a pulp washing
  • the chelating agent is added to the place where the pulp or its intermediate and water are in contact with each other so that the molar ratio of the chelating agent to calcium in the water (chelating agent / calcium) is 1/5 or less.
  • the reason for adding a chelating agent according to the amount of calcium is as follows.
  • Pitch is usually present as suspended particulates or hydrophobic colloids in the pulp and paper manufacturing process. Since these suspended fine particles usually have an anion portion, they are kept in a dispersed state. When these suspended fine particles or hydrophobic colloids come into contact with calcium ions, the dispersed state is easily destroyed and deposited, and aggregates and agglomerates.
  • the pitch thus agglomerated and agglomerated directly adheres to the pulp or paper due to its adhesiveness, resulting in spots. Also, the agglomerated and agglomerated pitch once adheres to and accumulates on paper manufacturing equipment such as fan pumps, piping, chests, wires, felts, rolls, etc., and then peels off and reattaches to the paper. cause.
  • the pitch causes problems such as a decrease in quality due to the occurrence of spots, a decrease in workability due to the occurrence of paper breaks, and a decrease in productivity.
  • the degree of the problem increases with the amount of calcium. Therefore, a chelating agent is added according to the calcium concentration in order to suppress these obstacles.
  • chelating agent examples include ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and salts thereof, diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA) and salts thereof, triethylenetetraaminehexaacetic acid (TTHA) and salts thereof, and glycol ether diamine tetraacetic acid (GEDTA). And one or more of the salts thereof (hereinafter sometimes referred to as “specific chelating agents”) are used.
  • EDTA ethylenediaminetetraacetic acid
  • DTPA diethylenetriaminepentaacetic acid
  • TTHA triethylenetetraaminehexaacetic acid
  • GEDTA glycol ether diamine tetraacetic acid
  • specific chelating agents are used.
  • the stability constant 10 is a threshold value and it is effective to be a chelating agent having a calcium sequestration capacity of 10 or more.
  • chelating agents include those used in the first embodiment, among which nitrilotriacetic acid (NTA), hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid (HEDTA), glutamic acid diacetic acid (CMGA), hydroxyethylidene diphosphonic acid (HEDP), aminotrimethylenephosphonic acid (ATMP), ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid (EDTMP), phosphonobutanetricarboxylic acid (PBTC), citric acid, succinic acid, oxalic acid, phthalic acid, malic acid, and tartaric acid and these The salt of is preferred.
  • NTA nitrilotriacetic acid
  • HEDTA hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid
  • CMGA glutamic acid diacetic acid
  • HEDP hydroxyethylidene diphosphonic acid
  • ATMP aminotrimethylenephosphonic acid
  • ETMP ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid
  • the amount of the chelating agent containing the above specific chelating agent is a chelating agent for calcium in water
  • the molar ratio (chelating agent / calcium) is 1/5 or less. When it exceeds 1/5, the reduction of the amount of the chelating agent cannot be achieved.
  • the amount of the chelating agent added is preferably such that the molar ratio is 1/20 or more. It is excellent in the pitch suppression effect as it is 1/20 or more. From the above viewpoint, the addition amount of this chelating agent is more preferably 1/20 to 1/5, still more preferably 1/10 to 1/5.
  • the amount of chelating agent added is more preferably the molar ratio 1/100 to 1/10, and still more preferably the molar ratio 1/50 to 1/10.
  • the addition amount of only the specific chelating agent EDTA and its salt, DTPA and its salt, TTHA and its salt, and GEDTA and its salt
  • the addition amount of only the specific chelating agent is within the above range. preferable.
  • the surfactant in the polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether represented by the general formula (1), the number of carbon atoms of the alkyl group represented by R, the number m of oxypropylene (PO) in the molecule, And what made the number n of oxyethylene (EO) in 1 molecule as shown in Table 2 was used.
  • Adhesion inhibition rate (%) [1-adhesion amount when using chelating agent (g) / adhesion amount when chelating agent is not used (g)] ⁇ 100
  • concentration of the chelating agent added may be expressed as “kg / pulp t”. Therefore, assuming that the amount of water used in a general pulp production facility is 5 m 3 / pulp t, the addition concentration of the chelating agent in the examples and comparative examples is derived as 0.25 kg / pulp t.
  • equimolar chelating components are required to sequester calcium.
  • a 1.25 mmol / L chelate component is required to sequester calcium in the AB mixed solution (calcium concentration 50 mg / L (1.25 mmol / L)) in the SUS304 pipe.
  • four types of TTHA ⁇ 6Na, GEDTA, EDTA ⁇ 4Na, and DTPA ⁇ 5Na are particularly excellent in the effect of suppressing the adhesion of pitch, and achieve an adhesion inhibition rate of 90% or more with a chelating agent of 1/5 or less of calcium. I was able to.
  • Examples 5 to 8 As shown in Table 4, the chelating agent was added in four factories (A factory, B factory, C factory, and D factory). That is, as a factory, four paper pulp manufacturing plants (A factory, B factory, C factory, and D) having a chemical pulp manufacturing facility having a digestion section, a washing section, and a bleaching section, and a downstream paper manufacturing facility. Factory) was selected. Table 4 shows the types of wood chips used in each factory. In each factory, the calcium concentration in the filtrate of the final washing machine in the washing section of the chemical pulp production facility was measured.
  • This calcium concentration was measured by a flame atomic absorption method in accordance with JIS K0102 50.2 using an atomic absorption spectrophotometer apparatus “trade name: AA-6300” manufactured by Shimadzu Corporation as a measuring apparatus.
  • various chelating agents were added to the pulp washing machine filtrate tank of the chemical pulp manufacturing facility so that the chelating agent concentration in water was a predetermined concentration.
  • the operation at each factory was continued for 30 days or more, and the degree of pitch failure in pulp products and paper products was observed (the number of pitches was counted with the naked eye).
  • an operation without adding a chelating agent was also performed, and the degree of pitch failure in the pulp product and paper product was observed (the number of pitches was counted with the naked eye).
  • the ratio of the pitch number at the time of adding the chelating agent with respect to the pitch number at the time of not adding a chelating agent was measured for every factory. The results are shown in Table 4.
  • any of the above four chelating agents obtained an effect of improving pitch disturbance with an amount of 1/5 or less of calcium.
  • the chelating agent concentration according to the calcium concentration of the unbleached final cleaning machine, it is possible to reduce the amount of chemicals used while maintaining a sufficient pitch suppression effect.
  • Example 15 to 20 and Comparative Example 20 The same operations as in Examples 9 to 14 and Comparative Example 19 were performed except that the types of chelating agent and surfactant were as shown in Table 6. The results are shown in Table 6.
  • Example 21 to 26 and Comparative Example 21 The same operations as in Examples 9 to 14 and Comparative Example 19 were performed except that the types of chelating agent and surfactant were as shown in Table 7. The results are shown in Table 7.
  • Examples 27 to 32 and Comparative Example 22 The same operations as in Examples 9 to 14 and Comparative Example 19 were performed except that the types of chelating agent and surfactant were as shown in Table 8. The results are shown in Table 8.
  • Examples 33 to 38 and Comparative Example 23 The same operations as in Examples 9 to 14 and Comparative Example 19 were performed except that the types of chelating agent and surfactant were as shown in Table 9. The results are shown in Table 9.
  • Example 39 to 44 and Comparative Example 24 The same operations as in Examples 9 to 14 and Comparative Example 19 were performed except that the types of chelating agent and surfactant were as shown in Table 10. The results are shown in Table 10.
  • Example I Comparative Example I, and Reference Example I
  • the EDTA aqueous solution (40% aqueous solution is used for the washing water of the washing machine in the unbleached washing process in the pulp production plant of the X factory that manufactures kraft pulp and makes paper from the kraft pulp.
  • an EDTA aqueous solution and a polyacrylic acid polymer (40% aqueous solution is used.
  • Concentrations in Table 11 are equivalent to those in the stock solution) are added every several weeks for periods 1 to 4 in Table 11. Pulp was produced while changing as described. The calcium concentration in the pulp before and after the addition and the number of defects (dirts) in the paper were measured.
  • the calcium concentration in the pulp decreased, and the paper quality could be improved.
  • the calcium concentration in the pulp was further reduced by further adding a dispersant containing an acrylic acid polymer.
  • the defects in the paper were reduced and the quality of the paper could be further improved.
  • Example II Comparative Example II, and Reference Example II
  • Example II> EDTA aqueous solution or HEDP aqueous solution (60% aqueous solution is used. Concentrations in Table 2 are converted to undiluted solution) to the washing water of the washing machine of the unbleached washing process in the pulp production plant of Y factory that produces kraft pulp. Added. The calcium concentration in the washing liquid at the final stage of the unbleached washing step was measured, and the number of pitches in the pulp was measured by a pitch number detector of the finished pulp chest. The other procedures were performed in the same manner as in Example I. The results are shown in Table 12.
  • talc 20% suspension was used. Concentrations in Table 2 were converted to solid content) was used. The results are shown in Table 12.
  • Reference Example II As Reference Example II, the same operation as in Example II was performed except that no drug was added. The results are shown in Table 12.
  • Example III Comparative Example III, and Reference Example III
  • EDTA aqueous solution DTPA aqueous solution (50% aqueous solution is used for the washing water of the washing machine in the unbleached washing process in the pulp production plant of Z factory that produces pulp sheet from kraft pulp. ) Or an aqueous citric acid solution (30% aqueous solution is used. Concentrations in Table 13 are converted to solid content). The calcium concentration in the cleaning liquid at the final stage of the unbleached cleaning process was measured, and the number of pitches in the pulp sheet was measured. The other procedures were performed in the same manner as in Example I.
  • talc 20% suspension was used. Concentrations in Table 13 were converted to solid content) was used. The results are shown in Table 13.
  • Reference Example III As Reference Example III, the same operation as in Example III was performed, except that no drug was added. The results are shown in Table 13.

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Abstract

　本発明は、高品質の紙を製造できかつピッチ付着を更に抑制することができるピッチ抑制方法を提供することを目的とするものであり、パルプ原料から水を用いてパルプを製造するパルプ製造設備を含む施設におけるピッチ抑制方法であって、カルシウムイオンに対するキレート剤を、前記設備内のパルプ又はその中間体と水とが接触する箇所へと添加する工程を有するものである。

Description

ピッチ抑制方法及びピッチ抑制剤
　本発明は、パルプ原料からパルプを製造するパルプ製造設備を含む施設におけるピッチ抑制方法及びピッチ抑制剤に関する。
　パルプ原料からパルプを製造するパルプ製造設備（パルプ製造系）やパルプから紙を製造する紙製造設備等の施設において、ピッチ（原料木材に含まれている粘着樹脂成分や再生古紙中の合成粘着物質）による障害が生じることがある。すなわち、ピッチが水中や抄紙用具上で析出したり、水中に析出した微細ピッチ同士の凝集物が抄紙用具上に付着することで、製品への塵の混入、搾水不良、断紙等を引き起こしたりすることがある。これにより、製品の品質低下や、設備を停止して抄紙用具等を洗浄することによる生産性低下等の問題が発生する。
　上記のピッチ障害を抑制するために、種々の方法が提案されている。例えば、非特許文献１には、種々のピッチ抑制剤が記載されている。特許文献１には、カチオンポリマーと特定の非イオン界面活性剤とを併用することにより、ピッチの付着を抑制し得ることが記載されている。特許文献２には、ピッチをタルクに吸着させることが記載されている。特許文献３には、特定の微生物に由来する酵素により、ピッチを分解することが記載されている。特許文献４には、メラミン・アルデヒド酸コロイド溶液及びキレート剤を外添することにより、粘着性汚れ（ピッチ）を抑制することが記載されている。
特開２００４－４４０６７号公報 特公昭６１－４８９７５号公報 特表平８－５００７２６号公報 特開２００３－３０１３９３号公報
和田敏、外２名、"原料品質変化にともなうピッチ処理について"、紙パ技協誌、２００８年７月、第６２巻、第７号、ｐ．８２５－８２９
　特許文献１のように界面活性剤を用いる場合、十分な効果を得るためには高濃度の界面活性剤を添加する必要があるため、界面活性剤の発泡により洗浄機における脱水不良を引き起こすという問題がある。また、界面活性剤は、系内において濃縮し、界面活性作用により内添サイズ剤のインクにじみ抑制効果の発現を阻害する等の悪影響を与えやすいという問題もある。
　特許文献２のようにタルクを用いる場合、得られるパルプ製品の色品質が不十分となり、また、タルクが粉体であるために用具を摩耗させるという問題がある。
　特許文献３のように微生物由来の酵素を用いる場合、酵素による効果が発現するまでに長時間を必要とし、その間にピッチの付着が生じるという問題がある。
　特許文献４には、キレート剤をメラミン・アルデヒド酸コロイド溶液と併用してもよいことは記載されているものの、キレート剤の種類及び添加量に関する記載が全くない。
　本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、高品質のパルプ及び／又は紙を生産効率よく製造することができるピッチ抑制方法及びピッチ抑制剤を提供することを目的とする。
　本発明者らは前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、カルシウムイオンに対するキレート剤が、ピッチのカルシウム塩の生成又は凝集を抑制することを見出した。
　また、本発明者らは前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、キレート剤として特定の種類のものを用い、水中のカルシウムに対する当該キレート剤のモル比（キレート剤／カルシウム）が１／５以下となるように添加することにより、少量のキレート剤でピッチを良好に抑制し得ることを見出した。
　本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
　すなわち、本発明は、以下の［１］～［７］を提供するものである。
［１］パルプ原料から水を用いてパルプを製造するパルプ製造設備を含む施設におけるピッチ抑制方法であって、カルシウムイオンに対するキレート剤を、前記設備内のパルプ又はその中間体と水とが接触する箇所へと添加する工程を有するピッチ抑制方法。
［２］アクリル酸系ポリマーを含む分散剤を更に添加する［１］に記載のピッチ抑制方法。
［３］前記パルプ製造設備内の対象箇所における水中のカルシウムに対するキレート剤のモル比（キレート剤／カルシウム）が１／５以下となるように、前記パルプ製造設備内のパルプ又はその中間体と水とが接触する箇所にキレート剤を添加する工程を含み、前記キレート剤が、エチレンジアミン４酢酸及びその塩、ジエチレントリアミン５酢酸及びその塩、トリエチレンテトラアミン６酢酸及びその塩、並びにグリコールエーテルジアミン４酢酸及びその塩の１種又は２種以上を含むものである［１］又は［２］に記載のピッチ抑制方法。
［４］前記キレート剤と共に界面活性剤を添加する［１］～［３］のいずれかに記載のピッチ抑制方法。
［５］前記界面活性剤が、一般式（１）
　　　Ｒ－Ｏ－［ＣＨ2ＣＨ（ＣＨ3）Ｏ］m－［ＣＨ2ＣＨ2Ｏ］n－Ｈ（１）
（ただし、Ｒは炭素数６～３０のアルキル基、ｍは２～５０、ｎは２～５０）
で表されるポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルである［４］に記載のピッチ抑制方法。
［６］パルプ原料から水を用いてパルプを製造するパルプ製造設備を含む施設におけるピッチ抑制剤であって、カルシウムイオンに対するキレート剤を含み、前記設備内のパルプ又はその中間体と水とが接触する箇所へと添加されるピッチ抑制剤。
［７］アクリル酸系ポリマーを含む分散剤を更に含む［６］に記載のピッチ抑制剤。
　本発明によれば、カルシウムイオンに対するキレート剤が、ピッチのカルシウム塩の生成又は凝集を抑制する。これにより、ピッチの凝集物がパルプに混入することによる紙の品質の低下を予防でき、また、ピッチの付着を抑制することができる。
　以下、本発明の実施形態について説明するが、これにより本発明が限定されるものではない。
［第１の態様］
　本発明に係るピッチ抑制剤及びピッチ抑制方法において、ピッチ抑制剤は、カルシウムイオンに対するキレート剤を含む。このピッチ抑制剤は、パルプを製造するパルプ製造設備（パルプ製造系）を含む施設においてパルプ又はその中間体と水とが接触する箇所へと添加される。ピッチによる弊害は、ピッチがカルシウム塩として析出し、析出物が凝集することで助長されると推測される。本発明によれば、カルシウムイオンに対するキレート剤が、ピッチのカルシウム塩の生成又は凝集を抑制するので、ピッチの凝集物がパルプに混入することによる紙の品質の低下を予防でき、また、ピッチの付着を抑制することができる。
＜パルプ原料＞
　パルプ原料としては、例えば、木材チップ、古紙、及び損紙の１種又は２種以上が挙げられる。木材チップとしては、針葉樹を原料とするＮ材や、広葉樹を原料とするＬ材、脱墨パルプ、ブロークパルプ等の１種以上が挙げられる。
＜施設＞
　施設としては、パルプ原料から水を用いてパルプを製造するパルプ製造設備（パルプ製造系）を含むものが用いられる。
　このパルプ製造設備としては、木材チップを化学的な反応で分解することでパルプ化するケミカルパルプ製造設備、木材チップを物理的な力で破砕することでパルプ化する機械パルプ製造設備、古紙の印刷インキなどを除去（脱墨）して再生パルプ（脱墨パルプ、ＤＩＰ）を得る脱墨設備等が挙げられる。
　上記ケミカルパルプ製造設備としては、主に、木材チップを煮込んで繊維を取り出す蒸解部と、蒸解部で可溶化されたリグニン、樹脂、有機酸、残留蒸解薬液等を繊維から除去する洗浄部と、洗浄後の繊維を漂白剤（塩素ガスのような塩素剤、カセイソーダ等のアルカリ剤、次亜塩素酸、二酸化塩素等）で漂白する漂白部とを含むものが好適である。
　上記機械パルプ設備としては、主に、木材チップをすり潰すリファイナーと、洗浄部、漂白部とを含むものが好適である。
　上記脱墨設備としては、主に、羽根の回転力によって古紙を水に溶解させるパルパーと、空気を送ってインクを泡と共に付着させて除去するフローテーターと、洗浄部、漂白部とを含むものが好適である。
　また、本発明の施設は、上記パルプ製造設備の他に、当該パルプ製造設備で得られたパルプを調成する調成設備や、調成した原料（精選紙料）から紙を製造する紙製造設備を含んでいてもよい。
　紙製造設備は、主に、精選紙料を紙にする抄紙部と、紙の表面を塗料配合物によって表面塗工する塗工部とを含んでいる。
　抄紙部は、主に、精選紙料を網上に流し込んでろ過させて紙層を形成するワイヤー部と、得られた湿紙を毛布（フェルト）と共に２本のロール間に通して圧搾脱水するプレス部と、これを乾燥するドライ部とを含んでいる。
＜ピッチ＞
　ピッチとは、原料木材に含まれている粘着樹脂成分や再生古紙中の合成粘着物質のことであり、粘着樹脂成分とは、樹脂酸、脂肪酸、これらの塩、これらのエステル等に由来する天然物質であり、合成粘着物質とは、インキビヒクル、コート紙のバインダーに用いられるラテックス類、ガムテープやラベルに用いられる粘着剤、書籍や雑誌類の背糊として使用される酢酸ビニル系接着剤等に由来する物質である。
＜キレート剤＞
　上記のキレート剤としては、エチレンジアミン４酢酸（ＥＤＴＡ）及びその塩、ジエチレントリアミン５酢酸（ＤＴＰＡ）及びその塩、トリエチレンテトラアミン６酢酸（ＴＴＨＡ）及びその塩、並びにグリコールエーテルジアミンン４酢酸（ＧＥＤＴＡ）及びその塩、ニトリロ３酢酸（ＮＴＡ）、ヒドロキシエチルエチレンジアミン３酢酸（ＨＥＤＴＡ）、グルタミン酸２酢酸（ＣＭＧＡ）、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸（ＨＥＤＰ）、アミノトリメチレンホスホン酸（ＡＴＭＰ）、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸（ＥＤＴＭＰ）、ニトリロトリスメチレンホスホン酸（ＮＴＭＰ）、ホスホノブタントリカルボン酸（ＰＢＴＣ）、エチレンジアミンコハク酸（ＥＤＤＳ）、クエン酸、コハク酸、シュウ酸、フタル酸、リンゴ酸、グルコン酸及び酒石酸並びにこれらの塩等が挙げられる。
　キレート剤の使用量は、パルプに対し、０．１～１００００ｇ／パルプｔであることが好ましく、より好ましくは１０～１０００ｇ／パルプｔである。上記の下限値以上であると、ピッチの生成又は凝集が十分に抑制され、上記の上限値以下であると経済的である。
　本発明では、カルシウムイオンに対するキレート剤を含むピッチ抑制剤を用いるため、水中のカルシウムイオンがキレートされ、ピッチのカルシウム塩の形成を予防でき、また、生成されたピッチのカルシウム塩からカルシウムイオンを奪うことで、ピッチの水溶性を回復させることもできる。つまり、本発明に係るピッチ抑制剤は、ピッチのカルシウム塩の形成の前後を問わず効果を有するため、幅広い箇所に添加してピッチを抑制することができる。
　上記キレート剤の添加箇所としては、パルプ又はその中間体と水とが接触する箇所であれば特に制限はないが、好ましくは、蒸解部、パルプ洗浄部、及び漂白部の１箇所又は２箇所以上である。
＜任意成分＞
　なお、上記キレート剤に加え、分散剤（アクリル酸系ポリマー等）、ピッチコントロール剤、凝結剤（カチオンポリマー等）を更に含んでもよい。ピッチコントロール剤としては、界面活性剤、カチオンポリマー、溶剤、酵素、無機物質（カオリン、タルク、ベントナイト等）等が挙げられる。次に、分散剤及び界面活性剤について詳細に説明する。
≪分散剤≫
　分散剤としては、アクリル酸系ポリマーを含む分散剤が、ピッチのカルシウム塩の凝集を抑制し、更にピッチを抑制できる点で好ましい。
　アクリル酸系ポリマーとしては、ポリアクリル酸（ＡＡ）、アクリル酸と２－ヒドロキシ－３－アリルオキシ－１－プロパンスルホン酸との共重合体（ＡＡ／ＨＡＰＳ）、アクリル酸とマレイン酸との共重合体（ＡＡ／ＭＡ）、及びマレイン酸とアクリル酸と酢酸ビニルとの共重合体の１種以上が挙げられる。分散剤の使用量は、パルプに対し、０．１～１００００ｇ／パルプｔであることが好ましく、より好ましくは１０～１０００ｇ／パルプｔである。上記の下限値以上であると、ピッチの生成又は凝集が十分に抑制され、上記の上限値以下であると経済的である。
≪界面活性剤≫
　また、キレート剤と共に、界面活性剤を添加してもよい。これらキレート剤と界面活性剤との両方を添加すると、これら２つの薬剤の総量と同量のキレート剤又は界面活性剤を単独で添加した場合と比べてより優れた効果が得られる。
　界面活性剤の種類としては、好ましくは、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルが用いられる。このポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルとしては、好ましくは次の一般式（１）で表されるものが用いられる。
　　　Ｒ－Ｏ－［ＣＨ2ＣＨ（ＣＨ3）Ｏ］m－［ＣＨ2ＣＨ2Ｏ］n－Ｈ（１）
（ただし、Ｒは炭素数６～３０のアルキル基、ｍは２～５０、ｎは２～５０）
　なお、この一般式（１）では、表記の便宜上、ｍ個のプロピレンオキサイドとｎ個のエチレンオキサイドとをまとめて記載したがこれに限定されるものではなく、これらｍ個のプロピレンオキサイド及びｎ個のエチレンオキサイドは、上記Ｒ－Ｏ－と－Ｈとの間で任意の順序でランダム結合又はブロック結合していてもよい。
　この一般式（１）で表されるポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルは、ピッチに対して優れた浸透力、溶解力及び乳化分散力を有し、ピッチの粗大化を良好に防止することができる。この観点からは、Ｒで示すアルキル基の炭素数は、より好ましくは８～２５であり、更に好ましくは１１～１９である。また、ｍは、より好ましくは５～３０であり、更に好ましくは７～２５である。更にｎは、より好ましくは４～２５であり、更に好ましくは７～２５である。
　この界面活性剤の添加量は、好ましくは０．１～２００ｍｇ／Ｌである。０．１ｍｇ／Ｌ以上であると、ピッチ抑制効果に優れる。２００ｍｇ／Ｌ以下であると、界面活性剤の削減を達成することができる。この観点からは、界面活性剤のパルプに対する添加量は、より好ましくは０．１～１００ｍｇ／Ｌであり、更に好ましくは０．１～５０ｍｇ／Ｌである。
　上記特定のキレート剤及び界面活性剤の合計に対する界面活性剤の含有量は、好ましくは２０～９５質量％である。この範囲内であると、これらキレート剤と界面活性剤との相乗効果がより顕著なものとなる。この観点からは、当該界面活性剤の含有量は、より好ましくは５５～９０質量％であり、更に好ましくは６０～８０質量％である。
　界面活性剤の添加箇所としては、前述したキレート剤の添加箇所と同様の箇所が挙げられる。なお、界面活性剤はキレート剤と同一箇所に添加してもよく、異なる箇所に添加してもよい。
［第２の態様］
　第２の態様に係るピッチ抑制方法は、パルプ原料から水を用いてパルプを製造するパルプ製造設備を含む施設におけるピッチ抑制方法であって、前記パルプ製造設備内の対象箇所における水中のカルシウムに対するキレート剤のモル比（キレート剤／カルシウム）が１／５以下となるように、前記パルプ製造設備内のパルプ又はその中間体と水とが接触する箇所にキレート剤を添加する工程を含み、前記キレート剤が、エチレンジアミン４酢酸及びその塩、ジエチレントリアミン５酢酸及びその塩、トリエチレンテトラアミン６酢酸及びその塩、並びにグリコールエーテルジアミン４酢酸及びその塩の１種又は２種以上を含むものである。このようなピッチ抑制方法によれば、少量のキレート剤を用いてピッチを良好に抑制することができる。
　第２の態様は、第１の態様と比べて、被処理水のカルシウム濃度を測定する点、及びキレート剤の種類及び添加量を特定する点において異なり、その他の点において同様である。よって、以下に、第１の態様と異なる点を説明する。
＜カルシウム濃度の測定＞
　第２の態様に係るピッチ抑制方法では、前記パルプ製造設備内の対象箇所における水中のカルシウム濃度を測定する。水中のカルシウム濃度は、各工場や使用する原料木材の種類等によって異なるが、例えば０．１～１０ｍｍｏｌ／Ｌである。
　測定の対象箇所としては、パルプ製造設備内であれば特に制限はないが、好ましくは、蒸解部、パルプ洗浄部、及び漂白部の１箇所又は２箇所以上である。
＜キレート剤の添加＞
　次いで、水中のカルシウムに対するキレート剤のモル比（キレート剤／カルシウム）が１／５以下となるように、パルプ又はその中間体と水とが接触する箇所にキレート剤を添加する。
　このように、カルシウム量に応じてキレート剤を添加する理由は、次のとおりである。
　ピッチは、通常はパルプ及び紙の製造工程中で懸濁微粒子又は疎水性コロイドとなって存在している。この懸濁微粒子は通常アニオン部を持っているため分散状態を保っている。これら懸濁微粒子や疎水性コロイドがカルシウムイオンと接触すると、分散状態が容易に破壊されて析出し、凝集、集塊化する。
　このように凝集、集塊化したピッチは、その粘着性により、パルプや紙に直接付着して斑点となる。また、凝集、集塊化したピッチは、ファンポンプ、配管内、チェスト、ワイヤー、フェルト、ロールなどの紙製造装置類に一旦付着堆積したのち、剥離して紙へ再付着し、斑点や断紙を引き起こす。このように、ピッチは、斑点発生による品質の低下や、断紙の発生による作業性、生産性の低下などの障害を引き起こし、障害の程度は、カルシウム量に応じて大きくなる。よって、これらの障害の抑制のために、カルシウム濃度に応じてキレート剤を添加する。
≪キレート剤の種類≫
　上記のキレート剤としては、エチレンジアミン４酢酸（ＥＤＴＡ）及びその塩、ジエチレントリアミン５酢酸（ＤＴＰＡ）及びその塩、トリエチレンテトラアミン６酢酸（ＴＴＨＡ）及びその塩、並びにグリコールエーテルジアミンン４酢酸（ＧＥＤＴＡ）及びその塩の１種又は２種以上（以下、「特定のキレート剤」と称することがある）を含むものを用いる。
　上記のキレート剤を用いることにより、水中のカルシウムに対するキレート剤のモル比（キレート剤／カルシウム）が１／５以下であっても、優れたピッチ抑制効果を発揮する。これにより、ピッチの抑制とキレート剤の添加量の削減との両方を達成することができる。
　このように、特に上記キレート剤がピッチ抑制効果に優れる理由は定かではないが、上記キレート剤中の上記特定のキレート剤は、次の一般式（２）で示される安定度定数（ｌｏｇ（Ｋ））が高いためであると推測される。
　ｌｏｇ（Ｋ）＝ｌｏｇ｛Ｃａのキレート錯塩濃度／［Ｃａ濃度］［キレート剤濃度］｝　（２）
　すなわち、上記ＥＤＴＡ、ＤＴＰＡ、ＴＴＨＡ、及びＧＥＤＴＡのＣａに対する２５℃における安定度定数は、いずれも１０以上である。これに対し、例えば、ヒドロキシエチルエチレンジアミン３酢酸（ＨＥＤＴＡ）及びニトリロ３酢酸（ＮＴＡ）のＣａに対する２５℃における安定度定数は、それぞれ、８．５及び６．６であり、１０未満である。そのため、ピッチ抑制という観点からは、当該安定度定数１０が閾値であり、１０以上のカルシウム封鎖能力を有するキレート剤であることが効果的であると推測される。
　また、上記の特定のキレート剤の他に、他のキレート剤を添加してもよい。他のキレート剤としては、第１の態様で用いたものが挙げられ、その中でも、ニトリロ３酢酸（ＮＴＡ）、ヒドロキシエチルエチレンジアミン３酢酸（ＨＥＤＴＡ）、グルタミン酸２酢酸（ＣＭＧＡ）、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸（ＨＥＤＰ）、アミノトリメチレンホスホン酸（ＡＴＭＰ）、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸（ＥＤＴＭＰ）、ホスホノブタントリカルボン酸（ＰＢＴＣ）、クエン酸、コハク酸、シュウ酸、フタル酸、リンゴ酸、及び酒石酸並びにこれらの塩が好ましい。
≪キレート剤の添加量≫
　上記の特定のキレート剤（ＥＤＴＡ及びその塩、ＤＴＰＡ及びその塩、ＴＴＨＡ及びその塩、並びにＧＥＤＴＡ及びその塩の１種又は２種以上）を含むキレート剤の添加量は、水中のカルシウムに対するキレート剤のモル比（キレート剤／カルシウム）が１／５以下となる量である。１／５よりも多くなると、キレート剤の添加量の削減を達成することができない。このキレート剤の添加量は、好ましくは、モル比が１／２０以上となる量である。１／２０以上であると、ピッチ抑制効果に優れる。上記観点から、このキレート剤の添加量は、より好ましくは１／２０～１／５であり、更に好ましくは１／１０～１／５である。界面活性剤と併用する場合には、キレート剤の添加量は、より好ましくは上記モル比１／１００～１／１０であり、更に好ましくは上記モル比１／５０～１／１０である。
　なお、上記特定のキレート剤（ＥＤＴＡ及びその塩、ＤＴＰＡ及びその塩、ＴＴＨＡ及びその塩、並びにＧＥＤＴＡ及びその塩の１種又は２種以上）のみの添加量が、上記範囲内であることが特に好ましい。
　次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
［１］実施例１～４４及び比較例１～２４
　キレート剤としては、次のものを使用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　また、界面活性剤としては、一般式（１）で表されるポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルにおいて、Ｒで示されるアルキル基の炭素数、１分子中におけるオキシプロピレン（ＰＯ）の数ｍ、及び１分子中におけるオキシエチレン（ＥＯ）の数ｎを、表２に示すとおりとしたものを使用した。
　　　Ｒ－Ｏ－［ＣＨ2ＣＨ（ＣＨ3）Ｏ］m－［ＣＨ2ＣＨ2Ｏ］n－Ｈ　（１）
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
［実施例１～４及び比較例１～１８］
＜Ａ液及びＢ液の調製＞
　トール油２０質量％及びエタノール８０質量％に調製した溶液２５ｇに対して、水酸化ナトリウム５０ｇとエタノール４２５ｇとを混合した。この混合液に対して表３に示すキレート剤を添加すると共に純水で希釈することにより、キレート剤の有効成分濃度が１００ｍｇ／Ｌ、トール油濃度が１００ｍｇ／Ｌである溶液（Ａ液）を調製した。
　また、塩化カルシウム・２水和物１８．４ｇを純水で希釈し、カルシウム濃度が１００ｍｇ／Ｌである溶液（Ｂ液）を調製した。
＜模擬パルプ製造設備（ＳＵＳ３０４配管）への通液＞
　Ａ液１０ｍＬ／ｍｉｎとＢ液１０ｍＬ／ｍｉｎとを、内径６ｍｍ、長さ５００ｍｍのＳＵＳ３０４配管に連続的に７２時間通液した。７２時間後に当該配管内の液を除去し、空気で乾燥させた。乾燥後、配管内の付着物を、クロロホルム５０体積％及びベンゼン５０体積％に調製した溶媒１５０ｍＬで６時間抽出し、付着物の質量を測定した。また、付着抑制率を、次の式により測定した。
　　　付着抑制率（％）＝〔１－キレート剤使用時の付着量（ｇ）／キレー
　　　　　　　　　　　　ト剤不使用時の付着量（ｇ）〕×１００
　その結果を表３に示す。
　なお、実用上は、キレート剤の添加濃度を「ｋｇ／パルプｔ」で表記することがある。そこで、一般的なパルプ製造設備における水の使用量を５ｍ3／パルプｔと仮定すると、実施例及び比較例におけるキレート剤の添加濃度は０．２５ｋｇ／パルプｔと導出される。
＜結果＞
　一般的にカルシウムを封鎖するためには、等モルのキレート成分が必要とされる。例えば、上記のとおり、ＳＵＳ３０４配管内のＡＢ混合液（カルシウム濃度５０ｍｇ／Ｌ（１．２５ｍｍｏｌ／Ｌ））中におけるカルシウムを封鎖するためには、１．２５ｍｍｏｌ／Ｌのキレート成分が必要とされる。しかしながら、ＴＴＨＡ・６Ｎａ、ＧＥＤＴＡ、ＥＤＴＡ・４Ｎａ、及びＤＴＰＡ・５Ｎａの４種は、特にピッチ付着抑制効果に優れ、カルシウムの１／５以下のキレート剤で９０％以上の付着抑制率を達成することができた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
［実施例５～８］
　表４に示すとおり、４箇所の工場（Ａ工場、Ｂ工場、Ｃ工場、及びＤ工場）において、キレート剤の添加を行った。
　すなわち、工場として、蒸解部、洗浄部、及び漂白部を有するケミカルパルプ製造設備と、その下流側の紙製造設備とを有する４つの紙パルプ製造工場（Ａ工場、Ｂ工場、Ｃ工場、及びＤ工場）を選択した。各工場で使用される木材チップの種類は、表４に示すとおりである。
　各工場において、ケミカルパルプ製造設備の洗浄部における最終洗浄機のろ液中のカルシウム濃度を測定した。このカルシウム濃度の測定は、測定装置として株式会社島津製作所製原子吸光分光光度計装置「商品名；ＡＡ－６３００」を用い、ＪＩＳ　Ｋ０１０２　５０．２に準拠し、フレーム原子吸光法により行った。
　また、ケミカルパルプ製造設備のパルプ洗浄機ろ液タンク内に、水中におけるキレート剤濃度が所定濃度となるように各種キレート剤を添加した。
　各工場での運転を３０日以上継続し、パルプ製品及び紙製品におけるピッチ障害の程度を観察した（ピッチ数を肉眼で数えた）。また、各工場において、キレート剤を添加しない運転も行い、パルプ製品及び紙製品におけるピッチ障害の程度を観察した（ピッチ数を肉眼で数えた）。そして、工場ごとに、キレート剤を添加しない場合のピッチ数に対するキレート剤を添加した場合のピッチ数の割合を測定した。その結果を表４に示す。
　表４に示されているとおり、上記４種類のキレート剤のいずれも、カルシウムの１／５以下の量でピッチ障害の改善効果が得られた。このように、未晒最終洗浄機のカルシウム濃度に応じてキレート剤濃度を制御することにより、十分なピッチ抑制効果を維持しつつ、薬品使用量を削減することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
［実施例９～１４及び比較例１９］
＜Ｃ液及びＤ液の調製＞
　トール油２０質量％及びエタノール８０質量％に調製した溶液５０ｇに対して、水酸化ナトリウム５０ｇとエタノール４００ｇとを混合した。この混合液に対して表５に示すキレート剤及び／又は界面活性剤を添加すると共に純水で希釈することにより、キレート剤の有効成分と界面活性剤の有効成分との合計濃度が１００ｍｇ／Ｌ、トール油濃度が２００ｍｇ／Ｌである溶液（Ｃ液）を調製した。
　また、塩化カルシウム・２水和物３６．８ｇを純水で希釈し、カルシウム濃度が２００ｍｇ／Ｌである溶液（Ｄ液）を調製した。
＜模擬パルプ製造設備（ＳＵＳ３０４配管）への通液＞
　実施例１と同様にしてＣ液及びＤ液をＳＵＳ配管内に通液し、付着物及び付着抑制率を測定した。その結果を表５に示す。
　なお、実施例１と同様にしてキレート剤及び界面活性剤の添加濃度を算出した結果、キレート剤の添加濃度は０．０２５～０．２５ｋｇ／パルプｔであり、界面活性剤の添加濃度は０．０２５～０．２５ｋｇ／パルプｔであった。
［実施例１５～２０及び比較例２０］
　キレート剤及び界面活性剤の種類を表６のとおりとしたこと以外は実施例９～１４及び比較例１９と同様の操作を行った。その結果を表６に示す。
［実施例２１～２６及び比較例２１］
　キレート剤及び界面活性剤の種類を表７のとおりとしたこと以外は実施例９～１４及び比較例１９と同様の操作を行った。その結果を表７に示す。
［実施例２７～３２及び比較例２２］
　キレート剤及び界面活性剤の種類を表８のとおりとしたこと以外は実施例９～１４及び比較例１９と同様の操作を行った。その結果を表８に示す。
［実施例３３～３８及び比較例２３］
　キレート剤及び界面活性剤の種類を表９のとおりとしたこと以外は実施例９～１４及び比較例１９と同様の操作を行った。その結果を表９に示す。
［実施例３９～４４及び比較例２４］
　キレート剤及び界面活性剤の種類を表１０のとおりとしたこと以外は実施例９～１４及び比較例１９と同様の操作を行った。その結果を表１０に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
＜実施例９～４４及び比較例１９～２４の結果＞
　総ての種類のキレート剤と界面活性剤の組合せにおいて、相加作用以上の効果が確認された。すなわち、これらキレート剤と界面活性剤の合計濃度が同一であっても、キレート剤と界面活性剤とを組み合わせて使用した方が、キレート剤又は界面活性剤を単独で使用したよりも付着物（ピッチ）抑制効果に優れていた。このように、キレート剤と界面活性剤とを併用することにより、薬剤使用量の低減が図られる。
［２］実施例Ｉ～ＩＩＩ、比較例Ｉ～ＩＩＩ、及び参考例Ｉ～ＩＩＩ
［実施例Ｉ、比較例Ｉ、及び参考例Ｉ］
　＜実施例Ｉ＞
　クラフトパルプを製造し、そのクラフトパルプから抄紙を行うＸ工場のパルプ製造プラントにおける未晒洗浄工程の洗浄機の洗浄用水へ、ＥＤＴＡ水溶液（４０％水溶液を使用。表１１中の濃度は原液に換算したもの）、又はＥＤＴＡ水溶液及びポリアクリル酸ポリマー（４０％水溶液を使用。表１１中の濃度は原液に換算したもの）の添加量を、数週間ごとに表１１中の期間１～期間４のとおりに変化させながら、パルプを製造した。添加中及び停止前後のパルプ中のカルシウム濃度及び紙中の欠点（ダート）の数を計測した。なお、カルシウム濃度は、パルプを酸性液に浸漬して溶解したカルシウムを、ＩＣＰ発光分析法で測定した。この結果を表１１に示す。
　＜比較例Ｉ＞
　比較例Ｉとして、ノニオン界面活性剤であるポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル型界面活性剤（オキシエチレン付加モル数約２０、オキシプロピレン付加モル数約１４、アルキル長約１８）の９０％水溶液を使用した。表１１中の濃度は原液に換算した値である。
　＜参考例Ｉ＞
　参考例Ｉとして、薬剤を添加しなかったこと以外は実施例Ｉと同様の操作を行った。その結果を表１１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
　表１１に示されるように、ＥＤＴＡを添加することで、パルプ中のカルシウム濃度が低下し、紙の品質を向上することができた。また、アクリル酸系ポリマーを含む分散剤を更に添加することで、パルプ中のカルシウム濃度がより低下した。また、紙中の欠点が減少し、紙の品質をより向上することができた。
［実施例ＩＩ、比較例ＩＩ、及び参考例ＩＩ］
　＜実施例ＩＩ＞
　クラフトパルプを製造するＹ工場のパルプ製造プラントにおける未晒洗浄工程の洗浄機の洗浄用水へ、ＥＤＴＡ水溶液、又はＨＥＤＰ水溶液（６０％水溶液を使用。表２中の濃度は原液に換算したもの）を添加した。未晒洗浄工程最終段の洗浄液中のカルシウム濃度を測定し、また、パルプ完成チェストのピッチ個数検出器によりパルプ中のピッチ個数を計測した。その他は実施例Ｉと同様の手順で実験を行った。この結果を表１２に示す。
　＜比較例ＩＩ＞
　また、比較例ＩＩとして、タルク（２０％懸濁液を使用。表２中の濃度は固形分換算したもの）を使用した。この結果を表１２に示す。
　＜参考例ＩＩ＞
　参考例ＩＩとして、薬剤を添加しなかったこと以外は実施例ＩＩと同様の操作を行った。その結果を表１２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
　表１２に示されるように、ＥＤＴＡ又はＨＥＤＰを用いることで、添加量が少量にもかかわらず、洗浄液中のカルシウム濃度が低下した。また、パルプ中のピッチ個数が減少し、パルプの品質を向上することができた。
［実施例ＩＩＩ、比較例ＩＩＩ、及び参考例ＩＩＩ］
　＜実施例ＩＩＩ＞
　クラフトパルプからパルプシートを製造するＺ工場のパルプ製造プラントにおける未晒洗浄工程の洗浄機の洗浄用水へ、ＥＤＴＡ水溶液、ＤＴＰＡ水溶液（５０％水溶液を使用。表１３中の濃度は原液に換算したもの）、又はクエン酸水溶液（３０％水溶液を使用。表１３中の濃度は固形分換算したもの）を添加した。未晒洗浄工程最終段の洗浄液中のカルシウム濃度を測定し、また、パルプシート中のピッチ個数を計測した。その他は実施例Ｉと同様の手順で実験を行った。
　＜比較例ＩＩＩ＞
　また、比較例ＩＩＩとして、タルク（２０％懸濁液を使用。表１３中の濃度は固形分換算したもの）を使用した。この結果を表１３に示す。
　＜参考例ＩＩＩ＞
　参考例ＩＩＩとして、薬剤を添加しなかったこと以外は実施例ＩＩＩと同様の操作を行った。その結果を表１３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
　表１３に示されるように、ＥＤＴＡ、ＤＴＰＡ、又はクエン酸を用いることで、添加量が少量にもかかわらず、洗浄液中のカルシウム濃度が低下した。また、パルプシート中のピッチ個数が減少し、パルプシートの品質及び歩留まりを向上することができた。

Claims (7)

  1. 　パルプ原料から水を用いてパルプを製造するパルプ製造設備を含む施設におけるピッチ抑制方法であって、
    　カルシウムイオンに対するキレート剤を、前記設備内のパルプ又はその中間体と水とが接触する箇所へと添加する工程を有するピッチ抑制方法。
  2. 　アクリル酸系ポリマーを含む分散剤を更に添加する請求項１に記載のピッチ抑制方法。
  3. 　前記パルプ製造設備内の対象箇所における水中のカルシウムに対するキレート剤のモル比（キレート剤／カルシウム）が１／５以下となるように、前記パルプ製造設備内のパルプ又はその中間体と水とが接触する箇所にキレート剤を添加する工程を含み、
    　前記キレート剤が、エチレンジアミン４酢酸及びその塩、ジエチレントリアミン５酢酸及びその塩、トリエチレンテトラアミン６酢酸及びその塩、並びにグリコールエーテルジアミン４酢酸及びその塩の１種又は２種以上を含むものである請求項１又は２に記載のピッチ抑制方法。
  4. 　前記キレート剤と共に界面活性剤を添加する請求項１～３のいずれかに記載のピッチ抑制方法。
  5. 　前記界面活性剤が、一般式（１）
    　　　Ｒ－Ｏ－［ＣＨ2ＣＨ（ＣＨ3）Ｏ］m－［ＣＨ2ＣＨ2Ｏ］n－Ｈ（１）
    （ただし、Ｒは炭素数６～３０のアルキル基、ｍは２～５０、ｎは２～５０）
    で表されるポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルである請求項４に記載のピッチ抑制方法。
  6. 　パルプ原料から水を用いてパルプを製造するパルプ製造設備を含む施設におけるピッチ抑制剤であって、
    　カルシウムイオンに対するキレート剤を含み、
    　前記設備内のパルプ又はその中間体と水とが接触する箇所へと添加されるピッチ抑制剤。
  7. 　アクリル酸系ポリマーを含む分散剤を更に含む請求項６に記載のピッチ抑制剤。
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