JP2002020992A - 製紙用ピッチ抑制剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パルプ及び紙の製造工程におけるピッチ障害
を抑制、防止するためのピッチ抑制剤を提供する。 【解決手段】 特定の二塩基性カルボン酸もしくはその
無水物とポリアルキレングリコールとを反応させて得ら
れる化合物の少なくとも一種類を含有するピッチ抑制
剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はパルプ及び紙の製造工程
におけるピッチ障害を抑制、防止するためのピッチ抑制
剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、製紙工程においては種々の原因に
よりピッチトラブルが発生しており、ピッチ対策は製紙
工場における重要な課題となっている。一般にピッチは
木材から遊離される天然樹脂類や脂肪酸等、あるいは古
紙から持ち込まれるガム物質等、更には製紙工程で使用
されるサイズ剤などの添加薬品に由来する有機物を主体
とする非水溶性の粘着性物質が、何らかの外的作用によ
って凝集した物と考えられている。凝集したピッチは、
その粘着性によりファンポンプ、配管、チェスト、フェ
ルト、ロール等の製造設備へ付着して生産性を阻害する
だけでなく、パルプや紙へ付着して断紙の発生や製品の
品質低下を招く。近年、紙の多様化に伴う使用薬品の増
加と、公害規制に伴う工程での水のクローズド化によ
り、ピッチ障害は増大する傾向になっている。

【０００３】従来ピッチ障害を抑制、防止するため、種
々の方策が講じられてきた。例えば特公昭４６−２４７
２１のノニオン界面活性剤や特開昭５５−８４４９１の
アニオン系ポリマーによってピッチを微粒子の状態で安
定に分散させ脱水工程にて水とともに除去させる方法、
タルクやクレイにピッチを吸着させ、ピッチの粘着性を
低下させると共に紙に抄き込ませてしまう方法、あるい
は特開平７−１２６９９６のカチオン性ポリマーでピッ
チをパルプに定着させる方法等が提案されている。しか
し、これまでの提案では水のクローズド化に伴う分散不
良、タルク等によるワイヤーなどの摩耗、損傷、あるい
は定着効果が不十分など、必ずしも満足できる結果は得
られていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の課題
は、従来のピッチ障害を抑制、防止するために講じられ
てきた方策の問題点を解決する、すなわち本発明の化合
物を含有するピッチ抑制剤を使用することにより製造設
備へのピッチの付着を著しく抑制し、かつ断紙の発生や
製品の品質低下を防ぎ生産性、作業性の向上を提供する
ことにある。

【０００５】

【問題を解決するための手段】本発明者等は製紙工程に
おけるピッチ抑制に関する研究を鋭意行った結果、ある
種の二塩基性カルボン酸もしくはその無水物（以下二塩
基性カルボン酸類とする）とポリアルキレングリコール
との反応物が、効果的にピッチを抑制するとの知見を得
て、本発明に到達したものである。

【０００６】即ち、本発明は特定の二塩基性カルボン酸
類とポリアルキレングリコールとを反応させて得られる
化合物の少なくとも一種類以上を含有することからなる
製紙用ピッチ抑制剤を提供するものである。以下、本発
明の構成について詳述する。

【０００７】ここに言う二塩基性カルボン酸類とポリア
ルキレングリコールの反応物とは、一般式化１ （式中、Ｒ_１は水素又は炭素数６〜５０のアルキル基、
アルケニル基、アラルキル基もしくはアラルケニル基で
あり、ｎは１ないし８の整数である。）で表される二塩
基性カルボン酸もしくはその無水物と、 Ｈ（Ｃ_ｐＨ_２ｐＯ）_ｑＯＨ 化２ （式中、ｐは２≦ｐ≦４であり、ｑは１≦ｑ≦１００で
ある。）で表される一般式化２のポリアルキレングリコ
ールとをモル比で１：０．５〜１：２．０の割合で反応
させて得られる化合物を指す。

【０００８】本発明の化合物は二塩基性カルボン酸類と
ポリアルキレングリコールとを、無触媒あるいは既知の
エステル化触媒を用いて、減圧又は窒素ガス等にて縮合
時に生成する水を除去しながら１３０から２２０℃で反
応させることによって得られる。または二塩基性カルボ
ン酸類に直接アルキレンオキサイドを付加するか、しか
る後に二塩基性カルボン酸類を追加し、前記合成条件と
同様に反応させる二段階の反応方法を用いてもよい。二
塩基性カルボン酸類のアルキレンオキサイド付加物は公
知の付加方法により容易に得られる。

【０００９】本発明に使用し得る二塩基性カルボン酸類
としては、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン
酸、ピメリン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン
酸、アルキルコハク酸、アルケニルコハク酸、アラルキ
ルコハク酸、アラルケニルコハク酸等もしくはこれらの
無水物が挙げられる。これらの二塩基性カルボン酸類は
２種類以上を併用してもよい。本発明の化合物を得るた
めには二塩基性カルボン酸と炭素数１ないし４の低級ア
ルコールとのエステルを用いることもできるが、当該エ
ステルは経済的に好ましくない。

【００１０】とりわけ、本発明の化合物として効果の高
い物は生成した化合物中に炭素数６以上のアルケニル基
を有するものである。これらの化合物はピッチ成分に対
する吸着性の向上とピッチの粘着性の低下をバランス良
く兼ね備えており、この目的に最も合致する二塩基性カ
ルボン酸としてはアルケニルコハク酸が挙げられる。

【００１１】本発明に使用するポリアルキレングリコー
ルは水又は（ポリ）エチレングリコール、（ポリ）プロ
ピレングリコール、（ポリ）ブチレングリコールにエチ
レンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキ
サイドを単独あるいは２種類以上をブロック又はランダ
ムで付加し得られるものである。これらのポリアルキレ
ングリコールは公知の付加方法により容易に得られ、こ
れらのうち２種類以上を併用してもよい。本発明の化合
物に使用するポリアルキレングリコールの重合度は１な
いし１００、好ましくは２〜８０である。重合度が１０
０を越えると本発明の化合物の分子中に占める二塩基性
カルボン酸類に由来する部分の割合が小さくなり、ピッ
チ抑制剤として十分な効果が得られない。

【００１２】次に本発明の化合物を構成する二塩基性カ
ルボン酸類とポリアルキレングリコールとの反応モル比
について説明する。本発明化合物の二塩基性カルボン酸
類とポリプロピレングリコールとの反応モル比は１：
０．５〜１：２．０である。この範囲で反応させて得ら
れる化合物は一定以上の鎖長を有するポリエステルとな
り、この化合物を含有してなるピッチ抑制剤は高いピッ
チ抑制効果を発揮している。二塩基性カルボン酸類に対
するポリアルキレングリコールの割合がモル比で０．５
以下の場合は、未反応の二塩基性カルボン酸が残存し十
分なピッチ抑制効果が得られない。また、上記反応比が
２．０以上の場合は未反応のポリアルキレングリコール
が残存し、サイズ度の低下や工程中の発泡を助長し好ま
しくない。二塩基性カルボン酸類のモル数は公知の分析
方法により決定される分子量より容易に算出できる。ポ
リアルキレングリコールの分子量には公知の通り分布が
あり、二塩基性カルボン酸類に対するポリアルキレング
リコールの反応モル比はポリアルキレングリコールに由
来する水酸基価またはゲルパーミエーションクロマトグ
ラフィー等の分析機器を用いて決定される平均分子量を
用いて算出することができる。

【００１３】本発明の化合物を含有してなるピッチ抑制
剤の使用量はピッチの発生状況によって異なるが、通
常、パルプ重量に対して０．００１〜１重量％であり、
一般的には０．０１〜０．５重量％が好ましい。

【００１４】本発明の化合物は水に対する溶解性が不十
分な場合、使用段階での水希釈性ならびに水への分散性
を考慮し各種界面活性剤、保護コロイド剤、溶剤類等を
併用することを妨げない。 また、本発明の化合物は他
のピッチコントロール成分を併用することを妨げない。

【００１５】本発明の化合物は、使用するポリアルキレ
ングリコールの親水度を調整することにより工程におけ
る消泡効果や脱墨パルプ製造時の脱インキ性を寄与する
ことができ、パルプ及び紙の製造工程で使用されるピッ
チ抑制剤以外の薬剤組成物としての使用もできる。ここ
で言うピッチ抑制剤以外の薬剤とは消泡剤、または脱墨
剤などを指し、それらの薬剤における本発明化合物の配
合割合は選択された成分の種類や使用目的に応じて容易
に決定される。以下に本発明の実施例を示すが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。

【００１６】

【実施例】実施例１ ４つ口フラスコに酸価が３２１（ｍｇＫＯＨ／ｇ）のア
ルケニルコハク酸３５０ｇ（１モル）と平均分子量１０
００のポリエチレングリコール及びポリプロピレングリ
コールを重量比１：１の割合で１０００ｇ仕込み、６０
℃でフラスコ内の固形物を溶解しよく混合した。次いで
水酸化ナトリウム２．０ｇを加え、窒素ガスにて生成す
る水を除去しながら１５０〜１６０℃に保持し、エステ
ル化反応を行い、触媒中和後の酸価が９．５の本発明品
Ｎｏ．１のポリエステル化合物を得た。

【００１７】実施例２ 実施例１と同様の方法で、水の存在下で測定した酸価が
３６０のアルケニルコハク酸の無水物１５６ｇ（０．５
モル）とエチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド
を重量比が１：１になるようにランダムで付加し得られ
る平均分子量２０００のポリアルキレングリコール８０
０ｇを反応させ、触媒中和後の酸価が１０．０の本発明
品Ｎｏ．２を得た。

【００１８】実施例３ 実施例１と同様の方法で水の存在下で測定した酸価が３
６０のアルケニルコハク酸の無水物７８ｇ（０．２５モ
ル）及びアジピン酸３７ｇ（０．２５モル）と実施例２
で用いたポリアルキレングリコール１４００ｇを硫酸触
媒下で反応させ、触媒中和後の酸価が１０．５の本発明
品Ｎｏ．３を得た。

【００１９】実施例４ 実施例１と同様の方法で水の存在下で測定した酸価が３
６０のアルケニルコハク酸の無水物７８ｇ（０．２５モ
ル）及びアジピン酸１１０ｇ（０．７５モル）と平均分
子量５００のエチレングリコールに重量比が１：１にな
るようにプロピレンオキサイドを付加し得られる平均分
子量１０００のポリアルキレングリコール１０００ｇと
を反応させ、触媒中和後の酸価が１２．４の本発明品Ｎ
ｏ．４を得た。

【００２０】実施例５ 加圧反応釜に酸価が３２１のアルケニルコハク酸３５０
ｇ（１モル）を仕込み触媒として水酸化ナトリウム６．
７ｇを加え、１２０〜１４０℃でエチレンオキサイド及
びプロピレンオキサイドの重量比が１：１になるように
ランダムで付加し、触媒中和後の水酸基価が４８（ｍｇ
ＫＯＨ／ｇ）のアルケニルコハク酸とアルキレングリコ
ールのジエステルを得た。このジエステル２３３８ｇ
（１モル）と水の存在下で測定した酸価が３６０のアル
ケニルコハク酸の無水物３１２ｇ（１モル）を実施例１
と同様の方法でエステル化し、触媒中和後の酸価が６．
４の本発明品Ｎｏ．５を得た。

【００２１】本発明品Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５について以下
に記すピッチ制御テストを実施した。尚、比較品として
次の市販のピッチコントロール剤及び界面活性剤を供試
した。 １．市販品Ａ（ジメチルアミン／エピクロルヒドリン縮
合物系カチオンポリマー ５０％品） ２．市販品Ｂ（ポリアクリル酸系アニオンポリマー ３
０％品） ３．市販品Ｃ（鉱物油エマルジョン ３０％品） ４．ノニオン界面活性剤（ポリ（２０）オキシエチレン
ヘキサデシルアミン１００％品） ５．カチオン界面活性剤（ラウリルトリメチルアンモニ
ウムクロライド ３０％品）

【００２２】テスト例１ クラフトパルプの製造工程より採取したピッチを溶剤で
抽出し、２％濃度に調整した。このピッチ溶液に広葉樹
を原料とした漂白されたクラフトパルプ（ＬＢＫＰ）を
浸漬し、１１０℃で３時間乾燥して得たピッチ付着パル
プ（ピッチ付着量…対パルプ１．５％）を、１５％濃度
で離解後、３％濃度に希釈し試験用パルプスラリーとし
た。試験用パルプスラリーは、Ｊ．ＴＡＰＰＩ紙パルプ
試験Ｎｏ．１１のパルプピッチの金網付着試験法（試験
器…熊谷理機工業（株）製ピッチテスター）に従ってピ
ッチ付着試験を行い、ワイヤーへのピッチ付着量より性
能評価を行った。尚、助剤の添加量は対パルプ当たり
０．０５重量％（固型分）であり、この時の試験温度は
４０℃、使用した溶剤はベンゼン／エタノール＝２／１
（容積比）混合溶剤である。

【００２３】テスト例２ ダンボール古紙を原料として中芯を製造している工程か
ら採取したピッチを用い、テスト例１と同様の試験を行
った。この時、使用した溶剤はトルエンである。

【００２４】なお、パルプ付着量及び付着防止率（％）
は下記の通り表される。 ピッチ付着量＝パルプ１００ｇ当たりのｍｇ数

【式１】

【００２５】試験結果は表１に示す。表１に示したよう
に本発明のピッチ抑制剤は比較品と比べ、優れたピッチ
抑制効果があることが判る。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【発明の効果】本発明のピッチ抑制剤を使用することに
より、ファンポンプ、配管、チェスト、ワイヤー、フェ
ルト等の製造設備へのピッチ付着を著しく抑制し、紙の
断紙や品質低下を防ぎ生産性、作業性の向上が得られ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一般式 化１ （式中、Ｒ_１は水素又は炭素数６から５０のアルキル
   基、アルケニル基、アラルキル基もしくはアラルケニル
   基であり、ｎは１ないし８の整数である。）で表される
   二塩基性カルボン酸もしくはその無水物と、 Ｈ（Ｃ_ｐＨ_２ｐＯ）_ｑＯＨ 化２ （式中、ｐは２ないし４の整数であり、ｑは１ないし１
   ００である。）の一般式化２で表されるポリアルキレン
   グリコールとをモル比で１：０．５〜１：２．０の割合
   で反応させて得られる化合物の少なくとも一種類以上を
   含有することからなる製紙用ピッチ抑制剤。
2. 【請求項２】 二塩基性カルボン酸がアルケニルコハク
   酸もしくはその無水物であるところの請求項１に記載の
   製紙用ピッチ抑制剤。
3. 【請求項３】 ポリアルキレングリコールが（Ｃ_２Ｈ_４
   Ｏ） 又は／及び（Ｃ_３Ｈ_６Ｏ）を構成単位として表さ
   れるところの請求項１及び請求項２に記載の製紙用ピッ
   チ抑制剤。