JPH0624732U - 製紙用サイズ剤乳化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 紙のサイズ剤として用いられるアルケニルコ
ハク酸無水物を、デンプン溶液または水で乳化してエマ
ルション型サイズ剤を製造する乳化装置において、機械
的撹拌を用いず、均一で良好なエマルションが製造で
き、しかも製造量を幅広く変化させることができる乳化
装置を提供することにある。 【構成】 静止混合手段１は、その前部にデンプン溶液
Ａとアルケニルコハク酸無水物と界面活性剤の混合物Ｂ
を供給する手段を有する。静止混合手段１は、右捻りエ
レメントと左捻りエレメントとを軸方向に交互にかつ隣
接するエレメントの端部を交又せて配列した静止混合手
段を装設してある。前記乳化材源は、静止混合手段を通
過することによりエマルションとなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は紙のサイズ剤として用いられているアルケニルコハク酸無水物を、 デンプン溶液または水で乳化してエマルション型サイズ剤を製造する乳化装置に 関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来アルケニルコハク酸無水物の乳化装置としては、少量の場合はホモミキサ ー、ホモジナイザー、コロイドミル等が用いられ、製紙工場等で大量に使用する 際には、高せん断力を持つタービンを用いる方法や、配管内に設置したオリフィ スを通過させるオリフィス方式が用いられる。

【０００３】

【考察が解決しようとする課題】

ホモミキサーやタービン方式など機械攪拌式乳化装置は高回転を必要とするた め装置が高価であり、故障が多いうえ乳化粒子径も分布が広いものとなってしま う。オリフィス方式は、流速を設計値通りにしないと十分な攪拌が得られず、サ イズ剤エマルションの製造量を調整することができない欠点がある。また、オリ フィスを高速で通過させるため、高圧ポンプで液を圧送する必要があり、アルケ ニケニルコハク酸無水物の供給ポンプも高圧ポンプを用いる必要がある。

【０００４】 本考察は以上の課題を解決すべく行われたもので、その目的は機械的撹拌を用 いず、均一で良好なアルケニルコハク酸無水物のエマルションが製造でき、しか も製造量を幅広く変化させることができる乳化装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するため、本考案者らは特殊な静止混合手段を用いる乳化装置 を考案するに至った。すなわち、アルケニルコハク酸無水物および界面活性剤等 を含有する材源を乳化する乳化装置において、流路内に静止混合手段を配設し、 この静止混合手段が右捻りエレメントと左捻りエレメントとを軸方向に交互にか つ隣接するエレメントの端部を交叉させて配列してなることを特徴とする乳化装 置である。ここでエレメントの数は所定の乳化ができればよく、特に規定しない が、４以上がよく、特に良好なエマルションを得るためには６以上が好ましい。

【０００６】 静止混合手段自体は公知のいわゆるラインミキサーなどでよく、例えば米国特 許３０５１４５３や米国特許３１９５８６５などに開示されたものなどが使用で きる。これらの静止混合手段は潤滑油などの混合操作に広く利用されていたが、 アルケニルコハク酸無水物のエマルションの製造に関しては、せん断力の不足に より十分な乳化が行えないとの危惧からこれまでは使用されなかったものである 。

【０００７】 乳化材源であるアルケニルコハク酸無水物、界面活性剤、デンプン溶液、水な どの供給手段は、静止混合手段の前部にこれら材源が、定量的、定常的に供給さ れればその手段は問わない。

【０００８】

【作用】

本考案に係わる乳化装置では静止混合手段を通過する際に、乳化材源であるア ルケニルコハク酸無水物や乳化剤、デンプン溶液、水等は、第１のエレメントで ２つに分割され、エレメントの形状に沿って流れ、次のエレメントでさらにそれ ぞれ２分割され、合計４分割される。こうしてエレメントを通過するごとに指数 関数的に分割される。この間、成分は、エレメントねじれ面に沿って中心部から 壁部へ、壁部から中心部へと移動しながら接触が行われ、しかも連続した極めて 均等な混合により均一なエマルションが生成する。その間、液の一部が極部的に 高せん断を受けることもなく、逆に部分的な撹拌不足状態に陥ることもない。従 って、生成したエマルションは、極めて微細で、粒径分布の狭い均一なものとな る。該乳化装置では、通液速度が乱流域から準乱流域に至までの広範囲において 優れた混合、撹拌性能を有するので、１台の装置で処理量を任意に変えることが 可能である。この点、オリフィス方式では流速すなわち処理量が設計値近傍に限 られるのと著しい相違がある。また、ホモジナイザーやタービン方式のように局 部的な高せん断による乳化粒子径分布の拡がりもない。

【０００９】

【実施例】

本考案に係わる乳化装置を図１、図２に示す実施例に基づき具体的に示す。図 １は乳化装置の一例である。１は静止混合手段である。デンプン溶液Ａの貯液槽 ５は、供給ポンプ４を介して、配管２により静止混合手段１に接続している。ア ルケニルコハク酸無水物と界面活性剤の混合液Ｂの貯液槽８からの配管は、供給 ポンプ７を介し、静止混合手段１の前部で配管２の中へ開口している。静止混合 手段１は、内径１６ｍｍ、長さ１５０ｍｍのステンレス管の中に長さ２５ｍｍ右 捻りエレメントと左捻りエレメントとを軸方向に交互にかつ隣接するエレメント の端部を交叉させて３こずつ合計６個配列した静止混合手段（図２）を装設して ある。乳化材源として、５％のノニオン系界面活性剤を含んだアルケニルコハク 酸無水物と、１．５％濃度のカチオン化デンプン溶液を使用した。それぞれを貯 液槽８、５に入れ、供給ポンプ７、４で静止混合手段１に供給する。アルケニル コハク酸とデンプン溶液の容量比は１対１００とした。デンプン溶液の流速は毎 分５１および２０１で試験した。

【００１０】 （サイズ効果測定試験） 得られたエマルションをパルプ（ＬＢＫＰ，ＣＳＦ＝４５０ｍｌ）固形分に対 してサイズ剤添加率が固形分で０．１％になるようにパルプスラリーに添加し、 ＪｌＳＰ８２０９の手すき機により抄紙試験を行い、ＪＩＳＰ８１２２のステキ ヒト法によりサイズ度を測定した。結果を表１に示す。

【００１１】 （エマルション平均粒子径、および粒子径分布測定法） 得られたエマルションの平均粒子径および粒子径分布は、リーズアンドノース ラップ社製マイクロトラックＳＰＡを用いて測定した。結果を表１に示す。

【００１２】 比較例１ 実施例１と同様の乳化材源を用い、現在、製紙工場で使用されている設計流速 ２０１／分のオリフィス方式乳化機を用いて乳化を行った。アルニケルコハク酸 とデンプン溶液の容量比は実施例１と同様に１：１００とした。デンプン溶液の 流速は毎分５１および２０１で試験した。結果を表１に示す。

【００１３】 比較例２ 実施例１と同様の乳化材源と容量比で、特殊機化工業（株）製ＴＫホモミキサ ーＭ型を用いて３０００回転で２分間乳化を行った。結果を表１に示す。

【００１４】

【表１】

【００１５】

【考案の効果】

本考案の装置を使用して優れたサイズ剤エマルションを製造できる。すなわち 、液流量を変化させてもエマルションの性能は変化せず、広範囲にわたり製造量 を調整することができる。そのため、一台の乳化機で抄紙機の抄造条件や抄く紙 の種類によって自由にエマルションの製造量を変化させることができる利点があ る。 また、本考案の装置は機械的撹拌部を有しないため、保守管理が容易であり、 装置の購入費、維持管理費が低廉である利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る乳化装置の実施例を示す概念図で
ある。

【図２】本発明に使用する静止混合手段の概念図であ
る。

【符号の説明】 １ 静止混合手段 ２ 配管 ３ 圧力ゲージ ４ 供給ポンプ ５ デンプン溶液貯液槽 ６ 混合液供給用配管開口部 ７ 供給ポンプ ８ 混合液貯液槽 ９ ねじり羽根 Ａ デンプン溶液 Ｂ アルケニルコハク酸無水物と界面活性剤の混合液 Ｃ 乳化液

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルケニルコハク酸無水物および界面
   活性剤等を含有する材源を乳化する乳化装置において、
   流路内に静止混合手段を配設し、この静止混合手段が右
   捻りエレメントと左捻りエレメントとを軸方向に交互に
   かつ隣接するエレメントの端部を交叉させて配列してな
   ることを特徴とする乳化装置。