JP4164938B2

JP4164938B2 - Pitch adhesion inhibitor

Info

Publication number: JP4164938B2
Application number: JP10199199A
Authority: JP
Inventors: 哲也玉井
Original assignee: NOF Corp
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2019-04-09
Also published as: JP2000290886A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は製紙工程でのピッチ付着抑制剤に関し、さらに詳しくは、パルプまたは紙を製造する際の水系におけるピッチの凝集、あるいは装置上へのピッチ付着の発生を抑制するピッチ付着抑制剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パルプ、または紙の製造工程において発生するピッチ（ピッチとは原料である木材に含まれている樹脂や故紙および損紙由来で混入する接着剤やラテックスなどの粘着性物質または紙を製造する際に加えられるサイズ剤等を言う）は、例えば抄紙工程ではワイヤーやフェルトを目詰まらせることによる搾水性の低下、断紙または紙製品に付着すること等により品質や操業性に影響を与えるようなトラブルの原因となる。また、これらトラブルは用水のクローズド化や故紙利用率の増加とともに、近年さらに大きな問題となっている。従来、これらの処理にいくつかの方法が提案されている。
【０００３】
例えばタルク等の無機物を用い、粘着性の粒子表面に付着させて不活性化させる方法があるが、この方法においては粉体の取り扱いが煩わしいこと、ワイヤー等の設備を摩耗すること、薬剤自体の凝集や沈殿を生じやすいことなどの欠点がある。また、界面活性剤を用いピッチを分散させる方法があるが、この方法においては起泡の問題やサイズ性への悪影響が考えられる。また、特開昭６２−２２３３９４号公報に記載のカチオン性のポリマーを使用する方法があるが、この方法によれば系内のコロイド粒子の電荷バランスがカチオン過剰な状態に変化した場合は歩留まりなどに悪影響を及ぼす場合がある。また、特開昭６１−５５２９４号公報ではケン化度７０〜８０％のポリビニルアルコール水溶液が提案されているが、必ずしも十分な効果は得られなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、パルプまたは紙を製造する際の水系におけるピッチの凝集、あるいは装置上へのピッチ付着の発生を抑制するピッチ付着抑制剤を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記のような従来の凝集物トラブルを抑制する薬剤の抱える問題点を解決するために鋭意検討した結果、特定の配合組成物がパルプまたは紙を製造する際の水性系におけるピッチ凝集物の発生を抑制する優れた効果を発揮することを見いだした。
すなわち本発明は、
（イ）式［Ｉ］で示されるポリオキシアルキレン化合物と
Ｒ¹Ｏ（ＡＯ）_nＲ² ［Ｉ］
（ただし、ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基で、Ｒ¹は炭素数２〜５のアルケニル基、Ｒ²は水素原子または炭素数１〜２０の炭化水素基、ｎはオキシアルキレン基の平均付加モル数で１〜２００である。）
（ロ）無水マレイン酸を必須単量体とし、そのモル比が７：３〜３：７であり、重量平均分子量が１，５００〜７０，０００である共重合体またはその加水分解物もしくは塩（Ａ）と、ポリ酢酸ビニルのケン化物であり、その平均重合度が３００〜３，０００およびケン化度が７０〜９５モル％であるポリビニルアルコール（Ｂ）からなり、（Ａ）と（Ｂ）の重量比が、（Ａ）：（Ｂ）＝１：９９〜１００：０であることを特徴とするピッチ付着抑制剤である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
式［Ｉ］においてＲ¹で示される炭素数２〜５のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、メタリル基、１，１−ジメチル−２−プロペニル基、３−メチル−３−ブテニル基等のアルケニル基が挙げられ、好ましくはアリル基およびメタリル基である。
【０００７】
ＡＯで示される炭素数２〜４のオキシアルキレン基としては、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基、オキシテトラメチレン基等が挙げられ、１種または２種以上を用いても良い。２種以上のオキシアルキレン基を付加する場合は、ブロック状付加でもランダム状付加のどちらでもよい。
また、ｎはオキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、ｎ＝１〜２００である。ｎが２００より大きくなると共重合体の粘度が高くなり、取り扱いが悪くなるため好ましくない。
【０００８】
式［Ｉ］においてＲ²は水素原子およびメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、第二ブチル基、第三ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、イソセチル基、オクタデシル基、イソステアリル基、オレイル基、オクチルドデシル基、アリル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、ベンジル基、フェニル基、クレジル基、ブチルフェニル基、ジブチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、ドデシルフェニル基等の炭素数１〜２０の炭化水素基であり、これらの１種または２種以上を混合して用いてもよい。
【０００９】
（イ）のポリオキシアルキレン化合物と（ロ）無水マレイン酸の単量体のモル比は（イ）：（ロ）＝７：３〜３：７である。
（イ）のポリオキシアルキレン化合物と（ロ）無水マレイン酸を必須単量体として含む共重合体は、（イ）式［Ｉ］で表されるポリオキシアルキレン化合物および（ロ）無水マレイン酸を水または有機溶剤中、あるいは溶剤を全く用いない系で、重合開始剤を用いて共重合させることで容易に得ることができる。
ベンゼン、トルエン、キシレン等の有機溶剤中または溶剤を用いない場合の開始剤としては、過酸化ベンゾイル等の有機過酸化物系、あるいはアゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系重合開始剤が挙げられる。水系で重合を行う際は、過酸化水素、第三ブチルヒドロペルオキシド等のヒドロペルオキシド、過硫酸カリウム等の過硫酸塩等の水溶性重合開始剤が挙げられる。さらに親水性有機溶剤と水との混合溶剤を用いることもでき、その際は上記の重合開始剤を適宜選択して使用する。
【００１０】
Ａの共重合体は、スチレン、酢酸ビニル、ビニルスルホン酸、アクリル酸など他の共重合可能な単量体を混合して共重合してもよいが、その場合（イ）のポリオキシアルキレン化合物と（ロ）無水マレイン酸以外の単量体の比率は、本発明の性能を損なわないため単量体全体に対するモル比で２０％未満が好ましい。
本発明に用いる共重合体の重量平均分子量は１，５００〜７０，０００である。１，５００未満の場合または７０，０００を越える場合はピッチ付着抑制効果が低下するので好ましくない。
得られた共重合体は、加水分解を行い加水分解物としても、加水分解物を塩基性物質で中和して塩としても用いることができる。中和に用いる塩基性物質としては、アンモニア、有機アミンまたナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、炭酸塩または重炭酸塩等が挙げられ、好ましくはナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の水酸化物である。
【００１１】
（Ｂ）のポリビニルアルコールは、ポリ酢酸ビニルのケン化物であり、平均重合度が３００〜３，０００およびケン化度が７０〜９５モル％である。好ましくは、平均重合度が１，５００〜３，０００およびケン化度が８５〜９１モル％であり、この範囲を外れるとピッチ付着抑制効果が低下するので好ましくない。
【００１２】
本発明の（イ）式［Ｉ］で示されるポリオキシアルキレン化合物と（ロ）無水マレイン酸を必須単量体として含む共重合体およびその加水分解物または塩である（Ａ）とポリビニルアルコール（Ｂ）は重量比で（Ａ）：（Ｂ）＝１：９９〜１００：０であり、好ましくは（Ａ）：（Ｂ）＝３：９７〜８０：２０であり、この範囲を外れるとピッチ付着抑制効果が低下するので好ましくない。
【００１３】
本発明のピッチ付着抑制剤を水系に使用する場合は、パルプ原料によりピッチ量が異なるが、通常パルプ固形分に対して０．０００５〜０．２重量％の範囲で適宜選択し、水系に添加して使用する。添加場所としては、パルプ製造においては各フィルター出口や完成チェスト前などに添加され、調整工程においてはパルパー、リファイナーの前後、ミキシングチェスト、マシンチェストなどに添加される。
本発明のピッチ付着抑制剤を、パルプ製造設備および紙を製造する設備の凝集異物が生じやすい部位に適用する場合は、希釈液を噴霧または浸漬することなどにより行い、噴霧または浸漬に使用する水に対し０．０００１〜１重量％の割合で添加し、シックナー、フィルター、ワイヤー、フェルト、各ロールなどに使用される。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明を実施例および比較例により具体的に説明する。
実施例１〜１３および比較例１〜７
実施例および比較例に供した共重合体（Ａ）については、表１に示す式［Ｉ］の化合物と、無水マレイン酸および他の単量体との共重合体を用いた。平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより求めた。
実施例および比較例に供したポリビニルアルコール（Ｂ）について表２に示した。
【００１５】
【表１】

【００１６】
注．｛｝内はランダム状付加であることを示す。
ＥＯはオキシエチレン基を示す。
ＰＯはオキシプロピレン基を示す。
ＢＯは１，２−オキシブチレン基を示す。
【００１７】
【表２】

【００１８】
共重合体（Ａ）およびポリビニルアルコール（Ｂ）を表３に示す比率で混合し、固形分が２．５重量％になる様に精製水で希釈し、ピッチ付着抑制剤として以下の実験に供した。
よく洗浄したワイヤーを、７×２１ｃｍに切りとり、円筒状にしたものをテストピースとし、１０５℃にて１時間乾燥後、デシケーター中で放冷し、秤量した（重量▲１▼）。５００ｍｌのビーカー中に精製水４６０ｍｌを入れ、ウォーターバス中で、６０℃に昇温し、その後各薬剤を５００ｍｇ添加した。調製した溶液中にテストピースを入れ、３０分間撹拌をおこない、擬似ピッチ２５ｍｌ、５％塩化カルシウム水溶液を１５ｍｌ添加した。添加後１時間撹拌をおこなった。撹拌後、テストピースを取出し、水を切った後１０５℃にて１時間乾燥させた。デシケーターで放冷し、重量を測定した（重量▲２▼）。
重量▲２▼−重量▲１▼がピッチ付着量となる。
【００１９】
疑似ピッチはアビエチン酸１ｇ、オレイン酸１ｇ、トール油１ｇおよび４８％水酸化ナトリウム水溶液１ｇを精製水で溶解し、全体を水で３００ｍｌに希釈して使用した。
下記の式によりピッチ付着防止率を求めた。
ピッチ付着防止率（％）＝｛薬剤無添加時ピッチ付着重量−薬剤添加時ピッチ付着重量｝／薬剤無添加時ピッチ付着重量×１００
また、判定として凝集付着防止率が９０％を越えるものを◎、８０％を越えるものを○、８０％未満のものを×として表した。
結果を表４に示す。
【００２０】
【表３】

【００２１】
注．ＥＯはオキシエチレン基を示す。
【００２２】
【表４】

【００２３】
表４から、本発明のピッチ抑制剤を用いた実施例は比較例に比べて凝集付着防止率が高く、ピッチ付着防止能に優れていることが分かる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明のピッチ付着抑制剤は、顕著なピッチ付着の防止能を有している。このため、生産性および品質の向上を図ることができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pitch adhesion inhibitor in a papermaking process, and more particularly relates to a pitch adhesion inhibitor that suppresses the occurrence of pitch agglomeration in a water system or the occurrence of pitch adhesion on an apparatus when producing pulp or paper. is there.
[0002]
[Prior art]
Pitch generated in the pulp or paper manufacturing process (pitch is used to manufacture adhesive materials such as adhesives and latex mixed with resin, waste paper, and waste paper contained in wood as raw materials, or paper. For example, in the papermaking process, the sizing agent to be added is a problem that affects quality and operability by reducing the water squeezing due to clogging of wires and felts, paper breakage, or adhering to paper products. Cause. In addition, these troubles have become more serious in recent years with the closing of water and an increase in the waste paper utilization rate. Conventionally, several methods have been proposed for these processes.
[0003]
For example, there is a method of using an inorganic substance such as talc and inactivating it by adhering it to the surface of sticky particles. However, in this method, handling of powder is troublesome, equipment such as a wire is worn, There are drawbacks such as flocculation and precipitation. In addition, there is a method of dispersing the pitch using a surfactant. However, in this method, foaming problems and adverse effects on size properties can be considered. Further, there is a method using a cationic polymer described in JP-A-62-2223394, but according to this method, when the charge balance of colloidal particles in the system is changed to a cation-excess state, the yield, etc. May be adversely affected. Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-55294 proposes an aqueous polyvinyl alcohol solution having a saponification degree of 70 to 80%, but a sufficient effect cannot always be obtained.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The objective of this invention is providing the pitch adhesion inhibitor which suppresses the aggregation of the pitch in the water system at the time of manufacturing a pulp or paper, or generation | occurrence | production of the pitch adhesion on an apparatus.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the problems of the drugs that suppress the conventional agglomerate trouble as described above, the present inventors have found that a specific blended composition in an aqueous system when producing pulp or paper. It has been found that it exhibits an excellent effect of suppressing the generation of pitch aggregates.
That is, the present invention
(A) A polyoxyalkylene compound represented by the formula [I] and R ¹ O (AO) _n R ² [I]
(However, AO is an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms, R ¹ is an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, R ² is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and n is an oxyalkylene group. (The average number of moles added is 1 to 200.)
(B) A copolymer having maleic anhydride as an essential monomer, a molar ratio of 7: 3 to 3: 7, and a weight average molecular weight of 1,500 to 70,000, or a hydrolyzate or salt thereof (A) and a polyvinyl alcohol (B) which is a saponified product of polyvinyl acetate and has an average polymerization degree of 300 to 3,000 and a saponification degree of 70 to 95 mol%, and (A) and (B ) Weight ratio of (A) :( B) = 1: 99 to 100: 0.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Examples of the alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms represented by R ¹ in the formula [I] include a vinyl group, an allyl group, a methallyl group, a 1,1-dimethyl-2-propenyl group, and a 3-methyl-3-butenyl group. The alkenyl group of these is mentioned, Preferably they are an allyl group and a methallyl group.
[0007]
Examples of the oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms represented by AO include an oxyethylene group, an oxypropylene group, an oxybutylene group, and an oxytetramethylene group, and one kind or two or more kinds may be used. When two or more kinds of oxyalkylene groups are added, either block-like addition or random addition may be used.
N represents the average number of added moles of the oxyalkylene group, and n = 1 to 200. If n is larger than 200, the viscosity of the copolymer becomes high and handling becomes worse.
[0008]
In the formula [I], R ² represents a hydrogen atom and a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a secondary butyl group, a tertiary butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, and a hexyl group. , Heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, isotridecyl group, tetradecyl group, hexadecyl group, isocetyl group, octadecyl group, isostearyl group, oleyl group, octyldodecyl group, allyl group, cyclohexyl group Carbon atoms having 1 to 20 carbon atoms such as methylcyclohexyl group, cyclopentenyl group, cyclohexenyl group, benzyl group, phenyl group, cresyl group, butylphenyl group, dibutylphenyl group, octylphenyl group, nonylphenyl group, dodecylphenyl group, etc. It is a hydrogen group. It may be used as a mixture of two or more.
[0009]
The molar ratio of the polyoxyalkylene compound (a) and the monomer (b) maleic anhydride is (a) :( b) = 7: 3 to 3: 7.
The copolymer comprising (a) a polyoxyalkylene compound and (b) maleic anhydride as essential monomers comprises (a) a polyoxyalkylene compound represented by the formula [I] and (b) maleic anhydride. It can be easily obtained by copolymerization using a polymerization initiator in water or an organic solvent or in a system using no solvent at all.
Examples of the initiator in an organic solvent such as benzene, toluene and xylene or when no solvent is used include organic peroxides such as benzoyl peroxide or azo polymerization initiators such as azobisisobutyronitrile. . When carrying out the polymerization in an aqueous system, water-soluble polymerization initiators such as hydrogen peroxide, hydroperoxides such as tert-butyl hydroperoxide, and persulfates such as potassium persulfate can be mentioned. Furthermore, a mixed solvent of a hydrophilic organic solvent and water can be used, and in this case, the above polymerization initiator is appropriately selected and used.
[0010]
The copolymer of A may be copolymerized by mixing other copolymerizable monomers such as styrene, vinyl acetate, vinyl sulfonic acid, and acrylic acid. In that case, the polyoxyalkylene compound of (a) And (b) The ratio of the monomer other than maleic anhydride is preferably less than 20% in terms of the molar ratio to the whole monomer in order not to impair the performance of the present invention.
The weight average molecular weight of the copolymer used in the present invention is 1,500 to 70,000. When it is less than 1,500 or more than 70,000, the effect of inhibiting the adhesion of pitch is reduced, which is not preferable.
The resulting copolymer can be used as a hydrolyzate by hydrolysis and as a salt by neutralizing the hydrolyzate with a basic substance. Examples of basic substances used for neutralization include ammonia, organic amines, alkali metal hydroxides such as sodium and potassium, carbonates and bicarbonates, etc., preferably hydroxides of alkali metals such as sodium and potassium. It is a thing.
[0011]
The polyvinyl alcohol (B) is a saponified product of polyvinyl acetate, having an average polymerization degree of 300 to 3,000 and a saponification degree of 70 to 95 mol%. Preferably, the average degree of polymerization is 1,500 to 3,000 and the degree of saponification is 85 to 91 mol%.
[0012]
(A) a copolymer containing polyoxyalkylene compound represented by the formula [I] and (b) maleic anhydride as essential monomers and a hydrolyzate or salt thereof (A) and polyvinyl alcohol ( B) is a weight ratio of (A) :( B) = 1: 99 to 100: 0, preferably (A) :( B) = 3: 97 to 80:20. This is not preferable because the adhesion suppressing effect is lowered.
[0013]
When the pitch adhesion inhibitor of the present invention is used in an aqueous system, the pitch amount varies depending on the pulp raw material, but it is appropriately selected in the range of 0.0005 to 0.2% by weight based on the pulp solid content and added to the aqueous system. And use it. As for the place of addition, in pulp production, it is added before each filter outlet or finished chest, and in the adjusting step, it is added before and after the pulper and refiner, mixing chest, machine chest, and the like.
In the case where the pitch adhesion inhibitor of the present invention is applied to a pulp production facility and a paper production facility where agglomerated foreign matter is likely to occur, the water used for spraying or immersion is performed by spraying or dipping the diluent. It is added at a ratio of 0.0001 to 1% by weight to the thickener, filter, wire, felt, each roll and the like.
[0014]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples.
Examples 1-13 and Comparative Examples 1-7
For the copolymer (A) used in Examples and Comparative Examples, a copolymer of the compound of the formula [I] shown in Table 1, maleic anhydride and other monomers was used. The average molecular weight was determined by gel permeation chromatography.
The polyvinyl alcohol (B) used in Examples and Comparative Examples is shown in Table 2.
[0015]
[Table 1]

[0016]
note. The contents in {} indicate that random addition is performed.
EO represents an oxyethylene group.
PO represents an oxypropylene group.
BO represents a 1,2-oxybutylene group.
[0017]
[Table 2]

[0018]
Copolymer (A) and polyvinyl alcohol (B) were mixed at the ratio shown in Table 3, diluted with purified water so that the solid content was 2.5% by weight, and used for the following experiment as a pitch adhesion inhibitor. did.
A well-washed wire was cut to a size of 7 × 21 cm, and a cylindrical piece was used as a test piece, dried at 105 ° C. for 1 hour, allowed to cool in a desiccator, and weighed (weight (1)). 460 ml of purified water was placed in a 500 ml beaker, heated to 60 ° C. in a water bath, and then 500 mg of each drug was added. A test piece was placed in the prepared solution, stirred for 30 minutes, and added with 25 ml of pseudo pitch and 15 ml of 5% calcium chloride aqueous solution. Stirring was performed for 1 hour after the addition. After stirring, the test piece was taken out, drained and dried at 105 ° C. for 1 hour. The mixture was allowed to cool in a desiccator and the weight was measured (weight (2)).
Weight (2) -weight (1) is the amount of pitch adhesion.
[0019]
For the pseudo pitch, 1 g of abietic acid, 1 g of oleic acid, 1 g of tall oil and 1 g of 48% sodium hydroxide aqueous solution were dissolved in purified water, and the whole was diluted to 300 ml with water and used.
The pitch adhesion prevention rate was determined by the following formula.
Pitch adhesion prevention rate (%) = {Pitch adhesion weight when no chemical is added−Pitch adhesion weight when a chemical is added} / Pitch adhesion weight when no chemical is added × 100
In addition, as a judgment, the case where the aggregation adhesion prevention ratio exceeded 90% was indicated as ◎, the case where it exceeded 80% was indicated as ○, and the case where it was less than 80% was indicated as ×.
The results are shown in Table 4.
[0020]
[Table 3]

[0021]
note. EO represents an oxyethylene group.
[0022]
[Table 4]

[0023]
From Table 4, it can be seen that the examples using the pitch inhibitor of the present invention have a higher anti-aggregation adhesion rate than the comparative examples and are excellent in pitch adhesion prevention ability.
[0024]
【The invention's effect】
The pitch adhesion inhibitor of the present invention has a remarkable ability to prevent pitch adhesion. For this reason, productivity and quality can be improved.

Claims

(A) A polyoxyalkylene compound represented by the formula [I] and R ¹ O (AO) _n R ² [I]
(However, AO is an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms, R ¹ is an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, R ² is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and n is an oxyalkylene group. (The average number of moles added is 1 to 200.)
(B) A copolymer having maleic anhydride as an essential monomer, a molar ratio of 7: 3 to 3: 7, and a weight average molecular weight of 1,500 to 70,000, or a hydrolyzate or salt thereof (A) and a polyvinyl alcohol (B) which is a saponified product of polyvinyl acetate and has an average polymerization degree of 300 to 3,000 and a saponification degree of 70 to 95 mol%, and (A) and (B ) Weight ratio is (A) :( B) = 1: 99 to 100: 0.