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技術 塗工紙製造工程用バッキングロール汚れ防止剤および汚れ防止方法

出願人 株式会社片山化学工業研究所
発明者 水口滋計
出願日 1999年12月27日 (20年2ヶ月経過) 出願番号 1999-370567
公開日 2001年7月3日 (18年8ヶ月経過) 公開番号 2001-181999
状態 特許登録済
技術分野 紙(4)
主要キーワード 鉱酸アニオン 汚れ面 仕上げロール 剥離抵抗力 センターロール ポリジアリルジメチルアンモニウム塩 天然バインダー 汚れ度合い
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年7月3日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

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課題

塗工紙製造工程におけるバッキングロール汚れの防止に有用な汚れ防止剤およびそれを用いる汚れ防止方法を提供することを課題とする。

解決手段

分子量20,000〜200,000のポリジアリルジメチルアンモニウム塩および炭素数12〜18のアルキル基を有するアルキルジメチルベンジルアンモニウム塩から選択される4級アンモニウム化合物を有効成分として含有することを特徴とする塗工紙製造工程用バッキングロール汚れ防止剤およびそれを用いる汚れ防止方法により、上記の課題を解決する。

概要

背景

近年、製紙工場の塗工紙製造工程においては、生産性の向上を図るため、塗工機高速運転が試みられている。例えば、ブレードコーターにおいては、塗工速度が1000m/分を超えるものもある。このような塗工紙製造工程における塗工機の高速運転は、バッキングロール汚れ、塗工紙の紙切れおよび紙粕や紙筋の発生を引き起こし、塗工紙の生産性の低下および塗工紙の品質の低下という問題を引き起こす。

塗工機の高速運転に伴い、紙と直接接触する紙送り部などの部材、特に片面に塗工層が形成された紙の塗工面が直接接触する第2バッキングロールの汚れが加速され、上記の問題の引き金になっている。このような汚れを防止するために、汚れが付着しにくい塗工液組成物の研究が積極的に行われている。具体的には、塗工液組成物における天然バインダーと合成共重合体ラテックスとの比率の最適化や、合成共重合体ラテックスの付着性ベタ付き)の改良などが試みられている。

例えば、特開平10−259592号公報には、ソルビタン脂肪酸エステルポリアミン系化合物および界面活性剤を有効成分とする、仕上げロールや第2バッキングロールの汚れ防止に有用なロール汚れ防止剤が開示されている。しかし、この先行技術では、塗工液組成物の顔料100重量部に対して0.1〜100重量部という多量のロール汚れ防止剤を添加する必要があり、コスト面で不利であった。

概要

塗工紙製造工程におけるバッキングロール汚れの防止に有用な汚れ防止剤およびそれを用いる汚れ防止方法を提供することを課題とする。

分子量20,000〜200,000のポリジアリルジメチルアンモニウム塩および炭素数12〜18のアルキル基を有するアルキルジメチルベンジルアンモニウム塩から選択される4級アンモニウム化合物を有効成分として含有することを特徴とする塗工紙製造工程用バッキングロール汚れ防止剤およびそれを用いる汚れ防止方法により、上記の課題を解決する。

目的

本発明は、塗工紙製造工程におけるバッキングロール汚れの防止に有用な汚れ防止剤およびそれを用いる汚れ防止方法を提供することを課題とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

分子量20,000〜200,000のポリジアリルジメチルアンモニウム塩および炭素数12〜18のアルキル基を有するアルキルジメチルベンジルアンモニウム塩から選択される4級アンモニウム化合物を有効成分として含有することを特徴とする塗工紙製造工程用バッキングロール汚れ防止剤

請求項2

水溶液の形態にある請求項1に記載のバッキングロール汚れ防止剤。

請求項3

請求項1または2に記載の塗工紙製造工程用バッキングロール汚れ防止剤を、塗工紙製造工程用バッキングロールシャワー水に添加して、バッキングロールの表面に散布することを特徴とする塗工紙製造工程におけるバッキングロールの汚れ防止方法

請求項4

バッキングロール汚れ防止剤が、シャワー水に対して有効成分濃度で10〜1000mg/lとなるように添加される請求項3に記載のバッキングロールの汚れ防止方法。

技術分野

0001

この発明は、塗工紙製造工程用バッキングロール汚れ防止剤およびそれを用いる汚れ防止方法に関する。さらに詳しくは、この発明は、塗工紙製造工程におけるバッキングロール汚れを防止することにより、塗工紙製造工程での紙切れを防止する塗工紙製造工程用バッキングロール汚れ防止剤およびそれを用いる汚れ防止方法に関する。

背景技術

0002

近年、製紙工場の塗工紙製造工程においては、生産性の向上を図るため、塗工機高速運転が試みられている。例えば、ブレードコーターにおいては、塗工速度が1000m/分を超えるものもある。このような塗工紙製造工程における塗工機の高速運転は、バッキングロールの汚れ、塗工紙の紙切れおよび紙粕や紙筋の発生を引き起こし、塗工紙の生産性の低下および塗工紙の品質の低下という問題を引き起こす。

0003

塗工機の高速運転に伴い、紙と直接接触する紙送り部などの部材、特に片面に塗工層が形成された紙の塗工面が直接接触する第2バッキングロールの汚れが加速され、上記の問題の引き金になっている。このような汚れを防止するために、汚れが付着しにくい塗工液組成物の研究が積極的に行われている。具体的には、塗工液組成物における天然バインダーと合成共重合体ラテックスとの比率の最適化や、合成共重合体ラテックスの付着性ベタ付き)の改良などが試みられている。

0004

例えば、特開平10−259592号公報には、ソルビタン脂肪酸エステルポリアミン系化合物および界面活性剤を有効成分とする、仕上げロールや第2バッキングロールの汚れ防止に有用なロール汚れ防止剤が開示されている。しかし、この先行技術では、塗工液組成物の顔料100重量部に対して0.1〜100重量部という多量のロール汚れ防止剤を添加する必要があり、コスト面で不利であった。

発明が解決しようとする課題

0005

本発明は、塗工紙製造工程におけるバッキングロール汚れの防止に有用な汚れ防止剤およびそれを用いる汚れ防止方法を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明者は、バッキングロールの汚れ防止について検討を重ねた結果、特定の分子量を有する4級アンモニウム塩を用いることにより、ロールの汚れを防止できることを見出し、本発明を完成するに到った。

0007

かくして、この発明によれば、分子量20,000〜200,000のポリジアリルジメチルアンモニウム塩および炭素数12〜18のアルキル基を有するアルキルジメチルベンジルアンモニウム塩から選択される4級アンモニウム化合物を有効成分として含有することを特徴とする塗工紙製造工程用バッキングロール汚れ防止剤(以下、「汚れ防止剤」と称する)が提供される。

0008

また、この発明によれば、上記の汚れ防止剤を塗工紙製造工程用バッキングロールのシャワー水に添加して、バッキングロールの表面に散布することを特徴とする塗工紙製造工程におけるバッキングロールの汚れ防止方法が提供される。

発明を実施するための最良の形態

0009

この発明で用いられる分子量20,000〜200,000のポリジアリルジメチルアンモニウム塩は、一般式(I)

0010

0011

(式中、Xはハロゲン原子または鉱酸アニオン、nは整数)で表される。

0012

一般式(I)におけるXの「ハロゲン原子」としては、フッ素塩素臭素およびヨウ素などが挙げられ、塩素が特に好ましい。また、Xの鉱酸アニオンとしては、硫酸硝酸リン酸および炭酸などのアニオン、すなわちHSO4-、NO3-、H2PO4-およびHCO3-などが挙げられる。

0013

一般式(I)におけるnは、ポリジアリルジメチルアンモニウム塩の分子量が20,000〜200,000となり得るような整数である。

0014

一般式(I)で表されるポリジアリルジメチルアンモニウム塩としては、具体的にはポリジアリルジメチルアンモニウムクロライドポリジアリルジメチルアンモニウムブロマイド、ポリジアリルジメチルアンモニウムナイトレート、ポリジアリルジメチルアンモニウムサルフェートおよびポリジアリルジメチルアンモニウムホスフェートなどが挙げられ、中でもポリジアリルジメチルアンモニウムクロライドが特に好ましい。

0015

ポリジアリルジメチルアンモニウム塩の分子量は、20,000〜200,000であり、好ましくは20,000〜100,000である。分子量が20,000〜200,000の範囲であれば、良好な汚れ防止効果が得られる。

0016

また、この発明で用いられる炭素数12〜18のアルキル基を有するアルキルジメチルベンジルアンモニウム塩としては、具体的には、ドデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、ドデシルジメチルベンジルアンモニウムブロマイド、テトラデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、テトラデシルジメチルベンジルアンモニウムブロマイド、ヘキサデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルジメチルベンジルアンモニウムブロマイド、オクタデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライドおよびオクタデシルジメチルベンジルアンモニウムブロマイドなどが挙げられる。

0017

これらのアルキルジメチルベンジルアンモニウム塩は、例えば、炭素数12〜16のアルキル基を有するアルキルジメチルベンジルアンモニウムクロライドの混合物のように、アルキル部分の炭素数が異なった2種以上の混合物であってもよい。

0018

この発明で用いられる4級アンモニウム化合物は、いずれも公知のカチオン系界面活性剤であり、市販のものを使用することができる。この発明では、ポリジアリルジメチルアンモニウム塩およびアルキルジメチルベンジルアンモニウム塩から選択される4級アンモニウム化合物の1種または2種以上の混合物が用いられる。2種以上の4級アンモニウム化合物の混合物が用いられる場合、その組み合わせおよび混合割合は特に限定されないが、例えば、ポリジアリルメチルアンモニウムクロライドとアルキルジメチルベンジルアンモニウムクロライドとの混合物が汚れ防止効果の点で好ましい。

0019

この発明の汚れ防止剤は、有効成分となる上記の4級アンモニウム化合物を適当な溶媒希釈した製剤として用いると都合がよく、水溶液の形態が特に好ましい。

0020

製剤中の有効成分の配合割合は特に限定されないが、通常、製剤100重量部中に有効成分1〜50重量部、好ましくは10〜30重量部である。

0021

この発明の汚れ防止剤は、塗工紙の製造工程内におけるバッキングロール、特に、第2バッキングロールの汚れを防止するのに極めて有効である。

0022

さらに、この発明によれば、上記の汚れ防止剤を塗工紙製造工程用バッキングロールのシャワー水に添加して、バッキングロールの表面に散布することを特徴とする塗工紙製造工程におけるバッキングロールの汚れ防止方法が提供される。

0023

散布方法としては、バッキングロールを洗浄するために散布されるシャワー水に汚れ防止剤を添加すれば、新たな設備を必要とせず、作業性および汚れ防止剤の希釈性の点からも好ましい。

0024

汚れ防止剤のシャワー水中への添加は連続的であっても、間欠的であってもよい。また、その添加量は、有効成分がシャワー水中で10〜1000mg/l、好ましくは20〜500mg/l程度となる量であればよい。

0025

汚れ防止剤はバッキングロール全体に均一に散布されるのが好ましく、バッキングロールにドクターなどの掻き取り装置が設置されている場合には、ロールの回転に対して、掻き取り装置の前方の任意の箇所で汚れ防止剤の溶液を散布するのが好ましい。

0026

この発明の汚れ防止剤および汚れ防止方法により、バッキングロールの汚れを防止し、ひいては塗工紙の紙切れおよび紙粕や紙筋の発生を防止し、塗工機の高速化が可能となり、塗工紙の生産性を向上できる。その上、塗工機を停止をさせて行なうバッキングロールの洗浄が不要となる。

0027

この発明を実施例および試験例により以下に説明するが、この発明はこれらの実施例および試験例により限定されるものではない。なお、比較例4〜12で使用した化合物は、抄紙工程においてピッチコントロール剤として用いられている化合物である。

0028

(実施例1〜7および比較例1〜9)
実施例1
ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド20重量部
(分子量20,000)
水 80重量部
実施例2
ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド 20重量部
(分子量30,000)
水 80重量部

0029

実施例3
ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド20重量部
(分子量50,000)
水 80重量部
実施例4
ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド 20重量部
(分子量100,000)
水 80重量部

0030

実施例5
ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド20重量部
(分子量200,000)
水 80重量部
実施例6
ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド 15重量部
(分子量50,000)
アルキルジメチルベンジルアンモニウムクロライド5重量部
(炭素数12〜16の混合物)
水 80重量部

0031

実施例7
アルキルジメチルベンジルアンモニウムクロライド20重量部
(炭素数12〜16の混合物)
水 80重量部

0032

比較例1
ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド20重量部
(分子量10,000)
水 80重量部
比較例2
ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド 20重量部
(分子量300,000)
水 80重量部

0033

比較例3
ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド20重量部
(分子量500,000)
水 80重量部
比較例4
ジシアンジアミドホルマリン縮合物20重量部
(分子量30,000)
水 80重量部

0034

比較例5
ジシアンジアミド−ホルマリン縮合物20重量部
(分子量50,000)
水 80重量部
比較例6
ジアリルアミンアクリルアミド共重合体20重量部
(分子量30,000)
水 80重量部

0035

比較例7
ジアリルアミン−アクリルアミド共重合体20重量部
(分子量100,000)
水 80重量部
比較例8
エピクロルヒドリンジメチルアミン縮合物20重量部
(分子量30,000)
水 80重量部

0036

比較例9
エピクロルヒドリンジメチルアミン縮合物20重量部
(分子量50,000)
水 80重量部
比較例10
エピクロルヒドリンジメチルアミン縮合物 20重量部
(分子量100,000)
水 80重量部

0037

比較例11
ポリエチレングリコールオレイルエーテルエチレン20重量部
オキサイト24モル付加物(以下、エチレンオキサイドを「EO」と略す)
水 80重量部
比較例12
ステアリルアミンEO18モル付加物 20重量部
水 80重量部

0038

(試験例1)本試験を行うにあたり、下記の成分からなる塗工液組成物を調製した。
(塗工液組成物)
クレー30重量部
炭酸カルシウム12重量部
でん粉 3重量部
SBRラテックス12重量部
(武田薬品工業製、クロスLL2M−555)
水 42.8重量部
ポリアクリル酸ソーダ0.2重量部

0039

(塗工液組成物の調製方法)上記の塗工液組成物の各成分をTKホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、回転数3000rpmで30分間攪拌して、塗工液組成物を調製した。

0040

8.5cm×10cmに切断したボール紙(厚さ0.1cm)に、予め調製しておいた塗工液組成物を固形分で約50g/m2 となるように塗布し、次いで105℃で10分間乾燥した。他方、NBRゴム板アクリロニトリル−ブタジエンゴム、オーツタイヤ製、10cm×12cm×0.3cm)1枚および圧着ステンレス板(SUS304、12cm×15cm×0.1cm)2枚を70℃の恒温室に入れ、2kgの鉄のおもりを載せて予め保温した。実施例1〜7および比較例1〜12の製剤を、有効成分濃度100mg/lの水溶液として500ml調製し、これらの製剤に、塗工液組成物を塗布・乾燥したボール紙を5分間浸漬した。

0041

ボール紙を各製剤に浸漬した後、直ちに、ボール紙の塗工液組成物の塗布面と、保温しておいたNBRゴム板とを貼り合わせ、さらに保温しておいた圧着用ステンレス板でその両面を挟み、水平に置いた。次いで、この積層した板の上面に2kgの鉄のおもりを置き、プレスした状態で70℃の恒温室に入れて10分間保持した。保持後、直ちにボール紙からNBRゴム板を剥がし、そのときの剥離抵抗力(kg)をデジタルフォース張力計(日本電産製、FGC−2)で測定した。

0042

また、試験直後に、NBRゴム板のボール紙との接触面の汚れ度合い目視で観察した。NBRゴム板の汚れ度合いを以下に示す基準で5段階に評価し、各試験について1〜5の評点を付した。
1:汚れ面積部全体の 0%
2:汚れ面積部全体の 0〜 2%
3:汚れ面積部全体の 2〜 5%
4:汚れ面積部全体の 5〜20%
5:汚れ面積部全体の 20%以上
得られた結果を表1に示す。

0043

0044

(試験例2)中質コート紙を製造するA製紙工場の塗工紙製造工程(塗工速度1200m/分)において、第2コーターバッキングロールのドクターシャワー水(20l/分)に、実施例2の製剤を有効成分濃度が100mg/lとなるように連続的に添加した。試験開始から4週間、紙切れは1度も発生しなかった。また、第2コーターバッキングロールには塗工液などの汚れのないことが目視により確認できた。

0045

一方、製剤を添加しない系について同様に4週間試験したところ、センターロールにおいて1日平均2回の紙切れが発生した。また、第2コーターバッキングロールには塗工液の汚れが目視により確認された。

0046

試験例2の結果、本発明の汚れ防止剤を添加した系では、紙切れによる作業上の手間を大幅に削減でき、紙の生産量が約20%増加した。

0047

(試験例3)上質コート紙を製造するB製紙工場の塗工紙製造工程(塗工速度1100m/分)において、第2コーターバッキングロールのドクターシャワー水(50l/分)に、実施例3の製剤を有効成分濃度が50mg/lとなるように連続的に添加した。また、実施例3の製剤の代わりに、比較例4、比較例7および比較例9の製剤を用いて同様に10日間試験した。

0048

実施例3の製剤を用いた場合、試験開始から10日間、紙切れは1度も発生しなかった。また、試験途中で塗工速度を1300m/分にしたにもかかわらず、紙切れは発生しなかった。また、第2コーターバッキングロールには塗工液などの汚れのないことが目視により確認できた。

0049

一方、比較例4、比較例7および比較例9の製剤を用いた場合には、第2コーターバッキングロールにおいて1日平均2回の紙切れが発生した。また、第2コーターバッキングロールには塗工液の汚れが目視により確認された。

0050

試験例3の結果、本発明の汚れ防止剤を添加した系では、紙切れによる作業上の手間を大幅に削減でき、紙の生産量が約15%増加した。

発明の効果

0051

この発明の汚れ防止剤は、バッキングロールの汚れを防止でき、その結果、塗工紙の紙切れおよび紙粕や紙筋の発生を防止できる。したがって、塗工紙の品質を低下させることなく、塗工機の高速化が可能となり、塗工機を停止させて行なうバッキングロールの洗浄が不要となり、塗工紙の生産性を向上させることができる。また、この発明の汚れ防止剤は、塗工液組成物に添加するタイプのロール汚れ防止剤の1/10〜1/100の添加量で所望の効果を得ることができ、コスト的にも有利である。

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