纸浆的洗涤的制作方法

1.本发明涉及纸浆的洗涤，在一个或多个实施方式中，涉及纸浆洗涤剂和纸浆的制造方法。


背景技术：

2.牛皮纸浆的制造工序通常包括：将木屑用苛性钠和硫化钠的混合液蒸解(蒸解的日文原文：蒸解)的蒸解工序；将包含纸浆和木质素的黑液分离的未漂白纸浆洗涤工序；利用氧和碱从纸浆中除去木质素的氧脱木质素工序；以及漂白工序。如果未漂白纸浆的洗涤不充分，则氧脱木质素工序的反应效率降低、漂白药剂的使用量增加，另外，产生多段漂白工序、精选工序和抄纸工序中的发泡问题、沥青问题，因此，未漂白纸浆洗涤工序后、氧脱木质素工序后的纸浆洗涤，即漂白工序前的纸浆洗涤非常重要。
3.作为纸浆洗涤方法，提出了在纸浆制造方法的各种洗涤工序中添加聚氧乙烯烷基苯基醚系表面活性剂的纸浆洗涤方法(专利文献1)、以及在蒸解工序后的洗涤工序中添加表面活性剂的纸浆洗涤方法(专利文献2和3)等。现有技术文献专利文献
4.专利文献1：日本特开平5
‑
302284号公报专利文献2：日本特开2005
‑
336620号公报专利文献3：wo2009/093615


技术实现要素：

发明所要解决的课题
5.纸浆的吸水力优异，从蒸解工序送来的纸浆中含有约80几质量％的水分。纸浆洗涤通常通过在纸浆中添加稀释液而将绝干纸浆浓度稀释成约1质量％的浆料，接着进行脱水来进行。另外，根据洗涤剂的种类，也存在在脱水之后使用用洗涤液置换纸浆中的水分的方法的情况。认为如果纸浆的脱水性提高，则能够将纸浆浓缩至更高浓度，洗涤的效率提高。另外，如果能够提高纸浆洗涤后的纸浆中所含的污垢的除去效率，则能够减小之后的氧脱木质素工序、漂白工序的负荷。因此，在本发明中，作为污垢除去效率提高的指标，使用纸浆的白色度。在本发明中，提供能够提高“脱水性”和“洗涤性”这两者的纸浆洗涤剂。用于解决课题的技术方案
6.本发明在一个方式中涉及一种纸浆洗涤剂，其含有下述式(1)所示、重均分子量为600以上且1300以下的非离子表面活性剂。r1o
‑
[(eo)
n
·
(po)
m
]h
···
(1)(式(1)中，r1为碳原子数10～14的烷基或炔基，eo和po分别为氧乙烯基(“氧乙烯
基”的日文原文：
エチレンオキサイド
基)和氧丙烯基(“氧丙烯基”的日文原文：
プロピレンオキサイド
基)，n和m为平均加成摩尔数，n和m分别不为0。)
[0007]
本发明在另一方式中涉及一种纸浆洗涤剂，其含有下述式(1)所示的非离子表面活性剂。r1o
‑
[(eo)
n
·
(po)
m
]h
···
(1)(式(1)中，r1为碳原子数10～14的烷基或炔基，eo和po分别为氧乙烯基和氧丙烯基，n和m为平均加成摩尔数，n和m分别不为0，且n m为8～22。)
[0008]
本发明在另一方式中涉及一种纸浆的制造方法，其包括添加本发明的纸浆洗涤剂。发明效果
[0009]
根据本发明，在一个或多个实施方式中，能够提供能够提高“脱水性”和“洗涤性”这两者的纸浆洗涤剂。
具体实施方式
[0010]
本发明基于如下见解：表面活性剂中，满足规定的必要条件的非离子表面活性剂能够提高纸浆洗涤的脱水性和洗涤性。本发明基于如下见解：满足规定的必要条件的非离子表面活性剂能够提高纸浆洗涤后的纸浆的绝干纸浆浓度，并且能够提高纸浆洗涤后的纸浆的白色性。本发明的纸浆洗涤剂在一个方式中能够提高“脱水性”和“洗涤性”这两者，因此在一个或多个实施方式中，可以期待洗涤液使用量的削减、漂白药剂使用量的削减、氧脱木质素的反应效率改善、消泡剂使用量的削减、沥青削减所带来的抄纸工序中的问题的发生的预防、以及送至回收锅炉中的稀黑液的固体成分浓度的上升等。
[0011]
[非离子表面活性剂(a)：第一实施方式]本发明的纸浆洗涤剂中所含的非离子表面活性剂的第一实施方式为下述式(1)所示、重均分子量为600以上且1300以下的非离子表面活性剂(a)。r1o
‑
[(eo)
n
·
(po)
m
]h
···
(1)(式(1)中，r1为碳原子数10～14的烷基或炔基，eo和po分别为氧乙烯基和氧丙烯基，n和m为平均加成摩尔数，n和m分别不为0。)
[0012]
非离子表面活性剂(a)为上述式(1)所示的聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚。从提高脱水性和洗涤性的观点出发，非离子表面活性剂(a)的重均分子量为600以上且1300以下，优选为600以上且1200以下，更优选为600以上且1100以下，进一步优选为600以上且1000以下，更进一步优选为650以上且950以下，更进一步优选为650以上且900以下，更进一步优选为650以上且800以下，更进一步优选为650以上且750以下。非离子表面活性剂(a)的重均分子量可以利用凝胶渗透色谱(gpc)进行测定。
[0013]
从提高脱水性和洗涤性的观点出发，非离子表面活性剂(a)的烷基醚部分的碳原子数，即式(1)中的r1的碳原子数，为10以上且14以下，优选为10以上且13以下。作为提供“r1o
‑”
部分的醇基材，从提高脱水性和洗涤性的观点出发，可举出癸醇、异癸醇、月桂醇、十三烷醇、异十三烷醇、肉豆蔻醇等，优选异癸醇和十三烷醇。
[0014]
非离子表面活性剂(a)的氧乙烯(eo)部分的平均加成摩尔数n和氧丙烯(po)部分
的平均加成摩尔数m不为零。从提高脱水性和洗涤性的观点出发，n与m的合计(n m)优选为8以上且22以下，更优选为8以上且21以下，进一步优选为8以上且20以下，更进一步优选为8以上且17以下，更优选为9以上且15以下。式(1)的[(eo)
n
·
(po)
m
]部分中的eo和po的聚合顺序没有特别限制。eo和po的聚合形态可以为无规，也可以为嵌段。非离子表面活性剂(a)的n和m可以通过nmr和/或质量分析等方法进行测定。
[0015]
从提高脱水性和洗涤性的观点出发，非离子表面活性剂(a)的eo/po(eo与po之比)优选为35/75以上，更优选为40/60以上，更进一步优选为50/50以上。从相同的观点出发，eo/po(eo与po之比)优选为95/5以下，更优选为90/10以下，进一步优选为85/15以下。
[0016]
[非离子表面活性剂(b)：第二实施方式]本发明的纸浆洗涤剂中所含的非离子表面活性剂的第二实施方式为下述式(1)所示的非离子表面活性剂(b)。r1o
‑
[(eo)
n
·
(po)
m
]h
···
(1)(式(1)中，r1为碳原子数10～14的烷基或炔基，eo和po分别为氧乙烯基和氧丙烯基，n和m为平均加成摩尔数，n和m分别不为0，且n m为8～22。)
[0017]
非离子表面活性剂(b)为上述式(1)所示的聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚。非离子表面活性剂(b)的氧乙烯(eo)(“氧乙烯”的日文原文：
オキシエチレン
)部分的平均加成摩尔数n和氧丙烯(po)(“氧丙烯”的日文原文：
オキシプロピレン
)部分的平均加成摩尔数m不为零。从提高脱水性和洗涤性的观点出发，n与m的合计(n m)为8以上且22以下，优选为8以上且21以下，进一步优选为8以上且20以下，更进一步优选为8以上且17以下，更优选为9以上且15以下。式(1)的[(eo)
n
·
(po)
m
]部分中的eo与po的聚合顺序没有特别限制。eo和po的聚合形态可以为无规，也可以为嵌段。非离子表面活性剂(b)的n和m可以与非离子表面活性剂(a)的n和m的测定方法同样地进行测定。
[0018]
从提高脱水性和洗涤性的观点出发，非离子表面活性剂(b)的eo/po(eo与po之比)优选为35/75以上，更优选为40/60以上，更进一步优选为50/50以上。eo/po(eo与po之比)，从相同的观点出发，优选为95/5以下，更优选为90/10以下，进一步优选为85/15以下。
[0019]
从提高脱水性和洗涤性的观点出发，非离子表面活性剂(b)的重均分子量优选为600以上且1300以下，更优选为600以上且1200以下，进一步优选为600以上且1100以下，更进一步优选为600以上且1000以下，更进一步优选650以上且950以下，更进一步优选为650以上且900以下，更进一步优选为650以上且800以下，更进一步优选为650以上且750以下。非离子表面活性剂(b)的重均分子量可以与非离子表面活性剂(a)的重均分子量的测定方法同样地进行测定。
[0020]
从提高脱水性和洗涤性的观点出发，非离子表面活性剂(b)的烷基醚部分的碳原子数，即式(1)中的r1的碳原子数，为10以上且14以下，优选为10以上且13以下。作为提供“r1o
‑”
部分的醇基材，从提高脱水性和洗涤性的观点出发，可举出癸醇、异癸醇、月桂醇、十三烷醇、异十三烷醇、肉豆蔻醇等，优选异癸醇和十三烷醇。
[0021]
[纸浆洗涤剂]
本发明的纸浆洗涤剂包含上述非离子表面活性剂(a)或(b)。非离子表面活性剂可以为1种，也可以为多种。本发明的纸浆洗涤剂可以包含非离子表面活性剂，也可以包含水、其他成分。作为其他成分，可举出不会实质上损害脱水性和洗涤性的成分。作为其他成分，在一个或多个实施方式中，可举出消泡剂、沥青控制剂、垢控制剂等。作为纸浆洗涤剂的剂型，没有特别限制。优选在使用时为液体。
[0022]
本发明的纸浆洗涤剂可以作为纸浆制造工序中的纸浆洗涤的洗涤剂使用。作为本发明中的纸浆制造工序中的纸浆洗涤，在一个或多个实施方式中，可举出在漂白工序中进行漂白的阶段之前进行的纸浆的洗涤，例如未漂白纸浆的洗涤。作为本发明的纸浆洗涤剂的添加位置，在一个或多个实施方式中，只要是进行纸浆制造工序中的纸浆洗涤的位置就没有特别限制，例如可举出进行未漂白纸浆的洗涤的位置等。作为洗涤未漂白纸浆的位置，在一个或多个实施方式中，可举出在蒸解工序后且在氧脱木质素反应工序前进行的洗涤、以及在氧脱木质素反应工序和/或该反应工序后进行的洗涤等。因此，本发明在另一方式中涉及使用本发明的纸浆洗涤剂的纸浆的洗涤方法，进而在另一方式中涉及包括使用本发明的纸浆洗涤剂的纸浆的洗涤工序的纸浆的制造方法。作为洗涤对象、制造对象的纸浆的种类没有特别限制，可以包含在制造工艺中包含洗涤纸浆的工序的纸浆。在一个或多个实施方式中，原料纸浆可以为木材纸浆(n材(针叶树)或l材(阔叶树))，也可以为非木材纸浆，还可以为废纸纸浆。另外，在一个或多个实施方式中，木材纸浆可以为牛皮纸浆、硫化物纸浆(硫化物纸浆的日文原文：
サルファイドパルプ
)、碱纸浆等化学纸浆，也可以为机械纸浆。
[0023]
[纸浆洗涤方法]本发明的纸浆洗涤方法在一个或多个实施方式中包括在纸浆洗涤工序所使用的稀释液、洗涤液中添加本发明的纸浆洗涤剂。本发明的纸浆洗涤方法在其他一个或多个实施方式中包括在纸浆洗涤工序中向用稀释液稀释过的纸浆、加入有洗涤液的纸浆添加本发明的纸浆洗涤剂。本发明的纸浆洗涤方法在其他一个或多个实施方式中，包括在纸浆洗涤机中添加本发明的纸浆洗涤剂。
[0024]
作为纸浆洗涤工序，可举出在一个或多个实施方式中，在漂白工序中进行漂白的阶段之前进行的洗涤。作为洗涤机，没有特别限制，可以根据目的适当选择，例如可举出鼓型过滤器、扩散器、压力型扩散器、加压型鼓式过滤器、加压型洗涤器、双辊型压力机等。需要说明的是，作为纸浆洗涤工序，优选将这些洗涤机组合多个而成的多段洗涤工序。作为洗涤机中的本发明的纸浆洗涤剂的添加位置，只要是能够与纸浆均匀地混合的场所就没有特别限制，可举出将纸浆流送至洗涤机的泵的吸入口、用于调节纸浆浓度的稀释液的注入口、稀释液的送液泵的吸入口、洗涤液的送液泵的吸入口等。
[0025]
作为本发明的纸浆洗涤方法中的本发明的纸浆洗涤剂的使用量，在一个或多个实施方式中，相对于绝干纸浆的质量，优选为0.003质量％～10质量％，更优选为0.005质量％～1质量％，进一步优选为0.01～0.1质量％。作为本发明的纸浆洗涤方法中的洗涤温度，可以为通常的洗涤温度、洗涤机的温度，可举出在一个或多个实施方式中为65℃～90℃。
[0026]
[纸浆制造方法]本发明的纸浆制造方法在一个或多个实施方式中为包括进行本发明的纸浆洗涤方法的工序的纸浆的制造方法。
[0027]
作为本发明的纸浆制造方法的一个或多个实施方式，可举出包括如下工序的制造方法：蒸解工序；在蒸解工序后进行的未漂白纸浆洗涤工序(未漂白纸浆洗涤工序1)；氧脱木质素反应工序；以及在氧脱木质素反应工序后进行的未漂白纸浆洗涤工序(未漂白纸浆洗涤工序2)。在本发明的纸浆制造方法的一个或多个实施方式中，未漂白纸浆的洗涤可以使用本发明的纸浆洗涤剂。
[0028]
蒸解工序上述蒸解工序是对纸浆原料进行蒸解的工序。在上述蒸解工序中，例如，纸浆原料(木屑)在氢氧化钠和硫化钠的混合液中被加压蒸煮，纸浆原料中的木质素成分、脂肪酸钠盐、松香酸钠盐等非纤维部分被溶解。作为蒸解，可举出硫酸盐蒸解法和亚硫酸蒸解法。
[0029]
未漂白纸浆洗涤工序1蒸解后的纸浆原料在未漂白纸浆洗涤工序1中被分离为纸浆浆料和黑液并进行洗涤。在未漂白纸浆洗涤工序1中，在一个或多个实施方式中，可以包括除去纸浆浆料中的异物(例如溶解有机成分等)。
[0030]
氧脱木质素反应工序氧脱木质素反应工序是使用氧将上述蒸解后的纸浆原料中所含的木质素成分分解的工序，即，将上述蒸解工序中未完全除去的木质素成分分解的工序，开发了在蒸解处理后的初段，在碱性
·
高温加压下使氧发挥作用的氧脱木质素法，目前已经广泛普及。蒸解工序后的纸浆中残留的木质素的40％～50％通过实施氧脱木质素反应而被分解，因此，不仅能够降低后段的氯系漂白试剂的使用量，而且能够将氧脱木质素反应工序中产生的排水循环至蒸解工序，因此，能够回收试剂和能量，另外，能够减轻排水的负荷。
[0031]
未漂白纸浆洗涤工序2在一个或多个实施方式中，未漂白纸浆洗涤工序2(氧脱木质素反应工序后的洗涤工序)是通过洗涤而将通过氧脱木质素反应生成的木质素分解物和有色成分等除去的工序。氧脱木质素反应工序后的洗涤工序可以在漂白工序之前进行。
[0032]
上述纸浆的洗涤例如通过在从蒸解工序送来的纸浆(纸浆浓度10质量％左右)中添加稀释液，制成纸浆浓度约为1质量％的浆料等来进行。纸浆的洗涤中的本发明的纸浆洗涤剂的使用量如上所述。
[0033]
纸浆的洗涤通常通过对流多段洗涤方法来实施，但本发明的纸浆洗涤剂的使用以及本发明的纸浆洗涤方法可以不限定于该方法。对流多段洗涤方法通常是指串联连结2～5台洗涤机来进行洗涤的方法。有时仅在最终段的洗涤机中的洗涤液中使用清水(从锅炉回收的温水＝洗涤温水)。将最终段的洗涤机中回收的洗涤液在前一段的洗涤机中作为洗涤液使用，进一步回收前一段的洗涤机中使用的洗涤液，作为更前一段的洗涤机的洗涤液使用。另外，所回收的洗涤液也作为前段的稀释液使用。当使用这样的对流洗涤方法时，不仅能够以高浓度回收蒸解工序和氧脱木质素反应工序中使用的试剂，而且还能够以高浓度回收木质素分解物。
被导入到上述洗涤机中的纸浆浆料的温度，即洗涤温度，通常为65℃～90℃，是洗涤机的缸(vat)(日文原文：
バット
)中的纸浆浆料的温度。
[0034]
其他工序作为上述其他工序，没有特别限制，可以根据目的适当选择，例如可举出漂白工序等。
[0035]
漂白工序上述漂白工序是将洗涤工序后的纸浆漂白的工序，可以使用氯、次氯酸盐、二氧化氯、臭氧、过氧化氢等氧化剂。
[0036]
本发明还涉及以下的一个或多个实施方式。〔1〕一种纸浆洗涤剂，其含有下述式(1)所示、重均分子量为600以上且1300以下的非离子表面活性剂。r1o
‑
[(eo)
n
·
(po)
m
]h
···
(1)(式(1)中，r1为碳原子数10～14的烷基或炔基，eo和po分别为氧乙烯基和氧丙烯基，n和m为平均加成摩尔数，n和m分别不为0。)〔2〕一种纸浆洗涤剂，其含有下述式(1)所示的非离子表面活性剂。r1o
‑
[(eo)
n
·
(po)
m
]h
···
(1)(式(1)中，r1为碳原子数10～14的烷基或炔基，eo和po分别为氧乙烯基和氧丙烯基，n和m为平均加成摩尔数，n和m分别不为0，且n m为8～22。)〔3〕一种纸浆的制造方法，其包括在纸浆洗涤工序中添加〔1〕或〔2〕所述的纸浆洗涤剂。〔4〕根据〔3〕所述的纸浆的制造方法，其中，上述纸浆洗涤工序为纸浆漂白之前的纸浆洗涤的工序。
[0037]
以下，使用实施例进一步说明本发明。但是，本发明不被解释为限定于以下的实施例。实施例
[0038]
(实施例1)使用实际的制纸工厂的未漂白纸浆(阔叶树的牛皮纸浆)和表1中记载的药剂，在下述条件下洗涤纸浆，测定洗涤后的绝干纸浆浓度和白色度。将其结果示于表1。需要说明的是，表1中的纸浆浓度(绝干纸浆浓度)和白色度以减去未加入药剂时(空白)的结果而得到的值(与空白的差)的形式表示。
[0039]
纸浆洗涤将纸浆用离解机以2500rpm解纤5分钟，制作1.5％(绝干纸浆重量)的纸浆浆料，在70℃下加热2小时以上。接下来，在60℃加温下添加相对于绝干纸浆重量为500ppm的表1的药剂(表面活性剂)，以700rpm搅拌1分钟。搅拌结束后，将纸浆总量抽滤，对于所得到的各纸浆，测定绝干纸浆浓度和制作的纸浆片材的白色度。
[0040]
绝干纸浆浓度的测定方法：使纸浆在105℃下干燥一晩，作为干燥固体成分浓度进行测定。
[0041]
白色度的测定方法:依据jis p8222的方法制作纸浆片材，使用spectro photometer(日本电色工业株
式会社制，pf7000)进行测定。
[0042]
[重均分子量]药剂(表面活性剂)的重均分子量是通过凝胶渗透色谱(gpc)测定的值。
[0043]
[药剂]实施例1
‑
1：聚氧乙烯聚氧丙烯单异癸基醚(eo(9.3)，po(2.3)，eo/po＝80/20，重均分子量700)实施例1
‑
2：聚氧乙烯聚氧丙烯单异癸基醚(eo(5.7)，po(8.5)，eo/po＝40/60，重均分子量900)实施例1
‑
3：聚氧乙烯聚氧丙烯单异癸基醚(eo(12.6)，po(8.4)，eo/po＝60/40，重均分子量1200)实施例1
‑
4：聚氧乙烯聚氧丙烯单十三烷基醚(eo(7.1)，po(2.4)，eo/po＝75/25，重均分子量650)比较例1：聚氧乙烯单异癸基醚(eo(7)，重均分子量466)比较例2：聚氧乙烯聚氧丙烯单十三烷基醚(eo(5.1)，po(2.2)，eo/po＝70/30，重均分子量550)比较例3：普朗尼克型表面活性剂(eo(25.5)，po(29)，eo/po＝40/60，重均分子量2800)比较例4：聚氧乙烯单鲸蜡基醚(eo(2)，重均分子量330)比较例5：聚氧乙烯月桂胺(eo(10)，重均分子量625)比较例6：聚氧乙烯聚氧丙烯单硬脂基醚(eo(7.2)，po(7.2)，eo/po＝50/50，重均分子量1000)比较例7：聚氧乙烯聚氧丙烯单2
‑
乙基己基醚(eo(7.7)，po(14.3)，eo/po＝35/65，重均分子量1300)
[0044]
[表1]*：与空白之差
[0045]
如表1所示，在实施例1
‑
1～1
‑
4中，与比较例1～7相比，纸浆浓度和白色度均提高。
[0046]
(实施例2)使用未漂白纸浆(针叶树的牛皮纸浆)来代替实施例1的未漂白纸浆(阔叶树的牛
皮纸浆)，并且使用表2中记载的药剂，除此以外，与实施例1同样地测定洗涤后的绝干纸浆浓度和白色度。将其结果示于表2。
[0047]
[药剂]实施例2
‑
1：聚氧乙烯聚氧丙烯单异癸基醚(eo(9.3)，po(2.3)，eo/po＝80/20，重均分子量700)实施例2
‑
2：聚氧乙烯聚氧丙烯单异癸基醚(eo(5.7)，po(8.5)，eo/po＝40/60，重均分子量900)实施例2
‑
3：聚氧乙烯聚氧丙烯单十三烷基醚(eo(7.1)，po(2.4)，eo/po＝75/25，重均分子量650)比较例8：聚氧乙烯单异癸基醚(eo(7)，重均分子量466)比较例9：聚氧乙烯聚氧丙烯单十三烷基醚(eo(5.1)，po(2.2)，eo/po＝70/30，重均分子量550)比较例10：普朗尼克型表面活性剂(eo(25.5)，po(29)，eo/po＝40/60，重均分子量2800)比较例11：聚氧乙烯单鲸蜡基醚(eo(2)，重均分子量330)比较例12：聚氧乙烯月桂胺(eo(10)，重均分子量625)比较例13：聚氧乙烯聚氧丙烯单硬脂基醚(eo(7.2)，po(7.2)，eo/po＝50/50，重均分子量1000)比较例14：聚氧乙烯聚氧丙烯单2
‑
乙基己基醚(eo(7.7)，po(14.3)，eo/po＝35/65，重均分子量1300)
[0048]
[表2]*：与空白之差
[0049]
如表2所示，在实施例2
‑
1～2
‑
3中，与比较例8～14相比，纸浆浓度和白色度均提高。