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KR102152953B1 - 오염방지제 조성물 - Google Patents

오염방지제 조성물 Download PDF

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KR102152953B1
KR102152953B1 KR1020207011198A KR20207011198A KR102152953B1 KR 102152953 B1 KR102152953 B1 KR 102152953B1 KR 1020207011198 A KR1020207011198 A KR 1020207011198A KR 20207011198 A KR20207011198 A KR 20207011198A KR 102152953 B1 KR102152953 B1 KR 102152953B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
antifouling agent
agent composition
cyclic siloxane
pitch
Prior art date
Application number
KR1020207011198A
Other languages
English (en)
Inventor
히로시 세키야
카즈유키 유사
Original Assignee
가부시키가이샤 멘테크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

(과제)
드라이 파트에 있어서의 피치 오염을 효과적으로 방지할 수 있는 오염방지제 조성물을 제공하는 것.
(해결 수단)
본 발명은 초지 공정의 드라이 파트(D)에 있어서의 피치 오염을 방지하기 위한 오염방지제 조성물로서, 하기 식(1)으로 표시되는 직쇄상의 폴리실록산 화합물과, 환상 실록산 화합물을 함유하는 오염방지제 조성물이다.
Figure 112020039709644-pct00008

[식(1) 중, 치환기 R1은 동일 분자 내에 있어서 수소 원자, 알킬기, 메틸페닐기, 폴리에테르기, 고급 지방산 에스테르기, 아미노 변성기, 에폭시 변성기, 카르복시기, 페놀기, 메르캅토기, 카르비놀기 또는 메타크릴기를 나타내고, 실록산 단위의 반복수 n은 20~1430의 정수를 나타낸다.]

Description

오염방지제 조성물
본 발명은 오염방지제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 드라이 파트에 있어서의 피치 오염을 효과적으로 방지할 수 있는 오염방지제 조성물에 관한 것이다.
초지기에 있어서의 초지 공정은 일반적으로 수중에 펄프가 분산된 액을 초지용의 망(와이어)에 얹고, 여분의 물을 자연 낙하시킴으로써 습지로 하는 와이어 파트와, 습지를 한 쌍의 프레스 롤 사이에 통과시키고, 펠트를 개재시켜 프레스 롤로 누름으로써, 습지 중의 수분을 펠트로 이행시키고, 이것에 의해 습지를 탈수하는 프레스 파트와, 프레스 파트를 통과한 습지를 가열된 드라이어 롤에 접촉시킴으로써 건조시켜 종이로 하는 드라이 파트와, 종이를 스풀이라고 불리는 봉에 권취하는 릴 파트를 가진다.
그런데, 드라이 파트에는 습지를 가열 건조시키기 위한 원통상의 드라이어 롤, 습지를 당해 드라이어 롤에 누르기 위한 캔버스, 캔버스를 안내하기 위한 캔버스 롤, 건조시킨 습지의 평활성과 종이 두께를 조정하기 위한 캘린더 롤, 건조시킨 습지의 평활성과 종이 두께를 완만하게 조정하기 위한 브레이커 스택 롤 등의 장치가 있다. 이들 장치는 어느 것이나 직접적 또는 간접적으로 습지에 접하는 것이기 때문에, 이들의 표면에 피치가 부착되면, 습지에 피치가 전이함으로써, 당해 습지가 오염되어, 결과적으로 수율이 크게 저하되는 원인이 된다.
또한 피치는 종이의 원료인 목재 또는 파지에 포함되는 수지분에 기인하는 점착상의 오염물이다.
이에 대해, 드라이 파트에 부여함으로써 피치 오염을 방지할 수 있는 오염방지제 조성물로서, 실리콘계의 화합물을 포함하는 오염방지제 조성물이 알려져 있다.
예를 들면 이러한 오염방지제 조성물로서는 소정의 화학구조식을 가지는 폴리실록산 화합물을 포함하고, 폴리실록산 화합물 1분자당의 아미노 변성기의 개수가 0.5~5개인 오염방지제 조성물이 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조).
또 소정의 화학구조식을 가지는 저분자 폴리실록산 화합물과, 소정의 화학구조식을 가지는 고분자 폴리실록산 화합물을 포함하고, 저분자 폴리실록산 화합물의 25℃에 있어서의 동점도가 10~300mm2/s이며, 고분자 폴리실록산 화합물의 25℃에 있어서의 동점도가 40~90000mm2/s이며, 저분자 폴리실록산 화합물 1분자당의 변성기의 개수가 0.1~3.0개이며, 고분자 폴리실록산 화합물 1분자당의 변성기의 개수가 1.0~10개이며, 저분자 폴리실록산 화합물에 있어서의 폴리실록산 단위의 반복수 m과, 상기 고분자 폴리실록산 화합물에 있어서의 폴리실록산 단위의 반복수 n이
2m≤n
의 관계를 만족시키는 오염방지제 조성물이 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 2 참조).
이들 오염방지제 조성물에 의하면, 드라이 파트의 피치 오염을 일단 방지할 수 있다. 또한 본 발명은 이들 발명의 개량 발명에 상당한다.
일본 특허 제4868628호 공보 일본 특허 제4868629호 공보
그러나, 상기 특허문헌 1 및 2에 기재된 오염방지제 조성물에 있어서는, 피치를 분산시킴으로써 피치 오염을 방지한다는 작용 효과를 나타내지만, 그 효과가 충분하다고는 할 수 없다. 즉, 피치의 분산성이 불충분하며, 분산되지 않은 피치가 드라이 파트에 재부착될 우려가 있다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 드라이 파트에 있어서의 피치 오염을 효과적으로 방지할 수 있는 오염방지제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토한 바, 피치를 효과적으로 분산시키는 성분으로서, 환상 실록산 화합물을 찾아냈다.
그리고, 오염방지제 조성물에 환상 실록산 화합물을 함유시킴으로써, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
본 발명은 (1) 초지 공정의 드라이 파트에 있어서의 피치 오염을 방지하기 위한 오염방지제 조성물로서, 하기 식(1)으로 표시되는 직쇄상의 폴리실록산 화합물과, 환상 실록산 화합물을 함유하는 오염방지제 조성물에 존재한다.
Figure 112020039709644-pct00001
[식(1) 중, 치환기 R1은 동일 분자 내에 있어서 수소 원자, 알킬기, 메틸페닐기, 폴리에테르기, 고급 지방산 에스테르기, 아미노 변성기, 에폭시 변성기, 카르복시기, 페놀기, 메르캅토기, 카르비놀기 또는 메타크릴기를 나타내고, 실록산 단위의 반복수 n은 20~1430의 정수를 나타낸다.]
본 발명은 (2) 동일 분자 내에 있어서의 치환기 R1의 적어도 1개가 아미노 변성기이며, 아미노 변성기가 하기 식(2)으로 표시되는 상기 (1)에 기재된 오염방지제 조성물에 존재한다.
Figure 112020039709644-pct00002
[식(2) 중, 치환기 R2 및 치환기 R3은 각각 독립적으로 탄소수가 1~6의 알킬렌기를 나타내고, 아미노알킬렌 단위의 반복수 m은 0~2의 정수를 나타낸다.]
본 발명은 (3) 환상 실록산 화합물이 옥타메틸시클로테트라실록산, 데카메틸시클로펜타실록산 및 도데카메틸시클로헥사실록산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 오염방지제 조성물에 존재한다.
본 발명은 (4) 환상 실록산 화합물의 배합량이 15ppm~20000ppm인 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 오염방지제 조성물에 존재한다.
본 발명은 (5) 배합되는 환상 실록산 화합물과 폴리실록산 화합물의 질량비가 1:5~50000인 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 오염방지제 조성물에 존재한다.
본 발명은 (6) 유화제와 물을 추가로 함유하는 에멀전이며, 이 에멀전의 메디안 직경이 0.01~5.0μm인 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 오염방지제 조성물에 존재한다.
본 발명은 (7) 드라이 파트 중의 주철로 이루어지는 드라이어 롤, 또는 폴리에스테르로 이루어지는 캔버스에 부여되고, 제타 전위가 절대값으로 10~90인 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 오염방지제 조성물에 존재한다.
본 발명은 (8) 드라이 파트 중의 주철로 이루어지는 드라이어 롤에 부여되고, 표면장력이 65mN/m 이하이며, 드라이어 롤에 대한 접촉각이 80° 이하인 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 기재된 오염방지제 조성물에 존재한다.
본 발명은 (9) 드라이 파트 중의 폴리에스테르로 이루어지는 캔버스에 부여되고, 표면장력이 65mN/m 이하이며, 캔버스에 대한 접촉각이 80° 이하인 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 기재된 오염방지제 조성물에 존재한다.
본 발명의 오염방지제 조성물은 상기 식(1)으로 표시되는 직쇄상의 폴리실록산 화합물을 함유하고 있으므로, 이것을 드라이 파트(예를 들면 드라이어 롤)에 부여함으로써, 당해 드라이 파트에 피막이 형성되고, 피치의 부착이 저해된다(피치 부착 방지 효과). 이것에 의해 드라이 파트의 피치 오염을 방지할 수 있다.
또 이것에 더해, 오염방지제 조성물은 환상 실록산 화합물을 추가로 함유하고 있으므로, 피치를 효율적으로 분산시킬 수 있다(피치 분산 효과). 즉, 환상 실록산 화합물이 부착이 저해된 피치를 효과적으로 분산시킴으로써, 피치의 최초의 부착 뿐만아니라 피치의 재부착도 방지할 수 있다. 또한 환상 실록산 화합물의 배합량은 피치 분산 효과를 충분히 발휘시키는 관점에서, 상기 범위 내인 것이 바람직하다.
이것에 의해, 본 발명의 오염방지제 조성물에 의하면, 드라이 파트에 있어서의 피치 오염을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 오염방지제 조성물에 있어서는, 동일 분자 내에 있어서의 치환기 R1의 적어도 1개가 상기 식(2)으로 표시되는 아미노 변성기인 경우, 직쇄상의 폴리실록산 화합물에 의해 형성되는 피막의 피막 유지력을 향상시킬 수 있다. 즉, 당해 피막을 드라이 파트에 정착시키기 쉬워진다.
본 발명의 오염방지제 조성물에 있어서는, 환상 실록산 화합물이 옥타메틸시클로테트라실록산, 데카메틸시클로펜타실록산 및 도데카메틸시클로헥사실록산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 경우, 피치를 분산시키는 효과를 확실히 발휘시킬 수 있다.
본 발명의 오염방지제 조성물에 있어서, 배합되는 폴리실록산 화합물과 환상 실록산 화합물의 질량비가 상기 범위 내인 것이 바람직하다. 이 경우, 피치 부착 방지 효과와 피치 분산 효과의 밸런스가 우수하다. 즉, 피치가 부착되어 분산시킬 수 없는 사태나 피치에 대한 분산이 느린 사태가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 오염방지제 조성물에 있어서는, 유화제와 물을 추가로 함유하는 에멀전인 경우, 이 에멀전의 메디안 직경을 상기 범위 내로 함으로써, 폴리실록산 화합물 및 환상 실록산 화합물의 혼합물이어도, 양자의 분산 안정성이 우수한 것이 된다. 이것에 의해 폴리실록산 화합물 및 환상 실록산 화합물을 소정의 비율을 유지한 상태에서 균일하게 드라이 파트에 부여하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 오염방지제 조성물에 있어서는, 제타 전위가 절대값으로 상기 범위 내인 경우, 전기적인 작용에 의해, 주철로 이루어지는 드라이어 롤의 표면, 또는 폴리에스테르로 이루어지는 캔버스의 표면에 정착하기 쉬워진다는 이점이 있다. 이것에 의해 드라이어 롤에 부여된 오염방지제 조성물이 당해 드라이어 롤에 접촉하는 습지에 전이하여 드라이어 롤에 거의 잔존하지 않거나, 또는 캔버스에 부여된 오염방지제 조성물이 당해 캔버스에 접촉하는 습지에 전이하여 캔버스에 거의 잔존하지 않는 사태가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 오염방지제 조성물에 있어서는, 표면장력을 상기 범위 내로 함으로써, 주철로 이루어지는 드라이어 롤의 표면, 또는 폴리에스테르로 이루어지는 캔버스의 표면에 피막을 형성하기 쉬워진다. 이것에 의해 피치 부착 방지 효과를 보다 향상시킬 수 있다.
또 피치에 침투하기 쉬워지기 때문에, 피치 분산 효과도 향상시킬 수 있다.
본 발명의 오염방지제 조성물에 있어서는, 주철로 이루어지는 드라이어 롤 에 대한 접촉각을 80° 이하로 함으로써, 당해 드라이어 롤의 표면에 피막을 형성하기 쉬워진다.
또 폴리에스테르로 이루어지는 캔버스에 대한 접촉각을 80° 이하로 함으로써, 당해 캔버스의 표면에 피막을 형성하기 쉬워진다.
이것에 의해, 피치 부착 방지 효과를 한층 더 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 오염방지제 조성물을 사용하는 드라이 파트를 나타내는 개략도이다.
이하, 필요에 따라 도면을 참조하면서, 본 발명의 적합한 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한 상하좌우 등의 위치 관계는 특별히 언급이 없는 한, 도면에 나타내는 위치 관계에 기초하는 것으로 한다. 또 도면의 치수 비율은 도시하는 비율에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 오염방지제 조성물은 초지 공정의 드라이 파트에 부여함으로써, 드라이 파트가 피치에 의해 오염되는 것(이하 「피치 오염」이라고 한다.)을 방지할 수 있다.
여기서, 이러한 드라이 파트에는 드라이어 롤, 캔버스, 캔버스 롤, 캘린더 롤, 브레이커 스택 롤 등의 장치가 있다. 또한 드라이 파트의 상세에 대해서는 후술한다.
본 발명에 따른 오염방지제 조성물은 직쇄상의 폴리실록산 화합물과, 환상 실록산 화합물과, 유화제와, 물을 함유한다.
오염방지제 조성물에 있어서는, 드라이 파트에 부여되면, 폴리실록산 화합물이 당해 드라이 파트의 표면에 피막을 형성함으로써, 피치 부착 방지 효과를 발휘한다.
이 때, 공존하는 환상 실록산 화합물이 피치 분산 효과를 발휘한다.
이들의 작용에 의해, 오염방지제 조성물에 의하면, 드라이 파트에 있어서의 피치 오염을 효과적으로 방지할 수 있다.
오염방지제 조성물은 유성인 폴리실록산 화합물 및 환상 실록산 화합물과, 수성인 물이 유화제에 의해 유화된 에멀전으로 되어 있다.
여기서, 에멀전의 메디안 직경은 0.01~5.0μm인 것이 바람직하다. 이 경우, 폴리실록산 화합물 및 환상 실록산 화합물의 혼합물이어도, 양자의 시간 경과에 따른 분산 안정성이 우수한 것이 된다.
또 메디안 직경이 0.01μm 미만이면, 메디안 직경이 상기 범위 내에 있는 경우와 비교하여, 피막 형성 후의 피막의 내수성이 저하되는 경우가 있고, 메디안 직경이 5.0μm를 넘으면, 메디안 직경이 상기 범위 내에 있는 경우와 비교하여, 유화 안정성이 저하될 우려가 있다.
오염방지제 조성물은 주철로 이루어지는 드라이어 롤에 부여하는 경우, 제타 전위가 -90~-10 또는 +10~+90인 것이 바람직하다. 즉, 절대값으로 10~90인 것이 바람직하다. 이 경우, 전기적인 작용에 의해, 드라이어 롤의 표면에 정착하기 쉬워진다는 이점이 있다.
또 제타 전위가 절대값으로 10 미만이면, 제타 전위가 상기 범위 내에 있는 경우와 비교하여, 드라이어 롤 표면으로의 오염방지제 조성물의 흡착성이 저하됨과 아울러, 유화 안정성이 저하될 우려가 있고, 제타 전위가 절대값으로 90을 넘으면, 제타 전위가 상기 범위 내에 있는 경우와 비교하여, 드라이어 롤 표면으로의 오염방지제 조성물의 흡착성이 지나치게 높아져, 습지로의 오염방지제 조성물의 전이가 불충분하게 되는 경향이 있다. 또한 후술하는 바와 같이, 습지에 적량의 오염방지제 조성물을 전이시킴으로써, 당해 습지가 접촉하는 하류측의 드라이 파트에 오염방지제 조성물을 재전이시키는 것이 가능하게 된다.
마찬가지로, 오염방지제 조성물은 폴리에스테르로 이루어지는 캔버스에 부여하는 경우, 제타 전위가 -90~-10 또는 +10~+90인 것이 바람직하다. 즉, 절대값으로 10~90인 것이 바람직하다. 이 경우, 전기적인 작용에 의해, 캔버스의 표면에 정착하기 쉬워진다는 이점이 있다.
또 제타 전위가 절대값으로 10 미만이면, 제타 전위가 상기 범위 내에 있는 경우와 비교하여, 캔버스 표면으로의 오염방지제 조성물의 흡착성이 저하됨과 아울러, 유화 안정성이 저하될 우려가 있고, 제타 전위가 절대값으로 90을 넘으면, 제타 전위가 상기 범위 내에 있는 경우와 비교하여, 캔버스 표면으로의 오염방지제 조성물의 흡착성이 지나치게 높아져, 습지로의 오염방지제 조성물의 전이가 불충분하게 되는 경향이 있다. 또한 후술하는 바와 같이, 습지에 적량의 오염방지제 조성물을 전이시킴으로써, 당해 습지가 접촉하는 하류측의 드라이 파트에 오염방지제 조성물을 재전이시키는 것이 가능하게 된다.
오염방지제 조성물은 주철로 이루어지는 드라이어 롤에 부여하는 경우, 표면장력(최대 포압법에 의한 수명 시간 100밀리초일 때의 동적표면장력)이 65mN/m 이하인 것이 바람직하다. 이 경우, 드라이어 롤의 표면에 정착하기 쉬워진다는 이점이 있다.
또 표면장력이 65mN/m을 넘으면, 표면장력이 상기 범위 내에 있는 경우와 비교하여, 드라이어 롤 표면으로의 피막 형성 속도가 저하되기 때문에, 충분한 피막이 형성되지 않을 우려가 있다.
또한 이러한 표면장력의 값은 자동동적표면장력계 BP-D5(교와카이멘카가쿠)를 사용하여, 25℃의 환경에서 측정한 값이다.
마찬가지로, 오염방지제 조성물은 폴리에스테르로 이루어지는 캔버스에 부여하는 경우, 표면장력(최대 포압법에 의한 수명 시간 100밀리초일 때의 동적표면장력)이 65mN/m 이하인 것이 바람직하다. 이 경우, 캔버스의 표면에 정착하기 쉬워진다는 이점이 있다.
또 표면장력이 65mN/m을 넘으면, 표면장력이 상기 범위 내에 있는 경우와 비교하여, 캔버스 표면으로의 피막 형성 속도가 저하되기 때문에, 충분한 피막이 형성되지 않을 우려가 있다.
오염방지제 조성물은 주철로 이루어지는 드라이어 롤에 부여하는 경우, 당해 드라이어 롤에 대한 접촉각이 80° 이하인 것이 바람직하다. 이 경우, 순식간에 드라이어 롤의 표면에 피막을 형성하는 것이 가능하게 된다.
또한 접촉각은 DropMaster DMs-401, 테플론 침 18G를 사용하여, 25℃, 습도 50%의 환경에서 측정한 값이다.
또 접촉각을 측정하기 위해서 사용하는 주철은 드라이어 롤의 주철과 동일해도 되고 상이해도 된다. 단, 양자는 둘다 십점평균거칠기(Rz):0.16μm 이하, 최대 높이(Rmax):0.21μm 이하, 산술평균거칠기(Ra):0.04μm 이하의 주철인 것이 바람직하다.
마찬가지로, 오염방지제 조성물은 폴리에스테르로 이루어지는 캔버스에 부여하는 경우, 당해 캔버스에 대한 접촉각이 80° 이하인 것이 바람직하다. 이 경우, 순식간에 캔버스의 표면에 피막을 형성하는 것이 가능하게 된다.
오염방지제 조성물에 있어서, 폴리실록산 화합물은 직쇄상이며, 하기 식(1)으로 표시된다.
Figure 112020039709644-pct00003
식(1)으로 표시되는 폴리실록산 화합물에 있어서, 치환기 R1은 수소 원자, 알킬기, 메틸페닐기, 폴리에테르기, 고급 지방산 에스테르기, 아미노 변성기, 에폭시 변성기, 카르복시기, 페놀기, 메르캅토기, 카르비놀기, 메타크릴기 등을 들 수 있다. 또한 치환기 R1은 동일 분자 내에 있어서 모두 동일한 것이어도 되고, 동일 분자 내에 있어서 이웃끼리 상이한 것이어도 된다.
또 오염방지제 조성물에는 치환기 R1이 상이한 폴리실록산 화합물이 혼재하고 있어도 된다.
이들 중에서도 치환기 R1은 드라이어 롤 표면 상에서의 피막 유지력의 관점에서, 메틸기 및/또는 아미노 변성기인 것이 바람직하고, 동일 분자 내에 반응성인 아미노 변성기를 함유하는 것인 것이 보다 바람직하다.
여기서, 에폭시 변성기로서는 에폭시알킬기 또는 에폭시폴리에테르기를 들 수 있다.
또 아미노 변성기는 하기 식(2)으로 표시된다.
Figure 112020039709644-pct00004
식(2)으로 표시되는 아미노 변성기에 있어서, 치환기 R2 및 치환기 R3은 각각 독립적으로 탄소수가 1~6의 알킬렌기이다.
이들 중에서도 아미노 변성기에 있어서의 치환기 R2 및 치환기 R3은 드라이어 롤 표면 상에서의 피막 유지력의 관점에서, 각각 독립적으로 에틸렌기 또는 프로필렌기인 것이 바람직하다.
또 치환기 R2 및 치환기 R3은 드라이어 롤 표면 상에서의 피막 유지력의 관점에서, 상이한 알킬렌기인 것이 바람직하고, 구체적으로는 치환기 R2가 프로필렌기이며, 치환기 R3이 에틸렌기인 것이 특히 바람직하다.
식(2)으로 표시되는 아미노 변성기에 있어서, 아미노알킬렌 단위의 반복수 m은 0~2의 정수이다. 또한 아미노알킬렌 단위의 반복수 m이 0인 경우, 그 아미노 변성기는 치환기 R2를 가지지 않는다.
아미노알킬렌 단위의 반복수 m이 3을 넘으면, 드라이어 롤 표면 상에서의 피막 유지력이 저하되고, 피치 부착 방지 효과가 저하되는 경우가 있다.
이들 중에서도 아미노 변성기에 있어서의 아미노알킬렌 단위의 반복수 m은 1인 것이 바람직하다.
오염방지제 조성물에 있어서, 폴리실록산 화합물 1분자당의 아미노 변성기의 개수는 피막 유지력 및 피치 오염 방지 효과의 관점에서, 0.5~5개인 것이 바람직하고, 0.5~3개인 것이 보다 바람직하다.
아미노 변성기의 개수가 0.5개 미만이면, 아미노 변성기의 개수가 상기 범위 내에 있는 경우와 비교하여, 드라이어 롤 표면 상에서의 피막 유지력이 저하되고, 피치 부착 방지 효과가 저하되는 경우가 있고, 아미노 변성기의 개수가 5개를 넘으면, 아미노 변성기의 개수가 상기 범위 내에 있는 경우와 비교하여, 이온성이 높아지고, 또한 드라이 파트의 표면에 과잉으로 축적되게 되기 때문에, 드라이 파트의 표면의 끈적임이 커져, 오히려 피치가 부착되기 쉬워진다는 결점이 있다.
여기서, 본 명세서에 있어서, 「폴리실록산 화합물 1분자당의 아미노 변성기의 개수」는 1분자에 포함되는 아미노 변성기의 평균 개수를 의미하고, 구체적으로는 아미노 변성기의 총 수를 분자수로 나눈 값이다. 즉, 1분자당의 아미노 변성기의 개수가 0.1인 경우, 10분자에 포함되는 아미노 변성기의 총 수가 1개인 것을 의미한다.
식(1)으로 표시되는 폴리실록산 화합물에 있어서, 실록산 단위의 반복수 n은 20~1430의 정수이며, 50~1000의 정수인 것이 바람직하고, 100~800의 정수인 것이 보다 바람직하다.
실록산 단위의 반복수 n이 20 미만이면, 피막이 충분히 형성되지 않을 우려가 있고, 실록산 단위의 반복수 n이 1430을 넘으면, 점도가 높은 폴리실록산 화합물이 드라이 파트의 표면에 점착성을 띠어 부착되므로, 오히려 피치가 부착되기 쉬워진다는 결점이 있다.
폴리실록산 화합물의 25℃에 있어서의 동점도는 20000mm2/s 이하인 것이 바람직하고, 10000mm2/s 이하인 것이 더욱 바람직하다.
동점도가 20000mm2/s를 넘으면, 동점도가 상기 범위 내에 있는 경우와 비교하여, 끈적임이 커져, 오히려 피치가 부착되기 쉬워진다는 결점이 있다.
오염방지제 조성물에 있어서, 환상 실록산 화합물은 실록산 단위가 환상이 되되록 연결한 단분자의 화합물이다.
구체적으로는 환상 실록산 화합물은 옥타메틸시클로테트라실록산, 데카메틸시클로펜타실록산 및 도데카메틸시클로헥사실록산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하고, 이들이 분자 내에 다른 치환기를 가지는 것인 것이 보다 바람직하다.
이러한 치환기로서는 알킬기, 메틸페닐기, 폴리에테르기, 고급 지방산 에스테르기, 아미노 변성기, 에폭시 변성기, 카르복시기, 페놀기, 메르캅토기, 카르비놀기 또는 메타크릴기를 들 수 있다. 또한 당해 치환기는 동일 분자 내에 있어서 동일한 것이 복수 마련되어 있어도 되고, 상이한 종류의 것이 복수 마련되어 있어도 된다.
이들 중에서도 치환기가 아미노 변성기인 것이 바람직하다. 즉, 환상 실록산 화합물은 메틸기 외에 분자 내에 아미노 변성기를 가지는 것인 것이 바람직하다. 구체적으로는 환상 실록산 화합물은 아미노 변성기를 가지는 옥타메틸시클로테트라실록산, 아미노 변성기를 가지는 데카메틸시클로펜타실록산 및 아미노 변성기를 가지는 도데카메틸시클로헥사실록산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 보다 바람직하다.
이 경우, 피치 분산 효과를 효율적으로 발휘시킬 수 있다.
또 환상 실록산 화합물의 치환기는 공존하는 식(1)에 나타내는 직쇄상의 폴리실록산 화합물의 치환기 R1과 동일한 것이 바람직하다.
이 경우, 환상 실록산 화합물과 직쇄상 폴리실록산 화합물의 상용성이 우수하기 때문에, 오염방지제 조성물의 보존 안정성이 향상된다.
또 환상 실록산 화합물로서, 아미노 변성기를 가지는 옥타메틸시클로테트라실록산, 아미노 변성기를 가지는 데카메틸시클로펜타실록산 및 아미노 변성기를 가지는 도데카메틸시클로헥사실록산이 모두 포함되는 것이 보다 바람직하다.
이 경우, 옥타메틸시클로테트라실록산 및 데카메틸시클로펜타실록산이 환상 실록산 화합물 전량의 70% 이상을 차지하는 것이 바람직하다.
오염방지제 조성물에 있어서, 유화제로서는 노니온 계면활성제 또는 아니온 계면활성제를 채용하는 것이 바람직하다.
이들 중에서도 유화제는 노니온 계면활성제인 것이 바람직하고, 특히, 폴리옥시에틸렌데실에테르, 폴리옥시에틸렌세틸에테르 또는 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르인 것이 보다 바람직하다.
이 경우, 폴리실록산 화합물의 유화 안정성을 향상시킬 뿐만아니라, 종이의 색 빠짐을 억제할 수 있다. 덧붙여서 말하면, 골판지 등의 착색된 종이를 초지기로 제조하는 경우, 알킬기가 저분자의 폴리옥시에틸렌알킬에테르를 유화제로서 사용하면, 종이의 색을 탈락시켜, 종이의 색이 얼룩진다는 결점이 있다. 그러나, 알킬기가 데실기, 세틸기, 스테아릴기의 폴리옥시에틸렌알킬에테르를 유화제로서 사용하면, 색 빠짐을 억제할 수 있다.
오염방지제 조성물에 있어서, 폴리실록산 화합물의 배합 비율은 피치 부착 방지의 관점에서 0.1~40질량%인 것이 바람직하고, 2.0~20질량%인 것이 보다 바람직하다.
폴리실록산 화합물의 배합 비율이 0.1질량% 미만이면, 폴리실록산 화합물의 배합 비율이 상기 범위 내에 있는 경우와 비교하여, 오염방지제 조성물 중의 수분이 증발하기 전에, 오염방지제 조성물 자체가 습지에 흡수되어버려, 피막을 충분히 형성할 수 없는 경우가 있고, 폴리실록산 화합물의 배합 비율이 40질량%를 넘으면, 폴리실록산 화합물의 배합 비율이 상기 범위 내에 있는 경우와 비교하여, 오염방지제 조성물 자체의 점도가 커져, 드라이 파트의 표면 상에 균일하게 산포되기 어렵고, 또 택성(tackness)이 커지고, 지면이 뜯길 우려가 있다.
오염방지제 조성물에 있어서, 환상 실록산 화합물의 배합량은 피치 분산 효과를 충분히 발휘시키는 관점에서, 15ppm~20000ppm인 것이 바람직하고, 80ppm~10000ppm인 것이 보다 바람직하며, 100ppm~1000ppm인 것이 더욱 바람직하다.
환상 실록산 화합물의 배합량이 15ppm 미만이면, 배합량이 상기 범위 내에 있는 경우와 비교하여, 피치 분산 효과가 불충분하게 된다는 결점이 있고, 환상 실록산 화합물의 배합량이 20000ppm을 넘으면, 배합량이 상기 범위 내에 있는 경우와 비교하여, 드라이 파트의 표면에 과잉으로 축적되게 되기 때문에, 드라이 파트의 표면의 끈적임이 커져, 오히려 피치가 부착되기 쉬워진다는 결점이 있다.
오염방지제 조성물에 있어서, 배합되는 환상 실록산 화합물과 폴리실록산 화합물의 질량비는 피치 부착 방지 효과와 피치 분산 효과의 밸런스의 관점에서, 1:5~50000인 것이 바람직하다.
환상 실록산 화합물 1질량부에 대하여 배합되는 폴리실록산 화합물의 질량비가 5질량부 미만이면, 질량비가 상기 범위 내에 있는 경우와 비교하여, 피치 부착 방지 효과가 불충분하게 되는 경우가 있고, 환상 실록산 화합물 1질량부에 대하여 배합되는 폴리실록산 화합물의 질량비가 50000질량부를 넘으면, 질량비가 상기 범위 내에 있는 경우와 비교하여, 피치 분산 효과가 불충분하게 되는 경우가 있다.
오염방지제 조성물에 있어서, 폴리실록산 화합물 1질량부에 대한 유화제의 배합 비율은 0.05~0.4질량부인 것이 바람직하고, 0.1~0.2질량부인 것이 보다 바람직하다.
유화제의 배합 비율이 0.05질량부 미만이면, 유화제의 배합 비율이 상기 범위 내에 있는 경우와 비교하여, 유화 안정성이 불충분하게 되는 경우가 있고, 유화제의 배합 비율이 0.4질량부를 넘으면, 유화제의 배합 비율이 상기 범위 내에 있는 경우와 비교하여, 종이의 색 빠짐의 정도가 커진다는 결점이 있다.
오염방지제 조성물에는 이들 이외에도 킬레이트제, pH 조정제, 방부제, 점도조정제, 윤활제, 습윤제, 더스팅 방지제, 이형제, 접착제, 표면수정제, 세정제, 지력증강제, 사이즈제, 수율향상제, 발수제, 발유제, 방활제, 활제, 유연제 등의 첨가제가 포함되어 있어도 된다.
여기서, 상기 윤활제로서는 기어유, 드라이어유, 터빈유, 스핀들유 등의 광유, 야자유, 아마인유, 피마자유, 유채씨유, 콘유 등의 식물유, 유동파라핀, 이소파라핀 등의 파라핀류, 폴리이소부틸렌, 폴리부텐, 말레인화폴리부텐, 폴리에틸렌 왁스, 마이크로 왁스 등의 합성유 등을 들 수 있다.
이어서 본 실시형태에 따른 오염방지제 조성물의 제조 방법에 대해 설명한다.
오염방지제 조성물은 폴리실록산 화합물과, 환상 실록산 화합물과, 유화제를 물에 가하여 교반함으로써, 폴리실록산 화합물 및 환상 실록산 화합물이 유화된 오염방지제 조성물이 제조된다.
이러한 교반에는 믹서, 호모지나이저, 밀 등이 적절히 사용된다.
이어서 드라이 파트에 있어서의 오염방지제 조성물의 사용 방법에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 오염방지제 조성물을 사용하는 드라이 파트를 나타내는 개략도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 오염방지제 조성물은 드라이 파트(D)에서 사용된다.
드라이 파트(D)는 습지(W)와, 이 습지(W)를 가열 건조시키기 위한 복수의 원통상의 드라이어 롤(D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7 및 D8)(이하 「D1~D8」이라고 한다.)과, 습지를 드라이어 롤(D1~D8)에 누르는 캔버스(K1, K2)와, 캔버스(K1, K2)를 안내하는 캔버스 롤(KR)과, 건조시킨 습지(W)의 평활성과 종이 두께를 완만하게 조정하는 브레이커 스택 롤(B)과, 건조시킨 습지(W)의 평활성과 종이 두께를 조정하는 캘린더 롤(C)을 구비한다.
여기서, 드라이 파트(D)에 있어서, 드라이어 롤(D1~D8)은 주철로 이루어진다.
또한 주철은 철을 주성분으로 하고, 니켈, 크롬, 탄소 및 규소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 합금을 주조한 것이다.
드라이 파트(D)에 있어서는 회전하는 드라이어 롤(D1~D8)의 표면에 습지(W)가 캔버스(K1, K2)에 의해 압접된다. 이것에 의해 습지(W)가 드라이어 롤(D1~D8)에 부착되고, 동시에 가열 건조되도록 되어 있다. 그 후, 습지(W)는 브레이커 스택 롤(B)에 협지되고, 이어서 습지(W)는 캘린더 롤(C)에 의해 고밀도화된다.
상기 오염방지제 조성물의 사용 방법에 있어서는 도 1에 나타내는 바와 같이 드라이 파트(D)의 드라이어 롤(D1~D8), 캔버스(K1, K2), 브레이커 스택 롤(B), 캘린더 롤(C)에 대하여, 각각 화살표(A)의 위치에서 오염방지제 조성물이 직접 부여된다.
이 때, 드라이 파트(D)에 부여된 오염방지제 조성물은 당해 드라이 파트(D)에 접촉하는 습지(W)에 전이되고, 거기로부터 습지(W)를 더욱 반송시킴으로써, 당해 습지(W)가 접촉하는 하류측의 드라이 파트(D)에 오염방지제 조성물을 재전이시킬 수 있다. 그렇게 하면, 상류측의 드라이 파트(D)에 충분한 양의 오염방지제 조성물을 부여하는 것만으로, 그보다 하류측의 드라이 파트(D)의 피치 오염을 방지하는 것이 가능하게 된다.
여기서, 오염방지제 조성물의 부여 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 산포 노즐 등을 사용하여 액상의 샤워 방식이나 안개상의 분무 방식 등이 사용된다.
또 산포 노즐을 지폭 방향으로 슬라이드시키면서, 오염방지제 조성물을 내뿜어도 된다. 오염방지제 조성물을 드라이 파트에 내뿜음으로써, 피치 오염이 방지된다.
이 때, 오염방지제 조성물의 통과하는 종이의 단위면적당 산포량은 폴리실록산 화합물의 고형분량으로서 10μg~10000μg/m2인 것이 바람직하고, 30μg~1000μg/m2인 것이 보다 바람직하다.
산포량이 10μg/m2 미만이면, 산포량이 상기 범위 내에 있는 경우와 비교하여, 오염방지제 조성물이 충분히 드라이 파트의 표면에 부착되지 않고, 피치의 부착을 충분히 억제할 수 없는 경향이 있고, 산포량이 10000μg/m2를 넘으면, 산포량이 상기 범위 내에 있는 경우와 비교하여, 잉여분이 드라이 파트의 표면 상에 축적되어, 피치를 말려들게 하여 오염을 증대시키거나, 캔버스의 눈을 막히게 해버릴 우려가 있다.
이상, 본 발명의 적합한 실시형태에 대해 설명했는데, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면 본 실시형태에 따른 오염방지제 조성물은 직쇄상의 폴리실록산 화합물과, 환상 실록산 화합물과, 유화제와, 물을 함유하고 있는데, 유화제 및 물은 반드시 필수는 아니다.
본 실시형태에 따른 오염방지제 조성물에 있어서는 오염방지제 조성물을 드라이 파트에 있어서의 드라이어 롤에 부여하고 있지만(도 1 참조), 드라이 파트 뿐만아니라 캔버스, 캔버스 롤, 캘린더 롤, 브레이커 스택 롤 등에 응용하는 것도 가능하다.
본 실시형태에 따른 오염방지제 조성물에 있어서는 드라이어 롤을 주철로 이루어지는 것으로 하고 있지만, 다른 재질로 이루어지는 것이어도 된다.
[실시예]
(실시예 및 비교예)
하기 표 1에 나타내는 구조 및 배합량의 유효 성분(직쇄상의 폴리실록산 화합물 및 환상 실록산 화합물)을 물에 분산시키고, 실시예 1~31 및 비교예 1~9의 샘플을 제작했다. 또한 직쇄상의 폴리실록산 화합물은 식(1)으로 나타내는 화합물을 사용하고, 환상 실록산 화합물은 옥타메틸시클로테트라실록산, 데카메틸시클로펜타실록산 및 도데카메틸시클로헥사실록산을 등량 배합한 혼합물을 사용했다.
(평가 1)
실시예 1~31 및 비교예 1~9에서 얻어진 샘플을 10ml 준비하고, 이것에 피치 0.5g을 가한 경우의 피치의 분산성을 육안으로 평가했다.
평가는 5할 이상의 피치가 분산된 것을 「◎」로 하고, 3 이상 5할 미만의 피치가 분산된 것을 「○」로 하고, 0~3할 미만의 피치가 분산된 것을 「×」로 했다.
얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.
(평가 2)
실시예 1~31 및 비교예 1~9에서 얻어진 샘플을 실기의 초지기의 드라이어 롤에 400μg/m2가 되도록 부여하고, 1시간 경과 후의 드라이어 롤의 표면에 부착된 피치에 의한 오염의 상황에 대해서 육안으로 평가했다.
평가는 드라이어 롤 표면에 오염물이 부착되어 있지 않은 상태를 「◎」로 하고, 드라이어 롤 표면의 전체의 1할 미만에 오염물이 부착되어 있는 상태를 「○」로 하고, 드라이어 롤 표면의 전체의 1 이상 3할 미만에 오염물이 부착되어 있는 상태를 「△」로 하고, 드라이어 롤 표면의 전체의 3할 이상에 오염물이 부착되어 있는 상태를 「×」로 했다. 또한 이러한 평가가 「◎」, 「○」 또는 「△」이면, 오염방지제 조성물에 기초하는 오염 방지 효과가 발휘되고 있다고 할 수 있다.
얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112020039709644-pct00005
표 1에 나타낸 결과로부터 분명한 바와 같이, 실시예 1~31의 샘플에 의하면, 비교예 1~9의 샘플과 비교하여, 피치의 분산성이 우수함과 아울러, 드라이어 롤의 오염을 충분히 억제할 수 있는 것이 확인되었다.
이 점에서, 본 발명에 따른 오염방지제 조성물에 의하면, 드라이 파트의 피치 오염을 효과적으로 방지할 수 있다고 할 수 있다.
(산업상 이용 가능성)
본 발명의 오염방지제 조성물은 초지 공정에 있어서의 드라이 파트에 부여하여 사용된다. 본 발명의 오염방지제 조성물에 의하면, 드라이 파트의 피치 오염을 효과적으로 방지할 수 있으므로, 종이의 제조에 있어서의 수율을 매우 향상시킬 수 있다.
B…브레이커 스택 롤
C…캘린더 롤
D…드라이 파트
D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8…드라이어 롤
K1, K2…캔버스
KR…캔버스 롤
W…습지

Claims (9)

  1. 초지 공정의 드라이 파트에 있어서의 피치 오염을 방지하기 위한 오염방지제 조성물로서, 하기 식(1)으로 표시되는 직쇄상의 폴리실록산 화합물과, 환상 실록산 화합물을 함유하는 오염방지제 조성물.
    Figure 112020039732460-pct00006

    [식(1) 중, 치환기 R1은 수소 원자, 알킬기, 메틸페닐기, 폴리에테르기, 고급 지방산 에스테르기, 아미노 변성기, 에폭시 변성기, 카르복시기, 페놀기, 메르캅토기, 카르비놀기 또는 메타크릴기를 나타내고, 실록산 단위의 반복수 n은 20~1430의 정수를 나타낸다.]
  2. 제 1 항에 있어서, 동일 분자 내에 있어서의 상기 치환기 R1의 적어도 1개가 아미노 변성기이며, 이 아미노 변성기가 하기 식(2)으로 표시되는 것을 특징으로 하는 오염방지제 조성물.
    Figure 112020039709644-pct00007

    [식(2) 중, 치환기 R2 및 치환기 R3은 각각 독립적으로 탄소수가 1~6의 알킬렌기를 나타내고, 아미노알킬렌 단위의 반복수 m은 0~2의 정수를 나타낸다.]
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 환상 실록산 화합물이 옥타메틸시클로테트라실록산, 데카메틸시클로펜타실록산 및 도데카메틸시클로헥사실록산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 오염방지제 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 환상 실록산 화합물의 배합량이 15ppm~20000ppm인 것을 특징으로 하는 오염방지제 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 배합되는 상기 환상 실록산 화합물과 상기 폴리실록산 화합물의 질량비가 1:5~50000인 것을 특징으로 하는 오염방지제 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 유화제와 물을 추가로 함유하는 에멀전이며, 이 에멀전의 메디안 직경이 0.01~5.0μm인 것을 특징으로 하는 오염방지제 조성물.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 드라이 파트 중의 주철로 이루어지는 드라이어 롤에 부여되고, 표면장력이 65mN/m 이하이며, 상기 드라이어 롤에 대한 접촉각이 80° 이하인 것을 특징으로 하는 오염방지제 조성물.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 드라이 파트 중의 폴리에스테르로 이루어지는 캔버스에 부여되고, 표면장력이 65mN/m 이하이며, 상기 캔버스에 대한 접촉각이 80° 이하인 것을 특징으로 하는 오염방지제 조성물.
  9. 삭제
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