機能性組成物

本発明は、機能性組成物に関し、更に詳しくは、汚染防止効果、摩耗防止効果、剥離効果、ピッチコントロール効果等をより向上させることができる機能性組成物に関する。

抄紙機における抄紙工程は、一般に水中にパルプが分散された液を抄紙用の網(ワイヤー)に載せ、余分な水を自然落下させることにより湿紙とするワイヤーパートと、湿紙を一対のプレスロール間に通し、フェルトを介してプレスロールで押圧することにより、湿紙中の水分をフェルトに移行させ、これにより湿紙を脱水するプレスパートと、プレスパートを通過した湿紙を、加熱されたシリンダに接触させることで乾燥させ、紙とするドライパートと、紙をスプールと呼ばれる棒に巻き取るリールパートと、を有する。

ところで、抄紙工程においては、歩留りよく紙を製造するために、汚染防止剤、摩耗防止剤、剥離剤等、様々な薬液が利用されている。 例えば、汚染防止剤としては、側鎖型変性シリコーンオイル又は側鎖両末端型変性シリコーンオイルを主成分とする抄紙機用汚染防止剤(特許文献1参照)、非シリコーン系オイルと、該非シリコーン系オイルを乳化させる乳化剤と、を有し、乳化剤が、脂肪酸とアミン化合物との中和物である汚染防止剤組成物(特許文献2参照)、100℃における動粘度が80mm²/s以上の高粘度オイルと、100℃における動粘度が19mm²/s以下の低粘度オイルと、高粘度オイル及び低粘度オイルを乳化する乳化剤と、を有し、高粘度オイルが、ポリブテン、マレイン化ポリブテン及びポリエチレンワックスからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、低粘度オイルが、流動パラフィン、タービン油、マシン油及び植物油からなる群より選ばれる少なくとも1種であり、高粘度オイル1質量部に対する低粘度オイルの配合割合が、1.2〜70質量部である汚染防止剤組成物(特許文献3参照)、所定の式で表されるポリシロキサン化合物を含み、ポリシロキサン化合物1分子辺りのアミノ変性基の個数が0.5〜5個であり、ドライパート部位に対して皮膜を形成し、且つピッチを分散させる汚染防止剤組成物(特許文献4参照)、所定の式で表される低分子ポリシロキサン化合物と、所定の式で表される高分子ポリシロキサン化合物とを含み、低分子ポリシロキサン化合物1分子辺りの変性基の個数が0.1〜3.0個であり、高分子ポリシロキサン化合物1分子辺りの変性基の個数が1.0〜10個であり、低分子ポリシロキサン化合物におけるポリシロキサン単位の繰り返し数mと、高分子ポリシロキサン化合物におけるポリシロキサン単位の繰り返し数nとが、2m≦nの関係を満たす汚染防止剤組成物(特許文献5参照)等が知られている。 摩耗防止剤としては、ヒンダードエステル又は芳香族エステルと、所定の構造を有するリン化合物と、所定の構造を有するコハク酸イミド化合物とを必須成分とする摩耗防止剤組成物が知られている(特許文献6参照)。 剥離剤としては、所定の式で表される化合物を2質量%以上含有する機能性組成物が知られている(特許文献7参照)。

特許第3388450号公報

特許第4828001号公報

特許第4857405号公報

特許第4868628号公報

特許第4868629号公報

特開2012−107108号公報

特許第4002590号公報

しかしながら、上記特許文献1〜5に記載の汚染防止剤組成物においては、汚染防止効果が十分に発揮できているとはいえず、特許文献6記載の摩耗防止剤においては、摩耗防止効果が十分に発揮できているとはいえず、特許文献7記載の剥離剤においては、剥離効果が十分に発揮できているとはいえない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、汚染防止効果、摩耗防止効果、剥離効果等をより向上させることができる機能性組成物を提供することを目的とする。

本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、抄紙機に用いられる界面活性剤を含む液に、新たな技術として、マイクロバブルを吹き込むことにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。

本発明は、(1)抄紙機におけるプレスロール、フェルト、フェルトロール、ワイヤー又はワイヤーロールに付与される機能性組成物であって、少なくとも、界面活性剤と、水とからなる処理水が、マイクロバブルを含む機能性組成物に存する。

本発明は、(2)処理水の少なくとも0.02体積%以上がマイクロバブルである上記(1)記載の機能性組成物に存する。

本発明は、(3)マイクロバブルが、加圧減圧法又は気液せん断法により形成されたものである上記(2)記載の機能性組成物に存する。

本発明は、(4)マイクロバブルの直径が1μm〜100μmであり、平均直径が20μm〜50μmである上記(1)〜(3)のいずれか1つに記載の機能性組成物に存する。

本発明は、(5)処理水が水溶性ポリマーを更に含む上記(1)〜(4)のいずれか1つに記載の機能性組成物に存する。

本発明は、(6)処理水がキレート剤を更に含む上記(1)〜(5)のいずれか1つに記載の機能性組成物に存する。

本発明は、(7)プレスロール、フェルト、フェルトロール、ワイヤー又はワイヤーロールの汚染防止剤である上記(1)〜(6)のいずれか1つに記載の機能性組成物に存する。

本発明は、(8)フェルト又はワイヤーの摩耗防止剤である上記(1)〜(6)のいずれか1つに記載の機能性組成物に存する。

本発明は、(9)プレスロールの剥離剤である上記(1)〜(6)のいずれか1つに記載の機能性組成物に存する。

本発明の機能性組成物は、少なくとも、界面活性剤と水とからなる処理水がマイクロバブルを含むものとすることにより、界面活性剤に基づく効果をより発揮することができる。 このことから、界面活性剤を適宜選択することにより、汚染防止効果、摩耗防止効果、剥離効果等をより向上させることができる。

なお、マイクロバブルを含ませることにより、界面活性剤に基づく効果が向上する理由については定かではないが、以下の理由が推測される。なお、理由はこれに限定されない。 第1に、マイクロバブルを含ませることにより、当該マイクロバブルが水中を移動し、マイクロバブルの電荷反発によって、界面活性剤の分散性が向上するためと考えられる。なお、マイクロバブルは、表面の電荷密度が極めて高いために、衝突したとしてもマイクロバブル同士は結合し難い。 第2に、マイクロバブルの表面が負に帯電するため、極性及び疎水構造を有する界面活性剤は、マイクロバブルを中心に規則的に配列される。これにより、界面活性剤が対象部位に接触しやすくなるため、その界面活性剤に基づく効果が発揮され易くなると考えられる。すなわち、マイクロバブルが触媒の働きを発揮する。 また、マイクロバブルの表面に界面活性剤が吸着することでミセル化が促進され界面活性剤の効果が増大する。 第3に、対象部位がフェルトである場合、機能性組成物が付与されると、マイクロバブルの体積振動と熱輸送による熱伝達率の向上により、フェルトの内部温度が上昇し自由度が向上することで、マイクロバブルに付着した界面活性剤がフェルト内部に侵入しやすくなる。これにより、汚染防止効果の向上のみならず、脱水効率や水分蒸発の促進も期待できる。 また、例えば、界面活性剤が摩耗防止効果を有するものであれば、フェルトのフェルト基布及びバット部で摩耗防止効果が働くため、フェルトの脱毛も抑制することができる。 さらに、マイクロバブル自体の体積により、フェルト基布が仮に曲がったとしても、元の位置に復元する効果があり、フェルトの通水性や湿紙への水戻り防止も期待できる。

本発明の機能性組成物においては、処理水の少なくとも0.02体積%以上がマイクロバブルであることが好ましい。この場合、界面活性剤に基づく効果を確実に発揮することができる。 このとき、マイクロバブルは、加圧減圧法又は気液せん断法により形成されたものであると、比較的長期間に渡ってマクロバブルを維持することができる。

本発明の機能性組成物においては、マイクロバブルの直径が1μm〜100μmであり、平均直径が20μm〜50μmである場合、上述したマイクロバブルによる効果を確実に発揮することができる。

本発明の機能性組成物においては、処理水が水溶性ポリマーを更に含む場合、対象部位に付与すると、皮膜が形成されることになる。このため、例えば、界面活性剤が汚染防止効果を有するものであれば、皮膜化されることにより、汚染防止効果を持続させることができる。

本発明の機能性組成物においては、処理水がキレート剤を更に含む場合、水中に含まれる金属イオンを捕獲するため、金属イオンがマイクロバブルと界面活性剤との吸着を阻害することを防止することができる。

本発明の機能性組成物においては、プレスロール、フェルト、フェルトロール、ワイヤー又はワイヤーロールの汚染防止剤である場合、これらの対象部位の汚染防止効果を確実に向上させることができる。 また、フェルト又はワイヤーの摩耗防止剤である場合、これらの対象部位の摩耗防止効果を確実に向上させることができる。 さらに、プレスロールの剥離剤である場合、この対象部位の剥離効果を確実に向上させることができる。

図1は、第1実施形態に係る機能性組成物の作用を説明するための説明図である。

図2は、第1実施形態に係る機能性組成物を用いるプレスロール、フェルト、フェルトロール、ワイヤー又はワイヤーロールを示す概略図である。

図3は、第2実施形態に係る機能性組成物の作用を説明するための説明図である。

図4は、第3実施形態に係る機能性組成物の作用を説明するための説明図である。

図5は、従来の汚染防止剤の作用を説明するための説明図である。

図6は、従来の摩耗防止剤の作用を説明するための説明図である。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。また、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

本発明に係る機能性組成物は、抄紙機におけるプレスロール、フェルト、フェルトロール、ワイヤー又はワイヤーロールに付与して用いられる。 機能性組成物は、少なくとも、界面活性剤と、水とからなる処理水がマイクロバブルを含むものである。 また、機能性組成物は、処理水が水溶性ポリマー及び/又はキレート剤を含んでいてもよい。

機能性組成物においては、後述するように、処理水がマイクロバブルを含むものとしているので、界面活性剤に基づく効果をより発揮することができる。 このことから、界面活性剤を適宜選択することにより、汚染防止効果、摩耗防止効果、剥離効果等をより向上させることができる。 以下、用途に応じた機能性組成物について更に詳細に説明する。

(第1実施形態) まず、機能性組成物が、プレスロール、フェルト、フェルトロール、ワイヤー又はワイヤーロールの汚染防止剤である場合を第1実施形態として説明する。 第1実施形態に係る機能性組成物は、界面活性剤と、水溶性ポリマーと、キレート剤と、水とからなる処理水がマイクロバブルを含むものである。

第1実施形態に係る機能性組成物においては、汚染防止効果を奏する界面活性剤に加え、更に、水溶性ポリマーを有しているので、対象部位に付与すると、皮膜が形成されることになる。このため、水溶性ポリマーが皮膜化されることにより、汚染防止効果を持続させることが可能となる。 また、汚染防止効果を奏する界面活性剤に加え、更に、キレート剤を有しているので、水中に含まれる金属イオンを捕獲することができる。これにより、金属イオンがマイクロバブルと界面活性剤との吸着を阻害することを防止することができる。

界面活性剤としては、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤又は両性界面活性剤が用いられる。これらは、単独で用いてもよく、複数を混合して用いてもよい。

ノニオン性界面活性剤としては、ラウリン酸グリセンリン、モノステアリン酸グリセリン等のグリセリン型、ポリオキシエチレンポリオキシアルキレングリコール等のグリコール型、ソルビタン酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル等のエステル型、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール等のエーテル型、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンヘキシタン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルポリエチレングリコール等のエステルエーテル型、ラウリン酸ジエタノールアミド、オレイン酸ジエタノールアミド、ステアリン酸ジエタノールアミド、ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド等のアルカノールアミド型、オクチルグルコシド、デシルグルコシド、ラウリルグルコシド等のアルキルグリコシド、セタノール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール等の高級アルコール等が挙げられる。なお、これらは、単独で用いてもよく、複数を混合して用いてもよい。

カチオン性界面活性剤としては、塩化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム、塩化ドデシルジメチルベンジルアンモニウム、塩化アルキルトリメチルアンモニウム、臭化アルキルトリメチルアンモニウム、塩化ベンジルトリメチルアンモニウム、塩化ベンジルトリエチルアンモニウム、塩化ベンザルコニウム、臭化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、塩化ジアルキルジメチルアンモニウム等の第4級アンモニウム塩型、モノメチルアミン塩酸塩、ジメチルアミン塩酸塩、トリメチルアミン塩酸塩等のアルキルアミン塩型、塩化ブチルピリジニウム、塩化ドデシルピリジニウム、塩化セチルピリジニウム等のピリジン環を有する化合物等が挙げられる。なお、これらは、単独で用いてもよく、複数を混合して用いてもよい。

アニオン性界面活性剤としては、オクタン酸ナトリウム、デカン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、ミリスチン酸ナトリウム、パルミチン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、PFOA、ペルフルオロノナン酸、N−ラウロイルサルコシンナトリウム、ココイルグルタミン酸ナトリウム、アルファスルホ脂肪酸メチルエステル塩等のカルボン酸型、1−ヘキサンスルホン酸ナトリウム、1−オクタンスルホン酸ナトリウム、1−デカンスルホン酸ナトリウム、1−ドデカンスルホン酸ナトリウム、ペルフルオロブタンスルホン酸、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ナフタレンスルホン酸ナトリウム、ナフタレンジスルホン酸二ナトリウム、ナフタレントリスルホン酸三ナトリウム、ブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム、PFOS等のスルホン酸型、ラウリル硫酸ナトリウム、ミリスチル硫酸ナトリウム、ラウレス硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレントリデシルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルフェノールスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム等の硫酸型、ラウリルリン酸、ラウリルリン酸ナトリウム、ラウリルリン酸カリウム等のリン酸型が挙げられる。なお、これらは、単独で用いてもよく、複数を混合して用いてもよい。

両性界面活性剤としては、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ステアリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ドデシルアミノメチルジメチルスルホプロピルベタイン、オクタデシルアミノメチルジメチルスルホプロピルベタイン等のアルキルベタイン型、コカミドプロピルベタイン、コカミドプロピルヒドロキシスルタイン等の脂肪酸アミドプロピルベタイン型、2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン等のアルキルイミダゾール型、ラウロイルグルタミン酸ナトリウム、ラウロイルグルタミン酸カリウム、ラウロイルメチル−β−アラニン等のアミノ酸型、ラウリルジメチルアミンN−オキシド、オレイルジメチルアミンN−オキシド等のアミンオキシド型等が挙げられる。なお、これらは、単独で用いてもよく、複数を混合して用いてもよい。

水溶性ポリマーとしては、カチオン性ポリマー、ノニオン性ポリマー、両性ポリマーが用いられる。 これらの中でも、水溶性ポリマーは、汚染防止の観点から、カチオン性ポリマー又は両性ポリマーを用いることが好ましく、カチオン性ポリマーを用いることがより好ましい。 また、水溶性ポリマーの分子量は、5000〜10万であることが好ましく、5000〜2万であることがより好ましい。

カチオン性ポリマーとしては、ポリアミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ジメチルアミン−エピクロルヒドリン重合物等のアミン系、ポリエチレンイミン等のイミン系、ジアリルジアルキルアンモニウム等の4級アンモニア塩系等が挙げられる。なお、これらは、単独で用いてもよく、複数を混合して用いてもよい。

ノニオン性ポリマーとしては、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリオキシプロピレンポリオキシエチレンブロック共重合体等が挙げられる。なお、これらは、単独で用いてもよく、複数を混合して用いてもよい。 これらの中でも、ノニオン性ポリマーは、ポリオキシプロピレンポリオキシエチレンブロック共重合体であることが好ましく、ポリオキシプロピレン鎖と、それを挟む2個のポリオキシエチレン鎖からなるブロック共重合体、すなわち、プルロニック(登録商標)であることがより好ましい。

両性ポリマーとしては、ジアリルアミン塩酸塩・マレイン酸共重合体、ジアリルアミンアミド硫酸塩・マレイン酸共重合体、ジアリルジメチルアンモニウムクロリドマレイン酸共重合体等が挙げられる。なお、これらは、単独で用いてもよく、複数を混合して用いてもよい。

キレート剤としては、リンゴ酸、シュウ酸、クエン酸等の有機酸、EDTA、ニトリロ三酢酸(NTA)、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)、トリエチレンテトラアミン六酢酸(TTHA)等のアミノポリカルボン酸型、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸(HEDA)、ニトリロトリスメチレンホスホン酸(NTMP)等のホスホン酸型、等が挙げられる。なお、これらは、単独で用いてもよく、複数を混合して用いてもよい。 これらの中でも、キレート剤は、リンゴ酸、クエン酸又はヒドロキシエチリデンジホスホン酸であることが好ましく、クエン酸であることがより好ましい。

上述したように、処理水は、マイクロバブルを含む。 マイクロバブルの形成法としては、高圧下で処理水に気体を吹き込み、当該処理水に気体を大量に溶解させ、減圧により再気泡化する加圧減圧法や、処理水を用いた過流を作って、この中に気体を吹き込み、ファン等によりせん断させ発生させる気液せん断法等が挙げられる。 これらの場合、比較的長期間に渡ってマクロバブルを維持することが可能となる。 これらの中でも、マイクロバブルの形成法は、工業的生産性の観点から、気液せん断法を用いることが好ましい。

マイクロバブルの直径は、1μm〜100μmであることが好ましい。 マイクロバブルの直径が1μm未満であると、マイクロバブルの直径が上記範囲内にある場合と比較して、生成に手間がかかるという欠点があり、汚染防止効果も特に向上しない。一方、マイクロバブルの直径が100μmを超えると、マイクロバブルの直径が上記範囲内にある場合と比較して、マイクロバブルの影響で汚染防止効果にムラが生じる場合がある。

これに加え、マイクロバブルの平均直径は、20μm〜50μmであることが好ましく、30μm〜40μmであることがより好ましい。 マイクロバブルの平均直径が20μm未満であると、マイクロバブルの平均直径が上記範囲内にある場合と比較して、マイクロバブルの形成に手間がかかるという欠点があり、マイクロバブルの平均直径が50μmを超えると、マイクロバブルの平均直径が上記範囲内にある場合と比較して、マイクロバブルの効果が低下する欠点がある。

処理水におけるマイクロバブルの含有率は、少なくとも0.02体積%以上であることが好ましく、3〜8体積%であることがより好ましい。 処理水におけるマイクロバブルの含有率が、0.02体積%未満であると、処理水におけるマイクロバブルの含有率が上記範囲内にある場合と比較して、汚染防止効果が十分に向上しない。

第1実施形態に係る機能性組成物には、pH調整剤、防腐剤、分散剤、粘度調整剤、固体潤滑剤、湿潤剤、ダスティング防止剤、離型剤、接着剤、表面修正剤、洗浄剤、紙力増強剤、サイズ剤、歩留向上剤、撥水剤、撥油剤、防滑剤、柔軟剤等の添加剤が更に含まれていてもよい。

第1実施形態に係る機能性組成物は、上述した界面活性剤と、水溶性ポリマーと、キレート剤と、水とからなる処理水がマイクロバブルを含むので、これをプレスロール、フェルト、フェルトロール、ワイヤー又はワイヤーロールに付与することにより、洗浄効果が大きくなり、汚染防止効果をより向上させることができる。

第1実施形態に係る機能性組成物の製造方法は、まず、界面活性剤と、水溶性ポリマーと、キレート剤と、水とを撹拌混合することにより混合液を作製する。 かかる撹拌混合は、ハンドミキサー、ホモジナイザー等が好適に用いられる。なお、サンドミル、ビーズミル、ボールミル等の分散機で分散させてもよい。 そして、混合液に対して、気液せん断法にてマイクロバブルを発生させることにより、機能性組成物が得られる。 なお、水に、気液せん断法にてマイクロバブルを発生させ、これを混合液と混合させることにより機能性組成物としてもよい。

図1は、第1実施形態に係る機能性組成物の作用を説明するための説明図であり、図5は、従来の汚染防止剤の作用を説明するための説明図である。 図1に示すように、第1実施形態に係る機能性組成物は、汚染防止の対象となる部位1(プレスロール、フェルト、フェルトロール、ワイヤー又はワイヤーロール)に付与されると、部位1上に水膜Gが形成され、該水膜G内でマイクロバブル2が水中を移動する。このとき、界面活性剤3の分散性が向上すると共に、界面活性剤3がマイクロバブル2の表面に規則的に配列される。 そして、配列された界面活性剤が、部位1の汚れ4に接触することにより、当該汚れ4に作用し、効率良く汚れが除去されることになる。 一方、図5に示すように、従来の汚染防止剤は、汚染防止の対象となる部位1に付与されても、界面活性剤3が汚れ4と接触する確率が低いため、当該汚れ4に作用し難く、効率が悪い。

次に、プレスロール、フェルト、フェルトロール、ワイヤー又はワイヤーロールにおける機能性組成物の使用方法について説明する。 図2は、第1実施形態に係る機能性組成物を用いるプレスロール、フェルト、フェルトロール、ワイヤー又はワイヤーロールを示す概略図である。 図2に示すように、第1実施形態に係る機能性組成物は、プレスパートPPのプレスロールP、フェルトF、フェルトロールFR、ワイヤーパートWPのワイヤーW、ワイヤーロールWRで用いられる。 ワイヤーパートWPにおいては、ワイヤーWがワイヤーロールWRに張架されており、ヘッドボックスHから供給されたスラリー状のパルプがワイヤーW上に薄膜状に配置され、余分な水を自然落下させることにより湿紙とすると共に、ワイヤーWによって搬送される。

機能性組成物の使用方法においては、図2に示すように、ワイヤーパートWPのワイヤーWに対して、例えば矢印Aの位置で機能性組成物が付与される。 また、例えばワイヤーWを案内するワイヤーロールWRに機能性組成物を付与してもよい。この場合、ワイヤーロールWRの汚れを防止することができ、当該ワイヤーロールWRを介して、機能性組成物が付与されるワイヤーWの汚れも防止することができる。 なお、機能性組成物の付与方法は特に限定されず、例えば、散布ノズル等を用いたシャワー方式や噴霧方式等が用いられる。

プレスパートPPにおいては、フェルトFがプレスロールP及びフェルトロールFRに張架されており、一対のプレスロールPがフェルトFを介して湿紙10をプレスすることにより、湿紙中の水分をフェルトFに移行させ、湿紙を脱水する。

機能性組成物の使用方法においては、図2に示すように、プレスパートPPのフェルトFに対して、例えば矢印A1の位置で機能性組成物が付与される。 また、例えば矢印A2の位置でフェルトFを案内するフェルトロールFRに機能性組成物を付与してもよい。この場合、フェルトロールFRの汚れを防止することができ、当該フェルトロールFRを介して、機能性組成物が付与されるフェルトFの汚れも防止することができる。 なお、機能性組成物の付与方法は特に限定されず、例えば、散布ノズル等を用いたシャワー方式や噴霧方式等が用いられる。

機能性組成物の使用方法において、機能性組成物の散布量は、固形分量として、0.1μg/m²〜100μg/m²であることが好ましい。 散布量が0.1μg/m²未満であると、散布量が上記範囲内にある場合と比較して、機能性組成物が十分にプレスロールP、フェルトF、フェルトロールFR、ワイヤーW又はワイヤーロールWRの表面に付着せず、汚れを十分に防止できない場合がある。また、散布量が100μg/m²を超えると、散布量が上記範囲内にある場合と比較して、水分量が多くなり、乾燥し難くなる欠点がある。

(第2実施形態) 次に、機能性組成物が、フェルト又はワイヤーの摩耗防止剤である場合を第2実施形態として説明する。 第2実施形態に係る機能性組成物は、界面活性剤と、有機ポリマーと、キレート剤と、水とからなる処理水がマイクロバブルを含むものである。 これらの界面活性剤、有機ポリマー及びキレート剤は、第1実施形態で述べた界面活性剤、有機ポリマー及びキレート剤とそれぞれ同じであるので、説明を省略する。 また、処理水が含有するマイクロバブルも、第1実施形態で述べたことと同じであるので、説明を省略する。 なお、水溶性ポリマーの分子量は20万程度であることが好ましい。

第2実施形態に係る機能性組成物は、界面活性剤と、有機ポリマーと、キレート剤と、水とからなる処理水がマイクロバブルを含むので、これをフェルト又はワイヤーに付与することにより、洗浄効果の向上に加えて、フェルト又はワイヤーと、湿紙との摩擦力が減少し、摩耗防止効果をより向上させることができる。

第2実施形態に係る機能性組成物の製造方法は、上述した第1実施形態に係る機能性組成物の製造方法と同じであるので説明を省略する。

図3は、第2実施形態に係る機能性組成物の作用を説明するための説明図であり、図6は、従来の摩耗防止剤の作用を説明するための説明図である。 図3に示すように、第2実施形態に係る機能性組成物は、摩耗防止の対象となる部位1(フェルト又はワイヤー)に付与されると、部位1上に水膜Gが形成され、該水膜G内において、マイクロバブルの触媒的作用により、部位1上に多くの有機ポリマー及び界面活性剤3が付着する。 そして、湿紙10が部位1に近接されると、上述したように、湿紙10と部位1との間に多くの有機ポリマー及び界面活性剤3が存在し、且つ効果的に作用するようになっている また、マイクロバブル自体が潤滑作用を発揮する。 これらのことから、湿紙10による部位1の摩耗がより防止されることになる。 一方、図6に示すように、従来の摩耗防止剤は、摩耗防止の対象となる部位1に付与されても、摩耗防止剤が部位1に付着する量が少なく、摩耗を十分に防止することはできない。

第2実施形態に係る機能性組成物は、第1実施形態に係る機能性組成物の使用方法と同様にして、フェルトF又はワイヤーWに対して使用される(図2参照)。

(第3実施形態) 次に、機能性組成物が、プレスロールの剥離剤である場合を第3実施形態として説明する。 第3実施形態に係る機能性組成物は、界面活性剤と、有機ポリマーと、キレート剤と、水とからなる処理水がマイクロバブルを含むものである。 これらの界面活性剤、有機ポリマー及びキレート剤は、第1実施形態で述べた界面活性剤、有機ポリマー及びキレート剤とそれぞれ同じであるので、説明を省略する。 また、処理水が含有するマイクロバブルも、第1実施形態で述べたことと同じであるので、説明を省略する。 なお、水溶性ポリマーの分子量は5000〜10万であることが好ましく、5000〜2万であることがより好ましい。

第3実施形態に係る機能性組成物は、界面活性剤と、有機ポリマーと、キレート剤と、水とからなる処理液がマイクロバブルを含むので、これをプレスロールに付与することにより、洗浄効果の向上に加えて、プレスロールからの湿紙の剥離性をより向上させることができる。

第3実施形態に係る機能性組成物の製造方法は、上述した第1実施形態に係る機能性組成物の製造方法と同じであるので説明を省略する。

図4は、第3実施形態に係る機能性組成物の作用を説明するための説明図である。 図4に示すように、第2実施形態に係る機能性組成物は、剥離防止の対象となる部位1(プレスロール)に付与されると、部位1上に水膜Gが形成される。 このとき、マイクロバブルは、水膜Gの界面張力を低下させる機能を発揮するため、湿紙10の剥離性が向上する。 また、水膜G中のマイクロバブルが、潤滑効果を発揮する。 これらのことから、湿紙10の部位1からの剥離性がより向上することになる。

第3実施形態に係る機能性組成物は、第1実施形態に係る機能性組成物の使用方法と同様にして、プレスロールPに対して使用される。具体的には、第3実施形態に係る機能性組成物は、プレスパートPPのプレスロールPに対して、例えば矢印A3の位置で機能性組成物が付与される。(図2参照)。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

本実施形態に係る機能性組成物においては、機能性組成物をプレスロール、フェルト、フェルトロール、ワイヤー又はワイヤーロールに付与しているが、ドライパートやリールパートに応用することも可能である。

本実施形態に係る機能性組成物において、処理水には、界面活性剤と、水溶性ポリマーと、キレート剤と、水とが含まれているが、水溶性ポリマーとキレート剤とは必ずしも必須ではない。 なお、処理水に、水溶性ポリマー及びキレート剤が含まれていない場合、すなわち、処理水が界面活性剤と水とからなる場合、界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤を用いることが好ましい。

本実施形態に係る機能性組成物は、ピッチコントロール剤としても用いることができる。 具体的には、パルプスラリーに機能性組成物を添加することにより、原質工程のピッチコントロール剤として用いることができる。

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

(実施例1〜10) 下記表1に示す界面活性剤0.1質量部を水に溶かして100質量部の処理水とし、これに、気液せん断法にてマイクロバブルを発生させ、サンプルとした。 また、当該サンプルにおけるマイクロバブルの平均直径及びマイクロバブルの含有率を下記表1に示す値とした。

(実施例11〜17) 下記表1に示す界面活性剤0.1質量部と、下記表1に示す水溶性ポリマー0.1質量部とを水に溶かして100質量部の処理水とし、これに、気液せん断法にてマイクロバブルを発生させ、サンプルとした。 また、当該サンプルにおけるマイクロバブルの平均直径及びマイクロバブルの含有率を下記表1に示す値とした。

(実施例18〜24) 下記表1に示す界面活性剤0.1質量部と、下記表1に示すキレート剤0.1質量部とを水に溶かして100質量部の処理水とし、これに、気液せん断法にてマイクロバブルを発生させ、サンプルとした。 また、当該サンプルにおけるマイクロバブルの平均直径及びマイクロバブルの含有率を下記表1に示す値とした。

(実施例25〜31) 下記表1に示す界面活性剤0.1質量部と、下記表1に示す水溶性ポリマー0.1質量部と、下記表1に示すキレート剤0.1質量部とを水に溶かして100質量部の処理水とし、これに、気液せん断法にてマイクロバブルを発生させ、サンプルとした。 また、当該サンプルにおけるマイクロバブルの平均直径及びマイクロバブルの含有率を下記表1に示す値とした。

(比較例1〜7) 下記表2に示す界面活性剤0.1質量部を水に溶かして100質量部としたものをサンプルとした。

(比較例8〜14) 下記表2に示す界面活性剤0.1質量部と、下記表2に示す水溶性ポリマー0.1質量部とを水に溶かして100質量部としたものをサンプルとした。

(比較例15〜21) 下記表2に示す界面活性剤0.1質量部と、下記表2に示すキレート剤0.1質量部とを水に溶かして100質量部としたものをサンプルとした。

(比較例22〜28) 下記表2に示す界面活性剤0.1質量部と、下記表2に示す水溶性ポリマー0.1質量部と、下記表2に示すキレート剤0.1質量部とを水に溶かして100質量部としたものをサンプルとした。

(比較例29) 水のみからなるものをサンプルとした。

(比較例30) 水に気液せん断法にてマイクロバブルを発生させたものをサンプルとした。 また、当該サンプルにおけるマイクロバブルの平均直径及びマイクロバブルの含有率を下記表2に示す値とした。

(比較例31) 下記表2に示す水溶性ポリマー0.1質量部を水に溶かして100質量部としたものをサンプルとした。

(比較例32) 下記表2に示す水溶性ポリマー0.1質量部を水に溶かして100質量部の混合水とし、これに、気液せん断法にてマイクロバブルを発生させ、サンプルとした。 また、当該サンプルにおけるマイクロバブルの平均直径及びマイクロバブルの含有率を下記表2に示す値とした。

(比較例33) 下記表2に示すキレート剤0.1質量部を水に溶かして100質量部としたものをサンプルとした。

(比較例34) 下記表2に示すキレート剤0.1質量部を水に溶かして100質量部の混合水とし、これに、気液せん断法にてマイクロバブルを発生させ、サンプルとした。 また、当該サンプルにおけるマイクロバブルの平均直径及びマイクロバブルの含有率を下記表2に示す値とした。

(比較例35) 下記表2に示す水溶性ポリマー0.1質量部と、下記表2に示すキレート剤0.1質量部とを水に溶かして100質量部としたものをサンプルとした。

(比較例36) 下記表2に示す水溶性ポリマー0.1質量部と、下記表2に示すキレート剤0.1質量部を水に溶かして100質量部の混合水とし、これに、気液せん断法にてマイクロバブルを発生させ、サンプルとした。 また、当該サンプルにおけるマイクロバブルの平均直径及びマイクロバブルの含有率を下記表2に示す値とした。

(表1)

(表2)

表1及び表2中、界面活性剤における「カチオン」は、塩化ベンザルコニウムであり、「アニオン」は、ポリオキシエチレントリデシルエーテル硫酸ナトリウムであり、「両性」は、ラウリルジメチルアミンN−オキシドであり、「ノニオンA」は、ポリオキシエチレンアルキルエーテルであり、「ノニオンB」は、ポリオキシエチレンポリオキシアルキレングリコールであり、「ノニオンC」は、ポリオキシエチレンアルキルエーテルとポリオキシプロピレンアルキルエーテルとの混合物(混合比9:1)であり、「ノニオンD」は、ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミドである。 また、水溶性ポリマーにおける「カチオンA」は、分子量が2万のジメチルアミン−エピクロルヒドリン重合物である。

(評価) 2枚アクリル製の粘着テープを準備し、実施例1〜31及び比較例1〜36で得られたサンプルに1分間、浸漬させた。 そして、得られた2枚の粘着テープを、粘着面が互いに向かい合うようにして貼り付け、一方の粘着テープを引きはがす際に必要な剥離力を測定した。 得られた結果を表3に示す。なお、表3中、剥離力は、比較例29(水のみ)の剥離力を1とした場合の相対比で示す。したがって、相対比が低い場合は、ピッチ粘着低減効果は、水よりも高いといえる。

(表3)

以上の結果より、水のみを用いた比較例29のサンプルと比較して、実施例1〜31のサンプルは全て粘着性を格段と低下させるものであった。 特に、実施例25〜31の界面活性剤と水溶性ポリマーとキレート剤とを含むサンプルは、極めて優れていることがわかった。 このことから、本発明の機能性組成物によれば、ピッチ汚染を効果的に防止できると推測できる。

本発明の機能性組成物は、抄紙機の加工安定性を向上するために用いられる薬剤である。具体的には、抄紙機のプレスロール、フェルト、フェルトロール、ワイヤー又はワイヤーロールに付与して用いられる。 本発明の機能性組成物によれば、汚染防止効果、摩耗防止効果又は剥離効果等をより向上させることができる。

1・・・部位 10・・・湿紙 2・・・マイクロバブル 3・・・界面活性剤 4・・・汚れ F・・・フェルト FR・・・フェルトロール G・・・水膜 H・・・ヘッドボックス P・・・プレスロール PP・・・プレスパート W・・・ワイヤー WP・・・ワイヤーパート WR・・・ワイヤーロール