1. 製紙において消泡剤が重要な理由
抄紙機の高速化とウェットエンド添加剤の導入が進むにつれ、製紙工程における泡制御の重要性はますます高まっています。泡は、原料調製、パルプ化、漂白、サイズ処理からコーティング、廃水処理に至るまで、様々な段階で発生し、生産を阻害し、紙の品質を低下させる可能性があります。深刻なケースでは、過剰な泡によって生産が完全に停止することもあります。
泡関連の問題に対処するため、製紙業界では消泡剤が広く使用されています。重要なのは、製品の品質や性能を損なうことなく効果的な泡抑制を実現するために、適切な種類の消泡剤、あるいは適切な組み合わせを選択することです。
2. 製紙に使用される主な消泡剤の種類
製紙業界における消泡剤は、一般的に有効成分に基づいて分類されます。
| タイプ | 構成 |
|---|---|
| シリコーンベース | シリコーンオイル（またはシリコーンポリエーテル）+シリカ+乳化剤 |
| 脂肪アルコールベース | 高炭素アルコール + 乳化剤 |
| ポリエーテル/ポリエステルベース | ポリエーテル化合物 + 希釈剤/乳化剤 |
| 鉱物油ベース | 鉱物油 + 疎水性粒子 + 乳化剤 |
| 複合製剤 | ミネラルオイル＋ポリエーテル、またはシリコーン＋ミネラルオイルの組み合わせ |
3. 製紙工程における消泡剤の応用
パルプ化段階
シリコーン系消泡剤は、強力な消泡性能、持続性、優れた分散性、そして熱や薬品への曝露に対する安定性から、この分野で広く使用されています。通常、洗浄機、黒液タンク、洗浄機など、複数の箇所に定量ポンプを用いて添加されます。
- 用量化学パルプの場合は0.2～0.8 kg/トン、機械パルプの場合はそれ以下
- ウォッチアウト: 乳化が不十分だとシリコーンの凝集を引き起こし、サイズ不良などの紙の欠陥を引き起こす可能性があります。
製紙段階（ウェットエンド）
シリコーンオイルはシート形成に悪影響を及ぼすため、脂肪族アルコール系およびポリエーテル系消泡剤が好まれます。これらは、異なる添加量で単独または併用して使用されることが多いです。
- 脂肪アルコール消泡剤: 消泡性が速く、相溶性に優れ、残留物が少なく、環境に優しい。様々な紙質やプロセスに効果的です。
- ポリエーテル系消泡剤: 泡を抑え、混入した空気を放出する効果に優れています。初期の泡切れは遅いですが、持続性のある泡には優れています。
- 温度感度: どちらのタイプも白水温度の影響を受けます。高温タイプは、最新の高速抄紙機（≥ 52°C）に不可欠です。
- 典型的な投与量:
- ポリエーテル：80～120g/トン
- 脂肪アルコール：250～400g/トン
- 応用ポイント: ワイヤーピット、白水タンク、ヘッドボックス、チェスト
コーティング段階
コーティング剤の調製中、バインダー、顔料、湿潤剤の混合により泡が発生します。泡はコーティングの均一性と生産効率に悪影響を及ぼす可能性があります。
- 一般的な消泡剤: 鉱物油ベースおよびポリエーテルエマルジョン
- 用量: システムの複雑さと泡のレベルに応じて0.1％～0.5％
- 主な考慮事項消泡剤は泡の制御とコーティング システムとの適合性のバランスを取る必要があります。
排水処理
製紙では、繊維、充填剤、有機物、界面活性剤を多く含んだ大量の排水が発生し、処理システムで持続的な泡が発生することがよくあります。
- 推奨消泡剤: シリコーンベースまたはポリエーテルエマルジョン
- 典型的な投与量：≦10ppm
適切な消泡剤を選ぶことが重要な理由
消泡剤を特定の発泡システムに適合させることは、効率と費用対効果を高めるために不可欠です。温度、化学添加剤、pH、設備レイアウトなどの考慮事項はすべて、消泡剤の選択と性能に影響を与えます。
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