JP5213299B2

JP5213299B2 - スライムコントロール剤の添加方法及び装置

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Publication number: JP5213299B2
Application number: JP2005297017A
Authority: JP
Inventors: 茂黒瀬; 淳佐野; 洋二鷲崎; 傑中村
Original assignee: Somar Corp
Current assignee: Somar Corp
Priority date: 2005-10-11
Filing date: 2005-10-11
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2025-10-11
Also published as: JP2007105579A

Description

本発明は、例えば抄紙機における白水等に、殺菌剤としてのスライムコントロール剤を添加する方法及び装置に関する。

水中の細菌等の生物の増殖を阻止する液体処理方法としては、例えば特許文献１に記載されるような、ＮＨ４Ｂｒ（臭化アンモニウム）を用いた生物の増殖を阻害する液体処理方法がある。

更に詳細には、酸化剤として次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＯＣｌ）、アミン源として臭化アンモニウム（ＮＨ_４Ｂｒ）の、それぞれ予め決められた希釈液を製造し、これらを同期的に、計量して管路内に供給し混合し、この管路の末端の、被処理液体中に連続的に注入する方法である。

ところが、この特許文献１記載の方法によると、前記酸化剤とアミン源とを混合した後被処理液体中に注入する際に、これらが黄変して失活してしまうという問題点があった。

特表平１０−５０６８３５号公報

この発明は、例えば抄紙機における白水中にスライムコントロール剤を添加する際に、これらが失活することがないようにしたスライムコントロール剤の添加方法及び装置を提供することを課題とする。

本発明者等は、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、従来のような次亜塩素酸ナトリウム含有希釈水と臭化アンモニウム含有希釈水とを各々別々に用意し、この希釈液同士を混合後、白水に添加する方法では、前記課題を解決することができないことに鑑み、次亜塩素酸ナトリウムのみ希釈水とし、その他の成分は濃厚（１０質量％以上）の無機系臭素化合物及び／又はＤＭＨを用いて、白水へ添加する直前、例えば、次亜塩素酸ナトリウムを希釈する希釈液の水温が３０℃の場合、１０秒以内に添加することにより、安定した殺菌効果が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は以下のスライムコントロール剤の添加方法及びこれに用いる添加装置を提供するものである。

（１）（ａ）成分としての次亜塩素酸ナトリウムを希釈液で希釈し形成された次亜塩素酸ナトリウム希釈水に、（ｂ）成分としての少なくとも１０質量％濃度の無機系臭素化合物水溶液を希釈することなく混合し、被処理水に添加することを特徴とするスライムコントロール剤の添加方法であって、前記（ａ）成分と（ｂ）成分が質量比で２：１〜３：１になるとともに、被処理水中で、前記（ａ）成分含有希釈水が０．１〜１２０ｐｐｍ、前記（ｂ）成分が０．０２〜１３０ｐｐｍとなるように、且つ、希釈液の水温が３０℃である場合、スライムコントロール剤を混合後、１０秒以内に被処理水に添加することを特徴とするスライムコントロール剤の添加方法。

（２）前記（ｂ）成分の無機系臭素化合物水溶液が、臭化アンモニウム水溶液であることを特徴とする前記（１）に記載のスライムコントロール剤の添加方法。

（３）前記（ｂ）成分が、臭化アンモニウム水溶液と、少なくとも１０質量％濃度の５，５−ジメチルヒダントイン水溶液との混合物であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載のスライムコントロール剤の添加方法。
（４）（ａ）成分としての次亜塩素酸ナトリウムを希釈液で希釈し形成された次亜塩素酸ナトリウム希釈水に、（ｂ）成分としての少なくとも１０質量％濃度の５，５−ジメチルヒダントイン水溶液を希釈することなく混合し、被処理水に添加することを特徴とするスライムコントロール剤の添加方法であって、前記（ａ）成分と（ｂ）成分が質量比で２：１〜３：１になるとともに、被処理水中で、前記（ａ）成分含有希釈水が０．１〜１２０ｐｐｍ、前記（ｂ）成分が０．０２〜１３０ｐｐｍとなるように、且つ、希釈液の水温が３０℃である場合、スライムコントロール剤を混合後、１０秒以内に被処理水に添加することを特徴とするスライムコントロール剤の添加方法。
（５）前記（ｂ）成分が、少なくとも１０質量％濃度の臭化アンモニウム水溶液と、前記少なくとも１０質量％濃度の５，５−ジメチルヒダントイン水溶液との混合物であることを特徴とする（４）に記載のスライムコントロール剤の添加方法。

（６）前記（ａ）成分の希釈水は、水を流す主管路に（ａ）成分を供給することにより形成され、且つ、前記（ａ）成分と（ｂ）成分との混合・被処理水への添加は間欠的になされ、前記主管路に、前記（ａ）成分を流す前後に、洗浄水を流すことを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載のスライムコントロール剤の添加方法。

（７）水を流す主管と、この主管に（ａ）成分としてのＮａＯＣｌを注入する（ａ）成分供給部と、（ｂ）成分としての少なくとも１０質量％濃度の無機系臭素化合物水溶液及び／又は少なくとも１０質量％濃度のＤＭＨ水溶液を供給する（ｂ）成分供給部と、この（ｂ）成分供給部から（ｂ）成分を供給する（ｂ）成分供給管及び前記主管が接続されて、前記主管から供給される（ａ）成分含有希釈水に（ｂ）成分供給管から供給される（ｂ）成分を希釈することなく混合するための混合部と、この混合部の吐出側に接続され、被処理水に、混合部からの吐出液体を注入するスライムコントロール剤添加管と、を有してなり、前記スライムコントロール剤添加管は、前記混合部からの吐出液体を、混合後１０秒以内で被処理水中に添加する長さとされ、前記（ａ）成分供給部は、被処理水中において前記（ａ）成分含有希釈水が０．１〜１２０ｐｐｍとなり、前記（ｂ）成分供給部は、被処理水中において前記（ｂ）成分が０．０２〜１３０ｐｐｍとなり、且つ、前記（ａ）成分と（ｂ）成分が質量比で２：１〜３：１になるように（ａ）成分及び（ｂ）成分をそれぞれ供給するようにされたことを特徴とするスライムコントロール剤の添加装置。

本発明は、（ａ）成分としての次亜塩素酸ナトリウム（以下、ＮａＯＣｌともいう）を含有する希釈水と、（ｂ）成分としての少なくとも１０質量％濃度の無機系臭素化合物及び／又は５，５−ジメチルヒダントイン（以下、ＤＭＨともいう）及びこれらの水溶液とを混合した後に、前記（ａ）成分含有希釈水が０．１〜１２０ｐｐｍ、前記（ｂ）成分が０．０２〜１３０ｐｐｍとなるようにし、且つ、希釈液が３０℃の場合、１０秒以内に白水等の被処理水中に添加することによって、スライムコントロール剤の微生物活性が失活することを抑制できるという効果を有する。

以下、本発明のスライムコントロール剤の添加方法及びこれに用いる添加装置を実施するための最良の形態について具体的に説明するが、本発明は以下の形態に限定されるものではない。

〔被処理水〕
本発明のスライムコントロール剤の添加方法により、スライムコントロール剤を添加する対象は、工業用水や工業用冷却水、各種抄紙用工程水、及び紙を製造する際の白水等が挙げられる。白水は、水に再生パルプやバージンパルプ等パルプ繊維、炭酸カルシウム、ホワイトカーボン、タルク等の填料及び硫酸バンド、サイズ剤、紙力剤、歩留り剤、凝結剤等の各種製紙用助剤を添加し、混合・撹拌することにより得られるものである。

〔添加方法〕
本発明を実施するための最良の形態は、無機臭素系化合物とＤＭＨをあらかじめ混合した水溶液を、ＮａＯＣｌ含有希釈水に混合する。この時、希釈液の水温が３０℃の場合は、混合後１０秒以内に被処理水中に添加することにより上記課題を解決するものである。

本発明の添加方法について、以下図１及び図２を参照して説明する。

本発明のスライムコントロール剤の添加方法は図１には示されるように、抄紙機５２における原料水循環系にスライムコントロール剤を添加するものであって、具体的には、抄紙原料水（白水）の循環経路にある白水タンク６６に、スライムコントロール剤添加装置１０から、スライムコントロール剤添加管５６を介して注入するものである。

前記スライムコントロール剤添加装置１０は、図２に示されるように、水、例えば水温３０℃の工業用水を流す主管１２と、この主管１２に（ａ）成分としてのＮａＯＣｌを注入する（ａ）成分供給部１４と、（ｂ）成分としての無機系臭素化合物及び／又はＤＭＨ及びこれらの水溶液供給部１６と、この(ｂ)成分供給部１６から（ｂ）成分を供給する（ｂ）成分供給管１８と前記主管１２とが接続されて、主管１２から供給される（ａ）成分含有希釈水と（ｂ）成分供給管１８から供給される（ｂ）成分とを混合するための混合部２０と、この混合部２０の吐出側に接続された前記スライムコントロール剤添加管５６と、を備えて構成されている。

〔（ａ）次亜塩素酸ナトリウム含有希釈水〕

ここで、（ａ）成分の次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＯＣｌ）は、通常、有効成分が１２質量％である水溶液で提供されるものである。このＮａＯＣｌ水溶液を希釈液で希釈することにより（ａ）成分含有希釈水を調製することができる。

〔希釈液〕
（ａ）成分を希釈する希釈液は、工業用水や市水等の水が用いられる。

〔（ｂ）無機系臭素化合物及び／又はＤＭＨ〕

（ｂ）成分の無機系臭素化合物としては、臭化アンモニウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化カルシウム等が挙げられる。中でも臭化アンモニウムは有機物成分濃度の比較的高い被処理水に対しての殺菌効果の強化の面で好ましく、また、臭化ナトリウムはｐＨの比較的高い被処理水に対しての殺菌効果の強化の面で好ましい。また、ＤＭＨは粉末でも、この粉末を水等の溶媒に分散又は溶解した水溶液であってもよい。無機系臭素化合物及びＤＭＨを水溶液の形で用いる場合は、無機系臭素化合物及びＤＭＨを少なくとも１０質量％含有させるのが、添加時の添加装置の処理効率を上げ、経済的に目的を達成するための手段として効率の面で好ましい。

前記（ｂ）成分供給部１６には、前記した無機系臭素化合物及び／又はＤＭＨ又はこれらの水溶液が貯留されている。この（ｂ）成分は無機系臭素化合物又はＤＭＨの中から選択される少なくとも１種、好ましくは無機系臭素化合物とＤＭＨとの混合物を用いるのが、殺菌性と有害微生物の発生抑制の面から好ましい。無機系臭素化合物とＤＭＨの配合割合は、質量比で５：１〜１：２の範囲である。この範囲よりＤＭＨが少ないと有害微生物発生抑制性が低下するし、ＤＭＨの量がこの範囲を超えると殺菌効果の強化機能が低下するので好ましくない。特に好ましい配合割合は質量比で４：１〜２：３の範囲である。

また、前記（ａ）成分と（ｂ）成分の配合割合は、質量比で６：１〜５：１１の範囲、モル比で４：１〜１：２の範囲であるのが好ましい。この範囲を逸脱すると殺菌効果が低下したり、有害微生物発生抑制効果が低下するので好ましくない。殺菌性及び有害微生物発生抑制性の面から最も好ましい配合割合は、質量比で３：１〜１：１．４、モル比で２：１〜１：１の範囲である。

図２の符号１５Ａは（ａ）成分供給部１４から主管１２に至る（ａ）成分供給管１５の途中に設けられた定量ポンプ、１８Ａは（ｂ）成分供給管１８に設けられた定量ポンプをそれぞれ示す。又、前記定量ポンプ１５Ａ及び１８Ａは、添加制御装置２２によりその稼動が制御されるようになっている。

ここで、前記スライムコントロール剤添加管５６は、混合部２０から抄紙機５２の白水タンク６６までの長さが、混合部２０から吐出された液体が白水タンク６６に添加されるまでの時間が、（ａ）成分を希釈する希釈液の水温による適宜選択されるが、水温が３０℃の場合、添加されるまでの時間が１０秒以下、好ましくは５秒以下となるように設定されている。（ａ）成分と（ｂ）成分とを混合すると、各成分が反応する。この反応速度は希釈液の水温によりことなり、３０℃未満、例えば２０℃の場合は水温が３０℃の場合よりも反応速度が遅くなる傾向があり、その結果、添加までの時間を水温３０℃の時よりも長くとることができる。

前記抄紙機５２は、ワイヤーを用いて抄紙するワイヤーパート６４に対して、主流路５４から原料と希釈水の混合された抄紙原料水を供給し、抄紙後の白水をドレンパン６５により受け止めて、白水タンク６６に貯留した後、循環ポンプ６８により再度主流路５４に送り込んで、種箱７０から供給される原料水と共に、ワイヤーパート６４に向けて抄紙原料水として循環されるように構成されている。

図１の符号７２はワイヤーパート６４で漉かれた紙をロールによって押圧して紙に含まれる水分を搾り出すためのプレスパートを示す。又、符号７４は前記種箱７０よりも下流側の主流路５４の途中に設けられ、抄紙原料水を真空脱気するためのデキュレータ、７６はデキュレータ７４を通った原料水を圧送するための循環ポンプ、７８は抄紙原料水を濾過するためのスクリーン、８０は抄紙原料水を整流してワイヤーパート６４に供給するためのインレットをそれぞれ示す。

又、符号７２Ａはプレスパート７２において搾り出された白水を回収するためのドレンパン、７２Ｂはドレンパン７２Ａからの白水を集めるためのクーチピットを示す。このクーチピット７２Ｂの白水は、前記白水タンク６６に戻される。

次に、前記スライムコントロール剤添加装置１０から、白水タンク６６を流れる白水中にスライムコントロール剤を添加する過程について説明する。

この添加方法では、白水に、前記（ａ）成分含有希釈水を０．１〜１２０ｐｐｍ〔（ａ）成分濃度５〜３４質量％〕、前記（ｂ）成分を０．０２〜１３０ｐｐｍとなるように添加するのが好ましい。

前記主管１２には、工業用水を流し、又、（ｂ）成分供給部１６に貯留された（ｂ）成分を１０質量％以上含有する水溶液から構成されている。

なお、主管１２には、（ａ）成分を添加しない洗浄水として、スライムコントロール剤の添加の前後に、約１００ｌを２分で流して、主管１２内を洗浄することにより配管の錆発生防止性の面から好ましい。

なお、上記スライムコントロール剤添加方法は、抄紙機の白水中にスライムコントロール剤を添加する場合のものであるが、本発明はこれに限定されるものでなく、白水以外の被処理水にスライムコントロール剤を添加する場合に一般的に適用されるものである。

以下、本発明のスライムコントロール剤の添加方法につき試験例を用いて具体的に説明するが、本発明のスライムコントロール剤の添加方法はこれらの試験例によって限定されるものではない。

なお、試験例及び比較例のスライムコントロール剤及び白水については、スライムコントロール剤の変色性、白水中の生菌数及び生菌数より計算によって求められる殺菌率の３項目について評価した。これらの項目については、以下の方法により評価した。

［変色性］
次亜塩素酸ナトリウムと実施例及び比較例に記載の化合物とを混合後、５秒、１０秒、１５秒及び３０秒経過後の混合物の状態を以下の基準で目視により評価した。○：変色なし、×：変色あり。

［白水中の生菌数と殺菌率］
混釈平板培養法により、混合後５秒、１０秒、１５秒及び３０秒経過後の混合物を抄紙白水に添加し、添加後１５分後に抄紙白水を１ml採取し、SCD寒天培地を用いて定法の混釈平板培養法により培養し、抄紙白水の生菌数を計測した。

又、殺菌率は以下の計算式により算出した。

殺菌率（％）＝１００−（計測菌数／Blankの菌数）×１００

なお、使用する白水の物性は、次のとおり。

（試験例１）
図２において、毎分５０リットルの工業用水（水温３０℃）が流れている主管１２に酸化剤供給部１４から１２質量％濃度の（ａ）次亜塩素酸ナトリウムを主管１２中の（ａ）の濃度が１．４４％になるように定量ポンプ１５Ａにより供給する。さらに、化合物供給部１６から（ｂ）臭化アンモニウム（ＮＨ_４Ｂｒ、３０質量％水溶液）を定量ポンプ１８Ａにより供給管１８を介して混合部２０に質量比（ａ）：（ｂ）＝３：１になるように供給し、混合部２０で主管１２中の（ａ）成分と（ｂ）成分との混合物を調製した。この混合物の物性を表２に示す。

（試験例２）
試験例１において、（ｂ）成分のＮＨ_４Ｂｒの代わりにＮＨ_４Ｂｒと５，５−ジメチルヒダントイン（ＤＭＨ）との混合物〔ＮＨ_４Ｂｒ：ＤＭＨ＝４．３：１（質量比）〕を用いた以外は全て試験例１と同様にして混合物を調製した。この混合物の物性を表２に示す。

（試験例３）
試験例１において、（ｂ）成分のＮＨ_４Ｂｒの代わりに５，５−ジメチルヒダントイン（ＤＭＨ、１５質量％水溶液）を（ａ）成分と（ｂ）成分との配合割合が質量比で２：１になるように混合した以外は全て試験例１と同様にして混合物を調製した。この混合物の物性を表２に示す。

（試験例４）
試験例３において、（ａ）成分と（ｂ）成分との配合割合が質量比で３：１になるように混合した以外は全て試験例３と同様にして混合物を調製した。この混合物の物性を表２に示す。

（比較例１）
毎分５０リットルの工業用水（水温３０℃）中に１２質量％濃度の（ａ）次亜塩素酸ナトリウムを工業用水中の（ａ）の濃度が１．４４％になるように供給し、希釈液Ａを調製する。さらに、（ａ）成分とは異なる工業用水（流量：毎分５０リットル、水温３０℃）に（ｂ）臭化アンモニウム（ＮＨ_４Ｂｒ、３０質量％水溶液）を工業用水中の（ｂ）成分の濃度が０．４８質量％になるように供給し、希釈液Ｂを調製する。希釈液Ａと希釈液Ｂとを（ａ）成分と（ｂ）成分の比が質量比で＝１：１になるように混合し混合物を調製した。この混合物の物性を表２に示す。

（試験例６〜９、比較例２）
試験例１〜４及び比較例１において、工業用水の水温を２０℃にした以外は全て試験例１〜４及び比較例２と同様にして混合物を調製した。このものの物性を表２に示す。

表２中の「−」は、評価しなかったことを示す。

表２の結果から、試験例１〜４のうち、添加時間が１０秒以内のものは、白水中の菌数を殺菌率で表示して９９．９％以上減らすことができ、殺菌効果の面で十分満足できるものであることが分かる。また、試験例５〜８のものは、工業用水の水温が２０℃となったため、混合後、添加までの時間を長くすることができていることが分かる。また、試験例１及び試験例２の１５秒及び３０秒経過の物、及び比較例１の及び３０秒経過の物、試験例５及び試験例６の３０秒経過の物は、変色（黄変）が見られる。この変色は、菌数から判断して混合物が殺菌剤としての効果がなくなっていることを示しており、本発明の方法では、変色はなく、安定して殺菌効果が得られていることが分かる。

本発明の実施例１に係るスライムコントロール剤添加方法を実施するための抄紙機を示すブロック図同実施例におけるスライムコントロール剤添加装置を示すブロック図

符号の説明

１０…スライムコントロール剤添加装置
１２…主管
１４…次亜塩素酸ナトリウム供給部
１６…無機系臭素化合物及び／又はＤＭＨ供給部
１５Ａ、１８Ａ…定量ポンプ
１８…無機系臭素化合物及び／又はＤＭＨ供給管
２０…混合部
２２…添加制御装置
５２…抄紙機
５４…主流路
５６…スライムコントロール剤添加管
６６…白水タンク

本発明のスライムコントロール剤の添加方法及びこれに用いる添加装置は、使用する工業用水の水温変化やｐＨ変化及び希釈水の流量に関係なく、安定した殺菌効果を有するため、白水中に発生する有害微生物の発生を効率よく抑制でき、その結果高い品質の紙を得ることができる。そのため本発明のスライムコントロール剤の添加方法及びこれに用いる添加装置は、紙の製造に極めて有効なものである。

Claims

（ａ）成分としての次亜塩素酸ナトリウムを希釈液で希釈し形成された次亜塩素酸ナトリウム希釈水に、（ｂ）成分としての少なくとも１０質量％濃度の無機系臭素化合物水溶液を希釈することなく混合し、被処理水に添加することを特徴とするスライムコントロール剤の添加方法であって、前記（ａ）成分と（ｂ）成分が質量比で２：１〜３：１になるとともに、被処理水中で、前記（ａ）成分含有希釈水が０．１〜１２０ｐｐｍ、前記（ｂ）成分が０．０２〜１３０ｐｐｍとなるように、且つ、希釈液の水温が３０℃である場合、スライムコントロール剤を混合後、１０秒以内に被処理水に添加することを特徴とするスライムコントロール剤の添加方法。
前記（ｂ）成分の無機系臭素化合物水溶液が、臭化アンモニウム水溶液であることを特徴とする請求項１に記載のスライムコントロール剤の添加方法。
前記（ｂ）成分が、臭化アンモニウム水溶液と、少なくとも１０質量％濃度の５，５−ジメチルヒダントイン水溶液との混合物であることを特徴とする請求項１又は２に記載のスライムコントロール剤の添加方法。
（ａ）成分としての次亜塩素酸ナトリウムを希釈液で希釈し形成された次亜塩素酸ナトリウム希釈水に、（ｂ）成分としての少なくとも１０質量％濃度の５，５−ジメチルヒダントイン水溶液を希釈することなく混合し、被処理水に添加することを特徴とするスライムコントロール剤の添加方法であって、前記（ａ）成分と（ｂ）成分が質量比で２：１〜３：１になるとともに、被処理水中で、前記（ａ）成分含有希釈水が０．１〜１２０ｐｐｍ、前記（ｂ）成分が０．０２〜１３０ｐｐｍとなるように、且つ、希釈液の水温が３０℃である場合、スライムコントロール剤を混合後、１０秒以内に被処理水に添加することを特徴とするスライムコントロール剤の添加方法。
前記（ｂ）成分が、少なくとも１０質量％濃度の臭化アンモニウム水溶液と、前記少なくとも１０質量％濃度の５，５−ジメチルヒダントイン水溶液との混合物であることを特徴とする請求項４に記載のスライムコントロール剤の添加方法。
前記（ａ）成分の希釈水は、水を流す主管路に（ａ）成分を供給することにより形成され、且つ、前記（ａ）成分と（ｂ）成分との混合・被処理水への添加は間欠的になされ、前記主管路に、前記（ａ）成分を流す前後に、洗浄水を流すことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のスライムコントロール剤の添加方法。
水を流す主管と、この主管に（ａ）成分としてのＮａＯＣｌを注入する（ａ）成分供給部と、（ｂ）成分としての少なくとも１０質量％濃度の無機系臭素化合物水溶液及び／又は少なくとも１０質量％濃度のＤＭＨ水溶液を供給する（ｂ）成分供給部と、この（ｂ）成分供給部から（ｂ）成分を供給する（ｂ）成分供給管及び前記主管が接続されて、前記主管から供給される（ａ）成分含有希釈水に（ｂ）成分供給管から供給される（ｂ）成分を希釈することなく混合するための混合部と、この混合部の吐出側に接続され、被処理水に、混合部からの吐出液体を注入するスライムコントロール剤添加管と、を有してなり、前記スライムコントロール剤添加管は、前記混合部からの吐出液体を、混合後１０秒以内で被処理水中に添加する長さとされ、前記（ａ）成分供給部は、被処理水中において前記（ａ）成分含有希釈水が０．１〜１２０ｐｐｍとなり、前記（ｂ）成分供給部は、被処理水中において前記（ｂ）成分が０．０２〜１３０ｐｐｍとなり、且つ、前記（ａ）成分と（ｂ）成分が質量比で２：１〜３：１になるように（ａ）成分及び（ｂ）成分をそれぞれ供給するようにされたことを特徴とするスライムコントロール剤の添加装置。