製紙用ポリアクリルアミド薬品の吸着防止効果

製紙ウェットエンド用語における「吸着防止」の意味

製紙用具材には、繊維、微粉、充填剤、溶解/コロイド状物質が含まれており、これらが集合して大きな表面積を形成します。水はこのネットワークを「通過」するだけではありません。また、表面と相互作用し、境界層や微細構造に保持されます。吸着防止効果は、PAM 化学が界面挙動を変更することによって過剰な表面水の取り込みと不均一な水の分布をどのように低減するかを説明します。

運用上の翻訳: 吸着防止とは「全体的に水分が少なくなる」ということではなく、 繊維/微細表面上の局所的な水の過剰保持が少なくなる 予期せず水を捕捉する凝集物も少なくなります。

吸着防止効果が不十分な場合の代表的な症状

• ストックは「曲がりくねった」、または不均一に見えます。混合後に一貫して分解されない目に見えるフロック。
• ワイヤーでの不安定な排水反応 (家具が揺れた後の突然の濡れた縞やシートの破損)。
• 白水固体の変動（微細物質が保持と洗い流されを交互に繰り返す）。

ポリアクリルアミドが吸着防止効果を生み出す仕組み

PAM 分子には、繊維や粒子の表面と相互作用する親水性官能基と長鎖が含まれています。電荷の種類 (カチオン性/アニオン性/両性/非イオン性) と分子構造に応じて、PAM は 3 つの主な方法で水の「ロック」を軽減し、分散を安定化できます。

水と繊維の相互作用を緩和する親水性表面層

PAM が表面に吸着すると、水和層が形成され、水と繊維表面の間の有効接触面積が変化します。これにより、過度の局所的な水の取り込みが軽減され、家具内で水がより均一に分散されるようになります。

静電気的および立体的安定化により、水分の捕集による凝集を防止します。

適切な用量と混合により、吸着ポリマーは繊維や微粒子が崩れて保水力の高い束になるのを防ぎます。実用的な重要なポイントは、 ウェットエンド接触時間 (秒) で非常に速い吸着が可能です。 したがって、混合と添加の場所によって、PAM が分散を安定化させるか、問題のあるマクロフロックを生成するかが大きく決まります。

導電率とせん断スイングの下での分散制御

閉鎖型水システムとリサイクルされた家具は、多くの場合、より高い導電率で動作します。これらの条件下では、吸着と立体構造が変化する可能性があり、PAM が安定した微細構造を促進するか、それとも崩壊して無効な挙動になるかに影響します。両性 PAM は、より広範なイオン条件にわたって効果を維持できるため、導電率と pH が変動する場合によく選択されます。

どの PAM タイプが吸着防止性能に最も関連しているか

抗吸着挙動は、単一の「最良の」PAM に関連付けられるわけではありません。それは、電荷バランス、分子量、ポリマーの導入方法の結果です。以下の表は、一般的な PAM の選択と、合理的に期待できる吸着防止結果を示しています。

実用的な選択ルール

システムの導電率と充電需要が安定している場合 、電荷密度と分子量によって調整された CPAM から始めます。 システムが頻繁にスイングする場合 (リサイクル完成品の変更、密閉された水、変動する塩)、多くの場合、両性 PAM の方が吸着防止効果を安定させるのが容易です。

効果を発揮する（または効果を失わせる）投与量、希釈、および添加のポイント

吸着は数秒以内に起こる可能性があるため、抗吸着性能は準備と添加時点に非常に敏感です。目標は、水を閉じ込める大きな圧縮可能なフロックではなく、制御された均一に分散されたポリマー層と微細構造を作成することです。

実際に使用される開始用量範囲

• 活性ポリマーのガイドライン: 0.01%～0.4% 完成紙料固形物上での保持補助ポリマーの使用範囲は一般的に引用されています。通常、抗吸着の結果はこの実際的な範囲内に収まります。
• CPAM トライアルの開始: 多くのマシンが最適化を開始します 0.05 ～ 0.30 kg/トン (アクティブ) 電荷需要、せん断、地層応答に基づいて調整します。

希薄化とメイクダウンの目標

PAM は、表面に「固定」される前に十分に希釈して分散させる必要があります。一般的に使用されるベストプラクティスは、非常に低い固形分でポリマーを導入することです。 添加時点で固形分0.2%以下 —分布を改善し、局所的な過剰摂取の影響を軽減します。

耐吸着性能を守るための加点ルール

1. PAM は、混合がポリマーを迅速に分散させるのに十分強力であるが、ポリマー鎖が機械的に分解されるほど激しくない場合に追加します。
2. 素材がその後複数の高せん断要素を通過する場合は、添加が早すぎることを避けてください。チェーンの劣化により、意図した表面層と微細構造の効果が減少します。
3. デュアル システム (PAM 微粒子) を使用する場合、通常は PAM が最初に行われ、その後微粒子がヘッドボックスの近くに安定したマイクロフロック構造を「設定」します。

測定可能なKPIで吸着防止効果を検証する方法

「吸着防止」は界面効果であるため、単一の数値ではなく、ウェットエンドの安定性と成形性能の指標の組み合わせによって最もよく検証されます。

迅速な診断チェック

保持力は高いものの、形成が悪く、排水が遅い場合は、大きな圧縮性のフロックが生成された可能性があります (有用な抗吸着結果ではありません)。同じ灰分/坪量で排水がより安定し、白水の変動が少なくなった場合は、意図した効果に近づいています。

一般的な障害モードと修正措置

吸着防止の利点は、ポリマーの分布が不均一な場合、または充電環境が変化した場合に最も失われやすくなります。以下の表は、トライアル中に実装できる実用的な修正を示しています。

「吸着防止」と「排水の遅さ」を混同しないでください。

良好な抗吸着結果により、通常は排水が行われます。 より予測可能な 、必ずしも遅くなるわけではありません。排水が一貫して遅くなる場合は、圧縮性フロックが生成されているか、システムが過剰に安定化している可能性があるため、プログラムのバランスを再調整する必要があります。

工場試験のための実践的なポイント

製紙用ポリアクリルアミドの吸着防止効果を実現するには、迅速で均一な分布 (高希釈、適切な混合) と適切な電荷の吸着に焦点を当てます。そのため、PAM は、水を捕捉する大きなフロックではなく、制御された水和表面層と安定した微細構造を形成します。

規律ある試験アプローチでは、ベースラインを設定し、次に、(a) 希釈と供給安定性、(b) せん断に対する添加点、(c) 電荷密度の選択、そして最後に (d) 保持力、白水の変動性、排水安定性を主な決定基準として用いた用量の最適化を、一度に 1 つのレバーで調整します。