JP2001164487A - 白水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中性抄紙製紙白水の処理を従来の方法に比べ
効率よく、しかも完全に回収する処理法を提供する。 【解決手段】 ベンジル基を含む（メタ）アクリル系カ
チオン性単量体と（メタ）アクリルアミド誘導体カチオ
ン性単量体とを含有する共重合体を中性抄紙製紙白水に
添加することにより達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は抄紙時に排出する白
水中の有価物回収方法に関するものであり、詳しくは特
定のカチオン性高分子で白水を処理することにより白水
中の有用物を効率よく回収する白水処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、白水中の有価物を回収するための
処理方法としては、アクリル系単量体の重合によるカチ
オン性あるいは両性の高分子物質などを添加し,凝集、
分離する方法（特開平９−７８４８２、特開平８−２２
５６２１）、あるいは塩基性染料や呈色剤を含む古紙を
使用した製紙原料より発生する白水を処理する目的で、
メラミンや尿素／ホルムアルデヒド初期縮合物を添加
し、重縮合反応により粒子を発生させることによる方法
（特開平５−２７２０８４）、またモンモリロナイト系
粘）土鉱物とカチオン性高分子を組み合わせた白水処理
方法（特開平１０−７６２７７）などが開示されてい
る。しかし、これらの方法は操作が煩雑であったり、粘
土鉱物と高分子を混合する操作があり、カチオン性高分
子単独では、特に中性抄紙の白水に効果が十分ではない
などまだまだ技術改善の余地は残されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、有用
物の回収が難しくなる、特に中性抄紙系の白水処理を効
率よく行う処理法を開発することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
鋭意研究を重ねた結果、特定のカチオン性高分子で白水
を処理することにより従来に較べ効率よく処理できるこ
とがわかり本発明に到達した。すなわち請求項１の発明
は、下記一般式（１）及び一般式（２）を含有する単量
体混合物を重合することからなる共重合体により抄紙工
程から排出される白水を処理することを特徴とする白水
の処理方法に関する。

【０００５】

【化１】 ＣＨ２＝Ｃ−Ｒ１ 一般式（１ ） ｜ ＣＯＡＢＮ（Ｒ２Ｒ３）（Ｃ６Ｈ５ＣＨ２）Ｃｌ Ｒ１は水素又はメチル基、Ｒ２、Ｒ３はメチル基又はエ
チル基Ａは酸素原子またはＮＨ、ＢはＣ２〜Ｃ３のアル
キレン基またはアルコキシレン基

【化２】 Ｒ４は水素又はメチル基、Ｒ５、Ｒ６はメチル基又はエ
チル基

【０００５】請求項２の発明は、上記単量体混合物にお
いて、一般式（１）で表わされる単量体が２〜２０モル
％、一般式（２）で表わされる単量体が２〜２０モル％
それぞれ含有することを特徴とする請求項１に記載の白
水の処理方法である。

【０００６】請求項３の発明は、（メタ）アクリロイル
オキシエチルジメチルベンジルアンモニウム塩化物、ジ
メチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、アクリ
ルアミドまたはこれら単量体と共重合可能な単量体混合
物を重合することからなる共重合体であることを特徴と
する請求項１あるいは請求項２に記載の白水の処理方法
である。

【０００７】請求項４の発明は、一般式（１）と一般式
（２）で表わされる単量体の共重合体中のモル比が３：
１〜１：３であることを特徴とする請求項１〜３のいず
れかにに記載の白水の処理方法である。

【０００８】請求項５の発明は、共重合体の分子量が１
００万以上、２０００万以下であることを特徴とする請
求項１〜４に記載の白水の処理方法である。

【０００９】請求項６の発明は、白水のｐＨが６．０〜
８．５であることを特徴とする請求項１〜５に記載の白
水の処理方法である。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明で使用するカチオン性高分
子は、一般式（１）および（２）で表わされる単量体を
含有する混合物を共重合することにより合成できる。一
般式（１）で表わされる単量体としてあげられるのは、
（メタ）アクリロイルオキシエチルジメチルベンジルア
ンモニウム塩化物、（メタ）アクリロイルオキシ２−ヒ
ドロキシプロピルジメチルベンジルアンモニウム塩化
物、（メタ）アクリロイルアミノプロピルジメチルベン
ジルアンモニウム塩化物などがあげられる。一方、一般
式（２）で表わされる単量体としてあげられるのは、ジ
メチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、［１−
（ジメチルアミノ）−（２−ジメチル）プロピル］−３
−（メタ）アクリルアミドなどがあげられる。共重合体
中の一般式（１）で表わされる単量体の構成比率として
は、２〜２０％であり、好ましくは５〜２０モル％であ
る。また、一般式（２）で表わされる単量体の共重合体
中の構成比率としては、２〜２０モル％であり、好まし
くは５〜２０モル％である。さらに一般式（１）で表わ
される単量体と一般式（２）で表わされる単量体との比
率としては、４：１〜１：４であり、好ましくは２：１
〜１：２である。二つの単量体は、相互の作用によって
白水の凝集機能を果たしているためどちらか一方が少な
すぎると効果が低下する。そのため一定の比率が必要で
ある。一般式（１）で表わされる単量体は、疎水性基を
有する単量体である。また一般式（２）で表わされる単
量体は、中性付近で一般式（１）で表わされる単量体に
較べ弱く解離するカチオン性基を有する単量体である。
この二つの疎水基と弱カチオン性基の相互作用によっ
て、中性ｐＨの白水中懸濁物質が効率よく凝集すると推
定される。

【００１１】また、重合体合＋成時に共重合する非イオ
ン性単量体の例としては、アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジ
メチルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、Ｎ−
ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビ
ニルピロリドン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、スチ
レンなどあげられるが、アクリルアミドが最も好まし
い。

【００１２】カチオン性重合体の分子量としては、１０
０万〜２０００万であり、好ましくは５００万〜２００
０万である。１００万以下では、凝集力が低下し、２０
００以上では、凝集フロックが大きくなり過ぎ、沈降分
離あるいは浮上分離に効率的ではなくなる。また、白水
中の微細繊維や填料分など微細な成分を同様な理由によ
って取り逃がすことにもなる。

【００１３】共重合体の重合方法としては、公知の重合
法、たとえば水溶液重合、油中水型エマルジョン重合
法、油中水型分散重合法、塩水溶液中分散重合法など任
意に選択することができるが、溶解や添加法あるいは抄
紙系などへの影響を考慮すれば水溶液重合法が最も好ま
しい．重合溶液は、有機あるいは無機の酸類によってｐ
Ｈ２〜６に調整後、ラジカル重合開始剤によって重合を
開始させ合成することができる。ラジカル重合開始剤は
レドックス系のペルオキソニ硫酸アンモニウムと亜硫酸
水素ナトリウムなど、また過酸化物系開始剤としてはラ
ウリルペルオキサイド、さらにアゾ系開始剤ならばアゾ
ビスイソブリロニトリル、２、２−アゾビスアミジノプ
ロパンニ塩化水素化物等を使用することが可能である。

【００１４】本発明の製紙白水中の有価物回収方法に適
用可能な白水としては、酸性抄紙にも適用可能だが、中
性抄紙において他の処理法に比較して優れた効果を発揮
する。従って、白水ｐＨとして６．０〜８．５の範囲に
おいてメリットがある。対象となる紙製品として、上
質、中質、あるいは中芯原紙などである。また有価物の
回収法としては、凝集沈殿法あるいは浮上分離法いずれ
でも行うことができる。

【００１５】

【実施例】以下、実施例および比較例によって本発明を
さらに詳しく説明するが、本発明はその要旨を超えない
限り、以下の実施例に制約されるものではない。

【００１６】（合成例）表１および表２に記載された各
単量体のモル比で、本発明の共重合体を合成した。全量
３００ｇ、溶液ｐＨを各々３．５０に調整し、溶液を４
０℃に保持し３０分間窒素置換した後、２、２−アゾビ
スアミジノプロパンニ塩化水素化物の２重量％溶液によ
り対全単量体当たり５００ｐｐｍ添加した。重合開始３
０分後、重合系の温度を７０℃に上昇させそのまま１５
時間保持した。重合後、静的光散乱法による分子量測定
装置（大塚電子製、ＤＬＳ−７０００）によって重量平
均分子量を測定した。結果を表１に示す。

【００１７】

【実施例１〜６】中性上質紙抄造時の白水（ｐＨ６．
９、全ｓｓ２１３８ｐｐｍ、無機分１１３０ｐｐｍ）を
用い、ジャ−テスタ−によってＮＯ．４〜６とＮＯ．９
〜１１のカチオン性高分子を用い白水処理の試験を行っ
た。ビ−カ−に２００ｍｌの白水を採取し、カチオン性
高分子を対液０．５ｐｐｍ添加し、１５０ｒｐｍで１分
間攪拌し、１００ｒｐｍで１分間攪拌、５０ｒｐｍで１
分間攪拌した後、攪拌を継続しながらフロックの大きさ
を記録し、その後２分後の上澄み濁度をＨＡＣＨ、ＤＲ
２０００Ｐ型濁度計により測定した。結果を表２に示
す。

【００１８】

【比較例１〜７】カチオン性高分子として表１のＮＯ．
１〜３とＮＯ．７〜８、ＮＯ．１２を用い、その他は実
施例１〜６と同様に行った。またアクリロイルオキシエ
チルトリメチルアンモニウム塩化物／アクリルアミド共
重合物を用いた試験も同時におこなった。結果を表２に
示す。

【００１９】

【実施例７〜１２】カチオン性高分子として表１のＮ
Ｏ．４〜６とＮＯ．９〜１１とを用い、試験用水として
中質紙抄紙を中性で行った時の製紙白水（ｐＨ７．０、
全ｓｓ、２５００ｐｐｍ、無機分、６．２％）を使用
し、その他は実施例１〜６と同様に実施した。結果を表
３に示す。

【００２０】

【比較例８〜１４】カチオン性高分子として、表１のＮ
Ｏ．１〜３とＮＯ．７〜８、ＮＯ．１２を用い、その他
は実施例１〜６と同様に行った。またアクリロイルオキ
シエチルトリメチルアンモニウム塩化物／アクリルアミ
ド共重合物を用いた試験も同時におこなった。結果を表
３に示す。

【００２１】

【実施例１３〜１８】カチオン性高分子として、表１の
ＮＯ．１〜３とＮＯ．７〜８、ＮＯ．１２を用い、試験
用水として中芯原紙抄紙時の製紙白水（ｐＨ７．０、全
ｓｓ、２０１０ｐｐｍ、無機分４．７％）を使用し、そ
の他は実施例１〜６と同様に実施した。結果を表４に示
す。

【００２２】

【比較例１５〜２１】カチオン性高分子として、表１の
ＮＯ．１〜３とＮＯ．７〜８、ＮＯ．１２を用い、その
他は実施例１〜６と同様に行った。またアクリロイルオ
キシエチルトリメチルアンモニウム塩化物／アクリルア
ミド共重合物を用いた試験も同時におこなった。結果を
表４に示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D015 BA06 BB17 CA05 DB03 DB13 DC06 DC07 EA06 EA14 4D062 BA06 BB17 CA05 DB03 DB13 DC06 DC07 EA06 EA14 4L055 AG71 AG72 AG73 AG89 AH18 AH50 BD15 EA29 EA30 EA31 FA10

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式（１）及び一般式（２）を含
   有する単量体混合物を重合することからなる共重合体に
   より抄紙工程から排出される白水を処理することを特徴
   とする白水の処理方法。 【化１】 Ｒ１は水素又はメチル基、Ｒ２、Ｒ３はメチル基又はエ
   チル基Ａは酸素原子またはＮＨ、ＢはＣ２〜Ｃ３のアル
   キレン基またはアルコキシレン基 【化２】 ＣＨ２＝Ｃ−Ｒ４ Ｒ５ 一般式（２ ） ｜ ｜ ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ ｜ Ｒ６ Ｒ４は水素又はメチル基、Ｒ５、Ｒ６はメチル基又はエ
   チル基
2. 【請求項２】 上記単量体混合物において、一般式
   （１）で表わされる単量体が２〜２０モル％、一般式
   （２）で表わされる単量体が２〜２０モル％それぞれ含
   有することを特徴とする請求項１に記載の白水の処理方
   法。
3. 【請求項３】 （メタ）アクリロイルオキシエチルジメ
   チルベンジルアンモニウム塩化物、ジメチルアミノプロ
   ピル（メタ）アクリルアミド、アクリルアミドあるいは
   これら単量体と共重合可能な単量体混合物を重合するこ
   とからなる共重合体であることを特徴とする請求項１あ
   るいは請求項２に記載の白水の処理方法。
4. 【請求項４】 一般式（１）と一般式（２）で表わされ
   る単量体の共重合体中のモル比が３：１〜１：３である
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかにに記載の白
   水の処理方法。
5. 【請求項５】 共重合体の分子量が１００万以上、２０
   ００万以下であることを特徴とする請求項１〜４に記載
   の白水の処理方法。
6. 【請求項６】 白水のｐＨが６．０〜８．５であること
   を特徴とする請求項１〜５に記載の白水の処理方法。