JP2001213968A - 水溶性ポリマーの溶解方法及び溶解装置 - Google Patents
水溶性ポリマーの溶解方法及び溶解装置Info
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- JP2001213968A JP2001213968A JP2000025243A JP2000025243A JP2001213968A JP 2001213968 A JP2001213968 A JP 2001213968A JP 2000025243 A JP2000025243 A JP 2000025243A JP 2000025243 A JP2000025243 A JP 2000025243A JP 2001213968 A JP2001213968 A JP 2001213968A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高分子凝集剤などとして用いられる水溶性ポリ
マーの油中水型エマルションを効率よく溶解して、水溶
性ポリマーの有する凝集効果を最大限に発揮させること
ができる水溶性ポリマーの溶解方法及び溶解装置を提供
する。 【解決手段】水溶性ポリマーの油中水型エマルションに
希釈水を混合して水溶性ポリマーを水に溶解する方法に
おいて、該エマルションに希釈水を混合して一次溶解液
とし、該一次溶解液にさらに希釈水を混合して二次溶解
液とすることを特徴とする水溶性ポリマーの溶解方法、
及び、水溶性ポリマーの油中水型エマルションに希釈水
を添加する手段と、その混合液を均一化して一次溶解液
とする第一の均一化手段と、一次溶解液に希釈水を添加
する手段と、その混合液を均一化して二次溶解液とする
第二の均一化手段を有することを特徴とする水溶性ポリ
マーの溶解装置。
マーの油中水型エマルションを効率よく溶解して、水溶
性ポリマーの有する凝集効果を最大限に発揮させること
ができる水溶性ポリマーの溶解方法及び溶解装置を提供
する。 【解決手段】水溶性ポリマーの油中水型エマルションに
希釈水を混合して水溶性ポリマーを水に溶解する方法に
おいて、該エマルションに希釈水を混合して一次溶解液
とし、該一次溶解液にさらに希釈水を混合して二次溶解
液とすることを特徴とする水溶性ポリマーの溶解方法、
及び、水溶性ポリマーの油中水型エマルションに希釈水
を添加する手段と、その混合液を均一化して一次溶解液
とする第一の均一化手段と、一次溶解液に希釈水を添加
する手段と、その混合液を均一化して二次溶解液とする
第二の均一化手段を有することを特徴とする水溶性ポリ
マーの溶解装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水溶性ポリマーの
溶解方法及び溶解装置に関する。さらに詳しくは、本発
明は、排水処理用高分子凝集剤、紙パプロセス用歩留り
向上剤、ろ水性向上剤などとして用いられる水溶性ポリ
マーの油中水型エマルションを効率よく溶解して、水溶
性ポリマーの有する凝集効果を最大限に発揮させること
ができる水溶性ポリマーの溶解方法及び溶解装置に関す
る。
溶解方法及び溶解装置に関する。さらに詳しくは、本発
明は、排水処理用高分子凝集剤、紙パプロセス用歩留り
向上剤、ろ水性向上剤などとして用いられる水溶性ポリ
マーの油中水型エマルションを効率よく溶解して、水溶
性ポリマーの有する凝集効果を最大限に発揮させること
ができる水溶性ポリマーの溶解方法及び溶解装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】排水処理用高分子凝集剤、抄紙工程にお
ける歩留り向上剤、ろ水性向上剤などとして、水溶性ポ
リマーが用いられる。このような水溶性ポリマーは、高
分子量であることが要求されるために、その高濃度水溶
液は極めて高粘度である。従来は、このような水溶性ポ
リマーは、粉末の形態で商品化され、取り扱われてい
た。しかし、粉末状のポリマーは、取り扱いに際して粉
塵が飛散するために作業の安全性に問題があり、また、
使用形態である水溶液とするための溶解作業に時間と手
間がかかっていた。このために、水溶性ポリマーを油中
水型エマルションとした製品が用いられるようになっ
た。水溶性ポリマーの油中水型エマルションは、粉末状
のポリマーに比べて、液状であるために自動化、省力化
しやすく、溶解性にも優れている。しかし、油中水型エ
マルションの形態の水溶性ポリマーであっても、水に溶
解する際には、部分的に非常に高粘度になるために、溶
解にはなお長時間を要し、ときには配管に閉塞を生ずる
などの問題があった。また、溶解液が高粘度となること
から、溶解濃度は０.１〜０.２重量％が一般的であり、
溶解タンクが大型化するという問題があった。このため
に、油中水型エマルションの形態の水溶性ポリマーの溶
解についても、さまざまな改良が試みられている。例え
ば、特開平１０−５７７９０号公報には、配管内の閉塞
を生ずることなく高分子のエマルションを連続的に溶解
する方法として、希釈水が定量的に移送されている配管
中に、逆止弁を通して高分子のエマルションを定量的に
供給し、次いでこの混合液を混合装置で処理する方法が
提案されている。この方法によれば、水溶性ポリマーの
油中水型エマルションを一見安定して水に溶解すること
ができるが、得られた水溶液が、水溶性ポリマーが本来
有する凝集効果を十分に発揮しない場合があった。
ける歩留り向上剤、ろ水性向上剤などとして、水溶性ポ
リマーが用いられる。このような水溶性ポリマーは、高
分子量であることが要求されるために、その高濃度水溶
液は極めて高粘度である。従来は、このような水溶性ポ
リマーは、粉末の形態で商品化され、取り扱われてい
た。しかし、粉末状のポリマーは、取り扱いに際して粉
塵が飛散するために作業の安全性に問題があり、また、
使用形態である水溶液とするための溶解作業に時間と手
間がかかっていた。このために、水溶性ポリマーを油中
水型エマルションとした製品が用いられるようになっ
た。水溶性ポリマーの油中水型エマルションは、粉末状
のポリマーに比べて、液状であるために自動化、省力化
しやすく、溶解性にも優れている。しかし、油中水型エ
マルションの形態の水溶性ポリマーであっても、水に溶
解する際には、部分的に非常に高粘度になるために、溶
解にはなお長時間を要し、ときには配管に閉塞を生ずる
などの問題があった。また、溶解液が高粘度となること
から、溶解濃度は０.１〜０.２重量％が一般的であり、
溶解タンクが大型化するという問題があった。このため
に、油中水型エマルションの形態の水溶性ポリマーの溶
解についても、さまざまな改良が試みられている。例え
ば、特開平１０−５７７９０号公報には、配管内の閉塞
を生ずることなく高分子のエマルションを連続的に溶解
する方法として、希釈水が定量的に移送されている配管
中に、逆止弁を通して高分子のエマルションを定量的に
供給し、次いでこの混合液を混合装置で処理する方法が
提案されている。この方法によれば、水溶性ポリマーの
油中水型エマルションを一見安定して水に溶解すること
ができるが、得られた水溶液が、水溶性ポリマーが本来
有する凝集効果を十分に発揮しない場合があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、排水処理用
高分子凝集剤、紙パプロセス用歩留り向上剤、ろ水性向
上剤などとして用いられる水溶性ポリマーの油中水型エ
マルションを効率よく溶解して、水溶性ポリマーの有す
る凝集効果を最大限に発揮させることができる水溶性ポ
リマーの溶解方法及び溶解装置を提供することを目的と
してなされたものである。
高分子凝集剤、紙パプロセス用歩留り向上剤、ろ水性向
上剤などとして用いられる水溶性ポリマーの油中水型エ
マルションを効率よく溶解して、水溶性ポリマーの有す
る凝集効果を最大限に発揮させることができる水溶性ポ
リマーの溶解方法及び溶解装置を提供することを目的と
してなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、油中水型エマル
ションから調製される水溶性ポリマー水溶液の凝集効果
の不足は、水溶性ポリマーが完全に水に溶解しきらない
ために生ずる現象であり、水溶性ポリマーの油中水型エ
マルションを２段階に分けて水に溶解することにより、
水溶性ポリマーを完全な状態で水に溶解し、その凝集効
果を最大限に発揮させ得ることを見いだし、この知見に
基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、本発明
は、（１）水溶性ポリマーの油中水型エマルションに希
釈水を混合して水溶性ポリマーを水に溶解する方法にお
いて、該エマルションに希釈水を混合して一次溶解液と
し、該一次溶解液にさらに希釈水を混合して二次溶解液
とすることを特徴とする水溶性ポリマーの溶解方法、
（２）一次溶解液のポリマー濃度が、０.３〜２重量％
である第１項記載の水溶性ポリマーの溶解方法、及び、
（３）水溶性ポリマーの油中水型エマルションに希釈水
を添加する手段と、その混合液を均一化して一次溶解液
とする第一の均一化手段と、一次溶解液に希釈水を添加
する手段と、その混合液を均一化して二次溶解液とする
第二の均一化手段を有することを特徴とする水溶性ポリ
マーの溶解装置、を提供するものである。さらに、本発
明の好ましい態様として、（４）水溶性ポリマーが、ア
ニオン性ポリマー、カチオン性ポリマー又は両性ポリマ
ーである第１項記載の水溶性ポリマーの溶解方法、及
び、（５）アニオン性ポリマー、カチオン性ポリマー又
は両性ポリマーの、イオン性モノマー単位の量が３０モ
ル％以下である第４項記載の水溶性ポリマーの溶解方
法、を挙げることができる。
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、油中水型エマル
ションから調製される水溶性ポリマー水溶液の凝集効果
の不足は、水溶性ポリマーが完全に水に溶解しきらない
ために生ずる現象であり、水溶性ポリマーの油中水型エ
マルションを２段階に分けて水に溶解することにより、
水溶性ポリマーを完全な状態で水に溶解し、その凝集効
果を最大限に発揮させ得ることを見いだし、この知見に
基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、本発明
は、（１）水溶性ポリマーの油中水型エマルションに希
釈水を混合して水溶性ポリマーを水に溶解する方法にお
いて、該エマルションに希釈水を混合して一次溶解液と
し、該一次溶解液にさらに希釈水を混合して二次溶解液
とすることを特徴とする水溶性ポリマーの溶解方法、
（２）一次溶解液のポリマー濃度が、０.３〜２重量％
である第１項記載の水溶性ポリマーの溶解方法、及び、
（３）水溶性ポリマーの油中水型エマルションに希釈水
を添加する手段と、その混合液を均一化して一次溶解液
とする第一の均一化手段と、一次溶解液に希釈水を添加
する手段と、その混合液を均一化して二次溶解液とする
第二の均一化手段を有することを特徴とする水溶性ポリ
マーの溶解装置、を提供するものである。さらに、本発
明の好ましい態様として、（４）水溶性ポリマーが、ア
ニオン性ポリマー、カチオン性ポリマー又は両性ポリマ
ーである第１項記載の水溶性ポリマーの溶解方法、及
び、（５）アニオン性ポリマー、カチオン性ポリマー又
は両性ポリマーの、イオン性モノマー単位の量が３０モ
ル％以下である第４項記載の水溶性ポリマーの溶解方
法、を挙げることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の水溶性ポリマーの溶解方
法は、水溶性ポリマーの油中水型エマルションに希釈水
を混合して水溶性ポリマーを水に溶解する方法におい
て、該エマルションに希釈水を混合して一次溶解液と
し、該一次溶解液にさらに希釈水を混合して二次溶解液
とするものである。本発明方法において、水溶性ポリマ
ーの油中水型エマルションに希釈水を混合して一次溶解
液とする方法に特に制限はなく、例えば、撹拌機つきの
タンクを用いてバッチ方式で混合することができ、撹拌
機つきのタンクに油中水型エマルションと希釈水を連続
的に供給してタンクブレンディングにより連続方式で混
合することもでき、あるいは、ラインミキサー、ライン
ポンプなどを用いてインラインブレンディングにより連
続方式で混合することもできる。なお、一次溶解液は完
全に均一な溶液である必要はなく、一部の水溶性ポリマ
ーが不完全溶解の状態で存在しても差し支えはない。本
発明方法において、一次溶解液に希釈水を混合して二次
溶解液とする方法に特に制限はなく、例えば、撹拌機つ
きのタンクを用いてバッチ方式で混合することができ、
撹拌機つきのタンクに一次溶解液と希釈水を連続的に供
給してタンクブレンディングにより連続方式で混合する
こともでき、あるいは、ラインミキサー、ラインポンプ
などを用いてインラインブレンディングにより連続方式
で混合することもできる。
法は、水溶性ポリマーの油中水型エマルションに希釈水
を混合して水溶性ポリマーを水に溶解する方法におい
て、該エマルションに希釈水を混合して一次溶解液と
し、該一次溶解液にさらに希釈水を混合して二次溶解液
とするものである。本発明方法において、水溶性ポリマ
ーの油中水型エマルションに希釈水を混合して一次溶解
液とする方法に特に制限はなく、例えば、撹拌機つきの
タンクを用いてバッチ方式で混合することができ、撹拌
機つきのタンクに油中水型エマルションと希釈水を連続
的に供給してタンクブレンディングにより連続方式で混
合することもでき、あるいは、ラインミキサー、ライン
ポンプなどを用いてインラインブレンディングにより連
続方式で混合することもできる。なお、一次溶解液は完
全に均一な溶液である必要はなく、一部の水溶性ポリマ
ーが不完全溶解の状態で存在しても差し支えはない。本
発明方法において、一次溶解液に希釈水を混合して二次
溶解液とする方法に特に制限はなく、例えば、撹拌機つ
きのタンクを用いてバッチ方式で混合することができ、
撹拌機つきのタンクに一次溶解液と希釈水を連続的に供
給してタンクブレンディングにより連続方式で混合する
こともでき、あるいは、ラインミキサー、ラインポンプ
などを用いてインラインブレンディングにより連続方式
で混合することもできる。
【０００６】本発明方法において、一次溶解液のポリマ
ー濃度に特に制限はないが、０.３〜２重量％であるこ
とが好ましく、０.５〜１重量％であることがより好ま
しい。一次溶解液のポリマー濃度が０.３重量％未満で
あると、水溶性ポリマーの有する凝集効果が十分に発揮
されないおそれがある。一次溶解液のポリマー濃度が２
重量％を超えると、一次溶解液の粘度が高くなりすぎ
て、取り扱いが困難となるおそれがある。本発明方法に
おいて、二次溶解液の濃度に特に制限はないが、０.０
１〜０.３重量％であることが好ましく、０.０３〜０.
２重量％であることがより好ましい。二次溶解液の濃度
が０.０１重量％未満であると、取り扱うべき二次溶解
液の量が過大になるおそれがある。二次溶解液の濃度が
０.３重量％を超えると、使用に際して均一な混合が困
難となるおそれがある。本発明方法を用いて溶解する水
溶性ポリマーに特に制限はないが、排水処理用高分子凝
集剤、紙パプロセス用歩留り向上剤、ろ水性向上剤など
として用いられるアニオン性ポリマー、カチオン性ポリ
マー又は両性ポリマーに特に好適に適用することができ
る。溶解するアニオン性ポリマー、カチオン性ポリマー
又は両性ポリマーのイオン性モノマー単位の量は、３０
モル％以下であることが好ましく、１５モル％以下であ
ることがより好ましい。溶解するアニオン性ポリマー、
カチオン性ポリマー又は両性ポリマーのイオン性モノマ
ー単位の量が３０モル％を超えると、本発明方法により
得られる二次溶解液が有する凝集効果と、従来の方法に
より１段で溶解して得られる溶解液が有する凝集効果の
差が小さくなる傾向にある。
ー濃度に特に制限はないが、０.３〜２重量％であるこ
とが好ましく、０.５〜１重量％であることがより好ま
しい。一次溶解液のポリマー濃度が０.３重量％未満で
あると、水溶性ポリマーの有する凝集効果が十分に発揮
されないおそれがある。一次溶解液のポリマー濃度が２
重量％を超えると、一次溶解液の粘度が高くなりすぎ
て、取り扱いが困難となるおそれがある。本発明方法に
おいて、二次溶解液の濃度に特に制限はないが、０.０
１〜０.３重量％であることが好ましく、０.０３〜０.
２重量％であることがより好ましい。二次溶解液の濃度
が０.０１重量％未満であると、取り扱うべき二次溶解
液の量が過大になるおそれがある。二次溶解液の濃度が
０.３重量％を超えると、使用に際して均一な混合が困
難となるおそれがある。本発明方法を用いて溶解する水
溶性ポリマーに特に制限はないが、排水処理用高分子凝
集剤、紙パプロセス用歩留り向上剤、ろ水性向上剤など
として用いられるアニオン性ポリマー、カチオン性ポリ
マー又は両性ポリマーに特に好適に適用することができ
る。溶解するアニオン性ポリマー、カチオン性ポリマー
又は両性ポリマーのイオン性モノマー単位の量は、３０
モル％以下であることが好ましく、１５モル％以下であ
ることがより好ましい。溶解するアニオン性ポリマー、
カチオン性ポリマー又は両性ポリマーのイオン性モノマ
ー単位の量が３０モル％を超えると、本発明方法により
得られる二次溶解液が有する凝集効果と、従来の方法に
より１段で溶解して得られる溶解液が有する凝集効果の
差が小さくなる傾向にある。
【０００７】本発明の水溶性ポリマーの溶解装置は、水
溶性ポリマーの油中水型エマルションに希釈水を混合す
る手段と、その混合液を均一化して一次溶解液とする第
一の均一化手段と、一次溶解液に希釈水を混合する手段
と、その混合液を均一化して二次溶解液とする第二の均
一化手段とを備えてなるものである。図１は、本発明装
置の一態様の工程系統図である。本態様においては、貯
槽１から送り出された水溶性ポリマーの油中水型エマル
ションに、配管において一次希釈水が添加され、３台の
ラインポンプ２を通過することにより均一化されて一次
溶解液となる。一次溶解液は、撹拌機つきタンク３に送
られて二次希釈水が添加され、撹拌により均一化されて
二次溶解液となる。一次溶解液の濃度が高い場合は、必
要に応じて、二次希釈水の一部を２台目のラインポンプ
と３台目のラインポンプの間に添加し、二次溶解液の均
一化を容易にすることができる。図２は、本発明装置の
他の態様の工程系統図である。本態様においては、水溶
性ポリマーの油中水型エマルションが貯槽４から第１の
撹拌機つきタンク５に送られ、一次希釈水が同じ第１の
撹拌機つきタンクに添加され、撹拌により均一化されて
一次溶解液となる。一次溶解液は次いで第２の撹拌機つ
きタンク６に送られ、二次希釈水が同じ第２の撹拌機つ
きタンクに添加され、撹拌により均一化されて二次溶解
液となる。本態様の装置は、各タンクにおける均一化を
バッチ方式で行うことができ、あるいは、タンクブレン
ディングにより連続方式で行うこともできる。
溶性ポリマーの油中水型エマルションに希釈水を混合す
る手段と、その混合液を均一化して一次溶解液とする第
一の均一化手段と、一次溶解液に希釈水を混合する手段
と、その混合液を均一化して二次溶解液とする第二の均
一化手段とを備えてなるものである。図１は、本発明装
置の一態様の工程系統図である。本態様においては、貯
槽１から送り出された水溶性ポリマーの油中水型エマル
ションに、配管において一次希釈水が添加され、３台の
ラインポンプ２を通過することにより均一化されて一次
溶解液となる。一次溶解液は、撹拌機つきタンク３に送
られて二次希釈水が添加され、撹拌により均一化されて
二次溶解液となる。一次溶解液の濃度が高い場合は、必
要に応じて、二次希釈水の一部を２台目のラインポンプ
と３台目のラインポンプの間に添加し、二次溶解液の均
一化を容易にすることができる。図２は、本発明装置の
他の態様の工程系統図である。本態様においては、水溶
性ポリマーの油中水型エマルションが貯槽４から第１の
撹拌機つきタンク５に送られ、一次希釈水が同じ第１の
撹拌機つきタンクに添加され、撹拌により均一化されて
一次溶解液となる。一次溶解液は次いで第２の撹拌機つ
きタンク６に送られ、二次希釈水が同じ第２の撹拌機つ
きタンクに添加され、撹拌により均一化されて二次溶解
液となる。本態様の装置は、各タンクにおける均一化を
バッチ方式で行うことができ、あるいは、タンクブレン
ディングにより連続方式で行うこともできる。
【０００８】図３は、本発明装置の他の態様の工程系統
図である。本態様においては、水溶性ポリマーの油中水
型エマルションが貯槽７から撹拌機つきタンク８に送ら
れ、一次希釈水が同じ撹拌機つきタンクに添加され、撹
拌により均一化されて一次溶解液となる。一次溶解液
は、いったん一次溶解液貯槽９に貯留されたのち、ポン
プ１０により送り出され、配管において二次希釈水が添
加される。一次溶解液と二次希釈水の混合液は、ライン
ミキサー１１を通過することにより均一化されて二次溶
解液となる。水溶性ポリマーの油中水型エマルション
は、多量の希釈水と混合すると、エマルションが反転し
て水溶性ポリマーが希釈水に溶解する。しかし、イオン
性モノマー単位の少ない水溶性ポリマーは、反転不足に
なりやすく、一部の油中水型エマルションが溶解しない
で残留するために、水溶性ポリマーが有する凝集効果が
十分に発揮されない場合がある。本発明方法及び装置を
用いて、油中水型エマルションを２段に分けて希釈溶解
することにより、油中水型エマルションを完全に反転さ
せることができる。その結果、水溶性ポリマーは完全に
希釈水に溶解するので、水溶性ポリマーが有する凝集効
果を最大限に発揮させることができる。油中水型エマル
ションは、一次溶解液の濃度が高いほど反転しやすいの
で、取り扱いが可能な範囲であれば、一次溶解液の濃度
は高いことが好ましい。
図である。本態様においては、水溶性ポリマーの油中水
型エマルションが貯槽７から撹拌機つきタンク８に送ら
れ、一次希釈水が同じ撹拌機つきタンクに添加され、撹
拌により均一化されて一次溶解液となる。一次溶解液
は、いったん一次溶解液貯槽９に貯留されたのち、ポン
プ１０により送り出され、配管において二次希釈水が添
加される。一次溶解液と二次希釈水の混合液は、ライン
ミキサー１１を通過することにより均一化されて二次溶
解液となる。水溶性ポリマーの油中水型エマルション
は、多量の希釈水と混合すると、エマルションが反転し
て水溶性ポリマーが希釈水に溶解する。しかし、イオン
性モノマー単位の少ない水溶性ポリマーは、反転不足に
なりやすく、一部の油中水型エマルションが溶解しない
で残留するために、水溶性ポリマーが有する凝集効果が
十分に発揮されない場合がある。本発明方法及び装置を
用いて、油中水型エマルションを２段に分けて希釈溶解
することにより、油中水型エマルションを完全に反転さ
せることができる。その結果、水溶性ポリマーは完全に
希釈水に溶解するので、水溶性ポリマーが有する凝集効
果を最大限に発揮させることができる。油中水型エマル
ションは、一次溶解液の濃度が高いほど反転しやすいの
で、取り扱いが可能な範囲であれば、一次溶解液の濃度
は高いことが好ましい。
【０００９】
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。 実施例１ 図１に示す工程により、ポリマー濃度４０重量％の水溶
性ポリマーの油中水型エマルションを溶解した。すなわ
ち、貯槽１より油中水型エマルションを２０〜５０mL／
分で送り出し、ポリマー濃度が０.１３〜１.０重量％に
なるように一次希釈水１.５〜６Ｌ／分を連続して添加
し、ラインポンプ２を通過させ、容量５０Ｌの撹拌機つ
きタンク３に送り込んだ。一次溶解液のポリマー濃度が
０.５重量％未満の場合は、２段のラインポンプを通過
させてタンクに送り込み、ポリマー濃度が０.１重量％
になるように二次希釈水をタンクに添加して撹拌混合し
た。一次溶解液の濃度が０.５重量％以上の場合は、３
段のラインポンプを用い、一次溶解液に二次希釈水を加
えて、３段目のラインポンプで混合希釈したのち、タン
クに送り込んだ。タンク中の滞留時間は、３.４〜４.０
分とした。中性紙抄紙工場の白水と種箱原料を用い、イ
ンレット濃度に混合調整して試験スラリーとした。各原
料と試験スラリーの水質を第１表に示す。なお、白水の
濃度の測定はＴＡＰＰＩ Ｔ６５６ｈｍ−８３に基づ
き、灰分はＩＳＯ １７６２に基づいておこなった。
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。 実施例１ 図１に示す工程により、ポリマー濃度４０重量％の水溶
性ポリマーの油中水型エマルションを溶解した。すなわ
ち、貯槽１より油中水型エマルションを２０〜５０mL／
分で送り出し、ポリマー濃度が０.１３〜１.０重量％に
なるように一次希釈水１.５〜６Ｌ／分を連続して添加
し、ラインポンプ２を通過させ、容量５０Ｌの撹拌機つ
きタンク３に送り込んだ。一次溶解液のポリマー濃度が
０.５重量％未満の場合は、２段のラインポンプを通過
させてタンクに送り込み、ポリマー濃度が０.１重量％
になるように二次希釈水をタンクに添加して撹拌混合し
た。一次溶解液の濃度が０.５重量％以上の場合は、３
段のラインポンプを用い、一次溶解液に二次希釈水を加
えて、３段目のラインポンプで混合希釈したのち、タン
クに送り込んだ。タンク中の滞留時間は、３.４〜４.０
分とした。中性紙抄紙工場の白水と種箱原料を用い、イ
ンレット濃度に混合調整して試験スラリーとした。各原
料と試験スラリーの水質を第１表に示す。なお、白水の
濃度の測定はＴＡＰＰＩ Ｔ６５６ｈｍ−８３に基づ
き、灰分はＩＳＯ １７６２に基づいておこなった。
【００１０】
【表１】
【００１１】水溶性ポリマーとして用いたアクリルアミ
ドのコポリマーの構造及び固有粘度を、第２表に示す。
ドのコポリマーの構造及び固有粘度を、第２表に示す。
【００１２】
【表２】
【００１３】試験スラリー１８０mLを容量３００mLのポ
リビーカーにとり、水溶性ポリマーの二次溶解液を添加
し、タービン羽根を備えた撹拌機を用いて、２５０rpm
で２０秒間撹拌し、試験スラリーを凝集させた。次い
で、プラスチックワイヤを敷いたろ過器に凝集させた試
験スラリーを注ぎ込み、１０秒後のろ水量を測定した。
結果を第３表に示す。
リビーカーにとり、水溶性ポリマーの二次溶解液を添加
し、タービン羽根を備えた撹拌機を用いて、２５０rpm
で２０秒間撹拌し、試験スラリーを凝集させた。次い
で、プラスチックワイヤを敷いたろ過器に凝集させた試
験スラリーを注ぎ込み、１０秒後のろ水量を測定した。
結果を第３表に示す。
【００１４】
【表３】
【００１５】第３表に見られるように、二次溶解液の濃
度はすべて０.１重量％であるが、水溶性ポリマーの一
次溶解液を調製したのち希釈水を混合して二次溶解液を
調製したとき、一次溶解液の濃度が低い場合よりも高い
場合の方が１０秒後のろ水量が多く、水溶性ポリマーの
溶解を２段階に行うことにより、その凝集性能を十分に
発揮させ得ることが分かる。この効果は、イオン性の高
いポリマーよりも、イオン性の低いポリマーにおいて顕
著である。また、一次溶解液の濃度は、０.３重量％以
上であることが好ましい。 実施例２ 図２に示す工程により、ポリマー濃度４０重量％のアク
リルアミド／アクリル酸ナトリウム（モル比９０／１
０）コポリマーの油中水型エマルションを溶解した。す
なわち、貯槽４より油中水型エマルションを３０mL／分
で容量１００Ｌのタンク５に送り込み、ポリマー濃度が
０.５重量％になるように一次希釈水２.３７Ｌ／分を同
時にタンク５に添加した。タンク５における平均滞留時
間は、３３分である。タンク５の一次溶解液を連続して
容量１００Ｌのタンク６に送り込み、二次希釈水を９.
６Ｌ／分でタンク６に添加し、ポリマー濃度０.１重量
％の二次溶解液を調製した。新聞用紙抄紙工場の白水と
リファイナー出口原料をインレット濃度に混合調整し、
硫酸バンドと硫酸を添加してpHを４.９に調整し、試験
スラリーとして使用した。各原料と試験スラリーの水質
を第４表に示す。なお、pH調整前のスラリーのpHは５.
２であり、ゼータ電位は−６.４ｍＶであった。
度はすべて０.１重量％であるが、水溶性ポリマーの一
次溶解液を調製したのち希釈水を混合して二次溶解液を
調製したとき、一次溶解液の濃度が低い場合よりも高い
場合の方が１０秒後のろ水量が多く、水溶性ポリマーの
溶解を２段階に行うことにより、その凝集性能を十分に
発揮させ得ることが分かる。この効果は、イオン性の高
いポリマーよりも、イオン性の低いポリマーにおいて顕
著である。また、一次溶解液の濃度は、０.３重量％以
上であることが好ましい。 実施例２ 図２に示す工程により、ポリマー濃度４０重量％のアク
リルアミド／アクリル酸ナトリウム（モル比９０／１
０）コポリマーの油中水型エマルションを溶解した。す
なわち、貯槽４より油中水型エマルションを３０mL／分
で容量１００Ｌのタンク５に送り込み、ポリマー濃度が
０.５重量％になるように一次希釈水２.３７Ｌ／分を同
時にタンク５に添加した。タンク５における平均滞留時
間は、３３分である。タンク５の一次溶解液を連続して
容量１００Ｌのタンク６に送り込み、二次希釈水を９.
６Ｌ／分でタンク６に添加し、ポリマー濃度０.１重量
％の二次溶解液を調製した。新聞用紙抄紙工場の白水と
リファイナー出口原料をインレット濃度に混合調整し、
硫酸バンドと硫酸を添加してpHを４.９に調整し、試験
スラリーとして使用した。各原料と試験スラリーの水質
を第４表に示す。なお、pH調整前のスラリーのpHは５.
２であり、ゼータ電位は−６.４ｍＶであった。
【００１６】
【表４】
【００１７】試験スラリー２Ｌをダイナミックリテンシ
ョンテスターにとり、二次溶解液をポリマー濃度が０.
０１重量％になるように添加し、１,０００rpmで２０秒
間撹拌したのちコックを開き、ワイヤを通って流出する
液の最初の２００mLを採取し、そのうちの１００mLを計
りとってそのＳＳを測定した。白水濃度は２,７９０mg
／Ｌ、灰分は７７０mg／Ｌ、歩留り率は６６.７重量％
であった。二次溶解液をポリマー濃度が０.０２重量％
になるように添加したとき、白水濃度は２,４７０mg／
Ｌ、灰分は６５０mg／Ｌ、歩留り率は７０.５重量％で
あった。二次溶解液をポリマー濃度が０.０３重量％に
なるように添加したとき、白水濃度は２,３３０mg／
Ｌ、灰分は６３０mg／Ｌ、歩留り率は７２.２重量％で
あった。 比較例１ 実施例２で用いたポリマー濃度４０重量％のアクリルア
ミド／アクリル酸ナトリウム（モル比９０／１０）コポ
リマーの油中水型エマルションを、１段で溶解してポリ
マー濃度０.１重量％の溶解液を調製した以外は、実施
例２と同じ試験を行った。溶解液をポリマー濃度が０.
０１重量％になるように添加したとき、白水濃度は２,
９２０mg／Ｌ、灰分は８７０mg／Ｌ、歩留り率は６５.
２重量％であった。溶解液をポリマー濃度が０.０２重
量％になるように添加したとき、白水濃度は２,７５０m
g／Ｌ、灰分は７６０mg／Ｌ、歩留り率は６７.２重量％
であった。溶解液をポリマー濃度が０.０３重量％にな
るように添加したとき、白水濃度は２,５３０mg／Ｌ、
灰分は７００mg／Ｌ、歩留り率は６９.８重量％であっ
た。 比較例２ アクリルアミド／アクリル酸ナトリウムコポリマーを添
加することなく、実施例２と同じ試験を行った。白水濃
度は３,３３０mg／Ｌ、灰分は１,０１０mg／Ｌ、歩留り
率は６０.３重量％であった。実施例２及び比較例１〜
２の結果を、第５表に示す。
ョンテスターにとり、二次溶解液をポリマー濃度が０.
０１重量％になるように添加し、１,０００rpmで２０秒
間撹拌したのちコックを開き、ワイヤを通って流出する
液の最初の２００mLを採取し、そのうちの１００mLを計
りとってそのＳＳを測定した。白水濃度は２,７９０mg
／Ｌ、灰分は７７０mg／Ｌ、歩留り率は６６.７重量％
であった。二次溶解液をポリマー濃度が０.０２重量％
になるように添加したとき、白水濃度は２,４７０mg／
Ｌ、灰分は６５０mg／Ｌ、歩留り率は７０.５重量％で
あった。二次溶解液をポリマー濃度が０.０３重量％に
なるように添加したとき、白水濃度は２,３３０mg／
Ｌ、灰分は６３０mg／Ｌ、歩留り率は７２.２重量％で
あった。 比較例１ 実施例２で用いたポリマー濃度４０重量％のアクリルア
ミド／アクリル酸ナトリウム（モル比９０／１０）コポ
リマーの油中水型エマルションを、１段で溶解してポリ
マー濃度０.１重量％の溶解液を調製した以外は、実施
例２と同じ試験を行った。溶解液をポリマー濃度が０.
０１重量％になるように添加したとき、白水濃度は２,
９２０mg／Ｌ、灰分は８７０mg／Ｌ、歩留り率は６５.
２重量％であった。溶解液をポリマー濃度が０.０２重
量％になるように添加したとき、白水濃度は２,７５０m
g／Ｌ、灰分は７６０mg／Ｌ、歩留り率は６７.２重量％
であった。溶解液をポリマー濃度が０.０３重量％にな
るように添加したとき、白水濃度は２,５３０mg／Ｌ、
灰分は７００mg／Ｌ、歩留り率は６９.８重量％であっ
た。 比較例２ アクリルアミド／アクリル酸ナトリウムコポリマーを添
加することなく、実施例２と同じ試験を行った。白水濃
度は３,３３０mg／Ｌ、灰分は１,０１０mg／Ｌ、歩留り
率は６０.３重量％であった。実施例２及び比較例１〜
２の結果を、第５表に示す。
【００１８】
【表５】
【００１９】第５表に見られるように、ポリマーの添加
率が同じ場合、アクリルアミド／アクリル酸ナトリウム
コポリマーの油中水型エマルションを２段に希釈溶解し
た実施例２の方が、１段で希釈溶解した比較例１より
も、白水濃度が低く、灰分が少なく、歩留り率が高くな
っている。 実施例３ 図２に示す工程により、ポリマー濃度４０重量％のアク
リルアミド／アクリル酸ナトリウム（モル比９０／１
０）コポリマーの油中水型エマルションを溶解した。す
なわち、貯槽４より油中水型エマルションを３０mL／分
で容量８０Ｌのタンク５に送り込み、ポリマー濃度が
０.１〜１.５重量％になるように一次希釈水０.８〜１
２Ｌ／分を同時にタンク５に添加した。タンク５におけ
る平均滞留時間は、６.６〜１００分である。タンク５
の一次溶解液を連続して容量８０Ｌのタンク６に送り込
み、二次希釈水をタンク６に添加し、ポリマー濃度０.
１重量％の二次溶解液を調製した。実施例２と同じ試験
スラリーを用い、実施例１と同様にしてろ水性試験を行
って１０秒後のろ水量を測定した。 比較例３ 比較例１の１段で溶解して調製したポリマー濃度０.１
重量％の溶解液を用いた以外は、実施例３と同様にして
ろ水性試験を行った。 比較例４ アクリルアミド／アクリル酸ナトリウムコポリマーを添
加することなく、実施例３と同様なろ水性試験を行っ
た。実施例３及び比較例３〜４の結果を、第６表に示
す。
率が同じ場合、アクリルアミド／アクリル酸ナトリウム
コポリマーの油中水型エマルションを２段に希釈溶解し
た実施例２の方が、１段で希釈溶解した比較例１より
も、白水濃度が低く、灰分が少なく、歩留り率が高くな
っている。 実施例３ 図２に示す工程により、ポリマー濃度４０重量％のアク
リルアミド／アクリル酸ナトリウム（モル比９０／１
０）コポリマーの油中水型エマルションを溶解した。す
なわち、貯槽４より油中水型エマルションを３０mL／分
で容量８０Ｌのタンク５に送り込み、ポリマー濃度が
０.１〜１.５重量％になるように一次希釈水０.８〜１
２Ｌ／分を同時にタンク５に添加した。タンク５におけ
る平均滞留時間は、６.６〜１００分である。タンク５
の一次溶解液を連続して容量８０Ｌのタンク６に送り込
み、二次希釈水をタンク６に添加し、ポリマー濃度０.
１重量％の二次溶解液を調製した。実施例２と同じ試験
スラリーを用い、実施例１と同様にしてろ水性試験を行
って１０秒後のろ水量を測定した。 比較例３ 比較例１の１段で溶解して調製したポリマー濃度０.１
重量％の溶解液を用いた以外は、実施例３と同様にして
ろ水性試験を行った。 比較例４ アクリルアミド／アクリル酸ナトリウムコポリマーを添
加することなく、実施例３と同様なろ水性試験を行っ
た。実施例３及び比較例３〜４の結果を、第６表に示
す。
【００２０】
【表６】
【００２１】第６表に見られるように、実施例３の二次
溶解液及び比較例３の溶解液の濃度はすべて０.１重量
％であるが、１段で溶解した比較例３よりも２段で溶解
した実施例３の方が１０秒後のろ水量が多く、また、実
施例３の中でも、一次溶解液の濃度が低い場合よりも高
い場合の方が１０秒後のろ水量が多く、アクリルアミド
／アクリル酸ナトリウムコポリマーの溶解を２段階に行
い、かつ一次溶解液の濃度を高くすることにより、その
凝集性能を十分に発揮させ得ることが分かる。 実施例４ 図３に示す工程により、ポリマー濃度３０重量％のアク
リルアミド／ジメチルアミノエチルアクリレート・塩化
メチル四級化物（モル比９０／１０）コポリマーの油中
水型エマルションをバッチ連続方式により溶解した。す
なわち、貯槽７より油中水型エマルションを容量１,０
００Ｌのタンク８に送り込み、ポリマー濃度が０.１重
量％又は０.５重量％になるように一次希釈水をタンク
５に添加し、撹拌機を用いて３０分間溶解した。得れら
た一次溶解液は容量２,０００Ｌの貯槽９に貯留した。
貯槽９の一次溶解液は、ポンプ１０を用いて送り出し、
ポリマー濃度が０.０５重量％になるように二次希釈水
を連続的に添加し、ラインミキサー１１を用いて混合
し、二次溶解液を調製した。ライナー抄紙工場の余剰白
水を試験液として、ジャーテスト（机上試験）を行い、
さらに実機での回収工程に二次溶解液を添加しその効果
を確認した。試験に用いた余剰白水の水質を、第７表に
示す。
溶解液及び比較例３の溶解液の濃度はすべて０.１重量
％であるが、１段で溶解した比較例３よりも２段で溶解
した実施例３の方が１０秒後のろ水量が多く、また、実
施例３の中でも、一次溶解液の濃度が低い場合よりも高
い場合の方が１０秒後のろ水量が多く、アクリルアミド
／アクリル酸ナトリウムコポリマーの溶解を２段階に行
い、かつ一次溶解液の濃度を高くすることにより、その
凝集性能を十分に発揮させ得ることが分かる。 実施例４ 図３に示す工程により、ポリマー濃度３０重量％のアク
リルアミド／ジメチルアミノエチルアクリレート・塩化
メチル四級化物（モル比９０／１０）コポリマーの油中
水型エマルションをバッチ連続方式により溶解した。す
なわち、貯槽７より油中水型エマルションを容量１,０
００Ｌのタンク８に送り込み、ポリマー濃度が０.１重
量％又は０.５重量％になるように一次希釈水をタンク
５に添加し、撹拌機を用いて３０分間溶解した。得れら
た一次溶解液は容量２,０００Ｌの貯槽９に貯留した。
貯槽９の一次溶解液は、ポンプ１０を用いて送り出し、
ポリマー濃度が０.０５重量％になるように二次希釈水
を連続的に添加し、ラインミキサー１１を用いて混合
し、二次溶解液を調製した。ライナー抄紙工場の余剰白
水を試験液として、ジャーテスト（机上試験）を行い、
さらに実機での回収工程に二次溶解液を添加しその効果
を確認した。試験に用いた余剰白水の水質を、第７表に
示す。
【００２２】
【表７】
【００２３】余剰白水５００mLをビーカーにとり、１５
０rpmで撹拌しながらポリ塩化アルミニウムを対ＳＳ３
００重量％添加した。さらに１５０rpmで２分間撹拌し
たのち、撹拌を停止し、前記二次溶解液を添加率が０.
５mg／Ｌ又は１.０mg／Ｌになるように添加した。直ち
に１５０rpmで急速撹拌を開始するとともに、ストップ
ウォッチでフロック形成時間を測定し、１分間の急速撹
拌ののち、５０rpmの緩速撹拌を３分間行った。その
間、緩速撹拌１分３０秒経過時のフロック径を目視によ
り決定した。緩速撹拌を停止するとともに、ストップウ
ォッチでフロックが水面下４cmに沈降する時間を測定し
て沈降速度を求めた。実機テストにおいては、板紙廃水
（pH７.０、ＳＳ濃度５,１６０mg／Ｌ、ゼータ電位−１
３.２mV）を凝集加圧浮上する装置の原水に液体硫酸バ
ンドを５mg／Ｌ配管注入するとともに、その下流に前記
二次溶解液を添加率が０.５〜２.０mg／Ｌになるように
添加し、処理水のＳＳ濃度と濁度を測定した。ジャーテ
ストの結果を第８表に、実機テストの結果を第９表に示
す。
０rpmで撹拌しながらポリ塩化アルミニウムを対ＳＳ３
００重量％添加した。さらに１５０rpmで２分間撹拌し
たのち、撹拌を停止し、前記二次溶解液を添加率が０.
５mg／Ｌ又は１.０mg／Ｌになるように添加した。直ち
に１５０rpmで急速撹拌を開始するとともに、ストップ
ウォッチでフロック形成時間を測定し、１分間の急速撹
拌ののち、５０rpmの緩速撹拌を３分間行った。その
間、緩速撹拌１分３０秒経過時のフロック径を目視によ
り決定した。緩速撹拌を停止するとともに、ストップウ
ォッチでフロックが水面下４cmに沈降する時間を測定し
て沈降速度を求めた。実機テストにおいては、板紙廃水
（pH７.０、ＳＳ濃度５,１６０mg／Ｌ、ゼータ電位−１
３.２mV）を凝集加圧浮上する装置の原水に液体硫酸バ
ンドを５mg／Ｌ配管注入するとともに、その下流に前記
二次溶解液を添加率が０.５〜２.０mg／Ｌになるように
添加し、処理水のＳＳ濃度と濁度を測定した。ジャーテ
ストの結果を第８表に、実機テストの結果を第９表に示
す。
【００２４】
【表８】
【００２５】
【表９】
【００２６】第８表及び第９表に見られるように、一次
溶解液の濃度を０.５重量％とすると、一次溶解液の濃
度を０.１重量％とした場合に比べて、ポリマーの添加
率が１／２で同等以上の効果が得られている。フロック
強度を要求される加圧浮上装置の白水回収においては、
溶解濃度差による効果の差は顕著に現れる。
溶解液の濃度を０.５重量％とすると、一次溶解液の濃
度を０.１重量％とした場合に比べて、ポリマーの添加
率が１／２で同等以上の効果が得られている。フロック
強度を要求される加圧浮上装置の白水回収においては、
溶解濃度差による効果の差は顕著に現れる。
【００２７】
【発明の効果】本発明の水溶性ポリマーの溶解方法及び
溶解装置によれば、水溶性ポリマーの油中水型エマルシ
ョンをを効率よく溶解して、水溶性ポリマーの有する凝
集効果を最大限に発揮させることができる。
溶解装置によれば、水溶性ポリマーの油中水型エマルシ
ョンをを効率よく溶解して、水溶性ポリマーの有する凝
集効果を最大限に発揮させることができる。
【図１】図１は、本発明装置の一態様の工程系統図であ
る。
る。
【図２】図２は、本発明装置の他の態様の工程系統図で
ある。
ある。
【図３】図３は、本発明装置の他の態様の工程系統図で
ある。
ある。
１ 貯槽 ２ ラインポンプ ３ 撹拌機つきタンク ４ 貯槽 ５ 第１の撹拌機つきタンク ６ 第２の撹拌機つきタンク ７ 貯槽 ８ 撹拌機つきタンク ９ 一次溶解液貯槽 １０ ポンプ １１ ラインミキサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｃ０８Ｌ 101:00 (72)発明者 三枝 隆 東京都新宿区西新宿三丁目４番７号 栗田 工業株式会社内 (72)発明者 村井 伸 東京都新宿区西新宿三丁目４番７号 栗田 工業株式会社内 (72)発明者 細谷 好夫 東京都中央区日本橋本町３−４−１ トリ イ日本橋ビル６Ｆ 三井サイテック株式会 社内 (72)発明者 荒井 健雄 東京都中央区日本橋本町３−４−１ トリ イ日本橋ビル６Ｆ 三井サイテック株式会 社内 (72)発明者 石坂 典広 東京都中央区日本橋本町３−４−１ トリ イ日本橋ビル６Ｆ 三井サイテック株式会 社内 Ｆターム(参考） 4F070 AA36 AB13 AC12 AE28 CA12 CA16 CB01 CB11 4G035 AA23 4G065 AA01 AB13X AB13Y AB17Y AB18X AB18Y AB22Y AB29Y AB38X AB38Y BA07 BB06 CA04 DA04 DA07 EA01 FA03
Claims (3)
- 【請求項１】水溶性ポリマーの油中水型エマルションに
希釈水を混合して水溶性ポリマーを水に溶解する方法に
おいて、該エマルションに希釈水を混合して一次溶解液
とし、該一次溶解液にさらに希釈水を混合して二次溶解
液とすることを特徴とする水溶性ポリマーの溶解方法。 - 【請求項２】一次溶解液のポリマー濃度が、０.３〜２
重量％である請求項１記載の水溶性ポリマーの溶解方
法。 - 【請求項３】水溶性ポリマーの油中水型エマルションに
希釈水を添加する手段と、その混合液を均一化して一次
溶解液とする第一の均一化手段と、一次溶解液に希釈水
を添加する手段と、その混合液を均一化して二次溶解液
とする第二の均一化手段を有することを特徴とする水溶
性ポリマーの溶解装置。
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|---|---|---|---|
| JP2000025243A JP5149469B2 (ja) | 2000-02-02 | 2000-02-02 | 水溶性ポリマーからなる紙パプロセス用歩留り向上剤の溶解方法 |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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- 2000-02-02 JP JP2000025243A patent/JP5149469B2/ja not_active Expired - Fee Related
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