JP2002212898A - Method for freeness improvement - Google Patents

Method for freeness improvement

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JP2002212898A
JP2002212898A JP2000345239A JP2000345239A JP2002212898A JP 2002212898 A JP2002212898 A JP 2002212898A JP 2000345239 A JP2000345239 A JP 2000345239A JP 2000345239 A JP2000345239 A JP 2000345239A JP 2002212898 A JP2002212898 A JP 2002212898A
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mol
acrylamide
monomer
diallylamine
reaction
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Katsutoshi Tanaka
勝利 田中
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Hymo Corp
Original Assignee
Hymo Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a paper making method for improving freeness, by solving the disadvantage of reduction in flocculating performances in a high pH range 7-9 of paper making pH among performances of a Hofmann reactant and using a Hofmann product reactant-based polymer exhibiting an excellent effect even at a neutral or alkali paper making pH. SOLUTION: This method for improving freeness comprises adding a cationic polymer containing a quaternary ammonium base to a molecule obtained by subjecting a polymer composed of 50-90 mol% of acrylamide, 10-50 mol% of a diallylamine-based monomer, and 0-20 mol% of a copolymerizable another monomer and a hypohalite to a Hofmann reaction in an alkali range.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、濾水性向上方法に
関するものであり、詳しくは特定の単量体を共重合成分
とするアクリルアミド系重合体と、次亜ハロゲン酸塩と
をアルカリ性領域下、ホフマン反応することにより得ら
れるカチオン性高分子を抄紙前の製紙原料中に添加する
ことにより、ワイヤ−上の濾水およびプレス脱水後の湿
紙含水率を低下させ抄紙速度を加速させ、生産性を向上
するための濾水性向上方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for improving drainage, and more particularly, to an acrylamide polymer having a specific monomer as a copolymer component, and a hypohalite, in an alkaline region. By adding a cationic polymer obtained by the Hoffman reaction to the papermaking raw material before papermaking, the water content on the wire and the wet paper after press dewatering are reduced, the papermaking speed is accelerated, and the productivity is increased. The present invention relates to a method for improving drainage for improving water filtration.

【0002】[0002]

【従来の技術】紙を製造する場合、生産性を向上させる
には種々のアプロ−チが考えられるが、ワイヤ−上の濾
水性と脱水プレス後の含水率を低下して、抄速アップ、
またドライヤ−の蒸気使用量を減少させ生産性を向上さ
せるために抄紙前の製紙原料中に添加されるのが濾水性
向上剤である。古くからポリエチレンイミンが使用され
てきたが、添加量が多くコストがかかること、用水が発
泡することなどの欠点があり、種々の改良発明がなされ
てきた。例えばポリアクリルアミドのホフマン反応物を
添加する方法(特開平2−175706号公報)、ポリ
ビニルアミン系高分子を添加する方法(特開昭63−1
65412号公報)、あるいはベンジル基含有アクリル
系カチオン性共重合体とコロイダルシリカを併用する方
法(特開平9−279498号公報)などが開示されて
いる。しかしこれら薬剤は、それぞれ問題点を抱えてい
る。即ち、ポリビニリアミン系重合体は、製造過程が煩
雑であり、ベンジル基含有アクリル系カチオン性共重合
体とコロイダルシリカを併用する方法は、最適なコロイ
ダルシリカを使用するには、非常に厳密な品質管理が必
要になるなどである。
2. Description of the Related Art In the production of paper, various approaches can be considered to improve productivity, but the drainage on the wire and the water content after dehydration pressing are reduced to increase the papermaking speed.
A drainage improver is added to the papermaking raw material before papermaking in order to reduce the amount of steam used in the dryer and improve productivity. Polyethyleneimine has been used for a long time, but has various drawbacks such as a large amount of addition, a high cost, and foaming of water for use, and various improved inventions have been made. For example, a method of adding a Hoffman reactant of polyacrylamide (JP-A-2-175706) and a method of adding a polyvinylamine-based polymer (JP-A-63-1)
No. 65412), or a method using a benzyl group-containing acrylic cationic copolymer and colloidal silica in combination (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-279498). However, each of these drugs has its own problems. That is, the production process of the polyvinyliamine-based polymer is complicated, and the method of using the benzyl group-containing acrylic cationic copolymer and colloidal silica in combination is very strict in quality control in order to use the optimal colloidal silica. Is necessary.

【0003】一方、一級アミンを有する高分子の代表例
であるポリビニルアミン系高分子を合成するには、N−
ビニルカルボン酸アミドを重合した後、あるいはポリビ
ニルアミジン系高分子はN−ビニルカルボン酸アミドと
アクリロニトリルとの共重合の後、それぞれ側鎖のN−
アシル基を酸またはアルカリによって加水分解し、一級
アミノ基あるいはアミジン基を生成させていた。一級ア
ミノ基を有する高分子は、分子内に多数の一級アミノ基
が存在するため他の高分子に較べ、種々の特異な性質を
有する。特に親水性微粒子への吸着性が高いため、例え
ば色素定着性が高い、汚泥脱水用凝集剤として使用する
と、脱水ケ−キの含水率が低下する、濾水性向上剤とし
て有用である種々の特徴を有する。
On the other hand, in order to synthesize a polyvinylamine-based polymer which is a typical example of a polymer having a primary amine, N-
After polymerization of vinyl carboxylic acid amide or polyvinyl amidine-based polymer, after copolymerization of N-vinyl carboxylic acid amide and acrylonitrile, N-
An acyl group is hydrolyzed with an acid or an alkali to form a primary amino group or an amidine group. A polymer having a primary amino group has various unique properties as compared with other polymers because many primary amino groups are present in the molecule. In particular, since it has a high adsorptivity to hydrophilic fine particles, for example, it has a high dye-fixing property, and when used as a flocculant for dewatering sludge, the water content of the dewatered cake is reduced. Having.

【0004】一級アミンを有するポリアクリルアミド系
重合体のホフマン反応物は、ビニルアミン系重合体の製
造に較べ製造が容易である長所を有し、濾水性向上剤と
しても従来汎用されてきたが、一級アミノ基であるため
抄紙pHが7〜9など比較的高い領域であると、凝集性
能が低下するという問題が存在する。また、アクリルア
ミド系共重合体をホフマン反応する方法のうち、スルフ
ォン基を有するアクリルアミド系単量体とアクリルアミ
ドとの共重合体のホフマン反応物は、特開2000−1
29591公報によって開示されている。さらに他の共
重合する単量体の例として、アクリルエステル系やアク
リルアミド系は、発明の詳細な説明中に記載されている
が、ジアリルアミン系単量体の例は記載されていない。
A Hoffman reaction product of a polyacrylamide-based polymer having a primary amine has an advantage that its production is easier than the production of a vinylamine-based polymer, and it has been widely used as a drainage improver. If the pH is relatively high, such as 7 to 9, due to the amino group, there is a problem that the coagulation performance is reduced. Further, among the methods for performing a Hoffman reaction of an acrylamide copolymer, a Hoffman reaction product of a copolymer of an acrylamide monomer having a sulfone group and acrylamide is disclosed in JP-A-2000-1.
No. 29591 discloses this. Acrylic ester and acrylamide monomers are described in the detailed description of the invention as examples of other copolymerizable monomers, but examples of diallylamine monomers are not described.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ホフ
マン反応物の性能のうち、抄紙pHが7〜9など高pH
領域で、凝集性能が低下するという欠点を解決し、抄紙
pHが中性、アルカリ性でも優れた効果を発揮するホフ
マン反応物系高分子を用いて、濾水性を向上させる抄紙
方法を提供することに有る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the performance of a Hoffman reactant by adjusting the papermaking pH to a high pH such as 7 to 9.
In the area, to solve the drawback that the coagulation performance is reduced, and to provide a papermaking method that improves drainage by using a Hoffman reactant polymer that exhibits excellent effects even when the papermaking pH is neutral and alkaline. Yes.

【0006】[0006]

【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、以下のような発明に達した。即
ち、本発明の請求項1の発明は、抄紙前の製紙原料中
に、アクリルアミド50〜90モル%、ジアリルアミン
系単量体10〜50モル%および共重合可能な他の単量
体0〜20モル%からなる重合体と、次亜ハロゲン酸塩
とをアルカリ性領域下、ホフマン反応することにより得
られるカチオン性高分子を添加することを特徴とする濾
水性向上方法に関する。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the following inventions have been reached. That is, the invention of claim 1 of the present invention relates to a papermaking raw material before papermaking in which 50 to 90 mol% of acrylamide, 10 to 50 mol% of diallylamine-based monomer and 0 to 20 mol% of another copolymerizable monomer. The present invention relates to a method for improving drainage, characterized by adding a cationic polymer obtained by performing a Hoffman reaction between a polymer comprising mol% and a hypohalite in an alkaline region.

【0007】請求項2の発明は、前記ホフマン反応する
ことにより得られるカチオン性高分子中の一級アミノ基
の含有量が、15モル%〜70モル%であることを特徴
とする請求項1に記載の濾水性向上方法である。
According to a second aspect of the present invention, the content of the primary amino group in the cationic polymer obtained by the Huffman reaction is 15 mol% to 70 mol%. It is a method for improving drainage described.

【0008】請求項3の発明は、前記ジアリルアミン系
単量体がジメチルジアリルアンモニウム塩化物であるこ
とを特徴とする請求項1に記載の濾水性向上方法であ
る。
The invention according to claim 3 is the method for improving drainage according to claim 1, wherein the diallylamine-based monomer is dimethyldiallylammonium chloride.

【0009】請求項4の発明は、前記アクリルアミド5
0〜90モル%、ジアリルアミン系単量体10〜50モ
ル%および共重合可能な他の単量体5〜20モル%から
なる重合体の重量平均分子量が、100万〜1000万
であることを特徴とする請求項1に記載の濾水性向上方
法である。
The invention according to claim 4 is characterized in that the acrylamide 5
The weight average molecular weight of the polymer comprising 0 to 90 mol%, 10 to 50 mol% of diallylamine monomer and 5 to 20 mol% of other copolymerizable monomer is 1,000,000 to 10,000,000. The method for improving drainage according to claim 1, characterized in that:

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明のポリアクリルアミド系重
合体ホフマン反応物は、まずアクリルアミド系重合体を
重合する。ホフマン反応は強アルカリ性領域で実施する
ので、共重合体中に四級アンモニウム塩基を導入するた
め共重合する単量体は、アルカリ加水分解性がなければ
成らない。そのため使用できる単量体は、ジアリルアン
モニウム塩系単量体であり、たとえばジアリルジメチル
アンモニウム塩化物、ジアリルメチルベンジルアンモニ
ウム塩化物、ジアリルジエチルアンモニウム塩化物、ジ
アリルエチルベンジルアンモニウム塩化物などである。
中性〜弱アルカリ性で耐加水分解性のあるビニルピロリ
ドンやジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド
なども強アルカリ性では存在できず、本発明の範囲から
は除外される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The polyacrylamide polymer Hoffman reactant of the present invention first polymerizes an acrylamide polymer. Since the Hoffman reaction is carried out in a strongly alkaline region, the monomer to be copolymerized in order to introduce a quaternary ammonium base into the copolymer must have alkali-hydrolyzability. Therefore, the monomers that can be used are diallylammonium salt monomers, such as diallyldimethylammonium chloride, diallylmethylbenzylammonium chloride, diallyldiethylammonium chloride, and diallylethylbenzylammonium chloride.
Neutral to weakly alkaline, hydrolysis-resistant vinylpyrrolidone, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, and the like cannot exist in a strongly alkaline state and are excluded from the scope of the present invention.

【0011】また、アクリルアミドやジアリルアンモニ
ウム塩系単量体のほか、共重合する場合の単量体も耐加
水分解性のある必要がある。そのような単量体の例とし
ては、エチレン、スチレン、(メタ)アクリル酸、イタ
コン酸あるいはマレイン酸などである。
In addition to the acrylamide and diallylammonium salt monomers, the monomers used for copolymerization must also have hydrolysis resistance. Examples of such monomers include ethylene, styrene, (meth) acrylic acid, itaconic acid or maleic acid.

【0012】アクリルアミドとジアリルアミン系単量体
の共重合比としては、アクリルアミド50〜90モル
%、ジアリルアミン系単量体10〜50モル%および共
重合可能な他の単量体0〜20モル%である。本発明の
濾水性向上方法は、ホフマン反応物中の一級アミンが製
紙原料の脱水性に強く関係しているため、共重合体中の
アクリルアミド構造単位の比率が重要である。すなわ
ち、共重合体中のアクリルアミドの共重合比は50〜9
0モル%である。50モル%未満では、アクリルアミド
構造単位が少なく、生成する一級アミノ基の含有量が減
少し、製紙原料の脱水性が低下し好ましくない。また、
ジアリルアミン系単量体の共重合比は、10〜50モル
%である。10モル%未満では、四級アンモニウム塩基
の含有量が少なすぎ抄紙pHが中性〜弱アルカリ性で、
性能が低下する。さらにジアリルアミン系単量体の共重
合比が、50モル%より高くなると共重合体の重合度が
低下し、濾水性向上剤としての機能が果たせなくなる。
したがって、アクリルアミドの共重合比は50〜90モ
ル%であり、好ましくは50〜70モル%である。
The copolymerization ratio of acrylamide and diallylamine monomer is 50 to 90 mol% of acrylamide, 10 to 50 mol% of diallylamine monomer and 0 to 20 mol% of other copolymerizable monomer. is there. In the method for improving drainage of the present invention, the ratio of the acrylamide structural unit in the copolymer is important because the primary amine in the Hoffman reaction product is strongly related to the dewatering property of the papermaking raw material. That is, the copolymerization ratio of acrylamide in the copolymer is 50 to 9
0 mol%. If it is less than 50 mol%, the acrylamide structural unit is small, the content of the generated primary amino group is reduced, and the dewatering property of the papermaking raw material is undesirably reduced. Also,
The copolymerization ratio of the diallylamine-based monomer is 10 to 50 mol%. If it is less than 10 mol%, the content of the quaternary ammonium base is too small, and the papermaking pH is neutral to weakly alkaline,
Performance decreases. Further, when the copolymerization ratio of the diallylamine-based monomer is higher than 50 mol%, the degree of polymerization of the copolymer decreases, and the function as a drainage improver cannot be performed.
Therefore, the copolymerization ratio of acrylamide is 50 to 90 mol%, preferably 50 to 70 mol%.

【0013】ホフマン反応変性後高分子中の一級アミノ
基の含有量としては、15モル%〜70モル%であり、
好ましくは20モル%〜70モル%である。15モル%
未満であると、前述のように一級アミノ基の含有量が減
少すると、製紙原料の脱水性が低下し好ましくない。ま
た、70モル%より高く一級アミノ基を導入しようとす
ると、しこみ次亜ハロゲン酸の添加量が増加するため、
原料のポリアクリルアミド系高分子が切断し、分子量低
下によって効果が低下し好ましくない。
The content of the primary amino group in the polymer after the Huffman reaction modification is from 15 mol% to 70 mol%,
Preferably it is 20 to 70 mol%. 15 mol%
When the content is less than 1, when the content of the primary amino group is reduced as described above, the dewatering property of the papermaking raw material is reduced, which is not preferable. Also, when an attempt is made to introduce a primary amino group higher than 70 mol%, the amount of added hypohalous acid increases,
The raw material polyacrylamide-based polymer is cut, and the effect is reduced due to a decrease in molecular weight, which is not preferable.

【0014】ホフマン反応変性前の共重合体の重合方法
は、既知の重合法である水溶液重合法、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
合法などにより合成することができる。そのため重合濃
度としては、5〜60重量%の範囲実施が可能であり、
好ましくは20〜50重量%で行うのが適当である。ま
た、反応の温度としては、10〜100℃の範囲で行う
ことができる。
The polymerization method of the copolymer before the Huffman reaction modification may be a known polymerization method such as an aqueous solution polymerization method, a water-in-oil emulsion polymerization method, a water-in-oil dispersion polymerization method, or a dispersion polymerization method in a salt aqueous solution. Can be synthesized. Therefore, as the polymerization concentration, it can be carried out in the range of 5 to 60% by weight,
Preferably, it is carried out at 20 to 50% by weight. The reaction can be performed at a temperature of 10 to 100 ° C.

【0015】ジアリルアミン系単量体はアクリルアミド
に較べ重合速度が非常に遅く、同時に単量体を全量仕込
んだのではアクリルアミドが先に重合を完了し、残され
たジアリルアミン系単量体がその後単独で重合してい
き、ホモポリマ−が生成し、仕込み単量体モル比から大
きくずれた共重合組成とジアリルアミン系単量体のホモ
ポリマ−との混合物になる確立が高い。そのため重合時
使用するジアリルアミン系単量体は重合系に全量あるい
は一部を先に仕込んでおき、アクリルアミドは、使用単
量体を分割して重合系に供給するか、あるいは連続的に
供給する方法を採用するなど工夫が必要になる。したが
って分割回数あるい連続供給速度は反応時間、作業性な
どを考慮して適宜決めていく。添加する重合開始剤は、
開始時、単量体溶液中に添加するのが基本的な添加法で
あるが、その後、追加アクリルアミド単量体と同時に添
加するか、あるいは追加アクリルアミドの添加と時間差
を設けるなどは、重合温度、重合濃度、ジアリルアミン
系単量体とアクリルアミドとの共重合モル比などによっ
て、両単量体の消費速度を考慮しながら決めていく。ま
た、連続的に供給する場合も全単量体供給後、追加の開
始剤を添加する必要がある。一度に開始剤を添加すると
重合度が低下したり、アクリルアミドの反応がジアリル
アミン系単量体に対し先に進行してしまい好ましくな
い。
The polymerization rate of the diallylamine-based monomer is much lower than that of acrylamide. At the same time, if all the monomers are charged, the acrylamide completes the polymerization first, and the remaining diallylamine-based monomer is used alone thereafter. It is highly probable that a homopolymer is produced by polymerization and a mixture of a homopolymer of a diallylamine-based monomer and a copolymer composition greatly deviating from the charged monomer molar ratio is high. Therefore, the diallylamine-based monomer used in the polymerization is charged in whole or in part to the polymerization system first, and the acrylamide is supplied to the polymerization system by dividing the monomer used or continuously supplying the monomer. It is necessary to devise such as adopting Therefore, the number of divisions or the continuous supply speed is appropriately determined in consideration of the reaction time, workability, and the like. The polymerization initiator to be added is
At the start, the basic addition method is to add it to the monomer solution.However, after that, the addition at the same time as the additional acrylamide monomer, or the time difference between the addition of the additional acrylamide and the polymerization temperature, The concentration is determined in consideration of the consumption rate of both monomers, depending on the polymerization concentration, the copolymerization molar ratio of the diallylamine-based monomer and acrylamide, and the like. Also, in the case of continuous supply, it is necessary to add an additional initiator after supplying all the monomers. If the initiator is added at once, the degree of polymerization is decreased, and the reaction of acrylamide proceeds unfavorably with respect to the diallylamine-based monomer.

【0016】基本的な処方としては、ジアリルアミン系
単量体を全量あるいは場合によっては使用量の2/3〜
3/4を反応器内にし込んでおき、アクリルアミドを分
割して供給する場合は、使用量の1/4〜1/6を反応
器にし込み、残りを1/3〜1/6程度に分割して供給
する。この時、数時間〜10時間程度の期間に一定の間
隔で重合の進行にあわせ適当な重量で添加していくのが
基本である。
The basic prescription is that the diallylamine-based monomer is used in an amount of 2/3 or less of the total amount or in some cases.
When / is put in the reactor and acrylamide is divided and supplied, 1 / to 6 of the used amount is put into the reactor, and the rest is divided into about 3 to 6. Supply. At this time, it is fundamental to add an appropriate weight at a constant interval over a period of several hours to about 10 hours in accordance with the progress of the polymerization.

【0017】このようにジアリルアミン系単量体とアク
リルアミドを出きる限りランダムに共重合することによ
り一級アミノ基の劣化防止にも効果が有る。即ち、一級
アミノ基は隣接するアクリルアミドの酸アミド基とラク
タム環を形成し、カチオン性を失う。隣接する側鎖がジ
アリルアミン系単量体の二級アミン〜四級アンモニウム
塩基であればラクタム形成は起こらず、一級アミノ基の
消失が抑制されホフマン反応物の劣化に繋がらない。
By random copolymerizing the diallylamine-based monomer and acrylamide as far as possible, the effect of preventing the primary amino group from deteriorating is also effective. That is, the primary amino group forms a lactam ring with the acid amide group of the adjacent acrylamide, and loses cationicity. If the adjacent side chain is a secondary amine to quaternary ammonium base of a diallylamine-based monomer, lactam formation does not occur, loss of the primary amino group is suppressed, and deterioration of the Hoffman reactant does not occur.

【0018】また、本発明のホフマン反応によるカチオ
ン性高分子は、分子中に四級アンモニウム塩基が存在す
ため硫酸根との反応による高分子の不溶化を防止するこ
ともできる。ポリビニルアミンなど一級アミノ基が分子
中に多数存在する高分子は、硫酸根との架橋性コンプレ
クッスによって不溶化が、その使用範囲を限定してい
た。しかし、本発明のカチオン性高分子は、その欠点が
なくなったため応用範囲が広がった。
Further, the cationic polymer obtained by the Huffman reaction of the present invention can prevent insolubilization of the polymer due to the reaction with a sulfate group because a quaternary ammonium base is present in the molecule. Polymers having a large number of primary amino groups in the molecule, such as polyvinylamine, have been insolubilized by a cross-linkable complex with a sulfate group, but their use has been limited. However, the cationic polymer of the present invention has widened its application range because its disadvantage has been eliminated.

【0019】ホフマン反応変性前の共重合体の重合を開
始させるラジカル重合開始剤はアゾ系、過酸化物系、レ
ドックス系いずれでも重合することが可能である。油溶
性アゾ系開始剤の例としては、2、2’−アゾビスイソ
ブチロニトリル、1、1’−アゾビス(シクロヘキサン
カルボニトリル)、2、2’−アゾビス(2−メチルブ
チロニトリル)、2、2’−アゾビス(2−メチルプロ
ピオネ−ト)などがあげられ、水混溶性溶剤に溶解し添
加する。水溶性アゾ系開始剤の例としては、2、2’−
アゾビス(アミジノプロパン)二塩化水素化物、2、
2’−アゾビス〔2−(5−メチル−2−イミダゾリン
−2−イル)プロパン〕二塩化水素化物、4、4’−ア
ゾビス(4−シアノ吉草酸)などがあげられる。またレ
ドックス系の例としては、ペルオクソ二硫酸アンモニウ
ムあるいはカリウムと亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナ
トリウム、トリメチルアミン、テトラメチルエチレンジ
アミンなどとの組み合わせがあげられる。さらに過酸化
物の例としては、ペルオクソ二硫酸アンモニウム、過酸
化水素、ベンゾイルペルオキサイド、ラウロイルペルオ
キサイド、オクタノイルペルオキサイド、サクシニック
ペルオキサイド、t-ブチルペルオキシ2−エチルヘキサ
ノエ−トなどをあげることができる。これら開始剤で最
も好ましいものは、水溶性のアゾ系開始剤である2、
2’−アゾビス(アミジノプロパン)二塩化水素化物、
2、2’−アゾビス〔2−(5−メチル−2−イミダゾ
リン−2−イル)プロパン〕二塩化水素化物などであ
る。
The radical polymerization initiator for initiating the polymerization of the copolymer before the Huffman reaction modification can be polymerized by any of an azo type, a peroxide type and a redox type. Examples of the oil-soluble azo initiator include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobis (cyclohexanecarbonitrile), 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2'-azobis (2-methylpropionate) and the like are dissolved in a water-miscible solvent and added. Examples of the water-soluble azo initiator include 2,2′-
Azobis (amidinopropane) dichloride, 2,
2'-azobis [2- (5-methyl-2-imidazolin-2-yl) propane] dichloride, 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid) and the like. Examples of the redox system include a combination of ammonium or potassium peroxodisulfate with sodium sulfite, sodium hydrogen sulfite, trimethylamine, tetramethylethylenediamine, or the like. Further, examples of peroxides include ammonium peroxodisulfate, hydrogen peroxide, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, octanoyl peroxide, succinic peroxide, t-butylperoxy 2-ethylhexanoate, and the like. Can be. Most preferred of these initiators are water-soluble azo initiators2.
2′-azobis (amidinopropane) dichloride,
2,2′-azobis [2- (5-methyl-2-imidazolin-2-yl) propane] hydride and the like.

【0020】ホフマン反応前のポリアクリルアミド系共
重合体の重量平均分子量は、100万〜1000万であ
るが、好ましくは100万〜500万である。100万
以下では凝集力が不足しワイヤ−上の濾水性が低下し、
また1000万以上になっても、凝集力はあまり変わら
ず、溶液粘度も高くなり過ぎ分散性も悪くなるほか、水
溶液の取り扱いも悪くなり、特にメリットはない。
The weight average molecular weight of the polyacrylamide copolymer before the Hoffman reaction is 1,000,000 to 10,000,000, preferably 1,000,000 to 5,000,000. If it is less than 1,000,000, the cohesive force is insufficient and the drainage on the wire is reduced,
Further, even when the amount exceeds 10 million, the cohesive force does not change much, the solution viscosity becomes too high, the dispersibility becomes poor, and the handling of the aqueous solution becomes poor, so there is no particular advantage.

【0021】次ぎにホフマン反応の条件について説明す
る。使用する次亜ハロゲン酸の例としては、次亜塩素酸
ナトリウム、次亜塩素酸カリウム、次亜臭素ナトリウ
ム、次亜臭素酸カリウム、次亜ヨウ素酸ナトリウム、次
亜ヨウ素酸カリウムなどである。共存させるアルカリと
しては、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどであ
る。次亜ハロゲン酸の添加量は、対アミド基10モル%
〜150モル%であり、好ましくは20基%〜120モ
ル%である。また、共存させるアルカリの量としては、
アミド基に対し10〜250モル%である。反応は30
〜80度Cで行い、好ましくは30〜60度Cで行う。
反応後は溶液pHを5〜7.5の範囲に中和する。7.
5より高くすると残存する酸アミド基の加水分解が起
き、アニオン性基が増加し好ましくない。また、5より
低いpHでもラクタム環の形成など起き好ましくない。
Next, the conditions of the Hoffman reaction will be described. Examples of the hypohalous acid used include sodium hypochlorite, potassium hypochlorite, sodium hypobromite, potassium hypobromite, sodium hypoiodite, potassium hypoiodite and the like. Examples of the coexisting alkali include sodium hydroxide and potassium hydroxide. The amount of hypohalous acid added is 10 mol% based on amide groups.
To 150 mol%, preferably 20 to 120 mol%. In addition, as the amount of coexisting alkali,
It is 10 to 250 mol% based on the amide group. The reaction is 30
It is carried out at a temperature of 80 ° C., preferably at a temperature of 30-60 ° C.
After the reaction, the solution pH is neutralized to a range of 5 to 7.5. 7.
When it is higher than 5, hydrolysis of the remaining acid amide group occurs, and an anionic group increases, which is not preferable. Even at a pH lower than 5, the formation of a lactam ring and the like are not preferred.

【0022】本発明のホフマン反応により生成したカチ
オン性高分子の添加場所としては、ファンポンプの手
前、スクリ−ン入り口あるいは出口などが考えられる。
The place where the cationic polymer generated by the Hoffman reaction of the present invention is added may be before the fan pump or at the entrance or exit of the screen.

【0023】本発明の濾水性向上方法の適用可能な抄紙
pHとしては、酸性抄紙〜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、抄紙pHと
して4.0〜9.0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、上質あるいは中質の印刷用紙、
あるいは中芯原紙やライナ−などの板紙などである。
The papermaking pH to which the method for improving drainage of the present invention can be applied exhibits an excellent effect in acidic papermaking to neutral papermaking as compared with other treatment methods. Therefore, there is an advantage in the papermaking pH in the range of 4.0 to 9.0. High quality or medium quality printing paper,
Alternatively, it is a core paperboard or a paperboard such as a liner.

【0024】[0024]

【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。
The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to the following Examples unless it exceeds the gist thereof.

【0025】(合成例1)温度計、攪拌機、窒素導入
管、ペリスタポンプ(SMP−21型、東京理化器械
製)に接続した単量体供給管およびコンデンサ−を備え
た500mLの4ツ口フラスコ内に、ジメチルジアリル
アンモニウム塩化物の65%水溶液94.7gとアクリ
ルアミドの50%水溶液42.1gおよび脱イオン水2
50gをしこみ、内温を30±2℃に保温し、攪拌しな
がら20分間窒素置換を行った後、2、2’−アゾビス
〔2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プ
ロパン〕二塩化水素化物の10%水溶液を0.82g添
加した(対単量体0.1重量%)。内温を30±2℃に
保温したまま1時間反応させた後、前記アクリルアミド
50%水溶液を42.1g追加し、1時間後さらに4
2.1g追加し、3時間後に反応物粘度が高くなったた
め攪拌を中止した。さらに5時間反応させた後、重合を
停止した。単量体供給終了後のジメチルジアリルアンモ
ニウム塩化物とアクリルアミドのモル%は30:70で
ある。ゲル状反応物を一日膨潤させ、18重量%に希釈
した。その後、静的光散乱法による分子量測定器(大塚
電子製DLS−7000)によって重量平均分子量を測
定し、コロイド滴定法によってジメチルジアリルアンモ
ニウム塩化物の反応率を測定した。結果を表1に示す。
(Synthesis Example 1) In a 500 mL four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen inlet tube, a monomer supply tube connected to a peristaltic pump (SMP-21, manufactured by Tokyo Rika Kikai) and a condenser. 94.7 g of a 65% aqueous solution of dimethyldiallylammonium chloride, 42.1 g of a 50% aqueous solution of acrylamide and 2 parts of deionized water
After 50 g of the solution was injected, the internal temperature was maintained at 30 ± 2 ° C., and the atmosphere was replaced with nitrogen for 20 minutes while stirring, followed by 2,2′-azobis [2- (5-methyl-2-imidazolin-2-yl) propane. 0.82 g of a 10% aqueous solution of hydrogen dichloride was added (0.1% by weight of monomer). After reacting for 1 hour while keeping the internal temperature at 30 ± 2 ° C., 42.1 g of the 50% aqueous solution of acrylamide was added, and 1 hour later, 4
2.1 g was added, and the stirring was stopped because the viscosity of the reaction product increased after 3 hours. After further reacting for 5 hours, the polymerization was stopped. The mol% of dimethyldiallylammonium chloride and acrylamide after the completion of the monomer supply is 30:70. The gel reaction was swollen for one day and diluted to 18% by weight. Then, the weight average molecular weight was measured by a molecular weight measuring device (DLS-7000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) by a static light scattering method, and the reaction rate of dimethyldiallylammonium chloride was measured by a colloid titration method. Table 1 shows the results.

【0026】有効塩素換算で次亜塩素酸ナトリウムを対
アクリルアミド30モル%あるいは70モルと同様に対
アクリルアミド50モル%あるいは90モル%の水酸化
ナトリウムを混合した溶液を、18重量%に希釈した共
重合体に添加し、温度を30〜35℃に保ちホフマン反
応をおこなった。この二種類の試料を試作−1及び試作
−2とする。反応終了後の一級アミノ化率は高分子中の
全カチオン量を測定し、反応前の四級アンモニウム塩基
の当量を引き算し算出した。
A solution prepared by diluting a solution obtained by mixing sodium hypochlorite with 50 mol% or 90 mol% of acrylamide with respect to 30 mol% or 70 mol of acrylamide in terms of available chlorine was diluted to 18 wt%. The mixture was added to the polymer, and the temperature was kept at 30 to 35 ° C. to carry out the Hoffman reaction. These two types of samples are referred to as prototype-1 and prototype-2. The primary amination rate after the completion of the reaction was calculated by measuring the total amount of cations in the polymer and subtracting the equivalent of the quaternary ammonium base before the reaction.

【0027】(合成例2)合成例1と同様な処方により
ジメチルジアリルアンモニウム塩化物とアクリルアミド
の10/90及び50/50の共重合体を重合し、その
後ホフマン反応により一級アミノ基を有するカチオン性
高分子を合成した(試作3〜6)。結果を表1に示す。
(Synthesis Example 2) A 10/90 and 50/50 copolymer of dimethyldiallylammonium chloride and acrylamide was polymerized in the same manner as in Synthesis Example 1, and then a cationic group having a primary amino group was formed by Hoffman reaction. Polymers were synthesized (prototypes 3 to 6). Table 1 shows the results.

【0028】(比較合成例)ジメチルジアリルアンモニ
ウム塩化物とアクリルアミドの5/95からなる共重合
体を重合し、その後ホフマン反応により一級アミノ基を
有するカチオン性高分子を合成した。また、アクリルア
ミド単独重合物をホフマン反応により一級アミノ基を導
入したカチオン性重合体も合成した(比較1〜4)。結
果を表1に示す。
(Comparative Synthesis Example) A copolymer composed of 5/95 of dimethyldiallylammonium chloride and acrylamide was polymerized, and then a cationic polymer having a primary amino group was synthesized by Hoffman reaction. In addition, a cationic polymer in which a primary amino group was introduced from an acrylamide homopolymer by a Hoffman reaction was also synthesized (Comparative Examples 1 to 4). Table 1 shows the results.

【0029】[0029]

【実施例1〜12】新聞古紙を2%分散液に離解した
後、カナデイアン・スタンダ−ド・フリ−ネス(CS
F)値表示で180mLに叩解した。この分散液を0.
4重量%に希釈し濾水性の試験に用いた。紙料調整後の
パルプスラリ−のpHは6.2であった。調製した0.
4重量%分散液を1000mLのメスシリンダ−に採取
し、試作−1〜試作−6を対液400ppm添加し、メ
スシリンダ−を5回転倒することにより攪拌しCSFテ
スタ−に投入し濾水量を測定した。この後、CSFテス
タ−のメッシュ上に残ったパルプを低部が100メッシ
ュの濾布を敷いてある二重底になった遠心管に充装し、
デジタル式遠心分離機を用い3000rpm、5分の条
件によりパルプの脱水を行った(マシン上の脱水ク−チ
ロ−ルを想定)。脱水されたパルプの重量を測定後、1
05℃、20時間乾燥しその重量を測定する。その後、
900℃、2時間の条件で焼却し無機分重量を測定する
ことにより灰分歩留率の測定を行う。また同様の試験に
つき、硫酸バンドを対パルプ2%添加した場合について
もおこなった。結果を表2に示す。
Examples 1 to 12 After disintegrating used newspaper into a 2% dispersion, the Canadian Standard Freeness (CS) was used.
F) Refined to 180 mL by value display. This dispersion was added to 0.
It was diluted to 4% by weight and used for a drainage test. The pH of the pulp slurry after the stock was adjusted was 6.2. Prepared 0.
The 4% by weight dispersion is collected in a 1000 mL measuring cylinder, 400 ppm of the prototype 1 to 6 are added to the solution, and the graduated cylinder is turned upside down 5 times. It was measured. Thereafter, the pulp remaining on the mesh of the CSF tester is filled in a double-bottomed centrifuge tube on which a filter cloth with a lower portion of 100 mesh is laid,
The pulp was dewatered using a digital centrifuge under the conditions of 3000 rpm for 5 minutes (assuming dewatered cuticle on the machine). After measuring the weight of the dewatered pulp, 1
Dry at 05 ° C for 20 hours and measure its weight. afterwards,
The ash yield is measured by incineration at 900 ° C. for 2 hours and measuring the weight of the inorganic component. In addition, the same test was carried out in the case where a sulfate band was added at 2% with respect to pulp. Table 2 shows the results.

【0030】[0030]

【比較例1〜8】比較−1〜比較−4を用いた他は、実
施例1〜6と同様に試験を行った。結果を表2に示す。
Comparative Examples 1 to 8 Tests were conducted in the same manner as in Examples 1 to 6, except that Comparative-1 to Comparative-4 were used. Table 2 shows the results.

【0031】表2を見て明らかなように、硫酸バンド無
添加の場合は、本発明の試作品と比較品の間に大きな差
はないものの、硫酸バンド添加をした場合は、本発明の
試作−1〜試作−6を用いた実施例1〜6は、濾水量、
灰分歩留率及び遠心脱水を行った場合の含水率が、比較
−1〜比較−4の試料に較べ無添加の場合に較べて効果
の低下が少ないのがわかる。これはジメチルジアリルア
ンモニウム塩化物に由来する四級アンモニウム塩基の効
果により、硫酸根の影響による効果の低下が少ないと推
定される。
As is clear from Table 2, there is no significant difference between the prototype of the present invention and the comparative product when no sulfate band is added, but when the sulfate band is added, the prototype of the present invention does not. Examples 1 to 6 using -1 to prototype -6 show the amount of drainage,
It can be seen that the ash retention rate and the moisture content when centrifugal dehydration are performed are less reduced in the effect than in the samples without Comparative Examples -1 to -4. This is presumed to be due to the effect of the quaternary ammonium base derived from dimethyldiallylammonium chloride, the effect of the sulfate group being less reduced.

【0032】[0032]

【実施例13〜18】実施例1〜12と同様な操作によ
り、中芯原紙用原料(pH7.72、全ss2.36
%、灰分0.11%)を用い、中性抄紙の条件で濾水性
と脱水性を試験した。添加薬品として、表1の試作−1
〜試作−6を300ppm添加し、濾水性、脱水性及び
灰分をそれぞれ測定した。結果を表3に示す。
Examples 13 to 18 By the same operation as in Examples 1 to 12, raw materials for core base paper (pH 7.72, total ss 2.36)
% And ash content of 0.11%) were tested for drainage and dehydration under neutral papermaking conditions. Prototype-1 in Table 1 as additive chemical
-Prototype-6 was added at 300 ppm, and the drainage, dehydration and ash content were measured. Table 3 shows the results.

【0033】[0033]

【比較例9〜13】比較−1〜4を用いた他は、実施例
13〜18と同様に試験を行った。結果を表3に示す。
Comparative Examples 9 to 13 Tests were performed in the same manner as in Examples 13 to 18, except that Comparative Examples 1 to 4 were used. Table 3 shows the results.

【0034】表3を見て明らかなように、硫酸バンド無
添加の場合は、本発明の試作品と比較品の間に大きな差
はないものの、硫酸バンド添加をした場合は、本発明の
試作−1〜試作−6を用いた実施例13〜18は、濾水
量、灰分歩留率及び遠心脱水を行った場合の含水率が、
比較−1〜比較−4の試料に較べ無添加の場合に較べて
効果の低下が少ないのがわかる。これはジメチルジアリ
ルアンモニウム塩化物に由来する四級アンモニウム塩基
の効果により、硫酸根の影響による効果の低下が少ない
と推定される。
As is apparent from Table 3, there is no significant difference between the prototype of the present invention and the comparative product when no sulfuric acid band is added, but when the sulfuric acid band is added, the prototype of the present invention does not. In Examples 13 to 18 using -1 to -6, the amount of drainage, the ash yield and the water content when centrifugal dehydration were performed,
It can be seen that the decrease in the effect is smaller than in the case of no addition as compared with the samples of Comparative-1 to Comparative-4. This is presumed to be due to the effect of the quaternary ammonium base derived from dimethyldiallylammonium chloride, the effect of the sulfate group being less reduced.

【0035】[0035]

【表1】 AAM:アクリルアミド、DD:ジメチルジアリルアン
モニウム塩化物、一級アミノ基:モル%
[Table 1] AAM: acrylamide, DD: dimethyldiallylammonium chloride, primary amino group: mol%

【0036】[0036]

【表2】 濾水量:ml、含水率:%、灰分歩留率:%[Table 2] Drainage: ml, water content:%, ash retention:%

【0037】[0037]

【表3】 濾水量:ml、含水率:%、灰分歩留率:%[Table 3] Drainage: ml, water content:%, ash retention:%

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 抄紙前の製紙原料中に、アクリルアミド
50〜90モル%、ジアリルアミン系単量体10〜50
モル%および共重合可能な他の単量体0〜20モル%か
らなる重合体と、次亜ハロゲン酸塩とをアルカリ性領域
下、ホフマン反応することにより得られるカチオン性高
分子を添加することを特徴とする濾水性向上方法。
1. A papermaking raw material before papermaking, wherein acrylamide is 50 to 90 mol% and diallylamine monomer is 10 to 50 mol%.
The addition of a cationic polymer obtained by subjecting a polymer consisting of 0 to 20 mol% of another monomer and 0 to 20 mol% of a copolymerizable monomer and a hypohalite to a Hoffman reaction in an alkaline region. Characteristic method for improving drainage.
【請求項2】 前記ホフマン反応することにより得られ
るカチオン性高分子中の一級アミノ基の含有量が、15
モル%〜70モル%であることを特徴とする請求項1に
記載の濾水性向上方法。
2. The cationic polymer obtained by the Hoffman reaction has a primary amino group content of 15%.
The method for improving drainage according to claim 1, wherein the amount is from mol% to 70 mol%.
【請求項3】 前記ジアリルアミン系単量体がジメチル
ジアリルアンモニウム塩化物であることを特徴とする請
求項1に記載の濾水性向上方法。
3. The method according to claim 1, wherein the diallylamine-based monomer is dimethyldiallylammonium chloride.
【請求項4】 前記アクリルアミド50〜90モル%、
ジアリルアミン系単量体10〜50モル%および共重合
可能な他の単量体0〜20モル%からなる重合体の重量
平均分子量が、100万〜1000万であることを特徴
とする請求項1に記載の濾水性向上方法。
4. The acrylamide 50 to 90 mol%,
2. The weight average molecular weight of a polymer comprising 10 to 50 mol% of a diallylamine monomer and 0 to 20 mol% of another copolymerizable monomer is 1,000,000 to 10,000,000. 3. The method for improving drainage described in 1. above.
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