JP2003225510A

JP2003225510A - 凝集処理剤の使用方法

Info

Publication number: JP2003225510A
Application number: JP2002024947A
Authority: JP
Inventors: Koji Nohara; 孝司野原
Original assignee: Hymo Corp
Current assignee: Hymo Corp
Priority date: 2002-02-01
Filing date: 2002-02-01
Publication date: 2003-08-12

Abstract

(57)【要約】【課題】高分子凝集剤として多様な排水や製紙原料に
対応でき、また季節的な変動や配合パルプの変動にも対
応可能な凝集処理方法を開発することであり、そのため
異種化学組成のカチオン性水溶性高分子を混合し、アニ
オン性水溶性高分子と組み合わせる処理方法を提供す
る。【解決手段】特定のカチオン性構造単位から選択され
る一種を５〜１００モル％及び非イオン性構造単位を０
〜９５モル％有するカチオン性水溶性高分子（Ａ）と、
ビニルアミン構造単位を有するカチオン性水溶性高分子
（Ｂ）との混合物、あるいは適宜更にもう一種のカチオ
ン性水溶性高分子を配合した混合物と、アニオン性水溶
性高分子とを組み合わせることによって達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、凝集処理剤の使用方法
に関するものであり、詳しくは白水回収、製紙排水の処
理、製紙スラッジの脱水、有機汚泥の脱水などを、カチ
オン性水溶性高分子（Ａ）とカチオン性水溶性高分子
（Ｂ）の混合物と、アニオン性水溶性高分子を組み合わ
せて使用する凝集処理剤の使用方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高分子凝集剤として最も汎用されている
ものは、アクリルアミド、アクリル酸、あるいは（メ
タ）アクリル酸ジアルキルアミノエチル四級アンモニウ
ム塩などを（共）重合したアクリル系重合体である。こ
れらアクリル系重合体の原料となる単量体は生産量も多
いので、価格も比較的安い。すなわち重合しやすため種
々の重合度に加工することができ、またイオン性も多様
に変化させることが可能であることが普及している理由
と推定される。しかし、凝集剤が多様な用途に応用され
るほど、目的によっては十分満足な効果が得られない場
合が増えてくる。例えば、製紙原料中には古紙や機械パ
ルプの配合量が増加し、歩留向上剤としてはカチオン性
アクリル系凝集剤単独では対応が難しくなってきてい
る。また、有機汚泥の脱水剤として脱水ケーキの含水率
を低下させるには、カチオン性アクリル系凝集剤では十
分含水率を低下させることはできない。さらに汚泥の処
理状態は季節により微妙に変化し、これも単一の脱水剤
で対応することはなかなか困難である。

【０００３】一方、製紙工業においては、抄紙工程にお
けるワイヤ−上の歩留率を向上させることは、排水負荷
の軽減、製造コストの低下、填量分を効率良くリサイク
ルすることなど重要な意味を有している。そのため現在
まで種々の歩留向上法が提案されている。カチオン性重
合体とアニオン性重合体を組み合わせた歩留向上方法も
開示されている。しかし、異種化学組成のカチオン性重
合体をブレンドし、アニオン性重合体と組み合わせた歩
留向上方法は知られていない。すなわち異種化学組成の
混合により製紙原料の変化、抄紙の高速化、抄紙系のク
ローズド化の進展など多様な変化に対応可能な抄紙方法
を開発できることが予想される。

【０００４】また、有機汚泥の脱水においても、低エネ
ルギー消費型として注目されているスクリュープレスに
使用する脱水剤にも新たな凝集剤が求められていて、異
種化学組成のカチオン性重合体をブレンドすることによ
る新たな機能の開発は、有効な手段と考えられる。高分
子量カチオン性または両性凝集剤と低分子量アニオン性
凝集剤を組み合わせた処方は既に開示されているが（特
開平１０−２４９３９９号公報）、アニオン性凝集剤の
分子量が低く十分な処理が行えない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高分
子凝集剤として多様な排水や製紙原料に対応でき、また
季節的な変動や配合パルプの変動にも対応可能な凝集処
理方法を開発することであり、そのため異種化学組成の
カチオン性水溶性高分子を混合し、アニオン性水溶性高
分子と組み合わせる処理方法を検討する。

【０００６】

【発明が解決するための手段】上記課題を解決するため
鋭意検討を重ねた結果、以下に述べるような発明に達し
た。すなわち請求項１の発明は、下記一般式（１）〜
（３）で表される構造単位から選択される一種を５〜１
００モル％及び非イオン性構造単位を０〜９５モル％有
するカチオン性水溶性高分子（Ａ）と下記一般式（４）
で表される構造単位を５〜１００モル％及び非イオン性
構造単位を０〜９５モル％有するカチオン性水溶性高分
子（Ｂ）との混合物、あるいは適宜更にもう一種のカチ
オン性水溶性高分子を配合した混合物と、アニオン性水
溶性高分子とを組み合わせることを特徴とする凝集処理
剤の使用方法に関する。

【化１】一般式（１）Ｒ１は水素又はメチル基、Ｒ２、Ｒ３は炭素数１〜３の
アルキルあるいはアルコキシル基、Ｒ４は水素、炭素数
１〜３のアルキル基、アルコキシル基あるいはベンジル
基であり、同種でも異種でも良い、Ａは酸素またはＮ
Ｈ、Ｂは炭素数２〜４のアルキレン基またはアルコキシ
レン基を表わす、Ｘ１は陰イオンをそれぞれ表わす。

【化２】一般式（２）Ｒ５、Ｒ６は水素又はメチル基、Ｒ７、Ｒ８は炭素数１
〜３のアルキル基、アルコキシ基あるいはベンジル基、
Ｘ２は陰イオンをそれぞれ表わす

【化３】一般式（３）Ｒ９、Ｒ１０は水素又はメチル基、Ｘ３は陰イオンをそ
れぞれ表す。

【化４】一般式（４）Ｒ１１は水素又はメチル基、Ｘ４は陰イオンをそれぞれ
表す。

【０００７】請求項２の発明は、前記アニオン性水溶性
高分子が、塩水溶液に可溶な高分子分散剤を共存させ、
下記一般式（５）で表される単量体５〜１００モル％と
非イオン性水溶性単量体０〜９５モル％からなる単量体
（混合物）を、塩水溶液中攪拌下、分散重合することに
よって製造されることを特徴とする請求項１に記載の凝
集処理剤の使用方法である。

【化５】一般式（５）Ｒ１２は水素、メチル基またはカルボキシメチル基、Ａ
はＳＯ３、Ｃ６Ｈ４ＳＯ３、ＣＯＮＨＣ（ＣＨ３）２Ｃ
Ｈ２ＳＯ３、Ｃ６Ｈ４ＣＯＯあるいはＣＯＯ、Ｒ１３は
水素またはＣＯＯＹ２、Ｙ１あるいはＹ２は水素または
陽イオン

【０００８】請求項３の発明は、前記カチオン性水溶性
高分子（Ａ）が、塩水溶液に可溶な高分子分散剤を共存
させ、下記一般式（６）あるいは（７）で表される単量
体５〜１００モル％及び非イオン性水溶性単量体０〜９
５モル％からなる単量体（混合物）を、塩水溶液中攪拌
下、分散重合して製造されることを特徴とする請求項１
に記載の凝集処理剤の使用方法である。

【化６】一般式（６）Ｒ１４は水素又はメチル基、Ｒ１５、Ｒ１６は炭素数１
〜３のアルキル基、アルコキシ基あるいはベンジル基、
Ｘ５は陰イオンをそれぞれ表わす。

【化７】一般式（７）Ｒ１７は水素又はメチル基、Ｒ１８、Ｒ１９は炭素数１
〜３のアルキル基あるいはアルコキシル基、Ｒ２０は水
素、炭素数１〜３のアルキル基、ベンジル基あるいはア
ルコキシル基であり、同種でも異種でも良い、Ａは酸素
またはＮＨ、Ｂは炭素数２〜４のアルキレン基またはア
ルコキシレン基を表わす、Ｘ６は陰イオンをそれぞれ表
わす。

【０００９】請求項４の発明は、前記高分子分散剤がイ
オン性であることを特徴とする請求項２あるいは３に記
載の凝集処理剤の使用方法である。

【００１０】請求項５の発明は、前記塩水溶液を構成す
る塩が、少なくとも一種の多価アニオン塩を含有するこ
とを特徴とする請求項２あるいは３に記載の凝集処理剤
の使用方法である。

【００１１】請求項６の発明は、前記カチオン性水溶性
高分子（Ａ）及びカチオン性水溶性高分子（Ｂ）が粉末
であることを特徴とする請求項１に記載の凝集処理剤の
使用方法。

【００１２】請求項７の発明は、前記カチオン性水溶性
高分子（Ａ）と前記カチオン性水溶性高分子（Ｂ）との
混合物、あるいは適宜更にもう一種のカチオン性水溶性
高分子を配合した混合物と、前記アニオン性水溶性高分
子とを組み合わせて、白水回収、製紙排水の処理、製紙
スラッジの脱水、有機汚泥の脱水に使用することを特徴
とする請求項１に記載の凝集処理剤の使用方法である。

【００１３】請求項８の発明は、前記カチオン性水溶性
高分子（Ａ）と前記カチオン性水溶性高分子（Ｂ）との
混合物、あるいは適宜更にもう一種のカチオン性水溶性
高分子を配合した混合物と、前記アニオン性水溶性高分
子とを組み合わせて、抄紙前の製紙原料中に添加し、歩
留を向上させることを特徴とする請求項１に記載の凝集
処理剤の使用方法である。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明で使用するカチオン性水溶
性高分子（Ａ）は、前記一般式（１）〜（３）で表され
る構造単位から選択される一種を５〜１００モル％及び
非イオン性構造単位を０〜９５モル％各々含有する。一
般式（１）で表される構造単位を含有する高分子として
は、（メタ）アクリル系カチオン性高分子である。この
高分子は、カチオン性単量体と非イオン性単量体との共
重合によって合成することができる。カチオン性単量体
の例としては、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アク
リレート類である（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエ
チル、（メタ）アクリル酸ジエチルアミノエチル、ある
いはこれら単量体のモノハロゲン化物による四級アンモ
ニウム塩である。その例としては、（メタ）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、（メ
タ）アクリロイルオキシ２−ヒドロキシプロピルトリメ
チルアンモニウム塩化物、（メタ）アクリロイルアミノ
プロピルトリメチルアンモニウム塩化物などがあげられ
る。これらカチオン性単量体は、二種以上を併用して用
いることもできる。カチオン性単量体のモル％は、５〜
１００モル％であり、好ましくは１０〜１００モル％、
最も好ましくは２０〜１００モル％である。

【００１５】非イオン性単量体の例としては、アクリル
アミドを使用することが最も好ましいが、アクリルアミ
ド以外の非イオン性単量体を共重合しても良い。そのよ
うな例としてＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、酢酸ビ
ニル、アクリロニトリル、アクリル酸メチル、（メタ）
アクリル酸２−ヒドロキシエチル、ジアセトンアクリル
アミド、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルホルムアミ
ド、Ｎ−ビニルアセトアミド、アクリロイルモルホリン
などがあげられる。非イオン性単量体のモル％は、０〜
９５モル％であり、好ましくは０〜９０モル％、最も好
ましくは０〜８０モル％である。

【００１６】一般式（２）で表される構造単位を含有す
るカチオン性水溶性高分子（Ａ）としては、ジアルキル
ジ（メタ）アリルアンモニウム塩類と非イオン性単量体
との共重合によって合成することができる。ジアルキル
ジ（メタ）アリルアンモニウム塩類の例としては、ジメ
チルジ（メタ）アリルアンモニウム塩化物、ジエチルジ
（メタ）アリルアンモニウム塩化物、メチルベンジルジ
（メタ）アリルアンモニウム塩化物などである。非イオ
ン性単量体は、前記非イオン性単量体が使用できる。カ
チオン性単量体のモル％は、５〜１００モル％であり、
好ましくは１０〜１００モル％、最も好ましくは２０〜
１００モル％である。非イオン性単量体のモル％は前期
と同様である。

【００１７】一般式（３）で表される構造単位を含有す
るカチオン性水溶性高分子（Ａ）は、ビニルアミジン系
高分子である。この高分子はＮ−ビニルカルボン酸アミ
ドと（メタ）アクリロニトリルとの共重合物の酸による
加水分解反応により合成することができる。単量体であ
るＮ−ビニルカルボン酸の例としては、Ｎ−ビニルホル
ムアミドやＮ−ビニルアセトアミドなどをあげることが
できる。使用する酸は、無機の強酸が好ましく、例えば
塩酸、硝酸あるいはｐ−トルエンスルフォン酸などであ
る。また共重合するビニル系ニトリル類としては、アク
リロニトリルが最も一般的である。加水分解後の分子中
アミジン基のモル％は、５〜１００モル％であり、好ま
しくは１０〜１００モル％、最も好ましくは２０〜１０
０モル％である。非イオン性構造単位は、未加水分解の
カルボン酸アミド基と未反応のニトリル基であり、０〜
９５モル％であり、好ましくは０〜９０モル％、最も好
ましくは０〜８０モル％である。

【００１８】一方、混合するカチオン性水溶性高分子
（Ｂ）は、一般式（４）で表される構造単位を含有する
ビニルアミン系高分子である。この高分子は、Ｎ−ビニ
ルカルボン酸アミド重合体の酸あるいはアルカリによる
加水分解反応によって合成することができる。使用する
酸は、無機の強酸が好ましく、例えば塩酸、硝酸あるい
はｐ−トルエンスルフォン酸などである。また、アルカ
リは苛性アルカリが好ましく、水酸化ナトリウムあるい
は水酸化カリウムなどである。単量体であるＮ−ビニル
カルボン酸の例としては、Ｎ−ビニルホルムアミドやＮ
−ビニルアセトアミドなどをあげることができる。加水
分解後の分子中カチオン性基のモル％は、５〜１００モ
ル％であり、好ましくは１０〜１００モル％、最も好ま
しくは２０〜１００モル％である。非イオン性構造単位
は、未加水分解のカルボン酸アミド基であり、０〜９５
モル％であり、好ましくは０〜９０モル％、最も好まし
くは０〜８０モル％である。

【００１９】また、カチオン性水溶性高分子（Ａ）とカ
チオン性水溶性高分子（Ｂ）の分子量としては、１００
万〜２０００万であり、好ましくは３００万〜２０００
万である。

【００２０】次にカチオン性水溶性高分子（Ａ）とカチ
オン性水溶性高分子（Ｂ）の混合比について説明する。
カチオン性水溶性高分子（Ａ）の質量をＷａ、両性水溶
性高分子（Ｂ）の質量をＷｂとすると、Ｗａ：Ｗｂ＝９
０：１０〜１０：９０、好ましくはＷａ：Ｗｂ＝８０：
２０〜２０：８０である。これら配合比は、汚泥の種類
あるいは目的とする排水の処理方法によって混合するカ
チオン性水溶性高分子（Ａ）とカチオン性水溶性高分子
（Ｂ）によって配合を変えていくことが好ましい。例え
ば都市下水の消化汚泥には、一般式（１）あるいは
（２）で表される構造単位を有するカチオン性水溶性高
分子（Ａ）の混合比を過半数以上とし、一般式（４）で
表される構造単位を有するカチオン性水溶性高分子
（Ｂ）をやや少なめに混合する。あるいは都市下水の混
合生汚泥には、一般式（４）で表される構造単位を有す
るカチオン性水溶性高分子（Ｂ）を多くし、一般式
（１）〜（３）で表される構造単位を有するカチオン性
水溶性高分子（Ａ）の割合を少なめにすると、凝集効果
が上がり効率的な処理が可能になる。

【００２１】あるは歩留向上剤として使用するならば、
機械パルプの配合比が増加している製紙原料に適用する
場合は、共存するアニオン性溶解物質の濃度が増加する
ので、カチオン当量の高い一般式（４）で表される構造
単位を有するカチオン性水溶性高分子（Ｂ）の混合比を
増やし、凝集能は分子量の高い一般式（１）あるいは
（２）で表される構造単位を有するカチオン性水溶性高
分子（Ａ）で補うなどの処方を選択する。

【００２２】本発明の凝集処理方法は、カチオン性水溶
性高分子（Ａ）とカチオン性水溶性高分子（Ｂ）との混
合物を使用するが、適宜第三種目のカチオン性水溶性高
分子を添加する。例えば腐敗汚泥のように有機酸の含有
量が増加した場合や、製紙原料においてアニオン性物質
が増加した場合などは、更にもう一種のカチオン性水溶
性高分子を配合して処理効果を高める操作を行なう。し
かし、これ以上配合種を増やすことは煩雑になるので、
実用的ではない。

【００２３】これらカチオン性高分子（Ａ）あるいはカ
チオン性高分子（Ｂ）は、水溶液重合法、油中水型エマ
ルジョン重合、油中水型分散重合、塩水中分散重合法な
ど既知の重合法により合成することができる。また市販
の粉末製品を混合して使用することもできる。最も好ま
しい形態は塩水中分散重合品である。

【００２４】塩水溶液中に分散した高分子微粒子分散液
からなる水溶性高分子は、特開昭６２−１５２５１号公
報などを基本にして製造することができる。すなわち塩
水溶液中で該塩水溶液に可溶な高分子からなる分散剤共
存下で、攪拌しながら製造された粒系１００ｍμ以下の
高分子微粒子の分散液を得ることができる。重合に使用
するカチオン性単量体は、前述の（メタ）アクリル系カ
チオン性単量体あるいはジアリルジアルキルアンモニウ
ム塩単量体をであり、非イオン性単量体も前述の単量体
類を使用する。

【００２５】高分子からなる分散剤は、非イオン性ある
いはイオン性いずれも使用することができるが、イオン
性高分子を使用するほうがより好ましい。すなわちカチ
オン性水溶性高分子を重合する場合は、カチオン性高分
子を使用するのがより好ましい。カチオン性高分子は、
前述のカチオン性単量体の重合物や非イオン性単量体と
の共重合物を使用する。非イオン性高分子からなる分散
剤ではスチレン／無水マレイン酸共重合物あるいはブテ
ン／無水マレイン酸共重合物の完全アミド化物などを使
用する。

【００２６】また、これら高分子からなる分散剤の分子
量は、イオン性高分子では５、０００から３００万、好
ましくは５万から１５０万である。また、非イオン性高
分子分の分子量としては、１，０００〜１００万であ
り、好ましくは１，０００〜５０万である。高分子から
なる分散剤の添加量としては、単量体に対して１／１０
０〜１／１０であり、好ましくは２／１００〜８／１０
０である。

【００２７】塩水溶液を構成する無機塩類は、多価アニ
オン塩類が、より好ましく、硫酸塩又は燐酸塩が適当で
あり、具体的には、硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウ
ム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、燐酸水素ア
ンモニウム、燐酸水素ナトリウム、燐酸水素カリウム等
を例示することができ、これらの塩を濃度１５％以上の
水溶液として用いることが好ましい。

【００２８】排水処理時併用するアニオン性水溶性高分
子は、カチオン性水溶性高分子と同様に水溶液重合法、
油中水型エマルジョン重合、油中水型分散重合、塩水中
分散重合法など既知の重合法により合成することができ
る。また市販の粉末製品を使用することもできるが、最
も好ましい形態は塩水中分散重合品である。この製品形
態は分散液からなるが、単量体、塩水溶液あるいは製造
法などはカチオン性水溶性高分子と同様である。

【００２９】分散剤も同様に塩水溶液中に可溶な高分子
を使用する。非イオン性ではスチレン／無水マレイン酸
共重合物あるいはブテン／無水マレイン酸共重合物の完
全アミド化物などである。イオン性高分子が好ましく、
特にこの場合はアニオン性高分子が好ましい。すなわち
アニオン性高分子の例としては、（メタ）アクリル酸、
マレイン酸、イタコン酸、アクリルアミド２−メチルプ
ロパンスルホン酸（塩）やスチレンスルホン酸（塩）な
ど一種以上のアニオン性単量体の（共）重合体である。
さらに非イオン性の単量体であるアクリルアミド、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、Ｎ、Ｎ−ジメチルアクリルアミド、ア
クリロニトリル、ジアセトンアクリルアミド、２−ヒド
ロキシエチル（メタ）アクリレ−トのなどとの共重合体
も使用可能である。

【００３０】本発明の凝集処理剤は、製紙排水における
固液分離処理、製紙における白水中の有価物回収、製紙
スラッジの脱水、あるいは石油化学、食品加工、都市下
水などの生物処理時発生する有機汚泥の脱水に特に有効
である。これら有機汚泥は、本発明のカチオン性高分子
（Ａ）とカチオン性水溶性高分子（Ｂ）からなる混合物
を水に溶解し水溶液とした後、添加し、凝集させた後、
アニオン性水溶性高分子を添加、混合した後、ベルトプ
レス、フィルタ−プレス、デカンタ−あるいはスクリュ
−プレスなどの脱水機により脱水する。

【００３１】本発明で使用するカチオン性高分子（Ａ）
とカチオン性水溶性高分子（Ｂ）からなる混合物の排水
への添加量としては、排水の液量に対し凡そ０．１〜１
００ｐｐｍであり、好ましくは０．２〜１０ｐｐｍであ
る。また、組み合わせるアニオン性水溶性高分子は、凡
そ０．１〜１００ｐｐｍであり、好ましくは０．２〜１
０ｐｐｍである。また、製紙スラッジに対しては、カチ
オン性高分子（Ａ）とカチオン性水溶性高分子（Ｂ）か
らなる混合物は、対固形分０．０５〜２％であり、好ま
しくは０．１〜０．５％である。組み合わせるアニオン
性水溶性高分子は、０．０５〜１％であり、好ましくは
０．１〜０．５である。有機汚泥に対しては、対固形分
０．１〜３％であり、好ましくは０．２〜１％である。
組み合わせるアニオン性水溶性高分子は、０．１〜２％
であり、好ましくは０．２〜１．０％である。

【００３２】また、本発明の凝集処理剤を歩留向上剤と
して使用する場合、適用可能な抄紙ｐＨとしては、酸性
抄紙あるいは中性抄紙において適用可能である。従っ
て、抄紙ｐＨとして４．５〜９．０の範囲である。対象
となる紙製品として、上質、中質紙、ダンボール用ライ
ナー、中芯原紙あるいは白ボールなどである。

【００３３】本発明で使用するカチオン性高分子（Ａ）
とカチオン性水溶性高分子（Ｂ）からなる混合物の添加
量としては、製紙原料の固形分に対し凡そ２０〜５００
０ｐｐｍであり、好ましくは５０〜１０００ｐｐｍであ
る。また、組み合わせるアニオン性水溶性高分子は、凡
そ２０〜５０００ｐｐｍであり、好ましくは５０〜１０
００ｐｐｍである。添加順序はカチオン性水溶性高分子
（Ａ）とカチオン性水溶性高分子（Ｂ）からなる混合
物、アニオン性水溶性高分子の順が好ましい。また添加
場所としては、カチオン性水溶性高分子（Ａ）とカチオ
ン性水溶性高分子（Ｂ）からなる混合物を製紙原料に白
水を混合して希釈するファンポンプの手前、あるいは、
スクリーンの手前などが考えられ、また、組み合わせる
アニオン性水溶性高分子は、スクリーンの手前あるいは
スクリーンの出口などが考えられる。

【００３４】

【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。

【００３５】（合成例）攪拌機、還流冷却管、温度計お
よび窒素導入管を備えた４つ口５００ｍｌセパラブルフ
ラスコに脱イオン水：１３１．７ｇ、６０％アクリル
酸：５０．０ｇ、５０％アクリルアミド：１４０．３ｇ
を加え、３０重量％の水酸化ナトリウム８．３ｇにより
アニオン性単量の１５モル％を中和した。この溶液に硫
酸アンモニウム１３５．４ｇ、また２０質量％水溶液の
アクリルアミド２-メチルプロパンスルホン酸重合体
（分子量：２０万、２０当量％中和物）２５．０ｇ（対
単量体５．０質量％）を添加した。その後、攪拌しなが
ら窒素導入管より窒素を導入し溶存酸素の除去を行う。
この間恒温水槽により２５℃に内部温度を調整する。窒
素導入３０分後、０．２質量％のペルオキソニ硫酸アン
モニウム及び亜硫酸水素アンモニウムの０．２質量％水
溶液をそれぞれこの順で２．５ｇ（対単量体、４０ｐｐ
ｍ）添加し重合を開始させた。重合開始後８時間たった
ところで前記開始剤をそれぞれ同量追加し、さらに１５
時間重合を継続させ反応を終了した。この試作品をＤ−
１とする。このＤ−１のアクリル酸／アクリルアミドの
モル比は３０／７０であり、粘度は５６０ｍＰａ・ｓで
あった。なお、顕微鏡観察の結果、２〜２０μｍの粒子
であることが判明した。

【００３６】

【実施例１〜１２】古紙製造時や機械パルプ製造時など
が混入する総合的な排水を製紙工場から採取しジャ−テ
スタ−によって凝集試験を行った。排水の性状は以下の
ようである。ｐＨ６．３８、全ｓｓ３８５０ｐｐｍ、無
機分７２０ｐｐｍ。この排水をビ−カ−に２００ｍｌ採
取し、カチオン性水溶性高分子（Ａ）とカチオン性水溶
性高分子（Ｂ）からなる混合物１Ｍ〜８Ｍの０．１％水
溶液を対液３ｐｐｍ添加し、１００ｒｐｍで１分間攪拌
しその後、合成例で製造した分散液からなるアニオン性
水溶性高分子Ｄ−１、あるいは市販の粉末アニオン性高
分子（ＳＳ−１３０、ハイモ社製、分子量１２００万、
アニオン化度３０モル％、Ａ−１と記載）を対液１．５
ｐｐｍ添加し、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、
ＤＲ２０００Ｐ型濁度計により測定した。試験に用いた
水溶性高分子は以下のものを用いた。表１に記載するＣ
−１〜Ｃ−６のカチオン性水溶性高分子を用意し、これ
らを表２に記載する組み合わせと混合比率で混合物１Ｍ
〜８Ｍを調製した。試験結果を表３に示す。

【００３７】

【比較例１〜５】実施例１〜１２と同様な操作により、
表３のＣ−１〜Ｃ−４及びＣ−６を用い凝集試験を行っ
た。結果を表３に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】混合比は質量％

【００４０】

【表３】フロック径：ｍｍ、濁度：ＦＡＵ

【００４１】

【実施例１３〜２４】新聞用紙抄紙時の白水（ｐＨ４．
５２、全ｓｓ２５００ｐｐｍ、無機分２８０ｐｐｍ）を
採取し、ジャ−テスタ−によって凝集試験を行なった。
ビ−カ−に２００ｍｌの白水を採取し、カチオン性水溶
性高分子（Ａ）とカチオン性水溶性高分子（Ｂ）からな
る混合物１Ｍ〜８Ｍの０．１％水溶液を対液１．０ｐｐ
ｍ添加し、１００ｒｐｍで１分間攪拌しその後、アニオ
ン性水溶性高分子として合成例で製造したＤ−１、ある
いは市販の粉末アニオン性高分子（ＳＳ−１３０、ハイ
モ社製、分子量１２００万、アニオン化度３０モル％、
Ａ−１と記載）を対液１．０ｐｐｍ添加し、１００ｒｐ
ｍで１分間攪拌、５０ｒｐｍで１分間、２０ｒｐｍで３
０秒攪拌した後、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。試験結果を表４に
示す。

【００４２】

【比較例６〜１０】実施例１３〜２４と同様な操作によ
り、表３のＣ−１〜Ｃ−４及びＣ−６を用い凝集試験を
行った。結果を表４に示す。

【００４３】

【実施例２５〜３６】製紙スラッジの脱水試験を行なっ
た。物性は以下の通りである。ｐＨ５．８３、全ｓｓ分
２９，８００ｍｇ／Ｌ。前記スラッジ２００ｍｌをポリ
ビ−カ−に採取し、カチオン性水溶性高分子（Ａ）とカ
チオン性水溶性高分子（Ｂ）との混合物１Ｍ〜８Ｍの
０．２％水溶液を対液１５０ｐｐｍ添加し、ビ−カ−移
し変え攪拌１０回行った後、アニオン性水溶性高分子Ｄ
−１、あるいは市販の粉末アニオン性高分子（ＳＳ−１
３０、ハイモ社製、分子量１２００万、アニオン化度３
０モル％、Ａ−１と記載）を対液１００ｐｐｍ添加し、
ビ−カ−移し変え攪拌１０回行った後、Ｔ−１１７９Ｌ
の濾布（ナイロン製）により濾過し、４５秒後の濾液量
を測定した。また濾過した汚泥をプレス圧４Ｋｇ／ｍ2
で１分間脱水する。その後ケ−キ自己支持性（脱水ケ−
キの硬さ、含水率と関係）及びケ−キ含水率（１０５℃
で２０ｈｒ乾燥）を測定した。結果を表５に示す。

【００４４】

【比較例１１〜１５】実施例２５〜３６と同様な操作に
より、表３のＣ−１〜Ｃ−４及びＣ−６を用い凝集試験
を行った。結果を表５に示す。

【００４５】

【実施例３７〜４８】下水消化汚泥を用い脱水試験を行
った。用いた汚泥の物性は以下のようである。ｐＨ７．
８５、全ｓｓ分２８,５００ｍｇ／Ｌ。前記汚泥、２０
０ｍｌをポリビ−カ−に採取し、カチオン性水溶性高分
子（Ａ）とカチオン性水溶性高分子（Ｂ）との混合物１
Ｍ〜８Ｍの０．２％水溶液を対汚泥固形分０．６％添加
し、ビ−カ−移し変え攪拌１０回行った後、アニオン性
水溶性高分子Ｄ−１、あるいは市販の粉末アニオン性高
分子（ＳＳ−１３０、ハイモ社製、分子量１２００万、
アニオン化度３０モル％、Ａ−１と記載）を対汚泥固形
分０．３％添加し、ビ−カ−移し変え攪拌１０回行った
後、Ｔ−１１７９Ｌの濾布（ナイロン製）により濾過
し、４５秒後の濾液量を測定した。また濾過した汚泥を
プレス圧４Ｋｇ／ｍ2で１分間脱水する。その後ケ−キ
自己支持性（脱水ケ−キの硬さ、含水率と関係）及びケ
−キ含水率（１０５℃で２０ｈｒ乾燥）を測定した。試
験結果を表６に示す。

【００４６】

【比較例１６〜２０】実施例３７〜４８と同様な操作に
より、表３のＣ−１〜Ｃ−５を用い試験を行った。結果
を表６に示す。

【００４７】

【実施例４９〜６０】ＬＢＫＰに古紙を配合した上質紙
原料、ｐＨ５．８５、全ｓｓ分２．１４％、灰分０．２
０％を紙料として、パルプ濃度０．９重量％に水道水を
用いて希釈し、ブリット式ダイナミックジャ−テスタ−
により歩留率を測定した。添加薬品として、カチオン性
デンプン、対製紙原料０．３重量％（以下同様）、軽質
炭酸カルシウム、２０％、中性ロジンサイズ、０．３
％、硫酸バンド０．８％、表４のカチオン性水溶性高分
子（Ａ）とカチオン性水溶性高分子（Ｂ）からなる混合
物、１Ｍ〜８Ｍを０．０１５％、及びアニオン性水溶性
高分子Ｄ−１あるいは市販の粉末アニオン性高分子（Ｓ
Ｓ−１３０、ハイモ社製、分子量１２００万、アニオン
化度３０モル％、Ａ−１と記載）を０．０１％、それぞ
れこの順で１５秒間隔により下記試験条件で添加し、攪
拌を開始する。全薬品添加後のｐＨは６．９であった。
全ての薬剤添加３０秒後に１０秒間白水を排出し、３０
秒間白水を採取し、下記条件で総歩留率を測定した。な
お、攪拌条件は、回転数１０００ｒ．ｐ．ｍ．、ワイヤ
ー１２５Ｐスクリーン（２００メッシュ相当）、総歩留
率（ＳＳ濃度）はＡＤＶＡＮＴＥＣＮＯ．２にて濾過し
測定した。また乾燥後、濾紙を６００℃で焼却し灰分を
測定することにより炭酸カルシウムの歩留率を算出し
た。歩留試験結果を表７に示す。

【００４８】

【比較例２１〜２５】実施例４９〜６０と同様な操作に
より、表３のカチオン性水溶性高分子Ｃ−１〜Ｃ−４及
びＣ−６を用い歩留試験を行なった。歩留試験結果を表
７に示す。

【００４９】

【表４】フロック径：ｍｍ、濁度：ＦＡＵ

【００５０】

【表５】３０秒後濾液量：ｍｌ、ケーキ含水率：質量％脱水ケーキ硬さ：○＞△＞×の順に良いことを示す。

【００５１】

【表６】３０秒後濾液量：ｍｌ、ケーキ含水率：質量％脱水ケーキ硬さ：○＞△＞×の順に良いことを示す。

【００５２】

【表７】総歩留率；質量％、填料歩留率；質量％

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｄ２１Ｈ 17/42 Ｄ２１Ｈ 17/42 17/45 17/45 21/10 21/10 Ｆターム(参考） 4D015 BA05 BA19 BB08 CA05 DB07 DB15 DB18 DB19 DC04 DC07 DC08 4D059 AA05 BE01 BE57 BE59 BE62 DB24 DB26 4J100 AM14P AM15Q CA04 CA31 HA08 JA18 4L055 AG57 AG71 AG72 AG73 AG89 AH18 AH44 AH50 BD13 EA32 FA20 FA30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記一般式（１）〜（３）で表される構
造単位から選択される一種を５〜１００モル％及び非イ
オン性構造単位を０〜９５モル％有するカチオン性水溶
性高分子（Ａ）と下記一般式（４）で表される構造単位
を５〜１００モル％及び非イオン性構造単位を０〜９５
モル％有するカチオン性水溶性高分子（Ｂ）との混合
物、あるいは適宜更にもう一種のカチオン性水溶性高分
子を配合した混合物と、アニオン性水溶性高分子とを組
み合わせることを特徴とする凝集処理剤の使用方法。【化１】一般式（１）Ｒ１は水素又はメチル基、Ｒ２、Ｒ３は炭素数１〜３の
アルキルあるいはアルコキシル基、Ｒ４は水素、炭素数
１〜３のアルキル基、アルコキシル基あるいはベンジル
基であり、同種でも異種でも良い、Ａは酸素またはＮ
Ｈ、Ｂは炭素数２〜４のアルキレン基またはアルコキシ
レン基を表わす、Ｘ１は陰イオンをそれぞれ表わす。【化２】一般式（２）Ｒ５、Ｒ６は水素又はメチル基、Ｒ７、Ｒ８は炭素数１
〜３のアルキル基、アルコキシ基あるいはベンジル基、
Ｘ２は陰イオンをそれぞれ表わす【化３】一般式（３）Ｒ９、Ｒ１０は水素又はメチル基、Ｘ３は陰イオンをそ
れぞれ表す。【化４】Ｒ１１は水素又はメチル基、Ｘ４は陰イオンをそれぞれ
表す。一般式（４）
【請求項２】前記アニオン性水溶性高分子が、塩水溶
液に可溶な高分子分散剤を共存させ、下記一般式（５）
で表される単量体５〜１００モル％と非イオン性水溶性
単量体０〜９５モル％からなる単量体（混合物）を、塩
水溶液中攪拌下、分散重合することによって製造される
ことを特徴とする請求項１に記載の凝集処理剤の使用方
法。【化５】一般式（５）Ｒ１２は水素、メチル基またはカルボキシメチル基、Ａ
はＳＯ３、Ｃ６Ｈ４ＳＯ３、ＣＯＮＨＣ（ＣＨ３）２Ｃ
Ｈ２ＳＯ３、Ｃ６Ｈ４ＣＯＯあるいはＣＯＯ、Ｒ１３は
水素またはＣＯＯＹ２、Ｙ１あるいはＹ２は水素または
陽イオン
【請求項３】前記カチオン性水溶性高分子（Ａ）が、
塩水溶液に可溶な高分子分散剤を共存させ、下記一般式
（６）あるいは（７）で表される単量体５〜１００モル
％及び非イオン性水溶性単量体０〜９５モル％からなる
単量体（混合物）を、塩水溶液中攪拌下、分散重合して
製造されることを特徴とする請求項１に記載の凝集処理
剤の使用方法。【化６】一般式（６）Ｒ１４は水素又はメチル基、Ｒ１５、Ｒ１６は炭素数１
〜３のアルキル基、アルコキシ基あるいはベンジル基、
Ｘ５は陰イオンをそれぞれ表わす。【化７】一般式（７）Ｒ１７は水素又はメチル基、Ｒ１８、Ｒ１９は炭素数１
〜３のアルキル基あるいはアルコキシル基、Ｒ２０は水
素、炭素数１〜３のアルキル基、ベンジル基あるいはア
ルコキシル基であり、同種でも異種でも良い、Ａは酸素
またはＮＨ、Ｂは炭素数２〜４のアルキレン基またはア
ルコキシレン基を表わす、Ｘ６は陰イオンをそれぞれ表
わす。
【請求項４】前記高分子分散剤がイオン性であること
を特徴とする請求項２あるいは３に記載の凝集処理剤の
使用方法。
【請求項５】前記塩水溶液を構成する塩が、少なくと
も一種の多価アニオン塩を含有することを特徴とする請
求項２あるいは３に記載の凝集処理剤の使用方法。
【請求項６】前記カチオン性水溶性高分子（Ａ）及び
前記カチオン性水溶性高分子（Ｂ）が粉末であることを
特徴とする請求項１に記載の凝集処理剤の使用方法。
【請求項７】前記カチオン性水溶性高分子（Ａ）と前記
カチオン性水溶性高分子（Ｂ）との混合物、あるいは適
宜更にもう一種のカチオン性水溶性高分子を配合した混
合物と、前記アニオン性水溶性高分子とを組み合わせ
て、白水回収、製紙排水の処理、製紙スラッジの脱水、
有機汚泥の脱水に使用することを特徴とする請求項１に
記載の凝集処理剤の使用方法。
【請求項８】前記カチオン性水溶性高分子（Ａ）と前記
カチオン性水溶性高分子（Ｂ）との混合物、あるいは適
宜更にもう一種のカチオン性水溶性高分子を配合した混
合物と、前記アニオン性水溶性高分子とを組み合わせ
て、抄紙前の製紙原料中に添加し、歩留を向上させるこ
とを特徴とする請求項１に記載の凝集処理剤の使用方
法。