JP2602724B2 - Acrylamide copolymer - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 (イ)発明の目的 [産業上の利用分野] 本発明は、曳糸性の改良された水溶性アクリルアミド
重合体および該重合体からなる抄紙用粘剤及び凝集脱水
剤に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Object of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to a water-soluble acrylamide polymer having improved spinnability, and a papermaking adhesive and a coagulation dehydrating agent comprising the polymer. It is about.
高重合度で、水に溶解した場合、高粘度の水溶液を与
える水溶性アクリルアミド重合体は、その特性の故に、
凝集脱水剤、抄紙用粘剤、土質改良剤、増粘剤、石油回
収剤等として広く採用され多くの産業分野において広く
利用されているものである。A water-soluble acrylamide polymer having a high degree of polymerization and giving a high viscosity aqueous solution when dissolved in water, due to its properties,
It is widely used as a coagulation dewatering agent, a papermaking adhesive, a soil conditioner, a thickener, an oil recovery agent, and the like, and is widely used in many industrial fields.
本発明のアクリルアミド共重合体は従来の水溶性アク
リルアミド重合体を改良したものであって、前記の分野
において、それらの重合体と同様に利用され、特に抄紙
用粘剤及び凝集脱水剤として優れた効果を有するため、
製紙業界及び廃水処理業界においてより幅広く利用され
得るものである。The acrylamide copolymer of the present invention is an improved version of the conventional water-soluble acrylamide polymer, and is used in the above-mentioned field in the same manner as those polymers, and is particularly excellent as a papermaking adhesive and a coagulating dehydrating agent. To have an effect,
It can be more widely used in the papermaking and wastewater treatment industries.
[従来の技術] 高重合度の水溶性アクリルアミド重合体の抄紙用粘剤
としての性能が、水溶液における曳糸性と密接な関係に
あることは、特開昭48−9005、特開昭52−27808に明示
されているとおりであり、アクリルアミド重合体水溶液
の曳糸性を向上させる方法として、従来より提案されて
いる方法は、2−アクリルアミド−2−メチルプロパン
スルホン酸塩を共重合させる方法(特開昭52−3758
0)、重金属塩および/または還元性無機リン化合物の
存在下に重合開始剤としてアゾ化合物を用いる方法(特
開昭57−121007)等である。これらの提案された方法
は、曳糸性を向上させる技術的解決策として、アクリル
アミド重合体水溶液の粘度を増加させるということを採
用していることが、例示されている実施例に示されてい
る。[Prior Art] It is known that the performance of a water-soluble acrylamide polymer having a high degree of polymerization as a papermaking adhesive is closely related to the spinnability in an aqueous solution. As described in 27808, as a method for improving the spinnability of the acrylamide polymer aqueous solution, a conventionally proposed method is a method of copolymerizing 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid salt ( JP-A-52-3758
0), a method using an azo compound as a polymerization initiator in the presence of a heavy metal salt and / or a reducing inorganic phosphorus compound (JP-A-57-121007). The illustrated example shows that these proposed methods employ increasing the viscosity of the aqueous acrylamide polymer solution as a technical solution to improve spinnability. .
また高重合度のアクリルアミド重合体は、凝集脱水剤
としても賞用されている。その中でもアクリル酸アンモ
ニウムを含有するアクリルアミド重合体としては、高分
子量の重合体を得る目的で、0.1%の水酸化アンモニウ
ムpH10.7の水溶液として重合する方法が報告されている
(特開昭48−31281)。Acrylamide polymers having a high degree of polymerization have also been awarded as flocculants. Among them, as an acrylamide polymer containing ammonium acrylate, a method of polymerizing as an aqueous solution of 0.1% ammonium hydroxide at pH 10.7 for the purpose of obtaining a polymer having a high molecular weight has been reported (Japanese Patent Application Laid-Open No. 48-48). 31281).
またアクリル酸のアルカリ塩又はアンモニウム塩或は
それらの混合物とアクリル酸の水溶液共重合物(特開昭
55−40749)およびアクリル酸にアルカリ又はアンモニ
ウム若しくはその両者と水分とを加えた溶液を架橋剤を
使用する事なく重合させた膨潤性物質の製造法が報告さ
れている(特開昭55−58208)。Also, an aqueous solution copolymer of acrylic acid and an alkali or ammonium salt of acrylic acid or a mixture thereof (Japanese Patent Application Laid-Open No.
55-40749) and a method for producing a swellable substance obtained by polymerizing a solution obtained by adding alkali or ammonium, or both, and water to acrylic acid without using a crosslinking agent (JP-A-55-58208). ).
しかしこれらにはアクリル酸アンモニウムが単独か或
は併用されて重合されているが、曳糸性の改良は不十分
であり、曳糸性の著しく長い重合体があり、抄紙用粘剤
及び凝集脱水剤として必ずしも優秀な性能を有している
とは言えないものである。However, these are polymerized with ammonium acrylate alone or in combination, but the spinnability has not been sufficiently improved, and there are polymers with extremely long spinnability. It does not always have excellent performance as an agent.
[発明が解決しようとする問題] 一般に重合度の高い水溶性重合体の水溶液は高い粘性
を示すが、高重合度の重合体は水に不溶性のゲルを生じ
易く、その様な高重合度重合体の水溶液を工業的に使用
する際は、装置の配管、ポンプの閉塞等が生じ、抄紙用
粘剤として使用する場合には、抄紙用毛布を汚すなどさ
まざまな問題を引き起こすことが多い。[Problems to be Solved by the Invention] In general, an aqueous solution of a water-soluble polymer having a high degree of polymerization shows a high viscosity, but a polymer having a high degree of polymerization tends to form a gel insoluble in water. When the combined aqueous solution is used industrially, clogging of the piping and pump of the apparatus occurs, and when it is used as a papermaking adhesive, it often causes various problems such as soiling a papermaking blanket.
また前記2−アクリルアミド−2−メチルプロパンス
ルホン酸塩を使用する方法は、高価な化合物を最適共重
合量として6〜8重量%も使用しなければならず、安価
で工業的に有効な重合体を製造する方法として必ずしも
適したものとは言えないものである。In the method using 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonate, an expensive compound must be used in an amount of 6 to 8% by weight as an optimum copolymerization amount. It is not necessarily suitable as a method for producing.
本発明者等は、その水溶液が高い曳糸性を示す水溶性
のアクリルアミド重合体を得るにあたり、重合度即ち水
溶液粘度を実質的に上昇させることなく、水に対する溶
解性が優れており、しかも安価に製造できる方法に関し
て鋭意検討を行なった。The present inventors have found that, in order to obtain a water-soluble acrylamide polymer whose aqueous solution exhibits high spinnability, the solubility in water is excellent without substantially increasing the degree of polymerization, that is, the viscosity of the aqueous solution, and inexpensive. Intensive investigations were made on the method that can be manufactured.
(ロ)発明の構成 [課題を解決するための手段] 本発明者等は上記課題を解決する手段について鋭意検
討し、上記問題点がアクリル酸アンモニウムとその他の
アクリル酸塩からなる2種のアクリル酸塩をアクリルア
ミドと共重合させアクリルアミド共重合体とすることに
よって、解消することを見出して本発明を完成させた。(B) Configuration of the Invention [Means for Solving the Problems] The present inventors have diligently studied means for solving the above-mentioned problems, and the above-mentioned problems have been solved by two types of acrylics comprising ammonium acrylate and other acrylates. The present inventors have found that the problem is solved by copolymerizing an acid salt with acrylamide to form an acrylamide copolymer, and completed the present invention.
即ち、本発明は、下記繰り返し単位を有し、B型粘度
計(回転数12rpm:ローター3:温度25℃)で測定した1%
の水溶液の粘度が500cps以上であることを特徴とするア
クリルアミド共重合体ならびに該共重合体からなる抄紙
用粘剤および凝集脱水剤に関するものである。That is, the present invention has the following repeating unit, and is 1% as measured with a B-type viscometer (rotation speed 12 rpm: rotor 3: temperature 25 ° C.).
The present invention relates to an acrylamide copolymer characterized by having an aqueous solution having a viscosity of 500 cps or more, and a papermaking adhesive and a coagulating dehydrating agent comprising the copolymer.
ApBqCr ただし、Aはアクリルアミド又はアクリルアミドを主
成分とする単量体単位、Bはアクリル酸アンモニウム単
位、Cはアクリル酸アンモニウム以外のアクリル酸塩単
位であり、pは70〜95mol%、q+rは5〜30mol%(p
+q+r=100)、q:r(モル比)は2〜60:98〜40を示
す。ApBqCr where A is acrylamide or a monomer unit containing acrylamide as a main component, B is an ammonium acrylate unit, C is an acrylate unit other than ammonium acrylate, p is 70 to 95 mol%, and q + r is 5 to 30mol% (p
+ Q + r = 100), and q: r (molar ratio) indicates 2 to 60:98 to 40.
○アクリル酸塩 本発明のアクリルアミド共重合体は、アクリル酸アン
モニウムとその他のアクリル酸塩からなる2種のアクリ
ル酸塩をアクリルアミドと共重合させたものであるが、
アクリル酸アンモニウム以外のアクリル酸塩としては、
ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩、マグネシウ
ム等のアルカリ土類金属塩が挙げられ、本発明において
はアルカリ金属塩が好ましい。即ち、アクリルアミド/
アクリル酸アンモニウム/アクリル酸アルカリ金属塩共
重合体が本発明にとり好ましいものである。○ Acrylate The acrylamide copolymer of the present invention is obtained by copolymerizing two kinds of acrylates composed of ammonium acrylate and other acrylates with acrylamide,
As acrylates other than ammonium acrylate,
Examples thereof include alkali metal salts such as sodium and potassium, and alkaline earth metal salts such as magnesium. In the present invention, alkali metal salts are preferable. That is, acrylamide /
Ammonium acrylate / alkali metal acrylate copolymers are preferred for the present invention.
上記構成からなる共重合体のうち、単量体の構成割合
としては5〜30mol%、好ましくは10〜30mol%、より好
ましくは15〜27mol%のアクリル酸塩を含むアクリルア
ミドを主成分とする単量体を重合させて水溶性アクリル
アミド共重合体としたもので、アクリル酸アンモニウム
がアクリル酸塩全量中2〜6mol%、好ましくは5〜40mo
l%、より好ましくは10〜35mol%含有されているもので
ある。Among the copolymers having the above-mentioned constitution, the proportion of the monomer is 5 to 30 mol%, preferably 10 to 30 mol%, more preferably 15 to 27 mol%. Water-soluble acrylamide copolymer obtained by polymerizing the monomer, wherein ammonium acrylate is 2 to 6 mol%, preferably 5 to 40 mol% of the total amount of the acrylate.
l%, more preferably 10 to 35 mol%.
上記構成の本発明のアクリルアミド共重合体は、その
水溶液粘度を増加させることなく、溶解性および曳糸性
が改良されたものである。The acrylamide copolymer of the present invention having the above constitution has improved solubility and spinnability without increasing its aqueous solution viscosity.
即ち、アクリル酸塩を2種(そのうちの1種はアクリ
ル酸アンモニウム)用いて製造されたアクリルアミド共
重合体は、従来より公知のアクリル酸ナトリウムとアク
リルアミドを重合して得られた重合体と比較して、水溶
液粘度はアクリル酸アンモニウムを添加しない重合体と
同等であるが、その水溶液の曳糸性は非常に優れている
という特長を有するものである。That is, the acrylamide copolymer produced using two kinds of acrylates (one of them is ammonium acrylate) is compared with a conventionally known polymer obtained by polymerizing sodium acrylate and acrylamide. Thus, the viscosity of the aqueous solution is equivalent to that of the polymer to which ammonium acrylate is not added, but the spinning property of the aqueous solution is very excellent.
本発明のアクリルアミド共重合体は、抄紙用粘剤とし
て使用された場合、ウォッシュオフ現象は認められず良
好な紙層を形成し、ドライヤー面での付着傾向もなく紙
切れを引き起こすこともなく、優れた抄紙用粘剤となり
得るものである。When the acrylamide copolymer of the present invention is used as a papermaking adhesive, a good paper layer is formed without a wash-off phenomenon, and the paper does not tend to adhere to the dryer surface and does not cause paper breakage. It can be used as a papermaking adhesive.
また本発明のアクリルアミド共重合体を凝集脱水剤と
して使用した場合、特に製紙用廃水の凝集沈澱テストに
おいて凝集沈澱性に優れていることが判明した。When the acrylamide copolymer of the present invention was used as a coagulation dehydrating agent, it was found that the coagulation sedimentation property was excellent particularly in a coagulation sedimentation test of papermaking wastewater.
従来の知見として、2−アクリルアミド−2−メチル
プロパンスルホン酸塩とアクリルアミドの共重合体が凝
集剤として優秀であり、とくにその曳糸性が長いほど凝
集沈降速度が早いという報告がある(特開昭52−3758
0)。As a conventional finding, there is a report that a copolymer of 2-acrylamide-2-methylpropanesulfonate and acrylamide is excellent as a flocculant, and that the longer the spinnability, the faster the flocculation and sedimentation speed (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-163,837). Showa 52-3758
0).
本発明は安価なアクリル酸アンモニウムを用いること
により同様の性能を有する凝集脱水剤を得たものであ
る。In the present invention, a coagulated dehydrating agent having the same performance is obtained by using inexpensive ammonium acrylate.
尚、単量体中のアクリル酸塩の量が5mol%未満の単量
体を重合して得られた共重合体は、上記効果の程度が少
なく、30mol%を越えたものを重合して得られた共重合
体は、曳糸性は向上するが粘度の上昇を伴う様になる。
又、アクリル酸アンモニウムの量がアクリル酸塩の全量
に対して2mol%未満の場合、曳糸性の向上効果は少な
く、また60mol%を越える場合、曳糸性及び溶解性が低
下する。Incidentally, the copolymer obtained by polymerizing a monomer having an amount of acrylate in the monomer of less than 5 mol% has a small degree of the above effects, and is obtained by polymerizing a monomer having an amount of more than 30 mol%. The copolymer obtained has improved spinnability but is accompanied by an increase in viscosity.
When the amount of ammonium acrylate is less than 2 mol% with respect to the total amount of the acrylate, the effect of improving spinnability is small, and when it exceeds 60 mol%, the spinnability and solubility are reduced.
さらに、本発明のアクリルアミド共重合体としてはコ
ロイド当量値の絶対値が0.7〜4.5meq/gの範囲にある共
重合体が好ましく、より好ましくは1.3〜3.9meq/gの範
囲、特に好ましくは2.0〜3.5meq/gの範囲にあるもので
ある。Further, as the acrylamide copolymer of the present invention, a copolymer having an absolute value of a colloid equivalent value in the range of 0.7 to 4.5 meq / g is preferable, more preferably in the range of 1.3 to 3.9 meq / g, and particularly preferably 2.0. It is in the range of 3.5 meq / g.
又、本発明のアクリルアミド共重合体は、高粘度の水
溶液となり得るという性質を利用して、凝集脱水剤、抄
紙用粘剤、土質改良剤、増粘剤、石油回収剤等として、
特に抄紙用粘剤及び凝集脱水剤として利用されるアクリ
ルアミド重合体の特性を改良したものであり、基本的な
特性として当然に水溶液粘度が一定以上でなければなら
ず、本発明の共重合体としては、B型粘度計(回転数12
rpm:ローター3:温度25℃)で測定した1%水溶液の粘度
が500cps以上の重合体である必要があり、より好ましく
は3000cps以上の重合体である。Further, the acrylamide copolymer of the present invention, utilizing the property that it can be a high-viscosity aqueous solution, as a coagulation dewatering agent, a papermaking adhesive, a soil conditioner, a thickener, a petroleum recovery agent, etc.
In particular, it is an improved acrylamide polymer used as a papermaking adhesive and coagulation dehydrating agent. Is a B-type viscometer (rotation speed 12
The viscosity of a 1% aqueous solution measured with a rotor (rpm: rotor 3: temperature 25 ° C.) must be 500 cps or more, more preferably 3000 cps or more.
粘度はより高いものが、望ましいのであるが、製造の
可能性あるいは容易性の面からおのずから上限は定めら
れてしまうものである。A higher viscosity is desirable, but the upper limit is naturally determined in view of the possibility or ease of production.
○その他の単量体 本発明のアクリルアミド共重合体として、重合体の特
性を低下させない範囲で、必要に応じて、例えばスチレ
ンスルホン酸のナトリウム塩等のアルカリ金属塩又はア
ンモニウム塩、スルホエチルアクリレート等のスルホア
ルキル(メタ)アクリレートのナトリウム塩等のアルカ
リ金属塩又はアンモニウム塩、酢酸ビニル及びN,N−ジ
メチルアクリルアミド等のN−アルキルアクリルアミド
類、アクリル酸メチル等のアクリル酸エステル、メタク
リル酸メチル等のメタクリル酸エステル、さらにはメト
キシエチルアクリレート等からなる水溶性あるいは水不
溶性単量体から選ばれた一種以上の単量体をさらに共重
合させた共重合体を用いることもできる。○ Other monomers As far as the acrylamide copolymer of the present invention does not degrade the properties of the polymer, if necessary, for example, an alkali metal salt such as a sodium salt of styrene sulfonic acid or an ammonium salt, a sulfoethyl acrylate, etc. Alkali metal salts or ammonium salts such as sodium salts of sulfoalkyl (meth) acrylates, N-alkylacrylamides such as vinyl acetate and N, N-dimethylacrylamide, acrylates such as methyl acrylate, methyl methacrylate and the like. A copolymer obtained by further copolymerizing one or more monomers selected from water-soluble or water-insoluble monomers such as methacrylic acid esters and methoxyethyl acrylate can also be used.
○製造方法 本発明のアクリルアミド共重合体は公知の方法により
製造することが出来る。O Production method The acrylamide copolymer of the present invention can be produced by a known method.
例えば重合は水溶液重合、逆相乳化重合、逆相懸濁重
合法等の既知の重合方法が採用できる。只、製品価格を
考慮した場合は水溶液重合法が好ましく、製品価格を度
外視すれば、逆相乳化重合、逆相懸濁重合法等の既知の
重合方法も採用できる。For example, known polymerization methods such as aqueous solution polymerization, reversed-phase emulsion polymerization, and reversed-phase suspension polymerization can be employed for the polymerization. However, when the product price is taken into consideration, the aqueous solution polymerization method is preferable, and if the product price is ignored, known polymerization methods such as reverse-phase emulsion polymerization and reverse-phase suspension polymerization can be employed.
水溶液重合は、水溶液中の単量体の濃度を好ましくは
15重量%以上、より好ましくは17〜40重量%で、既知の
重合触媒、例えばアゾビスアミジノプロパン塩酸塩、ア
ゾビスシアノ吉草酸等のアゾ系触媒、過硫酸塩等の過酸
化物系触媒、さらにはアゾ系触媒あるいは過酸化物系触
媒と亜硫酸塩等の還元剤を併用して、重合開始温度0〜
25℃で通常行なわれる。使用される触媒の量は一般的に
単量体に対してアゾ系では100〜6000ppm、過酸化物系で
は1〜200ppm、併用される還元剤は1〜200ppm程度であ
る。The aqueous solution polymerization preferably reduces the concentration of the monomer in the aqueous solution.
15% by weight or more, more preferably 17 to 40% by weight, known polymerization catalysts such as azo-based catalysts such as azobisamidinopropane hydrochloride and azobiscyanovaleric acid, and peroxide-based catalysts such as persulfate, Using an azo catalyst or a peroxide catalyst together with a reducing agent such as a sulfite, the polymerization initiation temperature is 0 to
Usually performed at 25 ° C. The amount of the catalyst used is generally 100 to 6000 ppm for the azo system, 1 to 200 ppm for the peroxide system, and about 1 to 200 ppm of the reducing agent used in combination with the monomer.
また必要であれば、アルコールアミン、メルカプタ
ン、アミン、尿素及びその誘導体等の連鎖移動剤、硫酸
ソーダ、食塩、ポリエチレングリコール、さらには界面
活性剤等、従来法において必要とされている物質を重合
系に存在させて重合させても良い。If necessary, a chain transfer agent such as alcohol amine, mercaptan, amine, urea and its derivatives, sodium sulfate, sodium chloride, polyethylene glycol, and a surfactant may be used to polymerize substances required in the conventional method. And polymerized.
一般に水溶液重合の場合、75〜95℃のピーク温度に達
するためアクリルアミド成分が一部加水分解を起こし、
アニオン性単位に変換される。そのため得られる重合体
のコロイド当量値は、仕込み組成から予想されるコロイ
ド当量値よりも概ね0.2〜0.8meq/g高くなる。従って、
仕込み時には目標とするコロイド当量値が得られる単量
体組成よりアクリル酸塩の組成を低めに設定しなければ
ならない。又、単量体が上記の様に変換されるので、本
発明における共重合体を構成する単量体の構成割合は、
仕込み時の量を基準としている。Generally, in the case of aqueous polymerization, the acrylamide component partially hydrolyzes to reach a peak temperature of 75 to 95 ° C.,
Converted to anionic units. Therefore, the colloid equivalent value of the obtained polymer is about 0.2 to 0.8 meq / g higher than the colloid equivalent value expected from the charged composition. Therefore,
At the time of charging, the composition of the acrylate must be set lower than the monomer composition that can obtain the target colloid equivalent value. Further, since the monomer is converted as described above, the constituent ratio of the monomer constituting the copolymer in the present invention is:
Based on the amount at the time of preparation.
水溶液重合によれば、多量に水分を含有したゴム状弾
性体から得られるが、これを既知の方法例えばチョッパ
ーを用いて挽き肉状に細分化した後、バンドあるいは回
転乾燥機等の装置で50〜120℃の熱風で固形分85%以上
にまで乾燥させ、さらにロール式粉砕機等の既知の粉砕
機で15メッシュ以下の粉末に粉砕される。According to the aqueous solution polymerization, it is obtained from a rubber-like elastic body containing a large amount of water, and after this is minced into a minced meat shape using a known method, for example, using a chopper, a 50- The powder is dried to a solid content of 85% or more with hot air at 120 ° C., and further pulverized by a known pulverizer such as a roll-type pulverizer into a powder of 15 mesh or less.
乾燥工程以前の段階で、メタノール、エタノール等の
アルコールあるいはまたアセトンで予め脱水した後、乾
燥する方法も採用できる。Prior to the drying step, a method of drying after previously dehydrating with an alcohol such as methanol or ethanol or with acetone may be employed.
○使用方法 本発明のアクリルアミド共重合体を、抄紙用粘剤とし
て使用する場合、通常溶解槽において予め0.03〜0.5%
好ましくは0.05〜0.2%の濃度に溶解しておき、使用す
るにあたっては必要に応じて2〜10倍に希釈して抄紙工
程以前の段階、例えば円網バット等に供給される。その
添加量は通常紙料に対して0.01〜2重量%である。○ Usage method When the acrylamide copolymer of the present invention is used as a papermaking adhesive, it is usually 0.03 to 0.5%
Preferably, it is dissolved in a concentration of 0.05 to 0.2%, and is diluted 2 to 10 times as needed before use and supplied to a stage before the paper making process, for example, a round vat. The addition amount is usually 0.01 to 2% by weight based on the stock.
本発明の抄紙用粘剤はポリエチレンオキサイドや黄蜀
葵等の既知の粘剤と混合使用することも可能である。ま
た、サイズ紙を抄造するに際しても既知の方法が採用で
きる。さらには、ドライヤーからの剥離性を良好にする
ための既知の内添及び外添ドライヤー剥離剤を併用使用
することも可能である。The papermaking adhesive of the present invention can also be used by mixing with known adhesives such as polyethylene oxide and Asahi. In addition, a known method can be employed for paper-making the size paper. Further, it is also possible to use a known internal and external dryer release agent for improving the releasability from the dryer.
抄紙機としては、円網抄紙機、短網抄紙機、長網抄紙
機、フォーマー式抄紙機等の既知の抄紙機に適用でき
る。乾燥機として一般にトイレットペーパー、チリ紙、
ティッスペーパー等の家庭紙の抄造の場合、ヤンキード
ライヤーが使用されるが、多筒式ドライヤーが設置され
ている抄紙機でも適用できる。As the paper machine, a known paper machine such as a round paper machine, a short net paper machine, a fourdrinier paper machine, and a former type paper machine can be applied. In general, toilet paper, chili paper,
In the case of making household paper such as tissue paper, a Yankee dryer is used, but the invention can also be applied to a paper machine provided with a multi-cylinder dryer.
また本発明のアクリルアミド共重合体を凝集脱水剤と
して使用する場合一般のアニオン系凝集剤と同様に、単
独で製紙、鉱山、土木、金属、その他各種の製造工程の
廃水処理として使用できる。また下水及びし尿において
も、カチオン・アニオン併用系及び三次処理として適用
できる。When the acrylamide copolymer of the present invention is used as a coagulation dehydrating agent, it can be used alone as a wastewater treatment in papermaking, mining, civil engineering, metal, and other various production processes, like a general anionic coagulant. It can also be applied to sewage and night soil as a combined cation / anion system and tertiary treatment.
本発明のアクリルアミド共重合体は特に曳糸性が長い
という特徴に起因して製紙用廃水の凝集沈澱において優
秀な性能を示すことが判明した。It has been found that the acrylamide copolymer of the present invention exhibits excellent performance in coagulating sedimentation of wastewater for papermaking due to its particularly long spinnability.
[作用] アクリル酸アンモニウムとその他のアクリル酸塩から
なる2種のアクリル酸塩をアクリルアミドと共重合させ
ることにより、アクリルアミド重合体にその重合体が有
していない優れた曳糸性と溶解性を、水溶液粘度を変化
させることなく付与させ得るという作用を奏するもので
ある。[Action] By copolymerizing two kinds of acrylates composed of ammonium acrylate and other acrylates with acrylamide, the acrylamide polymer has excellent spinnability and solubility that the polymer does not have. The effect is that it can be applied without changing the viscosity of the aqueous solution.
[実施例] 以下、比較例ととともに実施例について説明する。[Example] Hereinafter, an example will be described together with a comparative example.
比較例1 ステンレス製デュワービンにアクリルアミド及びアク
リル酸ナトリウムを、83mol%:17mol%の組成で、単量
体濃度25%の水溶液1kgを入れた。水溶液の温度を15℃
に調整した後、窒素を導入し90分間脱気した。触媒とし
てアゾビスアミジノプロパン塩酸塩を、単量体全量に対
して4000ppm添加した。温度上昇開始110分後重合が完結
したので、得られたゲルを取り出し小型のチョッパーで
挽き肉状に処理した後、80℃の熱風乾燥機中で3時間乾
燥させた。得られた固体を粉砕し、その水溶液の粘度、
コロイド当量値、曳糸性および不溶解物量を測定したと
ころ、粘度5650cps、コロイド当量値−3.05meq/g、曳糸
性125mm、不溶解物量1ml以下であった。Comparative Example 1 A stainless steel dewar bin was charged with 1 kg of an aqueous solution of acrylamide and sodium acrylate having a composition of 83 mol%: 17 mol% and a monomer concentration of 25%. 15 ℃ of aqueous solution temperature
Then, nitrogen was introduced and degassed for 90 minutes. Azobisamidinopropane hydrochloride was added as a catalyst in an amount of 4000 ppm based on the total amount of the monomers. The polymerization was completed 110 minutes after the start of the temperature rise. The obtained gel was taken out, processed into ground meat with a small chopper, and dried in a hot air dryer at 80 ° C. for 3 hours. The obtained solid is crushed, and the viscosity of the aqueous solution,
When the colloid equivalent value, spinnability and the amount of insoluble matter were measured, the viscosity was 5650 cps, the colloid equivalent value was −3.05 meq / g, the spinnability was 125 mm, and the amount of insoluble matter was 1 ml or less.
なお、粘度、曳糸性及び不溶解物量の測定は次のよう
に行なった。In addition, the measurement of the viscosity, the spinnability and the amount of insoluble matter was performed as follows.
▽1%粘度測定 粉末4gを400mlの蒸留水で希釈、3時間撹拌した後、2
5℃に温度調節しB型粘度計で回転数12rpm、ローター3
の条件下、測定した。▽ 1% viscosity measurement Dilute 4 g of powder with 400 ml of distilled water, stir for 3 hours,
The temperature was adjusted to 5 ° C and the number of rotation was 12 rpm with a B-type viscometer, rotor
Was measured under the following conditions.
▽曳糸性 粉末2gを400mlの蒸留水で希釈、3時間撹拌した後、2
5℃に温度調節し、容器を5mm/secの速度で降下させる台
上にセットし、さらに支持台に固定した直径10mmのガラ
ス製玉を深さ約20mmの位置まで浸積し、溶解液を5mm/se
cの速度で下降させ糸状に溶解液を曳き延ばし、ガラス
玉の下端が溶解液表面達した時点から糸が切れるまでの
時間T(sec)を測定し、下記式で曳糸性を計算した。▽ Spinnability 2 g of powder was diluted with 400 ml of distilled water and stirred for 3 hours.
Adjust the temperature to 5 ° C, set the vessel on a table that descends at a speed of 5 mm / sec, and immerse a glass ball with a diameter of 10 mm fixed to the support base to a position of about 20 mm in depth. 5mm / se
The solution was lowered at the speed of c and the solution was drawn in a thread form. The time T (sec) from the time when the lower end of the glass ball reached the surface of the solution to the time when the thread was cut was measured, and the spinnability was calculated by the following equation.
曳糸性(mm)=5×T ▽不溶解物量 粉末0.5gを500mlの蒸留水で希釈、3時間撹拌した
後、溶解液全量の直径20cmの83メッシュの篩でろ過、水
洗し篩上に残った不溶解物を集めてシリンダーに取り容
量を測定した。Spinnability (mm) = 5 × T 量 Insolubles 0.5 g of powder was diluted with 500 ml of distilled water, stirred for 3 hours, filtered with a 20-cm diameter 83-mesh sieve, washed with water, and washed on a sieve. The remaining insoluble matter was collected, taken into a cylinder, and the volume was measured.
実施例1〜12、比較例2 仕込み組成を変えた以外は比較例1と同様な方法で重
合を行なった。得られた結果を表−1に比較例1の結果
も含めてまとめた。Examples 1 to 12 and Comparative Example 2 Polymerization was carried out in the same manner as in Comparative Example 1 except that the charged composition was changed. The obtained results are summarized in Table 1 including the results of Comparative Example 1.
比較例3、実施例13〜14 比較例1の仕込み組成、触媒及び調整温度を変えた以
外同様な方法で重合を行なった。触媒は、アゾビスシア
ノ吉草酸ナトリウムを2000ppm、過硫酸アンモニウムを3
5ppm使用した。調整温度は10℃である。得られた結果を
表−2にまとめた。 Comparative Example 3, Examples 13 to 14 Polymerization was carried out in the same manner as in Comparative Example 1, except that the charged composition, the catalyst and the adjustment temperature were changed. The catalyst was 2000 ppm sodium azobiscyanovalerate and 3 ppm ammonium persulfate.
5 ppm was used. The conditioning temperature is 10 ° C. Table 2 summarizes the obtained results.
比較例4 比較例1の単量体濃度、仕込み組成及び触媒を変えた
以外同様な方法で重合を行なった。単量体濃度は27.5重
量%に調製した。触媒は、アゾビスシアノ吉草酸ナトリ
ウムを2000ppm、過硫酸アンモニウムを300ppm使用し
た。得られた結果を表−2にまとめた。Comparative Example 4 Polymerization was carried out in the same manner as in Comparative Example 1 except that the monomer concentration, the charged composition and the catalyst were changed. The monomer concentration was adjusted to 27.5% by weight. As the catalyst, 2000 ppm of sodium azobiscyanovalerate and 300 ppm of ammonium persulfate were used. Table 2 summarizes the obtained results.
使用比較例1、使用実施例1〜5 上記比較例及び実施例で得た重合体を用いて、抄紙用
粘剤としての性能についてカナダ標準ろ水度計でろ水量
を求め、特開昭54−163524号等に記載されている反ろ水
度を算出し効果の程度を確認した。実験は、カナダ標準
ろ水度(JIS−P8121)545mlに、叩解したNBKPの0.3重量
%パルプスラリーに、濃度0.1重量%の上記重合体水溶
液をスラリー中のパルプ量に対して重合体重量で0.05
%,0.15%,0.30%添加し、この時のろ水量(V)をカナ
ダ標準ろ水度計で測定した。反ろ水度は下記式で算出し
た。 Use Comparative Example 1, Use Examples 1 to 5 Using the polymers obtained in the above Comparative Examples and Examples, for the performance as a papermaking adhesive, the free water amount was determined using a Canadian standard freeness meter. The degree of effect was confirmed by calculating the freeness of freeness described in 163524 and the like. The experiment was carried out using 545 ml of Canadian standard freeness (JIS-P8121), 0.3 wt% of the beaten NBKP pulp slurry, and 0.1 wt% of the above polymer aqueous solution at a polymer weight of 0.05 wt% based on the amount of pulp in the slurry.
%, 0.15%, and 0.30%, and the filtrate (V) at this time was measured with a Canadian standard freeness meter. The freeness was calculated by the following equation.
反ろ水度は値が大きいほど抄紙用粘剤としての効果が
大きいことを示す。得られた結果を表−3にまとめた。 The higher the freeness, the greater the effect as a papermaking adhesive. Table 3 summarizes the obtained results.
使用比較例2〜4、使用実施例6〜8 上記比較例及び実施例で得た重合体を用いて、凝集脱
水剤としての性能を次の調整廃水についてテストした。 Use Comparative Examples 2 to 4, Use Examples 6 to 8 Using the polymers obtained in the above Comparative Examples and Examples, the performance as a coagulated dehydrating agent was tested for the following adjusted wastewater.
調整廃水はパルプ廃水(COD380ppm:pH3.70)500mlに
硫酸バンドを所定量添加、攪拌し、飽和石灰水にてpH6
にして得た。この調整廃水に表1及び表2の比較例及び
実施例のポリマーの0.1%水溶液を所定量添加する。ジ
ャーテスターにて120rpm、1分間、攪拌し、フロックを
生成させる。さらに50rpmで攪拌し、生成フロック径を
観察する。攪拌終了後、フロックが水面から5cm沈むま
での時間を測定して、沈降速度を求める。30分静置した
のち上澄水についてCODを測定する。得られた結果を表
−4にまとめた。As a regulated wastewater, a predetermined amount of a sulfuric acid band was added to 500 ml of pulp wastewater (COD 380 ppm: pH 3.70), and the mixture was stirred.
I got it. To this conditioned wastewater, a predetermined amount of a 0.1% aqueous solution of the polymers of Comparative Examples and Examples in Tables 1 and 2 is added. Stir at 120 rpm for 1 minute with a jar tester to generate floc. The mixture is further stirred at 50 rpm, and the resulting floc diameter is observed. After completion of the stirring, the time required for the floc to sink 5 cm from the water surface is measured, and the sedimentation speed is determined. After standing for 30 minutes, the COD of the supernatant water is measured. Table 4 summarizes the obtained results.
アクリル酸アンモニウム、アクリル酸ナトリウム及び
アクリルアミドの共重合物が、調整廃水の凝集沈澱にお
いて沈降時間、濾液の清澄性、CODの低下に優秀な効果
があることがわかる。It can be seen that the copolymer of ammonium acrylate, sodium acrylate and acrylamide has an excellent effect on the settling time, the clarity of the filtrate and the reduction of COD in the coagulation sedimentation of the conditioned wastewater.
(ハ)発明の効果 本発明によれば、曳糸性の高いアクリルアミド重合体
が安価に製造でき、抄紙用粘剤及び凝集脱水剤としての
みならず土質改良剤等の種々の分野の薬剤として幅広い
用途が期待できるものである。 (C) Effects of the Invention According to the present invention, an acrylamide polymer having high spinnability can be produced at a low cost, and is widely used as an agent in various fields such as a soil improver as well as a papermaking adhesive and a coagulating dehydrating agent. Use is expected.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−30505(JP,A) 特開 平2−209906(JP,A) 特開 平2−104796(JP,A) 特開 昭63−183907(JP,A) 特開 昭62−89714(JP,A) 特開 昭60−161410(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-30505 (JP, A) JP-A-2-209906 (JP, A) JP-A-2-104796 (JP, A) JP-A-63-30 183907 (JP, A) JP-A-62-89714 (JP, A) JP-A-60-161410 (JP, A)
Claims (3)
転数12rpm:ローター3:温度25℃)で測定した1%の水溶
液の粘度が500cps以上であることを特徴とするアクリル
アミド共重合体。 ApBqCr ただし、Aはアクリルアミド又はアクリルアミドを主成
分とする単量体単位、Bはアクリル酸アンモニウム単
位、Cはアクリル酸アンモニウム以外のアクリル酸塩単
位であり、pは70〜95mol%、q+rは5〜30mol%(p
+q+r=100)、q:r(モル比)は2〜60:98〜40を示
す。1. Acrylamide copolymer having the following repeating unit, wherein the viscosity of a 1% aqueous solution measured by a B-type viscometer (rotation speed 12 rpm: rotor 3: temperature 25 ° C.) is 500 cps or more. Coalescing. ApBqCr where A is acrylamide or a monomer unit containing acrylamide as a main component, B is an ammonium acrylate unit, C is an acrylate unit other than ammonium acrylate, p is 70 to 95 mol%, and q + r is 5 to 30mol% (p
+ Q + r = 100), and q: r (molar ratio) indicates 2 to 60:98 to 40.
からなることを特徴とする抄紙用粘剤。2. A papermaking adhesive comprising the acrylamide copolymer according to claim 1.
からなることを特徴とする凝集脱水剤。3. A coagulated dehydrating agent comprising the acrylamide copolymer according to claim 1.
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