JP2860554B2 - Method for producing cationic acrylamide polymer and use thereof - Google Patents

Method for producing cationic acrylamide polymer and use thereof

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JP2860554B2
JP2860554B2 JP63328902A JP32890288A JP2860554B2 JP 2860554 B2 JP2860554 B2 JP 2860554B2 JP 63328902 A JP63328902 A JP 63328902A JP 32890288 A JP32890288 A JP 32890288A JP 2860554 B2 JP2860554 B2 JP 2860554B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主として紙力増強剤、凝集剤としての用途
があるカチオン性アクリルアミド重合体の製造方法に関
するものであり、さらに具体的にはアクリルアミド系重
合体を高温、短時間でホフマン分解反応を行うことによ
る、カチオン性アクリルアミド系重合体の製造方法に関
する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a cationic acrylamide polymer mainly used as a paper strength enhancer and a flocculant, and more specifically to acrylamide. The present invention relates to a method for producing a cationic acrylamide-based polymer by performing a Hoffman decomposition reaction on a polymer at a high temperature for a short time.

〔従来技術とその課題〕[Conventional technology and its problems]

従来、カチオン性アクリルアミド系重合体(以下アク
リルアミド系重合体を単にポリアクリルアミドと略称す
る)としてホフマン分解ポリアクリルアミド、マンニッ
ヒ化ポリアクリルアミド、及びカチオン性モノマーとア
クリルアミドとの共重合体等があり、紙力増強剤、高分
子凝集剤等各種の用途に使用され、あるいはその使用が
検討されている。
Conventionally, as a cationic acrylamide-based polymer (hereinafter, acrylamide-based polymer is simply referred to as polyacrylamide), there are Hoffman-decomposed polyacrylamide, Mannich-modified polyacrylamide, and a copolymer of a cationic monomer and acrylamide, and the like. It is used for various applications such as an enhancer and a polymer flocculant, or its use is being studied.

上記の中でもホフマン分解ポリアクリルアミドはマン
ニッヒ化ポリアクリルアミド及びカチオン性モノマーと
の共重合体にはない優れた特徴を有しているにもかかわ
らず、水溶液中でそのカチオン性が経時的に消失すると
いう経時劣化の問題があり、幅広く実用されるには至っ
ていない。
Among these, Hoffmann-degraded polyacrylamide has excellent characteristics not found in copolymers with Mannich polyacrylamide and cationic monomers, but its cationicity disappears with time in an aqueous solution. There is a problem of deterioration over time, and it has not been widely used.

従来その点を改善するため種々検討がなされている。
これらの1つとしてポリアクリルアミドのホフマン分解
反応を低温で行うことにより、副反応を抑制して経時劣
化を抑制しようという試みがある。すなわち高分子論文
集第33巻,No6,309〜316ページ,1976年にポリアクリルア
ミドのホフマン分解反応は隣接基の反応促進効果により
低温でもアミノ基への変換は容易に起こることが指摘さ
れており、副反応(加水分解、ラクタム環形成等)、解
重合などを抑えるため、概ね25℃以下の低温で反応を行
うことが、高性能のアミノ化PAMを得る上で望ましいと
いうことが開示されている。同様にポリアクリルアミド
のホフマン分解反応を低温で行うことの優位性について
は特開昭61−200103、特開昭58−152004、特開昭58−10
8206、特開昭57−165404、特開昭55−6556、特開昭52−
152493、特開昭51−122188等にも記載されている。
Conventionally, various studies have been made to improve the point.
As one of these, there is an attempt to suppress the side-effect by suppressing the side reaction by performing the Hoffman decomposition reaction of polyacrylamide at a low temperature. In other words, it was pointed out in the Polymer Papers Vol. 33, No. 6, pp. 309-316, in 1976 that the conversion of polyacrylamide to amino groups easily occurs even at low temperatures due to the reaction promoting effect of adjacent groups. It is disclosed that it is desirable to carry out the reaction at a low temperature of about 25 ° C. or less in order to obtain high-performance aminated PAM in order to suppress side reactions (hydrolysis, lactam ring formation, etc.), depolymerization, etc. I have. Similarly, the superiority of performing the Hoffman decomposition reaction of polyacrylamide at low temperature is described in JP-A-61-200103, JP-A-58-152004, and JP-A-58-10.
8206, JP-A-57-165404, JP-A-55-6556, JP-A-52-165404
152493 and JP-A-51-122188.

しかしながら、本発明者らが検討したところによる
と、ただ単にホフマン分解反応を低温で起っただけでは
経時変化は実用に耐えうる程度には改善されないのであ
る。また別の方法としてホフマン分解反応時に第4アン
モニウム塩等のカチオン性基の導入された水酸基置換化
合物、あるいはN,N−ジアルキル置換ジアミン、グアニ
ジン、ポリアミン等を共存させておき、ホフマン分解反
応の中間体であるイソシアネート基と該物質を反応させ
て、該物質を重合体中に取り込むことにより経時変化を
防止しようとする思想が特開昭62−59602、特開昭61−1
20807、特開昭57−192408、特開昭56−144295、特開昭5
4−145790、特開昭53−109594等に開示されている。し
かしながら、本発明者らによると、このような方法をと
ってしても、満足のいく結果が得られていないのが実状
である。
However, according to studies by the present inventors, mere change of the Hoffman decomposition reaction at a low temperature does not improve the change over time to such an extent that it can be practically used. As another method, a hydroxyl-substituted compound having a cationic group introduced therein such as a quaternary ammonium salt or an N, N-dialkyl-substituted diamine, guanidine, polyamine, or the like during the Hoffman decomposition reaction is allowed to coexist, and an intermediate during the Hoffman decomposition reaction is provided. Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 62-59602 and 61-1 describe the idea of reacting the substance with an isocyanate group which is a substance and preventing the change with time by incorporating the substance into a polymer.
20807, JP-A-57-192408, JP-A-56-144295, JP-A-5
4-145790 and JP-A-53-109594. However, according to the present inventors, it is a fact that satisfactory results have not been obtained even with such a method.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明者らは上記した点に鑑み、ポリアクリルアミド
のホフマン分解反応を詳細に検討した結果、意外なこと
に、従来全く顧みられなかったホフマン分解を特定範囲
の高温で行い、かつ反応時間についても特定範囲の極め
て短時間とすることにより、低温反応で製造されるホフ
マン分解ポリアクリルアミドと同等以上の性質を有する
カチオン性ポリアクリルアミドを製造できることを見い
出し、本発明に至った。
In view of the above, the present inventors have conducted a detailed study of the Hoffman decomposition reaction of polyacrylamide.Unexpectedly, the Hoffman decomposition, which was not neglected at all, was performed at a high temperature in a specific range, and the reaction time was also surprising. It has been found that by setting the specific range to a very short time, it is possible to produce a cationic polyacrylamide having properties equivalent to or higher than that of Hoffman-decomposed polyacrylamide produced by a low-temperature reaction, and have reached the present invention.

すなわち、本発明は、 1.少なくともpH11以上のアルカリ性領域下で、アクリル
アミド系重合体と次亜ハロゲン酸塩とを、65〜100℃の
温度(T)範囲で、且つ以下に規定する時間(t)内に
反応を行うことを特徴とする、カチオン性アクリルアミ
ド系重合体の製造方法、 e15,150/(273+T)×2.5×10-20≦ t(sec)≦e15,150/(273+T)×10-18+30 (Tは反応温度である。) 2.前記1に記載の方法で得られたカチオン性アクリルア
ミド系重合体、 3.反応を行った後、反応液に還元剤を添加することを特
徴とする前記1記載のカチオン性アクリルアミド系重合
体の製造方法、 4.反応を行った後、反応液を50℃以下の低温に冷却する
ことを特徴とする前記1に記載のカチオン性アクリルア
ミド系重合体の製造方法、 5.反応を行った後、反応液をpH4から6の範囲に調整す
ることを特徴とする前記1に記載のカチオン性アクリル
アミド系重合体の製造方法、 6.反応を行った後、反応液をアルコール中に添加して重
合体を析出させることを特徴とする前記1に記載のカチ
オン性アクリルアミド系重合体の製造方法、 7.前記2に記載のカチオン性アクリルアミド系重合体を
主成分とする濾水性向上剤、 8.前記2に記載のカチオン性アクリルアミド系重合体を
主成分とする紙力増強剤、 9.前記2に記載のカチオン性アクリルアミド系重合体を
主成分とする高分子凝集剤、 10.前記2に記載のカチオン性アクリルアミド系重合体
をパルプスラリーに添加することを特徴とする紙力増強
方法、 11.前記2に記載のカチオン性アクリルアミド系重合体
を紙に塗布することを特徴とする紙力増強方法、 12.前記2に記載のカチオン性アクリルアミド系重合体
をアニオン性樹脂と併用して使用することを特徴とする
濾水性向上方法、 13.前記2に記載のカチオン性アクリルアミド系重合体
をアニオン性樹脂と併用して使用することを特徴とする
紙力増強方法、 14.前記2に記載のカチオン性アクリルアミド系重合体
をアニオン性樹脂と併用して使用することを特徴とする
凝集方法、 を各々要旨とする。
That is, the present invention relates to: 1. An acrylamide-based polymer and a hypohalite are reacted at a temperature (T) in the range of 65 to 100 ° C. in an alkaline region of at least pH 11 and at a time (t) specified below. A) a method for producing a cationic acrylamide-based polymer, characterized in that the reaction is carried out in the following manner: e 15,150 / (273 + T) × 2.5 × 10 −20 ≦ t (sec) ≦ e 15,150 / (273 + T) × 10 -18 +30 (T is the reaction temperature) 2. Cationic acrylamide polymer obtained by the method described in 1 above, 3. After the reaction, adding a reducing agent to the reaction solution 4. The method for producing a cationic acrylamide polymer according to the item 1, wherein after performing the reaction, the reaction solution is cooled to a low temperature of 50 ° C. or lower. Production method, 5. After performing the reaction, the reaction solution was adjusted to pH 4-6. The method for producing a cationic acrylamide-based polymer according to the above item 1, wherein the reaction is adjusted to a range. 6. After the reaction, the reaction solution is added to alcohol to precipitate the polymer. 3. The method for producing a cationic acrylamide-based polymer according to 1) above, 7. The drainage improver containing the cationic acrylamide-based polymer as a main component according to 2) above, 8. The cationic acrylamide-based polymer according to 2 above Paper strength enhancer containing a polymer as a main component, 9. Polymer flocculant containing a cationic acrylamide-based polymer as a main component as described in 2 above, 10. Pulp using a cationic acrylamide-based polymer as a above 2 A paper strength enhancing method characterized by adding to the slurry; 11. a paper strength enhancing method characterized by applying the cationic acrylamide-based polymer described in 2 above to paper; 12. a paper strength enhancing method described in 2 above. 13. A method for improving drainage, which comprises using the cationic acrylamide polymer of the above in combination with an anionic resin, 13. using the cationic acrylamide polymer of the above 2 in combination with an anionic resin The paper-strengthening method characterized in that: 14. The aggregation method characterized by using the cationic acrylamide-based polymer described in 2 above in combination with an anionic resin.

そして、本発明により、従来とは異なる全く新しいカ
チオン性ポリアクリルアミドの製造システムが可能とな
り、その製造システムを活用することによりホフマン分
解ポリアクリルアミドの経時劣化問題を回避でき、多方
面に応用展開することが可能になったのである。
According to the present invention, a completely new cationic polyacrylamide production system, which is different from the conventional one, becomes possible. By utilizing the production system, the problem of aging degradation of Hoffman-decomposed polyacrylamide can be avoided, and the invention can be applied to various fields. It became possible.

以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明で使用されるアクリルアミド系重合体(ポリア
クリルアミド)とは、アクリルアミド(またはメタクリ
ルアミド)のホモポリマー、あるいはアクリルアミド
(またはメタクリルアミド)と共重合可能な一種以上の
不飽和単量体との共重合体、更にはでんぷん等の水溶性
重合体へのグラフト共重合体をいう。
The acrylamide-based polymer (polyacrylamide) used in the present invention is a homopolymer of acrylamide (or methacrylamide) or a copolymer of acrylamide (or methacrylamide) with one or more unsaturated monomers copolymerizable therewith. It refers to a polymer, and further, a graft copolymer to a water-soluble polymer such as starch.

共重合可能な単量体としては、親水性単量体、イオン
性単量体、親油性単量体などがあげられ、それらの一種
以上の単量体が適用できる。具体的には親水性単量体と
して、例えばジアセトンアクリルアミド、N,N−ジメチ
ルメタクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、N
−エチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミ
ド、N−プロピルアクリルアミド、N−アクリロイルピ
ロリジン、N−アクリロイルピペリジン、N−アクリロ
イルモルホリン、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒ
ドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタ
クリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、各種の
メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレー
ト、N−ビニル−2−ピロリドン等をあげることができ
る。
Examples of the copolymerizable monomer include a hydrophilic monomer, an ionic monomer, and a lipophilic monomer, and one or more of these monomers can be used. Specifically, as a hydrophilic monomer, for example, diacetone acrylamide, N, N-dimethylmethacrylamide, N-ethylmethacrylamide, N
-Ethylacrylamide, N, N-diethylacrylamide, N-propylacrylamide, N-acryloylpyrrolidine, N-acryloylpiperidine, N-acryloylmorpholine, hydroxyethyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, various methoxy Examples include polyethylene glycol (meth) acrylate, N-vinyl-2-pyrrolidone, and the like.

また、イオン性単量体としては、例えばアクリル酸、
メタクリル酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、
メタリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、2−アクリ
ルアミド−2−フェニルプロパンスルホン酸、2−アク
リルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等の酸及び
それらの塩、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレー
ト、N,N−ジエチルアミノエチルメタクリレート、N,N−
ジメチルアハノエチルアクリレート、N,N−ジメチルア
ミノプロピルメタクリルアミド、N,N−ジメチルアミノ
プロピルアクリルアミド等のアミン及びそれらの塩等を
あげることができる。
Further, as the ionic monomer, for example, acrylic acid,
Methacrylic acid, vinyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid,
Acids such as methallylsulfonic acid, styrenesulfonic acid, 2-acrylamido-2-phenylpropanesulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and salts thereof, N, N-dimethylaminoethyl methacrylate, N, N -Diethylaminoethyl methacrylate, N, N-
Examples include amines such as dimethyl ahanoethyl acrylate, N, N-dimethylaminopropyl methacrylamide, and N, N-dimethylaminopropyl acrylamide, and salts thereof.

また、親油性単量体としては、例えばN,N−ジ−n−
プロピルアクリルアミド、N−n−ブチルアクリルアミ
ド、N−n−ヘキシルアクリルアミド、N−n−ヘキシ
ルメタクリルアミド、N−n−オクチルアクリルアミ
ド、N−n−オクチルメタクリルアミド、N−tert−オ
クチルアクリルアミド、N−ドデシルアクリルアミド、
N−n−ドデシルメタクリルアミド等のN−アルキル
(メタ)アクリルアミド誘導体、N,N−ジグリシジルア
クリルアミド、N,N−ジグリシジルメタクリルアミド、
N−(4−グリシドキシブチル)アクリルアミド、N−
(4−グリシドキシブチル)メタクリルアミド、N−
(5−グリシドキシペンチル)アクリルアミド、N−
(6−グリシドキシヘキシル)アクリルアミド等のN−
(ω−グリシドキシアルキル)(メタ)アクリルアミド
誘導体、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)
アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ラウリル
(メタ)アクリレート,2−エチルヘキシル(メタ)アク
リレート、グリシジル(メタ)アクリレート等の(メ
タ)アクリレート誘導体、メタクリロニトリル、酢酸ビ
ニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、エチレン、プロピ
レン、ブテン等のオレフィン類、スチレン、ジビニルベ
ンゼン、α−メチルスチレン、ブタジエン、イソプレン
等をあげることができる。共重合に供せられる不飽和単
量体の使用量は、不飽和単量体の種類、及びそれらの組
合せにより異なりうるが、概ね0〜50重量%の範囲にあ
る。
As the lipophilic monomer, for example, N, N-di-n-
Propylacrylamide, Nn-butylacrylamide, Nn-hexylacrylamide, Nn-hexylmethacrylamide, Nn-octylacrylamide, Nn-octylmethacrylamide, N-tert-octylacrylamide, N-dodecyl Acrylamide,
N-alkyl (meth) acrylamide derivatives such as Nn-dodecyl methacrylamide, N, N-diglycidyl acrylamide, N, N-diglycidyl methacrylamide,
N- (4-glycidoxybutyl) acrylamide, N-
(4-glycidoxybutyl) methacrylamide, N-
(5-glycidoxypentyl) acrylamide, N-
N- such as (6-glycidoxyhexyl) acrylamide
(Ω-glycidoxyalkyl) (meth) acrylamide derivative, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth)
(Meth) acrylate derivatives such as acrylate, butyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, methacrylonitrile, vinyl acetate, vinyl chloride, vinylidene chloride, ethylene, Examples include olefins such as propylene and butene, styrene, divinylbenzene, α-methylstyrene, butadiene, isoprene and the like. The amount of the unsaturated monomer used for the copolymerization may vary depending on the type of the unsaturated monomer and the combination thereof, but is generally in the range of 0 to 50% by weight.

また、上記した単量体をグラフト共重合する水溶性重
合体として、天然系及び合成系いづれのものも使用でき
る。天然系として各種由来のでんぷん及び酸化でんぷ
ん、カルボキシルでんぷん、ジアルデヒドでんぷん、カ
チオン化でんぷん等の変性物、メチルセルロース、エチ
ルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキ
シエチルセルロース等のセルロース誘導体、アルギン
酸、寒天、ペクチン、カラギーナン、デキストラン、プ
ルラン、コンニャク、アラビヤゴム、カゼイン、ゼラチ
ン等があげられる。合成系としてはポリビニルアルコー
ル、ポリビニルエーテル、ポリビニルピロリドン、ポリ
エチレンイミン、ポリエチレンイミン、ポリエチレング
リコール、ポリプロピレングリコール、ポリマレイン酸
共重合体、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド等があ
げられる。上記した水溶性重合体への前記した単量体の
添加量は水溶性重合体基準で0.1〜10.0倍の範囲であ
る。
As the water-soluble polymer for graft-copolymerizing the above-mentioned monomers, any of a natural polymer and a synthetic polymer can be used. Starch and oxidized starch of various origins as a natural system, carboxyl starch, dialdehyde starch, modified products such as cationized starch, methyl cellulose, ethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, cellulose derivatives such as hydroxyethyl cellulose, alginic acid, agar, pectin, carrageenan, dextran, Pullulan, konjac, gum arabic, casein, gelatin and the like can be mentioned. Examples of the synthetic system include polyvinyl alcohol, polyvinyl ether, polyvinylpyrrolidone, polyethyleneimine, polyethyleneimine, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polymaleic acid copolymer, polyacrylic acid, and polyacrylamide. The amount of the monomer added to the water-soluble polymer is in the range of 0.1 to 10.0 times based on the water-soluble polymer.

次に上記した単量体を重合して、ポリアクリルアミド
を製造するのであるが、重合法としてはラジカル重合が
好ましい。重合溶媒としては水、アルコール、ジメチル
ホルムアミド等の極性溶媒が適用可能であるが、ホフマ
ン分解反応を水溶液中で行うので、水溶液重合が好まし
い。その時の単量体濃度は2〜30重量%、好ましくは5
〜30重量%である。重合開始剤としては水溶性のもので
あれば特に制限はなく、通常単量体水溶液に溶解して使
用される。具体的には過酸化物系では、たとえば過硫酸
アンモニウム、過硫酸カリ、過酸化水素、tert−ブチル
パーオキサイド等があげられる。この場合、単独でも使
用できるが、還元剤と組合せてレドックス系重合剤とし
ても使える。還元剤としては、例えば亜流酸塩、亜硫酸
水素塩、鉄、銅、コバルトなどの低次のイオン化の塩、
N,N,N′,N′−テトラメチルエチレンジアミン等の有機
アミン、更にはアルドース、ケトース等の還元糖などを
あげることができる。
Next, the above-mentioned monomers are polymerized to produce polyacrylamide, and the polymerization method is preferably radical polymerization. As the polymerization solvent, a polar solvent such as water, alcohol, and dimethylformamide can be used. However, since the Hoffman decomposition reaction is performed in an aqueous solution, aqueous polymerization is preferable. At that time, the monomer concentration is 2 to 30% by weight, preferably 5 to 30% by weight.
~ 30% by weight. The polymerization initiator is not particularly limited as long as it is water-soluble, and is usually used after being dissolved in an aqueous monomer solution. Specifically, in the peroxide system, for example, ammonium persulfate, potassium persulfate, hydrogen peroxide, tert-butyl peroxide and the like can be mentioned. In this case, it can be used alone, but can also be used as a redox polymerizer in combination with a reducing agent. As the reducing agent, for example, sulfites, bisulfites, iron, copper, salts of lower ionization such as cobalt,
Organic amines such as N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine, and reducing sugars such as aldose and ketose can be mentioned.

また、アゾ化合物としては、2,2′−アゾビス−2−
アミジノプロパン塩酸塩、2,2′−アゾビス−2,4−ジメ
チルバレロニトリル、4,4′−アゾビス−4−シアノバ
レイン酸及びその塩等を使用することができる。更に、
上記した重合開始剤を2種以上併用することも可能であ
る。また、水溶性重合体にグラフト重合する場合には重
合開始剤として上記した重合開始剤以外に、第2セリウ
ムイオン、第2鉄イオン等の遷移金属イオンを使用する
ことも可能であり、前記した重合開始剤と併用してもよ
い。開始剤の添加量は、単量体に対して0.1〜10重量
%、好ましくは0.2〜8重量%である。また、レドック
ス系の場合には、開始剤に対して還元剤の添加量はモル
基準で0.1〜10.0%、好ましくは0.2〜8.0%である。
As the azo compound, 2,2'-azobis-2-
Amidinopropane hydrochloride, 2,2'-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile, 4,4'-azobis-4-cyanovaleic acid and salts thereof can be used. Furthermore,
Two or more of the above-mentioned polymerization initiators can be used in combination. In addition, when graft-polymerizing a water-soluble polymer, in addition to the above-described polymerization initiator as a polymerization initiator, it is also possible to use a transition metal ion such as ceric ion, ferric ion, and the like. You may use together with a polymerization initiator. The amount of the initiator added is 0.1 to 10% by weight, preferably 0.2 to 8% by weight, based on the monomer. In the case of the redox system, the amount of the reducing agent added is 0.1 to 10.0%, preferably 0.2 to 8.0% on a molar basis relative to the initiator.

重合温度は単一重合開始剤の場合には、より低く概ね
30〜90℃であり、レドックス系重合開始剤の場合にはよ
り低く概ね5〜50℃である。また、重合中同一温度に保
つ必要はなく、重合の進行に伴い適宜変えてよい。一般
に重合の進行に伴い発生する重合熱により昇温する。そ
の時の重合器内の雰囲気は特に限定はないが、重合を速
やかに行わせるには窒素ガスのような不活性ガスで置換
したほうがよい。重合時間は特に限定はないが、概ね1
〜20時間程度である。
The polymerization temperature is lower in the case of a single polymerization initiator and generally lower.
The temperature is 30 to 90 ° C., which is lower in the case of the redox polymerization initiator, and is generally 5 to 50 ° C. Further, it is not necessary to keep the same temperature during the polymerization, and it may be changed as the polymerization proceeds. Generally, the temperature rises due to polymerization heat generated as the polymerization proceeds. The atmosphere in the polymerization vessel at that time is not particularly limited, but it is preferable to replace the atmosphere with an inert gas such as a nitrogen gas in order to promptly carry out the polymerization. The polymerization time is not particularly limited.
About 20 hours.

次に、上記した方法で製造したポリアクリルアミドの
ホフマン分解反応を行う。その際、原料となるポリアク
リルアミドはその製造を水溶液で行った場合には、その
ままもしくは必要に応じ希釈して反応に供することがで
きる。また、グラフト共重合体の場合、グラフトしない
ポリアクリルアミドも副生するが、通常それは分離しな
いでそのまま反応に供する。
Next, a Hoffman decomposition reaction of the polyacrylamide produced by the above method is performed. In that case, when the production of polyacrylamide as a raw material is carried out with an aqueous solution, the polyacrylamide can be used for the reaction as it is or after dilution as necessary. In the case of a graft copolymer, ungrafted polyacrylamide is also by-produced, but it is usually subjected to the reaction without separation.

ホフマン分解反応はアルカリ性領域下で、つまりアル
カリ性物質の共存下にポリアクリルアミドのアミド基に
次亜ハロゲン酸塩を作用させて行うものであり、次亜ハ
ロゲン酸としては次亜塩素酸、次亜臭素酸、次亜ヨウ素
酸があげられる。次亜塩素酸塩としては、かかる次亜塩
素酸のアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩があげら
れ、具体的には次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリ
ウム、次亜塩素酸リチウム、次亜塩素酸カルシウム、次
亜塩素酸マグネシウム、次亜塩素酸バリウム等がある。
同様にして、次亜臭素酸塩及び次亜ヨウ素酸塩としても
次亜臭素酸及び次亜ヨウ素酸のアルカリ金属またはアル
カリ土類金属塩があげられる。また、アルカリ溶液中に
ハロゲンガスを吹き込んで次亜ハロゲン酸塩を生成させ
ることも可能である。
The Hoffman decomposition reaction is carried out in the alkaline region, that is, by the action of hypohalite on the amide group of polyacrylamide in the coexistence of an alkaline substance, and hypohalous acid is hypochlorous acid or hypobromite. Acid and hypoiodic acid. Examples of the hypochlorite include the alkali metal or alkaline earth metal salts of such hypochlorous acid, and specifically, sodium hypochlorite, potassium hypochlorite, lithium hypochlorite, and hypochlorous acid. There are calcium chlorate, magnesium hypochlorite, barium hypochlorite and the like.
Similarly, hypobromite and hypoiodite include alkali metal or alkaline earth metal hypobromite and hypoiodite. It is also possible to generate a hypohalite by blowing a halogen gas into an alkaline solution.

一方、アルカリ性物質としてはアルカリ金属水酸化
物、アルカリ土類金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩等
があげられ、それらの中でもアルカリ金属水酸化物が好
ましく、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リ
チウム等があげられる。上記した物質のポリアクリルア
ミドに対する添加量は次亜ハロゲン酸では、アミド基に
対して0.05〜2.0モル、好ましくは0.1〜1.5モルであ
り、アルカリ性物質ではアミド基に対して0.05〜4.0モ
ル、好ましくは0.1〜3.0モルである。アルカリ性領域の
範囲すなわちpH範囲は、概ね11〜14の範囲にある。
On the other hand, examples of the alkaline substance include an alkali metal hydroxide, an alkaline earth metal hydroxide, and an alkali metal carbonate. Among them, an alkali metal hydroxide is preferable, and sodium hydroxide, potassium hydroxide, and hydroxide are preferable. Lithium and the like. The amount of the above-mentioned substance added to polyacrylamide is 0.05 to 2.0 mol, preferably 0.1 to 1.5 mol, based on the amide group in hypohalous acid, and 0.05 to 4.0 mol, preferably, 0.1 to 1.5 mol in the alkaline substance. 0.1 to 3.0 mol. The range of the alkaline region, ie, the pH range, is generally in the range of 11-14.

以上の条件下で、ポリアクリルアミドの濃度は概ね0.
1〜17.5重量%程度であるが、反応濃度が高くなると撹
拌が困難になることやゲル化を起こし易くなる点から、
通常は0.1〜10重量%の範囲であることが好ましい。ま
た、反応濃度が1重量%未満の場合反応速度が遅くなる
等の問題があるため、1〜10重量%であることがさらに
好ましい。
Under the above conditions, the concentration of polyacrylamide is approximately 0.
It is about 1 to 17.5% by weight, but when the reaction concentration is high, stirring becomes difficult and gelation is likely to occur.
Usually, it is preferably in the range of 0.1 to 10% by weight. Further, when the reaction concentration is less than 1% by weight, there is a problem that the reaction rate becomes slow, and so it is more preferably 1 to 10% by weight.

一方反応温度は65〜100℃の範囲である。 On the other hand, the reaction temperature ranges from 65 to 100 ° C.

本発明においては、次に上記した温度範囲内でホフマ
ン分解反応を短時間に行うのであるが、反応時間は反応
温度、及び反応溶液中のポリマー濃度に依存して変わり
うるが、例えばポリマー濃度が1〜10重量%程度の場
合、65℃では数分以内、80℃では数十秒以内で十分であ
る。更にポリマー濃度が高くなれば反応時間はより短く
て済む。上記濃度範囲では、反応時間と反応温度との関
係は概略下記2つの関係式で算出されるtに挟まれるt
の範囲内にあればよく、その範囲内で反応を行えば好適
な結果が得られる。
In the present invention, the Hoffman decomposition reaction is performed in a short time within the above-mentioned temperature range.The reaction time may vary depending on the reaction temperature and the polymer concentration in the reaction solution. In the case of about 1 to 10% by weight, it is enough within 65 minutes at 65 ° C and within several tens seconds at 80 ° C. Further, the higher the polymer concentration, the shorter the reaction time. In the above concentration range, the relationship between the reaction time and the reaction temperature is approximately between t calculated by the following two relational expressions.
If the reaction is carried out within the range, a suitable result can be obtained.

上記した条件で製造されるカチオン性ポリアクリルア
ミドはpH2でのコロイド滴定より測定されるカチオン当
量が概ね0〜10.0meq/gの範囲にあり、次亜ハロゲン酸
塩の添加量により該カチオン当量を制御することができ
る。また、反応をアルカリ性領域で行うのでアミド基が
加水分解されてカルボキシル基が副生する。その副生量
はpH10でのコロイド滴定により測定されるアニオン当量
で示され、概ね、0〜10.0meq/gの範囲にある。その副
生量は添加するアルカリ性物質の量により制御可能とな
る。
The cationic polyacrylamide produced under the above conditions has a cation equivalent measured by colloid titration at pH 2 in the range of approximately 0 to 10.0 meq / g, and the cation equivalent is controlled by the amount of hypohalite added. can do. Further, since the reaction is carried out in an alkaline region, the amide group is hydrolyzed and a carboxyl group is by-produced. The by-product amount is indicated by an anion equivalent measured by colloid titration at pH 10, and is generally in a range of 0 to 10.0 meq / g. The amount of the by-product can be controlled by the amount of the added alkaline substance.

次に上記した条件で反応を行った後、本発明において
は、副反応の進行を抑制するために反応を停止すること
が好ましい。ただし、後述するような用途に反応後直ち
に使用する場合には必ずしも反応停止を行わなくともよ
い。
Next, after carrying out the reaction under the above conditions, in the present invention, it is preferable to stop the reaction in order to suppress the progress of the side reaction. However, when used immediately after the reaction for the purpose described below, the reaction need not necessarily be stopped.

反応停止の方法としては、(1)還元剤を添加する、
(2)冷却し低温にする、(3)溶液のpHを酸添加によ
り低下させる、等の方法を単独あるいは組み合わせて用
いることができる。(1)は残存する次亜ハロゲン酸塩
などを還元剤との反応により失活させる方法である。使
用する還元剤としては、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナ
トリウム、マロン酸エチル、チオグリセロール、トリエ
チルアミンなどが挙げられる。還元剤の使用量は通常反
応に使用された次亜ハロゲン酸に対して0.005〜0.15倍
モル、好ましくは0.01〜0.10倍モルである。一般にホフ
マン分解反応の反応終了時には未反応の次亜ハロゲン酸
塩等の活性塩素を有する化合物が残存している。かかる
反応溶液を紙力剤として用いると抄紙機の錆を引き起こ
す要因ともなるため、通常は還元剤を用いて活性塩素を
失活させる。しかしながら、次亜ハロゲン酸塩はポリマ
ーのアクリルアミド単位モル数に対して当モル以下で反
応を行い、かつ高温度で反応を行うと反応終了時には未
反応の次亜ハロゲン酸塩はほとんど残存していない。従
って、このような条件を採用すれば、還元剤を用いて活
性塩素を失活させることなく紙力剤として使用すること
も可能である。(2)は冷却により反応進行を抑える方
法であり、その方法としては、熱交換器を用いて冷却し
たり、冷水で希釈する等の方法がある。冷却時の温度は
通常50℃以下好ましくは45℃以下、更に好ましくは40℃
以下である。下は制限はないが、凍結する温度以上が好
ましい。(3)で、通常pH12〜13のアルカリ性を示す反
応終了時の溶液を、酸を用いてpHを下げることによりホ
フマン分解反応を停止させ、同時に加水分解反応の進行
を抑制する。その時のpHは中性以下であればよく、好ま
しくはpH4〜6の範囲である。pH調整で使用する酸とし
ては、塩酸、硫酸、りん酸、硝酸等の鉱酸、あるいはぎ
酸、酢酸、くえん酸などの有機酸が挙げられる。反応停
止法は(1)〜(3)の中から反応の条件により適宜選
ぶことができ、またそれらの方法を組み合わせてもよ
い。
The reaction can be stopped by (1) adding a reducing agent,
Methods such as (2) cooling to lower the temperature, and (3) lowering the pH of the solution by adding an acid can be used alone or in combination. (1) is a method of inactivating remaining hypohalite and the like by reaction with a reducing agent. Examples of the reducing agent used include sodium sulfite, sodium thiosulfate, ethyl malonate, thioglycerol, triethylamine and the like. The amount of the reducing agent to be used is generally 0.005 to 0.15 times, preferably 0.01 to 0.10 times, the molar amount of the hypohalous acid used in the reaction. Generally, at the end of the Hoffman decomposition reaction, a compound having active chlorine such as unreacted hypohalite remains. If such a reaction solution is used as a paper strengthening agent, it may cause rust in a paper machine. Therefore, a reducing agent is usually used to inactivate active chlorine. However, the hypohalite reacts at an equimolar or less relative to the acrylamide unit mole number of the polymer, and when the reaction is performed at a high temperature, almost no unreacted hypohalite remains at the end of the reaction. . Therefore, if such conditions are adopted, it can be used as a paper strength agent without deactivating active chlorine using a reducing agent. The method (2) is a method of suppressing the progress of the reaction by cooling. Examples of the method include a method of cooling using a heat exchanger and a method of diluting with cold water. The temperature during cooling is usually 50 ° C or less, preferably 45 ° C or less, more preferably 40 ° C.
It is as follows. The lower part is not limited, but is preferably higher than the freezing temperature. In (3), the Huffman degradation reaction is stopped by lowering the pH of the solution at the end of the reaction, which usually shows an alkalinity of pH 12 to 13, using an acid, and at the same time, the progress of the hydrolysis reaction is suppressed. The pH at that time may be neutral or lower, and is preferably in the range of pH 4 to 6. Examples of the acid used for pH adjustment include mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, and nitric acid, and organic acids such as formic acid, acetic acid, and citric acid. The reaction termination method can be appropriately selected from (1) to (3) depending on the reaction conditions, and these methods may be combined.

本発明においては、上記した方法で停止した反応液は
そのままカチオン性ポリアクリルアミドの水溶液として
使用できるし、該水溶液のメタノール等のカチオン性ポ
リアクリルアミドを溶解しない溶媒中に投入して、ポリ
マーを析出させてその後乾燥して粉末状にすることもで
きる。また、以上の方法で得られた該カチオン性ポリア
クリルアミド水溶液をタンク中に保存しておき、必要に
応じ使用することもできる。その時保存しておく温度は
水溶液の凍結しない程度の低温であればよく、好ましく
は10〜15℃である。しかし比較的短期間のうちに使用す
る場合には常温でも保存でき、1カ月程度の保存は可能
である。
In the present invention, the reaction solution stopped by the above method can be used as an aqueous solution of the cationic polyacrylamide as it is, or is poured into a solvent in which the cationic polyacrylamide such as methanol of the aqueous solution is not dissolved to precipitate the polymer. And then dried to form a powder. In addition, the aqueous solution of the cationic polyacrylamide obtained by the above method can be stored in a tank and used as needed. The storage temperature at this time may be a low temperature that does not freeze the aqueous solution, and is preferably 10 to 15 ° C. However, when used within a relatively short period of time, it can be stored at room temperature and can be stored for about one month.

本発明のカチオン性ポリアクリルアミドは、上記した
ごとく、極めて短時間で製造できるため、使用する場所
(プラント)の近くに製造装置を設置するような、オン
サイト化が可能になる。この点が本発明の大きな特徴で
ある。このとき、次亜ハロゲン酸塩の使用量がポリアク
リルアミドのアミド基に対して下回る条件で反応を行わ
しめれば、溶液中に遊離の次亜ハロゲン酸イオンが残存
していないようにすることが出来る。この場合には反応
を停止することなく、パルプスラリーなどに添加するこ
とができる。
As described above, since the cationic polyacrylamide of the present invention can be produced in an extremely short time, on-site operation such as installing a production apparatus near a place (plant) to be used is possible. This is a major feature of the present invention. At this time, if the reaction is carried out under the condition that the amount of hypohalite used is lower than the amide group of polyacrylamide, it is possible to prevent free hypohalous acid ions from remaining in the solution. I can do it. In this case, it can be added to the pulp slurry or the like without stopping the reaction.

本発明により製造されるカチオン性ポリアクリルアミ
ドは通常の水溶性カチオン性ポリマーの使用されている
分野に適用でき、それらの中でも主な用途として紙を抄
造する時使用する薬品及び高分子凝集剤の分野などがあ
げられる。紙薬品の分野では紙の製造工程の種々の分野
でカチオン性重合体は使用されるのであるが、本発明の
方法により製造されるカチオン性ポリアクリルアミドは
パルプを抄紙する工程において使用され、抄紙時の水切
れをよくするための濾水性向上及び紙の機械的強度を増
強する紙力増強などにその添加により大きな効力がもた
らされる。これらは水溶性のアニオン性樹脂を併用する
と更に効果が増す場合がある。このとき使用される水溶
性アニオン性樹脂は、カルボキシル基、スルホン酸基、
リン酸基等のアニオン性の置換基あるいはそれらの塩を
含有する水溶性の樹脂であり、例えばアニオン性アクリ
ルアミド系樹脂、アニオン性ポリビニルアルコール系樹
脂、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチル化
でんぷん、アルギン酸ナトリウム等を挙げることができ
る。
The cationic polyacrylamide produced according to the present invention can be applied to the fields where ordinary water-soluble cationic polymers are used. Among them, the fields of medicine and polymer flocculants used for papermaking are mainly used. And so on. In the field of paper chemicals, cationic polymers are used in various fields of paper manufacturing processes, but the cationic polyacrylamide produced by the method of the present invention is used in the step of making pulp, The addition thereof has a great effect for improving drainage for improving drainage of water, and for enhancing paper strength for enhancing mechanical strength of paper. These may be more effective when combined with a water-soluble anionic resin. The water-soluble anionic resin used at this time is a carboxyl group, a sulfonic acid group,
A water-soluble resin containing an anionic substituent such as a phosphate group or a salt thereof, such as an anionic acrylamide resin, an anionic polyvinyl alcohol resin, carboxymethyl cellulose, carboxymethylated starch, sodium alginate, etc. Can be mentioned.

本発明のカチオン性ポリアクリルアミドを濾水向上剤
の目的で使用する方法は、従来公知の方法に従って行え
ばよい。ただし本発明の方法の特徴は上記のようにして
ポリアクリルアミドと次亜ハロゲン酸塩とを高温・短時
間に反応を行った後、直ちにパルプスラリーに添加する
ところにある。ここで言う「直ちに」とは反応後の水溶
液を配管内より取り出し、外部に移液することなく同一
配管内を輸送してパルプスラリーに添加することを云
う。より具体的には反応後の水溶液を配管内を通して直
接パルプスラリーに添加しても良いし、その間にストッ
クタンクを設けてそこで一時滞留させた後、添加量を調
節して添加してもよい。配管内での反応液の滞留時間
は、反応後の水溶液が劣化しない範囲であればよい。し
かしながら、余り長くすると液を滞留しておく装置・配
管等が大きくなってしまい、本発明の特徴が生かされな
い。従って本発明を好適に実施するには、反応後5時間
以内に添加することが好ましく、より好ましくは1時間
以内であり、更により好ましくは10分以内である。
The method of using the cationic polyacrylamide of the present invention for the purpose of improving drainage may be performed according to a conventionally known method. However, a feature of the method of the present invention is that the polyacrylamide and the hypohalite are reacted at a high temperature for a short time as described above, and then added immediately to the pulp slurry. Here, "immediately" means that the aqueous solution after the reaction is taken out of the pipe, transported in the same pipe without being transferred to the outside, and added to the pulp slurry. More specifically, the aqueous solution after the reaction may be directly added to the pulp slurry through a pipe, or a stock tank may be provided between them to temporarily stay there, and then the amount may be adjusted and added. The residence time of the reaction solution in the pipe may be within a range where the aqueous solution after the reaction does not deteriorate. However, if the length is too long, the size of the apparatus and piping for retaining the liquid becomes large, and the features of the present invention cannot be used. Therefore, in order to carry out the present invention suitably, it is preferable to add within 5 hours after the reaction, more preferably within 1 hour, even more preferably within 10 minutes.

また、その際反応後のカチオン性ポリアクリルアミド
の濃度に応じて水で希釈して添加してもよい。希釈度
は、パルプの種類、抄紙のスピード等により変化しうる
が、添加するときのカチオン性ポリアクリルアミドの濃
度は概ね0.1〜10重量%であり、好ましくは0.5〜5重量
%であり、より好ましくは0.8〜2重量%である。この
とき、本発明のカチオン性ポリアクリルアミドを単独で
使用することもできるが、必要に応じて硫酸バンド、ア
ニオン性樹脂等と併用して抄造を行うことも好ましい。
これらの薬剤の添加順序は任意の順序、あるいは同時に
添加することができる。また、カチオン性ポリアクリル
アミドと水溶性アニオン性樹脂とをpH9以上で混合した
後に添加することもできる。カチオン性ポリアクリルア
ミドと水溶性アニオン性樹脂の添加比率は任意に選ぶこ
とができ、固形分重量の比で100:0〜10:90の範囲にあ
る。その添加量はパルプの乾燥固形分重量に対してそれ
ぞれ0.005〜3重量%、好ましくは0.01〜1重量%の範
囲である。添加場所は湿潤シートが形成される以前であ
ればどこでもよく、通常は抄紙ワイヤー部に近い場所で
添加する方がよい。以上のごとく、本発明においてはホ
フマン分解反応直後の溶液を反応停止を行う、あるいは
反応停止を行うことなくパルプスラリーに添加すること
ができる。いずれの場合にも、溶液を希釈することなく
添加できるが、必要に応じてポリマー固形分0.1〜10%
に水で希釈した後に添加する方が好ましい。
Further, at that time, it may be diluted with water and added depending on the concentration of the cationic polyacrylamide after the reaction. The degree of dilution may vary depending on the type of pulp, the speed of papermaking, etc., but the concentration of the cationic polyacrylamide when added is generally 0.1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight, more preferably Is 0.8 to 2% by weight. At this time, the cationic polyacrylamide of the present invention can be used alone, but if necessary, it is also preferable to carry out papermaking in combination with a sulfate band, an anionic resin or the like.
These agents can be added in any order or simultaneously. Alternatively, the cationic polyacrylamide and the water-soluble anionic resin can be added after mixing at pH 9 or more. The addition ratio of the cationic polyacrylamide and the water-soluble anionic resin can be arbitrarily selected, and is in the range of 100: 0 to 10:90 in terms of the solid content weight. The amount of addition ranges from 0.005 to 3% by weight, preferably from 0.01 to 1% by weight, based on the dry solids weight of the pulp. The adding place may be any place before the wet sheet is formed, and it is usually better to add the place near the papermaking wire part. As described above, in the present invention, the solution immediately after the Hoffman decomposition reaction can be added to the pulp slurry without stopping the reaction or without stopping the reaction. In either case, the solution can be added without diluting, but if necessary, 0.1 to 10% of polymer solids
It is preferable to add after dilution with water.

本発明のカチオン性ポリアクリルアミドを紙力増強剤
の目的で使用する方法は、従来公知の方法に従って行え
ばよい。このとき、本発明のカチオン性ポリアクリルア
ミドを単独で使用することもできるが、必要に応じて硫
酸バンド、アニオン性樹脂等と併用して抄造を行う。こ
れらの薬剤の添加順序は任意の順序、あるいは同時に添
加することができる。また、カチオン性ポリアクリルア
ミドとアニオン性樹脂とをpH9以上で混合した後に添加
することもできる。カチオン性ポリアクリルアミドとア
ニオン性樹脂の添加比率は任意に選ぶことができ、固形
分重量の比で100:0〜10:90の範囲にある。その添加量は
パルプの乾燥固形分重量に対してそれぞれ0.01〜5重量
%、好ましくは0.05〜2重量%である。添加場所は湿潤
シートが形成される以前に添加することもできるが、湿
潤シートが形成された後でも、特に抄き合わせ紙を製造
する場合には、スプレー塗布やロールコーター塗布によ
り添加することも可能である。また、本発明ではポリア
クリルアミドを高温、短時間でホフマン分解反応を行っ
てカチオン性ポリアクリルアミドを製造するのである
が、驚くべきことに、同様の反応を低温、長時間で行っ
て得られるカチオン性ポリアクリルアミドよりも遥かに
優れた紙力能を示すことを本発明者らは見出した。この
理由は必ずしも明かとはなっていないが、反応停止操作
を行うことなく、パルプスラリーなどに添加した場合
に、特に効果が顕著であった点などから、反応中間体で
あるN−クロロ基や、その他の、高温度ゆえに生じる官
能基が直接、あるいは間接的に紙力発現に寄与している
ものと考えられる。従って、反応停止操作を行うことな
く添加することが更に望ましいが、反応停止を行わない
と経時的に劣化を生じるため、その場合は、反応後直ち
に添加することが好ましい。ここで言う「直ちに」とは
反応後の水溶液を配管内より取り出し、外部に移液する
ことなく同一配管内を輸送してパルプスラリーに添加す
ることを云う。より具体的には反応後の水溶液を配管内
を通して直接パルプスラリーに添加しても良いし、その
間にストックタンクを設けてそこで一時滞留させた後、
添加量を調節して添加してもよい。配管内での反応液の
滞留時間は、反応後の水溶液が劣化しない範囲であれば
よい。しかしながら、余り長くすると液を滞留しておく
装置・配管等が大きくなってしまい、本発明の特徴が生
かされない。従って本発明を好適に実施するには、反応
後5時間以内に添加することが好ましく、より好ましく
は1時間以内であり、更により好ましくは10分以内であ
る。また、その際反応後のカチオン性ポリアクリルアミ
ドの濃度に応じて水で希釈して添加してもよい。パルプ
の種類、抄紙のスピード等により変化し、一概には述べ
られないが、添加するときのカチオン性ポリアクリルア
ミドの濃度は概ね0.1〜10重量%であり、好ましくは0.5
〜5重量%であり、より好ましくは、0.8〜2重量%で
ある。
The method of using the cationic polyacrylamide of the present invention for the purpose of a paper strength agent may be performed according to a conventionally known method. At this time, the cationic polyacrylamide of the present invention can be used alone, but if necessary, papermaking is performed in combination with a sulfate band, an anionic resin and the like. These agents can be added in any order or simultaneously. Further, it can be added after mixing the cationic polyacrylamide and the anionic resin at pH 9 or more. The addition ratio of the cationic polyacrylamide and the anionic resin can be arbitrarily selected, and is in the range of 100: 0 to 10:90 in terms of the weight of the solid content. The amount of addition is 0.01 to 5% by weight, preferably 0.05 to 2% by weight, based on the dry solid content of the pulp. The addition site can be added before the wet sheet is formed, but even after the wet sheet is formed, especially when manufacturing a laminated paper, it can be added by spray coating or roll coater coating. It is possible. In the present invention, the polyacrylamide is subjected to a Hoffman decomposition reaction at a high temperature for a short time to produce a cationic polyacrylamide, but surprisingly, the same reaction is carried out at a low temperature for a long time to obtain a cationic polyacrylamide. The present inventors have found that they show much better paper strength than polyacrylamide. The reason for this is not necessarily clear, but when the reaction is added to a pulp slurry or the like without performing a reaction stopping operation, the effect is particularly remarkable. It is considered that other functional groups generated due to the high temperature directly or indirectly contribute to the development of paper strength. Therefore, it is more preferable to add the compound without performing a reaction stopping operation. However, if the reaction is not stopped, deterioration occurs over time. In this case, it is preferable to add the compound immediately after the reaction. Here, "immediately" means that the aqueous solution after the reaction is taken out of the pipe, transported in the same pipe without being transferred to the outside, and added to the pulp slurry. More specifically, the aqueous solution after the reaction may be directly added to the pulp slurry through the pipe, or a stock tank is provided during that time, and temporarily stored there,
The amount may be adjusted and added. The residence time of the reaction solution in the pipe may be within a range where the aqueous solution after the reaction does not deteriorate. However, if the length is too long, the size of the apparatus and piping for retaining the liquid becomes large, and the features of the present invention cannot be used. Therefore, in order to carry out the present invention suitably, it is preferable to add within 5 hours after the reaction, more preferably within 1 hour, even more preferably within 10 minutes. Further, at that time, it may be diluted with water and added depending on the concentration of the cationic polyacrylamide after the reaction. The concentration varies depending on the type of pulp, the speed of papermaking, etc., and is not specified, but the concentration of the cationic polyacrylamide when added is generally 0.1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 10% by weight.
-5% by weight, more preferably 0.8-2% by weight.

上記のような方法で製造した紙は、紙力強度、具体的
には破裂強度、Z軸強度、圧縮強度等に優れている。従
って、本発明の方法を適用すれば、段ボールや新聞紙等
のような原料に古紙の占める割合の高いものに使用する
と非常に効果が大きく、紙力強度の高い紙の製造が可能
になる。また、段ボール紙や新聞紙に限らず、強度が求
められる紙に本発明を適用することにより、優れた紙力
強度をもつ紙を製造することが可能になる。
The paper manufactured by the above method is excellent in paper strength, specifically, burst strength, Z-axis strength, compressive strength, and the like. Therefore, when the method of the present invention is applied, when used for a material such as corrugated cardboard or newsprint in which waste paper occupies a high proportion, the effect is very large, and paper with high paper strength can be produced. Further, by applying the present invention not only to corrugated paper and newsprint but also to paper requiring strength, it becomes possible to produce paper having excellent paper strength.

一方、高分子凝集剤の分野では本発明の方法により製
造されるカチオン性ポリアクリルアミドは各種廃水の中
でも特に生活廃水として排出されるし尿・汚水、活性汚
泥等生物的処理より排出される余剰汚泥などの有機性懸
濁物の凝集・脱水に有効となる。本発明の高分子凝集剤
の使用方法としては、排水などの凝集用に使用する場合
には、添加量は、排水に対し固形分で0.01〜1,000ppm、
好ましくは0.1〜100ppmであり、凝集沈降方法または加
圧浮上方法のいずれにも適用できる。また凝集沈澱物、
汚泥などの脱水剤として使用する場合の添加量は汚泥な
どの乾燥固形分に対して固形分で0.01〜50重量%、好ま
しくは0.2〜10重量%であり、添加方法は通常凝集槽中
の沈澱物、汚泥等に高分子凝集剤水溶液を添加撹拌し、
または配管中で両者を直接混合し、凝集フロックを形成
させ、濾過脱水を行う。脱水方法としては真空脱水、デ
カンター等を用いる遠心脱水、毛細管脱水、およびスク
リュープレス脱水機、フィルタープレス脱水機、ベルト
プレス脱水機などを用いる加圧脱水などが適用できる。
On the other hand, in the field of polymer flocculants, the cationic polyacrylamide produced by the method of the present invention is discharged as domestic wastewater among various wastewaters, especially human waste / sewage, excess sludge discharged from biological treatment such as activated sludge, and the like. This is effective for coagulation and dehydration of organic suspensions. As a method of using the polymer coagulant of the present invention, when used for coagulation of wastewater or the like, the amount of addition is 0.01 to 1,000 ppm in solids with respect to the wastewater,
Preferably it is 0.1 to 100 ppm, and it can be applied to either the coagulation sedimentation method or the pressure flotation method. Also aggregated sediment,
When used as a dehydrating agent for sludge, the amount of addition is 0.01 to 50% by weight, preferably 0.2 to 10% by weight, based on the dry solid content of sludge, and the addition method is usually the precipitation in a coagulation tank. Add the polymer flocculant aqueous solution to the material, sludge, etc., stir,
Alternatively, the two are directly mixed in a pipe to form flocculated floc, and then filtered and dewatered. As a dehydration method, vacuum dehydration, centrifugal dehydration using a decanter or the like, capillary dehydration, pressure dehydration using a screw press dehydrator, a filter press dehydrator, a belt press dehydrator, or the like can be applied.

さらに上記した用途以外にも水性塗料、水性フィル
ム、マイクロカプセル、石油採掘及び回収用薬剤、接着
剤、繊維処理剤、染色加工助剤、顔料分散剤など多方面
に応用できる。
Further, in addition to the above-mentioned uses, the present invention can be applied to various fields such as water-based paints, water-based films, microcapsules, petroleum mining and recovery agents, adhesives, fiber treatment agents, dyeing processing aids, and pigment dispersants.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明の方法により得られたカチオン性ポリアクリル
アミドは単に短時間で得られたと云うだけでなく、種々
のに産業上の利用分野において適用する場合、それ自体
優れた作用効果を奏するのは、上記したところである
し、また後記する実施例より明らかである。
The cationic polyacrylamide obtained by the method of the present invention is not only obtained in a short period of time, but also exhibits excellent action and effect when applied in various industrial applications. This has been done and is clear from the examples described later.

なお、蛇足であるが、本発明の方法により、特定範囲
の高温で短時間反応で品質的にも極めて優れたカチオン
性ポリアクリルアミドを製造できるので、下記の効果を
も有することは云うまでも無い。
Although it is a bellows, the method of the present invention can produce a cationic polyacrylamide which is extremely excellent in quality in a short time reaction at a high temperature within a specific range, so that it is needless to say that the method has the following effects. .

(1)反応時間が極めて短いので反応装置を軽量小型化
できる。
(1) Since the reaction time is extremely short, the weight of the reaction apparatus can be reduced.

(2)反応装置を小型化できるので、カチオン性ポリア
クリルアミドを使用する現場に反応装置を設置でき、反
応のオンサイト化が可能となる。
(2) Since the reaction apparatus can be miniaturized, the reaction apparatus can be installed at a site where cationic polyacrylamide is used, and the reaction can be performed on-site.

(3)反応液組成を変えるだけで、短時間のうちにカチ
オン性の程度を変えたカチオン性ポリアクリルアミドを
製造できる。
(3) By simply changing the composition of the reaction solution, a cationic polyacrylamide having a changed degree of cationicity can be produced in a short time.

(4)さらに、紙力強度の優れた紙自体を製造すること
もできる。
(4) Further, paper itself having excellent paper strength can be manufactured.

〔実施例〕〔Example〕

以下に実施例で本発明を説明する。なお以下において
%は特に断わらない限り重量%を意味するものとする。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples. In the following,% means weight% unless otherwise specified.

製造例1 撹拌機、還流冷却器、温度計及び窒素ガス導入管を備
え付けた11の4ツ口フラスコに、40%のアクリルアミド
水溶液69.3g、蒸留水221.9g及びイソプロピルアルコー
ル6.5gを入れ、撹拌下に窒素ガスで内部を置換しながら
45℃まで加熱した。次いで10%過硫酸アンモニウム水溶
液0.34g、10%亜硫酸水素ナトリウム水溶液0.062gを加
えると直ちに重合反応が始まり、液温は65℃まで上昇し
た。その後65℃で2時間保温して、重合体成分10%、25
℃におけるブルックフィールド粘度が5,500cpsのポリア
クリルアミド(PAM)水溶液を得た。
Production Example 1 69.3 g of a 40% aqueous acrylamide solution, 221.9 g of distilled water and 6.5 g of isopropyl alcohol were placed in an 11 four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen gas inlet tube, and stirred. While replacing the inside with nitrogen gas
Heated to 45 ° C. Then, when 0.34 g of a 10% aqueous ammonium persulfate solution and 0.062 g of a 10% aqueous sodium bisulfite solution were added, the polymerization reaction started immediately, and the liquid temperature rose to 65 ° C. Thereafter, the temperature was maintained at 65 ° C. for 2 hours to obtain a polymer component of 10% and 25%.
An aqueous solution of polyacrylamide (PAM) having a Brookfield viscosity of 5,500 cps at ℃ was obtained.

製造例2 40%アクリルアミド水溶液63.9g、N−ビニルピロリ
ドン4.44g、蒸留水229.5g及びイソプロピルアルコール
2.16gを仕込んだ以外は製造例1と同様の方法で、重合
体成分10%、25℃におけるブルックフィールド粘度が4,
800cpsのN−ビニルピロリドン共重合PAM水溶液を得
た。
Production Example 2 40% aqueous solution of acrylamide 63.9 g, N-vinylpyrrolidone 4.44 g, distilled water 229.5 g and isopropyl alcohol
Except for charging 2.16 g, in the same manner as in Production Example 1, polymer component 10%, Brookfield viscosity at 25 ° C. was 4,
An 800 cps N-vinylpyrrolidone copolymerized PAM aqueous solution was obtained.

製造例3 40%アクリルアミド水溶液62.7g、N−アクリロイル
ピロリジン4.91g、蒸留水231.2g及びイソプロピルアル
コール11.8gを仕込んだ以外は製造例1と同様の方法
で、重合体成分10%、25℃におけるブルックフィールド
粘度が3,050cpsのN−アクリロイルピロリジン共重合PA
M水溶液を得た。
Production Example 3 The same procedure as in Production Example 1 was carried out except that 62.7 g of a 40% aqueous solution of acrylamide, 4.91 g of N-acryloylpyrrolidine, 231.2 g of distilled water and 11.8 g of isopropyl alcohol were charged, and the polymer component was 10% and the Brook at 25 ° C. N-acryloylpyrrolidine copolymerized PA having a field viscosity of 3,050 cps
An M aqueous solution was obtained.

製造例4 40%アクリルアミド水溶液70.6g、メタクリルアミド
1.78g、蒸留水225.2g及びイソプロピルアルコール2.51g
を仕込んだ以外は製造例1と同様の方法で、重合体成分
10%、25℃におけるブルックフィールド粘度が7,000cps
のメタクリルアミド共重合PAM水溶液を得た。
Production Example 4 40% aqueous solution of acrylamide 70.6 g, methacrylamide
1.78 g, distilled water 225.2 g and isopropyl alcohol 2.51 g
The polymer component was prepared in the same manner as in Production Example 1 except that
Brookfield viscosity at 10% at 25 ℃ 7,000cps
A methacrylamide copolymerized PAM aqueous solution was obtained.

製造例5 撹拌機、還流冷却器、温度計及び窒素ガス導入管を備
え付けた500mlの4ツ口フラスコに、アクリルアミド10.
2g、スチレン1.67gをジオキサン200mlに溶解後、撹拌下
に窒素ガスで内部を置換しながら70℃まで加熱した。次
いでアゾビスイソブチロニトリルのベンゼン溶液を加
え、70℃で4時間撹拌を続けると溶液は次第に白濁し、
沈澱物を生じた。沈澱物を濾別後蒸留水に溶解し、次い
でメタノールに注いで再沈殿を行った。この重合体成分
10%水溶液の25℃におけるブルックフィールド粘度は、
1,200cpsであった。
Production Example 5 Acrylamide was placed in a 500 ml four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer and a nitrogen gas inlet tube.
After dissolving 2 g and 1.67 g of styrene in 200 ml of dioxane, the mixture was heated to 70 ° C. while stirring and replacing the inside with nitrogen gas. Next, a benzene solution of azobisisobutyronitrile was added, and stirring was continued at 70 ° C. for 4 hours.
A precipitate formed. The precipitate was separated by filtration, dissolved in distilled water, and then poured into methanol for reprecipitation. This polymer component
The Brookfield viscosity of a 10% aqueous solution at 25 ° C is
It was 1,200 cps.

製造例6 撹拌機、還流冷却器、温度計及び窒素ガス導入管を備
え付けた21の4ツ口フラスコに、酸化でんぷん100gを蒸
留水900g中に分散させ、70〜90℃に加熱して十分に溶解
した後、20℃に冷却した。これにアクリルアミド50g、
蒸留水445g、イソプロピロアルコール5.0gを加え、撹拌
下に窒素ガスを30分間反応溶液に吹き込んで十分に系内
を置換した後、硝酸セリウムアンモニウム4.5gの1N−硝
酸水溶液を加え、20℃にて1時間反応を行った。反応終
了後、溶液をNaOHでpH6.5〜7.0に調整した。この重合体
成分10%水溶液の25℃におけるブルックフィールド粘度
は、7,800cpsであった。
Production Example 6 In a 21-neck four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen gas inlet tube, 100 g of oxidized starch was dispersed in 900 g of distilled water, and heated to 70 to 90 ° C. After dissolution, it was cooled to 20 ° C. 50 g of acrylamide,
Distilled water (445 g), isopropyl alcohol (5.0 g) were added, and nitrogen gas was blown into the reaction solution for 30 minutes with stirring to sufficiently replace the system.After that, a 1N aqueous solution of cerium ammonium nitrate (4.5 g) in 1N-nitric acid was added, and the temperature was raised to 20 ° C. For 1 hour. After the completion of the reaction, the solution was adjusted to pH 6.5 to 7.0 with NaOH. The Brookfield viscosity of this 10% aqueous solution of the polymer component at 25 ° C. was 7,800 cps.

実施例1 製造例1〜6で製造したポリアクリルアミド系重合体
水溶液を10倍容量のメタノールを用いて再沈殿を行い、
乾燥処理を行った粉末状ポリアクリルアミド系重合体1.
0gを蒸留水14gに溶解させた。この溶液を80℃に加熱
し、撹拌下12.5%次亜塩素酸ナトリウム溶液1.77g、30
%水酸化ナトリウム溶液0.75g、及び蒸留水2.48gの混合
溶液を一度に加えた。添加後、5秒後に反応混合物から
0.1〜0.2gを過剰の亜硫酸ナトリウムを含んだ水溶液中
にとって反応を停止した後、指示薬としてトルイジンブ
ルーを用いて1/400N−ポリビニルスルホン酸カリウム水
溶液によりコロイド滴定を行い、カチオン化度を求め
た。結果は表Iに示す。
Example 1 The aqueous solution of the polyacrylamide polymer produced in Production Examples 1 to 6 was reprecipitated using 10 times the volume of methanol,
Powdered polyacrylamide-based polymer subjected to drying treatment 1.
0 g was dissolved in 14 g of distilled water. This solution was heated to 80 ° C., and while stirring, 1.77 g of a 12.5% sodium hypochlorite solution, 30
A mixed solution of 0.75 g of a 2% sodium hydroxide solution and 2.48 g of distilled water was added at one time. 5 seconds after the addition, the reaction mixture
After 0.1 to 0.2 g of an aqueous solution containing excess sodium sulfite was added to stop the reaction, colloid titration was performed with a 1 / 400N-potassium polyvinyl sulfonate aqueous solution using toluidine blue as an indicator to determine the degree of cationization. The results are shown in Table I.

実施例2〜3 製造例1〜6で製造したポリアクリルアミド系重合体
について、実施例1と同様の操作を80℃/60秒、65℃/60
秒の反応条件にて行い、各反応条件下でのカチオン化度
を求めた。
Examples 2 to 3 The same operation as in Example 1 was carried out on the polyacrylamide-based polymer produced in Production Examples 1 to 6 at 80 ° C./60 seconds and at 65 ° C./60.
The reaction was performed under the reaction conditions of seconds, and the degree of cationization under each reaction condition was determined.

比較例1〜2 製造例1〜6で製造したポリアクリルアミド系重合体
について、実施例1と同様の操作を20℃/180秒、20℃/7
200秒の反応条件にて行い、各反応条件下でのカチオン
化度を求めた。
Comparative Examples 1-2 For the polyacrylamide-based polymers produced in Production Examples 1-6, the same operation as in Example 1 was performed at 20 ° C / 180 seconds, 20 ° C / 7.
The reaction was performed under the reaction conditions of 200 seconds, and the degree of cationization under each reaction condition was determined.

実施例4〜6 製造例1で製造したポリアクリルアミド系重合体水溶
液を10倍容量のメタノールを用いて再沈殿を行い、乾燥
処理を行った粉末状ポリアクリルアミド系重合体1.0gを
蒸留水14gに溶解させた。この溶液を80℃に保ち、撹拌
下12.5%次亜塩素酸ナトリウム溶液1.77g、30%水酸化
ナトリウム溶液0.75g、及び蒸留水2.48gの混合溶液を一
度に加えた。添加後5、10、60秒後に実施例1〜3と同
様の方法でカチオン化度を求めた。結果を表IIに掲げ
た。
Examples 4 to 6 The aqueous solution of the polyacrylamide polymer produced in Production Example 1 was reprecipitated using 10 times the volume of methanol, and 1.0 g of the dried polyacrylamide polymer was dried and treated with 14 g of distilled water. Dissolved. The solution was kept at 80 ° C., and a mixed solution of 1.77 g of a 12.5% sodium hypochlorite solution, 0.75 g of a 30% sodium hydroxide solution, and 2.48 g of distilled water was added all at once with stirring. 5, 10, and 60 seconds after the addition, the degree of cationization was determined in the same manner as in Examples 1 to 3. The results are listed in Table II.

比較例3〜6 製造例1で製造したポリアクリルアミド系重合体水溶
液を10倍容量のメタノールを用いて再沈殿を行い、乾燥
処理を行った粉末状ポリアクリルアミド系重合体1.0gを
蒸留水14gに溶解させた。この溶液を20℃に保ち、撹拌
下12.5%次亜塩素酸ナトリウム溶液1.77g、30%水酸化
ナトリウム溶液0.75g、及び蒸留水2.48gの混合溶液を一
度に加えた。添加後5、10、60、1,800秒後に実施例1
〜3と同様の方法でカチオン化度を求めた。
Comparative Examples 3 to 6 The aqueous solution of the polyacrylamide-based polymer produced in Production Example 1 was reprecipitated using 10 times the volume of methanol, and 1.0 g of the dried polyacrylamide-based polymer was converted to 14 g of distilled water. Dissolved. This solution was kept at 20 ° C., and a mixed solution of 1.77 g of a 12.5% sodium hypochlorite solution, 0.75 g of a 30% sodium hydroxide solution, and 2.48 g of distilled water was added all at once with stirring. Example 1, 5, 10, 60, 1,800 seconds after addition
The degree of cationization was determined in the same manner as in Examples 1 to 3.

比較例7 製造例1で製造したポリアクリルアミド系重合体水溶
液を10倍容量のメタノールを用いて再沈殿を行い、乾燥
処理を行った粉末状ポリアクリルアミド系重合体1.0gを
蒸留水14gに溶解させた。この溶液を80℃に保ち、撹拌
下12.5%次亜塩素酸ナトリウム溶液1.77g、30%水酸化
ナトリウム溶液0.75g、及び蒸留水2.48gの混合溶液を一
度に加えた。添加後1,800秒後に実施例1〜3と同様の
方法でカチオン化度を求めた。
Comparative Example 7 The aqueous solution of the polyacrylamide polymer produced in Production Example 1 was reprecipitated using 10 times the volume of methanol, and 1.0 g of the dried polyacrylamide polymer was dissolved in 14 g of distilled water. Was. The solution was kept at 80 ° C., and a mixed solution of 1.77 g of a 12.5% sodium hypochlorite solution, 0.75 g of a 30% sodium hydroxide solution, and 2.48 g of distilled water was added all at once with stirring. 1,800 seconds after the addition, the degree of cationization was determined in the same manner as in Examples 1 to 3.

実施例7 製造例1で製造したポリアクリルアミド系重合体水溶
液を10倍容量のメタノールを用いて再沈殿を行い、乾燥
処理を行った粉末状ポリアクリルアミド系重合体1.0gを
蒸留水34gに溶解させた。この溶液を80℃に保ち、撹拌
下、表IIIに示す量の12.5%次亜塩素酸ナトリウム溶液
と30wt%水酸化ナトリウム溶液との混合物(モル比は1:
2、トータルで5gとなるように蒸留水を加えている)を
一度に加えた。添加10秒後に実施例1〜3と同様の方法
でカチオン化度を求めた。また、アニオン化度は1/200N
−メチルグリコールキトサンを所定量加え、pH10におい
て指示薬としてトルイジンブルーを用いた1/400N−ポリ
ビニルスルホン酸カリウム水溶液による逆滴定により求
めた。
Example 7 The aqueous solution of the polyacrylamide-based polymer produced in Production Example 1 was reprecipitated using 10 times the volume of methanol, and 1.0 g of the dried polyacrylamide-based polymer was dissolved in 34 g of distilled water. Was. This solution was kept at 80 ° C., and a mixture of a 12.5% sodium hypochlorite solution and a 30 wt% sodium hydroxide solution (molar ratio: 1: 1) shown in Table III was stirred.
2. Distilled water was added to make the total amount 5g). Ten seconds after the addition, the degree of cationization was determined in the same manner as in Examples 1 to 3. The anionization degree is 1 / 200N
A predetermined amount of methylglycol chitosan was added, and the pH was determined by back titration with a 1/400 N aqueous solution of potassium potassium polyvinylsulfonate using toluidine blue as an indicator.

実施例8 製造例1で製造したポリアクリルアミド系重合体水溶
液を10倍容量のメタノールを用いて再沈殿を行い、乾燥
処理を行った粉末状ポリアクリルアミド系重合体1.0gを
蒸留水34gに溶解させた。この溶液を80℃に保ち、撹拌
下12.5%次亜塩素酸ナトリウム溶液1.77g、及び表IVに
示すようなモル比で30wt%水酸化ナトリウム溶液を加え
た混合液(トータルで5gとなるように蒸留水を加えてい
る)を一度に加えた。添加10秒後に実施例1〜3と同様
の方法でカチオン化度を、及び実施例7と同様の方法で
アニオン化度を求めた。
Example 8 The aqueous solution of the polyacrylamide polymer produced in Production Example 1 was reprecipitated with 10 times the volume of methanol, and 1.0 g of the dried polyacrylamide polymer was dissolved in 34 g of distilled water. Was. This solution was kept at 80 ° C., and a mixture of 1.77 g of a 12.5% sodium hypochlorite solution and 30 wt% sodium hydroxide solution in a molar ratio as shown in Table IV was added under stirring (to a total of 5 g). (Distilled water was added) all at once. Ten seconds after the addition, the degree of cationization was determined in the same manner as in Examples 1 to 3, and the degree of anionization was determined in the same manner as in Example 7.

抄紙例1〜3 表Vに示した反応条件で、反応時のポリマー濃度が2.
5wt%であることを除いては実施例1〜3と同様の方法
でホフマン分解反応を行った溶液をpH4.5に調整後、約1
0倍容量のメタノール中に投じて沈澱物を得た。ガラス
フィルターで沈澱物を濾過した後真空乾燥機により、40
℃、5時間で乾燥を行い、白色の粉末を得た。この粉末
を蒸留水に溶解して1%水溶液としたものをカチオン性
ポリアクリルアミド溶液Aとする。段ボール古紙を叩解
して得られた、カナディアンスタンダードフリーネス
(以下C.S.F.と呼ぶ)480mlの、濃度1.0%のパルプスラ
リーに硫酸バンドを対パルプで0.5%(乾燥重量基準、
以下同じ)となるように添加して、1分間撹拌させた。
ついで市販アニオン性ポリアクリルアミド(ホープロン
3150B、三井東圧化学社製)を対パルプで0.24%添加し
て1分間撹拌した。次いでカチオン性ポリアクリルアミ
ド溶液Aをパルプスラリー中に対パルプで0.16%添加し
た。添加後更に1分間撹拌を続けた。このパルプスラリ
ーの一部をとり、JIS P8121に準じて、C.S.F.を測定
し、残りはTAPPI角型シートマシンで抄紙した。次いで1
10℃の送風型乾燥機で2時間乾燥し、坪量が125±3g/m2
の手抄き紙を得た。手抄き紙の評価に関しては、JIS P8
112に準じて[比破裂強度]を、[Z軸強度]は熊谷理
機製インターナルボンドテスターにて測定を行った。結
果を表Vに示した。
Papermaking Examples 1-3 Under the reaction conditions shown in Table V, the polymer concentration during the reaction was 2.
After adjusting the pH of the solution subjected to the Huffman decomposition reaction to pH 4.5 by the same method as in Examples 1 to 3 except that
Poured into 0 volumes of methanol to give a precipitate. The precipitate was filtered through a glass filter and then dried by a vacuum drier.
Drying was performed at 5 ° C. for 5 hours to obtain a white powder. This powder was dissolved in distilled water to form a 1% aqueous solution, which was referred to as a cationic polyacrylamide solution A. 480 ml of Canadian Standard Freeness (hereinafter referred to as CSF) obtained by beating cardboard waste paper, a pulp slurry with a concentration of 1.0% and a sulfuric acid band of 0.5% (based on dry weight,
And the mixture was stirred for 1 minute.
Next, commercially available anionic polyacrylamide (Hopron)
3150B, manufactured by Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.) was added at 0.24% with respect to pulp and stirred for 1 minute. The cationic polyacrylamide solution A was then added to the pulp slurry at 0.16% by pulp. After the addition, stirring was continued for another minute. A part of this pulp slurry was measured for CSF in accordance with JIS P8121, and the rest was made with a TAPPI square sheet machine. Then 1
Dry for 2 hours in a blast dryer at 10 ° C, weighing 125 ± 3g / m2
Hand-made paper was obtained. For evaluation of handmade paper, see JIS P8
[Specific burst strength] and [Z-axis strength] were measured with an internal bond tester manufactured by Kumagai Riki according to 112. The results are shown in Table V.

抄紙比較例1 反応を20℃、180秒で行うことを除いては抄紙紙1〜
3と同様の方法で抄紙実験を行い、坪量が125±3g/m2の
手抄き紙を得た。CSF、比破裂強度、Z軸強度なども抄
紙例1〜3と同様の方法で測定を行った。
Papermaking Comparative Example 1 Except that the reaction was carried out at 20 ° C. for 180 seconds,
A papermaking experiment was performed in the same manner as in Example 3 to obtain a handmade paper having a basis weight of 125 ± 3 g / m2. CSF, specific burst strength, Z-axis strength, and the like were measured in the same manner as in Papermaking Examples 1 to 3.

抄紙比較例2 反応を20℃、7200秒で行うことを除いては抄紙例1〜
3と同様の方法で抄紙実験を行い、坪量が125±3g/m2の
手抄き紙を得た。CSF、比破裂強度、Z軸強度なども抄
紙例1〜3と同様の方法で測定を行った。
Papermaking Comparative Example 2 Papermaking Examples 1 to 7 except that the reaction was carried out at 20 ° C. for 7200 seconds.
A papermaking experiment was performed in the same manner as in Example 3 to obtain a handmade paper having a basis weight of 125 ± 3 g / m2. CSF, specific burst strength, Z-axis strength, and the like were measured in the same manner as in Papermaking Examples 1 to 3.

これらを表Vにまとめて示した。 These are summarized in Table V.

凝集実験例1 製造例1で製造したポリアクリルアミド系重合体水溶
液(固形分濃度10wt%)10g、蒸留水20gを80℃に加熱
し、撹拌下12.5%次亜塩素酸ナトリウム溶液5.31g、30
%水酸化ナトリウム溶液2.25g、及び蒸留水2.44gの混合
溶液を一度に加えた。添加後10秒後に212mgの亜硫酸ナ
トリウム水溶液10mlを添加後、濃塩酸を用いてpHを4.5
に調整後、約10倍容量のメタノール中に投じて沈澱物を
得た。ガラスフィルターで沈澱物を濾過した後真空乾燥
機により、40℃、6時間で乾燥を行い、カチオン化度7.
98meq/gの白色の粉末 を得た。この粉末を蒸留水に溶解して1%水溶液とした
ものをカチオン性ポリアクリルアミド溶液Bとする。し
尿混合汚泥(消化汚泥/余剰汚泥=1/3、固形分1.45
%)150mlを300mlのビーカーにとり、カチオン性ポリア
クリルアミド溶液B20mlを添加し1分間撹拌して凝集フ
ロックをブフナーロートで自然濾過(濾過面積100cm2、
濾布60メッシュテトロン)し、重力脱水濾液量を測定し
たところ、10秒後で106ml、20秒後で108ml、30秒後で11
0ml、60秒後で112mlであった。更にこの重力脱水後の凝
集フロックを回転数3000rpmで5分間遠心脱水して得ら
れた脱水ケーキの含水率を測定したところ88%であっ
た。
Agglomeration Experiment Example 1 10 g of the polyacrylamide-based polymer aqueous solution (solid content concentration: 10 wt%) and distilled water (20 g) produced in Production Example 1 were heated to 80 ° C., and stirred and stirred to obtain a 12.5% sodium hypochlorite solution (5.31 g, 30 g).
A mixed solution of 2.25 g of a 2% sodium hydroxide solution and 2.44 g of distilled water was added at one time. Ten seconds after the addition, 10 ml of a 212 mg aqueous sodium sulfite solution was added, and the pH was adjusted to 4.5 with concentrated hydrochloric acid.
After adjusting to, it was poured into about 10 times the volume of methanol to obtain a precipitate. After filtering the precipitate with a glass filter, the precipitate was dried at 40 ° C. for 6 hours using a vacuum drier to obtain a degree of cationization of 7.
98meq / g white powder I got This powder was dissolved in distilled water to form a 1% aqueous solution, which is referred to as a cationic polyacrylamide solution B. Night soil mixed sludge (digested sludge / excess sludge = 1/3, solid content 1.45
%) Into a 300 ml beaker, add 20 ml of the cationic polyacrylamide solution B, stir for 1 minute, and naturally filter the aggregated flocs through a Buchner funnel (filtration area 100 cm2,
Filter cloth 60 mesh tetron), and the amount of the gravity-dehydrated filtrate was measured to be 106 ml after 10 seconds, 108 ml after 20 seconds, and 11 ml after 30 seconds.
0 ml, 112 ml after 60 seconds. The water content of the dewatered cake obtained by centrifugally dewatering the flocculated floc after gravity dehydration at 3,000 rpm for 5 minutes was 88%.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−200103(JP,A) 特開 昭56−24405(JP,A) 特開 昭58−152004(JP,A) 特開 昭60−58404(JP,A) 特開 昭61−120807(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-61-200103 (JP, A) JP-A-56-24405 (JP, A) JP-A-58-152004 (JP, A) JP-A-60-1985 58404 (JP, A) JP-A-61-120807 (JP, A)

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】少なくともpH11以上のアルカリ性領域下
で、アクリルアミド系重合体と次亜ハロゲン酸塩とを、
65〜100℃の温度(T)範囲で、且つ以下に規定する時
間(t)内に反応を行うことを特徴とする、カチオン性
アクリルアミド系重合体の製造方法。 e15,150/(273+T)×2.5×10-20≦ t(sec)≦e15,150/(273+T)×10-18+30 (Tは反応温度である。)
1. An acrylamide polymer and a hypohalite, at least in an alkaline region of pH 11 or more,
A method for producing a cationic acrylamide-based polymer, wherein the reaction is carried out at a temperature (T) in the range of 65 to 100 ° C. and within a time (t) specified below. e 15,150 / (273 + T) × 2.5 × 10 −20 ≦ t (sec) ≦ e 15,150 / (273 + T) × 10 −18 +30 (T is the reaction temperature.)
【請求項2】請求項1に記載の方法で得られたカチオン
性アクリルアミド系重合体。
2. A cationic acrylamide polymer obtained by the method according to claim 1.
【請求項3】反応を行った後、反応液に還元剤を添加す
ることを特徴とする請求項1に記載のカチオン性アクリ
ルアミド系重合体の製造方法。
3. The method for producing a cationic acrylamide-based polymer according to claim 1, wherein a reducing agent is added to the reaction solution after the reaction.
【請求項4】反応を行った後、反応液を50℃以下の低温
に冷却することを特徴とする請求項1に記載のカチオン
性アクリルアミド系重合体の製造方法。
4. The method for producing a cationic acrylamide-based polymer according to claim 1, wherein the reaction solution is cooled to a low temperature of 50 ° C. or less after the reaction.
【請求項5】反応を行った後、反応液をpH4から6の範
囲に調整することを特徴とする請求項1に記載のカチオ
ン性アクリルアミド系重合体の製造方法。
5. The method for producing a cationic acrylamide-based polymer according to claim 1, wherein the reaction solution is adjusted to a pH of 4 to 6 after the reaction.
【請求項6】反応を行った後、反応液をアルコール中に
添加して重合体を析出させることを特徴とする請求項1
に記載のカチオン性アクリルアミド系重合体の製造方
法。
6. The method according to claim 1, wherein after the reaction, the reaction solution is added to alcohol to precipitate a polymer.
3. The method for producing a cationic acrylamide-based polymer described in 1. above.
【請求項7】請求項2に記載のカチオン性アクリルアミ
ド系重合体を主成分とする濾水性向上剤。
7. A drainage improver comprising the cationic acrylamide polymer according to claim 2 as a main component.
【請求項8】請求項2に記載のカチオン性アクリルアミ
ド系重合体を主成分とする紙力増強剤。
8. A paper strength enhancer comprising the cationic acrylamide polymer according to claim 2 as a main component.
【請求項9】請求項2に記載のカチオン性アクリルアミ
ド系重合体を主成分とする高分子凝集剤。
9. A polymer flocculant comprising the cationic acrylamide polymer according to claim 2 as a main component.
【請求項10】請求項2に記載のカチオン性アクリルア
ミド系重合体をパルプスラリーに添加することを特徴と
する紙力増強方法。
10. A paper strength-enhancing method comprising adding the cationic acrylamide-based polymer according to claim 2 to a pulp slurry.
【請求項11】請求項2に記載のカチオン性アクリルア
ミド系重合体を紙に塗布することを特徴とする紙力増強
方法。
11. A method for enhancing paper strength, comprising applying the cationic acrylamide polymer according to claim 2 to paper.
【請求項12】請求項2に記載のカチオン性アクリルア
ミド系重合体をアニオン性樹脂と併用して使用すること
を特徴とする濾水性向上方法。
12. A method for improving drainage, comprising using the cationic acrylamide polymer according to claim 2 in combination with an anionic resin.
【請求項13】請求項2に記載のカチオン性アクリルア
ミド系重合体をアニオン性樹脂と併用して使用すること
を特徴とする紙力増強方法。
13. A method for enhancing paper strength, comprising using the cationic acrylamide polymer according to claim 2 in combination with an anionic resin.
【請求項14】請求項2に記載のカチオン性アクリルア
ミド系重合体をアニオン性樹脂と併用して使用すること
を特徴とする凝集方法。
14. An aggregation method comprising using the cationic acrylamide polymer according to claim 2 in combination with an anionic resin.
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