JP2986855B2 - Cationic polyacrylamide - Google Patents

Cationic polyacrylamide

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JP2986855B2
JP2986855B2 JP2164034A JP16403490A JP2986855B2 JP 2986855 B2 JP2986855 B2 JP 2986855B2 JP 2164034 A JP2164034 A JP 2164034A JP 16403490 A JP16403490 A JP 16403490A JP 2986855 B2 JP2986855 B2 JP 2986855B2
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polyacrylamide
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隆 淀谷
充宏 前浜
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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、濾水向上剤、凝集剤と
しての用途があるカチオン性ポリアクリルアミドに関す
るものであり、具体的に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得られる、カチオン
性ポリアクリルアミドに関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cationic polyacrylamide mainly used as a paper strength enhancer, a drainage improver, and a flocculant, and more specifically, to a polyacrylamide. The high temperature,
The present invention relates to a cationic polyacrylamide obtained by performing a Hoffman decomposition reaction in a short time.

〔従来技術とその問題点〕[Conventional technology and its problems]

近年原料事情の悪化から、パルプ原料に占める故紙の
割合が増える傾向にある。このような状況を反映して、
より紙力強度を発現する紙力増強剤が求められている。
一方、操業面においても生産性を上げるためにはパルプ
の脱水速度を高めることが不可欠であり、いっそう濾水
性を向上させる薬剤が求められている。さらには紙の生
産コストに占める蒸気使用原単位の低減の要請から、乾
燥性を向上させる薬剤の需要も高い。
In recent years, the ratio of waste paper to pulp raw material has tended to increase due to the deterioration of raw material circumstances. Reflecting this situation,
There is a need for a paper strength enhancer that exhibits more paper strength.
On the other hand, it is indispensable to increase the dehydration rate of pulp in order to increase productivity also in operation, and there is a need for a chemical that further improves drainage. Further, there is a high demand for chemicals for improving the drying property due to a demand for reducing the unit of steam used in paper production costs.

ポリアクリルアミドのホフマン分解反応物(以下ホフ
マンPAM)は、ポリマー主鎖に直接結合した1級アミノ
基を有するカチオン性の樹脂であり、従来より紙の製造
工程において濾水向上剤や紙力増強剤として使用されて
きた。ホフマンPAMの特徴は凝集力の強さにあるが、単
に濾水性を向上させるだけではなく、カチオン基である
1級アミノ基の水素結合によって繊維間の強度が向上す
る点が他のカチオン性ポリアクリルアミドにはない優れ
た特長であると言える。
The Hoffman degradation product of polyacrylamide (hereinafter referred to as Hoffman PAM) is a cationic resin having a primary amino group directly bonded to the polymer main chain, and has conventionally been used as a drainage improver or a paper strength enhancer in the paper manufacturing process. Has been used as The characteristic of Hoffman PAM lies in the strength of cohesive strength. However, not only the improvement of drainage but also the improvement of the strength between fibers due to the hydrogen bond of the primary amino group, which is a cationic group, is another type of cationic polymer. It can be said that this is an excellent feature not found in acrylamide.

このような凝集力に優れたホフマンPAMは、製紙工程
あるいは水処理工程において、従来より濾水性向上剤や
歩留り向上剤として使用されてきた。濾水等の性能を更
に上げるためには、ポリマーの分子量を上げることによ
り容易に達成される。しかしながら、ホフマン分解反応
は一般に30℃以下の低温度領域で行ったものが性能的に
優れているといわれており、そのような温度条件下では
高分子量のPAM水溶液の粘性が増大するため、反応液と
の混合が困難となり、反応率を上げることができなかっ
た。また、粘性の増大を回避すべく反応時の濃度を下げ
ると反応性に支障をきたし、目的の変性率のホフマン分
解物を得ることが困難となる等の問題があった。さら
に、PAMのホフマン分解物は常に経時的な劣化を伴う問
題をかかえており、特にこのような高分子量のホフマン
PAMを長期に保存するとゲル化が生じる危険性があり、
一般的に使用されるには至っていない。
Hoffman PAM excellent in such cohesive force has been conventionally used as a drainage improver or a retention improver in a papermaking process or a water treatment process. In order to further improve the performance such as drainage, it is easily achieved by increasing the molecular weight of the polymer. However, it is generally said that the Hoffman decomposition reaction performed in a low temperature range of 30 ° C. or lower has excellent performance.Under such temperature conditions, the viscosity of a high-molecular-weight PAM aqueous solution increases. Mixing with the liquid became difficult, and the reaction rate could not be increased. In addition, if the concentration during the reaction is reduced to avoid an increase in viscosity, there is a problem in that the reactivity is hindered, and it becomes difficult to obtain a Hoffman decomposition product having a desired modification rate. Furthermore, Hoffman degradation products of PAM always have the problem of deterioration over time.
If PAM is stored for a long time, there is a risk of gelation,
It has not been used in general.

〔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従来顧みられなかった高温度条件
で短時間で行うことにより、高分子量のポリアクリルア
ミドのホフマン分解物を良好に得ることができることを
見出し、本発明に至った。また、本発明ではホフマン分
解反応を連続的に抄造現場で行うことが可能になるた
め、保存過程での経時劣化やゲル化などの問題を回避す
ることもできるようになり、濾水性、歩留り性に優れた
製紙用添加剤、あるいは水処理用の凝集剤に有用なカチ
オン性ポリアクリルアミドの製造および利用が可能にな
った。
In view of the above points, the inventors of the present invention can perform a Hoffman decomposition reaction of polyacrylamide in a short time under high-temperature conditions, which have not been conventionally considered, so that a Hoffman decomposition product of high-molecular-weight polyacrylamide can be obtained favorably. And found the present invention. In addition, in the present invention, since the Hoffman decomposition reaction can be continuously performed at the papermaking site, problems such as deterioration with time and gelation during the storage process can be avoided, and drainage and yield can be improved. It has become possible to produce and utilize cationic polyacrylamide useful as a papermaking additive excellent in water resistance or a flocculant for water treatment.

すなわち、次の発明である。 That is, the following invention is provided.

(1)重量平均分子量が50万〜1500万の範囲にあるアク
リルアミド系重合体を、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、以下に規定す
る短い時間(t)内に反応を行って得られるカチオン性
ポリアクリルアミド。
(1) An acrylamide-based polymer having a weight-average molecular weight in the range of 500,000 to 15,000,000 is converted into an acrylamide-based polymer and a hypohalite under an alkaline region of at least pH 11 or higher at a temperature of 65 to 100 ° C. (T) A cationic polyacrylamide obtained by performing the reaction within a short time (t) specified below in the range.

15,150/(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)請求項1記載のカチオン性ポリアクリルアミド
を、反応後直ちにパルプスラリーに添加することを特徴
とする濾水向上方法。
e 15,150 / (273 + T) × 2.5 × 10 −20 ≦ t (sec) ≦ e 15,150 / (273 + T) × 10 −18 +30 (T is a reaction temperature.) (2) The cationic polyacrylamide according to claim 1. Is added to the pulp slurry immediately after the reaction.

(3)請求項1記載のカチオン性ポリアクリルアミド
を、反応後直ちに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。
(3) A method for enhancing paper strength, comprising adding the cationic polyacrylamide according to claim 1 to a pulp slurry immediately after the reaction.

(4)請求項1記載のカチオン性ポリアクリルアミド
を、反応後直ちに懸濁液に添加することを特徴とする水
処理方法。
(4) A water treatment method comprising adding the cationic polyacrylamide according to claim 1 to a suspension immediately after the reaction.

〔発明を実施するための具体的条件〕[Specific conditions for carrying out the invention]

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ホフマンPAM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
んぷんやポリビニルアルコール等の水溶性重合体へのグ
ラフト共重合体を、アクリル性領域下で次亜ハロゲン酸
塩とホフマン分解反応を行ったものをいう。
Hoffman PAM used in the present invention is a homopolymer of acrylamide (or methacrylamide), a copolymer of acrylamide (or methacrylamide) with one or more unsaturated monomers, and further a starch. It refers to a product obtained by subjecting a graft copolymer to a water-soluble polymer such as polyvinyl alcohol or the like to a Hoffman decomposition reaction with a hypohalite under an acrylic region.

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−ジメ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-dimethylacrylamide, N, N-dimethylmethacrylamide,
N-ethylmethacrylamide, N-ethylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-diethylacrylamide, N-propylacrylamide, N-acryloylpyrrolidine, N-acryloylpiperidine, N-
Examples include acryloyl morpholine, hydroxyethyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, various methoxypolyethylene glycol (meth) acrylates, N-vinyl-2-pyrrolidone, and the like.

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、イタコン酸、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−ジメチルアミ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。
Examples of the ionic monomer include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, vinyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid, methallyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, and 2-
Acrylamide-2-phenylpropanesulfonic acid, 2
-Acids such as acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid and salts thereof, N, N-dimethylaminoethyl methacrylate, N, N-diethylaminoethyl methacrylate, N, N-dimethylaminoethyl acrylate, N, N-dimethylaminopropyl Examples thereof include amines such as methacrylamide and N, N-dimethylaminopropylacrylamide, and salts thereof.

親油性単量体としては、例えばアクリロニトリル、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、アクリロニトリル、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一概には
言えないが、概ね0〜50重量%の範囲にある。
As the lipophilic monomer, for example, acrylonitrile, N,
N-di-n-propylacrylamide, Nn-butylacrylamide, Nn-hexylacrylamide, N
-N-hexyl methacrylamide, Nn-octylacrylamide, Nn-octyl methacrylamide, N
N- such as -tert-octylacrylamide, N-dodecylacrylamide, Nn-dodecylmethacrylamide, etc.
Alkyl (meth) acrylamide derivative, N, N-diglycidylacrylamide, N, N-diglycidylmethacrylamide, N- (4-glycidoxybutyl) acrylamide, N- (4-glycidoxybutyl) methacrylamide, N N- (ω-glycidoxyalkyl) (meth) acrylamide derivatives such as-(5-glycidoxypentyl) acrylamide, N- (6-glycidoxyhexyl) acrylamide, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) Acrylate, butyl (meth) acrylate,
(Meth) acrylate derivatives such as lauryl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate and glycidyl (meth) acrylate; olefins such as acrylonitrile, methacrylonitrile, vinyl acetate, vinyl chloride, vinylidene chloride, ethylene, propylene, and butene Styrene, divinylbenzene, α-methylstyrene, butadiene, isoprene and the like.
The amount of the unsaturated monomer used for the copolymerization varies depending on the type of the unsaturated monomer and the combination thereof, and cannot be determined unconditionally, but is generally in the range of 0 to 50% by weight.

本発明では、架橋性単量体を使用することもできる。
架橋性単量体とは分子中に少なくとも二個以上の二重結
合を有する単量体と、N−アルコキシメチル(メタ)ア
クリルアミド誘導体をあげることができる。具体的に前
者の例をあげると、メチレンビスアクリルアミド、ジア
リルアクリルアミド、トリアクリルホルマール、ジアク
リロイルイミド、エチレングリコールアクリレート、エ
チレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコ
ールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタ
クリレート、1,4−ブチレングリコールジメタクリレー
ト、グリセロールジメタクリレートネオペンチルグリコ
ールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリア
クリレート、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート等
を使用できる。
In the present invention, a crosslinkable monomer can also be used.
Examples of the crosslinkable monomer include a monomer having at least two or more double bonds in a molecule and an N-alkoxymethyl (meth) acrylamide derivative. Specific examples of the former include methylenebisacrylamide, diallylacrylamide, triacrylformal, diacryloylimide, ethylene glycol acrylate, ethylene glycol dimethacrylate, propylene glycol diacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, 4-butylene glycol dimethacrylate, glycerol dimethacrylate neopentyl glycol dimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, divinylbenzene, diallyl phthalate and the like can be used.

N−アルコキシメチル(メタ)アクリルアミド誘導体
としては、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミ
ドを含み、例えばN−メチロール(メタ)アクリルアミ
ド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−
エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−n−ブト
キシメチル(メタ)アクリルアミド、N−tert.−ブト
キシメチル(メタ)アクリルアミド等を使用できる。
The N-alkoxymethyl (meth) acrylamide derivatives include N-hydroxymethyl (meth) acrylamide, for example, N-methylol (meth) acrylamide, N-methoxymethyl (meth) acrylamide, N-
Ethoxymethyl (meth) acrylamide, Nn-butoxymethyl (meth) acrylamide, N-tert.-butoxymethyl (meth) acrylamide and the like can be used.

これら使用される架橋剤量は架橋性単量体の種類によ
り異なり一概には言えないが通常0.0001〜20mol%であ
り、好ましくは0.001〜10mol%である。
The amount of the crosslinking agent used varies depending on the type of the crosslinking monomer and cannot be unconditionally determined, but is usually 0.0001 to 20 mol%, preferably 0.001 to 10 mol%.

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
好ましく、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、例えば亜硫酸塩、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 monomers are polymerized to produce polyacrylamide.Radical polymerization is preferable as the polymerization method, and water, alcohol, and a polar solvent such as dimethylformamide can be used as the polymerization solvent. Since the Hoffman decomposition reaction is carried out in an aqueous solution, aqueous polymerization is preferred. At that time, the monomer concentration is 2 to 30% by weight, preferably 5 to
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, lower ionization salts such as cobalt, N,
Organic amines such as 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。
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.

開始剤の添加量は、開始剤の種類や組合せ、重合雰囲
気、重合開始温度、重合濃度などにより決まり特に限定
できないのだが、概ね単量体に対して0.001〜1.0重量
%、好ましくは0.002〜0.8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0.1〜200%、好ましくは0.2〜150%である。
The amount of the initiator to be added is not particularly limited depending on the type and combination of the initiator, the polymerization atmosphere, the polymerization initiation temperature, the polymerization concentration, etc., but is generally 0.001 to 1.0% by weight, preferably 0.002 to 0.8% by weight based on the monomer. % By weight. In the case of the redox system, the amount of the reducing agent added is 0.1 to 200%, preferably 0.2 to 150%, based on the mole of 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く一般に
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 the temperature may be changed as appropriate with the progress of the polymerization. Generally, the temperature is raised by 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. Although the polymerization time is not particularly limited, it is generally 1 to
20 hours.

ポリアクリルアミドの分子量は、重合反応を行う際の
重合開始剤量、重合開始剤温度、重合濃度でコントロー
ルすることが可能である。即ち、用いる単量体の種類や
組合せ等によって、その具体的数値は異なるため一概に
記述することはできないが、重合開始剤量を減らす、
重合開始剤温度を低くする、重合濃度を上げること
により、分子量が高いポリアクリルアミドを得ることが
できる。
The molecular weight of polyacrylamide can be controlled by the amount of the polymerization initiator, the temperature of the polymerization initiator, and the polymerization concentration when performing the polymerization reaction. That is, although the specific numerical values differ depending on the type and combination of the monomers used, they cannot be described unconditionally, but the amount of the polymerization initiator is reduced.
By lowering the polymerization initiator temperature and increasing the polymerization concentration, polyacrylamide having a high molecular weight can be obtained.

上記した方法で製造したポリアクリルアミドの重量平
均分子量は、GPC分析(例えば、Shodex OHpak B−800
シリーズ)により調べることができ、50万〜1500万の範
囲にある。本発明はこの分子量範囲に限定され、好まし
くは50万〜1000万、さらに好ましくは60万〜200万の範
囲にある。
The weight average molecular weight of the polyacrylamide produced by the above method was measured by GPC analysis (for example, Shodex OHpak B-800).
Series) and can range from 500,000 to 15 million. The present invention is limited to this molecular weight range, preferably in the range of 500,000 to 10,000,000, and more preferably in the range of 600,000 to 2,000,000.

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。その時、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
ままホフマン分解反応を行うことができるが、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
共重合体の場合には、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. At that time, when the production of polyacrylamide as a raw material is carried out with an aqueous solution, the Hoffman decomposition reaction can be carried out as it is, but it can be diluted if necessary and provided for the reaction. 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ポリアクリルアミドのアミド基に
次亜ハロゲン酸塩をアルカリ生物質の共存下に作用させ
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、次亜塩素酸の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。同様に次亜臭素酸塩及び次亜ヨウ素酸塩で
も次亜臭素酸塩及び次亜ヨウ素酸塩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。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。その時のpHは概ね11〜14の範囲にある。その時の
ポリアクリルアミドの濃度は概ね0.1〜15重量%である
が、反応濃度が高くなると攪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%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。
The Hoffman decomposition reaction is carried out by allowing a hypohalite to act on an amide group of polyacrylamide in the presence of an alkaline substance. Examples of hypohalous acid include hypochlorous acid, hypobromite, and hypoiodine. Acids. Examples of hypochlorite include metal hypochlorite or alkaline earth metal salts, and specifically, sodium hypochlorite, potassium hypochlorite, lithium hypochlorite, and hypochlorous acid. There are calcium, magnesium hypochlorite, barium hypochlorite and the like. Similarly, hypobromite and hypoiodite include alkali metal or alkaline earth metal salts of hypobromite and hypoiodite. It is also possible to generate a hypohalite by blowing a halogen gas into an alkaline solution. 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, lithium hydroxide and the like can be mentioned. 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 pH at that time is generally in the range of 11-14. The concentration of polyacrylamide at that time is generally 0.1 to 15% by weight, but it is usually in the range of 0.1 to 10% by weight because if the reaction concentration becomes high, stirring becomes difficult and gelation easily occurs. Is preferred. Further, when the reaction concentration is less than 1%, there is a problem that the reaction rate becomes slow. Therefore, the concentration is more preferably 1 to 10% by weight.

また、ホフマン分解反応を行う際にジメチルアミノエ
タノール、ジエチルアミノエタノール、ジメチルアミノ
プロパノール、塩化コリン、ジメチルアミノエタノール
のベンジルクロライド4級化物、ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール等の分子内にアミノ基や
水酸基を有する化合物を共存させて反応させてもよい。
Compounds having an amino group or a hydroxyl group in the molecule such as dimethylaminoethanol, diethylaminoethanol, dimethylaminopropanol, choline chloride, benzyl chloride quaternary product of dimethylaminoethanol, polyethylene glycol, and polypropylene glycol when performing the Hoffman decomposition reaction. May be allowed to coexist to cause the reaction.

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.

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するため一概には言えないが、
例えばポリマー濃度が1重量%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。反応時間
(t)と反応温度(T)との関係は概略下記2つの関係
式で示され、反応時間(t)は下記2つの関係式で挟ま
れる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。
Next, the Hoffman decomposition reaction is performed in a short time within the above-mentioned temperature range.However, the reaction time depends on the reaction temperature and the polymer concentration in the reaction solution, but cannot be said unconditionally.
For example, when the polymer concentration is 1% 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. The relationship between the reaction time (t) and the reaction temperature (T) is roughly represented by the following two relational expressions, and the reaction time (t) may be within the range between the following two relational expressions. A suitable result can be obtained by performing the reaction.

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 amount of by-product 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、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、反応後直ちに使用する場合には反応停止を行わなく
ともよい場合がある。
Next, after carrying out the reaction under the above conditions, it is preferable to stop the reaction in order to suppress the progress of the side reaction. However, when used immediately after the reaction, it may not be necessary to stop the reaction.

反応停止の方法としては、(1)還元剤を添加する、
(2)冷却する、(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等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、
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
器を用いて冷却する、冷水で希釈する等の方法がある。
その時の温度は通常50℃以下好ましくは45℃以下、更に
好ましくは40℃以下である。(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抑制させ、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 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 used is usually 0.005 to 0.15 times the molar amount of hypohalous acid used in the reaction,
Preferably it is 0.01 to 0.10 moles. 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 in an equimolar or less with respect 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,
It can also 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 at that time is usually 50 ° C or lower, preferably 45 ° C or lower, more preferably 40 ° C or lower. In (3), the Huffman decomposition reaction is suppressed by lowering the pH of the solution at the end of the reaction, which usually shows an alkaline pH of 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.

次に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。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。しかし比較的短時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。
Next, the reaction solution stopped by the above method can be used as it is as an aqueous solution of cationic polyacrylamide. 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 that time may be a low temperature that does not freeze the aqueous solution, preferably 10 to 15
° C. However, if it is used within a relatively short 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、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り、有効な紙の
抄造方法へと最適化が可能となった点である。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。従って、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
可能となる。
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) where it is used, becomes possible. This is a major feature of the present invention, and it is possible to optimize an effective papermaking method. 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. Therefore, in this case, it is possible to add 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さす。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、余り長くすると液を
滞留しておく装置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 resides in that polyacrylamide and hypohalite are reacted at a high temperature for a short time and then immediately added to the pulp slurry. The term "immediately" as used herein 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 device for retaining the liquid becomes large, and the features of the present invention cannot be utilized. Therefore, in order to carry out the present invention suitably,
It is preferably added within 5 hours after the reaction, more preferably within 1 hour, and 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。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。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0.00
5〜3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。本発明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. Although it varies depending on the type of pulp, the speed of papermaking, etc., and is not explicitly mentioned, the concentration of the cationic polyacrylamide when added is generally 0.1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 10% by weight.
It is 5% by weight, more preferably 0.8 to 2% by weight. 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. 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 is 0.00% based on the dry solid weight of the pulp.
It is in the range of 5 to 3% by weight, preferably 0.01 to 1% by weight. 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. In the present invention, the pulp slurry can be added to the solution immediately after the Hoffman decomposition reaction without stopping the reaction or without stopping the reaction. In either case, the solution can be added without diluting the solution, but it is preferable to add the solution after diluting it with water to a polymer solid content of 0.1 to 10% as necessary.

以上のような方法で紙を製造することにより、濾水性
が大幅に上がり、パルプの水切れが改善され、生産性の
向上につながる。また、パルプシートの乾燥性も良くな
るため、蒸気使用量が減少することから、生産コストの
低下につながる。
By producing paper by the above method, drainage is greatly increased, drainage of pulp is improved, and productivity is improved. Further, since the drying property of the pulp sheet is improved, the amount of steam used is reduced, leading to a reduction in production cost.

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。
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.

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。
Further, at that time, it may be diluted with water and added depending on the concentration of the cationic polyacrylamide after the reaction. Although it varies depending on the type of pulp, the speed of papermaking, etc., and is not explicitly mentioned, the concentration of the cationic polyacrylamide when added is generally 0.1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 10% by weight.
It is 5% by weight, more preferably 0.8 to 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、廃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。また凝集沈殿物、
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
沈殿物、汚泥等に高分子凝集剤水溶液を添加攪拌し、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 solid content with respect to 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 aggregate sediment,
When used as a dehydrating agent for sludge, the amount added is 0.01 to 50% by weight, preferably 0.2 to 10% by weight, based on the dry solids of sludge, etc. Then, an aqueous solution of a polymer flocculant is added to sludge or the like, and the mixture is stirred or mixed directly in a pipe to form flocculated floc, followed by filtration and dehydration. 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.

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
ミドを製造するため、いくつかの点で従来では達成でき
なかったことが可能になったのである。まず、高分子量
のポリアクリルアミドではホフマン分解反応を行う際に
粘性が高くなるために次亜塩素酸塩との混合が問題とな
るが、本発明による高温反応では粘性が下がるため、低
温度で反応を行った場合よりも混合性が改良され、その
結果ホフマン分解反応率は向上する。
Further, in the present invention, a polyacrylamide is subjected to a Hoffman decomposition reaction at a high temperature for a short time to produce a cationic polyacrylamide, so that it has become possible in some respects that could not be achieved conventionally. First, in the case of high molecular weight polyacrylamide, mixing with hypochlorite becomes a problem because the viscosity becomes high when performing the Hoffman decomposition reaction.However, in the high temperature reaction according to the present invention, the viscosity decreases, so that the reaction is performed at a low temperature. Is improved as compared with the case of carrying out, and as a result, the Hoffman decomposition reaction rate is improved.

ついで、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
優れた紙力能を示す。この理由は必ずしも明かとはなっ
ていないが、特に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、
反応後直ちに添加する必要がある。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
することをさす。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、余り長くすると液を滞留しておく装
置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。
Then, surprisingly, it shows better paper strength than cationic polyacrylamide obtained by performing the same reaction at low temperature for a long time. Although the reason for this is not necessarily clear, the effect is remarkable when added to a pulp slurry or the like without performing a reaction stopping operation, and the reaction intermediate N-chloro group, Other,
It is considered that the functional group generated due to the high temperature directly or indirectly contributes to the development of paper strength. Therefore, it is more desirable to add without performing the reaction stop operation, but if the reaction is not stopped, deterioration occurs over time,
It must be added immediately after the reaction. The term "immediately" as used herein 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 device for retaining the liquid becomes large, and the features of the present invention cannot be utilized. 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.

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.

[実施例] つぎに本発明を実施例により説明するが、本発明は以
下の実施例に必ずしも限定されるものではない。なお%
とあるものは特に限定のない場合はすべて重量%であ
る。
[Examples] Next, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not necessarily limited to the following examples. %
Certain items are by weight unless otherwise specified.

製造例1 攪拌機、還流冷却管、温度計、窒素ガス導入管を備え
た4つ口フラスコに40%アクリルアミド375gと水1,125g
を仕込み、次いで10%硫酸水溶液にてpH4.5に調整し
た。しかる後窒素ガスを吹き込みながら、内温を40℃に
昇温させた。攪拌しながら、10%過硫酸アンモニウム水
溶液および10%亜硫酸水素ナトリウム水溶液を投入して
重合を開始した。その後85℃で保温し、重合開始後3時
間後に水1,500gを投入し、重合反応を完了させたとこ
ろ、不揮発分5.2%、25℃におけるブルックフィールド
粘度457cps、pH4.3の安定なアクリルアミド系重合体水
溶液を得た。このポリマーの重量平均分子量を、液体ク
ロマトグラフィー(Shodex OH−paK B−806+B−805カ
ラム、溶離液:0.05M−KCl)により分析を行ったとこ
ろ、857,000であった。
Production Example 1 In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen gas inlet tube, 375 g of 40% acrylamide and 1,125 g of water were placed.
And then adjusted to pH 4.5 with a 10% aqueous sulfuric acid solution. Thereafter, the internal temperature was raised to 40 ° C. while blowing nitrogen gas. While stirring, a 10% aqueous solution of ammonium persulfate and a 10% aqueous solution of sodium bisulfite were added to initiate polymerization. Thereafter, the temperature was maintained at 85 ° C, and 3 hours after the start of the polymerization, 1,500 g of water was added to complete the polymerization reaction. As a result, a nonvolatile content of 5.2%, a Brookfield viscosity at 25 ° C of 457 cps and a stable acrylamide-based weight of pH 4.3 were obtained. A combined aqueous solution was obtained. The weight average molecular weight of this polymer was analyzed by liquid chromatography (Shodex OH-paK B-806 + B-805 column, eluent: 0.05M-KCl) and found to be 857,000.

製造例2 攪拌機、還流冷却間、温度計、窒素ガス導入管を備え
た4つ口フラスコに40%アクリルアミド375gと水1,625g
を仕込み、次いで10%硫酸水溶液にてpH4.5に調整し
た。しかる後窒素ガスを吹き込みながら、内温を45℃に
昇温させた。攪拌しながら、10%過硫酸アンモニウム水
溶液および10%亜硫酸水素ナトリウム水溶液を投入して
重合を開始した。その後85℃で保温し、重合開始後3時
間後に水1,000gを投入し、重合反応を完了させたとこ
ろ、不揮発分5.1%、25℃におけるブルックフィールド
粘度375cps、pH4.3の安定なアクリルアミド系重合体水
溶液を得た。このポリマーの重量平均分子量を、液体ク
ロマトグラフィー(Shodex OH−paK B−806+B−805カ
ラム、溶離液:0.05M−KCl)により分析を行ったとこ
ろ、650,000であった。
Production Example 2 375 g of 40% acrylamide and 1,625 g of water were placed in a four-necked flask equipped with a stirrer, reflux cooling, a thermometer, and a nitrogen gas inlet tube.
And then adjusted to pH 4.5 with a 10% aqueous sulfuric acid solution. Thereafter, the internal temperature was raised to 45 ° C. while blowing nitrogen gas. While stirring, a 10% aqueous solution of ammonium persulfate and a 10% aqueous solution of sodium bisulfite were added to initiate polymerization. Thereafter, the temperature was maintained at 85 ° C., and 3 hours after the start of the polymerization, 1,000 g of water was added to complete the polymerization reaction. As a result, a nonvolatile content of 5.1%, a Brookfield viscosity at 25 ° C. of 375 cps and a stable acrylamide-based weight of pH 4.3 were obtained. A combined aqueous solution was obtained. The weight average molecular weight of this polymer was analyzed by liquid chromatography (Shodex OH-paK B-806 + B-805 column, eluent: 0.05M-KCl) and found to be 650,000.

製造例3 攪拌機、還流冷却管、温度計、窒素ガス導入管を備え
た4つ口フラスコに40%アクリルアミド375gと水625gを
仕込み、次いで10%硫酸水溶液にてpH4.5に調整した。
しかる後窒素ガスを吹き込みながら、内温を30℃に昇温
させた。攪拌しながら、10%過硫酸アンモニウム水溶液
および10%亜硫酸水素ナトリウム水溶液を投入して重合
を開始した。その後85℃で保温し、重合開始後3時間後
に水2,000gを投入し、重合反応を完了させたところ、不
揮発分5.2%、25℃におけるブルックフィールド粘度957
cps、pH4.3の安定なアクリルアミド系重合体水溶液を得
た。このポリマーの重量平均分子量を、液体クロマトグ
ラフィー(Shodex OH−paK B−806+B−805カラム、溶
媒:0.05M−KCl)により分析を行ったところ、1,057,000
であった。
Production Example 3 A four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen gas inlet tube was charged with 375 g of 40% acrylamide and 625 g of water, and then adjusted to pH 4.5 with a 10% aqueous sulfuric acid solution.
Thereafter, the internal temperature was raised to 30 ° C. while blowing nitrogen gas. While stirring, a 10% aqueous solution of ammonium persulfate and a 10% aqueous solution of sodium bisulfite were added to initiate polymerization. Thereafter, the temperature was maintained at 85 ° C., and 3 hours after the start of the polymerization, 2,000 g of water was added to complete the polymerization reaction. As a result, the nonvolatile content was 5.2%, and the Brookfield viscosity at 25 ° C. was 957.
A stable acrylamide polymer aqueous solution having a cps of pH 4.3 was obtained. The weight average molecular weight of this polymer was analyzed by liquid chromatography (Shodex OH-paK B-806 + B-805 column, solvent: 0.05M-KCl) to find that it was 1,057,000.
Met.

実施例1 製造例1で得られた5.2%ポリアクリルアミド水溶液5
7.7gを500mlのビーカーにとり、80℃に加熱攪拌下、次
亜塩素酸ソーダとNaOHの混合溶液(次亜塩素酸ソーダ濃
度:1.0mol/kg、NaOH濃度:2.0mol/kg)16.9gを一度に加
えて、20秒後に5℃の冷水を225.4gを加えて反応を停止
して1%のカチオン性ポリアクリルアミド溶液(以下ホ
フマンPAM(a))を得た。反応生成物の一部をpH2の水
溶液に取り、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るコロ
イド滴定を行ったところ、カチオン価は4.4meq./gであ
った。以下の試験ではホフマンPAM(a)は、製造後直
ちに使用した。
Example 1 5.2% aqueous solution of polyacrylamide 5 obtained in Production Example 1
Take 7.7 g in a 500 ml beaker, and add 16.9 g of a mixed solution of sodium hypochlorite and NaOH (sodium hypochlorite concentration: 1.0 mol / kg, NaOH concentration: 2.0 mol / kg) once while heating and stirring at 80 ° C. After 20 seconds, 225.4 g of 5 ° C. cold water was added to stop the reaction to obtain a 1% cationic polyacrylamide solution (hereinafter Hoffman PAM (a)). A part of the reaction product is taken in an aqueous solution having a pH of 2 and 1 / toluidine blue is used as an indicator.
Colloid titration with a 400N-potassium polyvinyl sulfonate aqueous solution gave a cation value of 4.4 meq./g. In the following tests, Hoffman PAM (a) was used immediately after production.

実施例2 製造例2で得られた5.1%ポリアクリルアミド水溶液5
8.5gを500mlのビーカーにとり、80℃に加熱攪拌下、次
亜塩素酸ソーダとNaOHの混合溶液(次亜塩素酸ソーダ濃
度:1.0mol/kg、NaOH濃度:2.0mol/kg)16.9gを一度に加
えて、20秒後に5℃の冷水を224.3gを加えて反応を停止
して1%のカチオン性ポリアクリルアミド溶液(以下ホ
フマンPAM(b))を得た。反応生成物の一部をpH2の水
溶液に取り、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るコロ
イド滴定を行ったところ、カチオン価は4.4meq./gであ
った。以下の試験ではホフマンPAM(b)は、製造後直
ちに使用した。
Example 2 5% aqueous solution of 5.1% polyacrylamide obtained in Production Example 2
8.5 g is placed in a 500 ml beaker, and 16.9 g of a mixed solution of sodium hypochlorite and NaOH (sodium hypochlorite concentration: 1.0 mol / kg, NaOH concentration: 2.0 mol / kg) is once heated and stirred at 80 ° C. After 20 seconds, 224.3 g of 5 ° C. cold water was added to stop the reaction to obtain a 1% cationic polyacrylamide solution (hereinafter Hoffman PAM (b)). A part of the reaction product is taken in an aqueous solution having a pH of 2 and 1 / toluidine blue is used as an indicator.
Colloid titration with a 400N-potassium polyvinyl sulfonate aqueous solution gave a cation value of 4.4 meq./g. In the following tests, Hoffman PAM (b) was used immediately after production.

実施例3 製造例3で得られた5.2%ポリアクリルアミド水溶液5
7.7gを500mlのビーカーにとり、80℃に加熱攪拌下、次
亜塩素酸ソーダとNaOHの混合溶液(次亜塩素酸ソーダ濃
度:1.0mol/kg、NaOH濃度:2.0mol/kg)16.9gを一度に加
えて、20秒後に5℃の冷水を225.4gを加えて反応を停止
して1%のカチオン性ポリアクリルアミド溶液(以下ホ
フマンPAM(c))を得た。反応生成物の一部をpH2の水
溶液に取り、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るコロ
イド滴定を行ったところ、カチオン価は4.3meq./gであ
った。以下の試験ではホフマンPAM(c)は、製造後直
ちに使用した。
Example 3 5.2% aqueous solution of polyacrylamide obtained in Production Example 3 5
Take 7.7 g in a 500 ml beaker, and add 16.9 g of a mixed solution of sodium hypochlorite and NaOH (sodium hypochlorite concentration: 1.0 mol / kg, NaOH concentration: 2.0 mol / kg) once while heating and stirring at 80 ° C. After 20 seconds, 225.4 g of 5 ° C. cold water was added to stop the reaction to obtain a 1% cationic polyacrylamide solution (hereinafter Hoffman PAM (c)). A part of the reaction product is taken in an aqueous solution having a pH of 2 and 1 / toluidine blue is used as an indicator.
Colloid titration with a 400 N aqueous solution of potassium polyvinylsulfonate gave a cation value of 4.3 meq./g. In the following tests, Hoffman PAM (c) was used immediately after production.

比較例1 5.0%のポリアクリルアミド水溶液(重量平均分子量:
80,000)30.0gを500mlのビーカーにとり、80℃に加熱攪
拌下、次亜塩素酸ソーダとNaOHの混合溶液(次亜塩素酸
ソーダ濃度:1.0mol/kg、NaOH濃度:2.0mol/kg)16.9gを
一度に加えて、20秒後に5℃の冷水を253.1gを加えて反
応を停止して1%のカチオン性ポリアクリルアミド溶液
(以下ホフマンPAM(d)を得た。実施例1と同様にコ
ロイド滴定を行ったところ、カチオン価は4.4meq./gで
あった。
Comparative Example 1 5.0% aqueous solution of polyacrylamide (weight average molecular weight:
80,000) 30.0 g in a 500 ml beaker, 16.9 g of a mixed solution of sodium hypochlorite and NaOH (sodium hypochlorite concentration: 1.0 mol / kg, NaOH concentration: 2.0 mol / kg) with stirring at 80 ° C. Was added all at once, and after 20 seconds, 253.1 g of 5 ° C. cold water was added to stop the reaction to obtain a 1% cationic polyacrylamide solution (hereinafter referred to as Hoffman PAM (d). The colloid was the same as in Example 1. As a result of titration, the cation value was 4.4 meq./g.

比較例2 製造例1で得られた5.2%ポリアクリルアミド水溶液5
7.7gを500mlのビーカーにとり、20℃で攪拌下、次亜塩
素酸ソーダとNaOHの混合溶液(次亜塩素酸ソーダ濃度:
1.0mol/kg、NaOH濃度:2.0mol/kg)16.9gを一度に加え
て、2時間後に5℃の冷水を225.4gを加えて反応を停止
して1%のカチオン性ポリアクリルアミド溶液(以下ホ
フマンPAM(e)を得た。実施例1と同様にコロイド滴
定を行ったところ、カチオン価は3.7meq./gであった。
Comparative Example 2 5.2% aqueous solution of polyacrylamide obtained in Production Example 1 5
7.7 g is placed in a 500 ml beaker, and a mixed solution of sodium hypochlorite and NaOH (sodium hypochlorite concentration:
1.0 mol / kg, NaOH concentration: 2.0 mol / kg) 16.9 g was added all at once, and 2 hours later, 225.4 g of cold water at 5 ° C. was added to stop the reaction, and a 1% cationic polyacrylamide solution (hereinafter Hoffman) was added. PAM (e) was obtained and colloid titration was performed in the same manner as in Example 1. As a result, the cation value was 3.7 meq./g.

比較例3 重量平均分子量が約1,700万の弱アニオン性ポリアク
リルアミド(三井サイアナミッド社製、アコフロックA
−100)3.0gを1%−KCl水溶液117gに溶解し、80℃に加
熱攪拌下、次亜塩素酸ソーダとNaOHの混合溶液(次亜塩
素酸ソーダ濃度:1.0mol/kg、NaOH濃度:2.0mol/kg)16.9
gを一度に加えて、20秒後に5℃の冷水を163.1gを加え
て反応を停止して1%のカチオン性ポリアクリルアミド
溶液(以下ホフマンPAM(f)を得た。実施例1と同様
にコロイド滴定を行ったところ、カチオン価は3.8meq./
gであった。
Comparative Example 3 Weak anionic polyacrylamide having a weight average molecular weight of about 17 million (manufactured by Mitsui Cyanamid Co., Ltd., Acofloc A)
-100) 3.0 g was dissolved in 1% -KCl aqueous solution 117 g, and a mixed solution of sodium hypochlorite and NaOH (sodium hypochlorite concentration: 1.0 mol / kg, NaOH concentration: 2.0 mol / kg) 16.9
g at once, and after 20 seconds, 163.1 g of 5 ° C. cold water was added to stop the reaction to obtain a 1% cationic polyacrylamide solution (hereinafter referred to as Hoffman PAM (f). In the same manner as in Example 1, When colloid titration was performed, the cation value was 3.8 meq./
g.

抄紙実施例1 段ボール古紙から得られた叩解度(カナディアンスタ
ンダード・フリーネス、以下C.S.Fと記す)443mlなる濃
度0.4%のパルプスラリーに市販のロジンエマルジョン
サイズ剤を乾燥重量基準でパルプに対して0.30%添加し
て2分間攪拌した。次いで硫酸アルミニウムを乾燥重量
基準で2.0%添加しさらに1分間攪拌した。このときの
パルプスラリーのpHは、5.1であった。ついで実施例1
で得られたホフマンPAM(a)を乾燥重量基準で0.40%
添加した。攪拌をさらに1分間継続した後得られたパル
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110℃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。この手抄き紙はJIS−P−81
26に準じて「比圧縮強さを」、JIS−P−8112に準じて
比破裂強さ」と熊谷理機工業製インターナルボンドテス
ターを用いて「Z軸強度」を測定した。結果を表1に示
した。
Papermaking Example 1 A commercially available rosin emulsion sizing agent was added to a pulp slurry having a beating degree (Canadian Standard Freeness, hereinafter referred to as CSF) of 443 ml of 0.4% pulp slurry obtained from waste corrugated cardboard and 0.30% based on dry weight of pulp. And stirred for 2 minutes. Subsequently, 2.0% of aluminum sulfate was added on a dry weight basis, and the mixture was further stirred for 1 minute. At this time, the pH of the pulp slurry was 5.1. Example 1
0.40% by weight of Hoffman PAM (a) obtained in
Was added. After further stirring for 1 minute, a portion of the pulp slurry obtained was taken and the CSF was removed according to JIS P8121.
Was measured, and the rest was made with a TAPPI square sheet machine.
Then, it is dried for 2 hours in a blow dryer at 110 ° C.
± 3 g / m 2 handmade paper was obtained. This handmade paper is JIS-P-81
"Specific compressive strength" according to No. 26, "Specific burst strength according to JIS-P-8112" and "Z-axis strength" were measured using an internal bond tester manufactured by Kumagaya Riki Kogyo. The results are shown in Table 1.

抄紙実施例2〜3 実施例2で製造したホフマンPAM(b)および実施例
3で製造したホフマンPAM(c)を乾燥重量基準で0.40
%添加した以外には抄紙実施例1と同様の方法で手抄き
試験を行った。結果は表1に示した。
Papermaking Examples 2-3 The Hoffman PAM (b) produced in Example 2 and the Hoffman PAM (c) produced in Example 3 were mixed at 0.40% by dry weight.
A hand-making test was carried out in the same manner as in Papermaking Example 1 except for the addition of%. The results are shown in Table 1.

抄紙比較例1 比較例1で得られたカチオン性ポリアクリルアミド
(ホフマンPAM(d))を乾燥重量基準で0.40%添加し
た以外には、抄紙実施例1と同様の方法で手抄き試験を
行った。結果は表1に示した。
Papermaking Comparative Example 1 A papermaking test was conducted in the same manner as in Papermaking Example 1, except that the cationic polyacrylamide (Hoffman PAM (d)) obtained in Comparative Example 1 was added at 0.40% on a dry weight basis. Was. The results are shown in Table 1.

抄紙比較例2〜3 比較例2及び3で得られたカチオン性ポリアクリルア
ミド(ホフマンPAM(e),ホフマンPAM(f))を乾燥
重量基準で0.40%添加した以外には、抄紙実施例1と同
様の方法で手抄き試験を行った。結果は表1に示した。
Papermaking Comparative Examples 2 and 3 Papermaking Examples 1 and 2 were repeated except that the cationic polyacrylamides (Hoffman PAM (e) and Hoffman PAM (f)) obtained in Comparative Examples 2 and 3 were added at 0.40% on a dry weight basis. A hand-making test was performed in the same manner. The results are shown in Table 1.

凝集実験例1 し尿混合汚泥(消化汚泥/余剰汚泥=1/3、固形分1.4
5%)150mlを300mlのビーカーにとり、実施例1で製造
したカチオン性ポリアクリルアミドの1%水溶液を20ml
を添加した。1分間攪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
109ml、20秒後で110ml、30秒後で111ml、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85%であった。
Coagulation experiment example 1 night soil mixed sludge (digested sludge / excess sludge = 1/3, solid content 1.4
5%) 150 ml was placed in a 300 ml beaker, and 20 ml of a 1% aqueous solution of the cationic polyacrylamide prepared in Example 1 was added.
Was added. After stirring for 1 minute, the flocculated floc was subjected to natural filtration using a Buchner funnel (filtration area 100 cm 2 , filter cloth 60 mesh Tetron), and the amount of the gravity-dehydrated filtrate was measured.
109ml, 110ml after 20 seconds, 111ml after 30 seconds, 112ml after 60 seconds
Met. Furthermore, the flocculated floc after gravity dehydration is rotated
The water content of the dehydrated cake obtained by centrifugal dehydration at 3000 rpm for 5 minutes was measured and found to be 85%.

[発明の効果] 高分子量のポリアクリルアミドをホフマン分解する場
合には、従来のように低温度で反応を行ったのでは溶液
の粘度が高くなり、反応に供する次亜塩素酸塩との混合
が極めて困難であった。一方高分子量のポリアクリルア
ミドの粘度を下げる目的で希薄水溶液で反応を行うと、
反応率が著しく落ちるという欠点があった。本発明で
は、ホフマン分解反応を高温度で行うことにより混合性
が改善され、短時間に反応を終えることにより反応率良
くカチオン性ポリアクリルアミドを製造することが可能
になった。その結果、濾水性や紙力強度に優れた性能を
示すカチオン性ポリアクリルアミドの利用が可能になっ
た。
[Effect of the Invention] In the case of decomposing a high-molecular-weight polyacrylamide into Hoffman, if the reaction is carried out at a low temperature as in the past, the viscosity of the solution becomes high, and the mixing with the hypochlorite used for the reaction becomes difficult. It was extremely difficult. On the other hand, when the reaction is performed with a dilute aqueous solution for the purpose of lowering the viscosity of high molecular weight polyacrylamide,
There was a disadvantage that the reaction rate was significantly reduced. In the present invention, the miscibility is improved by performing the Hoffman decomposition reaction at a high temperature, and it is possible to produce a cationic polyacrylamide with a high reaction rate by completing the reaction in a short time. As a result, it has become possible to use cationic polyacrylamide exhibiting excellent performance in drainage and paper strength.

さらに、本発明によればホフマン分解反応を短時間に
行うことで、製造装置の小型化がはかれ、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、従来より懸案であった経時安定性の問題を回避でき
るようになったのである。
Furthermore, according to the present invention, by performing the Hoffman decomposition reaction in a short time, the production apparatus can be miniaturized, and the reaction apparatus can be installed at the site where cationic polyacrylamide is used. Sexual problems can now be avoided.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI D21H 17/34 D21H 17/34 B (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08F 8/12,8/44,20/56 C02F 1/56 B01D 21/01 D21H 17/34 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 identification code FI D21H 17/34 D21H 17/34 B (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) C08F 8 / 12,8 / 44,20 / 56 C02F 1/56 B01D 21/01 D21H 17/34

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】重量平均分子量が50万〜1500万の範囲にあ
るアクリルアミド系重合体を、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、以下に
規定する短い時間(t)内に反応を行って得られるカチ
オン性ポリアクリルアミド。 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。)
An acrylamide polymer having a weight-average molecular weight in the range of 500,000 to 15,000,000 is reacted with a acrylamide polymer and a hypohalite at 65 to 100 ° C. under an alkaline region of at least pH 11 or more. A cationic polyacrylamide obtained by performing a reaction within a short time (t) specified below in the temperature (T) range. 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記載のカチオン性ポリアクリルア
ミドを、反応後直ちに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。
2. A method for enhancing paper strength, comprising adding the cationic polyacrylamide according to claim 1 to a pulp slurry immediately after the reaction.
【請求項3】請求項1記載のカチオン性ポリアクリルア
ミドを、反応後直ちにパルプスラリーに添加することを
特徴とする濾水向上方法。
3. A method for improving drainage, comprising adding the cationic polyacrylamide according to claim 1 to a pulp slurry immediately after the reaction.
【請求項4】請求項1記載のカチオン性ポリアクリルア
ミドを、反応後直ちに懸濁液に添加することを特徴とす
る水処理方法。
4. A water treatment method comprising adding the cationic polyacrylamide according to claim 1 to a suspension immediately after the reaction.
JP2164034A 1990-06-25 1990-06-25 Cationic polyacrylamide Expired - Lifetime JP2986855B2 (en)

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