JP3176034B2 - 油中水型エマルション状凝集剤 - Google Patents
油中水型エマルション状凝集剤Info
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Description
らに詳しくは、特に製紙用濾水性向上効果や汚泥脱水効
果に優れ、かつ経時分離安定性の良好なエマルション状
凝集剤に関する。
として用いられる水溶性重合体としてはジメチルアミノ
エチルメタクリレート四級化物とアクリルアミドとの共
重合体やマンニッヒ変性ポリアクリルアミドなどが知ら
れている(例えば特公昭59−40843号、特開昭5
8−183703号各公報)。また、製紙用薬剤として
の水溶性重合体は工業的には粉末状、ペースト状あるい
は油中水型エマルション状製品として通常提供されてい
る。これらのうちで油中水型エマルション状製品は前二
者に比較して水への分散、溶解が迅速なこと、溶解設備
の連続化が容易なことなどの利点を有しており近年注目
されている。このような油中水型エマルション状凝集剤
で製紙用濾水性向上剤として用いられるものとしてはア
クリルアミド/ジメチルジアリルアンモニウムクロライ
ド共重合体や、アクリルアミド/アクリル酸ソーダ共重
合体からなるものなどが知られている(例えば特開昭5
8−197398号、特開平7−53827号各公
報)。
製紙用濾水性向上剤としての水溶性重合体からなるエマ
ルション状凝集剤は濾水性向上効果が不十分であり、経
時分離安定性も良くない。
性向上効果が得られ、かつ分離安定性に優れる油中水型
エマルション状凝集剤について鋭意検討した結果、本発
明に到達した。すなわち本発明は、2−アクリロイルオ
キシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロライド
(A1)および他のビニル単量体(A2)を必須構成単
位とする水溶性ビニル共重合体(a1)、水(b)、炭
化水素液体(c)および界面活性剤(d)を必須成分と
して含む油中水型エマルションであって、該エマルショ
ン中の(c)の含量が10〜40重量%であり、かつ該
エマルションの、波長600nmの光の透過率が60%
以上であることを特徴とする凝集剤;および2−アクリ
ロイルオキシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロ
ライド(A1)を必須構成単位とする水溶性ビニル
(共)重合体と、他のビニル単量体(A2)の水溶性
(共)重合体の混合物(a2)、水(b)、炭化水素液
体(c)および界面活性剤(d)を必須成分として含む
油中水型エマルションであって、該エマルション中の
(c)の含量が10〜40重量%であり、かつ該エマル
ションの、波長600nmの光の透過率が60%以上で
あることを特徴とする凝集剤である。
体(a1)または(a2)を構成する他のビニル単量体
(A2)としては、得られた重合体が水溶性である限り
において限定はなく、水溶性単量体例えばアミド基含有
単量体[(メタ)アクリルアミド、N−メチロールアク
リルアミド、N−ビニルピロリドンなど]、ヒドロキシ
ル基含有単量体[ヒドロキシエチル(メタ)アクリレー
ト、トリエチレングリコール(メタ)アクリレートな
ど]、アミノ基含有単量体[2−ジメチルアミノエチル
(メタ)アクリレートおよびその塩類、3−ジメチルア
ミノプロピル(メタ)アクリルアミドおよびその塩類、
N−ビニルピリジン、ジメチルジアリルアンモニウムク
ロライド、p-スチリルトリメチルアンモニウムクロライ
ドなど]、弱親水性ないし油溶性単量体例えばアルコー
ルからの(メタ)アクリレート系ビニル単量体[メチル
(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレートな
ど]、芳香族炭化水素ビニル単量体[スチレン、α−ア
ルキルスチレンなど]、ビニルエステル系単量体[酢酸
ビニルなど]、およびニトリル系単量体[(メタ)アク
リロニトリルなど]などが挙げられる。これらのうち好
ましいものはアミド基含有単量体であり、特に好ましい
ものはアクリルアミドである。
モル比は濾水性向上効果の点から、5:95〜30:7
0が好ましく、さらに好ましくは5:95〜20:80
である。また(A1)を必須構成単位とする水溶性ビニ
ル(共)重合体と、他のビニル単量体(A2)の水溶性
(共)重合体の混合物(a2)の場合の(A1)と(A
2)とのモル比も前記範囲と同じである。
(0.1N−NaCl水溶液中、30℃)は、濾水性向
上効果の点から、5以上、さらに好ましくは6以上であ
る。
はイオン交換水が好ましいが、水質によっては水道水、
工業用水等でもかまわない。該(b)は、本発明におけ
るエマルション状凝集剤の全量に基づいて、通常20〜
70重量%、好ましくは20〜60重量%である。
水性の脂肪族または芳香族炭化水素液体、植物性または
動物性の油またはこれらの油の変性油(水素化油、重合
油など)などが挙げられる。これらのうちで好ましいも
のは鉱油、灯油、ナフサ、ノルマルパラフイン、イソパ
ラフインなどの脂肪族炭化水素液体、ならびに、ベンゼ
ン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素液体であ
り、特に好ましいものは脂肪族炭化水素液体のうちのノ
ルマルパラフインおよびイソパラフインである。該
(c)は、本発明におけるエマルション状凝集剤の全量
に基づいて、通常10〜40重量%、好ましくは12〜
29重量%、さらに好ましくは14〜28重量%であ
る。
1)または(a2)と炭化水素液体(c)との割合は、
(a1)または(a2)と(c)の合計重量に基づい
て、通常(a1)または(a2)が20〜80重量%、
(c)が80〜20重量%、好ましくは(a1)または
(a2)が40〜70重量%、(c)が60〜30重量
%である。炭化水素液体(c)の割合が通常の範囲では
エマルションの経時分離安定性が特に良好である。
高級アルコールエチレンオキシド付加物およびオレイン
酸ソルビタンモノエステルからなり、好ましくはペンタ
オキシエチレンオレイルアルコールエーテルおよびソル
ビタンモノオレートからなる。
よく、重合後に加えてもよい。
状凝集剤のみかけ粘度、水への希釈溶解性の点から炭化
水素液体(c)の重量に対して通常5〜40重量%、好
ましくは10〜30重量%である。
は、必要により公知のpH緩衝剤、重合体の劣化防止
剤、消臭剤、防腐剤、防錆剤、脱色剤などを含んでいて
もよい。これらの量はエマルション状凝集剤の重量に対
して、通常5重量%以下である。
の、波長600nmの光の透過率は、通常60%以上、
好ましくは70%以上である。透過率が60%未満で
は、経時分離安定性が悪くなる。なお、透過率は、光路
長10mmの石英セルを用い、エマルション温度30℃
にて分光光度計で測定される値である。
製法を例示すると、ビニル単量体(A1)および(A
2)、水(b)、炭化水素液体(c)および界面活性剤
(d)を混合してW/O型エマルションとし、乳化重合
させることにより得られる。この乳化重合は公知の方
法、たとえば特開昭54−154437号公報、特開昭
54−102388号公報などに記載された方法で実施
できる。重合系には必要に応じてメルカプタンなどの連
鎖移動剤、pH緩衝剤、キレート剤等を添加しておいて
もよい。また乳化重合を行った後、水などの低揮発分を
減圧留去して水溶性ビニル重合体(a1)、水(b)、
炭化水素液体(c)、界面活性剤(d)の割合を調整し
てもよい。
紙用濾水性向上剤の他、汚泥脱水剤、廃水処理剤等とし
ても好適に使用することができる。
用いた製紙用濾水性向上剤が適用される紙料は特に限定
されず、パルプ、填料、内添サイズ剤、抄紙時のpH、
紙力増強剤等による制限を受けない。例えば酸性抄紙の
上質紙紙料およびコート原紙紙料;古紙パルプおよび機
械パルプを混入した中質紙紙料;アルキルケテンダイマ
ーないしアルケニル無水コハク酸などを内添サイズ剤と
して使用した中性ないしアルカリ性抄紙の上質紙紙料お
よびコート紙紙料:白板紙、中芯原紙およびライナーな
どの板紙紙料が挙げられる。本発明の油中水型エマルシ
ョン状凝集剤からなる製紙用濾水性向上剤の使用量は重
合体の重量に基づいて紙料の固形分あたり通常0.00
3〜1.5%、好ましくは0.015〜0.6%であ
る。使用量が通常の範囲では濾水性向上効果が特に良好
である。本発明の油中水型エマルション状凝集剤を用い
た製紙用濾水性向上剤の使用方法は水で適当な濃度(重
合体濃度で通常0.01〜2%、好ましくは0.02〜
1%)に希釈し、抄紙工程の任意の段階(ファンピットな
いしヘッドボックス)で紙料に添加される。また回収白
水に添加してもよい。
が、本発明はこれにより限定されるものではない。なお
実施例に記載した試験は、以下の方法により実施した。 試験方法 (1)安定性試験 5℃×1週間と40℃×1週間の繰り返しを3ヶ月行
い、エマルションの分離率および粘度変化を調べる。測
定不能とは分離により塊状化して測定できないことを示
す。 (2)重合体固有粘度 0.1N−NaCl水溶液中30℃にて測定する。 (3)透過率 島津製作所(株)製分光光度計にて、エマルション温度
30℃、光路長10mmの石英セルを用いて測定する。 (4)濾水度 カナダ標準濾水度(C.S.F.)測定法にて測定す
る。
した1L4ツ口セパラブルコルベンに (c)成分:ノルマルパラフイン 200g (d)成分:ペンタオキシエチレンオレイルアルコールエーテル 25g (〃)成分:ソルビタンモノオレート 25g を仕込み攪拌混合した。次いで (A1)成分:2-アクリロイルオキシエチルジメチルベンジル アンモニウムクロライド 90g (A2)成分:アクリルアミド 210g (b) 成分:水 450g の混合溶液を希硫酸でpH3に調製し、上記混合物に添
加して乳化させた。これを攪拌下に50℃に調整し、窒
素ガスを30分間液中に吹き込んだ。その後、窒素を気
相に流しながら、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチ
ルバレロニトリル)6重量%を含むトルエン溶液を1g
加え、45〜55℃で8時間重合させた。得られたエマ
ルション状凝集剤はほぼ透明の安定な乳化液であった。
安定性試験結果を表1に示す。またこの重合体の固有粘
度は14.6dl/gであった。
(c)、界面活性剤(d)各成分の割合を表1の様に変
えた以外は実施例1と同様にして、実施例2、3の各エ
マルションを得た。各エマルションの安定性試験結果を
表1に示す。 実施例4 攪拌機、リフラックス管、窒素導入管および温度計を付
した1L4ツ口セパラブルコルベンに (c)成分:ノルマルパラフイン 200g (d)成分:ペンタオキシエチレンオレイルアルコールエーテル 25g (〃)成分:ソルビタンモノオレート 25g を仕込み攪拌混合した。次いで (A1)成分:2-アクリロイルオキシエチルジメチルベンジル アンモニウムクロライド 255g (A2)成分:アクリルアミド 45g (b) 成分:水 450g の混合溶液を希硫酸でpH3に調製し、上記混合物に添
加して乳化させた。これを攪拌下に50℃に調整し、窒
素ガスを30分間液中に吹き込んだ。その後、窒素を気
相に流しながら、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチ
ルバレロニトリル)6重量%を含むトルエン溶液を1g
加え、45〜55℃で8時間重合させた(エマルション
1)。同様に攪拌機、リフラックス管、窒素導入管およ
び温度計を付した1L4ツ口セパラブルコルベンに (c)成分:ノルマルパラフイン 200g (d)成分:ペンタオキシエチレンオレイルアルコールエーテル 25g (〃)成分:ソルビタンモノオレート 25g を仕込み攪拌混合した。次いで (A2)成分:アクリルアミド 300g (b) 成分:水 450g の混合溶液を希硫酸でpH3に調製し、上記混合物に添
加して乳化させた。これを攪拌下に50℃に調整し、窒
素ガスを30分間液中に吹き込んだ。その後、窒素を気
相に流しながら、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチ
ルバレロニトリル)6重量%を含むトルエン溶液を1g
加え、45〜55℃で8時間重合させた(エマルション
2)。ここに得られたエマルション1および2を1/
0.75の重量比で均一混合して得られたエマルション
状凝集剤は透明に近い安定な乳化液であった。安定性試
験結果を表1に示す。またこの重合体の固有粘度は1
2.8dl/gであった。
%)1000mlに対して、実施例1、4記載のエマル
ション状濾水性向上剤を紙料固形分あたり0.05%添
加し、次いでパドル型羽根で500r.p.m.(周速
2.0m/sec)で30秒間攪拌した。この紙料の濾
水度をC.S.F.測定器で測定した。また濾水のSS
を測定し、歩留の程度をみた。表2に結果を示す。
濃度0.6%)1000mlに対して、実施例2、3の
エマルション状濾水性向上剤を紙料固形分あたり0.0
2%添加し次いでパドル型羽根で500r.p.m.
(周速2.0m/sec)で30秒間攪拌した。この紙
料の濾水度をC.S.F.測定器で測定した。また濾水
のSSを測定し、歩留の程度をみた。表3に結果を示
す。
は、従来のエマルション状凝集剤に比べて光透過率が高
くほぼ透明であり経時分離安定性にすぐれ、製紙用濾水
性向上剤として用いた場合は十分な濾水性向上効果が得
られる。特に中性ないしアルカリ性抄紙の紙料に対して
効果がすぐれ、さらに歩留効果も格段にすぐれている。
さらに少ない使用量で満足な濾水効果が得られ、大幅な
コスト低減が可能になる。
Claims (7)
- 【請求項1】 2−アクリロイルオキシエチルジメチル
ベンジルアンモニウムクロライド(A1)および他のビ
ニル単量体(A2)を必須構成単位とする水溶性ビニル
共重合体(a1)、水(b)、炭化水素液体(c)およ
び界面活性剤(d)を必須成分として含む油中水型エマ
ルションであって、該エマルション中の(c)の含量が
10〜40重量%であり、(d)が高級アルコールエチ
レンオキシド付加物およびオレイン酸ソルビタンモノエ
ステルからなり、かつ該エマルションの、波長600n
mの光の透過率が60%以上であることを特徴とする凝
集剤。 - 【請求項2】 2−アクリロイルオキシエチルジメチル
ベンジルアンモニウムクロライド(A1)を必須構成単
位とする水溶性ビニル(共)重合体と、他のビニル単量
体(A2)の水溶性(共)重合体の混合物(a2)、水
(b)、炭化水素液体(c)および界面活性剤(d)を
必須成分として含む油中水型エマルションであって、該
エマルション中の(c)の含量が10〜40重量%であ
り、(d)が高級アルコールエチレンオキシド付加物お
よびオレイン酸ソルビタンモノエステルからなり、かつ
該エマルションの、波長600nmの光の透過率が60
%以上であることを特徴とする凝集剤。 - 【請求項3】 (d)の高級アルコールエチレンオキシ
ド付加物がペンタオキシエチレンオレイルアルコールエ
ーテルである請求項1または2記載の凝集剤。 - 【請求項4】 (A2)がアクリルアミドである請求項
1〜3のいずれか記載の凝集剤。 - 【請求項5】 (A1)と(A2)のモル比が5:95
〜30:70である請求項1〜4のいずれか記載の凝集
剤。 - 【請求項6】 (a1)または(a2)の固有粘度
(0.1N−NaCl水溶液中、30℃)が5以上であ
る請求項1〜5のいずれか記載の凝集剤。 - 【請求項7】 請求項1〜6のいずれか記載の凝集剤か
らなる製紙用濾水性向上剤。
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- 1996-04-16 JP JP11978596A patent/JP3176034B2/ja not_active Expired - Fee Related
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