JP4190420B2 - 水性懸濁液を凝集するための凝集剤、及び、製紙工程において凝集剤を用いる方法 - Google Patents
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Description
L−は
W+は−S+R3−又は−N+R2R3−であり;
W−は
Z−はCO2 −、SO3 −、
Z+は−N+R5R6R7−であり;
R1とR8はそれぞれ独立に水素原子又はメチルであり;
R2,R3,R4,R5,R6及びR7はそれぞれ独立に水素及びC1〜C4アルキルから選択され;
Y1、Y2及びY3はそれぞれ独立にO又はNR2から選択され;
mは2又は3であり;
nは1〜5である。)
η0=同じ温度における溶媒の粘度
c=溶液中のポリマー濃度、である。
ここで、濃度「c」の単位は、(グラム/100ml又はg/デシリットル)である。従って、RSVの単位は、dl/gである。RSVは30℃で測定する。粘度η及びη0は、サイズ75のキャノン−ウベローデ型セミミクロ希釈粘度計を用いて測定する。粘度計は、30±0.02℃に調節した恒温槽中に完全に垂直に取り付ける。RSVの計算において、固有の誤差は2dl/gである。ポリマー試料が同一に取り扱われ、且つ、RSVが同条件下で測定されるのであれば、同一又は非常に類似した組成の2つの直鎖状ポリマーについて測定された類似のRSVは、それらのポリマーが類似の分子量を有するという指標となる。
で約30℃〜約50℃で12〜24時間行われる。また、反応図式2に示すように、アミン7を、例えば、適切な有機溶媒中でクロロ−又はブロモメチルアセタートのエステルと反応させて、カチオン性中間体を生成し、これを単離し、精製し、続いて水性条件下で加水分解して双性イオン性モノマーを得てもよい。
1モル%のN,N−ジメチル−N−(3−メタクリルアミドプロピル)−N−(3−スルホプロピル)アンモニウムベタイン/98.5モル%のアクリルアミド/0.50モル%のジメチルアミノエチルアクリレート塩化メチル4級塩からなる油中水滴型エマルジョンポリマーの調製を説明する。
実施例2
1モル%のN,N−ジメチル−N−(3−メタクリルアミドプロピル)−N−(3−スルホプロピル)アンモニウムベタイン/98.0モル%のアクリルアミド/1.0モル%のDMAEA・MCQからなる油中水滴型エマルジョンポリマーの調製を説明する。
実施例3
1モル%のN,N−ジメチル−N−(3−メタクリルアミドプロピル)−N−(3−スルホプロピル)アンモニウムベタイン/98.5モル%のアクリルアミド/0.50モル%のアクリルアミドプロパンスルホン酸ナトリウム塩からなる油中水滴型エマルジョンポリマーの調製を説明する。
実施例4
1モル%のN,N−ジメチル−N−(3−メタクリルアミドプロピル)−N−(3−スルホプロピル)アンモニウムベタイン/98.0モル%のアクリルアミド/1.0モル%のアクリルアミドプロパンスルホン酸ナトリウム塩からなる油中水滴型エマルジョンポリマーの調製を説明する。
1.0%の濃度の新聞紙紙料1(18%SGW(stone groundwood)と82%のTMP(サーモメカニカルパルプ)、pH4.6、2.5%カオリン充填材を含む)の排水性を、オンデオ ナルコの真空脱水試験機(VDT+)で決定する。次のデータにおいては、全てのポリマーについての真空破壊までの時間を、凝集剤を加えない紙料(ブランク)についての時間と比較する。ブランクと比べたパーセント向上率を表5にまとめた。
実施例6
1.0%の濃度の新聞紙紙料2(14%SGW(stone groundwood)、68%のTMP(サーモメカニカルパルプ)及び14%のクラフト、pH4.9、3.9%カオリン充填材を含む)の排水性を、実施例5と同様に測定した。代表的なポリマーについての結果を表7に示す。
実施例7
1.0%の濃度の新聞紙紙料3(60%PGW(Pressure Groundwood)、10%のクラフト及び30%のブローク(broke)、充填材3.0%を含む)の排水性を、実施例と同様に測定する。ブランクと比較したパーセント向上率を表9にまとめる。
実施例8
本発明の代表的なアニオン性ターポリマー(ポリマーD及びE)の凝集応答を、新聞紙紙料4(70%リサイクル脱インクパルプ(DIP)及び30%過酸化水素漂白したTMPと29%カオリン充填材)について、上述したようにフォーカスドビーム反射測定(FBRM)で決定する。代表的な双性イオン性ポリマー(ポリマーB)に対する相対凝集向上率を表11にまとめる。
実施例9
本発明の代表的なアニオン性ターポリマー(ポリマーD及びE)の凝集応答を、新聞紙紙料4について、上述したフォーカスドビーム反射測定(FBRM)で決定する。
Claims (21)
- 水性懸濁液を凝集するための凝集剤であって、50〜99.8モル%の1種以上の非イオン性モノマー、0.1〜9.9モル%の1種以上のカチオン性又はアニオン性モノマー、及び0.1〜49.9モル%の1種以上の下記式で示される双性イオン性モノマーを含むことを特徴とする凝集剤。
L−は
W+は−S+R3−又は−N+R2R3−であり;
W−は
Z−はCO2 −、SO3 −、
Z+は−N+R5R6R7−であり;
R1とR8はそれぞれ独立に水素原子又はメチルであり;
R2,R3,R4,R5,R6及びR7はそれぞれ独立に水素及びC1〜C4アルキルから選択され;
Y1、Y2及びY3はそれぞれ独立にO又はNR2より選択され;
mは2又は3であり;
nは1〜5である。) - 前記カチオン性モノマーが、ジメチルアミノエチルアクリレート塩化メチル4級塩、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド、(3−アクリルアミドプロピル)トリメチルアンモニウムクロリド、(3−メタクリルアミド)プロピルトリメチルアンモニウムクロリド、ジメチルアミノエチルメタクリレート塩化メチル4級塩、及びジメチルアミノエチルアクリレート塩化ベンジル4級塩からなる群より選択される、請求項1に記載の水性懸濁液を凝集するための凝集剤。
- 前記アニオン性モノマーが、アクリルアミドプロパンスルホン酸、アクリル酸、メタクリル酸、モノアクリロキシエチルホスファート及びこれらのナトリウム塩からなる群より選択される、請求項1に記載の水性懸濁液を凝集するための凝集剤。
- 95〜99.8モル%の非イオン性モノマー、4.9〜0.1モル%の双性イオン性モノマー及び4.9〜0.1モル%のカチオン性モノマーを含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の水性懸濁液を凝集するための凝集剤。
- 95〜99.8モル%の非イオン性モノマー、4.9〜0.1モル%の双性イオン性モノマー及び4.9〜0.1モル%のアニオン性モノマーを含むことを特徴とする、請求項1又は3に記載の水性懸濁液を凝集するための凝集剤。
- 前記非イオン性モノマーが、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシプロピル)メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−ビニル−N−メチルアセトアミド、ポリ(エチレングリコール)(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール)モノメチルエーテルモノ(メタ)アクリレート、N−ビニル−2−ピロリドン、グリセロールモノ((メタ)アクリレート)、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ビニルメチルスルホン、及び酢酸ビニルより選択される、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の水性懸濁液を凝集するための凝集剤。
- 前記非イオン性モノマーがアクリルアミド及びメタクリルアミドより選択されることを特徴とする、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の水性懸濁液を凝集するための凝集剤。
- 前記非イオン性モノマーがアクリルアミドであり、前記双性イオン性モノマーが、N,N−ジメチル−N−アクリロイルオキシエチル−N−(3−スルホプロピル)−アンモニウムベタイン、N,N−ジメチル−N−アクリルアミドプロピル−N−(2−カルボキシメチル)−アンモニウムベタイン、N,N−ジメチル−N−メタクリロイルオキシエチル−N−(3−スルホプロピル)−アンモニウムベタイン、N,N−ジメチル−N−メタクリルアミドプロピル−N−(3−スルホプロピル)−アンモニウムベタイン、2−(メチルチオ)エチルメタクリロイル−S−(スルホプロピル)−スルホニウムベタイン、2−[(2−アクリロイルエチル)ジメチルアンモニオ]エチル 2−メチルホスファート、2−(アクリロイルオキシエチル)−2’−(トリメチルアンモニウム)エチル ホスファート、及び[(2−アクリロイルエチル)ジメチルアンモニオ]メチルホスホン酸より選択されることを特徴とする、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の水性懸濁液を凝集するための凝集剤。
- 前記非イオン性モノマーがアクリルアミドであり、前記双性イオン性モノマーが、N,N−ジメチル−N−アクリロイルオキシエチル−N−(3−スルホプロピル)−アンモニウムベタイン、N,N−ジメチル−N−アクリルアミドプロピル−N−(2−カルボキシメチル)−アンモニウムベタイン、N,N−ジメチル−N−メタクリロイルオキシエチル−N−(3−スルホプロピル)−アンモニウムベタイン、及びN,N−ジメチル−N−メタクリルアミドプロピル−N−(3−スルホプロピル)−アンモニウムベタインより選択されることを特徴とする、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の水性懸濁液を凝集するための凝集剤。
- 前記非イオン性モノマーがアクリルアミドであり、前記双性イオン性モノマーがN,N−ジメチル−N−メタクリルアミドプロピル−N−(3−スルホプロピル)−アンモニウムベタインであり、且つ、前記カチオン性モノマーがジメチルアミノエチルアクリレート塩化メチル4級塩であることを特徴とする、請求項1、2、4、6乃至12のいずれか1項に記載の水性懸濁液を凝集するための凝集剤。
- 前記非イオン性モノマーがアクリルアミドであり、前記双性イオン性モノマーがN,N−ジメチル−N−メタクリルアミドプロピル−N−(3−スルホプロピル)−アンモニウムベタインであり、且つ、前記アニオン性モノマーが2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム塩であることを特徴とする、請求項1、3、5、6乃至12のいずれか1項に記載の水性懸濁液を凝集するための凝集剤。
- 製紙工程において、パルプ処理の際にパルプの定着性と繊維懸濁液の排水性を高める方法であり、凝集に有効な量の請求項1乃至16のいずれか1項に記載の水性懸濁液を凝集するための凝集剤をパルプに添加することを特徴とする方法。
- 更に、ベントナイト、合成粘土、又は樹脂エンハンサーをパルプに添加することを特徴とする、請求項17に記載の方法。
- 更に、凝析剤をパルプに添加することを特徴とする、請求項17に記載の方法。
- 製紙工程において、懸濁固体を除去し、白水を清澄にする方法であり、凝集に有効な量の請求項1乃至16のいずれか1項に記載の水性懸濁液を凝集するための凝集剤を白水、パルプ洗浄機、又は濃縮機に添加することを特徴とする方法。
- 製紙工程において、紙料中の充填材定着性を高める方法であり、紙料に添加する前の充填材スラリーに、あらかじめ凝集に有効な量の請求項1乃至16のいずれか1項に記載の水性懸濁液を凝集するための凝集剤を添加することを特徴とする方法。
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