JP4425528B2 - Paper making method - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、架橋性イオン性水溶性高分子と非架橋性水溶性高分子からなる凝集処理剤及びその使用方法に関するものであり、詳しくは特定のイオン性単量体及び複数のビニル基を有する単量体を必須成分とする単量体混合物を重合した架橋性イオン性水溶性高分子（Ａ）と、前記複数のビニル基を有する単量体の不存在下で特定のイオン性単量体を必須成分とする単量体混合物を重合したイオン性水溶性高分子（Ｂ）からなる処理剤とその使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製紙における歩留向上剤や下水などの汚泥脱水には、従来カチオン性高分子凝集剤が使用されている。特に汚泥脱水剤は、近年の汚泥発生量の増加及び汚泥性状の悪化により、従来のカチオン性高分子凝集剤では、汚泥の処理量に限界があることや、脱水ケーキ含水率、ＳＳ回収率、ケーキの濾布からの剥離性などの点で処理状態は必ずしも満足できるものではなく、改善が求められている。これら従来のカチオン性高分子凝集剤の欠点を改良するために、両性高分子凝集剤が種々提案されているが、これらの両性高分子脱水剤は必ずしも十分に満足しうるものではない。また、脱水ケーキ含水率の低下や濾布からの剥離性改善を目的として、たとえば特開平２−２１９８８７公報や特公平８−１６４公報などには、架橋性のイオン性高分子凝集剤が開示されている。
【０００３】
製紙における歩留向上剤に関しては、抄紙速度の高速化や製紙原料中への不純物の増加に対応するため凝集力の向上が追求されてきたため、架橋性高分子の応用という観点は考慮されてこなかった。高分子凝集剤は、性能向上のため一方向では高分子量化が追求されてきたため凝集力は確かに向上はしてきたが、特に製紙工業における歩留向上剤として使用した場合、地合の乱れなど副作用も発生する例が度々みられるようになった。これに対し架橋性高分子は水中における分子の広がりが直鎖状高分子に較べ相対的に小さいので、凝集力が抑制されていて製紙工業におけるプロセス薬剤に適している。
【０００４】
上記のように架橋性水溶性高分子は、種々の特徴や機能を有しているが、水溶液中における分子の広がりが相対的に小さいためか、汚泥脱水剤あるいは製紙における歩留向上剤などに適用した場合、直鎖状高分子に較べ添加量が増加してしまうという問題が存在する。架橋性水溶性高分子のこのような欠点を改良するため特開平７−２５６２９９号公報あるいは特開平７−２５６３００号公報には、四級アンモニウム塩基を含有し、メタクリレ−ト系単量体、アクリレ−ト系単量体及びアニオン性単量体を一定の比率で共重合した両性高分子脱水剤が開示されている。しかし、これらも目的を十分満足するものではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
架橋性の水溶性高分子を汚泥脱水剤あるいは歩留向上剤として使用した場合、脱水ケーキ含水率の低下、または地合の維持が容易に可能であるなど優れた点が発現するが、その反面、効果の発現するまで添加するにはどうしても添加量が増加し、その結果、コストの増大という問題が発生する。本発明の目的は、架橋性の水溶性高分子の長所を残し、添加量の削減という問題を解決する凝集処理剤を開発する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、下記のような発明に達した。すなわち本発明の請求項１の発明は、下記一般式（１）及び／又は（２）で表される単量体５〜９９．９９９モル％、下記一般式（３）で表される単量体０〜５０モル％、水溶性非イオン性単量体０〜９５モル％及び下記一般式（４）で表される多官能性水溶性ポリカチオン単量体０．００１〜１モル％からなる単量体混合物を重合し噴霧乾燥した粉末である架橋性水溶性イオン性高分子（Ａ）と、前記複数のビニル基を有する単量体の非存在下で、下記一般式（１）及び／又は（２）で表される単量体５〜１００モル％、下記一般式（３）で表される単量体０〜５０モル％及び水溶性非イオン性単量体０〜９５モル％からなる単量体（混合物）を重合し噴霧乾燥した粉末である水溶性イオン性高分子（Ｂ）との混合物からなる凝集処理剤を、歩留向上及び／又は濾水性向上を目的として抄紙前の製紙原料中に添加し抄紙することを特徴とする製紙方法である。
【化１】
一般式（１）
Ｒ１は水素又はメチル基、Ｒ２、Ｒ３は炭素数１〜３のアルキルあるいはアルコキシル基、Ｒ４は水素、炭素数１〜３のアルキル基、アルコキシル基あるいはベンジル基であり、同種でも異種でも良い、Ａは酸素またはＮＨ、Ｂは炭素数２〜４のアルキレン基またはアルコキシレン基を表わす、Ｘ１は陰イオンをそれぞれ表わす。
【化２】
一般式（２）
Ｒ５は水素又はメチル基、Ｒ６、Ｒ７は炭素数１〜３のアルキル基、アルコキシル基あるいはベンジル基、Ｘ２は陰イオンをそれぞれ表わす
【化３】
一般式（３）
Ｒ８は水素、メチル基またはカルボキシメチル基、ＱはＳＯ３、Ｃ２Ｈ４ＳＯ３、
ＣＯＮＨＣ（ＣＨ３）２ＣＨ２ＳＯ４、Ｃ６Ｈ４ＣＯＯあるいはＣＯＯ、Ｒ９は水素またはＣＯＯＹ２、Ｙ１あるいはＹ２は水素または陽イオン
【化４】
一般式（４）
Ｒ１０〜Ｒ１３は水素又はメチル基、Ｘ３、Ｘ４は陰イオン、ｐは０〜２０の整数をそれぞれ表わす、ただしＰは下記一般式（５）で表わされる。
【化５】
一般式（５）
Ｒ１４、Ｒ１５は水素、炭素数１〜３のアルキル基又はベンジル基、Ｒ１６は水素又はメチル基、Ｇは炭素数２〜４のアルキレン基あるいはアルコキシレン基、Ｌは−Ｏ−又は−ＮＨ−、Ｘ５ −は陰イオン、
【０００７】
請求項２の発明は、前記多官能性水溶性ポリカチオン単量体がアンモニア、脂肪族第１級アミン、脂肪族第２級アミンから選択された一種以上のアミン類とエピハロヒドリンから生成した重縮合物とジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミドとの反応物であることを特徴とする請求項１に記載の製紙方法である。
【０００８】
請求項３の発明は、前記架橋性水溶性イオン性高分子（Ａ）と前記水溶性イオン性高分子（Ｂ）との混合物からなる凝集処理剤を、無機及び／または有機のアニオン性物質と組み合わせて、使用することを特徴とする請求項１に記載の製紙方法である。
【０００９】
請求項４の発明は、前記無機アニオン性物質が、コロイダルシリカあるいはベントナイトであることを特徴とする請求項３に記載の製紙方法である。
【００１０】
請求項５の発明は、前記有機アニオン性物質が、前記一般式（３）で表されるアニオン性単量体３〜１００モル％と水溶性非イオン性単量体を０〜９７モル％含有する単量体（混合物）を塩水溶液中、該塩水溶液に可溶な高分子分散剤共存下、分散重合法により製造された粒径１００μｍ以下のアニオン性水溶性高分子からなる微粒子の分散液であることを特徴とする請求項３に記載の製紙方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の架橋性水溶性イオン性高分子（Ａ）は、前記一般式（１）及び／又は（２）で表される単量体５〜９９．９９９モル％、下記一般式（３）で表される単量体０〜５０モル％、非イオン性単量体０〜９５モル％及び複数のビニル基を有する単量体０．００１〜１モル％からなる単量体混合物を重合することによって製造することができる。重合はこれら単量体を混合した水溶液を調製した後、通常の重合法によって行うことができる。
【００１２】
重合法としては、水溶液重合、油中水型エマルジョン重合、油中水型分散重合、塩水中分散重合などによって重合した後、水溶液、分散液、エマルジョンあるいは粉末など任意の製品形態にすることができる。好ましい形態としては、濃度を高められ、溶解時間も短い油中水型エマルジョン重合品、あるいは塩水中分散重合品が好ましい。また、油中水型エマルジョン重合品を噴霧乾燥した粉末品も好ましい。
【００１３】
油中水型高分子エマルジョンの製造方法としては、カチオン性単量体、あるいはカチオン性単量体と共重合可能な単量体からなる単量体混合物を水、少なくとも水と非混和性の炭化水素からなる油状物質、油中水型エマルジョンを形成するに有効な量とＨＬＢを有する少なくとも一種類の界面活性剤を混合し、強攪拌し油中水型エマルジョンを形成させた後、重合することにより合成する。
【００１４】
分散媒として使用する炭化水素からなる油状物質の例としては、パラフィン類あるいは灯油、軽油、中油などの鉱油、あるいはこれらと実質的に同じ範囲の沸点や粘度などの特性を有する炭化水素系合成油、あるいはこれらの混合物があげられる。
【００１５】
油中水型エマルジョンを形成するに有効な量とＨＬＢを有する少なくとも一種類の界面活性剤の例としては、ＨＬＢ３〜１１のノニオン性界面活性剤であり、その具体例としては、ソルビタンモノオレ−ト、ソルビタンモノステアレ−ト、ソルビタンモノパルミテ−トなどがあげられる。これら界面活性剤の添加量としては、油中水型エマルジョン全量に対して０．５〜１０重量％であり、好ましくは１〜５重量％である。
【００１６】
重合後は、転相剤と呼ばれる親水性界面化成剤を添加して油の膜で被われたエマルジョン粒子が水になじみ易くし、中の水溶性高分子が溶解しやすくする処理を行い、水で希釈しそれぞれの用途に用いる。親水性界面化成剤の例としては、カチオン性界面化成剤やＨＬＢ９〜１５のノニオン性界面化成剤であり、ポリオキシエチレンアルキルエ−テル系、ポリオキシエチレンアルコールエ−テル系などである。
【００１７】
また、油中水型エマルジョン重合した重合物を、そのまま噴霧乾燥することもできる。従来、架橋性の水溶性高分子を粉末化することは、乾燥時、架橋反応が進行する副反応が起き、なかなか実用化が難しかった。しかし、この噴霧乾燥することにより架橋性水溶性高分子の粉末を容易に企業的規模で生産可能となった。噴霧化を用意にするため油中水型エマルジョン重合品の濃度を多少調節後、噴霧乾燥機に送り、７０〜１１０℃程度の温度により、乾燥する。また乾燥時、熱によって架橋反応が進み、その分汚泥脱水剤としての性能が向上することも期待できる。
【００１８】
次に本発明で使用する複数のビニル基を有する単量体について説明する。このような単量体の例として、メチレンビスアクリルアミドやエチレングルコ−ルジ（メタ）アクリレ−トなどの多官能性単量体、あるいはＮ、Ｎ−ジメチルアクリルアミドのような熱架橋性単量体などがあげられる。また、好ましい複数のビニル基を有する単量体として、前記一般式（４）で表される多官能性水溶性ポリカチオン単量体である。この単量体は、以下のようにして合成することができる。すなわちエピハロヒドリンとアンモニア、第１級アミンまたは第２級アミンのうち、一種以上のアミン類と反応させた生成物を得た後、第３級アミノ基含有アクリルモノマーとを反応させ、その反応物の末端の少なくとも２つがビニル基を有するポリカチオン多官能性単量体である。すなわち、Ｒ１〜Ｒ４、Ｒ６、Ｒ７は水素または炭素数１〜３のアルキル基のなかから選ばれた同種または異種のアルキル基が結合したエピハロヒドリン残基を示す。このエピハロヒドリン残基は、一種類のアミンを使用すれば、同種の繰り返し単位が重合したものとなる。一方、二種以上のアミンを使用すれば異なった繰り返し単位が重合したものとなる。
【００１９】
前記第３級アミノ基含有アクリルモノマーは、例えばＮ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレートなどを挙げることができる。また最も好ましいものは、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドである。
【００２０】
これらの第１級アミンの中で、好ましくは、メチルアミン及びエチルアミンである。前記第２級アミンは、例えばジメチルアミン、ジエチルアミン、などである。これらの第２級アミンは１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００２１】
多官能性水溶性ポリカチオン単量体の前記単量体混合物に対する添加量は、単量体混合物質量に０．００１〜１モル％であり、好ましくは０．００２〜０．５％であり、更に好ましくは０．００５〜０．５％である。重合温度は前記のような通常の重合条件で行うことができる。また、重合度を調節するためイソプロピルアルコールを対単量体０．１〜５重量％など併用すると効果的である。
【００２２】
前記多官能性水溶性ポリカチオン単量体を前記単量体混合物と共重合することにより製造したイオン性架橋性水溶性高分子は、従来のＮ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミドあるいはエチレングリコールジ（メタ）アクリレートなどのような架橋点間の比較的短い架橋剤を使用した場合に較べ、架橋点間が長く、その上カチオン性基が架橋点間に存在する。従って分子が収縮し過ぎず、水中における形態が適度な状態で存在できる。その結果、架橋性高分子の特徴を保持し、懸濁粒子との接触も効率的に行なわれる。
【００２３】
前記一般式（１）で表されるカチオン性単量体の例としては、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチルやジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドなどが上げられ、四級アンモニウム基含重合体の例は、前記三級アミノ含有単量体の塩化メチルや塩化ベンジルによる四級化物である（メタ）アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物、（メタ）アクリロイルオキシ２−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウム塩化物、（メタ）アクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウム塩化物、（メタ）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塩化物、（メタ）アクリロイルオキシ２−ヒドロキシプロピルジメチルベンジルアンモニウム塩化物、（メタ）アクリロイルアミノプロピルジメチルベンジルアンモニウム塩化物などである。また前記一般式（２）で表されるカチオン性単量体の例としては、ジメチルジアリルアンモニウム系単量も使用可能であり、その例としてジメチルジアリルアンモニウム塩化物、ジアリルメチルベンジルアンモニウム塩化物などである。
【００２４】
さらに一般式（３）で表されるアニオン性単量体の例としては、スルフォン基でもカルボキシル基でもさしつかいなく、両方を併用しても良い。スルフォン基含有単量体の例は、ビニルスルフォン酸、ビニルベンゼンスルフォン酸あるいは２−アクリルアミド２−メチルプロパンスルフォン酸などである。またカルボキシル基含有単量体の例は、メタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸あるいはｐ−カルボキシスチレンなどである。
【００２５】
水溶性非イオン性単量体の例としては、（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、酢酸ビニル、アクリロニトリル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、アクリロイルモルホリン、アクリロイルピペラジンなどがあげられる。
【００２６】
油中水型エマルジョン重合の場合は重合濃度として、２０〜５０重量％であり、好ましくは２５〜４０重量％である。また、塩水溶液中分散重合の場合は、１５〜４０重量％であり、好ましくは２０〜３５重量％である。またどちらも重合温度としては、０〜８０℃であり、好ましくは２０〜５０℃、最も好ましくは２０〜４０℃であり、単量体の組成、重合法、開始剤の選択によって適宜重合温度を設定する。
【００２７】
前記単量体を共重合して得られる架橋性水溶性イオン性高分子の分子量は、３００万〜２，０００万であり、好ましくは５００万〜１５００万、さらに好ましくは５００万〜１０００万である。
【００２８】
次に架橋性水溶性イオン性高分子（Ａ）と組み合わせる複数のビニル基を有する単量体の非存在下で単量体（混合物）を重合した水溶性イオン性高分子（Ｂ）について説明する。この高分子は、前記架橋性水溶性イオン性高分子を重合する場合、複数のビニル基を有する単量体の非存在下において、単量体（混合物）を重合することによって製造できる。重合方法は、水溶液重合、油中水型エマルジョン重合、油中水型分散重合、塩水中分散重合などそのまま適用する。単量体の組成もそのまま適用する。分子量は、３００万〜２，０００万であり、好ましくは５００万〜１５００万、さらに好ましくは５００万〜１０００万である。
【００２９】
これら架橋性水溶性イオン性高分子（Ａ）と複数のビニル基を有する単量体の非存在下で単量体（混合物）を重合した水溶性イオン性高分子（Ｂ）との使用割合は、重量で３０：７０〜７０：３０であり、好ましくは６０：４０〜４０：６０である。この範囲よりどちらかの成分が多くなると、片方の性質が強く現れすぎ、特徴がなくなる。また、添加方法としては、ニ物質を混合したものを溶解、添加しても良いし、かどちら一方を別々に前後して添加しても良いし、同時に添加しても良い。
【００３０】
本発明の架橋性水溶性イオン性高分子（Ａ）と水溶性イオン性高分子（Ｂ）とを組み合わせた凝集処理剤は、製紙排水、化学工業排水、食品工業排水などの生物処理したときに発生する余剰汚泥、あるいは都市下水の生汚泥、混合生汚泥、余剰汚泥、消化汚泥などの有機汚泥、あるいは製紙スラッジの脱水に使用することができる。さらに、古紙や機械パルプに由来するピッチあるいは類アニオン性物質の前処理を行なうため、抄紙前の製紙原料中に添加して使用することもできる。
【００３１】
更に本発明の架橋性水溶性イオン性高分子（Ａ）と水溶性イオン性高分子（Ｂ）とを組み合わせた凝集処理剤は、歩留向上及び／又は濾水性向上を目的として抄紙前の製紙原料中に添加し使用することもできる。また、架橋性イオン性水溶性高分子からなる処理剤と、無機あるいは有機のアニオン性物質と組み合わせて、歩留向上及び／又は濾水性向上を目的として、抄紙前の製紙原料中に添加し使用することもできる。前記アニオン性物質のうち、無機物としては、ベントナイト、カオリン、クレイあるいはタルクなどであり、またコロイダルシリカも使用できる。
【００３２】
前記アニオン性物質が、アニオン性水溶性高分子の場合は、どのようなアニオン性水溶性高分子も使用できるが、前記一般式（３）で表されるアニオン性単量体３〜１００モル％と（メタ）アクリルアミドを０〜９７モル％含有する単量体混合物を塩水溶液中、該塩水溶液に可溶な高分子分散剤共存下、分散重合法により製造された粒径１００μｍ以下のアニオン性水溶性高分子からなる微粒子の分散液を使用することが好ましい。この高分子の製造法は、前記架橋性カチオン性あるいは両性水溶性高分子の場合と同様である。高分子分散剤は、アニオン性高分子を使用することが好ましい。例えば、アクリルアミド２−メチルプロパンスルホン酸（塩）やスチレンスルホン酸（塩）などのアニオン性単量体の（共）重合体である。これらアニオン性単量体とカルボキシル基含有単量体、例えばアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸などとの共重合体も使用可能である。さらに非イオン性の単量体であるアクリルアミドとの共重合体も使用できる。
【００３３】
本発明の架橋性水溶性イオン性高分子（Ａ）と水溶性イオン性高分子（Ｂ）とを組み合わせた凝集処理剤の添加量は、汚泥固形分に対し重量で０．１〜１．０％であり、好ましくは０．２〜０．５％である。また、前処理として使用するには、製紙原料中乾燥分に対し、５０〜１０，０００ｐｐｍであり、好ましくは１００〜２，０００ｐｐｍである。
【００３４】
【実施例】
以下、実施例および比較例によって本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に制約されるものではない。
【００３５】
（合成例１）攪拌機および温度制御装置を備えた反応槽に沸点１９０°Ｃないし２３０°Ｃのイソパラフィン１２０．０ｇにソルビタンモノオレート６．０ｇ及びポリリシノ−ル酸／ポリオキシエチレンブロック共重合物０．６ｇを仕込み溶解させた。別に脱イオン水３２．０ｇ、アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物（以下ＤＭＱと略記）８０％水溶液１８４．４ｇ、アクリルアミド（ＡＡＭと略記）５０％水溶液２７．０ｇ及び多官能性水溶性ポリカチオン単量体６０％水溶液１．１ｇ（対単量体０．４重量％）各々採取し前記溶液に添加し、完全に溶解させた。また、ｐＨを４．３５に調節し、油と水溶液を混合し、ホモジナイザーにて１０００ｒｐｍで１５分間攪拌乳化した。この時の単量体組成は、ＤＭＱ／ＡＡＭ＝８０／２０（モル％）である。
【００３６】
得られたエマルジョンにイソプロピルアルコール４０％水溶液２．４ｇ（対単量体０．６重量％）を加え、単量体溶液の温度を３０〜３３℃に保ち、窒素置換を３０分行った後、２、２’−アゾビス〔２−（５−メチル−２−イミダゾリン−２−イル）プロパン〕二塩化水素化物の１０％水溶液０．３５ｇ（対単量体０．０２重量％）を加え、重合反応を開始させた。反応温度を３２±２℃で１２時間重合させ反応を完結させた。重合後、生成した油中水型エマルジョンに転相剤としてポリオキシエチレントリデシルエ−テル１０．０ｇ（対液２．０重量％）を添加混合して試験に供する試料（試料−１）とした。また静的光散乱法による分子量測定器（大塚電子製ＤＬＳ−７０００）によって重量平均分子量を測定した。結果を表１に示す。
【００３７】
（合成例２）合成例１と同様な操作により、それぞれＤＭＱ／ＡＡＣ／ＡＡＭ＝６０／２０／２０（試料−２）（モル％）からなる組成の油中水型両性高分子エマルジョンを合成した。組成を表１に、結果を表２に示す。
【００３８】
合成例１〜２で作成した親水性界面活性剤添加前の油中水型エマルジョンを、噴霧乾燥機により乾燥し、粉末品を得た。組成を表１に、結果を表２に示す。
【００３９】
（合成例３）重合時、複数のビニル基を有する単量体を添加しないほかは合成例１〜２と同様な操作により、ＤＭＱ／ＡＡＣ／ＡＡＭ＝６０／２０／２０からなる組成により、噴霧乾燥品（試料−３）を作成した。
【００４０】
（合成例４；アニオン性水溶性高分子分散液）攪拌機、還流冷却管、温度計および窒素導入管を備えた４つ口５００ｍｌセパラブルフラスコに脱イオン水：１０７．７ｇ、硫酸アンモニウム２６．８ｇ、硫酸ナトリウム１７．９ｇ、６０アクリル酸：３２．７ｇ、５０％アクリルアミド：９０．３ｇを加え、３０重量％の水酸化ナトリウム５．８ｇによりアクリル酸の１６モル％を中和した。また１５重量％のメタクリル酸／アクリルアミド２−メチルプロパンスルホン酸＝３／７（モル比、酸の９０モル％を中和）共重合体水溶液（溶液粘度４２、６００ｍＰａ・ｓ）１８．９ｇを添加した。その後、攪拌しながら窒素導入管より窒素を導入し溶存酸素の除去を行う。この間恒温水槽により３０℃に内部温度を調整する。窒素導入３０分後、０．１重量％のペルオキソニ硫酸アンモニウム及び亜硫酸水素アンモニウムの０．１重量％水溶液をそれぞれこの順で０．９ｇ添加し重合を開始させた。重合開始後３時間たったところで前記開始剤を０．６ｇ追加し１５時間で反応を終了した。この試料のアクリル酸とアクリルアミドのモル比は３０：７０であり、粘度は２００ｍＰａ・ｓであった。なお、顕微鏡観察の結果、５〜２０μｍの粒子であることが判明した。また、重量平均分子量を測定すると、１０００万であった。これをアニオン性水溶性高分子−Ａとする。
【００４１】
【表１】
ＤＭＱ：アクロルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、ＡＡＣ：アクリル酸、ＡＡＭ：アクリルアミド、ＰＣＣ；ポリカチオン架橋剤、
複数ビニル基単量体：対単量体重量％、
【００４２】
【表２】
分子量：万、ＳＤ；噴霧乾燥品
【００４３】
（架橋性水溶性イオン性高分子（Ａ）と水溶性イオン性高分子（Ｂ）との混合物
の調製）
表３のような配合により架橋性水溶性イオン性高分子と複数のビニル基を有する単量体を添加しないで合成した水溶性イオン性高分子の配合物Ｍ−１〜Ｍ−２を調製した。
【００４４】
【表３】
【００４５】
【実施例１〜２】
脱墨古紙と機械パルプを主体とし、ＬＢＫＰが配合された中質紙製紙原料（ｐＨ６．８、全ｓｓ２．１６０％、灰分０．２５％）を用い、パルプ濃度０．９重量％に水道水を用いて希釈、ブリット式ダイナミックジャ−テスタ−により歩留率を測定した。初めに液体硫酸バンド１．５％、その後、表３のＭ−１〜Ｍ−２を対製紙原料０．０２０％添加し、合成例４で製造したアニオン性水溶性高分子−Ａを対製紙原料０．０２０％添加した。薬剤の添加順は上記の順で１５秒間隔により下記試験条件で行い、攪拌を開始する。全薬品添加後のｐＨは５．６０であった。３０秒後に１０秒間白水を排出し、３０秒間白水を採取し、下記条件で総歩留率を測定した。なお、攪拌条件は、回転数１０００ｒ．ｐ．ｍ、ワイヤー１２５Ｐスクリーン（２００メッシュ相当）、総歩留率（ＳＳ濃度）はＡＤＶＡＮＴＥＣ、ＮＯ．２にて濾過し測定した。また濾紙を乾燥後、濾紙を８００℃で焼却し灰分を測定することにより無機物歩留率を算出した。更に上記全種類の薬品を加え抄紙した場合の紙の地合を確認するため、タッピスタンダ−ドシ−トマシン（１／５０ｍ２）によって乾燥坪量６０ｇ／ｍ２の紙を抄紙し、乾燥後、目視にて地合を観察した。以上の結果を表４に示す。
【００４６】
【比較例１〜２】
比較試料ＣＭ−１〜ＣＭ−２を用い、実施例３０〜３７と同様な試験操作によって行った。結果を表４に示す。
【００４７】
【実施例３〜４】
ＬＢＫＰを主体とした上質紙製造用の製紙原料（ｐＨ６．１０、全ｓｓ分２．２５％、灰分０．４０％）を検体として、パルプ濃度０．９重量％に水道水を用いて希釈、ブリット式ダイナミックジャ−テスタ−により歩留率を測定した。添加薬品として、カチオン性デンプン、対製紙原料０．５重量％（以下同様）、軽質炭酸カルシウム、２０％、中性ロジンサイズ、０．２％、硫酸バンド１．０％、表３のＭ−１〜Ｍ−２をそれぞれ０．０２５％添加し、下記試験条件で攪拌を開始する。全薬品添加後のｐＨは６．８７であった。３０秒後に１０秒間白水を排出し、３０秒間白水を採取し、下記条件で総歩留率を測定した。なお、攪拌条件は、回転数１０００ｒ．ｐ．ｍ．、ワイヤー１２５Ｐスクリーン（２００メッシュ相当）、総歩留率（ＳＳ濃度）はＡＤＶＡＮＴＥＣ ＮＯ．２にて濾過し測定した。また乾燥後、濾紙を６００℃で焼却し灰分を測定することにより炭酸カルシウムの歩留率を算出した。結果を表５に示す。
【００４８】
【比較例３〜４】
比較試料ＣＭ−１〜ＣＭ−２を用い、実施例３〜４と同様な試験操作によって行った。結果を表５に示す。
【００４９】
【表４】
総歩留率；重量％、無機物歩留率；重量％
【００５０】
【表５】
総歩留率；重量％、無機物歩留率；重量％[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an aggregating treatment agent comprising a crosslinkable ionic water-soluble polymer and a non-crosslinkable water-soluble polymer, and a method for using the same, and more specifically has a specific ionic monomer and a plurality of vinyl groups. A specific ionic monomer in the absence of the crosslinkable ionic water-soluble polymer (A) obtained by polymerizing a monomer mixture containing the monomer as an essential component and the plurality of monomers having a vinyl group It is related with the processing agent which consists of an ionic water-soluble polymer (B) which superposed | polymerized the monomer mixture which has an essential component, and its usage method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, cationic polymer flocculants have been used for sludge dewatering such as yield improvers and sewage in papermaking. In particular, sludge dewatering agents have increased sludge generation and sludge properties in recent years. With conventional cationic polymer flocculants, there is a limit to the amount of sludge treated, dewatered cake moisture content, SS recovery rate, The treatment state is not always satisfactory in terms of the peelability of the cake from the filter cloth, and improvements are required. In order to improve the drawbacks of these conventional cationic polymer flocculants, various amphoteric polymer flocculants have been proposed, but these amphoteric polymer dehydrating agents are not always satisfactory. Further, for the purpose of reducing the moisture content of the dehydrated cake and improving the peelability from the filter cloth, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-219887 and Japanese Patent Publication No. 8-164 disclose crosslinkable ionic polymer flocculants. ing.
[0003]
With regard to the yield improver in papermaking, the application of crosslinkable polymers has not been considered because the cohesive strength has been pursued in order to cope with the increase in papermaking speed and the increase in impurities in papermaking raw materials. It was. Polymer flocculants have been pursued to increase the molecular weight in one direction to improve performance, so the cohesive force has certainly improved, but when used as a yield improver in the paper industry, the formation of turbulence, etc. There have been frequent cases of side effects. On the other hand, the crosslinkable polymer has a relatively small molecular spread in water as compared with the linear polymer, and therefore, the cohesive force is suppressed and is suitable as a process chemical in the paper industry.
[0004]
As described above, the crosslinkable water-soluble polymer has various features and functions, but may be used as a sludge dehydrating agent or a yield improving agent in papermaking because of its relatively small molecular spread in an aqueous solution. When applied, there is a problem that the amount of addition increases compared to a linear polymer. In order to improve such disadvantages of the crosslinkable water-soluble polymer, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-256299 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-256300 includes a quaternary ammonium base, a methacrylate monomer, an acrylate. An amphoteric polymer dehydrating agent in which a monomer and an anionic monomer are copolymerized at a certain ratio is disclosed. However, these also do not fully satisfy the purpose.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When a crosslinkable water-soluble polymer is used as a sludge dewatering agent or a yield improver, it exhibits excellent points such as a reduction in the moisture content of the dewatered cake or the maintenance of the formation, but on the other hand, However, the amount of addition is inevitably increased until the effect is manifested, resulting in a problem of increased cost. An object of the present invention is to develop an aggregating treatment agent that retains the advantages of a crosslinkable water-soluble polymer and solves the problem of reducing the amount of addition.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has reached the following invention. That is, the invention of claim 1 of the present invention is a monomer represented by the following general formula (1) and / or (2) 5 to 99.999 mol%, a single amount represented by the following general formula (3) Body 0-50 mol%, water-soluble nonionic monomer 0-95 mol% andPolyfunctional water-soluble polycation monomer represented by the following general formula (4)A monomer mixture consisting of 0.001 to 1 mol%Polymerized and spray-dried powderIn the absence of the crosslinkable water-soluble ionic polymer (A) and the monomer having a plurality of vinyl groups, the monomer represented by the following general formula (1) and / or (2) 5 A monomer (mixture) comprising 100 mol%, 0 to 50 mol% of a monomer represented by the following general formula (3) and 0 to 95 mol% of a water-soluble nonionic monomerPolymerized and spray-dried powderWith water-soluble ionic polymer (B)A papermaking method comprising adding a coagulation treatment agent comprising a mixture of the above to a papermaking raw material before papermaking for the purpose of improving yield and / or drainageIt is.
[Chemical 1]
General formula (1)
R1Is hydrogen or methyl group, R2, R3Is an alkyl or alkoxyl group having 1 to 3 carbon atoms, R4Is hydrogen, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxyl group, or a benzyl group, which may be the same or different, A is oxygen or NH, B is an alkylene group or alkoxylene group having 2 to 4 carbon atoms, X1Represents an anion, respectively.
[Chemical 2]
General formula (2)
R5Is hydrogen or methyl group, R6, R7Is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxyl group or a benzyl group, X2Represents each anion
[Chemical Formula 3]
General formula (3)
R8Is hydrogen, methyl group or carboxymethyl group, Q is SO3, C2H4SO3,
CONHC (CH3)2CH2SO4, C6H4COO or COO, R9Is hydrogen or COOY2, Y1Or Y2Is hydrogen or cation
[Formula 4]
General formula (4)
R10~ R13Is hydrogen or methyl group, X3, X4Represents an anion, and p represents an integer of 0 to 20, respectively, where P is represented by the following general formula (5).
[Chemical formula 5]
General formula (5)
R14,R15Is hydrogen, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a benzyl group, R16Is hydrogen or a methyl group, G is an alkylene group or alkoxylene group having 2 to 4 carbon atoms, L is —O— or —NH—, X5 −Is anion,
[0007]
Claim2The polyfunctional water-soluble polycation monomer is a polycondensate formed from one or more amines selected from ammonia, an aliphatic primary amine, and an aliphatic secondary amine, and an epihalohydrin, and a dialkyl. The reaction product with aminoalkyl (meth) acrylamide1Described inPaper making methodIt is.
[0008]
Claim3The invention ofAn aggregating treatment agent comprising a mixture of the crosslinkable water-soluble ionic polymer (A) and the water-soluble ionic polymer (B).Used in combination with inorganic and / or organic anionic substancesThe paper making method according to claim 1.It is.
[0009]
Claim4The invention ofinorganicThe anionic substance is colloidal silica or bentonite,3The paper making method described in 1.
[0010]
Claim5The invention ofOrganicThe anionic substance is a salt of a monomer (mixture) containing 3 to 100 mol% of the anionic monomer represented by the general formula (3) and 0 to 97 mol% of the water-soluble nonionic monomer. A dispersion of fine particles composed of an anionic water-soluble polymer having a particle size of 100 µm or less produced by a dispersion polymerization method in the presence of a polymer dispersant soluble in an aqueous salt solution in an aqueous solution.3The paper making method described in 1.
0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The crosslinkable water-soluble ionic polymer (A) of the present invention is a monomer represented by the general formula (1) and / or (2) of 5 to 99.999 mol%, represented by the following general formula (3). Polymerizing a monomer mixture composed of 0 to 50 mol% of a monomer represented, 0 to 95 mol% of a nonionic monomer and 0.001 to 1 mol% of a monomer having a plurality of vinyl groups. Can be manufactured by. The polymerization can be carried out by an ordinary polymerization method after preparing an aqueous solution in which these monomers are mixed.
0012]
As the polymerization method, after polymerization by aqueous solution polymerization, water-in-oil emulsion polymerization, water-in-oil dispersion polymerization, salt water dispersion polymerization, etc., it can be made into any product form such as aqueous solution, dispersion, emulsion or powder. . A preferred form is a water-in-oil emulsion polymer or a salt-in-water dispersion polymer that has a high concentration and a short dissolution time. A powder product obtained by spray-drying a water-in-oil emulsion polymerization product is also preferable.
0013]
As a method for producing a water-in-oil polymer emulsion, a monomer mixture composed of a cationic monomer or a monomer copolymerizable with a cationic monomer is mixed with water, at least water-immiscible carbonization. An oily substance composed of hydrogen, an amount effective to form a water-in-oil emulsion, and at least one surfactant having HLB are mixed and stirred vigorously to form a water-in-oil emulsion, followed by polymerization. To synthesize.
0014]
Examples of oily substances composed of hydrocarbons used as a dispersion medium include paraffins, mineral oils such as kerosene, light oil, and middle oil, or hydrocarbon-based synthetic oils having characteristics such as boiling point and viscosity substantially in the same range as these. Or a mixture thereof.
0015]
Examples of at least one surfactant having an HLB and an effective amount to form a water-in-oil emulsion are HLB 3-11 nonionic surfactants, specific examples of which include sorbitan monooleate Sorbitan monostearate, sorbitan monopalmitate and the like. The amount of these surfactants to be added is 0.5 to 10% by weight, preferably 1 to 5% by weight, based on the total amount of the water-in-oil emulsion.
0016]
After the polymerization, a hydrophilic interfacial modifier called a phase inversion agent is added to make the emulsion particles covered with the oil film easy to become familiar with water, and to dissolve the water-soluble polymer therein. Dilute with and use for each application. Examples of hydrophilic interfacial chemicals are cationic interfacial chemicals and HLB 9-15 nonionic interfacial chemicals, such as polyoxyethylene alkyl ether systems and polyoxyethylene alcohol ether systems.
0017]
The polymer obtained by water-in-oil emulsion polymerization can be spray-dried as it is. Conventionally, powdering a crosslinkable water-soluble polymer has caused a side reaction in which a crosslinking reaction proceeds during drying, and it has been difficult to put it into practical use. However, this spray drying has made it possible to easily produce a crosslinkable water-soluble polymer powder on a corporate scale. In order to prepare for atomization, the concentration of the water-in-oil emulsion polymer is adjusted to some extent, and then sent to a spray dryer and dried at a temperature of about 70 to 110 ° C. Moreover, at the time of drying, the crosslinking reaction proceeds by heat, and it can be expected that the performance as a sludge dewatering agent is improved accordingly.
0018]
Next, the monomer which has a some vinyl group used by this invention is demonstrated. Examples of such monomers include polyfunctional monomers such as methylenebisacrylamide and ethylene glycol di (meth) acrylate, or thermally crosslinkable monomers such as N, N-dimethylacrylamide. Can be given. Moreover, as a preferable monomer having a plurality of vinyl groups, the general formula (4It is a polyfunctional water-soluble polycation monomer represented by This monomer can be synthesized as follows. That is, after obtaining a product obtained by reacting epihalohydrin with one or more amines among ammonia, primary amine or secondary amine, reacting with a tertiary amino group-containing acrylic monomer, It is a polycation polyfunctional monomer having at least two terminals having a vinyl group. That is, R1 to R4, R6 and R7 represent an epihalohydrin residue to which the same or different alkyl group selected from hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is bonded. This epihalohydrin residue is obtained by polymerizing the same type of repeating units when one kind of amine is used. On the other hand, when two or more kinds of amines are used, different repeating units are polymerized.
0019]
Examples of the tertiary amino group-containing acrylic monomer include N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, N, N-diethylaminopropyl (meth) acrylamide, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, and N, N. -Diethylaminoethyl (meth) acrylate etc. can be mentioned. Most preferred is N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide.
0020]
Of these primary amines, methylamine and ethylamine are preferred. Examples of the secondary amine include dimethylamine and diethylamine. These secondary amines can be used alone or in combination of two or more.
0021]
The addition amount of the polyfunctional water-soluble polycation monomer to the monomer mixture is 0.001 to 1 mol%, preferably 0.002 to 0.5%, based on the amount of the monomer mixture. More preferably, it is 0.005 to 0.5%. The polymerization temperature can be carried out under the usual polymerization conditions as described above. In order to adjust the degree of polymerization, it is effective to use isopropyl alcohol in combination with 0.1 to 5% by weight of the monomer.
0022]
The ionic crosslinkable water-soluble polymer prepared by copolymerizing the polyfunctional water-soluble polycation monomer with the monomer mixture may be conventional N, N-methylenebisacrylamide or ethylene glycol di (meta). ) Compared with the case of using a relatively short cross-linking agent between cross-linking points such as acrylate, the cross-linking point is longer, and a cationic group exists between the cross-linking points. Therefore, the molecules do not shrink too much and can exist in an appropriate state in water. As a result, the characteristics of the crosslinkable polymer are retained, and contact with the suspended particles is also efficiently performed.
0023]
Examples of the cationic monomer represented by the general formula (1) include dimethylaminoethyl (meth) acrylate and dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, and examples of quaternary ammonium group-containing polymers. (Meth) acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride, (meth) acryloyloxy 2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride, which is a quaternized product of the tertiary amino-containing monomer with methyl chloride or benzyl chloride, (meth) Acryloylaminopropyltrimethylammonium chloride, (meth) acryloyloxyethyldimethylbenzylammonium chloride, (meth) acryloyloxy 2-hydroxypropyldimethylbenzylammonium chloride, (meth) acryloylaminopropyldimethylbenzyl Ammonium chloride, and the like. Moreover, as an example of the cationic monomer represented by the general formula (2), a dimethyldiallylammonium monomer can be used, and examples thereof include dimethyldiallylammonium chloride and diallylmethylbenzylammonium chloride. is there.
0024]
Furthermore, examples of the anionic monomer represented by the general formula (3) may be either a sulfone group or a carboxyl group, and both may be used in combination. Examples of the sulfone group-containing monomer are vinyl sulfonic acid, vinyl benzene sulfonic acid, 2-acrylamido 2-methylpropane sulfonic acid, and the like. Examples of the carboxyl group-containing monomer include methacrylic acid, acrylic acid, itaconic acid, maleic acid, and p-carboxystyrene.
0025]
Examples of water-soluble nonionic monomers include (meth) acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, vinyl acetate, acrylonitrile, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, diacetone acrylamide, N-vinylpyrrolidone, N -Vinylformamide, N-vinylacetamide, acryloylmorpholine, acryloylpiperazine and the like.
0026]
In the case of water-in-oil emulsion polymerization, the polymerization concentration is 20 to 50% by weight, preferably 25 to 40% by weight. In the case of dispersion polymerization in an aqueous salt solution, it is 15 to 40% by weight, preferably 20 to 35% by weight. In both cases, the polymerization temperature is from 0 to 80 ° C., preferably from 20 to 50 ° C., and most preferably from 20 to 40 ° C. The polymerization temperature is appropriately determined depending on the monomer composition, the polymerization method, and the selection of the initiator. Set.
0027]
The molecular weight of the crosslinkable water-soluble ionic polymer obtained by copolymerizing the monomers is 3 million to 20 million, preferably 5 million to 15 million, more preferably 5 million to 10 million. is there.
0028]
Next, the water-soluble ionic polymer (B) obtained by polymerizing the monomer (mixture) in the absence of the monomer having a plurality of vinyl groups combined with the cross-linkable water-soluble ionic polymer (A) will be described. . This polymer can be produced by polymerizing a monomer (mixture) in the absence of a monomer having a plurality of vinyl groups when the crosslinkable water-soluble ionic polymer is polymerized. As the polymerization method, aqueous solution polymerization, water-in-oil emulsion polymerization, water-in-oil dispersion polymerization, salt water dispersion polymerization, and the like are applied as they are. The composition of the monomer is also applied as it is. The molecular weight is 3 million to 20 million, preferably 5 million to 15 million, and more preferably 5 million to 10 million.
0029]
The ratio of use of these crosslinkable water-soluble ionic polymer (A) and water-soluble ionic polymer (B) obtained by polymerizing the monomer (mixture) in the absence of a monomer having a plurality of vinyl groups is The weight is 30:70 to 70:30, preferably 60:40 to 40:60. If either component is greater than this range, one of the properties will appear too strong and the features will be lost. Moreover, as an addition method, what mixed two substances may be melt | dissolved and added, either one may be added separately before and after, and you may add simultaneously.
0030]
The aggregating agent combining the crosslinkable water-soluble ionic polymer (A) and the water-soluble ionic polymer (B) of the present invention is used when biological treatment such as papermaking wastewater, chemical industrial wastewater, and food industry wastewater is performed. It can be used for dewatering generated sludge, or organic sludge such as raw sludge, mixed raw sludge, surplus sludge, digested sludge, etc., or paper sludge. Furthermore, since pretreatment of pitch or anionic substances derived from waste paper or mechanical pulp is performed, it can be used by adding to the papermaking raw material before papermaking.
0031]
Furthermore, the aggregating agent combining the crosslinkable water-soluble ionic polymer (A) and the water-soluble ionic polymer (B) of the present invention is a papermaking prior to papermaking for the purpose of improving yield and / or drainage. It can also be used by adding to the raw material. In addition, in combination with a processing agent comprising a crosslinkable ionic water-soluble polymer and an inorganic or organic anionic substance, it is added to the papermaking raw material before papermaking for the purpose of improving yield and / or drainage. You can also Among the anionic substances, the inorganic substance is bentonite, kaolin, clay, talc, or the like, and colloidal silica can also be used.
0032]
When the anionic substance is an anionic water-soluble polymer, any anionic water-soluble polymer can be used, but the anionic monomer represented by the general formula (3) is 3 to 100 mol%. And a monomer mixture containing 0 to 97 mol% of (meth) acrylamide in an aqueous salt solution, an anionic property having a particle size of 100 μm or less produced by a dispersion polymerization method in the presence of a polymer dispersant soluble in the aqueous salt solution It is preferable to use a fine particle dispersion composed of a water-soluble polymer. The production method of this polymer is the same as that of the crosslinkable cationic or amphoteric water-soluble polymer. As the polymer dispersant, an anionic polymer is preferably used. For example, it is a (co) polymer of anionic monomers such as acrylamide 2-methylpropanesulfonic acid (salt) and styrenesulfonic acid (salt). Copolymers of these anionic monomers and carboxyl group-containing monomers such as acrylic acid, methacrylic acid and itaconic acid can also be used. Furthermore, a copolymer with acrylamide which is a nonionic monomer can also be used.
0033]
The addition amount of the flocculating agent combining the crosslinkable water-soluble ionic polymer (A) and the water-soluble ionic polymer (B) of the present invention is 0.1 to 1.0 by weight relative to the sludge solids. %, Preferably 0.2 to 0.5%. Moreover, when using as a pre-processing, it is 50-10,000 ppm with respect to the dry part in a papermaking raw material, Preferably it is 100-2,000 ppm.
0034]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in more detail with an Example and a comparative example, this invention is not restrict | limited to a following example, unless the summary is exceeded.
0035]
(Synthesis example1) A reactor equipped with a stirrer and a temperature controller was charged with 6.0 g of sorbitan monooleate and 0.6 g of polyricinoleic acid / polyoxyethylene block copolymer in 120.0 g of isoparaffin having a boiling point of 190 ° C to 230 ° C. Dissolved. Separately, 32.0 g of deionized water, 184.4 g of 80% aqueous solution of acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride (hereinafter abbreviated as DMQ), 27.0 g of 50% aqueous solution of acrylamide (abbreviated as AAM), andMultifunctional water-soluble polycation monomerCollect each 1.1g of 60% aqueous solution (0.4% by weight monomer)Said solutionAnd completely dissolved. Moreover, pH was adjusted to 4.35, oil and aqueous solution were mixed, and it stirred and emulsified for 15 minutes at 1000 rpm with the homogenizer. The monomer composition at this time is DMQ / AAM = 80/20 (mol%).
0036]
After adding 2.4 g of isopropyl alcohol 40% aqueous solution (0.6% by weight of monomer) to the obtained emulsion, keeping the temperature of the monomer solution at 30 to 33 ° C. and performing nitrogen substitution for 30 minutes, 2,5′-Azobis [2- (5-methyl-2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride 10% aqueous solution 0.35 g (0.02% by weight of monomer) was added and polymerized. The reaction was started. The reaction was completed at a reaction temperature of 32 ± 2 ° C. for 12 hours to complete the reaction. After polymerization, 10.0 g of polyoxyethylene tridecyl ether (2.0% by weight with respect to the liquid) was added to and mixed with the resulting water-in-oil emulsion as a phase inversion agent (sample-).1).Moreover, the weight average molecular weight was measured with the molecular weight measuring device (DLS-7000 by Otsuka Electronics) by a static light scattering method.The results are shown in Table 1.
0037]
(Synthesis example2)CompositionIn the same manner as in Example 1, DMQ / AAC / AAM = 60/20/20 (sample-2) (Mol%) was synthesized. The composition is shown in Table 1, and the results are shown in Table 2.
0038]
Synthesis example1~2The water-in-oil emulsion before adding the hydrophilic surfactant prepared in (1) was dried with a spray dryer to obtain a powder product. The composition is shown in Table 1, and the results are shown in Table 2.
0039]
(Synthesis example3) Synthesis Example 1 except that a monomer having a plurality of vinyl groups is not added during polymerization2By the same operation as in the composition consisting of DMQ / AAC / AAM = 60/20/20,A spray-dried product (Sample-3) was prepared.
0040]
(Synthesis example4Anionic water-soluble polymer dispersion) In a 4-neck 500 ml separable flask equipped with a stirrer, reflux condenser, thermometer and nitrogen introduction tube, deionized water: 107.7 g, ammonium sulfate 26.8 g, sodium sulfate 17. 9 g, 60 acrylic acid: 32.7 g, 50% acrylamide: 90.3 g were added, and 16 mol% of acrylic acid was neutralized with 5.8 g of 30 wt% sodium hydroxide. Further, 15% by weight of methacrylic acid / acrylamide 2-methylpropanesulfonic acid = 3/7 (molar ratio, neutralizing 90 mol% of acid) copolymer aqueous solution (solution viscosity 42, 600 mPa · s) 18.9 g was added. did. Thereafter, nitrogen is introduced from the nitrogen introduction tube while stirring to remove dissolved oxygen. During this time, the internal temperature is adjusted to 30 ° C. using a constant temperature water bath. Thirty minutes after the introduction of nitrogen, 0.9 g of 0.1 wt% aqueous solution of ammonium peroxodisulfate and 0.1 wt% ammonium bisulfite was added in this order to initiate the polymerization. After 3 hours from the start of polymerization, 0.6 g of the initiator was added, and the reaction was completed in 15 hours. In this sample, the molar ratio of acrylic acid to acrylamide was 30:70, and the viscosity was 200 mPa · s. As a result of microscopic observation, the particles were found to be 5 to 20 μm. Moreover, it was 10 million when the weight average molecular weight was measured. This is named anionic water-soluble polymer-A.
0041]
【table1]
DMQ: acryloxyethyltrimethylammonium chloride, AAC: acrylic acid, AAM: acrylamide, PCC; polycation crosslinking agent,
Multiple vinyl group monomers:% By weight of monomer,
0042]
【table2]
Molecular weight: 10,000, SD; spray-dried product
0043]
(Crosslinkable water-soluble ionic polymer (A) and water-soluble ionic polymer (B)Mixture of
Preparation)
According to the formulation shown in Table 3Formulations M-1 to M- of a water-soluble ionic polymer synthesized without adding a crosslinkable water-soluble ionic polymer and a monomer having a plurality of vinyl groups2Was prepared.
0044]
【table3]
0045]
【Example1~2]
Medium quality paper mainly composed of deinked waste paper and mechanical pulp, with LBKP blendedPapermaking raw material(PH 6.8, total ss 2.160%, ash content 0.25%) was diluted with tap water to a pulp concentration of 0.9% by weight, and the yield was measured by a Brit type dynamic gate tester. First, liquid sulfuric acid band 1.5%, then M-1~ M-2Is added to the papermaking material 0.020%, synthesis example40.020% of the anionic water-soluble polymer-A produced in step 1 was added to the papermaking raw material. The drug is added in the order described above at intervals of 15 seconds under the following test conditions, and stirring is started. The pH after adding all the chemicals was 5.60. After 30 seconds, white water was discharged for 10 seconds, white water was collected for 30 seconds, and the total yield was measured under the following conditions. The stirring conditions were a rotation speed of 1000 r. p. m, wire 125P screen (equivalent to 200 mesh), total yield (SS concentration) is ADVANTEC, NO. It filtered and measured by 2. Further, after drying the filter paper, the filter paper was incinerated at 800 ° C. and the ash content was measured to calculate the inorganic substance yield. Furthermore, in order to confirm the formation of the paper when paper was made by adding all of the above-mentioned chemicals, a tapstand standard sheet machine (1/50 m2) Dry basis weight 60 g / m2The paper was made, and after drying, the formation was visually observed. The above results are shown in the table4Shown in
0046]
[Comparative example1~2]
Comparative sample CM-1~ CM-2The same test procedure as in Examples 30 to 37 was used. Table the results4Shown in
0047]
【Example3~4]
A papermaking raw material (pH 6.10, total ss content 2.25%, ash content 0.40%) mainly for LBKP was used as a specimen, diluted with tap water to a pulp concentration of 0.9% by weight, The yield rate was measured by a Brit type dynamic jar tester. As additive chemicals, cationic starch, 0.5% by weight of raw material for paper (hereinafter the same), light calcium carbonate, 20%, neutral rosin size, 0.2%, sulfuric acid band 1.0%, M- in Table 31~ M-20.025% eachAdd,Start stirring under the following test conditions. The pH after addition of all chemicals was 6.87. After 30 seconds, white water was discharged for 10 seconds, white water was collected for 30 seconds, and the total yield was measured under the following conditions. The stirring conditions were a rotation speed of 1000 r. p. m. , Wire 125P screen (equivalent to 200 mesh), total yield (SS concentration) is ADVANTEC NO. It filtered and measured by 2. After drying, the filter paper was incinerated at 600 ° C. and the ash content was measured to calculate the calcium carbonate yield. Table the results5Shown in
0048]
[Comparative example3~4]
Comparative sample CM-1~ CM-2Example using3~4The same test operation was performed. Table the results5Shown in
0049]
【table4]
Total yield: wt%, inorganic yield: wt%
0050]
【table5]
Total yield: wt%, inorganic yield: wt%
Claims (5)
Ｒ１は水素又はメチル基、Ｒ２、Ｒ３は炭素数１〜３のアルキルあるいはアルコキシル基、Ｒ４は水素、炭素数１〜３のアルキル基、アルコキシル基あるいはベンジル基であり、同種でも異種でも良い、Ａは酸素またはＮＨ、Ｂは炭素数２〜４のアルキレン基またはアルコキシレン基を表わす、Ｘ１は陰イオンをそれぞれ表わす。
Ｒ５は水素又はメチル基、Ｒ６、Ｒ７は炭素数１〜３のアルキル基、アルコキシル基あるいはベンジル基、Ｘ２は陰イオンをそれぞれ表わす
Ｒ８は水素、メチル基またはカルボキシメチル基、ＱはＳＯ３、Ｃ２Ｈ４ＳＯ３、
ＣＯＮＨＣ（ＣＨ３）２ＣＨ２ＳＯ４、Ｃ６Ｈ４ＣＯＯあるいはＣＯＯ、Ｒ９は水素またはＣＯＯＹ２、Ｙ１あるいはＹ２は水素または陽イオン
Ｒ１０〜Ｒ１３は水素又はメチル基、Ｘ３、Ｘ４は陰イオン、ｐは０〜２０の整数をそれぞれ表わす、ただしＰは下記一般式（５）で表わされる。
Ｒ１４、Ｒ１５は水素、炭素数１〜３のアルキル基又はベンジル基、Ｒ１６は水素又はメチル基、Ｇは炭素数２〜４のアルキレン基あるいはアルコキシレン基、Ｌは−Ｏ−又は−ＮＨ−、Ｘ５ −は陰イオン、5 to 99.999 mol% of a monomer represented by the following general formula (1) and / or (2), 0 to 50 mol% of a monomer represented by the following general formula (3), water-soluble nonionic Powder obtained by polymerizing a monomer mixture consisting of 0 to 95 mol% of a functional monomer and 0.001 to 1 mol% of a polyfunctional water-soluble polycation monomer represented by the following general formula (4) A monomer represented by the following general formula (1) and / or (2) in the absence of the crosslinkable water-soluble ionic polymer (A) and the monomer having a plurality of vinyl groups A monomer (mixture) composed of 5 to 100 mol%, 0 to 50 mol% of a monomer represented by the following general formula (3) and 0 to 95 mol% of a water-soluble nonionic monomer is polymerized and sprayed. an aggregating treatment agent consisting of a mixture of a dried powder soluble ionic polymer (B), eye yield enhancement and / or drainage Papermaking process which comprises adding to papermaking in the previous paper papermaking material as.
R 1 is hydrogen or a methyl group, R 2 and R 3 are alkyl or alkoxyl groups having 1 to 3 carbon atoms, R 4 is hydrogen, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxyl group, or a benzyl group. A may be oxygen or NH, B may be an alkylene or alkoxylene group having 2 to 4 carbon atoms, and X 1 may be an anion.
R 5 represents hydrogen or a methyl group, R 6 and R 7 each represent an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxyl group or a benzyl group, and X 2 represents an anion.
R 8 is hydrogen, a methyl group or a carboxymethyl group, Q is SO 3 , C 2 H 4 SO 3 ,
CONHC (CH 3 ) 2 CH 2 SO 4 , C 6 H 4 COO or COO, R 9 is hydrogen or COOY 2 , Y 1 or Y 2 is hydrogen or cation
R 10 to R 13 are hydrogen or a methyl group, X 3 and X 4 are anions, p is an integer of 0 to 20, respectively, where P is represented by the following general formula (5).
R 14 and R 15 are hydrogen, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a benzyl group, R 16 is hydrogen or a methyl group, G is an alkylene group or alkoxylene group having 2 to 4 carbon atoms, and L is —O— or — NH- and X 5 - are anions,
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