JPH0423810A - カチオン性ポリアクリルアミド系重合体の連続的製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、主として紙力増強剤、凝集剤としての用途が
あるカチオン性アクリルアミド重合体の製造装置に関す
るものであり、具体的にはアクリルアミド系重合体の高
温、短時間によるホフマン分解反応によりカチオン性ア
クリルアミド系重合体を連続的に製造する装置及び該重
合体の経時劣化防止方法に関する。

［従来技術及び発明が解決しようとする課題〕アクリル
アミドまたはメタクリルアミド系重合体をアルカリ性領
域下で次亜ハロゲン酸塩と反応させる、いわゆるホフマ
ン分解反応を行うと比較的安価でアクリルアミド系重合
体に一級アミノ基を導入することができる。このアクリ
ルアミド系重合体のホフマン分解反応物（以後ホフマン
分解ＰＡＭ）は製紙用の添加剤、凝集剤などとして使用
されるものであり、極めて有用である。しかしながら、
経時劣化の問題、生産性及び品質安定性の点で問題があ
り、帽広く使用されるには至っていない。

［発明の目的］ そこで本発明の目的は、短時間にホフマン分解反応を行
い、生産性及び品質安定性を向上させることができ、し
かもコンパクトである製造装置を提供することにあり、
さらに他の目的は、製造したホフマン分解ＰＡＭの経時
劣化を防止する方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段コ 本発明者らは、上記目的を達成するため、鋭意検詞を重
ねた結果、本発明に至ったものである。

即ち、本発明に係るカチオン性ポリアクリルアミド系重
合体の連続的製造装置は、■アクリルアミド系重合体水
溶液の貯蔵タンク及び供給装置、次亜塩素酸塩水溶液の
貯蔵タンク及び供給装置、苛性アルカリ水溶液の貯蔵タ
ンク及び供給装置、少なくとも前記アクリルアミド系重
合体水溶液を加熱する加熱装置、前記アクリルアミド系
重合体水溶液と前記次亜塩素酸塩水溶液と苛性アルカリ
水溶液とを混合する混合装と１加熱装置及び混合装置の
下流に配設され前記混合装置により混合された各水溶液
が反応する反応装置を有すること■アクリルアミド系重
合体水溶液の貯蔵タンク及び供給装置、次亜塩素酸塩水
溶液の貯蔵タンク、苛性アルカリ水溶液の貯蔵タンク、
次亜塩素酸塩水溶液と苛性アルカリ水溶液を混合して供
給する混合供給装置、少なくとも前記アクリルアミド系
重合体水溶液を加熱する加熱装置、前記アクリルアミド
系重合体水溶液と前記混合供給装置により混合供給され
た次亜塩素酸塩水溶液及び苛性アルカリ水溶液を混合す
る混合装置、加熱装置及び混合装置の下流に配設され前
記混合装置により混合された各水溶液が反応する反応装
置を有すること、■アクリルアミド系重合体水溶液の貯
蔵タンク及び供給装置１次亜塩素酸塩及び苛性アルカリ
の混合水溶液の貯蔵タンク及び供給装置、少なくとも前
記アクリルアミド系重合体水溶液を加熱する加熱装置、
前記アクリルアミド系重合体水溶液と前記次亜塩素酸塩
及び苛性アルカリの混合水溶液を混合する混合装置、加
熱装置及び混合装置の下流に配設され前記混合装置によ
り混合された各水溶液が反応する反応装置を有すること
、を特徴とする。

また本発明に係るカチオン性ポリアクリルアミド系重合
体の連続的製造装置の好ましい実施態様は、■次亜塩素
酸塩及び苛性アルカリの混合水溶液の貯蔵タンクに冷却
装置を配設したこと、■前記アクリルアミド系重合体水
溶液を希釈する希釈水ラインをアクリルアミド系重合体
水溶液の供給装置に接続したこと、■前記アクリルアミ
ド系重合体水溶液の貯蔵タンクに予備加熱装置を配設す
ること、である。

さらに、本発明に係るカチオン性ポリアクリルアミド系
重合体の経時劣化防止方法は、前記■〜■の製造装置よ
り製造したカチオン性ポリアクリルアミド系重合体を必
要に応じ所定濃度に希釈して製造後直ちにパルプもしく
は汚泥等の懸濁水溶液中に添加することを特徴とする。

［発明の具体的構成］ 以下、本発明の具体的構成について第１図〜第６図に本
発明に係るカチオン性ポリアクリル７ミド系重合体の製
造装置のプロセス図を夫々例示して詳細に説明する。

第１図において、１０はアクリルアミド系重合体水溶液
１の貯蔵タンクであり、供給ライン１２及び送液ポンプ
１３からなる供給装置１１を有する。２０は次亜塩素酸
塩水溶液２の貯蔵タンクであり、供給ライン２２及び送
液ポンプ２３からなる供給装置２１を有する。３０は苛
性アルカリ水溶液３の貯蔵タンクであり、供給ライン３
２及び送液ポンプ３３からなる供給装置３１を有する。

４は少なくとも前記アクリルアミド系重合体水溶液ｌを
加熱する加熱装置４１、前記アクリルアミド系重合体水
溶液１と前記次亜塩素酸塩水溶液２と苛性アルカリ水溶
液３を混合する混合装置４２、加熱装置４１及び混合装
置４２の下流に配設され混合装置４２により混合された
各水溶液が反応する反応装置４３からなる反応部である
。

次亜塩素酸塩水溶液２と苛性アルカリ水溶液３は各々別
個に反応部４に供給添加される。供給添加場所としては
混合装［１４２の前で、加熱装置４１の後が好ましい、
供給添加後、直ちに混合され所定時間反応装置４３で反
応した後、反応装置４３出口よりカチオン性ポリアクリ
ルアミドとして得られる。

第２図は、次亜塩素酸塩水溶液２と苛性アルカリ水溶液
３を反応部４に供給添加される前に混合する場合を示す
。

第３図は、次亜塩素酸塩２と苛性アルカリ３を混合水溶
液５として貯蔵タンク５０に貯蔵し、供給ライン５２及
び送液ポンプ５３からなる供給装置５１により反応部４
に供給添加する場合を示す。

第４図は、第１図に示す製造装置にアクリルアミド系重
合体水溶液１を希釈する希釈水ライン６を接続した場合
を示すプロセス図である。

第５図は、第２図に示す製造装置にアクリルアミド系重
合体水溶液１を希釈する希釈水ライン６を接続した場合
を示すプロセス図である。

第６図は、第３図に示す製造装置にアクリルアミド系重
合体水溶液ｌを希釈する粕釈水ライン６を接続した場合
を示すプロセス図である。

アクリルアミド系重合体水溶液ｌを貯蔵するタンクｌＯ
は本装置の内部に備え付けることもできるが、通常はタ
ンク１０の容量が大きくなるため、外部に設置して配管
を通して本装置内にアクリルアミド系重合体水溶液ｌを
供給できるようにしておけばよい、タンク１０の容量は
使用量により変化するが、概ね５〜１００　ｍ”である
が、試験機等の短時間の使用においては、より小さいも
ので充分であり、特に限定はない、このタンクｌＯには
通常は以下の理由より予備加熱装置（図示せず）を備え
付けたものを用いる。第１に、原料であるアクリルアミ
ド系重合体の分子量や水溶液濃度が高い場合には水溶液
粘度が著しく高くなり該水溶液１の供給が困難になるこ
とがあるが、貯蔵タンクｌＯ中で予め加熱すれば水溶液
粘度は低下するため取り扱いが容易になる点があげられ
る。第２に、アクリルアミド系重合体水溶液１の処理量
が多くなる場合には、加熱工程での加熱負荷が大きくな
るため、予め貯蔵タンク１０中で加熱すれば設備の大型
化を抑えることができる利点がある。しかしながら、供
給および加熱工程で支障をきたさない場合には特に予備
加熱装置を備え付ける必要はなく。

むしろタンク１０中で解重合を起こして分子量が低下し
てしまうような場合には、予備加熱装置は使用しない方
が好ましい、貯蔵タンク１０の材質としてはアクリルア
ミド系重合体を安定に保存できるものであれば特に制限
がなく、一般にはステンレス鋼、炭素鋼、アルミニウム
、チタン等の金属材料、ガラスライニング、はうろうラ
イニング等の非金属無機質材料、フェノール系樹脂、塩
化ビニル樹脂、フッソ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリアミドＳ＋脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂製等の容器が使用される。ここに貯蔵するア
クリルアミド系重合体とはアクリルアミドまたはメタア
クリルアミドの単一重合体あるいはアクリルアミド（ま
たはメタアクリルアミド）アクリロニトリル等の共重合
性モノマーとの共重合体である。

次亜塩素酸塩２としては、水溶液であれば特に限定はな
いのであるが、概ねアルカリ金属塩であり、例えば次亜
塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム、次亜ｋＭ素酸
リチウム等である。その濃度は市販されている水溶液晶
（約１２％）そのままを使用できるし、それを希釈して
使用してもよい。

苛性アルカリ３は苛性ソーダ、苛性カリ等であり、固形
量、水溶液晶いずれも使用できるが、水溶液晶の方が取
扱が容易であり、好ましい。

次亜塩素酸塩水溶液２の貯蔵タンク２０及び苛性アルカ
リ水溶液３の貯蔵タンク３０についても本装置内に組み
込むことが出来るが、アクリルアミド系重合体タンクｌ
Ｏと同様の理由から、通常は外部に置き配管を通して供
給する。これらのタンク２０・３０は通常はＳＵＳ製で
十分であるが、次亜塩素酸塩２は腐食性の強い薬品であ
り、特に長時間に渡って保存する必要がある場合には下
記するような材質のタンクが好ましい０例えば、金属材
料では、ニッケル、モリブデン等の成分比率を高めた耐
孔食性ステンレス鋼及び二相ステンレス鋼等の高い耐食
性を有するステンレス鋼、更にはチタン１チタン合金と
を使用できる。また、有機材料としてはポリ塩化ビニル
、フェノール樹脂、フッソ樹脂、ポリプロピレン、ポリ
エチレン等の樹脂よりなるタンクまたはそれらの樹脂を
ライニングしたタンク等を使用できる。

また、次亜塩素酸塩２はアルカリ水溶液中で比較的安定
であるので、前記した如く両者を混合して混合液５とし
て貯蔵することができる（第３図及び第６図参照）、混
合貯蔵の方がタンクの数を減らせ、かつそのまま反応に
供することができるので好ましい場合もある。その時の
混合比率は次亜塩素酸塩１モルに対して苛性カリ１〜５
モルの比率である。貯蔵温度は高い場合には次亜塩素酸
塩が経時的に分解を起こし、濃度が変化してしまうので
、比較的低温で保存することが好ましい。

例えば、長期に保存する場合には３０℃以下で貯蔵でき
るような冷却装Ｍ（図示せず）を設置することが好まし
い。

次に、アクリルアミド系重合体１あるいは次亜塩素酸塩
２と苛性アルカリ３の水溶液もしくは混合液更には粕釈
水を反応装置に供給する装置、即ち送液用のポンプ１３
．２３．３３．５３．８３について説明する。

ポンプ１３．２３．３３．５３．　［ｉ３としては、遠
心式、往復式、回転式、特殊ポンプ等通常のものが使用
できる。遠心式では、例えばポリュートポンプタービン
ポンプ、プロペラポンプなどが、往復式ではピストンポ
ンプ、プランジャーポンプ。

ダイヤプラム式ポンプなどが１回転式ではギヤーポンプ
、スクリューポンプ、仕切り板ポンプなどが、特殊ポン
プではモノ−ポンプなどがあげられる。

送液ポンプ１３．２３．３３．５３．８３の性能として
は、定量精度が±１０％以内、好ましくは±５％以内で
あり、安定した品質のポリマーを製造する観点から、ダ
イヤスラム式ポンプ等の往復式ポンプのように脈動があ
る場合には脈動を抑えるためにエアチャンバー等を設置
するとか、あるいはポンブを２連、３連等並列に設置す
る等の対策を立てることが好ましい。

また、スクリュー式ポンプ等の回転式ポンプを使用する
と脈動が起こらず好ましい、一方、アクリルアミド系重
合体水溶液１のように粘性の高い場合は、スネークポン
プのような特殊ポンプを使用すると、高い粘性にもかか
わらず、無脈動で定量的に送液できるので好ましい。

次亜塩素酸塩２あるいは苛性アルカリ水溶液３と接液す
る配管部は通常はステンレス鋼製で十分であるが、長期
運転の場合やメンテナンスの面から樹脂製あるいは樹脂
ライニングが施しである配管の方が好ましい０次亜塩素
酸塩と接しない配管部は特に材質は問わないが、一般に
はステンレス鋼製のものを使用する。

ポンプ１３で送液されるアクリルアミド系重合体水溶液
ｌは、希釈の必要のある場合には、予め希釈水ライン６
を接続して送液ポンプ６３により設定反応濃度まで希釈
しておいてもよい、その時、希釈水として希釈の短時間
化と予備加熱を兼ね、熱水を使用してもよい、熱水とし
ては、３０〜１００℃の広範囲のものであり、例えばド
レイン水等を使用できる。希釈水との混合は添加口の配
管中（希釈水ライン６）にスタティックミキサーのよう
なラインミキサーを設置しておくことにより、容易に混
合できる。

次に、上記した水溶液を反応させる反応部４について説
明するが、これは前記した如く加熱装置４１、混合装置
４２および反応装置４３よりなる。加熱装置４１と混合
装置ｆ４２はどちらが先になっても良いが、前段でアク
リルアミド系重合体１を希釈する場合には、加熱して希
釈した方が短時間に均一に希釈することができるので、
通常は昇温されている。そのような場合には、加熱装置
４１を先に配設し、設定温度まで加熱することが好まし
い。

本反応部４の加熱装！１４１では１通常希釈はしないの
で、外部加熱装置により加熱を行う、外部加熱装置とし
ては、通常の熱交換器を使用でき、例えば多管円筒型熱
交換器、二重管式熱交換器、コイル式熱交換器、カスケ
ード式熱交換器、平板熱交換器等をあげられる。熱源と
しては、熱水、スチーム等を使用できる。

設定温度に昇温されたアクリルアミド系重合体水溶液１
１次亜塩素酸塩水溶液２および苛性アルカリ水溶液３は
、混合装置４２で混合される。その時の混合比率は生成
物であるホフマン分解ＰＡＭの分解率に応じて変化する
８通常、カチオン性ＰＡＭとしてホフマン分解率は概ね
５〜５０モル％の範囲に設定され、該範囲では次亜塩素
酸塩２のＰＡＭへの添加比率とホフマン分解率とはほぼ
当量的に対応するので、次亜塩素酸塩２の添加量は原料
ＰＡＭに対して該範囲にはいるように添加すればよい、
また、苛性アルカリ３は前述のごとく次亜塩素酸塩２に
対して１〜５倍モル添加する。

混合装置４２としては、滞留部を少なくするため、通常
ラインミキサーが用いられる。ラインミキサーとしては
、駆動部を持ち、管内を動的に攪拌するタイプのもの、
あるいは可動部のない、流体が管内部に固定されたエレ
メントを通過するだけで流体の分割あるいは乱流によっ
て混合が達成される静止型のミキサーいずれも使用する
ことができる。混合時間についていえば、混合過程は反
応を伴っており、特にＰＡＭが予め昇温されている場合
には両者を切り離して記述することはできない、但し、
混合が終了する以前に次亜塩素酸塩２が消費されるよう
な場合には一部未反応のアクリルアミド系重合体１が残
存するため、品質上問題となる。従って、原則的には反
応が終了するまでに混合が終了しなければならず、均質
なホフマン分解ＰＡＭを製造する上で混合はできるだけ
短時間に行う方が好ましく、ラインミキサー中での線速
度をなるべく大きくとるようにする。流速をとる方法と
しては、送液速度をあげる方法や、ラインミキサーのエ
レメント数を変えずに管径を細くするなどの方法がある
０反応温度により反応時間の詐容範囲が異なるため、反
応時間に応じた混合時間をとるように管径・管長を選ぶ
必要がある０反応時間（ｔｃｓｅｃ））は（１）式と　
（２）式で表すように反応温度で規定されており、混合
は少なくとも（２）式で示す時間以内で終えるように設
定しなければならない、また、混合時の温度は設定反応
温度に合わせる必要はなく、５０℃以下で行っても良い
、むしろ低温で混合を行った方が反応を抑えることがで
きるため均一な混合状態が達成されやすくなる。短時間
で十分な混合を達成できないときには、まず混合装置４
２を先に、次いで加熱装置４１を設置して５０℃以上に
昇温し、次段階の反応装置４３に送るというシステムも
取り得る。

引き続く反応装置４３では５０−１１０℃に保ってアク
リルアミド系重合体ｌのホフマン分解反応を行う部分で
あり、混合が５０℃以上で行われる場合には、混合過程
と合わせて（１）式と　（２）式で表す時間範囲内で反
応を行うように滞留時間を設定する。

Ｔ：反応温度 （’０） ５０≦Ｔ≦１１０ 反応装置４３は一般的にはステンレス鋼等の金属製の中
空状の管状体あるいは筒状体であり、所定の反応時間即
ち滞留時間に応じ、その溶液は決められる。

また、反応温度の制御のために、管にリボンヒーターを
巻き付けて加熱したり、あるいはジャケットを取り付け
て冷水、温水、あるいは蒸気などの熱媒を流すなどの方
法がとれる。このように温度コントロールを必要とする
場合には管内の温度分布を均一にするために前述した通
常の熱交換器を反応装Ｎ４３として使用することもでき
る。

しかし、前段階の加熱装置４１及び混合装置４２で所定
の反応温度に上げておけば、常温で供給される次亜塩素
酸塩２と苛性アルカリ３の混合時の温度低下があるもの
の、反応熱による温度上昇もあり、特に加熱などの装置
を設けることなく断熱材で覆っておくだけで良好に反応
を行わせることのできる場合もある。

上記した本発明の製造装置で製造されたホフマン分解Ｐ
ＡＭは、必要に応じ各種用途に適した濃度に希釈されて
使用される０紙力増強剤として使用される場合には、濃
度０．５〜２．０％程度に希釈され、一方凝集剤として
使用する場合には、濃度０１〜１．５％程度に希釈され
て使用される。

希釈方法としては、ただ単にラインミキサーを使用して
、希釈水と混合するだけでよい、＃ｉ釈水には蒸留水、
イオン交換水、水道水、王水などが使用される。前述し
たように残存する活性塩素を処理する必要のある場合に
は、予め亜硫酸ナトリウムなどの還元剤を所定濃度にな
るように希釈水中に添加しておき、該耗釈水を本発明の
装置より製造されるホフマン分解ＰＡＭ水溶液に添加す
ればよい、また、ホフマン分解ＰＡＭ水溶液は通常ＰＨ
１２〜１３を示す、従って本装置により製造されるホフ
マン分解ＰＡＭをそのまま添加すると、溶液のｐ）Ｉが
上がり支障をきたすような場合には、別に酸タンクを設
置して島釈時にｐ）Ｉを調製してから添加すればよい。

このようにして製造されたホフマン分解ＰＡＭは製紙用
の添加剤あるいは凝集剤等として使用される。製紙用の
添加剤としては、濾水性向上、歩留り向上、破裂強度、
圧縮強度、２軸強度などの紙力向上用に使用される。

本発明の製造装置で製造されるホフマン分解ＰＡＭを製
紙用添加剤として使用する場合、ホフマン分解ＰＡＭ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、アニオン性紙方剤、サイズ剤などと併用して抄造す
ることもできる６本製造装置で製造されるホフマン分解
ＰＡＭを内添用の添加剤として使用する場合には、チエ
スト部から種箱、スクリーン、インレフト、およびそれ
らをつなぐ配管部から添加する。−例をあげると、チエ
スト部で３．０〜３．５　ｗｔ％パルプスラリーにサイ
ズ剤、硫酸バンド、およびアニオン性紙方剤を混合し、
ついで種箱で該ホフマン分解ＰＡＭを添加し、白水を加
えて１．Ｏｗｔ％パルプスラリーとした後にスクリーン
にかけ、インレット部より抄紙網に流し出す、該ホフマ
ン分解ＰＡＭの添加場所はこの範囲にあれば特に限定さ
れるものではないが、濾水性を向上させる目的で使用す
る場合にはインレット部に近い場所で添加する方が有効
である。また、添加する際にはホフマン分解ＰＡＭは通
常０．１〜１．Ｏｗｔ％となっているが、これを更に白
水で０．００１−０．１　ｗｔ％程度に希釈してから添
加することもできる。また、製紙用添加剤を入れる順序
も特に限定されるものではなく、該ホフマン分解ＰＡＭ
と７ニオン性紙力剤とを同時に添加、あるいはアニオン
性紙力剤を添加した後にホフマン分解ＰＡＭを添加して
も差し支えない、また、ホフマン分解ＰＡＭと７ニオン
性紙力剤とをラインミキサー等で混合後添加することも
できる。ホフマン分解ＰＡＭとアニオン性紙力剤の添加
比率は任意に選ぶことができ、固形分重量の比で１００
：Ｏ〜１０：９０の範囲にある。その添加量はパルプの
乾燥固形分重量に対してそれぞれ０．００５〜３重量％
、好ましくは０．０１〜１重量％の範囲である。

一方、高分子凝集剤の分野では本発明の装置により製造
されるホフマン分解ＰＡＭ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１本発明の高分子凝集剤の使用方法と
しては排水などの凝集用に使用する場合には、添加量は
、排水に対し固形分で０．０１〜１．ＯＯＯｐｐｍ、好
誌しくは０．１〜１００ｐｐ閤であり、凝集沈降方法ま
たは加圧浮上方法のいずれにも適用できる。また凝集沈
澱物、汚泥などの脱水剤として使用する場合の添加量は
汚泥などの乾燥固形分に対して固形分で０．０１〜５０
重量％、好ましくは０．２〜ｌＯ重量％であり、添加方
法は通常凝集槽中の沈澱物、汚泥等に高分子凝集剤水溶
液を添加攪拌し、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
−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。

さらに上記した用途以外にも水性塗料、親水性フィルム
、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。

なお、本発明の連続的製造装置で製造したホフマン分解
反応はその経時劣化の問題を考えた場合、製造直後に使
用することが本発明の主旨からは望ましい、しかし１本
製造装置は生産性を向上させる目的のみでも使用するこ
とは可能であり、製造後ストックタンクなどにｈ蔵して
置き、適宜使用することもできる。

［実施例］ 以下に実施例で本発明を説明する。なお以下において、
ＴＩは混合装置４２の直前での温度を示し、Ｔ２は反応
装置４３の直後での温度を示す。

反応の追跡は、反応溶液のカチオン化度をトルイジンブ
ルーを支持薬としてポリビニル硫酸カリウム標準溶液を
使用したコロイド滴定法により・ＰＡＭ中のカチオン当
量を算出し、行った。

実施例１ 第１図において、アクリルアミド系・重合体水溶液１の
貯蔵タンクｌＯとしてステンレス鋼製５註型タンクを１
次亜塩素酸増水溶液２の貯蔵タンク２０としてポリエチ
レン製の１０ｒｎ’丸型タンクを、苛性ソーダ水溶液３
の貯蔵タンク３ｏとしてポリエチレン製の１０ｍ″丸型
タンクを使用した。

また、アクリルアミド系重合体水溶液１の送液ポンプ１
３としてスネークポンプを、次亜塩素酸塩水溶液２の送
液ポンプ２３及び苛性アルカリ水溶液３の送液ポンプ３
３として背圧弁装着のダイヤフラムポンプを使用した。

反応部４のうち、加熱装置４１としてスパイラル熱交換
器を、混合装置４２として１２エレメントのテフロンラ
イニング製のスタティックミキサーを使用し、反応装置
４３として直径１００ｍｍのステンレス鋼製の中空管を
使用し、本発明の装置を製作した．なお、図に示すよう
に次亜塩素酸塩２と苛性アルカリ３は各々別個に混合装
置４２の前に添加するように配管した。

７０％のアクリルアミド系重合体（１０モル％アクリロ
ニトリル共重合体）水溶液１を送液ポンプ１３により流
速３４７交／購ｉｎで、１２．５％次亜塩素酸ナトリウ
ム水溶液２を送液ポンプ２３より流速４８文／ｗｉｎで
、４０％苛性ソーダ水溶液３を送液ポンプ３３より流速
１４１　／ｗｉｎで、それぞれ送液した。

この時のＴＩは５９．０℃、Ｔ２は７４．０℃であった
０反応装置４３より出口までの滞留時間は３８秒であっ
た。

出口より反応液をサンプリングし、希釈してカチオン化
度を測定したところ、　　２．７ｍｅｑ、／ｇ−ＰＡＮ
（次亜塩素酸塩添加量に対し、収率９Ｂ％）であった、
引続き送液し、２４時間送液後の反応液をサンプリング
し、カチオン化度を測定したところ、２．７ｍ５ｑ、／
ｇ−ＰＡＮ　（収率９６％）であった。

実施例２ 第２図に示すように、次亜塩素酸塩２と苛性アルカリ３
は送液ポンプ２３・３３の後で、−液として混合装置４
２の前に添加するように配管した以外は、実施例１にお
いて使用したタンク、ポンプ及び反応部４を使用して本
発明の製造装置を製作した。

１０％のアクリルアミド系重合体（１０モル％アクリロ
ニトリル共重合体）水溶液１を送液ポンプ１３により流
速３＜７５Ｌ１層１ｎで、１２．５％次亜塩素酸ナトリ
ウム水溶液２を送液ポンプ２３より流速？３１　／ｓｉ
ｎで、４０％苛性ソーダ水溶液３を送液ポンプ３３より
流速２ＮＬ／ｓｉｎで、それぞれ送液した。

この時のＴ１は５９．５℃、Ｔ２は８０．８℃であった
０反応装ｆｉ４３より出口までの滞留時間は４秒であっ
た。

出口より反応液をサンプリングし、＾釈してカチオン化
度を測定したところ、　４．Ｏｍｅｑ、／ｇ−ＰＡＮ（
次亜塩素酸塩添加量に対し、収率９４％）であった、引
続き送液し、２４時間送液後の反応液をサンプリングし
、カチオン化度を測定したところ、４．０＋ｓｅｑ、／
ｇ−ＰＡ）４　（収率９４％）であった。

実施例３ 第３図に示すように１次亜塩素酸塩２と苛性アルカリ３
は混合水溶液５としてタンク５０に貯蔵し、送液ポンプ
５３により、混合装置４２の前に添加するように配管し
た以外は、実施例１において使用したタンク、ポンプ及
び反応部４を使用して本発明の製造装置を製作した。

１０％のアクリルアミド系重合体（１０モル％アクリロ
ニトリル共重合体）水溶液１を送液ポンプ１３により流
速３４７文／層ｉｎで、次亜塩素酸ナトリウム２と苛性
ンーダ３の混合水溶液５を送液ポンプ５３より流速１１
７４１　／ｗｉｎで、それぞれ送液した。

この時のＴＩは５９．０℃、Ｔ２は８５．８℃であった
１反応装置４３より出口までの滞留時間は１９秒であっ
た。

出口より反応液をサンプリングし、希釈してカチオン化
度を測定したところ、　５．３ｍｅｑ、／ｇ−ＰＡＮ（
次亜塩素酸塩添加量に対し、収率９４％）であった、引
続き送液し、２４時間送液後の反応液をサンプリングし
、カチオン化度を測定したところ。

５．３ｍｅｑ、／ｇ−ＰＡＮ　（収率９４％）であった
。

実施例４ 第４図に示すように、希釈水ライン６を加熱装置４１の
前に配管し、送液ポンプ６３で希釈水を送液できるよう
にした以外は、実施例１において使用したタンク、ポン
プ及び反応部４を使用して本発明の製造装置を製作した
。

１０％のアクリルアミド系重合体（１０モル％アクリロ
ニトリル共重合体）水溶ｍｌを送液ポンプ１３により流
速４３４１　／ｗｉｎで、希釈水を送液ポンプ６３によ
り流速４３４４１　／ｗｉｎで、１２．５％次亜塩素酸
ナトリウム水溶液２を送液ポンプ２３より流速８１４１
　／ｓｉｎ、４０％苛性ソーダ水溶液３を送液ポンプ３
３より流速１７１　／ｓｉｎで、それぞれ送液した。

この時のＴ１は５８．５℃、Ｔ２は６８．５℃であった
０反応装置４３より出口までの滞留時間は３８秒であっ
た。

出口より反応液をサンプリングし、希釈してカチオン化
度を測定したところ、　２．７ｍａｑ、／ｇ−ＰＡＮ（
次亜塩素酸塩添加量に対し、収率９６％）であった、引
続き送液し、２４時間送液後の反応液をサンプリングし
、カチオン化度を測定したところ、２．７＋ｓｅｑ、／
ｇ−ＰＡに（収率９８％）であった。

実施例５ 第５図に示すように、希釈水ライン６を加熱装置４１の
前に配管し、送液ポンプ６３で希釈水を送液できるよう
にした以外は、実施例２において使用したタンク、ポン
プ及び反応部４を使用して本発明の製造装置を製作した
。なお、加熱部４１の前に６エレメントよりなるスタテ
ィックミキサーを挿入した。

１０％のアクリルアミド系重合体（１０モル％アクリロ
ニトリル共重合体）水溶液ｌを送液ポンプ１３により流
速４３４１　／■ｉｎで、希釈水を送液ポンプＢ３によ
り流速４３４Ｍ　／ｓｉｎテ、１２．５％次亜塩素酸ナ
トリウム水溶液２を送液ポンプ２３より流速８８１／ｗ
ｉｇ、４０％苛性ソーダ水溶液３を送液ポンプ３３より
流速２６文／ｗｉｎで、それぞれ送液した。

この時のＴＩは５８．８℃、Ｔ２は７２．０℃であった
０反応装置４３より出口までの滞留時間は４秒であった
。

出口より反応液をサンプリングし、゛希釈してカチオン
化度を測定したところ、　　３．１＋ｅｅｑ、／ｇ−Ｐ
Ａ）１（次亜塩素酸塩添加量に対し、収率９２％）であ
った、引続き送液し、２４時間送液後の反応液をサンプ
リングし、カチオン化度を測定したところ、３．９＋ｅ
ｅｑ、／ｇ−ＰＡＮ　（収率９２％）であった。

実施例６ 第６図に示すように、希釈水ライン６を加熱装置４１の
前に配管し、送液ポンプ６３で希釈水を送液できるよう
にした以外は、実施例３において使用したタンク、ポン
プ及び反応部４を使用して本発明の製造装置を製作した
。なお、加熱装置４１の前に６エレメントよりなるスタ
ティックミキサーを挿入した。

１０％のアクリルアミド系重合体（１０モル％アクリロ
ニトリル共重合体）水溶液ｌを送液ポンプ１３により流
速４３４交／層ｉｎで、希釈水を送液ポンプ６３により
流速４３４交／ｓｉｎで、次亜塩素酸ナトリウム水溶液
２と苛性ソーダ３の混合水溶液５を送液ポンプ５３より
流速　１４６４１／■ｉｎで、それぞれ送液した。

この時のＴＩは５９．５℃、Ｔ２は７６．３℃であった
０反応装置４３より出口までの滞留時間は１８秒であっ
た。

出口より反応液をサンプリングし、希釈してカチオン化
度を測定したところ、５．２ｍｅｑ、／ｇ−ＰＡＮ（次
亜塩素酸塩添加量に対し、収率９２％）であった、引続
き送液し、２４時間送液後の反応液をサンプリングし、
カチオン化度を測定したところ。

５．２ｍｅｑ、／ｇ−ＰＡＮ　（収率８２％）であった
。

実施例７〜１Ｏ Ｔ１とＴ２および反応装置４３より出口までの滞留時間
がそれぞれ表１に示した以外には実施例６と同様にして
反応を行った０反応溶液のカチオン化度の測定結果も表
１に併せて示した。

以下余白 表 実施例１１〜１３ アクリルアミド系重合体水溶液１、次亜塩素酸ナトリウ
ム２と苛性ンーダ３の混合溶液５の送液量を表２に示し
た以外には実施例６と同様にして反応を行った０反応溶
液のカチオン化度の測定結果も表２に併せて示した。

以下余白 表 実施例１４〜１８ 段ポール古紙を叩解して得られた、カナデイアンスタン
ダードフリーネス（以下Ｃ，Ｓ、Ｆ、と呼ぶ）４００ｍ
文の、濃度１，０％のパルプ懸濁液に硫酸バンドを対バ
ルブで０．５％（乾燥重量基準、以下同じ）となるよう
に添加して、１分間攪拌させた。

ついで重版アニオン性ポリアクリルアミド（ホーブロン
３１５０６、三井東圧化学社製）を対バルブで０，０８
％添加した１分間攪拌した。

ついで実施例１〜６で製造した直後のホフマン分解ＰＡ
Ｍ水溶液を１％に島釈後、パルプ懸濁液中にパルプ固形
分に対し、０．３２％になるように添加した。添加後更
に１分間攪拌を続けた。このパルプ懸濁液の一部をとり
、　ＪＩＳ　Ｐ８１２１に準じて、Ｃ，Ｓ、Ｆ、を測定
し、残りはＴＡＰＰＩ角型シートマシーンで抄紙した。

ついで１１０℃の送風型乾燥機で２時間乾燥し、坪量が
１２５±３ｇ／ｒｎ’の手抄き紙を得た０手抄紙の評価
に関しては、　ＪＩＳ　Ｐ８１１２に準じて［比破裂強
度コを、［Ｚ軸強度］は熊谷理機製インターナルポンド
テスターにて測定を行った。

結果を表３に示した。

表 実施例２０ し尿混合汚泥（消化汚泥／余剰汚泥−局、固形分１．４
５％）　１５０ｍ文を３００園父のビーカーにとり、実
施例２で製造し、１％に希釈したホフマン分解ＰＡＭ水
溶液を２０層文を添加し１分間攪拌して凝集フロックを
ブフナーロートで自然謹過（濾過面積１０ｃｍ”、濾布
８０メツシユテトロン）し、重力脱水濾液量を測定した
ところ、１０秒後で１０８厘文、２０秒後で１１１■立
、３０秒後で１１３園文、６０秒後で１１５厘文であっ
た。

更にこの重力脱水後の凝集フロックを回転数３００Ｏｒ
ｐｍ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８０％であった。

［発明の効果］ 本発明によれば、安定した品質のカチオン性ポリアクリ
ルアミド系重合体を短時間に連続的に製造することが可
能になり、生産性の向上がはかることができ、しかも装
置自体がコンパクトであるため利用現場に備え付けるこ
とができるという効果を有している。

また、製造したカチオン性ポリアクリルアミド系重合体
を製造後直ちにパルプもしくは汚泥等の懸濁水溶液中に
添加することにより、経時劣化の問題を解消できるとい
う効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は夫々本発明に係るカチオン性ポリアク
リルアミド系重合体の連続的製造装置のプロセス図であ
る。 １ニアクリルアミド系重合体水溶液 ２：次亜塩素酸塩水溶液 ３：苛性アルカリ水溶液 ４：反応部 ６：ｆｈ釈氷水ライ ン０．２０，３０．５０：貯蔵タンク １１．２１，３１：供給装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アクリルアミド系重合体水溶液の貯蔵タンク及び供
   給装置、次亜塩素酸塩水溶液の貯蔵タンク及び供給装置
   、苛性アルカリ水溶液の貯蔵タンク及び供給装置、少な
   くとも前記アクリルアミド系重合体水溶液を加熱する加
   熱装置、前記アクリルアミド系重合体水溶液と次亜塩素
   酸塩水溶液と苛性アルカリ水溶液とを混合する混合装置
   、加熱装置及び混合装置の下流に配設され前記混合装置
   により混合された各水溶液が反応する反応装置を有する
   ことを特徴とするカチオン性ポリアクリルアミド系重合
   体の連続的製造装置。 ２、アクリルアミド系重合体水溶液の貯蔵タンク及び供
   給装置、次亜塩素酸塩水溶液の貯蔵タンク、苛性アルカ
   リ水溶液の貯蔵タンク、次亜塩素酸塩水溶液と苛性アル
   カリ水溶液を混合して供給する混合供給装置、少なくと
   も前記アクリルアミド系重合体水溶液を加熱する加熱装
   置、前記アクリルアミド系重合体水溶液と混合供給装置
   により混合供給された次亜塩素酸塩水溶液及び苛性アル
   カリ水溶液を混合する混合装置、加熱装置及び混合装置
   の下流に配設され前記混合装置により混合された各水溶
   液が反応する反応装置を有することを特徴とするカチオ
   ン性ポリアクリルアミド系重合体の連続的製造装置。 ３、アクリルアミド系重合体水溶液の貯蔵タンク及び供
   給装置、次亜塩素酸塩及び苛性アルカリの混合水溶液の
   貯蔵タンク及び供給装置、少なくとも前記アクリルアミ
   ド系重合体水溶液を加熱する加熱装置、前記アクリルア
   ミド系重合体水溶液と前記次亜塩素酸塩及び苛性アルカ
   リの混合水溶液を混合する混合装置、加熱装置及び混合
   装置の下流に配設され前記混合装置により混合された各
   水溶液が反応する反応装置を有することを特徴とするカ
   チオン性ポリアクリルアミド系重合体の連続的製造装置
   。 ４、次亜塩素酸塩及び苛性アルカリの混合水溶液の貯蔵
   タンクに冷却装置を配設したことを特徴とする請求項３
   記載のカチオン性ポリアクリルアミド系重合体の連続的
   製造装置。 ５、前記アクリルアミド系重合体水溶液を希釈する希釈
   水ラインをアクリルアミド系重合体水溶液の供給装置に
   接続したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載
   のカチオン性ポリアクリルアミド系重合体の連続的製造
   装置。 ６、前記アクリルアミド系重合体水溶液の貯蔵タンクに
   予備加熱装置を配設することを特徴とする請求項１〜５
   の何れかに記載のカチオン性ポリアクリルアミド系重合
   体の連続的製造装置。 ７、請求項１〜６の何れかに記載の製造装置より製造し
   たカチオン性ポリアクリルアミド系重合体を必要に応じ
   所定濃度に希釈して製造後直ちに懸濁水溶液中に添加す
   ることを特徴とするカチオン性ポリアクリルアミド系重
   合体の経時劣化防止方法。