JPH0774257B2 - 合成水溶性ポリマーの分離方法およびプラント - Google Patents
合成水溶性ポリマーの分離方法およびプラントInfo
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- JPH0774257B2 JPH0774257B2 JP62506293A JP50629387A JPH0774257B2 JP H0774257 B2 JPH0774257 B2 JP H0774257B2 JP 62506293 A JP62506293 A JP 62506293A JP 50629387 A JP50629387 A JP 50629387A JP H0774257 B2 JPH0774257 B2 JP H0774257B2
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/2455—Stationary reactors without moving elements inside provoking a loop type movement of the reactants
- B01J19/2465—Stationary reactors without moving elements inside provoking a loop type movement of the reactants externally, i.e. the mixture leaving the vessel and subsequently re-entering it
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- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
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- B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は合成水溶性ポリマーをろ過プロセスによって２
種類の溶液に分離し、その１種類の溶液を再重合のため
に再循環させる方法に関する。本発明はまた、重合反応
器と生成した合成水溶性ポリマーの分離装置とを含むプ
ラントに関する。
種類の溶液に分離し、その１種類の溶液を再重合のため
に再循環させる方法に関する。本発明はまた、重合反応
器と生成した合成水溶性ポリマーの分離装置とを含むプ
ラントに関する。
蛋白質、天然ゴムラテックス、セルロースなどの天然ポ
リマーは、しばしば非常に良好に定義された分子量を有
する。これとは対照的に、合成ポリマーは通常広範囲な
分子量分布を有し、多くの場合に高分子量ポリマーを含
む分画のみが予定の用途のために望ましい良好な性質を
有する。所望の高分子量分画のみを得るために、利用可
能な技術によってポリマー合成を制御することが常に可
能であるとは限らない。合成された樹脂中には、好まし
くない低分子量ポリマーと副生成物の他に、未反応モノ
マーもしばしば存在する。
リマーは、しばしば非常に良好に定義された分子量を有
する。これとは対照的に、合成ポリマーは通常広範囲な
分子量分布を有し、多くの場合に高分子量ポリマーを含
む分画のみが予定の用途のために望ましい良好な性質を
有する。所望の高分子量分画のみを得るために、利用可
能な技術によってポリマー合成を制御することが常に可
能であるとは限らない。合成された樹脂中には、好まし
くない低分子量ポリマーと副生成物の他に、未反応モノ
マーもしばしば存在する。
本発明は有利な性質を有する好ましい高分子量分画を得
るための合成水溶性ポリマーの分離方法を提供し、この
方法はさらに低分子量分画の重合工程への再循環をも含
むものである。
るための合成水溶性ポリマーの分離方法を提供し、この
方法はさらに低分子量分画の重合工程への再循環をも含
むものである。
合成ポリマーの分子量は例えばモノマー、ポリマー反応
の種類、反応時間及び温度などの幾つかの変数に依存す
る。溶液中のポリマーでは、分子量分布が殆ど常に曲線
の形を有する。この曲線は当然、ポリマーによって異な
り、１つ以上のピークを有する。例えば、水溶性尿素−
ホルムアルデヒド樹脂は２つの明確に定義された特定の
ピークを含む分子量分布を有することが判明している。
本発明の方法によると、このような樹脂の好ましい高分
子量分画を再使用可能な好ましくない分画から分離する
ことができる。
の種類、反応時間及び温度などの幾つかの変数に依存す
る。溶液中のポリマーでは、分子量分布が殆ど常に曲線
の形を有する。この曲線は当然、ポリマーによって異な
り、１つ以上のピークを有する。例えば、水溶性尿素−
ホルムアルデヒド樹脂は２つの明確に定義された特定の
ピークを含む分子量分布を有することが判明している。
本発明の方法によると、このような樹脂の好ましい高分
子量分画を再使用可能な好ましくない分画から分離する
ことができる。
本発明の方法は一般に、水溶性合成樹脂の好ましい高分
子量分画の分離に適用可能である。しかし、この方法は
特に製紙に用いる水溶性樹脂にとって有利であり、次の
考案は限定するわけではないが、このような樹脂に該当
するであろう。
子量分画の分離に適用可能である。しかし、この方法は
特に製紙に用いる水溶性樹脂にとって有利であり、次の
考案は限定するわけではないが、このような樹脂に該当
するであろう。
製紙に用いる水溶性樹脂は例えば尿素−ホルムアルデヒ
ド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂及びポリアミ
ドアミン−エピクロロヒドリンである。これらの樹脂は
紙に対する湿潤紙力増強剤として用いられ、湿潤強度に
対する効果は高分子量分画によってのみ得られることが
判明している。低分子量分画は紙に保留されないが、閉
じた白水系で循環される。ホルムアルデヒドに基づく樹
脂では、高温の水はこの低分子量分画の加水分解と、環
境問題を生ずるおそれのある遊離ホルムアルデヒドの放
出とを生ずる。ポリアミドアミン−エピクロロヒドリン
樹脂はホルムアルデヒドに基づく樹脂よりも高分子量を
有し、この樹脂の低分子量分画は湿潤強度に対して低い
効果を有するにすぎない。さらにこれらの樹脂は環境問
題をやはり生ずるモノマーの塩素化副生成物を含んでい
る。
ド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂及びポリアミ
ドアミン−エピクロロヒドリンである。これらの樹脂は
紙に対する湿潤紙力増強剤として用いられ、湿潤強度に
対する効果は高分子量分画によってのみ得られることが
判明している。低分子量分画は紙に保留されないが、閉
じた白水系で循環される。ホルムアルデヒドに基づく樹
脂では、高温の水はこの低分子量分画の加水分解と、環
境問題を生ずるおそれのある遊離ホルムアルデヒドの放
出とを生ずる。ポリアミドアミン−エピクロロヒドリン
樹脂はホルムアルデヒドに基づく樹脂よりも高分子量を
有し、この樹脂の低分子量分画は湿潤強度に対して低い
効果を有するにすぎない。さらにこれらの樹脂は環境問
題をやはり生ずるモノマーの塩素化副生成物を含んでい
る。
上記樹脂を本発明の方法によって処理すると、高分子量
ポリマーの水溶液が得られ、これは非常に良好な湿潤強
度効果を有し、製紙工場における水および空気中のホル
ムアルデヒドおよびその他の好ましくない化合物をもか
なり低下させる。
ポリマーの水溶液が得られ、これは非常に良好な湿潤強
度効果を有し、製紙工場における水および空気中のホル
ムアルデヒドおよびその他の好ましくない化合物をもか
なり低下させる。
尿素−ホルムアルデヒド樹脂は主要な湿潤強度樹脂であ
るが、重大な環境問題を生ずる傾向のある樹脂でもある
ので、本発明によるこれらの改良は特に重要であり、こ
れらの樹脂は以下でさらに詳細に検討することにする。
上述したように、製紙の際には尿素−ホルムアルデヒド
樹脂から加水分解によって遊離ホルムアルデヒドが放出
される。さらに、使用する最初の樹脂も常に遊離ホルム
アルデヒドを含み、これは白水系に蓄積され、循環す
る。本発明による分離によって得られる濃縮溶液は全べ
て、最初の樹脂に比べて、より効果的であるので、ある
一定の湿潤強度効果を得るために必要な添加量はかなり
減少する。濃縮溶液中では最初の樹脂におけるよりも未
反応モノマー（例えばホルムアルデヒド）と低分子量副
生成物の含量も低く、これによって白水系の好ましくな
い生成物は二重に低下する。一例として、最初のホルム
アルデヒド樹脂は樹脂の乾量基準で７％の遊離ホルムア
ルデヒドを含むが、本発明の方法によって得られた同じ
尿素−ホルムアルデヒド樹脂の濃縮溶液では僅かに約４
％にすぎない。製紙中に通常加える尿素−ホルムアルデ
ヒド樹脂量は紙１トンにつき10〜24kgである。本発明の
濃縮物を用いると、僅か６〜12kgの乾量の樹脂によって
同じ湿潤強度効果が得られる。このことは“添加”遊離
ホルムアルデヒドが0.7〜1.4kgから0.24〜0.48kgに減少
する。すなわち60〜70％の減少が生ずることを意味す
る。この減少は、濃縮物が容易に加水分解する低分子量
樹脂をごく僅かに含むにすぎないという事実によって、
さらに増強する。同様に、モノマー中の硫黄含量のほぼ
1/2をホルムアルデヒドと共に含有することが判明して
いる陰イオン性亜硫酸水素塩改質尿素−ホルムアルデヒ
ド樹脂も本発明の方法によって処理して、湿潤強度効果
を有さないことの他に、ストックのＺ−電位（Ｚ−pote
ntial）に対して有害であるこれらの生成物を除去する
ことができる。このように、尿素−ホルムアルデヒド樹
脂とメラミン−ホルムアルデヒド樹脂の好ましい高分子
量分画の分離に本発明の方法を用いることは、効果的な
湿潤強度樹脂生成物を形成するのみでなく、環境上およ
び職業上の見地から有利であるような生成物をももたら
す。
るが、重大な環境問題を生ずる傾向のある樹脂でもある
ので、本発明によるこれらの改良は特に重要であり、こ
れらの樹脂は以下でさらに詳細に検討することにする。
上述したように、製紙の際には尿素−ホルムアルデヒド
樹脂から加水分解によって遊離ホルムアルデヒドが放出
される。さらに、使用する最初の樹脂も常に遊離ホルム
アルデヒドを含み、これは白水系に蓄積され、循環す
る。本発明による分離によって得られる濃縮溶液は全べ
て、最初の樹脂に比べて、より効果的であるので、ある
一定の湿潤強度効果を得るために必要な添加量はかなり
減少する。濃縮溶液中では最初の樹脂におけるよりも未
反応モノマー（例えばホルムアルデヒド）と低分子量副
生成物の含量も低く、これによって白水系の好ましくな
い生成物は二重に低下する。一例として、最初のホルム
アルデヒド樹脂は樹脂の乾量基準で７％の遊離ホルムア
ルデヒドを含むが、本発明の方法によって得られた同じ
尿素−ホルムアルデヒド樹脂の濃縮溶液では僅かに約４
％にすぎない。製紙中に通常加える尿素−ホルムアルデ
ヒド樹脂量は紙１トンにつき10〜24kgである。本発明の
濃縮物を用いると、僅か６〜12kgの乾量の樹脂によって
同じ湿潤強度効果が得られる。このことは“添加”遊離
ホルムアルデヒドが0.7〜1.4kgから0.24〜0.48kgに減少
する。すなわち60〜70％の減少が生ずることを意味す
る。この減少は、濃縮物が容易に加水分解する低分子量
樹脂をごく僅かに含むにすぎないという事実によって、
さらに増強する。同様に、モノマー中の硫黄含量のほぼ
1/2をホルムアルデヒドと共に含有することが判明して
いる陰イオン性亜硫酸水素塩改質尿素−ホルムアルデヒ
ド樹脂も本発明の方法によって処理して、湿潤強度効果
を有さないことの他に、ストックのＺ−電位（Ｚ−pote
ntial）に対して有害であるこれらの生成物を除去する
ことができる。このように、尿素−ホルムアルデヒド樹
脂とメラミン−ホルムアルデヒド樹脂の好ましい高分子
量分画の分離に本発明の方法を用いることは、効果的な
湿潤強度樹脂生成物を形成するのみでなく、環境上およ
び職業上の見地から有利であるような生成物をももたら
す。
本発明の方法はさらに、分離時に得られた低分子量化合
物の溶液を再重合のために再循環させることを含む。再
重合のためのこの再循環は改良工程の後で実施するのが
好ましい。本発明はさらに、水溶性合成ポリマーの好ま
しい高分子量分画を製造し、同時に低分子量分画の再使
用を可能にする。技術的および商業的に有利な方法を提
供する。
物の溶液を再重合のために再循環させることを含む。再
重合のためのこの再循環は改良工程の後で実施するのが
好ましい。本発明はさらに、水溶性合成ポリマーの好ま
しい高分子量分画を製造し、同時に低分子量分画の再使
用を可能にする。技術的および商業的に有利な方法を提
供する。
本発明によると、水溶性合成樹脂の供給水溶液を限外ろ
過膜装置に装入し、この装置で供給溶液を２種類の溶液
すなわち主として高分子量を有するポリマー分子を含む
濃縮液と、低分子量のポリマー分子、モノマーおよび副
生成物を含む透過液とに分離し、前記透過液を次に重合
工程に再循環させる。
過膜装置に装入し、この装置で供給溶液を２種類の溶液
すなわち主として高分子量を有するポリマー分子を含む
濃縮液と、低分子量のポリマー分子、モノマーおよび副
生成物を含む透過液とに分離し、前記透過液を次に重合
工程に再循環させる。
限外ろ過装置では、好ましい高分子量分画を保留するた
めの適当なカットオフを備えた膜を用いるが、これらの
膜は特定のポリマーと好ましい分画とによって当然変化
する。膜の適当な種類は例えばポリスルホン、セルロー
スアセテート、ポリアミド、塩化ビニル−アクリロニト
リルコポリマーおよびポリ（フッ化ビニリデン）膜であ
る。この膜装置は例えばプレート／フレームモジュール
（plate−and−flame modules）の形状を有するが、他
の種類の膜装置も当然使用可能である。この膜に対して
分離の前に分離すべき実際の樹脂の希薄溶液による予備
処理を適当に実施する。この予備処理は第２膜層の形成
に役立つ。尿素−ホルムアルデヒド樹脂では好ましい高
分子量分画は2000〜4000の範囲内であり分画を膜保留成
分として、すなわち濃縮物または保留物として本質的に
与えるように実施する。このために、20000〜200000の
カットオフを有する上記種類の膜が適当に用いられるこ
とを、目安として、述べることができる。他の樹脂とし
ては、200000〜400000の範囲内のカットオフを有する膜
を一般に用いることができる。
めの適当なカットオフを備えた膜を用いるが、これらの
膜は特定のポリマーと好ましい分画とによって当然変化
する。膜の適当な種類は例えばポリスルホン、セルロー
スアセテート、ポリアミド、塩化ビニル−アクリロニト
リルコポリマーおよびポリ（フッ化ビニリデン）膜であ
る。この膜装置は例えばプレート／フレームモジュール
（plate−and−flame modules）の形状を有するが、他
の種類の膜装置も当然使用可能である。この膜に対して
分離の前に分離すべき実際の樹脂の希薄溶液による予備
処理を適当に実施する。この予備処理は第２膜層の形成
に役立つ。尿素−ホルムアルデヒド樹脂では好ましい高
分子量分画は2000〜4000の範囲内であり分画を膜保留成
分として、すなわち濃縮物または保留物として本質的に
与えるように実施する。このために、20000〜200000の
カットオフを有する上記種類の膜が適当に用いられるこ
とを、目安として、述べることができる。他の樹脂とし
ては、200000〜400000の範囲内のカットオフを有する膜
を一般に用いることができる。
限外ろ過装置に対する供給溶液の乾燥含量は通常８〜25
重量％の範囲内であるべきである。この方法は一般に約
1.0〜15barの圧力で実施され、膜を通る流量は温度の上
昇によって増加する。しかし、選択した温度が樹脂また
は膜にとって有害でないように注意しなければならな
い。上記種類の膜と、例えば尿素−ホルムアルデヒド、
メラミン−ホルムアルデヒドおよびポリアミノポリアミ
ドエピクロロヒドリン樹脂の分離とに対しては、30〜45
℃の範囲内の温度を用いるのが適当である。
重量％の範囲内であるべきである。この方法は一般に約
1.0〜15barの圧力で実施され、膜を通る流量は温度の上
昇によって増加する。しかし、選択した温度が樹脂また
は膜にとって有害でないように注意しなければならな
い。上記種類の膜と、例えば尿素−ホルムアルデヒド、
メラミン−ホルムアルデヒドおよびポリアミノポリアミ
ドエピクロロヒドリン樹脂の分離とに対しては、30〜45
℃の範囲内の温度を用いるのが適当である。
膜装置からの濃縮液は供給タンクを介して同膜装置に再
循環し、好ましい濃度が得られるまで膜装置を数回通過
するように、ろ過を実施するのが有利である。この代り
に、濃縮液に対して数個の膜装置での連続的な処理を実
施することも当然可能である。
循環し、好ましい濃度が得られるまで膜装置を数回通過
するように、ろ過を実施するのが有利である。この代り
に、濃縮液に対して数個の膜装置での連続的な処理を実
施することも当然可能である。
以下ではUF透過液と呼ぶ、限外ろ過装置から得られた低
分子量ポリマーを含む水溶液、炉液すなわち透過液は、
再重合のために最初の樹脂の重合反応器に戻して、物質
を損失しない経済的プロセスを形成する。
分子量ポリマーを含む水溶液、炉液すなわち透過液は、
再重合のために最初の樹脂の重合反応器に戻して、物質
を損失しない経済的プロセスを形成する。
限外ろ過装置での分離は、最初の乾燥樹脂含量すなわち
高分子量と低分子量のポリマー分画の少なくとも５重量
％が透過溶液中に分離されるように実施するのが好まし
い。透過溶液中に分離された物質量とこれに付随する水
量とに依存して、UF−透過液の改良工程を重合反応器へ
の再循環の前に含めることができる。この量が少量で、
５〜10重量％の範囲内である場合には、UF−透過液を直
接再重合に運ぶこともできる。さもなければ、重合−分
離系の水残部が多すぎないように、またこの系への好ま
しくない生成物の許容できない量の蓄積が避けられるよ
うに、UF−透過液の改良を実施するのが適当である。
高分子量と低分子量のポリマー分画の少なくとも５重量
％が透過溶液中に分離されるように実施するのが好まし
い。透過溶液中に分離された物質量とこれに付随する水
量とに依存して、UF−透過液の改良工程を重合反応器へ
の再循環の前に含めることができる。この量が少量で、
５〜10重量％の範囲内である場合には、UF−透過液を直
接再重合に運ぶこともできる。さもなければ、重合−分
離系の水残部が多すぎないように、またこの系への好ま
しくない生成物の許容できない量の蓄積が避けられるよ
うに、UF−透過液の改良を実施するのが適当である。
本発明の好ましい実施態様によると、UF−透過液を重合
工程に再循環させる前にポリマー物質の溶液から水の少
なくとも一部を除去するように改良する。この改良は例
えば蒸発またはいわゆる逆浸透膜ろ過によって実施する
ことができる。逆浸透プロセスは比較的安価であり、UF
−透過液中のポリマー物質に対する熱負荷が低いという
点で有利であるので、この改良を逆浸透によって実施す
るのが好ましい。逆浸透プロセスはこれによって生ずる
未反応モノマーおよび副生成物（例えばホルムアルデヒ
ド）の分離に関しても有利である。逆浸透によって得ら
れた濃縮UF−透過液は樹脂の合成に用いられ、再重合の
ために再循環されるが、逆浸透装置の膜を通過した溶
液、以下ではRO−透過液と呼ぶ逆浸透透過液は供給タン
クに運び、その少なくとも一部を希釈液として実際の樹
脂合成中に用いることができる。
工程に再循環させる前にポリマー物質の溶液から水の少
なくとも一部を除去するように改良する。この改良は例
えば蒸発またはいわゆる逆浸透膜ろ過によって実施する
ことができる。逆浸透プロセスは比較的安価であり、UF
−透過液中のポリマー物質に対する熱負荷が低いという
点で有利であるので、この改良を逆浸透によって実施す
るのが好ましい。逆浸透プロセスはこれによって生ずる
未反応モノマーおよび副生成物（例えばホルムアルデヒ
ド）の分離に関しても有利である。逆浸透によって得ら
れた濃縮UF−透過液は樹脂の合成に用いられ、再重合の
ために再循環されるが、逆浸透装置の膜を通過した溶
液、以下ではRO−透過液と呼ぶ逆浸透透過液は供給タン
クに運び、その少なくとも一部を希釈液として実際の樹
脂合成中に用いることができる。
逆浸透膜装置においてUF−透過液の処理を実施して、こ
れに含まれる水の一部を除去して、少なくとも25重量％
の乾量含量を有する溶液を適当に形成することができ
る。逆浸透における適当な温度は約30〜50℃であり、圧
力は約20〜60barであるのが適切である。逆浸透装置の
膜は複合フィルム材料またはポリベンズイミダゾロンま
たはセルロースアセテートから適当に構成される。
れに含まれる水の一部を除去して、少なくとも25重量％
の乾量含量を有する溶液を適当に形成することができ
る。逆浸透における適当な温度は約30〜50℃であり、圧
力は約20〜60barであるのが適切である。逆浸透装置の
膜は複合フィルム材料またはポリベンズイミダゾロンま
たはセルロースアセテートから適当に構成される。
本発明の方法をホルムアルデヒドに基づく樹脂に用いる
場合には、限外ろ過工程への供給材料にホルムアルデヒ
ド結合剤を加えることが可能であり、有利である。この
添加は最終生成物中のホルムアルデヒド含量をさらに減
ずるために実施する。RO−濃縮生成物により多くのホル
ムアルデヒドを結合させるために、UF−透過液にホルム
アルデヒド結合剤を加えることも有利である。このよう
にして、生成物およびプロセス中の遊離ホルムアルデヒ
ドの総負荷はさらに減ずる。ホルムアルデヒド結合剤が
ホルムアルデヒドと共にジメチロール尿素を形成する尿
素であることが好ましい。
場合には、限外ろ過工程への供給材料にホルムアルデヒ
ド結合剤を加えることが可能であり、有利である。この
添加は最終生成物中のホルムアルデヒド含量をさらに減
ずるために実施する。RO−濃縮生成物により多くのホル
ムアルデヒドを結合させるために、UF−透過液にホルム
アルデヒド結合剤を加えることも有利である。このよう
にして、生成物およびプロセス中の遊離ホルムアルデヒ
ドの総負荷はさらに減ずる。ホルムアルデヒド結合剤が
ホルムアルデヒドと共にジメチロール尿素を形成する尿
素であることが好ましい。
本発明はまた、重合反応器、水溶性合成樹脂の分画化と
精製のための第１膜装置を含み、この分離からの透過液
を改良するための第２膜装置をも含み、これによって第
１膜装置の透過液出口が供給タンクを介して第２膜装置
に連結しているプラントにも関する。
精製のための第１膜装置を含み、この分離からの透過液
を改良するための第２膜装置をも含み、これによって第
１膜装置の透過液出口が供給タンクを介して第２膜装置
に連結しているプラントにも関する。
２つの分離装置を含み、本発明の好ましい実施態様によ
るポリマー合成プラントの範囲に含まれるプラントを以
下で、このようなプラントの概略フローチャートを示す
添付図を参照しながら、詳述する。
るポリマー合成プラントの範囲に含まれるプラントを以
下で、このようなプラントの概略フローチャートを示す
添付図を参照しながら、詳述する。
プラントは水溶性ポリマーの合成用反応器１を含む。反
応器は供給タンク２に連結する。供給タンク２から管３
と４が限外ろ過装置５に通ずる。装置の濃縮液側（Ｃに
よって示す）から、高分子量分画を取出すことができ、
すなわち濃縮液を管６を介して、次に続く限外ろ過のた
めに、供給タンク２に戻す。限外ろ過装置の透過液側
（Ｐによって示す）は第２供給タンク７に連結し、第２
供給タンク７は次に管８と９によって第２膜装置すなわ
ち逆浸透装置10に連結する。逆浸透装置の透過液側は管
12aを介して供給タンク２に連結し、管12bを介して排水
処理プラントに連結することができるが、装置の濃縮液
側は官11を介して供給タンク７に連結し、弁15と管16に
よって反応器１に連結する。供給タンク２から高分子量
生成物は管３、弁13および管14によって得られる。樹脂
合成の原料物質は管17を介して反応器１に装入する。水
溶性合成樹脂の実際の合成はバッチ式プロセスである
が、重合以外ではプラントを連続操作することができ
る。例えば管６と12に連結して、装置５とタンク７との
間に存在する、必要な貯蔵タンクは図面には示さない。
応器は供給タンク２に連結する。供給タンク２から管３
と４が限外ろ過装置５に通ずる。装置の濃縮液側（Ｃに
よって示す）から、高分子量分画を取出すことができ、
すなわち濃縮液を管６を介して、次に続く限外ろ過のた
めに、供給タンク２に戻す。限外ろ過装置の透過液側
（Ｐによって示す）は第２供給タンク７に連結し、第２
供給タンク７は次に管８と９によって第２膜装置すなわ
ち逆浸透装置10に連結する。逆浸透装置の透過液側は管
12aを介して供給タンク２に連結し、管12bを介して排水
処理プラントに連結することができるが、装置の濃縮液
側は官11を介して供給タンク７に連結し、弁15と管16に
よって反応器１に連結する。供給タンク２から高分子量
生成物は管３、弁13および管14によって得られる。樹脂
合成の原料物質は管17を介して反応器１に装入する。水
溶性合成樹脂の実際の合成はバッチ式プロセスである
が、重合以外ではプラントを連続操作することができ
る。例えば管６と12に連結して、装置５とタンク７との
間に存在する、必要な貯蔵タンクは図面には示さない。
図面によると、プラントは次のように作動するように配
置するが、他の方法も前述したように可能である。広範
囲な分子量分布を有する合成水溶性樹脂を反応器１内で
製造して、供給タンク２に導入する。供給タンク２に水
を添加する。供給タンク２からの溶液を限外ろ過装置５
に通し、ここでこの溶液を２種類の溶液に分離する。
水、低分子量ポリマー、未反応モノマーおよび副生成物
を含む透過溶液は膜を通過し、図面に示すように第２供
給タンク７に導かれる。低い分離度では、この透過溶液
を直接反応器に導くことができる。溶液の大部分は膜の
入口側すなわち濃縮液側に残留する。この溶液の濃度を
高めるために、この溶液を再び供給タンクに戻し、ポン
プ（図面に示さない）によって限外ろ過装置の膜の表面
に沿って再度流動させることができる。溶液をこのよう
にして一定時間処理した場合には、生成物すなわち好ま
しい高分子量ポリマーの濃縮溶液を管３と14によって供
給タンクから取出す。
置するが、他の方法も前述したように可能である。広範
囲な分子量分布を有する合成水溶性樹脂を反応器１内で
製造して、供給タンク２に導入する。供給タンク２に水
を添加する。供給タンク２からの溶液を限外ろ過装置５
に通し、ここでこの溶液を２種類の溶液に分離する。
水、低分子量ポリマー、未反応モノマーおよび副生成物
を含む透過溶液は膜を通過し、図面に示すように第２供
給タンク７に導かれる。低い分離度では、この透過溶液
を直接反応器に導くことができる。溶液の大部分は膜の
入口側すなわち濃縮液側に残留する。この溶液の濃度を
高めるために、この溶液を再び供給タンクに戻し、ポン
プ（図面に示さない）によって限外ろ過装置の膜の表面
に沿って再度流動させることができる。溶液をこのよう
にして一定時間処理した場合には、生成物すなわち好ま
しい高分子量ポリマーの濃縮溶液を管３と14によって供
給タンクから取出す。
第２供給タンク７に回収された、限外ろ過膜装置から得
られた透過液は第２膜装置10に導き、逆浸透によって濃
縮する。UF−透過液の濃縮液は一定時間再循環させ、好
ましい量の水を水を通過させる装置の膜に沿って流動さ
せる。逆浸透装置からの最終濃縮液を次に管８と15とを
介して反応器に戻し、樹脂の新たな製造のための原料物
質として用いる。第２膜装置の膜を通過する溶液は主と
して水から成り、その一部は重合工程に再使用される。
られた透過液は第２膜装置10に導き、逆浸透によって濃
縮する。UF−透過液の濃縮液は一定時間再循環させ、好
ましい量の水を水を通過させる装置の膜に沿って流動さ
せる。逆浸透装置からの最終濃縮液を次に管８と15とを
介して反応器に戻し、樹脂の新たな製造のための原料物
質として用いる。第２膜装置の膜を通過する溶液は主と
して水から成り、その一部は重合工程に再使用される。
本発明を限定することを意図するものではない次の実施
例によって、本発明をさらに説明する。部と％は、他に
指示しないかぎり、それぞれ重量部と重量％とを意味す
る。
例によって、本発明をさらに説明する。部と％は、他に
指示しないかぎり、それぞれ重量部と重量％とを意味す
る。
実施例１ 水溶性陽イオン尿素−ホルムアルデヒド樹脂を、溶液の
濃度が23乾量％になるまで、水で希釈した。この溶液5
5.2kgをUF−ps−20型の膜すなわちポリスルホン膜を備
えた限外ろ過装置で濃縮した。37.9％の濃度の溶液が得
られるまで、溶液を限外ろ過プラントに通過させた。濃
縮溶液量は26.2kgであった。透過液すなわち膜を通過し
た、乾量含量10％を有する溶液27.6k0が回収された。こ
のようにして、初期量12.6kgから樹脂乾量2.64kgを分離
した。入口圧力は10bar、温度は40℃であり、ろ過は３
時間実施した。
濃度が23乾量％になるまで、水で希釈した。この溶液5
5.2kgをUF−ps−20型の膜すなわちポリスルホン膜を備
えた限外ろ過装置で濃縮した。37.9％の濃度の溶液が得
られるまで、溶液を限外ろ過プラントに通過させた。濃
縮溶液量は26.2kgであった。透過液すなわち膜を通過し
た、乾量含量10％を有する溶液27.6k0が回収された。こ
のようにして、初期量12.6kgから樹脂乾量2.64kgを分離
した。入口圧力は10bar、温度は40℃であり、ろ過は３
時間実施した。
初期生成物中の遊離ホルムアルデヒド量は樹脂の乾量基
準で6.85％であった。すなわち溶液55.2kg中0.87kgであ
った。濃縮液中の遊離ホルムアルデヒド量は樹脂の乾量
基準で4.1％、すなわち0.41kgであり、透過液中の遊離
ホルムアルデヒド量は乾量基準で19.1％すなわち0.53kg
であった。ホルムアルデヒドの総実測量0.94kgと添加量
0.87kgとの間の差はろ過中に樹脂が若干加水分解された
ことによって説明される。
準で6.85％であった。すなわち溶液55.2kg中0.87kgであ
った。濃縮液中の遊離ホルムアルデヒド量は樹脂の乾量
基準で4.1％、すなわち0.41kgであり、透過液中の遊離
ホルムアルデヒド量は乾量基準で19.1％すなわち0.53kg
であった。ホルムアルデヒドの総実測量0.94kgと添加量
0.87kgとの間の差はろ過中に樹脂が若干加水分解された
ことによって説明される。
実施例２ 水溶性溶イオン尿素−ホルムアルデヒド樹脂を、8.1乾
量％の濃度になるまで水で希釈した。この溶液68.8kgを
ポリスルホン膜を含む限外ろ加装置で濃縮した。濃度2
0.4％の溶液が得られるまで溶液を限外ろ加装置に通し
た。得られた濃縮溶液量は20.6kgすなわち乾燥樹脂4.2k
gであった。膜を通過した、乾量含量2.8％を有する透過
溶液48.2kgすなわち乾量1.35kgが初期量5.6kgから分離
された。ろ過は1.5時間実施した。
量％の濃度になるまで水で希釈した。この溶液68.8kgを
ポリスルホン膜を含む限外ろ加装置で濃縮した。濃度2
0.4％の溶液が得られるまで溶液を限外ろ加装置に通し
た。得られた濃縮溶液量は20.6kgすなわち乾燥樹脂4.2k
gであった。膜を通過した、乾量含量2.8％を有する透過
溶液48.2kgすなわち乾量1.35kgが初期量5.6kgから分離
された。ろ過は1.5時間実施した。
遊離ホルムアルデヒドの総添加量は0.390kgであり、そ
の中の0.230kgが濃縮液中で検出され、0.171kgが透過液
中で検出された。樹脂の乾量基準で、初期生成物の6.9
％含量に比べて、濃縮液は遊離ホルムアルデヒド5.47％
を含み、透過液は12.7％を含んでいた。
の中の0.230kgが濃縮液中で検出され、0.171kgが透過液
中で検出された。樹脂の乾量基準で、初期生成物の6.9
％含量に比べて、濃縮液は遊離ホルムアルデヒド5.47％
を含み、透過液は12.7％を含んでいた。
実施例３ 乾量8.9％を含む樹脂溶液83.0kgを用いて、実施例２を
くり返した。40℃、10barにおける２時間後に乾量含量2
3.4％を含む濃縮液24.2kgと、乾量含量2.95％を含む透
過液58.8kgが得られた。遊離ホルムアルデヒド0.510kg
を加え、濃縮液中で0.280kgが検出され、透過液中で0.2
41kgが検出された。樹脂の乾量基準で初期生成物中の6.
9％の含量に比べて、濃縮液は遊離ホルムアルデヒド4.9
％を含み、透過液は遊離ホルムアルデヒド13.9％を含ん
でいた。
くり返した。40℃、10barにおける２時間後に乾量含量2
3.4％を含む濃縮液24.2kgと、乾量含量2.95％を含む透
過液58.8kgが得られた。遊離ホルムアルデヒド0.510kg
を加え、濃縮液中で0.280kgが検出され、透過液中で0.2
41kgが検出された。樹脂の乾量基準で初期生成物中の6.
9％の含量に比べて、濃縮液は遊離ホルムアルデヒド4.9
％を含み、透過液は遊離ホルムアルデヒド13.9％を含ん
でいた。
実施例４ 実施例１からの濃縮樹脂を潤滑紙力増強剤として、パイ
ロット製紙機においてテストした。パルプは漂白軟木50
％と24゜SRの硬木50％とから成るものであった。
ロット製紙機においてテストした。パルプは漂白軟木50
％と24゜SRの硬木50％とから成るものであった。
pHは4.5であった。
実施例５ 乾量含量8.8％すなわち4.92kgで、実施例１を数回くり
返した後に得られた透過液の混合物である透過溶液55.8
kgを逆浸透のためにろ過装置に装入した。薄膜状複合膜
を用いた。プロセスは40bar、40℃において２時間実施
した。乾量含量23.0％すなわち乾燥樹脂4.78kgを含むRO
−濃縮液20.8kgと乾量含量0.2％すなわち乾燥樹脂0.07k
gを含むRO−透過液4.78kgを回収した。
返した後に得られた透過液の混合物である透過溶液55.8
kgを逆浸透のためにろ過装置に装入した。薄膜状複合膜
を用いた。プロセスは40bar、40℃において２時間実施
した。乾量含量23.0％すなわち乾燥樹脂4.78kgを含むRO
−濃縮液20.8kgと乾量含量0.2％すなわち乾燥樹脂0.07k
gを含むRO−透過液4.78kgを回収した。
遊離ホルムアルデヒドの総添加量は0.930kgであり、そ
の中の0.413kgはRO−濃縮液中で検出され、0.532kgはRO
−透過液中で検出された。
の中の0.413kgはRO−濃縮液中で検出され、0.532kgはRO
−透過液中で検出された。
尿素−ホルムアルデヒド樹脂の合成は、RO−濃縮液の原
料物質の１つとして用いて実施した。標準調合法に従っ
て、他の尿素とホルムアルデヒドおよびその他の成分を
加えた。RO−濃縮液の量は加えた総乾量の20％乾量であ
った。
料物質の１つとして用いて実施した。標準調合法に従っ
て、他の尿素とホルムアルデヒドおよびその他の成分を
加えた。RO−濃縮液の量は加えた総乾量の20％乾量であ
った。
得られた生成物は標準的性質を有し、良好な湿潤強度結
果を示した。
果を示した。
実施例６ 乾量含量8.6％すなわち乾量5.3kgを有する透過溶液61.6
kgをRO−ろ過装置に加えた。薄膜状複合膜を用いた。プ
ロセスは40bar、40℃において2.5時間実施した。
kgをRO−ろ過装置に加えた。薄膜状複合膜を用いた。プ
ロセスは40bar、40℃において2.5時間実施した。
乾量含量25％すなわち乾燥樹脂4.8kgを含むRO−濃縮液1
9.0kgと、乾量含量1.17％すなわち乾燥重量0.5kgを含む
RO−透過液とが得られた。
9.0kgと、乾量含量1.17％すなわち乾燥重量0.5kgを含む
RO−透過液とが得られた。
このRO−濃縮液を新たな合成の原料物質として用いた。
新たな合成のために添加した総化学薬品量の約24％がRO
−濃縮液からのものであった。新しい樹脂は標準的性質
を有し、良好な湿潤強度結果を示した。
新たな合成のために添加した総化学薬品量の約24％がRO
−濃縮液からのものであった。新しい樹脂は標準的性質
を有し、良好な湿潤強度結果を示した。
実施例７ 乾量21％すなわち7.5kgで硫黄分子を含む陰イオン性尿
素−ホルムアルデヒド樹脂の溶液37.1kgを限外ろ過装置
に通した。10bar、40℃の温度における４時間後に、乾
量含量29.4％すなわち6.70kgの濃縮溶液22.8kgと乾量含
量7.6％すなわち1.1kgの透過液14.3kgとが得られた。
素−ホルムアルデヒド樹脂の溶液37.1kgを限外ろ過装置
に通した。10bar、40℃の温度における４時間後に、乾
量含量29.4％すなわち6.70kgの濃縮溶液22.8kgと乾量含
量7.6％すなわち1.1kgの透過液14.3kgとが得られた。
加えた硫黄基約30％は、樹脂の最終湿潤強度効果に不利
な影響を与える好ましくないモノマー副生成物の一部と
なった。
な影響を与える好ましくないモノマー副生成物の一部と
なった。
硫黄を含むモノマーの総添加量は0.122kgであった。
濃縮液は硫黄含有モノマー0.06kgを含み、透過液は0.06
2kgを含んでいた。樹脂の乾量基準で、初期生成物は1.5
6％、濃縮液は0.89％、透過液は5.6％を含有していた。
2kgを含んでいた。樹脂の乾量基準で、初期生成物は1.5
6％、濃縮液は0.89％、透過液は5.6％を含有していた。
これらの生成物も標準方法に従って、セルロース繊維か
らのホルムアルデヒド放出に関してテストした。
らのホルムアルデヒド放出に関してテストした。
実施例８ 尿素−ホルムアルデヒド樹脂と共にストックに加えた遊
離ホルムアルデヒド添加量と製紙機の乾燥空気中に放出
されたホルムアルデヒド量との関係を、パイロット装置
でテストした。
離ホルムアルデヒド添加量と製紙機の乾燥空気中に放出
されたホルムアルデヒド量との関係を、パイロット装置
でテストした。
白水系は完全に閉鎖されており、テストは現状で実施し
た。
た。
遊離アルデヒド含量が異なる点以外は同じの尿素−ホル
ムアルデヒド樹脂をテストした。生成物Ａは樹脂の乾量
基準で遊離ホルムアルデヒド7.14％を含み、生成物Ｂは
樹脂の乾量基準で遊離ホルムアルデヒド2.25％を含有し
ていた。
ムアルデヒド樹脂をテストした。生成物Ａは樹脂の乾量
基準で遊離ホルムアルデヒド7.14％を含み、生成物Ｂは
樹脂の乾量基準で遊離ホルムアルデヒド2.25％を含有し
ていた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｇ 59/02 ＮＨＡ
Claims (9)
- 【請求項１】限外ろ過による合成水溶性樹脂の分離およ
び再使用方法において、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、
メラミン−ホルムアルデヒド樹脂およびポリアミドアミ
ン−エピクロロヒドリン樹脂から選ばれる水溶性合成樹
脂の水溶液を限外ろ過膜装置に装入して、ここで前記水
溶液を２種類の溶液すなわち主として高分子量を有する
ポリマー分子を含む濃縮液と、低分子量を有するポリマ
ー分子、モノマーおよび副生成物を含む透過液とに分離
し、該分離が最初の乾燥樹脂含量の少なくとも５重量％
が透過液中で分離されるように行い、次に前記透過液を
再重合のための重合工程に再循環させることを特徴とす
る方法。 - 【請求項２】限外ろ過装置からの濃縮液を供給タンクを
介して同限外ろ過装置に再循環させ、好ましい濃縮度が
得られるまで、数回同装置に通すことを特徴とする請求
項１記載の方法。 - 【請求項３】透過液を再循環させる前に改良することを
特徴とする請求項１または２記載の方法。 - 【請求項４】透過液に対して逆浸透を実施し、逆浸透後
に得られた濃縮液を重合工程に再循環させることを特徴
とする請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】合成水溶性樹脂がホルムアルデヒドに基づ
く樹脂であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
に記載の方法。 - 【請求項６】樹脂が尿素−ホルムアルデヒド樹脂である
ことを特徴とする請求項５記載の方法。 - 【請求項７】限外ろ過膜装置に装入した水溶液にホルム
アルデヒド結合剤を加えることを特徴とする請求項５ま
たは６に記載の方法。 - 【請求項８】逆浸透を行う透過液にホルムアルデヒド結
合剤を加えることを特徴とする請求項５、６または７に
記載の方法。 - 【請求項９】重合反応器（１）と限外ろ過膜装置（５）
および逆浸透膜装置（10）とを含み、限外ろ過膜装置の
透過液出口が逆浸透装置に連結し、逆浸透装置の透過液
出口が重合反応器に連結していることを特徴とする合成
水溶性樹脂の分離と製造のためのプラント。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8700187A SE456244B (sv) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | Sett och anleggning for separation genom ultrafiltrering av vattenlosliga syntetiska polymerer |
| SE8700187-1 | 1987-01-19 | ||
| PCT/SE1987/000637 WO1988005444A1 (en) | 1987-01-19 | 1987-12-29 | Method and plant for separation of synthetic water soluble polymers |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02501934A JPH02501934A (ja) | 1990-06-28 |
| JPH0774257B2 true JPH0774257B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=20367209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62506293A Expired - Lifetime JPH0774257B2 (ja) | 1987-01-19 | 1987-12-29 | 合成水溶性ポリマーの分離方法およびプラント |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5009789A (ja) |
| EP (1) | EP0442866B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0774257B2 (ja) |
| AT (1) | ATE107937T1 (ja) |
| CA (1) | CA1326637C (ja) |
| DE (1) | DE3750168T2 (ja) |
| ES (1) | ES2005758A6 (ja) |
| FI (1) | FI99120C (ja) |
| SE (1) | SE456244B (ja) |
| WO (1) | WO1988005444A1 (ja) |
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