JP2009022840A - Polymer flocculant and its application - Google Patents
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Landscapes
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- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
Description
本発明は、高分子凝集剤に関するものであり、特に抄紙用歩留向上剤、排水処理用脱水剤に有用であり、これら技術分野で賞用され得るものである。 The present invention relates to a polymer flocculant, and is particularly useful for a papermaking yield improver and a dewatering agent for wastewater treatment, and can be used in these technical fields.
従来から、水溶性高分子、特に高分子量の水溶性高分子は、歩留向上剤等、高分子凝集剤等種々の技術分野で利用されている。 Conventionally, water-soluble polymers, particularly high-molecular-weight water-soluble polymers, have been used in various technical fields such as yield improvers and polymer flocculants.
従来抄紙工程においては、填料を含む紙料を抄紙機に送入する最終濃度に希釈する際、又は希釈後に、歩留向上剤を添加し、抄紙機からの白水中へのパルプ及び填料流出を抑制し、歩留を向上させている。 In the conventional papermaking process, when the stock containing filler is diluted to the final concentration to be fed into the paper machine, or after dilution, a yield improver is added to cause the pulp and filler to flow out from the paper machine into the white water. Suppress and improve yield.
歩留向上剤としては、通常、水溶性の高分子量ポリエチレンオキサイドやカチオン性ポリアクリルアミド等の水溶性重合体が用いられている。
しかしながら、これら水溶性重合体含む歩留向上剤は、歩留率をより向上させる目的で、歩留向上剤を比較的多量に使用する必要があり、その結果、巨大なフロックが生成し、紙の地合性を極度に悪化させてしまうという問題を有するものであった。
この問題を解決するため、最近では、カチオン性重合体とアニオン性化合物又は重合体を併用するデュアルシステムと呼ばれる方法が脚光を浴びている。その代表例としては、カチオン性重合体を添加後にベントナイト等のアニオン性無機化合物を添加する方法(特許文献1)や、カチオン性重合体の添加後にアニオン性コロイダルシリカを添加する方法等が挙げられる(特許文献2)。
As the yield improver, a water-soluble polymer such as water-soluble high molecular weight polyethylene oxide or cationic polyacrylamide is usually used.
However, the yield improver containing these water-soluble polymers needs to use a relatively large amount of the yield improver for the purpose of further improving the yield rate. It has the problem of extremely deteriorating the formation.
In order to solve this problem, a method called a dual system in which a cationic polymer and an anionic compound or polymer are used in combination has recently been highlighted. Typical examples include a method of adding an anionic inorganic compound such as bentonite after the addition of the cationic polymer (Patent Document 1), a method of adding anionic colloidal silica after the addition of the cationic polymer, and the like. (Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1及び同2記載の歩留向上剤は、歩留率と紙の地合性のバランス性に比較的優れているものの、そのレベルは未だ不十分であり、さらに、これらの歩留向上剤は2液を併用して使用する必要があるため、抄紙工程においてそれぞれの剤の添加箇所、添加のタイミング及び添加量のバランス等といった、使用方法が煩雑であるという問題を有するものであった。 However, although the yield improvers described in Patent Documents 1 and 2 are relatively excellent in the balance between the yield rate and the paper texture, the level is still insufficient. Since the retention improver needs to be used in combination with two liquids, it has the problem that the method of use is complicated, such as the location of addition of each agent, the timing of addition, and the balance of the amount added in the papermaking process. there were.
一方、汚泥の脱水処理には、カチオン性高分子凝集剤が単独で使用されることが多かった。
しかしながら、近年、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回収率等の点で処理状態は必ずしも満足できるものではなく、これらの点を改善することが要求されているため、種々の両性高分子凝集剤やこれらを使用した脱水方法が検討される様になった。
例えば、無機汚泥を含まない無機凝集剤を添加したpHが5〜8の有機質汚泥に、特定イオン当量のカチオンリッチ両性高分子凝集剤を添加する汚泥の脱水方法(特許文献3)、pHが5〜8の有機質汚泥に、アクリレート系カチオン性高分子凝集剤と両性高分子凝集剤を併用する汚泥の脱水方法(特許文献4)、汚泥に無機凝集剤を添加し、pHを5未満に設定し、特定組成のアニオンリッチ両性高分子凝集剤を添加する脱水方法(特許文献5)および排水に無機凝集剤、アニオン性高分子及びカチオンリッチ両性高分子凝集剤を順次添加する有機性排水の処理方法(特許文献6)等が知られている。
On the other hand, a cationic polymer flocculant is often used alone for sludge dehydration.
However, in recent years, due to the increase in sludge generation and sludge properties, conventional cationic polymer flocculants are limited in terms of sludge throughput, dewatered cake moisture content, SS recovery rate, etc. Since the state is not always satisfactory and it is required to improve these points, various amphoteric polymer flocculants and dehydration methods using them have been studied.
For example, a sludge dehydration method in which a cation-rich amphoteric polymer flocculant having a specific ion equivalent is added to organic sludge having a pH of 5 to 8 to which an inorganic flocculant not containing inorganic sludge is added, and the pH is 5 Sludge dewatering method (Patent Document 4) using acrylate-based cationic polymer flocculant and amphoteric polymer flocculant in combination with organic sludge of ~ 8, adding inorganic flocculant to sludge, and setting pH to less than 5 , A dehydration method of adding an anion-rich amphoteric polymer flocculant having a specific composition (Patent Document 5) and an organic wastewater treatment method of sequentially adding an inorganic flocculant, an anionic polymer and a cation-rich amphoteric polymer flocculant to the wastewater (Patent Document 6) and the like are known.
しかしながら、前記した脱水方法は、それなりに特長を有するものではあるが、最近の廃水の難脱水化傾向に対して、必ずしも有効的な方法とは言い難いものであった。
即ち、廃水処理後のCOD値をより低いものとする要求があるため、廃水に対する活性汚泥処理の比率が従来より高くなっており、汚泥脱水処理を行なう汚泥は余剰汚泥を多く含んだものとなり、又製紙廃水においては、廃水中の繊維分の回収率が上昇しているため、汚泥中の繊維分含有量が低くなり、従来の高分子凝集剤や汚泥脱水方法では対応できない場合があった。
However, although the above-described dewatering method has its own features, it is not always an effective method for the recent tendency of wastewater to be hardly dehydrated.
That is, since there is a demand to lower the COD value after wastewater treatment, the ratio of activated sludge treatment to wastewater is higher than before, and the sludge that performs sludge dewatering treatment contains a lot of excess sludge, In papermaking wastewater, since the fiber recovery rate in the wastewater is increasing, the fiber content in the sludge is low, and there are cases where conventional polymer flocculants and sludge dewatering methods cannot cope.
本発明者らは、前記歩留向上剤及び汚泥脱水剤の有する問題を解決する凝集剤として、イオン構造の異なる2種以上の両性高分子をブレンドした高分子凝集剤(特許文献7)、カチオン性高分子とイオン構造の異なる2種以上の両性高分子をブレンドした高分子凝集剤(特許文献8)、及び前記した高分子を多糖類で変性して同様にブレンドした高分子凝集剤を提案している(特許文献9及び10)。 As a flocculant that solves the problems of the yield improver and the sludge dewatering agent, the present inventors have prepared a polymer flocculant blended with two or more amphoteric polymers having different ionic structures (Patent Document 7), cation Proposed a polymer flocculant blended with two or more amphoteric polymers having different ionic structures from the hydrophilic polymer (Patent Document 8) and a polymer flocculant blended in the same way by modifying the above-mentioned polymer with a polysaccharide. (Patent Documents 9 and 10).
本発明者らが提案した特許文献7〜10記載の高分子凝集剤は、歩留向上剤としては、一液型であり省力化がはかれると共に、歩留率と地合性が高レベルでバランス化されるものとして優れており、又汚泥脱水剤としては、繊維分含有量が低い汚泥に対しても優れた脱水効果を有するものであった。 The polymer flocculants described in Patent Documents 7 to 10 proposed by the present inventors are a one-component type yield improver, saving labor, and providing a high balance between yield rate and formation. As a sludge dewatering agent, it has an excellent dewatering effect even for sludge having a low fiber content.
高分子凝集剤は、粉末状の高分子を使用する場合は、水に溶解させて水溶液として使用する。
しかしながら、前記した高分子凝集剤を水へ溶解させて使用する場合、水への溶解性が不十分になったり、歩留向上剤や汚泥脱水剤としての性能が不十分となるケースがあった。即ち、歩留向上剤においては、近年の古紙回収率の増大に伴い、無機塩類濃度が上昇した工業用水を使用することが多いが、この場合、前記の問題が発生した。又、歩留向上剤及び汚泥脱水剤にいずれも共通して、国外の硬水を使用する場合にも、前記の問題が発生した。
又、高分子を溶解させる水のみならず、無機塩類濃度が上昇した工業用水を使用して紙料が製造されたものや、硬水により調製された汚泥を使用する場合においても同様の問題が発生した。
When a powdery polymer is used, the polymer flocculant is dissolved in water and used as an aqueous solution.
However, when the above-mentioned polymer flocculant is dissolved in water and used, there are cases in which the solubility in water becomes insufficient or the performance as a yield improver or sludge dewatering agent becomes insufficient. . That is, as a yield improver, industrial water having an increased concentration of inorganic salts is often used in accordance with the recent increase in recovered paper recovery rate. In this case, the above-described problem has occurred. In addition, both of the yield improver and the sludge dewatering agent are commonly used, and the above-mentioned problem occurs when using hard water from abroad.
The same problem occurs when paper is manufactured using industrial water with increased concentration of inorganic salts as well as water that dissolves polymers, and when sludge prepared with hard water is used. did.
本発明者らは、高分子凝集剤を水溶液として使用する場合、無機塩濃度が高い水に対しても溶解性に優れる高分子凝集剤を見出し、さらに、歩留向上剤として使用した場合、水中の無機塩類濃度が高い抄紙系に対して紙の高地合性が確保しながら高い歩留率が実現でき、さらに使用方法が簡便である高分子凝集剤、又汚泥脱水剤として使用した場合、無機塩濃度が高い汚泥に対しても優れた脱水性能を有する高分子凝集剤を見出すため、鋭意検討を行ったのである。 When the polymer flocculant is used as an aqueous solution, the present inventors have found a polymer flocculant that is excellent in solubility even in water having a high inorganic salt concentration, and when used as a yield improver, High yield of paper can be achieved while ensuring high paper integrity for papermaking systems with high inorganic salt concentrations, and when used as a polymer flocculant or sludge dewatering agent, which is easy to use, inorganic In order to find a polymer flocculant having an excellent dewatering performance even for sludge with a high salt concentration, an extensive study was conducted.
本発明者らは、種々の検討の結果、前記課題を解決するためには、強酸性単量体を微量共重合した高分子が有効であること見出し、本発明を完成した。
以下、本発明を詳細に説明する。
尚、本明細書においては、アクリレート又はメタクリレートを(メタ)アクリレートと表し、アクリル酸又はメタクリル酸を(メタ)アクリル酸と表し、アクリルアミド又はメタクリルアミドを(メタ)アクリルアミドと表す。
As a result of various studies, the present inventors have found that a polymer obtained by copolymerizing a strongly acidic monomer in a small amount is effective in order to solve the above problems, and have completed the present invention.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the present specification, acrylate or methacrylate is represented as (meth) acrylate, acrylic acid or methacrylic acid is represented as (meth) acrylic acid, and acrylamide or methacrylamide is represented as (meth) acrylamide.
本発明の高分子凝集剤によれば、無機塩を多量に含む水に対しても溶解性に優れる。又、適用する紙料や汚泥が無機塩を多量に含む場合においても、抄紙においては問題なく歩留率や地合性を向上させることができ、汚泥脱水においては問題なく汚泥を脱水することができる。 According to the polymer flocculant of the present invention, it has excellent solubility even in water containing a large amount of inorganic salt. In addition, even when the paper stock and sludge to be applied contain a large amount of inorganic salt, the yield and formation can be improved without problems in papermaking, and sludge can be dehydrated without problems in sludge dewatering. it can.
1.高分子(A)
本発明の高分子凝集剤を構成する高分子(A)は、スルホン酸基若しくはホスホン酸基を有するラジカル重合性単量体又はその塩(a)〔以下、「単量体(a)」という〕とカチオン性ラジカル重合性単量体(b)〔以下、「単量体(b)」という〕とを必須構成単量体として重合された高分子であって、前記(a)の共重合割合が全構成単量体中に0.01〜3モル%である高分子である。
以下、それぞれの成分及び製造方法について説明する。
1. Polymer (A)
The polymer (A) constituting the polymer flocculant of the present invention is a radical polymerizable monomer having a sulfonic acid group or a phosphonic acid group or a salt thereof (a) [hereinafter referred to as “monomer (a)”. ] And a cationic radical polymerizable monomer (b) [hereinafter referred to as “monomer (b)”] as an essential constituent monomer, the copolymer of (a) It is a polymer having a ratio of 0.01 to 3 mol% in all constituent monomers.
Hereinafter, each component and a manufacturing method are demonstrated.
1−1.単量体(a)
単量体(a)は、スルホン酸基若しくはホスホン酸基を有するラジカル重合性単量体又はその塩である。
スルホン酸基有する単量体の例としては、(メタ)アクリルアミドジメチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸及びスチレンスルホン酸等が挙げられる。ホスホン酸基を有するラジカル重合性単量体の例としては、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェートが好ましい。
単量体の塩としては、アルカリ金属塩が好ましく、ナトリウム塩及びカリウム塩等が挙げられ、ナトリウム塩が好ましい。
単量体(a)としては、スルホン酸基の塩又はホスホン酸基の塩を有する単量体が、短時間で高分量の高分子を製造することができ、重合装置の腐食の問題もないため好ましい。
これらの中でも、スルホン酸基又はその塩を有する単量体が、高分子(A)の製造において重合安定性に優れる点で好ましい。
さらに、前記と同様の理由で、スルホン酸基の塩を有する単量体がより好ましい。
1-1. Monomer (a)
The monomer (a) is a radical polymerizable monomer having a sulfonic acid group or a phosphonic acid group or a salt thereof.
Examples of the monomer having a sulfonic acid group include (meth) acrylamide dimethylpropane sulfonic acid, vinyl sulfonic acid, and styrene sulfonic acid. As an example of the radical polymerizable monomer having a phosphonic acid group, 2- (meth) acryloyloxyethyl acid phosphate is preferable.
The monomer salt is preferably an alkali metal salt, such as sodium salt and potassium salt, and sodium salt is preferred.
As the monomer (a), a monomer having a salt of a sulfonic acid group or a salt of a phosphonic acid group can produce a high molecular weight polymer in a short time, and there is no problem of corrosion of the polymerization apparatus. Therefore, it is preferable.
Among these, a monomer having a sulfonic acid group or a salt thereof is preferable from the viewpoint of excellent polymerization stability in the production of the polymer (A).
Further, for the same reason as described above, a monomer having a sulfonic acid group salt is more preferable.
1−2.単量体(b)
単量体(b)としては、カチオン性基を有し、ラジカル重合性を有するものであれば種々の化合物が使用できる。
具体的には、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びジエチルアミノ‐2‐ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート及びジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートの塩酸塩及び硫酸塩等の3級塩;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドの塩酸塩及び硫酸塩等の3級塩;ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートの塩化メチル付加物等のハロゲン化アルキル付加物及び塩化ベンジル付加物等のハロゲン化アリール付加物等の4級塩、並びにジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドの塩化メチル付加物等のハロゲン化アルキル付加物及び塩化ベンジル付加物等のハロゲン化アリール付加物等の4級塩等が挙げられる。
これらの中でも、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートの4級塩が好ましく、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートのハロゲン化アルキル付加物がより好ましい。
1-2. Monomer (b)
As the monomer (b), various compounds can be used as long as they have a cationic group and have radical polymerizability.
Specifically, dialkylamino such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate and dimethylaminoethyl (meth) acrylate and diethylamino-2-hydroxypropyl (meth) acrylate and dimethylaminopropyl (meth) acrylate Tertiary salts such as hydrochloride and sulfate of alkyl (meth) acrylate; tertiary salts such as hydrochloride and sulfate of dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide such as dimethylaminoethyl (meth) acrylamide; dialkylaminoalkyl (meta ) Quaternary salts such as alkyl halide adducts such as methyl chloride adduct of acrylate and aryl halide adducts such as benzyl chloride adduct, and methyl chloride addition of dialkylaminoalkyl (meth) acrylamides. Quaternary salts of aryl halide adducts such as alkyl halide adducts and benzyl chloride adducts and the like.
Among these, a quaternary salt of dialkylaminoalkyl (meth) acrylate is preferable, and a halogenated alkyl adduct of dialkylaminoalkyl (meth) acrylate is more preferable.
1−3.その他のラジカル重合性単量体(c)
本発明の高分子(A)は、前記単量体(a)及び(b)を必須構成単量体として製造されたものであるが、必要に応じてこれら単量体と共重合可能な単量体(c)〔以下、「単量体(c)」という〕との共重合体であっても良い。
1-3. Other radical polymerizable monomers (c)
The polymer (A) of the present invention is produced by using the monomers (a) and (b) as essential constituent monomers. If necessary, the polymer (A) can be copolymerized with these monomers. It may be a copolymer with the monomer (c) [hereinafter referred to as “monomer (c)”].
単量体(c)としては、ノニオン性ラジカル重合性単量体〔以下、「単量体(c-1)」という〕及び(a)成分以外のアニオン性ラジカル重合性単量体〔以下、「単量体(c-2)」という〕が挙げられる。 As the monomer (c), a nonionic radical polymerizable monomer (hereinafter referred to as “monomer (c-1)”) and an anionic radical polymerizable monomer other than the component (a) [hereinafter, "Monomer (c-2)").
単量体(c-1)としては、(メタ)アクリルアミド、ジメチル(メタ)アクリルアミド、ジエチル(メタ)アクリルアミド及びヒドロキシルエチル(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド付加メトキシ(メタ)アクリレート及びエチレンオキサイド付加(メタ)アリルエーテル等が挙げられる。
これらの中でも、(メタ)アクリルアミドが好ましい。
As the monomer (c-1), (meth) acrylamide, dimethyl (meth) acrylamide, diethyl (meth) acrylamide and hydroxylethyl (meth) acrylate, ethylene oxide addition methoxy (meth) acrylate and ethylene oxide addition (meth) Examples include allyl ether.
Among these, (meth) acrylamide is preferable.
高分子(A)を両性重合体とする場合は、単量体(c-2)を共重合する。
単量体(c-2)としては、アニオン性基を有し、ラジカル重合性を有するものであれば種々の化合物が使用できる。具体的には、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸及びマレイン酸等の不飽和カルボン酸及びその塩が挙げられる。塩としては、アンモニウム塩、ナトリウム及びカリウム等のアルカリ金属塩が挙げられる。
これらの中でも、(メタ)アクリル酸が好ましい。
When the polymer (A) is an amphoteric polymer, the monomer (c-2) is copolymerized.
As the monomer (c-2), various compounds can be used as long as they have an anionic group and have radical polymerizability. Specific examples include unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid, crotonic acid, itaconic acid and maleic acid, and salts thereof. Examples of the salt include ammonium salts, and alkali metal salts such as sodium and potassium.
Among these, (meth) acrylic acid is preferable.
単量体としては、必要に応じて、前記以外の単量体を併用することもできる。当該単量体の例としては、メトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エチルカルビトール(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート及びビニルアセテート等が挙げられる。 As the monomer, monomers other than those described above can be used in combination as necessary. Examples of the monomer include methoxyethyl (meth) acrylate, butoxyethyl (meth) acrylate, ethyl carbitol (meth) acrylate, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, vinyl acetate, and the like.
1−4.単量体の割合・組み合わせ
高分子(A)において、単量体(a)の共重合割合は、全構成単量体中に0.01〜3モル%である必要がある。
単量体(a)の共重合割合を0.01モル%以上とすることで、無機塩を多量に含む水に対しての溶解性に優れるものとすることができ、一方、3モル%以下とすることで、得られる高分子(A)を水溶液として使用する場合の水溶性に優れるものとすることができる。単量体(a)の共重合割合が3モル%を超える高分子は、水に対する溶解性が不十分となる。
1-4. In the monomer / combination polymer (A), the copolymerization ratio of the monomer (a) needs to be 0.01 to 3 mol% in all the constituent monomers.
By setting the copolymerization ratio of the monomer (a) to 0.01 mol% or more, it can be excellent in solubility in water containing a large amount of inorganic salt, while it is 3 mol% or less. Thus, the resulting polymer (A) can be excellent in water solubility when used as an aqueous solution. A polymer having a copolymerization ratio of the monomer (a) exceeding 3 mol% has insufficient solubility in water.
強酸基を有する単量体(a)とカチオン性の単量体(b)を共重合すると、共重合体中の単量体(a)単位の強酸基部位と単量体(b)単位のカチオン性部位とが凝集してしまい、得られる共重合体が水に不溶となるため、この様な共重合体は、カチオン性高分子凝集剤用途では使用できないことが常識であった。
一方、本願発明の様に、単量体(a)を微量共重合することにより、水溶性に優れる共重合体となることが明らかとなった。
その上、後記で詳述する通り、本願発明の高分子(A)は、無機塩を多く含む水に対しても、溶解性にも優れるものである。
When the monomer (a) having a strong acid group and the cationic monomer (b) are copolymerized, the strong acid group portion of the monomer (a) unit and the monomer (b) unit in the copolymer are copolymerized. It has been common knowledge that such a copolymer cannot be used in cationic polymer flocculant applications since the cationic site aggregates and the resulting copolymer becomes insoluble in water.
On the other hand, it became clear that it becomes a copolymer excellent in water solubility by carrying out the small amount copolymerization of the monomer (a) like this invention.
In addition, as will be described in detail later, the polymer (A) of the present invention is excellent in solubility even in water containing a large amount of inorganic salt.
単量体(b)の共重合割合としては、目的に応じて適宜設定すれば良く、全構成単量体中に5〜95モル%が好ましい。
カチオン性高分子凝集剤として使用する場合には、単量体(c-1)を共重合したものが好ましい。この場合、単量体(c-1)の共重合割合としては、全構成単量体中に5〜95モル%が好ましい。
両性高分子凝集剤として使用する場合には、単量体(c-1)及び(c-2)を共重合したものが好ましい。この場合、単量体(c-1)及び(c-2)の共重合割合は、目的に応じて適宜設定すれば良いが、全構成単量体中に単量体(c-1)が10〜90モル%、単量体(c-2)が1〜40モル%が好ましい。
What is necessary is just to set suitably as a copolymerization ratio of a monomer (b) according to the objective, and 5-95 mol% is preferable in all the constituent monomers.
When used as a cationic polymer flocculant, a copolymer of monomer (c-1) is preferred. In this case, the copolymerization ratio of the monomer (c-1) is preferably 5 to 95 mol% in all the constituent monomers.
When used as an amphoteric polymer flocculant, those obtained by copolymerizing monomers (c-1) and (c-2) are preferred. In this case, the copolymerization ratio of the monomers (c-1) and (c-2) may be appropriately set according to the purpose, but the monomer (c-1) is included in all the constituent monomers. 10-90 mol% and monomer (c-2) 1-40 mol% are preferable.
本発明における好ましい単量体の組合せを、以下に説明する。
カチオン性高分子凝集剤として使用する場合には、[1]単量体(a)としてアクリルアミドジメチルプロパンスルホン酸塩(以下、「ATBS塩」という)、単量体(b)としてジアルキルアミノアルキルアクリレートの3級塩又は4級塩及び単量体(c-1)としてアクリルアミドからなる共重合体、[2]単量体(a)としてATBS塩、単量体(b)としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの3級塩又は4級塩及び単量体(c-1)としてアクリルアミドからなる共重合体、[3]単量体(a)としてATBS塩、単量体(b)としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの3級塩又は4級塩、ジアルキルアミノアルキルメタクリレートの3級塩又は4級塩及び単量体(c-1)としてアクリルアミドからなる共重合体がある。
Preferred monomer combinations in the present invention are described below.
When used as a cationic polymer flocculant, [1] acrylamide dimethylpropane sulfonate (hereinafter referred to as “ATBS salt”) as monomer (a), and dialkylaminoalkyl acrylate as monomer (b) A copolymer consisting of acrylamide as the monomer (c-1), [2] an ATBS salt as the monomer (a), and a dialkylaminoalkyl methacrylate as the monomer (b). A tertiary salt or a copolymer comprising quaternary salt and acrylamide as the monomer (c-1), [3] ATBS salt as the monomer (a), 3 of dialkylaminoalkyl methacrylate as the monomer (b) There is a copolymer comprising quaternary salt or quaternary salt, tertiary salt or quaternary salt of dialkylaminoalkyl methacrylate and acrylamide as monomer (c-1).
両性高分子凝集剤として使用する場合には、[1]単量体(a)としてATBS塩、単量体(b)としてジアルキルアミノアルキルアクリレートの3級塩又は4級塩、単量体(c-1)としてアクリルアミド及び単量体(c-2)としてアクリル酸からなる共重合体、[2]単量体(a)としてATBS塩、単量体(b)としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの3級塩又は4級塩及び単量体(c-1)としてアクリルアミド、及び単量体(c-2)としてアクリル酸からなる共重合体、[3]単量体(a)としてATBS塩、単量体(b)としてジアルキルアミノアルキルメタクリレートの3級塩又は4級塩、ジアルキルアミノアルキルメタクリレートの3級塩又は4級塩及び単量体(c-1)としてアクリルアミド及び単量体(c-2)としてアクリル酸からなる共重合体がある。 When used as an amphoteric polymer flocculant, [1] ATBS salt as monomer (a), tertiary or quaternary salt of dialkylaminoalkyl acrylate as monomer (b), monomer (c -1) is a copolymer of acrylamide and monomer (c-2) is acrylic acid, [2] is a tertiary class of ATBS salt as monomer (a) and dialkylaminoalkyl methacrylate as monomer (b) A copolymer of acrylamide as a salt or quaternary salt and monomer (c-1) and acrylic acid as monomer (c-2), [3] ATBS salt as monomer (a), single amount Tertiary or quaternary salt of dialkylaminoalkyl methacrylate as body (b), tertiary or quaternary salt of dialkylaminoalkyl methacrylate and acrylamide and monomer (c-2) as monomer (c-1) Co-weight consisting of acrylic acid as There is a body.
1−5.製造方法
高分子(A)の製造方法については特に制限はなく、前記した単量体を使用して、一般的な重合方法を採用することができる。
例えば、水溶液重合であれば、重合開始剤として過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、2,2'−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩や、レドックス系の重合開始剤等を用いて、熱ラジカル重合を行なう方法や、ベンゾイン及びアセトフェノン型の光重合開始剤を用いて紫外線照射により光ラジカル重合を行なうこともできる。又、逆相のエマルション重合であれば、前記重合開始剤以外に、アゾビスイソブチロニトリルや過酸化ベンゾイル等の水不溶性開始剤を用いて重合を行っても良い。
1-5. Production Method The production method of the polymer (A) is not particularly limited, and a general polymerization method can be employed using the above-described monomers.
For example, in the case of aqueous solution polymerization, thermal radical polymerization using potassium persulfate, ammonium persulfate, 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, a redox polymerization initiator or the like as a polymerization initiator. Or radical photopolymerization by ultraviolet irradiation using a benzoin and acetophenone type photopolymerization initiator. In the case of reverse phase emulsion polymerization, the polymerization may be carried out using a water-insoluble initiator such as azobisisobutyronitrile or benzoyl peroxide in addition to the polymerization initiator.
1−6.得られた高分子の処理方法
水溶液重合により得られた高分子は、通常ゲル状で、公知の方法で細断し、バンド式乾燥機、遠赤外線式乾燥機等で温度60〜150℃程度で乾燥し、ロール式粉砕機等で粉砕して粉末状の高分子とされ、粒度調整され、あるいは添加剤等が加えられて使用される。
油中水型(逆相)エマルション重合で得られた高分子を実際に使用する場合には、HLBの比較的高い親水性界面活性剤を添加し、水で希釈、転相させて水中油型エマルションとして使用する。
高分子(A)としては、粉末状品のものが好ましく使用される。
1-6. Processing method of the obtained polymer The polymer obtained by aqueous solution polymerization is usually gel-like, and is chopped by a known method, and at a temperature of about 60 to 150 ° C. with a band dryer, a far-infrared dryer or the like. It is dried and pulverized with a roll type pulverizer or the like to form a powdery polymer, adjusted in particle size, or added with additives.
When the polymer obtained by water-in-oil type (reverse phase) emulsion polymerization is actually used, a hydrophilic surfactant with relatively high HLB is added, diluted with water, and phase-inverted to form an oil-in-water type. Used as an emulsion.
As the polymer (A), a powdery product is preferably used.
高分子(A)としては、分子量の指標である0.5%塩粘度が10〜200mPa・sのものが好ましく、後記する高分子凝集剤として使用する場合、安定した脱水処理を達成するためには、15〜120mPa・sのものがより好ましく、15〜90mPa・sのものが特に好ましい。
尚、本発明において0.5%塩粘度とは、4%塩化ナトリウム水溶液に高分子を0.5%溶解した試料を25℃で、B型粘度計にて、ローターNo.1又は2を用いて、60rpmで測定した値をいう。
The polymer (A) preferably has a 0.5% salt viscosity, which is an index of molecular weight, of 10 to 200 mPa · s. When used as a polymer flocculant described later, in order to achieve stable dehydration treatment Is more preferably 15 to 120 mPa · s, and particularly preferably 15 to 90 mPa · s.
In the present invention, the 0.5% salt viscosity means that a sample obtained by dissolving 0.5% of a polymer in a 4% sodium chloride aqueous solution at 25 ° C. with a B-type viscometer, rotor No. The value measured at 60 rpm using 1 or 2.
2.多糖類変性高分子
高分子(A)としては、多糖類の存在下に、前記単量体(a)及び(b)を重合させて得られた高分子〔以下、「高分子(A-2)」という〕ものが、歩留向上剤として使用した場合、地合性により優れたものとなるため好ましい。
2. The polysaccharide-modified polymer (A) is a polymer obtained by polymerizing the monomers (a) and (b) in the presence of a polysaccharide [hereinafter referred to as “polymer (A-2]”). ) "] Is preferred when used as a yield improver because it is more excellent in formation.
2−1.多糖類
本発明における多糖類としては、種々のものが使用できる。
例えば、天然物系多糖類としては、澱粉が挙げられ、具体的には、馬鈴薯澱粉、モチ馬鈴薯澱粉、甘藷澱粉、モチトウモロコシ澱粉、高アミローストウモロコシ澱粉、小麦粉澱粉、米澱粉、タピオカ澱粉、サゴ澱粉、グルマンナン及びガラクタン等、並びに小麦粉、トウモロコシ粉、切干甘藷及び切干タピオカ等の原料澱粉等が挙げられる。
澱粉以外の多糖類としては、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース及びカルボキシメチルセルロース等のセルロース、アルギン酸ナトリウム、アラビアゴム、デキストラン、ゼラチン、カゼイン、コラーゲン、キチン並びにキトサン等が挙げられる。
2-1. Polysaccharides Various polysaccharides can be used in the present invention.
For example, the natural product-based polysaccharide includes starch, and specifically, potato starch, waxy potato starch, sweet potato starch, waxy corn starch, high amylose corn starch, wheat starch, rice starch, tapioca starch, sago starch , Glumannan, galactan, and the like, and raw starches such as wheat flour, corn flour, chopped and dried sweet potato, and chopped and dried tapioca.
Examples of polysaccharides other than starch include celluloses such as methylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose and carboxymethylcellulose, sodium alginate, gum arabic, dextran, gelatin, casein, collagen, chitin, and chitosan.
多糖類としては、澱粉が好ましく、具体的には、前記したもの等が挙げられ、馬鈴薯澱粉、モチ馬鈴薯澱粉、甘藷澱粉、モチトウモロコシ澱粉、高アミローストウモロコシ澱粉、小麦粉澱粉、米澱粉、タピオカ澱粉、サゴ澱粉、グルマンナン及びガラクタン等が好ましい。
澱粉としては、化学的又は酵素的に修飾して得られる加工澱粉を使用することができる。加工方法としては、例えば、酸化、エステル化、エーテル化及び酸処理化等が挙げられる。
As the polysaccharide, starch is preferable, and specific examples thereof include potato starch, waxy potato starch, sweet potato starch, waxy corn starch, high amylose corn starch, wheat starch, rice starch, tapioca starch, Sago starch, gurumannan, galactan and the like are preferable.
As the starch, processed starch obtained by chemical or enzymatic modification can be used. Examples of the processing method include oxidation, esterification, etherification, and acid treatment.
本発明における多糖類としては、前記した多糖類を常法によりカチオン化又は両性化されたものが、後記する単量体との共重合性に優れ、又凝集剤としての性能に優れるため好ましい。 As the polysaccharide in the present invention, those obtained by cationizing or amphotericizing the above-mentioned polysaccharides by a conventional method are preferable because they are excellent in copolymerization with the monomers described later and excellent in performance as a flocculant.
多糖類のカチオン化は、常法に従えば良い。
カチオン化としては、原料澱粉をカチオン化剤で処理する方法が挙げられる。カチオン化剤の具体例としては、ジエチルアミノエチルクロライド等の3級アミン、並びに3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド及びグリシジルトリメチルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩等が挙げられる。
カチオン化された多糖類のカチオン置換度は、窒素原子換算で0.01〜0.06質量/重量%であることが好ましく、より好ましくは0.02〜0.06質量/重量%である。
The cationization of the polysaccharide may be performed according to a conventional method.
Examples of cationization include a method of treating raw material starch with a cationizing agent. Specific examples of the cationizing agent include tertiary amines such as diethylaminoethyl chloride, and quaternary ammonium salts such as 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride and glycidyltrimethylammonium chloride.
The cation substitution degree of the cationized polysaccharide is preferably 0.01 to 0.06 mass / weight% in terms of nitrogen atom, and more preferably 0.02 to 0.06 mass / weight%.
多糖類としては、カチオン化後に、公知の反応がなされたものであっても良い。例えば、アニオン化反応がなされた両性多糖類でも良い。アニオン化反応の具体例としては、無機リン酸等によるリン酸エステル化;尿素リン酸化及び次亜ハロゲン酸塩等による酸化;モノクロロ酢酸によるカルボキシメチル化;並びに硫酸化等が挙げられる。 The polysaccharide may be a polysaccharide that has been subjected to a known reaction after cationization. For example, an amphoteric polysaccharide subjected to an anionization reaction may be used. Specific examples of the anionization reaction include phosphoric acid esterification with inorganic phosphoric acid and the like; urea phosphorylation and oxidation with hypohalite and the like; carboxymethylation with monochloroacetic acid; and sulfation.
多糖類としては、糊液として使用することが好ましいため、多糖類にクッキングの処理がなされたものを使用することが好ましい。ここで、クッキングとは、多糖類を糊化温度以上に加熱処理する方法である。この場合の加熱温度としては、使用する澱粉の種類に応じて適宜設定すれば良いが、70℃以上が好ましい。澱粉のクッキングは、バッチ式でも、連続式でも行うことができる。
クッキングは、前記カチオン化後に行うことも、カチオン化と同時に行うこともできる。
使用する澱粉糊液の粘度は、固形分濃度が10〜40重量%で、25℃においてB型粘度計で測定した値が、100〜10000mPa・sであることが好ましい。
Since it is preferable to use the polysaccharide as a paste, it is preferable to use a polysaccharide that has been cooked. Here, cooking is a method in which a polysaccharide is heated to a gelatinization temperature or higher. The heating temperature in this case may be set as appropriate according to the type of starch used, but is preferably 70 ° C. or higher. Starch cooking can be carried out either batchwise or continuously.
Cooking can be performed after the cationization or simultaneously with the cationization.
As for the viscosity of the starch paste liquid to be used, the solid content concentration is preferably 10 to 40% by weight, and the value measured with a B-type viscometer at 25 ° C. is preferably 100 to 10,000 mPa · s.
本発明で使用する多糖類の糊液は、水で希釈して3〜10重量%のスラリーとしたものを使用することが好ましい。
尚、使用する多糖類の糊液が老化し、固化したり、水への分散性が乏しくなった場合には、使用前にクッキングの処理がなされたものを使用することが好ましい。この場合のクッキングの方法としては、前記と同様の方法が挙げられる。
The polysaccharide paste used in the present invention is preferably used in a slurry of 3 to 10% by weight diluted with water.
In addition, when the paste solution of the polysaccharide to be used is aged and solidified or becomes poorly dispersible in water, it is preferable to use a product that has been cooked before use. The cooking method in this case includes the same method as described above.
2−2.ラジカル重合性単量体
高分子(A-2)製造で使用するラジカル重合性単量体としては、前記した単量体(a)〜(c)と同様の化合物が挙げられ、前記と同様の化合物が好ましい。
2-2. Examples of the radical polymerizable monomer used in the production of the radical polymerizable monomer polymer (A-2) include the same compounds as the monomers (a) to (c) described above. Compounds are preferred.
2−3.製造方法
高分子(A-2)は、多糖類の存在下、前記単量体(a)及び(b)を重合させて得られたものである。
この場合の製造方法としては、重合開始剤及び多糖類の存在下、単量体(a)及び(b)、必要に応じてこれら単量体に加えさらに単量体(c)を、常法に従い重合させる方法等が挙げられる。
以下、使用するそれぞれの成分及び重合方法等について、説明する。
2-3. Production Method The polymer (A-2) is obtained by polymerizing the monomers (a) and (b) in the presence of a polysaccharide.
As a production method in this case, in the presence of a polymerization initiator and a polysaccharide, monomers (a) and (b), and if necessary, in addition to these monomers, further a monomer (c) And the like, and the like.
Hereinafter, each component to be used, polymerization method, etc. are demonstrated.
1)多糖類と単量体の割合・組み合わせ
本発明の高分子(A-2)における、多糖類と単量体の割合としては、多糖類及び全単量体の合計量に対して、単量体が50重量%以上が好ましく、50〜99重量%がより好ましい。
単量体の割合が50重量%に満たない場合は、得られる高分子が水に不溶性となったり、得られる高分子を凝集剤として使用する場合において、高分量の高分子が得られない場合がある。
本発明における好ましい単量体の組合せとしては、前記と同様の組合せが挙げられる。
1) Ratio and combination of polysaccharide and monomer In the polymer (A-2) of the present invention, the ratio of polysaccharide to monomer is simply the total amount of polysaccharide and all monomers. The weight is preferably 50% by weight or more, more preferably 50 to 99% by weight.
When the proportion of the monomer is less than 50% by weight, the obtained polymer becomes insoluble in water, or when the obtained polymer is used as a flocculant, a high amount of polymer cannot be obtained. There is.
Examples of preferable monomer combinations in the present invention include the same combinations as described above.
2)重合開始剤
重合開始剤としては、アゾ系重合開始剤、レドックス系重合開始剤及び光重合開始剤等が挙げられる。以下、それぞれの重合開始剤について説明する。
2) Polymerization initiator Examples of the polymerization initiator include azo polymerization initiators, redox polymerization initiators, and photopolymerization initiators. Hereinafter, each polymerization initiator will be described.
(1)アゾ系重合開始剤
アゾ系重合開始剤としては、種々の化合物が使用でき、例えば、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)(10時間半減期温度69℃、以下括弧内の温度は同様の意味を示す)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(65℃)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトチル)(67℃)、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド](86℃)、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩酸塩(56℃)、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]塩酸塩(44℃)等を挙げることができる。
アゾ系重合開始剤は、単独で使用しても又は2種以上を併用しても良い。
(1) Azo polymerization initiator As the azo polymerization initiator, various compounds can be used, for example, 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid) (10-hour half-life temperature 69 ° C., hereinafter in parentheses) ) Have the same meaning), 2,2′-azobisisobutyronitrile (65 ° C.), 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) (67 ° C.), 2,2′- Azobis [2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) propionamide] (86 ° C.), 2,2′-azobis (2-amidinopropane) hydrochloride (56 ° C.), 2,2′-azobis [2- And (2-imidazolin-2-yl) propane] hydrochloride (44 ° C.).
The azo polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.
前記したアゾ系重合開始剤の中でも、水に対する溶解性が高い点、不溶解分を含有しないか又は含有量の少ない高分子(A-2)を生成する点、高分子量の高分子(A-2)を生成する点、高分子(A-2)中の未反応単量体が少ない点等から、アゾ系重合開始剤として、10時間半減期温度が50℃以上の化合物が好ましく、50〜90℃の化合物がより好ましく、50〜70℃の化合物が更に好ましい。 Among the above-mentioned azo polymerization initiators, it has a high solubility in water, produces a polymer (A-2) containing no insoluble matter or a low content, a polymer having a high molecular weight (A- From the point of generating 2), the amount of unreacted monomers in the polymer (A-2) is small, and the like, a compound having a 10-hour half-life temperature of 50 ° C. or more is preferred as the azo polymerization initiator, 90 degreeC compounds are more preferable, and 50-70 degreeC compounds are still more preferable.
アゾ系重合開始剤の使用割合としては、多糖類及び単量体の合計量に対して、50〜5000ppmが好ましく、より好ましくは100〜3000ppmであり、更に好ましくは300〜1000ppmである。アゾ系重合開始剤の使用割合が50ppmに満たない場合は、重合が不完全で残存モノマーが多くなり、一方5000ppmを超えると得られる水溶液高分子が低分子量体となる。 The use ratio of the azo polymerization initiator is preferably 50 to 5000 ppm, more preferably 100 to 3000 ppm, and still more preferably 300 to 1000 ppm with respect to the total amount of polysaccharide and monomer. When the use ratio of the azo polymerization initiator is less than 50 ppm, the polymerization is incomplete and the residual monomer is increased. On the other hand, when it exceeds 5000 ppm, the resulting aqueous polymer becomes a low molecular weight product.
(2)レドックス系重合開始剤
レドックス系重合開始剤は、酸化剤と還元剤を併用したものである。
酸化剤としては、多糖類の水素引抜き効果があり、多糖類に単量体を好ましくグラフトできる点で、過酸化物が好ましい。過酸化物としては、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム及び過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、コハク酸パーオキサイド等の有機過酸化物、過酸化水素、並びに臭素酸ナトリウム等が挙げられる。これらの中でも、重合開始時の低温状態においても水素引き抜き効果に優れる点で、過硫酸塩が好ましい。
還元剤としては、亜硫酸ナトリウム等の亜硫酸塩、亜硫酸水素ナトリウム等の亜硫酸水素塩、アスコルビン酸及びその塩、ロンガリット、亜ニチオン酸及びその塩、トリエタノールアミン、並びに硫酸第一銅が挙げられる。
過酸化物と還元剤の好ましい組合わせとしては、過硫酸塩と亜硫酸塩、過硫酸塩と亜硫酸水素塩等が挙げられる。
(2) Redox polymerization initiator The redox polymerization initiator is a combination of an oxidizing agent and a reducing agent.
As the oxidizing agent, a peroxide is preferable because it has a hydrogen abstraction effect of the polysaccharide and can preferably graft the monomer onto the polysaccharide. Peroxides include persulfates such as sodium persulfate, potassium persulfate and ammonium persulfate, organic peroxides such as benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, succinic peroxide, hydrogen peroxide, and bromine. Examples include sodium acid. Among these, persulfate is preferable because it is excellent in the effect of extracting hydrogen even at a low temperature at the start of polymerization.
Examples of the reducing agent include sulfites such as sodium sulfite, bisulfites such as sodium hydrogen sulfite, ascorbic acid and its salt, Rongalite, nitrous acid and its salt, triethanolamine, and cuprous sulfate.
Preferable combinations of peroxide and reducing agent include persulfate and sulfite, persulfate and bisulfite, and the like.
酸化剤の割合としては、多糖類及び単量体の合計量に対して、10〜1000ppmが好ましく、より好ましくは20〜500ppmであり、特に好ましくは40〜200ppmである。この割合が10ppmに満たないと、水素引き抜きが不十分となり、一方1000ppmを超えると、高分子(A-2)の分子量が小さくなり十分な性能が発揮できないことがある。
還元剤の割合としては、多糖類及び単量体の合計量に対して10〜1000ppmが好ましく、より好ましくは20〜500ppmである。
As a ratio of an oxidizing agent, 10-1000 ppm is preferable with respect to the total amount of a polysaccharide and a monomer, More preferably, it is 20-500 ppm, Especially preferably, it is 40-200 ppm. If this ratio is less than 10 ppm, hydrogen abstraction is insufficient. On the other hand, if it exceeds 1000 ppm, the molecular weight of the polymer (A-2) becomes small and sufficient performance may not be exhibited.
As a ratio of a reducing agent, 10-1000 ppm is preferable with respect to the total amount of a polysaccharide and a monomer, More preferably, it is 20-500 ppm.
レドックス系重合開始剤を使用する場合には、重合促進剤として、塩化第二銅、塩化第一鉄、等の無機金属系の重合促進剤を添加することが好ましい。 When a redox polymerization initiator is used, it is preferable to add an inorganic metal polymerization accelerator such as cupric chloride or ferrous chloride as a polymerization accelerator.
(3)光重合開始剤
光重合開始剤としては、多糖類の水素引抜き効果があり、多糖類に単量体を好ましくグラフトできる点で、ケタール型光重合開始剤及びアセトフェノン型光重合開始剤等が好ましい。この場合、光開裂して発生してベンゾイルラジカルが発生し、これが水素引抜き剤として機能する。
ケタール型光重合開始剤としては、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1-オン及びベンジルジメチルケタール等が挙げられる。
アセトフェノン型光重合開始剤としては、ジエトキシアセトフェノン、4‐(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン、2−メチル−2モルホリノ(4−チオメチルフェニル)プロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン及び2−ヒドロキシ−2メチル−1−〔4−(1−メチルビニル)フェニル〕のオリゴマー等が挙げられる。
これら以外にも、ベンゾイン型光重合開始剤、チオキサントン型光重合開始剤及び特開2002−097236で記載された様なポリアルキレンオキサイド基を有する光重合開始剤も使用することができる。
(3) Photopolymerization initiator As the photopolymerization initiator, there is a hydrogen abstraction effect of the polysaccharide, and a ketal-type photopolymerization initiator, an acetophenone-type photopolymerization initiator, etc. in that the monomer can be preferably grafted to the polysaccharide Is preferred. In this case, it is generated by photocleavage to generate a benzoyl radical, which functions as a hydrogen abstraction agent.
Examples of the ketal-type photopolymerization initiator include 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one and benzyldimethyl ketal.
As the acetophenone type photopolymerization initiator, diethoxyacetophenone, 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl- (2-hydroxy-2-propyl) ketone, 1-hydroxycyclohexyl-phenylketone, 2-methyl-2morpholino (4 -Thiomethylphenyl) propan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butane, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one and 2- And an oligomer of hydroxy-2methyl-1- [4- (1-methylvinyl) phenyl].
In addition to these, a benzoin-type photopolymerization initiator, a thioxanthone-type photopolymerization initiator, and a photopolymerization initiator having a polyalkylene oxide group as described in JP-A-2002-097236 can also be used.
光重合開始剤の割合としては、多糖類及び単量体の合計量に対して、10〜1000ppmが好ましく、より好ましくは20〜500ppmであり、更に好ましくは40〜200ppmである。この量が10ppmに満たないと、水素引き抜きが不十分となるか又は残存モノマーが多くなることがあり、1000ppmを超えると高分子(A-2)の分子量が小さくなり性能が発揮できないことがある。 As a ratio of a photoinitiator, 10-1000 ppm is preferable with respect to the total amount of a polysaccharide and a monomer, More preferably, it is 20-500 ppm, More preferably, it is 40-200 ppm. If this amount is less than 10 ppm, hydrogen abstraction may be insufficient or the residual monomer may increase, and if it exceeds 1000 ppm, the molecular weight of the polymer (A-2) may become small and performance may not be exhibited. .
光重合開始剤を使用する場合には、トリエタノールアミン及びメチルジエタノールアミン等のアミン系光増感剤等の光増感剤を併用することもできる。 When a photopolymerization initiator is used, a photosensitizer such as an amine photosensitizer such as triethanolamine and methyldiethanolamine can be used in combination.
3)重合形式
重合形式としては、水溶液重合、逆相懸濁重合及び逆相エマルション重合等が挙げられ、取り扱いが容易である点で、水溶液重合及び逆相エマルション重合が好ましい。
3) Polymerization type Examples of the polymerization type include aqueous solution polymerization, reverse phase suspension polymerization, reverse phase emulsion polymerization, and the like, and aqueous solution polymerization and reverse phase emulsion polymerization are preferable in terms of easy handling.
水溶液重合を採用する場合においては、水性媒体中に、多糖類及び単量体を溶解又は分散させ、重合開始剤の存在下10〜100℃で重合させる方法等が挙げられる。原料の多糖類及び単量体は、水中に溶解又は分散させたものを、水性媒体に添加して使用する。
逆相エマルション重合を採用する場合においては、多糖類及び単量体を含む水溶液と、HLBが3〜6である疎水性界面活性剤を含む有機分散媒とを攪拌混合し乳化させた後、重合開始剤の存在下10〜100℃で重合させ、油中水型(逆相)重合体エマルションを得る方法が挙げられる。有機分散媒としては、ミネラルスピリット等の高沸点炭化水素系溶剤等が挙げられる。
水性媒体中又は有機分散媒中の多糖類及び単量体の割合は、目的に応じて適宜設定すれば良く、20〜70重量%が好ましい。
In the case of employing aqueous solution polymerization, there may be mentioned a method in which polysaccharides and monomers are dissolved or dispersed in an aqueous medium and polymerized at 10 to 100 ° C. in the presence of a polymerization initiator. The raw material polysaccharides and monomers are used by being dissolved or dispersed in water and added to an aqueous medium.
In the case of employing reversed-phase emulsion polymerization, an aqueous solution containing a polysaccharide and a monomer and an organic dispersion medium containing a hydrophobic surfactant having an HLB of 3 to 6 are stirred and mixed, and then polymerized. Examples thereof include a method of polymerizing at 10 to 100 ° C. in the presence of an initiator to obtain a water-in-oil (reverse phase) polymer emulsion. Examples of the organic dispersion medium include high-boiling hydrocarbon solvents such as mineral spirits.
The ratio of the polysaccharide and the monomer in the aqueous medium or the organic dispersion medium may be appropriately set depending on the purpose, and is preferably 20 to 70% by weight.
重合方法としては、使用する重合開始剤の種類に従い、光重合やレドックス重合等を行えば良い。
具体的な重合方法としては、多糖類及び単量体を含む水溶液に、又は多糖類及び単量体を含む逆相乳化液に重合開始剤を添加すれば良い。
重合方法としては、光重合とレドックス重合を併用することも可能である。
As a polymerization method, photopolymerization, redox polymerization, or the like may be performed according to the type of polymerization initiator used.
As a specific polymerization method, a polymerization initiator may be added to an aqueous solution containing a polysaccharide and a monomer, or to a reverse phase emulsion containing a polysaccharide and a monomer.
As the polymerization method, photopolymerization and redox polymerization can be used in combination.
分子量の調節を行う場合、連鎖移動剤を使用しても良い。連鎖移動剤としては、メルカプトエタノール及びメルカプトプロピオン酸等のチオール化合物や、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸水素ナトリウム及び次亜リン酸ナトリウム等の還元性無機塩類等が挙げられる。 When the molecular weight is adjusted, a chain transfer agent may be used. Examples of the chain transfer agent include thiol compounds such as mercaptoethanol and mercaptopropionic acid, and reducing inorganic salts such as sodium sulfite, sodium bisulfite and sodium hypophosphite.
本発明では、水溶液重合が好ましく、この場合、特に重合時間が早く生産性に優れるため、重合を光照射下で行うことが好ましい。 In the present invention, aqueous solution polymerization is preferable. In this case, since polymerization time is particularly fast and productivity is excellent, it is preferable to perform polymerization under light irradiation.
光照射重合を行う場合において、照射する光としては、紫外線又は/及び可視光線が用いられ、そのうちでも紫外線が好ましい。
光照射の強度は、単量体の種類、光重合開始剤及び/又は光増感剤の種類や濃度、目的とする高分子(A-2)の分子量、重合時間などを考慮して決定されるが、一般に0.5〜1,000W/m2が好ましく、5〜400W/m2がより好ましい。
光源としては、例えば、蛍光ケミカルランプ、蛍光青色ランプ、メタルハライドランプ及び高圧水銀ランプ等を使用することができる。
In the case of performing light irradiation polymerization, ultraviolet light and / or visible light is used as light to be irradiated, and among these, ultraviolet light is preferable.
The intensity of light irradiation is determined in consideration of the type of monomer, the type and concentration of the photopolymerization initiator and / or photosensitizer, the molecular weight of the target polymer (A-2), the polymerization time, etc. However, generally 0.5 to 1,000 W / m 2 is preferable, and 5 to 400 W / m 2 is more preferable.
As the light source, for example, a fluorescent chemical lamp, a fluorescent blue lamp, a metal halide lamp, a high-pressure mercury lamp, or the like can be used.
光照射重合反応において、単量体の水溶液の温度は特に制限されないが、光重合反応を温和な条件下で円滑に進行させるために、通常は、5〜100℃であることが好ましく、10〜95℃であることがより好ましい。重合開始時の温度としては、得られる高分子(A-2)の分子量を大きいものとすることができ、さらに除熱が容易である点で、5〜15℃が好ましい。 In the light irradiation polymerization reaction, the temperature of the aqueous monomer solution is not particularly limited. However, in order to allow the photopolymerization reaction to proceed smoothly under mild conditions, it is usually preferably 5 to 100 ° C, More preferably, the temperature is 95 ° C. The temperature at the start of the polymerization is preferably 5 to 15 ° C. in that the molecular weight of the resulting polymer (A-2) can be increased and heat removal is easy.
単量体の水溶液の光照射重合反応は、バッチ式で行っても、又は連続式で行っても良い。 The photoirradiation polymerization reaction of the aqueous monomer solution may be performed batchwise or continuously.
4)好ましい重合方法
高分子(A-2)の製造方法としては、多糖類、アゾ系重合開始剤及び水素引抜き剤の存在下、カチオン性単量体及びアニオン性単量体を重合する方法が、多糖類に高分子量の重合体をグラフトすることができるうえ、残存モノマー量が少なく、得られる高分子(A-2)を凝集剤として使用した場合、各種凝集性能に優れたものとなる理由で好ましい。
4) Preferred Polymerization Method As a method for producing the polymer (A-2), there is a method of polymerizing a cationic monomer and an anionic monomer in the presence of a polysaccharide, an azo polymerization initiator and a hydrogen abstracting agent. The reason why high molecular weight polymers can be grafted onto polysaccharides and the amount of residual monomers is small, and when the resulting polymer (A-2) is used as a flocculant, it has excellent aggregating performance. Is preferable.
アゾ系重合開始剤としては、前記と同様のものが挙げられる。
水素引抜き剤としては、レドックス系水素引抜き剤(以下、「RD引抜き剤」という)及び光重合開始剤系水素引抜き剤(以下、「PT引抜き剤」という)等が挙げられる。RD引抜き剤及びPT引抜き剤は、多糖類から水素引き抜きする他、単量体の重合開始剤としても機能する。
RD引抜き剤としては、酸化剤等が好ましく、具体例としては、前記と同様のものが挙げられる。この場合、還元剤と併用することが好ましい。
PT引抜き剤としては、ケタール型光重合開始剤及びアセトフェノン型光重合開始剤等が好ましく、具体例としては、前記と同様のものが挙げられる。
Examples of the azo polymerization initiator include the same ones as described above.
Examples of the hydrogen abstraction agent include a redox-based hydrogen abstraction agent (hereinafter referred to as “RD abstraction agent”) and a photopolymerization initiator-based hydrogen abstraction agent (hereinafter referred to as “PT abstraction agent”). The RD abstraction agent and the PT abstraction agent function as a monomer polymerization initiator in addition to abstracting hydrogen from the polysaccharide.
As the RD abstraction agent, an oxidizing agent or the like is preferable, and specific examples include the same as described above. In this case, it is preferable to use it together with a reducing agent.
As the PT abstraction agent, a ketal type photopolymerization initiator, an acetophenone type photopolymerization initiator, and the like are preferable, and specific examples thereof include the same as those described above.
5)得られた高分子の処理方法
水溶液重合により得られた高分子は、前記と同様の方法で粉末状の高分子とされ、粒度調整され、あるいは添加剤等が加えられて使用される。
油中水型(逆相)エマルション重合で得られた高分子も前記と同様の方法で転相させて水中油型エマルションとして使用する。
高分子(A-2)としては、粉末状品のものが好ましく使用される。
5) Treatment method of the obtained polymer The polymer obtained by the aqueous solution polymerization is converted into a powdery polymer by the same method as described above, and the particle size is adjusted, or additives are added.
The polymer obtained by water-in-oil (reverse phase) emulsion polymerization is also phase-inverted by the same method as described above and used as an oil-in-water emulsion.
As the polymer (A-2), a powdery product is preferably used.
高分子(A-2)としては、0.5%塩粘度が10〜200mPa・sのものが好ましく、後記する高分子凝集剤として使用する場合、安定した脱水処理を達成するためには、15〜120mPa・sのものがより好ましく、15〜90mPa・sのものが特に好ましい。 The polymer (A-2) preferably has a 0.5% salt viscosity of 10 to 200 mPa · s. When used as a polymer flocculant described later, in order to achieve a stable dehydration treatment, 15 The thing of -120 mPa * s is more preferable, and the thing of 15-90 mPa * s is especially preferable.
高分子(A-2)は、多糖類に単量体の高分子がグラフト化した、グラフト共重合体が主成分であれば良いが、多糖類に単量体の高分子がグラフトしなかった重合体が存在していても良い。 The polymer (A-2) may be composed of a grafted polymer with a monomeric polymer grafted to a polysaccharide, but the monomeric polymer was not grafted onto the polysaccharide. A polymer may be present.
3.高分子凝集剤
本発明の高分子凝集剤は、高分子(A)を必須成分として含むものである。
高分子凝集剤としては、高分子(A)の水溶液が好ましい。
この場合、使用される水としては、硬水等の無機塩を多量に含む水、具体的には、pHが4〜9で且つ電気伝導度が100μS/cm以上である水に好ましく適用できる。この場合、pHとしては6〜9の水がより好ましい。電気伝導度の上限としては10,000μS/cm以下が好ましく、より好ましくは7,000μS/cm以下である。
高分子(A)の水溶液における高分子(A)の濃度としては、0.01〜0.5重量%が好ましく、より好ましくは0.01〜0.1重量%である。
3. Polymer flocculant The polymer flocculant of the present invention contains the polymer (A) as an essential component.
As the polymer flocculant, an aqueous solution of the polymer (A) is preferable.
In this case, the water to be used is preferably applicable to water containing a large amount of inorganic salt such as hard water, specifically, water having a pH of 4 to 9 and an electric conductivity of 100 μS / cm or more. In this case, the pH is more preferably 6-9. The upper limit of electrical conductivity is preferably 10,000 μS / cm or less, more preferably 7,000 μS / cm or less.
The concentration of the polymer (A) in the aqueous solution of the polymer (A) is preferably 0.01 to 0.5% by weight, more preferably 0.01 to 0.1% by weight.
本発明の高分子凝集剤が、無機塩を多量に含む水に対する溶解性に優れ、無機塩を多量に含む水を使用して製造された紙料や汚泥に対して優れた効果を発揮する理由の詳細は不明であるが、以下の通り推測している。
即ち、高分子凝集剤は、水中においてポリマー鎖が拡がった状態で存在することにより、歩留向上剤や汚泥脱水剤としての効果を発揮するものである。一方、無機塩を多量に含む水では、従来の高分子凝集剤は無機塩の静電的影響により凝集しており、本来の効果を十分に発揮できでいないと推測している。他方、本発明の高分子(A)は、強酸である単量体(a)を微量共重合することにより、無機塩を多量に含む水中においても、高分子が凝集することなくポリマー鎖が拡がった状態で存在することが可能となり、高分子本来が有する効果を発揮できるのではないかと推測している。
The reason why the polymer flocculant of the present invention is excellent in solubility in water containing a large amount of inorganic salt and exhibits excellent effects on paper and sludge produced using water containing a large amount of inorganic salt. The details of are unknown, but are estimated as follows.
That is, the polymer flocculant exhibits an effect as a yield improver or a sludge dewatering agent by being present in a state where the polymer chain is expanded in water. On the other hand, in water containing a large amount of inorganic salt, it is speculated that conventional polymer flocculants are aggregated due to the electrostatic influence of the inorganic salt, and the original effect cannot be sufficiently exhibited. On the other hand, the polymer (A) of the present invention has a polymer chain that does not aggregate even in water containing a large amount of inorganic salt by copolymerizing a monomer (a) that is a strong acid in a small amount. It is presumed that the polymer itself can be present and the effects inherent in the polymer can be exhibited.
本発明の高分子凝集剤は、2種以上の高分子(A)からなる組成物であっても良い。又、カチオン性高分子又はアニオン性高分子を併用した組成物であっても良い。 The polymer flocculant of the present invention may be a composition comprising two or more types of polymers (A). Moreover, the composition which used cationic polymer or anionic polymer together may be sufficient.
カチオン性高分子としては、前記した単量体(b)の単独重合体及び前記した単量体(b)及び単量体(c-1)の共重合体等を挙げることができる。 Examples of the cationic polymer include a homopolymer of the monomer (b) described above and a copolymer of the monomer (b) and the monomer (c-1) described above.
アニオン性高分子としては、前記した単量体(c-2)の単独重合体及び前記した単量体(c-2)及び単量体(c-1)の共重合体等を挙げることができる。 Examples of the anionic polymer include a homopolymer of the aforementioned monomer (c-2) and a copolymer of the aforementioned monomer (c-2) and monomer (c-1). it can.
高分子として粉末のものを使用する場合には、使用に際して、硫酸水素ナトリウム、硫酸ナトリウム、スルファミン酸、アジピン酸及びクエン酸等を添加することが好ましい。又、脱水処理に悪影響がでないかぎり公知の添加剤と混合して使用しても良い。 When a powdery polymer is used, it is preferable to add sodium hydrogen sulfate, sodium sulfate, sulfamic acid, adipic acid, citric acid, and the like. Further, as long as there is no adverse effect on the dehydration treatment, it may be used by mixing with known additives.
本発明の高分子凝集剤を歩留向上剤として使用する場合、高分子(A)としては両性高分子を使用することが好ましい。
さらにこの場合、2種以上の両性高分子(A)を含む組成物(以下、「ブレンド両性高分子凝集剤」という)及びカチオン性高分子と両性高分子(A)を含む組成物(以下、「カチオン両性ブレンド高分子凝集剤」という)が好ましい。
以下、それぞれについて説明する。
When the polymer flocculant of the present invention is used as a yield improver, it is preferable to use an amphoteric polymer as the polymer (A).
Furthermore, in this case, a composition comprising two or more amphoteric polymers (A) (hereinafter referred to as “blend amphoteric polymer flocculant”) and a composition comprising a cationic polymer and amphoteric polymers (A) (hereinafter referred to as “amphoteric polymers”) "Cationic amphoteric blend polymer flocculant") is preferred.
Each will be described below.
3−1.ブレンド両性高分子凝集剤
ブレンド両性高分子凝集剤は、歩留向上剤として使用した場合、地合に特に優れたものになるため,、地合性が要求される場合に好ましいものである。
この場合の好ましい組み合わせは、両性高分子として、単量体(b)と単量体(a)及び(c-2)との割合が異なる2種以上の両性高分子を含むものであり、具体的には、下記式(1)を満たす両性高分子(A)(以下、「両性高分子1」という)と、下記式(2)を満たす両性高分子(A)(以下、「両性高分子2」という)又は下記式(3)及び式(4)を満たす両性高分子(A)(以下、「両性高分子3」という)を併用してなるものである。
3-1. Blend amphoteric polymer flocculant The blend amphoteric polymer flocculant is particularly excellent in formation when used as a yield improver, and is therefore preferred when formation is required.
A preferable combination in this case includes, as an amphoteric polymer, two or more amphoteric polymers having different ratios of the monomer (b) and the monomers (a) and (c-2). Specifically, the amphoteric polymer (A) satisfying the following formula (1) (hereinafter referred to as “amphoteric polymer 1”) and the amphoteric polymer (A) satisfying the following formula (2) (hereinafter referred to as “amphoteric polymer”). 2 ”) or an amphoteric polymer (A) satisfying the following formulas (3) and (4) (hereinafter referred to as“ amphoteric polymer 3 ”).
〔式1〕
Ca1/An1≧1 ・・・・(1)
〔式2〕
Ca2/An2<1 ・・・・(2)
〔式3〕
Ca3/An3≧1 ・・・・(3)
〔式4〕
│(Ca1−An1)−(Ca3−An3)│≧1.5 ・・・・(4)
[Formula 1]
Ca1 / An1 ≧ 1 (1)
[Formula 2]
Ca2 / An2 <1 (2)
[Formula 3]
Ca3 / An3 ≧ 1 (3)
[Formula 4]
│ (Ca1-An1)-(Ca3-An3) │ ≧ 1.5 (4)
〔尚、上記式(1)〜(4)において、Ca1及びAn1は、それぞれ、両性高分子1における全構成単量体の合計量を100モルに換算した場合における、全カチオン性単量体量及び全アニオン性単量体量のモル数を表し、Ca2及びAn2は、それぞれ前記と同様に、両性高分子2における全カチオン性単量体量及び全アニオン性単量体量のモル数を表し、Ca3及びAn3は、それぞれ前記と同様に、両性高分子3における全カチオン性単量体量及び全アニオン性単量体量のモル数を表す。〕 [In the above formulas (1) to (4), Ca1 and An1 respectively represent the total amount of cationic monomers when the total amount of all constituent monomers in the amphoteric polymer 1 is converted to 100 mol. And the number of moles of the total anionic monomer amount, and Ca2 and An2 respectively represent the number of moles of the total cationic monomer amount and the total anionic monomer amount in the amphoteric polymer 2 as described above. , Ca3 and An3 respectively represent the number of moles of the total cationic monomer amount and the total anionic monomer amount in the amphoteric polymer 3 as described above. ]
この場合の両性高分子1〜3としては、多糖類変性した高分子(A-2)であっても良い。 In this case, the amphoteric polymers 1 to 3 may be a polysaccharide-modified polymer (A-2).
本発明における両性高分子1と両性高分子2を併用した組成物について説明する。当該組成物は、カチオンリッチな両性高分子1とアニオンリッチな両性高分子2を併用したものである。
この場合の両性高分子1としては、さらにCa1/An1が1.5〜10.0のものが好ましく、両性高分子2としてはCa2/An2が0.5〜0.9のものが好ましい。
The composition using the amphoteric polymer 1 and the amphoteric polymer 2 in the present invention will be described. The composition is a combination of a cation-rich amphoteric polymer 1 and an anion-rich amphoteric polymer 2.
In this case, the amphoteric polymer 1 preferably has a Ca1 / An1 of 1.5 to 10.0, and the amphoteric polymer 2 preferably has a Ca2 / An2 of 0.5 to 0.9.
次に、本発明における両性高分子1と両性高分子3を併用した組成物について説明する。当該組成物は、いずれもカチオンリッチな両性高分子である両性高分子1と両性高分子3を併用し、それらを構成するカチオン性単量体単位とアニオン性単量体の差が大きいものと小さいものを併用するものである。
この場合のCa1/An1としては1.2〜40.0が好ましく、Ca3/An3としては1.2〜40.0が好ましい。
│(Ca1−An1)−(Ca3−An3)│としては1.5〜40.0が好ましい。この値が1.5に満たないと、ブレンドによる高性能の凝集性能を発揮できないことがある。
Next, the composition using the amphoteric polymer 1 and the amphoteric polymer 3 in the present invention will be described. The composition uses amphoteric polymer 1 and amphoteric polymer 3 which are both cation-rich amphoteric polymers, and has a large difference between the cationic monomer unit and the anionic monomer constituting them. Small ones are used together.
In this case, Ca1 / An1 is preferably 1.2 to 40.0, and Ca3 / An3 is preferably 1.2 to 40.0.
| (Ca1-An1)-(Ca3-An3) | is preferably 1.5 to 40.0. If this value is less than 1.5, high-performance aggregation performance by blending may not be exhibited.
両性高分子1〜同3は、前記単量体割合を満たす様にカチオン性単量体とアニオン性単量体を共重合して得ることができる。 The amphoteric polymers 1 to 3 can be obtained by copolymerizing a cationic monomer and an anionic monomer so as to satisfy the monomer ratio.
本発明の組成物は、両性高分子1に、両性高分子2又は両性高分子3を混合することにより製造することができる。又、後記する汚泥の脱水や抄紙工程においては、それぞれの成分を別々に添加することもできる。
両性高分子1〜同3としては、それぞれ1種を使用することも、2種以上を併用することもでき、両性高分子1〜同3の1種づつを使用することが簡便であり好ましい。
The composition of the present invention can be produced by mixing the amphoteric polymer 1 with the amphoteric polymer 2 or the amphoteric polymer 3. Moreover, each component can also be added separately in the sludge dehydration and papermaking processes described later.
As the amphoteric polymers 1 to 3, one type can be used, or two or more types can be used in combination, and it is simple and preferable to use one type of the amphoteric polymers 1 to 3 one by one.
組成物における両性高分子の割合としては、目的に応じて適宜設定すれば良いが、両性高分子1及び同2からなる組成物の場合は、両性高分子1が40〜90重量%及び両性高分子2が60〜10重量%の範囲が好ましい。
両性高分子1及び同3からなる組成物の場合は、両性高分子1が10〜90重量%及び両性高分子3が90〜10重量%の範囲が好ましい。
The proportion of the amphoteric polymer in the composition may be appropriately set according to the purpose, but in the case of the composition comprising the amphoteric polymer 1 and 2, the amphoteric polymer 1 is 40 to 90% by weight and the amphoteric high A range of 60 to 10% by weight of molecule 2 is preferred.
In the case of the composition comprising the amphoteric polymer 1 and the amphoteric polymer 3, the amphoteric polymer 1 is preferably in the range of 10 to 90% by weight and the amphoteric polymer 3 in the range of 90 to 10% by weight.
3−2.カチオン両性ブレンド高分子凝集剤
カチオン両性ブレンド高分子凝集剤は、歩留向上剤として使用した場合、歩留に特に優れたものになるため、歩留が要求される場合に好ましいものである。
3-2. Cationic amphoteric blend polymer flocculant The cationic amphoteric blend polymer flocculant is particularly excellent in yield when used as a yield improver, and is therefore preferred when yield is required.
この場合、カチオン性高分子としては、単量体(b)及び(c-1)を構成単量体単位とし、単量体(b)の共重合割合が40モル%以下の共重合体が好ましい。
又、両性高分子としては、単量体(a)、(b)及び(c-2)を構成単量体単位とする共重合体が好ましい。この場合の単量体の共重合割合としては、単量体(a)が0.01〜3モル%、単量体(b)が10〜50モル%、単量体(c-2)が1〜40モル%が好ましい。
In this case, the cationic polymer is a copolymer having monomers (b) and (c-1) as constituent monomer units and a copolymerization ratio of the monomer (b) of 40 mol% or less. preferable.
The amphoteric polymer is preferably a copolymer having monomers (a), (b) and (c-2) as constituent monomer units. The copolymerization ratio of the monomer in this case is as follows: monomer (a) is 0.01 to 3 mol%, monomer (b) is 10 to 50 mol%, and monomer (c-2) is 1-40 mol% is preferable.
組成物におけるカチオン性高分子と両性高分子の割合としては、目的に応じて適宜設定すれば良いが、カチオン性高分子が10〜90重量%及び両性高分子が10〜90重量%の範囲が好ましい。 The ratio of the cationic polymer to the amphoteric polymer in the composition may be appropriately set according to the purpose, but the range is 10 to 90% by weight for the cationic polymer and 10 to 90% by weight for the amphoteric polymer. preferable.
4.用途
本発明の高分子凝集剤は、種々の用途に応用することが可能であり、汚泥脱水剤、及び歩留向上剤等の製紙工程における抄紙用薬剤等に好ましく使用できる。
本発明の高分子凝集剤は、特に汚泥脱水剤及び歩留向上剤として有用なものである。以下、汚泥脱水剤及び歩留向上剤について説明する。
4). Applications The polymer flocculant of the present invention can be applied to various applications, and can be preferably used for papermaking chemicals in papermaking processes such as sludge dehydrating agents and yield improvers.
The polymer flocculant of the present invention is particularly useful as a sludge dehydrating agent and a yield improving agent. Hereinafter, the sludge dehydrating agent and the yield improving agent will be described.
4−1.汚泥脱水剤及び汚泥の脱水方法
本発明の高分子凝集剤を汚泥脱水剤(以下、高分子凝集剤ということもある)として使用する場合、高分子としては、粉末状のものや逆相乳化物が好ましい。実際の使用に当たっては、高分子が粉末の場合には、粉末を水に溶解させ水溶液として使用する。又、高分子が逆相乳化物の場合には、水で希釈、転相させて水中油型エマルションとして使用する。
又、汚泥脱水剤として粉末のものを使用する場合には、使用に際して、硫酸水素ナトリウム、硫酸ナトリウム及びスルファミン酸等を添加することが好ましい。又、脱水処理に悪影響がでないかぎり公知の添加剤と混合して使用しても良い。
4-1. Sludge dewatering agent and sludge dewatering method When the polymer flocculant of the present invention is used as a sludge dewatering agent (hereinafter sometimes referred to as a polymer flocculant), the polymer may be in the form of powder or reversed phase emulsion. Is preferred. In actual use, when the polymer is a powder, the powder is dissolved in water and used as an aqueous solution. When the polymer is a reverse phase emulsion, it is diluted with water and phase-inverted and used as an oil-in-water emulsion.
Moreover, when using a powder thing as a sludge dehydrating agent, it is preferable to add sodium hydrogen sulfate, sodium sulfate, sulfamic acid, etc. in use. Further, as long as there is no adverse effect on the dehydration treatment, it may be used by mixing with known additives.
本発明の汚泥脱水剤は、種々の汚泥に適用可能であり、下水、し尿、並びに食品工業、化学工業及びパルプ又は製紙工業汚泥等の一般産業排水で生じる有機性汚泥及び凝集沈降汚泥を含む混合汚泥等を挙げることができる。
本発明の汚泥脱水剤は、特に繊維分が少ない汚泥や余剰比率の高い汚泥に好ましく適用できるものである。具体的には、余剰比率が10SS%以上の汚泥に好ましく適用でき、より好ましくは20〜50SS%の汚泥に適用できる。
The sludge dewatering agent of the present invention can be applied to various sludges, and is a mixture containing organic sludge and coagulated sedimentation sludge generated in sewage, human waste, and general industrial wastewater such as food industry, chemical industry and pulp or paper industry sludge. A sludge etc. can be mentioned.
The sludge dehydrating agent of the present invention can be preferably applied particularly to sludge having a low fiber content or sludge having a high surplus ratio. Specifically, it can be preferably applied to sludge having a surplus ratio of 10 SS% or more, more preferably 20 to 50 SS%.
本発明の汚泥脱水剤を使用する脱水方法は、具体的には、汚泥に汚泥脱水剤を添加した後、脱水する方法である。
まず、汚泥に汚泥脱水剤を添加し、汚泥フロックを形成させる。フロックの形成方法は、公知の方法に従えば良い。
Specifically, the dewatering method using the sludge dewatering agent of the present invention is a method of dewatering after adding the sludge dewatering agent to the sludge.
First, a sludge dehydrating agent is added to the sludge to form a sludge floc. The flock formation method may be a known method.
又、必要に応じて、無機凝集剤、有機カチオン性化合物、カチオン性高分子凝集剤及びアニオン性高分子凝集剤を併用することができる。 Further, if necessary, an inorganic flocculant, an organic cationic compound, a cationic polymer flocculant and an anionic polymer flocculant can be used in combination.
無機凝集剤としては、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄及び硫酸第一鉄及びポリ硫酸鉄等を例示できる。 Examples of the inorganic flocculant include aluminum sulfate, polyaluminum chloride, ferric chloride, ferrous sulfate, and polyiron sulfate.
有機カチオン性化合物としては、ポリマーポリアミン、ポリアミジン及びカチオン性界面活性剤等を例示できる。 Examples of organic cationic compounds include polymer polyamines, polyamidines, and cationic surfactants.
無機凝集剤又は有機カチオン性化合物を添加した場合においては、pHを4〜8とすることが、より効果的に汚泥の処理を行うことができるため好ましい。
pHの調整方法としては、無機凝集剤又は有機カチオン性化合物を添加した後、当該pH値を満たす場合は、特にpH調整の必要はないが、本発明で限定する範囲を満たさない場合は、酸又はアルカリを添加して調整する。
酸としては、塩酸、硫酸、酢酸及びスルファミン酸等を挙げることができる。又、アルカリとしては、苛性ソーダ、苛性カリ、消石灰及びアンモニア等が挙げられる。
When an inorganic flocculant or an organic cationic compound is added, it is preferable to adjust the pH to 4 to 8 because the sludge can be treated more effectively.
As a method for adjusting the pH, after adding an inorganic flocculant or an organic cationic compound, when the pH value is satisfied, pH adjustment is not particularly required, but when the range limited by the present invention is not satisfied, an acid is used. Or it adjusts by adding an alkali.
Examples of the acid include hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid and sulfamic acid. Examples of the alkali include caustic soda, caustic potash, slaked lime, and ammonia.
カチオン性高分子凝集剤としては、前記したカチオン性単量体の単独重合体及び前記したカチオン性単量体及びノニオン性単量体の共重合体等を挙げることができる。 Examples of the cationic polymer flocculant include a homopolymer of the aforementioned cationic monomer and a copolymer of the aforementioned cationic monomer and nonionic monomer.
アニオン性高分子凝集剤としては、前記したアニオン性単量体の単独重合体及び前記したアニオン性単量体及びノニオン性単量体の共重合体等を挙げることができる。 Examples of the anionic polymer flocculant include a homopolymer of the aforementioned anionic monomer and a copolymer of the aforementioned anionic monomer and nonionic monomer.
高分子凝集剤の汚泥に対する添加割合としては、5〜500ppmが好ましく、SSに対しては0.05〜1重量%が好ましい。高分子凝集剤とその他の高分子凝集剤を併用する場合は、全高分子凝集剤の合計量が前記添加割合を満たすことが好ましい。 The addition ratio of the polymer flocculant to the sludge is preferably 5 to 500 ppm, and preferably 0.05 to 1% by weight with respect to SS. When the polymer flocculant and other polymer flocculants are used in combination, it is preferable that the total amount of all the polymer flocculants satisfies the addition ratio.
汚泥脱水剤、その他凝集剤の添加量、攪拌速度、攪拌時間等は、従来行われている脱水条件に従えば良い。 The added amount of sludge dewatering agent and other flocculant, the stirring speed, the stirring time, and the like may be in accordance with conventional dewatering conditions.
このようにして形成したフロックは、公知の手段を用いて脱水し、脱水ケーキとする。 The flocs thus formed are dehydrated using a known means to obtain a dehydrated cake.
脱水装置としては、スクリュープレス型脱水機、ベルトプレス型脱水機、フィルタープレス型脱水機及びスクリューデカンター等を例示することが出来る。 Examples of the dehydrator include a screw press dehydrator, a belt press dehydrator, a filter press dehydrator, and a screw decanter.
又、本発明の汚泥脱水剤は、濾過部を有する造粒濃縮槽を使用する脱水方法にも適用可能である。
具体的には、汚泥に、無機凝集剤を添加し、さらに汚泥脱水剤を添加した後、又は汚泥脱水剤と共に、該汚泥の濾過部を有する造粒濃縮槽に導入し、該濾過部からろ液を取り出すと共に造粒し、この造粒物を脱水機で脱水処理する方法等が挙げられる。
The sludge dewatering agent of the present invention can also be applied to a dewatering method using a granulation concentration tank having a filtration part.
Specifically, after adding an inorganic flocculant to the sludge and further adding a sludge dewatering agent, or together with the sludge dewatering agent, the sludge is introduced into a granulation concentration tank having a filtration portion of the sludge and filtered from the filtration portion. Examples include a method of taking out the liquid and granulating, and dehydrating the granulated product with a dehydrator.
4−2.歩留向上剤及び抄紙方法
本発明の組成物を歩留向上剤として使用する場合、高分子としては、粉末状のものや逆相乳化物が好ましい。実際の使用に当たっては、前記と同様に、高分子が粉末の場合には、粉末を水に溶解させ水溶液として使用し、高分子が逆相乳化物の場合には、水で希釈、転相させて水中油型エマルションとして使用する。この場合の固形分としては、いずれの場合も、0.01〜0.5重量%が好ましく、より好ましくは0.01〜0.1重量%である。
4-2. Yield improver and papermaking method When the composition of the present invention is used as a yield improver, the polymer is preferably a powder or reverse phase emulsion. In actual use, as described above, when the polymer is a powder, the powder is dissolved in water and used as an aqueous solution. When the polymer is a reversed-phase emulsion, it is diluted with water and phase-inverted. And used as an oil-in-water emulsion. In this case, the solid content in this case is preferably 0.01 to 0.5% by weight, and more preferably 0.01 to 0.1% by weight.
本発明の組成物を使用した抄紙方法は、常法に従えば良く、紙料に対して、本発明の組成物を添加した後、抄紙すれば良い。
歩留向上剤の添加方法としては常法に従えば良く、例えば、紙料を抄紙機に送入する最終濃度に希釈する際、又は希釈後に添加する。
The paper making method using the composition of the present invention may be in accordance with a conventional method, and the paper composition may be made after adding the composition of the present invention to the paper stock.
As a method for adding the yield improver, a conventional method may be used. For example, it is added when the stock is diluted to the final concentration to be fed into the paper machine or after dilution.
歩留向上剤が適用される紙料としては、通常の抄紙工程で使用されるものであればよく、通常、少なくともパルプ及び填料を含み、必要に応じて填料以外の添加剤、具体的には、サイズ剤、定着剤、紙力増強剤及び着色剤等を含むものである。
本発明の歩留向上剤は、パルプとして、パルプ中に占める脱墨古紙等の古紙比率が比較的高いものに好ましく適用できる。又、本発明の歩留向上剤は、填料比率の高い抄紙系、中性抄紙系、高速抄紙系に好ましく適用できる。
填料としては、白土、カオリン、アガライト、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸石灰、硫酸バリウム、酸化亜鉛及び酸化チタン等が挙げられる。サイズ剤としては、アクリル酸・スチレン共重合体等が挙げられ、定着剤としては、硫酸バンド、カチオン澱粉及びアルキルケテンダイマー等が挙げられ、紙力増強剤としては、澱粉及びカチオン性又は両性ポリアクリルアミド等が挙げられる。
As the paper material to which the yield improver is applied, it may be any material used in a normal papermaking process, and usually contains at least pulp and filler, and if necessary, additives other than filler, specifically , Sizing agent, fixing agent, paper strength enhancer, colorant and the like.
The yield improver of the present invention can be preferably applied to a pulp having a relatively high ratio of used paper such as deinked used paper in the pulp. Further, the yield improver of the present invention can be preferably applied to a papermaking system, a neutral papermaking system and a high-speed papermaking system having a high filler ratio.
Examples of the filler include clay, kaolin, agarite, talc, calcium carbonate, magnesium carbonate, lime sulfate, barium sulfate, zinc oxide, and titanium oxide. Examples of the sizing agent include acrylic acid / styrene copolymer, examples of the fixing agent include sulfuric acid band, cationic starch, and alkyl ketene dimer, and examples of the paper strength enhancer include starch and cationic or amphoteric polymer. Examples include acrylamide.
歩留向上剤の好ましい添加割合としては、紙料中の乾燥パルプ質量当たり、0.005〜0.8重量%が好ましく、より好ましくは0.005〜0.5重量%である。
歩留向上剤の添加後の紙料のpHとしては、5〜10に維持することが好ましく、より好ましくは5〜8である。歩留向上剤の添加後に、紙料は直ちに抄紙機に送入される。
The preferred addition ratio of the yield improver is preferably 0.005 to 0.8% by weight, more preferably 0.005 to 0.5% by weight, based on the dry pulp mass in the paper stock.
The pH of the paper stock after the addition of the yield improver is preferably maintained at 5 to 10, more preferably 5 to 8. Following the addition of the yield improver, the stock is immediately fed into the paper machine.
以下、実施例及び比較例を挙げ、本発明をより具体的に説明する。
尚、以下において、「%」とは、重量%を意味し、「部」とは質量部を意味する。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples.
In the following, “%” means% by weight, and “part” means part by mass.
○製造例1
ジメチルアミノエチルアクリレート塩化メチル4級塩(以下、「DAC」という。)水溶液、アクリル酸(以下、「AA」という。)水溶液、アクリルアミド(以下、「AM」という。)水溶液及びアクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム(以下、「ATBSNa」という)水溶液を、各単量体がモル比でDAC/AA/AM/ATBSNa=42/5/52.5/0.5(重量比でDAC/AA/AM/ATBSNa=65.9/2.9/30.2/0.9)で固形分45重量%となる様に、ステンレス製反応容器に合計390g仕込んだ。
続いて、窒素ガスを60分間溶液に吹き込みながら溶液温度を10℃に調節後、全単量体を基準として、アゾビスアミジノプロパン塩酸塩(以下、「V−50」という。)を1000ppm、亜硫酸水素ナトリウムを5ppmとなるように加えて、反応容器の上方から、100Wブラックライトを用いて6.0mW/cm2の照射強度で60分間照射して重合を行い、含水ゲル状の水溶性両性高分子を得た。
得られた両性高分子を容器から取り出し、乾燥・粉砕して粉末状の両性高分子を得た。この両性高分子をCRA−1という。
得られた高分子について、塩粘度及び不溶解分を測定した。不溶解分は、下記の方法に従い、希釈水として下記に示す軟水と硬水を使用した。それらの結果を表1に示す。
○ Production Example 1
Dimethylaminoethyl acrylate methyl chloride quaternary salt (hereinafter referred to as “DAC”) aqueous solution, acrylic acid (hereinafter referred to as “AA”) aqueous solution, acrylamide (hereinafter referred to as “AM”) aqueous solution, and acrylamide-2-methyl An aqueous solution of sodium propanesulfonate (hereinafter referred to as “ATBSNa”) was prepared by mixing each monomer with a molar ratio of DAC / AA / AM / ATBSNa = 42/5 / 52.5 / 0.5 (DAC / AA / weight ratio). AM / ATBSNa = 65.9 / 2.9 / 30.2 / 0.9) In a stainless steel reaction vessel, a total of 390 g was charged so that the solid content was 45% by weight.
Subsequently, the temperature of the solution was adjusted to 10 ° C. while blowing nitrogen gas into the solution for 60 minutes, and then 1000 ppm of azobisamidinopropane hydrochloride (hereinafter referred to as “V-50”) and sulfurous acid based on the total monomers. Sodium hydrogen is added to 5 ppm, and polymerization is carried out by irradiation for 60 minutes at an irradiation intensity of 6.0 mW / cm 2 using a 100 W black light from above the reaction vessel. I got a molecule.
The obtained amphoteric polymer was taken out of the container, dried and pulverized to obtain a powdery amphoteric polymer. This amphoteric polymer is referred to as CRA-1.
The resulting polymer was measured for salt viscosity and insoluble content. The insoluble matter used the following soft water and hard water as dilution water according to the following method. The results are shown in Table 1.
〔不溶解分測定〕
1)500mlのビーカーに水400mlを採り、ジャーテスターにて200rpmで攪拌する。尚、水としては、下記3種の水を使用した。
・軟水:電導度;75[μS/cm]、硬度:10[mgCaCO3/l]、pH=6.3
・硬水1:電導度;210[μS/cm]、硬度:55[mgCaCO3/l]、pH=7.20
・硬水2:電導度;1820[μS/cm]、硬度:608[mgCaCO3/l]、pH=8.10
2)得られた両性高分子0.40gを、ビーカーに投入する。
3)2時間攪拌溶解後、80メッシュの篩でろ過し、篩上の残渣容量を測定する。
[Insoluble matter measurement]
1) Take 400 ml of water in a 500 ml beaker and stir at 200 rpm with a jar tester. In addition, the following 3 types of water were used as water.
Soft water: conductivity: 75 [μS / cm], hardness: 10 [mgCaCO 3 / l], pH = 6.3
Hard water 1: conductivity: 210 [μS / cm], hardness: 55 [mgCaCO 3 / l], pH = 7.20
Hard water 2: conductivity: 1820 [μS / cm], hardness: 608 [mgCaCO 3 / l], pH = 8.10
2) Charge 0.40 g of the obtained amphoteric polymer into a beaker.
3) After stirring and dissolving for 2 hours, filter through an 80 mesh sieve and measure the residual volume on the sieve.
○製造例2
DAC水溶液、AA水溶液、AM水溶液及びATBSNa水溶液を、各単量体がモル比でDAC/AA/AM/ATBSNa=42/5/52.5/0.5(重量比でDAC/AA/AM/ATBSNa=65.9/2.9/30.2/0.9)で固形分45重量%となる様に、ステンレス製反応容器に合計390g仕込んだ。
両性化澱粉スラリー〔王子コンスターチ(株)製エースKT−245。固形分:22%以下、「KT−245」という。〕を、イオン交換水を使用して希釈し80℃で30分加熱しクッキングし、固形分10%の両性化澱粉スラリーとした。当該両性化澱粉スラリーを、単量体及び澱粉の固形分換算合計量に対して3%分に相当する60.7gを仕込み、攪拌分散させた。
続いて、窒素ガスを60分間溶液に吹き込みながら溶液温度を10℃に調節後、全単量体及び澱粉の固形分重量を基準として、V−50を1000ppm、塩化第二銅を0.1ppm、過硫酸アンモニウムを5ppm、亜硫酸水素ナトリウムを5ppmとなるように加えて、反応容器の上方から、100Wブラックライトを用いて6.0mW/cm2の照射強度で60分間照射して重合を行い、含水ゲル状の水溶性両性高分子を得た。
得られた両性高分子を容器から取り出し、製造例1と同様の条件で乾燥・粉砕して粉末状の両性高分子を得た。この両性高分子をSCRA−1という。
得られた高分子について、塩粘度及び不溶解分を測定した。それらの結果を表1に示す。
○ Production Example 2
A DAC aqueous solution, an AA aqueous solution, an AM aqueous solution and an ATBSNa aqueous solution are mixed with each monomer in a molar ratio of DAC / AA / AM / ATBSNa = 42/5 / 52.5 / 0.5 (DAC / AA / AM / by weight ratio). ATBSNa = 65.9 / 2.9 / 30.2 / 0.9) was charged to a total of 390 g in a stainless steel reaction vessel so that the solid content was 45 wt%.
Amphoteric starch slurry [Ace KT-245 manufactured by Oji Constarch Co., Ltd. Solid content: 22% or less, referred to as “KT-245”. ] Was diluted with ion-exchanged water, heated at 80 ° C. for 30 minutes and cooked to obtain an amphoteric starch slurry having a solid content of 10%. The amphoteric starch slurry was charged with 60.7 g corresponding to 3% of the total amount of monomer and starch in terms of solid content, and stirred and dispersed.
Subsequently, after adjusting the solution temperature to 10 ° C. while blowing nitrogen gas into the solution for 60 minutes, based on the solid weight of all monomers and starch, V-50 is 1000 ppm, cupric chloride is 0.1 ppm, Add ammonium persulfate to 5 ppm and sodium bisulfite to 5 ppm, and perform polymerization by irradiating with 60 W light intensity of 6.0 mW / cm 2 for 60 minutes from the top of the reaction vessel. A water-soluble amphoteric polymer was obtained.
The obtained amphoteric polymer was taken out of the container and dried and pulverized under the same conditions as in Production Example 1 to obtain a powdery amphoteric polymer. This amphoteric polymer is referred to as SCRA-1.
The resulting polymer was measured for salt viscosity and insoluble content. The results are shown in Table 1.
○製造例3、比較製造例1〜同6
製造例3、比較製造例1、2、4〜6については、使用する成分及び割合を、下記表1の通り変更する以外は製造例1と同様の方法で水溶性高分子を製造した。
比較製造例3については、使用する成分及び割合を、下記表1の通り変更する以外は製造例2と同様の方法で水溶性高分子を製造した。
得られた水溶性高分子について、0.5%塩粘度及び不溶解分を測定した。それらの結果を表1に示す。
単量体(a)の共重合割合が3モル%を超える比較製造例2(CR−2)及び比較製造例5(AR−2)の高分子は、水への溶解性が不十分なものであり、歩留向上剤や汚泥脱水剤等として使用できないものであった。
○ Production Example 3, Comparative Production Examples 1 to 6
For Production Example 3 and Comparative Production Examples 1, 2, 4 to 6, water-soluble polymers were produced in the same manner as Production Example 1 except that the components and ratios used were changed as shown in Table 1 below.
For Comparative Production Example 3, a water-soluble polymer was produced in the same manner as in Production Example 2 except that the components and ratios used were changed as shown in Table 1 below.
About the obtained water-soluble polymer, 0.5% salt viscosity and insoluble matter were measured. The results are shown in Table 1.
The polymers of Comparative Production Example 2 (CR-2) and Comparative Production Example 5 (AR-2) in which the copolymerization ratio of the monomer (a) exceeds 3 mol% have insufficient solubility in water And cannot be used as a yield improver or sludge dehydrating agent.
〇実施例1
歩留向上剤としてCRA−1、希釈水として、電導度:1820[μS/cm]、硬度:608[mgCaCO3/l]、pH=8.10である硬水を用い、0.05重量%を含む硬水水溶液を使用した。
広葉樹クラフトパルプを、上記硬水中に懸濁させ、離解、叩解し、JIS P 8121に準拠したカナダ標準ろ水度(カナディアン スタンダード フリーネス、以下CSFという)で350mlの固形分1%のパルプスラリー(以下原料パルプスラリーという)を使用した。
原料パルプスラリーに、1000rpmで攪拌しながら、下記[1]〜[5]の成分を10秒おきにこの順で添加し、ダイナミックドレネージジャー法にて歩留率(ワンパスリテンション、以下OPRという)を測定した。又、地合性は、歩留向上剤添加後のパルプスラリーを使用して、坪量60g/m2になる様、熊谷理機工業(株)製角型ブロンズスクリ−ンにより抄紙し、角型シートマシーンプレスにてプレス後、オートドライヤー100℃にて乾燥して得られた紙について、フォーメーションテスターによって地合指数(数値大程良好)を測定した。
* Example 1
Using CRA-1 as a yield improver, hard water with conductivity: 1820 [μS / cm], hardness: 608 [mgCaCO 3 / l], pH = 8.10 as dilution water, 0.05% by weight The hard water aqueous solution containing was used.
Hardwood kraft pulp is suspended in the above hard water, disaggregated and beaten, and 350 ml of 1% solids pulp slurry (hereinafter referred to as CSF) according to JIS P 8121 (hereinafter referred to as CSF) (hereinafter referred to as CSF). Raw material pulp slurry) was used.
While stirring at 1000 rpm, the following components [1] to [5] are added in this order every 10 seconds to the raw pulp slurry, and the yield (one-pass retention, hereinafter referred to as OPR) is determined by the dynamic drainage method. Was measured. In addition, the paper is made with a square bronze screen manufactured by Kumagaya Riki Kogyo Co., Ltd. so that the basis weight is 60 g / m 2 using the pulp slurry after the addition of the yield improver. About the paper obtained by pressing at 100 degreeC after drying with a type | mold sheet machine press, the formation index (a numerical value is so favorable) was measured with the formation tester.
[1]軽質炭酸カルシウム:20%(パルプスラリー中のパルプ固形分に対する割合。以下、単に「対パルプ」と表す)
[2]硫酸バンド:1.7%(対パルプ)
[3]歩留向上剤:250ppm(対パルプ)
[1] Light calcium carbonate: 20% (ratio to pulp solid content in the pulp slurry. Hereinafter, simply expressed as “vs. pulp”)
[2] Sulfuric acid band: 1.7% (vs. pulp)
[3] Yield improver: 250 ppm (vs. pulp)
〇実施例2〜同5、比較例1〜同5
歩留向上剤として表2及び3に示したものを使用した以外は実施例1と同様の方法により歩留向上剤としての性能を評価した。得られた結果を表2及び表3に示す。
尚、高分子を溶解させる希釈水として、実施例1及び5では硬水2を使用し、実施例2〜4では硬水1を使用した。又、比較例1及び5では硬水2を使用し、比較例2〜4では硬水1を使用した。
〇 Examples 2 to 5 and Comparative Examples 1 to 5
The performance as a yield improver was evaluated in the same manner as in Example 1 except that the yield improver shown in Tables 2 and 3 was used. The obtained results are shown in Tables 2 and 3.
As dilution water for dissolving the polymer, hard water 2 was used in Examples 1 and 5, and hard water 1 was used in Examples 2 to 4. In Comparative Examples 1 and 5, hard water 2 was used, and in Comparative Examples 2 to 4, hard water 1 was used.
表2及び3の結果より、本発明の歩留向上剤は、OPRと地合性が共に優れているのに対し、比較例では、総歩留率又は地合性のいずれかが不十分なものであった。
尚、OPRが1%低下すると、例えば年間200万tの紙を生産する場合、計算上年間2万tの紙料が白水として回収されることとなる。
現状では、これらの白水は沈降、固液分離処理工程等を経て再利用されるが、これら処理にも多大なコストがかかり、且つ抄紙ライン汚染の原因となっている。
又、紙料中には填料として炭酸カルシウム等の無機化合物が原料として用いられているが、これらの歩留が悪いと高速運転された抄造ワイヤーを通り抜けるため、経時でワイヤーが傷付き破損の原因になる。
以上の点から、製紙業界では1%のOPR向上でも多大なメリットが得られる。
From the results of Tables 2 and 3, the yield improver of the present invention is excellent in both OPR and formation, whereas in the comparative example, either the total yield or formation is insufficient. It was a thing.
If OPR decreases by 1%, for example, when producing 2 million tons of paper per year, 20,000 tons of paper stock will be collected as white water for calculation purposes.
At present, these white waters are reused through sedimentation, solid-liquid separation treatment steps, etc., but these treatments are very costly and cause papermaking line contamination.
In addition, inorganic materials such as calcium carbonate are used as raw materials in the paper stock, but if these yields are poor, they will pass through the paper-making wire operated at high speed, causing the wire to be damaged and damaged over time. become.
From the above points, in the paper manufacturing industry, even if OPR is improved by 1%, great advantages can be obtained.
本発明の高分子凝集剤は、歩留向上剤及び汚泥脱水剤として使用することができ、特に無機塩含有量の高い紙料や汚泥に好ましく使用することができる。 The polymer flocculant of the present invention can be used as a yield improver and a sludge dehydrating agent, and can be preferably used particularly for paper stock and sludge having a high inorganic salt content.
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