JP2000046736A - 水溶性高分子の定量方法及び水処理薬剤の添加量の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 貧溶媒と電解質水溶液をこの順で添加して水
系中の水溶性高分子を可溶化状態でコアギュレーション
させ、得られる混合溶液の散乱強度を測定することによ
り、微少量の水溶性高分子を定量し、微少量の水溶性高
分子を監視することにより水系への水処理薬剤の添加量
を制御する。 【解決手段】 冷却水系、ボイラ水系等の水系中の水溶
性高分子を定量するに当たって、該水溶性高分子に対す
る貧溶媒を該水溶性高分子を含む水溶液に添加し、次い
で電解質水溶液を添加して該水溶性高分子を可溶化状態
でコアギュレーションさせ、得られる混合溶液の散乱強
度を光散乱測定法（レーザ光散乱光度計等を用いる）に
より測定して、散乱強度測定値を水系中の水溶性高分子
濃度に換算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水系中の水溶性高
分子の定量方法及び該水溶性高分子の濃度を、望ましく
は該水溶性高分子の有効濃度（有効成分として機能し得
る該水溶性高分子の濃度）を監視することにより水系へ
の水処理薬剤の添加量を制御する方法に関し、特に、具
体的には冷却水系、ボイラー水系、排水系、屎尿処理水
系、脱水処理水系（凝集沈澱汚泥等の脱水処理において
得られる処理水）、逆浸透膜（ＲＯ膜）等の各種膜によ
り得られる濃縮水や透過水等の膜利用処理水系、製造プ
ロセス水系等の水処理薬剤を使用する工業的水系の中の
水溶性高分子の定量方法及び該定量方法を利用した水系
への水処理薬剤の添加量を制御する方法に関する。

【０００２】ここで、水処理薬剤とは、スケールの発生
や金属の腐食等の水系の各種障害を防止する薬剤で、水
系中に最適量の水処理薬剤を添加するのが望ましく、そ
のため、水処理薬剤の定量とその添加量の制御を行う必
要性は高い。また、上記の各水系では、水溶性高分子を
水処理薬剤の少なくとも一成分として用いるのが通常で
ある。例えば、カルボン酸基含有水溶性高分子などは、
スケール防止剤、防食剤、分散剤、洗浄剤、その他の機
能剤として使用されている。

【０００３】

【従来の技術】工業的水系中の水処理薬剤の従来の濃度
測定法（定量法）は、煩雑で長時間を要し、且つ、実験
者による推定や誤差を含むことが一般的であり、また、
水系の運転状態の変化に対応した水処理薬剤の添加量の
調整を即時に行うことができない。例えば、水処理薬剤
に比例的に添加した燐酸を定量し、水処理薬剤の濃度測
定を行う場合、「ＪＩＳ Ｋ０１０１」の工業用水試験
法に準じた比色分析で行われる。しかし、比色分析は濁
質の妨害を受け易く、しかも、より正確な分析を行うた
めにはかなりの時間が必要であり、フィードバック情報
の提供は、工業的水系から試料水をサンプリングした時
点から数日後になり、従って、数日前のフィードバック
情報に基づき水処理薬剤の添加量を調節することにな
り、その数日の間に水処理薬剤が消費された場合にはそ
のフィードバック情報データは殆ど価値が無いことにな
る。

【０００４】また、近年、水処理薬剤としては非有効成
分である蛍光物質を更に添加する技術や水処理薬剤中の
機能剤としての分散剤等を蛍光標識化する技術も利用さ
れている。例えば、水処理薬剤として非有効的な蛍光成
分であるナフタレンスルホン酸塩類を添加・混合し、こ
の蛍光物質の励起波長の強度を測定して水処理薬剤の濃
度を制御する方法がある（特開平２−１１５６９７号公
報）。

【０００５】この蛍光物質を添加・混合する方法では、
比色分析による方法と比べ、フィードバック情報の提供
は瞬時に行えるが、水系中の水処理薬剤の有効成分につ
いてのフィードバック情報に基づいてその濃度制御する
ものとは言えない。また、水処理薬剤中の機能剤として
の分散剤等を蛍光標識化する技術も同様に水系中の蛍光
物質を測定しているだけで、有効成分についてのフィー
ドバック情報に基づいてその濃度制御を行っている訳で
はない。

【０００６】また、水処理薬剤中の一機能剤としての水
溶性高分子の公知の定量方法であるハイアミン法や比濁
法により水系の水溶性高分子濃度を測定する技術がある
が、これらの定量方法では、分析精度や分析安定性に劣
り、水系中の水溶性高分子の濃度が実用使用濃度領域で
測定下限濃度値以下の場合もあり（測定下限濃度値は、
ハイアミン法では約２．５ｐｐｍであり、比濁法ではも
っと高い）、定量方法の適応性に問題があるので実用性
に欠ける。ここで、ハイアミン法は、例えば、米国特許
第４５１４５０４号の明細書に記載されている様に、カ
ルボン酸基含有水溶性高分子等のアニオン性水溶性高分
子を含む水性媒体にアミン系カチオン性界面活性剤〔ロ
ーム・アンド・ハース社製「Ｈｙａｍｉｎｅ １６２２
（登録商標）」など〕を添加して不溶性の錯体を生成さ
せ、その濁度を吸光度測定により測定し、検量線から該
水溶性高分子の定量を行う分析方法であり、また、比濁
法は、例えば、カルボン酸基含有水溶性高分子等のアニ
オン性水溶性高分子を含む水性媒体にカチオン性高分子
を添加、懸濁させて濁度計で濁度を測定し、検量線から
該水溶性高分子の定量を行う分析方法である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、水
系中の微少量の水溶性高分子を定量できる方法、並び
に、水系中の微少量の水溶性高分子を監視することによ
り水処理薬剤の添加量を制御する方法を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、水系中の
水処理薬剤の有効成分濃度を直接的且つ正確に測定し
て、水系を最適な水処理薬剤濃度に制御する方法を開発
するために、鋭意研究を重ねた結果、水系中の水処理薬
剤の一有効成分として存在する水溶性高分子を監視する
ことにより水処理薬剤の有効添加量を制御する方法が、
その目的を達成し得ることを見出し、この知見に基づい
て本発明を成すに至った。

【０００９】即ち、本発明は、水系中の水溶性高分子を
定量するに当たって、（ａ）前記水溶性高分子に対する
貧溶媒を前記水溶性高分子を含む水溶液に添加する工
程、（ｂ）次いで電解質水溶液を添加して前記水溶性高
分子を可溶化状態でコアギュレーションさせる工程、お
よび、（ｃ）得られる混合溶液の散乱強度を光散乱測定
法により測定し、散乱強度を水溶性高分子の定量値に換
算する工程を含むことを特徴とする水溶性高分子の定量
方法、並びに、水系中における水処理薬剤の添加量を制
御するに当たって、（ａ）前記水処理薬剤中に一成分と
して混合された水溶性高分子に対する貧溶媒を前記水溶
性高分子を含む水溶液に添加する工程、（ｂ）次いで電
解質水溶液を添加して前記水溶性高分子を可溶化状態で
コアギュレーションさせる工程、（ｃ）得られる混合物
の散乱強度を光散乱測定法により測定し、散乱強度を水
溶性高分子の定量値に変換する工程、（ｄ）水溶性高分
子の定量値に基づいて、水処理薬剤の必要量を前記水系
に添加、補充する工程を含むことを特徴とする水処理薬
剤の添加量の制御方法を提供するものである。

【００１０】ここで、「可溶化状態」とは、水溶性高分
子を含む水溶液に上記貧溶媒を添加した後も、水溶性高
分子は沈澱せず、可溶化された状態、即ち、得られる混
合液が透明な溶液状態であり、且つ、これに電解質水溶
液を添加すると水溶性高分子がコアギュレーションされ
る状態を言う。また、ここで、「コアギュレーション
（coagulation ）」とは、貧溶媒の添加のみでは生じな
い現象で、電解質水溶液を添加した時、水性媒体中で水
溶性高分子が沈澱するのではなく、水性媒体中に溶解し
たまま鎖状の長い分子が立体的に丸まった凝結状態とな
ることを言う。なお、水溶性高分子を沈澱させた懸濁液
の散乱強度を光散乱測定法により測定し、水系中におけ
る水溶性高分子の定量を行う方法もあるが、測定感度が
著しく劣り、微少量の水溶性高分子の定量は困難であ
る。

【００１１】貧溶媒としては、各種の水溶性有機溶媒を
用いることができるが、好ましい例としては、メタノー
ル、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノー
ル、エチルエーテル、アセトン、アセトニトリルを挙げ
ることができ、これらから選んだ１種の溶媒、これらか
ら選んだ少なくとも２種の溶媒の混合物、これらから選
んだ少なくとも１種の溶媒と水との混合物である水溶液
などを用いることができる。また、水溶性高分子をコア
ギュレーションさせることができる電解質水溶液として
は、例えば、ＮａＣｌ水溶液、ＫＣｌ水溶液等を挙げる
ことができるが、これらに限定されるものではない。貧
溶媒と電解質水溶液の量は、この順にこれらを添加する
ことにより水溶性高分子をコアギュレーションさせるの
に充分な量であることは当然のことなので、対象水系の
水溶性高分子濃度の最高値を想定して充分な量であるこ
とが望まれるが、水系の性状や水溶性高分子の種類等に
よってこれらの充分量は大きく異なってくる。

【００１２】光散乱測定には種々の光散乱測定機器（光
散乱光度計）を用いることができるが、光源の光強度が
強い点でレーザ光散乱光度計が好ましく、また、散乱角
度は１０°〜１３０°の範囲内で散乱強度測定が可能で
あるが、散乱強度が最強となる点で散乱角度９０°が最
適である。

【００１３】本発明によれば、水系中における水処理薬
剤の添加方法において、水系中の水処理薬剤中に混合さ
れた一成分である水溶性高分子を、望ましくは該水溶性
高分子の有効成分量（有効成分として機能し得る該水溶
性高分子の量）をコアギュレーションさせ、水系中にお
ける該水溶性高分子の濃度を光散乱測定で監視すること
により、必要に応じて水処理薬剤の必要量を水系に添加
する制御を行って水処理薬剤の濃度の管理を行うことが
できる。この場合、水溶性高分子以外の水処理薬品成分
の添加量を制御してその濃度管理を行うに当たっては、
水溶性高分子を一種のトレーサーとして利用することと
なり、水溶性高分子の添加量と比例する量の水溶性高分
子以外の水処理薬品成分を添加する。

【００１４】本発明では、工業的水系から採取した試料
水をそのまま本発明の定量方法に供してもよいが、試料
水に対して、必要に応じてｐＨ調整、選択的吸着、溶離
等の処理操作を行い、得られる溶出液を本発明の定量方
法に供するのが、分析精度や分析安定性を高めると共に
水溶性高分子の濃度の測定下限値を低下させて定量方法
の適応性を広げる観点からは好ましい。後者の場合は、
溶離操作の段階で、貧溶媒を溶離液として又はその一部
として用い、溶出液をそのまま又は必要に応じて濃縮又
は水や貧溶媒で希釈して本発明の方法の工程（ｂ）に供
し、電解質水溶液を添加し、得られる混合溶液の散乱強
度を光散乱測定法により測定して、散乱強度を最初の工
業的水系の水溶性高分子の濃度に換算し、その定量を行
うこともできる。

【００１５】本発明の方法における定量対象である水溶
性高分子としては、水処理薬剤中で一般的にスケール防
止剤や防食剤として用いられている水溶性高分子類を挙
げることができる。このような水溶性高分子を製造する
に当たって用いることができる単量体としては、例え
ば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等の不飽和
カルボン酸類、スチレンスルホン酸、2-アクリルアミド
ー2-メチルプロパンスルホン酸等のビニールスルホン酸
類、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−置換アク
リルアミド等のアミド類などを挙げることができる。

【００１６】これらの単量体は単独で重合させてもよ
く、また、２種以上を組み合わせて共重合させてもよ
い。得られる高分子の水溶性を損なわない限りにおい
て、更に、これらの単量体と共重合可能なその他の単量
体と共重合させてもよい。（共）重合で得られる重合体
（即ち、水溶性高分子）の数平均分子量は、１，０００
〜３００，０００であることが好ましく、２，０００〜
５０，０００であることがより好ましい。この重合体の
数平均分子量が１，０００未満であると、水系における
そのスケール防止効果や防食効果が低下する虞がある。
また、この重合体の数平均分子量が５０，０００を超え
ると粘度が高くなり、取り扱いが容易でなくなる虞があ
る。

【００１７】本発明に従い水系中の水溶性高分子量を監
視することによって水処理薬剤の添加量を御御する方法
における添加対象である水処理薬剤としては、例えば、
ホスホン酸類、燐酸塩、珪酸塩、亜硝酸塩、タングステ
ン酸塩、硼酸、亜鉛塩、芳香族カルボン酸塩、亜硫酸
塩、ヒドラジン、タンニン、リグニン、リグニンスルホ
ン酸塩、アスコルビン酸ナトリウム、エルソルビン酸ナ
トリウム、グルコース等の防食剤、ベンゾトリアゾー
ル、トリルトリアゾール、メルカプトベンゾチアゾール
等のアゾール系銅防食剤、アンモニウム系化合物、アミ
ン系化合物、塩素系化合物、臭素系化合物、有機窒素硫
黄系化合物等の殺菌・殺藻剤を挙げることができ、これ
らの薬剤を水溶性高分子と併用したり、配合して使用す
ることは何ら差し支えない。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を説明するが、本発明はこのような実施の形態に限定
されるものではない。

【００１９】本発明の好ましい実施の形態の一例は、
（ｉ）水溶性高分子を含む水処理薬剤を含有した水系か
ら採取した試料水にｐＨ調整液を添加し、水溶性高分子
の極性化（イオン化）を抑制する工程、（ii）吸着クロ
マトカラム、ゲル濾過クロマトカラム、逆相クロマトカ
ラム等のクロマトカラムにｐＨ調整試料水を通水し、次
いで溶離液を通液してカラム中の充填剤に吸着させた水
溶性高分子を選択的に含む溶出液を得る工程、(iii) こ
うして得られた水溶性高分子含有溶出液に、必要な場合
は水溶性高分子に対する貧溶媒を添加し、不必要な場合
は溶出液そのものに、電解質水溶液を添加して水溶性高
分子を可溶化状態でコアギュレーションさせる工程、
（iv）得られた混合溶液の散乱強度を光散乱測定法によ
り測定する工程、（ｖ）散乱強度の測定値を有効成分と
して残存する水溶性高分子の定量値に換算する工程、(v
i)水溶性高分子の定量値と比例させて他の水処理薬剤各
成分の濃度に換算する工程、(vii) 水溶性高分子を含む
水処理薬剤各成分の濃度がスケール防止や金属腐食防止
等を行うために充分な濃度を水系中で維持できるよう
に、必要に応じて水処理薬剤各成分を添加、補充して、
水処理薬剤の濃度管理を行う工程を含む。なお、水処理
薬剤が、水溶性高分子を始めとする各薬剤成分を配合し
た水処理薬剤配合品の形の場合は、濃度換算工程（vi）
を省略することができる。

【００２０】この実施の形態を更に詳しく説明する。米
国特許第４５１４５０４号に記載されている様に、例え
ば、下記の様な手順で水溶性高分子を含む試料水を処理
する。先ず、試料水をｐＨ調整し、水溶性高分子のカル
ボン酸基やスルホン酸基等の親水性基（水溶性付与基）
のイオン化を抑制して水溶性高分子の極性化を抑制し、
次いで吸着・溶離操作を行って、該試料水中に含まれて
いるイオン性物質等の他の成分類を除去し、また、必要
な場合は水溶性高分子を濃縮して、光散乱測定に供する
溶出液を得る。水溶性高分子の親水性基のイオン化の抑
制、即ち、水溶性高分子の極性化の抑制は、吸着操作に
おける選択性に決定的な意義を有する。吸着・溶離操作
によるイオン性物質等の他の成分類の除去は、水溶性高
分子の定量に対する妨害を防いで分析精度を高め、ま
た、吸着・溶離操作によって水溶性高分子を濃縮すれ
ば、特に該水溶性高分子濃度が低い水系について測定す
る場合に測定感度を確保できる。

【００２１】即ち、水溶性高分子を含む試料水を水系か
ら一定量採取し、その中にｐＨ調整液を適当量添加し
て、好ましくはｐＨが２〜３、より好ましくは約２．５
〜３になったことを確認する。但し、親水性基がカルボ
ン酸アミド基等の非イオン性基のみからなるポリアクリ
ルアミド等の水溶性高分子の場合は、特に上述の様なｐ
Ｈ調整を必要としない場合もある。このｐＨ調整により
水溶性高分子の親水性基のイオン化を抑制し、水溶性高
分子の極性化を抑制することができる。調整後のｐＨが
１以下では、試料水に（有機）燐酸イオン類や（有機）
ホスホン酸イオン類（両者ともスケール防止剤として用
いる場合がある）が混入していると、これが非イオン物
質となり、また、調整後のｐＨが２以下では、クロマト
カラムが劣化する傾向が有り、好ましく無い。ｐＨが高
過ぎて、試料水中の他の水溶性イオン類が中和される
と、吸着操作が親水性基としてカルボン酸基等のアニオ
ン性基を有する水溶性高分子には選択的で無くなり、望
ましく無い。なお、ｐＨ調整に先立って、細孔径約５μ
ｍ前後の前処理フィルターに通水し、試料水中の微粒子
を除去するのが好ましい。

【００２２】ｐＨ調整液としては、塩酸、硝酸、硫酸等
のｐＨ調整試薬を純水又は蒸留水で希釈して調製し、必
要に応じてこれにグリシン等を添加してもよい。

【００２３】所定量の得られたｐＨ調整試料水を吸着ク
ロマトカラム、ゲル濾過クロマトカラム又は逆相クロマ
トカラム等の充填剤を充填したクロマトカラムに通水
し、充填剤に水溶性高分子を選択的に吸着させ、通過水
は捨てる。吸着クロマトカラムでは、比較的吸着力が大
きい吸着剤ゲルを充填剤として用い、ゲル濾過クロマト
カラムでは、好ましくは硬質であるマクロ多孔性組織の
（macroreticular）スチレン−ジビニールベンゼン共重
合体等の有機樹脂等を充填剤として用い、逆相クロマト
カラムでは、オクタデシルシランやオクチルシラン等を
結合したシリカゲル等の無極性の吸着剤ゲルを充填剤と
して用いると共に有機溶媒を主とした溶離液を用いる。
逆相クロマトカラムは、水溶性高分子の親水性が小さい
場合に好適に用いられる。

【００２４】吸着クロマトカラムや逆相クロマトカラム
の好ましい具体例としては、例えば、ＯＤＳカラム（基
材：シリカ、固定相：オクタデシル）、ＯＤＰカラム
（基材：ポリマー、固定相：オクタデンル）、ＰｈＳカ
ラム（基材：シリカ、固定相：フェニル）、ＰｈＰカラ
ム（基材：ポリマー、固定相：フェニル）などを挙げる
ことができる。これらのカラムは、使い方により吸着ク
ロマトカラムとしても逆相クロマトカラムとしても用い
ることができる。

【００２５】充填剤に水溶性高分子が吸着したクロマト
カラムに、溶離液（脱着剤）の所定量を通液し、水溶性
高分子を溶離する。溶離された水溶性高分子を含む溶出
液はメスシリンダー等に採取し、必要に応じて一定液量
となるまで脱塩水等の純水で希釈してもよい。

【００２６】本発明の前述した好ましい実施の形態にお
いて使用することができる溶離液は、水溶性高分子に対
して少なくともその水溶液が溶解性を保持し得る比較的
貧溶媒であり、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−
プロパノール、イソプロパノール、エチルエーテル、ア
セトン、アセトニトリル等を挙げることができ、これら
の混合物や水との混合液を用いることもできる。この溶
離液は、本発明において貧溶媒として用いることができ
るものである。このような溶媒の選択は、水溶性高分子
の種類等に基づいて適切に行うことができる。他の溶離
液としては、例えば、約０．１Ｍ濃度のＮａＯＨ水溶液
を挙げることができるが、この場合、溶出液に貧溶媒を
添加する必要がある。

【００２７】次いで、水溶性高分子を含む溶出液に電解
質水溶液を添加して、水溶性高分子を可溶化状態のまま
コアギュレーションさせる。コアギュレーションさせる
ことができる電解質水溶液としては、ＮａＣｌ水溶液、
ＫＣｌ水溶液等を挙げることができるが、これらに限定
されるものではない。

【００２８】水溶性高分子を含む溶出液への電解質水溶
液の添加によりコアギュレーションされた可溶化状態の
水溶性高分子の溶液の散乱強度は、光源として半導体レ
ーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ又はＡｒレーザ等を備えた光散
乱光度計を使用して測定することが望ましいが、これら
に限定されるものではない。光散乱光度計を用いるに際
して、例えば、Ｈｅ−Ｎｅレーザ（５ｍＷ）の光源から
のレーザ光をコアギュレーションされた可溶化状態の水
溶性高分子を含む溶液に照射し、９０°の散乱角度で散
乱された散乱光の強度を測定するのが、分析精度の点で
は望ましい。

【００２９】散乱強度の測定値を有効成分としての水溶
性高分子の濃度に換算すれば、水系中の有効成分として
機能する水溶性高分子濃度を求めることができる。この
換算を容易に行うには、水溶性高分子を含まないブラン
ク水及び異なる既知水溶性高分子濃度の幾つかの対照水
について、それぞれ上述と全く同じ処理操作と光散乱測
定を行い、検量線を作成しておくのが好都合である。な
お、例えば、水系の水溶性高分子濃度が低く、測定感度
を確保するために多量の試料水を上記クロマトカラムに
通水させて水溶性高分子を高度に濃縮する様な場合は、
水系の水溶性高分子濃度は、クロマトカラムに通水した
試料水の量とその散乱強度から容易に算出することがで
きる。

【００３０】なお、ブランク水としては、水溶性高分子
のみを含まず他の成分は同じブランク水を用いるのが測
定精度の点で好ましいことは言うまでも無い。なお、水
そのものも光散乱測定において或る程度の散乱強度が出
る。

【００３１】水処理薬剤の濃度管理のためのその添加
は、水処理薬剤をバッチ投入するか、水処理薬剤の注入
ポンプのストロークやパルス等を調節することで行うこ
とができる。また、オンライン装置として光散乱光度計
を系内に設置し、該光散乱光度計からの出力信号を変換
部で操作出力に変換し、水処理薬剤注入ポンプを作動さ
せることにより、水処理薬剤の濃度を自動制御すること
もできる。

【００３２】本発明によれば、水系中の水溶性高分子量
を監視することで水処理薬剤の添加量を制御することも
できる。即ち、測定された散乱光の強度を、有効成分と
して水系中に残存する水溶性高分子の定量値に換算し、
監視することで水処理薬剤各成分の有効添加量を制御す
ることもできる。

【００３３】

【実施例】以下、実施例により、本発明を更に具体的に
説明するが、本発明は実施例に限定されるものではな
い。

【００３４】実施例１〜３ 一定量の水溶性高分子を配合した水処理薬剤を調製し、
これを純水に加えて水溶性高分子濃度が０〜２．５ｐｐ
ｍになる様に調製した各サンプル水の各３０ｍｌをビー
カーに採取し、これにｐＨ２．５のｐＨ調整塩酸水溶液
の０．５ｍｌを加えてｐＨ３前後に調整し、細孔径０．
４５μｍの前処理フィルターで濾過し、その濾液の２０
ｍｌをシリンジに採取した。

【００３５】シリンジに採取した濾液をＯＤＳゲル吸着
クロマトカラムに流し、濾液中の水溶性高分子をＯＤＳ
ゲルに吸着させた。ＯＤＳゲルに水溶性高分子を吸着さ
せたクロマトカラムにメタノール：水（重量比）＝４
０：６０の組成の溶離液の１０ｍｌを流し、ＯＤＳゲル
に吸着した水溶性高分子を溶離した。得られた溶出液に
電解質水溶液として１Ｎ−ＮａＣｌ水溶液を１０ｍｌ加
え、溶出液中の水溶性高分子を可溶化状態を保持したま
まコアギュレーションさせた。コアギュレーションされ
た水溶性高分子を含むサンプル溶液を石英セルに移し、
光散乱光度計ＤＬＳ−７００（大塚電子株式会社製）を
用い、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光線（５ｍＷ）で、散乱角度９
０°でサンプル溶液の散乱強度を測定した。

【００３６】各実施例で用いた水処理薬剤の各配合成分
は下記の通りである。 実施例１（水処理薬剤Ａ）：ポリアクリル酸（数平均分
子量：４，５００）、２−ホスホノブタン−１，２，４
−トリカルボン酸、５−クロロ−２−メチル−４−イソ
チアゾリン−３，３−オン 実施例２（水処理薬剤Ｂ）：アクリル酸−スチレンスル
ホン酸共重合体（数平均分子量：５，０００）、塩化亜
鉛、ポリ燐酸 実施例３（水処理薬剤Ｃ）：アクリル酸−スチレンスル
ホン酸−酢酸ビニール共重合体（数平均分子量：５，０
００）、２−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジスルホ
ン酸

【００３７】実施例１〜３において各水溶性高分子濃度
のサンプル水から得られた散乱強度の結果をそれぞれ表
１〜３に示し、両対数グラフにも表した。図１が実施例
１の結果を表すグラフ図で、図２が実施例２の結果を表
すグラフ図で、図３が実施例３の結果を表すグラフ図で
ある。また、各グラフの縦軸において、「１．０Ｅ＋０
３」＝１０００（ｃｐｓ）、「１．０Ｅ＋０４」＝１０
０００（ｃｐｓ）、「１．０Ｅ＋０５」＝１０００００
（ｃｐｓ）である（Ｅ＝exponent、即ち、指数；ｃｐｓ
＝cycles per second で、単位時間当たりの散乱光の積
算強度）。

【００３８】

【表１】 実施例１（水処理薬剤Ａ） 散乱強度 水溶性高分子濃度（ｐｐｍ） （ｃｐｓ） ０．００ ３９００ ０．０５ ６４００ ０．２５ ９８００ ０．５０ １４８００ ２．５０ ２１７００

【００３９】

【表２】 実施例２（水処理薬剤Ｂ） 散乱強度 水溶性高分子濃度（ｐｐｍ） （ｃｐｓ） ０．００ ３８００ ０．０５ ６８００ ０．２５ １００００ ０．５０ １６２００ ２．５０ ２５７００

【００４０】

【表３】 実施例３（水処理薬剤Ｃ） 散乱強度 水溶性高分子濃度（ｐｐｍ） （ｃｐｓ） ０．００ ３９００ ０．０５ ７６００ ０．２５ １１１００ ０．５０ １７４００ ２．５０ ２８１００

【００４１】各表及び各図に示された結果から、水系に
おける極めて低濃度の水溶性高分子を感度良く定量でき
ることが分かり、しかも、水溶性高分子濃度とレーザ光
散乱強度との関係を示す各両対数グラフは、直線性も良
好で、各水処理薬剤についての検量線として用いること
ができることが分かる。

【００４２】実施例４ 水溶性高分子含有率５重量％の水処理薬剤Ａ（実施例１
で用いたと同じ水処理薬剤）をパイロットクーリングタ
ワーの水系に初期水処理薬剤Ａ濃度が２００ｐｐｍ程度
の濃度になる様に添加し、この状態でパイロットクーリ
ングタワーを運転した。水系から採取した試料水を実施
例１〜３と同様に処理して得たコアギュレーションされ
た水溶性高分子を含む試料溶液の光散乱測定による水溶
性高分子の定量の結果、該水系で水処理薬剤Ａのかなり
の減少が見られた９日目に、その散乱強度から算出され
た不足分の水処理薬剤Ａを該水系にバッチ投入して運転
を継続した。水溶性高分子の定量には実施例１で得られ
た図１のグラフを検量線として用いた。このような連続
運転時の水溶性高分子の濃度変化及びその濃度から算出
された水処理薬剤Ａの濃度変化を図４に示す。

【００４３】比較例１ 水溶性高分子含有率５重量％の水処理薬剤Ａ（実施例１
で用いたと同じ水処理薬剤）を調製し、これを純水に加
えて水溶性高分子濃度が０〜５０ｐｐｍになる様に調製
した各サンプル水の各３０ｍｌをビーカーに採取し、こ
れにｐＨ２．５のｐＨ調整塩酸水溶液の０．５ｍｌを加
えてｐＨ３前後に調整し、細孔径０．４５μｍの前処理
フィルターで濾過し、その濾液の２０ｍｌをシリンジに
採取した。

【００４４】シリンジに採取した濾液をＯＤＳゲル吸着
クロマトカラムに流し、濾液中の水溶性高分子をＯＤＳ
ゲルに吸着させた。ＯＤＳゲルに水溶性高分子を吸着さ
せたクロマトカラムにメタノール：水（重量比）＝４
０：６０の組成の溶離液の１０ｍｌを流し、ＯＤＳゲル
に吸着した水溶性高分子を溶離した。得られた溶出液に
電解質水溶液として１Ｎ−ＮａＣｌ水溶液を１０ｍｌ加
え、溶出液中の水溶性高分子を可溶化状態を保持したま
まコアギュレーションさせた。コアギュレーションされ
た水溶性高分子を含むサンプル溶液を測定セルに移し、
光散乱光濁度測定装置である濁度計２１００Ｎ〔ＨＡＣ
Ｈ社（米国）製〕を用い、タングステンフィラメントラ
ンプ（波長：４５５ｎｍ）で、散乱角度９０°でサンプ
ル溶液の散乱濁度（ＮＴＵ：national turbidity unit
）を測定した。各水溶性高分子濃度のサンプル水から
得られた散乱濁度の結果を表４に示し、また、図５のグ
ラフにも表した。

【００４５】

【表４】 比較例１（水処理薬剤Ａ） 散乱濁度 水溶性高分子濃度（ｐｐｍ） （ＮＴＵ） ０．０ ０．２２１ １．０ ０．２２０ １０．０ ０．２１９ ２５．０ ０．２５８ ５０．０ ０．４４１

【００４６】表４及び図５に示された結果から、極めて
低い水溶性高分子濃度の水系の試料水については、濁度
測定によっては殆ど水溶性高分子の定量は不可能である
ことが分かる。

【００４７】

【発明の効果】実施例１〜３に示される様に、本発明に
従い水系中の微少量の水溶性高分子を光散乱測定法（例
えば、レーザ光散乱光度計を用いる）により散乱強度を
測定して定量する方法は、比較例１の濁度測定による定
量方法との対比から、明らかに精度良く極めて低濃度の
水溶性高分子の定量ができることが分かる。さらに、実
施例４に示される様に、本発明の水処理薬剤の添加量の
制御方法によれば、冷却水系、ボイラ水系等を始めとす
る各種工業的水系のスケール防止や金属腐食防止等のた
めの水処理薬剤の濃度を直接的且つ簡便に正確に測定す
ることができ、水処理薬剤濃度を最適有効濃度に維持す
ることもでき、スケール防止効果や金属腐食抑制効果等
の水処理薬剤の効果を良好に発揮させつつ水系の運転を
経済的且つ合理的に実施することができる。

【００４８】また、従来技術の蛍光物質を利用する方法
等が水系内で重金属イオン等の作用で失活した水溶性高
分子をも定量値に含めてしまうのに対して、特に、吸着
・溶離操作を含む本発明の実施の形態の場合は、失活し
た水溶性高分子は定量値に殆ど含まれず、有効成分とし
て機能している水溶性高分子のみを実質的に定量するこ
とができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による実施例１における水溶性
高分子濃度対レーザ光散乱強度の関係を示す両対数グラ
フ図である。

【図２】図２は、本発明による実施例２における水溶性
高分子濃度対レーザ光散乱強度の関係を示す両対数グラ
フ図である。

【図３】図３は、本発明による実施例３における水溶性
高分子濃度対レーザ光散乱強度の関係を示す両対数グラ
フ図である。

【図４】図４は、本発明による実施例４におけるパイロ
ットクーリングタワー連続運転時のその水系の水溶性高
分子濃度の経時変化及びその濃度から算出された水処理
薬剤Ａ濃度の経時変化を示すグラフ図である。

【図５】図５は、比較例１における水溶性高分子濃度対
散乱光濁度値（光散乱光濁度測定法による）の関係を示
すグラフ図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和気 敏治 東京都江東区新砂１丁目２番８号 オルガ ノ株式会社内 Ｆターム(参考） 2G059 AA01 BB05 CC12 DD03 DD04 EE02 GG01 HH02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水系中の水溶性高分子を定量するに当た
   って、（ａ）前記水溶性高分子に対する貧溶媒を前記水
   溶性高分子を含む水溶液に添加する工程、（ｂ）次いで
   電解質水溶液を添加して前記水溶性高分子を可溶化状態
   でコアギュレーションさせる工程、および、（ｃ）得ら
   れる混合溶液の散乱強度を光散乱測定法により測定し、
   散乱強度を水溶性高分子の定量値に換算する工程を含む
   ことを特徴とする水溶性高分子の定量方法。
2. 【請求項２】 レーザ光散乱光度計を使用して、前記散
   乱強度を測定することを特徴とする請求項１に記載の水
   溶性高分子の定量方法。
3. 【請求項３】 前記貧溶媒が、メタノール、エタノー
   ル、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、エチルエー
   テル、アセトン及びアセトニトリルからなる群から選ば
   れる１種の溶媒、少なくとも２種の溶媒の混合物又は少
   なくとも１種の溶媒の水溶液であることを特徴とする請
   求項１又は２に記載の水溶性高分子の定量方法。
4. 【請求項４】 前記水溶性高分子を含む前記水溶液が、
   水系中の前記水溶性高分子をクロマトカラムに吸着させ
   た後、溶離液により溶出させて得られる溶出液であるこ
   とを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の水溶
   性高分子の定量方法。
5. 【請求項５】 前記クロマトカラムが、吸着クロマトカ
   ラム、ゲル濾過クロマトカラム又は逆相クロマトカラム
   であることを特徴とする請求項４に記載の水溶性高分子
   の定量方法。
6. 【請求項６】 水系中における水処理薬剤の添加量を制
   御するに当たって、（ａ）前記水処理薬剤中に一成分と
   して混合された水溶性高分子に対する貧溶媒を前記水溶
   性高分子を含む水溶液に添加する工程、（ｂ）次いで電
   解質水溶液を添加して前記水溶性高分子を可溶化状態で
   コアギュレーションさせる工程、（ｃ）得られる混合物
   の散乱強度を光散乱測定法により測定し、散乱強度を水
   溶性高分子の定量値に変換する工程、（ｄ）水溶性高分
   子の定量値に基づいて、水処理薬剤の必要量を前記水系
   に添加、補充する工程を含むことを特徴とする水処理薬
   剤の添加量の制御方法。