JP2002114810A - 油中水型高分子エマルジョンの製造方法及びその使用方法 - Google Patents

油中水型高分子エマルジョンの製造方法及びその使用方法

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JP2002114810A JP2000235046A JP2000235046A JP2002114810A JP 2002114810 A JP2002114810 A JP 2002114810A JP 2000235046 A JP2000235046 A JP 2000235046A JP 2000235046 A JP2000235046 A JP 2000235046A JP 2002114810 A JP2002114810 A JP 2002114810A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 油中水型エマルジョン重合法において、重合
体の架橋方法あるいは分岐方法として従来のように多官
能性単量体、N、N−ジメチルアクリルアミド型架橋剤
あるいはペルオクソニ硫酸塩を用いず、容易に架橋ある
いは分岐した重合体を製造する方法を提供する。 【解決手段】 過酸化水素あるいは過酸化水素を発生す
る物質を添加して重合開始及び架橋あるいは分岐させる
ことによって達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】本発明は、油中水型水溶性高
分子エマルジョンに関するものであり、詳しくは水溶性
カチオン性単量体または前記水溶性カチオン性単量体を
含有する単量体混合物の水溶液を不連続相とし、油溶性
乳化剤を含有する液状炭化水素を連続相とする油中水型
エマルジョンを形成させ重合するに際し、過酸化水素あ
るいは過酸化水素を発生する物質を添加して重合するこ
とを特徴とする油中水型高分子エマルジョンの製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】油中水型水溶性高分子エマルジョンは、
水溶性高分子を高濃度の製品形態に保存可能で、しかも
分散液の粘性が非常に低いので高分子凝集剤などの高分
子量を要する用途に適した液状製品である。例えば特公
昭54−37986号公報には、単量対水溶液30〜7
0重量%と疎水性有機液体70〜30重量%を界面活性
剤をもちいて乳化分散させ油中水型高分子エマルジョン
を製造する方法が開示されている。また、重合持、単量
体あるいは単量体混合物中にN、N−メチレンビスアク
リルアミドのような多官能性単量体を共存させ架橋性あ
るいは枝分かれした重合体を製造する方法が開示されて
いる。例えば特許第2975618号公報には、油中水
型エマルジョン重合において、連鎖移動剤存在下で上記
のような多官能性単量体を共存させ、せん断がかけられ
ていない状態の攪拌条件で溶解比が30%以上の分岐し
た陽イオン性重合体を製造する方法が開示され、この重
合体は汚泥の脱水などに好適であることが記載されてい
る。また、特公平8−164号公報には、同様に油中水
型エマルジョン重合を用い、せん断を掛けない状態で
は、水不溶性の粒子からなる油中水型エマルジョンを合
成しているが、使用している架橋形成剤はやはり前記の
ようなN、N−メチレンビスアクリルアミド型の架橋剤
である。その他重合体の架橋方法あるいは分岐方法とし
ては、ペルオクソニ硫酸塩やN、N−ジメチルアクリル
アミドを用いる方法などが知られているが、油中水型エ
マルジョン重合法を用いて過酸化水素などを重合開始剤
と架橋剤を兼ねた使用法は知られていない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、重合
体の架橋方法あるいは分岐方法として従来のように多官
能性単量体、N、N−ジメチルアクリルアミド型架橋剤
あるいはペルオクソニ硫酸塩を用いず、容易に架橋ある
いは分岐した重合体を油中水型エマルジョン重合法によ
り水溶性高分子エマルジョンを製造することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
鋭意研究を重ねた結果、以下のような発明に達した。即
ち、本発明の請求項1の発明は、水溶性カチオン性単量
体を含有する単量体混合物の水溶液を不連続相とし、油
溶性乳化剤を含有する液状炭化水素を連続相とする油中
水型エマルジョンを形成させ重合するに際し、過酸化水
素あるいは過酸化水素を発生する物質を添加して重合す
ることを特徴とする油中水型高分子エマルジョンの製造
方法である。
【0005】請求項2の発明は、水溶性カチオン性単量
体を含有する単量体混合物が下記一般式(1)で表わさ
れるカチオン性単量体5〜100モル%とアクリルアミ
ドを0〜95モル%と下記一般式(2)で表わされるア
ニオン性単量体0〜40モル%からなることを特徴とす
る請求項1に記載の油中水型高分子エマルジョンであ
る。
【化1】 R1は水素またはメチル基、R2、R3は炭素数1〜5
のアルキル基、アルコキシル基あるいはベンジル基、R
4は水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、アルコキシ
ル基あるいはベンジル基、Aは酸素原子またはNH、B
はC2〜C3のアルキレン基またはアルコキシレン基、
Xは陰イオン
【化2】 R5は水素、メチル基またはカルボキシメチル基、R6
は水素またはカルボキシル基、AはSO3、C6H4S
O3、CONHC(CH3)2CH2SO3あるいはC
OO、Yは水素または陽イオン、あるいはCOOZ、Z
は水素または陽イオン
【0006】請求項3の発明は、前記過酸化水素あるい
は過酸化水素を発生する物質の単量体あるいは単量体混
合物に対する添加量が、0.005〜5重量%であるこ
とを特徴とする請求項1あるいは2に記載の油中水型高
分子エマルジョンである。
【0007】請求項4の発明は、請求項1〜3に記載の
油中水型高分子エマルジョンに親水性界面活性剤を混合
し、水により希釈した後、有機質汚泥に添加し、凝集さ
せた後脱水機により脱水することを特徴とする油中水型
高分子エマルジョンの使用方法である。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の油中水型高分子エマルジ
ョンの製造方法としては、前記カチオンン性単量体、あ
るいはカチオン性単量体と共重合可能な単量体からなる
単量体混合物を水、少なくとも水と非混和性の炭化水素
からなる油状物質、油中水型エマルジョンを形成するに
有効な量とHLBを有する少なくとも一種類の界面活性
剤を混合し、強攪拌し油中水型エマルジョンを形成させ
た後、重合することにより合成する。この時、開始剤と
して過酸化水素あるいは過酸化水素を発生する物質を添
加して重合を開始させる。重合は過酸化水素単独でも開
始させることが可能であるが、亜硫酸水素ナトリウムや
亜硫酸ナトリウム、トリメチルアミン、トリエタノ−ル
アミンあるいはテトラメチルエチレンジアミンのような
還元性物質とともにレドックス系を形成させて用いるこ
とも可能である。過酸化水素としての添加量は対単量体
0.01〜2.0重量%、好ましくは0.05〜1.0
重量%、さらに好ましくは0.1〜0.5重量%であ
る。また組合せる還元性物質の添加量としては、0.0
1〜1.0重量%、好ましくは0.05〜1.0重量%
であり、過酸化水素に対してやや少なく添加する。本発
明の重合体の架橋方法は、酸化性雰囲気中で主に重合体
中のα−位の水素を引き抜き分子中にラジカルを発生さ
せ、架橋点を生成させ架橋、分岐を作ることにある。そ
のため還元性物質が過酸化水素に対して化学量論的に多
すぎると水素引き抜き反応が置きにくくなる可能性が有
る。
【0009】本発明で使用するカチオン性単量体の例と
しては、三級アミノ基含有単量体として、(メタ)アク
リル酸ジメチルアミノエチルやジメチルアミノプロピル
(メタ)アクリルアミドなどであり、四級アンモニウム
基含有単量体の例としては、前記三級アミノ基含有単量
体の(メタ)の塩化メチルや塩化ベンジルによる四級化
物である(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチル
アンモニウム塩化物、(メタ)アクリロイルオキシ2−
ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウム塩化物、
(メタ)アクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモ
ニウム塩化物、(メタ)アクリロイルオキシエチルジメ
チルベンジルアンモニウム塩化物、(メタ)アクリロイ
ルオキシ2−ヒドロキシプロピルジメチルベンジルアン
モニウム塩化物、(メタ)アクリロイルアミノプロピル
ジメチルベンジルアンモニウム塩化物などがあげられ
る。
【0010】共重合する水溶性の単量体の中で非イオン
性の化合物としてあげられるのは、メタ)アクリルアミ
ド、N,N−ジメチルアクリルアミド、酢酸ビニル、ア
クリロニトリル、アクリル酸メチル、(メタ)アクリル
酸2−ヒドロキシエチル、ジアセトンアクリルアミド、
N−ビニルピロリドン、N−ビニルホルムアミド、N−
ビニルアセトアミドなどである。また、アニオン性の単
量体も共重合して両性重合体を製造することもできる。
そのような単量体の例として、アクリル酸、メタアクリ
ル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニルスル
フォン酸、ビニルベンゼンスルフォン酸あるいはアクリ
ルアミド2−メチルプロパンスルフォン酸などがあげら
れる。最も好ましい単量体の例はアクリル酸とアクリル
アミドである。
【0011】これら単量体の共重合モル比としては、カ
チオン性ビニル単量体5〜100モル%とアクリルアミ
ド0〜95モル%であり、好ましくは、カチオン性ビニ
ル単量体30〜100モル%、アクリルアミド0〜70
モル%である。またアニオン性ビニル単量体は、0〜5
0モル%であり、好ましくは0〜30モル%である。
【0012】分散媒として使用する炭化水素からなる油
状物質の例としては、パラフィン類あるいは灯油、軽
油、中油などの鉱油、あるいはこれらと実質的に同じ範
囲の沸点や粘度などの特性を有する炭化水素系合成油、
あるいはこれらの混合物があげられる。
【0013】油中水型エマルジョンを形成するに有効な
量とHLBを有する少なくとも一種類の界面活性剤の例
としては、HLB3〜11のノニオン性界面活性剤であ
り、その具体例としては、ソルビタンモノオレ−ト、ソ
ルビタンモノステアレ−ト、ソルビタンモノパルミテ−
トなどがあげられる。これら界面活性剤の添加量として
は、油中水型エマルジョン全量に対して0.5〜10重
量%であり、好ましくは1〜5重量%である。
【0014】三級アミノ基含有単量体を使用する場合
は、単量体を酸により中和した後、アクリルアミドなど
と混合し、溶液pHを2〜6に調製する。その後、界面
活性剤を油状物質に溶解した溶解液を添加し、乳化機な
どにより油中水型エマルジョンを形成させた後、窒素置
換を行い、一定の重合温度に油中水型エマルジョンを設
定した後、ラジカル重合開始剤によって重合を開始させ
る。開始剤は、過酸化水素あるいは過酸化水素と組合せ
たレドックスを使用するが、水溶性あるいは油溶性のア
ゾ系開始剤を併用することも可能である。油溶性アゾ系
開始剤の例としては、2、2’−アゾビスイソブチロニ
トリル、1、1’−アゾビス(シクロヘキサンカルボニ
トリル)、2、2’−アゾビス(2−メチルブチロニト
リル)、2、2’−アゾビス(2−メチルプロピオネ−
ト)、4、4’−アゾビス(4−メトキシル2、4−ジ
メチル)バレロニトリルなどがあげられ、水混溶性溶剤
に溶解し添加する。水溶性アゾ系開始剤の例としては、
2、2’−アゾビス(アミジノプロパン)二塩化水素化
物、2、2’−アゾビス〔2−(5−メチル−2−イミ
ダゾリン−2−イル)プロパン〕二塩化水素化物、4、
4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、4、4−アゾビ
ス(4−メトキシ2、4−ジメチルバレロニトリルなど
があげられる。
【0015】重合濃度は、一般的に10〜60重量%で
あるが、好ましくは20〜50重量%が重合反応を制御
し易く、また製造の効率も良い。また、本発明による架
橋法は、温度が一定以上高いと架橋反応が起き易いた
め、比較的低温で重合を開始させ、一定時間後反応温度
を上昇させるほうが好ましい。そのため開始温度は0〜
45℃、好ましくは15〜35℃で1〜3時間反応させ
た後、50〜90℃、好ましくは55〜80℃で1〜3
時間昇温させ、熱処理を行うことにより架橋反応を促進
させる。
【0016】本発明の油中水型エマルジョンは重合後、
転相剤と呼ばれる親水性界面化成剤を添加して油の膜で
被われたエマルジョン粒子が水になじみ易くし、中の水
溶性高分子が溶解しやすくする処理を行い、水で希釈し
それぞれの用途に用いる。親水性界面化成剤の例として
は、カチオン性界面化成剤やHLB9〜15のノニオン
性界面化成剤であり、ポリオキシエチレンアルキルエ−
テル系などである。
【0017】本発明の油中水型エマルジョンからなる水
溶性高分子は、製紙工業におけるパルプスラッジの脱
水、その他食品工業、金属、石油精製の各排水処理、ま
た建材関係の砂利洗浄排水の処理などに適用可能であ
る。特に有効な対象物として下水、し尿あるいは一般産
業排水処理で生じる有機性汚泥及び凝集汚泥を含む混合
汚泥などである。これら汚泥は、本発明の油中水型エマ
ルジョンからなるカチオン性水溶性高分子を添加し、凝
集させた後、ベルトプレス、フィルタ−プレス、デカン
タ−あるいはスクリリュ−プレスなどの脱水機により脱
水する。添加量としては、排水の種類、懸濁物濃度など
のよって変化するものであるが、液量に対して0.1〜
1000ppm程度である。また、汚泥に対しては、汚
泥ssに対して0.1〜3重量%である。
【0018】
【実施例】以下、実施例および比較例によって本発明を
さらに詳しく説明するが、本発明はその要旨を超えない
限り、以下の実施例に制約されるものではない。
【0019】
【実施例1】攪拌機および温度制御装置を備えた反応槽
に沸点190°Cないし230°Cのイソパラフィン1
26.0gにソルビタンモノオレート12.0gを仕込
み溶解させた。別に脱イオン水70.0gおよびアクリ
ロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物(以
下DMQと略記)80%水溶液281.3gを混合し溶
解させ、pHを4.01に調節し、油と水溶液を混合
し、ホモジナイザーにて1000rpmで60分間攪拌
乳化した。得られたエマルジョンにイソプロピルアルコ
ール10%水溶液1.1g(対単量体0.05重量%)
を加え、単量体溶液の温度を25〜28℃に保ち、窒素
置換を30分行った後、過酸化水素の20%水溶液2.
8g(対単量体0.25重量%)を加え、重合反応を開
始させた。反応温度を50±2℃で3時間反応させた
後、60℃に昇温しそのまま30分間保ち、反応を完結
させた。重合後、生成した油中水型エマルジョンに転相
剤としてポリオキシエチレントリデシルエ−テル11.
0g(対液2.2重量%)を添加混合して試験に供する
試料(試料−1)(本発明の凝集剤)とした。また、ま
た、静的光散乱法による分子量測定器(大塚電子製DL
S−7000)によって重量平均分子量を測定した。結
果を表1に示す。
【0020】
【実施例2】攪拌機および温度制御装置を備えた反応槽
に沸点190°Cないし230°Cのイソパラフィン1
26.0gおよびソルビタンモノオレート12.0gを
仕込み溶解させた。別に脱イオン水60.0gおよびア
クリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物
80%水溶液257.4g、アクリルアミド50(以下
AAMと略記)%水溶液37.8gを混合し(単量体の
モル比はDMQ:AAM=8:2)溶液のpHを3.7
2に調節し油と水溶液を混合し、ホモジナイザーにて1
000rpmで60分間攪拌乳化した。得られたエマル
ジョンにイソプロピルアルコール10%水溶液0.4g
(対単量体0.2重量%)を加え、単量体溶液の温度を
25〜28°Cに保ち、窒素置換を30分行った後、過
酸化水素の20%水溶液2.3g(体単量体0.2重量
%)を加え、重合反応を開始させ、3時間反応させた
後、60℃に昇温しそのまま30分間保ち、反応を完結
させた。重合後、生成した油中水型エマルジョンに転相
剤としてポリオキシエチレントリデシルエ−テル11.
0g(対液2.2重量%)を添加混合して試験に供する
試料(試料−2)(本発明の凝集剤)とした。また、ま
た、静的光散乱法による分子量測定器(大塚電子製DL
S−7000)によって重量平均分子量を測定した。結
果を表1に示す。
【0021】
【実施例3】攪拌機および温度制御装置を備えた反応槽
に沸点190°Cないし230°Cのイソパラフィン1
26.0gおよびソルビタンモノオレート12.0gを
仕込み溶解させた。別に脱イオン水60.0gおよびア
クリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物
80%水溶液182.6g、アクリルアミド50%水溶
液107.2g(単量体のモル比はDMQ:AAM=5
0:50)混合しpHを3.54に調節し、油と水溶液
を混合し、ホモジナイザーにて1000rpmで60分
間攪拌乳化した。得られたエマルジョンにイソプロピル
アルコール1.68g(対単量体0.02重量%)を加
え、単量体溶液の温度を25〜28°Cに保ち、窒素置
換を30分行った後、過酸化水素の20%水溶液1.2
g(体単量体0.12重量%)を加え、重合反応を開始
させ、3時間反応させた後、60℃に昇温しそのまま3
0分間保ち、反応を完結させた。重合後、生成した油中
水型エマルジョンに転相剤としてポリオキシエチレント
リデシルエ−テル12.0g(対液2.4重量%)を添
加混合して試験に供する試料(試料−3)(本発明の凝
集剤)とした。また、また、静的光散乱法による分子量
測定器(大塚電子製DLS−7000)によって重量平
均分子量を測定した。結果を表1に示す。
【0022】
【実施例4】攪拌機および温度制御装置を備えた反応槽
に沸点190°Cないし230°Cのイソパラフィン1
26.0gおよびソルビタンモノオレート12.0gを
仕込み溶解させた。別に脱イオン水75.0gおよびア
クリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物
80%水溶液117.6g、アクリルアミド50%水溶
液161.0g(単量体のモル比はDMQ:AAM=3
0:70)混合しpHを3.37に調節し、油と水溶液
を混合し、ホモジナイザーにて1000rpmで60分
間攪拌乳化した。得られたエマルジョンにイソプロピル
アルコールの10%水溶液0.9g(対単量体0.05
重量%)を加え、単量体溶液の温度を25〜28°Cに
保ち、窒素置換を30分行った後、過酸化水素の20%
水溶液1.3g(体単量体0.15重量%)を加え、重
合反応を開始させ、3時間反応させた後、60℃に昇温
しそのまま30分間保ち、反応を完結させた。重合後、
生成した油中水型エマルジョンに転相剤としてポリオキ
シエチレントリデシルエ−テル12.5g(対液2.5
重量%)を添加混合して試験に供する試料(試料−4)
(本発明の凝集剤)とした。また、また、静的光散乱法
による分子量測定器(大塚電子製DLS−7000)に
よって重量平均分子量を測定した。結果を表1に示す。
【0023】
【実施例5】攪拌機および温度制御装置を備えた反応槽
に沸点190°Cないし230°Cのイソパラフィン1
26.0gおよびソルビタンモノオレート12.0gを
仕込み溶解させた。別に脱イオン水80.0g、アクリ
ル酸の80%水溶液14.6g(以下AACと略記)、
アクリルアミド50%水溶液138.0g混合し水酸化
ナトリウムで85当量%中和したの後、アクリロイルオ
キシエチルトリメチルアンモニウム塩化物80%水溶液
115.5gを中和した溶液に添加した(単量体のモル
比はDMQ:AAC:AAM=30:10:60)。そ
の後、油と水溶液を混合し、ホモジナイザーにて100
0rpmで60分間攪拌乳化した。得られたエマルジョ
ンにイソプロピルアルコール10%水溶液0.8g(対
単量体0.05重量%)を加え、単量体溶液の温度を2
5〜28°Cに保ち、窒素置換を30分行った後、過酸
化水素の10%水溶液2.3g(体単量体0.1重量
%)を加え、重合反応を開始させ、3時間反応させた
後、60℃に昇温しそのまま30分間保ち、反応を完結
させた。重合後、生成した油中水型エマルジョンに転相
剤としてポリオキシエチレントリデシルエ−テル12.
5g(対液2.5重量%)を添加混合して試験に供する
試料(試料−5)(本発明の凝集剤)とした。また、ま
た、静的光散乱法による分子量測定器(大塚電子製DL
S−7000)によって重量平均分子量を測定した。結
果を表1に示す。
【0024】
【実施例6】攪拌機および温度制御装置を備えた反応槽
に沸点190°Cないし230°Cのイソパラフィン1
26.0gおよびソルビタンモノオレート12.0gを
仕込み溶解させた。別に脱イオン水85.0g、アクリ
ル酸の80%水溶液24.8g(以下AACと略記)、
アクリルアミド50%水溶液39.2g混合し水酸化ナ
トリウムでアクリル酸の85当量%中和したの後、アク
リロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物8
0%水溶液200.0gを中和した溶液に添加した(単
量体のモル比はDMQ:AAC:AAM=60:20:
20)。その後、油と水溶液を混合し、ホモジナイザー
にて1000rpmで60分間攪拌乳化した。得られた
エマルジョンにイソプロピルアルコール10%水溶液
1.4g(対単量体0.07重量%)を加え、単量体溶
液の温度を25〜28°Cに保ち、窒素置換を30分行
った後、過酸化水素の10%水溶液2.3g(体単量体
0.1重量%)を加え、重合反応を開始させ、3時間反
応させた後、60℃に昇温しそのまま30分間保ち、反
応を完結させた。重合後、生成した油中水型エマルジョ
ンに転相剤としてポリオキシエチレントリデシルエ−テ
ル10.0g(対液2.0重量%)を添加混合して試験
に供する試料(試料−6)(本発明の凝集剤)とした。
また、また、静的光散乱法による分子量測定器(大塚電
子製DLS−7000)によって重量平均分子量を測定
した。結果を表1に示す。
【0025】
【比較例1】攪拌機および温度制御装置を備えた反応槽
に沸点190°Cないし230°Cのイソパラフィン1
26.0gおよびソルビタンモノオレート12.0gを
仕込みよう明きさせた。別に脱イオン水70.0gおよ
びアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩
化物(以下DMQと略記)80%水溶液281.3gを
混合し溶解させ、pHを4.12に調節し、油と水溶液
を混合し、ホモジナイザーにて1000rpmで60分
間攪拌乳化した。得られたエマルジョンにイソプロピル
アルコール10%水溶液1.1g(対単量体0.05重
量%)を加え、単量体溶液の温度を25〜28°Cに保
ち、窒素置換を30分行った後、過酸化水素の10%水
溶液4.5g(対単量体0.20重量%)を加え、重合
反応を開始させた。反応温度を25〜28℃で7時間反
応させ重合を完結させた。重合後、生成した油中水型エ
マルジョンに転相剤としてポリオキシエチレントリデシ
ルエ−テル11.0g(対液2.2重量%)を添加混合
して試験に供する試料(比較品−1)(本発明の凝集
剤)とした。また、また、静的光散乱法による分子量測
定器(大塚電子製DLS−7000)によって重量平均
分子量を測定した。結果を表1に示す。
【0026】
【比較例2】攪拌機および温度制御装置を備えた反応槽
に沸点190°Cないし230°Cのイソパラフィン1
26.0gおよびソルビタンモノオレート12.0gを
仕込み溶解させた。別に脱イオン水85.0g、アクリ
ル酸の80%水溶液24.8g(以下AACと略記)、
アクリルアミド50%水溶液39.2g混合し水酸化ナ
トリウムでアクリル酸の85当量%中和したの後、アク
リロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物8
0%水溶液200.0gを中和した溶液に添加した(単
量体のモル比はDMQ:AAC:AAM=60:20:
20)。その後、油と水溶液を混合し、ホモジナイザー
にて1000rpmで60分間攪拌乳化した。得られた
エマルジョンにイソプロピルアルコール10%水溶液
1.4g(対単量体0.07重量%)を加え、単量体溶
液の温度を25〜28°Cに保ち、窒素置換を30分行
った後、過酸化水素の10%水溶液2.3g(体単量体
0.1重量%)を加え、重合反応を開始させた。反応温
度を25〜28℃で7時間反応させ重合を完結させた。
重合後、生成した油中水型エマルジョンに転相剤として
ポリオキシエチレントリデシルエ−テル10.0g(対
液2.0重量%)を添加混合して試験に供する試料(比
較品−2)(本発明の凝集剤)とした。また、また、静
的光散乱法による分子量測定器(大塚電子製DLS−7
000)によって重量平均分子量を測定した。結果を表
1に示す。
【0027】
【比較例3】攪拌機および温度制御装置を備えた反応槽
に沸点190°Cないし230°Cのイソパラフィン1
26.0gおよびソルビタンモノオレート12.0gを
仕込み溶解させた。別に脱イオン水70.0gおよびア
クリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物
(以下DMQと略記)80%水溶液281.3gを混合
し溶解させ、pHを4.01に調節し、油と水溶液を混
合し、ホモジナイザーにて1000rpmで60分間攪
拌乳化した。得られたエマルジョンにイソプロピルアル
コール10%水溶液1.1g(対単量体0.05重量
%)を加え、単量体溶液の温度を25〜28°Cに保
ち、窒素置換を30分行った後、2、2’−アゾビス
〔2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プ
ロパン〕二塩化水素化物、2.2g(体単量体0.1重
量%)を加え、7時間反応させ重合を完結させた。生成
した油中水型エマルジョンに転相剤としてポリオキシエ
チレントリデシルエ−テル11.0g(対液2.2重量
%)を添加混合して試験に供する試料(比較品−3)と
した。また、また、静的光散乱法による分子量測定器
(大塚電子製DLS−7000)によって重量平均分子
量を測定した。結果を表2に示す。
【0028】
【比較例4】比較例1同様にアクリロイルオキシエチル
トリメチルアンモニウム塩化物とアクリルアミドのモル
比が50:50からなる重合体の油中水型エマルジョン
(比較品−4)を合成し、その後、同様の処、測定を行
った。結果を表2に示す。
【0029】
【比較例5】比較例1同様にアクリロイルオキシエチル
トリメチルアンモニウム塩化物とアクリル酸とアクリル
アミドのモル比が60:20:20からなる重合体の油
中水型エマルジョン(比較品−5)を合成し、その後、
同様の処、測定を行った。結果を表2に示す。
【0030】
【比較例6】攪拌機および温度制御装置を備えた反応槽
に沸点190°Cないし230°Cのイソパラフィン1
26.0gおよびソルビタンモノオレート12.0gを
仕込み溶解させた。別に脱イオン水85.0g、アクリ
ル酸の80%水溶液24.8g(以下AACと略記)、
アクリルアミド50%水溶液39.2g混合し水酸化ナ
トリウムでアクリル酸の85当量%中和したの後、アク
リロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物8
0%水溶液200.0g及びN、N−メチレンビスアク
リルアミドの10%水溶液0.6gを中和した溶液に添
加した(単量体のモル比はDMQ:AAC:AAM=6
0:20:20)。その後、油と水溶液を混合し、ホモ
ジナイザーにて1000rpmで60分間攪拌乳化し
た。得られたエマルジョンにイソプロピルアルコール1
0%水溶液1.4g(対単量体0.07重量%)を加
え、単量体溶液の温度を25〜28°Cに保ち、窒素置
換を30分行った後、過酸化水素の10%水溶液2.3
g(体単量体0.1重量%)を加え、重合反応を開始さ
せた。反応温度を25〜28℃で7時間反応させ重合を
完結させた。重合後、生成した油中水型エマルジョンに
転相剤としてポリオキシエチレントリデシルエ−テル1
0.0g(対液2.0重量%)を添加混合して試験に供
する試料(比較品−6)(本発明の凝集剤)とした。ま
た、また、静的光散乱法による分子量測定器(大塚電子
製DLS−7000)によって重量平均分子量を測定し
た。結果を表1に示す。
【0031】
【実施例7〜12】都市下水余剰汚泥(pH6.85、
全ss分19、400mg/L)200mLをポリビ−
カ−に採取し、塩化第二鉄溶液を見かけで1000pp
m添加しビ−カ−移し変え攪拌10回を行い、表1の試
作品−1〜6を対液500ppm添加し、ビ−カ−移し
変え攪拌10回行った後、T−1179Lの濾布(ナイ
ロン製)により濾過し、45秒後の濾液量を測定した。
また濾過した汚泥をプレス圧2Kg/m2で1分間脱水
する。その後ケ−キ自己支持性(脱水ケ−キの硬さ、含
水率と関係)、ケ−キ含水率(105℃で20hr乾
燥)および濾布剥離を測定した。結果を表2に示す。
【0032】
【比較例7〜11】表2の比較合成例の比較品−1〜6
を用いた他は、実施例7〜14と同様な試験操作により
行った。結果を表2に示す。
【0033】
【実施例12〜18】実施例7〜12と同種の都市下水
余剰汚泥(pH6.85、全ss分19、400mg/
L)を用い試験を行った。汚泥200mLをポリビ−カ
−に採取し、表1の試作品−1〜6を対液500ppm
添加し、ビ−カ−移し変え攪拌10回行った後、アニオ
ン性凝集剤(V−320、アニオン化度20モル%、分
子量1200万、ハイモ社製)の0.1%水溶液を20
0ppm添加しビ−カ−移し変え攪拌10回を行いT−
1179Lの濾布(ナイロン製)により濾過し、45秒
後の濾液量を測定した。また濾過した汚泥をプレス圧2
Kg/m2で1分間脱水する。その後ケ−キ自己支持性
(脱水ケ−キの硬さ、含水率と関係)、ケ−キ含水率
(105℃で20hr乾燥)および濾布剥離を測定し
た。結果を表3に示す。
【0034】
【比較例12〜16】表2の比較合成例の比較品−1〜
6を用いた他は、実施例13〜18と同様な試験操作に
より行った。結果を表3に示す。
【0035】
【実施例19〜24】化学工場余剰汚泥(pH7.0
0、全ss分26、500mg/L)200mLをポリ
ビ−カ−に採取し、表1の試作品−1〜6を対液550
ppm添加し、ビ−カ−移し変え攪拌10回行った後、
アニオン性凝集剤0.1%水溶液(ハイモロックV−3
10、アニオン化度10モル%、分子量1200万、ハ
イモ社製)をそれぞれ対液を250ppm添加し、ビ−
カ−移し変え攪拌10回を行った後、T−1179Lの
濾布(ナイロン製)により濾過し、45秒後の濾液量を
測定した。また濾過した汚泥をプレス圧2Kg/m2で
1分間脱水する。その後ケ−キ自己支持性(脱水ケ−キ
の硬さ、含水率と関係)、ケ−キ含水率(105℃で2
0hr乾燥)および濾布剥離を測定した。結果を表4に
示す。
【0036】
【比較例17〜20】表2の比較合成例の比較品−1〜
6を用いた他は、実施例19〜24と同様な試験操作に
より行った。結果を表4に示す。
【0037】
【表1】 DMQ:アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニ
ウム塩化物、AAM:アクリルアミド、AAC:アクリ
ル酸
【0038】
【表2】 45秒後濾水量:mL、ケ−キ含水率:%、
【0039】
【表3】 45秒後濾水量:mL、ケ−キ含水率:%、
【0040】
【表4】 45秒後濾水量:mL、ケ−キ含水率:%、
フロントページの続き Fターム(参考) 4D015 BA06 BA17 CA12 DB03 DB15 DC03 DC07 EA35 FA19 4D059 AA03 BE01 BE15 BE25 DB24 DB26 4G065 AB01X AB10Y AB12Y AB38Y BA06 BB01 CA04 DA10 EA01 FA01 FA02 4J011 LA04 LB07 LB10 4J100 AG04Q AJ02R AJ08R AJ09R AL03Q AL08P AL09Q AM15P AM15Q AM15R AM21Q AP01R BA04P BA20R BA29P BA32P BC43P CA03 CA04 CA05 FA21 JA18

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水溶性カチオン性単量体を含有する単量
    体混合物の水溶液を不連続相とし、油溶性乳化剤を含有
    する液状炭化水素を連続相とする油中水型エマルジョン
    を形成させ重合するに際し、過酸化水素あるいは過酸化
    水素を発生する物質を添加して重合することを特徴とす
    る油中水型高分子エマルジョンの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記水溶性カチオン性単量体を含有する
    単量体混合物が下記一般式(1)で表わされるカチオン
    性単量体5〜100モル%とアクリルアミドを0〜95
    モル%と下記一般式(2)で表わされるアニオン性単量
    体0〜40モル%からなることを特徴とする請求項1に
    記載の油中水型高分子エマルジョン。 【化1】 R1は水素またはメチル基、R2、R3は炭素数1〜5
    のアルキル基、アルコキシル基あるいはベンジル基、R
    4は水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、アルコキシ
    ル基あるいはベンジル基、Aは酸素原子またはNH、B
    はC2〜C3のアルキレン基またはアルコキシレン基、
    Xは陰イオン 【化2】 R5は水素、メチル基またはカルボキシメチル基、R6
    は水素またはカルボキシル基、AはSO3、C6H4S
    O3、CONHC(CH3)2CH2SO3あるいはC
    OO、Yは水素または陽イオン、あるいはCOOZ、Z
    は水素または陽イオン
  3. 【請求項3】 前記過酸化水素あるいは過酸化水素を発
    生する物質の単量体あるいは単量体混合物に対する添加
    量が、0.005〜5重量%であることを特徴とする請
    求項1あるいは2に記載の油中水型高分子エマルジョ
    ン。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3に記載の油中水型高分子エ
    マルジョンに親水性界面活性剤を混合し、水により希釈
    した後、有機質汚泥に添加し、凝集させた後脱水機によ
    り脱水することを特徴とする油中水型高分子エマルジョ
    ンの使用方法。 【0001】
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