JP2002249503A - 両性水溶性高分子分散液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 良好な濾水性と濾布剥離性を有する凝集状態
を実現できる汚泥脱水剤としての両性高分子を高濃度で
効率良く合成する重合方法を提供し、さらにその両性高
分子脱水剤を使用して、効率良く有機汚泥を脱水する方
法を提供する。 【解決手段】 メタクリレ−ト系四級アンモニウム塩基
含有単量体、アクリレ−ト系四級アンモニウム塩基含有
単量体、（メタ）アクリル酸及びアクリルアミドのモル
％をそれぞれａ、ｂ、ｃ、ｄとすると、ａ、ｂ、ｃ、ｄ
が５０≧ａ≧５、５０≧ｂ≧５、４０≧ｃ≧５、８５≧
ｄ≧０の範囲にある単量体混合物を塩水溶液中で該塩水
溶液に可溶な高分子分散剤共存下で、分散重合法により
製造した粒系１００ｍμ以下の高分子微粒子からなる両
性水溶性高分子分散液によって達成できる。また、この
分散液を水に溶解した溶液を汚泥に添加混合することに
より達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は両性水溶性高分子分
散液に関するものであり、詳しくは特定のカチオン性単
量体、アニオン性単量体及び非イオン性単量体を塩水溶
液中で共重合することによって製造した両性水溶性高分
子からなる分散液に関するものであり、さらに無機凝集
剤とを併用することにより有機汚泥を脱水処理する汚泥
の脱水方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、汚泥の脱水処理には、カチオン性
高分子脱水剤が単独で使用されているが、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
性高分子脱水剤では、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、ケーキのろ布から
の剥離性などの点で処理状態は必ずしも満足できるもの
ではなく、改善が求められている。これら従来のカチオ
ン性高分子脱水剤の欠点を改良するために、両性高分子
脱水剤が種々提案されているが、これらの両性高分子脱
水剤は必ずしも十分に満足しうるものではない。例え
ば、（１）三級アミノ基を有する両性高分子脱水剤（特
開昭６２−２０５１１２号公報）、（２）四級アンモニ
ウム基を含む両性高分子脱水剤（特開昭５３−１４９２
９２号公報）、（３）三級と四級を含む両性高分子脱水
剤（特開平３−１８９００号公報）などが開示されてい
る。 【０００３】しかし、前記（１）の両性高分子脱水剤に
おいては、従来のカチオン性高分子脱水剤に比べて凝集
性に優れ、大きな凝集フロックを形成するものの、下水
やし尿の消化汚泥などのpHの高い汚泥に対しては、三級
アミノ基の解離状態の問題で著しく性能が低下してしま
うことや、ｐＨも含めて汚泥濃度などの汚泥性状変化に
影響を受けやすく、安定した処理ができない上、粉末や
溶液状態での製品の安定性の点で従来のカチオン性高分
子脱水剤に比べて劣るなどの欠点がある。また、前記
（２）の両性高分子脱水剤においては、三級アミノ基を
含む両性高分子脱水剤に比べて、製品安定性が良好で、
かつ従来のカチオン性高分子脱水剤に比べて凝集力はあ
るものの、必要添加量が多い、ケーキ含水率が高い、ろ
布からのケーキの剥離性が悪いなど、改善すべき点が多
い。一方、前記（３）の両性高分子脱水剤は、該（１）
及び（２）の脱水剤が有する欠点は改善されているもの
の、必要添加量の点や、ケーキ含水率の点ではまだ満足
できるレベルではない。また、高分子凝集剤は、その分
子量を高めれば凝集力は高まるが、汚泥への分散性や脱
水ケ−キの「ベトツキ」など副次的な反作用が発生して
きて、種々開発された高分子そのものは実用化に際して
はまだまだ改善すべき点は多い。 【０００４】こうした中で、両性高分子脱水剤の改良も
進められている。例えばジアルキルアミノエチルアクリ
レ−トとジアルキルアミノエチルメタアクリレ−トのそ
れぞれ四級アンモニウム塩基を両方含有する両性高分子
も提案されていて、特開平３−２９３１００号公報は両
方を含有し、特にメタクリレ−ト１〜５モル％を含有す
る両性高分子脱水剤が開示されている。また、特開平７
−２５６２９９号公報は、メタクリレ−ト含有率の高
く、カチオン性基含有率の高い両性高分子脱水剤が開示
され、特開平７−２５６３００号公報は、アクリレ−ト
含有率が高く、アニオン性基含有率の高い両性高分子脱
水剤が開示されている。さらに近年、分子中に架橋処理
を施した両性高分子が幅広く検討されている。有機質汚
泥をベルトプレスやフィルタ−プレスにより脱水する
際、良好な剥離性を得るためには、こうした架橋高分子
が効果を発揮する場合が多い。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ベル
トプレス、あるいはフィルタ−プレス用汚泥脱水剤を開
発するに際し、良好な濾水性と濾布剥離性を有する凝集
状態を実現できる脱水剤を開発するため、アクリレ−ト
系四級アンモニウム塩基含有単量体とメタクリレ−ト系
四級アンモニウム塩基含有単量体からなるカチオン性基
を有する両性高分子を高濃度で効率良く合成する重合方
法を提供し、さらにその両性高分子脱水剤を使用して、
効率良く有機汚泥を脱水する方法を提供することであ
る。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するため鋭意検討した結果、以下のような発明に達
した。すなわち請求項１の発明は、下記一般式（１）、
（２）、（３）で表わされる単量体及び（メタ）アクリ
ルアミドのモル％をそれぞれａ、ｂ、ｃ、ｄとすると、
ａ、ｂ、ｃ、ｄが５０≧ａ≧５、５０≧ｂ≧５、４０≧
ｃ≧５、８５≧ｄ≧０の範囲にある単量体混合物を塩水
溶液中で該塩水溶液に可溶なイオン性高分子分散剤共存
下で、分散重合法により製造した粒系１００ｍμ以下の
高分子微粒子からなる両性水溶性高分子分散液である。 【化１】 Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は炭素数１〜３のアルキルまたアルコ
キシ基あるいはベンジル基であり、同種でも異種でも良
い、Ｘ１は陰イオンをそれぞれ表わす 【化２】 Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は炭素数１〜３のアルキルまたアルコ
キシ基あるいはベンジル基であり、同種でも異種でも良
い、Ｘ２は陰イオンをそれぞれ表わす 【化３】Ｒ７は水素、メチル基またはカルボキシメチル基、Ｒ８
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 【０００７】請求項２の発明は、前記一般式（１）、
（２）、（３）で表わされる単量体のモル％をａ、ｂ、
ｃとすると、ａ、ｂ、ｃが３０≧ａ≧５、５０≧ｂ≧１
０、３０≧ｃ≧５の範囲にあり、ｂ＞ａのとき０．９≧
ｂ／（ａ＋ｂ）≧０．５、０．９５≧ｃ／（ａ＋ｂ）≧
０．１の条件を満たす関係にあることを特徴とする請求
項１に記載の両性水溶性高分子分散液である。 【０００８】請求項３の発明は、前記一般式（１）、
（２）、（３）で表わされる単量体のモル％をａ、ｂ、
ｃとすると、ａ、ｂ、ｃが５０≧ａ≧１０、３０≧ｂ≧
５、３０≧ｃ≧５の範囲にあり、ａ＞ｂのとき０．９≧
ａ／（ａ＋ｂ）≧０．５、０．９５≧ｃ／（ａ＋ｂ）≧
０．１の条件を満たす関係にあることを特徴とする請求
項１に記載の両性水溶性高分子分散液である。 【０００９】請求項４の発明は、前記単量体混合物に対
し、０．０００１〜０．０１モル％の架橋性単量体を共
存させ重合することを特徴とする請求項１〜３に記載の
両性水溶性高分子分散液である。 【００１０】請求項５の発明は、前記高分子分散剤がイ
オン性であることを特徴とする請求項１に記載の両性水
溶性高分子分散液である。 【００１１】請求項６の発明は、前記高分子分散剤のイ
オン当量が１．５〜１５ｍｅｑ／ｇであることを特徴と
する請求項２に記載の両性水溶性高分子分散液である。 【００１２】請求項７の発明は、前記両性高分子分散液
を構成する両性水溶性高分子の分子量が２００万〜２０
００万であることを特徴とする請求項１〜３に記載の両
性水溶性高分子分散液である。 【００１３】請求項８の発明は、前記塩水溶液を構成す
る塩が、少なくとも一種の多価アニオン性塩を含有する
ことを特徴とする請求項１に記載の両性水溶性高分子分
散液である。 【００１４】請求項９の発明は、請求項１〜７に記載の
両性水溶性高分子分散液を水に溶解した後、有機汚泥に
添加、混合した後、脱水機により脱水することを特徴と
する有機汚泥の脱水方法である。 【００１５】請求項１０の発明は、無機凝集剤を併用す
ることを特徴とする請求項９に記載の有機汚泥の脱水方
法である。 【００１６】 【発明の実施の形態】本発明の両性水溶性高分子分散液
は、塩水溶液中で該塩水溶液に可溶なイオン性高分子分
散剤共存下で、分散重合法により製造した粒系１００ｍ
μ以下の高分子微粒子からなる。塩水溶液中に分散した
高分子微粒子分散液からなる水溶性重合体は、特開昭６
２−１５２５１号公報などによって製造することができ
る。具体的に製造方法を説明すると以下のようである。
硫酸アンモニウムのような多価アニオン塩の水溶液を調
製し、この中にメタクリレ−ト系四級アンモニウム塩基
含有単量体とアクリレ−ト系四級アンモニウム塩基含有
単量体とを特定の割合にしこみ、さらに（メタ）アクリ
ル酸とアクリルアミドを加え、分散剤としてアクリロイ
ルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物重合体の
ようなイオン性高分子を重合前に共存させる。この時の
ｐＨは２〜６に設定する。、混合物を均一に溶解した
後、窒素置換により反応系の酸素を除去しラジカル重合
性開始剤を添加することによって重合を開始させ、重合
体を製造することができる。また、重合開始前に連鎖移
動剤や架橋剤などを共存させることは他の重合法と同様
である。また、グリセリン、ポリエチレングリコール等
の多価アルコールが共存すると、析出状態が更に良好に
なることもある。 【００１７】一般式（１）で表わされるメタクリレ−ト
系四級アンモニウム塩基含有単量体の例としては、メタ
クロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物、
メタクロイルオキシエチルジエチルメチルアンモニウム
塩化物、メタクロイルオキシエチルジメチルベンジルア
ンモニウム塩化物あるいはメタクロイルオキシエチルジ
エチルベンジルアンモニウム塩化物が上げられる。 【００１８】一般式（２）で表わされるアクリレ−ト系
四級アンモニウム塩基含有単量体の例としては、アクロ
イルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物、アク
ロイルオキシエチルジエチルメチルアンモニウム塩化
物、アクロイルオキシエチルジメチルベンジルアンモニ
ウム塩化物あるいはアクロイルオキシエチルジエチルベ
ンジルアンモニウム塩化物が上げられる。 【００１９】一般式（３）で表わされる単量体の例とし
ては、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、
アクリルアミド２−メチルプロパンスルフォン酸あるい
はベンゼンスルフォン酸などである。 【００２０】次ぎにこれら単量体の共重合比について説
明する。すなわち前記一般式（１）、（２）、（３）で
表わされる単量体及び（メタ）アクリルアミドのモル％
をそれぞれａ、ｂ、ｃ、ｄとすると、単量体のモル％
ａ、ｂ、ｃ、ｄは、５０≧ａ≧５、５０≧ｂ≧５、４０
≧ｃ≧５、８５≧ｄ≧０の範囲にある。また好ましく
は、４０≧ａ≧５、４０≧ｂ≧５、３０≧ｃ≧５、８５
≧ｄ≧０である。 【００２１】またメタクリレ−ト系四級アンモニウム塩
基含有単量体とアクリレ−ト系四級アンモニウム塩基含
有単量体との比率、あるいはカチオン性単量体とアニオ
ン性単量体である（メタ）アクリル酸との比率は、以下
のようであることがより好ましい。すなわちｂ＞ａの場
合は３０≧ａ≧５、５０≧ｂ≧１０、３０≧ｃ≧５の範
囲にあり、かつ０．９≧ｂ／（ａ＋ｂ）≧０．５、０．
９５≧ｃ／（ａ＋ｂ）≧０．１である。またもう一つの
場合としてａ＞ｂのと、５０≧ａ≧１０、３０≧ｂ≧
５、３０≧ｃ≧５の範囲にあり、かつ０．９≧ａ／（ａ
＋ｂ）≧０．５、０．９５≧ｃ／（ａ＋ｂ）≧０．１の
条件を満たす関係にある。 【００２２】以下、二つの場合について説明する。ｂ＞
ａの場合は、３０≧ａ≧５、５０≧ｂ≧１０、３０≧ｃ
≧５の範囲にあり、０．９≧ｂ／（ａ＋ｂ）≧０．５、
０．９５≧ｃ／（ａ＋ｂ）≧０．１である。これはアク
リレ−ト系四級アンモニウム塩基含有単量体が、全カチ
オン性単量体中で５０モル％以上、９０モル％以下であ
り、アニオン性単量体のモル比が全カチオン性単量体に
対して１０モル％以上、９５モル％以下であることを意
味する。重合反応的にみれば、メタクリレ−トはアクリ
レ−トに較べ反応性がやや低下していて、特に架橋剤を
共存させ架橋処理を施した両性高分子を合成する場合に
は、メタクリレ−トは不利で、アクリレ−トのほうが重
合反応も速やかに進むため、生産性、重合度の調節など
長所が多い。そのため架橋性単量体との共重合による架
橋反応も起き易く、架橋度の調節もしやすい。食品工業
関係排水の余剰汚泥などをベルトプレスで脱水する場合
は、この架橋性両性高分子が適している。 【００２３】一方、ａ＞ｂの場合、５０≧ａ≧１０、３
０≧ｂ≧５、３０≧ｃ≧５の範囲にあり、かつ０．９≧
ａ／（ａ＋ｂ）≧０．５、０．９５≧ｃ／（ａ＋ｂ）≧
０．１の条件を満たす関係にある場合は、メタクリレ−
ト系四級アンモニウム塩基含有単量体が、全カチオン性
単量体中で５０モル％以上、９０モル％以下であり、ア
ニオン性単量体のモル比が全カチオン性単量体に対して
１０モル％以上、９５モル％以下であることを意味す
る。前述のようにメタクリレ−ト系四級アンモニウム塩
基含有単量体は、アクリレ−ト系四級アンモニウム塩基
含有単量体に較べ反応性が低く高重合度品が得られにく
い。しかし、α−炭素にメチル基が結合しているため、
耐加水分解性がある、α−炭素に水素が結合していない
ため分岐構造が起き難く、その結果、架橋による高分子
の不溶化が起き難い、適度な疎水性があるなど長所もあ
る。この高分子は、たとえば下水消化汚泥などに優れた
脱水効果がある。 【００２４】こうした理由によって本発明は、それぞれ
の場合によってメタクリレ−ト系四級アンモニウム塩基
含有単量体とアクリレ−ト系四級アンモニウム塩基含有
単量体との比率を調節し使い分ける。また、架橋剤を共
存させて重合して架橋性高分子を合成することにより、
脱水ケ−キの「ベトツキ」を改善することも可能であ
る。 【００２５】そのような架橋剤の例としてＮ，Ｎ−メチ
レンビスアクリルアミドやエチレングリコ−ル（メタ）
アクリレ−トなどの多官能性単量体、あるいはＮ，Ｎ−
ジメチル（メタ）アクリルアミドやＮ，Ｎ−ジエチル
（メタ）アクリルアミドなど熱架橋性単量体がある。 【００２６】本発明の両性水溶性高分子の分子量として
は、２００万〜２０００万であり、好ましくは３００万
〜１５００万であり、最も好ましくは５００万〜１００
０万である。２００万以下では、凝集力が不足し、十分
な脱水効果が発現せず、２０００万以上では、溶液粘度
が高くなり過ぎ汚泥への分散性が低下する。 【００２７】使用する高分子分散剤としては、イオン性
あるいは非イオン性とも使用可能であるが、好ましくは
イオン性である。まずカチオン性高分子としては、カチ
オン性単量体である（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、ジメチルジアリルアン
モニウム塩化物などであるが、これらカチオン性単量体
と非イオン性単量体との共重合体も使用可能である。非
イオン性単量体の例としては、アクリルアミド、Ｎ−ビ
ニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニ
ルピロリドン、Ｎ、Ｎ−ジメチルアクリルアミド、アク
リロニトリル、ジアセトンアクリルアミド、２−ヒドロ
キシエチル（メタ）アクリレ−トのなどであるが、アク
リルアミドとの共重合体が好ましい。 【００２８】一方アニオン性分散としては、アクリルア
ミド２−メチルプロパンスルホン酸（塩）やスチレンス
ルホン酸（塩）などのアニオン性単量体の（共）重合体
も使用可能である。これらアニオン性単量体とカルボキ
シル基含有単量体、例えばアクリル酸、メタクリル酸、
イタコン酸などとの共重合体も使用可能である。さらに
非イオン性の単量体であるアクリルアミド、Ｎ−ビニル
ホルムアミド、、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニル
ピロリドン、Ｎ、Ｎ−ジメチルアクリルアミド、アクリ
ロニトリル、ジアセトンアクリルアミド、２−ヒドロキ
シエチル（メタ）アクリレ−トのなどとの共重合体、さ
らに無水マレイン酸／ブテン共重合物の部分アミド化物
も使用可能であるが、アクリルアミドとの共重合体が好
ましい。 【００２９】また、非イオン性高分子としては、ポリビ
ニルピロリドン、アクリルアミド／ポリビニルカプロラ
クタム共重合体、アクリルアミド／スチレン共重合体あ
るいは無水マレイン酸／ブテン共重合物の完全アミド化
物などアミド基と若干の疎水性基を有する水溶性高分子
が有効である。 【００３０】これらカチオン性あるいはアニオン性高分
子分散剤の分子量としては、５、０００から２００万、
好ましくは５万から１００万である。また、非イオン性
高分子分散剤の分子量としては、１，０００〜１０万で
あり、好ましくは１，０００〜５万である。これら非イ
オン性あるいはイオン性高分子分散剤の単量体に対する
添加量は、単量体に対して１／１００〜１／１０であ
り、好ましくは２/１００〜８／１００である。 【００３１】重合条件は通常、使用する単量体や共重合
モル％によって適宜決めていき、温度としては０〜１０
０℃の範囲で行う。重合開始はラジカル重合開始剤を使
用する。これら開始剤は油溶性あるいは水溶性のどちら
でも良く、アゾ系,過酸化物系、レドックス系いずれで
も重合することが可能である。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−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。 【００３２】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）などがあげられる。ま
たレドックス系の例としては、ペルオクソ二硫酸アンモ
ニウムと亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、ト
リメチルアミン、テトラメチルエチレンジアミンなどと
の組み合わせがあげられる。さらに過酸化物の例として
は、ペルオクソ二硫酸アンモニウムあるいはカリウム、
過酸化水素、ベンゾイルペルオキサイド、ラウロイルペ
ルオキサイド、オクタノイルペルオキサイド、サクシニ
ックペルオキサイド、t-ブチルペルオキシ２−エチルヘ
キサノエ−トなどをあげることができる。これら開始剤
の中で最も好ましいのは、水溶性アゾ開始剤である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〕二塩化水素化物である。 【００３３】この発明は、塩水溶液中で重合を行い、生
成した水溶性カチオンモノマーを析出させること、及び
微粒子となるようにポリマーの析出状態を調節すること
の２点から成る。多価アニオン塩水溶液によるポリマー
の析出は、ホフマイスター系列等から容易に説明される
従来公知の現象である。ベンジル基を有するカチオンモ
ノマー単位は、特に、塩析され易く、アミド基はそれに
次ぐものである。添加ポリマー２種の効果発現機構は、
不明であるが、適当な重合の場を提供すること及び電気
的反発力により会合を阻止する作用が働くものと推測さ
れる。特に、塩水溶液不溶の水溶性カチオンポリマー
は、モノマーが共存すると、塩水溶液に溶解する等の複
雑な挙動を示し、確たる理論的説明ができる状態には至
っていない。 【００３４】本発明の一級アミノ基含有重合体分散液か
らなる凝集剤は、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また、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
に適用可能である。特に有効な対象物として下水、し尿
の消化汚泥、あるいは食品工業排水の余剰汚泥などに優
れた効果を発揮する。これら汚泥は、本発明の両性水溶
性高分子分散液を水に溶解し水溶液とした後、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。 【００３５】 【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。 【００３６】 【実施例１】温度計、攪拌機、窒素導入管、ペリスタポ
ンプ（ＳＭＰ−２１型、東京理化器械製）に接続した単
量体供給管およびコンデンサ−を備えた５００mＬの４
ツ口フラスコ内にメク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ＤＭＣと略記）の８０重量水溶
液％４６．３ｇ、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）の８０重量％
水溶液６０．５ｇ、アクリル酸（以下ＡＡＣと略記）の
６０重量％水溶液２０．６ｇ、アクリルアミド（以下Ａ
ＡＭと略記）の５０％水溶液３６．５ｇ、イオン交換水
１７３．１ｇ、硫酸アンモニウム１２５．０ｇ、分散剤
としてアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウ
ム塩化物単独重合体３０．０ｇ（２０重量％液、粘度６
４５０ｍＰａ・ｓ）をそれぞれしこみｐＨを３．３に調
節した。この時各単量体のモル％は、ＤＭＣ／ＤＭＱ／
ＡＡＣ／ＡＡＭ＝２５／３５／２０／２０である。次ぎ
に反応器内の温度を３０±２℃に保ち、３０分間窒素置
換をした後、開始剤として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〕ニ塩化水素化物の１％水溶液１．０ｇ（対単量体
０．０１％）を添加し重合を開始させた。内部温度を３
０±２℃に保ち重合開始から７時間反応させた時点で上
記開始剤を対単量体０．０１％追加し、さらに７時間反
応させ終了した。得られた分散液のしこみ単量体濃度は
２０％であり、ポリマー粒径は１０μｍ以下、分散液の
粘度は７５０ｍＰａ・ｓであった。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。この試料を試料−１
とする。結果を表１及び表２に示す。 【００３７】 【実施例２】実施例１と同様にＤＭＣ／ＤＭＱ／ＡＡＣ
／ＡＡＭ＝１０／４０／１０／３０からなる水溶性両性
高分子の分散液を重合した（試料−２）。結果を表１及
び表２に示す。 【００３８】 【実施例３】高分子分散剤をポリビニルピロリドン（分
子量、１０，０００）に変え、その他は実施例１と同様
にＤＭＣ／ＤＭＱ／ＡＡＣ／ＡＡＭ＝７．５／３２．５
／３７．５／２２．５からなる水溶性両性高分子の分散
液を重合した（試料−３）。結果を表１及び表２に示
す。 【００３９】 【実施例４】実施例１と同様にＤＭＣ／ＤＭＱ／ＡＡＣ
／ＡＡＭ＝３５／２５／２０／２０からなる水溶性両性
高分子の分散液を重合した（試料−４）。結果を表１及
び２に示す。 【００４０】 【実施例５】実施例１と同様にＤＭＣ／ＤＭＱ／ＡＡＣ
／ＡＡＭ＝４０／１０／１０／３０からなる水溶性両性
高分子の分散液を重合した（試料−５）。結果を表１及
び２に示す。 【００４１】 【実施例６】高分子分散剤をポリビニルピロリドン（分
子量、１０，０００）に変え、その他は実施例１と同様
にＤＭＣ／ＤＭＱ／ＡＡＣ／ＡＡＭ＝３２．５／７．５
／３７．５／２２．５からなる水溶性両性高分子の分散
液を重合した（試料−６）。結果を表１及び表２に示
す。 【００４２】 【実施例７】温度計、攪拌機、窒素導入管、ペリスタポ
ンプ（ＳＭＰ−２１型、東京理化器械製）に接続した単
量体供給管およびコンデンサ−を備えた５００mＬの４
ツ口フラスコ内にメク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ＤＭＣと略記）の８０重量水溶
液％４６．３ｇ、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）の８０重量％
水溶液６０．５ｇ、アクリル酸（以下ＡＡＣと略記）の
６０重量％水溶液２０．６ｇ、アクリルアミド（以下Ａ
ＡＭと略記）の５０％水溶液３６．５ｇ、イオン交換水
１７３．１ｇ、硫酸アンモニウム１２５．０ｇ、分散剤
としてアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウ
ム塩化物単独重合体３０．０ｇ（２０重量％液、粘度６
４５０ｍＰａ・ｓ）及びＮ、Ｎ−メチレンビスアクリル
アミドの０．１重量％水溶液０．５ｇ（対単量体０．０
００４モル％）をそれぞれしこみｐＨを３．４に調節し
た。この時各単量体のモル％は、ＤＭＣ／ＤＭＱ／ＡＡ
Ｃ／ＡＡＭ＝２５／３５／２０／２０である。次ぎに反
応器内の温度を３０±２℃に保ち、３０分間窒素置換を
した後、開始剤として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〕ニ塩
化水素化物の１％水溶液１．０ｇ（対単量体０．０１
％）を添加し重合を開始させた。内部温度を３０±２℃
に保ち重合開始から７時間反応させた時点で上記開始剤
を対単量体０．０１％追加し、さらに７時間反応させ終
了した。得られた分散液のしこみ単量体濃度は２０％で
あり、ポリマー粒径は１０μｍ以下、分散液の粘度は６
８０ｍＰａ・ｓであった。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。この試料を試料−７とする。
結果を表１及び２に示す。 【００４３】 【実施例８】実施例７と同様な操作によりＤＭＣ／ＤＭ
Ｑ／ＡＡＣ／ＡＡＭ＝１０／４０／１０／３０、Ｎ、Ｎ
−メチレンビスアクリルアミドを対単量体０．０００５
モル％からなる水溶性両性高分子の分散液を重合した
（試料−８）。結果を表１及び２に示す。 【００４４】 【実施例９】高分子分散剤をメタ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単独重合体（２０重量
％液、粘度８２００ｍＰａ・ｓ）に変え、実施例６と同
様な操作により、ＤＭＣ／ＤＭＱ／ＡＡＣ／ＡＡＭ＝
７．５／３２．５／３７．５／２２．５、Ｎ、Ｎ−メチ
レンビスアクリルアミドを対単量体０．０００６モル％
からなる水溶性両性高分子の分散液を重合した（試料−
９）。結果を表１及び２に示す。 【００４５】 【実施例１０】高分子分散剤を無水マレイン酸／ブテン
共重合物完全アミド化物（分子量、１０，０００）に変
え、その他は実施例７と同様な操作により、ＤＭＣ／Ｄ
ＭＱ／ＡＡＣ／ＡＡＭ＝３５／２５／２０／２０、Ｎ、
Ｎ−メチレンビスアクリルアミドを対単量体０．０００
４モル％からなる水溶性両性高分子の分散液を重合した
（試料−１０）。結果を表１及び表２に示す。 【００４６】 【実施例１１】実施例７と同様にＤＭＣ／ＤＭＱ／ＡＡ
Ｃ／ＡＡＭ＝４０／１０／１０／３０からなる水溶性両
性高分子の分散液を重合した（試料−１１）。結果を表
１及び表２に示す。 【００４７】 【実施例１２】高分子分散剤を無水マレイン酸／ブテン
共重合物完全アミド化物（分子量、１０，０００）に変
え、その他は実施例７と同様にＤＭＣ／ＤＭＱ／ＡＡＣ
／ＡＡＭ＝３２．５／７．５／３７．５／２２．５から
なる水溶性両性高分子の分散液を重合した（試料−１
２）。結果を表１及び表２に示す。 【００４８】 【比較例】実施例１と同様な操作によりＤＭＣ／ＤＭＱ
／ＡＡＣ／ＡＡＭ＝１０／４０／３／４７、ＤＭＣ／Ｄ
ＭＱ／ＡＡＣ／ＡＡＭ＝１０／３０／４０／２０、ＤＭ
Ｃ／ＤＭＱ／ＡＡＣ／ＡＡＭ＝４０／１０／３／４７、
ＤＭＣ／ＤＭＱ／ＡＡＣ／ＡＡＭ＝３０／１０／４０／
２０及びＤＭＣ／ＤＭＱ／ＡＡＣ／ＡＡＭ＝１０／４０
／３／４７(架橋剤、対単量体、０．０００４モル％)か
らなる両性水溶性高分子分散液を各々重合した（比較−
１〜比較−５）。結果を表１及び２に示す。 【００４９】 【実施例１３〜３７】食品加工廃水余剰汚泥（ｐＨ６．
６５、全ｓｓ２４、０００ｍｇ／ｍＬ）２００ｍＬをポ
リビ−カ−に採取し、表１あるいは表２の本発明におけ
る両性水溶性高分子、試料−１〜試料−１２を対汚泥固
形分３０００ｐｐｍ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、濾布剥離性とケ−キ自己支持性（脱水ケ−キの硬
さ、含水率と関係）を目視によりチェックし、ケ−キ含
水率（１０５℃で２０ｈｒ乾燥）を測定した。次ぎに無
機凝集剤併用した場合につき試験した。同様に汚泥２０
０ｍＬを採取し、ポリ塩化第二鉄を対汚泥固形分１６０
０ｐｐｍ添加しビ−カ−移し変え攪拌５回行った。その
後、表１あるいは表２の本発明における両性水溶性高分
子、試料−１〜試料−１２を対汚泥固形分３５００ｐｐ
ｍ添加し、ビ−カ−移し変え攪拌１０回行った後、同様
の測定を行った。結果を表３に示す。 【００５０】 【比較例５〜１５】表１あるいは表２の比較例の試料、
比較−１〜比較−５の両性高分子を用いた試験を実施例
１３〜３７と同様に行った。結果を表４に示す。 【００５１】 【実施例３７〜６０】下水消化汚泥（ｐＨ７．６８、全
ｓｓ分３１、５００ｍｇ／Ｌ）２００ｍＬをポリビ−カ
−に採取し、表１あるいは表２の本発明における両性水
溶性高分子、試料−１〜試料−１２を対汚泥固形分４５
００ｐｐｍ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。次ぎに無機凝集剤併用した場合につき試験し
た。同様に汚泥２００ｍＬを採取し、ポリ塩化第二鉄を
対汚泥固形分５０００ｐｐｍ添加しビ−カ−移し変え攪
拌５回行った。その後、表１あるいは表２の本発明にお
ける両性水溶性高分子、試料−１〜試料−１２を対汚泥
固形分３０００ｐｐｍ添加し、ビ−カ−移し変え攪拌１
０回行った後、同様の測定を行った。結果を表５に示
す。 【００５２】 【比較例１６〜２５】実施例３１〜６０と同様に表１あ
るいは表２の比較例の試料、比較−１〜比較−５の両性
水溶性高分子を用いた試験を行った。結果を表６に示
す。 【００５３】 【表１】 ＤＭＣ；メタクロイルオキシエチルトリメチルアンモニ
ウム塩化物 ＤＭＱ；アクロイルオキシエチルトリメチルアンモニウ
ム塩化物 ＡＡＣ；アクリル酸、ＡＡＭ；アクリルアミド 実施例１〜６はＮ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミド無
添加、 実施例７〜１２はＮ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミド
重合時添加、 【００５４】 【表２】架橋剤；対単量体、モル％、液粘度ｍＰａ・ｓ 分子量：単位は万 【００５５】 【表３】 無機凝集剤添加量：ｐｐｍ（対汚泥固形分） 濾液量：ｍＬ、ケ−キ含水率：重量％、 【００５６】 【表４】 無機凝集剤添加量：ｐｐｍ（対汚泥固形分） 濾液量：ｍＬ、ケ−キ含水率：重量％、 【００５７】 【表５】濾液量：ｍＬ、ケ−キ含水率：重量％、 無機凝集剤添加量：ｐｐｍ（対汚泥固形分） 【００５８】 【表６】 無機凝集剤添加量：ｐｐｍ（対汚泥固形分） 濾液量：ｍＬ、ケ−キ含水率：重量％、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 11/14 Ｃ０２Ｆ 11/14 Ｄ Ｅ Ｃ０８Ｆ 212/14 Ｃ０８Ｆ 212/14 220/06 220/06 220/34 220/34 220/58 220/58 222/02 222/02 Ｃ０８Ｌ 57/12 Ｃ０８Ｌ 57/12 Ｆターム(参考） 4D015 BA06 BA09 BB05 BB09 BB12 CA12 DA13 DB15 DB19 DB30 DC03 DC06 EA07 EA35 FA02 FA19 4D059 AA05 AA23 BE02 BE25 BE55 BE56 BE61 DA24 DB25 DB26 4J002 BC121 BG011 BG012 BG071 BG072 BG131 BG132 BH021 FD312 GD04 HA06 HA07 4J011 JA06 JB14 JB26 4J100 AB07R AJ02R AJ08R AJ09R AL08P AL08Q AL62T AM15S AM19T AM21R AM24T BA32P BA32Q BA56R BC43P BC43Q CA03 CA05 CA06 DA01 DA03 JA18

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 下記一般式（１）、（２）、（３）で表
   わされる単量体及び（メタ）アクリルアミドのモル％を
   それぞれａ、ｂ、ｃ、ｄとすると、ａ、ｂ、ｃ、ｄが５
   ０≧ａ≧５、５０≧ｂ≧５、４０≧ｃ≧５、８５≧ｄ≧
   ０の範囲にある単量体混合物を塩水溶液中で該塩水溶液
   に可溶な高分子分散剤共存下で、分散重合法により製造
   した粒系１００ｍμ以下の高分子微粒子からなる両性水
   溶性高分子分散液。 【化１】 Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は炭素数１〜３のアルキルまたアルコ
   キシ基あるいはベンジル基であり、同種でも異種でも良
   い、Ｘ１は陰イオンをそれぞれ表わす 【化２】 Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は炭素数１〜３のアルキルまたアルコ
   キシ基あるいはベンジル基であり、同種でも異種でも良
   い、Ｘ２は陰イオンをそれぞれ表わす 【化３】 Ｒ７は水素、メチル基またはカルボキシメチル基、Ｒ８
   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 【請求項２】 前記一般式（１）、（２）、（３）で表
   わされる単量体のモル％をａ、ｂ、ｃとすると、ａ、
   ｂ、ｃが３０≧ａ≧５、５０≧ｂ≧１０、３０≧ｃ≧５
   の範囲にあり、ｂ＞ａのとき０．９≧ｂ／（ａ＋ｂ）≧
   ０．５、０．９５≧ｃ／（ａ＋ｂ）≧０．１の条件を満
   たす関係にあることを特徴とする請求項１に記載の両性
   水溶性高分子分散液。 【請求項３】 前記一般式（１）、（２）、（３）で表
   わされる単量体のモル％をａ、ｂ、ｃとすると、ａ、
   ｂ、ｃが５０≧ａ≧１０、３０≧ｂ≧５、３０≧ｃ≧５
   の範囲にあり、ａ＞ｂのとき０．９≧ａ／（ａ＋ｂ）≧
   ０．５、０．９５≧ｃ／（ａ＋ｂ）≧０．１の条件を満
   たす関係にあることを特徴とする請求項１に記載の両性
   水溶性高分子分散液。 【請求項４】 前記単量体混合物に対し、０．０００１
   〜０．０１モル％の架橋性単量体を共存させ重合するこ
   とを特徴とする請求項１〜３に記載の両性水溶性高分子
   分散液。 【請求項５】 前記高分子分散剤がイオン性であること
   を特徴とする請求項１に記載の両性水溶性高分子分散
   液。 【請求項６】 前記高分子分散剤のイオン当量が１．５
   〜１５ｍｅｑ／ｇであることを特徴とする請求項２に記
   載の両性水溶性高分子分散液。 【請求項９】 前記両性高分子分散液を構成する両性水
   溶性高分子分の分子量が２００万〜２０００万であるこ
   とを特徴とする請求項１〜３に記載の両性水溶性高分子
   分散液。 【請求項１０】 前記塩水溶液を構成する塩が、少なく
   とも一種の多価アニオン性塩を含有することを特徴とす
   る請求項１に記載の両性水溶性高分子分散液。 【請求項１１】 請求項１〜１０に記載の両性水溶性高
   分子分散液を水に溶解した後、有機汚泥に添加、混合し
   た後、脱水機により脱水することを特徴とする有機汚泥
   の脱水方法。 【請求項１２】 無機凝集剤を併用することを特徴とす
   る請求項８に記載の有機汚泥の脱水方法。