JP2002256032A - 両性水溶性高分子分散液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ベルトプレス、又はフィルタ−プレス用汚泥
脱水剤で、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、両性高分子を短時
間で溶解可能な製品を高濃度で効率良く合成する重合方
法を提供し、その両性高分子脱水剤と無機凝集剤を併用
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とｂを特定の
範囲に設定し、かつカチオン性単量体の合計ａ＋ｂとア
ニオン性単量体ｃとの比率ｃ／（ａ＋ｂ）を特定の比率
に設定したアニオン当量値が、カチオン当量値に対して
過剰であり、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径１００ｍ
μ以下の高分子微粒子からなる両性水溶性高分子分散
液。

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が、分散液からなる両性高分子を
使用した凝集剤についての記載はない。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３０≧ａ≧１０、２０≧ｂ≧５、５０
≧ｃ≧２０、６５≧ｄ≧０の範囲にあり、０．９０＞ａ
／（ａ＋ｂ）≧０．５、３．３＞ｃ／（ａ＋ｂ）≧１．
１の関係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関する。

【化１】 Ｒ１、Ｒ２、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、Ｒ３は水素、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、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、Ｒ６は水素、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２０≧ａ≧５、３０≧ｂ≧１０、５０
≧ｃ≧２０、６５≧ｄ≧０の範囲にあり、０．９０＞ｂ
／（ａ＋ｂ）≧０．５、３．３＞ｃ／（ａ＋ｂ）≧１．
１の関係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
溶性高分子分散液である。

【０００８】請求項３の発明は、高分子分散剤がカチオ
ン性高分子であることを特徴とする請求項１あるいは２
に記載の両性水溶性高分子分散液である。

【０００９】請求項３の発明は、前記カチオン性高分子
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あるいは２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あるいは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、請求項１〜６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。

【００１３】請求項８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７に記載の有機汚泥の脱水方法
である。

【００１４】

【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。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６２−１５
２５１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、分散剤として該塩水溶液に可溶な
水溶性高分子、好ましくは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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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、またはそれらの塩類であ
る。

【００１８】次ぎにこれら単量体の共重合比について説
明する。すなわち第一にメタクリレ−ト系四級アンモニ
ウム塩基含有単量体の共重合比率が高い場合は、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、３０≧ａ≧１０、２０≧ｂ≧５、５０
≧ｃ≧２０、６５≧ｄ≧０の範囲にある。また好ましく
は、３０≧ａ≧１５、１５≧ｂ≧５、４０≧ｃ≧２０、
６０≧ｄ≧１５である。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。０．９０＞ａ／（ａ＋ｂ）≧
０．５、３．３＞ｃ／（ａ＋ｂ）≧１．１である。

【００１９】上記関係をみてわかるように本発明の両性
水溶性高分子は、アニオン当量値がカチオン性基合計カ
チオン当量値より高い。このような両性水溶性高分子は
特に無機凝集剤と併用して汚泥の脱水に応用した場合、
効果を発揮する。また、メタクリレ−ト系四級アンモニ
ウム塩基含有単量体の共重合比率が、アクリレ−ト系四
級アンモニウム塩基含有単量体にくらべて高い。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にく
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。また、高分子凝集剤添加による汚泥の粘着性発生を
嫌うベルトプレスなどで脱水する場合、良好な濾布剥離
性を発揮する。

【００２０】次ぎにアクリレ−ト系四級アンモニウム塩
基含有単量体の共重合比率が高い場合について説明す
る。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、２０≧ａ≧５、３０≧ｂ≧１
０、５０≧ｃ≧２０、６５≧ｄ≧０の範囲にある。また
好ましくは、１５≧ａ≧５、３０≧ｂ≧１５、４０≧ｃ
≧２０、６０≧ｄ≧１５である。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、それぞれ以下のようである。０．９０＞
ｂ／（ａ＋ｂ）≧０．５、３．３＞ｃ／（ａ＋ｂ）≧
１．１である。

【００２１】上記関係は第一の場合と同様に、本発明の
両性水溶性高分子は、アニオン当量値がカチオン性基合
計カチオン当量値より高く、かつアクリレ−ト系四級ア
ンモニウム塩基含有単量体の共重合比率が、メタクリレ
−ト系四級アンモニウム塩基含有単量体より高いことを
あらわしている。また、このような両性水溶性高分子は
特に無機凝集剤と併用して汚泥の脱水に応用した場合、
効果を発揮することも同様であるが、汚泥と脱水機の種
類に合わせ適切な両性水溶性高分子を適用できる。すな
わち、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−トは不利である。一方、アクリレ
−ト系四級アンモニウム塩基含有単量体のほうが重合反
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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】分散重合の条件は通常、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
〜１００℃の範囲で行い、好ましくは２０℃〜５０℃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。

【００２５】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。

【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】本発明の両性水溶性高分子分散液を重合す
るに際しては、塩水溶液中に溶解する高分子分散剤を共
存させる。また、より好ましい分散剤としては、イオン
性高分子からなる水溶性高分子である。これら分散剤の
例として非イオン性分散剤としては、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、分子
量としては、１，０００〜１００，０００であり、好ま
しくは１，０００〜５０，０００である。またイオン性
高分子からなる分散剤の例としては、（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）アクリロイルアミノプロピ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の
単独重合体あるいは非イオン性単量体との共重合体が使
用される。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。こ
れらイオン性高分子からなる高分子分散剤の分子量とし
ては、１０，０００〜２，０００，０００であり、好ま
しくは１０，０００〜１，０００，０００である。これ
ら高分子からなる分散剤の添加量としては、対単量体
０．５〜１０重量％であり、好ましくは１〜５重量％で
ある。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】併用する無機凝集剤としては、硫酸アルミ
ニウム、塩化第二鉄、ポリ塩化アルニウム、ポリ硫酸
鉄、ポリ塩化鉄などがあげられ、これらをニ種以上併用
して使用することも可能である。

【００３１】

【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。

【００３２】

【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
ツ口フラスコ内にアクリル酸（以下ＡＡＣと略記）の６
０重量％水溶液４２．０ｇとイオン交換水１９０．１ｇ
をし込み、３０％水酸化ナトリウム水溶液２３．３ｇに
よりアクリル酸の５０モル％を中和した。その後、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％２２．３ｇ、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８３．０ｇ、
アクリルアミド（以下ＡＡＭと略記）の５０％水溶液３
６．５ｇ、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６４５
０ｍＰａ・ｓ）をそれぞれしこんだ。この時のｐＨは
３．７であり、各単量体のモル％は、ＤＭＣ／ＤＭＱ／
ＡＡＣ／ＡＡＭ＝２５／１０／４０／２０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
０．０１５％）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９６０ｍＰａ・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。組成を表１及び結果を２に示す。

【００３３】

【実施例２〜５】実施例１と同様にＤＭＣ／ＤＭＱ／Ａ
ＡＣ／ＡＡＭ＝１５／１０／４４／３１（試料−２）、
ＤＭＣ／ＤＭＱ／ＡＡＣ／ＡＡＭ＝２５／５／３５／３
５（試料−３）、ＤＭＣ／ＤＭＱ／ＡＡＣ／ＡＡＭ＝１
０／５／３８／４７（試料−４）、ＤＭＣ／ＤＭＱ／Ａ
ＡＣ／ＡＡＭ＝１５／５／４０／４０（試料−５）から
なる組成の分散液を合成した。結果を表１及び２に示
す。

【００３４】

【実施例６】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
ツ口フラスコ内にアクリル酸（以下ＡＡＣと略記）の６
０重量％水溶液４２．０ｇとイオン交換水１９０．１ｇ
をし込み、３０％水酸化ナトリウム水溶液２３．１ｇに
よりアクリル酸の５０モル％を中和した。その後、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％２２．５ｇ、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５２．３ｇ、
アクリルアミド（以下ＡＡＭと略記）の５０％水溶液３
０．８ｇ、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６４５
０ｍＰａ・ｓ）をそれぞれしこんだ。この時のｐＨは
３．８であり、各単量体のモル％は、ＤＭＣ／ＤＭＱ／
ＡＡＣ／ＡＡＭ＝１０／２５／４０／２５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
０．０１５％）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８２０ｍＰａ・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−
６とする。組成を表１及び結果を２に示す。

【００３５】

【実施例７〜１０】実施例１と同様にＤＭＣ／ＤＭＱ／
ＡＡＣ／ＡＡＭ＝１０／２５／４４／３１（試料−
７）、ＤＭＣ／ＤＭＱ／ＡＡＣ／ＡＡＭ＝５／２０／２
９／４６（試料−８）、ＤＭＣ／ＤＭＱ／ＡＡＣ／ＡＡ
Ｍ＝５／１０／３８／４７（試料−９）、ＤＭＣ／ＤＭ
Ｑ／ＡＡＣ／ＡＡＭ＝７／１５／４０／３８（試料−１
０）からなる組成の分散液を合成した。結果を表１及び
２に示す。

【００３６】

【比較例１〜６】実施例１と同様な操作によりＤＭＣ／
ＤＭＱ／ＡＡＣ／ＡＡＭ＝３０／１０／３０／３０（比
較−１）、ＤＭＣ／ＤＭＱ／ＡＡＣ／ＡＡＭ＝２０／０
／８０／０（比較−２）、ＤＭＣ／ＤＭＱ／ＡＡＣ／Ａ
ＡＭ＝２０／３０／２０／３０（比較−３）、ＤＭＣ／
ＤＭＱ／ＡＡＣ／ＡＡＭ＝１０／３０／３０／３０（比
較−４）、ＤＭＣ／ＤＭＱ／ＡＡＣ／ＡＡＭ＝０／２０
／８０／０（比較−５）、ＤＭＣ／ＤＭＱ／ＡＡＣ／Ａ
ＡＭ＝１５／１５／３０／４０（比較−６）各組成から
なる両性水溶性高分子分散液を各々重合した。結果を表
１及び２に示す。

【００３７】

【実施例１１〜１７】下水消化（ｐＨ７．４０、全ｓｓ
分３２、０００ｍｇ／Ｌ）汚泥２００ｍＬをポリビ−カ
−に採取し、ポリ塩化第二鉄を対汚泥固形分３５００ｐ
ｐｍ添加し、ビ−カ−移し変え攪拌５回行った。攪拌後
の汚泥ｐＨは、６．２であった。その後、表２の本発明
における両性水溶性高分子、試料−１〜試料−５、試料
−６及び試料−８を対汚泥固形分２，０００ｐｐｍ添加
し、ビ−カ−移し変え攪拌１０回行った後、Ｔ−１１７
９Ｌ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。結果を表３に示す。

【００３８】

【比較例７〜１５】表２の比較例の試料、比較−１〜比
較−４の両性高分子を用いた試験を実施例９〜１６と同
様に行った。また、試料−１〜試料−５につき、無機凝
集剤を添加しない他は、同様な操作をした試験を行っ
た。結果を表３に示す。

【００３９】

【実施例１８〜２４】食品余剰（ｐＨ６．５１、全ｓｓ
分２１，４００ｍｇ／Ｌ）汚泥２００ｍＬをポリビ−カ
−に採取し、ポリ塩化第二鉄を対汚泥固形分２０００ｐ
ｐｍ添加し、ビ−カ−移し変え攪拌５回行った。攪拌後
の汚泥ｐＨは、４．９であった。その後、表２の本発明
における両性水溶性高分子、試料−６〜試料−１０、試
料−１及び試料−３を対汚泥固形分１７５０ｐｐｍ添加
し、ビ−カ−移し変え攪拌１０回行った後、Ｔ−１１７
９Ｌ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４に示す。

【００４０】

【比較例１６〜２４】実施例１８〜２４と同様に表２の
比較例の試料、比較−４〜比較−６及び比較−１の両性
水溶性高分子を用いた試験を行った。また、試料−６〜
試料−１０につき、無機凝集剤を添加しない他は、同様
な操作をした試験を行った。結果を表４に示す。

───────────────────────────────────────────────────── 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 220/02 Ｃ０８Ｆ 220/02 220/34 220/34 222/02 222/02 Ｆターム(参考） 4D015 BA10 BB05 CA10 DB04 DB07 DB15 4D059 AA05 AA06 AA09 BE55 BE56 DA17 DA23 DA24 DB24 DB25 DB26 4D077 AB20 BA02 BA12 BA14 DC32Z DC48Z DC59Z DC60Z DE09Z DE24Z DE28Z 4J100 AJ02Q AJ08Q AJ09Q AL08R AL08S AM15P AM21Q BA32R BA32S BA56Q BB01R BB01S BC43Q CA06 DA01 EA06 FA02 FA21 JA18

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【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３
   ０≧ａ≧１０、２０≧ｂ≧５、５０≧ｃ≧２０、６５≧
   ｄ≧０の範囲にあり、０．９０＞ａ／（ａ＋ｂ）≧０．
   ５、３．３＞ｃ／（ａ＋ｂ）≧１．１の関係にある単量
   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、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、Ｒ３は水素、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、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、Ｒ６は水素、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
2. 【請求項２】 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、ａ、ｂ、ｃ、ｄが２
   ０≧ａ≧５、３０≧ｂ≧１０、５０≧ｃ≧２０、６５≧
   ｄ≧０の範囲にあり、０．９０＞ｂ／（ａ＋ｂ）≧０．
   ５、３．３＞ｃ／（ａ＋ｂ）≧１．１の関係にある単量
   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。
3. 【請求項３】 高分子分散剤がカチオン性高分子である
   ことを特徴とする請求項１あるいは２に記載の両性水溶
   性高分子分散液。
4. 【請求項４】 前記カチオン性高分子分のイオン当量が
   １．５〜１５ｍｅｑ／ｇであることを特徴とする請求項
   ３に記載の両性水溶性高分子分散液。
5. 【請求項５】 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２００万〜２０００万であること
   を特徴とする請求項１あるいは２に記載の両性水溶性高
   分子分散液。
6. 【請求項６】 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あるいは２に記載の両性水溶性高分子分散液。
7. 【請求項７】 請求項１〜６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。
8. 【請求項８】 無機凝集剤を併用することを特徴とする
   請求項７に記載の有機汚泥の脱水方法。