JP2002265569A

JP2002265569A - 水溶性重合体およびその用途

Info

Publication number: JP2002265569A
Application number: JP2001063917A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Shiratani; 正広白谷; Iwao Mihara; 巌三原; Keiichi Bessho; 啓一別所
Original assignee: JSR Corp
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 2001-03-07
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2002-09-18

Abstract

(57)【要約】【解決手段】本発明に係る水溶性重合体は、主鎖の両
末端にエポキシ基を有するエポキシ化合物（ａ）に由来
する構成単位（Ａ）と、アミノ基を有するアミン化合物
（ｂ）に由来する構成単位（Ｂ）とからなることを特徴
としている。また、本発明の水溶性重合体は、水処理
剤、分散剤、帯電防止剤に用いることを特徴としてい
る。【効果】本発明に係る水溶性重合体は、他の水処理剤
との併用が可能で、水溶性と水分散性に優れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、水溶性重合体の製造方
法、水溶性重合体およびその用途に関する。さらに詳し
くは、水系のスケール付着防止剤および凝集剤として用
いることのできる水処理剤、分散剤ならびに帯電防止剤
に有用な水溶性重合体に関する。

【０００２】

【発明の技術的背景】従来、炭酸カルシウム、クレー、
酸化チタン、アルミナなどの無機顔料、セメント、石膏
などの水硬性無機材料、石炭、コークス、ピッチなどの
燃料、染料などを水に分散させるための分散剤、あるい
は水処理などのスケール防止剤として、水性分散剤が一
般に広く用いられている。

【０００３】たとえば、冷却水系、ボイラー水系などの
水と接触する器壁、特に熱伝面には、カルシウム塩、マ
グネシウム塩、シリカなどのスケールが生成する。特
に、開放循環式冷却水系において、省資源、省エネルギ
ーの立場から、冷却水の系外への廃棄（ブロー）を抑制
し、高濃縮運転を行う場合、溶解する塩類が高濃縮さ
れ、溶解度の低いカルシウム塩、マグネシウム塩、シリ
カなどがスケール化する。このうちシリカは溶解度が特
に低く、スケール化し易い。従来このようなスケールの
生成を防止あるいは除去するため、スケール防止剤とし
て、リン化合物、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリマレイ
ン酸、スルホン酸あるいはそれらの水溶性塩が使用され
ているが、シリカ系スケールに対してほとんど効果を発
揮しない。また、シリカ系スケールの防止剤として、第
４級アンモニウム化合物、ポリアクリルアミドなどが提
案されているが、その効果は十分でなかった。

【０００４】このため、近年、たとえば、脂肪族アミン
あるいはポリエチレンイミンとアルキレンオキシドから
得られる化合物を含むスケール防止剤（特開平４−７８
４９４号公報、特開平４−７８４９５号公報）、カルボ
キシル基とポリアルキレンオキシド単位を含有するスケ
ール防止剤（特開２０００−２４６９１号公報）により
スケール防止効果の向上を図る試みがなされている。

【０００５】ところで、通常、各種のスケール種、たと
えば、カルシウム、シリカ、マグネシウム、鉄などは、
それぞれが単独で冷却水中あるいはボイラー中に含まれ
る場合よりは、複数のスケール種が含まれることが多
い。通常、それぞれのスケール種に対して、それぞれに
有効なスケール防止剤を用いるが、複数のスケール種が
含有されている場合には、スケール防止剤を併用して用
いる必要がある。

【０００６】しかしながら、前記のような従来のスケー
ル防止剤、特にカチオン系のスケール防止剤は、複数の
スケール防止剤を併用した際、それぞれのスケール防止
剤が干渉し、お互いのスケール防止効果を損うことがあ
るという問題があった。このため、他のスケール防止剤
との併用が可能な水処理剤の開発が望まれていた。ま
た、近年、特殊なスルホン酸塩を含有するシリカスケー
ル防止剤（特公平４−２２４９９号公報）、特殊な（メ
タ）アクリル酸系もしくはマレイン酸系化合物によるシ
リカの形成防止方法（特開平４−３５６５８０号公
報）、（ポリ）アルキレンポリアミンとエチレン性不飽
和化合物との反応生成物を含むスケール防止剤（特開平
１１−２９０８９１号公報）などの開発が試みられてい
る。しかしこれらは、水溶性と分散性の点で十分でない
場合があり、より優れた水溶性と水分散性を有する水処
理剤の開発が望まれていた。

【０００７】そこで本願発明者らは、上記問題を解決す
べく鋭意研究し、主鎖の両端にエポキシ基を有するエポ
キシ化合物と、アミン化合物とを反応させて得られる重
合体は、他のスケール剤との干渉性が低く、それらとの
併用が可能であり、また、水溶性と分散性に優れること
を見出し、本願発明を完成するに至った。また、このよ
うな水溶性重合体は、各種無機物、有機物の水分散性に
優れるので、ボイラ系、冷却水系などにおけるカルシウ
ム塩、マグネシウム塩、シリカ、酸化鉄あるいは水酸化
鉄などの水処理剤、特にスケール防止剤あるいは凝集剤
として有用であることを見出した。またさらに、このよ
うな水溶性重合体は、石炭、石油コークス、ピッチなど
の固形燃料の水スラリーへの分散剤として有用であると
ともに、前記水性重合体自身が水との相溶性に優れ、高
い親水性による良好な導電性を示すことから、種々の材
料に対して、表面コーティングあるいは練り込みによ
り、機械的強度、耐熱性等の諸物性を損なうことなく、
優れた制電性およびその持続性を付与する帯電防止剤と
しても有用であることを見出し本願発明を完成するに至
った。

【０００８】

【発明の目的】本発明は、上記のような従来技術に伴う
問題を解決しようとするものであって、他の水処理剤と
の併用が可能で、水溶性と水分散性に優れた水溶性重合
体を提供することを目的としている。また、水処理剤、
特にシリカ等のスケール防止剤あるいは凝集剤、固形燃
料の水への分散剤、さらには帯電防止剤として有用な水
溶性重合体を提供することを目的としている。

【０００９】

【発明の概要】本発明に係る水溶性重合体の製造方法
は、主鎖の両末端にエポキシ基を有するエポキシ化合物
（ａ）と、アミノ基を有するアミン化合物（ｂ）とを反
応させて水溶性重合体を得ることを特徴としている。前
記主鎖の両末端にエポキシ基を有するエポキシ化合物
（ａ）と、前記アミノ基を有するアミン化合物（ｂ）と
を反応させる割合（（ｂ）／（ａ）（モル比））は、
０．５〜２の範囲にあることが好ましい。

【００１０】本発明に係る水溶性重合体は、主鎖の両末
端にエポキシ基を有するエポキシ化合物（ａ）に由来す
る構成単位（Ａ）と、アミノ基を有するアミン化合物
（ｂ）に由来する構成単位（Ｂ）とからなることを特徴
としている。前記構成単位（Ａ）は、下記一般式（I）

【００１１】

【化３】

【００１２】［式（I）中、Ｒ¹は、炭素原子数２〜１０
のアルキレン基であり、該アルキレン基は水酸基を有し
ていてもよく、ｎは１〜２０の整数を示す。］で表され
るジヒドロキシエーテル系構成単位であり、前記構成単
位（Ｂ）は、下記一般式(II)

【００１３】

【化４】

【００１４】［式(II)中、Ｒ²は、炭素原子数１〜２０
のアルキル基であり、該アルキル基は酸素原子および／
または窒素原子を有する置換基を有していてもよい。］
で表されるアミン系構成単位であり、前記構成単位
（Ａ）と前記構成単位（Ｂ）との構成割合（（Ｂ）／
（Ａ）（モル比））は、０．５〜２の範囲にあり、前記
水溶性重合体の重量平均分子量は、３００〜１００００
００の範囲にあることが好ましい。

【００１５】前記Ｒ¹は、炭素原子数２〜４のアルキレ
ン基のいずれか１種であることが好ましい。本発明に係
る水処理剤は、前記の方法により得られる水溶性重合
体、または前記水溶性重合体を含有することを特徴とし
ている。前記水処理剤は、スケール防止剤であることが
好ましい。また、該スケール防止剤は、シリカスケール
防止用であることがさらに好ましい。

【００１６】前記水処理剤は、凝集剤であってもよい。
本発明に係る分散剤は、前記の方法により得られる水溶
性重合体、または前記水溶性重合体を含有することを特
徴としている。本発明に係る帯電防止剤は、前記の方法
により得られる水溶性重合体、または前記水溶性重合体
を含有することを特徴としている。

【００１７】

【発明の具体的説明】以下、本発明に係る水溶性重合体
およびその製造方法について具体的に説明する。本発明
に係る水溶性重合体は、主鎖の両末端にエポキシ基を有
するエポキシ化合物（ａ）に由来する構成単位（Ａ）
と、アミノ基を有するアミン化合物（ｂ）に由来する構
成単位（Ｂ）とからなる。

【００１８】主鎖の両末端にエポキシ基を有するエポキ
シ化合物（ａ）構成単位（Ａ）を誘導する主鎖の両末端にエポキシ基を
有するエポキシ化合物（ａ）は、主鎖の両末端にエポキ
シ基を有していれば限定されない。ここで、主鎖とは、
分子中の直鎖状部分を比較したとき、最も大きい炭素数
を有する直鎖を意味する。このような主鎖の両末端にエ
ポキシ基を有するエポキシ化合物としては、該エポキシ
基がグリシジル基となっているグリシジルエーテルを好
ましく用いることができる。このようなグリシジルエー
テルとしては、たとえば、下記一般式(I-a)

【００１９】

【化５】

【００２０】で表されるグリシジルエーテルが挙げられ
る。このグリシジルエーテルは、少なくとも２つのグリ
シジル基を有する。式（I-a）中、Ｒ¹は、好ましくは炭
素原子数２〜１０のアルキレン基、さらに好ましくは炭
素原子数２〜５のアルキレン基、特に好ましくは炭素原
子数２〜３のアルキレン基であることが望ましい。この
ようなアルキレン基は、アルキレン骨格中に水酸基を有
していてもよい。また、アルキレン基は、直鎖状、分岐
状あるいは環状であってもよく、このうちでは、直鎖ま
たは分岐のアルキレン基が好ましい。分岐したアルキレ
ン基の場合、その末端にさらにエポキシ基を有していて
もよい。

【００２１】式(I-a)中、ｎは、所望の水溶性重合体の
分子量、後述するアミンの分子量などにより異なり、限
定されないが、たとえば、nは、好ましくは１〜２０
０、さらに好ましくは１〜１００、特に好ましくは１〜
８０の範囲にあることが望ましい。このような主鎖の両
末端にエポキシ基を有するエポキシ化合物のうち、グリ
シジルエーテルとしては、たとえば、ジエチレングリコ
ールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジ
グリシジルエーテル、ジプロピレングリコールジグリシ
ジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジル
エーテル、ジブチレングリコールジグリシジルエーテ
ル、ポリブチレングリコールジグリシジルエーテル、ネ
オペンチルグリコールジグリシジルエーテルなどのジグ
リシジルエーテル；グリセロールジグリシジルエーテ
ル、トリメチロールプロパンジグリシジルエーテルなど
のヒドロキシジグリシジルエーテル；グリセロールトリ
グリシジルエーテルなどのエポキシ基を３つ以上含むグ
リシジルエーテル；ソルビトールポリグリシジルエーテ
ルなどの水酸基と３つ以上のエポキシ基とを有するグリ
シジルエーテルなどが挙げられる。

【００２２】これらのうちでは、ポリエチレングリコー
ルジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジ
グリシジルエーテル、ポリブチレングリコールジグリシ
ジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエー
テルを好ましく用いることができる。これらの主鎖の両
末端にエポキシ基を有するエポキシ化合物は、公知の製
造方法により得ることができるとともに、市販のものを
用いることもできる。主鎖の両末端にエポキシ基を有す
るエポキシ化合物のうち、グリシジルエーテルの製造方
法としては、たとえば、対応するグリシジルアルコール
に、エピクロロヒドリンを付加させ、苛性ソーダを用い
て脱塩酸して得ることができる。

【００２３】また、対応する前記アルコールは、公知の
方法により得ることができ、たとえば、エチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ジエチレングリコールな
どの出発物質に、エチレンオキサイド、プロピレンオキ
サイドなどのエポキサイドを、必要に応じアミン触媒等
の存在下に、付加重合させて鎖延長し所望のアルコール
を得ることができる。また、このようなアルコールは、
適宜市販のものを用いることができる。

【００２４】このような本発明で用いられるエポキシ化
合物のゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定
した重量平均分子量は、通常、好ましくは２００〜１０
０００、さらに好ましくは３００〜４０００の範囲にあ
ることが好ましい。アミノ基を有するアミン化合物（ｂ）本発明で用いることのできるアミノ基を有するアミン化
合物(b)は、下記一般式(II-b)で表される１級または２
級のアミン化合物である。

【００２５】ＨＮＲ²Ｒ³ …（II-b）式（II-b）中、Ｒ²はアルキル基であり、Ｒ³は水素原子
またはアルキル基であり、Ｒ²、Ｒ³は同一または異なっ
ていてよい。このようなＲ²、Ｒ³は、好ましくは炭素原
子数１〜２０、さらに好ましくは炭素原子数２〜１０、
特に好ましくは２〜６のアルキル基であることが好まし
く、該アルキル基は、直鎖状、分岐状あるいは環状であ
ってもよい。このうち、直鎖または分岐状であることが
好ましい。また、アルキル基は、脂肪族系であることが
好ましい。

【００２６】さらに、このようなアルキル基は、アルキ
ル基の水素原子が、他の官能基で置換されていてもよ
い。このような官能基としては、水酸基、アルコキシ
基、アルキルアミノ基、アミノアルコキシ基などの酸素
原子および／または窒素原子を含有する官能基が挙げら
れる。このようなアミンとしては、具体的には、Ｒ³が
水素原子の場合、すなわち、アミン化合物が１級アミノ
基を有するアミン化合物の場合、たとえば、プロピルア
ミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、sec-ブチルア
ミン、1,2-ジメチルプロピルアミン、ヘキシルアミン、
2-エチルヘキシルアミン、3-ペンチルアミン、イソアミ
ルアミン、2-オクチルアミンなどのアルキルアミン化合
物；モノエタノールアミン、2-アミノプロパノール、3-
アミノプロパノール、4-アミノブタノールなどのヒドロ
キシアルキルアミン；3-メトキシプロピルアミン、3-エ
トキシプロピルアミン、3-プロポキシプロピルアミン、
3-イソプロポキシプロピルアミン、3-ブトキシプロピル
アミン、3-イソブトキシプロピルアミン、2-エチルヘキ
シロキシプロピルアミン、3-デシロキシプロピルアミ
ン、3-ミリスチロキシプロピルアミンなどのアルコキシ
アルキルアミン；ジメチルアミノエチルアミン、ジエチ
ルアミノエチルアミン、N,N-ジイソプロピルアミノエチ
ルアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルア
ミノプロピルアミン、ジブチルアミノプロピルアミンな
どのアルキルアミノアルキルアミン；ジメチルアミノエ
トキシプロピルアミン、ジエタノールアミノプロピルア
ミン、N-アミノエチルピペリジン、N-アミノエチル-4-
ピペリコン、N-アミノプロピルピペリジン、N-アミノプ
ロピル-2-ピペリコン、N-アミノプロピル-4-ピペリコ
ン、N-アミノエチルモルホリン、N-アミノプロピルモル
ホリンなどが挙げられる。

【００２７】また、Ｒ³がアルキル基の場合、すなわ
ち、アミン化合物が２級アミノ基を有するアミン化合物
の場合、たとえば、ジプロピルアミン、ジブチルアミ
ン、ジイソブチルアミン、ジ-sec-ブチルアミン、N-エ
チル-1,2-ジメチルプロピルアミン、N-メチルヘキシル
アミン、ジ-n-オクチルアミン、ジ-(2-エチルヘキシル)
アミン、N-エチルイソアミルアミン、N-メチルエチルア
ミン、N-メチルイソプロピルアミン、2-(ヒドロキシメ
チルアミノ)エタノール、4-メチルアミノブタノール、
ジエタノールアミンなどが挙げられる。

【００２８】これらのうち、本発明で用いられるアミン
化合物としては、１級アミン化合物が好ましく、１級ア
ミン化合物のうちでは、モノエタノールアミンを用いる
ことが好ましい。このようなアミン化合物は、アンモニ
アのアルキル化反応など公知の方法によって得ることが
できるとともに、市販のアミン化合物を用いることがで
きる。

【００２９】水溶性重合体本発明に係る水溶性重合体は、主鎖の両末端にエポキシ
基を有するエポキシ化合物（ａ）に由来する構成単位
（Ａ）と、アミノ基を有するアミン化合物（ｂ）に由来
する構成単位（Ｂ）とからなる。具体的には、前記構成
単位（Ａ）は、前記主鎖の両末端にエポキシ基を有する
エポキシ化合物（ａ）中のエポキシ基の開環反応により
生じる水酸基を少なくとも２以上含む構成単位である。
このような構成単位としては、主鎖の両末端にグリシジ
ル基を有するグリシジルエーテルに由来するものが好ま
しく、具体的には、下記一般式(I)

【００３０】

【化６】

【００３１】で表される構成単位であることが望まし
い。式(I)中、Ｒ¹およびｎは、前記一般式(I-a)中の
Ｒ¹、ｎと同じである。構成単位（Ｂ）は、前記アミノ
基を有するアミン化合物（ｂ）に由来する構成単位であ
る。このようなアミン化合物に由来する構成単位（Ｂ）
としては、下記一般式（II）

【００３２】

【化７】

【００３３】で表される構成単位が望ましい。式(II)に
おいて、前記アミン化合物（ｂ）が２級アミンの場合、
上記一般式の片末端はＲ³である。なお、式(II)中、
Ｒ²、Ｒ³は、前記一般式(II-b)中のＲ²、Ｒ³と同じであ
る。本発明に係る水溶性重合体に含まれる前記主鎖の両
末端にエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)に由来す
る構成単位(A)と、前記アミノ基を有するアミン化合物
(b)に由来する構成単位（Ｂ）との構成割合（構成単位
（Ｂ）／構成単位（Ａ）：モル比）は、好ましくは０．
５〜２、さらに好ましくは１〜２、特に好ましくは１〜
１．５の範囲にあることが望ましい。構成単位の構成割
合が上記範囲にあると、優れた水溶性と分散性を発揮す
ることができるとともに、他のシリカスケール剤との併
用において、他のシリカスケール剤との干渉性を低下さ
せることができる。

【００３４】このような水溶性重合体のゲルパーミエー
ションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定した重量平
均分子量は、好ましくは３００〜１００００００、さら
に好ましくは１０００〜４０００００であることが、該
水溶性重合体の水溶性と分散性などの点で好ましい。水溶性重合体の製造本発明に係る水溶性重合体を得るには、前記主鎖の両末
端にエポキシ基を有するエポキシ化合物（ａ）と、前記
アミノ基を有するアミン化合物（ｂ）とを、モル比（ア
ミン化合物（ｂ）／エポキシ化合物（ａ））が、好まし
くは０．５〜２、さらに好ましくは１〜２、特に好まし
くは１〜１．５の範囲で用いて、反応させればよい。エ
ポキシ化合物（ａ）とアミン化合物（ｂ）の反応は、無
溶媒下で行うこともできるし、必要に応じ希釈剤として
の他の溶剤の存在下に行ってもよい。通常、反応は付加
重合により進行する。

【００３５】反応触媒は、通常不要である。重合反応に
おける反応温度は、原料のエポキシ化合物（ａ）、アミ
ン化合物（ｂ）の沸点などにより異なり限定されない
が、好ましくは２０〜１００℃程度の温度で行うことが
望ましい。反応時間は、原料のエポキシ化合物（ａ）、
アミン化合物（ｂ）により異なり限定されないが、通
常、３０分〜２４時間程度の範囲で行うことが望まし
い。

【００３６】重合反応終了後、通常、反応液に水を添加
して、水溶性重合体の水溶液として得ることができる。
なお、前記アミン化合物がアルキルアミノ基を有する場
合、水を添加する前に、塩酸、硫酸、酢酸等の酸を反応
させアンモニウム塩とすることもできるし、あるいはハ
ロゲン化アルキル、硫酸エステルなどと反応させて、４
級アンモニウム塩とすることもできる。

【００３７】溶剤の存在下に反応を行う場合、溶剤とし
ては、前記エポキシ化合物（ａ）およびアミン化合物
（ｂ）の反応を損なわなければよく、限定されないが、
有機溶剤、たとえば、ベンゼン、トルエン、キシレン、
エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素、ｎ−ペンタン、
ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、ｎ−ヘプタン、オクタ
ンなどの脂肪族炭化水素、ジエチルエーテル、テトラヒ
ドロフラン、１，４−ジオキサンなどのエーテル類など
が挙げられる。なお、このような溶媒の使用量は、水溶
性重合体原料の合計量に対して、０〜１００重量部程度
の範囲で用いることが好ましい。

【００３８】有機溶剤を用いる場合、重合反応終了後、
水を添加して反応生成物を水層に溶解・移行させ、濃縮
・溶剤除去等により水への溶媒置換をすることにより水
溶性重合体の水溶液を得ることができる。用途本発明に係る水溶性重合体は、水溶性、分散性に優れる
ので、ボイラ系、冷却水系などにおけるカルシウム塩、
マグネシウム塩、シリカ、酸化鉄あるいは水酸化鉄など
の水処理剤、特にスケール防止剤あるいは凝集剤として
有用である。

【００３９】スケール防止剤として使用する場合は、前
記水溶性重合体を有効成分として含むものであれば、こ
のほかに他の成分を含んでもよい。本発明の水溶性重合
体は、そのまま、または水などに溶解してボイラー水
系、地熱水系、開放または密閉循環式冷却水系、一過式
冷却水系などの水系に添加してスケール防止として使用
することができる。

【００４０】このようなスケール防止剤として使用する
場合の水溶性重合体の添加量は、対象水系の金属イオン
およびシリカ濃度などにより異なるが、１〜２００ｍｇ
／Ｌ程度であることが好ましい。本発明の水溶性重合体
をスケール防止剤として対象水系に添加することによ
り、カルシウム塩、マグネシウム塩などの金属スケール
などの金属塩スケールおよびシリカスケールの生成を抑
制するとともに、すでに生成したスケールを除去するこ
とができ、特にシリカスケールに対する防止効果が高
い。

【００４１】このような本発明の水溶性重合体をスケー
ル防止剤として使用する場合、たとえば、ポリカルボン
酸やポリスルホン酸といったアニオン性ポリマーからな
るスケール防止剤と併用しても、これらスケール防止剤
相互の干渉を抑制し、それぞれのスケール防止剤のスケ
ール防止能を損なうことがない。本発明の水溶性重合体
をスケール防止剤として使用する場合、その他、本発明
の水溶性重合体は、防食剤、スライム防止剤などと併用
することもできる。

【００４２】本発明の水溶性重合体は、水処理剤、紙加
工剤、土壌改良剤、繊維加工剤、油水分離剤、石油掘削
剤、石炭排水処理剤、石油回収剤、コンクリート混和剤
などの用途に使用される合成水溶性凝集剤として使用す
ることもできる。さらに、本発明の水溶性重合体は、分
散剤として種々の分散体の分散に使用することができ
る。このような分散体としては、固形燃料、セメント、
染料および／または顔料、あるいは金属酸化物などを挙
げることができる。本発明の水溶性重合体は、これらの
水スラリーへの分散剤として有用である。

【００４３】固形燃料としては、石炭、石油コークス、
ピッチ、および木炭などが挙げられる。セメントとして
は、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメ
ント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトラン
ドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色鉄ポ
ルトランドセメントなどの各種ポルトランドセメント；
高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメン
ト、アルミナセメント、ソリジット、ケイ酸カルシウム
などの公知のセメント；あるいはこれらを２種以上組み
合わせてなる混合セメント；このほかこれらのセメント
に石膏などの無機物を混合したセメントなどが挙げられ
る。

【００４４】染料および／または顔料としては、ジおよ
びトリアリルメタン染料、ビニロン染料、ローダミン染
料、アクリジン染料、サフラニン染料、オキサジン染
料、キノリン染料、チアゾール染料、塩基性のアゾ染
料、アゾメチン染料およびポリメチンまたはアゾポリメ
チン染料、塩基性のアントラキノン染料、キノフタロン
染料、フタロシアニン染料などの塩基性染料、酸性染
料、含クロム染料、クロム染料、分散染料などの染料；
群青、カドミウムイエロー、ベンガラ、クロムイエロ
ー、鉛白、チタン白、カーボンブラックなどの無機顔
料；アゾ系、トリフェニルメタン系、キノリン系、アン
トラキノン系、フタロシアン系などの有機顔料などが挙
げられる。

【００４５】金属酸化物としては、周期律表第II〜VIII
族、好ましくは周期律表第II、 VIIおよびVIII族の水に
不溶もしくは難溶性の金属酸化物が挙げられ、たとえ
ば、ＦｅＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＭｎＯ、ＺｎＯ、ＣｏＯ、Ｎｉ
Ｏ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、ＣａＯなどの単品ま
たは混合物、特にフェライト系金属酸化物の分散剤に好
適である。また、この金属酸化物のほかに、チッ化ケイ
素や炭化ケイ素などのケイ素化合物の分散にも好ましく
用いることができる。

【００４６】本発明の水溶性重合体は、帯電防止剤とし
て用いることもできる。本発明の水溶性重合体を帯電防
止剤として用いる場合は、前記水溶性重合体を水あるい
は有機溶剤に溶解あるいは分散した状態で、紙、高分子
材料、熱可塑性樹脂などに対してこれらの材料からなる
基材の表面をコーティングして用いられる他、熱可塑性
樹脂等に対して重合時に混合するか、成形時に練り込み
して用いられる。このような本発明の水溶性重合体を用
いた帯電防止剤は、帯電防止性およびその持続性が優れ
ており、また、他の各種ポリマーの乳化物とブレンドし
た場合でも透明性を失わない。

【００４７】

【発明の効果】本発明に係る水溶性重合体は、スケール
防止剤として用いる場合、他のスケール剤との干渉性が
低く、併用可能であり、また、水溶性と分散性に優れて
いる。このため、ボイラ系、冷却水系などにおけるカル
シウム塩、マグネシウム塩、シリカ、酸化鉄あるいは水
酸化鉄などの水処理剤、特にスケール防止剤、とりわけ
シリカのスケール防止剤として有用である。また、本発
明に係る水溶性重合体は、合成ゴム等の凝集剤として有
用であるとともに、石炭、石油コークス、ピッチなどの
固形燃料の水スラリーへの分散剤として有用である。さ
らに、水性重合体自身が水との相溶性に優れ、親水性基
と疎水性基とのバランスに優れることから、各種エマル
ジョン中において帯電防止剤として用いることができ
る。

【００４８】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体
的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。なお実施例中の％および部は、特に断ら
ない限り重量基準である。また、実施例中の重量平均分
子量（Ｍｗ）は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ
ィー（ＧＰＣ）によって判定した結果を、ポリスチレン
スルホン酸ナトリウムを標準サンプルとして作成した検
量線を用いて換算したものである。ここで、ＧＰＣの測
定条件は、下記のとおりである。

【００４９】カラム；Ｇ３０００ＰＷＸＬ〔東ソー（株）製〕カラム；ＧＭＰＷＸＬ〔東ソー（株）製〕カラム；ＧＭＰＷＸＬ〔東ソー（株）製〕ガードカラム；ＰＷＸＬ〔東ソー（株）製〕カラムは〜の順に直列につなぎ、カラム側より試
料を導入した。

【００５０】検出器；示差屈折計ＲＩ−８０２１〔東
ソー（株）製〕溶離液；水／アセトニトリル／硫酸ナトリウム＝２，１
００／９００／１５（重量比）流速；１．０ｍｌ／分温度；４０℃サンプル濃度；
０．２％サンプル注入量；４００μｌ

【００５１】

【実施例１】［水溶性重合体(1)の合成］モノエタノー
ルアミン５．７ｇ（０．０９３モル）を装入した１００
ｍｌの三口フラスコを氷浴に浸して冷却して撹拌しなが
ら、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル（日
本油脂（株）製、エピオールＥ−４００（商品名））５
０．５３ｇ（０．０８９モル）を滴下した。滴下後、反
応溶液の温度を７０℃まで昇温し、撹拌した。５時間撹
拌した後、得られた重合体に水を添加して、反応生成物
を溶解し、水溶性重合体を含有する水溶液を得た。ＧＰ
Ｃで分析したところ、得られた重合体の重量平均分子量
は５０００であり、ポリエチレングリコールジグリシジ
ルエーテルに由来する構成単位（Ａ）と、モノエタノー
ルアミンに由来する構成単位（Ｂ）の構成割合（構成単
位（Ｂ）／構成単位（Ａ）：モル比）は、１．０５であ
った。結果を表１に示す。

【００５２】

【実施例２】［水溶性重合体(2)の合成］モノエタノー
ルアミン４．９ｇ（０．０８０モル）を装入した１００
ｍｌの三口フラスコを氷浴に浸して冷却して撹拌しなが
ら、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル（日
本油脂（株）製、エピオールＥ−４００（商品名））４
５．１ｇ（０．０７９モル）を滴下した。滴下後、反応
溶液の温度を７０℃まで昇温し、撹拌した。５時間撹拌
した後、得られた重合体に水を添加して、反応生成物を
溶解し、水溶性重合体を含有する水溶液を得た。ＧＰＣ
で分析したところ、得られた重合体の重量平均分子量は
16000であり、ポリエチレングリコールジグリシジルエ
ーテルに由来する構成単位（Ａ）と、モノエタノールア
ミンに由来する構成単位（Ｂ）の構成割合（構成単位
（Ｂ）／構成単位（Ａ）：モル比）は、1.02であった。
結果を表１に示す。

【００５３】

【実施例３】［水溶性重合体(3)の合成］モノエタノー
ルアミン１１．３ｇ（０．１８５モル）を装入した１０
０ｍｌの三口フラスコを氷浴に浸して冷却して撹拌しな
がら、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル
（阪本薬品工業（株）製、ＳＲ−２ＥＧ（商品名））５
２．７ｇ（０．１７６モル）を滴下した。滴下後、反応
溶液の温度を７０℃まで昇温し、撹拌した。５時間撹拌
した後、得られた重合体に水を添加して、反応生成物を
溶解し、水溶性重合体を含有する水溶液を得た。ＧＰＣ
で分析したところ、得られた重合体の重量平均分子量は
3000であり、ポリエチレングリコールジグリシジルエー
テルに由来する構成単位（Ａ）と、モノエタノールアミ
ンに由来する構成単位（Ｂ）の構成割合（構成単位
（Ｂ）／構成単位（Ａ）：モル比）は、1.05であった。
結果を表１に示す。

【００５４】

【比較例１】［重合体(4)の合成］モノエタノールアミ
ン８．９ｇ（０．１４６モル）を装入した１００ｍｌの
三口フラスコを氷浴に浸して冷却して撹拌しながら、ポ
リエチレングリコールジグリシジルエーテル（日本油脂
（株）製、エピオールＥ−４００（商品名））４１．１
ｇ（０．０７２モル）を滴下した。滴下後、反応溶液の
温度を７０℃まで昇温し、撹拌した。５時間撹拌した
後、得られた重合体に水を添加して、反応生成物を溶解
し、水溶性重合体を含有する水溶液を得た。ＧＰＣで分
析したところ、得られた重合体の重量平均分子量は3500
0であり、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテ
ルに由来する構成単位（Ａ）と、モノエタノールアミン
に由来する構成単位（Ｂ）の構成割合（構成単位（Ｂ）
／構成単位（Ａ）：モル比）は、2.01であった。結果を
表１に示す。

【００５５】

【比較例２】［重合体(5)の合成］モノエタノールアミ
ン２．５ｇ（０．０４１モル）を装入した１００ｍｌの
三口フラスコを氷浴に浸して冷却して撹拌しながら、ポ
リエチレングリコールジグリシジルエーテル（日本油脂
（株）製、エピオールＥ−４００（商品名））４７．５
ｇ（０．０８３モル）を滴下した。滴下後、反応溶液の
温度を７０℃まで昇温し、撹拌した。５時間撹拌した
後、得られた重合体に水を添加して、反応生成物を溶解
し、水溶性重合体を含有する水溶液を得た。ＧＰＣで分
析したところ、得られた重合体の重量平均分子量は6000
であり、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル
に由来する構成単位（Ａ）と、モノエタノールアミンに
由来する構成単位（Ｂ）の構成割合（構成単位（Ｂ）／
構成単位（Ａ）：モル比）は、0.49であった。結果を表
１に示す。

【００５６】

【実施例１１】［重合体のスケール防止能］実施例１で
得られた水溶性重合体(1)のスケール防止能を評価する
ため、水溶性重合体(1)を、電熱面積が約０．２５ｍ²の
熱交換器を有する保有水量０．４５ｍ³の開放循環式冷
却水系に、横浜市水を循環水および補給水として加え、
濃縮倍数が５倍になるようにコントロ−ルしながら３０
日間運転した。熱交換器材料はＳＵＳ３０４、循環水入
り口温度は３０℃、出口温度は５０℃、循環水流速は
０．５m/s、循環水水質は、導電率＝１０５０μＳ/cm、
ｐＨ＝９．０、カルシウム硬度＝２５０mg/L（CaCO₃と
して）、マグネシウム硬度＝１２５mg/L（CaCO₃とし
て）、シリカ濃度＝１５０mg/L（SiO₂として）、Ｍアル
カリ度＝２５０mg/L（CaCO₃として）である。この水系
に前記スケ−ル防止剤を所定量添加し、熱交換器チュ−
ブに付着したスケ−ルの付着速度を測定した。結果を表
２に示す。

【００５７】

【実施例１２】実施例１１において、実施例２で得られ
た重合体を用いた以外は、同様にしてスケール防止能を
評価した。結果を表２に示す。

【００５８】

【実施例１３】実施例１１において、実施例３で得られ
た重合体を用いた以外は、同様にしてスケール防止能を
評価した。結果を表２に示す。

【００５９】

【比較例１１】実施例１１において、比較例１で得られ
た重合体を用いた以外は、同様にしてスケール防止能を
評価した。結果を表２に示す。

【００６０】

【比較例１２】実施例１１において、比較例２で得られ
た重合体を用いた以外は、同様にしてスケール防止能を
評価した。結果を表２に示す。表２の結果より、実施例
のものは比較例に比べて極めて優れたスケ−ル防止効果
が得られていることが判った。

【００６１】

【表１】

【００６２】

【表２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者別所啓一東京都中央区築地二丁目11番24号ジェイエスアール株式会社内Ｆターム(参考） 4D015 BA02 BB05 DB19 4J036 AB01 AB02 AB09 AB10 DC03 DC04 DC05 DC06 DC12 DC14 DC39 JA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主鎖の両末端にエポキシ基を有するエポ
キシ化合物（ａ）と、アミノ基を有するアミン化合物
（ｂ）とを反応させて水溶性重合体を得ることを特徴と
する水溶性重合体の製造方法。
【請求項２】主鎖の両末端にエポキシ基を有するエポ
キシ化合物（ａ）に由来する構成単位（Ａ）と、アミノ
基を有するアミン化合物（ｂ）に由来する構成単位
（Ｂ）とからなることを特徴とする水溶性重合体。
【請求項３】前記構成単位（Ａ）が、下記一般式
（I）【化１】［式（I）中、Ｒ¹は、炭素原子数２〜１０のアルキレン
基であり、該アルキレン基は水酸基を有していてもよ
く、ｎは１〜２０の整数を示す。］で表されるジヒドロ
キシエーテル系構成単位であり、前記構成単位（Ｂ）が、下記一般式(II) 【化２】［式(II)中、Ｒ²は、炭素原子数１〜２０のアルキル基
であり、該アルキル基は酸素原子および／または窒素原
子を有する置換基を有していてもよい。］で表されるア
ミン系構成単位であり、前記構成単位（Ａ）と前記構成単位（Ｂ）との構成割合
（（Ｂ）／（Ａ）（モル比））が、０．５〜２の範囲に
あり、前記水溶性重合体の重量平均分子量が、３００〜１００
００００の範囲にあることを特徴とする請求項２に記載
の水溶性重合体。
【請求項４】請求項１に記載の方法により得られる水
溶性重合体、または請求項２もしくは３に記載の水溶性
重合体を含有することを特徴とする水処理剤。
【請求項５】請求項１に記載の方法により得られる水
溶性重合体、または請求項２もしくは３に記載の水溶性
重合体を含有することを特徴とする分散剤。
【請求項６】請求項１に記載の方法により得られる水
溶性重合体、または請求項２もしくは３に記載の水溶性
重合体を含有することを特徴とする帯電防止剤。