JP2012092869A - スケール防止方法および炭酸カルシウムスケール防止剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カチオン性イオン導電型の樹脂材料からなる被膜を金属部材の水との接触面に形成して、炭酸カルシウムを主成分とするスケールの形成を防止する。例えば、銅管を常温硬化型シリコーンコーティング材を20倍に希釈した溶液に5分間浸漬し、24時間常温で乾燥して下地層を形成した後、ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド塩を主成分とする樹脂材料をエタノールで20倍に希釈した溶液に5分間浸漬し、24時間常温で乾燥させて、ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド塩単量体単位を必須構成成分として含む重合体を主鎖とする樹脂材料の被膜を形成する。
【選択図】図1
Description
即ち、本発明のスケール防止方法の特徴構成は、金属部材に被膜を形成して、その金属部材に接触する水からの炭酸カルシウムを主成分とするスケールの形成を防止するスケール防止方法であって、
カチオン性イオン導電型の樹脂材料からなる被膜を前記金属部材の水との接触面に形成して、炭酸カルシウムを主成分とするスケールの形成を防止する点にある。
つまり、本発明者の検討によると、スケールが付着する環境を決定する条件として、スケール付着対象の金属部材表面の電気的特性とスケールを構成する物質の電気的特性との関係が大きく関与する。この点に着目して種々検討した結果、スケール付着対象物表面にカチオン性イオン導電型の樹脂材料の被膜を形成しておくことにより、炭酸カルシウムを主成分とするスケールの付着を大幅に減少させられることを実験的に確認した。
また、特に、前記カチオン性イオン導電型の樹脂材料として、4級アンモニウム基を含有する樹脂材料単量体単位を必須構成成分として含む重合体を主鎖とする樹脂材料を用いることができる。
前記カチオン性イオン導電型の樹脂材料として、4級アンモニウム基を含有する樹脂材料単量体単位を必須構成成分として含む重合体を主鎖とする樹脂材料を用いることにより、前記金属部材に非常に高い帯電防止効果を発揮させることができる。
尚、カチオン性イオン導電型の樹脂としては、アンモニウム基を有する共塩基性のものの他、アミノ基を有する弱塩基性のものを用いることもできる。
さらに、前記カチオン性イオン導電型の樹脂材料として、アクリル系樹脂材料を用いることができる。
前記カチオン性イオン導電型の樹脂材料として、アクリル系樹脂材料を用いると、前記樹脂材料は成膜性に優れ、かつ、耐環境性能が高い物となるので好ましい。
尚、前記カチオン性イオン導電型の樹脂材料として、アクリル樹脂系材料以外に、骨格としてポリエステル、ポリエチレン、ポリアルキレングリコール等を主鎖に有する樹脂材料が同様に用いられる。
さらに具体的には、前記金属部材がpH7〜8の冷却水を30〜40℃で流通する熱交換器用銅管である場合には、前記カチオン性イオン導電型の樹脂材料がジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド塩単量体単位またはジメチルアミノプロピルアクリルアミドのメチルクロライド塩単量体単位の少なくとも一方を必須構成成分として含む重合体を主鎖とする樹脂材料をもちいることが好ましい。
CH2=C(CH3)−COOCH2CH2N+(CH3)3・Cl-
CH2=CH−CONHCH2CH2CH2N+(CH3)3・Cl-
前記ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド塩単量体およびジメチルアミノプロピルアクリルアミドのメチルクロライド塩単量体はいずれもアクリル樹脂の構造中にトリメチルアルキルアンモニウムクロライド構造(以下アンモニウム基と称する)を有するので、表面にアンモニウム基を配置した状態で被膜を形成しやすく、このために、界面活性剤的性質をもち、被膜表面における高い帯電防止効果を発揮しやすくなっているものと考えられる。また、これらの樹脂材料は、後述の実験例より、前記金属部材がpH7〜8の冷却水を30〜40℃で流通する熱交換器用銅管である場合に、前記帯電防止効果に基く高いスケール防止効果が確認されている。
図1に示すスケール付着量測定装置により、前記試験対象管として、種々の銅管のスケール付着量の測定を行った場合のスケール重量測定結果を以下に示す。短期間で評価を実施するため、水道水1Lあたり塩化カルシウムを660mg、炭酸水素カルシウムを1000mg溶かしpHを調整剤で8.0としこれを模擬冷却水とした。この冷却水を試験対象管(外径15mm、内径14mm、長さ320mm)の外側に温度35℃に流通させ、銅管内面に温度45℃の温水を流通させ流量を制御することで冷却水の温度を35℃に保った。25時間おきに冷却水は交換し100時間連続で運転して、試験対象管に付着したスケール(CaCO3)の重量を測定することでスケール付着抑制効果を検証した。
銅管にジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド塩単量体単位を必須構成成分として含む重合体を主鎖とする樹脂材料の被膜を形成し、試験対象管とし、スケール付着量を調べた結果を図2に示す。図2において黒色部分が金属部材の表面部分(スケールの発生していない部分)、白色部分がスケールである。
銅管をそのまま試験対象管とし、スケール付着量を調べた結果を図3に示す。図3においては、全体が白いスケールに覆われているのがわかる。
1L : 水道水
2 : アクリル管
3 : 管路
4 : 冷却部
5 : 管路
6 : ヒータ
Claims (5)
- 金属部材に被膜を形成して、その金属部材に接触する水からの炭酸カルシウムを主成分とするスケールの形成を防止するスケール防止方法であって、
カチオン性イオン導電型の樹脂材料からなる被膜を前記金属部材の水との接触面に形成して、炭酸カルシウムを主成分とするスケールの形成を防止するスケール防止方法。 - 前記カチオン性イオン導電型の樹脂材料が、4級アンモニウム基を含有する樹脂材料単量体単位を必須構成成分として含む重合体を主鎖とする樹脂材料である請求項1に記載のスケール防止方法。
- 前記カチオン性イオン導電型の樹脂材料が、アクリル系樹脂材料である請求項1または2に記載のスケール防止方法。
- 前記金属部材がpH7〜8の冷却水を30〜40℃で流通する熱交換器用銅管であり、前記カチオン性イオン導電型の樹脂材料がジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド塩単量体単位またはジメチルアミノプロピルアクリルアミドのメチルクロライド塩単量体単位の少なくとも一方を必須構成成分として含む重合体を主鎖とする樹脂材料からなる請求項1〜3のいずれか一項に記載のスケール防止方法。
- ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド塩単量体単位またはジメチルアミノプロピルアクリルアミドのメチルクロライド塩単量体単位の少なくとも一方を必須構成成分として含む重合体を主鎖とする樹脂材料からなる炭酸カルシウムスケール防止剤。
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