JP2012206038A - Polymer coagulant - Google Patents

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繁邦 中田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polymer coagulant capable of greatly improving the dehydrating treatment efficiency of sludge by forming firm coarse floc in a dehydrating treatment of hardly dehydrated organic sludge or the like.SOLUTION: The polymer coagulant contains a water-soluble polymer (A) formed by polymerizing monomers containing water-soluble unsaturated monomers (a) in the presence of at least one kind of living radical polymerization initiator (Iv) selected from a group consisting of the following (Iv1) and (Iv2). The (Iv1) is an organic tellurium compound represented by following general formula (1). The (Iv2) is a mixture of: a transition metal complex selected from a group consisting of ruthenium, palladium, copper, iron, molybdenum, rhodium and nickel; an organic halide selected from a group consisting of an organic iodide and an organic chloride; and a Lewis base selected from a group consisting of amine and phosphine. Formula (1): R4R3R2C-Te-R1.

Description

本発明は高分子凝集剤に関する。さらに詳しくは、有機性汚泥の脱水性能に優れる高分子凝集剤に関する。   The present invention relates to a polymer flocculant. More specifically, the present invention relates to a polymer flocculant having excellent dewatering performance of organic sludge.

従来、下水もしくはし尿(以下、下水汚泥と略記)又は工場廃水(以下、廃水と略記)等の有機性汚泥の脱水に対しては、ポリ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クロライド、アクリルアミド−アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライドコポリマー、ポリアミジン等のカチオン性高分子凝集剤、アクリルアミド−アクリル酸−アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライドコポリマー等の両性高分子凝集剤が広く使用されている。
また、廃水等の無機性汚泥または廃水の脱水に対しては、ポリアクリルアミド等のノニオン性高分子凝集剤、アクリルアミド−アクリル酸ナトリウムコポリマー等のアニオン性高分子凝集剤が広く使用されている。
これらの高分子凝集剤の製造方法としては、水溶液重合法、薄膜重合法、逆相懸濁重合法、沈殿重合法および乳化重合法等が知られている。
これらの高分子凝集剤の中で、近年、特に有機性汚泥の脱水に関して、発生する汚泥量の増加および汚泥性状の難脱水性化への対応の観点から脱水処理速度向上のニーズが高まってきており、より強いフロック強度を形成する高分子凝集剤が望まれている。また、脱水ケーキを焼却処分する際の焼却処分費用の高騰、脱水ケーキをそのまま埋め立て処分する際の埋め立て地の逼迫した状況から、脱水ケーキ含水率の低減を実現することができる高分子凝集剤が望まれている。
最近では、これらの高性能化を目的とした高分子凝集剤として、例えば、重合時または重合後にポリマー中のカルボン酸基と化学結合する架橋剤を加え反応させることで部分架橋を形成させた両性高分子凝集剤(例えば、特許文献1参照)、重合時にアゾ基を有するポリアルキレンオキサイド化合物又は光開裂基を有するポリアルキレンオキサイド化合物を添加して製造したもの(例えば、特許文献2参照)、重合時にニトロキシラジカルを添加して製造したもの(例えば、特許文献3参照)等が開示されている。
Conventionally, for the dehydration of organic sludge such as sewage or human waste (hereinafter abbreviated as sewage sludge) or factory wastewater (hereinafter abbreviated as wastewater), polymethacryloyloxyethyltrimethylammonium chloride, acrylamide-acryloyloxyethyltrimethyl Cationic polymer flocculants such as ammonium chloride copolymer and polyamidine, and amphoteric polymer flocculants such as acrylamide-acrylic acid-acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride copolymer are widely used.
In addition, nonionic polymer flocculants such as polyacrylamide and anionic polymer flocculants such as acrylamide-sodium acrylate copolymer are widely used for dewatering inorganic sludge such as wastewater.
Known methods for producing these polymer flocculants include an aqueous solution polymerization method, a thin film polymerization method, a reverse phase suspension polymerization method, a precipitation polymerization method, and an emulsion polymerization method.
Among these polymer flocculants, in recent years, especially regarding the dewatering of organic sludge, there is an increasing need for an increase in the dewatering treatment speed from the viewpoint of increasing the amount of generated sludge and making sludge properties difficult to dewater. Therefore, a polymer flocculant that forms stronger floc strength is desired. In addition, the polymer flocculants that can reduce the moisture content of dehydrated cakes due to soaring incineration costs when dewatered cakes are incinerated, and the tightness of landfill sites when dehydrated cakes are landfilled as they are, It is desired.
Recently, as a polymer flocculant for the purpose of improving these performances, for example, amphoteric compounds in which partial crosslinking is formed by adding and reacting with a crosslinking agent chemically bonded to a carboxylic acid group in the polymer during or after polymerization. A polymer flocculant (for example, see Patent Document 1), a product produced by adding a polyalkylene oxide compound having an azo group or a polyalkylene oxide compound having a photocleavable group during polymerization (for example, see Patent Document 2), polymerization Sometimes manufactured by adding a nitroxy radical (see, for example, Patent Document 3).

特許第3305688号公報Japanese Patent No. 3305688 特開2002−97236号公報JP 2002-97236 A 特開2001−139606号公報JP 2001-139606 A

しかしながら、現状用いられている高分子凝集剤は、まだ前記の課題を十分に解決できるレベルには到達しておらず、また上記開示されている高分子凝集剤はフロック強度や脱水ケーキ含水率の観点から、多少は改良されているもののまだ不十分であった。
本発明の目的は、難脱水性の有機性汚泥の脱水処理において、強固な粗大フロックを形成させて汚泥の脱水処理効率を大幅に向上できる高分子凝集剤を提供することにある。
However, currently used polymer flocculants have not yet reached a level that can sufficiently solve the above problems, and the disclosed polymer flocculants have a floc strength and a dehydrated cake moisture content. From the point of view, although it was improved somewhat, it was still insufficient.
An object of the present invention is to provide a polymer flocculant capable of forming a strong coarse floc in the dewatering treatment of hardly dewatering organic sludge and greatly improving the sludge dewatering efficiency.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果本発明に到達した。すなわち、本発明は、下記の(Iv1)および(Iv2)からなる群から選ばれる少なくとも1種のリビングラジカル重合開始剤(Iv)の存在下で水溶性不飽和モノマー(a)を含有するモノマーを重合させた水溶性ポリマー(A)を含有してなる高分子凝集剤である。
(Iv1)下記一般式(1)で表される有機テルル化合物
(Iv2)ルテニウム、パラジウム、銅、鉄、モリブデン、ロジウムおよびニッケルからなる群から選ばれる遷移金属の錯体、有機ヨード化物および有機塩素化物からなる群から選ばれる有機ハロゲン化物、並びに、アルミニウムおよびチタンからなる群から選ばれるルイス塩基の混合物

432C―Te―R1 (1)

[式中、R1は炭素数1〜8の、アルキル基、アリール基、置換アリール基または芳香族ヘテロ環基;R2およびR3はHまたは炭素数1〜8のアルキル基;R4は炭素数2〜10の、アリール基、置換アリール基、芳香族ヘテロ環基、アシル基、アミド基、オキシカルボニル基またはシアノ基を表す。]
The inventor of the present invention has arrived at the present invention as a result of intensive studies to solve the above problems. That is, the present invention provides a monomer containing a water-soluble unsaturated monomer (a) in the presence of at least one living radical polymerization initiator (Iv) selected from the group consisting of the following (Iv1) and (Iv2): A polymer flocculant comprising a polymerized water-soluble polymer (A).
(Iv1) Organic tellurium compound represented by the following general formula (1) (Iv2) Complex of transition metal selected from the group consisting of ruthenium, palladium, copper, iron, molybdenum, rhodium and nickel, organic iodide and organic chlorinated compound Organic halides selected from the group consisting of, and mixtures of Lewis bases selected from the group consisting of aluminum and titanium

R 4 R 3 R 2 C-Te-R 1 (1)

[In the formula, R 1 having 1 to 8 carbon atoms, an alkyl group, an aryl group, a substituted aryl group or an aromatic heterocyclic group; R 2 and R 3 are H or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms; R 4 is An aryl group, substituted aryl group, aromatic heterocyclic group, acyl group, amide group, oxycarbonyl group or cyano group having 2 to 10 carbon atoms is represented. ]

本発明の高分子凝集剤は下記の効果を奏する。
(1)有機性汚泥の脱水処理等において強固な粗大フロックを形成する。
(2)形成されたフロックは破壊、再分散されにくいため凝集処理の安定性や処理速度を著しく高めることができる。
(3)脱水工程後のケーキ含水率が低く廃棄物量および焼却処理コストを低減できる。
The polymer flocculant of the present invention has the following effects.
(1) A strong coarse floc is formed in dewatering treatment of organic sludge and the like.
(2) Since the formed floc is not easily broken or redispersed, the stability and processing speed of the aggregation treatment can be remarkably increased.
(3) The moisture content of the cake after the dehydration step is low, and the amount of waste and incineration costs can be reduced.

[水溶性ポリマー(A)]
本発明における水溶性ポリマー(A)は、下記一般式[1]または[2]で表されるカチオン性モノマー(a1)を50〜100モル%含有する水溶性不飽和モノマー(a)を構成単位とする。(a)としては、(a1)の他に必要によりさらに、1個の不飽和基を有する、ノニオン性モノマー(a2)および/またはアニオン性モノマー(a3)を含有させることができる。
なお、ここおよび以下において水溶性不飽和モノマーもしくは水溶性ポリマーとは、水に対する溶解度が1g/水100g(20℃)以上であるものを意味し、後述する水不溶性不飽和モノマーとは、水に対する溶解度が1g/水100g(20℃)未満であるものを意味する。

CH2=C(R5)CO−Q−X−NR67 [1]
CH2=C(R5)CO−Q−X−N+678・Z- [2]
[Water-soluble polymer (A)]
The water-soluble polymer (A) in the present invention comprises a water-soluble unsaturated monomer (a) containing 50 to 100 mol% of a cationic monomer (a1) represented by the following general formula [1] or [2]. And As (a), in addition to (a1), a nonionic monomer (a2) and / or an anionic monomer (a3) having one unsaturated group can be further contained as required.
In the following and below, a water-soluble unsaturated monomer or a water-soluble polymer means one having a solubility in water of 1 g / 100 g (20 ° C.) or more. It means that the solubility is less than 1 g / 100 g of water (20 ° C.).

CH 2 = C (R 5) CO-Q-X-NR 6 R 7 [1]
CH 2 = C (R 5) CO-Q-X-N + R 6 R 7 R 8 · Z - [2]

式[1]、[2]中、R5はHまたはメチル基、R6、R7は炭素数(以下Cと略記)1〜3[凝集性能(高フロック強度、フロックの粗大化、脱水ケーキの低含水率化等。以下同じ。)の観点から好ましくは1〜2]のアルキル基を表す。R8はH、C1〜7の、アルキルまたはベンジル基を表す。R5〜R8は相互に同じでも異なっていてもよい。
-はハロゲンイオン、硫酸イオン、リン酸イオン、硝酸イオン等の陰イオンを表す。
In the formulas [1] and [2], R 5 is H or a methyl group, R 6 and R 7 are carbon numbers (hereinafter abbreviated as C) 1 to 3 [flocculation performance (high floc strength, floc coarsening, dehydrated cake) In view of reducing the water content, etc., the same shall apply hereinafter), it preferably represents an alkyl group of 1-2]. R 8 represents H, C 1-7 alkyl or benzyl group. R 5 to R 8 may be the same as or different from each other.
Z represents an anion such as a halogen ion, a sulfate ion, a phosphate ion, or a nitrate ion.

(a1)〜(a3)としては下記のものが挙げられる。
(a1)カチオン性モノマー
下記のもの、これらの塩[例えば無機酸(塩酸、硫酸、リン酸、硝酸等)塩、メチルクロライド塩、ジメチル硫酸塩およびベンジルクロライド塩]、およびこれらの混合物が挙げられる。
(a11) 窒素原子含有(メタ)アクリレート[ここにおいて(メタ)アクリレートは、アクリレートまたはメタアクリレートを表す。以下同じ。]
C5〜30、例えばアミノアルキル(C2〜3)(メタ)アクリレート、N,N−ジアルキル(アルキル基はC1〜2)アミノアルキル(C2〜3)(メタ)アクリレート[N,N−ジメチルアミノエチルおよび−プロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチルおよび−プロピル(メタ)アクリレート等]、複素環含有(メタ)アクリレート[N−モルホリノエチル(メタ)アクリレート等];
(a12) 窒素原子含有(メタ)アクリルアミド誘導体
C5〜30、例えばN,N−ジアルキル(C1〜2)アミノアルキル(C2〜3)(メタ)アクリルアミド[N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド等];
(a13) アミノ基を有するエチレン性不飽和化合物
C5〜30、例えばビニルアミン、ビニルアニリン、(メタ)アリルアミン、p−アミノスチレン等];
(a14) アミンイミド基を有する化合物
C5〜30、例えば1,1,1−トリメチルアミン(メタ)アクリルイミド、1,1−ジメチル−1−エチルアミン(メタ)アクリルイミド、1,1−ジメチル−1−(2’−フェニル−2’−ヒドロキシエチル)アミン(メタ)アクリルイミド。
Examples of (a1) to (a3) include the following.
(A1) Cationic monomer The following are included, and salts thereof [for example, inorganic acid (hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, etc.) salts, methyl chloride salts, dimethyl sulfate salts and benzyl chloride salts], and mixtures thereof. .
(A11) Nitrogen atom-containing (meth) acrylate [where (meth) acrylate represents acrylate or methacrylate. same as below. ]
C5-30, such as aminoalkyl (C2-3) (meth) acrylate, N, N-dialkyl (alkyl group is C1-2) aminoalkyl (C2-3) (meth) acrylate [N, N-dimethylaminoethyl and -Propyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl and -propyl (meth) acrylate and the like], heterocycle-containing (meth) acrylate [N-morpholinoethyl (meth) acrylate and the like];
(A12) Nitrogen atom-containing (meth) acrylamide derivative C5-30, such as N, N-dialkyl (C1-2) aminoalkyl (C2-3) (meth) acrylamide [N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylamide, etc. ];
(A13) ethylenically unsaturated compound having amino group C5-30, such as vinylamine, vinylaniline, (meth) allylamine, p-aminostyrene, etc.];
(A14) Compound having amine imide group C5-30, such as 1,1,1-trimethylamine (meth) acrylimide, 1,1-dimethyl-1-ethylamine (meth) acrylimide, 1,1-dimethyl-1- ( 2'-Phenyl-2'-hydroxyethyl) amine (meth) acrylimide.

(a2)ノニオン性モノマー
下記のもの、およびこれらの混合物が挙げられる。
(a21)(メタ)アクリレート
C4以上かつ数平均分子量[以下Mnと略記。測定は後述する条件におけるゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)法による。]5,000以下、例えば水酸基含有(メタ)アクリレート[例えばヒドロキシエチル−、ジエチレングリコールモノ−、ポリエチレングリコール(重合度3〜50)モノ−およびポリグリセロール(重合度1〜10)モノ(メタ)アクリレート]およびアクリル酸アルキル(アルキル基はC1〜2)エステル(C4〜5、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル);
(a22)(メタ)アクリルアミドおよびその誘導体
C3〜30、例えば(メタ)アクリルアミド、N−アルキル(C1〜3)(メタ)アクリルアミド[N−メチルおよび−イソプロピル(メタ)アクリルアミド等]、N−アルキロール(メタ)アクリルアミド[N−メチロール(メタ)アクリルアミド等];
(a23) 前記(a1)以外の窒素原子含有エチレン性不飽和化合物
C3〜30、例えばアクリロニトリル、N−ビニルホルムアミド、N−ビニル−2−ピロリドン、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルスクシンイミド、N−ビニルカルバゾールおよび2−シアノエチル(メタ)アクリレート。
(A2) Nonionic monomer The following are mentioned, and these mixtures.
(A21) (Meth) acrylate C4 or more and number average molecular weight [hereinafter abbreviated as Mn. The measurement is based on a gel permeation chromatography (GPC) method under the conditions described later. ] 5,000 or less, for example, hydroxyl group-containing (meth) acrylate [eg, hydroxyethyl-, diethylene glycol mono-, polyethylene glycol (polymerization degree 3-50) mono- and polyglycerol (polymerization degree 1-10) mono (meth) acrylate] And alkyl acrylate (alkyl group is C1-2) ester (C4-5, such as methyl acrylate, ethyl acrylate);
(A22) (Meth) acrylamide and derivatives thereof C3-30, such as (meth) acrylamide, N-alkyl (C1-3) (meth) acrylamide [N-methyl and -isopropyl (meth) acrylamide etc.], N-alkylol (Meth) acrylamide [N-methylol (meth) acrylamide etc.];
(A23) Nitrogen-containing ethylenically unsaturated compounds other than (a1) C3-30, such as acrylonitrile, N-vinylformamide, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-vinylimidazole, N-vinylsuccinimide, N-vinyl Carbazole and 2-cyanoethyl (meth) acrylate.

なお、本発明におけるGPC法によるMnの測定条件は次のとおりであり、後述する重量平均分子量(以下Mwと略記)も同様に測定できる。
<GPC測定条件>
GPC機種:HLC−8120GPC、東ソー(株)製
カラム :TSKgel GMHXL 2本 + TSKgel Multipore
HXL−M[いずれも東ソー(株)製]
測定温度 :40℃
溶離液 :テトラヒドロフラン
溶液注入量:100μl
検出装置 :屈折率検出器
基準物質 :標準ポリスチレン(TSKstandard POLYSTYRENE)、
東ソー(株)製
In addition, the measurement conditions of Mn by GPC method in this invention are as follows, The weight average molecular weight (henceforth Mw) mentioned later can also be measured similarly.
<GPC measurement conditions>
GPC model: HLC-8120GPC, manufactured by Tosoh Corporation Column: 2 TSKgel GMHXL + TSKgel Multipore
HXL-M [all manufactured by Tosoh Corporation]
Measurement temperature: 40 ° C
Eluent: Tetrahydrofuran solution injection volume: 100 μl
Detection apparatus: Refractive index detector reference material: Standard polystyrene (TSK standard POLYSTYRENE),
Made by Tosoh Corporation

(a3)アニオン性モノマー
下記のもの、これらの塩[アルカリ金属(リチウム、ナトリウム、カリウム等、以下同じ。)塩、アルカリ土類金属(マグネシウム、カルシウム等、以下同じ。)塩、アンモニウム塩およびアミン(C1〜20)塩等]、およびこれらの混合物が挙げられる。
(a31) 不飽和カルボン酸
C3〜30、例えば(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、フマル酸、(無水)イタコン酸、ビニル安息香酸、アリル酢酸;
(a32) 不飽和スルホン酸
C2〜20の脂肪族不飽和スルホン酸(ビニルスルホン酸等)、C6〜20の芳香族不飽和スルホン酸(スチレンスルホン酸等)、スルホン酸基含有(メタ)アクリレート[スルホアルキル(C2〜20)(メタ)アクリレート[2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、−プロパンおよび−ブタンスルホン酸、3−(メタ)アクリロイルオキシプロパンスルホン酸、4−(メタ)アクリロイルオキシブタンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルオキシ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸、p−(メタ)アクリロイルオキシメチルベンゼンスルホン酸等]、スルホン酸基含有(メタ)アクリルアミド[2−(メタ)アクリロイルアミノエタンスルホン酸、2−および3−(メタ)アクリロイルアミノプロパンスルホン酸、2−および4−(メタ)アクリロイルアミノブタンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸、p−(メタ)アクリロイルアミノメチルベンゼンスルホン酸等]、アルキル(C1〜20)(メタ)アリルスルホコハク酸エステル[メチル(メタ)アリルスルホコハク酸エステル等]等;
(a33) (メタ)アクリロイルポリオキシアルキレン(アルキレン基はC1〜6)硫酸エステル
(メタ)アクリロイルポリオキシエチレン(重合度2〜50)硫酸エステル等。
(A3) Anionic monomer The following, these salts [alkali metal (lithium, sodium, potassium, etc., the same shall apply hereinafter) salt, alkaline earth metal (magnesium, calcium, etc., the same shall apply hereinafter) salt, ammonium salt and amine (C1-20) salts and the like], and mixtures thereof.
(A31) unsaturated carboxylic acid C3-30, such as (meth) acrylic acid, (anhydrous) maleic acid, fumaric acid, (anhydrous) itaconic acid, vinylbenzoic acid, allyl acetic acid;
(A32) Unsaturated sulfonic acid C2-20 aliphatic unsaturated sulfonic acid (such as vinyl sulfonic acid), C6-20 aromatic unsaturated sulfonic acid (such as styrene sulfonic acid), sulfonic acid group-containing (meth) acrylate [ Sulfoalkyl (C2-20) (meth) acrylate [2- (meth) acryloyloxyethane, -propane and -butanesulfonic acid, 3- (meth) acryloyloxypropanesulfonic acid, 4- (meth) acryloyloxybutanesulfonic acid 2- (meth) acryloyloxy-2,2-dimethylethanesulfonic acid, p- (meth) acryloyloxymethylbenzenesulfonic acid, etc.], sulfonic acid group-containing (meth) acrylamide [2- (meth) acryloylaminoethanesulfone Acid, 2- and 3- (meth) acryloylaminoprop Sulfonic acid, 2- and 4- (meth) acryloylaminobutanesulfonic acid, 2- (meth) acryloylamino-2,2-dimethylethanesulfonic acid, p- (meth) acryloylaminomethylbenzenesulfonic acid, etc.], alkyl ( C1-20) (meth) allylsulfosuccinic acid ester [methyl (meth) allylsulfosuccinic acid ester and the like] and the like;
(A33) (Meth) acryloyl polyoxyalkylene (alkylene group is C1-6) sulfate ester (meth) acryloyl polyoxyethylene (polymerization degree 2-50) sulfate ester and the like.

(a)のうち水溶性ポリマー(A)の高分子量化の観点から好ましいのは、カチオン性モノマーのうちの(a12)、(a13)、ノニオン性モノマーのうちの(a21)、(a22)、アニオン性モノマーのうちの(a31)、(a32)、さらに好ましいのは(a12)、(a13)、(a21)、(a22)、(a31)、および(a32)のうちのスルホン酸基含有(メタ)アクリレート、スルホン酸基含有(メタ)アクリルアミド、特に好ましいのは(a12)、(a13)、(a21)、(a31)、および(a32)のうちのスルホン酸基含有(メタ)アクリレート、スルホン酸基含有(メタ)アクリルアミド、最も好ましいのは(a12)のうちの(メタ)アクリルアミド、(a13)のうちのアクリロニトリル、N−ビニルホルムアミド、(a21)のうちのN,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートおよびこれらの塩(前記のもの)、(a31)のうちの(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、(無水)イタコン酸およびこれらのアルカリ金属塩、(a32)のうちの2−(メタ)アクリロイルオキシエタンスルホン酸、2−および3−(メタ)アクリロイルオキシプロパンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸およびこれらのアルカリ金属塩である。また、これらの(a)は、任意に混合して共重合させることができる。   Among (a), from the viewpoint of increasing the molecular weight of the water-soluble polymer (A), (a12) and (a13) among the cationic monomers, (a21) and (a22) among the nonionic monomers, Of the anionic monomers (a31), (a32), more preferably (a12), (a13), (a21), (a22), (a31), and (a32) containing a sulfonic acid group ( (Meth) acrylate and sulfonic acid group-containing (meth) acrylamide, particularly preferred are (a12), (a13), (a21), (a31), and (a32) sulfonic acid group-containing (meth) acrylate and sulfone. Acid group-containing (meth) acrylamide, most preferably (meth) acrylamide of (a12), acrylonitrile of (a13), N-vinyl Formamide, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate in (a21) and salts thereof (the foregoing), (meth) acrylic acid in (a31), (anhydrous) maleic acid, (anhydrous) Itaconic acid and alkali metal salts thereof, (a32) 2- (meth) acryloyloxyethanesulfonic acid, 2- and 3- (meth) acryloyloxypropanesulfonic acid, 2- (meth) acryloylamino-2, 2-dimethylethanesulfonic acid and alkali metal salts thereof. Moreover, these (a) can be arbitrarily mixed and copolymerized.

水溶性不飽和モノマー(a)中のカチオン性モノマー(a1)の含有量(モル%)は、凝集性能の観点から好ましくは50〜100モル%、さらに好ましくは70〜100%である。   The content (mol%) of the cationic monomer (a1) in the water-soluble unsaturated monomer (a) is preferably 50 to 100 mol%, more preferably 70 to 100% from the viewpoint of aggregation performance.

水溶性ポリマー(A)を構成するモノマーとしては、本発明の効果を阻害しない範囲で水溶性不飽和モノマー(a)の他に必要により水不溶性モノマー(x)および架橋性モノマー(y)を併用することができる。
水不溶性モノマー(x)としては、以下の(x1)〜(x5)、およびこれらの混合物が挙げられる。
(x1) C6〜23の(メタ)アクリレート
脂肪族または脂環式アルコール(C3〜20)の(メタ)アクリレート[プロピル−、ブチル−、ラウリル−、オクタデシル−およびシクロヘキシル(メタ)アクリレート等]およびエポキシ基(C4〜20)含有(メタ)アクリレート[グリシジル(メタ)アクリレート等];
As a monomer constituting the water-soluble polymer (A), a water-insoluble monomer (x) and a cross-linkable monomer (y) are used in combination with the water-soluble unsaturated monomer (a) as necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired. can do.
Examples of the water-insoluble monomer (x) include the following (x1) to (x5) and mixtures thereof.
(X1) (Meth) acrylate of C6-23 (meth) acrylate of aliphatic or alicyclic alcohol (C3-20) [propyl-, butyl-, lauryl-, octadecyl- and cyclohexyl (meth) acrylate etc.] and epoxy Group (C4-20) -containing (meth) acrylate [glycidyl (meth) acrylate and the like];

(x2) [モノアルコキシ(C1〜20)−、モノシクロアルコキシ(C3〜12)−もしくはモノフェノキシ]ポリプロピレングリコール(ポリプロピレングリコールは以下、PPGと略記)(重合度2〜50)の不飽和カルボン酸モノエステル
モノオール(C1〜20)もしくは1価フェノール(C6〜20)のプロピレンオキシド(以下POと略記)付加物の(メタ)アクリル酸エステル[ω−メトキシPPGモノ(メタ)アクリレート、ω−エトキシPPGモノ(メタ)アクリレート、ω−プロポキシPPGモノ(メタ)アクリレート、ω−ブトキシPPGモノ(メタ)アクリレート、ω−シクロヘキシルPPGモノ(メタ)アクリレート、ω−フェノキシPPGモノ(メタ)アクリレート等]およびジオール(C2〜20)もしくは2価フェノール(C6〜20)のPO付加物の(メタ)アクリル酸エステル[ω−ヒドロキシエチル(ポリ)オキシプロピレンモノ(メタ)アクリレート等]等;
(X2) Unsaturated carboxylic acid of [monoalkoxy (C1-20)-, monocycloalkoxy (C3-12)-or monophenoxy] polypropylene glycol (polypropylene glycol is hereinafter abbreviated as PPG) (degree of polymerization 2-50) Monoester Monool (C1-20) or monohydric phenol (C6-20) propylene oxide (hereinafter abbreviated as PO) adduct (meth) acrylate ester [ω-methoxy PPG mono (meth) acrylate, ω-ethoxy PPG mono (meth) acrylate, ω-propoxy PPG mono (meth) acrylate, ω-butoxy PPG mono (meth) acrylate, ω-cyclohexyl PPG mono (meth) acrylate, ω-phenoxy PPG mono (meth) acrylate, etc.] and diol (C2-20) or Valence phenol (meth) acrylic acid ester [.omega.-hydroxyethyl (poly) oxypropylene mono (meth) acrylate] of the PO adduct of (C6-20) or the like;

(x3) C2〜30の不飽和炭化水素
エチレン、ノネン、スチレン、1−メチルスチレン等;
(x4) 不飽和アルコール[C2〜4、例えばビニルアルコール、(メタ)アリルアルコール]のカルボン酸(C2〜30)エステル(酢酸ビニル等);
(x5) ハロゲン含有モノマー(C2〜30、例えば塩化ビニル)。
(X3) C2-30 unsaturated hydrocarbon ethylene, nonene, styrene, 1-methylstyrene and the like;
(X4) carboxylic acid (C2-30) ester (such as vinyl acetate) of unsaturated alcohol [C2-4, for example, vinyl alcohol, (meth) allyl alcohol];
(X5) A halogen-containing monomer (C2-30, such as vinyl chloride).

また、架橋性モノマー(y)としては、2個またはそれ以上の不飽和基を有する、以下の(y1)〜(y5)、これらの塩[例えば、塩基性モノマーについては、無機酸(塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硫酸、亜硫酸、リン酸、硝酸等)塩、メチルクロライド塩、ジメチル硫酸塩およびベンジルクロライド塩等、酸性モノマーについては、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン(C1〜20、例えばメチルアミン、エチルアミン、シクロヘキシルアミン)塩]、およびこれらの混合物が挙げられる。
(y1) ビスポリ(2〜4またはそれ以上)(メタ)アクリルアミド
C5〜30、例えばN,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド;
(y2) ポリ(2〜4またはそれ以上)(メタ)アクリレート
C8〜30、例えばエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトール[ポリ(2〜4)](メタ)アクリレート;
In addition, as the crosslinkable monomer (y), the following (y1) to (y5) having two or more unsaturated groups, salts thereof [for example, for basic monomers, inorganic acids (hydrochloric acid, Hydrobromic acid, hydroiodic acid, sulfuric acid, sulfurous acid, phosphoric acid, nitric acid, etc.) salt, methyl chloride salt, dimethyl sulfate salt, benzyl chloride salt, etc., for acidic monomers, alkali metal salts, alkaline earth metal salts, Amines (C1-20, such as methylamine, ethylamine, cyclohexylamine) salts], and mixtures thereof.
(Y1) Bispoly (2-4 or more) (meth) acrylamide C5-30, such as N, N′-methylenebis (meth) acrylamide;
(Y2) poly (2-4 or more) (meth) acrylates C8-30, such as ethylene glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol [poly (2-4)] (meth) acrylate;

(y3) ビニル基(2〜20個またはそれ以上)含有モノマー
C4以上かつMn6,000以下、例えばジビニルアミン、多価(2〜5またはそれ以上)アミン[C2以上かつMn3,000以下、例えばエチレンジアミン、ポリエチレンイミン(C4以上かつMn3,000以下)]のポリ(2〜20)ビニルアミン、ジビニルエーテル、多価アルコール〔C2以上かつMn3,000以下、例えばアルキレン(C2〜6またはそれ以上)グリコール[エチレングリコール、プロピレングリコール、1,6−ヘキサンジオール(以下、それぞれEG、PG、1,6−HDと略記)等]、ポリオキシアルキレン[Mn2,000〜3,000、例えばポリエチレングリコール(以下、PEGと略記)(分子量106以上かつMn3,000以下)、PPG(分子量134以上かつMn3,000以下)、ポリオキシエチレン(分子量106以上かつMn3,000以下)/ポリオキシプロピレン(分子量134以上かつMn3,000以下)ブロックコポリマー]、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、(ポリ)(2〜50)グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール(以下、それぞれTME、TMP、GR、PE、SOと略記)、デンプン〕のポリ(2〜20)ビニルエーテル等;
(Y3) Vinyl group (2 to 20 or more) -containing monomer C4 or more and Mn 6,000 or less, such as divinylamine, polyvalent (2 to 5 or more) amine [C2 or more and Mn 3,000 or less, such as ethylenediamine , Polyethyleneimine (C4 or more and Mn3,000 or less)] poly (2-20) vinylamine, divinyl ether, polyhydric alcohol [C2 or more and Mn3,000 or less, such as alkylene (C2-6 or more) glycol [ethylene Glycol, propylene glycol, 1,6-hexanediol (hereinafter abbreviated as EG, PG, 1,6-HD, respectively)], polyoxyalkylene [Mn 2,000 to 3,000, such as polyethylene glycol (hereinafter referred to as PEG) (Abbreviation) (Molecular weight 106 or more and Mn 3,000 Lower), PPG (molecular weight 134 to Mn 3,000), polyoxyethylene (molecular weight 106 to Mn 3,000) / polyoxypropylene (molecular weight 134 to Mn 3,000) block copolymer], trimethylolethane, Tri (methylolpropane), (poly) (2-50) glycerin, pentaerythritol, sorbitol (hereinafter abbreviated as TME, TMP, GR, PE, SO, respectively), starch] poly (2-20) vinyl ether, and the like;

(y4) アリル基(2〜20個またはそれ以上)含有モノマー
C6以上かつMn3,000以下、例えばジ(メタ)アリルアミン、N−アルキル(C1〜20)ジ(メタ)アリルアミン、多価アミン(上記のもの)のポリ(2〜20)(メタ)アリルアミン、ジ(メタ)アリルエーテル、多価アルコール(上記のもの)のポリ(2〜20)(メタ)アリルエーテル、ポリ(2〜20)(メタ)アリロキシアルカン(C1〜20)(テトラアリロキシエタン等);
(y5) エポキシ基含有モノマー
C8以上かつMn6,000以下、例えばEGジグリシジルエーテル、PEGジグリシジルエーテル、GRトリグリシジルエーテル。
(Y4) Allyl group (2 to 20 or more) -containing monomer C6 or more and Mn 3,000 or less, for example, di (meth) allylamine, N-alkyl (C1-20) di (meth) allylamine, polyvalent amine (above Poly (2-20) (meth) allylamine, di (meth) allyl ether, poly (2-20) (meth) allyl ether of polyhydric alcohol (above), poly (2-20) ( (Meth) allyloxyalkanes (C1-20) (tetraallyloxyethane and the like);
(Y5) Epoxy group-containing monomer C8 or more and Mn 6,000 or less, for example, EG diglycidyl ether, PEG diglycidyl ether, GR triglycidyl ether.

水溶性ポリマー(A)を構成するモノマー(a)、(x)および(y)の合計モル数に基づく各モノマーの含有量は、(a)は、凝集性能の観点から好ましくは50〜100モル%、さらに好ましくは70〜100モル%;(x)は、通常40モル%以下、凝集性能発現および高分子凝集剤の水への溶解性の観点から好ましくは0.1〜20モル%、さらに好ましくは0.5〜10モル%;また、(y)は、(y)の重合性または反応性にも依存するものの、通常5モル%以下、凝集性能発現および高分子凝集剤の水への溶解性の観点から好ましくは0.001〜1モル%、さらに好ましくは0.01〜0.5モル%である。   The content of each monomer based on the total number of moles of the monomers (a), (x) and (y) constituting the water-soluble polymer (A) is preferably from 50 to 100 moles from the viewpoint of aggregation performance. %, More preferably 70 to 100 mol%; (x) is usually 40 mol% or less, preferably 0.1 to 20 mol% from the viewpoint of the aggregation performance and the solubility of the polymer flocculant in water, Preferably, 0.5 to 10 mol%; Moreover, although (y) depends on the polymerizability or reactivity of (y), it is usually 5 mol% or less. From the viewpoint of solubility, it is preferably 0.001 to 1 mol%, more preferably 0.01 to 0.5 mol%.

(A)は、公知の水溶液重合(例えば、特開昭55−133413号公報に記載の断熱重合、薄膜重合、噴霧重合等)や、公知の逆相懸濁重合(例えば特公昭54−30710号公報、特開昭56−26909号公報、特開平1−5808号公報に記載のもの)を含む種々の重合法[光重合(例えば特公平6−804公報に記載のもの)、沈澱重合(例えば特開昭61−123610公報に記載のもの)、逆相乳化重合(例えば特開昭58−197398号に記載のもの)等]で、ラジカル重合開始剤を用いて製造することができる。
該重合法のうち、有機溶媒等を使用する必要がないこと等工業上の観点から好ましいのは水溶液重合法である。なお、以下においてリビングラジカル重合開始剤(Iv)、または、(Iv)およびその他のラジカル重合開始剤(Iz)を用いる方法をラジカル重合法ということがある。
(A) is a known aqueous solution polymerization (for example, adiabatic polymerization, thin film polymerization, spray polymerization, etc. described in JP-A-55-133413) or a known reversed-phase suspension polymerization (for example, Japanese Patent Publication No. 54-30710). Various polymerization methods including those described in JP-A-56-26909, JP-A-1-5808), photopolymerization (for example, those described in JP-B-6-804), precipitation polymerization (for example, And those produced by reverse-phase emulsion polymerization (for example, those described in JP-A-58-197398) and the like] and a radical polymerization initiator.
Among the polymerization methods, the aqueous solution polymerization method is preferable from the industrial viewpoint that it is not necessary to use an organic solvent or the like. Hereinafter, the method using the living radical polymerization initiator (Iv) or (Iv) and other radical polymerization initiator (Iz) may be referred to as a radical polymerization method.

[リビングラジカル重合開始剤(Iv)]
本発明におけるリビングラジカル重合開始剤(Iv)は、以下の(Iv1)および(Iv2)からなる群から選ばれる少なくとも1種のリビングラジカル重合開始剤である。
[Living radical polymerization initiator (Iv)]
The living radical polymerization initiator (Iv) in the present invention is at least one living radical polymerization initiator selected from the group consisting of the following (Iv1) and (Iv2).

[一般式(1)で表される有機テルル化合物(Iv1)]
本発明における(Iv1)は下記一般式(1)で表される有機テルル化合物である。

432C―Te―R1 (1)

式中、R1は、C1〜20の、アルキル基、アリール基、置換アリール基または芳香族ヘテロ環基を表す。R1のCが20を超えると、(Iv1)の水への溶解性が悪くなり、リビングラジカル重合性が低下して、得られる水溶性ポリマーの凝集性能が悪化する。
2およびR3は、HまたはC1〜8のアルキル基を示す。R2およびR3のCが8を超えると水への溶解性が悪くなり、リビングラジカル重合性が低下して、得られる水溶性ポリマーの凝集性能が悪化する。
4はC1〜20の、アリール基、置換アリール基、芳香族ヘテロ環基、アシル基、アミド基、オキシカルボニル基またはシアノ基を表す。R4のCが20を超えると重合率が低下する。
[Organic Tellurium Compound (Iv1) Represented by General Formula (1)]
(Iv1) in the present invention is an organic tellurium compound represented by the following general formula (1).

R 4 R 3 R 2 C-Te-R 1 (1)

In the formula, R 1 represents a C1-20 alkyl group, aryl group, substituted aryl group or aromatic heterocyclic group. When C of R 1 exceeds 20, the solubility of (Iv1) in water is deteriorated, the living radical polymerizability is reduced, and the aggregation performance of the resulting water-soluble polymer is deteriorated.
R 2 and R 3 represents H or C1~8 alkyl group. When C of R 2 and R 3 exceeds 8, the solubility in water is deteriorated, the living radical polymerizability is lowered, and the aggregation performance of the obtained water-soluble polymer is deteriorated.
R 4 represents a C1-20 aryl group, substituted aryl group, aromatic heterocyclic group, acyl group, amide group, oxycarbonyl group or cyano group. When C of R 4 exceeds 20, the polymerization rate decreases.

1におけるアルキル基としては、C1〜8、例えばメチル基、エチル基、n−およびi−プロピル基、シクロプロピル基、n−、sec−およびter−ブチル基、シクロブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基等の直鎖、分岐鎖および環状のアルキル基が挙げられる。 これらのうち(A)の高分子量化の観点から好ましいのはC1〜4の直鎖および分岐鎖状のアルキル基、さらに好ましいのはメチル基、エチル基およびn−ブチル基である。
アリール基としては、C6〜10、例えばフェニル基、ナフチル基が挙げられる。これらのうち(A)の高分子量化の観点から好ましいのはフェニル基である。
As the alkyl group in R 1 , C1-8, such as methyl group, ethyl group, n- and i-propyl group, cyclopropyl group, n-, sec- and ter-butyl group, cyclobutyl group, n-pentyl group, Examples thereof include linear, branched and cyclic alkyl groups such as n-hexyl group, n-heptyl group and n-octyl group. Of these, C1-4 linear and branched alkyl groups are preferred from the viewpoint of increasing the molecular weight of (A), and methyl, ethyl and n-butyl groups are more preferred.
As an aryl group, C6-10, for example, a phenyl group, a naphthyl group is mentioned. Of these, a phenyl group is preferred from the viewpoint of increasing the molecular weight of (A).

置換アリール基としては、C7〜20、例えば置換基を有するフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。該置換アリール基の置換基としては、例えばハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、−CORaで示されるカルボニル含有基(RaはC1〜8の、アルキル基、アリール基、アルコキシ基もしくはアリーロキシ基)、スルホニル基、トリフルオロメチル基が挙げられる。これらの置換基の数は、(A)の高分子量化の観点から1〜2が好ましく、2の場合は同様の観点からパラ位かオルト位が好ましい。
上記置換アリール基のうち高分子量化の観点から好ましいのはトリフルオロメチル置換フェニル基である。
また、芳香族ヘテロ環基としては、C4〜10、例えばピリジル基、ピロール基、フリル基、チエニル基が挙げられる。
Examples of the substituted aryl group include C7-20, for example, a phenyl group having a substituent, a naphthyl group, and the like. The substituent of the substituted aryl group, for example a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group, an amino group, a nitro group, a cyano group, a carbonyl-containing group represented by -COR a (R a is a C1-8, alkyl group, aryl Group, alkoxy group or aryloxy group), sulfonyl group, and trifluoromethyl group. The number of these substituents is preferably 1 to 2 from the viewpoint of increasing the molecular weight of (A), and in the case of 2, the para position or the ortho position is preferable from the same viewpoint.
Among the substituted aryl groups, a trifluoromethyl-substituted phenyl group is preferable from the viewpoint of increasing the molecular weight.
Moreover, as an aromatic heterocyclic group, C4-10, for example, a pyridyl group, a pyrrole group, a furyl group, and a thienyl group are mentioned.

2およびR3で示されるC1〜8のアルキル基としては、上記R1で示したアルキル基と同様のものが挙げられる。 Examples of the C1-8 alkyl group represented by R 2 and R 3 include the same alkyl groups as those described above for R 1 .

4で示される各基のうち、アリール基、置換アリール基、芳香族ヘテロ環基としては上記R1で示した基と同様のものが挙げられる。
アシル基としては、ホルミル基、アセチル基、ベンゾイル基等が挙げられる。
アミド基としては、カルボン酸アミド(アセトアミド、マロンアミド、スクシンアミド、マレアミド、ベンズアミド、2−フルアミド等)、チオアミド(チオアセトアミド、ヘキサンジチオアミド、チオベンズアミド、メタンチオスルホンアミド等)、セレノアミド(セレノアセトアミド、ヘキサンジセレノアミド、セレノベンズアミド、メタンセレノスルホンアミド等)、N−置換アミド(N−メチルアセトアミド、ベンズアニリド、シクロヘキサンカルボキサニリド、2,4’−ジクロロアセトアニリド等)等を挙げることができる。
Among the groups represented by R 4 , examples of the aryl group, substituted aryl group, and aromatic heterocyclic group include the same groups as those represented by R 1 above.
Examples of the acyl group include a formyl group, an acetyl group, and a benzoyl group.
Examples of the amide group include carboxylic acid amide (acetamide, malonamide, succinamide, maleamide, benzamide, 2-fluamide, etc.), thioamide (thioacetamide, hexanedithioamide, thiobenzamide, methanethiosulfonamide, etc.), selenoamide (selenoacetamide, hexane) And di-selenoamide, selenobenzamide, methaneselenosulfonamide, etc.), N-substituted amides (N-methylacetamide, benzanilide, cyclohexanecarboxanilide, 2,4′-dichloroacetanilide, etc.).

オキシカルボニル基としては、−COORb(RbはH、C1〜8のアルキル基もしくはアリール基)で示される基、例えば、カルボキシル基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、n−、sec−およびter−ブトキシカルボニル基、n−ペントキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基が挙げられる。これらのうち、(A)の高分子量化の観点から好ましいのはメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基である。 As the oxycarbonyl group, a group represented by -COOR b (R b is H, a C1-8 alkyl group or an aryl group), for example, a carboxyl group, a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, a propoxycarbonyl group, n-, Examples thereof include a sec- and ter-butoxycarbonyl group, an n-pentoxycarbonyl group, and a phenoxycarbonyl group. Among these, a methoxycarbonyl group and an ethoxycarbonyl group are preferable from the viewpoint of increasing the molecular weight of (A).

上記R4で示される基のうちリビングラジカル重合性の観点から好ましいのは、アリール基、置換アリール基、オキシカルボニル基、シアノ基、さらに好ましいのはフェニル基、ハロゲン原子置換(とくに1〜5個置換)フェニル基、トリフルオロメチル置換フェニル基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基である。 Of the groups represented by R 4 , aryl groups, substituted aryl groups, oxycarbonyl groups, and cyano groups are preferable from the viewpoint of living radical polymerizability, and more preferable are phenyl groups and halogen atom substitutions (particularly 1 to 5 groups). Substituted) phenyl group, trifluoromethyl-substituted phenyl group, methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group.

前記一般式(1)で表される有機テルル化合物(Iv1)として好ましいのは、R1が、C1〜4のアルキル基またはフェニル基、R2およびR3が、HまたはC1〜4のアルキル基、R4が、C6〜20の(置換)アリール基またはオキシカルボニル基であるもの、さらに好ましいのは、R1が、C1〜4のアルキル基またはフェニル基、R2およびR3が、HまたはC1〜4のアルキル基、R4が、C6〜20の(置換)フェニル基、メトキシカルボニル基またはエトキシカルボニル基であるものである。
(Iv1)の具体例としては、(メチルテラニルメチル)ベンゼン、(メチルテラニルメチル)ナフタレン、エチル−2−メチル−2−メチルテラニル−プロピオネート、エチル−2−メチル−2−n−ブチルテラニル−プロピオネートを例示することができる。
Formula (1) an organic tellurium compound represented by preferred as (Iv1) is, R 1 is an alkyl group or a phenyl group C1 -4, R 2 and R 3 are H or an alkyl group C1 -4 , R 4 is a C6-20 (substituted) aryl group or oxycarbonyl group, more preferably R 1 is a C1-4 alkyl group or phenyl group, and R 2 and R 3 are H or alkyl C1 -4, R 4 is (substituted) phenyl group C6-20, those which are methoxycarbonyl group or ethoxycarbonyl group.
Specific examples of (Iv1) include (methylterranylmethyl) benzene, (methylterranylmethyl) naphthalene, ethyl-2-methyl-2-methylterranyl-propionate, ethyl-2-methyl-2-n-butylterranyl-propionate. Can be illustrated.

[(Iv2)鉄、モリブデン、ルテニウム、パラジウム、銅、ロジウムおよびニッケルからなる群から選ばれる遷移金属の錯体、有機ヨード化物および有機塩素化物からなる群から選ばれる有機ハロゲン化物、並びに、アルミニウムおよびチタンからなる群から選ばれるルイス塩基の混合物]
(Iv2)における遷移金属の錯体を構成する金属は、周期律表第6〜11族元素(日本化学会編「化学便覧基礎編I改訂第4版」(1993年)記載の周期律表による)である、ルテニウム、パラジウム、銅、鉄、モリブデン、ロジウムおよびニッケルからなる群から選ばれる遷移金属であり、これらのうち好ましいのは鉄、モリブデンである。
[(Iv2) transition metal complexes selected from the group consisting of iron, molybdenum, ruthenium, palladium, copper, rhodium and nickel, organic halides selected from the group consisting of organic iodides and organic chlorides, and aluminum and titanium A mixture of Lewis bases selected from the group consisting of
The metal constituting the transition metal complex in (Iv2) is an element of Group 6 to 11 of the periodic table (according to the periodic table described in “Basic Manual I Revised 4th Edition” edited by the Chemical Society of Japan (1993)). Which is a transition metal selected from the group consisting of ruthenium, palladium, copper, iron, molybdenum, rhodium and nickel, of which iron and molybdenum are preferred.

遷移金属が鉄である錯体の具体例としては、アイロン(II)[以下において(II)はイオン価数2を表す。]アセテート、ジカルボニルシクロペンタジエニルヨードアイロン、アイロン(II)アセチルアセトナート、アイロン(II)フタロシアニン、1,1’−ジアセチルフェロセン、1,1’−ジメチルフェロセン、ジカルボニルシクロペンタジエニルアイロンダイマー、ジシクロペンタジエニルアイロン、トリカルボニル(シクロオクタテトラエン)アイロン等が挙げられ、水溶性ポリマー(A)の高分子量化の観点からジカルボニルシクロペンタジエニルアイロンダイマーが好ましい。 As a specific example of the complex in which the transition metal is iron, iron (II) [in the following, (II) represents an ionic valence of 2. ] Acetate, dicarbonylcyclopentadienyl iodoiron, iron (II) acetylacetonate, iron (II) phthalocyanine, 1,1'-diacetylferrocene, 1,1'-dimethylferrocene, dicarbonylcyclopentadienyl iron dimer , Dicyclopentadienyl iron, tricarbonyl (cyclooctatetraene) iron and the like, and dicarbonylcyclopentadienyl iron dimer is preferable from the viewpoint of increasing the molecular weight of the water-soluble polymer (A).

遷移金属がモリブデンである錯体の具体例としては、モリブデンヘキサカルボニル、モリブデン(II)アセテートダイマー、[1,1’−ビス(ジフェニルフォスフィノ)フェロセン]テトラカルボニルモリブデン、[1,2−ビス(ジフェニルフォスフィノ)エタン]テトラカルボニルモリブデン、(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2,5−ジエン)テトラカルボニルモリブデン、(プロピルシクロペンタジエニル)モリブデントリカルボニルダイマー、cis−テトラカルボニルビス(ピペリジン)モリブデン、シクロペンタジエニルモリブデントリカルボニルハライド、シクロペンタジエニルモリブデントリカルボニルダイマー、ジカルボニル(ペンタメチルシクロペンタジエニル)モリブデンダイマー、メチルシクロペンタジエニルモリブデントリカルボニルダイマー、トリアミンモリブデントリカルボニル、トリカルボニル(シクロヘプタトリエン)モリブデン等が挙げられ、水溶性ポリマー(A)の高分子量化の観点からシクロペンタジエニルモリブデントリカルボニルダイマーが好ましい。   Specific examples of the complex in which the transition metal is molybdenum include molybdenum hexacarbonyl, molybdenum (II) acetate dimer, [1,1′-bis (diphenylphosphino) ferrocene] tetracarbonylmolybdenum, [1,2-bis (diphenyl). Phosphino) ethane] tetracarbonylmolybdenum, (bicyclo [2.2.1] hepta-2,5-diene) tetracarbonylmolybdenum, (propylcyclopentadienyl) molybdenum tricarbonyl dimer, cis-tetracarbonylbis (piperidine) Molybdenum, cyclopentadienyl molybdenum tricarbonyl halide, cyclopentadienyl molybdenum tricarbonyl dimer, dicarbonyl (pentamethylcyclopentadienyl) molybdenum dimer, methylcyclopentadiene Le molybdenum tricarbonyl dimer, triamine molybdenum tricarbonyl, tricarbonyl (cycloheptatriene) molybdenum and the like, cyclopentadienyl molybdenum tricarbonyl dimer are preferable from the viewpoint of molecular weight of the water-soluble polymer (A).

遷移金属が、鉄、モリブデン以外の、ルテニウム、パラジウム、銅、ロジウムまたはニッケルである場合の好ましい配位子としては、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、シクロオクタジエン、ノルボルナジエン、ベンゼン、シクロペンタジエン、ビピリジン、サリシリデン、トリフェニルホスファイト、ジフェニルホスフィノエタン、フェナントロリン、ハロゲン、水素および一酸化炭素等が挙げられる。   As the preferred ligand when the transition metal is ruthenium, palladium, copper, rhodium or nickel other than iron or molybdenum, triphenylphosphine, tributylphosphine, cyclooctadiene, norbornadiene, benzene, cyclopentadiene, bipyridine, Salicylidene, triphenyl phosphite, diphenylphosphinoethane, phenanthroline, halogen, hydrogen, carbon monoxide and the like can be mentioned.

従って、遷移金属が例えばルテニウムである錯体の具体例としては、ジクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム(II)、ジクロロトリス(トリブチルホスフィン)ルテニウム(II)、ジクロロ(シクロオクタジエン)ルテニウム(II)、ジクロロベンゼンルテニウム(II)、ジクロロ−p−シメンルテニウム(II)、ジクロロ(ノルボルナジエン)ルテニウム(II)、シス−ジクロロビス(2,2’−ビピリジン)ルテニウム(II)、ジクロロトリス(1,10−フェナントロリン)ルテニウム(II)、カルボニルクロロヒドリドトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム(II)等が挙げられる。   Accordingly, specific examples of complexes in which the transition metal is, for example, ruthenium include dichlorotris (triphenylphosphine) ruthenium (II), dichlorotris (tributylphosphine) ruthenium (II), dichloro (cyclooctadiene) ruthenium (II), Dichlorobenzene ruthenium (II), dichloro-p-cymene ruthenium (II), dichloro (norbornadiene) ruthenium (II), cis-dichlorobis (2,2′-bipyridine) ruthenium (II), dichlorotris (1,10-phenanthroline) ) Ruthenium (II), carbonyl chlorohydridotris (triphenylphosphine) ruthenium (II) and the like.

(Iv2)を構成する前記有機ハロゲン化物は、有機ヨード化物および有機塩素化物からなる群から選ばれる有機ハロゲン化物である。
有機ヨード化物としては、ヨウ化水素とアルケン〔ビニルエステル(酢酸ビニル等)、(メタ)アクリル酸エステル[(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル等]等〕との付加反応による生成物、ヨードメタン、ヨードエタン、ヨードプロパン、ヨードブタン、ジヨードメタン、1,2−ジヨードエタン、ヨードホルム、クロロヨードメタン、ヨードアセトニトリル、ヨード酢酸、ヨード酢酸エチル、1,6−ジヨードヘキサン、ヨードアセトアミド等が挙げられる。
これらのうち、水溶性ポリマー(A)の高分子量化の観点から好ましいのはヨウ化水素とアルケンとの付加反応による生成物およびヨード酢酸エチルである。
The organic halide constituting (Iv2) is an organic halide selected from the group consisting of organic iodides and organic chlorinated compounds.
Organic iodides produced by addition reaction of hydrogen iodide with alkenes [vinyl esters (vinyl acetate, etc.), (meth) acrylates [methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, etc.], etc.]] Products, iodomethane, iodoethane, iodopropane, iodobutane, diiodomethane, 1,2-diiodoethane, iodoform, chloroiodomethane, iodoacetonitrile, iodoacetic acid, ethyl iodoacetate, 1,6-diiodohexane, iodoacetamide and the like.
Of these, from the viewpoint of increasing the molecular weight of the water-soluble polymer (A), a product obtained by addition reaction of hydrogen iodide and alkene and ethyl iodoacetate are preferable.

(Iv2)を構成するルイス塩基は上記の遷移金属錯体を活性化する活性化剤として機能する。
該ルイス塩基としては、トリアルキルアミン[C3〜20、例えばトリエチルアミン、トリ(n−およびi−プロピル)アミン、トリ(i−、sec−およびter−ブチル)アミン、トリ(n−ペンチル)アミン、ジ(n−ブチル)エチルアミン、ジ(i−プロピル)エチルアミン];トリ(シクロ)アルキルもしくはトリアリールホスフィン[C3〜20、例えばトリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリ(n−およびi−プロピル)ホスフィン、トリ(i−およびter−ブチル)ホスフィン、トリ(n−ペンチル)ホスフィン、ジ(n−ブチル)エチルホスフィン、ジ(i−プロピル)エチルホスフィン、トリシクロペンチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリベンジルホスフィン、トリ(o−トリル)ホスフィン、トリメシチルホスフィン]等が挙げられる。これらのうちリビングラジカル重合性の観点から好ましいのはトリエチルアミンである。これらは単独使用または2種以上を併用できる。
The Lewis base constituting (Iv2) functions as an activator for activating the above transition metal complex.
The Lewis base includes trialkylamines [C3-20, such as triethylamine, tri (n- and i-propyl) amine, tri (i-, sec- and ter-butyl) amine, tri (n-pentyl) amine, Di (n-butyl) ethylamine, di (i-propyl) ethylamine]; tri (cyclo) alkyl or triarylphosphine [C3-20, such as trimethylphosphine, triethylphosphine, tri (n- and i-propyl) phosphine, tri (I- and ter-butyl) phosphine, tri (n-pentyl) phosphine, di (n-butyl) ethylphosphine, di (i-propyl) ethylphosphine, tricyclopentylphosphine, tricyclohexylphosphine, triphenylphosphine, tribenzyl Hosphy , Tri (o-tolyl) phosphine, trimesitylphosphine phosphine], and the like. Of these, triethylamine is preferred from the viewpoint of living radical polymerizability. These can be used alone or in combination of two or more.

(Iv2)中の有機ハロゲン化物1モルに対するその他の成分の割合(モル比)は、遷移金属錯体は重合速度および分子量分布を狭くする観点から好ましくは0.05〜3、さらに好ましくは0.1〜1;ルイス塩基は同様の観点から好ましくは0.05〜5、さらに好ましくは0.1〜3である。   The ratio (molar ratio) of other components to 1 mol of the organic halide in (Iv2) is preferably 0.05 to 3, more preferably 0.1 from the viewpoint of narrowing the polymerization rate and molecular weight distribution of the transition metal complex. ˜1; The Lewis base is preferably 0.05 to 5, more preferably 0.1 to 3, from the same viewpoint.

(Iv2)は、通常、使用直前に遷移金属錯体、有機ハロゲン化物およびルイス塩基を混合して調製されるが、必要により、各成分を重合させるモノマー中にそれぞれ別々に添加して混合し重合開始剤として機能するようにさせてもよい。   (Iv2) is usually prepared by mixing a transition metal complex, an organic halide and a Lewis base immediately before use. If necessary, polymerization is started by adding each component separately to the monomer for polymerization. You may make it function as an agent.

本発明におけるリビングラジカル重合開始剤(Iv)は、前記(Iv1)および(Iv2)からなる群から選ばれる少なくとも1種のリビングラジカル重合開始剤であり、(Iv)は(Iv1)のみ、(Iv2)のみ、および(Iv1)/(Iv2)併用のいずれであってもよいが、高分子量化の観点から好ましいのは(Iv1)のみまたは(Iv2)のみである。
(Iv1)/(Iv2)併用の場合の重量比は、高分子量化の観点から好ましくは5/95〜99/1、さらに好ましくは30/70〜70/30である。
The living radical polymerization initiator (Iv) in the present invention is at least one living radical polymerization initiator selected from the group consisting of (Iv1) and (Iv2), and (Iv) is only (Iv1), (Iv2) ) And (Iv1) / (Iv2) in combination, but only (Iv1) or (Iv2) is preferred from the viewpoint of increasing the molecular weight.
The weight ratio when (Iv1) / (Iv2) is used in combination is preferably 5/95 to 99/1, more preferably 30/70 to 70/30, from the viewpoint of increasing the molecular weight.

(A)を構成するモノマーの全重量に基づく(Iv)の含有量は、高分子量化および凝集性能の観点から好ましくは0.001〜1%、さらに好ましくは0.005〜0.5%、とくに好ましくは0.01〜0.1%、最も好ましくは0.02〜0.05%である。   The content of (Iv) based on the total weight of the monomers constituting (A) is preferably 0.001 to 1%, more preferably 0.005 to 0.5%, from the viewpoint of high molecular weight and aggregation performance. Particularly preferred is 0.01 to 0.1%, and most preferred is 0.02 to 0.05%.

本発明における(Iv)は、必要により本発明の効果を阻害しない範囲で(Iv)以外の通常のラジカル重合開始剤(Iz)を併用することができる。
(Iz)としては、種々のもの、例えばアゾ化合物〔水溶性のもの[アゾビスアミジノプロパン(塩)、アゾビスシアノバレリン酸(塩)等]および油溶性のもの[アゾビスシアノバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル等]〕および過酸化物〔水溶性のもの[過酢酸、ter−ブチルパーオキサイド、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等]および油溶性のもの[ベンゾイルパーオキシド、クメンヒドロキシパーオキシド等]〕が挙げられる。
上記アゾ化合物における塩としては、無機酸(塩酸、硫酸、リン酸、硝酸等)塩およびアルカリ金属(リチウム、ナトリウム、カリウム等)塩、アンモニウム塩等が挙げられる。
上記過酸化物は還元剤と組み合わせてレドックス開始剤として用いてもよく、還元剤としては重亜硫酸塩(重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸カリウム、重亜硫酸アンモニウム等)、還元性金属塩[硫酸鉄(II)等]、遷移金属塩のアミン錯体[塩化コバルト(III)のペンタメチレンヘキサミン錯体、塩化銅(II)のジエチレントリアミン錯体等]、有機性還元剤〔アスコルビン酸、3級アミン[ジメチルアミノ安息香酸(塩)、ジメチルアミノエタノール等]等〕が挙げられる。また、アゾ化合物、過酸化物およびレドックス開始剤はそれぞれ単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもいずれでもよい。
これらのうち、(Iv)を失活させない観点からアゾ化合物が好ましい。
(Iz)は、通常重合系の水相に含有させるが、前記重合方法によっては水相(もしくは分散相)および/または油相(もしくは連続相)のいずれに存在させてもよい。
In the present invention, (Iv) can be used in combination with an ordinary radical polymerization initiator (Iz) other than (Iv) as long as it does not inhibit the effects of the present invention.
Examples of (Iz) include various compounds such as azo compounds [water-soluble compounds [azobisamidinopropane (salt), azobiscyanovaleric acid (salt), etc.]] and oil-soluble compounds [azobiscyanovaleronitrile, azo Bisisobutyronitrile, azobiscyclohexanecarbonitrile, etc.]] and peroxides [water-soluble [peracetic acid, ter-butyl peroxide, hydrogen peroxide, ammonium persulfate, sodium persulfate, potassium persulfate, etc.] and Oil-soluble ones [benzoyl peroxide, cumene hydroxy peroxide, etc.].
Examples of the salt in the azo compound include inorganic acid (hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, etc.) salts, alkali metal (lithium, sodium, potassium, etc.) salts, ammonium salts, and the like.
The above peroxide may be used as a redox initiator in combination with a reducing agent. Examples of the reducing agent include bisulfites (sodium bisulfite, potassium bisulfite, ammonium bisulfite, etc.), reducing metal salts [iron sulfate (II ), Etc.], amine complexes of transition metal salts [pentamethylenehexamine complexes of cobalt (III) chloride, diethylenetriamine complexes of copper (II) chloride, etc.], organic reducing agents [ascorbic acid, tertiary amine [dimethylaminobenzoic acid ( Salt), dimethylaminoethanol and the like]. Further, the azo compound, peroxide and redox initiator may be used alone or in combination of two or more.
Of these, azo compounds are preferred from the viewpoint of not deactivating (Iv).
Although (Iz) is usually contained in the aqueous phase of the polymerization system, depending on the polymerization method, it may be present in either the aqueous phase (or dispersed phase) and / or the oil phase (or continuous phase).

(A)を構成するモノマーの全重量に基づく(Iz)の使用量は、最適な分子量を得るとの観点から、好ましくは0.001〜1%、さらに好ましくは0.005〜0.5%、とくに好ましくは0.01〜0.1%、最も好ましくは0.02〜0.05%である。   The amount of (Iz) used based on the total weight of the monomers constituting (A) is preferably 0.001 to 1%, more preferably 0.005 to 0.5%, from the viewpoint of obtaining an optimum molecular weight. Particularly preferred is 0.01 to 0.1%, and most preferred is 0.02 to 0.05%.

本発明における重合に際しては、連鎖移動剤(f)を使用することができる。
(f)としては、0.01〜100、好ましくは0.05〜50、とくに好ましくは0.1〜10の連鎖移動定数を有するものが挙げられる。
連鎖移動定数の定義は、ジェー・ブランドルプおよびイー・エッチ・インマーグト編「ポリマー・ハンドブック(第4版)」、ジョン ウィレー アンド サンズ刊(J.Brandrup and E.H.Immergut編のPolymerHandbook fourth edition,JOHN WILEY & SONS)の97〜98頁に記載されている。
本発明における連鎖移動定数は、「高分子合成の実験法」[化学同人(株)、1993年刊行]等に記載されている一般的な方法を用いて測定される、60℃のアクリルアミドへの連鎖移動定数であるものとする。
In the polymerization in the present invention, a chain transfer agent (f) can be used.
Examples of (f) include those having a chain transfer constant of 0.01 to 100, preferably 0.05 to 50, particularly preferably 0.1 to 10.
The definition of the chain transfer constant is as follows: “Handbook of Polymer Handbook (4th edition)” edited by J. Brandrup and EE Immag, published by J. Brandrup and EH Immergut, Polymer Handbook fourth edition, JOHN WILEY & SONS), pages 97-98.
The chain transfer constant in the present invention is measured using a general method described in “Experimental Methods for Polymer Synthesis” [Chemical Doujin Co., Ltd., published in 1993] and the like. It shall be a chain transfer constant.

該(f)としては、分子内に1個または2個以上のアミノ基を有する化合物[C0〜60、例えばアンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、トリエチルアミン、n−およびi−プロパノールアミン]、分子内に1個または2個以上のチオール基を有する化合物(後述)および(次)亜リン酸化合物〔亜リン酸、次亜リン酸、およびこれらの塩[アルカリ金属(ナトリウム、カリウム等)塩等]、並びにこれらの誘導体等〕等が挙げられる。これらのうち、分子量制御の観点から好ましいのは分子内に1個または2個以上のチオール基を有する化合物および(次)亜リン酸化合物である。   As (f), a compound having one or more amino groups in the molecule [C0-60, such as ammonia, methylamine, dimethylamine, triethylamine, n- and i-propanolamine], Compounds having one or more thiol groups (described later) and (hypo) phosphorous acid compounds [phosphorous acid, hypophosphorous acid, and salts thereof [alkali metal (sodium, potassium, etc.) salts, etc.], And derivatives thereof, etc.]. Among these, compounds having one or more thiol groups in the molecule and (hypo) phosphite compounds are preferable from the viewpoint of molecular weight control.

分子内に1個または2個以上のチオール基を有する化合物としては、以下のもの、これらの塩[アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン(C1〜20、例えばメチルアミン、エタノールアミン)塩、無機酸(塩酸、硫酸、リン酸、硝酸等)塩等]、およびこれらの混合物が挙げられる。
(1)1価チオール
脂肪族チオール(C1〜20、例えばメタンチオール、エタンチオール、プロパンチオール、n−オクタンチオール、n−ドデカンチオール、ヘキサデカンチオール、n−オクタデカンチオール、2−メルカプトエタノール、メルカプト酢酸、3−メルカプトプロピオン酸、1−チオグリセロール、チオグリコール酸モノエタノールアミン、チオマレイン酸、メルカプトコハク酸、システイン、システアミン)、脂環含有チオール(C5〜20、例えばシクロペンタンチオール、シクロヘキサンチオール)、芳香環含有チオール(C6〜12、例えばベンゼンチオール、チオサリチル酸、チオクレゾール、チオキシレノール、チオナフトール)および芳香脂肪族チオール(C7〜20、例えばα−トルエンチオール)が挙げられる。
Examples of the compound having one or more thiol groups in the molecule include the following compounds, salts thereof [alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts, amines (C1-20, such as methylamine, ethanol Amine) salts, inorganic acid (hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, etc.) salts, and the like], and mixtures thereof.
(1) Monovalent thiol Aliphatic thiol (C1-20, such as methanethiol, ethanethiol, propanethiol, n-octanethiol, n-dodecanethiol, hexadecanethiol, n-octadecanethiol, 2-mercaptoethanol, mercaptoacetic acid, 3-mercaptopropionic acid, 1-thioglycerol, thioglycolic acid monoethanolamine, thiomaleic acid, mercaptosuccinic acid, cysteine, cysteamine), alicyclic-containing thiol (C5-20, such as cyclopentanethiol, cyclohexanethiol), aromatic ring Containing thiols (C6-12, such as benzenethiol, thiosalicylic acid, thiocresol, thiolenol, thionaphthol) and araliphatic thiols (C7-20, such as α-toluenethiol). It is.

(2)多価チオール
ジチオール[脂肪族ジチオール(C2〜40、例えばエタンジチオール、ジエチレンジチオール、トリエチレンジチオール、n−、i−およびsec−プロパンジチオール、1,3−および1,4−ブタンジチオール、1,6−ヘキサンジチオール、ネオペンタンジチオール、トリエチレングリコールジチオール)、脂環式ジチオール(C5〜20、例えばシクロペンタンジチオール、シクロヘキサンジチオール)、芳香族ジチオール(C6〜16、例えばベンゼンジチオール、ビフェニルジチオール)および芳香脂肪族ジチオール(C8〜20、例えばキシレンジチオール)が挙げられる。
(2) Polyvalent thiol dithiol [aliphatic dithiol (C2-40, such as ethanedithiol, diethylenedithiol, triethylenedithiol, n-, i- and sec-propanedithiol, 1,3- and 1,4-butanedithiol, 1,6-hexanedithiol, neopentanedithiol, triethyleneglycoldithiol), alicyclic dithiol (C5-20, such as cyclopentanedithiol, cyclohexanedithiol), aromatic dithiol (C6-16, such as benzenedithiol, biphenyldithiol) And araliphatic dithiols (C8-20, such as xylene dithiols).

また、上記(f)のうち、高分子凝集剤の水不溶解分低減の観点から水溶性の高いものが好ましく、水/n−デカン分配係数が、好ましくは10/90〜100/0、さらに好ましくは20/80〜100/0、とくに好ましくは50/50〜100/0である。ここにおける水/n−デカン分配係数は、日本工業規格(JIS)に規定されている水/1−オクタノール分配係数(JIS Z7260−107)と同様の測定方法で、1−オクタノールを、n−デカンに代えることで測定することができる。   Of the above (f), those having high water solubility are preferred from the viewpoint of reducing the water-insoluble content of the polymer flocculant, and the water / n-decane partition coefficient is preferably 10/90 to 100/0. The ratio is preferably 20/80 to 100/0, particularly preferably 50/50 to 100/0. The water / n-decane partition coefficient here is the same measurement method as the water / 1-octanol partition coefficient (JIS Z7260-107) defined in Japanese Industrial Standard (JIS), and 1-octanol is converted to n-decane. It can measure by substituting.

(f)の使用量は(A)を構成するモノマーの全重量に基づいて、高分子凝集剤の水不溶解分低減の観点から、好ましい下限は0.0001%、さらに好ましくは0.001%、とくに好ましくは0.01%、最も好ましくは0.05%、高分子量化の観点から好ましい上限は10%、さらに好ましくは5%、とくに好ましくは3%、最も好ましくは1%である。   The amount of (f) used is preferably 0.0001%, more preferably 0.001%, based on the total weight of the monomers constituting (A), from the viewpoint of reducing the water-insoluble content of the polymer flocculant. The upper limit is preferably 0.01%, most preferably 0.05%, and the upper limit is preferably 10%, more preferably 5%, particularly preferably 3%, and most preferably 1% from the viewpoint of increasing the molecular weight.

水溶性ポリマー(A)の製造方法のうち逆相懸濁重合法の場合は、例えば次の方法で製造することができる。
すなわち、疎水性分散媒(b)および分散剤(c)を重合槽に仕込み、必要に応じて加熱しながら所定の重合温度(通常20〜100℃、好ましくは30〜80℃)に調整した後、槽内を不活性ガス(例えば窒素)で十分置換する。
一方、水溶性不飽和モノマー(a)、リビングラジカル重合開始剤(Iv)、および必要により連鎖移動剤(f)、水不溶性不飽和モノマー(x)および/または架橋性モノマー(y)を加えたモノマー水溶液を調製し、不活性ガスで十分置換した後、撹拌下で重合槽内に投入し、懸濁させながら重合させる。
モノマー水溶液の投入方法としては、一括投入または滴下のいずれでもよい。また、その際モノマー水溶液としては、(a)、(Iv)および必要により加える(x)および/または(y)の均一水溶液としてもよいし、別々の水溶液とした上で、滴下直前で混合してもよいし、別々に同時滴下してもよい。モノマー水溶液等を不活性ガスで置換する方法としては、モノマー水溶液等に不活性ガスをバブリング供給する方法、滴下ライン中でスタティックミキサー等により不活性ガスをブレンドする方法等が挙げられ、重合の均一性の観点からスタティックミキサーで不活性ガスをブレンドする方法が好ましい。
なお、ここにおいて「疎水性分散媒」とは、水に対する溶解度(g/水100g、20℃)が1g未満である分散媒を意味する。
In the case of the reverse phase suspension polymerization method among the methods for producing the water-soluble polymer (A), it can be produced, for example, by the following method.
That is, after the hydrophobic dispersion medium (b) and the dispersant (c) are charged into a polymerization tank and adjusted to a predetermined polymerization temperature (usually 20 to 100 ° C., preferably 30 to 80 ° C.) while heating as necessary. The inside of the tank is sufficiently replaced with an inert gas (for example, nitrogen).
On the other hand, a water-soluble unsaturated monomer (a), a living radical polymerization initiator (Iv), and, if necessary, a chain transfer agent (f), a water-insoluble unsaturated monomer (x) and / or a crosslinkable monomer (y) were added. After preparing an aqueous monomer solution and sufficiently substituting with an inert gas, it is put into a polymerization tank under stirring and polymerized while being suspended.
The method for charging the monomer aqueous solution may be either batch charging or dropping. In this case, the monomer aqueous solution may be a uniform aqueous solution of (a), (Iv) and (x) and / or (y) to be added if necessary. It may be dropped simultaneously or separately. Examples of the method of replacing the monomer aqueous solution with an inert gas include a method of bubbling and supplying an inert gas to the monomer aqueous solution, a method of blending an inert gas with a static mixer or the like in a dropping line, and the like. From the viewpoint of properties, a method of blending an inert gas with a static mixer is preferred.
Here, the “hydrophobic dispersion medium” means a dispersion medium having a solubility in water (g / 100 g of water, 20 ° C.) of less than 1 g.

水溶性ポリマー(A)の製造方法のうち逆相懸濁重合法や逆相乳化重合で用いられる疎水性分散媒(b)としては、以下の炭化水素、ケトン、エーテル、エステルおよびこれらの混合物が挙げられる。
(1)炭化水素
脂肪族(C5〜12、例えばn−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン)、脂環含有(C5〜12、例えばシクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、メチルシクロヘキサン、シクロオクタン、デカリン)および芳香環含有炭化水素(C6〜12、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン)等]等;
(2)ケトン
脂肪族(C3〜10、例えばメチル−n−プロピルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン)、脂環含有(C5〜10、例えばシクロペンタノン、シクロヘキサノン)および芳香環含有ケトン(C8〜13、例えばアセトフェノン、ベンゾフェノン)等]等;
(3)エーテル
脂肪族(C4〜8、例えばジ−n−プロピルエーテル、ジ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル)、環状(C4〜18、例えばテトラヒドロピリン)および芳香環含有エーテル(C7〜12、例えばアニソール)等]等;
(4)エステル
脂肪族(C3〜10、例えば酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル)、脂環含有(C7〜12、例えば酢酸シクロヘキシル、シクロヘキサンカルボン酸メチル)および芳香環含有エステル(C8〜13、例えば安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸n−ブチル、酢酸ベンジル、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジ−n−ブチルフタレート)等]等。
Among the production methods of the water-soluble polymer (A), the hydrophobic dispersion medium (b) used in the reverse phase suspension polymerization method or the reverse phase emulsion polymerization includes the following hydrocarbons, ketones, ethers, esters and mixtures thereof. Can be mentioned.
(1) Hydrocarbon aliphatic (C5-12, such as n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, n-decane), alicyclic ring (C5-12, such as cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane) , Methylcyclohexane, cyclooctane, decalin) and aromatic ring-containing hydrocarbons (C6-12, such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene) and the like];
(2) Ketone Aliphatic (C3-10, such as methyl-n-propylketone, diethylketone, methylisobutylketone), alicyclic ring-containing (C5-10, such as cyclopentanone, cyclohexanone) and aromatic ring-containing ketone (C8- 13, for example, acetophenone, benzophenone) and the like];
(3) Ethers Aliphatic (C4-8, eg di-n-propyl ether, di-n-butyl ether, diethylene glycol dimethyl ether), cyclic (C4-18, eg tetrahydropyrine) and aromatic ring-containing ethers (C7-12, eg Anisole) etc.] etc .;
(4) Esters Aliphatic (C3-10, eg n-butyl acetate, isobutyl acetate), alicyclic (C7-12, eg cyclohexyl acetate, methyl cyclohexanecarboxylate) and aromatic ring containing esters (C8-13, eg benzoic) Acid methyl, ethyl benzoate, n-butyl benzoate, benzyl acetate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, di-n-butyl phthalate) and the like.

これらのうち、(A)の製造時の取り扱い性、および重合時の温度制御の観点から好ましいのは脂肪族および脂環含有炭化水素、さらに好ましいのはn−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン、シクロヘキサンおよびメチルシクロヘキサンである。   Of these, aliphatic and alicyclic hydrocarbons are preferred from the viewpoint of handling during production of (A) and temperature control during polymerization, and more preferred are n-hexane, n-heptane, and n-octane. , N-nonane, n-decane, cyclohexane and methylcyclohexane.

疎水性分散媒(b)の使用量は、逆相懸濁重合では、分散系の粘度の観点からモノマー水溶液の全重量に基づいて、好ましい下限は25%、さらに好ましくは40%、とくに好ましくは65%、分散系の安定性の観点から好ましい上限は1,000%、さらに好ましくは400%、とくに好ましくは200%;逆相乳化重合では、エマルションの粘度の観点からモノマー水溶液の全重量に基づいて、好ましい下限は20%、さらに好ましくは30%、とくに好ましくは40%、エマルションの安定性の観点から好ましい上限は80%、さらに好ましくは70%、とくに好ましくは60%である。   The amount of the hydrophobic dispersion medium (b) used in reverse phase suspension polymerization is preferably 25%, more preferably 40%, particularly preferably, based on the total weight of the aqueous monomer solution from the viewpoint of the viscosity of the dispersion. 65%, and the upper limit is preferably 1,000% from the viewpoint of dispersion stability, more preferably 400%, particularly preferably 200%; in reverse emulsion polymerization, based on the total weight of the monomer aqueous solution from the viewpoint of emulsion viscosity. The preferable lower limit is 20%, more preferably 30%, particularly preferably 40%, and the preferable upper limit is 80%, more preferably 70%, particularly preferably 60% from the viewpoint of emulsion stability.

また、逆相懸濁重合法で用いられる分散剤(c)としては、分散粒子の粒子径、および分散粒子を脱水、乾燥した後の乾燥粒子の後述の安息角、すなわち粉体流動性を制御することを目的とする、種々の油溶性物質が挙げられる。
(c)のHLB(Hydrophile−Lipophile Balance)は、逆相懸濁粒子の分散安定性、粒径および後述の(A)の乾燥粒子の安息角制御の観点から好ましくは1〜8、さらに好ましくは2〜7、とくに好ましくは3〜5である。
ここにおいてHLBとは、親水性と親油性とのつり合いを表し、下記の式から求められる[「界面活性剤の合成と其応用」、501頁、1957年槇書店刊;「新・界面活性剤入門」、197−198頁、1992年三洋化成工業(株)刊、等参照]。

HLB=10×(無機性/有機性)

上記式中、( )内は有機化合物の無機性と有機性の比率を表し、該比率は上記文献に記載されている値から計算することができる。
Further, as the dispersing agent (c) used in the reverse phase suspension polymerization method, the particle diameter of the dispersed particles and the angle of repose of the dried particles after the dispersed particles are dehydrated and dried, that is, the powder fluidity are controlled. Various oil-soluble substances intended to be used are mentioned.
HLB (Hydrophile-Lipophile Balance) of (c) is preferably from 1 to 8, more preferably from the viewpoint of dispersion stability of reversed phase suspension particles, particle size and angle of repose control of dry particles (A) described later. 2 to 7, particularly preferably 3 to 5.
Here, HLB represents a balance between hydrophilicity and lipophilicity, and is obtained from the following formula [“Synthesis of surfactants and their applications”, page 501, published by Takashi Shoten in 1957; “New surfactants” “Introduction”, pp. 197-198, published by Sanyo Chemical Industries, Ltd., 1992, etc.].

HLB = 10 × (inorganic / organic)

In the above formula, the value in () represents the inorganic to organic ratio of the organic compound, and the ratio can be calculated from the values described in the above documents.

(c)には、Mwが5,000未満(さらに好ましくは100〜3,000、とくに好ましくは100〜1,000)の低分子分散剤(c1)、およびMwが5,000以上(さらに好ましくは7,000〜1,000,000、とくに好ましくは10,000〜100,000)の高分子分散剤(c2)が含まれる。該(c2)は60〜100℃のガラス転移温度(Tg)を有する。   (C) includes a low molecular weight dispersant (c1) having an Mw of less than 5,000 (more preferably from 100 to 3,000, particularly preferably from 100 to 1,000), and an Mw of 5,000 or more (more preferably 7,000 to 1,000,000, particularly preferably 10,000 to 100,000) of the polymer dispersant (c2). The (c2) has a glass transition temperature (Tg) of 60 to 100 ° C.

(c1)には、多価(2〜8またはそれ以上)アルコールの脂肪酸(C10〜30)エステル〔ショ糖脂肪酸エステル(C22〜120、例えばショ糖ジステアレート、ショ糖トリステアレート)、ソルビタン脂肪酸エステル(C16〜120、例えばソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレート)、(ポリ)グリセリン脂肪酸エステル(C12〜120、例えばグリセリンモノステアレート)、PEG脂肪酸エステル[Mw100〜4,500、例えばPEG(Mw100〜4,500)のモノ−およびジステアレート]等〕、アルキル(C1〜30)アリルエーテル等が含まれる。   (C1) includes fatty acid (C10-30) esters of polyhydric (2-8 or more) alcohols [sucrose fatty acid esters (C22-120, such as sucrose distearate, sucrose tristearate), sorbitan fatty acid esters (C16-120, such as sorbitan monostearate, sorbitan monooleate), (poly) glycerin fatty acid ester (C12-120, such as glycerin monostearate), PEG fatty acid ester [Mw 100-4,500, such as PEG (Mw 100-4) , 500) mono- and distearate], etc.], alkyl (C1-30) allyl ether and the like.

上記(c1)のうち、(A)の製造時における重合装置への重合粒子付着防止および乾燥後の重合粒子の安息角の観点から好ましいのは、多価アルコールの脂肪酸エステル、さらに好ましいのはショ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルである。   Of the above (c1), a fatty acid ester of a polyhydric alcohol is preferred, and a fatty acid ester of a polyhydric alcohol is more preferred from the viewpoint of prevention of polymer particle adhesion to the polymerization apparatus during the production of (A) and an angle of repose of the polymer particles after drying. Sugar fatty acid ester and sorbitan fatty acid ester.

(c2)には、アルケンとα,β−不飽和多価カルボン酸(無水物)との共重合体またはその誘導体[例えば1−オレフィン(C11〜100)/(無水)マレイン酸共重合体、およびそのアミン反応物]、長鎖アルキル基(C12〜50)含有(メタ)アクリレート(共)重合体、変性(アミノ、カルボキシ、エポキシ、ヒドロキシ、メルカプト、脂肪酸エステルまたは脂肪酸アミド変性等)オルガノポリシロキサン、セルロースエーテル(例えばエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース)、(無水マレイン酸変性)エチレン・酢酸ビニル共重合体等が含まれる。
上記(無水マレイン酸変性)エチレン・酢酸ビニル共重合体には、エチレンおよび/または無水マレイン酸変性エチレンと酢酸ビニルの共重合体、およびエチレン・酢酸ビニル共重合物を無水マレイン酸で変性したもの等が含まれる。
(C2) includes a copolymer of an alkene and an α, β-unsaturated polyvalent carboxylic acid (anhydride) or a derivative thereof [for example, 1-olefin (C11-100) / (anhydrous) maleic acid copolymer, And its amine reaction product], long chain alkyl group (C12-50) -containing (meth) acrylate (co) polymer, modified (amino, carboxy, epoxy, hydroxy, mercapto, fatty acid ester or fatty acid amide modified, etc.) organopolysiloxane , Cellulose ether (for example, ethyl cellulose, ethyl hydroxyethyl cellulose), (maleic anhydride modified) ethylene / vinyl acetate copolymer, and the like.
The above (maleic anhydride modified) ethylene / vinyl acetate copolymer is a copolymer of ethylene and / or maleic anhydride modified ethylene and vinyl acetate, and ethylene / vinyl acetate copolymer modified with maleic anhydride. Etc. are included.

該エチレン・酢酸ビニル共重合体を無水マレイン酸で変性したものとしては、無水マレイン酸をエチレン・酢酸ビニル共重合体に付加したものが挙げられ、無水マレイン酸とエチレン・酢酸ビニル共重合体の重量比は、逆相懸濁粒子の分散安定性および反応物の分子量調整の観点から好ましくは2/98〜30/70、さらに好ましくは5/95〜20/80である。
(無水マレイン酸変性)エチレンと酢酸ビニルとの共重合体における共重合比(重量比)は、疎水性分散媒(b)への溶解性および逆相懸濁粒子の分散安定性の観点から好ましくは50/50〜95/5、さらに好ましくは70/30〜90/10である。
Examples of the ethylene / vinyl acetate copolymer modified with maleic anhydride include those obtained by adding maleic anhydride to the ethylene / vinyl acetate copolymer. The weight ratio is preferably 2/98 to 30/70, more preferably 5/95 to 20/80, from the viewpoint of dispersion stability of the reversed-phase suspended particles and adjustment of the molecular weight of the reaction product.
(Maleic anhydride modified) The copolymerization ratio (weight ratio) in the copolymer of ethylene and vinyl acetate is preferably from the viewpoint of solubility in the hydrophobic dispersion medium (b) and dispersion stability of the reversed-phase suspension particles. Is 50/50 to 95/5, more preferably 70/30 to 90/10.

上記(c2)のうち、(A)の製造時における重合装置への重合粒子付着防止および乾燥後の高分子凝集剤の乾燥粒子の安息角の観点から好ましいのは、アルケンとα,β−不飽和多価カルボン酸(無水物)との共重合体またはその誘導体、変性オルガノポリシロキサン、(無水マレイン酸変性)エチレン・酢酸ビニル共重合体である。   Among the above (c2), from the viewpoint of preventing the polymer particles from adhering to the polymerization apparatus during the production of (A) and the angle of repose of the dried particles of the polymer flocculant after drying, alkene and α, β-insoluble are preferable. A copolymer with a saturated polyvalent carboxylic acid (anhydride) or a derivative thereof, a modified organopolysiloxane, and a (maleic anhydride-modified) ethylene / vinyl acetate copolymer.

分散剤(c)は、(A)の粉体流動性および重合時の疎水性分散媒(b)への溶解性の観点から、好ましくは60〜100℃、さらに好ましくは65〜95℃、特に好ましくは67〜92℃、最も好ましく70〜90℃のTgを有する分散剤[例えば前記(c2)]を含有することが好ましい。該TgはJIS K7121−1987プラスチックの転移温度測定方法に準じ、示差走査熱量測定装置(DSC)を用いて測定されるものである。   The dispersant (c) is preferably 60 to 100 ° C., more preferably 65 to 95 ° C., particularly from the viewpoint of the powder flowability of (A) and the solubility in the hydrophobic dispersion medium (b) during polymerization. Preferably, it contains a dispersant [for example, the above (c2)] having a Tg of 67 to 92 ° C, most preferably 70 to 90 ° C. The Tg is measured using a differential scanning calorimeter (DSC) according to the method for measuring the transition temperature of JIS K7121-1987 plastic.

また、(c)の融点は、(A)の粉体流動性および重合時の疎水性分散媒(b)への溶解性の観点から好ましくは25〜100℃、さらに好ましくは30〜80℃、とくに好ましくは40〜70℃である。該融点はJIS K0064−1992,3.2融点試験方法に準じ、融点測定装置を用いて測定されるものである。   The melting point of (c) is preferably 25 to 100 ° C., more preferably 30 to 80 ° C. from the viewpoint of powder flowability of (A) and solubility in the hydrophobic dispersion medium (b) during polymerization. Especially preferably, it is 40-70 degreeC. The melting point is measured using a melting point measuring device according to the JIS K0064-1992, 3.2 melting point test method.

分散剤(c)の使用に当たっては、逆相懸濁粒子の分散安定性および乾燥粒子の安息角、粒度分布の観点から(c1)と(c2)を併用することが好ましく、併用する際の重量比[(c1)/(c2)]は、同様の観点から好ましくは70/30〜1/99、さらに好ましくは50/50〜5/95である。
(c1)と(c2)を併用する場合、乾燥粒子の粒度分布の観点から好ましい組合せは、多価アルコールの脂肪酸エステルと無水マレイン酸変性エチレン・酢酸ビニル共重合体の組合せ、さらに好ましいのはPEG脂肪酸エステルと無水マレイン酸変性エチレン・酢酸ビニル共重合体の組合せである。
In using the dispersant (c), it is preferable to use (c1) and (c2) in combination from the viewpoints of dispersion stability of reversed-phase suspended particles, angle of repose of dry particles, and particle size distribution. The ratio [(c1) / (c2)] is preferably 70/30 to 1/99, more preferably 50/50 to 5/95, from the same viewpoint.
When (c1) and (c2) are used in combination, a preferred combination from the viewpoint of the particle size distribution of the dry particles is a combination of a fatty acid ester of a polyhydric alcohol and a maleic anhydride-modified ethylene / vinyl acetate copolymer, more preferably PEG. A combination of a fatty acid ester and a maleic anhydride-modified ethylene / vinyl acetate copolymer.

(c)の使用量は、疎水性分散媒(b)の重量に基づいて、逆相懸濁粒子の安定性、重合時の装置への重合粒子付着防止、重合後の乾燥粒子の安息角および粒子径制御の観点から好ましくは0.01〜20%、さらに好ましくは0.03〜10%、とくに好ましくは0.05〜5%である。   The amount of (c) used is based on the weight of the hydrophobic dispersion medium (b), the stability of the reversed phase suspended particles, the prevention of polymer particle adhesion to the apparatus during polymerization, the angle of repose of the dried particles after polymerization, and From the viewpoint of particle diameter control, it is preferably 0.01 to 20%, more preferably 0.03 to 10%, and particularly preferably 0.05 to 5%.

リビングラジカル重合法におけるモノマー水溶液中のモノマー濃度は、水溶液重合ではモノマー水溶液の全重量に基づいて、下限は通常1%、工業上の観点から好ましくは5%、さらに好ましくは10%、とくに好ましくは15%、最も好ましくは20%、上限は通常80%、重合時の温度コントロールの観点から好ましくは75%、さらに好ましくは70%、とくに好ましくは65%、最も好ましくは60%;逆相懸濁重合では、下限は通常30%、前記と同様の観点から好ましくは40%、さらに好ましくは45%、とくに好ましくは50%、最も好ましくは55%、上限は通常90%、前記と同様の観点から好ましくは85%、さらに好ましくは80%、とくに好ましくは78%、最も好ましくは75%;逆相乳化重合では、下限は通常10%、前記と同様の観点から好ましくは20%、さらに好ましくは30%、とくに好ましくは40%、最も好ましくは55%、上限は通常90%、前記と同様の観点から好ましくは80%、より好ましくは75%、とくに好ましくは70%、最も好ましくは65%である。   The monomer concentration in the aqueous monomer solution in the living radical polymerization method is usually 1% based on the total weight of the aqueous monomer solution in aqueous solution polymerization, preferably 5%, more preferably 10%, particularly preferably from an industrial viewpoint. 15%, most preferably 20%, upper limit is usually 80%, preferably 75%, more preferably 70%, particularly preferably 65%, most preferably 60% from the viewpoint of temperature control during polymerization; In polymerization, the lower limit is usually 30%, preferably 40% from the same viewpoint as described above, more preferably 45%, particularly preferably 50%, most preferably 55%, and the upper limit is usually 90%, from the same viewpoint as described above. Preferably 85%, more preferably 80%, particularly preferably 78%, most preferably 75%; 10%, preferably 20% from the same viewpoint as described above, more preferably 30%, particularly preferably 40%, most preferably 55%, the upper limit is usually 90%, preferably 80% from the same viewpoint as above, more Preferably it is 75%, particularly preferably 70%, most preferably 65%.

モノマー水溶液のpHは、特に限定されないが、高分子量化の観点から、好ましい下限は1.5、さらに好ましくは2、とくに好ましくは2.5、加水分解防止の観点から好ましい上限は9、さらに好ましくは8、とくに好ましくは7.5である。
pH調整のために用いられるpH調整剤としては特に限定はなく、モノマー水溶液がアルカリ性の場合は無機酸(硫酸、塩酸、リン酸、硝酸等)、無機固体酸性物質(酸性リン酸ソーダ、酸性ぼう硝、塩化アンモン、硫安、重硫安、スルファミン酸等)および有機酸(C2〜20、例えばシュウ酸、こはく酸、リンゴ酸)が挙げられ、モノマー水溶液が酸性の場合は無機アルカリ性物質(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等)および有機アルカリ性物質(グアニジン等)が挙げられる。
なお、ここにおけるpHは、モノマー水溶液の原液をpHメーター[例えば、商品名「LAB pHメータ−M−12」、(株)堀場製作所製]を用いて室温(20℃)で測定される値である。
The pH of the aqueous monomer solution is not particularly limited, but from the viewpoint of increasing the molecular weight, the preferable lower limit is 1.5, more preferably 2, particularly preferably 2.5, and the preferable upper limit is 9, more preferably from the viewpoint of preventing hydrolysis. Is 8, particularly preferably 7.5.
The pH adjuster used for pH adjustment is not particularly limited, and when the monomer aqueous solution is alkaline, inorganic acid (sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid, etc.), inorganic solid acidic substance (acidic sodium phosphate, acidic bladder) Glass, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium sulfate, sulfamic acid, etc.) and organic acids (C2-20, such as oxalic acid, succinic acid, malic acid). When the aqueous monomer solution is acidic, an inorganic alkaline substance (sodium hydroxide) , Potassium hydroxide, ammonia and the like) and organic alkaline substances (guanidine and the like).
In addition, pH here is the value measured at room temperature (20 degreeC) using the stock solution of monomer aqueous solution using a pH meter [For example, brand name "LAB pH meter-M-12", Horiba Ltd.]. is there.

重合温度は、水溶液重合では、下限は通常−10℃、水溶性(共)重合体(A)として最適な分子量を得るとの観点から好ましくは0℃、さらに好ましくは5℃、とくに好ましくは10℃、最も好ましくは15℃、上限は通常130℃(加圧下)、上記と同様の観点から好ましくは100℃、さらに好ましくは95℃、とくに好ましくは90℃、最も好ましくは85℃である。また、重合中は所定温度を一定(例えば所定重合温度±5℃)に保つように、適宜加熱、冷却して調節してもよいし、ガラス製の断熱容器等内で断熱重合させてもよい。   In aqueous solution polymerization, the lower limit of the polymerization temperature is usually −10 ° C., preferably 0 ° C., more preferably 5 ° C., particularly preferably 10 from the viewpoint of obtaining an optimum molecular weight as the water-soluble (co) polymer (A). The upper limit is usually 130 ° C (under pressure), preferably 100 ° C, more preferably 95 ° C, particularly preferably 90 ° C, and most preferably 85 ° C. Further, during the polymerization, the temperature may be adjusted by appropriately heating and cooling so as to keep the predetermined temperature constant (for example, the predetermined polymerization temperature ± 5 ° C.), or adiabatic polymerization may be performed in a glass heat insulating container or the like. .

光重合における重合温度は、下限は通常0℃、(A)として最適な分子量を得るとの観点から好ましくは5℃、さらに好ましくは10℃、とくに好ましくは15℃、最も好ましくは20℃、上限は通常100℃、上記と同様の観点から好ましくは95℃、さらに好ましくは90℃、とくに好ましくは80℃、最も好ましくは70℃である。
また、重合中は所定重合温度を一定(例えば所定重合温度±5℃)に保つように、適宜加熱、冷却して調節してもよいし、比較的低温(例えば15〜35℃)で重合を開始させ、一定時間(例えば1〜3時間)重合後に昇温(例えば55〜80℃)してもよい。
The polymerization temperature in the photopolymerization is preferably 0 ° C. at the lower limit, preferably 5 ° C., more preferably 10 ° C., particularly preferably 15 ° C., most preferably 20 ° C., upper limit from the viewpoint of obtaining the optimum molecular weight as (A). Is usually 100 ° C., preferably 95 ° C., more preferably 90 ° C., particularly preferably 80 ° C., most preferably 70 ° C. from the same viewpoint as described above.
Further, during the polymerization, the temperature may be adjusted by appropriately heating and cooling so as to keep the predetermined polymerization temperature constant (for example, the predetermined polymerization temperature ± 5 ° C), or the polymerization may be performed at a relatively low temperature (for example, 15 to 35 ° C). It may be started and heated (for example, 55 to 80 ° C.) after polymerization for a certain time (for example, 1 to 3 hours).

逆相懸濁重合における重合温度は、下限は通常10℃、(A)として最適な分子量を得るとの観点から好ましくは20℃、さらに好ましくは30℃、とくに好ましくは40℃、最も好ましくは50℃、上限は通常95℃、上記と同様の観点から好ましくは90℃、さらに好ましくは80℃、とくに好ましくは70℃、最も好ましくは60℃である。
また、重合中は所定重合温度を一定(例えば所定重合温度±5℃)に保つよう、適宜加熱、冷却して調節することが好ましい。重合温度を一定に保つために、予め所定重合温度に温度調整した分散媒の撹拌下でモノマーを連続または間欠的に滴下してもよい。その際の滴下時間は、モノマー濃度、および重合反応発熱量により異なるが、通常0.5〜20時間、好ましくは1〜10時間である。
The lower limit of the polymerization temperature in the reverse phase suspension polymerization is usually 10 ° C., preferably 20 ° C., more preferably 30 ° C., particularly preferably 40 ° C., most preferably 50 ° C. from the viewpoint of obtaining an optimum molecular weight as (A). The upper limit is usually 95 ° C., preferably 90 ° C., more preferably 80 ° C., particularly preferably 70 ° C., and most preferably 60 ° C. from the same viewpoint as described above.
Further, during polymerization, it is preferable to adjust by appropriately heating and cooling so that the predetermined polymerization temperature is kept constant (for example, predetermined polymerization temperature ± 5 ° C.). In order to keep the polymerization temperature constant, the monomer may be dropped continuously or intermittently under stirring of a dispersion medium whose temperature has been adjusted to a predetermined polymerization temperature in advance. The dropping time at that time varies depending on the monomer concentration and the amount of heat generated by the polymerization reaction, but is usually 0.5 to 20 hours, preferably 1 to 10 hours.

逆相乳化重合における重合温度は、下限は通常0℃、(A)として最適な分子量を得るとの観点から好ましくは5℃、さらに好ましくは10℃、とくに好ましくは15℃、最も好ましくは20℃、上限は通常95℃、上記と同様の観点から好ましくは90℃、さらに好ましくは80℃、とくに好ましくは70℃、最も好ましくは55℃である。
また、重合中は所定重合温度を一定(例えば所定重合温度±5℃)に保つように、適宜加熱、冷却して調節してもよいし、比較的低温(例えば15〜35℃)で重合を開始させ、一定時間(例えば1〜3時間)重合後に昇温して、例えば55〜80℃にしてもよい。
The lower limit of the polymerization temperature in the inverse emulsion polymerization is usually 0 ° C., preferably 5 ° C., more preferably 10 ° C., particularly preferably 15 ° C., most preferably 20 ° C. from the viewpoint of obtaining an optimal molecular weight as (A). The upper limit is usually 95 ° C., preferably 90 ° C., more preferably 80 ° C., particularly preferably 70 ° C., and most preferably 55 ° C. from the same viewpoint as described above.
Further, during the polymerization, the temperature may be adjusted by appropriately heating and cooling so as to keep the predetermined polymerization temperature constant (for example, the predetermined polymerization temperature ± 5 ° C), or the polymerization may be performed at a relatively low temperature (for example, 15 to 35 ° C). It may be started and heated after polymerization for a certain time (for example, 1 to 3 hours), and may be set to 55 to 80 ° C., for example.

重合時の圧力[kPa(絶対圧力)、以下数値のみを示す。]は、特に限定されないが、通常大気圧または減圧下で行う。分子量分布制御の観点から、好ましくは重合温度で疎水性分散媒(b)が沸騰する圧力にすることが好ましい。
圧力の好ましい下限は5、さらに好ましくは10、とくに好ましくは15、好ましい上限は500、さらに好ましくは300、とくに好ましくは150である。
Pressure during polymerization [kPa (absolute pressure), only numerical values are shown below. ] Is not particularly limited, but is usually performed under atmospheric pressure or reduced pressure. From the viewpoint of controlling the molecular weight distribution, it is preferable to set the pressure at which the hydrophobic dispersion medium (b) boils at the polymerization temperature.
The preferable lower limit of the pressure is 5, more preferably 10, particularly preferably 15, and the preferable upper limit is 500, more preferably 300, particularly preferably 150.

重合は重合による発熱がなくなった時点で反応終点が確認できるが、重合時間は通常発熱により重合開始を確認した時点から1〜24時間、残存モノマー低減および工業上の観点から、好ましくは2〜12時間である。
逆相懸濁重合の場合において、モノマーを滴下する場合は滴下終了後から上記時間重合させることが好ましい。
上記のモノマー濃度、モノマー水溶液pH、重合温度、重合時の圧力および重合時間は、モノマー組成、重合法および開始剤種類等によって適宜調整することができる。
The end point of the reaction can be confirmed at the time when the heat generation due to the polymerization disappears, but the polymerization time is usually 1 to 24 hours from the time when the start of the polymerization is confirmed by the heat generation, preferably 2 to 12 from the standpoint of reducing residual monomers and from an industrial viewpoint. It's time.
In the case of reverse phase suspension polymerization, when the monomer is added dropwise, it is preferable to carry out the polymerization for the above time after completion of the addition.
The monomer concentration, monomer aqueous solution pH, polymerization temperature, polymerization pressure, and polymerization time can be appropriately adjusted depending on the monomer composition, polymerization method, initiator type, and the like.

本発明における水溶性ポリマー(A)は、さらに変性反応させてもよい。ポリマー変性方法としては、例えば、水溶性不飽和モノマー(a)として加水分解性官能基を分子内に有する(メタ)アクリルアミドを使用した場合、重合時または重合後に苛性アルカリ(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等)または炭酸アルカリ(炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等)を添加して、(a)のアミド基を部分的に加水分解してカルボキシル基を導入する方法(特開昭56−16505号公報等参照);ホルムアルデヒド、ジアルキルアミン(C1〜12)およびハロゲン(塩素、臭素、ヨウ素等)化アルキル(C1〜12)(メチルクロライド、エチルクロライド等)を加え、マンニッヒ反応によって部分的にカチオン性基を導入する方法;アクリロニトリル等のニトリル基と、ビニルホルムアミドなどの加水分解により得られるアミノ基との閉環反応により分子内にアミジン環を形成させる方法(特開平5−192513号公報等参照);および重合後に前記の架橋性モノマー(y)を添加して架橋反応させる方法(特許3305688号公報等参照)等が挙げられる。   The water-soluble polymer (A) in the present invention may be further modified. As the polymer modification method, for example, when (meth) acrylamide having a hydrolyzable functional group in the molecule is used as the water-soluble unsaturated monomer (a), a caustic alkali (sodium hydroxide, hydroxide) is used during or after the polymerization. Potassium etc.) or alkali carbonate (sodium carbonate, potassium carbonate, etc.) is added, and the amide group of (a) is partially hydrolyzed to introduce a carboxyl group (see JP-A-56-16505 etc.) ); Formaldehyde, dialkylamine (C1-12) and halogenated (chlorine, bromine, iodine, etc.) alkylated (C1-12) (methyl chloride, ethyl chloride, etc.) are added, and a cationic group is partially introduced by the Mannich reaction. Obtained by hydrolysis of nitrile groups such as acrylonitrile and vinylformamide A method of forming an amidine ring in a molecule by a ring-closing reaction with an amino group (see JP-A-5-192513, etc.); and a method of adding a crosslinkable monomer (y) after polymerization to cause a crosslinking reaction (patent) No. 3305688) and the like.

重合して得られる含水ゲル[水溶性ポリマー(A)と水とからなる]は、必要に応じて細断され、さらに脱水、乾燥することによって粉末状の本発明の高分子凝集剤を得ることができる。   The water-containing gel obtained by polymerization [consisting of water-soluble polymer (A) and water] is shredded as necessary, and further dehydrated and dried to obtain a powdery polymer flocculant of the present invention. Can do.

(A)の固有粘度(以下ηということがある)(1N−NaNO3水溶液中30℃での測定値、単位はdl/g。以下同じ。)は通常1〜40、凝集性能および凝集速度の観点から好ましくは2〜38、さらに好ましくは4〜35、最も好ましくは5〜30である。 The intrinsic viscosity (hereinafter sometimes referred to as η) of (A) (measured value in a 1N-NaNO 3 aqueous solution at 30 ° C., unit is dl / g, the same shall apply hereinafter) is usually 1 to 40, the aggregation performance and the aggregation rate. From the viewpoint, it is preferably 2 to 38, more preferably 4 to 35, and most preferably 5 to 30.

また、(A)の0.4重量%水溶液の曳糸長(mm)は、後述するノニオン性およびアニオン性高分子凝集剤では、凝集に必要な高分子量化および脱水ケーキの含水率低減の観点から好ましくは20〜200、さらに好ましくは40〜150、カチオン性および両性高分子凝集剤体では、同様の観点から好ましくは5〜100、さらに好ましくは6〜80である。
該曳糸長は、分子量(または固有粘度。以下同じ。)や分子量分布と相関があり、分子量が大である程、また分子量分布が広い程大きな値となる。また、同程度の分子量では、曳糸長が短いほど分子量分布がシャープであるとされる。
In addition, the string length (mm) of the 0.4% by weight aqueous solution of (A) is a non-ionic and anionic polymer flocculant described later from the viewpoint of increasing the molecular weight necessary for aggregation and reducing the moisture content of the dehydrated cake. To preferably 20 to 200, more preferably 40 to 150, and for cationic and amphoteric polymer flocculants, from the same viewpoint, it is preferably 5 to 100, more preferably 6 to 80.
The yarn length has a correlation with the molecular weight (or intrinsic viscosity; the same applies hereinafter) and the molecular weight distribution, and the larger the molecular weight and the wider the molecular weight distribution, the larger the yarn length. Further, at the same molecular weight, the shorter the spine length, the sharper the molecular weight distribution.

ここで、曳糸長L(mm)は曳糸性測定器[協和界面科学(株)製]を用いて以下の手順で測定することができる。
水溶性ポリマー粒子0.80g(固形分換算)を300mlのガラス製ビーカーにとり、該ポリマーとイオン交換水の重量の合計が200.0gとなるようにイオン交換水をすばやく加え、ガラス棒などを用いて該重合体が膨潤して均一分散するまで(約1分)撹拌する。この時、該重合体がままこにならないように注意する。その後、透明樹脂フィルムでふたをして室温(約20℃)で約20時間静置した後、板状の塩ビ製撹拌羽根(直径5cm、高さ2cm、厚さ0.2cm)1枚付き撹拌棒を取り付けたジャーテスターにセットし、120rpmで1時間撹拌して測定試料の0.4重量%水溶液を調製する。該測定試料を25±2℃に温度調整した後、曳糸性測定器の、吊り下げ糸の下端に取り付けられたガラス製回転楕円体(以下ガラス球という)(短径7mm、長径11mm。長径方向に吊り下げる。)をガラス球の長径上端が測定試料の液面直下に位置するように浸漬し、15秒間保持した後、16mm/秒の速度でガラス球を引き上げ、ポリマー水溶液の糸が切れるまでの、液面からガラス球下端までの距離を測定する。測定試料におけるガラス球の浸漬位置を変更して、測定を10回繰り返し、平均値を算出し、曳糸長(mm)の値とする。
Here, the yarn length L (mm) can be measured by the following procedure using a yarn measuring device [manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.].
Take 0.80 g of water-soluble polymer particles (in terms of solid content) in a 300 ml glass beaker, quickly add ion-exchanged water so that the total weight of the polymer and ion-exchanged water is 200.0 g, and use a glass rod or the like. The polymer is stirred until it swells and is uniformly dispersed (about 1 minute). At this time, care is taken so that the polymer does not remain. Then, after covering with a transparent resin film and allowing to stand at room temperature (about 20 ° C.) for about 20 hours, stirring with a plate-like PVC stirring blade (diameter 5 cm, height 2 cm, thickness 0.2 cm) A jar tester equipped with a stick is set and stirred at 120 rpm for 1 hour to prepare a 0.4 wt% aqueous solution of the measurement sample. After adjusting the temperature of the measurement sample to 25 ± 2 ° C., a glass spheroid (hereinafter referred to as a glass sphere) (short diameter 7 mm, long diameter 11 mm, long diameter) attached to the lower end of the hanging thread of the spinnability measuring instrument. Is suspended so that the upper end of the major axis of the glass sphere is located immediately below the liquid surface of the measurement sample, and held for 15 seconds, then the glass sphere is pulled up at a speed of 16 mm / second, and the yarn of the polymer aqueous solution is cut. Measure the distance from the liquid level to the lower end of the glass bulb. The immersion position of the glass sphere in the measurement sample is changed, the measurement is repeated 10 times, the average value is calculated, and the value is set as the yarn length (mm).

通常、曳糸長は、分子量(もしくは固有粘度、以下同じ。)または分子量分布と相関があり、分子量が大である程、もしくは分子量分布が広い程大きな値となる。また、異なる水溶性ポリマー同士を比較する際は、いずれも水不溶解分量が0.1重量%よりも小さく、しかも同程度の分子量(固有粘度の差が±5%以内)である場合は、曳糸長が短い方が分子量分布がシャープであり凝集性能に優れると判断することができる。
このような曳糸長、分子量(固有粘度)および凝集性能の関係において、本発明は(A)の曳糸長L(mm)と固有粘度η(dl/g)の比(L/η)を特定の範囲とすることで、優れた凝集性能が発揮されることを初めて見出したものである。すなわち、該(L/η)は凝集に必要な高分子量化および脱水ケーキの含水率低減の観点から、好ましくは1〜8、さらに好ましくは1.5〜7、とくに好ましくは2〜5である。
該比(L/η)は、リビングラジカル重合開始剤(Iv)の、(A)を構成するモノマーの全重量に基づく使用量を減らすことでより大とし、また、(Iv)の該使用量を増やすことでより小とし上記の範囲とすることができる。
Usually, the string length has a correlation with the molecular weight (or intrinsic viscosity, the same shall apply hereinafter) or the molecular weight distribution, and becomes larger as the molecular weight is larger or the molecular weight distribution is wider. In addition, when comparing different water-soluble polymers, if the water-insoluble content is less than 0.1% by weight and the molecular weight is the same (difference in intrinsic viscosity is within ± 5%), It can be determined that the shorter the yarn length, the sharper the molecular weight distribution and the better the agglomeration performance.
In the relationship between the yarn length, the molecular weight (intrinsic viscosity) and the aggregation performance, the present invention determines the ratio (L / η) of the yarn length L (mm) and the intrinsic viscosity η (dl / g) in (A). It has been found for the first time that excellent agglomeration performance is exhibited by setting the specific range. That is, the (L / η) is preferably 1 to 8, more preferably 1.5 to 7, particularly preferably 2 to 5, from the viewpoint of increasing the molecular weight necessary for aggregation and reducing the moisture content of the dehydrated cake. .
The ratio (L / η) is increased by reducing the use amount of the living radical polymerization initiator (Iv) based on the total weight of the monomers constituting (A), and the use amount of (Iv) By increasing the value, it can be made smaller and within the above range.

[高分子凝集剤]
本発明の高分子凝集剤は、前記水溶性ポリマー(A)を含有してなる。
一般的に、下水汚泥においては、懸濁粒子の大きさが比較的大きく、また水中における懸濁粒子表面がマイナス荷電を有していることから、脱水用高分子凝集剤としてはカチオン性または両性高分子凝集剤、およびこれらの混合物が好ましい。
廃水においては、溶解性有機物等を処理するためにまず無機凝集剤を添加することが多く、その場合、懸濁粒子表面は無機凝集剤で覆われることとなりプラス荷電を有していることから、凝集沈殿処理用高分子凝集剤としては、アニオン性またはノニオン性、およびこれらの混合物が好ましい。
石油の3次回収用としては、比較的大きな分子量を有するものが使用され、アニオン性またはノニオン性、およびこれらの混合物が好ましい。
製紙工程での濾水歩留向上用または紙力増強用としては、カチオン性または両性高分子凝集剤、およびこれらの混合物が好ましい。
[Polymer flocculant]
The polymer flocculant of the present invention contains the water-soluble polymer (A).
Generally, in sewage sludge, the size of suspended particles is relatively large, and the surface of suspended particles in water has a negative charge, so that the polymer flocculant for dehydration is cationic or amphoteric. Polymer flocculants and mixtures thereof are preferred.
In wastewater, in order to treat soluble organic matter and the like, an inorganic flocculant is often added first, and in that case, the suspended particle surface is covered with the inorganic flocculant and has a positive charge. As the polymer flocculant for the coagulation sedimentation treatment, anionic or nonionic and mixtures thereof are preferable.
For the tertiary recovery of petroleum, those having a relatively large molecular weight are used, and anionic or nonionic and mixtures thereof are preferred.
Cationic or amphoteric polymer flocculants and mixtures thereof are preferred for improving drainage yield or enhancing paper strength in the papermaking process.

ここで、カチオン性高分子凝集剤とは、分子内にカチオン性基を有する高分子凝集剤、すなわち水に溶解した際にカチオン性を示す高分子凝集剤であり、また両性高分子凝集剤とは、分子内にカチオン性基およびアニオン性基を有する高分子凝集剤、すなわち水に溶解した際にカチオン性およびアニオン性を示す高分子凝集剤である。これらの高分子凝集剤の水中におけるカチオン性またはアニオン性の評価方法については、コロイド当量値(meq/g)として求めることができる。すなわち、カチオン性凝集剤中のカチオン性基当量値はカチオンコロイド当量値として求めることができ、両性凝集剤中のカチオン性基当量値およびアニオン性基当量値は、それぞれカチオンコロイド当量値、アニオンコロイド当量値として求めることができる。   Here, the cationic polymer flocculant is a polymer flocculant having a cationic group in the molecule, that is, a polymer flocculant exhibiting a cationic property when dissolved in water, and an amphoteric polymer flocculant and Is a polymer flocculant having a cationic group and an anionic group in the molecule, that is, a polymer flocculant exhibiting cationic and anionic properties when dissolved in water. About the cationic or anionic evaluation method of these polymer flocculants in water, it can obtain | require as a colloid equivalent value (meq / g). That is, the cationic group equivalent value in the cationic flocculant can be determined as the cation colloid equivalent value, and the cationic group equivalent value and the anionic group equivalent value in the amphoteric flocculant are the cationic colloid equivalent value and the anionic colloid respectively. It can be determined as an equivalent value.

本発明の高分子凝集剤がカチオン性高分子凝集剤の場合、該凝集剤中のカチオンコロイド当量値(meq/g)は、凝集性能の観点から好ましい下限は0.1、より好ましくは0.5、さらに好ましくは1.0、とくに好ましくは1.5、最も好ましくは2.0、凝集性能の観点から好ましい上限は7.0、より好ましくは6.0、さらに好ましくは5.5、とくに好ましくは5.2、最も好ましくは5.0である。
また本発明の高分子凝集剤が両性高分子凝集剤の場合、該凝集剤中のカチオンコロイド当量値(meq/g)は、凝集性能の観点から好ましい下限は0.1、より好ましくは0.5、さらに好ましくは1.0、とくに好ましくは1.5、最も好ましくは2.0、凝集性能の観点から好ましい上限は7.0、より好ましくは6.0、さらに好ましくは5.5、とくに好ましくは5.2、最も好ましくは5.0であり;アニオンコロイド当量値(meq/g)は、凝集性能の観点から好ましい下限は−13.0、より好ましくは−10.0、さらに好ましくは−8.0、とくに好ましくは−5.0、最も好ましくは−3.0、凝集性能の観点から好ましい上限は−0.05、より好ましくは−0.1、さらに好ましくは−0.3、とくに好ましくは−0.5、最も好ましくは−1.0である。
When the polymer flocculant of the present invention is a cationic polymer flocculant, the preferable lower limit of the cation colloid equivalent value (meq / g) in the flocculant is 0.1, more preferably 0.8. 5, more preferably 1.0, particularly preferably 1.5, most preferably 2.0, and from the viewpoint of agglomeration performance, a preferable upper limit is 7.0, more preferably 6.0, still more preferably 5.5, especially Preferably it is 5.2, most preferably 5.0.
When the polymer flocculant of the present invention is an amphoteric polymer flocculant, the lower limit of the cation colloid equivalent value (meq / g) in the flocculant is preferably 0.1, more preferably 0.8. 5, more preferably 1.0, particularly preferably 1.5, most preferably 2.0, and from the viewpoint of agglomeration performance, a preferable upper limit is 7.0, more preferably 6.0, still more preferably 5.5, especially Preferably, it is 5.2, and most preferably 5.0; the anion colloid equivalent value (meq / g) is preferably -13.0, more preferably -10.0, more preferably from the viewpoint of aggregation performance. −8.0, particularly preferably −5.0, most preferably −3.0, and the upper limit is preferably −0.05, more preferably −0.1, still more preferably −0.3, from the viewpoint of aggregation performance. Especially preferred -0.5, and most preferably -1.0.

コロイド当量値は以下に示すコロイド滴定法により求めることができる。なお、以降の測定は室温(約20℃)下で行う。
(1)測定試料(高分子凝集剤の50ppm水溶液)の調製
試料0.2g(固形分含量換算したもの)を精秤し、200mlの三角フラスコにとり、全体の重量(試料とイオン交換水の合計重量)が100gとなるようにイオン交換水を加えた後、マグネチックスターラー(長さ40mm、直径5mmの円筒状マグネット、回転数1,000rpm)で、3時間撹拌して完全に溶解させ、0.2重量%の高分子凝集剤溶液を調製する。500mlのビーカーに該調製溶液10mlをとり、全体の重量(溶液10mlとイオン交換水の合計重量)が400gとなるようにイオン交換水を加え、再度マグネチックスターラー(1,000〜1,200rpm)で、30分間撹拌して、均一な測定試料とする。
なお、高分子凝集剤の固形分含量は、試料約1.0gをシャーレ(直径100mm、深さ10mm)に秤量(W1)して、循風乾燥機中、105±5℃で90分間乾燥させた後の残存重量を(W2)として、次式から算出した値である。

固形分含量(重量%)=(W2)×100/(W1)
The colloid equivalent value can be determined by the colloid titration method shown below. The subsequent measurement is performed at room temperature (about 20 ° C.).
(1) Preparation of measurement sample (50 ppm aqueous solution of polymer flocculant) Weigh accurately 0.2 g of sample (in terms of solid content), put it in a 200 ml Erlenmeyer flask, and total weight (total of sample and ion-exchanged water) After adding ion-exchanged water so that the weight becomes 100 g, the mixture is stirred for 3 hours with a magnetic stirrer (a cylindrical magnet having a length of 40 mm and a diameter of 5 mm, a rotational speed of 1,000 rpm) to completely dissolve it. Prepare a 2% by weight polymer flocculant solution. Take 10 ml of the prepared solution in a 500 ml beaker, add ion exchange water so that the total weight (total weight of solution 10 ml and ion exchange water) is 400 g, and again magnetic stirrer (1,000 to 1,200 rpm). Then, stir for 30 minutes to obtain a uniform measurement sample.
The solid content of the polymer flocculant was weighed (W1) in a petri dish (diameter: 100 mm, depth: 10 mm) and dried at 105 ± 5 ° C. for 90 minutes in a circulating drier. This is a value calculated from the following equation, assuming that the remaining weight after (W2).

Solid content (% by weight) = (W2) × 100 / (W1)

(2)カチオンコロイド当量値の測定
測定試料100gを200mlのコニカルビーカーにとり、マグネチックスターラー(500rpm)で撹拌しながら徐々に0.5重量%硫酸水溶液を加え、pH3に調整する。次にトルイジンブルー指示薬(TB指示薬)を2〜3滴加え、N/400ポリビニル硫酸カリウム(N/400PVSK)試薬で滴定する。滴定速度は2ml/分とし、測定試料が青から赤紫色に変色し、赤紫色が30秒間保持される時点を終点とする。
(3)アニオンコロイド当量値の測定
測定試料100gを200mlのコニカルビーカーにとり、マグネチックスターラー(500rpm)で撹拌しながら、N/10水酸化ナトリウム水溶液0.5mlを加え、さらにN/200メチルグリコールキトサン水溶液5mlを加えた後、5分間撹拌する(その時のpH約10.5)。TB指示薬を2〜3滴加え、上記(2)と同様にして滴定する。
(2) Measurement of cation colloid equivalent value 100 g of a measurement sample is placed in a 200 ml conical beaker, and a 0.5 wt% aqueous sulfuric acid solution is gradually added while stirring with a magnetic stirrer (500 rpm) to adjust to pH 3. Next, add 2-3 drops of toluidine blue indicator (TB indicator) and titrate with N / 400 potassium potassium sulfate (N / 400 PVSK) reagent. The titration rate is 2 ml / min, and the end point is the time when the measurement sample changes color from blue to reddish purple and the reddish purple color is maintained for 30 seconds.
(3) Measurement of anion colloid equivalent value 100 g of a measurement sample was placed in a 200 ml conical beaker, 0.5 ml of an N / 10 sodium hydroxide aqueous solution was added while stirring with a magnetic stirrer (500 rpm), and further N / 200 methyl glycol chitosan. After adding 5 ml of an aqueous solution, the mixture is stirred for 5 minutes (pH about 10.5 at that time). Add 2-3 drops of TB indicator and titrate in the same manner as in (2) above.

(4)空試験
測定試料の代わりにイオン交換水100gを用いる以外は(2)および(3)と同様の操作を行う。
(5)計算方法
コロイド当量値(meq/g)=(1/2)×(試料の滴定量−空試験の滴定量)
×(N/400PVSKの力価)
(4) Blank test The same operation as (2) and (3) is performed except that 100 g of ion-exchanged water is used instead of the measurement sample.
(5) Calculation method Colloidal equivalent value (meq / g) = (1/2) × (Titration of sample-titration of blank test)
× (N / 400 PVSK titer)

本発明の高分子凝集剤は必要に応じ、本発明の効果を阻害しない範囲で、消泡剤、キレート化剤、pH調整剤、界面活性剤、ブロッキング防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤および防腐剤からなる群から選ばれる添加剤併用することができる。   The polymer flocculant of the present invention is an antifoaming agent, a chelating agent, a pH adjuster, a surfactant, an antiblocking agent, an antioxidant, an ultraviolet absorber, and an antifoaming agent, as long as the effects of the present invention are not impaired. An additive selected from the group consisting of preservatives can be used in combination.

本発明の高分子凝集剤を下水汚泥、廃水等(以下、下水汚泥等と略記)に添加する方法としては、特に限定はなく、例えば特許第1311340号公報または特許第2038341号公報等に記載の方法が挙げられる。
本発明の高分子凝集剤の使用量は、下水汚泥等の種類、懸濁粒子の含有量、高分子凝集剤の分子量等により異なるが、特に限定はなく、下水汚泥等中の蒸発残留物重量(以下、TSと略記)に基づいて、通常0.01〜10%、凝集性能の観点から好ましい下限は0.1%、さらに好ましくは0.5%、とくに好ましくは1%、処理費用の観点から好ましい上限は5%、さらに好ましくは3%、とくに好ましくは2%である。
The method for adding the polymer flocculant of the present invention to sewage sludge, waste water or the like (hereinafter abbreviated as sewage sludge or the like) is not particularly limited, and is described in, for example, Japanese Patent No. 1311340 or Japanese Patent No. 2038341. A method is mentioned.
The amount of the polymer flocculant used in the present invention varies depending on the type of sewage sludge, the content of suspended particles, the molecular weight of the polymer flocculant, etc., but is not particularly limited, and the weight of evaporation residue in sewage sludge etc. (Hereinafter abbreviated as TS), usually from 0.01 to 10%, preferably from the viewpoint of agglomeration performance, the lower limit is 0.1%, more preferably 0.5%, particularly preferably 1%, from the viewpoint of processing costs Therefore, the preferable upper limit is 5%, more preferably 3%, and particularly preferably 2%.

本発明の高分子凝集剤の使用方法としては、十分な凝集性能の観点から水溶液にした後に下水汚泥等に添加するのが好ましいが、高分子凝集剤を固体の状態で直接下水汚泥等に添加することもできる。高分子凝集剤を水溶液として用いる場合の濃度は、取り扱い上および溶解速度の観点から好ましくは0.05〜1重量%である。
高分子凝集剤の溶解方法としては、特に限定されることはなく、例えば予め秤り取った水をジャーテスターなどの撹拌装置を用いて撹拌しながら所定量の高分子凝集剤を徐々に加え、数時間(約2〜4時間程度)かけて溶解させる方法等が採用できる。粉末状の高分子凝集剤を水に溶解させる際に、所定量の高分子凝集剤を一気に加える方法はままこを生じ、完全に水に溶解させることが困難となることから好ましくない。
As a method of using the polymer flocculant of the present invention, it is preferable to add it to sewage sludge after making it into an aqueous solution from the viewpoint of sufficient flocculation performance, but the polymer flocculant is added directly to sewage sludge etc. in a solid state. You can also The concentration when the polymer flocculant is used as an aqueous solution is preferably 0.05 to 1% by weight from the viewpoint of handling and dissolution rate.
The method for dissolving the polymer flocculant is not particularly limited. For example, a predetermined amount of the polymer flocculant is gradually added while stirring the water weighed in advance using a stirring device such as a jar tester, A method of dissolving for several hours (about 2 to 4 hours) can be employed. When the powdery polymer flocculant is dissolved in water, a method of adding a predetermined amount of the polymer flocculant at a stretch is undesirably caused by the fact that it becomes difficult to completely dissolve in water.

本発明の高分子凝集剤を石油の3次回収用として使用する際には、通常水溶液として使用される。該ポリマー水溶液の濃度(重量%)は、通常0.001〜3%、増粘効果および送液可能な粘度の観点から好ましくは0.005〜1%、さらに好ましくは0.01〜0.5%である。   When the polymer flocculant of the present invention is used for the third recovery of petroleum, it is usually used as an aqueous solution. The concentration (% by weight) of the aqueous polymer solution is usually 0.001 to 3%, preferably from 0.005 to 1%, more preferably from 0.01 to 0.5 from the viewpoint of the thickening effect and the viscosity capable of being fed. %.

本発明の高分子凝集剤を下水汚泥等に適用する際、下水汚泥等が有機性の汚泥や嫌気性菌処理汚泥である場合は、汚泥粒子の荷電中和の観点から無機および/または有機凝結剤を併用するのが好ましい。
無機凝結剤としては、硫酸バンド、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、ポリ硫酸鉄、消石灰等;有機凝結剤としては、アニリン−ホルムアルデヒド重縮合物塩酸塩、ポリビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチルジ(メタ)アリルアンモニウムクロライド、(メタ)アリルアミンまたはジ(メタ)アリルアミン−マレイン酸共重合体、(メタ)アリルアミンまたはジ(メタ)アリルアミン−シトラコン酸共重合体、(メタ)アリルアミンまたはジ(メタ)アリルアミン−イタコン酸、(メタ)アリルアミンまたはジ(メタ)アリルアミン−フマル酸共重合体等が挙げられる。
無機および/または有機凝結剤を併用する場合は、本発明の高分子凝集剤に予めこれらを添加した混合物で下水汚泥等を処理するか、下水汚泥等に予め無機凝結剤および/または有機凝結剤を添加して一次凝集させた後、本発明の高分子凝集剤を添加して処理するかいずれでもよいが、フロックの強度の観点から好ましいのは後者の方法である。
When the polymer flocculant of the present invention is applied to sewage sludge, etc., if the sewage sludge is organic sludge or anaerobic bacteria-treated sludge, inorganic and / or organic coagulation is performed from the viewpoint of charge neutralization of the sludge particles. It is preferable to use an agent in combination.
Inorganic coagulants include sulfuric acid band, polyaluminum chloride, ferric chloride, ferric sulfate, polyiron sulfate, slaked lime, etc .; organic coagulants include aniline-formaldehyde polycondensate hydrochloride, polyvinylbenzyltrimethylammonium chloride , Dimethyldi (meth) allyl ammonium chloride, (meth) allylamine or di (meth) allylamine-maleic acid copolymer, (meth) allylamine or di (meth) allylamine-citraconic acid copolymer, (meth) allylamine or di ( Examples include (meth) allylamine-itaconic acid, (meth) allylamine, di (meth) allylamine-fumaric acid copolymer, and the like.
When an inorganic and / or organic coagulant is used in combination, sewage sludge is treated with a mixture obtained by adding these to the polymer flocculant of the present invention in advance, or an inorganic coagulant and / or an organic coagulant is preliminarily applied to the sewage sludge. After the primary agglomeration is added, the polymer flocculant of the present invention may be added and treated, but the latter method is preferred from the viewpoint of floc strength.

無機凝結剤および/または有機凝結剤を併用する場合の使用量は、下水汚泥等の種類、懸濁粒子の大きさ、用いる凝結剤の種類などによって異なるが、特に限定はなく、下水汚泥等中のTSに基づいて、無機凝結剤では通常20%以下、凝結性能の観点から好ましい下限は0.5%、さらに好ましくは1%、とくに好ましくは1.5%、凝結性能の観点か
ら好ましい上限は10%、さらに好ましくは5%、とくに好ましくは3%であり、有機凝結剤では通常1%以下、凝結性能の観点から好ましい下限は0.01%、さらに好ましくは0.025%、とくに好ましくは0.05%、凝結性能の観点から好ましい上限は0.5%、さらに好ましくは0.2%、とくに好ましくは0.15%である。
The amount used when using an inorganic coagulant and / or an organic coagulant varies depending on the type of sewage sludge, the size of suspended particles, the type of coagulant used, etc., but there is no particular limitation. Based on TS, the inorganic coagulant is usually 20% or less, preferably 0.5% from the viewpoint of setting performance, more preferably 1%, particularly preferably 1.5%, and the upper limit preferable from the viewpoint of setting performance. 10%, more preferably 5%, and particularly preferably 3%. In the case of an organic coagulant, it is usually 1% or less, and a preferable lower limit from the viewpoint of setting performance is 0.01%, more preferably 0.025%, particularly preferably. The upper limit is preferably 0.5%, more preferably 0.2%, and particularly preferably 0.15% from the viewpoint of setting performance of 0.05%.

本発明の高分子凝集剤の添加の際には、下水汚泥等のpHを予め調整しておいてもよい。pHの調整範囲は通常3〜8、加水分解防止の観点から好ましい下限は3.5、さらに好ましくは4、とくに好ましくは4.5、溶解性の観点から好ましい上限は7、さらに好ましくは6、とくに好ましくは5.5である。
pHの調整方法としては、特に限定されることはなく、無機酸(硫酸、塩酸、リン酸、硝酸等)等の酸性物質や苛性アルカリ(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等)等のアルカリ性物質を用いる方法が挙げられる。また、前記の無機または有機凝結剤を下水汚泥等に予め加えることで、上記pHに調整することもできる。
When the polymer flocculant of the present invention is added, the pH of sewage sludge and the like may be adjusted in advance. The pH adjustment range is usually from 3 to 8, the lower limit preferable from the viewpoint of hydrolysis prevention is 3.5, more preferably 4, particularly preferably 4.5, and the upper limit preferable from the viewpoint of solubility is 7, more preferably 6. Particularly preferred is 5.5.
The pH adjustment method is not particularly limited, and an acidic substance such as inorganic acid (sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid, etc.) or an alkaline substance such as caustic alkali (sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc.) is used. The method to use is mentioned. In addition, the pH can be adjusted by adding the inorganic or organic coagulant to sewage sludge or the like in advance.

また、本発明の高分子凝集剤を下水汚泥等に添加して形成されたフロックの脱水方法(固液分離法)としては、遠心脱水、フィルタープレス脱水、ベルトプレス脱水、スクリュープレス脱水およびキャピラリー脱水等の種々の脱水法が適用できる。これらのうち、本発明の高分子凝集剤の特異的な凝集性能である高フロック強度の観点から好ましいのは、スクリュープレス脱水およびベルトプレス脱水である。   In addition, as a dehydration method (solid-liquid separation method) of floc formed by adding the polymer flocculant of the present invention to sewage sludge, centrifugal dehydration, filter press dehydration, belt press dehydration, screw press dehydration and capillary dehydration Various dehydration methods such as these can be applied. Among these, screw press dewatering and belt press dewatering are preferable from the viewpoint of high floc strength, which is the specific aggregation performance of the polymer flocculant of the present invention.

以下実施例をもって本発明を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、実施例中の部は重量部、%は重量%を表す。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the part in an Example represents a weight part and% represents weight%.

実施例および比較例に使用した原料の組成、記号等は次のとおりである。
(1)水溶性不飽和モノマー(a)
(a1−1):N,N−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
(DAMQ)の80%水溶液
(a1−2):N,N−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド塩
(DAAQ)の70%水溶液
(a2−1):アクリルアミド(AAM)の50%水溶液
(a3−1):アクリル酸
(2)連鎖移動剤(f)
(f−1):1−チオグリセロール
(f−2):メルカプト酢酸
(f−3):システアミン塩酸塩
(3)リビングラジカル重合開始剤(Iv)
(Iv1−1)エチル−2−メチル−2−n−ブチルテラニル−プロピオネート
(Iv2−1)シクロペンタジエニルモリブデントリカルボニルダイマー/
ヨード酢酸エチル/トリエチルアミン=0.5/1/0.5 (モル比)
の混合物
(4)ラジカル重合開始剤(Iz)
(Iz−1):アゾビスアミジノプロパン塩酸塩の10%水溶液
The composition, symbols, etc. of the raw materials used in the examples and comparative examples are as follows.
(1) Water-soluble unsaturated monomer (a)
(A1-1): Methyl chloride salt of N, N-dimethylaminoethyl methacrylate
80% aqueous solution of (DAMQ) (a1-2): methyl chloride salt of N, N-dimethylaminoethyl acrylate
(DAAQ) 70% aqueous solution (a2-1): Acrylamide (AAM) 50% aqueous solution (a3-1): Acrylic acid (2) Chain transfer agent (f)
(F-1): 1-thioglycerol (f-2): mercaptoacetic acid (f-3): cysteamine hydrochloride (3) living radical polymerization initiator (Iv)
(Iv1-1) Ethyl-2-methyl-2-n-butylterranyl-propionate (Iv2-1) cyclopentadienylmolybdenum tricarbonyl dimer /
Iodoethyl acetate / triethylamine = 0.5 / 1 / 0.5 (molar ratio)
(4) radical polymerization initiator (Iz)
(Iz-1): 10% aqueous solution of azobisamidinopropane hydrochloride

高分子凝集剤の固形分含量、重量平均粒径は前記の方法で評価し、その他の項目は下記の方法で評価した。
なお、下水汚泥等中のTS、浮遊物質(SS)、有機分(強熱減量)は、「下水試験方法」(日本下水道協会、1984年度版)記載の分析方法に準じて行った。
The solid content and the weight average particle size of the polymer flocculant were evaluated by the above methods, and the other items were evaluated by the following methods.
TS in sewage sludge and the like, suspended solids (SS), and organic content (loss on ignition) were performed according to the analysis method described in “Sewage test method” (Japan Sewerage Association, 1984 version).

(1)水溶解性
板状の塩ビ製撹拌羽根(直径5cm、高さ2cm、厚さ0.2cm)2枚を十字になるように上下に連続して備えた撹拌棒をジャーテスター[型番「JMD−6HS−A」、宮本理研工業(株)製、以下同じ。]に取り付けた撹拌装置を用いる。ここにイオン交換水499gを入れた500mlビーカーをセットし、水温25℃にて200rpmで撹拌する。シャーレに秤り取った高分子凝集剤1g(固形分)の全量を撹拌下のイオン交換水に一気に投入し、投入から60分後の溶解状態を目視で観察して下記の基準で水溶解性を評価した。
<評価基準>
◎ ままこの発生、溶け残りともになし
○ ままこの発生がなく、溶け残りごくわずか
△ ままこの発生があり、溶け残りやや多い
× ままこの発生、溶け残りともに多い
(1) Water solubility A stirring bar equipped with two plate-shaped PVC stirring blades (diameter: 5 cm, height: 2 cm, thickness: 0.2 cm) continuously up and down in a cross shape is a jar tester [model number “ “JMD-6HS-A”, manufactured by Miyamoto Riken Kogyo Co., Ltd., and so on. ] Is used. A 500 ml beaker containing 499 g of ion-exchanged water is set here and stirred at a water temperature of 25 ° C. and 200 rpm. The total amount of 1 g (solid content) of the polymer flocculant weighed in the petri dish was poured into ion-exchanged water under stirring, and the dissolution state 60 minutes after the addition was visually observed, and water solubility was observed according to the following criteria. Evaluated.
<Evaluation criteria>
◎ No occurrence of undissolved, undissolved residue ○ No occurrence of undisturbed, very little undissolved △ Distinct occurrence, slightly more undissolved × Many occurrences of undissolved, undissolved

(2)フロック粒径(mm)
300mlのビーカーに汚泥200mlを入れ、上記(1)と同じ撹拌装置にセットする。ジャーテスターの回転数を300rpmとし、徐々に汚泥を撹拌しながら、所定の濃度の高分子凝集剤の水溶液を所定の方法で添加し、30秒間撹拌した後、撹拌を止め形成されたフロックの粒径(mm)を目視にて観察する。続いて回転数を650rpmに変え、さらに30秒間撹拌した後、撹拌を止め形成されたフロックの粒径(mm)を再度目視にて観察する。
(2) Flock particle size (mm)
Put 200 ml of sludge in a 300 ml beaker and set in the same stirring device as in (1) above. The rotation speed of the jar tester was set to 300 rpm, and while the sludge was gradually stirred, an aqueous solution of a polymer flocculant having a predetermined concentration was added by a predetermined method and stirred for 30 seconds. The diameter (mm) is visually observed. Subsequently, the rotational speed is changed to 650 rpm, and the mixture is further stirred for 30 seconds, and then the stirring is stopped and the particle diameter (mm) of the formed floc is again visually observed.

(3)フロック強度
上記(2)における回転数300rpmおよび650rpmでのフロック粒径を比較し、フロック粒径の変化からフロック強度を下記の基準に従って評価する。
<評価基準>
◎ 非常に強固 (粒径に変化なし)
○ 強固 (ごく一部細分化)
△ やや弱い (部分的に細分化)
× 弱い (全体的に細分化)
(3) Flock strength The floc particle sizes at the rotation speeds of 300 rpm and 650 rpm in the above (2) are compared, and the floc strength is evaluated according to the following criteria from the change in the floc particle size.
<Evaluation criteria>
◎ Very strong (no change in particle size)
○ Strong (partially subdivided)
△ Slightly weak (partially subdivided)
× Weak (Overall segmentation)

(4)10秒後ろ液量、60秒後ろ液量(ml)
T−1189のナイロン製ろ布[敷島カンバス(株)製、円形状、直径9cm]、ヌッチェ漏斗、および300mlが計測できるメスシリンダーを用いてろ過装置をセットする。上記(2)のフロック粒径試験後の汚泥をヌッチェろ過面上に一気に全量投入して濾過し、ストップウォッチを用いて投入直後から10秒後および60秒後までに通過したろ液量を測定する。
(4) 10 seconds behind liquid volume, 60 seconds behind liquid volume (ml)
T-1189 nylon filter cloth (Shikishima Canvas Co., Ltd., circular shape, diameter 9 cm), Nutsche funnel, and measuring cylinder are set using a measuring cylinder capable of measuring 300 ml. All the sludge after the floc particle size test of (2) above is filtered at once on the Nutsche filtration surface, and the amount of filtrate that has passed from 10 seconds to 60 seconds after the addition is measured using a stopwatch. To do.

(5)ろ布剥離性
ろ過した汚泥の一部をスパーテルで取り出し、プレスフィルター試験機を用いて脱水試験(1kg/cm2、60秒)を行い、試験後のろ布に付着した脱水ケーキをスパーテルで剥離させる場合の脱水ケーキの剥離性を下記の基準に従って評価する。
<評価基準>
◎:非常に剥がれやすい(ろ布に付着物なし)
○:剥がれやすい (ろ布に付着物わずかにあり)
△:多少剥がれにくい (ろ布に付着物あり、わずかにろ布内部にまで付着物あり)
×:剥がれにくい (ろ布内部にまで付着物多い)
(5) Filter cloth peelability A part of the filtered sludge is removed with a spatula and subjected to a dehydration test (1 kg / cm 2 , 60 seconds) using a press filter tester, and the dehydrated cake adhered to the filter cloth after the test is removed. The peelability of the dehydrated cake when peeled with a spatula is evaluated according to the following criteria.
<Evaluation criteria>
A: Very easy to peel off (no deposit on the filter cloth)
○: Easy to peel off (Slight deposits on filter cloth)
△: Slightly difficult to peel off (There are deposits on the filter cloth, and there are deposits slightly inside the filter cloth.)
×: Hard to peel off (There are many deposits even inside the filter cloth)

(6)脱水ケーキ含水率(重量%)
上記(5)のろ布剥離性試験後の脱水ケーキ約3gをシャーレに秤量(W3)して、循風乾燥機中、105±5℃、8時間で乾燥させた後、シャーレ上に残った乾燥ケーキの重量を(W4)として、次式からケーキ含水率を算出する。

脱水ケーキ含水率(重量%)=[(W3)−(W4)]×100/(W3)
(6) Dehydrated cake moisture content (wt%)
About 3 g of the dehydrated cake after the filter cloth peelability test of the above (5) was weighed (W3) in a petri dish, dried in a circulating drier at 105 ± 5 ° C. for 8 hours, and then left on the petri dish. Taking the weight of the dry cake as (W4), the moisture content of the cake is calculated from the following equation.

Dehydrated cake moisture content (% by weight) = [(W3) − (W4)] × 100 / (W3)

実施例1 [高分子凝集剤(P−1)の製造]
撹拌機を備えた3Lの反応容器に(a−2)、(a−3)およびイオン交換水を表1に基づいて加え、系内が均一溶液になるまで混合、撹拌した。撹拌下、モノマー水溶液のpH(20℃)をpHメーターで監視しながら硫酸を用いて3.3に調整した。
次に、0℃の恒温水槽中で溶液温度を5℃に調整し、系内を窒素(純度99.999%以上)で充分に置換した(気相酸素濃度約5ppm)。その後、ラジカル重合開始剤(d−1)、(d−3)、(d−4)、(d−5)および連鎖移動剤(f−1)を表1に基づいて加えた原料混合液について、溶液温度5℃で重合を開始させ、重合により発生する熱により溶液温度が上昇し、約3時間後に85℃に達した。70℃に達した時点で90℃の恒温槽内に反応容器を入れて80〜90℃で10時間保温し重合を完結させた。なお重合中、内容物が高粘度となり撹拌が困難となったため、撹拌は途中で停止した。
その後、得られた含水ゲルを取り出し、ミートチョッパー機[型番「12VR−400K」、ROYAL(株)製、目皿の目開き6mm]により混合、混練、さらにミンチ状に細断し、80℃の熱風で2時間乾燥後ジューサーミキサーで粉砕して、粉末状の水溶性樹脂粒子(P−1)99部を得た(収率92%、固形分含量96%)。評価結果を表1に示す。
Example 1 [Production of polymer flocculant (P-1)]
(A-2), (a-3) and ion-exchanged water were added to a 3 L reaction vessel equipped with a stirrer based on Table 1, and mixed and stirred until the inside of the system became a homogeneous solution. While stirring, the pH (20 ° C.) of the aqueous monomer solution was adjusted to 3.3 using sulfuric acid while monitoring with a pH meter.
Next, the solution temperature was adjusted to 5 ° C. in a constant temperature water bath at 0 ° C., and the system was sufficiently substituted with nitrogen (purity 99.999% or more) (gas phase oxygen concentration of about 5 ppm). Then, about the raw material liquid mixture which added radical polymerization initiator (d-1), (d-3), (d-4), (d-5) and the chain transfer agent (f-1) based on Table 1 The polymerization was started at a solution temperature of 5 ° C., and the temperature of the solution rose due to the heat generated by the polymerization, and reached 85 ° C. after about 3 hours. When the temperature reached 70 ° C., the reaction vessel was placed in a constant temperature bath at 90 ° C. and kept at 80 to 90 ° C. for 10 hours to complete the polymerization. During the polymerization, the content became highly viscous and stirring became difficult, so stirring was stopped halfway.
Thereafter, the obtained hydrogel was taken out, mixed and kneaded by a meat chopper machine [model number “12VR-400K”, manufactured by ROYAL Co., Ltd., mesh opening 6 mm], and further minced into 80 ° C. After drying with hot air for 2 hours, the mixture was pulverized with a juicer mixer to obtain 99 parts of powdered water-soluble resin particles (P-1) (yield 92%, solid content 96%). The evaluation results are shown in Table 1.

実施例2〜6、比較例1〜3[高分子凝集剤(P−2)〜(P−6)、(R−1)〜(R−3)の製造]
実施例1において、原料混合液を表1に基づいて混合した原料混合液に代えたこと以外は実施例1と同様にして、高分子凝集剤(P−2)〜(P−6)、(R−1)〜(R−3)を得た。評価結果を表1に示す。
Examples 2 to 6, Comparative Examples 1 to 3 [Production of polymer flocculants (P-2) to (P-6), (R-1) to (R-3)]
In Example 1, the polymer flocculants (P-2) to (P-6) and (P-6) were used in the same manner as in Example 1 except that the raw material mixture was changed to the raw material mixture mixed based on Table 1. R-1) to (R-3) were obtained. The evaluation results are shown in Table 1.

Figure 2012206038
Figure 2012206038

実施例7〜12、比較例4〜6[高分子凝集剤の性能評価]
得られた高分子凝集剤をそれぞれイオン交換水に溶解して固形分含量0.2%の水溶液とした。消化処理したA市処理場から採取した消化汚泥[pH7.4、TS2.9%、SS2.7%、有機分65%、アルカリ度4,543mg−CaCO3/L]200部を500mLのビーカーに採り、上記高分子凝集剤の各水溶液20部を添加(この時の固形分添加量1.6%/TS)し、性能を評価した。結果を表2に示す。
Examples 7 to 12 and Comparative Examples 4 to 6 [Performance evaluation of polymer flocculant]
The obtained polymer flocculants were each dissolved in ion exchange water to obtain an aqueous solution having a solid content of 0.2%. 200 parts of digested sludge [pH 7.4, TS 2.9%, SS 2.7%, organic content 65%, alkalinity 4,543 mg-CaCO 3 / L] collected from the treated city A treatment plant in a 500 mL beaker Then, 20 parts of each aqueous solution of the polymer flocculant was added (the solid content addition amount at this time was 1.6% / TS), and the performance was evaluated. The results are shown in Table 2.

Figure 2012206038
Figure 2012206038

表2から、実施例7〜12では、比較例4〜6に比べて、大粒径のフロックが形成され、低撹拌下(300rpm)で一旦形成されたフロックが高撹拌下(650rpm)でも壊れにくい(フロック強度が強い)こと、10秒後ろ液量が多いことから初期ろ過速度が速いこと、および脱水性(脱水ケーキ含水率)において優れた効果を示すことがわかる。   From Table 2, in Examples 7-12, compared with Comparative Examples 4-6, a floc having a large particle size was formed, and the flocs once formed under low stirring (300 rpm) were broken even under high stirring (650 rpm). It can be seen that it is difficult (strong flock strength), and the amount of liquid after 10 seconds is large, so that the initial filtration rate is fast, and it has an excellent effect on dewaterability (water content of dehydrated cake).

本発明の高分子凝集剤は、従来にない特異的な凝集性能を示すことから、下水汚泥等の脱水用高分子凝集剤、製紙工程での濾水歩留向上用または紙力増強用高分子凝集剤の他、産業廃水の凝集沈殿処理用、石油の3次回収用等の高分子凝集剤として幅広く好適に用いられ、極めて有用である。   Since the polymer flocculant of the present invention exhibits unprecedented specific flocculation performance, the polymer flocculant for dewatering such as sewage sludge, the polymer for improving the drainage yield in the papermaking process or the paper strength enhancing polymer In addition to the flocculant, it is widely and suitably used as a polymer flocculant for flocculation and precipitation treatment of industrial wastewater, tertiary recovery of petroleum, etc. and is extremely useful.

Claims (7)

下記の(Iv1)および(Iv2)からなる群から選ばれる少なくとも1種のリビングラジカル重合開始剤(Iv)の存在下で水溶性不飽和モノマー(a)を含有するモノマーを重合させた水溶性ポリマー(A)を含有してなる高分子凝集剤。
(Iv1)下記一般式(1)で表される有機テルル化合物
(Iv2)ルテニウム、パラジウム、銅、鉄、モリブデン、ロジウムおよびニッケルからなる群から選ばれる遷移金属の錯体、有機ヨード化物および有機塩素化物からなる群から選ばれる有機ハロゲン化物、並びに、アミンおよびホスフィンからなる群から選ばれるルイス塩基の混合物

432C―Te―R1 (1)

[式中、R1は炭素数1〜20の、アルキル基、アリール基、置換アリール基または芳香族ヘテロ環基;R2およびR3はHまたは炭素数1〜8のアルキル基;R4は炭素数1〜20の、アリール基、置換アリール基、芳香族ヘテロ環基、アシル基、アミド基、オキシカルボニル基またはシアノ基を表す。]
A water-soluble polymer obtained by polymerizing a monomer containing a water-soluble unsaturated monomer (a) in the presence of at least one living radical polymerization initiator (Iv) selected from the group consisting of the following (Iv1) and (Iv2) A polymer flocculant comprising (A).
(Iv1) Organic tellurium compound represented by the following general formula (1) (Iv2) Complex of transition metal selected from the group consisting of ruthenium, palladium, copper, iron, molybdenum, rhodium and nickel, organic iodide and organic chlorinated compound Organic halides selected from the group consisting of, and mixtures of Lewis bases selected from the group consisting of amines and phosphines

R 4 R 3 R 2 C-Te-R 1 (1)

[In the formula, R 1 having 1 to 20 carbon atoms, an alkyl group, an aryl group, a substituted aryl group or an aromatic heterocyclic group; R 2 and R 3 are H or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms; R 4 is An aryl group, substituted aryl group, aromatic heterocyclic group, acyl group, amide group, oxycarbonyl group or cyano group having 1 to 20 carbon atoms is represented. ]
(A)を構成するモノマーの全重量に基づく(Iv)の含有量が、0.001〜1%である請求項1記載の高分子凝集剤。 The polymer flocculant according to claim 1, wherein the content of (Iv) based on the total weight of the monomers constituting (A) is 0.001 to 1%. (A)の曳糸長L(mm)と固有粘度η(dl/g)の比(L/η)が1〜8である請求項1または2記載の高分子凝集剤。 The polymer flocculant according to claim 1 or 2, wherein the ratio (L / η) of the yarn length L (mm) to the intrinsic viscosity η (dl / g) of (A) is 1 to 8. さらに、重合開始剤としてアゾ化合物(Iz)を併用してなる請求項1〜3のいずれか記載の高分子凝集剤。 Furthermore, the polymer flocculent in any one of Claims 1-3 formed by using azo compound (Iz) together as a polymerization initiator. (Iv)と(Iz)の重量比が、5/95〜99/1である請求項4記載の高分子凝集剤。 The polymer flocculant according to claim 4, wherein the weight ratio of (Iv) to (Iz) is 5/95 to 99/1. 下水汚泥の脱水用または廃水の凝集沈殿処理用である請求項1〜5のいずれか記載の高分子凝集剤。 The polymer flocculant according to any one of claims 1 to 5, wherein the polymer flocculant is used for dewatering sewage sludge or for coagulating sedimentation of wastewater. 高分子凝集剤を汚泥または廃水に添加、混合してフロックを形成させ、固液分離を行う工程からなる汚泥または廃水の処理方法において、請求項1〜6のいずれか記載の高分子凝集剤を用いることを特徴とする汚泥または廃水の処理方法。 The polymer flocculant according to any one of claims 1 to 6, wherein the polymer flocculant is added to and mixed with sludge or wastewater to form flocs and solid-liquid separation. A method for treating sludge or wastewater, characterized by being used.
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