JP2016505356A - 水性石灰懸濁液の調製のための水溶性コポリマーの使用 - Google Patents

水性石灰懸濁液の調製のための水溶性コポリマーの使用 Download PDF

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Abstract

本発明は、水溶性コポリマーを添加剤として含む石灰系懸濁液、ならびにかかる懸濁液の調製方法に関する。かかる懸濁液は、特に、工業用または家庭用の方法における化学中和剤として使用される。

Description

本発明は、カルシウムジヒドロキシドの水性懸濁液の調製の技術分野に関する。より詳しくは、本発明は、石灰系懸濁液の調製のための水溶性コポリマーの使用、ならびにかかるポリマーを含む石灰の水性懸濁液に関する。かかる懸濁液は、特に、工業用または家庭用の方法における化学中和剤として使用される。
カルシウムジヒドロキシドＣａ（ＯＨ）２（消石灰（「ｓｌａｋｅｄ ｌｉｍｅ」または「ｈｙｄｒａｔｅｄ ｌｉｍｅ」）とも称される。）は、酸化カルシウムＣａＯ（生石灰とも称される。）を、以下の発熱反応：ＣａＯ＋Ｈ２Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）２によって水和させることにより得られる。
本発明との関連において、用語「水酸化カルシウム」または「カルシウムジヒドロキシド」は、Ｃａ（ＯＨ）２の粒子を示すために同等に用いている。
水酸化カルシウム系の製品は種々の形態：粉末化（乾燥粉末状形態の製品）、可塑性ペーストまたは水性懸濁分散体（石灰乳）である。
本発明は、より詳しくは、水性懸濁液の形態でみられる水酸化カルシウム系製品に関する。かかる水性消石灰懸濁液は化学中和剤として多くの工業的方法に使用され得る。例としては、工業廃棄物（例えば、酸噴煙などの気体廃棄物）処理が挙げられる。また、例としては、飲用水、廃水または工業用水の処理も挙げられる。
消石灰の水性懸濁液は、特に、この乾燥物の含有量（重量％）で特性評価される。当業者は、従来より主に経済的理由で（消石灰の水性懸濁液の乾燥物の含有量により、製品１トンあたりの輸送および取り扱いのコストが削減される。）、消石灰の水性懸濁液の乾燥物の含有量を増大させようと努めている。さらに、粉末を扱うことによる面倒さ（衛生、取り扱い）が低減され、実施がより容易になる。
消石灰の水性懸濁液の乾燥物の含有量を増大させるためには、特に、分散化剤を使用することが可能である。
表現「分散化剤」は、水性懸濁液中でのＣａ（ＯＨ）２の粒子の分散状態を改善する能力を有する薬剤をいう。具体的には、このような薬剤は、鉱物の水性懸濁液に使用すると粘度の低下を引き起こす。従って、分散化剤を含む鉱物の水性懸濁液は、前記分散化剤が含まれていない同じ鉱物の水性懸濁液のものより低い粘度を有する。
幾つかの先行技術文献に分散化剤の使用が記載されている。文献ＥＰ００６１３５４（Ｂｌｕｅ Ｃｉｒｃｌｅ）には、消石灰の水性分散体を製造するためのオリゴマー型アニオン高分子電解質、例えば、メタクリル酸ホモポリマー、カルボキシメチルセルロースまたはスルホネートの使用が記載されている。
文献ＦＲ２６７７３５１（Ｉｔａｌｃｅｍｅｎｔｉ）には、粉末化消石灰、消石灰または生石灰から得た少なくとも４０％の固形消石灰と、アルカリ金属またはアルカリ土類金属ポリアクリル酸塩であり得る水溶性ポリマーとを含む、カルシウム水和物の濃縮水性懸濁液が記載されている。
文献ＥＰ０５９４３３２（Ｒｏｈｍ＆Ｈａａｓ）には、水性生石灰または消石灰の分散体を得るためのポリマー型アニオン分散化剤の使用が記載されている。この分散化剤は、カルボン酸、スルホン酸またはリン酸官能性を有するホモポリマー、コポリマーおよびターポリマーの中から選択される。かかる酸官能性を付与するモノマー、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、メサコン酸、フマル酸、シトラコン酸、ビニル酢酸、アクリルオキシプロピオン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、アリルスルホン酸、アリルホスホン酸、ビニルホスホン酸およびビニルスルホン酸。
文献ＵＳ２００８／００１１２０１（Ｕｌｔｉｍａｔｅ Ｎｏｍｉｎｅｅｓ）には、食品および飲用水分野における用途のための石灰乳を調製するためのポリカルボキシレート分散剤と炭水化物分散剤の併用が記載されている。特に、この文献によれば、炭水化物分散剤は、特に、アルドース、糖類、二糖類および多糖類の中から選択される糖質である。また、ポリカルボキシレート分散剤の例は、特に、スチレン無水マレイン酸コポリマーの塩またはポリカルボキシレートポリエーテル塩である。この文献には、特に、５０％消石灰懸濁液／分散体を調製するための櫛型コポリマー、特にＥｔｈａｃｒｙｌ（Ｒ）Ｇ（Ｃｏａｔｅｘ社によるポリカルボキシレート分散剤）とグルコースシロップ（炭水化物分散剤）の併用が記載されている。
文献ＥＰ０８４８６４７（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｌｉｍｅ Ｃｏｍｐａｎｙ）には、生石灰または消石灰であり得る石灰懸濁液を調製するための、アルカリ金属水酸化物と組み合わせたアニオン高分子電解質型の分散化剤の使用が記載されている。アニオン高分子電解質は、ポリアクリル酸、ポリカルボン酸およびポリリン酸、ポリアクリル酸、ポリカルボン酸およびポリリン酸のコポリマーならびにこのアルカリ金属塩の中から選択される。
文献ＦＲ６６８７３９６（Ｌｈｏｉｓｔ）には、ＳＯ３ −、ＳＯ４ ２−またはＣｌ−イオンの存在下での酸化カルシウムまたはマグネシウムオキシドの消化方法であって、反応中または反応終了時に、アクリル酸およびこの塩、メタクリル酸およびこの塩、ビニルベンジルスルホン酸およびこの塩、アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸およびこの塩、２−スルホエチルメタクリレートおよびこの塩の中から選択されるモノマーを含むポリマーまたはコポリマーを添加する方法が記載されている。
文献ＪＰ０９１２２４７１（日本触媒）には、カルボキシル含有モノマーとポリアルキレングリコールメタクリレート型のモノマーからなるコポリマーを分散化剤として使用することにより、低粘度を有する消石灰の水性分散体を得ることを可能にすることが記載されている。この文献には、この目的のための２０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有するコポリマーの使用が示されている。
文献ＷＯ２０１０／１０６１１１（Ｌｈｏｉｓｔ）は、消石灰および／または生石灰と消石灰の固相中に組み込まれ有機ポリマーとを含む組成物に関する。この文献に記載のポリマーは、非イオン系であってもアニオン系であってもカチオン系であっても両性であってもよく、かなり多様な性質のものであり得る。該ポリマーは、カルボキシル含有官能部またはスルホン酸官能部を有するアニオンモノマー、非イオン系モノマー（アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、酢酸ビニル、ビニルアルコール、アクリル酸エステル、アリルアルコール、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニルホルムアミド）、カチオンモノマー（四元化または塩形成型ＡＤＡＭＥまたはＭＡＤＡＭＥ、ＤＡＤＭＡＣ、ＡＰＴＡＣ、ＭＡＰＴＡＣ）の中から選択されるモノマーから、場合により、好ましくは疎水性の鎖を有するアルキル鎖、アリールアルキルおよび／またはエトキシル化メタクリル酸のエステル、アルキル鎖、アリールアルキルまたはジアルキルメタクリルアミドの誘導体、アリルカチオン誘導体、アニオン系もしくはカチオン系の疎水性メタクリロイルまたはメタクリルアミドに由来するアニオンおよび／またはカチオンモノマーの誘導体を含む群から選択される１種類以上の疎水性モノマーを併用して得られ得る。
欧州特許出願公開第００６１３５４号明細書 仏国特許第２６７７３５１号明細書 欧州特許出願公開第０５９４３３２号明細書 米国特許出願公開第２００８／００１１２０１号明細書 欧州特許出願公開第０８４８６４７号明細書 仏国特許発明第６６８７３９６号明細書 特開平０９−１２２４７１号公報 国際公開第２０１０／１０６１１１号
これでもなお、先行技術のポリマーの使用において、本発明者らは、該懸濁液を撹拌せずに３日間を超える期間維持すると、特に、この輸送中に沈降の問題を観測した。次いで、該懸濁液を内包するバットの底部にペーストが形成され、これにより、ポンプ輸送することが、不可能ではないとしても、困難になる。
本発明者らは、さらに、この沈降の問題が現在入手可能な懸濁液のレオロジーの不充分な適合および石灰粒子の不充分な解凝集によるものであることに気づいた。
現在入手可能な分散化剤では、特に、沈降およびレオロジー特性に関して充分に満足のいく水性石灰懸濁液を得ることが可能でない。
本発明の目的は、石灰懸濁液を撹拌せずに維持した場合の沈降の問題を回避することである。
本発明の別の目的は、可能な限り濃縮されており、工業的方法における使用に適したレオロジーを有する石灰の水性懸濁液を提案することである。
驚くべきことに、本発明者らにより、特定の構造を有するポリマーを使用することにより経時的に安定な濃縮水性懸濁液を得ることが可能であることが示された。
より詳しくは、本発明の第１の目的は、粉末化水酸化カルシウムから水酸化カルシウムの水性懸濁液を調製するための：
メタクリル酸モノマーおよび／またはこのいずれかの１種類の塩、
場合により、アクリル酸モノマーおよび／またはこのいずれかの１種類の塩、
式（Ｉ）：
Ｒ−Ｘ−Ｒ’
（Ｉ）
（式中：
Ｒは、重合性不飽和官能部、特に、アクリレート、メタクリレート、メタクリル−ウレタン、ビニルまたはアリルを表し、
Ｒ’は、水素または１から４個の炭素原子を有するアルキル基を示し、
Ｘは、ランダムにまたは規則的に配置された、ｎ単位のエチレンオキシドＥＯとｍ単位のプロピレンオキシドＰＯを含む構造を表し、
ｍおよびｎは、１から１５０を含むゼロでない２つの整数である。）
を有するモノマー
からなる水溶性コポリマーの使用に関する。
また、本発明は：
メタクリル酸モノマーおよび／またはこのいずれかの１種類の塩、
場合により、アクリル酸モノマーおよび／またはこのいずれかの１種類の塩、
式（Ｉ）：
Ｒ−Ｘ−Ｒ’
（Ｉ）
（式中：
Ｒは、重合性不飽和官能部、特に、アクリレート、メタクリレート、メタクリル−ウレタン、ビニルまたはアリルを表し、
Ｒ’は、水素または１から４個の炭素原子を有するアルキル基を示し、
Ｘは、ランダムにまたは規則的に配置された、ｎ単位のエチレンオキシドＥＯとｍ単位のプロピレンオキシドＰＯを含む構造を表し、
ｍおよびｎは、１から１５０を含むゼロでない２つの整数である。）
を有するモノマー
からなる少なくとも１種類のコポリマーを含む水酸化カルシウムの水性懸濁液に関する。
本発明者らは、実際、水性懸濁液が経時的な安定性および濃度に対して期待される特性を有するためには、水酸化カルシウム粒子を、メタクリル酸の主鎖とポリ（アルキレングリコール）側鎖を有する特定の構造の水溶性櫛型コポリマーの存在下で分散させることが必要であることを認識した。
表現「粉末化水酸化カルシウム」は消石灰粒子をいう。消石灰は、一群の固形粒子、主にカルシウムジヒドロキシドＣａ（ＯＨ）２（これは、生石灰粒子と水の反応の結果物であり、該反応は水和または消化と称される。）からなる石灰である。ｓｌａｋｅｄ ｌｉｍｅ（消石灰）はｈｙｄｒａｔｅｄ ｌｉｍｅ（消石灰）とも称される。一般に、消石灰は、主に生石灰に起因する不純物、例えば、マグネシア、酸化マグネシウム、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｓ、ＳｉＯ２、Ｍｎ３Ｏ４、シリケートなどを含むものであり得る。消石灰は粉末状の形態であってもよく、石灰乳と称される水性懸濁液の形態であってもよい。
本発明との関連において、消石灰は、経時的に安定な濃縮石灰乳が得られるように粉末化形態で水溶液中に分散させる。出発鉱物は、例えば、市販されている粉末化消石灰であり得る。例としては、名称Ｓｕｐｅｒｃａｌｃｏ（Ｒ）９７、Ｓｕｐｅｒｃａｌｃｏ（Ｒ）９７／２０、Ｓｏｒｂａｃａｌ（Ｒ）ＳＰ、Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｈｙｄｒａｔｅｄ Ｌｉｍｅ、ＭｉｃｒｏＣａｌ（Ｒ）ＨＦで販売されている消石灰が挙げられる。
本発明による具体的なメタクリル系コポリマーは、メタクリル酸、および場合によりアクリル酸の主鎖と、ポリ（アルキレングリコール）側鎖を有する水溶性櫛型コポリマーである。
表現「ポリ（アルキレングリコール）」は、オレフィン性の酸から誘導されるグリコールアルキレンのポリマーをいう。
本発明によるコポリマーのポリ（アルキレングリコール）鎖は、ある割合のエチレンオキシ基と、ある割合のプロピレンオキシ基を含むものである。本発明によるポリ（アルキレングリコール）鎖は、例えば、少量割合のプロピレンオキシ基を伴う主要割合のエチレンオキシ基を含むものであり得る。グリコールアルキレンポリマーの具体例には：１，０００、４，０００、６，０００、１０，０００および２０，０００ｇ／ｍｏｌの平均分子量を有するポリ（アルキレングリコール）、２０から８０重量％を含むエチレンオキシドパーセンテージと２０から８０重量％を含むプロピレンオキシドパーセンテージを有するポリエチレン−ポリプロピレングリコールが含まれる。
コポリマーの側鎖のエチレンオキシ基とプロピレンオキシ基はランダムに配置されていても、規則正しく配置されていても、ブロック状に配置されていてもよいことに留意されたい。
より詳しくは、本発明によるポリマーは：
メタクリル酸モノマーおよび／またはこのいずれかの１種類の塩、
場合により、アクリル酸モノマーおよび／またはこのいずれかの１種類の塩、
式（Ｉ）：
Ｒ−Ｘ−Ｒ’
（Ｉ）
（式中：
Ｒは、重合性不飽和官能部、特に、アクリレート、メタクリレート、メタクリル−ウレタン、ビニルまたはアリルを表し、
Ｒ’は、水素または１から４個の炭素原子を有するアルキル基を示し、
Ｘは、ランダムにまたは規則的に配置された、ｎ単位のエチレンオキシドＥＯとｍ単位のプロピレンオキシドＰＯを含む構造を表し、
ｍおよびｎは、１から１５０を含むゼロでない２つの整数である。）
を有するモノマー
からなるものである。
従って、本発明によるコポリマーは、メタクリル酸モノマーと、場合によりアクリル酸モノマーからなる主鎖を有するものである。本発明者らは、実際、本発明によるコポリマーの主鎖にメタクリル酸モノマーが存在することが本発明の原点の技術的課題を解決するのに必須であることを認識した。
本発明の一実施形態によれば、該コポリマーは、排他的にメタクリル酸モノマーからなる主鎖を有するものである。
本発明の別の実施形態によれば、該コポリマーは、メタクリル酸モノマーとアクリル酸モノマーからなる主鎖を有するものである。
従って、本発明との関連において、排他的にアクリル酸モノマーからなる主鎖を有するコポリマーを使用することは可能でない。
本発明者らは、さらに、本発明との関連において、名称Ｅｔｈａｃｒｙｌ（Ｒ）Ｇ（Ｃｏａｔｅｘ社によるポリカルボキシレート分散剤，これにはメタクリル酸モノマーが含まれていない。）で市販されている櫛型コポリマーを使用することは本発明の原点の技術的課題を解決するのに適していないことに気づいた。
前記コポリマーは、溶液、バルク、直接もしくは逆相乳化、懸濁での既知の慣用的なフリーラジカル共重合法を用いて、または触媒系および既知の移動剤の存在下で適切な溶媒中での析出によって、または精密ラジカル法、例えば、可逆的付加開裂連鎖移動（ＲＡＦＴ）、原子移動ラジカル重合（ＡＴＲＰ）、ニトロキシド媒介重合（ＮＭＰ）もしくはコバロキシム媒介ラジカル重合を用いて得られる。
該コポリマーは酸形態で得られ、場合により蒸留される。また、該コポリマーは、ナトリウム、カルシウム、マグネシウムおよびカリウムの水酸化物ならびにこの混合物の中から選択されるまたはアミンの中から選択される１種類以上の中和剤によって一部または完全に中和され得る。
本発明の一実施形態によれば、前記コポリマーは水酸化ナトリウムで１００％中和される。
本発明の別の実施形態によれば、前記コポリマーは水酸化ナトリウムで部分中和される。
一実施形態によれば、前記水酸化カルシウムの水性懸濁液は、該懸濁液中の水酸化カルシウム粒子の総重量に対して０．０１から１０重量％の間でさまざまである水溶性コポリマー濃度を含むものである。
別の実施形態によれば、前記水酸化カルシウムの水性懸濁液は、該懸濁液中の水酸化カルシウム粒子の総重量に対して０．０５から５重量％の間でさまざまである水溶性コポリマー濃度を含むものである。
さらに別の実施形態によれば、前記水酸化カルシウムの水性懸濁液は、該懸濁液中の水酸化カルシウム粒子の総重量に対して０．１から３．０重量％の間でさまざまである水溶性コポリマー濃度を含むものである。
別の実施形態によれば、前記水酸化カルシウムの水性懸濁液は、該懸濁液中の水酸化カルシウム粒子の総重量に対して０．２から２．０重量％の間でさまざまである水溶性コポリマー濃度を含むものである。
別の実施形態によれば、本発明による水性懸濁液は水溶液、例えば、水、場合により添加される添加剤、水酸化カルシウム粒子および本発明によるコポリマーで構成される。
別の実施形態によれば、本発明による水性懸濁液は、水、水酸化カルシウムの粒子および本発明によるコポリマーで構成される。この実施形態によれば、該水性懸濁液には本出願に記載のコポリマー以外の添加剤は全く含まれていない、即ち、例えば別のポリマーまたは分散剤は含まれていない。
一実施形態によれば、該水性懸濁液は、該水性懸濁液の総重量に対して少なくとも４０重量％の乾燥分含量を含む水性懸濁液である。別の実施形態によれば、本発明による水性懸濁液は、該水性懸濁液の総重量に対して４０から６０重量％を含む水酸化カルシウム粒子含有量を有する。
１０ｒｐｍでＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ ＤＶＩＩＩ粘度計によって測定される前記水性懸濁液の粘度は２０℃で２５から１，０００ｍＰａ・ｓを含み、前記懸濁液は本発明による方法を用いて得られる。
別の実施形態によれば、本発明による水性懸濁液は、該水性懸濁液の総重量に対して４５から５５重量％を含む水酸化カルシウム粒子含有量を有する。
本発明の一実施形態によれば、前記コポリマーが、立体排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）による測定時、３０，０００から２００，０００ｇ／ｍｏｌを含む分子量を有するものである。
本発明の別の実施形態によれば、該コポリマーは、立体排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）による測定時、３０，０００から１６０，０００ｇ／ｍｏｌを含む分子量を有するものである。
本発明の一実施形態によれば、前記水溶性コポリマーにおいて、式（Ｉ）の前記モノマーは、ｎとｍがゼロでない２つの整数であり、ｎ＋ｍ＞１７である。
本発明の一実施形態によれば、前記水溶性コポリマーにおいて、式（Ｉ）を有する前記モノマーの官能部Ｒはメタクリレート官能部を表す。
本発明の一実施形態によれば、前記コポリマーにおいて、式（Ｉ）を有する前記モノマーの官能部Ｒ’はＨまたはＣＨ３を表す。
本発明の一実施形態によれば、前記コポリマーにおいて、式（Ｉ）を有する前記モノマーは、この各成分の重量％の表示で：
５から３０重量％のメタクリル酸モノマーおよび／またはこのいずれかの１種類の塩、
０から１０重量％のアクリル酸モノマーおよび／またはこのいずれかの１種類の塩、
７０から９５重量％の式（Ｉ）を有するモノマー
からなる。
本発明の一実施形態によれば、前記コポリマーにおいて、式（Ｉ）の前記モノマーは、この各成分の重量％の表示で：
７から２２重量％のメタクリル酸モノマーおよび／またはこのいずれかの１種類の塩、
０から５重量％のアクリル酸モノマーおよび／またはこのいずれかの１種類の塩、
７８から９３重量％の式（Ｉ）を有するモノマー
からなる。
また、本発明の第３の目的は、以下の用途における本発明による消石灰の水性懸濁液の使用に関する。
該懸濁液は、例えば酸分子（二酸化硫黄、三酸化硫黄、硫酸、塩酸、フッ化水素酸など）または汚染物質（水銀、重金属など）が発生する硫黄分および他の不純物を含む燃料（特に、石炭）が使用されるプラントでの動力装置の噴煙の処理に使用され得る。
また、該水性懸濁液は、同じ型の汚染物質が発生し、さらにダイオキシンを伴う家庭廃棄物または工業廃棄物の焼却プラントでも使用され得る。濃縮水性懸濁液中に石灰を使用し、噴煙中に噴霧すると汚染物質が捕捉され、次いでこれは、石灰との反応および前記反応生成物の部分または完全乾燥によって生成する固形残渣中に消失させることが可能になる。
該懸濁液は酸反応生成物の中和剤として使用され得、この消失ならびに固形形態および／または中和形態またはカルシウム塩の形態での使用（例えば、潤滑剤製品のための添加剤としての中和スルホン酸塩および石炭酸塩として）が可能になり得る。非網羅的な例としては、二酸化チタンの製造で生じる酸スラッジの中和、および化学製品の製造方法の際に生成する酸溶液の中和が挙げられる。
本発明の水性懸濁液を採鉱廃棄物の中和剤として、自然環境または潟湖に液体を廃棄する前に酸性度を中和する目的および／または溶液中の重金属を分離する目的で使用してもよい。
該懸濁液を水の脱炭酸方法に使用してもよく、このような方法により、水の硬度を一時的に低減させること（アルカリ土類金属の炭酸水素塩の一部または完全な消失）が可能になる。このようにして処理された水は、場合により二酸化炭素または最終用途に適した任意の他の酸を用いてｐＨを再調整した後、飲用水または工業用水として使用されることが意図される。
飲用水、廃水または工業用水の精製処理によりスラッジと称される残渣が生じる。このようなスラッジはまず、精製された水から分離され、次いで、スラッジが安定化および濃縮されるように処理される。このようなスラッジを処理するための方法は、一般的にコンディショニングと称され、有機系および／または鉱物系添加剤が使用される。
また、本発明は、廃水処理プラントでのスラッジをコンディショニングするための本発明による消石灰の水性懸濁液の使用に関する。懸濁液中の石灰は、まずスラッジのフロキュレーションに好都合になるように使用され、次に、前記スラッジを１２以上のｐＨに２４から７２時間またはこれ以上維持することによるｐＨを用いて前記スラッジを安定化させるために使用される。
該懸濁液を、ビチューメンコーティングの作製の際に使用される凝集体の処理に使用してもよい。ビチューメンエマルジョンの凝集体上への固着は、このような凝集体を事前に石灰を用いて処理すると大きく改善される。このより良好な固着により、磨耗および変形に対する抵抗性がより大きく、長期物理的完全性を有するビチューメンコーティングがもたらされる。
本発明の水性懸濁液を、気泡コンクリートなどの建設材料を作製するために使用してもよい。石灰はセメント、砂およびアルミニウム粉末と混合される。この混合物の高いｐＨにより、アルミニウムのエッチングによって水素ガスの放出が引き起こされ、かくして生成した気泡ペーストを、次いで成型し、オートクレーブ処理すると気泡コンクリート製の部材が作製される。
本発明の水性懸濁液を汚染土壌の処理に使用して土壌の酸性度が中和され、中和またはフロキュレーションによって汚染物質が固定化され、これにより汚染物質が地下水に達することが妨げられるようにしてもよい。
本発明の水性懸濁液を農業用土壌の処理に使用して該土壌のｐＨを補正し、ドロマイト石灰の場合はカルシウムまたはカルシウム／マグネシウム源に寄与することによって前記土壌を富化し、内包された粘土のフロキュレーションによる該土壌の不透過性が小さくようにしてもよい。
本発明の水性懸濁液を、水のｐＨを調整して前記水の酸性化の影響、養魚場の場合は降雨または動物起源の酸性化の影響を低減させる目的で地表水、湖、池および河川の処理に使用してもよい。
本発明の水性懸濁液を、家畜または家禽の飼料を作製するために、とりわけ、カルシウム源またはカルシウム／マグネシウム源として使用してもよい。
本発明の水性懸濁液は、製紙業において、例えば製紙用パルプの一成分として使用され得る。
また、該水性懸濁液は精糖にも使用され得る。
また、該水性懸濁液は沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）の作製にも使用され得る。
また、本発明は、工業噴煙を処理するため、特に噴煙の脱硫のため、または家庭廃水、特に、飲用水もしくは工業用水を処理するための本発明による水酸化カルシウムの水性懸濁液の使用に関する。
また、本発明は、本発明による消石灰の水性懸濁液を処理対象のガスまたは噴煙に、酸化合物、硫黄酸化物、塩酸などが消失するように注入／噴霧することからなる工程を含む、ガスまたは噴煙の処理方法に関する。
本発明の別の目的は、本発明による水酸化カルシウムの水性懸濁液の調製方法に関する。
より詳しくは、本発明は、以下の工程：
ａ）本発明によるコポリマーを含む水溶液を調製する工程、および
ｂ）粉末化形態の水酸化カルシウムを工程ａ）の前記水溶液と混合すること
を含む、水酸化カルシウムの水性懸濁液の調製方法に関する。
一実施形態によれば、前記方法は、さらに、該懸濁液を均一な剪断に供することからなる工程を含むものである。
本発明との関連において、この実施形態によれば、均一な剪断により、過酷な処理を受けた水性懸濁液のすべての部分に適用される機械的歪みが等しく最小限になる。
別の実施形態によれば、前記方法は、さらに、該懸濁液を５０，０００秒−１より大きい剪断度で均一な剪断に供することからなる工程を含むものである。
かかる剪断度により、高消石灰含有量を有し、沈降せず、経時的に安定な懸濁液を得ることが可能になる。従って、かかる剪断度の消石灰の懸濁液への適用を、特定の化学構造を有する水溶性コポリマーの使用と併用することにより、このような目的を達成することが可能になる。これにより、得られる分散体の経時的なレオロジー特性が有意に最適化される。
一実施形態によれば、６０，０００秒−１より大きい、特に７０，０００秒−１より大きい剪断度の均一な剪断が適用される。
本発明のこの実施形態により必要とされる均一な剪断は、幾つかの択一法に従って得られ得る。
第１の択一法によれば、該懸濁液が一定の剪断速度に供されることを考慮することが可能である。
例えば、本発明はこの特定の実施形態に限定されない。
しかしながら、所与の瞬間において、剪断速度は懸濁液の２つの部分で異なる場合があり得る。従って、剪断力を発生させるために使用されるデバイスの幾何構造を変えることにより、前記分散体に適用される剪断速度を時間的および／または空間的に調整することが可能である。
分散体は、剪断を受ける際は流体であるため、この各部分は従って、経時的に変動する剪断速度を受けることになり得る。剪断は、経時的な剪断速度の変動に関係なく、分散体のある部分と別の部分とで異なり得る所与の瞬間において、該分散体のあらゆる部分で同じである最小値となる場合、均一であるといえる。
全水性懸濁液の形態（懸濁液全体がデバイス内に導入される。）または主要水性懸濁液の形態（懸濁液の一部だけがデバイス内に導入される。）の水性石灰の懸濁液を剪断デバイス内に導入することを考慮することも可能である。
剪断デバイスはさまざまな構成を有するものであり得る。厳密な構成は、本発明によれば、該デバイスの排出口で、分散体全体が同じ最小限の剪断を受けたものである限り（ｉｎ ａｓ ｍｕｃｈ ａｓ）必須ではない。
一例として、限定されないが、均一な剪断を適用するために本発明に従って実施され得るデバイスとしては、特に、ＩＫＡ（Ｒ）Ｍａｇｉｃ Ｌａｂ混合機およびＤｉｓｐａｘ Ｒｅａｃｔｏｒ（Ｒ）ＤＲ２０００が挙げられる。
本発明の一実施形態によれば、ローター−ステータ型の混合機が、例えば５０，０００秒−１より大きい剪断度での前記均一な剪断を行うために使用される。
別の実施形態によれば、直列の幾つかのローター−ステータのペアからなる混合機が使用される。
本発明の一実施形態によれば、４０ｍ／秒より大きい接線速度を有する円筒型部材からなる混合機が使用される。
ローター−ステータ型の混合機は、一般的に、主要分散体が循環する封入部を画定する２枚の同心円盤からなるものである。円盤の一方は固定されており（ステータ）、他方はこの軸周りの均一な回転運動によって駆動される（ローター）。かかるデバイスは、生成物（この場合は、石灰懸濁液）を供給するための供給ラインを備えており、上側の円盤が供給ラインを貫通して封入部の中心部に出現している。懸濁液はステータとローター間に形成された空隙を通過する。ローター（モーターによって駆動されるデバイス部材）およびステータ（固定部材）は、それぞれ、この外輪が、石灰懸濁液の循環が剪断を受けることを可能にするスリットからなる。また、かかるデバイスは、かくして剪断を受けた懸濁液を受容することが意図されたレザーバに接続された排出ダクトを備えている。
剪断デバイスは、剪断デバイス内への多数回通過を可能にする再循環ループを備えているものであってもよい。
従って、一実施形態によれば、前記均一な剪断を行うために使用されるデバイスが再循環ループを備えている。
一実施形態によれば、少なくとも１０００Ｗ／ｍ３の電力消費量用に構成されたデバイスが前記均一な剪断を行うために使用される。
以下のすべての試験において、懸濁液は下記のパラメータを用いて評価する。
各懸濁液の粘度（単位：ｍＰａ・ｓで表示する。）は、２０℃にてＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ ＤＶＩＩＩ−型粘度計で測定する。表示した粘度値は、撹拌前または撹拌後に１０ｒｐｍおよび１００ｒｐｍの速度で異なる保存期間において測定したものである。懸濁液の１ヶ月間の保存後および撹拌後の粘度値（例えば、Ｒａｙｎｅｒｉ型の機器を使用）は、工業的方法での該懸濁液の使用に鑑みた本発明の特徴（ポリマーの影響、機器の影響、最小限の剪断度の影響）を評価するために特に重要である。
各懸濁液の沈降は、堆積物容器内の高さを測定することにより評価する。沈降値は単位：％で、即ち、容器内の懸濁液の高さ全体に対する堆積物の高さの比に１００を乗算したものとして表示する。
［実施例１］
この実施例では、本発明による水酸化カルシウム（消石灰）の水性懸濁液の調製方法における種々のポリマー（先行技術、本発明、本発明の範囲外のもの）の使用を示す。
各々、４８±１％の固形分を有する数種類の水酸化カルシウムの水性懸濁液を、この実施例において調製する。５０３ｇの水、ならびに１．４１重量％乾燥分（懸濁液中の固形物の総重量に対して）に相当する量のポリマーを容器内に入れる。前記ポリマーは先行技術のポリマーまたは本発明によるポリマーである。次いで、４８５ｇの消石灰（Ｓｕｐｅｒｃａｌｃｏ（Ｒ）９７，Ｃａｒｍｅｕｓｅ）をこの容器内に撹拌下で入れる。
次に、ＩＫＡ（Ｒ）Ｍａｇｉｃ Ｌａｂ−型混合機（８２，０００秒−１の剪断がもたらされるように調整）に、先の工程で得られた混合物を供給する。再循環ループにより、ＩＫＡ混合機のローターとステータによって形成された空隙内を数回通過させる。
剪断を受けたら、懸濁液を、これらの粘度、沈降および１ヶ月安定性パラメータが評価され得るように保存する。
実施例１で使用したポリマーは以下の特徴を有するものである：
試験１−１：
この試験では、名称Ｒｈｅｏｓｐｅｒｓｅ（Ｒ）３０１０（Ｃｏａｔｅｘ，Ｆｒａｎｃｅ）で市販されており、アクリル酸モノマーからなり、水酸化ナトリウムで１００％中和された本発明の範囲外のホモポリマー（分子量：４，０００ｇ／ｍｏｌ）の本発明の方法における使用を示す。
試験１−２：
この試験では、市販されており、アクリル酸モノマーとビニル−ＰＥＧ２０００構造を有する巨大モノマー、即ち、４６単位のエチレンオキシドを含むモノマーとからなる本発明の範囲外のコポリマーの本発明の方法における使用を示す。
従って、この櫛型ポリマーは、一方においてメタクリル酸モノマーを含むものではなく、他方においてこの巨大モノマーにプロピレンオキシド単位を含むものではない。
試験１−３：
この試験では、市販されており、１５重量％のアクリル酸モノマーおよびメタクリル酸モノマー、ならびに８５重量％のＭＰＥＧ５０００（即ち、メトキシ（ＥＯ）１１３単位）の巨大モノマーからなる本発明の範囲外のコポリマーの本発明の方法における使用を示す。
従って、この櫛型ポリマーは、この巨大モノマーにプロピレンオキシド単位を含むものではない。
試験１−４から１−８：本発明による、または本発明の範囲外の特定の構造を有するコポリマー。
これらの試験では：
アクリル酸および／またはメタクリル酸モノマーからなり、ランダム重合型の負電荷を有する主鎖、ならびに
ポリ（アルキレングリコール）単位からなる電荷なしの側鎖
を有する本発明による、または本発明の範囲外の水溶性コポリマーの使用を示す。
試験１−４：本発明の範囲外のもの
コポリマーは以下の組成を有するものである（コポリマーの総重量に対する重量％で）：
１２．８％のアクリル酸モノマー、
８７．２％の式（Ｉ）：Ｒ−Ｘ−Ｒ’を有するモノマー，式中、Ｒはメタクリレート官能部を表し、Ｒ’は水素を示し、Ｘは、ランダムに配置された４６単位のエチレンオキシドＥＯと１５単位のプロピレンオキシドＰＯを含む構造を表す。
分子量：３８，０００から５２，０００ｇ／ｍｏｌ。
ＮａＯＨで部分中和；ｐＨ：３から４．５。
このコポリマーは、メタクリル酸モノマーを含むものではなく、本発明の範囲外のコポリマーである。
試験１−５：本発明によるもの
コポリマーは以下の組成を有するものである（コポリマーの総重量に対する重量％で）：
７．４４％のメタクリル酸モノマー、
９２．５６％の式（Ｉ）：Ｒ−Ｘ−Ｒ’を有するモノマー，式中、Ｒはメタクリレート官能部を表し、Ｒ’は水素を示し、Ｘは、ランダムに配置された４６単位のエチレンオキシドＥＯと１５単位のプロピレンオキシドＰＯを含む構造を表す。
分子量：１１０，０００から１５０，０００ｇ／ｍｏｌ。
ＮａＯＨで部分中和；ｐＨ：３から４．５。
試験１−６：本発明によるもの
コポリマーは以下の組成を有するものである（コポリマーの総重量に対する重量％で）：
１９．８％のメタクリル酸モノマー、
３％のアクリル酸モノマー、および
７７．２％の式（Ｉ）：Ｒ−Ｘ−Ｒ’を有するモノマー，式中、Ｒはメタクリレート官能部を表し、Ｒ’は水素を示し、Ｘは、ランダムに配置された４６単位のエチレンオキシドＥＯと１５単位のプロピレンオキシドＰＯを含む構造を表す。
分子量：３４，０００から４４，０００ｇ／ｍｏｌ。
ＮａＯＨで完全中和；ｐＨ：７．７。
試験１−７：本発明によるもの
コポリマーは以下の組成を有するものである（コポリマーの総重量に対する重量％で）：
１２．５％のメタクリル酸モノマー、
８７．５％の式（Ｉ）：Ｒ−Ｘ−Ｒ’を有するモノマー，式中、Ｒはメタクリレート官能部を表し、Ｒ’は水素を示し、Ｘは、ランダムに配置された４６単位のエチレンオキシドＥＯと１５単位のプロピレンオキシドＰＯを含む構造を表す。
分子量：６０，０００から９５，０００ｇ／ｍｏｌ。
ＮａＯＨで完全中和；ｐＨ：６．７から７．７。
試験１−８：本発明の範囲外のもの
コポリマーは以下の組成を有するものである（コポリマーの総重量に対する重量％で）：
２４％のメタクリル酸モノマー、
４．３％のアクリル酸モノマー、および
７１．７％の式（Ｉ）：Ｒ−Ｘ−Ｒ’を有するモノマー，式中、Ｒはメタクリレート官能部を表し、Ｒ’はＨを示し、Ｘは、４６単位のエチレンオキシドＥＯを含む構造を表す。
中和：１００％ ＮａＯＨ。
分子量：１７，９００ｇ／ｍｏｌ。
式（Ｉ）を有するモノマーのこのコポリマーは、プロピレンオキシド単位を含むものではなく、本発明の範囲外のコポリマーである。
沈降の結果および種々の粘度測定値を以下の表１に示す：
Figure 2016505356
まず、試験１−１（アクリル酸のホモポリマー）および１−８（プロピレンオキシドおよびこの側鎖を含むものでないコポリマー）のポリマーでは沈降を回避することが可能でないことがわかる。従って、このようなポリマーの使用では、本発明の原点の技術的課題を解決することができない。
１０ｒｐｍで撹拌後Ｔ０時の粘度の測定値は、試験１−２および１−３のポリマーでは、工業的方法での使用を可能にするレオロジー特性、特に、懸濁液のポンプ輸送に適したレオロジー特性を有する消石灰の懸濁液を得ることが不可能であることを示す。先行技術のポリマーを使用した試験１−２で得られた懸濁液は、実際、撹拌後Ｔ０時において９，８４０ｍＰａ・ｓの粘度を有する。また、別の先行技術のポリマーを用いた試験１−３で得られた懸濁液は撹拌後Ｔ０時において１，９４０ｍＰａ・ｓの粘度を有する。これらの値は、請求項に記載の粘度範囲（２０℃で２５から１，０００ｍＰａ・ｓ）外であり、該懸濁液に期待される使用に適合しない。
１０ｒｐｍで撹拌後Ｔ０＋１ヶ月目の粘度の測定値は、試験１−４のポリマーでは、好適な粘度を有する石灰の濃縮懸濁液を得ることが可能でないことを示す。実際、この粘度は１６，４６０秒−１である。
試験１−５、１−６および１−７（本発明によるコポリマーを使用）の石灰懸濁液のレオロジープロフィールは工業的方法での該懸濁液の使用に適している。
［実施例２］
この実施例では剪断機器の使用を示す。剪断機器は、同一であっても異なっていてもよく、本発明によるコポリマーを含む水酸化カルシウム（消石灰）の水性懸濁液を調製するために場合により種々の剪断度に調整される。
各々、４８±１％の固形分を有する一連の第１の３種類の水酸化カルシウムの水性懸濁液（試験２−１から２−３）を、５０３ｇの水および１．４１重量％乾燥分（懸濁液中の固形物の総重量に対して）に相当する量のポリマーを容器内に入れることにより調製する。前記ポリマーは試験１−５のものである。次いで、４８５ｇの消石灰（Ｓｕｐｅｒｃａｌｃｏ（Ｒ）９７，Ｃａｒｍｅｕｓｅ）をこの容器内に撹拌下で入れる。
各々、４８±１％の固形分を有する一連の第２の３種類の水酸化カルシウムの水性懸濁液（試験２−４から２−６）を、５０３ｇの水および１．４１重量％乾燥分（懸濁液中の固形物の総重量に対して）に相当する量のポリマーを容器内に入れることによりにより調製する。前記ポリマーは試験１−６のものである。次いで、４８５ｇの消石灰（Ｓｕｐｅｒｃａｌｃｏ（Ｒ）９７，Ｃａｒｍｅｕｓｅ）をこの容器内に撹拌下で入れる。
試験２−１および２−４
Ｕｌｔｒａｔｕｒａｘ（Ｒ）型（ローター−ステータ型）の混合機（およそ４０，０００秒−１の剪断がもたらされるように調整，これは本発明の規定に従う均一な剪断をもたらす。）に、先の工程で得られた混合物を供給する。
再循環ループにより、混合機内を数回通過させる。再循環時間を１５分間に設定する。
試験２−２および２−５
Ｒａｙｎｅｒｉ（Ｒ）型混合機（およそ３，０００秒−１（これは、本発明の規定に従う均一な剪断がもたらされない。）の剪断がもたらされるように調整）に、先の工程で得られた混合物を供給する。
再循環ループにより、混合機内を数回通過させる。再循環時間を１５分間に設定する。
試験２−３および２−６
ＩＫＡ（Ｒ）Ｍａｇｉｃ Ｌａｂ型の混合機（８２，０００秒−１の剪断がもたらされるように調整，これは本発明の規定に従う均一な剪断をもたらす。）に、次いで、先の工程で得られた混合物を供給する。
再循環ループにより、ＩＫＡ混合機のローターとステータによって形成された空隙内を数回通過させる。再循環時間を１５分間に設定する。
剪断を受けたら、懸濁液を粘度、沈降および１ヶ月安定性パラメータの評価のために保存する。
沈降の結果および種々の粘度測定値を以下の表２に示す：
Figure 2016505356
まず、試験２−１および２−４（４０，０００秒−１に調整したＵｌｔｒａｔｕｒａｘ（Ｒ））ならびに試験２−２および２−５（混合機 ３，０００秒−１）で使用した剪断度では沈降を回避することが可能でないことがわかる。
しかしながら、試験２−３および２−６（８２，０００秒−１に調整したＩＫＡ）の剪断度を、特定の構造を有するポリマーの使用と併用すると、沈降の問題を回避することが可能であるだけでなく、レオロジープロフィールが期待される使用に適した懸濁液を得ることも可能である。
［実施例３］
この実施例では、水酸化カルシウム（消石灰）の水性懸濁液の調製方法における高乾燥物含有量（＞５０重量％）の本発明による２種類のポリマーの使用を示す。
各々、５０から５１％の固形分を有する２種類の水酸化カルシウムの水性懸濁液を、この実施例において調製する。４７８ｇの水、ならびに懸濁液中の固形物の総重量に対して１．４１重量％乾燥分に相当する量のポリマーを容器内に入れる。次いで、５０５ｇの消石灰（Ｓｕｐｅｒｃａｌｃｏ（Ｒ）９７，Ｃａｒｍｅｕｓｅ）をこの容器内に撹拌下で入れる。
ＩＫＡ（Ｒ）Ｍａｇｉｃ Ｌａｂ型の混合機（８２，０００秒−１の剪断がもたらされるように調整）に、次いで、先の工程で得られた混合物を供給する。再循環ループにより、ＩＫＡ混合機のローターとステータによって形成された空隙内を数回通過させる。
剪断を受けたら、懸濁液を、この粘度、沈降および１ヶ月安定性パラメータの評価のために保存する。
この実施例で使用したポリマーは以下の特徴を有するものである：
試験３−１：本発明によるもの
コポリマーは以下の組成を有するものである（コポリマーの総重量に対する重量％で）：
７．４４％のメタクリル酸モノマー、
９２．５６％の式（Ｉ）：Ｒ−Ｘ−Ｒ’を有するモノマー，式中、Ｒはメタクリレート官能部を表し、Ｒ’は水素を示し、Ｘは、ランダムに配置された４６単位のエチレンオキシドＥＯと１５単位のプロピレンオキシドＰＯを含む構造を表す。
分子量：１１０，０００から１５０，０００／ｇｍｏｌ。
ＮａＯＨで部分中和；ｐＨ：３から４．５。
試験３−２：本発明によるもの
コポリマーは以下の組成を有するものである（コポリマーの総重量に対する重量％で）：
１９．８％のメタクリル酸モノマー、
３％のアクリル酸モノマーおよび
７７．２％式（Ｉ）：Ｒ−Ｘ−Ｒ’を有するモノマー，式中、Ｒはメタクリレート官能部を表し、Ｒ’は水素を示し、Ｘは、ランダムに配置された４６単位のエチレンオキシドＥＯと１５単位のプロピレンオキシドＰＯを含む構造を表す。
分子量：３４，０００から４４，０００ｇ／ｍｏｌ。
ＮａＯＨで完全中和；ｐＨ：７．７。
沈降の結果および種々の粘度測定値を以下の表３に示す：
Figure 2016505356
この結果は、本発明の方法によれば、水溶性特定の構造を有するコポリマーを用いて、経時的に安定なままである高濃度の消石灰の懸濁液を調製することが可能であることを示す。
［実施例４］
この実施例では、異なる２つの型の出発消石灰、即ち、４から５μｍの平均粒子直径を有する石灰（Ｓｕｐｅｒｃａｌｃｏ（Ｒ）９７，Ｃａｒｍｅｕｓｅ）および２から３μｍの平均粒子直径を有する石灰（Ｓｕｐｅｒｃａｌｃｏ（Ｒ）９７／２０，Ｃａｒｍｅｕｓｅ）での本発明による２種類のポリマーの水酸化カルシウムの水性懸濁液の調製方法における使用を示す。
各々、４８±１％の固形分を有する数種類の水酸化カルシウムの水性懸濁液を、この実施例において調製する。５０３ｇの水、ならびに１．４１重量％乾燥分（懸濁液中の固形物の総重量に対して）に相当する量のポリマーを容器内に入れる。次いで、４８５ｇの消石灰、具体的には、試験４−１および４−３ではＳｕｐｅｒｃａｌｃｏ（Ｒ）９７（Ｃａｒｍｅｕｓｅ）、または試験４−２および４−４ではＳｕｐｅｒｃａｌｃｏ（Ｒ）９７／２０（Ｃａｒｍｅｕｓｅ）をこの容器内に撹拌下で入れる。
ＩＫＡ（Ｒ）Ｍａｇｉｃ Ｌａｂ型の混合機（８２，０００秒−１の剪断がもたらされるように調整）に、次いで、先の工程で得られた混合物を供給する。
再循環ループにより、ＩＫＡ混合機のローターとステータによって形成された空隙内を数回通過させる。
剪断を受けたら、懸濁液を、これらの粘度、沈降および１ヶ月安定性パラメータの評価のために保存する。
この実施例で使用したポリマーは以下の特徴を有するものである：
試験４−１および４−２：本発明によるもの
コポリマーは以下の組成を有するものである（コポリマーの総重量に対する重量％で）：
７．４４％のメタクリル酸モノマー、
９２．５６％の式（Ｉ）：Ｒ−Ｘ−Ｒ’を有するモノマー，式中、Ｒはメタクリレート官能部を表し、Ｒ’は水素を示し、Ｘは、ランダムに配置された４６単位のエチレンオキシドＥＯと１５単位のプロピレンオキシドＰＯを含む構造を表す。
分子量：１１０，０００から１５０，０００ｇ／ｍｏｌ。
ＮａＯＨで部分中和；ｐＨ：３から４．５。
試験４−３および４−４：本発明によるもの
コポリマーは以下の組成を有するものである（コポリマーの総重量に対する重量％で）：
１９．８％のメタクリル酸モノマー、
３％のアクリル酸モノマーおよび
７７．２％の式（Ｉ）：Ｒ−Ｘ−Ｒ’を有するモノマー，式中、Ｒはメタクリレート官能部を表し、Ｒ’は水素を示し、Ｘは、ランダムに配置された４６単位のエチレンオキシドＥＯと１５単位のプロピレンオキシドＰＯを含む構造を表す。
分子量：３４，０００から４４，０００ｇ／ｍｏｌ。
ＮａＯＨで完全中和；ｐＨ：７．７。
沈降の結果および種々の粘度測定値を以下の表４に示す：
Figure 2016505356
この結果は、本発明の方法によれば、水溶性特定の構造を有するコポリマーを用いて、消石灰の初期粒径に関係なく、経時的に安定なままである高濃度の消石灰の懸濁液を調製することが可能であることを示す。
［実施例５］
この実施例の目的は、先行技術のポリマーまたは本発明のポリマーを用いて分散させた石灰懸濁液の水相中に存在する全有機炭素（ＴＯＣ）レベルを示し、これにより該水相中の遊離ポリマー濃度を調べることである。
また、この実施例により、先行技術のポリマーまたは本発明のポリマーを用いて分散させた石灰懸濁液の水相中に存在する可溶性Ｃａ２＋イオン含有量を示すことが可能である。
懸濁液の調製方法
各々、４８±１％の固形分を有する数種類の水酸化カルシウムの水性懸濁液を、この実施例において調製する。５０３ｇの水、ならびに１．４１重量％乾燥分（懸濁液中の固形物の総重量に対して）に相当する量のポリマーを容器内に入れる。前記ポリマーは先行技術または本発明によるものである。次いで、４８５ｇの消石灰（Ｓｕｐｅｒｃａｌｃｏ（Ｒ）９７，Ｃａｒｍｅｕｓｅ）をこの容器内に撹拌下で入れる。
ＩＫＡ（Ｒ）Ｍａｇｉｃ Ｌａｂ型の混合機（８２，０００秒−１の剪断がもたらされるように調整）に、次いで、先の工程で得られた混合物を供給する。再循環ループにより、ＩＫＡ混合機のローターとステータによって形成された空隙内を数回通過させる。
試験５−１
コポリマーは以下の組成を有するものである（コポリマーの総重量に対する重量％で）：
７．４４％のメタクリル酸モノマー、
９２．５６％の式（Ｉ）：Ｒ−Ｘ−Ｒ’を有するモノマー，式中、Ｒはメタクリレート官能部を表し、Ｒ’は水素を示し、Ｘは、ランダムに配置された４６単位のエチレンオキシドＥＯと１５単位のプロピレンオキシドＰＯを含む構造を表す。
分子量：１１０，０００から１５０，０００ｇ／ｍｏｌ。
ＮａＯＨで部分中和；ｐＨ：３から４．５。
試験５−２
コポリマーは以下の組成を有するものである（コポリマーの総重量に対する重量％で）：
１２．８％のアクリル酸モノマー、
８７．２％の式（Ｉ）：Ｒ−Ｘ−Ｒ’を有するモノマー，式中、Ｒはメタクリレート官能部を表し、Ｒ’は水素を示し、Ｘは、ランダムに配置された４６単位のエチレンオキシドＥＯと１５単位のプロピレンオキシドＰＯを含む構造を表す。
分子量：３８，０００から５２，０００ｇ／ｍｏｌ。
ＮａＯＨで部分中和；ｐＨ：３から４．５。
このコポリマーは、メタクリル酸モノマーを含むものではなく、本発明の範囲外のコポリマーである。
試験５−３
使用したポリマーは、名称Ｒｈｅｏｓｐｅｒｓｅ（Ｒ）３０１０（Ｃｏａｔｅｘ，Ｆｒａｎｃｅ）で市販されており、アクリル酸モノマーからなり、水酸化ナトリウムで１００％中和された本発明の範囲外のホモポリマー（分子量：４，０００ｇ／ｍｏｌ）である。
得られた懸濁液を濾過する。
濾液の試料を抽出し、後述する方法に従って解析する。
ＴＯＣの測定：
ＴＯＣ（全有機炭素）は、Ｓｈｉｍａｄｚｕ ＴＯＣ−Ｖ ＣＳＨを使用し、６８０℃での燃焼による接触酸化法に基づいた方法を用いて測定する。
試料の炭素原子をＣＯ２中で酸化させる。溶離剤ガスによってこのＣＯ２を系内に押し込み、Ｈ２Ｏ分子とハロゲン化化合物を消失させる。ＩＲ（赤外）検出器でＣＯ２濃度を測定する。較正曲線により、試料中の炭素濃度を求めることが可能である。
イオンのアッセイ：
イオン含有量を、Ｍｅｔｒｏｈｍ ７６１ Ｃｏｍｐａｃｔ ＩＣ−型機器を使用することによりイオンクロマトグラフィーを用いて評価する。イオンと極性分子の分離はこれらの電荷に基づいてなされる。
ＴＯＣおよび遊離Ｃａ２＋イオン含有量の測定値の結果を以下の表５に示す：
Figure 2016505356
まず、遊離Ｃａ２＋イオン含有量は、使用したポリマーの性質に基づいて有意に異なることがわかる。アクリル酸ホモポリマー（試験５−３）を用いて分散させた石灰懸濁液中のこの遊離Ｃａ２＋イオン含有量は、（メタ）アクリル酸主鎖とポリ（アルキレングリコール）側鎖を有するコポリマー（試験５−１および５−２）を用いて分散させた水性石灰懸濁液のものと比べて少ない。
さらに、出発ポリマーの量（１．４１重量％乾燥分）は各懸濁液で同一であるが、各懸濁液の濾液中のポリマー濃度は使用したポリマーに基づいて有意に異なることが注目される。使用したポリマーがアクリル酸ホモポリマーである場合、水相中の可溶性ポリマーの濃度は実質的に非存在である。
さらに、本発明によるコポリマーを使用した場合の方が、石灰懸濁液の濾液中に残留している遊離コポリマーが少ない。なんら理論に拘束されないが、本発明によるコポリマーの特定の構造が石灰の化学的性質に適合しており、これにより、該コポリマーとＣａ（ＯＨ）２粒子間の化学的相互作用が改善されると考えられ得る。
特定の構造を有するコポリマーを使用することにより本発明の方法に従って調製した石灰懸濁液中の方が、遊離コポリマーが大量に消石灰粒子表面に吸着されるため遊離コポリマーが少ない。
従って、石灰の濃縮水性懸濁液を本発明によるコポリマーの存在下で、特定の条件下での剪断操作に供することにより、該コポリマーと石灰粒子間の特定の化学的相互作用のため、先行技術の石灰懸濁液と比べて新規な安定な濃縮石灰懸濁液を得ることが可能になることが示される。

Claims (15)

  1. 粉末化水酸化カルシウムから水酸化カルシウムの水性懸濁液を調製するための、水溶性コポリマーの使用であって、
    メタクリル酸モノマーおよび／またはこのいずれかの１種類の塩、
    場合により、アクリル酸モノマーおよび／またはこのいずれかの１種類の塩、
    式（Ｉ）：
    Ｒ−Ｘ−Ｒ’
    （Ｉ）
    （式中：
    Ｒは、重合性不飽和官能部、特に、アクリレート、メタクリレート、メタクリル−ウレタン、ビニルまたはアリルを表し、
    Ｒ’は、水素または１から４個の炭素原子を有するアルキル基を示し、
    Ｘは、ランダムにまたは規則的に配置された、ｎ単位のエチレンオキシドＥＯとｍ単位のプロピレンオキシドＰＯを含む構造を表し、
    ｍおよびｎは、１から１５０を含むゼロでない２つの整数である。）
    を有するモノマー
    からなる水溶性コポリマーの使用。
  2. 水酸化カルシウムの水性懸濁液であって、
    メタクリル酸モノマーおよび／またはこのいずれかの１種類の塩、
    場合により、アクリル酸モノマーおよび／またはこのいずれかの１種類の塩、
    式（Ｉ）：
    Ｒ−Ｘ−Ｒ’
    （Ｉ）
    （式中：
    Ｒは、重合性不飽和官能部、特に、アクリレート、メタクリレート、メタクリル−ウレタン、ビニルまたはアリルを表し、
    Ｒ’は、水素または１から４個の炭素原子を有するアルキル基を示し、
    Ｘは、ランダムにまたは規則的に配置された、ｎ単位のエチレンオキシドＥＯとｍ単位のプロピレンオキシドＰＯを含む構造を表し、
    ｍおよびｎは、１から１５０を含むゼロでない２つの整数である。）
    を有するモノマー
    からなる少なくとも１種類のコポリマー
    を含む水酸化カルシウムの水性懸濁液。
  3. 前記懸濁液が、少なくとも４０重量％の乾燥分含量を有する、請求項１に記載の使用または請求項２に記載の懸濁液。
  4. １０ｒｐｍでＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ ＤＶＩＩＩ粘度計によって測定される前記水性懸濁液の粘度が、２０℃で２５から１，０００ｍＰａ・ｓを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の使用または懸濁液。
  5. コポリマーが、立体排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）による測定時、３０，０００から２００，０００ｇ／ｍｏｌを含む分子量を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の使用または懸濁液。
  6. 式（Ｉ）を有する前記モノマーが、ｎとｍがゼロでない２つの整数であり、ｎ＋ｍ＞１７である、請求項１から５のいずれか一項に記載の使用または懸濁液。
  7. 式（Ｉ）を有する前記モノマーの官能部Ｒが、メタクリレート官能部を表す、請求項１から６のいずれか一項に記載の使用または懸濁液。
  8. 式（Ｉ）を有する前記モノマーの官能部Ｒ’が、ＨまたはＣＨ３を表す、請求項１から７のいずれか一項に記載の使用または懸濁液。
  9. 式（Ｉ）を有する前記モノマーが、この各成分の重量％の表示で：
    ５から３０重量％のメタクリル酸モノマーおよび／またはこのいずれかの１種類の塩、
    ０から１０重量％のアクリル酸モノマーおよび／またはこのいずれかの１種類の塩、
    ７０から９５重量％の式（Ｉ）を有するモノマー
    からなる、請求項１から８のいずれか一項に記載の使用または懸濁液。
  10. 工業噴煙を処理するため、特に噴煙の脱硫のため、または家庭廃水、特に、飲用水もしくは工業用水を処理するための請求項１、３から９のいずれか一項に記載の水酸化カルシウムの水性懸濁液の使用。
  11. 懸濁液を均一な剪断に供することからなる工程を含む、請求項２から９のいずれか一項に記載の水酸化カルシウムの水性懸濁液の調製方法。
  12. 均一な剪断が、５０，０００秒−１より大きい剪断度で適用される、請求項１１に記載の方法。
  13. ローター−ステータ型の混合機が、前記均一な剪断を行うために使用される、請求項１１または１２に記載の方法。
  14. 前記均一な剪断を行うために使用されるデバイスが、再循環ループを備えている、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の方法。
  15. 少なくとも１，０００Ｗ／ｍ３の電力消費量用に構成されたデバイスが、前記均一な剪断を行うために使用される、請求項１１から１４のいずれか一項に記載の方法。
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