JP2974379B2 - スケール防止剤 - Google Patents
スケール防止剤Info
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- JP2974379B2 JP2974379B2 JP2191875A JP19187590A JP2974379B2 JP 2974379 B2 JP2974379 B2 JP 2974379B2 JP 2191875 A JP2191875 A JP 2191875A JP 19187590 A JP19187590 A JP 19187590A JP 2974379 B2 JP2974379 B2 JP 2974379B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は水系のスケール防止剤に関する。
＜従来の技術＞ 近年、水資源の有効利用の観点より工場などで使用水
量の低減を目的とした冷却水などの循環利用が進んでい
る。これに従い水の高濃縮化が進行し、その結果、この
ような水系ではカルシウム、マグネシウム、シリカなど
のいわゆるスケール成分の濃縮が起こり熱交換器などの
伝熱面へのスケール付着のトラブルが発生する。スケー
ルが付着すると熱交換率の低下をきたすだけでなく管の
閉塞、腐食などの障害が発生し最悪の場合は運転の中断
につながる。このようなスケール障害は冷却水系に限ら
ずボイラ水系、地熱発電水系でも発生する。特にシリカ
系スケールは硬質で熱伝導率が低く問題が大きい。
量の低減を目的とした冷却水などの循環利用が進んでい
る。これに従い水の高濃縮化が進行し、その結果、この
ような水系ではカルシウム、マグネシウム、シリカなど
のいわゆるスケール成分の濃縮が起こり熱交換器などの
伝熱面へのスケール付着のトラブルが発生する。スケー
ルが付着すると熱交換率の低下をきたすだけでなく管の
閉塞、腐食などの障害が発生し最悪の場合は運転の中断
につながる。このようなスケール障害は冷却水系に限ら
ずボイラ水系、地熱発電水系でも発生する。特にシリカ
系スケールは硬質で熱伝導率が低く問題が大きい。
従来、この様なスケールを防止する薬剤としてはりん
化合物、ポリアクリル酸、ポリマレイン酸あるいはそれ
らの水溶性塩が使用されているが単独ではシリカ系スケ
ールに対して殆ど効果を発揮しない。また、シリカ系ス
ケールの防止剤として第４級アンモニウム化合物（特開
昭57−110398号公報）、ポリアクリルアミド（特開昭61
−107997号公報）、グリオキサール（特開昭61−293597
号公報）、ポリアルキレンオキサイド系化合物（特公昭
62−43758号公報、特開昭59−29357号公報）などが提案
されているがその効果は十分ではない。
化合物、ポリアクリル酸、ポリマレイン酸あるいはそれ
らの水溶性塩が使用されているが単独ではシリカ系スケ
ールに対して殆ど効果を発揮しない。また、シリカ系ス
ケールの防止剤として第４級アンモニウム化合物（特開
昭57−110398号公報）、ポリアクリルアミド（特開昭61
−107997号公報）、グリオキサール（特開昭61−293597
号公報）、ポリアルキレンオキサイド系化合物（特公昭
62−43758号公報、特開昭59−29357号公報）などが提案
されているがその効果は十分ではない。
＜発明が解決しようとする問題点＞ 本発明はこれら従来技術の有する問題点を解決するも
ので、従来のものよりも優れたスケール防止効果を有
し、特にシリカ系スケールに対して優れた効果を発揮す
るスケール防止剤を提供することを目的とする。
ので、従来のものよりも優れたスケール防止効果を有
し、特にシリカ系スケールに対して優れた効果を発揮す
るスケール防止剤を提供することを目的とする。
＜問題点を解決するための手段＞ 上記目的を達成するためになされた本発明よりなるス
ケール防止剤はビスフェノール型エポキシ化合物を骨格
とし、アルキレンオキサイド鎖を有する一般式（Ｉ） （式中、R1は−CH2−CH2−Ｏ−で表される基、R2は で表される基、Ｘは ｎは０〜12の整数、m1、m2はそれぞれ２≦m1＋m2≦1,00
0の範囲にある１以上の任意の整数、１〜７はそれ
ぞれ50≦１＋２＋３＋４＋５＋６＋７≦
1,000の範囲にある１以上の任意の整数である） で表される化合物を含有することを特徴とするものであ
る。
ケール防止剤はビスフェノール型エポキシ化合物を骨格
とし、アルキレンオキサイド鎖を有する一般式（Ｉ） （式中、R1は−CH2−CH2−Ｏ−で表される基、R2は で表される基、Ｘは ｎは０〜12の整数、m1、m2はそれぞれ２≦m1＋m2≦1,00
0の範囲にある１以上の任意の整数、１〜７はそれ
ぞれ50≦１＋２＋３＋４＋５＋６＋７≦
1,000の範囲にある１以上の任意の整数である） で表される化合物を含有することを特徴とするものであ
る。
上記化合物は単独でも従来にない優れたスケール防止
効果を発揮するが、当該化合物とアクリル酸系重合体お
よび共重合体、マレイン酸系重合体および共重合体、並
びにスルホン酸系重合体および共重合体からなる群から
選ばれる少なくとも一つを含有するスケール防止剤を併
用するとさらに優れた効果が得られる。
効果を発揮するが、当該化合物とアクリル酸系重合体お
よび共重合体、マレイン酸系重合体および共重合体、並
びにスルホン酸系重合体および共重合体からなる群から
選ばれる少なくとも一つを含有するスケール防止剤を併
用するとさらに優れた効果が得られる。
本発明の化合物はエポキシオリゴマーとポリエチレン
オキサイド−ポリプロピレンオキサイドブロック共重合
体をカセイアルカリの触媒存在下、温度130ないし170℃
で反応させ、次いでこの反応物にエチレンオキサイドを
同じくアルカリ触媒存在下、温度120ないし180℃で反応
させて得ることができる。使用するエポキシオリゴマー
としてはビスフェノールＡ型、ビスフェノールＳ型、ビ
スフェノールAF型のいずれも使用できるがなかでもＡ型
が一般的である。ビスフェノールＡ型はエピコート＃82
8、＃1001、＃1004、＃1007、＃1008（昭和シェル化学
製）、エピトートYD−128、YD−011、YD−014、YD−01
7、YD−019（東都化成製）などの商品名で市販されてお
り、これらのいずれもが利用できるが中でも前記式
（Ｉ）におけるｎの値がｎ＝０ないし４となるようなも
のが特に好ましい。また、使用するポリエチレンオキサ
イド−ポリプロピレンオキサイドブロック共重合体はプ
ロロニックＬ−43、Ｌ−63、Ｌ−103（旭電化製）ニュ
ーポールPE−63、PE−73、PE−83（三洋化成製）などの
商品名で市販されており、これらのいずれもが利用でき
る。
オキサイド−ポリプロピレンオキサイドブロック共重合
体をカセイアルカリの触媒存在下、温度130ないし170℃
で反応させ、次いでこの反応物にエチレンオキサイドを
同じくアルカリ触媒存在下、温度120ないし180℃で反応
させて得ることができる。使用するエポキシオリゴマー
としてはビスフェノールＡ型、ビスフェノールＳ型、ビ
スフェノールAF型のいずれも使用できるがなかでもＡ型
が一般的である。ビスフェノールＡ型はエピコート＃82
8、＃1001、＃1004、＃1007、＃1008（昭和シェル化学
製）、エピトートYD−128、YD−011、YD−014、YD−01
7、YD−019（東都化成製）などの商品名で市販されてお
り、これらのいずれもが利用できるが中でも前記式
（Ｉ）におけるｎの値がｎ＝０ないし４となるようなも
のが特に好ましい。また、使用するポリエチレンオキサ
イド−ポリプロピレンオキサイドブロック共重合体はプ
ロロニックＬ−43、Ｌ−63、Ｌ−103（旭電化製）ニュ
ーポールPE−63、PE−73、PE−83（三洋化成製）などの
商品名で市販されており、これらのいずれもが利用でき
る。
また、併用するアクリル酸系重合体および共重合体、
マレイン酸系重合体および共重合体、スルホン酸系重合
体および共重合体にはポリアクリル酸、ポリマレイン
酸、スチレンスルホン酸（以上単独重合体）、アクリル
酸−アクリルアミド共重合体、メタクリル酸−アクリル
アミド共重合体、マレイン酸−イソブチレン共重体、マ
レイン酸−スチレンスルホン酸共重合体およびそれらの
ナトリウム塩、カリウム塩などのような水溶性塩があ
り、これらの一種または二種以上を併用する。これらの
重合体は公知の方法で容易に重合することができる。な
お、これらの重合体の分子量は200ないし100000好まし
くは500ないし30000のものが適当である。
マレイン酸系重合体および共重合体、スルホン酸系重合
体および共重合体にはポリアクリル酸、ポリマレイン
酸、スチレンスルホン酸（以上単独重合体）、アクリル
酸−アクリルアミド共重合体、メタクリル酸−アクリル
アミド共重合体、マレイン酸−イソブチレン共重体、マ
レイン酸−スチレンスルホン酸共重合体およびそれらの
ナトリウム塩、カリウム塩などのような水溶性塩があ
り、これらの一種または二種以上を併用する。これらの
重合体は公知の方法で容易に重合することができる。な
お、これらの重合体の分子量は200ないし100000好まし
くは500ないし30000のものが適当である。
上記重合体あるいは共重合体を、前記式（Ｉ）の化合
物と併用する場合は、各々を別々に用水中に添加しても
よいが、各薬剤をあらかじめ所定の割合で混合して一剤
となしておいた方が、取り扱いおよび添加操作が容易と
なるので便利である。
物と併用する場合は、各々を別々に用水中に添加しても
よいが、各薬剤をあらかじめ所定の割合で混合して一剤
となしておいた方が、取り扱いおよび添加操作が容易と
なるので便利である。
各薬剤を混合して一剤とする場合の混合比率は、式
（Ｉ）の化合物：重合体およびまたは共重合体＝9:1な
いし4:6（重量比、以下同じ）、好ましくは8:2ないし5:
5が適当である。
（Ｉ）の化合物：重合体およびまたは共重合体＝9:1な
いし4:6（重量比、以下同じ）、好ましくは8:2ないし5:
5が適当である。
また、本発明のスケール防止剤の添加量は、式（Ｉ）
の化合物を単独で使用する場合、および式（Ｉ）の化合
物に加えて前記重合体およびまたは共重合体を含有する
スケール防止剤の場合のいずれにおいても水中の濃度で
１ないし500mg/、好ましくは５ないし200mg/となる
ような量とするとよい。添加は液状で行っても固体状で
行ってもいずれでもよいが、添加量の正確を期すために
は液状で添加する方がよい。
の化合物を単独で使用する場合、および式（Ｉ）の化合
物に加えて前記重合体およびまたは共重合体を含有する
スケール防止剤の場合のいずれにおいても水中の濃度で
１ないし500mg/、好ましくは５ないし200mg/となる
ような量とするとよい。添加は液状で行っても固体状で
行ってもいずれでもよいが、添加量の正確を期すために
は液状で添加する方がよい。
なお、本発明のスケール防止剤は水酸化ナトリウム、
炭酸ナトリウムのようなpH調整剤、りん酸化合物、ヘキ
サメタりん酸化合物、ホスホン酸化合物のようなりん酸
またはそれらの塩、亜鉛化合物、モリブデン化合物のよ
うな通常防食剤として使用される金属化合物、ベンゾト
リアゾール、トリルトリアゾールのようなアゾール化合
物、塩素系化合物、４級アンモニウム系化合物、有機窒
素硫黄系化合物、アルデヒド系化合物のような殺菌剤な
どと併用したり、配合して使用することは何ら差し支え
ない。
炭酸ナトリウムのようなpH調整剤、りん酸化合物、ヘキ
サメタりん酸化合物、ホスホン酸化合物のようなりん酸
またはそれらの塩、亜鉛化合物、モリブデン化合物のよ
うな通常防食剤として使用される金属化合物、ベンゾト
リアゾール、トリルトリアゾールのようなアゾール化合
物、塩素系化合物、４級アンモニウム系化合物、有機窒
素硫黄系化合物、アルデヒド系化合物のような殺菌剤な
どと併用したり、配合して使用することは何ら差し支え
ない。
＜作用＞ ビスフェノール型エポキシ化合物を骨格としてアルキ
レンオキサイド鎖を有する一般式（Ｉ）で表される化合
物は前記した特公昭62−43758号公報、特開昭59−29357
号公報で提案されているようなポリアルキレンオキサイ
ド系化合物と比較すると疎水基と親水基の配列が大きく
異なっており、この特異な構造により水中のカルシウム
系、マグネシウム系析出物だけでなく特にシリカ系析出
物の表面に物理的に強く吸着して結晶の成長を抑制する
ことができ、よってスケールの生成を防止すると考えら
れる。
レンオキサイド鎖を有する一般式（Ｉ）で表される化合
物は前記した特公昭62−43758号公報、特開昭59−29357
号公報で提案されているようなポリアルキレンオキサイ
ド系化合物と比較すると疎水基と親水基の配列が大きく
異なっており、この特異な構造により水中のカルシウム
系、マグネシウム系析出物だけでなく特にシリカ系析出
物の表面に物理的に強く吸着して結晶の成長を抑制する
ことができ、よってスケールの生成を防止すると考えら
れる。
また、上記化合物と併用するアクリル酸系重合体およ
び共重合体、マレイン酸系重合体および共重合体、並び
にスルホン酸系重合体および共重合体は、特にカルシウ
ム系、マグネシウム系析出物の表面に強く吸着するため
両化合物を併用することによりカルシウム系、マグネシ
ウム系析出物だけでなくカルシウムとシリカ、マグネシ
ウムとシリカの反応析出物の結晶成長を抑制することが
でき、相乗的にさらに優れた効果を発揮すると考えられ
る。
び共重合体、マレイン酸系重合体および共重合体、並び
にスルホン酸系重合体および共重合体は、特にカルシウ
ム系、マグネシウム系析出物の表面に強く吸着するため
両化合物を併用することによりカルシウム系、マグネシ
ウム系析出物だけでなくカルシウムとシリカ、マグネシ
ウムとシリカの反応析出物の結晶成長を抑制することが
でき、相乗的にさらに優れた効果を発揮すると考えられ
る。
＜実施例＞ 以下に本発明の実施例を説明する。
実施例１ 伝熱面積0.3m2の熱交換器を有し、保有水量0.8m3の実
験用開放循環式冷却装置を使用し、所定の薬剤を所定量
維持しながら循環水の濃縮倍数が７倍になるように下記
の条件で運転を行った。
験用開放循環式冷却装置を使用し、所定の薬剤を所定量
維持しながら循環水の濃縮倍数が７倍になるように下記
の条件で運転を行った。
運転条件 熱交換器入口温度 30℃ 熱交換器出口温度 45℃ 流速 1.0m/s 補給水水質 pH 6.8 電気伝導率 180μs/cm2 シリカ 61mg SiO2/ カルシウム 35mg CaCO3/ マグネシウム 9.0mg CaCO3/ 運転終了後、循環水のシリカ濃度およびカルシウム濃
度の分布を行った。
度の分布を行った。
使用した薬剤の種類を表１−（１）、（２）に、また
実験結果を表２に示す。
実験結果を表２に示す。
表２に見られるごとく、本発明のスケール防止剤を添
加した循環水の場合は、特にそのシリカ濃度において比
較例の場合より著しく高くなっている。このことは、使
用した熱交換器の伝熱面等へのシリカスケールの析出、
付着が少ないことを意味しており、本発明のスケール防
止剤が優れた効果を発揮することがわかる。
加した循環水の場合は、特にそのシリカ濃度において比
較例の場合より著しく高くなっている。このことは、使
用した熱交換器の伝熱面等へのシリカスケールの析出、
付着が少ないことを意味しており、本発明のスケール防
止剤が優れた効果を発揮することがわかる。
実施例２ 伝熱面積100cm2のヒーターを有し保有水量100の循
環装置に、あらかじめ工業用水を濃縮して作成した下記
の水質の水を入れ、その中に所定の薬品を所定量添加し
14日間運転した。
環装置に、あらかじめ工業用水を濃縮して作成した下記
の水質の水を入れ、その中に所定の薬品を所定量添加し
14日間運転した。
循環水水質 pH 7.8 電気伝導率 1150μs/cm2 シリカ 185mg SiO2/ カルシウム 410mg CaCO3/ マグネシウム 91mg CaCO3/ 運転終了後、ヒーターに付着したスケールの付着速度
を測定した。
を測定した。
その結果を比較例とともに表３に示す。なお、表３に
おいて前記表１と同じ薬剤記号は同一の薬剤を示してい
る。
おいて前記表１と同じ薬剤記号は同一の薬剤を示してい
る。
表３より本発明のスケール防止剤が優れた効果を発揮
することがわかる。
することがわかる。
＜効果＞ 以上説明したごとく本発明のスケール防止剤はカルシ
ウム系、マグネシウム系のみならず特にシリカ系スケー
ルに対して優れた防止力を発揮し、伝熱面の熱交換率の
低下を防止するだけでなく種々の障害の発生を防止し産
業に与える影響は大きい。
ウム系、マグネシウム系のみならず特にシリカ系スケー
ルに対して優れた防止力を発揮し、伝熱面の熱交換率の
低下を防止するだけでなく種々の障害の発生を防止し産
業に与える影響は大きい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松崎 威毅 神奈川県横浜市栄区小菅ケ谷町1695 (72)発明者 二本木 時洋 神奈川県横浜市戸塚区平戸１―２―３― 305 (72)発明者 田中 祥雄 神奈川県横浜市金沢区柳町19―21 (56)参考文献 特公 昭62−43758（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C02F 5/10 - 5/14 C08G 65/48 B01F 17/00 - 17/56 F28F 19/00
Claims (3)
- 【請求項１】ビスフェノール型エポキシ化合物を骨格と
し、アルキレンオキサイド鎖を有する次の一般式（Ｉ）
で表される化合物を含有するスケール防止剤。 （式中、R1は−CH2−CH2−Ｏ−で表される基、R2は で表される基、Ｘは ｎは０〜12の整数、m1、m2はそれぞれ２≦m1＋m2≦1,00
0の範囲にある１以上の任意の整数、１〜７はそれ
ぞれ50≦１＋２＋３＋４＋５＋６＋７≦
1,000の範囲にある１以上の任意の整数である） - 【請求項２】一般式（Ｉ）で表される化合物と、アクリ
ル酸系重合体および共重合体、マレイン酸系重合体およ
び共重合体、並びにスルホン酸系重合体および共重合体
からなる群から選ばれる少なくとも一つを含有する特許
請求の範囲第１項記載のスケール防止剤。 - 【請求項３】スケールがシリカ系スケールである特許請
求の範囲第１項または第２項記載のスケール防止剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2191875A JP2974379B2 (ja) | 1990-07-21 | 1990-07-21 | スケール防止剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2191875A JP2974379B2 (ja) | 1990-07-21 | 1990-07-21 | スケール防止剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0478493A JPH0478493A (ja) | 1992-03-12 |
| JP2974379B2 true JP2974379B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=16281929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2191875A Expired - Fee Related JP2974379B2 (ja) | 1990-07-21 | 1990-07-21 | スケール防止剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2974379B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100626459B1 (ko) | 2004-08-26 | 2006-09-20 | 엘지전자 주식회사 | 냉장고의 개폐 장치 |
| JP4634780B2 (ja) * | 2004-11-26 | 2011-02-16 | 栗田工業株式会社 | スケール防止剤及びスケール防止方法 |
-
1990
- 1990-07-21 JP JP2191875A patent/JP2974379B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0478493A (ja) | 1992-03-12 |
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