JP2975618B2 - 高特性重合体凝結剤 - Google Patents

高特性重合体凝結剤

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は剪断がかけられていない高分子量の高度に分
岐した水溶性重合体、特に該重合体組成物の製造法、並
びにその使用法に関する。
これを要約すれば本発明においては、エチレン型不飽
和単量体および分岐剤を連鎖移動剤の存在下において重
合させることにより剪断をかけることなく十分な潜在的
使用特性を示し得る水溶性の分岐した高分子量重合体凝
結剤を製造することができる。これらの凝結剤は懸濁固
体の分散物から水を分離するのに使用することができ
る。
凝結は懸濁した粒子の凝集を増強させ粒径を増加させ
ることにより微粉末粒子を液体から除去するのを容易に
する一つの手段であり、流出液が透明であることを要求
される場合にしばしば用いられる。凝結は化学的方法、
例えば凝結剤を添加することにより行うことができる。
1950年以来合成有機重合体が凝結剤として工業的に使
用されるようになった。当業界の専門家には高分子重合
体は水溶性であれば化学的凝結剤として特に有用である
ことが知られている。このような多くの水溶性高分子量
重合体の凝結剤は当業界の専門家には公知である。
廃汚泥の処理に凝結剤として線状水溶性重合体が使用
されており、ある程度の成功を収めている。しかし最近
の環境保護の立場からすれば、また汚泥の灰化および輸
送のコストを考えると、固体分を多く含むケーキを生じ
得る凝結剤を提供することにより従来の線状凝結剤を改
善することが次第に望まれるようになってきた。
本発明によれば多官能性単量体、例えばメチレンビス
アクリルアミド、ポリエチレングリコールジメタクリレ
ート、Ｎ−ビニルアクリルアミド等を分岐剤として使用
することにより、高度に分岐した新規高分子量水溶性重
合体凝結剤を製造する方法が提供される。従来法におい
ては高分子量の分岐した水溶性重合体を製造する試みが
幾つか記載されている。ツワイグル（Zweigle）の米国
特許第4,059,522号には、完全な交叉結合系を得るため
に分岐剤を使用することが記載されているが、この方法
でつくられた凝結剤は水に不溶であり、従って効果がな
い。モルガン（Morgan）等の米国特許第3,698,037号に
は、分子量調節剤および連鎖移動剤を存在させないで多
官能性の分岐剤を混入することにより得られる分岐した
陽イオン性均質重合体が記載されている。当業界の専門
家にはよく知られているように、このような陽イオン性
均質重合体の分子量には限度があり、これよりも遥かに
高い分子量の重合体は陽イオン性単量体をアクリルアミ
ドと共重合させることにより得ることができる。上記の
特許には分子量について何の記載もない。
ペック（Peck）のフランス特許第2,589,145号には、
高活性の連鎖移動剤を存在させ溶液重合法を使ってつく
られた分岐した共重合体が記載されている。しかしこの
特許に記載された重合体は分子量が1,000,000より低
く、重合体濃度20％における溶液粘度が2200〜3600であ
って、実際は低分子量の重合体である。本発明の重合体
の最低分子量は遥かに高く、溶液粘度から判るように1,
000,000より大である。
他の特徴には交叉結合した重合体に剪断をかけ所望の
水溶性を得る方法が記載されている。ウィテッカー（Wh
ittaker）の米国特許第4,705,640号には、水に不溶な交
叉結合した重合体ゲルに剪断をかけ、水に溶解する程度
に物理的に解重合させる方法が記載されている。解重合
させる好適な方法は高度の切断型の作用をもった機械的
なものであり、例えば最高20,000rpmで回転する刃の間
に重合体の希薄溶液を通す。解重合させることにより重
合体の実効イオン強度が増加し、凝結特性が改善される
と述べられている。実効イオン強度はイオンの再利得
（IR）を測定することにより定量化することができる。
IR＝（IAD−IBD）/IAD×100。ここでIADは解重合後のイ
オン強度であり、IBDは解重合前のイオン強度である。
イオン強度は該特許およびフレッシャー（Flsher）等の
米国特許第4,720,346号記載のコロイド滴定により測定
することができる。後者の特許には真性溶液ではなく小
さな粒子の形の重合体材料を用いることにより固体の水
性懸濁液の凝結を行う方法が記載されている。フレッシ
ャー等はまた、IR値が小さすぎる重合体は不適当である
から、重合体が15〜70％のイオン再利得をもつように交
叉結合した重合体に剪断をかける必要があると述べてい
る。フレッシャー等は重合体を該発明に使用することが
できるようにするため、IRのような性質を重合体に賦与
する分析的な手段として剪断を定義している。該特許の
第11欄、第３〜10行においてフレッシャー等は最適な凝
結物の安定性を得るためには凝結剤の添加量を高くする
必要があり、或る場合には通常の水溶性の線状重合体の
必要添加量より20％も多いこともあると記載している。
フレッシャーは、連鎖移動剤、例えばイソプロパノー
ルおよびメルカプトエタノールを交叉結合剤と組み合わ
せて使用することにより分岐した共重合体が製造できる
ことが示している。しかし例は何も示されておらず、フ
レッシャーの最良よりも優れ市かも使用が簡単な本発明
の凝結剤に対応する組成物をがフレッシャーが見出だし
たかどうかは極めて疑わしい。
ファラー（Farrar）は米国特許第4,759,856号の第６
欄、第１〜６行において、通常は使用不可能とされてき
た、或いは貧弱な凝結特性しか期待できないとされてき
た交叉結合した重合体を非常に良好な凝結特性をもった
形にするには剪断をかける必要があることを述べてい
る。該出願人によれば重合体が少なくとも15％、好まし
くは30％のイオン再利得が得られるように剪断をかける
と、有用な重合体凝結剤が得られる。
驚くべきことには本発明によれば、高度の剪断をかけ
ないでもイオン再利得値とは無関係に高分子量の高度に
分岐した水溶性重合体凝結剤を製造し得ることが見出だ
された。本発明方法によりつくられる重合体凝結剤は可
溶化を起こすのに十分なだけの最低水準の剪断がかけら
れているのに過ぎず、重合体の物理的解重合は殆ど或い
は全く起こっていない。さらに本発明の非イオン性およ
び陽イオン性重合体凝結剤はIR値が約０〜約70％の範囲
にあり、これらの重合体の改善された挙動は実効イオン
強度によって増強るのではなく、従来法の範囲内のイオ
ン強度の水準において、またそれがなくても凝結剤とし
ての特性が得られる。本発明の重合体凝結剤は従来法の
凝結剤より優れており、添加量が低い場合でもしばしば
固体分の高いケーキを生じる。さらに本発明の凝結剤お
よびその混合物は、所望の最適の凝結効果を得るために
使用前に高剪断装置を用いる必要がある従来法の凝結剤
に比べ使用が便利で低価格であり、従って操作の時間お
よびコストに関して経済的である。
本発明によって化学的凝結剤として特に有用な真に水
溶性の高度に分岐した高分子量重合体の製造が可能であ
る。本発明の重合体は分岐剤を使用し連鎖移動剤を存在
させてつくられ、高度に分岐した水溶性の生成物が得ら
れる。また本発明の重合体は最適の挙動を得るために一
定の剪断をかける必要がなく、従ってさらにコストの低
減をはかることができる。本発明はアクリルアミドおよ
び少なくとも１種のエチレン型不飽和陰イオン性、陽イ
オン性または非イオン性単量体から成る分岐した共重合
体に適用した場合特に有用であることが見出だされてい
る。
本発明に従えば、1MのNaCl中に重合体を0.1％含む溶
液についてULアダプターを取り付けたブルックフィール
ド粘度計で25℃において60rpmで測定された溶液粘度が
少なくとも約1.8mPa・ｓであり、溶解比が約30％以上で
あり、分岐剤含量が初期単量体含量に関しモル数で約４
〜約80ppmであることを特徴とする剪断がかけられてい
ない水溶性の分岐した陽イオン性重合体凝結剤が提供さ
れる。好ましくは本発明の陽イオン性重合体凝結剤は溶
解比が約40以上であり、分岐剤含量は初期単量体含量に
関しモル数で約８〜20ppmであり、1MのNaCl中に重合体
を0.1％含む溶液についてULアダプターを取り付けたブ
ルックフィールド粘度計で25℃において60rpmで測定さ
れた溶液粘度が少なくとも約2.4mPa・ｓである。本発明
の目的に対して本明細書および特許請求の範囲において
使用される「剪断がかけられていない」と言う言葉は、
重合体を分散させるために用いられる通常の混合操作を
排除するものではない。例えば下記に述べるようなマグ
ネティック・スターラーによる混合では「剪断がかけら
れた」重合体は生ぜず、２時間このような混合を行った
後でも特許請求の範囲内においてこの重合体は「剪断が
かけられていない」重合体である。
本発明に従えば連鎖移動剤の存在下において、１種ま
たはそれ以上の水に可溶な陽イオン性エチレン型不飽和
単量体を初期単量体含量に関しモル数で約４〜約80ppm
の少なくとも１種の分岐剤と重合させることを特徴とす
る1MのNaCl中に重合体を0.1％含む溶液についてULアダ
プターを取り付けたブルックフィールド粘度計で25℃に
おいて60rpmで測定された溶液粘度が少なくとも約1.8mP
a・ｓである剪断がかけられていない水溶性の分岐した
陽イオン性重合体凝結剤の製造法が提供される。陽イオ
ン性単量体が含まれる場合、連鎖移動剤は溶解比が約30
以上の分岐した重合体凝結剤を与えるのに十分な量で使
用される。
この方法においは初期単量体含量に関しモル数で約８
〜20ppmの少なくとも１種の分岐剤を添加することが好
ましい。この好適量の分岐剤を使用した場合、本発明の
分岐した陽イオン性重合体凝結剤は溶解比が約40以上で
あり、1MのNaCl中に重合体を0.1％含む溶液についてUL
アダプターを取り付けたブルックフィールド粘度計で25
℃において60rpmで測定された溶液粘度が少なくとも約
2.4mPa・ｓである。
また本発明に従えば1MのNaCl中に重合体を0.1％含む
溶液についてULアダプターを取り付けたブルックフィー
ルド粘度計で25℃において60rpmで測定された溶液粘度
が少なくとも約1.9mPa・ｓ、好ましくは少なくとも約2.
4mPa・ｓであり、分岐剤含量が初期単量体含量に関しモ
ル数で約４〜約80ppmである少なくとも１種のエチレン
型不飽和非イオン性単量体から成る剪断がかけられてい
ない水溶性の分岐した非イオン性重合体凝結剤、および
該重合体凝結剤の製造法が提供される。
また本発明に従えば少なくとも１種の連鎖移動剤の存
在下において１種またはそれ以上の水に可溶な陰イオン
性エチレン型不飽和単量体を初期単量体含量に関しモル
数で約４〜約80ppmの少なくとも１種の分岐剤と重合さ
せることを特徴とする上記剪断がかけられていない水溶
性の分岐した陰イオン性重合体凝結剤の製造法が提供さ
れる。
さらに本発明に従えば、（ａ）剪断がかけられていな
い水溶性の分岐した陰イオン、陽イオン性および非イオ
ン性重合体凝結剤を、分散した固体に関し約0.1〜約50,
000ppmの量で固体分散物に添加し、（ｂ）懸濁した固体
の分散物と重合体凝結剤との混合物の脱水を行うことを
特徴とする下水汚濁のような懸濁した固体の分散物を凝
結させる方法が提供される。
本発明の剪断をかけられていない高度に分岐した水溶
性の重合体凝結剤は陰イオン性、陽イオン性および／ま
たは非イオン性のエチレン型不飽和単量体を、単独でま
たは共重合可能な単量体と一緒に、最適の割合の分岐剤
および連鎖移動剤を存在させて重合させることによりつ
くられる。
本発明を実施する上で有用な陽イオン性単量体には塩
化ジアリルジメチルアンモニウム、塩化アクリロキシエ
チルトリメチルアンモニウム、N,N−ジアルキルアミノ
アルキル（メタ）アクリレート化合物、およびその塩お
よび４級塩、例えばN,N−ジメチルアミノエチルアクリ
レートの塩化メチル塩、N,N−ジアルキルアミノアルキ
ル（メタ）アクリルアミド単量体、およびその塩および
４級塩、例えばN,N−ジアルキルアミノエチルアクリル
アミド、塩化メタクリルアミドプロピルトリメチルアン
モニウム、１−メタクリロイル−４−メチルピペラジン
等が含まれる。陽イオン性単量体は一般に下記の式をも
っている。
ここでR1は水素またはメチル、R2は水素またはC1〜C4
の低級アルキル、R3および／またはR4は水素、C1〜C12
のアルキル、アリールまたはヒドロキシエチルであり、
R2とR3またはR2とR4は一緒になって１個またはそれ以上
のヘテロ原子を含む環式構造をつくることができ、Ｚは
酸の共役塩基であり、Ｘは酸素または−NR1であってこ
こにR1は上記定義のとおりであり、ＡはC1〜C12のアル
キレン基であるか或いは であり、ここにR5およびR6は水素またはメチル、R7は水
素、C1〜C12のアルキルまたはベンジル、R8は水素、C1
〜C12のアルキル、ベンジルまたはヒドロキシエチルで
あり、Ｚは上記定義の通りである。
本発明の実施に適した非イオン性の単量体は一般にア
クリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−アルキルアクリ
ルアミド、例えばＮ−メチルアクリルアミド、N,N−ジ
アルキルアクリルアミド、例えばN,N−ジメチルアクリ
ルアミド、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、ア
クリロニトリル、Ｎ−ビニルメチルアセトアミドまたは
フォルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミドまたはビニル
ピロリドン等から成っている。
本発明の陰イオン性単量体は陰イオン性エチレン型不
飽和化合物の中から選ばれる。一般にこれらの単量体に
は（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸スルフォア
ルキル、スルフォン化されたスチレン、不飽和ジカルボ
ン酸、スルフォアルキル（メタ）アクリルアミド、これ
らの酸の塩等が含まれる。
これらのエチレン型不飽和単量体はまた共重合させて
陰イオン性、陽イオン性または非イオン性共重合体にす
ることができる。好ましくはアクリルアミドのような陰
イオン性単量体を陰イオン性、陽イオン性または非イオ
ン性単量体と共重合させて共重合体にする。本発明の実
施に有用な陽イオン性、陰イオン性または非イオン性共
重合体は例えばアクリルアミド単量体約１〜約99重量部
および陰イオン性、陽イオン性または非イオン性共重合
可能単量体約99〜約１重量部から成っている。この共重
合体は約10〜約99重量部のアクリルアミド単量体および
約90〜約1.0重量部の陰イオン性、非イオン性または陽
イオン性共重合可能単量体から成っていることが好まし
い。
単量体の重合は多官能性分岐剤の存在下において行
い、分岐した均質または共重合体をつくる。多官能性分
岐剤には少なくとも２個の二重結合をもつものか、或い
は１個の二重結合と１個の反応基をもつもの、または２
個の反応基をもつものが含まれる。多官能性分岐剤は少
なくともある程度の水溶性をもっていなければならな
い。少なくとも２個の二重結合をもつ化合物の例として
は、メチレンビスアクリルアミド、メチレンビスメタク
リルアミド、ポリエチレングリコールジアクリレート、
ポリエチレングリコールジメタクリレート、Ｎ−ビニル
アクリルアミド、ジビニルベンゼン、トリアリルアンモ
ニウム塩、Ｎ−メチルアリルアクリルアミド等が含まれ
る。少なくとも１個の二重結合と少なくとも１個の反応
基を含む多官能性分岐剤の中にはアクリル酸グルシジ
ル、アクロレイン、メチロールアクリルアミド等が含ま
れる。少なくとも２個の反応基を含む多官能性分岐剤に
はアルデヒド、例えばグリオキサール、ジエポキシ化合
物およびエピクロールヒドリン等が含まれる。
分岐剤は高度に分岐した共重合体生成物が得られるの
に十分な量で使用しなければならない。好ましくは原料
共重合体のモル量に関し約４〜約80ppmの分岐剤を加
え、重合鎖を十分に分岐させる。
本発明を実施する際に重要なことは、分子量調節剤ま
たは連鎖移動剤を最適量加え重合体の構造と溶解性を調
節することである。連鎖移動剤が存在しない場合には、
極く少量の、例えば5ppmの分岐剤を加えても交叉結合が
起こり、重合体は水に不溶になる。しかし本発明におい
ては分岐剤と組み合わせて連鎖移動剤を最適濃度で使用
すれば、水溶性の高度に分岐した共重合体生成物が得ら
れる。このような多くの連鎖移動剤は当業界の専門家に
は公知である。これらの連鎖移動剤にはアルコール、メ
ルカプタン、チオ酸、亜燐酸塩および亜硫酸塩、例えば
イソプロピルアルコールおよびヒポ亜燐酸ナトリウムが
含まれるが、多くの異なった連鎖移動剤を使用すること
ができる。
高度に分岐した水溶性の生成物を得るためには、最適
濃度の連鎖移動剤を用いることが極めて重要である。連
鎖移動剤の添加量が少なすぎると水に溶けない重合体生
成物が生じ、多すぎると溶液粘度、即ち分子量が低すぎ
る生成物が生じる。
陽イオン性重合体の場合には、連鎖移動剤の最適濃度
は溶解比を測定することにより決定することができる。
本発明の目的に対しては、溶解比は陰イオン結合法、例
えばコロイド滴定法によって決定された重合体中の全モ
ル陽イオン強度（CEQ）を、例えば核磁気共鳴法、赤外
分光法または化学分析法のような分析法で決定された陰
イオンの結合には無関係な全イオン強度で割り、100を
掛けた値として定義される。陽イオン強度はジャナール
・オヴ・ケミカル・エデュケイション（Journal of Che
mical Education）誌、第62巻、第７号、1985年７月発
行、627〜629頁記載のようにCEQを測定することにより
決定される。この方法ではコロイド滴定を用いて水に対
する溶解度を決定して陽イオン強度を測定する。連鎖移
動剤を溶解比が30％より少なくなるような濃度で使用す
ると、溶解しない生成物が得られる。溶解比が30％より
大きい最適濃度を用いた場合においてだけ、重合体は所
望の溶解特性を示す。従って本発明の水溶性陽イオン重
合体はすべて最低の溶解比が30％より、好ましくは40％
より、特に好ましくは50％より大きい。多くのものは90
％より大きい溶解比を示す。
非イオン性および陰イオン性重合体の場合には、1Mの
NaCl中に重合体を0.1重量％含む溶液について25℃、60r
pmでULアダプターを取り付けたブルックフィールド（Br
ookfield）粘度計により測定された溶液粘度がそれぞれ
少なくとも約1.9mPa・ｓおよび少なくとも3.0mPa・ｓの
重合体が得られるのに十分な量の連鎖移動剤を加えて必
要な溶解度を得る。
実際の重合はゲルまたは乳化（懸濁）重合法により行
うことができる。これらの方法は当業界の専門家には広
く知られている。
乳化重合法では２相をつくる工程が含まれる。水性相
は単量体、分岐剤および連鎖移動剤を脱イオン水に溶解
した相であり、当業界の専門家に公知の他の添加剤、例
えば安定剤およびpH調節剤を含むことができる。油相は
表面活性剤の水に不溶な炭化水素の溶液である。次に水
性相と油相とを混合し、粒径が1.0μの範囲になり適当
な嵩粘度が得られるまで通常の装置で乳化する。この乳
化液を次に適当なフラスコに移し、この中で乳化液を撹
拌し約30分間窒素を通す。次にメタ重亜硫酸ナトリウム
のような重合開始剤をこの溶液に連続的に加えて重合を
開始させる。重合により所望の温度まで発熱させ、冷却
が必要でなくなるまで冷却を行ってこの温度を維持す
る。得られた乳化液を25℃に冷却する。
典型的なゲル重合法においては、単量体、分岐剤およ
び連鎖移動剤を脱イオン水に溶解し、pHを所望の値に調
節する。この溶液を重合容器に入れ、窒素を流しながら
溶液を温度を約6.0℃に調節する。次いで重合開始剤を
加え、重合を行って最高温度まで発熱させる。最高温度
に達したら、反応媒質を約70℃の炉に約８時間入れる。
得られたゲルをゲル化流状物にし、空気乾燥して粉末に
する。
水性相および油相を安定させるために任意の通常の添
加剤を用いることができる。適当な添加剤には硫酸アン
モニウム、エチレンジアミン四酢酸（二ナトリウム塩）
およびジエチレントリアミン五酢酸（五ナトリウム塩）
が含まれる。マグロー・ヒル（McGraw Hill）社1987年1
0月発行、モーダン・プラスチックス・エンサイクロペ
ディア（Modern Plastics Encyclopedia）/88、147〜８
頁参照。
任意の公知の重合開始剤を使用して重合を開始させる
ことができる。本発明に適当なものとしてはアゾビスイ
ソブチロニトリル、亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナ
トリウム、2,2′−アゾビス（２−メチル−２−アミジ
ノプロパン）二塩酸塩、過硫酸アンモニア、および硫酸
第１鉄アンモニウム６水和物等がある。エチレン型不飽
和単量体を重合させるのに有機過酸化物を使用すること
もできる。本発明の目的に特に有用なものはｔ−ブチル
ヒドロパーオキシドである。上記モーダン・プラスチッ
クス・エンサイクロペディア/88、165〜８頁参照。
このようにして得られた生成物は剪断がかけられてい
ない高分子量の高度に分岐した水溶性陰イオン性、陽イ
オン性または非イオン性重合体であり、最適の特性を得
るのに一定の剪断をかけることを必要としない化学的凝
結剤として特に適している。
懸濁した固体の分散液から水を分離する凝結および脱
水工程では、剪断がかけられていない高分子量の高度に
分岐した水溶性陰イオン性、陽イオン性または非イオン
性重合体凝結剤の溶剤を該懸濁液に加え、次いで通常の
脱水装置を用いて懸濁液から水を除去し、透明な流出液
を得る。
本発明の生成物は高範囲の固液分離操作を容易にする
上で有用である。本発明の重合体凝結剤は懸濁した固体
および他の産業汚泥の脱水、製紙工業におけるセルロー
ス懸濁物の脱水、および種々の無機懸濁物の沈降に使用
することができる。
下記実施例により本発明を例示する。これらの実施例
は本発明を限定するものではない。
実施例１〜９ 乳化重合により陽イオン性アクリルアミド重合体をつ
くった。市販のアクリルアミド単量体の結晶87.0g、75
％塩化アクリルオキシエチルトリメチルアンモニウム21
0.7g、硫酸アンモニウム4.1g、５％エチレンジアミン四
酢酸（二ナトリウム塩）4.9g、連鎖移動剤としての1.5
％２−プロパノール3.68g、分岐剤としての（実施例5
B）0.245％メチレンビスアクリルアミド1.0g（10pp
m）、および重合開始剤としてのｔ−ブチルヒドロパー
オキシド2.56gを189.3gの脱イオン水に溶解して水性相
をつくった。硫酸を加えてpHを3.5（＋0.1）に調節し
た。
油相は12.0gのソルビタンモノオレエートを173.4gの
低臭パラフィン油に溶解してつくった。
水性相および油性相を一緒に混合し、粒径が１μの範
囲になるまで乳化する。
次いでこの乳化液を撹拌機、窒素導入管、メタ重亜硫
酸ナトリウム賦活剤供給管および温度計を装着した１
のグリース擦り合わせ三ッ口フラスコに移す。
乳化液を撹拌し、窒素を流しながら温度を25℃（±１
℃）に調節する。30分間窒素を流した後、0.8％メタ重
亜硫酸ナトリウム（MBS）溶液を0.028ml/分の割合で加
える。重合を行って発熱させ、氷水によって温度を調節
する。所望の温度を保つのに冷却が必要でなくなった
ら、0.8％MBS溶液の添加速度を増加し、加熱マントルを
取り付けて所望の温度を維持する。全重合時間はほぼ４
〜５時間であった。得られた乳化生成物を25℃に冷却す
る。基質単量体に対するイソプロピルアルコール（IP
A）およびメチレンビスアクリルアミド（MBA）の量の割
合を変えて実験を繰り返した。溶液粘度および溶解比を
決定し、下記第１表に示す。溶液粘度および溶解比（CE
Q％）は水性乳化液をつくって決定した。34％乳化生成
物1.70gを298gの脱イオン水と0.2gのブレーカー表面活
性剤とを含む１のビーカーに分散させて乳化生成物の
0.2％水性溶液をつくる。この分散液を250rpmで２時
間、長さ6cm、直径1cmの棒状マズネティック・スターラ
ーで撹拌する。次いで溶液をさらに希釈して0.1％に
し、溶液粘度および剪断をかけない場合のCEQの決定に
用いた。
比較のために0.1％の剪断をかけた溶液をつくった。上
記の0.2％溶液からつくった剪断がかけられていない0.1
％溶液を30オンスのワーリング（Waring）配合機のガラ
スのジャーに移す。この配合機は内径が約7cmであり、
直径約4cmの４個の回転する刃をもち、その刃のうち２
個は約30℃の角度で上方を向き、２個は30℃の角度で下
方を向いている。刃の厚さは1mmであり、これを約12,00
0rpmで２時間回転させた。この２時間の剪断操作中溶液
の温度は25℃以下に保った。
溶液粘度は0.1％の剪断をかけたまたはかけない溶液1
00gに塩化ナトリウム5.84gを加え、15分間ゆっくりと撹
拌することにより決定した。粘度はULアダプターを取り
付けたLVT型ブルックフィールド粘度計を用い60rpm、25
℃（±0.1℃）において決定した。
溶解比（CEQ％）は前記ジャーナル・オヴ・ケミカル
・エデュケイション誌、第62巻、第７号、1985年７月発
行、627〜629頁記載のCEQ法によりコロイド滴定を用い
て溶液の陽イオン強度を測定して決定した。使用した組
成物および得られた結果を下記第１表に示す。
第１表から判るように、連鎖移動剤を加えると、重合
鎖に二官能性単量体を導入してつくらえたアクリルアミ
ドの分岐した陽イオン性共重合体の溶解度および溶解粘
度に対し非常に有利な効果が得られる。観測される陽イ
オン強度CEQは共重合体の溶解度の直接の目安である。
可溶性の共重合体は溶解比が30％より大きく、これが30
％より小さいものは不溶であると考えられる。溶液粘度
は共重合体の分子量の目安であり、可溶性の共重合体は
すべて1,000,000よりも大きい非常に大きな分子量をも
っていることが示されている。
実施例１から容易に判るように、5wppmのような非常
に少量の分岐剤を導入しても、連鎖移動剤が存在しない
ときには共重合体が不溶になる。しかし連鎖移動剤IPA
を適切な量添加すると、可溶性をもった高度に分岐した
高分子量生成物が容易に得られる。
実施例2Aおよび2Bでは、連鎖移動剤を本発明で規定さ
れた量よりも少量しか用いなかった場合には本発明の範
囲外の重合体が得られることが示されている。
例えば試料4A、4B,5A、5B、5C、6A、6B、6C、6D、6
E、7A、7B、8A、9Aおよび9Bにおけるように、連鎖移動
剤を最適濃度で使用した場合には、重合体溶液に剪断を
かけても重合体の溶解度に実質的な影響は認められな
い。しかし第１表のCEQ（Ｓ）のデータは従来法におけ
る事実に対応しており、上記議論のように剪断をかける
と不溶な重合体が可溶になる。第Ａ表においては1R＝
［CEQ（Ｓ）−CEQ］/CEQ（Ｓ）はイオンの再利得の目安
であることに注目されたい。高いIR値を示す重合体は従
来法で言われているように必ずしも不溶ではなく、IRは
溶解度の目安ではない。IRは単に剪断工程で回復した陽
イオン強度の目安に過ぎない。本発明の方法でつくられ
た重合体は広い範囲のIR値をもっており、溶解度はIR値
の関数ではない。6Aおよび6Bのような重合体はIR値であ
るが溶解比は97.6％である。
実施例10〜11 実施例１と同様にして分岐した共重合体をつくった
が、ポリエチレングリコールジメタクリレート（PEGDM
A）（分子量600）をMBAの代わりに分岐剤として用い
た。剪断がかけられたおよびかけられていない共重合体
の溶液粘度および溶解度を決定し、下記第２表に示す。
第２表から判るように、他の分岐剤を用いても本発明
の剪断がかれられていない可溶な高度に分岐した高分子
量重合体が得られる。
実施例12 ゲル（乾燥粉末）重合法により陽イオン性アクリルア
ミド共重合体をつくった。89.98gのアクリルアミド、21
8.20gの75％塩化アクリロキシエチルトリメチルアンモ
ニウム、0.2gの10％ジエチレントリアミン五酢酸（五ナ
トリウム塩）、15.0gのアジピン酸、1.1mlの20％硫酸、
2.54gの１％ヒポ亜燐酸ナトリウム（単量体に関し100pp
m）、1.0gの0.254％メチレンビスアクリルアミドを412.
33gの脱イオン水に溶解する。この単量体調合溶液を窒
素導入管、温度計および賦活剤入り口を備えた１クオー
トの重合容器に入れる。30分間溶液に窒素を通す。この
間溶液の温度を6.0℃（±１℃）に調節する。窒素を通
じた後、２％2,2−アゾビス（２−メチル−２−アミジ
ノプロパン）二塩酸塩10ml、0.25％過硫酸アンモニウム
0.8mlおよび0.25％硫酸第１鉄アンモニウム６水和物重
合開始剤0.8mlを加える。単量体調合液が濃化すると、
直ちに窒素管を重合容器の上部に引き上げる。断熱した
容器の中で反応による発熱のため最高温度に達し、この
時点で容器を70℃の炉の中に８時間入れる。得られた靭
性をもったゲルを1/8インチのゲル化粒状物にし、これ
を65℃で２時間空気乾燥した後９〜20メッシュの粉末に
する。実施例１と同様にして溶解度および溶液粘度を決
定し、結果を下記第３表に示す。
第３表によれば、ゲル重合法によって剪断がかれられ
ていない可溶な高度に分岐した高分子量重合体をつくる
のに本発明を使用することができ、最適濃度で添加する
限り任意の連鎖移動剤をつくるのに使用し得ることが判
る。
実施例13〜17 種々の共重合体生成物についていくつかの異なった投
与量を用い下水の汚泥から水を分離し最適なケーキ状の
固体を得るための試剤としての試験を行った。400mlの
ヒーカー中において３枚刃のタービン型撹拌機を用い、
一定量の0.2％共重合体溶液を200gの下水汚泥と３分間7
50rpmで撹拌して混合した。濾過媒質片を含む8cmの管の
中で凝結した汚泥を自由に水抜きした。次に他の濾過媒
質片を汚泥のケーキの上に起き、ピストン・プレスを用
いて下記のようにして全部で６分間圧力をかける。10ps
iで0.1分間、20psiで0.1〜２分間、30psiで２〜３分
間、40psiで３〜６分間、濾過媒質から汚泥ケーキを取
り出し、秤量し、95℃で16時間乾燥し、再秤量し、ケー
キ中の固体分の％を決定した。比較の目的で剪断をかけ
た重合体をつくり、下水の汚泥から水を分離する試剤と
しての試験を行った。剪断をかけた重合体はシルヴァー
ソン（Silverson）L2R混合機中において種々の剪断がか
けられていない重合体の0.1重量％溶液に剪断をかける
ことによりつくった。シルヴァーソン混合機には正方形
の穴、高剪断スクリーンおよび直径3mmの羽根車が備え
られており、この羽根車を300rpmで15分間回転させる。
冷却浴を用いて15分間の剪断工程中剪断をかける溶液の
温度を約22℃に保った。この方法によりかけられた剪断
の程度はヨーロッパ特許第0201237号第11欄、17〜19行
に記載された従来法による剪断の程度の典型的な値であ
る。結果を下記第４表に示す。
第４表から判るように、本発明の重合体は従来法の他
の重合体に比べて常にケーキの固体分含量は高く、剪断
をかけられた不溶の分岐した重合体に比べ著しく低い投
与量で使用することができる。
さらに不溶の重合体に剪断をかけると凝結特性が改善
されることが示されてはいるが、その特性は本発明の剪
断がかけられていない共重合体に比べて実質的に劣って
いる。本発明の共重合体のさらに他の利点は広い投与範
囲に亙って高い固体分含量のケーキが得られることであ
る。
実施例18〜21 異なった汚泥材料を用いて実施例13の方法を繰り返し
た。実施例18および19においては別の混合方法を使用し
た。３枚刃のタービン型撹拌機を使用する代わりに１ク
ォートのジャーの中で重合体と汚泥とを45rpmで３分間
振盪した。ケーキの固体分含量を決定し下記第５表に示
す。
この場合も本発明の重合体は不溶の分岐した重合体お
よび剪断をかけられた重合体よりも優れており、低い投
与量において使用できる。本発明の重合体凝結剤の凝結
特性に対し混合方法は何の影響も及ぼさない。
実施例22および23 陽イオン強度を変え、２種の型の汚泥を用いて実施例
13を繰り返した。結果を下記第６表に示す。
本発明の剪断がかけられていない分岐した可溶な共重
合体は不溶なおよび剪断をかけられた両方の分岐した重
合体よりも優れており、抵投与量で高い固体分含量のケ
ーキを与える。
実施例24〜30 分岐剤の濃度および種類を変えて実施例13を繰り返し
た。結果を下記第７表に示す。
別の分岐剤を用いた場合にも本発明の改善された脱水
試験の結果は上記第７表から容易に見ることができ、低
投与量で高い固体分含量のケーキを与える。
実施例31〜35 IPAおよびMBAの種々の濃度を用いて実施例13を繰り返
した。結果を下記第８表に示す。
第８表によればさらに、IPAおよびMBAを用いてつくら
れた剪断がかれられていない可溶な分岐した共重合体を
使用すれば高い固体分含量のケーキおよび優れた脱水挙
動が得られることが示されている。
実施例36 本発明の最低の分子量をもつ共重合体をペックのフラ
ンス特許第2,589,145号記載の分岐した低分子量共重合
体と比較するためにい低濃度における嵩粘度により分析
した。結果を下記第９表に示す。
本発明の重合体はペックの特許に記載された重合体よ
りも遥かに高い分子量をもっている。ペックの特許に記
載された重合体は20重量％の濃度において2200〜3600mP
aの粘度をもっている。本発明の重合体は僅かに2.3重量
％という著しく低い濃度において5,570mPaの粘度をも
ち、即ち遥かに高い分子量をもっている。
実施例37 実施例１を繰り返し、比較のために同じ溶解度および
粘度特性をもった剪断を受けた重合体凝結剤および剪断
がかけられていない重合体凝結剤をつくった。剪断をか
けられた重合体溶液37B＊はシルヴァーソン乳化機で500
rpmにおいて60分間剪断をかけることによりつくった。
振盪混合法を用いグリーニッチ市の１゜/2゜汚泥の脱水
を行った。重合体溶液の特性および脱水に適用した結果
を下記第10表に示す。
第10表における収率はベルト・プレス工程が完了した
後の乾燥汚泥の収率である。ケーキの評点はケーキの物
理的性質の定性的記述であり、評点５は最も悪く、ケー
キが非常にネバネバしておりフィルター・プレスの媒質
から除去することが困難で、フィルターを汚すような場
合である。評点０が最も良く、ケーキがプレス材料から
非常に簡単に離れ、汚泥の残留粒子が全くないきれいな
フィルターを残す場合である。
第10表から判るように、本発明の重合体と実質的に同
じ粘度および溶解度をもった剪断をかけられた重合体は
同等な投与量で同様な固体分含量をもつケーキを生じる
が、汚泥の収率およびケーキの品質は劣っている。経済
的には乾燥汚泥の収率が高いことが望ましく、フィルタ
ーの掃除が容易でフィルターの寿命が長い点からすれば
粘着性のない容易に除去できるケーキが望ましい。実施
例37Aおよび37Bは両方とも剪断をかけられた重合体37B
＊と同様な溶液粘度をもつ重合体を表しているが、37A
はCEQ％が僅かに低く、37Bは僅かに高い。また剪断によ
り重合体の粘度は実質的に増加していないことが判る。
実施例37B＊では5000rpmで約１時間剪断をかけた。この
ことは従来法における通常の使用方法であることを表し
ている。前述のように本発明の重合体凝結剤はすぐ使用
できるようにつくられているために、このようなコスト
および時間のかかる使用方法は不必要である。
実施例38〜40 実施例１記載の乳化重合法により連鎖移動剤を存在さ
せてアクリルアミドの均質重合体をつくった。比較のた
めに連鎖移動剤を加えないで剪断をかけおよびかけない
アクリルアミドの均質重合体をつくった。剪断は3000rp
mで15分間かけた。次にこの重合体をシリカを沈降させ
る場合について凝結剤として試験した。シリカを沈降さ
せる方法は水１中に分散した150gのシリカ（−200メ
ッシュ）を0.027ポンド／トンの重合体で処理する方法
である。結果と組成とを下記第11表に示す。
第11表から明らかに判るように、本発明の剪断がかけ
られていないアクリルアミド均質重合体は特許請求範囲
に規定された特性を有し、連鎖移動剤を用いないでつく
られたアクリルアミド均質重合体よりも優れている。剪
断をかけられたアクリルアミド均質重合体はシリカを凝
結させる用途には使用できないことに注意されたい。
実施例41〜43 実施例１記載の乳化重合法により連鎖移動剤を存在さ
せて種々の分岐した陽イオン性アクリルアミド共重合体
をつくった。比較のため連鎖移動剤を用いないで陽イオ
ン性アクリルアミド共重合体もつくった。結果を下記第
12表に示す。
上記第12表から判るように、添付特許請求の範囲に定
義した特性をもつ他の陽イオン性共重合体をつくること
もできる。
実施例44 実施例１記載の乳化重合法によりジメチルアミノエチ
ルアクリレート塩化メチル塩の分岐した陽イオン性均質
重合体をつくる。比較のため連鎖移動剤を加えないで塩
化アクリロキシエチルトリメチルアンモニウム（Ｑ−
９）の分岐した均質重合体の剪断をかけたものおよびか
けないものをつくった。剪断は3000rpmで15分間かけ
た。上記の汚泥脱水試験を行い、その結果および組成に
関するデータを下記第13表に示す。
上記第13表によれば、Ｑ−９の陽イオン性均質重合体
は特許請求の範囲記載の特性をもち、連鎖移動剤を用い
ないでつくられた剪断をかけたまたはかけないＱ−９の
均質重合体よりも良好な全体としての凝結能力を示す。
実施例45〜47 実施例44の方法に従い、塩化メタクリロキシトリメチ
ルアンモニウム（45）、メソ硫酸メタクリルアミドプロ
ピルトリメチルアンモニウム（46）および塩化ジアリル
ジメチルアンモニウム（47）から均質重合体をつくっ
た。同様に高分子量の分岐した水溶性の重合体が回収さ
れた。
実施例48〜51 実施例28の方法に従い、Ｎ−メチルアクリルアミド
（48）、N,N−ビニルメチルアセトアミド（49）、Ｎ−
ビニルピロリドン（50）およびＮ−ビニルメチルアセト
アミド（51）から非イオン性の分岐した水溶性の高分子
量均質重合体をつくった。いずれの場合も、優れた重合
体が得られた。
実施例52〜55 再び実施例１の方法を繰り返したが、アクリルアミド
の代わりにＮ−メチルアクリルアミド（52）およびＮ−
ビニルメチルフォルムアミド（53）を用い、同様な共重
合体を得た。
上記詳細な説明から当業界の専門家には本発明の多く
の変形は明らかであろう。例えば分岐剤としてメチレン
ビスアクリルアミドの代わりにアクリル酸グリシジル、
ジアルデヒド、例えばグリオキサール等を含む多官能性
単量体化合物を用いることができる。イソプロピルアル
コールの代わりに多数の連鎖移動剤、例えばヒポ亜燐酸
ナトリウム、メルカプタン、亜硫酸塩等を使用すること
ができる。
単量体には任意のエチレン型不飽和アクリルまたはビ
ニル単量体が含まれる。多の有用な単量体にはアクリル
酸ナトリウム、スルフォン酸２−アクリルアミドメチル
プロパン、酢酸ビニル等がある。すべての重合法および
脱水法も含まれている。
このような明白な変形はすべて本発明の範囲内に入る
ものである。
実施例56 高分子量の分岐した水溶性ジメチルアミノメチルポリア
クリルアミドおよびその４級誘導体の製造法 実施例39で得られた骨格をなすポリアクリルアミド37
8部に、低臭パラフィン溶媒（106部）とソルビタンモノ
オレエート（９部）との混合物を加える。ジメチルアミ
ン60％水溶液（39）およびフォルムイアルデヒド37％水
溶液の予めつくられた混合物を温度を30℃より低く保ち
30分に亙り混合しながら加える。次いで40℃において20
4時間加熱することにより反応を行う。次に5.2％の硝酸
クアニジン（30部）を加えて重合体固体分22.7％、CEQ
値30％以上のジメチルアミノメチル化されたポリアクリ
ルアミドを得た。
このようにしてつくられたジメチルルアミノメチル化
されたポリアクリルアミド238部に２時間に亙り塩化メ
チル（54部）を加える。この混合物を３時間38℃に加熱
し、４級化を完了する。得られた４級化されたジメチル
アミノメチル化ポリアクリルアミドのCEQは30％より大
きい。
４級化されたおよびされていない高分子量の高度に分
岐した可溶なジメチルアミノメチル化されたポリアクリ
ルアミドは両方とも効果的な凝結剤および脱水助剤であ
る。
実施例57〜59 乳化重合により陰イオン性のアクリル酸アンモニウム
／アクリルアミド共重合体をつくる。市販のアクリルア
ミド単量体（50％）291.1g、アクリル酸64.0g、連鎖移
動剤としてのイソプロピルアルコール2.1g、分岐剤とし
ての0.209％メチレンビスアクリルアミド1.5g、キレー
ト剤としてのエチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩0.
6g、および重合開始剤としてのｔ−ブチルヒドロパーオ
キシド1.3gを脱イオン水107.0gに溶解して水性相をつく
った。29％水酸化アンモニウム4.49gを加えてpHを6.5に
調節する。
油相は17.5gのソルビタンモノオレエートを低臭パラ
フィン油178,5gに溶解してつくった。
水性相および油性相を一緒に混合し、粒径が１μの範
囲になるまで乳化する。
次いでこの乳化液を撹拌機、窒素導入管、メタ重亜硫
酸ナトリウム賦活剤与供給管および温度計を装着した１
のグリース擦り合わせ三ッ口フラスコに移す。
乳化液を撹拌し、窒素を流しながら温度を25℃（±１
℃）に調節する。30分間窒素を流した後、0.8％メタ重
亜硫酸ナトリウム（MBS）溶液を0.028ml/分の割合で加
える。重合を行って発熱させ、氷水によって温度を調節
する。所望の温度を保つのに冷却が必要でなくなった
ら、0.8％MBS溶液の添加速度を増加し、加熱マントルを
取り付けて所望の温度を維持する。全重合時間はほぼ４
〜５時間であった。得られた乳化生成物を25℃に冷却す
る。基質単量体に対するイソプロピルアルコール（IP
A）およびメチレンビスアクリルアミド（MBS）の量の割
合を変えて実験を繰り返した。溶液粘度および溶解比を
決定し、下記第14表に示す。溶液粘度は水性乳化液をつ
くって決定した。34％乳化生成物1.70gを298gの脱イオ
ン水と0.2gのブレーカー表面活性剤とを含む１のビー
カーに分散させて乳化生成物の0.2％水性溶液をつく
る。この分散液を250rpmで２時間、長さ6cm、直径1cmの
棒状マグネティック・スターラーで撹拌する。次いで溶
液をさらに希釈して0.1％にした。
比較のために0.1％の剪断をかけた溶液をつくった。
上記の0.2％溶液からつくった剪断がかけられていない
0.1％溶液を30オンスのワーリング配合機のガラスのジ
ャーに移す。この配向機は内径が約7cmであり、直径約4
cmの４個の開店する刃をもち、その刃のうち２個は約30
の角度で上方を向き、２個は30゜の角度で下方を向いて
いる。刃の厚さは1mmであり、これを約12,000rpmで２時
間回転させた。この２時間の剪断操作中溶液の温度は25
℃以下に保った。
溶液粘度は0.1％の剪断をかけたまたはかけない溶液1
00gに塩化ナトリウム5.84gを加え、15分間ゆっくりと撹
拌することにより決定した。粘度はULアダプターを取り
付けたLVT型ブルックフィールド粘度計を用い60rpm、25
℃（±0.1℃）において決定した。
次に下記の方法により粘土の沈降について陰イオン性
共重合体の試験を行った。１の傾斜のついたシリンダ
ーの中で20gのカオリン粘土を800gの脱イオン水に加え
て２時間ソーキングした。前述の方法でアクリル酸ナト
リウム／アクリルアミド共重合体の0.2％の真性重合体
溶液をつくる。この0.2％重合体水溶液1gを300gの脱イ
オン水に分散させ、４個の上向きおよび下向きの孔をも
った穴開きのプランジャーを用いて粘土分散物800gと４
秒間混合する。凝結した粘土の境界が傾斜したシリンダ
ーの1000mlの目盛りから6000mlの目盛りの所まで（14.1
cm）沈降するのに要する時間を記録した。沈降した距離
（14.1cm）を記録した時間で割ることにより沈降速度
（cm/秒）を計算する。この結果を組成データと共に下
記第14表に示す。
上記第14表によれば、可溶な陰イオン性の高度に分岐
した共重合体凝結剤は厄介で高価な高剪断装置を用いる
ことなくつくることができる。さらに本発明の剪断がか
けられていない高度に分岐した陰イオン性共重合体凝結
剤は従来法の剪断をかけた陰イオン性重合体に比べて著
しく優れており、少ない投与量で速く沈降させることが
できる。
実施例60〜68 アクリル酸アンモニウムの代わりに種々の陰イオン単
量体を使用して実施例57を繰り返した。陰イオン単量体
としてはアクリル酸（60）、メタクリル酸（61）、メタ
クリル酸スルフォエチルナトリウム（62）、メタクリル
酸ナトリウム（63）、イタコン酸（64）、イタコン酸ナ
トリウム（65）、２−アクリルアミド−２−メチルプロ
パンスルフォネートのナトリウム塩（66）、スルフォプ
ロピルアクリレートのナトリウム塩（67）、およびアク
リル酸ナトリウムとアクリル酸との混合物（68）を使用
した。実施例57と同様にして剪断がかけられていない水
溶性の分岐した陰イオン性重合体凝結剤が得られた。
実施例69〜74 アクリルアミドの代わりに種々の非イオン性単量体を
用い実施例57を繰り返した。非イオン性単量体としては
メタクリルアミド（69）、Ｎ−メチルアセトアミド（7
0）、Ｎ−メチルフォルムアミド（71）、酢酸ビニル（7
2）、Ｎ−ビニルピロリドン（73）およびアクリルアミ
ドとメタクリルアミドとの混合物を使用した。実施例57
と同様にして剪断がかけられていない水溶性の分岐した
非イオン性重合体凝結剤が得られた。
実施例75〜77 非イオン性単量体を使用しないで実施例57を繰り返し
た。イオン性単量体としてはアクリル酸ナトリウム（7
5）、アクリル酸（76）およびアクリル酸ナトリウムと
アクリル酸との混合物（77）を使用した。優れた安定性
をもった剪断がかけられていない水溶性の分岐した陰イ
オン性重合体凝結剤が得られた。
実施例78〜84 分岐剤を変えて実施例57を繰り返した。メチレンビス
アクリルアミドの代わりにメチレンビスメタクリルアミ
ド（78）、ポリエチレングリコールジアクリレート（7
9）、ポリエチレングリコールジメタクリレート（8
0）、Ｎ−ビニルアクリルアミド（81）、アクリル酸グ
ルシジル（82）、グルオキサール（83）およびアクロレ
イン（84）を用いた。実施例57と同様にして剪断がかれ
られていない水溶性の分岐した陰イオン性重合体凝結剤
が得られた。
実施例85 連鎖移動剤としてイソプロピルアルコールの代わりに
ヒポ亜燐酸ナトリウムを用いて実施例57を繰り返した。
剪断がかけられていない水溶性の分岐した陰イオン性重
合体凝結剤が得られた。
本発明の主な特徴及び態様は次の通りである。
1.1MのNaCl中に重合体を重量で0.1％含む溶液についてU
Lアダプターを取り付けたブルックフィールド粘度計で2
5℃において60rpmで測定された溶液粘度が少なくとも約
1.8mPa・ｓであり、溶解比が約30％以上であり、分岐剤
含量が初期単量体含量に関しモル数で約４〜約80ppmで
ある剪断がかけられていない水溶性の分岐した陽イオン
性重合体凝結剤。
2.該重合体凝結剤はアクリルアミド、メタクリルアミ
ド、N,N−ジアルキルアクリルアミド、Ｎ−アルキルア
クリルアミド、Ｎ−ビニルメチルアセトアミド、Ｎ−ビ
ニルメチルフォルムアミド、酢酸ビニル、Ｎ−ビニルピ
ロリドン、N,N−ジアルキルアミノアルキルアクリレー
トおよびメタクリレートおよびその４級塩および酸性
塩、N,N−ジアルキルアミノアルキルアクリルアミドお
よびメタクリルアミドおよびその４級塩および酸性塩、
ならびにジアリルジメチルアンモニウム塩から成る群か
ら選ばれる１種またはそれ以上のエチレン型不飽和単量
体からつくられた重合体である上記第１項記載の重合体
凝結剤。
3.該重合体はアクリルアミドど少なくとも１種の陽イオ
ン性単量体との組み合わせから成る上記第１項記載の重
合体凝結剤。
4.溶解比が約30％以上の分岐した重合体凝結剤を与える
のに十分な量の少くとも１種の連鎖移動剤の存在下にお
いて、１種またはそれ以上の水に可溶な陽イオン性エチ
レン型不飽和単量体を初期単量体含量に関しモル数で約
４〜約80ppmの少なくとも１種の分岐剤と重合させる1M
のNaCl中に重合体を重量で0.1％含む溶液についてULア
ダプターを取り付けたブルックフィールド粘度計で25℃
において60rpmで測定された溶液粘度が少なくとも約1.8
mPa・ｓである剪断がかけられていない水溶性の分岐し
た陽イオン性重合体凝結剤の製造法。
5.該重合体凝結剤はアクリルアミド、メタクリルアミ
ド、N,N−ジアルキルアクリルアミド、Ｎ−アルキルア
クリルアミド、Ｎ−ビニルメチルアセトアミド、Ｎ−ビ
ニルメチルフォルムアミド、酢酸ビニル、Ｎ−ビニルピ
ロリドン、N,N−ジアルキルアミノアルキルアクリレー
トおよびメタクリレートおよびその４級塩および酸性
塩、N,N−ジアルキルアミノアルキルアクリルアミドお
よびメタクリルアミドおよびその４級塩および酸性塩、
ならびにジアリルジメチルアンモニウム塩から成る群か
ら選ばれる１種またはそれ以上のエチレン型不飽和単量
体からつくられた重合体である上記第４項記載の方法。
6.該重合体凝結剤はアクリルアミドと少なくとも１種の
陽イオン性単量体との組み合わせから成る重合体である
上記第４項記載の方法。
7.（ａ）1MのNaCl中に重合体を重量で0.1％含む溶液に
ついてULアダプターを取り付けたブルックフィールド粘
度計で25℃において60rpmで測定された溶液粘度が少な
くとも約1.8mPa・ｓであり、溶解比が約30％以上であ
り、分岐剤含量が初期単量体含量に関しモル数で約４〜
約80ppmである剪断がかけられていない水溶性の分岐し
た陽イオン性重合体凝結剤を、分散した固体に関し約0.
1〜約50,000ppmの量で固体分散物に添加し、（ｂ）懸濁
した固体の分散物と重合体凝結剤との混合物の脱水を行
う懸濁した固体の分散物から水を分離する方法。
8.該重合体凝結剤はアクリルアミド、メタクリルアミ
ド、N,N−ジアルキルアクリルアミド、Ｎ−アルキルア
クリルアミド、Ｎ−ビニルメチルアセトアミド、Ｎ−ビ
ニルメチルフォルムアミド、酢酸ビニル、Ｎ−ビニルピ
ロリドン、N,N−ジアルキルアミノアルキルアクリレー
トおよびメタクリレートおよびその４級塩および酸性
塩、N,N−ジアルキルアミノアルキルアクリルアミドお
よびメタクリルアミドおよびその４級塩および酸性塩、
ならびにジアリルジメチルアンモニウム塩から成る群か
ら選ばれる１種またはそれ以上のエチレン型不飽和単量
体からつくられた重合体である上記第７項記載の方法。
9.分岐剤含量が初期単量体含量に関しモル数で約４〜約
80ppmであり、1MのNaCl中に重合体を重量で0.1％含む溶
液についてULアダプターを取り付けたブルックフィール
ド粘度計で25℃において60rpmで測定された溶液粘度が
少なくとも約1.9mPa・ｓであり、少なくとも１種のエチ
レン型不飽和非イオン性単量体を含有する剪断がかけら
れていない水溶性の分岐した非イオン性重合体凝結剤。
10.該重合体凝結剤はアクリルアミド、メタクリルアミ
ド、Ｎ−アルキルアクリルアミド、N,N−ジアルキルア
クリルアミド、Ｎ−ビニルメチルフォルムアミド、酢酸
ビニルおよびＮ−ビニルピロリドンから成る群から選ば
れる１種またはそれ以上の非イオン性エチレン型不飽和
単量体からつくられた重合体である上記第９項記載の重
合体凝結剤。
11.1MのNaCl中に重合体を重量で0.1％含む溶液について
ULアダプターを取り付けたブルックフィールド粘度計で
25℃において60rpmで測定された溶液粘度が少なくとも
約1.9mPa・ｓである分岐した重合体凝結剤が得られるの
に十分な量の少くとも１種の連鎖移動剤の存在下におい
て、１種またはそれ以上の水に可溶な非イオン性エチレ
ン型不飽和単量体を初期単量体含量に関しモル数で約４
〜約80ppmの少なくとも１種の分岐剤と重合させる、分
岐剤含量が初期単量体含量に関しモル数で約４〜約80pp
mであり、少なくとも１種のエチレン型不飽和非イオン
性単量体を含有する剪断がかけられていない水溶性の分
岐した非イオン性重合体凝結剤の製造法。
12.該重合体凝結剤はアクリルアミド、メタクリルアミ
ド、アルキルアクリルアミド、N,N−ジアルキルアクリ
ルアミド、Ｎ−ビニルピロリドンおよびこれらの混合物
から成る群から選ばれる１種またはそれ以上の非イオン
性エチレン型不飽和単量体からつくられた重合体である
上記第11項記載の方法。
13.（ａ）分岐剤含量が初期単量体含量に関しモル数で
約４〜約80ppmであり、1MのNaCl中に重合体を重量で0.1
％含む溶液についてULアダプターを取り付けたブルック
フィールド粘度計で25℃において60rpmで測定された溶
液粘度が少なくとも約1.9mPa・ｓである少なくとも１種
のエチレン型不飽和非イオン性単量体を含有する剪断が
かけられていない水溶性の分岐した非イオン性重合体凝
結剤を、分散した固体に関し約0.1〜約100ppmの量で固
体分散物に添加し、（ｂ）懸濁した固体の分散物と重合
体凝結剤との混合物の脱水を行う懸濁した固体の分散物
を凝結する方法。
14.該分散物が生物学的に処理された汚泥である上記第
７または13項記載の方法。
15.1MのNaCl中に重合体を重量で0.1％含む溶液について
ULアダプターを取り付けたブルックフィールド粘度計で
25℃において60rpmで測定された溶液粘度が少なくとも
約3.0mPa・ｓであり、分岐剤含量が初期単量体含量に関
しモル数で約４〜約80ppmである剪断がかけられていな
い水溶性の分岐した陰イオン性重合体凝結剤。
16.該重合体凝結剤は（メタ）アクリル酸、スルフォア
ルキル（メタ）アクリル酸、スルフォン化されたスチレ
ン、不飽和ジカルボン酸、スルフォンアルキル（メタ）
アクリルアミド、これらの酸の塩等から成る群から選ば
れる１種またはそれ以上のエチレン型不飽和単量体から
つくられた重合体である上記第15項記載の重合体凝縮
剤。
17.該重合体凝縮剤はさらにアクリルアミド、Ｎ−アル
キルアクリルアミド、N,N−ジアルキルアクリルアミ
ド、メタクリルアミド、酢酸ビニル、（メタ）アクリル
酸アルキル、アクリロニトリル、Ｎ−ビニルメチルアセ
トアミドおよびＮ−ビニルピロリドンから成る群から選
ばれる１種またはそれ以上の非イオン性単量体を含量す
る上記第16項記載の重合体凝縮剤。
18.少なくとも１種の連鎖移動剤の存在下において１種
またはそれ以上の水に可溶な陰イオン性エチレン型不飽
和単量体を初期単量体含量に関しモル数で約４〜約80pp
mの少なくとも１種の分岐剤と重合される1MのNaCl中に
重合体を重量で0.1％含む溶液についてULアダプターを
取り付けたブルックフィールド粘度計で25℃において60
rpmで測定された溶液粘度が少なくとも約3.0mPa・ｓで
ある剪断がかけられていない水溶性の分岐した陰イオン
性重合体凝結剤の製造法。
19.該重合体凝結剤は（メタ）アクリル酸、スルフォア
ルキル（メタ）アクリル酸、スルフォン化されたスチレ
ン、不飽和ジカルボン酸、スルフォアルキル（メタ）ア
クリルアミド、これらの酸の塩等から成る群から選ばれ
る１種またはそれ以上のエチレン型不飽和単量体からつ
くられた重合体である上記第18項記載の方法。
20.該重合体凝縮剤はアクリルアミド、Ｎ−アルキルア
クリルアミド、N,N−ジアルキルアクリルアミド、メタ
クリルアミド、酢酸ビニル、（メタ）アクリル酸アルキ
ル、アクリロニトリル、Ｎ−ビニルメチルアセトアミド
およびＮ−ビニルピロリドンから成る群から選ばれる１
種またはそれ以上の非イオン性エチレン型不飽和単量体
からつくられた重合体である上記第19項記載の方法。
21.（ａ）分岐剤含量が初期単量体含量に関しモル数で
約４〜約80ppmであり、1MのNaCl中に重合体を重量で0.1
％含む溶液についてULアダプターを取り付けたブルック
フィールド粘度計で25℃において60rpmで測定された溶
液粘度が少なくとも約3.0mPa・ｓである剪断がかけられ
ていない水溶性の分岐した陰イオン性重合体凝結剤を、
分散した固体に関し約0.1〜約50,000ppmの量で固体分散
物に添加し、（ｂ）懸濁した固体の分散物と陰イオン性
重合体凝結剤との混合物の脱水を行う懸濁した固体の分
散物から水を分離する方法。
22.該重合体凝結剤は（メタ）アクリル酸、スルフォア
ルキル（メタ）アクリル酸、スルフォン化されたスチレ
ン、不飽和ジカルボン酸、スルフォアルキル（メタ）ア
クリルアミド、これらの酸の塩等から成る群から選ばれ
る１種またはそれ以上のエチレン型不飽和単量体からつ
くられた陰イオン性重合体である上記第21項記載の方
法。
23.該重合体凝縮剤はアクリルアミド、Ｎ−アルキルア
クリルアミド、N,N−ジアルキルアクリルアミド、メタ
クリルアミド、酢酸ビニル、（メタ）アクリル酸アルキ
ル、アクリロニトリル、Ｎ−ビニルメチルアセトアミド
およびＮ−ビニルピロリドンから成る群から選ばれる１
種またはそれ以上の非イオン性エチレン型不飽和単量体
からつくられた重合体である上記第21項記載の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０９Ｋ 3/00 １０３ Ｃ０９Ｋ 3/00 １０３Ｌ (56)参考文献 特開 昭61−293510（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−27702（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−252600（ＪＰ，Ａ) 日本化学会編「化学便覧基礎編▲ＩＩ ▼（改訂３版）」昭和50年６月25日、丸 善 ｐ．42（表６・22) 大森英三著「高分子凝集剤」昭和61年 11月30日，高分子刊行会，ｐ．141−144 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01D 21/01 C02F 1/56 C09K 3/00 C08F 20/00 - 26/12 C08F 120/00 - 126/12 C08F 220/00 - 226/12 ＷＰＩ（ＤＥＲＷＥＮＴ)

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】1MのNaCl中に重合体を重量で0.1％含む溶
    液についてULアダプターを取り付けたブルックフィール
    ド粘度計で25℃において60rpmで測定された溶液粘度が
    少なくとも約1.8mPa・ｓであり、溶解比が約30％以上で
    あり、分岐剤含量が初期単量体含量に関しモル数で約４
    〜約80ppmであることを特徴とする剪断がかけられてい
    ない水溶性の分岐した陽イオン性重合体凝結剤。
  2. 【請求項２】溶解比が約30％以上の分岐した重合体凝結
    剤を与えるのに十分な量の少くとも１種の連鎖移動剤の
    存在下において、１種またはそれ以上の水に可能な陽イ
    オン性エチレン型不飽和単量体を初期単量体含量に関し
    モル数で約４〜約80ppmの少なくとも１種の分岐剤と重
    合させることを特徴とする1MのNaCl中に重合体を重量で
    0.1％含む溶液についてULアダプターを取り付けたブル
    ックフィールド粘度計で25℃において60rpmで測定され
    た溶液粘度が少なくとも約1.8mPa・ｓである剪断がかけ
    られていない水溶性の分岐した陽イオン性重合体凝結剤
    の製造法。
  3. 【請求項３】（ａ）1MのNaCl中に重合体を重量で0.1％
    含む溶液についてULアダプターを取り付けたブルックフ
    ィールド粘度計で25℃において60rpmで測定された溶液
    粘度が少なくとも約1.8mPa・ｓであり、溶解比が約30％
    以上であり、分岐剤含量が初期単量体含量に関しモル数
    で約４〜約80ppmである剪断がかけられていない水溶性
    の分岐した陽イオン性重合体凝結剤を、分散した固体に
    関し約0.1〜約50,000ppmの量で固体分散物に添加し、
    （ｂ）懸濁した固体の分散物と重合体凝結剤との混合物
    の脱水を行うことを特徴とする懸濁した固体の分散物か
    ら水を分離する方法。
  4. 【請求項４】分岐剤含量が初期単量体含量に関しモル数
    で約４〜約80ppmであり、1MのNaCl中に重合体を重量で
    0.1％含む溶液についてULアダプターを取り付けたブル
    ックフィールド粘度計で25℃において60rpmで測定され
    た溶液粘度が少なくとも約1.9mPa・ｓであり、少なくと
    も１種のエチレン型不飽和非イオン性単量体を含有する
    ことを特徴とする剪断がかけられていない水溶性の分岐
    した非イオン性重合体凝結剤。
  5. 【請求項５】1MのNaCl中に重合体を重量で0.1％含む溶
    液についてULアダプターを取り付けたブルックフィール
    ド粘度計で25℃において60rpmで測定された溶液粘度が
    少なくとも約1.9mPa・ｓである分岐した重合体凝結剤が
    得られるのに十分な量の少くとも１種の連鎖移動剤の存
    在下において、１種またはそれ以上の水に可溶な非イオ
    ン性エチレン型不飽和単量体を初期単量体含量に関しモ
    ル数で約４〜約80ppmの少なくとも１種の分岐剤と重合
    させることを特徴とする、分岐剤含量が初期単量体含量
    に関しモル数で約４〜約80ppmであり、少なくとも１種
    のエチレン型不飽和非イオン性単量体を含有する剪断が
    かけられていない水溶性の分岐した非イオン性重合体凝
    結剤の製造法。
  6. 【請求項６】（ａ）分岐剤含量が初期単量体含量に関し
    モル数で約４〜約80ppmであり、1MのNaCl中に重合体を
    重量で0.1％含む溶液についてULアダプターを取り付け
    たブルックフィールド粘度計で25℃において60rpmで測
    定された溶液粘度が少なくとも約1.9mPa・ｓである少な
    くとも１種のエチレン型不飽和非イオン性単量体を含有
    する剪断がかけられていない水溶性の分岐した非イオン
    性重合体凝結剤を、分散した固体に関し約0.1〜約100pp
    mの量で固体分散物に添加し、（ｂ）懸濁した固体の分
    散物と重合体凝結剤との混合物の脱水を行うことを特徴
    とする懸濁した固体の分散物を凝結する方法。
  7. 【請求項７】1MのNaCl中に重合体を重量で0.1％含む溶
    液についてULアダプターを取り付けたブルックフィール
    ド粘度計で25℃において60rpmで測定された溶液粘度が
    少なくとも約3.0mPa・ｓであり、分岐剤含量が初期単量
    体含量に関しモル数で約４〜約80ppmであることを特徴
    とする剪断がかけられていない水溶性の分岐した陰イオ
    ン性重合体凝結剤。
  8. 【請求項８】少なくとも１種の連鎖移動剤の存在下にお
    いて１種またはそれ以上の水に可溶な陰イオン性エチレ
    ン型不飽和単量体を初期単量体含量に関しモル数で約４
    〜約80ppmの少なくとも１種の分岐剤と重合させること
    を特徴とする1MのNaCl中に重合体を重量で0.1％含む溶
    液についてULアダプターを取り付けたブルックフィール
    ド粘度計で25℃において60rpmで測定された溶液粘度が
    少なくとも約3.0mPa・ｓである剪断がかけられていない
    水溶性の分岐した陰イオン性重合体凝結剤の製造法。
  9. 【請求項９】（ａ）分岐剤含量が初期単量体含量に関し
    モル数で約４〜約80ppmであり、1MのNaCl中に重合体を
    重量で0.1％含む溶液についてULアダプターを取り付け
    たブルックフィールド粘度計で25℃において60rpmで測
    定された溶液粘度が少なくとも約3.0mPa・ｓである剪断
    がかけられていない水溶性の分岐した陰イオン性重合体
    凝結剤を、分散した固体に関し約0.1〜約50,000ppmの量
    で固体分散物に添加し、（ｂ）懸濁した固体の分散物と
    陰イオン性重合体凝結剤との混合物の脱水を行うことを
    特徴とする懸濁した固体の分散物から水を分離する方
    法。
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