JP3921281B2 - アニオン性高分子凝集剤 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は建設骨材洗浄廃水の凝集に特に有効なエマルジョン型のアニオン性高分子凝集剤に関する。
【0002】
【従来の技術】
これまでに各種のアニオン性高分子凝集剤が知られている。 例えば、アクリル酸塩・アクリルアミド共重合物はアニオン性高分子凝集剤の代表例であり、最近は作業性容易であることからエマルジョンタイプが賞用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来公知のアニオン性高分子凝集剤は性能上不満足である。 特に砂利・砂等を生産する建設骨材洗浄廃水の凝集処理に対して効果的なアニオン性高分子凝集剤が求められていた。
【0004】
【課題を解決する為の手段】
本発明の請求項1の発明は、下記(A)〜(E)成分を適時混合強攪拌し、油相中に微細単量体相液滴を形成させた後に重合操作を行い、親水性界面活性剤を混合して得た、高分子凝集剤中の全アニオン性ビニル単量体単位は解離し、かつ全アニオン性ビニル単量体単位の20モル%以上の余剰遊離アルカリを含有していることを特徴とするアニオン性高分子凝集剤である。
(A)全単量体中10〜40モル%の水溶性アニオン性ビニル単量体またはその混合物。
(B)残余のアクリルアミド。
(C)水。
(D)少なくとも1種類の炭化水素から成る油状物。
(E)逆相エマルジョンすなわち油中水型エマルジョンを生成するに有効な量とHLBである少なくとも1種類の界面活性剤。
【0005】
本発明の請求項2の発明は、水溶性アニオン性ビニル単量体が(メタ)アクリル酸塩である事を特徴とする請求項1に記載のアニオン性高分子凝集剤である。
【0006】
本発明の請求項3の発明は、下記(A)〜(E)成分を適時混合強攪拌し、油相中に微細単量体相液滴を形成させた後に重合操作を行い、親水性界面活性剤を混合して得た、高分子凝集剤中の全アニオン性ビニル単量体単位は解離し、かつ全アニオン性ビニル単量体単位の20モル%以上の余剰遊離アルカリを含有していることを特徴とするアニオン性高分子凝集剤である。
(A)アクリルアミド。
(B)アクリルアミドに対し10〜40モル%のほう酸ソーダまたは炭酸ソーダ
(C)水。
(D)少なくとも1種類の炭化水素から成る油状物。
(E)逆相エマルジョンすなわち油中水型エマルジョンを生成するに有効な量とHLBである少なくとも1種類の界面活性剤。
【0007】
本発明の請求項4の発明は、遊離アルカリがアンモニア、炭酸ソーダ、重炭酸ソーダほう酸ソーダおよびこれらの混合物から選ばれることを特徴とする請求項1ないし請求項3に記載のアニオン性高分子凝集剤である。
【0008】
本発明の請求項5の発明は、親水性界面活性剤がHLB9〜15のノニオン性界面活性剤であることを特徴とする請求項1ないし請求項4に記載のアニオン性高分子凝集剤である。
【0009】
本発明の請求項6の発明は、建設骨材洗浄廃水の凝集に用いることを特徴とする請求項1ないし請求項5に記載のアニオン性高分子凝集剤である。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の限定は、下記(A)〜(E)成分を適時混合強攪拌し、油相中に微細単量体相液滴を形成させた後に重合操作を行い、親水性界面活性剤を混合して得た、高分子凝集剤中の全アニオン性ビニル単量体単位は解離し、かつ全アニオン性ビニル単量体単位の20モル%以上の余剰遊離アルカリを含有していることを特徴とするアニオン性高分子凝集剤である。
(A)全単量体中10〜40モル%の水溶性アニオン性ビニル単量体またはその混合物。
(B)残余のアクリルアミド。
(C)水。
(D)少なくとも1種類の炭化水素から成る油状物。
(E)逆相エマルジョンすなわち油中水型エマルジョンを生成するに有効な量と
【0011】
本発明の第二の限定は、請求項1に記載のアニオン性高分子凝集剤において、水溶性アニオン性ビニル単量体が(メタ)アクリル酸塩である事を特徴とする。
【0012】
本発明の第三の限定は、下記(A)〜(E)成分を適時混合強攪拌し、油相中に微細単量体相液滴を形成させた後に重合操作を行い、親水性界面活性剤を混合して得た、高分子凝集剤中の全アニオン性ビニル単量体単位は解離し、かつ全アニオン性ビニル単量体単位の20モル%以上の余剰遊離アルカリを含有していることを特徴とするアニオン性高分子凝集剤である。
(A)アクリルアミド。
(B)アクリルアミドに対し10〜40モル%のほう酸ソーダまたは炭酸ソーダ
(C)水。
(D)少なくとも1種類の炭化水素から成る油状物。
(E)逆相エマルジョンすなわち油中水型エマルジョンを生成するに有効な量とHLBである少なくとも1種類の界面活性剤。
【0013】
本発明の第四の限定は、請求項1ないし請求項3に記載のアニオン性高分子凝集剤において、遊離アルカリがアンモニア、炭酸ソーダ、重炭酸ソーダ、ほう酸ソーダおよびこれらの混合物から選ばれることを特徴とする。
【0014】
本発明の第五の限定は、請求項1ないし請求項4に記載のアニオン性高分子凝集剤において、親水性界面活性剤がHLB9〜15のノニオン性界面活性剤であるとを特徴とする。
【0015】
本発明の第六の限定は、請求項1ないし請求項5に記載のアニオン性高分子凝集剤において、建設骨材洗浄廃水の凝集に用いることを特徴とする。
【0016】
本発明に用いられる水溶性アニオン性ビニル単量体の具体例としては、(メタ)アクリル酸塩、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸塩、ビニルスルホン酸塩、スチレンスルホン酸塩、イタコン酸塩、マレイン酸塩、フマール酸塩等が挙げられるが、これらの中でもアクリル酸塩が最も好ましく使用できる。
【0017】
本発明に用いられる(D)成分である少なくとも1種類の炭化水素から成る油状物の具体例としては、灯油、軽油、中油などの鉱油、あるいはこれらと実質的に同じ範囲の沸点や粘度などの特性を有する炭化水素系合成油あるいはこれらの混合物が挙げられる。
【0018】
本発明に用いられる(E)成分である界面活性剤はHLB3〜6のノニオン性界面活性剤であり、その具体例としてはソルビタンモノオレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノパルミテートなどを挙げる事ができる。
【0019】
本発明において油中水型エマルジョン重合により得られた重合物と混合される親水性界面活性剤(いわゆる転相剤)としてはアニオン性界面活性剤あるいはHLB9〜15のノニオン性界面活性剤が用いられ、好ましくはHLB10〜14のノニオン性界面活性剤が用いられる。 好ましいノニオン性界面活性剤の代表例としては例えばポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルを挙げる事ができる。
【0020】
本発明に係る高分子は本質的に公知の重合法により共重合する事ができる。
例えば重合性ビニル単量体と連鎖移動剤を含む水溶液と、HLBが3〜6であるノニオン性界面活性剤を含む有機分散媒とを混合し乳化させた後、ラジカル重合開始剤の存在下、温度30〜80°Cで重合させ、油中水型イオン性重合体エマルジョンを製造する方法が特開昭61−236250号公報に記載されているが、この方法を適用して単量体組成を代える事により本発明の油中水型エマルジョンを合成する事ができる。 この油中水型エマルジョンに親水性界面活性剤を添加して水に混合し、水中油型エマルジョンに転相して溶解し、凝集剤として使用する。
【0021】
本発明において、アニオン性単量体単位を中和してなおかつアニオン性単量体単位の20%以上余剰のアルカリの存在が本発明の特徴であるが、かかる余剰アルカリは、重合時にほう酸ソーダまたは炭酸ソーダを共存させてアミド基を加水分解して得られたアンモニアを包含した状態のアニオン性高分子凝集剤エマルジョン、あるいはアクリル酸ソーダのごとき水溶性アニオン性ビニル単量体とアクリルアミドの共重合体エマルジョンを得た後にアンモニアあるいは炭酸ソーダ等の弱アルカリをエマルジョン中に添加しても良く、モノマーの段階で中和量以上の過剰の弱アルカリを共存させてもよい。 弱アルカリを用いるのはアミド基の加水分解を防止するためである。 アルカリの余剰量はアニオン性単量体単位の20%以上であることが望ましく20%未満では凝集効果の向上は認められない。 余剰アルカリが凝集効果を促進する確たる理由は不明であるが、実験事実として認められその経済的効果は大きい。
【0022】
【実施例】
次に実施例によって、本発明を具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に制約されるものではない。
【0023】
(合成例−1)
攪拌機および温度制御装置を備えた反応槽に沸点190°Cないし230°Cのイソパラフィン120.0Kgおよびソルビタンモノオレート7.5Kgを仕込んだ。 脱塩水165Kgおよびアクリル酸ソーダ(NaAAc)20モル%、アクリルアミド(AAm)80モル%の組成のモノマー200Kgの混合物を加え、ホモジナイザーにて攪拌乳化した。 得られたエマルジョンを窒素置換の後、ジメチルアゾビスイソブチレート40gを加え、温度50°Cに制御しながら重合反応を完結させ、対アクリル酸ソーダ30モル%のアンモニア水エマルジョンを加え、その後ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル7.5Kgを添加混合して試験に供する試料(試料−1)とした。
【0024】
(合成例−2)
アクリル酸ソーダ(NaAAc)40モル%、アクリルアミド(AAm)60モル%の混合モノマーを用いて重合したほかは合成例−1と同様の操作を行い、余剰アルカリ対アクリル酸ソーダ30モル%のエマルジョンを得、試験に供する試料(試料−1)とした。
【0025】
(合成例−3)
アクリル酸(HAAc)20モル%アクリルアミド(AAm)80モル%の組成のモノマー200Kgに対アクリル酸150モル%のアンモニア水を加えた後合成例−1と同様の重合操作とポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル7.5Kgの添加混合を行い試験に供する試料(試料−3)とした。
【0026】
(合成例−4)
アクリルアミド(AAm)200Kgに対アクリルアミド40モル%の炭酸ソーダを加えたモノマー溶液を合成例−1と同様の重合操作を行い、加水分解率25%のポリアクリルアミド部分加水分解物のエマルジョンを得、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル7.5Kgを添加混合して試験に供する試料(試料−4)とした。
【0027】
(比較品合成例−1)
アンモニア水エマルジョンの添加を行なわない以外は合成例−1と同様のエマルジョンを作り試験に供する試料(試料−5)とした。
【0028】
(比較品合成例−2)
アンモニア水エマルジョンの添加を行なわない以外は合成例−2と同様のエマルジョンを作り試験に供する試料(試料−6)とした。
【0029】
(比較品合成例−3)
アンモニア水エマルジョンの添加を対アクリル酸ソーダ10モル%とした以外は合成例−1と同様のエマルジョンを作り試験に供する試料(試料−7)とした。
【0030】
アンモニア水エマルジョンの添加を対アクリル酸ソーダ10モル%とした以外は合成例−2と同様のエマルジョンを作り試験に供する試料(試料−8)とした。 以上まとめて表1に記載する。
【0031】
【表1】
【0032】
【発明の効果】
建設骨材製造工場より排出される建設骨材洗浄廃水(SS:2%)に対して、表1記載のアニオン性高分子凝集剤エマルジョンをポリマー濃度0.1%の水溶液の状態で表2記載量添加してシリンダーテストを行いフロックの沈降速度を測定した。 結果を表2に示す。 本発明品の優位性は明らかである。
【0033】
【表2】
Claims (6)
- 下記(A)〜(E)成分を適時混合強攪拌し、油相中に微細単量体相液滴を形成させた後に重合操作を行い、親水性界面活性剤を混合して得た、高分子凝集剤中の全アニオン性ビニル単量体単位は解離し、かつ全アニオン性ビニル単量体単位の20モル%以上の余剰アルカリを含有していることを特徴とするアニオン性高分子凝集剤。
(A)全単量体中10〜40モル%の水溶性アニオン性ビニル単量体またはその混合物。
(B)残余のアクリルアミド。
(C)水。
(D)少なくとも1種類の炭化水素から成る油状物。
(E)逆相エマルジョンすなわち油中水型エマルジョンを生成するに有効な量とHLBである少なくとも1種類の界面活性剤。 - 水溶性アニオン性ビニル単量体が(メタ)アクリル酸塩である事を特徴とする請求項1に記載のアニオン性高分子凝集剤。
- 下記(A)〜(E)成分を適時混合強攪拌し、油相中に微細単量体相液滴を形成させた後に重合操作を行い、親水性界面活性剤を混合して得た、高分子凝集剤中の全アニオン性ビニル単量体単位は解離し、かつ全アニオン性ビニル単量体単位の20モル%以上の余剰アルカリを含有していることを特徴とするアニオン性高分子凝集剤。
(A)アクリルアミド。
(B)アクリルアミドに対し10〜40モル%のほう酸ソーダまたは炭酸ソーダ
(C)水。
(D)少なくとも1種類の炭化水素から成る油状物。
(E)逆相エマルジョンすなわち油中水型エマルジョンを生成するに有効な量とHLBである少なくとも1種類の界面活性剤。 - 余剰アルカリがアンモニア、炭酸ソーダ、重炭酸ソーダおよびこれらの混合物から選ばれることを特徴とする請求項1ないし請求項3に記載のアニオン性高分子凝集剤。
- 親水性界面活性剤がHLB9〜15のノニオン性界面活性剤であることを特徴とする請求項1ないし請求項4に記載のアニオン性高分子凝集剤。
- 建設骨材洗浄廃水の凝集に用いることを特徴とする請求項1ないし請求項5に記載のアニオン性高分子凝集剤。
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