JPH059761A

JPH059761A - 一液型水処理剤

Info

Publication number: JPH059761A
Application number: JP18413291A
Authority: JP
Inventors: Hideo Morita; 英男森田; Nobuo Arai; 信男荒井; Michiro Tanaka; 道郎田中; Masaaki Kojima; 昌明小島
Original assignee: Somar Corp
Current assignee: Somar Corp
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1993-01-19
Anticipated expiration: 2013-02-04
Also published as: JP2708082B2

Abstract

(57)【要約】【構成】（Ａ）水溶性カチオンポリマー、（Ｂ）ホス
ホン酸類、（Ｃ）モリブデン酸塩、（Ｄ）ベンゾトリア
ゾール類及び（Ｅ）亜鉛含有化合物を有効成分として含
有して成る一液型水処理剤、好ましくはｐＨ５〜７の一
液型水処理剤。【効果】金属腐食、スケール及びスライムや藻類の発
生を同時に防止しうる上、低毒性でかつ経時安定性や各
成分の溶解性が良好であり、しかも無発泡性で取扱いが
容易であるなどの特徴を有し、循環冷却水系、冷暖房水
系及びこれらの関連装置などに好適に用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は新規な一液型水処理剤、
さらに詳しくは、金属腐食、スケール及びスライムや藻
類の発生を同時に防止しうる上、低毒性でかつ経時安定
性や各成分の溶解性が改良され、しかも無発泡性で取扱
いが容易であるなどの特徴を有し、循環冷却水系、冷暖
房水系及びこれらの関連装置などに好適に用いられる一
液型水処理剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、冷却水は種々の産業分野、例えば
化学産業や鉄鋼産業などにおいて、間接的又は直接的に
被処理物を冷却する目的で、あるいはビルの冷暖房や空
調などに多量に用いられている。そして、水資源の不足
や有効利用の観点から、冷却用水の使用を節減するため
に、例えば開放循環式冷却水系の高濃縮運転下における
強制ブロー水量の節減など、冷却用水の高度利用方式が
用いられている。このような冷却用水の高度利用方式を
実施した場合には、溶存塩類の濃縮などにより、循環冷
却水の水質が悪化し、冷却水系で発生する金属腐食やス
ケール生成など、水に起因する障害の発生が著しいとい
う欠点を伴う。

【０００３】一方、このような循環冷却水系や通常の冷
却水系、あるいは冷暖房水系においては、水中に溶存し
ている栄養源を利用して繁殖した細菌、かび、藻類など
の微生物群体に土砂、塵埃などが混じり合って形成され
る軟泥性の汚濁物、いわゆるスライムや藻類が発生し、
種々の障害、例えば熱交換器における熱効率の低下や通
水の悪化、あるいは機器や配管の局部腐食を引き起こ
す。

【０００４】したがって、このような金属腐食、スケー
ル及びスライムや藻類の発生を防止するために、それぞ
れに応じて添加薬剤が使用されている。例えば金属腐食
を防止するためには、従来、ホスホン酸やその塩、ベン
ゾトリアゾールやトリルトリアゾール、亜鉛塩などが防
食剤として、金属の材質に応じて適宜用いられており、
さらに近年、モリブデン酸塩が優れた防食剤として注目
され、使用されはじめている。

【０００５】また、炭酸カルシウムやリン酸カルシウム
などのカルシウム塩、ケイ酸マグネシウム、水酸化鉄な
どの熱交換器における伝熱面での析出付着を防止するた
めに、スケール防止剤として、従来前記ホスホン酸及び
その塩、比較的低分子量のポリアクリル酸、ポリマレイ
ン酸、その他各種のコポリマーやターポリマー及びこれ
らの塩などが用いられている。

【０００６】一方、スライムや藻類の発生を防止するた
めに、従来種々の殺菌剤や殺藻剤、例えば無機塩素系化
合物、ヒドラジン、有機ハロゲン化合物などが用いられ
ており、さらに最近では水溶性カチオンポリマーが注目
され、使用されはじめている。

【０００７】ところで、これらの薬剤の使用について
は、通常金属腐食及びスケールの発生を防止するための
薬剤とスライムや藻類の発生を防止するための薬剤と
は、別々に添加されている。添加作業の効率化や添加設
備の簡略化などの観点から、前記３種の薬剤を混合し、
マルチタイプの一液型水処理剤として添加することが望
ましいが、各成分の溶解性や経時安定性などの面で、十
分に満足しうる一液型水処理剤は、これまで見出されて
いないのが実状である。

【０００８】一部、小冷却塔用に粉末成分を固型化した
マルチタイプの水処理剤が市販されているが、このもの
は水中での溶解性（常に一定の有効濃度を保つ徐放性）
に問題があり、必ずしも実用的であるとはいえない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、金属腐食、スケール及びスライムや藻類
の発生を同時に防止しうる上、低毒性でかつ経時安定性
や各成分の溶解性が改良されたマルチタイプの実用的な
一液型水処理剤を提供することを目的としてなされたも
のである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、マルチタ
イプの実用的な一液型水処理剤を開発すべく鋭意研究を
重ねた結果、金属腐食防止作用、スケール発生防止作用
及びスライムや藻類発生防止作用をそれぞれ有する特定
の各成分を有効成分として含有するものにより、その目
的を達成しうることを見出し、この知見に基づいて本発
明を完成するに至った。

【００１１】すなわち、本発明は、（Ａ）水溶性カチオ
ンポリマー、（Ｂ）ホスホン酸類、（Ｃ）モリブデン酸
塩、（Ｄ）ベンゾトリアゾール類及び（Ｅ）亜鉛含有化
合物の組合せを有効成分として含有して成る一液型水処
理剤を提供するものである。

【００１２】本発明水処理剤において、（Ａ）成分とし
て用いられる水溶性カチオンポリマーとしては、例えば
一般式

【化２】（式中のｎは４〜４０の整数である）で表わされるポリ
［オキシエチレン（ジメチルイミノ）エチレン（ジメチ
ルイミノ）エチレンジクロリド］が好ましく挙げられ
る。

【００１３】このものは、水に完全に溶解して微酸性を
呈する防藻・防菌効果に優れたスライム防止剤であっ
て、従来のカチオン性重合体や第四級アンモニウム塩な
どの殺菌剤は発泡性が極めて高いという欠点を有する
が、実質上非発泡性であり、かつ非刺激性であるなどの
特徴を有しており、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′‐テトラメチル
エチレンジアミンとジクロロエチルエーテルとの反応に
より、容易に製造することができる。このカチオンポリ
マーは、水中濃度が通常０．１〜１００ｐｐｍの範囲で
スライムや藻類の発生防止作用が有効に発揮される。好
ましい濃度は０．２〜３０ｐｐｍの範囲で選ばれる。

【００１４】（Ｂ）成分として用いられるホスホン酸類
としては、例えば１‐ヒドロキシエチリデン‐１，１‐
ジホスホン酸、アミノトリメチレンホスホン酸及びこれ
らのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩などの
アルカリ塩などが好ましく挙げられ、これらは１種用い
てもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【００１５】これらのホスホン酸類は、ポリリン酸塩
系、リン酸エステル系、高分子系、キレート剤系などの
工業用水処理剤の機能を兼ね備えたスケール防止剤であ
って、特に水中の炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫
酸バリウム、水酸化第二鉄などの析出付着を効果的に防
止する作用を有している。また、（Ｄ）成分のベンゾト
リアゾール類や（Ｅ）成分の亜鉛含有化合物などの防食
剤との併用により、スケール防止作用とともに相乗効果
によって防食作用も発揮することが認められている。そ
の水中濃度は、スケール防止作用が効果的に発揮される
には１〜２０ｐｐｍの範囲が望ましく、また相乗効果に
より防食作用が効果的に発揮されるには１〜１０ｐｐｍ
程度で十分である。

【００１６】（Ｃ）成分として用いられるモリブデン酸
塩としては、例えばモリブデン酸ナトリウムやモリブデ
ン酸カリウムなどのモリブデン酸アルカリ塩を挙げるこ
とができる。このモリブデン酸塩は酸化被膜型の防食剤
として作用し、特に鉄に対して陽極型インヒビターとし
て優れた腐食抑制効果を発揮する。しかし、単独では高
濃度で使用しないと効果が低いが、他の防食剤との併用
により相乗効果が発揮される。その水中濃度は、通常１
〜５０ｐｐｍの範囲で選ばれるが、１〜５ｐｐｍ程度で
も相乗効果が発揮される。

【００１７】（Ｄ）成分として用いられるベンゾトリア
ゾール類としては、例えば１，２，３‐ベンゾトリアゾ
ールやトリルトリアゾールなどが挙げられるが、これら
の中で１，２，３‐ベンゾトリアゾールが好適である。
このベンゾトリアゾール類は金属、特に銅板と結合して
保護被膜を形成し、銅腐食に対して優れた抑制効果を発
揮する。

【００１８】（Ｅ）成分として用いられる亜鉛含有化合
物としては、例えば硫酸亜鉛や硝酸亜鉛などが挙げられ
るが、これらの中で、溶解性などの点から硝酸亜鉛が好
適である。この亜鉛含有化合物は陰極型インヒビターと
して作用し、また、他の防食剤との併用により、相乗効
果を発揮する。

【００１９】本発明の一液型水処理剤は、水性媒体中
に、水処理剤全重量に基づき、（Ａ）水溶性カチオンポ
リマー１〜３０重量％、（Ｂ）ホスホン酸類１〜３０重
量％、（Ｃ）モリブデン酸塩１〜１０重量％、（Ｄ）ベ
ンゾトリアゾール類０．５〜５重量％及び（Ｅ）亜鉛含
有化合物０．５〜５重量％を添加し、均質に溶解させる
ことにより、調製することができる。

【００２０】このようにして得られた水処理剤のｐＨは
５〜７の範囲にあるのが望ましく、このｐＨが５未満で
は、各成分の種類や使用量、特にホスホン酸類の種類や
使用量によっては白濁したり、保存安定性が悪くなるこ
とがある上、防食効果が十分に発揮されないおそれがあ
るし、７を超える場合、特に９以上では保存安定性が悪
くなる傾向がみられる。

【００２１】該ｐＨの調整は、遊離のホスホン酸とホス
ホン酸アルカリ塩とを適当な割合で組み合わせて用いる
ことにより行ってもよいし、水酸化ナトリウムや水酸化
カリウムなどのアルカリ、あるいは塩酸や硫酸などの酸
を用いて行ってもよい。

【００２２】次に、本発明の一液型水処理剤の好適な調
製方法の１例について説明すると、まず比較的難溶性の
ベンゾトリアゾール類に、ジエチレングリコールなどの
可溶化剤を３〜８重量倍程度添加して湿潤化したのち、
これに水などの水性媒体を加え、十分にかきまぜて該ベ
ンゾトリアゾール類を溶解させ、次いでホスホン酸類を
加えて溶解させる。この際、２種以上のホスホン酸類を
溶解させる場合、アルカリ性のものを先に加え、次いで
酸性のものを加えるのが望ましい。

【００２３】次に、亜鉛含有化合物を加えて溶解させた
のち、モリブデン酸塩を加えて溶解し、次いで必要なら
ば水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどのアルカリ、
あるいは塩酸や硫酸などの酸を用いて好ましくはｐＨを
５〜７に調整してから、水溶性カチオンポリマーを添加
して溶解させることにより、本発明の一液型水処理剤が
得られる。

【００２４】

【発明の効果】本発明水処理剤は、マルチタイプの一液
型であって、金属腐食、スケール及びスライムや藻の発
生を同時に防止しうる上、低毒性でかつ経時安定性や各
成分の溶解性が良好であり、しかも無発泡性で取扱いが
容易であるなどの特徴を有し、例えば循環冷却水系、冷
暖房水系及びこれらの関連装置などに好適に用いられ
る。

【００２５】

【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。

【００２６】実施例１ベンゾトリアゾール０．８重量部にジエチレングリコー
ル３重量部を加えて湿潤化したのち、所定量の水を加
え、十分にかきまぜてベンゾトリアゾールを溶解させた
のち、１‐ヒドロキシエチリデン‐１，１‐ジホスホン
酸６０重量％を含有する薬剤［ホスホン酸（Ｉ）］を表
１に示す量加え溶解させ、次いで硝酸亜鉛１．０重量部
を加えて溶解させたのち、さらにモリブデン酸ナトリウ
ム４．０重量部を加え、溶解させた。次に、水酸化ナト
リウムを加えずに、又は表１に示す量加えたのち、ポリ
［オキシエチレン（ジメチルイミノ）エチレン（ジメチ
ルイミノ）エチレンジクロリド］６０重量％を含有する
薬剤（ＷＳＣＰ）８．０重量部を加え、溶解させること
により、表１に示す組成の一液型水処理剤を調製した。

【００２７】この一液型水処理剤のｐＨ、外観及び保存
安定性を求め、その結果を表１に示した。

【００２８】なお、保存安定性は、−５℃で４週間、４
０℃で４週間それぞれ放置したのちの外観を観察し、次
の判定基準に従って求めた。○：変化なし、△：茶褐色
に着色、×：白濁化し凝集

【表１】

【００２９】表１から分かるように、ホスホン酸（Ｉ）
１０重量％を含有する水処理剤ＡはｐＨ２で白濁を呈
し、保存安定性が悪い。これに対し、ホスホン酸（Ｉ）
１５．０重量％以上を含有する水処理剤Ｂ〜Ｆは酸性で
あるが、透明であり、かつ保存安定性も良好である。

【００３０】実施例２実施例１と同様にして、表２に示す組成の一液型水処理
剤を調製した。ただし、ホスホン酸（Ｉ）及び（ＩＩ）
（１‐ヒドロキシエチリデン‐１，１‐ジホスホン酸の
ナトリウム塩重量％を含有する薬剤）を併用する場
合、（ＩＩ）を添加したのち、（Ｉ）を添加した。

【００３１】この一液型水処理剤のｐＨ、外観及び保存
安定性を実施例１と同様にして求め、その結果を表２に
示した。

【表２】

【００３２】表２から、組成やｐＨの違いによって、白
濁したり、保存安定性が影響を受けることが分かる。

【００３３】実施例３実施例１と同様にして、表３に示す一液型水処理剤を調
製し、ｐＨ、外観及び保存安定性を求めた。その結果を
表３に示す。ただし、ｐＨ調整剤によるｐＨ調整は行わ
なかった。

【表３】

【００３４】試験例１表４に示す一液型水処理剤について、表４に示す細菌、
糸状菌、藻類に対する防菌・防藻効果を、各種微生物の
生育を抑制する最小抑制濃度を求め評価した。その結果
を表４に示す。

【表４】

【００３５】試験例２２ｌの腐食水（ＮａＣｌ０．１６５ｇ，ＮａＨＣＯ
_３０．１３８ｇ，Ｎａ_２ＳＯ_４０．１４８ｇ／ｌ）に、
表５に示す種類の一液型水処理剤を、濃度が０，５０，
１００及び２００ｐｐｍになるように加え、この液中に
鋼板（ＳＰＣＣ）、銅板、アルミ板及び亜鉛めっき板の
テストピース（１００×５０×２ｍｍ）を吊るし、９日
間ポンプ循環させて、各テストピースの腐食率（ｍｇ／
ｄｈ／ｄａｙ，ｍｄｄ）を求め、その結果を表５に示し
た。

【表５】

【００３６】試験例３冷却塔容量：２５０ＲＴ、保有水：１．５トンのクーリ
ングタワーを用い、補給水量：工業用水２３．４トン／
日、濃縮倍率：１０倍の条件で、補給水に一液型水処理
剤Ｎを有効成分濃度が１００ｐｐｍになるように添加し
て６か月間連続運転を行った。

【００３７】その結果、熱交換チューブ及び機内に障害
となるようなスケール形成は認められず、また、機内に
吊るした鋼板（ＳＰＣＣ）、銅板及びアルミニウム板の
テストピース（１００×５０×２ｍｍ）の腐食率は、そ
れぞれ０．７，０．０２及び０．０１ｍｄｄであった。

【００３８】さらに、スライムや藻類の発生は認められ
ず、また期間中、高圧カットは発生しなかった。

【００３９】以上の結果から分かるように、ホスホン酸
（Ｉ）の単独使用の場合、１５重量％以上を使用すれば
処理剤は透明になるが、強酸性になるので、これを中和
するのに多量のアルカリを加えねばならず、その結果、
他の成分、特にＷＳＣＰに影響を与え、防菌・防藻効果
に影響を及ぼす（水処理剤Ｄ）。また、酸性のホスホン
酸（Ｉ）とアルカリ性のホスホン酸（ＩＩ）とを組み合
わせてｐＨを５〜７に調整したものは保存安定性と各効
力が保持されるとともに、各成分の溶解性もよく、透明
となる。水処理剤のｐＨが９以上になると保存安定性が
悪くなる傾向がみられる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小島昌明東京都中央区銀座四丁目11番２号ソマール株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）水溶液カチオンポリマー、（Ｂ）
ホスホン酸類、（Ｃ）モリブデン酸塩、（Ｄ）ベンゾト
リアゾール類及び（Ｅ）亜鉛含有化合物の組合せを有効
成分として含有して成る一液型水処理剤。
【請求項２】（Ａ）成分１〜３０重量％、（Ｂ）成分
１〜３０重量％、（Ｃ）成分１〜１０重量％、（Ｄ）成
分０．５〜５重量％、（Ｅ）成分０．５〜５重量％を含
有して成る請求項１記載の一液型水処理剤。
【請求項３】ｐＨが５〜７の範囲にある請求項１又は
２記載の一液型水処理剤。
【請求項４】水溶性カチオンポリマーが、一般式【化１】（式中のｎは４〜４０の整数である）で表わされるポリ［オキシエチレン（ジメチルイミノ）
エチレン（ジメチルイミノ）エチレンジクロリド］であ
る請求項１ないし３のいずれかに記載の一液型水処理
剤。
【請求項５】ホスホン酸類が１‐ヒドロキシエチリデ
ン‐１，１‐ジホスホン酸、アミノトリメチレンホスホ
ン酸及びこれらのアルカリ塩の中から選ばれた少なくと
も１種である請求項１ないし４のいずれかに記載の一液
型水処理剤。
【請求項６】モリブデン酸塩がモリブデン酸アルカリ
塩である請求項１ないし５のいずれかに記載の一液型水
処理剤。
【請求項７】ベンゾトリアゾール類が１，２，３‐ベ
ンゾトリアゾールである請求項１ないし６のいずれかに
記載の一液型水処理剤。
【請求項８】亜鉛含有化合物が硫酸亜鉛及び硝酸亜鉛
の中から選ばれた少なくとも１種である請求項１ないし
７のいずれかに記載の一液型水処理剤。