JPH08224597A - 水性系においてスケール形成を防止する方法 - Google Patents
水性系においてスケール形成を防止する方法Info
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- JPH08224597A JPH08224597A JP7325221A JP32522195A JPH08224597A JP H08224597 A JPH08224597 A JP H08224597A JP 7325221 A JP7325221 A JP 7325221A JP 32522195 A JP32522195 A JP 32522195A JP H08224597 A JPH08224597 A JP H08224597A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 少量の低分子量で水溶性のポリマーを加える
ことによって、水性系においてスケール形成を防止し、
腐食抑制を向上させる改良された方法を提供する。 【解決手段】 水性系に、不飽和スルホン酸単位３０〜
６０重量％、カルボン酸単位３５〜６５重量％、及び場
合によっては非イオン化性モノマーから選択される１以
上の単位１０重量％以下を有する、少量の選択された低
分子量水溶性ポリマーを加えることによって、スケール
形成性塩を含む水性系を安定化する方法が提供される。
本発明方法において用いるポリマーは、高温条件下にお
いて改良されたホスフェート及び鉄安定化を与える。５
０／５０重量％の２−アクリルアミド−２−メチル−１
−プロパンスルホン酸／アクリル酸をベースとするポリ
マー組成物が、高温、例えば８０〜１００℃で使用する
のに特に好ましい。
ことによって、水性系においてスケール形成を防止し、
腐食抑制を向上させる改良された方法を提供する。 【解決手段】 水性系に、不飽和スルホン酸単位３０〜
６０重量％、カルボン酸単位３５〜６５重量％、及び場
合によっては非イオン化性モノマーから選択される１以
上の単位１０重量％以下を有する、少量の選択された低
分子量水溶性ポリマーを加えることによって、スケール
形成性塩を含む水性系を安定化する方法が提供される。
本発明方法において用いるポリマーは、高温条件下にお
いて改良されたホスフェート及び鉄安定化を与える。５
０／５０重量％の２−アクリルアミド−２−メチル−１
−プロパンスルホン酸／アクリル酸をベースとするポリ
マー組成物が、高温、例えば８０〜１００℃で使用する
のに特に好ましい。
Description
【０００１】（背景）本発明は、少量の低分子量で水溶
性のポリマーを加えることによって、水性系においてス
ケール形成を防止し、腐食抑制を向上させる改良された
方法に関する。より詳しくは、本発明は、一緒に重合す
ると、冷却水のような、ホスフェート、鉄、亜鉛及び他
のスケール形成塩を含む水性系に対して、驚くべき改良
された沈澱抑制及び腐食抑制効果を示すポリマー組成物
を形成するモノマーの選択に関する。
性のポリマーを加えることによって、水性系においてス
ケール形成を防止し、腐食抑制を向上させる改良された
方法に関する。より詳しくは、本発明は、一緒に重合す
ると、冷却水のような、ホスフェート、鉄、亜鉛及び他
のスケール形成塩を含む水性系に対して、驚くべき改良
された沈澱抑制及び腐食抑制効果を示すポリマー組成物
を形成するモノマーの選択に関する。
【０００２】多くの工業用途及び居住領域においては、
比較的高い濃度の無機塩を含む水が用いられている。こ
れらの塩は、カルシウム、マグネシウム又はバリウムの
ような金属カチオンと、ホスフェート、カーボネート及
びスルフェートのような無機アニオンとの反応によって
形成される。これらの塩は、水に対して低い溶解性を有
し、溶液中のそれらの濃度が増加したり、あるいはこれ
らを含む水のｐＨ又は温度が上昇したりすると、これら
の塩は、溶液から沈澱し、結晶化し、表面に硬質の付着
物又はスケールを形成する傾向がある。スケール形成
は、伝熱装置、ボイラー、油回収装置において、あるい
はかかる硬質水で洗浄した衣服において問題となる。
比較的高い濃度の無機塩を含む水が用いられている。こ
れらの塩は、カルシウム、マグネシウム又はバリウムの
ような金属カチオンと、ホスフェート、カーボネート及
びスルフェートのような無機アニオンとの反応によって
形成される。これらの塩は、水に対して低い溶解性を有
し、溶液中のそれらの濃度が増加したり、あるいはこれ
らを含む水のｐＨ又は温度が上昇したりすると、これら
の塩は、溶液から沈澱し、結晶化し、表面に硬質の付着
物又はスケールを形成する傾向がある。スケール形成
は、伝熱装置、ボイラー、油回収装置において、あるい
はかかる硬質水で洗浄した衣服において問題となる。
【０００３】炭素鋼から製造される工業用冷却塔及び熱
交換器をはじめとする多くの冷却水系においては、溶解
酸素の存在によって引き起こされる腐食の問題がある。
腐食は、オルトホスフェート、ポリホスフェート及び亜
鉛化合物のような種々の抑制剤を単独又は組み合わせて
加えることによって防止されている。しかしながら、ホ
スフェートを添加すると、カルシウムホスフェートのよ
うな高度に不溶性のホスフェート塩が形成される。ま
た、亜鉛化合物を添加した場合にも、水酸化亜鉛及び亜
鉛ホスフェートのような無機塩が沈澱する可能性があ
る。沈澱泥、沈泥及びクレーのような他の無機沈澱物は
冷却水において通常的にみられるものである。これらの
粒子は、表面上に沈降し、有効に分散させない限り、そ
れによって水流及び熱移動が制限される。
交換器をはじめとする多くの冷却水系においては、溶解
酸素の存在によって引き起こされる腐食の問題がある。
腐食は、オルトホスフェート、ポリホスフェート及び亜
鉛化合物のような種々の抑制剤を単独又は組み合わせて
加えることによって防止されている。しかしながら、ホ
スフェートを添加すると、カルシウムホスフェートのよ
うな高度に不溶性のホスフェート塩が形成される。ま
た、亜鉛化合物を添加した場合にも、水酸化亜鉛及び亜
鉛ホスフェートのような無機塩が沈澱する可能性があ
る。沈澱泥、沈泥及びクレーのような他の無機沈澱物は
冷却水において通常的にみられるものである。これらの
粒子は、表面上に沈降し、有効に分散させない限り、そ
れによって水流及び熱移動が制限される。
【０００４】スケール形成物質の沈澱を抑制する添加剤
によって利益を受けるであろうプロセスとしては、例え
ば、冷却水、ボイラー水、地熱プロセス水、砂糖処理及
び蒸留方法を用いる脱塩工程が挙げられる。これらのプ
ロセスのそれぞれにおいては、熱が、水へ又は水から伝
わり、種々の方法で沈澱の問題を悪化させる可能性があ
る。スケール形成塩を含む水性系の安定化は、１以上の
メカニズムを包含する。抗沈澱法は、おそらくは成核の
直後に抑制剤を塩結晶上に吸着させ、それによって更な
る結晶成長を妨害することによって、塩の寸法をサブコ
ロイドの次元に制限することによって沈澱を遅延させる
ことを包含する。他の安定化のメカニズムは、抑制剤
が、形成された全てのスケールの結晶構造を妨害し且つ
歪ませて、スケールをより容易に破壊可能にし、且つ分
散可能にする能力を包含するものである。
によって利益を受けるであろうプロセスとしては、例え
ば、冷却水、ボイラー水、地熱プロセス水、砂糖処理及
び蒸留方法を用いる脱塩工程が挙げられる。これらのプ
ロセスのそれぞれにおいては、熱が、水へ又は水から伝
わり、種々の方法で沈澱の問題を悪化させる可能性があ
る。スケール形成塩を含む水性系の安定化は、１以上の
メカニズムを包含する。抗沈澱法は、おそらくは成核の
直後に抑制剤を塩結晶上に吸着させ、それによって更な
る結晶成長を妨害することによって、塩の寸法をサブコ
ロイドの次元に制限することによって沈澱を遅延させる
ことを包含する。他の安定化のメカニズムは、抑制剤
が、形成された全てのスケールの結晶構造を妨害し且つ
歪ませて、スケールをより容易に破壊可能にし、且つ分
散可能にする能力を包含するものである。
【０００５】水性系を安定化させるために種々の方法が
用いられている。（メタ）アクリル酸及び塩から誘導さ
れるポリマー、並びにかかるポリマーと他の化合物及び
ポリマーとの混合物が、水性系用の沈澱抑制剤として用
いられている。
用いられている。（メタ）アクリル酸及び塩から誘導さ
れるポリマー、並びにかかるポリマーと他の化合物及び
ポリマーとの混合物が、水性系用の沈澱抑制剤として用
いられている。
【０００６】米国特許第３，７０９，８１５号において
は、カルシウムホスフェート沈澱物を室温で分散させる
ための、２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパ
ンスルホン酸１５〜１００モル％／アクリル酸又はアク
リルアミド０〜８５モル％を含む、２０，０００を超え
る分子量を有するポリマーが開示されており、高温ボイ
ラー系においてこのポリマーを用いることが提案されて
いる。
は、カルシウムホスフェート沈澱物を室温で分散させる
ための、２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパ
ンスルホン酸１５〜１００モル％／アクリル酸又はアク
リルアミド０〜８５モル％を含む、２０，０００を超え
る分子量を有するポリマーが開示されており、高温ボイ
ラー系においてこのポリマーを用いることが提案されて
いる。
【０００７】米国特許第３，８０６，３６７号において
は、２０〜８０％の２−アクリルアミド−２−メチル−
１−プロパンスルホン酸を含み、分子量１，０００〜１
００，０００を有する、水性系において２５℃で沈殿を
分散させるためのポリマーが開示されている。
は、２０〜８０％の２−アクリルアミド−２−メチル−
１−プロパンスルホン酸を含み、分子量１，０００〜１
００，０００を有する、水性系において２５℃で沈殿を
分散させるためのポリマーが開示されている。
【０００８】米国特許第３，９２８，１９６号において
は、５〜７５モル％の２−アクリルアミド−２−メチル
−１−プロパンスルホン酸と２５〜９５モル％のアクリ
ル酸を含み、分子量１，０００〜１０，０００を有す
る、６５〜６６℃において硫酸カルシウム及び炭酸カル
シウムの沈殿を抑制するためのポリマーが開示されてい
る。
は、５〜７５モル％の２−アクリルアミド−２−メチル
−１−プロパンスルホン酸と２５〜９５モル％のアクリ
ル酸を含み、分子量１，０００〜１０，０００を有す
る、６５〜６６℃において硫酸カルシウム及び炭酸カル
シウムの沈殿を抑制するためのポリマーが開示されてい
る。
【０００９】米国特許第４，６４０，７９３号において
は、２５，０００以下の分子量を有する、（メタ）アク
リル酸２０〜８０％／２−アクリルアミド−２−メチル
−１−プロパンスルホン酸２０〜８０％のポリマーと、
（メタ）アクリル酸ポリマーとの混合物を、水性系にお
いて６０〜６５℃で、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム
又はリン酸カルシウムの沈殿を抑制するために用いるこ
とが開示されている。
は、２５，０００以下の分子量を有する、（メタ）アク
リル酸２０〜８０％／２−アクリルアミド−２−メチル
−１−プロパンスルホン酸２０〜８０％のポリマーと、
（メタ）アクリル酸ポリマーとの混合物を、水性系にお
いて６０〜６５℃で、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム
又はリン酸カルシウムの沈殿を抑制するために用いるこ
とが開示されている。
【００１０】米国特許第４，７１１，７２５号において
は、１０〜８４％の（メタ）アクリル酸／１１〜４０％
の２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスル
ホン酸及び５〜５０％の第３のモノマーを含み、３，０
００〜２５，０００の分子量を有する、水性系において
７０℃でリン酸カルシウムの沈殿を抑制するためのター
ポリマーが開示されている。
は、１０〜８４％の（メタ）アクリル酸／１１〜４０％
の２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスル
ホン酸及び５〜５０％の第３のモノマーを含み、３，０
００〜２５，０００の分子量を有する、水性系において
７０℃でリン酸カルシウムの沈殿を抑制するためのター
ポリマーが開示されている。
【００１１】（メタ）アクリル酸、アクリルアミドアル
キルスルホン酸及び他のエチレン性不飽和モノマーから
誘導されるポリマーを用いた、７０℃以下の温度におけ
る水性系でのスケールの抑制、分散及び／又は安定化に
ついて開示した文献が数多くあるにもかかわらず、いず
れの公知の単一の物質又はそれらの組合せも、低い使用
量において、高温条件下、例えば約８０℃を超える温度
において、特に鉄及びリン酸塩の存在下で操作される冷
却塔水において通常みられる種々のタイプのスケール形
成性塩のすべてを含む水性系を安定化させるのに完全に
有効であることは見出されていない。これまで、これら
の用途のために用いられているある種の公知の物質を、
ある種の選択された重量比で一緒に重合して低分子量の
水溶性ポリマー組成物を形成させると、それぞれの成分
の最も優れた高温安定化特性が得られるということを見
出した者はいない。
キルスルホン酸及び他のエチレン性不飽和モノマーから
誘導されるポリマーを用いた、７０℃以下の温度におけ
る水性系でのスケールの抑制、分散及び／又は安定化に
ついて開示した文献が数多くあるにもかかわらず、いず
れの公知の単一の物質又はそれらの組合せも、低い使用
量において、高温条件下、例えば約８０℃を超える温度
において、特に鉄及びリン酸塩の存在下で操作される冷
却塔水において通常みられる種々のタイプのスケール形
成性塩のすべてを含む水性系を安定化させるのに完全に
有効であることは見出されていない。これまで、これら
の用途のために用いられているある種の公知の物質を、
ある種の選択された重量比で一緒に重合して低分子量の
水溶性ポリマー組成物を形成させると、それぞれの成分
の最も優れた高温安定化特性が得られるということを見
出した者はいない。
【００１２】本発明は、高温条件下において水性系を安
定化させるための改良された方法を提供することによっ
て従来技術の問題を解決することを目的とする。
定化させるための改良された方法を提供することによっ
て従来技術の問題を解決することを目的とする。
【００１３】（発明の概要）本発明は、無機塩の沈澱を
抑制することによって水性系を安定化させる方法であっ
て、水性系に、（ａ）２−アクリルアミド−２−メチル
−１−プロパンスルホン酸、２−メタクリルアミド−２
−メチル−１−プロパンスルホン酸、３−メタクリルア
ミド−２−ヒドロキシ−１−プロパンスルホン酸又はそ
れらの塩の１以上から選択される不飽和スルホン酸４０
〜６０重量％；及び（ｂ）アクリル酸又はメタクリル酸
又はそれらの塩から選択される不飽和カルボキシルモノ
マー４０〜６０重量％；のモノマー単位を有する有効量
の水溶性ポリマーを加えることを含み；ポリマーの重量
平均分子量は約３，０００〜約１０，０００であり；水
性系は、鉄、亜鉛、カルシウム、ホスフェート又はモリ
ブデートイオンの１以上から選択される無機イオンを含
み；水性系を約８０℃を超える温度に保持される；前記
の方法を提供する。
抑制することによって水性系を安定化させる方法であっ
て、水性系に、（ａ）２−アクリルアミド−２−メチル
−１−プロパンスルホン酸、２−メタクリルアミド−２
−メチル−１−プロパンスルホン酸、３−メタクリルア
ミド−２−ヒドロキシ−１−プロパンスルホン酸又はそ
れらの塩の１以上から選択される不飽和スルホン酸４０
〜６０重量％；及び（ｂ）アクリル酸又はメタクリル酸
又はそれらの塩から選択される不飽和カルボキシルモノ
マー４０〜６０重量％；のモノマー単位を有する有効量
の水溶性ポリマーを加えることを含み；ポリマーの重量
平均分子量は約３，０００〜約１０，０００であり；水
性系は、鉄、亜鉛、カルシウム、ホスフェート又はモリ
ブデートイオンの１以上から選択される無機イオンを含
み；水性系を約８０℃を超える温度に保持される；前記
の方法を提供する。
【００１４】本発明は、更に、無機塩の沈澱を抑制する
ことによって水性系を安定化させる方法であって、水性
系に、（ａ）２−アクリルアミド−２−メチル−１−プ
ロパンスルホン酸、２−メタクリルアミド−２−メチル
−１−プロパンスルホン酸、３−メタクリルアミド−２
−ヒドロキシ−１−プロパンスルホン酸又はそれらの塩
の１以上から選択される不飽和スルホン酸３０〜６０重
量％；（ｂ）アクリル酸又はメタクリル酸又はそれらの
塩から選択される不飽和カルボキシルモノマー３５〜６
５重量％；及び（ｃ）ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミ
ド、ｔｅｒｔ−オクチルアクリルアミド、ジメチルアク
リルアミド、アクリルアミド、アクリロイルモルホリ
ン、スチレン、エチルアクリレート、ブチルアクリレー
ト、ヒドロキシエチルメタクリレート又はヒドロキシプ
ロピルアクリレートの１以上から選択される不飽和非イ
オン化性モノマー０．１〜１０重量％；のモノマー単位
を有する有効量の水溶性ポリマーを加えることを含み；
ポリマーの重量平均分子量は約３，０００〜約１２，０
００であり；水性系は、鉄、亜鉛、カルシウム、ホスフ
ェート又はモリブデートイオンの１以上から選択される
無機イオンを含み；水性系を約８０℃を超える温度に保
持する；前記の方法を提供する。
ことによって水性系を安定化させる方法であって、水性
系に、（ａ）２−アクリルアミド−２−メチル−１−プ
ロパンスルホン酸、２−メタクリルアミド−２−メチル
−１−プロパンスルホン酸、３−メタクリルアミド−２
−ヒドロキシ−１−プロパンスルホン酸又はそれらの塩
の１以上から選択される不飽和スルホン酸３０〜６０重
量％；（ｂ）アクリル酸又はメタクリル酸又はそれらの
塩から選択される不飽和カルボキシルモノマー３５〜６
５重量％；及び（ｃ）ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミ
ド、ｔｅｒｔ−オクチルアクリルアミド、ジメチルアク
リルアミド、アクリルアミド、アクリロイルモルホリ
ン、スチレン、エチルアクリレート、ブチルアクリレー
ト、ヒドロキシエチルメタクリレート又はヒドロキシプ
ロピルアクリレートの１以上から選択される不飽和非イ
オン化性モノマー０．１〜１０重量％；のモノマー単位
を有する有効量の水溶性ポリマーを加えることを含み；
ポリマーの重量平均分子量は約３，０００〜約１２，０
００であり；水性系は、鉄、亜鉛、カルシウム、ホスフ
ェート又はモリブデートイオンの１以上から選択される
無機イオンを含み；水性系を約８０℃を超える温度に保
持する；前記の方法を提供する。
【００１５】（詳細な説明）本発明者らは、選択された
重量比で形成された選択された低分子量のポリマー組成
物を、これらの公知のモノマーのそれぞれの有利なスケ
ール抑制特性を有し、さらに対応する従来のホモポリマ
ー、コポリマー及びこれらの混合物と比較して高温にお
ける水性系用の安定剤として驚くべき改良された特性を
与えるようにすることができることを見出した。
重量比で形成された選択された低分子量のポリマー組成
物を、これらの公知のモノマーのそれぞれの有利なスケ
ール抑制特性を有し、さらに対応する従来のホモポリマ
ー、コポリマー及びこれらの混合物と比較して高温にお
ける水性系用の安定剤として驚くべき改良された特性を
与えるようにすることができることを見出した。
【００１６】本発明において有用であることが見出され
たポリマー組成物は、少なくとも二つのタイプのモノマ
ー：（１）カルボキシルタイプ及びその塩；（２）スル
ホンタイプ及びその塩から誘導される単位、並びに任意
の（３）ある種の不飽和非イオン化性タイプのモノマー
から誘導される単位を含む。
たポリマー組成物は、少なくとも二つのタイプのモノマ
ー：（１）カルボキシルタイプ及びその塩；（２）スル
ホンタイプ及びその塩から誘導される単位、並びに任意
の（３）ある種の不飽和非イオン化性タイプのモノマー
から誘導される単位を含む。
【００１７】ここで用いる「（メタ）アクリレート」及
び「（メタ）アクリルアミド」という用語は、それぞ
れ、対応するアクリレート又はメタクリレート及びアク
リルアミド又はメタクリルアミドのいずれかを指す。ま
た、ここで用いる「置換」という用語は、種々の（メ
タ）アクリルアミドと共に用いて、これらの化合物の窒
素に結合している水素の一方又は両方が、例えば（Ｃ1
〜Ｃ8 ）アルキル又はヒドロキシ（Ｃ1 〜Ｃ8 ）アルキ
ル基で置換されていることを示す。「置換」という用語
を種々のアルキル（メタ）アクリレートと共に用いる場
合には、アルキル基の水素の１以上が、例えばヒドロキ
シル基で置換されていることを示す。
び「（メタ）アクリルアミド」という用語は、それぞ
れ、対応するアクリレート又はメタクリレート及びアク
リルアミド又はメタクリルアミドのいずれかを指す。ま
た、ここで用いる「置換」という用語は、種々の（メ
タ）アクリルアミドと共に用いて、これらの化合物の窒
素に結合している水素の一方又は両方が、例えば（Ｃ1
〜Ｃ8 ）アルキル又はヒドロキシ（Ｃ1 〜Ｃ8 ）アルキ
ル基で置換されていることを示す。「置換」という用語
を種々のアルキル（メタ）アクリレートと共に用いる場
合には、アルキル基の水素の１以上が、例えばヒドロキ
シル基で置換されていることを示す。
【００１８】ここで用いる全てのパーセントは、特に示
さない限り、重量％で表される。２−アクリルアミド−
２−メチル−１−プロパンスルホン酸モノマーは、以下
においては、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏ
ｎ（Ｗｉｃｋｌｉｆｆｅ，Ｏｈｉｏ， Ｕ．Ｓ．Ａ．）
の商標である略号「ＡＭＰＳ」と称される。
さない限り、重量％で表される。２−アクリルアミド−
２−メチル−１−プロパンスルホン酸モノマーは、以下
においては、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏ
ｎ（Ｗｉｃｋｌｉｆｆｅ，Ｏｈｉｏ， Ｕ．Ｓ．Ａ．）
の商標である略号「ＡＭＰＳ」と称される。
【００１９】「沈澱を抑制する」という表現は、スケー
ル形成性塩を可溶化するか又は沈澱するスケール形成性
塩の量を減少させることを意味する。「スケール形成性
塩」という表現は、例えば、炭酸カルシウム、硫酸カル
シウム、リン酸カルシウム、硫酸バリウム及びマグネシ
ウム塩を包含することを意味する。「安定化」という用
語は、スケール形成性塩の沈澱を防止すると共に形成さ
れる沈澱の全てを十分に小さな粒径（約０．４５ミクロ
ン以下）に保持して、沈澱粒子が、伝熱表面のような金
属表面又は塔充填物のような他の物質の表面上に通常付
着しないようにすることを意味する。
ル形成性塩を可溶化するか又は沈澱するスケール形成性
塩の量を減少させることを意味する。「スケール形成性
塩」という表現は、例えば、炭酸カルシウム、硫酸カル
シウム、リン酸カルシウム、硫酸バリウム及びマグネシ
ウム塩を包含することを意味する。「安定化」という用
語は、スケール形成性塩の沈澱を防止すると共に形成さ
れる沈澱の全てを十分に小さな粒径（約０．４５ミクロ
ン以下）に保持して、沈澱粒子が、伝熱表面のような金
属表面又は塔充填物のような他の物質の表面上に通常付
着しないようにすることを意味する。
【００２０】「水性系」という表現は、例えば、冷却
水、ボイラー水、脱塩水、糖蒸発器、地熱プロセス水、
多段蒸留システム、及びパルプ及び紙加工水を包含する
ことを意味する。
水、ボイラー水、脱塩水、糖蒸発器、地熱プロセス水、
多段蒸留システム、及びパルプ及び紙加工水を包含する
ことを意味する。
【００２１】ポリマー組成物における不飽和スルホン酸
単位及びその塩の重量％は、３０〜６０％、好ましくは
３５〜５０％、最も好ましくは４０〜５０％の範囲であ
ってよい。本発明において有用な不飽和スルホン酸モノ
マーとしては、例えば、２−アクリルアミド−２−メチ
ル−１−プロパンスルホン酸、２−メタクリルアミド−
２−メチル−１−プロパンスルホン酸、スチレンスルホ
ン酸、ビニルスルホン酸、３−メタクリルアミド−２−
ヒドロキシ−１−プロパンスルホン酸、３−スルホプロ
ピルアクリレート、３−スルホプロピルメタクリレート
又はそれらの塩が挙げられる。好ましくは、不飽和スル
ホン酸単位は、２−アクリルアミド−２−メチル−１−
プロパンスルホン酸の単位である。好ましい塩として
は、例えば、ナトリウム、カリウム及びアンモニウム塩
が挙げられる。
単位及びその塩の重量％は、３０〜６０％、好ましくは
３５〜５０％、最も好ましくは４０〜５０％の範囲であ
ってよい。本発明において有用な不飽和スルホン酸モノ
マーとしては、例えば、２−アクリルアミド−２−メチ
ル−１−プロパンスルホン酸、２−メタクリルアミド−
２−メチル−１−プロパンスルホン酸、スチレンスルホ
ン酸、ビニルスルホン酸、３−メタクリルアミド−２−
ヒドロキシ−１−プロパンスルホン酸、３−スルホプロ
ピルアクリレート、３−スルホプロピルメタクリレート
又はそれらの塩が挙げられる。好ましくは、不飽和スル
ホン酸単位は、２−アクリルアミド−２−メチル−１−
プロパンスルホン酸の単位である。好ましい塩として
は、例えば、ナトリウム、カリウム及びアンモニウム塩
が挙げられる。
【００２２】ポリマー組成物中における不飽和カルボキ
シルモノマー単位及びその塩の重量％は、３５〜６５
％、好ましくは４５〜６０％、最も好ましくは５０〜６
０％であってよい。本発明において有用な不飽和カルボ
キシルモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタク
リル酸、マレイン酸無水物、マレイン酸又はこれらの塩
が挙げられる。好ましくは、不飽和カルボキシルモノマ
ー単位は、アクリル酸又はメタクリル酸の単位であり、
最も好ましくはアクリル酸の単位である。好ましい塩と
しては、例えば、ナトリウム、カリウム及びアンモニウ
ム塩が挙げられる。
シルモノマー単位及びその塩の重量％は、３５〜６５
％、好ましくは４５〜６０％、最も好ましくは５０〜６
０％であってよい。本発明において有用な不飽和カルボ
キシルモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタク
リル酸、マレイン酸無水物、マレイン酸又はこれらの塩
が挙げられる。好ましくは、不飽和カルボキシルモノマ
ー単位は、アクリル酸又はメタクリル酸の単位であり、
最も好ましくはアクリル酸の単位である。好ましい塩と
しては、例えば、ナトリウム、カリウム及びアンモニウ
ム塩が挙げられる。
【００２３】（メタ）アクリル酸又は対応する塩の単位
は、スケール形成性塩の成長結晶又は粒子表面へポリマ
ーを付着させ、沈澱を抑制すると考えられているが、単
独で用いると、即ちポリマー組成物中にスルホン酸単位
を用いないと有効ではない。スルホン酸又は対応する塩
の単位は、約３０重量％を超える量で用いると、驚くべ
きことに、（メタ）アクリル酸成分に対して改良された
カルシウム許容性及びホスフェート安定性を与え、鉄が
存在すると改良された安定性を与える。
は、スケール形成性塩の成長結晶又は粒子表面へポリマ
ーを付着させ、沈澱を抑制すると考えられているが、単
独で用いると、即ちポリマー組成物中にスルホン酸単位
を用いないと有効ではない。スルホン酸又は対応する塩
の単位は、約３０重量％を超える量で用いると、驚くべ
きことに、（メタ）アクリル酸成分に対して改良された
カルシウム許容性及びホスフェート安定性を与え、鉄が
存在すると改良された安定性を与える。
【００２４】用いる場合には、ポリマー組成物中におけ
る任意の不飽和非イオン化性モノマー単位の重量％は、
０．１〜１０％、好ましくは０．５〜１０％、最も好ま
しくは５〜１０％であってよい。本発明において有用な
任意の不飽和非イオン化性モノマーとしては、例えば、
非置換又は置換（メタ）アクリルアミド、例えば（Ｃ1
〜Ｃ8 ）アルキル又はヒドロキシ（Ｃ1 〜Ｃ8 ）アルキ
ルメタクリルアミド及び（Ｃ1 〜Ｃ8 ）アルキル又はヒ
ドロキシ（Ｃ1 〜Ｃ8 ）アルキルアクリルアミド；非置
換又は置換（メタ）アクリレートエステル、例えば（Ｃ
1 〜Ｃ8 ）アルキル又はヒドロキシ（Ｃ1 〜Ｃ8 ）アル
キルメタクリレート及び（Ｃ1 〜Ｃ8 ）アルキル又はヒ
ドロキシ（Ｃ1 〜Ｃ8 ）アルキルアクリレート；及び芳
香族炭化水素モノマー、例えばスチレン及びビニルトル
エンが挙げられる。好ましくは、任意の不飽和非イオン
化性モノマー単位は、ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミ
ド、ｔｅｒｔ−オクチルアクリルアミド、ジメチルアク
リルアミド、アクリルアミド、アクリロイルモルホリ
ン、スチレン、エチルアクリレート、ブチルアクリレー
ト、ヒドロキシエチルメタクリレート又はヒドロキシプ
ロピルアクリレートの１以上の単位である。
る任意の不飽和非イオン化性モノマー単位の重量％は、
０．１〜１０％、好ましくは０．５〜１０％、最も好ま
しくは５〜１０％であってよい。本発明において有用な
任意の不飽和非イオン化性モノマーとしては、例えば、
非置換又は置換（メタ）アクリルアミド、例えば（Ｃ1
〜Ｃ8 ）アルキル又はヒドロキシ（Ｃ1 〜Ｃ8 ）アルキ
ルメタクリルアミド及び（Ｃ1 〜Ｃ8 ）アルキル又はヒ
ドロキシ（Ｃ1 〜Ｃ8 ）アルキルアクリルアミド；非置
換又は置換（メタ）アクリレートエステル、例えば（Ｃ
1 〜Ｃ8 ）アルキル又はヒドロキシ（Ｃ1 〜Ｃ8 ）アル
キルメタクリレート及び（Ｃ1 〜Ｃ8 ）アルキル又はヒ
ドロキシ（Ｃ1 〜Ｃ8 ）アルキルアクリレート；及び芳
香族炭化水素モノマー、例えばスチレン及びビニルトル
エンが挙げられる。好ましくは、任意の不飽和非イオン
化性モノマー単位は、ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミ
ド、ｔｅｒｔ−オクチルアクリルアミド、ジメチルアク
リルアミド、アクリルアミド、アクリロイルモルホリ
ン、スチレン、エチルアクリレート、ブチルアクリレー
ト、ヒドロキシエチルメタクリレート又はヒドロキシプ
ロピルアクリレートの１以上の単位である。
【００２５】本発明者らは、ポリマー組成物中に約５％
の非イオン化性モノマーを含ませることによって、より
低いスルホン酸単位レベルで、例えば、非イオン化性モ
ノマーを用いない場合には４０％のＡＭＰＳであるのに
対して、非イオン化性モノマーを用いる場合には３５％
のＡＭＰＳで、満足できる沈澱抑制を得ることができる
と考えている。本発明者らは、また、約５％の非イオン
化性モノマー単位を含む本発明のポリマー組成物を用い
ることによって、鉄又はホスフェートが多量に存在する
場合にも、より低いポリマー投与レベルで満足できる沈
澱抑制を達成することができると考えている。
の非イオン化性モノマーを含ませることによって、より
低いスルホン酸単位レベルで、例えば、非イオン化性モ
ノマーを用いない場合には４０％のＡＭＰＳであるのに
対して、非イオン化性モノマーを用いる場合には３５％
のＡＭＰＳで、満足できる沈澱抑制を得ることができる
と考えている。本発明者らは、また、約５％の非イオン
化性モノマー単位を含む本発明のポリマー組成物を用い
ることによって、鉄又はホスフェートが多量に存在する
場合にも、より低いポリマー投与レベルで満足できる沈
澱抑制を達成することができると考えている。
【００２６】ホスフェートを含む水性系中においてカル
シウム及び鉄塩が存在すると、スケール形成の問題の原
因となる。カルシウムイオンレベルは、１００〜１００
０ｐｐｍ、通常は２００〜６００ｐｐｍの範囲であって
よい。鉄レベル（第１鉄又は第２鉄イオン）は、０〜３
ｐｐｍ、通常は０．１〜１ｐｐｍの範囲であってよい。
ホスフェートイオンレベルは、２〜３０ｐｐｍ、通常は
５〜１５ｐｐｍの範囲であってよい。
シウム及び鉄塩が存在すると、スケール形成の問題の原
因となる。カルシウムイオンレベルは、１００〜１００
０ｐｐｍ、通常は２００〜６００ｐｐｍの範囲であって
よい。鉄レベル（第１鉄又は第２鉄イオン）は、０〜３
ｐｐｍ、通常は０．１〜１ｐｐｍの範囲であってよい。
ホスフェートイオンレベルは、２〜３０ｐｐｍ、通常は
５〜１５ｐｐｍの範囲であってよい。
【００２７】大量の添加剤を用いることによって冷却水
系におけるホスフェート沈澱の問題を解決することが可
能であるが、低レベルの添加剤を用いて混入を最小に
し、経済的操作を保持することが望ましい。本発明の水
溶性ポリマーは、水性系の約０．１ｐｐｍ〜約１００ｐ
ｐｍの重量で用いることができ、好ましくはポリマーを
約５ｐｐｍ〜約２０ｐｐｍで用いて、満足できる沈澱抑
制を達成する。
系におけるホスフェート沈澱の問題を解決することが可
能であるが、低レベルの添加剤を用いて混入を最小に
し、経済的操作を保持することが望ましい。本発明の水
溶性ポリマーは、水性系の約０．１ｐｐｍ〜約１００ｐ
ｐｍの重量で用いることができ、好ましくはポリマーを
約５ｐｐｍ〜約２０ｐｐｍで用いて、満足できる沈澱抑
制を達成する。
【００２８】本発明のポリマー組成物は、６．５〜約１
０のｐＨ範囲にわたって、好ましくは７〜約９のｐＨ範
囲にわたって、無機塩の沈澱を抑制するのに有用であ
る。通常、亜鉛カチオン又はモリブデートアニオンをベ
ースとする腐食抑制性塩も冷却水系に加える。本発明に
おいて特許請求した組成範囲を有するポリマーを用いる
と、予期しなかったことに、高温、即ち約８０℃を超え
る温度、好ましくは８０℃を超え約１００℃までの温度
において水性系における無機塩の沈澱を抑制するのに有
効である。約６０℃を超える温度において操作される安
定化ホスフェート冷却水系ではスケールのない表面を保
持することが困難であり、亜鉛塩腐食抑制剤を含む系
は、約７０℃を超える温度において同様の問題を有して
いる（Ｊ．Ｒ．Ｍａｃｄｏｎａｌｄ，Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９８７年１月、「正しい
冷却水プログラムの選択」を参照）。本発明者らは、本
発明のポリマー組成物が、予期しなかったことに、８０
℃を超える温度においてホスフェートを含む水性系に対
して安定性を付与することを見出した。
０のｐＨ範囲にわたって、好ましくは７〜約９のｐＨ範
囲にわたって、無機塩の沈澱を抑制するのに有用であ
る。通常、亜鉛カチオン又はモリブデートアニオンをベ
ースとする腐食抑制性塩も冷却水系に加える。本発明に
おいて特許請求した組成範囲を有するポリマーを用いる
と、予期しなかったことに、高温、即ち約８０℃を超え
る温度、好ましくは８０℃を超え約１００℃までの温度
において水性系における無機塩の沈澱を抑制するのに有
効である。約６０℃を超える温度において操作される安
定化ホスフェート冷却水系ではスケールのない表面を保
持することが困難であり、亜鉛塩腐食抑制剤を含む系
は、約７０℃を超える温度において同様の問題を有して
いる（Ｊ．Ｒ．Ｍａｃｄｏｎａｌｄ，Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９８７年１月、「正しい
冷却水プログラムの選択」を参照）。本発明者らは、本
発明のポリマー組成物が、予期しなかったことに、８０
℃を超える温度においてホスフェートを含む水性系に対
して安定性を付与することを見出した。
【００２９】選択された重量比で選択された単位を有す
る本発明方法において有用なポリマー組成物は、約３，
０００〜約１２，０００、好ましくは３，０００〜１
０，０００、最も好ましくは４，０００〜７，０００の
範囲の重量平均分子量を有する。重量平均分子量は、既
知のポリ（メタ）アクリル酸標準物質を用いたゲル透過
クロマトグラフィー（ＧＰＣ）に基づくものである。非
イオン化性モノマー単位を有しない、即ちスルホン酸及
びカルボキシル単位のみを有するポリマー組成物に関し
ては、本発明者らは、より高いスルホン単位レベルの組
成を用いることによって、満足できる沈澱抑制を示す分
子量範囲の上限が広げられると考えている。本発明者ら
は、ＡＡ／ＡＭＰＳポリマー組成物中に約５〜１０％の
非イオン化性モノマーを含ませることによっても、満足
できる沈澱抑制を示す分子量範囲の上限が広げられると
考えている。
る本発明方法において有用なポリマー組成物は、約３，
０００〜約１２，０００、好ましくは３，０００〜１
０，０００、最も好ましくは４，０００〜７，０００の
範囲の重量平均分子量を有する。重量平均分子量は、既
知のポリ（メタ）アクリル酸標準物質を用いたゲル透過
クロマトグラフィー（ＧＰＣ）に基づくものである。非
イオン化性モノマー単位を有しない、即ちスルホン酸及
びカルボキシル単位のみを有するポリマー組成物に関し
ては、本発明者らは、より高いスルホン単位レベルの組
成を用いることによって、満足できる沈澱抑制を示す分
子量範囲の上限が広げられると考えている。本発明者ら
は、ＡＡ／ＡＭＰＳポリマー組成物中に約５〜１０％の
非イオン化性モノマーを含ませることによっても、満足
できる沈澱抑制を示す分子量範囲の上限が広げられると
考えている。
【００３０】本発明の幾つかの態様を、以下の例で詳し
く説明する。全ての比、部及びパーセントは、他に示さ
ない限り重量基準で表し、用いる全ての試薬は、他に示
さない限り良好な商業グレードのものである。
く説明する。全ての比、部及びパーセントは、他に示さ
ない限り重量基準で表し、用いる全ての試薬は、他に示
さない限り良好な商業グレードのものである。
【００３１】ポリマー組成物の合成 本発明において有用なポリマーは、当該技術において周
知の重合法によって調製することができる。これらは、
水性重合、溶液重合又はバルク重合によって調製するこ
とができる。好ましくは、これらは、水性重合によって
調製される。重合は、バッチ、共供給（ｃｏｆｅｅ
ｄ）、ヒール（ｈｅｅｌ）、半連続又は連続法として行
うことができる。好ましくは重合は共供給又は連続法と
して行う。
知の重合法によって調製することができる。これらは、
水性重合、溶液重合又はバルク重合によって調製するこ
とができる。好ましくは、これらは、水性重合によって
調製される。重合は、バッチ、共供給（ｃｏｆｅｅ
ｄ）、ヒール（ｈｅｅｌ）、半連続又は連続法として行
うことができる。好ましくは重合は共供給又は連続法と
して行う。
【００３２】ポリマーを共供給法によって調製する場合
には、一般に、開始剤及びモノマーを、線形的に、即ち
一定速度で供給される別々の流れとして、反応混合物中
に導入する。流れを交互にして、１以上の流れが他の流
れの前に完全に供給されるようにすることができる。ま
た、供給を始める前にモノマー又は開始剤の一部を反応
容器に加えることができる。モノマーは、別々の流れと
して反応混合物中に供給することができ、あるいは１以
上の流れとすることができる。
には、一般に、開始剤及びモノマーを、線形的に、即ち
一定速度で供給される別々の流れとして、反応混合物中
に導入する。流れを交互にして、１以上の流れが他の流
れの前に完全に供給されるようにすることができる。ま
た、供給を始める前にモノマー又は開始剤の一部を反応
容器に加えることができる。モノマーは、別々の流れと
して反応混合物中に供給することができ、あるいは１以
上の流れとすることができる。
【００３３】本発明のポリマーを製造するのに好適な開
始剤は、任意の公知の水溶性フリーラジカル開始剤及び
レドックス開始剤である。好適なフリーラジカル開始剤
としては、例えば、ペルオキシド、ペルスルフェート、
ペルエステル及びアゾ開始剤が挙げられる。好適なレド
ックス開始剤としては、例えば、過酸化水素のようなペ
ルオキシド、及び過硫酸ナトリウムのようなペルスルフ
ェートが挙げられる。フリーラジカル開始剤とレドック
ス開始剤との組合わせのような混合開始剤系を用いるこ
ともできる。開始剤のレベルは、一般に、重合可能なモ
ノマーの全量を基準として、０．１〜約２０重量％であ
る。好ましくは、開始剤は、重合可能なモノマーの全量
を基準として、約１〜約１５重量％、最も好ましくは約
２〜約１０重量％のレベルで存在させる。
始剤は、任意の公知の水溶性フリーラジカル開始剤及び
レドックス開始剤である。好適なフリーラジカル開始剤
としては、例えば、ペルオキシド、ペルスルフェート、
ペルエステル及びアゾ開始剤が挙げられる。好適なレド
ックス開始剤としては、例えば、過酸化水素のようなペ
ルオキシド、及び過硫酸ナトリウムのようなペルスルフ
ェートが挙げられる。フリーラジカル開始剤とレドック
ス開始剤との組合わせのような混合開始剤系を用いるこ
ともできる。開始剤のレベルは、一般に、重合可能なモ
ノマーの全量を基準として、０．１〜約２０重量％であ
る。好ましくは、開始剤は、重合可能なモノマーの全量
を基準として、約１〜約１５重量％、最も好ましくは約
２〜約１０重量％のレベルで存在させる。
【００３４】開始剤に加えて、１以上の促進剤を用いる
こともできる。好適な促進剤としては、金属イオンの水
溶性塩が挙げられる。好適な金属イオンとしては、鉄、
銅、コバルト、マンガン、バナジウム及びニッケルが挙
げられる。好ましくは、促進剤は、鉄又は銅の水溶性塩
である。用いる場合には、促進剤は、重合可能なモノマ
ーの全量を基準として約１〜約１００ｐｐｍのレベルで
存在させる。好ましくは、促進剤は、重合可能なモノマ
ーの全量を基準として約３〜約２０ｐｐｍのレベルで存
在させる。
こともできる。好適な促進剤としては、金属イオンの水
溶性塩が挙げられる。好適な金属イオンとしては、鉄、
銅、コバルト、マンガン、バナジウム及びニッケルが挙
げられる。好ましくは、促進剤は、鉄又は銅の水溶性塩
である。用いる場合には、促進剤は、重合可能なモノマ
ーの全量を基準として約１〜約１００ｐｐｍのレベルで
存在させる。好ましくは、促進剤は、重合可能なモノマ
ーの全量を基準として約３〜約２０ｐｐｍのレベルで存
在させる。
【００３５】特にペルスルフェート塩のような熱開始剤
を用いる場合には、重合性モノマー混合物のｐＨを調整
することが概して望ましい。重合性モノマー混合物のｐ
Ｈは、緩衝系によって、又は好適な酸又は塩基を加える
ことによって制御することができ、系のｐＨは、約３〜
約８、好ましくは約４〜約６．５に維持される。同様
に、レドックス対を用いる場合には、レドックス対の成
分の選択に応じて重合を行わせる最適のｐＨ範囲が存在
する。有効量の好適な酸又は塩基を加えることによっ
て、系のｐＨを調整してレドックス対の選択に適合させ
ることができる。
を用いる場合には、重合性モノマー混合物のｐＨを調整
することが概して望ましい。重合性モノマー混合物のｐ
Ｈは、緩衝系によって、又は好適な酸又は塩基を加える
ことによって制御することができ、系のｐＨは、約３〜
約８、好ましくは約４〜約６．５に維持される。同様
に、レドックス対を用いる場合には、レドックス対の成
分の選択に応じて重合を行わせる最適のｐＨ範囲が存在
する。有効量の好適な酸又は塩基を加えることによっ
て、系のｐＨを調整してレドックス対の選択に適合させ
ることができる。
【００３６】水以外の溶媒を用いて溶液重合として重合
を行う場合には、全反応混合物を基準として、重合性モ
ノマーを、約７０重量％以下、好ましくは約４０〜約６
０重量％の量で用いて反応を行わなければならない。同
様に、水性重合として重合を行う場合には、全反応混合
物を基準として、重合性モノマーを、約７０重量％以
下、好ましくは約４０〜約６０重量％の量で用いて反応
を行わなければならない。一般的には、水性重合として
重合を行うことが好ましい。用いる場合には溶媒又は水
を、ヒール充填物として反応容器中に導入することがで
き、あるいは、別の供給流として、又は反応容器中に導
入する他の成分のひとつの希釈液として反応容器に加え
ることもできる。
を行う場合には、全反応混合物を基準として、重合性モ
ノマーを、約７０重量％以下、好ましくは約４０〜約６
０重量％の量で用いて反応を行わなければならない。同
様に、水性重合として重合を行う場合には、全反応混合
物を基準として、重合性モノマーを、約７０重量％以
下、好ましくは約４０〜約６０重量％の量で用いて反応
を行わなければならない。一般的には、水性重合として
重合を行うことが好ましい。用いる場合には溶媒又は水
を、ヒール充填物として反応容器中に導入することがで
き、あるいは、別の供給流として、又は反応容器中に導
入する他の成分のひとつの希釈液として反応容器に加え
ることもできる。
【００３７】重合反応の温度は、開始剤、溶媒及び目標
分子量の選択に依存する。概して、重合温度は系の沸点
以下であるが、より高い温度を用いる場合には圧力下で
重合を行うことができる。好ましくは、重合温度は約５
０〜約９５℃、最も好ましくは約６０〜約８０℃であ
る。
分子量の選択に依存する。概して、重合温度は系の沸点
以下であるが、より高い温度を用いる場合には圧力下で
重合を行うことができる。好ましくは、重合温度は約５
０〜約９５℃、最も好ましくは約６０〜約８０℃であ
る。
【００３８】鎖長調節剤又は連鎖移動剤を用いて、ポリ
マーの分子量の制御を助けることができる。任意の公知
の水溶性鎖長調節剤又は連鎖移動剤を用いることができ
る。好適な鎖長調節剤としては、例えば、メルカプタ
ン、次亜燐酸塩、イソアスコルビン酸、アルコール、ア
ルデヒド、ヒドロスルファイト及び重亜硫酸塩が挙げら
れる。鎖長調節剤又は連鎖移動剤を用いる場合には、好
ましいメルカプタンは、２−メルカプトエタノール及び
３−メルカプトプロピオン酸であり、好ましい重亜硫酸
塩はピロ亜硫酸ナトリウムである。
マーの分子量の制御を助けることができる。任意の公知
の水溶性鎖長調節剤又は連鎖移動剤を用いることができ
る。好適な鎖長調節剤としては、例えば、メルカプタ
ン、次亜燐酸塩、イソアスコルビン酸、アルコール、ア
ルデヒド、ヒドロスルファイト及び重亜硫酸塩が挙げら
れる。鎖長調節剤又は連鎖移動剤を用いる場合には、好
ましいメルカプタンは、２−メルカプトエタノール及び
３−メルカプトプロピオン酸であり、好ましい重亜硫酸
塩はピロ亜硫酸ナトリウムである。
【００３９】ホスフェート沈澱抑制に関する試験方法 以下において、本発明のポリマー組成物を用いて行われ
る、水性系中におけるリン酸カルシウムの沈澱抑制効果
の試験方法を説明する。本発明のポリマー組成物又は対
照ポリマーを加えることによって得られた沈澱抑制のパ
ーセントを、以下の式を用いて算出した。 （Ｔ／Ｉ）×１００＝抑制パーセント（％） 上式において、Ｔは、アスコルビン酸分光光度分析法
（ＡＰＨＡ標準法、１３版、１９７２年、５３２頁）を
用いて分析した、試験の終了時において溶液中に残存す
るホスフェートイオンの重量ｐｐｍであり、Ｉは、試験
試料中の全ホスフェートのｐｐｍである。
る、水性系中におけるリン酸カルシウムの沈澱抑制効果
の試験方法を説明する。本発明のポリマー組成物又は対
照ポリマーを加えることによって得られた沈澱抑制のパ
ーセントを、以下の式を用いて算出した。 （Ｔ／Ｉ）×１００＝抑制パーセント（％） 上式において、Ｔは、アスコルビン酸分光光度分析法
（ＡＰＨＡ標準法、１３版、１９７２年、５３２頁）を
用いて分析した、試験の終了時において溶液中に残存す
るホスフェートイオンの重量ｐｐｍであり、Ｉは、試験
試料中の全ホスフェートのｐｐｍである。
【００４０】以下の一般的な手順を用いた。 ホスフェート濃度分析：Ｈａｃｈ法を用いたＤＲ／３０
００分光光度計−ＤＲ／３０００ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ
Ｃｏｄｅ Ｐ．４、リン、反応性（オルトホスフェー
ト）、低レンジ（０〜２．０００ｍｇ／ｌ） カルシウムイオン（１２００ｐｐｍＣａ2+）、第１鉄イ
オン（５０ｐｐｍＦｅ2+）及び亜鉛イオン（２５０ｐｐ
ｍＺｎ2+）を含む個々のストック水溶液を、対応する塩
素塩から調製した。但し、第１鉄イオン溶液は硫酸第１
鉄二水和物から調製した。また、リン酸を用いてホスフ
ェートイオン（２５ｐｐｍＰＯ4 3- ）を含むストック溶
液を調製した。
００分光光度計−ＤＲ／３０００ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ
Ｃｏｄｅ Ｐ．４、リン、反応性（オルトホスフェー
ト）、低レンジ（０〜２．０００ｍｇ／ｌ） カルシウムイオン（１２００ｐｐｍＣａ2+）、第１鉄イ
オン（５０ｐｐｍＦｅ2+）及び亜鉛イオン（２５０ｐｐ
ｍＺｎ2+）を含む個々のストック水溶液を、対応する塩
素塩から調製した。但し、第１鉄イオン溶液は硫酸第１
鉄二水和物から調製した。また、リン酸を用いてホスフ
ェートイオン（２５ｐｐｍＰＯ4 3- ）を含むストック溶
液を調製した。
【００４１】酸の形の活性ポリマー０．１重量％を含む
ストック溶液（ｐＨ８．０に調整）もまた調製した。４
オンスのビンに、以下の成分を以下の順番で加えた。 （ａ）カルシウムイオンストック溶液４０ｍｌ、（ｂ）
精製脱イオン水（最終溶液を１００ｍｌに調製）１５〜
１８ｍｌ、（ｃ）ポリマーストック溶液１．０ｍｌ又は
２．０ｍｌを加え、活性ポリマー濃度をそれぞれ１０ｐ
ｐｍ（表１〜５）又は２０ｐｐｍ（表５）とした（ｄ）
亜鉛ストック溶液１．０ｍｌ、（ｅ）ホスフェートスト
ック溶液４０ｍｌ、及び（ｆ）鉄ストック溶液１．０ｍ
ｌ。
ストック溶液（ｐＨ８．０に調整）もまた調製した。４
オンスのビンに、以下の成分を以下の順番で加えた。 （ａ）カルシウムイオンストック溶液４０ｍｌ、（ｂ）
精製脱イオン水（最終溶液を１００ｍｌに調製）１５〜
１８ｍｌ、（ｃ）ポリマーストック溶液１．０ｍｌ又は
２．０ｍｌを加え、活性ポリマー濃度をそれぞれ１０ｐ
ｐｍ（表１〜５）又は２０ｐｐｍ（表５）とした（ｄ）
亜鉛ストック溶液１．０ｍｌ、（ｅ）ホスフェートスト
ック溶液４０ｍｌ、及び（ｆ）鉄ストック溶液１．０ｍ
ｌ。
【００４２】ホスフェートストック溶液４０ｍｌと精製
脱イオン水６０ｍｌとを混合することによって、一つの
試料（「１００％抑制」と称する）を調製した。ポリマ
ーストック溶液を加えずに、上記の溶液（ａ）、
（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）を混合することによ
って他の試料（「ポリマー非含有」と称する）を調製し
た。
脱イオン水６０ｍｌとを混合することによって、一つの
試料（「１００％抑制」と称する）を調製した。ポリマ
ーストック溶液を加えずに、上記の溶液（ａ）、
（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）を混合することによ
って他の試料（「ポリマー非含有」と称する）を調製し
た。
【００４３】表１及び２における実施例に関する最終試
験成分濃度： カルシウム Ｃａ2+として４８０ｐｐｍ（ＣａＣＯ3
１２００ｐｐｍに相当する） ホスフェート ＰＯ4 3- として１０ｐｐｍ ポリマー １０ｐｐｍ 亜鉛 Ｚｎ2+として２．５ｐｐｍ 鉄 Ｆｅ2+として０．５ｐｐｍ
験成分濃度： カルシウム Ｃａ2+として４８０ｐｐｍ（ＣａＣＯ3
１２００ｐｐｍに相当する） ホスフェート ＰＯ4 3- として１０ｐｐｍ ポリマー １０ｐｐｍ 亜鉛 Ｚｎ2+として２．５ｐｐｍ 鉄 Ｆｅ2+として０．５ｐｐｍ
【００４４】得られた混合物のそれぞれのｐＨを、ｐＨ
８．５に調整した。次に、ビンをキャップし、８５℃の
水浴中に１７時間配置した。この時間が終了したら、ビ
ンを浴から取り出し、０．４５ミクロンの濾紙を用いて
溶液を濾過し、濾過された試料を室温に冷却した。次
に、濾過された試料を希釈し、アスコルビン酸法を用い
てホスフェートのｐｐｍに関して分析した。
８．５に調整した。次に、ビンをキャップし、８５℃の
水浴中に１７時間配置した。この時間が終了したら、ビ
ンを浴から取り出し、０．４５ミクロンの濾紙を用いて
溶液を濾過し、濾過された試料を室温に冷却した。次
に、濾過された試料を希釈し、アスコルビン酸法を用い
てホスフェートのｐｐｍに関して分析した。
【００４５】表３に示す結果を得るために用いた条件
は、温度を７０℃に調整し、鉄ストック溶液の量を、
１．０ｐｐｍの鉄を与えるように調節した他は、表１及
び２の条件と同じであった。表４に示す結果を得るため
に用いた条件は、鉄ストック溶液の量を、０．１、２及
び３ｐｐｍの鉄を与えるように調節し；ホスフェートス
トック溶液の量を、５ｐｐｍのホスフェートを与えるよ
うに調節し；カルシウムストック溶液の量を、２４０ｐ
ｐｍのカルシウムを与えるように調節した他は、表１及
び２の条件と同じであった。表５に示す結果を得るため
に用いた条件は、ポリマーストック溶液の量を、２０ｐ
ｐｍのポリマーを与えるように調節し；鉄ストック溶液
の量を、０、１、２及び３ｐｐｍの鉄を与えるように調
節し；ホスフェートストック溶液の量を１６ｐｐｍのホ
スフェートを与えるように調節し；カルシウムストック
溶液の量を、２４０ｐｐｍのカルシウムを与えるように
調節した他は、表１及び２の条件と同じであった。
は、温度を７０℃に調整し、鉄ストック溶液の量を、
１．０ｐｐｍの鉄を与えるように調節した他は、表１及
び２の条件と同じであった。表４に示す結果を得るため
に用いた条件は、鉄ストック溶液の量を、０．１、２及
び３ｐｐｍの鉄を与えるように調節し；ホスフェートス
トック溶液の量を、５ｐｐｍのホスフェートを与えるよ
うに調節し；カルシウムストック溶液の量を、２４０ｐ
ｐｍのカルシウムを与えるように調節した他は、表１及
び２の条件と同じであった。表５に示す結果を得るため
に用いた条件は、ポリマーストック溶液の量を、２０ｐ
ｐｍのポリマーを与えるように調節し；鉄ストック溶液
の量を、０、１、２及び３ｐｐｍの鉄を与えるように調
節し；ホスフェートストック溶液の量を１６ｐｐｍのホ
スフェートを与えるように調節し；カルシウムストック
溶液の量を、２４０ｐｐｍのカルシウムを与えるように
調節した他は、表１及び２の条件と同じであった。
【００４６】本発明の目的のためには、約４５％を超え
る抑制パーセントの時に、水性系における高温安定化に
おける満足できる特性を示し、約５０％を超える抑制パ
ーセント値が好ましく、約６０％を超える抑制パーセン
ト値が最も好ましい。
る抑制パーセントの時に、水性系における高温安定化に
おける満足できる特性を示し、約５０％を超える抑制パ
ーセント値が好ましく、約６０％を超える抑制パーセン
ト値が最も好ましい。
【００４７】以下の表に示す実験データは、与えられた
ポリマー試料に関し、多くのケースで複数の試験の結果
を示し、平均値は、平均を得るために用いた試験の数と
共に表す。幾つかのデータ点（例９、３１及び４７）
は、本発明の分子量及びポリマー組成の限界を定めるた
めに用いた一般的な傾向からはずれており（実験変
動）、これらの場合においては、数多くの他のデータ点
が、選択された限界を定めるために用いられる。
ポリマー試料に関し、多くのケースで複数の試験の結果
を示し、平均値は、平均を得るために用いた試験の数と
共に表す。幾つかのデータ点（例９、３１及び４７）
は、本発明の分子量及びポリマー組成の限界を定めるた
めに用いた一般的な傾向からはずれており（実験変
動）、これらの場合においては、数多くの他のデータ点
が、選択された限界を定めるために用いられる。
【００４８】表において用いる略号を、対応する組成物
の記載と共に以下に示す。 ＡＡ アクリル酸 ＡＭＰＳ ２−アクリルアミド−２−メチル−１−プ
ロパンスルホン酸 ＭＡＡ メタクリル酸 ｔＢＡＭ ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミド ｔＯＡＭ ｔｅｒｔ−オクチルアクリルアミド ＤＭＡＭ ジメチルアクリルアミド ＨＰＡ ヒドロキシプロピルアクリレート ＥＡ エチルアクリレート ＡＭｏ アクリロイルモルホリン ＳＳＳ ナトリウムスチレンスルホネート ＡＭ アクリルアミド ＨＥＭＡ ヒドロキシエチルメタクリレート ＢＡ ブチルアクリレート Ｓｔ スチレン ＡＨＰＳＥ アリルヒドロキシプロピルスルホネートエ
ーテル
の記載と共に以下に示す。 ＡＡ アクリル酸 ＡＭＰＳ ２−アクリルアミド−２−メチル−１−プ
ロパンスルホン酸 ＭＡＡ メタクリル酸 ｔＢＡＭ ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミド ｔＯＡＭ ｔｅｒｔ−オクチルアクリルアミド ＤＭＡＭ ジメチルアクリルアミド ＨＰＡ ヒドロキシプロピルアクリレート ＥＡ エチルアクリレート ＡＭｏ アクリロイルモルホリン ＳＳＳ ナトリウムスチレンスルホネート ＡＭ アクリルアミド ＨＥＭＡ ヒドロキシエチルメタクリレート ＢＡ ブチルアクリレート Ｓｔ スチレン ＡＨＰＳＥ アリルヒドロキシプロピルスルホネートエ
ーテル
【００４９】（例３〜２６）表１は、ＡＭＰＳモノマー
の量の関数としてのＡＡ／ＡＭＰＳコポリマーに関する
結果を示す。例３〜８、１２、２５Ａ及び２６は比較の
目的のためである。例９〜１１及び１３〜１５は、選択
された単位及び濃度並びに選択された分子量範囲を有す
る本発明のポリマー組成物が、（ａ）約４０％未満のＡ
ＭＰＳを含むもの（例３〜６）、（ｂ）約６０％を超え
るＡＭＰＳを含むもの（例２６）、（ｃ）約１０，００
０を超えるか又は約３，０００未満の分子量を有するも
の（例７、８、１２及び２６）、又は（ｄ）ＡＨＰＳＥ
のようなＡＭＰＳと大きく異なるスルホン酸単位を有す
るもの（例２５Ａ）、である他の（ＡＡ／ＡＭＰＳ）含
有コポリマーを超える改良されたホスフェート安定化を
示すことを示す。
の量の関数としてのＡＡ／ＡＭＰＳコポリマーに関する
結果を示す。例３〜８、１２、２５Ａ及び２６は比較の
目的のためである。例９〜１１及び１３〜１５は、選択
された単位及び濃度並びに選択された分子量範囲を有す
る本発明のポリマー組成物が、（ａ）約４０％未満のＡ
ＭＰＳを含むもの（例３〜６）、（ｂ）約６０％を超え
るＡＭＰＳを含むもの（例２６）、（ｃ）約１０，００
０を超えるか又は約３，０００未満の分子量を有するも
の（例７、８、１２及び２６）、又は（ｄ）ＡＨＰＳＥ
のようなＡＭＰＳと大きく異なるスルホン酸単位を有す
るもの（例２５Ａ）、である他の（ＡＡ／ＡＭＰＳ）含
有コポリマーを超える改良されたホスフェート安定化を
示すことを示す。
【００５０】 表 １ ホスフェート沈澱抑制 ＡＭＰＳ濃度及びポリマー分子量の効果 例 ポリマー組成 Ｍｗ 抑制％ ％ＡＡ ％ＡＭＰＳ ３ １００ ０ ４４５０ ２ ４ ７７ ２３ ４４７０ ３a ５ ６４ ３６* ４６００ ７a ６ ６５ ３５ ４３５０ ２３a ７ ６０ ４０ １４４００ ３３a ８ ６０ ４０ １１６００ ２７c ９ ６０ ４０ ７９８０ ２５ １０ ６０ ４０ ７４１０ ５１a １１ ６０ ４０ ４６９０ ５５c １２ ５１ ４９ ２３６０ １２ １３ ５０ ５０ ３６２０ ４３ １４ ５０ ５０ ３７５０ ５４ １５ ５０ ５０ ４０８０ ４４b １６ ５０ ５０ ４１５０ ４５a １７ ５０ ５０ ４１７０ ６１b １８ ５０ ５０ ４１９０ ５９c １９ ５０ ５０ ４４５０ ４７b ２０ ５０ ５０ ４５６０ ６０b ２１ ５０ ５０ ５７５０ ４６ ２２ ５０ ５０ ５８１０ ５２ ２３ ５０ ５０ ６８００ ８１d ２４ ５０ ５０ ６９１０ ４６ ２５ ５０ ５０ ９３４０ ６５ ２５Ａ** 〜５０ 〜５０*** ７０５０ ９a ２６ ０ １００ １４２００ １ ａ＝２回の試験の平均；ｂ＝３回の試験の平均；ｃ＝４回の試験の平均；ｄ＝５ 回の試験の平均 * ＝（３０ＡＭＰＳ／６ＳＳＳ） **＝市販ポリマー（概略の組成） *** ＝ＡＨＰＳＥ
【００５１】（例２７〜５３）表２は、ＡＭＰＳモノマ
ーの量の関数としての、非イオン化性モノマー単位を含
むＡＡ／ＡＭＰＳポリマーに関する結果を示す。例２７
〜４４は比較目的のために示すものである。例４５〜５
３は、選択された単位及び濃度並びに選択された分子量
範囲を有する本発明のポリマー組成物が、（ａ）約３０
％未満のＡＭＰＳを含むもの（例２７〜４４）、又は
（ｂ）約１２，０００を超える分子量を有するもの（例
２７、３６及び３８）である他の（ＡＡ／ＡＭＰＳ／非
イオン化性モノマー）含有ポリマーを超える改良された
ホスフェート安定化を示すことを示す。
ーの量の関数としての、非イオン化性モノマー単位を含
むＡＡ／ＡＭＰＳポリマーに関する結果を示す。例２７
〜４４は比較目的のために示すものである。例４５〜５
３は、選択された単位及び濃度並びに選択された分子量
範囲を有する本発明のポリマー組成物が、（ａ）約３０
％未満のＡＭＰＳを含むもの（例２７〜４４）、又は
（ｂ）約１２，０００を超える分子量を有するもの（例
２７、３６及び３８）である他の（ＡＡ／ＡＭＰＳ／非
イオン化性モノマー）含有ポリマーを超える改良された
ホスフェート安定化を示すことを示す。
【００５２】例４５及び４６は、約５％の非イオン化性
モノマーを含ませると、満足できる沈澱抑制のためのＡ
ＭＰＳ濃度の少量側の範囲が３５％に拡張されることを
示す（表１の例６における非イオン化性モノマーを含ま
ない３５％ＡＭＰＳポリマーと比較のこと）。例４８
は、４０％ＡＭＰＳポリマーに約８．５％の非イオン化
性モノマーを含ませると、満足できる沈澱抑制のための
分子量範囲の大きい側の範囲が１０，０００以上に拡張
されることを示す（表１の例７及び８におけるＭｗ＝１
１，６００〜１４，４００の４０％ＡＭＰＳポリマーと
比較のこと）。
モノマーを含ませると、満足できる沈澱抑制のためのＡ
ＭＰＳ濃度の少量側の範囲が３５％に拡張されることを
示す（表１の例６における非イオン化性モノマーを含ま
ない３５％ＡＭＰＳポリマーと比較のこと）。例４８
は、４０％ＡＭＰＳポリマーに約８．５％の非イオン化
性モノマーを含ませると、満足できる沈澱抑制のための
分子量範囲の大きい側の範囲が１０，０００以上に拡張
されることを示す（表１の例７及び８におけるＭｗ＝１
１，６００〜１４，４００の４０％ＡＭＰＳポリマーと
比較のこと）。
【００５３】 ａ＝２回の試験の平均；ｂ＝３回の試験の平均；ｃ＝４
回の試験の平均；ｄ＝５回の試験の平均；ｅ＝１４回の
試験の平均 * ＝（４９．５ＡＡ／１５ＭＡＡ）
回の試験の平均；ｄ＝５回の試験の平均；ｅ＝１４回の
試験の平均 * ＝（４９．５ＡＡ／１５ＭＡＡ）
【００５４】（例５４〜５６）表３の結果は、本発明の
ポリマー組成物が、従来技術の組成物と比較して、高い
操作温度において沈殿を抑制するのに予期しなかった程
に有効であるということを示す。例５４は、例１１と同
じポリマー試料を用いて、本発明の高温条件下における
満足できる抑制を保持しながら、７０℃の従来技術の温
度条件において優れた抑制が得られたことを示す。例５
５及び５６は、それぞれ比較例３５及び４と同じポリマ
ーを用いて、本発明の高い温度条件において、従来技術
のポリマー組成物を用いた場合における困難性を示す。
例５５のポリマーは７℃において満足するように機能し
たが、８５℃においては満足できず、例５６のポリマー
は何れの温度条件においても不満足であった。
ポリマー組成物が、従来技術の組成物と比較して、高い
操作温度において沈殿を抑制するのに予期しなかった程
に有効であるということを示す。例５４は、例１１と同
じポリマー試料を用いて、本発明の高温条件下における
満足できる抑制を保持しながら、７０℃の従来技術の温
度条件において優れた抑制が得られたことを示す。例５
５及び５６は、それぞれ比較例３５及び４と同じポリマ
ーを用いて、本発明の高い温度条件において、従来技術
のポリマー組成物を用いた場合における困難性を示す。
例５５のポリマーは７℃において満足するように機能し
たが、８５℃においては満足できず、例５６のポリマー
は何れの温度条件においても不満足であった。
【００５５】例５４〜５６に関する最終試験成分濃度を
表３に示す（鉄レベル以外は表１及び２に示すものと同
じである）。 カルシウム Ｃａ2+として４８０ｐｐｍ（ＣａＣＯ3
１２００ｐｐｍに相当） ホスフェート ＰＯ4 3+ として１０ｐｐｍ ポリマー １０ｐｐｍ 亜鉛 Ｚｎ2+として２．５ｐｐｍ 鉄 Ｆｅ2+として１．０ｐｐｍ
表３に示す（鉄レベル以外は表１及び２に示すものと同
じである）。 カルシウム Ｃａ2+として４８０ｐｐｍ（ＣａＣＯ3
１２００ｐｐｍに相当） ホスフェート ＰＯ4 3+ として１０ｐｐｍ ポリマー １０ｐｐｍ 亜鉛 Ｚｎ2+として２．５ｐｐｍ 鉄 Ｆｅ2+として１．０ｐｐｍ
【００５６】 表 ３ ホスフェート沈殿抑制 温度の効果 鉄レベル１．０ｐｐｍ 他の条件は例２と同様 例 ポリマー組成 Ｍｗ 抑制％ ＡＡ／ＡＭＰＳ 他％ ７０℃ ８５℃ ５４ ６０／４０ ０ ４６９０ ７７ ５０ ５５ ６４．５／２７ ８．５ｔＢＡＭ ４５４０ ４８ １７ ５６ ７７／２３ ０ ４４７０ ６ ３
【００５７】（例５７〜６１）表４の結果は、本発明の
ポリマー組成物が、系中に存在するホスフェート及びカ
ルシウム濃度に依存して、幅広い鉄レベル範囲にわたっ
て高温条件下でホスフェート沈殿を満足できる程度に抑
制することができることを示す。５０ＡＡ／５０ＡＭＰ
Ｓポリマーは、鉄レベルを２ｐｐｍに上昇させた場合に
は（例５８）、高いレベルのホスフェート（１０ｐｐ
ｍ）及びカルシウム（４８０ｐｐｍ）において沈殿を良
好に抑制しない。しかしながら、この組成物は、より低
いレベルのホスフェート（５ｐｐｍ）又はカルシウム
（２４０ｐｐｍ）においては、３ｐｐｍ以下の鉄レベル
で優れた安定化特性を有している（例５９〜６１）。
ポリマー組成物が、系中に存在するホスフェート及びカ
ルシウム濃度に依存して、幅広い鉄レベル範囲にわたっ
て高温条件下でホスフェート沈殿を満足できる程度に抑
制することができることを示す。５０ＡＡ／５０ＡＭＰ
Ｓポリマーは、鉄レベルを２ｐｐｍに上昇させた場合に
は（例５８）、高いレベルのホスフェート（１０ｐｐ
ｍ）及びカルシウム（４８０ｐｐｍ）において沈殿を良
好に抑制しない。しかしながら、この組成物は、より低
いレベルのホスフェート（５ｐｐｍ）又はカルシウム
（２４０ｐｐｍ）においては、３ｐｐｍ以下の鉄レベル
で優れた安定化特性を有している（例５９〜６１）。
【００５８】 表 ４ ホスフェート沈殿抑制 鉄、ホスフェート及びカルシウムレベルの効果 他の条件は例２と同様 温度８５℃ ポリマー組成＝５０ＡＡ／５０ＡＭＰＳ Ｍｗ＝４５６０ 例 鉄レベル ホスフェートレベル カルシウムレベル 抑制％ （ｐｐｍ） （ｐｐｍ） （ｐｐｍ） ２０ ０．５ １０ ４８０ ６０b ５７ ０．１ １０ ４８０ ６１ ５８ ２ １０ ４８０ ２７ ５９ ２ ５ ４８０ ８７ ６０ ２ ５ ２４０ ９９ ６１ ３ ５ ２４０ ９９ ｂ＝３回の試験の平均
【００５９】（例６２〜７７）表５の結果は、更に、本
発明のポリマー組成物が、系中に存在するカルシウムイ
オンのレベル及び用いたポリマーの投与量に依存して、
特定の鉄レベル範囲及びホスフェートレベルにわたって
高温条件下でホスフェートの沈殿を満足できる程度に抑
制することができることを示す。
発明のポリマー組成物が、系中に存在するカルシウムイ
オンのレベル及び用いたポリマーの投与量に依存して、
特定の鉄レベル範囲及びホスフェートレベルにわたって
高温条件下でホスフェートの沈殿を満足できる程度に抑
制することができることを示す。
【００６０】例６３、６６、６９、７１及び７４は、ホ
スフェートレベルを１６ｐｐｍに上昇させると、０〜３
ｐｐｍの範囲の鉄レベルにおいて１０ｐｐｍのポリマー
投与量で、不良な抑制効果が観察されたことを示す。例
６８、７０及び７５は、より高いカルシウムレベル（４
８０ｐｐｍ）において鉄レベル範囲を２〜３ｐｐｍに上
昇させると、１０ｐｐｍのポリマー投与量で満足できる
抑制を与えなかったことを示す。しかしながら、ポリマ
ー投与量を２０ｐｐｍに上昇させることにより、５０Ａ
Ａ／５０ＡＭＰＳポリマーは、試験した最も高い鉄レベ
ルにおいても優れた抑制を示した（例７３）。例６２、
６４、６５、６７及び７２は、更に、特定範囲の鉄、ホ
スフェート、カルシウム及びポリマー投与量にわたる５
０ＡＡ／５０ＡＭＰＳポリマーの有効性を示す。
スフェートレベルを１６ｐｐｍに上昇させると、０〜３
ｐｐｍの範囲の鉄レベルにおいて１０ｐｐｍのポリマー
投与量で、不良な抑制効果が観察されたことを示す。例
６８、７０及び７５は、より高いカルシウムレベル（４
８０ｐｐｍ）において鉄レベル範囲を２〜３ｐｐｍに上
昇させると、１０ｐｐｍのポリマー投与量で満足できる
抑制を与えなかったことを示す。しかしながら、ポリマ
ー投与量を２０ｐｐｍに上昇させることにより、５０Ａ
Ａ／５０ＡＭＰＳポリマーは、試験した最も高い鉄レベ
ルにおいても優れた抑制を示した（例７３）。例６２、
６４、６５、６７及び７２は、更に、特定範囲の鉄、ホ
スフェート、カルシウム及びポリマー投与量にわたる５
０ＡＡ／５０ＡＭＰＳポリマーの有効性を示す。
【００６１】例７６及び７７は、５％の非イオン化性モ
ノマー単位を有する本発明のポリマー組成物（４５ＡＡ
／５０ＡＭＰＳ／５ｔＢＡＭ）が、鉄及びホスフェート
の高い含有レベルにおいて１０ｐｐｍのポリマー投与レ
ベルで優れた沈殿抑制を与えることを示す。対照的に、
高い鉄又はホスフェートレベルの条件において適当な安
定性を与えるためには（例６８、７４及び７５と比
較）、５０ＡＡ／５０ＡＭＰＳポリマーの投与レベルを
２０ｐｐｍに上昇させなければならなかった（例７２及
び７３）。
ノマー単位を有する本発明のポリマー組成物（４５ＡＡ
／５０ＡＭＰＳ／５ｔＢＡＭ）が、鉄及びホスフェート
の高い含有レベルにおいて１０ｐｐｍのポリマー投与レ
ベルで優れた沈殿抑制を与えることを示す。対照的に、
高い鉄又はホスフェートレベルの条件において適当な安
定性を与えるためには（例６８、７４及び７５と比
較）、５０ＡＡ／５０ＡＭＰＳポリマーの投与レベルを
２０ｐｐｍに上昇させなければならなかった（例７２及
び７３）。
【００６２】 表 ５ ホスフェート沈殿抑制 ポリマー、鉄、ホスフェート及びカルシウムのレベルの効果 他の条件は例２と同様 温度８５℃ 例 ポリマー組成物 ポリマー 鉄レベル ＰＯ4 3- カルシウム 抑制 投与量 レベル レベル ％ （ｐｐｍ）（ｐｐｍ）（ｐｐｍ） （ｐｐｍ） ６２ 例２３を参照 １０ ０ １０ ４８０ ８４ ６３ 例２３を参照 １０ ０ １６ ４８０ ８ ２３ 例２３を参照 １０ ０．５ １０ ４８０ ８１d ６４ 例２３を参照 １０ １ １０ ４８０ ５０ ６５ 例２３を参照 １０ １ １０ ２４０ ９６ ６６ 例２３を参照 １０ １ １６ ４８０ ２ ６７ 例２３を参照 １０ １ １６ ２４０ ５０ ６８ 例２３を参照 １０ ２ １０ ４８０ ３８ ６９ 例２３を参照 １０ ２ １６ ４８０ ２ ７０ 例２３を参照 １０ ３ １０ ４８０ １６ ７１ 例２３を参照 １０ ３ １６ ４８０ ２ ７２ 例２３を参照 ２０ ３ １０ ４８０ ９６ ７３ 例２３を参照 ２０ ３ １６ ４８０ ８８ １７ 例１７を参照 １０ ０．５ １０ ４８０ ６１b ７４ 例１７を参照 １０ ０．５ １６ ４８０ １０ ７５ 例１７を参照 １０ ２ １０ ４８０ １１ ５０ 例５０を参照 １０ ０．５ １０ ４８０ ８０c ７６ 例５０を参照 １０ ０．５ １６ ４８０ ４８ ７７ 例５０を参照 １０ ２ １０ ４８０ ７８ ｂ＝３回の試験の平均；ｃ＝４回の試験の平均；ｄ＝５回の試験の平均
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウイリアム・マジス・ハン アメリカ合衆国ペンシルバニア州19436、 グウィネッド、ディカルブ・パイク 1312、ポスト・オフィス・ボックス 211 (72)発明者 バリー・ウェインステイン アメリカ合衆国ペンシルバニア州19025、 ドレシャー、ブルーバード・レーン 419
Claims (16)
- 【請求項１】 無機塩の沈澱を抑制することによって水
性系を安定化させる方法であって、水性系に、 （ａ）２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパン
スルホン酸、２−メタクリルアミド−２−メチル−１−
プロパンスルホン酸、３−メタクリルアミド−２−ヒド
ロキシ−１−プロパンスルホン酸又はそれらの塩の１以
上から選択される不飽和スルホン酸４０〜６０重量％；
及び （ｂ）アクリル酸又はメタクリル酸又はそれらの塩から
選択される不飽和カルボキシルモノマー４０〜６０重量
％；のモノマー単位を有する有効量の水溶性ポリマーを
加えることを含み；ポリマーの重量平均分子量は約３，
０００〜約１０，０００であり；水性系は、鉄、亜鉛、
カルシウム、ホスフェート又はモリブデートイオンの１
以上から選択される無機イオンを含み；水性系を約８０
℃を超える温度に保持する；前記の方法。 - 【請求項２】 水溶性ポリマーは、不飽和スルホン酸４
０〜５０重量％及び不飽和カルボキシルモノマー５０〜
６０重量％のモノマー単位を有する請求項１に記載の方
法。 - 【請求項３】 水性系が冷却水系であり、無機イオン
が、カルシウム、鉄又はホスフェートイオンの１以上か
ら選択される請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 カルシウム、鉄及びホスフェートイオン
が、それぞれ、１００〜１０００ｐｐｍ、０〜３ｐｐｍ
及び２〜３０ｐｐｍの量で存在し、これらの量は水性系
の重量のｐｐｍである請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 カルシウム、鉄及びホスフェートイオン
が、それぞれ、２００〜６００ｐｐｍ、０．１〜１ｐｐ
ｍ及び５〜１５ｐｐｍの量で存在する請求項３に記載の
方法。 - 【請求項６】 水溶性ポリマーの量が、水性系の約０．
１ｐｐｍ〜約１００ｐｐｍである請求項１に記載の方
法。 - 【請求項７】 水溶性ポリマーの量が、水性系の約５ｐ
ｐｍ〜約２０ｐｐｍである請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 水溶性ポリマーが、２−アクリルアミド
−２−メチル−１−プロパンスルホン酸モノマー単位又
はその塩５０重量％、及びアクリル酸モノマー単位又は
その塩５０重量％を含む請求項１に記載の方法。 - 【請求項９】 無機塩の沈澱を抑制することによって水
性系を安定化させる方法であって、水性系に、 （ａ）２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパン
スルホン酸、２−メタクリルアミド−２−メチル−１−
プロパンスルホン酸、３−メタクリルアミド−２−ヒド
ロキシ−１−プロパンスルホン酸又はそれらの塩の１以
上から選択される不飽和スルホン酸３０〜６０重量％； （ｂ）アクリル酸又はメタクリル酸又はそれらの塩から
選択される不飽和カルボキシルモノマー３５〜６５重量
％；及び （ｃ）ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミド、ｔｅｒｔ−オ
クチルアクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、アク
リルアミド、アクリロイルモルホリン、スチレン、エチ
ルアクリレート、ブチルアクリレート、ヒドロキシエチ
ルメタクリレート又はヒドロキシプロピルアクリレート
の１以上から選択される不飽和非イオン化性モノマー
０．１〜１０重量％；のモノマー単位を有する有効量の
水溶性ポリマーを加えることを含み；ポリマーの重量平
均分子量は約３，０００〜約１２，０００であり；水性
系は、鉄、亜鉛、カルシウム、ホスフェート又はモリブ
デートイオンの１以上から選択される無機イオンを含
み；水性系を約８０℃を超える温度に保持する；前記の
方法。 - 【請求項１０】 水溶性ポリマーが、不飽和スルホン酸
３５〜５０重量％、不飽和カルボキシルモノマー４５〜
６０重量％、及び非イオン化性モノマー５〜１０重量％
のモノマー単位を有する請求項９に記載の方法。 - 【請求項１１】 水性系が冷却水系又は地熱プロセス水
系であり、無機イオンが、カルシウム、鉄又はホスフェ
ートイオンの１以上から選択される請求項９に記載の方
法。 - 【請求項１２】 カルシウム、鉄及びホスフェートイオ
ンが、それぞれ、１００〜１０００ｐｐｍ、０〜３ｐｐ
ｍ及び２〜３０ｐｐｍの量で存在し、これらの量は水性
系の重量のｐｐｍである請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１３】 カルシウム、鉄及びホスフェートイオ
ンが、それぞれ、２００〜６００ｐｐｍ、０．１〜１ｐ
ｐｍ及び５〜１５ｐｐｍの量で存在する請求項１１に記
載の方法。 - 【請求項１４】 水溶性ポリマーの量が、水性系の約
０．１ｐｐｍ〜約１００ｐｐｍである請求項９に記載の
方法。 - 【請求項１５】 水溶性ポリマーの量が、水性系の約５
ｐｐｍ〜約２０ｐｐｍである請求項１４に記載の方法。 - 【請求項１６】 水溶性ポリマーが、２−アクリルアミ
ド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸モノマー単位
又はその塩３５〜５０重量％、アクリル酸モノマー単位
又はその塩４５〜６０重量％、及び、ｔｅｒｔ−ブチル
アクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、アクリルア
ミド、スチレン又はブチルアクリレートから選択される
不飽和非イオン化性モノマー５〜１０重量％を含み、ポ
リマーの重量平均分子量が４，０００〜７，０００であ
る請求項９に記載の方法。
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