JPH08267075A - 凝集助剤として新規ハイソリッド重合体組成物を使用する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 懸濁固体と水を含む水性系に有効量の凝集剤
を添加することで水性系から懸濁固体を凝集する。 【解決手段】 凝集剤が重合体組成物の重量基準で約５
％未満の水と約６０％以上の重合体固体を含有する非水
性の溶性重合体組成物であることによって達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】凝集（フロキュレーション）は、粒子径を
増加するために懸濁粒子のアグロメレーション（塊化）
を高めることにより、液体中、通常水中、に懸濁した微
細粒子の除去を容易にする液−固相分離の一形式であ
る。従って、凝集は一般に沈降できるフロックに粒子を
塊化する工程を含み、それによって清澄な液相を得るも
のである。排液の清澄性要求に適合できるように、しば
しば利用される凝集は凝集剤の添加による化学的手段に
よって遂行できる。

【０００２】無機及び合成高分子凝集剤が多年にわたり
商業的に利用されてきた。高分子量の水溶性重合体が化
学凝集剤として特に有用である。上記高分子凝集剤は幾
つかの形態で製造できる。陰イオン、非イオン、陽イオ
ンまたは両性であり得るこれら重合体は細かい粒子また
はコロイドを不溶の沈殿またはフロックに架橋するよう
に反応する。

【０００３】水溶性重合体は水処理分野に於て凝集剤と
して具合良く使用されてきたが、用量と価格を最小にし
ながら、処理目的を達成する凝集剤を提供する事によ
り、従来の高分子凝集剤の性能を改良することが増々望
ましくなってきている。

【０００４】従来は、凝集性重合体は溶液および乾燥形
態で入手される。また、水溶性凝集性重合体を油中水型
重合体組成物の油相に分散または懸濁できることも、当
業技術で既知である。従って、従来の乳化重合技術は、
一般に（１） 少なくとも１種の水溶性エチレン系不飽
和単量体の水溶液の不活性疎水性液媒体中の油中水型乳
濁液を形成し、そして上記単量体又は単量体類を上記媒
体中で重合して重合体乳濁液を形成するか、または
（２） 水溶性重合体を形成し、ついで連続相として疎
水性液体をもつ組成物に重合体固体を懸濁または乳化す
る、のいずれかを含む。

【０００５】上記供給形態のどれでも、ＣＨ₂ ＝Ｃ官能
基を含む実際上どの水溶性単量体も重合できる。従っ
て、通常の溶液または乳化重合技術によって、陰イオ
ン、陽イオン、非イオン及び両性の凝集性重合体を製造
して、溶液重合体、乾燥重合体、または重合体の懸濁液
または乳濁液を形成できる。

【０００６】本発明は、高分子量の陰イオン、陽イオ
ン、非イオンまたは両性凝集剤重合体の新規な供給形態
を利用する改良された凝集法に関する。従って、新規供
給系における従来の凝集剤重合体の使用が開示され、そ
れにより凝集の改良法が提供される。この新規方法は液
体、固体、乳化重合体形態の組み合された利点を一般に
それらに付随する主な欠点なしに与える。さらに、ある
場合には本発明は用量要件を減少し、及び／又は脱水を
増強するような、著しい性能上の利点を与える。従っ
て、製品形態に関する利点に加えて、本発明者らは、本
発明の凝集剤重合体組成物が従来の製品形態で供給され
る同一の活性重合体（活性重合体基準で、同一用量で）
よりも実質的に性能を向上できることも示してきた。

【０００７】溶液、乾燥または乳化形態の高分子量の水
溶性重合体は凝集剤として有効なことが実証されてきた
が、これら製品形態の各々は基本の重合体化学の最適性
能を一般に妨げる欠点をもつ。たとえば、液体製品は活
性重合体固体が低く（たとえば５乃至１０重量％）、一
般に価格的に有効でない。乾燥重合体製品は活性重合体
固体が高い（たとえば８５乃至９５重量％）が、仕込が
難しく、水汚染に高度に敏感で、粉じんの問題をひき起
す。乳濁液（油中水型）形態の製品は一般に約２５乃至
５０重量％の活性固体を含み、供給（仕込）は容易であ
るが、これら製品の性能を劣化させる多くの貯蔵安定性
に不利がある。貯蔵安定性の問題は油の分離または活性
重合体固体の沈降（これは濃度の異なる製品を利用する
ことになる）、及び温度循環（これは貯蔵容器内に水和
した重合体のシートおよび皮を生ずる原因となり、製品
の性能特性に悪影響を与える）を含む。さらに、乳濁液
の連続相中の高水準の油はその中に分散した重合体の凝
集性能に負の影響をもつと考えられる。

【０００８】更に、ここに記載の新規な凝集剤重合体供
給形態は別として、約６０％を越える固体を含む水溶性
重合体は現在では乾燥またはゲル形態で商業的に入手で
きるのみである。乾燥重合体は通常の溶液重合体を乾燥
することにより一般に製造され、ゲルは液体として輸送
できない単に高粘度の重合体溶液である。ゲルは一般に
平らな表面に置くときその形態を保持する、接着性のね
ばり強いゴム状物質である。ゲルは一般にはゲル形態で
は使用されずに、重合体の希釈溶液として使われる。希
釈法はしばしば機械工程を含み、これは分子量のような
重合体のある種の性質の劣化を伴う。

【０００９】また高分子量と良好な水溶解性を有する重
合体を得るために、可能な程度に、重合反応中の架橋反
応を遅らせまたは減らすことが必要であることが知られ
ている。この点については、比較的温和な条件で重合体
を製造すること、たとえば比較的低い単量体濃度を使用
して重合反応を行うことが望ましい。

【００１０】不幸にも、低い単量体濃度を使用する水溶
液重合技術は、粉末重合体を製造するためには、得られ
た溶液重合体を乾燥する必要であり、しかして製造費が
増加し、分子量および溶解度のような重合体の性質を劣
化する。

【００１１】６０％を越える、好ましくは７０％を越え
る活性重合体を含む安定な高分子量の水溶性で容易に取
扱える凝集剤重合体供給系に対して、工業的に長く探し
求められた要求があるが、技術的に液体重合体組成物
を、得られた重合体を実質的に劣化させることなく、高
い重合体含量を有する安定な注入可能な形態に有効に濃
縮できないので、上記の要求は満たされる事はなかっ
た。

【００１２】本発明の凝集法の主な利点は、乳化重合体
に伴う別の利点と共に、乳化および溶液重合体に比較し
乾燥重合体の経済的利点を一般的に示す凝集剤重合体組
成物を利用することである。従って、高分子量の水溶性
凝集剤重合体が注入可能な安定な液体形態で用いられ
る。さらに、本発明は約６０％を越える、好ましくは７
０％を越える、活性重合体を含む安定な注入可能な高分
子量の水溶性凝集剤重合体組成物を利用することで、凝
集の技術を進歩させる。さらに利点として、特に陽イオ
ンまたは陰イオン性のこれら組成物は従来の凝集剤重合
体形態よりも優れた性能を示す。

【００１３】本発明は、一般的には、凝集剤として非水
性のハイソリッド重合体／乳化界面活性剤／疎水性液体
組成物の使用に関する。これら組成物は従来の原料重合
体乳濁液から実質的に水を除去するように上記乳濁液を
処理し、ついで遠心分離、濾過または蒸発工程のような
一つまたはそれ以上の分離工程により、濃縮した非水性
重合体組成物を形成することによって、製造される。得
られた凝集剤重合体組成物は、全組成物の重量基準で、
５％未満の、好ましくは３％未満の、さらに好ましくは
２％未満の水および６０％以上の、好ましくは７０％以
上の、重合体固体を含んでおり、注入可能な安定形態で
ある。

【００１４】この新規な凝集剤組成物は、常法によって
固体を凝集する目的のために、細かい固体の水性懸濁液
に添加される。本発明の凝集剤組成物の有効量が使用さ
れ、通常の添加点で導入される。凝集剤または凝集助剤
としての本発明の重合体組成物の使用は、当業技術に未
知であり、また示唆もされていない。

【００１５】最も広い意味において、本発明は懸濁固体
と水を含む水性系に有効量の凝集剤を添加することを含
む上記水性系から懸濁固体を凝集する方法に関し、上記
凝集剤は、当該非水性の水溶性重合体組成物の重量基準
で、約５％未満の、好ましくは約３％未満の水および６
０％以上の、好ましくは約７０％以上の重合体固体を含
有する注入可能な非水性の水溶性重合体組成物である。
この様な重合体組成物は、原料の油中水型乳化重合体組
成物から、蒸発、好ましくは流下フイルム蒸発および１
又はそれ以上の追加の分離工程、好ましくは遠心分離工
程を使用して、係属中の米国特許出願第０８／２９９，
６８９号、同０８／３１５，３７１号、同０８／２７
３，６８８号に記載の様に、原料油中水型重合体乳濁液
または懸濁液を脱水し濃縮することによって、製造でき
る。本発明の凝集剤組成物はＥＣＬＩＰＳＥ（商標）の
商品名でＣａｌｇｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから商
業的に入手できる。

【００１６】本発明の方法の凝集性重合体組成物は本質
的に非水性であり、約６０％を越える重合体固体と約５
％未満の水を含有する、好ましくは７０％を越える重合
体と約３％未満の水を含有する安定な注入可能な組成物
である。さらに好ましくは、この組成物は約２％未満の
水を含有する。

【００１７】本発明はまた、ａ）水と懸濁固体を含む水
性系と、ｂ）重合体組成物の全重量基準で、約５％未満
の、好ましくは約３％未満の水と約６０％以上の、好ま
しくは約７０％以上の重合体固体を含有する注入可能な
非水性の水溶性重合体組成物を含む凝集剤の有効量とを
含む組成物に関する。さらに好ましくは、この重合体組
成物は、重合体組成物の全重量基準で、約２％未満の水
と約７０％以上の重合体を含有する。

【００１８】本発明の方法の非水性で注入可能な水溶性
重合体組成物は、１）水相の重量基準で約１０乃至約６
０％の水溶性重合体と残りは全組成物重量基準で約２５
乃至約９５％の実質的に水を含む水相、２）全組成物重
量基準で約０．５乃至約２０％の少なくとも１種の乳化
界面活性剤、及び３）全組成物の重量基準で約２５乃至
約９５％の疎水性液体を含む原料油中水型重合体組成物
を濃縮することによって、製造でき、上記濃縮法は、
ａ）蒸発器、好ましくは流下フィルム蒸発器を使用して
上記原料油中水型重合体組成物を脱水して、実質的に水
を含まない、すなわち約５％未満の、好ましくは３％未
満の、更に好ましくは約０．１乃至約２．５％の、最も
好ましくは約０．１乃至約２．０％の水を含有する重合
体／乳化界面活性剤／疎水性液体組成物を作成し、ｂ）
上記重合体／乳化界面活性剤／疎水性液体組成物を遠心
分離して、上記組成物から上記疎水性液体の若干部分を
除去し、それによって濃縮した重合体／乳化界面活性剤
／疎水性液体組成物と遠心分離機抽残液(centrifuge ra
ffinate)を製造し、ここで上記濃縮した重合体／乳化界
面活性剤／疎水性液体組成物は約５％未満の、好ましく
は約３％未満の、更に好ましくは約２％未満の水と、約
６０％以上の、さらに好ましくは約７０％以上の重合体
と、約０．１乃至約１０％の乳化界面剤とを含有し、
ｃ）所望により、上記遠心分離機抽残液を、遠心分離
機、濾過器又は蒸発器、好ましくは遠心分離機のような
第２の分離装置で処理し、それによって第２の濃縮重合
体組成物と第２の抽残液流を製造し、ｄ）所望により、
上記第２の分離装置からの上記第２の濃縮重合体組成物
と上記の濃縮した重合体／乳化界面活性剤／疎水性液体
組成物とを混合し、また上記第２の抽残液流を再循環ま
たは廃棄し、ｅ）所望により、得られた濃縮組成物に、
有効量の立体障害安定剤、好ましくは（メタ）アクリル
酸Ｃ₄ −Ｃ₁₀アルキルエステルホモポリマーまたは共重
合体を添加することを含む。

【００１９】この原料乳濁液の濃縮法に於ては、蒸発器
は好ましくは流下フィルム蒸発器、さらに好ましくは薄
膜蒸発器であり、ｂ）の遠心分離機は好ましくはデカン
タ遠心分離機であり、ｃ）の遠心分離機は好ましくは部
分抜出しディスク遠心分離機(partially ejecting disk
centrifuge)である。また、原料油中水型重合体組成物
の重合体濃度が上記組成物の全重量基準で約２５％を越
えるときは、原料組成物を適当な疎水性液体で、好まし
くは原料油中水型重合体組成物で使用された油または他
の疎水性液体で希釈して、重合体濃度を全組成物重量基
準で約２５％未満、好ましくは約１乃至約１５％、に減
らすようにするのが好ましい。

【００２０】本発明の凝集法に関し使用される用語「有
効量」は処理される系において所望の凝集効果を示すの
に必要な凝集剤の量、即ち非水性の水溶性重合体組成物
の量を指す。さらに詳しくは、凝集剤は、処理される水
性懸濁液中の水重量基準で、少なくとも約０．１ｐｐ
ｍ、好ましくは約０．１乃至約１０００ｐｐｍ、更に好
ましくは約０．５乃至約５００ｐｐｍの重合体用量（活
性基準で）で処理される水性懸濁液または系に添加すべ
きである。一方、処理用量を処理される系中に存在する
懸濁固体の重量によって表現できる。たとえば、本発明
の組成物は、処理される系中の懸濁固体１トン当り少な
くとも約Ｘポンドの重合体（活性基準で）になるよう
に、添加され得る。ただしＸは処理目的を達成するのに
必要な凝集剤の有効量をあらわす。上記用量の決定は十
分に熟練した凝集の専門家の能力内にある。

【００２１】本発明の凝集剤は適当な手段により添加で
きる。従って、これら重合体組成物を、通常の秤量／供
給装置により、処理される懸濁液に一般的に投与でき
る。通常の添加点を使用するべきである。多数の添加点
が便利であり得る。

【００２２】本発明はまた、有効量の水溶性重合体凝集
剤の添加による、懸濁固体を含む水性系の清澄法の改良
に関し、その改良点は凝集剤として本発明の非水性の水
溶性重合体組成物の有効量を使用することを含む。

【００２３】本発明者らは、実際上どの型の原料油中水
型重合体組成物も濃縮して本発明の凝集剤を生成できる
と考えている。従って、ここで使用する用語「油中水型
重合体組成物」はエチレン系不飽和単量体から製造され
た水溶性重合体を含有する実際的に如何なる油中水型乳
濁液、分散液または懸濁液も包含し、上記重合体は連続
相として疎水性液体を含む系中に１種又はそれ以上の界
面活性剤により分散、乳化または懸濁された水相の一部
分であり、そしてその重合体は組成物の約６０重量％未
満を占める。

【００２４】本出願者はまた、油中水型乳濁液または懸
濁液形態で製造できるどの従来の水溶性凝集剤重合体も
本発明の凝集剤法に利用できると考えている。従って、
陰イオン、陽イオン、非イオンおよび両性の凝集性重合
体を使用できる。

【００２５】さらに詳しくは、本発明は、とりわけＮ−
ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルホルムアミド、メタクリ
ル酸ヒドロキシエチル（ＨＥＭ）及びＨＥＭの５，１０
および２０モルエトキシル化物のようなエトキシル化ア
クリル酸エステル及びエトキシル化メタクリル酸エステ
ル、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミ
ド、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミド、アクリル
酸、α−ハロアクリル酸、マレイン酸または無水マレイ
ン酸、イタコン酸、ビニル酢酸、アリル酢酸、メタクリ
ル酸、アクリロニトリル、ビニルスルホン酸、アリルス
ルホン酸、ビニルホスホン酸、酢酸ビニル、２−アクリ
ルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ
Ａ）、２−メタクリルアミド−２−メチルプロパンスル
ホン酸（ｍｅｔｈＡＭＰＳＡ）、スチレンスルホン酸、
アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、β−カルボキ
シエチルアクリル酸、（メタ）アクリル酸β−スルホア
ルキルエステル、メタクリル酸スルホアルキルエステ
ル、アリルオキシ−２−ヒドロキシプロパンスルホン
酸、及びメタクリルアミドヒドロキシプロピルスルホン
酸、それらの単独または組合せを含む、エチレン系不飽
和単量体から製造された水溶性重合体の原料乳濁液から
製造された非水性陰イオンまたは非イオン凝集剤重合体
組成物を利用できる。一般に、上記重合体の塩も使用で
きる。

【００２６】原料乳濁液は、陽イオン性の凝集性重合
体、たとえばジメチルジアリルアンモニウムクロリド
（ＤＭＤＡＡＣ）、ジエチルジアリルアンモニウムクロ
リド（ＤＥＤＡＡＣ）、ジメチルジアリルアンモニウム
ブロミド（ＤＭＤＡＡＢ）、ジエチルジアリルアンモニ
ウムブロミド（ＤＥＤＡＡＢ）、メタクリロイルオキシ
エチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＭＥＴＡ
Ｃ）、アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウ
ムクロリド（ＡＥＴＡＣ）、メタクリロイルオキシエチ
ルトリメチルアンモニウムメトスルフェート（ＭＥＴＡ
ＭＳ）、アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニ
ウムメトスルフェート（ＡＥＴＡＭＳ）、メタクリルア
ミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド（ＭＡＰ
ＴＡＣ）、アクリル酸ジメチルアミノエチル、メタアク
リル酸ジメチルアミノエチル、及びジメチルアミノプロ
ピルメタクリルアミド、それらの単独または組合せから
製造した重合体、及び上記の陽イオン単量体と上記非イ
オン単量体、特にアクリルアミド、メタクリルアミドま
たはＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドとの重合により製
造した重合体を包含することもできる。

【００２７】上記陰イオン単量体の１種またはそれ以上
と上記陽イオン単量体の１種またはそれ以上との重合に
より製造した重合体を含めて、これらに限定されない
が、どの両性凝集性重合体も本発明の凝集性重合体組成
物に使用でき、上記重合体は電荷基準で反対荷電の単量
体単位２０％までを含有する。アクリル酸、メタクリル
酸及び／又はＡＭＰＳＡまたはｍｅｔｈＡＭＰＳＡの単
独または組合せ及びＤＭＤＡＡＣ、ＡＥＴＡＣ、ＭＥＴ
ＡＣ、ＭＥＴＡＭＳ及び／又はＭＡＰＴＡＣの単独また
は組合せとから製造された重合体が製造される。所望に
より、非イオン単量体を含めることもできる。また、Ｎ
−（３−スルホプロピル）−Ｎ−メタクリロイルオキシ
エチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムベタインと種々
の非イオン単量体の単独または組合せとからベタイン重
合体をつくることができる。

【００２８】一般に、本発明の油中水型重合体組成物中
に存在する陰イオン、非イオン、陽イオンまたは両性重
合体は、小角光散乱(low angle light scattering)技術
で測定したとき、約１００，０００以上の重量平均分子
量をもつ。好ましくは、分子量は約５００，０００乃至
約５０，０００，０００の範囲である。

【００２９】本発明の凝集剤の製造は原料の重合体乳濁
液または懸濁液を約６０％以上の重合体固体に、好まし
くは約７０％以上の重合体団体に、濃縮することを必要
とする。得られる凝集剤重合体組成物は安定な注入可能
な形態であり、本発明の濃縮法は一般に原料乳濁液中の
重合体の性質、特にこれら重合体の分子量または溶解度
を実質的に変化させない。

【００３０】本発明の凝集剤組成物を製造するために
は、初期重量濃度の水、初期重量濃度の疎水性液体、初
期重量濃度の少なくとも１種の界面活性剤、初期重量濃
度の水溶性重合体を含む重合体乳濁液、分散液または懸
濁液であり得る「原料組成物」を、次の方法により脱水
し濃縮する。その方法は、ａ）初期の重合体重量濃度が
上記油中水型重合体組成物の約２５％を越えるときは、
原料乳濁液を適当な疎水性液体で希釈して、組成物重量
基準で約０．１乃至約２５％の、好ましくは約１乃至約
１５％の重合体重量濃度をもつ油中水型組成物を製造
し、ｂ）原料組成物または工程ａ）の希釈組成物を、好
ましくは流下フィルム蒸発によって原料組成物または希
釈組成物から水を蒸発させることにより脱水し、それに
よって水の上記初期重量濃度を約５％未満に、好ましく
は約３％未満に、さらに好ましくは約０．１乃至約２．
０％に、最も好ましくは約０．１乃至約１．５％に減ら
して蒸発器濃縮物を製造し、ｃ）たとえば濾過、蒸発ま
たは遠心分離、好ましくは遠心分離によって、工程ｂ）
の蒸発器濃縮物を処理して、上記蒸発器濃縮物から疎水
性液体の若干部分を除去し、それによって実質的に疎水
性液体中の水溶性重合体および乳化界面活性剤の懸濁
液、分散液または乳濁液である濃縮組成物と抽残液（ラ
フィネート）好ましくは遠心分離機抽残液とを製造する
ことを含む。抽残液は、所望により、濾過器、遠心分離
機または蒸発器、好ましくは遠心分離機のような第２の
分離手段により処理して、追加の重合体固体をとらえま
た追加の疎水性液体を再利用する。

【００３１】濃縮されるエチレン系不飽和水溶性単量体
から製造した水溶性重合体を含有する油中水型重合体組
成物は一般に反転界面活性剤(inverting surfactant)を
含むべきではない。特に流下フィルム蒸発の使用すると
きは、反転界面活性剤は蒸発工程における有効な脱水を
妨げかねないからである。この制限は別として、実際上
どの油中水型重合体組成物も濃縮できると考えられる。
たとえば、反転界面活性剤を含まないときは、商業的に
入手できる油中水型乳化重合体の懸濁液または乳濁液を
使用できる。原料乳濁液として適する商業的に入手でき
る油中水型重合体組成物の例として、Ｃａｌｇｏｎ Ｃ
ｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手できる反転していないＰ
ｏｌ−Ｅ−Ｚ（商標）およびＨＹＤＲＡＩＤ（商標）乳
化重合体を利用できる。

【００３２】上記のように、上記乳濁液または懸濁液
は、連続疎水性液体相、少なくとも１種の乳化界面活性
剤及び水と水溶性重合体を含む水相を含有する。原料油
中水型重合体組成物が上記組成物の全重量基準で約２５
％以上の初期重合体重量濃度をもつ場合は、原料乳濁液
または懸濁液を適当な疎水性液体で希釈して、初期重合
体重量濃度を全組成物重量基準で約２５％以下に、すな
わち約０．１乃至約２５％に、好ましくは約１乃至約１
５％に減らすのが好ましい。ここで使用する用語「適当
な疎水性液体」は濃縮される油中水型重合体組成物と相
容性のどの疎水性液体も指す。原料乳濁液又は懸濁液で
使用される同一の疎水性液体が好ましい。原料油中水型
重合体組成物が約２５％未満の活性重合体固体を含むと
きは、希釈工程は一般に不必要である。

【００３３】約２５％未満の初期重合体重量濃度をもつ
原料油中水型重合体組成物を使用する時、または約２５
重量％未満の重合体の油中水型重合体組成物を得るよう
に、適当な疎水性液体で希釈した油中水型重合体組成物
を使用する時、本発明の方法は好ましくは、約２５％未
満の重合体重量濃度を有する初期油中水型重合体組成物
から水を除去するように、流下フィルム蒸発器を使用す
る脱水を必要とし、それによって水の初期重量濃度を約
２５％未満に、好ましくは約３％未満に、さらに好まし
くは約０．１乃至約２．５％に、最も好ましくは約０．
１乃至約１．５％に、減少して蒸発器濃縮物を製造す
る。

【００３４】この様に、これら組成物は非水性重合体組
成物と呼ばれる。ここで使用される用語「非水性」は５
％未満の水を含有する重合体組成物を指す。さらに、遠
心分離機抽残液が製造され、これはさらに濾過器、蒸発
器または別の遠心分離機のような濃縮手段により、好ま
しくは第２の遠心分離機により濃縮され得る。再び、如
何なる型の遠心分離機を使用しても、第１の遠心分離機
からの抽残液を濃縮することがきると考えられる。しか
しディスク型遠心分離機、好ましくは部分抜出しディス
遠心分離機がこの第２の遠心分離に好ましいことが見い
だされた。第１の遠心分離機抽残液は一般に約５重量％
未満の重合体固体を含有している。このストリームを、
ディスク遠心分離機によって、約２５％を越える重合体
固体を含有する重合体／疎水性液体組成物に濃縮でき
る。第２遠心分離機からの主流出物を、第１遠心分離機
からの主流出物と混合して、約６０重量％を越える、好
ましくは約７０重量％を越える、重合体固体を有する最
終の脱水濃縮した重合体／乳化界面活性剤／疎水性液体
組成物を得ることができる。第２遠心分離機からの油に
富んだ抽残液を濃縮法の全体としての効率を改善するた
め再循環できる。

【００３５】１種又はそれ以上の遠心分離機工程により
疎水性液体の若干部分を除去後、安定剤を添加するのが
好ましい。理論的には、固結または分離する傾向を減少
することにより、濃縮した重合体および乳化界面活性剤
の油中組成物を安定化するどの化合物も使用できる。小
角光散乱により測定し、約１０，０００乃至約５，００
０，０００の重量平均分子量をもつ（メタ）アクリル酸
Ｃ₄ −Ｃ₂₀アルキルエステルホモポリマー及び（メタ）
アクリル酸Ｃ₄ −Ｃ₂₀アルキルエステル／（メタ）アク
リル酸共重合体が本発明の凝集剤重合体組成物の安定剤
として特に有効なことが見いだされた。たとえば、約１
０，０００乃至約５，０００，０００の範囲の分子量を
もつ９９．５／０．５（重量／重量）のメタクリル酸ラ
ウリル／メタクリル酸重合体が好ましい安定剤であるこ
とが見いだされた。沈降／固結に対し本発明の凝集剤を
安定化する目的のために、有効量の安定剤、好ましくは
安定化される濃縮組成物の重量基準で少なくとも約０．
１ｐｐｍの安定剤を使用するべきである。上記安定剤は
通常の溶液重合技術により製造される（たとえば米国特
許第４，８３３，１９８号参照）。

【００３６】本発明の凝集助剤は、排水／保持および地
合用を含めて製紙プロセス応用、工業的スラッジまたは
廃棄物脱水応用、鉛除去応用、工業的スラッジ濃厚化応
用、都市廃棄物処理応用、鉱物鉱石選鉱応用、水性系か
ら凝固した金属水酸化物の除去に関する応用、油状廃棄
物分離応用、洗濯廃棄物応用、動物加工廃棄物応用、水
清澄応用を含め（これらに限定されないが）実際上どの
凝集応用においても有用と考えられる。

【００３７】本発明の好ましい陰イオン凝集剤組成物は
（メタ）アクリル酸及び／又は２−アクリルアミド−２
−メチルプロピルスルホン酸の単独又は組合せから製造
された陰イオン重合体を含む。メタ（アクリルアミド）
も存在できる。更に好ましい陰イオン重合体は、小角光
散乱により測定して、約１００，０００乃至約５０，０
００，０００の重量平均分子量をもつ約５０／５０（重
量／重量）乃至約１／９９（重量／重量）の（メタ）ア
クリル酸／（メタ）アクリルアミドを含む。

【００３８】特に好ましい陰イオン重合体は、約４０／
６０（重量／重量）乃至約５／９５（重量／重量）の
（メタ）アクリル酸／（メタ）アクリルアミドを含有す
る。上記重合体は水性系からＺｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ及
びＦｅのような金属の凝固した不溶水酸化物の凝集に特
に有用である。

【００３９】本発明の好ましい陽イオン凝集組成物は、
ＤＭＤＡＡＣ、ＡＥＴＡＣ、ＭＥＴＡＣ、ＭＡＰＴＡＣ
及び／又はＭＥＴＡＭＳの単独または組合せから製造さ
れた陽イオン重合体を含有する。上記重合体は（メタ）
アクリルアミドを含有することもできる。これらの重合
体は、小角光散乱により測定して、約１００，０００乃
至約５０，０００，０００の範囲の重量平均分子量をも
つ。さらに好ましい重合体は約９０／１０乃至約３／９
７（重量／重量）のａ）／ｂ）を含み、ａ）はＤＭＤＡ
ＡＣ、ＡＥＴＡＣ、ＭＥＴＡＣ、ＭＡＰＴＡＣ、ＭＥＴ
ＡＭＳからなる群から選ばれ、ｂ）は（メタ）アクリル
アミドである。

【００４０】本発明の好ましい非イオン凝集組成物は、
小角光散乱により測定して、約１００，０００乃至約５
０，０００，０００の範囲の重量平均分子量をもつ（メ
タ）アクリルアミド重合体を含有する。

【００４１】本発明の好ましい両性凝集組成物は陰イオ
ンおよび陽イオン重合体で上で列挙した同一の好ましい
単量体を使用し、しかし更に電荷基準で少なくとも１種
の反対荷電の好ましい単量体約２０％までを含有して、
製造される。

【００４２】

【実施例】以下の実施例は本発明をさらに示す意図のも
のであるが、決して本発明を限定するものと解釈しては
ならない。特に断らない限り、「％」は重量基準であ
る。

【００４３】実施例１〜３ 陰イオンおよび陽イオン凝集重合体組成物の製造 以下の原料重合体組成物を使用して、凝集重合体組成物
を製造した。

【表１】 上記原料重合体組成物を油で希釈し、下記の蒸発器供給
組成物を製造した。

【表２】 上記の希釈重合体組成物を流下フィルム蒸発器に供給
し、下記のデカンタ遠心分離機供給組成物を得た。

【表３】 上記の遠心分離機供給組成物をデカンタ遠心分離機に供
給し、次の凝集遠心分離機濃縮物と遠心分離機抽残液生
成物を得た。

【表４】

【表５】 メタクリル酸ラウリル／メタクリル酸の沈降／固結安定
剤(compaction stabilizer)を、反転界面活性剤と共
に、遠心分離機濃縮物に添加し、下記の凝集重合体組成
物を得た。

【表６】 これら凝集重合体組成物は全て、光散乱技術で測定し
て、１０，０００，０００を越える重量平均分子量をも
つ重合体を含有する安定な注入可能な組成物であった。

【００４４】実施例４ この実施例では、凝集剤ＡはＣａｌｇｏｎ Ｃｏｒｐｏ
ｒａｔｉｏｎから商業的に入手できる従来の７０／３０
（重量／重量）のアクリルアミド／アクリル酸乳化重合
体である。凝集剤Ａ中の重合体は、光散乱で測定して、
３６，０００，０００の重量平均分子量を有し、２８％
活性（重量基準で）である。凝集剤Ｂは重合体固体７３
％を含む７０／３０（重量／重量）のアクリルアミド／
アクリル酸の注入可能な非水性重合体組成物である凝集
剤重合体である。凝集剤Ｂ中の重合体は１０，０００，
０００を越える重量平均分子量をもつ。凝集剤Ａおよび
Ｂを、表１に示す用量（水酸化物固体１トン当り、活性
基準で重合体のポンド数）で、商業的金属コーティング
プラントで水性流に添加した。清澄される廃流は細かく
分散した金属水酸化物を含有していた。結果を表１に示
す。

【表７】

【００４５】実施例５ この実施例では、凝集剤ＣはＣａｌｇｏｎ Ｃｏｒｐｏ
ｒａｔｉｏｎから商業的に入手できる従来の７７／２３
（重量／重量）のアクリルアミド／アクリロイルオキシ
エチルトリメチルアンモニウムクロリド（ＡＥＴＡＣ）
乳化重合体である。凝集剤Ｃ中の重合体は約１０，００
０，０００の重量平均分子量をもち、２５％活性であ
る。凝集剤Ｄは活性重合体固体約７３％を含む７７／２
３のアクリルアミド／ＡＥＴＡＣの注入可能な非水性重
合体組成物である。凝集剤Ｄ中の重合体は約１０，００
０，０００の重量平均分子量をもつ。凝集剤ＣおよびＤ
を、保持／凝集剤助剤として、円筒抄紙機のぬれた端に
添加した。凝集剤ＣおよびＤの両者を、表２に示した用
量（紙固体１トン当り、活性基準で重合体のポンド数）
で、パルプスラリーに類似の方式で供給した。シリンダ
充填剤タンク保持、トレー水に含まれる固体量、乾燥器
に入るときの形成紙シートのコンシステンシーを各凝集
剤に対し２カ月間毎日測定した。各測パラメータの平均
値の結果を表２に示す。

【表８】

【００４６】実施例６ この実施例では、凝集剤ＥはＣａｌｇｏｎ Ｃｏｒｐｏ
ｒａｔｉｏｎから商業的に入手できる従来の４０／６０
（重量／重量）のアクリルアミド／ＡＥＴＡＣ乳化重合
体である。凝集剤Ｅ中の重合体は約９，０００，０００
の重量平均分子量をもち、活性重合体固体約３８％であ
る。凝集剤Ｆは活性重合体固体約７３％を含む４０／６
０のアクリルアミド／ＡＥＴＡＣの注入可能な非水性重
合体組成物である。凝集剤Ｆ中の重合体は約９，００
０，０００の重量平均分子量をもつ。凝集剤Ｅ及びＦ
を、凝集剤助剤として、製紙工場の混合廃棄物を主とし
て含む廃流を脱水するために使われる大きなスクリュー
プレスの流入液に添加した。両Ｅ及びＦの用量（固体乾
燥１トン当り、活性重合体のポンド数）を最適にし、プ
レスの濾液の固体含量、プレスしたケーキ固体、固体捕
獲を定期的に測定した。各凝集剤について、２日間にわ
たり得られた平均結果のまとめを表３に示す。

【表９】

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 懸濁固体と水を含む水性系に有効量の凝
   集剤を添加することを含む上記水性系から懸濁固体を凝
   集する方法において、凝集剤が重合体組成物の重量基準
   で約５％未満の水と約６０％以上の重合体固体を含有す
   る非水性の溶性重合体組成物であることを特徴とする方
   法。
2. 【請求項２】 該非水性のハイソリッド重合体組成物が
   約３％未満の水と約６０％以上の重合体固体を含有する
   請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 該有効量が処理される水性系中の水の重
   量基準で活性重合体の少なくとも0.1 ppmである請求項
   １記載の方法。
4. 【請求項４】 該有効量が処理される水性系中の水の重
   量基準で活性重合体の少なくとも0.1 ppmである請求項
   ２記載の方法。
5. 【請求項５】 ａ）懸濁固体を含む水性系、およびｂ）
   重合体組成物の重量基準で、約５％未満の水と約６０％
   以上の重合体固体を含有する非水性の水溶性重合体組成
   物を含む凝集剤の有効量を含む組成物。
6. 【請求項６】 ｂ）の重合体組成物が約３％未満の水と
   約６０％以上の重合体固体を含有する請求項５記載の組
   成物。
7. 【請求項７】 該有効量がａ）の水性系中の水の重量基
   準で活性重合体の少なくとも約0.1 ppmである請求項５
   記載の組成物。
8. 【請求項８】 該有効量がａ）の水性系中の水の重量基
   準で活性重合体の少なくとも約0.1 ppmである請求項６
   記載の組成物。
9. 【請求項９】 水溶性重合体凝集剤の有効量を添加する
   ことによる、水と懸濁固体を含む水性系の清澄法に於け
   る改良おいて、凝集剤として、請求項１記載の非水性の
   ハイソリッド水溶性重合体組成物を使用することを含む
   改良。
10. 【請求項１０】 該水性系が金属水酸化物固体を含有す
    る請求項１記載の方法。