JPS59129246A - 易分散性顆粒状組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、高分子重合体の易分散性組成物、ことにジ
アルキルアミノアルキルアクリレート系高分子重合体の
易分散性顆粒状組成物に関する。

ジアルキルアミノアルキルアクリレート系＝分子重合体
（以下Ｄ　Ａ　Ｍ糸ポリマーと言う〕は、凝集剤あるい
は脱水助ｆ−＋１１としてイ」用な用途を有するカチオ
ン系の水溶性高分子重合体である。市販品は当初水浴液
が中心であったが輸送費、貯臓安定性、作業性、性能等
から次第に粉末品へと移行して現在はほとんどの製品が
わ〕未化している。この粉末製品は、微粉末では凝集効
果が低下するため９９％以上が１００メツシユ以」二の
粒径を持っており、このものを使用するに当っては、通
常溶解タンク中で例えば０．１〜１．０重量％の如き適
当な濃度に調製された重合体水浴液として用いられる。

し〃・してこの水溶液は普通その都度、新たな清水に重
合体を加え溶解してＢＩ８Ｎするが、一旦各用途に使用
され、なおタンク中に残存する少量の該水溶液中に水及
び重合体を補充添加して調製することも普通に行われて
いることである。

このようにして重合体水浴液を調製するに当り、上記何
れの場合も大祉を調製する場合″１まこ″現象が起り長
時間の攪拌によっても殆んど溶解しないという厄介な問
題があるとともに清水にＭ解する場合に比し、粘性のあ
る残存溶液中での調製は張時間の攪拌が必要であるとい
う作業の面での不利がある。

従来から、かような高分子重合体の溶解性や分散性を改
善すべく抑々の提案が外されている。まず、特開昭５６
−２８６１２号には、水溶性高分子重合体粉末に、結晶
水を含む余地のある無機塩を多量に（５倍量以上）配合
し、これに水を添加することにより分散性の数倍された
粉末又は粒状の、Ｉｌｌ成￥／ｌｌを得る提案がなされ
ている。しかしこのようＶこして得られた１徂成物は安
定性が悪く保存に問題があって宍用土不利であり、さら
に製造時に水を添加することが必ず必要であシ、固化し
た場合には粉砕処理を行なわなければならないという１
１４」照点があった。

才だ、１００メツシュ以−［の微粉木状の高分子凝集剤
に多量の潮解性ないしは吸湿性の水溶性無機塩を混合し
た粉末状組成物（特開昭５６−１３９１０９号公報参照
）やこの組成物を１００メツシュ以上の粒径の高分子凝
集剤の溶解補助剤として利用した組成物が提案されてい
る（特開昭５７−６３１０９号公報参照）。

しかし、かような組成物は単に高分子凝集剤と無機塩と
の混合物にすき°ずほとんど顆粒状に造粒されたもので
はない。従って後述の実施例に示されるように予め調製
した重合体水溶液に添加した場合の分散性が悠くて壕ま
こを生じ溶解に長時間を要するという問題点があった。

さら［１００メツシユ以下というＲＨ１末状の高分子凝
集剤を必要とし、市販のものを直接用いることができず
予め微粉来秋のものを調製する必要があったっこの発明
は、かような従来の高分子重合体と無機塩類との組成物
における問題点を解消すべく鋭意研究を行なう過程にお
いて見い出されたものである。この発明の発明者らは、
先に水浴性高分子重合体に酸性の硫酸水素アルカリ塩及
び塩基性無機塩を添加混合することにより、分散性の優
れた顆粒状の高分子重合体組成物を弼る提案を行なった
（特開昭５６−８２８４４号公報参照）。

発明者らはさらに研究を行なった結果、多数の高分子重
合体の中でもジアルキルアミノアルキルアクリノート系
高分子重合体に特定の無機又は有機塩を比較的少量添加
して混合扱拌した際、意外にも水を全く添加することな
く混合処理のみで均一な顆粒化が行なわれ、そしてこの
顆粒状組成物は清水のみならず予め調製された重合体水
溶液にもすみやかに分散溶解するという事実を見出しこ
の発明に到達した。

かくしてこの発明によれば、凝集効果を有するジアルキ
ルアミノアルキルアクリレート系高分子重合体粉末１重
量部と、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、臭化マグネ
シウム、塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム、塩化ア
ルミニウム、硝酸アルミニウム、硝酸アンモニウム、炭
酸アンモニウム及び酊酸アンモニウムの無水物もしくは
含水塩から越ばれた潮解性無機もしくは有機塩の１種又
は２種以上を０．０１〜２重楚部と、さらに任意に吸湿
剤を添加してなる易分散性顆粒状組成物が提供される この発明の顆粒状組成物の一つの特徴は従来に比して少
量の漕］解性無機又は有機塩を用いていることである。

そして池の特徴の一つとしては、市販のジアルキルアミ
ノアルキルアクリレート系高分子重合体を何らの前処理
もなくそのまま使用できる点にある。さらに他の特徴の
一つは、これらの重合体及び上記塩を単に混合攪拌する
のみで簡便にかつ水を全く添加せずに製造できる点であ
る。

かようなこの発明の組成物は顆粒状に造粒された流動性
の組成物であり、分散Ｍ解性は優れたものである。

この発明のジアルキルアミノアルキルアクリノート系高
分子重合体としては、 下式（１）： （式中、几□は水素原子又はメチル基、Ｒ２及びｌ−ｔ
′３はそれぞれ独立して低級アルキル基を示す）で表わ
される単位又（はその四級塩を主構成単位とする重合体
を示し、凝集効果を有し、凝集剤あるいは凝集の二次的
効果としての脱水を期待する脱水助剤として用い得るも
のであり、水溶性のものでめればよい。該重合体の分子
量については１０万程度のものから１千万程度のものま
で使用することができる。才た上記四級塩（四級化物）
としては、例えば塩酸塩、硫酸塩、塩化メチル塩、ジメ
チル硫酸塩が挙げられる。

ヨリ具体的なジアルキルアミノアルキルアクリレート系
１情分子重合体としては、（イ）ジメチルアミノエチル
メタクリレート塩化メチル塩、（ロ）ジメチルアミノエ
チルメククリレートジメチル硫酸塩もしくは（ハ）ジメ
チルアミノエチルメタクリレートのホモポリマー、又は
（イ）、（ロ）、（ハ）及びアクリルアミドの二種以上
をモノマーとするコポリマーが挙げられる。これらのう
ち入手の容易性等からジメチルアミノエチルメタクリレ
ート塩化メチル塩−ジメチルアミノエチルメククリレー
トーアクリルアミド共重合体、ポリジメチルアミノエチ
ルメタクリレート、ポリジメチルアミノエチルメタクリ
レ−Ｂｚｑ化メチル塩、ポリジメチルアミノエチルメク
クリレートジメチル硫酸塩、アクリルアミド−ジメチル
アミノエチルメタクリレート共重合体が好適である。

この発明に訃いて用いる特定の無機塩又は有機塩はいず
れも潮解性を示すものである。水溶性もしくは吸湿性の
無機塩又は有機塩であっても潮解性を示すものでなけれ
ば、単なる混合によって良好々造粒、顆粒化は行なわれ
ない。これらのうちＣａ　Ｃ４、Ｃａ　ＣＪｌ？２．２
　賜０　、　Ｃａ　Ｃ１２，６％Ｏ。

Ｃａ　（ＮＯｓ　）２・４馬０　、　Ｍ、ｇ　Ｂ　ｒ２
．入１ｇＢｒ、６馬０２ＭｇＣ１゜、　６　ｆ■２０　
、　Ｍｇ　（へ０３）２．６１（２０。

（Ｊ（３ＣＯＯＮＨ，、Ｎ馬ＮＯ８，Ａ（Ｉｃ（１３，
６Ｈ２ｏ。

Ａｄ（ＮＯ８）３・９馬０．　（Ｎｌｆ４）２Ｃｏ８か
ら選ばれた１種又は２種以上を用いるのが高分子重合体
の易分散性の点で好寸しい。又特に好ましくはＣａＣ４
２，ＣａＣ１，−２Ｈ２０，及びＭｇＣｌ２・６馬Ｏか
ら選ばれた化合物である。

かような無＠塩又は有機塩はＤＡＭ系ポリマーに１重量
部に対して０．０１〜２重量部添加され攪拌混合される
。混合は例えばＶ型混合機で行なえばよく、通電数分〜
十数分程度で意図する顆粒状組成物を得ることができる
。無機塩又は有機塩の添加量が２重量部を越えると顆粒
化は行なわれ々い。また８重粒が行なわれてから過剰量
の上記無機又は有＠塩を加えてもそれ以上の造粒は行な
われない。一方、添加量が０．０１＠Ｊｉ１部未満であ
ると造粒が行なわれない部分が生じて不均一どなり分散
性の点で不適当である。

このようＬ’こしてこの発明の顆粒状組成物力３肯られ
る。この組成、’６ｒの粒径は通常１〜５鮎程度の比較
的粒のそろったものであり流動性も良好であり、その−
ｉニーを放置した際の安定性も良好である（通電、−週
間朴度放置しても団塊化は認められ寿い）。

このように車なる２昆合によってＩＪＡＭ糸ポリマーの
分散性良好ム顆粒状組成物が得られることは従来技術か
りして意外なことといえる。かような造粒機構につい又
の詳細は不明であるが、同様な操作をアニオン糸ポリマ
ー（ポリアクリルアミド部分加水分解物）やノニオン系
ポリマーについて行なっても造粒が行なわれないことや
、潮解性を示さない無機塩又は有機塩を用いても造粒が
行なわれないこと等から、Ｄ　ＡΔＩＬ系ポリマー中に
含まれている湿分（吸着水等）が他のポリマーよりも比
較的多く、潮解性塩の添加によって表面に引き出され易
くこの湿分が造粒化に寄与しているものと考えられる。

また漕１解性塩の比較的少量の添加量も上記作用と相ま
って良好な造粒化に結びついているものと信じられる。

かような本願の易分散性顆粒状組成物は水及び一旦調製
した高分子水溶液に容易に分散溶解し、凝集剤や脱水助
剤として極めて有用である、従来の高分子凝集剤の粉末
を水中へ一度に必要１ｉ）°投入すると、各粉末粒子と
水との接触面積が必要以上に大きいため粉末が光分分散
するよりも早く粉末表面が水と接触して粒子表面の高分
子が溶解ゲル状化して互いに結合し高粘性の溶解ゲル状
膜を形成し、その結果各粒子内部への水の浸透が溶解ゲ
ル状膜によって妨害されていわゆる「ま才こ」を生じ高
分子の分散性が阻害される。これに対し、この発明の造
粒組成物は潮解性無機又は有機塩と高分子粉末又はこの
粉末同士が結合してできた粉末粒とが雪ダルマ式に交互
に結合したものであり、多数の高分子粉末又はその粉末
粒間に上記塩類が入り込み、いい換えれば両者がそれぞ
れ分散状態で結合した粒径約１〜５肩りことに２〜４〃
席の造粒物からなるため、水中へ一度に多量投入しても
、大粒径により高分子と水との接触面積が小さく寸だ粒
子間のすきまが広いので溶解ゲル状膜足形成することな
く容易に粒子間に水が浸透し水中へ分散する。そして分
散された各粒子内部に浸透し、た水によって粒子中の塩
類は直ちに溶解しそれによって粒状がくだけて造粒され
ていた高分子粉末が敗乱し、その結果ままとを形成する
ことなく　ａ＝分子が水中へ容易に分散溶解するものと
イ言じられる。

なお、この発明の顆粒状組成物の保存安定性をより一層
向上せしめ、特に夏期８０°Ｃ以上もの高温で長ｊす」
間作存する場合に団塊化等の変質を防止するために得ら
れた造粒物に吸湿剤を添加することがより好ましい。か
ような吸湿剤としては、硫酸す）　ＩＪウム無水物、硫
酸カリウム無水物および硫酸マグネシウム無水物が挙け
られる。これらのうち硫酸マグネシウム無水物を用いる
のが好ましい。かような吸湿剤は［］１Ｊ記造粒物知分
ける高分子と無機塩又は有欠塩の空ｐ％ｊ　ｆ埋めると
共にその表面を被覆し、造粒物全体の安定性を向上させ
るべく働く。従ってでさるたけ微粉末状のものを用いる
のが奸才しい６１だその添加量は高分子１重拭部に対し
て０．０１〜１重ｆ部、好瞥しくは０．０１〜０５重星
部である。

以下実施例、比較例を埜げてこの発明を説明するが、こ
れによりこの発明は１仮定さ汎るものではない。

ジアルキルアミノアルキル　アクリレート系ポリマーと
して、 Ａ　ジメチルアミノエチルメタクリレート塩化メチル塩
−ジメチルアミノエチルメタクリレ＝トーアクリルアミ
ド共重合体（分子量３５０万）Ｂ　ポリジメチルアミノ
エチルメタクリレート塩化メチル塩　　　　　　　（分
子量５００万）Ｃジメチルアミノエチルメタクリレート
−アクリルアミド共重合体　　　（分子量５００万）を
用いて各種組成物を調製し、その性状を測定してその結
果を表１−　Ａ〜Ｅに示した。又比較例としてアニオン
系高分子重合体（ポリアクリルアミド部分ツノ［４水分
解物：分子１ｔｏｏｏ万）、ノニオン系高分子電合体（
ポリアクリルアミド−分子量１０００万）を用いて調製
した組成物の性状を同じく表１に示した。（各表内の数
値は重量部を表わす） 組成物は次のようにして調製した。即ち潮解性無機もし
くは有機塩に４１合体粉末を加えて混合し、次いで任意
の吸湿剤を冷加混合して作製する。混合はいづれもＶ型
混合機を用いて行ない、回１汰速度３　Ｑ　ｒｐｍ　、
混合時間は約５〜１０分間であシスケールは４００１／
を調製した。まだ表１に示した性状は次のことを意味す
る。

■、］青粒性 造粒粒子が均一なものは◎印、危粒べＬ子の粒径がやや
不拘−又は造粒粒子が小びいものは○印、部分的にしか
造粒しないもの、団塊化するもの又は全く造粒しないも
のは×印とした。

２　粒径 組成物粒子の粒径（単位はメツシュ）。

３　安定性 組成物５０９を鮒つきサンプル瓶に採り、３７’Ｃ１亘
温槽に７日ｌ用放置した俊取り出し、サンプル瓶を転倒
さ一ビ、組成物粒子同士の接着かまったくみら几ず、充
分流動性を有するものは○印、粒子同士の接ｉ＆は見ら
れるかその接沼力が弱く、サンプル肋、を１訟供するこ
とにより流動性が書現するものはへ印、粒子同士の接着
が強く団塊化しているものはＸ印とじ１こ。

４、易分散試験 大阪市水２０１を２段の３枚羽根付攪拌機（回転数８０
Ｏｒｐｍ）で攪拌中の容器内に、被検組成物を４０ｙ瞬
時投入し、ままこの発生の有無を観察した。

次いで、被検組成物を大阪市水に溶解し、溶液：Ｒ’Ｊ
Ｉ：カ６　ＣｐＳ　及ヒｌ　ＯＣＰＳの２ｍの水溶液を
調製ｌ〜だ。これら各水溶液２０ｇを上記と同様の条件
で澄拌し、被検組成物を６　ｃｐｓの水溶液には４０ｇ
、１Ｑｃｐ８の水溶液には１００ｇを瞬時投入し、まま
この発生の有無を観察した。

いずれの試験に２いても組成物が均一に分散しま棟こを
発生しないものは◎印、ｌ０ｃｐｓの水溶液では寸まこ
を発生ずるが６　ｃｐｓの水溶液及び大阪市水では均一
に分散し、ま号こを発生しないものは○印、１Ｑｃｐｓ
及び６　ｃｐｓの水溶Ｒセでは１外こを発生するが、大
阪市水においては−１：性こを発生しないものはΔ印、
いずれの試験においてもま寸こ全発生するものは×印と
した。

〔実施例及び比較例の各組成物の７Ａ製に使用した高分
子重合体及び潮解性所機もしくは有機塩及び任沿二の吸
湿剤のム′Ｌ径は以下の通りである。

高分子重合体 １２メツシュ通過１００メツシュ未通過のものが９０′
４以上 水溶す生Ｍ、＋幾もしくは有機塩 １４メツシュ通過のものが９０％以上 任意の吸湿剤 ３５メツシュ通過のものが９０％以上 （ブζだし、メツシュは’Ｉ”　ｙ　］−ｅ　ｒメツシ
ュを示す）〕表１−Ｄ Ｄ　アニオン系高分子 Ｘｌ　特開昭５７−６３１０９号公報に記載の実施１メ
ツシユ以下の微粉末アニオン性ポリアクリルＣａＵ、ｇ
２・２に２０　を重量比で１：１０の割合で］ＣＪ、　
Ｊ二のアニオン性ポリアクリルアミド部分加水１で７：
３の割合で均一に混合して調製した表１−Ｅ Ｅ　ノニオン系高分子 ポリアクリルアミド（分子量１０００万）列ｌの処方に
従って作製した製剤。すなわち２００アミド部分加水分
）４了物に１４メツシユ以下の粉末句−に混合する。１
２メツシユ以下１００メツシユ庁解物（分子ｊｉ（１０
００万）にＦｉｉｌ記混合物を重量比次に実施例結果に
ついて説明する。

ＤＡＭ糸高分子単体（比較例１，９．１１）では、安定
性は良好であるが水への易分散溶解性が不良であり、事
実１′ままこ″が生じ一旦″ままこ”が生じると長時間
攪拌を行なっても溶解しない。

又本願発明以外の組み合わせ例えばＤＡＭ系高分子にＮ
ａＣ１，ＫＣｄ、ＮＨ４Ｃｌ、ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４゜Ｎａ
２ＣＯ３，１ＯＨ２０，ＭｇＳＯ４，Ｎａ２８０４．　
Ｋ２Ｈ１’０４゜Ｋ２ＣＯ３等を添加混合した組成物（
比較例２〜７゜１０．１２．１３）は１４メツシュ未満
の粉末状であり、安定性は甘ずまず良好であるが一担作
製した本合体水溶液（６ＣｐＳの重合体溶液）に添加す
ると′ままこ″を生じ長時間攪拌を行なっても溶解しな
い。又清水に対しても”ま捷こ″を生じるものもあり欠
片には供さない。又例えば１）ＡＭ糸高分子以外の高分
子に本願発明の組み合わせの水溶性塩（Ｇａ（Ｊ２・２
）］２０．ΔＩｇＣ１２−６馬０．無水ＣａＣ４２等）
を添加混合した組成物（比較例１４〜２１）においても
粒径１４メツシュ未満の粉末状であり、清水には゛ま１
こ″を生じずに溶解するが一担作製した重合体水溶液（
６ｃｐｓの重合体水浴液）に添加すると′ままこ″を生
じ長期間攪拌を行なっても溶解しない。

しかし本願発明のＪＪ　Ａ　Ｍ糸軸分子と特定の水溶性
無機塩を添加混合した組成物（実施例１−１２゜１７〜
２２．２４〜２６）は、メツシュで示されるようにほぼ
粒径ｌ〜４励の造粒物になっており清水はもちろん一担
作製した重合体水溶液（６ＣＰＳ＋　ｌ　Ｏｃｐｓの重
合体の水溶液）にもパせまこ”を生じることなくすみや
かに分散溶解することがわかる。又本願発明組成物に吸
湿剤として無水ＭｇＢＵ４を添加した組成物（実施例１
３〜１６゜２３．２７）においては組成物の安定性が良
好となり１力月放置後においても流動性良好なボ１ｉ成
物がイ尋られた。

このことより本願発明の組成物は現場において一般に行
われている溶解タンク中に残存する少量の該水浴液中に
水及び重合体を補充添加して重合体水溶液を調製する場
合においても実施例で示される如＜′°ままこ”を生じ
ることなくすみやかに溶解するとともに安定性が良好な
りＡＭ系嵩高分子易分散性組成物提供することがわかる
。

、′、゛、１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　凝集効果を有するジアルキルアミノアルキル
   アクリレート系高分子重合体粉末１重量部と、塩化カル
   シウム、硝酸カルシウム、臭化マグネシウム、塩化マグ
   ネシウム、硝酸マグネシウム、塩化アルミニウム、硝酸
   アルミニウム、硝酸アンモニウム、炭酸アンモニウム及
   ヒ酢酸アンモニウムの無水物もしくは含水塩から選ばれ
   たｉｌ！解性無機もしくは有機塩の１種又は２棟以上を
   ０．０１〜２重量部と、さらに任意に吸湿剤を添加して
   なめ易分散性顆粒状組成物。 （２）　　ジアルキルアミノアルキルアクリレート系高
   分子重合体が、下式（Ｉ）： （式中、Ｒ１は水素原子又はメチル基、Ｒ２及び馬はそ
   れぞれ独立して低級アルキル基を示す） で表わされる単位又はその四級塩を主構成単位とする重
   合体である特許請求の範囲第１項記載の顆粒状組成物。 （３）　　ジアルキルアミノアルキルアクリレート系高
   分子重合体が、（イ）ジメチルアミノエチルメタクリレ
   ート塩化メチル塩、（ロ）ジメチルアミノエチルメタク
   リレートジメチル硫酸塩もしくは（ハ）ジメチルアミノ
   エチルメタクリレートのホモポリマー、又ハ（イ）、（
   ロ）、（ハ）及びアクリルアミドの二種以上を七ツマ−
   とするコポリマーである特許請求の範囲第１項記載の顆
   粒状組成物っ（４）潮解性無機もしくは有機塩がＣａＣ
   β２゜Ｃａ１１２−２Ｌ（２０，Ｃａ０４２−６馬０　
   、　Ｃａ（ＮＯ３）２・４１（２０、ＭｇＢｒ２．　Ｍ
   ｇＢｒ２・６Ｈ２０、Ｍ、ｇ（４２−６Ｈ２０、ｈｆ′
   、ｇ　（ＮＯ８）２−６ａ、ｏ　、　０％　Ｃ００ＮＬ
   ［４゜ＮＨ４ＮＯ８，ＡｌＣｌ３−６Ｌ（２０、Ａｎ　
   （Ｎｏ３）８−９Ｈ２０゜マは（ＮＨ４）２ＣＯ８であ
   る特許請求の範囲第１項記載の組成物。 （５）潮解性無機塩がＣａＣ，／２．Ｃａ０ｇ２−２Ｈ
   ２０又はＭｇＣｌ２・６Ｈ２０である特許請求の範囲第
   １項記載の組成物。 （６）吸湿剤が硫酸す）　ＩＪウム無水物、硫酸カリウ
   ム無水物瞥たは硫酸マグネシウム無水物である特許請求
   の範囲第１項記、載の組成物、