JPS6118408A - 懸濁液の凝集方法 - 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】 粒状物質の懸濁液に有機重合凝集剤の溶液を加えること
により上記懸濁液を凝集することは、一般的に実施され
ている。凝集処置は、濾過（例えば高圧または低圧濾過
）、ドレン（例えば紙懸濁液のドレン）、清澄（例えば
種々の無機懸濁液の清澄）または他の脱水、例えば下水
スラッジの脱水のようなさまざまな固体−液体分離方法
を容易にするために使用することができる。

凝集剤重合体が粒状物質と接触する以前には安定な溶液
（ここでは凝集剤溶液と言う）の形をとるべきでアシ、
このことは不可欠であると考えられている。従って凝集
剤溶液を懸濁液と混合する前に、重合体は水利および溶
解の定常状態に達しなければならない。溶液中の重合体
が例゛えば固体状態から溶解状能にまだ変化している最
中に、凝集剤溶液を懸濁液に加えることは全く納得のい
かないことである。それ故、凝集剤溶液中に存在する殆
んどの、またはすべての水と重合体とを混合し、次に充
分な時間、例えば３０分〜２時間又はそれ以上にわたっ
て上記溶液を熟成させて完全に溶解し、平衡状態とする
ことが一般的な方法である。得られた凝集剤溶液は次に
凝集すべき懸濁液と混合する。従って、全搬的な方法は
凝集剤溶液の生成および別個に懸濁液への上記溶液の添
加から成シ、凝集剤溶液を生成する段階には、混合段階
およびこれに続く熟成段階がしばしば含まれる。

有機重合凝集剤は、１９５０年代において初めて工業的
に重要なものとなってきた。当初、この凝集剤は比較的
低い分子量を有していた。なぜならば当時の単量体の品
質では、今日入手できる水溶性高分子量重合体の生成が
不可能であったからである。当時入手できたものは低分
子量（商業的には最初通常５００，０００未満９にもか
かわらず、できる限９分子量の大きな重合体を凝集剤と
して商業的に使用し、結果は充分満足なものであった。

文献においては、できるだけ高い分子量を有する有機重
合体、通常Ｇ　ｄＶ９を超える固有粘度（ＩＶ）を有す
る有機重合体についてしばしば述べていた。

単量体の精製および重合の現代技術は、処理および使用
条件が充分に制御されるならば、例えば３０（又はカチ
オン型のものに対しては１５まで）のＩＶを有する重合
体を生成することができる。

高いＩＶ値に関するこの漸進的な開発を通して明らかに
なったように、化学的または物理的な力で重合体溶液を
減成処理する場合、特に重合体を機械的に剪断する場合
、上記のような高いｒｖ値を得ることができない。その
ような力により重合体を減成することができるという事
実は、例えば米国特許第３，０２１，２６９号から公知
であった。

これによると、水に不溶な架橋重合グルは超音波エネル
ギーで処理されると、化学的に減成して水溶性となる。

得られた重合体は６３０．Ｏ’ＯＯまでの分子量、即ち
２．５４までのＩＶを有すると言われている。

従って、できるだけ高い分子量を得るように大変注意深
く重合体を合成重かつその減成および困難な状況の下で
得られた高分子量の喪失を回避１するように注意深く重
合体を扱うことが、従来の方法として実施されていた。

重合体は最初重合され、濃縮水溶液、分散液または粉末
として使用者に供給され、そして懸濁液に添加する前に
希釈凝集溶液に変換しなければならない。溶液状重合体
は車に水と混合すればよく、通常実際に使用するまでタ
ンク内で熟成される。

粉末状重合体は溶液に変換しなければならず、また粉末
粒子が凝集しないように注意すべきである。粉末を水中
で激しく攪拌することにより、または例えば最初粉末粒
子を空気にさらして湿潤化し、次にこの湿潤化した粒子
を水中で攪拌することにより、簡単に溶液を生成するこ
とができる＠どのような方法にしても、粒子を水和して
、水性分散液を生成し、任意の穏やかな振盪または攪拌
の下で上記分散液を放置して、水利を完了させ溶液とす
る。

非水液、即ち水不混和性液中における電解質の分散体は
、時々かなシの振盪の下で水中で攪拌して、粒子の水和
を開始させ、粒子を水和し、水性懸濁液を生成し、所望
の溶液を生成するまで上記懸濁液を任意の穏やかな振盪
の下で放置する。

従って、溶液の生成には必ず振盪を伴い、このことは溶
液を得るために、特に粉末または分散液から開始する時
、やむを得ないと考えられていた。

しかし重合体の損傷防止は常に最小限に押えられていた
。例えば、米国特許第３，４６８，３２２号において、
懸濁液は乱流誘導器中で水と混合し、この乱流誘導器は
苛酷な振盪または剪断振盪を使用せずとも良好な結果を
与えると言われている。欧州特許（ＥＰ）第０１０２７
５９号において、溶液はオリフィスミキサーにおいて剪
断の下で分散液と水とを混合することによって生成され
るが、最適条件は非常に短かい時間剪断を利用すること
であると述べている。実際、剪断は１秒よりずっと短か
い時間だけ利用されている。重合体の減或はこの非常に
短かい時間に生ずるわけであるが、その程度は極めて低
い。

凝集剤溶液の生成工程に熟成段階がある場合、熟成中に
溶液を静的条件またはほんのわずかな移動条件にさらす
ことは、一般的なことである。

凝集剤溶液を生成した後、この溶液を凝集すべき懸濁液
と完全に結合させることが必要である。

溶液を懸濁液と迅速にかつ緊密に混合して、懸濁液全体
にわたって重合体の濃度を均一にすると共に凝集塊を均
一に生成することが不可欠である。

懸濁液中への溶液の混合が不充分であると、重合凝集剤
の濃度は変わりやすくなり、このため非常に不満足な結
果をもたらすことになる。従って、激しい振盪を利用す
ることが必要であり、このことは剪断を伴うと良く言わ
れていが、この段階における剪断は必要悪であり、それ
自体最終結果に害を与えるものである。例えば英国特許
第１、．３４６，５９６号において、この段階における
剪断は凝集を低減させる、ということが廿告されている
。かくて実際、加えられる剪断はどのようなものでも通
常非常に低い値を有しており、かつ緊密な混合を達成す
るための要件に応じてできる限り短かい時間だけ印加さ
れる。

この背景に対して、本発明はできるだけ分子量を高め、
しかも分子量を減少させる工程条件に重合体をさらすこ
とのない高分子量有機重合凝集剤の製造方法を意図して
いる。

今や驚くべきことに、重合体を安定な水溶液の形にした
後に減成処理することにより高分子量の有機重合凝集剤
の凝集性能を改良することができる、ということがわか
った。例えば、最終重合体のＩＶが依然として高く、通
常４を超える場合、重合体を減成してＩＶを下げること
により凝集性能を改良することができる、ということを
知った。

この発見は現代の高分子量重合凝集剤に関するすべての
商業的方法と全く逆である。

本発明においては、４を超えるＩＶを有する高分子量有
機凝集剤の凝集剤溶液を生成し、この溶液を粒状物質の
懸濁液に加えて懸濁液を凝集する方法において、高分子
量有機重合凝集剤を水と混合して３重量％未満の重合体
濃度を有する初期溶液を生成し、次に溶解した重合体を
減成処理して溶解重合体の凝集性能を改良することによ
って、凝集剤溶液を生成する。凝集剤溶液、即ち懸濁液
に加えられる溶液中における重合体は４を超えるＩＶを
有するので、減成はＩＶが４を超える程度に行なわれる
。

各高分子量重合体は当然一定範囲の鎖長を有する各分子
を配合することにより生成され、本発明の減或はこの範
囲を縮少することが好ましい。鎖長の範囲は種々の方法
で定めることができる。例えば、数平均分子量によって
分けられた重量平均分子量に従って鎖長範囲を定める時
、その範囲は多分散度と呼ばれる。単一の鎖長を有する
各分子から成る理論上の重合体は１の多分散度の値を有
するが、実際、市販の重合体はこれよりも高い値を有す
る。以前、高い多分散値は容認されており、実際満足な
凝集を行う際に伴う種々の作用の点から凝集に大変望ま
しいと考えられていた。しかしながら、本発明の場合、
減成は多分散度を少なくとも５％、好ましくは少なくと
も１５％だけ減少させることが良い。

多分散度の測定に関して、例えばＩｎｔｅｒｓｃｌｅｎ
ｃｅ刊、Ｅｎｃｙｃｌ　ｏｐｅｄｉａ　ｏｆ　Ｐｏｒｙ
ｍｅｒ　５ｃｊｅｎｅｅ　＆　Ｔｅｃｈ−ｎｏｌｏｇｙ
　の第９巻、１８２および１８３頁で定義分子量、Ｍｖ
は粘度平均分子量および町は２平均分子量）によって分
子量の広がシを定義することｚ び、７の値は動的準弾性光散乱方法から誘導することが
できる。この方法は主に低分子重合体の分析用に考えら
れたものであるが、減成処理の前後における重合体中に
おける各分子の分子量分布間の関係を示す値を付与する
ことができる。好ましｗ 〈は減成処理によって、−は少なくとも５％、Ｍｖ 通常１０〜３０−以上減少される。また好ましくは減成
処理によって、ｌは少なくとも１０ｑ６、通常１５〜５
０％以上減少される。

重合生成物内の分子量の広がりを減少させることは本発
明において特に重要であるが、工ｖの減少（従って分子
量の減少）は一般的に認められており、かつ多くの場合
、特にＩＶの減少が重合体の鎖長の広がりを減少するこ
とにょシ行なわれるならば、それは有益である、という
意外なことが□わかった。従って、Ｉｖを少なくとも５
％、しばしば１０〜３０チ以上、例えば５０ｔたは６０
％まで減少させる条件の下で、上記減成処理がしばしば
行なわれる。

重合体のイオン性は、コアーライト・ラボラトリーズ・
リミテッド（Ｋｏｃｈ−Ｌｉｇｈｔ　Ｌａｂｏｒａｔｏ
ｒｉｅｓＬｔｄ、）の刊行物４７’７７　ＫＬＣＤ−１
に述べられているコロイド滴定（場たは英国特許第１．
．５７９，００７号における方法が使用可能である）に
ょシＱ、１％の熟成溶液について測定することができる
。

英国特許第１，５７９，００７号に述べられているよう
に、イオン重合体は理論上のイオ性度の値の１００％よ
如低い値を有する。英国特許第１．５７９，００７号で
は劣等なイオン性を重合体の鎖における単量体単位の整
然とした分布状態と関連づけているが、特に重合体があ
る程度の鎖の枝分れまたは架橋を含む時、減成段階によ
り理論上の最大値に向けてイオン性度の値を改良するこ
とができる、という意外な事実を見出した。この改良事
項をここではイオン性回復率（ＩＲ）と呼ぶ。

工ＡＤ−ＩＢＤ ＩＲ＝・　１ＡＤ−×１００　（ＩＡＤは本発明の減成
段階後に上記方法によって測定されたイオン性度であり
、よりＤは減成段階前のイオン性度である）。

特に重合体が鎖の枝分れまたは架橋を含む時、減成段階
はＩＲが５チを超えるように、通常２０〜３０％までと
なるように行われるのが好ましい。

このＩＲは重合体内の鎖長の広がシの減少を伴って変化
することが好ましい。

減成の程度は、溶解した重合体の凝集性能を減成処理前
のその性能よシ悪くする程高くてはならない。減成が非
常に低いと、凝集性能の効果は測定できず、また例えば
ＩＶを４未満に低下させる程多すぎると、凝集性能は頂
点を通過するが、結局以前より悪くなってしまう。従っ
て、減成時間を変えながら、かつ凝集性能を観察しなが
ら、選ばれた減成方法で溶液を処理することにより、種
々の減成レベルに対して性能をグロットして最適減成レ
ベルを選定することが必要である。

減成処理は超音波減成または化学的減成によって行なう
ことができる。しかしながら、これらの方法は時々重合
体内の分子量の広がりを所望通シに縮少せずに、分子量
をかなり減少させる傾向がある。減成処理を機械的減成
により行なうことが好ましい。なぜならば機械的減成は
分子量の広がりを減少させると共にしばしばＩＶを低下
させ、および／または枝分れ若しくは架橋重合体のイオ
ン性を増加させるからである。

機械的減成を付与するためには、高速で移動している刃
、例えば少なくとも５００メ一トル／分、通常７５０〜
５，０００メ一トル／分の速度を有する刃で初期溶液を
処理する。これらの刃が回転するようになっている場合
、上記の速度は刃の周速のことである。通常２．００Ｏ
ｒｐｍ以上、好ましくは３，０００〜２０．００　Ｏｒ
ｐｍの高速で回転する刃を使用することが特に好ましい
。このための望ましい装置はウオーリング（Ｗａ　ｒ　
ｉ　ｎ　ｇ　）の配合機またはモウリノイックス（Ｍｏ
ｕｌｉｎｅｕｘ）、ケンウッド（Ｋｅｎｗｏｏｄ）、ハ
ミルトン（Ｈａｍｉ　１　ｔｏｎ）、ビーチ（Ｂｅａｃ
ｂ）、イオナ（Ｉｏｎａ）またはオステライザー（Ｏａ
ｔｅｒｉｚｅｒ）の配合機のような、台所用配合機を大
規模に変形したものである。

上記において述べたように、決まりきった実験操作によ
り、所定の速度における最適時間、所定の時間に対する
最適速度、または速度および時間の最適な組合わせは容
易に決定することができる。

機械的減成を付与する他の望ましい方法は、例えば、シ
ルバーノンミキサー又は類似の操作方法を有する他のミ
キサーにおけるような面に溶液を羽根車で強制的に通過
させることである３例えば、高せん断下ンこ溶液をスク
リーンに通過させる直径４〜１０ｃｎ１で、１５００〜
６０００ｒｐｍで回転する羽根車であってよい。正方形
の孔の高ぜん断スクリーン及び３０００　ｒｐｍで回転
する直径６．８ｃｒｎの羽根車を有するシルバーノン１
２０Ｌミキサーを用いるのが好ましい。高い切断機能を
持たない機械的振盪方法は、あまシ満足のいくものでは
ないが、もし採用するならば、長時間使用しである程度
の機械的減成効果を上げるものでなければならない。例
えば、オリフィスミキサーを通して溶液を押出す方法ま
たはうず巻ポングに溶液を強制的に通過させる方法は、
このミキサーまたはポンプに溶液を繰返し通過させない
ならば、満足のいく方法とは言えない。

便利な方法で凝集特性を最大限に改良させるためには、
重合体が３重量％未満の重合体濃度を有する溶液として
存在している間に、即ち上記初期溶液として存在いてい
る間に、重合体を減成することが不可欠である。濃度の
高い重合体溶液を減成することは、溶液の粘性のために
難かしく、またあまシ満足のいく結果が得られない。ま
た充分に溶解していない重合体に対する減成処理も効果
は低い。初期溶液の生成中に剪断を加えることができた
としても（例えば水中への重合体粒子の分散を容易にす
るために）、この段階で加えられた剪断は凝集性能を改
良するのに不充分であることが好ましく、とにかく本発
明に従って、得られた初期溶液を減成することによって
、さらに改良が行なわれる。上記初期溶液は次のように
作られることが好ましい。即ち、まず固体状（例えばビ
ーズ又は粉末状）の、分散状の、または溶解状の重合体
を水と混合して３重量−以下の重合体を含む混合物を生
成し、次にこの溶液を貯蔵°タンク中で充分な時間にわ
たって平衡に達するまで熟成させ（凝集特性が経時的に
もはや変化しなくなるように）、その後上記熟成した溶
液を減成する。熟成時間は通常少なくとも３０分間、多
くの場合１〜５時、しばしば約２時間である。熟成中、
溶液は静止状態でも、またはｉやかな攪拌または別な状
態の攪拌を行なうこともできる。

本発明の凝集処理は減成を加える手段を含む新規な装置
で行われる。特に、懸濁液に凝集剤溶液を添加する新規
な装置は、凝集すべき水性懸濁液を保有すると共に懸濁
液に凝集剤の水溶液を添加する添加口を有する容器と、
上記添加口に凝集剤溶液を供給する供給手段とから成シ
、この供給手段は、溶液生成後に、かつ溶液が添加口に
達する。

前に機械的に、または別な方法で溶液を減成する手段を
含んでいる。通常、溶液は減成前には望ましい含有量で
固体を含んでいるが、減成後で容器導入前に溶液を希釈
する手段を設けることもできるＯ 上記溶液供給手段は、一般的に溶液を熟成するタンクか
ら延びている／ぐイブから成っている。溶液を減成する
手段はインラインである。溶液を機械的に減成するイン
ライン手段は、剪断を付与すると共に凝集剤溶液を添加
地点まで送込むポンプから成り、特にインライン手段は
溶液を減成すると共に溶液を添加地点まで送込むシルバ
ーノンミキサーから成る。他の態様の場合、減成処理は
熟成タンクと添加地点との間のタンクまたは他の容器内
で行うことができる。

添加地点における凝集剤溶液は通常０．０１〜１係、シ
ばしば０．０５〜０．３チの濃度を有し、減成処理を受
ける初期溶液が高い濃度を有するならば、減成段階後に
水で希釈することが必要である。

重合体は減成後の固有粘度（ＩＶ）が依然として４を超
える値となるようなＩＶを最初に持っていなければなら
ず、実際このことは重合体が通常１００万以上、多くの
場１合３００万までの分子量を有することを意味してい
る。減成前、重合体は通常少なくとも５、好ましくは少
なくとも９、例えば１５まで又はそれ以上、例えばアニ
オン型のものに対しては２５までのＩＶを有する。減成
後の凝集剤液のＩＶは、好ましくは少なくとも５、通常
６〜１２の範囲内、しばしば６〜９である。

重合体は水溶性でなければならず、好ましくは本質的に
直鎖状である。重合体を生成する単量体は本質的に架橋
剤を含まないものが好ましい。重合体は天然重合体また
は変性天然重合体を基材とするものである。例えば、重
合体はセルロースの陽イオン誘導体または他のイオン誘
導体若しくはグアーガムのイオン銹導体のようなセルロ
ース重合体またはガム重合体である。　　　−しかしな
がら、好ましい重合体は１つ以上のエチレン系の、好ま
しくはビニル系の水溶性単量体の重合によって生成され
た不質的に直鎖の合成重合体である。広くは、水溶性凝
集剤ポリマーを生成することのできるモノマー又はモノ
マーブレンドを使用することがきでる。単量体は一般的
にアクリル（メタクリルを含む）単量体である。重合体
は全部非イオン性単量体から生成した非イオン性のもの
でも良いが、イオン性のものが好ましい。

なぜならば一般に非イオン性単量体でもいくらかのイオ
ン性の基を含んでいるからでアシ、例えばアクリル酸基
はアクリルアミド中にしばしば存在する。単量体のイオ
ン電荷の量および種類は、重合体が凝集すべき粒状分散
体に適合するイオン電荷を有するように選ばれる。

望ましい非イオン重合体はアクリルアミド、メタクリル
アミド、Ｎ−ビニルメチルアセトアミドもしくはホルム
アミド、酢酸ビニル、又はビニルピロリドンである。

適当なアニオジ性単量体は、ナトリウムアクリレート、
メタクリレート、イタコネート、２−アクリルアミドメ
チルプロぎルスルホネート、スルホグロビルアクリレー
ト又はメタクリレートであシ、水溶性の形の、これゝら
の又は他の重合性のカルボン酸又はスルホン酸スルホメ
チル化アクリルアミドを用いることができる。

適当なカチオン性単量体はアクリル酸ソアルキルアミノ
アルキルおよびメタクリル酸ジアルキルアミノアルキル
、特にアクリル酸ジアルキルアミノエチルおよびそれら
の第四塩または酸塩並びにジアルキルアミノアルキルア
クリルアミドおよびメタクリルアミドおよびそれらの第
四塩または酸塩、例えばメタクリルアミドプロピルトリ
メチルアンモ′ニウムクロリドおよびマンニッヒ生成物
、例えば第四ジアルキルアミノメチルアクリルアミドで
ある。他の適当な単量体としては、特にアクリルアミド
と共重合する場合、ジアリルゾメチルアンモニウムクロ
リがちシ、またビニルピロリドン（酸付加塩又は第四級
塩として）及びポリビニルアミンの如きホフマン分解生
成物がある。

懸濁液は無機水性懸濁液でも良いが、有機水性懸濁液が
好ましく、有機粒子は下水汚物が最も好ましいが、紙、
のような他の物質も処理することができる。本発明は下
水スラッジの処理に特に有益なものである。

本発明は通常懸濁液を脱水する工程の一部として利用さ
れ、従って凝集した懸濁液はその後普通脱水処理される
。この処理は種々の方法によって行なうことができるけ
れども、本発明は加圧濾過を利用する際に有用である。

この加圧濾過は、フィルタープレス上において５〜１５
バールで通常３０分〜６時間の高圧済過によって行なう
こともできるが、ベルトプレス上において０．５〜３バ
ールの圧力で、典型的には１〜１５分間の低圧濾過が好
ましい。

このよりな濾過技術の凝集性能は、フィルターケーク中
の固体含有量の増加によって明らかになる。しかしなが
ら、凝集した懸濁液の毛管吸引時間（Ｃ３Ｔ）　と低圧
または高圧沖過に対するその最適状態との間には緊密な
相互関係がおることを見出し、従って本発明においては
Ｃ８Ｔを用いて凝集性能を測定することが便利であシ、
最良の凝集剤製品は最小の値を有することになる。

Ｃ８Ｔは、　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｉｎ５ｔｉｔｕｔ
ｅ　ｏｆ　ＷａｔｅｒＰｏｌｌｕｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒ
ｏｌ、　６７巻、１９６１Ｅ、２号、２３３頁に記載の
方法に従って測定される。この方法は所定量の凝集剤溶
液を懸濁液に加え、かつ一定量の剪断を所定時間付与す
ることから成る。

結果は種々の添加量と剪断量との組合わせから求められ
、添加量の単位はｇ／ｒｒＬ３であり、剪断量は凝集剤
溶液の添加後に剪断を加、えた時間であり秒で表わされ
る。この明細書におけるＩＶは、ＷａｔｅｒＲｅｓｅａ
ｒｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｒｅｐｏ
ｒｔ、　６号、１３頁、”Ｔｈｅ　Ｅｘａｍｆｎａｔｉ
ｏｎ　ｏｆ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｆｌｏｅｃｕｌａｎｔｓ
ａｎｄ　Ｃｏａｇｕｌａｔｅｄ　Ａｃ１ｄｓ”に従い、
）Ｊ（調整のだめの酸又はアルカリの代りに１ＭのＮａ
Ｃ１及びＮａ　２Ｈｐｏ４／クエン酸緩衝剤を用いて測
定される。

本発明によれば、凝集性能および多くの種類の懸濁液に
対する脱水能力を改善することができるけれども、言う
までもなく脱水すべき粒状懸濁液に対しては望ましい重
合体を選ぶことが必要である。使用中の重合体がその懸
濁液に対して本来的に不適当であると、本発明の減成処
理は殆んど価値がないか、全く価値がない。

本発明の特別な利点は次の通シでるる。即ち、直接的な
合成によって所定のＩＶを獲得するのではなくて、ＩＶ
の高い重合体を減成することによりそのＩＶを獲得する
ならば、所定のＩＶにおいて凝集性能を改良することが
できる。従って、例えば７のＩＶを有する必要がある重
合体を含む分散液または装置においては、同様の単量体
からこのＩＶ値を有する重合体を合成することによって
ではなくて、工Ｖの高い重合体を機械的に剪断してＩＶ
を７に低下することにより、良好な結果が一般的に得ら
れるのである。

次に本発明の各実施例について述べる。これら実施例に
おいて、ＤＭＡＥＡはジメチルアミノエテルアクリレー
トであ’）、ｑｌ）ＭＡＥＡが塩化メチルで第四級化さ
れていることを表わし、ＡＭはアクリルアミドであり、
マンニッヒ（Ｍａｎｎｉｃｈ）生成物はアクリルアミド
　ホルムアルデヒドおよびジメチルアミンから生成され
たゾメテルアミノメチルアクリルアミドである。Ｉ’Ｖ
およびＣ８Ｔは上記に定義された通りである。

低圧ピストンプレスケーク固体は、ベルト加圧濾過を再
現させるために作動するピストンプレス上に記録され、
この場合Ｑ、　７　ノ４−　／Ｉ／は１分間印加され、
１，４バールは１分間、２．１ノ々−ルは１分間および
２．８パールは６分間それぞれ印加される。

この方法によって測定される増加ケーク固体は、ベルト
プレス上に得られる。高圧ピストンプレスケーク固体は
、同じビア、トンプレスを用いて圧力を３０分間にわた
って７バールまで増加し、次にさらに３０分間７バール
に保持することにより得られる。この試験における増加
ケーク固体はフィルクープレス上に得られる。

ここで述べるモウリネックスのホモジナイザーによる溶
液の剪断は、はぼ円筒形のポットに４００ｍ１の重合体
溶液を供給することにより行なわれる。

なお上記ポットは約８ｃｍの直径を有し、かつポットの
底部で１６，５００　ｒｐｍで回転する直径約６ｃｔｎ
および厚さ約１咽の刃を備えている。この刃の一方の腕
は約４５°上向きに傾斜し、他方の腕は同じ角度だけ下
向きに傾斜している。

実施例１ 分散体状のＤＭＡＥＡｑ／ＡＭ共重合体を脱イオン水に
溶解し、かつ熟成してＩ　Ｗ／ｗ％の活性高分子電解質
溶液を生成した。次にこの溶液をモウリネックスのホモ
ジナイザー内で剪断し、この場合６゜８．１０．１５お
よび６０秒後に試料を取出したＯ結果を第１表に示す。

以下余白 第　　１　　表 実施例２ ７．３　、６．８　、１２．０および１１．４　ｄＶｇ
の固有粘度をそれぞれ有し、すべて公知の同一組成のＤ
ＭＡＥＡ／ＡＭ共１合体の４つ共生合体Ａ　、　Ｂ　’
＋　ＣおよびＤを１　ｗ／ｖ％溶液として生成し、熟成
した。

生成物ＣおよびＤの一部を取出してモウリネックスの配
合機中で１００秒間剪断することにより、生成物Ｃおよ
びＤからさらに２つの溶液を生成し、これらにＥおよび
Ｆのラベルを付した。その後、これら２つの溶液はそれ
ぞれ６．６および７．０ｄ〆ｇのＩＶを有することがわ
かった。３つのスラツジニ対スるＣＡＴおよびピストン
プレスケークの固体含有量について、上記６つの溶液を
比較した。スラッジ１はロザラム（Ｒｏｔｈｅｒｈａｍ
）の消化した一次活性スラッジであシ、スラッジ２は生
の一次活性スラッジであシ、スラッジ３は消化した一次
腐植質スラッジであった。結果を第２表に示す。

以下余白 第　　２　　表 これらの結果によれば、合成によるよりむしろ剪断によ
りＩＶを得る時、性能が改善され（重合体ＥおよびＦを
重合体ＢおよびＡと比較せよ）、かつ重合体を剪断して
各ＩＶを減少させる時、性能が改善される（重合体Ｃお
よびＤを重合体ＥおよびＦと比較せよ）。

光散乱技術によって重合体ＡおよびＥのＭ、、Ｍｖ用の
装置に使用された目盛上において、重合体Ｄ３．２９６
および２．２９６であった。計算に要求される理論上の
仮定によるけれども、上記値には係数Ｘを掛ける必要が
あるが、Ｘは１であっても良く、この時、上記値は絶対
値である。これら値が絶対値であるならば、本発明の新
規な重合体はきであシ、および／または３未満、好まし
くは２．５未満の」ｉを有するべきである。

Ｍ。

」口ｌ引り 溶液Ｃの試料を２　ｐｐｍの第二鉄イオン（Ｆ　ｅ　Ｃ
Ｌｓとして）の存在の下で３０分間紫外線に照射するこ
とにより、上記試料を減成した。得られた溶液にＧのラ
ベルを貼附した。この溶液Ｇは７．　Ｏｄ４／９の固有
粘度を有していた。

Ｃ８Ｔ技術を用いて、消化した一次活性スラッジに対し
て溶液Ａ、ＢＸＣ，ＥおよびＧを評価した。

結果を第３表に示す。

第　　３　　表 結果によれば、化学的に減成した試料Ｇは剪断した生成
物Ｅはど改良効果が大きくないが出発重合体よシ良くな
っている。

実施例４ 分散体状のＤＭＡＥＡ、／ＡＭ共重合体を脱イオン水に
溶解して１ｗ４％の溶液を生成した。この溶液の一部を
モウリネックスの配合機内で８秒間剪断したＯ ジャー試験に従って２俤の白土懸濁液に対する添加範囲
について、両者の溶液を比較した。結果を第４表に示す
。

第　　４　　表 上記２チ白土懸濁液に対して、実施例２からの生成物Ｂ
およびＦを比較した。結果を第５表に示すＯ 第　　５　　表 これら結果によれば、カチオン高分子電解質を剪断する
ことにより無機懸濁液の凝集を改良するが、その改良は
有機態濁液の場合程大きなものではない。

実施例５ それぞれ１２．１および１０．１　ｄｏｌｌの固有粘度
を有する２つの固体状のＮａＡｅ／ＡＭ共重合体を０．
５φチ溶液として生成し、■および■のラベルを貼附し
た。

２５、　Ｏｄｌ１９の固有粘度を有する上記と同じ組成
の生成物を、０．５　イＩ溶液としてさらに生成した。

この溶液の２つの部分をモウリネックスの配合機内でそ
れぞれ４０秒および７０秒間剪断した。

これにＪおよびＫのラベルを貼附した。これら試料はそ
れぞれ１２．１および１０．５の固有粘度を有していた
。

ジャー試験に従って２％の白土懸濁液に対する添加範囲
について、生成物Ｈ，Ｉ、ＪおよびＫを比較した。結果
を第６表に示す。

第　　６　　表 この表は無機懸濁液におけるアニオン重合体の凝集性能
に及ぼす剪断効果を明示している。

実施例６ 溶液Ｃの一部を脱イオン水で希釈して０．１−ｙＶ′Ｖ
％溶液を生成した。

次に源溶液および希釈溶液をモウリノイックス配合機中
で減成し、適宜時間を置いて試料を取出し、消化した一
次活性スラッジについて試験した。

結果を箇７表に示す。

第　　７　　表 １．５係溶液は、同じＩＶおよびＣ８Ｔ値をイ４４るの
に２４０秒間の剪断が必要であった。

このことは、希釈溶液を剪断した時には大変すみやかに
望ましい結果を得ることができる、ということを証明し
ている。

実施例７ 安定剤及び界面活性剤を含む５０係オイル中における５
０％ｑ　ＤＥＡＥＡ／ＡＭ共重合体の分散体の２重量部
を、モウリネックスのホモジナイザーで９８部の水に分
散した。この水性系が均一な組成となった時に剪断を中
止して、溶液を２時間混転しながら熟成した。次に本発
明に従って種々の時間にわたって溶液を剪断し、第８表
に示されているようなＣ８Ｔ値を得た。

第　　８　　表 このことは゛、製造の初期に剪断を用いた時でも、熟成
した凝集溶液に対して良好な剪断効果があることを明示
している。

実施例８ ０．１チまで希釈した溶液Ｃの試料を１リッｌ−／し７
分の流量でインラインのンル／（−ソンミキサーに一度
通過させた。この流量はポンプの最大処理量の１０チで
ある。消化した一次活性スラツジについて、得られた剪
断溶液を源試料および試料Ｂ（ＩＶ６，８）と比較した
。

第　　９　　表 この結果は上記剪断技術もまた有効であることを示して
いる。

実施例９ ４１　：　５９ｗｔ％のＤＭＡＥＡ（１／ＡＭ重合体の
溶液をモウリネックスの配谷機内で剪断し１、適宜間隔
を眞いて試料を取出して有効性を試験した。

０　　　　７．８　　　　　１７１ １５　　　　６．４　　　　　　４８ ４５　　　　　　・　−５３ ９０５，２６７ 部３回の続みの平均値 この結果によれば、一定時間の剪断後に有効性は最大に
達し、また剪断をさらに続けると（ＩＶを連続的に減少
させると）、有効性が減少する。

実施例１０ 同じ組成の２つの液状マンニッヒ生成物（硫酸ジメチル
で第四級化したジメチルアミノメチルアクリルアミド重
合体）ＡおよびＢを脱イオン水で、希釈して、１　ｗ／
ｖ　ｒｌｙ溶液を生成した。これら溶液ＡおよびＢはそ
れぞれ７１　ｃｐｓおよび５５　ｃｐｓの１多溶液粘度
を有していた。

次に、溶液Ａの一部をモウリネックスの配合様内で剪断
し、６秒後、１６秒後および２２秒後に各試料を取出し
た。

次に、各試料に関して、消化した一次活性スラッジに対
するＣ８Ｔによる有効性を評価した。第２号のスピンド
ルを１００　ｒｐｍで使用して、１チ溶液の粘度を測定
した。結果を第１１表に示す。

以下余白 第１１表 この結果によれば、溶液を切削した時は所定粘度で優れ
た効果を得ることができる。

実施例１１ ４０ｇのざら紙、１０．ｌｉ＋のマニラ紙および５ｇの
段が−ルを２リツトルの水の中てばらばらにして、２．
５チの稠度を有する標準的な廃棄物原料を生成する。こ
の原料を０．５％の固体濃度まで希釈し、１リツトルの
アリコートを１トン当り２００ｇの凝集剤で処理した。

化学的に異なった３つの共重合体を使用した。各共重合
体の１つは剪断せず、他の１つは低いＩＶまで剪断し、
残りの１つは剪断しなかったが同様に低いＩＶを有して
いた。

各々の場合、剪断はモウリノイックスのホモゾナイザー
で行なわれた。

後方の孔が閉鎖しである７ヨツパーーリーグラー　（Ｓ
ｃｈｏｐｐｅｒ−Ｒｉｅｇｌｅｒ）叩解度テスターに、
凝集した原料を移した。５００−の水を集めるのに要し
た時間を計って、ドレン速度を測定した。結果を第１２
表に示す。

第１２表 ６０／４０　ｗ／ｗＤＩＶＩＡＥＡｑ／ＡＭ　　１２．
０　１６２４０秒剪断　　　　　　　６．５　　２１非
剪断　　　　　　　　　６．６　　２５４０／６０　ｗ
／ｗ　ＤＭＡＥＡｑ／ＡＭ　　　１１．３　　１６１０
０秒剪断　　　　　　　７．５　　２１非剪断　　　　
　　　　　７．８　　２６２７．６／７２２ψＤＭＡＥ
Ａｑ７′届　１４．０　　２０４０秒剪断　　　　　　
　７．０　　２２非剪断　　　　　　　　　７．１　　
２５この結果によれば、同様のＩＶを有する非剪断生成
物と比較して、剪断した生成物はよシ大きく改良された
。

実砲例１２ １１．８のＩＶを有する固体状の工）ぬルＡ／ＡＣＭ共
重合体を、１≠］溶液Ａとして生成した。この溶液の一
部をモウリノイックスの配合機中で１００秒間剪断して
溶液Ｂを生成した。１２５　ｇ／Ｌ”の重合体を一次活
性スラッジに加えて、高圧濾過について各溶液を比較し
、その後ピストンプレス上において高圧で脱水した。溶
液Ａの場合固体含有量１−１：２１．８であり、溶液Ｂ
の場合固体含有量は２５．６チであった。このことは、
剪断した溶液を用いた方が高圧において優れた脱水効果
が得られることを証明している。

実施例１３ 架橋剤で汚染された単量体を共重合することにより、ｑ
ＤＭＡＥＡ／ＡＭ共重合体を生成した。この重合体１ｉ
ｉｏのＩＶを有していた。重合体の０．１％水溶液をモ
ウリネックスのミキサー内で５分間剪断した。重合体の
陽イオン化性を剪断の前後において測定し、陽イオン化
回復率は全く上記におい−て述べられたように算出され
た。１分間の剪断後の回復率は５チであり、５分間の剪
断後の回復率は９％であった。剪断した溶液は非常に効
果的な凝集剤であった◇

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、４を超える固有粘度を有する高分子量有機重合凝集
   剤の凝集剤溶液を生成し、この溶液を粒状物質の懸濁液
   に加えて懸濁液を凝集する方法において、高分子量有機
   重合凝集剤を水と混合して３重量％未満の重合体濃度を
   有する初期溶液を生成し、次に溶解した重合体を減成処
   理して溶解重合体の凝集性能を改良することによって、
   上記凝集剤溶液を生成することを特徴とする方法。 ２、化学的、超音波または機械的減成により、減成処理
   を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ３、凝集性能を改良するのに充分な時間にわたって初期
   溶液を機械的に剪断することにより、減成処理を行なう
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４、初期溶液をシルバーソンタイプのミキサーに強制的
   に通過させることにより、または５００ｍ／分を超える
   周速で回転している刃で初期溶液を切断することにより
   、減成処理を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 ５、粉末状、分散状または溶液状の重合凝集剤を水と混
   合し、次に得られた溶液を少なくとも３０分間熟成する
   ことにより、重合体の初期溶液を生成することを特徴と
   する特許請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載の方法
   。 ６、重合凝集剤の分子量が１００万を超えていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１〜５項のいずれかに記載
   の方法。 ７、減成により重合凝集剤の固定粘度を少なくとも５％
   、好ましくは１０〜５０％だけ減少させることを特徴と
   する特許請求の範囲第１〜６項のいずれかに記載の方法
   。 ８、減成によりＭ＿ｗ／Ｍ＿ｖを少なくとも５％、好ま
   しくは１０〜３０％だけ減少させることを特徴とする特
   許請求の範囲第１〜７項のいずれかに記載の方法。 ９、固体状、分散状または溶解状の重合凝集剤を水と混
   合して２重量％未満の重合体を含む溶液を生成し、この
   溶液を熟成させ、その後少なくとも５％だけＭ＿ｗ／Ｍ
   ＿ｖを減少させるのに充分な時間にわたって溶液を機械
   的に剪断することにより、４を超える固有粘度を有する
   高分子量有機重合凝集剤の溶液を生成することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の方法。 １０、さらに、加圧ろ過、好ましくはベルトプレスによ
   って凝集懸濁液を脱水することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の方法。