(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝集剤として有用な架橋水溶性陽イオン性（メタ）アクリルアミド／第四アンモニウム塩コポリマーの改良製造方法であって、
１）（メタ）アクリルアミドモノマーと第四アンモニウム塩モノマーを含む水性反応混合物の重合を開始させて、上記モノマーを、陽イオン性ポリ（メタ）アクリルアミド／第四アンモニウム塩コポリマーを含むコポリマー含有反応混合物に変換し、
２）架橋剤をコポリマー含有反応混合物に添加することによってコポリマーを架橋する段階
を含んでなり、上記第四アンモニウム塩モノマーが次式で表されるものであり、
【化１】
0004660193.tif 000005
（式中、Ｑは−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（Ｏ）−又は−Ｃ（Ｏ）ＮＨ−であり、Ｒ3は枝分れ又は線状（Ｃ1〜Ｃ4）アルキレンであり、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は独立にＨ、Ｃ1〜Ｃ4線状若しくは枝分れアルキル又はＣ5〜Ｃ8芳香族若しくはアルキル芳香族基から選択され、ＡはＣｌ~、Ｂｒ~、ＨＳＯ4~又はＭｅＯＳＯ3~から選択される陰イオンである。）
上記２）の架橋段階が、モノマーの５０％以上がコポリマーに変換されるまで待って、しかる後にコポリマー含有反応混合物への連鎖移動剤の同時添加を伴わずに架橋剤をコポリマー含有反応混合物に連続的に添加することを含んでなる、改良製造方法。
【請求項２】
段階１）において架橋剤も連鎖移動剤も水性反応混合物に添加しない、請求項１記載の改良製造方法。
【請求項３】
陽イオン性ポリ（メタクリルアミド）／第四アンモニウム塩コポリマーが次式の繰返し単位を有する、請求項１又は請求項２記載の改良製造方法。
【化２】
0004660193.tif 000006
式中、Ｑは−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（Ｏ）−又は−Ｃ（Ｏ）ＮＨ−であり、Ｒ3は枝分れ又は線状（Ｃ1〜Ｃ4）アルキレンであり、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は独立にＨ、Ｃ1〜Ｃ4線状若しくは枝分れアルキル又はＣ5〜Ｃ8芳香族若しくはアルキル芳香族基から選択され、ＡはＣｌ~、Ｂｒ~、ＨＳＯ4~又はＭｅＯＳＯ3~から選択される陰イオンである。
【請求項４】
繰返し単位（ｘ）：（ｙ）のモル比が８０〜２０（ｘ）：２０〜８０（ｙ）である、請求項３記載の改良製造方法。
【請求項５】
繰返し単位（ｘ）：（ｙ）のモル比が６０〜４０（ｘ）：４０〜６０（ｙ）である、請求項４記載の改良製造方法。
【請求項６】
繰返し単位ｙがＡＥＴＡＣである、請求項３乃至請求項５のいずれか１項記載の改良製造方法。
【請求項７】
繰返し単位ｙがＭＡＰＴＡＣである、請求項３乃至請求項５のいずれか１項記載の改良製造方法。
【請求項８】
繰返し単位ｙがＭＥＴＡＣである、請求項３乃至請求項５のいずれか１項記載の改良製造方法。
【請求項９】
前記コポリマーがアクリルアミド／ＡＥＴＡＣであり、アクリルアミド：ＡＥＴＡＣのモル比が６０：４０である、請求項１記載の改良製造方法。
【請求項１０】
前記架橋剤がＮ，Ｎ′−メチレンビスアクリルアミドである、請求項９記載の改良製造方法。
【請求項１１】
有機物が分散したタイプの水性懸濁液の脱水方法であって、該水性懸濁液に、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項記載の方法で製造した架橋水溶性陽イオン性（メタ）アクリルアミド／第四アンモニウム塩コポリマーを、懸濁液百万部を基準にして、１〜２０００ｐｐｍ添加し、有機物を含有するフロックを形成し、フロックを水系から分離することを含んでなる方法。
【請求項１２】
前記水性懸濁液が遠心分離機に収容されていて、前記有機物が含油スラッジであり、前記架橋水溶性陽イオン性（メタ）アクリルアミド／第四塩コポリマーが、アクリルアミド／ＡＥＴＡＣコポリマー、アクリルアミド／ＭＡＰＴＡＣコポリマー及びアクリルアミド／ＭＥＴＡＣコポリマーからなる群から選択されるコポリマーからなり、前記分離段階が遠心分離を含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記水溶性陽イオン性（メタ）アクリルアミド／第四塩コポリマーがアクリルアミド／ＡＥＴＡＣである、請求項１２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子量アクリル系水溶性ポリマー材料及びその製造方法に関する。さらに具体的には、本発明は、モノマーが約５０％変換された後で構造改質剤を添加することによって製造した陽イオン性アクリルアミド系ポリマー、並びにその凝集剤及び脱水剤としての用途に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業用水からの固体懸濁物の分離に関する問題は当業者に周知である。例えば、米国特許第３６０１０３９号明細書の発明の背景技術の欄を参照されたい。
【０００３】
水性媒質からの懸濁固体の沈降又は濾過を促進するための一つの手段は化学的処理である。特に、活性化スラッジ（通例陰イオン性である）の脱水の促進に用いられる化学的処理プロセスは、スラッジを撹拌しながら陽イオン性凝集剤を添加することである。生成したフロックを次いで脱水工程に付す。この処理プロセスは、正に荷電した凝集剤の添加によってスラッジの負電荷を中和し、小さなフロックを形成させ、小さなフロックを凝集させて大きなフロックとし、これを溶液から沈降させてから、脱水工程に付すことからなる。例えば、ポリアミンを増粘及び脱水工程用の陽イオン性凝集剤として使用することが米国特許第３９７５２６６号に教示されている。
【０００４】
凝集プロセスの改良の目的は、大きくて丈夫なフロックを形成し脱水性能を向上させることである。米国特許第３２３５４９０号には、Ｎ，Ｎ′−メチレンビスアクリルアミドで架橋したアクリルアミド系ポリマーを始めとする各種の化学的添加剤の使用が教示されている。これらのポリマーは、微粒子を構造化ポリマー網目構造に捕獲して、水性媒質中に懸濁した固体を凝集させると記載されている。しかし、米国特許第３２３５４９０号には、コポリマーは酸性又は中性条件下でのみ陽イオン性凝集剤として有効であると教示されている。
【０００５】
米国特許第３６９８０３７号には、架橋陽イオン性エマルジョンコポリマーを利用して活性化スラッジから水を遊離させる方法が教示されている。
【０００６】
米国特許第４７０５６４０号には、ある種の架橋陽イオン性アクリルアミド分散コポリマーの凝集性能が、ポリマー溶液を使用前に機械的剪断に付すことによって向上すると教示されている。
【０００７】
米国特許第６２９４６２２号には、機械的剪断を用いずに向上した凝集性能を示すある種の架橋陽イオン性アクリルアミドエマルジョンコポリマーの製造方法が教示されている。記載された陽イオン性アクリルアミドコポリマーの製造方法は、反応過程を通して終始架橋剤（鎖枝分れ剤）を連続的に混合物に添加しながらモノマーを重合することからなる。さらに、米国特許第６２９４６２２号には、約５０％、好ましくは約２５％のモノマー変換が達成される前に架橋剤の添加を開始しなければならないと教示されている。
【０００８】
米国特許第６２９４６２２号に例示される従来法は、重合反応全体を通して架橋剤を連続的に添加することで、架橋度の高いポリマーを製造することができることを示している。
【０００９】
架橋度が高いと、電荷の一部が三次元ポリマー網目構造中に捕捉又は遮蔽されて、基質の負電荷の中和に利用できる正味の陽イオン性電荷が減少しかねない。さらに、この方法は、生成ポリマーが、その対応線状ポリマーに比べて大きな分子量を有するものの、その正味の大きさ、つまり真の流体力学的体積の尺度が損なわれるという短所を有する。結合度の高いポリマー網目構造の連結性のため、特に限られた応用時間内では、溶液中への十分な分散又は膨張が妨げられる。
【００１０】
国際公開第０２／０２６６２号は、ラジカル重合条件下でのモノマー水溶液の重合によって製造される構造の改質された水溶性ポリマーに関する。、モノマーの３０％以上の重合が起こった後で１種以上の構造改質剤がポリマー溶液に添加される。この構造改質剤といわれるものには、連鎖移動剤及び／又は架橋剤が含まれる。この刊行物の実施例７から明らかな通り、反応後期に唯一の構造改質剤として架橋剤を単独で添加する場合には、架橋剤は常にショット供給される（すなわち、一回の処理で一度にすべてを添加する）。しかし、表２９及び表２５に示されている通り、架橋剤を経時的に供給する場合、架橋剤は常に連鎖移動剤と一緒に供給される（すなわち、分子量調節と「同時供給」される）。
【特許文献１】米国特許第３６０１０３９号明細書
【特許文献２】米国特許第３９７５２６６号明細書
【特許文献３】米国特許第３２３５４９０号明細書
【特許文献４】米国特許第３６９８０３７号明細書
【特許文献５】米国特許第４７０５６４０号明細書
【特許文献６】米国特許第６２９４６２２号明細書
【特許文献７】国際公開第０２／０２６６２号パンフレット
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、モノマーの約５０％以上がポリマーに変換された後で、反応混合物への連鎖移動剤の同時添加を行わずに架橋剤を重合反応媒質に連続的に添加する方法によって陽イオン性アクリルアミド／第四アンモニウム塩コポリマーを製造すると、かかるコポリマーでは評点の高いフロックが得られることを見出した。また、ポリマー重合開始段階では、架橋剤も連鎖移動剤も存在しないのが好ましい。
【００１２】
この方法で製造した陽イオン性アクリルアミド／第四アンモニウム塩コポリマーを（水性媒質百万部を基準にして）１〜２０００ｐｐｍ、好ましくは１０〜２００ｐｐｍの量で使用すると、含油スラッジのようなスラッジを含んだ水性懸濁液の脱水を改良することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、凝集性能の向上した高分子量水溶性ポリマーを提供する。かかるポリマーの製造方法についても開示する。この方法では、１種以上のアクリル系モノマーを含む重合反応混合物を用意する。反応混合物中のアクリル系モノマーの重合は、鎖枝分れ剤（つまり架橋剤）も連鎖移動剤も存在させずに、開始する。ただし、重合反応終期時、好ましくは重合反応が実質的に完了する直前に、鎖枝分れ剤つまり架橋剤を反応混合物に連続的に添加する。通例、鎖枝分れ剤つまり架橋剤は２以上の不飽和基を有する水溶性の多官能性モノマーである。好ましい実施形態では、Ｎ，Ｎ′−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡともいう。）を鎖枝分れ剤すなわち架橋剤として使用する。ＭＢＡは、重合反応が全モノマー変換率約５０〜９９％に達した後で、連続的に添加する。好ましくは、ＭＢＡは７５％のモノマー変換後に添加する。重合反応は逆相乳化重合法、溶液重合法又は沈殿重合法で実施し得る。
【００１４】
本発明では、本明細書に記載の方法で製造した以下の式Ｉに示す繰返し単位（ｘ）及び（ｙ）を有する陽イオン性（メタ）アクリルアミド／第四アンモニウム塩コポリマーが、水性媒質からの固形懸濁物の分離に有効であることを見出した。
【００１５】
【化１】
0004660193.tif 000002
【００１６】
上記の式Ｉにおいて、繰返し単位（ｘ）：（ｙ）のモル比は９５：５〜５：９５であり、現時点では６０：４０のモル比（ｘ）：（ｙ）が好ましい。Ｒ１及びＲ２は同一又は異なるものでＨ及びＣＨ３から選択される。Ｑは−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（Ｏ）−又は−Ｃ（Ｏ）ＮＨ−であり、Ｒ３は枝分れ又は線状（Ｃ１〜Ｃ４）アルキレンであり、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６は独立にＨ、Ｃ１〜Ｃ４線状若しくは枝分れアルキル又はＣ５〜Ｃ８芳香族若しくはアルキル芳香族基から選択され、ＡはＣｌ￣、Ｂｒ￣、ＨＳＯ４￣又はＭｅＯＳＯ３￣から選択される陰イオンである。
【００１７】
現時点で好ましい繰返し単位（ｙ）は以下のものである。
１．ＡＥＴＡＣ；すなわち２−アクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、或いはジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロリドとも呼ばれ、上記の式Ｉにおいて、Ｒ１＝Ｈ、Ｒ２＝Ｈ、Ｑは−Ｃ（Ｏ）Ｏ−であり、Ｒ３＝Ｅｔ、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６はすべてＭｅであり、ＡはＣｌ−である。
２．ＭＡＰＴＡＣ；すなわち３−（メタ）ア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であり、上記の式Ｉにおいて、Ｒ１＝Ｈ、Ｒ２＝ＣＨ３、Ｑは−Ｃ（Ｏ）ＮＨ−であり、Ｒ３＝Ｐｒ、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６はすべてＭｅであり、ＡはＣｌ−である。
３．ＭＥＴＡＣ；すなわち２−メタクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドであり、上記の式Ｉにおいて、Ｒ１＝Ｈ、Ｒ２＝ＣＨ３、Ｑは−Ｃ（Ｏ）Ｏ−であり、Ｒ３はＥｔであり、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６はすべてＭｅであり、ＡはＣｌ−である。
【００１８】
本明細書に記載の方法で製造される現時点で好ましいコポリマーはアクリルアミド／ＡＥＴＡＣの６０：４０モル％コポリマーであり、後述の通り架橋される。架橋度は比較的低く、存在する繰返し単位（ｘ）及び（ｙ）の１００モル％を基準にして、約１×１０−４〜約５×１０−３％の量であればよい。
【００１９】
得られる架橋コポリマーの分子量は、例えば１００００〜２０００００００のように広範に変えることができる。ただし、本発明では、アクリルアミドコポリマーの分子量が１００００００を超えるときに、その有用性が最大となる。ただし、コポリマーは水溶性でなければならない。
【００２０】
コポリマーは油中水乳化法で製造される。かかる方法は米国特許第３２８４３９３号及び同第５００６５９６号に開示されており、それらの開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす。この技術は以下の手順からなる。
【００２１】
水性相の調製。水性相は、通例エマルジョン全体の約５０〜約９０重量％をなす。水性相は、水、上述のモノマー、キレート剤、及び選択に係る開始剤が水溶性である場合の開始剤からなる。特に限定されないが、エチレンジアミン四酢酸又はジエチレントリアミン五酢酸及びこれらの塩が好適なキレート剤である。水溶性開始剤は過酸化物、過硫酸塩及び臭素酸塩から選択し得る。酸化開始剤と開始剤レドックス対を形成する亜硫酸塩、重亜硫酸塩、二酸化イオウその他の還元剤も使用できる。還元剤又は２，２′−アゾビス−（２−アミジノプロパン）二塩酸塩のような水溶性アゾ系熱開始剤を使用する場合には、後述のように添加する。モノマーの合計量は水性相の全重量を基準にして約３０〜約８０重量％である。
【００２２】
油相の調製。油相はエマルジョン全体の約１０〜約５０重量％をなし、液体有機炭化水素と油中水型乳化剤からなる。炭化水素液体の好ましい群としては、脂肪族化合物がある。この目的に一般に用いられている油は水素化処理した石油蒸留物であり、例えばＶｉｓｔａ  ＬＰＡ−２１０、Ｓｈｅｌｌｓｏｌ  Ｄ１００Ｓ、Ｅｘｘｓｏｌ  Ｄ１００Ｓという商標で市販されている。選択に係る開始剤が油溶性である場合、油相は開始剤を含んでいてもよい。典型的な油溶性熱開始剤として、２，２′−アゾ−ビス（イソブチロニトリル）、２，２′−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）及び過酸化ベンゾイルなどが挙げられる。ある系の具体的ニーズに応じて開始剤を水溶性又は油溶性のいずれかから選択できることは当業者には周知である。
【００２３】
油中水型乳化剤は通常低ＨＬＢの界面活性剤である。典型的な乳化剤はモノ及びジグリセリド、ソルビタン脂肪酸エステル並びに低級Ｎ，Ｎ−ジアルカノール置換脂肪アミドなどであり、米国再発行特許第２８５７６号に記載されている。
【００２４】
１種類の乳化剤ではなく複数の乳化界面活性剤の混合物が好ましいこともある。乳化剤の濃度は油相の全重量を基準にして約３〜約３０重量％であればよい。改質ポリエステル界面活性剤（Ｈｙｐｅｒｍｅｒ、ＩＣＩ社）及び無水マレイン酸置換エチレンコポリマー（ＰＡ−１４又は１８、Ｃｈｅｖｒｏｎ社）のようなポリマー系界面活性剤を添加して、機械的安定性を向上させ、エマルジョンの固形分を高めることもできる。
【００２５】
水性相と油相を別々に調製した後、水性相を油相中にホモジナイズする。２つの相を均質な油中水型エマルジョンに混合することができるホモジナイザー、高剪断ポンプ又は高速攪拌機を使用し得る。当業者に周知の逆相エマルジョンの調製技術を使用できる。通例、得られるエマルジョンの粒径は１０〜２μｍである。エマルジョン調製後、系を窒素でスパージして系から酸素を除去する。エマルジョンを一定の撹拌又は循環下におく。レドックス対のうちの還元剤の添加、或いは熱開始剤添加後の加熱によってエマルジョン中の熱開始剤の分解を誘起することによって、重合を開始する。反応媒質の温度は約２０〜約７５℃、好ましくは約３５〜約５５℃に維持される。
【００２６】
既に述べた通り、開始段階では、架橋剤も連鎖移動剤も存在させずに、実施するのが好ましい。モノマーからコポリマーへの変換度は１３Ｃ  ＮＭＲ法で算定することができる。約５０％以上の変換が起こるまで待ってから、連鎖移動剤の添加を行わずに架橋剤を反応混合物に連続的に添加する。最も好ましくは、架橋剤は、重合反応が全モノマー変換率約７５〜９９％、さらに好ましくは８０〜９５％に達した後で連続的に添加する。
【００２７】
使用できる架橋剤に関しては、当技術分野で周知であり、ポリマー分子から１以上の枝が他のポリマー分子と有効に連結又は結合した架橋ポリマーを与えるように機能する。好ましい架橋剤はＮ，Ｎ′−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡ）であるが、ジビニルベンゼン、ジエチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、ジアリルフマレート、プロピレングリコールジメタクリレート、アリルアクリレート、ジアリルフマレート及びビニルアルコキシシランのような多くの他の架橋剤も挙げることができる。
【００２８】
架橋剤は、反応混合物の全量を基準にして約１〜約５×１０−４ｐｐｍの量で添加し得る。好ましい実施形態では、ＭＢＡは全モノマーを基準にして約１〜５００ｐｐｍ、好ましくは約２〜約１５０ｐｐｍ、さらに好ましくは約３〜約５０ｐｐｍ、最も好ましくは約４〜約１２ｐｐｍの量で添加される。
【００２９】
本発明のポリマーは、固体懸濁物を含む水性媒質で、その凝集性能の向上が望まれる水性媒質に対して、その目的に有効な量で添加すべきである。本発明の好ましい実施形態では、水性媒質は二次廃水処理施設からの生物学的に活性化されたスラッジである。
【００３０】
本発明の方法は、遠心分離機での懸濁液の脱水を改良するため含油スラッジの水性懸濁液にポリマーを添加する遠心分離技術で特に有望である。本発明に従って製造されるポリマーは有機及び／又は無機凝固剤、凝集剤及び消泡剤のような慣用水処理添加剤と併用することができる。
【実施例】
【００３１】
以下の実施例で本発明を説明するが、これらの実施例は単に例示を目的としたものにすぎず、本発明を限定するものではない。
【００３２】
実施例１
本例では、油中水型エマルジョン中での６０：４０ｍｏｌ％のアクリルアミド：ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロリド第四塩コポリマーの合成を例示する。凝縮器、温度計、窒素導入口及びオーバーヘッド機械式攪拌機を備えた適当な反応フラスコに、１１１．２ｇのＳｈｅｌｌｓｏｌ  Ｄ１００Ｓ、６．０ｇのソルビタンモノオレエート及び立体安定剤としての４．６ｇのオレイン酸イソプロパノールアミドを加えた。次に、混合物を１５分間磁気攪拌機で急速に撹拌した。別途、１４０．７ｇの５３ｗｔ％アクリルアミド（ＡＭ）、１６９．９ｇの８０ｗｔ％ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロリド第四塩（ＡＥＴＡＣ）、３１．９ｇの脱イオン水、０．６ｇの４０ｗｔ％ジエチレントリアミン五酢酸五ナトリウム塩及び１．８ｇの１ｗｔ％臭素酸カリウムを含有する水性相を調製した。溶液をさらに１．０ｇの１０ｗｔ％硫酸でｐＨ５．０に調節した。水性相混合物を１５分間磁気攪拌機で急速に撹拌した。次いで水性相を油相の入ったフラスコに移し、両方の相を８０００ｒｐｍ、２００ワットのホモジナイザーで３０秒間ホモジナイズして安定エマルジョンを得た。次いで反応器を還流条件下での作業用に設定した。エマルジョンを６００ｒｐｍで攪拌し、０．５リットル／分の窒素気流を用いて周囲温度で５０分間連続的にスパージした。５０分間の窒素スパージ期間が完了したら、０．３ｇの０．７ｗｔ％水性第三ブチルヒドロペルオキシド（ｔ−ＢＨＰ）酸化剤を、密閉式反応器の頂部のセプタムを通して添加した。エマルジョンの混合とスパージをさらに１０分続けた。次に、７．０ｇの０．５ｗｔ％水性メタ重亜硫酸ナトリウム（ＳＭＢＳ）還元剤を、０．０５５ｍＬ／分の速度で始めてゆっくりと反応器に添加して重合を開始させた。２℃の温度上昇（発熱）は重合反応が周囲条件下で開始したことを示していた。反応温度を１５分間かけて２５℃から４５℃に上昇させ、次いで４８℃に２時間維持した。２時間経過時の全モノマー変換率は８４％であり、重合温度は１℃低下した。そこで２．２ｇの０．０５ｗｔ％水性Ｎ，Ｎ′−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡ）を０．１１１ｍＬ／分の速度で連続的に反応器に添加した。ＭＢＡ添加完了後、０．５ｗｔ％のＳＭＢＳ供給原料、２．４ｇの５ｗｔ％水性ＳＭＢＳを、０．３００ｍＬ／分の速度で開始して反応器に添加した。５ｗｔ％のＳＭＢＳの供給完了後、０．３ｇの０．７ｗｔ％水性ｔ−ＢＨＰを反応器に添加した。反応混合物を２分間撹拌した後、４．７ｇの２８ｗｔ％ＳＭＢＳを、０．３００ｍＬ／分の速度で開始して反応器に添加した。冷却後、１６．３ｇのエトキシル化Ｃ−１２−１４第二アルコール及びスルホコハク酸、１，４−ビス（２−エチルヘキシル）エステル、ナトリウム塩のブレンドを転相界面活性剤としてエマルジョンに添加した。得られた転相エマルジョンは４２ｗｔ％の活性物質を含んでいた。水溶液中のポリマーは、ＵＬアダプター付きのＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＤＶ−ＩＩ  ＋を用いて２５℃の１ＭのＮａＣｌ中で１２ＲＰＭで測定して、１２．４４ｄＬ／ｇの固有粘度及び２３．１ｃｐｓの標準粘度を有していた。これらの特性をまとめて表１に示す。
【００３３】
比較例２
本例では、油中水型エマルジョン中活性物質４２％での従来技術の６０：４０ｍｏｌ％アクリルアミド：ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロリド第四塩コポリマーの形成を例示するが、メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡ）は重合反応に回分式に添加した。陽イオン性エマルジョンポリマーは実施例１の条件を用いて得たが、ホモジナイゼーション及び反応開始前にＭＢＡ全部を水性相に添加した。ＭＢＡは脱イオン水中で５００ｐｐｍの濃度に調製した。この溶液のアリコートを水性相に添加してＭＢＡ５ｐｐｍの油中水型エマルジョンを調製した。固有粘度と標準粘度を同様に表１に示す。
【００３４】
比較例３
本例では、油中水型エマルジョン中活性物質４２％での従来技術の６０：４０ｍｏｌ％アクリルアミド：ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロリド第四塩コポリマーの形成を例示するが、メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡ）は１回の処理処理で一度に全部を重合反応に添加した。陽イオン性エマルジョンポリマーは実施例１の条件を用いて得たが、ＭＢＡの溶液は７２％のモノマー変換後一回のショットで反応混合物に添加した。ＭＢＡは脱イオン水中で５００ｐｐｍの濃度に調製した。この溶液のアリコートを反応混合物に添加してＭＢＡ５ｐｐｍの油中水型エマルジョンを調製した。固有粘度と標準粘度を同様に表１に示す。
【００３５】
比較例４
本例では、油中水型エマルジョン中活性物質４２％での従来技術の６０：４０ｍｏｌ％アクリルアミド：ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロリド第四塩コポリマーの形成を例示するが、メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡ）を重合反応に連続的に添加した。陽イオン性エマルジョンポリマーは実施例１の条件を使用して得たが、ＭＢＡの溶液は重合開始時から全モノマー変換率９４％まで反応混合物に連続的に添加した。ＭＢＡは脱イオン水中で５００ｐｐｍの濃度に調製した。この溶液のアリコートを反応混合物に添加してＭＢＡ５ｐｐｍの油中水型エマルジョンを調製した。固有粘度と標準粘度を同様に表１に示す。
【００３６】
実施例５
本例では、油中水型エマルジョン中活性物質４２％での６０：４０ｍｏｌ％アクリルアミド：ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロリド第四塩コポリマーの形成を例示するが、メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡ）を重合反応に連続的に添加した。陽イオン性エマルジョンポリマーは実施例１の条件を使用して得たが、ＭＢＡの溶液は７７％モノマー変換後に重合混合物に連続的に供給した。ＭＢＡは脱イオン水中で５００ｐｐｍの濃度に調製した。この溶液のアリコートを反応混合物に添加してＭＢＡ５ｐｐｍの油中水型エマルジョンを調製した。固有粘度と標準粘度を同様に表１に示す。
【００３７】
【表１】
0004660193.tif 000003
【００３８】
実施例６
有効性の結果−ＬＳＣＳＴ
以上の例のポリマーの凝集剤及び脱水剤としての性能を評価するため、以下の実験室規模遠心分離模擬試験（ＬＳＣＳＴ）を開発して使用した。
【００３９】
１．遠心分離用供給材料から未処理の基質を得た。
【００４０】
２．本用途で確立したポリマー処理を基準にして、妥当なポリマー使用量を決定した。
【００４１】
３．本発明の例の乳化重合ポリマー試料を脱イオン水で希釈して固形分０．３ｗｔ％固形分とした。
【００４２】
４．最高速度２０００ＲＰＭを達成できる可変速度ミキサーに直径２インチのタービンインペラーをセットした。
【００４３】
５．ミキサーの速度を１６００ＲＰＭに設定した。
【００４４】
６．広口プラスチック瓶に２００ｍｌの目盛を付けた。
【００４５】
７．各試験で、２００ｍｌの未処理スラッジのアリコートを目盛を付けたプラスチック瓶に注入した。次いで、所定量のポリマー処理剤を未処理の基質に加えた。
【００４６】
８．処理した混合物を収容した瓶をインペラーの下に置き、ミキサーのスイッチを入れ、瓶を持ち上げてインペラーを混合物中に沈め、混合物を標記の時間撹拌してから、瓶を下げ、ミキサーを止めた。
【００４７】
９．次いで、以下の評価基準を用いて、凝集基質の安定性を定量的に評価した。
【００４８】
評価基準
５＝極めて大きいフロック（直径＞５ｍｍ）
４＝良好なフロック（直径４〜５ｍｍ）
３＝中間フロック（直径２〜３ｍｍ）
２＝小フロック（直径１ｍｍ）
１＝微小フロック（直径＜１ｍｍ）
０＝フロックなし。
【００４９】
表２に、本発明のポリマーで得られたフロック安定性の評点を、本発明のものではないポリマー例（すなわち、比較例２〜４の比較ポリマー）で得られたフロック安定性の評点と対比して示す。未処理の基質は通例撹拌後もフロックを形成せず、そのフロックの大きさによる評点は定義上０である。本発明のポリマーを基質に添加すると、他の処理に比べて長時間フロックの大きさが維持されたことで実証される通り、撹拌後のフロックの品質が劇的に向上した。試験したポリマーはすべて７５ｐｐｍの使用量であった。
【００５０】
【表２】
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【００５１】
以上の通り、本明細書に開示した方法で製造した架橋陽イオン性アクリルアミド／第四アンモニウム塩コポリマーは、含油スラッジのような有機物を含む水性媒質に添加される。コポリマーは、媒質百万部を基準にして、約１〜２０００ｐｐｍの量で水性媒質に添加すればよい。好ましくは、コポリマーは約５０〜２００ｐｐｍの量で水性媒質に添加される。かかる系に本発明のコポリマーを使用すると、フロック形成が改良され、フローテーション、ベルトプレス、遠心分離機などの慣用処理技術による水性相からのフロックの分離が促進される。
【００５２】
特許法に従って本発明を実施するための最良の形態を説明してきたが、本発明の技術的思想から逸脱することなく本明細書に開示した方法に修正を加えることができることは当業者には自明であろう。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によってのみ画定される。