JPH01315426A - ポリマー組成物 - 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】 本発明は吸水性ポリマー、及びその使用に係る。

本発明の要旨の一部は英国特許（：Ｂ２２００１３３＾
及びＧＢ２２００４４０にも記載されているが、共通の
要旨は１９８８年１月２８日の同−優先権主張口を有す
る。この要旨は前記２件の英国特許公報の他の対応部分
にも記載されているが、これらの対応部分は当該要旨と
同−又はそれ以後の優先権主張口を有する。

吸水性ポリマーは多量の説イオン水、例えばポリマーの
乾燥重量２当たり少なくとも２５ｇの脱イオン水を吸収
し得る。ポリマーには非水溶性のものと水溶性のものが
あり、非水溶性の場合、ポリマーの粒子は水で膨潤し、
水を吸収するが、水に溶解せず、水溶性の場合、ポリマ
ーの粒子は最初は膨潤して水を吸収するが、その後、水
に溶解する。

吸水性合成ポリマーは例えばグラフト重合により製造す
ることもできるが、−ｍに商業規模では逆相粒状重合後
に乾燥するか又はゲル重合後に乾燥及び微粉砕すること
により粒状形態に製造される。

逆相粒状重合の生成物は、通常比較的良好な流動性を有
するが、かなりの量の基準以下の寸法の粒子を含有する
可能性があり、これらの粒子は場合によって例えばダス
チングの問題や流動の問題により取り扱い中に困難を生
じることがあり、また、水の吸収中に困難を生じること
がある。

ゲル重合及び微粉砕生成物は広い範囲の粒子寸法を有す
る傾向がある。粒子は一般にランダムな形状であり、実
質的に球体ではなく、従って、例えば１２５又は１５０
ｐｎ未満といった小さい粒子が実質的な割合を占めるよ
うな場合には流動の問題が生じ得る。また、生成物中に
かなりの量の基準以下の粒子が存在する可能性があり、
これらの粒子は取り扱い中にダスチングの問題を生じ、
水と接触すると吸収の問題も生じる。

一般に、粒子は（流動の問題を最小限にするために）実
質的に全部が１２５μ論よりも大きいことが望ましく、
生成物は取り扱い中のダスチングの問題及び水と接触し
た際の吸収の問題を最小限にするために、５０μｍ未満
の粒子を実質的に含まないことが特に望ましい。例えば
かなりの呈の非常に小さい粒子が存在している場合、こ
れらの非常に小さい粒子は水と接触すると集合して粘着
性の塊を形成し、非常にゆっくりとしか水を吸収しなく
なる。

これらの問題のいずれかが特に深刻な場合、生成物から
粒子を篩別することが一般に行われている。その後、除
去した微粉を投棄し、ダスチング、流動又は吸収特性が
適切な環境で使用するか、又はリサイクルして最終乾燥
生成物の一部を形成する０例えば該微粉は湿潤段階のゲ
ル回収プロセスに戻されると、最終生成物の粒子の成分
を形成するが、この粒子の成分は粗いほうが好ましい。

リサイクルされたこのような基準以下の寸法の粒子は最
終生成物の僅かな割合しか占めず、最終生成物中でより
粗い粒子の永久成分として存在する。

このような技術のうちで完全に満足できるものはないの
で、微粉の生成を減少できるようにすること、又は何ら
かの有益な方法で微粉を使用できるようにすることが望
ましい。

理論的には、非常に小さいポリマー粒子は大きい粒子よ
りも迅速に水を吸収するが、実際には必ずしもそうでな
い０例えばＥＰ１９５５５０の方法で使用されている比
較的粗い粒子の代わりに同一重量のより微細な乾燥粉末
を使用すると、吸収の効率が低いことが判明した。また
、粒子の吸収又は水和中に小さい粒子が相互に凝集する
のを阻止することが必要である。

例えば水性媒体の増粘剤として架橋ポリマーの逆相分散
液、及び例えば水性媒体のａｌ集剤としての水溶性ポリ
マーの逆相分散液（ポリマー粒子の寸法は典型的には３
ＩＩＩＩ未満である）を形成することは知られている。

対応する粉末形態の生成物の回収は、許容不能なダスチ
ング及び流動の問題を招く傾向がある。

沈澱重合により吸水性架橋ポリマーを製造することも知
られており、収集される沈澱は恐らくＩＩＪＩＩ以下の
寸法を有するより小さい粒子のクラスター（恐らく５〜
２５μｍの寸法）から構成されると思われる。これらの
クラスターは取り扱い中に分解し易く、かなり散粉性の
粉末を形成する。沈澱したクラスターが増粘剤として水
中に分散されると、個々の架橋粒子は相互に分離する。

しかしながら、このことは、逆相粒状重合又はポリマー
ゲルの微粉砕により製造される大量のゲルポリマーの微
粉を使用しなければならないという商業上の重大な問題
に無関係である。

本発明の第１の態様によると、粒状ポリマー生成物は吸
水性合成ポリマーの粒子から構成され、該生成物におい
てポリマー粒子は主に脆砕性凝集体として存在しており
、該脆砕性凝集体は、実質的に乾燥したポリマー粒子を
水性液体と結合し、凝集体を乾燥することにより製造さ
れており且つ凝集体を水性媒体と混合することにより実
質的に個々のポリマー粒子に分解され得る。使用中、凝
集体は最初（例えば取り扱い中）は狙い粒子として挙動
するが、その後（例えば水性媒体中）は微粒子として挙
動する。

本発明のこの態様には２つの大きな利点がある。

まず第１に、（従来は主に廃棄物と見なされていた）６
１粉又は他の基準以下の寸法の粒子を使用するという問
題を解決することができ、基準以下の寸法の粒子に伴う
従来の流動、ダスチング又は他の問題を回避しながらポ
リマーの性能特性を得ることができる。第２に、同一ポ
リマーをより粗い粒状形態で導入する際に得られる性能
特性に比較して有益な性能特性が得られるように該微粉
を利用することができる。特に、従来ではポリマーの粗
い粒子の場合に得られたような取り扱い及びダスチング
及び初期吸水特性を有していながら、凝集体と同一寸法
で且つ従来の非脆砕性テキスチャーを有するポリマー粒
子に予想されるよりも良好な性能特性を有する凝集体を
製造することが可能である。水性媒体中で凝集体が分解
すると、凝集体の個々の粒子は遊離し、媒体中で個々の
粒子であるかのように振る舞う、従って、凝集体内の小
さい粒子寸法により吸収速度を上げることができるが、
水性媒体に加える以前の凝集体の流動及びダスチング特
性は主に凝集体の粒子寸法により支配される。

本発明の生成物においてポリマーの粒子は主に脆砕性凝
集体の形態である（即ち生成物中のポリマーの少なくと
も５０重量％が脆砕性凝集体の形態である）、微粉が乾
燥生成物から篩別され、投棄されずに湿潤段階にリサイ
クルされる場合にはわずかな割合の微粉が含有され得る
が、本発明の前記態様はこれと対照的である。本発明の
生成物には脆砕性凝集体の形態以外の粒子を故意に配合
することも可能であるが、一般には吸水性ポリマーの実
質的に全部が脆砕性凝集体の形態で導入される。凝集体
がかなり弱い場合、及び／又は過酷な取り扱い条件下に
置かれる場合、凝集体は取り扱い及び保存中に個々の粒
子に分解し得るが、好ましくは粒子の少なくとも７５重
量％、最適には少なくとも９０重量％は凝集体として存
在している。

本発明のこの態様は、ポリマーが最初にポリマーゲルと
して即ち濃縮水溶液として形成された場合に特に重要で
ある。好ましくはポリマーは合成ポリマーであり、好ま
しくは塊状ゲル重合又は逆相重合により製造される。好
ましくは粒子は、塊状ゲルを故意に微粉砕することによ
り製造されるか、又は逆相粒状重合により製造されたビ
ーズであるか、又は乾燥中にビーズから構成される装置
又は他の粒子である。微粉砕は、ゲルの大部分又は全部
が所望の微粉に転化されるように、又は所望の粒子が単
に粗い粒子から篩別されるフラクションとなり得るよう
に実施される。あるいは、粒子は逆相エマルジョン又は
懸濁重合により、１０ＩＪｍ未満、多くの場合３１Ｊ＋
１未満の粒子寸法とした後、乾燥し、既知の方法で粒子
を連続相から分離することにより製造され得る。

凝集体は好ましくは、従来の粒子取り扱い装置により取
り扱いできるような寸法であり、従って、−ｍに粒子寸
法は５０ｐ＋ｓより大きく且つ２１よりも小さいが、場
合によってはこれよりも大きく、例えば５ａｍ又は１０
ｍｍの最大寸法まで許容できる６通常、ａＳ体の寸法は
９０重量％（好ましくは９５％）が少なくとも１２５μ
ｍであり、より一般的には少なくとも２００ｐ＋、好ま
しくは少なくとも５００Ｈ１多くの場合少なくとも７０
０μｍである。このように、凝集体は、最適な流動特性
を有しており且つ実質的にダスチング又は他の吸収の問
題を生じないような寸法に製造され得る。

一般に各凝集体は少なくとも５又は１０、通常は少なく
とも５０、多くの場合少なくとも１００個の粒子な含ん
でいるので、各凝集体内の粒子は常に凝集体の寸法より
も著しく小さい６粒子はその必要な性能に最適な寸法で
あればどのような寸法を有してもよく、従って、その最
適寸法（吸収及び性能の観点からみて最適な寸法）が例
えば２５０μｍであるならば、粒子はこの寸法を有し得
る。もっとも、−ｍには粒子は流動特性が問題となるよ
うな寸法（例えば粒子がゲルを微粉砕することにより製
造される場合は１２５又は１５０ｕａ＋）及び／又はダ
スチング又は吸収特性が問題となるような寸法（例えば
５０μｍ未満）である６粒子はしばしば３０μｍ未満、
多くの場合２０μｍ未満の寸法を有する０粒子は１０μ
ｍを越えてもよいが、それ以下でもよく、例えば５μｍ
、Ｉμｍ又はそれ以下でもよい。

凝集体は、実質的に乾燥したポリマー粒子の表面を十分
粘着性にして粘着性塊を形成することにより粒子の結合
剤として機能する水性液体で該ポリマー粒子を湿潤させ
て相互に結合させ、粒子が粘着性の間に凝集させること
により製造される。

こうして、粒子は微粉砕可能なゲルを形成するに十分な
水で膨潤させた後、粗い寸法に微粉砕し、乾燥すること
により凝集され得、内部で結合したＲ集体が得られる。

好ましくは凝集体は多孔質テキスチャーを有しており、
従って、粘着性の間はあまり圧縮すべきでない、好まし
くは凝集体が粘着性の間は故意の湿潤させて凝集体を形
成し、空気で送りながら又は転がしながら該凝集体を乾
燥し、必要に応じて器である。

別の方法によると、ポリマー粒子を水性液体と共に撹拌
して接着性塊を形成し、次にこれを例えばスクリーンを
通して押出すことにより微粉砕する。微粉砕段階は混合
物が湿った状態の間に実施してもよいが、多くの場合は
塊を乾燥してから例えば磨砕又は篩別により塊中の基準
以上の寸法の部分を微粉砕すると最適である。

粒子が水を使用して凝集されているという事実は、Ｗ４
＠鏡試験により容易に観察することができる。水を使用
すると隣接する粒子は相互に合体し、微粉砕した微粉が
通常有するような鋭い輪郭を取り除く傾向がある。

水性液体は粒子の結合を促進して脆砕性凝集体を形成す
るようなものであればどのような水性液体でもよい０粒
子が水と接触して接着性になるのであるならば、水性媒
体はその他の結合剤を含まない水で十分である。水が単
独で使用されることが多いが、該水性液体はケロセンの
ような水に不混和性の液体中の水のエマルジョンである
か、又は水性メタノール、エタノール、イソプロパツー
ル又はアセトンのような極性溶媒中の水溶液であること
が望ましい。

場合によっては、水性液体中に凝集体結合剤を配合し、
凝集体に更に強度を与えるようにすることが望ましい、
凝集体結合剤は実質的に非イオン性のポリマー（例えば
ポリビニルアルコール）でもよいし、イオン性ポリマー
でもよい、イオン性ポリマーの場合、−Ｂにポリマー粒
子中のイオン電１　　　　荷と同一のイオン電荷を有す
ることが好ましい。

例えばポリマー粒子がアニオン性であるならば、凝集体
結合剤は好ましくは同様にアニオン性（例えばナトリウ
ムポリアクリレート又は低分子量、典型的には５ｏｏｏ
ｏ未満、多くの場合はｔｏｏｏｏ未溝の他の水溶性アニ
オン性ポリマー）であり、ポリマー粒子がカチオン性で
あるならば、凝集体結合剤は好ましくはポリアミンのよ
うな水溶性カチオン性ポリアミン又はジメチルアミノエ
チルメタクリレート第４塩のような他の比較的低分子量
のカチオン性ポリマーである。一般に、アニオン性及び
カチオン性凝集体結合剤は、アニオン性又はカチオンポ
リマー粒子について後述すると同一のモノマーから形成
され得る。澱粉又はセルロースポリマーのような天然に
存在しているポリマーを凝集体結合剤の一部又は全部と
して使用してもよい。

凝集体内の粒子の結合の程度は、凝集体が所望の脆砕度
を有するように選択しなければならない。

結合の程度が高過ぎると凝集体は乱暴な取り扱いに耐え
るが、混合する水性媒体の種類によっては分解し得ない
１例えばあまり多量の凝集体結合剤を加えると、又は水
が使用されている場合にあまり多量の水を加えると、凝
集体は著しく強く結合して硬くなる。使用量が少な過ぎ
ると、凝集体は非常に簡単に分解しかねない、一般に水
の量はポリマーの乾燥重量に対して少なくとも１０％、
通常合剤を水性液体に配合する場合、その量は一般にポ
リマーの乾燥重量の１０％未満、多くの場合は１％未満
である。

この凝集体形態の粒状ポリマーは澱粉又はセルロースの
ような天然又は改質天然ポリマー、例えばカルボキシメ
チルセルロースポリマーであってもよいが、好ましくは
水溶性エチレン系不飽和モノマー又はモノマーブレンド
から製造した合成ポリマーである。このポリマーは一般
的には、アニオンモノマー又はカチオンモノマーから製
造し、場合によっては非イオンモノマーを用いて製造し
たイオン系合成ポリマーである。このポリマーは、アニ
オンモノマー及びカチオンモノマーから製造した両生ポ
リマーであってもよく、場合によっては非イオンモノマ
ーも使用される カリ金属塩である。適当なカルボン酸としてはメタクリ
ル酸、イタコン酸、マレイン酸、又は好ましくはアクリ
ル酸が挙げられる。適当なスルホン酸にはアリル、メタ
リル、ビニル及び２−アクリル−船釣にはアルカリ金属
塩の形態を有する。

適当なカチオンモノマーは、通常酸ホ加塩もしくは第４
アンモニウム塩の形態を有するジアルキテルメタクリル
アミド、好ましくはアクリルアミドである。

このポリマー生成物中のポリマーは普通は非反応性であ
るが、架橋を生じる基を含むこともあり、又は凝集体の
形成中もしくは形成後に例えばアクリルアミド基とグリ
オキサルもしくはホルムアルデヒドとの反応によって反
応することもある。

凝集体又はｇｓｋ体中の粒子には、個々の粒子の水和速
度及び／又は凝集体の分裂速度を高めるために、残りの
粒子より高度に架橋した表面層を与えることが特に好ま
しい、溶解性又は膨潤性ポリマー粒子に表面架橋構造を
与える方法は良く知られており、予め形成した粒子を適
当な架橋剤に暴露することからなる１例えば、凝集体を
形成後に適当な架橋剤に暴露するか、又は好ましくは架
橋剤を凝集体の形成に使用する水性媒質中に含ませれば
よい、ポリマーがアニオン系である場合の適当な架橋剤
は多価金属化合物、例えばアルミニウム化合物である。

他の架橋剤としては、一般に分子量の低い（例えば１０
０ρＯＯ未満）エポキシ化合物及び対イオンポリマーが
挙げられる。

前記ポリマーとしては、水溶性カチオンポリマーと水溶
性アニオンポリマーとの乾燥した混合物も使用し得る。

乾燥した状態でなければならないのは、この混合物が乾
燥状態では安定しているが湿潤すると反応を起こしてポ
リマーを不溶性にするからである。従って、アニオン系
ポリマーの凝集体をカチオン系ポリマーの凝集体と乾燥
状態で混合することもできる。

前記ポリマーは、イオン系モノマーが少なくとも５重量
％を占め、しばしば１０％以上を占める水溶性エチレン
系不飽和モノマー又はモノマーブレンドから製造するの
が好ましい。

このポリマーは、イオン系モノマーが少なくとも５重量
％を占める水溶性エチレン系不飽和モノマー又はモノマ
ーブレンドから製造され、水で膨潤することも水を吸収
することもできるが水溶性ではない合成ポリマーが得ら
れるように架橋し得る。好ましい具体例として粒子の結
合に使用される水性液が水の場合には、粒子が十分な粘
着性を有し、水でｍｆＩＩされると微粉砕可能なゲル又
は粘着性１ｉ集体を形成するような性質を有する必要が
ある。しかしながら、しばしば好ましいとされるように
、これらの粒子を無機粒子塊がち水を吸収して脆砕性混
合物を形成するために使用する場合（例えばＥＰ　１９
５５５０又はＣＢ　２，２００，１３３の場合）には、
これらの粒子が無機粒子を互いに結合させるほど大きな
粘着性を有していてはならない、従ってモノマーブレン
ド（架橋剤を含む）は、粒子が比較的粗大（例えば３０
μｍより大きい）であれば、個々の粒子が水で湿潤した
時に膜を形成することがなく、互いがほんの弱い力でし
か結合しないようなものでなければならない、但し、粒
子が極めて小さい（例えばＩＯＩＪｍ未満）場合には、
その小さい粒径及び混入し得る安定剤その他の添加剤に
起因して、同じモノマーブレンドを使用しても膜を形成
し易い生成物が形成される。

ＥＰ　１９５５０又はＣＢ　２．Ｚｏｏ、１３３に記載
のように粘着性粒子塊から水を吸収するなめに凝集体を
使用すると、凝集体の取扱い易さ及びノンダスチング性
粉の性状を示すため、粒子塊から水を吸収する特性が改
善される。

しかしながら、ポリマー物質は好ましくは水溶性であり
、その場合には粒子が最初に水含有媒質から水を吸収し
、次いで前記水含有媒質の水の中に溶解する。

この水溶性ポリマーの分子量は通常はそのポリマーが所
望の性能特性を有するように選択し、有利にはこのポリ
マーが凝集結合剤としても機能す吊柄 くは３０ｄｌ／ｇ、あるいはそれより大きい１部活度に
し得る。

凝集体はポリマー粒子及び結合剤だけで形成し得るが、
多くの場合はｉ１集すべき混合物中に第２の粒状物質も
含ませるのが望ましい、この物質は凝集体の性能を改善
し、且つ凝集体をまだ粘着性を有する間に又は乾燥した
後で所望の粒径に微扮砕し易くすることによって任意の
大きさの凝集体を容易に形成せしめることができるよう
な物譬である。

凝集体は、−ａ的に粒状であり（大きさはしばしば２０
ｈｍ未満又は１５０ｐ１１未満）且つ凝集体の酵解を促
進する酵解助剤として機能する第２物質を含むのが好ま
しい、この酵解助剤はポリマー粒子の強力な相互結合を
阻止して酵解を促進する水不溶びクレーが挙げられる。

但し、゛クレーはポリマーがその中にしっかりと浸透す
るような構造を有するものであってはならない、特に好
ましい不溶性酵解助剤は粒径が極めて小さい（例えば１
ｏｐｓ未満、通常は１μｍ未満）物質、例えばヒユーム
ドシリカであり、ポリマー粒子上にコーティングして使
用する。ポリマー粒子上にコーティングするためには、
前記物質を水性液中に含ませる方法を使用し得る。

このコーティングはゲルのブロッキングを阻止するか又
は減少させて、酵解を促進する機能を果たり且つ大きな
水溶性を有する、即ち凝集体と水との接触時にポリマー
粒子より速く溶解して凝集体の酵解を促進する性質をも
つ物質である０粒状第２物質はポリマー粒よと類似の、
又はそれより小さい、もしくは大きい粒径を有し得る。

ポリマーと、酵解助剤もしくは他の第２物質と、凝集体
結合剤（任意的）との組合わせは、凝集体が所期の用途
に適した酵解特性を有するように選択する１例えば、凝
集体と水不溶性粒状物質とを比較的少量の水の存在下で
混合し、その結果として酵解を生起させる場合には、酵
解が主に物理的摩擦に起因して生じ得る。これに対し、
水含有媒質が大量の水の場合には、酵解助剤と任意的結
合剤・（との組合わせを、凝集体が任意の撹拌を伴う水
との接触によって自然に酵解するように選択する。

酵解助剤として機能する前記第２の物質は、酵解を促進
するための単なる不活性物質であるか、又はポリマー微
粉を有用な目的に使用せしめる物質であり得る。

房 本発明の生成物の１つは、水下ｆ性粒状物質をペレット
化するための粉末結合剤である。ペレット化すべき粒状
物質が金属鉱物の場合には、種々の水溶性モノマーペレ
ット化助剤を有機結合剤と共に使用することが既に知ら
れている。これらのペレット化助剤は本発明の凝集体の
酵解助剤として機能し得る。この目的に使用できる適当
な物質はＥＪＩ　２２５１）１及び２８８１５０に記載
されている。炭酸ナトリウムのような無機塩はペレット
化助剤として最も一最的に使用されている物質であり、
従って本発明でもこの物質を使用するのが好ましい。

鉱石のペレットを結合する場合には凝集体が水溶性ポリ
マーと、炭酸ナトリウムのようなペレット化助剤と、所
望であれば凝集体結合剤とを含むのが特に好ましい、こ
れらの物質の量は通常、水溶性ポリマーが５〜９０重量
％、ペレット化助剤〆が９５〜１０重量％、凝集体結合
剤が０〜１０重量％である。′１Ｘｉａ体は特に、ペレ
ット化に必要なペレット化助剤剤を実質的に全部含むの
が好ましく、従って前記物質の好ましい割合はポリマー
１０〜７０％、ペレット化助剤９０〜３０％、凝集体結
合剤Ｏ〜１０％である。

凝集体には架橋ポリマー粒子を混入し得る。この架橋ポ
リマーはＥＰ　２２５１７１に記載の任意の物質であっ
てよく、その量及び目的も前記特許文書に準じる。

本発明の凝集体を用いてペレット化するのが好ましい粒
状物質としては、鉄鉱、チタン担持鉱石、他の金属鉱物
、他の無機物質例えば石灰石、及び有機物質例えば下水
汚物、ビート、石炭が挙げられる。ペレット化すべき物
質の粒径は、一般にこの種の物質が有する大きさであっ
てよい。

ペレットは撹拌、例えばタンプリング又はローリングに
よって製造するのが好ましいが、圧縮により公知の方法
で製造することもできる。ペレットは製造後且つ使用前
に加熱によって乾燥させることが多い。

鉱石ペレットは、鉱石ペレットが通常有する大きさを有
し得る。別の目的のペレットは、比較的小さいサイズ例
えばμｍｍから、比較的大きいブロックとも呼べるよう
なペレットのサイズ、例えば５０１以上才での大きさを
有し得る６本発明の利点の１つは、はぼ均一のサイズで
微粉を含まないペレットをより容易に製造できることに
ある。

本発明の別の生成物は、水中に単一粉末製品を溶解すれ
ば無機凝固剤と水溶性ポリマー凝集剤とを含む水溶液が
得られるというタイプの生成物である。この場合は、酵
解助剤が無機凝固剤でなければならず、通常は硫酸アル
ミニウムのような多価金属塩である。この助剤は凝集剤
よりかなり多い量で使用するのが普通であり、従って適
当な生成物は５〜３０重量％の水溶性ポリマー凝集剤微
粉と９５〜７０重量％の無機多価金属塩凝固剤とで形成
される。前記ポリマー凝集剤は分子量の大きいく例ｍ肩 えばＭ粘度が４ｄｌ／ｇを上回る）イオン系ポリマーで
ある。この凝集剤はアニオン系であってもよいが多くの
場合はカチオン系であり、例えばジアルキルアミノアル
キル（メタ）−アクリレート又は−ア／４′Ｉ クリルアミド（！！！！２ｔｈ加塩又は第４塩の形態を
有する）、場合によってはアクリルアミドのポリマーで
ある。

本発明の更に別の生成物は、５０〜９０重量％の水溶性
ポリマー凝集剤又は増粘剤と５０〜１０重量％のより高
い水溶性をもつ化合物とで形成される。前記化合物は有
機又は無機であってよく、水を加えた時の凝集体の酵解
を容易にするという機能を主に果たす、典型的な物質は
硫酸アンモニウム及び４ｄｌ／Ｈの非イオン系又はイオ
ン系物質である。凝集剤はアニオン系又はカチオン系で
あってよく、任意の凝集剤、例えば前述のごとき凝集剤
であり得る。

ＥＰ　２０２７８Ｇには、ポリマー凝集剤を１０μ−未
満粒子の形態で凝集すべき懸濁液に添加するフロキュレ
ーション法が記載されている。この先行技術の方法では
、前記ポリマーをフロック安定量で加え、凝集した固体
を水性媒体の存在下で、水性媒体中の懸濁固体量が実質
的に増加しないように、剪断応力にかける。　ＥＰ　２
０２Ｏ２７１１は、前記粒子を製造するための好ましい
方法はエマルジョン又は逆相（ｒｅｖｅｒｓｅ　ｐｈａ
ｓｅ）重合であるが、本発明では１０μｍ未満のポリマ
ー微粉からなる１０μｍを超える大きさの１ｉ集体を使
用できる。前記ポリマーは通常はＥＰ２０２７８１Ｘこ
記載のものと同じである。これらのポリマーは好ましく
はカチオン系であり、少なくとも１５％から７０％に及
ぶイオン率（ｉｏｎｉｃ　ｒｅｇａｉｎ、　ＥＰ２０２
７８１１４こ記述）を有する。但しアニオン系であって
もよい。これらのポリマーは、ＥＰ　２０２７鴎こ記述
されているように、少し架橋されているか又は枝分かれ
しているのが好ましい。但しこれらのポリマーは、完全
に溶解性であって低イオン率を有するようなものであっ
もよい、この目的で凝集体に混入される第２の物質は凝
結剤であってもよいが、通常は前述のごとく水溶性希釈
剤（例えば硫酸アンモニウム又は蔗糖）であり、その量
は一般的に１０〜５０重量％である。

酵解助剤が例えばヒユームドシリカのような極めて微細
な粒子物質のコーティングである場合にこのようなコー
ティング及び／又は表面架橋構造は、ポリマーが増粘剤
又は凝集剤の場合には特に有用である。

本発明の凝集体は特に好ましい用途として、湿潤粒状粘
着性物質を脆砕性もしくは流動性の固体に変換処理する
場合に使用できる。この処理は、好ましくは乾燥状態で
９０％以上が５０Ｈ未満の大きさをもつ吸水性ポリマー
粒子を、５０Ｈより大きい内部結合脆砕性凝集体の形態
で前記物質に混入することからなる。

前記湿潤粒状粘着性物質は有機物質、例えば食物廃棄物
又は下水汚物であってよいが、通常は無機物質である。

この物質は好ましくは石炭微粉ｒ過ケークである。これ
についてはＣＢ　２．Ｚｏｏ。

１３３及びＧＢ　２，２００，４４０を参照されたい。

以下に実施例を数例示すが、これらの実施例で使用する
石炭ｒ過ケークは最大粒径が０．５＋ｍ未満であり、一
般に２０〜３０％の水と１０〜１５％の灰とを含む、こ
れらの実施例では、値を「剪断解離時間（ｓｈｅａｒ　
ｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ）」及び「解離時
間（ｄｉｓ−ｓｏｃｉａＬｉｏｎ　ｔｉｍｅ」として示
す。

「解離時間Ｊは、石炭ｒ過ケーク６００ｇをＨｏｂａｒ
ｔミ体がボウルの外に飛び出し始めるようになるまで撹
拌することによって測定する。即ち、解離時間は前記状
態に達するのに要した時間であり、できるだけ短い方が
よく、例えば１８秒未満でなければならない。

速度１で更に２分間撹拌した後、得られた混合物を密封
袋に入れて３０分間放置する。この混合物１００ｇを直
径６５ｍｍのシリンダに入れ、０．３８ｋｇ／ａｍ”（
５，５ｐｓｉ）のケーク形成圧力でディスク状に圧縮し
てケークを形成する。このケークを矩形プレートの上に
、ケーク全体が該プレートの輪郭内に収まるように配置
し、プレートの一辺から一部分をほぼ半円形に切り取っ
て、ケーキの約１７３が支持されない状態におかれるよ
うする。ピストンによって前記ケーキ上に中実プレート
を１２ｍａ＋／秒の速度で降下させ、５ｐｓｉ（０，３
５ｋｇ／ｃ＋ａ”）の圧力でケーキを圧縮する。ケーキ
の上表面にプレートが接触してからケーキがテストプレ
ートの切除部分にわたって破砕するまでの時間を測定す
る。これが剪断解離時間（ＳＤＴ５）である。ケーキが
プレートと接触してからすぐに破砕した場合には剪断解
離時間をゼロとして記録する。この時間も短い方が好ま
しい。

このテストをより大きいケーク形成圧力２０ｐｓ　ｉ及
び５０ｐｓｉで繰り返せば、５ＤＴ２０及び５ＤＴ５０
の値が得られる。

一般的に良好な結果を得るためには５ＤＴ５が３０秒に
ほぼゼロ）であり且つ解離時間が十分に短ければ、その
ポリマー／ケーキ組合わせ体は、適当な混合によって石
炭とブレンドできる均一粒子が得られるようなものであ
るということになる。

脆砕性ケーキが運搬中にケーキング又は目詰まりを生じ
ないようにするためには、脆砕性のより大きいテクスチ
ャーにする必要がある。そのためには、ＳＤＴテストを
約２０ｐｓｉ（１，４Ｋｇ／ａｍ２）のケーキ形成圧力
で繰り返して５ＤＴ２０を測定し、又は約５０ｐｓｉ　
（３，５ＫＨ／ａｍ２）の圧力で繰り返して５ＤＴ５０
を測定する。これらの値も約２０より小さくなければな
らず、好ましくは約１０未満、最も好ましくは約７秒未
満、特にほぼゼロである。

剪断解離時間及び解離時間が前述の好ましい値ぐにペレ
ット化する場合には、解離時間及び剪断解離時間が前記
最適値より長くても問題ない。

以下に実施例を挙げる。

ｃａｐａｃｉｔｙ）をもつ微粉砕架橋ポリアクリル酸く
ナトリウム塩として７５％）ゲルポリマーから分離する
。

これらの実質的に乾燥した微粉を符号Ａで表す。

これら微粉の一部を十分な量の水と混合して、粒で乾燥
させ、１２５μｍより大きく５００μ鴫より小さい粒径
にする。この粒子を符号Ｂで表す。

この表から明らかなように、凝集体は殆どの用量でより
良い結果を示すが、低用量では同様の結果を示す。

粘度をもつコポリマーをゲル重合によって形成し乾燥さ
せた後、通常の方法で微粉砕して１００％が２００μｍ
未満の粒径をもつ粒子にした。これらの粒子２５０ｇを
、Ｈｏｂａｒｔフードミキサーで様々な量の水を加えて
、１００％が２００Ｂ未満の炭酸ナトリウム粒子２５０
ｇと混合し、全体に均一な脆砕性が得られるまで撹拌し
た。添加する水の量は、ポリマーと炭酸ナトリウムとの
混合物の０．１５重量部〜１重量部にした。この水の量
が多いほど凝集体の結合力が増加することが判明した。

この湿潤混合物を空気中で２日間乾燥させ、次いで２ｍ
ｍの篩に力を加えて通して脆砕性生成物を凝集体状に破
砕した。この凝集体は９０％が１２５μｍより大きく、
７２％が７１０１ｎｉより小さかった。

この凝集体生成物はＥＰ　２２５１７１に記載のように
鉄鉱ペレットを形成するための結合剤として使用できる
。この結合剤のポリマー成分の取り扱いは、２００μｍ
未満粒子の形態のポリマーを用いて同じ方法で製造した
場合より容易であり、該生成物の性能特性はこれら凝集
体の粒径とほぼ同じ粒径の非凝集粒子を用いて同じ方法
で製造した場合より高かった。

アミド及びジメチルアミノエチルアクリレート第４塩の
コポリマーをゲル重合によって形成し、乾燥させ、通常
の方法で微粉砕にかけ、この微粉砕生成物から粒径１０
０Ｂ未満の粒子を篩によって分離した。これらの粒子１
０重量部をＦａＭアルミニウム粒子９０重量部と混合し
た。この混合物を空気及び水で連行（ｅｎｔｒａｉｎ）
　Ｌ　、粒子の連行流（ｅｎｔｒａｉｎｅｄｓｔｒｅａ
ｍ）中に噴霧した。得られた凝集体を空気での連行中に
部分的に乾燥させ、これを回収して更に流体床で乾燥さ
せた。

前記凝集体は流水と接触させると酵解して、凝集剤ポリ
マーと凝結剤とを水中に放出した。その結果、凝結剤と
凝集剤との溶液が形成された。

前記溶液のフロキュレーション性能を下水生ゴミに関し
てテストし、比較として顆粒化前の乾燥粒状ブレンドの
溶液もテストした。顆粒生成物は、好ましいフロックサ
イズ、ｔｅｒｂｉｄｉｔｙ及び透明度を得るためには粉
末生成物よりやや多い用量を必要としたが、最適用量で
は粉末生成物より好ましい結果をもたらした。

これら粉末状生成物及び顆粒状生成物の乾燥流動性を比
較したところ、顆粒状生成物の方が粉末生成物より遥か
に高い性能を示した。擦準的流動テストでは非圧縮角度
（ｕｎａｙｓｐａｃｔｅｄ　ａｎｇｌｅ）及び圧縮角度
（ｃｏｍｐａｃｔｅｄ　ａｎｇｌｅ）ができるだけ小さ
いことが望ましい（流動性が高いことを意味する）。顆
粒状生成物の場合はこの非圧縮角度及び圧縮角度はが夫
々３４°及び３８°であったが、粉末状生成物ではこれ
らの角度が夫々４８°及び６４°であった。

及１鮪支 を有するアクリルアミドとジメチルアミノエチルアクリ
レート第４塩とのコポリマーをＥＰ　２０２フ８０の実
施例１とほぼ同じ方法で製造する。この分散液を共沸に
よって乾燥させ、９０重量％が３ＩＪＩＩ未溝の粒子を
得る。これらの粒子をアセトンの添加により沈澱させて
前記分散液から分離し、更に乾燥処理してアセトンを除
去する。空気で連行しながらこれらの粒子にヒユームド
シリカ含有水を噴霧する。ヒユームドシリカは粒径が極
めて小さいため、ポリマー粒子上にコーティングを形成
する。前記粒子は凝集し、空気での連行中に部分的に乾
燥する。これらの凝集体を回収して流Ｖ床で更に乾燥さ
せる。これらの凝集体は１５０ｐｎ＋より大きい粒径を
有するが、水を加えると個々の粒子に迅速に砕解し且つ
溶解する。

このようにして得られる溶液の凝集能力はＥＰ　２０２
７８０に記載のように出発ポリマーとほぼ同じである。

生成物を凝集させずに粉末の形態で水に加えると高度の
ゲルブロッキングが発生するため、このような方法では
凝集剤溶液を得ることはできない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）吸水性ポリマーの粒子から構成される粒状ポリマ
   ー生成物であつて、ポリマー粒子が主に脆砕性凝集体の
   形態であり、該凝集体が、実質的に乾燥したポリマー粒
   子を水性液体と結合し、凝集体を乾燥することにより製
   造されており、且つ水性媒体と混合することにより実質
   的に個々のポリマー粒子に分解され得ることを特徴とす
   る前記生成物。 （２）ポリマー粒子がゲル又は逆相重合により水溶性エ
   チレン性不飽和モノマー又はモノマーブレンドから形成
   されていることを特徴とする請求項１に記載の生成物。 （３）ポリマーが０〜９０重量％のアクリルアミド及び
   １０〜１００重量％のアニオン性又はカチオン性モノマ
   ーから形成されていることを特徴とする請求項２に記載
   の生成物。（４）モノマー又はモノマーブレンドが遊離
   酸又は水溶性塩としてエチレン性不飽和カルボン酸又は
   スルホン酸モノマーを含んでいることを特徴とする請求
   項２又は３に記載の生成物。 （５）酸がアクリル酸、２−アクリルアミドメチルプロ
   パンスルホン酸及びアリルスルホン酸から選択されるこ
   とを特徴とする請求項４に記載の生成物。 （６）モノマー又はモノマーブレンドが、付加又は第４
   アンモニウム塩としてジアルキルアミノアルキル（メト
   ）−アクリレート又は−アクリルアミドを含んでいるこ
   とを特徴とする請求項２又は３に記載の生成物。 （７）粒子の少なくとも９０重量％が５０μｍよりも小
   さく、凝集体の少なくとも９０重量％が５０μｍよりも
   大きいことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記
   載の生成物。 （８）凝集体の少なくとも９０重量％が１２５μｍより
   も大きいことを特徴とする請求項１から７のいずれかに
   記載の生成物。 （９）凝集体が５０％未満の含水率を有する湿潤粒状塊
   である水性媒体と混合することにより分解され得ること
   を特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の生成物
   。 （１０）凝集体が５０％未満の含水率を有する湿潤粒状
   塊である水性媒体と混合することにより分解され得、ポ
   リマー粒子が、水で膨潤可能な非水溶性架橋ポリマーの
   粒子であり、且つポリマーの乾燥重量ｇ当たり少なくと
   も２５ｇの脱イオン水のゲル容量を有することを特徴と
   する請求項７に記載の生成物。 （１１）凝集体が更に、水性媒体と混合すると凝集体の
   砕解を促進する砕解助剤の粒子を含んでおり、及び／又
   は粒子が表面架橋を有していることを特徴とする請求項
   １から１０のいずれかに記載の生成物。 （１２）吸水性ポリマーが水溶性ポリマーであり、凝集
   体が５０重量％未満の含水率を有する湿潤粒状塊中に撹
   拌すると分解され、水溶性ポリマーが粒状塊からペレッ
   トを形成するための結合剤であり、砕解助剤が塊のペレ
   ット化を促進する水溶性モノマーペレット化助剤である
   ことを特徴とする請求項１１に記載の生成物。 （１３）凝集体が５〜９０重量％の水溶性ポリマー、９
   ５〜１０重量％のペレット化助剤、及び０〜１０重量％
   の水溶性凝集体結合剤から形成されることを特徴とする
   請求項１２に記載の生成物。 （１４）ペレット化助剤が粒状炭酸ナトリウムを含んで
   いることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の生成
   物。 （１５）ポリマー材料が増粘剤又は凝集剤である水溶性
   ポリマーであり、凝集体が増粘すべき水性媒体又は凝集
   すべき懸濁固体を含む水性媒体と共に緩やかに撹拌する
   ことにより分解されることを特徴とする請求項１１に記
   載の生成物。 （１６）凝集体が約５０〜９８重量％の水溶性ポリマー
   材料、約２〜５０重量％の砕解助剤、及び０〜１０重量
   ％の水溶性凝集体結合剤から形成されることを特徴とす
   る請求項１５に記載の生成物。 （１７）水溶性ポリマーが４ｄｌ／ｇを越える１Ｖ、１
   ０μｍ未満の粒子寸法、及び１５〜７０％のイオンリゲ
   インを有するカチオン性ポリマーであることを特徴とす
   る請求項１５又は１６に記載の生成物。 （１８）水溶性ポリマーが少なくとも４ｄｌ／ｇの１Ｖ
   を有するイオン性ポリマーであり、凝集体が５〜３０重
   量％のポリマー、９５〜７０重量％の水溶性粒状無機凝
   固剤、及び０〜１０重量％の水溶性凝集体結合剤から形
   成されることを特徴とする請求項１５に記載の生成物。 （１９）凝集体が、水性液体で処理することにより、実
   質的に乾燥した粒子を粘着性にする段階と、粘着性粒子
   を凝集する段階と、粘着性凝集体を乾燥する段階と、必
   要に応じて乾燥した生成物を微粉砕する段階とを含むプ
   ロセスにより製造されており、粘着性粒子又は粘着性生
   成物に圧縮段階を実質的に全く適用しなかつたことを特
   徴とする請求項１から１８のいずれかに記載の生成物。 （２０）凝集体が、粒子を空気で送りながら又は表面に
   沿って転がしながら水性液体で湿潤させて湿潤凝集体を
   形成し、該凝集体を空気で送りながら又は転がしながら
   乾燥し、必要に応じて乾燥生成物を微粉砕することによ
   り製造されていることを特徴とする請求項１から１９の
   いずれかに記載の生成物。 （２１）凝集体内の粒子の表面が、ポリマー粒子の結合
   に使用される該水性液体中に架橋剤又は不活性粒状物質
   を配合することにより得られる表面架橋又は不活性粒状
   物質のコーティングを有することを特徴とする請求項１
   から２０のいずれかに記載の生成物。