JPS5851966B2 - 水溶性高分子重合体の易分散性組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は水溶性高分子重合体の水への分散性および溶
解性を良好にしたことを特徴とする組成物に関する。

さらに詳しくは、この発明は、凝集効果を有する水溶性
高分子重合体粉末に、硫酸水素アルカリ金属塩および塩
基性無機塩、さらに必要に応じて硫酸マグネシウム含水
塩および／または吸湿剤を配合したことからなる水溶性
高分子重合体の易分散性組成物に関する。

凝固効果を有する水溶性高分子重合体（以下”重合体”
と称す）は凝集剤あるいは脱水助剤等の有用な用途を有
するが、このものを使用するに当っては、通常タンク中
で例えばＯ９ｌ〜（，０重量係のごとき適当な濃度に調
製された重合体水溶液として用いられる。

しかしてこの水溶液は普通その都度、新たな清水に重合
体を加え溶解して調製するが、装置の形状又は作業等の
都合上、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
することも行われる。

しかしこのようにして重合体水溶液を調製するに当って
、上記例れの場合も大量を調製する場合”ままこ”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溶解する場合に比し、
粘性のある残存溶液中での調製は長時間の攪拌が必要で
あるという作業性の面での不利がある。

これらの問題を解決するため、従来、重合体の粉末表面
に多価アルコール、グリセリンなどでコーティングした
り、重合体に鉱物油、植物油などを混和したりすること
が提案されている。

さらに、最近では重合体の粉末に、シュウ酸、酒石酸の
ような粉末酸またはこれらの粉末酸との反応によって発
泡する性質を有する粉末塩基を配合し、゛ぬれ”の状態
にある間に物理的に互いの粒子間の接着を妨げる方法と
して気泡を利用した組成物も提案されている（特開昭５
３−６１６３５号）。

しかし、これらは経済面、技術面に何らかの欠点を有し
、必ずしも満足し得るものではない。

前述したこの発明の組成物は流動性を有する顆粒であり
、このものは特に限定されないが、粉末硫酸水素アルカ
リ金属塩および粉末塩基性無機塩と必要に応じて硫酸マ
グネシウム含水塩とを例えば■型混合機で混合し、次い
で重合体粉末を加えて再び混合し、次いで必要に応じ吸
湿剤を添加混合することによって製造することができる
。

かくして、この発明によって提供された組成物は、使用
するに当り、水に希釈する際に極めて容易に分散され均
一な溶液を与える。

さらに一部残存する重合体溶液に補充調製する際にも問
題のない組成物が提供される。

その上、この発明の組成物は、金属への腐食性がなく、
保存安定性に優れ、取扱いが簡便であるなどの利点を右
するものである。

この発明の組成物に使用する重合体としては、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ればよい。

もちろん、これら重合体は水溶性であることを必須とす
るが、合成、半合成または天然の高分子重合体であって
、アニオン系、ノニオン系、カチオン系等いずれの種類
でも用いられ、また分子量についても約１ｏｏｏといっ
た低重合度のものから数千万といった高重合度のものま
で使用することができる。

この発明は、特に高重合度の重合体の場合に利益が大き
い。

アニオン系の重合体としては、ポリアクリル酸およびそ
の塩、マレイン酸共重合物塩、ポリアクリルアミド部分
加水分解物、アルギン酸すｌ−ＩＪウム、カルボキシメ
チルセルロースナトリウムなどが挙げられる。

カチオン系の重合体としては、キトサン、ポリビニルピ
リジン、ビニルピリジン共重合物およびその塩、メタア
クリル酸アミノエチルエステルまたはその四級化物のよ
うなアミノ化アクリル酸エステルポリマー、アミノ化ア
クリル酸エステルのコポリマー、ポリアクリルアミドカ
チオン変性物などが挙げられる。

ノニオン系の重合体としては、ポリアクリルアミド、ポ
リオキシエチレン、ポリビニルアルコール、グアガムな
どが挙げられる。

これら重合体の中では特にノニオン系またはアニオン系
重合体が好適である。

硫酸水素アルカリ金属塩としては、硫酸水素ナトリウム
、硫酸水素カリウム、硫酸水素アンモニウムなどが用い
られる。

これらは二種以上の混合物として用いてもよい。

塩基性無機塩としては、水に溶解した際にアルカリ性を
示す化合物であって、水溶性高分子重合体や金属イオン
などと反応して沈澱を生ずるようなことのないものであ
れば倒れでも使用できる。

このような化合物としては、一般式ＸＭ妙・ＹＢ２０・
ＺＨ２０（式中Ｍ１はアルカリ金属またはアンモニウム
を、ＸおよびＹはＹ／ＸがＸ、 Ｘ、１．２゜Ｘおよび
４である数を、ＺはＯを含む数を意味する）で表わされ
るホウ酸塩（具体的には、オルトホウ酸塩、ニホウ酸塩
、メタホウ酸塩、四ホウ酸塩、五ホウ酸塩、へホウ酸塩
が挙げられる）；リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素
二カリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸三カリウム、
トリポリリン酸ナトリウム、トリポリリン酸カリウム、
ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム；メタケイ
酸ナトリウム、メタケイ酸カリウムなどが挙げられる。

なお、塩基性無機塩は二種以上の混合物として用いても
よい。

吸湿剤としては、無機の中性塩が好ましく、硫酸ナトリ
ウム無水物、硫酸カリウム無水物および硫酸マグネシウ
ム無水物が挙げられる。

また硫酸マグネシウム含水塩としては、その６水塩およ
び７水塩が挙げられる。

この発明に使用する硫酸水素アルカリ金属塩は、重合体
の粒子を水に溶解さす際に互にくっ付き合わないように
隔離するような働きをなすものと考えられる。

また重合体粉末を製剤化する際に良好な造粒性を与える
効果をも有する。

塩基性無機塩は、通常硫酸水素アルカリ金属塩の酸性を
中和するに要する量で使用されるが、これは重合体自体
の変質防止などの目的に用いられ、組成物を水に溶解し
た場合、ｐＨが４〜１０、好ましくは７近傍であればよ
い。

かくして本発明の一つの観点から、重合体の５〜８５重
量部、および硫酸水素アルカリ金属塩と塩基性無機塩の
９５〜１５重量部からなる３成分系の組成物が提供され
る。

かくしてこの組成物は、重合体水溶液の調製に当り、清
水に対しままこを生ずることなく極めて容易かつ速やか
に分散し溶解する。

またこのものは低温時は勿論、２５℃以下の通常の気温
のもとて数ケ月以上の長期の間、顆粒状かつ流動性を安
全に保有し、使用に際しても作業性が良好である。

次に、本発明の他の観点から、上記３成分の外に、硫酸
マグネシウム含水塩および／または吸湿剤を配合した組
成物が提供される。

この中、硫酸マグネシウム含水塩は、一旦調製した比較
的低濃度の組成物水溶液中での調製（こおいても重合体
を容易に分散溶解させると共に、各成分を混合して組成
物を製造する際、重合体の種類によって発生することが
ある団塊化および器壁への付着を防止する効果を有する
。

かくして、水に容易に分散溶解すると共に上記のような
効果を有する組成物として、重合体の５〜８５重量部、
ならびに硫酸水素アルカリ金属塩、塩基性無機塩および
硫酸マグネシウム含水塩の９５〜１５重量部とからなる
組成物が提供される。

また硫酸水素アルカリ金属塩と塩基性無機塩との合計量
と硫酸マグネシウム含水塩の重量比は１：ｌないし４：
ｌが好適である。

一方吸湿剤は、組成物に保存安定性をより一層向上せし
め、特に夏期３０℃以上もの高温で長期間保存する場合
に団塊化等の変質を防止する。

また特に硫酸マグネシウム無水物を用いた場合は、一旦
調製した比較的高濃度の重合体水溶液にも、重合体を容
易に分散溶解させる効果がある。

かくして、水に対して容易に分散溶解すると共に上記の
効果をも有する組成物として、重合体の５〜８５重量部
、ならびに硫酸水素アルカリ金属塩、塩基性無機塩およ
び吸湿剤の９５〜１５重量部からなる組成物が提供され
る。

また硫酸水素アルカリ金属塩と塩基性無機塩との合計量
と吸湿剤の重量比はｌ：２ないし５：１が好適である。

さらに、重合体の５〜８５重量部、ならびに硫酸水素ア
ルカリ金属塩、塩基性無機塩、硫酸マグネシウム含水塩
および吸湿剤、吸湿剤の中特に硫酸マグネシウム無水塩
の１５〜９５重量部からなる５成分系の組成物は、水お
よび一旦調製した重合体水溶液に容易に分散溶解し、か
つ保存安定性、特に高温で長時間保存した場合の団塊化
等の変質と、各成分を混合して組成物を製造する際の団
塊化おまひ器壁への付着を防止することができ、本発明
の最も好ましい組成物である。

以下実施例、比較例を挙げて本発明を説明するが、本発
明を限定するものではない。

水溶性高分子重合体としては、アニオン系のポリアクリ
ルアミド部分加水分解物およびカルボキシメチルセルロ
ースナトリウム、ノニオン系のポリアクリルアミドなら
びにカチオン系のポリアクリル酸エステルおよびポリア
クリルアミドカチオン変性物を用いて各種の組成物を作
製し、その性状を測定し第１表に示した（表内の数値は
重量部を示す）。

組成物は次のようにして作製した。即ち粉末硫酸水素ア
ルカリ金属塩および粉末塩基性無機塩と必要に応じて硫
酸マグネシウム含水塩とを混合し、次いで重合体粉末を
加えて再び混合し、次いで必要に応じて吸湿剤を添加混
合して作製し、混合はいずれも■型混合機を用いて行っ
た。

また第１表に示した性状は次のことを意味する。

１、造粒性 前記のようにして組成物を作製した際、器壁へ付着せず
粒子が団塊化しない場合は造粒性良好とし○印を、器壁
へ付着し粒子が団塊化する場合は造粒性不良とし、×印
を記入した。

２、熱安定性 試料５０ｇを蓋付サンプル瓶に採り、５０℃恒温槽に１
５時間放置した後取り出し、サンプル瓶を転倒させ試料
の塊状の有無を観察し、全く塊状化が認められず十分な
流動性を有するものは○印、約Ｘ−Ｘが部分的にやや塊
状化しているが、サンプル瓶を軽く振とうすると塊状部
いるが、サンプル瓶を軽く振とうすると塊状部分がくず
れ流動状となるものはΔ印、及び全体的に塊状化し流動
性を復元しないものを×印とした。

なおこの試験法で○印および△印のものは、１０ゆを包
含し夏期室温に放置しても団塊化しないことが確かめら
れている。

３、水への分散溶解性 大阪市水２５１中に５０．９の被検重合体組成物を一度
に投入攪拌して溶解させた際、均一に溶解したものは○
印、ままこを生じたものは×印とした。

なお溶解時の攪拌は、２段の３枚羽根付攪拌機を３０Ｏ
ｒｐｍ回転させて行った。

４、水溶性重合体水溶液への分散溶解性 被検重合体組成物を大阪市水に溶解し、溶液の粘度が５
．７，１０ｃｐｓの３種の水溶液を作製した。

これら各水溶液２５１中に５０ｇの同じ被検重合体組成
物を一度に投入攪拌して溶解させた際、上記のいずれの
水溶液にも均一に溶解したものは○印、すべての水溶液
についてままこを生じたものには×印、５ ｃｐｓ以下
の水溶液にのみ均一に溶解したものはΔ印とした。

なお溶解時の攪拌は、２段の３枚羽根付攪拌機を３０Ｏ
ｒｐｍ回転させて行った。

次に実施例結果について説明する。

１．アニオン系重合体 （１） ポリアクリルアミド部分加水分解物（分子量
ｔｏｏｏ万） 重合体単体（比較例２）では、熱安定性は良好であるが
、水への分散溶解性をはじめ、他の項目の性状が不良で
ある。

また重合体に硫酸水素ナトリウムおよび四硼酸ナトリウ
ムを配合しても重合体の比率が大きすぎると（比較例１
）、熱安定性は良好であるが他の項目の性状が不良とな
る。

しかし重合体、硫酸水素ナトリウムおよび四硼酸ナトリ
ウムを本発明の重量比率の範囲で配合すれば（実施例１
，２）、造粒性および熱安定性が良好になり、また水に
良好に分散溶解し、一旦作製した重合体組成物水溶液の
比較的低粘度５ｃｐｓ以下）のものには良好に分散溶解
する。

さらに重合体、硫酸水素ナトリウム、四硼酸すｌ−ＩＪ
ウムと硫酸マグネシウム７水塩を本発明の重量比率で配
合したものは（実施例３）、造粒性および熱安定性が良
好で、また水および一旦作製した重合体組成物水溶液の
高粘度のものにも良好に分散溶解するようになる。

また重合体、硫酸水素ナトリウム、四硼酸ナトリウムお
よび無水硫酸マグネシウムを本発明の重量比率の範囲で
配合した場合（実施例４）ならひに重合体、硫酸水素す
ｌ−ＩＪウム、四硼酸すｌ−ＩＪウム、硫酸マグネシウ
ム７水塩および無水硫酸マグネシウムを本発明の重量比
率で配合した場合（実施例５）は、すべての項目の性状
について良好である。

従って、実施例４および５のごとき配合の組成物は、高
温で長期間保存しても団塊化せず、水はもとより一旦作
製した組成物水溶液にも容易に溶解するので実用上極め
て有用である。

また実施例５の無水硫酸マグネシウムの代りに無水硫酸
ナトリウムを用いた場合（実施例６）は、実施例５の組
成物と比べて一旦作製した組成物水溶液の高粘度のもの
への分散溶解性は不良であるが５ ＣｐＳ以下の低粘度
のものには良好に分散溶解し、その他の性状も満足すべ
きものであった。

さらに実施例７は四硼酸ナトリウムの代りにリン酸三ナ
トリウムを用いた場合であるがすべての項目の性状につ
いて良好である。

（２）カルボキシメチルセルロースナトリウム（エーテ
ル化度＝０．６±０．０５、平均分子量−１５０，００
０） この高分子重合体の組成物の一例として実施例８を示し
たがすべての項目の性状について良好である。

２、ノニオン系重合体 （１） ポリアクリルアミド（分子量６００万）この
重合体もｔ、（ｇの重合体と同様に、硫酸水素ナトリウ
ムと四硼酸ナトリウムを配合した場合（実施例９）、造
粒性、熱安定性および水へ分散溶解性は良好であり、ま
た一旦作製した重合体組成物の水溶液には、５ ｃｐｓ
以下の粘度のものであれば良好である。

また重合体、硫酸水素ナトリウム、四硼酸ナトリウム、
硫酸マグネシウム７水塩および無水硫酸マグネシウムを
配合した場合（実施例１０）すべての項目の性状につい
て良好である。

３、カチオン系重合体 （１）ポリアクリル酸アミノエチルエステル（分子量５
００万） この重合体、硫酸水素すｌ−ＩＪウムおよび四硼酸ナト
リウムを配合した場合（実施例１１）も、造粒性、安定
性および水への分散溶解性は良好であり、重合体組成物
の水溶液に対する分散溶解性は５ ｃｐｓ以下の低粘度
のものであれば良好に分散溶解する。

また重合体、硫酸水素ナトリウム、四硼酸ナトリウム、
硫酸マグネシウム７水塩および無水硫酸マグネシウムを
配合した場合（実施例１２）は、すべての項目の性状に
ついて良好である。

（２）ポリアクリルアミドカチオン変性物（分子量４０
０万） この重合体については、ノニオン重合体のポリアクリル
アミド（分子量６００万）についての２実施例の比率と
ほぼ同一比率で配合した組成物の実施例１３および１４
を示したが、その性状は上記ノニオン重合体と同じ性状
を有している。

上記実施例の結果から、本発明の組成物は、すぐれた水
溶性高分子重合体の易分散性組成物であることが分る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 凝集効果を有する水溶性高分子重合体粉末に、硫酸
   水素アルカリ金属塩および塩基性無機塩、さらに必要に
   応じて硫酸マグネシウム含水塩および／または吸湿剤を
   配合したことからなる水溶性高分子重合体の易分散性組
   成物。 ２ 水溶性高分子重合体が、ノニオン系、アニオン系ま
   たはカチオン系である特許請求の範囲第１項記載の組成
   物。 ３ 水溶性高分子重合体がノニオン系またはアニオン系
   である特許請求の範囲第２項記載の組成物。 ４ 硫酸水素アルカリ金属塩が硫酸水素ナトリウムまた
   は硫酸水素カリウムである特許請求の範囲第１項記載の
   組成物。 ５ 塩基性無機塩が、一般式ＸＭシＯ・ＹＢ２０３ＺＨ
   ２０（式中Ｍｌはアルカリ金属またはアンモニウム、Ｘ
   およびＹはＹ／ＸがＸ ＋ Ｘ ｔ １ ｔ ２ ｐ
   Ｘおよび４である数をＺはＯを含む数を意味する）で表
   わされるホウ酸塩；リン酸水素二ナトリウム、リン酸水
   素二カリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸三カリウム
   、トリポリリン酸ナトリウム、トリポリリン酸カリウム
   、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム；メタケ
   イ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウムである特許請求の
   範囲第１項記載の組成物。 ６ 吸湿剤が硫酸すＩ−ＩＪウム無水物、硫酸カリウム
   無水物ま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。 １ 硫酸マグネシウム含水塩が硫酸マグネシウム６水塩
   または７水塩である特許請求の範囲第１項記載の組成物
   。 ８ 水溶性高分子重合体の５〜８５重量部、および硫酸
   水素アルカリ金属塩と塩基性無機塩の９５〜１５重量部
   からなる特許請求の範囲第１項記載の組成物。 ９ 水溶性高分子重合体の５〜８５重量部、ならびに硫
   酸水素アルカリ金属塩、塩基性無機塩、硫酸マグネシウ
   ム含水塩および吸湿剤の９５〜１５重量部からなる特許
   請求の範囲第１項記載の組成物。 １０水溶性高分子重合体の５〜８５重量部、ならびに硫
   酸水素アルカリ金属塩、塩基性無機塩および硫酸マグネ
   シウム含水塩の９５〜１５重量部かなる特許請求の範囲
   第１項記載の組成物。 １１ 水溶性高分子重合体の５〜８５重量部、ならひ
   に硫酸水素アルカリ金属塩、塩基性無機塩および吸湿剤
   の９５〜１５重量部とからなる特許請求の範囲第１項記
   載の組成物。 １２硫酸水素アルカリ金属塩に対し、これを中和するの
   に要する量の塩基性無機塩を用いる特許請求の範囲第８
   〜１１項のいずれかに記載の組成物。 １３硫酸水素アルカリ金属塩と塩基性無機塩との合計量
   と、硫酸マグネシウム含水塩の重量比が１：ｌないし４
   ：ｌである特許請求の範囲第９項または第１０項記載の
   組成物。 １４硫酸水素アルカリ金属塩と塩基性無機塩との合計量
   と吸湿剤の重量比がｌ：２ないし５：１である特許請求
   の範囲第９項または第１１項記載の組成物。