JPS6034798A - 水性系における無機物質の分散と通常の硬度イオン塩の沈殿抑制方法 - 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】 発明の分野 本発明は水性系において粒状無機物質を分散させるため
及び通常の、硬度イオン塩の析出を抑制するためｌこア
クリル酸の水溶性低分子量共重合体を使用することに関
する。特に、本発明は水性系において懸濁粒状無機物質
を分散させるため及び硬度イオン塩の析出を抑制するた
めに、アクリル酸単量体約８５重量％〜約９７重Ａ％と
疎水性単量体約６重量％〜約１５重量％から生成された
重量平均分子量約２，０００〜５，０００の特定共重合
体を使用することに関する。

川や湖や池等から供給され再循環冷却水システムや水冷
工業熱交換器で使用される水の多くは泥やシルトやクレ
ー等のような懸濁粒状無機物質を高濃度で含有している
。冷却塔システムにおける冷却作用は塔内を循環する水
の一部を蒸発させることによって達成される。この蒸発
の結果、水中の懸濁物質の濃縮が起る。これ等物質は低
流速の置所で沈降し、そして腐蝕、摩原損失および有効
でない熱交換を引き起す。

冷却システムや水冷熱交換器で使用される水はカルシウ
ムやマグネシウムのような硬イオンの溶解塩も含有して
いる。これ等塩は溶液から沈降して冷却システムや交換
器の加熱表面上でのスケール形成を引き起す。冷却水シ
ステム中に見い出せる最も普通の沈積物は炭酸カルシウ
ムである。炭酸カルシウムは水に対して比較的低い溶解
度を有する。この溶解度はＰＨ１温度および濃度の上昇
と共に低下する。硫酸カルシウムもまた冷却水システム
において同じように遭遇するはずである。硫酸カルシウ
ムは炭酸力４レシウムスケールを制御するために天然水
に硫酸を添加することによって生ずる場合もある。硫酸
カルシウムは炭酸カルシウムよりも可溶性であるが、硫
酸カルシウムの溶解度限界を越えることもまた容易いの
で溶液からその沈殿物を生ずることがある。

泥やシルトの微粒子をゆるやかな凝集塊に凝集させてこ
れ等物質のパイプや熱交換器内での堆積を減少せしめる
ために高分子量のポリアクリレートやポリアクリルアミ
１が使用されでいる。しがしながら、これ等凝集塊は冷
却塔たまり域に沈降し易いのでそれ等を除去するための
頻繁な清掃を必要とする。

水性系において懸濁粒状物質を分散させるため校び硬イ
オン塩の沈殿従つ゛Ｃスケールの形成を抑制するために
、その他の多数の化合物が開発されそしてさまざまな程
度の効果をもって使用されている。

先行技術 米国特許第２．７　ａ　３．２００号は梨機燐酸塩と共
に又は無機燐酸塩無しでポリアクリル酸またはポリメタ
クリル酸を添加することによってボイラー供給水におけ
るスラッジまたは沈殿物をコンディショニングする方法
ζこ関する。ポリアクリル酸ナトリウムとポリメタクリ
ル酸ナトリウムの共重合体（開示されていない組成と高
分子量を有する）は内部ボイラー水を処理するためをこ
はポリアクリル酸ナトリウム単独重合体と同じように有
効である旨開示されている。

米国特許第３，０８５，９１６号は高分子量（１００，
０００より大きい）のアクリル酸もしくはメタクリル酸
の重合体、それ等の塩、またはアクリル酸もしくはメタ
クリル散歩なくとも５０モルチとその他の共重合性単量
体とから生成された共重合体を使用することによって冷
却水から泥やシルトを除去する方法に関する。低分子量
よりも高分子量の共重合体の方が一般に泥やシルトの凝
集剤として有効である旨教示されている。しかしながら
、この特許は低分子量アクリル重合体または共重合体を
水性系における泥やシルトの分散剤として使用すること
について言及していない。

米国特許第３．５７８，５８９号は非イオン界面活性剤
と共にアクリル酸またはメタクリル酸重仕体、その塩お
よびかかる塩の共重合体を使用して冷却水析出物を処理
する方法に関する。共重合体の分子、駿は約４．０００
〜約９５．［１００の範囲にある旨開示されているが、
好ましいポリメタクリル酸またはポリメタクリル酸ナト
リウムは５．０００〜１５．０００の範囲の分子量を有
する旨開示されている。

米国特許第４，００８，１６４号はアクリル酸と低量の
アクリル酸メチルとの共重合体（３，０００〜２０．０
００、好ましくは６．０００〜８．０００の範囲を有す
る）を使用して水中でのカルシウム析出物を抑制するこ
とに関する。少なくとも６／１好まＬ＜ｆｔ４／１〜５
／１のモル過剰のアクリル酸／アクリル酸メチルを必要
とする。好ましい共重合体は６．０００〜８，０００の
範囲の分子量を有する。

カナダ国特許第１．０９７，５５５号もやはり、１．０
００〜２５．０００好ましくは（Ｓ、ＯＯＯ〜８．（１
）Ｏの範囲の分子量を有するアクリル酸共重合体の添加
によって硫酸カルシウムや炭酸カルシウムや硫酸バリウ
ムのスケールを抑制する方法に関する。

少なくとも６／１好ましくは４／１〜５／１のモル過剰
のアクリル酸／メタクリル酸が開示されている。

米国特許第４，０２９，５７７号はアクリル酸またはそ
の水溶性塩とヒドロキシ低級アルキル（０２〜Ｃ６）ア
クリレート部分またはその水浴性塩と（７）約３４／１
〜約１／４のモル比の共重合体を添加することによって
水性系でのスケールの形成および／または懸濁固体物質
を制御する方法に関する。開示された共重合体は５００
〜１，０００．０００の範囲の分子量を有する。

ポリアクリル酸含有添加剤によって水を処理する方法に
関連したその他の資料として下記のものが挙げられる：
米国特許第３．２９３，１５２号、第３．５７９．４５
５号、第３．６６３，４４８号、第３．６９９．０４８
号、第３．７６６，０７７号、第４，００４，９３９号
、第４，２０９．５９８号、第４，３０３．５６８号、
第４，３２６．９８０号、カナダ特許第１．０５７，９
４３号、および西独国特許公開升２．３４４．４９８号
。

上記資料は、アクリル酸と特定の疎水性コモノマーとの
重量平均分子量約５，０００未満の低分子量共重合体が
水性系において粒状無機物質を効果的に分散させ又は共
通硬イオン塩の沈殿を抑制することができると云うこと
を開示または示唆していない。

発明のｇ要 我々は予想に反して、アクリル酸と選択された疎水性コ
モノマーとの重量平均分子量約２．０００〜約５．００
０の水溶性共重合体を添加することζこよって粒状無機
物質を水性系に有効に分散させることができると云うこ
とを見い出した。

さらに、我々はアクリル酸約８５重量％〜約９７重ｉ％
と低級アルキル（０２〜Ｃｏ　）アクリレートもしくは
（Ｃユ〜Ｃ８）メタクリレートまたはビニル芳香族化合
物のような疎水性コモノマー約６重量％〜約１５重量％
から生成された低分子量共重合体が水性系における無機
粒状物に対する優れた分散剤および通常の、硬度イオン
塩に対する有効な沈殿防止スケール抑制剤であることを
見い出した。

従来入手できた沈殿防止活性を有する製品は一般に粒状
物質を分散させる能力に欠けていた。

発明の詳細 な説明の方法は懸濁粒状無機物質および／または通常の
、硬度イオン塩を含有する水性系に対してアクリル酸と
特定疎水性コモノマーとの水溶性低分子量共重合体を添
加することを必要とする。この方法に使用される共重合
体の合成に有効であることが判明した疎水性コモノマー
としては、アルキル基中に２〜８個の炭素原子を有する
低級アルキルアクリレート例えばエチルアクリレートや
ブチルアクリレート、アルキル基中に１〜８個の炭素原
子を有する低級アルキルメタクリレート例えばメチルメ
タクリレートやエチルメタクリレート、およびビニル芳
香族単量体例えばスチレンやアルキル置換スチレンが挙
げられ、さらに、これ等疎水性コモノマーの混合物とア
クリル酸から生成された共重合体も有効である。これ等
コモノマーはアクリル酸七ツマ−と共重合可能であり且
つ該モノマーに可溶でなければならない、即ち、相互溶
剤である。

共重合体の合成 一般に、先行技術はアクリル酸の低分子量共重合体を製
造するために適するいくつかの合成方法を開示している
。

米国特許第４，３１４，００４号は適する共重合体合成
方法の一つに関するもので、その開示は参考になる。こ
の方法は共重合開始剤が特定濃度範囲にあること、およ
び開始剤濃度と本発明にとって有効な所望の低分子量共
重合体を得るための特定金属塩の濃度とが特定モル比範
囲にあることを必要とする。好ましい共重合開始剤は過
酸化化合物例えば過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム
、過酸化水素およびｔ−ブチルヒドロペルオキシドであ
る。開始剤の好ましい濃度範囲は単量体の重量に対して
約１〜約２０重量％の間にある。分子量を調節するため
に使用される金属塩は好ましくは塩化または臭化第一銅
並びに第二銅、硫酸第二銅、酢酸第二銅、塩化第−鉄並
びに第二鉄、硫酸第一鉄、および燐酸第一鉄並びに第二
鉄等である。共重合開始剤対金属塩のモル比は好ましく
は約４０＝１から約８０：１の間にある。本発明に有効
なアクリル酸共重合体は好ましくは水中で浴液総重鳶に
対して約４０〜約５０％の共重合体濃度で製造される。

これ等低分子量共重合体の製造に有効な別の方法は米国
特許第４．３０１，２６６号に開示されており、その開
示もまた本願にとって参考になる。この方法においては
、イソゾロパノールが分子量調節剤兼反応溶剤として直
用される。反応溶剤は少なくとも４０重量％のインプロ
パツールを含有するイソゾロパノール水性混合物であっ
てもよい。

共重合開始剤は遊離基開始剤例えば過酸化水素、過硫酸
ナトリウム、過硫酸カリウム、または過酸化ベンゾイル
である。共重合は１２０〜２００°Ｃの温度で加圧下で
行われる。溶剤中の共重合体濃度は好ましくは全溶液の
重量に対して２５〜４５チである。共重合が完了したら
、反応器からインゾロパノールを蒸留し、そして共重仕
体は塩基で中和されてもよい。

本発明に有効な低分子量共重合体を製造するための更に
別の方法は米国特許！　３，６４６，０９９号に記載さ
れており、その開示も本願において参考になる。この方
法は含シアノオリゴマーの製造に関するものであるが、
本発明に有効な低分子量共重合体の製造にも適用可能で
ある。この方法は共重合分子量調節剤として重亜硫酸塩
を使用するので、得られた共重合体はスルホネート末端
停止されている。好ましい重亜硫酸塩は単量体の型破に
対して５〜２０重ｔ％の濃度の重亜硫酸ナトリウムであ
る。遊離基共重合開始剤は過硫酸アンモニウム、ナトリ
ウムもしくはカリウム、過酸化水素、または七−ジチル
ヒドロペルオキシＰである。開始剤の好ましい濃度は単
量体に対して０．２〜１０重量％である。重合温度は好
ましくは２０〜６５°Ｃであり、そして水性溶剤中の共
重合体の濃度は全溶液重量に対して２５〜４５５〜４５
重量％共重合体の評価 アクリル酸モノマー約８０首量チ〜約９９重量係と疎水
性コモノマー約１重量％〜約２０重−４％とから多数の
共重合体を製造した。共重合体の重量平均分子量はスタ
ンダード水性ｒルバーミエーションクロマトグラフィツ
ク技術によって測定したときにポリアクリル酸重合体ス
タンダードを基本にして約１６５０〜約８０００で変動
した。製造された各共重合体のタイプを表示するために
、アクリル酸重合体鎖当りのコモノマーの単位数を算出
した。共重合体の重量平均分子−喰が減少すると、重合
体固形分のＩ当りの重合体鎖の数は増大する。

それから、下記の試験方法に従って各共重合体について
、粒状普通無機物質を分散させる能力を評価した。

カオリン分散能選別試験 ゾレングーに２００　ｐｐｍ　Ｃａ”　（炭酸カフルシ
ウムとして）硬水５００ｍＪとエンデルハード・ミネラ
ルズ・アンド・ケミカルズ社製アンシレツクρｘ−１８
４６Ａカオリン（９６％は２μ未満の直径を有する）　
０．５０　ｇを加えた。それから、共重合体をゾレンダ
ーに添加した。使用した共重合体の濃度は１．５．１０
、および３０　ｐｐｍであった。

それから、デレンダーを１分間低速度で操作した。

それから、水酸化ナトリウムでＰＨを７．５に調整した
。それから、この分散液を１００Ｍメスシリンダーに入
れて２時間静置した。それから、シリンダーの上部から
分散液２０罰を取り出してＨＦモデルＤＲＴ　１００Ｄ
濁度計に入れた。それから、濁度を比濁濁度単位（ＮＴ
Ｕ　）で測定した。約７００のオーダーの高ＮＴＵは良
好な分散能を表わす。各サンプルの濁度は少なくとも２
回、その都度新しい試験サンプルを使用して繰り返し測
定した。重合体／１６１〜２４のそれぞれの平均ＮＴＵ
値を第２表に示した。重量平均分子量の函数としての共
重合体の分散能を第１図に表わした。その結果、ｌｐｐ
ｍの共重合体濃度ζこ於ける分散能は重量平均分子量（
Ｍ動２．５００以下で急激に落ち込むと云うことが判っ
た。１０　ｐｐｍの共重合体濃度に於いては、）Ｚ−が
３．０００以上に増大したときに性能のゆるやかな低下
が起る。

第２図はアクリル酸の鎖当り１単位のエチルアクリレー
トから生成されたアクリル酸／エチルアクリレート共重
合体（重合体１６５〜１１）の分散能を示す。この図面
はｉ　ｐｐｍ共重合体濃度での分散能の同じような落ち
込みがＭｉ約２．５００以下の共重合体によって起るこ
とを示している。ｌｐｐｍと１０　ｐｐｍの共重合体濃
度に於ける分散能を合わせたとき、最大分散能はアクリ
ル酸９５重量％とエチルアクリレート約５重ｉ％からな
る好ましい共重合体組成に相当する約３，０００のＭｙ
で得られる。アクリル酸の鎖当り約１単位の疎水性コモ
ノマーの導入はそれ以外の比の鎖／疎水性コモノマーに
比らべて好ましい性能を有する共重合体をもたらすもの
と考えられる。

この試験方法は比較のために種々の従来の重合体並びに
共重合体を使用して繰り返した。これ等共重合体の組成
およびそのカオリン分散能を第６表に示す。十分な分散
能（約７５０　ＮＴＵ　）は１０ｐｐｍ以上の濃度では
低分子量（１０００Ｍａｒ　）ポリアクリル酸（重合体
４２６）によって達成できる。しかしながら、その分散
能も低濃度（１ｐｐｍの単独重合体）では極端に低下す
る。ペルオキシ型開始剤とインゾロパノールを使用して
製造されたもつと高い分子量（Ｍ；　２，２００〜４．
７００　＞のポリアクリル酸重合体（重合体／ｌ６３２
．３３．３４．５６および３７）は高濃度でも低濃度で
も良好な分散能を与えた。ポリアクリル酸とヒドロキシ
ゾロビルアクリレートの共重合体（重合体況３９）（１
〜３，２００　＞もやはり高濃度でも低濃度でも良好な
分散能を与えた。

μ） ム） 　０ Ｎ 　Ｏ 冒　答 Δ　Δ へ　へ トト テ ］ ＋−ＡＪ　＼ 、。　。　−宏 ｏ、Ｎ　Ｎ　−９，’　− ＬｒＩ　さ、　り 箇−噺　＼　１ へ　１　院　菌　八 日 石ｌ　＼　− 〇　〇　べ　１　０　へ 　０ （イ）ヘ　モコ堰。ト ０４Ｎつ 八　か　塑　ａ　Δ の　ＯΔ　１−１５　保　＼　シ 雫　雫　父　も、＼Ｈヤ４ ０、−０　■　＼　＋１−　央　杓　◇　＼＝）　口　
頁配　４［１＝；＼ ２　＼Ｌ　Ｌ　′！Ｌ　程　（Ｌ　井 ＼’ｚ／　＼　へ−’−１＼　ｉＪ　冗　１−１　七　
保　○智ト　駕　Δｌ）（＝ｌ　Ｉ　；＼　］　贋　キ
　２峠全　も殻Δ　トー＋１−町へ怜」 コフコ１にモレ　１１１１セ糎コ乍１１ン；吃−３　宛
鶏Ｃ冑冒ご翳 それから、上記のカオリン選別試験の結果を好ましいア
クリル酸／エチルアクリレート共重合体（重合体Ａ７）
と重合体Ａ２７および６′５の比較ポリアクリル酸単独
重合体とについて米国特許第４，５２６．９８０号記載
の別のカオリン分散能試験で比較した。この試験手順は
下記のように行われたニブレンダ−に２００　ｐｐｍ　
Ｏａ＋２（炭酸カルシウムとして）溶液５００１ｒＬｌ
！とハイドライド■ＵＦカオリン０．５を添加した。溶
液を５分間ブレンドした。それから、溶液を一定に攪拌
しながら水酸化ナトリウムでＰＨを７．５に調整した。

それから溶液を再度１分間ブレンドした。溶液の９０ｍ
１アリコートを４オンスびんに入れて脱イオン水１００
ｄで希釈した。さらに、２本の４オンスびんを調製した
後、残りの溶液を１分未満再ブレンドした。それから、
サンプル重合体をびんに、０−５　ｐｐｍ　、１　ｐｐ
ｍ　％　２　ｐｐｍおよび３　ｐｐｍ　（７）濃度で添
加した。それから、びんを蓋して、約５回反転し、そし
て振盪機上に１５分間置いた。それからびんを１８時間
静置した。びんの上部から２５ｍＡ！をピペットに吸い
出して１オンスバイアルに入れて透過光％を４１５ｎｍ
で測定した。Δ％Ｔは次のように計算した： Δ％Ｔ＝％Ｔ（対照、重合体なし）−％Ｔ（被処理）こ
の試験結果を第４表に示す。

第４表 カオリン分散能△％Ｔ ７　２０　３８　４５ ２７　１６　ろ１　４１ ３３　１９　３７　４７ ｉ　ｏ　ｐｐｍに於ける結果は第２表および第３表に示
された選別試験結果と一致している。本発明の好ましい
共重合体（重合体Ａ７）は１０　ｐｐｍに於いては高分
子量単独重合体（重合体Ａ３３）と同等であり、そして
低分子量単独重合体（重合体屋２７、）よりも優れてい
ることも判明した。５１１１）！ｎおよび２０　ｐｐｍ
に於いても、重合体Ａ７の共重合体は低分子量単独重合
体（重合体Ａ２７）よりも優れており、そして高分子量
単独重合体（重合体Ａ６６）とほぼ同等であった。

また、好ましいアクリル酸−エチルアクリレート共重合
体の普通硬度イオン塩に対する沈殿防止能を評価し、有
効な分散剤即ち高Ｍｉ単独ポリアクリル酸重合体（重合
体Ａ３３）および最良分散剤即ち低Ｍ−ポリアクリル酸
（重合体Ａ２７）と比較した。硫酸カルシウムおよび炭
酸カルシウムの沈殿抑制を測定するために使用した試験
方法もやはり米国特許第４，３２６．９８０号に開示さ
れている。

２種類のストック溶液（ＡおよびＢ）を調製した。スト
ック溶液Ａは塩化カルシウム１１．１１／ｌを含有して
おり、ＰＨ７，０に調整されている。ストック溶液Ｂは
硫酸ナトリウム１４．２　ｇ／ｌを含有しており、ｐＨ
７，０に調整されている。

４オンスジヤーにストック溶液Ａ３０ｍｇおよび重合体
０，０．５１．１または２ｐｐｍおよびストック溶液Ｂ
５ｕｍを加えた。ジャーを５０℃の炉内で２４時間加熱
し、それから０．５時間冷却した。それから、冷却サン
プルを０．４５　ｐフィルターでろ過した。ろ液５−を
脱イオン水で５０＋＋＋Ａ！に希釈した。それから５０
％ＩＪａＯＨ２滴を、続いてＯａ＋２指示薬を添加した
。それから１ｎＤＴＡによって赤紫色の終点迄滴定した
。％硫酸カルシウム抑制は次のように算出される： ２種のストック液（０およびＤ）を調製した。

ストック液０は塩化カルシウム２．４５１１／Ｌ　％：
　含有しており、ｐＨ８，５ＫｉＪ整されている。スト
ック液りはＮａ２ＧＩＯ３２，４８１μを含有しており
、ＰＨ８，５に調整されている。

４オンスジヤーにストック液０５０　ｍｌ、重合体０．
２．５．５または１０ｐｐｍ、およびストック液１５０
ｍ／を加えた。サンプルジャーを７０℃の温水浴で５分
間予熱した。それから、予熱されたサンプルを炉内で７
０℃で５時間加熱した。それからサンプルを炉から取り
出して室温に冷却した。

それから冷却サンプルを０．２　ｐフィルターでろ過し
た。ろ液２５−に濃塩酸４−を添加した。それからサン
プルを少なくとも１５分間静置した。それからサンプル
を脱イオン水で５０−に希釈し、それから５０％水酸化
ナトリウム６−を添加し、続いてＯ＆＋２指示薬を加え
た。それから、溶液なＫＤＴＡによって赤紫色終点迄滴
定し、炭酸カルシウム抑制を次のように算出した： 硫酸カルシウムおよび炭酸カルシウム沈殿抑制試験の結
果を第５表に示す。好ましいアクリル酸−エチルアクリ
レート共重合体は硫酸カルシウム沈殿抑制についても炭
酸カルシウム沈殿抑制についても、低濃度ではポリアク
リル酸両サンプルよりも優れ、そして高濃度ではポリア
クリル酸両す第５表 平均沈殿防止能、抑制％ ＣａＳＯ４抑制％　０ａＯ０３抑制％ １６．７　４５　７１　９６　７０　７２　８３ノ１６
２７　３９　−　９５　６７　８１　８０１１１．３３
　１５　３３　９２　５７　６９　８３従って、発明の
共重合体は水性系において粒状無機物質に対する有効な
分散能および共通硬イオン塩に対する有効な沈殿抑制を
示す。

その他の多数の低分子量アクリル酸共重合体の沈殿防止
能についても上記の硫酸カルシウム試験を用い℃評価し
た。１　ｐｐｍの共重合体固形分濃度に於ける試験結果
を第６表に示す。

第　６　表 重合体　疎水性単量体　共重合体　０＆ＳＯ４抑制％５
　ＫＡ　１　４８６０　８７ ６　ＫＡ　１　３６１０　９３ ７　ＫＡ　１　２９１０　９７１） ｑ　ＥＡ　１　２０４０　１００ １０　ｍＡ　１　１３６０　６Ｂ １１　ＥＡ　１　１４？＋０　７５ １４　ＫＡ　２　２６５０　１００ １８　ＢＡ　１　７３４０　８２ １９　ＢＡ　１　２６７０　９６ ２３　ＥＭＡ　１　２８９０　９０ ２４　スチレン　１　５１４０　５６ 注１）第５表の重合体Ａ７よりも低温 試験結果は約２．５００未満の、及び約５，０００より
大きい重量平均分子量を有するアクリル酸共重合体の沈
殿防止能の落ち込みを立証している。

我々は、アクリル酸と疎水性単量体の低分子量共重合体
が炭酸カルシウムとカオリンクレーの濃厚スラリーに対
する有効な分散剤であることも見い出した。カオリンク
レーと炭酸カルシウムはプラスチックやゴム・や紙の充
填剤として、塗料やゴムの顔料として、および、白色度
や光沢を付与するための紙用塗料として使用されている
。多くの用途において、特に紙用塗料分野において、カ
オリンクレーや炭酸カルシウムは高固形分水性スラリー
として輸送され、貯蔵され、そして適用される。クレー
スラリーは典型的に約７０％クレー固形分を含有してい
る。スラリー中すカオリンクレーの粒径は通常約２ｐ以
下の直径である。炭酸カルシウムスラリーは典型的に７
５％以上の炭酸カルシウム固形分を含有している。取扱
いのために、スラリー粘度はスラリーの吸上げおよび吹
付けを可能にするため及び長期貯蔵後にもスラリーの流
動を可能にするために可能な限り低いことが重要である
。

製造コストおよびスラリー中の分散剤の濃度はスラリー
粘度を扱い易いレベルにまで有効に且つ経済的に低下せ
しめるために可能な限り低くあるぺぎである。分散剤を
添加されてないスラリーの粘度は５０，０００センチポ
アズを越えるであろう。

低分子量ポリアクリル酸重合体はかかるスラリーのため
の分散剤として有効である。アクリル酸約９５重量％と
エチルアクリレート約５重量％とから生成された重量平
均分子量約６０００の好ましいアクリル酸−エチルアク
リレート共重合体の有効性を評価し、下記の試験手順に
従って濃厚スラリーのための分散剤として従来のポリア
クリル酸重合体と比較した。

１ｔのステンレス鋼混合カップの中に１０５分散剤重合
体又は共重合体溶液（ｅ）１約７．０　）　ｉ、ａａｌ
ｌと、脱イオン水１２３．１２１を加えた。トンプソン
・ワインマン＆カンパニー製のスノーフレークホワイト
炭酸カルシウム３７５ｇを混合カップに添加してスラリ
ーをつくった。それからスラリーを１５分間混合した。

カップがらスラリーの４５０＃７！Ｊ：ｆｆ−トを取り
出して１パイントジヤーニ入れた。ジャーを蓋してスラ
リーが室温に冷却する迄穏やかに振とうした。それから
ブルックフィールドＲＶ粘度計によって２　Ｑ　ｒｐｍ
でスラリーの…と粘度を測定した。これに続いて、バイ
ンドシャー内のスラリーに１０％分散剤溶液０．８４　
ｇと炭酸カルシウム０．６３．１７を添加することによ
って炭酸カルシウム固形分濃度を７５％に保ちながら分
散剤濃度を０．０２５重量％だけ高めた。新しいスラリ
ーを２分間混合し、そして粘度を測定した。これを、０
．１００重量％分散剤含有スラリーが形成される迄繰り
返し、そして測定した。この試験結果を第７表に示す。

第　７　表 ０．０５０　５２５０５０４５３６７５０．０７５　６
００３００　５８３ ０．１００　３９０２３０　４３０ ｐｆ−１９，２９，２２９，１０ 注１）　ＦＡＡハＭ’：；　３３００　オヨびＭＨＩ　
６００を有するポリアクリル酸である。

２）　ＦＡＡはアライドコロイド社製のＭ、；−３３０
０およびＭ’、”２２００を有するディスペックスＮ−
４０ポリアクリル酸である。

３）　ＡＡ／ＥＡハＭ−ｉ３０００　オよびＭ、−１７
００ヲ有するＡＡ　（アクリル酸）　／ＥＡ　（エチル
アクリレート）共重合体（９５重量％）である。

この表は、好ましいアクリル酸−エチルアクリレート共
重合体が高固形分炭酸カルシウムスラリーのための有効
な分散剤であると云うことを立証している。

カオリンスラリー分散試験 １ｔのステンレス鋼混合カップに分散剤重合体まタハ共
重合体の１０％溶液（ｐＨ約７．０　＞　６．１３ｇ、
２０％Ｎａ２００３溶液４．６６　ｇ、および水溶液を
２１０ｊ／にするための脱イオン水／水道水の５０１５
０混合水を加えた。低速混合しながら、溶液にジオ−シ
ア・カオリン社製アストラ毎グレーズ■カオリンクレー
４９０ｇを添加してスラリーをつくった。それからスラ
リーを高速で１５分間混合した。

それからスラリーの５ｏｏｊ！アリコートを混合カップ
から取り分けてパインドジャーに入れた。ジャーに蓋を
してスラリーが室温に冷却される迄穏やかに振とうした
。それから…と粘度（ブルックフィールドＲＶ粘度計、
於２０　ｒｐｍ　）を測定した。

これに続いて、パインドジャー内のスラリーに１０％分
散剤溶液０．８８１とカオリン２．ｏ５Ｉ！を添加する
ことによってクレー固形分濃度を７ｏ％に保ちながら分
散剤の濃度を０．［ｌ　２５重量％だけ増大させた。新
しいスラリーを２分間混合し、そしてスラリーの粘度を
再び測定した。これを、スラリー中の分散剤のレベルが
カオリンに対して０．２００重量％になる迄繰り返した
。その結果は第８表に示されている。

第８表 ０．１２５　７３８　５８０　４３０　４７６　２９７
０．１５０　５１８　５００　２８１　２９２　２７６
０．１７５　５１０　３７０　２８４　２８１　２７８
０．２［１０３５５３４０，１５１１３２８３１０注ｉ
）　ＦＡＡはＭ、、　４２００　、　Ｍ、−２６００を
有するポリアクリル酸重合体である。

２）　ＦＡＡハＭ；　３　Ｄ　００、Ｍ７，１６ＤＤ’
ａ：有スルポリアクリル酸重合体である。

３）　ＦＡＡはディスペックスＮ−４０ｓ即ちアライド
コロイド社製″のＭ蔓３３００．Ｍπ２２００を有する
ポリアクリル酸重合体である。

４）　ＦＡＡはコロイド２１１、即ちコロイド社製の６
３３００おＪ：びＭ、、　２２００を有するポリアクリ
ル酸重合体である。

５）　ＡＡ／ＭＡＡは９５重量％アクリル酸（ＡＡ）と
５重量％エチルアクリレー）（１１！Ａ）から生成され
たＭ；６０００およびＭ；’　１７００の共重合体であ
る。

第８表は本発明の好ましいアクリル酸−疎水体弁重合体
が濃厚カオリン水性スラリーのための有効な分散剤であ
ると云うことを表わしている。

スケール形成制御、沈殿抑制、および無機物質分散のた
めの本発明の方法を詳細に記載しそして例示したが、本
発明の範囲を逸脱せずに様々な改善、変形、変更は当業
者にとって容易に明らかになるはずである。これ等改善
はここに記載されているアクリル酸共重合体と追加効果
を達成するための他の従来添加剤とのブレンドも包含す
る。例えば、アクリル酸共重合体は鉄分散改善用スルホ
ン化スチレンー無水マレイン酸共重合体、スケール制御
用有機ホスホネート、脱泡剤、生物分散剤、腐蝕防止剤
等とブレンドできる。

ン分散能をその重量平均分子量の函数として表わしたグ
ラフである。

第２図はアクリル酸の鎖当り約１単位のエチル代理人　
浅　村　皓 手続補正書（方式） 昭和よ２年？月／ρ日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和ま７年特許願第　２り♂偽Ａ号 ３、補正をする者 事件との関係　持ｖｒ出願人 住　所 ４、代理人 ５、補正命令の日付 昭和Ｊデ年７月９７日 ６、補正により増加する発明の数

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）　アクリル酸約８５〜約９７重量％と、アルキル
   基中に２〜８個の炭素原子を有する低級アルキルアクリ
   レート、アルキル基中に１〜８個の炭素原子を有する低
   級アルキルメタクリレート、およびビニル芳香族化合物
   からなる群から選択された疎水性コモノマー約１５〜約
   ６重量％とから生成された重量平均分子量約２，０００
   〜約５．０００の水溶性低分子量共重合体を水性系に添
   加することを特徴とする、水性系において無機物質を分
   散させそして通常の、硬度イオン塩スケールの形成を抑
   制する方法。
2. （２）上記コモノマーがエチルアクリレートであり、そ
   して上記共重合体が約２，５００〜約５．０００の重量
   平均分子量を有する、特許請求の範囲第１項の方法。
3. （３）上記共重合体がアクリル酸重合体鎖の単位当りエ
   チルアクリレートコモノマー約１単位から生成され、そ
   して約３．０００の重量平均分子量を有する、特許請求
   の範囲第２項の方法。
4. （４）上記共重合体がアクリル酸約９６〜９７重債チと
   上記疎水性コモノマー約７〜約３重量％から生成された
   、特許請求の範囲第１項の方法。
5. （５）　上記疎水性コモノマーがエチルアクリレートで
   あり、そして上記共重合体が約２，５００〜約５．００
   ０の重量平均分子量を有する、特許請求の範囲第４項の
   方法。
6. （６）　上記共重合体がアクリル酸重合体鎖の単位当り
   エチルアクリレートコモノマー約１単位から生成され、
   そして上記共重合体分子量が重量平均分子量約３，００
   ０である、特許請求の範囲第５項の方法。
7. （７）　アクリル酸約９５重量％とエチルアクリレート
   約５重量％から生成されてアクリル酸重合体鎖の単位当
   りエチルアクリレート約１単位を含有する重量平均分子
   量約５．０００の水浴性低分子童共重合体を添加するこ
   とを特徴とする、水性系にふいて無機物質を分散させそ
   して通常の硬度イオン塩スケールの形成を防止する方法
   。
8. （８）　アクリル酸約９５重量％とエチルアクリレート
   約５重量％から生成された重量平均分子量約３．０００
   の水溶性低分子量共重合体を炭酸カルシウムの濃厚スラ
   リーに添加することを特徴とする該スラリーの分散方法
   。
9. （９）　アクリル酸約９５重量％とエチルアクリレート
   約５重量％から生成された重量平均分子量約３０００の
   水溶性低分子量共重合体をクレーの濃厚スラリーに添加
   することを特徴とする該スラリーの分散方法。 （ＩＩ　上記スラリーが少なくとも７５重量％の炭酸カ
   ルシウム固形分を特徴する特許請求の範囲第８項の方法
   。 ０υ　上記スラリーが少なくとも７０重量％のカオリン
   クレー固形分を特徴する特許請求の範囲第９項の方法。