JPS5995998A - スケ−ル防止剤 - 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】 従来から、亜鉛びき鋼管（内表面が亜鉛メッキされた鋼
管）は、防食全目的として水道配管用に供されていたが
、最近、入手し易いという点から、ボイラ復水回収系に
も多用されるようになってきた。

しかしながら、この配管をボイラ復水回収系に用いた場
合にゆ、水中へ溶出する亜鉛イオンの作用により、以下
のような問題が生ずる。

即チ、オイルショック以後、省エネルギ一対策の一環と
して、復水回収率の増大及び濃縮倍率の増大（通常、１
０〜１５倍）が図られているが−この際、溶出した亜鉛
イオンを多量に含む復水が再度給水として供給され、し
かも、プロー率が低く（濃縮率が高く−）設定されるた
め、亜鉛イオンと給水中に存在するシリカ等とが反応し
てケイ酸亜鉛、塩基性炭酸亜鉛、水酸化亜鉛等のスケー
ルを生成し、これらが大量にボイラ内に付着する。その
結果、熱交換率の低下、配管の閉塞、熱交換器の閉塞に
基づく爆発等の不都合な事態全招来するおそれがあった
。同様の問題は、従来から使用されている亜鉛含有合金
（例えば、アルミニウム黄銅）を材質としたボイラ用配
管についてもみられた。

従って、ボイラ復水回収系に亜鉛ひき鋼管や亜鉛含有合
金金倉む配管を適用した場合には、上記した不都合を解
消しなければならないにもかかわらず、現在迄、ボイラ
水中の亜鉛イオンに起因するスクール発生を抑制するた
めの有効な薬剤はないのが実情であった。

本発明は、ボイラ給水等の対象水に添加して、水系内の
亜鉛イオンに起因するスケールの生成を抑制せしめる新
規なスケール防止剤を提供することを目的とする。

本発明は、アクリル酸系重合体又はその水溶性塩（５）
とホスホン酸、α−アミノカルボン酸又はそれらの水溶
性塩から成る群より選ばれた化合物の１種又は２種以上
（均とを含むこと全特徴とする、亜鉛ひき配管又は亜鉛
含有付会から成る配管を含む水系用のスケール防止剤で
ある。

本発明によるスケール防止剤は、アクリル酸系重合体又
はその水溶性塩（ト）とホスホン酸、α−アミノカルボ
ン酸又はそれらの水浴性塩から成る柚よＶ選ばれた化合
物の１裡又は２種以上但）とを併用することにより、そ
れぞれ単独で用いた場合よりも低濃度で有効なスケール
防止効果を有することを特徴とするものである。

本発明の重合体の具体例としては、アクリル酸ホモポリ
マー、アクリル酸−マレイン峻コポリマー、アクリル酸
−７マル酸コポリマーが例示される。これらの水溶性塩
としては、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩
が例示される。重合体がコポリマーである場合に、分子
中に占めるアクリル酸の存在量は、他の構成単位に対し
て、モル比で、通常、１０％以上、好ましくは３０〜７
０％の範囲である。１０チ未満の場合には、亜鉛系スケ
ールに対する分散作用が劣化する。

上記した重合体の分子量は、通常５００〜３００．００
０、好ましくは、ｉ、ｏｏｏ〜５０．０００である。

特にアクリル酸ホモポリマーの場合には、１０Ｄ００〜
５０．０００が好ましい。分子量が上記範囲外となると
、いずれも亜鉛系スケールに対する分散作用が劣化する
。

本発明のホスホン酸もしくはその水浴性塩としては、下
記の如き式（１）　、　（ｆｆ）　、　（ｉｉｌ）　、
　（ＩＶ）で示される化合物もしくは塩が例示される。

式（Ｉ）： ２０ １１ （式中、Ｘ１〜Ｘ３及びＹ、〜Ｙ３は、各々、同一もし
くは異なっていてもよく、水素原子、炭素数１〜５の低
級アルキル基を表わし；Ｚ１〜Ｚｏは、各々、同一もし
くは異なっていてもよく、水素原子、アルカリ金属原子
、アンモニウム’ｃ　表ｂ　ス。）上記（り式で表わさ
れろホスホン酸もしくはその水溶性塩としては、次のも
のが例示される。

（１）アミノトリメチルホスホン酸及びそのナトリウム
、カリウム、アンモニウム塩 （２）　　アミノジメチルホスホモノエチルホスホン酸
及びそのナトリウム、カリウム、アンモニウム塩 式（■）： 〔式中、）ζ、■（２及び瓜は、各λ、同一もしくは異
なっていてもよく、次の基（Ａ）：（Ｘ、　、　Ｙ、　
、　Ｚ、及びＺ２は、前記（Ｉ）式の場合と同じ意味を
有する。） を表わし；■（３は、上記した基（５）、炭素数１〜５
の低級アルキル基を表わし：ｎは１〜３の整数全表わす
。〕 上記（ｎ）式で表わされるホスホン酸もしくはその水溶
性塩としては、次のものが例示される。

（１）　　エチレンジアミンテトラメチルホスホン酸及
びそのナトリウム、カリウム、アンモニウム塩 （２）　　ジエチレントリアミンペンタメチルホスホン
酸及びそのナトリウム、カリウム、アンモニウム塩 （３）トリエチレンテトラアミンヘキサメチルホスホン
酸及びそのナトリウム、カリウム、アンモニウム塩 式（ｉｌｌ）　： （式中、Ｘは水素原子、炭素数１〜５の低級アルキル基
を表わし；Ｙは水素原子、炭素数１〜５の低級アルキル
基、水酸基、アンモニウム全表わし：Ｚ１〜Ｚ４は前記
（Ｉ）式の場合と同じ意味を有する。） 上記（ｆｉｔ）式で表わされるホスホン酸もしくはその
水溶性塩としては、次のものが例示されろ。

（１）　　ヒドロキシェチリデンジホスホン酸及びその
ナトリウム、カリウム、アンモニウム塩（２）　　ヒド
ロキシプロピリデンジホスホン酸及びそのナトリウム、
カリウム、アンモニウム塩式（〜）： ０２゜ （式中、鵡〜Ｒｅは、谷々、同一もしくは異っていても
よく、水素原子、炭素数１〜５の低級アルキル基、カル
ボキシル基を表わし：Ｘ１〜Ｘ３及び２．　、２２は前
記（Ｉ）式の場合と同じ意味を有する。） 上記（的式で表わされるホスホン酸もしくはその水溶性
塩としては、次のものが例示できる。

（１）１，２．４−）リカルボキシブタンー２−ホスホ
ン酸及びそのナトリウム、カリウム。

アンモニウム塩 （２）１．２−ジカルボキシブタン−２−ホスホン酸及
びそのナトリウム、カリウム、アンモニウム塩 （３）１，２．４−）ジカルボキシヘキサン−１−ホス
ホン酸及びそのナトリウム、カリウム、アンモニウム塩 本発明のα−アミノカルボン酸もしくはその水溶性塩と
しては、下記の如き式（Ｖ）　、　（Ｖｌ）で示されろ
化合物もしくは塩が例示される。

式（Ｖ）： （式中、Ｘｌ、Ｘ２は各々同一もしくは異なっていても
よく、Ｈ、−〇）１２−ＣＨ２−ＯＨまたは−ＣＨ２−
Ｃ００Ｚ２全衣わし；　Ｚ、　、　Ｚ、、は前記（１）
式の場合と同じ意味全有する。＞ 上記（Ｖ）式で表わされるα−アミノカルボン酸もしく
はその水溶性塩としては、アミノ酢酸。

イミノジ酢酸、　Ｎ−（β−ヒドロキシエチル）−アミ
ノジ酢酸、Ｎ、Ｎ−ジー（β−ヒドロキシエチル）−グ
リシン、ニトリロトリ酢酸もしくはそれらのすｌ・リウ
ム、カリウム、アンモニウム塩が例示される。

式（Ｖｌ）： （式中Ｘ、　、　Ｘ、　、　Ｘ３及びＸ４は、各々同一
もしくは異なっていてもよく、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＯＨ
。

−ＣＨ２−Ｃ００Ｚ、を表わし、ｎ　＆−１１〜３　（
７）整数を表わし、Ｚｌは前記（Ｉ）式の場合と同じ意
味を有する。） 前記（Ｖｌ）式で表わされるα−アミノカルボン酸もし
くはその水浴性塩としては、エチレンジアミンテトラ酢
酸、Ｎ−（β−ヒドロキシエチル）−エチレンジアミン
トリ酢酸、ジエチレントリアミンペンタ酢酸、トリエチ
レンテトラミンヘキサ酢酸もしくはそれらのナトリウム
、カリウム、アンモニウム塩が例示されろ。

アクリル酸系重合体又はその水溶性塩囚とホスホン酸、
α−アミ７カルポン咳又はそれらの水溶性塩から成る群
より選ばれた化合物の１種又は２種以上但）との配合比
は（Ａ）：（Ｂ）〜９５：５重量％〜５：９５重量％　
好ましくは（へ）：（均＝９５：５重量％〜５０：５０
重量％である。この配合比がこの範囲からはずれると、
好ましいスケール防止効果が得られない場合がある。

これらの薬剤は別々にあるいは配合した状態で水ＶＣ溶
解して水溶液とし、対象水系に添加する。また、腐食、
スケール、スラッジ、ｐＨ１硬度等を調整するために常
用される添加剤、例えば、ヒドラジン、水酸化ナトリウ
ム、リン酸す）　ＩＪウム、が添加された水系に本発明
防止剤を添加してもよく、この場合にあっても、本発明
防止剤の効果は何ら損なわれない。

本発明の防止剤は、対象水に所定量添加されて、スケー
ル防止効果を発揮する。その添加量は、水中の亜鉛濃度
によって異なるが、通常０．１〜１１０００ｐ１．好ま
しくは１０〜１００卿の範囲に設定される。０．１四未
満の場合には、効果が不十分となり、１０００１１戸金
超える場合には、スケール防止効果がほとんど変わらず
不経済となる。

尚、本発明の防止剤のスケール生成に対する抑制効果は
、主として、アクリル酸系重合体の分散作用とホスホン
酸、α−アミノカルボン酸のキレート形成による亜鉛イ
オンの封鎖作用に起因するものと推定される。

本発明の対象水系としては、ボイラ水系があげられるが
、他にも水中に亜鉛が存在し、亜鉛系スケールが問題と
なる系であればいかなる系であっても使用可能であるこ
とは自明であろう。

本発明のスケール防止剤を用いれば、水系中の亜鉛イオ
ンに起因する誠クールの生成全十分に抑制することが可
能となる。しかも、１８０〜２５０℃の温度域において
使用しても、スケールの生成を抑制する効果は安定して
発揮されるので、ボイラの高濃縮運転等の省エネルギー
運転を行なっても、スケールによる各種常置が回避され
ることとなり、その工業的価値は極めて太きい。

以下に、実施例を掲げ、本発明のスケール防止剤の効果
を明らかにする。

実施例 圧力１０ｋｙｆβ、温夏１８０℃、保有水量４．７５ノ
、ブロー水量１−１６ノ／ｈｒのテストボイラ条件下で
試験を行ない、テストチューブ（ＳＢ−４２使用、内表
面積１７５ｍ）円に付着したスケール量を測定した。

ボイラ給水として軟水全使用し、ボイラ水の水質をｐＨ
１ｔＯ〜１１．５（水酸化ナトリウム）、全７リ力濃度
３３０〜３９０ｆＱａ、全亜鉛濃度１４〜１５１１１Ｘ
ｎ　、濃縮度１３倍に設定して、スケール防止剤を添力
日せずに４５時間ボイラ運転したところ、６２．７Ｖ１
のスケールがテストチューブ内に付着していた。このス
ケールを分析したところ、大半力Ｚｎ、（ＯＨ）、、５
ｉ２０７・Ｈ２Ｏテｈつだ。

次に、本発明である表−１記載のスクール防止剤を水系
に７０〜７５ｐｐｍ添加して、上記と同様の試験を行な
った。結果を表−Ｉ　ＶＣ示す。比較例として、表−２
記載のスクール防止剤を単独で水系に添加して、上記と
同様の試験を行ない、スケール付着量が約３　ｎＶ；ｌ
　（／ｉ：とどまるに要する添加量を求めた。結果を表
−２に示す。但し、表中のＡは、ポリアクリル酸ナトリ
ウム（分子量約２５．０００）　Ｂ　ｈｔ　７　りｖル
酸−マレイン酸コボＩＪ　マー（分子量４，０００）Ｃ
はエチレンジアミンテトラメチルホスホン酸りは２−ヒ
ドロキシエチル１゜２−ジホスホン酸　Ｅはアミノトリ
メチルホスホン酸　Ｆはエチレンジアミンテトラ酢酸Ｇ
はニトリロトリ酢酸　ＨはＮ−（β−ヒドロキシエチル
）−アミノジ酢酸を示す。

表−１および表−２から、アクリル酸系重合体とホスホ
ン酸またはα−アミノカルボン酸の配合物を含む本発明
のスケール防止剤は少量の添カロにもかかわらず、極め
て顕著な相乗効果を発揮し、良好なスケール防止効果が
得られろことがわかる。また、本発明のスケール防止剤
により得られる効果と同等の効果を、各成分単独で得よ
うとすると、添加すべき量は実用的な限界を超えてしま
うことがわかる。

表−１５ 賢−２（比＠） 特許出願人　　栗田工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　アクリル酸系重合体又はその水溶性塩（８）
   とホスホン酸、α−アミノカルボン酸又はそれらの水溶
   性塩から成る群より選ばれた化合物の１種または２種以
   上（Ｂ）とを含むことを特徴とする、亜鉛ひき配管又は
   亜鉛含有合金から成る配管を含む水系用のスケール防止
   剤。 （２）前記重合体がアクリル酸ホモポリマーである特許
   請求の範囲第１項記載のスケール防止剤。 （３）前記重合体がアクリル酸とマレイン酸又は７マル
   酸とのコポリマーで必る特許請求の範囲第１項記載のス
   ケール防止剤。 （４）前記重合体の分子量が５００〜３００．０００で
   ある特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の
   スケール防止剤。 （５）前記ホスホノ酸がアミノトリメチルホスホン酸で
   ある特許請求の範囲第１項〜４項のいずれかに記載のス
   ケール防止剤。 （６）　　前記ホスホン酸が２−ヒドロキシエチル−１
   ，２−ジホスホン酸でおる特許請求の範囲第１項〜４項
   のいずれかに記載のスケール防止剤。 （７）前記ホスホン酸がエチレンジアミンテトラメチル
   ホスホン酸である特許請求の範囲第１項〜４項のいずれ
   かに記載のスケール防止剤。 （８）前記α−アミノカルボン酸がエチレンジアミンテ
   トラ酢酸である特許請求の範囲第１項〜７項のいずれか
   に記載のスケール防止剤。 （９）前記α−アミノカルボン酸がニトリロトリ酢酸で
   ある特許請求の範囲第１項〜第７項のいずれかに記載の
   スケール防止剤。 （６）前記α−アミノカルボン酸がＮ−（β−ヒドロキ
   シエチル）−アミノ　酢酸である特許請求の範囲第１項
   〜７項のいずれかに記載のスケール防止剤。 （ロ）前記水系がボイラ水系である特許請求の範曲用１
   項〜第１０項のいずれかに記載のスケール防止剤。