JPS6247434B2

JPS6247434B2 -

Info

Publication number: JPS6247434B2
Application number: JP57215389A
Authority: JP
Inventors: Takashi Okamoto; Kenji Kobayashi; Shiro Hayashi; Kyoko Nakamura; Takahiko Uchida; Hideo Ootaka; Hiromi Murakami
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1982-12-10
Filing date: 1982-12-10
Publication date: 1987-10-07
Also published as: JPS59105892A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、水処理剤に関し、更に詳しくは、水
系における金属の腐食やスケールの生成を防止す
ることができる水処理剤に関する。一般に、石油精製プラント、化学工業プラン
ト、空調プラント等の冷却水系及びボイラー水系
においては、金属管表面や水路壁面、ボイラーの
伝熱面等に、腐食やスケールが生成し、効率低下
を招くだけでなく、閉塞事故をもひきおこしかね
ず、常に腐食やスケールの生成を防止するように
細心の注意が払われている。従来、このような水系に対し、例えばスケール
を防止するためにポリアクリル酸塩に代表される
合成重合体が適用され、一定の成果が得られてい
る。しかし、従来の合成重合体は全ての水系に対し
て等しくスケール防止効果を発揮できる訳にはい
かず、例えば、カルシウム硬度が250ppm
（CaCO₃換算量）以上の高カルシウム硬度水系に
前記のポリアクリル酸塩を添加しても、水中のカ
ルシウムイオンとポリアクリル酸塩とが反応して
不溶性塩を形成してしまい、スケール抑制能を発
揮できないばかりか、むしろスケールの原因にす
らなることがあつた。一方、前記の水系における金属の腐食防止のた
めには、クロム酸塩やリン酸塩が用いられてき
た。しかし、クロム酸塩は、その毒性のために排出
規制の対象となつている。また、リン酸塩につい
ても閉鎖水域における富栄養化の原因となるため
規制の動向が顕著になりつつある。また、クエン酸、酒石酸等のオキシカルボン酸
類や安息香酸類等の有機化合物も適用されている
が、これらの有機化合物は微生物により容易に分
解されるばかりでなく、系外に排出されると
COD源となるため、使用が敬遠される傾向にあ
る。本発明は、このような従来技術の有する欠点を
解決するために鋭意研究した結果完成されたもの
であつて、全ての水系に対して有効にスケール防
止効果又は防食効果を発揮でき、かつ、毒性が低
く、閉鎖水域における富栄養化の原因となること
がない水処理剤を提供することを目的とする。即ち、本発明の水処理剤は、次式：（式中、R¹は水素原子又はメチル基を表わ
し、X¹は水素原子、一価若しくは二価の金属原
子、アンモニウム基又は有機アミン基を表わし、
ｍは金属原子の価数又は１を表わす。）で示される構造単位(A)と、次式：（式中、R²は水素原子又はメチル基を表わ
し、X²は水素原子、一価若しくは二価の金属原
子、アンモニウム基又は有機アミン基を表わし、
ｎは金属原子の価数又は１を表わす。）で示される構造単位(B)とを有する分子量500〜
50000の水溶性共重合体であつて、かつ、構造単
位(A)の共重合体全体に占める割合が0.1〜2.5モル
％であることを特徴とするものである。本発明の水処理剤は、従来の公知の方法によつ
て得ることができる。例えば、構造単位(A)を形成する次式（）：（式中、R¹、X¹及びｍは前記と同義である。）で示される化合物及び構造単位(B)を形成する次式
（）：（式中、R²、X²及びｎは前記と同義である。）で示される化合物並びに必要に応じて任意の単量
体を所望のモル比で水に加え、過酸化物等の重合
開始剤を添加し、加熱することにより、対応する
モル比の構造単位からなる水溶性共重合体、即ち
本発明の水処理剤を得ることができる。本発明に用いられる前記式（）で示される化
合物としては、アリルスルホン酸及びメタリルス
ルホン酸並びにそれらのナトリウム塩、カリウム
塩、リチウム塩、アンモニウム塩及びトリエタノ
ールアミン塩、アルキルアミン塩等の有機アミン
塩等が挙げられる。前記式（）で示される化合物としては、アク
リル酸及びメタクリル酸並びにそれらのナトリウ
ム塩、カリウム塩、リチウム塩、アンモニウム塩
及びトリエタノールアミン塩、、アルキルアミン
塩等の有機アミン塩等が挙げられる。本発明の水処理剤は、構造単位(A)及び(B)の他
に、必要に応じて他の構造単位(C)も用いられる。
構造単位(A)及び(B)以外の構造単位(C)を形成する単
量体としては、例えば、イタコン酸、フマル酸、
アクリルアミド、アクリル酸エステル、酢酸ビニ
ル、スチレン、エチレンオキサイド、アクリル酸
ヒドロキシアルキルエステル、アクリロニトリ
ル、エチレン、ｎ―ブチレン、イソブチレン、ビ
ニルスルホン酸、スチリルスルホン酸等が挙げら
れる。構造単位(C)は一種に限られず、二種以上で
もよい。本発明の共重合体は、その効果を考慮すると、
分子量500〜50000であることが必要であり、特に
分子量500〜10000であることが好ましい。同様
に、構造単位(A)の共重合体全体に占める割合は
0.1〜2.5モル％であることが必要であり、特に、
0.1モル％以上1.0モル％未満であることが好まし
い。本発明において、構造単位(A)及び(B)以外の構造
単位(C)を形成せしめる場合には、該構造単位(C)の
共重合体全体に占める割合は、一般には、0.1〜
10モル％であり、特に0.1〜2.5モル％であること
が好ましい。本発明の水処理剤は、前記共重合体を有効成分
とするものであり、従来の水処理剤と同様に対象
水系に連続的または間欠的に直接添加して使用す
る。本発明の水処理剤は、純水、軟水、水道水及
び工業用水等あらゆる水質に適応でき、使用濃度
は、目的に応じて決定されるものであるが、一般
には有効成分として0.1〜500ppmであり、特に
0.5〜200ppmであることが好ましい。また、対象
水系のPH範囲は特に制限はないが、一般にPH６〜
14であり、好ましくはPH６〜12である。対象水系の具体例としては、ボイラー水系や開
放、又は密閉循環式冷却水系、一過式冷却水系、
ブライン水系、一部の転炉集塵水系、高炉転炉等
のドライピツトの冷却水系、コークス工場等にお
けるアンモニア蒸留塔水系、都市ゴミ清掃工場等
の焼却灰水系、海水脱塩装置等が挙げられる。ま
た、近年循環冷却水系において、高カルシウム硬
度水系となるような高濃縮運転が行なわれること
が多いが、このような高濃縮運転は本発明の水処
理剤にとつて、むしろ特有のスケール防止効果が
得られる条件となるので好ましい。一方、逆に、特に純水や軟水を用いる冷却水系
では、溶存塩類が少なく、このことが本願発明の
水処理剤にとつてむしろ特有の防食効果が得ら
れ、従来の水処理剤と比べると優れた腐食抑制効
果を発揮して好ましい。本発明の水処理剤は、単独で用いても鉄鋼等を
材質とする水系に対して充分効果があるが、他の
金属も併用されている場合などにおいては、必要
により他の水処理剤、例えば、オキシカルボン酸
類；メルカプトベンゾチアゾール等のチアゾール
類；ベンゾトリアゾール等のアゾール類；ヒドラ
ジン類、シクロヘキシルアミン、アルキルアミ
ン、アルカノールアミン、ポリアミン等の水溶性
アミン類；エチレンイミン、ピロリジン、ピペリ
ジン、ピペラジン、ケチミン等のイミン類；ホル
ムヒドロキサム酸、アセトヒドロキサム酸、ベン
ズヒドロキシサム酸等のヒドロキサム酸類；オレ
イン酸等の長鎖脂肪族カルボン酸類；安息香酸、
フタル酸等の芳香族カルボン酸類；カテコール
類；タンニン類；リグニン類；ホスホン酸類；等
の有機化合物や亜硝酸塩、ケイ酸塩、各種リン酸
塩、ホウ酸塩、亜鉛塩、ニツケル塩、モリブデン
塩、アルミニウム塩、アルミン酸塩、タングステ
ン塩、バナジウム塩等の無機塩類などを併用して
もよい。また、必要に応じ、他の公知のスケール防止剤
やスライムコントロール剤を併用してもよい。本発明の水処理剤は、従来の水処理剤では効果
的にスケール生成を抑制することができなかつた
ような高カルシウム硬度の水系に対しても、効果
的にスケール生成を抑制することができる。更に、本発明の水処理剤は、毒性が低く、か
つ、富栄養化の原因とならないばかりか、微生物
により容易に分解されることがないので、BOD
源となることがないという長所をも有する。以下、実施例により本発明を更に詳細に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。実施例１脱塩水にCaCl₂・2H₂O 300ppm（CaCO₃換算
量）とNaHCO₃ 300ppm（CaCO₃換算量）を添加
し、PHを9.1に調整した試験液500mlを三角フラス
コに入れ、更に第１表記載の水処理剤（但し、い
ずれもナトリウム塩）20ppmを添加し、密栓し
た後、水温50℃の恒温水槽中に浸漬し、20時間静
置した。次に、この試験液を0.1μのメンブレン
フイルターで過し、液中のカルシウムイオン
濃度をEDTA法により測定した。結果を第１表に
示す。

【表】この結果から、本発明の水処理剤（ケースNo.１
〜５）が、炭酸カルシウムの析出を抑制する効果
についても従来品（ケースNo.10）に比べて極めて
優れていることがわかる。また、構造単位(A)の共
重合体全体に占める割合が５モル％の水処理剤
（ケースNo.７）及び分子量が70000の水処理剤（ケ
ースNo.８）の効果は、本発明の水処理剤よりも著
しく劣ることがわかる。なお、ケースNo.１におい
て、構造単位(A)の構成割合を変えずに、構造単位
(B)の一部（共重合体全体に占める割合として2.5
モル％）に更に他の構造単位(C)であるアクリルア
ミド又はイタコン酸を付加したもの（三元共重合
体）についても同様の試験を行なつたところ、ケ
ースNo.１と同様の結果を得た。実施例２次の組成の合成海水を調製した（但し、この合
成水は海水の２倍濃縮水に相当する）。 CaCl₂・2H₂O 2000ppm（CaCO₃換算量） NaHCO₃ 250ppm（CaCO₃換算量） NaCl 60000ppm Na₂SO₄ 7500ppm PH＝8.5 上記合成海水500mlを三角フラスコに入れ、更
に第２表記載の水処理剤（但し、いずれも分子量
3000のナトリウム塩）を所定量添加し、密栓した
後、水温60℃の恒温水槽中に浸漬し、20時間静置
した。次に、フラスコを取り出し、試験液の濁り
や沈澱物の有無を目視により観察した。結果を第
２表に示す。この結果から、本発明の水処理剤（ケースNo.１
〜４）が合成海水中におけるスケールの析出を抑
制する効果についても、従来品（ケースNo.５，
６）に比べ、極めて優れていることがわかる。

【表】

【表】実施例３第３表に記載の各水質を示す試験液１をビー
カーにとり、これに本発明の水処理剤（但し、い
ずれもナトリウム塩）を所定量加え、水温を50℃
に保持した。このビーカーに軟鋼製テストピース
を撹拌棒に懸吊し、160rpmの回転速度で回転さ
せながら５日間その状態を維持した。

【表】

【表】なお、第３表において１の水質は密閉循環式冷
却水系、低濃縮開放循環冷却水系、２の水質は約
３倍濃縮開放循環冷却水系に相当する。結果を第４表に示す。

【表】この結果から、比較例として示した薬剤に比べ
本発明の水処理剤は極めて優れた腐食抑制効果を
有することがわかる。実施例４試験水として導電率１μＳ／cm以下の純水を用
いた以外は、実施例３と同様の操作により腐食試
験を行なつた。結果を第５表に示す。この結果から明らかに本発明の水処理剤は、塩
類濃度が極めて低い純水系においても、比較例と
して示した薬剤に比べ優れた腐食抑制効果を有す
ることがわかる。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１次式：（式中、R¹は水素原子又はメチル基を表わ
し、X¹は水素原子、一価若しくは二価の金属原
子、アンモニウム基又は有機アミン基を表わし、
ｍは金属原子の価数又は１を表わす。）で示される構造単位(A)と、次式：（式中、R²は水素原子又はメチル基を表わ
し、X²は水素原子、一価若しくは二価の金属原
子、アンモニウム基又は有機アミン基を表わし、
ｎは金属原子の価数又は１を表わす。）で示される構造単位(B)とを有する分子量500〜
50000の水溶性共重合体であつて、かつ、構造単
位(A)の共重合体全体に占める割合が0.1〜2.5モル
％であることを特徴とする水処理剤。２構造単位(A)の共重合体全体に占める割合が
0.1モル％以上1.0モル％未満である特許請求の範
囲第１項記載の水処理剤。