アクリル系ポリマー
【課題】凝集剤として有用なアクリル系ポリマーとそれを含む凝集剤の提供。
【解決手段】一般式（１）で示されるアクリル系ポリマー。
（式中、ｍは１以上の数、ｎは０又は１以上の数、ｍが１以上で、ｎが０の数のとき、ｍは粘度が１.３〜１.７となる数を示し、ｍ及びｎが共に１以上のとき、ｍ及びｎは、ｍ：ｎ＝３：１〜１：３で、粘度が０.２〜０.４を示し；Ｒは、炭素数１〜３のアルキル基を示す。）
【解決手段】一般式（１）で示されるアクリル系ポリマー。
（式中、ｍは１以上の数、ｎは０又は１以上の数、ｍが１以上で、ｎが０の数のとき、ｍは粘度が１.３〜１.７となる数を示し、ｍ及びｎが共に１以上のとき、ｍ及びｎは、ｍ：ｎ＝３：１〜１：３で、粘度が０.２〜０.４を示し；Ｒは、炭素数１〜３のアルキル基を示す。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規なアクリル系ポリマーと、それを用いた凝集剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属加工で使用する切削油として、エマルション型の水溶性切削油が汎用されているが、使用後の水溶性切削油は焼却処分されているが、固形分が５質量％程度であるため、処理効率が非常に悪い。
【０００３】
特許文献１には、鋳造、鍛造、切削、研削、プレス、圧延、引き抜き、研磨等の金属加工のときに発生する廃液を、カチオン系およびアニオン系高分子凝集剤の少なくとも一つを加える凝集分離工程と、凝集分離工程で分離した凝集分離物を除いた廃水を、活性汚泥を用いた微生物処理槽で処理する微生物処理工程とを備えた処理方法が記載されており、ｐＨを６．５〜ＰＨ７．５の範囲に調整することが記載されている。
【０００４】
特許文献２には、少なくとも使用済切削油を含有する廃水に、カチオン系有機化合物を添加することにより該廃水中の少なくとも水不溶成分を凝結させて凝結粒子を形成する工程、さらにアニオン系有機高分子を添加して該凝結粒子を凝集フロックに成長させる工程、及び形成された凝集フロックを分離させる工程を含む切削油含有廃水の処理方法が記載されており、処理過程においてｐＨを７に調整することが記載されている。
【０００５】
特許文献３には、クーラント廃液に酸化アルミニウムを含む焼却灰およびアルミニウム塩を添加して凝集処理し、脱水するクーラント廃液の処理方法が記載されており、凝集処理時には、ｐＨ５〜８に調整することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２４６１４２号公報
【特許文献２】特開２０００−８４５６７号公報
【特許文献３】特許第３６７５１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、凝集剤として有用なアクリル系ポリマーと、それを含む凝集剤を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、課題の解決手段として、下記一般式（１）で示されるアクリル系ポリマーを提供する。
【化１】
（式中、
ｍは１以上の数であり、ｎは０又は１以上の数であり、
ｍが１以上で、ｎが０の数のとき、ｍは粘度が１.３〜１.７（２５℃の水溶液）の範囲となる数を示し、
ｍ及びｎがいずれも１以上の数のとき、ｍ：ｎ＝３：１〜１：３で、粘度が０.２〜０.４（２５℃の水溶液）の範囲となる数を示し；
Ｒは、炭素数１〜３のアルキル基を示し；
ｎ＝０のとき、（Ｒ）pは（Ｒ）3となって４級塩を示し；
ｎ≧１のとき、（Ｒ）pは（Ｒ）2となってアミンを示す）。
【０００９】
また本発明は、他の課題の解決手段として、上記一般式（１）で示されるアクリル系ポリマーを含有する凝集剤を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のアクリル系ポリマーを含む凝集剤は、エマルション型の水溶性切削油の処理用として適している。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜新規なアクリル系ポリマー＞
本発明の新規なアクリル系ポリマーは、上記した一般式（１）で示されるものである。
【００１２】
一般式（１）のアクリル系ポリマーとしては、下記一般式（1-1）又は下記一般式（1-2）で示されるアクリル系ポリマーが好ましい。
【００１３】
【化２】
一般式（1-1）中、ｍは１以上の数であり、粘度が１.３〜１.７（２５℃の水溶液）の範囲となる数であることが好ましく、１.４〜１.６（２５℃の水溶液）の範囲となる数であることがより好ましい。Ｘは塩素イオン等の陰イオンを示す。
【００１４】
【化３】
一般式（1-2）中、ｍ、ｎはいずれも１以上の数である。一般式（1-2）中、ｍ及びｎは、ｍ：ｎ＝３：１〜１：３で、粘度が０.２〜０.４（２５℃の水溶液）の範囲となる数であることが好ましく、ｍ：ｎ＝２：１〜１：１で、粘度が０.２５〜０.３５（２５℃の水溶液）の範囲となる数であることがより好ましい。
【００１５】
＜凝集剤＞
本発明の凝集剤は、一般式（１）で示されるアクリル系ポリマーを含有するものであり、粉末状、液状等にすることができるが、粉末状が好ましい。
【００１６】
本発明の凝集剤は、エマルション型の水溶性切削油の処理用として特に適している。以下、エマルション型の水溶性切削油の処理に適用した場合の一例を説明する。
【００１７】
被処理液となるエマルション型の水溶性切削油は、金属加工等で使用後の水溶性切削油であり、通常は、固形分濃度が５質量％程度のものである。不要になった未使用の水溶性切削油を処理することもできるが、その場合には、必要に応じて水で希釈して処理する。
【００１８】
一般式（1-1）で示すアクリル系ポリマーを含む凝集剤を使用するときは、被処理液のｐＨは７〜１２のアルカリ性領域が好ましい。
【００１９】
一般式（1-2）で示すアクリル系ポリマーを含む凝集剤を使用するときは、被処理液のｐＨは７〜１２のアルカリ性領域が好ましい。
【００２０】
ｐＨを調整後に凝集剤を添加してもよいし、凝集剤を添加後にｐＨを調整してもよいし、凝集剤とｐＨ調整剤を並行して添加してもよい。また、被処理液（使用後の水溶性切削油等）に大きめの異物が混入しているときには、予め除去することが望ましいが、砂や泥程度であれば、取り除くことなく処理することができる。
【００２１】
本発明の凝集剤は、一般式（1-1）又は一般式（1-2）で示すアクリル系ポリマーとしての添加量が、被処理液に添加したときの濃度が２００ｐｐｍ以上（質量基準）となる量であり、好ましくは２００〜１０，０００ｐｐｍ、より好ましくは５００〜５，０００ｐｐｍ、さらに好ましくは５００〜２，０００ｐｐｍである。
【実施例】
【００２２】
（粘度の測定方法）
室温を約２５℃に保ち、溶媒に水を用いて、化合物の様々な濃度（ｇ／ｃｍ3）の溶液について、オストワルド粘度計の毛細管中の溶液流下時間を測定し、横軸に化合物濃度、縦軸に（化合物溶液の流下時間−水の流下時間）／（水の流下時間）をプロットして、濃度を０ｇ／ｃｍ3に外挿したときの縦軸の切片より粘度（極限粘度［η］）を求めた。
【００２３】
実施例１＜一般式（1-1）のアクリル系ポリマーの製造＞
ビーカーに2-(アクリロイルオキシ) N, N, N-トリメチルエチルアンモニウムクロリド（DMAEA-Q）(3.87g,0.02mol)、ペルオキソ二硫酸アンモニウム(19.3mg)、水(10ml)を溶かした溶液を攪拌しながら、その溶液に、硫酸鉄（II）(19.1mg)を水3.5mlに溶解した溶液を一滴ずつ添加し、そのまま5時間反応を続けた。
反応後、橙色の液体が得られたので、アセトン500mlを貧溶媒として1回再沈殿を行い精製した。沈殿物について、D2Oを溶媒とする1H NMR測定により目的物と判断した。
【００２４】
実施例２＜一般式（1-2）のアクリル系ポリマーの製造＞
２-(N,N-ジメチルアミノ)エチルアクリレート (2.86g,0.02mol)、N-イソプロピルアクリルアミド（1.14g,0.01mol）、N’，N-アゾイソブチロニトリル(19.3mg)、溶媒としてTHF 2mlをそれぞれ量り取り、重合管に入れた。アルゴン置換しながら凍結脱気法を5回行った後、ガスバーナーで封管し、振とう器を用いて60℃で24時間反応させた。
反応後、粘性のある無色透明な液体が得られた。反応混合物にTHFを10 ml加えて溶解し、n-ヘキサン500mlを貧溶媒として再沈殿により精製した。その後、室温で減圧乾燥を行い、白色固体を得た。得られた固体はサンプル管で保管した。D2Oを溶媒とする1H NMR測定により、目的物であることを確認した。
【００２５】
実施例３＜凝集剤＞
凝集剤として、一般式（1-2）のアクリル系ポリマーで、ｍとnの比率が２：１で、粘度が０.３（２５℃の水溶液）のものを用いた。被処理液として、市販のエマルション型の標準的水溶性切削油（出光社製）を水道水で２０倍に希釈したものを用いた。
【００２６】
被処理液５００ｍｌをビーカーに入れた後、水酸化ナトリウムと塩酸を添加して、ｐＨ１２に調整した。
【００２７】
次に、ビーカー内を攪拌しながら、凝集剤を１０００ｐｐｍになるように添加し、約２００ｒ/mで、５分間攪拌した。その後、一晩放置して、ビーカー内の分離状態を観察した。なお、凝集剤は、８％水溶液（wt／vol）として添加した。
【００２８】
次に、４００メッシュの篩いで濾過して、上層部分を取り除き、下層（濾過液）を分取した。濾過液は、肉眼による観察によるとほぼ透明であった。
【００２９】
実施例４＜凝集剤＞
凝集剤として、一般式（1-2）のアクリル系ポリマーで、ｍとnの比率が１：１で、粘度が０.３（２５℃の水溶液）のものを用いた。被処理液として、市販のエマルション型の標準的水溶性切削油（出光社製）を水道水で２０倍に希釈したものを用いた。
【００３０】
被処理液５００ｍｌをビーカーに入れた後、水酸化ナトリウムと塩酸を添加して、ｐＨ１２に調整した。
【００３１】
次に、ビーカー内を攪拌しながら、凝集剤を１０００ｐｐｍになるように添加し、約２００ｒ/mで、５分間攪拌した。その後、一晩放置して、ビーカー内の分離状態を観察した。なお、凝集剤は、８％水溶液（wt／vol）として添加した。
【００３２】
次に、４００メッシュの篩いで濾過して、上層部分を取り除き、下層（濾過液）を分取した。濾過液は、肉眼による観察によるとほぼ透明であった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規なアクリル系ポリマーと、それを用いた凝集剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属加工で使用する切削油として、エマルション型の水溶性切削油が汎用されているが、使用後の水溶性切削油は焼却処分されているが、固形分が５質量％程度であるため、処理効率が非常に悪い。
【０００３】
特許文献１には、鋳造、鍛造、切削、研削、プレス、圧延、引き抜き、研磨等の金属加工のときに発生する廃液を、カチオン系およびアニオン系高分子凝集剤の少なくとも一つを加える凝集分離工程と、凝集分離工程で分離した凝集分離物を除いた廃水を、活性汚泥を用いた微生物処理槽で処理する微生物処理工程とを備えた処理方法が記載されており、ｐＨを６．５〜ＰＨ７．５の範囲に調整することが記載されている。
【０００４】
特許文献２には、少なくとも使用済切削油を含有する廃水に、カチオン系有機化合物を添加することにより該廃水中の少なくとも水不溶成分を凝結させて凝結粒子を形成する工程、さらにアニオン系有機高分子を添加して該凝結粒子を凝集フロックに成長させる工程、及び形成された凝集フロックを分離させる工程を含む切削油含有廃水の処理方法が記載されており、処理過程においてｐＨを７に調整することが記載されている。
【０００５】
特許文献３には、クーラント廃液に酸化アルミニウムを含む焼却灰およびアルミニウム塩を添加して凝集処理し、脱水するクーラント廃液の処理方法が記載されており、凝集処理時には、ｐＨ５〜８に調整することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２４６１４２号公報
【特許文献２】特開２０００−８４５６７号公報
【特許文献３】特許第３６７５１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、凝集剤として有用なアクリル系ポリマーと、それを含む凝集剤を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、課題の解決手段として、下記一般式（１）で示されるアクリル系ポリマーを提供する。
【化１】
（式中、
ｍは１以上の数であり、ｎは０又は１以上の数であり、
ｍが１以上で、ｎが０の数のとき、ｍは粘度が１.３〜１.７（２５℃の水溶液）の範囲となる数を示し、
ｍ及びｎがいずれも１以上の数のとき、ｍ：ｎ＝３：１〜１：３で、粘度が０.２〜０.４（２５℃の水溶液）の範囲となる数を示し；
Ｒは、炭素数１〜３のアルキル基を示し；
ｎ＝０のとき、（Ｒ）pは（Ｒ）3となって４級塩を示し；
ｎ≧１のとき、（Ｒ）pは（Ｒ）2となってアミンを示す）。
【０００９】
また本発明は、他の課題の解決手段として、上記一般式（１）で示されるアクリル系ポリマーを含有する凝集剤を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のアクリル系ポリマーを含む凝集剤は、エマルション型の水溶性切削油の処理用として適している。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜新規なアクリル系ポリマー＞
本発明の新規なアクリル系ポリマーは、上記した一般式（１）で示されるものである。
【００１２】
一般式（１）のアクリル系ポリマーとしては、下記一般式（1-1）又は下記一般式（1-2）で示されるアクリル系ポリマーが好ましい。
【００１３】
【化２】
一般式（1-1）中、ｍは１以上の数であり、粘度が１.３〜１.７（２５℃の水溶液）の範囲となる数であることが好ましく、１.４〜１.６（２５℃の水溶液）の範囲となる数であることがより好ましい。Ｘは塩素イオン等の陰イオンを示す。
【００１４】
【化３】
一般式（1-2）中、ｍ、ｎはいずれも１以上の数である。一般式（1-2）中、ｍ及びｎは、ｍ：ｎ＝３：１〜１：３で、粘度が０.２〜０.４（２５℃の水溶液）の範囲となる数であることが好ましく、ｍ：ｎ＝２：１〜１：１で、粘度が０.２５〜０.３５（２５℃の水溶液）の範囲となる数であることがより好ましい。
【００１５】
＜凝集剤＞
本発明の凝集剤は、一般式（１）で示されるアクリル系ポリマーを含有するものであり、粉末状、液状等にすることができるが、粉末状が好ましい。
【００１６】
本発明の凝集剤は、エマルション型の水溶性切削油の処理用として特に適している。以下、エマルション型の水溶性切削油の処理に適用した場合の一例を説明する。
【００１７】
被処理液となるエマルション型の水溶性切削油は、金属加工等で使用後の水溶性切削油であり、通常は、固形分濃度が５質量％程度のものである。不要になった未使用の水溶性切削油を処理することもできるが、その場合には、必要に応じて水で希釈して処理する。
【００１８】
一般式（1-1）で示すアクリル系ポリマーを含む凝集剤を使用するときは、被処理液のｐＨは７〜１２のアルカリ性領域が好ましい。
【００１９】
一般式（1-2）で示すアクリル系ポリマーを含む凝集剤を使用するときは、被処理液のｐＨは７〜１２のアルカリ性領域が好ましい。
【００２０】
ｐＨを調整後に凝集剤を添加してもよいし、凝集剤を添加後にｐＨを調整してもよいし、凝集剤とｐＨ調整剤を並行して添加してもよい。また、被処理液（使用後の水溶性切削油等）に大きめの異物が混入しているときには、予め除去することが望ましいが、砂や泥程度であれば、取り除くことなく処理することができる。
【００２１】
本発明の凝集剤は、一般式（1-1）又は一般式（1-2）で示すアクリル系ポリマーとしての添加量が、被処理液に添加したときの濃度が２００ｐｐｍ以上（質量基準）となる量であり、好ましくは２００〜１０，０００ｐｐｍ、より好ましくは５００〜５，０００ｐｐｍ、さらに好ましくは５００〜２，０００ｐｐｍである。
【実施例】
【００２２】
（粘度の測定方法）
室温を約２５℃に保ち、溶媒に水を用いて、化合物の様々な濃度（ｇ／ｃｍ3）の溶液について、オストワルド粘度計の毛細管中の溶液流下時間を測定し、横軸に化合物濃度、縦軸に（化合物溶液の流下時間−水の流下時間）／（水の流下時間）をプロットして、濃度を０ｇ／ｃｍ3に外挿したときの縦軸の切片より粘度（極限粘度［η］）を求めた。
【００２３】
実施例１＜一般式（1-1）のアクリル系ポリマーの製造＞
ビーカーに2-(アクリロイルオキシ) N, N, N-トリメチルエチルアンモニウムクロリド（DMAEA-Q）(3.87g,0.02mol)、ペルオキソ二硫酸アンモニウム(19.3mg)、水(10ml)を溶かした溶液を攪拌しながら、その溶液に、硫酸鉄（II）(19.1mg)を水3.5mlに溶解した溶液を一滴ずつ添加し、そのまま5時間反応を続けた。
反応後、橙色の液体が得られたので、アセトン500mlを貧溶媒として1回再沈殿を行い精製した。沈殿物について、D2Oを溶媒とする1H NMR測定により目的物と判断した。
【００２４】
実施例２＜一般式（1-2）のアクリル系ポリマーの製造＞
２-(N,N-ジメチルアミノ)エチルアクリレート (2.86g,0.02mol)、N-イソプロピルアクリルアミド（1.14g,0.01mol）、N’，N-アゾイソブチロニトリル(19.3mg)、溶媒としてTHF 2mlをそれぞれ量り取り、重合管に入れた。アルゴン置換しながら凍結脱気法を5回行った後、ガスバーナーで封管し、振とう器を用いて60℃で24時間反応させた。
反応後、粘性のある無色透明な液体が得られた。反応混合物にTHFを10 ml加えて溶解し、n-ヘキサン500mlを貧溶媒として再沈殿により精製した。その後、室温で減圧乾燥を行い、白色固体を得た。得られた固体はサンプル管で保管した。D2Oを溶媒とする1H NMR測定により、目的物であることを確認した。
【００２５】
実施例３＜凝集剤＞
凝集剤として、一般式（1-2）のアクリル系ポリマーで、ｍとnの比率が２：１で、粘度が０.３（２５℃の水溶液）のものを用いた。被処理液として、市販のエマルション型の標準的水溶性切削油（出光社製）を水道水で２０倍に希釈したものを用いた。
【００２６】
被処理液５００ｍｌをビーカーに入れた後、水酸化ナトリウムと塩酸を添加して、ｐＨ１２に調整した。
【００２７】
次に、ビーカー内を攪拌しながら、凝集剤を１０００ｐｐｍになるように添加し、約２００ｒ/mで、５分間攪拌した。その後、一晩放置して、ビーカー内の分離状態を観察した。なお、凝集剤は、８％水溶液（wt／vol）として添加した。
【００２８】
次に、４００メッシュの篩いで濾過して、上層部分を取り除き、下層（濾過液）を分取した。濾過液は、肉眼による観察によるとほぼ透明であった。
【００２９】
実施例４＜凝集剤＞
凝集剤として、一般式（1-2）のアクリル系ポリマーで、ｍとnの比率が１：１で、粘度が０.３（２５℃の水溶液）のものを用いた。被処理液として、市販のエマルション型の標準的水溶性切削油（出光社製）を水道水で２０倍に希釈したものを用いた。
【００３０】
被処理液５００ｍｌをビーカーに入れた後、水酸化ナトリウムと塩酸を添加して、ｐＨ１２に調整した。
【００３１】
次に、ビーカー内を攪拌しながら、凝集剤を１０００ｐｐｍになるように添加し、約２００ｒ/mで、５分間攪拌した。その後、一晩放置して、ビーカー内の分離状態を観察した。なお、凝集剤は、８％水溶液（wt／vol）として添加した。
【００３２】
次に、４００メッシュの篩いで濾過して、上層部分を取り除き、下層（濾過液）を分取した。濾過液は、肉眼による観察によるとほぼ透明であった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で示されるアクリル系ポリマー。
【化４】
（式中、
ｍは１以上の数であり、ｎは０又は１以上の数であり、
ｍが１以上で、ｎが０の数のとき、ｍは粘度が１.３〜１.７（２５℃の水溶液）の範囲となる数を示し、
ｍ及びｎがいずれも１以上の数のとき、ｍ：ｎ＝３：１〜１：３で、粘度が０.２〜０.４（２５℃の水溶液）の範囲となる数を示し；
Ｒは、炭素数１〜３のアルキル基を示し；
ｎ＝０のとき、（Ｒ）pは（Ｒ）3となって４級塩を示し；
ｎ≧１のとき、（Ｒ）pは（Ｒ）2となってアミンを示す。）
【請求項２】
下記一般式（１−１）で示されるアクリル系ポリマー。
【化５】
（式中、ｍは、粘度が１.３〜１.７（２５℃の水溶液）の範囲となる数を示す。）
【請求項３】
下記一般式（１−２）で示されるアクリル系ポリマー。
【化６】
（式中、ｍ及びｎはいずれも１以上の数であり、ｍ：ｎ＝３：１〜１：３で、粘度が０.２〜０.４（２５℃の水溶液）の範囲となる数を示す。）
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載のアクリル系ポリマーを含有する凝集剤。
【請求項５】
エマルション型の水溶性切削油の処理用である、請求項４記載の凝集剤。
【請求項１】
下記一般式（１）で示されるアクリル系ポリマー。
【化４】
（式中、
ｍは１以上の数であり、ｎは０又は１以上の数であり、
ｍが１以上で、ｎが０の数のとき、ｍは粘度が１.３〜１.７（２５℃の水溶液）の範囲となる数を示し、
ｍ及びｎがいずれも１以上の数のとき、ｍ：ｎ＝３：１〜１：３で、粘度が０.２〜０.４（２５℃の水溶液）の範囲となる数を示し；
Ｒは、炭素数１〜３のアルキル基を示し；
ｎ＝０のとき、（Ｒ）pは（Ｒ）3となって４級塩を示し；
ｎ≧１のとき、（Ｒ）pは（Ｒ）2となってアミンを示す。）
【請求項２】
下記一般式（１−１）で示されるアクリル系ポリマー。
【化５】
（式中、ｍは、粘度が１.３〜１.７（２５℃の水溶液）の範囲となる数を示す。）
【請求項３】
下記一般式（１−２）で示されるアクリル系ポリマー。
【化６】
（式中、ｍ及びｎはいずれも１以上の数であり、ｍ：ｎ＝３：１〜１：３で、粘度が０.２〜０.４（２５℃の水溶液）の範囲となる数を示す。）
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載のアクリル系ポリマーを含有する凝集剤。
【請求項５】
エマルション型の水溶性切削油の処理用である、請求項４記載の凝集剤。
【公開番号】特開２０１１−７４１８４（Ｐ２０１１−７４１８４Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２６３７６（Ｐ２００９−２２６３７６）
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【出願人】（５９４１５２６２０）ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社 (104)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【出願人】（５９４１５２６２０）ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社 (104)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]