高分子凝集剤
【課題】 従来の高分子凝集剤では生成するフロック粒径が小さく濾水性が悪い、固液分離されたケーキの含水率が高い、およびベルトプレス脱水機またはフィルタープレス脱水機を用いた場合の濾布と汚泥の剥離性が悪い等、充分な脱水効果を得ることは困難であった。
【解決手段】 １〜４０ｄｌ／ｇの固有粘度を有し、固有粘度から換算される重量平均分子量（Ｍｗ）とメンブラン式浸透圧測定法による数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が１〜５０である、水溶性不飽和モノマーを構成単位とする（共）重合体（Ａ）からなることを特徴とする高分子凝集剤。
【解決手段】 １〜４０ｄｌ／ｇの固有粘度を有し、固有粘度から換算される重量平均分子量（Ｍｗ）とメンブラン式浸透圧測定法による数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が１〜５０である、水溶性不飽和モノマーを構成単位とする（共）重合体（Ａ）からなることを特徴とする高分子凝集剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高分子凝集剤に関する。さらに詳しくは、下水汚泥の脱水用、産業廃水の凝集沈澱用、製紙工程での濾水歩留向上または紙力増強用、石油の３次回収用等に有用な高分子凝集剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水またはし尿（以下、下水汚泥と略記）処理、一般産業廃水（以下、廃水と略記）処理、あるいは土木現場での泥水処理、浚渫埋め立て時の泥水の沈降分離促進用、さらには製紙用濾水歩留向上剤や紙力増強剤などとして水溶性高分子、例えば汚泥や廃水などの有機性汚泥の脱水に対しては、ポリ（メタ）アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、アクリルアミド―アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライドコポリマーおよびポリビニルアミジン等のカチオン性高分子凝集剤（例えば、特許文献１参照）、アクリルアミド―アクリル酸―（メタ）アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライドコポリマー等の両性高分子凝集剤が広く使用されている（例えば、特許文献２参照）。
また、廃水処理、あるいは建設や浚渫埋め立てなどの土木分野での使用を目的として、水溶性高分子にさらに水溶性モノマーをグラフト重合させ、凝集密度を高めることを特徴としたアニオン性高分子凝集剤も知られている（例えば、特許文献３、４参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−２７４４０９号公報
【特許文献２】特開平３−１８９０００号公報
【特許文献３】特開平６−２５４３０５号公報
【特許文献４】特開平６−２５４３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながらこれらの高分子凝集剤では生成するフロック粒径が小さく濾水性が悪い、固液分離されたケーキの含水率が高い、およびベルトプレス脱水機またはフィルタープレス脱水機を用いた場合の濾布と汚泥の剥離性が悪い等、充分な脱水効果を得ることは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、これらの課題を解決すべく鋭意検討した結果本発明に到達した。すなわち、本発明は、１〜４０ｄｌ／ｇの固有粘度を有し、固有粘度から換算される重量平均分子量（Ｍｗ）とメンブラン式浸透圧測定による数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が１〜５０である、水溶性不飽和モノマーを構成単位とする（共）重合体（Ａ）からなることを特徴とする高分子凝集剤；並びに、高分子凝集剤の製造方法において、水溶性不飽和モノマーからなる重合性モノマーを疎水性分散媒の沸点未満で逆相懸濁重合させることを特徴とする、１〜４０ｄｌ／ｇの固有粘度を有し、固有粘度から換算される重量平均分子量（Ｍｗ）とメンブラン式浸透圧測定法による数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が１〜５０である（共）重合体（Ａ）からなる高分子凝集剤の製造方法である。
【発明の効果】
【０００６】
（１）汚泥や廃水の処理において強固な粗大フロックを形成する。
（２）形成されたフロックは破壊、再分散されにくいため凝集処理の安定性や処理速度を著しく高めることができる。
（３）脱水工程後のケーキ含水率が低く廃棄物量および焼却処理コストを低減できる。
（４）本発明の（共）重合体からなる水溶液は、経時安定性および耐熱性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明における（Ａ）は、水溶性不飽和モノマー（ａ）を構成単位とする水溶性（共）重合体であり、（ａ）には、下記のノニオン性モノマー（ａ１）、カチオン性モノマー（ａ２）、アニオン性モノマー（ａ３）およびこれらのうちの２種またはそれ以上の混合物が含まれる。
（Ａ）を構成するモノマーとしては、本発明の効果を阻害しない範囲で（ａ）の他に必要により水不溶性不飽和モノマー（ｘ）および架橋性モノマー（ｙ）を併用してもよい。 ここにおいて水溶性不飽和モノマーもしくは水溶性（共）重合体とは、水に対する溶解度（２０℃）が１ｇ／水１００ｇ以上である不飽和モノマーもしくは（共）重合体を意味し、水不溶性不飽和モノマーとは、水に対する溶解度（２０℃）が１ｇ／水１００ｇ未満である不飽和モノマーを意味する。
【０００８】
（ａ１）ノニオン性モノマー
下記のもの、およびこれらの混合物が挙げられる。
（ａ１１）（メタ）アクリレート
炭素数（以下、Ｃと略記）４以上かつ数平均分子量［測定はゲルパーミエイションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法による。以下ＧＭｎと略記。］５，０００以下、例えば水酸基含有（メタ）アクリレート［例えばヒドロキシエチル−、ジエチレングリコールモノ−、ポリエチレングリコール（重合度３〜５０）モノ−およびポリグリセロール（重合度１〜１０）モノ（メタ）アクリレート］およびアクリル酸アルキル（アルキル基はＣ１〜２）エステル（Ｃ４〜５、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル）；
（ａ１２）（メタ）アクリルアミドおよびその誘導体
Ｃ３〜３０、例えば（メタ）アクリルアミド、Ｎ−アルキル（Ｃ１〜３）（メタ）アクリルアミド［Ｎ−メチルおよび−イソプロピル（メタ）アクリルアミド等］、Ｎ−アルキ
ロール（メタ）アクリルアミド［Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド等］；
（ａ１３） 上記以外の窒素原子含有エチレン性不飽和化合物
Ｃ３〜３０、例えばアクリロニトリル、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニルイミダゾール、Ｎ−ビニルスクシンイミド、Ｎ−ビニルカルバゾールおよび２−シアノエチル（メタ）アクリレート。
【０００９】
（ａ２）カチオン性モノマー
下記のもの、これらの塩［例えば無機酸（塩酸、硫酸、リン酸および硝酸等）塩、メチルクロライド塩、ジメチル硫酸塩およびベンジルクロライド塩等］、およびこれらの混合物が挙げられる。
（ａ２１） 窒素原子含有（メタ）アクリレート
Ｃ５〜３０、例えばアミノアルキル（Ｃ２〜３）（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジアルキル（Ｃ１〜２）アミノアルキル（Ｃ２〜３）（メタ）アクリレート［Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリレート等］、複素環含有（メタ）アクリレート［Ｎ−モルホリノエチル（メタ）アクリレート等］；
（ａ２２） 窒素原子含有（メタ）アクリルアミド誘導体
Ｃ５〜３０、例えばＮ，Ｎ−ジアルキル（Ｃ１〜２）アミノアルキル（Ｃ２〜３）（メタ）アクリルアミド［Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド等］；
（ａ２３） アミノ基を有するエチレン性不飽和化合物
Ｃ５〜３０、例えばビニルアミン、ビニルアニリン、（メタ）アリルアミン、ｐ−アミノスチレン等］；
（ａ２４） アミンイミド基を有する化合物
Ｃ５〜３０、例えば１，１，１−トリメチルアミン（メタ）アクリルイミド、１，１−ジメチル−１−エチルアミン（メタ）アクリルイミド、１，１−ジメチル−１−（２’−フェニル−２’−ヒドロキシエチル）アミン（メタ）アクリルイミド等；
（ａ２５） 上記以外の窒素原子含有ビニルモノマー
Ｃ５〜３０、例えば２−ビニルピリジン、３−ビニルピペリジン、ビニルピラジン、ビニルモルホリン。
【００１０】
（ａ３）アニオン性モノマー
下記の酸、これらの塩［アルカリ金属（リチウム、ナトリウム、カリウム等、以下同じ。）塩、アルカリ土類金属（マグネシウム、カルシウム等、以下同じ。）塩、アンモニウム塩およびアミン（Ｃ１〜２０）塩等］、およびこれらの混合物が挙げられる。
（ａ３１） 不飽和カルボン酸
Ｃ３〜３０、例えば（メタ）アクリル酸、（無水）マレイン酸、フマル酸、（無水）イタコン酸、ビニル安息香酸、アリル酢酸；
（ａ３２） 不飽和スルホン酸
Ｃ２〜２０の脂肪族不飽和スルホン酸（ビニルスルホン酸等）、Ｃ６〜２０の芳香族不飽和スルホン酸（スチレンスルホン酸等）、スルホン酸基含有（メタ）アクリレート［スルホアルキル（Ｃ２〜２０）（メタ）アクリレート［２−（メタ）アクリロイルオキシエタンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルオキシプロパンスルホン酸、３−（メタ）アクリロイルオキシプロパンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルオキシブタンスルホン酸、４−（メタ）アクリロイルオキシブタンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルオキシ−２，２−ジメチルエタンスルホン酸、ｐ−（メタ）アクリロイルオキシメチルベンゼンスルホン酸等］、スルホン酸基含有（メタ）アクリルアミド［２−（メタ）アクリロイルアミノエタンスルホン酸、２−および３−（メタ）アクリロイルアミノプロパンスルホン酸、２−および４−（メタ）アクリロイルアミノブタンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルアミノ−２，２−ジメチルエタンスルホン酸、ｐ−（メタ）アクリロイルアミノ
メチルベンゼンスルホン酸等］、アルキル（Ｃ１〜２０）（メタ）アリルスルホコハク酸エステル［メチル（メタ）アリルスルホコハク酸エステル等］等；
（ａ３３） （メタ）アクリロイルポリオキシアルキレン（Ｃ１〜６）硫酸エステル
（メタ）アクリロイルポリオキシエチレン（重合度２〜５０）硫酸エステル等。
【００１１】
（ａ）のうち高分子量化の観点から好ましいのは、（ａ１）、（ａ２１）、（ａ２２）、（ａ３１）、（ａ３２）、さらに好ましいのは（ａ１２）、（ａ１３）、（ａ２１）、（ａ２２）、（ａ３１）、および（ａ３２）のうちのスルホン酸基含有（メタ）アクリレート、スルホン酸基含有（メタ）アクリルアミド、特に好ましいのは（ａ１２）、（ａ１３）、（ａ２１）、（ａ３１）、および（ａ３２）のうちのスルホン酸基含有（メタ）アクリレート、スルホン酸基含有（メタ）アクリルアミド、最も好ましいのは（ａ１２）のうちの（メタ）アクリルアミド、（ａ１３）のうちのアクリロニトリル、Ｎ−ビニルホルムアミド、（ａ２１）のうちのＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートおよびこれらの塩（上記のもの）、（ａ３１）のうちの（メタ）アクリル酸、（無水）マレイン酸、（無水）イタコン酸およびこれらのアルカリ金属塩、（ａ３２）のうちの２−（メタ）アクリロイルオキシエタンスルホン酸、２−および３−（メタ）アクリロイルオキシプロパンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルアミノ−２，２−ジメチルエタンスルホン酸およびこれらのアルカリ金属塩である。また、これらの（ａ）は、任意に混合して共重合させることができる。
【００１２】
（ａ）の使用量（モル％）は、（Ａ）を構成するモノマーの全モル数に基づいて、凝集性能（高フロック強度、フロックの粗大化、脱水ケーキの低含水率化等。以下同じ。）の観点から好ましくは５０〜１００％、さらに好ましくは８０〜１００％である。
【００１３】
必要により（ａ）と併用してもよい水不溶性不飽和モノマー（ｘ）としては、以下の（ｘ１）〜（ｘ５）、およびこれらの混合物が挙げられる。
（ｘ１） Ｃ６〜２３の（メタ）アクリレート
脂肪族または脂環式アルコール（Ｃ３〜２０）の（メタ）アクリレート［プロピル−、ブチル−、ラウリル−、オクタデシル−およびシクロヘキシル（メタ）アクリレート等］およびエポキシ基（Ｃ４〜２０）含有（メタ）アクリレート［グリシジル（メタ）アクリレート等］；
【００１４】
（ｘ２） ［モノアルコキシ（Ｃ１〜２０）−、モノシクロアルコキシ（Ｃ３〜１２）−もしくはモノフェノキシ］ポリプロピレングリコール（以下、ＰＰＧと略記）（重合度２〜５０）の不飽和カルボン酸モノエステル
モノオール（Ｃ１〜２０）もしくは１価フェノール（Ｃ６〜２０）のプロピレンオキシド（以下ＰＯと略記）付加物の（メタ）アクリル酸エステル［ω−メトキシＰＰＧモノ（メタ）アクリレート、ω−エトキシＰＰＧモノ（メタ）アクリレート、ω−プロポキシＰＰＧモノ（メタ）アクリレート、ω−ブトキシＰＰＧモノ（メタ）アクリレート、ω−シクロヘキシルＰＰＧモノ（メタ）アクリレート、ω−フェノキシＰＰＧモノ（メタ）アクリレート等］およびジオール（Ｃ２〜２０）もしくは２価フェノール（Ｃ６〜２０）のＰＯ付加物の（メタ）アクリル酸エステル［ω−ヒドロキシエチル（ポリ）オキシプロピレンモノ（メタ）アクリレート等］等；
【００１５】
（ｘ３） Ｃ２〜３０の不飽和炭化水素
エチレン、ノネン、スチレン、１−メチルスチレン等；
（ｘ４） 不飽和アルコール［Ｃ２〜４、例えばビニルアルコール、（メタ）アリルアルコール］のカルボン酸（Ｃ２〜３０）エステル（酢酸ビニル等）；
（ｘ５） ハロゲン含有モノマー（Ｃ２〜３０、例えば塩化ビニル）。
【００１６】
また、架橋性モノマー（ｙ）としては、以下の（ｙ１）〜（ｙ５）、これらの塩［例えば、塩基性モノマーについては、無機酸（塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硫酸、亜硫酸、リン酸、硝酸等）塩、メチルクロライド塩、ジメチル硫酸塩およびベンジルクロライド塩等、酸性モノマーについては、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン（Ｃ１〜２０、例えばメチルアミン、エチルアミン、シクロヘキシルアミン）塩］、およびこれらの混合物が挙げられる。
（ｙ１） ビスポリ（２〜４またはそれ以上）（メタ）アクリルアミド
Ｃ５〜３０、例えばＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド；
（ｙ２） ポリ（２〜４またはそれ以上）（メタ）アクリレート
Ｃ８〜３０、例えばエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトール［ポリ（２〜４）］（メタ）アクリレート；
【００１７】
（ｙ３） ビニル基（２〜２０個またはそれ以上）含有モノマー
Ｃ４以上かつＧＭｎ６，０００以下、例えばジビニルアミン、多価（２〜５またはそれ以上）アミン［Ｃ２以上かつＧＭｎ３，０００以下、例えばエチレンジアミン、ポリエチレンイミン（Ｃ４以上かつＧＭｎ３，０００以下）］のポリ（２〜２０）ビニルアミン、ジビニルエーテル、多価アルコール〔Ｃ２以上かつＧＭｎ３，０００以下、例えばアルキレン（Ｃ２〜６またはそれ以上）グリコール［エチレングリコール、プロピレングリコール、１，６−ヘキサンジオール（以下、それぞれＥＧ、ＰＧ、ＨＤと略記）等］、ポリオキシアルキレン［ＧＭｎ２，０００〜３０００、例えばポリエチレングリコール（以下、ＰＥＧと略記）（分子量１０６以上かつＧＭｎ３，０００以下）、ＰＰＧ（分子量１３４以上かつＧＭｎ３，０００以下）、ポリオキシエチレン（分子量１０６以上かつＧＭｎ３，０００以下）／ポリオキシプロピレン（分子量１３４以上かつＧＭｎ３，０００以下）ブロックコポリマー］、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、（ポリ）（２〜５０）グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール（以下、それぞれＴＭＥ、ＴＭＰ、ＧＲ、ＰＥ、ＳＯと略記）、デンプン〕のポリ（２〜２０）ビニルエーテル等；
【００１８】
（ｙ４） アリル基（２〜２０個またはそれ以上）含有モノマー
Ｃ６以上かつＧＭｎ３，０００以下、例えばジ（メタ）アリルアミン、Ｎ−アルキル（Ｃ１〜２０）ジ（メタ）アリルアミン、多価アミン（上記のもの）のポリ（２〜２０）（メタ）アリルアミン、ジ（メタ）アリルエーテル、多価アルコール（上記のもの）のポリ（２〜２０）（メタ）アリルエーテル、ポリ（２〜２０）（メタ）アリロキシアルカン（Ｃ１〜２０）（テトラアリロキシエタン等）；
（ｙ５） エポキシ基含有モノマー
Ｃ８以上かつＧＭｎ６，０００以下、例えばＥＧジグリシジルエーテル、ＰＥＧジグリシジルエーテル、ＧＲトリグリシジルエーテル。
【００１９】
（ｘ）の使用量（モル％）は、（Ａ）を構成するモノマーの全モル数に基づいて、通常４０以下、凝集性能発現および高分子凝集剤の水への溶解性の観点から好ましくは０．１〜２０、さらに好ましくは０．５〜１０である。
また、（ｙ）の使用量（モル％）は、使用する架橋性モノマー（ｙ）の重合性または反応性にもよるが、（Ａ）を構成するモノマーの全モル数に基づいて通常５以下、凝集性能発現および高分子凝集剤の水への溶解性の観点から好ましくは０．００１〜１、さらに好ましくは０．０１〜０．５である。
【００２０】
本発明における（Ａ）の製造方法としては、水溶液重合法、逆相乳化重合法、逆相懸濁重合法等が挙げられる。
水溶液重合法としては、公知の方法、例えば、上記モノマーの水溶液を外部からの熱の出入りがない容器中に入れ断熱重合させる方法（特公昭５９−４０８４３号公報等）、該モノマーの水溶液を外部から温度調整可能な容器中で定温重合させる方法（特開平３−１８９０００号公報等）が適用できる。
逆相乳化重合法としては、公知の方法、例えば、上記モノマーの水溶液を界面活性剤を用いて、油中水型エマルションを形成し重合させる方法（特許第２６７６４８３号公報、特開平９−２０８８０２号公報等）等が適用できる。
【００２１】
これらの重合法のうち、後述する本発明における比（Ｍｗ／Ｍｎ）制御の観点から好ましいのは逆相懸濁重合法である。
該逆相懸濁重合法としては、例えば次の方法が挙げられる。すなわち、疎水性分散媒（ｂ）および分散剤（ｃ）を重合槽に仕込み、必要に応じて加熱しながら所定の重合温度（通常２０〜１００℃、好ましくは３０〜８０℃）に調整した後、槽内を不活性ガス（例えば窒素）で十分置換する。一方、水溶性不飽和モノマー（ａ）、ラジカル重合開始剤（ｄ）、および必要により水不溶性不飽和モノマー（ｘ）および／または架橋性モノマー（ｙ）を加えたモノマー水溶液を調製し、不活性ガスで十分置換した後、撹拌下で重合槽内に投入し、懸濁させながら重合させる。水溶液の投入方法としては、一括投入または滴下のいずれでもよい。また、その際モノマー水溶液としては、（ａ）、（ｄ）および必要により加える（ｘ）および／または（ｙ）の均一水溶液としてもよいし、別々の水溶液とした上で、滴下直前で混合してもよいし、別々に同時滴下してもよい。モノマー水溶液等を不活性ガスで置換する方法としては、モノマー水溶液等に不活性ガスをバブリング供給する方法、滴下ライン中でスタティックミキサー等によりブレンドする方法などが挙げられ、重合の均一性の観点からスタティックミキサーでブレンドする方法が好ましい。
【００２２】
本発明における疎水性分散媒（ｂ）は、水に対する溶解度（２０℃）が１ｇ／水１００ｇ未満である分散媒を意味する。
（ｂ）としては、炭化水素［脂肪族（Ｃ５〜１２、例えばｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ｎ−ノナン、ｎ−デカン）、脂環含有（Ｃ５〜１２、例えばシクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、メチルシクロヘキサン、シクロオクタン、デカリン）および芳香環含有（Ｃ６〜１２、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン）等］、ケトン［脂肪族（Ｃ３〜１０、例えばメチル−ｎ−プロピルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン）、脂環含有（Ｃ５〜１０、例えばシクロペンタノン、シクロヘキサノン）および芳香環含有（Ｃ８〜１３、例えばアセトフェノン、ベンゾフェノン）等］、エーテル［脂肪族（Ｃ４〜８、例えばジ−ｎ−プロピルエーテル、ジ−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル）、環状エーテル（Ｃ４〜１８、例えばテトラヒドロピリン）および芳香環含有エーテル（Ｃ７〜１２、例えばアニソール）等］、エステル［脂肪族エステル（Ｃ３〜１０、例えば酢酸ｎ−ブチル）、脂環含有エステル（Ｃ７〜１２、例えば酢酸シクロヘキシル、シクロヘキサンカルボン酸メチル）、芳香環含有エステル（Ｃ８〜１３、例えば安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸ｎ−ブチル、酢酸ベンジル、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジ−ｎ−ブチルフタレート）等］、およびこれらの混合物が挙げられる。
これらのうち、製造時の取り扱い、および重合時の温度制御の観点から、好ましいのは脂肪族および脂環含有炭化水素、さらに好ましいのはｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ｎ−ノナン、ｎ−デカン、シクロヘキサンおよびメチルシクロヘキサンである。
【００２３】
本発明における分散剤（ｃ）としては、分散粒子の粒子径制御を目的とする、種々の油溶性高分子物質が挙げられる。
（ｃ）としては、アルケンとα，β−不飽和多価カルボン酸（無水物）との共重合体またはその誘導体［例えば１−オレフィン（Ｃ１１〜１００）／（無水）マレイン酸共重合体］、長鎖アルキル基含有（メタ）アクリレート（共）重合物、変性（アミノ、カルボキシ、エポキシ、ヒドロキシおよびメルカプト変性等）シリコーン、セルロースエーテル（例えばエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース）、ショ糖脂肪酸エステル（Ｃ２２〜１２０、例えばショ糖ジステアレート、ショ糖トリステアレート）、ソルビタン脂肪酸エステル（Ｃ１６〜１２０、例えばソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレート）、（ポリ）グリセリン脂肪酸エステル（Ｃ１２〜１２０、例えばグリセリンモノステアレート）等が挙げられる。
これらのうち、製造時における装置への重合粒子付着防止の観点から好ましいのはショ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルである。
（ｃ）の使用量は、疎水性分散媒（ｂ）の重量に基づいて、通常２０％以下、（Ａ）の分散粒子の安定性および粒子径制御の観点から好ましくは０．０１〜１０％、さらに好ましくは０．０５〜５％である。
【００２４】
ラジカル重合開始剤（ｄ）としては、種々のもの、例えばアゾ化合物〔水溶性のもの［アゾビスアミジノプロパン（塩）、アゾビスシアノバレリン酸（塩）等］および油溶性のもの［アゾビスシアノバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル等］〕および過酸化物〔水溶性のもの［過酢酸、ｔ−ブチルパーオキサイド、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等］および油溶性のもの［ベンゾイルパーオキシド、クメンヒドロキシパーオキシド等］〕が挙げられる。なお、上記アゾ化合物における塩としては、無機酸（塩酸、硫酸、リン酸、硝酸等）塩およびアルカリ金属（リチウム、ナトリウム、カリウム等）塩、アンモニウム塩等が挙げられる。
上記過酸化物は還元剤と組み合わせてレドックス開始剤として用いてもよく、還元剤としては重亜硫酸塩（重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸カリウム、重亜硫酸アンモニウム等）
、還元性金属塩［硫酸鉄（ＩＩ）等］、遷移金属塩のアミン錯体［塩化コバルト（ＩＩＩ）のペンタメチレンヘキサミン錯体、塩化銅（ＩＩ）のジエチレントリアミン錯体等］、有機性還元剤〔アスコルビン酸、３級アミン［ジメチルアミノ安息香酸（塩）、ジメチルアミノエタノール等］等〕が挙げられる。
また、アゾ化合物、過酸化物およびレドックス開始剤はそれぞれ単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもいずれでもよい。
（ｄ）は、通常上記分散相（水溶液）に存在させるが、分散相（水溶液）および／または連続相（疎水性分散媒）のいずれに存在させてもよい。
【００２５】
（ｄ）の使用量は、最適な分子量を得るとの観点から、（Ａ）を構成するモノマーの全重量に基づいて、好ましい下限は０．００１％、さらに好ましくは０．００５％、とくに好ましくは０．０１％、最も好ましくは０．０２％、好ましい上限は１％、さらに好ましくは０．５％、とくに好ましくは０．１％、最も好ましくは０．０５％である。
【００２６】
本発明における分散相中のモノマーの合計濃度（以下、分散相濃度という場合がある。）は、分散相の重量に基づいて、生産性の観点から好ましくは２０％以上、さらに好ましくは２５％以上、とくに好ましくは３０％以上、装置への重合粒子付着防止の観点から好ましくは９０％以下、さらに好ましくは８５％以下、とくに好ましくは８０％以下である。
【００２７】
また、必要によりラジカル重合用連鎖移動剤（ｆ）を使用してもよい。（ｆ）としては、特に限定なく種々のもの、例えば、分子内に１個また２個以上のＯＨ基を有する化合物［１価アルコール（Ｃ１〜６０、例えばメタノール、エタノール、ｎ−およびｉ−プロパノール）、多価（２〜３またはそれ以上）アルコール（Ｃ２〜６０、例えばＥＧ、ＰＧ）、高分子ポリオール（ＧＭｎ２００〜１０，０００、例えばＰＥＧ、オキシエチレン／オキシプロピレンのブロックおよび／またはランダム共重合体］、分子内に１個または２個以上のアミノ基を有する化合物［Ｃ０〜６０、例えばアンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、トリエチルアミン、ｎ−およびｉ−プロパノールアミン］、次亜リン酸塩（次亜リン酸ナトリウム等）、分子内に１個または２個以上のチオール基を有する化合物（後述）等が挙げられる。
これらのうち、分子量制御の観点から好ましいのは分子内に１個または２個以上のチオール基を有する化合物である。
【００２８】
分子内に１個または２個以上のチオール基を有する化合物としては、以下のもの、これらの塩［アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン（Ｃ１〜２０、例えばメチルアミン、エタノールアミン）塩、無機酸（塩酸、硫酸、リン酸、硝酸等）塩等］、およびこれらの混合物が挙げられる。
（１）１価チオール
脂肪族チオール（Ｃ１〜２０、例えばメタンチオール、エタンチオール、プロパンチオール、ｎ−オクタンチオール、ｎ−ドデカンチオール、ヘキサデカンチオール、ｎ−オクタデカンチオール、２−メルカプトエタノール、メルカプト酢酸、３−メルカプトプロピオン酸、１−チオグリセロール、チオグリコール酸モノエタノールアミン、チオマレイン酸、メルカプトコハク酸、システイン、システアミン）、脂環含有チオール（Ｃ５〜２０、例えばシクロペンタンチオール、シクロヘキサンチオール）、芳香環含有チオール（Ｃ６〜１２、例えばベンゼンチオール、チオサリチル酸、チオクレゾール、チオキシレノール、チオナフトール）および芳香脂肪族チオール（Ｃ７〜２０、例えばα−トルエンチオール）が挙げられる。
【００２９】
（２）多価チオール
ジチオール［脂肪族ジチオール（Ｃ２〜４０、例えばエタンジチオール、ジエチレンジチオール、トリエチレンジチオール、ｎ−、ｉ−およびｓｅｃ−プロパンジチオール、１，３−および１，４−ブタンジチオール、１，６−ヘキサンジチオール、ネオペンタンジチオール）、脂環式ジチオール（Ｃ５〜２０、例えばシクロペンタンジチオール、シクロヘキサンジチオール）、芳香族ジチオール（Ｃ６〜１６、例えばベンゼンジチオール、ビフェニルジチオール）および芳香脂肪族ジチオール（Ｃ８〜２０、例えばキシレンジチオール）が挙げられる。
【００３０】
（ｆ）の使用量は、本発明の高分子凝集剤の最適な分子量を得るとの観点から、（ａ）、（ｘ）および（ｙ）の合計重量に基づいて、好ましい下限は０．０００１％、さらに好ましくは０．００１％、とくに好ましくは０．０１％、最も好ましくは０．０５％、好ましい上限は１０％、さらに好ましくは５％、とくに好ましくは３％、最も好ましくは１％である。
【００３１】
本発明におけるモノマー水溶液のｐＨは、特に限定されないが、高分子量化の観点から、好ましい下限は２、さらに好ましくは２．５、とくに好ましくは３、加水分解防止の観点から好ましい上限は８、さらに好ましくは７、とくに好ましくは６．５である。ｐＨ調整のために用いられるｐＨ調整剤としては特に限定はなく、モノマー水溶液がアルカリ性の場合は無機酸（硫酸、塩酸、リン酸、硝酸等）、無機固体酸性物質（酸性リン酸ソーダ、酸性ぼう硝、塩化アンモン、硫安、重硫安、スルファミン酸等）および有機酸（Ｃ２〜２０、例えばシュウ酸、こはく酸、リンゴ酸）が挙げられ、モノマー水溶液が酸性の場合は無機アルカリ性物質（水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等）および有機アルカリ性物質（グアニジン等）が挙げられる。
なお、ここにおけるｐＨは、モノマー水溶液の原液をｐＨメーター［例えば、商品名「ＬＡＢｐＨメーターＭ−１２」、（株）堀場製作所製］を用いて室温（２０℃）で測定される値である。
【００３２】
逆相懸濁重合の重合温度（℃）は、重合中でのモノマー濃度の変化防止の観点から、疎水性分散媒の沸点未満にすることが好ましい。分散媒の沸点以上になると、分散媒濃度が変化するので均一な粒度にすることが困難になる。また、水が共沸する場合は、系中のモノマー濃度が変化してＭｗ／Ｍｎが大きくなるので好ましくない。重合温度としては、重合速度の観点から、好ましい下限は１０、さらに好ましくは３０、とくに好ましくは４０、最も好ましくは５０、分子量および分散粒子安定性の観点から好ましい上限は９５、さらに好ましくは８０、とくに好ましくは７０、最も好ましくは６０である。また、重合中は所定重合温度を一定（例えば、所定重合温度±５℃）に保つように、適宜加熱、冷却して調節することが好ましい。
重合温度を一定に保つために、予め所定重合温度に温調した分散媒に撹拌下でモノマーを随時滴下してもよい。その際の滴下時間は、モノマー濃度、および重合反応発熱量により異なるが、通常０．５〜２０時間、好ましくは１〜１０時間である。
【００３３】
重合反応の終了は、重合による発熱がなくなった点で確認できるが、重合時間は、通常発熱により重合開始を確認した時点から１〜２４時間、重合を完結し、残存モノマーを減少させるとの観点から好ましい下限は２時間、さらに好ましくは３時間、工業上の観点か
ら好ましい上限は１２時間、さらに好ましくは１０時間である。モノマーを随時滴下する場合は滴下終了後から上記時間重合することが好ましい。
上記のモノマー濃度、重合温度、重合時間は、モノマー組成、重合法、開始剤種類などによって適宜調整することができる。
【００３４】
重合時の圧力［ｋＰａ（絶対圧力）、以下数値のみを示す。］は、特に限定されないが、通常大気圧下で行う。重合時のモノマー濃度が変化しない観点から、好ましくは重合温度で疎水性分散媒（ｂ）が沸騰しない圧力および（ｂ）と水とが共沸しない圧力が好ましく、特に低沸点溶媒を使用する際には、圧力を高くして沸点未満にすることが好ましい。 圧力の好ましい下限は５０、さらに好ましくは７０、とくに好ましくは９０、好ましい上限は１，０００、さらに好ましくは５００、とくに好ましくは３００である。
【００３５】
また、本発明における（共）重合体（Ａ）は、さらに変性反応させてもよい。ポリマー変性方法としては、例えば、水溶性不飽和モノマー（ａ）として加水分解性官能基を分子内に有するアクリルアミドを使用した場合、重合時または重合後に苛性アルカリ（水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等）または炭酸アルカリ（炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等）を添加して、（ａ）のアミド基を部分的に加水分解してカルボキシル基を導入する方法（特開昭５６−１６５０５号公報等）；ホルムアルデヒド、ジアルキルアミン（Ｃ１〜１２）およびハロゲン（塩素、臭素、ヨウ素等）化アルキル（Ｃ１〜１２）（メチルクロライド、エチルクロライド等）を加え、マンニッヒ反応によって部分的にカチオン性基を導入する方法；アクリロニトリル等のニトリル基と、ビニルホルムアミドなどの加水分解により得られるアミノ基との閉環反応により分子内にアミジン環を形成させる方法（特開平５−１９２５１３号公報等）；および重合後に前記の架橋性モノマー（ｙ）を添加して架橋反応させる方法（特許３３０５６８８号公報等）等が挙げられる。
【００３６】
本発明における（Ａ）の固有粘度［η］（１Ｎ−ＮａＮＯ3水溶液中３０℃での測定値、単位はｄｌ／ｇ。以下同じ。）は１〜４０、好ましくは４〜３０、さらに好ましくは６〜２５、とくに好ましくは８〜２０、最も好ましくは９．５〜１８である。固有粘度が１未満では凝集性能が悪くなり、４０を超えると凝集速度が低下する。
【００３７】
本発明における（Ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）は、固有粘度から換算して求められるもので、ポリアクリルアミド系高分子の粘度式：［η］＝３．７３×１０-4Ｍｗ0.66［ラジカル重合ハンドブック、（株）エヌ・ティー・エス刊、５５８頁（１９９９）］からＭｗを求めることができる。該式によれば（Ａ）が非イオン性のポリアクリルアミドだけでなく、カチオン性、アニオン性、両性高分子についてもＭｗを求めることができる。
【００３８】
（Ａ）の数平均分子量（Ｍｎ）は、メンブラン式浸透圧測定法により求められるもので、理想溶液の場合、ファントホッフの式：πＶ＝ｗＲＴ／Ｍ（π：浸透圧、Ｖ：体積、ｗ：質量、Ｒ：気体定数、Ｔ：絶対温度、Ｍ：数平均分子量）より、Ｃm（体積モル濃度）＝ｗ／（ＭＶ）と置き換えると、π＝ＣmＲＴとなる。ここで、本発明のような高分子量のものを測定する場合、補正する必要があり、補正式π＝ＣmＲＴ＋αＣm2より、π／Ｃm＝ＲＴ＋αＣm となる。（α：濃度に依存しない定数）
ここで、濃度Ｃを容量当たりのｇ数で表すとき、Ｃm＝Ｃ／Ｍを代入すればよいので、上式はπ／Ｃ＝ＲＴ／Ｍ＋（α／Ｍ2）Ｃとなる。
濃度を変えて浸透圧を測定することにより、グラフにＣとπ／ＣをそれぞれＸ軸、Ｙ軸としてプロットした場合にその延長線がＹ軸（π／Ｃ）を横切る点を求めれば、その高さがＲＴ／Ｍに相当するため、そこから無限希釈溶液における（Ａ）のＭ、すなわち本発明におけるＭｎを求めることができる。通常測定温度は３７℃、気体定数Ｒは８．３１Ｐａ・ｍ3／ｍｏｌ・Ｋを使用する。
【００３９】
本発明における（Ａ）の分子量分布を表すＭｗ／Ｍｎは、１〜５０、好ましくは５〜４５、さらに好ましくは１０〜４０、とくに好ましくは１２〜３５である。Ｍｗ／Ｍｎが１未満には原理上なり得ず、５０を超えると凝集性能が悪くなる。
【００４０】
本発明におけるＭｗ／Ｍｎは、重合温度、乾燥温度のコントロール、重合時のモノマー濃度を適正な濃度で一定に保つこと、具体的には重合温度および圧力を調整して沸点未満の疎水性分散媒の存在下で逆相懸濁重合させることにより低減することができ、これにより上記範囲のＭｗ／Ｍｎとすることができる。
【００４１】
本発明の高分子凝集剤は、製造直後は含水ゲル粒子の状態で得られるが、さらに脱水することによって固形粒子状の高分子凝集剤を得ることができる。
脱水方法としては、特に限定されないが、重合後、熱風乾燥、赤外線乾燥、間接加熱乾燥（真空乾燥、撹拌型の乾燥機、ドラムドライヤー）等の乾燥方法により脱水する方法、疎水性分散媒中で共沸させて減圧脱水させる方法等が考えられる。またこれらの方法は任意に併用することができる。局部加熱による架橋防止の観点から真空乾燥および疎水性分散媒中で共沸させ減圧脱水させる方法が好ましい。乾燥温度（℃）としては、通常２０〜２００、乾燥速度の観点から好ましい下限は３０、さらに好ましくは４０、架橋防止の観点から好ましい上限は１５０、さらに好ましくは１２０である。
【００４２】
本発明の高分子凝集剤粒子の重量平均粒径（μｍ）は、使用時における発塵防止の観点から、好ましい下限は１５０、さらに好ましくは２００、とくに好ましくは２５０、最も好ましくは３００、水への溶解性の観点から好ましい上限は２，０００、さらに好ましくは１，７００、とくに好ましくは１，４００、最も好ましくは１，０００である。
該重量平均粒径（μｍ）は、ロータップ試験篩振とう機およびＪＩＳ Ｚ８８０１−２０００に規定された標準篩を用いて、ペリーズ・ケミカル・エンジニアーズ・ハンドブック第６版（マックグローヒル・ブック・カンパニー刊、１９８４、２１頁）に記載の方法で求めることができる。
即ち、適当な目開きの上記標準篩、例えば目開きが２、１．７、１．４、１．１８、１１．０ｍｍ、８５０、７１０、５００、４２５、３５５、３００、２５０、１８０および１５０μｍの標準篩上にそれぞれ該高分子凝集剤粒子５０．０ｇをとり、ロータップ試験篩振とう機［例えば、（株）飯田製作所製］で１分間振とうし、各篩上に残った試料を計量する。結果を対数確率紙にプロットし、重量が５０％の時の粒径（メジアン径）を重量平均粒径とする。
【００４３】
下水汚泥においては、懸濁粒子の大きさが比較的大きく、また水中における懸濁粒子表面がマイナス荷電を有していることから、脱水用高分子凝集剤としてはカチオン性または両性高分子凝集剤、およびこれらの混合物が好ましい。
廃水においては、溶解性有機物などを処理するために無機凝集剤を添加することが多く、その場合、懸濁粒子表面は無機凝集剤で覆われているためプラス荷電を有していることから、凝集沈殿処理用高分子凝集剤としては、アニオン性またはノニオン性、およびこれらの混合物が好ましい。
石油の３次回収用としては、比較的大きな分子量を有するものが使用され、アニオン性またはノニオン性、およびこれらの混合物が好ましい。
製紙工程での濾水歩留向上用または紙力増強用としては、カチオン性または両性高分子凝集剤、およびこれらの混合物が好ましい。
【００４４】
ここで、カチオン性高分子凝集剤とは、分子内にカチオン性基を有する高分子凝集剤、すなわち水に溶解した際にカチオン性を示す高分子凝集剤であり、また両性高分子凝集剤とは、分子内にカチオン性基およびアニオン性基を有する高分子凝集剤、すなわち水に溶解した際にカチオン性およびアニオン性を示す高分子凝集剤である。これらの高分子凝集剤の水中におけるカチオン性またはアニオン性の評価方法については、コロイド当量値（ｍｅｑ／ｇ）として求めることができる。すなわち、カチオン性凝集剤中のカチオン性基当量値はカチオンコロイド当量値として求めることができ、両性凝集剤中のカチオン性基当量値およびアニオン性基当量値は、それぞれカチオンコロイド当量値、アニオンコロイド当量値として求めることができる。
【００４５】
本発明の高分子凝集剤がカチオン性高分子凝集剤の場合、該凝集剤中のカチオンコロイド当量値（ｍｅｑ／ｇ）は、凝集性能の観点から好ましい下限は０．１、より好ましくは０．５、さらに好ましくは１．０、とくに好ましくは１．５、最も好ましくは２．０、凝集性能の観点から好ましい上限は７．０、より好ましくは６．０、さらに好ましくは５．５、とくに好ましくは５．２、最も好ましくは５．０である。
また本発明の高分子凝集剤が両性高分子凝集剤の場合、該凝集剤中のカチオンコロイド当量値（ｍｅｑ／ｇ）は、凝集性能の観点から好ましい下限は０．１、より好ましくは０．５、さらに好ましくは１．０、とくに好ましくは１．５、最も好ましくは２．０、凝集
性能の観点から好ましい上限は７．０、より好ましくは６．０、さらに好ましくは５．５、とくに好ましくは５．２、最も好ましくは５．０であり；アニオンコロイド当量値（ｍｅｑ／ｇ）は、凝集性能の観点から好ましい下限は−１３．０、より好ましくは−１０．０、さらに好ましくは−８．０、とくに好ましくは−５．０、最も好ましくは−３．０、凝集性能の観点から好ましい上限は−０．０５、より好ましくは−０．１、さらに好ましくは−０．３、とくに好ましくは−０．５、最も好ましくは−１．０である。
【００４６】
コロイド当量値は以下に示すコロイド滴定法により求めることができる。なお、以降の測定は室温（約２０℃）下で行う。
（１）測定試料（高分子凝集剤の５０ｐｐｍ水溶液）の調製
試料０．２ｇ（固形分含量換算したもの）を精秤し、２００ｍｌの三角フラスコにとり、全体の重量（試料とイオン交換水の合計重量）が１００ｇとなるようにイオン交換水を加えた後、マグネチックスターラー（長さ４０ｍｍ、直径５ｍｍの円筒状マグネット、回転数１，０００ｒｐｍ）で、３時間撹拌して完全に溶解させ、０．２重量％の高分子凝集剤溶液を調製する。５００ｍｌのビーカーに該調製溶液１０ｍｌをとり、全体の重量（溶液１０ｍｌとイオン交換水の合計重量）が４００ｇとなるようにイオン交換水を加え、再度マグネチックスターラー（１，０００〜１，２００ｒｐｍ）で、３０分間撹拌して、均一な測定試料とする。
なお、高分子凝集剤の固形分含量は、試料約１．０ｇをシャーレ（直径１００ｍｍ、深さ１０ｍｍ）に秤量（Ｗ１）して、循風乾燥機中、１０５±５℃で９０分間乾燥させた後の残存重量を（Ｗ２）として、次式から算出した値である。
固形分含量（重量％）＝（Ｗ２）×１００／（Ｗ１）
（２）カチオンコロイド当量値の測定
測定試料１００ｇを２００ｍｌのコニカルビーカーにとり、マグネチックスターラー（５００ｒｐｍ）で撹拌しながら徐々に０．５重量％硫酸水溶液を加え、ｐＨ３に調整する。次にトルイジンブルー指示薬（ＴＢ指示薬）を２〜３滴加え、Ｎ／４００ポリビニル硫酸カリウム（Ｎ／４００ＰＶＳＫ）試薬で滴定する。滴定速度は２ｍｌ／分とし、測定試料が青から赤紫色に変色し、赤紫色が３０秒間保持される時点を終点とする。
（３）アニオンコロイド当量値の測定
測定試料１００ｇを２００ｍｌのコニカルビーカーにとり、マグネチックスターラー（５００ｒｐｍ）で撹拌しながら、Ｎ／１０水酸化ナトリウム水溶液０．５ｍｌを加え、さらにＮ／２００メチルグリコールキトサン水溶液５ｍｌを加えた後、５分間撹拌する（その時のｐＨ約１０．５）。ＴＢ指示薬を２〜３滴加え、上記（２）と同様にして滴定する。
（４）空試験
測定試料の代わりにイオン交換水１００ｇを用いる以外は（２）および（３）と同様の操作を行う。
（５）計算方法
カチオンまたはアニオンコロイド当量値（ｍｅｑ／ｇ）＝（１／２）×（試料の滴定量
−空試験の滴定量）×（Ｎ／４００ＰＶＳＫの力価）
【００４７】
本発明の高分子凝集剤は必要に応じ、本発明の効果を阻害しない範囲で、消泡剤（Ｂ１）、キレート化剤（Ｂ２）、ｐＨ調整剤（Ｂ３）、界面活性剤（Ｂ４）、ブロッキング防止剤（Ｂ５）、酸化防止剤（Ｂ６）、紫外線吸収剤（Ｂ７）および防腐剤（Ｂ８）からなる群から選ばれる添加剤（Ｂ）を併用することができる。
【００４８】
消泡剤（Ｂ１）としては、シリコーン化合物［ＧＭｎ１００〜１００，０００、例えばジメチルポリシロキサン］、鉱物油（スピンドル油、ケロシン等）、金属石ケン（Ｃ１２〜２２、例えばステアリン酸カルシウム）等；
キレート化剤（Ｂ２）としては、アミノカルボン酸（Ｃ６〜２４、例えばエチレンジアミンテトラ酢酸、ジエチレントリアミンペンタ酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミントリ酢酸、ニトリロトリ酢酸およびトリエチレンテトラミンヘキサ酢酸）、多価カルボン酸［Ｃ４以上かつＧＭｎ１０，０００以下、例えばマレイン酸、ポリアクリル酸（ＧＭｎ１，０００〜１０，０００）およびイソアミレン／マレイン酸共重合体（ＧＭｎ１，０００〜１０，０００）］、ヒドロキシカルボン酸（Ｃ３〜１０、例えばクエン酸、グルコン酸、乳酸およびリンゴ酸）、縮合リン酸（トリポリリン酸、トリメタリン酸等）およびこれらの塩［アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アルキルアミン（Ｃ１〜２０、例えばメチルアミン、エチルアミン、オクチルアミン等）塩およびアルカノールアミン（Ｃ２〜１２、例えばモノ−、ジ−およびトリエタノールアミン等）塩］等；
【００４９】
ｐＨ調整剤（Ｂ３）としては、苛性アルカリ（苛性ソーダ、苛性カリ等）、アミン（Ｃ１〜２０、例えばメチルアミン、エチルアミン、モノ−、ジ−およびトリエタノールアミン）、無機酸（塩）〔無機酸（塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、スルファミン酸、炭酸等）、およびこれらの金属［アルカリ金属、アルカリ土類金属等］塩（炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸水素ナトリウム、リン酸１ナトリウム等）およびアンモニウム塩（炭酸アンモン、硫酸アンモン等）等〕、有機酸（塩）〔有機酸［カルボン酸（Ｃ２〜１５、例えば酢酸、クエン酸）、スルホン酸（Ｃ１〜１５、例えばメタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸）およびフェノール］、およびこれらの金属（上記に同じ）塩（酢酸ソーダおよび乳酸ソーダ）およびアンモニウム塩（酢酸アンモニウム、乳酸アンモニウム等）等〕等；
【００５０】
界面活性剤（Ｂ４）としては、米国特許第４３３１４４７号明細書記載の界面活性剤、例えばポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルおよびジオクチルスルホコハク酸ソーダ；ブロッキング防止剤（Ｂ５）としては、ポリエーテル変性シリコーンオイル（ＧＭｎ１００〜３，０００）、例えばポリオキシエチレン変性シリコーンおよびポリオキシエチレン／ポリオキシプロピレン変性シリコーン］；
【００５１】
酸化防止剤（Ｂ６）としては、フェノール化合物［ハイドロキノン、メトキシハイドロキノン、カテコール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール（ＢＨＴ）および２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）等］、含硫化合物〔チオ尿素、テトラメチルチウラムジサルファイド、ジメチルジチオカルバミン酸およびその塩［例えば金属（上記に同じ）塩およびアンモニウム塩等］、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、２−メルカプトベンゾチアゾールおよびその塩（上記に同じ）、ジラウリル３，３’−チオジプロピオネート（ＤＬＴＤＰ）およびジステアリル３，３’−チオジプロピオネート（ＤＳＴＤＰ）等〕、含リン化合物［トリフェニルホスファイト、トリエチルホスファイト、亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸ナトリウム、トリフェニルホスファイト（ＴＰＰ）およびトリイソデシルホスファイト（ＴＤＰ）等］および含窒素化合物［アミン（オクチル化ジフェニルアミン、Ｎ−ｎ−ブチル−ｐ−アミノフェノールおよびＮ，Ｎ−ジイソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン等）、尿素、グアニジンおよびグアニジンの無機酸（上記に同じ）塩］等；
【００５２】
紫外線吸収剤（Ｂ７）としては、ベンゾフェノン化合物（２−ヒドロキシベンゾフェノン、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン等）、サリチレート化合物（フェニルサリチレート、２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル−３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート等）、ベンゾトリアゾール化合物［（２’−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール等］およびア
クレート［エチル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレート、メチル−２−カルボメトキシ−３−（パラメトキシベンジル）アクリレート等］等；
防腐剤（Ｂ８）としては、安息香酸、パラオキシ安息香酸エステルおよびソルビン酸等が挙げられる。
【００５３】
上記（Ｂ）は、重合前のモノマー水溶液中に予め添加しても、製造後のポリマー中に添加してもよい。（Ｂ）全体の使用量は、モノマーまたはポリマー重量に基づいて、通常３０％以下、凝集性能の観点から好ましくは０〜１０％である。
（Ｂ１）〜（Ｂ８）の各添加剤の使用量は、上記と同様の重量に基づいて、（Ｂ１）は通常５％以下、好ましくは１〜３％、（Ｂ２）は通常２０％以下、好ましくは２〜１０％、（Ｂ３）は通常１０％以下、好ましくは１〜５％、（Ｂ４）および（Ｂ５）はそれぞれ通常５％以下、好ましくは１〜３％、（Ｂ６）、（Ｂ７）および（Ｂ８）はそれぞれ通常５％以下、好ましくは０．１〜２％である。
【００５４】
本発明の高分子凝集剤を下水汚泥、廃水等（以下、下水汚泥等と略記）に添加する方法としては、特に限定はなく、例えば特許第１３１１３４０号公報または特許第２０３８３４１号公報等に記載の方法が挙げられる。
本発明の高分子凝集剤の使用量は、下水汚泥等の種類、懸濁粒子の含有量、高分子凝集剤の分子量等により異なるが、特に限定はなく、下水汚泥等中の蒸発残留物重量（以下、ＴＳと略記）に基づいて、通常０．０１〜１０％、凝集性能の観点から好ましい下限は０．１％、さらに好ましくは０．５％、とくに好ましくは１％、処理費用の観点から好ましい上限は５％、さらに好ましくは３％、とくに好ましくは２％である。
【００５５】
本発明の高分子凝集剤の使用方法としては、十分な凝集性能の観点から水溶液にした後に下水汚泥等に添加するのが好ましいが、高分子凝集剤を固体の状態で直接下水汚泥等に添加することもできる。高分子凝集剤を水溶液として用いる場合の濃度は、取り扱い上および溶解速度の観点から好ましくは０．０５〜１重量％である。
高分子凝集剤の溶解方法としては、特に限定されることはなく、例えば予め秤り取った水をジャーテスターなどの撹拌装置を用いて撹拌しながら所定量の高分子凝集剤を徐々に加え、数時間（約２〜４時間程度）かけて溶解させる方法等が採用できる。粉末状の高分子凝集剤を水に溶解させる際に、所定量の高分子凝集剤を一気に加える方法はままこを生じ、完全に水に溶解させることが困難となることから好ましくない。
【００５６】
本発明の高分子凝集剤を石油の３次回収用として使用する際には、通常水溶液として使用される。該ポリマー水溶液の濃度（重量％）は、通常０．００１〜３％、増粘効果および送液可能な粘度の観点から好ましくは０．００５〜１％、さらに好ましくは０．０１〜０．５％である。
【００５７】
本発明の高分子凝集剤を下水汚泥等に適用する際、下水汚泥等が有機性の汚泥や嫌気性菌処理汚泥である場合は、汚泥粒子の荷電中和の観点から無機および／または有機凝結剤を併用するのが好ましい。
無機凝結剤としては、硫酸バンド、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、ポリ硫酸鉄、消石灰等；有機凝結剤としては、アニリン−ホルムアルデヒド重縮合物塩酸塩、ポリビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチルジ（メタ）アリルアンモニウムクロライド、（メタ）アリルアミンまたはジ（メタ）アリルアミン−マレイン酸共重合体、（メタ）アリルアミンまたはジ（メタ）アリルアミン−シトラコン酸共重合体、（メタ）アリルアミンまたはジ（メタ）アリルアミン−イタコン酸、（メタ）アリルアミンまたはジ（メタ）アリルアミン−フマル酸共重合体等が挙げられる。
無機および／または有機凝結剤を併用する場合は、本発明の高分子凝集剤に予めこれらを添加した混合物で下水汚泥等を処理するか、下水汚泥等に予め無機凝結剤および／または有機凝結剤を添加して一次凝集させた後、本発明の高分子凝集剤を添加して処理するかいずれでもよいが、フロックの強度の観点から好ましいのは後者の方法である。
【００５８】
無機凝結剤および／または有機凝結剤を併用する場合の使用量は、下水汚泥等の種類、懸濁粒子の大きさ、用いる凝結剤の種類などによって異なるが、特に限定はなく、下水汚泥等中のＴＳに基づいて、無機凝結剤では通常２０％以下、凝結性能の観点から好ましい下限は０．５％、さらに好ましくは１％、とくに好ましくは１．５％、凝結性能の観点から好ましい上限は１０％、さらに好ましくは５％、とくに好ましくは３％であり、有機凝結剤では通常１％以下、凝結性能の観点から好ましい下限は０．０１％、さらに好ましくは０．０２５％、とくに好ましくは０．０５％、凝結性能の観点から好ましい上限は０．５％、さらに好ましくは０．２％、とくに好ましくは０．１５％である。
【００５９】
本発明の高分子凝集剤の添加の際には、下水汚泥等のｐＨを予め調整しておいてもよい。ｐＨの調整範囲は通常３〜８、加水分解防止の観点から好ましい下限は３．５、さらに好ましくは４、とくに好ましくは４．５、溶解性の観点から好ましい上限は７、さらに好ましくは６、とくに好ましくは５．５である。
ｐＨの調整方法としては、特に限定されることはなく、無機酸（硫酸、塩酸、リン酸、硝酸等）等の酸性物質や苛性アルカリ（水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等）等のアルカリ性物質を用いる方法が挙げられる。また、前記の無機または有機凝結剤を下水汚泥等に予め加えることで、上記ｐＨに調整することもできる。
【００６０】
また、本発明の高分子凝集剤を下水汚泥等に添加して形成されたフロックの脱水方法（固液分離法）としては、遠心脱水、ベルトプレス脱水、フィルタープレス脱水およびキャピラリー脱水等の種々の脱水法が適用できる。これらのうち、本発明の高分子凝集剤の特異的な凝集性能である高フロック強度の観点から好ましいのは、遠心脱水、ベルトプレス脱水およびフィルタープレス脱水である。
【００６１】
以下実施例をもって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の部は重量部、％は重量％を表す。
高分子凝集剤の固有粘度［η］、固形分含量および重量平均粒径は、前記の方法によって測定し、その他の評価項目は下記のとおりである。
＜水不溶解分量（重量％）＞
１Ｌのビーカーに０．１重量％の塩化ナトリウム水溶液５００ｇを入れ、該水溶液中に２．５ｇの試料を加えて、長さ５０ｍｍ、幅２０ｍｍの撹拌翼を取り付けたモーターにて２時間撹拌し溶解させる。予め秤量した１００μｍのメッシュで溶解液をろ過する。残渣をメッシュとともにアルミ皿にのせて、１２０℃の循風乾燥機で２時間乾燥させる。下記の計算式で求めた値を水不溶解分量（重量％）とする。
水不溶解分量＝ １００×［乾燥後の残渣重量（ｇ）］／［溶解時の試料重量（ｇ）］
【００６２】
なお、下水汚泥等中のＴＳ、浮遊物質（ＳＳ）、有機分（強熱減量）は、「下水試験方法」（日本下水道協会、１９８４年度版）記載の分析方法に準じて行った。また、本実施例中のフロック粒径、ろ液量、ろ布剥離性、ケーキ含水率および凝沈試験は以下の方法に従って性能評価した。
＜フロック粒径＞
ジャーテスター［宮本理研工業（株）製、形式ＪＭＤ−６ＨＳ−Ａ、以下同じ。］に板状の塩ビ製撹拌羽根（直径５ｃｍ、高さ２ｃｍ、厚さ０．２ｃｍ）２枚を十字になるように上下に連続して撹拌棒に取り付け、汚泥２００ｍｌを３００ｍｌのビーカーに取り、ジャーテスターにセットする。ジャーテスターの回転数を１２０ｒｐｍにし、徐々に汚泥を撹拌しながら、所定の濃度の高分子凝集剤の水溶液を所定の方法で添加し、３０秒間撹拌した後、撹拌を止めフロックの大きさを目視にて観察する［回転数１２０ｒｐｍでのフロック粒径（単位ｍｍ）を表２に示す］。
続いて回転数を３００ｒｐｍにセットし、さらに３０秒間撹拌した後、撹拌を止めフロックの大きさを再度目視にて観察する［回転数３００ｒｐｍでのフロック粒径（単位ｍｍ）を表２に示す］。
【００６３】
＜ろ液量＞
Ｔ−１１８９のナイロン製ろ布［敷島カンバス（株）製、円形状、直径９ｃｍ］、ヌッチェ漏斗、３００ｍｌが測れるメスシリンダーをセットし、上記フロック粒径試験後の汚泥を一気に投入して濾過し、ストップウォッチを用いて投入直後から６０秒後のろ液量を測定する。
＜ろ布剥離性＞
濾過した汚泥の一部をスパーテルで取り出し、プレスフィルター試験機を用いて脱水試験（２ｋｇ／ｃｍ2、６０秒）を行い、試験後のろ布からの脱水ケーキの剥離性を下記の
基準に従って評価する。
◎：非常に剥がれやすい（ろ布付着物ほとんどなし）
○：剥がれやすい （わずかにろ布付着物あり）
△：多少剥がれにくい （ろ布付着物あり、わずかにろ布内部まで付着）
×：剥がれにくい （ろ布内部まで付着）
【００６４】
＜ケーキ含水率＞
上記ろ布剥離性試験後の脱水ケーキ約３ｇをシャーレに秤量（Ｗ３）して、循風乾燥機中で完全に水分が蒸発するまで（例えば、１０５±５℃で８時間）乾燥させた後、シャーレ上に残った乾燥ケーキの重量を（Ｗ４）として、次式からケーキ含水率を算出する。
ケーキ含水率（重量％）＝［（Ｗ３）−（Ｗ４）］×１００／（Ｗ３）
＜凝沈試験（沈降速度、濁度、ＣＯＤ）＞
廃水３００ｍＬを栓付き３００ｍＬメスシリンダー（沈降管）に入れ、これに所定の濃度の高分子凝集剤の水溶液を室温にて所定量添加する 。次にこの沈降管を１０回転倒させて廃水と高分子凝集剤の水溶液とを混合させ、フロックを形成させた後、沈降管を静置してフロック層の界面の沈降速度（単位ｃｍ／ｓ）を測定する。また、そのときの処理水上澄み液の濁度を目視で判定（評価基準は下記）、ＪＩＳ Ｋ−０１０２（１９９８年度版）に記載のＣＯＤMn分析方法に準じてＣＯＤを測定する。
（濁度の評価基準）
○：濁りなし
△：やや濁り大
×：濁り大
【００６５】
実施例１
Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド塩の７０％水溶液８３９部、アクリルアミド５０％水溶液１０８部、イオン交換水３３３部、メルカプト酢酸０．３３部の混合液を室温（２０〜２５℃）で調製した。さらに硫酸を用いてモノマー水溶液のｐＨ（２０℃）をｐＨメーターで監視しながら３．０に調整した。得られた混合液を十分に窒素（純度９９．９９９％以上。以下同じ。）で置換（溶存酸素濃度１００ｐｐｂ以下）した後、アゾビスアミジノプロパン塩酸塩の１０％水溶液１．９４部を加えて均一溶液とし、モノマー水溶液を調製した。
別に還流脱水配管、滴下漏斗、窒素導入管および撹拌翼（マックスブレンド翼）を備えた反応槽にｎ−デカン１，２８２部を仕込んだ後、これに分散剤として、アルケン（Ｃ３０以上）と無水マレイン酸の共重合体［商品名「ダイヤカルナ３０」、三菱化学（株）製］１２．８部を加えて、撹拌翼を３４０ｒｐｍの回転数にて撹拌しながら、反応槽内を窒素置換（気相酸素濃度１０ｐｐｍ以下）した後、５７℃まで昇温した。５７℃に到達後、常圧条件下（１０３ｋＰａ）で、予め滴下漏斗内に仕込んだ前述のモノマー水溶液を反応槽中に６０分間かけて全量投入し、投入完了後１８０分間５７℃で撹拌を継続し逆相懸濁重合させた。
重合後、ポリマーを５０℃にて減圧（３ｋＰａ）により共沸脱水した後、スラリーを、減圧濾過機に供給し固液分離を行った後、減圧乾燥機中（１．３ｋＰａ、４０℃×２時間）で乾燥し、共重合体からなる高分子凝集剤（Ａ１）６８８部を得た（固形分含量９３．２％）。
【００６６】
実施例２
実施例１において、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド塩の７０％水溶液８３９部の代わりにＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド塩の６４％水溶液９０４部を用い、アクリルアミド５０％水溶液１０８部、イオン交換水３３３部およびメルカプト酢酸０．３３部を用いないこと以外は実施例１と同様にして、重合体からなる高分子凝集剤（Ａ２）６１９部（固形分含量９３．５％）を得た。
【００６７】
実施例３
実施例１において、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド塩の７０％水溶液８３９部の代わりにＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド塩の６４％水溶液３４４部 、アクリルアミドの５０％水溶液１０８部の代わりに同６０３部、イオン交換水３３３部の代わりに同３５７部、メルカプト酢酸０．３３部の代わりに同２．６０部を用いた以外は実施例１と同様にして、共重合体からなる高分子凝集剤（Ａ３）５５６部（固形分含量９３．８％）を得た。
【００６８】
実施例４
実施例１において、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド塩の７０％水溶液８３９部、アクリルアミドの５０％水溶液１０８部、イオン交換水３３３部の代わりに、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド塩の７０％水溶液１５２部 、アクリルアミドの５０％水溶液４６９部、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド塩の６４％水溶液２６８部、アクリル酸５９．４部、イオン交換水４６９．７部を用い、メルカプト酢酸０．３３部の代わりに同０．５７部を用い、アゾビスアミジノプロパン塩酸塩の１０％水溶液１．９４部の代わりに同１．７部を用い、さらにリン酸１ナトリウム１１．４部を用いた以外は実施例１と同様にして、共重合体からなる高分子凝集剤（Ａ４）６３３部（固形分含量９２．１％）を得た。
【００６９】
実施例５
実施例１において、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド塩の７０％水溶液８３９部、アクリルアミドの５０％水溶液１０８部、イオン交換水３３３部の代わりに、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド塩の７０％水溶液３６３部 、アクリルアミドの５０％水溶液２６２部、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド塩の６４％水溶液８５．３部、アクリル酸１３２部を用い、メルカプト酢酸０．３３部の代わりに同３．２２部を用い、さらにリン酸１ナトリウム１１．４部を用いた以外は実施例１と同様にして、共重合体からなる高分子凝集剤（Ａ５）６２２部（固形分含量９３．７％）を得た。
【００７０】
実施例６
実施例１において、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド塩の７０％水溶液８３９部、アクリルアミドの５０％水溶液１０８部、イオン交換水３３３部、メルカプト酢酸０．３３部の代わりに、アクリルアミドの５０％水溶液７６６部、アクリル酸１３０部、４８％水酸化ナトリウム水溶液１５２部、イオン交換水２２２部、メルカプトエチルアミン１．９５部、リン酸１ナトリウム１１．４部を用い、さらに水酸化ナトリウムを用いてモノマー水溶液のｐＨ（２０℃）をｐＨメーターで監視しながら６．５に調整した以外は実施例１と同様にして、共重合体からなる高分子凝集剤（Ａ６）５５９部（固形分含量９３．７％）を得た。
【００７１】
実施例７
実施例６において、アクリルアミドの５０％水溶液７６６部の代わりに同６１２部、アクリル酸１３０部の代わりに同２０７部、イオン交換水２２２部の代わりに同２９９部、メルカプトエチルアミン１．９５部の代わりに同１．１７部を用いた以外は実施例６と同様にして、共重合体からなる高分子凝集剤（Ａ７）５６４部（固形分含量９２．８％）を得た。
【００７２】
比較例１
Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド塩の７０％水溶液８３９部、アクリルアミド５０％水溶液１０８部、イオン交換水３３３部を配合して室温（２０〜２５℃）でモノマー水溶液を調製した。さらに硫酸を用いてモノマー水溶液のｐＨ（２０℃）をｐＨメーターで監視しながら３．０に調整した。このモノマー水溶液を１０℃に調整した後、断熱反応容器に仕込み、重合槽内を十分に窒素置換（気相酸素濃度１０ｐｐｍ以下）した。窒素置換後、アゾビスアミジノプロパン塩酸塩の５％水溶液１１．３部、過酸化水素０．１％水溶液０．９部、アスコルビン酸０．１％水溶液０．８部を添加した。約１０分後に液温上昇が始まり、反応系は次第に増粘しゲル状の重合物が得られた。発熱が認められなくなった時点でその温度で保持し、７時間後にゲルを細断（１ｍｍ角）し、１００℃の熱風で５時間乾燥させた後、ミキサーにて粉砕し、粉末状の共重合体（比Ａ１）からなる高分子凝集剤６９１部（固形分含量９２．８％）を得た。
【００７３】
比較例２〜７
比較例１において、モノマー水溶液として実施例２〜７と同じものを使用した以外は比較例１と同様にして、それぞれ共重合体からなる高分子凝集剤（比Ａ２〜比Ａ７）を得た。
【００７４】
実施例１〜７および比較例１〜７について、得られた高分子凝集剤の固有粘度、Ｍｗ、π／Ｃ、ＭｎおよびＭｗ／Ｍｎの結果を表１に示す。
【００７５】
【表１】
【００７６】
実施例８、比較例８
（Ａ１）および（比Ａ１）をそれぞれイオン交換水に溶解して固形分含量０．２％の水溶液とした。Ｔ処理場から採取した余剰汚泥［ｐＨ５．３、ＴＳ３．３％、有機分７８．３％］２００部を３００ｍＬのビーカーに採り、（Ａ１）および（比Ａ１）の水溶液３２部、３５および３８部をそれぞれの汚泥に添加し、（この時の固形分添加量はそれぞれ１．０、１．１、１．２％／ＴＳ）ハンドミキサーで充分に撹拌、混合処理し、前記の方法によりフロック粒径、ろ液量、ろ布剥離性およびケーキ含水率を測定した。結果を表２に示す。
【００７７】
【表２】
表２から、実施例８では、比較例８に比べて、大粒径のフロックが形成され、高撹拌下（３００ｒｐｍ）でも一旦形成されたフロックが壊れにくい（フロック強度が大）こと、ろ布剥離性および脱水性（ケーキ含水率）において優れた効果を示すこと、および凝集性能の添加量への依存性が小さいことがわかる。
【００７８】
実施例９、比較例９
（Ａ２）および（比Ａ２）をそれぞれイオン交換水に溶解して固形分含量０．２％の水溶液とした。Ｎ処理場から採取した混合生汚泥［ｐＨ５．３、ＴＳ２．３％、有機分８０．２％］２００部を３００ｍＬのビーカーに採り、（Ａ２）および（比Ａ２）のそれぞれの水溶液１２、１４、１６部をそれぞれの汚泥に添加し、（この時の固形分添加量はそれぞれ０．５、０．６、０．７％／ＴＳ）ハンドミキサーで充分に撹拌、混合処理し、前記の方法によりフロック粒径、ろ液量、ろ布剥離性およびケーキ含水率を測定した。結果を表３に示す。
【００７９】
【表３】
表３から、実施例９では、比較例９に比べて、大粒径のフロックが形成され、高撹拌下（３００ｒｐｍ）でも一旦形成されたフロックが壊れにくい（フロック強度が大）こと、ろ布剥離性および脱水性（ケーキ含水率）において優れた効果を示すこと、および凝集性能の添加量への依存性が小さいことがわかる。
【００８０】
実施例１０、比較例１０
（Ａ４）および（比Ａ４）をそれぞれイオン交換水に溶解して固形分含量０．２％の水溶液とした。Ｔ処理場から採取した混合汚泥［余剰汚泥／消化汚泥＝１／１（重量比）、ｐＨ５．９、ＴＳ２．７％、有機分７２．２％］２００部を３００ｍＬのビーカーに採り、それぞれポリテツ［日鉄鉱業（株）製、以下同じ］０．２７部を添加しハンドミキサーで３０秒間撹拌混合した後、（Ａ４）および（比Ａ４）のそれぞれの水溶液２０、２３、２６部を添加（この時の固形分添加量はそれぞれ０．７、０．８、０．９％／ＴＳ）して、ハンドミキサーで充分に撹拌、混合処理し、前記の方法によりフロック粒径、ろ液量、ろ布剥離性およびケーキ含水率を測定した。結果を表４に示す。
【００８１】
【表４】
表４から、実施例１０では、比較例１０に比べて、大粒径のフロックが形成され、高撹拌下（３００ｒｐｍ）でも一旦形成されたフロックが壊れにくい（フロック強度が大）こと、ろ布剥離性および脱水性（ケーキ含水率）において優れた効果を示すこと、および凝集性能の添加量への依存性が小さいことがわかる。
【００８２】
実施例１１、比較例１１
（Ａ５）および（比Ａ５）をそれぞれイオン交換水に溶解して固形分含量０．２％の水溶液とした。Ｈ食品工場から採取した廃水［ｐＨ６．８、ＴＳ０．８％、有機分７２％］２００部を３００ｍＬのビーカーに採り、それぞれポリテツ０．８部を添加しハンドミキサーで３０秒間撹拌混合した後、（Ａ５）および（比Ａ５）のそれぞれの水溶液１０、１１、１２部を添加（この時の固形分添加量はそれぞれ１．２５、１．４、１．５％／ＴＳ）して、ハンドミキサーで充分に撹拌、混合処理し、前記の方法によりフロック粒径、ろ液量、ろ布剥離性およびケーキ含水率を測定した。結果を表５に示す。
【００８３】
【表５】
表５から、実施例１１では、比較例１１に比べて、大粒径のフロックが形成され、高撹拌下（３００ｒｐｍ）でも一旦形成されたフロックが壊れにくい（フロック強度が大）こと、ろ布剥離性および脱水性（ケーキ含水率）において優れた効果を示すこと、および凝集性能の添加量への依存性が小さいことがわかる。
【００８４】
実施例１２、比較例１２
（Ａ３）および（比Ａ３）をそれぞれイオン交換水に溶解して固形分含量０．２％の水溶液とした。３％濃度の中芯原繊スラリー（３０℃、ｐＨ４．５）８００部に、（Ａ３）および（比Ａ３）のそれぞれの水溶液７２部（固形分添加量０．６％／ＴＳ）と硫酸バンド０．９６部を添加し、抄紙して表６に示す坪量の紙を製造した。また、ブランクとして、高分子凝集剤を加えずに、同様な操作を行った。裂断長およびろ水量の結果を表６に示す。なお、裂断長およびろ水量は、ＪＩＳ Ｐ−８１１３およびＪＩＳ Ｐ−８１２１に従って測定した。
【００８５】
【表６】
表６から、実施例１２では、比較例１２に比べて、裂断長およびろ水量が高く、製紙工程用薬剤として優れた効果を示すことがわかる。
【００８６】
実施例１３、比較例１３
（Ａ６）および（比Ａ６）１部をそれぞれ塩水（ＮａＣｌ ０．５％、ＣａＣｌ2 ０．１％含有）９９９部に溶解し０．１％の水溶液を得た。該水溶液をＢ型粘度計［ＴＶ−１０Ｍ、東機産業（株）製］で下記条件にて粘度測定した（保存前の粘度をＶ１とする。単位はｍＰａ・ｓ、以下同じ。）。
粘度測定後の水溶液４０ｇを１００ｍＬガラスアンプル管に入れて封管し８０℃で１週間保存した後、上記と同一条件で粘度測定した。保存後の粘度をＶ２とする。
下記の式から粘度保持率を求めた結果を表７に示す。
粘度保持率(％)＝（Ｖ２／Ｖ１）×１００
＜粘度測定条件＞ロータ：ＢＬアダプター、回転速度：３０ｒｐｍ、溶液温度：７０℃
【００８７】
【表７】
表７から、実施例１３は、比較例１３に比べて耐熱経時安定性に優れることがわかる。
【００８８】
実施例１４、比較例１４
（Ａ７）および（比Ａ７）をそれぞれイオン交換水に溶解して固形分含量０．０５％の水溶液とした。製紙工場の廃水(ｐＨ７．１、ＳＳ６０ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ１５０ｍｇ／Ｌ)に硫酸アルミニウムを３００ｍｇ／Ｌ添加したものを懸濁液試料とした。 ３００ｍＬの沈降管に懸濁液試料を３００ｍＬ採取し、（Ａ７）および（比Ａ７）の上記水溶液を１ｍＬ添加し、前記の方法により凝沈試験を実施し、懸濁粒子の沈降速度、濁度および上澄み液のＣＯＤを測定した。結果を表８に示す。
【表８】
表８から、実施例１４は、比較例１４に比べて沈降速度が速く、濁度およびＣＯＤが大幅に低減することから優れた効果を示すことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明の高分子凝集剤は、従来にない特異的な凝集性能を示すことから、下水汚泥の脱水用、産業廃水の凝集沈殿処理用、石油の３次回収用または製紙工程での濾水歩留向上用または紙力増強用等の高分子凝集剤として幅広く好適に用いられ、極めて有用である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は高分子凝集剤に関する。さらに詳しくは、下水汚泥の脱水用、産業廃水の凝集沈澱用、製紙工程での濾水歩留向上または紙力増強用、石油の３次回収用等に有用な高分子凝集剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水またはし尿（以下、下水汚泥と略記）処理、一般産業廃水（以下、廃水と略記）処理、あるいは土木現場での泥水処理、浚渫埋め立て時の泥水の沈降分離促進用、さらには製紙用濾水歩留向上剤や紙力増強剤などとして水溶性高分子、例えば汚泥や廃水などの有機性汚泥の脱水に対しては、ポリ（メタ）アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、アクリルアミド―アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライドコポリマーおよびポリビニルアミジン等のカチオン性高分子凝集剤（例えば、特許文献１参照）、アクリルアミド―アクリル酸―（メタ）アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライドコポリマー等の両性高分子凝集剤が広く使用されている（例えば、特許文献２参照）。
また、廃水処理、あるいは建設や浚渫埋め立てなどの土木分野での使用を目的として、水溶性高分子にさらに水溶性モノマーをグラフト重合させ、凝集密度を高めることを特徴としたアニオン性高分子凝集剤も知られている（例えば、特許文献３、４参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−２７４４０９号公報
【特許文献２】特開平３−１８９０００号公報
【特許文献３】特開平６−２５４３０５号公報
【特許文献４】特開平６−２５４３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながらこれらの高分子凝集剤では生成するフロック粒径が小さく濾水性が悪い、固液分離されたケーキの含水率が高い、およびベルトプレス脱水機またはフィルタープレス脱水機を用いた場合の濾布と汚泥の剥離性が悪い等、充分な脱水効果を得ることは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、これらの課題を解決すべく鋭意検討した結果本発明に到達した。すなわち、本発明は、１〜４０ｄｌ／ｇの固有粘度を有し、固有粘度から換算される重量平均分子量（Ｍｗ）とメンブラン式浸透圧測定による数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が１〜５０である、水溶性不飽和モノマーを構成単位とする（共）重合体（Ａ）からなることを特徴とする高分子凝集剤；並びに、高分子凝集剤の製造方法において、水溶性不飽和モノマーからなる重合性モノマーを疎水性分散媒の沸点未満で逆相懸濁重合させることを特徴とする、１〜４０ｄｌ／ｇの固有粘度を有し、固有粘度から換算される重量平均分子量（Ｍｗ）とメンブラン式浸透圧測定法による数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が１〜５０である（共）重合体（Ａ）からなる高分子凝集剤の製造方法である。
【発明の効果】
【０００６】
（１）汚泥や廃水の処理において強固な粗大フロックを形成する。
（２）形成されたフロックは破壊、再分散されにくいため凝集処理の安定性や処理速度を著しく高めることができる。
（３）脱水工程後のケーキ含水率が低く廃棄物量および焼却処理コストを低減できる。
（４）本発明の（共）重合体からなる水溶液は、経時安定性および耐熱性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明における（Ａ）は、水溶性不飽和モノマー（ａ）を構成単位とする水溶性（共）重合体であり、（ａ）には、下記のノニオン性モノマー（ａ１）、カチオン性モノマー（ａ２）、アニオン性モノマー（ａ３）およびこれらのうちの２種またはそれ以上の混合物が含まれる。
（Ａ）を構成するモノマーとしては、本発明の効果を阻害しない範囲で（ａ）の他に必要により水不溶性不飽和モノマー（ｘ）および架橋性モノマー（ｙ）を併用してもよい。 ここにおいて水溶性不飽和モノマーもしくは水溶性（共）重合体とは、水に対する溶解度（２０℃）が１ｇ／水１００ｇ以上である不飽和モノマーもしくは（共）重合体を意味し、水不溶性不飽和モノマーとは、水に対する溶解度（２０℃）が１ｇ／水１００ｇ未満である不飽和モノマーを意味する。
【０００８】
（ａ１）ノニオン性モノマー
下記のもの、およびこれらの混合物が挙げられる。
（ａ１１）（メタ）アクリレート
炭素数（以下、Ｃと略記）４以上かつ数平均分子量［測定はゲルパーミエイションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法による。以下ＧＭｎと略記。］５，０００以下、例えば水酸基含有（メタ）アクリレート［例えばヒドロキシエチル−、ジエチレングリコールモノ−、ポリエチレングリコール（重合度３〜５０）モノ−およびポリグリセロール（重合度１〜１０）モノ（メタ）アクリレート］およびアクリル酸アルキル（アルキル基はＣ１〜２）エステル（Ｃ４〜５、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル）；
（ａ１２）（メタ）アクリルアミドおよびその誘導体
Ｃ３〜３０、例えば（メタ）アクリルアミド、Ｎ−アルキル（Ｃ１〜３）（メタ）アクリルアミド［Ｎ−メチルおよび−イソプロピル（メタ）アクリルアミド等］、Ｎ−アルキ
ロール（メタ）アクリルアミド［Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド等］；
（ａ１３） 上記以外の窒素原子含有エチレン性不飽和化合物
Ｃ３〜３０、例えばアクリロニトリル、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニルイミダゾール、Ｎ−ビニルスクシンイミド、Ｎ−ビニルカルバゾールおよび２−シアノエチル（メタ）アクリレート。
【０００９】
（ａ２）カチオン性モノマー
下記のもの、これらの塩［例えば無機酸（塩酸、硫酸、リン酸および硝酸等）塩、メチルクロライド塩、ジメチル硫酸塩およびベンジルクロライド塩等］、およびこれらの混合物が挙げられる。
（ａ２１） 窒素原子含有（メタ）アクリレート
Ｃ５〜３０、例えばアミノアルキル（Ｃ２〜３）（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジアルキル（Ｃ１〜２）アミノアルキル（Ｃ２〜３）（メタ）アクリレート［Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリレート等］、複素環含有（メタ）アクリレート［Ｎ−モルホリノエチル（メタ）アクリレート等］；
（ａ２２） 窒素原子含有（メタ）アクリルアミド誘導体
Ｃ５〜３０、例えばＮ，Ｎ−ジアルキル（Ｃ１〜２）アミノアルキル（Ｃ２〜３）（メタ）アクリルアミド［Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド等］；
（ａ２３） アミノ基を有するエチレン性不飽和化合物
Ｃ５〜３０、例えばビニルアミン、ビニルアニリン、（メタ）アリルアミン、ｐ−アミノスチレン等］；
（ａ２４） アミンイミド基を有する化合物
Ｃ５〜３０、例えば１，１，１−トリメチルアミン（メタ）アクリルイミド、１，１−ジメチル−１−エチルアミン（メタ）アクリルイミド、１，１−ジメチル−１−（２’−フェニル−２’−ヒドロキシエチル）アミン（メタ）アクリルイミド等；
（ａ２５） 上記以外の窒素原子含有ビニルモノマー
Ｃ５〜３０、例えば２−ビニルピリジン、３−ビニルピペリジン、ビニルピラジン、ビニルモルホリン。
【００１０】
（ａ３）アニオン性モノマー
下記の酸、これらの塩［アルカリ金属（リチウム、ナトリウム、カリウム等、以下同じ。）塩、アルカリ土類金属（マグネシウム、カルシウム等、以下同じ。）塩、アンモニウム塩およびアミン（Ｃ１〜２０）塩等］、およびこれらの混合物が挙げられる。
（ａ３１） 不飽和カルボン酸
Ｃ３〜３０、例えば（メタ）アクリル酸、（無水）マレイン酸、フマル酸、（無水）イタコン酸、ビニル安息香酸、アリル酢酸；
（ａ３２） 不飽和スルホン酸
Ｃ２〜２０の脂肪族不飽和スルホン酸（ビニルスルホン酸等）、Ｃ６〜２０の芳香族不飽和スルホン酸（スチレンスルホン酸等）、スルホン酸基含有（メタ）アクリレート［スルホアルキル（Ｃ２〜２０）（メタ）アクリレート［２−（メタ）アクリロイルオキシエタンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルオキシプロパンスルホン酸、３−（メタ）アクリロイルオキシプロパンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルオキシブタンスルホン酸、４−（メタ）アクリロイルオキシブタンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルオキシ−２，２−ジメチルエタンスルホン酸、ｐ−（メタ）アクリロイルオキシメチルベンゼンスルホン酸等］、スルホン酸基含有（メタ）アクリルアミド［２−（メタ）アクリロイルアミノエタンスルホン酸、２−および３−（メタ）アクリロイルアミノプロパンスルホン酸、２−および４−（メタ）アクリロイルアミノブタンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルアミノ−２，２−ジメチルエタンスルホン酸、ｐ−（メタ）アクリロイルアミノ
メチルベンゼンスルホン酸等］、アルキル（Ｃ１〜２０）（メタ）アリルスルホコハク酸エステル［メチル（メタ）アリルスルホコハク酸エステル等］等；
（ａ３３） （メタ）アクリロイルポリオキシアルキレン（Ｃ１〜６）硫酸エステル
（メタ）アクリロイルポリオキシエチレン（重合度２〜５０）硫酸エステル等。
【００１１】
（ａ）のうち高分子量化の観点から好ましいのは、（ａ１）、（ａ２１）、（ａ２２）、（ａ３１）、（ａ３２）、さらに好ましいのは（ａ１２）、（ａ１３）、（ａ２１）、（ａ２２）、（ａ３１）、および（ａ３２）のうちのスルホン酸基含有（メタ）アクリレート、スルホン酸基含有（メタ）アクリルアミド、特に好ましいのは（ａ１２）、（ａ１３）、（ａ２１）、（ａ３１）、および（ａ３２）のうちのスルホン酸基含有（メタ）アクリレート、スルホン酸基含有（メタ）アクリルアミド、最も好ましいのは（ａ１２）のうちの（メタ）アクリルアミド、（ａ１３）のうちのアクリロニトリル、Ｎ−ビニルホルムアミド、（ａ２１）のうちのＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートおよびこれらの塩（上記のもの）、（ａ３１）のうちの（メタ）アクリル酸、（無水）マレイン酸、（無水）イタコン酸およびこれらのアルカリ金属塩、（ａ３２）のうちの２−（メタ）アクリロイルオキシエタンスルホン酸、２−および３−（メタ）アクリロイルオキシプロパンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルアミノ−２，２−ジメチルエタンスルホン酸およびこれらのアルカリ金属塩である。また、これらの（ａ）は、任意に混合して共重合させることができる。
【００１２】
（ａ）の使用量（モル％）は、（Ａ）を構成するモノマーの全モル数に基づいて、凝集性能（高フロック強度、フロックの粗大化、脱水ケーキの低含水率化等。以下同じ。）の観点から好ましくは５０〜１００％、さらに好ましくは８０〜１００％である。
【００１３】
必要により（ａ）と併用してもよい水不溶性不飽和モノマー（ｘ）としては、以下の（ｘ１）〜（ｘ５）、およびこれらの混合物が挙げられる。
（ｘ１） Ｃ６〜２３の（メタ）アクリレート
脂肪族または脂環式アルコール（Ｃ３〜２０）の（メタ）アクリレート［プロピル−、ブチル−、ラウリル−、オクタデシル−およびシクロヘキシル（メタ）アクリレート等］およびエポキシ基（Ｃ４〜２０）含有（メタ）アクリレート［グリシジル（メタ）アクリレート等］；
【００１４】
（ｘ２） ［モノアルコキシ（Ｃ１〜２０）−、モノシクロアルコキシ（Ｃ３〜１２）−もしくはモノフェノキシ］ポリプロピレングリコール（以下、ＰＰＧと略記）（重合度２〜５０）の不飽和カルボン酸モノエステル
モノオール（Ｃ１〜２０）もしくは１価フェノール（Ｃ６〜２０）のプロピレンオキシド（以下ＰＯと略記）付加物の（メタ）アクリル酸エステル［ω−メトキシＰＰＧモノ（メタ）アクリレート、ω−エトキシＰＰＧモノ（メタ）アクリレート、ω−プロポキシＰＰＧモノ（メタ）アクリレート、ω−ブトキシＰＰＧモノ（メタ）アクリレート、ω−シクロヘキシルＰＰＧモノ（メタ）アクリレート、ω−フェノキシＰＰＧモノ（メタ）アクリレート等］およびジオール（Ｃ２〜２０）もしくは２価フェノール（Ｃ６〜２０）のＰＯ付加物の（メタ）アクリル酸エステル［ω−ヒドロキシエチル（ポリ）オキシプロピレンモノ（メタ）アクリレート等］等；
【００１５】
（ｘ３） Ｃ２〜３０の不飽和炭化水素
エチレン、ノネン、スチレン、１−メチルスチレン等；
（ｘ４） 不飽和アルコール［Ｃ２〜４、例えばビニルアルコール、（メタ）アリルアルコール］のカルボン酸（Ｃ２〜３０）エステル（酢酸ビニル等）；
（ｘ５） ハロゲン含有モノマー（Ｃ２〜３０、例えば塩化ビニル）。
【００１６】
また、架橋性モノマー（ｙ）としては、以下の（ｙ１）〜（ｙ５）、これらの塩［例えば、塩基性モノマーについては、無機酸（塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硫酸、亜硫酸、リン酸、硝酸等）塩、メチルクロライド塩、ジメチル硫酸塩およびベンジルクロライド塩等、酸性モノマーについては、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン（Ｃ１〜２０、例えばメチルアミン、エチルアミン、シクロヘキシルアミン）塩］、およびこれらの混合物が挙げられる。
（ｙ１） ビスポリ（２〜４またはそれ以上）（メタ）アクリルアミド
Ｃ５〜３０、例えばＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド；
（ｙ２） ポリ（２〜４またはそれ以上）（メタ）アクリレート
Ｃ８〜３０、例えばエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトール［ポリ（２〜４）］（メタ）アクリレート；
【００１７】
（ｙ３） ビニル基（２〜２０個またはそれ以上）含有モノマー
Ｃ４以上かつＧＭｎ６，０００以下、例えばジビニルアミン、多価（２〜５またはそれ以上）アミン［Ｃ２以上かつＧＭｎ３，０００以下、例えばエチレンジアミン、ポリエチレンイミン（Ｃ４以上かつＧＭｎ３，０００以下）］のポリ（２〜２０）ビニルアミン、ジビニルエーテル、多価アルコール〔Ｃ２以上かつＧＭｎ３，０００以下、例えばアルキレン（Ｃ２〜６またはそれ以上）グリコール［エチレングリコール、プロピレングリコール、１，６−ヘキサンジオール（以下、それぞれＥＧ、ＰＧ、ＨＤと略記）等］、ポリオキシアルキレン［ＧＭｎ２，０００〜３０００、例えばポリエチレングリコール（以下、ＰＥＧと略記）（分子量１０６以上かつＧＭｎ３，０００以下）、ＰＰＧ（分子量１３４以上かつＧＭｎ３，０００以下）、ポリオキシエチレン（分子量１０６以上かつＧＭｎ３，０００以下）／ポリオキシプロピレン（分子量１３４以上かつＧＭｎ３，０００以下）ブロックコポリマー］、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、（ポリ）（２〜５０）グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール（以下、それぞれＴＭＥ、ＴＭＰ、ＧＲ、ＰＥ、ＳＯと略記）、デンプン〕のポリ（２〜２０）ビニルエーテル等；
【００１８】
（ｙ４） アリル基（２〜２０個またはそれ以上）含有モノマー
Ｃ６以上かつＧＭｎ３，０００以下、例えばジ（メタ）アリルアミン、Ｎ−アルキル（Ｃ１〜２０）ジ（メタ）アリルアミン、多価アミン（上記のもの）のポリ（２〜２０）（メタ）アリルアミン、ジ（メタ）アリルエーテル、多価アルコール（上記のもの）のポリ（２〜２０）（メタ）アリルエーテル、ポリ（２〜２０）（メタ）アリロキシアルカン（Ｃ１〜２０）（テトラアリロキシエタン等）；
（ｙ５） エポキシ基含有モノマー
Ｃ８以上かつＧＭｎ６，０００以下、例えばＥＧジグリシジルエーテル、ＰＥＧジグリシジルエーテル、ＧＲトリグリシジルエーテル。
【００１９】
（ｘ）の使用量（モル％）は、（Ａ）を構成するモノマーの全モル数に基づいて、通常４０以下、凝集性能発現および高分子凝集剤の水への溶解性の観点から好ましくは０．１〜２０、さらに好ましくは０．５〜１０である。
また、（ｙ）の使用量（モル％）は、使用する架橋性モノマー（ｙ）の重合性または反応性にもよるが、（Ａ）を構成するモノマーの全モル数に基づいて通常５以下、凝集性能発現および高分子凝集剤の水への溶解性の観点から好ましくは０．００１〜１、さらに好ましくは０．０１〜０．５である。
【００２０】
本発明における（Ａ）の製造方法としては、水溶液重合法、逆相乳化重合法、逆相懸濁重合法等が挙げられる。
水溶液重合法としては、公知の方法、例えば、上記モノマーの水溶液を外部からの熱の出入りがない容器中に入れ断熱重合させる方法（特公昭５９−４０８４３号公報等）、該モノマーの水溶液を外部から温度調整可能な容器中で定温重合させる方法（特開平３−１８９０００号公報等）が適用できる。
逆相乳化重合法としては、公知の方法、例えば、上記モノマーの水溶液を界面活性剤を用いて、油中水型エマルションを形成し重合させる方法（特許第２６７６４８３号公報、特開平９−２０８８０２号公報等）等が適用できる。
【００２１】
これらの重合法のうち、後述する本発明における比（Ｍｗ／Ｍｎ）制御の観点から好ましいのは逆相懸濁重合法である。
該逆相懸濁重合法としては、例えば次の方法が挙げられる。すなわち、疎水性分散媒（ｂ）および分散剤（ｃ）を重合槽に仕込み、必要に応じて加熱しながら所定の重合温度（通常２０〜１００℃、好ましくは３０〜８０℃）に調整した後、槽内を不活性ガス（例えば窒素）で十分置換する。一方、水溶性不飽和モノマー（ａ）、ラジカル重合開始剤（ｄ）、および必要により水不溶性不飽和モノマー（ｘ）および／または架橋性モノマー（ｙ）を加えたモノマー水溶液を調製し、不活性ガスで十分置換した後、撹拌下で重合槽内に投入し、懸濁させながら重合させる。水溶液の投入方法としては、一括投入または滴下のいずれでもよい。また、その際モノマー水溶液としては、（ａ）、（ｄ）および必要により加える（ｘ）および／または（ｙ）の均一水溶液としてもよいし、別々の水溶液とした上で、滴下直前で混合してもよいし、別々に同時滴下してもよい。モノマー水溶液等を不活性ガスで置換する方法としては、モノマー水溶液等に不活性ガスをバブリング供給する方法、滴下ライン中でスタティックミキサー等によりブレンドする方法などが挙げられ、重合の均一性の観点からスタティックミキサーでブレンドする方法が好ましい。
【００２２】
本発明における疎水性分散媒（ｂ）は、水に対する溶解度（２０℃）が１ｇ／水１００ｇ未満である分散媒を意味する。
（ｂ）としては、炭化水素［脂肪族（Ｃ５〜１２、例えばｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ｎ−ノナン、ｎ−デカン）、脂環含有（Ｃ５〜１２、例えばシクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、メチルシクロヘキサン、シクロオクタン、デカリン）および芳香環含有（Ｃ６〜１２、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン）等］、ケトン［脂肪族（Ｃ３〜１０、例えばメチル−ｎ−プロピルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン）、脂環含有（Ｃ５〜１０、例えばシクロペンタノン、シクロヘキサノン）および芳香環含有（Ｃ８〜１３、例えばアセトフェノン、ベンゾフェノン）等］、エーテル［脂肪族（Ｃ４〜８、例えばジ−ｎ−プロピルエーテル、ジ−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル）、環状エーテル（Ｃ４〜１８、例えばテトラヒドロピリン）および芳香環含有エーテル（Ｃ７〜１２、例えばアニソール）等］、エステル［脂肪族エステル（Ｃ３〜１０、例えば酢酸ｎ−ブチル）、脂環含有エステル（Ｃ７〜１２、例えば酢酸シクロヘキシル、シクロヘキサンカルボン酸メチル）、芳香環含有エステル（Ｃ８〜１３、例えば安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸ｎ−ブチル、酢酸ベンジル、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジ−ｎ−ブチルフタレート）等］、およびこれらの混合物が挙げられる。
これらのうち、製造時の取り扱い、および重合時の温度制御の観点から、好ましいのは脂肪族および脂環含有炭化水素、さらに好ましいのはｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ｎ−ノナン、ｎ−デカン、シクロヘキサンおよびメチルシクロヘキサンである。
【００２３】
本発明における分散剤（ｃ）としては、分散粒子の粒子径制御を目的とする、種々の油溶性高分子物質が挙げられる。
（ｃ）としては、アルケンとα，β−不飽和多価カルボン酸（無水物）との共重合体またはその誘導体［例えば１−オレフィン（Ｃ１１〜１００）／（無水）マレイン酸共重合体］、長鎖アルキル基含有（メタ）アクリレート（共）重合物、変性（アミノ、カルボキシ、エポキシ、ヒドロキシおよびメルカプト変性等）シリコーン、セルロースエーテル（例えばエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース）、ショ糖脂肪酸エステル（Ｃ２２〜１２０、例えばショ糖ジステアレート、ショ糖トリステアレート）、ソルビタン脂肪酸エステル（Ｃ１６〜１２０、例えばソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレート）、（ポリ）グリセリン脂肪酸エステル（Ｃ１２〜１２０、例えばグリセリンモノステアレート）等が挙げられる。
これらのうち、製造時における装置への重合粒子付着防止の観点から好ましいのはショ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルである。
（ｃ）の使用量は、疎水性分散媒（ｂ）の重量に基づいて、通常２０％以下、（Ａ）の分散粒子の安定性および粒子径制御の観点から好ましくは０．０１〜１０％、さらに好ましくは０．０５〜５％である。
【００２４】
ラジカル重合開始剤（ｄ）としては、種々のもの、例えばアゾ化合物〔水溶性のもの［アゾビスアミジノプロパン（塩）、アゾビスシアノバレリン酸（塩）等］および油溶性のもの［アゾビスシアノバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル等］〕および過酸化物〔水溶性のもの［過酢酸、ｔ−ブチルパーオキサイド、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等］および油溶性のもの［ベンゾイルパーオキシド、クメンヒドロキシパーオキシド等］〕が挙げられる。なお、上記アゾ化合物における塩としては、無機酸（塩酸、硫酸、リン酸、硝酸等）塩およびアルカリ金属（リチウム、ナトリウム、カリウム等）塩、アンモニウム塩等が挙げられる。
上記過酸化物は還元剤と組み合わせてレドックス開始剤として用いてもよく、還元剤としては重亜硫酸塩（重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸カリウム、重亜硫酸アンモニウム等）
、還元性金属塩［硫酸鉄（ＩＩ）等］、遷移金属塩のアミン錯体［塩化コバルト（ＩＩＩ）のペンタメチレンヘキサミン錯体、塩化銅（ＩＩ）のジエチレントリアミン錯体等］、有機性還元剤〔アスコルビン酸、３級アミン［ジメチルアミノ安息香酸（塩）、ジメチルアミノエタノール等］等〕が挙げられる。
また、アゾ化合物、過酸化物およびレドックス開始剤はそれぞれ単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもいずれでもよい。
（ｄ）は、通常上記分散相（水溶液）に存在させるが、分散相（水溶液）および／または連続相（疎水性分散媒）のいずれに存在させてもよい。
【００２５】
（ｄ）の使用量は、最適な分子量を得るとの観点から、（Ａ）を構成するモノマーの全重量に基づいて、好ましい下限は０．００１％、さらに好ましくは０．００５％、とくに好ましくは０．０１％、最も好ましくは０．０２％、好ましい上限は１％、さらに好ましくは０．５％、とくに好ましくは０．１％、最も好ましくは０．０５％である。
【００２６】
本発明における分散相中のモノマーの合計濃度（以下、分散相濃度という場合がある。）は、分散相の重量に基づいて、生産性の観点から好ましくは２０％以上、さらに好ましくは２５％以上、とくに好ましくは３０％以上、装置への重合粒子付着防止の観点から好ましくは９０％以下、さらに好ましくは８５％以下、とくに好ましくは８０％以下である。
【００２７】
また、必要によりラジカル重合用連鎖移動剤（ｆ）を使用してもよい。（ｆ）としては、特に限定なく種々のもの、例えば、分子内に１個また２個以上のＯＨ基を有する化合物［１価アルコール（Ｃ１〜６０、例えばメタノール、エタノール、ｎ−およびｉ−プロパノール）、多価（２〜３またはそれ以上）アルコール（Ｃ２〜６０、例えばＥＧ、ＰＧ）、高分子ポリオール（ＧＭｎ２００〜１０，０００、例えばＰＥＧ、オキシエチレン／オキシプロピレンのブロックおよび／またはランダム共重合体］、分子内に１個または２個以上のアミノ基を有する化合物［Ｃ０〜６０、例えばアンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、トリエチルアミン、ｎ−およびｉ−プロパノールアミン］、次亜リン酸塩（次亜リン酸ナトリウム等）、分子内に１個または２個以上のチオール基を有する化合物（後述）等が挙げられる。
これらのうち、分子量制御の観点から好ましいのは分子内に１個または２個以上のチオール基を有する化合物である。
【００２８】
分子内に１個または２個以上のチオール基を有する化合物としては、以下のもの、これらの塩［アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン（Ｃ１〜２０、例えばメチルアミン、エタノールアミン）塩、無機酸（塩酸、硫酸、リン酸、硝酸等）塩等］、およびこれらの混合物が挙げられる。
（１）１価チオール
脂肪族チオール（Ｃ１〜２０、例えばメタンチオール、エタンチオール、プロパンチオール、ｎ−オクタンチオール、ｎ−ドデカンチオール、ヘキサデカンチオール、ｎ−オクタデカンチオール、２−メルカプトエタノール、メルカプト酢酸、３−メルカプトプロピオン酸、１−チオグリセロール、チオグリコール酸モノエタノールアミン、チオマレイン酸、メルカプトコハク酸、システイン、システアミン）、脂環含有チオール（Ｃ５〜２０、例えばシクロペンタンチオール、シクロヘキサンチオール）、芳香環含有チオール（Ｃ６〜１２、例えばベンゼンチオール、チオサリチル酸、チオクレゾール、チオキシレノール、チオナフトール）および芳香脂肪族チオール（Ｃ７〜２０、例えばα−トルエンチオール）が挙げられる。
【００２９】
（２）多価チオール
ジチオール［脂肪族ジチオール（Ｃ２〜４０、例えばエタンジチオール、ジエチレンジチオール、トリエチレンジチオール、ｎ−、ｉ−およびｓｅｃ−プロパンジチオール、１，３−および１，４−ブタンジチオール、１，６−ヘキサンジチオール、ネオペンタンジチオール）、脂環式ジチオール（Ｃ５〜２０、例えばシクロペンタンジチオール、シクロヘキサンジチオール）、芳香族ジチオール（Ｃ６〜１６、例えばベンゼンジチオール、ビフェニルジチオール）および芳香脂肪族ジチオール（Ｃ８〜２０、例えばキシレンジチオール）が挙げられる。
【００３０】
（ｆ）の使用量は、本発明の高分子凝集剤の最適な分子量を得るとの観点から、（ａ）、（ｘ）および（ｙ）の合計重量に基づいて、好ましい下限は０．０００１％、さらに好ましくは０．００１％、とくに好ましくは０．０１％、最も好ましくは０．０５％、好ましい上限は１０％、さらに好ましくは５％、とくに好ましくは３％、最も好ましくは１％である。
【００３１】
本発明におけるモノマー水溶液のｐＨは、特に限定されないが、高分子量化の観点から、好ましい下限は２、さらに好ましくは２．５、とくに好ましくは３、加水分解防止の観点から好ましい上限は８、さらに好ましくは７、とくに好ましくは６．５である。ｐＨ調整のために用いられるｐＨ調整剤としては特に限定はなく、モノマー水溶液がアルカリ性の場合は無機酸（硫酸、塩酸、リン酸、硝酸等）、無機固体酸性物質（酸性リン酸ソーダ、酸性ぼう硝、塩化アンモン、硫安、重硫安、スルファミン酸等）および有機酸（Ｃ２〜２０、例えばシュウ酸、こはく酸、リンゴ酸）が挙げられ、モノマー水溶液が酸性の場合は無機アルカリ性物質（水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等）および有機アルカリ性物質（グアニジン等）が挙げられる。
なお、ここにおけるｐＨは、モノマー水溶液の原液をｐＨメーター［例えば、商品名「ＬＡＢｐＨメーターＭ−１２」、（株）堀場製作所製］を用いて室温（２０℃）で測定される値である。
【００３２】
逆相懸濁重合の重合温度（℃）は、重合中でのモノマー濃度の変化防止の観点から、疎水性分散媒の沸点未満にすることが好ましい。分散媒の沸点以上になると、分散媒濃度が変化するので均一な粒度にすることが困難になる。また、水が共沸する場合は、系中のモノマー濃度が変化してＭｗ／Ｍｎが大きくなるので好ましくない。重合温度としては、重合速度の観点から、好ましい下限は１０、さらに好ましくは３０、とくに好ましくは４０、最も好ましくは５０、分子量および分散粒子安定性の観点から好ましい上限は９５、さらに好ましくは８０、とくに好ましくは７０、最も好ましくは６０である。また、重合中は所定重合温度を一定（例えば、所定重合温度±５℃）に保つように、適宜加熱、冷却して調節することが好ましい。
重合温度を一定に保つために、予め所定重合温度に温調した分散媒に撹拌下でモノマーを随時滴下してもよい。その際の滴下時間は、モノマー濃度、および重合反応発熱量により異なるが、通常０．５〜２０時間、好ましくは１〜１０時間である。
【００３３】
重合反応の終了は、重合による発熱がなくなった点で確認できるが、重合時間は、通常発熱により重合開始を確認した時点から１〜２４時間、重合を完結し、残存モノマーを減少させるとの観点から好ましい下限は２時間、さらに好ましくは３時間、工業上の観点か
ら好ましい上限は１２時間、さらに好ましくは１０時間である。モノマーを随時滴下する場合は滴下終了後から上記時間重合することが好ましい。
上記のモノマー濃度、重合温度、重合時間は、モノマー組成、重合法、開始剤種類などによって適宜調整することができる。
【００３４】
重合時の圧力［ｋＰａ（絶対圧力）、以下数値のみを示す。］は、特に限定されないが、通常大気圧下で行う。重合時のモノマー濃度が変化しない観点から、好ましくは重合温度で疎水性分散媒（ｂ）が沸騰しない圧力および（ｂ）と水とが共沸しない圧力が好ましく、特に低沸点溶媒を使用する際には、圧力を高くして沸点未満にすることが好ましい。 圧力の好ましい下限は５０、さらに好ましくは７０、とくに好ましくは９０、好ましい上限は１，０００、さらに好ましくは５００、とくに好ましくは３００である。
【００３５】
また、本発明における（共）重合体（Ａ）は、さらに変性反応させてもよい。ポリマー変性方法としては、例えば、水溶性不飽和モノマー（ａ）として加水分解性官能基を分子内に有するアクリルアミドを使用した場合、重合時または重合後に苛性アルカリ（水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等）または炭酸アルカリ（炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等）を添加して、（ａ）のアミド基を部分的に加水分解してカルボキシル基を導入する方法（特開昭５６−１６５０５号公報等）；ホルムアルデヒド、ジアルキルアミン（Ｃ１〜１２）およびハロゲン（塩素、臭素、ヨウ素等）化アルキル（Ｃ１〜１２）（メチルクロライド、エチルクロライド等）を加え、マンニッヒ反応によって部分的にカチオン性基を導入する方法；アクリロニトリル等のニトリル基と、ビニルホルムアミドなどの加水分解により得られるアミノ基との閉環反応により分子内にアミジン環を形成させる方法（特開平５−１９２５１３号公報等）；および重合後に前記の架橋性モノマー（ｙ）を添加して架橋反応させる方法（特許３３０５６８８号公報等）等が挙げられる。
【００３６】
本発明における（Ａ）の固有粘度［η］（１Ｎ−ＮａＮＯ3水溶液中３０℃での測定値、単位はｄｌ／ｇ。以下同じ。）は１〜４０、好ましくは４〜３０、さらに好ましくは６〜２５、とくに好ましくは８〜２０、最も好ましくは９．５〜１８である。固有粘度が１未満では凝集性能が悪くなり、４０を超えると凝集速度が低下する。
【００３７】
本発明における（Ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）は、固有粘度から換算して求められるもので、ポリアクリルアミド系高分子の粘度式：［η］＝３．７３×１０-4Ｍｗ0.66［ラジカル重合ハンドブック、（株）エヌ・ティー・エス刊、５５８頁（１９９９）］からＭｗを求めることができる。該式によれば（Ａ）が非イオン性のポリアクリルアミドだけでなく、カチオン性、アニオン性、両性高分子についてもＭｗを求めることができる。
【００３８】
（Ａ）の数平均分子量（Ｍｎ）は、メンブラン式浸透圧測定法により求められるもので、理想溶液の場合、ファントホッフの式：πＶ＝ｗＲＴ／Ｍ（π：浸透圧、Ｖ：体積、ｗ：質量、Ｒ：気体定数、Ｔ：絶対温度、Ｍ：数平均分子量）より、Ｃm（体積モル濃度）＝ｗ／（ＭＶ）と置き換えると、π＝ＣmＲＴとなる。ここで、本発明のような高分子量のものを測定する場合、補正する必要があり、補正式π＝ＣmＲＴ＋αＣm2より、π／Ｃm＝ＲＴ＋αＣm となる。（α：濃度に依存しない定数）
ここで、濃度Ｃを容量当たりのｇ数で表すとき、Ｃm＝Ｃ／Ｍを代入すればよいので、上式はπ／Ｃ＝ＲＴ／Ｍ＋（α／Ｍ2）Ｃとなる。
濃度を変えて浸透圧を測定することにより、グラフにＣとπ／ＣをそれぞれＸ軸、Ｙ軸としてプロットした場合にその延長線がＹ軸（π／Ｃ）を横切る点を求めれば、その高さがＲＴ／Ｍに相当するため、そこから無限希釈溶液における（Ａ）のＭ、すなわち本発明におけるＭｎを求めることができる。通常測定温度は３７℃、気体定数Ｒは８．３１Ｐａ・ｍ3／ｍｏｌ・Ｋを使用する。
【００３９】
本発明における（Ａ）の分子量分布を表すＭｗ／Ｍｎは、１〜５０、好ましくは５〜４５、さらに好ましくは１０〜４０、とくに好ましくは１２〜３５である。Ｍｗ／Ｍｎが１未満には原理上なり得ず、５０を超えると凝集性能が悪くなる。
【００４０】
本発明におけるＭｗ／Ｍｎは、重合温度、乾燥温度のコントロール、重合時のモノマー濃度を適正な濃度で一定に保つこと、具体的には重合温度および圧力を調整して沸点未満の疎水性分散媒の存在下で逆相懸濁重合させることにより低減することができ、これにより上記範囲のＭｗ／Ｍｎとすることができる。
【００４１】
本発明の高分子凝集剤は、製造直後は含水ゲル粒子の状態で得られるが、さらに脱水することによって固形粒子状の高分子凝集剤を得ることができる。
脱水方法としては、特に限定されないが、重合後、熱風乾燥、赤外線乾燥、間接加熱乾燥（真空乾燥、撹拌型の乾燥機、ドラムドライヤー）等の乾燥方法により脱水する方法、疎水性分散媒中で共沸させて減圧脱水させる方法等が考えられる。またこれらの方法は任意に併用することができる。局部加熱による架橋防止の観点から真空乾燥および疎水性分散媒中で共沸させ減圧脱水させる方法が好ましい。乾燥温度（℃）としては、通常２０〜２００、乾燥速度の観点から好ましい下限は３０、さらに好ましくは４０、架橋防止の観点から好ましい上限は１５０、さらに好ましくは１２０である。
【００４２】
本発明の高分子凝集剤粒子の重量平均粒径（μｍ）は、使用時における発塵防止の観点から、好ましい下限は１５０、さらに好ましくは２００、とくに好ましくは２５０、最も好ましくは３００、水への溶解性の観点から好ましい上限は２，０００、さらに好ましくは１，７００、とくに好ましくは１，４００、最も好ましくは１，０００である。
該重量平均粒径（μｍ）は、ロータップ試験篩振とう機およびＪＩＳ Ｚ８８０１−２０００に規定された標準篩を用いて、ペリーズ・ケミカル・エンジニアーズ・ハンドブック第６版（マックグローヒル・ブック・カンパニー刊、１９８４、２１頁）に記載の方法で求めることができる。
即ち、適当な目開きの上記標準篩、例えば目開きが２、１．７、１．４、１．１８、１１．０ｍｍ、８５０、７１０、５００、４２５、３５５、３００、２５０、１８０および１５０μｍの標準篩上にそれぞれ該高分子凝集剤粒子５０．０ｇをとり、ロータップ試験篩振とう機［例えば、（株）飯田製作所製］で１分間振とうし、各篩上に残った試料を計量する。結果を対数確率紙にプロットし、重量が５０％の時の粒径（メジアン径）を重量平均粒径とする。
【００４３】
下水汚泥においては、懸濁粒子の大きさが比較的大きく、また水中における懸濁粒子表面がマイナス荷電を有していることから、脱水用高分子凝集剤としてはカチオン性または両性高分子凝集剤、およびこれらの混合物が好ましい。
廃水においては、溶解性有機物などを処理するために無機凝集剤を添加することが多く、その場合、懸濁粒子表面は無機凝集剤で覆われているためプラス荷電を有していることから、凝集沈殿処理用高分子凝集剤としては、アニオン性またはノニオン性、およびこれらの混合物が好ましい。
石油の３次回収用としては、比較的大きな分子量を有するものが使用され、アニオン性またはノニオン性、およびこれらの混合物が好ましい。
製紙工程での濾水歩留向上用または紙力増強用としては、カチオン性または両性高分子凝集剤、およびこれらの混合物が好ましい。
【００４４】
ここで、カチオン性高分子凝集剤とは、分子内にカチオン性基を有する高分子凝集剤、すなわち水に溶解した際にカチオン性を示す高分子凝集剤であり、また両性高分子凝集剤とは、分子内にカチオン性基およびアニオン性基を有する高分子凝集剤、すなわち水に溶解した際にカチオン性およびアニオン性を示す高分子凝集剤である。これらの高分子凝集剤の水中におけるカチオン性またはアニオン性の評価方法については、コロイド当量値（ｍｅｑ／ｇ）として求めることができる。すなわち、カチオン性凝集剤中のカチオン性基当量値はカチオンコロイド当量値として求めることができ、両性凝集剤中のカチオン性基当量値およびアニオン性基当量値は、それぞれカチオンコロイド当量値、アニオンコロイド当量値として求めることができる。
【００４５】
本発明の高分子凝集剤がカチオン性高分子凝集剤の場合、該凝集剤中のカチオンコロイド当量値（ｍｅｑ／ｇ）は、凝集性能の観点から好ましい下限は０．１、より好ましくは０．５、さらに好ましくは１．０、とくに好ましくは１．５、最も好ましくは２．０、凝集性能の観点から好ましい上限は７．０、より好ましくは６．０、さらに好ましくは５．５、とくに好ましくは５．２、最も好ましくは５．０である。
また本発明の高分子凝集剤が両性高分子凝集剤の場合、該凝集剤中のカチオンコロイド当量値（ｍｅｑ／ｇ）は、凝集性能の観点から好ましい下限は０．１、より好ましくは０．５、さらに好ましくは１．０、とくに好ましくは１．５、最も好ましくは２．０、凝集
性能の観点から好ましい上限は７．０、より好ましくは６．０、さらに好ましくは５．５、とくに好ましくは５．２、最も好ましくは５．０であり；アニオンコロイド当量値（ｍｅｑ／ｇ）は、凝集性能の観点から好ましい下限は−１３．０、より好ましくは−１０．０、さらに好ましくは−８．０、とくに好ましくは−５．０、最も好ましくは−３．０、凝集性能の観点から好ましい上限は−０．０５、より好ましくは−０．１、さらに好ましくは−０．３、とくに好ましくは−０．５、最も好ましくは−１．０である。
【００４６】
コロイド当量値は以下に示すコロイド滴定法により求めることができる。なお、以降の測定は室温（約２０℃）下で行う。
（１）測定試料（高分子凝集剤の５０ｐｐｍ水溶液）の調製
試料０．２ｇ（固形分含量換算したもの）を精秤し、２００ｍｌの三角フラスコにとり、全体の重量（試料とイオン交換水の合計重量）が１００ｇとなるようにイオン交換水を加えた後、マグネチックスターラー（長さ４０ｍｍ、直径５ｍｍの円筒状マグネット、回転数１，０００ｒｐｍ）で、３時間撹拌して完全に溶解させ、０．２重量％の高分子凝集剤溶液を調製する。５００ｍｌのビーカーに該調製溶液１０ｍｌをとり、全体の重量（溶液１０ｍｌとイオン交換水の合計重量）が４００ｇとなるようにイオン交換水を加え、再度マグネチックスターラー（１，０００〜１，２００ｒｐｍ）で、３０分間撹拌して、均一な測定試料とする。
なお、高分子凝集剤の固形分含量は、試料約１．０ｇをシャーレ（直径１００ｍｍ、深さ１０ｍｍ）に秤量（Ｗ１）して、循風乾燥機中、１０５±５℃で９０分間乾燥させた後の残存重量を（Ｗ２）として、次式から算出した値である。
固形分含量（重量％）＝（Ｗ２）×１００／（Ｗ１）
（２）カチオンコロイド当量値の測定
測定試料１００ｇを２００ｍｌのコニカルビーカーにとり、マグネチックスターラー（５００ｒｐｍ）で撹拌しながら徐々に０．５重量％硫酸水溶液を加え、ｐＨ３に調整する。次にトルイジンブルー指示薬（ＴＢ指示薬）を２〜３滴加え、Ｎ／４００ポリビニル硫酸カリウム（Ｎ／４００ＰＶＳＫ）試薬で滴定する。滴定速度は２ｍｌ／分とし、測定試料が青から赤紫色に変色し、赤紫色が３０秒間保持される時点を終点とする。
（３）アニオンコロイド当量値の測定
測定試料１００ｇを２００ｍｌのコニカルビーカーにとり、マグネチックスターラー（５００ｒｐｍ）で撹拌しながら、Ｎ／１０水酸化ナトリウム水溶液０．５ｍｌを加え、さらにＮ／２００メチルグリコールキトサン水溶液５ｍｌを加えた後、５分間撹拌する（その時のｐＨ約１０．５）。ＴＢ指示薬を２〜３滴加え、上記（２）と同様にして滴定する。
（４）空試験
測定試料の代わりにイオン交換水１００ｇを用いる以外は（２）および（３）と同様の操作を行う。
（５）計算方法
カチオンまたはアニオンコロイド当量値（ｍｅｑ／ｇ）＝（１／２）×（試料の滴定量
−空試験の滴定量）×（Ｎ／４００ＰＶＳＫの力価）
【００４７】
本発明の高分子凝集剤は必要に応じ、本発明の効果を阻害しない範囲で、消泡剤（Ｂ１）、キレート化剤（Ｂ２）、ｐＨ調整剤（Ｂ３）、界面活性剤（Ｂ４）、ブロッキング防止剤（Ｂ５）、酸化防止剤（Ｂ６）、紫外線吸収剤（Ｂ７）および防腐剤（Ｂ８）からなる群から選ばれる添加剤（Ｂ）を併用することができる。
【００４８】
消泡剤（Ｂ１）としては、シリコーン化合物［ＧＭｎ１００〜１００，０００、例えばジメチルポリシロキサン］、鉱物油（スピンドル油、ケロシン等）、金属石ケン（Ｃ１２〜２２、例えばステアリン酸カルシウム）等；
キレート化剤（Ｂ２）としては、アミノカルボン酸（Ｃ６〜２４、例えばエチレンジアミンテトラ酢酸、ジエチレントリアミンペンタ酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミントリ酢酸、ニトリロトリ酢酸およびトリエチレンテトラミンヘキサ酢酸）、多価カルボン酸［Ｃ４以上かつＧＭｎ１０，０００以下、例えばマレイン酸、ポリアクリル酸（ＧＭｎ１，０００〜１０，０００）およびイソアミレン／マレイン酸共重合体（ＧＭｎ１，０００〜１０，０００）］、ヒドロキシカルボン酸（Ｃ３〜１０、例えばクエン酸、グルコン酸、乳酸およびリンゴ酸）、縮合リン酸（トリポリリン酸、トリメタリン酸等）およびこれらの塩［アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アルキルアミン（Ｃ１〜２０、例えばメチルアミン、エチルアミン、オクチルアミン等）塩およびアルカノールアミン（Ｃ２〜１２、例えばモノ−、ジ−およびトリエタノールアミン等）塩］等；
【００４９】
ｐＨ調整剤（Ｂ３）としては、苛性アルカリ（苛性ソーダ、苛性カリ等）、アミン（Ｃ１〜２０、例えばメチルアミン、エチルアミン、モノ−、ジ−およびトリエタノールアミン）、無機酸（塩）〔無機酸（塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、スルファミン酸、炭酸等）、およびこれらの金属［アルカリ金属、アルカリ土類金属等］塩（炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸水素ナトリウム、リン酸１ナトリウム等）およびアンモニウム塩（炭酸アンモン、硫酸アンモン等）等〕、有機酸（塩）〔有機酸［カルボン酸（Ｃ２〜１５、例えば酢酸、クエン酸）、スルホン酸（Ｃ１〜１５、例えばメタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸）およびフェノール］、およびこれらの金属（上記に同じ）塩（酢酸ソーダおよび乳酸ソーダ）およびアンモニウム塩（酢酸アンモニウム、乳酸アンモニウム等）等〕等；
【００５０】
界面活性剤（Ｂ４）としては、米国特許第４３３１４４７号明細書記載の界面活性剤、例えばポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルおよびジオクチルスルホコハク酸ソーダ；ブロッキング防止剤（Ｂ５）としては、ポリエーテル変性シリコーンオイル（ＧＭｎ１００〜３，０００）、例えばポリオキシエチレン変性シリコーンおよびポリオキシエチレン／ポリオキシプロピレン変性シリコーン］；
【００５１】
酸化防止剤（Ｂ６）としては、フェノール化合物［ハイドロキノン、メトキシハイドロキノン、カテコール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール（ＢＨＴ）および２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）等］、含硫化合物〔チオ尿素、テトラメチルチウラムジサルファイド、ジメチルジチオカルバミン酸およびその塩［例えば金属（上記に同じ）塩およびアンモニウム塩等］、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、２−メルカプトベンゾチアゾールおよびその塩（上記に同じ）、ジラウリル３，３’−チオジプロピオネート（ＤＬＴＤＰ）およびジステアリル３，３’−チオジプロピオネート（ＤＳＴＤＰ）等〕、含リン化合物［トリフェニルホスファイト、トリエチルホスファイト、亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸ナトリウム、トリフェニルホスファイト（ＴＰＰ）およびトリイソデシルホスファイト（ＴＤＰ）等］および含窒素化合物［アミン（オクチル化ジフェニルアミン、Ｎ−ｎ−ブチル−ｐ−アミノフェノールおよびＮ，Ｎ−ジイソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン等）、尿素、グアニジンおよびグアニジンの無機酸（上記に同じ）塩］等；
【００５２】
紫外線吸収剤（Ｂ７）としては、ベンゾフェノン化合物（２−ヒドロキシベンゾフェノン、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン等）、サリチレート化合物（フェニルサリチレート、２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル−３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート等）、ベンゾトリアゾール化合物［（２’−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール等］およびア
クレート［エチル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレート、メチル−２−カルボメトキシ−３−（パラメトキシベンジル）アクリレート等］等；
防腐剤（Ｂ８）としては、安息香酸、パラオキシ安息香酸エステルおよびソルビン酸等が挙げられる。
【００５３】
上記（Ｂ）は、重合前のモノマー水溶液中に予め添加しても、製造後のポリマー中に添加してもよい。（Ｂ）全体の使用量は、モノマーまたはポリマー重量に基づいて、通常３０％以下、凝集性能の観点から好ましくは０〜１０％である。
（Ｂ１）〜（Ｂ８）の各添加剤の使用量は、上記と同様の重量に基づいて、（Ｂ１）は通常５％以下、好ましくは１〜３％、（Ｂ２）は通常２０％以下、好ましくは２〜１０％、（Ｂ３）は通常１０％以下、好ましくは１〜５％、（Ｂ４）および（Ｂ５）はそれぞれ通常５％以下、好ましくは１〜３％、（Ｂ６）、（Ｂ７）および（Ｂ８）はそれぞれ通常５％以下、好ましくは０．１〜２％である。
【００５４】
本発明の高分子凝集剤を下水汚泥、廃水等（以下、下水汚泥等と略記）に添加する方法としては、特に限定はなく、例えば特許第１３１１３４０号公報または特許第２０３８３４１号公報等に記載の方法が挙げられる。
本発明の高分子凝集剤の使用量は、下水汚泥等の種類、懸濁粒子の含有量、高分子凝集剤の分子量等により異なるが、特に限定はなく、下水汚泥等中の蒸発残留物重量（以下、ＴＳと略記）に基づいて、通常０．０１〜１０％、凝集性能の観点から好ましい下限は０．１％、さらに好ましくは０．５％、とくに好ましくは１％、処理費用の観点から好ましい上限は５％、さらに好ましくは３％、とくに好ましくは２％である。
【００５５】
本発明の高分子凝集剤の使用方法としては、十分な凝集性能の観点から水溶液にした後に下水汚泥等に添加するのが好ましいが、高分子凝集剤を固体の状態で直接下水汚泥等に添加することもできる。高分子凝集剤を水溶液として用いる場合の濃度は、取り扱い上および溶解速度の観点から好ましくは０．０５〜１重量％である。
高分子凝集剤の溶解方法としては、特に限定されることはなく、例えば予め秤り取った水をジャーテスターなどの撹拌装置を用いて撹拌しながら所定量の高分子凝集剤を徐々に加え、数時間（約２〜４時間程度）かけて溶解させる方法等が採用できる。粉末状の高分子凝集剤を水に溶解させる際に、所定量の高分子凝集剤を一気に加える方法はままこを生じ、完全に水に溶解させることが困難となることから好ましくない。
【００５６】
本発明の高分子凝集剤を石油の３次回収用として使用する際には、通常水溶液として使用される。該ポリマー水溶液の濃度（重量％）は、通常０．００１〜３％、増粘効果および送液可能な粘度の観点から好ましくは０．００５〜１％、さらに好ましくは０．０１〜０．５％である。
【００５７】
本発明の高分子凝集剤を下水汚泥等に適用する際、下水汚泥等が有機性の汚泥や嫌気性菌処理汚泥である場合は、汚泥粒子の荷電中和の観点から無機および／または有機凝結剤を併用するのが好ましい。
無機凝結剤としては、硫酸バンド、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、ポリ硫酸鉄、消石灰等；有機凝結剤としては、アニリン−ホルムアルデヒド重縮合物塩酸塩、ポリビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチルジ（メタ）アリルアンモニウムクロライド、（メタ）アリルアミンまたはジ（メタ）アリルアミン−マレイン酸共重合体、（メタ）アリルアミンまたはジ（メタ）アリルアミン−シトラコン酸共重合体、（メタ）アリルアミンまたはジ（メタ）アリルアミン−イタコン酸、（メタ）アリルアミンまたはジ（メタ）アリルアミン−フマル酸共重合体等が挙げられる。
無機および／または有機凝結剤を併用する場合は、本発明の高分子凝集剤に予めこれらを添加した混合物で下水汚泥等を処理するか、下水汚泥等に予め無機凝結剤および／または有機凝結剤を添加して一次凝集させた後、本発明の高分子凝集剤を添加して処理するかいずれでもよいが、フロックの強度の観点から好ましいのは後者の方法である。
【００５８】
無機凝結剤および／または有機凝結剤を併用する場合の使用量は、下水汚泥等の種類、懸濁粒子の大きさ、用いる凝結剤の種類などによって異なるが、特に限定はなく、下水汚泥等中のＴＳに基づいて、無機凝結剤では通常２０％以下、凝結性能の観点から好ましい下限は０．５％、さらに好ましくは１％、とくに好ましくは１．５％、凝結性能の観点から好ましい上限は１０％、さらに好ましくは５％、とくに好ましくは３％であり、有機凝結剤では通常１％以下、凝結性能の観点から好ましい下限は０．０１％、さらに好ましくは０．０２５％、とくに好ましくは０．０５％、凝結性能の観点から好ましい上限は０．５％、さらに好ましくは０．２％、とくに好ましくは０．１５％である。
【００５９】
本発明の高分子凝集剤の添加の際には、下水汚泥等のｐＨを予め調整しておいてもよい。ｐＨの調整範囲は通常３〜８、加水分解防止の観点から好ましい下限は３．５、さらに好ましくは４、とくに好ましくは４．５、溶解性の観点から好ましい上限は７、さらに好ましくは６、とくに好ましくは５．５である。
ｐＨの調整方法としては、特に限定されることはなく、無機酸（硫酸、塩酸、リン酸、硝酸等）等の酸性物質や苛性アルカリ（水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等）等のアルカリ性物質を用いる方法が挙げられる。また、前記の無機または有機凝結剤を下水汚泥等に予め加えることで、上記ｐＨに調整することもできる。
【００６０】
また、本発明の高分子凝集剤を下水汚泥等に添加して形成されたフロックの脱水方法（固液分離法）としては、遠心脱水、ベルトプレス脱水、フィルタープレス脱水およびキャピラリー脱水等の種々の脱水法が適用できる。これらのうち、本発明の高分子凝集剤の特異的な凝集性能である高フロック強度の観点から好ましいのは、遠心脱水、ベルトプレス脱水およびフィルタープレス脱水である。
【００６１】
以下実施例をもって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の部は重量部、％は重量％を表す。
高分子凝集剤の固有粘度［η］、固形分含量および重量平均粒径は、前記の方法によって測定し、その他の評価項目は下記のとおりである。
＜水不溶解分量（重量％）＞
１Ｌのビーカーに０．１重量％の塩化ナトリウム水溶液５００ｇを入れ、該水溶液中に２．５ｇの試料を加えて、長さ５０ｍｍ、幅２０ｍｍの撹拌翼を取り付けたモーターにて２時間撹拌し溶解させる。予め秤量した１００μｍのメッシュで溶解液をろ過する。残渣をメッシュとともにアルミ皿にのせて、１２０℃の循風乾燥機で２時間乾燥させる。下記の計算式で求めた値を水不溶解分量（重量％）とする。
水不溶解分量＝ １００×［乾燥後の残渣重量（ｇ）］／［溶解時の試料重量（ｇ）］
【００６２】
なお、下水汚泥等中のＴＳ、浮遊物質（ＳＳ）、有機分（強熱減量）は、「下水試験方法」（日本下水道協会、１９８４年度版）記載の分析方法に準じて行った。また、本実施例中のフロック粒径、ろ液量、ろ布剥離性、ケーキ含水率および凝沈試験は以下の方法に従って性能評価した。
＜フロック粒径＞
ジャーテスター［宮本理研工業（株）製、形式ＪＭＤ−６ＨＳ−Ａ、以下同じ。］に板状の塩ビ製撹拌羽根（直径５ｃｍ、高さ２ｃｍ、厚さ０．２ｃｍ）２枚を十字になるように上下に連続して撹拌棒に取り付け、汚泥２００ｍｌを３００ｍｌのビーカーに取り、ジャーテスターにセットする。ジャーテスターの回転数を１２０ｒｐｍにし、徐々に汚泥を撹拌しながら、所定の濃度の高分子凝集剤の水溶液を所定の方法で添加し、３０秒間撹拌した後、撹拌を止めフロックの大きさを目視にて観察する［回転数１２０ｒｐｍでのフロック粒径（単位ｍｍ）を表２に示す］。
続いて回転数を３００ｒｐｍにセットし、さらに３０秒間撹拌した後、撹拌を止めフロックの大きさを再度目視にて観察する［回転数３００ｒｐｍでのフロック粒径（単位ｍｍ）を表２に示す］。
【００６３】
＜ろ液量＞
Ｔ−１１８９のナイロン製ろ布［敷島カンバス（株）製、円形状、直径９ｃｍ］、ヌッチェ漏斗、３００ｍｌが測れるメスシリンダーをセットし、上記フロック粒径試験後の汚泥を一気に投入して濾過し、ストップウォッチを用いて投入直後から６０秒後のろ液量を測定する。
＜ろ布剥離性＞
濾過した汚泥の一部をスパーテルで取り出し、プレスフィルター試験機を用いて脱水試験（２ｋｇ／ｃｍ2、６０秒）を行い、試験後のろ布からの脱水ケーキの剥離性を下記の
基準に従って評価する。
◎：非常に剥がれやすい（ろ布付着物ほとんどなし）
○：剥がれやすい （わずかにろ布付着物あり）
△：多少剥がれにくい （ろ布付着物あり、わずかにろ布内部まで付着）
×：剥がれにくい （ろ布内部まで付着）
【００６４】
＜ケーキ含水率＞
上記ろ布剥離性試験後の脱水ケーキ約３ｇをシャーレに秤量（Ｗ３）して、循風乾燥機中で完全に水分が蒸発するまで（例えば、１０５±５℃で８時間）乾燥させた後、シャーレ上に残った乾燥ケーキの重量を（Ｗ４）として、次式からケーキ含水率を算出する。
ケーキ含水率（重量％）＝［（Ｗ３）−（Ｗ４）］×１００／（Ｗ３）
＜凝沈試験（沈降速度、濁度、ＣＯＤ）＞
廃水３００ｍＬを栓付き３００ｍＬメスシリンダー（沈降管）に入れ、これに所定の濃度の高分子凝集剤の水溶液を室温にて所定量添加する 。次にこの沈降管を１０回転倒させて廃水と高分子凝集剤の水溶液とを混合させ、フロックを形成させた後、沈降管を静置してフロック層の界面の沈降速度（単位ｃｍ／ｓ）を測定する。また、そのときの処理水上澄み液の濁度を目視で判定（評価基準は下記）、ＪＩＳ Ｋ−０１０２（１９９８年度版）に記載のＣＯＤMn分析方法に準じてＣＯＤを測定する。
（濁度の評価基準）
○：濁りなし
△：やや濁り大
×：濁り大
【００６５】
実施例１
Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド塩の７０％水溶液８３９部、アクリルアミド５０％水溶液１０８部、イオン交換水３３３部、メルカプト酢酸０．３３部の混合液を室温（２０〜２５℃）で調製した。さらに硫酸を用いてモノマー水溶液のｐＨ（２０℃）をｐＨメーターで監視しながら３．０に調整した。得られた混合液を十分に窒素（純度９９．９９９％以上。以下同じ。）で置換（溶存酸素濃度１００ｐｐｂ以下）した後、アゾビスアミジノプロパン塩酸塩の１０％水溶液１．９４部を加えて均一溶液とし、モノマー水溶液を調製した。
別に還流脱水配管、滴下漏斗、窒素導入管および撹拌翼（マックスブレンド翼）を備えた反応槽にｎ−デカン１，２８２部を仕込んだ後、これに分散剤として、アルケン（Ｃ３０以上）と無水マレイン酸の共重合体［商品名「ダイヤカルナ３０」、三菱化学（株）製］１２．８部を加えて、撹拌翼を３４０ｒｐｍの回転数にて撹拌しながら、反応槽内を窒素置換（気相酸素濃度１０ｐｐｍ以下）した後、５７℃まで昇温した。５７℃に到達後、常圧条件下（１０３ｋＰａ）で、予め滴下漏斗内に仕込んだ前述のモノマー水溶液を反応槽中に６０分間かけて全量投入し、投入完了後１８０分間５７℃で撹拌を継続し逆相懸濁重合させた。
重合後、ポリマーを５０℃にて減圧（３ｋＰａ）により共沸脱水した後、スラリーを、減圧濾過機に供給し固液分離を行った後、減圧乾燥機中（１．３ｋＰａ、４０℃×２時間）で乾燥し、共重合体からなる高分子凝集剤（Ａ１）６８８部を得た（固形分含量９３．２％）。
【００６６】
実施例２
実施例１において、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド塩の７０％水溶液８３９部の代わりにＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド塩の６４％水溶液９０４部を用い、アクリルアミド５０％水溶液１０８部、イオン交換水３３３部およびメルカプト酢酸０．３３部を用いないこと以外は実施例１と同様にして、重合体からなる高分子凝集剤（Ａ２）６１９部（固形分含量９３．５％）を得た。
【００６７】
実施例３
実施例１において、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド塩の７０％水溶液８３９部の代わりにＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド塩の６４％水溶液３４４部 、アクリルアミドの５０％水溶液１０８部の代わりに同６０３部、イオン交換水３３３部の代わりに同３５７部、メルカプト酢酸０．３３部の代わりに同２．６０部を用いた以外は実施例１と同様にして、共重合体からなる高分子凝集剤（Ａ３）５５６部（固形分含量９３．８％）を得た。
【００６８】
実施例４
実施例１において、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド塩の７０％水溶液８３９部、アクリルアミドの５０％水溶液１０８部、イオン交換水３３３部の代わりに、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド塩の７０％水溶液１５２部 、アクリルアミドの５０％水溶液４６９部、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド塩の６４％水溶液２６８部、アクリル酸５９．４部、イオン交換水４６９．７部を用い、メルカプト酢酸０．３３部の代わりに同０．５７部を用い、アゾビスアミジノプロパン塩酸塩の１０％水溶液１．９４部の代わりに同１．７部を用い、さらにリン酸１ナトリウム１１．４部を用いた以外は実施例１と同様にして、共重合体からなる高分子凝集剤（Ａ４）６３３部（固形分含量９２．１％）を得た。
【００６９】
実施例５
実施例１において、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド塩の７０％水溶液８３９部、アクリルアミドの５０％水溶液１０８部、イオン交換水３３３部の代わりに、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド塩の７０％水溶液３６３部 、アクリルアミドの５０％水溶液２６２部、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド塩の６４％水溶液８５．３部、アクリル酸１３２部を用い、メルカプト酢酸０．３３部の代わりに同３．２２部を用い、さらにリン酸１ナトリウム１１．４部を用いた以外は実施例１と同様にして、共重合体からなる高分子凝集剤（Ａ５）６２２部（固形分含量９３．７％）を得た。
【００７０】
実施例６
実施例１において、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド塩の７０％水溶液８３９部、アクリルアミドの５０％水溶液１０８部、イオン交換水３３３部、メルカプト酢酸０．３３部の代わりに、アクリルアミドの５０％水溶液７６６部、アクリル酸１３０部、４８％水酸化ナトリウム水溶液１５２部、イオン交換水２２２部、メルカプトエチルアミン１．９５部、リン酸１ナトリウム１１．４部を用い、さらに水酸化ナトリウムを用いてモノマー水溶液のｐＨ（２０℃）をｐＨメーターで監視しながら６．５に調整した以外は実施例１と同様にして、共重合体からなる高分子凝集剤（Ａ６）５５９部（固形分含量９３．７％）を得た。
【００７１】
実施例７
実施例６において、アクリルアミドの５０％水溶液７６６部の代わりに同６１２部、アクリル酸１３０部の代わりに同２０７部、イオン交換水２２２部の代わりに同２９９部、メルカプトエチルアミン１．９５部の代わりに同１．１７部を用いた以外は実施例６と同様にして、共重合体からなる高分子凝集剤（Ａ７）５６４部（固形分含量９２．８％）を得た。
【００７２】
比較例１
Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド塩の７０％水溶液８３９部、アクリルアミド５０％水溶液１０８部、イオン交換水３３３部を配合して室温（２０〜２５℃）でモノマー水溶液を調製した。さらに硫酸を用いてモノマー水溶液のｐＨ（２０℃）をｐＨメーターで監視しながら３．０に調整した。このモノマー水溶液を１０℃に調整した後、断熱反応容器に仕込み、重合槽内を十分に窒素置換（気相酸素濃度１０ｐｐｍ以下）した。窒素置換後、アゾビスアミジノプロパン塩酸塩の５％水溶液１１．３部、過酸化水素０．１％水溶液０．９部、アスコルビン酸０．１％水溶液０．８部を添加した。約１０分後に液温上昇が始まり、反応系は次第に増粘しゲル状の重合物が得られた。発熱が認められなくなった時点でその温度で保持し、７時間後にゲルを細断（１ｍｍ角）し、１００℃の熱風で５時間乾燥させた後、ミキサーにて粉砕し、粉末状の共重合体（比Ａ１）からなる高分子凝集剤６９１部（固形分含量９２．８％）を得た。
【００７３】
比較例２〜７
比較例１において、モノマー水溶液として実施例２〜７と同じものを使用した以外は比較例１と同様にして、それぞれ共重合体からなる高分子凝集剤（比Ａ２〜比Ａ７）を得た。
【００７４】
実施例１〜７および比較例１〜７について、得られた高分子凝集剤の固有粘度、Ｍｗ、π／Ｃ、ＭｎおよびＭｗ／Ｍｎの結果を表１に示す。
【００７５】
【表１】
【００７６】
実施例８、比較例８
（Ａ１）および（比Ａ１）をそれぞれイオン交換水に溶解して固形分含量０．２％の水溶液とした。Ｔ処理場から採取した余剰汚泥［ｐＨ５．３、ＴＳ３．３％、有機分７８．３％］２００部を３００ｍＬのビーカーに採り、（Ａ１）および（比Ａ１）の水溶液３２部、３５および３８部をそれぞれの汚泥に添加し、（この時の固形分添加量はそれぞれ１．０、１．１、１．２％／ＴＳ）ハンドミキサーで充分に撹拌、混合処理し、前記の方法によりフロック粒径、ろ液量、ろ布剥離性およびケーキ含水率を測定した。結果を表２に示す。
【００７７】
【表２】
表２から、実施例８では、比較例８に比べて、大粒径のフロックが形成され、高撹拌下（３００ｒｐｍ）でも一旦形成されたフロックが壊れにくい（フロック強度が大）こと、ろ布剥離性および脱水性（ケーキ含水率）において優れた効果を示すこと、および凝集性能の添加量への依存性が小さいことがわかる。
【００７８】
実施例９、比較例９
（Ａ２）および（比Ａ２）をそれぞれイオン交換水に溶解して固形分含量０．２％の水溶液とした。Ｎ処理場から採取した混合生汚泥［ｐＨ５．３、ＴＳ２．３％、有機分８０．２％］２００部を３００ｍＬのビーカーに採り、（Ａ２）および（比Ａ２）のそれぞれの水溶液１２、１４、１６部をそれぞれの汚泥に添加し、（この時の固形分添加量はそれぞれ０．５、０．６、０．７％／ＴＳ）ハンドミキサーで充分に撹拌、混合処理し、前記の方法によりフロック粒径、ろ液量、ろ布剥離性およびケーキ含水率を測定した。結果を表３に示す。
【００７９】
【表３】
表３から、実施例９では、比較例９に比べて、大粒径のフロックが形成され、高撹拌下（３００ｒｐｍ）でも一旦形成されたフロックが壊れにくい（フロック強度が大）こと、ろ布剥離性および脱水性（ケーキ含水率）において優れた効果を示すこと、および凝集性能の添加量への依存性が小さいことがわかる。
【００８０】
実施例１０、比較例１０
（Ａ４）および（比Ａ４）をそれぞれイオン交換水に溶解して固形分含量０．２％の水溶液とした。Ｔ処理場から採取した混合汚泥［余剰汚泥／消化汚泥＝１／１（重量比）、ｐＨ５．９、ＴＳ２．７％、有機分７２．２％］２００部を３００ｍＬのビーカーに採り、それぞれポリテツ［日鉄鉱業（株）製、以下同じ］０．２７部を添加しハンドミキサーで３０秒間撹拌混合した後、（Ａ４）および（比Ａ４）のそれぞれの水溶液２０、２３、２６部を添加（この時の固形分添加量はそれぞれ０．７、０．８、０．９％／ＴＳ）して、ハンドミキサーで充分に撹拌、混合処理し、前記の方法によりフロック粒径、ろ液量、ろ布剥離性およびケーキ含水率を測定した。結果を表４に示す。
【００８１】
【表４】
表４から、実施例１０では、比較例１０に比べて、大粒径のフロックが形成され、高撹拌下（３００ｒｐｍ）でも一旦形成されたフロックが壊れにくい（フロック強度が大）こと、ろ布剥離性および脱水性（ケーキ含水率）において優れた効果を示すこと、および凝集性能の添加量への依存性が小さいことがわかる。
【００８２】
実施例１１、比較例１１
（Ａ５）および（比Ａ５）をそれぞれイオン交換水に溶解して固形分含量０．２％の水溶液とした。Ｈ食品工場から採取した廃水［ｐＨ６．８、ＴＳ０．８％、有機分７２％］２００部を３００ｍＬのビーカーに採り、それぞれポリテツ０．８部を添加しハンドミキサーで３０秒間撹拌混合した後、（Ａ５）および（比Ａ５）のそれぞれの水溶液１０、１１、１２部を添加（この時の固形分添加量はそれぞれ１．２５、１．４、１．５％／ＴＳ）して、ハンドミキサーで充分に撹拌、混合処理し、前記の方法によりフロック粒径、ろ液量、ろ布剥離性およびケーキ含水率を測定した。結果を表５に示す。
【００８３】
【表５】
表５から、実施例１１では、比較例１１に比べて、大粒径のフロックが形成され、高撹拌下（３００ｒｐｍ）でも一旦形成されたフロックが壊れにくい（フロック強度が大）こと、ろ布剥離性および脱水性（ケーキ含水率）において優れた効果を示すこと、および凝集性能の添加量への依存性が小さいことがわかる。
【００８４】
実施例１２、比較例１２
（Ａ３）および（比Ａ３）をそれぞれイオン交換水に溶解して固形分含量０．２％の水溶液とした。３％濃度の中芯原繊スラリー（３０℃、ｐＨ４．５）８００部に、（Ａ３）および（比Ａ３）のそれぞれの水溶液７２部（固形分添加量０．６％／ＴＳ）と硫酸バンド０．９６部を添加し、抄紙して表６に示す坪量の紙を製造した。また、ブランクとして、高分子凝集剤を加えずに、同様な操作を行った。裂断長およびろ水量の結果を表６に示す。なお、裂断長およびろ水量は、ＪＩＳ Ｐ−８１１３およびＪＩＳ Ｐ−８１２１に従って測定した。
【００８５】
【表６】
表６から、実施例１２では、比較例１２に比べて、裂断長およびろ水量が高く、製紙工程用薬剤として優れた効果を示すことがわかる。
【００８６】
実施例１３、比較例１３
（Ａ６）および（比Ａ６）１部をそれぞれ塩水（ＮａＣｌ ０．５％、ＣａＣｌ2 ０．１％含有）９９９部に溶解し０．１％の水溶液を得た。該水溶液をＢ型粘度計［ＴＶ−１０Ｍ、東機産業（株）製］で下記条件にて粘度測定した（保存前の粘度をＶ１とする。単位はｍＰａ・ｓ、以下同じ。）。
粘度測定後の水溶液４０ｇを１００ｍＬガラスアンプル管に入れて封管し８０℃で１週間保存した後、上記と同一条件で粘度測定した。保存後の粘度をＶ２とする。
下記の式から粘度保持率を求めた結果を表７に示す。
粘度保持率(％)＝（Ｖ２／Ｖ１）×１００
＜粘度測定条件＞ロータ：ＢＬアダプター、回転速度：３０ｒｐｍ、溶液温度：７０℃
【００８７】
【表７】
表７から、実施例１３は、比較例１３に比べて耐熱経時安定性に優れることがわかる。
【００８８】
実施例１４、比較例１４
（Ａ７）および（比Ａ７）をそれぞれイオン交換水に溶解して固形分含量０．０５％の水溶液とした。製紙工場の廃水(ｐＨ７．１、ＳＳ６０ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ１５０ｍｇ／Ｌ)に硫酸アルミニウムを３００ｍｇ／Ｌ添加したものを懸濁液試料とした。 ３００ｍＬの沈降管に懸濁液試料を３００ｍＬ採取し、（Ａ７）および（比Ａ７）の上記水溶液を１ｍＬ添加し、前記の方法により凝沈試験を実施し、懸濁粒子の沈降速度、濁度および上澄み液のＣＯＤを測定した。結果を表８に示す。
【表８】
表８から、実施例１４は、比較例１４に比べて沈降速度が速く、濁度およびＣＯＤが大幅に低減することから優れた効果を示すことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明の高分子凝集剤は、従来にない特異的な凝集性能を示すことから、下水汚泥の脱水用、産業廃水の凝集沈殿処理用、石油の３次回収用または製紙工程での濾水歩留向上用または紙力増強用等の高分子凝集剤として幅広く好適に用いられ、極めて有用である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１〜４０ｄｌ／ｇの固有粘度を有し、固有粘度から換算される重量平均分子量（Ｍｗ）とメンブラン式浸透圧測定法による数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が１〜５０である、水溶性不飽和モノマーを構成単位とする（共）重合体（Ａ）からなることを特徴とする高分子凝集剤。
【請求項２】
（Ａ）が、水溶性不飽和モノマーからなる重合性モノマーを逆相懸濁重合させてなる（共）重合体である請求項１記載の高分子凝集剤。
【請求項３】
下水汚泥の脱水用である請求項１または２記載の高分子凝集剤。
【請求項４】
産業廃水の凝集沈殿処理用である請求項１または２記載の高分子凝集剤。
【請求項５】
製紙工程での濾水歩留向上用または紙力増強用である請求項１または２記載の高分子凝集剤。
【請求項６】
石油の３次回収用である請求項１または２記載の高分子凝集剤。
【請求項７】
高分子凝集剤の製造方法において、水溶性不飽和モノマーからなる重合性モノマーを疎水性分散媒の沸点未満で逆相懸濁重合させることを特徴とする、１〜４０ｄｌ／ｇの固有粘度を有し、固有粘度から換算される重量平均分子量（Ｍｗ）とメンブラン式浸透圧測定法による数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が１〜５０である（共）重合体（Ａ）からなる高分子凝集剤の製造方法。
【請求項１】
１〜４０ｄｌ／ｇの固有粘度を有し、固有粘度から換算される重量平均分子量（Ｍｗ）とメンブラン式浸透圧測定法による数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が１〜５０である、水溶性不飽和モノマーを構成単位とする（共）重合体（Ａ）からなることを特徴とする高分子凝集剤。
【請求項２】
（Ａ）が、水溶性不飽和モノマーからなる重合性モノマーを逆相懸濁重合させてなる（共）重合体である請求項１記載の高分子凝集剤。
【請求項３】
下水汚泥の脱水用である請求項１または２記載の高分子凝集剤。
【請求項４】
産業廃水の凝集沈殿処理用である請求項１または２記載の高分子凝集剤。
【請求項５】
製紙工程での濾水歩留向上用または紙力増強用である請求項１または２記載の高分子凝集剤。
【請求項６】
石油の３次回収用である請求項１または２記載の高分子凝集剤。
【請求項７】
高分子凝集剤の製造方法において、水溶性不飽和モノマーからなる重合性モノマーを疎水性分散媒の沸点未満で逆相懸濁重合させることを特徴とする、１〜４０ｄｌ／ｇの固有粘度を有し、固有粘度から換算される重量平均分子量（Ｍｗ）とメンブラン式浸透圧測定法による数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が１〜５０である（共）重合体（Ａ）からなる高分子凝集剤の製造方法。
【公開番号】特開２００８−２９６１５４（Ｐ２００８−２９６１５４Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４６０４９（Ｐ２００７−１４６０４９）
【出願日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【出願人】（０００００２２８８）三洋化成工業株式会社 (1,719)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【出願人】（０００００２２８８）三洋化成工業株式会社 (1,719)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]