JPS626841B2

JPS626841B2 -

Info

Publication number: JPS626841B2
Application number: JP53158945A
Authority: JP
Inventors: Takuma Yanagawa; Kyoshi Nakayama; Daiji Saiga
Original assignee: Lion Corp
Current assignee: Lion Corp
Priority date: 1978-12-20
Filing date: 1978-12-20
Publication date: 1987-02-13
Also published as: JPS5584504A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は凝集効果の改善されたカチオン変性グ
アーガムからなる凝集剤に関するものである。従来、各種懸濁水からそれに含まれる懸濁物質
を沈降分離させるための凝集剤としては種々のも
のが知られている。たとえば、高分子量ポリアク
リルアミド、カチオン変性ポリアクリルアミド、
アニオン変性ポリアクリルアミド、カチオン変性
ジシアンジアミド−ホルムアルデヒド縮合物など
の有機凝集剤及び硫酸アルミニウム、アルミン酸
ナトリウムなどの無機凝集剤が一般的に適用され
ているが無機凝集剤は一般に安価であるものの、
凝集効果が小さいという欠点があり、一方、前記
したような有機凝集剤は、比較的良好な凝集効果
を示すものの、一般にその安全性に問題がある。特開昭47−1961号公報によれば、凝集剤として
のカチオン変性殿粉が提案されている。このもの
は市販の有機凝集剤と比較して高められた安全性
を有するが、その凝集効果は満足すべきものでは
ない。本発明者らは、安全性及び凝集効果にすぐれた
凝集剤を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、グア
ーガムを基材とし、これに特定量の第四級窒素含
有基を導入したものがこの目的に適合し得ること
を見出し、本発明を完成するに到つた。すなわち、本発明によれば、グアーガムにおい
て、それに含まれる水酸基の少なくとも一部が、
一般式（式中、R¹、R²及びR₃は各々炭素数１〜３個のア
ルキル基であり、Ｘは１価のアニオンを示す）で表わされる第四級窒素含有基で置換され、かつ
その窒素含有率が２重量％以上であるカチオン変
性グアーガムからなる凝集剤が提供される。本発明によるカチオン変性グアーガムは、グア
ーガムに、グリシジルトリアルキルアンモニウム
塩又は３−ハロゲノ−２−ヒドロキシプロピルト
リアルキルアンモニウム塩を反応させることによ
つて製造することができる。この場合、反応は、
適当な溶媒、好適には含水アルコール中におい
て、アルカリの存在下で実施される。このような
第四級窒素含有基の導入は、従来公知の方法に従
つて行なうことができる。本発明でグアーガム中に導入する前記一般式で
示された第四級窒素含有基において、R¹、R²及
びR³の具体例としては、メチル、エチル及びプ
ロピルが挙げられ、殊にメチル基が好ましいい。
またアニオンＸの具体例としては、塩素や臭
素、ヨウ素などのハロゲン原子の他、メチル硫
酸、エチル硫酸などを挙げることができる。本発明において、高められた凝集効果を持つカ
チオン変性グアーガムを得るには、その第四級窒
素含有率を2.0重量％以上に保持することが必要
で、それ以下のカチオン変性グアーガムでは、凝
集効果が小さく、所期の目的を達成することがで
きない。本発明によるカチオン変性グアーガムからなる
凝集剤は、安全性及び凝集効果の両者に著しくす
ぐれたものである。すなわち、本発明による凝集
剤は安全性に高いことから、処理液中に残存して
も公害を生じるようなことはない。またその凝集
効果、殊に無機物に対する凝集効果は、従来一般
に使用されているカチオン変性ポリアクリルアミ
ドと同等あるいはそれ以上であり、さらに、アニ
オン界面活性剤に対する凝集効果は、従来の凝集
剤に比して著しく高められたものである。さら
に、本発明の凝集剤を用いる場合、その凝集能が
高いことから、少ない量で大きな凝集効果を得る
ことができ、また、その凝集沈殿性がよいので、
得られた処理液の透明度が高いという利点が得ら
れる。本発明による凝集剤は、単独あるいは他の凝集
剤との組合せで使用することができ、さらに、他
の凝集剤で処理した後、本発明の凝集剤を適用す
ることができる。本発明による凝集剤は、各種懸
濁液の処理、たとえば、下水の処理、紙パイプ廃
液の処理、一般工場廃水の処理などに適用するこ
とができ、特に、アニオン界面活性剤を含んだ廃
水処理に大きな効果を発揮する。次に本発明を参考例及び実施例によりさらに詳
細に説明する。参考例〔凝集剤の製造〕 80重量％の２−プロパノール水溶液150ｇに、
15重量％の水酸化ナトリウム水溶液9.9ｇを加
え、均一に溶解させた後、グアーガム37.5ｇをか
きまぜながら加えて分散させる。次にグリシジル
トリメチルアンモニウムクロリド33.7ｇを75重量
％水溶液として加え、加温し、50℃で３時間反応
させた。反応終了後、濃塩酸4.2ｇを溶かした80
重量％２−プロパノール水溶液150ｇを加え、室
温で１時間中和反応を行なつた。中和終了後、生
成物を別した後、減圧下で乾燥し、反応生成物
50.2ｇを得た。このようにして得られたカチオン化クアーガム
の窒素含有量は4.1重量％（試料番号GUG−１）
であり、この窒素含有量により、第四級アンモニ
ウム基による水酸基の置換度を求めると、0.85で
あつた。同様にして、窒素含有量3.2重量％（GUG−
２）、2.1重量％（GUG−３）、1.8重量％（GUG
−４）及び1.3重量％（GUG−５）のカチオン化
グアーガムを製造した。また、比較のために、
3.87重量％（置換度0.77）のカチオン化殿粉
（ST）を製造した。実施例１参考例で示した種々の試料を用いて、カオリン
粉末（300メツシユ通過）の水性懸濁液の凝集試
験を行なつた。この場合、試験方法は次の通りで
ある。内径2.5cm、内容積100mlの目盛り付きシリンダ
ーに、カオリン懸濁液をカオリン含量が５ｇにな
るように採り、これに試料水溶液を試料濃度が
1ppmになるように添加し、さらに水を加えて全
量を100mlとした。このシリンダーを、40秒間に
10回転倒してかきまぜた後、静置し、粒子の沈降
速度及び10分間静置後の上澄液の濁度を測定し
た。沈降速度はカオリン粒子の沈降面をシリンダー
の目盛りから読みとり、その沈降面の降下量を時
間との関係でグラフ上に点示し、時間０における
初速度（cm／分）として求めた。上澄液の濁液は、10分間静置後の上澄液を、シ
リンダー目盛80の部分より採取し、ヘイズメータ
（日本電色(株)製）により測定した。なお、測定温度は25℃、カオリン懸濁液のPHは
6.0であつた。また、比較のために、市販のポリ
アクリルアミドのカチオン変性物（試料番号
PA）を用いて同様の試験を行なつた。前記した試験結果を第１表に示す。なお、表中
に示した濁度は、純水の場合の値を０として算出
されたもので、数値の大きいもの程濁りはげしい
ことを示す。

【表】第１表に示された結果から明らかなように、良
好な凝集力を持つカチオン化グアーガムを得るに
は、その窒素含量は少なくとも２重量％必要であ
り、また、このような窒素含量のカチオン化グア
ーガムは、カチオン化殿粉に比して著しくすぐれ
た凝集効果を示し、しかも、その凝集効果は一般
に慣用されている市販のポリアクリルアミドのカ
チオン変性物に匹敵することがわかる。実施例２カチオン化グアーガム（GUG−１）につい
て、実施例１と同様にして凝集試験を行ない、そ
の添加量と凝集効果との関係を調べた。その結果
を図面にグラフとして示す。また、比較のため
に、市販品（PA）を用いた場合の結果を併せて
図面に示す。図面において、横軸は凝集剤GUG−１又はPA
の添加量（ppm）を示し、左縦軸は沈降速度
（cm／分）を右縦軸は濁度（％）を各示す。ま
た、曲線−１及び曲線−２はGUG−１について
の試験結果を示し、曲線−１は沈降速度、曲線−
２は濁度の測定値を示す。曲線−３及び曲線−４
はPAについての試験結果を示し、曲線−３は沈
降速度、曲線−４は濁度の測定値を示す。このグラフに示された結果から、本発明による
凝集剤GUG−１は、市販のPAと同等以上の凝集
効果を有することがわかる。実施例３実施例１で示した試料の内、GUG−１、GUG
−３及びGUG−４を選び、その陰イオン界面活
性剤に対する凝集力試験を行なつた。この場合の
凝集力試験は次の通りである。内容積200mlのビーカに、ドデシルベンゼンス
ルフオン酸ナトリウム（LAS−Na）の0.05％水
溶液20mlを入れ、次いで試料の0.1％水溶液を所
定量加えた後、全量が100ｇになるように水を加
える。試料とLAS−Naとの複合体が生成し、系
は白濁ないし沈殿物の生成が認められる。この液
を15分間かきまぜたのち、紙（No.5C、東洋
紙製）を用いて吸引過し、液中のLAS−Na
の濃度及び液の濁度を測定する。これらの測定
値の小さい程凝集効果の良好なことを示す。ま
た、比較のためにST及びPAを用いて同様にして
試験を行なつた。これらの試験結果を第２表に示
す。

【表】

【表】ある。
第２表に示した結果から明らかなように、窒素
含量が2.0重量％以上のカチオン化グアーガム
（GUG−１、GUG−３）は、陰イオン界面活性剤
に対し良好な凝集性を示すことがわかり、またこ
の場合に、陰イオン界面活性剤とカチオン化グア
ーガムから生成する複合体の粒子径は大きく、
過により容易に除去され、液の清澄性も高いこ
とがわかる。実施例４実施例１で示したGUG−１、GUG−３、GUG
−４を無機凝集剤（硫酸アルミニウム）と組合
せ、実施例３と同様にして、その陰イオン界面活
性剤に対する凝集力試験を行なつた。この場合、
硫酸アルミニウムは、１％水溶液の形で、試料と
LAS−Naとの複合体を含む液を15分間かきまぜ
た後の液に加え（添加量１ml）、またこの添加
後、混合液（PH3.9〜4.0）は５分間かきまぜた
後、1N−NaOH水溶液５滴を加えてそのPHを8.5
±0.3に調整した。また比較のめに、GUGの代り
に、ST及びPAを用いて同様にして試験を行なつ
た。それらの試験結果を第３表に示す。

【表】

【表】ある。
第３表に示された結果から明らかなように、硫
酸アルミニウムを併用することにより、各試料の
陰イオン界面活性剤に対する凝集力は増大する
が、この場合にも、窒素含量が2.0重量％以上の
カチオン化グアーガム（GUG−１、GUG−３）
は、著しく高められた凝集効果を示すことがわか
る。

【図面の簡単な説明】

図面は凝集剤の添加量と凝集効果との関係を示
すグラフであり、曲線−１及び曲線−２は本発明
凝集剤、曲線−３及び曲線−４は市販凝集剤につ
いての結果を各示す。

Claims

【特許請求の範囲】１グアーガムにおいて、それに含まれる水酸基
の少なくとも一部が、一般式（式中R¹、R²及びR³は各々炭素数１〜３個のアル
キル基であり、Ｘは１価のアニオンを示す）で
表わされる第四級窒素含有基で置換され、かつそ
の窒素含有率が２重量％以上であるカチオン変性
グアーガムからなる凝集剤。