JP2018130702A

JP2018130702A - リン酸カルシウム系スケール及びシリカ系スケール防止剤

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Publication number: JP2018130702A
Application number: JP2017028111A
Authority: JP
Inventors: 貴紀吉野; Takanori Yoshino; 井芹　一; Hajime Iseri; 一井芹; 藤田　和久; Kazuhisa Fujita; 藤田　　和久; 正裕藤原; Masahiro Fujiwara
Original assignee: Toagosei Co Ltd; Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Toagosei Co Ltd; Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2017-02-17
Filing date: 2017-02-17
Publication date: 2018-08-23
Anticipated expiration: 2037-02-17
Also published as: WO2018150953A1; JP6942975B2

Abstract

【課題】開放循環冷却水系等における熱交換器等へのリン酸カルシウム系スケールおよびシリカ系スケールの付着を効果的に防止する。【解決手段】（メタ）アクリル酸と、（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体との共重合体であって、（メタ）アクリル酸由来の構造単位：４０〜７０重量％、（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸由来の構造単位：１５〜４０重量％、炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体由来の構造単位：５〜２５重量％を含み、かつ、ポリマー鎖に次亜リン酸化合物由来の骨格を含む共重合体よりなるリン酸カルシウム系スケール及びシリカ系スケール防止剤。【選択図】なし

Description

本発明は、開放循環冷却水系等において、熱交換器等へのスケールの付着を防止する効果に優れたスケール防止剤とこのスケール防止剤を用いたスケール防止方法に関する。本発明は、特に、リン酸カルシウム系スケールおよびシリカ系スケールの防止効果に優れたスケール防止剤とこのスケール防止剤を用いたスケール防止方法に関する。

１）冷却水やボイラ水と接触する伝熱面や配管内では、スケール障害が発生する。特に解放循環冷却水系においては、節水、省資源の観点から、冷却水の系外への廃棄を少なくするため、冷却水が濃縮され、難溶性の塩を形成しスケール化する。生成したスケールは、熱効率の低下、配管の閉塞など、熱交換器や冷凍機などの運転に重大な障害を引き起こす。

２）生成するスケール種としては、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、水酸化亜鉛、リン酸亜鉛などがある。

３）これらのスケール種のうち、炭酸カルシウムスケールに対しては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸などを重合したカルボキシル基を有するポリマーや、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）、２−ホスホノブタン−１，３，４−トリカルボン酸（ＰＢＴＣ）などのホスホン酸などが有効である。その他のスケールについては、アクリル酸などカルボキシル基を有する単量体の１種類以上と、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸（ＡＴＢＳ）、３−アリロキシ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸（ＨＡＰＳ）、２−ヒドロキシエチルメタアクリレート（ＨＥＭＡ）、ｔ−ブチルアクリルアミドなどの単量体の１種類以上との共重合物を、用途に合わせて使用している。

４）シリカ系スケールに対して有効なスケール防止剤として、例えば特許第３０５５８１５号公報には、（メタ）アクリル酸と、（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、置換（メタ）アクリルアミドとの共重合体を水系に添加する方法が記載されている。当該ポリマーは、シリカ系スケールの防止効果に対しては優れた効果を発揮するが、リン酸カルシウム系スケール防止効果に関しては、十分ではなく、その改善が望まれる。

特許第３０５５８１５号公報

本発明は、石油化学コンビナート、一般工場、ビル空調などに設置されている熱交換器を備えた冷却水系やボイラ水系などで発生するリン酸カルシウム及びシリカ系スケールの伝熱部への付着を防止し、熱交換器の安定運転を効率的に達成することができるリン酸カルシウム系スケール及びシリカ系スケール防止剤と、このスケール防止剤を用いたスケール防止方法を提供することを課題とする。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、（メタ）アクリル酸と、（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体とを所定の割合で共重合してなり、かつ、ポリマー鎖に次亜リン酸化合物由来の骨格を含む共重合体が、リン酸カルシウム系スケール及びシリカ系スケールの防止効果に優れることを見出した。
本発明はこのような知見に基づいて達成されたものであり、以下を要旨とする。

［１］（メタ）アクリル酸と、（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体との共重合体であって、全単量体由来の構造単位１００重量％中、（メタ）アクリル酸由来の構造単位を４０〜７０重量％、（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸由来の構造単位を１５〜４０重量％、炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体由来の構造単位を５〜２５重量％有し、かつ、ポリマー鎖に次亜リン酸化合物由来の骨格を含む共重合体を有効成分とすることを特徴とするリン酸カルシウム系スケール及びシリカ系スケール防止剤。

［２］［１］に記載のスケール防止剤を用いるスケール防止方法。

石油化学コンビナート、一般工場、ビル空調などに設置されている熱交換器を備えた冷却水系や、ボイラ水系などに本発明のスケール防止剤を添加することにより、高いスケール成分濃度や、高い温度などのスケール付着が起こりやすい環境において、リン酸カルシウム系スケール及びシリカ系スケールの付着が防止され、伝熱部での熱効率を高く保つことができるようになる。また、リン酸カルシウム系スケール及びシリカ系スケールの付着防止効果に優れた本発明のスケール防止剤を適用することにより、水系の濃縮倍数を高くすることができるため、節水や省資源を達成できる。

以下、本発明の一実施形態を説明するが、本発明は何ら以下の記載に限定されるものではない。

本発明のリン酸カルシウム系スケール及びシリカ系スケール防止剤（以下、「本発明のスケール防止剤」と称す場合がある。）は、冷却水系、ボイラ水系、洗浄水系、膜処理に係る水系、地熱発電所の還元井に係る水系等の各種の水系に添加され、リン酸カルシウム系スケール及びシリカ系スケールの付着を防止するものである。

本発明のスケール防止剤の有効成分である共重合体は、（メタ）アクリル酸と、（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体との共重合体であって、全単量体由来の構造単位１００重量％中、（メタ）アクリル酸由来の構造単位を４０〜７０重量％、（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸由来の構造単位を１５〜４０重量％、炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体由来の構造単位を５〜２５重量％有し、かつ、ポリマー鎖に次亜リン酸化合物由来の骨格を含む。
尚、前記（メタ）アクリル酸及び（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸にはこれらの塩も含まれる。また、上記塩の種類としては、ナトリウム、カリウム等によるアルカリ金属塩、カルシウム、マグネシウム等によるアルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、モノエタノールアミン、トリエタノールアミン等の有機アミン塩等が挙げられる。

本発明のスケール防止剤は、（メタ）アクリル酸と、（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体のそれぞれの単量体に由来の構造単位を少なくとも有する三元以上の共重合体であれば、これら以外の単量体に由来する構造単位を１種以上有していてもよい。

（メタ）アクリル酸と、（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体以外の単量体（以下、「その他の単量体」と称す場合がある。）としては、３−アリロキシ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸、（メタ）アリルスルホン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、２−スルホエチルメタクリレート等のスルホン酸基含有不飽和単量体、およびそれらの塩；Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニル−Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ−ビニル−メチルアセトアミド、Ｎ−ビニルオキサゾリドン等のＮ−ビニル単量体；（メタ）アクリルアミド等の窒素含有ノニオン性不飽和単量体、３−（メタ）−アリルオキシ−１，２−ジヒドロキシプロパン、（メタ）アリルアルコール、イソプレノール等の水酸基含有不飽和単量体；（メタ）アリルアルコールにエチレンオキサイドを１〜２００モル程度付加させた化合物等のポリオキシエチレン基含有不飽和単量体；（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル等の（メタ）アクリル酸エステル；マレイン酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸単量体；スチレン等の芳香族不飽和単量体等が挙げられる。

本発明において用いる（メタ）アクリル酸と、（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体のそれぞれの単量体に由来の構造単位を少なくとも有する三元以上の共重合体において、全単量体由来の構造単位１００重量％中、（メタ）アクリル酸由来の構造単位は４０〜７０重量％の範囲であり、４５〜６５重量％の範囲であることが好ましい。

本発明において用いる（メタ）アクリル酸と、（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体のそれぞれの単量体に由来の構造単位を少なくとも有する三元以上の共重合体において、全単量体由来の構造単位１００重量％中、（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸由来の構造単位は１５〜４０重量％であり、２０〜３５重量％であることが好ましい。

本発明において用いる（メタ）アクリル酸と、（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体のそれぞれの単量体に由来の構造単位を少なくとも有する三元以上の共重合体において、全単量体由来の構造単位１００重量％中、炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体由来の構造単位は５〜２５重量％であり、５〜２０重量％であることが好ましい。

炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体は、アルキル基で置換された（メタ）アクリルアミド類であって、当該アルキル基の炭素数が１〜８のものである。Ｎ置換アルキル基を２個有する場合、上記アルキル基の炭素数は、各アルキル基に含まれる炭素原子数の総和としてとらえる。

炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体の具体的な化合物としては、メチル（メタ）アクリルアミド、エチル（メタ）アクリルアミド、ｎ−プロピル（メタ）アクリルアミド、イソプロピル（メタ）アクリルアミド、ｎ−ブチル（メタ）アクリルアミド、イソブチル（メタ）アクリルアミド、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリルアミド、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリルアミド、ｎ−オクチル（メタ）アクリルアミド、２−エチルヘキシル（メタ）アクリルアミド等のＮ−モノアルキル置換（メタ）アクリルアミド類；ジメチル（メタ）アクリルアミド、ジエチル（メタ）アクリルアミド、ジブチル（メタ）アクリルアミド等のＮ−ジアルキル置換（メタ）アクリルアミド類等が挙げられ、これらの内の１種又は２種以上を使用することができる。

アルキル基の炭素数は３〜８であることが好ましく、４〜８であることがより好ましい。炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体の具体的な化合物としては、特に、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリルアミドが好ましい。

本発明において用いる（メタ）アクリル酸と、（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体のそれぞれの単量体に由来の構造単位を少なくとも有する三元以上の共重合体は、その特徴的な構造として、ポリマー鎖に次亜リン酸化合物由来の骨格を含む。このような共重合体は、例えば、（メタ）アクリル酸と、（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体と、必要に応じて用いられるその他の単量体とを、次亜リン酸化合物の存在下に重合を行うことで製造することができる。従って、本発明で用いる共重合体は、上記の原料単量体を次亜リン酸化合物の存在下に重合を行って製造されたものであることが好ましい。ここで、次亜リン酸化合物は連鎖移動剤として作用し、得られる重合体には次亜リン酸化合物に由来する構造単位が導入される。

次亜リン酸化合物としては、次亜リン酸及びその塩から選ばれる１種又は２種以上を用いることができる。次亜リン酸塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、バリウム塩等を用いることができる。これらのうち、次亜リン酸ナトリウムが好ましく、その使用量は、共重合体の製造原料となる全単量体１００重量部に対して１．５〜８．０重量部の範囲が好ましく、より好ましくは２．０〜７．０重量部の範囲であり、さらに好ましくは２．５〜６．０重量部の範囲である。

本発明において用いる（メタ）アクリル酸と、（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体のそれぞれの単量体に由来の構造単位を少なくとも有する三元以上の共重合体において、全単量体由来の構造単位１００重量％中、（メタ）アクリル酸と、（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体以外の単量体由来の構造単位の含有量は、次亜リン酸化合物由来の骨格を含めて、３０重量％以下であることが好ましく、１５重量％以下であることがより好ましい。

本発明において用いる（メタ）アクリル酸と、（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体のそれぞれの単量体に由来の構造単位を少なくとも有する三元以上の共重合体の重量平均分子量は２０００〜１０００００程度であることが好ましく、４０００〜２００００程度であることがより好ましい。ここで、共重合体の重量平均分子量は、ＧＰＣによるポリアクリル酸ナトリウム換算の値である。

本発明において用いる（メタ）アクリル酸と、（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体のそれぞれの単量体に由来の構造単位を少なくとも有する三元以上の共重合体を製造する際の重合方法は特に制限されないが、溶液重合法が好ましい。溶液重合法によれば、目的とする共重合体を均一な溶液として得ることができる。

重合時に用いる連鎖移動剤としては、前述の次亜リン酸化合物以外にも、亜リン酸、亜リン酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、２−プロパンチオール、２−メルカプトエタノール及びチオフェノール等の公知の連鎖移動剤を併用してもよい。

重合開始剤としては、例えば、過酸化水素；過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム及び過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩類；過酢酸、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド及びｔ−ブチルクミルパーオキサイド等の有機過酸化物；２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオンアミジン）ジハイドロクロライド、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−カルボキシエチル）−２−メチルプロピオンアミジン］水和物、４，４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸）、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］二塩酸塩及び２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］二硫酸塩二水和物等のアゾ化合物等が挙げられる。
上記ラジカル重合開始剤は１種類のみを使用してもよく、２種以上を併用してもよい。上記の重合開始剤の中でも、重合反応の制御が行い易い点から過硫酸塩類やアゾ化合物が好ましく、特に好ましくは過硫酸塩類である。

本発明のスケール防止剤は、本発明において用いる（メタ）アクリル酸と、（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体のそれぞれの単量体に由来の構造単位を少なくとも有する三元以上の共重合体の添加量として、処理対象水系に０．０１〜２００ｍｇ／Ｌの濃度で添加することが好ましく、１〜５０ｍｇ／Ｌの濃度範囲で添加することがより好ましい。

本発明のスケール防止剤は、本発明において用いる（メタ）アクリル酸と、（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体のそれぞれの単量体に由来の構造単位を少なくとも有する三元以上の共重合体の１種のみを含むものであってもよく、共重合組成や、構成単量体、分子量等の異なる２種以上を含むものであってもよい。また、本発明のスケール防止剤は、この共重合体以外の防食剤、スケール抑制剤、分散剤、スライムコントロール剤、剥離剤、消泡剤などを含有していてもよく、これらと併用してもよく、濾過機などの各種水処理機器との併用も可能である。例えば、（メタ）アクリル酸と、メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体のそれぞれの単量体に由来の構造単位を少なくとも有する三元以上の共重合体では効果が不十分な炭酸カルシウムスケールの防止効果などを補う目的で、これらの効果に優れたポリマレイン酸やホスホン酸を併用してもよい。また、防食効果を付与するために、リン酸塩、重合リン酸塩、亜鉛塩などの防食剤を併用してもよい。

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明の効果をより具体的に説明する。

各化合物の略号は以下の通りである。
ＡＡ：アクリル酸
ＡＴＢＳ：２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸
ＡＴＢＳＮａ：２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム
ｔＢｕＡＡ：ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミド
ＰＢＴＣ：２−ホスホノブタン−１，３，４−トリカルボン酸
ＨＥＤＰ：１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸

［共重合体の製造］
＜共重合体１の製造＞
攪拌機及びコンデンサを備えたフラスコへ、水４８０ｇ、１５重量％次亜リン酸ナトリウム２７ｇを仕込み、８０℃に保持した。このフラスコへ、８０重量％ＡＡ水溶液６３０ｇ、５０重量％ＡＴＢＳＮａ水溶液４６０ｇ、及び、ｔＢｕＡＡ８８ｇを混合した液（ＡＡ／ＡＴＢＳ／ｔＢｕＡＡの重量比は６３／２６／１１となる。ＡＴＢＳはＡＴＢＳＮａを未中和に換算した値を示した。）、１５重量％次亜リン酸ナトリウム水溶液１６０ｇ、１５重量％過硫酸ナトリウム水溶液５３ｇを、各々４時間かけて連続的に供給し、重合反応を行った。供給終了後、反応液をさらに８０℃で１時間保持して反応させた。さらに、水酸化ナトリウム水溶液及び水を供給し、共重合体１を得た。共重合体１の重量平均分子量は８０００であった。

＜共重合体２〜５の製造＞
表１に示す単量体組成及び重量平均分子量の共重合体が得られるように、ＡＡ、ＡＴＢＳＮａ、ｔＢｕＡＡの使用量、その他の製造条件を変更したこと以外は、共重合体１の製造と同様に行って、表１に示す組成比及び重量平均分子量の共重合体２〜５を製造した。

＜共重合体６の製造＞
連鎖移動剤として１５重量％次亜リン酸ナトリウム水溶液の代わりに１５重量％亜硫酸水素ナトリウムを使用し、表１に示す単量体組成及び重量平均分子量の共重合体が得られるように、ＡＡ、ＡＴＢＳＮａ、ｔＢｕＡＡの使用量、その他の製造条件を変更したこと以外は、共重合体１の製造と同様に行って、表１に示す組成比及び重量平均分子量の共重合体６を得た。

＜共重合体７の製造＞
連鎖移動剤として１５重量％次亜リン酸ナトリウム水溶液の代わりに１５重量％亜硫酸水素ナトリウムを使用し、表１に示す単量体組成及び重量平均分子量の共重合体が得られるように、ＡＡ、ＡＴＢＳＮａの使用量、その他の製造条件を変更したこと以外は、共重合体１の製造と同様に行って、表１に示す組成比及び重量平均分子量の共重合体７を得た。

上記共重合体１〜７をそれぞれ評価サンプルとして以下のスケール防止試験に用いた。

［スケール防止試験Ｉ］
５００ｍＬの三角フラスコに純水を５００ｍＬから各試薬溶液の添加量を差し引いた量だけ入れ、表１に示す濃度となるように塩化カルシウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、ＰＢＴＣ溶液、リン酸水溶液、評価サンプル溶液を添加後、少量の塩酸水溶液と水酸化ナトリウム水溶液でｐＨを調整して、下記表２に示す水質の試験水５００ｍＬを作成した。

この試験水５００ｍＬの入った三角フラスコを６０℃に保持した恒温槽中にセットし、シリコンゴムで密栓した。試験水５００ｍＬの入った三角フラスコを恒温槽中にセットしてから４０時間後に三角フラスコを取り出し、試験水を０．１μｍミリポアフィルターで濾過し、濾液のリン酸イオン濃度をアスコルビン酸還元−モリブデン青吸光光度法により測定した。試験前のリン酸濃度に対する試験後の濾液中のリン酸濃度の比率をリン酸カルシウム系スケールの析出抑制率として算出し、下記基準でリン酸カルシウム系スケール析出抑制効果を評価した。試験結果を表３に示す。
＜評価基準＞
○：リン酸カルシウム系スケールの析出抑制率９０％以上
×：リン酸カルシウム系スケールの析出抑制率９０％未満

＜考察＞
表３より以下のことが分かる。
アクリル酸と、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、炭素数１〜８のアルキル基を有するアクリルアミド誘導体の共重合体のうち、ポリマー鎖に次亜リン酸化合物由来の骨格を含む共重合体１〜５は良好なリン酸カルシウム系スケール析出抑制効果を示した（実施例１〜５）。
アクリル酸と、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、炭素数１〜８のアルキル基を有するアクリルアミド誘導体の共重合体のうち、ポリマー鎖に次亜リン酸化合物由来の骨格を含まない共重合体６は、リン酸カルシウム系スケール析出抑制効果が劣った（比較例１）。
炭素数１〜８のアルキル基を有するアクリルアミド誘導体及び次亜リン酸化合物由来の骨格を含まない共重合体７でも、リン酸カルシウム系スケール析出抑制効果が劣る結果となった（比較例２）。

［スケール防止試験II］
伝熱面積が約０．０１ｍ^２の熱交換器を有し、保有水量が０．１ｍ^３である高熱負荷試験装置を用いて行った。熱交換器は、材質がＳＵＳ３０４で、外径が１９ｍｍのチューブを備えている。このモデル冷却水系に、表４に示す水質に調整した試験水を通水し、２日間運転した。

この間、循環水の熱交換器入口温度は３０℃に、熱交表面が９０℃となるように制御した。また、循環水の熱交換器チューブを通過する速度は０．５ｍ／ｓとした。２日間運転を継続した後、熱交換器のチューブを取り外して、スケールの付着したチューブを乾燥、秤量し、スケール付着前後のチューブの重量差から、スケール付着速度（ｍｇ／ｃｍ^２／ｍｏｎｔｈ）を算出した。試験結果を表５に示す。

＜結果＞
表５より以下のことが分かる。
アクリル酸と、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、炭素数１〜８のアルキル基を有するアクリルアミド誘導体からなる共重合体１，６は、次亜リン酸化合物由来の骨格の有無にかかわらず、良好なシリカ系スケール防止効果を示した（実施例６、比較例３）。
炭素数１〜８のアルキル基を有するアクリルアミド誘導体を含まない共重合体７は、シリカ系スケール防止効果が不十分であった（比較例４）。

以上の結果から、リン酸カルシウム系スケールと、シリカ系スケールとを共に防止するためには、（メタ）アクリル酸と、（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体の共重合体であって、ポリマー鎖に次亜リン酸化合物由来の骨格を含む共重合体であることが必須の構成要件であることが分かる。

Claims

（メタ）アクリル酸と、（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体との共重合体であって、全単量体由来の構造単位１００重量％中、（メタ）アクリル酸由来の構造単位を４０〜７０重量％、（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸由来の構造単位を１５〜４０重量％、炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体由来の構造単位を５〜２５重量％有し、かつ、ポリマー鎖に次亜リン酸化合物由来の骨格を含む共重合体を有効成分とすることを特徴とするリン酸カルシウム系スケール及びシリカ系スケール防止剤。
請求項１に記載のスケール防止剤を用いるスケール防止方法。