JP2000086623A - 過酢酸水溶液の製造方法 - Google Patents

過酢酸水溶液の製造方法

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JP2000086623A
JP2000086623A JP10259512A JP25951298A JP2000086623A JP 2000086623 A JP2000086623 A JP 2000086623A JP 10259512 A JP10259512 A JP 10259512A JP 25951298 A JP25951298 A JP 25951298A JP 2000086623 A JP2000086623 A JP 2000086623A
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peracetic acid
acid
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hydrogen peroxide
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Hiroto Tanigawa
博人 谷川
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Daicel Chemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 貯蔵安定性を向上させた過酢酸水溶液の製造
方法を提供する。 【解決手段】 酢酸と過酸化水素とを反応させて得られ
る過酢酸水溶液をイオン交換樹脂と接触させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、過酢酸水溶液の製
造方法に関する。さらに詳しくは、イオン交換樹脂処理
で金属イオンを除去することにより、貯蔵安定性を向上
させた過酢酸水溶液の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】酢酸と過酸化水素とを原料として、過酢
酸水溶液が合成できることは古くから知られている。例
えば、特公昭61−10465号、特公昭37−745
9号公報、或いはFRANK P. GREENSPANの報告(J. Amer.
Chem. Soc., 68, 907(1946))には、反応条件や原料仕
込比の選択により、過酢酸濃度が1〜50重量%の過酢
酸水溶液が合成できることが記載されている。
【0003】また、そのようにして得られた過酢酸水溶
液は、例えば、特公昭61−10465号、特公昭61
−14122号公報にあるように、その酸化力のために
優れた殺菌、消毒、漂白等の能力を有することも古くか
ら知られている。一方、過酢酸水溶液は、他の有機過酸
と同様、元来不安定な物質であり、加熱したり、不純物
による汚染などにより、激しく分解するため、使用に際
して、貯蔵安定性が劣ることが大きな欠点となってい
た。過酢酸水溶液の貯蔵安定性を直接向上させる安定剤
は、これまでに知られていないが、微量存在する金属イ
オンを封止することにより、間接的に貯蔵安定性を向上
させることが知られていた。
【0004】この様な金属封止剤としては、例えば、ジ
ピコリン酸、ルチジン、ピコリン、エチルピリジン、コ
ニリンなどの窒素系金属封止剤、あるいは、エチレンジ
アミンテトラ(メチレンホスホン酸)、リン酸水素アン
モニウム、ピロリン酸カリウム、ピロリン酸−2−エチ
ルヘキシルエステル、ピロリン酸カリウム−2−エチル
ヘキシルエステル、ピロリン酸ナトリウム−2−エチル
ヘキシルエステル、トリポリリン酸、トリポリリン酸カ
リウム、トリポリリン酸ナトリウム、トリポリリン酸−
2−エチルヘキシルエステル、トリポリリン酸カリウム
−2−エチルヘキシルエステル、テトラポリリン酸、テ
トラポリリン酸カリウム、テトラポリリン酸ナトリウ
ム、テトラポリリン酸−2−エチルヘキシルエステル、
テトラポリリン酸カリウム−2−エチルヘキシルエステ
ル、テトラポリリン酸ナトリウム−2−エチルヘキシル
エステル、ヘキサメタリン酸カリウム、ヘキサメタリン
酸ナトリウム等のリン系金属封止剤などが有効であるこ
とが知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、過酢酸
水溶液は優れた殺菌、消毒、漂白等の能力を有している
が、使用に際して、貯蔵安定性が劣ることが大きな欠点
となっていた。この問題の解決のため、これまでに、種
々の過酢酸水溶液の貯蔵安定性を向上する方法が提案さ
れているが、さらなる貯蔵安定性の向上及び環境に対す
る配慮から、窒素系やリン系の金属封止剤を、できるだ
け添加しない系での貯蔵安定性向上法の開発が望まれて
いた。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、かかる問題
点を解決するため鋭意検討した結果、酢酸と過酸化水素
とを反応させて得られる過酢酸水溶液を、イオン交換樹
脂と接触させることにより、貯蔵安定性が飛躍的に向上
することを見い出し、本発明を完成するに至った。
【0007】すなわち、本発明は、酢酸と過酸化水素と
を反応させて得られる過酢酸水溶液をイオン交換樹脂と
接触させることを特徴とする、貯蔵安定性を向上させた
過酢酸水溶液の製造方法を提供する。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の過酢酸水溶液の製造方法
は、(1)反応工程、(2)イオン交換樹脂処理工程か
らなる。それぞれの工程について、以下で詳細に説明す
る。 (1)反応工程 本製造法における反応工程とは、酢酸と過酸化水素とを
原料として過酢酸水溶液を得る工程を意味する。酢酸と
過酸化水素から過酢酸水溶液を得る反応は、次の式に従
う平衡反応であることが知られている。
【0009】 CH3COOH+H22=CH3CO3H+H2O 本反応の反応速度は、比較的遅く、通常、反応時間短縮
のために、プロトン酸触媒を用いる。酢酸は、水溶液の
形で加えてもよいが、反応時間短縮のためには、より高
濃度のものが望ましく、通常、氷酢酸が用いられる。過
酸化水素は通常水溶液の形で用いられる。過酸化水素水
溶液の濃度は、反応時間短縮のためには、より高濃度の
ものが望ましいが、取扱時の安全性から考えると、より
低濃度のものが望ましく、通常、30〜95%の水溶液
が用いられる。
【0010】また、本反応生成物の目標組成、すなわち
生成物中の過酢酸、過酸化水素及び酢酸濃度は、用途に
よって様々であるが、本反応の反応速度は当然のことと
して酢酸及び過酸化水素濃度に比例するため、それらの
濃度がより高い状態で反応を行う方が反応時間が短くな
り、経済的に有利である。すなわち、できるだけ酢酸及
び過酸化水素濃度の高い状態で反応を行い、反応終了後
に、水、酢酸、過酸化水素のうちの1つ以上で反応生成
物を希釈して目標組成物を得る方法が通常行われる。例
えば、特公昭37−7459号公報には、40%以上の
濃度を持つ過酢酸水溶液に過酸化水素水溶液及び酢酸を
加えることにより、0.5〜8%の濃度を持つ過酢酸水
溶液が得られることが記載されている。
【0011】プロトン酸触媒を用いる場合には、例え
ば、硫酸、リン酸などの酢酸より強い酸であれば、どの
ようなものでも有効な触媒であるが、1−ヒドロキシエ
チリデン−1,1−ジホスホン酸などの金属封止作用を
有するプロトン酸であれば、得られた過酢酸水溶液の貯
蔵安定性の向上にも寄与するので特に好ましい。本反応
を行うためには、種々の方法が考えられるが、一般には
上記の触媒存在下で、酢酸及び過酸化水素水溶液を、
1:0.1〜10モル、好ましくは1:0.3〜1.0
モルの割合で反応させる方法で行われる。必要な場合に
は、その反応粗液を水、過酸化水素水溶液あるいは酢酸
のうちの1つ以上で希釈することもできる。
【0012】仕込組成は、生成物の目標組成によって異
なるが、例えば、一般的に用いられる6〜8%程度の過
酢酸水溶液を製造するためには、酢酸35〜40%、6
0%過酸化水素水溶液15〜20%、残分として水を混
合すればよい。反応は室温で行ってもよいが、反応時間
短縮のために、30〜70℃程度に加熱してもよい。7
0℃以上で反応を行うと、生成した過酢酸の分解が顕著
となるので好ましくない。また、同様の理由で触媒を用
いる場合には、50〜5000ppmの濃度で用いれば
よい。触媒濃度が50ppm以下の場合には反応時間短
縮効果が小さいこと、触媒濃度が5000ppm以上の
場合には触媒コストが大きくなることで、それぞれ不利
である。
【0013】(2)イオン交換樹脂処理工程 本製造法におけるイオン交換樹脂処理工程とは、反応工
程で得られた過酢酸水溶液をイオン交換樹脂と接触させ
る工程を意味する。本工程で使用するイオン交換樹脂
は、反応工程で得られた過酢酸水溶液中に、不純物とし
て混入している金属(金属イオンも含む)に対して、親
和力を有する官能基を有するものであればどのようなも
のでもよく、例えば、スルホン酸基を有する強酸性陽イ
オン交換樹脂、カルボン酸基、アミノ基、水酸基などを
有するキレート型陽イオン交換樹脂が挙げられるが、樹
脂寿命の面から、スルホン酸基を有する強酸性陽イオン
交換樹脂が好ましい。
【0014】市販されているイオン交換樹脂は、通常N
a型であるものが多いが、本工程で使用する場合には、
金属除去効率の向上及び処理後液へのNaの混入防止の
面から、H型の形態で用いることが好ましい。Na型か
らH型への変換は、公知慣用の方法、例えば希塩酸流通
・純水流通処理などを行えばよい。
【0015】本工程における過酢酸水溶液とイオン交換
樹脂との接触は、バッチ式あるいは連続式で行うことが
できる。バッチ式の場合には、例えば、過酢酸水溶液と
イオン交換樹脂とを、1:1〜20重量%の割合で攪拌
混合した後、濾別によって過酢酸水溶液のみを回収すれ
ばよい。連続式の場合には、例えば、イオン交換樹脂を
充填した固定層吸着装置に過酢酸水溶液を1〜10g過
酢酸水溶液/gイオン交換樹脂・hrで流通させればよ
い。処理条件については、使用する装置の特性に合わせ
たものであり、十分な金属除去効果が得られるものであ
ればよいが、貯蔵安定性向上の観点から、処理後過酢酸
水溶液中の各種金属濃度がそれぞれ100ppb以下、
好ましくは10ppb以下になるような処理条件が選択
される。
【0016】本発明により得られる過酸化水素水溶液の
組成は、過酢酸が1〜20重量%、好ましくは3〜10
重量%、過酸化水素が1〜30重量%、好ましくは3〜
10重量%、酢酸が1〜50重量%、好ましくは10〜
35重量%である。過酢酸の濃度が、1重量%未満で
は、過酢酸の安定性が低下するため好ましくなく、また
20重量%を超えると取扱い時の危険性が大きくなって
好ましくない。また、過酸化水素の濃度は、30重量%
を超えると、同様であり好ましくなく、酢酸の濃度も5
0重量%を超えると、人体への刺激性や臭気の面で好ま
しくない。
【0017】このようにして得られた過酢酸水溶液は、
イオン交換樹脂処理前の過酢酸水溶液に、金属封止剤を
加えたものと同等以上の貯蔵安定性を有するが、より以
上の貯蔵安定性が必要な場合には、さらに金属封止剤、
例えば、ジピコリン酸、ルチジン、ピコリン、エチルピ
リジン、コニリンなどの窒素系金属封止剤、あるいは、
エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)、リン
酸水素アンモニウム、ピロリン酸カリウム、ピロリン酸
−2−エチルヘキシルエステル、ピロリン酸カリウム−
2−エチルヘキシルエステル、ピロリン酸ナトリウム−
2−エチルヘキシルエステルトリポリリン酸、トリポリ
リン酸カリウム、トリポリリン酸ナトリウム、トリポリ
リン酸−2−エチルヘキシルエステル、トリポリリン酸
カリウム−2−エチルヘキシルエステル、テトラポリリ
ン酸、テトラポリリン酸カリウム、テトラポリリン酸ナ
トリウム、テトラポリリン酸−2−エチルヘキシルエス
テル、テトラポリリン酸カリウム−2−エチルヘキシル
エステル、テトラポリリン酸ナトリウム−2−エチルヘ
キシルエステル、ヘキサメタリン酸カリウム、ヘキサメ
タリン酸ナトリウム等のリン系金属封止剤を10〜10
00ppm添加してもよい。金属封止剤の添加量が10
ppm未満では、封止効果が不十分であり好ましくな
い。また、1000ppmを超えると封止効果は殆ど向
上せず、コストが嵩むだけであり、好ましくない。
【0018】酢酸と過酸化水素とを反応させて得られる
過酢酸水溶液を、イオン交換樹脂と接触させることによ
り、イオン交換樹脂処理前の過酢酸水溶液に、金属封止
剤を加えたものと同等以上の貯蔵安定性を有する。その
結果、工程の短縮及び高価な金属封止剤の使用量低減に
よるコストダウン、及び金属封止剤に含まれる窒素やリ
ンによる環境汚染の防止が可能となった。
【0019】
【実施例】以下に、実施例を示し本発明の効果を具体的
に説明するが、本発明は、これらの実施例によって限定
されるものではない。 実施例1 (過酢酸水溶液の合成)容量20Lのガラス製反応器
に、酢酸7.3kg(121.5モル)、1−ヒドロキシエ
チリデン−1,1−ジスホスホン酸(60%水溶液)7
8g(約4,600ppm)を入れ、均一になるまで攪
拌した後、60%過酸化水素水溶液3.7kg(108.8
モル)を加え、50℃で2時間反応させた。その後、蒸
留水9kgを加えて20℃まで冷却した。この液(過酢
酸水溶液Aとする)の組成は以下の通りであった。 過酢酸:7.2% 過酸化水素:7.3% 酢酸:33%
【0020】(イオン交換樹脂処理)定法に従い、プロ
トン型に変換した強酸型陽イオン交換樹脂(商品名:ア
ンバーリスト15)100ccを、内径2cmのガラス
製カラムに充填し、過酢酸水溶液Aを200cc/hr
で流通させた。カラム温度は20℃に調節した。処理後
液(過酢酸水溶液Bとする)の組成は、過酢酸水溶液A
の組成と同じであった。また、処理前後の金属濃度(I
CP:誘導結合プラズマ発光分析法で測定)は以下の通
りであった。
【0021】
【表1】
【0022】(安定性試験)過酢酸水溶液Bをポリプロ
ピレン製の容器に入れ、50℃での過酢酸濃度保持率を
測定した。結果を表3に示す。
【0023】実施例2 実施例1で合成した過酢酸水溶液Bに、ジピコリン酸5
00ppmを加えて50℃での過酢酸濃度保持率を測定
した。結果を表3に示す。
【0024】実施例3 実施例1で合成した過酢酸水溶液Bに、ジピコリン酸5
00ppm及びエチレンジアミンテトラ(メチレンホス
ホン酸)500ppmを加えて、50℃での過酢酸濃度
保持率を測定した。結果を表3に示す。
【0025】実施例4 (イオン交換樹脂処理)定法に従い、プロトン型に変換
したキレート型陽イオン交換樹脂(商品名:アンバーラ
イトIRC−718)100ccを、内径2cmのガラ
ス製カラムに充填し、実施例1で合成した過酢酸水溶液
Aを200cc/hrで流通させた。カラム温度は20
℃に調節した。処理後液(過酢酸水溶液Cとする)の組
成は、過酢酸水溶液Aの組成と同じであった。また、処
理前後の金属濃度は以下の通りであった。
【0026】
【表2】
【0027】(安定性試験)過酢酸水溶液Cをポリプロ
ピレン製の容器に入れ、50℃での過酢酸濃度保持率を
測定した。結果を表3に示す。
【0028】実施例5 実施例4で合成した過酢酸水溶液Cに、ジピコリン酸5
00ppmを加えて、50℃での過酢酸濃度保持率を測
定した。結果を表3に示す。
【0029】実施例6 実施例4で合成した過酢酸水溶液Cに、ジピコリン酸5
00ppm及びエチレンジアミンテトラ(メチレンホス
ホン酸)500ppmを加えて、50℃での過酢酸濃度
保持率を測定した。結果を表3に示す。
【0030】比較例1 実施例1で合成した過酢酸水溶液Aの50℃での過酢酸
濃度保持率を測定した。結果を表3に示す。
【0031】比較例2 実施例1で合成した過酢酸水溶液Aに、ジピコリン酸5
00ppmを加えて、50℃での過酢酸濃度保持率を測
定した。結果を表3に示す。
【0032】比較例3 実施例1で合成した過酢酸水溶液Aに、ジピコリン酸5
00ppm及びエチレンジアミンテトラ(メチレンホス
ホン酸)500ppmを加えて、50℃での過酢酸濃度
保持率を測定した。結果を表3に示す。
【0033】
【表3】
【0034】
【発明の効果】酢酸と過酸化水素とを反応させて得られ
る過酢酸水溶液を、イオン交換樹脂と接触させることに
より、イオン交換樹脂処理前の過酢酸水溶液に、金属封
止剤を加えたものと同等以上の貯蔵安定性を有する過酢
酸水溶液を得ることができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酢酸と過酸化水素とを反応させて得られ
    る過酢酸水溶液をイオン交換樹脂と接触させることを特
    徴とする貯蔵安定性を向上させた過酢酸水溶液の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 イオン交換樹脂が、強酸性陽イオン交換
    樹脂であることを特徴とする請求項1記載の過酢酸水溶
    液の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002155048A (ja) * 2000-11-22 2002-05-28 Mitsubishi Chemicals Corp 過有機酸の安定化方法
JP2006052179A (ja) * 2004-08-13 2006-02-23 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 低濃度過酢酸の製造方法
KR100597092B1 (ko) 2005-01-27 2006-07-04 이승훈 과초산 수용액 및 그 제조방법
KR101032872B1 (ko) 2008-10-30 2011-05-06 이진식 컬럼형 반응기 및 코일관형 숙성반응기를 사용한 과초산용액의 제조방법

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