JP2001079309A - 第四級アンモニウムタンニン酸塩植物性凝固／凝集剤の製造方法 - Google Patents

第四級アンモニウムタンニン酸塩植物性凝固／凝集剤の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 一般に産業廃水ならびに家庭下水を処理する
ため不純物を凝固および凝集する薬剤として従来使用さ
れた無機塩類、主としてアルミニウムおよび鉄の塩、に
代わり望ましい有機および植物特性を有する合成凝固／
凝集剤を合成する。 【解決手段】 液状タンニンと、アルデヒドおよびアン
モニウム塩を酸触媒の存在で反応させることにより、凝
固／凝集活性を有する第四級アンモニウムタンニン酸塩
を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は水よりコロイド状物
質を除くための植物性凝固／凝集剤を製造する方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】多年の間にわたって、水を精製するおよ
び透明にするための方法は、人間の消費を含めて、いろ
いろな用途のために、不純物を凝固および凝集する薬剤
として働く無機塩類、主としてアルミニウムおよび鉄の
塩、を使用して行われた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】発明者らは今や、有機
および植物特性を有する合成凝固／凝集剤を使用するこ
とにより、飲料水、工業用水、ボイラーや冷却塔用水を
処理する可能性並びに、一般産業廃水および家庭下水を
処理する可能性を確認した。この薬剤の製造のための基
本原料はピロカテキンタンニン、Ａｃａｓｉａ ｍｅａ
ｒｎｓｉｉ樹皮の水性抽出液であり、カチオン特性を有
する。
【０００４】本発明の目的は、植物性タンニン抽出物、
フラバン３，４−ジオール、から合成により得られる植
物性高分子電解質カチオンの開発であり、前者は、アル
デヒド、ｐ−ホルムアルデヒド、ホルムアルデヒド、フ
ルフルアルデヒド、と第一級、第二級または第三級アミ
ン、メチルアミン、エチルアミン、モノエタノールアミ
ン、ジエタノールアミン、水酸化アンモニウムとの反応
により得られる求電子系に対して、求核試薬として働
く。前記の求電子系は、前記のアルデヒドと、ある塩、
とりわけ塩化アンモニウムであることができるある塩と
の反応によりその場で発生される。
【０００５】この凝固／凝集剤の諸特性の中で、それを
慣用の製品と区別させるものは、水中に溶解した金属と
のキレートを作り出すその能力である。それらのキレー
トは金属を凝固／凝集剤に接して固定化させ、それらの
沈降を引き起こして、発生したスラッジと一緒にそれら
を除去することを可能にする。この特徴は水中に存在す
る第一鉄イオンを除去する場合に特に有効であり、そし
てこの汚染物を完全に除去する。
【０００６】他の一つの重要な特徴は、広いｐＨ範囲に
おいて作用するという事実であり、これと反対に通例と
して使用される金属塩はかなり狭い作用範囲を必要とす
る。本発明の提起された方法の基本的相違点は、この植
物起源のカチオン凝固／凝集剤は水の中に存在するコロ
イド物質の電荷を中和するために環境により加水分解す
る必要がない、したがって水のｐＨを変えることがな
く、それを補正するためにアルカリ化剤の作用を必要と
しないことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】したがって、本発明は凝
集剤を製造する方法に関するものであり、その方法は次
の各段階、 ａ）反応バット内で、脂肪族アルデヒドおよび結合され
たアンモニア基を含む塩から成る一組の試薬を４５℃を
越えない温度、環境圧、水性媒体において混合する段
階、 ｂ）段階１において得られた混合物を６０℃〜７５℃の
範囲内の温度で３〜９時間の間加熱することにより、無
色の液体が得られるまで実際に反応させる段階、ある場
合には１〜３の範囲内の最終ｐＨに到達するように強い
鉱酸が添加されることもあり、および ｃ）上記のようにして調製された物質がタンニン水溶液
と、攪拌しながら常圧で、５時間以上、４５℃〜９７℃
の範囲内の温度で反応させられる段階、を包含する凝集
剤を製造する方法である。
【０００８】そのまま使用されるかまたは１７０℃〜２
４０℃の範囲内の温度で噴霧されて均一に粒子化された
粉末に変えられることができる、シロップ液が得られ
る。
【０００９】この方法はマンニッヒ（Ｍａｎｎｉｃｈ）
反応に基づくものである。
【００１０】マンニッヒ反応は、アルデヒド、アミンお
よびある酸性化合物の使用を見越している。この反応過
程において、アンモニウム塩が最初にアルデヒドと酸の
触媒作用により反応して主として第一級および第二級ア
ミンの複雑な混合物を発生させる。次にこの混合物は、
同様に酸の触媒作用により、芳香族タンニン鎖と反応し
て、本発明の目的物である凝固／凝集活性を有する第四
級アンモニウムタンニン酸塩を結果として生成する。
【００１１】
【発明の実施の形態】かくして、凝固／凝集剤、第四級
アンモニウムタンニン酸塩の製造方法はマンニッヒ反応
に基づき、および次の試薬の組み合わせ、 １．植物性タンニン、それは化学的にはフェノールポリ
マーであり、そのモノマー構造はフラビン−３−オール
である。 ２．脂肪族アルデヒド ３．鉱酸触媒 ４．アンモニウム塩 を使用する。
【００１２】タンニンは通常４４％〜５６％重量の範囲
内で使用される。
【００１３】特に好まれる脂肪族アルデヒドはホルマリ
ンであり、そして２８％〜３８％重量の範囲内で使用さ
れる。
【００１４】最も一般的に使用されるアンモニウム塩
は、１７％〜３２％重量の範囲内で、塩化アンモニウム
である。
【００１５】特に好まれる酸触媒は塩酸であり、そして
それは５％〜１８％重量の範囲内で使用される。
【００１６】
【実施例】本発明は次の非限定的な例によりさらに良く
理解されるであろう。
【００１７】例１ 容量１０リットル、十分密封され、
温度計、攪拌システム、加熱および冷却源、を装備され
た密閉ステンレス鋼反応機内に、２，３９８ｇの３７％
安定化ホルマリン、５８０ｇの塩化アンモニウムを攪拌
混合し、３３０ｇの市販塩酸を加える。その混合物を攪
拌しながら６５℃まで５時間の間に加熱する。その後４
０％固形分を有する２，９８０ｇの液状のタンニンを加
えてから、攪拌を８時間続ける。その後それを放置して
冷却する。かくして得られる生成物は噴霧されることが
できるものであり、そして３６％の活性物質、１．１５
の密度および１．０と２．２の間のｐＨを有するシロッ
プの外観を有する。それらの試薬が添加される順序は重
要である。
【００１８】例２ 同様の装置の中に、３，１９０ｇの
全固形分４９％を有する液状タンニンを加えてから、攪
拌しながら、２，４５０ｇの３７％安定化ホルマリン、
４５０ｇの塩化アンモニウムおよび３２０ｇの触媒機能
を付加する市販塩酸を加える。それはしだいにかつ徐々
におこなわれ、それは重要である。その混合物を７５℃
より８０℃の範囲内の温度に５時間加熱する。その後、
それを放置して冷却する。かくして得られる生成物は同
様に噴霧されることができる。それは４０％の活性物
質、１．２と２．４の範囲内のｐＨ、Ｎｏ．４のフォー
ドカップ（Ｆｏｒｄｃｕｐ）において３０秒の粘度を有
する。
【００１９】結果として得られる生成物は下に示す一般
化学式を有する。
【化１】 第四級アンモニウムタンニン酸塩

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 凝集剤を製造する方法において、次の各
    段階、 ａ）反応バット内で、脂肪族アルデヒドおよび結合され
    たアンモニア基を含む塩から成る一組の試薬を４５℃を
    越えない温度、環境圧、水性媒体において混合する段
    階、 ｂ）段階１において得られた混合物を６０℃〜７５℃の
    範囲内の温度で３〜９時間の間加熱することにより、無
    色の液体が得られるまで実際に反応させる段階、ある場
    合には１〜３の範囲内の最終ｐＨに到達するように強い
    鉱酸が添加されることもあり、および ｃ）上記のようにして調製された物質がタンニン水溶液
    と、攪拌しながら常圧で、５時間以上、４５℃〜９７℃
    の範囲内の温度で反応させられる段階、を包含する凝集
    剤を製造する方法。
  2. 【請求項２】 段階２において１〜３の最終ｐＨを得る
    ため強い鉱酸を加えることができることを特徴とする請
    求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 触媒の酸は特に好ましくは塩酸であるこ
    とを特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 酸の使用量は５〜１８重量％であること
    を特徴とする請求項２および３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 そのまま使用されるかまたは１７０℃〜
    ２４０℃の範囲内の温度で噴霧されて均一に粒子化され
    た粉末に変えられることができる、シロップ液が得られ
    ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 好ましい脂肪族アルデヒドはホルマリン
    であり、そして２８％〜３８％重量の範囲内で使用され
    ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 使用されるアンモニウム塩は塩化アンモ
    ニウムであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 使用されるアンモニウム塩は、１７％〜
    ３２％重量の範囲内で、塩化アンモニウムであることを
    特徴とする請求項６に記載の方法。
  9. 【請求項９】 植物性タンニンは化学的にはフェノール
    ポリマーであり、そのモノマー構造はフラビン−３−オ
    ールであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 タンニンは通常４４％〜５６％重量の
    範囲内で使用されることを特徴とする請求項９に記載の
    方法。
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