JP4756234B2 - セルロースパルプ用漂白助剤 - Google Patents
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(m,O 1 及びO 2 は20〜50である)
脂肪族ポリオール(X1Aa)としては、炭素数2〜18の脂肪族ジオール(X1Aa1)(エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ジエチレングリコール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、オクタンジオール、デカンジオール、ドデカンジオール、ヘキサデカンジオール及びオクタデカンジオール等の脂肪族直鎖ジオール;及び2−メチルプロパンジオール、2−メチルブタンジオール、2,2−ジメチルプロパンジオール、2−メチルペンタンジオール、2−メチルヘプタンジオール、2−メチルノナンジオール、2−メチルウンデカンジオール、2−メチルペンタデカンジオール及び2−メチルヘプタデカンジオール等の脂肪族分岐ジオール);炭素数3〜18の脂肪族トリオール(X1Aa2)(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ブタントリオール及びヘキサントリオール等);炭素数4〜18の脂肪族テトラオール(X1Aa3)(ペンタエリスリト―ル,ジグリセリン、α−メチルグルコシド及びジペンタエリスリト−ル等);炭素数5〜18の脂肪族ペンタオール(X1Aa4)(アドニトール、アラビトール、トリグリセリン及びキシリトール等);炭素数6〜18の脂肪族ヘキサオール(X1Aa5)(ソルビトール、マンニトール、マルビトール及びテトラグリセリン等);及び炭素数7〜18の7〜12価の脂肪族ポリオール(X1Aa6)(ヘプチトール、オクチトール、デシトール及びドデシトール等)等が挙げられる。
脂肪族アミン(X1Ba)としては、炭素数1〜18の脂肪族モノアミン(X1Ba1)(メチルアミン、メタノールアミン、エチルアミン、モノエタノールアミン、プロピルアミン、イソプロパノールアミン、ブチルアミン、アミノエチルエタノール、ジエタノールアミン、ペンチルアミン、アミノメチルプロパノール、ヘキシルアミン、トリエタノールアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン及びオクタデシルアミン等の脂肪族飽和直鎖モノアミン;1−アミノ−2−メチルプロパン、1−アミノ−3−メチルブタン、1−アミノ−4−メチルペンタン、1−アミノ−5−メチルヘキサン、1−アミノ−7−メチルオクタン、1−アミノ−11−メチルドデカン及び1−アミノ−17−メチルオクタデカン等の脂肪族飽和分岐モノアミン;3−アミノプロペン、4−アミノブテン、5−アミノペンテン、6−アミノヘキセン、8−アミノオクテン、12−アミノドデセン及び18−アミノオクタデセン等の脂肪族不飽和直鎖モノアミン;及び3−アミノ−2−メチルプロペン、4−アミノ−2−メチルブテン、5−アミノ−2−メチルペンテン、6−アミノ−2−メチルヘキセン、8−アミノ−2−メチルオクテン、12−アミノ−2−メチルドデセン、18−アミノ−2−メチルオクタデセン等の脂肪族不飽和分岐モノアミン);炭素数2〜18の脂肪族ジアミン(X1Ba2)(エチレンジアミン,プロピレンジアミン、トリメチレンジアミン,テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン及びオクタデカメチレンジアミン等);炭素数2〜18の脂肪族トリアミン(X1Ba3){ジエチレントリアミン,イミノビスプロピルアミン及びビス(ヘキサメチレン)トリアミン等};及び炭素数4〜18の4〜6価の脂肪族ポリアミン(X1Ba4){トリエチレンテトラミン,テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン及びポリエチレンイミン(重量平均分子量(Mw)300)等}等が挙げられる。
脂肪族カルボン酸アミド(X1Ca)としては、炭素数1〜12の脂肪族モノカルボン酸アミド(X1Ca1)(ホルムアミド、エタン酸アミド、プロパン酸アミド、ブタン酸アミド、ペンタン酸アミド、ヘキサン酸アミド、オクタン酸アミド及びドデカン酸アミド等の脂肪族飽和直鎖モノカルボン酸アミド;2−メチルプロパン酸アミド、2−エチルペンタン酸アミド、2−メチルヘプタン酸アミド、2−エチルオクタン酸アミド及び2−メチルウンデカン酸アミド等の脂肪族飽和分岐モノカルボン酸アミド;ブテン酸アミド、ペンテン酸アミド、ヘキセン酸アミド、オクテン酸アミド及びドデセン酸アミド等の脂肪族不飽和直鎖モノカルボン酸アミド;及び2−メチル−3−ブテン酸アミド、2−エチル−5−ヘキセン酸アミド及び2−メチル−10−ウンデセン酸アミド等の脂肪族不飽和分岐モノカルボン酸アミド);炭素数2〜12の脂肪族ジカルボン酸ジアミド(X1Ca2)(コハク酸ジアミド、グルタル酸ジアミド、2−メチルプロパン−1,3−ジカルボン酸ジアミド、ピアジピン酸ジアミド、メリン酸ジアミド、スベリン酸ジアミド、マレイン酸ジアミド、フマル酸ジアミド及び2−メチル−2−ブテン−1,4−ジカルボン酸ジアミド等);及び炭素数3〜12の3〜6価の脂肪族ポリカルボン酸のポリアミド(X1Ca3)(アコニット酸トリアミド及びヘキサントリカルボン酸トリアミド等)等が挙げられる。
(1)プロピレングリコールのEO(58)・PO(24))付加物
(2)グリセリンのEO(24)・PO(24)付加物
(3)トリメチロールプロパンのEO(39)/PO(9)付加物
(4)トリメチロールプロパンのEO(6)/(PO(36)付加物
(5)トリメチロールプロパンのEO(12)/PO(87)付加物
(6)トリメチロールプロパンのEO(12)・PO(66)付加物
(7)プロピレングリコールのEO(360)/PO(39)付加物
(8)プロピレングリコールのEO(45)/PO(309)付加物
(9)ソルビトールのEO(90)/PO(66)付加物
(10)ドデシルアミンのEO(50)/PO(60)付加物
(11)エタン酸アミドのEO(80)/PO(40)付加物
脂肪族モノイソシアネート(D1a)としては、炭素数3〜20(3〜12が好ましく、さらに好ましくは4〜8である)のアルキルイソシアネート(エチルイソシアネート、ブチルイソシアネート、ヘキシルイソシアネート、2−エチルヘキシルイソシアネート、ノニルイソシアネート、ドデシルイソシアネート、ヘキサデシルイソシアネー及びオクタデシルイソシアネート等)等が挙げられる。
モノイソシアネート(D1)のうち、脱リグニン性及び白色度の観点等から、(D1a)及び(D1c)が好ましく、さらに好ましくは(D1a)である。
脂肪族ジイソシアネート(D2a)としては、炭素数3〜18(4〜10が好ましく、さらに好ましくは6〜8である)のアルキレンジイソシアネート{メチレンジイソシアネート、ジメチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、へプタメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、ノナメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、ジプロピルエーテルジイソシアネート、2,2’−ジメチルペンタン−1,5−ジイソシアネート、3−メトキシヘキサン−1,6−ジイソシアネート、2,2,4−トリメチルペンタン−1,5−ジイソシアネート、3−ブトキシヘキサン−1,6−ジイソシアネート及び1,4−ブチレングリコールジプロピルエーテルジイソシアネート等}等が挙げられる。
オキシアルキレン基としては、オキシエチレン(eo)、オキシプロピレン(po)、オキシブチレン(bo)及びこれらの混合等が含まれる。これらのうち、eo、po及びeoとpoの混合が好ましく、さらに好ましくはeo及びeoとpoの混合、特に好ましくはeoである。
オキシアルキレン基が混合の場合、eoを含むことが好ましい。また、この場合、それぞれの含有割合には制限ないが、eoの含有量(重量%)が、オキシアルキレン基の全重量に基いて、10〜99であることが好ましく、さらに好ましくは20〜97、特に好ましくは30〜95であることである。この範囲であると、脱リグニン性及び白色度がさらに良好となる。また、この場合、ブロック状、ランダム状及びこれらの混合のいずれでもよいが、ブロック状が好ましい。ブロック状だと、脱リグニン性及び白色度がさらに良好となる。ポリアルキレングリコールの数平均分子量(Mn)は、200〜20,000が好ましく、さらに好ましくは600〜15,000、特に好ましくは1,000〜10,000である。なお、Mnは、分子量既知の(ポリ)エチレングリコールを標準物質として、上記Mwと同様の方法で測定される。
HDI :ヘキサメチレンジイソシアネート
TDI :2,4−トリレンジイソシアネート
p−XDI :p−ジ(イソシアナートメチル)ベンゼン
MDI :4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート
HTDI :水素添加2,4−トリレンジイソシアネート
HXDI :水素添加ジ(イソシアナートメチル)ベンゼン
HMDI :水素添加4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート
(13)グリセリンのEO(24)/PO(24)付加物とHTDIとのウレタン化物(1.8/1、Mw26,000)
(14)トリメチロールプロパンのEO(39)/PO(9)付加物とTDIとのウレタン化物(1.8/1、Mw20,000)
(15)トリメチロールプロパンのEO(6)/PO(36)付加物とp−XDIとのウレタン化物(1.8/1、Mw20,000)
(16)トリメチロールプロパンのEO(12)/PO(87)付加物とMDIとのウレタン化物(1.5/1、Mw31,000)
(17)トリメチロールプロパンのEO(12)・PO(66)付加物とTDIとのウレタン化物(1.5/1、Mw30,000)
(18)トリメチロールプロパンのEO(360)/PO(39)付加物とp−XDIとのウレタン化物(1.5/1、Mw30,000)
(19)トリメチロールプロパンのEO(45)/PO(309)付加物とMDIとのウレタン化物(1.5/1、Mw37,000)
(20)ソルビトールのEO(90)/PO(66)付加物とHMDIとのウレタン化物(2.0/1、Mw34,000)
(21)ドデシルアミンのEO(50)/PO(60)付加物とHDIとのウレタン化物(1.5/1、Mw27,000)
(22)エタン酸アミドのEO(80)/PO(40)付加物とHXDIとのウレタン化物(1.5/1、Mw28,000)
アルキレンオキシドの付加反応には通常使用されるアルキレンオキシド付加反応用触媒等が使用でき、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物(水酸化カリウム、水酸化ルビジウム及び水酸化セシウム等);アルカリ金属のアルコラート(カリウムメチラート及びセシウムメチラート等);アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩(炭酸カリウム、炭酸セシウム及び炭酸バリウム等);炭素数3〜24の3級アミン(トリメチルアミン、トリオクチルアミン、トリエチレンジアミン及びテトラメチルエチレンジアミン等)及びルイス酸(塩化第二錫及びトリフッ化ホウ素等)等が用いられる。反応触媒を使用する場合、この使用量(重量%)は、ポリオール、アミン又はアミドとアルキレンオキシドとの合計重量に基づいて、0.05〜2が好ましく、さらに好ましくは0.1〜1、特に好ましくは0.2〜0.6である。
反応には通常使用されるウレタン化反応用触媒等が使用でき、アミン(トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ヘプタメチルジエチレンアミン、N−メチルモルホリン及びベンジルトリエチルアンモニウムハイドロオキサイド等)及び金属含有化合物(塩化第1錫、塩化第2錫、オクチル酸錫、オクチル酸鉛、ジブチルチンジラウレート、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸鉛、ナフテン酸カリウム及び三塩化アンチモン等)等が用いられる。
反応触媒を使用する場合、その使用量(重量%)は、アルキレンオキシド(X1)及びイソシアネートとの合計重量に基づいて、0.001〜1が好ましく、さらに好ましくは0.01〜0.9、特に好ましくは0.05〜0.8である。
また、必要に応じ反応溶剤を使用してもよい。溶剤としては、炭化水素(石油エーテル及びn−ヘキサン等の脂肪族炭化水素;シクロヘキサン及びデカリン等の脂環式炭化水素及びトルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素)、ハロゲン化炭化水素(クロロホルム、四塩化炭素、エチレンジクロライド及びクロロベンゼン等)、エステル(酢酸エチル、酢酸ブチル及び酢酸ペンチル等)、ケトン(メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン及びシクロヘキサノン)及びアルキルアミド(N,N−ジメチルホルミアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド及び2−ジメチルアミノアセトアルデヒドジメチルアセタノール等)等が使用できる。反応溶剤を用いる場合、その使用量(重量%)は、反応により生成するウレタン化物(X2)の重量に基づいて、20〜800が好ましく、さらに好ましくは40〜700、特に好ましくは50〜600である。
消泡剤(E)は公知のものが使用でき、例えば特公昭51−35556号、特開昭52−2887号、特公昭52−19836号、特公昭55−23084号、特開平6−142410号又は特開平6−142411号の各公報に記載のポリエーテル消泡剤及び/又はシリコーン消泡剤、特公昭49−109276号、特開昭52−22356号、特開昭32187号、特開昭55−70308号又は特開昭56−136610号の各公報に記載の鉱物油消泡剤、並びに特開昭47−114336号、特開昭60−156516号、特開昭62−171715号、特開昭64−68595号、特開平1−10005号又は特開平4−349904号の各公報に記載のワックスエマルション消泡剤等が使用できる。消泡剤(E)を使用する場合(含有する場合を含む)、消泡剤(E)の使用(含有)量(重量%)は、セルロースパルプ用漂白助剤の重量に基づいて、0.1〜30が好ましく、さらに好ましくは0.2〜20、特に好ましくは0.3〜15である。
水溶性高分子(F)としては、水溶性アニオン高分子(f1)、水溶性非イオン高分子(f2)、水溶性カチオン高分子(f3)及び水溶性両性高分子(f4)等が含まれる。
水溶性アニオン高分子(f1)としては、ラジカル重合により得られる水溶性アニオン高分子[ポリアクリル酸(塩)(Mw2,000〜100,000)、ポリスチレンスルホン酸(塩)(Mw1,000〜100,000)、ポリアクリル酸ヒドロキシエチル燐酸モノエステル(Mw2,000〜50,000)等]、非ラジカル重合により得られる水溶性アニオン高分子[ナフタレンスルホン酸(塩)ホルマリン縮合物(縮合度2〜10)等]及び天然物から得られる水溶性アニオン高分子[リグニンスルホン酸(Mw10,000〜1,000,000)、アルギン酸(塩)(Mw10,000〜1,000,000)等]等が挙げられる。
エステルとしては、炭素数2〜8のエステル等が使用でき、酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシブチルアセテート、メチルセロソルブアセテート及びエチルセロソルブアセテート等が挙げられる。エーテルとしては、炭素数2〜8のエーテル等が使用でき、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ及びプロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。ケトンとしては、炭素数2〜8のケトン等が使用でき、アセトン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン等が挙げられる。アルコールとしては、炭素数1〜8のアルコール等が使用でき、メタノール、エタノール、n−又はi−プロパノール、n−、i−又はt−ブタノール、プロピレングリコール及びジプロピレングリコール等が挙げられる。複素環式化合物としては、炭素数5〜8の複素環式化合物等が使用でき、N−メチルピロリドン等が挙げられる。溶媒のうち、水、水とエーテルとの混合溶媒及び水とアルコールとの混合溶媒が好ましく、特に好ましくは水である。
パルプスラリーは、セルロースパルプ、水、pH調整剤及び遊離リグニン等が含まれる。 パルプスラリー中のパルプ濃度(重量%)は、パルプスラリーの重量に基づいて、5〜30が好ましく、さらに好ましくは8〜25、特に好ましくは10〜20である。この範囲にあると、脱リグニン性及び白色度がさらに良好となる。
この場合、パルプスラリーのpHを調整するのに使用されるpH調整剤としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、アンモニア、クラフト法白液、酸化白液、緑液、酸化緑液、四ホウ酸ナトリウム及び/又はメタホウ酸ナトリウム等が挙げられる。これらのうち、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、クラフト法白液、酸化白液及び四ホウ酸ナトリウムが好ましく、特に好ましくは水酸化ナトリウム、クラフト法白液及び酸化白液である。
この場合、パルプスラリーのpHを調整するのに使用されるpH調整剤としては、塩酸、硫酸、硝酸、燐酸、酢酸、蟻酸及びシュウ酸等が挙げられる。これらのうち、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸及び蟻酸が好ましく、特に好ましくは塩酸、硫酸及び酢酸である。
(1)酸素漂白
パルプ濃度:10〜14重量%/パルプスラリー、水酸化ナトリウム添加量:2〜3重量%/パルプの絶乾重量、処理温度:90〜120℃、処理時間:50〜60分、酸素圧力:0.4〜0.8MPa。
(2)オゾン漂白
パルプ濃度:10〜15重量%/パルプスラリー、塩酸添加量:2〜3重量%/パルプの絶乾重量、処理温度:20〜70℃、処理時間:5〜30分、オゾン圧力:0.35〜0.5MPa。
なお、フリーネス、脱リグニン性、ISO白色度、パルプ粘度、重量平均分子量及び塩素消費量削減率は以下の方法により評価した。また、部及び%は特に断りのない限り重量部及び重量%を意味する。
(1)酸素漂白前パルプスラリーの調製
LKPパルプスラリー(ユーカリ、パルプ濃度20重量%)に、水酸化ナトリウム(和光純薬工業株式会社製、特級)をパルプの絶乾重量に対し2重量%(Na2O換算)及び評価用漂白助剤をパルプの絶乾重量に対し0.2重量%となるようにそれぞれ添加した。さらに水道水を加えて、パルプ濃度が10重量%となるようにしてパルプスラリーを得た。これを、室温(25〜30℃)下、ニーダーにより10分間混練して、酸素漂白前パルプスラリーを作成した。これとは別に、ブランクとして評価用漂白助剤を添加しない酸素漂白前パルプスラリー(ブランク、カッパ−価18、フリーネス(CSF)330ml)も作成した。
酸素漂白前パルプスラリーを漂白試験用のSUS316製2Lオートクレーブに1700g入れた。容器を密閉後、酸素ガス(日本酸素株式会社製)でゲージ圧が0.2MPaになるまで加圧し、0.02MPaになるまで排出する操作(酸素置換)を2回繰り返した。その後、酸素ガスで容器内圧力が0.6MPaになるまで加圧し、容器を密閉後、温度を95℃に保って、60分間酸素ガスによる漂白を行った。漂白終了後、直ちに容器を開放して容器内圧力を大気圧に戻し、オートクレーブからパルプスラリーを取り出した。
パルプスラリーを水道水でパルプ濃度1.5%に希釈し、ヌッチェにてパルプ濃度が20%になるようにろ過した。この操作をさらに2回繰り返し、酸素漂白後パルプスラリーを得た。さらに酸素漂白後パルプスラリーを目開き106μmの篩い(JIS Z8801:2000年)に入れ、パルプの絶乾重量の10倍量の水道水を篩いの上からふりかけてパルプスラリーを洗浄した。その後、ヌッチェにてパルプ濃度が20%になるようにろ過し、分析用パルプスラリーとした。
(1)オゾン漂白前パルプスラリーの調製
LKPパルプスラリー(ユーカリ、パルプ濃度20重量%)に評価用漂白助剤をパルプの絶乾重量に対し0.2重量%となるように添加した。さらに水道水を加えて、パルプ濃度が15重量%となるようにしてパルプスラリーを得た。これを、室温(25〜30℃)下、ニーダーにより10分間混練して、オゾン漂白前パルプスラリーを作成した。これとは別に、ブランクとして、評価用漂白助剤を添加しないオゾン漂白前パルプスラリー(ブランク、カッパ−価18、フリーネス(CSF)350ml)も作成した。
オゾン漂白前パルプスラリーを漂白試験用のSUS316製2Lオートクレーブに1700g入れ、オゾンガス(日本酸素株式会社製)でゲージ圧が0.2MPaになるまで加圧し、0.02MPaになるまで排出する操作(オゾン置換)を2回繰り返した。その後、オゾンガスで容器内圧力が0.6MPaになるまで加圧し、容器を密閉後、温度を20℃に保って、60分間オゾンによる漂白を行った。漂白終了後、直ちに容器を開放して容器内圧力を大気圧に戻し、オートクレーブからパルプスラリーを取り出した。パルプスラリーを水道水でパルプ濃度1.5%に希釈し、ヌッチェにてパルプ濃度が20%になるようにろ過した。この操作をさらに2回繰り返し、オゾン漂白後パルプスラリーを得た。さらにオゾン漂白後パルプスラリーを目開き106の篩い(JIS Z8801:2000年)に入れ、パルプの絶乾重量の10倍量の水道水を篩いの上からふりかけてパルプスラリーを洗浄した。その後、ヌッチェにてパルプ濃度が20%になるようにろ過し、分析用パルプスラリーとした。
JIS P8121:1995年に準拠して、カナディアンフリーネステスター(熊谷理機工業株式会社製)を用いて、フリーネスを測定した。数字が大きいほど、濾水性は高いことを意味する。
酸素漂白又はオゾン漂白終了後の分析用パルプスラリーのカッパー価(K)をJIS P8211:1988に準拠して測定し、次式から算出した。なお、K0は漂白前のパルプスラリーのカッパー価である。数字が小さいほど、脱リグニン性は優れていることを意味する。
JIS P8148:2001年に準拠して、ISO白色度(拡散青色光反射率)計(PF−10型、日本電色工業株式会社製)を用いて、25℃、50RH%(相対湿度)での白色度を測定した。数字が大きいほど、白色度は高いことを意味する。
TAPPI T230−OS−76(米国パルプ協会の規格)記載の方法に準拠して、パルプの粘度を測定した。数字が大きいほど粘度が高く、パルプ強度が大きいことを示す。
GPC(HLC−8120 GPC(東ソー株式会社製))を使用して、以下の条件にて測定した。
カラム :G5000PWXL及びG3000PWXL(いずれも東ソー株式会社製)を直列に接続したカラム
検出器 :RI
データ処理装置:SC−8020(東ソー株式会社製)
カラム温度 :40℃
溶離液:0.1mol/Lリン酸水素二ナトリウム水溶液/0.1mol/Lリン酸二水素ナトリウム水溶液の1/1(体積比)混合液
溶離液の流速 :0.8ml/分
試料濃度 :0.4%溶離液溶液
注入量 :50μl
標準物質 :東ソー株式会社製TSK標準ポリエチレンオキシドSE−150:光散乱法で測定された重量平均分子量(以下、Mと省略する)885,000、SE−70:M510,000、SE−30:M340,000、SE−15:M170,000、SE−8:M95,000、SE−5:M46,000、SE−2:M26,000、和光純薬工業株式会社製試薬ポリエチレングリコール6000:M7,500(和光規格1級合格品)、エチレングリコール:分子量62(和光特級)
(1)塩素消費率の測定
ISO 3260:1982年に準拠した方法、すなわち、次亜塩素酸ナトリウムを塩酸酸性にして発生する塩素でパルプを漂白し、残った塩素をヨウ素で定量する方法により塩素消費率を求めた。
分析用パルプスラリー(パルプ濃度20%)Sg(採取量約10g)及びイオン交換水385mlを投入した二口フラスコ(滴下ロート及び二方コック付き)を25℃の恒温水槽に浸し、マグネチックスターラーにて攪拌を開始した。
二口フラスコ内を2600Paに減圧した後、滴下ロートから2mol/L塩酸(和光純薬工業株式会社製)20mlを二口フラスコ内に加えると同時に、経過時間の測定を開始した。さらに滴下ロート内を10mlのイオン交換水で洗浄し、この洗浄液を二口フラスコ内に加えた。次に塩酸投入開始時から正確に2分後、滴下ロートから次亜塩素酸ナトリウム水溶液(有効塩素濃度20g/L、pH12.0±0.5)15.0mlを二口フラスコ内に加えた。さらに滴下ロート内を5mlのイオン交換水で洗浄し、この洗浄液を二口フラスコ内に加えた。
引き続き、塩素漂白パルプスラリーに澱粉指示薬を加え、0.2mol/Lチオ硫酸ナトリウム水溶液(和光純薬工業株式会社製)にて指示薬による発色がなくなる(無色)まで滴定し(V1ml)、次式から塩素消費率を求めた(α12)。なお、V0は分析用パルプスラリーを用いないこと以外、上記と同様にして得たブランクの滴定値である。
(1)と同様にして得た塩素漂白パルプスラリーにパルプの絶乾重量の25倍量の水道水を加え、均一混合した後、ヌッチェにてパルプ濃度が20%になるようにろ過し、ISO白色度測定用パルプスラリーを得た。このISO白色度測定用パルプスラリーを水道水にてパルプ濃度0.1%に希釈した後、JIS P8222:1998年に準拠して、坪量50g/m2 の手抄きパルプシートを作成した。この手抄きパルプシートをドラム乾燥機(AUTO DRYER TYPE L−3D(ジャポー株式会社製))にて120℃で30秒間乾燥させた後、ISO白色度を測定した(γ12)。
さらに、塩酸の投入開始時から正確に12分後ヨウ化カリウム水溶液を加えたことを、17分後又は22分後に変更した以外、(1)と同様にして得た塩素漂白パルプスラリーを用いて、上記と同様にしてISO白色度を測定した(γ17及びγ22)。
漂白助剤を使用しないで得た分析用パルプスラリーと、漂白助剤(実施例又は比較例)を使用して得た分析用パルプスラリーとについて、塩素消費率及びISO白色度をグラフ(横軸にISO白色度、縦軸に塩素消費率)にプロットして、それぞれ3点を直線で結び、ISO白色度が60になる時の塩素消費率を読み取り、次式から塩素消費量削減率を求めた。なお、参考のため、実施例1の漂白助剤について作成したグラフを図1に示した。
αX:漂白助剤を使用して得た分析用パルプスラリーついての塩素消費率
攪拌、加熱、冷却、加圧及び減圧が可能な耐圧反応容器に、プロピレングリコール100部及び水酸化カリウム(和光純薬工業株式会社製、特級)2部を投入した後、窒素ガスを用いて、ゲージ圧で0.4MPaになるまで加圧し、0.02MPaになるまで排出する操作(窒素置換)を3回繰り返した。その後、攪拌しつつ100℃まで昇温し、次いで同温度にてEO3358部及びPO1832部の混合物を7時間かけて滴下した。さらに同温度にて4時間攪拌を続けて残存するEO及びPOを反応させることにより、本発明の漂白助剤(20)(プロピレングリコールのEO58モル/PO24モルランダム付加物を得た。
ポリオール、アミン又はアミドの種類、アルキレンオキシドの種類及び付加モル数を表1のように変更したこと以外は、実施例1と同様にして、本発明の漂白助剤(21)、(28)及び(31)を得た。
攪拌、加熱、冷却、加圧及び減圧が可能な耐圧反応容器に、トリメチロールプロパン100部及び水酸化カリウム(和光純薬工業株式会社製、特級)2部を投入した後、窒素ガスを用いて、ゲージ圧で0.4MPaになるまで加圧し、0.02MPaになるまで排出する操作(窒素置換)を3回繰り返した。攪拌しつつ100℃まで昇温し、同温度にてEO99部を3時間かけて滴下し、その後、同温度にて2時間攪拌を続けて残存するEOを反応させた。さらにその後、同温度にてPO3506部を4時間かけて滴下し、その後、同温度にて4時間攪拌を続けて残存するPOを反応させることにより、本発明の漂白助剤(22)(トリメチロールプロパンのEO3モル/PO81モルブロック付加物を得た。
ポリオール、アミン又はアミドの種類、アルキレンオキシドの種類及び付加モル数を表1のように変更したこと以外は、実施例3と同様にして、本発明の漂白助剤(23)〜(27)、(29)、(30)及び(32)〜(46)を得た。
攪拌、加熱、冷却、加圧及び減圧が可能な耐圧反応容器に、アルキレンオキシド付加物(X1)として漂白助剤(20)100部及び塩化第一錫(和光純薬工業株式会社製)0.01部を投入した後、装置内を80〜90℃として3時間脱水し、液層の水分を0.03%以下(カールフィッシャー水分計、MKA−510、京都電子工業株式会社製)とした。次いで、70℃に冷却し、ブチルモノイソシアネート2.5部を加えた後、窒素気流下85〜90℃でイソシアナト基含有量が0.01%以下になるまで反応させ(約3時間)、淡黄色粘稠液状のウレタン化物を得た。これをそのまま漂白助剤(47)とした。
アルキレンオキシド付加物(X1)の種類、モノイソシアネートの種類及び水酸基(−OH)とイソシアナト基(−NCO)との当量(モル)比(OH/NCO)を表2のように変更したこと以外は、実施例28と同様にして、本発明の漂白助剤(48)及び(49)を得た。
攪拌、加熱、冷却、加圧及び減圧が可能な耐圧反応容器に、アルキレンオキシド付加物(X1)として漂白助剤(20)100部及び塩化第一錫(和光純薬工業株式会社製)0.01部を投入した後、装置内を80〜90℃として3時間脱水し、液層の水分を0.03%以下(カールフィッシャー水分計、MKA−510、京都電子工業株式会社製)とした。次いで、70℃し、HDI8部及びポリオキシエチレングリコール(PEG−6000:三洋化成工業株式会社製、Mn8,300)306部を加えた後に冷却、窒素気流下85〜90℃でイソシアナト基含有量が0.01%以下になるまで反応させ(約3時間)、淡黄色粘稠液状のジウレタン化物を得た。これをそのまま漂白助剤(50)とした。
アルキレンオキシド付加物(X1)の種類、ジイソシアネートの種類及び水酸基(−OH)とイソシアナト基(−NCO)との当量(モル)比(OH/NCO)を表2のように変更したこと以外は、実施例31と同様にして、本発明の漂白助剤(51)〜(74)を得た。
TDI :2,4−トリレンジイソシアネート
p−XDI :p−ジ(イソシアナートメチル)ベンゼン
MDI :4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート
HTDI :水素添加2,4−トリレンジイソシアネート
HXDI :水素添加ジ(イソシアナートメチル)ベンゼン
HMDI :水素添加4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート
攪拌、加熱、冷却、加圧及び減圧が可能な耐圧反応容器に、ポリオキシエチレン(2モル)ポリオキシプロピレン(2モル)モノブチルエーテル(ニューポール50HB−55:三洋化成工業株式会社製)100部及び水酸化ナトリウム(和光純薬工業株式会社製、特級)1部を投入した後、窒素ガスを用いて、ゲージ圧で0.4MPaになるまで加圧し、0.02MPaになるまで排出する操作(窒素置換)を3回繰り返した。その後、攪拌しつつ80℃まで昇温し、次いで同温度にてメチルクロリド(シグマ株式会社製、特級)21部を5時間かけて滴下した。さらに同温度にて4時間攪拌を続けて残存するメチルクロリドを反応させることにより、比較用の漂白助剤(75)(ポリオキシエチレン(2モル)ポリオキシプロピレン(2モル)モノブチルモノメチルエーテル)を得た。
ポリオキシエチレン(9モル)ポリオキシプロピレン(1モル)モノ−2−エチルヘキシルエーテル(サンクリアーOBA−60:三洋化成工業株式会社製))(I)と、ポリビニルアルコール(PVA217:クラレ株式会社製)(Mw70,000)(II)とを均一混合{(I)/(II)=2/1(重量比)}して、比較用の漂白助剤(76)を得た。
ポリオキシエチレン(15モル)ポリオキシプロピレン(11モル)モノブチルエーテル(ニューポール50HB−400:三洋化成工業株式会社製)を比較用の漂白助剤(77)とした。
Claims (9)
- ポリオール、アミン又はアミドのアルキレンオキシド付加物(X1)、並びに/若しくはこのアルキレンオキシド付加物(X1)のウレタン化物(X2)からなり、(X1)の重量平均分子量が2,000〜50,000であることを特徴とするセルロースパルプ用漂白助剤(次式で表される化合物からなるものを除く。)。
(m,O 1 及びO 2 は20〜50である) - アルキレンオキシド付加物(X1)を含有してなり、(X1)が一般式(1)で示されるアルキレンオキシド付加物(X1’)である請求項1に記載のセルロースパルプ用漂白助剤。
Z−{(ao)n−H}m (1)
(式中、Zはポリオールの水酸基から水素原子を除いた残基、アミンのアミノ基から水素原子を除いた残基又はアミドのカルバモイル基から水素原子を除いた残基、mは2〜6の整数、nは1〜200の整数、aoは炭素数2〜4のオキシアルキレン基を表す。オキシアルキレン基は1種又は2種以上の混合でもよく、2種以上の混合ときはブロック状、ランダム状及びこれらの混合のいずれでもよい。m個の{(ao)n−H}は、全て同一、一部同一又は全てが異なってもよい。) - アルキレンオキシド付加物(X1)のウレタン化物(X2)を含有してなり、(X2)が一般式(2)で示されるウレタン化物(X2’)である請求項1又は2に記載のセルロースパルプ用漂白助剤。
Z−〔(ao)n−{L−O−(ao’)n’−}sH〕m (2)
(式中、Zはポリオールの水酸基から水素原子を除いた残基、アミンのアミノ基から水素原子を除いた残基又はアミドのカルバモイル基から水素原子を除いた残基、Lは炭素数6〜15のジイソシアネートの反応残基、ao及びao’は炭素数2〜4のオキシアルキレン基、n及びn’は1〜200の整数、sは0〜2の整数、mは2〜6の整数を表す。オキシアルキレン基は1種又は2種以上の混合でもよく、2種以上の混合のときはブロック状、ランダム状及びこれらの混合のいずれでもよい。m個のsのうち少なくとも1個は1又は2である。m個の〔(ao)n−{L−O−(ao’)n’−}sH〕は、全て同一、一部同一又は全て異なってもよい。sが1又は2の場合、s×m個の{L−O−(ao’)n’−}は、全て同一、一部同一又は全て異なってもよい。) - アルキレンオキシド付加物(X1)を含有してなり、(X1)がオキシエチレン基を有し、オキシエチレン基の含有量がオキシアルキレン基の全重量に基いて5〜90重量%である請求項1〜3のいずれかに記載のセルロースパルプ用漂白助剤。
- アルキレンオキシド付加物(X1)を含有してなり、(X1)がオキシエチレン基及びオキシプロピレン基を有し、オキシエチレン基とオキシプロピレン基とがブロック状に結合してなる請求項1〜4のいずれかに記載のセルロースパルプ用漂白助剤。
- さらに消泡剤(E)を含有してなる請求項1〜5のいずれかに記載のセルロースパルプ用漂白助剤 。
- さらに水溶性高分子(F)を含有してなる請求項1〜6のいずれかに記載のセルロースパルプ用漂白助剤 。
- セルロースパルプが、酸素及び/又はオゾンによる晒工程のセルロースパルプである請求項1〜7のいずれかに記載のセルロースパルプ用漂白助剤。
- 請求項1〜8いずれかに記載のセルロースパルプ用漂白助剤の存在下でセルロースパルプを酸素及び/又はオゾンにより漂白する工程を含むパルプの製造方法。
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