JP7061758B2 - 過酸化水素安定化剤および過酸化水素組成物 - Google Patents
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本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、重金属の共存下でも過酸化水素の分解を効果的かつ持続的に抑制できる過酸化水素安定化剤と、当該過酸化水素安定化剤を含む過酸化水素組成物を提供することにある。
以下、本発明を示す。
[2] 2-ホスホノブタン-1,2,4-トリカルボン酸1モルに対し、マグネシウムイオンを0.01モル以上、3.0モル以下の比率で含有する上記[1]に記載の過酸化水素安定化剤。
[3] 更にキレート剤を含有する上記[1]または[2]に記載の過酸化水素安定化剤。
[4] 前記キレート剤がアミノカルボン酸系キレート剤である上記[3]に記載の過酸化水素安定化剤。
[5] 過酸化水素および上記[1]~[4]のいずれかに記載の過酸化水素安定化剤を含むことを特徴とする過酸化水素組成物。
[6] 更に重金属イオンを含む上記[5]に記載の過酸化水素組成物。
[7] pHが8以上である上記[5]または[6]に記載の過酸化水素組成物。
[8] 2-ホスホノブタン-1,2,4-トリカルボン酸およびマグネシウムイオンを0.005質量%以上含む上記[5]~[7]のいずれかに記載の過酸化水素組成物。
2-ホスホノブタン-1,2,4-トリカルボン酸(PBTCA)の50質量%水溶液(「キレストPH-430」キレスト社製)50.0g(PBTCAを0.093モル含有)に、水酸化マグネシウム(5.6g,0.093モル)を加えて撹拌し、溶解した。これに脱イオン水を加えて総量を100gとし、過酸化水素安定化剤1を得た。
水酸化マグネシウムを6.7g(0.111モル)用いた以外は上記実施例1と同様にして、過酸化水素安定化剤2を得た。
水酸化マグネシウムを3.8g(0.062モル)用いた以外は上記実施例1と同様にして、過酸化水素安定化剤3を得た。
水酸化マグネシウムを2.0g(0.033モル)用いた以外は上記実施例1と同様にして、過酸化水素安定化剤4を得た。
水酸化マグネシウムを0.4g(0.007モル)用いた以外は上記実施例1と同様にして、過酸化水素安定化剤5を得た。
イオン交換水400gに、上記実施例1で得た過酸化水素水安定化剤1を0.45g、1000ppmのFe3+を含むFe・NH4(SO4)2・12H2O水溶液0.5mLを添加し、撹拌した。次いで26%水酸化ナトリウム水溶液にて溶液のpHを12.5に調整した後、イオン交換水を加えて液量を459.6gとした。溶液を、ウォーターバスを用いて60℃まで加熱した後、35%過酸化水素水14.4gと26%水酸化ナトリウム水溶液26.0gを添加して試験開始とした。所定時間毎にサンプリングを行い、サンプル中の過酸化水素水残存量をJIS K 1463:2007に従って測定した。また、同様の試験を、過酸化水素安定化剤1の添加量を0.23gまたは0.11gに変更して実施した。なお、過酸化水素安定化剤1の添加量が0.11g、0.23g、0.45gの場合、試験液におけるPBTCAとマグネシウムイオンの合計量はそれぞれ0.006質量%、0.013質量%、0.025質量%となる。更に、比較のために、過酸化水素安定化剤1の代わりにPBTCA・5Naの40質量%水溶液(「キレストPH-435」キレスト社製)を0.1質量%、または水酸化マグネシウムを0.004質量%添加した試験液、および安定化剤を含まない試験液でも同様に試験を行った。なお、PBTCA・5Naを含む試験液におけるPBTCAの濃度は0.028質量%、また、水酸化マグネシウムを含む試験液におけるマグネシウムイオンの濃度は0.0017質量%であり、当該濃度は、PBTCAとマグネシウムイオンを合計で0.025質量%含む試験液に含まれるマグネシウムイオン濃度の2倍に相当する。
図1に、過酸化水素水安定化剤の各添加量における所定時間経過後の残存率を示す。図1に示す結果の通り、安定化剤を含まない過酸化水素水溶液(ブランク)では、鉄イオンの影響か過酸化水素の残存率は60分後に数%まで低下した。PBTCA・5Naまたはマグネシウムイオンのみを添加した場合でも、過酸化水素の安定化効果は十分ではなかった。
それに対して本発明に係る過酸化水素安定化剤を添加した場合には、過酸化水素は濃度依存的に顕著に安定化した。この様に、PBTCAとマグネシウムイオンの併用により、過酸化水素の安定性を損なう鉄イオンの存在下であっても、過酸化水素は顕著に安定化されることが実証された。
過酸化水素安定化剤として、上記実施例1で得た過酸化水素安定化剤1の他、上記実施例2~5で得た過酸化水素安定化剤2~5を用いた以外は上記試験例1と同様にして、過酸化水素の残存率を経時的に測定した。結果を図2に示す。
図2に示す結果の通り、安定化剤を含まない過酸化水素水溶液(ブランク)では、鉄イオンの影響か過酸化水素の残存率は数%まで低下した。それに対して、PBTCAに対するマグネシムイオンのモル比が0.07である場合(実施例5)でも、過酸化水素の安定化効果が認められ、かかる効果は当該比が大きくなるほど高くなり、当該比が0.67以上である場合(実施例1~3)には過酸化水素の安定化効果は極めて優れていた。
かかる結果より、過酸化水素の安定化のためには、PBTCAに対するマグネシウムイオンのモル比は0.3以上であることが好ましく、0.5以上であれば十分な過酸化水素安定化効果が得られることが明らかとなった。
イオン交換水400gに、上記実施例1で得た過酸化水素水安定化剤1を0.45g、EDTA・4Na50%水溶液(「A-50」キレスト社製)0.25g、1000ppmのFe3+を含むFe・NH4(SO4)2・12H2O水溶液0.5mL、および1000ppmのCu2+を含むCuSO4・5H2O水溶液0.5mLを添加し撹拌した。次いで26%水酸化ナトリウム溶液にて溶液のpHを12.5に調製した後、イオン交換水を加えて液量を459.6gとした。溶液を、ウォーターバスを用いて60℃まで加熱した後、35%過酸化水素水14.4gと26%水酸化ナトリウム溶液26.0gを添加して試験開始とした。所定時間毎にサンプリングを行い、サンプル中の過酸化水素水残存量をJIS K 1463:2007に従って測定した。なお、EDTA・4Naの使用量は、過酸化水素安定化剤1を含む試験液中のPBTCAとマグネシウムイオンの合計量と同じ0.025質量%である。比較のために、EDTA・4Naのみ含みPBTCAとマグネシウムイオンを含まない試験液でも同様に実験を行った。結果を図3に示す。
図3に示す結果の通り、EDTA・4Naを単独で使用した場合、Fe3+とCu2+の存在のためか、過酸化水素の残存率は60分後に数パーセントまで低下した。それに対して、過酸化水素安定化剤1とEDTA・4Naを併用した場合、過酸化水素安定化効果が優れていた。かかる結果より、PBTCAとマグネシウムおよびEDTAを併用することにより、多種にわたる重金属共存下においても過酸化水素安定化効果が得られることが明らかとなった。
Claims (8)
- 2-ホスホノブタン-1,2,4-トリカルボン酸およびマグネシウムイオンを有効成分として含有することを特徴とする過酸化水素安定化剤。
- 2-ホスホノブタン-1,2,4-トリカルボン酸1モルに対し、マグネシウムイオンを0.01モル以上、3.0モル以下の比率で含有する請求項1に記載の過酸化水素安定化剤。
- 更にキレート剤を含有する請求項1または2に記載の過酸化水素安定化剤。
- 前記キレート剤がアミノカルボン酸系キレート剤である請求項3に記載の過酸化水素安定化剤。
- 過酸化水素および請求項1~4のいずれかに記載の過酸化水素安定化剤を含むことを特徴とする過酸化水素組成物。
- 更に重金属イオンを含む請求項5に記載の過酸化水素組成物。
- pHが8以上である請求項5または6に記載の過酸化水素組成物。
- 2-ホスホノブタン-1,2,4-トリカルボン酸およびマグネシウムイオンを0.005質量%以上含む請求項5~7のいずれかに記載の過酸化水素組成物。
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