JPH04263686A - パルプの漂白溶液 - Google Patents
パルプの漂白溶液Info
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- JPH04263686A JPH04263686A JP3293373A JP29337391A JPH04263686A JP H04263686 A JPH04263686 A JP H04263686A JP 3293373 A JP3293373 A JP 3293373A JP 29337391 A JP29337391 A JP 29337391A JP H04263686 A JPH04263686 A JP H04263686A
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- bleaching
- sodium
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Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
- D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
- D21C9/1084—Bleaching ; Apparatus therefor with reducing compounds
-
- D—TEXTILES; PAPER
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- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
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- D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
- D21C9/1026—Other features in bleaching processes
- D21C9/1042—Use of chelating agents
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、パルプを漂白するため
の溶液に関する。より詳しく言えば、本発明は、水素化
ホウ素ナトリウム、水酸化ナトリウム及びキレート化剤
の溶液に関する。
の溶液に関する。より詳しく言えば、本発明は、水素化
ホウ素ナトリウム、水酸化ナトリウム及びキレート化剤
の溶液に関する。
【0002】
【発明の背景】紙で使用されるべき木材パルプは、普通
、最終の紙製品が所望の白色度を獲得するように漂白さ
れる。 P.Joyce及びDavid M.Mack
ieにより”Brightening of Mech
anical Pulps”, MacMillan
Bloedel Reasearch,Vancouv
er,B.C.(カナダ) に記載されたように、漂白
は、還元、酸化、あるいは酸化の後に還元が続く組み合
わせのいずれかでよい(しかし還元の後に酸化が続くこ
とはない)。漂白方法の選定は、必要とされる白色度と
漂白系の経費とに依存する。酸化性の漂白は、還元性の
漂白よりも増白ポイント(brightening p
oints) を増大させることができるが、還元性の
漂白よりもかなり費用がかかる。最高の増白は、酸化/
還元性の漂白で達成されるが、経費は更に増加する。
、最終の紙製品が所望の白色度を獲得するように漂白さ
れる。 P.Joyce及びDavid M.Mack
ieにより”Brightening of Mech
anical Pulps”, MacMillan
Bloedel Reasearch,Vancouv
er,B.C.(カナダ) に記載されたように、漂白
は、還元、酸化、あるいは酸化の後に還元が続く組み合
わせのいずれかでよい(しかし還元の後に酸化が続くこ
とはない)。漂白方法の選定は、必要とされる白色度と
漂白系の経費とに依存する。酸化性の漂白は、還元性の
漂白よりも増白ポイント(brightening p
oints) を増大させることができるが、還元性の
漂白よりもかなり費用がかかる。最高の増白は、酸化/
還元性の漂白で達成されるが、経費は更に増加する。
【0003】本発明は、上述の漂白プロセスの中でその
行う増白が最少であるが、それにもかかわらず費用が最
も安くて最大限の白色度のパルプは要求されない、例え
ば新聞印刷用紙を製造するためのパルプを調製する際の
ような、広い範囲にわたる用途のある、還元性パルプ漂
白のための溶液に関する。
行う増白が最少であるが、それにもかかわらず費用が最
も安くて最大限の白色度のパルプは要求されない、例え
ば新聞印刷用紙を製造するためのパルプを調製する際の
ような、広い範囲にわたる用途のある、還元性パルプ漂
白のための溶液に関する。
【0004】還元性漂白のためによく使われる漂白剤は
、亜二チオン酸ナトリウム(ヒドロ亜硫酸ナトリウム)
であって、それにより供給される亜二チオン酸イオン(
S2 O42− ) が活性の漂白種である。亜二チオ
ン酸塩は、典型的に、次に述べる三つのやり方のうちの
一つでもってパルプへ供給される。すなわち、A)亜二
チオン酸ナトリウムを主剤とする乾燥形態の製品をパル
プスラリーへ溶解させて加えることができ、B)貯蔵安
定性が限られている市販の亜二チオン酸ナトリウム溶液
製品から加えることができ、あるいはC)亜二チオン酸
塩を現場で、水素化ホウ素ナトリウム、水酸化ナトリウ
ム及び利用可能なS4+種、例えばSO2 、廃HSO
3 − 、又はHSO3 − /SO2 溶液(原液(
raw acid))のようなもの、から発生させるこ
とができる。現場での亜二チオン酸塩生成の化学とサイ
クルは、例えば、R.Barton,C.Tredwa
y,M.Elles,E.SuliVan, ”Hyd
rosulfite Bleaching” Pulp
and Paper Manufacture 第3
版第2巻 Mechanical Pulping,R
.A.Leask 編 Tappi/CPPA Joi
nt Textbook Committee of
the PaperIndustry(1987) に
記載される。
、亜二チオン酸ナトリウム(ヒドロ亜硫酸ナトリウム)
であって、それにより供給される亜二チオン酸イオン(
S2 O42− ) が活性の漂白種である。亜二チオ
ン酸塩は、典型的に、次に述べる三つのやり方のうちの
一つでもってパルプへ供給される。すなわち、A)亜二
チオン酸ナトリウムを主剤とする乾燥形態の製品をパル
プスラリーへ溶解させて加えることができ、B)貯蔵安
定性が限られている市販の亜二チオン酸ナトリウム溶液
製品から加えることができ、あるいはC)亜二チオン酸
塩を現場で、水素化ホウ素ナトリウム、水酸化ナトリウ
ム及び利用可能なS4+種、例えばSO2 、廃HSO
3 − 、又はHSO3 − /SO2 溶液(原液(
raw acid))のようなもの、から発生させるこ
とができる。現場での亜二チオン酸塩生成の化学とサイ
クルは、例えば、R.Barton,C.Tredwa
y,M.Elles,E.SuliVan, ”Hyd
rosulfite Bleaching” Pulp
and Paper Manufacture 第3
版第2巻 Mechanical Pulping,R
.A.Leask 編 Tappi/CPPA Joi
nt Textbook Committee of
the PaperIndustry(1987) に
記載される。
【0005】本発明を十分に評価するためには、本発明
をその経済的状況において理解すべきである。亜二チオ
ン酸塩の現場での生成C)は、A)又はB)の亜二チオ
ン酸塩を主剤とする製品の添加よりも原価効率的である
ことが証明されている。ところが、現場での生成は無水
の亜二チオン酸ナトリウムを主剤とする製品の添加に比
べて原価効率的であるとは言うものの、原価の利点はそ
れほど大きくないので、相対的な原価効率を原料、輸送
等の経費が増大することの結果として起こりかねない原
価上の不利益のために失うことはできない。更に、現場
で生成することの原価上の利益は、亜二チオン酸塩生成
装置のための資本経費を弁済するのに十分魅力的でなけ
ればならない。
をその経済的状況において理解すべきである。亜二チオ
ン酸塩の現場での生成C)は、A)又はB)の亜二チオ
ン酸塩を主剤とする製品の添加よりも原価効率的である
ことが証明されている。ところが、現場での生成は無水
の亜二チオン酸ナトリウムを主剤とする製品の添加に比
べて原価効率的であるとは言うものの、原価の利点はそ
れほど大きくないので、相対的な原価効率を原料、輸送
等の経費が増大することの結果として起こりかねない原
価上の不利益のために失うことはできない。更に、現場
で生成することの原価上の利益は、亜二チオン酸塩生成
装置のための資本経費を弁済するのに十分魅力的でなけ
ればならない。
【0006】一般に、還元性、酸化性及び酸化/還元性
の漂白プロセスの全ては、金属イオン類を効果的に不活
性化させるキレート化剤又は金属イオン封鎖剤を使って
向上させられる。金属イオン類は紙製品において色を生
じさせる傾向があり、鉄イオンは白色度を得るのに最も
有害である。還元性の漂白はパルプに対して典型的に6
〜10の白色ポイント(brightness poi
nts)を付け加え(より一般には7〜8の白色ポイン
ト)、またキレート化剤を適切に使用すると典型的に更
に1〜2の白色ポイントが付け加えられる。更に、キレ
ート化剤は、前に還元された化学種の酸化によって紙の
製造中に結果として起こる白色度の逆戻りを最小限にす
る。
の漂白プロセスの全ては、金属イオン類を効果的に不活
性化させるキレート化剤又は金属イオン封鎖剤を使って
向上させられる。金属イオン類は紙製品において色を生
じさせる傾向があり、鉄イオンは白色度を得るのに最も
有害である。還元性の漂白はパルプに対して典型的に6
〜10の白色ポイント(brightness poi
nts)を付け加え(より一般には7〜8の白色ポイン
ト)、またキレート化剤を適切に使用すると典型的に更
に1〜2の白色ポイントが付け加えられる。更に、キレ
ート化剤は、前に還元された化学種の酸化によって紙の
製造中に結果として起こる白色度の逆戻りを最小限にす
る。
【0007】亜二チオン酸塩を現場で生成させる現在の
還元性漂白プロセスにおいては、キレート化剤含有溶液
をパルプへ、亜二チオン酸塩漂白剤を加える前かあるい
は加えるのと同時に別の流れでもって加える。(実際に
は、大抵の市販の亜二チオン酸ナトリウムを主剤とする
製品は、キレート化剤又は金属イオン封鎖剤を含有する
。)本発明の主要な目的は、亜二チオン酸塩と十分な量
のキレート化剤の両方を同一の流れでもってパルプへ供
給する、現場で亜二チオン酸塩を生成させるための溶液
を提供することである。
還元性漂白プロセスにおいては、キレート化剤含有溶液
をパルプへ、亜二チオン酸塩漂白剤を加える前かあるい
は加えるのと同時に別の流れでもって加える。(実際に
は、大抵の市販の亜二チオン酸ナトリウムを主剤とする
製品は、キレート化剤又は金属イオン封鎖剤を含有する
。)本発明の主要な目的は、亜二チオン酸塩と十分な量
のキレート化剤の両方を同一の流れでもってパルプへ供
給する、現場で亜二チオン酸塩を生成させるための溶液
を提供することである。
【0008】単一の流れをプロセスすなわちパルプの漂
白工程へ向かわせることは、二つの流れを向かわせそし
て制御するのに比べて有利であることを認識することが
できる。とは言え、亜二チオン酸塩を生じさせるために
使われる溶液にキレート化剤を含めることが望まれる重
要な別の理由がある。亜二チオン酸塩の生成に使用され
るS4+源、例えば廃HSO3 − は、望ましくない
金属イオンをしばしば含有していることがある。亜二チ
オン酸塩の生成プロセスにおいては、二価のカルシウム
及びマグネシウムイオンが、センサー及び/又はクログ
ロトメーター上に堆積してそれらを無効にするスケール
として沈殿しかねない。鉄イオンは、不溶性の黒い粒子
として沈殿しやすく、そしてそれは明らかに、白色度を
高めるために供給される漂白溶液においては望ましくな
い。
白工程へ向かわせることは、二つの流れを向かわせそし
て制御するのに比べて有利であることを認識することが
できる。とは言え、亜二チオン酸塩を生じさせるために
使われる溶液にキレート化剤を含めることが望まれる重
要な別の理由がある。亜二チオン酸塩の生成に使用され
るS4+源、例えば廃HSO3 − は、望ましくない
金属イオンをしばしば含有していることがある。亜二チ
オン酸塩の生成プロセスにおいては、二価のカルシウム
及びマグネシウムイオンが、センサー及び/又はクログ
ロトメーター上に堆積してそれらを無効にするスケール
として沈殿しかねない。鉄イオンは、不溶性の黒い粒子
として沈殿しやすく、そしてそれは明らかに、白色度を
高めるために供給される漂白溶液においては望ましくな
い。
【0009】亜二チオン酸塩を現場で生じさせるための
溶液であってキレート化剤をも含有しているものを開発
することは、特に実質的な原価上の不利益は現場での亜
二チオン酸塩の生成を亜二チオン酸ナトリウムを主剤と
する製品を単純に添加することとの競争に破れさせなけ
れば招くことはないであろうということを念頭に置くと
、簡単な仕事でないことが分った。
溶液であってキレート化剤をも含有しているものを開発
することは、特に実質的な原価上の不利益は現場での亜
二チオン酸塩の生成を亜二チオン酸ナトリウムを主剤と
する製品を単純に添加することとの競争に破れさせなけ
れば招くことはないであろうということを念頭に置くと
、簡単な仕事でないことが分った。
【0010】パルプの漂白産業で使用される金属イオン
封鎖剤のうちの一種は、ポリリン酸塩類、例えばトリポ
リリン酸ナトリウム(STPP)やピロリン酸四ナトリ
ウム(TSPP)といったようなものである。しかしな
がら、これらは、亜二チオン酸塩を生成するのに使われ
る市販の水素化ホウ素ナトリウム/水酸化ナトリウム溶
液とは、製品の貯蔵期間にわたっての加水分解のために
不相溶性であろう。更に、ポリリン酸塩類は環境にリン
酸塩を付加する観点から望ましくない。
封鎖剤のうちの一種は、ポリリン酸塩類、例えばトリポ
リリン酸ナトリウム(STPP)やピロリン酸四ナトリ
ウム(TSPP)といったようなものである。しかしな
がら、これらは、亜二チオン酸塩を生成するのに使われ
る市販の水素化ホウ素ナトリウム/水酸化ナトリウム溶
液とは、製品の貯蔵期間にわたっての加水分解のために
不相溶性であろう。更に、ポリリン酸塩類は環境にリン
酸塩を付加する観点から望ましくない。
【0011】もう一つの種類のキレート化剤のアミノメ
チレンホスフェート類は、比較的高価であって、そして
ポリリン酸塩類と同じように、結局は環境にリン酸根を
もたらす。
チレンホスフェート類は、比較的高価であって、そして
ポリリン酸塩類と同じように、結局は環境にリン酸根を
もたらす。
【0012】低分子量のポリアクリレート類のような有
機カルボキシレート類は、もう一つのタイプの適当なキ
レート化剤であるが、やはり、これらの高価なキレート
化剤の原価上の不利益は亜二チオン酸塩の生成系におい
て用いるのには高過ぎる。
機カルボキシレート類は、もう一つのタイプの適当なキ
レート化剤であるが、やはり、これらの高価なキレート
化剤の原価上の不利益は亜二チオン酸塩の生成系におい
て用いるのには高過ぎる。
【0013】よく知られているタイプのキレート化剤は
アミノメチレンカルボキシレート類(AMC)である。 この部類のうちの最も分子量の小さいものは、ニトリロ
トリ酢酸(NTA)とその塩類である。この化合物は、
この化学物質は発癌物質であるという初期の報告(多分
間違っている)に基づく公衆の知識のため、検討を除外
された。
アミノメチレンカルボキシレート類(AMC)である。 この部類のうちの最も分子量の小さいものは、ニトリロ
トリ酢酸(NTA)とその塩類である。この化合物は、
この化学物質は発癌物質であるという初期の報告(多分
間違っている)に基づく公衆の知識のため、検討を除外
された。
【0014】一番よく知られ且つ最も値段の安いアミノ
メチレンカルボキシレート類は、エチレンジアミンテト
ラ酢酸(EDTA)とその塩類であり、このキレート化
剤は、初期において、水素化ホウ素ナトリウム/水酸化
ナトリウム溶液に添加するための極上のキレート化剤と
見なされた。ところが、実際の水素化ホウ素ナトリウム
/水酸化ナトリウム/EDTA・Na4 溶液の製造は
、簡単にはいかないことが判明して、最初のうちに、一
般にAMC類は水素化ホウ素ナトリウム/水酸化ナトリ
ウム溶液に実際的に加えることができないという結論に
至った。
メチレンカルボキシレート類は、エチレンジアミンテト
ラ酢酸(EDTA)とその塩類であり、このキレート化
剤は、初期において、水素化ホウ素ナトリウム/水酸化
ナトリウム溶液に添加するための極上のキレート化剤と
見なされた。ところが、実際の水素化ホウ素ナトリウム
/水酸化ナトリウム/EDTA・Na4 溶液の製造は
、簡単にはいかないことが判明して、最初のうちに、一
般にAMC類は水素化ホウ素ナトリウム/水酸化ナトリ
ウム溶液に実際的に加えることができないという結論に
至った。
【0015】亜二チオン酸塩を生じさせる装置のために
使用される現在の市販溶液は、12重量%の水素化ホウ
素ナトリウムと40重量%の水酸化ナトリウムを含有し
ている。モートン・インターナショナル・インコーポレ
イティドは、そのような溶液をBOROLの商標で販売
する。これらの濃度の溶液は、普通の製造方法によって
得られ、そして亜二チオン酸塩を生成する系において、
更に処理することなしに使用される。水素化ホウ素ナト
リウム濃度のもっと高い溶液を使用することができるで
あろうが、もっと濃縮した溶液の調製は、普通の水素化
ホウ素ナトリウム製造法により生産される溶液に乾燥し
た水素化ホウ素ナトリウムを添加することを必要としよ
う。乾燥した水素化ホウ素ナトリウムの添加は、本質的
に、亜二チオン酸塩の生成系にとって原価上の不利益を
余りにも強く要求しよう。
使用される現在の市販溶液は、12重量%の水素化ホウ
素ナトリウムと40重量%の水酸化ナトリウムを含有し
ている。モートン・インターナショナル・インコーポレ
イティドは、そのような溶液をBOROLの商標で販売
する。これらの濃度の溶液は、普通の製造方法によって
得られ、そして亜二チオン酸塩を生成する系において、
更に処理することなしに使用される。水素化ホウ素ナト
リウム濃度のもっと高い溶液を使用することができるで
あろうが、もっと濃縮した溶液の調製は、普通の水素化
ホウ素ナトリウム製造法により生産される溶液に乾燥し
た水素化ホウ素ナトリウムを添加することを必要としよ
う。乾燥した水素化ホウ素ナトリウムの添加は、本質的
に、亜二チオン酸塩の生成系にとって原価上の不利益を
余りにも強く要求しよう。
【0016】乾燥したAMC、例えば乾燥したEDTA
又はEDTA・Na4 を、12%水素化ホウ素ナトリ
ウム/40%水酸化ナトリウム溶液に単純に溶解させる
ことは、好都合なことであろう。あいにくながら、その
ような12/40溶液はそれらの成分の溶解度の限界に
接近しており、キレート化剤といったような追加種を受
け入れることができない。実際に、12/40溶液は、
その温度が実質的に8℃未満に低下しないよう、すなわ
ち沈殿が起こらないようその輸送及び貯蔵の際に注意を
払わなくてはならないほど、十分に飽和されている。E
DTA・Na4 は12/40溶液へ乾いた形態で実際
に加えることができないので、EDTAの四ナトリウム
塩(EDTA・Na4)の溶液を12/40溶液と混ぜ
合わせることに決められた。一般に商業的に入手可能で
ある最も濃厚なEDTA・Na4 溶液は、38重量%
EDTA・Na4 である。(このような溶液は、亜二
チオン酸塩の添加の前に又はそれと同時にパルプに加え
られるであろうものの典型である。)最終の市販製品の
溶液は、各3部の水素化ホウ素ナトリウムに対して少な
くとも1部のキレート化剤という比率でもってできる限
り多量のキレート化剤及び水素化ナトリウムと、30%
以上の水酸化ナトリウムを含有すべきであり、そして市
販のキレート化剤溶液と市販の(より廉価の)12%水
素化ホウ素ナトリウム/40%水酸化ナトリウム溶液と
から調製可能であるべきである。そのような溶液は、3
0%以上のNaOHを含有していることを条件として、
十分な長期の製品安定性を提供しよう。またそれは一般
に、亜二チオン酸塩生成装置における金属の沈殿の問題
を解決するのに十分なキレート化剤と、そしてまたパル
プの漂白操作において白色度を高めるのに十分なキレー
ト化剤を提供しよう。やはり、そのような単一溶液の利
点は、キレート化剤を別個に添加する必要をなくすこと
であろう。この解決策は、亜二チオン酸塩生成装置のた
めのキレート化剤を提供して、それにより、カルシウム
、マグネシウム及び鉄が存在するためのスケール又はス
ペッキングの問題を解消するばかりでなく、後の漂白プ
ロセスを改良するためのキレート化剤をも提供しよう。
又はEDTA・Na4 を、12%水素化ホウ素ナトリ
ウム/40%水酸化ナトリウム溶液に単純に溶解させる
ことは、好都合なことであろう。あいにくながら、その
ような12/40溶液はそれらの成分の溶解度の限界に
接近しており、キレート化剤といったような追加種を受
け入れることができない。実際に、12/40溶液は、
その温度が実質的に8℃未満に低下しないよう、すなわ
ち沈殿が起こらないようその輸送及び貯蔵の際に注意を
払わなくてはならないほど、十分に飽和されている。E
DTA・Na4 は12/40溶液へ乾いた形態で実際
に加えることができないので、EDTAの四ナトリウム
塩(EDTA・Na4)の溶液を12/40溶液と混ぜ
合わせることに決められた。一般に商業的に入手可能で
ある最も濃厚なEDTA・Na4 溶液は、38重量%
EDTA・Na4 である。(このような溶液は、亜二
チオン酸塩の添加の前に又はそれと同時にパルプに加え
られるであろうものの典型である。)最終の市販製品の
溶液は、各3部の水素化ホウ素ナトリウムに対して少な
くとも1部のキレート化剤という比率でもってできる限
り多量のキレート化剤及び水素化ナトリウムと、30%
以上の水酸化ナトリウムを含有すべきであり、そして市
販のキレート化剤溶液と市販の(より廉価の)12%水
素化ホウ素ナトリウム/40%水酸化ナトリウム溶液と
から調製可能であるべきである。そのような溶液は、3
0%以上のNaOHを含有していることを条件として、
十分な長期の製品安定性を提供しよう。またそれは一般
に、亜二チオン酸塩生成装置における金属の沈殿の問題
を解決するのに十分なキレート化剤と、そしてまたパル
プの漂白操作において白色度を高めるのに十分なキレー
ト化剤を提供しよう。やはり、そのような単一溶液の利
点は、キレート化剤を別個に添加する必要をなくすこと
であろう。この解決策は、亜二チオン酸塩生成装置のた
めのキレート化剤を提供して、それにより、カルシウム
、マグネシウム及び鉄が存在するためのスケール又はス
ペッキングの問題を解消するばかりでなく、後の漂白プ
ロセスを改良するためのキレート化剤をも提供しよう。
【0017】あいにくなことに、38%のEDTA・N
a4 溶液は12/40溶液へ直接加えることができず
、その結果として沈殿が起こることが分った。EDTA
・Na4 と水素化ホウ素ナトリウムとの重量比が0.
33のEDTA・Na4 溶液と希釈水とを使っても、
直接の混合によっておよそ30%の水酸化ナトリウムを
含有する混合溶液を得ることができない。わずかに0.
9%のEDTA・Na4 のみ(そして9%NaBH4
及び30%NaOH)を含有している安定な溶液を調
製することができる。これは適当な商業的溶液ではない
。この溶液中のキレート化剤は、亜二チオン酸塩生成装
置におけるキレート化にとって十分であるが、漂白工程
において白色度を高めるためには不十分な追加キレート
化剤を一般に提供する。パルプの加工業者は、漂白工程
に追加キレート化剤の別の流れを今まで通り恐らく加え
なくてはならないであろう。重要なことは、キレート化
剤が亜二チオン酸塩生成装置のために現在存在するにも
かかわらず、より低い水素化ホウ素ナトリウム含有量の
結果として、追加の水を輸送しそして貯蔵することに関
して経費がかかっており、そしてそれは、混合溶液を亜
二チオン酸塩生成装置だけのために所有するというわず
かな利点を正当化するのには高過ぎる、ということであ
る。
a4 溶液は12/40溶液へ直接加えることができず
、その結果として沈殿が起こることが分った。EDTA
・Na4 と水素化ホウ素ナトリウムとの重量比が0.
33のEDTA・Na4 溶液と希釈水とを使っても、
直接の混合によっておよそ30%の水酸化ナトリウムを
含有する混合溶液を得ることができない。わずかに0.
9%のEDTA・Na4 のみ(そして9%NaBH4
及び30%NaOH)を含有している安定な溶液を調
製することができる。これは適当な商業的溶液ではない
。この溶液中のキレート化剤は、亜二チオン酸塩生成装
置におけるキレート化にとって十分であるが、漂白工程
において白色度を高めるためには不十分な追加キレート
化剤を一般に提供する。パルプの加工業者は、漂白工程
に追加キレート化剤の別の流れを今まで通り恐らく加え
なくてはならないであろう。重要なことは、キレート化
剤が亜二チオン酸塩生成装置のために現在存在するにも
かかわらず、より低い水素化ホウ素ナトリウム含有量の
結果として、追加の水を輸送しそして貯蔵することに関
して経費がかかっており、そしてそれは、混合溶液を亜
二チオン酸塩生成装置だけのために所有するというわず
かな利点を正当化するのには高過ぎる、ということであ
る。
【0018】
【発明の概要】本発明によれば、約1〜約3.5重量%
、好ましくは約2.5〜約3.5重量%のジエチレント
リアミンペンタ酢酸五ナトリウム塩(DTPA・Na5
)と、約8〜約12重量%の水素化ホウ素ナトリウムと
、そして約30重量%以上の水酸化ナトリウムとを含有
してなる、透明で安定な溶液が提供される。このような
溶液は、15℃以上において無期限に、物理的に安定で
ある。
、好ましくは約2.5〜約3.5重量%のジエチレント
リアミンペンタ酢酸五ナトリウム塩(DTPA・Na5
)と、約8〜約12重量%の水素化ホウ素ナトリウムと
、そして約30重量%以上の水酸化ナトリウムとを含有
してなる、透明で安定な溶液が提供される。このような
溶液は、15℃以上において無期限に、物理的に安定で
ある。
【0019】
【好ましい態様の詳しい説明】本発明は、水素化ホウ素
ナトリウム、水酸化ナトリウム及び、亜二チオン酸塩生
成装置の必要条件のためだけに十分なキレート化剤だけ
でなく、多くの場合に、パルプ漂白工程のキレート化の
必要条件を満たすのに十分な追加のキレート化剤を供給
する、亜二チオン酸塩生成装置において有効な溶液を提
供する。
ナトリウム、水酸化ナトリウム及び、亜二チオン酸塩生
成装置の必要条件のためだけに十分なキレート化剤だけ
でなく、多くの場合に、パルプ漂白工程のキレート化の
必要条件を満たすのに十分な追加のキレート化剤を供給
する、亜二チオン酸塩生成装置において有効な溶液を提
供する。
【0020】亜二チオン酸塩生成装置とパルプ漂白工程
の両方のために少しなりとも十分なEDTA・Na4
を、工業的な実用性のために十分な量の水素化ホウ素ナ
トリウムと水酸化ナトリウムとを含有している溶液へ供
給することは不可能であると判明していたという事実か
ら見て、別のAMC、すなわちジエチレントリアミンペ
ンタ酢酸又はその五ナトリウム塩(DTPA又はDTP
A・Na5)を、亜二チオン酸塩生成装置とパルプ漂白
工程の両方にとって十分な量で高濃度の水素化ホウ素ナ
トリウム/水酸化ナトリウムに加えることができるとい
うことは、驚くべきことである。DTPAは、EDTA
から始まる系列において次に高次のAMC同族体である
。DTPA・Na5 は、水への溶解度がEDTA・N
a4 と同様であり、また同様の電荷/重量比を有する
。 従って、それがEDTA・Na4 よりも、水素化ホウ
素ナトリウム/水酸化ナトリウム溶液とはるかに相溶性
であろうということを指示するものは何もなかったので
ある。ところが、驚くべきことに、また予期せざること
に、十分高濃度の水素化ホウ素ナトリウム及び水酸化ナ
トリウムに加えて、亜二チオン酸塩生成装置のために且
つまたパルプ漂白工程において白色度を高めるためにも
十分な量のDTPA・Na5 を含有してなる安定な溶
液を作ることができる。
の両方のために少しなりとも十分なEDTA・Na4
を、工業的な実用性のために十分な量の水素化ホウ素ナ
トリウムと水酸化ナトリウムとを含有している溶液へ供
給することは不可能であると判明していたという事実か
ら見て、別のAMC、すなわちジエチレントリアミンペ
ンタ酢酸又はその五ナトリウム塩(DTPA又はDTP
A・Na5)を、亜二チオン酸塩生成装置とパルプ漂白
工程の両方にとって十分な量で高濃度の水素化ホウ素ナ
トリウム/水酸化ナトリウムに加えることができるとい
うことは、驚くべきことである。DTPAは、EDTA
から始まる系列において次に高次のAMC同族体である
。DTPA・Na5 は、水への溶解度がEDTA・N
a4 と同様であり、また同様の電荷/重量比を有する
。 従って、それがEDTA・Na4 よりも、水素化ホウ
素ナトリウム/水酸化ナトリウム溶液とはるかに相溶性
であろうということを指示するものは何もなかったので
ある。ところが、驚くべきことに、また予期せざること
に、十分高濃度の水素化ホウ素ナトリウム及び水酸化ナ
トリウムに加えて、亜二チオン酸塩生成装置のために且
つまたパルプ漂白工程において白色度を高めるためにも
十分な量のDTPA・Na5 を含有してなる安定な溶
液を作ることができる。
【0021】本発明に従う溶液は、約1〜約3.5重量
%、好ましくは約2.5〜約3.5重量%のジエチレン
トリアミンペンタ酢酸五ナトリウム塩(DTPA・Na
5)と、約8〜約12重量%の水素化ホウ素ナトリウム
と、そして約30重量%以上の水酸化ナトリウムとを含
有する。このような溶液は、15℃以上において無期限
に、物理的に安定である。このような溶液は、DTPA
・Na5 の水素化ホウ素ナトリウムに対する重量比が
約0.08〜約0.43、そして水酸化ナトリウムの水
素化ホウ素ナトリウムに対する重量比が約2.5〜約3
.75で調製される。
%、好ましくは約2.5〜約3.5重量%のジエチレン
トリアミンペンタ酢酸五ナトリウム塩(DTPA・Na
5)と、約8〜約12重量%の水素化ホウ素ナトリウム
と、そして約30重量%以上の水酸化ナトリウムとを含
有する。このような溶液は、15℃以上において無期限
に、物理的に安定である。このような溶液は、DTPA
・Na5 の水素化ホウ素ナトリウムに対する重量比が
約0.08〜約0.43、そして水酸化ナトリウムの水
素化ホウ素ナトリウムに対する重量比が約2.5〜約3
.75で調製される。
【0022】本発明に従う溶液は、水素化ホウ素ナトリ
ウム/水酸化ナトリウムの溶液、例えば12/40溶液
を、DTPA・Na5 の調製溶液と適当な体積比で混
合することによって、最も都合よく調製される。DTP
A・Na5 は、商業的に、例えば40.2%DTPA
・Na5 溶液で市販されており、そして12/40溶
液へ添加する前に希釈される。場合によっては、40.
2%DTPA・Na5 溶液を12/40溶液へ直接加
えて一層高濃度のDTPA・Na5 を供給することが
望ましいであろうとは言え、DTPA・Na5 は十分
に相溶性ではない。驚くべきことは、DTPA・Na5
は、水素化ホウ素ナトリウム/水酸化ナトリウム溶液
とEDTA・Na4 よりもおよそ2〜4倍相溶性であ
って、亜二チオン酸塩生成装置においてもパルプ漂白工
程においても遊離の金属イオンをキレート化するのに十
分な量で加えることを可能にする、ということである。 DTPA・Na5 溶液を濃厚な水素化ホウ素ナトリウ
ム/水酸化ナトリウム溶液と混合するといくらかの発熱
があるので、溶液の混合は一般に、過剰の熱を取除くよ
うにして行われる。DTPA・Na5 の商業的に入手
可能な溶液は典型的に水酸化ナトリウムを含有しており
、それゆえに、水酸化ナトリウムの水素化ホウ素ナトリ
ウムに対する比は、混合溶液における方が初めの水素化
ホウ素ナトリウム/水酸化ナトリウム溶液におけるより
も典型的に高くなる。とは言え、亜二チオン酸塩生成装
置には追加の水酸化ナトリウムが通常加えられるので、
上記の追加の水酸化ナトリウムは好都合である。
ウム/水酸化ナトリウムの溶液、例えば12/40溶液
を、DTPA・Na5 の調製溶液と適当な体積比で混
合することによって、最も都合よく調製される。DTP
A・Na5 は、商業的に、例えば40.2%DTPA
・Na5 溶液で市販されており、そして12/40溶
液へ添加する前に希釈される。場合によっては、40.
2%DTPA・Na5 溶液を12/40溶液へ直接加
えて一層高濃度のDTPA・Na5 を供給することが
望ましいであろうとは言え、DTPA・Na5 は十分
に相溶性ではない。驚くべきことは、DTPA・Na5
は、水素化ホウ素ナトリウム/水酸化ナトリウム溶液
とEDTA・Na4 よりもおよそ2〜4倍相溶性であ
って、亜二チオン酸塩生成装置においてもパルプ漂白工
程においても遊離の金属イオンをキレート化するのに十
分な量で加えることを可能にする、ということである。 DTPA・Na5 溶液を濃厚な水素化ホウ素ナトリウ
ム/水酸化ナトリウム溶液と混合するといくらかの発熱
があるので、溶液の混合は一般に、過剰の熱を取除くよ
うにして行われる。DTPA・Na5 の商業的に入手
可能な溶液は典型的に水酸化ナトリウムを含有しており
、それゆえに、水酸化ナトリウムの水素化ホウ素ナトリ
ウムに対する比は、混合溶液における方が初めの水素化
ホウ素ナトリウム/水酸化ナトリウム溶液におけるより
も典型的に高くなる。とは言え、亜二チオン酸塩生成装
置には追加の水酸化ナトリウムが通常加えられるので、
上記の追加の水酸化ナトリウムは好都合である。
【0023】DTPAの量は、ここでは、五ナトリウム
塩に関して計算される。と言うのは、これが有効な形態
であって、それは最初に加えられたDTPAの形態にか
かわりなく最終の溶液中に存在する(大量の水酸化ナト
リウムが存在しているため)からである。
塩に関して計算される。と言うのは、これが有効な形態
であって、それは最初に加えられたDTPAの形態にか
かわりなく最終の溶液中に存在する(大量の水酸化ナト
リウムが存在しているため)からである。
【0024】パルプの漂白においてキレート化剤として
DTPA・Na5 を用いることは知られていない。実
際のところ、高白色度が要望される比較的経費のかかる
酸化性の漂白工程においては、それは、酸化性の漂白薬
剤の存在下においてより安定性であるため、しばしばE
DTA・Na4 を上回る選択である。これに反して、
還元性の漂白工程の場合には、EDTA・Na4 がよ
り低価格であるため一般にDTPA・Na5 を上回る
選択である。恐らくは、DTPA・Na5 が現在のと
ころ還元性の漂白で使われる唯一の状況は、パルプ加工
業者が単一のキレート化剤を全体にわたって使用したい
酸化/還元を組み合わせた漂白プロセスにある。わずか
により値段が高いDTPA・Na5 を用いることと、
そのDTPA・Na5 の溶液を加えて水素化ホウ素ナ
トリウム/水酸化ナトリウム溶液を希釈することにもか
かわらず、キレート化剤と水素化ホウ素ナトリウム/水
酸化ナトリウムの両方を供給する単一の溶液を用いるこ
とができるという利点に加えて、亜二チオン酸塩生成装
置にキレート化剤を供給するという利点は、全体から見
て、本発明に従う溶液を商業的に魅力あるものにすると
考えられる。
DTPA・Na5 を用いることは知られていない。実
際のところ、高白色度が要望される比較的経費のかかる
酸化性の漂白工程においては、それは、酸化性の漂白薬
剤の存在下においてより安定性であるため、しばしばE
DTA・Na4 を上回る選択である。これに反して、
還元性の漂白工程の場合には、EDTA・Na4 がよ
り低価格であるため一般にDTPA・Na5 を上回る
選択である。恐らくは、DTPA・Na5 が現在のと
ころ還元性の漂白で使われる唯一の状況は、パルプ加工
業者が単一のキレート化剤を全体にわたって使用したい
酸化/還元を組み合わせた漂白プロセスにある。わずか
により値段が高いDTPA・Na5 を用いることと、
そのDTPA・Na5 の溶液を加えて水素化ホウ素ナ
トリウム/水酸化ナトリウム溶液を希釈することにもか
かわらず、キレート化剤と水素化ホウ素ナトリウム/水
酸化ナトリウムの両方を供給する単一の溶液を用いるこ
とができるという利点に加えて、亜二チオン酸塩生成装
置にキレート化剤を供給するという利点は、全体から見
て、本発明に従う溶液を商業的に魅力あるものにすると
考えられる。
【0025】次に、本発明を以下に掲げる例に関してよ
り詳細に説明する。
り詳細に説明する。
【0026】例1
混合物の調製
3.6%のDTPA・Na5(分析値に基づく)と8.
9%のNaBH4(分析値に基づく)と29.9%のN
aOH(分析値に基づく)を含有してなる適当な水素化
ホウ素ナトリウム/キレート化剤溶液を、CO2 のな
い雰囲気中において次に述べる通りに調製した。
9%のNaBH4(分析値に基づく)と29.9%のN
aOH(分析値に基づく)を含有してなる適当な水素化
ホウ素ナトリウム/キレート化剤溶液を、CO2 のな
い雰囲気中において次に述べる通りに調製した。
【0027】最初に、0.91kgの蒸留水を、ジエチ
レントリアミンペンタ酢酸の五ナトリウム塩(DTPA
・Na5)の40.2%溶液0.42kgと混合した。 この溶液を5〜10℃に冷却し、その後、11.85%
NaBH4 /39.64%NaOH溶液を溶液温度を
35℃未満に保つような速度で3.87kg加えた。外
部冷却(氷浴)を利用して、溶解/混合熱を取除いた。
レントリアミンペンタ酢酸の五ナトリウム塩(DTPA
・Na5)の40.2%溶液0.42kgと混合した。 この溶液を5〜10℃に冷却し、その後、11.85%
NaBH4 /39.64%NaOH溶液を溶液温度を
35℃未満に保つような速度で3.87kg加えた。外
部冷却(氷浴)を利用して、溶解/混合熱を取除いた。
【0028】例2
水素化ホウ素ナトリウム/キレート化剤溶液からの亜二
チオン酸塩の収率とBOROL(商標)溶液(12%N
aBH4 /40%NaOH)からの亜二チオン酸塩の
収率との比較 丸底の実験室用反応フラスコへ869.5gの蒸留水を
入れ、続いて10〜15℃に冷却し(氷浴)、そして窒
素を導入した。外部冷却と窒素の導入は、反応の全期間
を通じて維持する。オーバーヘッドスターラーによる活
発な攪拌を維持しながら、上記の水へ43.7gのNa
2 S2 O5 粉末(47.85gのNaHSO3)
を加えた。この亜硫酸水素塩溶液へ、3.5%DTPA
・Na5 /9.8%NaBH4 /37.4%NaO
Hを含有している混合溶液(NaHSO3 /NaBH
4 モル比11.5)15.57gを速やかに加えた。 攪拌を15〜30秒間続けてから停止した。最終の溶液
のpHは6.8〜7.2、温度は<15〜20℃であっ
た。この溶液の亜二チオン酸ナトリウム分析から、それ
が2.4%のNa2S2 O4 を含有していることが
示された(TAPPI標準法T−622)。水素化ホウ
素ナトリウムに基づく亜二チオン酸ナトリウムの収率は
、83.9%(3回の実験の平均)と計算された。 キレート化剤の損失がないと仮定すれば、この溶液はま
た0.058%のDTPA・Na5 を含有していた。
チオン酸塩の収率とBOROL(商標)溶液(12%N
aBH4 /40%NaOH)からの亜二チオン酸塩の
収率との比較 丸底の実験室用反応フラスコへ869.5gの蒸留水を
入れ、続いて10〜15℃に冷却し(氷浴)、そして窒
素を導入した。外部冷却と窒素の導入は、反応の全期間
を通じて維持する。オーバーヘッドスターラーによる活
発な攪拌を維持しながら、上記の水へ43.7gのNa
2 S2 O5 粉末(47.85gのNaHSO3)
を加えた。この亜硫酸水素塩溶液へ、3.5%DTPA
・Na5 /9.8%NaBH4 /37.4%NaO
Hを含有している混合溶液(NaHSO3 /NaBH
4 モル比11.5)15.57gを速やかに加えた。 攪拌を15〜30秒間続けてから停止した。最終の溶液
のpHは6.8〜7.2、温度は<15〜20℃であっ
た。この溶液の亜二チオン酸ナトリウム分析から、それ
が2.4%のNa2S2 O4 を含有していることが
示された(TAPPI標準法T−622)。水素化ホウ
素ナトリウムに基づく亜二チオン酸ナトリウムの収率は
、83.9%(3回の実験の平均)と計算された。 キレート化剤の損失がないと仮定すれば、この溶液はま
た0.058%のDTPA・Na5 を含有していた。
【0029】比較として、BOROL(商標)溶液(1
2%NaBH4 /40%NaOH)と亜硫酸水素塩溶
液(HSO3 − /BH4 − モル比11.5)を
使って類似の実験を行って、水素化ホウ素ナトリウムに
基づく亜二チオン酸ナトリウムの収率は84.8±2%
であると測定された。
2%NaBH4 /40%NaOH)と亜硫酸水素塩溶
液(HSO3 − /BH4 − モル比11.5)を
使って類似の実験を行って、水素化ホウ素ナトリウムに
基づく亜二チオン酸ナトリウムの収率は84.8±2%
であると測定された。
【0030】例3
白色度応答試験: 例2で調製した亜二チオン酸ナト
リウム溶液を砕木パルプ(GWP)とサーモメカニカル
パルプ(TMP)での白色度の応答試験に使用した。結
果は表1に示す通りである。
リウム溶液を砕木パルプ(GWP)とサーモメカニカル
パルプ(TMP)での白色度の応答試験に使用した。結
果は表1に示す通りである。
【0031】
【表1】
【0032】本発明を一定の好ましい態様に関して説明
したとは言え、当業者にとって自明の改変を本発明の範
囲から逸脱することなく行うことができる。本発明の様
々な特徴は特許請求の範囲に示されている。
したとは言え、当業者にとって自明の改変を本発明の範
囲から逸脱することなく行うことができる。本発明の様
々な特徴は特許請求の範囲に示されている。
Claims (2)
- 【請求項1】 約1〜約3.5重量%のジエチレント
リアミンペンタ酢酸五ナトリウム塩と、約8〜約12重
量%の水素化ホウ素ナトリウムと、そして約30重量%
以上の水酸化ナトリウムとを含んでなる水溶液。 - 【請求項2】 少なくとも約2.5重量%のジエチレ
ントリアミンペンタ酢酸五ナトリウム塩を含有している
、請求項1記載の溶液。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/612,033 US5169555A (en) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | Pulp bleaching solution |
US612033 | 1990-11-09 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country Status (7)
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---|---|
US (1) | US5169555A (ja) |
EP (1) | EP0485074A1 (ja) |
JP (1) | JPH04263686A (ja) |
CA (1) | CA2051470A1 (ja) |
FI (1) | FI915070A (ja) |
NO (1) | NO913940L (ja) |
ZA (1) | ZA917491B (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2002517622A (ja) * | 1998-06-01 | 2002-06-18 | ユー.エス.ボラックス インコーポレイテッド | 木材パルプ化処理のためのアルカリ液体の部分的自動苛性化 |
JP2002235292A (ja) * | 2001-02-06 | 2002-08-23 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | セルロース誘導体の漂白法 |
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EP0639665A1 (de) * | 1993-08-20 | 1995-02-22 | Ciba-Geigy Ag | Phosphatfreies Reduktionsbleichmittel |
DE60301446T2 (de) * | 2002-06-28 | 2006-06-14 | Rohm & Haas | Verfahren zur Aufhellung von Pulpe mit Hydrosulfitlösung |
EP1418269B1 (en) * | 2002-11-05 | 2009-02-11 | Rohm And Haas Company | Method for brightening virgin mechanical pulp |
CN101100286B (zh) * | 2006-07-05 | 2011-11-16 | 罗门哈斯公司 | 稳定的高温硼氢化物制剂 |
US20100224333A1 (en) | 2009-03-09 | 2010-09-09 | Prasad Duggirala | Method and chemical composition to improve efficiency of mechanical pulp |
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DE1567554A1 (de) * | 1966-04-02 | 1970-07-09 | Goerrig Dipl Chem Dr Rer Nat D | Festkoerper,enthaltend Alkalihydroxydhydrat,Alkaliboranat und gegebenenfalls Katalysatoren |
DE2107959A1 (de) * | 1971-02-19 | 1972-08-31 | Basf Ag | Stabilisierte Natriumdithionitzubereitungen |
US3933676A (en) * | 1974-04-08 | 1976-01-20 | Ventron Corporation | Stabilized aqueous solutions of sodium borohydride |
US3933677A (en) * | 1974-05-24 | 1976-01-20 | E. I. Du Pont De Nemours & Company | Preparation of aqueous dispersions of blocked aromatic polyisocyanates |
US4115293A (en) * | 1975-10-06 | 1978-09-19 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Denture cleanser |
SE415581B (sv) * | 1977-04-18 | 1980-10-13 | Mo Och Domsjoe Ab | Forfarande for perocidblekning av hogutbytesmassa |
US4283303A (en) * | 1980-06-05 | 1981-08-11 | Virginia Chemicals Inc. | Process for manufacture of stable sodium dithionite slurries |
US4610728A (en) * | 1982-10-19 | 1986-09-09 | Ram Natesh | Method and composition for dissolving deposits of magnetite |
-
1990
- 1990-11-09 US US07/612,033 patent/US5169555A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-09-16 CA CA002051470A patent/CA2051470A1/en not_active Abandoned
- 1991-09-19 ZA ZA917491A patent/ZA917491B/xx unknown
- 1991-10-08 NO NO91913940A patent/NO913940L/no unknown
- 1991-10-10 EP EP91309344A patent/EP0485074A1/en not_active Withdrawn
- 1991-10-28 FI FI915070A patent/FI915070A/fi not_active Application Discontinuation
- 1991-11-08 JP JP3293373A patent/JPH04263686A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS6399388A (ja) * | 1986-09-23 | 1988-04-30 | ソシエテ アトケム | リグノセルロース材料の漂白方法 |
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JP2002235292A (ja) * | 2001-02-06 | 2002-08-23 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | セルロース誘導体の漂白法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5169555A (en) | 1992-12-08 |
FI915070A0 (fi) | 1991-10-28 |
CA2051470A1 (en) | 1992-05-10 |
EP0485074A1 (en) | 1992-05-13 |
NO913940L (no) | 1992-05-11 |
FI915070A (fi) | 1992-05-10 |
ZA917491B (en) | 1993-03-01 |
NO913940D0 (no) | 1991-10-08 |
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