JPH0549602B2 - - Google Patents
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B15/00—Peroxides; Peroxyhydrates; Peroxyacids or salts thereof; Superoxides; Ozonides
- C01B15/01—Hydrogen peroxide
- C01B15/037—Stabilisation by additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
- C11D3/39—Organic or inorganic per-compounds
- C11D3/3902—Organic or inorganic per-compounds combined with specific additives
- C11D3/3937—Stabilising agents
- C11D3/394—Organic compounds
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06L—DRY-CLEANING, WASHING OR BLEACHING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR MADE-UP FIBROUS GOODS; BLEACHING LEATHER OR FURS
- D06L4/00—Bleaching fibres, filaments, threads, yarns, fabrics, feathers or made-up fibrous goods; Bleaching leather or furs
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- D06L4/12—Bleaching fibres, filaments, threads, yarns, fabrics, feathers or made-up fibrous goods; Bleaching leather or furs using agents which develop oxygen combined with specific additives
-
- 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
- D21C9/16—Bleaching ; Apparatus therefor with per compounds
- D21C9/163—Bleaching ; Apparatus therefor with per compounds with peroxides
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は過酸化水素水溶液の安定化に関する。
〔従来の技術〕
過酸化水素(H2O2)溶液は、セルロース材料、
例えば紙パルプ、木綿、リネン、ジユートなどや
それから作られたヤーンが織物材料の漂白用に使
用されている。この用途における本質的な問題は
貯蔵中及び使用時における過酸化水素の安定化に
ある。過去においてかかる安定化剤は既に使用さ
れており、或るものは酸性条件下において良好に
作用し、他のものはアルカリ条件下において良好
に作用する。ポリホスフエート及びジピコリン酸
又はキノリニン酸は酸性媒質中において過酸化物
水溶液を安定化するが、アルカリ溶液、特にPHが
10を超える溶液中では安定化しない。米国特許第
3122417号には亜リン酸のアシル化生成物、例え
ばプロピオン酸、酪酸又はカプロン酸無水物のよ
うな有機酸無水物又は酢酸クロリドのような酸ク
ロリドとの反応生成物がPH10及びそれ以上で
H2O2溶液を安定化させるのに有用である旨開示
されている。米国特許第3234140号には、アルカ
リPH条件下においてパーオキシ溶液を安定化する
のに有用なものとして、アミノトリ(メチルホス
ホン酸)及びアミノトリ(エチリデンホスホン
酸)並びにその他の同様のアンモニア由来有機ホ
スホン酸並びにこれらの塩などの他のホスホン酸
誘導体が開示されている。 その後の米国特許第3701825号は、酸性又は塩
基性条件下(PH1.5〜13.5)でのパーオキシ溶液
の安定剤としてエチレンジアミンテトラ(メチレ
ンホスホン酸)及びその塩を使用することが開示
されている。この特許は硝酸イオンを当該溶液中
に添加することにより低腐蝕性溶液が得られるこ
とも指摘している。 過去においてセルロース繊維の漂白はケイ酸ナ
トリウムを安定剤として用いて過酸化水素で実施
していたが、この系は不溶性ケイ酸塩繊維及び使
用機械上に付着した時に問題を生ずる。例えばク
ラフト紙フアイバー上に付着した場合にはザラザ
ラした感触の紙が生成する。装置の汚染は操業停
止を来しそして装置の寿命を短かくする。このた
め、ケイ酸塩の存在しない系が提唱されている。 これらのケイ酸塩の存在しない系はマグネシウ
ム塩が存在する場合に良好に作用することが認め
られており、多量の過酸化物を使用する場合には
ポリ−(α−ヒドロキシアクリレート)を安定化
剤として添加するのが有用である。この安定化剤
の使用についてはG.Papageorgesらが1979年5月
にオランダのマアーストリヒト(Maastricht)
で開催されたESPRAミーテイングで発表した
“Hydrogen Peroxide Bleaching of Kraft
Pulp and the Role of Stabulization of
Hydrogen Peroxide”(クラフトパルプの過酸化
水素漂白及び過酸化水素の安定化の役割)におい
て論じられている。更に、ポリアクリレートの存
在下によつて白色度も改良される(英国特許第
1425307号参照)。この英国特許は安定剤の製法を
開示している。 米国特許第3860391号ではセルロース繊維並び
にセルロース繊維と合成繊維との混合物の漂白を
脂肪族ヒドロキシ化合物、アミノアルキレンホス
ホン酸化合物の存在下に、或いはポリアミノカル
ボン酸を添加してケイ酸塩を使用しない系で過酸
化物を使用することによつて実施している。前記
化合物の代表例は、それぞれエリスリトール又は
ペンタエリスリトール、エチレンジアミノテトラ
(メチレンホスホン酸又は1−ヒドロキシプロパ
ン−1,1,3−トリホスホン酸、及びエチレン
ジアミン四酢酸又はニトリロ三酢酸である。 別の米国特許第4238282号は、種々のキレート
化剤、例えばポリアクリル酸(分子量<2000)、
アルキレンポリアミノカルボン酸及びアミノホス
ホン酸並びにこれらの塩を用いる塩素使用(過酸
化物不使用)のパルプ漂白系を開示している。 例えば米国特許第4239643号及び同第4294575号
など更に最近の米国特許では前述のようなホスホ
ネートを、但し過酸化物漂白系で、使用すること
を開示している。 〔発明が解決しようとする問題点〕 前述の如く、種々のキレート化剤の組合せが過
酸化物の安定化に有用であるが、例えば鉄、マン
ガン及び銅などのような金属イオンの存在は過酸
化物の分解に対して触媒効果を示し、そして機械
パルプの仕上り白色度を低下せしめる傾向にあ
る。キレート体(chelant)は少量の金属イオン
を処置することが期待されるが、木材パルプもし
くは水又はその両者に存在する可能性のあるマグ
ネシウム及び/又はカルシウムが相当量存在する
と、共存する鉄、マンガン及び銅イオンに対する
キレート体のコンプレツクス化能が損われるおそ
れがある。 然るに、本発明者らは、驚くべきことに、アミ
ノホスホン酸をポリカルボン酸もしくはポリカル
ボン酸アミド又はポリアミドのスルホン酸誘導体
と一緒にした或る種の組合せが相当量のマグネシ
ウム及び/又はカルシウムイオンの存在下に、そ
して過酸化物の分解を触媒する少量の銅イオンな
どの存在下に過酸化物を安定化することを見出し
た。 〔前記問題点を解決するための手段及びその作用
効果〕 即ち、少量の銅、鉄、マンガン又はその他の遷
移金属イオンの存在下及び、例えばCa、Mgなど
の相当量のアルカリ土類金属イオンの存在下にお
ける過酸化水素又は水溶液中で過酸化水素を生成
する前駆体を含む水性組成物の分解は、(1)アミノ
ホスホン酸並びに(2)ポリアルキレンポリカルボン
酸又はその同族体アミド及びそのスルホン酸誘導
体を含む群からの抑制剤又は疎害剤の組合せの存
在によつて抑制される。前記抑制剤には、酸ラジ
カル、即ちホスホン酸、カルボン酸及びスルホン
酸のアルカリ金属、アンモニウム又はアミン塩が
含まれる。 水性過酸化水素組成物は、 (a)アミノホスホン酸キレート体又はそのアンモ
ニウム、アルカリ金属もしくはアミン塩と、(b)(1)
不飽和カルボン酸又はそのアンモニウム、アルカ
リ金属もしくはアミン塩、(2)不飽和カルボン酸ア
ミド又は(3)アミド水素がアルキルスルホン酸基又
はそのアンモニウム、アルカリ金属もしくはアミ
ン塩で置換された不飽和カルボン酸アミドの少な
くとも一種のポリマーとを組合せて抑制剤として
含んで成り、かつ前記添加成分(b)が前記した複数
の官能基を組合せて含んでいてもよい。 分解が抑制されかつセルロース製品を漂白する
のに有用な漂白浴に添加するのに適当な水性過酸
化水素組成物は、好ましくは、(a)約5〜70重量%
の過酸化水素、(b)約2.5〜0.025重量%のアミノホ
スホン酸キレート体又はそのアンモニウム、アリ
カリ金属もしくはアミン塩並びに(c)(1)不飽和カル
ボン酸又はそのアンモニウム、アルカリ金属もし
くはアミン塩、(2)不飽和カルボン酸アミド又は(3)
アミド水素がアルキルスルホン酸基又はそのアン
モニウム、アルカリ金属もしくはアミン塩で置換
された不飽和カルボン酸アミドの少なくとも一種
のポリマーを含んで成り、かつ前記添加成分(c)が
前記した複数の官能基を組合せて含んでいてもよ
い。 キレート体を使用した水溶液中の過酸化水素の
分解を抑制する方法は、(a)アミノホスホン酸キレ
ート体又はそのアンモニウム、アルカリ金属もし
くはアミン塩と、(b)(1)不飽和カルボン酸又はその
アンモニウム、アルカリ金属もしくはアミン塩、
(2)不飽和カルボン酸アミド又は(3)アミド水素がア
ルキルスルホン酸基又はそのアンモニウム、アル
カリ金属もしくはアミン塩で置換された不飽和カ
ルボン酸アミドの少なくとも一種のポリマーとを
一緒に含んで成り、かつ前記添加成分(b)が前記し
た複数の官能基を組合せて含んでいてもよい抑制
剤組成物を過酸化水素水溶液に添加することによ
り成る。 分解が抑制された水性過酸化水素組成物を調製
するプロセスは過酸化水素と前記抑制剤組成物と
を混合することから成る。 前記組成物は水溶液中の過酸化水素用安定化剤
として有用である。本発明は、紙パルプ及び、例
えば木綿、リネン、ジユート、レーヨンなどのよ
うなその他の繊維材料を含むセルロース材料を漂
白するのに有用な過酸化物水溶液用の組合せ安定
化剤を提供する。この安定化剤は、例えばジエチ
レントリアミンペンタメチレンホスホン酸又はそ
のアンモニウム、アルカリ金属もしくはアミン塩
のようなアミノホスホン酸と、例えばアクリル酸
又はそのアンモニウム、アルカリ金属もしくはア
ミン塩及びアクリルアミドのような不飽和カルボ
ン酸又はアミドのポリマーとを組合せて成る。こ
れらの安定剤の組合せは、広いPH範囲、即ちPH約
1.0〜14.0の範囲でパーオキシ含有溶液を安定化
するのに有効である。 有用なアミノホスホン酸誘導体は以下の式を有
する。 (式中、Mは独立に水素、アルカリ金属、アンモ
ニウム又はアミン基を示し、R1は炭素数2〜6
の脂肪族直鎖もしくは分岐鎖、環状又は芳香族ラ
ジカルを示し、nは0〜12であり、mは1〜3で
ある。) 本発明において有用なポリマー酸及びアミドは
以下の式を有する。 (式中、Aは独立に水素又はメチルを示し、Zは
独立にNH2又はOMを示し、Mは上に定義した通
りであり、pは約13〜5500、好ましくは約25〜
250であり、置換体Zは同一でも異なつていても
よい)及び (式中、R2は炭素数1〜6のアルキレン基であ
り、p′は約5〜2000、好ましくは約10〜350であ
り、そしてA及びMは上に定義した通りであり、
そして置換体Mは同一でも異なつていてもよい。) 上記式のモノマーの共重合体も本発明において
有用である。即ち、部分的に加水分解したポリア
クリルアミドは有効である。前記ポリマーの分子
量は約1000〜約400000である。 パルプ及び紙工業においてキレート体を加えて
過酸化物漂白系を増強する場合には、キレート体
は典型的にはパルプ1トン当り2〜20ポンドのレ
ベルで使用する。上で引用したキレート体はアミ
ンのカルボン酸誘導体、例えばジエチレントリア
ミンペンタ酢酸(DTPA)であり、これらは前
処理(前漂白)段階で添加してパルプから金属を
取り出す。キレート体は次の脱水工程において部
分的に除かれるが、残存するキレート体は漂白工
程において過酸化物と接触して急速に分解する。
本発明は主に漂白プロセスにおいて過酸化物を安
定化する。 アルカリ−過酸化物系を安定化するのに必要な
ホスホネートキレート体の量及びポリマーのホス
ホネートに対する比は存在する金属のレベルに直
接関連する。ホスホネートは遷移金属を封鎖する
ことによつて過酸化物溶液を安定化するのに十分
なレベルで添加する。ポリマーのホスホネートに
対する比率は、系においてホスホネートの遷移金
属のキレート化能を妨害する、例えばCa又はMg
のような硬度イオンの濃度に依存する。以下の表
は、水硬度及び遷移金属含量の異なるレベルで前
記系における好ましいホスホネート及びポリマー
の使用レベルを示す。
例えば紙パルプ、木綿、リネン、ジユートなどや
それから作られたヤーンが織物材料の漂白用に使
用されている。この用途における本質的な問題は
貯蔵中及び使用時における過酸化水素の安定化に
ある。過去においてかかる安定化剤は既に使用さ
れており、或るものは酸性条件下において良好に
作用し、他のものはアルカリ条件下において良好
に作用する。ポリホスフエート及びジピコリン酸
又はキノリニン酸は酸性媒質中において過酸化物
水溶液を安定化するが、アルカリ溶液、特にPHが
10を超える溶液中では安定化しない。米国特許第
3122417号には亜リン酸のアシル化生成物、例え
ばプロピオン酸、酪酸又はカプロン酸無水物のよ
うな有機酸無水物又は酢酸クロリドのような酸ク
ロリドとの反応生成物がPH10及びそれ以上で
H2O2溶液を安定化させるのに有用である旨開示
されている。米国特許第3234140号には、アルカ
リPH条件下においてパーオキシ溶液を安定化する
のに有用なものとして、アミノトリ(メチルホス
ホン酸)及びアミノトリ(エチリデンホスホン
酸)並びにその他の同様のアンモニア由来有機ホ
スホン酸並びにこれらの塩などの他のホスホン酸
誘導体が開示されている。 その後の米国特許第3701825号は、酸性又は塩
基性条件下(PH1.5〜13.5)でのパーオキシ溶液
の安定剤としてエチレンジアミンテトラ(メチレ
ンホスホン酸)及びその塩を使用することが開示
されている。この特許は硝酸イオンを当該溶液中
に添加することにより低腐蝕性溶液が得られるこ
とも指摘している。 過去においてセルロース繊維の漂白はケイ酸ナ
トリウムを安定剤として用いて過酸化水素で実施
していたが、この系は不溶性ケイ酸塩繊維及び使
用機械上に付着した時に問題を生ずる。例えばク
ラフト紙フアイバー上に付着した場合にはザラザ
ラした感触の紙が生成する。装置の汚染は操業停
止を来しそして装置の寿命を短かくする。このた
め、ケイ酸塩の存在しない系が提唱されている。 これらのケイ酸塩の存在しない系はマグネシウ
ム塩が存在する場合に良好に作用することが認め
られており、多量の過酸化物を使用する場合には
ポリ−(α−ヒドロキシアクリレート)を安定化
剤として添加するのが有用である。この安定化剤
の使用についてはG.Papageorgesらが1979年5月
にオランダのマアーストリヒト(Maastricht)
で開催されたESPRAミーテイングで発表した
“Hydrogen Peroxide Bleaching of Kraft
Pulp and the Role of Stabulization of
Hydrogen Peroxide”(クラフトパルプの過酸化
水素漂白及び過酸化水素の安定化の役割)におい
て論じられている。更に、ポリアクリレートの存
在下によつて白色度も改良される(英国特許第
1425307号参照)。この英国特許は安定剤の製法を
開示している。 米国特許第3860391号ではセルロース繊維並び
にセルロース繊維と合成繊維との混合物の漂白を
脂肪族ヒドロキシ化合物、アミノアルキレンホス
ホン酸化合物の存在下に、或いはポリアミノカル
ボン酸を添加してケイ酸塩を使用しない系で過酸
化物を使用することによつて実施している。前記
化合物の代表例は、それぞれエリスリトール又は
ペンタエリスリトール、エチレンジアミノテトラ
(メチレンホスホン酸又は1−ヒドロキシプロパ
ン−1,1,3−トリホスホン酸、及びエチレン
ジアミン四酢酸又はニトリロ三酢酸である。 別の米国特許第4238282号は、種々のキレート
化剤、例えばポリアクリル酸(分子量<2000)、
アルキレンポリアミノカルボン酸及びアミノホス
ホン酸並びにこれらの塩を用いる塩素使用(過酸
化物不使用)のパルプ漂白系を開示している。 例えば米国特許第4239643号及び同第4294575号
など更に最近の米国特許では前述のようなホスホ
ネートを、但し過酸化物漂白系で、使用すること
を開示している。 〔発明が解決しようとする問題点〕 前述の如く、種々のキレート化剤の組合せが過
酸化物の安定化に有用であるが、例えば鉄、マン
ガン及び銅などのような金属イオンの存在は過酸
化物の分解に対して触媒効果を示し、そして機械
パルプの仕上り白色度を低下せしめる傾向にあ
る。キレート体(chelant)は少量の金属イオン
を処置することが期待されるが、木材パルプもし
くは水又はその両者に存在する可能性のあるマグ
ネシウム及び/又はカルシウムが相当量存在する
と、共存する鉄、マンガン及び銅イオンに対する
キレート体のコンプレツクス化能が損われるおそ
れがある。 然るに、本発明者らは、驚くべきことに、アミ
ノホスホン酸をポリカルボン酸もしくはポリカル
ボン酸アミド又はポリアミドのスルホン酸誘導体
と一緒にした或る種の組合せが相当量のマグネシ
ウム及び/又はカルシウムイオンの存在下に、そ
して過酸化物の分解を触媒する少量の銅イオンな
どの存在下に過酸化物を安定化することを見出し
た。 〔前記問題点を解決するための手段及びその作用
効果〕 即ち、少量の銅、鉄、マンガン又はその他の遷
移金属イオンの存在下及び、例えばCa、Mgなど
の相当量のアルカリ土類金属イオンの存在下にお
ける過酸化水素又は水溶液中で過酸化水素を生成
する前駆体を含む水性組成物の分解は、(1)アミノ
ホスホン酸並びに(2)ポリアルキレンポリカルボン
酸又はその同族体アミド及びそのスルホン酸誘導
体を含む群からの抑制剤又は疎害剤の組合せの存
在によつて抑制される。前記抑制剤には、酸ラジ
カル、即ちホスホン酸、カルボン酸及びスルホン
酸のアルカリ金属、アンモニウム又はアミン塩が
含まれる。 水性過酸化水素組成物は、 (a)アミノホスホン酸キレート体又はそのアンモ
ニウム、アルカリ金属もしくはアミン塩と、(b)(1)
不飽和カルボン酸又はそのアンモニウム、アルカ
リ金属もしくはアミン塩、(2)不飽和カルボン酸ア
ミド又は(3)アミド水素がアルキルスルホン酸基又
はそのアンモニウム、アルカリ金属もしくはアミ
ン塩で置換された不飽和カルボン酸アミドの少な
くとも一種のポリマーとを組合せて抑制剤として
含んで成り、かつ前記添加成分(b)が前記した複数
の官能基を組合せて含んでいてもよい。 分解が抑制されかつセルロース製品を漂白する
のに有用な漂白浴に添加するのに適当な水性過酸
化水素組成物は、好ましくは、(a)約5〜70重量%
の過酸化水素、(b)約2.5〜0.025重量%のアミノホ
スホン酸キレート体又はそのアンモニウム、アリ
カリ金属もしくはアミン塩並びに(c)(1)不飽和カル
ボン酸又はそのアンモニウム、アルカリ金属もし
くはアミン塩、(2)不飽和カルボン酸アミド又は(3)
アミド水素がアルキルスルホン酸基又はそのアン
モニウム、アルカリ金属もしくはアミン塩で置換
された不飽和カルボン酸アミドの少なくとも一種
のポリマーを含んで成り、かつ前記添加成分(c)が
前記した複数の官能基を組合せて含んでいてもよ
い。 キレート体を使用した水溶液中の過酸化水素の
分解を抑制する方法は、(a)アミノホスホン酸キレ
ート体又はそのアンモニウム、アルカリ金属もし
くはアミン塩と、(b)(1)不飽和カルボン酸又はその
アンモニウム、アルカリ金属もしくはアミン塩、
(2)不飽和カルボン酸アミド又は(3)アミド水素がア
ルキルスルホン酸基又はそのアンモニウム、アル
カリ金属もしくはアミン塩で置換された不飽和カ
ルボン酸アミドの少なくとも一種のポリマーとを
一緒に含んで成り、かつ前記添加成分(b)が前記し
た複数の官能基を組合せて含んでいてもよい抑制
剤組成物を過酸化水素水溶液に添加することによ
り成る。 分解が抑制された水性過酸化水素組成物を調製
するプロセスは過酸化水素と前記抑制剤組成物と
を混合することから成る。 前記組成物は水溶液中の過酸化水素用安定化剤
として有用である。本発明は、紙パルプ及び、例
えば木綿、リネン、ジユート、レーヨンなどのよ
うなその他の繊維材料を含むセルロース材料を漂
白するのに有用な過酸化物水溶液用の組合せ安定
化剤を提供する。この安定化剤は、例えばジエチ
レントリアミンペンタメチレンホスホン酸又はそ
のアンモニウム、アルカリ金属もしくはアミン塩
のようなアミノホスホン酸と、例えばアクリル酸
又はそのアンモニウム、アルカリ金属もしくはア
ミン塩及びアクリルアミドのような不飽和カルボ
ン酸又はアミドのポリマーとを組合せて成る。こ
れらの安定剤の組合せは、広いPH範囲、即ちPH約
1.0〜14.0の範囲でパーオキシ含有溶液を安定化
するのに有効である。 有用なアミノホスホン酸誘導体は以下の式を有
する。 (式中、Mは独立に水素、アルカリ金属、アンモ
ニウム又はアミン基を示し、R1は炭素数2〜6
の脂肪族直鎖もしくは分岐鎖、環状又は芳香族ラ
ジカルを示し、nは0〜12であり、mは1〜3で
ある。) 本発明において有用なポリマー酸及びアミドは
以下の式を有する。 (式中、Aは独立に水素又はメチルを示し、Zは
独立にNH2又はOMを示し、Mは上に定義した通
りであり、pは約13〜5500、好ましくは約25〜
250であり、置換体Zは同一でも異なつていても
よい)及び (式中、R2は炭素数1〜6のアルキレン基であ
り、p′は約5〜2000、好ましくは約10〜350であ
り、そしてA及びMは上に定義した通りであり、
そして置換体Mは同一でも異なつていてもよい。) 上記式のモノマーの共重合体も本発明において
有用である。即ち、部分的に加水分解したポリア
クリルアミドは有効である。前記ポリマーの分子
量は約1000〜約400000である。 パルプ及び紙工業においてキレート体を加えて
過酸化物漂白系を増強する場合には、キレート体
は典型的にはパルプ1トン当り2〜20ポンドのレ
ベルで使用する。上で引用したキレート体はアミ
ンのカルボン酸誘導体、例えばジエチレントリア
ミンペンタ酢酸(DTPA)であり、これらは前
処理(前漂白)段階で添加してパルプから金属を
取り出す。キレート体は次の脱水工程において部
分的に除かれるが、残存するキレート体は漂白工
程において過酸化物と接触して急速に分解する。
本発明は主に漂白プロセスにおいて過酸化物を安
定化する。 アルカリ−過酸化物系を安定化するのに必要な
ホスホネートキレート体の量及びポリマーのホス
ホネートに対する比は存在する金属のレベルに直
接関連する。ホスホネートは遷移金属を封鎖する
ことによつて過酸化物溶液を安定化するのに十分
なレベルで添加する。ポリマーのホスホネートに
対する比率は、系においてホスホネートの遷移金
属のキレート化能を妨害する、例えばCa又はMg
のような硬度イオンの濃度に依存する。以下の表
は、水硬度及び遷移金属含量の異なるレベルで前
記系における好ましいホスホネート及びポリマー
の使用レベルを示す。
以下に本発明の実施例を説明するが、本発明の
範囲をこれらの実施例に限定するものでないこと
はいうまでもない。 例 1 (実験1、2及びA〜F) 本例は、アルカリ土類金属Ca及びMgの存在下
における過酸化水素安定化剤としてホスホネート
−ポリアクリル酸ナトリウムの組合せ(実験1及
び2)がホスホネート単独又はポリアクリル酸塩
単独(比較実験A〜F)に比較して改良された安
定化効果を有することを示すものである。H2O2
の分解速度はCu2.5ppmの存在下に典型的なパル
プ漂白条件で求めた。 この分解研究は1フイートコンデンサー、PHプ
ローブ/メーター、サンプリング管、温度計及び
磁気撹拌機を備えた1リツトルの樹脂製ケトル
(反応がま)を用いて実施した。反応器は唯一の
外部雰囲気への開口部であるコンデンサーを備え
た状態でシールした。反応混合物は一定撹拌し、
温度は反応ケトルが一部浸漬した状態の循環水浴
を用いて65.0±0.2℃に保持した。 反応混合物は脱イオン水並びに試薬級の塩及び
溶液を用いて調製した。使用したジエチレントリ
アミンペンタ(メチレンホスホン酸)(DTPMP)
及びポリアクリル酸ナトリウム(NaPA)は市販
製品である。 水中に、先ずDTPMP及び/又はNaPAを添加
し、次いでCa又はMgを加えた。その後、
Cu2.5ppmを加え、適当量のNaOHを添加して最
終PHを10.5±0.1とした。次に、この溶液を樹脂
製ケトルに移して加熱した。反応混合物の温度が
65℃に到達した後、H2O2を添加した。 各実験において、反応時間、温度、PH及び
H2O2濃度を測定し記録した。H2O2分析のために
採取したサンプルは先ず5重量%H2SO4溶液と
混合してH2O2が更に分解するのを停止した。次
にH2O2濃度を標準沃素−チオ硫酸塩滴定法によ
り測定した。アルカリ土類金属Ca及びMgの存在
下におけるDTPMP−NaPA処方の各成分による
過酸化物安定化度合を測定するために8回の個別
実験を行なつた。 この研究において、アルカリ土類金属に対する
DTPMPのモル比は1:2とした。これはホスホ
ネートが比較的高濃度のアルカリ土類金属によつ
て捕捉され、それによつて存在する微量のCu又
は他の遷移金属を完全にコンプレツクス化する
DTPMPの能力を抑制する条件を試行するために
行なつた。この非コンプレツクス化CuはH2O2分
解速度を触媒、即ち促進する。各実験において使
用した成分及びその濃度は第表に記載した通り
であり、結果は第表に記載した通りである。
範囲をこれらの実施例に限定するものでないこと
はいうまでもない。 例 1 (実験1、2及びA〜F) 本例は、アルカリ土類金属Ca及びMgの存在下
における過酸化水素安定化剤としてホスホネート
−ポリアクリル酸ナトリウムの組合せ(実験1及
び2)がホスホネート単独又はポリアクリル酸塩
単独(比較実験A〜F)に比較して改良された安
定化効果を有することを示すものである。H2O2
の分解速度はCu2.5ppmの存在下に典型的なパル
プ漂白条件で求めた。 この分解研究は1フイートコンデンサー、PHプ
ローブ/メーター、サンプリング管、温度計及び
磁気撹拌機を備えた1リツトルの樹脂製ケトル
(反応がま)を用いて実施した。反応器は唯一の
外部雰囲気への開口部であるコンデンサーを備え
た状態でシールした。反応混合物は一定撹拌し、
温度は反応ケトルが一部浸漬した状態の循環水浴
を用いて65.0±0.2℃に保持した。 反応混合物は脱イオン水並びに試薬級の塩及び
溶液を用いて調製した。使用したジエチレントリ
アミンペンタ(メチレンホスホン酸)(DTPMP)
及びポリアクリル酸ナトリウム(NaPA)は市販
製品である。 水中に、先ずDTPMP及び/又はNaPAを添加
し、次いでCa又はMgを加えた。その後、
Cu2.5ppmを加え、適当量のNaOHを添加して最
終PHを10.5±0.1とした。次に、この溶液を樹脂
製ケトルに移して加熱した。反応混合物の温度が
65℃に到達した後、H2O2を添加した。 各実験において、反応時間、温度、PH及び
H2O2濃度を測定し記録した。H2O2分析のために
採取したサンプルは先ず5重量%H2SO4溶液と
混合してH2O2が更に分解するのを停止した。次
にH2O2濃度を標準沃素−チオ硫酸塩滴定法によ
り測定した。アルカリ土類金属Ca及びMgの存在
下におけるDTPMP−NaPA処方の各成分による
過酸化物安定化度合を測定するために8回の個別
実験を行なつた。 この研究において、アルカリ土類金属に対する
DTPMPのモル比は1:2とした。これはホスホ
ネートが比較的高濃度のアルカリ土類金属によつ
て捕捉され、それによつて存在する微量のCu又
は他の遷移金属を完全にコンプレツクス化する
DTPMPの能力を抑制する条件を試行するために
行なつた。この非コンプレツクス化CuはH2O2分
解速度を触媒、即ち促進する。各実験において使
用した成分及びその濃度は第表に記載した通り
であり、結果は第表に記載した通りである。
【表】
【表】
上記結果は過剰のCaの存在下においては
DTPMP−NaPA処方が過酸化物安定化剤として
DTPMP又はNaPAより実質的に効果的であるこ
とを示している。NaPAはH2O2安定化剤として
比較的効果が無いことが認められる(実験A参
照)。30分以内にH2O2の半分以上が分解してい
る。NaPAと一緒にCaを添加した場合(実験B)
にはH2O2の分解速度が若干加速されているよう
である。他方、DTPMPはCaの不存在下におい
てH2O2を安定化させるのに非常に有効であつた。
200分で僅か10%のH2O2が分解したに過ぎない
(実験D参照)。しかし、DTPMP1モル当り2モ
ルのCaを添加した場合(実験E)には、H2O2分
解速度は140分でH2O2の約30%が分解するまでに
急速に上昇した。最後にCaをDTPMP−NaPA
の組合せに対して添加した場合には、H2O2分解
速度は60%以上も減少した(実験1参照)。即ち、
140分でH2O2の僅か10%が消費されたに過ぎなか
つた。 またDTPMP−NaPA処方はMgの存在下にお
いて個々の成分単独より一層有効な過酸化物安定
剤であつた。前記データからNaPAにMgを添加
することによつてH2O2の安定性が改良されるこ
とが明白である。30分後に過酸化物の37.5%が
Mg−NaPA系(実験C)で分解したのに過ぎな
かつたのに対し、Mgの不存在下においては52.5
%が分解した(実験A)。MgをDTPMPと一緒に
添加した場合には過酸化物の分解速度が可成り促
進された。Mgの不存在下においては(実験D)、
140分後に過酸化物の7.5%が分解したのに過ぎな
いのに対し、MgとDTPMPの両者の存在下にお
いては(実験F)45%が分解した。NaPAをMg
−DTPMP混合物へ添加した場合には(実験1)、
分解速度が著しく低下した。再度言えば、140分
後に、僅か25%の過酸化物が消費されたに過ぎな
かつた。これはMg−DTPMPに対し約45%の改
良を示した。 例 2 例1の方法でホスホネートとポリアクリレート
との比率を変えて他の実験を行なつた。これらの
実施の条件は以下の通りであつた。 実験時間:4時間 温度:65℃ 初期条件 H2O2:0.4重量% CaCl2:0.12重量%*1 Cu++:2.5ppm PH:10.5±0.2 *1:CaCO3として表示した硬度1100ppm 過酸化物の分解に対する結果は第表に示した
通りである。
DTPMP−NaPA処方が過酸化物安定化剤として
DTPMP又はNaPAより実質的に効果的であるこ
とを示している。NaPAはH2O2安定化剤として
比較的効果が無いことが認められる(実験A参
照)。30分以内にH2O2の半分以上が分解してい
る。NaPAと一緒にCaを添加した場合(実験B)
にはH2O2の分解速度が若干加速されているよう
である。他方、DTPMPはCaの不存在下におい
てH2O2を安定化させるのに非常に有効であつた。
200分で僅か10%のH2O2が分解したに過ぎない
(実験D参照)。しかし、DTPMP1モル当り2モ
ルのCaを添加した場合(実験E)には、H2O2分
解速度は140分でH2O2の約30%が分解するまでに
急速に上昇した。最後にCaをDTPMP−NaPA
の組合せに対して添加した場合には、H2O2分解
速度は60%以上も減少した(実験1参照)。即ち、
140分でH2O2の僅か10%が消費されたに過ぎなか
つた。 またDTPMP−NaPA処方はMgの存在下にお
いて個々の成分単独より一層有効な過酸化物安定
剤であつた。前記データからNaPAにMgを添加
することによつてH2O2の安定性が改良されるこ
とが明白である。30分後に過酸化物の37.5%が
Mg−NaPA系(実験C)で分解したのに過ぎな
かつたのに対し、Mgの不存在下においては52.5
%が分解した(実験A)。MgをDTPMPと一緒に
添加した場合には過酸化物の分解速度が可成り促
進された。Mgの不存在下においては(実験D)、
140分後に過酸化物の7.5%が分解したのに過ぎな
いのに対し、MgとDTPMPの両者の存在下にお
いては(実験F)45%が分解した。NaPAをMg
−DTPMP混合物へ添加した場合には(実験1)、
分解速度が著しく低下した。再度言えば、140分
後に、僅か25%の過酸化物が消費されたに過ぎな
かつた。これはMg−DTPMPに対し約45%の改
良を示した。 例 2 例1の方法でホスホネートとポリアクリレート
との比率を変えて他の実験を行なつた。これらの
実施の条件は以下の通りであつた。 実験時間:4時間 温度:65℃ 初期条件 H2O2:0.4重量% CaCl2:0.12重量%*1 Cu++:2.5ppm PH:10.5±0.2 *1:CaCO3として表示した硬度1100ppm 過酸化物の分解に対する結果は第表に示した
通りである。
【表】
例 3
ポリアクリレートの分子量を変えて例2と同じ
条件下に別の一連の実験を行なつた。結果は第
表に示した通りであつた。
条件下に別の一連の実験を行なつた。結果は第
表に示した通りであつた。
【表】
酸ナトリウム
〃 2000 4% 6% 7% 8
%
〃 2000 4% 6% 7% 8
%
【表】
例 4
他のホスホネートと他の不飽和酸ポリマーを用
いて実験を行なつた。結果は第表に示す通りで
あつた。
いて実験を行なつた。結果は第表に示す通りで
あつた。
【表】
過酸化物(過酸化水素)溶液を希釈すればする
ほど多い量の安定化剤を必要とすることは注目に
値する。即ち、例えば50〜70%H2O2のような濃
縮液を安定化するのに必要な安定剤の量はH2O2
液を使用のために希釈した場合にはH2O2を安定
化してその分解を抑えるのには不十分である。
H2O2濃厚液を調製する場合にこのことを考慮に
入れてなければ、かかる濃厚液を例えば漂白に使
用するために希釈する場合には、更に安定化剤を
添加する必要がある。
ほど多い量の安定化剤を必要とすることは注目に
値する。即ち、例えば50〜70%H2O2のような濃
縮液を安定化するのに必要な安定剤の量はH2O2
液を使用のために希釈した場合にはH2O2を安定
化してその分解を抑えるのには不十分である。
H2O2濃厚液を調製する場合にこのことを考慮に
入れてなければ、かかる濃厚液を例えば漂白に使
用するために希釈する場合には、更に安定化剤を
添加する必要がある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 (a) アミノホスホン酸キレート体又はそのア
ンモニウム、アルカリ金属もしくはアミン塩
と、 (b)(1) 不飽和カルボン酸又はそのアンモニウム、
アルカリ金属もしくはアミン塩、 (2) 不飽和カルボン酸アミド又は (3) アミド水素がアルキルスルホン酸基又はそ
のアンモニウム、アルカリ金属もしくはアミ
ン塩で置換された不飽和カルボン酸アミド の少なくとも一種のポリマーとを組合せて抑制剤
として含んで成り、かつ前記添加成分(b)が前記し
た複数の官能基を組合せて含んでいてもよい分解
が抑制された水性過酸化水素組成物。 2 前記アミノホスホン酸キレート体が一般式
() (式中、Mは独立に水素、アルカリ金属、アンモ
ニウム又はアミン基を示し、R1は炭素数2〜6
の脂肪族直鎖もしくは分岐鎖、環状又は芳香族ラ
ジカルを示し、nは0〜12であり、mは1〜3で
ある)を有する特許請求の範囲第1項記載の組成
物。 3 ポリマーが一般式() (式中、Aは独立に水素又はトチルを示し、Zは
独立にNH2又はOMを示し、Mは独立に水素、ア
ルカリ金属、アンモニウム又はアミン基を示し、
pは約13〜5500である)又は一般式() (式中、R2炭素数1〜6のアルキレン基であり、
p′は約5〜2000であり、そしてA及びMは上に定
義した通りである)をもつポリマー又はこれらの
混合物である特許請求の範囲第1項又は第2項記
載の組成物。 4 前記添加成分の重量比がポリマー1部に対し
アミノホスホン酸キレート体約0.05〜5.3部であ
る特許請求の範囲第1項又は第3項記載の組成
物。 5 組成物中のアミノホスホン酸キレート体含量
が0.1〜1.0重量%であり、ポリマーの含量が0.19
〜1.9重量%である特許請求の範囲第4項記載の
組成物。 6 組成物中の過酸化水素含量が約5〜70重量%
であり、アミノホスホン酸キレート体又はそのア
ンモニウム、アルカリ金属又はアミン塩の含量が
約2.5〜0.025重量%であるセルロース製品の漂白
に有用な漂白浴に添加するのに適当な特許請求の
範囲第1項記載の組成物。 7 アミノホスホン酸キレート体が前記一般式
()を有するものであり、ポリマーが前記一般
式()又は()のものである特許請求の範囲
第6項記載の組成物。 8 アミノホスホン酸キレート体が前記一般式
()においてR1がエチレン、mが1、nが2の
ものであり、ポリマーが前記一般式()におい
てpが約25〜250の整数のポリカルボン酸である
特許請求の範囲第1項又は第7項記載の組成物。 9 アミノホスホン酸キレート体が前記一般式
()においてR1がエチレン、mが1、nが2の
ものであり、ポリマーが前記一般式()におい
てR2が炭素数4のアルキレン基であり、p′が約10
〜350の整数のポリカルボキシルスルホンアミド
である特許請求の範囲第1項又は第7項記載の組
成物。 10 アミノホスホン酸キレート体が前記一般式
()においてmが1、nが0のものであり、ポ
リマーが前記一般式()においてpが約25〜
250の整数のポリカルボン酸である特許請求の範
囲第1項又は第7項記載の組成物。 11 アミノホスホン酸キレート体が前記一般式
()においてmが1でnが0のものであり、ポ
リマーが前記一般式()においてR2が炭素数
4のアルキレン基でp′が約10〜350の整数のポリ
カルボキシスルホンアミドである特許請求の範囲
第1項又は第7項記載の組成物。 12 アミノホスホン酸キレート体が前記一般式
()においてR1がエチレン、mが1、nが3の
ものであり、ポリマーが前記一般式()におい
てpが約25〜250の整数のポリカルボン酸である
特許請求の範囲第1項又は第7項記載の組成物。 13 アミノホスホン酸キレート体が前記一般式
()においてR1がエチレン、mが1、nが3の
ものであり、ポリマーが前記一般式()におい
てR2が炭素数4のアルキレンラジカルであり、
p′が約10〜350の整数のポリカルボキシルスルホ
ンアミドである特許請求の範囲第1項又は第7項
記載の組成物。 14(a) アミノホスホン酸キレート体又はそのア
ンモニウム、アルカリ金属もしくはアミン塩
と、 (b)(1) 不飽和カルボン酸又はそのアンモニウム、
アルカリ金属もしくはアミン塩、 (2) 不飽和カルボン酸アミド又は (3) アミド水素がアルキルスルホン酸基又はそ
のアンモニウム、アルカリ金属もしくはアミ
ン塩で置換された不飽和カルボン酸アミド の少なくとも一種のポリマーとを組合せて成り、
かつ前記添加成分(b)が前記した複数の官能基を組
合せて含んでいてもよいキレート体組成物を過酸
化水素水溶液に添加して過酸化水素の分解を抑制
する方法。 15(a) アミノホスホン酸キレート体又はそのア
ンモニウム、アルカリ金属もしくはアミン塩
と、 (b)(1) 不飽和カルボン酸又はそのアンモニウム、
アルカリ金属もしくはアミン塩、 (2) 不飽和カルボン酸アミド又は (3) アミド水素がアルキルスルホン酸基又はそ
のアンモニウム、アルカリ金属もしくはアミ
ン塩で置換された不飽和カルボン酸アミド の少なくとも一種のポリマーとを組合せて成り、
かつ前記添加成分(b)が前記した複数の官能基を組
合せて含んでいてもよいキレート体組成物から成
る過酸化水素水溶液の安定剤組成物。 16(a) アミノホスホン酸キレート体又はそのア
ンモニウム、アルカリ金属もしくはアミン塩
と、 (b)(1) 不飽和カルボン酸又はそのアンモニウム、
アルカリ金属もしくはアミン塩、 (2) 不飽和カルボン酸アミド又は (3) アミド水素がアルキルスルホン酸基又はそ
のアンモニウム、アルカリ金属もしくはアミ
ン塩で置換された不飽和カルボン酸アミド の少なくとも一種のポリマーとを組合せて成り、
かつ前記添加成分(b)が前記した複数の官能基を組
合せて含んでいてもよいキレート体組成物を過酸
化水素と混合することから成る分解が抑制された
水性過酸化水素組成物の製法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US686111 | 1984-12-24 | ||
US06/686,111 US4614646A (en) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | Stabilization of peroxide systems in the presence of alkaline earth metal ions |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61155208A JPS61155208A (ja) | 1986-07-14 |
JPH0549602B2 true JPH0549602B2 (ja) | 1993-07-26 |
Family
ID=24754964
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60288047A Granted JPS61155208A (ja) | 1984-12-24 | 1985-12-23 | アルカリ土類金属イオンの存在下における過酸化物系の安定性改良 |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4614646A (ja) |
EP (1) | EP0186990B1 (ja) |
JP (1) | JPS61155208A (ja) |
AR (1) | AR240302A1 (ja) |
AU (1) | AU576280B2 (ja) |
BR (1) | BR8506446A (ja) |
CA (1) | CA1235881A (ja) |
DE (1) | DE3584669D1 (ja) |
DK (1) | DK167491B1 (ja) |
FI (1) | FI79825C (ja) |
NO (1) | NO168940C (ja) |
NZ (1) | NZ214537A (ja) |
ZA (1) | ZA859707B (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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