JPS6128086A - 液体緩衝系 - Google Patents

液体緩衝系

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JPS6128086A
JPS6128086A JP13920585A JP13920585A JPS6128086A JP S6128086 A JPS6128086 A JP S6128086A JP 13920585 A JP13920585 A JP 13920585A JP 13920585 A JP13920585 A JP 13920585A JP S6128086 A JPS6128086 A JP S6128086A
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ジエイムズ シー モラン
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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 この発明は、繊維、糸、布帛及びカーペットの如き繊維
材料の準備、処理、染色、捺染及び仕上げに有用な、−
設定及び/又は緩衝系を提供するための液体成分の使用
に関する。本発明はまた、水系における処理が行われる
非繊維産業において、固体の燐酸塩用設定及び/又は緩
衝成分の代わシとして及び改良品として用いることがで
きる。
繊維材料の染色及び仕上げにおける適当な処理のために
、個々の操作に最も適する一範囲を選ぶことが行われて
いる。これらの処理は、水中で種種の温度において、ま
たは水に懸濁されまたは溶解された成分を材料上に直接
適用することによシ行うことができる。−は酸性または
アルカリ性の度合を表現するのに用いられる言葉である
。これらの処理におけるーは広く変動し、これをコント
ロールしなければ不安定な結果を与えることがある。−
の変動をコントロールするために、液体の処理浴に化学
薬品を添加する。声の設定またはその変動のコントロー
ルのために用いられるそのような化学薬品は緩衝剤と呼
ばれる。
繊維、糸、布帛及びカーペットの如き繊維材料の準備、
処理、染色、捺染及び仕上げは、繊維材料に対して所望
の効果を与える目的で、水中に分散され、溶解され、乳
化され、または懸濁された種々の化合物を含む容器中に
繊維材料を置くことを含む。この水に基づく混合物は浴
と呼ばれる。
仕上げまたは準備の分野におけるi4ディング処理の如
き特定のプロセスは、浴中への短時間浸漬を必要とする
。この場合、材料は数秒間の滞留時間をもって、浴を含
むトラ2中を連続的に走行する。多くの場合、この材料
は次いでニップロールにより絞られる。他の場合には、
材料は浴中に長時間(12時間まで)浸漬されたままで
、浴中の化学薬品が繊維基材に対して作用するようにし
ておく。温度、酸性度、アルカリ性度等の種々の条件が
材料に対する所望の作用を与えるために用いられる。
繊維の浴中に含まれる典型的な化学薬品の例を下記に示
す。
準備:界面活性剤 過酸化水素 水酸化ナトリウム 珪酸塩 安定剤 …中和剤(緩衝剤) 仕上げ:樹脂仕上げ剤 風合調整剤 柔軟剤 滑    剤 一制御剤(緩衝剤) 捺染ニアクリルポリマー 増  粘  剤 一制御剤(緩衝剤) 染料またはピグメント 界面活性剤 オ   イ   ル 柔  軟   剤 染色:界面活性剤 溶剤膨潤剤 一制御剤(緩衝剤) 塩 柔  軟  剤 滑      剤 染       料 増  粘  剤 消   泡  剤 −の緩衝及び/又は設定のために共通に用いられる材料
のうちでは、燐酸一ナトリウム(MSP)、燐酸二ナト
リウム(DIP)及び燐酸三ナトリウム(TSP )が
ある。これらの材料は固体であシ、これらの材料を秤量
し取扱い及び溶解するのに困難が伴う。例えば、これら
の固体製品は50または100ポンドの袋に詰められて
いるのが普通である。これらの袋は入力によシ持ち上げ
られ、開封されなければな″らず、この操作はしばしば
筋肉の緊張、破れた袋からのこほれ、及び材料の使用の
間の困難なコントロールを与える。粉末は次いで繊維処
理装置中に供給される前に予備混合槽中で稀釈されなけ
ればならない。これは時間を消費する操作であり、粉末
の稀釈が極めて慎重に行われない限シ、未溶解生成物の
塊が装置中に流れ込み、または排出ラインが固体粒子で
詰まることがある。
固体燐酸塩を取扱うことに伴うこれらの困難、こぼれ、
肉体的な緊張による時間のロス、空の袋の排気、不完全
な溶解固体のために行る処理の困難に対処するために消
費される時間、は重大な問題であシ、染色処理において
長期にわたる問題と〔発明の概要〕 固体の燐酸塩緩衝剤に関する上記の先行技術の問題は、
取扱い及び秤量が容易であシ、水とよく混合する液体緩
衝成分の使用によって排除することができるということ
が見出されたのである。
本発明の液体緩衝系は、低…液体緩衝成分及び高pH液
体緩衝成分のいずれかを単独でまたはこれら2つを組合
せて用いて、高…から低pH1での所定の範囲において
−及び緩衝作用を与えることを意図するものであり、所
望の所定の一範囲は個々の処理操作に対して最適なよう
に考慮される。
高pH液体緩衝成分は固体TSP (燐酸三す) IJ
ウム)が用いられる範囲で機能する。低…液体緩衝成分
は固体MSP(燐酸一ナトリウム)が用いられる範囲で
機能する。高PH液体成分及び低声液体成分の組合せに
よって、DSP (燐酸二ナトリウム)の声範囲をカバ
ーすることができる。従って、高pH緩衝成分及び低−
緩衝成分の使用は、固体燐酸ナトリウム緩衝剤によって
カバーされ得る範囲の全体をカバーすることができる。
燐酸一ナトリウム(燐酸ナトリウム、−塩基性)は低温
においても水に高度に回答であり、低−液体襖棉緩衝成
分のだめの成分として用いることができる。しかしなが
ら、燐酸三ナトリウムは、高声液体緩衝成分、特に低い
温度における貯蔵用の成分に適する成分であると考えら
れるのに十分な溶解性をもたない。しかしながら、燐酸
三カリウム(燐酸カリウム、三塩基性)は良好な水溶性
を有し、高pH液体緩衝剤混合物する成分である。
これらの2つの成分の組合せによって、固体燐酸塩緩衝
液に代えて液体緩衝剤混合物を用いるための系を開発す
ることができたのである。
本発明の実施においては、固体燐酸塩緩衝成分に対して
生成物の経済性を与えるために、高い濃度を有する低声
及び高pH液体緩衝成分をつくることが重要である。燐
酸三カリウムの高pH緩衝成分としての適性の発見は、
その高い水溶性のために、本発明の実施可能性に重要で
ある。高声液体緩衝成分の高い濃度は、通常の固体高声
緩衝成分である燐酸三す) IJウムを用いる場合には
不可能である。
〔本発明の詳細な説明〕
本発明の液体緩衝成分は広い範囲濃度にわたり製造する
ことができる。製造、貯蔵及び出荷の経済性の理由から
、燐酸三カリウムの濃度は、通常、水中約20重量%か
ら約50重量%までである。
燐酸一す) IJウムの濃度は水中約13〜40重量%
である。液体緩衝成分は、これらの2つの液体緩衝成分
中に、混合時に化学的に反応して溶液中に通過の緩衝材
料を与えるような化学薬品を導入することにより、同一
反応系における追加の緩衝化学薬品を形成せしめるよう
に構成されていてもよい。高声液体緩衝成分は、燐酸三
カリウムに加えて、遊離の水酸化カリウムを含むように
組成されてもよい。高pH液体緩衝成分の温度安定性を
高めるために少量の水酸化ナトリウムを添加してもよい
。低−液体緩衝成分は、燐酸一ナトリウムに加えて、遊
離の燐酸を含むように組成されていてもよい。高声液体
緩衝成分が低−液体緩衝成分と混合される場合、遊離の
水酸化カリウム及び遊離の燐酸は反応して同一反応系で
形成される緩衝剤となるような燐酸カリウムを形成する
。これは、高pH液体緩衝成分中にあった燐酸三カリウ
ム及び低−液体緩衝成分中に存在していた燐酸一す) 
IJウムの緩衝作用を強化するであろう。この遊離燐酸
及び遊離水酸化カリウムの反応は例えば下記によって示
される。
KOH+ H,PO4・・・・・・ KH2PO4+H
2O2KOH+ H3PO4・・・・・・  K2HP
O4+2H203KOH+ H3PO4・・・・・・ 
 に、PO4+ 3H20存在する遊離の水酸化ナトリ
ウムは、同様に反応して相当する燐酸ナトリウム並びに
燐酸カリウムを形成する。
先行技術の固体塩酸塩は、約8〜10の声範囲において
緩衝作用が劣っている。所望される場合、液体緩衝成分
は、約8〜10の範囲において系の緩衝作用を改善する
ために、硼砂及び/又はエタノールアミンの添加により
変成されてもよい。
低声緩衝組成物又は成分とともに用いられる場合、燐酸
の濃度は約0〜30重量%の範囲にあるべきであり、単
独又は組み合わせで用いられるモノエタノールアミン、
ジェタノールアミン又はトリエタノールアミンは約1.
9〜4重量%の範囲にあるべきである。    − 高声緩衝組成物又は成分とともに用いられる場合、硼砂
五水塩の濃度は約0〜10重i:チの範囲にあるのがよ
い。単独で又は組み合わせで用いられるモノエタノール
アミン、ジェタノールアミン又はトリエタノールアミン
は約4〜8重量%の範囲内にあるのがよい。水酸化カリ
ウムは約2,5〜20重量%の範囲にあるのがよく、所
定の用途に用いられる場合には約4〜9%の範囲が好ま
しい。
水酸化す) IJウムが用いられる場合、これは約0.
4〜7重量%の範囲にあるのがよい。
本発明の液体緩衝剤は、染浴の約0.1〜0,3重量%
の範囲で添加される。この範囲は低−及び高声液体緩衝
剤の合計に対するものである。この範囲は液体緩衝剤が
染浴の約0,25〜1.5重量%の範囲で添加されるよ
うな繊維反応性染料以外の染料について適用される。
染浴中の染料の濃度は約0.1〜1重量%の範囲である
。塩は約0〜10重量%の範囲である。均染剤及び界面
活性剤は約0〜0,3チの範囲である。
金属イオン封鎖剤は0〜0.05%の範囲である。
すべての百分率は染浴の重量に対して示すものである。
低−液体緩衝剤を製造するために用いることのできる典
型的な方法は次のようなものである。ミキサー中に55
.0部の水を入れ、攪拌する。次いで31.0部の燐酸
す) IJウムー塩基性(MSP)を添加し、溶解する
まで攪拌する。次いで、14.0部の燐酸を添加する。
均一になるまで攪拌し、次いで材料を適当な容器に移す
高声液体緩衝剤は次のようにして製造することができる
。ミキサー中に56.6部の水を入れ、攪拌する。次い
で316部の燐酸カリウム三塩基性(TKP)を添加し
、溶解するまで攪拌する。次いで、7.9部の水酸化カ
リウムを添加し、攪拌して溶解させる。3.9部の水酸
化ナトリウムを添加し、攪拌して溶解させる。冷却し、
適当な容器に移す。
用いられた薬品は腐食性であり、適当な注意のもとに、
適当な安全装置により取り扱われるべきである。
低声液体緩衝成分及び高pH液体緩衝成分に適すると認
められた本発明の7mの製剤の典型的な例を下記に示す
。部は重量部である。
1、低−液体緩衝成分 燐酸ナトリウム、−塩基性    15.3部水   
            56,5部モノエタノールア
ミン      1.9部燐酸          2
6.3部 2、低μ液体緩衝成分 燐酸ナトリウム、−塩基性    31.0部燐酸  
        14.0部水                55.0部3、高pH
液体緩衝成分 燐酸カリウム、三塩基性     42.9部水   
            57,1部4、高pH液体緩
衝成分 燐酸カリウム、三塩基性     30.1部硼砂五水
塩       4.0部 トリエタノールアミン      7.1部水    
           58.8部5、高pH液体緩衝
成分 燐酸カリウム、三塩基性     21.4部水酸化カ
リウム         2.9部硼砂五水塩    
  8.4部 トリエタノールアミン      6.2部水    
           61.1部6、高声液体緩衝成
分 燐酸カリウム、三塩基性     29.2部水酸化カ
リウム        12.3部水        
       58.5部7、高pH液体緩衝成分 燐酸カリウム、三塩基性     31.6部水酸化カ
リウム         7.9部水酸化ナトリウム 
        3.9部水            
   566部高pH高声緩衝成分を、単独で、TSP
 (燐酸三ナトリウム)の代わりとして、レーヨン及び
木綿の染色のだめの繊維反応性染料とともに用いること
ができる。セルロース繊維材料の反応性染料による染色
においては、アルカリ性の材料は反応性染料とセルロー
ス繊維材料との化学結合の形成を促進するための条件を
提供するために必要とされる。
染料とセルロース繊維材料との間の強固な化学結合は反
応性染料によりセルロース上に生成される優れた洗濯堅
牢性に必要である。普通に用いられるアルカリ性の材料
は、水酸化ナトリウム、燐酸三ナトリウム(TAP)、
珪酸ナトリウム、炭酸ナトリウム及び重炭酸ナトリウム
である。
高pH液体緩衝剤は、セルロース繊維材料(例えば、レ
ーヨン、木綿、麻)及びセルロース繊維材料と他の天然
または合成繊維材料とのブレンドの反応性染料による染
色における共通に用いられるアルカリ性材料の代用とし
て用いることができる。
高pH液体緩衝剤は、必要な反応条件を与え、均一な完
全色相の染色物を与えるのに普通に用いられるアルカリ
性材料と同等の機能をする。また、重量基準においてそ
れよシ少量の高pH液体緩衝剤が普通に用いられるアル
カリ性材料の最適量と同じ作用をするのに必要とされる
下記の例は反応性染料による染色操作における高pH液
体緩衝剤の使用を説明するものである。
例1 攪拌器を含む適当な染色用ビーカー中に、5gの漂白さ
れた100%木綿布帛を、125m1の水、6.25#
の食塩及び0.211のレマゾールレッド(Remaz
ol Red) 3FB染料(アメリカンヘキスト社)
からなる浴中に入れた。浴を15分間攪拌し、104下
に加温し、この温度に15分間保持した。
次いで、1.25gの高pH液体緩衝成分階6をこの浴
に添加した。浴を140’Fに加熱し、1時間保持し、
次いで室温に冷却せしめた。木綿を浴から取シ出し、完
全に洗浄した。この操作において1、251iの液体緩
衝成分6を使用したことにより、同じ操作における高p
H緩衝剤として2.50FのTSPを用いた場合と比較
して、同等の色相濃度及び堅牢度特性を有する染色物が
得られた。
高pH液体緩衝成分及び低−液体緩衝成分を、−緒に用
いて、染色操作に対して約5.0〜9.0のレベルのp
Hを設定し、保持することができる。
下記の例はこれら2つの緩衝成分を典型的な染色処理に
おいて適用することを説明するものである。
例2 攪拌器を含む適当な染色用ビーカー中において、150
−の水、0.1gの均染剤(Ml graaslst 
NEW 。
5ybron化学会社)、0.01Nのナイロサンレッ
トてNylosanRed)p2g(サンド社)(0)
及び0.01.9の低−液体緩衝成分随1並びに0.1
4Fの高pH液体緩衝成分NIIL5(約8.3〜86
の範囲にpHを制御する)からなる浴中に、10gのナ
イロン6タフテッドカーペットを入れた。このようにし
て低声液体緩衝成分随1及び高pH液体緩衝成分Na5
を用いると、MSP、 TSP燐酸ジアンモニウム、硫
酸アンモニウム及び他の固体−緩衝成分を、別々にまた
は他の固体または液体−緩衝成分とともに、染浴のpH
を調整するために用いた場合と、類似のカラーイールド
及び外観を有する染色カーペットが得られた。
高声液体緩衝成分は繊維または布帛から廃物及びオイル
を除去するために用いられる精練浴のpHをコントロー
ルするために用いることができる。
この処理に望まれる声は約8〜9.5である。下記の例
はこの処理を説明するものである。
例3 攪拌器を含む適当な染色用ビーカー中において、500
m1の水からなる浴中に、50チポリエステルおよび5
0%木綿のニット25gを入れた。次に、界面活性剤(
Tanaterge WFF、 5ybron Che
mica1社)及び0.15#の高pH液体緩衝成分N
cL3を添加した。次に浴を180下に加熱し、10分
間保持した。声をコントロールするために高pH液体緩
衝成分随3を用いるこの操作によシ享、”棟された布帛
は、固体燐酸塩−コントロール剤を用いた浴中で精練さ
れた布帛と同等の清浄さ、明るさ及び白変を有するもの
であった。
低−液体緩衝成分を単独で漂白浴の最終pHを約6.0
〜8,0に設定するのに用いることができる。
下記の例はこの処理を説明するものである。
例4 攪拌器を含む適当な染色用ビーカー中において、200
7rLtの水からなる浴中に、1(lの木綿ニットを入
れた。次に、0.2I!の金属イオン封鎖剤(P1@x
ens 280,5ybron Chemica1社)
及び1.2gの35チ過酸化水素を添加した。浴を沸点
に加熱し、212下において1時間保持した。浴を捨て
、木綿を200Mの水及び0.2#の低声液体緩衝成分
嘔2により洗浄した。次に木綿ニットを200WLlの
水中で再び洗浄した。このようにして低−液体緩衝成分
階2によシ中和を行ったところ、酢酸または他の固体燐
酸塩−緩衝剤で中和を行った場合と同等の結果及び布帛
を得た。
低pHまたは高pH緩衝成分は広い範囲の繊維湿潤処理
操作(漂白、精練、染色、捺染または仕上(イ)におい
て、浴または布帛を中和するのに用いることができる。
高pH緩衝成分は存在する低pHを上げるのに用いるこ
とができ、低声緩衝成分は存在する高いpHを下げるの
に用いることができる。このタイプの使用の1例は、ポ
リエステル/木綿ブレンドの布帛及び染浴な、分散染料
による染色後、直接染料による染色前に、中和すべき場
合に用いるものである。
上記の如き本発明の利用に加えて、低声及び/または高
pH液体緩衝成分は、水系による処理が行われ、所望の
−の設定及び/又は保持が必要であるような、広い範囲
の工業的な非繊維用途に用いることもできる。例えば、
MAPまたはTSPの如き固体緩衝剤は、水に基づく金
属処理滑剤中の成分としてしばしば用いられる。低−液
体緩衝成分随1または2及び/または高pH液体緩衝成
分順3または6はこれらの系における一調整剤として用
いることができ、MSPまたはTSPに変えた場合に同
等の結果を与える。MSPまたはTSPの如き固体緩衝
剤は、紙産業における木材・臂ルゾの湿潤処理における
ーコントロールまたは緩衝剤として普通に用いられる。
低−液体緩衝成分?mlまたは2及yまたは高pH液体
緩衝成分隘3または6は、MSPま7’(ハTsPに代
えてパルプ処理におけるーコントロール及び/または緩
衝剤として用いることができ同等の結果を与える。
本発明の特定の態様をここに説明の目的で開示してきた
けれども、本発明の他の変更または変形は当業者にとっ
て明らかであろう。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、約13〜40重量%の燐酸−ナトリウムを含む水溶
    液を含んでなる、低pH液体緩衝組成物。 2、約5〜30重量%の燐酸を含む特許請求の範囲第1
    項記載の組成物。 3、約1.9〜4重量%のモノエタノールアミン、ジエ
    タノールアミンまたはトリエタノールアミンを単独でま
    たは組合せで含む特許請求の範囲第2項記載の組成物。 4、約20〜50重量%の燐酸三カリウムを含む水溶液
    を含んでなる、高pH液体緩衝組成物。 5、約4〜10重量%の硼砂五水塩を含む特許請求の範
    囲第4項記載の組成物。 6、約4〜8重量%のモノエタノールアミン、ジエタノ
    ールアミンまたはトリエタノールアミンを単独でまたは
    組合せで含む特許請求の範囲第5項記載の組成物。 7、約2.5〜20重量%の水酸化カリウムを含む特許
    請求の範囲第4項記載の組成物。 8、約2.5〜20重量%の水酸化カリウム及び約0.
    4〜7重量%の水酸化ナトリウムを含む特許請求の範囲
    第4項記載の組成物。 9、約2〜5重量%の水酸化カリウム、約4〜9重量%
    の硼砂五水塩及び約3〜8重量%のモノエタノールアミ
    ン、ジエタノールアミンまたはトリエタノールアミン(
    単独または組合せで)を含む特許請求の範囲第4項記載
    の組成物。 10、反応性染浴プロセスのアルカリ含有量をコントロ
    ールする方法であって、 (a)水、界面活性剤、塩及び適当な染料を含む液体反
    応性染浴溶液を準備し、 (b)前記浴中に染色すべきセルロース含有繊維材料を
    置き、所定の間加熱し、 (c)約20〜50重量%の燐酸三カリウムを含む水溶
    液を含んでなる液体緩衝組成物を、染浴のアルカリ濃度
    を、反応性染料が所定の間加熱された時にセルロース含
    有繊維材料と強固な化学結合を形成するのに十分なレベ
    ルに、コントロールするのに十分な量で添加する、 ことを含む方法。 11、液体緩衝組成物が約2.5〜20重量%の水酸化
    カリウムを含む特許請求の範囲第10項記載の方法。 12、液体緩衝組成物が約0.4〜7重量%の水酸化ナ
    トリウムを含む特許請求の範囲第11項記載の方法。 13、染色処理において染浴のpHレベルを約5.0〜
    7.0にコントロールする方法であって、 (a)水、均染剤及び適当な染料を含む液体染浴溶液を
    準備し、 (b)約13〜40重量%の燐酸一ナトリウムを含む水
    溶液を含んでなる低pH液体緩衝組成物を添加し、 (c)約20〜50重量%の燐酸三カリウムを含む水溶
    液を含んでなる高pH液体緩衝組成物を添加し、これら
    の低pH及び高pH緩衝組成物の濃度をコントロールし
    て染浴のpHを約5.0〜7.0の範囲に保持し、 (d)染色すべき繊維材料を前記染浴中に、前記繊維材
    料を染色するのに十分な温度において十分な時間の間置
    く、 ことを含んでなる方法。 14、廃物及びオイルを繊維または布帛から除去するた
    めの精練浴において、約8.0〜9.5の範囲にpHを
    コントロールする方法であって、 (a)水、界面活性剤及び約20〜50重量%の燐酸三
    カリウムを含む水溶液を含んでなる高pH液体緩衝組成
    物を含む精練浴を準備し、 (b)精練すべき繊維または布帛を前記浴中に、前記繊
    維または布帛を精練するのに十分な時間の間昇温で置く
    、 ことを含んでなる方法。 15、漂白浴において、約6.0〜8.0の範囲にpH
    をコントロールする方法であって、 (a)水、金属イオン封鎖剤及び過酸化水素を含む漂白
    浴を準備し、 (b)漂白すべき布帛を前記浴中に置き、前記浴を沸騰
    に加熱し、バッチ漂白のために少なくとも20分間保持
    し、 (c)浴を排出し、約13〜40重量%の燐酸一ナトリ
    ウムを含む水浴液を含んでなる低pH液体緩衝組成物約
    0.05〜0.15重量%を含む水中で布帛を洗浄する
    、 ことを含む方法。 16、緩衝組成物が約5〜25重量%の燐酸を含む特許
    請求の範囲第15項記載の方法。 17、重量%で、 燐酸ナトリウム一塩基性 約13〜40 モノエタノールアミン、ジ、トリ 1.9〜4.0 燐酸 0〜30 水 残量 を含む低pH液体緩衝成分。 18、重量%で 燐酸ナトリウム、一塩基性 13〜40 燐酸 0〜30 水 残量 を含む低pH液体緩衝成分。 19、重量%で 燐酸カリウム、三塩基性 20〜50 水 残量 を含む高pH液体緩衝成分。 20、重量%で 燐酸カリウム、三塩基性 20〜50 硼砂五水塩 4〜10 トリエタノールアミン、モノ、ジ 4〜8 水 残量 を含む高pH液体緩衝成分。 21、重量%で 燐酸カリウム、三塩基性 20〜50 水酸化カリウム 2〜5 硼砂五水塩 4〜9 トリエタノールアミン、モノ、ジ 3〜8 水 残量 を含む高pH液体緩衝成分。 22、重量%で 燐酸カリウム、三塩基性 20〜50 水酸化カリウム 2.5〜20 水 残量 を含む高pH液体緩衝成分。 23、重量%で 燐酸カリウム、三塩基性 20〜50 水酸化カリウム 約2.5〜20 水酸化ナトリウム 約0.4〜7 水 残量 を含む高pH液体緩衝成分。
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