説明

貯蔵安定的な蛍光増白剤溶液

本発明は、余分な可溶化添加物を必要としない、式(I)の4,4'−ジアミノスチルベン−2,2'−ジスルホン酸のアニリノ置換ビストリアジニル誘導体のある塩の形に基づく、蛍光増白剤の貯蔵安定的な溶液に関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、余分な可溶化添加物を必要としないジアミノスチルベンの誘導体に基づく蛍光増白剤の貯蔵安定的な溶液に関する。
【背景技術】
【0002】
白色度それによって紙、ボード、繊維製品および不職物製品の魅力は、蛍光増白剤(OBA)の添加によって改善可能であることは周知である。紙およびボード産業中で最も重要な蛍光増白剤は、4,4'−ジアミノスチルベン−2,2'−ジスルホン酸のアニリノ置換ビストリアジニル誘導体である。アニリノ置換基は、より大きな水溶解度を提供する追加のスルホン酸基を含んでもよい。アニリノ置換基がスルホン酸基を含まない蛍光増白剤は、セルロース線維に特に高い親和性を有し、そして紙製造工程の湿式終端での使用に特に好適である。取り扱いおよび計測を容易にするために、紙およびボード産業は、蛍光増白剤が液体形態、好ましくは濃縮水溶液の形で提供されることを要求する。さらに、液体形態は、幅広い温度範囲、典型的には4〜50℃にかけて長期貯蔵で安定でなければならない。過去、尿素またはエチレングリコール等の可溶化助剤が、貯蔵安定性を提供するために、30wt%までの量で加えられてきた。しかし、これらの可溶化剤はセルロースに親和性を有さず、そして紙粉砕機からの排水を汚染する。したがって、可溶化助剤の添加なしで安定な濃縮水溶液を形成できる4,4'−ジアミノスチルベン−2,2'−ジスルホン酸のアニリノ置換ビストリアジニル誘導体への要求がある。
【0003】
英国特許第B1,243,276号明細書は、少なくとも1つの、好ましくは2つの、プロピオンアミド基を含む4,4'−ジアミノスチルベン−2,2'−ジスルホン酸のビストリアジニル誘導体、並びに紙の蛍光増白剤としてのそれらの使用を記載する。式(A)の化合物の調製および適用が開示される。
【化1】

化合物は、固体として単離され、そしてセルロース線維の水性懸濁液への適用の前に、0.1%の濃度で水に溶解される。
【0004】
化合物(A)は、英国特許第1,247,765号明細書中にも記載される。
化合物(A)は、欧州特許第376,893A2号明細書に記載の液体洗濯洗剤組成物の好ましい成分でもある。発明者らは、"本発明よる蛍光増白剤は粉末形態または水溶液で使用されると記載する。そうした溶液は、18〜75wt%の活性物質含有量を有し、そして好ましくは屈水性物質も含む。"
ナトリウム以外の対イオンの使用の何らかの利点については、英国特許第1,243,276号明細書、英国特許第1,247,765号明細書または欧州特許第376,893A2号明細書に示されていない。
【0005】
国際公開第02/055646号パンフレットでは、2種または3種以上のビス(トリアジニルアミノ)スチルベン誘導体の混合物を提供することによってジスルホン化蛍光増白剤の安定的な濃縮水溶液の生成の問題の解決を試みる。例1は、それぞれ混合ナトリウム/トリエタノールアンモニウム塩の形の、化合物(B)および(C)の等モル混合物の形で、0.2844mol/kg蛍光増白剤を含有する安定な水溶液の調製を記載する。
【化2】

【0006】
しかし、貯蔵安定性は、国際公開第02/055646号パンフレットの10ページで、好ましくは0.2〜3wt%の溶液濃度で用いられる(F)として記載される添加物の存在にも依存する。好ましい添加物(F)は、第3アルカノールアミンであり、トリイソプロパノールアミンが特に好ましい。
【0007】
国際公開第2005/028749Al号パンフレットは、アルカノールアミンおよびビス(トリアジニルアミノ)スチルベン誘導体を含んで成る蛍光増白剤組成物を開示する。好ましいアルカノールアミンは、2−アミノ−2−メチル−l−プロパノール、l−アミノ−2−プロパノールまたは2−アミノ−2−メチル−l−プロパノールおよび2−(N−メチルアミノ)−2−メチル−1−プロパノールの混合物である。
【0008】
日本国特公昭62−273266号明細書は、アニオンのビス(トリアジニルアミノ)スチルベン誘導体の第四級アンモニウム塩を含んで成る蛍光増白剤組成物を記載する。好ましい第四級アンモニウムイオンは、トリメチル−β−ヒドロキシエチルアンモニウムイオンである。
【0009】
欧州特許出願公開第884312号明細書は、式(D)のビス(トリアジニルアミノ)スチルベン誘導体の水和物を開示する。
【化3】

式中、MおよびMは、水素、アルカリ土類金属またはアンモニウムを独立して表す。水和物が、低量の調合物助剤を製造する安定な液体懸濁液を可能にするために、記載される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかし、製紙業者は、例えば取り扱いおよび計量を容易にするために、溶液形態の蛍光増白剤の使用を好む。したがって可溶化助剤のないジスルホン化蛍光増白剤の安定な濃縮水溶液の提供への要求が依然ある。
【0011】
今回、驚くことに4、4'−ジアミノスチルベン−2,2'−ジスルホン酸のアニリノ置換ビストリアジニル誘導体の特定の塩形態が、可溶化助剤の添加なしで安定な濃縮溶液の形成を可能にすることが見いだされた。
【課題を解決するための手段】
【0012】
したがって、本発明は、
式(1)の化合物
【化4】

(式中
Rは水素またはメチル基であり、
は水素、炭素原子1〜4を有するアルキル基、炭素原子2〜4を含有するβ−ヒドロキシアルキル基、3または4炭素原子を含有するβ−アルコキシアルキル基またはCHCHCONHであり、
は水素またはメチル基であり、
はLi,Na、またはKであり、そして
nは1.5以下である)
を提供する。
【0013】
好ましいものは、
Rが水素またはメチル基であり、
が水素、メチル基、2または3炭素原子を含有するβ−ヒドロキシアルキル基であり、
が水素またはメチル基であり、
がNaであり、そして
nが1.5以下である、
化合物である。
【0014】
さらに好ましいものは、
Rが水素であり、
が水素、メチル基または2炭素原子を含有するβ−ヒドロキシアルキル基であり、
が水素であり、
がNaであり、
そしてnが1.5以下である
化合物である。
【0015】
特に好ましいものは、
Rが水素であり、
が水素であり、
がNaであり、そして
nが以下1.2である
化合物である。
【0016】
本発明は、また上記化合物の製造工程も提供し、該工程は、
該スルホン酸基と関連した少なくとも25%の該Mイオンが、2−ジメチルアミノエタノールおよび鉱酸(例えばHClまたはHSO)による処理によるか、またはカチオン性イオン交換樹脂そして2−ジメチルアミノエタノールの逐次処理によるか、のいずれかで、(CHNHCHCHOHイオンで置換され、
水溶液の形態の式(2)の化合物
【化5】

が、混合塩形態(1)に転換される、
ことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
好ましい膜ろ過工程は、例えば、ポリスルホン、ポリビニリデンフルオライド、酢酸セルロース、または薄いフィルム膜を使用する限外ろ過の工程である。
【0018】
本発明は、1種または2種以上の担体、不凍剤、消泡剤、可溶化助剤、防腐剤、錯化剤等、および蛍光増白剤の調製の間に形成される有機副生成物を任意選択的に含んでもよい式(1)の1種または2種以上の化合物の水溶液をさらに提供する。
【0019】
担体は、色素性コーティング漂白剤組成物に改善された増白特徴を与えるために公知であり、そして例えば、ポリエチレングリコール類、ポリビニルアルコール類またはカルボキシメチルセルロース類であってもよい。
【0020】
不凍剤は、例えば、尿素、ジエチレングリコールまたはトリエチレングリコールであってもよい。可溶化助剤は、例えば、尿素、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミンまたは2−ジメチルアミノエタノールであってもよい。
【0021】
式(1)の化合物およびそれらの溶液は、繊維製品、紙、ボードおよび不職物の増白ための蛍光増白剤としての使用に好適である。それらは、紙およびボードの増白に特に有用であり、そして特に色素性コーティング組成物で、パルプの水性懸濁液、または紙の表面へのいずれかへの適用に好適である。それらは、高い貯蔵安定性、収率および適用の容易さに特徴がある。これらは、またセルロース品、特に紙およびボードの生産で通常使用される他の添加物とも非常に適合する。
【実施例】
【0022】
以下の例は、本発明をさらに詳細に示すであろう。他に示さなければ、"部"は"重量部"を意味し、そして"%"は"wt%"を意味する。膜ろ過は、GE Infrastructure Water & Process Technologiesによって供給されるG−シリーズ薄層フィルム限外ろ過膜エレメントを使用して行われた。
【0023】
例1
291部の式(3)のアミン
【化6】

を、60℃で、7750部水中の824部の式(4)の化合物の攪拌懸濁液に加える
【化7】


【0024】
30%水溶液の形で、水酸化ナトリウムの添加によってpHを8.5〜9.0にコントロールしながら、混合物を加熱して還流させ、そして4時間維持する。44部の塩化ナトリウムを加え、そして混合物をさらに10分間還流して攪拌した。次に混合物を攪拌を停止する前に90℃まで放冷する。10分放置した後で、式(A)の化合物を含有する油(1990部)の下相を、塩を含有する水相から分離し、そして80℃で1570部の冷水に攪拌しながら加える。そのように生成された溶液を、次に50℃で350部の冷水中197部の2−ジメチルアミノエタノールと、197部の37%塩酸水溶液との溶液で処理する。混合物を50℃で10分間攪拌し、次に20℃に放冷する。1時間放置した後に、油の下相を分離し、そして5000部に水で希釈する。蒸留によって水を除去して3520部の28%の式(5)の化合物を含有する水溶液を与える前に、過剰の塩化ナトリウムおよびアルカノールアミンを水溶液の膜ろ過によって除去する。
【0025】
【化8】

そのように生成された水溶液は、種結晶がないか、または種結晶があるかのいずれかで、4℃での貯蔵で少なくとも2週間安定である。
【0026】
例2
(日本国特公昭62−273266に記載される)(CHCHCHOH対イオンに対する利点を示す比較例
例1を、油(1990部)が塩を含有する水相から最初に分離されるところまで行う。次に油を2700部水中309部塩化コリンの攪拌溶液に注ぎ込む。蒸留によって水を除去して28%の式(6)の化合物を含有する3520部の水溶液を与える前に、過剰な塩を水溶液の膜ろ過によって除去する。
【化9】

そのように生成された水溶液は、4℃種結晶の存在下の貯蔵で4日以内に沈殿する。
【0027】
例3
(国際公開第2005/028749Al号パンフレットに記載される)(CHC(NH)CHOH対イオンに対する利点を示す比較例
例1を、第一相分離(1990部)からの油が、水(1570部)で希釈されるところまで行う。次にそうして生成された溶液を、50℃で350部の冷水中196部2−アミノ−2−メチル−l−プロパノールと197部37%塩酸水溶液との溶液で処理する。混合物を50℃で10分間攪拌し、次に20℃まで放冷する。1時間放置した後に、油の下相を分離し、そして水で5000部に希釈する。蒸留によって水を除去し、28%の式(7)の化合物を含有する3520部の水溶液を与える前に、過剰の塩化ナトリウムおよびアルカノールアミンを水溶液の膜ろ過によって除去する。
【化10】

そのように生成された水溶液は、種結晶の存在下4℃の貯蔵で、4日以内に沈殿する。
【0028】
例4
CHCHOH対イオンに対する利点を示す比較例
例1を、第1の相分離(1990部)からの油が、水(1570部)で希釈されるところまでを行う。次にそのように生成された溶液を、50℃で350部の冷水中135部エタノールアミンと197部37%塩酸水溶液との溶液で処理する。混合物を50℃で10分間攪拌し、次に20℃まで放冷する。1時間放置した後、油の下相を分離し、そして水で5000部まで希釈する。蒸留によって水を除去して27%の式(8)の化合物を含有する3520部の水溶液を与える前に、過剰の塩化ナトリウムおよびアルカノールアミンを水溶液の膜ろ過によって除去する。
【化11】

そのように生成された水溶液は、種結晶の存在下4℃の貯蔵で、1日以内に沈殿する。
【0029】
例5
Na対イオンに対する利点を示す比較例
例1を、第1の相分離(1990部)からの油が、水(1570部)で希釈されるところまで行う。蒸留によって水を除去して26%の式(A)の化合物を含有する3520部の水溶液を与える前に、過剰の塩化ナトリウムを50℃で水溶液の膜ろ過によって除去する。
そのように生成された水溶液は、室温まで放冷すると沈殿する。
【0030】
例6
例1を、油(1990部)が、塩を含有する水相から最初に分離されるところまで行う。油を80℃で攪拌しながら、171部37%塩酸水溶液と、1582部の冷水中150部の2−ジメチルアミノエタノールとの溶液に加える。混合物を10分間攪拌し、そして20℃まで放冷する。1時間放置した後、油の下相を分離し、そして水で5000部まで希釈する。過剰の塩化ナトリウムを除去するために水溶液を膜ろ過によって処理し、次に蒸留で濃縮する。さらに7部の2−ジメチルアミノエタノールを可溶化助剤として加える。強度を調整して、28%の式(9)の化合物と0.2%の2−ジメチルアミノエタノールとを含有する3520部の水溶液を与える。
【化12】

そのように生成された水溶液は、種結晶がないか、または種結晶の存在下4℃の貯蔵で、少なくとも2週間安定である。
【0031】
適用例1
調製例1の生成物を、乾燥繊維の0.2〜2wt%濃度範囲で、20°SRのSchopper Riegler wetnessに叩いた200部の漂白したトウヒの亜硫酸セルロースと漂白したブナの木の亜硫酸セルロースの50:50混合物の2.5%水性懸濁液に加える。懸濁液を5分間攪拌して、次に1000部に希釈する。次に図ワイヤーメッシュで懸濁液を曳くことによって紙シートを作る。プレスしそして乾燥した後に、Minolta CM−700d 分光光度計で紙の白色度を測定する。
表l
【表1】

表の結果は、明らかに本発明の化合物によって与えられる優れた増白効果を示す。
【0032】
適用例2
(Hydrocarb90の商標名でOMYAから市販されている)500部のチョーク、(IMERYSからKaolinSPSの商標名で市販されている)500部の粘土、470部の水、6部の分散剤(BASFからPolysalz Sの商標名で市販されているポリアクリル酸のナトリウム塩),200部のラテックス(BASFからAcronal S320Dの商標名で市販されているアクリルエステルコポリマー)、40部の(KurarayからMowiol4−98商標名で市販されている)ポリビニルアルコールの10%水溶液、および50部の(NoviantからFinnfix5.0の商標名で市販されている)カルボキシメチルセルロースの10%水溶液を含めて、コーティング組成物を調製する。固体含有量を水の添加によって60%に調整する、そして水酸化ナトリウムでpHを8〜9に調整する。
【0033】
調製例1の生成物を、0.5,1.0および1.5%濃度で攪拌されたコーティング組成物に加える。増白コーティング組成物を、次に自動巻き線棒アプリケーターを使用して標準速度設定および棒への標準加重で、商用75gsm中サイズの白色紙塩基シートに適用する。次に、熱空気流中でコートされた紙を5分間乾燥する。乾燥紙を調整させ、較正されたElrepho分光光度計でCIE 白色度を測定する。
表2
【表2】

表中の結果は、本発明の化合物によって与えられる優れた増白効果をはっきりと示す。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
式(1)の化合物
【化1】

(式中
Rは水素またはメチル基であり、
は水素、炭素原子1〜4を有するアルキル基、炭素原子2〜4を含有するβ−ヒドロキシアルキル基、3または4炭素原子を含有するβ−アルコキシアルキル基またはCHCHCONHであり、
は水素またはメチル基であり、
はLi,Na、またはKであり、そして
nは1.5以下である)。
【請求項2】
Rが水素またはメチル基であり、
が水素、メチル基、2または3炭素原子を含有するβ−ヒドロキシアルキル基であり、
が水素またはメチル基であり、
がNaであり、そして
nが1.5以下である、
請求項1に記載の化合物。
【請求項3】
Rが水素であり、
が水素、メチル基または2炭素原子を含有するβ−ヒドロキシアルキル基であり、
が水素であり、
がNaであり、
そしてnが1.5以下である、
請求項1に記載の化合物。
【請求項4】
Rが水素であり、
が水素であり、
がNaであり、そして
nが以下1.2である
請求項1に記載の化合物。
【請求項5】
20〜40wt%の請求項1〜4のいずれか一項に記載の式(1)の少なくとも1種の化合物を、活性物質として含有する水溶液。
【請求項6】
該活性物質の濃度が、25〜35wt%である請求項5に記載の水溶液。
【請求項7】
1種または2種以上の担体、不凍剤、消泡剤、可溶化助剤、防腐剤、錯化剤、および蛍光増白剤の調製の間に生成した有機副生成物をさらに含有する、請求項5または6に記載の水溶液。
【請求項8】
水溶液の形態の式(2)の化合物
【化2】

が、混合塩形態(1)に転換される請求項1〜4のいずれか一項に記載の式(1)の化合物の調製方法であって、
スルホン酸基と関連する少なくとも25%のMイオンが、2−ジメチルアミノエタノールおよび鉱酸による処理によるか、またはカチオン性イオン交換樹脂そして2−ジメチルアミノエタノールの逐次処理によるか、のいずれかで、(CHNHCHCHOHイオンで置換される調製方法。
【請求項9】
式(1)の化合物が、膜ろ過によって過剰塩およびアルカノールアミンから隔てられ、そしてさらに分離される請求項8に記載の方法。
【請求項10】
該追加の成分が、式(1)の化合物の調製から生じる該水溶液に加えられる、請求項7に記載の溶液の調製方法。
【請求項11】
繊維製品、紙、ボードおよび不職物の蛍光増白ための、請求項1〜4いずれか一項に記載の式(1)の化合物、または請求項5〜7に記載の水溶液の使用。
【請求項12】
パルプの水性懸濁液ための請求項11に記載の使用。
【請求項13】
パルプ懸濁液を用意すること、
乾燥繊維に基づいて0.01〜2wt%の請求項5〜7のいずれか一項に記載の水溶液を加えること、
該パルプ懸濁液から紙シートを製造すること、
該シートをプレスし、そして乾燥させること、
の各主ステップからなる紙の増白方法。
【請求項14】
チョークまたは他の白色顔料と、1種または2種以上の分散剤と、第1のラテックスバインダーおよび任意選択的に第2のバインダーと、そして任意選択的に他の添加物とを共に混合させることによって水性コーティング組成物を調製すること、
乾燥顔料に基づいて、0.01〜3wt%の請求項5〜7のいずれか一項に記載の水溶液を加えること、
該コーティング組成物を紙シートに適用すること、
該コートされた紙シートを乾燥させること、
の各主ステップからなる紙の増白方法。

【公表番号】特表2009−503212(P2009−503212A)
【公表日】平成21年1月29日(2009.1.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−524466(P2008−524466)
【出願日】平成18年7月12日(2006.7.12)
【国際出願番号】PCT/EP2006/064152
【国際公開番号】WO2007/017336
【国際公開日】平成19年2月15日(2007.2.15)
【出願人】(596033657)クラリアント インターナショナル リミティド (48)
【Fターム(参考)】