JP2000139489A

JP2000139489A - 白土含有脂肪酸金属塩の製造方法

Info

Publication number: JP2000139489A
Application number: JP31958998A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Shirakawa; 洋一白川; Yasushi Adachi; 恭史安達
Original assignee: Adeka Fine Chemical Co Ltd; Asahi Denka Kogyo KK
Current assignee: Adeka Corp; Adeka Fine Chemical Co Ltd
Priority date: 1998-11-10
Filing date: 1998-11-10
Publication date: 2000-05-23

Abstract

(57)【要約】【課題】油脂を含有する廃白土を有効活用できる白土
含有脂肪酸金属塩の製造方法、該白土含有脂肪酸金属塩
を有効成分とする、窯業系サイディング材用又はパルプ
セメント板用撥水剤を提供すること。【解決手段】油脂の処理に使用した廃白土に、中和剤
を均一に混合させた後、リパーゼの水溶液又は分散液を
添加し、油脂の加水分解反応と脂肪酸の中和反応とを略
同時に行なわせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、白土含有脂肪酸金
属塩の製造方法に関し、詳しくは、廃白土を有効利用
し、これから石鹸（金属石鹸を含む) を製造する方法、
及び該白土含有脂肪酸金属塩を有効成分とする、窯業系
サイディング材用又はパルプセメント板用撥水剤に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】油脂産
業などにおいては、例えば油脂を精製する工程で漂白を
行なうために油脂を白土で処理することが行なわれてい
る。油脂を処理した白土には、濾過後にも約２５〜４０
重量％の油脂が吸着されているが、該油脂を工業的に適
正なコストで分離することは難しいものであった。しか
し、資源節約、廃棄物減量の観点から、白土に吸着され
ている油脂の有効活用が要望されている。

【０００３】このような観点から、油脂を含有する廃白
土を原料としてクレンザーを製造する試みが特開昭６０
−８４３９９号公報に記載されている。しかし、この方
法は苛性ソーダを高温で使用するため、白土が苛性ソー
ダと反応して珪酸ソーダが副生し、用途が制限されてし
まう等の欠点を有していた。

【０００４】一方、近年住宅等の外壁材に好んで用いら
れてきているサイディング材の破損を防止するため、様
々な撥水剤、防水剤が開発されている。たとえば、木片
セメント板に関しては、比較的安価で撥水性能の高い油
脂、ワックス類等のエマルション、サスペンションが使
用されているが、パルプセメント板に関してはこれら油
脂、ワックス類を内添すると、セメント等の水硬性物質
の水和反応を阻害し、サイディング材の強度を著しく低
下させてしまう欠点があり、ほとんど使用されていな
い。また、高価なシリコン系撥水剤が極一部に使用され
ているが、これを用いたサイディング材の表面を塗装す
る際、塗料をはじいてしまう欠点がある。

【０００５】従って、本発明の目的は、上記のような欠
点がなく、油脂を含有する廃白土を有効活用できる白土
含有脂肪酸金属塩の製造方法、該白土含有脂肪酸金属塩
を有効成分とする、窯業系サイディング材用又はパルプ
セメント板用撥水剤を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
を重ねた結果、廃白土と中和剤との混合物を、水分の存
在下でリパーゼで処理すると、極めて効率よく白土含有
脂肪酸金属塩及び撥水剤を得ることができることを知見
した。

【０００７】本発明は、上記知見に基づきなされたもの
で、油脂の処理に使用した廃白土に、中和剤を均一に混
合させた後、リパーゼの水溶液又は分散液を添加し、油
脂の加水分解反応と脂肪酸の中和反応とを略同時に行な
わせることを特徴とする白土含有脂肪酸金属塩の製造方
法を提供するものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の白土含有脂肪酸金
属塩の製造方法をその好ましい実施形態について詳細に
説明する。本発明に使用される廃白土は、油脂の処理に
使用した廃白土であり、例えば、動植物油脂の精製工程
中の脱色工程等では活性白土を油脂に加えて加熱し、油
脂中に存在する色素類を吸着させて除去することが行な
われており、色素類を吸着させた白土はフィルター等に
よって濾過され油脂と分離されるが、この濾過残さ（圧
搾濾過白土）を一般に廃白土と称しており、このような
廃白土を使用することができる。

【０００９】また、廃白土は、その中に含まれる油脂に
よって特に限定されるものではなく、牛脂、豚脂、魚
油、鯨油などの動物油脂、パーム油、パーム核油、大豆
油、菜種油、コーン油、米糠等の植物油脂、これらの動
植物油脂の混合油脂、及びこれらの油脂の水素添加油脂
（硬化油) 、さらにこれらの油脂のエステル交換油脂な
ど、どのような油脂が含まれたものでも使用できる。な
お、実用上、必要に応じ、予め、上記廃白土に、油脂、
グリセリン脂肪酸エステル、脂肪酸等を追加することが
できる。また、廃白土は、含まれる油脂の含有量によっ
ても限定されないが、廃白土中の油脂の含有量が１５〜
５０重量％のものが好ましく、２０〜４５重量％のもの
が更に好ましい。

【００１０】本発明に使用される中和剤は、上記廃白土
に均一に混合させるもので、公知のものを用いることが
でき、特に限定されないが、例えば、水酸化カルシウ
ム、水酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属水酸化
物、酸化カルシウム、酸化マグネシウムなどのアルカリ
土類金属酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の炭
酸アルカリ金属塩、及びこれらの混合物、セメント類、
酸化亜鉛等の公知の中和剤を添加することができる。こ
れらの中でも、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、セ
メント類、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等が好ましい。
とりわけ、反応性が高い点で、酸化カルシウム及び／又
は水酸化カルシウムが特に好ましく用いられ、粉末状で
且つ安価な原料として入手可能である点で、水硬性セメ
ントが特に好ましく用いられる。

【００１１】中和剤の使用量は、特に限定されないが、
廃白土中の油脂が酵素反応により脂肪酸となった場合の
酸価を想定して、好ましくは該酸価と０．７〜１．５当
量、更に好ましくはほぼ当量となるように使用すると好
適である。例えば、中和剤の使用量は、油脂を３０〜４
０％含む廃白土を使用した場合には、該廃白土１００重
量部に対し、好ましくは３〜１０重量部である。中和剤
の使用量が過少であれば生成する脂肪酸金属塩が過少と
なるおそれがあり、使用量が過多になると実施は可能で
あるが不経済である。

【００１２】中和剤は、固体（粉末) 状が好ましい。水
溶液状では、中和剤として前記に例示したものを用いた
場合、該中和剤の水溶液が強アルカリであって酵素を失
活させる可能性が高いため好ましくない。

【００１３】本発明に使用されるリパーゼの水溶液又は
分散液（以下、本明細書中ではリパーゼの分散液も含め
て「リパーゼの水溶液」と記す）は、上記廃白土及び中
和剤の混合物に添加して、上記廃白土中の油脂の加水分
解反応と脂肪酸の中和反応とを略同時に行なわせるもの
である。

【００１４】リパーゼの水溶液中の水分量は極めて重要
であって、上記廃白土及び上記中和剤の混合物１００重
量部に対して、好ましくは１０〜５０重量部、更に好ま
しくは１５〜４０重量部である。５０重量部より多いと
水分が中和剤を溶解して生成する強アルカリによりリパ
ーゼが失活する割合が増し、１０重量部より少ないと油
脂の加水分解反応が進まないおそれがあるため好ましく
ない。また、１５〜４０重量部であると、上記廃白土及
び中和剤の混合物のマトリックス内に水分が保持され、
湿った粉体乃至粘土状となり、過剰な自由水が極めて少
ないため、強アルカリの生成と油脂の加水分解が特にバ
ランス良く進行するため特に好ましい。

【００１５】なお、リパーゼの水溶液には、他に塩類等
を含むことができる。従って、リパーゼの水溶液は、緩
衝液等であることができるのはもちろん、他に、キレー
ト剤、界面活性剤を含んでなることができる。また、リ
パーゼの分散液の場合の分散媒は、水であることも上記
塩類溶液（例えば緩衝液）であることもできる。

【００１６】リパーゼは、油脂を加水分解し脂肪酸を生
じせしめうるものであればその由来等特に限定されず、
微生物由来のリパーゼ、植物由来のリパーゼ、動物膵臓
由来のリパーゼ( パンクレアチンリパーゼ) 等いずれも
良好に使用できる。また、リパーゼの基質位置特異性も
何ら限定されないが、ランダム型が特に好ましく用いる
ことができる。なお、該リパーゼを適切な担体に固定化
したものであることもできる。

【００１７】リパーゼ自体の至適温度については特に限
定されず、例えば１５〜５５℃に至適域を有するもので
あることができる。また、リパーゼの至適ｐＨについて
は特に限定されず、例えばｐＨ３〜９に至適ｐＨを有す
るものであることができるが、酸性域（ｐＨ３〜７）に
至適ｐＨを有するものが特に好ましく用いることができ
る。

【００１８】リパーゼの使用量は、その活性や固定化の
有無、廃白土に含有されている油脂の量などによって適
宜設定されるべきではあるが、従来の油脂の酵素処理に
おいて使用されている通常の量を使用することができ、
例えば、廃白土中の油脂に対して、概ね０．０１〜０．
５重量％程度であれば支障ない。

【００１９】上記廃白土及び中和剤の混合物に、リパー
ゼの水溶液を添加する処理（以下、酵素処理という）
は、リパーゼの活性な条件下で行なえば良好な処理が可
能で、例えば処理温度が概ね２０℃〜５０℃で良好に反
応がなされる。この際、混合物をそのまま放置しておく
ことにより行うことも、混合物をニーダーなどで混練し
ながら酵素処理することも、一時的な混練（単数回でも
複数回でも支障なく) を行うこともできる。

【００２０】酵素処理の時間は特に限定されず、所望の
油脂分解率（リパーゼによる作用を受けた後に廃白土中
等の反応系内に残存する油脂及び脂肪酸の合計量を、リ
パーゼによる作用を受ける前のそれで除算した値を、１
から減算した値）に到達するまで処理すれば良い。得ら
れる白土含有脂肪酸金属塩を撥水剤用途に使用する場合
の油脂分解率は、好ましくは６０％以上、特に好ましく
は７０％以上であり、概ね１時間〜２日程度の酵素処理
でこの範囲に入る。実際には、リパーゼを廃白土及び中
和剤の混合物に添加・混合すると、油脂の加水分解・脂
肪酸の中和にともなう熱で混合物の温度が上昇する。次
いで、脂肪酸金属塩（金属石鹸）の生成に伴い、発熱量
は減少し、混合物は硬化する。

【００２１】本発明により得られる白土含有脂肪酸金属
塩は、例えば、撥水剤における有効成分として使用で
き、特に窯業系サイディング材用及びパルプセメント板
用の内添できる撥水剤等、とりわけ窯業系サイディング
材用撥水剤に用いると、極めて優れた撥水効果を得るこ
とができるため好ましい。なお、本発明により得られる
白土含有脂肪酸金属塩を撥水剤に用いて、窯業系サイデ
ィング材、パルプセメント板等に添加する場合、該窯業
系サイディング材、パルプセメント板等の母材は特に限
定されない。

【００２２】本発明により得られる白土含有脂肪酸金属
塩を撥水剤に用いる場合、有効成分である脂肪酸金属塩
の含有量は、撥水剤中、好ましくは１０〜５０重量％、
更に好ましくは２５〜５０重量％である。また、この場
合、撥水剤を窯業系サイディング材、パルプセメント板
等に用いるときには、該撥水剤の添加量は、上記白土含
有脂肪酸金属塩（有効成分）が、スラリー中の水硬性物
質に対して、好ましくは０．０５〜３重量％、更に好ま
しくは０．１〜２重量％となる量である。

【００２３】本発明により得られる白土含有脂肪酸金属
塩（好ましくはカルシウム塩）を撥水剤として用い、こ
れを添加した窯業系サイディング材、パルプセメント板
等を製造するには、上記白土含有脂肪酸金属塩をセメン
ト等の水硬性物質の粉末と均一混合するか又は水硬性物
質に必要に応じて添加剤、添加材料を配合した材料スラ
リーに添加して均一たらしめた後、成形、養生、硬化さ
せることにより得ることができる。

【００２４】また、本発明により得られる白土含有脂肪
酸金属塩を撥水剤に用いる場合、該撥水剤には、その性
能を損なわない範囲で、硬化遅延剤、硬化促進剤、ＡＥ
剤、減水剤、消泡剤、エマルジョン又はサスペンション
安定のための界面活性剤など他の成分を配合することも
可能である。

【００２５】

【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明を更に具体的
に説明する。

【００２６】(実施例−１）パーム油廃白土（含油脂分
３９．０重量％）１ｋｇを卓上ミキサー（商品名：ケン
ミックス）に入れ、生石灰粉末６０ｇを添加し２分間室
温下で均一に混合した。この混合物にリパーゼ（リパー
ゼＯＦ：名糖産業（株) 製) ０．５ｇ（１８万単位：１
単位はオリーブ油から1 分間に１μｍｏｌの脂肪酸を生
成する酵素量) を２００ｇの水に溶解した水溶液を、攪
拌しながら２分間でミキサー内に滴下、混合した。この
際、リパーゼ水溶液は、混合物に吸収され、攪拌停止後
の内容物は、湿った粉体が数ｍｍ〜１ｃｍ程度に造粒さ
れた粒状物になった。静置状態でこの粒状物の温度を測
定すると発熱していることが認められ、３０分後には４
６℃に上昇した。また粒状物はその外観が灰黒色から灰
白色に変化し且つ硬くなっていた。粒状物をポリ袋に移
しさらに静置したが発熱は継続し、さらに１時間後に４
８℃、そのさらに１時間後になって４２℃となった。６
時間後、室温まで温度が低下し、完全に固化した粒状物
を卓上型粉砕機で粉砕後、６０℃で通風乾燥し、粉末状
の白土含有パーム油系脂肪酸カルシウム塩１０５２ｇを
得た。この粉体は油脂分３．７重量％であって、廃白土
に含有された油脂の約９０％が脂肪酸カルシウム塩に変
換されていた。また、この粉体は、白土を含有し、非常
に撥水性が高く、粉体流動性にも優れていた。

【００２７】（実施例−２）生石灰粉末を水酸化カルシ
ウム粉末に、リパーゼの量を０．３ｇに変更した他は、
実施例１と同様の操作を行ない、白土含有パーム油系脂
肪酸カルシウム塩１０５５ｇを得た。

【００２８】（実施例−３)生石灰粉末をポルトランド
セメント粉末７０ｇに、リパーゼの量を０．２ｇに、リ
パーゼを溶解する水の量を１５０ｇにそれぞれ変更した
他は、実施例１と同様の操作を行ない、白土含有パーム
油系脂肪酸カルシウム塩１０８１ｇを得た。

【００２９】（実施例−４)牛脂系廃白土（含油脂分３
８．５重量％）１ｋｇを卓上ミキサー（商品名：ケンミ
ックス）に入れ、生石灰粉末６０ｇを添加し２分間室温
下で均一に混合した。この混合物にリパーゼ（リパーゼ
ＯＦ：名糖産業（株) 製) の０．５ｇ（１８万単位：１
単位はオリーブ油から1 分間に１μｍｏｌの脂肪酸を生
成する酵素量) を３００ｇの水に溶解した水溶液を、攪
拌しながら２分間でミキサー内に滴下、混合した。この
際、リパーゼ水溶液は、混合物に吸収され、攪拌停止後
の内容物は、湿った粉体が数ｍｍ〜１ｃｍ程度に造粒さ
れた粒状物をへて塊状となった。静置状態でこの塊状物
の温度を測定すると発熱していることが認められ、３０
分後には４６℃に上昇した。また塊状物はその外観が灰
黒色から灰白色に変化し且つ硬くなっていた。塊状物を
ポリ袋に移しさらに静置したが発熱は継続し、さらに１
時間後に４８℃、そのさらに１時間後になって４２℃と
なった。６時間後、室温まで温度が低下し、完全に固化
した塊状物を卓上型粉砕機で粉砕後、６０℃で通風乾燥
し、粉末状の白土含有牛脂系脂肪酸カルシウム塩１０５
１ｇを得た。この粉体は油脂分３．７重量％であって、
廃白土に含有された油脂の約９０％が脂肪酸カルシウム
塩に変換されていた。この粉体は、かすかに牛脂臭が感
じられるが、非常に撥水性が高く、粉体流動性にも優れ
ていた。

【００３０】（実施例−５)生石灰粉末を酸化亜鉛粉末
１００ｇに、リパーゼを溶解する水の量を２５０ｇに変
更した他は、実施例４と同様の操作を行ない、白土含有
牛脂系脂肪酸カルシウム１０９２ｇを得た。この際、リ
パーゼ水溶液を混合後３時間経過しても明確な発熱・固
化は認められなかったが、２４時間放置後、混合物は固
化し、反応が進行していることが判明した。得られた粉
末は、撥水性、粉体流動性も良好であった。

【００３１】（実施例−６)パーム系廃白土と生石灰と
の混合物にさらに４５℃に加温したパーム油１５０ｇを
添加した他は実施例１と同様の操作を行ない、白土含有
パーム油系脂肪酸カルシウム塩を１２０８ｇを得たこの
際、リパーゼ水溶液を混合した後の発熱は実施例１より
も多く長時間にわたって認められ、さらに添加したパー
ム油も同時に分解、中和されていることが認められた。
このように廃白土の他に大量の油脂が存在していても本
発明に係る白土含有脂肪酸金属塩を得ることいができ
る。

【００３２】（実施例−７)普通ポルトランドセメント
１００重量分に、水４０重量部、骨材として植物繊維
（再生パルプ）１重量部、及び実施例１〜６で得られた
白土含有脂肪酸金属塩を有効成分（脂肪酸金属塩）換算
で１重量部用い、ＪＩＳＲ５２０１に従ってセメント
試験体（それぞれＥ１〜Ｅ６）を作成した。また、比較
実験を行うため、白土含有脂肪酸金属塩にかえて、ステ
アリン酸カルシウム、脂肪酸メチルエステルエマルショ
ン（有効成分３２重量％) 又はパラフィンワックス系水
分散物（有効成分２７重量％) を用いて、同様の操作に
よりセメント試験体（それぞれＣ１〜Ｃ３）を作成し
た。上記の各セメント試験体について、下記の吸水試験
及び曲げ強度試験を行なった。それらの結果を表１に示
す。吸水試験：ＪＩＳＡ１４０４準拠曲げ強度試験：ＪＩＳＫ６９１１に従い圧縮型曲げ
試験治具を用いて行なった。但し、クロスヘッド速度は
１．００００mm／分、雰囲気は温度２３．０℃、湿度６
０％の恒温恒湿で行い、降伏点を求めた。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１の結果から明らかなように、本発明の
製造方法により得られた白土含有脂肪酸金属塩は、従来
の撥水剤に比して優れた撥水性を付与し、曲げ強度を向
上させることができることが判る。

【００３５】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、油脂を含有
する廃白土を有効活用でき、窯業系サイディング材用又
はパルプセメント板用撥水剤として有用な白土含有脂肪
酸金属塩を得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安達恭史東京都荒川区東尾久７丁目２番35号旭電化工業株式会社内Ｆターム(参考） 4B064 AD87 CA21 CB03 CC03 CD23 DA16 DA20 4H020 BA07 4H059 BA26 BB02 BB03 BB06 BC03 BC13 BC48 CA32 CA38 CA93 CA99 EA40

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】油脂の処理に使用した廃白土に、中和剤
を均一に混合させた後、リパーゼの水溶液又は分散液を
添加し、油脂の加水分解反応と脂肪酸の中和反応とを略
同時に行なわせることを特徴とする白土含有脂肪酸金属
塩の製造方法。
【請求項２】中和剤が、酸化カルシウム及び／又は水
酸化カルシウムである、請求項１記載の白土含有脂肪酸
金属塩の製造方法。
【請求項３】中和剤が、水硬性セメントである、請求
項１記載の白土含有脂肪酸金属塩の製造方法。
【請求項４】請求項１〜３の何れか１項に記載の製造
方法により得られた白土含有脂肪酸金属塩を有効成分と
する窯業系サイディング材用撥水剤。
【請求項５】請求項４記載のの撥水剤を添加してなる
窯業系サイディング材。