JP2001524997A - 中性糖類界面活性剤粒子の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、中性糖類界面活性剤粒子を製造する新規な方法に関し、この方法によれば、少なくとも固形分20重量％を有し、かつ(a)アルキルオリゴグリコシドおよび／またはアルケニルオリゴグリコシドおよび／または（b）脂肪酸Ｎアルキルポリヒドロキシアルキルアミドを含む、アルカリ調整した水性ペーストを、残留含水量が２重量％未満になるまで、回転装置を備えた水平配置薄膜型蒸発器または乾燥機によって乾燥すると同時に粒子形態に変換する。本発明の方法は、糖類界面活性剤ペーストを薄膜型装置に導入する直前に中和することを特徴とする。この生成物は特に、高い色彩品質および貯蔵安定性を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 中性糖類界面活性剤粒子の製造法 発明の属する技術分野 本発明は、水含有アルカリ性糖類界面活性剤ペーストを、薄膜型蒸発器／乾燥 機によって同時に乾燥および粒状化する方法に関する。 従来の技術 糖類界面活性剤、例えばアルキルオリゴグルコシドや、脂肪酸-N-アルキルグ ルカミドは、優れた洗剤特性および高い生態学的適合性を特徴とする。このため 、この種の非イオン性界面活性剤は、非常に重要になってきている。これまで、 糖類界面活性剤は、一般に、食器用洗剤やヘアーシャンプーのような液体組成物 中で使用されてきたが、市場では、固体で水を含まない混和可能な組成物として の需要、例えば粉末形の洗剤や合成セッケン中での需要が、存在する。 工業的規模では、液体界面活性剤組成物は、一般に、通常の噴霧乾燥によって 乾燥されており、水含有界面活性剤ペーストを、塔頂から微小滴の形態で噴霧し 、この小滴を高温乾燥ガスと、向流で接触させている。残念なことに、この方法 は、糖類界面活性剤ペーストに対し直ちには適用することができない。なぜなら 、乾燥に必要な温度が、糖類界面活性剤のカラメル化温度、すなわち分解温度よ りも高いからである。従来、糖類界面活性剤ペーストを乾燥すると、炭化物が形 成する上に、噴霧乾燥塔の壁部上でケーキングが起こる。これら炭化物やケーク は、短期間で清掃する必要があり、これは、著しくコストがかかる。 これまで、上記問題を解決する試みがなされてきた。例えば、ドイツ特許出願 DE-A1 41 02 745(Henkel)は、1〜5重量％という少量のアルキルグルコシドを脂 肪アルコールペーストに添加し、次いでこれを常法で噴霧乾燥させる方法を開示 する。残念なことに、この方法は、多量の無機塩の存在下でしか、実施すること ができない。ドイツ特許出願DE-A1 41 39 551(Henkel)によれば、アルキルスル フェートとアルキルグルコシドのペーストは、最大で50重量％しか糖類界面活性 剤を含むことができず、このペーストを、ソーダとゼオライトの混合物の 存在下に噴霧している。しかしながら、この方法では、低い界面活性剤濃度で、 不十分な嵩密度のコンパウンドしか得られない。最後に、国際特許出願ＷＯ95/1 4519(Henkel)は、過熱スチームで糖類界面活性剤ペーストを乾燥することを報告 する。残念なことに、これは、技術的に非常に複雑である。事実、これは、高品 質で実質的に水を含まない界面活性剤粉末または顆粒の製造が可能となるような 信頼性のある方法ではなく、また乾燥プロセス時に担体の使用が不要となるよう な信頼性のある方法でもない。既知方法の別の問題点は、500g/lを越える嵩密度 を有すると同時に大幅に低下したダスト含量しか含まないような、特に好適な重 質粉末洗剤が得られないことである。しかしながら、正に、これら２つのパラメ ーターは、経済的理由や、実用上の理由や安全上の理由から、非常に重要なので ある ドイツ特許出願DE-C1 195 34 371(Henkel)は、アルキルグルコシドまたは脂肪 酸-N-アルキルグルカミドの水含有ペーストを薄膜型蒸発器で乾燥する、糖類界 面活性剤粒子の製造法を開示する。組成物は、抗菌剤安定化のために、アルカリ 性が高い(ｐＨ＝11〜12)。しかしながら、化粧品用の処方のためには、中性から 、わずかに酸性のｐＨ値が必要である。このペースト中和工程は、プロセス上、 不連続であるため、非常に時間を浪費し、また、再調整がしばしば必要となるほ どの著しい緩衝作用を示すため、限られた程度でしか再現することができない。 加えて、ｐＨが中和点よりも低下すると、ペーストは、激しく発泡して、二酸化 炭素が発生する。さらに、その後の加熱乾燥処理によって、再現性が乏しいｐＨ の増加が起こるため、この方法では、中性の粒子は、容易に製造することができ ない したがって、本発明が解決しようとする複雑な課題は、水含有アルカリ性糖類 界面活性剤ペーストを、実質的に水を含まずかつダストを含まない中性または微 酸性ｐＨ値の粒子に、最小の装置コストで変換することであり、この粒子は、既 知の製品に比し、改善された色彩品質および貯蔵安定性並びに高い嵩密度および 良好な流動性を同時に満たずすことを特徴とする。 発明の記載 本発明は、少なくとも20重量％、好ましくは25〜75重量％の固形分を有する、 （a）アルキルおよび／またはアルケニルオリゴグリコシドおよび／または （b）脂肪酸-N-アルキルポリヒドロキシアルキルアミド の水含有アルカリ性ペーストを、回転装置を備えた水平配置薄膜型蒸発器または 乾燥機によって２重量％未満、好ましくは1.5重量％未満、より好適には１重量 ％未満の残留含水量に乾燥すると同時に粒子形態に変換することによって、中性 糖類界面活性剤粒子を製造する方法において、 糖類界面活性剤ペーストを、その薄膜型蒸発器／乾燥機への導入直前に中和す る ことを特徴とする方法 を提供する。 驚くべきことに、アルカリ性ペーストが薄膜型蒸発器／乾燥機内に入る直前に 、中和剤を導入すると、急速で均一な中和が起こり、最終的には、既知生成物よ りも非常に淡い色彩を有しかつより色彩安定性が高い生成物が得られることが、 判明した。反対に、以上の知見は、中和した糖類界面活性剤ペーストを、非常に 高い温度、即ち増大した生成物処理量で乾燥できると共に、既知の粒子と同等の 色彩品質の粒子が得られることを意味する。得られる生成物は、550〜650g/lの 高い見掛け密度および2〜4ｍｍの平均粒径を有し、これにより、望ましくない水 分吸収および粒子のケーキングが減少した。本発明の方法では、高い貯蔵安定性 も達成された。同時に、粒子は、ダストを含まず(即ち、直径200未満の粒子の割 合は、５重量％未満である。)、かつ、流動性に関し好適に作用する同等の粒子 よりも、著しく硬質である。アルキルおよび／またはアルケニルオリゴグリコシド アルキルおよび／またはアルケニルオリゴグリコシドは、以下の式（I）で示 される既知の非イオン性界面活性剤である。 R¹O-[G]p （I） 式中、Ｒ¹は、4〜22の炭素原子を含むアルキル基および／またはアルケニル 基、Ｇは、５または６の炭素原子を含む糖単位および、ｐは、1〜10の数である 。式（I）の化合物は、好適な工業有機化学の方法によって得ることができる。 これに関し利用しうる広範な文献の代表例として、DE-A1-0 301 298またはＷＯ9 0/03977を引用する。 アルキルおよび／またはアルケニルオリゴグリコシドは、５または６の炭素原 子を含むアルドースまたはケトーズ、好適にはグルコースから得ることができる 。したがって、好適なアルキルおよび／またはアルケニルオリゴグリコシドは、 アルキルおよび／またはアルケニルオリゴグルコシドである。式（I）の指数ｐ は、オリゴマー化度(DP)、即ちモノおよびオリゴグリコシドの分布を意味し、1 〜10の数である。所定の化合物において、ｐの値は、常に整数でなければならず 、とりわけ1〜6の数値であってよいが、他方、ある種のアルキルオリゴグリコシ ドの数値ｐは、分析的に決定された計算値であって、一般に端数である。平均オ リゴマー化度（p）1.1〜3.0のアルキルおよび／またはアルケニルオリゴグリコ シドが、好適に使用される。1.7未満、特に1.2〜1.4のオリゴマー化度を有する アルキルおよび／またはアルケニルオリゴグリコシドが、実用上の観点から好適 である。アルキルまたはアルケニル基（Ｒ¹）は、4〜11、好適には8〜10の炭素 原子を含む一級アルコールから得ることができる。その代表例は、次のとおりで ある：ブタノール、カプロンアルコール、カプリルアルコール、カプリンアルコ ールおよびウンデシルアルコール、およびそれらの工業的混合物(例えば、工業 的脂肪酸メチルエステルの水添またはレーレンオキソ合成からのアルデヒドの水 添によって得られる)。鎖長Ｃ₈〜Ｃ₁₀（DP＝1〜3）のアルキルオリゴグルコシド は、工業的Ｃ_{8 〜18}ヤシ油脂肪アルコールの分別蒸留の第１留分として得られる もので、６重量％未満のＣ₁₂アルコールを不純物として含んでもよく、工業的Ｃ_9/11 オキソアルコールをベースとするアルキルオリゴグリコシド（DP＝1〜3）が 好適である。加えて、アルキル基またはアルケニル基（Ｒ¹）は、12〜22、好適 には12〜14の炭素原子を含む一級アルコールから得られる。その代表例は、次の とおりである：ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール 、パルミトレイルアルコール、ステアリルアルコール、イソステアリ ルアルコール、オレイルアルコール、エライジルアルコール、ペトロセリニルア ルコール、アラキルアルコール、ガドレイルアルコール、ベヘニルアルコール、 エルシルアルコール、ブラシジルアルコール、ゲルベアルコールおよび、前記の ように得られるそれらの工業的混合物。水添Ｃ_12/14ヤシ油脂肪アルコールをベ ースとするアルキルオリゴグルコシド（DP1〜3）が好適である。脂肪酸-N-アルキルポリヒドロキシアルキルアミド 脂肪酸-N-アルキルポリヒドロキシアルキルアミドは、以下の式で示される、 非イオン性界面活性剤である。 式中、R²COは、6〜22の炭素原子を含む脂肪族アシル基、Ｒ³は、水素、1〜4の 炭素原子を含むアルキルまたはヒドロキシアルキル基、および[Ｚ]は、3〜12の 炭素原子および3〜10ヒドロキシル基を含む、直鎖または分岐鎖ポリヒドロキシ アルキル基である。脂肪酸-N-アルキルポリヒドロキシアルキルアミドは、一般 に、還元糖を、アルキルアミンまたはアルカノールアミンで還元的アミノ化し、 次いで脂肪酸、脂肪族アルキルエステルまたは脂肪族塩化物でアシル化すること によって得られる既知化合物である[その製法については、US 1,985,424,US 2,0 16,962およびUS 2,703,798および国際特許出願ＷＯ 92/06984の記載を参照され たし〕。この主題に関する概要（H．Kelkenberg）は、Tens．Surf．Det．25,8(1 988)に見られる。脂肪酸-N-アルキルポリヒドロキシアルキルアミドは、好適に は５または６の炭素原子を含む還元糖、特にグルコースから得られる。したがっ て、好適な脂肪酸-N-アルキルポリヒドロキシアルキルアミドは、以下の式（III ）で示される脂肪酸-N-アルキルグルカミドである。 好適な脂肪酸-N-アルキルポリヒドロキシアルキルアミドは、Ｒ³アルキル基で 、R²COが次が脂肪酸のアシル成分である式（III）のグルカミドである：カプロ ン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、 パルミトレイン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレノン酸、エラノジン 酸、ヘトロセリン酸、リノール酸、リノレン酸、、アラキン酸、ガドレイン酸、 ベヘン酸またはエルカ酸、またはそれらの混合物。また、グルコースをメチルア ミンで還元的アミノ化し、次いでラウリン酸もしくはＣ_12/14ヤシ油脂肪酸また は対応する誘導体でアシル化することによって得られる式（III）の脂肪酸-N-ア ルキルグルカミドが、特に好適である。加えて、ポリヒドロキシアルキルアミド は、マルトースおよびパラチノースがら得ることができる。 中和 アルカリ性糖類界面活性剤ペーストを中和するには、水性中和剤の連続流れを ペーストに、このペーストが薄膜型蒸発器／乾燥機内に入る直前に、6.8〜7.5の ｐＨ値が自発的に達成されるような用量および速度で添加する。蒸発器の高速回 転翼によって、非常に短時間で均一化が達成され、これにより酸性またはアルカ リ性「結節状体(Nestern)」の形成を確実に回避でき、また望ましくない混合物 の発泡も起こらない。中和剤は、目的生成物のｐＨ測定によって制御することが できる。本来的には、水性鉱酸または有機酸が、好適な中和剤である。水溶液形 態（固形分25〜50重量％）のリン酸、乳酸および好適にはクエン酸が、好適に使 用される薄膜型蒸発器／乾燥機による乾燥および粒状化 本発明の乾燥／粒状化同時プロセスは、市販の、回転装置を備えた水平配置薄 膜型蒸発器または乾燥機、例えばFlash Dryer（VRV Company）またはTurbo Drye r（Vomm Company）によって実施される。簡単に説明すると、Flash Dryerは、数 個の区域にわたって異なる温度に加熱できる管を備えている。ペースト状出発物 質は、ポンプによって導入され、パドルまたはすきの刃を回転装置として付設し た１またはそれ以上のシャフトによって、加熱壁に対し押出され、この加熱壁上 で、代表的には厚み1〜10ｍｍの薄膜の形態に乾燥される。本発明によれば、薄 膜型蒸発器に対し、120℃〜170℃（出発物質入口）〜20℃（生成物出口）の傾斜 温度を適用することが有利であることが、判明した。このためには、例えば、蒸 発器において、はじめから２つの区域を120〜190℃、好適に は120〜130℃に加熱し、最後の区域を20℃にすることができる。出発物質の熱的 不安定性の観点から、高温の乾燥温度は有利ではないことが、わかった。薄膜型 蒸発器は、大気圧で操作される。空気または、例えばアルカリ性ガス流を向流で 通過させる(通過量：面積0.5ｍ²当たり約50〜150ｍ³/h)。ガスの入口温度は、一 般に20〜30℃の範囲である一方、その出口温度は、90〜110℃の範囲である。 出発物質として使用しうる、水含有糖類界面活性剤ペーストは、20重量％を越 える固形分、好適には25〜75重量％範囲の固形分を有することができる。代表的 には、ペーストの固形分は、30〜50重量％の程度である。乾燥機処理量は、もち ろん乾燥機の寸法に依存するが、代表的には5〜15Kg/hの範囲である。ペースト は、その導入の間に40〜60℃に加熱することが推奨される。加えて、本発明の好 適な一具体例では、生成物は、部分的に再循環させることができる。すなわち、 生成物は、その生産量の一部を、乾燥段階に戻して、水性ペーストと混合させる ことができる。 加えて、乾燥後、未だ約50〜70℃の温度を有する粒子を、コンベヤーベルト、 好適には振動シュート形態のコンベヤーベルトに移し、ベルト上で、室内の空気 を用いて約30〜40℃の温度に急冷（約20〜60秒の期間）することが、著しく有利 であることが判明した。粒子の望ましくない水分吸収に対する抵抗性を改善する ため、粒子を、例えば、0.5〜2重量％量のシリカ、アルカリ金属炭酸塩などの添 加によって、ダスト化することができる。 産業上の利用 本発明の方法によって得られる粒子は、その後、粉末形界面活性剤組成物、例 えば洗剤用塔粉末などの他の成分と混合することができる。さらに粉末は、水性 組成物中に容易に混和することができる。事実、粉末を使用したところ、水含有 出発ペーストに関して性能上の差異はみられなかった。粒子はまた、例えば脂肪 酸、脂肪酸塩、デンプン、ポリグリコールなどと共に、合成洗剤セッケン組成物 および練り歯磨き中に容易に混和することができる。 実施例 実施例１ VRV S.p.A.社（イタリア、ミラノ）で製造された型のFlash Dryerによって粒 子を形成した。これは、４本のシャフトおよび22個のバドル（壁部からの間隔は ２ｍｍ）を備えた水平配置薄膜型乾燥機（長さ1100ｍｍ，内径155ｍｍ）である 。この乾燥機は、独立した３つの加熱および冷却区域、および0.44ｍ²の総熱交 換面積を有する。この乾燥機は常圧で操作した。50℃に加熱した、ココアルキル オリゴグルコシド(Plantaren（登録商標）APG 1200，約50重量％の固形分）の水 性ペーストを、中和するのに十分な量のクエン酸溶液30重量％と共に、処理量11 .5kg/hの振動型ポンプで薄膜型乾燥機にポンプ輸送した。この薄膜型乾燥機の周 辺加熱区域１および２は185℃に、一方その冷却区域３は20℃に予め調整した。 この回転翼の速度は24ｍ/sである。空気を約110ｍ³/hの速度でFlash Dryer内に 通した。このガスの出口温度は約65℃である。未だ温度約60℃のこの予備乾燥し た粒子を、振動型シュート（長さ１ｍ）に移し、周囲の空気にさらして30秒後に 約40℃に冷却した。その後、この粒子を、シリカ粉末（Sipernat（登録商標）50 S）約１重量％と共にダスト化した。この粒子の特性データを表１に示す。 実施例２ 区域１および２での乾燥を温度125℃で実施したことを除き、実施例１を繰り 返した。 比較例C1 ペーストを中和しないことを除き、実施例１を繰り返した。その結果を表１に 示す。表１ Flash Drver 粒子の特性データ（％＝重量％）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グッチェ，ベルンハルト ドイツ連邦共和国デー―40724ヒルデン、 カルシュタート96番 (72)発明者 ヘンゼン，ヘルマン ドイツ連邦共和国デー―42781ハーン、ラ トマッハーヴェーク13番 (72)発明者 ザイペル，ヴェルナー ドイツ連邦共和国デー―40723ヒルデン、 ホーフシュトラーセ29番

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも20重量％の固形分を有する、 （a）アルキルおよび／またはアルケニルオリゴグリコシドおよび／または （b）脂肪酸-N-アルキルポリヒドロキシアルキルアミド の水含有アルカリ性ペーストを、回転装置を備えた水平配置薄膜型蒸発器または 乾燥機によって２重量％未満の残留含水量に乾燥すると同時に粒子形態に変換す ることによって、中性糖類界面活性剤粒子を製造する方法において、 糖類界面活性剤ペーストを、その薄膜型蒸発器／乾燥機への導入直前に中和す る ことを特徴とする方法。 ２．式： R¹O-[G]_p （I） 〔式中、Ｒ¹は、4〜22の炭素原子を含むアルキル基および／またはアルケニル基 、 Ｇは、５または６の炭素原子を含む糖単位および、 ｐは、1〜10の数である。〕 で示されるアルキルおよび／またはアルケニルオリゴグリコシドを用いる請求項 １記載の方法。 ３．式： 〔式中、R²COは、6〜22の炭素原子を含む脂肪族アシル基、 Ｒ³は、水素、1〜4の炭素原子を含むアルキル基またはヒドロアルキル基、 ［Ｚ］は、3〜12の炭素原子および3〜10のヒドロキシル基を含む、直鎖または 分岐鎖ポリヒドロキシアルキル基である。〕 で示される脂肪酸-N-アルキルポリヒドロキシアルキルアミドを用いる請求項１ または２記載の方法。 ４．薄膜型蒸発器／乾燥機の出発物質入口から生成物出口にわたって、190℃ 〜20℃温度勾配を適用する請求項1〜3のいずれがに記載の方法。 ５．薄膜型蒸発器からの排出後、なお高温の粒子を、室温の空気を用い、振動 シュートによってさらに冷却する請求項1〜4のいずれかに記載の方法。 ６．冷却後、粒子を粉末と共にダスト化する請求項1〜5のいずれかに記載の方 法。