JP2742698B2

JP2742698B2 - カルボン酸塩水性分散液の製造法

Info

Publication number: JP2742698B2
Application number: JP3574589A
Authority: JP
Inventors: 良宏林; 和宏竹下; 守大谷; 勝幸八木; 章憲樋口; 倫康福永
Original assignee: San Nopco Ltd
Current assignee: San Nopco Ltd
Priority date: 1989-02-15
Filing date: 1989-02-15
Publication date: 1998-04-22
Anticipated expiration: 2013-04-22
Also published as: JPH02215743A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はカルボン酸塩水性分散液の製造法に関する。

［従来の技術］従来、カルボン酸塩たとえば脂肪酸塩水性分散液の製
造法として、高級脂肪酸と第II族金属の水酸化物または
塩化物とを、高級脂肪酸塩100重量部に対して150〜232
部の水の中で80〜85℃で反応させ、界面活性剤の存在下
に機械的撹拌により予備乳化し、更にピストン型高圧乳
化機で強制分散させる製造法が知られている（例えば特
公昭63−57414号公報）。

また、脂肪酸と金属化合物と15％の水とを90〜110℃
で反応させ撹拌することにより0.2〜2mmの粒子径の金属
セッケンを得る方法（例えば特公昭58−12267号公報）
が知られている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、微粒子のカルボン酸塩水性分散液を製
造するには、前記従来の方法は反応時間が長い、生産性
が悪い、あるいは生産コストが高いなどの問題点があ
る。

［課題を解決するための手段］本発明者らは反応時間が短く、容易にカルボン酸塩水
性分散液を製造でき、生産性が非常に高く生産コストの
低減も可能で、かつ微粒子化が向上し分散液の安定性も
高い、カルボン酸塩水性分散液の製造法について鋭意研
究を重ねた結果、本発明に到達した。

すなわち、本発明は炭素数８以上のカルボン酸［Ａ］
と、アンモニア、周期律表第II族金属もしくはアルミニ
ウム、またはそれらの酸化物もしくは水酸化物［Ｂ］と
を反応させてカルボン酸塩水性分散液を製造する方法に
おいて、［Ａ］1.0当量に対し［Ｂ］1.0〜1.5当量を、
［Ａ］と［Ｂ］との合計量100重量部に対して33〜900重
量部の水、および0.41〜20重量部の乳化分散剤の存在
下、100〜200℃にて高速撹拌下に反応させ、次いで100
℃未満に冷却することを特徴とするカルボン酸塩水性分
散液の製造法である。

［発明の構成・作用］本発明のカルボン酸塩水性分散液において、カルボン
酸［Ａ］としては、炭素数８以上の飽和または不飽和脂
肪酸（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、ステアリン酸、アラキン酸、ベヘ
ン酸、およびモンタン酸通の飽和脂肪酸、オクテン酸、
テトラデセン酸、ヘキサデセン酸、オレイン酸、リノー
ル酸、リノレン酸等の不飽和脂肪酸など）、オキシカル
ボン酸（12−ヒドロキシステアリン酸、リシノール酸な
どの水酸基を有する脂肪酸など）、二塩基酸（アゼライ
ン酸、セバシン酸、タイマー酸など）などおよび、これ
らの二種以上の混合物があげられる。［Ａ］のうち好ま
しいものは、炭素数12〜36の脂肪酸、オキシカルボン酸
または二塩基酸であり、ラウリン酸、ミリスチン酸、パ
ルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、オ
レイン酸、12−ヒドロキシステアリン酸およびダイマー
酸である。

［Ｂ］において、周期律表第II族金属としてはマグネ
シウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、亜鉛
およびカドミウムなどがあげられる。

アンモニア、周期律表第II族金属またはアルミニウム
の酸化物もしくは水酸化物としては、酸化マグネシウ
ム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化亜鉛、
酸化アルミニウム、水酸化アンモニウム、水酸化マグネ
シウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水
酸化バリウム、水酸化亜鉛、水酸化カドミウム、水酸化
アルミニウムなどがあげられる。

［Ｂ］のうち好ましいものはアンモニア、マグネシウ
ム、カルシウム、亜鉛およびバリウム、またはそれらの
酸化物もしくは水酸化物であり、アンモニア、酸化マグ
ネシウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、水酸化アンモ
ニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸
化亜鉛、水酸化バリウムおよび水酸化アルミニウムであ
る。更に好ましいものは、酸化マグネシウム、酸化亜
鉛、酸化アルミニウム、水酸化アンモニウム、水酸化マ
グネシウム、水酸化カルシウムおよび水酸化亜鉛であ
る。

乳化分散剤は、カルボン酸塩を水中に分散できるもの
であれば特に制限されず、非イオン界面活性剤、アニオ
ン界面活性剤、脂肪酸アルカリ金属塩および水溶性高分
子化合物が使用できる。具体例としては、非イオン界面
活性剤（ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテ
ル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリ
オキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン
アルケニルエーテル、ポリオキシエチレンモノアルキル
エステル、ポリオキシエチレンジアルキルエステル、ポ
リオキシエチレンモノアルケニルエステル、ポリオキシ
エチレンジアルケニルエステルなど）、アニオン界面活
性剤（ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スルホ
コハク酸オクチルエステルナトリウム塩などのスルホン
酸塩、ラウリルアルコール硫酸エステルナトリウム塩、
ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルナト
リウム塩、ポリオキシエチレンノニフフェニルエーテル
硫酸エステルナトリウム塩などの硫酸エステル塩、ポリ
オキシエチレンノニルフェニルエーテルリン酸エステル
ナトリウム塩などのリン酸エステル塩、ステアリン酸ナ
トリウムおよびオレイン酸カリウムなどの脂肪酸アルカ
リ金属塩など）、水溶性高分子化合物（ポリビニルアル
コール、カルボキシメチルセルローズナトリウム塩、メ
チルセルローズ、ヒドロキシエチルセルローズ、ポリエ
チレンオキシドなど）およびこれらの二種以上の混合物
があげられる。これらのうち、好ましいものは、ポリオ
キシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエ
チレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンア
ルキルエーテル、ポリオキシエチレンモノアルケニルエ
ーテル、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スル
ホコハク酸オクチルエステルナトリウム塩、ステアリン
酸ナトリウム、オレイン酸カリウム、ポリビニルアルコ
ール、カルボキシメチルセルローズナトリウム塩および
メチルセルローズである。

［Ａ］と［Ｂ］の使用割合は、［Ａ］１当量に対し
［Ｂ］のアンモニアあるいは金属が通常1.0〜1.5当量、
好ましくは1.05〜1.25当量の比率である。アンモニアあ
るいは金属の当量が1.0未満の比率の場合は得られるカ
ルボン酸塩水性分散液の粘度が高く、また粘度の経時増
粘が大きくなる。また、アンモニアあるいは金属の当量
が1.50を越える比率の場合は得られるカルボン酸塩の離
型、潤滑、増稠あるいは撥水などの性能が低下する。

乳化分散剤の使用割合は、［Ａ］と［Ｂ］の合計量10
0部（重量部、以下、部とは重量部を意味する。）に対
し通常0.41〜20部、好ましくは0.83〜10部、さらに好ま
しくは1.2〜７部である。0.41部未満の場合はカルボン
酸塩水性分散液の粘度が高くなり、また安定な微粒子分
散液が得られない。20部を越える場合は得られるカルボ
ン酸塩の離型、潤滑、増稠あるいは撥水性などの性能が
低下してしまう。

反応時に用いる水の量は、［Ａ］と［Ｂ］との合計量
100重量部に対し33〜900部であり、好ましくは41〜500
部、さらに好ましくは54〜400部である。水の量が33部
未満の場合は反応中および反応後の系の粘度が高くな
り、混合、分散に劣り、得られるカルボン酸塩の粒子も
大きくなる。また900部を越える場合は、得られるカル
ボン酸塩の濃度が低くなり過ぎ、生産性および生産コス
トの点で不充分である。

高速撹拌において、撹拌速度は通常500〜10,000m/分
である。高速撹拌を行う撹拌機としては高剪断翼の付い
た高速撹拌機であれば特に使用を制限されず、パドル
型、タービン型、アンカー型、コーレス型、プロペラ型
などの撹拌翼を付けた高速撹拌機あるいはT.K.ホモミキ
サー（特殊機化工業製）型などの高速撹拌機があげられ
る。また、上述した二種以上の撹拌翼を組み合わせた高
速撹拌機を使用してもよく、２基以上の高速撹拌機を同
時に使用することもできる。撹拌機のうち好ましいもの
はコーレス型、タービン型およびT.K.ホモミキサー型撹
拌機である。また反応に際し、高速撹拌機以外に反応容
器内の内容物全体を均一に混合できるパドル型あるいは
アンカー型などの大型撹拌翼の付いた低速撹拌機を併用
し、周速400m/分以下の撹拌速度で使用することが好ま
しい。

反応容器は耐圧容器であり、200℃以上の加熱能力を
持たせることが好ましい［Ａ］と［Ｂ］との反応温度は、100〜200℃、好まし
くは110〜190℃、更に好ましくは130〜160℃である。10
0℃未満では生産性の向上および微粒子化ともに達成で
きず、200℃を越えると該カルボン酸塩の着色や酸化が
発生してしまう。

該カルボン酸塩水性分散液の製造は、（１）反応容器
に［Ｂ］および水を投入し、低速および高速撹拌機によ
る撹拌下、100〜200℃に加熱し、予め融点以上200℃以
下の温度に加熱溶融した［Ａ］を該高圧容器に圧入滴下
反応させる方法、（２）該高圧容器に［Ａ］および水を
投入し、100〜200℃に加熱溶融し、低速および高速撹拌
機による撹拌下、30〜200℃に調整した［Ｂ］または
［Ｂ］の水分散液を圧入滴下し反応せしめる方法によ
る。この際、乳化分散剤は［Ｂ］の水分散液あるいは
［Ａ］のどちらか一方にプレミックスしておけばよく、
また分割し両者のいずれにもプレミックスしておいても
よい。（３）また、反応容器に［Ａ］、［Ｂ］、乳化分
散剤および水を投入加熱し、［Ａ］が溶融すれば低速お
よび高速撹拌機による撹拌下、100〜200℃に加熱し反応
する方法でもよい。

反応終了後、100℃未満、好ましくは80℃以下に冷却
することにより、微粒子のカルボン酸塩からなる、微粒
子化および安定化されたカルボン酸塩水性分散液を容易
かつ短時間で効率よく製造することができる。

本発明の製法によるカルボン酸塩水性分散液には、酸
化防止剤、紫外線吸収剤、耐水化剤、防腐防黴剤、殺虫
殺菌剤、消泡剤、香料、染料あるいは顔料を含有または
混合させ使用してもよい。

［実施例］以下、実施例により本発明をさらに説明するが、本発
明はこれに限定されるものではない。

実施例１パドル型低速撹拌機とコーレス型高速撹拌機各１基を
有する耐圧容器に水48.5kg、酸化亜鉛3.1kg、カルボキ
シメチルセルローズ（第１薬品工業製セロゲン6A）0.65
kg、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル硫酸エ
ステル（エチレンオキシド６モル付加物）0.3kgを投入
し、パドル型低速撹拌機を周速100m/分で撹拌し、カル
ボキシメチルセルローズを溶解後、液温を140℃に昇温
し、更に高速撹拌機を周速1500〜3000m/分で撹拌しなが
ら100℃のステアリン酸15.1kgとダイマー酸3.0kgとの混
合物を60分で圧入滴下し、滴下終了10分後、冷却を始
め、35分で60℃に冷却し、濃度30％、粘度220CPSの白色
液状のカルボン酸亜鉛水性分散液を得た。

実施例２アンカー型低速撹拌機１基とコーレス型高速撹拌機２
基とを有する耐圧容器に水34.8kg、水酸化カルシウム4.
34kg、ポリオキシエチレンラウリルエーテル（エチレン
オキシド９モル付加物）0.82kg、ドデシルベンゼンスル
ホン酸ナトリウム0.20kgを投入して170℃に加熱し、高
速撹拌機を周速1500〜3500m/分で、低速撹拌機を周速10
0m/分で撹拌下、120℃に加熱したステアリン酸30.3kgを
30分かけて圧入滴下し、滴下終了10分後、冷却を始め、
60分で55℃まで冷却し、濃度50％、粘度160CPSの白色液
状の高級脂肪酸カルシウム水性分散液を得た。

実施例３実施例２と同じ反応容器に、25％アンモニア水5.34k
g、オレイン酸カリウム0.5kg、オキシアルキレンオクチ
ルフェニルエーテル（エチレンオキサイド７モル付加
物）0.8kg、ステアリン酸18.1kg、オレイン酸0.5kgおよ
び水44.8kgを投入後、130℃に加熱し、高速撹拌機を周
速1500〜2500m/分、低速撹拌機を周速100m/分で30分撹
拌後、40分で50℃まで冷却し、濃度30％、粘度290CPSの
淡黄白色液状のステアリン酸アンモニウム水性分散液を
得た。

実施例４アンカー型の低速撹拌機とコーレス型およびホモミキ
サー型の高速撹拌機を有する耐圧容器に水28.2kg、パル
ミチン酸31.4kg、オレイン酸カリウム0.6kg、スルホコ
ハク酸オクチル半エステルナトリウム0.8kg、ポリエチ
レンオキシドノニルフェニルエーテル（エチレンオキシ
ド40モル付加物）0.5kgを投入し、150℃に加熱後、高速
撹拌機を周速1500〜3000m/分、低速撹拌機を周速100m/
分で撹拌下、80℃の酸化マグネシウム30％水分散液8.5k
gを50分かけて圧入滴下し、滴下終了５分後、冷却を始
め、50分で55℃まで冷却し、濃度50％、粘度150CPSの白
色液状のパルミチン酸マグネシウム水性分散液を得た。

比較例１パドル型低速撹拌機付き容器に水34.8kg、水酸化カル
シウム4.34kg、ポリオキシエチレンラウリルエーテル
（エチレンオキサイド９モル付加物）0.82kg、ドデシル
ベンゼンスルホン酸ナトリウム0.20kgを投入し、80℃に
加熱後、低速撹拌機を120m/分の周速で撹拌下、70℃に
加熱したステアリン酸30.3kgを滴下した。系の増粘が大
きく混合可能な条件を維持すると滴下に4.5時間を要し
た。反応完結までに1.5時間の熟成時間を要し、その後5
5分で60℃に冷却し、濃度50％、粘度630CPSの白色液状
ステアリン酸カルシウム水性分散液を得た。

比較例２実施例２の条件中、高圧容器内の温度を220℃、ステ
アリン酸の温度を150℃とした他は、実施例２と同一条
件で反応を行い、濃度50％、粘度140CPSの褐色液状のス
テアリン酸カルシウム水分散液を得た。高温のためステ
アリン酸カルシウムが褐色に着色し不適切な結果となっ
た。

試験例１上記本発明の方法で製造したカルボン酸塩水性分散液
（実施例１〜４）および比較例１で製造したものについ
て、日機装（株）製粒度分布測定機マイクロトラックSP
Aを用いた粒径１％水希釈液の分離安定性、SBRラテック
スにSBR固形分に対しカルボン酸塩固形分を10重量％配
合した乾燥フィルムを水中に浸漬した場合の白化時間
（耐水性）の測定を行った。また紙塗被塗料に添加し塗
被紙を作成しスーパーカレンダー掛け処理した場合のス
ーパーカレンダーの汚れを10点法（良10〜１不良）で評
価した。塗被塗料の処方は固形分換算でクレー90部、軽
質炭酸カルシウム10部、水酸化ナトリウム0.05部、ポリ
アクリル酸ソーダ（SNディスパーサント5040）0.2部、
アルカリ増粘型ラテックス６部、カルボン酸塩１部であ
り、市販中質紙にバーコーターNo.6で塗工後、130℃に
て15秒乾燥し、スーパーカレンダー温度80℃、線圧150
キロ/cmでスーパーカレンダーに通紙し、チルドロール
面の汚れを10点法で評価した。結果を表−１に示す。

［発明の効果］本発明の製造法は下記の効果を奏する。

（１）微粒子化されたカルボン酸塩水性分散液の製造が
可能である。

（２）反応時間、処理時間が短時間で済み高い生産性が
得らる。

（３）高価で、大がかりな粉砕処理が不要であり、かつ
生産性が高いことから生産コストの低減が可能となる。

（４）微粒子化されることにより、水性分散液の安定性
向上、耐水性付与効果の向上、離型性、潤滑性あるいは
ダスティング防止性の向上など、得られる諸性能も向上
する。

上記効果を奏することから、本発明で製造されたカル
ボン酸塩水性分散液はエマルジョン・ラテックス用の撥
水剤、紙塗被塗料用の潤滑剤、ダスティング防止剤とし
て、塗料用の増稠剤、平滑化剤および撥水剤として、あ
るいはセメント・建材用の離型剤、潤滑剤、増稠剤およ
び撥水剤あるいは整泡剤などとして有用である。これら
の用途におけるカルボン酸塩水性分散液は被添加対象物
固形分に対しカルボン酸塩固形分で通常0.01〜５重量％
の添加量で充分な効果を発揮する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者八木勝幸京都府京都市東山区一橋野本町11番地サンノプコ株式会社内 (72)発明者樋口章憲京都府京都市東山区一橋野本町11番地サンノプコ株式会社内 (72)発明者福永倫康京都府京都市東山区一橋野本町11番地サンノプコ株式会社内

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】炭素数８以上のカルボン酸［Ａ］と、アン
モニア、周期律表第II族金属もしくはアルミニウム、ま
たはそれらの酸化物もしくは水酸化物［Ｂ］とを反応さ
せてカルボン酸塩水性分散液を製造する方法において、
［Ａ」1.0当量に対し［Ｂ］1.0〜1.5当量を、［Ａ］と
［Ｂ］との合計量100重量部に対して33〜900重量部の
水、および0.41〜20重量部の乳化分散剤の存在下、100
〜200℃にて、周速500〜10,000m/分の高速撹拌下に反応
させ、次いで100℃未満に冷却することを特徴とするカ
ルボン酸塩水性分散液の製造法。
【請求項２】［Ａ］が炭素数12〜36の脂肪酸、オキシカ
ルボン酸または二塩基酸である請求項１記載の製造法。
【請求項３】［Ｂ］がアンモニア、マグネシウム、カル
シウム、亜鉛およびバリウム、またはそれらの酸化物も
しくは水酸化物である請求項１または２記載の製造法。