JP3719548B2 - Composite alkali metal salt, method for producing the same, and builder for detergent - Google Patents

Composite alkali metal salt, method for producing the same, and builder for detergent Download PDF

Info

Publication number
JP3719548B2
JP3719548B2 JP13010796A JP13010796A JP3719548B2 JP 3719548 B2 JP3719548 B2 JP 3719548B2 JP 13010796 A JP13010796 A JP 13010796A JP 13010796 A JP13010796 A JP 13010796A JP 3719548 B2 JP3719548 B2 JP 3719548B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alkali metal
silicate
metal salt
composite
alkali
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP13010796A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH09309719A (en
Inventor
宗雄 三田
邦明 前島
賢治 上本
一世 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Chemical Industrial Co Ltd
Original Assignee
Nippon Chemical Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Chemical Industrial Co Ltd filed Critical Nippon Chemical Industrial Co Ltd
Priority to JP13010796A priority Critical patent/JP3719548B2/en
Publication of JPH09309719A publication Critical patent/JPH09309719A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3719548B2 publication Critical patent/JP3719548B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複合アルカリ金属塩、その製造方法及び合成洗剤用ビルダーに関するものである。更に言えば、結晶質炭酸アルカリと実質的に非晶質性の珪酸アルカリとの複合アルカリ金属塩、その製造方法及び該アルカリ金属塩を用いた洗剤用ビルダーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
水軟化作用を有する合成洗剤用ビルダーとして、トリポリリン酸ナトリウムに代わり、これまで合成ゼオライト(ゼオライトA)が専ら用いられてきた。
近時、ゼオライトAに代替できる洗剤用ビルダーとして結晶性層状珪酸ナトリウム、主として二珪酸ナトリウム(δ−Na2Si25)が開発され、実用化に至ってきた。二珪酸ナトリウムの特徴は、ゼオライトAが不溶性粒子であるのに対し、洗濯時間内に溶解しうる可溶性粒子であると共にMg2+交換能が高いことにあると言われている。
【0003】
層状珪酸ナトリウム(例えばNa2Si25)は理論的にはゼオライトA以上のカチオン交換能を有することから、これを配合した洗剤の使用において、高い硬水軟化能力を期待されているが、実際には水溶性のためゼオライトと同等以上のイオン交換能を発揮することはてきない。また、粒子が水溶性であることは、洗濯物への粒子付着がない点では利点であるけれども、上記の問題もさることながら、吸湿性が強いということから、粉末洗剤の固結を起こし、洗濯水への分散が悪くなる欠点もある。
【0004】
これらの欠点を解決するためにCaやMgを珪酸アルカリに導入して変性する方法が提案されている(特開平7−330325号公報)。しかし、この方法では耐吸湿性は改善されるけれども、イオン交換能の改善にはさして影響がなく、硬水中のCa2+やMg2+を除去するビルダー中にこれらを予め導入する考え方は矛盾があり、本質的な解決に至っていない。
【0005】
二珪酸ナトリウムの如き結晶性層状珪酸ナトリウムを少なくとも1種の酸と9〜13のpHで撹拌下に反応させた生成物に過酸化水素溶液を添加して洗剤用ビルダーを製造する方法が知られている(特開平6−183723号公報、特開平6−183724号公報)。この方法では酸としてCO2ガスを用いた場合、カネマイト(NaHSi25・3H2O)と過炭酸ソーダ(Na2CO3・1.5H22)が生成するが、カネマイト結晶はイオン交換能が小さく、ゼオライトA以上の水軟化能力は期待できない。
【0006】
特開平4−275400号公報には、炭酸ナトリウムの如き粒状担体にSiO2/M2Oモル比が1.6〜3.5の珪酸アルカリ水溶液を吸着及び/または吸収させた複合アルカリ金属塩を洗剤用ビルダーとすることを開示している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
最近、合成洗剤はコンパクト化が急速に展開されている。この理由は、汚染衣料に付着した脂肪分やタンパク質成分の強力な分解酵素の開発や活性剤ビルダーやその配合に係わる技術開発の成果があるが、その背景に物流の合理化及び消費者からの要請が大きい。
【0008】
コンパクト化が進行すればするほど使用量が少量で洗浄力が高いことが不可欠であることから、各成分の高性能化及び高機能化は必然である。
ビルダーについても、高い硬水軟化能を要求されるが、新しく使用されるに至った二珪酸ナトリウムは必ずしもゼオライトAに対し顕著に凌駕するものではない。
特開平4−275400号公報に係る複合アルカリ金属塩は本発明とは異なり、物性上及び機能上も改善すべき点がある。
【0009】
本発明者らは叙上の諸問題に鑑み、合成洗剤のコンパクト化の要請に追随できるビルダーにつき長年研究を重ねてきた。
【0010】
即ち、本発明の目的は、高い硬水軟化能を有し、且つ耐吸湿性に優れた合成洗剤用のビルダーとして有用な複合アルカリ金属塩及びその工業的に有利に生産できる新規な製造方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明が提供しようとする複合アルカリ金属塩は、MHCO (Mは、Na、KまたはLiを表す)で表される結晶性炭酸アルカリ金属塩の粒子と、SiO :M Oモル比=1.7〜2.5:1をもつ結晶性層状珪酸アルカリを炭酸化して層状結晶構造を
結晶化度(S:%)=(I /I )×100
(ただし、I は結晶性層状珪酸アルカリの最高X線回折強度、I は結晶性層状珪酸アルカリの炭酸化後の最高X線回折強度を言う)で示される結晶化度が50%以下へ非晶質化した珪酸アルカリ金属塩の粒子よりなる複合集合体であって、該複合集合体はSiO:M O:COモル比=1.7〜2.5:1:0.25〜2.0をもち、且つ吸湿率が5重量%以下であることを構成上の特徴とする。
【0012】
また、本発明が提供しようとする複合アルカリ金属塩の製造方法は、結晶性層状珪酸アルカリに水分の存在下で炭酸ガスを導入して炭酸アルカリの結晶粒子を析出すると共に珪酸アルカリの結晶性層状構造を不規則化して
結晶化度(S:%)=(I /I )×100
(ただし、I は結晶性層状珪酸アルカリの最高X線回折強度、I は結晶性層状珪酸アルカリの炭酸化後の最高X線回折強度を言う)で示される結晶化度が50%以下の非晶質粒子となるまで炭酸化反応を行うことを構成上の特徴とする。
【0013】
更に、本発明が提供しようとする合成洗剤用ビルダーは、上記複合アルカリ金属塩を有効成分として構成されたことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳述する。
本発明に係る複合アルカリ金属塩は上記したように炭酸アルカリと珪酸アルカリとの複合塩の粉体である。この粉体の粉末法X線回折分析によれば、炭酸アルカリは結晶質粒子であり、多くの場合、炭酸水素アルカリの結晶性粒子として確認される。
【0015】
一方、珪酸アルカリは非晶質粒子である。ここに非晶質粒子というのは、
結晶化度(S:%)=(I/I)×100
(ただし、Iは結晶性層状珪酸アルカリの最高X線回折強度、Iは結晶性層状珪酸アルカリの炭酸化後の最高X線回折強度を言う)で示される結晶化度が50%以下、好ましくは30%以下の非晶質性を意味する。
【0016】
次に、本発明に係る複合アルカリ金属塩は、従来公知のような炭酸アルカリと水ガラスから得られる非晶質珪酸アルカリとの単なる混合物によるものではなく、結晶性層状珪酸アルカリを炭酸化して複合集合体に転換されたものであることが、ひとつの大きな特徴となっている。
【0017】
従って、この特徴の故に、後記のようにカチオン交換能に著しく優れていると共に、耐吸湿性の物性をもつ粒子を構成することができる。
【0018】
かかる複合集合体のSiO:MO(Mは上述と同意義をもつ):COのモル比は、多くの場合、(1.7〜2.5):1:(0.25〜2.0)の範囲内にあり、好ましくは(1.8〜2.2):1:(0.5〜2.0)の範囲内にある。また、炭酸アルカリと珪酸アルカリの量的指標となるSiO/COのモル比は、多くの場合1.0〜10の範囲内にあり、好ましくは1.0〜3.0の範囲内にある。この理由は10より大きいと非晶質の珪酸アルカリを構成できず、そのためカチオン交換能や耐吸湿性が不充分で、複合アルカリ金属塩としての特性に利点が得られないからであり、一方、1.0より小さくすることは工業的に難しく、且つ物理的改善にも飽和するからである。
【0019】
本発明に係る複合アルカリ金属塩は、前記のような構成上の特徴をもつが、それ故に、後記で定義されたカチオン交換能(CEC)が少なくとも200mg−CaO/g、好ましくは230mg−CaO/g、及び同じく後記で定義された吸湿率が5重量%以下、好ましくは3重量%以下と顕著な機能を有する。
【0020】
ゼオライトAやこれに代わる結晶性二珪酸ナトリウム(Na2Si25)のCECは150mg−CaO/g程度であり、二珪酸ナトリウムの耐吸湿性のなさに比較すると、本発明に係る複合アルカリ金属塩のもつ上記の顕著な機能は合成洗剤用ビルダーとして好適なものとして扱われるであろう。この複合アルカリ金属塩を合成洗剤用ビルダーとして使用する場合、それ自体は勿論のことであるが、必要に応じてゼオライトA、二珪酸ナトリウム(δ−Na2Si25)、トリポリリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、各種アミノ酸ナトリウム、ホスホン酸ナトリウム類、炭酸ナトリウム、過炭酸ナトリウム、過ホウ酸ナトリウム等から選ばれた1種または2種以上の他の公知のビルダー成分と併用することができる。
【0021】
本発明に係る複合アルカリ金属塩の製造方法は、前記したように結晶性層状珪酸アルカリに水分の存在下で炭酸ガスを導入して炭酸アルカリの結晶粒子を析出すると共に珪酸アルカリの結晶性層状構造を不規則化して
結晶化度(S:%)=(I /I )×100
(ただし、I は結晶性層状珪酸アルカリの最高X線回折強度、I は結晶性層状珪酸アルカリの炭酸化後の最高X線回折強度を言う)で示される結晶化度が50%以下の非晶質粒子となるまで炭酸化反応を行わせることを特徴とするものである。
【0022】
出発原料として用いる結晶性層状珪酸アルカリはそれ自体がカチオン交換能の大きいものであれば、特に限定されるものではないが、多くの場合SiO2/M2O(Mは上述と同意義をもつ)モル比が1.7〜2.5の範囲にあり、特に、二珪酸ナトリウム(δ−Na2SiO25)と二珪酸カリウム(K2Si25)が好ましい。
【0023】
かかる結晶性珪酸アルカリは、必要に応じ、ホウ素やアルミニウム等の成分で結晶格子の一部を置換して変性されたものであっても差し支えない。なお、塩基度を調整するため、必要に応じ、苛性アルカリや水ガラスから誘導される他の非晶質珪酸アルカリや、メタ珪酸アルカリ、オルソ珪酸アルカリのごとき他の結晶質珪酸アルカリを適宜補助原料として使用することができる。尤も、このような補助原料は主原料たる層状珪酸アルカリの製造工程の中で扱うことができ、また、その方が好ましい。
【0024】
結晶性層状珪酸アルカリ粉末の製造方法は公知であり、本発明における主原料もこの公知の方法で容易に得ることができるが、一例を挙げれば次の方法が採られる:
即ち、SiO2/M2Oモル比が2.1〜4.2、好ましくは2.3〜3.7にあり、SiO2含量が23〜38重量%の珪酸アルカリ水溶液、または前記モル比で、SiO2含量が45〜63重量%の粉末珪酸アルカリと、必要に応じ前記のアルカリ剤や変性剤である補助材料を混合し、混合物を100〜350℃の範囲で乾燥する。
次いで、この乾燥物をNa塩にあっては650〜800℃、K塩では500〜650℃、混合塩では450〜750℃の温度で焼成処理を施して結晶化させる。焼成時間は0.1〜3時間の範囲がよい。
得られる結晶粉末は層状構造を有する珪酸アルカリで、本発明における好ましい出発原料となる。
【0025】
本発明にかかる結晶性層状珪酸アルカリに水分の存在下で炭酸ガスを導入して炭酸化反応を行わせる。このような炭酸化は、5〜50kPaの水蒸気を含有する炭酸ガスで行うことが好ましい。この理由は、水蒸気圧が上記範囲より高くなりすぎると、例えば二珪酸アルカリを炭酸化する場合、次式(1)の反応が進行し、生成したアルカリ溶液に珪酸アルカリが溶解し、元の水ガラスに戻ってしまう恐れがあり好ましくない。
【0026】
【化1】
2Si25+nH2O=MHSi25+MOH・(n−1)H2O・・(1)
【0027】
逆に、炭酸化における水蒸気圧が低すぎると、反応が進まず、時間がかかり過ぎ工業的に好ましくない。
【0028】
このような炭酸化反応を実施する態様としては、例えば所望の加温水に炭酸ガスを通過させて行う方法が均一な炭酸化が進行するので好ましい。
【0029】
本発明における炭酸化は、層状構造をもつ結晶性珪酸アルカリを実質的に非晶質化するまで行うことが必要である。このことは、多くの場合、含水炭酸ガスが実質的な吸収飽和するまでは炭酸化を続けることによって、定常的に安定した組成の炭酸化を行うことができる。
【0030】
かくして結晶性珪酸アルカリは規則的層状構造が不規則になって、実質的に非晶質化すると共に、炭酸アルカリの結晶粒子、好ましくはMHCO3の炭酸水素アルカリの結晶が生成して複合アルカリ金属塩に転換する。このような複合アルカリ金属塩は前記した物理化学的な特性を有し、合成洗剤用ビルダーとして最適である。
【0031】
本発明に係る複合アルカリ金属塩は、下記の理論的根拠に基づいて、Na2Si25のごとき層状結晶構造を有する珪酸アルカリを水の存在下で炭酸化して得られるものである。即ち、ゼオライトAより硬水軟化能が大きいとされる二珪酸ナトリウムNa2Si25(分子量182)は2個のNaが1個のCaとイオン交換する。従って、理論交換容量はCaO(分子量56)で約300mg/gを有するが、実際には溶解性のために、この値の半分程度しか能力を示さない。Na2Si25を水分の存在下で炭酸化すると次式(2)に沿って得られた反応生成物(生成物分子量244)は2個のCaを捕捉でき、その理論固定量は460mg/gとなってNa2Si25よりも1.5倍となる。
【化2】
Na2Si25+H2O+CO2=NaHSi25+NaHCO3 ・・(2)
【0032】
同様に、K2Si25の理論交換容量は260mg−CaO/gで、その炭酸化生成物(KHSi25+KHCO3)は410mg−CaO/gで、前者の1.6倍のカチオン捕捉能が理論的にあって、硬水軟化能は大きい。
【0033】
その特徴の1つは、Na2Si25やK2Si25の欠点である水溶性が炭酸化によるアルカリの中和で抑制されて吸湿性がほとんどなくなり、粉体固結性が改善された点にある。第2の特徴は、原体の層状構造が不規則化していることである。
これは粉末法X線回折パターンで確認することができる。本発明の複合結晶体はNaHCO3やKHCO3の回折パターンを有するが、原体の回折パターンやNaHSi25やKHSi25の回折パターンは全くないか、有っても結晶化度が低いのである。層間での炭酸塩結晶の成長などが珪酸構造を壊しているものと考えられるが、このような不規則化した珪酸構造がイオン交換能の活性化に役立っているものと推測される。
【0034】
第3の特徴は、硬水軟化速さが極めて速いことにある。この原因は炭酸根と硬水成分の反応速度によるものではない。なぜなら炭酸根による場合では、硬水軟化能力の半分が初期に発現した後、珪酸塩の効果が出るという2段階の現象を示すはずである。ところが本発明の複合アルカリ金属塩は多くの場合、瞬時にして全部の硬水軟化能力を発現する。このことから推定するに、上述の原体の層状構造の不規則化はイオン交換に有利になるような新しい構造、例えば層間距離の拡大された構造、を意味していると推定される。
【0035】
また、遊離のアルカリ成分も中和された適度の塩基度を有することから、界面活性剤の機能をより好ましく発揮することが可能であることから、合成洗剤用のビルダーとして好適であり、洗剤のコンパクト化に追随できるビルダーとして推奨できるものである。
【0036】
【実施例】
以下に、本発明を具体的に説明するために実施例及び比較例を挙げて説明するが、本発明は以下の実施例等に限定されるものではない。なお、本実施例における測定値は次に示す方法により測定した。
【0037】
(1−a)カチオン交換能(CEC)
試料0.1gを精秤し、NH4Cl緩衝液2mlを添加した塩化カルシウム水溶液(濃度はCaCO3として500ppmであり、pHは約10.5)100ml中に加え、25℃で10分間撹拌した後、孔サイズ0.2μmのメンブレンフィルター(アドバンチック社、ニトロセルロース製)を用いて濾過を行い、その濾液10ml中に含まれるCa量をEDTA滴定により測定した。その値より試料のカルシウムイオン交換容量(mg−CaO/g)を求めた。なお、NH4Cl緩衝液は試薬特級のNH4Cl70gと試薬特級のアンモニア水570mlを純水に溶解し、1リットルに定容して調製した。
【0038】
(1−b)カチオン交換速さ
試料0.25gを精秤し、上記と同じNH4Cl緩衝液2mlを添加した塩化カルシウム水溶液(濃度はCaCO3として500ppm)500ml中に加え、25℃でCa2+イオン電極を使用して、経時的にCa2+イオン濃度の変化を測定した。その値より試料のカルシウムイオン交換量(mg−CaO/g)の経時変化を算出した。測定装置は堀場製作所製PH/ION METER F23型を使用した。
【0039】
(2)吸湿性
試料1.0gを100mlビーカーに精秤し、30℃、相対湿度80%の恒温恒湿室内に静置保存する。5時間保存後の重量増加量を精秤し、保存粉体の重量増加率(%)を求めた。
【0040】
実施例1
3号珪酸ソーダ[日本化学工業(株)製:SiO2=29.0%、Na2O=9.5%、SiO2/Na2Oモル比=3.15]10kgを容器に仕込み、撹拌下にフレーク苛性ソーダ[旭硝子(株)製:NaOH=99.5%]740gを投入し、80℃に加熱して溶解した。この珪酸ソーダをテフロン製バットに入れ、熱風温度300℃の乾燥機で乾燥し、1mm以下に粉砕し、粉末状の珪酸ソーダとした。次いで、得られた粉末状の珪酸ソーダをニッケル製容器に採り、電気炉を用いて750℃の温度で3時間焼成し結晶化を行った。得られた結晶性層状珪酸ソーダを次に1mm以下に粉砕した。この結晶性層状珪酸ソーダのSiO2/Na2Oモル比は1.97であり、この結晶性層状珪酸ソーダの粉末法X線回折パターンを測定したところ、δ−Na2Si25の回折パターンであることが確認された。
【0041】
この結晶性層状珪酸ソーダ100gを撹拌機付きの容器に仕込み、撹拌を行い、40℃の温水中を通過させたCO2ガスを容器内に100ml/分で導入した。このときの水蒸気分圧は7kPaであった。珪酸ソーダは135gまで重量増加し、これ以上ガスの導入を続けても重量の変化はなかった。得られた複合アルカリ金属塩の粉末法X線回折パターンは図1に示すように主としてNaHCO3の回折パターンであり、δ−Na2Si25の回折パターンは痕跡を示すだけで、珪酸ソーダの層状結晶構造が壊れたことが確認された。また、CECと吸湿重量増加率は表1に示すように優れた値となった。また、化学分析による複合アルカリ金属塩のモル比は、SiO2:Na2O:CO2が1.97:1.0:1.25であった。
【0042】
比較例1
実施例1の中間生成物である結晶性層状珪酸ソーダ(δ−Na2Si25)を用いて、CECと吸湿重量増加率を測定し、得られた結果を表1に示す。
【0043】
実施例2
珪酸カリ[日本化学工業(株)製:SiO2=28.96%、K2O=21.75%、SiO2/K2Oモル比=2.09]10kgを容器に仕込み、撹拌下にフレーク苛性カリ[旭硝子(株)製:KOH=99.5%]112gを投入し、80℃に加熱して溶解した。この珪酸カリをスプレードライヤーにて出口熱風温度110℃で乾燥して粉末状の珪酸カリとした。次いで、粉末状の珪酸カリをニッケル製容器に採り、電気炉を用いて650℃の温度で1時間焼成し、結晶化を行った。得られた結晶性層状珪酸カリを次に1mm以下に粉砕した。この結晶性層状珪酸カリのSiO2/K2Oモル比は2.0であり、この結晶性層状珪酸カリの粉末法X線回折パターンを測定したところ、K2Si25の回折パターンであることが確認された。
【0044】
この結晶性層状珪酸カリ100gを撹拌機付きの容器に仕込み、撹拌を行い、50℃の温水中を通過させたCO2ガスを容器内に100ml/分で導入した。なお、このときの水蒸気分圧は12kPaであった。珪酸カリは148gまで重量増加し、これ以上ガスの導入を続けても重量変化はなかった。得られた複合アルカリ金属塩の粉末法X線回折パターンは図2に示すように主としてKHCO3の回折パターンであって、K2Si25の回折パターンは痕跡を示すだけであった。また、CECと吸湿重量増加率は表1に記載するように優れた値となった。この複合アルカリ金属塩の化学分析によるモル比は、SiO2:K2O:CO2が2.0:1.0:1.5であった。
【0045】
比較例2
実施例2の中間生成物である結晶性層状珪酸カリ(K2Si25)を用いて、CECと吸湿重量増加率を測定し、得られた結果を表1に示す。
【0046】
実施例3
1号珪酸ソーダ[日本化学工業(株)製:SiO2=32.0%、Na2O=15.5%、SiO2/Na2Oモル比=2.13]4.53kg及び実施例2で使用した珪酸カリ15.0kgを容器に仕込み、撹拌下にフレーク苛性ソーダ63g及びフレーク苛性カリ168gを投入し、80℃に加熱して溶解した。この珪酸カリ・ソーダをスプレードライヤーにて出口熱風温度110℃で乾燥し粉末状の珪酸カリ・ソーダとした。更に、粉末状の珪酸カリ・ソーダを300℃の送風乾燥機で30分間乾燥し、次いで、粉末状の珪酸カリ・ソーダをニッケル製容器に採り、電気炉を用いて550℃の温度で1時間焼成し、結晶化を行った。得られた結晶性層状珪酸カリ・ソーダを次に1mm以下に粉砕した。この結晶性層状珪酸カリ・ソーダのSiO2/(Na2O+K2O)モル比は2.0であり、カリとソーダのモル比はNa2O/K2Oで0.33であった。粉末法X線回折パターンは図3に示すように明瞭なK2Si25の回折パターンと僅かなδ−Na2Si25の回折パターンであった。
【0047】
この結晶性層状珪酸カリ・ソーダ100gを撹拌機付きの容器に仕込み、撹拌を行い、50℃の温水中を通過させたCO2ガスを容器内に100ml/分で導入した。なお、このときの水蒸気分圧は12kPaであった。珪酸カリ・ソーダは175gまで重量増加し、これ以上ガスの導入を続けても重量変化はなかった。得られた複合アルカリ金属塩の粉末法X線回折パターンは図4に示すように主としてKHCO3とNaHCO3の回折パターンであり、K2Si25の回折パターンは痕跡を示すだけで、珪酸カリ・ソーダの層状結晶構造が壊れたことが確認された。また、CECと吸湿重量増加率は表1に記載するように優れた値となった。この複合アルカリ金属塩の化学分析によるモル比は、SiO2:M2O:CO2=2.0:1.0:1.5であった。
【0048】
比較例3
実施例3の中間生成物である結晶性層状珪酸カリ・ソーダを用いて、CECと吸湿重量増加率を測定し、得られた結果を表1に示す。
【0049】
実施例4
実施例3と同じ1号珪酸ソーダ18.1kg及び実施例2と同じ珪酸カリ5.0kgを容器に仕込み、撹拌下にフレーク苛性ソーダ188g及びフレーク苛性カリ56gを投入し、80℃に加熱して溶解した。この珪酸カリ・ソーダをテフロン製バットに入れ、熱風温度300℃の乾燥機で乾燥し、1mm以下に粉砕し、粉末状の珪酸カリ・ソーダとした。次いで、粉末状の珪酸カリ・ソーダをニッケル製容器に採り、電気炉を用いて670℃の温度で1時間焼成し、結晶化を行った。得られた結晶性層状珪酸カリ・ソーダを次に1mm以下に粉砕した。この結晶性層状珪酸カリ・ソーダのSiO2/(Na2O+K2O)モル比は2.0であり、カリとソーダのモル比はNa2O/K2Oで3.0であった。この結晶性層状珪酸カリ・ソーダの粉末法X線回折パターンを測定したところ、δ−Na2Si25とK2Si25の回折パターンを示すことが確認された。
【0050】
この結晶性層状珪酸カリ・ソーダ100gを撹拌機付きの容器に仕込み、撹拌を行い、50℃の温水中を通過させたCO2ガスを容器内に100ml/分で導入した。なお、このときの水蒸気分圧は12kPaであった。珪酸カリ・ソーダは171gまで重量増加し、これ以上CO2ガスの導入を続けても重量変化はなかった。得られた複合アルカリ金属塩の粉末法X線回折パターンは主としてKHCO3とNaHCO3の回折パターンであり、Na2Si25の回折パターンは痕跡を示すだけで、層状結晶構造が壊れたことが確認された。また、CECと吸湿重量増加率は表1に示すように優れた値となった。この複合アルカリ金属塩の化学分析によるモル比は、SiO2:M2O:CO2=2.0:1.0:1.5であった。
【0051】
比較例4
実施例4の中間生成物である結晶性層状珪酸カリ・ソーダを用いて、CECと吸湿重量増加率を測定し、表1に記載した。
【0052】
【表1】

Figure 0003719548
【0053】
実施例5及び比較例5
実施例1で得られた複合アルカリ金属塩及び比較例1のδ−Na2Si25を用いてカチオン交換速さの測定を行った。得られた結果を図5のグラフに示す。図5の結果から、実施例1で得られた複合アルカリ金属塩は、投入後瞬時にしてCa固定能力の全力を発揮できることが明らかとなり、徐々に効果を発揮するδ−Na2Si25とは格段の違いがあることが判った。
【0054】
実施例6
実施例1の炭酸化を途中で中断し、図6に示す粉末法X線回折パターンのようにδ−Na2Si25の残存する複合アルカリ金属塩を製造した。なお、原料となるδ−Na2Si25の粉末法X線回折パターンは2θ=22゜の最高X線回折線強度(I1)が6500cpsであり、図6の炭酸化処理後の最高X線回折線強度(I2)は1300cpsであったので、結晶化度(S)%は20%であった。得られた複合アルカリ金属塩のCECと吸湿重量増加率を測定したところ、215mg−CaO/gと1.5重量%であった。また、複合アルカリ金属塩の化学分析によるモル比は、SiO2:Na2O:CO2=1.97:1.0:0.65であった。
【0055】
【発明の効果】
本発明によれば、高いCaイオン交換能、優れたCaイオン交換速さ及び優れた耐吸湿性を有し、従って、合成洗剤用ビルダーとして有用な高い硬水軟化能を有し、且つ耐吸湿性に優れた複合アルカリ金属塩及びその工業的に有利に生産できる新規な製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で得られた複合アルカリ金属塩の粉末法X線回折パターンを示す図である。
【図2】実施例2で得られた複合アルカリ金属塩の粉末法X線回折パターンを示す図である。
【図3】実施例3で炭酸化処理の原料として使用した結晶性層状珪酸カリ・ソーダの粉末法X線回折パターンを示す図である。
【図4】実施例3で得られた複合アルカリ金属塩の粉末法X線回折パターンを示す図である。
【図5】実施例5並びに比較例5のカチオン交換速さを示すグラフである。
【図6】実施例6で得られた複合アルカリ金属塩の粉末法X線回折パターンを示す図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a composite alkali metal salt, a method for producing the same, and a builder for a synthetic detergent. More specifically, the present invention relates to a composite alkali metal salt of a crystalline alkali carbonate and a substantially amorphous alkali silicate, a method for producing the same, and a detergent builder using the alkali metal salt.
[0002]
[Prior art]
Synthetic zeolite (zeolite A) has been used exclusively as a builder for synthetic detergents having water softening action instead of sodium tripolyphosphate.
Recently, as a detergent builder that can replace zeolite A, crystalline layered sodium silicate, mainly sodium disilicate (δ-Na2Si2OFive) Has been developed and put to practical use. The feature of sodium disilicate is that while zeolite A is an insoluble particle, it is a soluble particle that can be dissolved within the washing time and Mg2+It is said that the exchange ability is high.
[0003]
Layered sodium silicate (e.g. Na2Si2OFive) Theoretically has a cation exchange capacity higher than that of zeolite A, and is expected to have a high water softening ability in the use of a detergent containing the same. The ion exchange ability cannot be demonstrated. In addition, the fact that the particles are water-soluble is advantageous in that the particles do not adhere to the laundry, but the above-mentioned problems as well as the high hygroscopicity cause the powder detergent to solidify, There is also a drawback that dispersion in washing water becomes worse.
[0004]
In order to solve these drawbacks, a method for modifying Ca and Mg by introducing them into alkali silicate has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 7-330325). However, although this method improves moisture absorption resistance, it has no effect on the improvement of ion exchange capacity, and Ca in hard water is not affected.2+And Mg2+There is a contradiction in the concept of introducing these in advance into the builder that removes, and an essential solution has not yet been reached.
[0005]
There is known a method for producing a detergent builder by adding a hydrogen peroxide solution to a product obtained by reacting crystalline layered sodium silicate such as sodium disilicate with at least one acid at a pH of 9 to 13 under stirring. (JP-A-6-183723, JP-A-6-183724). This method uses CO as the acid.2When gas is used, kanemite (NaHSi2OFive・ 3H2O) and sodium percarbonate (Na2COThree・ 1.5H2O2), But kanemite crystals have a small ion exchange capacity and cannot be expected to have a water softening capacity higher than that of zeolite A.
[0006]
JP-A-4-275400 discloses a granular carrier such as sodium carbonate with SiO.2/ M2It discloses that a composite alkali metal salt that adsorbs and / or absorbs an alkali silicate aqueous solution having an O molar ratio of 1.6 to 3.5 is used as a builder for detergents.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Recently, synthetic detergents are rapidly becoming compact. The reason for this is the development of a powerful degrading enzyme for fat and protein components adhering to contaminated clothing, and the results of technological development related to activator builders and their formulation. Is big.
[0008]
It is essential that the smaller the amount used and the higher the detergency is, the more compact the progress is, and therefore it is inevitable that each component has high performance and high functionality.
The builder is also required to have a high water softening ability, but sodium disilicate which has been newly used does not necessarily significantly exceed zeolite A.
Unlike the present invention, the composite alkali metal salt according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-275400 has a point that should be improved in terms of physical properties and functions.
[0009]
In view of the above-mentioned problems, the present inventors have conducted research for many years on a builder that can follow the demand for a compact detergent.
[0010]
That is, an object of the present invention is to provide a composite alkali metal salt useful as a builder for a synthetic detergent having high water softening ability and excellent moisture absorption resistance, and a novel production method capable of industrially producing it. There is to do.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  The composite alkali metal salt to be provided by the present invention is:MHCO 3 (M represents Na, K or Li)Particles and, SiO 2 : M 2 Carbonation of a crystalline layered alkali silicate having an O molar ratio of 1.7 to 2.5: 1 yields a layered crystal structure.
Crystallinity (S:%) = (I 2 / I 1 ) × 100
(However, I 1 Is the highest X-ray diffraction intensity of crystalline layered alkali silicate, I 2 Is the highest X-ray diffraction intensity after carbonation of the crystalline layered alkali silicate) and the crystallinity of the alkali metal silicate amorphousized to 50% or lessA composite assembly comprising particles, the composite assembly being SiO2: M2 O:CO2It is characterized by having a molar ratio of 1.7 to 2.5: 1: 0.25 to 2.0 and a moisture absorption of 5% by weight or less.
[0012]
  The present invention also provides a method for producing a composite alkali metal salt, wherein carbon dioxide is introduced into crystalline layered alkali silicate in the presence of moisture to precipitate alkali carbonate crystal particles andcrystalThe disordered layered structure
Crystallinity (S:%) = (I 2 / I 1 ) × 100
(However, I 1 Is the highest X-ray diffraction intensity of crystalline layered alkali silicate, I 2 Is the highest X-ray diffraction intensity after carbonation of the crystalline layered alkali silicate).A structural feature is that the carbonation reaction is carried out until amorphous particles are obtained.
[0013]
Furthermore, a builder for a synthetic detergent to be provided by the present invention is characterized in that the composite alkali metal salt is used as an active ingredient.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The composite alkali metal salt according to the present invention is a powder of a composite salt of alkali carbonate and alkali silicate as described above. According to the powder method X-ray diffraction analysis of this powder, alkali carbonate is a crystalline particle, and in many cases, it is confirmed as a crystalline particle of alkali hydrogen carbonate.
[0015]
  Meanwhile, alkali silicateIs non-Crystalline particles. hereNonCrystalline particles
Crystallinity (S:%) = (I2/ I1) × 100
(However, I1Is the highest X-ray diffraction intensity of crystalline layered alkali silicate, I2Means the highest X-ray diffraction intensity after carbonation of the crystalline layered alkali silicate), and means an amorphous property having a crystallinity of 50% or less, preferably 30% or less.
[0016]
Next, the composite alkali metal salt according to the present invention is not based on a simple mixture of an alkali carbonate and an amorphous alkali silicate obtained from water glass as conventionally known. One major characteristic is that it has been converted into an aggregate.
[0017]
Therefore, because of this feature, particles having excellent cation exchange ability and moisture-resistant physical properties can be formed as described later.
[0018]
  Such composite aggregate SiO2: M2O (M is as defined above): CO2Is often in the range of (1.7-2.5): 1: (0.25-2.0), preferably (1.8-2.2): 1: It is in the range of (0.5 to 2.0). SiO, which is a quantitative indicator of alkali carbonate and alkali silicate2/ CO2Is often in the range of 1.0 to 10, preferably in the range of 1.0 to 3.0. The reason is greater than 10And nonThis is because the crystalline alkali silicate cannot be formed, and therefore the cation exchange ability and moisture absorption resistance are insufficient, and the advantage as a composite alkali metal salt cannot be obtained. This is because it is industrially difficult and is saturated with physical improvement.
[0019]
The composite alkali metal salt according to the present invention has the structural features as described above. Therefore, the cation exchange capacity (CEC) defined below is at least 200 mg-CaO / g, preferably 230 mg-CaO / g, and a moisture absorption rate as defined later, is not more than 5% by weight, preferably not more than 3% by weight, and has a remarkable function.
[0020]
Zeolite A or an alternative crystalline sodium disilicate (Na2Si2OFive) Has a CEC of about 150 mg-CaO / g, and the above-mentioned remarkable functions of the composite alkali metal salt according to the present invention are suitable as a builder for a synthetic detergent as compared with the hygroscopic resistance of sodium disilicate. Would be treated as When this composite alkali metal salt is used as a builder for a synthetic detergent, it goes without saying that if necessary, zeolite A, sodium disilicate (δ-Na2Si2OFive), Sodium tripolyphosphate, sodium pyrophosphate, sodium polyacrylate, various amino acid sodiums, sodium phosphonates, sodium carbonate, sodium percarbonate, sodium perborate, etc. Can be used in combination with other builder components.
[0021]
  As described above, the method for producing a composite alkali metal salt according to the present invention introduces carbon dioxide into the crystalline layered alkali silicate in the presence of water to precipitate alkali carbonate crystal particles, and the crystalline layered structure of alkali silicate. Irregularly
Crystallinity (S:%) = (I 2 / I 1 ) × 100
(However, I 1 Is the highest X-ray diffraction intensity of crystalline layered alkali silicate, I 2 Is the highest X-ray diffraction intensity after carbonation of the crystalline layered alkali silicate).The carbonation reaction is carried out until amorphous particles are obtained.
[0022]
The crystalline layered alkali silicate used as a starting material is not particularly limited as long as it has a high cation exchange capacity, but in many cases it is SiO 2.2/ M2The molar ratio of O (M is as defined above) is in the range of 1.7 to 2.5, especially sodium disilicate (δ-Na2SiO2OFive) And potassium disilicate (K2Si2OFive) Is preferred.
[0023]
Such crystalline alkali silicate may be modified by substituting a part of the crystal lattice with a component such as boron or aluminum as necessary. In order to adjust the basicity, other amorphous alkali silicates derived from caustic alkali or water glass, and other crystalline alkali silicates such as alkali metal silicates and orthosilicate alkalis are optionally added as necessary. Can be used as However, such auxiliary raw materials can be handled in the production process of the layered alkali silicate as the main raw material, and it is preferable.
[0024]
A method for producing the crystalline layered alkali silicate powder is known, and the main raw material in the present invention can also be easily obtained by this known method. For example, the following method is adopted:
That is, SiO2/ M2O molar ratio is 2.1-4.2, preferably 2.3-3.7, SiO 22An alkali silicate aqueous solution having a content of 23 to 38% by weight, or the above molar ratio, SiO 22A powdery alkali silicate having a content of 45 to 63% by weight and an auxiliary material such as an alkali agent or a modifier as described above are mixed as necessary, and the mixture is dried in the range of 100 to 350 ° C.
Next, the dried product is crystallized by baking at a temperature of 650 to 800 ° C. for Na salt, 500 to 650 ° C. for K salt, and 450 to 750 ° C. for mixed salt. The firing time is preferably in the range of 0.1 to 3 hours.
The crystal powder obtained is an alkali silicate having a layered structure and is a preferred starting material in the present invention.
[0025]
Carbonic acid gas is introduced into the crystalline layered alkali silicate according to the present invention in the presence of moisture to cause a carbonation reaction. Such carbonation is preferably performed with carbon dioxide gas containing 5 to 50 kPa of water vapor. The reason for this is that if the water vapor pressure becomes higher than the above range, for example, when alkali disilicate is carbonated, the reaction of the following formula (1) proceeds, the alkali silicate dissolves in the generated alkaline solution, and the original water There is a possibility of returning to glass, which is not preferable.
[0026]
[Chemical 1]
M2Si2OFive+ NH2O = MHSi2OFive+ MOH · (n-1) H2O ... (1)
[0027]
On the other hand, if the water vapor pressure in carbonation is too low, the reaction does not proceed and takes too much time, which is not industrially preferable.
[0028]
As an embodiment for carrying out such a carbonation reaction, for example, a method in which carbon dioxide gas is passed through desired warmed water is preferable because uniform carbonation proceeds.
[0029]
Carbonation in the present invention needs to be performed until the crystalline alkali silicate having a layered structure is substantially amorphized. In many cases, the carbonation of a stable composition can be carried out by continuing the carbonation until the water-containing carbon dioxide gas is substantially saturated with absorption.
[0030]
Thus, the crystalline alkali silicate becomes irregular with a regular layered structure and becomes substantially amorphous, and crystal grains of alkali carbonate, preferably MHCO.ThreeOf alkali hydrogen carbonate crystals are formed and converted to a composite alkali metal salt. Such a complex alkali metal salt has the above-described physicochemical characteristics and is optimal as a builder for a synthetic detergent.
[0031]
The composite alkali metal salt according to the present invention is based on the following theoretical basis.2Si2OFiveSuch an alkali silicate having a layered crystal structure is obtained by carbonation in the presence of water. That is, sodium disilicate Na, which has higher water softening ability than zeolite A2Si2OFive(Molecular weight 182) two Na ions exchange with one Ca. Thus, the theoretical exchange capacity is about 300 mg / g for CaO (molecular weight 56), but in practice only shows about half of this value due to solubility. Na2Si2OFiveIs carbonated in the presence of moisture, the reaction product (product molecular weight 244) obtained according to the following formula (2) can capture two Ca, and its theoretical fixed amount is 460 mg / g and Na2Si2OFive1.5 times higher than
[Chemical 2]
Na2Si2OFive+ H2O + CO2= NaHSi2OFive+ NaHCOThree  ・ ・ (2)
[0032]
Similarly, K2Si2OFiveHas a theoretical exchange capacity of 260 mg-CaO / g and its carbonated product (KHSi).2OFive+ KHCOThree) Is 410 mg-CaO / g, has a cation scavenging ability 1.6 times that of the former, and has a high water softening ability.
[0033]
One of its features is Na2Si2OFiveAnd K2Si2OFiveThe water-solubility, which is a drawback of the above, is suppressed by neutralization of alkali by carbonation, so that the hygroscopic property is almost lost and the powder solidification property is improved. The second feature is that the layered structure of the original is irregular.
This can be confirmed by a powder method X-ray diffraction pattern. The composite crystal of the present invention has NaHCO 3ThreeAnd KHCOThreeHowever, the original diffraction pattern and NaHSi2OFiveAnd KHSi2OFiveThere is no or no diffraction pattern, but the crystallinity is low. It is considered that the growth of carbonate crystals between layers breaks the silicic acid structure, and it is assumed that such an irregular silicic acid structure is useful for activating the ion exchange capacity.
[0034]
The third feature is that the water softening speed is extremely high. This is not due to the reaction rate of carbonate radicals and hard water components. This is because, in the case of carbonic acid radicals, it should show a two-stage phenomenon in which half of the water softening ability is initially manifested and then the silicate effect appears. However, in many cases, the composite alkali metal salt of the present invention instantly develops the entire water softening ability. From this, it is presumed that the irregularity of the above-mentioned layered structure of the active substance means a new structure that is advantageous for ion exchange, for example, a structure having an increased interlayer distance.
[0035]
Further, since the free alkali component also has a moderate basicity that is neutralized, it is possible to more preferably exert the function of the surfactant, and therefore, it is suitable as a builder for a synthetic detergent. It can be recommended as a builder who can follow the downsizing.
[0036]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples. In addition, the measured value in a present Example was measured by the method shown next.
[0037]
(1-a) Cation exchange capacity (CEC)
Weigh accurately 0.1 g of sample, NHFourCalcium chloride aqueous solution with 2 ml of Cl buffer solution (concentration is CaCOThree500 ppm, pH is about 10.5) and added to 100 ml, stirred at 25 ° C. for 10 minutes, filtered using a membrane filter (Advantic, manufactured by Nitrocellulose) having a pore size of 0.2 μm, The amount of Ca contained in 10 ml of the filtrate was measured by EDTA titration. From the value, the calcium ion exchange capacity (mg-CaO / g) of the sample was determined. NHFourCl buffer solution is reagent grade NHFour70 g of Cl and 570 ml of reagent-grade ammonia water were dissolved in pure water and prepared to a constant volume of 1 liter.
[0038]
(1-b) Cation exchange rate
0.25 g of sample is precisely weighed and the same NH as aboveFourCalcium chloride aqueous solution with 2 ml of Cl buffer solution (concentration is CaCOThreeAs 500 ppm) in 500 ml and at 25 ° C.2+Using an ion electrode, Ca over time2+Changes in ion concentration were measured. The change with time of the calcium ion exchange amount (mg-CaO / g) of the sample was calculated from the value. The measuring device used was a Horiba PH / ION METER F23 type.
[0039]
(2) Hygroscopicity
1.0 g of the sample is precisely weighed in a 100 ml beaker and stored in a constant temperature and humidity room at 30 ° C. and a relative humidity of 80%. The amount of weight increase after storage for 5 hours was precisely weighed to determine the weight increase rate (%) of the stored powder.
[0040]
Example 1
No. 3 sodium silicate [Nippon Chemical Industry Co., Ltd .: SiO2= 29.0%, Na2O = 9.5%, SiO2/ Na210 mol of O molar ratio = 3.15] was charged into a container, and 740 g of flake caustic soda [manufactured by Asahi Glass Co., Ltd .: NaOH = 99.5%] was charged with stirring, and heated to 80 ° C. to dissolve. This sodium silicate was put into a Teflon vat, dried with a dryer having a hot air temperature of 300 ° C., and pulverized to 1 mm or less to obtain powdered sodium silicate. Next, the obtained powdered sodium silicate was put in a nickel container, and baked at a temperature of 750 ° C. for 3 hours using an electric furnace for crystallization. The obtained crystalline layered sodium silicate was then pulverized to 1 mm or less. SiO of this crystalline layered sodium silicate2/ Na2The O molar ratio is 1.97, and the powder method X-ray diffraction pattern of this crystalline layered sodium silicate was measured.2Si2OFiveThe diffraction pattern was confirmed.
[0041]
100 g of this crystalline layered sodium silicate was charged into a container equipped with a stirrer, stirred, and passed through 40 ° C. warm water.2The gas was introduced into the container at 100 ml / min. The water vapor partial pressure at this time was 7 kPa. The weight of sodium silicate increased to 135 g, and there was no change in weight even when gas was further introduced. The powder method X-ray diffraction pattern of the obtained composite alkali metal salt is mainly NaHCO 3 as shown in FIG.ThreeDiffraction pattern of δ-Na2Si2OFiveIt was confirmed that the layered crystal structure of sodium silicate was broken only by showing traces. Further, CEC and moisture absorption weight increase rate were excellent values as shown in Table 1. The molar ratio of the composite alkali metal salt by chemical analysis is SiO2: Na2O: CO2Was 1.97: 1.0: 1.25.
[0042]
Comparative Example 1
Crystalline layered sodium silicate (δ-Na) which is an intermediate product of Example 12Si2OFive) Was used to measure CEC and hygroscopic weight gain, and the results obtained are shown in Table 1.
[0043]
Example 2
Potassium silicate [Nippon Chemical Industry Co., Ltd .: SiO2= 28.96%, K2O = 21.75%, SiO2/ K210 mol of O molar ratio = 2.09] was charged into a container, and 112 g of flake caustic potash (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd .: KOH = 99.5%) was added under stirring, and dissolved by heating to 80 ° C. This potassium silicate was dried with a spray dryer at an outlet hot air temperature of 110 ° C. to obtain powdered potassium silicate. Next, the powdered potassium silicate was taken in a nickel container, and baked for 1 hour at a temperature of 650 ° C. using an electric furnace to perform crystallization. The obtained crystalline layered potassium silicate was then pulverized to 1 mm or less. This crystalline layered potassium silicate SiO2/ K2The molar ratio of O was 2.0, and the powder method X-ray diffraction pattern of this crystalline layered potassium silicate was measured.2Si2OFiveThe diffraction pattern was confirmed.
[0044]
This crystalline layered potassium silicate 100 g was charged into a vessel equipped with a stirrer, stirred, and passed through 50 ° C. warm water.2The gas was introduced into the container at 100 ml / min. In addition, the water vapor partial pressure at this time was 12 kPa. The weight of potassium silicate increased to 148 g, and there was no change in weight even if gas was further introduced. The powder method X-ray diffraction pattern of the obtained composite alkali metal salt is mainly KHCO as shown in FIG.ThreeDiffraction pattern of2Si2OFiveThis diffraction pattern showed only traces. Further, CEC and the hygroscopic weight increase rate were excellent values as shown in Table 1. The molar ratio of this composite alkali metal salt by chemical analysis is SiO 22: K2O: CO2Was 2.0: 1.0: 1.5.
[0045]
Comparative Example 2
Crystalline layered potassium silicate (K) which is an intermediate product of Example 22Si2OFive) Was used to measure CEC and hygroscopic weight gain, and the results obtained are shown in Table 1.
[0046]
Example 3
No. 1 sodium silicate [Nippon Chemical Industry Co., Ltd .: SiO2= 32.0%, Na2O = 15.5%, SiO2/ Na2O molar ratio = 2.13] 4.53 kg and 15.0 kg of potassium silicate used in Example 2 were charged into a container, and 63 g of flake caustic soda and 168 g of flake caustic potash were charged with stirring, and heated to 80 ° C. to dissolve. . This potassium silicate soda was dried with a spray dryer at an outlet hot air temperature of 110 ° C. to obtain powdered potassium silicate soda. Further, the powdered potassium silicate and soda are dried for 30 minutes with a 300 ° C. blower dryer, and then the powdered potassium silicate and soda are put into a nickel container and are heated at a temperature of 550 ° C. for 1 hour using an electric furnace. Firing and crystallization were performed. The resulting crystalline layered potassium silicate soda was then ground to 1 mm or less. SiO of this crystalline layered potassium silicate soda2/ (Na2O + K2O) molar ratio is 2.0, and the molar ratio of potassium and soda is Na2O / K2The O was 0.33. The powder X-ray diffraction pattern shows a clear K as shown in FIG.2Si2OFiveDiffraction pattern and slight δ-Na2Si2OFiveDiffraction pattern.
[0047]
100 g of this crystalline layered potassium silicate / soda was charged into a vessel equipped with a stirrer, stirred, and passed through 50 ° C. warm water.2The gas was introduced into the container at 100 ml / min. In addition, the water vapor partial pressure at this time was 12 kPa. The weight of potassium silicate and soda increased to 175 g, and there was no change in weight even when gas was further introduced. The powder method X-ray diffraction pattern of the obtained composite alkali metal salt is mainly KHCO as shown in FIG.ThreeAnd NaHCOThreeDiffraction pattern of2Si2OFiveIt was confirmed that the layered crystal structure of potassium silicate and soda was broken only by showing traces. Further, CEC and the hygroscopic weight increase rate were excellent values as shown in Table 1. The molar ratio of this composite alkali metal salt by chemical analysis is SiO 22: M2O: CO2= 2.0: 1.0: 1.5.
[0048]
Comparative Example 3
Using the crystalline layered potassium silicate soda which is the intermediate product of Example 3, CEC and moisture absorption weight increase rate were measured, and the obtained results are shown in Table 1.
[0049]
Example 4
The same No. 1 sodium silicate 18.1 kg as in Example 3 and 5.0 kg of potassium silicate as in Example 2 were charged into a container, and 188 g of flake caustic soda and 56 g of flake caustic potash were added under stirring and dissolved by heating to 80 ° C. . This potassium silicate soda was placed in a Teflon vat, dried with a dryer having a hot air temperature of 300 ° C., and pulverized to 1 mm or less to obtain powdered potassium silicate soda. Next, the powdered potassium silicate soda was placed in a nickel container and baked for 1 hour at a temperature of 670 ° C. using an electric furnace to perform crystallization. The resulting crystalline layered potassium silicate soda was then ground to 1 mm or less. SiO of this crystalline layered potassium silicate soda2/ (Na2O + K2O) molar ratio is 2.0, and the molar ratio of potassium and soda is Na2O / K2It was 3.0 with O. When the powder method X-ray diffraction pattern of this crystalline layered potassium silicate and soda was measured, δ-Na2Si2OFiveAnd K2Si2OFiveIt was confirmed that a diffraction pattern of
[0050]
100 g of this crystalline layered potassium silicate / soda was charged into a vessel equipped with a stirrer, stirred, and passed through 50 ° C. warm water.2The gas was introduced into the container at 100 ml / min. In addition, the water vapor partial pressure at this time was 12 kPa. Potassium silicate and soda increase in weight up to 171g and no more CO2There was no change in weight even when the introduction of gas was continued. The powder method X-ray diffraction pattern of the obtained composite alkali metal salt is mainly KHCO.ThreeAnd NaHCOThreeThe diffraction pattern of Na2Si2OFiveThis diffraction pattern showed only traces, and it was confirmed that the layered crystal structure was broken. Further, CEC and moisture absorption weight increase rate were excellent values as shown in Table 1. The molar ratio of this composite alkali metal salt by chemical analysis is SiO 22: M2O: CO2= 2.0: 1.0: 1.5.
[0051]
Comparative Example 4
Using the crystalline layered potassium silicate soda that is an intermediate product of Example 4, CEC and moisture absorption weight increase rate were measured and listed in Table 1.
[0052]
[Table 1]
Figure 0003719548
[0053]
Example 5 and Comparative Example 5
The composite alkali metal salt obtained in Example 1 and δ-Na of Comparative Example 12Si2OFiveWas used to measure the cation exchange rate. The obtained results are shown in the graph of FIG. From the results shown in FIG. 5, it is clear that the composite alkali metal salt obtained in Example 1 can exhibit the full capacity of the Ca fixing ability instantaneously after the addition, and δ-Na that gradually exhibits the effect.2Si2OFiveIt was found that there was a great difference.
[0054]
Example 6
Carbonation of Example 1 was interrupted and δ-Na as in the powder X-ray diffraction pattern shown in FIG.2Si2OFiveThe remaining composite alkali metal salt was prepared. In addition, δ-Na used as a raw material2Si2OFiveThe X-ray diffraction pattern of the powder method shows the maximum X-ray diffraction line intensity (I1) Is 6500 cps, and the maximum X-ray diffraction line intensity (I2) Was 1300 cps, the crystallinity (S)% was 20%. When the CEC and moisture absorption weight increase rate of the obtained composite alkali metal salt were measured, they were 215 mg-CaO / g and 1.5% by weight. The molar ratio of the composite alkali metal salt by chemical analysis is SiO2: Na2O: CO2= 1.97: 1.0: 0.65.
[0055]
【The invention's effect】
According to the present invention, it has a high Ca ion exchange capacity, an excellent Ca ion exchange speed and an excellent moisture absorption resistance, and thus has a high water softening ability useful as a builder for synthetic detergents, and also has a moisture absorption resistance. It is possible to provide a composite alkali metal salt excellent in the above and a novel production method that can be advantageously produced industrially.
[Brief description of the drawings]
1 is a view showing a powder X-ray diffraction pattern of a composite alkali metal salt obtained in Example 1. FIG.
2 is a graph showing a powder X-ray diffraction pattern of a composite alkali metal salt obtained in Example 2. FIG.
3 is a graph showing a powder X-ray diffraction pattern of crystalline layered potassium silicate / soda used as a carbonation raw material in Example 3. FIG.
4 is a graph showing a powder X-ray diffraction pattern of a composite alkali metal salt obtained in Example 3. FIG.
5 is a graph showing the rate of cation exchange in Example 5 and Comparative Example 5. FIG.
6 is a graph showing a powder X-ray diffraction pattern of the composite alkali metal salt obtained in Example 6. FIG.

Claims (7)

MHCO (Mは、Na、KまたはLiを表す)で表される結晶性炭酸アルカリ金属塩の粒子と、SiO :M Oモル比=1.7〜2.5:1をもつ結晶性層状珪酸アルカリを炭酸化して層状結晶構造を
結晶化度(S:%)=(I /I )×100
(ただし、I は結晶性層状珪酸アルカリの最高X線回折強度、I は結晶性層状珪酸アルカリの炭酸化後の最高X線回折強度を言う)で示される結晶化度が50%以下へ非晶質化した珪酸アルカリ金属塩の粒子よりなる複合集合体であって、該複合集合体はSiO:M O:COモル比=1.7〜2.5:1:0.25〜2.0をもち、且つ吸湿率が5重量%以下であることを特徴とする複合アルカリ金属塩。
Crystalline alkali metal carbonate salt particles represented by MHCO 3 (M represents Na, K or Li) and crystallinity having a SiO 2 : M 2 O molar ratio = 1.7 to 2.5: 1 Carbonate layered alkali silicate to form layered crystal structure
Crystallinity (S:%) = (I 2 / I 1 ) × 100
(Where I 1 is the highest X-ray diffraction intensity of the crystalline layered alkali silicate , and I 2 is the highest X-ray diffraction intensity after carbonation of the crystalline layered alkali silicate). A composite aggregate composed of amorphous alkali metal silicate particles, wherein the composite aggregate is SiO 2 : M 2 O: CO 2 molar ratio = 1.7 to 2.5: 1: 0.25. A composite alkali metal salt having .about.2.0 and a moisture absorption of 5% by weight or less.
結晶性層状珪酸アルカリに水分の存在下で炭酸ガスを導入して炭酸アルカリの結晶粒子を析出すると共に珪酸アルカリの結晶性層状構造を不規則化して
結晶化度(S:%)=(I /I )×100
(ただし、I は結晶性層状珪酸アルカリの最高X線回折強度、I は結晶性層状珪酸アルカリの炭酸化後の最高X線回折強度を言う)で示される結晶化度が50%以下の非晶質粒子となるまで炭酸化反応を行うことを特徴とする複合アルカリ金属塩の製造方法。
Carbon dioxide gas is introduced into crystalline layered alkali silicate in the presence of water to precipitate alkali carbonate crystal particles and make the crystalline layered structure of alkali silicate irregular.
Crystallinity (S:%) = (I 2 / I 1 ) × 100
Where I 1 is the highest X-ray diffraction intensity of the crystalline layered alkali silicate , and I 2 is the highest X-ray diffraction intensity after carbonation of the crystalline layered alkali silicate. A method for producing a composite alkali metal salt, characterized by performing a carbonation reaction until amorphous particles are obtained.
結晶性層状珪酸アルカリは、SiO:MO(MはNa、KまたはLiを表す)モル比=1.7〜2.5:1を有するMSi(MはNa、KまたはLiを表す)を主組成とするものである請求項記載の複合アルカリ金属塩の製造方法。The crystalline layered alkali silicate is M 2 Si 2 O 5 (M is Na, K) having a SiO 2 : M 2 O (M represents Na, K or Li) molar ratio = 1.7 to 2.5: 1. Or Li represents)). The method for producing a composite alkali metal salt according to claim 2 . 結晶性層状珪酸アルカリの水分の存在下での炭酸化は、5〜50kPaの水蒸気を含有する炭酸ガスを該珪酸アルカリに常温下で導入することにより行われる請求項2または3記載の複合アルカリ金属塩の製造方法。  4. The composite alkali metal according to claim 2, wherein the carbonation of the crystalline layered alkali silicate in the presence of water is carried out by introducing carbon dioxide gas containing water vapor of 5 to 50 kPa into the alkali silicate at room temperature. Method for producing salt. 請求項1記載の複合アルカリ金属塩を有効成分とする合成洗剤用ビルダー。Claim 1 Symbol placement detergent builder a composite alkali metal salt of the active ingredient. 複合アルカリ金属塩はカチオン交換容量(CEC)が少なくとも200mg−CaO/gの値を有する請求項記載の合成洗剤用ビルダー。The builder for synthetic detergents according to claim 5, wherein the complex alkali metal salt has a cation exchange capacity (CEC) of at least 200 mg-CaO / g. 請求項または記載の合成洗剤用ビルダーに、ゼオライトA、二珪酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、アミノ酸ナトリウム及びホスホン酸ナトリウムからなる群から選択された少なくとも1種のビルダー成分を含有させてなることを特徴とする合成洗剤用ビルダー。The builder for synthetic detergent according to claim 5 or 6 , wherein at least one selected from the group consisting of zeolite A, sodium disilicate, sodium tripolyphosphate, sodium pyrophosphate, sodium polyacrylate, sodium amino acid and sodium phosphonate. A builder for a synthetic detergent characterized by containing a builder component.
JP13010796A 1996-05-24 1996-05-24 Composite alkali metal salt, method for producing the same, and builder for detergent Expired - Fee Related JP3719548B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13010796A JP3719548B2 (en) 1996-05-24 1996-05-24 Composite alkali metal salt, method for producing the same, and builder for detergent

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13010796A JP3719548B2 (en) 1996-05-24 1996-05-24 Composite alkali metal salt, method for producing the same, and builder for detergent

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09309719A JPH09309719A (en) 1997-12-02
JP3719548B2 true JP3719548B2 (en) 2005-11-24

Family

ID=15026127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13010796A Expired - Fee Related JP3719548B2 (en) 1996-05-24 1996-05-24 Composite alkali metal salt, method for producing the same, and builder for detergent

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3719548B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4185188B2 (en) * 1998-07-17 2008-11-26 花王株式会社 Composite powder
KR100366235B1 (en) * 2000-04-07 2003-01-09 김형식 Non-flammable compositions, a process for the production thereof and non-flammable materials treated therewith
CN114085714B (en) * 2021-11-30 2023-12-26 西安南风日化有限责任公司 Moisture-resistant washing powder and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09309719A (en) 1997-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH08277107A (en) Crystalline lamellar sodium silicate
JP2525342B2 (en) Synthetic inorganic builder and detergent composition
JP2001518877A (en) Novel hybrid zeolite-silica composition
KR20010076193A (en) Crystalline alkali metal phyllosilicate
JP3719548B2 (en) Composite alkali metal salt, method for producing the same, and builder for detergent
US6054106A (en) Magnesiosilicates
US4226636A (en) Production of calcium silicate having high specific bulk volume and calcium silicate-gypsum composite
JPS5850637B2 (en) How to wash and bleach textiles
EP0717769B1 (en) Crystalline sodium potassium silicates
JPH0437119B2 (en)
JP4016118B2 (en) Aluminosilicate
JP3760487B2 (en) Method for producing metal ion exchanger
JP4638979B2 (en) Silica-containing apatite
JP3270156B2 (en) Inorganic builder
JP3848757B2 (en) Inorganic composite
US3523764A (en) Process for the manufacture of magnesium aluminosilicate for medical uses
CA2147615A1 (en) Amorphous alkali metal silicate process and uses
JP2796774B2 (en) Detergent composition
KR20010074442A (en) Sparingly soluble alkali metal silicate
JPH04362011A (en) Amorphous aluminosilicate and its production
JP3323063B2 (en) Method for synthesizing crystalline silicate
CN1079370C (en) Method for producing crystalling inorganic ion exchange material
JP2769596B2 (en) Detergent composition
JP3335717B2 (en) Synthetic inorganic builder and detergent composition
JPH09202613A (en) Noncrystalline aluminosilicate and its production

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20041013

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050111

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050210

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050830

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050901

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090916

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090916

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100916

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100916

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110916

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees