JP4154543B2 - 安全で溶解性に優れた過炭酸ナトリウムの製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、過炭酸ナトリウム組成物およびその製造方法に関し、より詳細には、安全性が高く、水に対する溶解性に優れた過炭酸ナトリウム組成物であって、漂白剤組成物または漂白成分を含む洗剤として、家庭用あるいは業務用に好適に利用される過炭酸ナトリウム組成物およびその効率のよい製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
過炭酸ナトリウム自体は可燃物ではなく、単独では安全な化合物であるが、取扱い時あるいは貯蔵中に何らかの理由で可燃物と接触または混合すると、ある条件下では燃焼を促進することが起こり得る。
【0003】
過炭酸ナトリウムと可燃物とが混合した際の燃焼の危険性を低減する方法として、希釈剤を添加し有効酸素濃度を下げることが考えられ、一般に無機の希釈剤を添加する方法が試みられている。しかし、単に希釈剤の配合のみによる方法では希釈剤の多量の配合が必要となり、過炭酸ナトリウムの有効酸素濃度の低下により漂白力が低減する。また溶解性も悪化する傾向を示す。例えば特開昭58−204806号公報には塩化ナトリウム、硫酸ナトリウムを配合する方法が提起されているが、この方法では所望の危険性抑制効果を得るためには希釈剤の大量の配合が必要となり、有効酸素が低下し実用上満足出来ない。また、特開平2−296705号公報には重炭酸ナトリウムを過炭酸ナトリウムに添加することにより、可燃物と混合した場合においても燃焼が生起しにくくなることが開示されている。重炭酸ナトリウムは他の希釈剤に比べ燃焼を抑制する効果は大きいものの、希釈剤として添加した重炭酸ナトリウムの溶解性が悪く、重炭酸ナトリウム無添加の過炭酸ナトリウムに比べ溶解性は悪化する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
希釈剤の添加により、過炭酸ナトリウムと可燃物とが混合した際の助燃性を十分に低減するためには、希釈剤を多量に添加する必要があり、従って有効酸素濃度が著しく低下してしまう。一般には使用上の利便から有効酸素の高い過炭酸ナトリウムが要望されている。
【0005】
また、洗濯の際、ほとんどの場合に水道水を使用することから、過炭酸ナトリウムの冷水に対する溶解性も要望されている。更に過炭酸ナトリウムの用途によっては過炭酸ナトリウムを飽和溶解度付近の濃度にまで溶解して使用され、しかも迅速に溶解することが必要である。
【0006】
本発明は、できうる限り高い有効酸素を維持したまま、可燃物との混合の際の助燃性が十分に低減されていると共に、溶解性に優れた過炭酸ナトリウム組成物を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らはかかる問題を解決するため鋭意研究を行った結果、安全でしかも溶解性に優れた過炭酸ナトリウム組成物を得るためには、希釈剤として過炭酸ナトリウムの助燃性を抑制させることのできる重炭酸ナトリウムに着目し、粒径の大きな粒子の含有量が少なく、粒子形状が針状(針状結晶)で嵩比重の軽い重炭酸ナトリウムがその助燃性を抑制することに優れていることを見いだした。更にその過炭酸ナトリウムを加熱処理することにより溶解性も改善されることを見いだして、本発明を完成するに至った。
【0008】
すなわち、本発明は、目開き350μmの篩いを通過しない粒子が10重量%以下であり、嵩比重が0.6〜1.1であり、且つ粒子形状が針状又は板状である重炭酸ナトリウムを過炭酸ナトリウムに対し5〜50重量%配合し、80〜120℃の温度で10〜120分間加熱処理することを特徴とする過炭酸ナトリウム組成物の製造方法を提供するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明による過炭酸ナトリウム組成物は、過炭酸ナトリウムの安全性を高めるために、過炭酸ナトリウムに希釈剤として重炭酸ナトリウムを配合させたものである。そのために配合する重炭酸ナトリウムの粒度分布とその配合量とを特定したことを発明の特徴とするものである。
【0010】
すなわち、本発明においては、過炭酸ナトリウム組成物として安全であって、且つ過炭酸ナトリウムの溶解性を低下させないためから、重炭酸ナトリウムの粒度分布が、粒径350μm以上の粒子の含有量で表して、10重量%以下であり、好ましくは5重量%以下であることがよい。
また、上記する粒度分布による効果と同様に、安全性を付与させて、溶解性を低下させないためから、上記する重炭酸ナトリウムの配合量は、過炭酸ナトリウムに対して5〜50重量%の範囲であって、好ましくは7〜30重量%、更に好ましくは10〜30重量%、最も好ましくは15〜25重量%である。
【0011】
また、本発明において、過炭酸ナトリウムと重炭酸ナトリウムとの両者を均一に混ぜるためから、より好適には重炭酸ナトリウムの粒子形状が針状(針状結晶)又は板状(板状結晶)であり(なお、顕微鏡下で観察される粒子の外観形状が、柱状および角の取れた円柱状の米俵状をも含む)、且つその嵩比重が0.6〜1.1、好ましくは0.8〜1.0、さらに好ましくは0.8〜0.9であることがよい。
【0012】
そこで、過炭酸ナトリウムに重炭酸ナトリウムを配合させて過炭酸ナトリウム組成物を得る方法としては、過炭酸ナトリウムの湿潤結晶に重炭酸ナトリウムを添加して造粒する方法、また乾燥して得られた粉末および顆粒状の過炭酸ナトリウムに粉末混合する方法などが挙げられ、特に限定するものではないが、本発明では、重炭酸ナトリウムがより均一に配合されることから、前者の方法が好ましい。
【0013】
また、本発明によれば、上記する方法で得られた過炭酸ナトリウム組成物を加熱処理することにより、特に低温時の溶解性をさらに向上させることができる。そこで、本発明では、過炭酸ナトリウム組成物を80〜120℃の温度範囲で、10〜120分間の乾燥処理を行うことがよい。この加熱処理方法としては、特に限定するものではないが、過度の乾燥を避けるなどの理由から、過炭酸ナトリウム組成物に下方より加熱空気を吹き込んで流動させる流動乾燥法が好適である。
【0014】
また、本発明で使用する重炭酸ナトリウムは、工業用薬品でも、食品添加物品でも、その何れのグレードでもよい。またその使用方法として、重炭酸ナトリウムを単独で使用することが、過炭酸ナトリウムの安全性には有効であるが、必要に応じて重炭酸ナトリウムに他の希釈剤として炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウムなどの少なくとも一種を混ぜて使用することもできる。
【0015】
【実施例】
本発明を実施例、比較例により更に詳しく説明する。なお本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の%表示は特に記載がない限り重量%を表す。
【0016】
<粒度の測定方法>
JIS Z8801に準処して、試料の約100gを標準篩いに入れ、篩い振とう機で10分間振とうさせた後、各篩い上の試料重量をはかって粒度分布を測定する。
【0017】
<嵩比重の測定方法>
JIS K3362(合成洗剤試験方法)の嵩密度測定方法による。
【0018】
<溶解性試験>
溶解性試験を低温時(5℃、5%)および常温時(20℃、10%)の両者について以下のようにして測定する。
1リットルビーカーにそれぞれ5℃(±0.5℃)および20℃(±0.5℃)の水それぞれ950ミリリットルおよび900ミリリットルを入れ、旗型攪拌機を200rpmで攪拌し、その中にそれぞれ試料50gおよび100gを入れ、水溶液の電気伝導度の変化を読み取り、電気伝導度が一定となった時間を試料が完全に溶解した時間として測定し、低温時および常温時の溶解性を評価する。
【0019】
<燃焼試験>
目開き1180μmのふるいを通過した試料を乾燥シリカゲル入りデシケーター中に温度20±5℃で24時間以上保存し、その試料24gと目開き250μmふるい不通過、500μふるい通過の日本杉の辺材の木粉を105℃で4時間乾燥後、乾燥シリカゲル入りデシケターで24時間以上保存した木粉6gを混合し、高さと底辺の直径の比が1:1.75の円錐カップに入れ、これを断熱板の上に伏せ円錐の堆積を作り、温度20±5℃、湿度50±10%の雰囲気で1時間放置する。その後その堆積の基部に1000℃に加熱した円輪状のニクロム線を接触させ、着火、燃焼状態を観察する。木粉混合物に着火し、発炎が最後まで継続した場合を燃焼とする。試験は1試料につき10回行う。
【0020】
実施例1
攪拌機、温度計、冷却用外套を備えたステンレス鋼製の反応器に炭酸ナトリウム(Na2 CO3 )を12%、過酸化水素(H2 O2 )を2%含む反応溶液30リットルを調製した。次いで、この溶液を15〜20℃の温度に保持させながら、攪拌下に60%濃度の過酸化水素水2.5kgとNa2 CO3 3.0kgを約1時間かけて同時に添加し、更に上記温度の攪拌下で1時間熟成させた。
次いで、得られた反応スラリーを遠心分離機にかけて、湿潤な過炭酸ナトリウムを約3.5kgを得た。
この湿潤状態の過炭酸ナトリウムに粒子形状が針状(ただし、一部板状を含む)で350μm以上の粒子の含有率が3.8%、嵩比重0.84の重炭酸ナトリウムを過炭酸ナトリウムに対し15%添加し、バインダーを加え、更に水を加え含水率を10%に調整し30分間混練した。混練した湿潤塊を穴径1.0mmのスクリーンをつけた造粒機で押し出し造粒を行い、乾燥し、過炭酸ナトリウム組成物を得た。
この過炭酸ナトリウム組成物を流動乾燥機で下から100℃の熱風を35分吹き込み加熱処理を行った。
得られた過炭酸ナトリウム組成物について、溶解試験、燃焼試験を行って溶解性と安全性を評価した。その結果、低温時3分間で完全に溶解し、常温時1.5分間で完全に溶解した。また10回行った燃焼試験の全てが燃焼しない程の安全性を示した。
【0021】
実施例2
実施例1において、350μm以上の粒子の含有率が0.7%、嵩比重0.94の重炭酸ナトリウムを用いて、重炭酸ナトリウムを過炭酸ナトリウムに対し20%添加し、過炭酸ナトリウム組成物の加熱処理を90℃で30分間とした以外は、実施例1と同様に行ったものである。
同様にして過炭酸ナトリウム組成物の溶解性と安全性を評価した結果、低温時2.5分間、また常温時1.5分間でそれぞれ完全に溶解した。また10回行った燃焼試験の全てが燃焼しない程の安全性を示した。
【0022】
実施例3
実施例1において、350μm以上の粒子の含有率が8.0%、嵩比重0.87の重炭酸ナトリウムを用いて、重炭酸ナトリウムを過炭酸ナトリウムに対し25%添加し、過炭酸ナトリウム組成物の加熱処理を85℃で40分間とした以外は、実施例1と同様に行ったものである。
同様にして過炭酸ナトリウム組成物の溶解性と安全性を評価した結果、低温時3分間、また常温時2分間でそれぞれ完全に溶解した。また10回行った燃焼試験の全てが燃焼しない程の安全性を示した。
【0023】
実施例4
実施例1において、350μm以上の粒子の含有率が3.8%、嵩比重0.84の重炭酸ナトリウムを用いて、過炭酸ナトリウム組成物の加熱処理を100℃で20分間とした以外は、実施例1と同様に行ったものである。
同様にして過炭酸ナトリウム組成物の溶解性と安全性を評価した結果、低温時3分間、また常温時1.5分間でそれぞれ完全に溶解した。また10回行った燃焼試験の全てが燃焼しない程の安全性を示した。
【0024】
実施例5
実施例1において、重炭酸ナトリウムの粒子形状が米俵状(一部柱状を含む)で、350μm以上の粒子の含有率が5.9%、嵩比重1.04の重炭酸ナトリウムを用いて、過炭酸ナトリウム組成物の加熱処理を100℃で30分間とした以外は、実施例1と同様に行ったものである。
同様にして過炭酸ナトリウム組成物の溶解性と安全性を評価した結果、低温時3.5分間、また常温時2分間でそれぞれ完全に溶解した。また10回行った燃焼試験の全てが燃焼しない程の安全性を示した。
【0025】
参考例1
実施例1において、350μm以上の粒子の含有率が8%、嵩比重0.87の重炭酸ナトリウムを用いて、重炭酸ナトリウムを過炭酸ナトリウムに対し25%添加し、過炭酸ナトリウム組成物の加熱処理を70℃で5分間とした以外は、実施例1と同様に行ったものである。同様にして過炭酸ナトリウム組成物の溶解性と安全性を評価した結果、低温時4.5分間、また常温時2分間でそれぞれ完全に溶解した。また10回行った燃焼試験の全てが燃焼しない程の安全性を示した。
【0026】
参考例2
実施例1において、350μm以上の粒子の含有率が3.8%、嵩比重0.84の重炭酸ナトリウムを用いて、重炭酸ナトリウムを過炭酸ナトリウムに対し20%添加し、過炭酸ナトリウム組成物の加熱処理を90℃で130分間とした以外は、実施例1と同様に行ったものである。同様にして過炭酸ナトリウム組成物の溶解性と安全性を評価した結果、低温時4分間、また常温時2分間でそれぞれ完全に溶解した。また10回行った燃焼試験の全てが燃焼しない程の安全性を示した。
【0027】
比較例1
実施例1で使用した湿潤状態の過炭酸ナトリウムに希釈剤の重炭酸ナトリウムを添加しなかった以外は実施例1と同様に造粒、乾燥し過炭酸ナトリウム組成物を得た。得られた過炭酸ナトリウム組成物について、溶解試験、燃焼試験を行って溶解性と安全性を評価した。その結果、低温時2.5分間、また常温時1.5分間でそれぞれ完全に溶解したものの、10回行った燃焼試験では、全てが燃焼してしまい、上記実施例1〜5に比べて安全性が著しく低下している。
【0028】
比較例2
実施例1において、重炭酸ナトリウムの粒子形状が米俵状(一部柱状を含む)で、350μm以上の粒子の含有率が15.4%、嵩比重1.12の重炭酸ナトリウムを用いて、過炭酸ナトリウム組成物の加熱処理を100℃で30分間とした以外は、実施例1と同様に行ったものである。得られた過炭酸ナトリウム組成物について、同様にして溶解性と安全性を評価した。その結果、過炭酸ナトリウム組成物が完全に溶解するに低温時6.5分間、また常温時3.5分間もそれぞれ要し、上記実施例1〜5に比べて溶解性が極端に低下している。なお、10回行った燃焼試験では、全てが燃焼しなかった。
【0029】
比較例3
比較例2において、過炭酸ナトリウム組成物の加熱処理を70℃で5分間とした以外は、比較例2と同様に行ったものである。
その結果、過炭酸ナトリウム組成物の溶解時間は比較例2と同様に低温時6.5分間、また高温時3.5分間を要し、溶解性も安全性も比較例2と変わらなかった。
【0030】
【発明の効果】
本発明による過炭酸ナトリウム組成物は、配合する重炭酸ナトリウムの粒度分布および配合量を特定したことにより、安全で溶解性に優れたものとなり、漂白剤や洗浄剤に好適に用いることができる。
Claims (1)
- 目開き350μmの篩いを通過しない粒子が10重量%以下であり、嵩比重が0.6〜1.1であり、且つ粒子形状が針状又は板状である重炭酸ナトリウムを過炭酸ナトリウムに対し5〜50重量%配合し、80〜120℃の温度で10〜120分間加熱処理してなることを特徴とする過炭酸ナトリウム組成物の製造方法。
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