JP4187995B2

JP4187995B2 - アニオン界面活性剤粉粒体の製造法

Info

Publication number: JP4187995B2
Application number: JP2002117931A
Authority: JP
Inventors: 一仁三好; 久憲羽木
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2002-04-19
Filing date: 2002-04-19
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2022-04-19
Also published as: JP2003313599A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、衣料用洗剤、台所用洗剤、歯磨き用発泡剤、粉末シャンプー、重合用乳化剤、セメント用発泡剤等に好適に使用しうるアニオン界面活性剤粉粒体の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
アニオン界面活性剤粉粒体は、他の界面活性剤又はビルダーと混合することにより、衣料用洗剤、台所用洗剤等をはじめ、歯磨き用発泡剤、粉末シャンプー、洗浄剤等に使用されている。
【０００３】
アルキル硫酸エステル塩等のアニオン界面活性剤は、常法で合成すると、スラリー状となるため、アニオン界面活性剤粉粒体は、例えば、粘度を考慮して、水分含有量６０〜７０重量％の低濃度スラリーを噴霧乾燥させる方法（特開昭５５−６９６９８号公報、特開昭５３−３９３０７号公報）、アルキル硫酸エステル塩のスラリーの粘度の極小値を利用して固形分濃度６０〜８０重量％の高濃度スラリーを噴霧乾燥させる方法（特開昭５４−１０６４２８号公報）、水分含有量２０〜３５重量％の高濃度洗剤ペースト原料を真空薄膜乾燥機を用いて乾燥させる方法（特開平２−２２２４９８号公報）等の方法で乾燥することにより製造される。
【０００４】
このような乾燥を行う際に、アニオン界面活性剤スラリーが気泡を含有しているため、例えば、減圧下で乾燥すると、アニオン界面活性剤スラリー中の水分が気化・蒸発すると同時に、含有している気泡が体積膨張を引き起こし、あたかも発泡しているかのようになり、体積が２倍以上になることが観察されている。
【０００５】
従って、定容積式の乾燥機（回分式の乾燥機等）の場合、発泡することを考慮して、仕込量を少なくしなければならず、乾燥機容積を有効に活用できず、生産性が極端に低下してしまう。
【０００６】
本発明の課題は、乾燥負荷が低く、乾燥装置の規模も小さくすることができ、生産効率の良好な、アニオン界面活性剤粉粒体の製造法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アニオン界面活性剤及び溶剤を含有する混合物から、乾燥により溶剤の少なくとも一部を除去して、アニオン界面活性剤粉粒体を製造する方法であって、乾燥する前に脱泡を行う、アニオン界面活性剤粉粒体の製造法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明において、アニオン界面活性剤は、特に限定されるものではなく、例えばアルキル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−スルホ脂肪酸エステル塩等が挙げられ、アルキル硫酸エステル塩及びポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩が好ましい。塩としては、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アルカノールアミン塩等が挙げられ、ナトリウム塩やカリウム塩等のアルカリ金属塩が好ましい。アニオン界面活性剤は、１種又は２種以上の混合物を用いることができる。
【０００９】
アルキル硫酸エステル塩及びポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩は、いずれも、例えば、高級アルコール、又は高級アルコールに酸化エチレン、酸化プロピレン等の酸化アルキレンを付加した付加物を硫酸化し、さらに中和することにより得られる。なお、硫酸化反応時には、１０重量％以下、好ましくは５重量％以下の範囲内で未反応物が存在していてもよい。
【００１０】
アルキル硫酸エステル塩の例としては、式（Ｉ）：
（Ｒ¹−ＯＳＯ₃）_mＭ¹ （Ｉ）
（式中、Ｒ¹は炭素数８〜２４、好ましくは８〜１８の直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基又はアルケニル基、Ｍ¹はアルカリ金属、アルカリ土類金属又はアルカノール置換若しくは無置換のアンモニウム基、ｍはＭ¹の価数であって１又は２を示す。）
で表される化合物等が挙げられる。
【００１１】
また、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩の例としては、式(II)：
（Ｒ²Ｏ−（ＡＯ）_nＳＯ₃）_pＭ² （II)
（式中、Ｒ²は炭素数８〜２４、好ましくは８〜１８の直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基又はアルケニル基、Ａは炭素数２〜４のアルキレン基を示し、ｎ個のＡは同一であっても異なっていてもよい。ｎはアルキレンオキサイドの平均付加モル数を示す０．５〜２０の数である。Ｍ²はアルカリ金属、アルカリ土類金属又はアルカノール置換若しくは無置換のアンモニウム基、ｐはＭ²の価数であって１又は２を示す。）
で表される化合物等が挙げられる。
【００１２】
なお、式(II)において、ＡＯとしては、エチレンオキシ基、プロピレンオキシ基、ブチレンオキシ基等が挙げられる。ｎは１〜１０が好ましい。
【００１３】
本発明のアニオン界面活性剤及び溶剤を含有する混合物は、アニオン界面活性剤の一部又は全部が溶剤に溶解したものであってもよく、スラリー状であってもよい。
【００１４】
溶剤としては、水、低級アルコール、ケトン等の極性有機溶剤、それらの混合溶剤等が挙げられる。それらの中では、水を含有する溶剤が好ましく、特に好ましくは水である。
【００１５】
また、本発明においては、必要により、アニオン界面活性剤以外にも、その他の添加剤を混合物に添加することができる。
【００１６】
その他の添加剤としては、例えば、ケイ酸塩、炭酸塩、セスキ炭酸ナトリウム、セスキ炭酸カリウム、セスキ炭酸マグネシウム等のセスキ炭酸塩等のアルカリ化剤、クエン酸塩、ゼオライト等の２価金属イオン捕捉剤、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース等の再汚染防止剤、その他、ケーキング防止剤、酸化防止剤等が挙げられる。かかるその他の添加剤は、本発明の目的が阻害されない範囲内で用いることができる。
【００１７】
また、本発明においては、混合物には無機塩が存在していてもよい。無機塩の代表例としては、例えば、塩化ナトリウム、芒硝等が挙げられる。これらの無機塩は、そのままの状態で添加してもよいが、反応によって副生させてもよい。例えば、乾燥原料の色相改善の目的で、ＮａＣｌＯ（次亜塩素酸ナトリウム）を添加した場合には、ＮａＣｌ（塩化ナトリウム）が副生する。このように次亜塩素酸ナトリウムを添加し、塩化ナトリウムを無機塩として副生させる方法は、脱色も兼ねるので、本発明において好ましい方法である。
【００１８】
無機塩の添加量は、本発明の目的が阻害されない範囲内であればよく、特に限定されないが、通常、アニオン界面活性剤１００重量部に対して１０重量部以下、好ましくは２重量部以下であることが、アニオン界面活性剤の固形分量を高く保つ点で望ましい。
【００１９】
本発明において目的とするアニオン界面活性剤粉粒体とは、溶剤が充分に除去された、いわゆる乾燥状態にあるものをいう。より具体的には、混合物における溶剤の含有量は、５重量％以下が好ましく、１重量％以下がより好ましい。
【００２０】
本発明においては、このようなアニオン界面活性剤及び溶剤を含有する混合物を、乾燥する前に脱泡を行う。
【００２１】
脱泡を行う際のアニオン界面活性剤と溶剤との混合物中のアニオン界面活性剤の濃度（固形分濃度、以下同じ）には、特に限定はないが、０重量％を超え、９５重量％未満であることが好ましく、作業効率及びエネルギー負荷を考慮すれば、６０〜９５重量％がより好ましく、７０〜９５重量％が特に好ましい。
【００２２】
一方、混合物中の溶剤の含有量にも特に限定はないが、不純物等の量やエネルギー負荷を低減させ、ハンドリングを容易にする観点から、好ましくは４０重量％以下、更に好ましくは３０重量％以下である。
【００２３】
本発明において、脱泡は、特に限定されないが、例えば常法で合成されたスラリー状のアニオン界面活性剤及び溶剤を含む混合物を、脱泡機に導入することにより行う。
【００２４】
脱泡機としては、デアレータが好ましく、特に側面が開放されているフラットプレートを有するデアレータが好ましい。
【００２５】
即ち、図１に示すような通常のデアレータを用いて、減圧下で脱泡を行うと、脱泡と同時に溶剤蒸発（留去）が起こり、アニオン界面活性剤の温度低下による粘性の上昇等が起こるので、デアレータ内に分配器として設置されている、図２に示すようなスクリーンを閉塞してしまう恐れがある。従って、通常のデアレータに設置されているスクリーンを外して、図３又は図４に示すような、側面が全くないフラットプレートや、側面が棚状になっているフラットプレート等の側面が開放されているフラットプレートを有するデアレータを用いると、安定かつ連続的に脱泡が行えるので好ましい。
【００２６】
脱泡時における混合物の温度には特に制限がなく、混合物が固化する以上の温度であればよく、また、アニオン界面活性剤の分解や劣化を防止する観点から、例えば、アニオン界面活性剤としてアルキル硫酸エステル塩を用いた場合には、脱泡時における混合物の温度は、１５０℃以下が好ましく、１２０℃以下が更に好ましい。
【００２７】
脱泡にデアレータを用いた場合、脱泡時にデアレータ内の操作圧力は特に制限はないが、より低圧力の方が脱泡及び水分蒸発の効果からみて望ましい。しかし、あまり低すぎると、アニオン界面活性剤の温度が低下しすぎて、固化してしまい、デアレータ下部から抜き出せなくなる場合も起こりうる。
【００２８】
また、本発明における脱泡においては、減圧条件に応じて、溶剤の気液平衡温度以上でアニオン界面活性剤及び溶剤を含有する混合物をデアレータに導入することにより溶剤蒸発が起こり、例えば、水溶媒の場合には、脱泡条件下でも乾燥も促進されるので好ましい。
【００２９】
また混合物をデアレータに仕込む際の仕込量は、デアレータの大きさにより異なり特に限定されないが、５０〜５００ｋｇ／ｈが好ましく、１００〜３００ｋｇ／ｈが更に好ましい。
【００３０】
本発明においては、脱泡後、乾燥を行う。乾燥方法としては、特に限定されず、回転薄膜蒸発機、ベルト式連続真空乾燥機等の連続式乾燥機や、ミキサー真空乾燥機、マイクロ波造粒乾燥機、混合乾燥機等のバッチ式の乾燥機を使用する方法があり、定容積式乾燥機を用いる乾燥が好ましく、マイクロ波を照射することによる乾燥が更に好ましい。
【００３１】
マイクロ波照射により、混合物は、その内部からも均一に加熱されるので、内部からも溶剤が留去し、混合物がポーラスになり、溶解性に優れた粉粒体が得られる。マイクロ波の周波数は、３００〜３００００ＭＨｚが好ましく、３００〜１００００ＭＨｚが更に好ましい。
【００３２】
乾燥時における混合物の温度には特に制限がなく、かかる温度は、常温以上であればよく、また、アニオン界面活性剤の分解や劣化を防止する観点から、例えば、アニオン界面活性剤としてアルキル硫酸エステル塩を用いた場合には、乾燥時における混合物の温度は、１５０℃以下が好ましく、１２０℃以下が更に好ましい。また、マイクロ波の照射は、減圧下、好ましくは４〜１００ｋＰａ、更に好ましくは４〜５５ｋＰａの圧力で行うことが好ましい。
【００３３】
本発明において、溶剤の少なくとも一部が除去されたとは、混合物中の溶剤の全部又は一部が除去されたことを意味し、除去される量は、通常、最終的に目的とする粉粒体が得られる量である。
【００３４】
【実施例】
比較例１
アニオン界面活性剤として、炭素数１０〜１６のアルキル硫酸ナトリウム塩（平均分子量３００）を用い、その濃度が７２．３重量％であるアニオン界面活性剤スラリー［アニオン界面活性剤１００重量部あたりの未反応アルコール量１．９重量部、アニオン界面活性剤スラリーにおける水分含有量２７．７重量％、ｐＨ（１０重量％水溶液）１０．９、温度７０℃］２００ｋｇを実有効容積８００Ｌのマイクロ波造粒乾燥機［深江パウテック（株）製ＦＭＤ−１０００ＪＥ型］に仕込み、ジャケット温度８５℃、アジテータ回転数１３０ｒ／ｍｉｎ、チョッパー回転数２００ｒ／ｍｉｎの条件下で、圧力を下げてゆき、乾燥機上部に設置した覗き窓（ガラス製）から体積膨張を目視にて確認していった。
【００３５】
その結果、圧力が４０ｋＰａになったところで、乾燥機上部まで体積膨張することが判った。
【００３６】
その圧力で、マイクロ波周波数２４５０ＭＨｚを出力６ｋＷの条件で乾燥を継続した結果を表１に示す。この結果から、乾燥工程▲３▼までのトータルの乾燥時間は５．０時間かかり、乾燥の生産性は４０ｋｇ／ｈであった。
【００３７】
また、乾燥工程▲４▼を４時間行い、未反応アルコール量は最終０．４重量％であった。
【００３８】
【表１】

【００３９】
実施例１
比較例１と同一アニオン界面活性剤スラリーを、デアレータ（荏原製作所製の連続真空脱気装置エバラデアマイルドＵＣＤ２よりスクリーンを取り外した、図３に示すフラットプレートを使用、ジャケットには５０〜６０℃の温水を循環、圧力は１．３３ｋＰａ）に１１８ｋｇ／ｈで送液し、連続で脱泡後、連続で排出し、比較例１と同様の乾燥機に２０３ｋｇ仕込んだ。この時の水分量は２３．７重量％、アニオン界面活性剤の温度は４６〜４７℃であった。
【００４０】
仕込み終了後、引き続き比較例１と同条件で乾燥を行った。その結果を表２に示す。尚、脱泡を行ったことにより、乾燥工程▲１▼の圧力条件を１３．３ｋＰａまで減圧しても乾燥機上部で体積膨張することはなかった。この結果から、乾燥工程▲３▼までのトータルの乾燥時間は３．２時間かかり、乾燥の生産性は６３ｋｇ／ｈであり、比較例１よりも生産性が向上した。
【００４１】
また、乾燥工程▲４▼を４時間行い、未反応アルコール量は最終０．５重量％であった。
【００４２】
尚、比較例１および実施例１において、粉粒化したアニオン界面活性剤の品質は同等であった。
【００４３】
【表２】

【００４４】
実施例２
比較例１と同一アニオン界面活性剤スラリーを、実施例１と同様のデアレータに１３２ｋｇ／ｈで送液し、連続で脱泡後、連続で排出し、比較例１と同様の乾燥機に３５１ｋｇ仕込んだ。この時の水分量は１６．４重量％、温度は４９〜５３℃であった。従って、実施例１における乾燥工程▲１▼を省略することができた。
【００４５】
仕込み終了後、引き続き比較例１と同条件で乾燥を行った。その結果を表３に示す。この結果から、乾燥工程▲３▼までのトータルの乾燥時間は４．４時間かかり、生産性は８０ｋｇ／ｈであり、実施例１よりも生産性が向上した。また、脱泡を行うことにより比較例１と同一乾燥機でありながら、約１．８倍量の原料を仕込み、安定に乾燥することができた。
【００４６】
また、乾燥工程▲４▼を４時間行い、未反応アルコール量は最終０．７重量％であった。
【００４７】
【表３】

【００４８】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、乾燥負荷が低く、乾燥装置の規模も小さくすることができ、生産効率の良好な、アニオン界面活性剤粉粒体の製造法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】通常のデアレータの一例を示す略示図である。
【図２】通常のデアレータに設置されているスクリーンの一例を示す略示図である。
【図３】本発明に用いるデアレータのフラットプレートの一例を示す略示図である。
【図４】本発明に用いるデアレータのフラットプレートの他の例を示す略示図である。

Claims

アニオン界面活性剤及び溶剤を含有する混合物から、乾燥により溶剤の少なくとも一部を除去して、アニオン界面活性剤粉粒体を製造する方法であって、側面が開放されているフラットプレートを有するデアレータを用いて脱泡を行った後にバッチ式の乾燥機を使用して乾燥を行う、アニオン界面活性剤粉粒体の製造法。
乾燥を、定容積式乾燥機を用いて行う、請求項１記載の製造法。
乾燥を、マイクロ波を照射することにより行う、請求項１又は２記載の製造法。