JP4596132B2 - 溶解性に優れ、粒子強度の強い過炭酸ナトリウム粒子 - Google Patents

Description

本発明は水に対する溶解性に優れ、粒子強度が強く磨耗しにくい過炭酸ナトリウム粒子の製造方法に関する。本発明の過炭酸ナトリウム粒子は漂白剤組成物として好適に利用される。

過炭酸ナトリウムは炭酸ナトリウムに過酸化水素を付加して製造される。使用中、使用後に有害な塩素あるいは塩素化合物が生成する塩素系漂白剤と異なり、過炭酸ナトリウムは分解生成物は主に水と酸素であることから、環境に対する影響が少なく、酸素系漂白剤として幅広く利用されている。

過炭酸ナトリウムは一般的に漂白剤として水に溶解して用いられるが、過炭酸ナトリウムは温水に対する溶解性は良いものの低温の水には比較的溶けにくい。また色柄の衣服等に付着して部分的に漂白剤成分濃度が高くなることから、脱色や繊維強度の低下等を起こさないために、溶解性の向上と溶け残りがないことが求められている。また過炭酸ナトリウムは粉末状で取り扱われるため、使用の際の粉立ちの少ないことも求められている。

過炭酸ナトリウムの低温での溶解性を向上させる方法の一つとして、加熱処理を行い過炭酸ナトリウムに発泡性を持たせる方法が挙げられる（特許文献１参照）。しかし、加熱による発泡性の付与だけで所望の溶解性を得るためには高温で長時間の加熱処理が必要となり、その間に有効酸素の分解が進み有効な手段ではない。また加熱処理により過炭酸ナトリウムの粒子強度が弱くなり、取り扱い中に破砕、磨耗による微粉が多量に発生し、粉立ちが多くなることも問題となる。

界面活性剤を添加して浮上性をもたせ、これを加熱処理して溶解性を良くする方法も提案されているが、粒子強度が弱くなり破砕、磨耗による微粉発生で粉立ちが多くなる問題は解決されない（特許文献２参照）。また、過炭酸ナトリウム粒子を金属塩で被覆し、処理温度を９５℃〜１０５℃とすることで水に溶解した際に発泡して溶解させる方法が開示されているが、溶解性は不十分で更なる改良が求められている（特許文献３参照）。
特開昭５４−４３１９９号公報 特公昭６２−１４４８５号公報 特開平１０−１９４７１０号公報

本発明の目的は、従来技術における上記のような問題を解決し、水に溶解する際の溶解性に優れ、かつ粒子強度が強く、粉立ちの少ない過炭酸ナトリウム粒子を提供することにある。

本発明者らはかかる問題を解決するため鋭意検討を行い、本発明を完成させた。すなわち本発明は、過炭酸ナトリウム粒子に被覆剤として炭酸アルカリ金属塩、重炭酸アルカリ金属塩、硫酸アルカリ金属塩、珪酸アルカリ金属塩より選ばれた少なくとも１種類以上を被覆し、被覆後の加熱処理を９５℃〜１２０℃で行い、冷却後非イオン界面活性剤を過炭酸ナトリウム粒子に対して０．１重量％から０．５重量％未満添加し、さらに該冷却後または該界面活性剤添加後に篩い分けにより２，０００μｍ以上の大粒子が１％以下であり、１８０μｍ以下の微粒子が３％以下であることを特徴とし、下記の式（１）で定義される崩壊性が０．１％〜１．５％である過炭酸ナトリウム粒子の製造方法に関するものである。

（振とう後の微粉発生量（ｇ）：篩で１８０μｍ以下の粒径をカットした試料１００ｇを５００ｍｌポリエチレン製広口瓶に入れ、振とう機により１０分間振とう後、１８０μｍの篩で篩分け、１８０μｍ以下の微粉発生量を測定したもの。）

本発明の過炭酸ナトリウム粒子は、水に溶解する際に発泡するとともに水中で浮上しながらすばやく溶ける。また底に沈降しての溶け残り分が極めて少なく、特に攪拌がない、あるいは攪拌をほとんど行わない状態での溶解性に優れている。しかも本発明品は粒子強度が強く、破砕、磨耗による微粉発生が少なく取り扱いに際しての粉立ちが少ない。

本発明をさらに詳しく説明する。過炭酸ナトリウム結晶は水中で炭酸ナトリウムと過酸化水素を反応させ、析出した結晶を遠心分離機等で分離し、得られた過炭酸ナトリウム結晶を用いて造粒を行う。造粒は捏別和式造粒機による凝集造粒、スクリーンを有する押し出し造粒機による押し出し造粒など挙げられるが限定しない。造粒時に過炭酸ナトリウムの助燃性を低減するための希釈剤として、無機塩を添加することができる。具体例としては炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、硫酸ナトリウムなど挙げられる。また造粒の際に各種バインダーが使用でき、無機系バインダーとして珪酸塩、マグネシウム塩などが、有機系バインダーとしてポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロースなどが挙げられるが限定はしない。

造粒した過炭酸ナトリウム粒子は乾燥した後、過炭酸ナトリウム粒子を炭酸アルカリ金属塩、重炭酸アルカリ金属塩、硫酸アルカリ金属塩、珪酸アルカリ金属塩より選ばれた少なくとも１種類以上で被覆する。具体例として炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、硫酸ナトリウム、珪酸ナトリウムなどが挙げられる。被覆は過炭酸ナトリウム粒子を加熱空気で流動させ、被覆剤を水溶液で噴霧する方法が一般的であるが限定はしない。被覆剤の量は過炭酸ナトリウムに対して１重量％〜２０重量％であり、好ましくは１重量％〜１０重量％である。被覆量が１％以下であると所望の粒子強度が得られず、被覆量が２０％を超えると過炭酸ナトリウム粒子の真比重が増し、水に溶解した際に浮上しにくくなり溶解性が劣る。

次いで、被覆した過炭酸ナトリウム粒子を加熱処理する。加熱温度は９５℃〜１２０℃、好ましくは１００〜１０５℃である。加熱後は、有効酸素の分解を抑制するために直ちに冷却する。冷却方法は空気をそのまま、あるいは除湿して用いる方法、窒素を使用する方法等が挙げられるが限定はしない。冷却後の温度は４０℃以下にするのが好ましい。

次いで、加熱処理した過炭酸ナトリウム粒子に非イオン界面活性剤を添加する。本発明で用いる非イオン界面活性剤は、Ｃ８〜Ｃ２２の直鎖又は分岐鎖をもつ高級アルコールのエチレンオキサイドの付加物（付加モル数５〜２０）、あるいはＣ８〜Ｃ２２の直鎖又は分岐鎖をもつ高級アルコールとエチレンオキサイドとプロピオンオキサイドのブロック共重合体からなるプルロニック型の界面活性剤などが挙げられるが限定はしない。

非イオン界面活性剤の添加は噴霧ノズルにより噴霧を行うため液状のものか、水溶液あるいは懸濁液とするか、温度を融点以上にあげて液状にして用いる。界面活性剤の噴霧は界面活性剤が粘性を帯びているため圧縮空気を用いて噴霧する二流体ノズルが好適で、二流体ノズルを用いることにより微細な噴霧粒径の界面活性剤が添加できる。噴霧する非イオン界面活性剤の量は過炭酸ナトリウム粒子に対し０．１重量％〜０．５重量％であり、好ましくは０．２重量％〜０．４重量％である。界面活性剤の添加量が０．１％以下であれば浮上性の効果が小さい一方で、０．５重量％以上添加しても性能が変わらないことから、経済的な観点から必ずしも必要でない。

処理した過炭酸ナトリウム粒子は、篩分けにより大粒子と微粒子を除去する。除去後の２，０００μ以上の大粒子は１重量％以下であり１８０μ以下の微粒子は３重量％以下である。２，０００μを越える大粒子が多いと崩壊し易く浮上性が著しく低下する。一方１８０μｍより小さい微粉が多いと粉立ちが多くなる。なお、この篩い分けによる大粒子と微粒子の除去は加熱処理の冷却後、あるいは非イオン界面活性剤添加後のいずれで行ってもよい。篩い分けの方法としては、上網目開き１４００μｍ、下網目開き２５０μｍを設置した振動篩を用いることが挙げられる。

本発明で得られた過炭酸ナトリウム粒子は、前記の崩壊性が０．１％〜１．５％、好ましくは０．３〜１．０％である。０．１％より小さくしても、発泡浮上性に更なる改善は見られず、１．５％を超えると粉立ちが著しく大きくなる。

また、本発明の方法で得られた過炭酸ナトリウム粒子は、界面活性剤、活性化剤、安定化剤、香料等の成分を加えて衣料用の漂白剤組成物とすることができる。また、この他にも台所用漂白剤、風呂釜洗浄剤、排水管クリーナー、洗濯槽クリーナー等の種々の用途に利用できる。

次いで本発明の方法を実施例、比較例により更に具体的に説明する。なお本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

実施例１
炭酸ナトリウムと過酸化水素を水溶液中で反応し、生成した過炭酸ナトリウムの結晶を遠心分離機によって分離、脱水して１０重量％の水分を含む湿潤状態の過炭酸ナトリウムを得た。湿潤状態の過炭酸ナトリウムに東ソー製重炭酸ナトリウムを過炭酸ナトリウムに対して乾燥状態基準で２０重量％とバインダーとして硫酸マグネシウムを０．２重量％および珪酸ナトリウム０．２５重量％を加え、さらに水を加えて含水率を１１％に調整した。次に捏和式乾燥機、整粒機の順に造粒を行った後に７０℃で２時間乾燥して、平均粒径５００μｍの過炭酸ナトリウム粒子を得た。

得られた過炭酸ナトリウム粒子３００ｇを流動乾燥機（ヤマト科学（株）製パルビスミニベット）を用い、加熱空気で過炭酸ナトリウムを流動させながら１０％硫酸ナトリウム水溶液９０ｇを噴霧して被覆した。被覆後加熱空気の温度を１００℃に保ち流動させながら９０分間の加熱を行った。加熱品を冷却後上網目開き１４００μｍ、下網目開き２５０μｍを設置した振動篩を用いて大粒子と小粒子を取り除いた後、さらに非イオン界面活性剤エマルゲン１０９Ｐ（花王製）を１．２ｇ噴霧した。得られた過炭酸ナトリウム粒子について、水に投入した際の浮上性及び崩壊性を導出した。測定結果を表１に示す。

＜浮上性測定方法＞
１０００ｍｌのビーカーに１０℃の水１０００ｇを入れ、ビーカーの中央部に試料１ｇを投入して浮上してくる過炭酸ナトリウム粒子の量を目視する。
Ａ：おおむね９０％程度浮上する
Ｂ：おおむね７０％程度浮上する
Ｃ：おおむね５０％程度浮上する
Ｄ：おおむね３０％程度浮上する
Ｅ：浮上しないあるいは１０％程度浮上する

実施例２
被覆する１０％硫酸ナトリウム水溶液の量を１５０ｇとした以外は実施例１と同様の操作を実施した。得られた過炭酸ナトリウム粒子の崩壊性は小さかった。測定結果を表１に示す。

比較例
硫酸ナトリウムを被覆しなかった以外は、実施例1と同様に行った。得られた過炭酸ナトリウム粒子の崩壊性は大きかった。測定結果を表１に示す。

Claims (1)

1. 過炭酸ナトリウム粒子に被覆剤として炭酸アルカリ金属塩、重炭酸アルカリ金属塩、硫酸アルカリ金属塩、珪酸アルカリ金属塩より選ばれた少なくとも１種類以上を、過炭酸ナトリウム粒子に対し１重量％〜２０重量％の量で被覆し、被覆後の加熱処理を９５℃〜１２０℃で行い、冷却後非イオン界面活性剤を過炭酸ナトリウム粒子に対して０．１重量％から０．５重量％未満添加し、さらに該冷却後または該界面活性剤添加後に篩い分けにより２，０００μｍ以上の大粒子が１％以下であり、１８０μｍ以下の微粒子が３％以下であることを特徴とし、下記の式（１）で定義される崩壊性が０．１％〜１．５％である過炭酸ナトリウム粒子の製造方法。
   

   

   （振とう後の微粉発生量（ｇ）：篩で１８０μｍ以下の粒径をカットした試料１００ｇを５００ｍｌポリエチレン製広口瓶に入れ、振とう機により１０分間振とう後、１８０μｍの篩で篩分け、１８０μｍ以下の微粉発生量を測定したもの。）