JPH026428A - 粒状脂肪酸金属塩の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は粒状脂肪酸金属塩の製造法、特に動物飼料用と
して有用な粒状脂肪酸金属塩の製造法に関する。

〔従来の技術〕

脂肪酸金属塩つまり金属石鹸は、主にプラスチック産業
界において安定剤、離型剤、滑沢剤などとしてポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂な
どの熱可塑性樹脂の加工用として広範囲に利用されてい
る。

一方、近年では、飼料業界において油脂または硬化油脂
に代わる保護油脂（バイパス油脂）として脂肪酸カルシ
ウムを代表とする動物飼料用の金属石鹸が注目されてい
る。これは、特に反すう動物、たとえば乳牛に与えた場
合、牛の第１胃（ルーメン）の機能を撰なわずに素通り
し、第２胃。

第３胃を通過して第４胃で脂肪酸に分解され、エネルギ
ー源や乳脂率の向上や乳量増加などの効果発現をもたら
すためである。

このような動物飼料用の金属石鹸としては、−般に不飽
和脂肪酸と飽和脂肪酸との混合脂肪酸の金属塩を用いる
のが望ましく、またその使用形態は投与性、配合性９作
業性の点より均一な粒状物であるのが最適である。

従来より、脂肪酸金属塩の製造法として、脂肪酸と金属
化合物を直接高温で融解反応させる溶融法と、脂肪酸ナ
トリウム塩の水溶液に無機金属塩の水溶液を加えて金属
石鹸をＭ離させる複分解法とが、広く採用されてきた。

しかし、これら画法はいずれも粒状の脂肪酸金属塩を得
る方法としては適さない。これは、溶融法ではブロック
状、複分解法では粉体状の生成物となるためであり、こ
れら形態の脂肪酸金属塩を得たのちに粉砕や造粒により
粒状物とすることは、工程上不利であり、また最終製品
としての歩留りの低下をさけられず、さらにこれによっ
て均一な粒状物が得られるものともいえない。

加えて、溶融法は反応に高温を要し、製品の着色化やま
た未反応脂肪酸の混入量が多くなるなどの欠点が、また
複分解法は脂肪酸ナトリウム塩の生成とその複分解とい
う２段にわたる反応となるうえに、複分解に大型の反応
槽が必要で、また副生ずる無機塩の洗浄に大量の水を要
し、さらに乾燥工程も必要となるなどの欠点がある。

脂肪酸金属塩の公知の製造法には、上記の溶融法および
複分解法のほかに、水媒体中で脂肪酸と金属化合物とを
反応させるという湿式法がある。

この方法は、反応条件の選定によっては粒状の脂肪酸金
属塩を直接得ることも可能であるが、反応自体が非常に
不均一で、均一な反応を期するためには極めて大量の水
を必要とし、この経済的不利を克服できないことから、
未だ実用化されるには至っていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、従来公知の脂肪酸金属塩の製造法には、粒
状の脂肪酸金属塩を得るに適した方法はあまりなく、特
に動物飼料用には均一粒径とされた良質の製品を経済的
有利につまり安価に製造できることが強く望まれるが、
これに応えうる方法は現在のところ全く見い出されてい
ない。

本発明は、このような事情に鑑み、均一粒径の粒状脂肪
酸金属塩を反応系内で直接生成でき、かつその経済的効
果の大きい粒状脂肪酸金属塩の製造法を提供することを
目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討し
た結果、前記湿式法による脂肪酸金属塩の生成に際し、
金属化合物と反応させるべき脂肪酸を少量の脂肪酸アル
カリ金属塩で水媒体中に乳化分散させて、かつ脂肪酸の
融点以上の温度で反応させるようにしたときには、従来
の湿式法の欠点がみごと解消されて、大量の水を要する
ことなく非常に均一な反応を達成でき、したがってこの
方法により不純物の少ない均一粒径の粒状脂肪酸金属塩
を反応系内で直接生成させることができ、その際の粒径
選択も上記反応時の水の量や温度。

時間などの条件の選択で任意に可能であって、その後に
製品の粒度を整える粉砕やふるい工程なども一切不要と
なり、経済的効果の面で従来に比し大幅な改善を図れる
ものであることを知り、本発明を完成するに至った すなわち、本発明は、炭素数６〜２４の脂肪酸と金属化
合物とを水媒体中で反応させて脂肪酸金属塩を生成する
にあたり、上記の脂肪酸を脂肪酸アルカリ金属塩により
水媒体中に乳化分散させて脂肪酸の融点以上の温度で反
応させ、かつその際の上記アルカリ金属塩の使用量を、
このアルカリ金属塩を構成する脂肪酸と上記反応に関与
させるべき脂肪酸との合計量中に占める前者の脂肪酸の
割合が０．０１〜２重量％の範囲となる少量に設定して
、反応系内で粒状の脂肪酸金属塩を生成させることを特
徴とする粒状脂肪酸金属塩の製造法に係るものである。

ところで、本出願人は、本発明の完成に先立って、上記
同様の湿式法による脂肪酸金属塩の製造法として、特公
昭５１−４４００３号公報に開示されているように、金
属化合物と反応させるべき脂肪酸を比較的多めの脂肪酸
アルカリ金属塩で乳化分散させて反応させ、その後上記
の脂肪酸アルカリ金属塩を水溶性金属塩で複分解するこ
とにより、高品質の脂肪酸金属塩を製造する方法を提案
している。

この提案法は、脂肪酸を脂肪酸アルカリ金属塩で乳化分
散させる点は本発明と同じであるが、用いる上記アルカ
リ金属塩が多めであって、かつその後に上記金属塩の複
分解を行っている点で本発明と大きく相違し、この相違
から得られる脂肪酸金属塩は粉体状となり、本発明の如
き粒状のものとはならない。

そこで、本発明者らは、上記提案法の技術を基盤とした
引き続く研究において、乳化分散用の脂肪酸アルカリ金
属塩を前記の如く少な目にして、かつその後の複分解を
省いてみたところ、生成脂肪酸金属塩を粉体状から均一
粒径の粒状に変えることができ、しかもこれに混入して
くる脂肪酸アルカリ金属塩は元々その使用量が少なくか
つその一部は洗浄除去されるため、動物飼料用としては
なんら問題のない低脂肪酸含量の良質の粒状脂肪酸金属
塩が得られるものであることを知り、本発明の完成に至
ったものである。

〔発明の構成・作用〕

本発明で用いる原料の脂肪酸としては、炭素数４〜２４
の飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸またはこれらの混合物で、
動物性油脂、植物性油脂、魚油などの天然油脂より得ら
れる脂肪酸が挙げられる。

動物飼料用の脂肪酸金属塩を目的とするときは、既述の
とおり、飽和脂肪酸と不飽和脂肪酸との混合物を用いる
のが特εこ好ましい。

本発明で用いる金属化合物としては、カルシウム、マグ
ネシウム、リチウム、バリウム、カドミウム、亜鉛、鉛
、銅、水銀、クロム、ニッケル、アルミニウムなどの酸
化物、水酸化物、炭酸塩、塩基性炭酸塩などの通常の溶
融法に用いられる化合物が挙げられる。これらの中でも
、特にカルシウム、マグネシウムの水酸化物が好ましい
。

この金属化合物の使用量は、脂肪酸と反応する化学当量
の１．０〜１．２０倍が適当である。少ないと反応が不
完全となり未反応脂肪酸が多くなり、多すぎると未反応
の金属化合物が製品中に多く残り除去のための水洗に多
大の労力を要する。

本発明において脂肪酸を乳化分散させるための脂肪酸ア
ルカリ金属塩としては、原料脂肪酸と同じく炭素数６〜
２４の脂肪酸ナトリウム、脂肪酸カリウムまたは両者の
混合物が用いられる。これは別に製造したものを反応時
に添加してもよいが、反応槽内に水酸化ナトリウム、水
酸化カリウムまたは両者の混合物からなるアルカリ金属
水酸化物を加えて反応槽内の脂肪酸の一部をナトリウム
塩、カリウム塩または両者の混合塩に変えるのが好まし
い。

この脂肪酸アルカリ金属塩の使用量は、このアルカリ金
属塩を構成する脂肪酸と、金属化合物との反応に関与さ
せるべき脂肪酸との合計量中に占める前者の脂肪酸の割
合が０．０１〜２重量％の範囲となる少量に設定するこ
とが肝要である。０．０１重量％未満となると乳化分散
が不充分で均一な反応が行われず生成物がブロック化し
、また２重量％を超えると生成物が粉末化し粒状物が得
られ難くなり、かつ製品中に脂肪酸塩として残る率が高
くなる。

なお、上記の“反応に関与させるべき脂肪酸”とは、脂
肪酸アルカリ金属塩を別に製造するときは反応槽内の全
脂肪酸を指し、一方反応槽内にアルカリ金属水酸化物を
加えて脂肪酸の一部をアルカリ金属塩に変えるときは反
応槽内の残余の脂肪酸を指す。したがって、後者の場合
は、アルカリ金属水酸化物を脂肪酸の０．０１〜２１〜
２重量ルカリ金属塩になるような割合で添加する。

本発明による粒状脂肪酸金属塩の製造法は、たとえば以
下の如〈実施される。まず、原料の脂肪酸を予め融点以
上に加温して融解させておく。反応槽内には原料脂肪酸
に対して１〜５重量倍の水を仕込み、撹拌上加温し、こ
こへ融解させた脂肪酸を投入する。ついで脂肪酸の０．
０１〜２重量％が脂肪酸ナトリウム、脂肪酸カリウムま
たは両者の混合物になる分の水酸化ナトリウム、水酸化
カリウムまたは両者の混合物からなるアルカリ金属水酸
化物を粒状、粉末状、水溶液または水分散液として添加
し反応させる。

ここで、水の量が少ないと反応物が固結し、多いと生成
物が粉状化しやすくなる。水の量は金属化合物を溶解２
分散させる水の量と合わせて原料脂肪酸に対して５倍量
を超えないのが好ましく、原料脂肪酸用の水の量と金属
化合物用の水の量とで調整する。また、脂肪酸が乳化分
散状態にある反応槽内への金属化合物の添加は、粒状ま
たは粉末状として直接添加するよりも、水溶液または水
分散液としてかつ加温した状態で添加する方が均一な反
応を期するうえで特に望ましい。

上記の反応は、溶融状態にある脂肪酸の分散水溶液と分
散溶解状態にある金属化合物との反応であり、使用する
脂肪酸は液状脂肪酸を除いては、融点以上の反応温度が
反応性や反応速度から必要である。したがって、反応温
度は用いる原料脂肪酸の融点により決定されうるが、一
般には４０〜９０℃の範囲、特に６５〜８５℃とするの
が反応性をも考慮した温度として好ましい。

反応は金属化合物が完全に添加されたのち、引き続き１
５〜９０分間行う。この反応は極めて速やかに進行し、
最初液状を呈しているが、順次粒状化が進み、反応終了
時には均一粒径の粒状脂肪酸金属塩が上層に生成し、遊
離してくる。

なお、上記の実施態様とは逆の反応、つまり加温撹拌下
にある金属水酸化物の水溶液または水分散液に、脂肪酸
アルカリ金属塩で乳化分散されてかつ加温状態にある脂
肪酸の乳化分散液を加えて反応させるようにしてもよい
。この場合も上記同様に反応終了時において均一粒径の
粒状脂肪酸金属塩が上層に生成し、遊離してくる。

このようにして粒状の脂肪酸金属塩を反応系内で生成さ
せたのち、この生成脂肪酸金属塩と水とを分離し、水洗
液が中性近くになっていることを確認して遠心分離など
の方法により脱水し、最後に乾燥して製品とする。得ら
れる粒状製品の粒径は、上記反応時の水の量や温度１時
間などの条件を選択することで通常０．２５〜Ｌｏｗの
範囲で任意に設定することができる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明により、従来の湿式法の難点とさ
れていた反応の均一化の問題を克服でき、少ない水の使
用量で均一な反応が達成されて、従来の複分解法や溶融
法では得られなかった均一粒径の粒状脂肪酸金属塩を水
媒体中での反応で直接生成できるため、動物飼料用とし
て望まれる粒状の脂肪酸金属塩を容易にかつ安価に提供
でき、その経済的効果は極めて大きいものである。

〔実施例〕

つぎに、本発明の実施例を記載してより具体的に説明す
る。

実施例１ 撹拌機と温度センサーなどを具備した加温可能なステン
レス製１０１反応器に、ろ過水４．１２５ｇを仕込み、
撹拌しながら７０℃まで加温した。

これに予め別に融解させた牛脂分解脂肪酸〔日本油脂側
製、０号牛脂脂肪酸）　１，３７５ｇ　（５，００モル
）を投入し、融解９分散させて、温度を７０℃まで上げ
た。なお、上記の牛脂分解脂肪酸は、融点（以下、ＭＰ
という）４１”Ｃ１中和価２０４で、パルミチン酸３０
重量％、ステアリン酸２７重量％、オレイン酸３８重量
％を主成分とするものである。

つぎに、ここへ水酸化ナトリウム〔和協化学工業■製、
−級）２ｇ（０，０５モル）をろ過水１００ｇに溶かし
た水溶液を滴下して脂肪酸を乳化分散させた。これとは
別の容器でろ過水２，７５０ｇに水酸化カルシウム〔片
山化学側製、−級〕１９５ｇ（２，６３モル）を６０℃
で溶解２分散させておき、これを同温度に保ちながら上
記の７０℃に保っている脂肪酸の乳化分散液に２０分間
にわたって滴下した。滴下終了後、８０℃に上げ、この
温度に保持して６０分間反応させた。

このようにして反応させたのち、水洗、ろ過、脱水、乾
燥して、１，３０６ｇ（対原料収率（以下、単に収率と
いう）９５重量％〕の粒状の製品を得た。このものの遊
離脂肪酸（以下、ＦＦＡという）は０．６９重量％であ
った。

実施例２ 撹拌機と温度センサーなどを具備した実施例１と同様の
１０ｆ反応器に、ろ過水２，６３０ｇを仕込み、７５℃
に保ち撹拌した。これに予め別に融解させた蒸留脂肪酸
混合物Ｃ日本油脂特製、Ｄ−１６８Ｍ）１．３１５ｇ　
（５，００モル）を投入し、融解２分散させて、温度を
７５℃に保った。なお、上記の蒸留脂肪酸混合物は、Ｍ
Ｐ４０℃、中和価２１３で、ラウリン酸４重量％、ミリ
スチンＭ１０重量％、バルミチン酸３３重量％、ステア
リン酸１４重量％、オレイン酸１８重量％、リノール酸
８重量％を生成分とするものである。

つぎに、ここへ実施例１と同じ水酸化ナトリウム２ｇ（
０，０５モル）をろ過水１００ｇに溶かした水溶液を滴
下して脂肪酸を乳化分散させた。これとは別の容器でろ
過水３．９４５　ｇに実施例１と同じ水酸化カルシウム
１８６ｇ（２，５１モル）を６０℃で溶解１分散させて
おき、これを同温度に保ちながら上記の脂肪酸の乳化分
散液に２５分間かけて徐々に滴下した。滴下後、８５℃
に保って３０分間反応した。

このようにして反応させたのち、水洗、ろ過、乾燥して
、１，２７６ｇ（収率９５重量％）の粒状の製品を得た
。このもののＦＦＡは０．７８重量％であった。

実施例３ 撹拌機と温度センサーなどを具備した実施例１と同様の
１０１！反応器に、ろ過水５．５００　ｇを仕込み、７
５℃に保持した。これに予め別に融解させた実施例１と
同じ牛脂分解脂肪酸１．３７５ｇ（５，０θモル）を投
入し、撹拌下７５℃に保った。

ここへ実施例１と同じ水酸化ナトリウム３ｇ（０゜０７
５モル）をろ過水１００ｇに溶かした水溶液を滴下して
脂肪酸を乳化分散させた。

つぎに、ここへ予め別にろ過水１．７７５ｇに水酸化マ
グネシウム〔片山化学■製、−級〕　１５２ｇ　（２，
６３モル）を６５℃で溶解９分散させたものを２０分間
かけて滴下し、８０℃で４５分間反応させた。

このようにして反応させたのち、水洗、ろ過、乾燥して
、１，３２０ｇ（収率９６重量％）の粒状の製品を得た
。このもののＦＦＡは０．７１重量％であった。

以上の実施例１〜３で得た各粒状製品の粒度を調べるた
め、日本工業規格（ＪＩＳ）の１４メツシユ（１，１４
鶴）のタイラーメッシュの篩にかけたところ、いずれも
篩上に残った。この篩上に残った粒状製品の粒径を測定
すると、はとんどのものが１．１４〜２．５鶴の範囲に
あった。

比較例１ 実施例１と同じ装置、脂肪酸および水酸化カルシウムを
用いた。６８９ｇ（２，５０モル）の牛脂分解脂肪酸を
６，８９０ｇのろ過水に融解２分散させて７０℃に保ち
、ここへ水酸化カルシウムの粉末９８ｇ（１，３２モル
）を少量ずつ２０分間で滴下した。滴下後、８０℃に保
って７５分間反応させた。

このようにして反応させたのち、水洗、ろ過、乾燥した
。このものの収量は６５７ｇ　（収率９６重量％）であ
り、１４０メツシユ（１０６μｍ）の篩にかけたところ
、はとんどのものが通過してしまう程の粉末状の形状で
、ＦＦＡは２．８０重量％であった。

比較例２ 実施例１と同じ装置、脂肪酸および水酸化カルシウムを
用い、脂肪酸に対するろ過水を３．４４５ｇに変更した
以外は、比較例１と全く同じ操作条件で反応させた。収
量は６５５ｇ　（収率９６重量％）で、製品の形状はブ
ロック状と粗い粒状物の混合物であり、３．５メツシユ
（５，６ｍ）の篩にかけたところ、９０重量％が篩上に
残り、１０重量％が通過粉末であって、ＦＦＡは２．９
８重量％であった。

比較例３ 加温浴中でしっかりと固定された撹拌機付きの３１ステ
ンレス容器に、予め融解した実施例２と同じ脂肪酸１．
３１５　ｇ　（５，００モル）を入れ、撹拌状態で６０
℃に保った。ここへ実施例１と同じ水酸化カルシウム粉
末１８６ｇ（２，５１モル）を２５分間にわたって少量
ずつ添加した。温度を６０℃から１８５℃まで６０分間
で上げていき、１８５℃で３０分間反応させた。反応系
内は徐々に高粘度化した。

反応終了後、反応物はブロッキング状態で固結し容器に
付着した。それをかき出して放冷したところ、ブロック
状であって３．５メツシユ（５，６０）の篩をほとんど
通過しなかった。付着ロスが多く、収量は８５５ｇ　（
収率６０重量％）であって、ＦＦＡは２．６９重量％で
あった。

比較例４ 実施例１と同じ装置、脂肪酸および水酸化カルシウムを
用いて、脂肪酸６８９ｇ（２，５０モル）とろ過水３．
４４５ｇとを７０℃に加温して撹拌している中に、水酸
化カルシウム９８ｇ（１，３２モル）をろ過水３，４４
５ｇに混合して６０℃に加温したものを１０分間で滴下
した。滴下後、８０’ｌｌ？に保って７５分間反応させ
た。

反応後の収量は６５７ｇ　（収率９６重量％）で、製品
の形状は粉体と粗粒状物の混合物であり、４゜７メツシ
ユ（１ｍ）の篩にかけたところ、６０重量％が篩上に残
り、通過した４０重量％分を１４０メツシユ（１０６μ
ｍ）の篩にかけたところ、はとんどが通過した。製品の
ＦＦＡは２．５５重量％であった。

比較例５ 実施例１と同じ装置、脂肪酸および水酸化カルシウムを
用いて、まず脂肪酸６８９ｇ（２，５０モル）を粉砕し
、これをろ過水３．４４５ｇ中に投入し、ここへ水酸化
ナトリウムＩｇ（０，０２５モル）をろ過水５０ｇに溶
解させたものを投入して、３５℃で撹拌した。つぎに、
ここへ別に３５℃でろ過水３，４４５ｇに水酸化カルシ
ウム９８ｇ（１゜３２モル）を分散、溶解させたものを
１０分間で滴下して、３５℃で３時間反応させた。

反応後の収量は６８２ｇ　（収率９９重量％）で、形状
は最初の脂肪酸の状態そのままであった。ちなみに、こ
のものの中和価は２０３．４で、原料の脂肪酸とほとん
ど変わらず、反応は行われていなかった。

以上の実施例１〜３の反応条件と結果および比較例１〜
５の反応条件と結果を、第１表にまとめて示した。なお
、同表中、ろ過水は原料脂肪酸に対する全ろ過水の重量
倍率を示すものである。

上記の第１表の結果から明らかなように、本発明にした
がって、脂肪酸と金属化合物とを少量の脂肪酸アルカリ
金属塩を乳化剤として水媒体中で原料脂肪酸の融点以上
の温度で反応させることにより、均一粒径で品質良好な
粒状脂肪酸金属塩が容易に得られるものであることがわ
かる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭素数６〜２４の脂肪酸と金属化合物とを水媒体
   中で反応させて脂肪酸金属塩を生成するにあたり、上記
   の脂肪酸を脂肪酸アルカリ金属塩により水媒体中に乳化
   分散させて脂肪酸の融点以上の温度で反応させ、かつそ
   の際の上記アルカリ金属塩の使用量を、このアルカリ金
   属塩を構成する脂肪酸と上記反応に関与させるべき脂肪
   酸との合計量中に占める前者の脂肪酸の割合が０．０１
   〜２重量％の範囲となる少量に設定して、反応系内で粒
   状の脂肪酸金属塩を生成させることを特徴とする粒状脂
   肪酸金属塩の製造法。