JPH0465120B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、長鎖（C₈〜C₂₂）モノカルボン酸の
水溶性塩と、水溶性のアシル（C₈〜C₂₂）イセチ
オン酸塩との混合方法に関する。この混合した洗
剤系は棒状に加工されうる。 〔従来の技術〕 許容しうる性質を備えた洗剤棒を提供すること
が一般に要求されている。石鹸とアシルイセチオ
ン酸塩との混合物がこの種の組成物
（formulations）を形成することは知見されてい
る。しかしながら、石鹸とアシルイセチオン酸塩
をベースとして混合する場合、使用中にざらざら
した感触を有する棒状洗剤製品しか得られないこ
とが判つた。 米国特許第2894912号（ゲイツ）明細書は、石
鹸（25％まで）とアシルイセチオン酸塩とを85℃
以上の温度で混合することを記載しており、115
℃以上で配合物は滑らかになると言われている。 英国特許第8308631号（ユニリーバーピー・エ
ル・シー社）は、キヤビテイ移動ミキサを使用す
ると石鹸組成物におけるざらつきを減少させうる
ことを開示しており、任意成分としてアシルイセ
チオン酸塩が示されている。 米国特許第3376229号（ハース）は、石鹸（25
％まで）をアシルイセチオン酸塩と112℃にて15
分間混合することを記載している。 オランダ特許第6603918号（ユニリーバー社）
では、石鹸とアシルイセチオン酸塩とを90℃以上
で液状として混合しざらつきの少ない製品を得て
いる。ミキサについての情報は示されていない。 本発明の目的は、モノカルボン酸の塩と、アシ
ルイセチオン酸塩とからなる充分滑らかな石鹸を
製造するための混合方法を提供することにある。
かかる目的は、剪断条件下、それら両化合物の所
定のものを特定比率かつ特定温度下で混合するこ
とを、概要とする本発明によつて達成される（な
お、剪断条件下での石鹸材料の処理が、特開昭第
58−208398号に開示されているが、それは、石鹸
材料へのエアレーシヨン（空気導入）、特に空気
を石鹸材料に均質に分散させることを目的として
おり、その技術と本発明とは、範疇、目的等が全
く異なる）。 〔一般的記載〕 本発明は、長鎖（C₈〜C₂₂）モノカルボン酸の
水溶性塩と水溶性のアシル（C₈〜C₂₂）イセチオ
ン酸塩（アシルイソチオネート）とを混合するに
際し、該モノカルボン酸と該アシルイセチオン酸
塩との重量比を60：40〜95：５の範囲内とし、そ
れらを剪断条件下、60〜90℃の範囲内の温度で混
合することを特徴とする混合方法である。 混合温度は、剪断発生装置の出口にて測定され
る。剪断条件は好ましくは高剪断条件であり、好
ましくはキヤビテイ移動ミキサ（cavity
transfer mixer）により与えられる。好ましく
は、剪断下での混合は密封環境内で行なわれ、こ
の特徴により混合の際に組成物の年稠性が確保さ
れる。 本発明方法の生成物は当初でも使用中にも滑ら
かな感触を有する。本発明の方法は、出発物質が
固体粒状物である場合に特に適している、供給原
料は押出し物または混練した粒状物の形態が適し
ており、これらの形態は一般に「チツプス」と呼
ばれる。すなわち、本発明方法は特に、固体形状
で供給される活性洗剤の混合物を得るために使用
される。 この混合物はヌードルの形態で押し出された後
加工されうる。より好ましくはビレツトの形態で
押し出し、加工し、たとえばカツテイングおよび
スタンピングにより棒体を形成することも可能で
ある。 本発明は石鹸とアシルイセチオン酸塩との混合
物に関し、文献中に充分特定化されているこれら
の活性洗剤は工業的な方法および供給原料を用い
て製造することができる。石鹸成分用の樹脂酸供
給原料は動物源および／または植物源から得るこ
とができ、石油原料から得られる合成酸類を使用
することもできる。 アシルイセチオン酸塩成分は、アルカリ金属イ
セチオン酸塩の直接エステル化、或いは塩化アシ
ルとイセチオン酸との反応とそれに続く中和とに
より製造することができる。 使用される水溶性石鹸およびアシルイセチオン
酸塩は、一般にナトリウム塩であるが、カリウム
塩を存在させてもよく、かつ短鎖アルキル置換さ
れたアンモニウムを含むアンモニウム塩も或る種
の組成物には存在させることができる。 好適方法においては、物質が通過する表面間の
相対運動により洗剤物質内に形成される複数の剪
断帯域をある角度で物質を通過させることによつ
て物質混合物にぼぼ均一な剪断力を与える。剪断
領域は、これら表面に物質を一時的に同伴させて
物質の速度成分を同伴の際の相対運動により変化
させることにより物質内に形成される。この種の
装置の例は、ユニリーバーピー・エル・シー社の
英国特許出願第8308656号明細書（公開第2118854
号）に開示されており、これを参考のためここに
引用する。 本発明方法を実施するのに特に好適な方法は、
混合物を近接離間した相互に変位しうる２つの表
面間を通過させ、各表面はこれら表面を物質が移
動中に重なり合うキヤビテイパターンを有し、表
面間を移動する物質が各表面において交互にキヤ
ビテイを貫通する通路を辿り、大部分の物質が表
面の変位により生じた物質内の剪断帯域を通過す
るような装置を使用する方法である。好ましく
は、この装置は円筒形状を有する。この形式の装
置をキヤビテイ移動ミキサと呼ぶ。 本発明方法を実施する他の方法は、ステタ羽根
およびロータ羽根における開孔部に物質を交互に
通過させることにより、剪断帯域を形成する型式
の装置を使用する。これらプレートを通過する
際、物質が開孔部に同伴される。同様な構造は回
転式アームもしくは羽根を有し、これらの間に物
質を同伴させる。これらの表面は、物質が表面を
通過する際にこの物質を同伴するのに充分な厚さ
を有していなければならない。 ロータが回転する際補助装置を使用して、物質
をミキサ中に強制通過させる。補助装置の例はス
クリユー押出機およびピストンラムである。好ま
しくは、補助装置をミキサとは別個に操作して、
生産量およびそれによる作業量を別々に変化させ
うるようにする。この別個の操作は、剪断発生装
置の中心線に対しある角度で処理されるように物
質を供給すべく補助装置を配置して行なわれる。
この配置により回転エネルギーを剪断発生装置に
対しその中心線の周囲に供給することができる。
装置の外側部品がロータであれば、インライン配
置がより容易に達成される。装置および補助装置
の別個の操作は、処理の制御を行なうのに役立
つ。 一般に、各種のキヤビテイ形状をキヤビテイ移
動ミキサに使用することができ、たとえばメタル
ボツクス（英国特許第930339号）は２つの表面に
おける長手スロツトを開示している。ステータお
よびロータは、たとえばその周辺に離間しかつそ
の全長に沿つて延在する６個〜12個のスロツトを
備えることができる。キヤビテイの好適配置は、
ヨーロツパ特許出願第81304235.5号（RAPRA）
に例示されている。 以下、添付図面を参照しながら本発明を実施例
につき説明する。 キヤビテイ移動ミキサの縦断面図を第１図に示
す。このミキサは中空の円筒状ステータ部材１
と、摺動嵌合してステータ内で回転するよう軸支
された円筒状ロータ部材２とを備え、ロータおよ
びステータの対面する円筒状表面にはそれぞれ複
数の平行に周方向に延在するキヤビテイ列が設け
られており、これらキヤビテイは次のように配置
されている： (a) ステータ上の隣接した列において周方向にオ
フセツトされたキヤビテイ、 (b) ロータ上の隣接した列において周方向にオフ
セツトされたキヤビテイ、および、 (c) ステータおよびロータ上において軸方向にオ
フセツトされたキヤビテイ列。 ステータ１およびロータ２に設けられたキヤビ
テイ３，４のパターンを第３図に示す。ステータ
上のキヤビテイ３を陰影で示す。キヤビテイ３，
４のパターン間の重なり部分を第２図に示す。加
熱用もしくは冷却用液体（たとえば水もしくは
油）を通過させて温度制御を行なうために、液体
ジヤケツト１Ａが設けられている。温度制御導管
２Ａをロータに設ける。 この装置を通過する物質は、ステータおよびロ
ータの対向面におけるキヤビテイを交互に通過す
る。断面で示したキヤビテイの直後のキヤビテイ
を第１図に点線で示し、反復パターンが見えるよ
うにした。 物質流は、同一のロータもしくはステータ面上
の一対の隣接キヤビテイ間に分配される。何故な
ら、対向するステータもしくはロータ面上のキヤ
ビテイの位置が重なり合つているからである。 全体または大部分の物質流は、各キヤビテイに
おける短時間の相互変位により生じた剪断帯域を
通過する際に相当な作用を受け、その速度成分の
１つが変化する。 このミキサは、６個のキヤビテイからなる６列
に配列された半球状の36個のキヤビテイ（半径
0.9cm）を備えた半径2.54cmのロータを有する。
ステータの内表面には、それぞれ６個のキヤビテ
イを有する７列のキヤビテイがあり、入口および
出口にてキヤビテイは重なつている。処理すべき
物質は、スクリユー押出機の動作によりロータと
ステータとの間の環状空間と連通する通路５を介
して装置中に充填される。物質はノズル６を介し
て装置から流出する。 一連の別々の剪断帯域を生じうる装置の縦断面
図を第４図に示す。内側円筒状ロータ１７は、円
筒状ステータ１８内に回転するよう軸支されてい
る。２つの端部デイスクの外表面間で測定した装
置の長さは10cmであり、かつステータは6.5cmの
内径を有する。ステータ１８は５個の内方向に指
向するデイスク１９を備え、これらデイスクには
ロータ１７から外方向に延伸する４個のデイスク
２０が交互に配置されている。 ９個のデイスクのそれぞれは、第５図に示した
開孔部のパターンを有する。外側リングにおける
開孔部２１は0.8cmの直径を有し、かつ開口部２
２は0.5cmの直径を有する。 物質を、補助装置（たとえば石鹸プロツダー）
により矢印の方向に装置中を通過させる。物質は
９個のデイスクの開孔部を通過するが、ロータ１
７の回転によつて物質が各デイスクの開孔部に同
伴されるにつれて各デイスク対の間に剪断帯域が
形成される。 熱制御手段をステータとロータとのいずれかま
たは両者に裁置させることができる。ジヤケツト
２３がステータ１８と熱接触するようにされてお
り、導管２４をロータ１７内に配置せしめる。 デイスク１９は1.0cmの厚さを有し、デイスク
２０は0.6cmの厚さを有する。各デイスクの外周
はステータまたはロータの隣接表面から近接に離
間しており、装置を通過する物質全部が確実に剪
断帯域を通るようにする。 任意の点における剪断帯域の強さは、回転軸線
からのこの点の距離(d)に比例する。装置の中心軸
線を占めるようにロータ１７が存在しているため
に全ての物質は剪断帯域でほぼ均一に処理され
る。剪断帯域の強さの比は、狭いロータに対して
10：１までとすることができる。すなわち、物質
は内径より10倍大きい外径を有する容積を占め
る。好ましくは、装置は前記比に近い要素
（ratioapproaching unity）を有するように設計
されるが、剪断帯域強度の所望均一度は許容しう
る生産量を与える通路部分の要求とバランスさせ
ねばならない。上記装置において比は約２であ
る。 半径方向の大きさに沿つたほぼ均一な剪断力
は、デイスクにおける開孔部の寸法を選択して与
えられうる。任意の点における剪断帯域は回転軸
線からの距離ｄに比例し、かつ開孔部の寸法は好
ましくは任意の点における「ｄ」とこの点におけ
る生産量との比がほぼ一定となるように選択され
るのが好ましい。 〔実施例〕 本発明方法を非限定的実施例により説明する。 以下に説明する方法は、前記したキヤビテイ移
動ミキサを利用しかつ次の４種のベースをアシル
イセチオン酸塩と石鹸との原料として使用した。
それらの量はいずれも重量％として表示した量で
ある。 アシルイセチオン酸塩ベースＡ： アシル（硬化ココヤシ）イセチオン酸ナトリウム
71％ ステアリン酸 15％ ココヤシ脂肪酸 ４％ イセチオン酸ナトリウム ７％ 水 分 ２％ 残 部 １％ アシルイセチオン酸塩ベースＢ： アシル（硬化ココヤシ）イセチオン酸ナトリウム
50％ ナトリウム石鹸（獣脂80／ココヤシ20） ８％ イセチオン酸ナトリウム ５％ ステアリン酸 20％ ココヤシ脂肪酸 ３％ 水 分 ５％ 残 部 ７％ 石鹸ベースＣ： 獣脂60％とココヤシ油（coconut oil）40％と
遊離脂肪酸として存在する供給原料酸7.5％と
から得られたナトリウム石鹸（水分10％）。 石鹸ベースＤ： 82％の獣脂と18％のココヤシ油との供給原料か
ら得られたナトリウム石鹸。 実施例 １ アシルイセチオン酸塩ベースＢ（50Kg）と石鹸
ベースＣ（50Kg）とを粒状として得、そしてブレ
ードミキサにおいて10分間粗く混合した。次い
で、この混合物を２回混練して、混合物に６〜７
％の水分含有量を与えた。この混合物を20Kgづつ
５個のバツチに分け、各バツチを種々の温度条件
下で前記したキヤビテイ移動ミキサ（CTM）に
通した。キヤビテイ移動ミキサは加熱用ジヤケツ
トを備えており、使用中に油供給により熱を加え
た。混合物を、標準石鹸プロツダー（plodder）
からキヤビテイ移動ミキサへ供給した。キヤビテ
イ移動ミキサは145rpmにて操作した。５個のバ
ツチの操作条件を下記第表に示す。

【表】 得られた物質を混練し、プロツデイングしかつ
プレスしてタブレツトにした。各バツチから得ら
れたタブレツトは、ざらざらせずかつ組織が滑ら
かであることが判明した。 実施例 アシルイセチオン酸塩ベースＡと石鹸ベースＤ
（水分12.5％）との５種のバツチを作成した。こ
れらベースをリボンミキサにより粒状に粗く混合
し、混練しかつ石鹸プロツダーによりCTMに供
給した。石鹸出口温度は68〜72℃の範囲であり、
かつ押出物をプロツデイングしかつ棒体にスタン
ピングした。これら組成物は無水基準で90：10、
70：30、50：50、30：70および10：90の重量比で
作成した。最終生成物の水分含有量は7.7〜9.4％
の範囲であつた。 実施例 アシルイセチオン酸塩ベースＢ（47.5Kg）と14
％の水分を有する石鹸ベースＤ（59Kg）とを粒状
として得、これを混合した。充分量の水を加えて
12％の水分含有量を有する混合物を得た。この混
合物を、石鹸プロツダーから供給した前記のキヤ
ビテイ移動ミキサに通過させた。通過量は0.6Kg
min^-1とし、かつ混合物の出口温度は70〜72℃の
範囲とした。 押出物を室温まで冷却し、再び0.6Kgmin^-1の通
過量にてキヤビテイ移動ミキサに通過させた。出
口温度は25℃〜27℃の範囲とした。 押出物を混練し、約９％の水分まで風乾し、プ
ロツデイングし、かつプレスしてタブレツトを得
た。これらタブレツトはざらつきがなく、組織が
滑らかであることが判明した。 評価試験 アシルイセチオン酸塩ベースＡと石鹸ベースＤ
との比が40対60である幾つかの製品（棒体）を製
造した。ベース（調合物）Ａは、アシルイセチオ
ン酸塩ナトリウムの71重量％を含み、ベース（調
合物）Ｄは、無水状態ではモノカルボン酸塩100
重量％からなるので、それぞれの棒体は、32：68
のアシルイセチオン酸塩とモノカルボン酸塩を含
有する。それぞれの場合、最初に、ガードナーリ
ボン混合機で各成分は、粗く混合され、その後、
キヤビテイ移動ミキサ（CTM）を通すことによ
り、剪断条件下に混合した。CTMは第１図ない
し第３図に示したようなタイプのものである。４
つの異なる通過状況に基づく試験を実施した。そ
の２つの試験では、CTM通過過程の温度は、25
℃に維持した。（グリコールによる冷却系が必要
なときにはそれを実行した。なお、混合物の最初
の水分量はそれぞれ８％〜13％であつた。他の２
つの試験では、CTM通過過程の温度を40℃に維
持した、混合物の最初の水分量はそれぞれ８％と
13重量％であつた。可能な場合には、通過混合物
は、棒体状に形成された。 各棒体は、標準的な手法を利用してざらつきを
評価した。標準的な手法とは、棒体を水道口下に
まず保持し、その後20℃の指示温度の水を流しな
がら手で回しながら評価する評価法である。水面
下各棒体のざらつき感覚は次のスケールで測定し
た。 １＝滑らか：表面はあらゆる砂状感／ざらつき感
がない。 ２＝かすかな砂状感：砂状感／ざらつき感のある
物質からなる小さい粒の少量に起因するざらつ
き状小区画あり ３＝砂状感／わずかなざらつき感：表面の大部分
が砂状感／ざらつき感のある小さい粒で汚染さ
れている。あるいはざらつき感のあるやや大き
めの粒で一部が汚染されている ４＝ざらつき感：表面がざらつき感のあるやや大
きめの粒で汚染されている ５＝ひどいざらつき感：ざらつき感のあるかなり
大きめの粒で汚染されている それぞれの棒体は10人のパネラーで試験され
た。それぞれの棒体は平均の評価を表に示した。

【表】 サンプル１は、満足のいく棒体ができなかつた
のでざらつき評価は実施しなかつた。 実施例の製品（68から72℃の温度で処理さ
れ、アシルイセチオン酸塩Ａと石鹸ベースＤとか
ら得られたもの）も同様なざらつき試験によつて
評価試験した。結果を下の表に示した。この表
は、実施例で挙げられたいろいろな調合物中に
存在するアシルイセチオン酸塩とモノカルボン酸
塩との実際の量の比も記載されている。

【表】 サンプル１〜４と同８、９（本願発明に係る）
のざらつき評価結果の比較から、アシルイセチオ
ン酸塩とモノカルボン酸塩との比が40：60〜５：
95の範囲内にある組成をもつ棒体（サンプル１〜
４、８、９）は高い剪断条件下、混合される温度
に依存してざらつき感を生じることが分かる。25
〜40℃の温度範囲で処理された棒体（サンプル１
〜４）は容認しがたいざらつき感を生み、一方、
約70℃の温度で処理された棒体（サンプル８、
９）は滑かな棒体となつた。 これらの結果から、アシルイセチオン酸塩とモ
ノカルボン酸塩の棒体のざらつき感は、前者と後
者との比が40：60から５：95内であり、生成混合
物を剪断条件下約60℃以上の温度とすることによ
つて、避けることができるという結論が得られ
た。 評価試験 アシルイセチオン酸塩ベースＡと石鹸ベースＤ
との組合せからなる組成物を使用した。組成物
は、ベースＡ対ベースＤが重量比で30：70であ
り、これはアシルイセチオン酸塩対モノカルボン
酸塩が重量比で23：77と等価である。組成物を、
最初に、ガードナーリボン混合機で、粗く混合
し、その後、キヤビテイ移動ミキサ（CTM）を
通すことにより、剪断条件下に混合した。使用し
たCTMは評価試験と同じものである。CTMの
出口から出るビレツトの温度をそれぞれ87、99、
99、106、110℃とすることができるようなCTM
用加熱ジヤケツトによる加熱を実施する５つの試
験を実施した。CTMから出るビレツトをミル粉
砕し、プロツデイングし、スタンピングし、棒体
を形成した、ある例では、第２回目のミル粉砕過
程をプロツデイング前に実施した。それは、混合
物は棒体になるように、幾らかの水を混合物に作
用させるためである。 それぞれの棒体の標準的な手法（既出）を利用
してざらつき試験を実施した。結果を次の表に示
す。

【表】 上記の表に示されるように、許容できるざらつ
き感を持つ棒体は、唯一87℃の温度で処理したも
のだけである。 棒体の間でざらつき評価に違いがあるのは、処
理の間、ビレツトが被る水分損失によつている。 CTM通過の間、比較的に温和な熱条件、87℃
でのみ水分損失を受けない許容可能な混合が可能
であつた。 他の全ての場合、特に、ビレツト（混合物）の
表面領域では、水分の損失は大変高いので、バル
ク混合物（棒体）中に散らばるその表面領域は、
大変堅い石鹸の粒塊を分散・産出する。固い石鹸
の粒塊がある大きさ、通常、約15ミクロンを越え
た場合、それらはざらつき感があると感じる。 90℃を越えた混合処理の後に混合物に余分な水
分を付加することは、棒体を完成するためにとに
かく必要であるけれども、この様な処理は、棒体
のざらつきを除去しない。もつとも、棒体の全水
分量は増加する。この様に、余計な水分を加えて
のミル粉砕は、一旦形成された粒塊を再び水解す
る（細かくする）ためにあまり効果的であるとは
思われない。 次の表は、ミル粉砕された混合物の水分量と、
棒体の水分量とを示す。サンプルの12ないし15で
は、粉砕混合物をプロデイングし、棒体にスタン
ピングするために第２回目の粉砕段階の間、余分
な水が作用させられた。

【表】 上表から分かるように、サンプル11は処理の間
実質的な水の損失を受けていない（他のサンプル
は、サンプル11と同じ水分量（棒体中）とするた
め前記したように余分な水が付加されている）。 これらの結果より、アシルイセチオン酸塩とモ
ノカルボン酸塩とのざらつき感は、製品混合物を
剪断条件下90℃までの温度にのみおいた場合に、
避けることができると結論付けられる。 所定のモノカルボン酸とアシルイセチオン酸塩
との重量比を60：40〜95：５の範囲内とし、それ
らを剪断条件下、60〜90℃の範囲内の温度で混合
する混合方法は、評価試験により、ざらつきのな
い滑らかな石鹸が得られることが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は円筒形状を有するキヤビテイ移動ミキ
サの縦断面図であり、第２図は第１図の−線
横断面図であり、第３図は第１図の装置における
キヤビテイのパターン図であり、第４図は一連の
開孔デイスクを物質が通過する装置の縦断面図で
あり、第５図は開孔デイスクの略図である。 １……ステータ部材、２……ロータ部材、３，
４……キヤビテイ、１９，２０……デイスク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長鎖（C₈〜C₂₂）モノカルボン酸の水溶性塩
   と水溶性のアシル（C₈〜C₂₂）イセチオン酸塩と
   を混合するに際し、該モノカルボン酸と該アシル
   イセチオン酸塩との重量比を60：40〜95：５の範
   囲内とし、それらを剪断条件下、60〜90℃の範囲
   内の温度で混合することを特徴とする混合方法。 ２ 剪断下での混合を密閉環境内にて行う特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ３ ２種の物質を粒状形態で混合する特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の方法。 ４ 物質が通過する表面間の相対運動により洗剤
   物質バルク内に形成される複数の剪断帯域にある
   角度で物質を通過させることによつて、物質混合
   物にほぼ均一な剪断力を加える方法であつて、前
   記剪断帯域は物質の速度成分を同伴の際の前記相
   対運動により変化させるべく前記表面に物質を一
   時的に同伴させて物質内に形成されるものである
   特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記
   載の方法。 ５ 物質混合物を近接離間した相互に変位しうる
   ２つの表面間に通過させ、各表面はこれら表面の
   移動に際し重なり合うキヤビテイのパターンを有
   しており、表面間を移動する物質が各表面にてキ
   ヤビテイを貫通する通路を交互に辿り、これら表
   面の変位により生じた剪断帯域を物質の大部分が
   通過する特許請求の範囲第４項記載の方法。 ６ 混合物をヌードルの形態で押し出す特許請求
   の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の方
   法。 ７ 混合物をビレツト状で押し出し、かつこれを
   処理して棒体を形成する特許請求の範囲第１項乃
   至第６項のいずれかに記載の方法。