JPH051022A - 脂肪酸アルキルエステルのスルホン化物の漂白方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ミキサー１１に連続的に、α−スルホ脂肪酸
エステル、メタノールおよび過酸化水素水を供給し、循
環ポンプ１３により熱交換器１５に循環させて除熱しな
がら、温度５０〜１００℃、ゲージ圧１〜１０ｋｇ／ｃ
ｍ²Ｇ、 平均滞留時間３〜６０分の条件で、混合・撹拌
下に第１段の漂白処理を行なう。その後、温度５０〜１
００℃、ゲージ圧０．５〜１０ｋｇ／ｃｍ²Ｇの条件
で、 過酸化水素由来の分解酸素ガスを分離しながら、
流通管型反応器内を流して第２段漂白する。 【効果】 α−スルホ脂肪酸エステルを、高度、かつ効
率的に、工業的規模で漂白処理することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、脂肪酸アルキルエステ
ルのスルホン化物を漂白して淡色化する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】脂肪酸アルキルエステルのスルホン化物
の中和塩は、一般にα−スルホ脂肪酸エステル塩とも呼
ばれ、耐硬水性、生分解性が良好であるうえ、洗浄力に
優れ、皮膚にマイルドな優れた界面活性剤であり、洗
剤、香粧品などに用いられている。

【０００３】しかしながら、脂肪酸アルキルエステル
は、高級アルコールやα−オレフィンなどと異なり、そ
のスルホン化反応速度が遅いため、所定のスルホン化反
応率を得るためには苛酷な反応条件でスルホン化するこ
とが必要となる。そのため、得られるスルホン化物は著
しく着色し、これを漂白して淡色化することが必要とな
る。

【０００４】この漂白方法として特公昭４１−９６５号
には、スルホ脂肪酸エステルを過酸化水素、次亜塩素酸
塩などで漂白した後中和し、ついで過酸化水素または次
亜塩素酸塩で漂白する２段漂白法が提案されているが、
この方法では商品価値の高い淡色なα−スルホ脂肪酸エ
ステルを得ることができない。

【０００５】特公昭５３−４６８２５号公報および同５
４−４３４８３号公報にはアルコールおよび過酸化水素
を使用してα−スルホ脂肪酸エステルを漂白する方法が
報告され、この方法により、α−スルホ脂肪酸エステル
の色調は大幅に改善されるに至った。

【０００６】しかし、工業的な規模で漂白を行なう場合
には、過酸化水素自体が有機物や装置の金属表面と接触
して一部分解し、この過酸化水素由来の自己分解酸素に
より漂白混合物の容積が増大して、漂白に必要な滞留時
間を確保することが困難であった。

【０００７】さらに、過酸化水素の持込み水分によるス
ルホン化物中の過剰ＳＯ₃の希釈熱、あるいは、過剰Ｓ
Ｏ₃による低級アルコールの硫酸化熱が発熱するが、漂
白混合物中の発泡により総括伝熱係数（Ｕ値）が低下す
るため、発熱の除去が困難となって温度上昇をきたし、
この結果さらに過酸化水素の分解が促進され、漂白混合
物の容積増大および漂白に関与する過酸化水素の減少を
招くという悪循環があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、過酸化水素
を用いて脂肪酸アルキルエステルのスルホン化物を工業
的に効率良く漂白処理することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の脂肪酸アルキル
エステルのスルホン化物の漂白方法は、脂肪酸アルキル
エステルのスルホン化物を過酸化水素を用いて漂白する
に際し、炭素数１〜１２のアルコールの存在下、

【００１０】（１） 温度５０〜１００℃、ゲージ圧１
〜１０ｋｇ／ｃｍ²Ｇ、平均滞留時間３〜６０分の混合
・撹拌条件で第１段漂白したのち、

【００１１】（２） 温度５０〜１００℃、ゲージ圧
０．５〜１０ｋｇ／ｃｍ²Ｇの条件で連続管型反応器内
を、過酸化水素由来の分解酸素ガスを分離しながら連続
的に流通せしめて第２段漂白し、２段階で漂白すること
を特徴とする。

【００１２】

【発明の実施態様】本発明で対象とする脂肪酸アルキル
エステルは、化１

【００１３】

【化１】ＲＣＨ₂ＣＯＯＲ′ で表わされるものが好適であり、ここでＲは炭素数６〜
２０（好ましくは１０〜１６）の直鎖ないし分岐のアル
キル基またはアルケニル基、Ｒ′は炭素数１〜６（好ま
しくは１〜３）の直鎖ないし分岐のアルキル基であり、
好ましくは飽和脂肪酸のアルキルエステルである。

【００１４】この脂肪酸アルキルエステルは、牛脂、魚
油、ラノリンなどから誘導される動物系油脂由来の脂肪
酸、ヤシ油、パーム油、大豆油などから誘導される植物
系油脂由来の脂肪酸、α−オレフィンのオキソ法から誘
導される合成脂肪酸のエステルなどのいずれでもよく、
特に限定されない。また、その具体例としては、ラウリ
ン酸メチル、エチルまたはプロピル、パルミチン酸メチ
ルまたはエチル、ステアリン酸メチルまたはエチル、硬
化牛脂脂肪酸メチルまたはエチル、ヤシ油脂肪酸メチル
またはエチル、パーム油脂肪酸メチルまたはエチル、硬
化魚油脂肪酸メチルまたはエチル、ラノリン酸メチルま
たはエチルなどが挙げられる。これらは単独であるいは
混合して使用してもよく、また、スルホン化物の色調を
良くするためには、できるだけヨウ素価が低い方がよ
く、好ましくは１以下である。

【００１５】脂肪酸アルキルエステルのスルホン化は、
スルホン化剤、たとえば不活性ガスで希釈した無水硫酸
を１．０〜２．０のモル比で用いて、通常５０〜１００
℃の温度で行なわれる。スルホン化方法としては薄膜式
スルホン化方法、槽型スルホン化方法などいずれもが採
用できる。

【００１６】ついで、スルホン化物は熟成されスルホン
化が完結する。この熟成は５０〜１００℃で５〜１２０
分撹拌して行なうのが好ましい。本発明で漂白剤として
用いられる過酸化水素としては、工業的に供給される３
５％，５０％，６０％等の過酸化水素水を使用すること
ができ、通常３５％の過酸化水素水が取扱い性、保管上
の点で好適である。

【００１７】漂白処理時の過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）の添加
量は、脂肪酸アルキルエステルのスルホン化物１００重
量部に対して０．５〜１０重量部が好適であり、好まし
くは１〜５重量部である。この量が０．５重量部未満で
は漂白効果が十分でない。一方、１０重量部を超えても
漂白効果は変わらず、かえって分解による漂白混合物の
容積増大を招く。

【００１８】本発明の漂白処理時に共存されるアルコー
ルとしては、炭素数１〜１２のものが用いられ、具体的
にはメチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−または
ｉｓｏ−プロピルアルコール、ｎ−，ｉｓｏ−またはｔ
ｅｒｔ−ブチルアルコール、１，２，３−ペンタノー
ル、ヘキサノール、グリセリン、エチレングリコール、
オクチルアルコール、ラウリルアルコール等の直鎖ない
し分岐の一価または多価アルコールを使用できる。

【００１９】これらのアルコールの使用量は、脂肪酸ア
ルキルエステルのスルホン化物１００重量部に対し、
０．５〜３０重量部が好適であり、好ましくは１〜２０
重量部である。使用量が０．５重量部より少ないと添加
による漂白効果が十分でなく、使用量が多い場合はスル
ホン酸の純度低下の原因となるので、２０重量部以下が
適当である。アルコールを添加することにより、漂白混
合物の粘度が低下し、また、凝固点も低下する等、取扱
いが容易となる。

【００２０】図１は、本発明の漂白方法の一例を示す説
明図であり、工業的規模で連続的に脂肪酸アルキルエス
テルのスルホン化物を漂白することができる。

【００２１】第１段漂白工程において、脂肪酸アルキル
エステルのスルホン化物、アルコールおよび過酸化水素
水は、ミキサー１１に供給されて混合され混合・撹拌下
に漂白混合物を形成する。この漂白混合物は、循環ポン
プ１３により冷却用の熱交換器１５に送られて除熱され
ミキサー１１に循環される。

【００２２】過酸化水素は、脂肪酸低級アルキルエステ
ルのスルホン化物と接触した際にかなりの割合で自己分
解して酸素ガスを発生し、発泡して総括熱伝導係数の低
下をもたらす。過酸化水素の自己分解による酸素ガスの
発生は主に第１段漂白工程で生じ、漂白混合物の種類、
組成比率、温度条件等にもよるが、通常２０〜８０％の
過酸化水素が漂白にあずからずに分解し、発泡状態とな
る。

【００２３】また、脂肪酸低級アルキルエステルのスル
ホン化物中の余剰ＳＯ₃の水（過酸化水素水由来）への
希釈熱、ＳＯ₃によるアルコールの硫酸エステル化の反
応熱、過酸化水素水の分解熱（２４ｋｃａｌ／モル）が
発生し、漂白混合物の温度上昇を引き起こし、この温度
上昇によりさらに自己分解が加速される。この発熱は非
常に速いので熱交換器１５による冷却が律速となり、こ
の観点からも発泡を抑えて総括熱伝導係数（Ｕ値）の低
下を防止することが望ましい。

【００２４】そこで、第一段漂白工程では、過酸化水素
の自己分解を抑制すべく、圧力下（１〜１０ｋｇ／ｃｍ
²Ｇ）、高混合力条件下で過酸化水素を供給する。具体
的には、５０〜１００℃（好ましくは７０〜９０℃）の
温度、ゲージ圧１〜１０ｋｇ／ｃｍ²Ｇ（好ましくは２
〜５ｋｇ／ｃｍ²Ｇ）の圧力下、３〜６０分（好ましく
は５〜２０分）の平均滞留時間で、混合下に除熱して第
１段漂白する。

【００２５】漂白温度が５０℃未満となると漂白に長時
間を要するので不適当であり、一方、１００℃を超える
と漂白処理後に色調の戻り現象が生じて色調が劣化す
る。

【００２６】また、ゲージ圧が１ｋｇ／ｃｍ²Ｇ未満と
なると発泡抑制効果が不十分で、発泡→容積増大→発熱
→更に分解促進の悪循環が生じ、漂白に関与しうる過酸
化水素の比率が低下し、十分な漂白効果が得られない。
一方、ゲージ圧が１０ｋｇ／ｃｍ²Ｇを超えると設備仕
様が強大となり不都合を生じる。

【００２７】第１段漂白工程の平均滞留時間は３〜６０
分である。平均滞留時間が短すぎると十分な漂白効果が
得られず、一方、長すぎると過酸化水素の分解が多くな
り除熱が不十分となる。

【００２８】第１段漂白工程で処理された漂白混合物
は、上記平均滞留時間後に一部が抜き取られ、第２段漂
白工程の連続流通管型反応器２１に送られる。図１で、
２３，２５は共に圧力コントロールバルブを示す。

【００２９】第２段漂白工程では、連続流通管型反応器
２１を用いて、過酸化水素の自己分解による酸素ガスを
速やかに排出させて気−液分離を行ないながら、気相部
の排出と、漂白混合物の滞留時間を確保して漂白処理
（反応）を完結させる。

【００３０】本発明で連続管型反応器としては、単管が
好ましく、また、複数管の直列使用でもよい。但し、複
数管の場合は、気−液分離のためにフィード口は最下段
とし、搬出口は最上段とする必要がある。また、気−液
分離のため、流通速度は０．１ｍ／ｓｅｃ以下が好まし
い。速やかに脱泡させて滞留時間を確保するために、連
続管型反応器内をレイノルズ数５００以下で反応混合物
を流すことが好適であり、また、反応器内での逆混合も
漂白処理時間を長くさせるので、好ましくはレイノルズ
数が１００〜５である。通常、連続管型反応器は、温度
コントロールのためジャケットあるいは内部コイルまた
は管を有する。

【００３１】連続流通管型反応器２１を用い、上部に気
相部を集中させてピストンフローにより漂白混合物を注
送して反応させることにより漂白に必要な滞留時間を確
保でき、２０〜１２０分で漂白を完結させることがで
き、好ましくは滞留時間３０〜８０分である。

【００３２】第２段漂白工程における処理温度は５０〜
１００℃、好ましくは７０〜９０℃であり、その理由は
第１段漂白工程の場合と同じである。

【００３３】第２段漂白工程の圧力は、ゲージ圧で０．
５〜１０ｋｇ／ｃｍ²Ｇであり、好ましくは０．５〜３
ｋｇ／ｃｍ²Ｇである。第２段漂白工程でも過酸化水素
の自己分解による酸素が発生するが、第１段に比べると
かなり少ない。圧力が０．５ｋｇ／ｃｍ²Ｇより低くな
ると、気−液分離が不十分となり、漂白効果が低下す
る。

【００３４】連続操作で漂白処理するためには、第２段
漂白工程の圧力を第１段よりも低くすることが必要であ
り、好ましくは０．５〜２ｋｇ／ｃｍ²Ｇ低くする。

【００３５】第２段漂白工程を経て得られた漂白物は十
分に淡色化されており、この漂白物を常法によりアルカ
リ水溶液で中和することにより、脂肪酸アルキルエステ
ルのスルホン酸塩が得られる。

【００３６】この脂肪酸アルキルエステルのスルホン酸
塩は、洗浄用などの界面活性剤としての十分な白度を有
しており、衣料用洗剤、台所用洗剤、香粧品などに用い
られ、また、色素による着色に際しても何ら不都合はな
い。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、特定の操作条件下に２
段で漂白することにより、工業的規模で脂肪酸アルキル
エステルのスルホン化物を効率的に高度に漂白すること
ができ、連続操作も容易である。

【００３８】

【実施例】以下の実施例により漂白処理し、漂白後の色
調を測定して漂白効果を試験した。

【００３９】色調の測定は、脂肪酸アルキルエステルの
スルホン化物およびその漂白物を５％エタノール溶液と
し、Ｋｌｅｔｔ Ｓｕｍｍｒｅｓｏｎ社製の色調計によ
り色調を測定した。但し、この色調が５００を超える場
合には、さらにエタノールで希釈し、５％エタノール溶
液での色調に換算した。

【００４０】実施例１ パルミチン酸メチルエステルを、ＳＯ₃モル比１．３、
反応温度８０℃の条件にて、薄膜反応器を用いて不活性
ガスで希釈したＳＯ₃ガスでスルホン化し、得られたス
ルホン化混合物を９０℃にて５０分加熱撹拌することに
よりα−スルホパルミチン酸メチルエステルを得た。こ
れを、色調の劣化を抑えるため４５℃に冷却し、以下の
実施例および比較例に使用した。

【００４１】ここで得られたα−スルホパルミチン酸メ
チルエステルの色調は５５００であった。図１に示した
装置を用いて漂白を行なった。

【００４２】α−スルホパルミチン酸メチルエステルは
１０ｋｇ／ｈｒで連続的に第１段漂白混合ミキサー１１
へフィードされ、同時にメタノールを３ｋｇ／ｈｒ、Ｈ
₂Ｏ₂を４ｋｇ／ｈｒでフィードした。第１段漂白出口の
圧力コントロールバルブ２３により３ｋｇ／ｃｍ²Ｇに
セットしたまま、熱交換器１５でリサイクル循環しなが
ら、漂白温度を７０℃に保った。

【００４３】第１段での平均滞留時間はミキサー、熱交
換器、配管等の容量より２０分とした。第１段での圧力
が３ｋｇ／ｃｍ²Ｇを超えると、２段漂白工程へ漂白混
合物が流入される。

【００４４】第２段漂白工程での管型反応器２１は、管
径４０ｍｍ、管長１４ｍとし、滞留時間を４０分とし
た。系内圧力は出口のコントロールバルブ２５により、
２ｋｇ／ｃｍ²Ｇに保った。管型反応器の温度をコント
ロールする為、備えたジャケットに温水を通水し、第２
段漂白温度を９０℃に保った。３時間の連続運転の後、
漂白後の色調は１２０であった。

【００４５】以下、実施例２および比較例１，２につい
ても実施例１と同様の方法で圧力および第２段漂白工程
なしの条件で実施し、漂白後の色調を測定した。

【００４６】

【表１】 実 施 例 比 較 例 ランNo. １ ２ ３ ４ 原料エステル*¹ MP MP MP MP アルコール種類*² MeOH MeOH MeOH MeOH アルコール添加量*³（％） 30 20 20 20 ３５％過酸化水素水添加量*³（％） 4 5 5 5 第１段漂白温度（℃） 70 80 80 80 第１段漂白時間（分） 20 5 5 60 第１段漂白圧力（ｋｇ／ｃｍ²Ｇ） 3 3 0.5 0.5 第２段漂白温度（℃） 80 90 90 − 第２段漂白時間（分） 40 40 40 − 第２段漂白圧力（ｋｇ／ｃｍ²Ｇ） 2 2 0.2 − 漂白後の色調 120 80 450 860 ＊１） ＭＰ：パルミチン酸メチル ＊２） ＭｅＯＨ：メタノール ＊３） 対スルホン化物重量％

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す説明図である。

【符号の説明】 １１ ミキサー １３ 循環ポンプ １５ 熱交換器 ２１ 連続流通管型反応器 ２３ 圧力コントロールバルブ ２５ 圧力コントロールバルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉屋 昌久 東京都墨田区本所１丁目３番７号 ライオ ン株式会社内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 脂肪酸アルキルエステルのスルホン化物
   を過酸化水素を用いて漂白するに際し、炭素数１〜１２
   のアルコールの存在下、（１） 温度５０〜１００℃、
   ゲージ圧１〜１０ｋｇ／ｃｍ²Ｇ、平均滞留時間３〜６
   ０分の混合・撹拌条件で第１段漂白したのち、（２）
   温度５０〜１００℃、ゲージ圧０．５〜１０ｋｇ／ｃｍ
   ²Ｇの条件で連続管型反応器内を、過酸化水素由来の分
   解酸素ガスを分離しながら連続的に流通せしめて第２段
   漂白し、２段階で漂白することを特徴とする脂肪酸アル
   キルエステルのスルホン化物の漂白方法。