JPH08170093A - α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩粉粒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩を５０
〜８０重量％含む水溶液を処理液とし、または該水溶液
に、α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩に対して３０
重量％以下の非イオン界面活性剤を添加した混合液を処
理液とし、高速回転ブレードを有する薄膜形成式減圧蒸
発機に前記処理液を連続的に供給し、上記回転ブレード
を回転することにより、加熱された減圧蒸発機内壁面に
処理液の薄膜を形成させながら液の濃縮・乾燥を行な
い、水分含有量が１０重量％以下の乾燥物を連続排出し
た後に冷却・粉砕してα−スルホ脂肪酸アルキルエステ
ル塩粉粒体を製造する。 【効果】 回転薄膜形成式減圧蒸発機を用いて、小さな
装置規模と低エネルギーで、α−スルホ脂肪酸アルキル
エステル塩の高濃度粉体を安定的に連続製造することで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、α−スルホ脂肪酸アル
キルエステル塩を含む水溶液からα−スルホ脂肪酸アル
キルエステル塩の高濃度粉粒体を製造する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩等
のアニオン界面活性剤においては、一般にアルカリ水溶
液による中和を最終工程として製造されるので、界面活
性剤水溶液ないしはスラリーとして供給されることにな
る。そのため、輸送効率や二次製品化のためには何らか
の形で濃縮化ないしは粉粒体化が必要となる。

【０００３】界面活性剤の粉粒体製造方法としては、低
濃度スラリーを噴霧乾燥する方法（特開昭５５−６９６
９８号公報、特開昭５３−３９３０７号公報）、または
水分含有量が２０〜４０％のアニオンスラリーを真空薄
膜乾燥する方法（特開平５−３３１４９６号公報）等が
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし特開昭５５−６
９６９８号公報及び特開昭５３−３９３０７号公報の方
法では、大規模な乾燥装置とエネルギーを要するという
欠点があり、またこの方法によってα−スルホ脂肪酸ア
ルキルエステル塩水溶液を乾燥しても装置内に殆ど付着
してしまい、現実的には製造することができない。

【０００５】特開平５−３３１４９６号公報ではアニオ
ン活性剤としてアルキル硫酸塩、ポリオキシアルキレン
アルキルエーテル硫酸塩の粉粒化方法を記載している。
しかしながら、これらの活性剤が乾燥することによりフ
レーク状または粉粒状の固体として得られるのに対し、
α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩は水分をほとんど
含有していない状態においても７０℃以上では粘土状の
超高粘度物質であり、全くのフレーク状または粉粒状と
して得ることができない。本発明は、装置規模が小さく
低エネルギーでα−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩の
高濃度粉粒体を安定的に連続製造する方法を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】薄膜形成式真空蒸発機で
α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩水溶液または非イ
オン活性剤との混合液を濃縮・乾燥することが蒸発効率
上優れており、また乾燥物の含水量を１０％以下とする
事によって粘度が５０００Ｐ以上（品温７０〜１４０
℃）となって連続排出でき、特に下部に設置したスクリ
ュー状の押出し機、ポンプ等で排出する際に乾燥物自体
が乾燥機内の減圧をシールしながら連続排出できる事を
知見した。排出においては粘度が５０００Ｐ以下では乾
燥機内の減圧により乾燥物が逆流してしまい連続排出が
不可能となってしまう。排出された乾燥物は、７０℃を
超えると粘稠で粘土状であるためそのままでは粉粒化で
きないが、７０℃以下好ましくは４０℃以下、より好ま
しくは２５℃以下に冷却することによって急激に結晶化
を促進し固化させることができるので、ドラム式の冷却
器等を用いて冷却固化して後に既知の粉砕機で粉砕し、
目的物であるα−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩の粉
粒体を連続的に製造することが可能となる。冷却や粉砕
に於いても乾燥物の含水量は重要であり、含水量を１０
％以下とすることにより良好な冷却固化及び粉砕が可能
となる。

【０００７】すなわち、本発明のα−スルホ脂肪酸アル
キルエステル塩粉粒体の製造方法は、α−スルホ脂肪酸
アルキルエステル塩を５０〜８０重量％含む水溶液を処
理液とし、または該水溶液に、α−スルホ脂肪酸アルキ
ルエステル塩に対して３０重量％以下の非イオン界面活
性剤を添加した混合液を処理液とし、高速回転ブレード
を有する薄膜形成式減圧蒸発機に前記処理液を連続的に
供給し、上記回転ブレードを回転することにより、加熱
された減圧蒸発機内壁面に処理液の薄膜を形成させなが
ら液の濃縮・乾燥を行ない、水分含有量が１０重量％以
下の乾燥物を連続排出した後に冷却・粉砕して粉粒体を
得ることを特徴とする。

【０００８】また、粘度が５，０００ポイズ以上好まし
くは１０，０００ポイズ以上の乾燥物を、乾燥物自身で
減圧シールしながら連続排出すると、連続排出およびそ
の後の冷却固化、粉砕等の後処理が容易となる。

【０００９】

【発明の実施態様】α−スルホ脂肪酸アルキルエステル
塩としては、飽和または不飽和の脂肪酸残基の炭素数が
１０〜１８、エステルのアルキル基の炭素数が１〜５で
あるものが好ましい。また、塩としてはナトリウム塩等
の水溶性塩であればいずれでもよい。

【００１０】α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩水溶
液は、α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩純分濃度
（以下、ＡＩ濃度と呼ぶ）が５０〜８０重量％であり、
好ましくは６０〜７５重量％である。水溶液のＡＩ濃度
が８０重量％を越えると液の粘度が上昇してハンドリン
グが困難となり、また５０重量％以下では液がゲル化し
これもまたハンドリング性が悪化する。

【００１１】本発明では、このα−スルホ脂肪酸アルキ
ルエステル塩水溶液をそのまま濃縮・乾燥処理の処理液
（処理対象液）としてもよく、α−スルホ脂肪酸アルキ
ルエステル塩に対して３０重量％以下、好ましくは１５
重量％以下の非イオン界面活性剤をα−スルホ脂肪酸ア
ルキルエステル塩水溶液に添加混合して処理液としても
よい。この量が３０重量％を超えると、得られる乾燥物
の粘度が低下し、連続排出が困難となる。一方、非イオ
ン界面活性剤をα−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩水
溶液に混合することによって、粉粒体製造物の溶解性が
良好となる。

【００１２】非イオン界面活性剤としては、平均炭素数
が８〜４０、好ましくは８〜１８のアルキル基またはア
ルケニル基を有し、１分子内に平均２５モル以下好まし
くは５〜２０モルのオキシエチレンを付加したポリオキ
シエチレンアルキルエーテルが好適である。

【００１３】処理液は、薄膜形成式減圧蒸発機に供給さ
れて濃縮・乾燥処理に供される。薄膜形成式減圧蒸発機
は、高速回転ブレードを有し、この回転によって、供給
されてきた処理液の薄膜を、加熱された蒸発機の缶体内
壁面に形成せしめて処理液の濃縮・乾燥を行ない、得ら
れた乾燥物を蒸発機外部に連続排出する。

【００１４】薄膜形成式減圧蒸発機は、処理液を缶体内
壁面に一様分散させるディストリビューターと、供給さ
れた処理液に熱を伝える伝熱面と、伝熱壁内に処理液の
薄膜を形成させ機械的強制力によって掻き取る高速回転
ブレードとを有するものが好適に使用できるが、乾燥物
の落下を利用できることから堅型が望ましい。市販の蒸
発機としては、ハイエバオレータ（櫻製作所）、エクセ
バ（神鋼パンテック）、セブコン（日立製作製）、コン
トロ（日立製作所）などがある。

【００１５】図１は、本発明で用いられる薄膜形成式減
圧蒸発機の構成例を示す模式図である。装置本体である
缶体１１の周囲に加熱用ジャケット１３が形成され、ス
チーム入口１５，１７から加熱蒸気がジャケット１３内
に供給されてスチーム出口１９，２１から排出される。
すなわち、ジャケット１３を有する缶体１１の内壁面が
伝熱面を構成する。缶体１１の内部には高速で回転する
回転ブレード３１が配置され、その上部にディストリビ
ューター３３が設置されている。

【００１６】原料入口２３から処理液が供給されると、
処理液はディストリビューター３３によって缶体１１の
内壁面に均一分散され、次に回転ブレード３１の先端に
よって伝熱内壁面である缶体１１の内壁面に処理液の薄
膜が形成される。この薄膜は伝熱面より供給された熱と
内部の減圧雰囲気よってしだいに乾燥される。この際、
薄膜は回転ブレート３１の機械的強制力によって缶体１
１の下部の排出口に移送されていく。供給液から蒸発し
た水蒸気は、ベーパー出口２５から排出され別に設置し
たコンデンサーにより冷却処理される。供給される処理
液は５０℃〜１４０℃、好ましくは６０℃〜９０℃に維
持することが望ましい。上記温度以下では粘度が上昇し
ハンドリングが困難となり、上記温度以上では劣化を起
こす。

【００１７】本発明の好ましい態様においては、回転ブ
レード３１と伝熱内壁面となる缶体１１内壁面との間隔
を５ｍｍ以下とし、回転ブレード３１の先端部の周速を
３ｍ／ｓｅｃ以上とする。伝熱内壁面の温度は、７０℃
〜１４０℃とする。製造物の温度が１４０℃を超えると
劣化を起こすからである。さらに乾燥機内部の圧力を３
００Ｔｏｒｒ以下とする。本発明において得られる乾燥
物の水分含有量は１０重量％以下、好ましくは８℃以下
とし、粘度を５０００Ｐ以上好ましくは１００００Ｐ以
上とする。水分含有量を１０重量％以下とすることによ
り良好な冷却および粉砕が可能となり、粘度を５０００
Ｐ以上とすることにより蒸発機からの連続排出が容易と
なる。

【００１８】以上のようにして乾燥された乾燥物は粘土
状の超高粘度物質であり、流動性を全く有さない。この
乾燥物を連続排出するため、蒸発機排出口に直接スクリ
ュー式押出し機またはモーノポンプ等の排出機３５を設
置する。

【００１９】設置する押出し機、モーノポンプ等の排出
機３５は蒸発機に密着させ、外気圧と内部の減圧雰囲気
とを遮断する。また押出し機のスクリューとケーシング
とのクリアランスは、内部の減圧雰囲気を乾燥物でシー
ルするため１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下であ
る。排出機３５は、排出される乾燥物の温度調整するた
めの温調できるジャケットを備えているものが好まし
い。これは乾燥物の粘度が温度に依存するためである。

【００２０】本発明に係わる連続排出機は、スクリュー
式押出し機やモーノポンプのように高粘度液を強制的に
移送できるものであれば、特に制限されない。形状とし
ても、上部から下方へ送り出す堅型のものや、蒸発機自
体に備えられている排出用スクリューを使用することも
できる。

【００２１】このような排出機３５によって乾燥物は、
排出機内で乾燥物自体が外気圧と蒸発機内の減圧雰囲気
を遮断しながら排出される。この際、乾燥物の粘度が低
くなると、蒸発機内の減圧に引かれて乾燥物が蒸発機内
に逆流してしまうため、乾燥物の粘度を５０００Ｐ以
上、好ましくは１００００Ｐ以上に保つ必要がある。こ
のため、蒸発機によって乾燥される乾燥物の水分含有量
を１０重量％以下、温度を１３０℃以下好ましくは１２
０℃以下とする。排出機にジャケットが備わっている場
合には、乾燥物の温度を下げるため適当な温度の温水等
を通すことができる。この際ジャケット温度を下げする
ぎと、蒸発した蒸気が再度凝縮してしまう懸念がある。
また、生産開始時は、乾燥物が排出機内に充満するまで
蒸発機内の減圧をシールするため、排出機出口にチャッ
キ弁等を設置する。

【００２２】以上のように連続排出された乾燥物は、７
０℃以下、好ましくは４０℃以下、より好ましくは２５
℃以下に冷却することによって固化し粉砕機による粉砕
が可能となるため、冷却器による冷却を行う。ここで使
用される冷却器は直接冷却方式、間接冷却方式のいずれ
でも使用することできるが、乾燥物が超高粘度を有して
いるため強制的に乾燥物を引き延ばして冷却面積をかせ
ぐことでき、冷却時間を短縮できる間接冷却方式のドラ
ムフレーカーがより好ましい。

【００２３】ドラムフレーカーは、２つの回転するドラ
ムの一方の表面上に原料を薄く付着させ、ドラム内に冷
却水を通し間接冷却により固化させスクレーパーでかき
とって連続的にフレークを生産する装置で、付着させる
原料の厚さは２つのドラム間のクリアランスによって決
まる。

【００２４】ドラムフレーカーにおいては、ドラムに通
水する冷却水の温度を１０℃以下とする。乾燥物を引き
伸ばす際のドラム間のクリアランスは１ｍｍ以下、好ま
しくは０．４〜０．７ｍｍである。さらにこの装置内に
２０℃以下の冷風を送風することによって、より良好な
冷却効果を得ることができる。以上のような条件によっ
て、α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩、または非イ
オン界面活性剤との混合物のフレークを得る。

【００２５】上記のフレークを既知の粉砕機によって粉
砕する。粉砕は求める粒径によって機種段数を選考する
ことできる。また、粉砕機への付着を防止するため、ゼ
オライト、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム等の公知の
表面改質剤として用いられる物質の微粉を粉砕助剤とし
て１０％以下添加することもできる。さらに、得られる
粉砕品の物性上、２５℃以下の冷却気流中で粉砕するこ
とがより好ましい。

【００２６】以上の如き製造方法によって得られる粉粒
体は、衣料用洗剤の原料として使用する場合、他の界面
活性剤やビルダーと自由な割合で混合することによって
有効成分量を調整できる。これによって、一回に使用す
る洗剤の量を少なくすることができる。また、乾燥塔を
使用しない粒状洗剤の製造技術の一つとしても重要なも
のである。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、回転薄膜形成式減圧蒸
発機を用いて、小さな装置規模と低エネルギーで、α−
スルホ脂肪酸アルキルエステル塩の高濃度粉体を安定的
に連続製造することできる。

【００２８】

【実施例】固形分６５重量％（純分６０％）のα−スル
ホ脂肪酸アルキルエステル塩水溶液、または固形分８４
重量％の非イオン界面活性剤との混合液を回転薄膜形成
式減圧蒸発機（ハイエバオレーター、櫻製作所製、伝熱
面積：０．１４ｍ² ）に導入し、濃縮・乾燥を行った。
この時の運転条件は下記の通りである。

【００２９】原料は１０〜２０Ｋｇ／Ｈｒを供給し、伝
熱内壁面はジャケットに温水または加熱蒸気を通し９０
〜１３０℃とし、装置内の圧力は５０〜１００Ｔｏｒｒ
で運転した。また、ブレード回転数は１２００ｒｐｍ
（先端周速：９．４ｍ／ｓｅｃ）、ブレード先端と内壁
面とのクリアランスは２ｍｍである。

【００３０】また、乾燥物の排出では蒸発機出口にモー
ノポンプを設置し、その出口配管にチャッキ弁を取り付
けて乾燥物が出だして蒸発機内の減圧が外気と遮断され
るまではチャッキ弁にて減圧を保った。

【００３１】蒸発機によって得られた乾燥物をドラムフ
レーカー（玉川マシナリー製、０．５ｍ² ）に導入し、
冷却・フレーク化した。この際、乾燥物の供給温度は１
００〜１０５℃、ドラムを冷却する冷却水の温度は８℃
とした。またドラム回転数は３〜４ｒｐｍでドラム間の
クリアランスは０．４〜０．６ｍｍである。

【００３２】ドラムフレーカーによって得られたフレー
クを、スピードミル（岡田精工製）に投入して粉砕し
た。スクリーン径は、１．５ｍｍでブレードの回転数を
４１４０ｒｐｍとした。この時粉砕助剤としてゼオライ
ト微粉を使用した。条件を変えて行ない、得られた製造
実験結果について、表１，表２，表３にまとめて示し
た。

【００３３】

【表１】 表１：濃縮・乾燥工程（実施例） 実 施 例 １ ２ ３ ４ ５ ６ スラリー組成(重量%) α-SF*¹ 51 51 47.3 60 60 60 非イオン 13 13 17.8 − − − 水分 31.6 31.6 30.7 36 36 36 乾燥工程 ブレード先端周速(m/sec) 9.4 9.4 9.4 9.4 9.4 9.4 ブレードクリアランス(mm) 2 2 2 2 2 2 スラリー供給量(Kg/Hr) 10 20 20 20 20 40 蒸発機内圧力(Torr) 100 100 100 100 50 100 ジャケット温度(℃) 90 130 130 130 130 130 乾燥物温度(℃) 90 123 120 80 80 85 乾燥物排出状況 △〜○ △〜○ △ ○ ○ △ 乾燥品 α-SF分(%) 75.4 76.6 66.2 88.6 91.0 83.4 水分(%) 3.4 2.7 3.0 6.5 4.1 9.1 粘度(P) 10000 10000 6000 20000 30000 8000 外観 グ リ ー ス 状 ＊１）α−ＳＦ水溶液濃度は純分６０％品を使用 α−ＳＦ：脂肪酸残基の炭素数がＣ₁₄＝２０％，Ｃ₁₆＝８０％のα−スルホ脂 肪酸メチルエステルナトリウム 非イオン：炭素数１２〜１３、エチレンオキシドの平均付加モル数２５のポリ オキシエチレンアルキルエーテル

【００３４】

【表２】 表２：濃縮・乾燥工程（比較例） 比較例１ 比較例２ スラリ組成(重量%) α-SF 60 44.3 非イオン − 22 水分 37 29.6 乾燥工程 ブレード先端周速(m/sec) 9.4 9.4 ブレードクリアランス(mm) 2 2 スラリー供給量(Kg/Hr) 60 20 蒸発機内圧力(Torr) 100 100 ジャケット温度(℃) 130 90 乾燥物温度(℃) 90 88 乾燥物排出状況 × × 乾燥品 α-SF分(%) 80 65.2 水分(%) 13 4.5 粘度(P) 4000 2000 外観 グリース状 グリース状

【００３５】

【表３】 表３：冷却・フレーク、粉砕工程（実施例） 実施例６ 実施例７ 乾燥物 使用実施例品*¹ 実施例１ 実施例４ 組成(重量%) α-SF 75.4 91.0 非イオン 18.5 − 水分 3.4 4.1 供給温度(℃) 101 105 冷却 ドラム回転数(rpm) 3 4 冷却水温度(℃) 8 8 ドラムクリアランス(mm) 0.5 0.6 冷却物 フレーク温度(℃) 18〜19 20〜21 フレーク厚さ(mm) 0.4 0.5 粉砕品 助剤ゼオライト量(対フレーク%) 4 4 粉温(℃) 28.0 27.3 平均粒径(μm) 450 480 嵩密度(g/cc) 0.54 0.58 安息角(°) 60 65 ＊１）使用した濃縮乾燥物の実施例

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で用いられる回転薄膜形成式減圧蒸発機
の構成例を示す模式図である。

【符号の説明】

１１ 缶体 １３ 加熱用ジャケット １５，１７ スチーム入口 １９，２１ スチーム出口 ２３ 原料入口 ２５ ベーパー出口 ３１ 回転ブレード ３３ ディストリビューター ３５ 排出機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 知己 東京都墨田区本所１丁目３番７号 ライオ ン株式会社内 (72)発明者 大石 健 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩を
   ５０〜８０重量％含む水溶液を処理液とし、または該水
   溶液に、α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩に対して
   ３０重量％以下の非イオン界面活性剤を添加した混合液
   を処理液とし、 高速回転ブレードを有する薄膜形成式減圧蒸発機に前記
   処理液を連続的に供給し、上記回転ブレードを回転する
   ことにより、加熱された減圧蒸発機内壁面に処理液の薄
   膜を形成させながら液の濃縮・乾燥を行ない、水分含有
   量が１０重量％以下の乾燥物を連続排出した後に冷却・
   粉砕して粉粒体を得ることを特徴とするα−スルホ脂肪
   酸アルキルエステル塩粉粒体の製造方法。
2. 【請求項２】 粘度が５，０００ポイズ以上好ましくは
   １０，０００ポイズ以上の乾燥物を、乾燥物自身で減圧
   シールしながら連続排出する請求項１の製造方法。