JPH1088197A - 高嵩密度粒状洗剤用粉体原料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アニオン性界面活性剤を高濃度に含有し白度
の向上した高嵩密度粒状洗剤用粉体原料の効率的な製造
が可能とし、この高嵩密度粒状洗剤用粉体原料を用いた
高嵩密度粒状洗剤の製造を可能とする。 【解決手段】 アニオン界面活性剤含有水溶液を水分１
０〜１９％に予備濃縮した後、真空回転薄膜式蒸発装置
を用いて水分１０％未満の濃縮物とし、冷却後に必要に
応じて粉砕して粉体とすることにより高嵩密度粒状洗剤
用粉体原料を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高嵩密度粒状洗剤用
粉体原料の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】α−スルフォ脂肪酸エステル塩（以下α
−ＳＦとする）は比較的低濃度で高い洗浄力を有する活
性剤として高嵩密度の衣料用粒状洗剤に広く用いられて
きている。そして、粒状洗剤の一層のコンパクト化が進
むにつれ、このα−ＳＦの特性を最大限利用するために
洗剤中の含有量を多くする傾向がある。しかし、従来の
噴霧乾燥法でα−ＳＦを大量に含む洗剤スラリーを乾燥
するとそのα−ＳＦの付着性が強いために塔内で凝集が
発生し、乾燥効率が大幅に低下し生産困難となる。そこ
でα−ＳＦを高濃度に含有し溶解性改善のために石鹸を
混合した粒子を別に製造し、他の洗剤成分（粒子）と混
合する方法が特願平８−１３５８０４号公報に示されて
いる。この方法は非常に効率的で有効な製造方法である
が、この方法においてはα−ＳＦ原料中の余分な水分を
除去するための濃縮工程が必要となる。

【０００３】また、濃縮化、粉体化技術としては以下の
報告例がある。 （１）特開昭５１−４１６７５号公報：界面活性剤水溶
液を沸点から２００℃までの範囲で加熱し、薄膜蒸発機
にフラッシュ導入して濃縮する。本方式は実質的に本発
明の予備濃縮を含むが、予備濃縮後の明確な水分が規定
されていない。また粉体化工程は含まれていない。 （２）特開平５−３３１４９６号公報：固形分濃度６０
〜８０％のアニオン活性剤水スラリーを薄膜蒸発機で乾
燥、掻き取って粉粒化する。真空薄膜蒸発機内に導入時
に水分２０％以上であるため、大きな乾燥能力が必要と
なる。また、粉体の色調については何ら示されていな
い。 （３）特公平８−１６２３７号公報：水分２０〜３５％
のペースト原料を真空薄膜蒸発機内で乾燥しフレーク状
乾燥物を得る。真空薄膜蒸発機内に導入時に水分２０％
以上であるため、大きな乾燥能力が必要となる。また、
粉体の色調については何ら示されていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこでα−ＳＦを高濃
度に含有し溶解性改善のために石鹸を混合した粒子を別
に製造し、他の洗剤成分（粒子）と混合する方法が特願
平８−１３５８０４に示されている。この方法は非常に
効率的で有効な製造方法であるが、この方法においては
α−ＳＦ原料中の余分な水分を除去するための濃縮工程
が必要となる。そこで発明者らはα−ＳＦを含むアニオ
ン性界面活性剤水溶液の効率的な濃縮方法を開発するこ
とを目的として、基礎データとしてアニオン性界面活性
剤含有水溶液の蒸発挙動を調べたところ、水分１０〜１
９％を境に恒率乾燥速度領域から減率乾燥速度領域に変
化し、蒸発能力が極端に変化する現象があることがわか
った。即ち、この水分以上の水分が蒸発しやすい領域
（恒率乾燥領域）では装置上消費動力の少ない真空フラ
ッシュ蒸発等により十分な蒸発が可能であるため予備濃
縮を行い、そしてその後約１０％以下の低水分とする工
程では（冷却して粉体化可能とするのに必要）、減率乾
燥領域であるためフラッシュ蒸発法のみでは蒸発が困難
となるので、強制的に表面攪拌を行う回転薄膜式蒸発機
等を用いることが好ましく、この組み合わせが消費動力
の点から効率的であることが判明した。そこで本方式を
用いて実際に濃縮を行い、冷却し粉砕して粉体としたと
ころ、驚くべきことに真空薄膜蒸発機のみで濃縮した場
合と比べて粉体の白度が向上することが判明し、本発明
に至った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の、高嵩密度粒状
洗剤用粉体原料の製造は、アニオン性界面活性剤含有水
溶液を水分１０〜１９％に予備濃縮した後、真空回転薄
膜式蒸発装置を用いて水分１０％未満の濃縮物とし、冷
却後に必要に応じて粉砕して粉体とすることを特徴とす
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】原料中のアニオン性界面活性剤の
種類としては、硫酸塩、スルホン酸塩、リン酸塩等が有
り、それぞれの例として、硫酸塩としては、 （１）飽和または不飽和の脂肪酸残基の平均炭素数が１
０〜２０、エステルのアルキル基の炭素数が１〜５のα
−スルフォ脂肪酸エステル塩 （２）平均炭素数１０〜１８のアルキル基またはアルケ
ニル基を有する高級アルコール硫酸エステル塩。 （３）飽和または不飽和のアルコール残基の平均炭素数
が１０〜１８で１分子内に平均０．５〜８モルのエチレ
ンオキサイドを付加した高級アルコールエトキシレート
硫酸塩が挙げられる。

【０００７】スルホン酸塩としては、 （１）平均炭素数１０〜１８のアルキル基またはアルケ
ニル基を有する直鎖または分岐鎖アルキルベンゼンスル
ホン酸塩、 （２）平均炭素数１０〜１８のα−オレフィンスルホン
酸塩また、アルキル基が１０〜１８の飽和または不飽和
の脂肪酸アルカリ金属またはアルカリ土類金属塩である
石鹸も好適に用いられる。

【０００８】この原料中にはアニオン性界面活性剤以外
にも溶解性改善などのために必要に応じて他の成分を添
加することも可能である。その一例として無機成分とし
ては、硫酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナト
リウム、硫酸カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウ
ム、ゼオライト、層状シリケート、粘土鉱物、ホワイト
カーボン等が挙げられる。有機成分としてはアクリル酸
系ポリマー、セルロースエーテル、糖類、カルボキシメ
チルセルロースや陰イオン界面活性剤、非イオン性界面
活性剤、糖系活性剤、両性活性剤等を混合することも可
能であり、その添加量は０〜１０重量％であり、好まし
くは０〜８重量％である。これ以上では、粉体化品中の
界面活性剤濃度が低下するため好ましくない。ここで用
いられる非イオン界面活性剤としては、以下のものが挙
げられる。

【０００９】（１）以下の化１で示される脂肪酸ポリオ
キシアルキレンアルキルエーテル。

【化１】 （Ｒ₁ ＣＯ：炭素数６〜２０の飽和または不飽和の脂肪
酸残基 ＡＯ：炭素数２〜４のオキシアルキレン基あるいはそれ
らの混合したオキシアルキレン基 ｎ：オキシアルキレンの平均付加モル数を示し、３〜３
０(ランダム、ブロック付加したものを含む） Ｒ₂ ：炭素数１〜５の低級アルキル基）

【００１０】（２）飽和または不飽和の直鎖または分岐
鎖のアルコールの炭素鎖長８〜１８、オキシエチレンの
平均付加モル数３〜３０のポリオキシエチレンアルキル
エーテル。 （３）飽和または不飽和の直鎖または分岐鎖のアルコー
ルの炭素鎖長８〜１８、オキシエチレンの平均付加モル
数３〜３０、オキシプロピレンの平均付加モル数２〜３
０のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキル
エーテル。

【００１１】粉体化品を得るに当たり、最初に、このア
ニオン性界面活性剤含有水溶液を濃縮装置を用いて水分
を蒸発させ、濃縮して塊状物質とする。一般に濃縮直後
は７０℃以上の高温であり界面活性剤の物性からこの様
な高温では付着性が強くなるため、即座に粉砕機等によ
り粉砕を行うことは不可能であるが、この濃縮後に冷却
工程を経ることにより十分粉砕が可能な低付着性とな
る。この冷却温度は７０℃以下が好ましく、これ以下で
は大規模な冷却装置が必要となるため好ましくない。３
０℃以下がより好ましい。また、濃縮後の水分が１０％
以上ではこの様な界面活性剤を高濃度に含む塊状物質は
７０℃以下に冷却しても、塊状というよりもむしろスラ
リー状でありハンドリングが困難であるため、濃縮後の
水分は１０％未満であることが好ましく、８％以下がよ
り好ましい。

【００１２】この様な水分１０％未満の濃縮品を得るた
めの装置および方法としては、界面活性剤の熱劣化を抑
制しつつ効率的な水分蒸発を行うために真空薄膜蒸発機
（エバオレーター；桜製作所製、エグゼバ；神鋼パンテ
ック社製、コントロドライヤー；日立製作所製等）が好
適に用いられる。ここで、発明者らはα−ＳＦを含むア
ニオン性界面活性剤水溶液の効率的な濃縮条件を開発す
ることを目的として、基礎データとしてアニオン性界面
活性剤含有水溶液の蒸発挙動を調べたところ、水分１０
〜１９％を境に恒率乾燥速度領域から減率乾燥速度領域
に変化し、蒸発能力が極端に変化する現象があることが
わかった。即ち、この水分以上の水分が蒸発しやすい領
域（恒率乾燥領域）では装置上消費動力の少ない真空フ
ラッシュ蒸発等により十分な蒸発が可能であるため予備
濃縮を行い、そしてその後約１０％以下の低水分とする
工程では（冷却して粉体化可能とするのに必要）、減率
乾燥領域であるためフラッシュ蒸発法のみでは蒸発が困
難となるので、強制的に表面攪拌を行う回転薄膜式蒸発
機等を用いることが好ましく、この組み合わせが消費動
力の点から効率的であることが判明した。

【００１３】予備濃縮の方法としては、常圧で設定真空
化での沸点以上にスラリーを加熱し、設定真空度にした
蒸発缶でフラッシュ蒸発を行う方法が好適に用いられ
る。装置としてはＳＶＣ濃縮機（佐久間製作所製）等が
ある。なお、蒸発缶を別に設けることなく、薄膜蒸発機
に原料が導入される配管内でフラッシュを起こさせ気液
混相流として薄膜蒸発機内に入れる「配管内予備濃縮方
法」も効率的である。そこで本方式を用いて実際に濃縮
を行い、冷却し粉砕して粉体としたところ、驚くべきこ
とに真空薄膜蒸発機のみで濃縮した場合と比べて粉体の
白度が向上することが判明した。

【００１４】濃縮後に必須な冷却のための装置および方
法は、空冷法、ベルト式真空冷却機（ベルマックス；大
川原製作所製、スチールベルト式冷却装置；サンドビッ
ク社製 等）、ドラム式冷却機（ドラムフレーカー；楠
木機械製作所製、ダブルドラムドライヤー；カンソーン
社製等）等を用いることができる。この際に冷却品がフ
レーク状で得られた場合はフレークの状態で目的とする
アニオン性界面活性剤含有粉体とすることも可能であ
る。

【００１５】冷却後に直接粉砕、またはペレッターでペ
レット化して粉砕、またはフレークを粉砕して粉体化す
ることができる。ペレット化する際に界面活性剤１００
重量部に対して無機粒子を１〜３０重量部添加すること
により、ペレット成形が容易になると共に粉体化品の流
動性が良好になる。ここで用いられる無機粒子は、硫酸
ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、ゼ
オライト、微粒子シリカ、珪酸カルシウムの群から選ば
れるものが好ましい。用いられる粉砕機の種類として
は、フィッツミル（ホソカワミクロン社製）、スピード
ミル（岡田精工社製）等が用いられる。この際に粉砕助
剤を用いることでより効率的に粉砕できる。この助剤の
種類としては平均粒径２０μｍ以下の無機粒子が好まし
く、ゼオライト、炭酸ナトリウム、ホワイトカーボン等
が用いられ、助剤量としては濃縮品１００重量部に対し
て１〜２０重量部が好ましく、２〜１０重量部以下がよ
り好ましい。

【００１６】フレーク化または粉砕後に、物性改良のた
めに平均粒径２０μｍ以下の無機粒子を混合し、コーテ
ィングすることも可能であり、ゼオライト、炭酸ナトリ
ウム、ホワイトカーボン等が用いられ、コーティング量
としては濃縮品１００重量部に対して１〜２０重量部が
好ましく、１〜５重量部がより好ましい。本発明により
得られた界面活性剤粉体を噴霧乾燥を用いた従来法や撹
拌造粒等の他の方法によりにより作成した洗剤組成物と
共に混合・造粒、または粉体混合し粒状洗剤組成物とす
ることができる。

【００１７】造粒する方法としては、捏和後粉砕する方
法と撹拌造粒による方法が挙げられる。捏和する装置と
しては、連続式ニーダー（ＫＲＣニーダー；栗本鉄工所
社製）、バッチ式ニーダー（縦型ニーダー；DALTON社
製）等が挙げられ、粉砕機としてはフィッツミル（ホソ
カワミクロン社製）、スピードミル（岡田精工社製）等
が挙げられ、粉体化品の場合と同様に粉砕の際に粉砕助
剤を用いることでより効率的に粉砕できる。この助剤の
種類としては平均粒径２０μｍ以下の無機粒子が好まし
く、ゼオライト、炭酸ナトリウム、ホワイトカーボン等
が用いられ、助剤量としては濃縮品１００重量部に対し
て１〜２０重量部が好ましく、２〜１０重量部以下がよ
り好ましい。

【００１８】撹拌造粒機としては、レーディゲミキサー
（マツボー社製）、シュギミキサー（パウレック社
製）、ハイスピードミキサー（深江工業社製）等が挙げ
られる。また、粉体混合により粒状洗剤組成物を製造す
る場合には、噴霧乾燥粒子を圧密化後に粉砕し、高嵩密
度洗剤粒子とした後に、本発明の界面活性剤粒子と粉体
混合することが好ましいが、他の噴霧乾燥を用いずに作
成した高嵩密度洗剤粒子と共に粉体混合することも可能
である。また混合される粒子としては、非イオン界面活
性剤を主界面活性剤として５％以上粒子中に含むものが
微粉抑制の点からより好ましい。

【００１９】造粒後の粒状洗剤組成物に対して、流動性
改良剤として粒径１０μｍ以下の微粉体ゼオライト等の
無機化合物を添加することも可能である。さらに、洗浄
性向上剤であるキレートビルダー、酵素等を粉体ブレン
ドすることも可能である。ここで用いるキレートビルダ
ーとしては、粉体ゼオライト、層状シリケート、マレイ
ン酸−アクリル酸ナトリウムの共重合体、β−アラニジ
ン酢酸ナトリウム等が挙げられる。また、発塵抑制のた
めに非イオン界面活性剤またはその水溶液等の噴霧や賦
香のための香料の噴霧等の処理を行うことも可能であ
る。

【００２０】

【発明の効果】本発明の製法によれば、アニオン性界面
活性剤を高濃度に含有し白度の向上した高嵩密度粒状洗
剤用粉体原料の効率的な製造が可能となり、この高嵩密
度粒状洗剤用粉体原料を用いた高嵩密度粒状洗剤の製造
が可能となる。

【００２１】

【実施例】

〈粉体白度の測定方法〉粉体の白度は、Σ９０Ｃｏｌｏ
ｒ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ（日本電色製）
でｂ値を測定した。ｂ値の数値が大きい方が黄色に判定
され、色差が１．０以上の場合肉眼で差異を確認でき
る。

【００２２】〈実施例１〜２、比較例１〜２…高濃度界
面活性剤粉体の製造〉表１および表２に示す組成に従っ
て調整した界面活性剤水溶液を表１および表２に示す条
件で濃縮を行い、濃縮品を作製した。ここで、フラッシ
ュ蒸発のための加熱管はＳＶＣ濃縮機（佐久間製作所
製）を用い、実施例１はフラッシュ蒸発後の水溶液を蒸
発缶に貯め、それを真空薄膜回転蒸発機（コントロドラ
イヤー（伝熱面積０．５ｍ２））：日立製作所製）に導
入してさらに濃縮を進めた。実施例２では原料から薄膜
蒸発機に入る配管内に加熱管を設置し配管内でフラッシ
ュさせた後薄膜蒸発機に導入した。比較例１は薄膜蒸発
機のみ、比較例２ではフラッシュ蒸発のみで濃縮品の作
製を行った。その後、ドラムフレーカー（楠木機械製作
所製）を用いて冷却を行いフレーク化した後、α−ＳＦ
と石鹸の合計量に対して純分として１０％のゼオライト
と共にフィッツミル（ホソカワミクロン社製）により１
５℃の冷風を通して粉砕した後、粉体化品を得た。この
粉体化品の組成および性状を表１および表２に示す。な
お、比較例２ではフラッシュ蒸発のみでは濃縮品水分は
１１．０％までしか蒸発せず、冷却、粉砕は困難であっ
た。

【００２３】〈実施例３…高嵩密度粒状洗剤の製造〉最
初に非イオン活性剤含有粒子を作成した。まず、表３に
示す組成の中で非イオン活性剤、ホワイトカーボン、粘
土鉱物、ゼオライト５％を除く組成物を混合し水分４５
％のスラリーとし噴霧乾燥により乾燥粒子を得た。この
乾燥粒子と非イオン界面活性剤、ホワイトカーボン、粘
土鉱物を表３に示す割合でＫＲＣニーダー（栗本鉄工所
社製、Ｓ−２）中で圧密混合し、得られた塊状物をペレ
ッターダブル（不二パウダル社製、ＥＸＤＦＪＳ−６
０）を用いて直径約１０ｍｍ、長さ約１５ｍｍのペレッ
トとし、ゼオライト５％を粉砕助剤として用いて、フィ
ッツミル（ホソカワミクロン社製、ＤＫＡ−３）で１５
℃の冷風を通して粉砕した後、非イオン活性剤含有粒子
を得た。この粒子の組成および性状を表３に示す。次
に、表３に示す組成に従って、実施例１で得られた高濃
度アニオン性界面活性剤粉体とこの非イオン活性剤含有
粒子およびその他の成分（酵素、ゼオライト３％、層状
シリケート）を４０：４５：１５（重量比）の割合で回
転ドラム内で混合し、表４に示した量の香料と非イオン
界面活性剤（Ｃ１２ＥＯ２０ｍｏｌのアルコールエトキ
シレート）を噴霧し、粒状洗浄剤組成物を得た。この粒
状洗浄剤組成物の組成および性状を表４に示す。

【００２４】以上、実施例から明らかなように、本発明
の製法によれば、アニオン性界面活性剤を高濃度に含有
し白度の向上した高嵩密度粒状洗剤用粉体原料の効率的
な製造が可能となり、この高嵩密度粒状洗剤用粉体原料
を用いた高嵩密度粒状洗剤の製造が可能となる。

【００２５】

【表１】表１：高濃度界面活性剤粉体（その１） No. 実施例１ 実施例２ 比較例１ 比較例２ 原料組成 α-SF(%)*1 43.4 43.4 43.4 43.4 石鹸(%)*2 21.4 21.4 21.4 21.4 添加剤(%)*3 3.2 3.2 3.2 3.2 その他成分(%)*4 4.3 4.3 4.3 4.3 水分(%) 27.6 27.6 27.6 27.6 計(%) 100 100 100 100 濃縮条件 原料供給量(kg/H) 80 80 80 80 予備濃縮条件 (配管内) 無し 加熱温度(℃) 140 140 − 160 真空度(Torr) 50 50 − 30 予備濃縮後水分(%) 18.0 18.0 − 11.0 薄膜濃縮条件 無し 内壁加熱温度(℃) 140 140 140 − 真空度(Torr) 50 50 50 − 回転羽根周速(m/s) 11 11 11 − ＊１：脂肪酸残基の炭素数が１２〜１８のα−スルホ脂肪酸メチルエステルナ トリウム ＊２：炭素数１２〜１８の脂肪酸ナトリウム ＊３：添加剤：セルロースエーテル ＊４：その他成分：硫酸ナトリウム、メチルサルフェート、脂肪酸メチルエス テル等

【００２６】

【表２】表２：高濃度界面活性剤粉体（その２） No. 実施例１ 実施例２ 比較例１ 比較例２ 濃縮品 水分(%) 4.0 5.0 4.0 11.0 温度(℃) 90 80 90 60 冷却品温度(℃) 18 20 18 15 粉体化品組成 α-SF(%) 52.0 52.0 52.0 52.0 石鹸(%) 25.6 25.6 25.6 25.6 添加剤(%) 3.9 3.9 3.9 3.9 ゼオライト(%) 7.8 7.8 7.8 7.8 その他の成分(%) 6.1 6.1 6.1 6.1 水分(%) 4.6 4.6 4.6 4.6 計(%) 100 100 100 100 性状 平粒粒径(μ) 500 500 500 − 嵩密度(g/cc) 0.6 0.6 0.6 − b値 0.8 1.0 2.1 −

【００２７】

【表３】表３：非イオン含有粒子 組成 非イオン活性剤（％）*1 ３０．０ ＬＡＳ−Ｋ（％）＊2 １．０ ＰＡＳ（％）＊3 ０．２ ゼオライト（％） ２３．８ 亜硫酸ソーダ（％） ３．１ 炭酸ナトリウム（％） ２３．７ ホワイトカーボン（％） ４．０ 粘土鉱物（％） ６．０ 蛍光剤（％） ０．５ ポリマー（％）*4 −水分（％） ７．７ 計（％） １００ 性状 平均粒径（μ） ５００ 嵩密度（ｇ／ｃｃ） ０．８b値 ０．８ ＊１）Ｃ１２ＥＯ７モルのポリオキシエチレンアルキル
エーテル（炭素数１２のアルコールのエチレンオキシド
（ＥＯ）７モル付加物） ＊２）アルキル基の炭素数１０〜１４の直鎖アルキルベ
ンゼンスルホン酸カリウム ＊３）ポリアクリル酸ナトリウム（分子量約５０００） ＊４）マレイン酸−アクリル酸共重合ポリマー

【００２８】

【表４】表４：高嵩密度粒状洗剤組成物 組成 α−ＳＦ（％） ２０．８ 石鹸（％） １０．２ 非イオン活性剤（％）*1 １３．５ ＬＡＳ−Ｋ（％） ０．５ ＰＡＳ（％） ０．１ ゼオライト（％） １６．７ 亜硫酸ナトリウム（％） １．４ 炭酸ナトリウム（％） １０．７ ホワイトカーボン（％） １．８ 粘土鉱物（％） ２．７ セルロースエーテル（％） １．６ 蛍光剤（％） ０．２ 層状シリケート（％） １０．０ 酵素（％） １．５ 香料（％） ０．２ 噴霧非イオン活性剤（％）*2 ０．３ その他成分（％） ２．４水分（％） ５．４ 計（％） １００ 性状 平均粒径（μ） ５００ 嵩密度（ｇ／ｃｃ） ０．８b値 １．８ ＊１）Ｃ１２ＥＯ７モルのポリオキシエチレンアルキレ
ンエーテル ＊２）Ｃ１２ＥＯ２０モルのポリオキシエチレンアルキ
レンエーテル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アニオン界面活性剤含有水溶液を水分１
   ０〜１９％に予備濃縮した後、真空回転薄膜式蒸発装置
   を用いて水分１０％未満の濃縮物とし、冷却後に必要に
   応じて粉砕して粉体とすることを特徴とする高嵩密度粒
   状洗剤用粉体原料の製造方法。