JPS6052704B2 - ジクロロシアヌル酸ナトリウム水和物の製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム水和物
を含むジクロロシアヌル酸ナトリウムの水和物を製造す
るための新規な方法に関する。

更に詳しくは、本発明は湿潤ジクロロシアヌル酸ナトリ
ウムを水和物の形態すなわちその１水和物、２水和物ま
たはその同様なものに直接変換することに関する。Ｊ
時によつてはアルカリ金属ジクロロシアヌル酸塩とも称
されるアルカリ金属ジクロロシアヌル酸塩は消毒および
漂白の用途における有効塩素源として広く使用されてい
る。

これらの中でナトリウム塩が最も広く使用されている。
それは無水形態、１水和物（約７．６重量％の結合した
水和水を含む）および２水和物（１４．１％の結合水を
含む）として存在することが知られている。例えば米国
特許第３０３５０５６号、同第３０３５０５７号および
同第３２９４７９７号各明細書を参照されたい。数種の
異つた方法によつてジクロロシアヌル酸ナトリウムを製
造することが知られている。一つの典型的方法は制御さ
れた条件下にジクロロシアヌル酸を水酸化ナトリウムと
反応させ、それによつてジクロロシアヌル酸ナトリウム
２水和物を含有するスラリーを生成させることである。
次いでこの生成物をスラリーから枦過しそして無水形態
に乾燥する。他の一つのジクロロシアヌル酸ナトリウム
を製造する方法は、制御された条件下に水性媒体中で、
イソシアヌル酸トリナトリウムを直接塩素化し、次いで
その生成物を枦過しそして無水形態に乾燥することを包
含する。更にその他の方法は、トリクロロシアヌル酸と
シアヌル酸トリナトリウムとを水性媒体中で制御された
条件下で一緒にしそして反応させてジクロロシアヌル酸
ナトリウム２水和物の水性スラリーを生成させそして次
いで沖過および乾燥段階によつて無水形態を生成させる
ことを包含する。典型的にはジクロロシアヌル酸ナトリ
ウム２水和物をろ過または遠心分離してジクロロシアヌ
ル酸ナトリウム２水和物の湿つたケーキを生成させる。

後者の物質を次いで当業者には既知の数種の方法の一つ
によつて乾燥させて、自由流動性粒状のジクロロシアヌ
ル酸ナトリウム２水和物を生成させることができる。次
いでこの２水和物形態のものを米国特許第３０３５０５
６号明細書に記載のような熱風循環炉中で約１０５゜Ｃ
に約８時間加熱することによつて、無水物形態に変換さ
せることが知られている。アルカリ金属ジクロロシアヌ
ル酸塩ならびにある種の他の塩素化乾式漂白剤化合物は
、火焔、スパークまたは他の高温源に露出された場合に
燃焼し始め、そして、初めの熱源が除去された後でも全
部の物質が消費されるまで燃えつづけることがよく知ら
れている。

この現象は自己支持性および自己伝播性分解と呼ばれる
。更に、水和物の結合水の存在は自己伝播性分解傾向を
低下させることも知られている。すなわち、ジクロロシ
アヌル酸ナトリウム１水和物は無水のジクロロシアヌル
酸ナトリウムよりも自己伝播性分解に対してより敏感で
ない。また、ジクロロシアヌル酸ナトリウム２水和物は
１水和物よりも更により分解を受けにくい。水和物の結
合水の存在はまた無水生成物に伴なう粉塵（ダスト）問
題を除去しうることもまた見出されている。すなわち、
ジクロロシアヌル酸ナトリウム１水和物および２水和物
の有利な性質は、無水性成物ど比較した場合の有効塩素
の初期損失にもかかわらず、これら生成物を多くの漂白
、滅菌、衛生および消毒への使用に魅力あるものとして
いる。

例えば無水のジクロロシアヌル酸ナトリウムは最初約６
３％の有効塩素を含有しており、これに比して１水和物
中の有効塩素は約５９％そして２水和物中の有効塩素は
約５６％である。ジクロロシアヌル酸ナトリウム１水和
物の商業的成功を収めなかつたのは一部はその製造の困
難さに帰することができる。

例えば炉乾燥または担体乾燥技術の使用は通常、結合水
の両分子の損失を生ずるか、または結合水のどちらの分
子も除去されないかのいずれかの結果となる。更に、ジ
クロロシアヌル酸ナトリウムの１水和物形態の製造は、
これまでは、真空乾燥装置の使用を包含していた。米国
特許第３０３５０５６号明細書中には、７０℃で真空下
に約３時間乾燥させることによるジクロロシアヌル酸ナ
トリウム２水和物の１水和物への脱水が説明されている
。本明細書に開示されている改善は、ジクロロシアヌル
酸ナトリウムの１水和物および２水和物が、経済的にそ
して効率よく、真空の必要なしに（大気圧以下の圧力も
可能ではあるが）そして従来技術において遭遇される難
点の多くを伴なうことなしに製造できるという予期せざ
る発見に基づいている。

本発明の主目的は、湿つたジクロロシアヌル酸ナトリウ
ム供給物の直接変換によつてジクロロシアヌル酸ナトリ
ウム１水和物またはジクロロシアヌル酸ナトリウム２水
和物を連続的に製造するための制御された方法を提供す
ることである。

この目的は決定された温度範囲内で湿つたジクロロシア
ヌル酸ナトリウムフィルターケーキ（枦塊）または遠心
分離ケーキを空気流フラッシュ乾燥（時には圧搾空気流
移送型乾燥とも呼ばれる）の使用によつて達成される。
本発明は、ジクロロシアヌル酸ナトリウムの湿潤ケーキ
を真空乾燥を使用せずに直接２水和物または１水和物の
形に変換させる方法を提供するものであり、その際大形
の真空装置および関連する操作出費の必要性は除去され
る。

効率のよい１水和物および２水和物製造のための多くの
他の既知の障害は、本明細書に開示された方法によつて
同様に克服される。本発明の実施に当つては、ジクロロ
シアヌル酸ナトリウムの湿潤ケーキは数種の通常の方法
のいずれかによつて、例えば米国特許第３２９４７９７
号明細書に記載と同様の条件を使用してジクロロシアヌ
ル酸を水性水酸化ナトリウムと反応させる既知方法によ
つて製造することができる。

この反応から得られるスラリーから分離された湿潤固体
生成物を直接本発明の方法に使用することができる。好
ましい方法においては、湿つたジクロロシアヌル酸ナト
リウムを予め調製された乾燥ジクロロシアヌル酸ナトリ
ウム１水和物または２水和物（場合によつて）と混合し
て流動性粒状混合物を生成させる。本明細書中で使用さ
れている場合の［乾燥」とは本質的に非結合性水を有し
ていない状態を意味するものであり、水和の結合水に関
するものではない。流動性粒子混合物を次いで加熱され
た空気またはガス流に接触させてその粒子温度を所望の
温度範囲内に保持して水和の結合水のいずれの分子も分
子を除去しないようにして注意しつつ本質的にすべての
非結合水を除去する。かくしてジクロロシアヌル酸ナト
リウム２水和物生成物が得られる。そのような場合には
、所望され−る粒子温度範囲は５５よＣ〜６０′Ｃであ
るべきである。その代りに、所望の生成物がジクロロシ
アヌル酸ナトリウム１水和物である場合には、粒子温度
範囲は７０℃〜９５゜Ｃの間、好ましくは７５゜Ｃ〜８
５℃の間に制御されるべきであり、それによつて水和物
の結合水の１分子が除去される。本法における空気流フ
ラッシュ乾燥の持続時間は所望の粒子温度によつて変動
しそしてこれはその気流中の熱空気または熱ガス温度に
依存する。

例えば本法による空気流フラッシュ乾燥に有用なような
気流輸送乾燥機においては、熱伝達は運搬ガスからの対
流によるものである。湿気はほとんど瞬間的に湿つた固
体粒子からそれらを熱風または熱ガスに直接緊密に接触
した状態で分散および運搬させることによつて除去され
る。この空気流フラッシュ乾燥の特徴は、３〜Ｗ秒程度
、時には１秒以下でさえありうる極めて短い保持時間で
ある。自由流動性物質および第一義的に表面水分のみに
関しては、乾燥機は往々にして輸送媒体として加熱ガス
を使用する空気移送系の形をとる。

空気またはガスによつて熱が供給され且つ水分が輸送さ
れる滞留時間の短かい対流乾燥機（空気流フラッシュド
ライヤー）における蒸発を支配している４個の基本的因
子がある。これらは水分分散、温度差、粒子サイズおよ
び攪拌である、ウイリアム●ジエイ●ミート氏著「Ｅｒ
ｌｃｙｃＩＯｐｅｄｉａＯｆＣｈｅｍｉｃａｌＰｒＯｃ
ｅｓｓＥｑｕｉｐｍｅｎｔ」（ラインホールドパブリッ
シング・コーポレーション１９６４年版）第２４２〜２
５１頁には、そのような因子が詳細に記載されそして典
型的な空気流フラッシュドライヤーが示されている。ジ
クロロシアヌル酸ナトリウムの湿潤ケーキをフラッシュ
乾燥させてどちらか所望の２水和物または１水和物とす
る工程を実施するに当つては、空気が好ましい接触媒体
であるがしかし他の乾燥ガスもまた使用して同一の結果
を達成することができる。

この点に関しては、このガスおよび固体の接触は、生成
物粒子とガスとを必要な持続時間緊密な接触状態ならし
める乾燥装置のいずれをも使用して実施できる。例えば
、初期の乾燥ないし脱水は、系内の滞在時間が必要な期
間にわたりそして粒子温度が特定化された温度範囲内に
制御される方法で空気移送系と組合せて行うことができ
る。この湿潤ケーキをジクロロシアヌル酸ナトリウム１
水和物に直接変換するためのここで特記されている粒子
温度範囲すなわち７０゜Ｃ〜９５゜Ｃは重要である。

何故ならば、９５℃よりもわずかに上の温度においては
脱水が所望の程度以上に進行しその結果無水のジクロロ
シアヌル酸ナトリウムが生成されるからである。同様に
、７０℃よりもわずかに低い粒子温度においては脱水が
所望程度以下にしか進行せず、その結果所望せざる未変
換のジクロロシアヌル酸ナトリウム２水和物が得られる
。ジクロロシアヌル酸ナトリウムの湿つたケーキを直接
２水和物に変換させるための本明細書に記載されている
粒子の温度範囲（すなわち５５℃〜６０℃）も同様に重
要である。フラッシュ乾燥の間の粒子温度を実質的に６
０℃以上にさせる場合には、結合水の望ましからぬ損失
が生じうる。５５℃よりも有意に低い粒度温度において
は、得られる２水和物は充分には乾燥されていないこと
が見出されている。

本発明の方法および利点を一層理解せしめるために次の
実施例をかかげる。

これらは本発明の例示を意図するものであり、その態様
を限定するものではない。％は特記されていない限り重
量基準である。例１ 本例は、空気流フラッシュ乾燥によつて、ジクロロシア
ヌル酸ナトリウムの湿つたケーキを無水形態に直接変換
することを説明している。

１８％の水分を含有する湿つたジクロロシアヌル酸ナト
リウムを米国特許第３２９４７９７号明細書に記載と同
様の方法で製造した。

パイロットプラント用空気流フラッシュドライヤーを、
ドライヤーチューブとして４．５７ｒＬ区分の内径１２
．７Ｔｎｍステンレススチールチューブを使用して設置
した。このチューブは厚く絶縁して、器壁を通しての熱
損失を最小にした。空気流は電気的空気ヒーター中での
加熱の前に、ロータメーターによつて計量された。空気
流は毎分約１１００ＴｒＬの速度に調節された。ジクロ
ロシアヌル酸ナトリウムの湿つたケーキ（３．５部）を
このドライヤー中に、変速可能なスクリューフィーダー
を使用して空気ヒーターの少し下流に供給した。フラッ
シュドライヤーに対するこのジクロロシアヌル酸ナトリ
ウム供給物は、この方法の湿潤終端部からの遠心ケーキ
および再循環乾燥無水生成物の混合物に模して調製され
た。この供給物は、実験室用ホバートミキサー中で、１
２０℃で予じめ乾燥された無水生成物６．５部と共に１
８％の水分を含有する３．５部の湿つたジクロロシアヌ
ル酸ナトリウムを混合して６．５％の複合供給物水分と
なすことによつて製造された。このドライヤーへのジク
ロロシアヌル酸ナトリウムの供給速度は５０ｙ／分に調
整された。１２２℃の粒子温度を達成するためにドライ
ヤーの導入空気温度は３００℃に制御されていた。

これは１５０′Ｃの排気（排出空気）温度を生する。所
望の温度条件に一旦到達したならば、その生成物受器を
取り代えて、これら粒子温度条件に曝らされた生成物の
みを集めるようにした。この乾燥生成物をサイクロン分
離器により空気流から分離し、これを生成物受器に取り
出した。次いで排出された空気は、大気中に放出する前
に、小さなバッグダストコレクターを通過させた。供給
物導入点の少し前およびサイクロンに位置された熱電対
がそれぞれ導入および排出温度を測定するようになつて
いる。生成物粒子が生成物受器に放出される時点でその
温度を測定した。この操作を所望の温度条件に到達した
後１紛つづけた。無水ジクロロシアヌル酸ナトリウムと
同定された乾燥生成物は０．４１％の水分および６３．
６％の有効塩素を含有していた。例２ 本例は空気流フラッシュ乾燥による湿潤ジクロロシアヌ
ル酸ナトリウムの２水和物形への直接変換を例示してい
る。

例１に記載されているパイロットプラント設備が本例で
使用された。空気流は毎分約１１００ｍ，の速度に調節
された。本例に対する湿潤供給物は所望の２水和生成物
の約６０％再循環に模して調製された。これは１３％水
分の再循環物質６部を１８％水分の湿潤物質４部と実験
室用ホバートミキサー中で混合して、１５％水分を有す
る供給複合物を生成させることによつて達成された。こ
の供給速度はこれまた５０ｑ／分に調整されていた。導
入空気温度は、５８℃の粒度温度および７５℃の排気温
度となるように調整された。その結果１１８℃の導入空
気温度となつた。所望の温度条件に到達したならば、生
成物受器を取り代えて所望の２水和物のみがこれら条件
下に集められるよう・にした。この操作は所望の温度条
件に到達した後１紛間続けられた。ジクロロシアヌル酸
ナトリウム２水和物と同定されたこの乾燥生成物は１３
．３％の水分を含有しており、有効塩素５５．４％であ
つた。例３ 本例は空気流フラッシュ乾燥による湿潤ジクロロシアヌ
ル酸ナトリウムの１水和物形態への直接変換を示す。

例１に記載のパイロットプラント装置がこの例のために
使用された。空気流は毎分約・１１００７Ｔｔ．の速度
に調節された。８％水分を有する所望の１水和物生成物
６部を１８％水分を有する湿潤供給物４部と混合して１
２％水分を有する複合供給物を生成させることによつて
、６０％再循環に模して供給物を調製した。

ここでもまた、供給速度は５０ダ／分に調整された。導
入空気温度は放出生成物中で粒子温度８０Ｃを与えるよ
うに制御されその際９３′Ｃの排気温度であつた。得ら
れる空気導入温度は１９０℃であつた。所望の温度条件
に到達したならば、生成物受器を取り代えて、所望の、
これら条件下の所望の１水和物生成物のみが集められる
ようにした。この操作を、所望の温度条件に到達した後
、１紛間続けた。ジクロロシアヌル酸ナトリウム１水和
物と同定されたこの乾燥生成物は７．４％の水分を含有
しており、そして５９．２％有効塩素が分析された。前
記例２および例３はジクロロシアヌル酸ナトリウムの水
和度を空気流フラッシュ乾燥技術によつて制御しうる本
発明の方法を示している。

そのような制御は遠心ケーキまたはフィルターケーキの
形態の湿潤ジクロロシアヌル酸ナトリウム供給物の直接
変換によりなされる例２および例３の空気流乾燥におい
ては固体粒子の滞留時間は正確には決定されていないけ
れども、そのような滞留時間は１秒程度と推定される。
滞留時間の実際の知８識または制御は、必要な温度範囲
が所望の水和生成物の連続的製造の間保持されている限
りは、本発明の成功的な実施には絶対的なものではない
。すなわち、空気流フラッシュ乾燥による湿潤ケーキ供
給物の直接変換によるジクロロシアヌル酸ナトリウム２
水和物の効率的な製造には、５５酸〜６０℃のドライヤ
ー中での粒子温度の保持を必要とする。同様に、同一技
術による１水和物の効率的な製造は、ドライヤー中にお
いて７０℃〜９５℃の粒子温度範囲を必要とする。勿論
、それぞれの温度範囲内の操作から得られる水和生成物
に必ずしも正確な論理量の水和結合水を含有する必要は
ないことを理解すべきである。通常は、結合水量にはわ
ずかな変動がある。それにもかかわらず、個々の物質に
対するそれぞれの操作温度範囲を観察すると、形式上は
、正しい水和結合水を有する１水和物または２水和物が
生成している。本発明はここに特定具体例に関して記載
されているけれども、本発明はそれらに限定されるもの
ではなく、本発明の精神を逸脱することなしに種々に実
施しうることを理解すべきである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 湿潤ジクロロシアヌル酸ナトリウム粒子を空気流ま
   たはガス流フラッシュ乾燥帯域に導入しそしてその粒子
   温度を７０〜９５℃に制御することを特徴とする、湿潤
   ジクロロシアヌル酸ナトリウム粒子をジクロロシアヌル
   酸ナトリウム１水和物に直接変換する方法。 ２ 粒子温度が７５〜８５℃に制御されることを特徴と
   する、前記第１項記載の方法。 ３ 湿潤ジクロロシアヌル酸ナトリウム粒子を連続的に
   直接乾燥したジクロロシアヌル酸ナトリウム１水和物に
   変換させるにあたり、（ａ）再循環された乾燥ジクロロ
   シアヌル酸ナトリウム１水和物粒子を湿潤ジクロロシア
   ヌル酸ナトリウム供給物と混合して湿つた流動性粒状混
   合物を生成させ、（ｂ）前記混合物を空気流またはガス
   流フラッシュ乾燥帯域に導入し、そして（ｃ）その粒子
   温度を７０〜９５℃に制御することを特徴とする方法。 ４ 粒子温度が７５〜８５℃に制御されることを特徴と
   する、前記第３項記載の方法。５ 湿潤ジクロロシアヌ
   ル酸ナトリウム粒子を空気流またはガス流フラッシュ乾
   燥帯域に導入しそしてその粒子温度を５５〜６０℃の間
   に制御することを特徴とする、湿潤ジクロロシアヌル酸
   ナトリウム粒子を直接ジクロロシアヌル酸ナトリウム２
   水和物に変換する方法。 ６ 湿潤ジクロロシアヌル酸ナトリウム粒子を乾燥ジク
   ロロシアヌル酸ナトリウム２水和物に連続的に直接変換
   させるにあたり、（ａ）再循環された乾燥ジクロロシア
   ヌル酸ナトリウム２水和物粒子を湿潤ジクロロシアヌル
   酸ナトリウム供給物と混合して湿つた流動性粒子混合物
   を生成させ、（ｂ）前記混合物を空気流またはガス流フ
   ラッシュ乾燥帯域に導入させ、そして（ｃ）その粒子温
   度を５５〜６０℃に制御することを特徴とする方法。