JP4118634B2 - 粒状アニオン界面活性剤の製造法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衣料用洗剤、台所用洗剤、歯磨き用発泡剤、シャンプー、重合用乳化剤、セメント用発泡剤等に好適に使用しうる、粒状アニオン界面活性剤の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
アニオン界面活性剤は、他の界面活性剤又はビルダーと混合することにより、衣料用洗剤、台所用洗剤等をはじめ、歯磨き用発泡剤、シャンプー、洗浄剤等に使用されている。
【０００３】
アルキル硫酸エステル塩等のアニオン界面活性剤は、常法で合成すると、スラリー状となるため、アニオン界面活性剤粉粒体は、例えば、粘度を考慮して、水分含有量６０〜７０重量％の低濃度スラリーを噴霧乾燥させる方法（特開昭５５−６９６９８号公報、特開昭５３−３９３０７号公報）、アルキル硫酸エステル塩のスラリーの粘度の極小値を利用して固形分濃度６０〜８０重量％の高濃度スラリーを噴霧乾燥させる方法（特開昭５４−１０６４２８号公報）、水分含有量２０〜３５重量％の高濃度洗剤ペースト原料を真空薄膜乾燥機を用いて乾燥させる方法（特開平２−２２２４９８号公報）等の方法で乾燥して、乾燥粉として製造される。
【０００４】
しかしながら、このような方法で得られる乾燥粉は、粉立ちがあり、作業性が悪いために造粒化されている。造粒化方法として、従来から押出造粒法が行われているが、このような方法は、工程が煩雑であったり、得られた造粒物の嵩密度や粒子強度が低く、また流動性や水溶解性に問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、嵩密度や粒子強度が高く、流動性が良好で、水溶解性に優れた、粒状アニオン界面活性剤の簡便な製造法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、切断手段及び撹拌手段を備えた撹拌混合機を用い、水の存在下にアニオン界面活性剤乾燥粉を造粒する造粒工程を含む、粒状アニオン界面活性剤の製造法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明において、アニオン界面活性剤は、特に限定されるものではなく、例えばアルキル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−スルホ脂肪酸エステル塩等が挙げられ、アルキル硫酸エステル塩及びポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩が好ましい。塩としては、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アルカノールアミン塩等が挙げられ、ナトリウム塩やカリウム塩等のアルカリ金属塩が好ましい。アニオン界面活性剤は、１種又は２種以上の混合物を用いることができる。
【０００８】
アルキル硫酸エステル塩及びポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩は、いずれも、例えば、高級アルコール、又は高級アルコールに酸化エチレン、酸化プロピレン等の酸化アルキレンを付加した付加物を硫酸化し、さらに中和することにより得られる。なお、硫酸化反応時には、１０重量％以下、好ましくは５重量％以下の範囲内で未反応物が存在していてもよい。
【０００９】
アルキル硫酸エステル塩の例としては、式（Ｉ）：
（Ｒ¹−ＯＳＯ₃）_mＭ¹ （Ｉ）
（式中、Ｒ¹は炭素数８〜２４、好ましくは８〜１８の直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基又はアルケニル基、Ｍ¹はアルカリ金属、アルカリ土類金属又はアルカノール置換若しくは無置換のアンモニウム基、ｍはＭ¹の価数であって１又は２を示す。）
で表される化合物等が挙げられる。
【００１０】
また、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩の例としては、式(II)：
（Ｒ²Ｏ−（ＡＯ）_nＳＯ₃）_pＭ² （II)
（式中、Ｒ²は炭素数８〜２４、好ましくは８〜１８の直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基又はアルケニル基、Ａは炭素数２〜４のアルキレン基を示し、ｎ個のＡは同一であっても異なっていてもよい。ｎはアルキレンオキサイドの平均付加モル数を示す０．５〜２０の数である。Ｍ²はアルカリ金属、アルカリ土類金属又はアルカノール置換若しくは無置換のアンモニウム基、ｐはＭ²の価数であって１又は２を示す。）
で表される化合物等が挙げられる。
【００１１】
なお、式(II)において、ＡＯとしては、エチレンオキシ基、プロピレンオキシ基、ブチレンオキシ基等が挙げられる。ｎは１〜１０が好ましい。
【００１２】
本発明において、アニオン界面活性剤の乾燥粉は、特に限定されず、従来の噴霧乾燥等の方法で乾燥された乾燥粉を用いることが出来る。
【００１３】
本発明の造粒工程は、切断手段及び撹拌手段を備えた撹拌混合機を用い、水の存在下にアニオン界面活性剤乾燥粉を造粒する工程である。本発明においては、このような造粒工程を２回以上繰り返し行うことが、粒子の圧密化及び粒子形状の球状化の観点から好ましい。
【００１４】
撹拌混合機に備えられる切断手段は、撹拌混合機の水平軸回りに回転するチョッパーが好ましく、チョッパーの回転数は、５００〜４０００ｒ／ｍｉｎが好ましく、１０００〜３０００ｒ／ｍｉｎが更に好ましい。撹拌混合機に備えられる撹拌手段としては、撹拌混合機の垂直軸回りに回転する撹拌羽根や円盤が好ましく、回転数は周速で３〜１０ｍ／ｓが好ましく、５〜１０ｍ／ｓが更に好ましい。
【００１５】
本発明に用いられる切断手段及び撹拌手段を備えた撹拌混合機としては、例えばハイスピードミキサー〔深江パウテック（株）製〕、ヘンシェルミキサー〔三井三池化工機（株）製〕、パーチカルグラニュレーター〔（株）パウレックス製〕等が挙げられる。
【００１６】
本発明の造粒工程において、水の添加は連続でも間欠でも良く、水の添加方法は、特に限定されず、滴下する方法やスプレーノズルを用いて噴霧する方法等が挙げられる。１回の造粒工程で用いられる水の量は、アニオン界面活性剤に対し、０．２〜５重量％が好ましく、１〜４重量％が更に好ましい。
【００１７】
本発明の造粒工程においては、水以外に、アニオン界面活性剤製造時に用いられる成分等（以下アニオン界面活性剤成分という）を必要に応じて添加してもよい。アニオン界面活性剤成分としては、例えば、アルコール、アルコールに酸化エチレン、酸化プロピレン等の酸化アルキレンを付加した付加物、硫酸ナトリウム、塩化ナトリウム等の無機塩、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸ナトリウム等の中和剤、過酸化水素、次亜硫酸ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム等の脱色剤等が挙げられる。
【００１８】
本発明の造粒工程における造粒時の温度は、１０〜９０℃が好ましく、６０〜８０℃が更に好ましい。圧力は常圧（１０１ｋＰａ）〜１３．３ｋＰａが好ましく、常圧〜４０ｋＰａが更に好ましい。
【００１９】
造粒工程で造粒した造粒物は、篩分けし、篩粒径１２５〜１４１０μｍ、嵩密度０．５〜１．０ｇ／ｃｃの粒状物を得ることが好ましい。篩粒径は、更に好ましくは１８０〜１０００μｍ、最も好ましくは１８０〜８５０μｍである。篩分け後に除かれた、篩粒径１２５〜１４１０μｍ以外の粒状物は、再度造粒工程に回収することが、造粒収率を向上させる観点から好ましい。このように、目的の粒径以外の造粒粒子を再度造粒工程に回収することにより、少ない回数で圧密化及び球状化した造粒粒子を得ることができる。また、このような回収により、アニオン界面活性剤の損失を最小限に抑えることができる。
【００２０】
本発明においては、造粒工程を２回以上繰り返し行うことが好ましく、造粒工程を繰り返すことにより、粒子の圧密化及び粒子形状の球状化が可能であり、嵩密度の向上及び流動性の向上が可能となる。また、このような造粒工程を繰り返しても、各種成形助剤を使用しないために、アニオン界面活性剤の純度を下げることなく粒状造粒物を得ることができる。造粒工程の繰り返し回数は、特に限定されず、造粒物の形状の少なくとも一部が球状となるまで行うことが好ましい。
【００２１】
【実施例】
以下の実施例において、造粒収率は以下の方法で測定した。
【００２２】
＜造粒収率＞
造粒物１００ｇをＪＩＳ篩を用い、篩振とう機〔増田理化工業（株）；オクタゴン２００〕で５分間振動させた後、篩目のサイズにより、５００μｍオン〜１４１０μｍパスの粒子の重量分率（％）を造粒収率とした。
【００２３】
合成例１：アニオン界面活性剤乾燥粉の合成
花王（株）製「エマール２４ＤＨ」（アルキル組成；Ｃ₁₂／Ｃ₁₄／Ｃ₁₆＝６７％、２８％、５％のアルキル硫酸ナトリウム塩）を、外部にジャケットを有し、真空脱気装置による減圧乾燥が可能で、内部にアジテーターとチョッパーを有する内容量６５Ｌのハイスピードミキサー〔深江パウテック（株）製〕に、２０kg仕込み、内部の状態を見ながら任意にアジテーター及びチョッパーの回転数を調整し、ジャケット内に温水を注入し加熱を行いながら、真空脱気装置にて装置内を減圧にする方法で乾燥して、アルキル硫酸ナトリウム塩の乾燥粉を得た。
【００２４】
実施例１
外部にジャケットを有し、内部にアジテーターとチョッパーを有する内容量６５Ｌのハイスピードミキサー〔深江パウテック（株）製〕に、合成例１で得たアルキル硫酸ナトリウム塩の乾燥粉１４ｋｇを仕込み、アジテーターの周速７．５ｍ／ｓ（回転数２８８ｒ／ｍｉｎ）、チョッパーの回転数３０００ｒ／ｍｉｎの条件にて撹拌混合しながら、ジャケット内に温水を注入し加熱を行った。内部の品温（粉体温度）が８０℃に到達後、マイクロチューブポンプを用いてアジテーターの電流値を見ながらイオン交換水５００ｇを５分間で添加し、イオン交換水を添加してから２０分後に撹拌を停止し粒状造粒物を得た。これらの結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】

【００２６】
実施例２
実施例１と同様の装置に、合成例１で得たアルキル硫酸ナトリウム塩の乾燥粉を仕込み、実施例１と同様に造粒を行った。造粒後、同じ条件で撹拌を行い、アジテーターの電流値を見ながら、表２に示す量のイオン交換水を添加し、イオン交換水を添加してから１０分後に撹拌を停止した（造粒▲１▼）。更に、イオン交換水の添加量を表２に示す量にすること以外は、同じ条件で造粒を４回繰り返し行い（造粒▲２▼〜▲５▼）、粒状造粒物を得た。これらの結果を表２に示す。
【００２７】
【表２】

【００２８】
実施例３
実施例１と同様の装置に、合成例１で得たアルキル硫酸ナトリウム塩の乾燥粉を仕込み、実施例１と同様に造粒を行った。得られた粒状造粒物を篩分けして粒径５００μｍ未満および１４１０μｍ以上の粒子を回収した。５００μｍ未満の粒状造粒物３．０ｋｇを、合成例１で得たアルキル硫酸ナトリウム塩の乾燥粉１４ｋｇに添加し、表３に示す条件で実施例２と同様に造粒を５回繰り返し行い（造粒▲１▼〜▲５▼）、粒状造粒物を得た。これらの結果を表３に示す。
【００２９】
【表３】

【００３０】
実施例４
実施例３において、篩分けして粒径５００μｍ未満および１４１０μｍ以上の粒子を回収した後、１４１０μｍ以上の粒状造粒物２．５ｋｇを、合成例１で得たアルキル硫酸ナトリウム塩の乾燥粉１４ｋｇに添加し、表４に示す条件で実施例２と同様に造粒を５回繰り返し行い（造粒▲１▼〜▲５▼）、粒状造粒物を得た。これらの結果を表４に示す。
【００３１】
【表４】

【００３２】
比較例１
実施例１と同様の装置に、合成例１で得たアルキル硫酸ナトリウム塩の乾燥粉を仕込み、実施例１と同一条件でイオン交換水の代わりに、花王（株）製「カルコール２４６５」（アルキル組成；Ｃ₁₂／Ｃ₁₄／Ｃ₁₆＝６７％、２８％、５％の脂肪族アルコール）を用いて造粒を行ったが、粒状造粒物は得られなかった。
【００３３】
実施例２で得られた粒状造粒物、及び比較品として、市販のアルキル硫酸ナトリウム塩造粒物について、５０％粒径、嵩密度、溶解速度及び粒子強度を下記方法で測定した。結果を表５に示す。
【００３４】
＜５０％粒径＞
篩い分け法によるデータから求められた粒子の重量頻度より、各篩の目開きに対する積算値を求め、５０％積算値の粒子径を「５０％粒径」とする。
【００３５】
＜嵩密度＞
ＪＩＳ Ｋ ３３６２で規定された方法で測定した。
【００３６】
＜溶解速度＞
イオン交換水９５０ｇ（３０℃）を撹拌（９００ｒ／ｍｉｎ）し、造粒物５０ｇを一括添加する。電導度計〔ＨＯＲＩＢＡ製；ＤＳ−８Ｆ〕を用いて電気伝導度を経時で測定し、伝導度が安定した点の９９％値（時間）を溶解速度とした。
【００３７】
＜粒子強度＞
ホソカワミクロン（株）製ＡＧＲ−１アクロボットを用いて、造粒物の圧縮崩壊強度を測定し、造粒粒子の強度とした。
【００３８】
【表５】

【００３９】
【発明の効果】
本発明の製造法によると、予備混合や煩雑な工程を必要とすることなく、嵩密度及び粒子強度が高く、流動性及び水溶解性に優れた粒状アニオン界面活性剤を得ることができ、更に各種成形助剤を使用しないことから、アニオン界面活性剤の純度の低下がなく、造粒物の用途が限定されない。

Claims (5)

1. 切断手段及び撹拌手段を備えた撹拌混合機を用い、水の存在下にアニオン界面活性剤乾燥粉を造粒する造粒工程を２回以上繰り返し、且つ１回の造粒工程で用いられる水の量が、アニオン界面活性剤に対し、０．２〜５重量％である、粒状アニオン界面活性剤の製造法。
2. 造粒工程で造粒した造粒物を、篩分けし、篩粒径１２５〜１４１０μｍ、嵩密度０．５〜１．０ｇ／ｃｃの粒状物を得る、請求項１記載の製造法。
3. 篩分け後に除かれた、篩粒径１２５〜１４１０μｍ以外の粒状物を、再度造粒工程に回収する、請求項２記載の製造法。
4. 造粒時の温度が１０〜９０℃、圧力が常圧（１０１ｋＰａ）〜１３．３ｋＰａである、請求項１〜３のいずれかに記載の製造法。
5. 切断手段が、回転数５００〜４０００ｒ／ｍｉｎのチョッパーであり、撹拌手段の回転数が周速で３〜１０ｍ／ｓである、請求項１〜４のいずれかに記載の製造法。