JPH02145406A - ソーダ灰過酸素キャリヤー - Google Patents

ソーダ灰過酸素キャリヤー

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JPH02145406A
JPH02145406A JP1260349A JP26034989A JPH02145406A JP H02145406 A JPH02145406 A JP H02145406A JP 1260349 A JP1260349 A JP 1260349A JP 26034989 A JP26034989 A JP 26034989A JP H02145406 A JPH02145406 A JP H02145406A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は良好な貯蔵安定性を有し且つ水に溶解した時に
過酸化アルカリを与えるのに有用であるソーダ灰と過酸
化水素との固体組成物に関する。
〈従来の技術及び発明が解決すべき課題〉ソーダ灰とし
ても知られている炭酸ナトリウムは、少なくとも2種の
過酸イヒ水素との固体付加化合物、2 Ni2 co3
・3H!0雪(炭酸ナトリウム三二過酸化物)′E!び
2 Nap COB・3H雪0.・2HzO(炭酸す)
 IJウム三二過酸化物水和物)を形成することが知ら
れている。炭酸す) IJウム三二過酸化物は通常、過
炭酸ナトリウムとして知られており、そして炭酸ナトリ
ウム過酸化物又は炭酸ナトリウム通水和物とも呼ばれて
おり、ここでは“scp ’と略称する。SCPは水溶
液に溶かした時の過酸素源として多くの有効な用途があ
るために多くの研究の対象とされている。
高い(15チ以上の)活性酸素含量、水に対する大きな
溶解度、比較的安価な原料及び極めて低い環境に対する
悪影替にも拘らず、SCPは過硼酸ナトリウムの商業的
好評に未だ達していない。
その故はSCPは過硼酸塩よりも遥かに不安定である由
の欠点を示すからである。同一条件下で固体5epIr
i分解を受け、過硼酸塩の分解よりも実質上多くの活性
酸素を失なう。この問題は、小売りの洗剤固体のカート
ン(紙面)中、洗剤生産処理工程中又は洗剤製造業者に
配達して徒の保管中に絋特に好ましくない。不純物例え
ば分解反応を併進する重金属の除去はsep水溶液の不
安定性を軽減する。
固体SCPのこの安定性の課題を軽減するための多くの
解決策が提案されているが、現在迄完全な成功に達して
いない。
米国特許第2,380,620@は珪酸ナトリウム、硫
醸マグネシウム又はアラビヤゴムが反応混合物に包含さ
せた時に不満足な安定剤であるこ七を開示している。こ
の特許は好ましくは従来の安定剤の共存下で、ジフェニ
ルグアニジンを加えると分解を減少することを教示して
いる。
米国特許第2,541,733号は母液からのsep結
晶の形成時にSCP結晶中への炭酸マグネシウムと珪酸
塩の包含方法を教示している。米国特許第3,677.
697号は乾6一 燥前の結晶中への珪酸塩と安息香酸の添加を教示してい
る。
米国特許第3,951,838号は主として珪酸マグネ
シウムによる化学的安定化の企図がsepの長期的安定
化には、特に湿潤な雰囲気では、一般に無効であること
を開示している。その代りにこの特許は水性シリカゲル
での粒子の被傍と乾燥を教示している。
Fumikatsu et ILl、の米国特許第3,
977,988号は、4ラフイン、ポリエチレングリコ
ール又はピロ燐酸ナトリウムでのscp@[有]が実際
的では無いことを開示し、珪酸塩及び弗化珪素酸塩のフ
ィルムでの粒子の核種を示唆している。同一発明者の米
国特許第3,979,318号は疎水性液体でのSCP
粒子の被[有]を教示している。
米国特許第4.075,116号は過水和物を形成する
と知られている他の塩例えば硅酸ナトリウム、ピロ燐酸
ナトリウム、グルコヘプタン酸ナトリウム、過硼酸ナト
リウム等との5CPO共結晶化を教示している。
米国特許第4,409,197号はSCP結晶化に先立
ち、反応溶液中へのN、N、N’、N’−テトラ(ホス
ホノメチル)ジアミノアルカンの包含を教示しているっ
米国特許第4,171,280号及び4,260,50
8号は炭酸す) IJウム粒子上に充分な過酸化水素を
散布して炭酸ナトリウム又は炭酸ナトリウム1水和物を
部分的にSCPに変換するだけで、sepとして6%以
下の活性酸素を含有する非ケーキ化漂白組成物が形成で
きることを教示している。米国特許第4.260,50
8号は安定剤として組成物への燐酸ナトリウムの添加を
教示している。この両特許L6チより多くの活性酸素を
含有する製品の製造には反対で、満足すべき安定性を得
るには6チ以下の活性酸素(40%以下の5ep)の含
量が必要であることを教示している。
低い含有量はケーキング及び処方物の脱混合又は分離の
防止にとって臨界的でもある。然しか\る低い含有値は
輸送コストの増加、添加する不活性原材料のコスト及び
所望の産出量を得るのに必要な大きな設備が必要なだめ
の資本コストのために洗剤処方にとっては大きな不利益
となる。さらにより障害となるのは処方作成者が6%以
下の活性酸素を含有する組成物をつくるのに末端用途が
低い分析値で制限されることである。
〈課題を解決するための手段〉 本発明は、 安定化したソーダ灰過酸素キャリヤー組成物であって、
峡組放物が炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム過水和物及
び安定化量の該組成物用の“安定剤”から成り、炭酸す
) IJウムが組成物中の1有効水(availjLb
le wjLter) ’の各1モルに対して少なくと
も1モル組成物中に存在する1粒子状面体2から成るを
%徴とする安定化したソーダ灰過酸素キャリヤー組成物
を提供することで先行技術の欠点を吏服した。本発明の
特に望ましい態様は炭酸ナトリウム、SCP及び重量で
0.1チ乃至約3チの式:%式%)) 〔但しYは水素又はヒドロキシルであり、そしてRは水
素又は1乃至6個の炭素を有する脂肪族炭化水素基であ
る〕を有するジホスホン酸又はその塩を含有し、組成物
中の利用可能な水の各モルに対して1乃至5モルの炭酸
ナトリウムを与えるのに充分な炭酸ナトリウムを組成物
中に存在させている粒子状固体である。安定剤の有効な
量は選ばれた安定剤によってきまることを当業者は承知
していよう。
充分な炭酸す) リウムを組成物中に存在させて、組成
物中の有効水のすべてと結合して炭酸ナトリウム1水和
物を形成できるようにすることが臨界的である;用語“
有効水1には過酸化水素として化学的に利用可能な水、
炭酸ナトリウム水和物の結晶水及び組成物中に一時的に
存在する遊離水を包含する。
本明細書で用いる用語”粒子状固体”とは理想的にはそ
のすべてが炭酸ナトリウム、SCP及び安定剤を含有し
ている粒子を指し、炭酸ナトリウムとSCPが別々の粒
子である物理的混合物を包含しないものとする。然しか
\る理想は、利用可能な水1モル当り5モルの炭酸ナト
リウムを含有する組成物では特に、実際的では無い。望
ましくは粒子の主要部分(大部分)が炭酸す) IJウ
ム、SCP及び安定剤から成り、好ましくは粒子の90
チが炭酸ナトリウム、sep及び安定剤から成る。
か\る組成物は、米国特許第4,171,280号の教
示とは対照的に、無水炭酸ナトリウムの粒子を安定剤を
含有しており且つ70チより大の濃度を有する過酸化水
素の溶液の限られた量と接触させて、sep、炭酸ナト
リウム1水和物及び若干の未反応無水炭酸す) IJウ
ムの混合物を形成して製造できる。
例えば、無水炭酸ナトリウムの粒子をジホスホン酸の実
質上無水(100チ)の過酸化水素溶液と接触できる。
より簡単には同時係属米国特許出願第254,063号
の方法を使用できる。
望ましくは、組成物の分析値(含量)はSCPとして重
量で45チ乃至75チ(過酸化水素として14.6%乃
至24チ又は活性酸素として7チ乃至10.6チ)であ
る。好ましくは組成物の分析値(含量)はSCPとして
65%乃至75%(HtOtとして21チ乃至24%又
は活性酸素として9%乃至10.6チ)である。特記し
ない限り、本明細書中で用いるすべての、(−センテー
ジは丸めた数字又は有効数字である。
更にこれら組成物は洗剤組成物に配合した時に固体とし
て且つ貯蔵安定性な過酸素済として有用である。SCP
として45チ乃至75チを含有する組成物が洗剤処方で
特に有用な化合物であることが判明した。
はからずも先行技術で必要とされた′@櫟を行なわすと
も組成物が安定であった。さらにはからずも、組成物の
含量が45チ乃至75%SCPであり、さらに水蒸気圧
が炭酸ナトリウム1水和物の平衡蒸気圧よりも実質上大
きい時でさえも、湿潤な雰囲気中での貯蔵で組成物がケ
ーキングしないことが見出された。
組成物への1安定剤”の包含は本発明にとって臨界的で
ある。安定剤は組成物の分解を防止するだけで無く、安
定剤は炭酸ナトリウム1水和物の平衡蒸気圧で示される
組成物の物理性状並びに貯蔵時の活性酸素安定性を変化
させることが判明した。使用した標準分析法で明らかと
なった炭酸ナトリウム1水和物及び無水炭酸ナトリウム
は明らかに単純化し過ぎているように見える。本発明の
目的に対して新規な組成物をあたかもsep、無水炭酸
ナトリウム、炭酸ナトリウム1水和物、炭酸す) IJ
ウム10水和物及び安定剤の単なる混合物から成るよう
に示している。明確化するために新規組成物を“ソーダ
灰過酸素キャリヤー(SodaAiIh Peroxy
gen Carrier) ’又は単に5APCと呼ぶ
特に望ましいジホスホン酸は市場で入手可能な1−ヒド
ロキシアルキル−1,1−ジホスホン酸である。典型的
な例はミズリー州セントルイスのモンサンド化学会社で
商品名Dequest 2010ブランドとして売られ
ている1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン
酸である。驚くべきことにはジホスホン酸又は塩が炭酸
ナトリウム1水和物結晶の平衡蒸気圧を変化させて公刊
されたデータに比して極めて温和な条件下でその脱水を
可能にすることが見出されたつジホスホン酸が吸漫性で
あるという事実からみてこれは全く予想外のことである
。他方、熱水炭酸ナトリウムの5APC中での過剰は、
炭酸ナトリウム1水和物を形成することで、炭酸ナトリ
ウム10水和物として存在する水までも除去できる。
ソーダ灰キャリヤー組成物の分析に使用できる標準的分
析方法は次の通りである: 炭酸ナトリウム又は全アルカリ度(TA)iiメチルオ
レンジ終点に標準化した滴定で測定し、% Na、co
3 (炭酸ナトリウム)として報告する。
活性酸素(AO)d標準化した遣マンガン酸壌又は硫酸
第2セリウム溶液を用いて滴定して測定するか、標準化
チオ硫酸塩溶液を用いて遊離した沃素を滴定する法度滴
定法で測定するかして、チAO%%H雪0鵞(2,12
5X%AO)又はチscp (6,542X%AO)と
して報告する。詳細な方法tjFMcコーポレーション
のテクニカルブレティン59、′ジ・アナリシス・オブ
・ハイドロジエン・パーオキサイド・ソリューションズ
(The Analysis ofHydrogen 
Peroxide 5olutions)”  に好都
合に記載されている。
水(チH,O)は熱重量分析で又は室温でデシケータ−
に放置した時の重量減少で都合良く測定する。
利用可能な水(SAW)は試料をガス流中で約200℃
に加熱して、ガス流中の適切な吸着材例えば過塩素酸マ
グネシウムの重量増加を測定する重量法で測定す石。
利用可能な水FiチAW=チH鵞0+0.529xチH
!0!と推定される。
以下の実施例は当業者に本発明の最善の実施方法を説明
するために示したものであって、本発明を限定しようと
するものでは無い。安定剤は好ましい市販のジホスホン
酸化合物を用いて例示する。
5APCの実験室試料は(必要な時は)所望量のジホス
ホン酸を70重量−過酸化水素に添加して、混合溶液を
形成して調製した。特記しない限シ温度制御用の水浴を
備えた実験室ロータリーエバポレータに熱水炭酸ナトリ
ウムを導入した。過酸化水素と1−ヒドロキシエチリデ
ン−1,1−ジホスホン酸の混合溶液の所望量を、均一
性を保つために混合し真空下にするか又は反応混合物の
面に空気を吹付けるかして同時に水蒸気を除去しつつ、
ソーダ灰上に散布して反応混合物を形成した。所望量の
混合溶液を散布後、反応混合物を生成物として取出した
湿潤チャンバー安定度は40℃、80チ相対湿度の湿潤
チャンバーに結晶皿の試料を入れて測定した。−過酸化
水素を法度滴定で測定し、10日にわたり測定した。試
料に吸着された水の量又は試料から失なわれた水の量に
ついては補正を行なわなかった。
安定性は走査示差熱分析(DSC)及び熱重量分析(T
GA)でも確認した。
実施例1 ジホスホン酸のある及びジホスホン酸蕪しの5APC組
成物を調製し、その安定性を湿潤チャンバー中で測定し
た。
過酸化水素とだけのソーダ灰混合物は殆んどすべての組
成物レベルで不安定であり、−過酸化水素が高ければ高
い程、より不安定であった。ジホスホン酸を過酸化水素
と共に加えると、安定な過水和物が得られた。表1ti
55%乃至75チのSCPを含有する安定な組成物がこ
の方法でつくられたことを示している。75%より多く
の5CP(25チより多くのHz02)を含有する組成
物はジホスホン酸が存在するにも拘らず不安定であった
実施例2 55%8CP(18チ堝酸化水素)を含有する組成物の
安定性を表2に要約する。50℃及び40チの相対湿度
での貯蔵に対する18チ過酸化水素混合物の安定性を表
3に示す。これらのデータは比較的高い温度と湿度での
貯蔵に対して安定な製品がつくられることを示している
。更にこの方法でつくられた組成物は企業で用いられて
いる他の過酸素(化合物)−過硼酸す) IJウム4水
和物及び過硼酸ナトリウム1水和物及び珪酸塩で被接し
た市販sepと同様に安定であることを示している(表
4)。
実施例3 55%SCP (18%過酸化水素)′ff:含有する
組成物の熱安定性を熱重量分析(TGA)と示差熱分析
(DTA)で測定した。これらの分析は組成物が約15
0℃迄安定であることを示しているっTGA分析は2s
の結晶水が当初にこれらの組成物に存在することも示し
ており、これは表面上炭酸ナトリウム10水和物と炭酸
す) IJウム1水和物とみられる(図1)。前者は容
易に除去するが又は1水和物に変換できる。(表5)1
水和物の水は除去がかなり難かしい。1水和物の存在は
10水和物が存在する時のような激しいケーキングを生
じない。ジホスホンPは驚くべきことに、1水和物結晶
を変性して結晶水が除去できるようにして殆んど無水の
生成物を形成する。これは図2及び3のTGA及びDS
C分析に示されている。この生成物は中程度の湿潤環境
と接触してもケーキングを起こし易くない。
表5及び図1は又、炭酸ナトリウム1水和物の40.4
℃の水蒸気圧についての6.06 kPa  (45,
4m)の公刊データと40.5℃及び80%相対湿度の
6.06 kPa (45,4簡)の水蒸気圧と比較し
た時に、5APCの予期せざる性状を示す。公刊された
データによると、5APC中に形成された炭酸ナトリウ
ム1水和物は決して大気中から水分を吸収するはずがな
い。
実施例4 ジホスホン酸は溶液安定化及び5APC安定化並びに水
和水の除去を容易にするために必要である。実験室ホー
パ) (Hobart )プレンダーで0.2チ、0.
7チ及び1.3チのジホスホン酸な含有する試料を調製
した。表6は組成物の安定性に対するジホスホン酸添加
剤の作用を要約している。
必要な添加剤量は重金属とキレート化して単に過酸化水
素を安定化すゐのに必要な量よりも遥かに多い。5AP
C組成物は市販(被5)scp;過硼酸す) IJウム
・1水和物及び過硼酸ナトリウム4水和物と同じく安定
であることが判明した。これは表4に示されている。
実施例5 過酸化水素及び湿気の関数としてソーダ灰/過酸化水素
組成物の安定性を求める以外に、ソーダ灰の粒子サイズ
分布の関数として鍋酸化水素のとりこみを測定した。こ
れは表7に所定の過酸化水素含量に対し7て示した。よ
り小さな粒子の過酸化水素水tは大きな粒子のものより
大であった。
年輪−に高い濃度の過酸化水素を含有する微粒子の存在
は生成物の不安定性を生じる。
実施例6 水ジャケット付のリボンブレンダーを7ミイロツトスケ
ール試験用の0.15m” (5ft”)の容積を有す
る反応容器として用いた。通常ジホスホン酸を含有した
過酸化水素水溶液をドラムからブレンダーの各端上の散
布ノズルに圧送した。すべての場合、70チ)I、0.
溶液を用いた。
温度は熱電対を用いて反応混合物中の3点で測定し、過
酸化物送入速度を変えて制御した。ブレングージャケッ
ト中の水又は床上又は床を通運する空気流かで冷却を行
なつた。空気流に同伴してブレンダーから出る固体はベ
ンチュリースクラバーで捕捉し、生成溶液を物質収支の
目的で分析した。
すべての実験について同一の方法を用いて熱収支を注意
深く制御した。
一ブレンダースタート、 一秤量した量のソーダ灰の送入、 一冷却水のスタート、 一所望重量が添加される迄のH,O,溶液の送入、−生
成物を冷却し、約1時間後に底部パルプから放出。
安定性は50℃/20%相対湿度の室中に生成物の01
4m” @、維ドラムを貯蔵し、19日後の活性酸素低
下を測定して求めた。生成物はドラム中で露出させて、
クランプの無いぶかぶかの蓋を頂部においた。
結果の要約1に表8として示す。すべての場合、添加後
の過酸化物効率は95+チであった。
安定な生成物については利用可能な水1モル当り1モル
又はそれ以上の炭酸ナトリウムの比が臨界的であるのは
明らかである。
表I  H2O,濃度に対する5APC安定性、湿潤試
験 17.40 22.03 21.98 16.43 19.02 26.64 5.20 3.20 2.51 5.65 4.53 7.13 表2 ソーダ灰過酸素キャリヤー湿潤試験40℃、80
チ相対湿度、当初H,O,濃度18%表4 過硼酸ナト
リウムとの5APCの比較安定性 40℃、80%相対
湿度 100.0 100.0 100.0 99.5 98.6 98.6 APC 8APC(ジホスホン酸無し) 過硼酸す) IJウム1水和物 過硼酸す) IJウム4水和物 (被祷)市販炭酸ナトリウム過酸化物 96.5 16.5 97.6 96.1 97.0 表3 ソーダ灰過酸素キャリヤー貯蔵安定性50℃、4
0%相対漫度 表5 40℃、80%相対漫度での8APC98,4 97,1 99,8 4,46 2,58 1,23 0,55 0,24 3,39 6,12 6,71 6,83 0,76 2,16 12,20 表6 ジホスホン醸濃度対5APC安定性 40℃、80qb相対漫度 10日、18−チ酸化水素 0.2 0.7 1.3 81.2 95.9 表7 過酸化水素とりこみに対する粒子 サイズの影響 <53 8.99 58.69 19.80 11.90 0.52 0.10 15.29 1?、61 20.33 24.02 26.03 25.92 ベ 妥 ロー
【図面の簡単な説明】
図1は55%SCPを含有する組成物(SACP)の熱
重量分析の結果である。 図2Fi無水5APCの示差熱分析の結果を、図3は同
じく無水5APCの熱重量分析の紗果を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、安定化したソーダ灰過酸素キャリヤー組成物であつ
    て、該組成物が炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム過水和
    物及び該組成物用の安定剤から成り且つ炭酸ナトリウム
    が組成物中の有効水の各1モルに対して少なくとも1モ
    ル組成物中に存在する粒子状固体から成ることを特徴と
    する安定化したソーダ灰過酸素キャリヤー組成物。 2、該粒子状固体を構成している粒子の主要部分が、複
    合して該粒子の分解速度を減少させるのに有効な量の該
    炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム過水和物及び安定剤を
    それぞれ含有している請求項1記載の組成物。 3、該主要部分が粒子の少なくとも90%よりも多い請
    求項2記載の組成物。 4、該安定剤が式: ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔但し、Yは水素又はヒドロキシルであり、そしてRは
    水素又は1乃至6個の炭素を有する脂肪族炭化水素基で
    ある〕を有するジホスホン酸又はその塩である請求項1
    、2又は3に記載の組成物。 5、Yがヒドロキシルであり且つRがメチルである請求
    項4記載の組成物。 6、炭酸ナトリウムが組成物中に存在する有効水1モル
    当ヤ1乃至5モル存在する請求項1、2又は3に記載の
    組成物。 7、組成物が45%乃至75%の炭酸ナトリウム過水和
    物を含有する請求項1、2又は3に記載の組成物。 8、安定化したソーダ灰過酸素キャリヤー組成物であつ
    て、該組成物が炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム過水和
    物及び重量で0.1%乃至約3%の式: ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔但し、Yは水素又はヒドロキシルであり、そしてRは
    水素又は1乃至6個の炭素を有する脂肪族炭化水素基で
    ある〕のジホスホン酸又はその塩を含有しており、炭酸
    ナトリウムが組成物中の有効水の各モルに対して1乃至
    5モルの炭酸ナトリウムを与えるのにたる量で組成物中
    に存在する粒子状固体から成ることを特徴とする安定化
    したソーダ灰過酸素キャリヤー組成物。 9、Yがヒドロキシルであり且つRがメチルである請求
    項8記載の組成物。 10、安定化したソーダ灰過酸素キャリヤー組成物であ
    つて、該組成物が炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム過水
    和物及び重量で0.1%乃至約3%の1−ヒドロキシエ
    チリデン−1,1−ジホスホン酸から成り、炭酸ナトリ
    ウムが組成物中の有効水の各モルに対して1乃至5モル
    の炭酸ナトリウムを与えるのにたる量で組成物中に存在
    する粒子状固体から成ることを特徴とする安定化したソ
    ーダ灰過酸素キャリヤー組成物。
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