JPH04504732A - α―スルホ脂肪酸メチルエステル塩含有界面活性剤混合物、その製造方法およびその用途 - Google Patents
α―スルホ脂肪酸メチルエステル塩含有界面活性剤混合物、その製造方法およびその用途Info
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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】
α−スルホ脂肪酸メチルエステル塩含有界面活性剤混合物、その製造方法および
その用途
選択されたα−スルホ脂肪酸アルキルエステル水溶性塩は高品質の洗浄−および
清浄活性界面活性剤成分であり、例えば洗濯用に、および工業的な洗浄において
使用し得ることが長い間知られている。
このような成分はとりわけ、植物および/または動物由来の脂肪酸トリグリセリ
ドから製造する:最初の工程において、トリグリセリドを低級l官能性アルコー
ルによるエステル交換反応に付して、対応する脂肪酸の選択した1価アルコール
エステルを生成する。実際には、この点で重要なのは、メタノールおよびそれ故
対応する脂肪酸メチルエステルの製造のみである。
メチルエステルを次の工程でスルホン化する。飽和脂肪酸を使用する場合、α位
において選択的にスルホン化が起こる。このスルホン化反応に実際に用いる剤は
気体状SOsであり、これを限られた範囲で過剰に使用する。変換率が、用いる
脂肪酸メチルエステルに対して90%を越え、好ましくは少なくとも95%とな
るようにスルホン化反応を調節する。暗色の反応生成物が最初に得られるので、
後の漂白が不可欠である。
漂白は通例、酸性および/ま1こはアルカリ性域の水系を用いて行なう。例とし
て包含されるのは、過酸化水素による酸性漂白および複合漂白であり、複合漂白
においては、最初に酸性の過酸化水素漂白工程を行ない、その後、部分的に漂白
されたスルホン化物を、アルカリ金属水酸化物、好ましくは水酸化ナトリウムで
中和し、次いで過酸化水素まfこはより好ましくは次亜塩素酸塩を用いる最終的
な漂白工程を行なう(例えば、西独特許第1179931号および第12347
09号参照)。別の方法においては、暗色の粗スルホネートを、中性ないし弱ア
ルカリ性の水性媒体中で次亜塩素酸塩による予備漂白に最初に付し、その後、ま
だ存在する次亜塩素酸塩を要すれば除去し、次いで塩ペーストを、弱酸性媒体中
で過酸化水素または過酸化水素を生成する化合物によって完全に漂白する(西独
公開特許第3319591号参照)。
スルホン化工程において所望の高スルホン化度(少なくとも95%)を達成する
ために過剰のSO3が必要である故に、α−スルホ脂肪酸メチルエステル塩(−
塩)に加えて、対応する二基を混合物の成分として含有する水性塩ペーストが、
中和および水性処理工程後に得られるのが常である。当初、二基自体には独自の
洗浄性または清浄力は無いと言われてい1こが、最近になって、二基および/ま
たは一塩とのその混合物の高品質界面活性成分としての意義が認識されるように
なった(西独公開特許第3726326号および第3726327号参照)。
前記のような一塩の洗浄および清浄効果がスルホン化脂肪酸残基のC鎖長によっ
て大きく影響されるという事実は、長い間認識されている。性能の点で重要なの
は、C,、/C,。脂肪酸残基である。実際には、出発物質によっては、より短
鎖の、またはより長鎖の酸残基が混合物中に少量存在し得る。しかし、前記範囲
の脂肪酸残基を含有することが重要である。最後に、前記のような界面活性剤の
実際の使用のために、主にナトリウム塩が考慮される。一方では、このことは、
必要な化学薬品を工業的規模で容易に入手し得ることに因り、他方では、このよ
うな状況は、実際の洗濯用および/または工業用の洗剤および清浄製剤の通常の
製剤に由来するものである。
前記のような酸のナトリウム−塩および二基の漂白した水性ペーストは、例えば
洗濯用洗剤の種類の活性物質製剤中に組み合わせるのに適当であるが、そのよう
な界面活性剤まfコは界面活性剤混合物は、実質的に無水の形態に製造および加
工可能であることが、多くの理由の故に望ましい。しかし、この点で、当業者に
既知の下記の物理的/化学的因子を考慮しなければならない。前記のようなα−
スルホ脂肪酸メチルエステルの一ナトリウム塩は、比較的高い融点により特徴付
けられる。例えば、α−スルホパルミチン酸メチルエステルの無水ナトリウム塩
の融点は、+8+−3℃である。α−スルホステアリン酸メチルエステルの対応
するナトリウム塩の融点は、175−6℃である。エステルケン化により生成す
る対応するナトリウム塩は、300℃のオーダーの温度で、融解することなく、
部分的な炭化を伴って分解する。前記−塩の200℃を少し下回る融点範囲にお
いても、予め漂白した生成物が不都合に変色する恐れがかなり大きい。従って、
α−スルホ脂肪酸エステル塩(−塩)およびα−スルホ脂肪酸塩(二基)、特に
バルミチン酸およびステアリン酸から誘導したそのような塩を含有する無水固体
の界面活性剤または界面活性剤混合物の製造および/または加工が、なぜこれま
で文献においてあまり議論されなかったのかを容易に理解することができる。
西独公開特許第3620158号には、α−スルホ脂肪酸アルキルエステルの、
固体の、実質的に無水のアルカリ金属塩の製法が記載されている。この方法にお
いて、前記問題点は、過酸化水素または過酸化水素生成化合物の存在下に同時に
アルカリ金属炭酸塩を加えることにより、粗α−スルホ脂肪酸アルキルエステル
を乾燥中和に付すことによって克服される。この方法において、泡状物が最初に
生成し、それを中程度の減圧下に50〜70℃の温度で機械的に破壊すると記載
されており、その後、生成した生成物を、15〜100ミリバールの圧力下に5
0〜80℃の温度で機械的に撹拌して、完全に脱気および脱水する。流動性粗材
料の漂白および中和処理(この既知の方法においては、一工程に組み合わされて
いる)による、室温で固体の所望の界面活性剤混合物の生成には、技術的な面で
大きな問題が伴う。発泡により生じる問題の克服にも、反応物質混合物の連続的
均一化にも、反応を工業規模で行なう場合には多大な費用がかかる。
本発明の教示は、所定の選択した組成を保持すれば、既知の漂白した水性α−ス
ルホ脂肪酸メチルエステル塩ペースト(とりわけ、容易にポンプ輸送および撹拌
可能な形態で既知の状態で存在するもの)を、水分の蒸発により下記条件下に無
水材料に変換し得るという驚くべき観察に基づく。乾燥後に得られる高度に無水
の混合物は、比較的低い温度においても充分均一化し得るので、実質的に色を損
なうことなく均一な乾燥生成物を製造することが可能である。本発明に従って選
択する一塩および二基の混合物は、少なくとも塑性状態まで軟化し得、それ故造
形により加工し得る:好ましい態様においては、混合物は、80℃を越え、とり
わけ100℃を越え、150°C未満の温度で融解し得、次いでこれを撹拌およ
びポンプ輸送することかできる。そのような脱水した界面活性剤混合物を室温に
冷却すると、硬化して固体塊となり、これを加工して、例えば粉末また顆粒にす
ることができる。しかし、他方、撹拌し得る高温のペーストを、好ましくは冷却
した型を用いて、造形、例えば押出して、針状物または任意の直径の顆粒とし得
る。脱水も、造形による更なる加工も、基本的に温度不安定の界面活性剤混合物
のエステル分解および/または望ましくない変色を実質的に更に起こすことなく
行ない得る。
従って、本発明は、主にC+t−+s脂肪酸から誘導されるα−スルホ脂肪酸メ
チルエステルの洗浄−および清浄活性塩(−塩)およびα−スルホ脂肪酸の対応
する塩(二基)を含有する乾燥した薄色の界面活性剤混合物に関する。該界面活
性剤混合物は、−塩および二基の混合物が、実質的に無水の塊であって、150
℃未満の温度で融解するか、または少なくとも軟化して塑性状態となり、造形に
よって加工することができ、活性物質含量(AS含量ニー塩および二基の合計)
が少なくとも75重量%で、−塩と二基との混合比が90:10ないし40’:
60重量部の範囲内にあり、漂白した一塩および二基の水性ペーストの水分の少
なくとも大部分を蒸発することによって得たものである塊として存在することに
よって特徴付けられる。
AS含量は、−場および二基の合計として定義する。混合比に関する数値は重量
部を表わすので、混合物中の一塩の上限は90重量部であり、その場合、二基は
10重量部である。本発明によると、この混合比は、二基を60重量部および一
塊を40重量部含有する混合物にまで拡げられる。
本発明の界面活性剤混合物のAS含量は、好ましくは少なくとも80重量%也9
0重量%を越えないことが好ましい。−塩および二基並びにある量の残留水に加
えて、界面活性剤混合物は、α−スルホ脂肪酸メチルエステル塩の工業的製造に
おいて生成する副反応生成物を少量含有する。そのような副反応生成物はとりわ
け、未スルホン化および未ケン化脂肪酸メチルエステル(いわゆる「未スルポン
化物質」)、未スルホン化エステルのケン化により生成しfこ石鹸、メチルスル
フェート塩、特にメチル硫酸ナトリウム、並びに無機スルフェート塩、特に硫酸
ナトリウムである。
好ましい態様においては、本発明の乾燥界面活性剤混合物の水含量は、混合物全
体の5重量%まで、とりわけ2重量%まてである。
−塩と二基との特に適当な混合比は、−場および二基の混合物に対して60:4
0ないし85:15重量部の範囲内にある。例えば最適に調製した界面活性剤混
合物の活性物質含量は84〜85重量%であり、その場合の二基含量は、ASに
対して20重量%である。この混合物中の未スルホン化物質および石鹸の含量は
、約1〜5重量%である。用いた脂肪酸メチルエステルのスルホン化度は、90
〜98重量%、好ましくは93〜96重量%である。メチル硫酸ナトリウム含量
は5重量%未満であり、硫酸ナトリウム含量は3重量%未満である。
好ましい態様においては、本発明の実質的に無水の界面活性剤混合物は薄色であ
り、クレッ) (K 1ett)色価(活性物質5重量%を含有する水溶液を、
4cmのセル中、青フィルターを用いて400〜465nmで測定)は150未
満、好ましくは100未満である。
スルホン化に使用する脂肪酸メチルエステルの脂肪酸成分は、主にC+y−+*
脂肪酸から成る。炭素原子数のより少ない、および/またはより多い脂肪酸が少
量存在し得る。
本発明の薄色の前記界面活性剤混合物の製造に特に適当な出発物質は、最初に生
成するα−スルホ脂肪酸メチルエステルまたはエステル混合物を中和、部分エス
テル分解および漂白することによって従来技術に従って得られる一塩および二基
のポンプ輸送および撹拌可能なペーストである。水を少なくとも20重量%、好
ましくは少なくとも30重量%含有するポンプ輸送および撹拌可能なペーストが
特に適当である。
用いるα−スルホン化脂肪酸メチルエステルの薄色の一塩および二基はとりわけ
、スルホン化前に完全に飽和した出発物質として存在するか、またはオレフィン
性2重結合を非常に少数しか有しない脂肪酸または脂肪酸メチルエステルから誘
導する。従って、本発明は、ヨウ素価が1未満、好ましくは0.5までである脂
肪酸から誘導される前記種類の塩を使用することにより特徴付けられる。
スルホン化に使用する脂肪酸または脂肪酸誘導体は、対応する合成モノカルボン
酸から誘導し得るが、特に天然物由来の脂肪酸から誘導し得る。特に好ましいC
If−Illの範囲の天然脂肪酸または脂肪酸混合物は通例、多少多産のモノお
よび/またはポリオレフィン性不飽和の化合物を含有する。スルホン化に付す出
発物質中の不飽和化合物の含量は、既知の方法で低下して、本発明に必要な低ヨ
ウ素価とすることができる。前記C鎖長範囲の比較的不飽和度の低い脂肪酸混合
物は、例えばヤン油またはパーム核油から誘導される。そのような場合にも、ス
ルホン化に先立って水素化を行なって、ヨウ素価を所望のレベルに低下しなけれ
ばならない。他の天然物由来の出発物質、例えばパーム油、ピーナツ油、綿実油
、アマニ油などのエステル交換および分別によって得られる脂肪酸メチルエステ
ル分画も、そのような場合に要する大規模な水素化が工程自体にとって、または
費用の点で極度に負担になると見なされなければ、原則として考慮し得る。動物
由来の適当な出発物質の1例は、水素化獣脂脂肪酸のメチルエステルである。
本発明は、比較的低い温度で融解するか、または少なくとも軟化して塑性状態に
なる前記の薄色の界面活性剤混合物の製法であって、既知の方法で得られ、とり
わけポンプ輸送および撹拌可能な漂白した高1度水性ペーストとして存在する前
記α−スルホ脂肪酸メチルエステルまT二はα−スルホ脂肪酸の一塩および二基
の水性混合物を、加熱により脱水し、所望により、脱水した生成物を造形により
加工することを特徴とする方法にも関する。
適当なペースト状出発物質はとりわけ、ポンプ輸送および撹拌可能な一塩および
二基のペーストであり、本発明の好ましい態様においては、これを、20重量%
未満の値までの水除去相においても混合物の均一化が確実となるような高温で乾
燥する。この好ましい態様においては、乾燥する混合物を、乾燥工程中に断続的
または連続的に均一化できるような温度に加熱する。従って、乾燥する混合物を
80〜100℃の温度に加熱することが有利であり得る。、へSに対して約20
重量%の二基および80重量%の一塩を含有する特に好ましい界面活性剤混合物
は通例、わずか約100℃の温度で完全に融解するので、そのような場合、乾燥
中に必要な均一化が容易に可能である。界面活性剤混合物の融解温度または可塑
化温度は、界面活性剤混合物中の二基含量が高いほど高い。本発明によると、一
方では、界面活性剤混合物の二基含量を制限することが提案される:他方では、
乾燥温度の上昇による乾燥中にも混合物全体の充分な均一化か達成され、それ故
、望ましくない暗色化の恐れを常に伴う局所的な過熱を避けることができる。
本発明の一態様においては、約3〜7の範囲のpH値で脱水を行なう、脱水する
界面活性剤混合物を、100℃を越える温度、とりわけ150℃までの温度に加
熱してもよい。適当な出発物質は、AS含量の低い(とりわけAS35重量%未
満の)漂白した水性界面活性剤ペースト、およびAS含量の高い、例えば50〜
75重量%、より好ましくは約60〜75重量%のペーストの両方である。
本発明の方法の他の態様においては、乾燥工程を用いてペースト中の二基と一塩
との比を所定の値に調節する。これは、所定量のアルカリでアルカリ化したペー
ストを用いて乾燥工程を行なうことにより、乾燥中に、存在する一塩を二基へ部
分的にケン化することにより可能である。前記のような一塩は、特に温度の作用
下には、アルカリ水溶液に対して不安定であることか知られており、有効なアル
カリの量に比例して、対応する二基に変換される。このことを本発明の方法にお
いて利用し得る。
他方、α−スルホ脂肪酸メチルエステル塩は、酸性域での加水分解に対して非常
に安定であり、それ故、ペースト中で一旦調節した一塩と二基との混合比を、要
すれば乾燥前にp)l値を調節して、乾燥工程を通して保持し得る。乾燥に使用
する水性ペーストのp)(値は、例えば約3〜7であることがこの点で特に適当
である。
本発明は、室温または45℃までの高温での使用が意−されている洗剤および清
浄製剤中の界面活性剤混合物の用途にも関する。
この点で、下記因子を考慮しなければならない。
本発明の界面活性剤混合物の立体形状は、実質的に必要に応じて選択し得る。混
合物を所定の方法で微細な粉末または塊状材料に造形し得る。材料はしばしば、
室温である程度の粘着性を有するので、微細な、例えば粉末状の製剤はとりわけ
、添加剤と共に造形するか、または後で添加剤を含ませることによって、材料が
通常の貯蔵条件下に粉末状態を確実に保持するようにすることが最もよい。この
目的のために適当な添加剤は、例えば、現代的な洗剤および清浄製剤中に通例用
いられる種類の、可溶および/または不溶性の微細な無機成分である。
しかし、軟化または融解し得る本発明の界面活性剤混合物は、塊状材料として使
用することが特に意図されている。この塊状材料は、例えばフレーク状ないしス
トランド状にサイズを変化し得る。本発明の界面活性剤混合物は、洗浄および清
浄活性混合物の他の通常の成分と混合するのが特に適当である。室温でさえも、
合わせて加圧することにより、充分均一な混合および所望により造形を達成する
ことができる。混合工程は、高温において行なうと非常に簡単である。本・発明
の界面活性剤混合物は、例えば、いわゆる石鹸バーとして知られる塊またはスト
ランド状の石鹸状洗剤および清浄製剤の製造に特に適当である。そのような種類
の剤は、特に低温での洗浄のf二めに、世界の多くの場所で現在広範に用いられ
ている。本発明の界面活性剤混合物は、この目的のために有利に使用し得、例え
ば石油系の従来の界面活性剤の代替となるか、またはその洗浄力を高めることが
できる。
加熱した2重ジャケット付撹拌タンク内で、水性脂肪酸メチルエステルスルホネ
ートペースト(水素化獣脂脂肪酸メチルエステルから製造:ASに対して、二ナ
トリウム塩約20重量%および−ナトリウム塩約80重量%)(水含量20〜2
5重量%)100kgを、撹拌しながら約100℃を越える温度に加熱する。
3時間後、材料の水含量は3.5重量%およびAS含量は85重量%である。こ
の脱水した材料は80℃を越える温度、例えば100℃で撹拌およびポンプ輸送
可能である。
叉鳳烈I
実施例1の水性獣脂脂肪酸メチルエステルスルホネート(水含量約25重量%)
400gを磁器に入れ、120℃の乾燥オーブン内で蒸発により濃縮して、水含
量1%とする。
乾燥しに材料は、約100°Cで容易に撹拌可能であり、ASS含量88重量%
である。
室温に冷却後、凝固した材料をボールミル内で粉砕して粉末とすることができる
。
実施例3
水素化パーム核油脂肪酸由来のC+t−+s脂肪酸メチルエステルスルホン酸ナ
トリウムペースト(スルホン化に用いたパーム核油脂肪酸メチルエステルのヨウ
素化0.1未満)(水含量約30〜35重量%)500kgを、この材料の水含
量が2重量%未満になるまで、加熱した2重ジャケット付撹拌タンク内で、撹拌
しながら110〜130℃に加熱する。工程を通じて、撹拌タンクの内容物は常
に充分均一化可能であり、工程の最後には、融解して撹拌およびポンプ輸送可能
な塊となる。
冷却するメルトの一部を、バー状塊の形態に成形する。メルトの別の一部は、凝
固後に機械的に粉砕する。粉砕した材料を、やや高い温度、または室温で圧縮す
ることによって、塊状材料を得ること実施例3に記載の装置および方法を用いて
、水素化ヤシ油脂肪酸のメチルエステルスルホン酸ナトリウムにナトリウム塩と
−ナトリウム塩との比は、実施例1のものと同様)を、ポンプ輸送可能なベース
トから、110〜130℃で流動するメルトに変換する。メルトは、凝固して薄
色の乾燥生成物となり、これを、実施例3に従って更に加工し得る。
国際調査報告
国際調査報告
ミコ 9つ0059日
SA 36004
Claims (17)
- 1.少なくとも主にC12−18脂肪酸から誘導されるα−スルホ脂肪酸メチル エステルの洗浄−および清浄活性塩(一塩)およびα−スルホ脂肪酸の対応する 塩(二塩)を含有する乾燥した薄色の界面活性剤混合物であって、一塩および二 塩の混合物が、150℃未満の温度で融解するか、または少なくとも軟化して塑 性状態となり、造形によって加工することができ、活性物質含量(AS含量:一 塩および二塩の合計)が少なくとも75重量%で、一塩と二塩との混合比が90 :10ないし40:60重量部の範囲内にあり、漂白した一塩および二塩の水性 ペーストの水分の少なくとも大部分を蒸発することによって得たものである実質 的に無水の塊として存在することによって特徴付けられる界面活性剤混合物。
- 2.活性成分含量が少なくとも80重量%であり、好ましくは90重量%以下で あることを特徴とする請求項1記載の界面活性剤混合物。
- 3.水含量が5重重%まで、好ましくは2重量%未満であることを特徴とする請 求項1および2記載の界面活性剤混合物。
- 4.水含量が少なくとも20重量%、好ましくは少なくとも30重量%のポンプ 輸送および撹拌可能な一塩および二塩のペーストを、20重量%未満の値とする 水除去相においても塊の均一化が確実となるような高温で脱水することによって 得たものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の界面活性剤混 合物。
- 5.スルホン化前にヨウ素化が1まで、とりわけ0.5までであり、好ましくは 天然物由来の脂肪および油からメタノールによるエステル交換、および鎖中の多 重結合の水素化により得たものであるα−スルホン化脂肪酸メチルエステルから 一塩および二塩は誘導されていることを特徴とする請求項1〜4記載の界面活性 剤混合物。
- 6.一塩および二塩並びにある量の残留水に加えて、α−スルホ脂肪酸メチルエ ステル塩の製造中に蓄積する副反応生成物、特に未スルホン化物質、石鹸、硫酸 メチルおよびスルフェート塩を少量含有することを特徴とする請求項1〜5記載 の界面活性剤混合物。
- 7.混合物中の一塩と二塩との混合比が60:40〜85:15(重量部)であ ることを特徴とする請求項1〜6記載の界面活性剤混合物。
- 8.クレット色価(5%AS、4cmセル)が150未満、好ましくは100未 満であることを特徴とする請求項1〜7記載の界面活性剤混合物。
- 9.一塩および二塩は、アルカリ金属塩、好ましくはナトリウム塩であり、とり わけ、不飽和フラクションが元来存在していれば水素化により飽和しておいた天 然物由来の脂肪酸から誘導されていることを特徴とする請求項1〜8記載の界面 活性剤混合物。
- 10.一塩および二塩は、ヤシ油脂肪酸および/またはパーム核油脂肪酸および /または獣脂脂肪酸から誘導されていることを特徴とする請求項1〜9記載の界 面活性剤混合物。
- 11.少なくとも主にC12−18脂肪酸から誘導されるα−スルホ脂肪酸メチ ルエステルの洗浄−および清浄活性塩(一塩)およびα−スルホ脂肪酸の対応す る塩(二塩)を含有する乾燥した薄色の界面活性剤混合物であって、一塩および 二塩の混合物が、150℃未満の温度で融解するか、または少なくとも軟化して 塑性状態となり、造形によって加工することができ、活性物質含量(AS含量; 一塩および二塩の合計)が少なくとも75重量%で、一塩と二塩との混合比が9 0:10ないし40:60重量部の範囲内にある実質的に無水の塊として存在す る界面活性剤混合物の製法であって、既知の方法で得られ、とりわけポンプ輸送 および撹拌可能な漂白した高濃度水性ペーストとして存在する一塩および二塩の 水性混合物を、加熱により脱水し、所望により、脱水した生成物を造形により加 工することを特徴とする方法。
- 12.脱水する混合物を、乾燥中に断続的または連続的に均一化し得る温度、好 ましくは低くても80ないし100℃の温度に加熱することを特徴とする請求項 11記載の方法。
- 13.脱水は、弱酸性ないし中性の範囲、好ましくは3〜7のpH値で行うが、 脱水する界面活性剤混合物を、所定量の一塩が脱水工程中に二塩に変換されるよ うな程度に最初にアルカリ化してもよいことを特徴とする請求項11および12 記載の方法。
- 14.AS含量60〜75重量%の漂白した水性界面活性剤ペーストを脱水する ことを特徴とする請求項11〜13記載の方法。
- 15.乾燥した材料または少なくともその軟化した成分を、少なくともその軟化 した成分において造形により加工し、とりわけ、室温もしくはやや高い温度、ま たは所望により80℃を越える温度、例えば100〜130℃の範囲の温度で、 洗剤および清浄製剤の他の成分と均一に混合することを特徴とする請求項11〜 14記載の方法。
- 16.請求項1〜10記載の界面活性剤混合物または請求項11〜15記載の方 法により製造した界面活性剤混合物の、室温または45℃までの高温での使用が 意図されている洗剤および清浄製剤中における用途。
- 17.界面活性剤混合物を、塊状洗剤および清浄製剤、とりわけいわゆる右鹸バ ー中で使用することを特徴とする請求項16記載の用途。
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