JPH11512464A - 水およびダストを含まない糖界面活性剤顆粒の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、水不含有でダストが無く、高嵩密度の糖界面活性剤顆粒を製造する新規方法であって、a)アルキルおよび／またはアルケニルオリゴグリコシド、および／またはb)脂肪酸Ｎ−アルキルポリヒドロキシアルキルアミドの、固体含量少なくとも２０重量％の水含有ペーストを、水平に配置した回転具付き薄層蒸発器内で、残留水分が２重量％未満となるまで乾燥すると同時に顆粒状に変換することを含んで成り、薄層蒸発器の材料導入部から材料排出部にかけて温度勾配を設け、空気を向流で流す方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】 水およびダストを含まない糖界面活性剤顆粒の製法 発明の分野 本発明は、薄層蒸発器を用いて水含有糖界面活性剤ペーストの乾燥と造粒を同 時に行う方法に関する。 従来の技術 糖界面活性剤、例えばアルキルオリゴグルコシドまたは脂肪酸Ｎ−アルキルグ ルカミドは、洗浄性に優れ、生態毒物学的適合性が高い。このため、このような ノニオン性界面活性剤の重要性が高まっている。従来、そのような界面活性剤は 通例、液体製剤、例えば食器洗剤またはヘアシャンプー中に用いられたが、今や 、粉末状洗剤または合成石鹸中にも例えば配合し得るような、水不含有固体製剤 とすることも、市場で求められている。 工業的規模では、液体界面活性剤製剤の乾燥を、通例、従来の噴霧乾燥によっ て行う。この方法では、水含有界面活性剤ペーストを、塔ヘッドで小滴の形態に 噴霧し、この小滴に向流の高温乾燥ガスを当てる。しかし、この方法を糖界面活 性剤ペーストに適用するのは容易ではない。なぜなら、乾燥に要する温度が糖界 面活性剤のカラメル化温度、すなわち分解温度を越えるからである。つまり、糖 界面活性剤ペーストを従来の乾燥に付すと、炭化生成物が生成し、更に、噴霧乾 燥塔壁にケーキングが起こるので、費用のかかる清掃が頻繁に必要となる。 この問題を克服するための試みが、既になされている。例えば、ドイツ特許出 願ＤＥ−Ａ１４１０２７４５(Ｈenkel)には、脂肪アルコールペーストにアルキ ルグルコシドを１〜５重量％の少量加え、それを従来の噴霧乾燥に付す方法が記 載されている。しかし、この方法は、多量の無機塩の存在下にしか実施すること ができない。ドイツ特許出願ＤＥ−Ａ１４１３９５５１(Ｈenkel)によると、糖 界面活性剤を５０重量％までしか含有し得ないアルキルスルフェートとアルキル グルコシドとのペーストを、ソーダおよびゼオライトの混合物の存在下に噴霧す る。しかし、この方法によって得られる配合物は、界面活性剤含量が低く、嵩密 度も不充分である。国際特許出願ＷＯ９５／１４５１９(Ｈenkel)には、糖界面 活性剤ペーストを過熱蒸気で乾燥することについて記載されている。しかし、こ の方法は非常に複雑である。実際、高品質で実質的に水を含有しない糖界面活性 剤粉末または顆粒を製造するための、乾燥工程中に担体の使用を要しない信頼性 のある方法は、未だ存在しない。既知の方法のもう一つの問題は、嵩密度が５０ ０g／lを越える特に好ましい重い顆粒で、しかもダスト含量の非常に少ないもの が得られないということである。これら二つのパラメータは、経済上、適用上、 および安全性の面で極めて重要なことである。 すなわち、本発明の複雑な課題は、装置にかかる費用を最少限にし、かつ、無 機または有機担体を必要とすることなく、水含有糖界面活性剤ペーストを実質的 に水不含有でダストの無い顆粒に変換すること、しかもその顆粒を、色の品質が 許容でき、嵩密度が高く、流動性が良好で、貯蔵安定性が充分で、既知生成物と 比較して少なくとも同等の性能を有するものとすることであった。 発明の説明 本発明は、水不含有でダストが無く、高嵩密度の糖界面活性剤顆粒を製造する 方法であって、 a)アルキルおよび／またはアルケニルオリゴグリコシド、および／または b)脂肪酸Ｎ−アルキルポリヒドロキシアルキルアミド の、固体含量少なくとも２０重量％、好ましくは２５〜７５重量％の水含有ペー ストを、水平に配置した回転具付き薄層蒸発器内で、残留水分が２重量％未満、 好ましくは１.５重量％未満、より好ましくは１重量％未満となるまで乾燥する と同時に顆粒状に変換することを含んで成り、薄層蒸発器の材料導入部から材料 排出部にかけて温度勾配を設け、空気を向流で流す方法に関する。 驚くべきことに、水含有糖界面活性剤ペーストを、乾燥した薄色の流動性・非 付着性顆粒に、生成物の変色および壁上のケーキングを起こす恐れなく変換する のに、水平に配置した薄層蒸発器が特に適当であることがわかった。生成物の嵩 密度は５５０〜６５０g／lと高く、平均粒子直径は２.０〜２.８mmであるので、 望ましくない吸水および粒子のケーキングが軽減される。このようにして、高い 貯蔵安定性も達成される。しかも、粒子はダストを含まず、すなわち直径２００ μm未満の粒子の割合は、５重量％未満である。この知見は全く驚くべきである 。というのは、上記種類の蒸発器はアニオン性界面活性剤ペーストの乾燥用に基 本的に既知であったにもかかわらず、得られる粉末は、嵩密度の点またはダスト および残留水分量の点で前記条件を満たすものではないからである。 アルキルおよび／またはアルケニルオリゴグリコシド アルキルおよびアルケニルオリゴグリコシドは、式（Ｉ）： Ｒ¹Ｏ−[Ｇ]_p （Ｉ） ［式中、Ｒ¹は、炭素数４〜２２のアルキルおよび／またはアルケニル基であり 、Ｇは炭素数５または６の糖単位であり、pは１〜１０の数である。］ で示される既知のノニオン性界面活性剤である。このような化合物は、有機合成 化学的方法によって得られる。これに関する広範な文献の例として、ＥＰ−Ａ１ −０３０１２９８およびＷＯ９０／０３９７７が挙げられる。 アルキルおよび／またはアルケニルオリゴグリコシドは、炭素数５または６の アルドースまたはケトースから、好ましくはグルコースから誘導し得る。すなわ ち、好ましいアルキルおよび／またはアルケニルオリゴグリコシドは、アルキル および／またはアルケニルオリゴグルコシドである。式(Ｉ)中の指数pは、オリ ゴマー化度(ＤＰ)、すなわちモノ−およびオリゴグリコシドの分布を示し、１〜 １０の数である。個々の化合物のpは常に整数であり、特に１〜６の値であり得 るが、アルキルオリゴグリコシドとしての値pは、分析学的に求めた値であって 、通例整数でない。平均オリゴマー化度pが１.１〜３.０であるアルキルおよび ／またはアルケニルオリゴグリコシドを使用することが好ましい。オリゴマー化 度が１.７未満、とりわけ１.２〜１.４であるアルキルおよび／またはアルケニ ルオリゴグリコシドが、適用の観点から好ましい。 アルキルまたはアルケニル基Ｒ¹は、炭素数４〜１１、好ましくは８〜１０の 第一級アルコールから誘導し得る。そのようなアルコールの例は、ブタノール、 カプロンアルコール、カプリルアルコール、カプリンアルコールおよびウンデシ ルアルコール、並びにそれらの工業用混合物［例えば、工業用脂肪酸メチルエス テルを水素化することによるか、またはレーレン(Ｒoelen)のオキソ合成由来の アルデヒドを水素化することによって得られる］である。工業用Ｃ_8-18ヤシ油脂 肪アルコールの分留において最初の蒸留物として得られ、不純物としてのＣ₁₂ア ルコールの含量が６重量％未満であり得るアルコールから誘導した、鎖長Ｃ_8-10 のアルキルオリゴグルコシド（ＤＰ＝１〜３）、並びに工業用Ｃ_9/11オキソアル コールから誘導したアルキルオリゴグルコシド（ＤＰ＝１〜３）が好ましい。ま た、アルキルまたはアルケニル基Ｒ¹は、炭素数１２〜２２、好ましくは１２〜 １４の第一級アルコールから誘導してもよい。そのようなアルコールの例は、ラ ウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、パルミトレイル アルコール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、オレイルアル コール、エライジルアルコール、ペトロセリニルアルコール、アラキルアルコー ル、ガドレイルアルコール、ベヘニルアルコール、エルシルアルコール、ブラシ ジルアルコール、およびそれらの工業用混合物（前記のようにして得られる）で ある。水素化Ｃ_12/14ヤシ油脂肪アルコールから誘導した、ＤＰが１〜３である アルキルオリゴグルコシドが好ましい。 脂肪酸Ｎ−アルキルポリヒドロキシアルキルアミド 脂肪酸Ｎ−アルキルポリヒドロキシアルキルアミドは、式(II)： ［式中、Ｒ²ＣＯは炭素数６〜２２の脂肪族アシル基であり、Ｒ⁵は水素、炭素数 １〜４のアルキルまたはヒドロキシアルキル基であり、［Ｚ］は炭素数３〜１２ ／ヒドロキシル基数３〜１０の直鎖または分枝状ポリヒドロキシアルキル基であ る。］ で示されるノニオン性界面活性剤である。 脂肪酸Ｎ−アルキルポリヒドロキシアルキルアミドは、還元糖をアンモニア、 アルキルアミンまたはアルカノールアミンで還元的アミノ化し、次いで、脂肪酸 、脂肪酸アルキルエステルまたは脂肪酸クロリドでアシル化することによって通 例得ることのできる、既知の化合物である。その製法は、ＵＳ１９８５４２４、 ＵＳ２０１６９６２およびＵＳ２７０３７９８、並びに国際特許出願公開ＷＯ９ ２ ／０６９８４に記載されている。これに関する概要は、Ｈ．Ｋelkenberg、Ｔens .Ｓurf．Ｄet．２５、８（１９８８）に記載されている。脂肪酸Ｎ−アルキルポ リヒドロキシアルキルアミドは、炭素数５または６の還元糖、とりわけグルコー スから誘導することが好ましい。すなわち、好ましい脂肪酸Ｎ−アルキルポリヒ ドロキシアルキルアミドは、式(III)： で示される脂肪酸Ｎ−アルキルグルカミドである。 脂肪酸Ｎ−アルキルポリヒドロキシアルキルアミドとして使用するグルカミド (III)においては、好ましくは、Ｒ³は水素またはアルキル基であり、Ｒ²ＣＯは カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン 酸、パルミトレイン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、エライ ジン酸、ペトロセリン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキン酸、ガドレイン酸 、ベヘン酸もしくはエルカ酸、またはそれらの工業用混合物のアシル成分である 。グルコースをメチルアミンで還元的アミノ化し、次いでラウリン酸もしくはＣ_12/14 ヤシ油脂肪酸またはそれらの誘導体でアシル化することによって得た脂肪 酸Ｎ−アルキルグルカミド(III)が、特に好ましい。マルトースおよびパラチノ ースからも、ポリヒドロキシアルキルアミドを誘導し得る。 いわゆるフラッシュ乾燥器内での乾燥および造粒 水平に配置した回転具付き薄層蒸発器、例えばＶＲＶ社から「フラッシュ乾燥 器(Flash Dryer)」の名称で市販されている種類の蒸発器内で、乾燥と造粒を同時 に行う。簡単に言えば、フラッシュ乾燥器は、複数の域を異なる温度に加熱する ことのできる管である。ペースト状出発材料（ポンプで導入）を、回転具として のパドルまたはすき刃付きシャフト１本またはそれ以上によって加熱壁に当て、 通例厚さ１〜１０mmの薄層として加熱壁上で乾燥する。本発明によると、薄層蒸 発器に１７０℃(材料導入部)から２０℃(材料排出部)の温度勾配を適用すること が有利であるとわかった。この目的のために、例えば、蒸発器のはじめの二つの 域は１６０℃に加熱し、最後の域は２０℃とすることができる。乾燥温度をより 高くすると、出発材料の熱安定性の点で有利でないことがわかった。薄層蒸発器 は、大気圧下に作動する。空気を向流で流す(流量５０〜１５０m³／時)。ガス導 入温度は通例２０〜３０℃であり、排出温度は９０〜１１０℃である。 出発材料として使用し得る水含有糖界面活性剤ペーストは、固体含量が２０重 量％を越え、好ましくは２５〜７５重量％であり得る。固体含量は通例、３０〜 ５０重量％のオーダーである。処理量は乾燥器の大きさによって当然異なるが、 通例５〜１５kg／時である。ペーストを導入時に４０〜６０℃に加熱することが 望ましい。 更に、乾燥後、まだ約５０〜７０℃の顆粒をコンベヤベルト(好ましくは振動 シャフト型のもの)に移し、その上で周囲の空気によって約３０〜４０℃まで短 時間(すなわち２０〜６０秒間)で冷却することが非常に有利であることがわかっ た。望ましくない吸水抵抗性を更に改善するために、次いで、顆粒にシリカ粉末 ０.５〜２重量％をまぶしてもよい。 工業的適用 本発明の方法によって得られる顆粒は、次いで、粉末状界面活性製剤の他の成 分、例えば洗剤用の塔粉末と混合し得る。また、本発明の顆粒を、水性製剤中に も容易に組み合わせ得る。実際、本発明の顆粒を使用する場合、水含有出発ペー ストと比較して、性能の点で差異は認められない。本発明の顆粒は、合成石鹸製 剤中にも、例えば脂肪酸、脂肪酸塩、デンプン、ポリグリコールなどと共に容易 に組み合わせ得る。 実施例 実施例１ ＶＲＶ Ｓ．p．Ａ.，Ｍilan(イタリア)製のタイプのフラッシュ乾燥器内で、 顆粒を製造した。この乾燥器は水平に配置された薄層蒸発器(長さ１１００mm、 内径１５５mm)で、４本のシャフトと、壁から２mm離れた２２個のパドルを有し ている。この乾燥器は三つの加熱・冷却域を有し、総熱交換面積は全部で０.４ ４mm²であった。乾燥器の作動は常圧で行った。ヤシ油アルキルオリゴグルコシ ドの水性ペースト[Ｐlantaren(商標)ＡＰＧ１２００、固体含量約５０重量％)を ５０℃に加熱し、振動ポンプによって１１.５kg／時の量で薄層蒸発器に導入し た。薄層蒸発器の加熱域１および２は１６０℃に調節しておき、冷却域３は２０ ℃に調節しておいた。ローター速度は２４m／秒であった。フラッシュ乾燥器に 約１１０m³／時の割合で空気を通した。ガス排出温度は約６５℃であった。まだ 約６０℃の予備乾燥顆粒を振動シュート(長さ１m)に移し、周囲の空気に曝して 、３０秒間で約４０℃に冷却した。その後、シリカ粉末[Ｓipernat(商標)５０Ｓ ]約１重量％を顆粒にまぶした。乾燥した純白の顆粒が得られ、これは空気中で 長期間貯蔵後も流動性で、塊を生じなかった。シャンプー製剤中に組み合わせた ところ、ペースト状比較生成物と比較して差異が認められなかった。顆粒の特性 データを表１に示す。 実施例２ 手順は実施例１と同様であったが、グルコシドの代わりにヤシ油脂肪酸Ｎ−メ チルグルカミドを使用した。フラッシュ乾燥器の二加熱域の温度は１７０℃とし た。塊のない純白な流動性顆粒が得られ、その嵩密度は６００g／l、残留水分は ０.８重量％であった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＢＧ，ＢＲ，Ｂ Ｙ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＲ，ＬＴ ，ＬＶ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＩ， ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ (72)発明者 ヘンゼン，ヘルマン ドイツ連邦共和国デー−42781ハーン、ラ トマッハーヴェーク13番 (72)発明者 ザイペル，ヴェルナー ドイツ連邦共和国デー−40723ヒルデン、 ホフシュトラーセ29番 (72)発明者 ロットマン，ミレラ ドイツ連邦共和国デー−40231デュッセル ドルフ、シュヴァイトニッツァーシュトラ ーセ16番

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．水不含有でダストが無く、高嵩密度の糖界面活性剤顆粒を製造する方法で あって、 a)アルキルおよび／またはアルケニルオリゴグリコシド、および／または b)脂肪酸Ｎ−アルキルポリヒドロキシアルキルアミド の、固体含量少なくとも２０重量％の水含有ペーストを、水平に配置した回転具 付き薄層蒸発器内で、残留水分が２重量％未満となるまで乾燥すると同時に顆粒 状に変換することを含んで成り、薄層蒸発器の材料導入部から材料排出部にかけ て温度勾配を設け、空気を向流で流す方法。 ２．式(Ｉ)： Ｒ¹Ｏ−[Ｇ]_p （Ｉ） ［式中、Ｒ¹は、炭素数４〜２２のアルキルおよび／またはアルケニル基であり 、Ｇは炭素数５または６の糖単位であり、pは１〜１０の数である。］ で示されるアルキルおよびアルケニルオリゴグリコシドを使用する請求項１記載 の方法。 ３．式(II)： ［式中、Ｒ²ＣＯは炭素数６〜２２の脂肪族アシル基であり、Ｒ³は水素、炭素数 １〜４のアルキルまたはヒドロキシアルキル基であり、［Ｚ］は炭素数３〜１２ ／ヒドロキシル基数３〜１０の直鎖または分枝状ポリヒドロキシアルキル基であ る。］ で示される脂肪酸Ｎ−アルキルポリヒドロキシアルキルアミドを使用する請求項 １または２記載の方法。 ４．薄層蒸発器の材料導入部から材料排出部にかけて１７０℃から２０℃の温 度勾配を適用する請求項１〜３のいずれかに記載の方法。 ５．薄層蒸発器から排出後、また高温である顆粒を、振動シュート上で周囲の 空気により更に冷却する請求項１〜４のいずれかに記載の方法。 ６．冷却後の顆粒にシリカ粉末をまぶす請求項１〜５のいずれかに記載の方法 。