JPS6036421B2 - α−スルホ脂肪酸エステル塩の高濃度溶液の製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＱ−スルホ脂肪酸ェステル塩溶液の製法に関す
るものであって、Ｑ−スルホ脂肪酸塩の含有量が少なく
、しかもＱースルホ脂肪酸ェステル塩を高濃度で含有す
る溶液の製造法に係る。

Ｑースルホ脂肪酸ェステル塩溶液が脂肪酸ェステルをス
ルホン化物し、得られたスルホン化物を好ましくは漂白
後、苛性アルカリ水溶液にて中和するという方法で製造
できることは公知である。そしてこの方法ではスルホン
化、漂白及び中和の各工程でェステル結合の切断が起り
やすいこともまた知られている。ェステル結合の切断は
必然的にＱ−スルホ脂肪酸塩の副生をもたらすが、Ｑ−
スルホ脂肪酸塩は水に数溶であるばかりでなく、界面活
性能も貧弱であるため、これがＱースルホ脂肪酸ェステ
ル塩溶液に含まれていることは好ましくない。従って従
来技術はェステル結合の切断を防止してＱースルホ脂肪
酸塩の創生を抑える目的で、幾つかの提案を行なってい
る。しかしそれらは何れもスルホソ化工程乃至は漂白工
程を対象としたものであって、中和工程については殆ど
改良が試みられておらず、僅かに中和を比較的温和な条
件で実施して中和に際してのェステル結合の分断（加水
分解）をできるだけ阻止する配慮がなされているに過ぎ
ない。ところで、界面活性剤溶液は一般に高濃度である
ことが好ましく、Ｑ−スルホ脂肪酸ェステル塩の溶液も
その例外ではない。

低濃度であると、溶液の貯蔵乃至輸送に不利を来たすか
らである。Ｑースルホ脂肪酸ェステル塩の高濃度溶液は
、理屈のうえでは、その低濃度溶液を加熱濃縮するか、
あるいは高濃度の苛性アルカリ水溶液を使用して脂肪酸
ェステルのスルホン化物を中和する方法で取得すること
ができる。しかしながら、前者の方法は加熱によってェ
ステル結合が切断される結果、Ｑ−スルホ脂肪酸塩が増
加してしまう点で推奨できない。一方、高濃度の苛性ア
ルカリ水溶液で中和する方法について言えば、比較的稀
薄な苛性アルカリ水溶液で中和する場合でさえ、中和工
程の途中で粘度が急激に上昇して均一な頚拝が困難にな
り、その結果局部的にアルカリ過剰城が出現しやすく、
これに原因してェステル結合の加水分解が起るのが通例
であるから、高濃度の苛性アルカリ水溶液を用いた場合
は前記の加水分解が一層助長され、従って高濃度の苛性
アルカリ水溶液にて中和する方法も賞用できないのであ
る。つまり、従来技術では不純物たるＱースルホ脂肪酸
塩の含有量を少なくすることと、界面活性剤たるＱ−ス
ルホ脂肪酸ェステル塩を高濃度溶液で取得することを両
立させることは極めて難しいのである。本発明はこうし
た従来技術の現状を打破するものであって、脂肪酸ェス
テルのスルホン化物を中和する際の条件を規制すること
により、Ｑ−スルホ脂肪酸塩の含有量が少ないＱースル
ホ脂肪酸ェステル塩の高濃度溶液を製造する方法を提供
する。而して本発明によれば、脂肪酸ェステルのスルホ
ン化物は、このスルホン化物の５〜２の重量％に相当す
るＣ，〜Ｃ４のアルコールの存在下に、濃度１５〜５０
重量％の苛性アルカリ水溶液にて中和され、ｐＨ２．５
〜４の酸性中和物が取得される。

この中和工程は本発明にとって重要な意義を有するもの
であり、従ってその内容については改めて詳述するが、
それに先立ち中和の対象となる脂肪酸ェステルのスルホ
ン化物について説明すると次の通りである。脂肪酸ェス
テルは本発明の最終製品を界面活性剤として使用する関
係で、炭素数１０〜２４の脂肪酸と炭素数１〜４のアル
コールとのェステルであることを可とする。

この場合、脂肪酸は飽和脂肪酸であれば直鎖状でも分岐
鎖状でも差支えない。好個の脂肪酸ェステルを例示する
と、カプリン酸メチル、ラウリン酸メチル、ラウリン酸
エチル、ミリスチン酸メチル、ミリスチン酸プロピル、
パルミチン酸メチル、パルミチン酸エチル、ステアリン
酸メチル、ステアリン酸エチル、アラキン酸エチル、べ
へン酸メチル、リグノセリン酸メチル、硬化ャシ油脂肪
酸メチル、硬化牛脂脂肪酸メチルなどを挙げることがで
きる。脂肪酸ェステルのスルホン化は、典型的にはＳＱ
をスルホン化剤に用いる方法で行なわれる。

このスルホン化は回分式操作でも連続式操作でも実施で
きるが、何れの場合ともェステル結合の切断ができるだ
け起らないようなスルホン化条件が選択されることは勿
論である。そうしたスルホン化条件の一例を示せば、窒
素又は空気などの不活性ガスで０．５〜２０容量％に稀
釈したＳ０３ガスを使用して、Ｓ０３対脂肪酸ェステル
のモル比を０．９〜１．５とし、反応温度を３０〜１０
び０に保持するのがその例である。脂肪酸ェステルのス
ルホン化は２段階で反応が進むので、反応混合物を５０
〜１００ｏｏ程度の温度で熟成させることが好ましい。
脂肪酸ェステルのスルホン化物は、これをそのまま本発
明の中和工程に供することができるが、このスルホン化
物に予め漂白処理を施しておくことは、最終的に得られ
るＱ−スルホ脂肪酸ェステル塩溶液の色調改善に役立つ
ばかりでなく、本発明の中和工程にも好ましい影響を与
えるので、大いに推奨される。

漂白方法としては脂肪酸ェステルのスルホン化物をＣ，
〜Ｃ４のアルコールの存在下、５０〜１００℃の温度で
過酸化水素にて漂白する方法が好ましい。この場合、過
酸化水素及びアルコールの使用量は、それぞれスルホン
化物１００重量部当り０．５〜１０重量部及び１〜２０
重量部とし、前者の過酸化水素は濃度１の重量％以上の
水溶液で使用することを可とする。またアルコールとし
ては、脂肪酸ヱステルがメチルェステルであれば、メタ
ノールを、エチルェステルであればェタノ−ルを使用す
るのがよい。好ましくは漂白処理を受けた脂肪酸ェステ
ルのスルホン化物は、次いで本発明の中和工程に供せら
れるが、既述した通り、この中和工程は脂肪酸ェステル
のスルホン化物の５〜２の重量％に相当するＣ，〜Ｃ４
のアルコールの存在下、濃度１５〜５０重量％の比較的
高濃度の苛性アルカリ水溶液を使用して行なわれる。

アルコールの存在下にスルホン化物と苛性アルカリ水溶
液とを均一に混合し、混合物のｐＨが２．５〜４になっ
た時点で中和工程は終了し、これによって酸性中和物を
得ることができる。本発明者らの知見によれば、上記の
中和工程で得られるｐＨ２．５〜４の酸性中和物では、
Ｑ−スルホ脂肪酸ェステルが実質的にすべて中和されて
び−スルホ脂肪酸ェステル塩に転化しており、しかもｐ
Ｈ２．５〜４の酸性中和物を得るまでの過程では、ェス
テル結合が加水分解を受けることもなく、また粘度も均
一混合に全く支障を釆たごなし、程低い粘度を維持する
のである。

本発明の中和工程は、脂肪酸ェステルのスルホン化物の
５〜２の重量％に相当するＣ，〜Ｃ４のアルコールの存
在下で行なわれるが、このアルコールは中和工程開始時
に、中和反応系に添加されなければならない。

つまり、中和前のスルホン化物中にＣ，〜Ｃ４のアルコ
ールが残存している場合（例えば漂白時に用いたアルコ
ールが残っている場合）でも、そのアルコールで中和工
程時に必要なアルコールをまかなうことはできない。中
和工程時に添加されるアルコールにはＣ，〜Ｃ４のアル
コールの何れを用いても差支えない。しかし、脂肪酸ェ
ステルのアルコール成分と同種のアルコールを使用し、
例えばメチルェステルの場合はメタノールを、エチルェ
ステルの場合はエタノールを使用することが好ましい。
中和工程で使用される苛性アルカリ水溶液は、その濃度
が１５〜５の重量％の範囲にある。

１５重量％に満たない低濃度苛性アルカリ水溶液の使用
は、中和の途中で粘度が上昇し、均一礎梓が困難になる
結果、ェステル結合の加水分解を招くアルカリ過剰城が
局部的に出現するため回避すべきである。

苛性アルカリとしては、ＮａＯＨ，ＫＯＨ，Ｍｇ（ＯＨ
）２，Ｍｇ０などが何れも使用可能である。中和温度は
３０〜８０００とすることが適当である。本発明によれ
ば、上記の中和工程で得られるｐＨ２．５〜４の酸性中
和物は、次いで濃度１〜５重量％の苛性アルカリ水溶液
にてｐＨ６〜７の範囲にｐＨ調整される。酸性中和物の
ままだと、保存中にＱ−スルホ脂肪酸ェステル塩が加水
分解してＱースルホ脂肪酸塩が副生されるからである。
ｐＨ調整用の苛性アルカリ水溶液は、中和工程で用いた
苛性アルカリ水溶液と必ずしも同種である必要はなく、
通常はＮａＯＨ又はＫＯＨの稀薄水溶液が使用される。
しかし、苛性アルカリ水溶液が余りに稀薄であると、最
終的に得られるＱースルホ脂肪酸ヱステル塩溶液の濃度
が低下し、余りに濃厚であると、ｐＨ調製時にェステル
結合の切断が起るので、ｐＨ調製用苛性アルカリ水溶液
の濃度は、１〜５重量％の範囲とする。そしてｐＨ調製
時の温度は３０〜８０ｏｏ程度である。以上説明した来
た本発明の中和工程と、これに引続くｐＨ調整工程によ
れば、濃度５０〜６５重量％程度の高濃度はースルホ脂
肪酸ェステル塩溶液を取得することができる。

そしてこのェステル塩溶液は比較的高濃度の苛性アルカ
リ水溶液を用いる中和工程を経て製造されるにも拘らず
、その中和を低級アルコールの存在下に行なって、ェス
テル結合の加水分解を抑制しているので、本発明によれ
ばＱ−スルホ脂肪酸塩含有量の少ない高純度（９５％以
上）のＱ−スルホ脂肪酸ェステル塩溶液を得ることがで
きる。さらにまた本発明方法の実施に際して、脂肪酸ェ
ステルのスルホン化物を過酸化水素にて予め漂白してお
けば、天分解の過酸化水素が中和時に分解して漂白効果
を高めるので、色調を一層改善することもできる。以下
に本発明の実施例を示すが、それに先立ち実施例で用い
た脂肪酸ェステルのスルホン化物について、その内容を
説明する。

〔脂肪酸ヱステルのスルホン化〕

ガス導入管、温度計および頚梓機を備えた槽型反応器に
、極度硬化牛脂脂肪酸メチル（平均分子量２９０）２９
０の重量部を入れて８０ｏｏに加温し、これを縄拝しな
がら、窒素ガスで５容量％に稀釈した三酸化硫黄１０４
０重量部（ェステルに対し１．３倍モル）を６び分を要
して導入後、さらに２０分間８０ｑｏで熟成してスルホ
ン化物Ａを得た。

次にスルホン化物Ａ５０増車量部を蝿梓機付きの容器に
取り、メタノール７５重量部と３５％過酸化水素２１．
４重量部（日２０２として７．５重量部）を加え、温度
８０ｏｏで６び分間燈拝して漂白を行なった。

得られた生成物をスルホン化物Ｂする。同様にしてスル
ホン化物Ａを漂白条件を変えて漂白し、スルホン化物Ｃ
〜Ｄを得た。

さらに上記の極度硬化牛脂脂肪酸メチルに代えて極度硬
化パーム油脂肪酸メチルおよびステアリン酸メチルをそ
れぞれ用いた以外はスルホン化物Ｂと全く同様にしてス
ルホン化物ＥおよびＦを得た。

スルホン化物Ａ〜Ｆの製造条件および性状をまとめて表
−１に示す。

−１ 注）１：スルホン化反応率は石油エーテル抽出法により
求めた。

２：色調は５％エタノール溶液の波長４２０の仇の光の
吸光度を求め、（‐ｌｏｇＴ）×１０３として表わした
。

３：エステル含有率はｏ−スルホ脂肪酸エステル塩とｏ
‐スルホ脂肪酸塩との含水エタノールに対する溶解度の
差を利用して分離し、各々の量を測定してｏ‐スルホ脂
肪酸エステル塩の割合をエステル含有率として求めた。

実施例 １極度硬化牛脂脂肪酸メチルのスルホン化物Ａ
〜Ｄを用いて、種々の中和条件を選んで中和を行ない、
Ｑースルホ極度硬化牛脂脂肪酸メチルソーダ溶液を得た
。

スルホン化物Ａ〜ＤはいずれもｐＨ３．針寸近に滴定曲
線の変曲点を示したので、中和に用いる苛性ソーダ量を
この変曲点までに使用した苛性ソーダ量から計算して使
用量を定めた。種々の濃度の苛性ソーダ水溶液の計算量
を容器に取り、４０００に加溢して、スルホン化物Ａ〜
ＤＩＯＯ重量部と所定量のメタノールとの均一混合物を
加え、激しく燭拝して中和した。中和終了後の温度は５
５〜６５ｑｏの範囲にあった。中和物のｐＨがほぼ中性
の実験Ｎｏ．２のものを除き、中和物の温度を５０〜５
５ｏｏに冷却した後、十分に燈拝しながら６％又は１２
％の苛性ソーダ水溶液を３０分かけてゆっくり添加し、
ｐＨを約６．５に調整した。

中和に用いた苛性ソーダの濃度と使用量、メタノールの
使用量、州調整に用いた苛性ソーダの濃度、中和物の性
状およびｐＨ調整後の最終生成物の性状をまとめて表−
２に示す。

ヱステル含有率、スルホン化反応率および色調はスルホ
ン化物の場合と同様の方法で測定した。表−２ 表−２の結果から、スルホン化物をｐＨ６．５まで一工
程で中和する例（実験Ｎｏ．２）は、加水分解によりェ
ステル含有率が低下することがわかり、中和時にメタノ
ールを添加しない例（実験Ｎｏ．５と７）は変曲点まで
の中和であっても、加水分解が起きてェステル含有率が
低下し、またｐＨ調時に稀苛性ソーダを使用しない例（
実験Ｎｏ．４）もまた加水分解によりェステル含有率が
低下していることがわかる。

実験Ｍ．１，３，６，８および９は中和反応の際にェス
テル結合の加水分解はほとんどなく、本発明の効果が得
られている。

特にェステル含有率の高いスルホン化物を用いた実験Ｎ
ｏ．３，６および８はＱ−スルホ極度硬化牛脂脂肪酸ジ
ソーダの含有率が非常に低く、界面活性剤として好まし
いものである。実施例 ２ 極度硬化パーム油脂肋酸メチルのスルホン化物ＥＩＯの
重量部とメタノール１５重量部の均一混合物を、温度４
０００の２３％苛性ソーダ水溶液４７．４重量部に加え
、激しく絹拝して中和した。

中和物の温度は６０〜６５００に上昇し、ｐＨは約３．
５ ェステル含有率は９９．５％、活性成分濃度は５０
．２％であった。次に中和物を５０〜５５ｑｏに冷却し
、十分に渡洋しながら５％苛性ソーダ水溶液を３０分か
けてゆっくり添加し、ｐＨを約６．５に調整した。得ら
れた最終生成物の性状は、活性成分濃度４８．４％、ヱ
ステル含有率９９．５％、スルホン化反応率９７．８％
および色調１８であった。実施例 ３ステアリン酸メチ
ルのスルホン化物ＦＩＯの重量部とメタノール１５重量
部との均一混合物を、温度４０ｏｏの２３％苛性ソーダ
水溶液４５．母重量部に加え、激しく櫨拝して中和した
。

中和物の温度は６０〜６５℃に上昇し、ｐＨは約３．５
、活性成分濃度は５０．６％、ェステル含有率は１００
％であった。次に中和物を５０〜５ｙｏに冷却し、十分
に蝿拝しながら５％苛性ソーダ水溶液を３雌肋）レナて
ゆっくり添加し、ｐＨを約６．５に調整した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 脂肪酸エステルのスルホン化物を、このスルホン化
   物の５〜２０重量％に相当するＣ＿１〜Ｃ＿４のアルコ
   ールの存在下に、濃度１５〜５０重量％の苛性アルカリ
   水溶液で中和してｐＨ２．５〜４の酸性中和物を得た後
   、この酸性中和物に濃度１〜５重量％の苛性アルカリ水
   溶液を加えて中和物のｐＨを６〜７に調整することを特
   徴とするα−スルホ脂肪酸エステル塩の高濃度溶液の製
   法。 ２ 脂肪酸エステルのスルホン化物がＣ＿１＿０〜Ｃ＿
   ２＿４の脂肪酸とＣ＿１〜Ｃ＿４のアルコールとの反応
   生成物のスルホン化物である特許請求の範囲第１項記載
   の方法。