JPH0348128B2

JPH0348128B2 -

Info

Publication number: JPH0348128B2
Application number: JP14377383A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Ooshita; Kyoshi Sawada
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1983-08-08
Filing date: 1983-08-08
Publication date: 1991-07-23
Also published as: JPS6036325A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、特に合成洗剤用の原料成分として、
極めて有用かつ新規な炭酸ナトリウムの製造方法
を提供するものである。更に詳しくは、特にこれまで市販されている無
水炭酸ナトリウムにはない見掛比重、水への溶解
性が良好な炭酸ナトリウムの製造方法に関する。従来、無水炭酸ナトリウムは、所謂アンモニ
ア・ソーダ法及び塩化アンモニウム・ソーダ法に
より、即ちアンモニア性飽和塩水に炭酸ガスを反
応させて得られる粗重炭酸ナトリウムをカ焼機出
口温度が100℃〜300℃になるような温度でカ焼し
て製造されている。この方法により得られた無水炭酸ナトリウム
は、工業的に軽灰と称されており、一般にその見
掛比重は0.8程度で、かつ平均粒径は90μ〜110μの
範囲のものである。そして、この軽灰は、一般に
食品添加物用、染料用などの化学工業原料として
供されている。一方、板ガラス、ビン、鉄鋼、洗剤及び化学工
業などの原料として使用され、工業的には重灰と
と称されている無水炭酸ナトリウムは、上記の製
法により得られた軽灰に水を添加して、炭酸ナト
リウム−水塩（Na₂CO₃・H₂O）とし、次いで、
これを乾燥機の出口温度が110℃〜170℃になるよ
うな温度で乾燥することにより製造している。こ
のようにして得られた重灰は、一般に見掛比重が
１以上で、平均粒径は200μ〜400μの範囲のもの
である。また、苛性ソーダの炭酸化により、同様
な重灰を得ることも可能である。周知の如く、炭酸ナトリウムは、合成洗剤の原
料として欠くことのできない有効な原料である。
これまで、炭酸ナトリウムを合成洗剤の原料とし
て使用する場合、軽灰、重灰のいずれかを使用す
るにも、炭酸ナトリウムを他の洗剤の原料と混合
して、一度スラリー状にした後、該スラリーをド
ライヤーで乾燥と造粒を同時に行い洗剤を得ると
いう方法である。このように軽灰、重灰の使用に
際して、一度スラリー状にしなければならないこ
と及び乾燥造粒後において炭酸ナトリウムを添加
することができない大きな理由は、軽灰において
は、平均粒径が小さく、粒子硬度も小さいためで
あり、また重灰においては、見掛比重が大きいた
めに、他の合成洗剤原料と分離しやすいことであ
る。更に加えて、軽灰、重灰を水に溶解して使用
する場合には、軽灰は粒度が極めて小さく、水に
入れると凝集して塊になりやすく、一方、重灰は
見掛比重が大きいために底に沈み、撹拌強度を上
げて溶解を助ける必要性があるなどの欠点を有す
る。本発明はこれらの欠点を除くために、合成洗剤
の製造過程において、一旦スラリー状にする必要
がなく、かつ乾燥造粒後においても炭酸ナトリウ
ムを添加しうることが可能で、更に他の洗剤原料
との添加比率をも自由に調整し得ることが可能で
あると同時に他の洗剤原料と分離し難い炭酸ナト
リウムの製造方法を鋭意探索の結果、本発明を完
成したのである。本発明は、これまでにない見掛比重が極めて小
さく、かつ水への溶解速度が速い、炭酸ナトリウ
ムを製造する方法を提供するものである。即ち、本発明は重量比で重炭酸ナトリウム：炭
酸ナトリウム（無水換算）：珪酸ソーダまたはカ
ルボキシメチルセルロース（以下CMCと称す）
を含有する水溶液が１：0.2〜1.5：0.1〜0.8の割
合になるように調整し、該調整物を40℃〜105℃
の温度下で均一化した後、100℃〜300℃の温度で
カ焼して、見掛比重が0.4〜0.8、水への溶解速度
が40秒以下の炭酸ナトリウムの製造方法である。なお、原料は、アンモニア・ソーダ法、塩化ア
ンモニウム・ソーダ法から得られた粗重炭酸ナト
リウム及び炭酸ナトリウム若しくは炭酸ナトリウ
ム−水塩を適宜混合することにより本発明を実施
できるが、その場合重炭酸ナトリウム：炭酸ナト
リウム（無水換算）の重量比は１：0.2〜1.5に調
整することが必要である。また、苛性ソーダ液の
炭酸化法あるいは隔膜法塩水電解槽からの電解液
の炭酸化法若しくは天然ソーダ灰を処理して得ら
れた重炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム含水塩、
炭酸ナトリウム無水塩又はセスキ炭酸ナトリウム
等も本発明の原料として適宜使用できる。本発明の製法において重要なことは、重量比で
重炭酸ナトリウム：炭酸ナトリウム（無水換
算）：珪酸ソーダまたはCMCを含有する水溶液と
をそれぞれ１：0.2〜1.5：0.1〜0.8好ましくは
１：0.3〜1.5：0.1〜0.5の割合になるように調整
し、該調整物を40℃〜105℃好ましくは50℃〜100
℃の温度下で均一化することである。この条件を
満足しないと、目的とする炭酸ナトリウムを得る
ことができない。例えば混合温度が40℃未満にな
ると粒子硬度が弱くなり、また105℃を越えると
見掛比重が目標と異なり大きな値を示すため好ま
しくないのである。また、これらの反応は、通
常、混合してから10〜20分で終了するが、混合機
の混合操作条件はあまり激しい撹拌をすることは
望ましくない。激しい撹拌は、炭酸ナトリウムの
粒径を小さくするため、結晶の成長を考慮した適
切な撹拌下で注意深く行う必要がある。又、原料中に炭酸ナトリウム−水塩を含んでい
るときは、使用する水溶液の量を低めにコントロ
ールすることが望ましいが、全水分即ち結晶水と
しての水分と追加する水溶液中の水分の合計量は
前記の範囲内にすることが肝要である。また、あ
まり炭酸ナトリウム−水塩の使用量が多くなりす
ぎると得られる結晶の硬度が若干低下する場合も
ある。そして、珪酸ソーダまたはCMCを添加す
る効果についてであるが、重炭酸ナトリウムおよ
び炭酸ナトリウムを含む水溶液に珪酸ソーダや
CMCを含ませることなく製造した炭酸ナトリウ
ムもかなりの特性を備えているが、この水溶液に
珪酸ソーダまたはCMCを少量添加すると、粉化
率が更に向上し、硬質な炭酸ナトリウムが得られ
る。反応操作例として重炭酸ナトリウムと炭酸ナト
リウムと珪酸ソーダまたはCMCを添加した水と
を混合する場合について述べる。本発明では例えば重炭酸ナトリウム60部に対し
て炭酸ナトリウム60部、珪酸ソーダまたはCMC
を含有する水溶液30部を加えて20分間完全に混合
する。重炭酸ナトリウム60部は炭酸ナトリウム当
量では約40部であるため、重炭酸ナトリウムと炭
酸ナトリウムの混合比は重量比で１：１、炭酸ナ
トリウム当量比で２：３となる。炭酸ナトリウム
当量の比率は重炭酸ナトリウムと炭酸ナトリウム
で２：１から１：３までの範囲ならば同反応が起
こる。この混合した物質を充分な高温（100℃〜
300℃好しくは150℃〜220℃）でカ焼して重炭酸
ナトリウムの分解と加えた珪酸ソーダまたは
CMCを添加した水の脱水を行つて目的とする炭
酸ナトリウムを得る。本発明の製法において、更に特徴的なことは、
その理由は確認されていないが、平均粒子径が
200μ〜600μという極めて粒径の大きい炭酸ナト
リウムが得られると共に、得られた炭酸ナトリウ
ムは、その見掛比重が0.4〜0.8と小さく、かつま
た粉化率（これが高いほど、粒子の硬度が低いこ
ととなる）が８％以下、水への溶解速度が40秒以
下とこれまでにない優れた性質を具備しているこ
とである。更に驚くべきことは、本発明で得られた炭酸ナ
トリウムは、粒子の表面が従来法で得られた軽灰
及び重灰とは全く異なり、棒状結晶が集合形成し
た状態を呈したものである。本明細書における、平均粒径、見掛比重、平均
粒径200〜600μのものの粉化率および水への溶解
速度の値は、それぞれ以下の（平均粒径）、（見掛
比重）、（粉化率）および（溶解速度）の項に説明
する方法によつて求められるものであり、以下に
示す実施例及び比較例においても同様である。（平均粒径） 100ｇを上皿天秤（秤量200ｇ）で正しくはか
り、受皿及び試料の粒径におおじた適切な、JIS
標準ふるいを積み重ねた最上段のふるいに移し、
蓋をしてロータツプ型振盪機に装着し、７分間振
盪を行なつた後、受皿及びそれぞれのふるいの残
留物を上皿天秤（秤量100ｇ）ではかり、それぞ
れのふるいの呼び寸法μの累積百分率を算出し、
50wt％以上となるところのふるいの呼び寸法μ
を平均粒径とする。（見掛比重）試料50ｇをはかり、容量100mlのメスシリンダ
ー（内径約2.7cm）に入れ、肉厚ゴム板上で余り
力を加えないように注意しながら充分にたたき込
み、最小の容積Ａmlを求め、つぎの式によつて見
掛比重を算出する。見掛比重＝50（ｇ）／Ａ（ml）（粉化率）平均粒径200〜600μのものの粉化率は、以下の
ようにして測定して求める。すなわち、250〜
500μに篩分けし、試料50ｇを採り、重量１ｇ、
直径20mmのアルミニウム製円板15個とともに中間
受皿に入れて振とう機で５分間叩かずに振とうす
る。終了後、受皿の試料をふたたび篩目149μの
篩で７分間篩分けし、その通過量をはかり、百分
率を算出する。平均粒度が上記の200〜600μの範囲外のものに
ついては、篩の目の大きさを変えて同様に行な
う。たとえば、平均粒径が50〜150μのものは、
74〜149μに篩分けし、上記と同様にアルミニウ
ム製円板とともに振とうし、終了後、44μの篩で
分級し、百分率を求める。（溶解速度）直径135mm高さ180mmのガラス容器に純水800ml
を入れ厚さ25mm巾12mm長さ58mmの撹拌翼４枚を有
する撹拌機を550rpmで回転させ、試料200ｇを一
度に投入して、５秒毎に２mlずつ溶解液を採取し
て滴定により、溶解炭酸ナトリウム濃度が240
ｇ／に達するまでの所要時間を測定する。以下、実施例を示すが、本発明はこれらに限定
されないことはもちろんである。実施例１アンモニア・ソーダ法で得た粗重炭酸ナトリウ
ム及び軽灰とを第１表に示す割合にてミキサーに
同時供給し、混合撹拌しながらスプレーノズルを
用いて、珪酸ソーダ0.7％の温水溶液（60℃）を
加えた。ここでの珪酸ソーダは３号珪曹を使用し
た。この時ミキサー内の温度は、ミキサー上部の
ダンパーの開度で調整し、かつ滞在時間はミキサ
ーへの原料の供給速度で調整し運転した。これらの混合物をそれぞれ同様にしてカ焼機で
温度180℃にてカ焼して得られたこれらの炭酸ナ
トリウムの平均粒径、見掛比重、粉化率及び溶解
速度を測定した。その結果を第１表に示す。実施例２実施例１において、珪酸ソーダ水温溶液に代え
て0.2wt％CMC温水溶液を使用した以外は、実施
例１と同一条件で炭酸ナトリウムを製造した。そ
の結果を第１表に示す。実施例３ 48％苛性ソーダ水溶液の炭酸化により得られた
重炭酸ナトリウム及び炭酸ナトリウム−水塩、炭
酸ナトリウム無水塩をミキサーにて混合し撹拌し
ながらスプレーノズルを用いて珪酸ソーダ1.0wt
％の温水溶液（60℃）を35Kg使用した以外は、実
施例１と同一条件で炭酸ナトリウムを製造した。
その結果を第１表に示す。

【表】参考例参考として、従来法であるアンモニア・ソーダ
法により得た重灰、軽灰と本発明法の実施例１に
より得た炭酸ナトリウムの物性比較を第２表に示
す。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１重量比で重炭酸ナトリウム：炭酸ナトリウム
（無水換算）：珪酸ソーダあるいはカルボキシメチ
ルセルロースを含有する水溶液が１：0.2〜1.5：
0.1〜0.8の割合になるように調整し、該調整物を
40℃〜105℃の温度下で均一化した後、該調整物
を100℃〜300℃の温度でカ焼してなる、見掛比重
0.4〜0.8、水への溶解速度が40秒以下である炭酸
ナトリウムの製造方法。２珪酸ソーダの濃度が0.2〜10％である特許請
求の範囲第１項記載の製造方法。３カルボキシメチルセルロースの濃度が0.05〜
１％である特許請求の範囲第１項記載の製造方
法。