(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）
Ｒ１Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）１Ｈ    （１）
（式中、Ｒ１は炭素数８〜２０の直鎖又は分岐のアルキル基を表す。）で表される高級アルコールモノエトキシレートを５０重量％以上含む下記一般式（２）
Ｒ１Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ｎＨ    （２）
（式中、Ｒ１は炭素数８〜２０の直鎖又は分岐のアルキル基を表わし、ｎは０以上の整数を表す。）で表される原料高級アルコールエトキシレートを、不活性ガスにより希釈された三酸化硫黄を用いて硫酸化反応させて、相当する下記一般式（３）
Ｒ１Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ｎＳＯ３Ｈ    （３）
（式中の記号は、Ｒ１は前記一般式（２）と同様である。）で表される高級アルコールエトキシレート硫酸化物を製造するに際し、三酸化硫黄の濃度を全ガス中０．１〜３容量％の範囲で反応させることを特徴とする高級アルコールエトキシレート硫酸化物の製造方法。
【請求項２】
原料高級アルコールエトキシレートが、炭素数８〜２０の直鎖又は分岐オレフィンにエチレングリコールを付加して製造されたものである請求項１記載の高級アルコールエトキシレート硫酸化物の製造方法。
【請求項３】
前記硫酸化反応における高級アルコールエトキシレートに対する三酸化硫黄のモル比が、０．８〜１．２の範囲である請求項１または２記載の高級アルコールエトキシレート硫酸化物の製造方法。
【請求項４】
ｎが０、１または２である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の高級アルコールエトキシレート硫酸化物の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の製造方法により製造された高級アルコールエトキシレート硫酸化物を、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、または置換アンモニウムを含むアルカリ性物質で中和する工程をさらに含む、高級アルコールエトキシレート硫酸化物塩水溶液組成物の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の製造方法により製造される高級アルコールエトキシレート硫酸化物塩水溶液組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は色相の良い高級アルコールエトキシレートの硫酸化物およびそれを製造する方法に関する。
【０００２】
色相の良い高級アルコールエトキシレートの硫酸化物は、台所用洗剤やシャンプー等の洗浄剤として有用である
【０００３】
【従来の技術】
高級アルコールエトキシレートの硫酸化物の製造に関しては今日さまざまな方法で行われている。硫酸化剤にはクロルスルホン酸や三酸化硫黄が用いられる。クロルスルホン酸は高価なため、高級アルコールエトキシレート硫酸化物を安価に量産する場合には三酸化硫黄が硫酸化剤として一般に用いられるが、クロルスルホン酸を硫酸化剤として用いる場合に比べ、三酸化硫黄を用いると製品の色相が悪く、装置や反応条件を工夫して、色相を改善する製造方法が多く提案されている。
【０００４】
製造方法として、垂直円筒管に原料アルコールエトキシレートを薄膜状に流し、該薄膜流と並流に不活性ガスにより希釈された三酸化硫黄を流して接触させ、反応を行う連続式の方法が多く提案されている。
【０００５】
一方、原料として用いる高級アルコールエトキシレートは高級第一アルコールエトキシレート、高級第二アルコールエトキシレートに分類されるが、そのエチレンオキサイドの平均付加モル数は２から４モルの範囲が使用されてきた。一般に高級第一アルコールエトキシレートは安定性が高く、三酸化硫黄を用いて硫酸化しても、比較的色相のよい製品を得ることができる。高級第二アルコールエトキシレートは安定性が悪く、色相のよい硫酸化物を製造する方法として、特公昭５１−１７５３８では三酸化硫黄の濃度や流速を制限する方法が提案されているが、得られる製品の色相は満足のいくものではなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、被硫酸化物である原料高級アルコールエトキシレートの化学的安定性にかかわらず、多少の条件変化に影響されずに、色相の良い硫酸化物を製造できる方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、原料高級アルコールエトキシレートを色相よく硫酸化する検討を重ねたところ、原料高級アルコールエトキシレートとして高級アルコールモノエトキシレートを50重量％以上含む特定の原料を用い、硫酸化剤として不活性ガスにより希釈された三酸化硫黄を用い、三酸化硫黄の濃度を全ガス中０．１〜３容量％範囲で反応させることにより、相当するアルコールエトキシレート硫酸化物が、収率よく製造でき、さらに生成物の着色が大幅に改善されることを見い出して、本発明に至った。
【０００８】
すなわち本発明は、下記一般式（１）
R1O(C2H4O)1H          （１）
（式中、R1は炭素数８〜２０の直鎖又は分岐のアルキル基を表す。）
で表される高級アルコールモノエトキシレートを50重量％以上含む下記一般式（２）
R1O(C2H4O)nH           （２）
（式中、R1は炭素数８〜２０の直鎖又は分岐のアルキル基を表わし、ｎは０以上の整数を表す。）
で表される原料高級アルコールエトキシレートを、不活性ガスにより希釈された三酸化硫黄を用いて硫酸化反応させて、相当する下記一般式（３）
R1O (C2H4O)nSO3H    （３）
（式中の記号は、R1は前記一般式（２）と同様である。）
で表される高級アルコールエトキシレート硫酸化物を製造するに際し、三酸化硫黄の濃度を全ガス中０．１〜３容量％の範囲で反応させることを特徴とする高級アルコールエトキシレート硫酸化物の製造方法に関する。
【０００９】
また本発明の他の発明は、  下記一般式（４）
R1O (C2H4O)nSO3M    （４）
（式中、R1は炭素数８〜２０の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、ｎは０以上の整数を表し、Mはアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオン、または置換アンモニウムイオンを表わす。）
で表される高級アルコールエトキシレート硫酸化物塩を含む水溶液組成物であって、該組成物が、下記一般式（５）
R1O(C2H4O)1SO3M       （５）
（式中、R1は炭素数８〜２０の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、Mはアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオン、または置換アンモニウムイオンを表わす。）
で表される高級アルコールモノエトキシレート硫酸化物塩を前記一般式（４）で表わされる成分に対して50重量％以上含み、前記組成物の色相が、APHAで２００以下である色相に優れた高級アルコールエトキシレート硫酸化物塩水溶液組成物に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を更に詳細に検討する。
【００１１】
本発明で原料に用いる高級アルコールエトキシレートは、種々の方法により製造することができる。たとえば炭素数８〜２０の一級または二級の高級アルコールにエチレンオキサイドやエチレンカーボネートを用いてエトキシ化する方法、また、炭素数８〜２０のオレフィンにエチレングリコールを付加する方法などが挙げられる。高級二級アルコールエトキシレートを製造する場合には、後者のオレフィンにエチレングリコールを付加する方法が好ましい。原料として用いる高級アルコールエトキシレートは高級アルコールモノエトキシレートを５０重量％以上、好ましくは８０重量％以上、さらに好ましくは９０重量％以上含むことが必須である。高級アルコールモノエトキシレートの含有量が５０重量％未満の場合、得られる製品の色相が悪くなったり、臭気が激しくなったりするため好ましくない。なお、本発明において原料高級アルコールエトキシレートとは一般式（２）に記載したように高級アルコールも含む定義を行っているが、高級アルコールの含有量は１０重量％以下、さらに好ましくは５重量％以下、特に好ましくは３重量％以下とすることが、製品の皮膚刺激性を低減する目的で好ましい。
【００１２】
本発明で硫酸化剤に使用する原料は、三酸化硫黄が用いられる。三酸化硫黄は空気、窒素、炭酸ガス、亜硫酸ガスなどの不活性ガスで希釈して用いる。
【００１３】
本発明の硫酸化反応は発熱反応であり、必要以上の熱は副生物の生成を助長するので、除熱することが好ましい。  本発明における反応器の形状は特に限定されるものではなく、槽型でも管型でもよい。また回分式でも連続式でもよい。
【００１４】
槽型反応器としては、例えば攪拌器を設けた反応器を2段に分け連続的に硫酸化する方法（パレステラ方式、USＰ3198849）などを用いることができる。
【００１５】
管型反応器としては、反応原料を管壁に薄膜状に流し、三酸化硫黄をガスとして並流もしくは向流に供給し反応させる薄膜式反応器が多く提案されており（例えばベロール方式：USP3438742、アライド方式：USＰ3328460、リチャード方式：特公昭４２−２５２、ステパン方式：特公昭４３−１３０４３、マゾニー方式：USP3931272、ケミソン方式：USP3839391、花王方式：USP4097242）いずれの装置も使用することができる。
【００１６】
本発明において特に好ましい反応方式は管型の並流薄膜式反応器である。
【００１７】
反応器の材質は特に限定されるものではないが、SUSやガラス等が好ましい。
【００１８】
反応帯域へ供給される全ガス中の三酸化硫黄の濃度は0.1〜3.0容量％で特に色相のいい硫酸化物が得られる。更に好ましくは0.3〜1.8容量％で、特に好ましくは0.4〜1.2容量％である。この範囲より低すぎると収率や生産性が悪く、高すぎると色相が悪くなる。
【００１９】
並流薄膜式反応器において反応帯域へ供給される全ガスの平均流速は線速度にして２０〜８０m/sであり、特に好ましくは３０〜６０m/sである。ガスの流速が低い場合は、高級アルコールエトキシレート液膜のガス流による拡散が弱く、液膜が厚く且つ不均一になり、局部反応が起きて生成物の着色と収率低下を招く。またガスの流速が前述範囲を越えると、反応器内の圧損が大きくなったり、液のミスト化が起こり生成物の着色や収率の低下が起こる。
【００２０】
並流薄膜式反応器への原料高級アルコールエトキシレートの供給速度は、三酸化硫黄供給速度と、高級アルコールエトキシレートと三酸化硫黄とのモル比により定まる。原料モル比は、高級アルコールエトキシレートに対し、三酸化硫黄０．８〜１．２、好ましくは０．９５〜１．０５である。三酸化硫黄を過剰にすると、原料の分解を引き起こす場合があるので好ましくない。一方三酸化硫黄のモル比が低いと、反応が完結せず、未反応の高級アルコールエトキシレートが製品中に残存するため好ましくない。
【００２１】
反応温度は−２０℃〜８０℃、より好ましくは２０℃〜６０℃の範囲である。
【００２２】
反応終了後、反応生成物は未反応三酸化硫黄を含む不活性ガスから分離する。分離は通常の方法で行えばよく、一般にサイクロン等を用いることができる。
【００２３】
本発明で得られる反応生成物は、苛性ソーダやアンモニア、エタノールアミン等のアルカリ性物質で中和されて、洗剤として使用される。中和行程はサイクロン等で気液分離した後直ちに行うことが好ましく、加水分解反応を抑制するため除熱することが好ましい。
【００２４】
本発明の高級アルコールエトキシレート硫酸化物塩水溶液組成物は、例えば、前記の本発明の製造方法により収率良く得られる。この際、水溶液組成物中の高級アルコールエトキシレート硫酸化物塩の濃度は、１０〜６０重量％、好ましくは２０〜５０重量％である。
【００２５】
色相の測定方法としては、例えば、ハーゼン標準溶液を用いた比色法により求められる（APHA）。
【００２６】
【実施例】
以下に本発明について実施例および比較例を挙げてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【００２７】
実施例１
内径８ｍｍ、長さ１．５ｍの円筒状のＳＵＳ３０４製反応管を用い、気液の流れが上昇流並流となる条件で反応を行った。反応管の下部に設けたノズルから、不活性ガス（窒素)で０．６７容量％にまで希釈した三酸化硫黄のガスを反応管内に流入させた。この混合ガスの温度は３９℃であった。特開平１０−１６８０１８、実施例１にもとづき炭素鎖長が１２であるオレフィンに１モルのエチレングリコールが付加した原料を合成した。この原料はドデカノールモノエトキシレートを９８．０重量％、ドデカノール０．４重量％、ジエチレングリコールモノドデシルエーテル１．６重量％を含んでいた。この原料を８．４ｇ／ｍｉｎの速度で反応管下部に設けた注入口から反応管内に注入し、反応管内壁に沿って薄膜状に上昇させた。全ガスの線速度は４０ｍ／ｓであり、また三酸化硫黄とオレフィンのエチレングリコール付加物とのモル比は１．０１であった。発生した反応熱の一部は、反応管の外側を流れる５０℃の水により除去させた。反応管を出た流体は、サイクロンによりガスと生成物に分離した。反応生成物は直ちに苛性ソーダ水溶液により中和し、２５ｗｔ％水溶液とした。
【００２８】
硫酸化物の収率はエプトン法により93.3％であり、中和された生成物の色相はＡＰＨＡで80であった。
【００２９】
比較例1
実施例1で合成した原料アルコールエトキシレートに水酸化カリウムを触媒とし、エチレンオキサイドを付加させエチレンオキサイド平均付加モル数３の原料アルコールエトキシレートを得た。この原料中のアルコールモノエトキシレート含有量は１２重量％であった。実施例１同様の反応器を用い、原料エトキシレートを8.8ｇ/minの速度で反応管下部に設けた注入口から反応管内に注入し、三酸化硫黄のガス中濃度を０．５０容量％とした以外は実施例1と同様の条件で行った。
【００３０】
硫酸化物の収率は93.0％であったが、中和された生成物の色相はＡＰＨＡで380であり、商業上必要とされている洗剤原料の色調を大きく越えている。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の方法によると、被硫酸化物である原料アルコールエトキシレートの化学的安定性にかかわらず、多少の条件変化に影響されずに、色相の良い硫酸化物を収率よく製造できる。
【００３２】
本発明の組成物は、色相に優れているので、台所用洗剤やシャンプー等の洗浄剤として有用となる