JP2525342B2 - 合成無機ビルダ―及び洗浄剤組成物 - Google Patents

合成無機ビルダ―及び洗浄剤組成物

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JP2525342B2
JP2525342B2 JP6060142A JP6014294A JP2525342B2 JP 2525342 B2 JP2525342 B2 JP 2525342B2 JP 6060142 A JP6060142 A JP 6060142A JP 6014294 A JP6014294 A JP 6014294A JP 2525342 B2 JP2525342 B2 JP 2525342B2
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    • C01B33/36Silicates having base-exchange properties but not having molecular sieve properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J39/00Cation exchange; Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
    • B01J39/08Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
    • B01J39/14Base exchange silicates, e.g. zeolites
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/02Inorganic compounds ; Elemental compounds
    • C11D3/12Water-insoluble compounds
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、合成無機ビルダー及び
洗浄剤組成物に関する。さらに詳しくは、カチオン交換
能、アルカリ能に優れ、各種洗浄剤組成物に有用な結晶
性の合成無機ビルダーおよびこれを含有する洗浄剤組成
物に関する。
【0002】
【従来の技術・発明が解決しようとする課題】洗浄剤に
配合するビルダーには、現在までに多くのキレート剤、
ビルダー、沈澱剤、分散剤等が報告されている。近年、
トリポリ燐酸塩は、湖沼等の閉鎖系水域の富栄養化への
懸念から使用が減少し、特開昭50−12381号公
報、特開昭51−12805号公報に代表される結晶性
アルミノ珪酸塩が多く用いられている。
【0003】珪酸ナトリウムはゼオライト以上のイオン
交換容量を有しているが、水に溶解するため、その利用
が限られていた。それを解決する手段として、珪酸ナト
リウムを加熱脱水、焼成して、粉末化する方法が特開昭
60−239320号公報に、また同様の手法で珪酸ナ
トリウムの珪素の一部をアルミニウムで同型置換する方
法が特開平3−93649号公報に開示されているが、
いずれも耐水溶性が不十分で、イオン交換能も低い。ま
た、水熱合成により得られる結晶性の珪酸カルシウムア
ルカリ水和物が特公昭61−59245号公報に開示さ
れているが、耐水溶性は充分であるが、イオン交換能は
低く、実質的に洗剤用ビルダーとして適さない。さら
に、粒子形状が粗大の長繊維状あるいは雲母状であるた
め水への分散性が悪く、実質的なイオン交換能はさらに
低下する。またDD−279234A1公報には水熱合
成により得られる結晶性のマグネシウム含有シリケート
が開示されているが、イオン交換能が極端に低く、実用
上洗剤用ビルダーとしては適用できないと言う問題が指
摘されている。
【0004】以上のように、耐水溶性、イオン交換能が
ともに優れる無機ビルダーを得ることは困難であり、こ
れらを改善した無機ビルダーの開発が求められている。
【0005】本発明の目的は、カチオン交換能、アルカ
リ能に優れるとともに、耐水溶性を有する結晶性の合成
無機ビルダーを提供することにある。本発明の他の目的
は、カチオン交換能、アルカリ能に優れるとともに、耐
水溶性を有する結晶性の合成無機ビルダーを含有する洗
浄剤組成物を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために鋭意研究した結果、本発明をするに到
った。即ち、本発明の要旨は、(1)無水物が一般式
(1)、xM2 O・ySiO2 ・zM' O (但し、MはNa及び/又はKを示し、M' はCa及び
/又はMgを示し、y/x=1.4〜1.9、z/x=
0.005〜1.0、M2 O中のK/Na=0〜8.
0、M' O中のMg/Ca=0〜10である。)で表さ
れ、X線回折においてd=2.84±0.05Aとd=
4.00±0.05A(但し、dは2d・sinθ=n
λから計算される値であり、ここでnは通常1、λはC
uKαの特性X線の波長=1.54Aである。)に該当
する回折ピークの強度比が10/100〜100/10
であることを特徴とする結晶性の合成無機ビルダー、
(2)無水物が一般式(2)、a X2 O・b SiO2
c X' O (但し、XはNa及びKを示し、X' はCa、又はCa
及びMgを示し、b /a=1.4〜2.1、c /a =
0.001〜0.35、X2 O中のK/Na=0.09
〜1.11、X' O中のMg/Ca=0〜100、K2
O/SiO2 =0.06〜0.25である。)で表さ
れ、表1〜表4のいずれかのX線回折パターンを主とし
て示す構造を有することを特徴とする結晶性の合成無機
ビルダー、(3)ラマン分光測定による900〜120
0cm-1の範囲についてのラマン散乱スペクトルにおい
て、968±6cm-1及び1058±6cm-1に、ある
いは968±6cm-1、1058±6cm-1及び107
8±6cm-1に主たるラマンシフトピークを呈すること
を特徴とする前記(1)記載の合成無機ビルダー、
(4)ラマン分光測定において、968±6cm-1のシ
フトピークが1058±6cm-1のシフトピークに対し
て0.05〜100の強度比を有し、あるいは968±
6cm-1のシフトピークが1058±6cm-1のシフト
ピークに対して0.05〜100の強度比を有すると共
に1078±6cm-1のシフトピークが1058±6c
-1のシフトピークに対して0.05〜200の強度比
を有することを特徴とする前記(3)記載の合成無機ビ
ルダー、(5)ラマン分光測定による900〜1200
cm-1の範囲についてのラマン散乱スペクトルにおい
て、1080±6cm-1に主たるラマンシフトピークを
呈することを特徴とする前記(2)記載の合成無機ビル
ダー、(6)カチオン交換容量が240〜600CaC
3 mg/gである前記(1)〜(5)いずれか記載の
合成無機ビルダー、(7)カチオン交換速度が100〜
250CaCO3 mg/g・分である前記(2)又は
(5)記載の合成無機ビルダー、並びに(8)前記
(1)〜(7)いずれかに記載の合成無機ビルダーを含
有することを特徴とする洗浄剤組成物、に関する。
【0007】本発明の合成無機ビルダーには、一般式
(1)又は(2)で表される2つの態様がある。以下、
各態様毎に説明する。 (1)第1の態様:無水物が一般式(1)xM2 O・y
SiO2 ・zM' Oで表される。ここで、MはNa及び
/又はKを示し、M' はCa及び/又はMgを示す。y
/xは1.4〜1.9であるが、好ましくは1.5〜
1.85、さらに好ましくは1.6〜1.8である。y
/xがこの範囲より低いと耐水溶性が不十分であり、こ
の範囲を超えると、イオン交換能が低くなり、無機ビル
ダーとして不十分である。
【0008】z/xは0.005〜1.0であり、好ま
しくは0.005〜0.9、更に好ましくは0.01〜
0.6である。z/xがこの範囲より低いと耐水溶性が
不十分であり、この範囲を超えるとイオン交換能が低
く、無機ビルダーとして不十分である。x、y、zは前
記のy/xおよびz/xに示されるような関係であれ
ば、特に限定されるものではない。なお、前記のように
xM2 Oが例えばx’Na2 O・X”K2 Oとなる場合
は、xはx’+x”となり、これはzについても同様で
あり、zM’Oが例えばz’CaO・z”MgOとなる
場合は、zはz’+z”となる。
【0009】K/Naは、カチオン交換速度を高める観
点から通常0〜8.0、好ましくは0.005〜8.0
であり、さらに好ましくは0.01〜6.0である。M
g/Caは、カチオン交換容量を高める観点から通常0
〜10、好ましくは0.01〜10であり、さらに好ま
しくは0.2〜5.0である。
【0010】また、一般式(1)で表される本発明の合
成無機ビルダーは、K2 O/SiO2 によりさらに3つ
の態様に分類される。 即ち、K2 O/SiO2 >0.25 K2 O/SiO2 =0.06〜0.25 K2 O/SiO2 <0.06 である。ここで、K2 O/SiO2 が0.06〜0.2
5である場合、カチオン交換速度が著しく向上し好適に
使用される。この範囲に関しては、好ましくはK2 O/
SiO2 が0.08〜0.20、さらに好ましくは0.
10〜0.18である。また、K2 O/SiO2 が0.
25を超える場合、及びK2 O/SiO2が0.06よ
り低い場合、カチオン交換容量に較べ、カチオン交換速
度は小さくなる傾向がある。
【0011】一般式(1)で表される本発明の合成無機
ビルダーは、結晶性の無機ビルダーであり、X線回折に
おいて、d=2.84±0.05Aとd=4.00±
0.05Aに該当する回折ピークの強度比によって特徴
づけられる。即ち、一般式(1)で表される本発明の合
成無機ビルダーのX線回折パターンの例を図1に示す
が、X線回折においてd=2.84±0.05Aとd=
4.00±0.05Aに該当する回折ピークの強度比
(Id=2.84/Id=4.00)が10/100〜100/10
である。ここで、dは2d・sinθ=nλから計算さ
れる値であり、nは通常1、λはCuKαの特性X線の
波長=1.54Aである。
【0012】また、一般式(1)で表される本発明の合
成無機ビルダーは、FT−ラマン分光測定による900
〜1200cm-1の範囲についてのラマン散乱スペクト
ルにおいて、968±6cm-1及び1058±6cm-1
(例えば、図3)に、あるいは968±6cm-1、10
58±6cm-1及び1078±6cm-1(例えば、図
4)に主たるラマンシフトピークを呈することを特徴と
するものである。これらのシフトピークをQユニットに
分類すれば、968±6cm-1のシフトピークはQ2
ニットに、1058±6cm-1及び1078±6cm-1
のシフトピークはQ3 ユニットに対応するものである。
【0013】ここで、Qユニットとは、Siに結合する
酸素の架橋酸素数(Si−O−Si)により分類され、
その架橋酸素数が4、3、2、1、0に対応して、それ
ぞれQ4 、Q3 、Q2 、Q1 、Q0 ユニットに分類され
る(Y.Tsunawaki,N.Iwamoto,
T.Hattori and A.Mitsuish
i,J.Non−Cryst.Solids,vol4
4,p369(1981))。ここで、Q2 ユニットの
みからなるシリケート、Q2 ユニットとQ3 ユニットと
からなるシリケートのように少なくともQ2 ユニットを
含むシリケートは、鎖状構造又は帯状構造であるといわ
れている。これに対して、Q3 ユニットのみからなるシ
リケートは層状構造であるといわれている。
【0014】これらのラマンシフトピークは、ラマン分
光測定により同定できる。図3、図4に、FT−ラマン
分光光度計(日本電子製、形式:JRS−FT650
0、励起光:YAGレーザー、波長=1064nm、検
知器:InGaAs)により一般式(1)で表される本
発明の合成無機ビルダーについて測定したラマンスペク
トル例を示す。
【0015】また、一般式(1)で表される本発明の合
成無機ビルダーにおいては、ラマン分光測定において、
968±6cm-1のシフトピークが1058±6cm-1
のシフトピークに対して0.05〜100の強度比を有
し、あるいは968±6cm-1のシフトピークが105
8±6cm-1のシフトピークに対して0.05〜100
の強度比を有すると共に1078±6cm-1のシフトピ
ークが1058±6cm-1のシフトピークに対して0.
05〜200の強度比を有するものである。
【0016】(2)第2の態様:無水物が一般式
(2)、a X2 O・b SiO2 ・c X' Oで表される。
ここで、XはNa及びKを示し、X' はCa、又はCa
及びMgを示す。b /a は1.4〜2.1であるが、好
ましくは1.5〜1.9、さらに好ましくは1.6〜
1.85である。b /a がこの範囲より低いと耐水溶性
が不十分であり、この範囲を超えると、イオン交換能が
低くなり、無機ビルダーとして不十分である。c /a は
0.001〜0.35であり、好ましくは0.002〜
0.20、更に好ましくは0.005〜0.10であ
る。c /a がこの範囲より低いと耐水溶性が不十分であ
り、この範囲を超えるとイオン交換能が低く、無機ビル
ダーとして不十分である。a、b、cは前記のb /a お
よびc /a に示されるような関係であれば、特に限定さ
れるものではない。なお、aX2 Oはa’Na2 O・
a”K2 Oとなるので、aはa’+a”である。また、
cX’OにおいてX’がCa及びMgの場合、c’Ca
O・c”MgOとなるのでcはc’+c”である。
【0017】K/Naは、カチオン交換速度を高める観
点から通常0.09〜1.11、好ましくは0.12〜
0.72であり、さらに好ましくは0.16〜0.60
である。Mg/Caは、カチオン交換容量を高める観点
から通常0〜100、好ましくは0.005〜20であ
り、さらに好ましくは0.01〜10である。
【0018】また、K2 O/SiO2 は0.06〜0.
25であり、好ましくは0.08〜0.20であり、さ
らに好ましくは0.10〜0.18である。K2 O/S
iO2 が、この範囲となることによりカチオン交換速度
が著しく向上する。
【0019】一般式(2)で表される第2の態様の合成
無機ビルダーは、第1の態様の合成無機ビルダーと比較
した場合、組成面(y/xとb/a、z/xとc/a)
で一部重複している。従って、第1の態様と第2の態様
の両方に該当する無機ビルダーが存在するが、第2の態
様は、特にK/Naにおいて第1の態様で0〜8.0で
あるのに対し、第2の態様では0.09〜1.11であ
り、K量を制限した組成範囲に特定し、かつKとSiO
2 の関係においてK2 O/SiO2 を0.06〜0.2
5の範囲としている点に特徴がある。
【0020】このような所定の組成とすることにより、
一般式(2)で表される本発明の合成無機ビルダーは、
表1〜表4のいずれかのX線回折パターンを主として示
す構造を有する。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】
【表3】
【0024】
【表4】
【0025】一般式(2)で表される本発明の合成無機
ビルダーは、ラマン分光測定による900〜1200c
-1の範囲についてのラマン散乱スペクトルにおいて、
少なくとも1080±6cm-1に主たるラマンシフトピ
ークを呈する。例えば、968±6cm-1および108
0±6cm-1(例えば、図11)にラマンシフトピーク
をもつもの、1080±6cm-1のみ(例えば、図1
0)にラマンシフトピークをもつもの等が挙げられる。
968±6cm-1と1080±6cm-1の両方にラマン
シフトピークをもつものは、特に第1の態様と第2の態
様の両方に該当するものの中にみられる。
【0026】本発明のこれらの合成無機ビルダーは、合
成により得られるものであって、前記一般式に示される
ようにM2 O、SiO2 、M' Oの各成分、あるいはX
2 O、SiO2 、X’Oの各成分よりなっている。従っ
て、本発明の合成無機ビルダーを製造するには、その原
料として各成分に対応する物質が必要になるが、本発明
においては特に限定されることなく公知の化合物が適宜
用いられる。例えば、M2 O成分あるいはX2 O成分、
M' O成分あるいはX’O成分としては、各々の当該元
素の単独あるいは複合の酸化物、水酸化物、塩類、当該
元素含有鉱物が用いられる。具体的には例えば、M2
成分あるいはX2 O成分の原料としては、NaOH,K
OH,Na2 CO3 ,K2 CO3 ,Na2 SO4 等が、
M' O成分あるいはX’O成分の原料としては、CaC
3 ,Ca(OH)2,CaCl2,Ca(NO3)2 ,M
gCO3 ,Mg(OH)2,MgO,MgCl2 ,Mg
(NO3)2 ,ドロマイト等が挙げられる。SiO2 成分
としてはケイ石,ケイ砂,クリストバライト石,カオリ
ン,タルク,溶融シリカ,ケイ酸ソーダ等が用いられ
る。
【0027】本発明においては、これらの原料成分を目
的とする合成無機ビルダーのx、y、zあるいはa、
b、cとなるように所定の量比で混合し、通常300〜
1300℃、好ましくは500〜1000℃、さらに好
ましくは600〜900℃の範囲で焼成して結晶化させ
る方法、及び同様に混合後、一旦1100℃〜1600
℃で溶融してガラス化物を得た後焼成する方法、更に溶
融後水ガラス化し焼成する方法が例示される。この場
合、加熱温度が300℃未満では結晶化が不充分で耐水
溶性に劣り、1300℃を超えると粗大粒子化しイオン
交換能が低下する。加熱時間は通常0.1〜24時間で
ある。このような焼成は通常、電気炉、ガス炉等の加熱
炉で行うことができる。また、焼成後、必要に応じて粉
砕し所定の粒度に調製される。粉砕機としては例えばボ
ールミル、ローラーミル等を用いてなされる。粒度とし
ては平均粒径が0.1〜100μmが望ましい。このよ
うな製造方法により、前述のような構造上の特徴を有す
る本発明の合成無機ビルダーを得ることができる。
【0028】また、本発明の合成無機ビルダーは、水和
物であってもよく、この場合の水和量はH2 Oのモル量
換算として通常0〜20モル%である。
【0029】本発明の合成無機ビルダーの水和物を調製
するには、公知の方法により容易に行うことができ、特
に制限されるものではない。例えば、前記のようにして
得られた合成無機ビルダーの無水物をイオン交換水に懸
濁して水和させ、乾燥せしめて粉末化する方法が挙げら
れる。
【0030】このようにして得られた本発明の合成無機
ビルダーまたはその水和物は、イオン交換容量として少
なくとも240〜600CaCO3 mg/g、好ましく
は250〜600CaCO3 mg/gを有するものであ
る。本発明においてイオン交換容量とは、実施例で示す
後述の測定方法により得られる値をいう。また、一般式
(2)で表される本発明の合成無機ビルダーは、カチオ
ン交換速度に優れており、100〜250CaCO3
g/g・分、好ましくは120〜240CaCO3 mg
/g・分である。
【0031】本発明において耐水溶性とは、無機ビルダ
ーの水中での安定性を意味する。従って、耐水溶性に劣
るとは、水中での無機ビルダーの安定性が悪く水中での
Si溶出量が増大することを意味する。一方、耐水溶性
に優れるとは、無機ビルダーの水中での安定性が高く、
水中でのSi溶出量が非常に少ないことをいう。本発明
の合成無機ビルダーにおいて、水へのSi溶出量はSi
2 換算で通常250mg/g以下であり、ほとんどが
実質的に水に不溶である。なお、本発明において実質的
に水に不溶であるとは、試料2gをイオン交換水100
g中に加え、25℃で30分攪拌した場合におけるSi
溶出量がSiO2 換算で通常200mg/gより少ない
ものをいう。
【0032】本発明の合成無機ビルダーは、優れたアル
カリ能を示す。ここで、アルカリ能とは、酸に対して緩
衝作用を示す能力をいい、本発明の合成無機ビルダーで
は、0.1重量%イオン交換水分散液1000mlに
0.25規定の塩酸を15ml添加しても9〜12のp
Hを示す。また、アルカリ緩衝効果についても、特に優
れており、炭酸ソーダや通常の無定形珪酸ナトリウムと
比較してもアルカリ緩衝効果が優れるものである。
【0033】本発明の合成無機ビルダーは、前記のよう
に優れたイオン捕捉能を有するため、これを配合した本
発明の洗浄剤組成物は、優れた洗浄性能を有する。この
ような洗浄剤組成物は、少なくとも前記の合成無機ビル
ダーおよび/またはその水和物を含有するものである。
また、この洗浄剤組成物は、特に限定されるものではな
いが、衣料用洗剤、柔軟剤、食器用洗剤、風呂,トイ
レ,床などの住居用洗剤、歯ミガキ、身体用洗浄剤、金
属用洗浄剤等として用いられる。前記の合成無機ビルダ
ーおよび/またはその水和物の配合量は特に限定されな
いが、通常0.1〜90重量%、好ましくは0.5〜8
0重量%、さらに好ましくは1〜75重量%である。
0.1重量%未満であると充分な洗浄性能を発現せず、
90重量%を越えると分散性が不良となる。なかでも衣
料用洗浄剤としての本発明の合成無機ビルダーの配合量
は、通常0.1〜70重量%、好ましくは1〜60重量
%、さらに好ましくは2〜55重量%である。0.1重
量%未満であると、無機ビルダーの性能が組成物として
発現されず、70重量%を越えると、洗浄剤に含まれる
他の成分の配合量が制約され、洗浄剤としての成分バラ
ンスに支障をきたす。
【0034】本発明の洗浄剤組成物は通常、界面活性剤
を含有する。かかる界面活性剤としては、一般的に洗浄
剤に用いられるものであれば特に限定されるものではな
い。具体的には、陰イオン界面活性剤、非イオン界面活
性剤、陽イオン界面活性剤及び両性界面活性剤からなる
群より選択される一種以上である。例えば、陰イオン界
面活性剤の中から複数選択する場合のごとく同一種類の
みから選択してもよく、また陰イオン界面活性剤と非イ
オン界面活性剤の中からそれぞれ選択する場合のごとく
各種のものを複数選択してもよい。界面活性剤の配合量
は、通常0.1〜90重量%である。
【0035】本発明では更に、洗浄剤に通常配合される
各種添加剤を適宜配合することができる。この場合も一
般的に洗浄剤に用いられるものであれば特に限定される
ものではない。例えば、ゼオライト、トリポリリン酸ソ
ーダ、メタリン酸ソーダ等の他の無機ビルダー;非晶質
アルミノケイ酸塩、非晶質ケイ酸塩、炭酸ソーダ、非晶
質シリカ、粘土鉱物、漂白剤、酵素等を配合することが
できる。
【0036】本発明の洗浄剤組成物は、以上の各成分を
含有してなるが、該洗浄剤組成物の製造方法は、特に限
定されることなく、従来より公知の方法を用いることが
できる。例えば、高嵩密度洗剤を得るための方法として
は、特開昭61−69897号公報、特開昭61−69
899号公報、特開昭61−69900号公報、EP5
13824A号明細書に記載の方法が挙げられる。
【0037】
【実施例】以下、実施例、比較例および試験例等により
本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実
施例等によりなんら限定されるものではない。尚、本実
施例及び比較例における測定値は、次に示す方法により
測定した。 (1)カチオン交換容量(CEC) 試料0.1gを精秤し、塩化カルシウム水溶液(濃度は
CaCO3 として500ppm)100ml中に加え、
25℃で60分間撹拌した後、孔サイズ0.2μmのメ
ンブランフィルター(アドバンテック社、ニトロセルロ
ース製)を用いて濾過を行い、その濾液10ml中に含
まれるCa量をEDTA滴定により測定した。その値より試料
のカルシウムイオン交換容量(カチオン交換容量)を求
めた。但し、500CaCO3 mg/g以上の場合は、
塩化カルシウム溶液の量を200mlにして測定した値
である。
【0038】(2)カチオン交換速度(CEC速度) 平均粒径10±2μm(レーザー回折式粒度分布計:堀
場製作所製LA−500により測定)に粉砕した試料を
0.04g精秤し、塩化カルシウム溶液(CaCO3
して100ppm)100ml中に加える。10℃で1
分間攪拌した後、孔サイズ0.2μmのメンブランフィ
ルターを用いて濾過を行い、その濾液10ml中に含ま
れるCa量をEDTA滴定により測定した。その値をカ
ルシウムイオン交換容量に換算し、1分間でのカチオン
交換速度とした。
【0039】(3)X線回折ピーク強度比およびX線回
折パターン X線回折は、X線回折装置(理学電気社製、モデルRA
D−200)を用い、CuKα線、40KV、80mA
で行われ、d=2.84±0.05Aとd=4.00±
0.05Aに該当する回折ピーク(2θ=31.5±1
°と2θ=22.5±1°に相当する)の強度を測定
し、このピーク強度比(Id=2.84/Id=4.00)を算出し
た。図1に実施例7で得られた無機ビルダー粉体7につ
いてのX線回折パターンを、図2に比較例1で得られた
比較ビルダー粉体1についてのX線回折パターンを、図
6に実施例25で得られた無機ビルダー粉体25につい
てのX線回折パターン(表1に対応)を、図7に実施例
34で得られた無機ビルダー粉体34についてのX線回
折パターン(表2に対応)を、図8に実施例27で得ら
れた無機ビルダー粉体27についてのX線回折パターン
(表3に対応)を、図9に実施例29で得られた無機ビ
ルダー粉体29についてのX線回折パターン(表4に対
応)を、それぞれ示した。
【0040】(4)ラマンピーク強度比 フーリエ変換ラマン分光光度計(日本電子(株)製,J
SR−FT6500、励起光:YAGレーザー、波長=
1064nm、検知器:InGaAs、分解能:波数2
cm-1、積算回数500回)を用いてラマン分光測定を
行ない、得られた900〜1200cm-1の範囲におけ
るラマン散乱スペクトルについて、現れる主たるシフト
ピークのピークトップの値の相対強度比を求めた。即
ち、相対強度比としては、I968 /I1058,I1078/I
1058,I968 /I1078,I1080/I1058,I968 /I
1080を求めた。図3、図4にそれぞれ実施例5、6で得
られた無機ビルダー粉体5、6についてのラマンスペク
トルを、図5に比較例1で得られた比較ビルダー粉体1
についてのラマンスペクトルを、図10に実施例29で
得られた無機ビルダー粉体29についてのラマンスペク
トルを、図11に実施例27で得られた無機ビルダー粉
体27についてのラマンスペクトルを示した。
【0041】実施例1 2号珪酸ソーダ(SiO2 / Na2 O=2.55、水分
59.9%)、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、無
水炭酸カルシウム、水酸化マグネシウムを表5に示す組
成に混合し、この混合物を700℃の温度下で3時間焼
成することにより無機ビルダー粉体1を得た。この粉体
では、X線回折においてd=2.84±0.05Aの面
間隔に相当するピークが存在し、d=4.00±0.0
5Aのピークとの強度比は0.6であり、X線回折パタ
ーンは表2に相当するものであった。ラマン分光測定に
より、1058cm-1、968cm-1、1078cm-1
にピークがみられ、これらのピークの強度比はI968
1058=0.40、I1078/I1058=0.07、I968
/I1078=5.71であった。又、カチオン交換容量は
317CaCO3 mg/g、カチオン交換速度は134
CaCO3 mg/g・分と高い値を示した。
【0042】
【表5】
【0043】実施例2及び3 実施例1において、2号珪酸ソーダに代わり1号珪酸ソ
ーダ(SiO2 / Na2 O=2.14、水分44.9
%)を用いる以外は、実施例1と同様に600℃の温度
下で焼成する事により、無機ビルダー粉体2及び3を得
た。得られた粉体についてX線回折、ラマン分光、カチ
オン交換容量の測定を行った結果を表5に示した。いず
れの粉体も高いカチオン交換容量を示した。
【0044】実施例4及び5 実施例1において、水酸化マグネシウムに代わり、炭酸
マグネシウムを用いる以外は、実施例1と同様に600
℃の温度下で焼成する事により、無機ビルダー粉体4及
び5を得た。得られた粉体についてX線回折、ラマン分
光、カチオン交換容量の測定を行った結果を表5に示し
た。いずれの粉体も高いカチオン交換容量を示した。
【0045】実施例6〜8 実施例1において、2号珪酸ソーダに代わり粉末状1号
珪酸ソーダ(SiO2/ Na2 O=2.11、水分2
2.1%)を用いる以外は、実施例1と同様に650℃
の温度下で焼成する事により、無機ビルダー粉体6〜8
を得た。得られた粉体についてX線回折、ラマン分光、
カチオン交換容量の測定を行った結果を表5に示した。
いずれの粉体も高いカチオン交換容量を示した。
【0046】実施例9〜11 実施例1において、2号珪酸ソーダに代わり、325メ
ッシュパスの珪石粉(SiO2 純度99.9%)と水酸
化ナトリウム水溶液を用いる以外は、実施例1と同様に
700℃の温度下で焼成する事により、無機ビルダー粉
体9〜11を得た。得られた粉体についてX線回折、ラ
マン分光、カチオン交換容量の測定を行った結果を表5
に示した。いずれの粉体も高いカチオン交換容量を示し
た。
【0047】実施例12〜14 珪石粉、水酸化カリウム、炭酸カルシウム、水酸化マグ
ネシウムを、V型ミキサーを用いて、表6に示す組成に
混合し、この混合物を1300℃の温度で8時間溶融し
た後、急冷することによりカレットを得た。粉砕により
100メッシュオンしたカレットをオートクレーブを用
いて、3kg/cm2 の圧力で1時間水熱処理を行い、
水ガラスを得た。得られた水ガラスを650℃の温度で
1時間焼成する事により無機ビルダー粉体12〜14を
得た。得られた粉体についてX線回折、ラマン分光、カ
チオン交換容量の測定を行った結果を表6に示した。い
ずれの粉体も高いカチオン交換容量を示した。
【0048】
【表6】
【0049】実施例15〜17 実施例12において、珪石粉に代わり珪砂(SiO2
度99.7%)を用いる以外は、実施例12と同様にし
て、無機ビルダー粉体15〜17を得た。得られた粉体
についてX線回折、ラマン分光、カチオン交換容量の測
定を行った結果を表6に示した。いずれの粉体も高いカ
チオン交換容量を示した。
【0050】実施例18〜20 実施例12において、水酸化マグネシウムに代わり炭酸
マグネシウムを用いる以外は、実施例12と同様にし
て、無機ビルダー粉体18〜20を得た。得られた粉体
についてX線回折、ラマン分光、カチオン交換容量の測
定を行った結果を表6に示した。いずれの粉体も高いカ
チオン交換容量を示した。
【0051】比較例1 2号珪酸ソーダ、水酸化ナトリウムを表7に示す組成と
なるよう混合した後、700℃の温度下で焼成すること
により、比較ビルダー粉体1を得た。この粉体をX線回
折により測定した結果、d=2.84±0.05Aに該
当するピークを確認することはできなかった。ラマン分
光測定の結果、1078±6cm-1にピークの出現を確
認できなかった。968±6cm-1のピークはわずかに
認められる程度であった。また、カチオン交換容量も2
24CaCO3 mg/gと240CaCO3 mg/g以
下であった。
【0052】
【表7】
【0053】比較例2 珪酸ソーダ水溶液中に消石灰を混合し、オートクレーブ
中、9kg/cm2 の圧力で20時間水熱合成を行い、
表7に示す組成の比較ビルダー粉体2を得た。この粉体
をX線回折により測定した結果、d=2.84±0.0
5Aに該当するピークを確認することはできなかった。
ラマン分光測定の結果、1078±6cm-1にピークの
出現を確認できなかった。また、カチオン交換容量にお
いても劣るものであった。
【0054】比較例3 珪酸ソーダ水溶液中に、水酸化マグネシウム、水酸化リ
チウムを混合し、オートクレーブ中180℃で20時間
水熱合成し、表7に示す組成の比較ビルダー粉体3を得
た。この粉体をX線回折により測定した結果、d=2.
84±0.05Aに該当するピークを確認することはで
きなかった。ラマン分光測定の結果、1078±6cm
-1にピークの出現を確認できなかった。また、カチオン
交換容量においても劣るものであった。
【0055】実施例21 1号珪酸ソーダ(SiO2 /Na2 O=2.14、水分
44.9%)、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを表
8に示す組成となるよう溶解した。ここに微粉砕した無
水炭酸カルシウム及び無水炭酸マグネシウムを加え、ホ
モミキサーを用いて混合した。混合物をニッケル製坩堝
に適量採り、600℃の温度で空気中2時間焼成し、急
冷後得られた焼成体を粉砕して無機ビルダー粉体21を
得た。この粉体について、カチオン交換容量及びカチオ
ン交換速度を測定した結果、表8に示すように高い値を
示すものであった。
【0056】
【表8】
【0057】実施例22 実施例21において、1号珪酸ソーダに代わり、2号珪
酸ソーダ(SiO2 /Na2 O=2.55、水分59.
9%)を用い、表8に示す組成となるようにした以外は
実施例21と同様にして無機ビルダー粉体22を得た。
この粉体について、カチオン交換容量及びカチオン交換
速度を測定した結果、表8に示すように高い値を示すも
のであった。
【0058】実施例23 実施例21において、1号珪酸ソーダに代わり、3号珪
酸ソーダ(SiO2 /Na2 O=3.18、水分61.
7%)を用い、表8に示す組成となるようにした以外は
実施例21と同様にして無機ビルダー粉体23を得た。
この粉体について、カチオン交換容量及びカチオン交換
速度を測定した結果、表8に示すように高い値を示すも
のであった。
【0059】実施例24 実施例23において、無水炭酸カルシウム及び無水炭酸
マグネシウムに代わり、硝酸カルシウム及び硝酸マグネ
シウムを用いて、表8に示す組成となるようにした以外
は実施例23と同様にして無機ビルダー粉体24を得
た。この粉体について、カチオン交換容量及びカチオン
交換速度を測定した結果、表8に示すように高い値を示
すものであった。
【0060】実施例25 実施例21において、焼成温度を650℃とした以外は
実施例21と同様にして、表8に示す組成の無機ビルダ
ー粉体25を得た。この粉体について、カチオン交換容
量及びカチオン交換速度を測定した結果、表8に示すよ
うに高い値を示すものであった。
【0061】実施例26〜27 実施例22において、焼成温度を550℃とした以外は
実施例22と同様にして、表8に示す組成の無機ビルダ
ー粉体26及び27を得た。これらの粉体について、カ
チオン交換容量及びカチオン交換速度を測定した結果、
表8に示すように、いずれも高い値を示すものであっ
た。
【0062】実施例28〜29 実施例23において、焼成温度を550℃とした以外は
実施例23と同様にして、表8に示す組成の無機ビルダ
ー粉体28及び29を得た。これらの粉体について、カ
チオン交換容量及びカチオン交換速度を測定した結果、
表8に示すように、いずれも高い値を示すものであっ
た。
【0063】実施例30〜31 実施例24において、焼成温度を550℃とした以外は
実施例24と同様にして、表9に示す組成の無機ビルダ
ー粉体30及び31を得た。これらの粉体について、カ
チオン交換容量及びカチオン交換速度を測定した結果、
表9に示すように、いずれも高い値を示すものであっ
た。
【0064】
【表9】
【0065】実施例32〜33 実施例24において、カルシウム、マグネシウムの添加
成分として、硝酸カルシウム及び硝酸マグネシウムに代
わり、塩化カルシウム及び塩化マグネシウムを用いた以
外は実施例24と同様にして、表9に示す組成の無機ビ
ルダー粉体32及び33を得た。これらの粉体につい
て、カチオン交換容量及びカチオン交換速度を測定した
結果、表9に示すように、いずれも高い値を示すもので
あった。
【0066】実施例34 珪砂(SiO2 純度99.7%)、炭酸ナトリウム、炭
酸カリウム、無水炭酸カルシウム、無水炭酸マグネシウ
ムを、ボールミルを用いて表9に示す組成に混合した。
この混合物を1300℃の温度で20時間溶融した後、
急冷することによりカレットを得た。粉砕後、目開き1
50μmのふるいを通過したカレットと水を混合し、こ
れをニッケル製坩堝に適量採り、600℃の温度で2時
間焼成し、急冷後得られる焼成体を粉砕して無機ビルダ
ー粉体34を得た。この粉体について、カチオン交換容
量及びカチオン交換速度を測定した結果、表9に示すよ
うに高い値を示すものであった。
【0067】実施例35〜36 実施例34において、焼成温度を550℃とした以外は
実施例34と同様にして、表9に示す組成の無機ビルダ
ー粉体35及び36を得た。これらの粉体について、カ
チオン交換容量及びカチオン交換速度を測定した結果、
表9に示すように、いずれも高い値を示すものであっ
た。
【0068】実施例37〜39 実施例34と同様の操作により、表9に示す組成のカレ
ットを調製した。粉砕後、目開き1mmのふるいを通過
したカレットと水を混合し、オートクレーブを用いて、
2kg/cm2 の圧力下30分間水熱処理を行った。処
理物をニッケル製坩堝に適量採り、550℃の温度で1
時間焼成し、急冷後得られる焼成体を粉砕して無機ビル
ダー粉体37〜39を得た。これらの粉体について、カ
チオン交換容量及びカチオン交換速度を測定した結果、
表9に示すように、いずれも高い値を示すものであっ
た。
【0069】比較例4〜5 2号珪酸ソーダ、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、
水酸化カルシウム、及び水酸化マグネシウムを表7に示
す組成となるよう混合した後、比較例4では700℃、
比較例5は600℃で、それぞれ2時間焼成し、表7に
示す比較ビルダー粉体4、5を得た。この粉体について
カチオン交換容量及びカチオン交換速度を測定した結
果、高い交換容量を示すが、交換速度は低いものであっ
た。
【0070】洗浄剤組成物の調製例 表10に示す組成からなる洗浄剤(配合A、Bは本発明
の無機ビルダーを含有する本発明品を、配合Cは含有し
ない比較品を示す)を以下の方法により製造した。即
ち、粉末原料(炭酸ナトリウム、芒硝、非晶質シリカ、
無機ビルダー)を攪拌式転動造粒機(レディゲミキサ
ー)に入れ、ポリオキシエチレンドデシルエーテルとポ
リエチレングリコールを添加し、平均粒径368〜41
2μmの粉末洗浄剤を得た。同様にして、表11に示す
組成からなる洗浄剤(配合D、Eは本発明の無機ビルダ
ーを含有するもの、配合F、Gは比較ビルダーとして4
A型ゼオライト、クエン酸三Naを含有するが、本発明
の無機ビルダーを含有しないものである。)を製造し
た。
【0071】
【表10】
【0072】
【表11】
【0073】また同様にして、表12に示す組成からな
る洗浄剤(配合H、Iは本発明の無機ビルダーを含有す
る本発明品を、配合Jは比較ビルダーを含有する比較品
を示す)を製造した。ここで、無機ビルダー以外の成分
の水性スラリーを60℃で作製し、噴霧乾燥機によって
乾燥粉末とした。これを遠心転動造粒機(ハイスピード
ミキサー)にいれ、若干の水を添加して造粒し平均粒径
396〜418μmの粉末洗浄剤を得た。
【0074】
【表12】
【0075】さらに、表13に示す組成からなる洗浄剤
を表10と同様にして製造し、平均粒径386〜423
μmの粉末洗浄剤を得た。
【0076】
【表13】
【0077】試験例 前記の洗浄剤組成物の調製例により得られた配合A〜M
を用いて、以下の方法によって洗浄テストを行った。 (1)泥汚れ汚染布(人工汚染布):鹿沼園芸用赤玉土
を120℃±5℃で4hr乾燥後粉砕、150Mesh(100μ
m)パスのものを120℃±5℃で2hr乾燥後、土15
0g を1000リットルのパークレンに分散し、金巾#2023
布をこの液に接触、ブラッシングし、分散液の除去、過
剰付着汚れを脱落させる(特開昭55−26473 号公報)。
【0078】(2)皮脂/カーボン汚れ汚染布(人工汚
染布): (モデル皮脂/カーボン汚れ組成) カーボンブラック 15% 綿実油 60% コレステロール 5% オレイン酸 5% パルミチン酸 5% 液体パラフィン 10% 上記組成物1kgを80リットルのパークレンに溶解分散
し、金巾#2023布を浸漬して汚れを付着させた後パーク
レンを乾燥除去する。
【0079】(3)洗浄条件:評価用洗剤水溶液1リッ
トルに10cm×10cmの綿の泥汚れ汚染布又は皮脂/カーボ
ン汚れ汚染布(人工汚染布)を各5枚入れ、ターゴトメ
ーターにて100rpmで次の洗浄条件で洗浄した。 (洗浄条件) 洗浄時間 10分 洗浄濃度 0.133 % 水の硬度 4° 水 温 20℃ ススギ 水道水にて5分間
【0080】(4)洗浄試験の評価方法:洗浄力は汚染
前の原布及び洗浄前後の汚染布の460nm における反射率
を自記色彩計(島津製作所製)を用いて測定し、次式に
よって洗浄率(%)を求めた。 洗浄率(%)=(洗浄後の反射率−洗浄前の反射率)/
(原布の反射率−洗浄前の反射率)×100
【0081】得られた結果を表10〜表13の下欄に示
すが、本発明の洗浄剤組成物を用いることにより、優れ
た洗浄性能が認められた。また、本発明の無機ビルダー
は、高いカチオン交換特性以外にも、アルカリ能を具備
しているために、従来のアルカリ調整剤としての炭酸ナ
トリウム等の使用を大幅に低減しても高い洗浄性能を示
す。特に、第2の態様に該当する無機ビルダーを含有す
る配合の洗浄剤の場合は、カチオン交換容量及びカチオ
ン交換速度が高いことから、泥汚れ、皮脂汚れに著しく
高い洗浄性能を示した。
【0082】その他、本発明における各種の態様を挙げ
れば、例えば次のようなものが挙げられる。 (1)無水物が一般式(1)、xM2 O・ySiO2
zM' O (但し、MはNa及び/又はKを示し、M' はCa及び
/又はMgを示し、y/x=1.4〜1.9、z/x=
0.005〜1.0、M2 O中のK/Na=0〜8.
0、M' O中のMg/Ca=0〜10、K2 O/SiO
2 =0.06〜0.25である。)で表され、X線回折
においてd=2.84±0.05Aとd=4.00±
0.05A(但し、dは2d・sinθ=nλから計算
される値であり、ここでnは通常1、λはCuKαの特
性X線の波長=1.54Aである。)に該当する回折ピ
ークの強度比が10/100〜100/10であること
を特徴とする結晶性の合成無機ビルダー。 (2)無水物が一般式(1)、xM2 O・ySiO2
zM' O (但し、MはNa及び/又はKを示し、M' はCa及び
/又はMgを示し、y/x=1.4〜1.9、z/x=
0.005〜1.0、M2 O中のK/Na=0〜8.
0、M' O中のMg/Ca=0〜10である。)で表さ
れ、X線回折においてd=2.84±0.05Aとd=
4.00±0.05A(但し、dは2d・sinθ=n
λから計算される値であり、ここでnは通常1、λはC
uKαの特性X線の波長=1.54Aである。)に該当
する回折ピークの強度比が10/100〜100/10
であることを特徴とする結晶性の合成無機ビルダーの水
和物。 (3)無水物が一般式(2)、a X2 O・b SiO2
c X' O (但し、XはNa及びKを示し、X' はCa、又はCa
及びMgを示し、b /a=1.4〜2.1、c /a =
0.001〜0.35、X2 O中のK/Na=0.09
〜1.11、X' O中のMg/Ca=0〜100、K2
O/SiO2 =0.06〜0.25である。)で表さ
れ、表1〜表4のいずれかのX線回折パターンを主とし
て示す構造を有することを特徴とする結晶性の合成無機
ビルダーの水和物。
【0083】
【発明の効果】本発明の合成無機ビルダーは、カチオン
交換容量及び耐水溶性に共に優れたものであるため、例
えば洗剤に用いられる水軟水化剤、アルカリ調整剤とし
て有用であり、また吸油担体としても有用である。従っ
て、これを含有する洗浄剤組成物は、洗浄効果が優れる
とともに、洗浄剤の濃縮化に適したものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、実施例7で得られた無機ビルダーにつ
いて、X線回折測定により得られたX線回折パターンを
示すものである。
【図2】図2は、比較例1で得られた無機ビルダーにつ
いて、X線回折測定により得られたX線回折パターンを
示すものである。
【図3】図3は、実施例5で得られた無機ビルダーにつ
いて、ラマン分光測定により得られたスペクトルを示す
ものである。
【図4】図4は、実施例6で得られた無機ビルダーにつ
いて、ラマン分光測定により得られたスペクトルを示す
ものである。
【図5】図5は、比較例1で得られた無機ビルダーにつ
いて、ラマン分光測定により得られたスペクトルを示す
ものである。
【図6】図6は、実施例25で得られた無機ビルダーに
ついて、X線回折測定により得られたX線回折パターン
を示すものである。
【図7】図7は、実施例34で得られた無機ビルダーに
ついて、X線回折測定により得られたX線回折パターン
を示すものである。
【図8】図8は、実施例27で得られた無機ビルダーに
ついて、X線回折測定により得られたX線回折パターン
を示すものである。
【図9】図9は、実施例29で得られた無機ビルダーに
ついて、X線回折測定により得られたX線回折パターン
を示すものである。
【図10】図10は、実施例29で得られた無機ビルダ
ーについて、ラマン分光測定により得られたスペクトル
を示すものである。
【図11】図11は、実施例27で得られた無機ビルダ
ーについて、ラマン分光測定により得られたスペクトル
を示すものである。

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無水物が一般式(1)、xM2 O・yS
    iO2 ・zM' O(但し、MはNa及び/又はKを示
    し、M' はCa及び/又はMgを示し、y/x=1.4
    〜1.9、z/x=0.005〜1.0、M2 O中のK
    /Na=0〜8.0、M' O中のMg/Ca=0〜10
    である。)で表され、X線回折においてd=2.84±
    0.05Aとd=4.00±0.05A(但し、dは2
    d・sinθ=nλから計算される値であり、ここでn
    は通常1、λはCuKαの特性X線の波長=1.54A
    である。)に該当する回折ピークの強度比が10/10
    0〜100/10であることを特徴とする結晶性の合成
    無機ビルダー。
  2. 【請求項2】 無水物が一般式(2)、a X2 O・b S
    iO2 ・c X' O(但し、XはNa及びKを示し、X'
    はCa、又はCa及びMgを示し、b /a=1.4〜
    2.1、c /a =0.001〜0.35、X2 O中のK
    /Na=0.09〜1.11、X' O中のMg/Ca=
    0〜100、K2 O/SiO2 =0.06〜0.25で
    ある。)で表され、表1〜表4のいずれかのX線回折パ
    ターンを主として示す構造を有することを特徴とする結
    晶性の合成無機ビルダー。
  3. 【請求項3】 ラマン分光測定による900〜1200
    cm-1の範囲についてのラマン散乱スペクトルにおい
    て、968±6cm-1及び1058±6cm-1に、ある
    いは968±6cm-1、1058±6cm-1及び107
    8±6cm-1に主たるラマンシフトピークを呈すること
    を特徴とする請求項1記載の合成無機ビルダー。
  4. 【請求項4】 ラマン分光測定において、968±6c
    -1のシフトピークが1058±6cm-1のシフトピー
    クに対して0.05〜100の強度比を有し、あるいは
    968±6cm-1のシフトピークが1058±6cm-1
    のシフトピークに対して0.05〜100の強度比を有
    すると共に1078±6cm-1のシフトピークが105
    8±6cm-1のシフトピークに対して0.05〜200
    の強度比を有することを特徴とする請求項3記載の合成
    無機ビルダー。
  5. 【請求項5】 ラマン分光測定による900〜1200
    cm-1の範囲についてのラマン散乱スペクトルにおい
    て、1080±6cm-1に主たるラマンシフトピークを
    呈することを特徴とする請求項2記載の合成無機ビルダ
    ー。
  6. 【請求項6】 カチオン交換容量が240〜600Ca
    CO3 mg/gである請求項1〜5いずれか記載の合成
    無機ビルダー。
  7. 【請求項7】 カチオン交換速度が100〜250Ca
    CO3 mg/g・分である請求項2又は5記載の合成無
    機ビルダー。
  8. 【請求項8】 請求項1〜7いずれかに記載の合成無機
    ビルダーを含有することを特徴とする洗浄剤組成物。
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