JP2000210504A - 耐水性消泡剤組成物 - Google Patents
耐水性消泡剤組成物Info
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Abstract
ルプ製造工業やその抄紙工程、建築工業やその抄造工
程、染料工業および染色工業、発酵工業、合成樹脂製造
工業、合成ゴム製造工業、インキ、塗料工業および繊維
加工工業などの各種工程で発生する気泡に対し優れた消
泡性を発揮し、かつ最終製品の耐水性を低下させること
がなく、製品の品質を向上できる消泡剤組成物を提供す
ること。 【解決手段】 非還元性二糖類とアルキレンオキシドお
よび/または非還元性二糖類とアルキレンオキシドとカ
ルボン酸類からの反応により得られ、曇点が特定の範囲
である化合物からなる消泡剤組成物による。
Description
泡剤に関する。さらに詳しくは発泡性水溶液を取り扱う
諸工業、例えば紙パルプの製造工業やその抄紙工程、建
築工業やその抄造工程、染料工業および染色工業、発酵
工業、合成樹脂製造工業、合成ゴム製造工業、インキ、
塗料工業および繊維加工工業など、また各種工業の排水
処理工程で発生する気泡に対し優れた消泡性を発揮し、
かつ最終製品の耐水性を低下させることの少ない新規な
消泡剤組成物に関するものである。
散性が良好で最終製品にオイルスポット、ピンホールや
はじき、油浮き等の弊害が少なく、またスカムや沈殿物
の発生が殆ど見られないポリエーテル系の消泡剤が好ん
で用いられている。例えばステアリルアルコール、ジプ
ロピレングリコール、グリセリンおよびソルビタンなど
の1価〜多価のアルコールにアルキレンオキシドを付加
したもの(特公昭45−30189号、特公昭49−3
8923号、特開昭54−133484号、および特公
昭61−7847号公報など)や、アルキルフェノール
にアルキレンオキシドを付加したもの(特公昭47−3
2511号公報)またはこれらの末端水酸基をエステル
化したもの(特開昭52−97385号公報、特開昭5
6−48210号各公報等)などが知られている。
〜多価のアルコールやアルキルフェノールにアルキレン
オキシドを付加したものは、初期消泡性に好結果を示す
場合は多い。しかし水分散性を付与するために、使用さ
れる全アルキレンオキシド中の約15〜30モル%とい
う比較的高い割合のエチレンオキシドを付加重合させる
必要があり、このために消泡持続性が不十分であった。
さらにこれらの消泡剤を製造工程で使用して得た最終製
品は、例えば高級アルコールを乳化したエマルション系
消泡剤を用いた場合に較べて耐水性が大幅に劣るという
問題点があった。また、エステル化タイプでは耐水性に
関してはやや改良されるものの不十分であり、また初期
消泡性、消泡持続性とも満足できないという問題点があ
った。
テル系消泡剤には初期消泡性、消泡持続性の両方を備え
ることに不十分であり、かつ最終製品の耐水性を低下さ
せるという欠点があった。よって本発明の目的は発泡系
に対して優れた初期消泡性および消泡持続性を有し、か
つ最終製品の耐水性を低下させないポリエーテル系消泡
剤を提供することである。
ねた結果本発明に達した。すなわち本発明は、非還元性
二糖類と炭素数2〜12のアルキレンオキシドとの反応
および/または非還元性二糖類と炭素数2〜12のアル
キレンオキシドおよびカルボン酸類との反応により得ら
れ、ブチルジグリコール25%水溶液によるサンプル濃
度10%測定法での曇点が40〜26℃である化合物か
らなる消泡剤組成物、である。
は2つの単糖がともにヘミアセタール水酸基によって結
合したもので蔗糖およびトレハロースが挙げられる。こ
れらは単独で、または混合物として用いることができ
る。
ンオキシドとしては、エチレンオキシド(以下、EOと
略記)、プロピレンオキシド(以下、POと略記)、イ
ソブチレンオキシド、1,2−ブチレンオキシド(以
下、BOと略記)、テトラヒドロフラン、スチレンオキ
シドおよび1,2−エポキシドデカンなどのα−オレフ
ィンオキシド等が挙げられる。これらのうち好ましいの
はEO、PO、BOである。該化合物に使用されるアル
キレンオキシドのうちPOの占める割合はモル比で80
%以上、好ましくは85%以上である。POの占める割
合が80%未満の場合は消泡性が低下する。また、アル
キレンオキシドの付加重合の順序は特に限定されず、そ
の重合形式もブロック、ランダム何れでもよい。
に一個以上のカルボキシル基を有する化合物であり、例
えば脂肪族系では蟻酸、酢酸、プロピオン酸、カプロン
酸、カプリル酸、2−エチルヘキシル酸、ラウリン酸、
ステアリン酸、ベヘン酸などの飽和モノ脂肪酸、アクリ
ル酸、オレイン酸やリノール酸などの不飽和モノ脂肪酸
およびシュウ酸、マロン酸、アジピン酸、セバシン酸な
どの飽和ジカルボン酸、またマレイン酸などの不飽和ジ
カルボン酸が挙げられる。また芳香族系では安息香酸、
サリチル酸などのモノカルボン酸やフタル酸などのジカ
ルボン酸が挙げられる。さらにはこれらのハロゲン化物
や酸無水物、例えばステアリン酸クロライドや無水フタ
ル酸なども挙げられる。これらは単独でまたは混合して
使用できる。また動植物油から得られるひまし油脂肪酸
や牛脂からの脂肪酸などの混合脂肪酸も用いることがで
きる。これらのうち好ましくは炭素数2〜22、さらに
好ましくは炭素数4〜18で分子内に1〜2個のカルボ
キシル基を有する化合物であり、例えばプロピオン酸、
2−エチルヘキシル酸、ステアリン酸などの飽和モノ脂
肪酸、オレイン酸などの不飽和モノ脂肪酸およびアジピ
ン酸、セバシン酸、フタル酸などが挙げられる。
物では非還元性二糖類/アルキレンオキシド/カルボン
酸類のモル比は、1.0/30〜80/0〜0.6好ま
しくは1.0/35〜75/0〜0.5である。また、
本発明の曇点が52〜40℃の化合物では非還元性二糖
類/アルキレンオキシド/カルボン酸類のモル比は、
1.0/15〜50/0.02〜0.6好ましくは1.
0/18〜47/0.05〜0.5である。カルボン酸
類のモル比が0.6を越えると反応物が常温でペースト
状または固状となり、取り扱い性や消泡性が低下する。
成分とする化合物は、まず非還元性二糖類とアルキレン
オキシドを反応させた後、さらにカルボン酸類と反応さ
せて得ることも、またその逆にまず非還元性二糖類にカ
ルボン酸類を反応させ、次いでアルキレンオキシドと反
応させて得ることもできる。さらにこれらの方法により
得られた化合物と、非還元性二糖類とアルキレンオキシ
ドとの反応物を混合することで得ることもできる。
性剤の親水性の尺度となるもので、曇点の高い化合物ほ
ど親水性が大きいことを表わしている。本発明での測定
法はISO1065−1975(E)、「エチレンオキ
シド系非イオン界面活性剤−曇り点測定法」の中の「測
定法B」に準じた。すなわち、まず25重量%のブチル
ジグリコール(ブタノール/EO2モル付加物)水溶液
に、試料を10重量%濃度になるように溶解する。次い
でこの試料溶液約5ccを試験管に採り、試験管中に温
度計を入れて攪拌しながら徐々に加熱するとついには試
料溶液が白濁する。次いで攪拌しながら徐々に冷却し、
試料溶液が白濁から透明に転ずる温度を読みとり、これ
を曇点とする。本発明の組成物の曇点は52〜26℃、
好ましくは50〜28℃である。曇点が52℃を越えて
も、また26℃を下廻っても親水性/疎水性のバランス
が崩れ、十分な消泡性が得られない。また、曇点が52
℃を越える場合は耐水性が不十分となる。
加に用いられる重合形式としてはアニオン重合、カチオ
ン重合あるいは配位アニオン重合等が挙げられる。これ
らの重合形式は単独で用いられても、併用して用いられ
ても構わない。また触媒としては、アルカリあるいはア
ルカリ土類金属の水酸化物、アルコラートまたは炭酸塩
等、およびトリアルキルアミン等、塩化第二錫、トリフ
ッ化ホウ素等のルイス酸系触媒や鉱酸等、特開昭63−
277236号公報に見られる複合金属シアノ錯体ある
いは特公平5−14734号公報に見られる有機アルミ
ニゥムポルフィリン錯体等が用いられる。これらのうち
好ましくは、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化
バリウムおよびトリメチルアミン等である。触媒の使用
量は重合終了時の該化合物の重量に対して0.05〜
3.0重量%の範囲であり、好ましくは0.1〜2.0
重量%である。
レンオキシドの付加重合反応は通常の条件下で実施され
てよく、例えば温度は70〜150℃、好ましくは80
〜140℃である。また、重合中の圧力(ゲージ圧)は
8kg/cm2以下、好ましくは6kg/cm2以下で
ある。
還元性二糖類とアルキレンオキシドの反応物とカルボン
酸類との反応は、溶剤や触媒等の存在下または非存在下
に通常のエステル化の条件下で実施される。例えば触媒
としてはアルカリ金属の水酸化物、パラトルエンスルフ
ォン酸およびその塩、ナフテン酸の金属塩および金属の
塩化物などが用いられる。また反応温度は80〜250
℃、好ましくは100〜180℃である。また、反応は
通常0〜760mmHgの減圧下で実施され、生成する
水やハロゲン化水素等を反応系外へ排出する。反応中は
随時酸価を測定し、0.02以下となったら反応終了と
する。
合物からの触媒除去の方法としては、酸性成分によりア
ルカリ性触媒を中和し、生じた塩を濾過除去する方法、
アルカリ吸着剤または酸吸着剤を用いる方法、溶媒に溶
かして水洗除去する方法、イオン交換樹脂を用いる方
法、アルカリ性触媒を炭酸ガスで中和して、生じた炭酸
塩を濾過する方法および各種有機酸、無機酸またはアル
カリ成分により中和する方法等があるが、そのいずれを
用いても差し支えない。
希釈した水溶液の状態で保存し、発泡系に添加しても、
また未希釈のままで添加してもよく、またその添加量は
発泡性水溶液に対して通常、0.1〜10,000pp
mであり、好ましくは1〜1,000ppmである。
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。消
泡性および耐水性等の試験結果は表1〜7に記載した。
尚、実施例、試験方法などにおける部は重量部を意味す
る。
泡性試験水(新聞用紙抄紙白水)750mlを入れ、5
0℃に温調した。次いでポンプを用いて発泡管の底部か
ら試験水を3,000ml/分で循環しながら、発泡管
上部(高さは一定に設定)より15cm下の試験液水面
に落下させる。循環開始と同時にマイクロピペットにて
消泡剤2.0ppm(対試験水)を添加し、泡高さを循
環を持続する10分間追跡する。評価結果は表1に記
載。
を作成し、濾過機にて1平方センチ当たり固形分1.0
gのスレート板を抄造した。濾過工程は、減圧下(40
cmHg)スラリー温度45℃にて実施し、濾過の終点
はスレート板表面に水分が無くなる時点とした。この濾
過終点までの所要時間(濾過時間)と抄造スレート板の
含水率を測定し、消泡性を評価比較した。含水率(%)
は(水分重量/固形分重量)×100にて算出した。濾
過時間、含水率の小さいほど消泡性が良好であることを
示している。評価結果は表2に記載。 [スラリー組成] 固 形 分:ポルトランドセメント[100部] N−UKPパルプ [6部](非漂白パルプ) ロックウール繊維 [3部] 水 :固形分濃度が7重量%となる量を加える。ただしスラリー作成/ 濾過を8回繰り返した後の水を使用する。 消 泡 剤:消泡性試験直前に対固形分25ppm量を添加、10秒間ミキ サーにて攪拌する。
準じて下記の通り実施した。ガラス製発泡管に下記染色
試験液750mlを入れ、50℃に温調する。次いでポ
ンプを用いて発泡管の底部から試験水を3,000ml
/分で循環しながら、発泡管上部より150cm下の試
験液水面に落下させる。循環開始と同時に消泡剤5.0
ppm(対試験水)を添加し、泡高さを循環を持続する
10分間追跡する。評価結果は表3に記載。
造工場からの一次排水を試験液とし、消泡性試験方法1
に準じて下記の通り実施した。すなわちガラス製発泡管
に下記試験液750mlを入れ、40℃に温調する。次
いでポンプを用いて発泡管の底部から試験水を3,00
0ml/分で循環しながら、発泡管上部より15cm下
の試験液水面に落下させる。循環開始と同時に消泡剤
1.0ppm(対試験水)を添加し、泡高さを循環を持
続する10分間追跡する。評価結果は表4に記載。
259号公報に記載されている方法に準拠して、下記組
成の水性塗料(ディスパーミルにて均一となす)を作成
し、塗料/水=4/1(重量比)の希釈塗料をディスパ
ーミルにて強制的に気泡を混入(4000rpm×3m
in)させた後、比重測定により消泡性を比較評価し
た。脱気処理により得た比重値を1.00とし、相対比
較値で表示、1.00に近いほど消泡性良好を意味す
る。評価結果は表5に記載。
ビアインキを作成し、消泡性、ハジキおよび消泡剤の浮
きを観察評価した。 消泡性試験:ホモジナイザーにて5000rpm×3分
間攪拌し、消泡までの時間を測定した。 ハジキ試験:ガラス板に0.076mmのアプリケータ
ーで塗布後、目視判定し◎、○、△、×の4段階にて評
価した。 消泡剤の浮き:ホモジナイザーにて5000rpm×3
分間攪拌し、24時間後の外観を目視判定した。評価結
果は表6に記載。 [試験用水性塗料組成] フタロシアニンブルー(有機顔料)[150部] ジョンクリル7001 [450部]ジョンソンポリマー(株)製 ジョンワックス26 [50部]ジョンソンポリマー(株)製 水/IPA(配合体積比=1/4)[350部] 消泡剤 [5部]
件により得た紙を用いてのステキヒトサイズ度試験(J
IS P8122)にて全平均値(秒、値が大きいほど
耐水性が良いことを表す)をもって耐水性を評価比較し
た。評価結果は表7に記載。 [試験紙作成条件] 抄紙温度:20℃ 装 置:熊谷理機工業(株)角型シートマシーン 坪 量:70g/m2 使用薬剤:漂白パルプ(LBKP/NBKP=80/20、フリーネス420 cc) ロジンサイズ剤、AL−120[荒川化学工業(株)製] 1.0%s/s(対パルプ) 硫酸バンド 3.0%s/s(対パルプ) 消泡剤組成物 250,500ppm(対パルプ) 乾 燥:ドラムドライヤー、105℃×3分間
容器にサンニックスポリオールRP−410A[三洋化
成工業(株)製、ショ糖/PO付加物、平均水酸基価4
10]250部に水酸化カリウム3.0部[試薬特級、
以下同じ]を加え、130℃にて減圧下脱水の後、PO
の750部を100〜120℃にて約9時間かけて付加
重合させた。次いで90℃にてイオン交換水20部を加
えた後、アルカリ吸着剤であるキョーワード600[協
和化学(株)製]30部を加え、同温度にて1時間攪拌
した。次いで同温度にてNo.2濾紙[東洋濾紙(株)
製]を用いて濾過した後、減圧下120℃にて脱水処理
してブチルジグリコール25%水溶液法によるサンプル
濃度10%測定法での曇点が32.4℃の化合物を得て
消泡性試験等に供した。
リウム3.0部を加え、130℃にて減圧下脱水の後、
POの637部を100〜120℃にて付加重合させ
た。次いでBOの35部を130〜140℃にて付加重
合させた。次いで実施例1と同様にして触媒を除去し、
曇点が37.7℃の化合物を得て消泡性試験等に供し
た。
P−410A/PO/EO=306/656/38)に
して重合物1000部を得た。次いで実施例1と同様に
触媒を除去したのち、ステアリン酸[試薬特級、以下同
じ]16.6部およびパラトルエンスルフォン酸0.2
部を加え、減圧下160℃にて約12時間かけてエステ
ル化し酸価を0.01とした。次いで90℃にてキョー
ワード600を20部加え、同温度にて1時間攪拌した
後、同温度にてNo.2濾紙を用いて濾過し、曇点が3
6.8℃の化合物を得て消泡性試験等に供した。
2部を配合し、曇点が37.0℃の化合物を得て消泡性
試験等に供した。
265/705/30の重合物1000部に対してアジ
ピン酸[試薬特級、以下同じ]17.0部およびパラト
ルエンスルフォン酸0.2部を加えてエステル化した
後、同様の処理を実施して曇点が27.4℃の化合物を
得て消泡性試験等に供した。
リウム2.0部を加え、130℃にて減圧下脱水の後、
POの350部を100〜120℃にて付加重合させ
た。次いで1,2−エポキシドデカン[試薬特級、シグ
マアルドリッチジャパン(株)製]100部を120〜
140℃にて付加重合させた。次いで実施例1と同様に
して触媒を除去し、曇点が39.2℃の化合物を得て消
泡性試験等に供した。
300/670/30の重合物1000部に対してステ
アリン酸15.0部およびパラトルエンスルフォン酸
0.1部を加えてエステル化した後、同様の処理を実施
して曇点が41.4℃の化合物を得て消泡性試験等に供
した。
570/400/30の重合物1000部に対してステ
アリン酸20.0部およびパラトルエンスルフォン酸
0.2部を加えてエステル化した後、同様の処理を実施
して曇点が50.2℃の化合物を得て消泡性試験等に供
した。
0部を加え、120℃にて減圧下脱水の後、POの68
0部を100〜120℃にて付加重合させた。次いでエ
チレンオキシドの145部を140〜160℃にて付加
重合させた。次いで実施例1と同様にして触媒を除去し
ポリエーテル−7を得て消泡性試験等に供した。尚、曇
点は43.2℃であった。
0部を加え、120℃にて減圧下脱水の後、POの48
5部を100〜120℃にて付加重合させた。次いでエ
チレンオキシドの290部を140〜160℃にて付加
重合させた。次いで実施例5と同様な方法にて、オレイ
ン酸によるエステル化を実施しエステル化率90%のエ
ーテルエステル化物を得た。次いで実施例1と同様にし
て触媒を除去したのち消泡性試験等に供した。尚、曇点
は21.2℃であった。
0/450)にして曇点が53.4℃の化合物を得て消
泡性試験等に供した。
=275/625/100)にして、曇点が25.2℃
の化合物を得て消泡性試験等に供した。
液を扱う産業例えば紙パルプ製造工業やその抄紙工程、
建築工業やその抄造工程、染料工業および染色工業、発
酵工業、合成樹脂製造工業、合成ゴム製造工業、イン
キ、塗料工業および繊維加工工業など、また各種工業の
排水処理工程で発生する気泡に対し優れた消泡性を示
し、また最終製品に耐水性が要求される分野、例えば抄
紙、抄造などで優れた耐水性を発揮するので有用であ
る。
Claims (12)
- 【請求項1】 非還元性二糖類と炭素数2〜12のアル
キレンオキシドとの反応および/または非還元性二糖類
と炭素数2〜12のアルキレンオキシドおよびカルボン
酸類との反応により得られ、ブチルジグリコール25%
水溶液によるサンプル濃度10%測定法での曇点が40
〜26℃である化合物からなる消泡剤組成物。 - 【請求項2】 非還元性二糖類と炭素数2〜12のアル
キレンオキシドおよびカルボン酸類との反応により得ら
れ、ブチルジグリコール25%水溶液によるサンプル濃
度10%測定法での曇点が52〜40℃である化合物か
らなる消泡剤組成物。 - 【請求項3】 非還元性二糖類/アルキレンオキシド/
カルボン酸類のモル比が、1.0/30〜80/0〜
0.6である請求項1記載の消泡剤組成物。 - 【請求項4】 非還元性二糖類/アルキレンオキシド/
カルボン酸類のモル比が、1.0/15〜50/0.0
2〜0.6である請求項2記載の消泡剤組成物。 - 【請求項5】 非還元性二糖類が蔗糖である請求項1〜
4のいずれか記載の消泡剤組成物。 - 【請求項6】 カルボン酸類の炭素数が2〜22である
請求項1〜5のいずれか記載の消泡剤組成物。 - 【請求項7】 炭素数2〜12のアルキレンオキシドの
うちプロピレンオキシドの占める割合が80モル%以上
である請求項1〜6のいずれか記載の消泡剤組成物。 - 【請求項8】 紙パルプの製造工程用消泡剤である請求
項1〜7のいずれか記載の消泡剤組成物。 - 【請求項9】 水硬性無機質板の製造工程用消泡剤であ
る請求項1〜7のいずれか記載の消泡剤組成物。 - 【請求項10】 染色工程用消泡剤である請求項1〜7
のいずれか記載の消泡剤組成物。 - 【請求項11】 排水処理工程用消泡剤である請求項1
〜7のいずれか記載の消泡剤組成物。 - 【請求項12】 インク、塗料の製造工程用および/ま
たは印刷、塗装工程用消泡剤である請求項1〜7のいず
れか記載の消泡剤組成物。
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