JP3239660B2 - 水中油型エマルション消泡剤組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水中油型エマルション
消泡剤組成物に関する。さらに詳しくは、本発明は、硫
酸バンドを使用する生産工程や廃水処理工程に添加して
も、エマルション粒子の凝集による系内の汚染を惹起す
ることのない、安定性の良好な水中油型エマルション消
泡剤組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、水中油型エマルション消泡剤は、
抄紙工程をはじめとする各種製造工程や、廃水処理工程
における発泡抑制剤として広く使用されてきた。この水
中油型エマルション消泡剤の中で、高級アルコール成分
を含有するものは、優れた効果を示すものとしてよく知
られている（特開昭４８−６２６８３号公報、特開昭６
０−１５６５１６号公報）。高級アルコールを含有する
水中油型エマルション消泡剤のエマルション粒子は、通
常負の荷電を有しており、水中に添加された場合、荷電
の反発力により均一に分散して効果を発揮する。しか
し、硫酸バンドを含有する水中に高級アルコールを含有
する水中油型エマルション消泡剤を添加すると、エマル
ション粒子の荷電が中和され、粒子が凝集しやすくな
る。したがって、硫酸バンドを使用する系、例えば、酸
性抄紙工程の白水などに添加すると、エマルション粒子
が凝集し、この凝集物がワイヤー、フェルト、ロール、
器壁などに付着して汚染する場合がある。このような汚
染が発生すると、紙質の低下を防止し、安定な操業を維
持するために、連続操業を中断して清掃する必要があ
り、そのために多大な費用と時間を要している。このた
めに、硫酸バンドを含有する系においても、エマルショ
ン粒子が凝集することなく、優れた消泡性能を発揮する
高級アルコール系の水中油型エマルション消泡剤の開発
が望まれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、優れた消泡性を有し、かつエマルション
粒子が凝集しにくい性質を付与した、系内を汚染しにく
い水中油型エマルション消泡剤を提供することを目的と
してなされたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記の好ま
しい性質を有する水中油型エマルション消泡剤を開発す
るために鋭意研究を重ねた結果、高級アルコールを含有
する水中油型エマルション消泡剤に、微生物由来の高分
子多糖類を添加することにより、エマルション粒子の荷
電の中和が防止され、エマルション粒子が安定化するこ
とを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに
至った。すなわち、本発明は、 （１）（Ａ）炭素数１２〜３０の高級飽和脂肪族アルコ
ールと油分の重量比が４：６〜９：１の混合物からなる
油相成分５〜５０重量％、（Ｂ）ノニオン性及び／又は
アニオン性界面活性剤０.０５〜１０重量％、（Ｃ）ポ
リアクリル酸のアルカリ金属塩及び／又はアンモニウム
塩０.００１〜０.５重量％、及び（Ｄ）微生物多糖類
０.０１〜０.２重量％を含有することを特徴とする水中
油型エマルション消泡剤組成物、を提供するものであ
る。さらに、本発明の好ましい態様として、 （２）高級飽和脂肪族アルコールと油分の重量比が６：
４〜８：２である第(１)項記載の水中油型エマルション
消泡剤組成物、 （３）油相成分の含有量が１０〜４０重量％である第
(１)〜(２)項記載の水中油型エマルション消泡剤組成
物、 （４）ノニオン性及び／又はアニオン性界面活性剤が、
ＨＬＢが１３〜１７のノニオン性界面活性剤である第
(１)〜(３)項記載の水中油型エマルション消泡剤組成
物、 （５）ポリアクリル酸のアルカリ金属塩がポリアクリル
酸ナトリウムである第(１)〜(４)項記載の水中油型エマ
ルション消泡剤組成物、及び、 （６）微生物多糖類がラムザンガムである第(１)〜(５)
項記載の水中油型エマルション消泡剤組成物、を挙げる
ことができる。

【０００５】本発明の組成物に用いられる高級飽和脂肪
族アルコールの炭素数は１２〜３０であり、好ましくは
１４〜２８であり、さらに好ましくは１６〜２６であ
る。このような高級飽和脂肪族アルコールとしては、例
えば、エチレンを原料とするチーグラーアルコール、天
然油脂を高圧還元又はケン化して得られる高級アルコー
ルなどを挙げることができる。高級飽和脂肪族アルコー
ルの炭素数が１２未満であっても、３０を超えても、消
泡効果が不良となるおそれがある。ただし、高級飽和脂
肪族アルコールの主成分の炭素数が上記の範囲内にあれ
ばよく、少量の低分子量又は高分子量の飽和脂肪族アル
コールの混在は、大きな悪影響を及ぼさない。本発明の
組成物に用いられる油分としては、例えば、天然油脂、
硬化油、各種のパラフィンなどを挙げることができる。
天然油脂としては、例えば、牛脂、豚油、イワシ油、鯨
油などの動物油脂、大豆油、トウモロコシ油、ヤシ油、
アマニ油、ナタネ油、綿実油、ヒマシ油、キリ油などの
植物油脂を挙げることができ、さらに、これらに水素添
加して硬化処理を施した硬化油を使用することができ
る。また、チーグラー合成する際に副生する脂肪酸エス
テル、炭化水素、アルキルエーテル等を挙げることがで
きる。これらの油分は１種用いることができ、２種以上
を組み合わせて用いることができる。本発明の組成物に
おいて、高級飽和脂肪族アルコールと油分の重量比は
４：６〜９：１であり、好ましくは６：４〜８：２であ
る。高級飽和脂肪族アルコールと油分の重量比が４：６
未満であると、消泡効果が低下する。高級飽和脂肪族ア
ルコールと油分の重量比が９：１を超えると、エマルシ
ョン消泡剤組成物の安定性が低下し、貯蔵中に増粘する
おそれがある。

【０００６】本発明の組成物において、水中油型エマル
ション中に占める油相成分、すなわち高級飽和脂肪族ア
ルコールと油分の合計量の割合は５〜５０重量％であ
り、好ましくは１０〜４０重量％であり、さらに好まし
くは２０〜３０重量％である。水中油型エマルション中
に占める油相成分の割合が５重量％未満であると、消泡
効果が不足するおそれがある。水中油型エマルション中
に占める油相成分の割合が５０重量％を超えると、粘度
が高くなりやすく、ポンプによる注入が困難になるおそ
れがある。本発明の組成物は、ノニオン性及び／又はア
ニオン性界面活性剤０.０５〜１０重量％を含有する。
ノニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエ
チレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキル
フェニルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エス
テル、多価アルコール脂肪酸エステル、Ｎ,Ｎ−ジ（ア
ルカノール）アルカンアミドなどを挙げることができ
る。また、アニオン性界面活性剤としては、例えば、脂
肪酸セッケン、硫酸化油、アルキル（ポリオキシエチレ
ン）硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルカン
スルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、Ｎ−アシ
ルアミノ酸塩、Ｎ−（２−スルホ）エチル−Ｎ−メチル
アルカンアミド塩、２−スルホコハク酸ジアルキル塩、
アルキルナフタレンスルホン酸塩などを挙げることがで
きる。これらの界面活性剤は１種用いてもよいし、２種
以上を組み合わせて用いてもよい。これらの界面活性剤
の中でも、ＨＬＢが１３〜１７のノニオン性界面活性剤
が特に好ましい。本発明の水中油型エマルション消泡剤
組成物において、エマルションの適切な粒径は５〜１５
μｍであるが、組成物中の界面活性剤の含有量が０.０
５重量％未満であっても、１０重量％を超えても、適切
な粒径のエマルション粒子が得られず、消泡効果が不良
となったり、製品の相分離や増粘が発生するおそれがあ
る。さらに、界面活性剤の含有量は油相成分の含有量と
の関係においても調整することが望ましく、油相成分と
界面活性剤の重量比が１００：１〜１００：２０である
ことが好ましく、１００：１〜１００：１０であること
がさらに好ましい。

【０００７】本発明の組成物に用いられるポリアクリル
酸のアルカリ金属塩としては、例えば、ポリアクリル酸
のリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などを挙げる
ことができる。このようなポリアクリル酸のアルカリ金
属塩及びアンモニウム塩は、例えば、アクリル酸を水溶
液とし、アルカリを添加することによりアクリル酸の一
部を中和してpHを調節したのち、水溶性の重合開始剤を
加えて加熱して重合を行い、得られた重合体の水溶液を
さらにアルカリで完全に中和することにより得ることが
できる。ポリアクリル酸のアルカリ金属塩及びアンモニ
ウム塩の分子量は、１,０００〜１０,０００,０００で
あることが好ましい。本発明の組成物において、ポリア
クリル酸のアルカリ金属塩及び／又はアンモニウム塩の
含有量は０.００１〜０.５重量％であり、好ましくは
０.００５〜０.２重量％であり、さらに好ましくは０.
０１〜０.１重量％である。ポリアクリル酸のアルカリ
金属塩及び／又はアンモニウム塩の含有量が０.００１
重量％未満であると、冷却時に均一分散した良好なエマ
ルションが得られないおそれがある。ポリアクリル酸の
アルカリ金属塩及び／又はアンモニウム塩の含有量が
０.５重量％を超えても、含有量の増加に見合った性能
の向上は得られない。本発明の組成物に用いられる微生
物多糖類は、微生物発酵法により得られた高分子多糖類
であって、例えば、ラムザンガム（Ａｌｃａｌｉｇｅｎ
ｅｓ ｓｔｒａｉｎ ＡＴＣＣ３１９６１生産ガム）、
ザンサンガム（別名がキサンタンガムで、Ｘａｎｔｈｏ
ｍｏｎａｓ ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓから生産されるグル
コース、マンノース、グルクロン酸からなるガム）、サ
クシノグリカン（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｕｍ
ｅｆａｃｉｅｎｓ Ｉ−７３６生産ガムで、グルコー
ス、ガラクトース、ピルビン酸、コハク酸、酢酸からな
る）などを挙げることができる。これらの中では、ラム
ザンガムを特に好適に使用することができる。本発明の
組成物において、微生物多糖類の含有量は０.０１〜０.
２重量％であり、好ましくは０.０４〜０.１重量％であ
る。微生物多糖類の含有量が０.０１重量％未満である
と、硫酸バンド含有水中でエマルション粒子の凝集を抑
制する機能が不足するおそれがある。一方、微生物多糖
類の含有量が０.２重量％を超えると、エマルションの
粘度が高くなりすぎ、薬注ポンプによる添加が困難にな
るおそれがある。

【０００８】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。 実施例１ チーグラー合成をベースとした高級アルコール（７０重
量％がアルコールで、その炭素数分布がＣ１６：Ｃ１
８：Ｃ２０：Ｃ２２：Ｃ２４：Ｃ２６＝１：１７：２
１：２７：３：１であり、３０重量％がモノカルボン酸
エステル、炭素数２０〜４０のアルキルエーテル等）２
１重量部、牛脂硬化油（融点５１℃）９重量部及びポリ
オキシエチレンノニルフェニルエーテル（ＨＬＢ１６）
１重量部を混合して７５℃に加熱し、撹拌しながら７５
℃に加熱した水６９重量部を加えて乳化し、さらに、分
子量３,５００のポリアクリル酸ナトリウム０.０４重量
部及びラムザンガム０.０５重量部を添加して均一に混
合したのち、冷却した。この水中油型エマルション消泡
剤組成物は、外観が均一で良好な性状を有していた。こ
の水中油型エマルション消泡剤組成物を純水に０.１重
量％添加した分散液のゼータ電位を、ＲＡＮＫ ＢＲＯ
ＴＨＥＲＳ社製Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｍｉｃｒｏ−ｅｌｅ
ｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ｍｏ
ｄｅｌ ＭＡＲＫ Ｍ IIにて測定したところ、−７６
ｍＶであった。また、この水中油型エマルション消泡剤
組成物を、純水に硫酸バンド１００ppmを溶解した水溶
液に、０.１重量％添加した分散液のゼータ電位を同様
に測定したところ、−１５ｍＶであった。さらに、純水
に硫酸バンド１００ppmを溶解した水溶液３００mlをト
ールビーカーに入れ、この水中油型エマルション消泡剤
組成物を１重量％添加してスターラで撹拌し、停止５分
後の分散液の性状を観察した。分散液は均一に分散して
いた。 実施例２〜５ 高級アルコール２１重量部、牛脂硬化油９重量部及びポ
リオキシエチレンノニルフェニルエーテル１重量部を混
合、加熱して、乳化を実施例１と全く同じ操作により行
ったのち、第１表に示すポリアクリル酸のアルカリ金属
塩及び第１表に示す微生物多糖類を添加し、実施例１と
同様にして、水中油型エマルション消泡剤組成物の性状
の観察、純水に添加した分散液のゼータ電位の測定、硫
酸バンド水溶液に添加した分散液のゼータ電位の測定、
及び、硫酸バンド水溶液に添加した分散液の性状の観察
を行った。結果を第１表に示す。

【０００９】

【表１】

【００１０】実施例１〜５の、ポリアクリル酸ナトリウ
ム及び微生物多糖類であるラムザンガム、キサンタンガ
ム又はサクシノグリカンを添加した水中油型エマルショ
ン消泡剤組成物は、性状がすべて良好であり、この消泡
剤組成物を、硫酸バンド１００ppmを溶解した水溶液に
０.１重量％添加して得られた分散液のゼータ電位は−
１０ｍＶより小さく、エマルション粒子が負の荷電をな
お有していることが分かる。さらに、この消泡剤組成物
を、硫酸バンド１００ppmを溶解した水溶液に１重量％
添加して得られた分散液を撹拌し５分間静置しても、液
は分離することなく均一な分散状態を保った。 比較例１ ラムザンガムを添加しないこと以外は、実施例１と全く
同じ操作を繰り返した。得られた水中油型エマルション
消泡剤組成物の性状は良好であり、この消泡剤組成物を
純水に添加して得られた分散液のゼータ電位は−６９ｍ
Ｖであった。しかし、この消泡剤組成物を、硫酸バンド
１００ppmを溶解した水溶液に０.１重量％添加して得ら
れた分散液のゼータ電位の測定値は−５〜５ｍＶであ
り、この消泡剤組成物を、硫酸バンド１００ppmを溶解
した水溶液に１重量％添加して得られた分散液を撹拌し
５分間静置すると、液は分離して、上部にスカムがあり
下部が透明水層の状態になった。 比較例２〜３ 高級アルコール２１重量部、牛脂硬化油９重量部及びポ
リオキシエチレンノニルフェニルエーテル１重量部の混
合、乳化を実施例１と同様に行ったのち、第２表に示す
ポリアクリル酸のアルカリ金属塩を添加し、水中油型エ
マルション消泡剤組成物の性状の観察、純水に添加した
分散液のゼータ電位の測定、硫酸バンド水溶液に添加し
た分散液のゼータ電位の測定、及び、硫酸バンド水溶液
に添加した分散液の性状の観察を行った。結果を第２表
に示す。

【００１１】

【表２】

【００１２】比較例１、２及び３のように、ポリアクリ
ル酸ナトリウムを添加するが微生物多糖類を添加しない
場合には、得られた水中油型エマルション消泡剤組成物
は、なめらかな流動性をもち、粒子の凝集も見られず、
良好な性状を有していた。この消泡剤組成物を純水に加
えた分散液は、絶対値が大きいゼータ電位を示した。し
かし、この消泡剤組成物を硫酸バンド含有水に加えた分
散液のゼータ電位はほぼ０であり、また、撹拌後静置す
ることにより分離した。 比較例４ ポリアクリル酸ナトリウムの代わりにポリスチレンスル
ホン酸ナトリウム（分子量１４,０００）を用いた以外
は、比較例２と全く同じ操作を繰り返した。得られた水
中油型エマルション消泡剤組成物は、検鏡するとエマル
ション粒子の凝集が見られ、組成物はペースト状となっ
ており、性状不良であった。 比較例５ ポリアクリル酸ナトリウムの代わりにアルキルベンゼン
スルホン酸ナトリウム（分子量３５０）を用いた以外
は、比較例２と全く同じ操作を繰り返した。得られた水
中油型エマルション消泡剤組成物は、検鏡するとエマル
ション粒子の凝集が見られ、組成物はペースト状となっ
ており、性状不良であった。 比較例６〜１０ 実施例１と全く同じ操作により、高級アルコール２１重
量部、牛脂硬化油９重量部及びポリオキシエチレンノニ
ルフェニルエーテル１重量部を混合、乳化したのち、第
２表に示すポリアクリル酸のアルカリ金属塩及び第２表
に示す微生物多糖類又はアニオン性界面活性剤を添加
し、実施例１と同様にして、得られた水中油型エマルシ
ョン消泡剤組成物の性状の観察、純水に添加した分散液
のゼータ電位の測定、硫酸バンド水溶液に添加した分散
液のゼータ電位の測定、及び、硫酸バンド水溶液に添加
した分散液の性状の観察を行った。結果を第２表に示
す。比較例６は、微生物多糖類の含有量が少ない消泡剤
組成物であるが、この組成物を硫酸バンドを含有する水
溶液に添加した分散液のゼータ電位はほぼ０であり、撹
拌静置により分離した。比較例７、８、９及び１０の、
本発明の組成物の微生物多糖類の代わりにアニオン性界
面活性剤を添加することにより得られた水中油型エマル
ション消泡剤組成物は、良好な性状を有し、この消泡剤
組成物を純水に加えた分散液は、絶対値が大きいゼータ
電位を示した。しかし、この消泡剤組成物を硫酸バンド
含有水に加えた分散液のゼータ電位はほぼ０であり、ま
た、撹拌後静置することにより分離した。

【００１３】

【発明の効果】本発明の水中油型エマルション消泡剤組
成物は、硫酸バンドを含有する水系、例えば、抄紙工程
や廃水処理工程においても、良好な消泡効果を発揮し、
かつエマルション粒子の凝集による系内の汚染を生じに
くい。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）炭素数１２〜３０の高級飽和脂肪族
   アルコールと油分の重量比が４：６〜９：１の混合物か
   らなる油相成分５〜５０重量％、（Ｂ）ノニオン性及び
   ／又はアニオン性界面活性剤０.０５〜１０重量％、
   （Ｃ）ポリアクリル酸のアルカリ金属塩及び／又はアン
   モニウム塩０.００１〜０.５重量％、及び（Ｄ）微生物
   多糖類０.０１〜０.２重量％を含有することを特徴とす
   る水中油型エマルション消泡剤組成物。