JP5211279B2 - 消泡剤 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、上記のような問題を解決し、消泡性(初期消泡性)に優れる消泡剤を提供することである。
すなわち、本発明の消泡剤の特徴は、脂肪酸モノアミド(A)をポリエーテル化合物(B)中に分散して含有し、
脂肪酸モノアミド(A)及びポリエーテル化合物(B)の重量に基づいて、脂肪酸モノアミド(A)の含有量が0.5〜10重量%、ポリエーテル化合物(B)の含有量が90〜99.5重量%であり、
脂肪酸モノアミド(A)が一般式(1)で表され、
ポリエーテル化合物(B)が、一般式(2)で表されるポリエーテル化合物(B1)、一般式(3)で表されるポリエーテル化合物(B2)、一般式(4)で表されるポリエーテル化合物(B3)、一般式(5)で表されるポリエーテル化合物(B4)及び一般式(6)で表されるポリエーテル化合物(B5)からなる群より選ばれる少なくとも1種である点を要旨とする。
R0CONH−R1 (1)
R0は炭素数10〜22のアルキル基、ヒドロキシアルキル基又はアルケニル基、R1は水素原子、炭素数1〜22のアルキル基、ヒドロキシアルキル基又はアルケニル基を表す。
R 2 はアルコール、アミド又はアミンから選ばれる炭素数1〜25の活性水素化合物の反応残基、R 3 及びR 4 は炭素数1〜24の1価の有機基(炭素数1〜6のアシル基及びアロイル基を除く。)、R 5 は炭素数1〜24の2価の有機基、R 6 は水酸基又は炭素数1〜24の1価の有機基、AO及びOAは炭素数2〜18のオキシアルキレン基又は、グリシドール、炭素数4〜18のアルキルグリシジルエーテル若しくはアルケニルグリシジルエーテルの反応残基を表し、(AO)nのうち、オキシエチレン基の占める割合は0〜20重量%であり、nは1〜100の整数で一分子中に複数のnが存在する場合、それぞれ同じでも異なっていてもよく、sは1〜10の整数、pは0〜10の整数、qは0〜9の整数、rは0〜9の整数、mは0〜9の整数、p+rは1〜10の整数、p+q+rは1〜10の整数、p+q+r+mは2〜10である。
脂肪酸モノアミド(A)とポリエーテル化合物(B)の一部とを100〜180℃で加熱攪拌しながら、脂肪酸モノアミド(A)を溶解させて溶解液を得る工程(1)、
ポリエーテル化合物(B)の残部を0〜40℃に冷却攪拌しながら、この残部に得られた溶解液を投入して脂肪酸モノアミド(A)分散体を得る工程(2)、並びに
得られた分散体を乳化分散機で均質化処理して消泡剤を得る工程(3)を含む点を要旨とする。
なお、脂肪酸モノアミド(A)には、脂肪酸モノアミドのアルキレンオキシド付加体は含まれない{このような付加体は、ポリエーテル化合物(B)に該当する。}。
また、炭素数10〜22のヒドロキシアルキル基としては、ヒドロキシデシル、ヒドロキシドデシル、ヒドロキシヘキサデシル、ヒドロキシオクタデシル、ヒドロキシイソオクダデシル及びヒドロキシエイコシル等が挙げられる。
また、炭素数10〜22のアルケニル基としては、デセニル、ドデセニル、ヘキサデセニル、オクタデセニル、イソオクダデセニル及びエイコセニル等が挙げられる。
また、炭素数1〜22のヒドロキシアルキル基としては、上記のヒドロキシアルキル基の他、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、ヒドロキシイソプロピル、ヒドロキシヘキシル及びヒドロキシオクチル等が挙げられる。
また、炭素数2〜22のアルケニル基としては、上記のアルケニル基の他、ビニル、イソプロペニル、ブテニル、ヘキセニル、オクテニル及び2−エチルヘキセニル等が挙げられる。
なお、脂肪酸モノアミド(A)には副成分を含有していてもよい。副成分としては、脂肪酸モノアミド以外の成分であって、未反応アミン及び未反応カルボン酸が含まれる。副成分の含有量(重量%)は、脂肪酸モノアミド(A)の重量に基づいて、60未満が好ましく、さらに好ましくは50未満、特に好ましくは40未満である。
炭素数1〜25の活性水素含有化合物としては、水酸基(−OH)、イミノ基(−NH−)、アミノ基(−NH2)及び/又はカルボキシル基(−COOH)を少なくとも1個含む化合物が含まれ、アルコール、アミド、アミン、カルボン酸、ヒドロキシカルボン酸及びアミノカルボン酸が含まれる。
市場から入手できる疎水性シリカとしては、商品名として、Nipsil SS−10、SS−40、SS−50及びSS−100(東ソー・シリカ株式会社、「Nipsil」は東ソー・シリカ株式会社 の登録商標である。)、AEROSIL R972、RX200及びRY200(日本アエロジル株式会社、「AEROSIL」はエボニック デグサ ゲーエムベーハーの登録商標である。 )、TS−530、TS−610、TS−720(キャボットカーボン社)、AEROSIL R202,R805及びR812(デグサジャパン株式会社)、REOLOSIL MT−10、DM−10及びDM−20S (株式会社トクヤマ、「REOLOSIL」は同社の登録商標である。)、並びにSYLOPHOBIC100、702、505及び603(富士シリシア化学株式会社、「SYLOPHOBIC」は同社の登録商標である。)等が挙げられる。
なお、ワックス(F)には、脂肪酸モノアミドを含まない。
(F2)合成ワックスとしては、フィッシャートロプシュワックス及びポリエチレンワックス等が挙げられる。
(F3)植物ワックスとしては、カルナウバワックス及び木蝋等が挙げられる。
(F4)これらのワックスを変性した変性ワックスとしては、マレイン酸変性酸化ポリエチレンワックス及び酸化ポリエチレンワックス等が挙げられる。
これらの製造方法のうち、消泡性及び消泡剤の経日安定性の観点から、製造方法(1)が好ましい。
脂肪酸モノアミド(A)とポリエーテル化合物(B)の一部とを加熱攪拌しながら、脂肪酸モノアミド(A)を溶解させて溶解液を得る工程(1)、
ポリエーテル化合物(B)の残部を冷却攪拌しながら、この残部に得られた溶解液を投入して脂肪酸モノアミド(A)分散体を得る工程(2)、並びに
得られた分散体を均質化処理して消泡剤を得る工程(3)を含む方法。
脂肪酸モノアミド(A)とポリエーテル化合物(B)とを加熱攪拌しながら、脂肪酸モノアミド(A)を溶解させて溶解液を得る工程(1)、
得られた溶解液を冷却して脂肪酸モノアミド(A)分散体を得る工程(2)、並びに
得られた分散体を均質化処理して消泡剤を得る工程(3)を含む方法。
また、ポリエーテル化合物(B)の残部の温度は、消泡性(分散粒子の体積平均粒子径)及び製造コストの観点等から、0〜40℃に保つことが好ましく、さらに好ましくは0〜35℃、特に好ましくは0〜30℃、最も好ましくは0〜25℃に保つことである。すなわち、工程(2)では、0〜40℃に冷却したポリエーテル化合物(B)の残部を攪拌しながら、この残部に0〜40℃を保ちながら溶解液を少量ずつ投入して混合物を得ることが好ましい。
これらのうち、塗料用消泡剤として適しており、さらに水性塗料用消泡剤として好適であり、水性塗料(水性建築外装用塗料、建築内装用塗料、水性インキ及び紙塗工用塗料等)のうち、エマルション塗料用消泡剤として最適である。
<実施例1>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内で脂肪酸モノアミド(a1){アマイドAP−1、日本化成(株)製、ステアリルアミド}30部及びポリエーテル化合物(b1){ニューポールPE−61、三洋化成工業(株)製、ポリオキシエチレン(5モル)ポリオキシプロピレン(30モル)ブロックポリマー;「ニューポール」は同社の登録商標である。}400部を加熱攪拌しながら140℃まで昇温し、この温度にてさらに15分間加熱攪拌を続けて脂肪酸モノアミド溶解液(1)を得た。
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内で、脂肪酸モノアミド(a2){ニュートロン−2、日本精化(株)製、ステアリルアミド}35部及びポリエーテル化合物(b2){ニューポールLB−1715、三洋化成工業(株)製、ブタノールポリオキシプロピレン(40モル)付加体}300部を加熱攪拌しながら130℃まで昇温し、この温度にてさらに15分間加熱攪拌を続けて脂肪酸モノアミド溶解液(2)を得た。
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内で、脂肪酸モノアミド(a3){ニュートロン、日本精化(株)製、オレイルアミド}30部、ポリエーテル化合物(b3){ニューポールLB−625、三洋化成工業(株)製、ブタノールポリオキシプロピレン(33モル)付加体}200部及びポリエーテル化合物(b4){ポリオキシプロピレン(40モル)グリコールモノブチルエーテルのオレイン酸エステル}100部を加熱攪拌しながら140℃まで昇温し、この温度にてさらに15分間加熱攪拌を続けて脂肪酸モノアミド溶解液(3)を得た。
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内で、脂肪酸モノアミド(a4){ニュートロン−S、日本精化(株)製、エルシルアミド}45部、ポリエーテル化合物(b5){蔗糖ポリオキシプロピレン80モル付加物}300部及び金属石鹸(c1){SA−1500、堺化学工業株式会社製、ステアリン酸アルミニウム}5部を加熱攪拌しながら140℃まで昇温し、この温度にてさらに15分間加熱攪拌を続けて脂肪酸モノアミド溶解液(4)を得た。
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内で、脂肪酸モノアミド(a5){PNT、日本精化(株)製、N−オレイルパルミチルアミド}30部、ポリエーテル化合物(b7){ニューポールTL−4500N、三洋化成工業(株)製、トリメチロールプロパンのエチレンオキシド(10モル)/プロピレンオキシド(68モル)ブロック付加体}300部を加熱攪拌しながら140℃まで昇温し、この温度にてさらに15分間加熱攪拌を続けて脂肪酸モノアミド溶解液(5)を得た。
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内で、脂肪酸モノアミド(a1)75部、ポリエーテル化合物(b9){ブタノールポリオキシプロピレン(50モル)付加体}200部、ポリエーテル化合物(b10){ポリオキシエチレン(5モル)ポリオキシプロピレン(30モル)ブロックポリマーのジステアレート}100部及び疎水性シリカ(e1){ニップシール SS−100、東ソー・シリカ(株)製、疎水性シリカ}3部を加熱攪拌しながら140℃まで昇温し、この温度にてさらに15分間加熱攪拌を続けて脂肪酸モノアミド溶解液(6)を得た。
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内で、脂肪酸モノアミド(a1)30部、ポリエーテル化合物(b2)100部及びポリエーテル化合物(b11){ニューポールGP−600、三洋化成工業(株)製、グリセリンのプロピレンオキシド(9モル)付加体}50部及びポリエーテル化合物(b12){サンニックスGP−3000、三洋化成工業(株)製、グリセリンのプロピレンオキシド(43モル)付加体}150部を加熱攪拌しながら140℃まで昇温し、この温度にてさらに15分間加熱攪拌を続けて脂肪酸モノアミド溶解液(7)を得た。
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内で、脂肪酸モノアミド(a1)15部及びポリエーテル化合物(b13){グリセリンのエチレンオキシド(3モル)/2−エチルヘキシルグリシジルエーテル(6モル)ブロック付加体}300部を加熱攪拌しながら140℃まで昇温し、この温度にてさらに15分間加熱攪拌を続けて脂肪酸モノアミド溶解液(8)を得た。
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内で、脂肪酸モノアミド(a1)20部及び脂肪酸モノアミド(a4)10部及びポリエーテル化合物(b2)100部及びポリエーテル化合物(b5)200部を加熱攪拌しながら130℃まで昇温し、この温度にてさらに15分間加熱攪拌を続けて脂肪酸モノアミド溶解液(9)を得た。
分散体の体積平均粒子径は0.6μmであった。
脂肪酸モノアミド(a1)〜(a4)を用いないこと以外、実施例1〜4と同様にして、比較用の消泡剤(H1)〜(H4)を作成した。
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内でビスアミド{アルフローH50S、日油(株)製、エチレンビスステアリルアミド}30部及びポリエーテル化合物(b1)970部を加熱攪拌しながら140℃まで昇温し、この温度にてさらに15分間加熱攪拌を続けて脂肪酸ビスアミド溶解液(h5)を得た。
実施例1〜9及び比較例1〜5で得た消泡剤(1)〜(9)及び(H1)〜(H5)を用いて、以下のようにして消泡性を評価し、評価結果を表1に示した。
ACRONAL 295DN(BASF社製アクリルエマルション、「ACRONAL」は、ビ−エ−エスエフ アクチエンゲゼルシヤフトの登録商標である)25gを100mlの共栓付きメスシリンダーに加え、上水で2倍に希釈して均一に混合した後、消泡剤を0.075g添加してエマルションを作成した。
なお、消泡剤を添加しないこと以外、上記と同様にして、ブランク用のエマルションを調製した。
メスシリンダーの栓を閉じて、エマルションを1分間で200回振とうし、振とうして1分間静置した後の液面高さ(mm)を読み取り、初期消泡性の値とした。液面高さが低いほど泡が破壊されており消泡性に優れているといえる(泡無しの状態で液面高さは50mm、泡でメスシリンダー内が充満した時の液面高さは100mm)。
実施例1〜9及び比較例1〜5で得た消泡剤(1)〜(9)及び(H1)〜(H5)を用いて、以下のようにして調製したエマルション塗料に対する消泡性を評価し、評価結果を表3に示した。
以下の原料組成にて、インペラー型羽根を装着したエクセルオートホモジナイザー(日本精器株式会社製、モデルED)を用いて、グラインディング及びレットダウンして塗料化とした。得られた塗料を、ストマー粘度計(JIS K5600−2−2)で80KU(25℃)になるように水で希釈してエマルションベース塗料を得た。
注2:サンノプコ(株)製増粘剤
注3:石原産業(株)製二酸化チタン
注4:BASF社製アクリルエマルション、「ACRONAL」は、ビ−エ−エスエフ アクチエンゲゼルシヤフトの登録商標である。
注5:サンノプコ(株)製防腐剤
注6:イーストマンケミカル社製造膜調整剤、「テキサノール」は吉村化学株式会社の登録商標である。
注7:サンノプコ(株)製増粘剤
エマルションベース塗料に、評価試料(消泡剤)を0.3重量%(対エマルションベース塗料)となるように加えて、インペラー型羽根を装着したエクセルオートホモジナイザーにて25℃、4000rpm、3分間攪拌混合してエマルション塗料(1)〜(14)を得た。また、ブランク用として消泡剤を加えないこと以外、上記と同様にして、エマルション塗料(15)を得た。
エマルション塗料(1)〜(15)を攪拌混合して作成した15秒後に、泡を巻き込んだエマルション塗料(1)〜(15)の比重を50mlの比重カップにて測定した。比重が大きいほど巻き込んだ泡が破壊されており消泡性に優れているといえる。
に比べて、消泡性が極めて良好であった。
Claims (4)
- 脂肪酸モノアミド(A)をポリエーテル化合物(B)中に分散して含有し、
脂肪酸モノアミド(A)及びポリエーテル化合物(B)の重量に基づいて、脂肪酸モノアミド(A)の含有量が0.5〜10重量%、ポリエーテル化合物(B)の含有量が90〜99.5重量%であり、
脂肪酸モノアミド(A)が、一般式(1)で表され、
ポリエーテル化合物(B)が、一般式(2)で表されるポリエーテル化合物(B1)、一般式(3)で表されるポリエーテル化合物(B2)、一般式(4)で表されるポリエーテル化合物(B3)、一般式(5)で表されるポリエーテル化合物(B4)及び一般式(6)で表されるポリエーテル化合物(B5)からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする消泡剤。
R0CONH−R1 (1)
R0は炭素数10〜22のアルキル基、ヒドロキシアルキル基又はアルケニル基、R1は水素原子、炭素数1〜22のアルキル基、ヒドロキシアルキル基又はアルケニル基を表す。
R 2 はアルコール、アミド又はアミンから選ばれる炭素数1〜25の活性水素化合物の反応残基、R 3 及びR 4 は炭素数1〜24の1価の有機基(炭素数1〜6のアシル基及びアロイル基を除く。)、R 5 は炭素数1〜24の2価の有機基、R 6 は水酸基又は炭素数1〜24の1価の有機基、AO及びOAは炭素数2〜18のオキシアルキレン基又は、グリシドール、炭素数4〜18のアルキルグリシジルエーテル若しくはアルケニルグリシジルエーテルの反応残基を表し、(AO)nのうち、オキシエチレン基の占める割合は0〜20重量%であり、nは1〜100の整数で一分子中に複数のnが存在する場合、それぞれ同じでも異なっていてもよく、sは1〜10の整数、pは0〜10の整数、qは0〜9の整数、rは0〜9の整数、mは0〜9の整数、p+rは1〜10の整数、p+q+rは1〜10の整数、p+q+r+mは2〜10である。 - さらに、金属石鹸(C)、合成樹脂(D)及び疎水性シリカ(E)からなる群より選ばれる少なくとも1種の分散質をポリエーテル化合物(B)中に分散して含有し、
この分散質の含有量が、脂肪酸モノアミド(A)及びポリエーテル化合物(B)の重量に基づいて、0.1〜10重量%である請求項1に記載の消泡剤。 - ポリエーテル化合物(B)中に分散した脂肪酸モノアミド(A)の体積平均粒子径が、0.1〜10μmである請求項1又は2に記載の消泡剤。
- 請求項1〜3のいずれかに記載された消泡剤を製造する方法であって、
脂肪酸モノアミド(A)とポリエーテル化合物(B)の一部とを100〜180℃で加熱攪拌しながら、脂肪酸モノアミド(A)を溶解させて溶解液を得る工程(1)、
ポリエーテル化合物(B)の残部を0〜40℃に冷却攪拌しながら、この残部に得られた溶解液を投入して脂肪酸モノアミド(A)分散体を得る工程(2)、並びに
得られた分散体を乳化分散機で均質化処理して消泡剤を得る工程(3)を含むことを特徴とする製造方法。
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