JPH05228308A - 産業用消泡剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 泡障害の種類にかかわらず消泡性の高く、持
続効果の良好な消泡剤を提供する。 【構成】 天然油脂と活性水素を２個又は３個有する多
価アルコール化合物の混合割合がモル比で１：０．０１
〜１：１である混合物にアルキレンオキシドを付加反応
して得られる反応生成物を含有する産業用消泡剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、醗酵工業，合成ゴム工
業，化学工業，製紙工業や下水処理場に用いられる消泡
剤に関する。さらに詳しくは製造工程や廃水処理工程で
行う工程水のバッキ処理する場合や、反応熟成時の発生
ガス、及び蒸留工程で発生する泡障害を防止できる消泡
剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、醗酵工業，合成ゴム工業，化
学工業，製紙工業や下水処理場に用いられる消泡剤は工
程の多様化にともない、消泡性能の改善がはかられてい
る。例えば、製紙工業では大量に水を使用する代表的産
業であり、しかも木材を出発原料としている関係で、リ
グニン，樹脂，多糖類など天然の起泡性物質が水に溶出
し、さらに各工程で、サイズ剤，洗浄剤，脱墨剤，紙力
剤等の起泡性物質を用いる為、常に泡障害に悩まされて
いる。

【０００３】このような状況で生産性を促進させる為に
プロセス条件や装置面の改良も行なわれているが、これ
よりも容易に泡障害を解決することのできる消泡剤の使
用により、泡障害を防止する方法が広く採用されてい
る。その薬剤としては、シリコーン油、鉱物油，植物
油，脂肪アルコール，脂肪酸等の油性分や脂肪酸アミド
系，ポリグリコール系，アルキルエーテル系の界面活性
剤等が単独、または配合されて消泡剤に使用されてい
る。界面活性剤系の消泡剤は脂肪酸とエチレンジアミン
等の反応物であるエチレンビスアミド（ＥＢＡ）や、脂
肪酸の金属石鹸等が、溶剤に分散又は可溶化されて用い
られる。また、高級アルコール，高級脂肪酸，多価アル
コール，アルキルフェノール等の出発物にエチレンオキ
シドとプロピレンオキシドを付加した物あるいはプロピ
レンオキシドのみ付加した物やそれの脂肪酸エステルで
ある非イオン活性剤が、単独又は２種以上の配合品とし
て使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の産業用消泡剤にあっては、例えば、特公昭４
５−３０１８９号公報の消泡剤，多価アルコールのアル
キレンオキシド付加物や特公昭４５−３８８２７号公報
の消泡剤，プルロニック系非イオン活性剤では泡障害の
因子の多様化した中にあって、各種の排水の消泡剤とし
てカバー出来なくなっている。また、特公昭４７−４０
３９４号公報の消泡剤，グリセリンのアルキレンオキシ
ド付加物を脂肪酸でエステル化したものは、反応性につ
いての限界がある為、全ての水酸基をエステル化する事
が無理であることと、未反応物が含まれることから、消
泡剤としての性能向上が少なく、不十分なものである。

【０００５】次に、特公昭５６−２０８３８号公報では
高級アルコールのプロピレンオキシド，エチレンオキシ
ドのブロック付加物が、またはこれを脂肪酸でエステル
化したものが消泡剤として示されている。消泡性も比較
的良好なことから、高級アルコールのプロピレンオキシ
ド，エチレンオキシドのブロック付加物が使用されてい
るが持続的な消泡性は十分でないことから、これの改良
が望まれている。また、末端水酸基を脂肪酸でさらにエ
ステル化したものは合成時高温でのエステル化反応を行
う必要がある為、ポリエーテル鎖の劣化が起きること
と、エステル化の反応性についての限界がある為、全て
の水酸基をエステル化する事が無理であることと、未反
応物が含まれることから、エステル化しないものと比較
して、持続的な消泡性の向上が十分でないという問題が
ある。

【０００６】一方、最近の製紙工業や化学工業にあって
は、公害を外に出さないという目的で排水を再使用する
クローズド化が増加している。これらの大量に水を用い
る所では、排水中に含まれる有機物質や界面活性剤の種
類も多様化している為、前記の消泡剤ではより十分な消
泡効果が得られず、高品質の産業用消泡剤を得るために
さらに、高性能の消泡剤が要望されている。本発明は以
上の実情に鑑み、泡障害の種類にかかわらず、消泡の速
効性と持続性が高く、また悪影響が少なく、安心して用
いる事の出来る産業用消泡剤を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、天然油脂と活
性水素を２個又は３個有する多価アルコール化合物の混
合割合がモル比で１：０．０１〜１：１の範囲の混合物
にアルキレンオキシドを付加反応して得られる反応生成
物を含有することを特徴とする産業用消泡剤である。

【０００８】本発明に使用する天然油脂とは、ヤシ油，
パーム油，オリーブ油，大豆油，菜種油，アマニ油，ヒ
マワリ油等の植物油，豚脂，牛脂，骨油，獣脂等の動物
油及び魚油等が、あるいはこれら天然油脂の硬化油，半
硬化油，更にこれら油脂の精製工程で得られる精製油や
回収油等が挙げられる。

【０００９】本発明に使用する活性水素を２個又は３個
有する多価アルコールとはエチレングリコール，プロピ
レングリコール，ブチレングリコール，ジエチレングリ
コール，トリエチレングリコール，ジプロピレングリコ
ール、ヘキサンジオール，オクタンジオール，等のジオ
ール類、グリセリン，トリメチロールエタン，トリメチ
ロールプロパン等のトリオール類、更にはグリセリンモ
ノアルキルエーテル，モノグリセリンエステル等が挙げ
られる。

【００１０】本発明に使用するアルキレンオキシドはエ
チレンオキシド，プロピレンオキシド，ブチレンオキシ
ド等が挙げられる。また、前記のアルキレンオキシドは
プロピレンオキシドを含有したほうが好ましく、他のア
ルキレンオキシドを使用する場合は、ランダム付加より
もブロック付加を行う方が消泡性能を高める為より好ま
しい。

【００１１】本発明はモル比で天然油脂１モルと活性水
素を２個又は３個有する多価アルコール化合物０．０１
〜１モルの混合物にアルキレンオキシドを直接反応させ
た混合組成より成る非イオン界面活性剤組成物を消泡剤
に使用するもので、活性水素原子を含まない天然油脂に
活性水素を２個又は３個有する多価アルコール化合物を
混合してアルキレンオキシドを付加反応させると、反応
が困難とされている天然油脂にも容易にアルキレンオキ
シドの付加反応が起るということを応用したもので、こ
こで得られる混合物が、産業用消泡剤に使用すると優れ
た性能を発揮するという知見に基づいたものである。本
発明の消泡剤は、アルキレンオキシドの付加量を自由に
変えることができるが、天然油脂と活性水素を２個又は
３個有する多価アルコール化合物の混合物の和１モルに
対して、１０〜２００モル、好ましくは２０〜１５０モ
ルのプロピレンオキシドを含むアルキレンオキシドを付
加したものが良好である。

【００１２】また、天然油脂１モルに対する活性水素を
２個又は３個有する多価アルコール化合物の使用モル比
は優れた消泡性の目安とされる、速効性を有する消泡剤
と効果の持続性を有する消泡剤の性能を達成するため
に、０．０１〜１がよく、さらに好ましくは０．０５〜
０．５がよい。活性水素を２個又は３個有する多価アル
コール化合物の使用モル比が０．０１モル未満では天然
油脂へのアルキレンオキシド付加が困難となる。また１
モルを越えると多価アルコール化合物やこれらの誘導体
へのアルキレンオキシド付加物が多くなるため、天然油
脂のアルキレンオキシド付加体の含有量が減少するた
め、プロセス工程で発生する泡障害が除けず、消泡性が
低下するので好ましくない。

【００１３】本発明の消泡剤の製造を実施するに当っ
て、反応温度は１３０〜１６０℃が好適である。使用す
る触媒は通常これらの反応で使われているアルカリ性物
質，アルカリ金属の水酸化物，炭酸塩等のいずれか微量
を用いる。この触媒は生成物に対して０．０１〜０．５
重量％程度使用するのが、アルキレンオキシドの反応性
を高める為、好ましく、さらに常圧で行うよりも１０ｋ
ｇ／ｃｍ² Ｇ以下の加圧下で行うのがより好ましい。消
泡操作は製造工程や廃水処理工程の運転中に発生する泡
障害を防止するため行う。本発明の消泡剤は各工程へ分
割添加しても良いし、一度に加えても良い。その好まし
い添加量は工程原液に対して０．０１〜０．１重量％で
ある。

【００１４】本発明の消泡剤は公知の消泡剤、例えば鉱
物油，植物油，脂肪アルコール，脂肪酸等や、高級アル
コール，脂肪酸，アルキルフェノール等の出発物のアル
キレンオキシドを付加した非イオン活性剤と併用しても
優れた性能を発揮する。

【００１５】

【作用】本発明の消泡剤は油脂と多価アルコール化合物
の混合物に直接アルキレンオキシドが付加したもので、
その反応はエステル交換反応とアルキレンオキシドの付
加反応が混合物系で同時におこなわれる。その結果、組
成は脂肪酸残基を分子末端に含有する特殊な構造からな
る組成の混合体で、油脂誘導体の成分を主とする中分子
量の薬剤である。この為、産業用消泡剤として使用する
と、本発明の薬剤の疎水基の働きで泡表面に吸着されや
すくなる。ここで発生した気泡の接触面の液膜に薬剤が
作用すると、液流動を早め、液膜を薄くする力が強く働
く、この為、起泡した泡はす早く破泡し消泡する作用に
優れており、少量の薬剤使用においても、消泡作用の効
果を長く持続する特長を有している。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
するが、本発明はそれらによって何等限定されるもので
ない。ここで、用いた各種消泡剤を表１に示した。尚、
実施例中の％とは重量％を意味する。

【００１７】

【表１】

【００１８】実施例１〜５及び比較例１〜３ 酢酸ナトリウム４５％、尿素５ｇ、Ｋ₂ ＨＰＯ₄ １ｇ、
ＫＨ₂ ＰＯ₄ １ｇ、ＭｇＳＯ₄ ・７Ｈ₂ Ｏ０．４ｇ、酵
母エキス２ｇ、ビタミンＢ₁ １００μｇ、ビチオン５μ
ｇ、Ｆｅ²⁺及びＭｎ²⁺各２ｐｐｍよりなる前培養培地
に、予め、ブイヨン寒天培地で、３０℃、２４時間培養
したプレビバクテリウムフラプムＮＯ２２４７を植え
て、更に３０℃、２４時間振とう培養する。更に、これ
とは別に調製した本培養培地、即ち、酢酸ナトリウム９
０ｇ、尿素８ｇ、Ｋ₂ ＨＰＯ₄ １ｇ、ＫＨ₂ ＰＯ₄ １
ｇ、ＭｇＳＯ₄ ・７Ｈ₂ Ｏ０．４ｇ、酵母エキス０．２
ｇ、ビタミンＢ₁ １００μｇ、Ｆｅ²⁺及びＭｎ²⁺各２ｐ
ｐｍ及びＣａＣｌ₂ ０．１ｇよりなる本培養培地に、表
１に示す各種消泡剤０．１％と、上記の前培養培地４％
を加えて、ＰＨを７〜８．５にした醗酵液３００ｍｌを
１リットルメスシリンダーにとり、泡が溢れ流れないよ
うに消泡剤をさらに添加しつつ、ボールフィルターを通
じ、３０℃で２時間通気した。通気量は１０リットル／
分で、その間に消費した消泡剤の添加量を測定して、消
泡力試験を行った。その結果を下記の表２に示す。

【００１９】

【表２】

【００２０】実施例６〜１０及び比較例４〜６ 実施例１〜５と同様の醗酵液３００ｍｌを１リットルの
メスシリンダーに取り、これに２００ｍｇの消泡剤を添
加し、３０℃で、ボールフィルターを通して通気した。
通気量は１０リットル／分で、泡が溢れ流れるまで（泡
量が７００ｍｌを超えるまで）の時間を測定することに
よる消泡性の持続性試験を行った。その結果を下記の表
３に示す。

【００２１】

【表３】

【００２２】実施例１１〜１５及び比較例７〜９ 抑泡試験は、内径４５ｍｍ、高さ７５０ｍｍのガラス筒
の上部より３０ｍｍ下に、水平に枝を付けて、減圧ライ
ンに接続する。筒底より被験液を１４０ｍｌまで満した
所を標線として、１０ｍｍ単位の目盛りで６００ｍｍま
で表示してある抑泡試験装置を用いた。予め４５℃に保
った湯浴中に前記筒を標線まで浸し、ラテックス１４０
ｍｌを入れ、これに消泡剤０．１ｇを加え、さらに毛細
管を投入した後、８３±２ｍｍＨｇに減圧として、浴温
を徐々に上昇して泡の高さを測定する。ここで用いる被
験液はスチレン−ブタジエン共重合ラテックスで全固形
分３０％、重合時の乳化剤はステアリン酸ソーダとロジ
ン酸ソーダの混合物である。抑泡試験結果を表４に示
す。

【００２３】

【表４】

【００２４】実施例１６〜２０及び比較例１０〜１２ 塗工紙を製造する際の塗工液で、消泡剤としてのテスト
を行った。下記表５の配合の液Ｉ，ＩＩびＩＩＩを準備
する。

【００２５】

【表５】

【００２６】Ｉ液，ＩＩ液を各調整後、Ｉ液，ＩＩ液及
びＩＩＩ液を卓上ミキサーにて充分に混合し均一な塗工
液をつくり、下記の方法で試験した。試験方法（循環流下方法） ５００ｍｌシリンダーに試験液を３００ｇとり、ポンプ
を一定速度で回転させ毎分１５００ｍｌの割合で循環さ
せ時間の経過に伴う発泡量を測定した。尚、消泡剤添加
量は、塗工液の固型分に対して、０．１％使用した。試
験結果を表６に示す。

【００２７】

【表６】

【００２８】

【発明の効果】本発明により、発生する泡の種類にかか
わらず、速効性と持続性の高い消泡剤が得られ、また温
度の変化が起きても、広く泡障害を取り除くことが出来
るとともに生産性の向上や公害防止が図れるという優れ
た消泡剤を提供するもので、各種産業の製造工程や下水
処理で行なわれる水処理技術の進歩に対し、産業上、広
く寄与しうるものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 天然油脂と活性水素を２個又は３個有す
   る多価アルコール化合物の混合割合がモル比で１：０．
   ０１〜１：１である混合物にアルキレンオキシドを付加
   反応して得られる反応生成物を含有することを特徴とす
   る産業用消泡剤
2. 【請求項２】 前記反応生成物が天然油脂と活性水素を
   ２個又は３個有する多価アルコール化合物の混合物の和
   １モルに対して、１０〜２００モルのプロピレンオキシ
   ドを必ず含むアルキレンオキシドを付加反応して得られ
   たものである請求項１記載の消泡剤。