JPS63182008A

JPS63182008A - エマルジヨン型シリコ−ン消泡剤の製造方法

Info

Publication number: JPS63182008A
Application number: JP1190887A
Authority: JP
Inventors: Fumio Okada; 文夫岡田; Nobuyuki Terae; 寺江　信幸; Hidehiro Makita; 蒔田　秀博; Tatsuo Tanaka; 田中　辰夫
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1987-01-21
Filing date: 1987-01-21
Publication date: 1988-07-27
Also published as: JPH0416201B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はエマルジョン型シリコーン消泡剤の製造方法、
特には破泡性と消泡持続性が共にすぐれたエマルジョン
型シリコーン消泡剤の製造方法に関するものである。

（従来の技術）エマルジョン型のシリコーン消泡剤がシリコーンオイル
にシリカ、二酸化チタン、酸化アルミニウムなどの微粉
状無機質充填剤を分散させたシリコーンオイルコンパウ
ンドの乳化によって得られることは公知とされており、
このものの破泡性、消泡持続性および酸、アルカリに対
する耐性は主としてシリコーンオイルコンパウンドの特
性によって決定され、このエマルジョン化は単にこのシ
リコーンオイルコンパウンドを親水化し分散させるため
の手段と見なされている。

しかして、このエマルジョンは通常の攪拌装置あるいは
高速剪断をかけることのできる攪拌装置を用いて得られ
ているが、ホモミキサーと呼ばれている３、０００〜１
８，０００ｒｐ−程度の回転数を有する高速剪断攪拌翼
とステータスを備えた攪拌装置を用いる場合にはこの装
置のポンプ機能によってポンプ内に被乳化物が吸込まれ
ることが必須要件とされるために乳化できる粘度が上限
値が１００．０ＯＯｃｐ程度に限定され、微少な粒子が
分散した良好なエマルジョンは得ることができないとい
う不利があり、通常の攪拌装置を用いるときにはこの粘
度の上限値を致方□Ｐまでは上昇させることができるけ
れども、この場合にはエマルジョンの粒子が数１０．の
粗いものとなり、粒径分布を均一で目的の範囲内にコン
トロールすることができないという欠点がある。

また、液状オルガノポリシロキサンと微粉末シリカとか
らなるオルガノポリシロキサン組成物の乳化はオルガノ
ポリシロキサンのみにくらべて乳化コントロールがむづ
かしく、得られるエマルジョンの粒径分布を目的の範囲
にコントロールするためには乳化剤の種類、量および乳
化条件を特定しなければならない。

他方、このようにして得られたエマルジョン製品を実際
に消泡剤として使用する場合において、この消泡剤と消
泡特性とを極めてバランスよくするためにはこのエマル
ジョン組成物中における体積平均粒径が６１以上、１８
μ■以下である粒子の体積平均分布割合を４０％以上と
することが必要とされるということが本発明者らによっ
て見出されており（特願昭６１−１０１３８２号明細書
参照）、このようにエマルジョン粒子の粒径と体積平均
分布割合をコントロールするためにはオルガノポリシロ
キサン組成物に対する乳化剤の配合比を特定すると共に
このエマルジョンをＷｌｏから０／Ｗに転相するのに必
要とされる水の量（転相水量）を特定し、さらにはこの
転相時における分散を制御するために攪拌装置の種類、
攪拌条件を決めることが必要とされるのであるが、この
場合には転相時にエマルジョンが増粘されるためにこの
粒径、粒度分布を制御することが難しく、さらにはこの
オルガノポリシロキサン組成物の粘度に制限があるため
に高粘度のオルガノポリシロキサンを用いる組成物の乳
化は実際上は不可能であるという不利がある。

（発明の構成）本発明はこのような不利を解決したエマルジョン型シリ
コーン消泡剤の製造方法に関するものであり、これは液
状オルガノポリシロキサン１００重量部と微粉末シリカ
１〜４０重量部とからなる組成物１００重量部に対して
乳化剤１０〜３００重量部と水５０〜ｓ、ｏｏｏ重量部
を添加し、これらをＡ）全体を攪拌する攪拌翼を有する
攪拌装！、Ｂ）高速で回転する円筒上に小さな歯状凸起
を有する円盤型攪拌装置ｔ、　ｃ＞ステーターと高速回
転するタービン翼を有する攪拌装置のＡ）とＢ）および
／またはＣ）の２種または３種を同時に有する攪拌装置
を用いて攪拌、乳化し、体積平均粒子径が６μｍ以上、
１８−以下の粒子を体積平均分布割合で４０％以上有す
るエマルジョンを得ることを特徴とするものである。

すなわち、本発明者は上記したような不利を伴わないエ
マルジョン型すコーン消泡剤の製造方法について種々検
討した結果、目的とする粒径および粒度分布を有するシ
リコーンエマルジョンを得るためには２種あるいは３種
の異なる混合攪拌装置を用いてオルガノポリシロキサン
組成物を乳化することがよく、これによれば従来不可能
とされている粘度が１０万Ｑｐの高粘度のオルガノポリ
シロキサン組成物も乳化させることができるほが。

エマルジョン粒子の粒径分布を狭く、均一に制御　　　
□することができ、さらには乳化剤を特定しなくてもノ
ニオン系、アニオン系、カチオン系のいずれを用いても
高粘度のオルガノポリシロキサン組成物を乳化させるこ
とができることを見出し、二＼に複合攪拌装置に必要と
される攪拌機構、その組合せ方法、オルガノシロキサン
組成物、乳化剤の種類、量などについての研究を進めて
本発明を完成させた。

本発明の方法で使用可能な液状オルガノポリシロキサン
は一般式％式％で示され　ａｔはメチル基、エチル基、プロビル基、ブ
チル基などのアルキル基、ビニル基、アリル基などのア
ルケニル基、フェニル基、トリル基などの７リール基、
これらの基の炭素原子に結合した水素原子の１部または
全部がハロゲン原子、シアノ基などで置換されたクロロ
メチル基、３゜３．３−トリフルオロプロピル基、シア
ノプロピル基などのような同種または異種の炭素数１〜
２０の非置換または置換の１価炭化水素基、ａはその平
均値が１．９〜２．１であるものとされるが。

これにはジメチルポリシロキサン、ジエチルポリシロキ
サン、メチルフェニルポリシロキサン、ポリジメチル−
ポリジフェニルシロキサンコポリマー、ポリメチル−３
，３，３−トリフルオロプロピルシロキサン、ポリジメ
チル−クロロプロピルメチルシロキサンなどが例示され
る。

また、このジオルガノポリシロキサンに添加される微粉
末シリカは従来からシリカ系充填材として公知の乾式シ
リカ、湿式シリカのいずれであってもよく、これには沈
降シリカ、シリカキセロゲル、ヒユームドシリカおよび
これらの表面を有機シリル基で処理した処理シリカなど
が挙げられ。

具体的にはエロジル（日本アエロ社製商品名）、ニブシ
ル（日本シリカ社製商品名）、キャボシル（米国キャボ
ット社製商品名）、サントセル（米国モノサンドケミカ
ル社製商品名）などが例示される。なお、この微粉末シ
リカはＢＥＴ法による比表面積が５０ｒｒｒ／ｇ以上の
ものとすることがよく、これは前記したジオルガノポリ
シロキサン１００重量部に対し、１重量部以下ではその
性能が十分発揮されず、４０重量部以上とすると基油の
粘度が増大して作業性がわるくなり、取扱いが困難とな
るので１〜４０重量部とすることが必要とされるが、こ
の好ましい範囲は３〜２０重量部とされる。

つぎに上記した液状オルガノポリシロキサンと微粉末シ
リカとからなるオルガノポリシロキサン組成物を乳化す
るために、この組成物に添加される乳化剤としてはノニ
オン系、カチオン系、アニオン系のいずれも使用するこ
とができるけれども、これは消泡剤１分散効果の面から
はノニオン系とすることが好ましく、さらに好ましくは
親水性界面活性剤と親油性界面活性剤を併用することが
よいが、これにはＨＬＢが３以下では分散安定剤として
の役目をなさず、ＨＬＢが１９以上では消泡性が低下す
るのでＨＬＢが８〜２０の親水性界面活性剤とＨＬＢが
２−７の親油性界面活性剤とをそのＨＬＢが３〜１９の
範囲となるように混合したものが好適とされる。このよ
うな界面活性剤としてはソルビタン脂肪酸エステル、グ
リセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリ
オキシエチレン化合物の高級脂肪酸エステル類、高級ア
ルコールエステル類、アルキルフェノール縮金物類、ア
ルキル第４級アンモニウム塩、高級アルキルスルフォン
酸塩などが例示されるが、好ましくは炭素数１２〜１８
の脂肪酸のソルビタンエステル、グリセリンエステル、
プロピレングリコールエステルまたはポリプロピレング
リコールなどのような親油性界面活性剤とすることがよ
く、このような活性剤としてはソルビタンモノステアレ
ート、ソルビタンセスキオレエート、モノグリセリンモ
ノオレエート、トリグリセリンジステアレート、プロピ
レングリコールモノラウレート、ステアリン酸、オレイ
ン酸などが例示される。また、この界面活性剤としては
炭素数１２〜１８の脂肪酸のポリオキシエチレンエステ
ル、ポリオキシエチレンソルビタンエステル、ポリオキ
シエチレン脂肪酸アルコールエーテル、ポリオキシエチ
レンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン−
ポリオキシプロピレンブロック共重合体、ポリオキシエ
チレンＱまし油エステルなどのような親水性界面活性剤
としてもよく、これにはポリオキシエチレンモノステア
レート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート
、ポリオキシエチレンソルビタンジステアレート、ポリ
オキシエチレングリセリンモノオレエート、ポリオキシ
エチレンセチルエーテル、シ１糖モノステアレート、ポ
リオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシ
エチレントリデシルエーテルなどが例示される。なお、
この乳化剤の添加量は前記したシリコーンオイルンコン
パウンドをエマルジョンとするのに充分な量とすること
が必要とされ、これは前記したオルガノポリシロキサン
組成物１００重量部に対して１０〜３００重量部の範囲
とされるが、この好ましい範囲は５０〜２００重量部と
される。

また、本発明の消泡剤には必要に応じて増粘剤を添加し
てもよく、これにはカルボキシメチルセルロース、カル
ボキシエチルセルロースなどの繊維素エーテル、部分ケ
ン化ポリビニルアルコール。

結晶性セルロース、アルギン酸ナトリウムなどが例示さ
れるが、これらは上記した液状オルガノポリシロキサン
組成物１００重量部に対し通常５重量％以下とされる。

なお、この消泡剤に防腐の目的で少量の殺菌剤を添加す
ることは任意とされ、この殺菌剤としては次亜塩素酸ナ
トリウム、ソルビン酸などが有効とされるが、この添加
量は液状オルガノポリシロキサン組成物１００重量部に
対して０．０１〜０゜５重量部の範囲とされる。

また、本発明方法においてはオルガノポリシロキサン組
成物と乳化剤とから成る系に転相に必要な水を添加する
必要があり、これはエマルジョンをＷｌｏから○／Ｗに
転相するのに必要な量とされるが、これはオルガノポリ
シロキサン１００重量部に対して５０〜ｓ、ｏ　ｏ　ｏ
重量部とすればよい、　つぎに本発明の方法は上記した
オルガノポリシロキサン組成物と乳化剤および水からな
る液状混合物を攪拌装置を用いて乳化するのであるが、
本発明の方法で使用される攪拌装置は以下に述べる複合
攪拌装置とする必要があり、この複合攪拌装置はＡ）全
体を攪拌する攪拌翼を有する攪拌装置、Ｂ）高速で回転
する円周上に小さな歯状凸起を有する円盤型攪拌装置、
Ｃ）ステーターと高速回転するタービン翼を有する攪拌
装置のＡ）とＢ）および／またはＣ）とからなるＡ）＋
Ｂ）、Ａ）＋Ｃ）、Ａ）＋Ｂ）＋Ｃ）とからなるものと
される、　この攪拌装置Ａ）における全体を攪拌する攪
拌翼は容器内に仕込まれた液状オルガノポリシロキサン
と微粉末シリカとからなるオルガノポリシロキサン組成
物と乳化剤および水とを均一に混合するためのものであ
り、この攪拌羽根の形状は第１図中にＡ）で示されてい
るように、容器内全体を混合できればよいので、この攪
拌装置蛮は例えば容器１の形状に沿ったイカリ型３のも
のとすれよいが、この形状は特に限定されるものではな
く、これと組み合わせて使用される後述するＢ）。

Ｃ）の攪拌装置の存在およびその作動を妨げないもので
あればよい、また、この攪拌装置Ａ）の回転は特に高速
とする必要はなく、例えば数ｒｐｍから１００ｒｐ−程
度のものとすればよいが、乳化すべき液状混合物を均一
に混合するためには容器壁４との空隙をなるべく小さく
することがよいのでこの攪拌羽根には樹脂製のスクレー
バーなどを着装することがよい。

つぎにこの攪拌装置Ａ）と組み合わせて使用される円盤
型攪拌装置Ｂ）はオルガノポリシロキサン組成物と乳化
剤および水とからなる混合物を高速で回転する円盤によ
って細かく破砕するために用いるものであるが、この円
盤型攪拌袋！互は例えば第２図に示したようにその剪断
破砕作用の効率を上げるために回転する円盤６の円周上
に小さな歯状突起７を設けたものとすることが必要とさ
れる。この攪拌装！Ｂ）における円盤の回転速度は攪拌
の効率、液状混合物の剪断分散の強さからｌ　ｐ　ＯＯ
Ｏ〜３　＊　ＯＯＯｒｐｍ＋程度とすることが必要とさ
れるが、この回転数は容器内の情況に応９て変化させる
ことがよいので、これには回転数可変機構を設けること
がよい。なお、この第２図では攪拌装置−塁−における
小さな歯状突起７を有する回転円盤６の設置は２枚とさ
れているが、この回転円盤６はこの容器１に仕込まれる
液状物の容量。

粘度に応じてこの液と効率よく接触させるためにこれを
より多く設けるようにしてもよい。

また、ここに使用される攪拌装置Ｃ）は液状混合物をポ
ンプ式に吸収し高速回転翼によって剪断し微分散させる
ために用いるものであるが、この攪拌装置１８は第３図
に示したようにステータ９の内に高速で回転するタービ
ン翼１０を有するもので、このものはそれ自身がポンプ
としての作動能力を有しているので吸込口１１から吹込
まれた液状物はステーターとタービン翼との狭い空隙を
通過する際に強い剪断力をうけてすりつぶされて分散さ
れる。この攪拌装置旦は１０，０００〜２０゜０００ｒ
ｐ＠での高速回転を行い得るものとされるが、液状混合
物が１万ｃｐｓ以上の高粘度のものであるときにはこの
ポンプ作用による吸引が難しいので、これは比較的低粘
度の液状混合物の０／Ｗへの転相に伴う増粘に特に有用
とされる。

本発明の方法は上記した攪拌装置Ａ、Ｂ、Ｃを適宜組み
合わせた複合攪拌装置を用いて前記オルガノポリシロキ
サン組成物と乳化剤および水とからなる液状混合物を乳
化するのであるが、実際の乳化に当っては高粘度の液状
混合物の乳化にはＡ十Ｂ、またはＡ＋Ｂ＋Ｃを組み合わ
せた複合攪拌装置を使用し、液状混合物が比較的低粘度
のものについてはＡ＋Ｃ１またはＡ＋Ｂ＋Ｃを組み合わ
せた複合攪拌装置を使用すればよく、これによればこの
Ａ、Ｂ、Ｃの組合せによって低粘度から高粘度までの液
状混合物を体積平均粒径が６μｍ以上、１８μｓ以下で
ある粒子が体積平均分布割合で４０％以上となるエマル
ジョンを容易に得ることができるので、消泡剤の消泡持
続性のすぐれたエマルジョン型シリコーン消泡剤を容易
に得ることができるという工業的な有利性が与えられる
。　つぎに本発明の実施例をあげるが例中における粘度
は２５℃での測定を示したものであり、アニオン性発泡
液によるテストはつぎの方法による結果を示したもので
ある。

〔アニオン性発泡液による消泡テスト〕内容積１，００
０−のメスシリンダーに０．２％のオレイン酸ソーダの
イオン交換水溶液１００ｇを秤取し、これに所定量の消
泡剤を添加してからガラスポールフィルターを通してＩ
ＱＺ分の割合で空気を連続的に導入したときの起泡量の
経時変化をしらべた。

実施例１、比較例１容器全体を攪拌できるイカリ型攪拌翼を有する攪拌装置
Ａ）と円周上に小さな歯状凸起を有する高速回転する円
盤を備えた円盤型攪拌装置Ｂ）およびステーターと高速
回転するタービン翼を有する攪拌装置１ｆｃ）を備えた
第１図に示したような内容積２．０００１２のステンレ
ス製乳化装置に、粘度が１，０ＯＯｃＳのジメチルシリ
コーンオイル・ＫＦ９６　（信越化学工業■製部品名）
１８．４ｋｇ、微粉末シリカ・エロジル−３００〔日本
アエロ（株）製部品名）　１．６ｋｇ、ソルビタン脂肪
酸エステル・レオドール５Ｓ−１０Ｃ花王石鹸（株）製
部品名）５ｋｇおよびポリオキシエチレンソルビタン脂
肪酸エステル・レオドールＴｏ−１２０（花王石鹸（株
）製部品名）５ｋｇを加え、８０℃に加熱して攪拌装置
Ａ）を３Ｑｒｐｍで回転してこれらを均一化した。

つぎにこの系に水１７０ｋｇを添加し、攪拌装置Ｂ）を
５００ｒｐ＋ｍ、攪拌装置Ｃ）を３＊６００ｒｐｍ。

で回転させて２０分間攪拌してエマルジョンを作ったと
ころ、このエマルジョンはその体積平均粒径が９．５０
ｕＭで６〜１８μ腸の粒子の体積分布割合が６７．４％
のシャープなものであり、このものは水道水で１０％に
希釈しても分離することのできない安定なエマルジョン
であった。

しかし、比較のために上記と同じ液状組成物を上記の攪
拌装！１ｔｃ）に相当する市販のホモミキサー〔特殊機
化ｆ４１ｅｉｌ）だけを用いて乳化したところ、得られ
たエマルジョンは体積平均粒径が２１．４μ腸で１粒径
６〜１８μ−の粒子の体積分布割合が２２．７％のブロ
ードな分布をもつものであり、このものは水道水で１０
％に希釈したところ、液面にオイル状物が浮き、約６時
間で完全に分離した。

実施例２、比較例２シリコーンオイルとして粘度が１，０ＯＯｃＳのジメチ
ルシリコーンオイル・ＫＦ９６　［信越化学工業■製部
品名３１８．４ｋｇ、微粉末シリカとしてニブシルＶＮ
３　（日本シリカ（株）製部品名］１゜６ｋｇを用いた
ほかは実施例１と同様の配合。

同一の攪拌装置を用いて、実施例１の方法でこの組成物
を乳化してエマルジョンを作ったところ、このエマルジ
ョンは体積平均粒径が１２．０μｓで粒径が６〜１８μ
腸の粒子の体積分布割合が７６゜８％のシャープなもの
であり、このものは水道水で１０％に希釈しても分離し
ない安定なものであった。

しかし、比較のために上記と同じ液状組成物を比較例１
で使用したホモミキサーだけを用いて乳化したところ、
この場合にはシリコーンオイルが高粘度のものであるた
めに攪拌できず、エマルジョンを得ることができなかっ
た。

実施例３、比較例３粘度が５，０００　ｃ　Ｓである分子鎖末端がトリメチ
ルシリル基で封鎖されたフェニルメチルシロキサン・Ｋ
Ｆ−５４［信越化学工業■製部品名］１８．４ｋｇ、微
粉末シリカ・ニブシルＶＮ−３（前出）　１．６ｋｇ、
プロピレングリコール・ユニオールＤ−１，０００（日
本油脂■製部品名〕６−１実施例１で使用したレオドー
ル５Ｓ−１０（前出）５ｋｇおよびレオドー／Ｌ／Ｔｏ
−１２０（前出）５ｋｇと水１６４ｋｇを添加し、これ
を実施例１と同じ装置を用いてこれを同じ方法で乳化し
たところ、体積平均粒径が１０．４．で粒径が６〜１８
ｐの粒子の体積分布割合が７０．３％のシャープなエマ
ルジョンが得られ、このものは水道水で１０％に希釈し
ても分離しない安定なものであった。

しかし、比較のために上記と同じ液状混合物を比較例１
で使用したホモミキサーだけを用いて乳化したところ、
得られたエマルジョンはその体積平均粒径が３２．４．
で粒径が６〜１８μ譚の粒子の体積分布割合は１２．７
％のブロードな分布をもつものであり、このものを水道
水で１０％に希釈したものは液面にオイル状物が浮き、
約６時間後には完全に分離した。

実施例４（消泡テスト）上記した実施例１〜３、比較例１．３で得たエマルジョ
ンについてそのアニオン発泡液による消泡テストを行っ
たところ、第１表に示したとおりの結果が得られた。

第　　　　　　１　　　　　　表

【図面の簡単な説明】

図は本発明の方法に使用される攪拌装置を示したもので
、第１図は攪拌装置Ａ）、Ｂ）、Ｃ）を組み合わせた複
合攪拌装置の縦断面図、第２図ａ）は円盤型攪拌装置Ｂ
）の縦断面図、ｂ）はその円盤の拡大斜視図、第３図は
攪拌装置Ｃ）の縦断面図を示したものである。 ■・・・容器、　　　　　　　　２−・・攪拌装置Ａ）
。３・・・イカリ型攪拌翼、　　　４・・器壁、５−・・
攪拌装置Ｂ）、　　　　６・・・円盤。７・・・歯状凸起、　　　　　　８−・・攪拌装置Ｃ）
、９・・・ステーター、　　　　１０・・・タービン翼
。１１・・・吸い込み口。

Claims

【特許請求の範囲】

１、液状オルガノポリシロキサン１００重量部と微粉末
シリカ１〜４０重量部とからなる組成物１００重量部に
対して乳化剤１０〜３００重量部と水５０〜８，０００
重量部を添加し、これらをＡ）全体を攪拌する攪拌翼を
有する攪拌装置、Ｂ）高速で回転する円周上に小さな歯
状凸起を有する円盤型攪拌装置、Ｃ）ステーターと高速
回転するタービン翼を有する攪拌装置のＡ）とＢ）およ
び／またはＣ）の２種または３種を同時に有する攪拌装
置を用いて攪拌、乳化し、体積平均粒子径が６μｍ以上
、１８μｍ以下の粒子を体積平均分布割合で４０％以上
有するエマルジョンを得ることを特徴とするエマルジョ
ン型シリコーン消泡剤の製造方法。