JPWO2010087196A1 - 消泡剤 - Google Patents

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Abstract

本発明の目的は、消泡性(破泡、抑泡効果、消泡持続性)に優れる消泡剤を提供することである。本発明は、脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)を含有してなり、脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)の重量に基づいて、脂肪酸アミド(A)の含有量が1〜10重量%、25℃で液体の基油(B)の含有量が71〜97.9重量%、油増稠剤(C)の含有量が0.1〜10重量%、界面活性剤(D)の含有量が1〜9重量%であり、ずり速度1000/sにおける粘度(25℃)が0.1〜1.0Pa・sであることを特徴とする消泡剤である。

Description

本発明は消泡剤に関する。さらに詳しくは、各種の発泡性水溶液を扱う工業、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、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、塗料工業又は繊維加工工業等の各種工程で発生する気泡に対して適する消泡剤に関する。
脂肪酸のアルカリ土類金属塩、不飽和ジカルボン酸のジアルキルエステル、鉱油、非イオン乳化剤、陰イオン乳化剤及びアルキレンジアミドを含有する泡止め剤(特許文献1)や、液体炭化水素油からなる基油、脂肪酸のアミド誘導体及び金属石鹸を含む消泡剤組成物(特許文献2)が知られている。
特開昭63−91106号公報(対応USP4,880,564) 特開2002−143606号公報
上記の泡止め剤では、十分な消泡性(破泡、抑泡効果)が得られず、特に発泡液中で容易に失活し、長期の消泡性(消泡持続性)に劣るという問題がある。
一方、上記の消泡剤組成物は、十分な消泡性(破泡、抑泡効果)が得られないばかりか、取り扱い性(固化、分離等)に劣るという問題がある。
本発明の目的は消泡性(破泡、抑泡効果、消泡持続性)に優れ、取り扱いに優れる消泡剤を提供することである。
本発明者は前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、消泡剤の高ずり速度における粘性を最適に制御することにより、消泡剤の失活を防げることを見出し、本発明に達した。すなわち、本発明の消泡剤の特徴は、脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)を含有してなり、
脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)の重量に基づいて、脂肪酸アミド(A)の含有量が1〜10重量%、25℃で液体の基油(B)の含有量が71〜97.9重量%、油増稠剤(C)の含有量が0.1〜10重量%、界面活性剤(D)の含有量が1〜9重量%であり、
ずり速度1000/sにおける粘度(25℃)が0.1〜1.0Pa・sである点を要旨とする。
本発明の消泡剤の製造方法の特徴は、上記の消泡剤を製造する方法であって、
脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)の一部、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)を加熱攪拌しながら、脂肪酸アミド(A)を溶解させて溶解液を得る工程(1)、
25℃で液体の基油(B)の残部を攪拌しながらこれに溶解液を投入して混合物を得る工程(2)、並びに
混合物を微細化処理(均質化処理)して消泡剤を得る工程(3)を含む方法(1);
脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)、界面活性剤(D)及び水(E)を加熱攪拌しながら、脂肪酸アミド(A)を溶解させて溶解液を得る工程(4)、並びに
溶解液を冷却攪拌して40℃以下で微細化処理(均質化処理)して消泡剤を得る工程(5)を含む方法(2);
脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)を加熱攪拌しながら、脂肪酸アミド(A)を溶解させて溶解液を得る工程(6)、
水(E)を攪拌しながらこれに溶解液を投入して混合物を得る工程(7)、並びに
混合物を微細化処理(均質化処理)して消泡剤を得る工程(8)を含む方法(3);
脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)を加熱攪拌しながら脂肪酸アミド(A)を溶解させて溶解液を得る工程(9)、並びに
溶解液を冷却攪拌して40℃以下で微細化処理(均質化処理)して消泡剤を得る工程(10)を含む方法(4);又は
脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)、界面活性剤(D)及び水(E)の一部を加熱攪拌しながら、脂肪酸アミド(A)を溶解させて溶解液を得る工程(11)、
水(E)の残部を攪拌しながらこれに溶解液を投入して混合物を得る工程(12)、並びに
混合物を微細化処理(均質化処理)して消泡剤を得る工程(13)を含む方法(5)
を含む点を要旨とする。
本発明の水性塗料の特徴は、樹脂エマルション、顔料、水性媒体及び上記の消泡剤を含有する点を要旨とする。
本発明の消泡剤は、著しく優れた消泡性(破泡、抑泡効果、消泡持続性)を発揮する。また、本発明の消泡剤は、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、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、塗料工業及び繊維加工工業等の各種工程に用いてもハジキやクレータリング等の発生が抑制でき、対象となる発泡液に添加して長期間経過した後でも消泡性の低下は殆ど見られない。
本発明の消泡剤の製造方法によると、著しく優れた消泡性(破泡、抑泡効果、消泡持続性)を有する消泡剤を製造することができる。
本発明の水系塗料は、上記の消泡剤を含有するため、長期間、優れた消泡性を発揮し続ける。
本発明において、「登録商標」とは、日本国において登録されたことを意味する。
本発明において、「(メタ)アクリル・・・」とは、「アクリル・・・」又は「メタクリル・・・」を意味する。
脂肪酸アミド(A)としては、炭素数1〜6のアルキレンジアミン若しくはアルケニレンジアミンと炭素数10〜22の脂肪酸との反応物(脂肪酸ジアミド)(A1)及び/又は炭素数1〜22のアルキルアミン、アルケニルアミン若しくはアンモニアと炭素数10〜22の脂肪酸との反応物(脂肪酸モノアミド)(A2)が含まれる。
脂肪酸ジアミド(A1)としては、エチレンビスステアリルアミド、エチレンビスパルミチルアミド、エチレンビスミリスチルアミド、エチレンビスラウリルアミド、エチレンビスオレイルアミド、プロピレンビスステアリルアミド、プロピレンビスパルミチルアミド、プロピレンビスミリスチルアミド、プロピレンビスラウリルアミド、プロピレンビスオレイルアミド、ブチレンビスステアリルアミド、ブチレンビスパルミチルアミド、ブチレンビスミリスチルアミド、ブチレンビスラウリルアミド、ブチレンビスオレイルアミド、メチレンビスラウリルアミド、メチレンビスステアリルアミド及びヘキサメチレンビスステアリルアミド等が挙げられる。
脂肪酸モノアミド(A2)としては、N−ステアリルステアリルアミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド及びステアリルアミド等が挙げられる。
これらのうち、消泡性等の観点から、脂肪酸ジアミド(A1)が好ましく、さらに好ましくはエチレンビスステアリルアミド、エチレンビスパルミチルアミド、エチレンビスラウリルアミド、メチレンビスステアリルアミド及びヘキサメチレンビスステアリルアミド、特に好ましくはエチレンビスステアリルアミド、エチレンビスパルミチルアミド及びエチレンビスミリスチルアミドである。これらのアミドは、2種以上の混合物であってもよく、混合物の場合、上記の好ましいものが主成分として含まれていることが好ましい。
なお、主成分とは、脂肪酸アミド(A)の重量に基づいて、少なくとも40重量%を含まれる成分を意味し、好ましくは50重量%以上、さらに好ましくは60重量%以上、特に好ましくは70重量%以上、最も好ましくは80重量%以上含まれることである。
脂肪酸アミド(A)中の副成分(主成分以外に含まれる成分)としては、上記の好ましい範囲以外のアミドの他に、未反応アミン、モノアミド及び未反応カルボン酸等が含まれる。副成分の含有量(重量%)は、脂肪酸アミド(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、次に好ましくは30未満、最も好ましくは20未満である。
25℃で液体の基油(B)としては、25℃で液体であり、かつ、脂肪酸アミド(A)を加熱溶解できるものであれば制限なく、鉱油、イソパラフィン油、油脂、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシブチレングリコール及び高級アルコールが含まれる。
鉱油としては、40℃における動粘度が5〜40mm/sの鉱油が含まれ、商品名として、コスモピュアスピンG、コスモピュアスピンE、コスモSP−10、コスモSP−32及びコスモSC22(以上、コスモ石油株式会社、「コスモ」及び「ピュアスピン」は同社の登録商標である。)、並びにスタノール40(エクソンモービルコーポレーション)等が挙げられる。
イソパラフィン油としては、25℃における動粘度が1〜20mm/sのイソパラフィン油が含まれ、商品名として、NAS−5H(日油株式会社)等が挙げられる。
油脂としては、炭素数6〜22の脂肪酸又はこの混合物とグリセリンとのエステルが含まれ、植物油(商品名として、たとえば、ファインオイルN、ファインオイルLR−1、ファインオイルISB−12;ミヨシ油脂株式会社)、中鎖脂肪酸グリセライド(商品名として、たとえば、パナセート875;日油株式会社、「パナセート」は同社の登録商標である。)等が挙げられる。
ポリオキシプロピレングリコールとしては、数平均分子量が200〜6000のポリオキシプロピレングリコールが含まれる。
ポリオキシブチレングリコールとしては、数平均分子量が200〜8000のポリオキシブチレングリコールが含まれる。
高級アルコールとしては、炭素数6〜22の高級アルコールが含まれ、商品名として、オキソコールC13(協和発酵株式会社、「オキソコール」は協和発酵ケミカル株式会社の登録商標である。)及びリカコール110BJ(新日本理化株式会社、「リカコール」は同社の登録商標である。)等が挙げられる。
これらの基油(B)のうち、鉱油及び油脂(植物油)が好ましく、さらに好ましくは鉱油、特に好ましくは25℃における動粘度が5〜40mm/sの鉱油である。
油増稠剤(C)としては、基油(B)を増粘できるものであれば制限なく使用でき、金属石鹸、ヒドロキシカルボン酸、アミノ酸ゲル化剤、ポリグリセリン脂肪酸エステル、(変性)ポリアルキレンワックス及び(メタ)アクリル酸アルキルコポリマーが含まれる。
金属石鹸としては、炭素数12〜22の脂肪酸と金属(アルカリ土類金属、アルミニウム、マンガン、コバルト、鉛、クロム、銅、鉄及びニッケル等)との塩を含み、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸亜鉛及びベヘニン酸マグネシウム等が挙げられる。
ヒドロキシカルボン酸としては、炭素数16〜22のヒドロキシカルボン酸が含まれ、ヒドロキシステアリン酸(商品名として、たとえば、12−ヒドロ酸;小倉合成工業株式会社)等が挙げられる。
アミノ酸ゲル化剤としては、N−アシル酸性アミノ酸のモノ−又はジ−エステル及びN−アシル酸性アミノ酸のモノ−又はジ−(アルキル)アミドが含まれ、N−ラウロイルグルタミン酸ジブチルアミド(商品名として、たとえば、GP−1;味の素株式会社)及びN−2−エチルヘキサノイルグルタミン酸ジベヘニル等が挙げられる。
ポリグリセリン脂肪酸エステルとしては、重合度2〜10のポリグリセリンと炭素数12〜22の脂肪酸とのエステルが含まれ、商品名として、たとえば、リョートーポリグリエステルB−70D、B−100D;三菱化学フーズ株式会社、「リョートー」は三菱化学の登録商標である。)
(変性)ポリアルキレンワックスとしては、空気酸化やマレイン酸変性、スチレン変性等により変性したポリエチレンやポリプロピレンワックスが含まれ、酸化ポリエチレンワックス(商品名として、たとえば、エポレンE−10Jワックス;イーストマンケミカルジャパン株式会社)、低分子量ポリエチレンワックス(商品名として、たとえば、サンワックス131P、151P、161P、165P、171P;いずれも三洋化成工業株式会社、「サンワックス」は同社の登録商標である。)等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸アルキルコポリマーとしては、炭素数1〜24のアルキル基を含む(メタ)アクリル酸アルキルからなる数平均分子量10000〜500000のコポリマーが含まれ、商品名として、たとえば、サンエリス702、823、934、133;いずれも三洋化成工業株式会社、「サンエリス」は同社の登録商標である。)等が挙げられる。
これらのうち、金属石鹸が好ましく、さらに好ましくはステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ラウリン酸亜鉛及びベヘニン酸亜鉛である。
界面活性剤(D)としては、アニオン型界面活性剤、ノニオン型界面活性剤及びこれらの混合が含まれる。
ノニオン型界面活性剤としては、ソルビタン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルのエチレンオキシド付加物、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、植物油のエチレンオキシド付加物、ポリオキシエチレンの脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、グリセリン脂肪酸エステル及びグリセリン脂肪酸エステルのエチレンオキシド付加物等が含まれる。
ノニオン型界面活性剤のHLBは、2〜20が好ましく、さらに好ましくは2.5〜19、特に好ましくは3〜18、最も好ましくは3.5〜17である。HLBは、「新・界面活性剤入門」(藤本武彦著、三洋化成工業株式会社発行)の128〜131頁[同著英語版:New Introduction to Surface Active Agents(T.Fujimoto、SANYO CHEMICAL INDUSTRIES,LTD.、P128〜131)]に記載されている手法で求められる。
ソルビタン脂肪酸エステルとしては、ソルビタンと炭素数12〜22の脂肪酸とのエステルが含まれ、ソルビタンモノラウレート(HLB8.6、たとえば、ノニオンLP−20R;日油株式会社)、ソルビタンモノパルミテート(HLB6.7、たとえば、ノニオンPP−40Rペレット;日油株式会社)、ソルビタンモノステアレート(HLB4.7、たとえば、ノニオンSP−60Rペレット;日油株式会社)、ソルビタンモノオレエート(HLB4.3、たとえば、ノニオンOP−80R;日油株式会社)、ソルビタントリオレエート(HLB1.8、たとえば、ノニオンOP−85R;日油株式会社)、ソルビタンモノオレエート(HLB4.3、たとえば、イオネットS−80;三洋化成工業株式会社、「イオネット」は同社の登録商標である。)等が挙げられる。
ソルビタン脂肪酸エステルのエチレンオキシド付加物としては、ソルビタン脂肪酸エステルのエチレンオキシド1〜40モル付加物が含まれ、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート(HLB16.7、たとえば、ノニオンLT−221;日油株式会社)、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート(HLB15.7、たとえば、ノニオンST−221;日油株式会社)、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート(HLB15.7、たとえば、ノニオンOT−221;日油株式会社)等が挙げられる。
ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーとしては、エチレンオキシド5〜200モルとプロピレンオキシド5〜200モルとの共重合体が含まれ、ポリオキシエチレン(25モル)ポリオキシプロピレン(30モル)ブロックポリマー(たとえば、ニューポールPE−64;三洋化成工業株式会社、「ニューポール」は同社の登録商標である。)及びポリオキシエチレン(48モル)ポリオキシプロピレン(35モル)ブロックポリマー(たとえば、ニューポールPE−75;三洋化成工業株式会社)等が挙げられる。
ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテルとしては、炭素数6〜18のアルキル基を有するアルキルアリールのポリオキシエチレンエーテルが含まれ、ポリオキシエチレン(4モル)ノニルフェノールエーテル(たとえば、ノニポール40;三洋化成工業株式会社、「ノニポール」は同社の登録商標である。)、ポリオキシエチレン(10モル)ノニルフェノールエーテル(たとえば、ノニポール100;三洋化成工業株式会社)等が挙げられる。
植物油のエチレンオキシド付加物としては、植物油のエチレンオキシド1〜200モル付加物が含まれ、ひまし油のエチレンオキシド付加物(たとえば、ユニオックスHC−40;日油株式会社、「ユニオックス」は同社の登録商標である。)等が挙げられる。
ポリオキシエチレンの脂肪酸エステルとしては、数平均分子量200〜4000のポリオキシエチレンと炭素数6〜22の脂肪酸とのモノエステル及びジエステルが含まれ、数平均分子量600のポリオキシエチレングリコールとオレイン酸とのジエステル(たとえば、イオネットDO−600;三洋化成工業株式会社)及び数平均分子量600のポリオキシエチレングリコールとオレイン酸とのモノエステル(たとえば、イオネットMO−600;三洋化成工業株式会社)等が挙げられる。
ポリオキシエチレンアルキルエーテルとしては、炭素数6〜22のアルカノールのオキシエチレン1〜100モル付加物が含まれ、ナロアクティーCL−40(HLB8.9、三洋化成工業株式会社、「ナローアクティー」は同社の登録商標である。)、ナロアクティーCL−100(HLB13.3、三洋化成工業株式会社)等が挙げられる。
グリセリン脂肪酸エステルとしては、炭素数6〜22の脂肪酸とグリセリンとのモノエステルが含まれ、グリセロールモノステアレート(たとえば、モノグリMD、HLB5.5、日油株式会社)等が挙げられる。
グリセリン脂肪酸エステルのエチレンオキシド付加物としては、グリセリン脂肪酸エステルのエチレンオキシド1〜100モル付加物が含まれ、グリセリンヤシ油脂肪酸エステルのエチレンオキシド付加物(たとえば、ユニグリMK−207、HLB13.0、日油株式会社、「ユニグリ」は同社の登録商標である。)等が挙げられる。
これらのうち、ソルビタン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルのエチレンオキシド付加物、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、グリセリン脂肪酸エステル及びグリセリン脂肪酸エステルのエチレンオキシド付加物が好ましい。
アニオン性界面活性剤としては、アルキルアリールスルホン酸塩、アルキルビフェニルエーテルジスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルスルホン酸エステル塩及びポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル塩が含まれる。
アルキルアリールスルホン酸塩としては、炭素数6〜18のアルキルアリールスルホン酸塩が含まれ、ドデシルベンゼンスルホン酸塩等が挙げられる。
塩としては特に制限されないが、アルカリ金属(ナトリウム、カリウム等)塩、アルカリ土類金属(カルシウム、マグネシウム等)塩、アンモニウム塩及び炭素数1〜18のアミン塩(トリエタノールアミン、トリメチルアミン、プロピルアミン等)等が含まれる(以下同じ)。
アルキルジフェニルエーテルスルホン酸塩としては、アルキル基が炭素数6〜18であるアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩が含まれ、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸塩等が挙げられる。
ポリオキシエチレンアルキルスルホン酸エステル塩としては、炭素数6〜22のポリオキシエチレンアルキルスルホン酸エステル塩が含まれ、ポリオキシエチレンラウリルスルホン酸エステル塩等が挙げられる。
ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル塩としては、炭素数6〜22のポリオキシエチレンアルキルリン酸エステルが含まれ、ポリオキシエチレンステアリルリン酸エステル塩等が挙げられる。
これらのうち、アルキルアリールスルホン酸塩及びアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩が好ましく、さらに好ましくはドデシルベンゼンスルホン酸塩及びドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、特に好ましくはドデシルベンゼンスルホン酸カルシウム塩及びドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸カルシウム塩である。
本発明の消泡剤のずり速度1000/sにおける粘度(25℃、Pa・s)は、0.1〜1.0であり、好ましくは0.1〜0.9、さらに好ましくは0.1〜0.85、特に好ましくは0.15〜0.82である。この範囲であると、消泡性がさらに良好となる。これは、発泡液中において優れた粒子保形成性(粒子形状を保持し、微粒子化や可溶化しにくい性質)を発揮し、微粒化及び可溶化によって消泡性を喪失し難くなるからであると考えられる。
ずり速度1000/sにおける粘度(25℃、Pa・s)は、コーンプレート型粘度計(たとえば、ANTONPAAR社製粘弾性測定装置MCR−310、コーンプレート(CP25−2;プレート径25mm、コーン角度2°))を用い、ずり速度を0.1/sから1000/sまで300秒かけて上昇させた際の粘度を測定して、ずり速度1000/sでの粘度を読み取る。
本発明の消泡剤のずり速度1000/sにおける粘度(25℃、Pa・s)は、脂肪酸アミド(A)の含有量、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)の含有量によって調整できる。
脂肪酸アミド(A)及び油増稠剤(C)の含有量が多くなる程、ずり速度1000/sにおける粘度は高くなる傾向があり、一方、25℃で液体の基油(B)及び界面活性剤(D)の含有量が多くなる程、ずり速度1000/sにおける粘度は低くなる傾向がある。
本発明の消泡剤のずり速度1000/sにおける粘度を上記の範囲にするには、脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)の含有量を次の範囲内にすることが好ましい。
脂肪酸アミド(A)の含有量(重量%)は、脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)の重量に基づいて、1〜10であり、好ましくは1.5〜9.5、さらに好ましくは2〜9、特に好ましくは2.5〜8.5、最も好ましくは3〜8である。
25℃で液体の基油(B)の含有量(重量%)は、脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)の重量に基づいて、71〜97.9であり、好ましくは73〜97、さらに好ましくは75〜95.5、特に好ましくは77〜94、最も好ましくは80〜92.7である。
油増稠剤(C)の含有量(重量%)は、脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)の重量に基づいて、0.1〜10であり、0.2〜9.5が好ましく、さらに好ましくは0.3〜9、特に好ましくは0.3〜8.5、最も好ましくは0.4〜8である。
界面活性剤(D)の含有量(重量%)は、脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)の重量に基づいて、1〜9であり、1.2〜8.5が好ましく、さらに好ましくは1.4〜8、特に好ましくは1.6〜7.5、最も好ましくは1.8〜7である。
本発明の消泡剤のずり速度10/sにおける粘度(25℃、Pa・s)は、0.1〜10が好ましく、さらに好ましくは0.15〜8、特に好ましくは0.2〜6、最も好ましくは0.25〜4である。この範囲であると、消泡性がさらに良好となる。
ずり速度10/sにおける粘度(25℃、Pa・s)は、ずり速度1000/sにおける粘度と同様に、コーンプレート型粘度計を用い、ずり速度を0.1/sから1000/sまで300秒かけて上昇させた際の粘度を測定して、ずり速度10/sでの粘度を読み取る。
本発明の消泡剤には、脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)以外に、水(E)、疎水性シリカ(F)及び/又はポリエーテル(G)等を含有できる。
水(E)としては、水道水、工業用水、脱イオン水及び蒸留水等が挙げられる。
水(E)を含有する場合、水(E)の含有量(重量%)は、脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)の重量に基づいて、1〜900が好ましく、さらに好ましくは2〜300、次に好ましくは3〜90、次に好ましくは5〜85、特に好ましくは10〜80、次に好ましくは20〜80、最も好ましくは25〜75である。
水(E)を含有する場合、上記のずり速度1000/sにおける粘度(25℃)は、脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)から構成される油相の粘度である。消泡性を発揮する油相に含まれる成分のずり速度1000/sにおける粘度が上記の範囲内であると、発泡液中において優れた粒子保形成性(粒子形状を保持し、微粒子化や可溶化しにくい性質)を発揮し、微粒化及び可溶化によって消泡性を喪失し難くなるからであると考えられる。
水(E)を含有する場合、上記のずり速度1000/sにおける粘度(25℃)は、水を減圧留去{40℃以下(0〜40℃程度が好ましい)、7kPa以下(0.1〜1kPa程度が好ましい)}してから、上記のようにして測定するか、水を用いないこと以外水を含有する場合と同様にして消泡剤の油相を調製し、この油相について、上記のようにして測定する。
水(E)を含有する場合、本発明の消泡剤は、脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)を油相とするエマルション型消泡剤を構成してもよい。この場合、W/O型でもよいし、O/W型でもよい。
疎水性シリカ(F)としては、シリカ粉末を疎水化剤で疎水化処理した疎水性シリカが含まれる。
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。
疎水性シリカ(F)を含有する場合、疎水性シリカ(F)の含有量(重量%)は、脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)の重量に基づいて、0.1〜6が好ましく、さらに好ましくは0.2〜5.5、特に好ましくは0.3〜5、最も好ましくは0.4〜4.5である。
ポリエーテル(G)としては、炭素数1〜22のモノアルコール、炭素数1〜22のモノカルボン酸又は炭素数1〜22のモノアミンの1モルと炭素数2〜4のアルキレンオキシドの1〜100モルとの反応物や、炭素数2〜6のポリオールの1モルと炭素数2〜4のアルキレンオキシドの1〜300モルとの反応物{ポリエーテル型消泡剤;たとえば、SNデフォーマー180;サンノプコ(株)}等が挙げられる。ポリエーテル(G)のHLBとしては0〜3.4が好ましく、さらに好ましくは0〜2.9、特に好ましくは0〜2.4、最も好ましくは0〜1.9である。
ポリエーテル(G)を含有する場合、ポリエーテル(G)の含有量(重量%)は、脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)の重量に基づいて、0.1〜55が好ましく、さらに好ましくは1〜50、つぎに好ましくは2〜45、特に好ましくは3〜40、最も好ましくは5〜35である。
本発明の消泡剤は、公知の増粘剤、分散剤、防腐剤(防菌・防黴剤辞典、日本防菌防黴学会昭和61年第1版発行、1−32頁等)、凍結防止剤及び/又は溶剤(溶剤ハンドブック、講談社 昭和51年発行、143−881頁等)を含んでもよい。
増粘剤としてはザンタンガム、ローカストビーンガム、グァーガム、カラギーナン、アルギン酸及びこの塩、トラガントガム、マグネシウムアルミニウムシリケート、ベントナイト、合成含水珪酸、並びにカルボキシル基を含む合成高分子型増粘剤(商品名として、たとえば、SNシックナー636、SNシックナー641;サンノプコ株式会社等)、ポリオキシエチレン鎖を含む会合型増粘剤(商品名として、たとえば、SNシックナー625N、SNシックナー665T等)等が挙げられる。
分散剤としては、ポリアクリル酸(塩)、部分鹸化ポリビニルアルコール及び硫酸化ポリビニルアルコール等が挙げられる。
凍結防止剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリン等が挙げられる。
防腐剤としては、ホルマリン及び5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン等が挙げられる。
溶剤としては、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノプロピルエーテル及び1−ブタノール等が挙げられる。
本発明の消泡剤は、次の製造方法(1)〜(5)等によって製造できる。
<製造方法(1)>
脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)の一部、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)を加熱攪拌しながら、脂肪酸アミド(A)を溶解させて溶解液を得る工程(1)、
25℃で液体の基油(B)の残部を攪拌しながらこれに溶解液を投入して混合物を得る工程(2)、並びに
混合物を微細化処理(均質化処理)して消泡剤を得る工程(3)を含む方法(1)。
加熱攪拌温度(℃)としては、脂肪酸アミド(A)が溶解できれば制限がないが、80〜180が好ましく、さらに好ましくは90〜160、特に好ましくは100〜150、最も好ましくは110〜140である。
工程(2)において、溶解液を投入している間も加熱攪拌することが好ましい。
25℃で液体の基油(B)の残部の温度は低い程好ましいが、消泡性及び製造コストの観点等から、10〜67℃に保つことが好ましく、さらに好ましくは11〜55℃、特に好ましくは12〜46℃、最も好ましくは14〜41℃に保つことである。
微細化処理(均質化処理)は、脂肪酸アミド(A)を微分散できれば制限はないが、乳化分散機(ビーズミル、ディスパーミル、ホモジナイザー又はゴーリンホモジナイザー等)を用いて微細化処理(均質化処理)することが好ましい。
油増稠剤(C)及び/又は界面活性剤(D)は、工程(1)で脂肪酸アミド(A)と共に油増稠剤(C)及び/又は界面活性剤(D)を溶解させて溶解液を得てもよいし、工程(1)で脂肪酸アミド(A)と共に油増稠剤(C)及び/又は界面活性剤(D)の一部を溶解させて溶解液を得て、残りの油増稠剤(C)及び/又は界面活性剤(D)を工程(2)において、基油(B)の残部と混合してもよく、残りの油増稠剤(C)及び/又は界面活性剤(D)を工程(3)の微細化処理(均質化処理)の前後に添加してもよい。
疎水性シリカ(F)及び/又はポリエーテル(G)を使用する場合、これらは、いずれの工程で投入してもよい。
増粘剤、分散剤、防腐剤、凍結防止剤及び/又は溶剤を使用する場合、これらは、いずれの工程で投入してもよい。
<製造方法(2)>
脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)、界面活性剤(D)及び水(E)を加熱攪拌しながら、脂肪酸アミド(A)を溶解させて溶解液を得る工程(4)、並びに
溶解液を冷却攪拌して40℃以下で微細化処理(均質化処理)して消泡剤を得る工程(5)を含む方法(2)。
工程(1)において耐圧容器を用いて密閉下で溶解させることが好ましい。その他の条件等は製造方法(1)と同様である。
冷却攪拌温度は、40℃以下であればよいが、5〜40℃が好ましく、さらに好ましくは10〜38℃、特に好ましくは20〜35℃である。
冷却速度は、できるだけ早いことが好ましく、45〜90℃(特に約70℃)における熱履歴を少なくすることが好ましい。この温度範囲の熱履歴を加えると、脂肪酸アミド(A)の結晶型がβ型に変化し、消泡性が低下することがある。この熱履歴については他の製造方法においても共通する。
<製造方法(3)>
脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)を加熱攪拌しながら、脂肪酸アミド(A)を溶解させて溶解液を得る工程(6)、
水(E)を攪拌しながらこれに溶解液を投入して混合物を得る工程(7)、並びに
混合物を微細化処理(均質化処理)して消泡剤を得る工程(8)を含む方法(3)。
水(E)の温度は低い程好ましいが、消泡性及び製造コストの観点等から、10〜60℃に保つことが好ましく、さらに好ましくは14〜50℃、特に好ましくは20〜45℃、最も好ましくは25〜40℃に保つことである。
水(E)は、工程(6)で脂肪酸アミド(A)等と共に水(E)の一部を用いて溶解液を得て、残りの水(E)を工程(7)で用いてもよく、残りの水(E)を工程(8)の微細化処理(均質化処理)の前後に添加してもよい。
なお、工程(7)で水(E)の一部を用いる場合、耐圧容器を用いて密閉下で溶解させることが好ましい。
その他の条件等は製造方法(1)と同様である。
<製造方法(4)>
脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)を加熱攪拌しながら脂肪酸アミド(A)を溶解させて溶解液を得る工程(9)、並びに
溶解液を冷却攪拌して40℃以下で微細化処理(均質化処理)して消泡剤を得る工程(10)を含む方法(4)。
その他の条件等は製造方法(1)〜(3)と同様である。
<製造方法(5)>
脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)、界面活性剤(D)及び水(E)の一部を加熱攪拌しながら、脂肪酸アミド(A)を溶解させて溶解液を得る工程(11)、
水(E)の残部を攪拌しながらこれに溶解液を投入して混合物を得る工程(12)、並びに
混合物を微細化処理(均質化処理)して消泡剤を得る工程(13)を含む方法(5)。
その他の条件等は製造方法(1)〜(3)と同様である。
本発明の消泡剤は、水性発泡液に対して効果的であり、例えば、塗料(水性塗料等)用消泡剤及び各種製造工程(抄紙工程、発酵工程、排水処理工程、モノマーストリッピング工程及びポリマー重合工程等)用消泡剤等として使用することができる。
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)用消泡剤のうち、エマルション塗料用消泡剤として最適である。
なお、エマルション塗料に含まれるバインダーとしては、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ハロゲン化オレフィン樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂又はフッ素原子含有シリコーン樹脂等が挙げられ、いずれに対しても効果的である。
本発明の消泡剤の添加方法は、塗料に適用する場合、(1)顔料分散時及び/又は(2)塗料作成後に添加する方法等が挙げられる。また、各種製造工程に適用する場合、(1)原料の供給と共に、(2)加熱及び/若しくは減圧処理前に、並びに/又は(3)最終仕上げ工程等に添加する方法のいずれでもよい。
各種製造工程に適用する場合、本発明の消泡剤の添加量(重量%)は、発泡液(好ましくは水性発泡液)の重量に基づいて、0.0001〜3が好ましく、さらに好ましくは0.001〜2.7、特に好ましくは0.005〜2.3、最も好ましくは0.01〜2である。また、塗料に適用する場合、本発明の消泡剤の添加量(重量%)は、塗料の重量に基づいて、0.05〜3が好ましく、さらに好ましくは0.1〜2.7、特に好ましくは0.2〜2.3、最も好ましくは0.3〜2.0である。
なお、最適なエマルション塗料に適用する場合、本発明の消泡剤の添加量(重量%)は、塗料の重量に基づいて、0.05〜3が好ましく、さらに好ましくは0.1〜2.7、特に好ましくは0.2〜2.3、最も好ましくは0.3〜2である。
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、特記しない限り、部は重量部を、%は重量%を意味する。
<実施例1>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内で、脂肪酸アミド(a1){エチレンビスステアリルアミド、アルフロー H−50S、日油(株)、「アルフロー」は同社の登録商標である。}30部、基油(b1){鉱物油、コスモピュアスピン G、コスモ石油ルブリカンツ(株)}300部、油増稠剤(c1){ステアリン酸アルミニウム{SA−1500、堺化学工業(株)}40部、界面活性剤(dn1){ポリオキシエチレンジオレート、イオネット DO−600、三洋化成工業(株)}5部、界面活性剤(dn2){ポリオキシエチレンアルキレンエーテル、ナロアクティー CL−40、三洋化成工業(株)}25部、界面活性剤(dn3){ソルビタンモノオレート、イオネット S−80、三洋化成工業(株)}5部及び界面活性剤(da1){ドデシルベンゼンスルホン酸カルシウム、テイカパワー BC−2070M、テイカ(株)、「テイカパワー」は同社の登録商標である。}15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アミド溶解液(1)を得た。
次いで、5℃に調節した基油(b1)580部を冷却攪拌しながら、これにアミド溶解液(1)を投入し(液温は46℃)15分間攪拌して混合物(1)を得た。
混合物(1)を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4000rpmにて15分間攪拌{微細化処理(均質化処理)}して、本発明の消泡剤(1)を得た。
本発明の消泡剤(1)のずり速度1000/sでの粘度(25℃){ANTONPAAR社製粘弾性測定装置MCR301にて、コーンプレート(CP25−2;プレート径25mm、コーン角度2°)を用い、ずり速度を0.1/sから1000/sまで300秒かけて上昇させた際の粘度を測定して、ずり速度1000/sでの粘度を読み取った。以下同様}は、0.46Pa・sであった。
本発明の消泡剤(1)のずり速度10/sでの粘度(25℃){ANTONPAAR社製粘弾性測定装置MCR301にて、コーンプレート(CP25−2;プレート径25mm、コーン角度2°)を用い、ずり速度を0.1/sから1000/sまで300秒かけて上昇させた際の粘度を測定して、ずり速度10/sでの粘度を読み取った。以下同様}は、0.83Pa・sであった。
<実施例2>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内で、脂肪酸アミド(a1)35部、基油(b2){鉱物油、コスモSP−10、コスモ石油ルブリカンツ(株)}835部、油増稠剤(c1)80部、界面活性剤(dn1)5部、界面活性剤(dn2)25部、界面活性剤(dn3)5部、界面活性剤(da1)15部及び疎水性シリカ(f1){ニップシール SS−100、東ソー・シリカ(株)}4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アミド溶解液(2)を得た。
次いで、アミド溶解液(2)を40℃以下まで冷却攪拌し、40℃以下でゴーリンホモジナイザーを用いて3500psi(24.1MPa)にて微細化処理(均質化処理)して、本発明の消泡剤(2)を得た。
本発明の消泡剤(2)のずり速度1000/sでの粘度(25℃)は、0.82Pa・sであった。
本発明の消泡剤(2)のずり速度10/sでの粘度(25℃)は、9.1Pa・sであった。
<実施例3>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内で、脂肪酸アミド(a1)35部、基油(b1)300部、油増稠剤(c1)20部、界面活性剤(dn1)2部、界面活性剤(dn2)9部、界面活性剤(dn3)2部、界面活性剤(da1)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アミド溶解液(3)を得た。
次いで、5℃に調節した基油(b1)627部に冷却攪拌しながら、これにアミド溶解液(3)を投入し(液温は41℃)15分間攪拌して混合物(3)を得た。
混合物(3)をゴーリンホモジナイザーを用いて3500psi(24.1MPa)にて微細化処理(均質化処理)して、本発明の消泡剤(3)を得た。
本発明の消泡剤(3)のずり速度1000/sでの粘度(25℃)は、0.22Pa・sであった。
本発明の消泡剤(3)のずり速度10/sでの粘度(25℃)は、0.41Pa・sであった。
<実施例4>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内で、脂肪酸アミド(a2){エルカ酸モノアミド、アルフロー P−10、日油(株)}80部、基油(b1)300部、油増稠剤(c1)15部、界面活性剤(dn1)6部、界面活性剤(dn2)30部、界面活性剤(dn4){グリセリンモノステアレート、モノグリSD、日油(株)}6部、界面活性剤(da1)18部及び疎水性シリカ(f1)47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アミド溶解液(4)を得た。
次いで、5℃に調節した基油(b1)545部に冷却攪拌しながら、これにアミド溶解液(4)を投入し(液温は46℃)15分間攪拌して混合物(4)を得た。
混合物(4)をゴーリンホモジナイザーを用いて3500psi(24.1MPa)にて微細化処理(均質化処理)して、本発明の消泡剤(4)を得た。
本発明の消泡剤(4)のずり速度1000/sでの粘度(25℃)は、0.22Pa・sであった。
<実施例5>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内で、脂肪酸アミド(a3){エチレンビスオレイルアミド、アルフロー AD−281F、日油(株)}35部、基油(b3){植物油、ファインオイル N、ミヨシ油脂株式会社}600部、油増稠剤(c2){12−ヒドロキシステアリン酸、12−ヒドロ酸、小倉合成化学(株)}4部、界面活性剤(dn1)4部、界面活性剤(dn2)20部、界面活性剤(dn3)4部及び界面活性剤(da1)12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アミド溶解液(5)を得た。
次いで、5℃に調節した基油(b3)321部に冷却攪拌しながらアミド溶解液(5)を投入し(液温は67℃)、ポリエーテル(g1){ポリオキシプロピレンブチルエーテル、ニューポール LB−1715、三洋化成工業(株)}53部を加えて15分間攪拌して混合物(5)を得た。
混合物(5)をエクセルオートホモジナイザーにて4000rpmにて15分間攪拌{微細化処理(均質化処理)}して、本発明の消泡剤(5)を得た。
本発明の消泡剤(5)のずり速度1000/sでの粘度(25℃)は、0.15Pa・sであった。
<実施例6>
脂肪酸アミド(a3)25部、基油(b2)955部、油増稠剤(c3){N−ラウロイルグルタミン酸ジブチルアミド、GP−1、味の素(株)}10部、界面活性剤(dn1)3部、界面活性剤(dn2)3部、界面活性剤(da1)4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アミド溶解液(6)を得た。
次いで、アミド溶解液(6)を40℃以下まで冷却攪拌し、40℃以下でゴーリンホモジナイザーを用いて3500psi(24.1MPa)にて微細化処理(均質化処理)して、本発明の消泡剤(6)を得た。
本発明の消泡剤(6)のずり速度1000/sでの粘度(25℃)は、0.18Pa・sであった。
<実施例7>
脂肪酸アミド(a1)10部、基油(b2)800部、油増稠剤(c1)100部、界面活性剤(dn1)9部、界面活性剤(dn2)45部、界面活性剤(dn3)9部及び界面活性剤(da1)27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アミド溶解液(7)を得た。
次いで、アミド溶解液(7)を40℃以下まで冷却攪拌し、ポリエーテル(g1)538部を加え、40℃以下でゴーリンホモジナイザーを用いて3500psi(24.1MPa)にて微細化処理(均質化処理)して、本発明の消泡剤(7)を得た。
本発明の消泡剤(7)のずり速度1000/sでの粘度(25℃)は、0.54Pa・sであった。
<実施例8>
加熱、攪拌、冷却の可能な耐圧密閉容器内で、脂肪酸アミド(a1)35部、基油(b2)870部、油増稠剤(c1)40部、界面活性剤(dn1)5部、界面活性剤(dn2)25部、界面活性剤(dn3)8部、界面活性剤(dn5){ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート、ノニオン OT−221、日油(株)製}2部、界面活性剤(da1)15部及び水(e1){水道水}250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アミド溶解液(8)を得た。
次いで、得られたアミド溶解液(8)を40℃以下まで冷却し、防腐剤(BS−200)0.5部を加えて15分間攪拌した後、さらにゴーリンホモジナイザーを用いて3500psi(24.1MPa)にて微細化処理(均質化処理)して本発明の消泡剤(8)を得た。
<消泡剤(8)の油相のずり速度1000/sにおける粘度>
水(e1)250部を用いなかったこと以外、上記と同様にしてアミド溶解液(8’)を得た後、上記と同様にして、本発明の消泡剤(8)の油相を得た。本発明の消泡剤(8)の油相のずり速度1000/sでの粘度(25℃)は、0.46Pa・sであった。
本発明の消泡剤(8)の油相ずり速度10/sでの粘度(25℃)は、0.78Pa・sであった。
<実施例9>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内で、脂肪酸アミド(a1)100部、基油(b1)825部、油増稠剤(c1)20部、界面活性剤(dn1)5部、界面活性剤(dn2)25部、界面活性剤(dn3)8部、、界面活性剤(da1)15部及び界面活性剤(da2){ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ペレックス SS−L、花王(株)、「ペレックス」は同社の登録商標である。}2.0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アミド溶解液(9)を得た。
次いで、5℃に調節した水(e1)3000部に冷却攪拌しながらアミド溶解液(9)を投入し(液温は14℃)、防腐剤{BS−200}3部を加えて15分間攪拌して混合物(9)を得た。
混合物(9)をゴーリンホモジナイザーを用いて3500psi(24.1MPa)にて微細化処理(均質化処理)して、本発明の消泡剤(9)を得た。
<消泡剤(9)の油相のずり速度1000/sにおける粘度>
140℃のアミド溶解液(9)を5℃以下に冷却したステンレス製の容器に投入して冷却して(投入された液の温度が14℃以上にならないように攪拌冷却しながら徐々に加える)混合物(9’)を得た。そして、混合物(9')をゴーリンホモジナイザーを用いて3500psi(24.1MPa)にて微細化処理(均質化処理)して、本発明の消泡剤(9)の油相を得た。本発明の消泡剤(9)の油相のずり速度1000/sでの粘度(25℃)は、0.37Pa・sであった。
<実施例10>
加熱、攪拌、冷却の可能な耐圧密閉容器内で、脂肪酸アミド(a1)35部、基油(b1)855部、油増稠剤(c1)60部、界面活性剤(dn1)5部、界面活性剤(dn2)25部、界面活性剤(dn3)5部、界面活性剤(da1)15部及び水(e1)909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アミド溶解液(10)を得た。
次いで、5℃に調節した水(e1)182部に冷却攪拌しながらアミド溶解液(10)を投入し(水の液温が40℃以上にならないように徐々に加える)、防腐剤{BS−200}1部を加えて15分間攪拌して、本発明の消泡剤(10)を得た。
<消泡剤(10)の油相のずり速度1000/sでの粘度>
水(e1)909部及び182部を用いないこと以外、上記と同様にして、アミド溶解液(10’)を調製し、アミド溶解液(10’)を5℃以下に冷却したステンレス製の容器に投入し(投入された液の温度が40℃以上にならないように攪拌冷却しながら徐々に加える)、さらに15分間攪拌して、本発明の消泡剤(10)の油相を得た。本発明の消泡剤(10)の油相のずり速度1000/sでの粘度(25℃)は、0.70Pa・sであった。
本発明の消泡剤(10)の油相ずり速度10/sでの粘度(25℃)は、5.3Pa・sであった。
<実施例11>
加熱、攪拌、冷却の可能な耐圧密閉容器内で、水(e1)980部及びポリビニルアルコール{クラレポバールPVA−205、クラレ(株)製}20部を加熱攪拌しながら90℃まで昇温し、ポリビニルアルコールが完全に溶解するまで攪拌して、水溶液(11)を得た。水溶液(11)に、脂肪酸アミド(a4){ステアリン酸アミド、アマイドAP−1、日本化成(株)}35部、基油(b1)855部、油増稠剤(c1)60部、界面活性剤(dn1)5部、界面活性剤(dn2)25部、界面活性剤(dn3)5部、界面活性剤(da1)15部、を加え、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アミド溶解液(11)を得た。
次いで、アミド溶解液(11)を40℃以下になるまで冷却攪拌し、防腐剤{BS−200}1部を加えて40℃以下でゴーリンホモジナイザーを用いて3500psi(24.1MPa)にて微細化処理(均質化処理)して、本発明の消泡剤(11)を得た。
<消泡剤(11)の油相のずり速度1000/sでの粘度>
水(e1)980部及びポリビニルアルコール20部を用いないこと以外、上記と同様にして、アミド溶解液(11’)を調製し、アミド溶解液(11’)を5℃以下に冷却したステンレス製の容器に投入し(投入された液の温度が40℃以上にならないように攪拌冷却しながら徐々に加える)、さらに15分間攪拌した後、ゴーリンホモジナイザーを用いて3500psi(24.1MPa)にて微細化処理(均質化処理)して、本発明の消泡剤(11)の油相を得た。本発明の消泡剤(11)の油相のずり速度1000/sでの粘度(25℃)は、0.61Pa・sであった。
本発明の消泡剤(11)の油相ずり速度10/sでの粘度(25℃)は、6.2Pa・sであった。
<実施例12〜14>
消泡剤(1)1000部に、表1のようにポリエーテル化合物を加えて均一に混合し、本発明の消泡剤(12)〜(14)を得た。
本発明の消泡剤(12)〜(14)のずり速度1000/sでの粘度(25℃)を表1に示した。
表中のポリエーテル化合物(g1)〜(g5)の組成は次の通りである。
(g1)ポリオキシプロピレンブチルエーテル、ニューポール LB−1715、三洋化成工業(株)製、HLB=0
(g2)ポリオキシプロピレンブチルエーテル、ニューポール LB−625、三洋化成工業(株)製、HLB=0
(g3)ポリオキシエチレンポリオキシプロピレントリメチロールプロパン、ニューポール TL−4500N、三洋化成工業(株)製、HLB=2.0
(g4)ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、ニューポールPE−61、三洋化成工業(株)製、HLB=2.2
(g5)ポリオキシプロピレングリコール、ニューポールPP−2000、三洋化成工業(株)製、HLB=0
Figure 2010087196
<実施例15>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内で、脂肪酸アミド(a1)35部、基油(b1)277部、油増稠剤(c4){ステアリン酸カルシウム、カルシウムステアレート、日油(株)製}40部、界面活性剤(dn3)20部及び界面活性剤(da1)20部を加熱攪拌しながら120℃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アミド溶解液(15)を得た。
次いで、20℃に調節した基油(b1)608部を冷却攪拌しながら、これにアミド溶解液(15)を投入し(液温は76℃)、15分間攪拌して混合物(15)を得た。
混合物(15)をゴーリンホモジナイザーを用いて3500psi(24.1MPa)にて微細化処理(均質化処理)して、本発明の消泡剤(15)を得た。
本発明の消泡剤(15)のずり速度1000/sでの粘度(25℃)は、0.28Pa・sであった。
本発明の消泡剤(15)の油相ずり速度10/sでの粘度(25℃)は、8.7Pa・sであった。
<実施例16>
油増稠剤(c4)を油増稠剤(c5){ラウリン酸亜鉛、パウダーベースL、日油(株)製}に換えたこと以外、実施例15と同様にして、本発明の消泡剤(16)を得た。本発明の消泡剤(16)のずり速度1000/sでの粘度(25℃)は、0.11Pa・sであった。
本発明の消泡剤(16)の油相ずり速度10/sでの粘度(25℃)は、0.9Pa・sであった。
<実施例17>
油増稠剤(c4)を油増稠剤(c6){ステアリン酸亜鉛、ジンクステアレート、日油(株)製}に換えたこと以外、実施例15と同様にして、本発明の消泡剤(17)を得た。本発明の消泡剤(17)のずり速度1000/sでの粘度(25℃)は、0.18Pa・sであった。
本発明の消泡剤(17)の油相ずり速度10/sでの粘度(25℃)は、3.7Pa・sであった。
<実施例18>
油増稠剤(c4)を油増稠剤(c7){ベヘニン酸亜鉛、ジンクベヘネート、日油(株)製}に換えたこと以外、実施例15と同様にして、本発明の消泡剤(18)を得た。本発明の消泡剤(18)のずり速度1000/sでの粘度(25℃)は、0.15Pa・sであった。
本発明の消泡剤(18)の油相ずり速度10/sでの粘度(25℃)は、2.5Pa・sであった。
<実施例19>
油増稠剤(c4)を油増稠剤(c8){ステアリン酸マグネシウム、工 マグネシウムステアレート、日油(株)製}に換えたこと以外、実施例15と同様にして、本発明の消泡剤(19)を得た。本発明の消泡剤(19)のずり速度1000/sでの粘度(25℃)は、0.14Pa・sであった。
本発明の消泡剤(19)の油相ずり速度10/sでの粘度(25℃)は、1.6Pa・sであった。
<実施例20>
油増稠剤(c4)40部を油増稠剤(c9){ひまし油脂肪酸カルシウム、カルシウムヒマステ、日油(株)製}20部に換えたこと、基油(b1)277部を297部に換えたこと以外、実施例15と同様にして、本発明の消泡剤(20)を得た。本発明の消泡剤(20)のずり速度1000/sでの粘度(25℃)は、0.19Pa・sであった。
本発明の消泡剤(20)の油相ずり速度10/sでの粘度(25℃)は、4.7Pa・sであった。
<比較例1>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内で、脂肪酸アミド(a1)50部、基油(b2)300部及び油増稠剤(c1)40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アミド溶解液(H1)を得た。次いで、5℃に調節した基油(b2)610部に冷却攪拌しながらアミド溶解液(H1)を投入し(液温は44℃)15分間攪拌して混合物(H1)を得た。溶解液(H1)は基油(b2)に投入すると瞬時に固化し、15分攪拌後でも不均一な状態であった(液温は44℃)。混合物(H1)をエクセルオートホモジナイザーにて4000rpmにて15分間攪拌した後、100メッシュのステンレス製金網でろ過して残った塊を除き、比較用の消泡剤(H1)を得た。
比較用の消泡剤(H1)のずり速度1000/sでの粘度(25℃)は、0.02Pa・sであった。
<比較例2>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内で、脂肪酸アミド(a1)13部、基油(b2)300部及び油増稠剤(c1)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アミド溶解液(H2)を得た。次いで、5℃に調節した基油(b2)682部に冷却攪拌しながらアミド溶解液(H2)を投入し(液温は42℃)15分間攪拌して混合液(H2)を得た。混合液(H2)を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4000rpmにて15分間攪拌して、比較用の消泡剤(H2)を得た。
比較用の消泡剤(H2)のずり速度1000/sでの粘度(25℃)は、0.05Pa・sであった。
<比較例3>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内で、脂肪酸アミド(a1)35部、基油(b1)300部、油増稠剤(c1)40部、界面活性剤(dn1)15部、界面活性剤(dn2)50部、界面活性剤(dn3)15部及び界面活性剤(da1)30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アミド溶解液(H3)を得た。次いで、5℃に調節した基油(b1)515部に冷却攪拌しながらアミド溶解液(H3)を投入し(液温は46℃)15分間攪拌して混合液(H3)を得た。混合液(H3)をゴーリンホモジナイザーを用いて3500psi(24.1MPa)にて微細化処理(均質化処理)して、比較用の消泡剤(H3)を得た。
比較用の消泡剤(H3)のずり速度1000/sでの粘度(25℃)は、0.06Pa・sであった。
<比較例4>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内で、脂肪酸アミド(a1)15部、基油(b2)355部、ステアリン酸マグネシウム{マグネシウムステアレートG、日油(株)}20部及びマレイン酸ビス(2−エチルヘキシル){純正化学工業(株)}370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アミド溶解液(H4)を得た。次いで、得られたアミド溶解液(H4)を45℃まで冷却し、ツイーン65{トリステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、クローダジャパン(株)}120部及びフォスフォランPNP9{ノニルフェノールエトキシレートリン酸エステル、アクゾノーベル(株)}120部を加えた後、攪拌下で放冷して、比較用の消泡剤(H4)を得た。
比較用の消泡剤(H4)のずり速度1000/sでの粘度(25℃)は、0.06Pa・sであった。
実施例1〜20及び比較例1〜4で得た消泡剤(1)〜(20)及び(H1)〜(H4)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。
(1)エマルションベース塗料の調製
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、対応国際規格ISO2431−1993;Paints and varnishes -Determination of flow time by use of flow cups)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。
Figure 2010087196
注1:サンノプコ(株)製分散剤
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。
(2)エマルション塗料の調製
エマルションベース塗料に、評価試料(消泡剤)を0.5重量%(対エマルションベース塗料、評価試料(消泡剤)に水を含む場合、水以外の成分の重量が対エマルションベース塗料で0.5重量%とする)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℃、5000rpm、5分間攪拌混合してエマルション塗料(1)〜(24)を得た。
(3)消泡性及びハジキの評価
ブリキ板{厚さ0.5mm、20×30cmにカット}をアセトン/布にて脱脂した後、ウェット膜厚250μmとなるようにエマルション塗料(1)〜(24)をローラー塗装した後、25℃、60%相対湿度に調整したコントロールルームにて1日間乾燥させて、塗膜表面を観察し以下の基準により消泡性(初期)及びハジキ(初期)を評価した。
また、エマルション塗料(1)〜(24)をそれぞれ密閉サンプル容器にて、40℃にて1ケ月静置保管した後、改め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℃、5000rpm、5分間攪拌混合してエイジング評価用のエマルション塗料を得、同様に消泡性(消泡持続性)及びハジキ(エイジング後)を評価した。
<消泡性>
5:泡痕が5個以下ある
4:泡痕が5〜10個ある
3:泡痕が10〜20個ある
2:泡痕が20〜30個ある
1:泡痕が30個以上ある
<ハジキ>
5:ハジキ又はクレータリング痕が2個以下ある
4:ハジキ又はクレータリング痕が2〜5個ある
3:ハジキ又はクレータリング痕が5〜10個ある
2:ハジキ又はクレータリング痕が10〜20個ある
1:ハジキ又はクレータリング痕痕が20個以上ある
Figure 2010087196
本発明の消泡剤を用いたエマルション塗料は、比較用の消泡剤を用いたものに比べて、(初期、消泡持続性)が極めて良好であった。
本発明の消泡剤はあらゆる用途に用いることができるが、水性発泡液に対して効果的であり、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、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、塗料工業及び繊維加工工業等の各種工程で発生する気泡に対して適用することができる。
本発明者は前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、消泡剤の高ずり速度における粘性を最適に制御することにより、消泡性の失活を防げることを見出し、本発明に達した。すなわち、本発明の消泡剤の特徴は、脂肪酸アミド(A)、
25℃で液体の基油(B)、
金属石鹸、ヒドロキシカルボン酸、アミノ酸ゲル化剤、ポリグリセリン脂肪酸エステル、(変性)ポリアルキレンワックス及び(メタ)アクリル酸アルキルコポリマーからなる群より選ばれる少なくとも1種の油増稠剤(C)
及び界面活性剤(D)
を含有してなり、
脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)の重量に基づいて、脂肪酸アミド(A)の含有量が1〜10重量%、25℃で液体の基油(B)の含有量が71〜97重量%、油増稠剤(C)の含有量が0.4〜10重量%、界面活性剤(D)の含有量が1〜9重量%であり、
ずり速度1000/sにおける粘度(25℃)が0.1〜1.0Pa・sである点を要旨とする。
本発明者は前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、消泡剤の高ずり速度における粘性を最適に制御することにより、消泡性の失活を防げることを見出し、本発明に達した。すなわち、本発明の消泡剤の特徴は、脂肪酸アミド(A)、
25℃で液体の基油(B)、
金属石鹸、ヒドロキシカルボン酸、アミノ酸ゲル化剤、ポリグリセリン脂肪酸エステル及び(メタ)アクリル酸アルキルコポリマーからなる群より選ばれる少なくとも1種の油増稠剤(C)
及び界面活性剤(D)
を含有してなり、
脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)の重量に基づいて、脂肪酸アミド(A)の含有量が1〜10重量%、25℃で液体の基油(B)の含有量が71〜97重量%、油増稠剤(C)の含有量が0.4〜10重量%、界面活性剤(D)の含有量が1〜9重量%であり、
ずり速度1000/sにおける粘度(25℃)が0.1〜1.0Pa・sである点を要旨とする。

Claims (11)

  1. 脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)を含有してなり、
    脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)の重量に基づいて、脂肪酸アミド(A)の含有量が1〜10重量%、25℃で液体の基油(B)の含有量が71〜97.9重量%、油増稠剤(C)の含有量が0.1〜10重量%、界面活性剤(D)の含有量が1〜9重量%であり、
    ずり速度1000/sにおける粘度(25℃)が0.1〜1.0Pa・sであることを特徴とする消泡剤。
  2. 脂肪酸アミド(A)が、炭素数1〜6のアルキレンジアミンと炭素数10〜22の脂肪酸との反応物及び/又は炭素数1〜22のアルキルアミンと炭素数10〜22の脂肪酸との反応物である請求項1に記載の消泡剤。
  3. 25℃で液体の基油(B)の40℃における動粘度が5〜40mm/sである請求項1又は2に記載の消泡剤。
  4. 油増稠剤(C)が、金属石鹸である請求項1〜3のいずれかに記載の消泡剤。
  5. 界面活性剤(D)が、非イオン界面活性剤の1種以上を含有してなる請求項1〜4のいずれかに記載の消泡剤。
  6. 界面活性剤(D)が、非イオン界面活性剤の1種以上と、アニオン界面活性剤の1種以上との混合物からなる請求項1〜5のいずれかに記載の消泡剤。
  7. さらに水(E)を含有し、水(E)の含有量が脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)から構成される油相の重量に基づいて、1〜900重量%であり、水(E)を含まない油相のずり速度1000/sにおける粘度(25℃)が0.1〜1.0Pa・sである請求項1〜6のいずれかに記載の消泡剤。
  8. さらに疎水性シリカ(F)を含有し、疎水性シリカ(F)の含有量が脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)の重量に基づいて、0.1〜6重量%である請求項1〜7のいずれかに記載の消泡剤。
  9. さらにポリエーテル(G)を含有し、ポリエーテル(G)の含有量が脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)の重量に基づいて、0.1〜55重量%である請求項1〜8のいずれかに記載の消泡剤。
  10. 請求項1〜9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、
    脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)の一部、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)を加熱攪拌しながら、脂肪酸アミド(A)を溶解させて溶解液を得る工程(1)、
    25℃で液体の基油(B)の残部を攪拌しながらこれに溶解液を投入して混合物を得る工程(2)、並びに
    混合物を微細化処理(均質化処理)して消泡剤を得る工程(3)を含む方法(1);

    脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)、界面活性剤(D)及び水(E)を加熱攪拌しながら、脂肪酸アミド(A)を溶解させて溶解液を得る工程(4)、並びに
    溶解液を冷却攪拌して40℃以下で微細化処理(均質化処理)して消泡剤を得る工程(5)を含む方法(2);

    脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)を加熱攪拌しながら、脂肪酸アミド(A)を溶解させて溶解液を得る工程(6)、
    水(E)を攪拌しながらこれに溶解液を投入して混合物を得る工程(7)、並びに
    混合物を微細化処理(均質化処理)して消泡剤を得る工程(8)を含む方法(3);

    脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)及び界面活性剤(D)を加熱攪拌しながら脂肪酸アミド(A)を溶解させて溶解液を得る工程(9)、並びに
    溶解液を冷却攪拌して40℃以下で微細化処理(均質化処理)して消泡剤を得る工程(10)を含む方法(4);又は

    脂肪酸アミド(A)、25℃で液体の基油(B)、油増稠剤(C)、界面活性剤(D)及び水(E)の一部を加熱攪拌しながら、脂肪酸アミド(A)を溶解させて溶解液を得る工程(11)、
    水(E)の残部を攪拌しながらこれに溶解液を投入して混合物を得る工程(12)、並びに
    混合物を微細化処理(均質化処理)して消泡剤を得る工程(13)を含む方法(5)
    を含むことを特徴とする消泡剤の製造方法。
  11. 樹脂エマルション、顔料、水性媒体及び請求項1〜9のいずれかに記載された消泡剤を含有することを特徴とする水性塗料。
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