JPWO2011043299A1 - 消泡剤 - Google Patents

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Abstract

本発明の目的は、消泡性(初期消泡性及び消泡持続性)に優れる消泡剤を提供することである。本発明は、ビスアミド(A)をポリエーテル化合物(B)中に分散して含有し、ビスアミド(A)及びポリエーテル化合物(B)の重量に基づいて、ビスアミド(A)の含有量が0.01〜10重量%、ポリエーテル化合物(B)の含有量が90〜99.99重量%であり、ビスアミド(A)の体積基準の粒子径分布における最頻値(μm)が0.1〜5μmであることを特徴とする消泡剤である。ビスアミド(A)は一般式(1)で表されるビスアミドが好ましい。R1CONH(CH2)t−NHCOR1(1)R1は炭素数10〜22のアルキル基、アルケニル基、ヒドロキシアルキル基又はヒドロキシアルケニル基、tは1〜6の整数である。

Description

本発明は消泡剤に関する。
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)用消泡剤として、アルコールのアルキレンオキシド付加物にビスアミドを分散させた消泡剤が知られている(特許文献1)。
特開平1−99619号公報
従来の消泡剤組成物では、十分な消泡性(初期消泡性、持続消泡性)が得られないという問題がある。
本発明の目的は、上記のような問題を解決し、消泡性(初期消泡性及び消泡持続性)に優れる消泡剤を提供することである。
本発明者は、前記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、ビスアミドをポリエーテル中に分散させた消泡剤において、分散質の粒子径を好適な範囲に制御することにより優れた消泡性を発揮することを見出し、本発明に達した。
一方、従来の消泡剤組成物(特許文献1に記載のもの等)では、ビスアミドの粒子が粗大であり、消泡性が不足する(消泡性が全く不十分なものである)。
すなわち、本発明の消泡剤の特徴は、ビスアミド(A)をポリエーテル化合物(B)中に分散して含有し、
ビスアミド(A)及びポリエーテル化合物(B)の重量に基づいて、ビスアミド(A)の含有量が0.01〜10重量%、ポリエーテル化合物(B)の含有量が90〜99.99重量%であり、
ビスアミド(A)の体積基準の粒子径分布における最頻値が0.1〜5μmである点を要旨とする。
本発明の消泡剤は、次の製造方法(1)、(2)又は(3)によって製造することができる。
製造法(1)は、上記に記載された消泡剤を製造する方法であって、
ビスアミド(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、ビスアミド(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ビスアミド(A)の微細分散体を得る工程(2)、並びに
得られた微細分散体を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。
製造法(2)は、上記に記載された消泡剤を製造する方法であって、
ビスアミド(A)、ポリエーテル化合物(B)の一部及び結晶形状制御剤(G)を加熱攪拌しながら、ビスアミド(A)を溶解させて溶解液を得る工程(4)、
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ビスアミド(A)の微細分散体を得る工程(5)、並びに
得られた微細分散体を均質化処理して消泡剤を得る工程(6)を含む点を要旨とする。
製造法(3)は、上記に記載された消泡剤を製造する方法であって、
ビスアミド(A)、ポリエーテル化合物(B)及び結晶形状制御剤(G)を加熱攪拌しながら、ビスアミド(A)を溶解させて溶解液を得る工程(7)、
溶解液を冷却攪拌して、ビスアミド(A)を析出させて微細分散体を得る工程(8)、並びに
得られた微細分散体を均質化処理して消泡剤を得る工程(9)を含む点を要旨とする。
本発明のエマルション塗料の特徴は、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。
本発明の排水処理方法の特徴は、上記の消泡剤を排水に添加して排水を処理する工程を含む点を要旨とする。
本発明の消泡剤は、著しく優れた消泡性(初期消泡性及び消泡持続性)を発揮する。また、本発明の製造方法を用いると、消泡性(初期消泡性及び消泡持続性)に優れた消泡剤を容易に得ることができる。また、本発明のエマルション塗料は、上記の消泡剤を含むので、優れた消泡性(初期消泡性及び消泡持続性)を発揮する。また、本発明の排水処理方法は、上記の消泡剤を添加するので、処理効率に優れ、効率よく排水を処理できる。
ビスアミド(A)としては、アミド結合を2つ持つ公知のビスアミドが使用でき、消泡性の観点から、一般式(1)で表されるビスアミドが好ましい。
なお、ビスアミド(A)には、ビス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。}。

CONH(CH−NHCOR (1)
は炭素数10〜22のアルキル基、アルケニル基、ヒドロキシアルキル基又はヒドロキシアルケニル基、tは1〜6の整数である。
のうち、アルキル基としては、デシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル及びドコシル等が挙げられる。また、アルケニル基としては、デセニル、ドデセニル、テトラデセニル、ヘキサデセニル、オクタデセニル及びドコセニル等が挙げられる。また、ヒドロキシアルケニル基としては、ヒドロキシデシル、ヒドロキシドデシル、ヒドロキシテトラデシル、ヒドロキシヘキサデシル、ヒドロキシオクタデシル及びヒドロキシドコシル等が挙げられる。また、ヒドロキシアルケニル基としては、ヒドロキシデセニル、ヒドロキシドデセニル、ヒドロキシテトラデセニル、ヒドロキシヘキサデセニル、ヒドロキシオクタデセニル及びヒドロキシドコセニル等が挙げられる。
一般式(1)で表されるビスアミドとしては、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が含まれ、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、メチレンビスステアリルアミド、ヘキサメチレンビスステアリルアミド、エチレン−ビス−12−ヒドロキシステアリルアミド、ヘキサメチレンビス(12−ヒドロキシステアリル)アミド、エチレンビスベヘニルアミド及びエチレンビスエルシ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、エチレンビスステアリルアミド、メ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、ヘキサメチレンビスステアリルアミド、エチレンビスオレイルアミド及びエチレンビス−12−ヒドロキシステアリルアミドが好ましく、特に好ましくはエチレンビスステアリルアミドである。
ビスアミド(A)の含有量(重量%)は、ビスアミド(A)及びポリエーテル化合物(B)の重量に基づいて、0.01〜10が好ましく、さらに好ましくは0.1〜9、特に好ましくは0.5〜8、最も好ましくは1〜7.5である。
なお、ビスアミド(A)には副成分を含有していてもよい。副成分としては、ビスアミド以外の成分であって、未反応ジアミン、モノアミド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、ビスアミド(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。
ポリエーテル化合物(B)としては、炭素数2〜18のオキシアルキレン基を単位とする重合体が含まれ、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種が好ましく例示できる。
Figure 2011043299























は炭素数1〜25の活性水素化合物の反応残基、R及びRは炭素数1〜24の1価の有機基、Rは炭素数1〜24の2価の有機基、R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、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の反応残基又は炭素数4〜18の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0〜30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。
炭素数1〜25の活性水素化合物の反応残基(R)を構成する活性水素含有化合物としては、水酸基(−OH)、イミノ基(−NH−)及び/又はアミノ基(−NH)を少なくとも1個含む化合物が含まれ、アルコール、アミド及びアミンが含まれる。
アルコールとしては、モノオール(メタノール、ブタノール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール及びイソステアリルアルコール等)及びポリオール(エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ジグリセリン、テトラグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ジヒドロキシアセトン、フルクトース、グルコース、マンノース、ガラクトース、スクロース、ラクトース及びトレハロース等)等が挙げられる。
アミドとしては、モノアミド(ギ酸アミド、プロピオン酸アミド及びステアリルアミド等)及びポリアミド(マロン酸ジアミド及びエチレンビスオクチルアミド等)等が挙げられる。
アミンとしては、モノアミン(ジメチルアミン、エチルアミン、アニリン及びステアリルアミン等)及びポリアミン(エチレンジアミン、ジエチレントリアミン及びトリエチレンテトラミン等)等が挙げられる。
炭素数1〜24の1価の有機基(R、R)としては、アルキル基(R)、アルケニル基(R’)、炭素数8〜24のアシル基(−COR)、炭素数8〜24のアロイル基(−COR’)、N−アルキルカルバモイル基(−CONHR)、N−アルケニルカルバモイル基(−CONHR’)、アルキルカルボニルアミノ基(−NHCOR)、アルケニルカルボニルアミノ基(−NHCOR’)、アルキルカルボキシアミノ基(アルキルカーバメート基、−NHCOOR)及びアルケニルカルボキシアミノ基(アルケニルカーバメート基、−NHCOOR’)が含まれる。
アルキル基(R)としては、メチル、エチル、イソプロピル、t−ブチル、オクチル、2−エチルヘキシル、ドデシル及びオクタデシル等が挙げられる。
アルケニル基(R’)としては、ビニル、プロペニル、ヘキセニル、イソオクテニル、ドデセニル及びオクタデセニル等が挙げられる。
水酸基又は炭素数1〜24の1価の有機基(R)のうち、炭素数1〜24の1価の有機基は、上記と同様の有機基が含まれる。
炭素数1〜24の2価の有機基(R)としては、アルキレン基(T)、アルケニレン基(T’)、1−オキサアルキレン基(−OT−)、1−オキサアルケニレン基(−OT’−)、1−オキソアルキレン基(−COT−)、1−オキソアルケニレン基(−COT’−)、1−アザ−2−オキソアルキレン基(−NHCOT−)、1−アザ−2−オキソアルケニレン基(−NHCOT’−)、1−オキソ−2−アザアルキレン基(−CONHT−)、1−オキソ−2−アザアルケニレン基(−CONHT’−)、1−アザ−2−オキソ−3−オキサアルキレン基(−NHCOOT−)及び1−アザ−2−オキソ−3−オキサアルケニレン基(−NHCOOT’−)が含まれる。
アルキレン基(T)としては、メチレン、エチレン、イソブチレン、1,10−デシレン、1,2−デシレン、1,12−ドデシレン、1,2−ドデシレン及び1,2−オクタデシレン等が挙げられる。
アルケニレン基(T’)としては、エチニレン、イソブチニレン、1,10−デシニレン、1−オクチルエチニレン、1−オクテニルエチレン、1,12−ドデシニレン及び1−オクタデセニルエチレン等が挙げられる。
炭素数2〜18のオキシアルキレン基、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の反応残基又は炭素数5〜18のアルケニルグリシジルエーテルの反応残基(AO、OA)のうち、炭素数2〜18のオキシアルキレン基としては、オキシエチレン、オキシプロピレン、オキシブチレン、オキシイソブチレン、オキシ−1,2−デシレン、オキシ−1,12−ドデシレン、オキシ−1,2−ドデシレン及びオキシ−1,2−オクタデシレンが挙げられる。
また、(AO、OA)のうち、炭素数4〜18のアルキルグリシジルエーテルとしては、メチルグリシジルエーテル、エチルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、ドデシルグリシジルエーテル及びオクタデシルグリシジルエーテル等が挙げられる。
また、(AO、OA)のうち、炭素数5〜18のアルケニルグリシジルエーテルとしては、ビニルグリシジルエーテル、ブテニルグリシジルエーテル、2−エチルヘキセニルグリシジルエーテル、ドデセニルグリシジルエーテル及びオクタデセニルグリシジルエーテル等が挙げられる。
(AO)nのうち、オキシエチレン基の占める割合は、すべての(AO)nの重量に基づいて、0〜30重量%であり、好ましくは0〜25重量%、さらに好ましくは0〜20重量%である。なお、オキシエチレン基を含む場合、オキシエチレン基の占める割合の下限は、すべての(AO)nの重量に基づいて、3重量%が好ましく、さらに好ましくは5重量%、特に好ましくは8重量%である。
nは、1〜100の整数であり、好ましくは2〜75の整数、さらに好ましくは3〜50の整数である。
一般式(2)で表されるポリエーテル化合物(B1)としては、ポリオキシプロピレンモノブチルエーテル、テトラデシルアルコールのプロピレンオキシドエチレンオキシドブロック付加体、トリメチロールプロパンのプロピレンオキシドエチレンオキシドブロック付加体、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール(ブロック付加)、グリセリンのプロピレンオキシドオキシド付加体、グリセリンのエチレンオキシドプロピレンオキシドブロック付加体、モノドデシルアミンのプロピレンオキシド付加体、ポリオキシプロピレンモノオレート、グリセリンのプロピレンオキシド2−エチルヘキシルグリシジルブロック付加体、蔗糖のプロピレンオキシドブチレンオキシドブロック付加体及びペンタエリスリトールのエチレンオキシドプロピレンオキシドオキシドブロック付加体等が挙げられる。
一般式(3)で表されるポリエーテル化合物(B2)としては、ポリオキシプロピレンモノブチルエーテルモノオレート、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール(ブロック付加)のジステアレート、グリセリンのプロピレンオキシド付加体のモノステアレート及び蔗糖のプロピレンオキシド付加体のモノN−ヘキシルカルバミン酸エステル等が挙げられる。
一般式(4)で表されるポリエーテル化合物(B3)としては、エチレンビスステアリルアミドのプロピレンオキシド付加体、グリセリンモノステアリルエステルのプロピレンオキシド付加体及び蔗糖モノ(2−エチルヘキシルグリシジル)エーテルのプロピレンオキシド付加体のモノN−デシルカルバミン酸エステル等が挙げられる。
一般式(5)で表されるポリエーテル化合物(B4)としては、ひまし油のプロピレンオキシド付加体のモノオレート及びグリセリンビス(12−ヒドロキシステアレート)のプロピレンオキシド付加体等が挙げられる。
一般式(6)で表されるポリエーテル化合物(B5)としては、ポリオキシプロピレンモノラウリルエーテルとポリオキシプロピレングリコールとヘキサメチレンジイソシアネートとの反応体及びポリオキシプロピレンモノステアリルエーテルとポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール(ブロック付加)とキシレンジイソシアネートとの反応体等が挙げられる。
これらのうち、消泡性等の観点から、一般式(2)で表されるポリエーテル化合物(B1)及び一般式(3)で表されるポリエーテル化合物(B2)が好ましい。すなわち、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)を含むもの、ポリエーテル化合物(B)が、一般式(3)で表されるポリエーテル化合物(B2)を含むもの、及び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)及び一般式(3)で表されるポリエーテル化合物(B2)を含むものが好ましい。
ポリエーテル化合物(B)の含有量(重量%)は、ビスアミド(A)及びポリエーテル化合物(B)の重量に基づいて、90〜99.99が好ましく、さらに好ましくは91〜99.9、特に好ましくは92〜99.5、最も好ましくは92.5〜99である。
ビスアミド(A)の体積基準の粒子径分布における最頻値(μm)は、0.1〜5が好ましく、さらに好ましくは0.1〜3、特に好ましくは0.2〜1である。この範囲であると、さらに消泡性が良好となる。
なお、粒子径分布は、測定試料を適当な分散媒(分散質を溶解及び/又は凝集させず、ポリエーテル(B)を均一に溶解するもの。たとえば、メタノール、ポリオキシプロピレングリコール、アセトン、グリセリンのプロピレンオキシド付加体又はヘキサン等が挙げられ、分散質及びポリエーテル(B)にあわせて適当なものを選択する。)に分散させ、JIS Z8825−1−2001「粒子径解析−レーザー回折法−第1部:測定原理」に記載された測定原理を有するレーザー回折式粒度分布測定装置(たとえば、株式会社島津製作所製SALD−1100、株式会社堀場製作所製LA−950、株式会社堀場製作所製LA−950V2、日機装株式会社製マイクロトラック粒度分布測定装置UPA−ST150等、「マイクロトラック」はリーズ、アンド、ノースラップ、カンパニーの登録商標である。)等により測定される。そして、この粒子径分布において、最大の頻度となる粒子径を最頻値粒子径とする。
最頻値(μm)は、ビスアミド(A)とポリエーテル化合物(B)とを加熱により均一溶解して溶解液を得た後、溶解液を冷却してビスアミド(A)を析出させる際に制御する方法(制御方法10)と、析出させた後熱処理する方法(制御方法20)とによって制御できる。
(制御方法10)としては、ビスアミド(A)を析出させる際の冷却速度によって制御する制御手法(11)と、ビスアミド(A)を析出させる際に結晶形状制御剤(G)を共存させる制御手法(12)とがある。
<制御手法(11)>
溶解液を冷却して、ビスアミド(A)を析出させる際、溶解液の冷却速度が速い程、得られるビスアミド(A)の分散粒子の最頻値(μm)は小さくなる傾向があり、逆に冷却速度が遅いほど、ビスアミド(A)の最頻値(μm)は大きくなる傾向がある。
<制御手法(12)>
溶解液を冷却して、ビスアミド(A)を析出させる際、溶解液に結晶形状制御剤(G)を加えておき、結晶形状制御剤(G)の存在下で冷却して析出させることにより、得られるビスアミド(A)の結晶形状を変化させ、分散粒子の最頻値を小さくできる。一方、結晶形状制御剤(G)なしで冷却して析出させると、制御手法(11)を適用しない限り、得られるビスアミド(A)の分散粒子の最頻値を小さくできない。
結晶形状制御剤(G)としては、スルホネート(−SOM、Mは金属原子)基含有有機化合物及びアミノ基又はアンモニオ基含有有機化合物が含まれる。
スルホネート基含有有機化合物としては、有機スルホン酸金属塩と有機硫酸エステル金属塩が含まれる。
有機スルホン酸としては、炭素数12〜24のアルキルアリールスルホン酸、炭素数18〜30のアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸、炭素数6〜18のアルキルスルホン酸及び石油スルホン酸が含まれる。
炭素数12〜24のアルキルアリールスルホン酸としては、ヘキシルベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、オクタデシルベンゼンスルホン酸、ドデシルナフタレンスルホン酸及びドデシルビフェニルスルホン酸等が挙げられる。
炭素数18〜30のアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸としては、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸{C1223−C(SOH)−O−C−SOH}等が挙げられる。
炭素数6〜18のアルキルスルホン酸としては、ヘキサンスルホン酸、ドデシルデカンスルホン酸及びオクタデカンスルホン酸等が挙げられる。
有機硫酸エステルとしては、炭素数6〜18の有機硫酸エステルが含まれ、ヘキシル硫酸エステル、ラウリル硫酸エステル及びオクタデシル硫酸エステル等が挙げられる。
金属塩としては、アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩が含まれる。
有機スルホン酸金属塩及び有機硫酸エステル金属塩は市場から容易に入手でき、たとえば、ドデシルベンゼンスルホン酸カルシウム(商品名として、たとえば、テイカパワーBC2070M;テイカ株式会社)、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム(商品名として、たとえば、ニューレックスR;日油株式会社)、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、石油スルホネートバリウム塩(商品名として、たとえばBA−30N;MORESCO株式会社)、石油スルホネートカルシウム塩(商品名として、たとえばCA−45N;MORESCO株式会社)等が挙げられる。
アミノ基又はアンモニオ基含有有機化合物としては、有機第四級アンモニウム塩及び炭素数12〜24のアルキルアミンが含まれる。
有機第四級アンモニウム塩としては、炭素数12〜32の有機第四級アンモニウムとハロゲンイオン又は炭素数1〜3の有機酸イオンとの塩が含まれ、臭化エチルオクチルジメチルアンモニウム塩、酢酸オクタデシルトリメチルアンモニウム、蟻酸オクタデシルジメチルベンジルアンモニウム、塩化ステアリルジメチルベンジルアンモニウム、塩化ベンザルコニウム等が挙げられる。
炭素数12〜24のアルキルアミンとしては、ステアリルアミン、N,N−ジメチルベヘニルアミン等が挙げられる。
有機第四アンモニウム塩は市場から容易に入手でき、たとえば、塩化ステアリルジメチルベンジルアンモニウム(商品名として、カチオンS、三洋化成工業株式会社)等が挙げられる。
これらのうち、スルホネート基含有有機化合物が好ましく、特に好ましくは有機スルホン酸金属塩及び有機硫酸エステル金属塩、最も好ましくは有機スルホン酸金属塩である。
結晶形状制御剤(G)を含有する場合、その含有量(重量%)は、ビスアミド(A)及びポリエーテル化合物(B)の重量に基づいて、0.01〜10が好ましく、さらに好ましくは0.1〜5、特に好ましくは0.2〜4、最も好ましくは0.3〜3である。
結晶形状制御剤(G)を用いると、ビスアミドの析出粒子が特定の方向に成長することを抑制して等方的に近い形状(粒状)とすることができる。一方、結晶形状制御剤(G)を使用しない場合、ビスアミドの析出粒子は細長い紐状に成長し、得られる消泡剤の粘度が著しく高く、取り扱いに適さなくなる場合がある。結晶形状制御剤(G)の存在下にビスアミド(A)を析出させると、低粘度で、取り扱い性に優れる消泡剤を得ることができる。
析出させた後熱処理する方法(制御方法20)としては、ビスアミド(A)が析出した微細分散体を50〜100℃で熱処理することにより、最頻値(μm)を大きくできる。そして、温度が高い程最頻値は大きくなる傾向があり、また、、熱処理の時間が長い程、最頻値(μm)は大きくなる傾向がある。
一方、ビスアミド(A)が析出した微細分散体を50℃未満(0〜40℃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℃)に保つことにより、最頻値(μm)が大きくなることを防ぐことができる。
本発明の消泡剤には、さらに、金属石鹸(C)、合成樹脂(D)、疎水性シリカ(E)及びワックス(F)からなる群より選ばれる少なくとも1種の分散質を含有してもよい。
金属石鹸(C)、合成樹脂(D)、疎水性シリカ(E)及び/又はワックス(F)を含有する場合、これらは、ポリエーテル化合物(B)中に分散してもよい。特に、金属石鹸(C)の一部又は全部はポリエーテル化合物(B)中に溶解していてもよい。
金属石鹸(C)、合成樹脂(D)及び疎水性シリカ(E)を含有する場合、その含有量(重量%)は、ビスアミド(A)及びポリエーテル化合物(B)の重量に基づいて、0.01〜10が好ましく、さらに好ましくは0.1〜9、特に好ましくは0.2〜8、最も好ましくは0.3〜7.5である。
ワックス(F)を含有する場合、その含有量(重量%)は、ビスアミド(A)及びポリエーテル化合物(B)の重量に基づいて、0.01〜10が好ましく、さらに好ましくは0.05〜10、つぎに好ましくは0.1〜9、特に好ましくは0.2〜8、最も好ましくは0.3〜7.5である。
金属石鹸(C)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)との塩が含まれ、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、ベヘニン酸マグネシウム、ラウリル硫酸マグネシウム及びドデシルベンゼンスルホン酸カルシウム等が挙げられる。これらのうち、ステアリン酸アルミニウム及びラウリン酸亜鉛が好ましい。
合成樹脂(D)としては、エチレン性不飽和モノマーの(共)重合体(ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸メチル及びスチレン/アクリロニトリル共重合物等)及び重縮合モノマーの重合体(ポリウレタン、ポリエステル及びポリアミド等)が含まれる。
合成樹脂(D)の粒子径(μm)は、0.1〜10が好ましく、さらに好ましくは0.12〜9、特に好ましくは0.15〜8である。
合成樹脂(D)は、乳化重合等の手法によって得られた粒子を用いてもよいし、粒子径の大きな粒子を粉砕して、適切な粒子径としてもよい。また、ポリエーテル(B)中で、モノマーを重合させて合成樹脂(D)を調製してもよい。
このような合成樹脂は、公知(たとえば、特開平4−132705号公報、特開2009−7506号公報、特開平7−62212号公報、特公昭63−58610号公報、特開平08−59770号公報)の方法等によって得ることができる。
疎水性シリカ(E)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、市場から入手できる。
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。)、SIPERNAT D−10(エボニック・デグサ・ジャパン株式会社、「SIPERNAT」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。)、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。
ワックス(F)としては、少なくとも50℃(好ましくは70〜160℃)の融点を持ち、ポリエーテル化合物(B)に溶解せず、分散できるワックス様物質(天然ワックス、合成ワックス及び油脂等)が含まれ、70〜160℃の温度範囲に融点を持ち、(F1)石油ワックス、(F2)合成ワックス、(F3)植物ワックス及び(F4)これらのワックスを変性した変性ワックスからなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましく例示できる。
なお、ワックス(F)には、ビスアミドを含まない。
(F1)石油ワックスとしては、マイクロクリスタリンワックス及びパラフィンワックス等が挙げられる。
(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。
これらのうち、消泡性等の観点から、(F1)石油ワックス及び(F2)合成ワックスが好ましく、さらに好ましくはパラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス及びマイクロクリスタリンワックス、特に好ましくはパラフィンワックス及びフィッシャートロプシュワックスである。
本発明の消泡剤が、金属石鹸(C)、合成樹脂(D)、疎水性シリカ(E)及びワックス(F)からなる群より選ばれる少なくとも1種の分散質含有する場合、消泡剤中の分散質{ビスアミド(A)を含む}の体積基準における最頻値粒子径(μm)は、0.1〜10が好ましく、さらに好ましくは0.1〜5、特に好ましくは0.2〜3である。
本発明の消泡剤は、さらにポリエーテル化合物(B)と相溶する量の油(H)を含有してもよい。油(H)としては、油脂類(動物油、植物油)、鉱物油等が挙げられる。相溶する量としては、用いるポリエーテル化合物(B)及び油(H)の組成によって適宜決定される。
本発明の消泡剤は、市場から入手できるシリコーン組成物(I)を含んでもよい。シリコーン組成物(I)としては、KS−530、KS−537、KS−540(信越化学工業株式会社)、SH200−100CS、SH200−1000CS、DK Q1−049、FSアンチフォーム1266、FSアンチフォーム544コンパウンド(東レ・ダウコーニング株式会社)、SILFOAM SC370、SILFOAM SC132、SILFOAM SRE(旭化成ワッカーシリコーン株式会社、「SILFOAM」は同社の登録商標である)、PULPSIL 50C(旭化成ワッカーシリコーン株式会社、「PULPSIL」は同社の登録商標である)等が挙げられる。
本発明の消泡剤には、水性発泡液(被消泡液体)に対する乳化分散性を向上させるために、乳化分散剤(J)を含んでもよい。乳化分散剤(J)としては、一般的な乳化剤や分散剤等を用いることができ、たとえば、多価アルコールの脂肪酸エステル(ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル及びショ糖脂肪酸エステル等)、ポリオキシアルキレン化合物の脂肪酸エステル(ポリオキシアルキレン基のうち、オキシエチレン基の占める割合が40〜100重量%であるもの;ポリオキシエチレングリコールジラウレート及びソルビタン脂肪酸エステルのエチレンオキシド付加体等)及び1価又は多価アルコールのアルキレンオキシド付加物(ポリオキシアルキレン基のうち、オキシエチレン基の占める割合が40〜100重量%であるもの;ポリオキシエチレングリコールのプロピレンオキシド付加体等)等が挙げられる。
本発明の消泡剤は、たとえば、次の製造方法によって製造することができる。
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)及び(2)が好ましい。
製造方法(1):
ビスアミド(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、ビスアミド(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ビスアミド(A)の微細分散体を得る工程(2)、並びに
得られた微細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。
製造方法(2):
ビスアミド(A)、ポリエーテル化合物(B)の一部及び結晶形状制御剤(G)を加熱攪拌しながら、ビスアミド(A)を溶解させて溶解液を得る工程(4)、
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ビスアミド(A)の微細分散体を得る工程(5)、並びに
得られた微細分散体を均質化処理して消泡剤を得る工程(6)を含む方法。
製造方法(3):
ビスアミド(A)、ポリエーテル化合物(B)及び結晶形状制御剤(G)を加熱攪拌しながら、ビスアミド(A)を溶解させて溶解液を得る工程(7)、
溶解液を冷却攪拌して、ビスアミド(A)を析出させて微細分散体を得る工程(8)、並びに
得られた微細分散体を均質化処理して消泡剤を得る工程(9)を含む方法。
加熱攪拌の温度(℃)としては、ビスアミド(A)が溶解できれば制限がないが、100〜180が好ましく、さらに好ましくは110〜160、特に好ましくは120〜150、最も好ましくは125〜145である。
加熱攪拌の時間としては、ビスアミド(A)が溶解できれば制限がないが、ポリエーテル化合物(B)の酸化や分解等を防ぐため、できるだけ短時間とすることが好ましい。
加熱攪拌は、密閉下で行ってもよいし(加圧下でもよい)、開放下で行ってもよい。ビスアミド(A)及びポリエーテル化合物(B)の酸化や分解を防止するため、密閉下又は不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
製造方法(1)の工程(2)及び製造方法(2)の工程(5)において、溶解液を投入している間も溶解液を加熱攪拌し、ビスアミド(A)を溶解させた状態を保つことが好ましい。
また、ポリエーテル化合物(B)の残部の温度は、消泡性(分散粒子の体積基準の粒度分布における最頻値)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。
均質化処理は、ビスアミド(A)の微細分散体を含む分散液を均質化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合ジナイザー等)を用いて均質化処理することが好ましい。
結晶形状制御剤(G)を使用する場合、工程(1)、工程(4)又は工程(7)又はこの直前で、均一混合することが好ましい。結晶形状制御剤(G)は溶解液の冷却後に添加混合してもその効果を発揮し得ない。
合成樹脂(D)、疎水性シリカ(E)及び/又は油(H)を使用する場合、上記のいずれの工程で投入してもよく、工程(3)の直前又は直後で、均一混合してもよい。
金属石鹸(C)及び/又はワックス(F)を使用する場合、ビスアミド(A)を溶解する工程(1)で、ビスアミド(A)と共に溶解させてもよいし、ビスアミド(A)とは別にポリエーテル化合物(B)に微細分散させてから、工程(3)の直前又は直後で、均一混合してもよい。
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、培養工程、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、排水処理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。
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。
本発明のエマルション塗料は、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。
樹脂エマルションとしては、上記のエマルション塗料に含まれるバインダーが含まれる。顔料としては、公知の顔料(たとえば、「塗料原料便覧第8版」(日本塗料工業会編、日本塗料工業会発行)の333〜447頁に記載のもの)が含まれる。水性媒体としては、水(上水、脱イオン水等)が含まれる。
本発明の水性塗料は、公知の製造方法と同様にして得られる。
本発明の排水処理方法は、上記の消泡剤を排水に添加して排水を処理する工程を含むものである。
排水としては、家庭排水(生活排水及び屎尿排水等)及び産業排水(リサイクル排水を含む)が含まれる。
本発明の排水処理方法は、公知の好気的処理及び嫌気的処理のいずれにも適用できる。
本発明の消泡剤の添加方法は、塗料に適用する場合、(1)ミルベースの仕込み時、(2)顔料を均一に分散させる前練時、(3)顔料分散時、(4)残りの原料を投入して混合する調合時及び/又は(5)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。たとえば、排水処理工程に適用する場合、排水の流入(曝気槽前)、分離前(沈殿槽前)、最終仕上げ(放流)等に添加できる。
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、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。
なお、体積基準の粒子径分布における最頻値(μm)は、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置Partica LA−950V2(バッチセル式、分散質の屈折率=1.46、反復回数15、株式会社堀場製作所)を使用して、分散媒をバッチセルに入れてブランク測定を行い、引き続き、この分散媒に消泡剤を適量加えて泡が入らないように均一になるまで混合し、測定を行い、この測定値からブランク測定の値を差し引いて算出した。分散媒は、測定するビスアミド(A)及びポリエーテル化合物(B)の種類に応じて凝集や溶解の起こらないものを選定し、各実施例に記載したものを用いた。計算に用いた分散媒の屈折率は、各実施例に記載した数値を用いた。
ただし、消泡剤の量は、青色LED光の透過率が89〜91%になるように調整し、消泡剤の量が多いほど透過率が低くなるので、この範囲から外れている場合、消泡剤又は分散媒の量により、範囲内に入るように調整した。
<実施例1>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内でビスアミド(a1){アルフローAD−281F、日油株式会社製、エチレンビスオレイン酸アミド}45部、ポリエーテル化合物(b1){ニューポールPE−61、三洋化成工業株式会社製、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。}100部及びポリエーテル化合物(b2){蔗糖ポリオキシプロピレン80モル付加物}200部を加熱攪拌しながら125℃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ビスアミド溶解液(1)を得た。
次いで、ポリエーテル化合物(b1)150部及びポリエーテル化合物(b2)505部を5℃に調節して冷却攪拌しながら、これにビスアミド溶解液(1)を少量ずつ投入し、15分間攪拌して分散液(1)を得た。ビスアミド溶解液の投入中及び投入後の混合物(分散液)の温度は5〜25℃であった。
分散液(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(株式会社日本精機製作所製)にて4000rpmにて15分間攪拌して均質化して、本発明の消泡剤(1)を得た。分散体の体積基準の粒子径分布における最頻値(μm)は3.2μmであった(粒子径分布測定の分散媒には、サンニックスGP−3000(三洋化成工業株式会社製、グリセリンのプロピレンオキシド(43モル)付加体、屈折率1.44)を使用した)。
<実施例2>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内でビスアミド(a2){ITOHWAX J−630、伊藤製油株式会社製、ヘキサメチレンビスキシステアリルアミド}30部及びポリエーテル化合物(b3){サンニックスGP−3000、三洋化成工業株式会社製、グリセリンのプロピレンオキシド(43モル)付加体};「サンニックス」は同社の登録商標である。}300部を加熱攪拌しながら145℃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ビスアミド溶解液(2)を得た。
次いで、5℃に調節したポリエーテル化合物(b3)670部を冷却攪拌しながら、これにビスアミド溶解液(2)を少量ずつ投入し、15分間攪拌して分散液(2)を得た。ビスアミド溶解液の投入中及び投入後の混合物(分散液)の温度は5〜35℃であった。
分散液(2)をゴーリンホモジナイザー(マントンゴーリン社製)を用いて3500psi(24.1MPa)にて均質化処理して、本発明の消泡剤(2)を得た。分散体の体積基準の粒子径分布における最頻値(μm)は0.7μmであった(粒子径分布測定の分散媒には、サンニックスGP−3000(屈折率1.44)を使用した)。
<実施例3>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内でビスアミド(a3){アルフローH−50S、日油株式会社製、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(b4){ニューポールTL−4500N、三洋化成工業株式会社製、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145℃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ビスアミド溶解液(3)を得た。
次いで、ポリエーテル化合物(b4)620部及びポリエーテル化合物(b5){ニューポールGP−600、三洋化成工業株式会社製、グリセリンのプロピレンオキシド(9モル)付加体}50部を5℃に調節して冷却攪拌しながら、これにビスアミド溶解液(3)を少量ずつ投入し、15分間攪拌して分散液(3)を得た。ビスアミド溶解液の投入中及び投入後の混合物(分散液)の温度は5〜40℃であった。
分散液(3)をゴーリンホモジナイザー(マントンゴーリン社製)を用いて3500psi(24.1MPa)にて均質化処理して、本発明の消泡剤(3)を得た。分散体の体積基準の粒子径分布における最頻値(μm)は0.3μmであった(粒子径分布測定の分散媒には、アセトン(屈折率1.36)を使用した)。
<実施例4>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内でビスアミド(a1)20部及びポリエーテル化合物(b6){ニューポールLB−1715、三洋化成工業株式会社製、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125℃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ビスアミド溶解液(4)を得た。
次いで、5℃に調節したポリエーテル化合物(b6)592部を冷却攪拌しながら、これにビスアミド溶解液(4)を少量ずつ投入し、15分間攪拌して分散液(4)を得た。ビスアミド溶解液の投入中及び投入後の混合物(分散液)の温度は5〜35℃であった。
分散液(4)をゴーリンホモジナイザーを用いて3500psi(24.1MPa)にて均質化処理し、特開2009−7506号公報の実施例1に準じて作成した合成樹脂(d1){{(スチレン)/(アクリロニトリル)/(ジビニルベンゼン)/(グリセリンのプロピレンオキシド付加物と2−ヒドロキシエチルメタクリレートとをトリレンジイソシアネート(TDI)でジョイントして得られる反応性分散剤)/(アリルアルコールにプロピレンオキシド(PO)を付加させたポリオキシアルキレンエーテル)を構成単位とする共重合物(粒子径0.7μm)}75部、ポリエーテル(b7){ペンタエリスリトールにプロピレンオキシド−エチレンオキシド(エチレンオキシドの割合12重量%)の順にアルキレンオキシドをブロック付加させた水酸基価32のポリオール}83.6部及びポリエーテル(b8){特開2000−344881号公報に準じて作成したグリセリンプロピレンオキシド付加体、水酸基価56}4.4部の混合液}を加えて15分間攪拌して本発明の消泡剤(4)を得た。分散体の体積基準の粒子径分布における最頻値(μm)は2.1μmであった(粒子径分布測定の分散媒には、サンニックスGP−3000(屈折率1.44)を使用した)。
<実施例5>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内でビスアミド(a4){ITOHWAX J−530、伊藤製油株式会社製、エチレンビス(12−ヒドロキシステアリル)アミド}15部及びポリエーテル化合物(b4)100部、ポリエーテル化合物(b6)250部及び結晶形状制御剤(g1){テイカパワーBC2070M、テイカ株式会社製、ドデシルベンゼンスルホン酸カルシウム(70%メタノール溶液)}14.3部(ドデシルベンゼンスルホン酸カルシウムとして10部、残部はメタノール)を加熱攪拌しながら145℃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ビスアミド溶解液(5)を得た。
次いで、5℃に調節したポリエーテル化合物(b6)635部を冷却攪拌しながら、これにビスアミド溶解液(5)を少量ずつ投入し、15分間攪拌して分散液(5A)を得た。ビスアミド溶解液の投入中及び投入後の混合物(分散液)の温度は5〜38℃であった。
分散液(5A)をゴーリンホモジナイザー(マントンゴーリン社製)を用いて3500psi(24.1MPa)にて均質化処理して、分散液(5B)を得た。分散液(5B)の分散体の体積基準の粒子径分布における最頻値(μm)は2.8であった(粒子径分布測定の分散媒には、アセトン(屈折率1.36)を使用した)。
分散液(5B)に、疎水性シリカ(e1){SIPERNAT D 10、エボニック・デグサ・ジャパン株式会社製、疎水性シリカ}3部を加え、ゴーリンホモジナイザー(マントンゴーリン社製)を用いて3500psi(24.1MPa)にて均質化処理して、本発明の消泡剤(5)を得た。分散体の体積基準の粒子径分布における最頻値(μm)は8.3であった(粒子径分布測定の分散媒には、アセトン(屈折率1.36)を使用した)。
<実施例6>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内でビスアミド(a5){カオーワックスEB−P、花王株式会社、エチレンビスステアリルアミド}26部及びポリエーテル化合物(b1)146部、ポリエーテル化合物(b6)146部、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}10部及び結晶形状制御剤(g2){スルホール430A、株式会社MORESCO製、石油スルホネートナトリウム(60%溶液)}8.33部(石油スルホネートナトリウムとして5部、残部は不明)を加熱攪拌しながら145℃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ビスアミド溶解液(6)を得た。
次いで、ポリエーテル化合物(b1)341部及びポリエーテル化合物(b6)341部を5℃に調節して冷却攪拌しながら、これにビスアミド溶解液(6)を少量ずつ投入し、15分間攪拌して分散液(6)を得た。ビスアミド溶解液の投入中及び投入後の混合物(分散液)の温度は5〜36℃であった。
分散液(6)をゴーリンホモジナイザー(マントンゴーリン社製)を用いて3500psi(24.1MPa)にて均質化処理して、本発明の消泡剤(6)を得た。分散体の体積基準の粒子径分布における最頻値(μm)は0.5μmであった(粒子径分布測定の分散媒には、アセトン(屈折率1.36)を使用した)。
<実施例7>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内でビスアミド(a3)30部及びポリエーテル化合物(b6)194部、ポリエーテル化合物(b9){ニューポールLB−625、三洋化成工業株式会社製、ブタノールポリオキシプロピレン(33モル)付加体}194部及び結晶形状制御剤(g1)7.1部(ドデシルベンゼンスルホン酸カルシウムとして5部、残部はメタノール)を加熱攪拌しながら145℃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ビスアミド溶解液(7)を得た。
次いで、ポリエーテル化合物(b6)291部及びポリエーテル化合物(b9)291部を5℃に調節して冷却攪拌しながら、これにビスアミド溶解液(7)を少量ずつ投入し、15分間攪拌して分散液(7)を得た。ビスアミド溶解液の投入中及び投入後の混合物(分散液)の温度は5〜36℃であった。
分散液(7)をゴーリンホモジナイザー(マントンゴーリン社製)を用いて3500psi(24.1MPa)にて均質化処理して、本発明の消泡剤(7)を得た。分散体の体積基準の粒子径分布における最頻値(μm)は0.2μmであった(粒子径分布測定の分散媒には、アセトン(屈折率1.36)を使用した)。
<実施例8>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内でビスアミド(a3)30部及びポリエーテル化合物(b2)272部、ポリエーテル化合物(b10){ニューポールPP−2000、三洋化成工業株式会社製、ポリプロピレングリコール(34モル)}116部及び結晶形状制御剤(g2)1.67部(石油スルホネートナトリウムとして1部、残部は不明)を加熱攪拌しながら145℃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ビスアミド溶解液(8)を得た。
次いで、ポリエーテル化合物(b2)407部及びポリエーテル化合物(b10)175部を25℃に調節して冷却攪拌しながら、これにビスアミド溶解液(8)を少量ずつ投入し、15分間攪拌して分散液(8)を得た。ビスアミド溶解液の投入中及び投入後の混合物(分散液)の温度は25〜64℃であった。
分散液(8)をゴーリンホモジナイザー(マントンゴーリン社製)を用いて3500psi(24.1MPa)にて均質化処理して、本発明の消泡剤(8)を得た。分散体の体積基準の粒子径分布における最頻値(μm)は0.4μmであった(粒子径分布測定の分散媒には、アセトン(屈折率1.36)を使用した)。
<実施例9>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内でビスアミド(a3)30部及びポリエーテル化合物(b4)272部、ポリエーテル化合物(b6)116部及び結晶形状制御剤(g3){スルホールBA−30N、株式会社MORESCO製、石油スルホネートバリウム(30%溶液)}10部(石油スルホネートバリウムとして3部、残部は不明)を加熱攪拌しながら145℃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ビスアミド溶解液(9)を得た。
次いで、ポリエーテル化合物(b4)407部及びポリエーテル化合物(b6)175部を25℃に調節して冷却攪拌しながら、これにビスアミド溶解液(9)を少量ずつ投入し、15分間攪拌して分散液(9)を得た。ビスアミド溶解液の投入中及び投入後の混合物(分散液)の温度は25〜66℃であった。
分散液(9)をゴーリンホモジナイザー(マントンゴーリン社製)を用いて3500psi(24.1MPa)にて均質化処理して、本発明の消泡剤(9)を得た。分散体の体積基準の粒子径分布における最頻値(μm)は0.4μmであった(粒子径分布測定の分散媒には、アセトン(屈折率1.36)を使用した)。
<実施例10>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内でビスアミド(a5)10部及びポリエーテル化合物(b6)350部及び結晶形状制御剤(g4){カチオンS、三洋化成工業株式会社製、ステアリルコニウムクロライド}5部を加熱攪拌しながら145℃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ビスアミド溶解液(10)を得た。
次いで、25℃に調節したポリエーテル化合物(b6)640部を冷却攪拌しながら、これにビスアミド溶解液(10)を少量ずつ投入し、15分間攪拌して分散液(10)を得た。ビスアミド溶解液の投入中及び投入後の混合物(分散液)の温度は25〜70℃であった。
分散液(10)をゴーリンホモジナイザー(マントンゴーリン社製)を用いて3500psi(24.1MPa)にて均質化処理して、本発明の消泡剤(10)を得た。分散体の体積基準の粒子径分布における最頻値(μm)は0.4μmであった(粒子径分布測定の分散媒には、アセトン(屈折率1.36)を使用した)。
<実施例11>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内でビスアミド(a5)30部及びポリエーテル化合物(b6)600部及びポリエーテル化合物(b11){ニューポールLB−385、三洋化成工業株式会社製、ブタノールポリオキシプロピレン付加体(27モル)}370部、結晶形状制御剤(g2)50部(石油スルホネートナトリウムとして30部、残部は不明)を加熱攪拌しながら145℃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ビスアミド溶解液(11)を得た。
次いで、ビスアミド溶解液(11)を攪拌しながら5分間かけて25℃まで冷却して分散液(11)を得た。
分散液(11)をゴーリンホモジナイザー(マントンゴーリン社製)を用いて3500psi(24.1MPa)にて均質化処理して、本発明の消泡剤(11)を得た。分散体の体積基準の粒子径分布における最頻値(μm)は4.9μmであった(粒子径分布測定の分散媒には、アセトン(屈折率1.36)を使用した)。
<実施例12>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内で、ビスアミド(a3)75部、ワックス(f1){エポレン E−10、イーストマンケミカル社製、酸化ポリエチレンワックス}3部、ポリエーテル化合物(b12){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}200部及びポリエーテル化合物(b13){ブタノールポリオキシプロピレン(50モル)付加体}250部を加熱攪拌しながら145℃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ビスアミド溶解液(12)を得た。
次いで、ポリエーテル化合物(b12)200部及びポリエーテル化合物(b13)275部を5℃に調節して冷却攪拌しながら、これにビスアミド溶解液(12)を少量ずつ投入し、15分間攪拌して分散液(12A)を得た。ビスアミド溶解液の投入中及び投入後の混合物(分散液)の温度は5〜40℃であった。
分散液(12A)をゴーリンホモジナイザー(マントンゴーリン社製)を用いて3500psi(24.1MPa)にて均質化処理して、分散液(12B)を得た。分散体の体積基準の粒子径分布における最頻値(μm)は0.6μmであった(粒子径分布測定の分散媒には、アセトン(屈折率1.36)を使用した)。
分散液(12B)を70℃で1時間加熱攪拌し、本発明の消泡剤(12)を得た。分散体の体積基準の粒子径分布における最頻値(μm)は1.8μmであった(粒子径分布測定の分散媒には、アセトン(屈折率1.36)を使用した)。
<実施例13>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内で、ビスアミド(a5)20部、ワックス(f2){FT−105、日本精蝋株式会社製、フィッシャートロプシュワックス}30部、ポリエーテル化合物(b3)200部、ポリエーテル化合物(b6)200部、結晶形状制御剤(g3)20部(石油スルホネートバリウムとして、6部、残部は不明)及び油(h1){食用菜種油、ニッコー製油株式会社製、菜種油}30部を加熱攪拌しながら145℃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ビスアミド溶解液(13)を得た。
次いで、ポリエーテル化合物(b6)200部、ポリエーテル化合物(b14){ポリエーテル化合物(b1)のステアリン酸ジエステル}280部及びポリエーテル化合物(b15){ひまし油のプロピレンオキシド(30モル)付加体のオレイン酸エステル}100部を5℃に調節して冷却攪拌しながら、これにビスアミド溶解液(13)を少量ずつ投入し、15分間攪拌して分散液(13)を得た。ビスアミド溶解液の投入中及び投入後の混合物(分散液)の温度は5〜37℃であった。
分散液(13)をゴーリンホモジナイザーを用いて3500psi(24.1MPa)にて均質化処理し、本発明の消泡剤(13)を得た。分散体の体積基準の粒子径分布における最頻値(μm)は0.3μmであった。
<実施例14>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内で、ビスアミド(a3)25部及びポリエーテル化合物(b16){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145℃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ビスアミド溶解液(14)を得た。
次いで、ポリエーテル化合物(b12)275部、ポリエーテル化合物(b14)300部及びポリエーテル化合物(b17){ポリオキシプロピレン(34モル)グリコール200部と、ポリオキシエチレン(3モル)ポリオキシプロピレン(14モル)ミリスチルエーテル231部と、ヘキサメチレンジイソシアネート16.8部とを反応させて得たポリエーテル化合物}100部を2℃に調節して冷却攪拌しながら、これにビスアミド溶解液(14)を少量ずつ投入し、15分間攪拌して分散液(14)を得た。ビスアミド溶解液の投入中及び投入後の混合物(分散液)の温度は2〜29℃であった。
分散液(14)をゴーリンホモジナイザーを用いて3500psi(24.1MPa)にて均質化処理して、本発明の消泡剤(14)を得た。分散体の体積基準の粒子径分布における最頻値(μm)は0.5μmであった。
<実施例15>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内で、ビスアミド(a3)1部及びポリエーテル化合物(b6)300部を加熱攪拌しながら145℃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ビスアミド溶解液(15)を得た。
次いで、5℃に調節したポリエーテル化合物(b6)699部を冷却攪拌しながら、これにビスアミド溶解液(15)を少量ずつ投入し、15分間攪拌して分散液(15)を得た。ビスアミド溶解液の投入中及び投入後の混合物(分散液)の温度は5〜30℃であった。
分散液(15)をゴーリンホモジナイザーを用いて3500psi(24.1MPa)にて均質化処理して、本発明の消泡剤(15)を得た。分散体の体積基準の粒子径分布における最頻値(μm)は0.2μmであった。
<比較例1〜4>
ビスアミド(a1)〜(a3)及びを用いないこと以外、実施例1〜3、7と同様にして、比較用の消泡剤(H1)〜(H4)を作成した(比較例1は実施例1、比較例2は実施例2、比較例3は実施例3、比較例4は実施例7にそれぞれ対応)。
<比較例5>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内でビスアミド(a1)30部、ポリエーテル化合物(b6)200部、ポリエーテル化合物(b11)770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ビスアミド溶解液(h5)を得た。
次いで、ビスアミド溶解液(h5)を90分かけて25℃まで冷却し、分散液(h5)を得た。
分散液(h5)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(株式会社日本精機製作所製)にて10000rpmにて10分間攪拌して均質化して、比較用の消泡剤(H5)を得た。分散体の体積基準の粒子径分布における最頻値(μm)は14.9μmであった。
<比較例6>
加熱、攪拌、冷却の可能な容器内でビスアミド(a1)30部、ポリエーテル化合物(b1)200部、ポリエーテル化合物(b2)770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ビスアミド溶解液(h6)を得た。
次いで、ビスアミド溶解液(h6)を15分かけて25℃まで冷却し、分散液(h6)を得た。
分散液(h6)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(株式会社日本精機製作所製)にて10000rpmにて10分間攪拌して均質化して、比較用の消泡剤(H6)を得た。分散体の体積基準の粒子径分布における最頻値(μm)は11.3μmであった。
<消泡性の評価(1)>
実施例1〜15及び比較例1〜6で得た消泡剤(1)〜(15)及び(H1)〜(H6)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。
(1)評価液の作成
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(水道水)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、25℃に調節して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。
(2)消泡性の評価(25℃)
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)。
続いて同様に1分間で200回振とうして1分間静置のサイクルを4回繰り返し、5回目(合計で1000回振とう後)の静置後の液面高さを読み取って持続消泡性の値とした。
Figure 2011043299



































本発明の消泡剤を用いたエマルションは、比較用の消泡剤を用いたものに比べて、消泡性(初期消泡性及び消泡持続性)が極めて良好であった。
<消泡性の評価(2)>
実施例1〜15及び比較例1〜6で得た消泡剤(1)〜(15)及び(H1)〜(H6)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)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 2011043299
注1:サンノプコ株式会社製分散剤
注2:サンノプコ株式会社製増粘剤
注3:石原産業株式会社製二酸化チタン
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:サンノプコ株式会社製防腐剤
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:サンノプコ株式会社製増粘剤
(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0.3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)〜(21)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(22)を得た。
(3)消泡性の評価(25℃)
エマルション塗料(1)〜(22)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)〜(22)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。
(4)エイジング後の評価
エマルション塗料(1)〜(22)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℃、4000rpm、3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)を評価した。
Figure 2011043299



































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、消泡性(初期消泡性及び消泡持続性)が極めて良好であった。
<消泡性の評価(3)>
実施例1〜3、7及び比較例1〜4で得た消泡剤(1)〜(3)、(7)及び(H1)〜(H4)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4に示した。
発泡液体として、非イオン界面活性剤[サンノプコ株式会社、SNウェットL]0.25%、アニオン界面活性剤[サンノプコ株式会社、SNウェット970]0.50%及び水99.875%を含有する界面活性剤水溶液を使用した。この水溶液50gを100mlの共栓付きメスシリンダーに加え、さらに評価試料(消泡剤)を0.37g添加し、30℃に調節して消泡試験液を調製した。
メスシリンダーの栓を閉じて、消泡試験液を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、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)。
また、消泡剤を添加しないこと以外、上記と同様にして、ブランク試験を行った。
Figure 2011043299















本発明の消泡剤は界面活性剤水溶液に対し、比較用の消泡剤と比べて、消泡性が極めて良好であった。
<消泡性の評価(4)>
実施例1〜15及び比較例1〜6で得た消泡剤(1)〜(15)及び(H1)〜(H6)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5に示した。
染色工場排水(活性汚泥処理工程のばっ気槽より採取した試験水)に、評価試料(消泡剤)の濃度が200ppmとなるように評価試料を添加し、循環式の消泡試験機(直径3.5cm、長さ21cmのガラス製円筒に試験水を加え、下部からポンプで試験水を吸い上げて円筒上部から落下させる試験機、流量1L/分、循環落差は泡の無い状態で18cm)を用いて、試験水が試験機から溢流するまでの時間を測定した(試験水温度34℃)。
Figure 2011043299


































本発明の消泡剤は比較用の消泡剤と比べて、消泡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(パルプ化工程、抄紙工程及び塗工工程等)、建築工業(抄造工程等)、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。これらのうち、塗料用消泡剤、排水処理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。

Claims (12)

  1. ビスアミド(A)をポリエーテル化合物(B)中に分散して含有し、
    ビスアミド(A)及びポリエーテル化合物(B)の重量に基づいて、ビスアミド(A)の含有量が0.01〜10重量%、ポリエーテル化合物(B)の含有量が90〜99.99重量%であり、
    ビスアミド(A)の体積基準の粒子径分布における最頻値が0.1〜5μmであることを特徴とする消泡剤。
  2. ビスアミド(A)が、一般式(1)で表されるビスアミドである請求項1に記載の消泡剤。

    CONH(CH−NHCOR (1)

    は炭素数10〜22のアルキル基、アルケニル基、ヒドロキシアルキル基又はヒドロキシアルケニル基、tは1〜6の整数である。
  3. 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種である請求項1又は2に記載の消泡剤。
    Figure 2011043299
























    は炭素数1〜25の活性水素化合物の反応残基、R及びRは炭素数1〜24の1価の有機基、Rは炭素数1〜24の2価の有機基、R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、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の反応残基又は炭素数5〜18の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0〜30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。
  4. ポリエーテル化合物(B)が、ポリエーテル化合物(B1)とポリエーテル化合物(B2)を含有してなり、
    ポリエーテル化合物(B)の重量に基づいて、ポリエーテル化合物(B1)の含有量が10〜90重量%、ポリエーテル化合物(B2)の含有量が10〜90重量%である請求項1〜3のいずれかに記載の消泡剤。
  5. さらに、金属石鹸(C)、合成樹脂(D)、疎水性シリカ(E)及びワックス(F)からなる群より選ばれる少なくとも1種の分散質を含有し、
    分散質の含有量が、ビスアミド(A)及びポリエーテル化合物(B)の重量に基づいて、0.005〜10重量%であり、かつ分散質及びビスアミド(A)の体積基準の粒子径分布における最頻値が0.1〜10μmである請求項1〜4のいずれかに記載の消泡剤。
  6. さらに、結晶形状制御剤(G)を含有してなる請求項1〜5のいずれかに記載の消泡剤。
  7. 結晶形状制御剤(G)の含有量が、ビスアミド(A)及びポリエーテル化合物(B)の重量に基づいて、0.01〜10重量%である請求項6に記載の消泡剤。
  8. 請求項1〜7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、
    ビスアミド(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、ビスアミド(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ビスアミド(A)の微細分散体を得る工程(2)、並びに
    得られた微細分散体を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。
  9. 請求項1〜7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、
    ビスアミド(A)、ポリエーテル化合物(B)の一部及び結晶形状制御剤(G)を加熱攪拌しながら、ビスアミド(A)を溶解させて溶解液を得る工程(4)、
    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ビスアミド(A)の微細分散体を得る工程(5)、並びに
    得られた微細分散体を均質化処理して消泡剤を得る工程(6)を含むことを特徴とする製造方法。
  10. 請求項1〜7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、
    ビスアミド(A)、ポリエーテル化合物(B)及び結晶形状制御剤(G)を加熱攪拌しながら、ビスアミド(A)を溶解させて溶解液を得る工程(7)、溶解液を冷却攪拌して、ビスアミド(A)を析出させて微細分散体を得る工程(8)、並びに
    得られた微細分散体を均質化処理して消泡剤を得る工程(9)を含むことを特徴とする製造方法。
  11. 樹脂エマルション、顔料、水性媒体及び請求項1〜7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エマルション塗料。
  12. 請求項1〜7のいずれかに記載された消泡剤を排水に添加して排水を処理する工程を含むことを特徴とする排水処理方法。
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