JPH06508548A - 消泡剤 - Google Patents
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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】
消泡剤
発明の分野
本発明は、ジアルキルエーテル、活性物質および安定剤を含有する消泡剤に関し
、また、洗浄製品用添加剤として、塗料およびラッカーの製造における添加剤と
して、並びに下水処理プラントにおける廃水処理用添加剤、また例えば、金属加
工または製紙といったような工業的製法に由来する廃水処理用添加剤としてのそ
れらの使用に関する。
先行技術
多(の工業的製法にとって、界面活性物質を使用するといつも発泡が起こること
は重大問題である。例えば、界面活性剤、ビルダー、アルカリ金属シリケート、
カーボネートおよび/または水酸化物の他に、活性塩素または活性酸素化合物を
含有する粉末状あるいは液体状のアルカリ性洗剤は、家庭用食器洗い機に、また
ビール瓶や牛乳瓶の工業的洗浄において使用される。過剰な発泡を防ぐ為、通例
、そのような洗剤には消泡剤が添加されている。
塗料およびラッカー(例えば、水性ラッカー)の製造において使用する、水で稀
釈可能な結合剤もまた、顕著な発泡傾向を示す。この場合、実際に成分を混合す
る間、すなわち空気中で撹拌してラッカーを練磨する間に泡を形成することがあ
り、そのため使用する特殊な機械は、有効量の両分で充填して作動させるしかな
い。この分野においても、緊急に脱泡剤および脱泡装置を必要とすることがある
[ボルトシュミット(Goldschmidt)、インフォルム(I nfor
m、 )、66.9(1989年)]。
消泡剤を使用する、もう一つの分野は、下水処理プラントにおける廃水処理であ
る。活性スラッジ法においては、例えば、完全に混合して汚水粒子と微生物が接
触するよう、廃水中に空気を送入する[ヒウツ(Chiuz)、λ旦、87 (
1991年)]。この場合に形成する泡は蛋白質の泡であることが多く、従って
、特に安定である。固体は沈降せず、泡のラメラ中やラメラ上に望ましからず固
定され、処理したスラッジを分離するのが困難になる。
泡調節の複雑な分野に関して、同様なる消泡剤を提供するための試みが途絶える
ことなど過去にはなかった。
例えば、石鹸含有洗剤の抑泡剤としてケトンが適当であることは、ドイツ特許出
願公開明細書第1467613号および同第2242541号より既知である。
更に、欧州特許出願公開明細書第0324339号には、活性物質として脂肪ケ
トンを、また媒体液(carrier 1iquids)として鉱油またはゲル
ベアルコールを含有する分散液が記載されている。しかし、多様な適用に対して
は、そのような方法の脱泡効果は不十分である。
従って、本発明の課題は、上記のような不利益を伴うことのない、新規消泡剤を
提供することであった。
発明の詳細
な説明は、
a) 媒体油(carrier oil)として、式(I):R1−0−R”
(I)
[式中、R1およびR2は互いに独立して直鎖状または分枝状のC6−12アル
キル基を表す]で示されるジアルキルエーテル、b) 融点が60〜160℃の
範囲であるワックス様の活性物質、およびC) 安定剤
を含有する消泡剤に関する。
驚いたことに、媒体油としてジアルキルエーテルを含有する消泡剤には、既知の
製品と比較して、より良好な脱泡効果があり、また普遍的に使用し得るというこ
とが見いだされた。更に、本発明の消泡剤は、アルカリ、活性塩素および活性酸
素に対して高い安定性を示し、また容易に生分解して、生態学的に安全な製品に
対する一般的要求を満たすことを特徴とする。
ジアルキルエーテルは、適切な有機化学合成法により得られる既知の化合物であ
る。既知のウィリアムソン(WILLIAMSON)のエーテル合成においては
、例えば、アルカリ金属水酸化物の存在下、アルキルクロリドと反応させること
により、脂肪アルコールからジアルキルエーテルを製造することができる。
本発明で使用し得るジアルキルエーテルは、式(I)[式中、R1およびRzは
互いに独立して直鎖状または分枝状のCS−+tアルキル基を表す]で示される
。特に有利な特性を有する消泡剤は、媒体油として、R1およびR1が互いに独
立したC11−1゜アルキル基を表す式(I)のジアルキルエーテルを使用した
場合に得られる。
そのようなジアルキルエーテルの典型的な例としては、ジ−n−ヘキシルエーテ
ル、ジー2−エチルヘキシルエーテル、ヘキシルオクチルエーテル、ジ−n−デ
シルエーテル、ジ−n−ラウリルエーテル、また特にジ−n−オクチルエーテル
およびそれらから誘導する非対称化合物が挙げられる。
適当な脱泡剤(成分b)は、−貫して、融点が60〜160℃の範囲であるワッ
クス様の物質である。そのような物質の典型的な例としては:bl) 脂肪ケト
ン
b2) ワックスエーテル
b3) ポリエチレンワックス
b4) パラフィン系炭化水素
b5) 脂肪酸アミド
b6) 疎水化シリカ
b7) 長鎖脂肪アルコールおよび/またはb8) 長鎖ゲルベアルコール
が挙げられる。
上記活性物質は、媒体液(liquid carrier) (ジアルキルエー
テル)中で分散し、結果的には、消泡効果が改善される。
脂肪ケトン(成分bl)は、適切な有機化学合成法により得られる既知物質であ
る。例えば、二酸化炭素(CO2)と水を除去しながら、3oo℃以上の温度で
熱分解することにより、脂肪酸のマグネシウム塩から脂肪ケトンを製造する[ド
イツ特許出願公開明細書第2553900号]。本発明で使用する脂肪ケトンは
、式(■):
R”−Co−R4(n)
[式中、R3およびR4は互いに独立して11〜25個の炭素原子および0また
は1の二重結合を含有する、直鎖状または分枝状の炭化水素基を表すコで示され
る。
R3およびR4がCl1142アルキル基を表す式(II)の脂肪ケトンが好ま
しい。典型的な例としては、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、パルミ
トレイン酸、ステアリン酸、オレイン酸、エライジン酸、ペトロセリン酸、アラ
キン酸、ガドレイン酸、ベヘン酸またはエルカ酸のマグネシウム塩を熱分解する
ことにより得られる脂肪ケトンが挙げられる。ステアロン(18−ペンタトリア
コンタノン)を使用するのが好ましい。
ワックスエーテル(成分b2)は、長鎖脂肪酸と長鎖脂肪アルコールとの縮合物
である。本発明で使用するのに適当なワックスエーテルは、式(■):R6C0
−0R’ (III)
[式中、R5C0は16〜34個の炭素原子および0. 1. 2または3の二
重結合を含有する、任意にヒドロキシ置換したアシル基、またR6は16〜34
個の炭素原子および0. 1. 2または3の二重結合を含有する脂肪族炭化水
素基である]で示される。典型的な例としては、パルミチン酸、パルミトレイン
酸、9−ヒドロキシステアリン酸、リシノール酸、ステアリン酸、オレイン酸、
エライジン酸、ペトロセリン酸、リノール酸、リルン酸、アラキン酸、ガドレイ
ン酸、ベヘン酸、エルカ酸、アラキドン酸、イワシ酸、リグノセリン酸またはモ
ンタン酸と、対応するアルコールとのエステルが挙げられる。エステルの酸およ
びアルコール成分は、その中に存在する炭素原子数と二重結合数が同じであって
もよいし、または異なっていてもよい。9−ヒドロキシステアリルベヘネートを
使用するのが好ましい。
平均分子量が300〜3000、好ましくは1000〜2500であるエチレン
の重合物を、ポリエーテルワックス(成分b3)として使用することができる。
パラフィン系炭化水素(成分b4)は、実質的には、20〜40個の炭素原子を
含有する、直鎖状のアルカンの工業用混合物である。
本発明で使用するのに適当な脂肪酸アミド(成分b5)は、12〜22個の炭素
原子および0または1の二重結合を含有する脂肪酸とポリアミンとの縮合物であ
る。典型的な例としては、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、パルミト
レイン酸、ステアリン酸、オレイン酸、エライジン酸、ペトロセリン酸、アラキ
ン酸、ガドレイン酸、ベヘン酸またはエルカ酸とポリアミンとのアミド(例えば
、エチレンジアミン、エチレントリアミン、ジエチレンジアミン、ジプロピレン
ジアミン、トリエチレンジアミンまたはへキサメチレンジアミン)が挙げられる
。ポリアミンは、完全にアシル化してもよく、あるいは更に遊離アミン官能基を
包含していてもよい。エチレンジアミン−ビス−ステアリルアミドを使用するの
が好ましい。
本発明で使用し得る疎水化シリカ(成分b6)は、シリカとシラン、脂肪酸また
は第四アンモニウム化合物との既知の反応生成物である。ジクロロ−ジメチルシ
ランで疎水化したシリカを使用するのが好ましい[レームブ・ヒエミー・レック
シコン(Roempp Chemie Lexikon)、チェノ(Thiem
e)出版社、第9版、1989年、65頁]。
長鎖脂肪アルコール(成分b7)は、式(■):R’OH(IV)
[式中、R7はCl6−34アルキル基である]で示される直鎖状の第一アルコ
ールである。典型的な例としては、セチルアルコール、ステアリルアルコール、
アラキルアルコール、ベヘニルアルコールまたはモンタンアルコールが挙げられ
る。Cl8−Hアルコールの工業用混合物が好ましい。
長鎖ゲルベアルコール(成分b8)は、アルカリの存在下、脂肪アルコールが自
己縮合することにより得られる分枝状の第一アルコールである[ソープ・コスメ
テイック・ケミカル・スペシャルティース(Soap、Co5m、、Chew、
5pec、)、53 (1987年)]。本発明の目的を達成するために、C1
@−22脂肪アルコールの自己縮合物を使用してもよく、csz−ssゲルベア
ルコールを使用するのが好ましい。
分散液は、その活性物質含量により粘度が異なる。ある特定の適用に対しては、
活性物質濃度が高(なるにつれ、その粘度は非常に高(なる。この場合、その粘
度が低くなるように、安定剤を添加しなくてはならない。逆に、活性物質含量の
低い分散液は、粘度が低(不利であることを特徴とし、結果的には、分散液中で
、望ましからず沈降が起こることになる。この場合、分散液に増粘安定剤を添加
するとよい。
適当な安定剤(成分C)は、以下の種類:cl) アルカリ土類金属および/ま
たはアルミニウム石鹸c2) 疎水化シリカ
C3) 層状シリケート
C4) 粘着付与剤および
C5) ノニオン界面活性剤
のいずれかに属する物質である。
安定剤cl)〜c4)は増粘剤である一方、安定剤c5)は粘度降下剤である。
アルカリ土類金属および/またはアルミニウム石鹸(成分cl)は、Cl2−2
2脂肪酸のカルシウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウムおよび/また
はアルミニウム塩であり、その典型的な例としては、ラウリン酸、ミリスチン酸
、パルミチン酸、ステアリン酸またはベヘン酸の、場合により塩基性のカルシウ
ム、マグネシウムおよび/またはアルミニウム塩が挙げられる。ニステアリン酸
カルシウム、ニステアリン酸マグネシウムおよび/またはヒドロキシステアリン
酸アルミニウムを使用するのが好ましい。
適当な疎水化シリカ(成分c2)は、シリカとシラン、脂肪酸または第四アンモ
ニウム化合物との反応生成物である。b6)で述べた生成物を特に選択し、適用
する。
R1’
層状シリケート(成分c3)は、以下、Sin、の四面体と一平面において結合
した結晶格子(“層状格子”)を有する周期系の第1主族〜第3主族の元素の塩
であると解するしウルマンス・エンッユクロペディ・デア・テッヒニシエン・ヒ
エミー(Ullmanns Enzyklopadie der techni
schen Chemie)、第4版、第21巻、365頁 (1984年)〕
。典型的な例としては、タルク Mg3[(OH)ilsLO+。]およびカオ
リナイト A14[(OH)alsi40+olが挙げられる。
モンモリロン石A1□[(OH) x l S i a O+。]およびベント
ナイト類は、特に有効な安定剤であることがわかり[テンス・サーフ・プツト(
Tens、5urf、Det、 )、旦、14 (1988年)]、好ましく使
用する。
粘着付与剤(成分c4)は、例えば、平均分子量が10,000〜100.00
0のポリアクリレート、ポリアルキルアクリレート、ゴムおよび/またはポリイ
ソブチレンといったような凝固剤および増粘剤であると解する。
適当なノニオン界面活性剤(成分c5)は、アルキルグリコシド、混合エーテル
および/またはエチレンオキシドと分枝状アルコールとの付加物である。
適当なアルキルグリコシドは、式(V):R”−0−(G)、 ff)
[式中、GはC5またはC6糖から誘導するグリコース単位を示す1号、Xは1
〜10の数、およびR8は6〜22個の炭素原子および0. 1. 2または3
の二重結合を含有する脂肪族炭化水素基であるコで示される化合物である。Gは
グルコース単位であることが好ましい一方、Xは1.1〜1.6の数であること
が好ましい。アルキルグリコシドの製造は、例えば、ドイツ特許出願公開明細書
第3723826号に記載されている。
適当な混合エーテルは、脂肪アルコールポリグリコールエーテルと、式(Vl)
工業的応用
[式中、R9は6〜22個の炭素原子および0. 1.2または3の二重結合を
含有する脂肪族炭化水素基、RIGはC1−4アルキル基またはベンジル基、R
I+は水素またはメチル基、およびnは1〜20の数である]で示されるアルキ
ルクロリドとの反応生成物である。それらの製法は、例えば、欧州特許出願公開
明細書第0322781号に記載されている。
エチレンオキシドと分枝状アルコールとの付加物は、平均1〜20+1101、
好ましくは2〜10molのエチレンオキシドと、Cl2−38ゲルベアルコー
ルとの付加物であると解する。また例えば、レーレン(Roelen)のオキソ
合成に由来するオキソアルコールといったような分枝状の成分を、それだけとい
うのではないが、主として含有する工業用アルコール混合物のような、エチレン
オキシド(EO)付加物も適当である。
消泡剤に対し、ジアルキルエーテルを40〜98重量%、とりわけ60〜95重
量%の量で含有し得る。活性物質は、消泡剤に対し、1〜50重量%、好ましく
は1〜20重量%、また更に好ましくは5〜10重量%の量で存在し得る。
安定剤の選択は、活性物質濃度、すなわち消泡剤の粘度により左右される。活性
物質含量が1〜20重量%の低粘性消泡剤は、安定剤cl)〜c4)を0.1〜
10重量%、好ましくは1〜5重量%の量で含有し得る。これとは対照的に、活
性物質を20.1〜50重量%の濃度で含有する高粘性消泡剤に対しては、C5
)群に属する安定剤を0.1〜20重量%、好ましくは1〜15重量%の量で添
加するとよい。上記の量はすべて、消泡剤に対するものである。
本発明の消泡剤は、単に室温で成分を撹拌することにより、すなわち、化学反応
を全く行わずに、完全機械的に製造することができる。これと同時に、まず最初
、最も高い温度で溶解する成分の融点以上の温度で全成分の混合物を加熱し、始
め高温で透明な溶液を除々に放冷する。
本発明の消泡剤は、特に安定な泡に対しても、またかなり高温でも、抑泡効果ま
たは泡調節効果を示す。本発明の消泡剤は、アルカリ、活性塩素および活性酸素
に対して安定であり、更に、容易に生分解する。
従って、本発明は、硬質表面の洗浄剤用添加剤としての、本発明の消泡剤の使寒
應燃
■、使用する配合物
活性物質:
エアロシル(Aerosil) R972−−−−−−4−−−安定剤:
* 配合物A〜■は、本発明の配合物に相当する一方、配合物Jは比較配合物で
ある。
H3tB : 9−ヒドロキシステアリルワックス(Wax) C: エチレン
ジアミン−ビス−ステアリルアミド[ヘキスト]
パラフィン68/70 : パラフィン混合物、融点68−70℃
エアロシル(Aerosil :商標)R972: ジメチルジクロロシラン−
疎水化シリカ[デグサ(Degussa)]ステノール(S tenol :商
標’)1822 : 18〜22個の炭素原子を含有する脂肪アルコール混合物
[ヘンケル社(Henkel KGaA)1G32/36 : 32〜36個の
炭素原子を含有するゲルベアルコール混合物
Mg−シール(Siel) : ニステアリン酸マグネシウム[ベールロヒャ−
(Barlocher)]アルゲル(Alugel :商標)30DF + ヒ
ドロキシニステアリン酸アルミニウム[ベールロヒャー]
■、適用実施例
実施例1〜8:
試験方法の説明
卵1個(約50g)を割ッテ、水(16°d)450gで稀釈し、電気ミキサー
中で2分間撹拌した。生成したエマルション100gを二層構造のメスシリンダ
ー(容量2000mA’)中に入れ、硬度が16°dである水を用いて容積を5
0Oralとし、50℃まで加熱した。試験温度に達した後、配合物A−Hの消
泡剤0゜2rnlを混合物に添加した。実験室用流動誘導装置を用いて、その溶
液を、ガラス管を通してメスシリンダーの底から取り入れた。下端をメスシリン
ダーの上端部の位置に配置した第2の管を通して、その液体を戻した。液体を4
1/分の割合で循環し、生成した泡と共に、メスシリンダー中へ落下させて戻し
た。0.5〜30分後に、泡と液体がら形成された容積を読み取った。結果を表
2に示す。
表 2 = 新鮮な卵の泡抑制
二二二二二二一一一一−一一一−一−一一一一−−−−−−−−−−−−−−−
−−一−−−−−−−−−−−−−−−−一一−−−−−−|
1 A 500 500 500 500 520 600 640 820
11402 B 500 500 520 520 560 620 700
1040 10603 C500620640700760860110011
6012604D 500 600 700 780 880 1140 20
005 E 500 580 580 580 600 620 700 12
00 20006 F 500 780 920 1100 1320 200
07 G 500 680 740 820 880 980 1000 10
20 10808 H50058060066070080086088090
0卵1個(約50g)を割って、硬度が16°dである水450gで稀釈し、電
気ミキサー中で2分間撹拌した。生成したエマルション100gをメスシリンダ
ー(容量’200 Qml)中に入れ、室温で水(16°d)を用いて容積を5
00mAとした。試験消泡剤(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)200
0ppm(懸濁液に対し)を混合物に添加した。実施例1〜8と同じポンプ循環
式装置により、その懸濁液は2000+17!まで発泡した。次に、消泡剤Iお
よびJを領5IIll添加し、液体を411分の割合で循環した。05〜30分
後に、泡と液体から形成された容積を読み取った。結果を表3に示す。
9 I 2000 1060 560 480 500 520 560 68
0 880CI J 2000 640 640 700 760 900 1
100 2000国際調査報告
フロントページの続き
(72)発明者 スタニスロヴスキー、デートレフドイツ連邦共和国 デー−4
030ラーテインゲン、メットマンナー・シュトラアセ181番
(72)発明者 クライン、ヨハン
ドイツ連邦共和国 デー−4000デュッセルドルフ 1、ベートーヴエンシュ
トラアセ 1番
Claims (23)
- 1.a)媒体油として、式(I): R1−O−R2(I) [式中、R1およびR2は互いに独立して直鎖状または分枝状のC6−12アル キル基を表す]で示されるジアルキルエーテル、b)融点が60〜160℃の範 囲であるワックス様の活性物質、およびc)安定剤 を含有する消泡剤。
- 2.式(I)中のR1およびR2が、互いに独立して直鎖状のC8−10アルキ ル基を表すことを特徴とする請求項1に記載の消泡剤。
- 3.活性物質を、 b1)脂肪ケトン b2)ワックスエーテル b3)ポリエチレンワックス b4)パラフィン系炭化水素 b5)脂肪酸アミド b6)疎水化シリカ b7)長鎖脂肪アルコールおよび/またはb8)長鎖ゲルベアルコール より成る群から選択することを特徴とする請求項1または2に記載の消泡剤。
- 4.脂肪ケトンが、式(II): R3−CO−R4(II) [式中、R3およびR4は互いに独立して11〜25個の炭素原子および0また は1の二重結合を含有する、直鎖状または分枝状の炭化水素基を表す]で示され ることを特徴とする請求項3に記載の消泡剤。
- 5.ワックスエーテルが、式(III):R5CO−OR6(III) [式中、R5COは16〜34個の炭素原子および0.1,2または3の二重結 合を含有する、任意にヒドロキシ置換したアシル基、またR6は16〜34個の 炭素原子および0.1,2または3の二重結合を含有する脂肪族炭化水素基であ る]で示されることを特徴とする請求項3に記載の消泡剤。
- 6.ポリエチレンワックスが、平均分子量が300〜3000であるエチレンの 重合物であることを特徴とする請求項3に記載の消泡剤。
- 7.脂肪酸アミドが、12〜22個の炭素原子および0または1の二重結合を含 有する脂肪酸とポリアミンとの縮合物であることを特徴とする請求項3に記載の 消泡剤。
- 8.疎水化シリカ(成分b6)が、シリカとシラン、脂肪酸または第四アンモニ ウム化合物との反応生成物であることを特徴とする請求項3に記載の消泡剤。
- 9.長鎖脂肪アルコールが、式(IV):R7OH(IV) [式中、R7はC16−34アルキル基である]で示されることを特徴とする請 求項3に記載の消泡剤。
- 10.長鎖ゲルベアルコールが、C16−22脂肪アルコールの自己縮合物であ ることを特徴とする請求項3に記載の消泡剤。
- 11.安定剤を、 c1)アルカリ土類金属および/またはアルミニウム石鹸c2)疎水化シリカ c3)層状シリケートおよび/または c4)粘着付与剤および c5)ノニオン界面活性剤 より成る群から選択することを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の消 泡剤。
- 12.アルカリ土類金属および/またはアルミニウム石鹸が、C12−22脂肪 酸のカルシウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウムおよび/またはアル ミニウム塩であることを特徴とする請求項11に記載の消泡剤。
- 13.疎水化シリカが、シリカとシラン、脂肪酸または第四アンモニウム化合物 との反応生成物であることを特徴とする請求項11に記載の消泡剤。
- 14.層状シリケートが、ベントナイトであることを特徴とする請求項11に記 載の消泡剤。
- 15.粘着付与剤が、ポリアクリレート、ポリアルキルアクリレート、ゴムおよ び/またはポリイソブチレンであることを特徴とする請求項11に記載の消泡剤 。
- 16.ノニオン界面活性剤が、アルキルグリコシド、混合エーテルおよび/また はエチレンオキシドと分枝状アルコールとの付加物であることを特徴とする請求 項11に記載の消泡剤。
- 17.消泡剤に対し、ジアルキルエーテルが40〜98重量%存在することを特 徴とする請求項1〜16のいずれかに記載の消泡剤。
- 18.消泡剤に対し、活性物質が1〜50重量%存在することを特徴とする請求 項1〜17のいずれかに記載の消泡剤。
- 19.消泡剤に対し、安定剤が0.1〜10重量%存在することを特徴とする請 求項1〜18のいずれかに記載の消泡剤。
- 20.硬質表面の洗浄剤用添加剤としての、請求項1〜19に記載の消泡剤の使 用。
- 21.洗浄剤に対し、洗浄剤を0.1〜10重量%の量で添加することを特徴と する請求項20に記載の使用。
- 22.塗料およびラッカーの製造における脱泡剤および脱気剤としての、請求項 1〜19に記載の消泡剤の使用。
- 23.下水処理プラントにおける廃水処理用脱泡剤としての、請求項1〜19に 記載の消泡剤の使用。
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