JPH10183099A - 水性媒体用低泡性摩擦抵抗低減剤及び該低減剤を用いた水性媒体の泡立ちの少ない摩擦抵抗低減方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 使用時の発泡が少なく、低温から高温にわた
る広い温度範囲で水性媒体の摩擦抵抗を低減できる添加
剤を提供する。 【解決手段】 ａ）一般式Ｉのモノ長鎖アミンオキシド
と、ｂ）一般式IIIの低級アルコールとを含有する水性
媒体用低泡性摩擦抵抗低減剤。 （Ｒ¹はＣ８〜２２の直鎖状又は分岐鎖状の飽和または
不飽和脂肪族炭化水素基、Ｒ²及びＲ³はメチル基、エチ
ル基または一般式IIの基である。） （ｎは１〜５、Ｙは水素又はメチル基である。） Ｒ⁴ＯＨ （III） （Ｒ⁴はＣ１〜４の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表
す。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、管内乱流の摩擦抵
抗を低温から高温にわたる広い温度範囲で減少させるこ
とができ、且つ、使用時の発泡が少ない低泡性摩擦抵抗
低減剤及び該低泡性摩擦抵抗低減剤を用いる泡立ちの少
ない摩擦抵抗の低減方法に関するものである。

【従来の技術】管内乱流に少量の特定物質を添加すると
摩擦抵抗が減少することは、抗力減少効果として一般に
知られている。高分子化合物を用いた場合は、ポンプや
曲がった管内を流れる際に高分子鎖の切断が起こり、抗
力減少効果を示さなくなる欠点がある。従って高分子化
合物はその機械的劣化により抗力減少剤として長期間使
用することができない。これに対して界面活性剤を添加
することによる抗力減少方法が考えられている。界面活
性剤は水性媒体中でミセルを形成して抗力減少効果を発
揮すると考えられており機械的劣化を起こさないので抗
力減少剤として長期間使用することが可能である。

【０００２】これまでに、界面活性剤を使用した抗力減
少剤について数多くの提案が行われている（特公平４−
６２３１号公報、特公平５−４７５３４号公報、特開昭
６０−１５２４４８号公報）。その中で腐食性のハロゲ
ンイオンを使用しないオレイルジ（ヒドロキシエチル）
アミンオキシドなどの界面活性剤を抗力減少剤として使
用する方法が提案されている。また、本発明者らは、特
定のアミンオキシド又はアミンオキシドと有機酸を組み
合わせることにより、従来の技術に比較して、使用可能
温度が広範囲となる提案をした（特願平８−１１６５４
３号及び同１１６５４４号）。しかし、これらの界面活
性剤を実際の配管で使用した場合、ポンプの剪断力や配
管中の曲がりなどで一度空気を巻き込むと発泡が起こ
り、これがキャビテーションの原因となる等、目的とす
る抗力の減少効果を損なうばかりか、例えばクーリング
タワーが泡であふれる等の問題もあった。

【発明が解決しようとする課題】本発明は、使用時の発
泡が少なく、低温から高温にわたる広い温度範囲で水性
媒体の摩擦抵抗を低減できる添加剤を提供することを目
的とする。又、該添加剤を用いた水性媒体の低泡性摩擦
抵抗低減方法を提供することを目的とする。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明は、脂肪族炭化水
素基を有するアミンオキシドと低級アルコールとを併用
すると上記課題を効率的に解決でき、さらに有機酸及び
／または有機酸塩を併用すると好ましい効果が得られる
との知見に基づいてなされたのである。すなわち、本発
明は、（ａ）下記一般式（Ｉ）で表されるアミンオキシ
ドと、

【０００４】

【化４】

【０００５】（式中、Ｒ¹ は、炭素数８〜２２の直鎖状
又は分岐鎖状の飽和または不飽和脂肪族炭化水素基、Ｒ
² 及びＲ³ は、メチル基、エチル基または下記一般式
（II) で表される基である。）

【０００６】

【化５】

【０００７】（式中、ｎは１〜５、Ｙは水素又はメチル
基である。） （ｂ）下記一般式（III)で表される低級アルコール

【化６】 Ｒ⁴ ＯＨ （III) （式中、Ｒ⁴ は、炭素数１〜４の直鎖状又は分岐状のア
ルキル基を表す。）とを含有することを特徴とする水性
媒体用低泡性摩擦抵抗低減剤を提供する。本発明は、
又、水性媒体に上記低泡性摩擦抵抗低減剤を加えること
を特徴とする水性媒体の泡立ちの少ない摩擦抵抗低減方
法を提供する。

【０００８】

【発明の実施の形態】一般式（Ｉ）中、Ｒ² 及びＲ³ は
同一の基であるのが好ましい。又、一般式（II）中、Ｙ
は水素が好ましく、ｎは１が好ましい。本発明におい
て、（ａ）成分のＲ¹ は炭素数８〜２２、好ましくは１
２〜２２の直鎖状あるいは分岐鎖状の飽和または不飽和
脂肪族炭化水素基、特にアルキル、アルケニル基を表
し、ラウリン酸残基、椰子脂肪酸残基、パルミチン酸残
基、ステアリン酸残基、オレイン酸残基、牛脂脂肪酸残
基、エルカ酸残基、リノール酸残基、リノレイン酸残基
等が挙げられる。本発明で用いるアミンオキシドの具体
例としては、ラウリルジメチルアミンオキシド、ココイ
ルジメチルアミンオキシド、ミリストイルジメチルアミ
ンオキシド、パルミチルジメチルアミンオキシド、ステ
アリルジメチルアミンオキシド、オレイルジメチルアミ
ンオキシド、タロージメチルアミンオキシド、エルシル
ジメチルアミンオキシド、ステアリルジ（ヒドロキシエ
チル）アミンオキシド、オレイルジ（ヒドロキシエチ
ル）アミンオキシド、タロージ（ヒドロキシエチル）ア
ミンオキシド、エルシルジ（ヒドロキシエチル）アミン
オキシドなどの一種又は二種以上の混合物があげらる
が、不飽和基を有するものを用いるとより好ましい効果
が得られる。

【０００９】（ｂ）成分の低級アルコールは、（III)式
のアルキル基の炭素数が１〜４の直鎖状又は分岐状を用
いることができる。具体的には、メチルアルコール、エ
チルアルコール、プロピルアルコール、ｉｓｏ−プロピ
ルアルコール等などの一種又は二種以上の混合物があげ
らる。本発明は、上記（ａ）成分と（ｂ）成分とを併用
することを必須とする。ここで、（ａ）成分と（ｂ）成
分の割合は任意とすることができるが、（ａ）／（ｂ）
を９５／５〜２０／８０（重量比）とするのが好まし
い。（ａ＋ｂ）原体のまゝ混合して製品としても良い
が、水で希釈して５〜７０重量％の水溶液とするのが好
ましい。

【００１０】本発明の水性媒体用低泡性摩擦抵抗低減剤
には、さらに、（ｃ）成分として有機酸（塩）を含有さ
せることができる。ここで用いる（ｃ）成分としては、
有機スルホン酸、有機カルボン酸またはそれらの塩等の
一種又は二種以上の混合物があげられる。有機スルホン
酸塩や有機カルボン酸は、アルキルまたはアルケニルス
ルホン酸、芳香族スルホン酸、脂肪族カルボン酸または
芳香族カルボン酸等であり、特に炭素数６〜１０の芳香
族スルホン酸と炭素数７〜１１の芳香族カルボン酸が望
ましい。有機酸塩としては、上記有機酸のアルカリ金属
塩またはアルカリ土類金属塩等が好ましく、特に芳香族
のスルホン酸塩、カルボン酸塩が望ましい。これらのう
ち、炭素数７〜１１の芳香族カルボン酸またはその塩が
好ましい。具体的には、サリチル酸、ナフトエ酸、メタ
−クロロ安息香酸、サリチル酸ナトリウム、ナフトエ酸
ナトリウムなどの一種又は二種以上の混合物があげら
る。これらのうち、サリチル酸ナトリウムが特に好まし
い。（ｃ）成分の有機酸および／又は有機酸塩の添加量
は（ｃ）／〔（ａ）＋（ｂ）〕が０／１００〜６０／４
０であるのが好ましく、より好ましくは０／１００〜４
０／６０（重量比）であり、（ａ）成分に対して0.００
１〜３倍モルが好適であり、より好ましくは0.０１〜１
倍モルである。

【００１１】本発明の摩擦抵抗低減剤は、水性媒体の様
々な目的に応じてさらにアミン等の防錆剤やエチレング
リコール等の溶剤などの任意成分を含有させることがで
きる。本発明の摩擦抵抗低減剤は、上記成分の混合物と
して、又は水で希釈して上記成分を２０％以上含有する
濃縮物とすることができる。又、本発明の摩擦抵抗低減
方法を行うにあたって、本発明の摩擦抵抗低減剤をその
まま、又は所望の濃度に希釈して対象とする流体に添加
するのがよい。又、対象とする流体に成分（ａ）（ｂ）
及び（ｃ）とを別々に添加することもできる。特に、
（ａ）成分のアミンオキシドを水性媒体に対して0.００
１〜５％となるように添加するのが好適であり、より好
ましくは0.０１〜１％である。又、（ｂ）成分の低級ア
ルコールを水性媒体に対し、0.０１〜１０％、好ましく
は0.０２〜５％添加するのがよい。

【００１２】

【発明の効果】本発明の低泡性摩擦抵抗低減剤及び低減
方法は、流体輸送において配管設備費の低減、ポンプ所
要動力の低減に有効である。特に、機械的劣化がなく、
低温から高温の広い温度範囲で使用でき、流体が力を受
けた際の泡立ちが少ないことから、循環使用される流体
中、例えば、各種工業プラントの加熱、冷却系、地域冷
暖房システムさらに、ビル空調システムで利用できる。
次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本
発明は、これらの例によってなんら限定されるものでは
ない。

【実施例】実施例１〜６ 表−１に示した所定量のオレイルジメチルアミンオキシ
ド及びエチルアルコールをスクリュー式ミキサー（スク
リュー系：１０ｍｍ、撹拌条件：９５００ｒｐｍ×５ｍ
ｉｎ）を用いて試料溶液を均一化し、ウォーターバスで
所定の温度にした後、発泡容積および渦減少効果を以下
の方法で評価した。結果を表−２に示す。 （１）発泡容積の測定 １００ｍｌ目盛り付きエプトン管に２０ｍｌの試料溶液
を採取し、１回／１秒の割合でこのエプトン管を１０回
上下に振り、その直後および１０分静置後の泡の体積を
測定した。

【００１３】（２）抗力減少効果の評価 抗力減少効果の簡便な評価法である、渦減少効果*を評
価した。２００ｍｌビーカー中で６ｍｍ×３０ｍｍのス
ターラーを撹拌し、発生する渦の深さ（Ｘｃｍ）によ
り、以下の基準で判定を行った。０≦Ｘ≦１：◎ １
＜Ｘ≦2.５：○ 2.５≦Ｘ＜４：△ ４≦Ｘ≦５：
×Ｘはその値が小さい程、抗力減少が大きいことを意味
する。尚、渦減少効果は、文献 C.Blais,I.Harwigsson,
M.Hellsten,J.Wollerstrand他 1996(CESIO in Barcelo
na)に記載されている。

【００１４】比較例１ 水性媒体用摩擦抵抗低減剤を用いないことを除き実施例
１と同様にして実験を行い、同様の方法で特性を評価し
た。結果を表−２に示す。比較例２〜５ 消泡剤を用いないことを除き、実施例１〜９と同様にし
て実験を行い、同様の方法で特性を評価した。結果を表
−２に示す。実施例７〜１２ 表−１に示した所定量のタロージメチルアミンオキシド
とエチルアルコールおよびサリチル酸ナトリウム塩を用
い、実施例１〜６と同様にして実験を行い、同様の方法
で特性を評価した。結果を表−３に示す。比較例６〜９ 消泡剤を用いないことを除き、実施例１０〜１６と同様
にして実験を行い、同様の方法で特性を評価した。結果
を表−３に示す。

【００１５】

【表１】 表−１ ａ成分 ────────────────────────種類 化合物名 a-1 オレイルジメチルアミンオキシドa-2 タロージメチルアミンオキシド

【００１６】

【表２】 表−２ ─────────────────────────────────── (a)成分 (b)成分 温度 発泡容積 (ml) 渦減少 No 種類 添加量 添加量 （℃) 直後 10分後 効 果 (ppm) (ppm) １ ａ−１ 500 700 25 3 1 ○〜◎ 実 ２ ａ−２ 500 700 25 5 2 ○ 施 ３ ａ−１ 500 200 25 4 1 ○ 例 ４ ａ−１ 800 1000 25 5 2 ○〜◎ ５ ａ−１ 500 700 2 6 3 ○ ６ ａ−１ 500 700 50 4 1 ○〜◎ １ − 0 0 25 0 0 × 比 ２ ａ−１ 500 0 2 37 20 ○ 較 ３ ａ−１ 500 0 25 27 15 ○〜◎ 例 ４ ａ−２ 500 0 25 29 18 ○ ５ ａ−１ 500 0 50 22 12 ○〜◎

【００１７】

【表３】 表−３ ─────────────────────────────────── (a)成分 (b)成分 (c)成分 温度 発泡容積 (ml) 渦減少 No 種類 添加量 添加量 添加量 （℃) 直後 10分後 効 果 (ppm) (ppm) (ppm) 7 a-1 500 700 50 25 4 2 ◎ 実 8 a-2 500 700 50 25 6 3 ○〜◎ 施 9 a-1 500 200 50 25 6 2 ◎ 例 10 a-1 800 1000 80 25 7 3 ◎ 11 a-1 500 700 50 2 8 4 ○〜◎ 12 a-1 500 700 50 50 5 2 ◎ 比 6 a-1 500 0 50 2 46 36 ○〜◎ 較 7 a-1 500 0 50 25 35 29 ◎ 例 8 a-2 500 0 50 25 37 30 ○〜◎ 9 a-1 500 0 50 50 32 19 ◎

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）下記一般式（Ｉ）で表されるアミ
   ンオキシドと、 【化１】 （式中、Ｒ¹ は、炭素数８〜２２の直鎖状又は分岐鎖状
   の飽和または不飽和脂肪族炭化水素基、Ｒ² 及びＲ
   ³ は、メチル基、エチル基または下記一般式（II) で表
   される基である。） 【化２】 （式中、ｎは１〜５、Ｙは水素又はメチル基である。） （ｂ）下記一般式（III)で表される低級アルコール 【化３】 Ｒ⁴ ＯＨ （III) （式中、Ｒ⁴ は、炭素数１〜４の直鎖状又は分岐状のア
   ルキル基を表す。）とを含有することを特徴とする水性
   媒体用低泡性摩擦抵抗低減剤。
2. 【請求項２】 さらに有機酸または有機酸塩を含有する
   請求項１記載の水性媒体様低泡性摩擦抵抗減少剤。
3. 【請求項３】 水性媒体に請求項１又は２記載の低泡性
   摩擦抵抗低減剤を加えることを特徴とする水性媒体の泡
   立ちの少ない摩擦抵抗低減方法。