JPH1119407A

JPH1119407A - 消泡剤

Info

Publication number: JPH1119407A
Application number: JP18092597A
Authority: JP
Inventors: Junji Matsuda; 淳二松田; Shoichi Yokoyama; 昌一横山
Original assignee: NOF Corp
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1997-07-07
Filing date: 1997-07-07
Publication date: 1999-01-26

Abstract

(57)【要約】【課題】泡による障害の種類を問わずに破泡および抑泡
効果ともに優れた消泡剤を提供することを目的とする。【解決手段】天然油脂と炭素数８〜２２の脂肪酸または
その塩との混合割合がモル比で１／０．１〜１／３であ
り、天然油脂と炭素数８〜２２の脂肪酸またはその塩と
の混合物の和１モルに対してエチレンオキシドを必須成
分とする炭素数２〜８のアルキレンオキシドを５モル以
上付加反応して得られる反応生成物を含有することを特
徴とする消泡剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、化学工業、発酵工
業、合成ゴム工業、土木産業、製紙工業や下水処理施設
などで用いられる消泡剤に関するものである。さらに詳
しくは下水処理施設の活性汚泥処理、発酵工業における
反応熟成、化学工業の製造工程や蒸留工程、コンクリー
ト混練などで発生する泡障害を防止できる消泡剤に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、化学工業、発酵工業、合成ゴ
ム工業、土木産業、製紙工業、下水処理施設などで用い
られる消泡剤は、工程の形態が多岐にわたるに伴い、消
泡性の改善がはかられている。例えば最近の下水処理施
設では、処理量および水質の季節変動が大きく、運用条
件などによっては泡が大量に発生し、運転が困難になる
トラブルが見られる。また土木産業におけるコンクリー
ト混練時に、気泡の混入によって成型品の外観上の品質
低下や圧縮強度の低下などを招く問題が生じる。他にも
製紙工業では、木材を出発原料として用いているため、
リグニン、樹脂、多糖類などの起泡性物質が水に混入
し、なおかつ工程中でサイズ剤、洗浄剤、脱墨剤、紙力
強化剤などの起泡性物質を用いるため、常に泡による障
害の問題がある。このような問題を解決するために、工
程条件や装置面での改良も行われているが、より容易に
泡による障害を解決できうる消泡剤の使用が広く行われ
ている。

【０００３】その消泡剤としては、シリコーン油、鉱物
油、植物油、脂肪族アルコール、脂肪酸、金属石鹸、脂
肪酸アミド、ポリグリコール、アルキルエーテル等の化
合物が、使用条件などにより単独または２種以上配合さ
れて使用されている。一般に界面活性剤を含む消泡剤と
しては、高級アルコール、高級脂肪酸、多価アルコー
ル、アルキルフェノールなどの出発物質にエチレンオキ
シドまたはプロピレンオキシドを付加した化合物、さら
にその脂肪酸エステルなどがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の消泡剤は、例え
ば、特公昭４５−３０１８９号公報に開示されている多
価アルコールのアルキレンオキシド付加物や特公昭４５
−３８８２７号公報に開示されているプルロニック系非
イオン界面活性剤では、泡による障害を引き起こす因子
が多様化したために、各種排水の消泡剤としては適用で
きない場合がある。また特公昭４７−４０３９４号公報
に開示されているアルコールのアルキレンオキシド付加
物の末端水酸基を脂肪酸でエステル化したものは、消泡
性の持続性に劣るという問題がある。次に特開平５−２
２８３０８号公報、特開平５−２２８３０９号公報、特
開平５−２２８３１０号公報、特開平５−３０８９５８
号公報等に開示されている油脂と多価アルコール、水も
しくはアルカノールアミンの混合物にアルキレンオキシ
ドを付加したものは、消泡性の持続性に劣るなどの問題
がある。

【０００５】最近公害防止の観点から、排水を再使用す
るクローズド水処理システムが、主に製紙工業や化学工
業において多く使用されている。これらの業界では工程
上に多量の水を使う必要があり、廃水処理時には濃縮さ
れて非常に起泡性に富み、かつ排水中に含まれる有機物
質や界面活性剤の種類も多岐に亘っているため、前記の
消泡剤では十分な消泡効果が得られず、より高性能の消
泡剤が要求されている。本発明ではこのような問題点を
解決すべく、環境に蓄積しないために安全で、泡による
障害の種類を問わずに破泡および抑泡効果ともに優れた
消泡剤を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、天然油脂と炭
素数８〜２２の脂肪酸またはその塩との混合割合がモル
比で１／３〜１／０．１であり、天然油脂と炭素数８〜
２２の脂肪酸またはその塩との混合物の和１モルに対し
てエチレンオキシドを必須成分とする炭素数２〜８のア
ルキレンオキシドを５モル以上付加反応して得られる反
応生成物を含有することを特徴とする消泡剤である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明に使用する天然油脂として
は、ヤシ油、パーム油、オリーブ油、大豆油、菜種油、
アマニ油、ヒマワリ油等の植物油、豚脂、牛脂、骨油、
獣脂等の動物油および魚油のほか、これらの天然油脂の
硬化油、半硬化油、更にこれらの天然油脂の精製油や精
製工程で副生する回収油等があげられる。本発明に使用
する炭素数８〜２２の脂肪酸としては、カプリル酸、２
−エチルヘキサン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリス
チン酸、パルミチン酸、イソパルミチン酸、ヘプタデカ
ン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、エイコサン
酸、ドコサン酸、ヘキサデセン酸、オレイン酸、エライ
ジン酸、ドコセン酸、リノール酸、リノレン酸等および
８〜２２の脂肪酸を含む牛脂脂肪酸、ヤシ油脂肪酸等の
混合脂肪酸、回収油由来の脂肪酸等があげられる。炭素
数が８より少ないと泡表面への吸着が起こりにくくなり
破泡性に劣り、炭素数が２２より多いと水中へ分散させ
るときに一部がゲル状となりやすく分散性に劣る。本発
明に使用する脂肪酸の塩としては、上記脂肪酸のアルカ
リ金属塩、具体的にはリチウム塩、ナトリウム塩、カリ
ウム塩、セシウム塩等があげられる。

【０００８】天然油脂と炭素数８〜２２の脂肪酸または
その塩との混合割合は、モル比で１／３〜１／０．１、
好ましくは１／２〜１／０．１である。モル比が１／３
未満では消泡剤として抑泡性の充分な効果なものを得ら
れず、１／０．１を越えるとアルキレンオキシドとの反
応が進みにくくなる傾向がある。

【０００９】本発明における炭素数２〜８のアルキレン
オキシドとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキ
シド、ブチレンオキシド、ヘキセンオキシド、シクロヘ
キセンオキシド、スチレンオキシドなどがあげられる
が、水への分散性の点からエチレンオキシドを必須成分
とするものである。これらのアルキレンオキシドによっ
て得られるオキシアルキレン基はエチレンオキシド単独
でも、２種以上のアルキレンオキシドのブロック状付加
でもランダム状付加であってもよいが、２種以上のアル
キレンオキシドを付加させることが好ましく、水への分
散性および消泡性を高める点からブロック状付加である
ことがより好ましい。また、油脂との反応性の点から、
まずエチレンオキシドを付加した後、他のアルキレンオ
キシドを付加することが好ましい。エチレンオキシド以
外のアルキレンオキシドとしては、入手性などの点から
プロピレンオキシド、ブチレンオキシドが好ましい。

【００１０】アルキレンオキシドの付加モル数としては
油脂と炭素数８〜２２の脂肪酸の混合物の和１モルに対
して５モル以上であり、好ましくは９モル以上である。
アルキレンオキシドの付加モル数が５モル未満である
と、未反応の油脂が残存するため、保存安定性に劣る恐
れがあり、また水への分散性に劣る傾向があるため好ま
しくない。また、アルキレンオキシドの付加モル数が全
体で２００を越えると系全体の粘度が非常に高くなるた
め、製造および取り扱い上好ましくない。エチレンオキ
シドは、水への分散性の点から、好ましくはエチレンオ
キシドとアルキレンオキシドの原料仕込量全体の５〜５
０重量％、より好ましくは７〜３０重量％となるように
付加することが望ましい。エチレンオキシドの付加量が
５重量％未満であると水への分散性に劣る傾向があり、
５０重量％を超えると消泡性が劣る傾向がある。

【００１１】本発明の消泡剤の製造するに当たって、反
応温度は、通常８０〜１６０℃である。使用する触媒は
通常アルキレンオキシドの付加反応において使用される
アルカリ性物質、アルカリ金属の水酸化物、炭酸塩およ
び有機金属塩等で、例えばナトリウムメチラート、カリ
ウムメチラート、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、
炭酸カリウム、酢酸ナトリウム、乳酸カリウムや、先に
あげた脂肪酸のナトリウム塩、カリウム塩等が挙げられ
る。この触媒は生成物に対して０．０１から０．５重量
％程度使用するのが、アルキレンオキシドの付加反応性
を高めるために好ましく、さらに常圧で反応を行うより
も１０ｋｇ／ｃｍ²（ゲージ圧。以下同様）以下の加圧
下で反応を行うのが好ましい。

【００１２】消泡操作は、適用する系において発生する
泡障害を防止するために行う。本発明の消泡剤は、各工
程において直接添加しても良いし、水ないし有機溶媒な
どで希釈して乳化、分散ないし溶解させて使用しても良
い。また、他の消泡剤、例えば鉱物油、植物油、脂肪族
アルコール、脂肪酸などや、高級アルコール、脂肪酸、
アルキルフェノールなどの出発物質にアルキレンオキシ
ドを付加した非イオン性界面活性剤、シリコーン残基を
含む消泡剤等と併用しても性能を発揮する。本発明の消
泡剤の系への添加量は、０．００１から０．１重量％が
好ましい。

【００１３】

【発明の効果】本発明の、天然油脂と炭素数８〜２２の
脂肪酸またはその塩の混合物にアルキレンオキシドを付
加したものは、脂肪酸が活性水素源であるため、必ず脂
肪酸残基を分子中に含むものである。そのため、水に分
散し易く、泡表面への吸着が容易なものが得られ、その
結果として液膜を薄くして破泡する力が強く働き、発生
した泡に対する消泡性、およびその持続性の優れたもの
である。さらに、本発明の消泡剤は水への分散性にも優
れている。

【００１４】

【実施例】以下、実施例で本発明を具体的に説明する。（１）消泡剤の合成実施例１大豆油９３２．１ｇ（１．０モル）、オレイン酸８４．
０ｇ（０．３モル）および水酸化カリウム５．６ｇ
（０．１モル）を５リットルオートクレーブに入れ、窒
素ガスで十分置換した後、８５℃に昇温し、窒素を吹き
込みながら３０ｍｍＨｇ以下の減圧下で脱水を１時間行
った。その後、１２０℃に昇温し、エチレンオキシド５
５０．０ｇ（１２．５モル）を５．０ｋｇｆ／ｃｍ²以
下で徐々に圧入した後、圧力が一定になるまで、約２時
間１２０±５℃に保ち、反応を行った。つぎに、プロピ
レンオキシド６３１．６ｇ（１０．９モル）を反応容器
内に５．０ｋｇｆ／ｃｍ²以下で徐々に圧入した後、反
応容器内の圧力が一定になるまで、約２時間１２０±５
℃に保ち反応を行った。反応終了後、６０℃に冷却して
１７．５％塩酸を添加して触媒を中和し、１１０℃に昇
温して、窒素を吹き込みながら３０ｍｍＨｇ以下の減圧
下で１時間脱水を行ったのち、濾過を行うことにより本
発明の消泡剤Ａを２０２０．０ｇ得た（収率：９２
％）。

【００１５】実施例２〜６以下実施例１と同様の方法により表１に示す原料を用い
て本発明の消泡剤Ｂ〜Ｆを得た。

【００１６】

【表１】

【００１７】比較例１牛脂９３２．１ｇ（１．０モル）、グリセリン９２．０
ｇ（１．０モル）、水酸化カリウム５．６ｇ（０．１モ
ル）を５リットルオートクレーブに入れ、窒素ガスで十
分置換した後、１２０℃に昇温し、エチレンオキシド９
２４．０ｇ（２１．０モル）を５．０ｋｇｆ／ｃｍ²以
下で徐々に圧入した後、圧力が一定になるまで、約２時
間１２０±５℃に保ち反応を行った。その後、プロピレ
ンオキシド１７４３．０ｇ（３０．０モル）を反応容器
内に５．０ｋｇｆ／ｃｍ²以下で徐々に圧入した後、反
応容器内の圧力が一定になるまで、約２時間１２０±５
℃に保ち反応を行った。反応終了後、１７．５％塩酸を
添加して触媒を中和し、１１０℃に昇温して、窒素を吹
き込みながら３０ｍｍＨｇ以下の減圧下で１時間脱水を
行った。その後、濾過を行うことにより比較の消泡剤Ｇ
を３３２２．０ｇ得た（収率：９０％）。

【００１８】比較例２以下、比較例１と同様の方法により表１に示す原料を用
いて比較の消泡剤Ｈを得た。

【００１９】（２）消泡剤の試験実施例１〜６および比較例１〜３これらの消泡剤を用い、次の方法で乳化分散性、抑泡
性、破泡性の評価を行った。さらに消泡剤を添加しない
場合についても試験を行い、比較例３とした。その結果
を表２に示す。

【００２０】水への乳化分散性評価１５０ｍｌ蓋付きサンプル瓶にイオン交換水１００ｍｌ
を入れ、温度２０℃において、消泡剤を１ｇ添加した。
これを手で５往復振盪し、そのときの状態を目視で観察
した。その結果を表２に示す。

【００２１】消泡性（抑泡性および破泡性）の評価消泡性を確認するため、以下に述べる方法により消泡試
験を行った。サポニン４００ｐｐｍとポリビニルアルコ
ール１００ｐｐｍを含む水溶液を発泡液とし、内径約１
０５ｍｍの１リットルガラス製ビーカーに発泡液３００
ｍｌを入れ、消泡剤１重量％水溶液０．９ｍｌを添加し
て混合し、系全体の消泡剤濃度を３００ｐｐｍとした
後、液温１８℃で、攪拌羽根の先端から液面が４ｍｍと
なるように固定したハンドミキサー（東芝（株）、ＨＭ
−４００）を用いて、１分後、３分後および５分後に、
発生した泡の高さを測定することにより抑泡性を評価し
た。更に１０分間撹拌した後、撹拌を停止し、泡の消失
に必要な時間を測定することにより破泡性を評価した。
結果を表２に示す。

【００２２】

【表２】

【００２３】表２より本発明の消泡剤は、比較の消泡剤
に比べて撹拌開始直後より優れた抑泡性を示し、５分後
においてもその効果が持続することわかる。また、破泡
性も同様に優れていることがわかる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】天然油脂と炭素数８〜２２の脂肪酸または
その塩との混合割合がモル比で１／３〜１／０．１であ
り、天然油脂と炭素数８〜２２の脂肪酸またはその塩と
の混合物の和１モルに対してエチレンオキシドを必須成
分とする炭素数２〜８のアルキレンオキシドを５モル以
上付加反応して得られる反応生成物を含有することを特
徴とする消泡剤。