JPS6035163B2 - 水性消泡剤組成物の製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶解した乳化剤を含有する水中のシリコーン液
体の懸濁体にシラザン処理したシリカ充填剤を添加する
ことにより水性ェマルジョン型消泡剤を製造する新規改
良法に関するものである。

本発明によれば、最初にシリコーン液体とシリカ充填剤
との消泡性コンパウンドを製造する必要ないこ安定な水
性ェマルジョン型消泡剤組成物を製造する・ことができ
る消泡剤組成物は望ましくない気泡の発生防止、除去お
よび制御のために使用される物質である。

発泡液体とは液体連続相中に非連続相として空気または
他のガスを含む分散物である。通常、か）る発泡液体に
おいては空気またはガスがその容積の大半を占めるので
、気泡は単に薄い液体皮膜によって相互に分離されてい
るのみである。望ましくない発泡液体は機械的または化
学的発生源から液体内部で発生しそして崩壊するよりも
運やかに液体表面に浮上して集合する多数の小さい気泡
からなるものである。望ましくない発泡液体に遭遇する
分野はきわめて多岐にわたり、それに伴う問題もまた美
観を損なうというような外見上の問題から有害、危険性
の問題まで、さまざまである。

これらの気泡に関連する問題は重合、塗料の製造および
使用、醗酵、石油の掘さくおよび精製、食品製造、製紙
、下水処理、薦総染色、接着剤の使用および浮遊選鉱し
・より精製した鉱石の転換等において共通するものであ
る。液体冷却剤、作動油、潤滑剤、航空燃料およびガス
吸収体等はそれらの操作条件下で発泡して望ましくない
結果を招来することが多い。したがって適当な制御が行
なわらければ、か）る発泡により装置が低下し、処理時
間および経費が増大しさらに他の不利益も生ずるである
つ。発泡は工程それ自体の基本的変更によってあるし・
は機械的脱泡装置の使用によって制御し得るが、化学的
消泡剤組成物の使用がもっとも有効かつ経済的であるこ
とが認められている。

化学的沼泡剤組成物を系に添加することによって、安定
化されていた皮膜は破壊され、気泡は崩壊し、かくして
当該工程は実質的にまた完全に消泡される。‐望ましく
ない気泡の防止および破壊に有用な消泡剤として知られ
ている多数の化学的消泡組成物の中でもっとも有効かつ
広範囲に使用されている消泡剤はシリコーン液体である
。シリコーン液体を主剤とする消泡性コンパウンドまた
は消泡剤は供給されたままの状態であるいは溶剤中の懸
濁体としてまたは気泡発生組成物からの乾燥成分の一部
と混合された形で使用され得る。シリコーン液体のェマ
ルジョンも消泡剤としての使用のために商業的に入手で
きる。

消泡剤としての使用を有利にさせるェマルジョンの特徴
は不燃性、水性系との相溶性、稀釈の容易性、および表
面特性が重要な用途に於ける高度に分散された形体のこ
れ等シリコーソ有効性等を包含する。シリコーンェマル
ジョンは通常標準のシリコーン液体、乳化剤、水および
シリコーンに対する担体として作用し、シリコーンの露
出界面面積を増加させ、その結果としてェマルジョンの
消泡剤としての有効性を増大させる役割を果す微細固体
（たとえばシリカ）から形成される。すべての型の乳化
剤、すなわちアニオン系、カチオン系および非イオン系
乳化剤を使用することができる。殆んどの場合、シリコ
ーン液体、乳化剤、幾分の水および固体分散剤をコロイ
ドミルまたはホモジナィザーのような高敷断速度の混和
器に通ずることによって油中水型分散物が形成される。
ついで得られるペーストを激しく燭拝しつつ大量の水中
に分散させる。最終生成物は水中のシリコーン油のェマ
ルジョンであり、その際のシリコーン液体は全乳化組成
物の７０％までを構成し得る。市販される大部分のシリ
コーンヱマルジョンは１０〜７０％のシリコーンを含有
するが、これらは通常使用前にそれよりかなり低い濃度
に稀釈される。市販のシリコーンェマルジョンは低粘度
ないし中程度の粘度の注入可能な系であり、良好な貯蔵
安全性および相分離に対する良好な耐性を有する。ジメ
チルシリコーン類は表面張力が低く、不活性でありかつ
水に不溶性であるという理由で消泡剤としての使用に特
に有用である。

さらにジメチルシリコーン類は広範囲の発泡物に対して
低濃度で有効である。最近開発された型の改良された消
泡剤として非処理のおよび（または）処理されたフュー
ムド（ｆｕｍｅｄ）シリカ（たとえばオクタシクロテト
ラシロキサンで処理されたフユームドシリカ）を含むジ
メチルポリシロキサンコンパウンドから構成されるもの
がある。

これらの消泡性コンパウンドを調製するための一般的方
法はジメチルポリシロキサン液体と非処理のおよび（ま
たは）処理されたフュームドシリカ充填剤との混合物を
まず約１５０００まで加熱して充填剤を分散させること
を必要とする。この混合物を加圧下でホモジナィザーに
かけるかあるいはミルで粉砕しそして冷却する。ついで
この混合物を約１５０ｏｏの温度に充填剤の溢れを十分
達するまで再加熱する。最後に、混合物を再冷却しそし
て消泡剤組成物、たとえば水性ェマルジョン型消泡剤組
成物に使用するための貯蔵容器に移送する。，今般、本
発明者は消泡性コンパウンドを使用する必要ないこ安定
な水性ェマルジョン型消泡剤組成物を製造し得る方法を
見出した。

すなわち、消泡剤コンパウンドを使用する代りに、シリ
コーン液体および処理された沈降シリカ充填剤をそれぞ
れ別個にかつ直接に乳化剤水溶液に添加するものである
。この方法は従来技術の方法よりも簡単かつ短時間で実
施し得るものでありかつ非処理の沈降シリカまたは処理
されたフュームドシリカを用いる水性ェマルジョン型シ
リコーン組成物よりも良好な消泡能およびより長期間の
貯蔵安定性をもつ組成物を提供し得るものである。本発
明に従う安定な水性ェマルジョン型消泡剤組成物の製造
法は、‘ｉー 乳化剤を水に溶解し； ‘ｉｉ） この乳化剤の溶液にジメチルポリシロキサン
液体を分散させ；【ｉｉｉ’ シラザンで処理した沈降
シリカ充填剤を工程‘ｉｉ｝で製造された分散物と混合
し；そして肋 工程剛の混合物を均質でかつ二層に分離
し得ない組成物が形成されるまでミル粉砕する；工程か
らなる。

本発明の実施に特に好ましい一方法は、乳化剤を約６０
ｏｏ〜約７００○の範囲の温度で水中に熔解し、この乳
化剤の溶液にジメチルポリシロキサン液体を約６０００
以上の温度で分散させ、シラザンで処理した沈降シリカ
充填剤をこの分散物と温度を約６０℃以上に保持しつつ
混和し、ついで混合物を約５５℃の温度に冷却しそして
冷却した混合物をミル粉砕することからなる。

処理された沈降シリカ充填剤は、沈降シリカ充填剤をシ
ラザン、たとえばへキサメチルジシラザンと、約２５午
０〜約１５０ｏｏの温度で約１〜２時間、好ましくは室
温で約１時間、混合することによって製造される。

その際アンモニアが創生物として遊離する。本発明の方
法に使用される物質に関しては、２５℃で約１００〜約
７００００センチストークスの範囲の粘度をもつ周知の
線状ジメチルポリシロキサン液体の任意のものが本発明
の目的に適当である。

たとえば、つぎの一般式：（式中、Ｒはそれぞれ同一で
も異ってもよくかつ一価の炭化水素基および置換炭化水
素基から選んだ基を表わし、ｎは２５００で約１００〜
約７００００センチストークスの粘度を与えるに十分な
数を表わす）で表わされるジメチルポリシロキサン液体
が適当である。

基Ｒはの例は脂肪族、ハロ置換脂肪および脂環炭化水素
基および置換炭化水素基、たとえばアルキル、アルケニ
ル、シクロアルキル、ハロアルキル基（たとえばメチル
、エチル、プロピル、ブチル、クロロブチル、シクロヘ
キシル、トリフルオロプロピル基等を包含する）；アリ
ール基およびハロ置換アリール基（例えばフェニル、ク
ロロフェニル等）；アルカリール基（たとえばキシリル
、トリル基等を包含する）：アルアルキル基（たとえば
フヱニルェチル、ベンジル基等）；シノアルキル基（た
とえばシアノェチル基）を包含する。前記一般式中のす
べての基Ｒがメチル基であるものが好ましく、また本発
明に使用されるジメチルポリシロキサンの粘度は２５Ｃ
０で約１００〜約３００００センチストークスであるこ
とが好ましく、特に２５００で約３００〜約１０００セ
ンチストークスであることが好ましい。周知のおよび（
または）商業的に入手し得る沈降シリカ充填剤の任意の
ものを本発明の実施に使用し得る。

これらの沈降シリカ充填剤は高表面積を有し、通常その
表面積は約１００〜約８００力／夕の範囲でありかつ一
般に高純度の砂−−それは結晶シリカである−−を解重
合して可溶性珪酸塩を形成させ、ついでそれを再重合お
よび微粒状無定形シリカ充填剤の沈澱を生じさせる処理
に供することによって製造される。得られるシリカは微
細な白色粉末であり「その粒子は湿潤層によって被覆さ
れ、完全に水酸化された表面を有する。本発明の目的の
ためには、水含量は通常約１〜約１５重量％の範囲であ
る。本発明の実施に好ましく使用される沈降シリカは約
７〜約１増雲量％の水舎量を有するものである。本発明
の実施に有用な特定の好ましい沈降シリカ充填剤は、た
とえばＰｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ Ｑｕａｒｔｚ、Ｃｏ
ｍｐａｎｙからＱＵＳＯ−Ｆ２２の名称で市販されるも
の、ＳＣＭＧＩｉｄｄｅｎＤｕｒｋｅｅＣｏｍｐａｎｙ
からＳｉｌｃｒｏｎＧ−１００の名称で市販されるもの
、Ｊ．Ｍ．ＨｕはｒＣｏｒｐ．からＺｅｏ仇ｅｘ９５の
名称で市販されるもの、およびＷ．Ｒ．ＧｒａｃｅＣｏ
．からＳｙｌｏｉｄ２６６の名称で市販されるもの等で
ある。

これらの沈降シリカ充填剤のすべては表面積約３００〜
４００力／夕、水分含量約７〜約１０重量％をもつ二酸
化珪素水和物である。乳化剤は慣用の乳化剤から選んだ
化合物または化合物類、たとえばオキシェチルソルビタ
ンモノステアレート（Ｔ雌ｅｎ６０）、ソルビタンモノ
ステアレート（Ｓｐａｎ６０）、ポリオキシエチレンス
テアレート（ＭＭｉ５＄）、およびそれらの混合物であ
る。

特に好ましい乳化剤はＡｔｌａｓＣｈｅｍｉｃａｌから
市販されているソルビタンモノステアレート（Ｓｐａｎ
６０）とポリオキシエチレンステアレート（Ｍｙｒｊ５
＄）との混合物である。一般にこの型の消泡剤組成物に
使用されるその他の添加剤は、たとえば殺菌剤等を少量
、た）、し有効量で配合してもよいことは勿論である。

ソルビソ酸は殺菌剤として特に好ましく、本発明の方法
においてミル粉砕工程の後の均質組成物に好ましく添加
される。本発明の方法に使用される各成分の量は広範囲
内で変動し得る。

しかしながら、通常、シラザン、たとえばへキサメチル
ジシラザンの使用量は沈降シリカ充填剤の使用量に基づ
いて約８〜２の重量％である。一般に、本発明の実施に
おけるシラザン処理された沈降シリカ充填剤の使用量は
全組成物の約０．０５〜約１重量％であり、ジメチルポ
リシロキサンの使用量は約２５〜約３５重量％であり、
乳化剤の使用量は約１０〜約２０重量％であり、素成物
の残部は水および少量、た）、し有効量の添加剤、たと
えば殺菌剤である。特に好ましい殺菌剤の量は約０．０
５〜約２重量％である。つぎに本発明を実施例によって
説明するが、これらは何等本発明を限定するものではな
い。

実施例 １安定な水性ェマルジョン型消泡剤組成物を本
発明に従ってつぎのごとく製造した。

水１箱重量部を適当な清掃した予備混合器に装入して約
６０〜７０ｑ０に加熱した。

この温度を保持しつつ、乳化剤（Ｓｐａｎ６０）８．乳
重量部および乳化剤（Ｍｙｒｉ５＄）５．７重量部を急
速灘洋下に添加しそして添加後も競梓を約３粉ご間続け
た。温度を６０００以上に保持しつつジメチルシリコー
ン油３１．１重量部を徐々‘こ添加し、そして混合物を
約３０分間急速燈拝した。こ）で、処理されたシリカ充
填剤０．４重量部を添加し、ついで急速燈拝しつつ水３
６．立雲量部を添加し、そして混合を１時間続けた。予
備混合物の擬梓完了後、このバッチを約５３〜５７℃の
冷却しそしてマントンーガゥリン（Ｍａｎのｎ−Ｇａ山
ｉｎ）型コロイドミル上で約３〜５ミルに粉砕し中程度
の櫨梓が維持されている稀釈びん中に入れた。ミル粉砕
された分散物にソルビン酸約０．２重量部を殺菌剤とし
て添加し、そして中程度の鷹梓を約３０分間続けた。使
用した乳化剤はＡｔｌａｓＣｈｅｍｃａｌ社（ＩＣＩＡ
ｍｅｒｉｃａ）の製品である。同等の乳化剤はたとえば
ＭａｙｅｒＣｈｅｍｉｃａｌＨｏ舷ｇＣＯ．等からも市
販されている。この方法で製造された組成はつぎの物理
性を示した。

消泡試験はつぎのごとく行なった。

装置 ２個のビータ（渡洋翼）をもつ料理用ミキサー、
１５００奴‘のビーカー＊、４ドラムの滴下装置付きラ
スびん、分析用天秤、０．１の‘目盛の５０舷ビューレ
ット、ラウリル硫酸ナトリウムの０．５％溶液。

延 記の試験方法に述べる試薬および試料の順次添加
のための時間どりはできる限り厳密に合致するよう追随
すべきである。

ラウリル硫酸ナトリウム溶液の相次ぐ添加の間の経過時
間は３の砂を越えるべきではない。各試験の間にビーカ
ーおよびビーターを洗徹するためにトルェン、ァセトン
および蒸留水をこの順序で使用する。

試験温度は２５ｑｏが推奨される。

実際の試験温度を記録する。試験方法 １．ミキサーで混合できるように構成した１５００私の
ビーカー＊に蒸留水２００の‘を添加する。

ミキサーはビータ２個のみをとりつけるべきである。こ
のミキサーを最高速度にセットする。＊所要ならば、１
５００の上のビーカーの代りに１′２のアイスクリーム
容器を用いてもよい。２．０．５％のラゥリル硫酸ナト
リウム液を、最高速度で、発生する気泡の高さがビータ
を丁度覆うようになるまで添加する（添加を行なう前に
常にビューレットに溶液を再充填しておく）。

３．その直後、気泡を崩壊させるに十分な量の試料を添
加する（予め条件付けする場合は通常１〜２滴）。

４．気泡が衰退した後、再び工程２に述べたごとく０．
５％ラウリル硫酸ナトリウム溶液を最高速度で添加する
。

５．試料２滴を添加する。

６．気泡が衰退した後、ミキサーを停止する。

続く二つの工程の間の時間間隔は１０分以下とすべきで
ある。７．約１０夕の試料および薬剤滴下器を含む秤量
びんを±０．００１夕まで秤量する。

この重量をＷ，として記録する。８．ミキサーを最高速
度で回転させる。

ビューレツト中のラウリル硫酸ナトリウム試薬の容量を
記録する。工程２（各回に使用した試薬の容量を記録す
る）および工程３を試薬および試料が引き続き５回添加
されるまで反復す，る。９．試料および薬剤滴下器を含
む秤量びんを秤量し、その重量をＷ２として記録する。

１０． 工程８で添加されたラウリル硫酸ナトリウムの
５回の添加の各回の容量を合計する。

この容量をＶＴとして記録する。これを５で割って平均
容量ＶＡを求める。この平均値を４で割る。この計算の
結果をＶ＾に加えおよびＶ＾から差引し、てＶＬ−ＶＵ
の範囲を求める。５回の各々の添加容量をこの範囲と比
較する。

これらの各回の数値はこの範囲内になければならず、こ
れをはずれた場合には試験を反復すべきである。１１．
使用した試料の減数で表わした合計重量対使用したラ
ウリル硫酸ナトリウムの肌【数で表わした合計容量の比
Ｒを計算する。

Ｒ＝Ｗ・寺Ｗ２ １２． 試料の松９数／ラウリル硫酸ナトＩＪウム溶液
の机上数をつぎのごとくシリコーンの雌数／泌に換算す
る。

シリコーンの雌数／地＝事 以上詳述したところから明らかなように、本発明は慣用
の消泡性コンパウンドの代わり‘こジメチルポリシロキ
サン油とシリカ充填剤とを用いてェマルジョン型消泡剤
を製造する有利な方法を提供するものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （i）乳化剤を水に溶解し； （ii）この乳化剤の溶液にジメチルポリシロキサン液体
   を分散させ；（iii）シラザンで処理した沈降シリカ充
   填剤を工程（ii）で製造された分散物を混合し；そして
   （iv）工程（iii）の混合物を均質でかつ二層に分離し
   得ない組成物が形成されるまでミル粉砕す；工程からな
   る安定な水性エマルジヨン型消泡剤組成物の製造法。 ２ 充填剤はヘキサメチルジシラザンで処理された沈降
   シリカ充填剤である特許請求の範囲第１項記載の製造法
   。 ３ ジメチルポリシロキサン液体は、一般式：▲数式、
   化学式、表等があります▼（式中、Ｒはそれぞれ同一で
   も異なつてもよくかつ脂肪族基、ハロ置換脂肪族基、脂
   環式基、シアノアルキル基、アリール基、アルカリール
   基、ハロ置換アリール基またはアルアルキル基を表わし
   、ｎは２５℃で約１００〜約７００００センチストーク
   スの粘度を与えるに十分な数である）を有するものであ
   る特許請求の範囲第１項又は２項のいずれかに記載の製
   造法。 ４ 乳化剤はソルビタンモノステアレートとポリオキシ
   エチレンステアレートとの混合物からなる特許請求の範
   囲第１〜３項のいずれか１項に記載の製造法。 ５ （i）乳化剤を約６０〜７０℃の温度で水に溶解し
   ；（ii）この乳化剤の溶液に約６０℃以上の温度でジメ
   チルポリシロキサン液体を分散させ；（iii）シラザン
   で処理された沈降シリカ充填剤を工程（ii）の分散物と
   、約６０℃以上の温度で混合し、ついで混合物を約５５
   ℃の温度に冷却する；ことを特徴とする特許請求の範囲
   第１〜４項にいずれか１項に記載の製造法。 ６ ジメチルポリシロキサン液体の使用量は約２５〜約
   ３５重量％であり、処理された沈降シリカ充填剤の使用
   量は約０．０５〜約１重量％であり、乳化剤の使用量は
   約１０〜約２０重量％であり、残部は水である特許請求
   の範囲第５項記載の製造法。