(57)【要約】【課題】強い初期破泡性と抑泡性を併せ持ち、さらに持続的に発泡の抑制と泡沫の破壊を繰り返すことができ、微生物排水処理活性を阻害することのない、水系発泡性溶液の消泡処理に好適な消泡剤を提供する。【解決手段】油溶性金属石鹸と溶媒と水とからなる水中油滴型エマルジョン消泡剤組成物において、該溶媒が、動植物性油脂、鉱物油、炭素数１０〜３０の脂肪酸、該脂肪酸エステル、炭素数１０〜３０の炭化水素及び炭素数１０〜３０の高級アルコールより選択された１種又は２種以上よりなり、該溶媒１００重量部中に、前記油溶性金属石鹸０.００１〜２０重量部を溶解した溶液を、乳化剤及び水と混合しエマルジョン化してなる水中油滴型エマルジョン消泡剤組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
油溶性金属石鹸と溶媒と水とからなる水中油滴型エマルジョン消泡剤組成物において、該溶媒が、動植物性油脂、鉱物油、炭素数１０〜３０の脂肪酸、該脂肪酸エステル、炭素数１０〜３０の炭化水素及び炭素数１０〜３０の高級アルコールより選択された１種又は２種以上よりなり、該溶媒１００重量部中に、前記油溶性金属石鹸０.００１〜２０重量部を溶解した溶液を、乳化剤及び水と混合しエマルジョン化してなることを特徴とする水中油滴型エマルジョン消泡剤組成物。
【請求項２】
油溶性金属石鹸が、ステアリン酸アルミニウムである請求項１記載の水中油滴型エマルジョン消泡剤組成物。
【請求項３】
ステアリン酸アルミニウムが、消泡剤組成物中に０.００１〜１２重量％含有されてなる請求項２記載の水中油滴型エマルジョン消泡剤組成物。
【請求項４】
動植物性油脂、鉱物油、炭素数１０〜３０の脂肪酸、該脂肪酸エステル、炭素数１０〜３０の炭化水素及び炭素数１０〜３０の高級アルコールより選択された１種又は２種以上よりなる溶媒１００重量部中に、油溶性金属石鹸０.００１〜２０重量部を溶解した溶液と乳化剤及び水とを混合してなる水中油滴型エマルジョン消泡剤組成物を、脂肪酸アミドを分散含有した鉱物油に添加混合し、エマルジョン化してなることを特徴とする消泡剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エマルジョン系消泡剤組成物に関する。さらに詳しくは、本発明は、各種製造工程、排水処理工程、下水処理工程などにおいて、泡の発生を抑制し、発生した泡を効果的に消去することのできるエマルジョン系消泡剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から各種製造工程水、排水、下水処理などで発生する泡は生産効率阻害や環境問題に悪影響があり、いろいろな消泡処理が行われてきた。例えば、アマイド系消泡剤は脂肪酸アミドを鉱物油中に微細粒子として分散させたものであり、比較的安価でありながら、強い消泡作用を有するために、製紙産業を始めとして一般廃水などに広く用いられている。この強い消泡効果は破泡作用のある脂肪酸アミド微粒子が分散媒の表面に拡散していることによって発揮され、分散媒である鉱物油は、脂肪酸アミド微粒子を表面に拡散させるためのキャリアーとして極めて重要なものである。しかしながら、この消泡剤のようにオイル系のものは、微生物排水処理などには微生物の活性阻害のために使用できない欠点がある。
また、鉱物油及び水よりなる油中水滴型エマルジョンにより固体脂肪酸アミドなどの微粒子を消泡成分として含有させた組成物（特許文献１）も使用されているが、保存中に固体微粒子の分離沈降が避けられない問題が発生する。
このような難点を回避するためには、水中油滴型エマルジョン消泡剤が望ましく、シリコーン系、脂肪酸系、高級アルコール系、ポリエーテル系などを主成分とする水中油滴型エマルジョン消泡剤が使用されているが、消泡剤の力価が脂肪酸アミド系に及ばない欠点がある。脂肪酸アミドが水中油滴型エマルジョン消泡剤にできることが望ましいが、脂肪酸アミドは安定して水中油滴型エマルジョンを形成できない欠点がある。
【特許文献１】特開２００２−１４３６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、従来の水中油滴型エマルジョン消泡剤より強い初期破泡性と抑泡性を併せ持ち、さらに持続的に発泡の抑制と泡沫の破壊を繰り返すことができ、微生物排水処理活性を阻害することのない、水系発泡性溶液の消泡処理に好適な消泡剤を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは、消泡力価の高い金属石鹸を使用して、しかも、水中油滴型エマルジョン消泡剤にすることを鋭意研究の結果、油溶性金属石鹸を溶解し得る特定の溶媒中に該油溶性金属石鹸を特定比率で溶解し、これに水を加えてエマルジョン化することによって、上記の課題を解決しうることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、
（１）油溶性金属石鹸と溶媒と水とからなる水中油滴型エマルジョン消泡剤組成物において、該溶媒が、動植物性油脂、鉱物油、炭素数１０〜３０の脂肪酸、該脂肪酸エステル、炭素数１０〜３０の炭化水素及び炭素数１０〜３０の高級アルコールより選択された１種又は２種以上よりなり、該溶媒１００重量部中に、前記油溶性金属石鹸０.００１〜２０重量部を溶解した溶液を、乳化剤及び水と混合しエマルジョン化してなることを特徴とする水中油滴型エマルジョン消泡剤組成物、
（２）油溶性金属石鹸が、ステアリン酸アルミニウムである第１項記載の水中油滴型エマルジョン消泡剤組成物、
（３）ステアリン酸アルミニウムが、消泡剤組成物中に０.００１〜１２重量％含有されてなる第２項記載の水中油滴型エマルジョン消泡剤組成物、及び、
（４）動植物性油脂、鉱物油、炭素数１０〜３０の脂肪酸、該脂肪酸エステル、炭素数１０〜３０の炭化水素及び炭素数１０〜３０の高級アルコールより選択された１種又は２種以上よりなる溶媒１００重量部中に、油溶性金属石鹸０.００１〜２０重量部を溶解した溶液と乳化剤及び水とを混合してなる水中油滴型エマルジョン消泡剤組成物を、脂肪酸アミドを分散含有した鉱物油に添加混合し、エマルジョン化してなることを特徴とする消泡剤組成物、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の消泡剤組成物を使用すれば、従来のエマルジョン系消泡剤組成物に比べて飛躍的に性能が向上し、同一の効果をあげるために必要な消泡剤組成物を減量でき、環境負荷の低減化、処理費用の削減に寄与することができる。また、微生物処理活性を阻害することなく、各種製造工程水、排水、下水処理装置などで発生する泡を消去することのできるエマルジョン系消泡剤として広く使用することができる。さらに、本発明消泡剤組成物によれば、活性化された脂肪酸アミドが鉱物油中に分散して水中油滴型エマルジョン消泡剤組成物に含有されることができ、該消泡剤組成物は消防法危険物の適用を受けずに使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明に用いる油溶性金属石鹸は、本発明に用いる溶媒に溶解することのできる油溶性の、有機酸非アルカリ金属塩類を特に制限することなく使用することができる。例えば、飽和又は不飽和の脂肪酸又は脂環族有機酸のアルミニウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、コバルト塩などを使用することができる。本発明に用いる油溶性金属石鹸に好適に使用することのできる脂肪酸又は脂環族有機酸を例示すると、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ラウロレイン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、大豆脂肪酸、やし脂肪酸、ナフテン酸などを挙げることができる。これらの脂肪酸又は脂環族有機酸は、１種単独で使用することができ、また、２種以上を組み合わせて、非アルカリ金属塩化し、本発明に用いる油溶性金属石鹸として使用することができる。
本発明に用いる油溶性金属石鹸は、ステアリン酸、又は、オレイン酸若しくは大豆脂肪酸のアルミニウム塩を特に好適に使用することができる。
本発明に用いる油溶性金属石鹸として使用するステアリン酸アルミニウムは、純品以外に工業的に得られて市販されているものを使用することができる。工業的に得られて市販されているステアリン酸アルミニウムは、ステアリン酸１置換、２置換および３置換の３種のアルミニウム塩が混合されたものを好適に使用することができる。本発明に用いるステアリン酸アルミニウムは、前記３種アルミニウム塩の混合割合を特に制限することなく使用することができる。本発明に用いる工業用ステアリン酸アルミニウムは、純品ステアリン酸アルミニウムよりも融点が低く、価格もはるかに安価であり、本発明に用いる油溶性金属石鹸として特に好適に使用することができる。
本発明に用いる油溶性金属石鹸は、本発明に用いる溶媒１００重量部中に、０.００１〜２０重量部、好ましくは０.０１〜１５重量部溶解して使用することができる。０.００１重量部未満では消泡性能が不十分であり、２０重量部を超えるとエマルジョン形成性が不良になる。
本発明に用いる油溶性金属石鹸は、ステアリン酸アルミニウムが、消泡剤組成物中に０.００１〜１２重量％含有されてなるものを特に好適に使用することができる。
【０００７】
本発明に用いる溶媒は、融解温度が水の常圧沸点１００℃より低く、本発明に用いる油溶性金属石鹸を溶解し得る油性の溶媒であって、前記油溶性金属石鹸を溶解した溶液が乳化剤及び水と混合されたとき、水中油滴型エマルジョンを形成できるものを使用することができる。
本発明に用いる溶媒は、融解温度が１００℃より低い、動植物性油脂、鉱物油、炭素数１０〜３０の脂肪酸、又は、該脂肪酸エステル、炭素数１０〜３０の炭化水素、又は炭素数１０〜３０の高級アルコールを使用することができる。これらの溶媒の１種又は２種以上よりなる溶媒を使用することができる。
本発明に用いる動植物性油脂は、天然界からの植物油、動物油などを使用することができる。使用することのできる油脂を例示すると、例えば、植物油としては、大豆油、やし油、オリーブ油、菜種油、ゴマ油などを使用することができる。また、動物油としては、魚油、牛脂、豚脂、羊油脂などを使用することができる。
本発明に用いる鉱物油は、石油、石炭などの鉱物の精製、分留、分離残渣油などから得られるものであって、大量に供給され安価であるので、溶剤や工業原料に広く使用されている。本発明に用いる鉱物油は、市販されている融解温度が１００℃より低い鉱物油を特に制限することなく使用することができる。例えば、パラフィン油、ナフテン油、ナフサ、ケロシン、軽油、スピンドル油、高沸点油などを使用することができる。本発明に用いる鉱物油は、炭素数１０〜３０、好ましくは１２〜２８の炭化水素混合物を好適に使用することができる。炭素数１０未満のものは蒸発損失が大きく、３０を超えるものはエマルジョン形成性が不良になる。
本発明に用いる脂肪酸は、飽和又は不飽和の脂肪酸を使用することができる。ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ラウロレイン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、大豆脂肪酸、やし脂肪酸などを使用することができる。これらの脂肪酸は、１種単独で使用することができ、また、２種以上を組み合わせて使用することもできる。本発明に用いる脂肪酸は、炭素数１０〜３０、好ましくは１２〜２８の脂肪酸を使用することができる。炭素数１０未満のものは溶解力が不十分であり、３０を超えるものはエマルジョン形成性が不良になる。
本発明に用いる脂肪酸エステルは、前記本発明に用いる脂肪酸とアルコールとの縮合生成物であって、本発明に用いる脂肪酸エステルは、脂肪酸とアルコールとの合計炭素数が１０〜３０、好ましくは１２〜２８の脂肪酸エステルを使用することができる。炭素数１０未満のものは溶解力が不十分であり、３０を超えるものはエマルジョン形成性が不良になる。
【０００８】
本発明に用いる炭化水素は、炭素数１０〜３０、好ましくは１２〜２８の飽和又は不飽和の脂肪族又は脂環族炭化水素、アルキル基付加芳香族炭化水素などを使用することができる。炭素数１０未満のものは蒸発損失が大きく、３０を超えるものはエマルジョン形成性が不良になる。
本発明に用いる炭化水素は、例えば、デカン、ドデカン、ドデシルベンゼン、ポリエチレンオリゴマー、ポリプロピレンオリゴマー、ポリブタジエンオリゴマー、ポリエチレン・プロピレン共重合オリゴマーなどを使用することができる。これらの炭化水素は、１種単独で使用することができ、また、２種以上を組み合わせて使用することもできる。
本発明に用いる高級アルコールは、炭素数１０〜３０、好ましくは１２〜２８の飽和又は不飽和の脂肪族又は脂環族アルコールを使用することができる。炭素数１０未満のものは蒸発損失が大きく、かつ、溶解力が不十分であり、３０を超えるものはエマルジョン形成性が不良になる。本発明に用いる高級アルコールは、例えば、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール、ドデシルアルコールなどを使用することができる。これらの脂肪族アルコールは、１種単独で使用することができ、また、２種以上を組み合わせて使用することもできる。
本発明に用いる乳化剤は、公知の乳化剤を特に制限することなく使用することができる。アニオン系、カチオン系、両性系、非イオン系などの界面活性剤を使用することができる。これらの界面活性剤を１種単独で使用することができ、また、２種以上を組み合わせて使用することもできる。例えば、モノオレイン酸ソルビタン［東邦化学工業(株)、ＰＡＳ−８０］、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル［日華化学(株)、サンモールＤＢ−６０］などを好適に使用することができる。
本発明に用いる乳化剤は、さらにその効果を高めるために、適宜助剤を使用することができる。例えば、ポリオキシアルキルエーテル［(株)日本触媒、ソフタノール９０］、ポリオキシアルキルエーテル［(株)日本触媒、ソフタノール１２０］などを好適に使用することができる。
本発明に用いる水は、中性水で異物をろ過した水であれば、蒸留水、市水道水、井水などを特に制限することなく使用することができる。
本発明に用いる脂肪酸アミドは、消泡剤として公知のものを特に制限なく使用することができる。例えば、ステアリン酸アミド類、オレイン酸アミドなどを好適に使用することができる。
本発明に用いる脂肪酸アミドは、公知の方法を特に制限することなく使用して、油層に分散懸濁させることができる。本発明に用いる脂肪酸アミドは、特に好適に本発明に用いる鉱物油中に分散懸濁させて使用することができる。
本発明に用いる脂肪酸アミドを本発明に用いる鉱物油中に分散懸濁させた組成物は、本発明水中油滴型エマルジョン消泡剤組成物と良好に混和することができ、水中油滴、油中水滴型混成エマルジョン消泡剤組成物を形成することができる。本発明によって、従来品の脂肪酸アミド分散消泡剤組成物の欠点である油中水滴型エマルジョン中の固体脂肪酸アミドの微粒子が、保存中に分離沈降する問題を解決することができる。
【０００９】
本発明の水中油滴型エマルジョン消泡剤組成物は、本発明に用いる油溶性金属石鹸を溶解し得る特定溶媒をその融点以上に加熱して液化させ、これに、本発明に用いる油溶性金属石鹸を所定割合量溶解させ、この溶液に乳化剤と必要により助剤を加え、これに所定量の水を添加して混合し、水中油滴型にエマルジョン化して得ることができる。
また、本発明の脂肪酸アミド分散鉱物油含有水中油滴型エマルジョン消泡剤組成物は、本発明に用いる脂肪酸アミドを本発明に用いる鉱物油中に分散含有させ、該脂肪酸アミド分散含有鉱物油と前記本発明水中油滴型エマルジョン消泡剤組成物とを混合し水中油滴型、油中水滴型混成エマルジョン化して得ることができる。
【実施例】
【００１０】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
消泡性能比較試験
消泡試験の対象水は、非イオン界面活性剤［日華化学(株)、サンモールＤＢ−８０］２５ｐｐｍを含有する水溶液１.５Ｌを使用した。この水溶液に、各実施例及び比較例において調製した消泡剤組成物を、それぞれ５ｐｐｍ添加して消泡試験水を調製した。消泡性能比較試験は、この消泡試験水を内径３０ｃｍの円筒形ガラス容器に入れ、ポンプ縦型循環式消泡試験機を使用して、５Ｌ/分の循環速度で、消泡試験水面上方４０ｃｍの位置から水面に連続６分間循環落下させ、その後３分間静止させ、発生する泡の高さ（ｃｍ）を３０秒ごとに測定した。これにより、循環時の破泡性及び抑泡性と静止時の破泡性の比較を行った。
消泡剤組成物の調製
上記消泡性能比較試験に使用した消泡剤組成物は、次の各実施例及び各比較例によって調製した。
実施例１
内容積０.３Ｌの撹拌機付き反応容器に、ステアリン酸［東京化成(株)、ＳＡ−４００］２０ｇを入れ、７５℃に加熱して融解させ、これに工業用ステアリン酸アルミニウム［東京化成(株)、ＳＡ−１０００］１ｇを加えて撹拌し、さらに９０℃に加熱してステアリン酸アルミニウムを完全に溶解させた。この溶液に、乳化剤モノオレイン酸ソルビタン［東邦化学工業(株)、ＰＡＳ−８０］１ｇ及び助剤ポリオキシアルキルエーテル［(株)日本触媒、ソフタノール９０］２ｇを加えて撹拌し溶解させた。液温を８０℃に保ち、撹拌しながら、合計量が１００ｇになるように、水を徐々に添加して混合し均一液相とした。この液を室温まで冷却して、水中油滴型エマルジョン消泡剤組成物１００ｇを得た。
【００１１】
実施例２
ステアリン酸をオレイン酸に代え、４０℃でステアリン酸アルミニウムを加えた以外は、実施例１と同じ条件で行った。
実施例３
ステアリン酸をパルミチン酸に代え、７０℃でステアリン酸アルミニウムを加えたた以外は、実施例１と同じ条件で行った。
実施例４
ステアリン酸を大豆油に代え、６０℃でステアリン酸アルミニウムを加えた以外は、実施例１と同じ条件で行った。
実施例５
ステアリン酸を菜種油に代え、６０℃でステアリン酸アルミニウムを加えた以外は、実施例１と同じ条件で行った。
実施例６
ステアリン酸量を１５ｇに代え、スピンドル油５ｇを加えた以外は、実施例１と同じ条件で行った。
実施例７
ステアリン酸量を１５ｇに代え、ひまし油５ｇを加えた以外は、実施例１と同じ条件で行った。
実施例８
ステアリン酸をステアリン酸メチルに代え、６０℃でステアリン酸アルミニウムを加えた以外は、実施例１と同じ条件で行った。
実施例９
ステアリン酸量を１５ｇに代え、牛脂５ｇを加えた以外は、実施例１と同じ条件で水中油滴型エマルジョン消泡剤組成物を調製した。別途に、鉱物油［日本石油(株)、ニュートラル１５０］７０ｇ中に、ステアリン酸アミド類粉末［日本化成(株)、スリパック］１０ｇを添加し、撹拌して分散させた脂肪酸アミド分散鉱物油８０ｇを調製した。これに上記の水中油滴型エマルジョン消泡剤組成物２０ｇを加えて撹拌混合し、水中油滴型エマルジョン消泡剤組成物含有脂肪酸アミド分散鉱物油消泡剤１００ｇを調製した。
実施例１０
ステアリン酸をステアリルアルコールに代え、６０℃でステアリン酸アルミニウムを加えた以外は、実施例１と同じ条件で行った。
【００１２】
実施例１１
工業用ステアリン酸アルミニウムをステアリン酸カルシウムに代えた以外は、実施例１と同じ条件で行った。
実施例１２
工業用ステアリン酸アルミニウムをステアリン酸マグネシウムに代えた以外は、実施例１と同じ条件で行った。
実施例１３
工業用ステアリン酸アルミニウムをオレイン酸カルシウムに代えた以外は、実施例１と同じ条件で行った。
実施例１４
工業用ステアリン酸アルミニウムをステアリン酸バリウムに代えた以外は、実施例１と同じ条件で行った。
実施例１５
乳化剤モノオレイン酸ソルビタンをソルビタンセスキオレエート［第一製薬(株)、ソルゲン−３０］に代え、助剤ポリオキシアルキルエーテルをポリオキシアルキレンアルキルエーテル［日華化学(株)、サンモールＤＢ−８０］に代えた以外は、実施例１と同じ条件で行った。
実施例１６
乳化剤モノオレイン酸ソルビタン［東邦化学工業(株)、ＰＡＳ−８０］をソルビタンモノオレエート［東邦化学工業(株)、Ｓ−８０］に代え、助剤ポリオキシアルキルエーテルをポリオキシエチレンモノオレエート［日華化学(株)、ＮＮ２００ＭＮ］に代えた以外は、実施例１と同じ条件で行った。
比較例１〜１６
実施例１〜１６の各例から、それぞれに使用された油溶性金属石鹸を除き、全量が１００ｇになるように水を添加して、実施例１〜１６の各例に対応する水中油滴型エマルジョン組成物を調製し、これを実施例１〜１６の各例に対応する比較例１〜１６の水中油滴型エマルジョン型消泡剤組成物とした。
実施例１〜１６の消泡性能比較試験の結果を第１表に、比較例１〜１６の消泡性能比較試験の結果を第２表に示す。
【００１３】
【表１】
2005169271.tif 000002
【００１４】
【表２】
2005169271.tif 000003
【００１５】
【表３】
2005169271.tif 000004
【００１６】
【表４】
2005169271.tif 000005
【００１７】
第１表及び第２表に見られるように、油溶性金属石鹸１重量％を含有する実施例１〜１６のエマルジョン消泡剤組成物を添加した水は、循環中も静止後も泡の量が少なく、泡の発生を防ぐ効果と、消泡効果に優れていることが分かる。油溶性金属石鹸を含まない比較例１〜１６のエマルジョン消泡剤組成物を添加した水は、循環中も静止後も泡の量が多い。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明のエマルジョン消泡剤組成物は、強い初期破泡性と抑泡性を有するので、生物排水処理などにおいて、微生物の活性を阻害することなく、活用することができる。