JP2002143606A - 消泡剤組成物及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】優れた消泡性能を有し、例えばパルプ工業や製
紙工業における黒液、あるいは各種工業廃水などの水系
発泡性液の消泡処理に好適な消泡剤組成物及びその製造
方法を提供する。 【解決手段】（Ａ）液体炭化水素油からなる基油と、
（Ｂ）炭素数１０〜２５の脂肪酸のアミド誘導体と、
（Ｃ）金属石鹸を含む消泡剤組成物、並びに上記（Ａ）
成分と（Ｂ）成分と（Ｃ）成分を含む懸濁液を加熱処理
して、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分を熱融解させたのち、
冷却して該（Ｂ）成分の微粒子を析出させる消泡剤組成
物の製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、消泡剤組成物及び
その製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、優
れた消泡性能を有し、例えばパルプ工業や製紙工業にお
ける黒液、あるいは各種工業廃水などの水系発泡性液の
消泡処理に、さらにはパルプ工業における蒸解黒液洗浄
工程用、製紙工業における抄紙工程、排水、バッキ工程
用、石膏ボード製造における抄造工程用、下水・し尿処
理工程におけるバッキ処理用、塗料インク製造工程及び
塗装工程用、繊維染色・捺染工程用、石油蒸留精製工程
用、機械切削工程用などとして好適な消泡剤組成物、及
びこのものを効率よく製造する方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、パルプ工業や製紙工業における黒
液、各種工業廃水、水性切削油などの水系発泡性液に
は、消泡剤が用いられている。特に、パルプ工業や製紙
工業においては、クラフトパルプの蒸解工程において、
多量の黒液が排出される。クラフトパルプは、木材チッ
プを高温、高圧のもとでアルカリで処理し、繊維成分の
みを回収したもので、この工程で、発泡性の高い廃液で
ある黒液が発生する。この黒液の消泡処理には、現在ア
ミド−鉱油系消泡剤が主として用いられている。このア
ミド−鉱油系消泡剤は、ステアリン酸アミド誘導体など
の脂肪酸アミド類と鉱油などの炭化水素油とを主成分と
するものであって、例えば鉱油などの溶媒に該脂肪酸ア
ミド類の微細粒子を一旦懸濁させたのち、熱処理する
か、あるいは機械的な処理を行い、より微細で均質なサ
スペンジョンとすることで得られている。このようにし
て調製したアミド−鉱油系消泡剤には、その消泡性能を
さらに向上させることを目的として、通常ノニオン性界
面活性剤、ジメチルシリコーン油あるいは表面処理した
微細なシリカゲル粒子などが添加される。また、脂肪酸
アミド類の微細粒子の結晶形に着目した検討もなされて
いる。すなわち、脂肪酸アミド類の結晶形には、α型と
β型とが存在し、結晶形の違いによって、消泡性能に大
きな差が見られることに着目し、β型を主成分とする製
造方法が提案されている（特公昭６４−６８０３号公
報）。このようなアミド−鉱油系消泡剤は、被処理液の
液面上にすばやく拡散することから、破泡性に優れ、即
効性を示すなどの特徴を有している。しかしながら、そ
の中に含まれる脂肪酸アミド類の微細粒子は凝集性が強
いことから、持続性に乏しく、使用量が多くなるのを免
れないという欠点があった。消泡性能の向上は、同一条
件下での消泡剤の添加量を減少させることになり、この
ことは、単に使用者側の経済的負担を軽減させるのみで
なく、環境負荷軽減の見地からも強く要望されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、優れた消泡性能を有するアミド−鉱油系
であって、使用量が少なくてすみ、例えばパルプ工業や
製紙工業における黒液、あるいは各種工業廃水などの水
系発泡性液の消泡処理に好適な消泡剤組成物を提供する
ことを目的としてなされたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、消泡性能
に優れるアミド−鉱油系消泡剤を開発すべく鋭意研究を
重ねた結果、被処理液の液面における脂肪酸アミド誘導
体微粒子の凝集性を低下させることで、持続性が改善さ
れることに着目し、下記の知見を得た。金属石鹸は、オ
イルの増粘剤として用いられ、グリースの製造などに用
いられている。本発明者らは、当初基油である鉱油の粘
性を金属石鹸によって増加させ、鉱油中での脂肪酸アミ
ド誘導体微粒子の分散安定化を試みた。その結果、種々
の金属石鹸を熱融解した鉱油は、粘性が増加するもの
の、これにアミド誘導体が更に熱融解すると粘性が低下
することを見出した。さらに意外なことには金属石鹸の
添加量が適当な範囲であれば、最終的な粘度に金属石鹸
はほとんど影響しないにもかかわらず、アミド誘導体微
粒子の分散安定性が向上していることを見出した。ま
た、特定のプロセスにより、脂肪酸アミド誘導体が微細
で、安定性よく均質に分散したアミド−鉱油系消泡剤
が、効率よく得られることを見出した。本発明は、かか
る知見に基づいて完成したものである。すなわち、本発
明は、（１）（Ａ）液体炭化水素油からなる基油と、
（Ｂ）炭素数１０〜２５の脂肪酸のアミド誘導体と、
（Ｃ）金属石鹸を含むことを特徴とする消泡剤組成物、
（２）（Ｂ）炭素数１０〜２５の脂肪酸のアミド誘導体
１〜１０重量％及び（Ｃ）金属石鹸０.１〜５重量％を
含む第１項記載の消泡剤組成物、及び（３）（Ａ）液体
炭化水素油と、（Ｂ）炭素数１０〜２５の脂肪酸のアミ
ド誘導体と、（Ｃ）金属石鹸を含む懸濁液を加熱処理し
て、上記（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分を熱融解させたの
ち、冷却して該（Ｂ）成分の微粒子を析出させることを
特徴とする消泡剤組成物の製造方法、を提供するもので
ある。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の消泡剤組成物において
は、（Ａ）成分の基油として液体炭化水素油が用いられ
る。この液体炭化水素油としては、脂肪族系、脂環式
系、芳香族系のいずれであってもよく、例えばヘキサ
ン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン、
トルエン、キシレン、エチルベンゼン、メシチレン、あ
るいはパラフィン油、ナフテン油、ナフサ、ケロシン、
軽油、スピンドル油等の鉱油などが挙げられる。これら
は１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせ
て用いてもよい。一方、（Ｂ）成分である炭素数１０〜
２５の脂肪酸のアミド誘導体における炭素数１０〜２５
の脂肪酸は、飽和、不飽和、直鎖状、枝分かれ状のいず
れであってもよいし、ヒドロキシル基を有するものであ
ってもよい。このような脂肪酸としては、例えばラウリ
ン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、イソパルミチン
酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、ベヘン酸、ヒド
ロキシステアリン酸、オレイン酸、エルカ酸、リシノー
ル酸などが挙げられる。また、アミド誘導体はモノアミ
ド型、ビスアミド型のいずれであってもよく、結晶形は
α型、β型のいずれであってもよい。この（Ｂ）成分の
脂肪酸アミド誘導体の例としては、ステアリン酸アミ
ド、ヒドロキシステアリン酸アミド、オレイン酸アミ
ド、エルカ酸アミド、ベヘン酸アミド、リシノール酸ア
ミド、メチレンビスステアロアミド、メチレンビスステ
アロベヘンアミド、エチレンビスステアロアミド、メチ
レンビスミリスチン酸アミドなどを挙げることができ
る。

【０００６】本発明においては、（Ｂ）成分の脂肪酸ア
ミド誘導体は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上
を組み合わせて用いてもよく、また、組成物中の含有量
は、通常１〜１０重量％の範囲で選定される。この含有
量が１重量％未満では消泡性能が十分に発揮されないお
それがあり、また１０重量％超えると粘性が増加し、使
用上不都合となる場合がある。消泡性能及び粘性のバラ
ンスなどの面から、この脂肪酸アミド誘導体の好ましい
含有量は２〜８重量％の範囲であり、特に３〜７重量％
の範囲が好適である。さらに、（Ｃ）成分の金属石鹸
は、特に制限はなく、従来公知のもの、例えば炭素数８
〜２５の脂肪酸のカルシウム塩、バリウム塩、マグネシ
ウム塩、亜鉛塩、銅塩、鉛塩、マンガン塩、カドミウム
塩、鉄塩、コバルト塩、ニッケル塩、アルミニウム塩、
チタニウム塩、ジルコニウム塩などの中から任意のもの
を適宜選択して用いることができる。上記炭素数８〜２
５の脂肪酸は、飽和、不飽和、直鎖状、枝分かれ状、環
状のいずれであってもよいし、ヒドロキシル基を有する
ものであってもよい。このような脂肪酸としては、例え
ばカプリル酸、ペラルゴン酸、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、
ステアリン酸、イソステアリン酸、ベヘン酸、ヒドロキ
システアリン酸、オレイン酸、エルカ酸、リシノール
酸、ナフテン酸などが挙げられる。この（Ｃ）成分の金
属石鹸の例としては、ステアリン酸カルシウム、ステア
リン酸バリウム、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸
鉛、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ス
テアリン酸アルミニウムモノ塩、ステアリン酸アルミニ
ウムジ塩、ナフテン酸カルシウム、ナフテン酸コバル
ト、ラウリン酸バリウム、ラウリン酸亜鉛、リシノール
酸バリウム、リシノール酸亜鉛、カプリン酸アルミニウ
ムなどを挙げることができる。

【０００７】本発明においては、（Ｃ）成分の金属石鹸
は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わ
せて用いてもよく、また、組成物中の含有量は、通常
０.１〜５重量％の範囲で選定される。この含有量が０.
１重量％未満では金属石鹸を添加した効果が十分に発揮
されないおそれがあるし、５重量％を超えると、（Ａ）
成分の液体炭化水素油がゲル化して、流動性が失われる
場合がある。したがって、この金属石鹸の好ましい含有
量は０.２〜３重量％の範囲であり、特に０.３〜１重量
％の範囲が好適である。また、この際用いる金属石鹸と
して、通常市販の工業用製品を使用する場合、多少の不
純物が含有されるが、金属石鹸が主体であればよく特に
純粋な金属石鹸を用いる必要はない。本発明の消泡剤組
成物には、本発明の目的が損なわれない範囲で、所望に
より、アミド−鉱油系消泡剤に、通常使用される公知の
添加成分、例えば疎水性シリカ、シリコーンオイル、ノ
ニオン性界面活性剤、保護コロイド剤、水などを適宜含
有させることができる。次に、本発明の消泡剤組成物の
製造方法について説明する。本発明方法においてはま
ず、（Ａ）成分の液体炭化水素油に、（Ｂ）成分の脂肪
酸アミド誘導体と（Ｃ）成分の金属石鹸と所望により用
いられる各種添加成分を、それぞれ所定の割合で加えて
均質な懸濁液を調製する。次いで、この懸濁液を、上記
（Ｂ）成分の脂肪酸アミド誘導体の融点付近の温度にま
で加熱し、該脂肪酸アミド誘導体と（Ｃ）成分の金属石
鹸を熱融解させたのち、冷却して脂肪酸アミド誘導体
を、均質な微粒子として析出させることにより、所望の
消泡剤組成物を製造する。この際、冷却は、低温の
（Ａ）成分である液体炭化水素油に注ぎ込んで行っても
よいし、冷却機を使用して外部から冷却してもよく、あ
るいは放冷してもよい。このようにして得られた本発明
の消泡剤は、被処理液の液面における脂肪酸アミド誘導
体の凝集が抑制され、消泡効果の持続性が向上し、少量
の添加で優れた消泡性能を発揮する。

【０００８】

【実施例】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。なお、図１は、消泡性能試験におい
て用いた保温型循環式消泡試験装置の概略図であって、
この図で示すように、該消泡試験装置は、温水を供給す
ることができるジャケット２を備えた透明円筒型容器１
を有し、かつ容器内の液を循環ポンプ３により、流量計
４を通して循環し得る構造を有している。５は温度計で
ある。 実施例１ 軽油２０ｇに、エチレンビスステアロアミド４ｇと、金
属石鹸としてステアリン酸アルミニウムモノ塩［堺化学
工業(株)製「ＳＡ−１０００」、ステアリン酸アルミニ
ウムジ塩［和光純薬(株)製］、ステアリン酸コバルト
［東京化成(株)製］、ステアリン酸カルシウム［東京化
成(株)製］、ナフテン酸コバルト［和光純薬(株)製］、
ナフテン酸カルシウム［和光純薬(株)製］又はカプリン
酸アルミニウムそれぞれ０.４ｇを加えて懸濁させた。
これを撹拌しながら、懸濁物が熱融解するまで加熱し
た。次いで、この溶液を軽油５０ｇ中に撹拌しながら注
ぎ込み、エチレンビスステアロアミド粒子を析出させ
た。液温が室温となるまで撹拌放冷したのち、ホモミキ
サー処理（８０００rpm、２分間）によって、懸濁粒子
を再分散させ、消泡剤組成物（ａ）〜（ｇ）の７種類を
それぞれ調製した。 比較例１ 消泡剤組成物（ｙ）としてトリブチルホスフェート（Ｔ
ＢＰ）を用いた。 比較例２ 実施例１において金属石鹸を加えなかったこと以外は、
実施例１と同様に操作して、消泡剤組成物（ｚ）を調製
した。 ＜消泡性能試験＞ （１）塩酸又は水酸化ナトリウムによって、第１表に示
すようにpH２、pH７及びpH１２に調整したノニオン性界
面活性剤［三井化学(株)製「サンモールＮ−８５Ｓ」］
２５ppm含有水溶液１.５リットルに、前記実施例１、比
較例１及び比較例２で調製した消泡剤組成物（ａ）〜
(ｇ)、（ｙ）及び（ｚ）を、それぞれ５ppm添加して消
泡性試験を実施した。試験は、図１に示す保温型循環式
消泡試験装置を用い、８０℃で６分間の連続循環により
発生する泡の高さを求めた。その結果をブランク（消泡
剤組成物を添加しないもの）と共に、第１表に示す。

【０００９】

【表１】

【００１０】（２）某製紙工場で発生する蒸解後黒液
（pH１２.８、固形分含有量１０.５重量％）１.５リッ
トルに、実施例１の消泡剤組成物（ａ）及び比較例２の
消泡剤組成物（ｚ）を、それぞれ５ppm添加して消泡性
試験を実施した。試験は、図１に示す保温型循環式消泡
試験装置を用い、８０℃で下記のように行った。すなわ
ち、２分間循環の間、３０秒毎に泡の高さを測定し、ま
た循環停止時の２分間の間、３０秒毎に泡の高さを測定
し、この４分間の組み合わせを１サイクルとし、８サイ
クル繰り返した。得られた結果を、ブランクと共に図２
に示す。なお、Ａ４サイズのバットに水道水を入れ、実
施例１で得られた消泡剤組成物（ａ）を１滴滴下する
と、液面に均一かつち密に網目状に拡散した。これに対
し、比較例２で得られた消泡剤組成物（ｚ）の場合に
は、液面上でアミド粒子が凝集し、不均一な拡散を示し
た。このことから、本発明の消泡剤組成物は、被処理液
の液面における凝集が抑制され、消泡効果の持続性が向
上することが分かる。 実施例２ 実施例１で用いたものと同じ軽油２０ｇに、メチレンビ
スステアロアミド４ｇと、金属石鹸としてステアリン酸
アルミニウムモノ塩［堺化学工業(株)製「ＳＡ−１００
０」］０.４ｇを加えて懸濁させた。これを撹拌しなが
ら、懸濁物が熱融解するまで加熱した。次いで、この溶
液を軽油５０ｇ中に撹拌しながら注ぎ込み、メチレンビ
スステアロアミド粒子を析出させた。液温が室温となる
まで撹拌放冷したのち、ホモミキサー処理（８０００rp
m、２分間）によって、懸濁粒子を再分散させ、消泡剤
組成物（ｈ）を調製した。 実施例３、４ 実施例２において、メチレンビスステアロアミドの代わ
りに、メチレンビスミリスチン酸アミド（実施例３）又
はステアリン酸アミド（実施例４）を用いた以外は、実
施例２と同様にして、消泡剤組成物（ｉ）及び（ｊ）を
それぞれ調製した。 比較例３〜５ 実施例２〜４において、金属石鹸を用いなかったこと以
外は、実施例２〜４と同様にして消泡剤組成物（ｖ）、
（ｗ）及び（ｘ）をそれぞれ調製した。前記実施例２〜
４及び比較例３〜５で調製した消泡剤組成物（ｈ）、
（ｉ）、（ｊ）、（ｖ）、（ｗ）及び（ｘ）について、
前記の消泡性能試験（１）を実施した。その結果をブラ
ンクと共に、第２表に示す。

【００１１】

【表２】

【００１２】

【発明の効果】本発明の消泡剤組成物は、従来のアミド
−鉱油系消泡剤に金属石鹸を加えることにより、被処理
液の液面における脂肪酸アミド誘導体の凝集が抑制さ
れ、消泡効果の持続性が向上し、その結果、少量の添加
で優れた消泡性能を発揮する。したがって、例えばパル
プ工業や製紙工業における黒液あるいは各種工業廃水な
どの水系発泡性液の消泡処理に好適に用いられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、消泡性能試験において用いた保温型循
環式消泡試験装置の概略図である。

【図２】図２は、消泡性能試験において、循環−循環停
止を８サイクル繰り返した場合の泡の高さの推移を示す
グラフである。

【符号の説明】

１ 透明円筒型容器 ２ ジャケット ３ 循環ポンプ ４ 流量計 ５ 温度計

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）液体炭化水素油からなる基油と、
   （Ｂ）炭素数１０〜２５の脂肪酸のアミド誘導体と、
   （Ｃ）金属石鹸を含むことを特徴とする消泡剤組成物。
2. 【請求項２】（Ｂ）炭素数１０〜２５の脂肪酸のアミド
   誘導体１〜１０重量％及び（Ｃ）金属石鹸０.１〜５重
   量％を含む請求項１記載の消泡剤組成物。
3. 【請求項３】（Ａ）液体炭化水素油と、（Ｂ）炭素数１
   ０〜２５の脂肪酸のアミド誘導体と、（Ｃ）金属石鹸を
   含む懸濁液を加熱処理して、上記（Ｂ）成分及び（Ｃ）
   成分を熱融解させたのち、冷却して該（Ｂ）成分の微粒
   子を析出させることを特徴とする消泡剤組成物の製造方
   法。