(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-01-24
(45)【発行日】2023-02-01
(54)【発明の名称】消泡剤
(51)【国際特許分類】
B01D 19/04 20060101AFI20230125BHJP
C09D 5/02 20060101ALI20230125BHJP
C09D 7/65 20180101ALI20230125BHJP
C09D 191/06 20060101ALI20230125BHJP
C09D 201/00 20060101ALI20230125BHJP
C09D 7/63 20180101ALI20230125BHJP
【FI】
B01D19/04 B
C09D5/02
C09D7/65
C09D191/06
C09D201/00
C09D7/63
(21)【出願番号】P 2019557168
(86)(22)【出願日】2018-11-20
(86)【国際出願番号】 JP2018042860
(87)【国際公開番号】W WO2019107222
(87)【国際公開日】2019-06-06
【審査請求日】2021-05-10
(31)【優先権主張番号】P 2017231536
(32)【優先日】2017-12-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000106438
【氏名又は名称】サンノプコ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100112438
【氏名又は名称】櫻井 健一
(72)【発明者】
【氏名】北村 匠
【審査官】塩谷 領大
(56)【参考文献】
【文献】特開平11-199291(JP,A)
【文献】特開昭49-109276(JP,A)
【文献】国際公開第2016/080475(WO,A1)
【文献】特開2013-128887(JP,A)
【文献】特開2007-056256(JP,A)
【文献】特開2011-067813(JP,A)
【文献】特開2005-279564(JP,A)
【文献】特開昭60-209213(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B01D 19/00-19/04
C09D 5/02
C09D 7/65
C09D 191/06
C09D 201/00
C09D 7/63
D21H 21/12
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
酸化ポリエチレンワックス(A)及び20~40mm
2/sの動粘度(40℃)をもつ炭化水素油(B)
のみからなるか、または、
酸化ポリエチレンワックス(A)、20~40mm
2
/sの動粘度(40℃)をもつ炭化水素油(B)及び一般式(1)で表されるポリオキシアルキレン化合物(C)のみからなることを特徴とする消泡剤
。
R
1
O(EO)n(PO)m(EO)n-R
1
(1)
R
1
は炭素数10~22のアシル基、EOはオキシエチレン基、POはオキシプロピレン基、Oは酸素原子、nは1~5の整数、mは10~50の整数、(EO)n及び(PO)mはブロック状に結合していることを表す。
【請求項2】
酸化ポリエチレンワックス(A)及び炭化水素油(B)の合計重量に基づいて、酸化ポリエチレンワックス(A)の含有量が1~10重量%、炭化水素油(B)の含有量が90~99重量%である請求項1に記載の消泡剤。
【請求項3】
酸化ポリエチレンワックス(A)の酸価が6~20mgKOH/gである請求項1又は2に記載の消泡剤。
【請求項4】
酸化ポリエチレンワックス(A)及び炭化水素油(B)の合計重量に基づいて、ポリオキシアルキレン化合物(C)の含有量が0.1~10重量%である請求項
1~3のいずれかに記載の消泡剤。
【請求項5】
請求項1~
4のいずれかに記載された消泡剤、水及びバインダーを含有することを特徴とするエマルション塗料。
【請求項6】
請求項1~
4のいずれかに記載された消泡剤、水及びバインダーを含有することを特徴とする粘着剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は消泡剤に関する。
【背景技術】
【0002】
アミド(A)及び炭化水素油(B)を含有してなる消泡剤であって、(B)の重量に基づいて(B)中のアロマ成分の含有量が1~6重量%、(B)中のナフテン成分の含有量が25~35重量%、(B)中のパラフィン成分の含有量が59~74重量%である消泡剤が知られている(特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に記載された消泡剤は優れた消泡性を発揮するも、塗料に適用し薄い塗膜を形成すると、ハジキが生じる場合があるという問題がある。
本発明の目的は、塗料に適用し薄い塗膜を形成しても消泡性に優れ、かつ、ハジキが生じない消泡剤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の消泡剤の特徴は、酸化ポリエチレンワックス(A)及び20~40mm2/sの動粘度(40℃)をもつ炭化水素油(B)のみからなるか、または、
酸化ポリエチレンワックス(A)、20~40mm
2
/sの動粘度(40℃)をもつ炭化水素油(B)及び一般式(1)で表されるポリオキシアルキレン化合物(C)のみからなる点を要旨とする。
R
1
O(EO)n(PO)m(EO)n-R
1
(1)
R
1
は炭素数10~22のアシル基、EOはオキシエチレン基、POはオキシプロピレン基、Oは酸素原子、nは1~5の整数、mは10~50の整数、(EO)n及び(PO)mはブロック状に結合していることを表す。
【0006】
本発明のエマルション塗料の特徴は、上記の消泡剤、水及びバインダーを含有する点を要旨とする。
【0007】
本発明の粘着剤の特徴は、上記の消泡剤、水及びバインダーを含有する点を要旨とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明の消泡剤は、塗料に適用し薄い塗膜を形成しても消泡性に優れ、かつ、ハジキが生じない。
【0009】
本発明のエマルション塗料は、上記の消泡剤を含むので、薄い塗膜を形成しても消泡性に優れ、かつ、ハジキが生じない。
【0010】
本発明の粘着剤は、上記の消泡剤を含むので、薄い塗膜を形成しても消泡性に優れ、かつ、ハジキが生じない。
【発明を実施するための形態】
【0011】
酸化ポリエチレンワックス( A ) としては、低密度酸化ポリエチレンワックス、高密度酸化ポリエチレンワックス、酸変性ポリエチレンワックス及び低密度分解ポリエチレンワックスが含まれる。
【0012】
酸化ポリエチレンワックスの酸価(mgKOH/g)は、6~20が好ましく、さらに好ましくは8~18、特に好ましくは9~17である。この範囲であると、塗料に適用し薄い塗膜を形成しても消泡性にさらに優れ、かつ、ハジキが生じない。
【0013】
酸価は、JIS K5902-1969の「5.4酸価」(試料約2gを三角フラスコ300mlに正確にはかり採り、エチルアルコール・ベンゼン混合液(体積比1:2)50mlに溶かし、フェノールフタレインを指示薬としてN/2エチルアルコール性水酸化カリウム溶液で滴定し、30秒間微紅色の消失しないときを中和の終点とし酸価を算出する。)に準拠して測定される。
【0014】
酸化ポリエチレンワックス(A)は、市場から容易に入手でき、サンワックスE-310(三洋化成工業株式会社、酸価15mgKOH/g、「サンワックス」は同社の登録商標である。)、サンワックスE-330(三洋化成工業株式会社、酸価17mgKOH/g)、サンワックスE-250P(三洋化成工業株式会社、酸価20mgKOH/g)、ハイワックス4051E(三井化学株式会社、酸価12mgKOH/g)、ハイワックス4052E(三井化学株式会社、酸価20mgKOH/g)、ハイワックス4053E(三井化学株式会社、酸価17mgKOH/g)、ハイワックス4252E(三井化学株式会社、酸価17mgKOH/g)、エポレンE-10(ウエストレイク ロングビュー コーポレーション、酸価17mgKOH/g、「エポレン」はウエストレイク ロングビュー コーポレーションの登録商標である。)、エポレンE-14(ウエストレイク ロングビュー コーポレーション、酸価17mgKOH/g)、エポレンE-16(ウエストレイク ロングビュー コーポレーション、酸価17mgKOH/g)、エポレンE-20(ウエストレイク ロングビュー コーポレーション、酸価17mgKOH/g)、エポレンEE-2(ウエストレイク ロングビュー コーポレーション、酸価16mgKOH/g)、LicowaxPED521(クラリアントケミカルズ社、酸価15mgKOH/g、「LICOWAX」はクラリアント アーゲーの登録商標である。)、LicowaxPED121(クラリアントケミカルズ社、酸価16mgKOH/g)、LicowaxPED191(クラリアントケミカルズ社、酸価15mgKOH/g)、LicowaxPED192(クラリアントケミカルズ社、酸価20mgKOH/g)、VESTOWAX C20(エボニック社、酸価8mgKOH/g、「VESTOWAX」はエボニック デグサ ゲーエムベーハーの登録商標である。)及びVESTOWAX J324(エボニック社、酸価10mgKOH/g)等が挙げられる。
【0015】
炭化水素油( B ) としては、潤滑油、スピンドル油、パラフィンオイル{流動パラフィン(n-パラフィン、イソパラフィン等)、オゾケライト、スクワレン、プリスタン、パラフィン、セレシン、スクワレン及びワセリン等}及びこれらの混合物等が使用できる。
【0016】
炭化水素油( B )の動粘度(40℃、mm2/s)は、20~40が好ましく、さらに好ましくは22~38、特に好ましくは26~34である。この範囲であると、塗料に適用し薄い塗膜を形成しても消泡性にさらに優れ、かつ、ハジキが生じない。
【0017】
炭化水素油(B)は、市場から容易に入手でき、コスモピュアスピンG(コスモ石油株式会社、動粘度(40℃)21mm2/s、「コスモ」及び「ピュアスピン」はコスモエネルギーホールディングス株式会社の登録商標である。)、コスモSC22(コスモ石油株式会社、動粘度(40℃)22mm2/s)、コスモニュートラル100(コスモ石油株式会社、動粘度(40℃)21mm2/s)及びコスモニュートラル150(コスモ石油株式会社、動粘度(40℃)33mm2/s)等が挙げられる。ここに例示した商品以外の炭化水素油でも上記の動粘度の範囲内の炭化水素油であれば使用でき、複数種類の炭化水素油を混合したものでもよく、上記の動粘度の範囲外の炭化水素油を混合したものでもよい。複数種類の炭化水素油を混合する場合、それぞれの動粘度の差が15mm2/s以内であることが好ましい。
【0018】
酸化ポリエチレンワックスの含有量(重量%)は、酸化ポリエチレンワックス(A)及び炭化水素油(B)の合計重量に基づいて、1~10が好ましく、さらに好ましくは3~7である。この範囲であると、塗料に適用し薄い塗膜を形成しても消泡性にさらに優れ、かつ、ハジキが生じない。
【0019】
炭化水素油( B )の含有量( 重量% ) は、酸化ポリエチレンワックス(A)及び炭化水素油(B)の合計重量に基づいて、90~99が好ましく、さらに好ましくは93~97である。この範囲であると、塗料に適用し薄い塗膜を形成しても消泡性にさらに優れ、かつ、ハジキが生じない。
【0020】
本発明の消泡剤には、さらに一般式(1)で表されるポリオキシアルキレン化合物(C)を含有することが好ましい。ポリオキシアルキレン化合物(C)を含有すると、塗料に適用し薄い塗膜を形成しても消泡性にさらに優れ、かつ、ハジキが生じない。
【0021】
R1O(EO)n(PO)m(EO)n-R1 (1)
【0022】
R1は炭素数10~22のアシル基、EOはオキシエチレン基、POはオキシプロピレン基、Oは酸素原子、nは1~5の整数、mは10~50の整数、(EO)n及び(PO)mはブロック状に結合していることを表す。
【0023】
一般式(1)のポリオキシアルキレン化合物(C)はポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック付加体とカルボン酸とのエステル化により容易に得られる。
【0024】
ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック付加体は、市場から容易に入手でき、ニューポールPE-61(三洋化成工業株式会社、「ニューポール」は同社の登録商標である。)、ニューポールPE-62(三洋化成工業株式会社)、ブラウノン P-171(青木油脂工業株式会社)等が挙げられる。
【0025】
カルボン酸としては、炭素数10~22のカルボン酸が含まれ、デカン酸、ドデンカン酸、テトラデカン酸、ヘキサデカン酸、オクタデカン酸、エイコサン酸、ドコサン酸、オクタデセン酸、オクタデカジエン酸及びイソオクタデカン酸等が挙げられる。
【0026】
一般式(1)で表されるポリオキシアルキレン化合物(C)を含む場合、ポリオキシアルキレン化合物(C)の含有量( 重量% ) は、酸化ポリエチレンワックス(A)及び炭化水素油(B)の合計重量に基づいて、0.1~10が好ましく、さらに好ましくは0.5~5である。
【0027】
本発明の消泡剤は、公知の方法により製造でき、たとえば、次の工程(1)及び(2)を含む製造方法等が適用できる。
まず酸化ポリエチレンワックス(A)及び炭化水素油(B)を攪拌下に酸化ポリエチレンワックス(A)の融点以上の温度に加熱して酸化ポリエチレンワックス(A)及び炭化水素油(B)を均一溶解させて混合液を得る工程(1);
混合液を攪拌しつつ40 ℃ 以下まで冷却して消泡剤を得る工程(2)
【0028】
炭化水素油(B)の一部を工程(1)で使用し、炭化水素油(B)の残部を工程(2)で使用してもよい。すなわち、炭化水素油(B)の残部へ混合液を加えて冷却してもよいし、混合液へ炭化水素油(B)の残部を加えて冷却してもよい。
【0029】
ポリオキシアルキレン化合物(C)を使用する場合、均一混合できればいずれの工程及びいずれのタイミングで加えてもよい。
【0030】
工程(2)の後に、微細化処理してもよい。微細化処理には、ボールミル、ディスパーミル、ホモジナイザー又はゴーリンホモジナイザー等を用いることができる。微細化処理により、冷却により析出する酸化ポリエチレンワックス(A)の粒子の大きさを整えることができる。
【0031】
工程(1)における加熱温度(℃)としては、使用する酸化ポリエチレンワックスの種類等によって適宜決定されるが、60~160が好ましく、さらに好ましくは80~140、特に好ましくは100~120である。
【0032】
本発明の消泡剤は、水性発泡液に対して効果的である。従って、塗料用消泡剤及び各種製造工程(抄紙工程、発酵工程、排水処理工程、モノマーストリッピング工程及びポリマー重合工程等)用消泡剤等として使用することができる。これらのうち、水性塗料用消泡剤として適しており、さらに水性塗料(エマルション塗料(水性建築外装用塗料及び建築内装用塗料等)、水性インキ、紙塗工用塗料、粘着剤(不繊布用粘着剤、金属箔用粘着剤及びフィルム用粘着剤等)等)の用途のうち、エマルション塗料及び粘着剤の用途として最適である。
【0033】
エマルション塗料としては、水及びバインダーが含まれていればよく、バインダーとしては、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ハロゲン化オレフィン樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂又はフッ素原子含有シリコーン樹脂等が挙げられ、いずれに対しても効果的である。
【0034】
粘着剤としては、水及びバインダーが含まれていればよく、バインダーとしては、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ハロゲン化オレフィン樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂又はフッ素原子含有シリコーン樹脂等が挙げられ、いずれに対しても効果的である。
【0035】
本発明の消泡剤の含有量(重量%)は、水性塗料に適用する場合、水性塗料の重量に基づいて、0.05~5重量%が好ましく、さらに好ましくは0.1~3重量%である。また、各種製造工程に適用する場合、各工程の操業状況に応じて適宜決定できる。
【実施例】
【0036】
以下、特記しない限り、部は重量部、%は重量%を意味する。
<実施例1>
VESTOWAX C20{酸価8mgKOH/g、エボニック社}30部、コスモニュートラル SC22{動粘度22mm2/s、コスモ石油ルブリカンツ株式会社}100部を攪拌しつつ120℃まで昇温し、この温度にてさらに15分間加熱攪拌を続けて混合液を得た後、20℃に調節したコスモニュートラル SC22の870部に、攪拌、冷却しながら混合液を投入し、40℃以下で15分間攪拌した。その後、インペラー型羽根を装着したエクセルオートホモジナイザーにて4000rpmにて15分間微細化処理して本発明の消泡剤(S1)を得た。
【0037】
<実施例2>
「VESTOWAX C20{酸価8mgKOH/g、エボニック社}」を「サンワックスE-330{酸価17mgKOH/g、三洋化成工業株式会社}」に変更したこと、「コスモニュートラル SC22{動粘度22mm2/sコスモ石油ルブリカンツ株式会社}」を「コスモニュートラル150{動粘度33mm2/sコスモ石油ルブリカンツ株式会社}」に変更したこと以外、実施例1と同様にして本発明の消泡剤(S2)を得た。
【0038】
<実施例3>
EPOLENE E10{酸価17mgKOH/g、ウエストレイク ロングビュー コーポレーション}70部、コスモニュートラル 150{動粘度22mm2/s、コスモ石油ルブリカンツ株式会社}130部を攪拌しつつ100℃まで昇温し、この温度にてさらに15分間加熱攪拌を続けて混合液を得た後、20℃に調節したコスモニュートラル 150の800部に、攪拌、冷却しながら混合液を投入し40℃以下で15分間攪拌した。その後、ニューポールPE62{三洋化成工業株式会社}のオクタデセン酸ジエステル化物50部を加え、インペラー型羽根を装着したエクセルオートホモジナイザーにて4000rpmにて15分間攪拌微細化処理して本発明の消泡剤(S3)を得た。
【0039】
<実施例4>
「ニューポールPE62{三洋化成工業株式会社}のオクタデセン酸ジエステル化物50部」を「ブラウノンP-171{青木油脂工業会社}のテトラデカン酸ジエステル化物5部」に変更したこと以外、実施例3と同様にして、本発明の消泡剤(S4)を得た。
【0040】
<実施例5>
「ニューポールPE62{三洋化成工業株式会社}のオクタデセン酸ジエステル化物50部」を「ニューポールPE61{三洋化成工業株式会社}のオクタデカン酸ジエステル化物5部」に変更したこと以外、実施例3と同様にして、本発明の消泡剤(S5)を得た。
【0041】
<比較例1>
特許文献1(特開2005-270890号公報)の実施例1の記載に基づいて、比較用の消泡剤(H1)を得た。
【0042】
すなわち、カオーワックス EB-P{エチレンビスステアリルアミド、花王株式会社}40部、コスモニュートラル SC22{コスモ石油ルブリカンツ株式会社}200部、ニューポール LB-625{三洋化成工業株式会社}60部及びNipsil SS-10{日本シリカ株式会社}30部を、加熱、攪拌、冷却の可能な反応容器に投入した後、攪拌しつつ130℃まで昇温し、この温度にてさらに15分間加熱攪拌を続けて炭化水素油溶液を得た。次いで、5℃に調節したコスモニュートラル SC22の670部に、攪拌、冷却しながら炭化水素油溶液を投入し(液温は38℃)15分間攪拌した後、さらにインペラー型羽根を装着したエクセルオートホモジナイザーにて4000rpmにて15分間攪拌して分散液を得、分散度試験{JIS K5600-2-5:1999(ISO 1524:1983に対応)}にて5ミクロン以上の粒の無いことを確認した。
この分散液を80℃まで昇温して、同温度で2時間攪拌して、比較用の消泡剤(H1)を得た。
【0043】
実施例1~5及び比較例1で得た消泡剤S1~S5及びH1を用いて、以下のようにエマルション塗料及び粘着剤を調製し、以下の方法により、消泡性及びハジキについて評価した。
【0044】
(1)エマルションベース塗料の調製
以下の原料組成にて、インペラー型羽根を装着したエクセルオートホモジナイザー(日本精器会社製、モデルED)を用いて、グラインディング及びレットダウンしてエマルションとした。
次いでこのエマルションを、ストマー粘度計(JIS K5400-1990)で77KU(25℃)になるように水で希釈してエマルションベース塗料を得た。
【0045】
【0046】
※1 分散剤、サンノプコ株式会社
※2 増粘剤、サンノプコ株式会社
※3 酸化チタン、石原産業株式会社、「タイペーク」は同社の登録商標である。
※4 アクリルエマルション、DIC株式会社、「ボンコート」はDIC株式会社の登録商標である。
※5 防腐剤、サンノプコ株式会社
※6 造膜調整剤、イーストマンケミカル社、「テキサノール」は吉村油化学株式会社の登録商標である。
【0047】
(2)エマルション塗料の調製
エマルションベース塗料100部に、消泡剤S1~S5及びH1のいずれかを3部加えて、インペラー型羽根を装着したエクセルオートホモジナイザーにて15~25℃、2000rpm、5分間攪拌混合して評価用エマルション塗料1~6を得た。
【0048】
(3)粘着剤の調製
粘着フィルムメーカーから提供されたアクリル粘着剤ベース(消泡剤を含まない。水分50%)100部に、消泡剤S1~S5及びH1のいずれかを0.1部加えて、インペラー型羽根を装着したエクセルオートホモジナイザーにて15~25℃、500rpm、30分間攪拌混合して評価用粘着剤1~6を得た。
【0049】
(4)消泡性及びハジキの評価
(4-1)エマルション塗料の消泡性
中毛ウールローラー(大塚刷毛製造株式会社)を用いて評価用エマルション塗料をPETフィルム(20cm×20cm)上にウェット膜厚150μmになるようにローラー塗装し、30秒後の残泡量を目視で数えて下表に記載した。残泡量の少ない方が消泡性優れることを意味する。
【0050】
(4-2)粘着剤の消泡性
スタンダードオートミキサー DL-7524(貝印株式会社)に評価用粘着剤500mL入れて、撹拌速度目盛り12にて5分間撹拌した後、1Lガラスメスシリンダーに移し、移した直後の泡高さを読み取り、下表に記載した。泡高さの低い方が消泡性優れることを意味する。
【0051】
(4-3)エマルション塗料のハジキ
PETフィルム{20×20cm}をアセトン/布にて脱脂した後、25℃、60%相対湿度の条件下、ウェット膜厚25μmとなるように、評価用エマルション塗料をアプリケーター(ベーカーフィルムアプリケーター)にて塗装した後、塗膜表面を観察し、目視にて、ハジキ痕の個数を数え、下表に記載した。なお、数値の小さい方がハジキが少ないことを意味し好ましい。
【0052】
(4-4)粘着剤のハジキ
OPPフィルム{20×20cm}をアセトン/布にて脱脂した後、25℃、60%相対湿度の条件下、ウェット膜厚50μmとなるように評価用粘着剤をバーコーター(スパイラルバーコーター)にて塗装した後、塗膜表面を観察し、目視にて、ハジキ痕の個数を数え、下表に記載した。なお、数値の小さい方がハジキが少ないことを意味し好ましい。
【0053】
【0054】
本発明の消泡剤を用いたエマルション塗料及び粘着剤は、比較用の消泡剤を用いたものに比べて、塗料に適用し薄い塗膜を形成しても同等以上の消泡性を発揮し、かつ、ハジキが著しく少なかった。