JP2801258B2 - 発泡剤 - Google Patents
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Description
良された発泡剤に関する。本発明は特に石膏製品の製造
に使用されるような発泡剤及びその他の最終用途、例ば
消化発泡体としてこのようにつくられた製品に関する。
付)及び米国特許第4,156,615号に於いて、サムエル・
クキィール(Samuel Cukier)は、アルキルエーテルス
ルフェートが CH3(CH2)xCH2−(OCH2CH2)y−OSO3M (式中、CH3(CH2)xCH2がアルキル基であり、 (OCH2CH2)yがエーテル基であり、 Mが陽イオン(NH4またはNa)であり、 xが6〜8であり6.5〜7.5の平均値を有し、 yが1.5〜2.5である)である、石膏の製造に改良され
た性能を有するアルキルエーテルスルフェート(これは
本明細書に於いて型Aとも称される)を開示する。
化時間(stiffening time)(実施例1)、熱節減(実
施例2)及び同様な熱硬化を得るのに減少された製品消
費量(実施例3)に基いて測定されていることが留意さ
れるべきである。
78,515号は、xが10〜12でありyが1〜3.0であるアル
キルエーテルスルフェート約11〜33%を上記の型Aの界
面活性剤と混合してxの平均値6〜12を得ることにより
改良された発泡性をもつ界面活性剤を開示する。
シウムである石膏が除去された飽和石膏溶液(同特許第
2欄34行に見られるような)の上澄液に添加された時に
界面活性剤により生じられる気泡量及び気泡安定性に基
いて測定される。このようにして操作することにより、
発泡試験はCaイオンの一定量または“静的(static)”
量の存在下に行なわれ、この量は硫酸カルシウムの可溶
性生成物により測定される。
に感受性である。それらは反応して水不溶性であり得る
エーテルスルフェートのカルシウム塩を生成する。
うなCaイオン“静的”系に於いて、有利Caイオンがエー
テルスルフェートと反応して不溶性界面活性剤を生成す
る時、Caイオン源、即ち石膏は系から除去されているの
で反応したCaイオンは可溶化生成物に支配される別のCa
イオンにより置換し得ない。
との反応により溶液から除去された各遊離Caイオンにつ
き別のCaイオンが石膏材料により供給されて(可溶化生
成物を一定に保ち)、これが順に別の不溶性Ca界面活性
剤を生成する等という意味で、エーテルスルフェートは
Caイオンの連続流に暴露される。
の実際の製造中に遭遇し得るよりも多い量の、遊離Caイ
オン及び/または置換可能なCaイオンに対する界面活性
剤を用いて試験される条件下で行なわれる場合には、エ
ーテルスルフェート界面活性剤の発泡プロフィールは
“静的”発泡試験及び実際の石膏板の製造に於いて異な
ることがある。
に、即ち発泡剤が遊離Caイオンの連続流に暴露される時
に完成石膏中に連行される気泡に関して、石膏スラリー
からつくられる石膏材料の実際の製造の際の発泡剤の性
能につき何ら示されていないことが留意されるべきであ
る。事実、グリーンらの最良の結果は、発泡剤が多量の
界面活性剤を用いる“静的”発泡試験に於いて、即ちCa
イオンの“静的”量に対して過剰の発泡剤の使用下で評
価される時に得られる。
アルキルスルフェートとアルキルエーテルスルフェート
とのブレンドを含む発泡剤であって、 上記のブレンドが一般式 CH3(CH2)xCH2−(OCH2CH2)y−OSO3M (式中、xの少なくとも90%が6〜8であり、CH3(C
H2)xCH2が直鎖及び分岐鎖からなる群の少なくとも一員
から選ばれた鎖を形成し、yの平均が0.4〜1.3であり、
且つ Mが水溶性界面活性剤を生成する陽イオンである) を有する発泡剤に関する。
フェートとのブレンドを用いる石膏板の製造方法の改良
であって、xの少なくとも90%が6〜8であり、CH3(C
H2)xCH2が直鎖及び分岐鎖からなる群の少なくとも一員
から選ばれた鎖を形成し、yの平均値が0.4〜1.3であり
Mが水溶性界面活性剤を生成する陽イオンである上記の
スルフェートの触媒量を石膏と混合することを特徴とす
る石膏板の製造方法の改良に関する。
品に関する。改良された発泡性能は例えば本明細書の表
III及び表IVから実証し得る。
ド基を組込む触媒の存在下でエチレンオキサイドを8〜
10個の炭素原子を少なくとも90%、好ましくは98%以上
有する直鎖及び/または分岐鎖の脂肪アルコールと0.4
〜1.3:1程度、最も好ましくは0.8:1のモル比で反応させ
ることからなる。このような触媒の典型例はNaOH及びKO
Hを含む。エチレンオキサイド基が一旦組込まれると、
エトキシル化脂肪アルコールは次にスルフェート剤でス
ルフェート化され、ついで中和が行なわれて新規な発泡
剤を直接得る。
リウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム等及び好
ましくはアンモニウムを含む。
泡剤は主成分、即ち少なくとも50%である。典型的な担
体はメタノール、エタノール、プロパノールの如き低分
子量を有するアルコールであることが好ましい。
使用される。その触媒量は、ワシントンD.C.のザ・コス
メチック・トイレトリィ・アンド・フラグランス・アソ
シエーション(the Cosmetic Toiletry & Fragrance A
ssociation)の(CTFA)方法B−1により測定してスタ
ッコ100部当り0.03±0.01%であることが好ましい。こ
の発泡剤は後述されるような希釈形態でこのような目的
に一般に使用される。
中に一層多い比率(%)の気泡を含む。
ンドしてyの平均値0.4〜1.3、好ましくは0.7〜0.9を
得、続いてこのブレンドをスルフェート化剤でスルフェ
ート化し、ついでこの混合物を中和することにより、あ
るいは脂肪アルコールをスルフェート化剤と反応させ、
それを中和し、ついでこの反応生成物をアルキルエーテ
ルスルフェートとブレンドしてyの平均値0.4〜1.3、好
ましくは0.7〜0.9を得ることによるような本発明を実施
するその他の間接方法がある。
役立つ。
xの少なくとも90%が6〜8でありy値として0を有す
る直鎖脂肪アルコール(試料Eと称する)75%とブレン
ドし、ついでこのブレンドをスルフェート化することに
より調製した。
レート50%とブレンドし、ついでこのブレンドをスルフ
ェート化することにより調製した。
の分岐鎖エチルヘキサノールで置換した以外は実施例3
のようにして調製した。
ート75%とブレンドし、ついでこのブレンドをスルフェ
ート化することにより調製した。
試料Aのエトキシレート50%とをブレンドし、ついでこ
のブレンドをスルフェート化することにより調製した。
て、石膏ブロックを以下のようにしてつくった。
8でありyの平均値が表1に示されるとおりである100
%活性基準のアルキルエーテルスルフェートに関し0.50
%の濃度を有する溶液を得る。
ダー、促進剤等の如く壁板の製造に通常使用される添加
剤約2g。
・ミキサー(Hamilton Beach Mixer)中で15秒間混合す
る。
いでブロックを43℃で48時間乾燥する。
(%)に関して測定する。この値は乾燥前後のブロック
の重量及びスタッコの密度を考慮する簡単な数学的計算
により得られる。
1〜6につき示される。
の中から例えば同特許の表1の“B"に対応する、表2の
欄2の試料Bの試験材料I及びIVを使用する。
品、例えばブロックを実際製造し石膏ブロック中の“気
泡の容積率(%)”(これはブロック中に連行された空
気の量に関する)を測定することにより直接評価され
る。これは任意位の方法及び間接的な方法を用いる従来
技術とは反対のものである。残留物として残された発泡
剤を含む石膏ブロックの製造に於けるこの試験に従っ
て、気泡の容積率(%)が高くなる程、ブロックは一層
軽くなり、それ故発泡剤の性能は一層良好になる。
泡容積率を有する石膏ブロックを生じる(試料C)。実
施例IVは19.9%の気泡容積率を有する石膏ブロックを生
じる(試料D)。本件出願人の製品の気泡容積率25.8〜
26.4%に比較して、クキィールの製品は24.4%の気泡容
積率を有する石膏ブロックを生じる。これは本件出願人
の製品の実質的な改良、特にグリーンらの教示に従って
つくられた製品に対して10〜25%の改良を意味する。実
施例1〜6に示された石膏ブロック中の気泡容積率と等
しい石膏ブロック中の気泡容積率(%)を示す発泡剤は
従来技術に教示されていない。実施例1〜5に記載され
たアルカリエーテルスルフェートのブレンドを含む発泡
剤が実質的に改良された発泡性能を有することが明らか
である。
に従う時、また同時にクキィールの特許に従う時には得
ることができない。
LC)により発泡剤のオキシエチレンオリゴマーの分布比
を測定した。
関して)に示され、ここで本願発明を明らかに示すた
め、y=0である場合の試料E及びy=3である場合の
新しい試料Fが導入された。
に対する感受性及び発泡剤の固有の発泡性能の両方に影
響を及ぼすことから、オリゴマーの分布比は発泡剤の重
要な特性である。
き78.9〜27でありy=0〜5のオリゴマーの合計につき
94.6〜83.8である時に石膏ブロックの気泡容積率%に於
ける最良の性能が得られることが明らかである。
計につき70〜92でなければならないことが明らかであ
る。また、本発明が改良された発泡性能を有する発泡剤
を生じることが明らかである。上記の試験に従って、実
施例でつくられた石膏ブロック中の気泡容積率(%)
は、グリーンらの特許につき19.9〜22.5%、クキィール
の特許につき24.4%であったのに較べて、少なくとも2
5.6%の気泡容積率であった。
を有する発泡剤を生成するのに最も重要な二つの規準
は、アルキル基CH3(CH2)xCH2の炭素の長さ及びエトキ
シル化の程度である。
8であるべきである。しかしながら、発泡剤は混合炭素
長さの工業グレードの脂肪アルコールから通常つくられ
るので、xの少なくとも90%、好ましくは98%以上が6
〜8をもつことが実用目的から許容し得る。xが6〜8
の間ではないその他の炭素の長さ、特に8より大きい炭
素の長さは有害であり発泡性を抑制する。何となれば、
石膏製品の存在下で、yが小さい場合8より大きいxを
有するスルフェートは、水から沈殿する石膏と共に水不
溶性生成物を生成し、それが沈殿する際に付加的な量の
水溶性発泡剤が付加的な量の石膏製品と反応して更に沈
殿を生じ、これにより発泡剤としてのブレンドの有効性
を或る程度減少するからである。この問題はxの長さが
増加する(x=8を越える)につれて増大する。この問
題は、石膏製品用の発泡剤が石膏製品と共にその場合で
評価される(CaSO4が反応する)場合にのみ効果的に評
価される。CaSO4の透明な溶液を用いるシミュレーショ
ンは、生産ライン中の濃度及び平衡を与えない。
1.3でなければならない。
受性であり、それらは反応してエーテルスルフェートの
カルシウム塩を生成し、これはアルキル基の長さ(x)
及びエトキシル化の程度(y)に応じて水不溶性であり
得、それにより少量の発泡剤を生成し得る。
泡性能はxが10〜12であるアルキル基を有するエーテル
スルフェートがxが6〜8であるエーテルスルフェート
に添加される時に得られるという彼らの主張に基づく。
グリーンによれば、“xが10〜12である化合物はxが6
〜8であるそれらの同族体に較べて貧弱な発泡剤である
ので、これは全く驚くべきことである”(グリーンの特
許、第2欄、19〜22行を参照のこと)。この発泡増大
は、発泡試験が行なわれる前に石膏が除去された飽和石
膏溶液を用いて行なわれた発泡試験に基く。本件出願
は、グリーンにより包含されるエーテルスルフェート
が、それらの性能を発泡試験で測定するのではなく現実
のような石膏板製造の典型的な製法を用いる石膏ブロッ
クの製造に於いて測定する時、本発明の発泡剤よりも劣
ることを示す。これは表2に明記される。
の特許から離れた位置にあることが最も重要である。グ
リーンらの特許の発泡剤に於いて、x=6〜8であるア
ルキル基の含量は、最高89%、最低67%でなければなら
ず、残部はx=10〜12でなければならない(同特許の第
6欄53〜60行を参照のこと)。本願発明者らは反対のこ
とを教示する。即ちx=6〜8のアルキル基の含量は最
低90%でなければならない。
ーンに関し、x=10〜12を有する発泡剤の最低11%がx
=6〜8を有する発泡剤に添加される時、その結果が増
大された発泡性能をもつ生成物である。本願に関し、そ
の結果は反対である、即ち劣った性能である。その結
果、グリーンに関し必要なこと(即ち、x=10〜12のエ
ーテルスルフェートの少なくとも11%の添加)であるこ
と、本件出願に関し全く避けられるべきこと(即ち、10
%が最大であり−最低ではない−、これは6〜8ではな
いxに関して許容し得る)である。
発泡プロフィールはまたyの値により影響されるので、
エトキシル化の程度、即ちエーテル値のyの値がまた重
要ある。yの値が増加するにつれて、Caイオンに対する
発泡剤の感受性が減少し、表2の我々の試料2に示され
るように、必須である発泡剤の固有の発泡特性も減少す
る。それ故、低いCaイオン感受性と高い発泡特性の適性
なバランス、即ちyの値を見い出すことが壁板製造に意
図される発泡剤に於いて重要である。クキィールの特許
はyの値が1.5未満である発泡剤を除外する。本願発明
者らは0.4〜1.3のyの値を教示しており、即ちクキィー
ルの範囲と全く異なる。
される。試料Aはクキィールの特許の中心部(yの値2.
2)である。試料Eはy=0であるのでクキィールの特
許(及びグリーンの特許)の範囲外である。本願実施例
1,2及び4は適当な比率の試料A及びEをブレンドする
ことにより調製された。換言すれば、クキィールの製品
と劣った発泡剤とのブレンドは、そのブレンドが個々の
製品より優れていたことから、相乗効果をもたらした。
これは表III及び表IVに明示される。
れた本発明の精神から逸脱せずに変更が当業者に明らか
である。
Claims (12)
- 【請求項1】以下の一般式を有する界面活性剤の混合物
を含有する発泡剤。 Rx(OCH2CH2)yOSO3M (式中、Rxは、平均xの炭素原子を有する直鎖及び/又
は分岐鎖炭化水素を表し、xの少なくとも90%が8〜10
であり;yは炭化水素Rx1モル当たりのエチレンオキシド
の平均モル数を表し、0.4〜1.3であり;Mは水溶性界面活
性剤を生成することができる陽イオンを表し;及びy=
0にy=1を加えた混合物中の界面活性剤の量が発泡剤
の44〜85重量%であり、y=0の界面活性剤の量が発泡
剤の25〜85重量%である。) - 【請求項2】y=0〜5の界面活性剤の量の合計が発泡
剤の少なくとも80重量%である請求項1記載の発泡剤。 - 【請求項3】Mがナトリウム、カリウム、マグネシウ
ム、アンモニウム、四級アンモニウム及びそれらの混合
物からなる群から選ばれる請求項1記載の発泡剤。 - 【請求項4】発泡剤を、水、低分子量アルコール、グリ
コール、グリコールエーテル及びそれらの混合物からな
る群から選ばれる担体で希釈する請求項1記載の発泡
剤。 - 【請求項5】yが炭化水素Rx1モル当たりのエチレンオ
キシドの平均モル数を表し、0.7〜0.9である請求項1記
載の発泡剤。 - 【請求項6】xの0〜20%が6以下である請求項1記載
の発泡剤。 - 【請求項7】xの0〜10%が12以下である請求項6記載
の発泡剤。 - 【請求項8】yが炭化水素Rx1モル当たりのエチレンオ
キシドの平均モル数を表し、0.8である請求項5記載の
発泡剤。 - 【請求項9】y=1の混合物中の界面活性剤の量が20〜
25%であり、y=2の混合物中の界面活性剤の量が13〜
18%であり、y=3の混合物中の界面活性剤の量が7〜
13%であり、y=4の混合物中の界面活性剤の量が2〜
7%であり、y=5の混合物中の界面活性剤の量が1〜
4%である請求項8記載の発泡剤。 - 【請求項10】以下の一般式を有する界面活性剤の混合
物を含有する発泡剤。 Rx(OCH2CH2)yOSO3M (式中、Rxは、平均xの炭素原子を有する直鎖及び/又
は分岐鎖炭化水素を表し、xの少なくとも90%が8〜10
であり;yは炭化水素Rx1モル当たりのエチレンオキシド
の平均モル数を表し、0.8であり;Mは水溶性界面活性剤
を生成することができる陽イオンを表し;及びy=0に
y=1を加えた混合物中の界面活性剤の量が発泡剤の44
〜85重量%であり、y=0の界面活性剤の量が発泡剤の
37〜43重量%である。) - 【請求項11】石膏板を製造する方法において、石膏、
担体及び請求項1記載の発泡剤の触媒量を混合すること
を特徴とする前記方法。 - 【請求項12】触媒量が、石膏100重量部当たり0.01〜
0.03である請求項11記載の方法。
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