消泡剤は目立たないものの重要な添加剤のカテゴリーであり、著者はキャリアの初期には当初過小評価していました。しかし、さまざまなシナリオや配合におけるアプリケーション要件が進化するにつれて、消泡剤の選択が製品の安定性や使いやすさに予期せぬ重大な影響を与える場合があることが明らかになりました。

消泡剤の消泡効果は、本質的には系との不適合性に起因します。消泡性と相溶性はある意味相反する性質です。乳化可能なマイクロエマルジョン用に選択された特定の消泡剤は沈殿を引き起こさないと主張する人もいるかもしれません。これは真実かもしれません。ただし、目に見える沈殿が存在しないかどうかは、投与量、消泡剤の種類、不適合性が視覚的に検出できるかどうかなどの条件によって異なります。必ずしもシステムとの完全な互換性を示すものではありません。

さらに、消泡剤と泡抑制剤を区別することが重要です。厳密に言うと、消泡剤は既存の泡の安定性を破壊し、泡の崩壊を促進するために使用されます。一方、抑泡剤は、システムへの空気の導入を防ぎ、それによってシステムの安定性を維持することによって泡の形成を抑制するために使用されます。

I. 一般的な消泡剤の種類

一般的な消泡剤のカテゴリには次のものがあります。

有機ケイ素-ベースの消泡剤

ポリエーテル-ベースの消泡剤

高級アルコール-ベースの消泡剤

ヒマシ油-ベースの消泡剤

鉱物油-ベースの消泡剤

有機シリコン/ポリエーテル複合消泡剤

II.有機ケイ素-ベースの消泡剤

有機シリコン液体消泡剤は、通常、シリコーン油 (分子量は数万から数十万の範囲)、シリコーン油乳化剤、増粘剤、防腐剤、および接触分解剤を適切な量の水で機械的に乳化することによって調製されます。得られる粒子サイズは通常 10 ～ 20 μm の範囲になります。

消泡剤中のシリカは、主に分散剤、吸着剤、消泡成分、増粘剤、沈降防止剤として機能します。-親水性シリカにはシラノール基が含まれており、水分子と水素結合を形成し、消泡剤システムの分散と安定性を促進します。表面-修飾された疎水性シリカは、シリコーン オイル システム中で優れた湿潤性と分散性を示します。

有機シリコン固体消泡剤は一般に、ポリジメチルシロキサン (PDMS) とそのエマルジョンを無機塩 (炭酸カルシウムなど) および乳化剤 (レシチン、モノ- およびジグリセリド脂肪酸エステルなど) と混合、乳化、造粒することによって製造されます。

Ⅲ．消泡剤の使用期限

有機シリコン消泡剤は本質的にシリコーン オイル エマルションです。ほとんどの製品の保存期間は約 6 か月ですが、1 年間安定した製品もいくつかあります。

著者は、多くの消泡剤エマルションが比較的早く分離することを観察しました。 1 ～ 3 か月以内に相分離を示すものもありますが、不快な臭いが発生するものもあります。したがって、一般に、保存安定性の高い消泡剤ほど粘度が高くなります。

IV.さまざまな配合物に対する有機シリコン消泡剤の影響の分析

1. 水性製剤

現在、水性配合物は消泡剤の選択において最も困難な分野の 1 つです。これは、-消泡効率、適合性、耐塩性、透明性などの複数の要素-を同時に考慮する必要があり、利用可能なオプションが大幅に制限されるためです。

難易度は発泡システムの種類によっても異なります。たとえば、AES- ベースの陰イオン界面活性剤システムでは、適合性と消泡性能の間で矛盾が生じることがよくあります。さらに、不適切な取り扱いをすると不安定になりやすいため、消泡剤の希釈プロセスには慎重な制御が必要です。

現時点では、普遍的に完璧な解決策はありません。アルキル ポリグルコシドやベタイン システムなどの他のシステムでは、通常、消泡剤の選択が容易になります。しかし、ジクロルボス水溶液で使用される二臭化物系などのカチオン系には、さらに大きな課題があります。このようなシステムでは、添加された消泡剤が沈殿してボトルの壁に付着し、ミミズのようなパターンを形成する傾向があります。したがって、消泡剤の投与量は可能な限り最小限に抑える必要があります。

2. 乳化性濃縮物

2013 年頃、著者は乳剤配合物に多量の相乗剤を導入し、過剰かつ持続的な泡立ちを引き起こしました。これらの相乗剤は慎重に選択されており、保持する必要があるため、残された唯一の選択肢は、適切な消泡剤を選別することでした。

当時、20 を超える消泡剤が評価され、2 つが実現可能であると考えられました。 1 つは鉱物油ベースの消泡剤で、もう 1 つは Momentive 1572 で、小規模な試験で優れた性能を実証しました。-しかし、量産試験中に、Momentive 1572 は完全に最下位に落ち着きました。

振り返ってみると、この問題は、消泡剤の組成に対する理解が不十分であったこと、塗布経験が不十分であったこと、またはプロセス関連の要因が原因であった可能性があります。-最終的に、相乗剤システムが変更され、消泡剤の使用は最後の手段として放棄されました。

したがって、消泡剤を乳剤に添加してもよいでしょうか?一般的に言えば、適切な消泡剤を選択することが可能です。ただし、通常は、低発泡成分を使用するように配合を最適化することが推奨されるアプローチです。{0}

3. マイクロエマルジョン

著者は、2007 年にトリアゾホス - フルフェニコール マイクロエマルジョンを開発したことを思い出します。20 年以上前、マイクロエマルジョンには泡制御に関する厳密な要件がなかったため、当初は消泡剤は考慮されていませんでした。

しかし、その年に導入された新しい規制により、泡の持続性に関する要件が確立され、許容可能な泡保持量の最小値は 60 mL となりました。マイクロエマルジョンは明らかにこの限界を超えており、消泡剤のスクリーニングが必要になりました。

評価中に、多くの消泡剤が既存のマイクロエマルション システムに添加されると油の浮遊やさらには解乳化を引き起こすことがすぐに判明しました。これは、消泡剤自体がシリコン オイル-ベースのエマルションであることが多く、マイクロエマルションの構造と矛盾する可能性があるために発生しました。

4. SC (懸濁濃縮物)

一般に、消泡剤は SC 配合物にほとんど影響を与えないと考えられています。ただし、保存安定性の低いセルロース-ベースの増粘剤や消泡剤を使用すると、製剤化のリスクが大幅に高まる可能性があります。

2022 年、著者は期限切れの消泡剤を誤って使用したことによって引き起こされる製造上の問題に遭遇し、その結果、懸濁剤が沈降しました。したがって、消泡剤は微量の添加剤であるように見えますが、配合上重大な問題を引き起こす可能性があります。

さらに、親水性基や、チフルザミド、チアメトキサム、フルオピラムなどの特定の水溶性を持つ化合物を含む固体剤形（SC）の開発中に、アジュバントシステムが適切に最適化されていない場合、泡立ちが顕著になる可能性があります。

このような場合、剪断および粉砕後に大量の消泡剤が消費される可能性があります。消泡剤を過剰に添加すると、システムの安定性に悪影響を及ぼす可能性があります。したがって、湿潤および分散システムを最適化して、泡の発生をできるだけ早く抑制または最小限に抑える必要があります。

5. WP および WG の配合

固体剤形に適した消泡剤の種類は比較的限られています。有機シリコン粉末消泡剤はエアジェットミリング後に効果が失われることが多いため、固体配合物ではあまり使用されません。-

現在、固形製剤に適した消泡剤としては、ソープLやトナーズFLPなどの定番商品が挙げられます。

製品名:Agnique® SOAP L (BASF 農薬消泡剤)
化学的説明:獣脂石鹸液
CAS番号:8052-48-0（獣脂脂肪酸石鹸混合物）

主なコンポーネント:

1.主な有効成分:獣脂脂肪酸カリウム石鹸（獣脂石鹸）。ステアリン酸カリウム、パルミチン酸カリウム、オレイン酸カリウム、および少量のリノール酸カリウムなどの長鎖脂肪酸カリウム塩を主成分としています。{0}これらのアニオン性石鹸は天然源に由来しており、容易に生分解されます。

2.水:3～9% (溶剤)

3.トレースコンポーネント:pH調整に遊離脂肪酸と遊離KOHを使用。

さらに、固体消泡剤やブランドが異なると、粒子強度、水の再分散性、崩壊性能、表面沈殿、懸濁液の安定性にさまざまな影響を与える可能性があります。{0}

固体消泡剤を添加した後の一般的な問題は、粒子の崩壊が悪化したり、水に分散した後に液表面に凝集物質が形成されたりすることです。このような場合、消泡剤を交換するか、湿潤分散システムをさらに最適化する必要があります。