JP2010539246A - 疎水性表面の水輸送特性を改善する方法 - Google Patents
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Abstract
式中、R及びR'はそれぞれ独立にH、C1-24アルキル基、アリール基、C1-24アルキルアリール基、アリール(C1-24)アルキル基、-C(=O)-R1(エステル基)、C(=O)-NHR1(ウレタン基)、又はC(=O)-O-R1(カルボネート基)(式中、R1はC1-24アルキル基、アリール基、C1-24アルキルアリール基、C1-24アリールアルキル基から成る群から選択される)から成る群から選択される;Aは4-12個の炭素原子を有するアルキレンオキシド基及び8-12個の炭素原子を有するアリールエポキシド基から成る群に由来する有機部分を示す;x=1-300;y=0-200;z=0-200;但し、R及びR'が同時にH又はエーテル官能基を示すことはない。上記化合物は疎水性表面の水輸送特性を改善するのに役立つ。
Description
土壌粒子は、それを通して水が流れることができる多数の水管(channel)又は毛細管を含み、その毛細管又は孔の直径に基づいて等級分けできることが知られている。水管が土壌孔であるかどうかにかかわらず、水は水管を通じて流されるので、水が水管表面を湿潤させることができれば、水管を通じての毛細管水流量は大きくなると考えられる。水及び毛細管表面の境界面においては、しかしながら、水と毛細管表面の間に長い範囲に渡ってファンデルワールス相互作用が存在する。ファンデルワールス相互作用は通常、水の本体中200オングストローム未満にしか及ばないが、それにもかかわらず水が毛細管表面を湿らせる能力を低下させて、それにより水と毛細管表面の間の接触角度を大きくし、そこを通る水流を妨げる。ファンデルワールス相互作用のマイナスの影響は家庭の水道管内の水流の場合は無視できるものであるが、微細な土壌孔を通しての水流を考える際にはこの相互作用は大きな影響を及ぼす。
疎水性土壌を処理するのに有用な新規の非イオン性界面活性剤を提供することが本発明の第一の目的である。
本発明は式Iの化合物に関するものである:
(i)(a)式Iの化合物
(b) 界面活性剤;及び
(c)水;
を含む水性湿潤剤組成物を製造する工程;及び
(ii)上記の撥水性土壌に有効な量の上記湿潤剤組成物を密に接触させる工程。
本発明の第一の態様として、式Iの化合物が提供される:
で表されるポリアルキレンオキシド化合物から選択される少なくとも1つの界面活性剤を95から1重量%で含む界面活性剤混合物が含まれ、上記ポリアルキレンオキシドは300から51,000の範囲の分子量を有する;また、上記の例として以下の一般式:
で表される化合物を含む、第二選択の別の界面活性剤も挙げられる。適当な第二の界面活性剤としては、さらに以下の一般式:
で表されるカルボン酸エステル及びジカルボン酸エステルが挙げられる。
再湿潤剤の製造
ポリオキシプロピレンオキシド・モノブチルエーテル(MW 340) 4181に対して、45%の水酸化カリウム水溶液 を71の割合で混合し、120℃に加熱した。酸素をパージし水分を除去した後、1,2-プロピレンオキシドを9900の割合で加え、完全に反応させた。残存揮発物質を120℃で30分間、減圧下で撹拌して除去した。その後、エチレンオキシドを920の割合で、140℃で加え、完全に反応させた。残存揮発物質を再び120℃で30分間、減圧下で撹拌して除去した。温度を60℃に下げ、リン酸を44の割合で加え、30分間撹拌した。生成物は、およそ1200 MW(ヒドロキシル価47.4)の粘性の透明な油であった。
実施例II
再湿潤剤の製造
実施例Iの生成物と類似の別の再湿潤剤を、エチレンオキシドを加えないこと以外は実施例Iと同じ手順で製造した。生成物エステルは、10.49の酸価、22.1のヒドロキシル価、及び80.5のけん化価を有するものであった。
実施例III
疎水性の表面に親水性を与えるための実施例Iの生成物の使用
1) 2.1%の実施例Iの生成物及び97.9%の無水イソプロパノールから成る溶液を製造した。
2) 仕上げ加工していないポロプロピレン布に浸漬法によって上記溶液を付着させ、この布が取り込んだ湿潤分を100%とした(実施例III-2)。対照として(実施例III-1)、仕上げ加工していない布片を、何も溶解させていないイソプロピルアルコール(IPA)に漬けた。
3) 続いて、上記の布を風通しのあるところに24時間吊り下げてアルコールを蒸発させたところ、被験布上では2重量%の実施例Iのポリマーが残り、対照では何も残らなかった。
4) その後、上記の布の表面に水滴を静かに載せ、水滴が完全に吸収されるまでに必要な時間を観察することにより、布の湿潤性を試験した。
実施例IV-1〜 IV-7
実施例Iの生成物の水中エマルジョン
様々な界面活性剤を実施例Iの生成物と混和し、周囲条件下及び凍結−解凍条件下で混合物の安定性を観察することにより評価した。その後、これらの混合物を2重量%になるように水中に混合し、水エマルジョンの安定性を観察した。混合物とそれらの安定性を表2に表示する。
材料
Ethal LA-23 ポリオキシエチレン(POE)23 ラウリルアルコール
Ethal TDA-6 POE 6 トリデシルアルコール
Ethox 2672 メトキシポリオキシエチレングリコール360 モノラウレート
POP(3)CSA ポリオキシプロピレン(POP)3 セチル-ステアリールアルコール
Ethox 1437 POP(2)POE(4)デシルアルコール
Ethox 1449 POP(7.2)POE(5.8)デシルアルコール
Ethox 2400 POP(2)POE(9)トリデシルアルコール
Ethox 2440 POP(5)POE(5)オクチル/デシルアルコール
Ethox 2680 POE(7)POP(3)オクチル/デシルアルコール
Ethox L-61 POE-POP-POEブロックポリマー(10% EO、分子量2000)
Ethox L-62 POE-POP-POEブロックポリマー(20% EO、分子量2200)
Ethox L-64 POE-POP-POEブロックポリマー(40% EO、分子量3000)
Ethal NP-9 POE 9 ノニルフェノール
実施例IV-8〜IV-15
実施例Iの生成物の水中エマルジョン
様々な界面活性剤を実施例Iの生成物と混和し、低温条件下及び凍結−解凍条件下で混合物の安定性を観察することにより評価した。混合物とそれらの安定性を表3に表示する。
実施例V
親水性処理の耐久性
表3に示す混合物を作成し、以下に概要を示す手順により試験した。耐久性試験の結果を表5に示す。
1) 実施例Iの生成物と界面活性剤の混合物をイソプロピルアルコール中に2%含有量になるように溶解する。本発明の材料及び乳化剤をイソプロピルアルコールを用いて塗布するのは、水での分散液からの不均質な塗布によっておこりうる耐久性のばらつきを排除するためである。
2) 6枚の13cm x 13cm ポリプロピレン織地布片上に1% wpu(2%固体の付着)になるように塗布する。
3) フード内の気流で12時間乾燥させる。
4) 布上に水滴を載せ、布中に完全に吸収されるまでの時間を測定する。
5) 被験布片を保存する。
6) 残りの布片すべてを周囲環境の水道水に浸して60秒間撹拌してすすぐ。
7) それらをフード内の気流で乾燥させる。
8) 1枚の布上に水を載せ、吸収時間を測定する。
9) 被験布片を1枚保存する。
10) 残りの布片に2度目のすすぎを行う。
11) それらをフード内の気流で乾燥させる。
12) 2度すすいだ布片の1枚に水滴試験を行い、保存する。
13) 残りの布片に3度目のすすぎを行う。
14) それらをフード内の気流で乾燥させる。
15) 3度すすいだ布片の1枚に水滴試験を行い、保存する。
16) 4回目、5回目、及び6回目のすすぎ及び試験として、工程13、14及び15を繰り返す。
Claims (29)
- 有効な量の下記式の化合物を使用することを含む、疎水性表面を通じての水の浸透率を改善する方法:
- 水、乳化剤、植物栄養剤、スプレーパターン指示剤、及びそれらの混合物から成る群から選択される少なくとも1つの成分をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 乳化剤がランダム及びブロックEO-POコポリマー、ランダム及びブロックEO-PO-EOコポリマー、ランダム及びブロックPO-EO-POコポリマー並びにそれらの混合物から成る群から選択される、請求項2に記載の方法。
- 乳化剤がR-EOx-POy-及びR-POy-EOx(式中、R= C1-24アルキル基又はアルキルアリール基、(C1-C24)-(C=O)-)及びそれらの混合物から成る群から選択される、請求項2に記載の方法。
- 乳化剤がR-SO3 -M+、R-(CH2CH2O)xSO3 -M+、(RO)xP(=O)O-M+、RCO2 -M+、又はROSO3 -M+、及びそれらの混合物から成る群から選択される、請求項2に記載の方法。
- 乳化剤が、式中Rがアルキル基、アリール基、アルキルアリール基、C(=O)-R、又はC(=O)NH-Rを示す、R-(CH2CH2O)xOH及びそれらの混合物から成る群から選択される、請求項2に記載の方法。
- 乳化剤が、式RR'R''R'''N+X-(式中、R、R'、R''、R'''は同一又は異なっていてもよく、アルキル基、アリール基又はアルキルアリール基から成る群から選択される)を有する第四級アミン界面活性剤、及びそれらの混合物から成る群から選択される、請求項2に記載の方法。
- 化合物が液体、ペレット、又は微粒子から成る群から選択される物理的形態で存在する、請求項1に記載の方法。
- 上記の疎水性表面が土壌である、請求項1に記載の方法。
- 上記の土壌が農業用土壌である、請求項9に記載の方法。
- 上記の土壌がゴルフコースの土壌である、請求項9に記載の方法。
- 有効な量の下記式の化合物を使用することを含む、芝、他の植物表面、又は他の疎水性表面上の結露を防止する方法:
- 水、乳化剤、植物栄養剤、スプレーパターン指示剤、及びそれらの混合物から成る群から選択される少なくとも1つの成分をさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 以下の工程を含む撥水性土壌の湿潤率を高める方法:
(i)(a)下記の式の化合物
(b)界面活性剤;及び
(c)水性又は非水性溶媒;
を含む水性湿潤剤組成物を製造する工程;及び
(ii)式Iの化合物が土壌の湿潤率に測定可能な増加をもたらすように、上記の撥水性土壌に有効な量の上記湿潤剤組成物を密に接触させる工程。 - x=10-100;y=0-50;及びz=0-50である、請求項1に記載の方法。
- x=10-50;y=0-10;及びz=0-10である、請求項15に記載の方法。
- x=10-30;y=0-10;及びz=0-10である、請求項16に記載の方法。
- x=14-28;y=0-8;及びz=0-8である、請求項17に記載の方法。
- x=14-26;y=0-5;及びz=0-5である、請求項18に記載の方法。
- x=18-21;y=1-2;及びz=0-5である、請求項19に記載の方法。
- 以下の式を有する化合物:
- x=10-100;y=0-50;及びz=0-50である、請求項21に記載の化合物。
- x=10-50;y=0-20;及びz=0-20である、請求項22に記載の化合物。
- x=10-30;y=0-10;及びz=0-10である、請求項23に記載の化合物。
- x=14-28;y=0-8;及びz=0-8である、請求項24に記載の化合物。
- x=14-26;y=0-5;及びz=0-5である、請求項25に記載の化合物。
- x=18-21;y=1-2;及びz=0-5である、請求項26に記載の化合物。
- x≒19;y≒2;及びz=0である、請求項27に記載の化合物。
- 有効な量の下記式の化合物を使用することを含む、ゴルフ場の芝表面のドライスポットを改善し予防するための方法:
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