JPH06510318A - 基質と大気との間に泡バリアを形成するための組成物及びその使用方法 - Google Patents

基質と大気との間に泡バリアを形成するための組成物及びその使用方法

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JPH06510318A
JPH06510318A JP5504476A JP50447693A JPH06510318A JP H06510318 A JPH06510318 A JP H06510318A JP 5504476 A JP5504476 A JP 5504476A JP 50447693 A JP50447693 A JP 50447693A JP H06510318 A JPH06510318 A JP H06510318A
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 基質と大気との間に泡バリアを形成するための組成物及びその使用方法 本発明は、基質と大気との間に改良された泡バリア層を形成するのに特に適した 新規な組成物と、その組成物を使用する方法に関する。より詳細には、本発明は 、濃縮物の状態で生産でき、輸送でき、保管でき且つ取扱うことができるととも に、水で希釈したときに、濃度が充分あり、そして持続性に優れた泡に変換でき るような組成物に関する。
足置uJ 同一発明者による米国特許第4,874,641号には、ゴミ処理場に堆積した 廃棄物の層のような基質と大気との間に、低価格で一時的なバリア層を形成する 泡を発生させる組成物が開示されている。前記特許で指摘されているように、こ のようなバリア層は、基質から放出される有害物質、ゴミ処理場からの臭気や飛 散する塵、汚染物質からのゴミや有毒物質等から大気を保護するように機能する 。また、前記特許で指摘されているように、このようなバリア層は、季節外れの 霜から果実、野菜及び植物の成長を保護するように、外気の悪影響から基質を保 護するように機能する。後者の用途に加えて、本発明によって調製されるこのよ うな泡は、坑内火災、特に、放置された坑内火災をコントロールするために使用 される。
この場合、泡は、地下に圧力下で吹き付けられる。この用途において、泡は、4 つの基本的な作用がある。(1)燃焼生成物であるガスと燃焼空気とを分離する こと、(2)勢いよく燃える領域の消火、(3)周囲の地層からの熱の除去、及 び(4)再発火に関連する問題を抑えるための公知の化学消火成分(例えば、ウ レア、すなわち、尿素)の沈殿である。
米国特許第4.=121,788号及び第4.51.9.338号は、ゴミ処理 場の口々固められる地面ノコバーを補填するような硬化性プラスチック性の泡の 使用に関する。これらの特許にil用される泡は、発泡剤と、ウレア及びホルム アルデヒドの液化物のような液体合成樹脂とを使用し7て調製されている。米国 特許第、4.421.788号は、泡立てられたポリウレタン、ポリエーテル又 はポリエステルベースの樹脂で廃物の連続層を覆うことを開示している。
本発明の泡組成物が開発されて以来、成る州の政府機関は、fi&重な規定で公 衆ゴミ処理場等を取り締まるべく規則を公布した。例えば、ゴミ処理場は6イン チの厚みの泡で毎日覆われなければならないという規定に加えて、全ての従来の 規則も満足しなければならないという規定がある。後者の規定の中には、環境に 対して無害であるように、カバーはゴミから臭気を封じこめるのに充分なもので なければならず、また、ゴミに虫がたかるようであってはならないという規定が ある。同一発明者の以前の特許に開示されるような組成物から生成された泡は、 6インチの厚みに耐えるには充分な硬度がなく、特に、傾斜面や低温では充分な 硬度が得られなかった。
泡生成組成物は、はとんどの場合が水であるが、そのような液体を大量に取り扱 うことを避けるために、濃縮物として製造、輸送、保管及び取扱ができなければ ならない。当然のことながら、濃縮物は、異常な低温時を含めて、広範囲の大気 温度の影響を受ける。新しい技術及び取締規定に対応させようとして、前述の泡 組成物を改良する試みにおいて、他の問題が生じた。
泡生成組成物中の成分の組合せの溶解特性と非溶解特性との間には相愛は容れら れないものがある。カリウム石鹸は通常ナトリウム石鹸より水への溶解性に優れ ており、バルミチン酸及びステアリン酸のような高分子量の脂肪酸は低分子量の 同族体よりもより緻密でより安定な泡を提供する。さらに、硬度及び排出時間性 能(泡持続性)を得るために、泡は非溶解性であることが望ましいが、その一方 で、濃縮形態で泡組成物を提供するためには、物質は溶解性であり活性成分が系 に沈殿したり系から消失したりするものであってはならない。また、溶解性は根 本的な発泡性能にとって重要である。通常、石鹸はお湯ではよく泡立ち、室温の 水で適度に泡立ち、冷水ではなかなか泡立たないようである。しかし、本発明の 目的とするタイプの泡は、最低温度は氷点下から最高温度は90−100’Fま での範囲の外気温度状態で普通に使用できるものである。
兄1−夏−匡旬 従って、本発明の主目的は、基質と大気との間に、バリアを形成するための新し く且つ改良された泡生成組成物を提供することである。
本発明の他の目的は、非常に低い周囲の大気温度においても、水で希釈すること で、技術的な基準及び規定する基準を満足する泡を生成する濃縮物として製造、 輸送、保管及び取扱ができるような新規な泡生成組成物を提供することである。
本発明のさらなる目的は、新規な組成物を利用して、基質と大気との間に泡バリ ア層を生成する新規な方法を提供することである。
これらの目的及び他の目的は、以下の説明及び添付の請求の範囲から明らかにな るであろう。
λ」灸W要 本発明の組成物は、基質と大気との間にバリアを形成するように基質に被せられ て生分解性(biodegradable)泡を形成するようになっており、下 記成分、○ Na−0−5−R I! を持つナトリウムスルホネート; ここで、Rは、10乃至20の炭素原子を含むアルキル、アルキレン又はアルカ リル基であり、(B)R、C0OHのカルボン酸; ここで、R,は、8乃至3oの炭素原子を含むアルキル基であり、 (C)水酸化カリウム; (D)珪酸カリウム、 ここで、Bに対するC及びDの比率はBのカリウム塩を生成すべく実質的に完全 な中和をするに充分であり、BとAの比率がB:Aのモル比で11を越えて約2 :1までであり、 (E)サッカロース又はウレアのような非イオンで固形の有機の水溶性材料:及 び、 (F)Bのカリウム塩のためのヒドロキシ系溶媒;と水の混合物からなる。硬水 が使用される場合は、(G)トリポリホスフェートカリウムのような水調整剤( water condiHoner)を含めることができる。
伍l洟−徳1」鷹1 上述の組成物において、各々の成分は、最終生成物として泡並びに組成物の濃縮 された形態及び希釈された形態としての泡の全体的な特徴をもたらすのに重要な 役割を果たす。これの役割については、各々の成分に関連する以下の説明を参照 すべきである。さらに、組成物は水に(A)乃至(F)の成分を混合して得られ 、その結果の組成物において、成分の一部の独自性は、例えば、イオン交換及び 中和によって失われることになろう。
成分Aは前記式を持つナトリウムスルホネートである。
これは界面活性発泡剤である。好ましくは、Aは、1゜乃至20の炭素原子を含 むナトリウムアルファオレフィンスルホネートであり、特に好ましくは、原則的 に14乃至16の炭素原子を含む混合物である。
カルボン酸く成分B)は、そのカリウム塩の中和において1発泡剤を提供する。
好ましくは、R7は8乃至20の炭素原子をきむ直鎖式アルキル基であり、特に 好ましいのは、ステアリン酸及びパルミチン酸である。このような混合物におい て、ステアリン酸とバルミチン酸の相対比率は、最小約45重量%:55重量% で、最大約55重量%:45重量%で、好ましくは50重量%:50重量%であ る。
所望のカリウムイオン含有量を得るために、2つの材料が使用される:成分C1 水酸化カリウムと、成分D、珪酸カリ「クムである。例えば、珪酸は、カルボン 酸塩の沈殿を最小眼に抑えるために必要である。しかし、珪酸カリウムがカリウ ムイオンの中和の材料として使用された場合は、錯化した珪酸の沈殿物を生じる 。上述したように、カルポジ酸(B)に対するC及びDの比率は、(B)のカリ ウム塩を生成すべく実質的に完全な中和を可能にするものでなければならない。
しかし、Dに対するCの比率は、水酸化カリウム(C)からのカリウム基が約5 0%から90%と珪酸カリウム(D>からのカリウム基が約50から10%の範 囲となるようにされる。好ましいモル比は、珪酸カリウム(D)のカリウム基・ 1モルに対して水酸化カリウム(C)がらのカリウム基が4モルである。
組成物のイオンバランスをくずすことなく固形含有量を増加させることによって 得られる泡の硬度を高めるために、サッカロース(sucrose、すなわち、 蔗糖)又はウレアのような固相の非イオン系水溶性材料(E)が含まれる。サッ カロースは、排出時間(drain time)、濃縮時の物理特性及び泡硬度 において好ましい。
非常に低い温度においては、成分A乃至Eからなる組成物は粘度にまだ問題があ る。濃縮物の粘度は、30−40℃でも、製造、輸送、保管及び取扱が容易でな い程大きく、温度が低くなるに伴って固形化するという弊害が大である。濃縮物 の粘度は、30℃で約200−300 cpsであることが好ましい。この粘度 において、濃縮物は、バルク(bulk>保管/希釈システム内で容易に取り扱 うことができる。そして、カルボン酸(B)のカリウム塩のための溶媒である成 分Fが含められる。この成分は、通常、メタノール、イソプロパツール、エチレ ングリコール、プロピレングリコール、グリコールエーテル等のヒドロキシ系溶 媒である。これらのうち、グリコールエーテルが好ましく、特に、エチレングリ コールモノブチルエーテルとジエチレングリコールモノブチルエーテルが好まし い。両者のうち、後者のジエチレングリコールモノブチルエーテルの方が好適で ある。
組成物、濃縮物及び希釈された形態を製造するた・めに使用される水の硬度は、 生成される泡の耐用性及び品質に影響を与える。そして、市場での入手源が異な るために水の硬度も異なることから、その硬度に対応させるために、硬度調整剤 成分Gが含められる。エチレンジアミンテトラ酢酸(ethylene dia mjne tetraacetic acid)又は燐酸カリウムのような硬度 調整剤(hardness con−trol agents)が使用できる。
しかし、公知の分散剤であるトリポリ燐酸カリウムが、濃縮物の物性を改善する という理由で好ましい。濃縮物の調製においては、硬度調整剤(G)はす1〜リ ウムアルフアオレフインスルホネートの添加後直ちに水に加えることが好ましい 。
数値は、成分全体の中の比率関係で定められた。通常、成分の比率は、無水状態 で、成分A乃至Fの合計重量に基く重量%て: (A)約15乃至20%、好ま しくは約1、8−19%: (B)約25乃至35%、好ましくは約30−32 %、(C)約2乃至8%、好ましくは約5−6%:(D)約2乃至5%、好まし くは約3−4%: くE)約15乃至30?6、好ましくは約23−24%;  (F)約io乃至15%、好ましくは約13−14%である。
好ましい濃縮物では、1〜リボリ燐酸カリウム(G)が、また、成分A−Gの合 計重量に対して、約3乃至7%、好ましくは5−6 =b加えられた。
数値は、また、通常使用時に泡を生成するために、後に水で希釈される濃縮物と しての組成物の調製のだ・めにも定められた。濃縮物は、組成物の合計重量に対 して、成分A乃至Fが無水状態の重量に換算して約10乃至約40%の濃度をも ち、好ましくは、23乃至31%の濃度をもつ。泡生成のために、濃縮物はその 容積の約7倍乃至約9倍の容積の水で希釈され、希釈組成物の合計重量に対して 、成分A乃至Fは、無水状態の重量に換算して約1乃至6%、好ましくは約3乃 至4%となる。
泡は、空気の存在下で攪拌することにより希釈組成物から生成される。この目的 のための1つの装置は、高圧下において絞り流路を通すことで泡混合物を発生さ せ。
絞りの下流側で組成物中に空気を噴出させる。次いで、泡はノズルを通じて基質 上に吹き付けることができる。
本発明は、例示のためにのみ説明される以下の特定の実施例を参照することによ り容易に理解することができるであろう。しかし、本発明の範囲はこの実施例に 限定されるものではない。
実 施 例 室温の水に、連続して、以下の成分、 (1)ナトリウムアルファオレフィンスルホネート(原則として14乃至16の 炭素原子を含む市販品);(2)砂糖(サッカロース);及び (3)ジエチレングリコールモノブチルエーテルが加えられた。混合物は45℃ に加熱され、引き続き、(4)水酸化カリウム: (5)珪酸カリウム(ペンシルバニア、パレーフォ・−ジの法人であるPQコー ボレションによって製造されている市販品” Kasil # 1 ” ) ; 及び(6)ステアリン酸及びバルミチン酸の市販混合物(ライトコ、ハンコディ ビジョンで製造されている” HyStrene 5016” )が加えられた 。加熱は溶解が完了するまで続けられた。
内容物は下記表に示されている。
彬什−、−−1夏分−コーー目 1、ナトリウムアルフアオレフイノスルホネー) 1426 2138 356 42、砂糖 (サンカロース) 1782 1.7823、ジエチレングリコー ルモノブチルエーテル 990 9904、水酸化カリウム; 396 484  8805、珪酸カリウム 287 703 9906、ステアリンI及びバル ミチンm 2376 2376水 1141g 11418 合計 7257 14743 22000この濃縮物は約25℃以上の温度で輸 送、保管及び取扱われた。泡生成のために、濃縮物の容積に対して8倍の水で希 釈された。
希釈組成物は、1984年10月2日発行の米国特許第4.474.680号に 記載される種類の流体発泡ユニットを使用して泡立てられた。泡は発泡ユニット から公衆ゴミ処理場の作業面に6インチを越える程度の厚みで排出された。この 厚みは、米国で要求される最大泡層厚み・であると考えられる。泡はコールドフ ロー(cold floy)を生じることなく、−晩でほんの僅かに収縮しただ けであった。夕方又は夜の早いうちに6乃至フインチの範囲の厚みで付着させら れたなら、その泡の厚みは翌朝では、普通、5乃至6インチの厚みになるであろ う。泡は非常に硬く、シかし、典型的なイオン性の泡がそうであるようにゴミに 対して乾燥しておらず、消防用の泡のようであった。お湯(30℃以上)を使用 して希釈したときの泡の状態が最もよく、薄める水の温度が氷点に近付くとその 状態は若干悪くなる。
ここに説明された組成物の種々の変更が考えられる。
例えば、僅かな量のカーボンブラック(濃縮物の重量に対して2%まで)のよう なさらなる成分が組成物に加えられてもよい。組成物及び濃縮物は、以下の請求 の範囲で定められる発明の範囲から離れることなく、他の観点から改変を加える ことができる。
フロントページの続き (51) Int、 C1,5識別記号 庁内整理番号BOIF 17/12  6345−4G17154 6345−4G B OI J 19/16 8822−4G//BO9B 1100 ZAB  A 7614−4DI

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.基質と大気との間にバリアを形成するように基質に被せられて生分解性泡を 形成する組成物であつて、水と、(A)式 ▲数式、化学式、表等があります▼ を持つナトリウムスルホネート; ここで、Rは、10乃至20の炭素原子を含むアルキル、アルキレン又はアルカ リル基であり、(B)R1COOHのカルボン酸; ここで、R1は、8乃至30の炭素原子を含むアルキル基であり、 (C)水酸化カリウム; (D)珪酸カリウム、 ここで、C及びDの比率はBのカリウム塩を生成すべく実質的に完全な中和をす るに充分であり、BとAのモル比が1:1から約2:1までであり、(E)非イ オンで固形の有機の水溶性材料;及び、(F)Bのカリウム塩のためのヒドロキ シ系溶媒;との混合物からなる、組成物。
  2. 2.Aが10乃至20の炭素原子を含むナトリウムアルファオレフィンスルホネ ートであり;B中のR1が直鎖式アルキル基であり;Eがサッカロースであり; Fがグリコールエーテルで、CとDにより得られるカリウムとAにより得られる ナトリウムのモル比が約2:1である、第1項の組成物。
  3. 3.Aが14乃至26の炭素原子を含む混合物のナトリウムアルファオレフィン スルホネートであり;Bがステアリン酸及びパルミチン酸であり;Eがサッカロ ースであり;Fがジエチレングリコールモノブチルエーテルであり、CとDによ り得られるカリウムとAにより得られるナトリウムのモル比が約2:1である、 第1項の組成物。
  4. 4.BとAのモル比が約2:1であり、無水ベースの各成分の比率が;A約15 乃至20%;B約25乃至35%;C約2乃至8%:D約2乃至5%;E約15 乃至30%;F約10乃至15%であり、前記パーセントは無水状態の成分A乃 至Fの合計重量に基く重量%である、第1項の組成物。
  5. 5.BとAのモル比が約2:1であり、無水ベースの各成分の比率が;A約15 乃至20%;B約25乃至35%;C約2乃至8%;D約2乃至5%;E約15 乃至30%;F約10乃至15%であり、前記パーセントは無水状態の成分A乃 至Fの合計重量に基く重量%である、第2項の組成物。
  6. 6.BとAのモル比が約2:1であり、無水ベースの各成分の比率が;A約15 乃至20%;B約25乃至35%;C約2乃至8%;D約2乃至5%;E約15 乃至30%;F約10乃至15%であり、前記パーセントは無水状態の成分A乃 至Fの合計重量に基く重量%である、第3項の組成物。
  7. 7.BとAのモル比が約2:1であり、無水ベースの各成分の比率が;A約18 乃至19%;B約30乃至32%;C約5乃至6%;D約3乃至4%;E約23 乃至24%;F約13乃至14%であり、前記パーセントは無水状態の成分A乃 至Fの合計重量に基く重量%である、第1項の組成物。
  8. 8.BとAのモル比が約2:1であり、無水ベースの各成分の比率が;A約18 乃至19%;B約30乃至32%;C約5乃至6%;D約3乃至4%;E約23 乃至24%;F約13乃至14%であり、前記パーセントは無水状態の成分A乃 至Fの合計重量に基く重量%である、第2項の組成物。
  9. 9.BとAのモル比が約2:1であり、無水ベースの各成分の比率が;A約18 乃至19%;B約30乃至32%;C約5乃至6%;D約3乃至4%;E約23 乃至24%;F約13乃至14%であり、前記パーセントは無水状態の成分A乃 至Fの合計重量に基く重量%である、第3項の組成物。
  10. 10.成分A乃至Fの濃度が無水状態の重量で濃縮物の合計重量に対して約10 乃至約40%の範囲である濃縮物形態の第1項の組成物。
  11. 11.成分A乃至Fの濃度が無水状態の重量で濃縮物の合計重量に対して約23 乃至約31%の範囲である濃縮物形態の第1項の組成物。
  12. 12.Eがサッカロース又はウレアである、第1項の組成物。
  13. 13.トリポリ燐酸カリウムを含む、第1項の組成物。
  14. 14.水性組成物から生成される生分解性泡を基質に被せて、基質と大気との間 にバリア層を形成する方法であって、前記水性組成物は、 (A)式 ▲数式、化学式、表等があります▼ を持つナトリウムスルホネート; ここで、Rは、10乃至20の炭素原子を含むアルキル、アルキレン又はアルカ リル基であり、(B)R1COOHのカルボン酸; ここで、R1は、8乃至30の炭素原子を含むアルキル基であり、 (C)水酸化カリウム; (D)珪酸カリウム、 ここで、Bに対するC及びDの比率はBのカリウム塩を生成すべく実質的に完全 な中和をするに充分であり、BとAのモル比が1:1から約2:1までであり、 (E)非イオンで固形の有機の水溶性材料;及び、(F)Bのカリウム塩のため のヒドロキシ系溶媒;との混合物からなる、方法。
  15. 15.Aが10乃至20の炭素原子を含むナトリウムアルファオレフィンスルホ ネートであり;B中のR1が直鎖式アルキル基であり;Eがサッカロースであり ;Fがグリコールエーテルで、CとDにより得られるカリウムとAにより得られ るナトリウムのモル比が約2:1である、第14項の方法。
  16. 16.Aが14乃至26の炭素原子を含む混合物のナトリウムアルファオレフィ ンスルホネートであり;Bがステアリン酸及びパルミチン酸であり;Eがサッカ ロースであり;Fがジエチレングリコールモノブチルエーテルであり、CとDに より得られるカリウムとAにより得られるナトリウムのモル比が約2:1である 、第14項の方法。
  17. 17.BとAのモル比が約2:1であり、無水ベースの各成分の比率が;A約1 5乃至20%;B約25乃至35%;C約2乃至8%;D約2乃至5%;E約1 5乃至30%;F約10乃至15%であり、前記パーセントは無水状態の成分A 乃至Fの合計重量に基く重量%である、第14項の方法。
  18. 18.BとAのモル比が約2:1であり、無水ベースの各成分の比率が;A約1 5乃至20%;B約25乃至35%;C約2乃至8%;D約2乃至5%;E約1 5乃至30%;F約10乃至15%であり、前記パーセントは無水状態の成分A 乃至Fの合計重量に基く重量%である、第15項の方法。
  19. 19.BとAのモル比が約2:1であり、無水ベースの各成分の比率が;A約1 5乃至20%;B約25乃至35%;C約2乃至8%;D約2乃至5%;E約1 5乃至30%;F約10乃至15%であり、前記パーセントは無水状態の成分A 乃至Fの合計重量に基く重量%である、第16項の方法。
  20. 20.BとAのモル比が約2:1であり、無水ベースの各成分の比率が;A約1 8乃至19%;B約30乃至32%;C約5乃至6%;D約3乃至4%;E約2 3乃至24%;F約13乃至14%であり、前記パーセントは無水状態の成分A 乃至Fの合計重量に基く重量%である、第14項の方法。
  21. 21.BとAのモル比が約2:1であり、無水ベースの各成分の比率が;A約1 8乃至19%:B約30乃至32%;C約5乃至6%;D約3乃至4%;E約2 3乃至24%;F約13乃至14%であり、前記パーセントは無水状態の成分A 乃至Fの合計重量に基く重量%である、第15項の方法。
  22. 22.BとAのモル比が約2:1であり、無水ベースの各成分の比率が;A約1 8乃至19%;B約30乃至32%;C約5乃至6%;D約3乃至4%;E約2 3乃至24%;F約13乃至14%であり、前記パーセントは無水状態の成分A 乃至Fの合計重量に基く重量%である、第16項の方法。
  23. 23.成分A乃至Fの濃度が無水状態の重量で組成物の合計重量に対して約1乃 至約6%の範囲である、第14項の方法。
  24. 24.成分A乃至Fの濃度が無水状態の重量で組成物の合計重量に対して約3乃 至約4%の範囲である、第14項の方法。
  25. 25.Eがサッカロース又はウレアである、第14項の方法。
  26. 26.前記組成物がトリポリ燐酸カリウムを含む、第14項の方法。
JP5504476A 1991-08-20 1992-08-14 基質と大気との間に泡バリアを形成するための組成物及びその使用方法 Pending JPH06510318A (ja)

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