KR100288905B1 - 농화유기 조성물 - Google Patents

Abstract

수혼화성 유기액체, 알루미나, 물 및 유효량의 겔화제는 원하는 정도로 알루미나를 응집시키거나 겔화시키지만 겔화된 조성물에 전단력을 가했을때 점성을 약하게 하거나 부을수 있는 상태로 하는 농화되고 전단력을 약화시키는 조성물.

Description

[발명의 명칭]

농화유기 조성물

[발명의 상세한 설명]

[발명의 분야]

본 발명은 농화된 점성액으로된 유기조성물에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 본 발명은 물과 혼화성이 있는 유기액 화합물을 함유하는 전단력감소 및 농화된 조성물에 관한 것이다.

[종래의 기술의 설명]

물과 혼화성이 있는 유기액체를 함유하는 농화되었거나 또는 점성의 조성물을 많은 분야에 응용이 되고 있다. 예를들면, 그와 같은 농화조성물은 표면에서 페인트, 바니쉬 및 이와 유사한 도포물을 제거하기 위한 코오팅제거제로 그래피티(고적의 벽에 그려 놓은 그림)제거제로 비행기에 사용되는 방빙(方氷)장치등으로 사용된다. 대표적으로 이들 농화 유기액함유 조성물에 대한 바람직한 유변학적 특성을 주는 바람직한 물혼화성(용해) 유기액과 농화첨가제를 함유한다. 예를 들면 코오팅 제거제, 즉 페인트 제거제의 경우, 조성물은 기울어진 즉, 수직면에 부착이 될수 있도록 충분한 점성을 갖는 것이 바람직하다.

항공기의 방빙장치의 경우에는 조성물이 바람의 전단력에 의해 제거될때까지 날개의 경사면에 부착되어 공기박 표면이 적절히 방빙되지 않도록 충분한 점성을 가져야 되는 것이 특히 중요하다.

물과 혼화성의 유기액을 함유하는 농화조성물의 바람직한 특성을 칙소트로픽이거나 전단력 감소 동작이라는 것이다. 그와 같은 조성물은 가만히둔 상태에서는 매우 점성인 겔 상태를 나타내나 사용할때 손으로 흔들어 주거나 적당히 교반하여 주는 것과 같은 적당한 전단력을 주면 조성물이 액체로 되거나 또는 쉽게 쏟아부을 수 있는 상태로 된다. 이와 같은 전단력 감소 특성은 조성물을 스프레이 하거나 또는 그와 유사한 방법으로 응용할수 있도록 배합물로 쉽게 만들수 있는 것이 가능하다.

[발명의 요약]

본 발명의 목적은 농화된 유기조성물을 제공해 주는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 물과 혼화성이 있는 유기액으로 이루어진 농화 유기조성물을 제공해 주는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 물과 혼화성이 있는 유기액을 함유하는 전단력이 감소되고 농화된 조성물을 제공해 주는 것이다.

본 발명의 상기 및 다른 목적은 다음에 기술된 명세서와 청구범위로부터 보다 구체화될 수 있다.

본 발명은 물과 혼화성이 있는 유기액; 알루미나, 더욱 좋기로는 수분산형; 물, 수분산액에서 함유된 물; 알루미나를 응집하거나 겔화시키는 반면 전단력을 주면 점성이 감소되는 것을 나타내는 것과 같이 조성물의 전단력이 감소되도록 해주는 겔화제로 이루어진 칙소트로픽 또는 전단력이 감소되는 농화 유기조성물을 제공해 주는 것이다.

[발명의 구체화된 기술]

본 발명의 조성물은 4종류의 주 조성물을 함유하는데 이들은, 즉 물과 혼화성이 있는 유기액, 알루미나, 겔화제 및 물이다. 본 발명의 조성물에 이용되는 유기액은 물에 용해되거나 또는 혼화되는 유기액(그들의 혼합물)으로 이루어진 것이다. 유기액이 물에 어떤 비율로도 완전히 혼화될 필요는 없지만 일반적으로 “수용성”으로 생각될수 있는 정도로 충분한 혼화성을 가져야 한다. 좋기로는 유기액이 적어도 30중량% 정도로는 물에 용해하거나 혼화되도록 용해도와 혼화성을 가져야 한다.

적당한 유기액의 예는 무수히 많으며 물에 용해 또는 혼화되는 모노 또는 폴리 히드록시 유기화합물 이를테면 지방족 및 방향족 알코올, 더욱 구체적으로는 1 ∼ 4개의 탄소원자를 갖는 지방족 알코올, 그리고 글리콜, 글리콜에테르, 카르보네이트, 락탈, 아미드 및 아민과 같은 질소함유 화합물, 케톤, 에스테르 등이 있다. 적당한 유기액의 구체적예로서 제한하는 것은 아니지만 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, n-부탄올, 프로필렌 글리콜, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜, t-부틸에테르, 디프로필렌글리콜, 모노메틸에테르, 프로필렌카르보네이트, 에틸렌카르보네이트, N-메틸-2-피로리돈, 메틸포메이트, 에틸아세테이트, 디옥틸프탈레이트, 아세톤등과 상기 화합물의 혼합물들이 있다.

대부분의 경우, 유기액 또는 그들의 혼합물은 조성물의 의도된 최종용도에 대해 활성성분으로 주어지는 유기액을 기준으로 하여 선택하는 것이 좋다. 예를들어 페인트(코오팅) 제거 조성물의 경우 N-메틸-2-피로리돈을 선택하는데 그 이유는 이 화합물이 페인트되었거나 또는 코오팅된 표면에서 페인트 또는 다른 도포물을 부풀려 올리는 역활을 하기 때문이다.

방빙장치의 경우에는 글리콜이 일반적으로 이용되는데 이유는 조성물을 사용하는 의도에서 활성 성분으로 주어지기 때문이다. 유기액이 단지 운반체로 주어지고 활성성분은 조성물에 배합된 다른 화합물(또는 그들의 혼합물)이 되는 경우도 있다.

예를 들어 조성물이 곰팡이 제거제로 사용되는 경우 유기액은 주로 소량이지만 유효량의 알지사이드의 운반체로 주어진다. 유기액 및 물과 혼화성이 있는 상술의 유기액의 혼합물은 일반적으로 조성물에서 30 ∼ 85중량%, 좋기로는 40 ∼ 80중량%의 양으로 주어진다.

본 발명의 조성물에서 농화제로 사용되는 알루미나는 수화 알루미나로 이루어진 것인데 이는 조성물에서 칙소트로픽성의 기능을 갖는다. 알루미나는 분말로도 사용할수 있지만 일반적으로 알루미나는 슬러리나 또는 알루미나 분산액의 형태, 특히 베마이트 알루미나를 수용액 특히 탈이온화수에 혼합하는 것이다.

그와 같은 수분산액 또는 슬러리는 개시된 미국특허 4,746,503호 또는 4,676,928호에서와 같은 방법에 의해서 형성되어질 수 있다. 그리고 이 두개의 특허는 모든 목적을 인용됨으로써 구체화되어진다.

일반적으로 말해서 알루미나 분산액은 분산액 형성 방법과 사용하는 알루미나의 형태, 알루미나 분산액의 점성도에 따라 알루미나를 1 ∼ 30중량% 함유한다.

알루미나를 분산액의 제조방법에 따라 조성물에 배합시키는데 있어서 분산액(1 ∼ 30중량% 알루미나 함유)은 일반적으로 조성물에서 10 ∼ 70중량%의 양으로 주어진다. 일반적으로 알루미나, Al₂O₃는 칙소트로픽성으로 작용할 수 있도록 충분한 양을 본 조성물에 주어지는데 즉, 조성물의 희망하는 점성도나 겔 조성물을 만드는 역활을 한다.

유기액과 주어진 다른성분의 양과 종류에 따라 알루미나, Al₂O₃의 양이 크게 변하게 된다. 그러나, 일반적으로 알루미나 Al₂O₃의 양은 0.5 ∼ 25중량%이다.

본 발명 조성물의 세번째 중요한 성분은 겔화제이다.

응집제로 고려될수 있는 겔화제는 알루미나, 즉 조성물을 응집하거나 겔화하도록 작용하는 화합물 또는 물질이다. 겔화제는 알루미나를 겔화시키거나 또는 응집시켜 조성물이 충분한 점성을 갖도록 하는 특성을 가져야 한다. 더욱이 겔화제는 전단력을 가하였을때 조성물의 점성이 감소되는 것을 보여주는 형태이어야 한다.

그와 같은 겔화는 수많은 종류가 이용될수 있지만 다만 조성물에 존재하는 양의 물에 용해될수 있는 어느정도 수용성인 겔화제 이어야 한다. 일반적으로 말해서 이온 화합물이 겔화제로 이용될수 있다. 적합한 겔화제의 예로는 무수히 많지만, 광산(鑛酸)과 어떤 수용성 유기산, 일가산의 염과 수용성 유기산, 어떤 아민 화합물, 수산화 암모늄등이다.

겔화제의 구체적예로는 제한하는 것은 아니지만 알루미늄나이트레이트, 염화알루미늄, 페릭나이트레이트, 염화철, 마그네슘나이트레이트, 염화나트륨, 마그네슘아세테이트, 수산화암모늄이다. 겔화제는 유효한양 즉, 적절하게 겔화도를 부여해주는 반면 전단력을 가하였을때 조성물이 자유로이 흐르게 되는(점성도의 감소를 부여주는)양을 사용한다. 일반적으로 겔화제는 0.001 ∼ 10중량%정도, 구체적으로는 0.005 ∼ 5중량%로 사용한다.

또한 본 발명의 조성물은 물이 존재하여야 한다. 알루미나 분산 및/ 또는 겔화제에 사용된 물을 포함하여 물의 양의 적어도 10중량%, 일반적으로는 10 ∼ 90중량%, 더욱 구체적으로는 15 ∼ 70중량%이다.

일반적으로 말해서 본 발명의 조성물은 손으로 심하게 흔들어 주거나 또는 교반해주는 것과 같은 전단력을 가하였을때 전단력이 감소되어 수 있다는 것이다.

실제로 본 조성물을 가만히 둔 상태에서는 안전한 겔로 존재하지만 손으로 심하게 흔들면 쉽게 흐르거나 또는 쏟을 수 있는 액체상태로 변화하는 것이 본 발명 조성물의 특성이다.

따라서, 본 조성물은 에어로졸 분산제로 사용하기에 아주 이상적으로 적합하고 그리고 다른 형태의 스프레이 조작에도 충분하게 이용될수 있으며 이 조성물을 평정(平靜) 상태에서 표면에 도포하였을때 겔화상태이거나 또는 흐르지 않지만 손으로 흔드는 것과같은 적당한 전단력을 가함에 따라 조성물이 자유로이 흐르게 된다.

따라서, 조성물을 정지한 상태의 안전된 겔 상태에서 전단력을 가함에 따라 중간상태로 흐르게 되도록 충분한 전단력이 주어져야 한다.

조성물의 pH는 크게 변화될수 있다. 겔화제가 산이나 또는 염기 물질로 이루어 질 수 있다는 사실에서 알 수 있는 바와같이 pH는 조성물을 이용하는 최종목적에 대해 희망하는 범위의 pH를 갖도록 하는 요구가 없으면 일반적으로 고려하지 않아도 된다.

상술한 바와 같이 최종 이용에 따라 조성물에 다른 첨가제를 배합할 수도 있다. 예를들어, 만약 조성물을 페인트 또는 코오팅 제거 배합물로 이용한다면, 코오팅을 제거시키는 표면을 물로 깨끗이 청소해 주는 것이 쉽도록 조성물에 계면활성제를 가해주는 것이 좋다. 더욱이 페인트 또는 코오팅제거 응용에서 페인트 또는 코오팅이 제거된 표면의 부식을 지연시키는 부식금지제를 함께 사용한다. 조성물을 그래피티 제거제로 이용하는 경우에는 그래피티를 제거하는데 도움을 주는 연마작용을 하는 칼슘카보네이트, 강옥, 또는 다른 종류의 그와 같은 물질의 연마제를 배합하는 것이 바람직하다.

본 발명 조성물의 바람직한 특성중의 하나는 농화제, 알루미나가 비교적 불활성이고 환경적으로 안전하다는 것이다.

이것은 특히 본 조성물을 방빙장치, 그래피티 제거등과 같은 것에 응용에 사용하는 경우, 본 조성물을 사용하여 하수구로 흘러 보내거나 또는 방빙장치의 경우 공기중에서 분산하여 지면으로 떨어지게 하는 데 있어서 특히 유리하다.

본 발명을 더욱 구체화하기 위하여 다음의 실시예를 든다.

[실시예 1]

에탄올 79.0중량%, 베마이트 알루미나(Al₂O₃20중량%)수분산액 20.8중량% 및 수산화 암모늄(1.5중량% 수용액) 0.2중량%로 이루어진 조성물을 상술한 순서로 각 성분들을 첨가하여 제조하였다.

성분들을 각각 첨가한 후 조성물을 1 ∼ 2분동안 고속 전단믹서(로스모델 100-L)로 혼합하였다. 조성물의 pH는 6.1이었으며 혼합을 중지하였을때 겔화로 되었다. 13주후 조성물은 아직도 물리적으로 안정한 상태였는데 즉, 상분리나 침전이 없었다. 조성물의 점성도는 콘/프레이트 측정씨스템인 VOR레오메타를 사용하여 측정하였다. 제조후의 유변학적 결과는 다음과 같다.

본 실시예의 조성물은 그래피티 제거제, 방빙장치로 사용될 수 있다.

[실시예 2]

인더스트리얼 루브리컨트사 제품인 에틸린글리콜을 기초로한 부동제를 이용한 방빙장치 조성물과 다음과 같은 조성을 갖는 조성물을 제조하였다.

조성물을 위에 나타낸 순서로 첨가하고 1 ∼ 2분 동안 혼합하였다.

혼합물을 1 ∼ 2분동안 음파를 통해주었다.(히트시스템-울트라소닉사 모델 W-385) 배합물의 pH는 6.0이었다. 배합물을 제조후 11주 동안 두어도 안정하였다.

제조후의 점성도 측정은 실시예 1의 방법으로 하였으며 다음의 결과를 얻었다.

이 조성물을 방빙장치로 사용하였을때 항공기 날개에 안전한 겔로 남아 있었고 따라서 공기 박막 표면의 완전한 방빙을 확인하였다. 그러나 비행기가 이륙하였을때 바람에 의한 전단력이 조성물을 유동화시켜 날개로 흘러내리게 되었으며 그결과 과량을 제거하거나 공기박 표면을 방해하였다.

[실시예 3]

다음의 조성을 갖는 농화 프로필렌 글리콜 조성물을 실시예 2의 방법에 따라 제조하였다.

#4 스핀들을 사용하여 브룩필드 점성도 측정으로 다음과 같은 결과를 얻었다.

[실시예 4]

농화 프로필렌 글리콜 조성물을 다음에 주어진 성분의 순서와 양을 5 ~ 6분동안 고속으로 혼합하여 제조하였다.

조성물의 pH는 7.3이었으며 #4 스핀들을 사용하여 브룩필드 점성도를 측정하고 다음과 같은 결과를 얻었다.

[실시예 5]

다음의 농화 프로필렌 글리콜 조성물을 제조하였다.

상기 처음 세성분은 고속으로(로스믹서 모델 100-L) 10분간 혼합하였다. 나머지 두 성분을 순서대로 가하고 다시 5분 동안 혼합하여 완결시켰다. 조성물의 pH는 3.3 이었으며 매우 틱소트로픽성이었다. #4 스핀들을 사용하여 브룩필드 점성도를 측정하고 다음의 결과를 얻었다.

실시예 5의 조성물과 실시예 4의 조성물을 비교하므로서 알수있는 바와 같이 조성물의 점성도에서 극적인 차이는 알루미나의 양을 변화시키고 겔화제의 종류와 양을 변화시키므로서 얻을 수 있다.

[실시예 6]

그래피티 제거제로 유용한 다음 조성물을 제조하였다.

상기에 나타낸 조성물을 차례로 가하고 5분동안 적당히 교반하여 혼합하고 그리고 2 ∼ 3분 동안 고속으로 혼합하였다.

조성물의 pH는 13이었으며 #4 스핀들을 사용한 브룩필드 점성도 측정결과는 다음과 같다.

[실시예 7]

페인트 또는 다른 코오팅 제거제로 유용한 다음 조성물을 제조하였다.

본 조성물의 제조에서 알루미나를 천천히 물에 가하고 20분 동안 적당히 교반하여 혼합해 주므로서 분산액을 얻었다. 나머지 성분들은 위에 나타낸 순서로 가하고 2 ∼ 3분 동안 고속으로 혼합하였다. 조성물의 pH는 5.7이었으며 #4 스핀들을 이용한 브룩필드 점성도 측정 결과는 다음과 같았다.

[실시예 8]

페인트 또는 다른 코오팅 제거제로 유용한 다음 조성물을 실시예 8의 방법으로 제조하였다.

조성물의 pH는 8.5 였으며 #4 스핀들을 이용한 브룩필드 점성도 측정 결과는 다음과 같다.

[실시예 9]

페인트 제거제로 유용한 다음 조성물을 제조하였다.

조성물 제조에서 질산을 물에 가하고 다음에 알루미나를 천천히 가한 다음 20분 동안 적당히 교반하여 혼합해 주므로서 분산액을 얻었다. 나머지 성분들을 위에 나타낸 순서대로 가하고 2 ∼ 3분 동안 고속으로 혼합하였다. 조성물의 pH는 7.3이었으며 #4 스핀들을 이용한 브룩필드 점성도 측정결과는 다음과 같았다.

[실시예 10]

다음과 같은 프로필렌 글리콜 함유 조성물을 제조하였다.

조성물 제조에서 질산을 물에 가하였다. 알루미나를 천천히 가한 다음 10분동안 고속으로 혼합하여 분산액을 얻었다. 고속으로 계속적으로 혼합하면서 프로필렌 글리콜을 가하고 1분 동안 혼합한 다음 계속하여 염화나트륨을 첨가하고 5분간 혼합하여 완결하였다. 조성물의 pH는 3.3이었으며 #4 스핀들을 이용한 브룩필드 점성도 측정결과는 다음과 같았다.

전술한 설명과 실시예는 본 발명을 구체화시키기 위해 선택적으로 나타낸 것이다. 이들에 따라 많은 변형과 수식이 이루어 질 수 있으며 이들에 대한 모든것은 본 발명의 정신과 범위내에 속한다.

Claims (8)

1. 물과 혼화성이 있는 유기액 30 ~ 85중량%정도, Al₂O₃로 계산된 수화알루미나 0.5 ~ 25중량%정도, 전술의 알루미나가 조성물에서 칙소트로픽성의 기능을 갖는 형태이며, 물이 15 ~ 70중량%정도, 그리고 물에 용해하는 겔화제 0.005~5중량%정도, 전술의 조성물에 용해된 전술의 겔화제는 전술의 알루미나를 응집시키거나 겔화시켜 조성물을 농화시키는 반면, 전단력을 가함에 따라 전술의 농화조성물의 점성도가 감소되는 형태인 것으로 이루어진 전단력 약화 및 농화조성물.
2. 제1항에 있어서, 전술의 알루미나가 수분산제로 첨가되는 조성물.
3. 제2항에 있어서, 전술의 알루미나가 전술의 수분산액에서 1 ~ 30중량% 정도이고 그리고 전술의 수분산액이 전술의 조성물에서 10 ∼ 70중량% 정도인 조성물.
4. 제1항에 있어서, 전술의 수화알루미나가 베마이트로 이루어진 조성물.
5. 제1항에 있어서, 전술의 겔화제가 이온화합물로 이루어진 조성물.
6. 제1항에 있어서, 전술의 물혼화성 유기액이 모노히드록시 유기화합물로 이루어진 조성물.
7. 제1항에 있어서, 전술의 물혼화성 유기액이 폴리히드록시 유기화합물로 이루어진 조성물.
8. 제1항에 있어서, 전술의 물혼화성 유기액이 락탐으로 이루어진 조성물.