KR100612898B1 - 틱소트로픽 증점제 및 석유 증류물을 포함하는 분무 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미네랄 오일 제품을 증점화시키는 방법으로서, 증점된 미네랄 오일 제품이 전단 묽어짐성을 나타내어 비가압된 분무 메커니즘을 이용해 표면에 적용가능하도록 하는 방법에 관한 것이다. 석유 증류물에 첨가되는 증점제는 트리블록 공중합체와 탄화수소 오일의 혼합물 및 N-라우로일 글루탐산 디-n-부틸아미드로 이루어진 그룹에서 선택된 틱소트로픽 증점제를 포함한다.

석유 증류물, 미네랄 오일, 미네랄 스피릿, 틱소트로픽, 증점제, 전단 묽어짐, 트리블록 공중합체, N-라우로일 글루탐산 디-n-부틸아미드, 가구 광택제, 트리거 분무기

Description

틱소트로픽 증점제 및 석유 증류물을 포함하는 분무 조성물 {SPRAY COMPOSITIONS COMPRISING A THIXOTROPIC THICKENER AND PETROLEUM DISTILLATE}

본 발명은 점도가 변형되었으나, 분무병이나 펌프 장치를 사용해 분무액으로서 분배하기 적합한 전단 성질을 갖는 석유 증류물 제품의 제조방법에 관한 것이다.

석유 증류물 제품은 비히클이나 용매로서의 다른 화학물질과 혼합되어, 베이비오일 및 가구 광택제와 같은 통상적인 가정용 제품을 포함한 다수의 제품에 사용되는 것으로 알려져 있으나, 섭취되거나 흡입되는 경우에는 매우 위험한 성질을 갖는 것으로 또한 알려져 있다. 석유 증류물의 이러한 독성은 대체로 물질의 점도에 간접적으로 비례하는데, 제품의 점도가 클수록 덜 독성인 것으로 고려된다. 30 내지 35SUS(Saybolt Universal Seconds) 범위 또는 그 이하의 점도를 갖는 제품은 극도의 흡입 위험성을 나타내고, 미네랄 오일, 가구 광택제 중의 파운드(found), 미네랄 스피릿, 나프탈렌, 및 포도씨 오일 및 견과류 오일과 같은 식물성 오일 등의 제제를 포함한다. 저점도 물질이 소량이라도 흡입되면 폐의 상당한 부분에 폐염증(chemical pneumonitis)을 일으킬 수 있다. 석유 증류물의 경구 섭취는 종종 점막 자극, 구토 및 중추신경계 기능저하의 제증상과 관련된다.

따라서, 석유 증류물을 기초로 하는 가구 광택제와 같은 제품에는 여러 제한이 가해져, 현재 석유 증류물을 필수적으로 10% 이상 함유하는 비에멀젼 액체 가구 광택제 제품을 트리거 분무기(trigger spray)에 담아 판매하는 것은 법적으로 허용되지 않는다. 소비자는 세정 조성물 같은 액체를 트리거 분무기 또는 펌프병을 사용해 가하는 것을 선호하므로, 가구 광택제, 세정 오일 등과 같은 석유 증류물-함유 가정용 제품이 분무병에 담기는 것을 환영할 것이라고 예상된다. 그러나, 현재까지는 분무용 석유 증류물 조성물이 100℉에서 100 SUS 이상의 점도를 나타낼 것을 유효하게 요구하는 소비자 제품 안전 위원회(Consumer Product Safety Commission(이하, CPSC))의 요구조건[16 CFR 1700.14(a)(2)]을 충족하는 이와 같은 제품은 이용가능하지 않다. 또한, CPSC는 최근에 대부분의 오일계 가정용 제품에 대해 어린이 보호 포장(child-resistant packaging)을 요구하는 규제를 승인하였다. 이러한 CPSC의 새로 승인된 규정은 자유 유동성이어서 삼켰을 때 흡입될 수 있는, 10중량% 이상의 탄화수소를 함유하는 묽은 수성 제품에도 적용된다. 더욱 점성인 액체인 증점제는 흡입될 가능성이 적기 때문에 상기 요구조건들은 이러한 액체에는 분명히 적용되지 않을 것이다.

드래셔(Thrasher)의 미국특허 제5,342,436호는 실란트 및 보호용 피니시로서 목재 또는 기타 표면에 국부적으로 적용되기 위한 액상 조성물을 교시하고 있다. 상기 조성물은 미네랄 오일 및 희석제(extender)에 분산된 파라핀 왁스 및 각종 임의의 첨가제를 포함한다. 휘발성 저점성 실리콘과 같은 용해제 및 증점제가 크림형 제제를 생성하기 위해 첨가될 수 있다. 상기 조성물은 버프연마(buffing)가 거의 또는 전혀 필요하지 않는 가구 광택제로서 목재에 적용될 수 있다. 이 조성물은 증가된 점도를 가지며, 스폰지, 브러시 등으로 펴바름으로써 표면에 적용된다.

카스퍼작(Kasprzak)의 미국특허 제4,218,250호는 용매, 계면활성제, 증점제, 세제-저항성 첨가제(detergent-resistant additive), 착색제, 착취제(odorant) 및 기타 통상적인 광택제 성분으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 한 성분과 왁스 및/또는 연마제를 함유하는 광택제 조성물을 교시하고 있는데, 이 조성물에 사이클로디메틸 실록산 유체, 공중합체 및 물이 첨가된다. 이러한 광택제 조성물에 흔히 사용되는 것으로 제시된 증점제는 대두 레시틴 및 메틸 셀룰로오스이다. 생성된 개선된 광택제는 30 내지 95%의 물로 이루어지고, 마른 포(cloth)를 이용해 러빙함으로써 적용될 수 있는 진한 비유동성 페이스트 광택제 조성물 또는 에어로졸 광택제 조성물이다. 따라서, 상기 특허의 증점제는 조성물의 수성 성분을 증점시키는데 효과적이다.

완틀링(Wantling)의 미국특허 제6,066,201호는 왁스, 유화제 및 나프텐계 오일을 포함하는 틱소트로픽 왁스 에멀젼 조성물을 교시하고 있다. 이러한 조성물은 펌프를 통해 전단되었을 때 원래 상태로 되돌아가거나, 전단을 중지하였을 때 증점되면서 유동하는 유체를 포함한다. 100℉에서 40 내지 5000 SUS 사이의 점도를 갖는 나프텐계 오일이 바람직하다. 이 특허의 조성물은 어떠한 바람직한 탄화수소 왁스도 사용될 수 있으나, 변형된 슬랙(slack) 왁스 에멀젼을 포함한다. 전형적인 왁스는 50% 이상의 슬랙 왁스와 40% 이상의 물을 포함하고, 나머지는 나프텐계 오일, 습윤제, 비누 시스템 및 기타 조절 첨가제로 이루어진다. 상기 조성물이 틱소트로 피성이긴 하나, 트리거 분무병을 이용해 상기 물질을 적용할 수 있음에 대해서는 교시하고 있지 않으므로, 상기 특허는 사실상 이러한 적용방법과는 일치하지 않는 용법을 제시하고 있다. 또한, 상기 특허의 증점제는 왁스 에멀젼 중의 수중유 에멀젼 환경에 효과적이다.

현재까지, 트리거 분무 또는 펌프 분무 수단으로 분배될 수 있고 CPSC의 최소 점도 요건을 초과하는 석유 증류물을 기초로 하는 가정용 제품이 이용가능하지 않다. 따라서, 석유 증류물이 트리거 분무병을 이용해 안전하게 분배될 수 있는 식으로 이들을 증점화시키기 위한 수단을 제공하는 것이 바람직한 것으로 여겨진다.

상술한 목적 및 기타 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 표면에 분무 적용될 수 있는 액상 석유 증류물 제품으로서, 정지상태에 있는 액상 석유 증류 조성물의 점도가 100℉에서 100 SUS를 초과하는 액상 석유 증류물 제품을 제공한다. 상기 조성물은 정지상태에 있을 때 점도가 증가된 액체를 제공하기 위해 전단 묽어짐성(shear-thinning) 틱소트로픽 증점제를 이용한다. 전단 묽어짐 효과에 의해, 조성물이 전단하에서 소정의 감소된 점도까지 묽어지고, 따라서 분무될 때 노즐을 통해 통과하여 안개를 형성할 수 있다. 조성물이 전단 묽어짐을 겪지 않는다면, 증점된 석유 증류물이 트리거 분무기에서와 같이 노즐을 통과하여 안개 또는 분무액을 형성하지 못할 것이다. 분무된 후 및 전단 제거되었을 때 액체는 그것이 분무된 방향의 표면과 접촉하기 전에 더 높은 점도로 증점된다. 이러한 변형된 석유 증류물 제품을 제공함으로써, 본 발명은 가구 광택제와 같은 제품에 흔히 사용 되던, 미네랄 오일 또는 미네랄 스피릿을 함유하는 것과 같은 통상의 석유 증류물계 제품에 내재하는 여러 문제점을 극복한다. 이러한 성질을 갖는 통상의 석유 증류물 제품은 이의 낮은 점도때문에 수직면으로 흐르는 경향이 있어 닦는 것을 더욱 어렵게 한다. 더욱 중요한 것은, 이러한 낮은 점도의 석유 증류물 제품은 삼켰을 때 해롭다는 것이다. 그러나, 본 발명의 변형된 제품은 수직면으로 더욱 천천히 흐르고 사람의 목구멍 방향으로 분무되었을 때 목구멍 뒷쪽과 접촉하기 전에 증점된다. 나아가, 대부분의 묽은 미네랄 오일이 분배될 때 안개 형태보다는 스트림 형태를 이루므로 비가압된 용기로부터 분무액으로 분배되는 것이 어려운 반면, 본 발명의 증점된 미네랄 오일은 트리거 분무기 또는 펌프 분배 메커니즘을 통해 분배될 때 안개 또는 분무액을 형성한다. 틱소트로피성의 증점된 조성물에 전단력을 가한 결과, 본 발명의 조성물은 더욱 적절한 점도로 묽어져서 트리거 분무기 또는 펌프 분배기의 노즐을 통과할 수 있게 된다. 분무 노즐을 통과한 후, 조성물은 다시 더욱 점성인 액체로 증점된다. 유효량의 전단 묽어짐성 틱소트로픽 증점제를 저점성 석유 증류물에 첨가하는 것을 포함하는 본 발명의 방법은 가구용 오일; 가구 광택제 및 세정제; 베이비 오일; 썬스크린; 네일 에나멜 건조제; 헤어 오일; 목욕, 전신 및 마시지 오일; 메이크업 리무버; 가솔린 첨가제, 연료 주입 클리너 및 카뷰레터 클리너와 같은 자동차용 화학물질; 세정 용매; 미네랄 스피릿을 함유하는 방수제; 범용 가정용 오일; 케로센을 함유하는 건(gun)-세정 용매 등의 가정용 제품에 사용하기에 적합한 석유 증류물에 적용가능하다.

본 발명은 100℉에서 전형적으로 약 50 SUS 정도의 점도를 갖는 석유 증류물 조성물에 틱소트로픽 증점제를 첨가하는 것을 포함한다. 예시적인 석유 증류물 제품은 상술한 바와 같이, 가정용 제품에 흔히 이용되는 오일, 특히, 100℉에서 130 SUS 미만의 점도를 갖는 미네랄 오일, 가장 바람직하게는, 100℉에서 100 SUS 미만의 점도를 갖는 미네랄 오일을 포함한다.

이러한 관점에서 중요한 것으로 밝혀진 증점제는 석유 증류물에 전단 묽어짐성을 제공하는 증점제로서, 물이 필수적으로 존재하지 않는 증점제를 포함한다. 따라서, 본 발명은 이론적으로는 이러한 증점제가 수상이 유상에 완전히 둘러쌓이는 유중수 에멀젼에 대해 효과적일 수 있다고 인정되더라도 수중유 또는 유중수 에멀젼을 이용하는 석유 증류물에 사용되도록 의도되지는 않는다.

매우 제한된 수의 증점제가 본 발명에 의의있는 것으로 밝혀졌다. 이러한 틱소트로픽 증점제 중 하나는 펜레코(Penreco)사로부터 입수할 수 있는 미네랄 오일/Kraton® 블록 공중합체의 조성물인 Versagel^TMM 1600이다. Kraton®은 쉘 케미칼 컴파니에 의해 시판되는 열가소성 고무형 중합체이다. 미국특허 제5,879,694호(본원에 참고문헌으로 인용됨)에 기술된 이러한 오일/공중합체 물질은 과거에는 겔 양초의 제조에 이용되었으나, 지금은 물 부재하에 석유 증류물과 혼합되었을 때 틱소트로픽 증점제로서 작용하는 것으로 밝혀졌다. 파라핀 오일, 나프텐계 오일, 천연 미네랄 오일 및 특히 화이트 오일(white oil)과 같은 탄화수소 오일과 블록 공중합체와의 이러한 블렌드는 비수성 석유 증류물 제품에 사용하기 위한 바람직한 전단 묽어짐성 틱소트로픽 증점제를 구성한다.

N-라우로일 글루탐산 디-n-부틸아미드가 추가의 적합한 증점제인 것으로 밝혀졌다. 미네랄 오일을 증점시키려는 한 시도에서, 이러한 증점제의 첨가로 점도가 100℉에서 2000 SUS로 되었으나, 상기 오일은 분무될 수 있었다.

이러한 틱소트로픽 증점제는 이들을 매우 소량 첨가하여도 석유 증류물의 점도를 빠르게 증가시키기 때문에 절약하면서 이용할 수 있다. 예를 들어, 점도가 50 SUS인 미네랄 오일에 9.00%의 Versagel^TMM 1600을 첨가하면 점도가 180 SUS인 증점된 조성물이 신속히 생성된다. 과량의 증점제를 첨가하면 전단 묽어짐성을 가지나 너무 점성이어서 분무될 수 없는 조성물이 생성되는 것으로 보인다. 임의의 구체적인 석유 증류물에 대해 적절한 틱소트로픽 증점제를 주의깊게 선택함으로써, 상기 선택된 석유 증류물이 CPSC에 의해 요구되는 특별한 포장을 필요로 하지 않으면서 통상의 용기에 포장될 수 있도록 정지상태에 있을 때 높은 점도를 유지하면서 트리거 분무 메커니즘을 이용해 표면에 적용되도록 상기 선택된 석유 증류물을 증점시킬 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, 증점된 석유 증류물 제품에 약 0.1 내지 약 15중량%의 증점제가 존재할 것이 제안된다. 바람직하게는, 증점제는 약 0.2 내지 약 12중량%의 양으로 존재하고, 더욱 바람직하게는 약 0.2 내지 약 9중량%의 양으로 존재한다.

실시예 1

50 SUS의 점도를 갖는 미네랄 오일과 향료를 포함하는 혼합물에 N-라우로일 글루탐산 디-n-부틸아미드를 포함하는 틱소트로픽 증점제 1.0중량%를 첨가했다. 생성된 혼합물은 실온에서 1900cPs의 점도를 나타냈다. 이 혼합물을 트리거 분무병에 놓고, 트리거를 작동시켜 노즐을 통해 분배시켰다. 조성물이 미세 안개로서 방출되었다. 미네랄 오일과 향료의 최초 혼합물을 틱소트로픽 증점제 없이 트리거 분무 분배기를 갖는 유사한 용기에 놓았다. 분배기의 트리거를 작동시켰을 때 액체가 분무액이나 안개가 아니라 액체 스트림으로서 방출되었다.

실시예 2

이하의 표 1에 제시된 조성물에 따라 가구 광택제 조성물을 제조하였다. 상기 조성물의 점도를 측정하였고 110℉에서 110 SUS인 것으로 확인되었다. 이 가구 광택제 조성물을 트리거 분무 메커니즘과 노즐이 있는 분무병에 놓고 테이블 표면으로 분무하였다. 광택제가 미세 안개로서 침적되고, 쉽게 펴발라져 균일한 코팅을 형성하였고, 고광택 마무리를 갖도록 건조시켰다. 소량의 광택제를 표면에 분무, 수집, 평가하니 분무전에 가졌던 점도로 즉시 되돌아가는 것으로 밝혀졌다. 반대로, 본 실시예의 틱소트로픽 증점제가 없는, 100℉에서 60 SUS의 점도를 갖는 시험 오일은 동일한 트리거 분무 메커니즘 및 노즐을 통해 분무액으로서 분배될 수 없는 것으로 밝혀졌다.

퍼센트	성분	기능
80.48	미네랄 오일-50 SUS	용매/세정제
8.50	VersagelTMM 1600	틱소트로픽 증점제
4.00	d-리모넨	세정제/용매
5.00	실리콘 오일-20 센티스토크	광택제
	점도
1.00	오렌지 블라스트 RN-2259	향료
0.0020	샌도플라스트 옐로우 F3G	아조 염료
0.0002	CI 솔벤트 레드 27	염료
0.0200	BitrexTM 용액(에탄올 중 25%)	쓴맛 제제
1.00	MazolTMPG031K 모노올레에이트	계면활성제/용해제

본 발명은 가구용 오일 또는 베이비오일과 같은 석유 증류물에 기초한 가정용 제품의 점도를 변화시켜 분무 메커니즘을 이용해 적용할 수 있도록 하는 방법을 제공한다. 적당한 틱소트로픽 증점제를 석유 증류물에 기초한 제품에 첨가함으로써, 통상의 분무 장치 및 메커니즘을 이용해 표면에 분무될 수 있는 점도가 증가된 액체를 제공할 수 있다.

Claims (20)

1. (a) 트리거 분무기 및 펌프 분배기 중에서 선택된 분무 메커니즘과;

   (b) 석유 증류물 또는 식물성 오일, 및 미네랄 오일/블록 공중합체의 조성물인 Versagel^TM M 1600 및 N-라우로일 글루탐산 디-n-부틸아미드 중에서 선택된 전단 묽어짐성 틱소트로픽 증점제(shear-thinning thixotropic thickener)를 포함하는 조성물을 포함하는 제품.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 석유 증류물이 미네랄 오일, 미네랄 스피릿 및 나프탈렌 중에서 선택되는 제품.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 상기 틱소트로픽 증점제가 조성물의 중량을 기준으로 0.2 내지 12중량%의 양으로 존재하는 제품.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제품이 가구용 오일; 가구 광택제 및 세정제; 베이비 오일; 썬스크린; 네일 에나멜 건조제; 헤어 오일; 목욕, 전신 및 마시지 오일; 메이크업 리무버; 가솔린 첨가제; 연료 주입 클리너; 카뷰레터 클리너; 세정 용매; 방수제; 및 범용 가정용 오일 중에서 선택되는 제품.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 정지상태에 있는 상기 조성물의 점도가 100℉에서 100 SUS를 초과하는 제품.
8. 트리거 분무기 또는 펌프 분배기를 이용해 조성물을 분무하는 것을 포함하는 조성물 분배 방법으로서, 상기 조성물이 석유 증류물 또는 식물성 오일과, 미네랄 오일/블록 공중합체의 조성물인 Versagel^TM M 1600 및 N-라우로일 글루탐산 디-n-부틸아미드 중에서 선택된 전단 묽어짐성 틱소트로픽 증점제를 포함하는 조성물 분배 방법.
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
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18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제