KR20030084896A - 환경적으로 바람직한 유체 및 유체 혼합물 - Google Patents

환경적으로 바람직한 유체 및 유체 혼합물 Download PDF

Info

Publication number
KR20030084896A
KR20030084896A KR10-2003-7006394A KR20037006394A KR20030084896A KR 20030084896 A KR20030084896 A KR 20030084896A KR 20037006394 A KR20037006394 A KR 20037006394A KR 20030084896 A KR20030084896 A KR 20030084896A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluid
methyl
pivalate
acetate
ozone
Prior art date
Application number
KR10-2003-7006394A
Other languages
English (en)
Inventor
예즈리엘레프알버트아이
쉴로스버그리차드
라르손토마스엠
크누드손조지
Original Assignee
엑손모빌 케미칼 패턴츠 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US09/711,275 external-priority patent/US6818049B1/en
Application filed by 엑손모빌 케미칼 패턴츠 인코포레이티드 filed Critical 엑손모빌 케미칼 패턴츠 인코포레이티드
Publication of KR20030084896A publication Critical patent/KR20030084896A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/02—Printing inks
    • C09D11/03—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder
    • C09D11/033—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder characterised by the solvent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/20—Diluents or solvents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
    • C11D7/50—Solvents
    • C11D7/5004—Organic solvents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
    • C11D7/50—Solvents
    • C11D7/5004—Organic solvents
    • C11D7/5013—Organic solvents containing nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
    • C11D7/50—Solvents
    • C11D7/5004—Organic solvents
    • C11D7/5022—Organic solvents containing oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G5/00—Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents
    • C23G5/02—Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents using organic solvents
    • C23G5/032—Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents using organic solvents containing oxygen-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
    • C11D7/22—Organic compounds
    • C11D7/26—Organic compounds containing oxygen
    • C11D7/265—Carboxylic acids or salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
    • C11D7/22—Organic compounds
    • C11D7/26—Organic compounds containing oxygen
    • C11D7/266—Esters or carbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
    • C11D7/22—Organic compounds
    • C11D7/32—Organic compounds containing nitrogen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

본 발명은 산소 함유 또는 질소 함유 작용기를 함유하는 화합물이고 불포화 탄소-탄소 결합 또는 방향족기가 실질적으로 없는 유체 F를 포함하는 1종 이상의 유기 휘발성 제제-유체를 포함하는 산업용 제제-유체 시스템에 관한 것이다. 유체 F는 카르보네이트, 아세테이트, 디옥살란, 피발레이트, 이소부티레이트, 펜타노에이트, 프로피오네이트, 헥사노에이트, 노나노에이트, 니트릴 및 이들의 임의의 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택됨으로써, 상기 유체 F는 제제-유체 시스템이 유체 F가 없는 제제-유체 시스템보다 10% 이상 적은 양으로 오존 형성의 감소를 나타낼 정도의 양으로 존재한다. 또한, 유체 F는 1.5 이하의 오존 형성 포텐셜(OFP)(절대 MIR 스케일에 따를 경우, 단위 - 오존의 g/유체 F의 g)를 갖는다.

Description

환경적으로 바람직한 유체 및 유체 혼합물{ENVIRONMENTALLY PREFERRED FLUIDS AND FLUID BLENDS}
유체 용도는 광범위하고, 다양하며, 복합적이고, 각각의 용도는 특성 및 요구조건 나름의 독자적인 조합을 갖는다. 적당한 유체의 선택 및 유체 혼합물의 개발은 그 유체가 사용되는 작업의 성공에 지대한 영향을 미친다. 예를 들어, 통상의 산업 코팅 작업에서, 몇가지 유체의 혼합물을 사용하여 적절한 증발 프로파일을 얻는다. 이러한 혼합물은 또한 제제 안정성, 점도, 유동/평준화(leveling) 등을 포함하는 적절한 용매 특성을 제공해야 한다. 유체 혼합물의 선택은 광택, 접착 등과 같은 건조 필름의 특성에도 영향을 준다. 또한, 이러한 그리고 다른 특성들은 적용 방법(예를 들어, 스프레이), 기재가 주문자 상표 부착(OEM)인가, 다시 끝손질을 한 것인가의 여부 등, 그리고 코팅된 기재의 특성에 따라 더욱 달라질 수 있다.
유체 및 유체 혼합물의 사용과 연관된 다른 작업은 세정, 인쇄, 농업 살충제 및 농약의 전달, 추출 공정, 접착제, 밀봉제, 화장품 및 시추이수(drilling mud)에서의 사용 및 다른 수많은 것들을 포함한다. "유체"라는 용어는 통상적인 개념의 용매를 포함하지만, 용매라는 용어는 가능성있는 수많은 작업에서 유체 및 혼합물의 가능성있는 기능을 충분히 설명할 수 없다. 본 명세서에 사용된 용어인 "유체"는 1종 이상의 담체, 희석제, 표면 장력 개질제, 분산제 등으로서 기능할 수 있는 물질, 및 성분(예를 들어, 용질)을 용해시키는 통상적인 개념의 액체에서 용매로서 기능하는 물질을 포함한다.
"산업 용매"라는 용어는 다양한 산업에서 유체의 많은 기능 가운데 하나 이상을 수행하기 위해 대규모로 사용되는 액체 유기 화합물 부류에 사용된다. 유체로서 사용될 수 있는 다수의 공지된 유기 화합물 중 비교적 소수가 산업 용매로서 사용된다. 대량으로 사용되는 유체가 지금까지 선택되었는데, 그 이유는 이들이 경제적으로 생산되고, 제조, 소비자 및 산업용 환경에서 매력적인 안전성과 용도 특성을 가졌기 때문이다. 상업적 용매 및 이들의 산업 용매로서의 용도에 대한 예들이 문헌["Solvents, Industrial", by Don A. Sullivan, Shell Chemical, Encyclopedia of Chemical Technology, 4th. ed., V. 22, pp. 529-571 (III)(1997)]에 기재되어있다.
처음에 언급했던 유체 및 유체 혼합물의 선택에 대한 문제 외에, 대부분의 용도에서 유체의 적어도 일부가 증발되어 환경으로 흘러들어갈 수 있다는 문제가 있다. 주문자 상표 부착에서와 같은 다수의 산업 코팅 작업은 방출된 용매의 95% 이상을 소각하거나 포획하는 조절 장치를 사용하지만, 그럼에도 불구하고 대다수의 용도에서 일정 분량의 용매는 불가피하게 대기중으로 흘러들어간다.
미국 환경 보호청(EPA)은 6가지 오염물질(오존, 질소 산화물(NOx), 납, 일산화탄소, 이산화황 및 미립자)에 대한 국가 주변 공기의 질적 기준(NAAQS)을 정비하여왔다. 모든 NAAQS 기준 가운데, 오존 미달(non-attainment)은 용매 작업에 가장 큰 영향을 준다.
용매는 통상적으로, 태양광의 영향하에 대기중의 산소 및 질소 산화물(NOx)과 함께 오존을 생성하는 복합적인 광화학적 대기 반응에 관여하는 휘발성 유기 화합물(VOC)이다. 오존 제제는 대류권(하부 대기 또는 "지상")에서, 특히 도시 환경에서 문제가 되는데, 왜냐하면 이것이 스모그 현상을 유발하기 때문이다. VOC 방출은 오존 형성의 원인이며, 용매를 사용한 산업 작업 및 플랜트는 오존 준수를 위해 엄격하게 규제된다. 다른 규제들이 채용됨에 따라, 오염을 제어하기 위한 다양한 접근법들이 나오고 있다. 특정한 초기 규제는 용매 조성을 제어하였지만, 이후의 규제는 전체적인 VOC 감소에 주로 관련되었다.
미국에서의 현재 VOC 방출 규제에 따라, 용매는 대기의 광화학적 오존 형성에 대한 이들의 반응성에 따라 일반적으로 2개군 중 하나에 속한다:
(a) 에탄과 동일한 중량%에 의해 생성되는 것과 거의 같거나 더욱 적은 양의 오존을 생성하는 무시할 수 있는 정도의 반응성 유기 화합물. 이들 유기 화합물은 VOC의 정의에서 면제되고, 임의의 용매(유체) 조성물에서 VOC로 간주되지 않는다. VOC의 정의로부터 EPA에 의해 면제된 이러한 화합물들이 다수 있다. 그러나, 이러한 면제된 화합물의 대다수는 다음의 결점 중 하나 이상을 보유할 수 있는 할로겐화 유도체이다: 독성, 오존 고갈 또는 쓰레기 폐기 또는 소각 문제. 다른 비할로겐화 산소화 유기 화합물, 예를 들어 아세톤 및 메틸 아세테이트는 EPA에 의해 면제되었지만, 이러한 화합물은 매우 높은 증발 속도 및 높은 인화성을 가져서 다수의 용도에서 이들의 적용은 제한된다. 다른 부류의 이러한 유기 화합물, 예를 들어 3차 부틸 아세테이트(EPA에 의해 면제가 고려중이지만, 유의성있는 정도로 큰 인화성 수준과 증발 속도를 가짐)는 다수의 용도에 있어서 너무나 화학적으로 그리고 열적으로 불안정할 수 있다.
(b) 모든 다른 산소화 및 탄화수소 용매는 VOC로서 간주되고, EPA에 의해 동일하게(중량 기준) 오염물질로서 취급된다.
보다 최근의 미국 규제는 조성의 제한과 함께 VOC의 감소를 담고 있다. 종래 방출 감소의 대상은 대규모의 고정된 산업 설비였지만, EPA 및 다른 정부 기관은 VOC 방출을 저하시켜 오존 생성을 저하시키기 위한 추가의 수단으로서, 이들 용매의 사용을 감소시키기 위한 상업용 제품 및 소비자에게로 점점 방향을 전환하였다. 다수의 정부 및 영업 공보는 VOC에 대하여 논의하고 있으며, 그 정보는 인터넷에서용이하게 입수할 수 있다. 참고로, http://www.paintcoatings.net/VOCW97.html을 보라.
오존 형성에 대한 반응성을 측정하는 다양한 방법들이 알려져 있다. 예를 들어, 반응성은 환경적 스모그 챔버내에서 측정될 수 있거나, 컴퓨터 대기분소계 모델을 사용해서 계산될 수 있다. 예를 들어 [Dr. William P. L. Carter, "Uncertainties and Research Needs in Quantifying VOC Reactivity for Sationary Source Emission Controls", presented at the California Air Resources Board(CARB) Consumer Products Reactivity Subgroup Meeting, Sacramento, CA(October 17, 1995)] 참조.
오존을 생성하는 복합 반응에 연관된 OH 라디칼과 VOC의 반응성의 상대적 스케일을 제공하는 "KOH스케일"이 개발되었다. 예를 들어, 문헌[Picquet et al.,Int. J. Chem. Kinet. 30, 839-847 (1998); Bilde et al.,J. Phys. Chem.A 101, 3514-3525 (1997)] 참조.
다수의 다른 반응성 스케일은 공지되어 있으며, 새로운 반응성 스케일이 꾸준히 개발중에 있다. 이것은 급속하게 변화하는 연구 분야이므로, 가장 최신의 정보는 종종 인터넷을 통해 입수가능하다. 한가지 예는 유니버시티 오브 노쓰 캐롤라이나와 유니버시티 오브 리즈가 후원하는 에어사이트, 더 에트모스페릭 케미스트리 인터내셔널 리써치 사이트 포 인포메이션 앤드 테크놀러지 익스체인지(http://airsite.unc.edu)이다.
오존 형성에서 화학물질의 반응성을 측정하는 또다른 방법은 센터 포 엔바이어로멘탈 리써치 앤드 테크놀러지(CERT), 유니버시티 오브 캘리포니아 앳 리버사이드의 카터 박사(위 참조)에 의해 개발된 기법을 사용하는 것이다. CERT 기법은 "증가된 반응성", 즉 이미 오염된 대기에 화학물질을 첨가할 때 생성되는 오존의 증가량을 측정한다.
증가된 반응성을 측정하기 위해 두가지 실험을 수행한다. 베이스 케이스 실험에서 오염된 대기를 나타내도록 설계된 대기 조건하에서 환경 스모그 챔버내에서 생성된 오존을 측정한다. "테스트 케이스"라 불리는 제2의 실험은 화학물질을 "오염된" 스모그 챔버에 첨가하여, 새로이 첨가된 화학물질에 의해 얼마나 더 많은 양의 오존이 생성되었는가를 측정하는 것이다. 이어서, VOC 및 질소 산화물 비율의 특정 조건하에서 이들 테스트의 결과를 기계 모델에서 사용하여, 문제의 화학적 화합물에 의한 오존 생성 측정치인 최대 반응성 증가(MIR)를 결정한다.
캘리포니아주는 이러한 기법에 기초하여 대체 연료에 대한 반응성 프로그램을 채택하였고, EPA는 CERT에 의해 수행된 연구로 인해 몇가지 화합물을 면제하였다. 예를 들어, [Federal Register 31, 633(1995. 6. 16)(아세톤); 59 Federal Register 50, 693(1994. 10. 5)(메틸 실록산), Federal Register 17, 331(1998. 4. 9)(메틸 아세테이트)] 참조. CARB 및 EPA는 규제 목적으로 중량 평균 MIR을 사용하고 있는데, 여기서 용매 혼합물의 중량 평균 MIR은 각각의 용매에 대한 중량 백분율의 생성물과 그 각각의 MIR 값의 총계로서 계산된다.
화합물 및 이들의 MIR 값의 목록은 문헌[Preliminary Report to CaliforniaAir Resources Board, Contract No. 95-308, William P.L. Carter, August 6, 1998]에서 이용가능하다. 공지된 MIR 값의 표는 인터넷 http://helium.ucr.edu/~carter/index.html에서 찾을 수 있다. CERT는 질소 산화물과 VOC의 비율을 변화시킴으로써 다른 반응성 증가를 얻는다. 반응성 증가 및 MIR 스케일의 측정 및 사용된 방법에 대한 상세한 설명은 예를 들어 문헌[International Journal of Chemical Kinetics, 28, 497-530 (1996);Atmospheric Environment, 29, 2513-2527 (1995), and 29, 2499-2511 (1995); andJournal of the Air and Waste Management Association, 44, 881-899 (1994);Environ. Sci. Technol. 23, 864 (1989)]에서 찾을 수 있다. 또한, MIR 값의 계산을 돕는 다양한 컴퓨터 프로그램을 이용할 수 있는데, 예를 들어 SAPRC97 모델은 http://helium.ucr.edu/~carter/saprc97.htm에서 이용가능하다.
이러한 임의의 전술한 스케일은 규제의 목적으로 사용될 수 있지만, MIR 값은 로스 앤젤레스 분지와 같은 고도의 오염을 가진 특정 도시 구역에서 오존 형성 피크와 가장 상호연관성을 가진 것으로 나타났다. MIR 값은 상대 MIR로서, 또는 CERT에 의해 측정된 절대 MIR로서 보고될 수 있다. 한가지 일반적인 상대 MIR 스케일은 벤치마크로서 베이스 케이스에서 반응성 유기 가스(ROG)를 사용한다. 절대 반응성 ROG는 ROG g당 O33.93 g이다. 이후, 이 값은, MIR이 ROG에 대하여 언급되는 경우, 다른 VOC의 절대 MIR에 대한 제수(divisor)이다. 전술한 절대 반응성 3.93을 가진 ROG에 대한 절대 반응성은 문헌["Updated Maximum Incremental ReactivityScale for Regulatory Applications", Preliminary Report to California Air Resources Board, Contract No. 95-308, William P. Carter, August 6, 1998]에 제시되어 있다. 본 발명 및 명세서의 목적에 있어서, 특별한 다른 언급이 없는 한, 본 명세서에 제공된 모든 MIR 값은 절대 MIR 값이다. 그러나, 절대 MIR 값은 ROG로 MIR을 나누거나 곱함으로써 상대 MIR로 전환되거나 절대 MIR로 다시 되돌릴 수 있음을 이해해야 한다.
VOC 방출에 대한 현재의 규제는 비면제된 VOC 화합물 가운데 오존의 형성에 있어서의 광범위한 차이를 고려하지 않는다. 예를 들어, 2개의 비면제된 VOC 화합물은 오존 형성 특성이 현저하게 다를 수 있다. 따라서, 현재의 규제는 낮은 반응성의 용매 조성물을 사용하여 오존 형성을 최소화할 수 있도록 최종 사용자를 배려하는 바 없다. 연방 및 주의 규제가 용매의 반응성 감소를 요구하는 쪽을 지향하고는 있지만, 면제된 용매의 수는 적고, 효과적인 용매에 요구되는 다른 특성들, 예를 들어 우수한 용매성, 적절한 인화점, 증발 속도, 비점, 화학적 그리고 열적 안정성을 결코 만족시키지 못한다.
거의 비-오존 생성성인 것으로 현재 검토되는 용매는 에탄 정도의 반응성 속도를 갖는 것들이다. 에탄은 MIR 방법에 기초하여 측정된 반응성 0.35를 갖는다. 사실상, EPA는 아세톤(MIR=0.48) 및 메틸 아세테이트(MIR=0.12)를 포함하는 정도의 반응성 값을 가진 특정 용매에 대하여 VOC 면제를 허용한 바 있다.
그러나, MIR 스케일을 기초로 0.50 이하의 반응성을 갖는 공지된 물질의 개수는 비교적 적다. 더욱이, 오존 형성에 대하여 허용가능한 반응성을 갖는 공지된소수의 유체가 다른 바람직하지 않은 성능 특성, 예를 들어 불량한 용매 특성, 낮은 인화점, 부적절한 증발 속도 또는 휘발성 특성, 허용불가능한 독성, 허용가능한 입자 물질 형성, 열적 또는 화학적 불안정성을 가진다면, 이로 인해 사용이 제한될 것이고, 만약 이러한 유체가 존재한다면 존재한다면 산업계에서 이용가능할 것이라는 점에 본 발명자들은 착안하였다. 예를 들어, 에탄은 주변 조건하에서 기체이므로, 산업 용매로서의 이의 선택은 불량하다. 메틸 아세테이트는 우수한 MIR=0.12를 가지지만, 약 -12℃의 낮은 인화점을 갖고, 아세톤은 허용가능한 MIR=0.48을 가지지만, 매우 인화성이 크다. 또다른 예로서, 3차 부틸 아세테이트(t-부틸 아세테이트)는 우수한 MIR=0.21을 가지지만, 제한된 열안정성을 가지고 산업에서의 작업시에 존재할 수 있는 산 촉매에 대하여 불안정하다.
미립자 물질에 관련하여, EPA는 직경 2.5 ㎛(미크론)("PM2.5") 이하의 미립자 물질에 대한 기준을 최근 제안한 바 있다. [61 Federal Register 65638-65714(1996. 12. 13)] 참조. 이 제안은 설계된 공기의 질적 모니터를 횡단하는 공간적인 평균 연간 한계 15 ㎍/m3및 24시간 기준 65 ㎍/m3을 정하고 있다. 이와 같이 제안된 기준에 관한 다수의 논의는 인터넷, 예를 들어 http://www.cnie.org/nle/air-html에서 입수가능하며, 이는 다수의 인용문헌, 예로서 문헌[Wolf, "The Scientific Basis for a Particulate Matter Standard", Environmental Management (October, 1996, 26-31)]을 인용하고 있다. 본 발명자들이 알고 있는 한, 선행 기술은 오존 감소 요구조건과 함께 이러한 제안된 요구조건을 만족시키는 방법을 제시한 바 없는 것은 물론이고, 이러한 제안된 요구조건을 만족시키는 방법에 대하여 다룬 바 없다.
또한, 본 발명자들은 다수의 용도에 있어서 VOC 면제 용매는 통상의 용매에 대한 1:1 대체물로서 사용될 수 없다는 사실을 발견하였다. 그 보다, 포뮬레이터는 특정 용도에 대하여 허용가능한 용매 또는 용매 혼합물을 개발하기 위해 다수의 성능 인자의 균형을 맞추어야 한다. 일부 인자는 특정 용도에 있어서 다른 인자에 비해 더욱 관련성이 있다. 그럼에도 불구하고, 다수의 성능 인자들은 다수의 용도에 대하여 유사하다.
실제 용도에서 "환경 친화적인" 유체 개념을 사용하기 위한 다수의 시도가 이루어지고 있다. 예를 들어, 소위 특정한 선행 기술의 환경 문제를 극복한 다수의 세정 및/또는 박리 제제가 이용가능하다. 그 예로서 옥타메틸트리실록산과 n-프로폭시프로판올의 이원 공비 혼합물(미국 특허 제5,516,450호), 헥사메틸디실록산 및 공비 혼합물 및 이의 다른 혼합물(미국 특허 제5,773,403호), 할로카본 및 산소화 유기 용매 성분(탄소수 3 이상)을 포함하는 비-공비 혼합물, 예를 들어 디메틸카보네이트(미국 특허 제5,552,080호) 및 아미드와 디알킬 카보네이트를 포함하는 조성물(미국 특허 제4,680,133호)이 포함된다.
또한, 예를 들어 발포제로서 클로로플루오로카본(CFC)을 치환하기 위한 물질에 관한 다수의 특허 및 논문이 존재한다. 이들 노력들은 성층권 오존 고갈을 다루고 있는데, 이는 본 발명이 다루는 것과는 반대의 현상이다. 예로서 디메톡시메탄 및 시클로펜탄(미국 특허 제5,631,305호; 제5,665,788호; 및 제5,723,509호), 시클로펜탄(미국 특허 제5,578,652호) 및 폴리글리콜(미국 특허 제5,698,144호)의 사용을 포함한다. 또한, 할로겐화 화합물 및 지방족 또는 방향족 탄화수소 화합물(탄소수 6 내지 20)을 포함하는 "비-오존 열화(depleting)" 용매가 미국 특허 제5,749,956호에 개시되어 있다. 유사하게, 미국 특허 제5,004,480호는 엔진에서 디젤 연료의 연소로부터 생성되는 공기 오염 정도를 감소시키는 방법을 개시하고 있는데, 이 방법은 디메틸 카보네이트(DMC) 및 디젤 연료를 혼합하는 단계 및 엔진에서 혼합 연료를 연소시키는 단계를 포함한다. 미국 특허 제5,032,144호는 또한 메틸 피발레이트(메틸 1,1,1-트리메틸 아세테이트)를 포함하는 산소화물을 가솔린(옥탄 부스터로서)에 첨가하는 것에 대하여 개시하고 있다. 이들 특허가 다룬 문제점은 산업 용매 증발의 문제점과 무관하다.
WO 98/42774호는 "지상 오존의 형성에 대하여 상당한 기여를 하지 않는" 용매-수지 조성물에 대하여 개시한다. 유기 용매는 "에탄에 비해 느린 히드록실 이온과의 반응 속도"를 가지는 것에 기초하여 선택되며, 일반적으로 클로로브로모메탄, 메틸 클로라이드 등과 같은 할로겐화 용매로부터 선택된다. 제안된 유일한 비-할로겐화 용매는 n-알칸(C12-C18), 메틸 및 t-부틸 아세테이트, 아세톤, 디메톡시메탄 및 미네랄 오일이다.
그러나, 이전에는 산업 용매에 대하여 적절한 성능 특성을 가진 유체를 제공하는, 지상 오존 형성의 문제점에 대한 일반적인 해결책이 없었다.
연관된 출원에 대한 상호 참조
이 출원은 미국 가출원 60/084,347(출원일: 1998년 5월 5일) 및 60/087,150(출원일: 1998년 5월 29일)에 기초한 미국 특허 출원 09/305,548(출원일: 1999년 5월 5일) 및 09/288,055(출원일: 1999년 4월 7일)의 일부 계속 출원이다.
이 출원은 오존 형성에 대하여 낮거나 감소된 반응성을 나타내는 환경적으로 바람직한 유체 및 유체 혼합물의 선택과 사용에 관한 것이다. 이들 환경적으로 바람직한 유체 및 유체 혼합물은 다수의 용도, 특히 산업 용매로서 유용하고, 포뮬레이터가 이들의 제제 및 생성물의 환경적 성능을 향상시키기에 유효한 수단이 될 수 있게 한다.
발명의 개요
본 발명은 환경적으로 바람직한 유체 및 유체 혼합물, 이의 산업 용매로서의 용도, 및 유체의 적어도 일부분이 결국에는 증발하는 공정에서 오존 형성을 감소시키는 방법에 대한 것이다.
본 발명의 유체 및 유체 혼합물은 오존을 생성하는 분자 산소(O2) 및 질소 산화물(NOx)과의 복합 광화학적 대기 반응에서 실제적 또는 잠재적 저반응성을 위하여 본 발명자들이 선택한 것이다.
본 발명은 유체 용매 조성물(적어도 부분적으로는 대기중으로 증발되는 사용 조건에서 의도됨)로부터 광화학적 대기 반응에 의한 오존 형성을 감소시키는 수단을 제공한다. 유체 용매 조성물에 대한 저반응성 성분을 적절히 선택함으로써, 오존 형성을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 목적을 위해, 감소된 오존 반응성 유체 3개군 및 이들의 용도가 개시되고 또한 특허청구된다: 다음과 같이 절대 MIR 수치에 따라 (a) 저오염 잠재 유체(LPPF), (b) 극저오염 잠재 유체(VLPPF) 및 (c) 무시가능한 오염 잠재 유체(NPPF):
유체 용매명절대 MIR
저오염 잠재 유체>1.0-<= 1.5 g 생성된 오존량/g 유체
극저오염 잠재 유체>0.5-<= 1.0 g 생성된 오존량/g 유체
무시가능한 오염 잠재 유체 <=0.5 g 생성된 오존량/g 유체
여기서, 조성물은 유체의 혼합물이고, 중량 평균 MIR(WAMIR)은 다음과 같이 계산될 수 있다.
WAMIR = ∑Wi * MIRi
여기서, Wi는 용매 유체 성분 i의 중량 분획이고, MIRi는 용매 유체 성분 i의 절대 MIR 값이다. 본 발명의 목적을 위해, WAMIR은 "오존 형성 가능성(잠재성)" 또는 OFP를 측정하는 것이 바람직한 방법이다.
유체 및 유체 혼합물이 적어도 하나의 다른 바람직한 성능 특성, 예를 들어 고 인화점, 저 미립자 형성, 적당한 증발 속도, 적당한 용매성, 저 독성, 고 열안정성 및 비-오존 생성 반응에 대한 화학적 불활성성(특히, 코팅 제제중에 존재할 수 있는 산에 대한 화학적 불활성성)을 제공하는 것이 바람직하다.
특히 바람직한 구체예에서, 유체는 MIR에 대한 환경적 문제를 제공하거나 또는 전술한 바람직한 성능 특성 중 하나 이상이 결여된 다른 유체 또는 공지된 산업 용매와의 혼합물로서 사용되어, 이 신규 유체 혼합물은 치환된 낮은 오존 형성 반응성 유체가 없는 것에 비해 더 낮은 MIR을 가지거나, 전술한 다른 바람직한 성능 특성 중 적어도 하나를 가질 것이다.
본 발명은 또한 유체가 결국에는 적어도 부분적으로 대기중에 증발되는 용도에서 대기의 광화학 반응으로부터 오존 형성을 감소시키는 방법에 대한 것으로서, 비교적 높은 MIR을 갖는 유체의 적어도 일부를 비교적 낮은 MIR을 가진 유체로 치환하는 것을 포함한다. 혼합물이 생성된 경우, 혼합물의 중량 평균 MIR이 저오염 잠재 유체의 MIR과 유사하거나 그 이하인 것이 바람직하고, 무시가능한 오염 잠재유체의 MIR과 유사한 것이 가장 바람직하다.
본 발명에 의한 유체 또는 유체 혼합물은 임의의 방법에, 예를 들면 담체, 희석제, 분산제, 용매 등으로서 유체를 사용하는 임의의 방법에, 임의의 규모로, 예를 들면 파일럿 플랜트 규모 또는 산업적 규모로 사용할 수 있다. 그 방법은 고정적인 산업적 방법이 바람직하고, 비연소 방법인 것이 바람직하다. 본 발명은 대규모의 산업적 또는 상업적 방법, 특히 산업적 코팅 방법에서, 또는 개별적인 사용, 예를 들면 가정용 페인트, 화장품 등 소비자에 의한 사용을 위한 소규모 사용에도 불구하고 총량적으로 다량 사용되는 제제에 있어서 안전성 및 건강의 관점에서 최대의 이점을 제공한다. 당업자들은 산업적 규모의 방법, 파일럿 플랜트 규모의 방법 및 실험실 규모의 방법을 용이하게 구분할 수 있다.
따라서,본 발명의 목적은 지금까지는 저반응성 용매로서 간주되지 않았고 오존 형성을 감소시키기 위해 상업적 대규모로 사용되지 않았던 액상 유기 화합물을 확인하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 공기 중으로 유체를 방출하고 각종 조성물 또는 방법에 현재 사용되고 있는 종래의 용매 및/또는 용매 혼합물을 감소시키기 위해 대기 중 또는 지상(대류권)의 낮은 광화학 반응성으로 인한 오존 형성을 감소시킬 필요가 있는 용도를 위해 유체 및/또는 유체 혼합물을 선택하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 감소된 MIR은 물론 고발화점, 저입자형성, 적합한 증발율, 적합한 용해력, 저독성, 고열안정성 및 고화학안정성에서 선택된 하나 이상의 추가의 성능 요인을 제공하는 유체 및/또는 유체 혼합물을 선택함으로써 휘발성 유체를 포함하는 조성물의 최적화 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 오존 형성시 낮은 반응성을 제공하고, 광범위한 조성물에 적합한 유체 및/또는 유체 혼합물을 제조하도록 극성 및 분자량이 다른 광범위한 유기 화합물과의 상용성을 가진 유체 및/또는 유체 혼합물의 선택을 포함한다.
본 발명의 또다른 목적은 유체의 적어도 일부를 MIR이 낮은 다른 유체로 대체하는 것을 포함하여, 유체 또는 유체 혼합물을 사용하는 방법에서 유체 또는 유체 혼합물을 대류권으로 방출함으로써 야기되는 오존 형성을 감소시키는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 환경으로의 모든 유체 방출을 차단하기 위한 고가의 제어 장비에 의존하지 않고 유체 증발로 인한 지상의 오존 형성을 감소시키는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 할로겐화 용매의 사용 및 그들과 관련된 독성, 소각 및 폐기물 처분의 문제가 없는, 지상의 오존 형성을 감소시키는 용매를 제공하는 데 있다.
위와 같은 목적 및 기타 목적들, 특징 및 이점은 이하의 본 발명의 상세한 설명, 바람직한 실시 형태, 및 구체적인 실시예를 참조하면 명백해질 것이다.
바람직한 실시 형태의 상세한 설명
본 발명은 불포화 탄소-탄소 결합 또는 방향족 기가 실질적으로 배제된 유체F를 비롯하여 1종 이상의 유기 휘발성 제제-유체를 포함하는 산업적 제제-유체 시스템에 관한 것이다. 유체 F는 카보네이트, 아세테이트, 디옥살렌, 피발레이트, 이소부티레이트, 프로피오네이트, 펜타노에이트, 헥사노에이트, 노나노에이트, 니트릴 및 이들 중 2종 이상의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 것이 바람직하고, 여기서 유체 F는 제제-유체 시스템이 오존 형성의 감소를 수행하는 양으로 존재하는데, 그 양은 유체 F를 함유하지 않는 제제-유체 시스템보다 10% 이상, 바람직하게는 25% 이상, 더욱 바람직하게는 50% 이상 적은 양이다. 또한, 유체 F는 오존 형성 포텐셜(OFP; g(오존)/g(유체 F) 단위로 절대 MIR에 따른 측정값)이 1.5 이하이다.
유체 F는 산소 함유 작용기 또는 질소 함유 작용기를 포함하는 것이 바람직하다. 산소 함유 작용기는 -ROCOOR', -COOR 및 -ROR'로 이루어지는 군에서 선택되는 것이 바람직하고, 질소 함유 작용기는 -RCN이 바람직하며, 여기서 R 및 R'는 둘다 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, 이소부틸, 3급 부틸, 네오펜틸 및 2,4,4-트리메틸펜틸로 이루어지는 군에서 선택된다. 또한, 히드로카르빌 부 R 및 R'는 둘이 함께 비메틸 수소에 대한 메틸 수소의 비가 (1) 1 이상이거나, (2) 5 이상이거나, (3) 9 또는 그 이상이다.
유체 F는 디메틸 카보네이트, 메틸 피발레이트, 메틸에틸 카보네이트; 메틸이소프로필 카보네이트; 메틸네오펜틸 카보네이트; 메틸 3급부틸 카보네이트; 디이소프로필 카보네이트; 네오펜틸 아세테이트; 에틸렌글리콜 디아세테이트; 1,2-프로필렌글리콜 디아세테이트; 1,3-프로필렌글리콜 디아세테이트; 1,2-부틸렌글리콜 디아세테이트; 1,3-부틸렌글리콜 디아세테이트; 2,3-부틸렌글리콜 디아세테이트; 네오펜틸글리콜 디아세테이트; 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 이소프로필 프로피오네이트 및 n-프로필 프로피오네이트, 2,2-디메틸 디옥솔란; 2,2,4-트리메틸 디옥솔란; 2,2,4,5-테트라메틸 디옥솔란; 에틸 피발레이트; 이소프로필 피발레이트; 3급부틸 피발레이트; 네오펜틸 피발레이트; 피발로니트릴; 에틸렌글리콜 모노피발레이트; 1,2-프로필렌글리콜 모노피발레이트; 1,2-부틸렌글리콜 모노피발레이트; 2,3-부틸렌글리콜 모노피발레이트; 에틸렌글리콜 피발레이트 아세테이트; 에틸렌글리콜 디피발레이트; 1,2-프로필렌글리콜 피발레이트 아세테이트; 1,2-부틸렌글리콜 피발레이트 아세테이트; 1,3-부틸렌 글리콜 피발레이트 아세테이트; 2,3-부틸렌 글리콜 피발레이트 아세테이트; 1,2-프로필렌 글리콜 피발레이트; 네오펜틸 글리콜 모노피발레이트; 네오펜틸 글리콜 피발레이트 아세테이트; 이소프로필 이소부티레이트; 네오펜틸 이소부티레이트; 메틸 2,2,4,4,-테트라메틸 펜타노에이트(메틸 네오노나노에이트); 이소프로필 네오노나노에이트; 2,2,4,4-테트라메틸 펜타노니트릴; 네오펜틸 글리콜 모노이소부티레이트; 메틸 3,5,5-트리메틸헥사노에이트 및 이들 중 2종 이상의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한 불포화 탄소-탄소 결합 또는 방향족 기가 실질적으로 배제된 유체 F를 비롯한 1종 이상의 유기 휘발성 제제-유체를 포함하는 산업적 제제-유체 시스템을 포함하고, 여기서 유체 F는 카보네이트, 아세테이트, 디옥살란, 피발레이트, 이소부티레이트, 프로피오네이트, 펜타노에이트, 헥사노에이트, 노나노에이트, 니트릴 및 이들 중 2종 이상의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 것이 바람직하며, 유체 F는 제제-유체 시스템이 유체 F를 함유하지 않는 제제-유체 시스템보다 10% 이상 적은 오존 형성 포텐셜(OFP)을 갖도록 하는 양으로 존재한다.
본 발명은 또한 제1 유체를 포함하고 그 제1 유체의 적어도 일부가 대기 중으로 증발하는 공정 유체 또는 조성물을 사용하는 비연소 방법에 관한 것이며, 그 방법은 상기 제1 유체의 적어도 일부를 제2 유체, 즉 유체 F로 대체하는 것을 포함하는데, 상기 유체 F는 오존 형성 포텐셜(OFP; g(오존)/g(유체 F) 단위로 절대 MIR에 따른 측정값)이 1.5 이하이고, 공정 유체가 유체 F를 함유하지 않는 공정 유체보다 10% 이상 작은 OFP를 갖도록 하는 양으로 존재함으로써, 방법의 수행에서 비롯되는 대기 중 광화학 반응으로부터의 오존 형성을 감소시킨다.
본 발명에 의한 공정 유체는 상기 방법에서 용매, 담체, 희석제, 표면장력 조절제, 또는 임의의 그들의 조합으로서 작용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 공정 유체는 할로카본을 함유하지 않는다.
본 발명은 또한 (1) 적어도 일부가 대기 중으로 증발하는 제1 유체와, (2) 산소 함유 작용기 또는 질소 함유 작용기를 포함하고 불포화 탄소-탄소 결합 또는 방향족 기가 실질적으로 배제된 제2 유체를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 상기 제2 유체는 카보네이트, 아세테이트, 디옥살란, 피발레이트, 이소부티레이트, 펜타노에이트, 헥사노에이트, 노나노에이트, 니트릴 및 이들 중 임의의 2종 이상의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되고, 제2 유체는 오존 형성 포텐셜(OFP; g(오존)/g(유체 F) 단위로 절대 MIR에 따른 측정값)이 1.5 이하이고, 조성물이 제2 유체를 함유하지 않는 조성물보다 10% 이상 작은 OFP를 갖도록 하는 양 또는 오존형성을 감소시키는 양으로 존재한다.
본 발명에 따라 사용된 유체들은 낮은 또는 감소된 오존 형성 포텐셜(그들의 낮은 또는 감소된 MIR에 비추어 볼 때)을 위해 선택되었다. 조성물 또는 유체 용매의 오존 형성 포텐셜은 과학적으로 인정되거나 동등하게 검토된 임의의 방법, 즉 MIR 규모, KOH규모, 스모그 챔버 연구, 및 카터 박사(Dr. William P. L. Carter)에 의해 수행된 것과 같은 모델링 연구 방법으로 결정할 수 있는데, 그러한 방법에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 설명에서 인용한 대부분의 것은 절대 MIR에 따른 g(생성된 오존)/g(유체 용매) 단위의 것이다. "저 MIR"은 유체가 1.5 g(오존)/g(유체 용매)와 유사하거나 그 이하의 MIR을 갖는 것을 의미한다. "감소된 MIR"은 본 발명의 방법에서 제1 유체의 전부 또는 그 일부가 제1 유체보다 작은 MIR을 가진 제2 유체로 대체된 것을 의미한다. 당업자들은 다양한 문헌에 개시된 방법과 문헌에 공개된 표 형식의 데이타에 따라 임의 재료의 오존 반응성을 결정할 수 있다. 본 명세서에 사용된 "대체하다", "대체", "대체하는" 등의 용어는 상기 제제 및 유사한 제제(들)에 이미 사용될 수 있었고 본 명세서에 개시된 바와 같은 바람직하지 못한 MIR을 갖는 제1 유체를 제2 유체(본 명세서에 개시된 바와 같은 허용 가능한 MIR을 가진 것)로 치환하는 행위만을 나태내고자 하는 것은 아니다. 상기 용어들은 제제의 유체 시스템으로서 제1 및 제2 유체의 혼합물을 포함하거나, 또는 임의의 상기 제1 유체(들)를 포함하지 않고 1종 이상의 그러한 제2 유체(들)을 포함하는 제제 자체를 포함시키고자 하는 것이다. 그러한 제1 유체(들)가 존재하지 않는 경우에, "대체"의 개념은 그러한 제2 유체(들) 대신에 그러한 제1 유체(들)만이 존재하고, 따라서 낮은 OFP를 갖는 상응하는 제제를 인용하고자 하는 것이다.
MIR은 스모그 챔버 연구, 모델링 연구, 또는 이들이 조합된 방법에 의해 결정되는 것이 바람직하나, "증분식(incremental) 반응성"에 의해 결정되는 것이 더 바람직하고, 전술한 바와 같이 절대 MIR에 의해 결정되는 것이 보다 더 바람직하다.
본 발명에 사용된 유체의 MIR은 1.5 g(오존)/g(용매 유체) 또는 그 이하가 바람직하고, 1.0 g(오존)/g(용매 유체) 또는 그 이하가 더 바람직하며, 0.5 g(오존)/g(용매 유체) 또는 그 이하가 가장 바람직하나, 제1 유체를 제2 유체로 전부 또는 일부 대체함으로써 오존 형성을 감소시키면 본 발명의 이점이 실현되고, 제2 유체가 1.5 g(오존)/g(용매 유체) 이상인 경우라 하더라도 제2 유체의 MIR은 제1 유체보다 감소된다.
따라서, 본 발명에 의한 유체는 바람직하게는 1.5 또는 그 이하, 더 바람직하게는 1.0 또는 그 이하, 보다 더 바람직하게는 0.5 또는 그 이하의 MIR을 갖는 것이 바람직하다. 보다 더 바람직한 실시 형태에서, 오존 형성 시의 반응성은 아세톤의 것과 같거나 작은 것이 바람직하고, 에탄의 것과 같거나 작은 것이 더 바람직하며, 어떤 규모 또는 어떤 방법을 사용해도 좋으나 MIR 규모가 가장 바람직하다. 즉, 더 바람직한 실시 형태에 있어서, 본 발명에 따른 조성물에 사용된 유체는 0.50 또는 그 이하를 갖는데, 0.35 또는 그 이하이면 보다 더 바람직하다.
특히 바람직한 본 발명의 유체는 다음의 것들을 포함한다:
디알킬 카보네이트, 예를 들면 디메틸 카보네이트(DMC), 메틸에틸 카보네이트, 메틸이소프로필 카보네이트, 메틸 2급부틸 카보네이트, 메틸 3급 부틸 카보네이트, 메틸네오펜틸 카보네이트 및 디이소프로필 카보네이트;
알킬 아세테이트, 예를 들면 네오펜틸 아세테이트, 에틸렌글리콜 디아세테이트, 1,2-프로필렌글리콜 디아세테이트, 1,3-프로필렌글리콜 디아세테이트, 1,2-부틸렌글리콜 디아세테이트, 1,3-부틸렌글리콜 디아세테이트, 2,3-부틸렌글리콜 디아세테이트, 네오펜틸글리콜 디아세테이트;
디옥솔란, 예를 들면 2,2-디메틸 디옥솔란, 2,2,4-트리메틸 디옥솔란, 2,2,4,5-테트라메틸 디옥솔란;
피발레이트, 예를 들면 메틸 피발레이트(메틸 1,1,1-트리메틸 아세테이트), 에틸 피발레이트, 이소프로필 피발레이트, t-부틸 피발레이트(TBP), 네오펜틸 피발레이트(NPP), 1,2-프로필렌글리콜 비스-피발레이트(PGBP), 에틸렌글리콜 비스-피발레이트, 에틸렌 글리콜 모노피발레이트, 1,2-부틸렌글리콜 모노-피발레이트(1,2-BGMP), 2,3-부틸렌글리콜 모노피발레이트(2,3-BGMP), 1,2-부틸렌 글리콜 피발레이트 아세테이트(1,2-BGPA), 1,2-부틸렌글리콜 피발레이트 아세테이트(1,2-BGPA), 2,3-부틸렌글리콜 피발레이트 아세테이트(2,3-BGPA), 에틸렌글리콜 피발레이트 아세테이트, 1,2-프로필렌글리콜 모노피발레이트, 네오펜틸글리콜 모노피발레이트 및 1,2-프로필렌글리콜 피발레이트 아세테이트;
이소부티레이트 화합물, 예를 들면 이소프로필 이소부티레이트, 네오펜틸 이소부티레이트, 및 네오펜틸글리콜 모노이소부티레이트;
프로피오네이트 화합물, 예를 들면 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 이소프로필 프로피오네이트 및 n-프로필 프로피오네이트; 및
2,2,4,4-테트라메틸 펜타노니트릴(TMPN); 이소프로필 네오노나노에이트; 피발로니트릴; 메틸 2,2,4,4-테트라메틸 펜타노에이트(메틸 네오노나노에티트) 및 메틸 3,5,5-트리메틸 헥사노에이트. 그밖의 바람직한 유체는 불포화 탄소-탄소 결합 또는 방향족 기를 함유하는 부가 실질적으로 배제된 산소화(산소 함유) 유기 화합물이다.
혼합물의 경우에, 본 발명에 의한 조성물 중의 유체의 중량 평균 MIR은 전술한 바와 같은 바람직한, 더 바람직한, 그리고 보다 더 바람직한 수준의 MIR을 갖는 것이다.
제1 유체의 일부를 제2 유체로 대체하여 중량 평균 MIR을 감소시켜서 혼합물을 형성한 다른 바람직한 실시 형태에서, 중량 평균 MIR은 유체를 대체하기 전에 계산한 MIR보다 바람직하게는 10%, 더 바람직하게는 25%, 보다 더 바람직하게는 50% 감소된다.
또다른 바람직한 실시 형태에서, 저오염 포텐셜 유체(Low Polluting Potential Fluids; LPPF), 극저 오염 포텐셜 유체(Very Low Polluting Potential Fluids; VLPPF), 무시가능한 오염 포텐셜 유체(Negligibly Polluting Potential Fluids; NPPF)는, 본 명세서에 개시한 바와 같이 하나 이상의 다른 바람직한 성능 특성, 예를 들면 고발화점, 저입자형성, 적합한 증발율, 적합한 용해력, 저독성, 고열안정성, 및 화학적 불활성을 제공한다. 유체 또는 혼합물이 상기 성능 특성 요인 중 2가지 이상을 갖는 것이 더 바람직하고, 유체 또는 혼합물이 상기 성능 특성 요인 모두를 갖는 것이 가장 바람직하다.
본 발명에 의한 유체가 전술한 바와 같이 높은 MIR을 가진 유체로 적어도 부분적으로 대체된, 오존 형성을 감소시키는 방법의 경우에, 이 유체 대체 방법은 오존 형성의 감소와 더불어 전술한 조성물의 임의의 다른 바람직한 성능 요인에 부정적인 영향을 미치지 않는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 유체의 발화점은 적어도 -6.1℃ 이상이 바람직하고, +6.0℃ 이상이 더 바람직하며, 15℃ 이상이 보다 더 바람직하고, 25℃ 이상이 보다 더 바람직하며, 37.8℃ 이상이 보다 더 바람직하고, 60℃ 이상이 가장 바람직하다. 당업자들은 유체 또는 혼합물의 발화점을 용이하게 결정할 수 있다(예를 들면, ASTM D92-78).
혼합물의 경우, 개별 성분들의 발화점이 현저히 다르거나 휘발성이 보다 큰 성분이 주요 성분인 경우에, 혼합물의 발화점은 휘발성이 보다 큰 성분의 발화점일 수 있다. 혼합물의 발화점은 개별 성분들의 발화점 사이에 있을 수 있다. 본 명세서에서 사용한 용어 "발화점"은 적절한 경우 단일 유체 또는 혼합물에 대해 경험적으로 결정한 발화점을 인용할 것이다.
본 발명에 의한 유체 또는 혼합물은, 바람직하게는 대기 중에서 2.5 ㎛(여기서는 2.5 PM으로 언급함) 이하의 직경을 갖는 입자들의 입자 형성에 측정 가능한 정도의 관여를 하지 않아야 한다. 오존 형성을 감소시키는 바람직한 실시 형태에 있어서, 이미 사용된 용매를 대체하기 위해 선택된 유체는, 24 시간에 걸쳐 측정했을 때, 바람직하게는 주어진 기하학적 면적 내에 있는 모든 모니터에 대해 공간적 평균값을 취했을 때, 입상 물질을 65 ㎍/㎥ 또는 그 이하, 더 바람직하게는 50 ㎍/㎥ 또는 그 이하로 감소시키는 것이다.
증발률은 소정의 목적에 적합한 것이어야 한다. 대부분은 아니지만 다수의 용도에서, 본 발명의 유체는 환경적으로 불리한, 즉 절대 MIR 유닛에서 1.5 이상의 오존 형성 시의 반응성을 가진 유체를 적어도 부분적으로 대체하는 데 사용될 것이다. 선택된 유체는, 특히 유체 혼합물이 사용되고 허용 가능한 증발 프로파일이 요망되는 경우에는, 대체하고자 하는 불리한 유체와 유사한 증발율을 가질 것이다. n-부틸 아세테이트의 증발율의 12배 미만의 증발율을 갖는 유체를 선택하는 것이 편리하다. 증발율은 또한 n-부틸 아세테이트 1.0을 기준으로 정할 수도 있다(ASTM D3539-87). 다른 용도를 위해 중요한 증발율의 범위는 n-부틸 아세테이트 1.0을 기준으로 5-3, 3-2, 2-1, 1.0-0.3, 0.3-0.1 및 0.1 이하이다. 본 발명은 사용 중 또는 사용 후에 대기 중으로 적어도 부분적으로 증발하는 유체 및 유체 혼합물에 관한 것이다. 바람직하게는 유체의 25% 이상, 더 바람직하게는 유체의 50% 이상, 보다 더 바람직하게는 유체의 80% 이상, 보다 더 바람직하게는 유체의 95% 이상, 가장 바람직하게는 유체의 99% 이상이 증발할 때, 본 발명의 유체를 사용하는 것이 바람직하다. 오존 형성을 감소시키는 방법에서 본 발명에 의한 유체를 적어도 부분적으로 본 발명에 의한 것이 아닌 다른 유체로 대체한 본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 대체된 유체는 MEK(메틸에틸 케톤)의 증발율에서 n-부틸 아세테이트의 것보다 작은 증발율 범위의 증발율을 갖는 것이다.
본 발명에 의한 유체 또는 유체 혼합물은 의도한 용질을 완전히 용해시킴으로써 용매의 전통적인 방식으로 작용할 수도 있고, 또는 용질을 분산시키는 작용을 할 수도 있으며, 또는 전술한 바와 같은 기타 유체로서 작용할 수도 있다. 유체의 용해력은 소기의 목적에 적합한 것이 중요하다. 필요한 용해력과 더불어, 제제화된 생성물은 적용을 용이하게 할 수 있는 점도를 가져야 한다. 즉, 유체 또는 유체 혼합물은 다른 성능 요인들과 함께 적당한 점도를 가져야 한다. 당업자들은 본 명세서의 개시 내용을 참작하여 점도를 비롯한 적당한 용매 특성을 결정할 수 있다.
독성은 화학물질이 생물체에 미치는 악영향과 관련이 있다. 화학물질의 독성 효과를 측정하는 방법 중 하나는 용량-효과 관계를 측정하는 것인데, 용량은 보통 ㎎(화학물질)/㎏(체중) 단위로 측정한다. 이 측정은 통상적으로 마우스 또는 래트에 치사량 범위의 다양한 용량의 화학물질을 투여하고 용량 대 화학물질에 의해 치사된 개체수의 백분율을 대수적으로 플로팅하여 실험적으로 수행한다. 시험 개체수의 50% 치사 용량을 중앙 치사 용량(LD50)으로 칭하고, 이것은 일반적으로 화학물질의 독성의 척도로서 사용된다[참고문헌: 예를 들면, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Forth Edition, Vol. 24, pp. 456-490]. 현재, 500 ㎎/㎏ 이상의 LD50은 OSHA 규칙 하에 경구 독성으로 "분류되지 않는" 것으로 평가된다. EU(유럽 연합)은 2,000 ㎎/㎏ 이상의 범위를 사용한다. 본 발명에 의한 유체 또는 유체 혼합물은 래트에 대한 경구 LD50이 500 ㎎/㎏ 이상이 바람직하고, 더 바람직하게는 1,000 ㎎/㎏ 이상, 보다 더 바람직하게는 2,000 ㎎/㎏ 이상, 보다 더 바람직하게는 3,000 ㎎/㎏ 이상, 가장 바람직하게는 5,000 ㎎/㎏ 이상이다. 유사하게,유체 또는 혼합물은 OSHA 또는 유럽 연합(EU) 표준에 의해 측정했을 때 경피 또는 흡입 경로에 의한 독성 문제를 일으키지 않아야 하고, 눈 또는 피부 자극이 없어야 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 대기 중의 광화학 반응으로 인한 오존 형성을 감소시키고 할로겐화 유기 화합물과 관련한 문제점, 특히 독성, 오존 고갈, 소각 부산물 및 폐기물 처분 문제가 배제된 유체 용매 및 유체 용매 혼합물에 관한 것이다. 이러한 측면에서, 바람직한 유체 용매 및 유체 용매 혼합물의 휘발성 성분은 2.0 중량% 이상의 할로겐을 함유하지 않아야 하며, 0.5 중량% 미만이 더 바람직하고, 0.1 중량% 미만이 가장 바람직하다.
본 발명에 의한 유체는 파괴되지 않도록 열적으로 안정해야 한다. 예를 들면, 물질은 반응성 종들로 파괴되지 않아야 한다. 바람직한 실시 형태에서, 유체는 t-부틸 아세테이트보다 열적으로 더 안정하다.
본 명세서에서 사용한 용어 "불활성"은 유체 시스템 내의 다른 물질에 의해 분해되는 경향이 결여되어 있는 것을 의미한다. 예를 들면, 산 또는 염기, 특히 코팅 조성물에 일반적으로 존재하는 산 촉매에 대한 불활성이 포함될 수 있다.
대체하고자 하는 유체는 아세톤보다 큰 MIR을 갖는 것이 바람직하다. 다른 실시 형태에 있어서, MIR 규모에 기초한 대체하고자 하는 유체의 증분식 반응성은 0.50 이상이 바람직하고, 1.00 이상이 더 바람직하며, 1.50 이상이 가장 바람직하다.
다른 실시 형태에 있어서, 본 발명에 의한 대류권의 오존 형성을 감소시키는방법에 있어서, 대체된 유체는 첨가되는 유체, 즉 본 발명에 의한 유체보다 큰 MIR을 갖는 것이 중요하다. 또한, 오존 형성의 감소를 실현하기 위해서 MIR이 높은 유체의 일부만을 대체하여 혼합물을 얻어야 한다는 점도 인식하여야 한다.
그러나, 본 발명의 또 다른 구체예에서, 대체될 유체는 허용 가능한 MIR를 지니나, 인화점 또는 인화성, 미립자 형성, 증발 속도, 용해력, 독성, 열 안정성 또는 불활성도의 전술한 성능의 속성 1 이상과 관련하여서는 허용 가능하지 않다. DMC (또는 아세톤의 "대체")의 적절한 첨가가 이들 속성 중 1 이상에서의 개선을 위하여 제공되는 DMC 및 MEK의 소정의 혼합물의 예가 제공될 것이다.
본 발명에 의하여 유체에 의하여 대체되는 유체의 예로는 방향족 및 지방족 탄화수소 유체, 예컨대 분지쇄 C6-C9알칸, 직쇄 알칸, 지환족 C6-C10탄화수소, 천연 탄화수소 (α 또는 β 피넨 또는 터펜틴 등), 에탄올, 프로판올 및 고급 비-3차 알콜, C3이상의 에테르, 에테르 알콜, 에테르 알콜 아세테이트, 에틸 에톡시 프로피오네이트, C5이상의 케톤, 고리형 케톤, 등, C7+ 방향족 탄화수소; 할로탄소, 특히 염소화 및 브롬화 탄화수소; 에테르, 예컨대 고리형 에테르, 예컨대 테트라히드로푸란 (THF) 등이 있다. 본 발명에 의한 유체에 의하여 대체될 수 있는 기타의 통상의 공업용 용매의 예로는 문헌 [Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4판, Vol. 22, p. 536-548]에 기재된 것 등이 있다.
특히 바람직한 대체물, 즉 통상적으로 사용되는 공업용 용매를 위한 본 발명에 의한 유체의 예는 임의의 적용예에서, 특히 코팅 적용예에서 예를 들면 톨루엔,크실렌 또는 t-부틸 아세테이트에 대한 DMC 또는 메틸 피발레이트; 크실렌 또는 메틸 이소부틸 케톤 (MIBK)에 대한 메틸 이소프로필 카보네이트(MIPC); 및 메틸 아밀 케톤 (MAK), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (PMAc) 또는 에틸 에톡시 프로피오네이트 (EEP)에 대한 디이소프로필 카보네이트 (DIPC); 임의의 적용예에서, 특히 소비재 적용예에서, 탄화수소에 대하여 DMC, MIPC 또는 DIPC; 임의의 적용예에서, 특히 농업 적용예에서, 방향족 유체에 대한 DIPC; 임의의 적용예에서, 특히 세정 적용예에서, 염소화 용매에 대한 DIPC 또는 메틸 sec-부틸 카보네이트 (MSBC); 임의의 적용예에서, 특히 잉크에서, MEK 및 경질 아세테이트에 대한 대체 DMC 또는 메틸 피발레이트 등이 있다.
본 발명에 의한 유체 및 혼합물은 유체를 사용하는 임의의 공정에 사용할 수 있으며, 특히 적어도 일부분의 유체가 증발되는 공정, 특히, 적어도 일부분이 대기중으로 증발하는 공정에 사용될 수 있다. 바람직한 공정으로는 담체, 희석제, 분산제, 용매 등등 중 1 이상으로서 유체를 사용하는 공정이 있으며, 이의 예로는 유체가 기타의 화합물과 반응하는 불활성 반응 매질로서; 반응열을 제거하는 열 전달 유체로서; 제조 공정의 작업성을 개선시키기 위하여; 박막의 점도를 적용 점도로 저하시키기 위한 점도 저하제로서; 선택적 용해에 의하여 하나의 물질을 다른 물질로부터 분리하기 위한 추출 유체로서; 점착 부여제로서 또는 더 우수한 결합을 위한 기재에 대한 접착력을 개선시키기 위하여; 중합체, 수지 및 기타의 물질의 용액을 제조하기 위한 용융 매체로서; 안료 및 기타의 미립자를 현탁 또는 분산시키기 위한 것으로 기능하는 공정 등이 있다.
이러한 공정은 정지상 공정인 것이 바람직하며, 비-연소 공정인 것이 바람직하다. 특히, 본 발명에 의한 유체가 다량의 유체를 사용하는 공정, 예를 들면 연간 1,000 lb (연간 500 ㎏), 더욱 바람직하게는 연간 5 톤 (연간 5,000 ㎏), 더욱더 바람직하게는 연간 50 톤 (연간 50,000 ㎏), 가장 바람직하게는 연간 1백만 lb (연간 500,000 ㎏)을 사용하는 공정에서의 통상의 공업용 용매의 적어도 일부분을 대체하는데 사용하는 것이 특히 이롭다. 바람직한 구체예에서, 전술한 유체 대체가 발생하는 공정은 적어도 실험실 규모 또는 그 이상의 규모가 된다.
본 발명에 의한 유체 또는 혼합물이 사용되는 공정 또는, 본 발명에 의한 1 이상의 유체를 적어도 부분적으로 MIR이 높은 유체로 대체하는 공정은 코팅 공정에서와 같이 유체를 증발시키고자 하는 공정이 되는 것이 바람직하다. 유체를 증발시키고자 하는 이와 같은 공정에서는, 10% 이상의 유체 또는 유체들, 바람직하게는 20% 이상의 유체를 증발시키는 것이 바람직하며, 그리하여, 코팅에 존재하는 >99%의 유체 또는 유체들이 증발되는 것이 가장 바람직하다.
또한, 종래에 사용된 공업용 용매를 본 발명에 의한 용매로 대체하는 경우에 있어서의 환경적 잇점은, 오존 및 미립자 물질의 형성이 발생하는 지리학적 지역에서 수행하는 경우, 특히 인구 500,000명 이상의 도시 및 이의 인접 지적으로 구획되는 지리학적 지역에서 실시할 경우에 최대의 잇점이 될 수 있을 것이며, 종래에 사용된 공업용 용매의 적어도 일부분을 본 발명에 의한 유체로 대체하는 것은 하기와 같은 사항 중 하나 이상을 야기하게 될 것이다.
(i) 모니터 장치에 의하여 또는 이러한 배합물에 의하여 첨가된 유체 및 대체되는 공업용 용매의 MIR을 사용한 환산법을 계산하여 측정시 오존 형성이 감소되거나, 또는
(ii) 바람직하게는 24 시간 표준법으로 측정한 경우 직경이 2.5 ㎛ (2.5 PM) 미만인 입자의 미립자 형성이 감소되며, 여기서 이러한 감소는 65 ㎍/㎥ 내지 24 시간동안의 양보다 적은 것이 되며, 더욱 바람직하게는 65 65 ㎍/㎥ 내지 24 시간 동안 50 ㎍/㎥ 이하가 되며,
더욱 바람직한 것은 (i) 및 (ii) 모두가 된다.
또다른 구체예에서, 적어도 일부분의 유체가 궁극적으로는 대기중으로 증발되는 공정에 사용하기 위한 유체를 선택하는 방법이 있으며, 이 방법은 유체로서 하기 (a) 및 (b)의 혼합물을 선택하는 것을 포함한다.
(a) MIR이 낮은, 바람직하게는 1.50과 유사하거나 또는 1.50 이하이고, 더욱 바람직하게는 1.00 이하이고, 더더욱 바람직하게는, MIR은 0.50 이하, 더욱 바람직하게는 0.35 이하인 1 이상의 유체 A 및,
(b) (i) 높은 MIR, 바람직하게는 MIR 등급에 의하여 측정하여 예를 들면 MIR>0.50, 더욱 바람직하게는 >1.00, 더욱더 바람직하게는 >1.50인 것; (ii) 낮은 인화점, 바람직하게는 37.8℃ 이하, 더욱 바람직하게는 25℃ 이하, 더더욱 바람직하게는 15℃ 이하, 더욱더 바람직하게는 6.0℃ 이하, 가장 바람직하게는 -6.1℃ 미만인 것; (iii) 2.5 PM의 미립자의 형성 (예, 유체 B를 사용하는 공정은 24 시간 동안 측정시 1 ㎥당 65 ㎍보다 많은 2.5 PM을 생성함); (iv) 독성, 바람직하게는경구 래트의 LD50이 바람직하게는 1,000 ㎎/㎏ 이하, 가장 바람직하게는 500 ㎎/㎏ 이하인 것; (vi) 열 안정성, 바람직하게는 t-부틸 아세테이트와 동일하거나 또는 이보다 적은 (더 불안정한) 열 안정성을 갖는 것; (vii) 유체 또는 유체 혼합물에서의 불활성, 특히 유체 또는 혼합물에 존재하는 임의의 산 또는 염기에 대한 불활성을 갖는 것으로부터 선택된 부적절한 속성 1 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 1 이상의 유체 B.
유체 A의 바람직한 예로는 디알킬 카보네이트, 예컨대 디메틸 카보네이트 (DMC), 메틸 에틸 카보네이트, 메틸 이소프로필 카보네이트, 메틸 sec-부틸 카보네이트, 메틸 t-부틸 카보네이트, 메틸 네오펜틸 카보네이트 및 디이소프로필 카보네이트; 알킬 아세테이트, 예컨대 네오펜틸 아세테이트, 에틸렌 글리콜 디아세테이트, 1,2-프로필렌 글리콜 디아세테이트, 1,3-프로필렌 글리콜 디아세테이트, 1,2-부틸렌 글리콜 디아세테이트, 1,3-부틸렌 글리콜 디아세테이트, 2,3-부틸렌 글리콜 디아세테이트, 네오펜틸 글리콜 디아세테이트; 디옥솔란, 예컨대 2,2-디메틸 디옥솔란, 2,2,4-트리메틸 디옥솔란, 2,2,4,5-테트라메틸 디옥솔란 ; 피발레이트s (트리메틸 아세테이트), 예컨대 메틸 피발레이트 (MP), 이소프로필 피발레이트, t-부틸 피발레이트 (TBP), 네오펜틸 피발레이트 (NPP), 1,2-프로필렌 글리콜 비스-피발레이트 (PGBP), 에틸렌 글리콜 비스-피발레이트, 에틸렌 글리콜 모노피발레이트, 1,2-부틸렌 글리콜 모노피발레이트 (1,2-BGMP), 2,3-부틸렌 글리콜 모노피발레이트 (2,3-BGMP), 1,2-부틸렌 글리콜 피발레이트 아세테이트 (1,2-BGPA), 1,2-부틸렌 글리콜 피발레이트 아세테이트 (1,2-BGPA), 2,3-부틸렌 글리콜 피발레이트 아세테이트 (2,3-BGPA), 에틸렌 글리콜 피발레이트 아세테이트, 1,2 프로필렌 글리콜 모노피발레이트, 네오펜틸 글리콜 모노 피발레이트 및 1,2-프로필렌 글리콜 피발레이트 아세테이트; 이소부티레이트 화합물, 예컨대 이소프로필 이소부티레이트, 네오펜틸 이소부티레이트 및 네오펜틸 글리콜 모노 이소부티레이트; 프로피오네이트 화합물, 예컨대 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 이소프로필 프로피오네이트 및 n-프로필 프로피오네이트; 2,2,4,4-테트라메틸 펜타노니트릴 (TMPN); 이소프로필 네오노나에이트; 피발로니트릴; 메틸 2,2,4,4-테트라메틸 펜타노에이트 (메틸 네오노나노에이트); 및 메틸 3,5,5-트리메틸 헥사노에이트 등이 있다.
유체 B의 바람직한 예로는 방향족 및 지방족 탄화수소 유체, 예컨대 톨루엔 및 크실렌; 알콜, 예컨대 에탄올, n-부틸 알콜, n-프로필 알콜 및 sec-부탄올; 에스테르, 예컨대 에틸 에톡시 프로피오네이트 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트; 케톤, 예컨대 메틸 에틸 케톤 (MEK), C5-C10직쇄형 케톤, 고리형 케톤; 할로탄소, 특히 염소화 및 브롬화 탄화수소; 고리형 에테르, 예컨대 THF 및 비-고리형 에테르, 예컨대 메틸 t-부틸 에테르 (MTBE) 등이 있다.
또한, 본 발명은 본 발명에 의한 1 이상의 유체와, 허용 가능한 낮은 OPF를 갖는 것으로 공지된 유체, 예컨대 아세톤 (MIR=0.48), 메틸 아세테이트 (MIR=0.12), t-부틸 아세테이트 (MIR=0.21), t-부탄올 (MIR=0.40), 디메틸 숙시네이트 (MIR=0.20), 디메틸 글루타레이트 (MIR=0.40) 및 프로필렌 카보네이트(MIR=0.43)의 혼합물 또는 블렌드에 관한 것이다. 이러한 블렌드는 특정의 중요한 잇점을 갖는데, 이러한 혼합물의 예로는 전술한 바와 같은 DMC와 MEK의 혼합물, 또는 DMC와 메틸 아세테이트의 혼합물 등이 있다. 이들 혼합물은 본 발명의 일부를 이루는 것으로 간주한다. MIR가 0.50보다 높은 유체와의 조합에서, 유체는 특정의 적용예에 대하여 기타의 중요한 특성을 갖는 유체 조성물의 혼합에 대하여 오존 형성을 크게 감소시킬 수 있다. 그래서, OFP가 낮거나 또는 감소된 전술한 것에서 선택된 용매를 포함하는 유체 조성물은, 이의 중량 OFP가 MIR 등급에서 0.50 이상이 된다할지라도,발명의 중요한 목적이 된다.
전술한 유체는 공기중으로 방출하고자 하는 용매 조성물에 사용할 것을 권하며, 이는 오존 형성에 있어서 낮은 반응성을 제공할 것이 요구된다. 본 발명에 의하여 선택된 용매는 각각의 혼합물로서 뿐 아니라, 본 발명의 용제와는 다른 기타의 용매 (예, 상기의 용매 B)와의 혼합물로서도 사용될 수 있다. 혼합물에 포함됨 모든 용매는 MIR 반응도가 ~0.50 이하가 되는 경우, 용매 혼합물은 또한 MIR이 약 0.50 이하인 낮은 대기중 광화학 반응성을 갖게 된다.
본 발명자들은, 하나의 성분이 상기의 범위를 초과하더라도, 다수의 용매 혼합물이 에탄 또는 아세톤의 범위내의 MIR을 지닐 수 있어서 오존 형성에 대한 반응성면에서 예외 용매로서 작용한다는 것을 발견하였다. 예외 용매에서의 반응성 범위는 매우 낮은 반응성을 갖는 유체를 선택할 수 있으며, MIR 범위는 ≤0.35, 더욱 적절하게는 ≤0.24이다. 이러한 유체는 MIR에 기초한 반응성이 ~0.50 이하인 유체 뿐 아니라, MIR이 >0.50인 적절히 선택된 용매와 혼합될 수 있으며, 특정의 비율은중량 반응성이 약 0.50 이하인 유체 조성물을 형성하게 된다. 이러한 혼합물은 용매 조성물의 성질의 범위를 크게 확장시킬 수 있으며, 상이한 적용예에 대한 필수의 가요성을 배합자에게 제공한다. MIR >0.50인 유체의 선택이 비교적 폭넓을 수 있기는 하나, 반응도가 ~0.50 이하인 상당한 감소를 얻도록 하기 위하여, MIR<1.5, 적절하게는 <1.2, 더욱 적절하게는 <1.0인 용매를 선택할 것을 권한다.
MIR이 약 0.50 이하인 혼합물의 개념은 공지의 매우 낮은 반응도를 갖는 기타의 용매에도 적용할 수 있다. 예를 들면 메틸 아세테이트는 MIR이 0.12이기는 하지만, 인화점이 ~-12℃이다. 그래서, 메틸 아세테이트는 부틸 아세테이트 (MIR = 1.00 및 인화점 27℃)와 57:43의 중량비로 혼합되어 MIR = 0.50인 혼합물을 형성함으로써 예외 용매와 유사한 반응도를 제공하게 된다. 이러한 혼합물은 인화점이 우수하며, 증발 속도가 낮아서 메틸 아세테이트는 이의 매우 낮은 인화점으로 인하여 충족되지 않는 다수의 적용예에서도 유용하게 된다. 부틸 아세테이트는 예외 용매가 아닌 혼합물의 일부가 될 수 있어서 이의 중량 반응도가 예외 용매와 유사하게 나타나서 바람직한 용매 조성물을 이루게 된다.
MIR 반응도가 <0.50인 1 이상의 용매와, 이의 중량 반응도가 0.50 이하인 MIR >0.50인 1 이상의 용매를 포함하는 혼합물의 특수한 경우는 본 발명의 매우 중요한 구성을 이루게 된다. MIR이 매우 낮은 공지의 용매 중에서, 바람직하게 혼합된 용매에 적절한 성분은 메틸 아세테이트 (MIR=0.12), t-부틸 아세테이트 (MIR =0.21), 디메틸 숙시네이트 (MIR=0.20) 및 시클로메틸실록산을 비롯한 메틸 실록산 등이 있다. 혼합시 중량 MIR이 약 0.50 이하가 되는 이들 용매와, MIR>0.50인 용매의 혼합물은 본 발명에 의한 바람직한 용매가 된다.
그러나, 가장 중요한 혼합은 MIR 반응도가 <0.50인 1 이상의 용매와, MIR 반응도 >0.50인 1 이상의 용매의 혼합이며, 이는 본 발명에서 열거한 용매로부터의 용매를 사용하여 생성될 수 있다.
본 발명은 예를 들어 도료 및 기타의 코팅, 접착제, 실런트, 농약, 세정액, 소비재, 예컨대 화장품, 의약품, 천공 머드, 추출, 반응 희석제, 잉크, 금속 작업 유체 등과 같은 각종의 공업용 적용예에 사용하기 위한 유체 및 유체 혼합물을 제공한다.
본 발명에 의한 가장 바람직한 유체에는 디메틸 카보네이트 및 메틸 피발레이트가 있다. 하기 표 1에는 상대적 반응도가 매우 낮은 용매 - 아세톤 및 에탄보다 훨씬 낮은 용매 - 디메틸 카보네이트 및 메틸 피발레이트가 예시되어 있다. 이러한 데이터에 의하면, 이들 두 화합물은 통상의 VOC 규제에 의하며 미래의 가능한 반응도 법칙에 대하여 매우 낮은 반응도를 나타내는 예외 용매에 대한 EPA의 요건을 충족하는 것으로 나타났다. 또한, DMC는 종래의 모든 공지된 산소화 화합물 중에서 반응도가 가장 낮은 화합물 중 하나인 것으로 나타났다.
모든 VOC 방출의 평균치에 대한 에탄, 아세톤, 디메틸 카보네이트 및 메틸 피발레이트에 대한 반응도 (g 기준) 증분 이론치의 개요
시나리오 오존 생성의 상대적 반응도 최대 8 시간에서의 평균 상대적 반응도
에탄 아세톤 DMC Me-Pvat 에탄 아세톤 DMC Me-Pvat
최대 반응도 0.09 0.12 0.02 0.06 0.08 0.15 0.04 0.07
최대 오존 0.16 0.14 0.04 0.11 0.10 0.15 0.05 0.09
Equal 잇점 0.21 0.15 0.05 0.12 0.12 0.15 0.07 0.09
하기 표 2a는 표 1의 데이터의 일부를 디메틸 카보네이트 및 메틸 피발레이트에 대한 절대 최대 반응도 증분으로 환산한 것을 나타낸다. 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, ROG에서의 NOx의 각종 레벨에 대한 절대 오존 형성은 NOx시나리오(MIR)의 최대 레벨에 대하여서 최대이며, NOx시나리오(EBIR)의 최저 레벨에 대하여서는 최소이다. 그 결과, 테스트한 화합물에 대한 대기중 광화학 오존 형성에서의 절대 반응도는 MIR 시나리오에 대하여서는 최대이며, EBIR 시나리오에 대하여서는 최저이다. 이러한 데이타는 낮은 오염 가능성을 갖는 유체(LPPF), 매우 낮은 오염 가능성을 갖는 유체(VLPPF) 및 무시할 정도의 오염 가능성을 갖는 유체(NPPF)의 값으로 나타낸다. 또한, 표 2b는 허용 가능한 인화점, 비점, 증발 속도, 낮은 독성, 우수한 용매력 및, 광범위한 적용예에 대하여 다방면의 환경 친화적 예외의 매우 낮은 오존 형성 유체 (용매)로서의 전체적으로 우수한 성능을 갖는 양화합물을 예시한다.
절대 반응도 변환비
ROG 에탄 아세톤 DMC MP
오존 생성 상대적 반응도 MIR 1 0.09 0.12 0.02 0.06
MOIR 1 0.16 0.14 0.04 0.11
EBIR 1 0.21 0.15 0.05 0.12
오존 생성 절대적 반응도 MIR 3.93 0.354 0.472 0.079 0.236
MOIR 1.41 0.226 0.197 0.056 0.155
EBIR 0.82 0.172 0.123 0.041 0.098
유체 용매 성질
아세톤 DMC MP
비점(℃) 56 90 99
점도(cps, 20℃) 0.33 0.60 0.74
비중 0.792 1.065 0.873
표면장력 22.3 29.0 23.8
인화점(℃) -20* +19∼+32* 27.2
부틸 아세테이트에 대한 증발비 18 3.2 2.2
한센용해도변수 총 9.2 9.8 8.1
비극성 7.6 7.6 7.2
극성 5.1 3.6 1.8
H-결합 3.4 4.9 3.1
독성(LD50, ㎎/㎏) 5800 13000
* 보고된 문헌 데이타의 변화값을 반영함
마찬가지로, 메틸 카보네이트 (DMC)는 매우 바람직하며, 절대 MIR이 0.50 미만인 용매 시스템을 형성하기 위하여 절대 MIR이 0.50보다 큰 것이라도 다른 유기 용매와 혼합될 수 있다. 기타의 유기 용매와 혼합된 DMC는 기타의 바람직한 환경적 특성을 나타내는데, 이는 DMC가 인화점이 비교적 높고 독성이 낮기 때문이다. 또한, 현재까지는 낮은 OFP 유체로서 인식되지 않았지만, DMC의 상대적 MIR은 SAPRC97 모델을 사용하면 0.02로 계산된다.
하기 표 3∼5에 제시된 화합물은 낮은 오염 가능성을 갖는 유체(LPPF), 매우 낮은 오염 가능성을 갖는 유체(VLPPF) 및 무시할 정도의 오염 가능성을 갖는 유체(NPPF) 또는 유체 용매 혼합물의 일부로서 유용한 화합물에 대한 절대 MIR 반응도의 이론치를 나타낸다. 이러한 유체는 MIR 반응도, 매우 넓은 범위의 증발 속도 및 넓은 범위의 용해력 및 기타의 용매, 중합체, 안료, 촉매, 첨가제 등 실제의 적용예에 필요한 것들과의 혼화성이 바람직하다. 본 발명에서 제시된 모든 화합물,특히 표 2a∼도 5에 제시된 화합물은 절대 MIR이 1.5∼3.0인 대체 통상의 용매로서 매우 유용하며, 특히 대기중 광화학 오존 형성에서의 절대 MIR이 3.0보다 큰 높은 반응도를 갖는 용매에서 그러하다.
무시할 정도의 오염 가능성을 갖는 유체에 대한 절대 MIR 반응도 이론치
화합물 절대 MIR생성된 오존(g)/유체(g)
디메틸 카보네이트 0.079 (실측치)
메틸 피발레이트 0.236 (실측치)
메틸 t-부틸 카보네이트 0.246
t-부틸 피발레이트 0.324
피발로니트릴 ≤0.200 (예상치)
매우 낮은 오염 가능성을 갖는 유체에 대한 절대 MIR 반응도 이론치
화합물 절대 MIR생성된 오존(g)/유체(g)
에틸렌 글리콜 디피발레이트 0.538
메틸 프로피오네이트 0.600
디이소프로필 카보네이트 0.606
메틸 에틸 카보네이트 0.649
에틸 피발레이트 0.657
에틸렌 글리콜 피발레이트 아세테이트 0.667
1,2-프로필렌 글리콜 디피발레이트 0.697
네오펜틸 피발레이트 0.700
네오펜틸 글리콜 디아세테이트 0.743
메틸 네오펜틸 카보네이트 0.800
1,3-프로필렌 글리콜 디아세테이트 0.826
에틸 프로피오네이트 0.860
네오펜틸 이소부티레이트 0.862
에틸렌 글리콜 디아세테이트 0.870
1,2-프로필렌 글리콜 모노피발레이트 0.884
1,2-프로필렌 글리콜 피발레이트 아세테이트(혼합) 0.890
1,2-부틸렌 글리콜 모노피발레이트 0.901
네오펜틸 아세테이트 0.908
메틸 이소프로필 카보네이트 0.918
이소프로필 이소부티레이트 0.930
1,2-부틸렌 글리콜 피발레이트 아세테이트(혼합) 0.934
2,3-부틸렌 글리콜 모노피발레이트 0.930
2,3-부틸렌 글리콜 피발레이트 아세테이트 0.960
이소프로필 피발레이트 0.971
N-프로필 프로피오네이트 0.990
낮은 오염 가능성을 갖는 용매에 대한 절대 MIR 반응도 이론치
화합물
네오펜틸 글리콜 모노피발레이트 1.062
1,2-프로필렌 글리콜 디아세테이트 1.196
1,2-부틸렌 글리콜 디아세테이트 1.254
메틸 sec-부틸 카보네이트 1.278
메틸 3,5,5-트리메틸 헥사노에이트 1.322
2,3-부틸렌 글리콜 디아세테이트 1.332
에틸렌 글리콜 모노피발레이트 1.365
1,3-부틸렌 글리콜 디아세테이트 1.373
DMC 및 MP에 대한 절대적 그리고 상대적 MIR 반응도에 대한 이론치는 실측치와 매우 근사한 것에 유의한다.
본 발명에 의한 유체의 가장 바람직한 사용은 오존 형성을 감소시키는 것이 요구되는 임의의 공정에 사용하는 것이며, 특히 소비재 및 코팅, 예컨대 자동차 재마무리 처리, 건축 및 공업용 코팅 및 도료에서 그러하다.
도료 및 코팅은 통상의 단일 범주의 용매 소비로서 최대가 되며, 이는 사용되는 용매의 거의 절반에 해당하는 것이다. 유체는 용해도, 습윤, 점도 저하, 접착력 증진 및 광택도 개선을 비롯한 도료 및 코팅에서의 다중 기능을 수행한다. 유체는 코팅 배합물에 사용되는 수지, 염료 및 안료를 용해시킨다. 또한, 적용전에, 특정의 적용에 바람직한 점도를 얻기 위하여 용매 희석제를 첨가하는 것이 통상적이다. 용매는 코팅 물질에 적용되자마자 증발하기 시작한다. 용매가 증발되면, 막 형성이 발생하며, 연속의 조밀한 필름이 형성된다. 때때로, 단일의 용매가 코팅 배합물에 사용되나, 대부분의 배합물은 다수의 용매 혼합물을 사용한다.
많은 코팅 분야에서, 용매 시스템은 필름의 광택과 부드러움을 향상시키기위해 연장된 기간동안 필름에 남아있는, 느리게 증발하는 활성 용매를 포함한다. 코팅에 사용되는 용매가 양이 많으며 증발되기 때문에, 대기중에 상당한 양의 VOC가 배출된다.
본 발명에 따른 유체를 포함하는 조성물내로 혼입될 수 있는 수지는 아크릴, 알키드, 폴리에스테르, 에폭시, 실리콘, 셀룰로스 및 그 유도체(예, 니트로셀룰로스 에스테르와 셀룰로스 에스테르), PVC, 및 이소시아네이트계 수지를 포함한다. 또한 많은 안료가 본 발명의 조성물에 혼입될 수 있으며, 당업자는 코팅의 사용 목적에 따라 수지와 안료를 적절히 선택할 수 있다.
세정 분야의 하나는 많은 작업에서 금속 부품과 기타 물체의 기름을 제거하기 위해 이용되는 냉용매 세정이다. 무기 스피릿(spirit)이 냉 세정에서 많이 이용되어 왔으나, 배출과 인화성 문제로 인해 더 높은 인화점의 탄화수소 용매에 의해 대체되고 있다. 세정 조성물로부터 유기 용매를 완전히 제거하기 위한 노력은, 유기 용매계 세정제를 바람직하도록 만드는 성능 특성들을 수성 세정제가 갖지 못했기 때문에 실패해왔다. 본 발명은 제조자들이 환경적 염려와 고객의 성능 염려를 충족시키는 환경적으로 바람직한 생성물로서 매우 낮은 반응성을 가진 용매의 사용을 추구할 수 있도록 한다.
세정하기 위해 증발을 사용하는 세정액 분야를 증기 탈지라 부른다. 증기 탈지에서, 용매는 증발하고 차가운 부품은 증발 스트림에 떠 있게 된다. 용매는 부품에서 응축하고, 액체는 용해되어 먼지, 기름, 및 기타 오염물질을 표면으로부터 제거한다. 부품은 증기 온도로 가열될 때까지 증기내에 남아 있는다. 부품이 제거되는 즉시 건조가 일어나며 용매 잔류물은 문제가 되지 않는다. 증기 탈지 작업에서 사용되는 가장 일반적인 용매는 1,1,1-트리클로로에탄이었다. 하지만, 1,1,1-트리클로로에탄이 성층권에서의 오존 고갈로 인해 단계적으로 폐지됨에 따라, 대체물이 필요하다. 더욱이, 염소계 용매는 독성 문제가 있다. 따라서, 본 발명의 낮은 반응성, 높은 인화점 용매 중 일부는 1,1,1-트리클로로에탄 및 기타 할로겐화 용매대신에 사용될 수 있다.
코팅에 유사한 분야가 프린트 잉크이다. 프린트 잉크에서, 수지는 용매에 용해되어 잉크를 생성한다. 대부분의 프린팅 작업은 최상의 생성 속도를 위해 빨리 증발하는 용매를 이용하지만, 현재 이용되고 있는 용매는 매우 반응성이 높다. 본 발명에 따른 전술한 빠른 증발, 고인화점, 오존 형성에서의 저반응성 유체의 일부는 프린트 잉크에 적합하다.
본 발명에 따른 저독성, 고인화점 및 오존 형성에서의 저반응성 유체에 적합한 분야는 농업 제품이다. 살충제는 빈번히 유화가능한 농축물로서 도포된다. 활성 살충제 또는 제초제는 유화제를 또한 함유하는 탄화수소 용매에 용해된다. 탄화 수소 용매의 선택은 제제의 효율에 심각하게 영향을 줄 수 있으므로 이 분야에서 중요하다. 용매는 살충제에 대한 적절한 용매성을 가져야 하며, 물로 희석될 때 우수한 분산을 촉진해야 하며, 인화성 위험을 최소화할만큼 충분히 높은 인화점과 저독성을 가져야 한다.
하나의 물질을 다른 물질로부터 분리시키는 데 이용되는 추출 공정은 약학 및 식품 가공 산업에서 흔히 이용된다. 종유 추출은 널리 이용되는 추출 공정이다.추출 등급 헥산은 식용 기름과 동물 사료 보충물을 위해 이용되는 음식을 생성하기 위해 대두, 목화씨, 옥수수, 땅콩, 및 기타 종유로부터 기름을 추출하기 위해 이용되는 일반적인 용매이다. 본 발명의 저독성, 고인화점, 저 MIR 유체 및 유체 혼합물이 그러한 산업에 이용될 수 있다.
전술한 분야들 외에도, 고인화점, 저독성, 오존 형성에서의 저반응성 유체를 이용할 수 있는 기타 분야는 접착제, 밀봉제, 화장품, 시추니(drilling muds), 반응 희석제, 금속 작업 유체, 및 의약 또는 화장품과 같은 소비재이다.
본 발명은 하기 실시예에서 추가로 설명되며, 실시예는 예시만을 목적하는 것이며, 제한적인 의미가 아니다. 당업자는 첨부된 청구범위의 범위내에서 많은 변화가 가능함을 알 것이다.
무시할 만한 반응성을 가진 유체 혼합물의 예
하기의 표 A와 B는 유체 용매 혼합물이 (a) 무시할만한 낮은 반응성의 유체 용매와 (b) 반응성이 낮거나 극히 낮은 유체 용매를, 총 용매 혼합물에 대해 <0.45의 중량 평균 MIR 반응성을 제공하는 비율로 이용하여 재조될 수 있으며 그래서 대기 오존 형성에 있어서 무시할만한 낮은 반응성을 가진 개개의 유체 용매와 유사한 오존 형성을 제공함을 보여준다. 하지만, 표 A와 B에 나타난 혼합물은 개별 유체에 비하여 더 나은 증발 프로필, 인화점과 같은 특성을 보유한다.
표 A는 공지의 무시할만한 반응성의 용매-메틸 아세테이트와 또 다른 공지이고 본 발명으로부터의 극히 낮은 반응성 유체에 기초한 무시할만한 반응성의 혼합물을 보여준다. 표 A에서 메틸 아세테이트의 칼럼은 최소의 메틸 아세테이트 함량을 보여주며 이는 그 혼합물에 무시할 만한 반응성을 제공할 것이다. 나타난 바처럼, 메틸 아세테이트 함량이 증가된 모든 혼합물이 오존 형성에서 반응성이 감소될 것이다.
하지만, 무시할만한 반응성을 유지하는, 메틸 아세테이트 함량이 감소된 혼합물에서의 주된 관심사는 혼합물의 인화점의 증가이다. 표 A에서 나타난 바처럼, 본 발명으로부터의 극히 낮은 반응성의 유체 용매, 디이소프로필 카보네이트와 에틸 피발레이트(최소량의 메틸 아세테이트를 필요로 함)와의 두 혼합물이 특히 유리하다. 무시할 만한 반응성의 화합물을 반응성이 낮은 그리고 극히 낮은 제 2 유체와 혼합하여 0.5 미만의 중량 평균 MIR을 제공할 수 있는 것 또한 본 발명의 대상이다.
혼합물의 모든 성분이 본 발명 화합물 리스트로부터 선택될 필요는 없지만, 본 발명 리스트로부터 선택된 성분들이, 대기의 광화학적 오존 형성에서 감소된 또는 무시할만한 반응성을 갖는 최종 용매 혼합물에 특히 바람직한 특성을 제공할 것이라는 것을 주목해야 한다.
본 발명 화합물 하나 이상으로 만들어진 혼합물의 잇점은,무시할만한 반응성 성분으로서의 DMC와의 혼합물을 이용한 표 B에서 추가로 입증된다. DMC는 낮은 MIR을 유지하면서 제 2 유체를 고농도로 사용할 수 있도록 하며, 또한 여전히 제 2 유체 그 자체로부터의 증가된 인화점을 가진 유체 용매를 제공한다. 표 B의 조성물 혼합물의 각각의 인화점은 + 6℃ 이상이며 그들 대부분은 + 15℃ 이상의 인화점을가진다.
절대 MIR=0.45에서의 메틸 아세테이트와 기타 극히 낮은 반응성 용매의 선택된 혼합물
극히 낮은 반응성 용매(제 2 유체 용매) 제 2 유체 용매의 절대 MIR 절대 MIR=0.45인 혼합물에서의 제 2 유체 용매의 중량% 절대 MIR=0.45인 혼합물에서의 메틸 아세테이트의 중량%
데칸 0.93 40.7 59.3
운데칸 0.82 47.1 52.9
도데칸 0.72 55.0 45.0
트리데칸 0.66 61.1 38.9
에틸 프로프라네이트 0.86 44.6 55.4
이소부틸 이소부티레이트 0.86 44.6 55.4
디아세톤 알콜 0.96 39.3 60.7
디이소프로필 카보네이트* 0.606 67.9 32.1
에틸 피발레이트* 0.657 61.5 38.5
* 본 발명의 화합물
절대 MIR=0.45에서의, +6℃ 이상의 인화점을 갖는, DMC*와 기타 낮은 또는 극히 낮은 반응성 용매의 선택된 혼합물
낮은 또는 극히 낮은 반응성 용매(제 2 유체 용매) 제 2 유체 용매의 절대 MIR 절대 MIR=0.45인 혼합물에서의 제 2 유체 용매의 중량% 절대 MIR=0.45인 혼합물에서 DMC의 중량%
메틸에틸 케톤 1.32 29.9 70.1
이소프로판올 0.81 50.8 49.2
데칸 0.93 43.6 56.4
부틸 아세테이트 1.14 35.0 65.0
이소프로필 이소부티레이트 0.86 47.5 52.5
디이소프로필 카보네이트* 0.606 70.4 29.6
에틸 피발레이트* 0.657 64.2 35.8
* 본 발명 화합물
실시예 1
대표적인 용매/수지 시스템을 선택하여 용매 변화 및 증발 속도 차이에 대한 시스템의 민감도를 평가하였다. 용매 시스템에의 순차적인 변화를 일으키고, 수지 용해도와 증발 속도 프로필에 대한 영향을 측정하였다.
초기 시스템은 40 중량% MEK(메틸 에틸 케톤), 40 중량% MIBK(메틸 이소부틸 케톤), 및 20 중량% Exxate?600(엑손 케미칼 컴패니에서 시판되는 C6알킬 아세테이트)로 구성된 유체 혼합물중의 30 중량% 아크릴로이드 B-66 수지(롬 앤 하스에서 시판되는 아크릴 수지)로 구성되었다. 시스템의 나머지는 그대로 유지하면서 DMC로 MIBK를 조금씩 대체하였다. 예를 들어, 40 중량% MEK, 35 중량% MIBK, 5 중량% DMC 및 20 중량% Exxate?600의 용매 혼합물을 평가하고, 최종 용매 혼합물이 40 중량% MEK, 0 중량% MIBK, 40 중량% DMC 및 20 중량% Exxate?600로 구성될 때까지 계속하였다. 용매 시스템의 나머지는 동일하게 유지하면서 MEK를 DMC로, MIBK를 메틸 피발레이트로, 그리고 MEK를 메틸 피발레이트로 대체하고 동일한 과정을 반복하였다. 궁극적으로, MEK와 MIBK 둘다가 DMC로 대체된 용매 혼합물(즉, 80 중량% DMC와 20 중량% Exxate?600) 및 MEK와 MIBK 둘다가 메틸 피발레이트에 의해 대체된 용매 혼합물(즉, 80 중량% 메틸 피발레이트와 20 중량% Exxate?600)을 고려하였다. 증발 프로필을 각 용매 혼합물에 대해 비교하였다.
유체의 10, 50, 및 90 중량%를 증발시키는 데 필요한 시간을 CO-ACTSM컴퓨터 프로그램을 이용하여 계산하였다(예를 들어, Dante et al.,Modern Paint andCoatings, September, 1989를 참고). 결과가 하기 표 6에 제시된다.
증발(분) MIR
유체(20중량% Exxate?600을 함유)중의 중량% 10% 50% 90% 감소
40 MEK/40 MIBK 0.7 4.9 46 (비교)
40 MEK/0 MIBK/40 DMC 0.5 3.8 48 70%
0 MEK/40MIBK/40 DMC 1.0 6.9 50 19%
0 MEK/0 MIBK/80 DMC 0.8 5.4 55 89%
40 MEK/0 MIBK/40 MP 0.5 3.5 44 68%
0 MEK/40 MIBK/40 MP 0.9 6.3 48 17%
MIR의 감소는 MEK에 대해 1.34, MIBK에 대해 4.68의 공지값과, DMC에 대해 0.079와 메틸 피발레이트(MP)에 대해 0.236의 측정값을 이용하여 계산하였다.
이들 결과는 공지의 수지/용매 시스템과 본 발명의 유체를 이용한 수지/용매 시스템간에 증발 프로필에 있어 거의 차이가 없음을 보여준다. 더욱이, 상기 결과는 낮은 오존 형성 포텐셜(MIR이 0.50 이상)을 보유하지 않은 유체의 적어도 일부를 오존 형성에서 낮은 반응성을 나타내는 용매로 대체함으로써 오존 형성을 감소시키는 본 발명 방법의 잇점을 보여준다.
비교예 1
상기 실험을 오존 형성에서 낮은 반응성을 갖는 것으로 공지된 유체, 메틸 아세테이트(MeOAc, MIR=0.12) 및 t-부틸 아세테이트(t-BuOAc, MIR=0.21)를 이용하여 반복하였다. 결과는 하기와 같다.
증발(분) MIR
유체(20중량% Exxate?600을 함유)중의 중량% 10% 50% 90% 감소
40 MEK/40 MIBK 0.7 4.9 48 (비교)
40 MEK/0 MIBK/40 MeOAc 0.2 1.6 44 69%
0 MEK/40 MIBK/40 MeOAc 0.2 2.9 47 19%
40 MEK/0 MIBK/40 t-BuOAc 0.5 3.5 44 68%
0 MEK/40 MIBK/40 t-BuOAc 0.9 6.2 48 17%
이 결과는 MEK 또는 MIBK대신 MeOAc가 사용될 때 증발 프로필에 있어서의 주목할만한 효과를 보여주며, 따라서 이 공지의 낮은 OFP 유체가 현재 이용되고 있는 코팅 유체를 위한 우수한 대체물이 아님을 보여준다. t-BuOAc가 DMC 및 MP와 유사한 프로필을 보여주는 반면, 전술한 바처럼 t-BuOAc는 열적으로 불안정하며 하기하는 바처럼 산에 대해 불활성이지 않다.
실시예 2
아크릴 용매 시스템을 제조하여 코팅 조성물에 흔히 존재하는 산촉매에 대한 디메틸 카보네이트의 안정성을 시험하였다. 제제는 29.9 중량% DMC, 28.7 중량% 펜틸 아세테이트, 20.2 중량% n-부틸 아세테이트, 16.1 중량% n-부틸 알콜, 3.6 중량% 메틸에틸 케톤, 1.5 중량% 이소프로필 알콜을 함유하였다. 2 중량% 톨루엔을 내부 표준으로 함유하였다. 후자 물질은 알드리치 케미칼 컴패니로부터 구입하였다.
파라 톨루엔 설폰산(pTSA)을 상기 제제에 0.5 중량%의 양으로 첨가하였다(pTSA도 알드리치 케미칼 컴패니로부터 구입하였다). 용액을 밀봉하고 질소 대기하에서 50℃ 오븐에 놓았다. 샘플을 일정 간격으로 취해 시험하였다. 디메틸 카보네이트의 함량을 HP 5890 가스 크로마토그래프를 이용한 가스 크로마토그래피 분석에 의해 시간에 걸쳐 모니터하였다. 병행 실험에서 동량의 tert 부틸 아세테이트를 DMC대신 이용하였다. 결과는 하기 표 8에 나타난다(모든 퍼센티지는 중량 기준이다).
용매 시험 시작시에 용매의 중량% 1주 분해기간에서의 용매의 중량% 3주 분해 기간에서의 용매의 중량%
DMC 중량% 100 97.8 95.4
tert 부틸 아세테이트* 100 54.4 17.2
* 이소부틸렌(48.3중량%)와 아세트산(51.7중량%)로 분해됨
tert 부틸 아세테이트의 분해 산물인 이소부틸렌과 아세트산이 6.81과 0.67의 MIR을 각각 가짐을 주목해야 한다. 이는 tert 부틸 아세테이트 당 0.21에 비하여, tert 부틸 아세테이트의 분해 산물의 중량 평균 반응성이 분해 산물 그램당 생성된 오존 3.64 그램이 되는 것이다. 그러한 분해 산물은 무시할 만한 반응성 또는 낮은 반응성 화합물로 생각되지 않을 것이다.
상기 결과는 디메틸 카보네이트가 t-부틸 아세테이트보다 산 촉매에 보다 안정함을 명백히 보여준다. 따라서, 디메틸 카보네이트를 유체로 함유하는 코팅 제제는 t-부틸 아세테이트를 함유하는 것보다 더욱 저장 안정성이 클 것임을 예상할 수 있다. 저장 안정성은 페인트와 같은 코팅 조성물에서 중요한 특성이다.
실시예 3(비교)
일반적인 아크릴계 코팅 시스템을 글로스 화이트 일렉트로스태틱 스프레이 탑코트, 제제 MKY-504-1(S.C.Johnson Polymer에 의해 개발되고 추천됨)를 이용하여 하기와 같이 제조하였다.
Johcryl 504 410.62gr.(크실렌중의 80% 농도)
CymelTM303 140.94gr.
TiO2(TiPure R-960) 360.68gr.
Byk P-1049 2.22 gr.
MAK중의 10% DC-57 11.10 gr.
Nacure 2500 5.55 gr.
아밀 아세테이트 78.8 gr.
부틸 아세테이트 55.49gr.
N-부탄올 44.39 gr.
이 조성물은 하기의 제제 제약조건을 가졌다:
점도 (Ford #4) 44초
PVC 10.2%
중량 고체 75%
고유저항 0.7 메가옴스
VOC 2.78 lb/gal
P/B 비율 0.76
부피 고체 61.7%
촉매 농도 TRS상의 0.3%
제제의 총 용매 조성은 다음과 같았다:
크실렌 29.9 중량%
아밀 아세테이트 28.7 중량%
부틸 아세테이트 20.2 중량%
N-부탄올 16.1 중량%
MAK 3.6 중량%
IPA 1.5 중량%
추가 자료가 제제를 위해 계산되었다:
표면 장력 25℃ 27.12 dyn/cm
인화점: ℃ 19.5 (°F 67.1)
용매가 증발함에 따른 용매 부분에 대한 분(min)으로 나타낸, 제제에 대한 계산된 증발 프로필은 하기와 같았다:
10% 50% 80% 90%
시간(분) 4.7 33 90 160
이 조성물은 용매 조성물의 다른 성분의 대체가 어떻게 VOC, 오존 형성, 인화점, 및 증발 프로필에 영향을 주는지를 보여주기 위한 기초였다. 오존 형성을 계산하기 위하여(고체 코팅 갤런당 오존 lbs), 상기에서 참고한 공지된 소스로부터의 하기의 절대 MIR 값과 본 발명에서 제안된 용매들을 위한 우리의 자료를 이용하였다:
성분 절대 MIR
크실렌 7.81
N-부틸 알콜 3.53
N-부틸 아세테이트 1.14
아밀 아세테이트 1.16
이소프로필 알콜(IPA) 0.81
메틸 아밀 케톤(MAK) 2.65
상기 용매 조성물을 위한 중량 평균 절대 MIR은 용매 조성물 lb당 오존 3.57 lbs로 계산되었으며, 또는 VOC=2.78 lb/gal을 곱하여 페인트 gal당 오존 9.935 lbs가 되었다.
실시예 3a
실시예 3에서와 동일한 대조 제제를 이용하여, 디메틸 카보네이트를 제제중의 크실렌 대신 이용하였다. 대체 용매 조성은 하기와 같았다:
DMC 29.9 중량%
아밀 아세테이트 28.7 중량%
부틸 아세테이트 20.2 중량%
N-부탄올 16.1 중량%
MAK 3.6 중량%
IPA 1.5 중량%
무시할정도로 오염성인 유체 용매로서, DMC는 VOC로부터 제거되어 29.9% VOC 감소를 제공하여 1.95 lb/gal로 계산될 수 있으며, 이는 통상의 재제제화로는 이루기 힘든 매우 강한 VOC 감소이다.
표면 장력, 인화점 및 증발 프로필은 다음과 같이 계산되었다:
표면 장력 27.71 dyn/cm
인화점 23.2 ℃(73.8 ℉)
증발 프로필 10 % 50 % 80 % 90 %
시간(분) 3.8 29 100 190
상기 데이터로 알 수 있는 바와 같이, 크실렌의 DMC로의 치환은 증발 프로필이 현저하게 변화하지 않으며 인화점을 증진(상승에 의한)시키지 않는다. 용매 조성물에 표2b의 절대 MIR 반응성, 절대 MIR DMC = 0.079을 적용할 때, 용매 조성물에 대한 중량 평균 MIR 반응성은 1.245로 계산되어지거나 또는 VOC = 2.78 lb/gal를 곱하면 고체 코팅 gal 당 오존은 3.52 lb 이다.
이러한 사실은 대조 조성물과 비교할 때, 오존 형성의 65 % 감소를 나타낸다.
상기 데이터는 본 발명에서 제시된 용매의 사용에 따른 반응성 근접도가 단순한 VOC 감소에 따라 기대되는 것 보다 더 강하게 그리고, 코팅 조성물의 성질에 따른 부정적 영향 없이, 오존 형성을 현저하게 감소시킬 가능성을 제공한다는 것을 보여준다.
실시예 3b
상기 실시예 3에서와 동일한 대조 제제를 사용하며, 제제에서 크실렌을 메틸 피발레이트(MP)로 치환하였다. 용매 조성물의 대체 상황은 다음과 같다:
MP 29.9 중량%
아밀아세테이트 28.7 중량%
부틸아세테이트 20.2 중량%
N-부탄올 16.1 중량%
MAK 3.6 중량%
IPA 1.5 중량%
VOC = 1.95 lb/gal으로 VOC가 29.9 % 감소(종래의 재형성 방법으로는 달성하기 어려웠을 것인 강한 VOC 감소에 해당됨)된다면, 공해 잠재성을 무시할 만한 유체 용매 MP는 VOC로부터 제거될 수 있다.
표면 장력, 인화점 및 증발 프로필은 다음과 같이 계산되었다:
표면 장력 26 dyn/cm
인화점 19.7 ℃(67.5 ℉)
증발 프로필 10 % 50 % 80 % 90 %
시간(분) 3.3 26 90 175
상기 데이터로 알 수 있는 바와 같이, 크실렌의 MP로의 치환은 증발 프로필을 현저하게 변경하지 않거나 또는 조성물의 성질에 어떤 부정적 영향을 미치지 않는다.
표2a의 절대 MIR 반응성을 사용하면, 중량 평균 MIR 반응성은 용매 조성물에 대해 1.312로 계산되었다. MIR을 VOC = 2.78 lb/gal로 곱하면 고체 코팅 gal 당 오존 3.65 lb 로 계산되어지고, 대조 조성물에 비해 오존 형성이 63.3 % 감소된다.
이들 예는 본 발명에서 제안된 화합물 모두가 예상밖으로 종래의 코팅 제제에서 매우 현저한 VOC의 감소를 나타냈을 뿐 아니라, 오존 형성 잠재성에서도 보다 강한 감소를 제공하였다는 것을 나타낸다. 이들 매우 강한 긍정적 영향들은 코팅 조성물에 대한 어떤 부정적 영향 없이 달성되었다.
본 발명의 공해 잠재성 값이 낮은 유체(LPPF), 공해 잠재성이 매우 낮은 유체(VLPPF) 및 특히 공해 잠재성을 무시할 만한 유체(NPPF)는 심지어 유체 용매 조성물로부터 VOC를 감소시키지 않고도 오존 형성을 매우 크게 감소할 수 있는 기회를 제공한다.
다음의 예는 어떻게 본 발명의 공해 잠재성이 매우 낮은 유체(VLPPF)가 조성물의 VOC 값을 변화시키지 않고도 오존 형성의 상당한 추가 감소를 제공할 수 있는가를 나타낸다. 오존 형성의 상당한 감소는 디이소프로필 카보네이트의 사용에 의해 제공될 수 있으며, 이는 매질에 낮은 증발 속도를 제공하는 본 발명에서 제안된 공해 잠재성이 매우 낮은 유체의 하나이고, 따라서 비등점이 135 ℃ 내지 160 ℃이며 보다 높은 절대 MIR 값을 가진 종래의 산소화된 용매의 허용가능한 치환체이다.
실시예 3c
상기 실시예 3에서와 동일한 대조 제제를 사용하며, 대체 용매 조성물은 크실렌을 DMC로, MAK를 DIPC로, 아밀아세테이트를 부분적으로 DIPC로 치환하였다.
용매 조성물:
DMC 29.9 중량%
DIPC 23.8 중량%
아밀아세테이트 8.5 중량%
부틸아세테이트 20.2 중량%
N-부탄올 16.1 중량%
IPA 1.5 중량%
이러한 조성물은 실시예 3c에서와 동일한 강도의 VOC 감소를 제공할 수 있다(VOC는 2.78 lb/gal 대신에 1.95 lb/gal).
표면 장력, 인화점 및 증발 프로필은 다음과 같이 계산되었다:
표면 장력 28.69 dyn/cm
인화점 39.9 ℃(103.8 ℉)
증발 프로필 10 % 50 % 80 % 90 %
시간(분) 4.0 30 105 205
상기 데이터는 증발 프로필의 사소한 변화를 나타내며 조성물의 성질에 어떤 부정적 영향을 미치지 않는다는 것을 나타낸다.
용매 조성물에 전술한 상기 참고 물질로부터의 절대 MIR 반응성을 적용하면, 상기 용매 조성물의 중량 평균 절대 MIR 반응성은 1.0785로 계산되거나 또는, VOC = 2.78 lb/gal을 곱하면 코팅 gal 당 오존 2.998 lb 로 계산되어지는 것을 알 수 있다.
이는 대조 조성물과 비교하여 오존 형성의 69.8 %의 감소를 나타낼 것이다. 오존 형성의 이러한 추가적 감소는 동일한 VOC에서 실제로 달성되며 어떤 부정적 영향 없이 동일한 수준의 VOC 내에서 현저한 오존 감소를 달성할 가능성을 나타낸다.
실시예 3d
상기 실시예 3에서와 동일한 대조 제제를 사용하며, 대체 용매 조성물은 크실렌을 MP로, MAK을 DIPC로, 아밀아세테이트를 부분적으로 DIPC로 치환하였다.
용매 조성물:
MP 29.9 중량%
DIPC 23.8 중량%
아밀아세테이트 8.5 중량%
부틸아세테이트 20.2 중량%
N-부탄올 16.1 중량%
IPA 1.5 중량%
이러한 조성물의 VOC 감소는 실시예 3a-3c에서와 동일한 1.95 일 것이다.
표면 장력, 인화점 및 증발 프로필은 다음과 같이 계산되었다:
표면 장력 27.16 dyn/cm
인화점 35.5 ℃(95.9 ℉)
증발 프로필 10 % 50 % 80 % 90 %
시간(분) 4.0 32 105 195
상기 데이터는 증발 프로필의 사소한 변화를 나타내며 조성물의 성질에 어떤 부정적 영향을 미치지 않는다는 것을 나타낸다.
용매 조성물에 전술한 상기 참고 물질로부터의 절대 MIR 반응성을 적용하면,상기 용매 조성물의 중량 평균 절대 MIR 반응성은 1.125로 계산되거나 또는, VOC = 2.78 lb/gal을 곱하면 코팅 gal 당 오존 3.23 lb로 계산되어지며, 이는 대조 조성물과 비교하여 오존 형성의 67.5 %의 감소를 나타낼 것이다. 오존 형성의 63.3 %의 감소를 나타내는 실시예 3c와 비교하여, 동일한 VOC에서 현저한 감소를 관찰할 수 있다.
실시예 3c 및 3d는 용매(유체) 조성물 중 고 반응성의 종래 성분을 본 발명의 공해 잠재성을 무시할 만한 유체 및 공해 잠재성이 매우 낮은 유체로의 완전한 치환을 통해 오존 형성을 감소시키는 중요한 기회를 나타낸다.
그러나, 본 발명의 중요한 목적은 다른 공지된 공해 잠재성이 낮은 또는 매우 낮은 유체 용매를 본 발명의 공해 잠재성을 무시할 만하거나, 매우 낮거나 또는 낮은 유체 용매와 조합하는 것이다.
이러한 조합은 현재 알려진 기술에 의해 달성가능한 오존 형성 가능성의 추가 감소를 제공할 수 있다.
실시예 3c 및 3d의 조성물 분석은 이들이 MIR = 3.53인 N-부탄올을 포함한다는 것을 나타낸다.
이 알콜은 헥사메톡시메틸멜라민(HMMM)가교제(상표 Cymel 303) 및 산(또는 블록화된 산) 촉매를 포함하는 조성물의 저장 안정성을 제공하는 데에 필요하다. 이러한 물질은 비-히드록실 포함 용매(non-hydroxyl bearing solvent)로 치환될 수 있다.
탄소수 4 이상의 알콜 및 에테르 알콜을 포함하는 용매 조성물에 대해 오존형성을 추가 감소시키기 위하여, 알콜 작용 성분은 메탄올 및/또는 이소프로판올로 치환될 수 있다. 이들 히드록실 작용성 성분은 대기 광화학 오존 형성시 매우 낮은 반응성을 가진다. 메탄올과 관련된 독성의 염려로 인하여, 이소프로판올의 선택이 바람직하다. 알콜의 양은 달라질 수 있으며 특정 제제에 대해서 최적화 될 필요가 있으나, 몰당 몰의 비는 최적화를 위하여 출발지점으로 이용될 수 있다.
다음의 실시예 3e 및 3f는 본 발명의 조합에 의해 오존 형성을 매우 높게 감소시키기 위한 조합의 유효성을 나타낸다.
실시예 3e
상기 실시예 3에서와 동일한 대조 제제를 사용하며, 대체 용매 조성물은 크실렌을 DMC로, MAK을 DIPC로, 아밀아세테이트를 부분적으로 DIPC, N-부탄올을 IPA로 치환하였다.
용매 조성물:
DMC 29.9 중량%
DIPC 23.8 중량%
아밀아세테이트 11.5 중량%
부틸아세테이트 20.2 중량%
IPA 14.6 중량%
상이한 성분 선택시, N-부탄올은 1:1 몰비로 이소프로판올로 치환되었다. N-부탄올에 대한 IPA의 낮은 몰 중량에 기인한 중량 감소는 아밀 아세테이트에서의 증가로 보완되어 증발 속도의 초기 증가를 보완하였다. 모든 상기 일련의 예에서와같이, VOC는 2.78 lb/gal에서 1.95 lb/gal로 감소된다.
표면 장력, 인화점 및 증발 프로필은 다음과 같이 계산되었다:
표면 장력 28.73 dyn/cm
인화점 38.4 ℃(101.1 ℉)
증발 프로필 10 % 50 % 80 % 90 %
시간(분) 2.6 25 112 215
상기 데이터는 증발 프로필의 사소한 변화를 나타내며 조성물의 성질에 어떤 부정적 영향을 미치지 않는다는 것을 나타낸다.
상기 용매 조성물의 중량 평균 절대 MIR은 0.650로 계산되거나 또는, VOC = 2.78 lb/gal을 곱하면 코팅 gal 당 오존 1.81 lb로 계산되어진다. 이는 대조 조성물과 비교하여 오존 형성의 81.2 %의 감소를 나타낸다.
실시예 3a, 3c 및 3e와 비교하면, 유체(용매) 조성물 성분의 적당한 선택이 어떻게 모든 용매 조성물에서의 VOC에서 매우 강한 감소를 제공할 수 있는 가를 보여준다. 보다 중요하게는, 상기 실시예들은 동일한 VOC에서 조차 오존 형성 잠재성이 매우 상이해진다는 것을 나타낸다.
실시예 3f
상기 실시예 3에서와 동일한 대조 제제를 사용하며, 대체 용매 조성물은 크실렌을 MP로, MAK을 DIPC로, 아밀아세테이트를 부분적으로 DIPC로, N-부탄올을 IPA로 치환하였다.
용매 조성물:
MP 29.9 중량%
DIPC 23.8 중량%
아밀아세테이트 11.5 중량%
부틸아세테이트 20.2 중량%
IPA 14.6 중량%
상기 조성물의 VOC는 1.95이다.
표면 장력, 인화점 및 증발 프로필은 다음과 같이 계산되었다:
표면 장력 27.02 dyn/cm
인화점 34.1 ℃(93.4 ℉)
증발 프로필 10 % 50 % 80 % 90 %
시간(분) 2.3 22 100 195
상기 데이터는 코팅 조성물의 허용가능한 증발 프로필 및 전체적으로 양호한 성질을 나타낸다.
상기 용매 조성물의 중량 평균 절대 MIR은 0.697로 계산되거나 또는. VOC = 2.78 lb/gal을 곱하면 페인트 gal 당 오존 1.938 lb로 계산되어진다. 이는 대조 조성물과 비교하여 오존 형성의 80.5 %의 감소를 나타낸다.
실시예 3g
상기 실시예 3에서와 동일한 대조 제제를 사용하며, 대체 용매 조성물은 본 발명의 공해 잠재성이 무시할 만한 유체인 크실렌을 MIR이 유사한 용매인 아세톤으로 치환하였다.
용매 조성물:
아세톤 29.9 중량%
아밀아세테이트 28.7 중량%
부틸아세테이트 20.2 중량%
N-부탄올 16.1 중량%
MAK 3.6 중량%
IPA 1.5 중량%
표면 장력, 인화점 및 증발 프로필은 다음과 같이 계산되었다:
표면 장력 25.76 dyn/cm
인화점 11.1 ℃(52.0 ℉)
증발 프로필 10 % 50 % 80 % 90 %
시간(분) 1.1 18 83 164
상기 데이터는 허용 불가능한 인화점 감소 및 증발의 50 %까지의 매우 빠른 증발 속도를 나타내며, 이것은 상업적 적용예에서는 허용 불가능한 용매 조성물을 제조한다. 코팅 조성물의 VOC는 1.95 lb/gal 로서, 이것은 실시예 3a 내지 3f와 동일하지만 인화점 및 증말 속도는 산업적 적용 관점에서 볼 때 허용가능한 본 발명의 공해 잠재성을 무시할 만한 유체로서 아세톤 사용을 막는다.
실시예 4
약 10-60 중량%의 플루오로카본, 약 1-30 중량%의 염소성 용매 및 약 10-40 중량%의 산소성 유기 용매를 포함하는 차가운 클리닝 용매가 미국 특허제5,552,080호에 개시되어 있다. 산소성 유기 용매는 n-부탄올 또는 이소프로판올이 바람직하지만, 수많은 다른 산소성 유기 유체(DMC를 비롯)로부터 선택될 수도 있을 것이다.
본 발명자는 놀랍게도 볼 발명의 유체가 오존 고갈과는 반대 현상인 대류권 오존 형성을 감소시키는 전술한 클리닝 조성물에 사용될 수 있다는 것을 발견하였다. 이것은 전혀 예상치 못한 것이다.
더욱이, 전술한 특허의 발명자가 개시한 것과는 반대로, DMC는 오존 형성 감소 측면에서 열거한 어떤 용매들 보다 우수하다. 즉, n-부탄올(MIR = 3.6)을 DMC(MIR = 0.079)로 완전히 대체하면 혼합물의 전체 평균 중량이 현저하게 감소하는 결과가 된다. 마찬가지로, 본 발명은 또한 바닥에서의 오존 형성(groud-based ozone formation)을 감소하는 데에 유용한 차가운 차가운 클리닝 용매로서 할로카본과 함께 예컨대, 50/50 n-부탄올/DMC 또는 50/50 n-부탄올/MP의 혼합물을 고려한다. 이것은 본 발명에서 제공하는 2번째의 예상치 못한 결과이다. 메틸 피발레이트 및 본 발명의 다른 유체를 사용하면, 클리닝 효율의 손실 없이 유사한 결과를 예상할 수 있다. 본 발명의 발명자는 광범위한 농도 범위의 디메틸 카보네이트 및 메틸 피발레이트 혼합물이 차가운 클리닝 용매 조성물로서 사용될 수 있다는 것을 발견하였다. DMC:MP의 비는 9:1 내지 1:9이고, 이것은 허용가능한 적용 성질을 가진, 공해 잠재성을 무시할 만한 용매들을 광범위하게 허용할 것이다. 따라서, 이들 조성물은 할로겐화 성분이 있고 합리적으로 높은 인화점(20-25 ℃ 근방)을 가진 비 VOC 클리닝 유체의 기재로서 제공할 수 있다. 다른 용매는 바람직하게는 공해 잠재성이 낮은 유체, 공해 잠재성이 매우 낮은 유체, 또는 공해 잠재성을 무시할 만한 유체로부터, 원하는 대로 증발 프로필의 변경을 가능하게 하는 이들 조성물로 혼입될 수 있다.
실시예 5
살충제 및 기타 살균제 및 식물 성장을 약화시키는 제제(예컨대, 호르몬)를 포함하는 종자 피복부의 전달은 농업 분야에서 매우 가치있는 것이다. 종래의 피복 기술 뿐 아니라, OSIT 법(유기 용매 주입 기술: Organic Solvent Infusion Technique)이 연구되어졌으며 단단하게 피복된 종자의 발아에 유용할 것이다. 본 방법에서, 종자는 정해진 시간 동안 용매에 침지시킨다. 용매는 통상 크실렌, 아세톤, 메틸렌 클로라이드(CH2CH2)와 같은 매우 휘발성인 용매이다. 본 기술은 이식 유전자 농작물의 생산을 위한 이식 실험을 중심으로 연구되어졌다.
MEK의 DMC 및 MP로의 치환은 유사한 증발 프로필을 나타내는 반면, 크실렌(p-크실렌은 크실렌 중 최저 MIR(MIR = 4.40) 및 아세톤(MIR = 0.48)의 경우, 사용된 유체의 MIR의 현저한 감소를 나타내며, CH2CH2(MIR = 0.10)의 경우, 감소된 독성을 나타낸다.
본원의 실시예는 본 발명의 수개의 유익한 측면들을 나타낸다.
(a)무시할 만큼 낮은 MIR 반응성 값을 가진 유체(< 0.5 gr(생산된 오존)/gr(사용된 용매 유체)는 특정 화합물을 사용하여(문헌 및 본원상에서 설명한 바와 같이) 매우 낮은 MIR 반응성 유기 화합물과의 적당한 혼합에 의해, 바람직하게는 메틸 아세테이트, 특히 DMC와의 혼합에 의해 제조될 수 있다. 상기 혼합물은 무시할만한 반응성 화합물의 범위를 현저히 확장할 뿐 아니라, 성질들의 범위, 특히 증발 프로필의 범위를 확장하는데, 항상 개개의 화합물 보다 혼합물의 경우가 상당히 광범위하다. 이것은 공해 잠재성을 무시할 만한 유체로 생각되어지는 혼합물의 주요한 장점이다.
(b) 본 발명의 공해 잠재성을 무시할 만한 유체를 사용하면 통상의 용매 조성물은 매우 현저한 VOC 감소 가능성을 제공한다. 그러나, 일부 용매를 본 발명의 공해 잠재성을 무시할 만한 유체로 치환한 경우의 오존 형성 감소는 VOC 감소(∼65 % 대 ∼30 %)에 비해 불균형적으로 크다. 상기 데이터는 VOC가 오존 형성에 대해 불량한 척도이며 실제 오존 형성과 관련된 잘못된 데이터를 제공할 수 있다는 것을 나타낸다.
(c) 공해 잠재성을 무시할 만한 유체 또는 임의의 면제 용매(exempt solvent)의 사용은 본 발명의 매우 유익한 화합물과 함께 사용하는 경우에 조차 매우 크긴 하지만 그러나 여전히 제한된 정도의 오존 형성 감소를 제공한다.
또한, 본 명세서에 기술하는 용매 플루이드에 저 오염력 플루이드 및 특히 초저 오염력 플루이드를 사용하면, 극미 오염력 플루이드의 사용이 그 성질에 의해 제한될 때는 달성할 수 없는 오존 형성에서의 매우 현저한 감소를 얻게 된다. 초저 오염력 플루이드만의 사용으로는 오존 형성에서의 최대 감소를 제공할 수 없다고도 언급할 수 있다.
그러나, 오존 형성에서의 최대의 감소를 제공하는 상승 효과는 적절히 선택된 저 오염력 플루이드, 초저 오염력 플루이드 및 극미 오염력 플루이를 배합함으로써 얻을 수 있다. 이러한 결론은 본 발명의 발명자들에 의해 발견된 LPPF, VLPPF 및 NPPF의 특이 구조에 국한되는 것이 아니라,LPPF, VLPPF 및 NPPF 분야에 알려진 것으로도 달성할 수 있다.
실시예들에서 알 수 있듯이, NPPF를 사용하면 오존 형성을 63~65%로 감소시킬 수 있다. 매우 낮은 반응성 플루이드를 첨가하면 실시예들에서 입증되는 바와 같이 추가의 감소율을 80~81%까지 얻을 수 있다.
이러한 결과는 추가의 VOC의 감소 없이 달성되었는데, 이는 VOC가 오존 형성과 상관 관계가 없다는 것을 입증하는 것이다. 또한, 본 발명을 사용하면 매우 현저한 환경적 이익을 얻는데 있어서 엄청난 가능성이 있다.
이하에서는 본 발명을 상세히 설명하고자 하며, 본 개시 내용을 접한 당업자라면 구체적으로 제시한 것 이외에도 첨부한 특허청구의 범위의 사상과 범위 내에서 본 발명을 실시할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 그러므로, 이하의 바람직한 양태의 다양한 변형예가 실시될 수 있음을 이해할 것이다.
제1의 바람직한 양태는 조성물인데, 코팅 용도에 적합할 수 있는 조성물로서, 1종 이상의 플루이드, 바람직하게는 유기 플루이드, 더 바람직하게는 액상 유기 플루이드, 더욱 바람직하게는 산화된 탄화수소인 액상 유기 플루이드를 포함하며, 상기 플루이드는 낮은 MIR을 가지며, 바람직하게는 아세톤의 MIR과 유사하거나 더 낮으며, 더 바람직하게는 에탄의 MIR보다 더 낮은 MIR을 가진다.
더욱 더 바람직하게는 상기 조성물은 다음 속성 중의 1종 이상을 가진다:
본원에 제시된 플래시점 기준 중의 하나 이상을 충족시키거나, 낮은 가연성, 상기에서 더욱 상세히 기술한 바와 같이 직경 2.5 ㎛ 이하인 미립자의 낮은 형성률, 적합한 기화 속도 및 용해력(광범위한 산업 용도에, 예컨대, 분산에 의해, 용매화에 의해, 담체, 희석제 등으로서 작용함에 의해 유용할 것임), LD50이 본원에서 달리 기술하고 있는 기준을 충족시킬 수 있는 저독성, 및 용액에서의 반응, 특히 산 또는 염기에 의해 촉매되는 반응에 대한 불활성을 가진다.
더욱 바람직하게는 상기 조성물은 하기 플루이드 중에서 선택되는 플루이드를 포함하거나, 그 플루이드로 구성되거나 그 플루이드를 주성분으로 한다:
디알킬 카보네이트, 예컨대, 디메틸 카보네이트(DMC), 메틸 에틸 카보네이트, 메틸 이소프로필 카보네이트, 메틸 sec-부틸 카보네이트, 메틸 t-부틸 카보네이트, 메틸 네오펜틸 카보네이트 및 디이소프로필 카보네이트;
알킬 아세테이트, 예컨대, 네오펜틸 아세테이트, 에틸렌 글리콜 디아세테이트, 1,2-프로필렌 글리콜 디아세테이트, 1,3-프로필렌 글리콜 디아세테이트, 2,3-부틸렌 글리콜 디아세테이트, 네오펜틸 글리콜 디아세테이트;
디옥솔란, 예컨대, 2,2-디메틸 디옥솔란, 2,2,4-트리메틸 디옥솔란, 2,2,4,5-테트라 메틸 디옥솔란;
피발레이트, 예컨대, 메틸 피발레이트, 이소프로필 피발레이트, t-부틸 피발레이트(TBP), 네오펜틸 피발레이트(NPP), 1,2-프로필렌 글리콜 비스-피발레이트(PGBP), 에틸렌 글리콜 비스-피발레이트, 에틸렌 글리콜 모노피발레이트, 1,2-부틸렌 글리콜 모노-피발레이트(1,2-BGMP), 2,3-부틸렌 글리콜 모노피발레이트(2,3-BGMP), 1,2-부틸렌 글리콜 피발레이트 아세테이트(1,2-BGPA), 2,3-부틸렌 글리콜 피발레이트 아세테이트(2,3-BGPA), 에틸렌 글리콜 피발레이트 아세테이트, 1,2-프로필렌 글리콜 모노피발레이트, 네오펜틸 글리콜 모노 피발레이트 및 1,2-프로필렌 글리콜 피발레이트 아세테이트;
이소부티레이트 화합물, 예컨대, 이소프로필 이소부티레이트, 네오펜틸 이소부티레이트 및 네오펜틸 글리콜 모노 이소부티레이트;
프로피오네이트 화합물, 예컨대, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 이소프로필 프로피오네이트 및 n-프로필 프로피오네이트; 및
2,2,4,4-테트라메틸 펜타노니트릴(TMPN); 이소프로필 네오노나노에이트; 피발로니트릴; 메틸 2,2,4,4-테트라메틸 펜타노에이트 (메틸 네오노나노에이트); 및 메틸 3,5,5-트리메틸 헥사노에이트.
바람직하게는 상기 조성물은 정지상의 비연소 공정에 산업적 규모로 사용되는데, 상기 조성물은 또한 아세톤의 것보다 높은 MIR 및 더 바람직하게는 1.00보다 큰 MIR 규모를 가진 제2 플루이드를 포함하며; 더욱 바람직하게는 상기 조성물은 1종 이상의 수지를 추가로 포함하며, 더욱 더 바람직하게는 상기 조성물은 안료를 추가로 포함한다.
또한 본 발명의 조성물은 기재를 코팅하기에 적합한 조성물인데, 상기 제1 양태에서 낮은 MIR을 가진 전술한 플루이드 중의 하나, 바람직하게는 디메틸 카보네이트, 메틸 피발레이트 t-부틸 피발레이트 또는 이들의 혼합물과, 1종 이상의 용질, 바람직하게는 수지, 안료 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 용질을포함하며; 상기 조성물은 또한 할로탄소를 함유하지 않을 수도 있으며, 더 바람직하게는 임의의 염화탄소 또는 브롬화탄소를 1000 ppm 미만으로 함유하며; 상기 조성물은 또한 연소 공정에 사용되지 않을 수도 있고, 또한 상기 플루이드는 하기 속성 중의 1종 이상을 가질 수도 있다:
i) 플루이드 용매 1g당 생성된 오존 1.5g이거나 그 미만인 MIR;
ii) -6.1℃ 이상의 플래시점 또는 상기에 제시한 보다 더 바람직한 플래시점;
iii) 경구 래트의 LD50이 500 ㎎/㎏ 이상(즉, 1000 ㎎/㎏ 이상, 또는 더 바람직하게는 2000 ㎎/㎏ 이상)보다 더 양호한 독성 레벨 또는 상기 제시한 더 바람직한 독성 레벨;
iv) 2.5 ㎛ 미만의 미립자의 낮은 형성률, 여기서, "낮은 형성률"이란 24 시간에 걸쳐서 측정된 입방 미터당 65 ㎍ 미만으로, 더 바람직하게는 동일 시간에 측정된 입방 미터당 50 ㎍ 미만으로 정의된다;
v) 정상 부틸 아세테이트에 상대적인 최고 12의 기화 속도.
더 구체적으로, DMC 또는 메틸 피발레이트 또는 그 혼합물은 조성물의 중량 평균 MIR을 1.50 이하로, 더 바람직하게는 1.00 이하로, 더욱 바람직하게는 0.50 이하로, 더욱 더 바람직하게는 0.31 이하로 만들기에 충분한 양으로 존재하며, 또 다른 양태에서, DMC 또는 메틸 피발레이트의 양은 조성물 중 유기 액체의 10 부피 % 이상, 더 바람직하게는 25 부피 % 이상, 더욱 바람직하게는 50 부피 % 이상이고, 가장 바람직하게는 플루이드가 안료 또는 그 혼합물을 함유하는 페인트 혼합물이다.
또한 더 구체적으로 상기 바람직한 양태는 제1 플루이드를 포함하는 공정 플루이드를 이용하는 비연소 공정에 관한 것인데, 여기서, 제1 플루이드의 적어도 일부는 대기 중으로 기화하는 것이며, 이의 개량예는 제1 플루이드의 적어도 일부를 디메틸 카보네이트, 메틸 피발레이트 또는 그 혼합물로부터 선택되는 제2 플루이드로 대체함으로써 대기의 광화학 반응으로부터 오존 형성을 감소시키는 것이며;
또한 더 바람직한 양태는 공정 플루이드가 공정에서 용매, 담체, 희석제, 표면장력 개질제 또는 이들의 배합물로서 작용하는 경우; 공정 플루이드가 할로카본을 함유하지 않는 경우; 오존 형성의 감소가 MIR 기준을 사용하는 계산에 근거하는 경우; 공정이 정지상 산업 공정인 경우; 대체가 다음 개량 중의 1종 이상을 산출하는 경우를 포함한다:
i) 대체 이전의 공정 플루이드의 MIR 보다 10% 이상 더 적은 MIR;
ii) -6.1℃ 이상으로 증가하는 공정 플루이드의 플래시점 또는 계량된 평균 플래시점;
iii) 2000 ㎎/㎏ 이상보다 더 큰 레벨로 공정 플루이드의 감소된 독성 레벨;
iv) 공정에 의해 생성된 직경이 2.5 ㎛ 미만인 미립자의 형성률에서의 측정가능한 수준의 감소;
v) 정상 부틸 아세테이트에 상대적인 12 미만의 범위로의 공정 플루이드의 기화 속도의 변화; 및
vi) 플루이드에 존재하는 산 촉매와의 반응에 기초한 공정 플루이드의 분해의 감소; 또는
상기 성질들 중의 2종 이상 및 더 바람직하게는 3종 이상, 더욱 바람직하게는 4종 이상, 더욱 더 바람직하게는 5종 이상 및 가장 바람직하게는 6종이 개선된 경우; 대체가 플루이드의 블렌드를 산출하고, 여기서 블렌드가 15℃ 이상의 플래시점을 가지는 경우; 또는 블렌드가 60℃ 이상의 플래시점을 가지는 경우; 또는 대체가 공정의 MIR을 10% 이상까지 감소를 초래하는 경우; 또는 감소가 25% 이상인 경우; 또는 감소가 50% 이상인 경우; 또는 공정이 기재를 기화시키고자 하는 1종 이상의 플루이드를 포함하는 조성물로 코팅하는 단계를 포함하는 코팅 공정인 경우; 및 공정이 도색된 표면을 제공하는 경우; 제1 플루이드가 톨루엔, 크실렌, 에탄올, n-부탄올, n-펜탄올, sec-부탄올, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 메틸 이소부틸 케톤, C5-C10선형 케톤, 시클릭 케톤, 할로탄소, 메틸 t-부틸 에테르와 광물성 주정 중에서 선택되는 경우; 및 마지막으로 대체된 제1 플루이드가 MEK의 기화 속도로부터 n-부틸 아세테이트의 기화 속도에 이르는 범위의 기화 속도를 가지고, 대체 후에 공정 플루이드가 MEK의 기화 속도로부터 n-부틸 아세테이트의 기화 속도에 이르는 범위의 기화 속도를 가지는 경우.
제2의 바람직한 양태는 산업용 공정에 사용되는 플루이드 시스템 또는 산업용 공정에 의해 제조된 조성물에 대한 플루이드 시스템을 선별하는 방법인데, 제1의 바람직한 양태에서 제시한 바와 같은 낮은 OFP를 가진 1종 이상의 플루이드를 선별하는 것을 포함하며, 여기서, 낮은 OFP는 구체적으로, 예컨대, DMC에서와 같이또는 일반적으로, 예컨대, 오존 형성, MIR 등과 관련하여 바람직하게는 MIR≤1.00, 더 바람직하게는 ≤0.50, 더욱 바람직하게는 ≤0.35, 가장 바람직하게는 ≤0.24이다.
상기 방법은 또한 제2의 플루이드를 선별하는 방법을 포함하며, 여기서, 제2의 플루이드는 낮은 OFP를 갖지 않으며, 바람직하게는 MIR>1.00이거나, 탄화수소 플루이드, 예컨대, 톨루엔 및 크실렌; 알콜, 예컨대, 메탄올, 이소프로필 알콜, 디아세톤 알콜 및 sec-부탄올; 에스테르, 예컨대, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 부틸 아세테이트, 이소부틸 이소부티레이트, 이소아밀 이소부티레이트, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트; 케톤, 예컨대, 메틸 에틸 케톤(MEK), 선형 케톤, 바람직하게는 C5-C10선형 케톤, 시클릭 케톤; 할로탄소, 특히 염소화된 탄화수소; 및 메틸 t-부틸 에테르(MTBE) 중에서 선택되는 양태의 플루이드이다;
상기 선별은 임의의 OFP 기준에 기초하나 바람직하게는 MIR 기준에 기초한 중량 평균 OFP가 아세톤의 그것 이하이고, 더 바람직하게는 에탄의 그것 이하가 되도록 이루어지며, MIR 기준으로 측정할 때 상기 제시(예컨대, 중량 평균 MIR≤1.00 등)한 블렌드의 바람직한 MIR 이하이며, 더 바람직하게는 블렌드가 전술한 실행 속성 중의 1종 이상을 가지고/가지거나, 특히 다음 기준 중의 1종 이상이 블렌드를 그 기준 하에서 본 발명에 따른 플루이드 없이 그러한 조성물보다 우수하게 한다: 블렌드 플래시점 또는 계량된 평균 플래시점, 용해력, 2.5PM의 형성률, 기화 속도, 독성, 열적 안정성 및 불활성.
마지막으로, 적은 경우이긴 하지만, 플루이드를 사용하는 개량된 산업용 공정의 제3의 바람직한 양태가 있는데, 이 개량은 사용된 플루이드의 적어도 일부를 본 발명에 따른 플루이드, 바람직하게는 상기 제1 양태에 제시된 낮은 MIR 플루이드의 임의의 1종 이상으로부터 선택되는 플루이드로 대체함으로써 그라운드에 기초한 오존 형성에 공정이 미치는 영향을 감소시키는 것을 포함하며, 특히 상기 공정은 본원에 제시된 것 중 하나이며, 더 바람직하게는 상기 공정이 코팅 공정, 추출 공정, 드릴링 공정이거나, 공정이 약제 또는 화장품과 같은 소비 제품을 제조하는 데 사용되는 공정이며, 바람직하게는 그라운드에 기초한 오존 형성에 미치는 공정의 영향의 감소는 공정 플루이드의 MIR이 그것이 단일의 플루이드인지 블렌드인지 여부와 상관 없이 상기 제시한 바와 같이 >1.50 으로부터 1.50 이하, 더 바람직하게는 >1.50 으로부터 1.00 이하, 더욱 바람직하게는 >1.50 으로부터 0.50 이하 등이 되도록 한다. 이 양태에서는, 전술한 실행 특성 중의 1종 이상이 초기 플루이드에 부재하고 최종 플루이드에 존재하는 것이 바람직하다.
전술한 양태들은 이하의 특허청구의 범위의 주제이다. 한 가지 그러한 양태는 용매, 담체, 희석제 및 표면장력 개질 중 임의의 1종 이상으로 작용하는 공정 플루이드를 이용하는 비연소 산업용 공정에 관한 것이며, 여기서, 공정 플루이드는 청구항 1에 지정된 군에서 선택되는 화합물을 포함한다. 관련 양태에 따르면, 제1 플루이드의 적어도 일부가 대기 중으로 기화되는 제1 플루이드를 포함하는 공정 플루이드를 이용하는 비연소 공정에서는, 제1 플루이드의 적어도 일부를 청구항 2에 규정된 화합물 및 혼합물로부터 선택되는 제2 플루이드로 대체하는 것을 포함하는개선이 제공된다.
추가의 양태는 시스템의 적어도 일부를 대기 중으로 기화시키는 것을 포함하는 산업용 비연소 공정에 이용하기 위한 플루이드 시스템에서 다음과 같은 시스템 성질을 부여하기 위해 플루이드 F를 사용하는 것에 관한 것이다:
a. 플루이드 F 없는 시스템의 그것보다 더 낮은 오존 형성력(OFP); 및
b. 다음 중 1종 이상:
i) 플루이드 F 없는 시스템의 그것보다 더 높은 플래시점;
ii) 플루이드 F 없는 시스템의 그것보다 더 높은(독성이 더 적은) 독성 레벨;
iii) 플루이드 F 없는 시스템의 그것보다 더 낮은 밀도(24 시간에 걸쳐 측정할 때) 직경이 2.5㎛(미크론) 미만인 미립자의 형성률;
iv) n-부틸 아세테이트에 상대적인 0.1 내지 12의 범위의 기화 속도; 및
v) 플루이드 F 없는 시스템의 그것보다 더 낮은 산 촉매의 존재 하에서의 분해 경향.
여기서, 플루이드 F는 산소부를 보유하는 휘발성 유기 화합물이고, 불포화 탄소-탄소 결합이나 방향족 기를 보유하는 부가 실질적으로 부재하며, 카보네이트, 아세테이트, 피발레이트, 이소부티레이트, 펜타노에이트, 헥사노에이트, 노나노에이트 및 니트릴로부터 선택된다.
바람직하게는 플루이드 F는 OFP(오존의 g/플루이드의 g의 단위로 절대 MIR 기준으로 측정됨)가 (1) ≤1.5 또는 (2) ≤1.0 또는 (3) ≤0.5 이고/이거나, 플루이드 F를 사용하여 생성된 플루이드 시스템의 OFP가 (1) ≤1.5 또는 (2) ≤1.0 또는 (3) ≤0.5인 OFP(오존의 g/플루이드의 g의 단위로 절대 MIR 기준으로 측정됨)를 가진다.
생성되는 플루이드 시스템은 플루이드 F를 (1) 10 내지 90 중량% 또는 (2) 20 내지 80 중량% 또는 (3) 25 내지 75 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
시스템에 부여되는 성질(b)은 다음 중에서 선택되는 것이 바람직하다:
i) (1) -6.1℃ 이상 또는 (2) 15℃ 이상 또는 (3) 38℃ 이상 또는 (4) 60℃이상의 플래시점;
ii) (㎎/㎏ 단위의 경구 래트의 LD50 기준으로) (1) > 500 또는 (2) > 1000 또는 (3) > 2000 또는 (4) > 3000 또는 (5) > 5000 인 독성 레벨;
iii) (1) 65 ㎎/㎥ 이하 또는 (2) 50 ㎎/㎥ 이하인 밀도(24 시간에 걸쳐 측정됨)에서 직경이 2.5 ㎛(미크론) 미만의 미립자의 형성률;
iv) n-부틸 아세테이트에 상대적인 (1) 5~3 또는 (2) 3~2 또는 (3) 2~1 또는 (4) 1.0~0.3 또는 (5) 0.3~0.1의 범위인 기화 속도.
1종 이상의 플루이드 F를 사용할 수 있다. 산업용 공정(예컨대, 연간 플루이드 시스템 500 ㎏ 이상을 사용하는 공정)의 예로는 코팅 용도, 세정 용도, 추출 공정, 농업용 케미컬의 살포, 인쇄용 잉크 용도, 점착화 공정, 열 전이 공정 또는 용해 공정이 있다. 그러한 공정은 (1) ≥10% 또는 (2) ≥20% 또는 (3) ≥50% 또는 (4) ≥75% 또는 (5) ≥90% 또는 (6) ≥99%인 플루이드 시스템의 비율로 대기 중으로의 기화를 포함할 수 있다.
바람직한 양태에서, 플루이드 F는 메틸 및/또는 에틸 및/또는 이소프로필로부터 선택되는 하이드로카르빌 부를 가진 화합물이다. 또 다른 바람직한 양태에서, 플루이드 F는 총괄적으로 메틸 수소 대 비메틸 수소의 비가 (1) 1보다 크거나 (2) 5보다 크거나 또는 (3) 9 이상인 하이드로카르빌 부를 포함한다.
또 다른 양태는 플루이드 F를 포함하는 1종 이상의 유기 휘발성 제제-플루이드를 포함하는 산업용 제제-플루이드에 관한 것인데, 여기서, 플루이드 F는 산소부를 보유하는 화합물이고, 불포화 탄소-탄소 결합이나 방향족 기를 보유하는 부가 실질적으로 부재하며, 카보네이트, 아세테이트, 피발레이트, 이소부티레이트, 프로피오네이트, 펜타노에이트, 헥사노에이트, 노나노에이트, 니트릴 및 이들의 임의의 2종 이상의 혼합물로부터 선택되며, 플루이드 F는 오존 형성능(OFP)(오존의 g/플루이드의 g의 단위로 절대 MIR 기준에 따른)이 ≤1.5이고, 제제-플루이드 시스템이 플루이드 F 없는 제제-플루이드 시스템의 그것보다 10% 이상 더 낮은 OFP를 가지도록 하는 양으로 존재한다. 플루이드 F의 양은 시스템의 OFP가 플루이드 F가 없는 시스템의 OFP의 (1) 25% 이상 또는 50% 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다. 플루이드 F는 총괄적으로 메틸 수소 대 비메틸 수소의 비가 (1) 1보다 크거나 (2) 5보다 크거나 또는 (3) 9 이상인 하이드로카르빌 부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 프로피오네이트는 로듐이 촉매하는 히드로포르밀화를 통해 에틸렌을 프로피온알데히드로 전환시킨 다음, 두 번의 알돌 축합을 통해 프로피온알데히드를 삼량체화하여 C9생성물을 형성하고, 이것을 수소 첨가 반응시켜 목적생성물인 2,4-디메틸 헵탄올을 얻음으로써 제조할 수 있다. 프로피온산(CH3CH2COOH)은 통상의 에스테르화 기법을 통해 용이하게 제조된다. 따라서, 메탄올과의 반응은 메틸 프로피오네이트(CH3CH2COOCH3)를 제공하고, 에틸 알코올과의 반응은 에틸 프로피오네이트(CH3CH2COOCH2CH3)를 제공하며, 이소프로필 알코올과의 반응은 이소프로필 프로피오네이트(CH3CH2COOCH[CH3]2)를 제공하고, n-프로필 알코올과의 반응은 프로필 프로피오네이트(CH3CH2COOCH2CH2CH3)를 제공한다.

Claims (53)

  1. 불포화 탄소-탄소 결합 또는 방향족기가 실질적으로 없는 유체 F를 포함하는 1종 이상의 유기 휘발성 제제-유체를 포함하는 산업용 제제-유체 시스템으로서,
    상기 유체 F는 카르보네이트, 아세테이트, 디옥살란, 피발레이트, 이소부티레이트, 프로피오네이트, 펜타노에이트, 헥사노에이트, 노나노에이트, 니트릴 및 이들의 임의의 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    상기 유체 F는 상기 제제-유체 시스템이 유체 F가 없는 제제-유체 시스템보다 10% 이상 적은 양으로 오존 형성의 감소를 나타낼 정도의 양만큼 존재하는 것인 산업용 제제-유체 시스템(industrial formulation-fluid system).
  2. 제1항에 있어서, 상기 유체 F는 산소 함유 작용기 또는 질소 함유 작용기를 포함하는 것인 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유체 F는 1.5 이하의 오존 형성 포텐셜(ozone formation potential; OPF)[절대 MIR 스케일에 따를 경우, 단위 - 오존의 g/유체 F의 g]을 갖는 것인 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 유체 F의 양은 상기 제제-유체 시스템이 유체 F가 없는 상기 제제-유체 시스템보다 (1) 25% 이상 적거나 또는 (2) 50% 이상 적은 양으로 오존 형성의 감소를 나타낼 정도의 양인 것인 시스템.
  5. 제2항에 있어서, 상기 산소 함유 작용기는 -ROCOOR', -COOR 및 -ROR'로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 질소 함유 작용기는 RCN인 것(여기서, R 및 R'는 모두 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, 이소부틸, tert-부틸, 네오펜틸 및 2,4,4-트리메틸펜틸로 이루어진 군으로부터 선택됨)인 시스템.
  6. 제5항에 있어서, R 및 R'는 집합적으로(collectively) 메틸기의 수소 대 비(非)-메틸기의 수소 비율이 (1) 1 초과, (2) 5 초과 또는 (3) 9 이상인 것인 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 유체 F는 디메틸 카르보네이트, 메틸 피발레이트, 메틸 에틸 카르보네이트, 메틸 이소프로필 카르보네이트, 메틸 네오펜틸 카르보네이트, 메틸 tert-부틸 카르보네이트, 디이소프로필 카르보네이트, 네오펜틸 아세테이트, 에틸렌 글리콜 디아세테이트, 1,2-프로필렌 글리콜 디아세테이트, 1,3-프로필렌 글리콜 디아세테이트, 1,2-부틸렌 글리콜 디아세테이트, 1,3-부틸렌 글리콜 디아세테이트, 2,3-부틸렌 글리콜 디아세테이트, 네오펜틸 글리콜 디아세테이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 이소프로필 프로피오네이트, n-프로필 프로피오네이트, 2,2-디메틸 디옥살란, 2,2,4-트리메틸 디옥살란, 2,2,4,5-테트라메틸 디옥살란, 에틸 피발레이트, 이소프로필 피발레이트, tert-부틸 피발레이트,네오펜틸 피발레이트, 피발로니트릴, 에틸렌 글리콜 모노피발레이트, 1,2-프로필렌 글리콜 모노피발레이트, 1,2-부틸렌 글리콜 모노피발레이트, 2,3-부틸렌 글리콜 모노피발레이트, 에틸렌 글리콜 피발레이트 아세테이트, 에틸렌 글리콜 디피발레이트, 1,2-프로필렌 글리콜 피발레이트 아세테이트, 1,2-부틸렌 글리콜 피발레이트 아세테이트, 1,3-부틸렌 글리콜 피발레이트 아세테이트, 2,3-부틸렌 글리콜 피발레이트 아세테이트, 1,2-프로필렌 글리콜 디피발레이트, 네오펜틸 글리콜 모노피발레이트, 네오펜틸 글리콜 피발레이트 아세테이트, 이소프로필 이소부티레이트, 네오펜틸 이소부티레이트, 메틸 2,2,4,4-테트라메틸 펜타노에이트(메틸 네오노나노에이트), 이소프로필 네오노나노에이트, 2,2,4,4-테트라메틸 펜타노니트릴렌네오펜틸 글리콜 모노이소부티레이트, 메틸 3,5,5-트리메틸헥사노에이트 및 이들의 임의의 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 포함하는 것인 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 유체 F는 1 이상의 하기 특성을 갖는 것인 시스템:
    i) -6.1 ℃ 이상의 인화점(flash pont);
    ii) 500 mg/kg 이상의 독성 레벨;
    iii) 24시간에 걸쳐 측정시 밀도가 65 mg/㎥ 미만인, 직경 2.5 ㎛ 미만의 미립자의 형성; 및
    iv) n-부틸 아세테이트에 대한 상대적인 증발 속도가 0.1 내지 12 범위인 증발 속도.
  9. 제1항에 있어서, 상기 유체 F는 할로겐화탄소(halocarbon)을 함유하지 않은 것인 시스템.
  10. 불포화 탄소-탄소 결합 또는 방향족기가 실질적으로 없는 유체 F를 포함하는 1종 이상의 유기 휘발성 제제-유체를 포함하는 산업용 제제-유체 시스템으로서,
    상기 유체 F는 카르보네이트, 아세테이트, 디옥살란, 피발레이트, 이소부티레이트, 프로피오네이트, 펜타노에이트, 헥사노에이트, 노나노에이트, 니트릴 및 이들의 임의의 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    상기 유체 F는 상기 제제-유체 시스템이 유체 F가 없는 제제-유체 시스템보다 10% 이상 적은 오존 형성 포텐셜(OFP)을 갖을 정도의 양만큼 존재하는 것인 산업용 제제-유체 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 유체 F는 산소 함유 작용기 또는 질소 함유 작용기를 포함하는 것인 시스템.
  12. 제10항에 있어서, 상기 유체 F는 1.5 이하의 오존 형성 포텐셜(OPF)[절대 MIR 스케일에 따를 경우, 단위 - 오존의 g/유체 F의 g]을 갖는 것인 시스템.
  13. 제1 유체(제1 유체 중 적어도 일부는 대기로 증발됨)를 포함하는 공정 유체(process fluid)를 사용하는 비연소(non-combustion) 방법으로서,
    상기 제1 유체 중 적어도 일부를 불포화 탄소-탄소 결합 또는 방향족기가 실질적으로 없는 제2 유체(제2 유체는 카르보네이트, 아세테이트, 디옥살란, 피발레이트, 이소부티레이트, 펜타노에이트, 헥사노에이트, 노나노에이트, 니트릴 및 이들의 임의의 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택됨)로 대체함으로써(여기서, 제2 유체는 상기 공정 유체가 상기 제2 유체가 없는 상기 공정 유체보다 10% 이상 적은 양으로 오존 형성의 감소를 나타낼 정도의 양만큼 존재함), 상기 방법의 수행에 기인하는 대기 광화학 반응(atmospheric photochemical reaction)으로부터의 오존 형성을 감소시키는 단계를 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 유체 F는 산소 함유 작용기 또는 질소 함유 작용기를 포함하는 것인 방법.
  15. 제13항에 있어서, 1.5 이하의 오존 형성 포텐셜(OPF)[절대 MIR 스케일에 따를 경우, 단위 - 오존의 g/유체 F의 g]을 갖는 것인 시스템.
  16. 제13항에 있어서, 유체 F의 양은 제제-유체 시스템이 유체 F가 없는 제제-유체 시스템보다 (1) 25% 이상 적거나 또는 (2) 50% 이상 적은 오존 형성의 감소를 나타낼 정도의 양인 것인 방법.
  17. 제14항에 있어서, 상기 산소 함유 작용기는 -ROCOOR', -COOR 및 -ROR'로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 질소 함유 작용기는 RCN인 것(여기서, R 및 R'는 모두 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, 이소부틸, tert-부틸, 네오펜틸 및 2,4,4-트리메틸펜틸로 이루어진 군으로부터 선택됨)인 방법.
  18. 제17항에 있어서, R 및 R'는 집합적으로(collectively) 메틸기의 수소 대 비(非)-메틸기의 수소 비율이 (1) 1 초과, (2) 5 초과 또는 (3) 9 이상인 것인 시스템.
  19. 제13항에 있어서, 상기 제2 유체는 디메틸 카르보네이트, 메틸 피발레이트, 메틸 에틸 카르보네이트, 메틸 이소프로필 카르보네이트, 메틸 네오펜틸 카르보네이트, 메틸 tert-부틸 카르보네이트, 디이소프로필 카르보네이트, 네오펜틸 아세테이트, 에틸렌 글리콜 디아세테이트, 1,2-프로필렌 글리콜 디아세테이트, 1,3-프로필렌 글리콜 디아세테이트, 1,2-부틸렌 글리콜 디아세테이트, 1,3-부틸렌 글리콜 디아세테이트, 2,3-부틸렌 글리콜 디아세테이트, 네오펜틸 글리콜 디아세테이트, 2,2-디메틸 디옥살란, 2,2,4-트리메틸 디옥살란, 2,2,4,5-테트라메틸 디옥살란, 에틸 피발레이트, 이소프로필 피발레이트, tert-부틸 피발레이트, 네오펜틸 피발레이트, 피발로니트릴, 에틸렌 글리콜 모노피발레이트, 1,2-프로필렌 글리콜 모노피발레이트, 1,2-부틸렌 글리콜 모노피발레이트, 2,3-부틸렌 글리콜 모노피발레이트, 에틸렌 글리콜 피발레이트 아세테이트, 에틸렌 글리콜 디피발레이트, 1,2-프로필렌 글리콜 피발레이트 아세테이트, 1,2-부틸렌 글리콜 피발레이트 아세테이트, 1,3-부틸렌 글리콜 피발레이트 아세테이트, 2,3-부틸렌 글리콜 피발레이트 아세테이트, 1,2-프로필렌 글리콜 디피발레이트, 네오펜틸 글리콜 모노피발레이트, 네오펜틸 글리콜 피발레이트 아세테이트, 이소프로필 이소부티레이트, 네오펜틸 이소부티레이트, 메틸 2,2,4,4-테트라메틸 펜타노에이트(메틸 네오노나노에이트), 이소프로필 네오노나노에이트, 2,2,4,4-테트라메틸 펜타노니트릴렌네오펜틸 글리콜 모노이소부티레이트, 메틸 3,5,5-트리메틸헥사노에이트 및 이들의 임의의 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 포함하는 것인 방법.
  20. 제13항에 있어서, 상기 공정 유체는 상기 방법에 있어서 용매, 담체, 희석제, 표면 장력 조절제(surface tension modifier) 또는 이들의 배합물로서 작용하는 것인 방법.
  21. 제13항에 있어서, 상기 공정 유체는 할로겐화탄소를 함유하지 않은 것인 방법.
  22. 제13항에 있어서, 상기 오존 형성 감소는 OFP 스케일을 사용한 계산에 기초한 것인 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 오존 형성 감소는 절대 MIR 스케일을 사용한 계산에 기초한 것인 방법.
  24. 제13항에 있어서, 상기 방법은 정치(定置) 산업용 방법(stationary industrial process)인 것인 방법.
  25. 제13항에 있어서, 상기 대체 단계는 1 이상의 하기 개선점(improvement)을 초래하는 것인 방법:
    i) -6.1 ℃ 위로 증가하는 공정 유체의 인화점;
    ii) 적어도 500 mg/kg으로의 공정 유체의 독성 레벨의 증가;
    iii) 24시간에 걸쳐 측정시 65 mg/㎥ 미만의 밀도로 직경 2.5 ㎛ 미만의 미립자의 형성의 감소;
    iv) 0.1 내지 12 범위로의 n-부틸 아세테이트에 대한 공정 유체의 상대적인 증발 속도의 변화; 및
    v) 공정 유체 내에 존재하는 산 촉매와의 반응에 기초한 공정 유체의 분해의 감소.
  26. 제13항에 있어서, 상기 대체 단계는 유체 혼합물(이 혼합물은 15 ℃ 초과의 인화점을 갖음)을 생성시키는 것인 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 혼합물은 38 ℃ 초과의 인화점을 갖는 것인 방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 혼합물은 60 ℃ 초과의 인화점을 갖는 것인 방법.
  29. 제13항에 있어서, 상기 대체 단계는 공정 유체의 OFP를 25% 이상 감소시키는 것인 방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 감소는 50% 이상인 것인 방법.
  31. 제13항에 있어서, 상기 제2 유체는 1 이상의 하기 특성을 갖는 것인 방법:
    i) -6.1 ℃ 이상의 인화점;
    ii) 500 mg/kg 이상의 독성 레벨;
    iii) 24시간에 걸쳐 측정시 밀도가 65 mg/㎥ 미만인, 직경 2.5 ㎛ 미만의 미립자의 형성; 및
    iv) n-부틸 아세테이트에 대한 상대적인 증발 속도가 0.1 내지 12 범위인 증발 속도.
  32. 제13항에 있어서, 대체되는 상기 제1 유체는 분지쇄형 C6-C9알칸, 직쇄형 알칸, 지환족 C6-C10탄화수소, 천연 탄화수소(알파 또는 베타 피넨 또는 투르펜틴), 에탄올, 프로판올 및 C4이상의 비(非)-tert 알콜, C3이상의 에테르, 에테르 알콜, 에테르 알콜 아세테이트, 에틸 에톡시 프로피오네이트, C5이상의 케톤, 고리형 케톤, 방향족 탄화수소 C7 +, 할로겐화탄소, 특히 염소화 및 브롬화 탄화수소, 고리형 에테르[예컨대, 테트라하이드로푸란(THF)] 및 미네랄 스피리트(mineral spirit)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  33. 제13항에 있어서, 상기 제1 유체는 1종 이상의 1차 또는 2차 C4이상의 알콜, 에탄올, 프로판올 및 에테르 알콜을 포함하는 것(여기서, 상기 알콜 중 적어도 일부는 메탄올 및 이소프로판올 중에서 선택되는 알콜로 대체됨)인 방법.
  34. 제13항에 있어서, 상기 공정 유체를 포함하는 코팅 조성물로 기재(substrate)를 코팅하는 단계를 포함하는 코팅 방법인 것인 방법.
  35. 제19항에 있어서, 상기 제2 유체는 디메틸 카르보네이트 또는 메틸 피발레이트를 포함하는 것인 방법.
  36. 제19항에 있어서, 상기 제2 유체는 메틸 tert-부틸 카르보네이트, tert-부틸 피발레이트 또는 피발로니트릴을 포함하는 것인 방법.
  37. 제1 유체(제1 유체 중 적어도 일부는 대기로 증발됨); 및
    불포화 탄소-탄소 결합 또는 방향족기가 실질적으로 없는 제2유체(제2 유체는 카르보네이트, 아세테이트, 디옥살란, 피발레이트, 이소부티레이트, 프로피오네이트, 펜타노에이트, 헥사노에이트, 노나노에이트, 니트릴 및 이들의 임의의 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고; 제2 유체는 조성물이 제2 유체가 없는 조성물보다 10% 이상 적은 양으로 오존 형성의 감소를 나타낼 정도의 양만큼 존재함)를 포함하는 조성물.
  38. 제37항에 있어서, 유체 F는 산소 함유 작용기 또는 질소 함유 작용기를 포함하는 것인 조성물.
  39. 제37항에 있어서, 유체 F는 1.5 이하의 오존 형성 포텐셜(OPF)[절대 MIR 스케일에 따를 경우, 단위 - 오존의 g/유체 F의 g]을 갖는 것인 조성물.
  40. 제37항에 있어서, 유체 F의 양은 제제-유체 시스템이 유체 F가 없는 제제-유체 시스템보다 (1) 25% 이상 적거나 또는 (2) 50% 이상 적은 오존 형성의 감소를 나타낼 정도의 양인 것인 조성물.
  41. 제38항에 있어서, 상기 산소 함유 작용기는 -ROCOOR', -COOR 및 -ROR'로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 질소 함유 작용기는 RCN인 것(여기서, R 및 R'는 모두 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, 이소부틸, tert-부틸, 네오펜틸 및 2,4,4-트리메틸펜틸로 이루어진 군으로부터 선택됨)인 조성물.
  42. 제41항에 있어서, R 및 R'는 집합적으로(collectively) 메틸기의 수소 대 비(非)-메틸기의 수소 비율이 (1) 1 초과, (2) 5 초과 또는 (3) 9 이상인 것인 조성물.
  43. 제37항에 있어서, 상기 제2 유체는 디메틸 카르보네이트, 메틸 피발레이트, 메틸 에틸 카르보네이트, 메틸 이소프로필 카르보네이트, 메틸 네오펜틸 카르보네이트, 메틸 tert-부틸 카르보네이트, 디이소프로필 카르보네이트, 네오펜틸 아세테이트, 에틸렌 글리콜 디아세테이트, 1,2-프로필렌 글리콜 디아세테이트, 1,3-프로필렌 글리콜 디아세테이트, 1,2-부틸렌 글리콜 디아세테이트, 1,3-부틸렌 글리콜 디아세테이트, 2,3-부틸렌 글리콜 디아세테이트, 네오펜틸 글리콜 디아세테이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 이소프로필 프로피오네이트, n-프로필 프로피오네이트, 2,2-디메틸 디옥살란, 2,2,4-트리메틸 디옥살란, 2,2,4,5-테트라메틸 디옥살란, 에틸 피발레이트, 이소프로필 피발레이트, tert-부틸 피발레이트, 네오펜틸 피발레이트, 피발로니트릴, 에틸렌 글리콜 모노피발레이트, 1,2-프로필렌 글리콜 모노피발레이트, 1,2-부틸렌 글리콜 모노피발레이트, 2,3-부틸렌 글리콜 모노피발레이트, 에틸렌 글리콜 피발레이트 아세테이트, 에틸렌 글리콜 디피발레이트, 1,2-프로필렌 글리콜 피발레이트 아세테이트, 1,2-부틸렌 글리콜 피발레이트 아세테이트, 1,3-부틸렌 글리콜 피발레이트 아세테이트, 2,3-부틸렌 글리콜 피발레이트 아세테이트, 1,2-프로필렌 글리콜 디피발레이트, 네오펜틸 글리콜 모노피발레이트, 네오펜틸 글리콜 피발레이트 아세테이트, 이소프로필 이소부티레이트, 네오펜틸 이소부티레이트, 메틸 2,2,4,4-테트라메틸 펜타노에이트(메틸 네오노나노에이트), 이소프로필 네오노나노에이트, 2,2,4,4-테트라메틸 펜타노니트릴, 네오펜틸 글리콜 모노이소부티레이트, 메틸 3,5,5-트리메틸헥사노에이트 및 이들의 임의의 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 포함하는 것인 조성물.
  44. 제37항에 있어서, 상기 조성물은 할로겐화탄소를 함유하지 않은 것인 조성물.
  45. 제37항에 있어서, 상기 조성물은 1 이상의 하기 특성을 나타내는 것인 조성물:
    i) -6.1 ℃ 위로 증가하는 조성물의 인화점;
    ii) 적어도 500 mg/kg으로의 조성물의 독성 레벨의 증가;
    iii) 24시간에 걸쳐 측정시 65 mg/㎥ 미만의 밀도로 직경 2.5 ㎛ 미만의 미립자의 형성의 감소;
    iv) 0.1 내지 12 범위로의 n-부틸 아세테이트에 대한 조성물의 상대적인 증발 속도의 변화; 및
    v) 공정 유체 내에 존재하는 산 촉매와의 반응에 기초한 조성물의 분해의 감소.
  46. 제37항에 있어서, 상기 조성물은 15 ℃ 초과의 인화점을 갖는 것인 조성물.
  47. 제46항에 있어서, 상기 혼합물은 38 ℃ 초과의 인화점을 갖는 것인 조성물.
  48. 제47항에 있어서, 상기 혼합물은 60 ℃ 초과의 인화점을 갖는 것인 조성물.
  49. 제37항에 있어서, 상기 제2 유체는 1 이상의 하기 특성을 갖는 것인 조성물:
    i) -6.1 ℃ 이상의 인화점(flash pont);
    ii) 500 mg/kg 이상의 독성 레벨;
    iii) 24시간에 걸쳐 측정시 밀도가 65 mg/㎥ 미만인, 직경 2.5 ㎛ 미만의 미립자의 형성; 및
    iv) n-부틸 아세테이트에 대한 상대적인 증발 속도가 0.1 내지 12 범위인 증발 속도.
  50. 제37항에 있어서, 상기 제1 유체는 분지쇄형 C6-C9알칸, 직쇄형 알칸, 지환족 C6-C10탄화수소, 천연 탄화수소(알파 또는 베타 피넨 또는 투르펜틴), 에탄올, 프로판올 및 C4이상의 비(非)-tert 알콜, C3이상의 에테르, 에테르 알콜, 에테르 알콜 아세테이트, 에틸 에톡시 프로피오네이트, C5이상의 케톤, 고리형 케톤, 방향족 탄화수소 C7 +, 할로겐화탄소, 특히 염소화 및 브롬화 탄화수소, 고리형 에테르[예컨대, 테트라하이드로푸란(THF)] 및 미네랄 스피리트(mineral spirit)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 조성물.
  51. 제37항에 있어서, 상기 제1 유체는 1종 이상의 1차 또는 2차 C4이상의 알콜, 에탄올, 프로판올 및 에테르 알콜을 포함하는 것(여기서, 상기 알콜 중 적어도 일부는 메탄올 및 이소프로판올 중에서 선택되는 알콜로 대체됨)인 조성물.
  52. 제43항에 있어서, 상기 제2 유체는 디메틸 카르보네이트 또는 메틸 피발레이트를 포함하는 것인 조성물.
  53. 제43항에 있어서, 상기 제2 유체는 메틸 tert-부틸 카르보네이트, tert-부틸 피발레이트 또는 피발로니트릴을 포함하는 것인 조성물.
KR10-2003-7006394A 2000-11-10 2001-11-07 환경적으로 바람직한 유체 및 유체 혼합물 KR20030084896A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/711,275 2000-11-10
US09/711,275 US6818049B1 (en) 1998-05-05 2000-11-10 Environmentally preferred fluids and fluid blends
PCT/US2001/049701 WO2002064687A1 (en) 2000-11-10 2001-11-07 Environmentally preferred fluids and fluid blends

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20030084896A true KR20030084896A (ko) 2003-11-01

Family

ID=24857412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-7006394A KR20030084896A (ko) 2000-11-10 2001-11-07 환경적으로 바람직한 유체 및 유체 혼합물

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2004528407A (ko)
KR (1) KR20030084896A (ko)
CA (1) CA2428588A1 (ko)
WO (1) WO2002064687A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6395103B1 (en) * 1997-05-23 2002-05-28 Huntsman Petrochemical Corporation Degreasing compositions
US6818049B1 (en) 1998-05-05 2004-11-16 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Environmentally preferred fluids and fluid blends
US8961680B2 (en) * 2013-03-08 2015-02-24 Tbf Environmental Technology Inc. Solvent formulations
WO2017001365A1 (en) * 2015-06-30 2017-01-05 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for degreasing a chemical plant
CA3070416C (en) 2017-07-18 2022-05-24 Ha-International, Llc Compositions and methods for refractory coatings with ester carriers
CN114910610A (zh) * 2022-05-16 2022-08-16 华南理工大学 一种基于挥发性有机物损耗测量的臭氧生成潜势评估方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6280519B1 (en) * 1998-05-05 2001-08-28 Exxon Chemical Patents Inc. Environmentally preferred fluids and fluid blends

Also Published As

Publication number Publication date
CA2428588A1 (en) 2002-08-22
WO2002064687A1 (en) 2002-08-22
JP2004528407A (ja) 2004-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU748944B2 (en) Environmentally preferred fluids and fluid blends
US5609678A (en) Paint solvent with glycol ether, oxidizing oil, propylene glycol or propylene carbonate, and NMP or isoalkane
US20100187478A1 (en) Method of Raising the Flash Points and Improving the Freeze Resistance of Volatile Green Solvents
US5049314A (en) Paint stripping composition consisting essentially of NMP and ethyl-3-ethoxy propionate
US5310496A (en) Vegetable oil based paint removing compositions
US6506243B1 (en) Environmentally preferred fluids and fluid blends
AU2005284871B2 (en) Paint &amp; ink remover two-phase system
EP0551378A1 (en) Method of activating n-methyl-2-pyrrolidone (nmp) and/or gamma-butyrolactone (blo) varnish and paint remover solvents
Wypych Databook of green solvents
KR100786596B1 (ko) 에스테르 함유 유체 조성물
US6797684B2 (en) Biosolvent composition of lactate ester and D-limonene with improved cleaning and solvating properties
KR20030084896A (ko) 환경적으로 바람직한 유체 및 유체 혼합물
US20100240573A1 (en) Spray-based degreasing fluid
US6818049B1 (en) Environmentally preferred fluids and fluid blends
WO2019069210A1 (en) SOLVENT COMPOUNDS FOR USE AS SUBSTITUTES OF ETHER GLYCOL
AU782103B2 (en) Production of esters
CA2082377C (en) Composition for the treatment of overspray in paint spray booths
AU2002255455A1 (en) Environmentally preferred fluids and fluid blends
MXPA00010877A (en) Environmentally preferred fluids and fluid blends
Bridgewater et al. Schlosberg et al.
JP2002543264A (ja) 低芳香族組成物
WO2003066711A1 (en) Environmentally friendly solvents and solvent/polymer systems
WO1992020767A1 (en) Method of applying invert dispersions of non-miscible solutions

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid