KR20070120168A - 표면 처리 방법 - Google Patents

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KR20070120168A
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울리히 슈타인브렌너
볼프강 슐
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바스프 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은, 적합한 계면활성제가 함유된 부유성 연무를 처리하고자 하는 표면에 도포하는 고체 표면 처리 방법에 관한 것이다. 연무 소적은 계면활성제의 양이 용매의 총량을 기준으로 10 중량ppm 내지 3000 중량ppm이고, 평균 소적 크기(중량 평균)가 ≤ 100 μm이다. 또한 본 발명은 고체 표면의 탈취, 정화, 소독, 부식 방지, 보존 처리, 스트리핑 처리 또는 상기 표면으로의 유익한 동물 및 미생물 적용을 위한 계면활성제 함유 부유성 연무의 용도에 관한 것이다.

Description

표면 처리 방법{SURFACE TREATMENT}
본 발명은 처리하고자 하는 표면에 적합한 계면활성제가 함유된 부유성 액체 연무를 도포하여 고체 표면을 처리하는 방법, 및 고체 표면의 탈취, 정화, 소독, 부식 방지, 보존 처리, 스트리핑 처리(stripping) 또는 상기 표면으로의 유익한 동물 및 미생물 도포를 위한 계면활성제 함유 부유성 액체 연무의 용도에 관한 것이다.
EP 0 972 556 B1에는 계면활성제가 농후한 부유성 액체 연무에 의해 기체상으로부터의 소수성 기체 성분 및/또는 에어로졸의 흡착 공정 및 방법, 및 소수성 기체 성분 및/또는 에어로졸의 흡착을 위한 상기 액체 연무의 용도가 개시되어 있다. 상기 기체 성분의 결합 및/또는 에어로졸의 결합은 액체 연무 소적 표면 상의 계면활성제로의 물리적 흡착을 통해 수행된다. EP 0 972 556 B1의 주 내용은 가공 기술, 생산 및 오프가스(offgas) 정제의 다양한 영역에서 이용될 수 있다.
DE 100 63 010 C1에는 공기의 방향성 스트림의 하류로부터 바이오매스(biomass)로 유입된 부유성 연무에 의해 습윤화하고/하거나 물질로 바이오매스를 충전시키는 방법이 개시되어 있다. 상기 부유성 연무는 바닥에서 정상으로의 방향으로 상기 바이오매스를 통과하고, 상기 바이오매스 내로 흡수된다. DE 100 63 010 C1에 따른 발명은 바이오매스가 고체로서 비수 형태로 존재하거나 고체에 적용되는 기술 분야에 이용된다.
DE 100 40 015 A1에는 고온 기체 및/또는 고온 분진을 보다 저온의 계면활성제 코팅된 액체 소적에 침적시키는 방법, 및 상기 방법을 수행하는 장치 및 특히 역청 가공 산업에서 폐기(waste air)의 정화를 위한 이의 용도가 개시되어 있다.
적합한 계면활성제가 함유된 부유성 액체 연무로 고체 표면을 처리하는 방법은 지금까지 알려져 있지 않다.
따라서, 본 발명의 목적은 적합한 계면활성제가 함유된 부유성 액체 연무로 고체 표면을 처리하는 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 적합한 계면활성제가 함유된 부유성 액체 연체 연무가, 처리하고자 하는 표면에 도포하는 고체 표면 처리 방법으로서, 액체 연무 소적의 계면활성제 함량이 용매의 총량을 기준으로 10 중량ppm 내지 3000 중량ppm이며, 평균 소적 크기(중량 평균)가 ≤ 100 μm인 고체 표면 처리 방법에 의해 이룰 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 매우 작은 용매 소적이 활성제를 표면의 균열, 갭 및 틈새에 낮은 증기압으로 도포할 수 있는 비히클로서 작용한다는 이점을 보유한다. 결과적으로, 표면의 공극은, 예를 들어 활성 성분에 의해 더욱 잘 도달하게 된다.
본 발명에 따른 방법을 수행하는 데는 사용하는 액체 연무가 부유성 액체 연무인 것이 특히 중요하다. 활성제의 담체로서 매우 미세한 부유성 연무를 사용하여, 우선 연무 표면을 상당히 확장시키고, 그 다음으로 소적 간의 평균 거리를 상당히 감소시키게 된다. 결과적으로, 연무 소적으로, 따라서 활성제로 처리하고자 하는 표면을 매우 신속하고 균일하게 코팅하게 된다. 특히 이러한 사실은, 표면에 불균일하게 도포하는 경우, 본래 확산의 결과로서 단지 균일한 분산이 어려울 수 있는 상대적으로 큰 유기 소수성 활성제의 낮은 확산 속도와 관련하여 특히 중요하다. 계면활성제에 의해 생성되는 매우 미세한 개개의 소적의 흡착 표면과 함께, 부유성 액체 연무의 상기 특성은 처리하고자 하는 표면의 예기치 못한 효과적인 습윤화를 유도하게 된다.
바람직한 실시양태에서, 상기 처리는 탈취, 예컨대 불쾌하거나 유해한 냄새의 제거, 정화, 예컨대 고체 또는 액체의 독성 또는 유해성 물질의 제거, 소독, 부식 방지, 예컨대 차, 운반차 또는 배 차체의 부식 방지, 보존 처리, 예컨대 식품, 화장품 또는 바디 케어 조성물의 보존 처리, 중합체 층, 예컨대 착색제, 페인트 및/또는 코팅막의 스트리핑 처리, 또는 유익한 동물 및/또는 미생물, 바람직하게는 유익한 미생물의 도포다.
본 발명에 따른 방법은 다공도, 구조 또는 조성물에 대한 특성과 관련 없이 모든 천연 및 합성 표면을 처리하는 데 이용할 수 있다.
바람직한 실시양태에서, 상기 표면은 중합체 표면, 금속 표면, 세라믹 표면, 자기 표면, 유리 표면, 목재 표면, 페인트 표면, 직물 표면, 식물, 동물 또는 인간의 표피, 가죽 및 원피로 구성된 군으로부터 선택된다.
특정 표면은 하기 지역에서 있을 수 있다: 병원, 의사 수술실, 군대, 핵발전소, 실험실, 부엌 및 식당, 웨트 룸(wet room), 욕실 및 화장실, 온실, 마구간, 동물원, 흡연실, 아파트, 호텔룸, 생산 공장, 차 실내, 퇴비화 공장(composting works), 쓰레기 폐기장, 건물 외곽 또는 농장 및 임업장.
한 실시양태에서 따르면, 본 발명에 따른 방법은 바이오매스의 표면 처리와 관련이 없다. 바이오매스는 자체적인 생리학적 물질 또는 고체 상의 생리학적 물질로 제조된 모든 고체 매스를 지지 물질로서 의미하는 것으로 이해된다. 고체 물질은 물에 불용성인 물질을 의미하는 것으로 당업자에 의해 이해된다.
본 발명의 목적을 위해 부유성 액체 연무를 사용하는 것은 이로울 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 방법의 소정의 효율성에 결정적이다.
본 발명의 목적을 위해, 표현 '부유성 연무'는 침강 속도가 부동성 공기 또는 기체 상태 중 대기압에서 ≤ 100 cm/분, 바람직하게는 ≤ 20 cm/분, 특히 바람직하게는 ≤ 10 cm/분을 유도하는 소적 크기를 의미한다.
이러한 부유성 연무는 직경이 100 μm인 평균 소적 크기(중량 평균) 이하에서 발생한다. 직경이 1 μm 내지 100 μm인 평균 소적 크기(중량 평균)는 본 발명에 따른 방법을 수행하는 데 바람직한 소적 크기이다. 특히 바람직한 실시양태에서, 본 발명은 평균 소적 크기(중량 평균)가 1 μm 내지 50 μm, 매우 바람직하게는 1 μm 내지 30 μm, 특히 10 μm 내지 20 μm인 부유성 연무를 사용하는 방법에 관한 것이다.
직경이 10 μm 내지 20 μm인 평균 소적 크기(중량 평균)는 고압 노즐을 사용하여 공업적으로 실현할 수 있다. 대안적으로, 초음파 노불라이저, 또는 고속 표면, 예컨대 회전 디스크에서 분무화를 진행하는 노불라이저가 가능하다.
액체 연무의 부유성은 처리하고자 하는 표면의 균열, 갭 및 틈새를 침투하는 성능을 몇 배로 증가시킨다.
또한, 본 발명에 따른 방법은, 종래 기술 방법에 의해 알려진 것에 비해, 완전하고 균일한 습윤화의 소정의 효과를 달성하기 위해서는 작은 소적 크기로 인해 보다 많이 적은 용매를 처리하고자 하는 표면에 도포해야 한다는 이점을 보유한다.
본 발명에 따른 발명에서, 부유성 액체 연무는 적합한 계면활성제가 함유된다.
계면활성제는 분자 구조 내에 소수성 부분 및 친수성 부분을 함유하는 소위 양친매성 분자이다. 상기 특성의 결과로서, 계면활성제는 소위 미셀(micelle)을 형성할 수 있다. 이는 수용액에서 형성하고 다양한 형태(원뿔, 막대, 디스크)를 취할 수 있는 계면활성제 응집체이다. 미셀은 특정 농도, 소위 임계 미셀 농도(CMC) 위에서 형성한다. 추가로, 양친매성 분자는 소수성 상 및 친수성 상 사이의 계면 필름을 형성하여, 예를 들어 에멀션화 효과를 보유하는 특성을 갖는다.
본 발명의 액체 연무는 적합한 계면활성제를 적당량으로 수성, 즉 극성 초기 충전물에 첨가하고, 상기 계면활성제 수용액을 매우 미세하게 분무시킴으로써 첨가된 계면활성제를 생성된 매우 미세한 연무 소적 표면에 신속히 위치시키도록 유도하는 것을 특징으로 한다. 계면활성제 분자의 극성 친수성 부분은 소적의 극성 수성상 내에 남고, 비극성 소수성 부분은 소적의 표면으로부터 주변 공기로 퍼진다.
상기 소정의 효과는 이러한 목적에 적합한 계면활성제의 분자 구조를 선택함으로써 최적화될 수 있다. 입체 장애 소수성 사슬은 이에 특히 이로운 것으로 증명되었다.
(적합한 계면활성제 농도에서의) 최적의 상태에서, 수성의 극성 액체 소적은 비극성의 소수성 물질에 의해 실질적으로 완전히 코팅된 표면을 보유해야 한다. 최적으로 계면활성제 코팅된 표면에 대한 연무 소적 중 계면활성제의 적합한 농도는 소적 크기 및 사용하는 계면활성제 둘 모두에 따라 다르다. 사용할 수 있는 계면활성제의 농도 범위는 양친매성 계면활성제 중 친수성 부분의 '수분 소비', 또는 소수성 부분의 공간 확장에 의해 좌우된다.
바람직한 실시양태에서는, 양이온성, 비이온성, 양쪽이온성, 음이온성 계면활성제 및 2 이상의 상기 계면활성제의 혼합물로부터 선택된 계면활성제를 사용한다.
양이온성 계면활성제
바람직한 양이온성 계면활성제는 4차 디에스테르 암모늄 염, 4차 테트라알킬 암모늄 염, 4차 디아미도 암모늄 염, 아미도아민 에스테르 및 이미다졸륨 염의 군으로부터 선택된다. 그 예로는 4차 N 원자 상에 2개의 C11- 내지 C22-알크(엔)일-카르보닐옥시(모노- 내지 펜타메틸렌) 라디칼 및 2개의 C1- 내지 C3-알킬 또는 히드록시알킬 라디칼을 함유하고, 반대 이온으로서, 예를 들어 클로라이드, 브로마이드, 메틸설페이트 또는 설페이트를 갖는 4차 디에스테르 암모늄 염이 있다.
또한, 4차 디에스테르 암모늄 염은 특히 4차 N 원자 상에 C11- 내지 C22-알크(엔)일카르보닐옥시트리메틸렌 라디칼(이는 트리메틸렌기의 중간 탄소 원자 상에 C11- 내지 C22-알크(엔)일카르보닐옥시 라디칼을 가짐) 및 3개의 C1- 내지 C3-알킬 또는 히드록시알킬 라디칼을 함유하고, 반대 이온으로서, 예를 들어 클로라이드, 브로마이드, 메틸설페이트 또는 설페이트를 갖는 염이다.
4차 테트라알킬 암모늄 염은 특히 4차 N 원자 상에 2개의 C1- 내지 C6-알킬 라디칼 및 2개의 C8- 내지 C24-알크(엔)일 라디칼을 함유하고, 반대 이온으로서, 예를 들어 클로라이드, 브로마이드, 메틸설페이트 또는 설페이트를 갖는 염이다.
4차 디아미도 암모늄 염은 특히 4차 N 원자 상에 2개의 C8- 내지 C24-알크(엔)일카르보닐아미노에틸렌 라디칼, 수소, 메틸, 에틸, 및 5개 이하의 옥시에틸렌 단위를 함유하는 폴리옥시에틸렌으로부터 선택된 치환체, 및 제4 라디칼로서 메틸기를 함유하고, 반대 이온으로서, 예를 들어, 클로라이드, 브로마이드, 메틸설페이트 또는 설페이트를 갖는 염이다.
아미도아미노 에스테르는 특히 N 원자 상의 치환체로서 C11- 내지 C22-알크(엔)일카르보닐아미노(모노- 내지 트리메틸렌) 라디칼, C11- 내지 C22-알크(엔)일카르보닐옥시(모노- 내지 트리메틸렌) 라디칼 및 메틸기를 갖는 3차 아민이다.
이미다졸리늄 염은 특히 헤테로사이클의 2번 위치의 C14- 내지 C18-알크(엔)일 라디칼, 중성 N 원자 상의 C14- 내지 C18-알크(엔)일카르보닐(옥시 또는 아미노)에틸렌 라디칼, 및 양전하를 갖는 N 원자 상의 수소, 메틸 또는 에틸을 갖는 염이다. 여기서 반대 이온은, 예를 들어 클로라이드, 브로마이드, 메틸설페이트 또는 설페이트이다.
비이온성 계면활성제
적합한 비이온성 계면활성제는 특히 알콕실화 C6- 내지 C22-알콜, 예컨대 지방성 알콜 알콕실레이트 또는 옥소 알콜 알콕실레이트이다. 이는 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드 및/또는 부틸렌 옥시드에 의해 알콕실화될 수 있다. 여기서 사용할 수 있는 계면활성제는 상기 알킬렌 옥시드 중 하나의 2개 이상의 분자가 첨가된 모든 알콕실화 알콜이다. 여기서, 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드, 부틸렌 옥시드, 스티렌 옥시드, 이소부틸렌 옥시드, 펜텐 옥시드 또는 데센 옥시드의 블록 중합체, 또는 랜덤 분산의 특정 알킬렌 옥시드를 포함하는 부가 생성물이 적합하다. 알콜 1 mol당, 비이온성 계면활성제는 일반적으로 하나 이상의 알킬렌 옥시드 2 mol 내지 50 mol, 바람직하게는 3 mol 내지 20 mol을 포함한다. 이들은 알킬렌 옥시드로서 에틸렌 옥시드를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 알콜은 6개 내지 13개의 탄소 원자를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 제조에 사용하는 알콕실화 촉매의 특성에 따라, 알콕실레이트는 넓거나 좁은 알킬렌 옥시드 동족체 분산을 보유한다.
또한, 적합한 비이온성 계면활성제는 알킬페놀 알콕실레이트, 예컨대 C6- 내지 C12-알킬 사슬 및 5개 내지 30개의 알킬렌 옥시드 단위를 함유하는 알킬페놀 알콕실레이트, 알킬 사슬 중 8개 내지 22개, 바람직하게는 10개 내지 18개의 탄소 원자 및 일반적으로 1개 내지 20개, 바람직하게는 1.1개 내지 5개의 글루코시드 단위를 함유하는 알킬 폴리글루코시드, N-알킬글루카미드, 지방산 아미드 알콕실레이트, 지방산 알칸올아미드 알콕실레이트, 및 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드 및/또는 부틸렌 옥시드의 블록 공중합체이다.
바람직한 알콜 에톡실레이트는 W. C. Griffin에 따른 HLB 값, 즉 분자 중 에틸렌 옥시드 질량 분율의 20배가 2 내지 19, 특히 바람직하게는 6 내지 15, 매우 특히 바람직하게는 8 내지 14이다.
바람직한 폴리알킬렌 옥시드 및 알콜 알콕실레이트, 예를 들어 블록 및 랜덤 구조가 가능한 조성물 C6- 내지 C22-알킬-(EO, PO, BuO, PeO)y-OH의 EO-PO 블록 공중합체 및 계면활성제는 HLB 값(여기서, 에틸렌 옥시드 질량 분율의 20배에 프로필렌 옥시드 질량 분율의 10배를 더함)이 2 내지 19, 특히 바람직하게는 6 내지 15, 매우 특히 바람직하게는 8 내지 14이다.
특히 바람직한 비이온성 계면활성제로는 헥산올 에톡실레이트, 2-에틸헥산올 에톡실레이트, 2-프로필헵탄올 에톡실레이트 및 이소트리데실 에톡실레이트가 있다.
양쪽이온성 계면활성제
본 발명에 따른 방법에서, 사용할 수 있는 양쪽이온성 계면활성제는 수용액에서 이온화할 수 있고, 그리하여 매질의 조건에 따라 표면 활성 화합물에 음이온성 또는 양이온성 특성을 부여할 수 있는 2개 이상의 작용기를 함유하는 모든 표면 활성 물질이다.
본 발명에 따라 사용할 수 있는 양쪽이온성 계면활성제로는 베타인, 아민 옥시드, 알킬아미도알킬아민, 알킬 치환된 아미노산, 아세틸화 아미노산, 및 천연 원료, 예컨대 레시틴 또는 사포닌의 계면활성제를 들 수 있다.
베타인
적합한 베타인으로는 알킬베타인, 알킬아미도베타인, 이미다졸리늄베타인, 설포베타인 및 포스포베타인이 있고, 바람직하게는 하기 화학식 (I)을 만족시킨다:
R1-[CO-X-(CH2)n]x-N+(R2)(R3)-(CH2)m-[CH(OH)-CH2]y-Y- (I),
상기 식 중,
R1은 포화 또는 비포화 C6-22-알킬 라디칼, 바람직하게는 C8-18-알킬 라디칼, 특히 포화 C10-16-알킬 라디칼, 예를 들어 포화 C12-14-알킬 라디칼이고,
X는 NH, C1-4-알킬 라디칼 R4를 함유하는 NR4, O 또는 S이며,
n은 1 내지 10, 바람직하게는 2 내지 5, 특히 3의 수이고,
x는 0 또는 1, 바람직하게는 1이며,
R2, R3는 서로 독립적으로 임의로 히드록시 치환된 C1-4-알킬 라디칼, 예컨대 히드록시 에틸 라디칼, 특히 메틸 라디칼이고,
m은 1 내지 4, 특히 1, 2 또는 3의 수이며,
y는 0 또는 1이고,
Y는 COO, SO3, OPO(OR5)O 또는 P(O)(OR5)O(여기서, R5는 수소 원자 또는 C1-C4-알킬 라디칼임)이다.
카르복실레이트기(Y = COO-)를 함유하는 화학식 (I)의 베타인인 알킬- 및 알킬아미도베타인은 또한 카르보베타인으로 불리운다.
추가 양쪽이온성 계면활성제로는 하기 화학식 (Ⅱ)의 알킬베타인, 하기 화학식 (Ⅲ)의 알킬아미노베타인, 하기 화학식 (Ⅳ)의 설포베타인 및 하기 화학식 (V)의 아미도설포베타인이 있다.
R1-N+(CH3)2-CH2COO- (Ⅱ)
R1-CO-NH-(CH2)3-N+(CH3)2-CH2COO- (Ⅲ)
R1-N+(CH3)2-CH2CH(OH)CH2SO3 - (Ⅳ)
R1-CO-NH-(CH2)3-N+(CH3)2CH2CH(OH)CH2SO3 - (V)
상기 식 중, R1은 화학식 (I)에서와 동일한 의미를 갖는다.
적합한 베타인 및 설포베타인의 예로는 하기 화합물이 있다: 아몬드아미도프로필 베타인, 아프리코트아미도프로필 베타인, 아보카드아미도프로필 베타인, 바바수아미도프로필 베타인, 베한아미도프로필 베타인, 베헤닐 베타인, 베타인, 카놀아미도프로필 베타인, 카프릴/카프르아미도프로필 베타인, 카르니틴, 세틸 베타인, 코크아미도에틸 베타인, 코크아미도프로필 베타인, 코크아미도프로필 히드록시설타인, 코코-베타인, 코코-히드록시설타인, 코코/올레아미도프로필 베타인, 코코-설타인, 데실 베타인, 디히드록시에틸 올레일 글리시네이트, 디히드록시에틸 소이 글리시네이트, 디히드록시에틸 스테아릴 글리시네이트, 디히드록시에틸 탈로우 글리시네이트, 디메티콘 프로필 PB-베타인, 에루카미도프로필 히드록시설타인, 수소화 탈로우 베타인, 이소스테아르아미도프로필 베타인, 라우르아미도프로필 베타인, 라우릴 베타인, 라우릴 히드록시설타인, 라우릴 설타인, 밀크아미도프로필 베타인, 밍크아미도프로필 베타인, 미리스트아미도프로필 베타인, 미리스틸 베타인, 올레아미도프로필 베타인, 올레아미도프로필 히드록시설타인, 올레일 베타인, 올리브아미도프로필 베타인, 팜아미도프로필 베타인, 팔미트아미도프로필 베타인, 팔미트오일 카르니틴, 팜 커넬아미도프로필 베타인, 폴리테트라플루오로에틸렌 아세톡시프로필 베타인, 리신올레아미도프로필 베타인, 세스아미도프로필 베타인, 소이아미도프로필 베타인, 스테아르아미도프로필 베타인, 스테아릴 베타인, 탈로우아미도프로필 베타인, 탈로우아미도프로필 히드록시설타인, 탈로우 베타인, 탈로우 디히드록시에틸 베타인, 운데실렌아미도프로필 베타인 및 위트(wheat) 점(Germ)아미도프로필 베타인.
아민 옥시드
양성 계면활성제로서 본 발명에 따른 적합한 아민 옥시드로는 알킬아민 옥시드, 특히 알킬디메틸아민 옥시드, 알킬아미도아민 옥시드 및 알콕시알킬아민 옥시드를 들 수 있다. 바람직한 아민 옥시드는 하기 화학식 (Ⅵ) 및 (Ⅶ)를 만족시킨다:
R6R7R8N+O- (Ⅵ)
R6-[CO-NH-(CH2)w]z-N+(R7)(R8)-O- (Ⅶ)
상기 식 중,
R6는 포화 또는 비포화 C6-22-알킬 라디칼, 바람직하게는 C8-18-알킬 라디칼, 특히 포화 C10-16-알킬 라디칼, 예를 들어 카르보닐아미도알킬렌기 -CO-NH-(CH2)z-를 통해 알킬아미도아민 옥시드의 질소 원자에 결합되고, 옥사알킬렌기 -O-(CH2)z를 통해 알콕시알킬아민 옥시드의 질소 원자에 결합된 포화 C12-15-알킬 라디칼(여기서, z는 각각의 경우에 1 내지 10, 바람직하게는 2 내지 5, 특히 3의 수임)이고,
R7, R8는 서로 독립적으로 임의로 히드록시 치환된 C1-4-알킬 라디칼, 예컨대 히드록시에틸 라디칼, 특히 메틸 라디칼이다.
적합한 아민 옥시드의 예로는 하기 화합물이 있다: 아몬드아미드프로필아민 옥시드, 바바수아아미도프로필아민 옥시드, 베헨아민 옥시드, 코크아미도프로필아민 옥시드, 코크아민 옥시드, 코코-모르폴린 옥시드, 데실아민 옥시드, 데실테트라데실아민 옥시드, 디아미노피리미딘 옥시드, 디히드록시에틸-C8-10-알콕시프로필아민 옥시드, 디히드록시에틸-C9-11-알콕시프로필아민 옥시드, 디히드록시에틸-C12-15-알콕시프로필아민 옥시드, 디히드록시에틸 라우르아민 옥시드, 디히드록시에틸 스테아르아민 옥시드, 디히드록시에틸 탈로우아민 옥시드, 수소화 팜 커넬 아민 옥시드, 수소화 탈로우아민 옥시드, 히드록시에틸 히드록시프로필-C12-15-알콕시프로필아민 옥시드, 이소스테아르아미도프로필아민 옥시드, 이소스테아르아미도프로필 모르폴린 옥시드, 라우르아미도프로필아민 옥시드, 라우르아민 옥시드, 메틸 모르폴린 옥시드, 밀크아미도프로필 아민 옥시드, 밍크아미도프로필아민 옥시드, 미리스트아미도프로필아민 옥시드, 미리스트아민 옥시드, 미리스틸/세틸 아민 옥시드, 올레아미오프로필아민 옥시드, 올레아민 옥시드, 올리브아미도프로필아민 옥시드, 팔미트아미도프로필아민 옥시드, 팔미트아민 옥시드, PEG-3 라우르아민 옥시드, 칼륨 디히드록시에틸 코크아민 옥시드 포스페이트, 칼륨 트리포스포노메틸아민 옥시드, 세스아미도프로필아민 옥시드, 소이아미도프로필아민 옥시드, 스테아르아미도프로필아민 옥시드, 스테아르아민 옥시드, 탈로우아미도프로필아민 옥시드, 탈로우아민 옥시드, 운데실렌아미도프로필아민 옥시드, 위트 점아미도프로필아민 옥시드, 코코일디메틸아민 옥시드, 라우릴디메틸아민 옥시드, 데실디메틸아민 옥시드 및 미리스틸디메틸아민 옥시드.
알킬아미도알킬아민
알킬아미도알킬아민은 하기 화학식 (Ⅷ)의 양성 계면활성제이다:
R9-CO-(NR10-(CH2)i-N(R11)-(CH2CH2O)j-(CH2)k-[CH(OH)]l-CH2-Z-OM2 (Ⅷ)
상기 식 중,
R9은 포화 또는 비포화 C6-22-알킬 라디칼, 바람직하게는 C8-18-알킬 라디칼, 특히 포화 C10-16-알킬 라디칼, 예를 들어 포화 C12-13-알킬 라디칼이고,
R10은 수소 원자 H 또는 C1-4-알킬 라디칼, 바람직하게는 H이며,
i는 1 내지 10, 바람직하게는 2 내지 5, 특히 2 또는 3의 수이고,
R11은 수소 또는 CH2COOM2(M2에 대해서는 하기 참조)이며,
j는 1 내지 4, 바람직하게는 1 또는 2, 특히 1의 수이고,
k는 0 내지 4, 바람직하게는 0 또는 1의 수이며,
l은 0 또는 1이고,
Z는 CO, SO2, OPO(OR12) 또는 P(O)(OR12)(여기서, R12는 C1-4-알킬 라디칼 또는 M2(하기 참조)임)이며,
M2는 수소 원자, 알칼리 금속, 알칼리 토금속 또는 양자화 알칸올아민, 예를 들어 양자화 모노-, 디- 또는 트리에탄올아민이다.
바람직한 대표예는 하기 화학식 (Ⅸ) 내지 (XⅡ)를 만족시킨다:
R9-CO-NH-(CH2)2-N(R11)-CH2CH2O-CH2-COOM2 (Ⅸ)
R9-CO-NH-(CH2)2-N(R11)-CH2CH2O-CH2CH2-COOM2 (X)
R9-CO-NH-(CH2)2-N(R11)-CH2CH2O-CH2CH(OH)CH2-SO3M2 (XI)
R9-CO-NH-(CH2)2-N(R11)-CH2CH2O-CH2CH(OH)CH2-OPO3HM2 (XⅡ)
상기 식 중, R9, R11 및 M2 는 화학식 (Ⅷ)에서와 동일한 의미를 갖는다.
알킬아미도알킬아민의 예로는 하기 화합물이 있다: 코코암포디프로피온산, 코코베타인아미도 암포프로피오네이트, DEA-코크암포디프로피오네이트, 이나트륨 카프로암포디아세테이트, 이나트륨 카프로암포디프로피오네이트, 이나트륨 카프릴로암포디아세테이트, 이나트륨 카프릴로암포디프로피오네이트, 이나트륨 코코암포카르복시에틸히드록시프로필설포네이트, 이나트륨 코크암포디아세테이트, 이나트륨 코크암포디프로피오네이트, 이나트륨 이소스테아로암포디아세테이트, 이나트륨 이소스테아로암포디프로피오네이트, 이나트륨 라우레트-5 카르복시암포디아세테이트, 이나트륨 라우로암포디아세테이트, 이나트륨 라우로암포디프로피오네이트, 이나트륨 올레오암포디프로피오네이트, 이나트륨 PPG-2-이소데세트-7 카르복시암포디아세테이트, 이나트륨 스테아로암포디아세테이트, 이나트륨 탈로우암포디아세테이트, 이나트륨 위트점암포디아세테이트, 라우로암포-디프로피온산, 쿼터늄-85, 나트륨 카프로암포아세테이트, 나트륨 카프로암포히드록시프로필설포네이트, 나트륨 카프로암포프로피오네이트, 나트륨 카프릴암포아세테이트, 나트륨 카프릴암포히드록시프로필설포네이트, 나트륨 카프릴암포프로피오네이트, 나트륨 코코암포아세테이트, 나트륨 코코암포히드록시프로필설포네이트, 나트륨 코코암포프로피오네이트, 나트륨 콘암포프로피오네이트, 나트륨 이소스테아로암포아세테이트, 나트륨 이소스테아로암포프로피오네이트, 나트륨 라우로암포아세테이트, 나트륨 라우로아모포히드록시프로필설포네이트, 나트륨 라우롬포 PG-아세테이트 포스페이트, 나트륨 라우로암포프로피오네이트, 나트륨 미리스토암포아세테이트, 나트륨 올레오암포아세테이트, 나트륨 올레옴포히드록시프로필설포네이트, 나트륨 올레오암포프로피오네이트, 나트륨 리신올레오암포아세테이트, 나트륨 스테아로암포아세테이트, 나트륨 스테아로암포히드록시프로필설포네이트, 나트륨 스테아로암포프로피오네이트, 나트륨 탈암포프로프리오네이트, 나트륨 탈로우암포아세테이트, 나트륨 운데실레노암포아세테이트, 나트륨 운데실레노암포프로피오네이트, 나트륨 위트 점암포아세테이트 및 삼나트륨 라우로암포 PG-아세테이트 클로라이드 포스페이트.
알킬 -치환된 아미노산
본 발명에 따른 바람직한 알킬-치환된 아미노산은 하기 화학식 (XⅢ)에 따른 모노알킬-치환된 아미노산:
R13-NH-CH(R14)-(CH2)u-COOM3 (XⅢ)
(상기 식 중,
R13은 포화 또는 비포화 C6 -22-알킬 라디칼, 바람직하게는 C8 -18-알킬 라디칼, 특히 포화 C10 -16-알킬 라디칼, 예를 들어 포화 C12 -14-알킬 라디칼이고,
R14은 수소 또는 C14-알킬 라디칼, 바람직하게는 H이며,
u는 0 내지 4, 바람직하게는 0 또는 1, 특히 1의 수이고,
M3는 수소, 알칼리 금속, 알칼리 토금속 또는 양자화 알칸올아민, 예를 들어 양자화 모노-, 디- 또는 트리에탄올아민임),
하기 화학식 (XⅣ)에 따른 알킬-치환된 이미노산:
R15-N-[(CH2)v-COOM4]2 (XⅣ)
(상기 식 중,
R15는 포화 또는 비포화 C6 -22-알킬 라디칼, 바람직하게는 C8 -18-알킬 라디칼, 특히 포화 C10 -16-알킬 라디칼, 예를 들어 포화 C12 -14-알킬 라디칼이고,
v는 1 내지 5, 바람직하게는 2 또는 3, 특히 2의 수이며,
M4는 수소, 알칼리 금속, 알칼리 토금속 또는 양자화 알칸올아민, 예를 들어 양자화 모노-, 디- 또는 트리에탄올아민이고, 여기서, 2개의 카르복실기 중의 M4는 동일한 의미이거나, 2개의 다른 의미일 수 있는데, 즉, 수소 및 나트륨이거나 둘 모두 나트륨일 수 있음),
및, 하기 화학식 (XV)에 따른 모노- 또는 디알킬-치환된 천연 아미노산이다:
R16-N(R17)-CH(R18)-COOM5 (XV)
(상기 식 중,
R16은 포화 또는 비포화 C6 -22-알킬 라디칼, 바람직하게는 C8 -18-알킬 라디칼, 특히 포화 C10 -16-알킬 라디칼, 예를 들어 포화 C12 -14-알킬 라디칼이고,
R17은 수소 또는 임의로 히드록시- 또는 아민-치환된 C1 -4-알킬 라디칼, 예를 들어 메틸, 에틸, 히드록시에틸 또는 아미노프로필 라디칼이며,
R18은 20개의 천연 α-아미노산 H2NCH(R20)COOH 중 하나의 라디칼이고,
M5는 수소, 알칼리 금속, 알칼리 토금속 또는 양자화 알칸올아민, 예를 들어 양자화 모노-, 디- 또는 트리에탄올아민임).
특히 바람직한 알킬-치환된 아미노산으로는 하기 화학식 (XⅥ)에 따른 아미노프로피오네이트가 있다:
R13-NH-CH2CH2COOM3 (XⅥ)
상기 식 중, R13 및 M3 는 화학식 (XⅢ)에서와 동일한 의미를 가진다.
알킬-치환된 아미노산의 예로는 하기 화합물이 있다: 아미노프로필 라우릴글루타민, 코크아미노부티르산, DEA-라우르아미노프로피오네이트, 이나트륨 코크아미노프로필 이미노디아세테이트, 이나트륨 디카르복시에틸 코코프로필렌디아민, 이나트륨 라우르이미노디프로피오네이트, 이나트륨 스테아르이미노디프로피오네이트, 이나트륨 탈로우이미노디프로피오네이트, 라우르아미노프로피온산, 라우릴 아미노프로필글리신, 라우릴 디에틸렌디아미노글리신, 미리스트아미노프로피온산, 나트륨 C12-15-알콕시프로필 이미노디프로피오네이트, 나트륨 코크아미노프로피오네이트, 나트륨 라우르아미노프로피오네이트, 나트륨 라우르이미노디프로피오네이트, 나트륨 라우로일 메틸아미노프로피오네이트, TEA-라우르아미노프로피오네이트 및 TEA-미리스트아미노프로피오네이트.
아실화 아미노산
아실화 아미노산은 아미노 질소 원자에서 포화 또는 비포화 지방산 R19COOH의 아실 라디칼 R19CO를 갖는 아미노산, 특히 20 천연 α-아미노산이며, 여기서 R19은 포화 또는 비포화 C6-22-알킬 라디칼, 바람직하게는 C8 -22-알킬 라디칼, 특히 포화 C10-16-알킬 라디칼, 예를 들어 포화 C12 -14-알킬 라디칼이다. 또한, 아실화 아미노산은 알칼리 금속염, 알칼리 토금속염 또는 알칸올암모늄 염, 예를 들어 모노-, 디- 또는 트리에탄올암모늄 염으로서 사용할 수 있다. 아실화 아미노산의 예로는 아실 유도체, 예를 들어 나트륨 코코일 글루타메이트, 라우로일 글루탐산, 카프로일로일 글리신 또는 미리스토일 메틸아닌이 있다.
음이온성 계면활성제
음이온성 계면활성제는 수용액에 해리되어 계면 활성 특성에 최종적으로 원인이되는 음이온을 형성하는 하나 이상의 음이온 활성 작용기를 함유하는 계면활성 화합물이다.
적합한 음이온성 계면활성제는, 예를 들어 8개 내지 22개, 바람직하게는 10개 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 지방성 알콜의 지방성 알콜 설페이트, C12 -18-알콜 설페이트, 라우릴 설페이트, 세틸 설페이트, 미리스틸 설페이트, 팔미트일 설페이트, 스테아릴 설페이트 및 탈로우 지방성 알콜 설페이트가 있다.
추가로 적합한 음이온성 계면활성제는 설페이트화 에톡실화 C8- 내지 C22-알콜 (알킬 에테르 설페이트) 및 이의 가용성 염이다. 이러한 유형의 화합물은, 예를 들어 우선 C8- 내지 C22-, 바람직하게는 C10 - 내지 C18-알콜, 예를 들어 지방성 알콜을 알콕실화한 후, 알콕실화 생성물을 설페이트화함으로써 제조된다. 알콕실화를 위해, 알콜 1 mol당 에틸렌 옥시드 1 mol 내지 50 mol, 바람직하게는 1 mol 내지 20 mol을 사용하는 것이 바람직하다. 그러나 상기 알콜의 알콕실화는 또한 그 자체 상의 프로필렌 옥시드 및, 필요한 경우, 부틸렌 옥시드에 의해 수행할 수 있다. 더욱이, 에틸렌 옥시드 및 프로필렌 옥시드 또는 에틸렌 옥시드 및 부틸렌 옥시드 또는 에틸렌 옥시드 및 프로필렌 옥시드 및 부틸렌 옥시드를 포함하는 상기 알콕실화 C8- 내지 C22-알콜이 적합하다. 알콕실화 C8- 내지 C22-알콜은 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드 및 부틸렌 옥시드 단위를 블록 형태 또는 랜덤 분산으로 포함할 수 있다. 알콕실화 촉매에 따라, 넓거나 좁은 알킬렌 옥시드 동족체 분산을 보유하는 알킬 에테르 설페이트를 수득할 수 있다.
추가로 적절한 음이온성 계면활성제로는 알칸설포네이트, 예컨대 C8- 내지 C24-, 바람직하게는 C10- 내지 C18-알칸설포네이트, 및 비누, 예컨대 포화 및/또는 비포화 C8 - 내지 C24-카르복실산의 Na 및 K 염이 있다.
추가로 적합한 음이온성 계면활성제로는 직쇄형 C8- 내지 C20-알킬벤젠설포네이트 ("LAS"), 바람직하게는 직쇄형 C9- 내지 C13-알킬벤젠설포네이트 및 -알킬톨루엔설포네이트가 있다. 분지쇄형 알킬 사슬("BAS" = "분지쇄형 알킬 설포네이트")을 함유하는 이의 동족체는 마찬가지로 적합하다. 여기서 상기 알킬 사슬은 예를 들어, 사량체 프로필렌, 삼량체 부텐 또는 이량체 헥산과 벤젠 또는 톨루엔을 반응시켜 산출할 수 있다.
추가로 적합항 음이온성 계면활성제로는 각각 알켄- 및 히드록시알칸설포네이트 및 -디설포네이트의 혼합물을 의미할 수 있는 C8- 내지 C24-올레핀설포네이트 및 -디설포네이트인, 알킬 에스테르 설포네이트, 설폰화 폴리카르복실산, 알킬 글리세롤 설포네이트, 지방산 글리세롤 에스테르 설포네이트, 알킬페놀 폴리글리콜 에테르 설포네이트, 약 20개 내지 약 50개의 탄소 원자를 함유하는 파라핀 설포네이트(천연 자원으로부터 수득한 파라핀 또는 파라핀 혼합물 기준), 알킬 포스페이트, 아실 이세티오네이트, 아실 타우레이트, 아실메틸 타우레이트, 알킬숙신산, 알켄일숙신산 또는 이의 반 에스테르 또는 반 아미드, 알킬설포숙신산 또는 이의 아미드, 설포숙신산의 모노- 및 디에스테르, 아실 사르코시네이트, 설페이트화 알킬 폴리글루코시드, 알킬 폴리글리콜 카르복실레이트 및 히드록시알킬 사르코시네이트가 있다.
음이온 계면활성제는 염의 형태로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 염의 적합한 양이온으로는 알칼리 금속 이온, 예컨대 나트륨, 칼륨 및 리튬 및 암모늄 염, 예컨대 히드록시에틸암모늄, 디(히드록시에틸)-암모늄 및 트리(히드록시에틸)암모늄 염이 있다.
음이온 계면활성제를 개별적으로 사용하거나 다른 음이온 계면활성제와 조합하여 사용할 수 있다. 한 부류만의 음이온성 계면활성제, 예를 들어 지방성 알콜 설페이트만 또는 알킬벤젠설포네이트만을 사용할 수 있지만, 또한 다른 부류의 계면활성제 혼합물, 예를 들어 지방성 알콜 설페이트 및 알킬벤젠설포네이트를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 방법에서, 다양한 유형의 계면활성제를 개별적으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
액체 연무 소적 내의 계면활성제 또는 계면활성제 혼합물의 분율은, 용매의 총량을 기준으로 10 중량ppm 내지 3000 중량ppm, 바람직하게는 100 중량ppm 내지 1000 중량ppm, 특히 바람직하게는 300 중량ppm 내지 1000 중량ppm이다.
낮은 농도로 인해, 사용되는 계면활성제가 폐기 문제를 나타내지 않는데, 이는 특히 상기 계면활성제가 종종 매우 쉽게 생분해하기 때문이다.
본 발명에 따른 방법에서 사용될 수 있는 용매는 모두 고비점의 친수성 용매이다. 그 예로는 물, 고비점 알콜, 케톤, 에테르(예컨대, 랜덤 구조의 알콜 에톡실레이트 프로폭실레이트) 또는 이들의 혼합물이 있다. 상기 용매는, 바람직하게는 물 ≥ 85 중량%, 특히 바람직하게는 ≥ 90 중량%, 매우 특히 바람직하게는 ≥ 95 중량%를 포함하거나, 배타적으로 물이다.
용매, 바람직하게 물은 하나 이상의 고비점 첨가제, 예를 들어 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 에테르, 예컨대 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 폴리-THF, 폴리올, 예컨대 글리세롤, 폴리글리세롤, 당(예컨대, 글루코스, 프룩토스, 수크로스, 만노스), 당 알콜 (예컨대, 크실리톨, 만니톨, 소르비톨), 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨 또는 카르복실산, 예컨대 아세트산, 포름산, 올레산, 벤조산, 젖산을 포함할 수 있다.
용매 총량을 기준으로, 첨가제의 양은 15 중량% 미만, 바람직하게는 10 중량% 미만, 특히 바람직하게는 5 중량% 미만이다. 하나 이상의 고비점 첨가제가 용매 중에 존재하는 경우, 이는 0.001 중량% 이상, 바람직하게는 0.01 중량% 이상, 특히 바람직하게는 1 중량% 이상의 양으로 존재한다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 추가 실시양태에서, 액체 연무는 하기로 구성된 군으로부터 선택된 첨가제를 추가로 포함한다:
1. 시클로덱스트린,
2. 산화제, 예를 들어 H2O2 및 H2O2 저장 화합물, 예컨대 퍼옥소디설페이트 또는 과초산, 염소 및 염소 옥시드 및 염소-산소 염, 예컨대 ClO2, Cl2O, NaClOx (x = 1-4), 및 불소, 브롬 및 요오드의 상응하는 동족체, 산화 전이 금속염, 예컨대 MnⅦ의 염(예컨대, KMnO4), AgⅢ의 염(예컨대, AgI[AgⅢ(SO4)2], CrⅥ의 염(예컨대 CrO3 또는 CrO2Cl2), PbⅣ의 염(예컨대, Na2[PbCl6]) 또는 CeⅣ의 염,
3. 살생물제, 예를 들어 2-브로모-2-니트로프로판-1,3-디올, 페녹시에탄올, 페녹시프로판올, 알데히드 및 알데히드 저장 화합물, 예컨대 포름알데히드, 글루타르디알데히드 또는 헥사히드로트리아진, 이소티아졸리논, 예컨대 메틸-, 벤질- 또는 클로로-이소티아졸리논,
4. 중금속 물질을 포집할 수 있는 착화제, 예를 들어 메르캅탄, NTA, EDTA, DTPA, 알칼리 금속 설파이드, 폴리카르복실레이트,
5. 부식 억제제, 예를 들어 왁스 공중합체, 포스페이트 및 포스페이트 에스테르, 알칸올아민카르복실산 염, 아민, 알칸올아민의 붕산 에스테르, 폴리아민, 예컨대 폴리아지리딘 또는 폴리비닐아민, 니트라이트,
6. 유익한 동물 및 유익한 미생물, 예컨대 바실루스 투린기엔시스, 박테리오파지, 바이러스, 선충,
7. 산 또는 알칼리, 예컨대 H2SO4, HCOOH, H3PO4, HNO3, 알칸올아민, NaOH, KOH, Ca(OH)2, 및
8. 계면활성제를 첨가하거나 첨가하지 않은 1-7의 혼합물.
추가로, 본 발명은 또한, 예를 들어 병원, 의사 수술실, 군사 영역, 핵발전소, 실험실, 부엌 및 식당, 웨트 룸, 욕실 및 화장실, 온실, 마구간, 동물원, 흡연실, 아파트, 호텔룸, 생산 공장, 차 실내, 퇴비화 공장, 쓰레기 폐기장에서의 탈취, 정화 및 소독용으로, 예를 들어 금속 및 목재 가공 산업, 자동차업 또는 건축업에서의 부식 방지 및 보존 처리용으로, 예를 들어 건축 산업 또는 재활용 공장의 중합체 층 또는 페인트의 고체 표면 스트리핑 처리, 또는 예를 들어 퇴비화 공장, 온실, 농장 및 임업장 또는 재활용 공장에서의 유익한 동물 및 미생물의 상기 표면으로의 도포용으로 계면활성제 함유 부유성 액체 연무를 사용하는 것에 관한 것이다.

Claims (10)

  1. 적합한 계면활성제가 함유된 부유성 액체 연무를, 처리하고자 하는 표면에 도포하는 고체 표면 처리 방법으로서, 상기 액체 연무 소적은 계면활성제 함량이 용매의 총량을 기준으로 10 중량ppm 내지 3000 중량ppm이며, 평균 소적 크기(중량 평균)가 ≤ 100 μm인 고체 표면 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 용매는 물을 85 중량% 이상 포함하는 것인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 표면은 중합체 표면, 금속 표면, 세라믹 표면, 자기 표면, 유리 표면, 목재 표면, 페인트 표면, 직물 표면, 식물, 동물 또는 인간의 표피, 가죽 및 원피로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 처리는 탈취, 정화, 소독, 부식 방지, 보존 처리, 스트리핑 처리(stripping) 또는 유익한 동물 및/또는 미생물의 도포인 것인 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 액체 연무는 시클로덱스트린, 산화제, 살생물제, 중금속을 포집하기 위한 착화제, 부식 억제제, 유익한 동물 및 유익한 미생물, 산 또는 알칼리, 및 계면활성제가 첨가되거나 첨가되지 않은 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 첨가제를 추가로 포함하는 것인 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 계면활성제는 양이온성, 비이온성, 양쪽이온성, 음이온성 계면활성제 및 상기 계면활성제 중 2종 이상의 혼합물로부터 선택되는 것인 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 평균 소적 크기(중량 평균)가 직경 1 μm 내지 100 μm인 부유성 액체 연무를 사용하는 것인 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 평균 소적 크기(중량 평균)가 직경 1 μm 내지 50 μm인 부유성 액체 연무를 사용하는 것인 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 계면활성제 함량이 용매의 총량을 기준으로 100 중량ppm 내지 1000 중량ppm인 수성 액체 연무 소적을 사용하는 것인 방법.
  10. 고체 표면의 탈취, 정화, 소독, 부식 방지, 보존 처리, 스트리핑 처리 또는 상기 표면으로의 유익한 동물 및 미생물의 도포를 위한, 계면활성제 함유 부유성 액체 연무의 용도.
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