KR20130112017A - 기름 세정 적용분야에서 친환경적 마이크로에멀젼의 이용 - Google Patents

기름 세정 적용분야에서 친환경적 마이크로에멀젼의 이용 Download PDF

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KR20130112017A
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새티엔 트리베디
데이빗 플럭
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Abstract

기름 세정용 친환경적 세정 조성물은 (a) 이염기성 에스테르의 블렌드, (b) 하나 이상의 계면활성제 (c) 및, 선택적으로 (d) 물 또는 용매로 구성된다. 상기 이염기성 에스테르는 아디프 이산, 글루타르 이산 및 숙신 이산의 블렌드로부터 유도되며, 특정의 일 실시예에서 상기 블렌드는 디알킬 아디페이트, 디알킬 메틸글루타레이트 및 디알킬 에틸숙시네이트로 구성되며, 상기 알킬기는 개별적으로 C1-C12 탄화수소기로 구성된다. 상기 하나 이상의 계면활성제는 보통 알코올 알콕실레이트, 알킬 페놀 에톡실레이트, 테르펜, 테르펜 알콕실레이트 또는 이들의 임의의 유도체로부터 선택된다. 선택적으로, 디라미레이트제(delaminates), 예를 들어 피넨 및 d-리모넨, 향수, 표백제, 안정화제, 증점제 등을 포함하는 추가 성분 또는 첨가제가 상기 조성물에 첨가될 수 있다.

Description

기름 세정 적용분야에서 친환경적 마이크로에멀젼의 이용{USE OF ECO-FRIENDLY MICROEMULSIONS IN OIL CLEANING APPLICATIONS}
본 발명은 저취성(low odor), 낮은 증기압 및 낮은 휘발성 유기 화합물(VOC) 함량을 갖는, 친환경적이고, 생분해 가능하며, 무독성, 불연성인 세정 조성물에 관한 것이며, 좀 더 구체적으로는 연안(off shore), 육지(on shore) 및 내륙(inland)에서 유출된 기름을 세정하고 그러한 기름 등으로 덮인 기질을 세정하기 위해 이용되는 세정 조성물에 관한 것이다.
기름 유출(oil spills) 및 기름막(oil slicks)은 기름 오염에 노출된 지역사회 및 기업체에 심각한 문제일 뿐만 아니라, 새와 동물에 대한 유독한 노출을 포함하여 환경상의 위험이 된다. 연안의 기름 유출에는 현재, 예를 들면 기름 분산제를 사용하는 것과 같은 해결책이 있다. 기름 분산제는 계면활성제, 용매 및 물의 전용(proprietary) 블렌드이다. 이들은 물에서 기름을 유화시킬 수 있으므로, 기름이 효소 및 천연 산화제에 의해 용이하게 산화될 수 있도록 한다. 표면 세척을 위해서는, 다른 블렌드가 또한 상업적으로 이용가능하다. 이들은 오염된 기질 위에 적용된 후에 표면으로부터 기름을 세척할 수 있다. 그러나, 그러한 해결책은 심각한 단점을 가지며, 이는 그러한 분산제가 환경에 문제를 제기하고 용이하게 생분해 가능(biodegradable)하지 않기 때문이다.
본 출원은 2009. 5. 8자 출원된 미국 특허출원 제12/387,887호의 일부 계속 출원으로서, 2010. 6. 2자 출원된 미국 가특허출원 제61/396,716호의 이익을 청구하며, 이들은 모두 여기 참고로 포함된다.
본 발명은 아래의 상세한 설명 및 실시예로부터 명백해질 것이며, 일 측면에서 그것은 하나 이상의 이염기성 에스테르(dibasic esters); 하나 이상의 계면활성제; 및 선택적으로, 추가 성분 및/또는 물로 구성되는 세정 조성물이다. 일 실시예에서, 상기 세정 조성물은 누출(leak) 또는 유출(spill)된 기름을 세정할 수 있다. 유출된 기름은 바위, 모래, 포유동물, 예를 들어 새, 인간, 파충류 등, 식물, 나무 등과 같은 물체 또는 표면으로부터 세정될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 세정 조성물은 기름 누출, 유출 또는 기름막에 스프레이되거나 접촉되는 기름 분산제일 수 있다.
상기 이염기성 에스테르는 아디프 이산(adipic diacids), 글루타르 이산(glutaric diacids) 및 숙신 이산(succinic diacids), 또는 이들의 이성질체로부터 유도될 수 있다. 하나의 특정 실시예에서, 상기 이염기성 에스테르 블렌드는 디알킬 메틸글루타레이트(dialkyl methylglutarate), 디알킬 에틸숙시네이트(dialkyl ethylsuccinate) 및 디알킬 아디페이트(dialkyl adipate)의 혼합물로 구성되며, 상기 알킬기는 개별적으로 C1-C12 탄화수소기로 구성된다.
일 측면에서, 본 발명은 (a) 디알킬 아디페이트, 디알킬 메틸글루타레이트, 디알킬 에틸숙시네이트, 디알킬 글루타레이트 및 디알킬 숙시네이트 중 적어도 2개로 구성되는 이염기성 에스테르 블렌드, 대표적으로 (i) 디알킬 메틸글루타레이트, 디알킬 에틸숙시네이트, 및 선택적으로 디알킬 아디페이트의 혼합물, 또는 (ii) 디알킬 아디페이트, 디알킬 글루타레이트 및 디알킬 에틸숙시네이트의 혼합물 (상기 알킬기는 개별적으로 C1-C12 탄화수소기로 구성됨); 및 (b) 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제(amphoteric surfactant), 양성이온성 계면활성제(zwitterionic surfactant), 비이온성 계면활성제 및 이들의 임의의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택되는 계면활성제로 구성되는 세정 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 세정 조성물은 실질적으로 무독성, 불연성, 용이한 생분해성, 높은 인화점(flash point), 낮은 증기압 및 저취성 중 하나 또는 이들의 조합을 포함하는, 바람직한 특질을 가지며; CARB에 의해 확립된 소비재 LVP-VOC 면제 기준 및 EPA(특정 부분들)를 충족한다. 일 실시예에서, 상기 세정 조성물의 증기압은 20℃에서 0.5 mmHg 이하이다. 또 다른 실시예에서, 상기 세정 조성물의 증기압은 20℃에서 0.1 mmHg 이하이다. 또 다른I실시예에서, 상기 세정 조성물의 증기압은 20℃에서 0.2 mmHg 이하이다. 또 다른 실시예에서, 상기 세정 조성물의 증기압은 20℃에서 0.01 mmHg 이하이다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 조성물의 총 중량을 기준으로, (a) 약 1 중량% 내지 약 60 중량%의 이염기성 에스테르 블렌드; (b) 약 0.1 중량% 내지 약 65 중량%의 하나 이상의 계면활성제; 및 선택적으로 (c) 물로 구성되는 세정 조성물에 관한 것이다. 또 다른 실시예에서, 상기 세정 조성물은 또한 약 1 중량% 내지 약 12 중량%의 d-리모넨(limonene)으로 더 구성된다. 본 발명의 세정 조성물은 다양한 소비재 및/또는 산업용 적용에 사용될 수 있지만, 대표적으로 본 발명에서는 기름막, 기름 누출 및 기름 유출을 세정 또는 분산시키기 위해 사용된다. 그러한 기름은 바위, 모래, 포유동물, 새, 식물 등과 같은 물체와 접촉되거나 또는 바람직하지 않게 이들을 코팅할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 마이크로에멀젼(microemulsion) 형태의 세정 조성물에 관한 것이며, 이는 약 1 중량% 내지 약 60 중량%의 이염기성 에스테르 블렌드; 약 0.1 중량% 내지 약 65 중량%의 하나 이상의 계면활성제; 및 선택적으로, 물로 구성되며; 좀 더 대표적으로는, 약 5 내지 약 40 중량%의 이염기성 에스테르 블렌드; (b) 약 5 내지 약 40 중량%의 하나 이상의 계면활성제, 대표적으로 하나 이상의 비이온성 계면활성제; 및 선택적으로 (c) 물로 구성된다. 또 다른 실시예에서, 상기 세정 조성물 마이크로에멀젼은 약 1 내지 약 12 중량%의 테르펜(terpene), 테르펜 EO/PO, 피넨(pinene) 또는 이들의 유도체로 더 구성된다. 선택적으로, 향료 및 가용화제(solubilizers), pH 조절제, 표백제(whiteners), 디라미네이트제(delaminates), 불투명화제(opacifying agent), 부식방지제, 소포제, 착색제, 안정화제 및 증점제(thickeners)와 같은 첨가제가 첨가될 수 있다. 본 발명의 세정 조성물은 보통 마이크로에멀젼의 형태이며, 적용 분야에 따라 사용을 위해 액체 또는 스프레이 제제로서 제공된다.
상기 계면활성제는 임의의 수의 양쪽성, 양이온성, 음이온성 또는 비이온성 계면활성제, 또는 계면활성제의 블렌드일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 계면활성제는 비이온성 계면활성제, 대표적으로 알코올 에톡실레이트, 알킬 페놀 에톡실레이트 또는 테르펜 알콕실레이트이다. 좀 더 대표적으로, 상기 계면활성제는 C7-C12 알코올 에톡실레이트, 예를 들어 Rhodasurf 91-6 계면활성제(뉴저지, 크랜베리의 Rhodia Inc.가 제조)이며, 가장 대표적으로 상기 계면활성제는 C9-C11 선형 알코올 에톡실레이트이다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 산업용 및/또는 소비재용 세정 조성물로서, 이는 (a) 상기 세정 조성물의 약 1 내지 약 65 중량%의, 이염기성 에스테르 블렌드(상기 블렌드는
(i) 상기 블렌드의 약 7-14 중량%의, 아래 식의 디에스테르:
Figure pct00001
(ii) 상기 블렌드의 약 80-94 중량%의, 아래 식의 디에스테르:
Figure pct00002
및
(iii) (상기 블렌드의) 약 0-5 중량%의 아래 식의 디에스테르로 구성되며,
Figure pct00003
상기 식에서 R1 및/또는 R2 는 개별적으로 약 1 내지 약 12개 탄소 원자를 갖는 탄화수소, 대표적으로 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, n-부틸 또는 이소아밀(isoamyl)로 구성됨); (b) 상기 세정 조성물의 약 0.1 내지 약 65 중량%의, 계면활성제; (c) 상기 세정 조성물의 약 0 내지 약 12 중량%의, 하나 이상의 추가 성분, 및 (d) 상기 세정 조성물의 약 2 내지 약 85 중량%의, 물로 구성된다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 기름 코팅된 표면을 세정하는 방법으로서, 상기 방법은: (a) (i) 디알킬 아디페이트, 디알킬 메틸글루타레이트 및 디알킬 에틸숙시네이트로 구성되는 이염기성 에스테르의 블렌드; 및 (ii) 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 양성이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 및 이들의 임의의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택되는 계면활성제로 구성되는 세정 조성물을 얻고; (b) 상기 세정 조성물을 표면에 얼룩이 있는 코팅된 표면과 접촉시키고; (c) 세정된 상기 코팅 표면으로부터 사용된 상기 세정 조성물을 제거하는 것으로 구성된다.
본 발명의 세정 조성물은 높은 인화점, 낮은 증기압 및 저취성을 가져서 친환경적이며, CARB에 의해 확립된 소비재 LVP-VOC 면제 기준 및 EPA (특정 부분들)에 해당한다. 본 발명의 세정 조성물은 무독성, 생분해성, 불연성 등을 포함하지만 이에 한하지 않는 친환경적 특징들을 갖는다.
여기서 사용되는 용어 "알킬"은 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, t-부틸, 펜틸, n-헥실 및 시클로헥실을 포함하지만 이에 한하지 않는, 포화 또는 불포화 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 탄화수소 라디칼을 의미한다.
여기서 사용되는 용어 "아릴"은 하나 이상의 6-구성원(six-membered) 탄소 고리를 함유하는 1가(monovalent) 불포화 탄화수소 라디칼로서, 여기서 불포화도는 3개의 공액 이중 결합에 의해 표시될 수 있고, 상기 고리의 하나 이상의 탄소는 히드록시, 알킬, 알케닐, 할로, 할로알킬 또는 아미노로 치환될 수 있으며, 이는 페녹시, 페닐, 메틸페닐, 디메틸페닐, 트리메틸페닐, 클로로페닐, 트리클로로메틸페닐, 아미노페닐 및 트리스티릴페닐(tristyrylphenyl)을 포함하지만 이에 한하지 않는다.
여기서 사용되는 용어 "알킬렌"은 2가(divalent)의 포화 직쇄 또는 분지쇄 탄화수소 라디칼을 의미하며, 예를 들어 메틸렌, 디메틸렌, 트리메틸렌이 있다.
유기기(organic group)와 관련하여 여기서 사용되는 용어 "(Cr-Cs)"(r 및 s는 각각 정수임)은 상기 기가 기(group) 당 r개의 탄소 원자 내지 s개의 탄소 원자를 함유할 수 있음을 나타낸다.
여기서 사용되는 용어 "계면활성제"는 수성 매질에 용해되었을 때 상기 수성 매질의 표면 장력을 낮추는 화합물을 의미한다.
본 발명은 이염기성 에스테르의 블렌드로 구성되는 세정 조성물이다. 일 실시예에서, 상기 블렌드는 알코올 및 선형 이산의 부가체(adducts)의 혼합물로 구성되며, 상기 부가체는 식 R1-OOC-A-COO-R2 (상기 식에서, R1 및/또는 R2 는 개별적으로 C1-C12 알킬, 좀 더 대표적으로 C1-C8 알킬로 구성되며, A는 -(CH2)4-, -(CH2)3, 또는 -(CH2)2-로 구성됨)을 갖는다. 또 다른 실시예에서, R1 및/또는 R2 는 개별적으로 C4-C12 알킬, 좀 더 대표적으로 C4-C8 알킬로 구성된다. 일 실시예에서, R1 및 R2 는 개별적으로 퓨젤유(fusel oil)에서 기원하는 탄화수소기로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, R1 및 R2 는 개별적으로 1 내지 8개 탄소 원자를 갖는 탄화수소기로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, R1 및 R2 는 개별적으로 5 내지 8개 탄소 원자를 갖는 탄화수소기로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 블렌드는 알코올 및 분지형 또는 선형 이산의 부가체의 혼합물로 구성되며, 상기 부가체는 식 R1-OOC-A-COO-R2 (상기 식에서, R1 및/또는 R2 는 개별적으로 C1-C12 알킬, 좀 더 대표적으로 C1-C8 알킬로 구성되며, A는 -(CH2)4-, -CH2CH2CH(CH3)-, 또는 -CH2CH(C2H5)-로 구성됨)을 갖는다. 또 다른 실시예에서, R1 및/또는 R2 는 개별적으로 C4-C12 알킬, 좀 더 대표적으로 C4-C8 알킬로 구성된다. 특정의 일 실시예에서, 상기 블렌드는 식 R1-OOC-CH2CH2CH(CH3)-COO-R2 및 R1-OOC-CH2CH(C2H5)-COO-R2 를 갖는 부가체의 혼합물로 구성된다. 상기 산 부분은 아디프산, 숙신산, 글루타르산, 옥살산, 말론산, 피멜산, 수베르산 및 아젤라산, 및 이들의 혼합물과 같은 이염기성 산으로부터 유도될 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에서 사용되는 하나 이상의 이염기성 에스테르는 임의의 적절한 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 아디프산 및 퓨젤유의 부가체를 제조하는 방법은, 예를 들어 "폴리비닐 클로라이드와 상용 가능한 일부 가소제의 제조를 위한 이집트 퓨젤유의 사용"(Chuiba 등, Indian Journal of Technology, Vol. 23, 1985년 8월, pp. 309-311)라는 문헌에 기재되어 있다.
본 발명의 이염기성 에스테르는 식 HOOC-A-COOH의 이산 또는 식 MeOOC-A-COOMe의 디에스테르를 분지형 알코올 또는 알코올의 혼합물과 반응시켜 "에스테르화"하는 단계로 구성되는 방법에 의해 얻어질 수 있다. 상기 반응들은 적절히 촉매화될 수 있다. 바람직하게, 이산 또는 디에스테르 당 적어도 2 몰 당량(molar equivalents)의 알코올이 사용된다. 적절한 경우, 상기 반응은 반응 부산물(by-products)을 추출하고, 이어서 여과 및/또는 정제 단계, 예를 들어 증류를 함으로써 촉진될 수 있다.
혼합물 형태의 이산은 특히, 부타디엔의 이중 히드로시안화(double hydrocyanation)에 의해 아디포니트릴(adiponitrile)을 제조하는 공정에서 특히 생성 및 회수되는 디니트릴 화합물(dinitrile compounds)의 혼합물로부터 얻어질 수 있다. 전세계적으로 소비되는 아디포니트릴의 상당한 대부분을 생산하기 위하여 산업상 대규모로 사용되는 이 방법은 수많은 특허 및 작품에 기재되어 있다. 부타디엔의 히드로시안화를 위한 반응은 우세하게 선형 디니트릴을 제제화하지만, 또한 분지형 디니트릴도 형성하며, 이들 중 2가지 주요한 것은 메틸글루타로니트릴(methylglutaronitrile) 및 에틸숙시노니트릴(ethylsuccinonitrile)이다. 상기 분지형 디니트릴 화합물은 증류에 의해 분리되고, 예를 들어 상기 아디포니트릴의 분리 및 정제를 위한 단계에서, 증류 칼럼 내 상부 분획으로서 회수된다. 그 다음 상기 분지형 디니트릴은 이산 또 는 디에스테르로(알코올 또는 알코올의 혼합물 또는 퓨젤유와의 이어지는 에스테르 교환반응(transesterification reaction)을 위해 경량(light) 디에스테르로, 또는 본 발명에 따라 직접 디에스테르로) 전환될 수 있다.
본 발명의 이염기성 에스테르는 폴리아미드, 예를 들어 폴리아미드 6,6의 제조시 하나 이상의 부산물로부터 유도될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 세정 조성물은 아디프 이산(adipic diacids), 글루타르 이산(glutaric diacids) 및 숙신 이산(succinic diacids)의, 선형 또는 분지형, 고리형 또는 비고리형, C1-C20 알킬, 아릴, 알킬아릴 또는 아릴알킬 에스테르의 블렌드로 구성된다. 또 다른 실시예에서, 상기 세정 조성물은 아디프 이산, 메틸글루타르 이산 및 에틸숙신 이산의 선형 또는 분지형, 고리형 또는 비고리형, C1-C20 알킬, 아릴, 알킬아릴 또는 아릴알킬 에스테르의 블렌드로 구성된다.
일반적으로, 폴리아미드는 디아민과 디카르복시산을 반응시킴으로써 형성되는 축합 반응에 의해 제조되는 공중합체이다. 구체적으로, 폴리아미드 6,6는 디아민, 대표적으로 헥사메틸렌디아민을 디카르복시산, 대표적으로 아디프산과 반응시킴으로써 형성되는 축합 반응에 의해 제조되는 공중합체이다.
일 실시예에서, 본 발명의 블렌드는 폴리아미드를 제조할 때 사용되는 아디프산의 반응, 합성 및/또는 제조시의 하나 이상의 부산물로부터 유도될 수 있고, 상기 세정 조성물은 아디프 이산, 글루타르 이산 및 숙신 이산의 디알킬 에스테르의 블렌드(이하에서는 종종 "AGS" 또는 "AGS 블렌드"라 함)로 구성된다.
일 실시예에서, 에스테르의 블렌드는 폴리아미드, 대표적으로 폴리아미드 6,6를 제조할 때 사용되는 헥사메틸렌디아민의 반응, 합성 및/또는 제조시의 부산물로부터 유도된다. 상기 세정 조성물은 아디프 이산, 메틸글루타르 이산 및 에틸숙신 이산의 디알킬 에스테르의 블렌드(이하에서는 종종 "MGA", "MGN", "MGN 블렌드" 또는 "MGA 블렌드"라 함)로 구성된다.
본 발명의 상기 이염기성 에스테르 블렌드의 끓는점은 약 120℃ 내지 450℃ 범위이다. 일 실시예에서, 본 발명의 상기 블렌드의 끓는점은 약 160℃ 내지 400℃의 범위이고; 일 실시예에서는 약 210℃ 내지 290℃ 범위이며; 또 다른 실시예에서 상기 범위는 약 210℃ 내지 245℃이고; 또 다른 실시예에서 상기 범위는 약 215℃ 내지 225℃이다. 일 실시예에서, 본 발명의 상기 블렌드의 끓는점 범위는 약 210℃ 내지 390℃, 대표적으로 약 280℃ 내지 390℃ 범위, 좀 더 대표적으로 295℃ 내지 390℃ 범위이다. 일 실시예에서, 본 발명의 상기 블렌드의 끓는점은 약 215℃ 내지 400℃ 범위, 대표적으로 약 220℃ 내지 350℃ 범위이다.
일 실시예에서, 상기 이염기성 에스테르 블렌드는 약 300℃ 내지 330℃의 끓는점 범위를 갖는다. 대표적으로, 디이소아밀 AGS 블렌드는 이러한 끓는점 범위와 관련된다. 또 다른 실시예에서, 본 발명의 이염기성 에스테르 블렌드는 약 295℃ 내지 310℃ 사이의 끓는점 범위를 갖는다. 대표적으로, 디-n-부틸 AGS 블렌드는 이러한 끓는점 범위와 관련된다. 일반적으로, 더 높은 끓는점, 대표적으로 215℃ 보다 높은 끓는점, 또는 높은 끓는점 범위는 더 낮은 VOC에 대응한다.
상기 이염기성 에스테르 또는 이염기성 에스테르의 블렌드는 본 발명의 세정 조성물에 포함(incorporated)되며, 상기 조성물은 일 실시예에서, (a) 아디프 이산, 글루타르 이산 및 숙신 이산의 디알킬 에스테르 블렌드, 또는 아디프 이산, 메틸글루타르 이산 및 에틸숙신 이산의 디알킬 에스테르 블렌드; (b) 하나 이상의 계면활성제; 및 선택적으로 (c) 물 또는 용매로 구성된다. 추가 성분들이 첨가될 수 있다. 상기 계면활성제는 임의의 수의 양이온성, 양쪽성, 양성이온성, 음이온성 또는 비이온성 계면활성제, 이들의 유도체, 및 그러한 계면활성제의 블렌드일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 비이온성 계면활성제는 일반적으로 예를 들어, 알칸올아미드, 에톡실레이티드 알칸올아미드, 에틸렌 비스아미드와 같은 아미드; 지방산 에스테르, 글리세롤 에스테르, 에톡실레이티드 지방산 에스테르, 소르비탄 에스테르, 에톡실레이티드 소르비탄과 같은 에스테르; 알킬페놀 에톡실레이트, 알코올 에톡실레이트, 트리스티릴페놀 에톡실레이트(tristyrylphenol ethoxylates), 메르캅탄 에톡실레이트와 같은 에톡실레이트; 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드 블록 공중합체, 염소 캡핑된 에톡실레이트(chlorine capped ethoxylates), 테트라-관능성 블록 공중합체와 같은 말단-캡핑된(end-capped) EO/PO 블록 공중합체; 라우라민 옥사이드(lauramine oxide), 코카민 옥사이드(cocamine oxide), 스테아라민 옥사이드, 스테아라미도프로필아민 옥사이드(stearamidopropylamine oxide), 팔미타미도프로필아민 옥사이드, 데실아민 옥사이드와 같은 아민 옥사이드; 데실 알코올, 라우릴 알코올, 트리데실 알코올, 미리스틸 알코올, 세틸 알코올, 스테아릴 알코올, 올레일 알코올, 리놀레일 알코올(linoleyl alcohol) 및 리놀레닐 알코올(linolenyl alcohol)과 같은 지방 알코올; 및 에톡실레이티드 라우릴 알코올, 트리데세스 알코올(trideceth alcohols)과 같은 알콕실화된 알코올; 및 라우르산(lauric acid), 올레산, 스테아르산, 미리스트산, 세테아르산(cetearic acid), 이소스테아르산(isostearic acid), 리놀레산(linoleic acid), 리놀렌산(linolenic acid), 리시놀레산(ricinoleic acid), 엘라이드산(elaidic acid), 아라키돈산(arichidonic acid), 미리스트올레산(myristoleic acid) 및 이들의 혼합물과 같은 지방산 중 하나 이상을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 상기 비이온성 계면활성제는 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 알킬 PEG 에스테르, 폴리프로필렌 글리콜(PPG) 및 이들의 유도체와 같은 글리콜이다. 일 실시예에서, 상기 계면활성제는 알코올 에톡실레이트, 알킬 페놀 에톡실레이트 또는 테르펜 알콕실레이트이다. 예시적 일 실시예에서, 상기 계면활성제는 C6-C13 알코올 에톡실레이트, 좀 더 대표적으로 C8-C12 알코올 에톡실레이트이다.
또 다른 실시예에서, 상기 계면활성제는 양이온성 계면활성제이다. 상기 양이온성 계면활성제는 4차 암모늄 화합물, 예를 들어 세틸 트리메틸 암모늄 브로마이드(CETAB 또는 세트리모늄 브로마이드(cetrimonium bromide)로서도 알려짐), 세틸 트리메틸 암모늄 클로라이드(세트리모늄 클로라이드로서도 알려짐), 미리스틸 트리메틸 암모늄 브로마이드(미르트리모늄 브로마이드(myrtrimonium bromide) 또는 쿼터늄-13(Quaternium-13)으로서도 알려짐), 스테아릴 디메틸 디스테아릴디모늄 클로라이드(stearyl dimethyl distearyldimonium chloride), 디세틸 디모늄 클로라이드(dicetyl dimonium chloride), 스테아릴 옥틸디모늄 메토설페이트(stearyl octyldimonium methosulfate), 2 수소화된 팔모일에틸 히드록시에틸모늄 메토설페이트(dihydrogenated palmoylethyl hydroxyethylmonium methosulfate), 이소스테아릴 벤질리미도늄 클로라이드(isostearyl benzylimidonium chloride), 코코일 벤질 히드록시에틸 이미다졸리늄 클로라이드(cocoyl benzyl hydroxyethyl imidazolinium chloride), 디세틸 디모늄 클로라이드(dicetyl dimonium chloride) 및 디스테아릴디모늄 클로라이드; 이소스테아릴아미노프로팔코늄 클로라이드(isostearylaminopropalkonium chloride) 또는 올레알코늄 클로라이드(olealkonium chloride); 베헨트리모늄 클로라이드(behentrimonium chloride); 및 이들의 혼합물을 포함하지만 이에 한하지 않는다.
또 다른 실시예에서, 상기 계면활성제는 음이온성 계면활성제이다. 상기 음이온성 계면활성제는 선형 알킬벤젠 설포네이트, 알파 올레핀 설포네이트, 파라핀 설포네이트, 알킬 에스테르 설포네이트, 알킬 설페이트, 알킬 알콕시 설페이트, 알킬 설포네이트, 알킬 알콕시 카르복실레이트, 알킬 알콕실레이티드 설페이트, 모노알킬 포스페이트, 디알킬 포스페이트, 사르코시네이트(sarcosinates), 설포숙시네이트, 이세티오네이트(isethionates) 및 타우레이트(taurates), 및 이들의 혼합물을 포함하지만 이에 한하지 않는다. 본 발명의 조성물의 상기 음이온성 계면활성제 성분으로서 적당한 흔히 사용되는 음이온성 계면활성제는 예를 들어, 암모늄 라우릴 설페이트, 암모늄 라우레스 설페이트(ammonium laureth sulfate), 트리에틸아민 라우릴 설페이트, 트리에틸아민 라우레스 설페이트, 트리에탄올아민 라우릴 설페이트, 트리에탄올아민 라우레스 설페이트, 모노에탄올아민 라우릴 설페이트, 모노에탄올아민 라우레스 설페이트, 디에탄올아민 라우릴 설페이트, 디에탄올아민 라우레스 설페이트, 라우릭 모노글리세라이드 소듐 설페이트(lauric monoglyceride sodium sulfate), 소듐 라우릴 설페이트, 소듐 라우레스 설페이트, 포타슘 라우릴 설페이트(potassium lauryl sulfate), 포타슘 라우레스 설페이트, 소듐-모노알킬 포스페이트, 소듐 디알킬 포스페이트, 소듐 라우로일 사르코시네이트(sodium lauroyl sarcosinate), 라우로일 사르코신(lauroyl sarcosine), 코코일 사르코신, 암모늄 코실 설페이트(ammonium cocyl sulfate), 암모늄 라우릴 설페이트, 소듐 코실 설페이트, 소듐 트리데세스 설페이트(sodium trideceth sulfate), 소듐 트리데실 설페이트, 암모늄 트리데세스 설페이트, 암모늄 트리데실 설페이트, 소듐 코코일 이세티오네이트(sodium cocoyl isethionate), 디소듐 라우레스 설포숙시네이트(disodium laureth sulfosuccinate), 소듐 메틸 올레오일 타우레이트(sodium methyl oleoyl taurate), 소듐 라우레스 카르복실레이트, 소듐 트리데세스 카르복실레이트, 소듐 라우릴 설페이트, 포타슘 코실 설페이트(potassium cocyl sulfate), 포타슘 라우릴 설페이트, 모노에탄올아민 코실 설페이트(monoethanolamine cocyl sulfate), 소듐 트리데실 벤젠 설포네이트, 및 소듐 도데실 벤젠 설포네이트를 포함한다. 분지형 음이온성 계면활성제가 특히 바람직하며, 예를 들면 소듐 트리데세스 설페이트, 소듐 트리데실 설페이트, 암모늄 트리데세스 설페이트, 암모늄 트리데실 설페이트, 및 소듐 트리데세스 카르복실레이트이다.
이용가능한 임의의 양쪽성 계면활성제는 지방족 2차 및 3차 아민의 유도체를 포함하지만 이에 한하지 않으며, 상기 지방족 라디칼은 직쇄 또는 분지형일 수 있고, 상기 지방족 치환체들 중 하나는 약 8 내지 약 18개 탄소 원자를 함유하며, 하나는 음이온성 수용성화 기(anionic water solubilizing group)를 함유한다. 적당한 양쪽성 계면활성제의 특정한 예는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 알킬 암포카르복시 글리시네이트(alkyl amphocarboxy glycinates) 및 알킬 암포카르복시 프로피오네이트의 암모늄 또는 치환된 암모늄염, 알킬 암포디프로피오네이트, 알킬 암포디아세테이트, 알킬 암포글리시네이트, 및 알킬 암포프로피오네이트를 포함하며, 또한 알킬 이미노프로피오네이트(alkyl iminopropionates), 알킬 이미노디프로피오네이트, 및 알킬 암포프로필설포네이트, 예를 들어 코코암포아세테이트, 코코암포프로피오네이트, 코코암포디아세테이트, 라우로암포아세테이트(lauroamphoacetate), 라우로암포디아세테이트, 라우로암포디프로피오네이트, 라우로암포디아세테이트, 코코암포프로필 설포네이트 카프로암포디아세테이트(caproamphodiacetate), 카프로암포아세테이트, 카프로암포디프로피오네이트, 및 스테아로암포아세테이트(stearoamphoacetate)를 포함한다.
적당한 양성이온성 계면활성제는 알킬 베타인(alkyl betaines), 예를 들어 코코디메틸 카르복시메틸 베타인, 라우릴 디메틸 카르복시메틸 베타인, 라우릴 디메틸 알파-카르복시-에틸 베타인, 세틸 디메틸 카르복시메틸 베타인, 라우릴 비스-(2-히드록시-에틸)카르복시 메틸 베타인, 스테아릴 비스-(2-히드록시-프로필)카르복시메틸 베타인, 올레일 디메틸 감마-카르복시프로필 베타인, 및 라우릴 비스-(2-히드록시프로필)알파-카르복시에틸 베타인, 아미도프로필 베타인, 및 알킬 설타인(alkyl sultaines), 예를 들어 코코디메틸 설포프로필 베타인(cocodimethyl sulfopropyl betaine), 스테아릴디메틸 설포프로필 베타인, 라우릴 디메틸 설포에틸 베타인, 라우릴 비스-(2-히드록시-에틸)설포프로필 베타인, 및 알킬아미도프로필히드록시 설타인을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 세정 조성물은 (a) 약 70-90%의 디알킬 디메틸글루타레이트, 약 5-30%의 디알킬 에틸숙시네이트 및 약 0-10%의 디알킬 아디페이트의 블렌드; (b) i) 알코올 알콕실레이트, 테르펜 알콕실레이트, 또는 이들의 유도체로 구성되는 계면활성제 조성물; (c) 디라미네이트제(delaminate) 및 (d) 물로 구성되는 마이크로에멀젼이다. 각각의 알킬 치환체는 약 1 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 탄화수소기, 예를 들어 메틸 또는 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸 또는 펜틸, 또는 이소-아밀 기로부터 개별적으로 선택된다. 선택적으로, 하나 이상의 첨가제 또는 추가 성분들, 예를 들어 디라미네이트제(delaminating agents), 완충 및/또는 pH 조절제, 향수(fragrances), 불투명화제, 부식방지제, 표백제, 소포제, 염료, 거품 제어제(sudsing control agents), 안정화제, 증점제 등이 상기 조성물에 첨가될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 이염기성 에스테르의 블렌드는, 폴리아미드에서 주요 모노머들 중 하나인, 아디프산 제조시의 하나 이상의 부산물에 대응한다. 예를 들어, 상기 디알킬 에스테르는, 중량 기준으로 15 내지 33% 숙신산, 50 내지 75% 글루타르산 및 5 내지 30% 아디프산을 일반적으로 함유하는, 하나의 부산물을 에스테르화함으로써 얻어진다. 또 다른 예로서, 상기 디알킬 에스테르는 중량 기준으로 30 내지 95% 메틸 글루타르산, 5 내지 20% 에틸 숙신산 및 1 내지 10% 아디프산을 일반적으로 함유하는 제2의 부산물을 에스테르화함으로써 얻어진다. 상기 산 부분은 그러한 이염기성 산, 예를 들어 아디프산, 숙신산, 글루타르산, 옥살산, 말론산, 피멜산, 수베르산 및 아젤라산, 및 이들의 혼합물로부터 유도될 수 있는 것으로 이해된다.
일부 실시예에서, 상기 이염기성 에스테르 블렌드는 알코올 및 선형 이산의 부가체로서, 식 R-OOC-A-COO-R(상기 식에서 R은 에틸이고 A는 -(CH2)4-, -(CH2)3, 및 -(CH2)2-의 혼합물임)을 갖는 부가체로 구성된다. 다른 실시예에서, 상기 블렌드는 알코올, 대표적으로 에탄올, 및 선형 이산의 부가체로서, 식 R1-OOC-A-COO-R2(상기 식에서 R1 및/또는 R2의 적어도 일부는 4개의 탄소 원자를 갖는 적어도 하나의 알코올, 및/또는 적어도 5개 탄소 원자를 갖는 적어도 하나의 선형 또는 분지형 알코올의 잔기이고, A는 2가의 선형 탄화수소임)을 갖는 부가체로 구성된다. 일부 실시예에서 A는 -(CH2)4-, -(CH2)3, 및 -(CH2)2- 중 하나 또는 이들의 혼합물이다.
또 다른 실시예에서, 상기 R1 및/또는 R2 기는 선형 또는 분지형, 고리형 또는 비고리형, C1-C20 알킬, 아릴, 알킬아릴 또는 아릴알킬 기일 수 있다. 대표적으로, 상기 R1 및/또는 R2 기는 C1-C8 기, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, n-아밀, n-헥실, 시클로헥실, 2-에틸헥실 및 이소옥틸기 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 기일 수 있다. 예를 들어, R1 및/또는 R2는 모두 또는 개별적으로 에틸기일 수 있으며, R1 및/또는 R2는 모두 또는 개별적으로 n-프로필기일 수 있고, R1 및/또는 R2는 모두 또는 개별적으로 이소프로필기일 수 있으며, R1 및/또는 R2는 모두 또는 개별적으로 n-부틸기일 수 있고, R1 및/또는 R2는 모두 또는 개별적으로 이소-아밀기일 수 있으며, R1 및/또는 R2는 모두 또는 개별적으로 n-아밀기일 수 있거나, 또는 R1 및/또는 R2는 이들의 혼합물(예를 들어, 이염기성 에스테르의 블렌드로 구성될 경우)일 수 있다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 분지형 이산의 부가체로서, 식 R3-OOC-A-COO-R4 (상기 식에서 R3 및 R4는 동일하거나 상이한 알킬기이며, A는 분지형 또는 선형의 탄화수소임)을 갖는 부가체로 구성되는 블렌드를 포함할 수 있다. 대표적으로, A는 C4 탄화수소의 이성질체로 구성된다. 예를 들면, R3 및/또는 R4가 선형 또는 분지형, 고리형 또는 비고리형, C1-C20 알킬, 아릴, 알킬아릴 또는 아릴알킬기일 수 있는 경우의 것들을 포함한다. 대표적으로, R3 및 R4는 독립적으로 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소-부틸, 이소-아밀, 및 퓨젤(fusel)로 구성되는 군으로부터 선택된다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 식 R5-OOC-A-COO-R6 (상기 식에서 A 기는 보통, 평균 2.5 내지 10개 탄소 원자 범위의 2가 알킬렌기를 나타냄)의 디카르복시산 디에스테르(들)에 기초한 조성물로 구성된다. R5 및 R6 기는 동일하거나 다를 수 있으며, 선형 또는 분지형, 고리형 또는 비고리형, C1-C20 알킬, 아릴, 알킬아릴 또는 아릴알킬기를 나타낸다.
상기 블렌드는 반응물의 혼합물들이 사용되는, 복합 반응 생성물(complex reaction product)에 해당할 수 있다. 예를 들어 HOOC-Aa-COOH 및 HOOC-Ab-COOH의 혼합물과 Ra-OH 알코올의 반응은 생성물 RaOOC-Aa-COORa 및 RaOOC-Ab-COORa의 혼합물을 제공할 수 있다. 마찬가지로, HOOC-Aa-COOH과 알코올 Ra-OH 및 Rb-OH의 혼합물의 반응은 생성물 RaOOC-Aa-COORa 및 RbOOC-Aa-COORb, RaOOC-Aa-COORb 및 RbOOC-Aa-COORa(Aa가 대칭이 아닌 경우 RaOOC-Aa-COORb 과 다름)의 혼합물을 제공할 수 있다. 마찬가지로, HOOC-Aa-COOH 및 HOOC-Ab-COOH의 혼합물과 알코올 Ra-OH 및 Rb-OH의 혼합물의 반응은 생성물 RaOOC-Aa-COORa 및 RbOOC-Aa-COORb, RaOOC-Aa-COORb, RbOOC-Aa-COORa (Aa가 대칭이 아닌 경우 RaOOC-Aa-COORb 과 다름), RaOOC-Ab-COORa 및 RbOOC-Ab-COORb, RaOOC-Ab-COORb 및 RbOOC-Ab-COORa (Ab가 대칭이 아닌 경우 RaOOC-Ab-COORb와 다름)의 혼합물을 제공할 수 있다.
상기 R1 및 R2기는 알코올 R1-OH 및 R2-OH (각각)에 대응할 수 있다. 이들 기는 상기 알코올에 비유될 수 있다. A 기(들)는 하나 이상의 디카르복시산(들) HOOC-A-COOH에 대응할 수 있다. A 기(들)는 대응하는 이산(들)(상기 이산은 상기 A기보다 2개 더 많은 탄소 원자로 구성됨)에 비유될 수 있다.
일 실시예에서, A기는 평균 2개 보다 많은 탄소 원자로 구성되는 2가 알킬렌기이다. 그것은 3개 이상의 진정수(integral number), 예를 들어 3 또는 4개의 탄소 원자를 갖는 단일 기(single group)일 수 있다. 그러한 단일 기는 단일 산(single acid)의 사용에 대응할 수 있다. 그러나, 보통, 그것은 화합물의 혼합물(이들 중 적어도 하나는 적어도 3개의 탄소 원자를 나타냄)에 대응하는 기들의 혼합물에 대응한다. A기들의 혼합물은 동일한 수의 탄소 원자로 구성되는 서로 다른 이성질체 기들의 혼합물 및/또는 상이한 수의 탄소 원자로 구성되는 상이한 기들의 혼합물에 대응할 수 있는 것으로 이해된다. 상기 A기는 선형 및/또는 분지형 기로 구성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, A 기들 중 적어도 일부는 식 -(CH2)n- (상기 식에서 n은 3 이상의 평균수(mean number)임)의 기에 대응한다. 상기 A기들 중 적어도 일부는 식 -(CH2)4- (대응하는 산은 아디프산임)의 기일 수 있다. 예를 들어, A는 식 -(CH2)4-의 기, 및/또는 식 -(CH2)3-의 기일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 조성물은 식 R-OOC-A-COO-R (A는 식 -(CH2)4-의 기임)의 화합물, 식 R-OOC-A-COO-R (A는 식 -(CH2)3-의 기임)의 화합물, 및 식 R-OOC-A-COO-R (A는 식 -(CH2)2-의 기임)의 화합물로 구성된다.
이염기성 에스테르의 블렌드는 보통 마이크로에멀젼 형태(수성상에 분산된 액적(liquid droplets))로 상기 세정 조성물에 존재한다. 이론에 구속되기를 원치 않지만, 마이크로에멀젼은 보통 다량의 유화제(emulsifiers)로 구성되는 일반적으로 열역학적으로 안정한 시스템인 것으로 지적된다. 마이크로에멀젼은 에멀젼이 아니며, 마이크로에멀젼은 열역학적으로 안정하다(그것이 그것의 가장 낮은 에너지 상태에 있음을 의미함)는 점에서 에멀젼과 구별된다. 비교상, 에멀젼은 단지 동적으로만 안정적(kinetically stable)이며, 이는 유화된 상(emulsified phase)이 물로부터 분리되는 속도가 매우 느림을 의미한다. 마이크로에멀젼은 부드럽게 혼합하거나 흔들어 줌으로써 용이하게 제조될 수 있으며, 별개의 상으로 용이하게 분리되거나 침전(settle out)되지 않는다.
또 다른 에멀젼(마크로에멀젼(macroemulsions))은 일반적으로, 유화되는 동안 공급되는 기계적 에너지를 준안정 상태(metastable state)에서 일정 시간 동안 보존하는, 열역학적으로 불안정한 상태에 있는 시스템이다. 이러한 시스템은 일반적으로 더 소량의 유화제로 구성된다.
일 실시예에서, 본 발명의 마이크로에멀젼은 평균 액적(droplet) 크기가 일반적으로 약 0.15㎛ 이하인 에멀젼이다. 마이크로에멀젼 액적의 크기는 예를 들어 후술하는 바와 같이, 동적 광 산란법(dynamic light scattering (DLS))에 의해 측정될 수 있다. 사용 장치는 예를 들어 Spectra-Physics 2020 레이저, Brookhaven 2030 상관기(correlator) 및 관련 컴퓨터 기재 장비로 구성된다. 샘플이 농축된 것인 경우, 탈이온수로 희석하고 0.22　㎛ 필터를 통해 여과하여 최종 농도 2 중량%를 갖도록 할 수 있다. 얻어진 직경은 시지름(apparent diameter)이다. 90°및 135°각도에서 측정을 한다. 크기 측정을 위해, 누적치(cumulents)를 갖는 표준 분석 외에, 자기 상관(autocorrelation) 함수를 3번 이용하며(Pike 교수에 의해 기재된 지수 샘플링 또는 EXPSAM, "Non Negatively Constrained Least Squares" 또는 NNLS 법, 및 Provencher 교수에 의해 기재된 CONTIN 법), 이는 각각 질량이나 숫자보다는 산란된 강도에 의해 가중되는 크기 분포를 제공한다. 물의 점도 및 굴절률이 고려된다.
일 실시예에 의하면, 상기 마이크로에멀젼은 투명하다. 상기 마이크로에멀젼은, 예를 들어 람다(Lambda)　40 UV-가시 분광기를 이용하여 측정시, 600　nm 파장에서 예를 들어 적어도 90%, 바람직하게는 적어도 95%의 투과도(transmittance)를 가질 수 있다.
또 다른 실시예에 의하면, 상기 에멀젼은 평균 액적 크기가 0.15　㎛ 이상이며, 예를 들어 0.5　㎛, 또는 1　㎛, 또는 2　㎛, 또는 10　㎛, 또는 20　㎛ 보다 크고, 바람직하게는 100　㎛ 보다 작은 에멀젼이다. 상기 액적 크기는 광학 현미경 및/또는 레이저 입도기(laser granulometry) (Horiba LA-910 레이저 산란 분석기)에 의해 측정될 수 있다.
특정 실시예에서, 상기 이염기성 에스테르 블렌드는:
아래 식 I의 디에스테르:
Figure pct00004
아래 식 II의 디에스테르:
Figure pct00005
및
아래 식 III의 디에스테르:
Figure pct00006
로 구성된다.
R1 및/또는 R2 는 개별적으로 약 1 내지 약 8개 탄소 원자를 갖는 탄화수소, 대표적으로 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, n-부틸, 이소아밀, 헥실, 헵틸 또는 옥틸로 구성될 수 있다. 그러한 실시예에서, 상기 블렌드는 보통 (상기 블렌드의 중량 기준으로) (i) 약 15% 내지 약 35%의 상기 식 I의 디에스테르, (ii) 약 55% 내지 약 70%의 상기 식 II의 디에스테르, 및 (iii) 약 7% 내지 약 20%의 상기 식 III의 디에스테르로 구성되며, 좀 더 대표적으로 (i) 약 20% 내지 약 28%의 상기 식 I의 디에스테르, (ii) 약 59% 내지 약 67%의 상기 식 II의 디에스테르, 및 (iii) 약 9% 내지 약 17%의 상기 식 III의 디에스테르로 구성된다. 상기 블렌드는 일반적으로, 98℃의 인화점(flash point), 20℃에서 약 10 Pa 미만의 증기압, 및 약 200-300℃의 증류 온도 범위를 특징으로 한다. Rhodiasolv® RPDE (Rhodia Inc., 뉴저지, 크랜베리), Rhodiasolv® DIB (Rhodia Inc., 뉴저지, 크랜베리) 및 Rhodiasolv® DEE (Rhodia Inc., 뉴저지, 크랜베리)를 언급할 수도 있다.
특정의 다른 실시예에서, 상기 이염기성 에스테르 블렌드는:
아래 식 IV의 디에스테르:
Figure pct00007
아래 식 V의 디에스테르:
Figure pct00008
(V); 및, 선택적으로
아래 식 VI의 디에스테르:
Figure pct00009
(VI)
로 구성된다.
R1 및/또는 R2는 개별적으로 약 1 내지 약 8개 탄소 원자를 갖는 탄화수소, 대표적으로 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, n-부틸, 이소아밀, 헥실, 헵틸 또는 옥틸로 구성될 수 있다. 그러한 실시예에서, 상기 블렌드는 보통 (상기 블렌드의 중량 기준으로) (i) 약 5% 내지 약 30%의 상기 식 IV의 디에스테르, (ii) 약 70% 내지 약 95%의 상기 식 V의 디에스테르, 및 (iii) 약 0% 내지 약 10%의 상기 식 VI의 디에스테르로 구성된다. 좀 더 대표적으로, 상기 블렌드는 보통 (상기 블렌드의 중량 기준으로) (i) 약 6% 내지 약 12%의 상기 식 IV의 디에스테르, (ii) 약 86% 내지 약 92%의 상기 식 V의 디에스테르, 및 (iii) 약 0.5% 내지 약 4%의 상기 식 VI의 디에스테르로 구성된다.
좀 더 대표적으로, 상기 블렌드는 (상기 블렌드의 중량 기준으로) (i) 약 9%의 상기 식 IV의 디에스테르, (ii) 약 89%의 상기 식 V의 디에스테르, 및 (iii) 약 1%의 상기 식 VI의 디에스테르로 구성된다. 상기 블렌드는 일반적으로, 98℃의 인화점, 20℃에서 약 10 Pa 미만의 증기압, 및 약 200-275℃의 증류 온도 범위를 특징으로 한다. Rhodiasolv® IRIS 및 Rhodiasolv® DEE/M (뉴저지, 크랜베리의 Rhodia Inc.에 의해 제조됨)를 언급할 수 있을 것이다.
일 실시예에서는, 물이 포함될 수 있지만, 수돗물, 여과수, 병 물(bottled water), 용천수(spring water), 증류수, 탈이온수, 및/또는 산업용 연수(industrial soft water)에 한하지 않는다.
또 다른 실시예에서, 상기 용매는 유기 용매를 포함할 수 있으며, 이는 지방족 또는 비고리형(acyclic) 탄화수소 용매, 할로겐화 용매, 방향족 탄화수소 용매, 글리콜 에테르, 고리형 테르펜, 불포화 탄화수소 용매, 할로카본(halocarbon) 용매, 폴리올, 에테르, 글리콜 에테르의 에스테르, 단쇄 알코올을 포함하는 알코올, 케톤 또는 이들의 혼합물을 포함하지만 이에 한하지 않는다.
일 실시예에서는, 추가의 계면활성제가 본 발명에서 이용될 수 있다. 본 발명의 마이크로에멀젼을 제조하기에 유용한 계면활성제는 하나 이상의 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양성이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제일 수 있다.
보통 비이온성 계면활성제가 사용되며, 이는 폴리알콕실레이티드 계면활성제를 포함하지만 이에 한하지 않으며, 이는 예를 들어 알콕실레이티드 알코올, 알콕실레이티드 지방 알코올, 알콕실레이티드 트리글리세라이드, 알콕실레이티드 지방산, 알콕실레이티드 소르비탄 에스테르, 알콕실레이티드 지방 아민, 알콕실레이티드 비스(1-페닐에틸)페놀, 알콕실레이티드 트리스(1-페닐에틸)페놀 및 알콕실레이티드 알킬페놀로부터 선택되며, 여기서 알콕시, 좀 더 구체적으로 옥시에틸렌 및/또는 옥시프로필렌 단위의 수는 HLB 값이 10 이상이 되도록 하는 값이다. 좀 더 대표적으로, 상기 비이온성 계면활성제는 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드 공중합체, 테르펜 알콕실레이트, 알코올 에톡실레이트, 알킬 페놀 에톡실레이트 및 이들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명과 관련하여 사용되는 상기 알코올 에톡실레이트는 다음 식을 갖는다:
Figure pct00010
보통, R7는 수소 또는, 약 5 내지 약 25개 탄소 원자, 좀 더 대표적으로 약 7 내지 약 14개 탄소 원자, 가장 대표적으로 약 8 내지 약 13개 탄소 원자를 함유하는 탄화수소 사슬이며, 분지쇄 또는 직쇄 및 포화 또는 불포화일 수 있고, 수소, 알킬, 알콕시, 아릴, 알카릴(alkaryl), 알킬아릴알킬(alkylarylalkyl) 및 아릴알킬로 구성되는 군으로부터 선택된다. 보통, "n"은 약 1 내지 약 30의 정수, 좀 더 대표적으로 약 2 내지 약 20의 정수, 가장 대표적으로 약 3 내지 약 12의 정수이다.
선택적 실시예에서, 상기 알코올 에톡실레이트는 Rhodasurf 91-6 (뉴저지, 크랜베리의 Rhodia Inc.에 의해 제조됨)라는 상표명 하에 판매된다.
또 다른 실시예에서, 본 발명에서 사용되는 계면활성제는 비이온성 계면활성제이며, 이는 2 내지 50개의 옥시알킬렌(옥시에틸렌 및/또는 옥시프로필렌) 단위, 특히 12개(평균)의 탄소 원자 또는 18개(평균)의 탄소 원자를 갖는 단위로 구성되고; Antarox B12DF, Antarox FM33, Antarox FM63 및 Antarox V74, Rhodasurf ID 060, Rhodasurf ID 070 및 Rhodasurf LA 42 (뉴저지, 크랜베리의 Rhodia Inc.)이 언급될 수 있는, 폴리옥시알킬렌화된(polyoxyalkylenated) C6-C24 지방족 알코올, 또한 1 내지 25개의 옥시알킬렌(옥시에틸렌 또는 옥시프로필렌) 단위를 함유하는 폴리옥시알킬렌화된 C8-C22 지방족 알코올을 포함하지만 이에 한하지 않는다.
또 다른 실시예에서, 상기 계면활성제는 테르펜 또는 테르펜 알콕실레이트로 구성된다. 테르펜 알콕실레이트는 α-피넨(pinene) 및 β-피넨과 같은 재생 가능한 원료 물질로부터 유도되는 테르펜-기재 계면활성제이며, 친수성 사슬을 따라 랜덤 또는 테이퍼진(tapered) 분포로 혼합되거나 블록 분포된 C-9 바이시클릭(bicyclic) 알킬 소수성분(alkyl hydrophobe) 및 폴리옥시 알킬렌 단위를 갖는다. 상기 테르펜 알콕실레이트 계면활성제는 여기에 참고로 통합된 2006. 6. 22자, 아담(Adam) 등에 대한 미국 특허출원 공개 제2006/0135683호에 기재되어 있다.
대표적 테르펜 알콕실레이트는 노폴(Nopol) 알콕실레이트 계면활성제이며, 이는 아래의 일반식을 갖는다:
Figure pct00011
상기 식에서 R6 및 R7는 개별적으로, 수소, CH3 또는 C2H5 이며; "n"은 약 1 내지 약 30이며; "m"은 약 0 내지 약 20이고; "p"는 약 0 내지 20이다. 상기 "n", "m" 및/또는 "p" 단위는 상기 사슬을 따라 랜덤 또는 테이퍼진(tapered) 분포로 혼합되거나 블록 분포된 것일 수 있다.
또 다른 실시예에서, R6는 CH3이고; "n"은 약 20 내지 약 25이며; "m"은 약 5 내지 약 10이다. 또 다른 실시예에서, R6 및 R7는 개별적으로 CH3이고; "n"은 약 1 내지 약 8이며; "m"은 약 2 내지 약 14이고; "p"는 약 10 내지 약 20이다. Rhodoclean® HP (테르펜 EO/PO)(뉴저지, 크랜베리의 Rhodia Inc. 제조) 및 Rhodoclean® MSC (테르펜 EO/PO)(뉴저지, 크랜베리의 Rhodia Inc. 제조)가 언급될 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명은 안정적인 마이크로에멀젼이며, 이는
(a) (i) 아래 식 (I)의 제 1 이염기성 에스테르:
Figure pct00012
(I)
(ii) 아래 식 (II)의 제 2 이염기성 에스테르:
Figure pct00013
(II), 및
(iii) 아래 식 (III)의 제 3 이염기성 에스테르:
Figure pct00014
(III)
(상기 식에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 약 1 내지 약 9개 탄소 원자를 갖는 탄화수소기임)로 구성되는, 상기 마이크로에멀젼의 약 1 중량% 내지 약 60 중량%의, 이염기성 에스테르 블렌드; (b) 상기 세정 조성물의 약 0 중량% 내지 약 65 중량%의, 테르펜 알콕실레이트; (c) 상기 세정 조성물의 약 0.1 중량% 내지 약 20 중량%의, 알코올 알콕실레이트; 및 (d) 물로 구성된다. Rhodiasolv® Infinity (뉴저지, 크랜베리, Rhodia Inc.)이 또한 언급될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들 뿐만 아니라 이러한 특정의 실시예에서, 상기 마이크로에멀젼 또는 "액티브(active)"는 물에 상당 정도 희석되어 여전히 안정적인 마이크로에멀젼으로 남을 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 액티브는 물에, 총 혼합물(즉, 물-액티브 혼합물)의 약 50 중량% 액티브가 되도록 희석된다. 또 다른 실시예에서, 상기 액티브는 총 혼합물의 약 40 중량% 액티브가 되도록 물에 희석된다. 또 다른 실시예에서, 상기 액티브는 총 혼합물의 약 35 중량% 액티브가 되도록 물에 희석된다. 또 다른 실시예에서, 상기 액티브는 총 혼합물의 약 30 중량% 액티브가 되도록 물에 희석된다. 또 다른 실시예에서, 상기 액티브는 총 혼합물의 약 20 중량% 액티브가 되도록 물에 희석된다. 또 다른 실시예에서, 상기 액티브는 총 혼합물의 약 15 중량% 액티브가 되도록 물에 희석된다. 또 다른 실시예에서, 상기 액티브는 총 혼합물의 약 10 중량% 이하의 액티브가 되도록 물에 희석된다. 또 다른 실시예에서, 상기 액티브는 총 혼합물의 약 8 중량% 액티브가 되도록 물에 희석된다. 또 다른 실시예에서, 상기 액티브는 총 혼합물의 약 6 중량% 액티브가 되도록 물에 희석된다. 또 다른 실시예에서, 상기 액티브는 총 혼합물의 약 5 중량% 액티브가 되도록 물에 희석된다. 또 다른 실시예에서, 상기 액티브는 총 혼합물의 약 4 중량% 이하의 액티브가 되도록 물에 희석된다. 또 다른 실시예에서, 상기 액티브는 총 혼합물의 약 3 중량% 이하의 액티브가 되도록 물에 희석된다. 또 다른 실시예에서, 상기 액티브는 총 혼합물의 약 2 중량% 이하의 액티브가 되도록 물에 희석된다. 또 다른 실시예에서, 상기 액티브는 총 혼합물의 약 1 중량% 이하의 액티브가 되도록 물에 희석된다. 또 다른 실시예에서, 상기 액티브는 총 혼합물의 약 0.5 중량% 또는 0.1 중량% 이하의 액티브가 되도록 물에 희석된다.
또 다른 선택적 실시예에서, 추가 성분 또는 첨가제가 본 발명의 세정 조성물에 첨가될 수 있다. 상기 추가 성분들은 디라미네이트제(delaminates), 완충 및/또는 pH 조절제, 향수, 향료, 소포제, 염료, 표백제, 광택제, 가용화 물질, 안정화제, 증점제, 부식 방지제, 로션 및/또는 미네랄 오일, 효소, 구름점 개질제(cloud point modifiers), 보존제, 이온교환제, 킬레이트제, 거품 제어제(sudsing control agents), 토양 제거제(soil removal agents), 연화제(softening agents), 불투명화제, 불활성 희석제, 재침착 방지제(graying inhibitors), 안정화제, 폴리머 등을 포함하지만 이에 한하지 않는다.
보통, 추가 성분들은 하나 이상의 디라미네이트제로 구성된다. 디라미네이트제는 특정의 테르펜-기재 유도체일 수 있으며, 이는 피넨 및 피넨 유도체, d-리모넨(limonene), 디펜텐(dipentene) 및 oc-피넨을 포함하지만 이에 한하지 않는다.
상기 완충 및 pH 조절제는 예를 들어, 유기산, 미네랄 산, 및 실리케이트, 메타실리케이트, 폴리실리케이트, 보레이트, 카보네이트, 카바메이트, 포스페이트, 폴리포스페이트, 피로포스페이트(pyrophosphates), 트리포스페이트, 암모니아, 히드록사이드(hydroxide), 모노에탄올아민, 모노프로판올아민, 디에탄올아민, 디프로판올아민, 트리에탄올아민, 및/또는 2-아미노-2-메틸프로판올을 포함한다.
좀 더 구체적으로, 상기 완충제는 원하는 pH를 유지하기 위해 사용되는 저분자량의 유기 또는 무기 물질, 또는 세제일 수 있다. 상기 버퍼(buffer)는 알칼리, 산성 또는 중성일 수 있으며, 이는 2-아미노-2-메틸-프로판올; 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판올; 디소듐 글루타메이트(disodium glutamate); 메틸 디에탄올아미드; N,N-비스(2-히드록시에틸)글리신; 트리스(히드록시메틸)메틸 글리신; 암모늄 카바메이트; 시트르산; 아세트산; 암모니아; 알칼리 금속 카보네이트; 및/또는 알칼리 금속 포스페이트를 포함하지만 이에 한하지 않는다.
또 다른 실시예에서, 증점제는, 사용될 경우, 카시아검(cassia gum), 타라검(tara gum), 잔탄검, 로커스트 빔 검(locust beam gum), 카라게난검(carrageenan gum), 카라야검(gum karaya), 아라비아검(gum arabic), 히알루론산(hyaluronic acids), 숙시노글리칸(succinoglycan), 펙틴, 결정형 다당류, 점토, 실리카 및 퓸 실리카(fumed silicas), 분지형 다당류, 탄산칼슘, 산화알루미늄, 알기네이트(alginates), 구아검, 히드록시프로필 구아검, 카르복시메틸 구아검, 카르복시메틸히드록시프로필 구아검, 및 기타의 개질 구아검, 히드록시셀룰로오스, 히드록시알킬 셀룰로오스(히드록시에틸 셀룰로오스, 카르복시메틸히드록시에틸 셀룰로오스, 히드록시프로필 셀룰로오스를 포함), 카르복시메틸셀룰로오스 및/또는 기타의 개질 셀룰로오스를 포함하지만 이에 한하지 않는다. 또 다른 실시예에서, 상기 표백제는 퍼카보네이트(percarbonates), 과산(peracids), 퍼보레이트(perborates), 염소-발생 물질(chlorine-generating substances) 과산화수소, 및/또는 과산화수소-기재 화합물을 포함하지만 이에 한하지 않는다. 또 다른 실시예에서, 상기 폴리머는 일반적으로 수 가용성 또는 분산가능한 폴리머로서 일반적으로 2,000,000 미만의 중량 평균 분자량을 갖는다.
이염기성 에스테르는 특정 조건하에서 가수분해되므로, 이염기성 에스테르의 블렌드는 미량(minute amount)의 알코올, 대표적으로 에탄올과 같은 저분자량 알코올을 약 2% 내지 약 0.2% 농도로 함유할 수 있다.
일반적으로 고려되는 본 발명의 조성물은, 일 실시예에서, (상기 조성물의 총 중량을 기준으로) (a) 약 1 중량% 내지 약 60 중량%의 이염기성 에스테르 블렌드, 및 (b) 약 1 중량% 내지 약 65 중량%의 하나 이상의 계면활성제로 구성된다. 상기 조성물은 선택적으로, 원하는 농도에 따라 변화하는 양의 용매 또는 물을 함유할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 조성물은 선적, 운반 목적 및 기타의 비용 절감을 위하여 농축된 조성물(concentrated composition)로서 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 완전 희석된 형태로 본 발명의 조성물을 갖는 것이 또한 바람직할 수 있다.
농축된 또는 희석된 형태로, 본 발명의 조성물은 보통, 희석된 형태의 경우 6개월 이상까지, 좀 더 대표적으로 12개월 이상까지, 그리고 농축된 형태의 경우 더 오래 까지 가수분해적으로 안정적(hydrolytically stable)이다. 상기 이염기성 에스테르 블렌드, 대표적으로 MGN 블렌드를 함유하는 본 발명의 제제는 가수분해 안정성을 가지며, 여기서 가수분해/분해(hydrolysis/decomposition)는 보통 상기 에스테르의 산 형태 및 메탄올을 생성한다. 상기 이염기성 에스테르 블렌드로 구성되는 제제의 메탄올 농도를 모니터하였으며, 일반적으로 안정적, 대표적으로 300 ppm (parts per million) 미만, 좀 더 대표적으로 약 250 ppm 이하, 대표적으로 약 210 ppm 이하인 것으로 나타났다. (선행 기술의 에스테르-기재 세정 용액이 수용액으로 있을 경우, 상기 에스테르는 보통 분해되기 시작한다. 상기 분해 에스테르는 바람직하지 않고 잠재적으로 유해한 부산물을 생성한다. 또한, 상기 에스테르가 분해됨에 따라, 상기 세정 용액 내 활성 성분인 에스테르의 양은 감소한다)
일 실시예에서, 상기 세정 조성물은 약 0 중량% 내지 약 15 중량%의 d-리모넨(limonene)으로 더 구성된다. 또 다른 실시예에서, 상기 세정 조성물은 약 0.5 중량% 내지 약 12 중량%의 d-리모넨으로 더 구성된다. 또 다른 실시예에서, 상기 세정 조성물은 약 1 중량% 내지 약 10 중량%의 d-리모넨으로 더 구성된다. 본 발명의 세정 조성물은 다양한 소비재 및/또는 산업용 적용에서 사용될 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 약 1 중량% 내지 약 60 중량%의 이염기성 에스테르 블렌드; 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량%의 하나 이상의 계면활성제; 및, 선택적으로 물로 구성되고, 좀 더 대표적으로 (a) 약 5 중량% 내지 약 40 중량%의 이염기성 에스테르 블렌드; (b) 약 5 중량% 내지 약 40 중량%의 하나 이상의 계면활성제, 대표적으로 하나 이상의 비이온성 계면활성제; 및 선택적으로 (c) 물로 구성되는 세정 조성물에 관한 것이다. 또 다른 실시예에서, 상기 세정 조성물은 약 1 중량% 내지 약 12 중량%의 피넨 또는 그 유도체, 대표적으로 d-리모넨으로 더 구성된다. 선택적으로, 향료 및 가용화제, pH 조절제, 표백제, 디라미네이트제, 불투명화제, 부식 방지제, 소포제, 착색제, 안정화제 및 증점제와 같은 첨가제가 첨가될 수 있다. 본 발명의 세정 조성물은 보통 마이크로에멀젼 형태이며, 적용 분야에 따라, 용도상 액체 또는 스프레이 제제로서 제공된다. 본 발명의 세정 조성물은 보통 마이크로에멀젼 형태이다. 상기 세정 조성물은 또한 적용 분야에 따라, 용도상 액체 또는 스프레이 제제로서 제공될 수 있다.
일 실시예에서 본 발명은 기름, 기름-기재 얼룩을 제거하는 방법에 관한 것이며, 또한 이는 소수성 얼룩, 예를 들어 연필, 크레용, 하일라이터, 케첩, 영구 마커(permanent marker), 겨자, 잉크, 워셔블 마커(washable marker), 립스틱, 및 일반적인 소수성 오염, 잉크(보통, 인쇄 잉크), 의류, 수지, 타르-수지(tar-resin), 그라피티(graffiti) 상의 유기 얼룩(organic stains), 페인트된 표면 또는 플라스틱이나 금속 기판상의 얼룩, 피부 또는 헤어로부터의 얼룩, 표면의 페인트와 같은 기타의 얼룩을 포함하며, 또는 탈지 조성물(degreasing composition)과 같은 것을 포함한다.
예시적 일 실시예에서, 본 발명은 본 발명의 세정 조성물을 기름 분산제(oil dispersant)로서 사용하는 것에 관한 것이다. 기름 분산제로서 사용될 경우, 본 발명은 보통 물 표면에서 또는 그 근처에서, 기름을 유출, 막 또는 누출로부터 분리할 수 있고, 기름의 분해(degradation)를 향상시킬 수 있으며, 또한 물로의 빛 투과(light penetration)를 개선할 수 있다. 본 발명은 또한, 적어도 부분적으로 기름으로 코팅된 물체 또는 기질의 표면 세척에 사용될 수 있다. 세정 가능한 물체는 모래, 바위, 및 기름 유출, 막 또는 누출과 접촉될 수 있는 해안가에 위치한 일반 물체들이다. 본 발명은 또한 야생 동물, 새, 식품, 포유 동물과 같은 기타의 물체를 세정할 수 있다. 본 발명은 또한 표면 수집(surface collecting)에서 사용될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 기름, 그리스(grease) 등을 장비로부터 세정하기 위해 이용될 수 있다. 본 발명은 또한 빌딩 또는 기타의 작업 표면을 세정하기 위해 이용될 수 있다. 본 발명은 또한 유체 프랙쳐링(fracturing fluid), 웰 컷팅(well cutting) 및 머드 전환(mud reversal)에서 사용되는 장비를 세정하기 위해 사용될 수 있다. 일반적으로, 본 발명은 유정 서비스(oil well servicing) 또는 드릴링(drilling)에서 사용되는 조성물 및 장치를 세정하기 위해 이용될 수 있다. 기타의 장비는 채광 트럭(예를 들어, 타르(tar)용), 아스팔트 트럭, 차량, 보트, 수송 탱크(transit tanks), 저장 탱크, 혼합 탱크, 반응기, 빌딩, 외장용 자재(siding), 플로어, 콘크리트, 벽돌, 나무를 포함하지만 이에 한하지 않는다.
상기 조성물은 선택적으로, 보통 상기 조성물의 약 1 중량% 내지 약 85 중량%의, 물을 함유하거나, 또는 원하는 농도에 따라 달라지는 양의 용매를 함유할 수 있다. 직물을 세정하는 방법이 또한 고려되는데, 이는 직물 세정 조성물을 얻거나 제조하고, 상기 세정 조성물을 세정할 표면 또는 물질 위로 접촉시키고, 선택적으로 사용된 상기 세정 조성물을 상기 표면 또는 물질로부터 제거하는 것을 포함한다.
실험
경질 원유( Light crude oil )
분산제의 도움으로 바닷물에 대한 기름의 분산성(dispersibility)을 테스트하기 위해, 경질 원유를 분산제의 도움으로 해수에 분산시켰다. 테스트 분산제는 100% 및 1% 액티브의 Rhodiasolv Infinity, 및 20% Rhodiasolv DIB와 80% Infinity 였다. 이를 100% 액티브의 벤치마크 디옥틸 설포숙시네이트(dioctyl sulfosuccinate) DOS와 비교하였다.
50-mL 해수를 분산제 Rhodiasolv Infinity와 혼합된 5mL 원유(분산제 대 기름 비율 = 1:10 부피비)와 혼합하였다. 상기 혼합물을 5 분간 교반하고 또 5분간 방치하였다. 1% 액티브 Rhodiasolv Infinity에서, 상기 기름은 물 표면에서의 기름 분리 및 벌크 물의 색도(color intensity) 면에서 상기 벤치마크 DOS와 동일한 수준으로 분산된 것으로 관찰되었다. 100% Rhodiasolv Infinity 및 80/20% Rhodiasolv Infinity/Rhodiasolv DIB에서, 상기 기름은 상기 벌크 물에서 더 어두운 색상(즉, 색도)으로 훨씬 더 잘 분산되었고, 표면상에서 더 적은 기름 분리가 관찰되었다.
중밀도 원유( Medium density crude oil )
분산제의 도움으로 바닷물에 대한 기름의 분산성을 테스트하기 위해, 중밀도 원유를 분산제의 도움으로 해수에 분산시켰다. 테스트 분산제는 5% 액티브의 Rhodiasolv Infinity, 및 20% Rhodiasolv DIB와 80% Infinity였다. 이를 50% 액티브의 벤치마크 디옥틸 설포숙시네이트 DOS와 비교하였다.
50-mL 해수를 분산제 Rhodiasolv Infinity와 혼합된 5mL 원유(분산제 대 기름 비율 = 1:10 부피비)와 혼합하였다. 상기 혼합물을 5 분간 교반하고 또 5분간 방치하였다. 5% 액티브 Rhodiasolv Infinity에서, 상기 기름은 물 표면에서의 기름 분리 및 벌크 물의 색도 면에서 상기 벤치마크 DOS와 동일한 수준으로 분산된 것으로 관찰되었다.
모래에 대한 표면 세척제( Surface Washing Agent )로서의 적용
디옥틸 설포숙시네이트 DOS에 대하여 - 표면 세척력을 테스트하기 위하여, 모래에 적용된 경질 원유를 시험 표면 세척제("SWA") Rhodiasolv infinity로 세척하였다. 시험 SWA는 100% 액티브의 Rhodiasolv Infinity이다. 이를 100% 액티브의 벤치마크 디옥틸 설포숙시네이트 DOS에 대하여 비교하였다. 2-mL 원유 샘플을 해수로 미리 적신 40 그램의 모래에 적용하였다. 5분 후에, 4-mL의 Rhodiasolv Infinity를 상기 모래 위로 적용(SWA 대 기름 비율 = 2:1 부피비)한 다음, 상기 모래를 해수로 헹구었다. Rhodiasolv Infinity가 상기 모래로부터 기름을 상당히 세척해냈음이 관찰되었다. 훨씬 적은 기름이 상기 모래 위에 남았고 상기 헹굼수(rinse water)는 상기 모래로부터 기름이 세척되었음을 나타내는(즉, 헹굼수에 기름이 혼합됨) 노란색으로 변했다. 대조적으로, 상기 벤치마크 DOS는 상기 모래로부터 기름의 대부분을 세척하지 못했으며 상기 세척수(wash water)는 무색으로 남았는데, 이는 상기 모래로부터 세척된 기름의 양을 나타낸다. Rhodiasolv Infinity가 표면 세척제로서 DOS를 능가하는 것으로 결론내려졌다.
Simple Green®/경질 원유에 대하여 - 표면 세척력을 테스트하기 위하여, 모래에 적용된 경질 원유를 시험 표면 세척제(SWA) Rhodiasolv infinity로 세척하였다. 시험 SWA는 100% 액티브의 Rhodiasolv Infinity이다. 이를 1% 액티브의 벤치마크 Simple Green®에 대하여 비교하였다. 1-mL 경질 원유를 해수로 미리 적신 20 g의 모래에 적용하였다. 적용하고 24시간 후(풍화 작용(weathering))에, 4-mL의 Rhodiasolv Infinity를 상기 모래 위로 적용(SWA 대 기름 비율 = 2:1 부피비)한 다음, 상기 모래를 해수로 헹구었다. Rhodiasolv Infinity가 상기 모래로부터 기름을 깨끗이 세척해냈음이 관찰되었다. 훨씬 적은 기름이 상기 모래 위에 남았고 상기 헹굼수는 상기 모래로부터 기름이 세척되었음을 나타내는 연노란색(slightly yellow)으로 변했다. 마찬가지로, 상기 벤치마크 Simple Green이 대략 동일량의 기름을 세척하였음이 관찰되었다.
Simple Green®/중밀도 원유에 대하여 - 표면 세척력을 테스트하기 위하여, 모래에 적용된 중밀도 원유를 시험 표면 세척제(SWA) Rhodiasolv infinity로 세척하였다. 시험 SWA는 100% 액티브의 Rhodiasolv Infinity이다. 이를 1% 액티브의 벤치마크 Simple Green®에 대하여 비교하였다. 1-mL 중밀도 원유를 해수로 미리 적신 20 g의 모래에 적용하였다. 적용하고 24시간 후(풍화 작용(weathering))에, 4-mL의 Rhodiasolv Infinity를 상기 모래 위로 적용(SWA 대 기름 비율 = 2:1 부피비)한 다음, 상기 모래를 해수로 헹구었다. Rhodiasolv Infinity가 상기 모래로부터 상기 중밀도 원유를 깨끗이 세척해냈음이 관찰되었다. 훨씬 적은 기름이 상기 모래 위에 남았고 상기 헹굼수는 상기 모래로부터 기름이 세척되었음을 나타내는 연노란색(slightly yellow)으로 변했다. 마찬가지로, 상기 벤치마크 Simple Green이 대략 동일량의 기름을 세척하였음이 관찰되었다.
자갈(pebble)에 대한 표면 세척제로서의 적용
Simple Green®/중밀도 원유에 대하여 - 표면 세척력을 테스트하기 위하여, 자갈에 적용된 중밀도 원유를 시험 표면 세척제(SWA) Rhodiasolv infinity로 세척하였다. 시험 SWA는 100% 액티브의 Rhodiasolv Infinity이다. 이를 1% 액티브의 벤치마크 Simple Green®에 대하여 비교하였다. 1-mL 중밀도 원유를 해수로 미리 적신 자갈에 적용하였다. 적용하고 24시간 후(풍화 작용)에, 4-mL의 Rhodiasolv Infinity를 상기 자갈 위로 적용(SWA 대 기름 비율 = 2:1 부피비)한 다음, 상기 자갈을 해수로 헹구었다. Rhodiasolv Infinity가 상기 자갈로부터 상기 중밀도 원유를 깨끗이 세척해냈음이 관찰되었다. 훨씬 적은 기름이 상기 자갈 위에 남았고 상기 헹굼수는 상기 자갈로부터 기름이 세척되었음을 나타내는 연노란색(slightly yellow)으로 변했다. 마찬가지로, 상기 벤치마크 Simple Green이 대략 동일량의 기름을 세척하였음이 관찰되었다.
깃털( feathers )에 대한 표면 세척제로서의 적용
디옥틸 설포숙시네이트 DOS에 대하여 - 표면 세척력을 테스트하기 위하여, 깃털에 적용된 경질 원유를 시험 표면 세척제("SWA") Rhodiasolv infinity로 세척하였다. 시험 SWA는 100% 액티브의 Rhodiasolv Infinity이다. 이를 100% 액티브의 벤치마크 디옥틸 설포숙시네이트 DOS에 대하여 비교하였다. 2-mL 원유 샘플을 해수로 미리 적신 2개의 시험 깃털에 적용하였다. 5분 후에, 4-mL의 Rhodiasolv Infinity를 상기 제 1 시험 깃털 위로 적용(SWA 대 기름 비율 = 2:1 부피비)한 다음, 상기 깃털을 해수로 헹구었다. Rhodiasolv Infinity가 상기 깃털로부터 기름을 상당히 세척해냈음이 관찰되었다. 훨씬 적은 기름이 상기 깃털 위에 남았고 상기 헹굼수는 상기 깃털로부터 기름이 세척되었음을 나타내는 노란색으로 변했다. 대조적으로, 상기 벤치마크 DOS는 상기 제 2 시험 깃털로부터 기름의 대부분을 세척하지 못했으며 상기 세척수(wash water)는 무색으로 남았는데, 이는 상기 깃털로부터 세척된 기름의 양을 나타낸다. Rhodiasolv Infinity가 깃털에 대한 표면 세척제로서 DOS를 능가하는 것으로 결론내려졌다.
기름-베이스 머드(OBM)에 대한 Rhodiasolv Infinity 효과
머드 인버젼(mud inversion) 및 중유(heavy oil) 분산은 저 표면장력(ST) 마이크로에멀젼, 예를 들어 Rhodiasolv Infinity가 이들 시스템에 대하여 갖는 효과의 예이다. 머드를 분산시키고 1% Rhodiasolv Infinity로 도치하였다(inverted). 중유는 100% Rhodiasolv Infinity로 분산시켰다.
항유화제(demulsifier) 테스트를 또한 실행하였다. Rhodiasolv Infinity가 원유의 유중수형 에멀젼(water-in-oil emulsions)을 깰 수 있는 것으로 관찰되었다. Rhodiasolv Infinity는 세정 노력의 일부로서 기름 제거 응용에 적용될 수 있다.
내륙 오염 또는 유지 세정(maintenance cleaning)을 위한 잠재적 세정제로서, 표면이 선택될 수 있다 - 트럭, 반응 용기, 수송 장비, 빌딩 또는 기타 인프라스트럭처(infrastructures).
이상에서와 같이 본 발명은 언급된 목적을 수행하고 언급된 잇점 및 여기 내재하는 기타의 것들을 달성하도록 잘 적응된다. 본 발명이 본 발명의 특정의 바람직한 실시예와 관련하여 기재되고 정의되었지만, 그러한 실시예는 본 발명을 제한하지 않으며, 그러한 제한은 암시되지 않는다. 본 발명의 기재된 바람직한 실시예는 단지 예시적이며 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 결론적으로, 본 발명은 첨부된 특허청구범위의 정신 및 범위에 의해서만 제한되며, 모든 면에서 균등물에 대한 완전한 이해를 제공한다.

Claims (19)

  1. 유출 기름을 세정하기 위한 마이크로에멀젼 세정 조성물로서:
    (a) (i) 아래 식의 제 1 이염기성 에스테르(dibasic ester):
    Figure pct00015

    (ii) 아래 식의 제 2 이염기성 에스테르:
    Figure pct00016
    및, 선택적으로
    (iii) 아래 식의 제 3 이염기성 에스테르:
    Figure pct00017
    (III)
    (상기 식에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1-C9 탄화수소기임)로 구성되는, 상기 마이크로에멀젼의 약 1 중량% 내지 약 60 중량%의, 이염기성 에스테르 블렌드;
    (b) 상기 세정 조성물의 약 1 중량% 내지 약 65 중량%의, 테르펜 알콕실레이트(terpene alkoxylate);
    (c) 상기 세정 조성물의 약 0.1 중량% 내지 약 20 중량%의, 알코올 알콕실레이트; 및
    (d) 물로 구성되는, 마이크로에멀젼 세정 조성물.
  2. 물체로부터 원유를 제거하기 위한 마이크로에멀젼 세정 조성물로서:
    (a) (i) 디알킬 메틸글루타레이트(dialkyl methylglutarate), (ii) 디알킬 에틸숙시네이트(dialkyl ethylsuccinate), 및 선택적으로 (iii) 디알킬 아디페이트(dialkyl adipate)로 구성되는 이염기성 에스테르의 블렌드; 및
    (b) 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 양성이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 및 이들의 임의의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상의 계면활성제로 구성되는, 마이크로에멀젼 세정 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 마이크로에멀젼은 혼합물의 총 중량의 약 99% 이하의 물로 희석시 안정적인 마이크로에멀젼으로 남아 있는, 마이크로에멀젼 세정 조성물.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 이염기성 에스테르의 블렌드는 디알킬 아디페이트, 디알킬 메틸글루타레이트 및 디알킬 에틸숙시네이트로 구성되는, 마이크로에멀젼 세정 조성물.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 이염기성 에스테르의 블렌드는 폴리아미드 제조시의 하나 이상의 부산물로부터 유도되는, 마이크로에멀젼 세정 조성물.
  6. 제2항에 있어서,
    포화 탄화수소 용매, 글리콜 에테르, 지방산 메틸 에스테르, 지방족 탄화수소 용매, 비고리형 탄화수소 용매, 할로겐화된 용매, 방향족 탄화수소 용매, 고리형 테르펜, 불포화 탄화수소 용매, 할로카본 용매, 폴리올, 에테르, 글리콜 에테르의 에스테르, 알코올, 물, 케톤 및 이들의 임의의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택된 공용매(co-solvent)로 더 구성되는, 마이크로에멀젼 세정 조성물.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 이염기성 에스테르의 블렌드는 상기 조성물의 약 1 중량% 내지 약 60 중량%로 구성되고, 상기 하나 이상의 계면활성제는 상기 조성물의 약 30 중량% 내지 약 65 중량%로 구성되며, 상기 하나 이상의 계면활성제는 테르펜 알콕실레이트, 알코올 알콕실레이트 및 이들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택되는, 마이크로에멀젼 세정 조성물.
  8. 제2항에 있어서,
    디라미네이트제(delaminates), 완충제, 향수, 향료, 소포제, 염료, 표백제, 광택제, 가용화 물질, 안정화제, 증점제, 부식 방지제, 로션, 미네랄 오일, 효소, 구름점 개질제(cloud point modifiers), 입자, 보존제, 이온교환제, 킬레이트제, 거품 제어제(sudsing control agents), 토양 제거제(soil removal agents), 연화제(softening agents), 불투명화제, 불활성 희석제, 재침착 방지제(graying inhibitors), 안정화제, 폴리머 및 이들의 임의의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제로 더 구성되는, 마이크로에멀젼 세정 조성물.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 이염기성 에스테르 블렌드는 약 10 Pa 미만의 증기압을 특징으로 하는, 마이크로에멀젼 세정 조성물.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 공용매는 60℃ 보다 높은 인화점을 갖는 지방족 탄화수소인, 마이크로에멀젼 세정 조성물.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 계면활성제는:
    (i) 상기 조성물의 약 5 중량% 내지 약 55 중량%의, 알코올 알콕실레이트 계면활성제; 및
    (ii) 상기 조성물의 약 0.1 중량% 내지 약 25 중량%의, 테르펜 알콕실레이트 계면활성제로 구성되는, 마이크로에멀젼 세정 조성물.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 테르펜 알콕실레이트 계면활성제는 아래 식:
    Figure pct00018

    또는
    Figure pct00019

    (상기 식에서 R6 및 R7는 개별적으로 수소, CH3, 또는 C2H5이고; "n"은 약 1 내지 약 30의 정수이며; "m"은 0 내지 약 20의 정수이고; "p"는 0 내지 약 20의 정수임)의 화합물로 구성되는, 마이크로에멀젼 세정 조성물.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 알코올 알콕실레이트 계면활성제는 아래 식:
    Figure pct00020

    (상기 식에서 R7은 수소 또는, 약 5 내지 약 25개의 탄소 원자를 함유하는 탄화수소 사슬이고, "n"은 약 1 내지 약 30의 정수, 좀 더 대표적으로 2 내지 약 20의 정수, 가장 대표적으로 약 3 내지 약 12의 정수임)의 화합물로 구성되는, 마이크로에멀젼 세정 조성물.
  14. (a) 제2항의 상기 세정 조성물을 제공하고;
    (b) 상기 세정 조성물을 상부에 원유를 갖는 표면과 접촉시키고;
    (c) 사용된 상기 세정 조성물을 세정된 상기 표면으로부터 제거하는 것으로 구성되는, 원유 접촉 표면을 세정하는 방법.
  15. (a) (i) 디알킬 메틸글루타레이트, (ii) 디알킬 에틸숙시네이트, 및 선택적으로 (iii) 디알킬 아디페이트로 구성되는 이염기성 에스테르의 블렌드; 및
    (b) 공용매(co-solvent)로 필수적으로 구성되는, 기질로부터 기름을 제거하기 위한 세정 조성물.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 이염기성 에스테르의 블렌드는 디알킬 아디페이트, 디알킬 메틸글루타레이트 및 디알킬 에틸숙시네이트로 구성되는, 세정 조성물.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 공용매는 포화 탄화수소 용매, 글리콜 에테르, 지방산 메틸 에스테르, 지방족 탄화수소 용매, 비고리형 탄화수소 용매, 할로겐화된 용매, 방향족 탄화수소 용매, 고리형 테르펜, 불포화 탄화수소 용매, 할로카본 용매, 폴리올, 에테르, 글리콜 에테르의 에스테르, 알코올, 물, 케톤 및 이들의 임의의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택되는, 세정 조성물.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 이염기성 에스테르 블렌드는:
    (i) 아래 식의 제 1 이염기성 에스테르:
    Figure pct00021

    (ii) 아래 식의 제 2 이염기성 에스테르:
    Figure pct00022
    및 선택적으로
    (iii) 아래 식의 제 3 이염기성 에스테르:
    Figure pct00023

    (상기 식에서 R1 및 R2는 개별적으로 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, n-부틸, 펜틸, 이소아밀, 헥실, 헵틸 또는 옥틸로부터 선택되는 탄화수소기로 구성됨)로 구성되는, 세정 조성물.
  19. 기름 유출에 기름을 분산시키는 방법으로서,
    (a) 제15항의 상기 마이크로에멀젼을 제공하고;
    (b) 제1항의 상기 마이크로에멀젼을 물-마이크로에멀젼 혼합물의 약 2 중량% 내지 약 50 중량%로 희석하고;
    (c) 상기 마이크로에멀젼을 상기 유출된 기름과 접촉시키는 것으로 구성되는, 기름 분산 방법.
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