KR20140029350A - Ｗ／ｏ 나노에멀젼 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20140029350A
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도요히사 후지타
아사나 고쿠분
죠르지 도드비바
미키오 아라마타
다카유키 시미즈
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고쿠리츠다이가쿠호우진 도쿄다이가쿠
사무고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 장기 보존, 예를 들면 6개월 보존해도 안정하게 존재하는 W/O형 나노에멀젼을 제공한다. 본 발명은, a) 물：0중량%를 초과하여 30중량% 이하； b) 기름：100중량% 미만 70중량% 이상； c) 기름을 100중량부로서 표준화한 경우, HLB값이 1~10인 비이온 계면활성제를 적어도 1종：1~30중량부；및 d) 물을 100중량부로서 표준화한 경우, 음이온 계면활성제, 양이온 계면활성제 및 양성 계면활성제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종：0.1~30중량부를 가지는 W/O형 에멀젼이며, 이 W/O형 에멀젼의 물입자의 50% 평균 입경이 100㎚ 이하인 W/O형 에멀젼을 제공한다.

Description

Ｗ／Ｏ 나노에멀젼 및 그 제조방법{W/O NANOEMULSION AND METHOD FOR PRODUCING SAME}
본 발명은, W/O 나노에멀젼 및 제조방법과, 이 W/O 나노에멀젼을 가지는 연료에 관한 것이다.
에멀젼 연료는 질소산화물이나 입자상 물질의 발생을 억제하고, 내연기관이 배출하는 가스가 가져오는 환경 부하를 저감시키는 효과가 있다고 한다. 내연기관에서 착화시키면, 우선 저비점의 물입자가 기화 증발하고, 그때, 주위를 둘러싸는 기름이 비산하여, 보다 작은 지름의 입자가 된다고 생각할 수 있다. 이 기름 입자는 체적당 산소와 접하는 면적이 커지고, 국부적인 불완전 연소가 적게 되기 때문에 연소 효율이 높아져 입자상 물질(Particulate Matter, PM)의 발생량이 감소하며, 동시에, 함유하는 물의 영향으로 내연기관의 온도가 저하하기 때문에, 제르드빗치 NO(Zeldovich NO)의 생성 반응에 의한 질소산화물의 발생도 억제된다. 연소 효율의 증가는 CO의 감소 및 CO2의 삭감에도 연결된다.
: CHIESA M et al.: Thermal conductivity and viscosity of water-in-oil nanoemulsions, Colloids Surf A, Vol.326 No.1-2 Page. 67-72 (2008). : MAGDASSI S. et al.: A new method for preparation of poly-lauryl acrylate nanoparticles from nanoemulsions obtained by the phase inversion temperature process, Polym Adv Technol, Vol.18 No.9 Page. 705-711 (2007). : PORRAS M et al.: Studies of formation of W/O nano-emulsions, Colloids Surf A, Vol.249 No.1/3 Page. 115-118 (2004).
그렇지만, 종래의 에멀젼 연료는, 시간의 경과와 함께 유수(油水) 분리를 일으키므로 제조 하자마자 사용해야 하는 경우가 많고, 장시간 분리되지 않는 고품질의 에멀젼 연료라도, 겨우, 3개월 정도, 품질을 유지하는 정도였다.
또, 종래의 수법에서는, 마이크로에멀젼의 제조·사용이 주체이며, 나노에멀젼을 제조할 수 없든지 또는 제조할 수 있었다고 해도 그것이 장기간, 안정하게 존재하지 않았다고 하는 문제가 있었다.
그래서, 본 발명의 목적은, 상기 문제를 해결하는 것에 있다.
구체적으로는, 본 발명의 목적은, 장기 보존, 예를 들면 6개월 보존해도 안정하게 존재하는 W/O형 나노에멀젼을 제공하는 것에 있다.
또, 본 발명의 목적은, 상기 목적 이외에, 또는 상기 목적에 부가하여, 등유 또는 경유 등보다 연소 효율이 좋은 W/O형 나노에멀젼, 또는 이 W/O형 나노에멀젼을 가지는 연료를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 상기 목적 이외에, 또는 상기 목적에 부가하여, 연소에 의해 발생하는 NOx 및/또는 CO의 양을 억제할 수 있는 W/O형 나노에멀젼, 또는 이 W/O형 나노에멀젼을 가지는 연료를 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은, 다음의 발명을 찾아냈다.
〈1〉a) 물：0중량%를 초과하여 30중량% 이하, 바람직하게는 5~20중량%;
b) 기름：100중량% 미만 70중량% 이상, 바람직하게는 95~80중량%;
c) 기름을 100중량부로서 표준화한 경우, HLB값이 1~10, 바람직하게는 3~8인 비이온 계면활성제를 적어도 1종：1~30중량부, 바람직하게는 10~20중량부；및
d) 물을 100중량부로서 표준화한 경우, 음이온 계면활성제, 양이온 계면활성제 및 양성 계면활성제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종：0.1~30중량부, 바람직하게는 0.5~20중량부를 가지는 W/O형 에멀젼이며,
이 W/O형 에멀젼의 물입자의 50% 평균 입경이 100㎚ 이하인 W/O형 에멀젼.
〈2〉상기〈1〉에 있어서, W/O형 에멀젼의 물입자의 50% 평균 입경이 5~100㎚, 바람직하게는 5~50㎚, 보다 바람직하게는 5~30㎚, 가장 바람직하게는 5~20㎚인 것이 좋다.
〈3〉상기〈1〉또는〈2〉에 있어서, b) 기름은, 케로신, 가솔린, 경유, 중유(A중유, B중유 및 C중유를 포함한다), 알코올, 바이오 연료 및 에틸 tert-부틸에테르로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종, 바람직하게는 케로신, 경유, A중유 및 B중유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종, 보다 바람직하게는 케로신 또는 경유인 것이 좋다.
〈4〉상기〈1〉~〈3〉중 어느 하나에 있어서, c) 비이온 계면활성제가, 폴리옥시에틸렌글리콜, 소르비탄지방산에스테르, 알킬폴리글리코시드, 지방산디에탄올아미드, 알킬모노글리세릴에테르, 알킬글리코시드, 폴리에틸렌글리콜 및 폴리비닐 알코올로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종, 바람직하게는 폴리옥시에틸렌글리콜, 소르비탄지방산에스테르 및 알킬폴리글리코시드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종, 보다 바람직하게는 폴리옥시에틸렌글리콜인 것이 좋다.
〈5〉상기〈1〉~〈4〉중 어느 하나에 있어서, d)가, 음이온 계면활성제를 가지는 것이 좋다.
〈6〉상기〈1〉~〈4〉중 어느 하나에 있어서, d)가, 음이온 계면활성제로만 이루어지는 것이 좋다.
〈7〉상기〈1〉~〈6〉중 어느 하나에 있어서, 음이온 계면활성제가, 지방산염, 모노알킬황산염, 알킬폴리옥시에틸렌황산염, 알킬벤젠설폰산염, 모노알킬인산염 및 술포호박산형 계면활성제(에틸·헥실·술포호박산염 등)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종, 바람직하게는 지방산염, 모노알킬황산염, 알킬폴리옥시에틸렌황산염 및 알킬벤젠설폰산염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종, 보다 바람직하게는 모노알킬황산염인 것이 좋다.
〈8〉상기〈1〉~〈5〉및〈7〉중 어느 하나에 있어서, d)가, 양이온 계면활성제를 가지는 것이 좋다.
〈9〉상기〈1〉~〈4〉중 어느 하나에 있어서, d)가, 양이온 계면활성제로만 이루어지는 것이 좋다.
〈10〉상기〈1〉~〈5〉및〈7〉~〈9〉중 어느 하나에 있어서, 양이온 계면활성제가, 알킬트리메틸암모늄염, 디알킬디메틸암모늄염 및 알킬벤질디메틸암모늄염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종, 바람직하게는 알킬트리메틸암모늄염인 것이 좋다.
〈11〉상기〈1〉~〈5〉,〈7〉,〈8〉및〈10〉중 어느 하나에 있어서, d)가, 양성 계면활성제를 가지는 것이 좋다.
〈12〉상기〈1〉~〈4〉중 어느 하나에 있어서, d)가, 양성 계면활성제로만 이루어지는 것이 좋다.
〈13〉상기〈1〉~〈5〉,〈7〉,〈8〉 및〈10〉~〈12〉중 어느 하나에 있어서, 양성 계면활성제가, 알킬디메틸아민옥시드 및 알킬카르복시베타인으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 좋다.
〈14〉상기〈1〉~〈13〉중 어느 하나의 W/O형 에멀젼을 가지는 연료.
〈15〉상기〈1〉~〈13〉중 어느 하나의 W/O형 에멀젼만으로 이루어지는 연료.
〈16〉상기〈1〉~〈13〉중 어느 하나의 W/O형 에멀젼만으로 본질적으로 이루어지는 연료.
〈16〉a) 물：0중량%를 초과하여 30중량% 이하, 바람직하게는 5~20중량%;
b) 기름：100중량% 미만 70중량% 이상, 바람직하게는 95~80중량%;
c) 기름을 100중량부로서 표준화한 경우, HLB값이 1~10, 바람직하게는 3~8인 비이온 계면활성제를 적어도 1종：1~30중량부, 바람직하게는 10~20중량부；및
d) 물을 100중량부로서 표준화한 경우, 음이온 계면활성제, 양이온 계면활성제 및 양성 계면활성제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종：0.1~30중량부, 바람직하게는 0.5~20중량부를 가지는 W/O형 에멀젼이며,
이 W/O형 에멀젼의 물입자의 50% 평균 입경이 100㎚ 이하, 바람직하게는 5~100㎚, 바람직하게는 5~50㎚, 보다 바람직하게는 5~30㎚, 가장 바람직하게는 5~20㎚인 W/O형 에멀젼의 제조방법으로서,
i) a) 물을 준비하는 공정；
ⅱ) b) 기름을 준비하는 공정；
ⅲ) c) 비이온 계면활성제를 준비하는 공정；
ⅳ) d)의 계면활성제를 준비하는 공정；및
ⅴ) a)~d)를 혼합하는 공정을 가짐으로써, 상기 W/O형 에멀젼을 얻는 상기 방법.
〈17〉상기〈16〉의 ⅴ) 혼합공정에 있어서,
ⅴ-1)　ⅱ) 공정의 기름； 및 ⅲ) 공정의 비이온 계면활성제를 혼합하고,
이것과는 별도로, ⅴ-2)　i) 공정의 물；및 ⅳ) 공정의 계면활성제를 혼합하고,
ⅴ-3) ⅴ-1)공정에서 얻어진 혼합물과, ⅴ-2)공정에서 얻어진 혼합물을 혼합하는 공정을 가지는 것이 좋다.
〈18〉상기〈16〉또는〈17〉에 있어서, b) 기름은, 케로신, 가솔린, 경유, 중유(A중유, B중유 및 C중유를 포함한다), 알코올, 바이오 연료 및 에틸 tert-부틸에테르로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종, 바람직하게는 케로신, 경유, A중유 및 B중유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종, 보다 바람직하게는 케로신 또는 경유인 것이 좋다.
〈19〉상기〈16〉~〈18〉중 어느 하나에 있어서, c) 비이온 계면활성제가, 폴리옥시에틸렌글리콜, 소르비탄지방산에스테르, 알킬폴리글리코시드, 지방산디에탄올아미드, 알킬모노글리세릴에테르, 알킬글리코시드, 폴리에틸렌글리콜 및 폴리비닐알코올로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종, 바람직하게는 폴리옥시에틸렌글리콜, 소르비탄지방산에스테르 및 알킬폴리글리코시드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종, 보다 바람직하게는 폴리옥시에틸렌글리콜인 것이 좋다.
〈20〉상기〈16〉~〈19〉중 어느 하나에 있어서, d)가, 음이온 계면활성제를 가지는 것이 좋다.
〈21〉상기〈16〉~〈19〉중 어느 하나에 있어서, d)가, 음이온 계면활성제로만 이루어지는 것이 좋다.
〈22〉상기〈16〉~〈21〉중 어느 하나에 있어서, 음이온 계면활성제가, 지방산염, 모노알킬황산염, 알킬폴리옥시에틸렌황산염, 알킬벤젠설폰산염, 모노알킬인산염 및 술포호박산형 계면활성제(에틸·헥실·술포호박산염 등)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종, 바람직하게는 지방산염, 모노알킬황산염, 알킬폴리옥시에틸렌황산염 및 알킬벤젠설폰산염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종, 보다 바람직하게는 모노알킬황산염인 것이 좋다.
〈23〉상기〈16〉~〈20〉및〈22〉중 어느 하나에 있어서, d)가, 양이온 계면활성제를 가지는 것이 좋다.
〈24〉상기〈16〉~〈19〉중 어느 하나에 있어서, d)가, 양이온 계면활성제로만 이루어지는 것이 좋다.
〈25〉상기〈16〉~〈20〉및〈22〉~〈24〉중 어느 하나에 있어서, 양이온 계면활성제가, 알킬트리메틸암모늄염, 디알킬디메틸암모늄염 및 알킬벤질디메틸암모늄염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종, 바람직하게는 알킬트리메틸암모늄염인 것이 좋다.
〈26〉상기〈16〉~〈20〉,〈22〉,〈23〉및〈25〉중 어느 하나에 있어서, d)가, 양성 계면활성제를 가지는 것이 좋다.
〈27〉상기〈16〉~〈19〉중 어느 하나에 있어서, d)가, 양성 계면활성제로만 이루어지는 것이 좋다.
〈28〉상기〈16〉~〈20〉,〈22〉,〈23〉 및〈25〉~〈27〉중 어느 하나에 있어서, 양성 계면활성제가, 알킬디메틸아민옥시드 및 알킬카르복시베타인으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 좋다.
본 발명에 의해, 장기 보존, 예를 들면 6개월 보존해도 안정하게 존재하는 W/O형 나노에멀젼을 제공할 수 있다.
또, 본 발명에 의해, 상기 효과 이외에, 또는 상기 효과에 부가하여, 등유 또는 경유 등보다도 연소 효율이 좋은 W/O형 나노에멀젼, 또는 이 W/O형 나노에멀젼을 가지는 연료를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의해, 상기 효과 이외에, 또는 상기 효과에 부가하여, 연소에 의해 발생하는 NOx 및/또는 CO의 양을 억제할 수 있는 W/O형 나노에멀젼, 또는 이 W/O형 나노에멀젼을 가지는 연료를 제공할 수 있다.
도 1은, 본원의 W/O형 에멀젼을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2는, 실시예 2의 W/O형 에멀젼의 착화 연소성 시험의 결과를 나타내는 도면이다.
도 3은, 비교예 1(케로신만)의 착화 연소성 시험의 결과를 나타내는 도면이다.
도 4는, 비교예 2(비이온 계면활성제의 조합)의 착화 연소성 시험의 결과를 나타내는 도면이다.
도 5는 실시예 1 및 실시예 7~9의 W/O형 에멀젼의 평균 입경이 음이온 계면활성제량 의존성을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본원은, 「W/O형 에멀젼」, 이 「W/O형 에멀젼」을 가지는 연료, 이 「W/O형 에멀젼」의 제조방법 등을 제공한다. 이하, 순서대로 설명한다.
〈W/O형 에멀젼〉
본원은, W/O형 에멀젼의 물입자의 50% 평균 입경이 100㎚ 이하인 W/O형 에멀젼을 제공한다.
여기서, 「50% 평균 입경」이란, 적산 분포가 0.5가 되는 메디안 지름을 말한다.
또, 「W/O형 에멀젼의 물입자의 50% 평균 입경」이란, 다음의 것을 말한다. 즉, 본원의 W/O형 에멀젼은, 도 1에 나타내는 바와 같은 구조를 가진다. 도 1은, 일례로서 본원의 W/O형 에멀젼을, 물과 비이온 계면활성제를 혼합하여, 우선 마이크로 에멀젼으로 하고, 그 후, 음이온 계면활성제를 더 혼합하여, 나노에멀젼을 형성하는 것을 나타내는 도면이다. 여기서, 도 1의 나노에멀젼은, 중심에 물입자를 가지며, 그 바깥둘레에 탄화수소쇄가 배치되어 이루어진다. 따라서, 「W/O형 에멀젼의 물입자」란, 도 1의 나노에멀젼의 중심에 배치되는 물입자이다. 따라서, 「W/O형 에멀젼의 물입자의 50% 평균 입경」이란, 도 1에서 예시 설명하면, 나노에멀젼의 중심에 배치되는 물입자에 대해서의, 적산 분포가 0.5가 되는 메디안 지름을 말한다.
본 발명의 W/O형 에멀젼은, a) 물； b) 기름； c) HLB값이 1~10, 바람직하게는 3~8인 비이온 계면활성제； 및 d) 음이온 계면활성제, 양이온 계면활성제 및 양성 계면활성제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 가지고, 또는, a)~d)만으로부터 실질적으로 이루어지며, 또는 a)~d)만으로 이루어진다.
HLB값이 1~10, 바람직하게는 3~8인 비이온 계면활성제란, 비이온 계면활성제를 1종만 이용하는 경우에는, 그 1종만 이용하는 비이온 계면활성제의 HLB값이 상기 범위에 있는 것을 의미한다. 한편, HLB값은, 다음 식(1)과 같이 정의된다.
[수학식 1]
Figure pct00001
또, 비이온 계면활성제를 2종 이상 더하는 경우, 이용되는 2종 이상의 비이온 계면활성제 전체의 HLBt값은, 이 2종 이상에 대한 HLB값의 중량 평균에 의해 구해진다(다음 식(2)를 참조. 식(2) 중, Wi는 i번째의 비이온 계면활성제의 중량； 및 HLBi는 i번째의 비이온 계면활성제의 HLB값을 나타낸다). 본원의 경우, 이 HLBt값을 HLB값으로서 이용한다.
[수학식 2]
Figure pct00002
한편, 비이온 계면활성제로서, 2종(비이온 계면활성제 A； 및 비이온 계면활성제 B)을 이용한 경우, 전체의 HLBt값은, 식(2)부터, 식(3)과 같이 된다.
[수학식 3]
Figure pct00003
또, 상기 a)~d)는, 이하의 배합비인 것이 좋다.
a) 물： 0중량%를 초과하여 30중량% 이하, 바람직하게는 5~20중량%;　
b) 기름： 100중량% 미만 70중량% 이상, 바람직하게는 95~80중량%;
c) 기름을 100중량부로서 표준화한 경우, HLB값이 1~10, 바람직하게는 3~8인 비이온 계면활성제를 적어도 1종：1~30중량부, 바람직하게는 10~20중량부； 및
d) 물을 100중량부로서 표준화한 경우, 음이온 계면활성제, 양이온 계면활성제 및 양성 계면활성제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종：0.1~30중량부, 바람직하게는 0.5~20중량부.
b) 기름은, 케로신, 가솔린, 경유, 중유(A중유, B중유 및 C중유를 포함한다), 알코올, 바이오 연료 및 에틸 tert-부틸에테르로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종, 바람직하게는 케로신, 경유, A중유 및 B중유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종, 보다 바람직하게는 케로신 또는 경유인 것이 좋다.
c) 비이온 계면활성제는, 폴리옥시에틸렌글리콜, 소르비탄지방산에스테르, 알킬폴리글리코시드, 지방산디에탄올아미드, 알킬모노글리세릴에테르, 알킬글리코시드, 폴리에틸렌글리콜 및 폴리비닐 알코올로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종, 바람직하게는 폴리옥시에틸렌글리콜, 소르비탄지방산에스테르 및 알킬폴리글리코시드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종, 보다 바람직하게는 폴리옥시에틸렌글리콜인 것이 좋다.
d)는, 한 형태로서 음이온 계면활성제를 가지든지, 음이온 계면활성제로만 이루어지는 것이 좋다. 이 경우, 음이온 계면활성제는, 지방산염(예를 들면, 리놀산나트륨, 올레인산나트륨), 모노알킬황산염(예를 들면, 도데실설폰산나트륨), 알킬폴리옥시에틸렌 황산염(예를 들면, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르 황산나트륨), 알킬벤젠설폰산염(예를 들면, 도데실벤젠설폰산나트륨), 모노알킬 인산염(예를 들면, 폴리옥시에틸렌알킬에테르인산나트륨) 및 술포호박산형 계면활성제(에틸·헥실·술포호박산염 등)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종, 바람직하게는 지방산염(예를 들면, 리놀산나트륨, 바람직하게는 올레인산나트륨), 모노알킬황산염, 알킬폴리옥시에틸렌황산염 및 알킬벤젠설폰산염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종, 보다 바람직하게는 모노알킬황산염인 것이 좋다. 한편, 염으로서 나트륨염, 암모늄염, 칼륨염 등을 들 수 있고, 바람직하게는 나트륨염 또는 암모늄염, 보다 바람직하게는 나트륨염인 것이 좋다.
d)는, 한 형태로서, 양이온 계면활성제를 가지든지, 양이온 계면활성제로만 이루어지는 것이 좋다. 이 경우, 양이온 계면활성제는, 알킬트리메틸암모늄염(예를 들면, C12H25-N＋(CH3)3·Cl- 등), 디알킬디메틸암모늄염(예를 들면, C12H25-N＋(C8H17)(CH3)2·Cl- 등) 및 알킬벤질디메틸암모늄염(예를 들면, 데실이소노닐디메틸 암모늄염)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종, 바람직하게는 알킬트리메틸암모늄염(예를 들면, C12H25-N＋(CH3)3·Cl- )인 것이 좋다.
d)는, 한 형태로서, 양성 계면활성제를 가지든지, 양성 계면활성제로만 이루어지는 것이 좋다. 이 경우, 양성 계면활성제는, 알킬디메틸아민옥시드(예를 들면, C12H25-(CH3)2NO 등) 및 알킬카르복시베타인(예를 들면, C12H25-(CH3)2N＋CH2COO－ 등)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 좋다.
〈연료〉
본원은, i) 상기 W/O형 에멀젼을 가지는 연료； ⅱ) 상기 W/O형 에멀젼만으로 이루어지는 연료； 또는 ⅲ) 상기 W/O형 에멀젼만으로부터 본질적으로 이루어지는 연료를 제공한다.
i) 상기 W/O형 에멀젼을 가지는 연료의 경우, 본원의 W/O형 에멀젼 이외에, 알코올(예를 들면, 메탄올, 에탄올 등)을 포함해도 좋다. 한편, W/O형 에멀젼 이외에 포함해도 좋은 성분은, 이들로 한정되지 않는다.
본원의 W/O형 에멀젼은, 예를 들면, 다음과 같은 방법에 의해 제조할 수 있다. 즉,
i)　a) 물을 준비하는 공정；
ⅱ)　b) 기름을 준비하는 공정；
ⅲ)　c) 비이온 계면활성제를 준비하는 공정；
ⅳ)　d)의 계면활성제를 준비하는 공정；및
ⅴ)　a)~d)를 혼합하는 공정을 가짐으로써, 상기 W/O형 에멀젼을 얻을 수 있다.
한편, 여기서, a) 물; b) 기름; c) 비이온 계면활성제; 및 d)의 계면활성제는, 상술한 것과 같은 정의를 가진다.
ⅴ) 혼합공정은, 에멀젼 제조시에 이용되는 여러 가지의 수법을 이용할 수 있다. 예를 들면, 기계 유화법, 상전이법(相轉移法), 전상유화법(轉相乳化法), D상유화법, 겔 유화법 등을 이용할 수 있지만 이들로 한정되지 않는다. 한편, 에멀젼을 대량으로 제조하기 위해서는, 기계 유화법의 호모제나이저(Homogenizer), 대향 충돌기, 스크루식, 초음파식 등을 이용하는 것이 바람직하다.
ⅴ) 혼합공정은, 상기 i)~ⅳ)에서 준비되는 a)~d)를, 순차적으로 혼합하는 방법, 하나로 혼합하는 방법이 있고, 어느 쪽이라도, 본원의 에멀젼을 얻을 수 있다.
바람직하게는, 순차적으로 혼합하는 수법이며,
ⅴ-1)　ⅱ) 공정의 기름； 및 ⅲ) 공정의 비이온 계면활성제를 혼합하고,
이것과는 별도로, ⅴ-2)　i) 공정의 물； 및 ⅳ) 공정의 계면활성제를 혼합하며,
ⅴ-3)　ⅴ-1) 공정에서 얻어진 혼합물과, ⅴ-2) 공정에서 얻어진 혼합물을 혼합하는 공정을 가지는 것이 좋다.
ⅴ-1) 공정, ⅴ-2) 공정 및 ⅴ-3) 공정은, 모두, 종래의 혼합 수법을 이용할 수 있다.
이하, 실시예에 기초하여, 본 발명을 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 본 실시예로 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
케로신 850g(후술의 물 150g과 케로신 850g과의 합계를 100중량%로 한 경우, 케로신 85중량%) 액에, 비이온 계면활성제 DSK　NL-15(다이이치공업제약사 제품, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, HLB：5.0, 폴리옥시에틸렌 부분의 평균 분자량：2,900) 136g(케로신을 100중량부로서 표준화한 경우, 16중량부) 및 비이온 계면활성제 DSK　NL-50(다이이치공업제약사 제품, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, HLB：10.6) 34g(케로신을 100중량부로서 표준화한 경우, 4중량부) 더하여 교반하고 혼합하여 A액으로 했다. 한편, A액 중 비이온 계면활성제 전체 HLB값은, 상기 식(2)에 의해, 6.12였다.
A액과는 별도로, 물 150g(물 150g과 케로신 850g과의 합계를 100중량%로 한 경우, 물 15중량%)에, 음이온 계면활성제, 도데실황산나트륨(나카라이사 제품) 15g(물을 100중량부로서 표준화한 경우, 10중량부)을 더하여 교반하고 혼합하여 B액으로 했다.
이 A액과 B액을 호모지나이저(SMT Company사 제품 PH91)로 5분간 교반하면, 무색 투명한 액체, 즉 W/O 나노에멀젼을 얻었다.
레이저식 광산란법(오오츠카 전자사 제품 LS－200 F)에 의해, W/O 나노에멀젼의 입도 분포를 측정하면, 물입자의 50% 평균 입경은 약 10㎚였다.
안정성에 관하여는, 상온에서 60분 2200G의 원심분리기(KUBOTA사 제품 4000형)에 작동시킨 바, 분리는 생기지 않았다. 또, 상온에서 1년 정치시켜도 투명한 상태였다.
(실시예 2)
실시예 1에서 이용한 호모지나이저(SMT Company사 제품 PH91) 대신에 대향 충돌기(칸쿄우가쿠신고우교 가부시키가이샤 제품)를 이용한 이외, 실시예 1과 같은 배합비로, A액과 B액을 이용하여, W/O 나노에멀젼을 조제했다.
얻어진 W/O 나노에멀젼을 착화 연소성 시험((주)퓨엘텍 재팬사 제품 연료 착화 연소성 시험장치 FIA－100)으로 측정했다.
그 결과를 표 1 및 도 2에 나타낸다. 도 2의 위 그래프에 있어서, 연료 착화 연소성의 시험을 10회 행한 것을 나타낸다. 또, 도 2의 위 그래프에 있어서, 가로축이 시간(㎳), 세로축이 압력(bar)을 나타내며, 스타트 및 연소 후의 압력을 나타내고, 그들 평균치를 구하는 도면이다. 도 2의 아래 그래프는, 가로축이 시간(㎳), 세로축이 압력/시간(bar/㎳)을 나타내고, 도 2의 위 그래프를 시간 미분한 것이며, 연소 효율을 비교 검토할 수 있는 도면이다. 한편, 본 실시예와는 별도로, 실시예 1에서 이용한 호모지나이저(SMT Company사 제품 PH91) 대신에 브라인더(야마토 과학 주식회사 제품 HBB형)를 이용한 이외, 실시예 1과 동일하게 하여, W/O 나노에멀젼이 형성되며, 본 실시예와 거의 같은 결과가 얻어지는 것을 확인했다.
(비교예 1)
케로신만으로 이루어지는 연료에 대하여, 착화 연소성 시험((주) 퓨엘텍 재팬사 연료 착화 연소성 시험장치 FIA－100)으로 측정했다.
그 결과를 표 2 및 도 3에 나타낸다. 한편, 도 3의 상하 그래프는, 도 2와 동일하다.
(비교예 2)
비이온 계면활성제 DSK　NL-15(상기와 동일)와 DSK　NL-50(상기와 동일)을, 중량비 4：1로 혼합한 것에 대하여, 착화 연소성 시험((주) 퓨엘텍 재팬사 연료 착화 연소성 시험장치 FIA－100)으로 측정했다.
그 결과를 표 3 및 도 4에 나타낸다. 한편, 도 4의 상하 그래프는, 도 2 및 도 3과 동일하다.
[표 1]
Figure pct00004
[표 2]
Figure pct00005
[표 3]
Figure pct00006
표 1~3 및 도 2~4를 보면, 실시예 2의 W/O형 나노에멀젼은, 착화가 케로신만 보다도 빠른 것을 알 수 있다(케로신만：10.95㎳；실시예 2의 W/O형 나노에멀젼：7.75㎳).
또, 주 연소기간(MCP)에 대해서는, 케로신만보다도 짧고, 또 비이온 계면활성제만보다도 짧은 것을 알 수 있다(케로신만：7.34㎳；비이온 계면활성제만：5.78㎳；실시예 2의 W/O형 나노에멀젼：5.23㎳).
또한, 세탄가에 대하여, 실시예 2의 W/O형 나노에멀젼은, 케로신보다도 높은 것을 알 수 있다(케로신만：41; 실시예 2의 W/O형 나노에멀젼：48.5).
이들로부터, 실시예 2의 W/O형 나노에멀젼은, 양호한 연소 특성을 가지는 것을 알 수 있다.
(실시예 3)
케로신 900g(후술의 물 100g과 케로신 900g과의 합계를 100중량%로 한 경우, 케로신 90중량%)의 액에, 비이온 계면활성제 DSK　NL-15(상기와 동일) 144g(케로신을 100중량부로서 표준화한 경우, 16중량부) 및 비이온 계면활성제 DSK　NL-50(상기와 동일) 36g(케로신을 100중량부로서 표준화한 경우, 4중량부) 더하여 교반하고 혼합하여 A액으로 했다. 한편, A액 중 비이온 계면활성제 전체의 HLB값은, 상기 식(2)에 의해, 6.12였다.
A액과는 별도로, 물 100g(물 100g과 케로신 900g과의 합계를 100중량%로 한 경우, 물 10중량%)에, 음이온 계면활성제, 도데실황산나트륨(나카라이사 제품) 10g(물을 100중량부로서 표준화한 경우, 10중량부)을 더하여 교반하고 혼합하여 B액으로 했다.
A액과 B액을, 실시예 1과 같은 방법에 의해 혼합하여, 무색 투명한 액체, 즉 W/O 나노에멀젼을 얻었다.
실시예 1과 동일하게, 레이저식 광산란법에 의해, W/O 나노에멀젼의 입도 분포를 측정하면, 물입자의 50% 평균 입경은 약 10㎚였다.
안정성에 관하여, 실시예 1과 같은 방법에 의해, 관찰한 바, 분리는 생기지 않았다. 또, 상온에서 1년 정치시켜도 투명한 상태였다.
(실시예 4)
케로신 800g(후술의 물 200g과 케로신 800g과의 합계를 100중량%로 한 경우, 케로신 80중량%)의 액에, 비이온 계면활성제 DSK　NL-15(상동) 128g(케로신을 100중량부로서 표준화한 경우, 16중량부) 및 비이온 계면활성제 DSK　NL-50(상동) 32g(케로신을 100중량부로서 표준화한 경우, 4중량부) 더하여 교반하고 혼합하여 A액으로 했다. 한편, A액 중 비이온 계면활성제 전체의 HLB값은, 상기 식(2)에 의해, 6.12였다.
A액과는 별도로, 물 200g(물 200g과 케로신 800g과의 합계를 100중량%로 한 경우, 물 20중량%)에, 음이온 계면활성제, 도데실황산나트륨(나카라이사 제품) 20g(물을 100중량부로서 표준화한 경우, 10중량부)을 더하여 교반하고 혼합하여 B액으로 했다.
A액과 B액을, 실시예 1과 같은 방법에 의해 혼합하여, 무색 투명한 액체, 즉 W/O 나노에멀젼을 얻었다.
실시예 1과 동일하게, 레이저식 광산란법에 의해, W/O 나노에멀젼의 입도 분포를 측정하면, 물입자의 50% 평균 입경은 약 10㎚였다.
안정성에 관하여, 실시예 1과 같은 방법에 의해, 관찰한 바, 분리는 생기지 않았다. 또, 상온에서 1년 정치시켜도 투명한 상태였다.
〈증기 보일러 시험〉및〈백지 위의 흑색 미립자의 색 시험〉
비교예 1의 케로신만, 실시예 3의 W/O형 나노에멀젼(물 10%), 실시예 2의 W/O형 나노에멀젼(물 15%) 및 실시예 4의 W/O형 나노에멀젼(물 20%)에 대하여, 증기 보일러 시험을 행했다.
시험은, 비교예 1의 케로신만, 실시예 3의 W/O형 나노에멀젼(물 10%), 실시예 2의 W/O형 나노에멀젼(물 15%) 및 실시예 4의 W/O형 나노에멀젼(물 20%)의 순서로, 증기 보일러 시험기(오가타테츠코우 가부시키가이샤 제품 SF350－3)에 투입하여, 연소시키고, 배기가스를 적정 시점에서, 가스크로마트그래피(시마즈 세이사쿠소 가부시키가이샤 제품 GC)에 의해 정성 및 정량 분석을 행했다.
그 결과를 표 4에 나타낸다.
[표 4]
Figure pct00007
표 4로부터, W/O형 나노에멀젼의 물의 배합비가 증가하면, 연소 온도(표 4 중의 「배기 온도」는, 연소 온도 그 자체를 나타내지 않지만, 「배기 온도」가 낮으면 연소 온도도 낮아지는 것을 의미한다)가 저하하기 때문에, NOx는 감소하고, CO도 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
백지 위의 흑색 미립자의 색 시험도,〈증기 보일러 시험〉과 동시에 행했다. 그 결과, W/O형 나노에멀젼(실시예 2~4)의 시험에서는, 흑색 미립자는 거의 관찰되지 않았다. 한편, 케로신만(비교예 1)의 경우에는, 약간 회색으로 되며, 약간의 흑색 미립자가 관찰되었다.
(실시예 5)
실시예 1에서 이용한 음이온계면활성, 도데실황산나트륨 대신에, 술포호박산 디옥틸·에스테르(와코우준야쿠 가부시키가이샤 제품 아에로졸 0T)를 이용한 이외, 실시예 1과 같은 배합비로, 또 실시예 1과 동일하게 A액과 B액을 혼합하는 수법을 이용하여, 무색 투명한 액체, W/O 나노에멀젼을 조제했다.
얻어진 W/O 나노에멀젼의 입도 분포를, 실시예 1과 동일하게, 레이저식 광산란법에 의해, 측정하면, 물입자의 50% 평균 입경은 약 10㎚였다.
안정성에 관하여, 실시예 1과 같은 방법에 의해, 관찰한 바, 분리는 생기지 않았다.
(실시예 6)
실시예 1에서 이용한 음이온계면활성, 도데실황산나트륨 15g 대신에, 도데실황산나트륨 7.5g과 술포호박산 디옥틸·에스테르 7.5g을 이용하여 또 A액과 B액과의 혼합을 호모지나이저(SMT Company사 제품 PH91) 대신에, 교반기(IKA사 제품 MS3)를 이용한 이외, 실시예 1과 동일하게, 무색 투명한 액체, W/O 나노에멀젼을 조제했다.
얻어진 W/O 나노에멀젼의 입도 분포를, 실시예 1과 동일하게, 레이저식 광산란법에 의해, 측정하면, 물입자의 50% 평균 입경은 약 10㎚였다.
안정성에 관하여, 실시예 1과 같은 방법에 의해, 관찰한 바, 분리는 생기지 않았다.
(실시예 7~9)
실시예 1과 동일하게, A액을 준비했다.
또, 실시예 1의 B액의 도데실황산나트륨의 양：15g 대신에, 0.75g(물을 100중량부로서 표준화한 경우, 0.5중량부)(실시예 7), 4.2g(물을 100중량부로서 표준화한 경우, 2.8중량부)(실시예 8), 7.5g(물을 100중량부로서 표준화한 경우, 5중량부)(실시예 9)으로 한 이외, 실시예 1과 동일하게 B액을 조제하여, 실시예 1과 동일하게, A액과 B액을 혼합한 바, 무색 투명한 액체, W/O 나노에멀젼을 얻었다.
얻어진 W/O 나노에멀젼의 입도 분포를, 실시예 1과 동일하게, 레이저식 광산란법에 의해, 측정하면, 도 5의 결과를 얻었다(이온성 계면활성제의 양：10wt%는 실시예 1의 결과). 도 5로부터, 실시예 1 및 실시예 7~9의 배합에 있어서는, 음이온 계면활성제의 양이 적으면 에멀젼의 평균 입경이 크게 되며, 음이온 계면활성제의 양이 많으면 에멀젼의 평균 입경이 작게 되는 경향이 관찰되었다.
(실시예 10)
실시예 1에 있어서, 비이온 계면활성제 DSK　NL-50 대신에, 비이온 계면활성제 DSK　NL-40(다이이치 공업제약사 제품, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, HLB：9.5)를 이용한 이외, 실시예 1과 같은 방법에 의해, 무색 투명한 액체, 즉 W/O 나노에멀젼을 얻었다. 한편, A액 중 비이온 계면활성제 전체의 HLB값은, 상기 식(2)에 의해, 5.9였다.
얻어진 W/O 나노에멀젼의 입도 분포를, 실시예 1과 같은 방법에 의해, 측정하면, 물입자의 50% 평균 입경은 약 10㎚였다.
안정성에 관하여, 실시예 1과 같은 방법에 의해, 관찰한 바, 분리는 생기지 않았다.
(실시예 11)
실시예 10에 있어서, 음이온 계면활성제, 도데실황산나트륨 대신에, 음이온 계면활성제, 올레인산나트륨(나카라이사 제품)을 이용한 이외, 실시예 1과 같은 방법에 의해, 무색 투명한 액체, 즉 W/O 나노에멀젼을 얻었다. 한편, A액 중 비이온 계면활성제 전체의 HLB값은, 실시예 10과 마찬가지로, 5.9였다.
얻어진 W/O 나노에멀젼의 입도 분포를, 실시예 1과 같은 방법에 의해, 측정하면, 물입자의 50% 평균 입경은 약 50㎚였다.
안정성에 관하여, 실시예 1과 같은 방법에 의해, 관찰한 바, 분리는 생기지 않았다.
(실시예 12)
실시예 3에 있어서, 도데실황산나트륨의 양을 10g에서 20g(물을 100중량부로서 표준화한 경우, 20중량부)으로 변경한 이외, 실시예 3과 같은 방법에 의해, 무색 투명한 액체, 즉 W/O 나노에멀젼을 얻었다.
얻어진 W/O 나노에멀젼의 입도 분포를, 실시예 1과 같은 방법에 의해, 측정하면, 물입자의 50% 평균 입경은 약 8㎚였다.
안정성에 관하여, 실시예 1과 같은 방법에 의해, 관찰한 바, 분리는 생기지 않았다.
(실시예 13)
실시예 4에 있어서, 도데실황산나트륨의 양을 20g에서 40g(물을 100중량부로서 표준화한 경우, 20중량부)으로 변경한 이외, 실시예 4와 같은 방법에 의해, 무색 투명한 액체, 즉 W/O 나노에멀젼을 얻었다.
얻어진 W/O 나노에멀젼의 입도 분포를, 실시예 1과 같은 방법에 의해, 측정하면, 물입자의 50% 평균 입경은 약 20㎚였다.
안정성에 관하여, 실시예 1과 같은 방법에 의해, 관찰한 바, 분리는 생기지 않았다.
(실시예 14)
가솔린 850g(후술의 물 150g과 가솔린 850g과의 합계를 100중량%로 한 경우, 가솔린 85중량%)의 액에, 비이온 계면활성제 DSK　NL-15(다이이치 공업제약사 제품, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, HLB：5.0, 폴리옥시에틸렌 부분의 평균 분자량：2,900) 136g(가솔린을 100중량부로서 표준화한 경우, 16중량부) 및 비이온 계면활성제 DSK　NL-50(다이이치 공업제약사 제품, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, HLB：10.6) 34g(가솔린을 100중량부로서 표준화한 경우, 4중량부) 더하여 교반하고 혼합하여 A액으로 했다. 한편, A액 중 비이온 계면활성제 전체의 HLB값은, 상기 식(2)에 의해, 6.12였다.
A액과는 별도로, 물 150g(물 150g과 가솔린 850g과의 합계를 100중량%로 한 경우, 물 15중량%)에, 음이온 계면활성제, 도데실황산나트륨(나카라이사 제품) 15g(물을 100중량부로서 표준화한 경우, 10중량부)을 더하여 교반하고 혼합하여 B액으로 했다.
이 A액과 B액을 호모지나이저(SMT Company사 제품 PH91)로 5분간 교반하면, 무색 투명한 액체, 즉 W/O 나노에멀젼을 얻었다.
얻어진 W/O 나노에멀젼의 입도 분포는, 실시예 1과 같은 방법으로는, 투과도가 커서, 측정할 수 없었다. 그러나, 얻어진 W/O에멀젼은, 무색 투명하고 상분리가 일어나지 않기 때문에, 물입자의 50% 평균 입경은 100㎚ 이하라고 추정된다.
안정성에 관하여, 실시예 1과 같은 방법에 의해, 관찰한 바, 분리는 생기지 않았다. 또, 상온에서 1개월 정치시켜도 투명한 상태였다.
(실시예 15)
가솔린 850g(후술의 물 150g과 가솔린 850g과의 합계를 100중량%로 한 경우, 가솔린 85중량%)의 액에, 비이온 계면활성제 DSK　NL-15(다이이치 공업제약사 제품, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, HLB：5.0, 폴리옥시에틸렌 부분의 평균 분자량：2,900) 170g(가솔린을 100중량부로서 표준화한 경우, 20중량부) 더하여 교반하고 혼합하여 A액으로 했다.
A액과는 별도로, 물 150g(물 150g과 가솔린 850g과의 합계를 100중량%로 한 경우, 물 15중량%)에, 음이온 계면활성제, 도데실황산나트륨(나카라이사 제품) 10g, 15g 및 30g(물을 100중량부로서 표준화한 경우, 각각, 7중량부, 10중량부 및 20중량부)을 더하여 교반하고 혼합하여 B액으로 했다.
이 A액과 B액을 호모지나이저(SMT Company사 제품 PH91)로 5분간 교반하면, 각각, 무색 투명한 액체, 즉 W/O 나노에멀젼을 얻었다.
얻어진 W/O 나노에멀젼의 입도 분포는, 실시예 1과 같은 방법으로는, 투과도가 커서, 측정할 수 없었다. 그러나, 얻어진 W/O에멀젼은, 무색 투명하고 상분리가 일어나지 않기 때문에, 물입자의 50% 평균 입경은 100㎚ 이하라고 추정된다.
안정성에 관하여, 실시예 1과 같은 방법에 의해, 관찰한 바, 분리는 생기지 않았다. 또, 상온에서 1개월 정치시켜도 투명한 상태였다.
(실시예 16)
경유 850g(후술의 물 150g과 경유 850g과의 합계를 100중량%로 한 경우, 경유 85중량%)의 액에, 비이온 계면활성제 DSK　NL-15(다이이치 공업제약사 제품, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, HLB：5.0, 폴리옥시에틸렌 부분의 평균 분자량：2,900) 136g(경유를 100중량부로서 표준화한 경우, 16중량부) 및 비이온 계면활성제 DSK　NL-50(다이이치 공업제약사 제품, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, HLB：10.6) 34g(경유를 100중량부로서 표준화한 경우, 4중량부) 더하여 교반하고 혼합하여 A액으로 했다. 한편, A액 중 비이온 계면활성제 전체의 HLB값은, 상기 식(2)에 의해, 6.12였다.
A액과는 별도로, 물 150g(물 150g과 경유 850g과의 합계를 100중량%로 한 경우, 물 15중량%)에, 음이온 계면활성제, 도데실황산나트륨(나카라이사 제품) 15g(물을 100중량부로서 표준화한 경우, 10중량부)을 더하여 교반하고 혼합하여 B액으로 했다.
이 A액과 B액을 호모지나이저(SMT Company사 제품 PH91)로 5분간 교반하면, 무색 투명한 액체, 즉 W/O 나노에멀젼을 얻었다.
얻어진 W/O 나노에멀젼의 입도 분포를, 실시예 1과 같은 방법에 의해, 측정하면, 물입자의 50% 평균 입경은 약 10㎚였다.
안정성에 관하여, 실시예 1과 같은 방법에 의해, 관찰한 바, 분리는 생기지 않았다. 또, 상온에서 1개월 정치시켜도 투명한 상태였다.
(실시예 17)
경유 850g(후술의 물 150g과 경유 850g과의 합계를 100중량%로 한 경우, 경유 85중량%)의 액에, 비이온 계면활성제 DSK　NL-15(다이이치 공업제약사 제품, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, HLB：5.0, 폴리옥시에틸렌 부분의 평균 분자량：2,900) 170g(경유를 100중량부로서 표준화한 경우, 20중량부) 더하여 교반하고 혼합하여 A액으로 했다.
A액과는 별도로, 물 150g(물 150g과 경유 850g과의 합계를 100중량%로 한 경우, 물 15중량%)에, 음이온 계면활성제, 도데실황산나트륨(나카라이사 제품) 2.5g 및 7.5g(물을 100중량부로서 표준화한 경우, 각각 1.7중량부 및 5중량부)을 더하여 교반하고 혼합하여 B액으로 했다.
이 A액과 B액을 호모지나이저(SMT Company사 제품 PH91)로 5분간 교반하면, 무색 투명한 액체, 즉 W/O 나노에멀젼을 얻었다.
얻어진 W/O 나노에멀젼의 입도 분포를, 실시예 1과 같은 방법에 의해, 측정하면, 물입자의 50% 평균 입경은, 각각, 약 10㎚였다.
안정성에 관하여, 실시예 1과 같은 방법에 의해, 관찰한 바, 분리는 생기지 않았다. 또, 상온에서 1개월 정치시켜도 투명한 상태였다.
(실시예 18)
실시예 17에 있어서의 「경유」에 대신하여 「A중유」를 이용한 이외, 실시예 17과 마찬가지로, 무색 투명한 액체, 즉 W/O 나노에멀젼을 얻었다.
얻어진 W/O 나노에멀젼의 입도 분포를, 실시예 1과 같은 방법에 의해, 측정하면, 물입자의 50% 평균 입경은, 각각, 약 10㎚였다.
안정성에 관하여, 실시예 1과 같은 방법에 의해, 관찰한 바, 분리는 생기지 않았다. 또, 상온에서 1개월 정치시켜도 투명한 상태였다.
(실시예 19)
C중유 850g(후술의 물 150g과 C중유 850g과의 합계를 100중량%로 한 경우, C중유 85중량%)의 액에, 비이온 계면활성제 DSK　NL-15(다이이치 공업제약사 제품, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, HLB：5.0, 폴리옥시에틸렌 부분의 평균 분자량：2,900) 136g(C중유를 100중량부로서 표준화한 경우, 16중량부) 및 비이온 계면활성제 DSK　NL-50(다이이치 공업제약사 제품, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, HLB：10.6) 34g(C중유를 100중량부로서 표준화한 경우, 4중량부) 더하여 교반하고 혼합하여 A액으로 했다. 한편, A액 중 비이온 계면활성제 전체의 HLB값은, 상기 식(2)에 의해, 6.12였다.
A액과는 별도로, 물 150g(물 150g과 C중유 850g과의 합계를 100중량%로 한 경우, 물 15중량%)에, 음이온 계면활성제, 도데실황산나트륨(나카라이사 제품) 15g(물을 100중량부로서 표준화한 경우, 10중량부)을 더하여 교반하고 혼합하여 B액으로 했다.
이 A액과 B액을 호모지나이저(SMT Company사 제품 PH91)로 5분간 교반하면, 무색 투명한 액체, 즉 W/O 나노에멀젼을 얻었다.
얻어진 W/O 나노에멀젼의 입도 분포는, 실시예 1과 같은 방법으로는, 투과도가 작아, 측정할 수 없었다. 그러나, 얻어진 W/O에멀젼은, 무색 투명하고, 안정성에 관한 실시예 1과 같은 방법에 의해, 관찰한 바, 상분리가 일어나지 않기 때문에, 물입자의 50% 평균 입경은 100㎚ 이하라고 추정된다.
또, 상온에서 1개월 정치시켜도 투명한 상태였다.
(실시예 20)
C중유 850g(후술의 물 150g과 C중유 850g과의 합계를 100중량%로 한 경우, 가솔린 85중량%)의 액에, 비이온 계면활성제 DSK　NL-15(다이이치 공업제약사 제품, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, HLB：5.0, 폴리옥시에틸렌 부분의 평균 분자량：2,900) 170g(C중유를 100중량부로서 표준화한 경우, 20중량부) 더하여 교반하고 혼합하여 A액으로 했다.
A액과는 별도로, 물 150g(물 150g과 C중유 850g과의 합계를 100중량%로 한 경우, 물 15중량%)에, 음이온 계면활성제, 도데실황산나트륨(나카라이사 제품) 2.5g, 10g 및 15g(물을 100중량부로서 표준화한 경우, 각각 1.7중량부, 6.7중량부 및 10중량부)을 더하여 교반하고 혼합하여 B액으로 했다.
이 A액과 B액을 호모지나이저(SMT Company사 제품 PH91)로 5분간 교반하면, 무색 투명한 액체, 즉 W/O 나노에멀젼을 얻었다.
얻어진 W/O 나노에멀젼의 입도 분포는, 실시예 1과 같은 방법으로는, 투과도가 작아, 측정할 수 없었다. 그러나, 얻어진 W/O에멀젼은, 무색 투명하고, 안정성에 관한 실시예 1과 같은 방법에 의해, 관찰한 바, 상분리가 일어나지 않기 때문에, 물입자의 50% 평균 입경은 100㎚ 이하라고 추정된다.
또, 상온에서 1개월 정치시켜도 투명한 상태였다.
(실시예 21)
케로신 850g(후술의 물 150g과 케로신 850g과의 합계를 100중량%로 한 경우, 케로신 85중량%)의 액에, 비이온 계면활성제 DSK　NL-15(다이이치 공업제약사 제품, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, HLB：5.0, 폴리옥시에틸렌 부분의 평균 분자량：2,900) 136g(케로신을 100중량부로서 표준화한 경우, 16중량부) 및 비이온 계면활성제 DSK　NL-50(다이이치 공업제약사 제품, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, HLB：10.6) 34g(케로신을 100중량부로서 표준화한 경우, 4중량부) 더하여 교반하고 혼합하여 A액으로 했다. 한편, A액 중 비이온 계면활성제 전체의 HLB값은, 상기 식(2)에 의해, 6.12였다.
A액과는 별도로, 물 150g(물 150g과 케로신 850g과의 합계를 100중량%로 한 경우, 물 15중량%)에, 음이온 계면활성제, 올레인산나트륨(나카라이사 제품) 15g(물을 100중량부로서 표준화한 경우, 10중량부)을 더하여 교반하고 혼합했다. 다음에, 올레인산나트륨 수용액을 양이온 교환막을 통하여 직류 전계 중에 두면, 양극 측에 올레인산 이온을 포함하는 알칼리 수용액이 얻어지며, 이것을 B액으로 했다. 얻어진 B액은, 도데실황산나트륨 수용액과 비교하여, 유황(S)이 없고, Na이온이 적은 수용액이 생겼다.
이 A액과 B액을 호모지나이저(SMT Company사 제품 PH91)로 5분간 교반하면, 무색 투명한 액체, 즉 W/O 나노에멀젼을 얻었다.
실시예 1과 동일하게, 레이저식 광산란법에 의해, W/O 나노에멀젼의 입도 분포를 측정하면, 물입자의 50% 평균 입경은 약 10㎚였다.
안정성에 관하여, 실시예 1과 같은 방법에 의해, 관찰한 바, 분리는 생기지 않았다. 또, 상온에서 1개월 정치시켜도 투명한 상태였다.

Claims (17)

  1. a) 물：0중량%를 초과하여 30중량% 이하；
    b) 기름：100중량% 미만 70중량% 이상；
    c) 상기 기름을 100중량부로서 표준화한 경우, HLB값이 1~10인 비이온 계면활성제를 적어도 1종：1~30중량부； 및
    d) 상기 물을 100중량부로서 표준화한 경우, 음이온 계면활성제, 양이온 계면활성제 및 양성 계면활성제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종：0.1~30중량부를 가지는 W/O형 에멀젼이며,
    이 W/O형 에멀젼의 물입자의 50% 평균 입경이 100㎚ 이하인 W/O형 에멀젼.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 W/O형 에멀젼의 물입자의 50% 평균 입경이 5~100㎚인 W/O형 에멀젼.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 b) 기름은, 케로신, 가솔린, 경유, 중유, 알코올, 바이오 연료 및 에틸 tert-부틸에테르로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 W/O형 에멀젼.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 c) 비이온 계면활성제가, 폴리옥시에틸렌글리콜, 소르비탄지방산에스테르, 알킬폴리글리코시드, 지방산디에탄올아미드, 알킬모노글리세릴에테르, 알킬글리코시드, 폴리에틸렌글리콜 및 폴리비닐알코올로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 W/O형 에멀젼.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 d)가, 음이온 계면활성제를 가지는 W/O형 에멀젼.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 d)가, 음이온 계면활성제로만 이루어지는 W/O형 에멀젼.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 음이온 계면활성제가, 지방산염, 모노알킬황산염, 알킬폴리옥시에틸렌황산염, 알킬벤젠설폰산염, 모노알킬인산염 및 술포호박산형 계면활성제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 W/O형 에멀젼.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 및 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 d)가, 양이온 계면활성제를 가지는 W/O형 에멀젼.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 d)가, 양이온 계면활성제로만 이루어지는 W/O형 에멀젼.
  10. 제 1 항 내지 제 5 항 및 제 7 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 양이온 계면활성제가, 알킬트리메틸암모늄염, 디알킬디메틸암모늄염 및 알킬벤질디메틸암모늄염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 W/O형 에멀젼.
  11. 제 1 항 내지 제 5 항, 제 7 항, 제 8 항 및 제 10 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 d)가, 양성 계면활성제를 가지는 W/O형 에멀젼.
  12. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 d)가, 양성 계면활성제로만 이루어지는 W/O형 에멀젼.
  13. 제 1 항 내지 제 5 항, 제 7 항, 제 8 항 및 제 10 항 내지 제 12 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 양성 계면활성제가, 알킬디메틸아민옥시드 및 알킬카르복시베타인으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 W/O형 에멀젼.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중의 어느 한 항에 기재된 W/O형 에멀젼을 가지는 연료.
  15. 제 1 항 내지 제 13 항 중의 어느 한 항에 기재된 W/O형 에멀젼만으로 이루어지는 연료.
  16. a) 물：0중량%를 초과하여 30중량% 이하；
    b) 기름：100중량% 미만 70중량% 이상；
    c) 상기 기름을 100중량부로서 표준화한 경우, HLB값이 1~10인 비이온 계면활성제를 적어도 1종：1~30중량부；및
    d) 상기 물을 100중량부로서 표준화한 경우, 음이온 계면활성제, 양이온 계면활성제 및 양성 계면활성제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종：0.1~30중량부를 가지는 W/O형 에멀젼이며,
    이 W/O형 에멀젼의 물입자의 50% 평균 입경이 100㎚ 이하인 W/O형 에멀젼의 제조방법으로서,
    i) 상기 a) 물을 준비하는 공정；
    ⅱ) 상기 b) 기름을 준비하는 공정；
    ⅲ) 상기 c) 비이온 계면활성제를 준비하는 공정；
    ⅳ) 상기 d)의 계면활성제를 준비하는 공정； 및
    ⅴ) 상기 a)~d)를 혼합하는 공정을 가짐으로써, 상기 W/O형 에멀젼을 얻는 상기 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 ⅴ) 혼합공정에서,
    ⅴ-1) 상기 ⅱ) 공정의 기름； 및 상기 ⅲ) 공정의 비이온 계면활성제를 혼합하고,
    이것과는 별도로, ⅴ-2) 상기 i) 공정의 물； 및 상기 ⅳ) 공정의 계면활성제를 혼합하며,
    ⅴ-3) 상기 ⅴ-1) 공정에서 얻어진 혼합물과, 상기 ⅴ-2) 공정에서 얻어진 혼합물을 혼합하는 공정을 가지는 방법.
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