KR20210142661A

KR20210142661A - 환경-친화적 먼지 억제제 중합체 블렌드

Info

Publication number: KR20210142661A
Application number: KR1020217032405A
Authority: KR
Inventors: 민규 김; 태희 이
Original assignee: 아리조나 보드 오브 리전츠 온 비해프 오브 더 유니버시티 오브 아리조나
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2020-03-20
Publication date: 2021-11-25
Also published as: US20220106509A1; EP3941647A4; WO2020198076A1; EP3941647A1

Abstract

환경 친화적 먼지 억제제 중합체 조성물, 이의 제조, 및 먼지 억제를 위한 방법에서 이의 용도가 본 명세서에 개시된다.

Description

환경-친화적 먼지 억제제 중합체 블렌드

관련 출원에 관한 교차-참조

본 출원은 2019년 3월 22일에 출원된 미국 가출원 제62/822,182호의 우선권을 청구한다. 전술한 출원의 내용은 그 전체로 신뢰하여 참조로 본 명세서에 편입된다.

본 발명의 분야

본 발명의 분야는 일반적으로 먼지 제어, 특히 생체적합성 및 환경친화적 중합체 및 생체중합체를 사용하는 먼지 제어를 위한 조성물, 농축물, 및 방법에 관한 것이다.

세계 보건 기구 (WHO)에 따르면, 2010년 대기 오염으로 인해 310만명이 사망하였다. 2013년에, WHO는 입자 오염물이라고도 알려진, 미세 먼지 (particulate matter)(PM)를 1군 발암 물질로서 지정한다고 선언하였는데, 폐 상피를 침투하여 혈류로 들어가서, 다양한 유형의 암을 비롯하여 DNA 돌연변이, 심장 마비, 및 조기 사망을 초래하는 그들 능력 때문이다. PM은 전형적으로 PM10 (10 ㎛ 미만의 직경; 미세 먼지) 및 PM2.5 (2.5 ㎛ 미만의 직경; 초미세 먼지)로 분류된다 [1]. 먼지를 억제하기 위한, 일반 방법은 먼지 공급원에 물뿌리기이다. 물이 비산 먼지에 분무되면, 먼지 입자는 물 분자에 포획되어 바닥으로 떨어진다. 젖은 먼지는 입자와 물 사이의 모세관력의 도움으로 함께 응집될 수 있고, 지면 상에 억제된다 [2, 3]. 그러나, 먼지 억제의 효율성은 일시적인데, 대기 조건에서 빠른 물 증발때문에, 지면에서 공기 중으로 재부유할 수 있는 먼지를 지속적으로 제어하기 위해 빈번한 물뿌리기가 요구된다. 물뿌리기의 효율성을 개선시키기 위해서, 먼지 억제제로서 첨가제를 적용하여 수분 (클로라이드 염)을 끌어당기거나, 또는 먼지 입자를 표면에 부착시킨다 (유화 아스팔트, 수지, 및 중합성 용액) [4, 5]. 그러나, 많은 이들 첨가제는 실제 사용에서 결정적인 단점을 갖는다. 예를 들어, 클로라이드 염은 기계를 부식시키고, 유화 아스팔트는 지하수를 오염시키며, 일부 수지 및 중합체는 환경 친화적이지 않다 [2, 4]. 이들 문제때문에, 첨가제없이 물뿌리기가 빠른 증발 단점에도 불구하고 가장 허용가능한 먼지 제어 방법이다.

이러한 장애를 극복하기 위해서, 본 발명자들은 먼지 입자의 습윤 상태를 향상시키면서 대기 조건에서 액상 상태를 유지하도록 일정 중합체를 개질시켰고; 따라서 유의하게 향상된 습윤 상태로 물뿌리기의 효과를 모방하였다. 본 발명자들은 놀랍게도 환경 친화적 먼지 억제제 중합체 블렌드 제제를 발견하였다.

본 발명자는 또한 일정 "액상" 중합체는 습윤 상태를 향상시키고, 일정 양친매성 중합체가 먼지 입자의 응집 상태를 향상시키며, 소수성 먼지가 희석제 (예컨대, 물)와 혼합되거나, 또는 그에 액침되는 것을 향상시킨다는 것을 발견하였다. 이들 양친매성 중합체는 또한 HPMC (예시적으로 셀룰로스 에테르)의 점도를 감소시키는데 유용하였다. 추가로, 본 발명자는 "셀룰로스" (셀룰로스 에테르의 형태로 제공)가 먼지 입자의 응집 상태를 유의하게 향상시킨다는 것을 발견하였다. 예를 들어, 액상 중합체 + 셀룰로스 (HPMC) 혼합물이 소수성 먼지의 응집체를 액침시키고 유의하게 향상시킨다는 것을 발견하였다 (상승 효과). 더 나아가서, 물의 증발 이후에, 먼지 억제 능력은 각각이 별도로 사용되는 것과 비교하여 액상 중합체 + 셀룰로스 (HPMC) 혼합물에 의해서 유의하게 증가되었다 (상승 효과).

이러한 배경 정보는 출원인이 믿는 정보를 본 발명과 가능하게 관련있게 만들려는 목적으로 제공된다. 임의의 선행 정보가 본 발명에 대한 종래 기술을 구성한다는 것을 반드시 인정하려는 의도가 아니거나, 또는 그렇게 해석되어서도 안된다.

도 1. 홈메이드 공기-취입 시험 장비. 다양한 압축 공기 압력을 샘플 표면에 적용할 수 있다. 먼지 센서는 밀폐 챔버의 상단에서 실시간으로 PM2.5 및 PM10 농도 (㎍/㎥)를 기록한다. 측정 후에, 샘플 표면에 위치된 풍속계는 공기압을 풍속으로 전환시키는데 이용된다.
도 2. 광미사 (즉, 암석 입자) 유래 먼지 샘플에 대한 공기-취입 시험. 공기 중 PM10 및 PM2.5 농도는 물 증발 이후에 측정된다. A 및 B는 각각 L62 및 HPMC를 표시한다. 5 및 01은 수중 5% 및 0.1%를 표시한다. 샘플 표면 상의 풍속: 110 km/h.
도 3. 전단률 함수에 따른 먼지 억제제 제제의 점도. 복소 점도는 25℃에서 유동계를 사용해 측정하였다 (1 mPa·s = 1 cps).
도 4. 토양 먼지 샘플에 대한 실험실 규모 공기-취입 시험. 공기 중 PM10 및 PM2.5 농도는 물 증발 이후에 측정된다. A 및 B는 각각 L62 및 HPMC를 표시한다. 5, 1, 05 및 01은 각각 수 중 5%, 1%, 0.5% 및 0.1%를 표시한다. 샘플 표면 상의 풍속: 50 km/h.
도 5. 물, 0.1% L62 제제, 및 0.1% HPMC 및 0.1% L62로 구성된 중합체 블렌드 제제 중에서 석탄 입자의 함침 시험.
도 6. 석탄 분진 방출 측정을 위한 홈메이드 와류 장비. 모터 속도 = 1,500 rpm
도 7. 먼지 억제제-처리샘플의 와류 동안 석탄 분진 측정. PM10 및 PM2.5 농도는 1시간 동안 먼지 센서로 측정되었다. 각 시험의 최대값을 수집하였다 (n = 3). A 및 B는 각각 L62 및 HPMC를 표시한다. 01은 수 중 0.1 w/v%의 중합체를 표시한다.
도 8. 와류 실험 이후 석탄 분진 샘플에 대한 실험실 규모 공기-취입 시험. 공기 중 PM10 및 PM2.5 농도는 와류 실험 이후에 측정된다. A 및 B는 각각 L62 및 HPMC를 표시한다. 01은 수 중 0.1 w/v%의 중합체를 표시한다. 샘플 표면 상의 풍속: 50 km/h.
도 9. 물 비적용, 물 단독, L62 수용액 및 L62-HPMC 중합체 블렌드 수용액의 적용 이후 석탄 분지 샘플의 열중량 분석. 자기-발열율 (ΔW;%)은 각각 물 증발 및 석탄 입자에 대한 산소 흡착이 발생되는 100 내지 270℃에서의 최대치 및 최소치를 차감하여 계산된다. A 및 B는 각각 L62 및 HPMC를 표시한다. 1 및 005는 각각 수 중 1 및 0.05 w/v%의 중합체를 표시한다.
도 10. 물, 0.1% L62 제제 및 0.1% HPMC 및 0.1% L62로 구성된 중합체 블렌드 제제에서 지하철 먼지 입자의 함침 시험.
도 11. 개발된 제제가 처리된 지하철 먼지 샘플에 대한 실험실 규모 공기-취입 시험. 공기 중 PM10 및 PM2.5 농도는 1주일 후 측정되었다 (n = 3). A 및 B는 각각 L62 및 HPMC를 표시한다. 005, 01, 1, 3 및 5는 각각 수 중 0.05, 0.1, 1, 3 및 5 w/v%의 중합체를 표시한다. 샘플 표면 상의 풍속: 50 km/h.
도 12. 개발된 제제를 처리하고 8주 동안 건조시킨 지하철 먼지 샘플에 대한 실험실 규모 공기-취입 시험. 수 중 PM10 및 PM2.5 농도를 측정하였다 (n = 3). A 및 B는 L62 및 HPMC를 표시한다. 005, 01, 1, 3 및 5는 각각 수 중 0.05, 0.1, 1, 3 및 5 w/v%의 중합체를 표시한다. 샘플 표면 상의 풍속: 50 km/h.
도 13. 개발된 제제를 처리하고 8주 동안 건조시킨 지하철 먼지 샘플에 대한 실험실 규모 공기-취입 시험. 공기 중 PM10 및 PM2.5 농도를 측정하였다 (n = 3). A 및 B는 L62 및 HPMC를 표시한다. 005, 01, 1, 3 및 5는 각각 수 중 0.05, 0.1, 1, 3 및 5 w/v%의 중합체를 표시한다. 압축 공기 (30 psi)를 가하여 파괴된 샘플의 데이터 (A3 및 A3B01)는 포함시키지 않았는데 그 데이터는 센서가 검출할 수 있는 범위 밖에 있기 때문이다. 샘플 표면 상의 풍속: 80 km/h.
도 14. 액상 및 고형 양친매성 중합체간 효과를 비교하기 위한 지하철 먼지 샘플에 대한 실험실 규모 공기-취입 시험. 공기 중 PM10 및 PM2.5 농도를 1주일 후에 측정하였다 (n=3). A, B, 및 F는 L62, HPMC, 및 F127을 표시하고, L62 및 F127은 각각 액상 양친매성 중합체 및 고형 양친매성 중합체를 나타낸다. 005 및 3은 수 중 0.05 및 3 w/v%의 중합체를 표시한다. 샘플 표면 상의 풍속: 50 km/h
도 15. 40℃에서 3일 동안 건조 후 유리 플레이트 상에서 다양한 중합체 제제의 현미경 이미지. 배율은 x400 (좌측 큰 이미지) 및 x1000 (우측 4개 작은 이미지)이다.

1.0. 정의

본 발명의 원리의 이해를 촉진하려는 목적을 위해서, 이제 일정 구현예를 참조하고 그를 설명하기 위해 특정 언어를 사용할 것이다. 그럼에도 본 발명의 범주의 제한을 의도하는 것이 아니고, 예시된 발명에서 변경 및 변형, 및 그에 예시된 원리의 추가 응용이 본 발명과 관련된 분야의 당업자에게 정상적으로 일어나는 것으로 본 명세서에서 고려된다는 것을 이해할 것이다.

달리 정의하지 않으면, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 분야의 당업자가 통상적으로 이해하는 바와 동일한 의미를 갖는다.

본 명세서를 설명하려는 목적을 위해서, 하기 정의가 적용될 것이고 적절할때마다, 단수로 사용되는 용어는 복수를 포함할 것이고 그 반대일 수도 있다. 하기 기재된 임의 정의가 참조로 본 명세서에 편입된 임의 문헌을 포함하여, 임의의 다른 문헌에서의 단어 용법과 상충하는 경우에, 하기 기재된 정의는 (예를 들어, 그 용어가 본래 사용된 문헌에서) 반대 정의가 명확하게 의도되지 않으면 본 명세서 및 이의 관련 청구항을 설명하려는 목적을 위해 항상 우선한다.

"또는"의 사용은 달리 명시하지 않으면 "및/또는"을 의미한다.

본 명세서에서 "한" 또는 "하나"의 사용은 달리 명시하지 않거나 또는 "하나 이상"의 사용이 명확하게 부적절하지 않은 경우에 "하나 이상"을 의미한다.

"포함하다", "포함한다", "포함하는", "포괄하다", "포괄한다", 및 "포괄하는"의 사용은 상호교환가능하고 제한을 의도하지 않는다. 더 나아가서, 하나 이상의 구현예의 설명이 용어 "포함하는"을 사용하는 경우에, 당업자는 일부 특정 예에서, 구현예 또는 구현예들이 "본질적으로 이루어지는" 및/또는 "이루어지는" 언어를 사용하여 대안적으로 설명될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "약"은 공칭값으로부터 ±20% 변동을 의미한다. 이러한 변동은 특별히 언급되는지 여부와 무관하게, 본 명세서에 제공된 임의의 소정값에 항상 포함되는 것으로 이해해야 한다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "HPMC"는 히드록시프로필 메틸셀룰로스를 의미한다. HPMC는 용어 "하이프로멜로스"와 상호교환적으로 사용된다. 하이프로멜로스 (INN)는 히드록시프로필 메틸셀룰로스 (HPMC)의 축약형이다. HPMC는 셀룰로스 생체중합체로부터 출발하여 화학물로 처리되어서 메톡시 또는 메틸 기가 도입되고 물 가용성이 증가된다. HPMC는 증점제, 또는 부착제로서 이용되는, 높은 점성 성질을 갖는다. 더 나아가서, 이의 생체적합성으로 인해, HPMC는 점안액, 소수성 약물 전달용 부형제로서 이용되고 또한 식품 첨가제로서도 사용되며, 젤라틴의 대체물이다.

여기서, 용어 "생체적합성 액상 중합체"는 "액상 양친매성 중합체"를 의미하기 위해 용어 "액상 중합체와 상호교환적으로 사용된다.

여기서, 용어 "셀룰로스 생체중합체"는 용어 "셀룰로스 에테르" (HPMC로서 예시)를 의미하기 위해 본 명세서에서 사용된다.

먼지 제어를 위한 액상 중합체의 주요 이득은 물뿌리기 목적같이 수분 함량을 유지하는 것인데 액상 중합체에 의해 유지되는 수분 함량은 수 개월 넘게 지속된다. 본 발명자는 놀랍게도 환경 친화적 먼지 억제제 중합체 블렌드 제제를 발견하였다. 이러한 제제는 액상 양친매성 중합체, 예컨대 L62 (CAS reg. no.: 9003-11-6), 및 셀룰로스 생체중합체, 예컨대 HPMC (CAS reg. no.: 9004-65-3)를 포함할 수 있다. L62 및 HPMC 둘 모두는 식품 및 비식품 용도를 위해 승인받았다.

용어 "중합체 블렌드 제제", "중합체 블렌드", "블렌드 제제" 및 "개발된 중합체 제제"는 일반적으로 본 명세서에서 본 발명의 조성물 및 농축물을 의미하고자 사용된다.

용어 "먼지 억제"는 먼지 경감 및 먼지 제어를 포함한다.

여기서 용어 "L62"는 L62 (CAS reg. no.: 9003-11-6)를 의미하는 용어 "폴록사머 182" 및 "Pluronic L62"와 상호교환적으로 사용된다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "희석제"는 물을 포함한다. 사용할 수 있는 다른 희석제는 바닷물 및 클로라이드 예컨대 MgC_l2, CaCl₂ 및 NaCl이 존재하는 수용액을 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "중합체 블렌드"는 셀룰로스 에테르 및 액상 양친매성 중합체를 포함하는 본 발명의 농축물 (액상 또는 고형) 또는 조성물을 의미한다.

셀룰로스 에테르

셀룰로스 에테르는 셀룰로스의 화학 개질에 의해 제조되는 중합체이다. 일부 구현예에서, 본 발명에서 사용되는 셀룰로스 에테르는 카르복시메틸셀룰로스 (CMC) 및 유도체, 메틸셀룰로스 (MC) 및 유도체, 히드록시에틸셀룰로스 (HEC) 및 유도체, 에틸셀룰로스 (EC) 및 유도체, 및 히드록시에틸 메틸셀룰로스 (HEMC) 및 유도체로부터 선택될 수 있다.

액상 양친매성 중합체

본 명세서에서 사용되는 용어 "액상 양친매성 중합체"는 미국 가출원 제62/652,250호 및 PCT 출원 번호 PCT/US2018/055466에 개시된 중합체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 액상 양친매성 블록 공중합체는 본 발명의 조성물 및 농축물에서 사용될 수 있다. 추가 구현예에서, 폴록사머 액체 또는 Pluronic 액체 (예를 들어, 폴록사머 181 또는 Pluronic L61, 폴록사머 182 또는 Pluronic L62, 또는 Pluronic L92). 일부 구현예에서, 폴리에틸렌 옥시드 (PEO)라고도 알려진, 폴리에틸렌 글리콜 (PEG), 및 폴리프로필렌 옥시드 (PPO)로도 알려진, 폴리프로필렌 글리콜 (PPG)로 구성된 액상 블록 공중합체, 폴리옥시프로필렌, 2-(2-히드록시프로폭시)프로판-1-올, Emkapyl, Lineartop E, Niax ppg, 또는 이의 유도체가 본 발명에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 액상 양친매성 폴리에틸렌 옥시드-폴리프로필렌 옥시드-폴리에틸렌 옥시드, PEO-PPO-PEO ("액상 폴록사머", "액상 Pluronic"으로도 알려짐)가 본 발명에서 사용될 수 있다.

농축물

본 발명의 일 양태는 용이한 운송을 위한 농축된 제제 ("농축물")에 관한 것이다. 이들 농축물은 액상, 고형, 반-고형, 또는 겔 형태일 수 있다. 본 발명은 매우 적거나, 또는 무시할만한 양의 물이 존재하는 농축물을 포괄한다. 본 발명의 농축물은 적어도 희석제 (예를 들어, 물)와 배합되어서 먼지 제어 또는 먼지 억제에 사용될 수 있는 조성물을 제조할 수 있다.

액상 농축물은 물 (#1) 없이 또는 물 (#2)과 함께, 제조될 수 있다:

1. 일부 구현예에서, 액상 농축물은 1: 적어도 5의 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC) 대 액상 양친매성 중합체 (예를 들어, L62)의 부피비를 가질 수 있다. 이들 중합체 블렌드 농축물은 이미 액상으로 존재할 것이다.

2. 다른 구현예에서, #1의 중합체 블렌드는 약 1:0 내지 약 1:1 범위의 비율로 물과 혼합되어서 희석된 액상 농축물을 수득할 수 있다.

더 나아가서, 고형 농축물은 하기 비율로 물과 함께 제조될 수 있다 (#3 및 #4):

3. 일부 구현예에서, 고형 농축물은 1: 5 미만의 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC) 대 액상 양친매성 중합체 (예를 들어, L62)의 부피비를 가질 수 있다. 이것은 이미 고형 농축물이다.

4. #3의 고형 농축물은 약 0 대 약 3 (농축물 : 물)의 비율로 물과 혼합될 수 있다. 0 대 3 이하 (농축물 : 물)의 임의 비율이 고형일 수 있다.

일부 구현예에서, 본 발명은 농축된 먼지 억제 조성물을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 셀룰로스 에테르, 액상 양친매성 중합체, 및 물을 배합하는 단계를 포함한다. 이들 농축물은 먼지 유형에 의존하여 먼지 억제를 위한 최종 응용을 위해 희석될 수 있다. 예를 들어, 희석되면 용액은 먼지 억제를 위한 분무 시스템에서 사용될 수 있다. 일부 예에서, 먼지 경감을 위해서 매우 희석된 조성물이 사용될 수 있다.

예를 들어, 액상 농축물은

(a) 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC 분말)를 약 0.01% 내지 약 10% 범위의 양으로 액상 양친매성 중합체 (최대 약 50%)에 첨가하는 단계;

(b) 셀룰로스 에테르가 액상 양친매성 중합체로 액침될 때까지 혼합물을 유지시켜서 셀룰로스 에테르-액상 양친매성 중합체 혼합물을 수득하는 단계;

(c) 상기 셀룰로스 에테르-액상 양친매성 중합체 혼합물을 (예를 들어, 기계적 수단을 통해) 교반하는 단계;

(d) 물을 혼합물에 (나머지 백분율까지) 첨가하는 단계. 상기 셀룰로스 에테르-액상 양친매성 중합체-물 혼합물을 (예를 들어, 기계적 수단을 통해) 교반하는 단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다;

고형 농축물은

(a) 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC 분말) (최대 50% 양)를 액상 양친매성 중합체 (약 50% 까지)에 첨가하는 단계;

(b) 약 0 내지 약 3배 부피의 물을 혼합물에 첨가하는 단계;

(c) 상기 셀룰로스 에테르 및 액상 양친매성 중합체를 (예를 들어, 기계적 수단을 통해) 함께 블렌딩하는 단계;

(d) 점성 액체가 고형 농축물 또는 고형 펠렛으로 전환될 때까지 혼합물을 건조하여 물을 제거하는 단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다.

고형 농축물을 제조하는 경우에, 물은 전형적으로 블렌딩 과정을 보조하기 위해서만 사용되고, 그 다음에 물은 블렌딩 과정 이후에 증발을 통해 제거될 수 있다.

일부 구현예에서, 본 발명은 셀룰로스 에테르 및 액상 양친매성 중합체를 포함하는 고형 농축물을 희석제 (예를 들어, 물)와 (예를 들어, 혼합을 통해) 접촉시키는 단계를 포함하는 조성물 (예를 들어, 먼지 억제 조성물)을 제조하는 방법에 관한 것이다. 물은 블렌딩 과정을 보조하기 위해 사용될 수 있고, 그 다음에 물은 블렌딩 과정 이후에 증발을 통해 제거될 수 있다. 일부 구현예에서, 고형 농축물은 1 wt% 미만의 물을 갖는다. 고형 농축물은 또한 0.5 wt% 미만의 물, 0.1 wt% 미만의 물, 또는 0.01 wt% 미만의 물을 가질 수 있다. 더 나아가서, 본 발명의 고형 농축물은 셀룰로스 에테르 및 액상 양친매성 중합체를 포함하는 중합체 블렌드 중에 물을 전혀 갖지 않는 경우 내지 75% 물과 25% 중합체 블렌드를 갖는 경우 (즉, 셀룰로스 에테르:액상 양친매성 중합체 = 1:3)의 범위일 수 있다.

추가 구현예에서, 본 발명은 셀룰로스 에테르, 액상 양친매성 중합체, 및 물을 포함하고, 물 대 액상 양친매성 중합체의 비율이 1:1인 액상 농축물을 희석제 (예를 들어, 물)와 (예를 들어, 혼합을 통해) 접촉시키는 단계를 포함하는, 조성물 (예를 들어, 먼지 억제 조성물)을 제조하는 방법에 관한 것이다.

일부 구현예에서, 본 발명은 셀룰로스 에테르 및 액상 양친매성 중합체를 포함하는 고형 농축물 (물은 블렌딩 과정을 보조하기 위해 사용되고 나서, 블렌딩 과정 이후에 물은 증발을 통해 제거될 수 있음)에 관한 것이다. 고형 농축물은 약 50.0% 내지 85.1%의 액상 양친매성 중합체 및 약 14.9% 내지 50.0%의 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC)를 포함할 수 있다. 추가 구현예에서, 본 발명은 하기 약 5:1 비율 내지 약 1:1 비율 범위의 액상 양친매성 중합체 대 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC)의 비율을 갖는 조성물에 관한 것이다.

예를 들어, 본 발명은 액상 양친매성 중합체 및 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC)를 포함하는 농축물에 관한 것으로서, 액상 양친매성 중합체 및 셀룰로스 에테르는 약 83.3% 액상 양친매성 중합체 : 약 16.7% 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC) (즉, 5:1 비율) 내지 50% 액상 양친매성 중합체 : 약 50% 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC) (즉, 1:1 비율)의 범위로 존재한다.

일부 구현예에서, 고형 농축물은 셀룰로스 에테르, 액상 양친매성 중합체, 및 물을 각각 적어도 1:1:0의 비율로 포함한다. 또한, 셀룰로스 에테르, 액상 양친매성 중합체, 및 물은 임의의 하기 비율로 존재할 수 있다:

셀룰로스 에테르, 액상 양친매성 중합체, 및 물은 각각 적어도 1:1:1의 비율로 존재할 수 있거나;

셀룰로스 에테르, 액상 양친매성 중합체, 및 물은 각각 적어도 1:1:2의 비율로 존재할 수 있거나; 또는

셀룰로스 에테르, 액상 양친매성 중합체, 및 물은 각각 적어도 1:1:3의 비율로 존재할 수 있다.

본 발명은 또한 셀룰로스 에테르, 액상 양친매성 중합체, 및 물을 포함하는 액상 농축물에 관한 것으로서, 물 대 액상 양친매성 중합체의 비율은 1:1이다. 다른 수단에서, 물 대 액상 중합체의 동일 비율이 더 나은 블렌딩을 위해 첨가된다. HPMC 비율은 다양할 수 있다

일부 구현예에서, 액상 농축물은 적어도 46.2%의 액상 양친매성 중합체, 적어도 46.2%의 물 및 최대 7.7%의 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC)를 포함할 수 있다. 추가 구현예에서, 본 발명은 셀룰로스 에테르 및 액상 양친매성 중합체를 약 6:1 비율 내지 약 500:1 비율 범위의 액상 양친매성 중합체 대 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC)의 비율로 포함하는 액상 농축물을 포괄한다.

예를 들어, 본 발명은 액상 양친매성 중합체, 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC) 및 물을 포함하는 조성물에 관한 것으로서, 액상 양친매성 중합체, 셀룰로스 에테르 및 물은 약 46.2% 액상 양친매성 중합체 : 약 7.7% 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC) : 약 46.2% 물 (즉, 6:1 비율) 내지 약 50% 액상 양친매성 중합체 : 약 0.1% 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC) : 약 50% 물 (즉, 500:1 비율)의 범위로 존재한다. 고형 농축물은 하기 비율 중 어느 하나로 액상 양친매성 중합체 및 셀룰로스 에테르를 포함할 수 있다:

약 50.0%의 액상 양친매성 중합체 및 약 50.0%의 셀룰로스 에테르;

약 52.6%의 액상 양친매성 중합체 및 약 47.4%의 셀룰로스 에테르;

약 55.6%의 액상 양친매성 중합체 및 약 44.4%의 셀룰로스 에테르;

약 58.8%의 액상 양친매성 중합체 및 약 41.2%의 셀룰로스 에테르;

약 62.5%의 액상 양친매성 중합체 및 약 37.5%의 셀룰로스 에테르;

약 66.7%의 액상 양친매성 중합체 및 약 33.3%의 셀룰로스 에테르;

약 69.0%의 액상 양친매성 중합체 및 약 31.0%의 셀룰로스 에테르;

약 71.4%의 액상 양친매성 중합체 및 약 28.6%의 셀룰로스 에테르;

약 74.1%의 액상 양친매성 중합체 및 약 25.9%의 셀룰로스 에테르;

약 75.0%의 액상 양친매성 중합체 및 약 25.0%의 셀룰로스 에테르;

약 76.9%의 액상 양친매성 중합체 및 약 23.1%의 셀룰로스 에테르;

약 78.9%의 액상 양친매성 중합체 및 약 21.1%의 셀룰로스 에테르;

약 80.0%의 액상 양친매성 중합체 및 약 20.0%의 셀룰로스 에테르;

약 81.1%의 액상 양친매성 중합체 및 약 18.9%의 셀룰로스 에테르;

약 81.6%의 액상 양친매성 중합체 및 약 18.4%의 셀룰로스 에테르;

약 83.3%의 액상 양친매성 중합체 및 약 16.7%의 셀룰로스 에테르;

약 84.1%의 액상 양친매성 중합체 및 약 15.3%의 셀룰로스 에테르; 또는

약 85.1%의 액상 양친매성 중합체 및 약 14.9%의 셀룰로스 에테르.

일부 구현예에서, 본 발명의 액상 농축물은 약 46.2%의 액상 양친매성 중합체, 약 7.7%의 셀룰로스 에테르, 및 약 46.2%의 물을 포함한다.

일부 구현예에서, 본 발명의 액상 농축물은 약 46.3%의 액상 양친매성 중합체, 약 7.4%의 셀룰로스 에테르, 및 약 46.3%의 물을 포함한다.

일부 구현예에서, 본 발명의 액상 농축물은 약 46.5%의 액상 양친매성 중합체, 약 7.0%의 셀룰로스 에테르, 및 약 46.5%의 물을 포함한다.

일부 구현예에서, 본 발명의 액상 농축물은 약 46.7%의 액상 양친매성 중합체, 약 6.5%의 셀룰로스 에테르, 및 약 46.7%의 물을 포함한다.

일부 구현예에서, 본 발명의 액상 농축물은 약 46.9 내지 약 47.3%의 액상 양친매성 중합체, 약 5.3 내지 약 6.3%의 셀룰로스 에테르, 및 약 46.9 내지 약 47.3%의 물을 포함한다.

일부 구현예에서, 본 발명의 액상 농축물은 약 47.6%의 액상 양친매성 중합체, 약 4.8%의 셀룰로스 에테르, 및 약 47.6%의 물을 포함한다.

일부 구현예에서, 본 발명의 액상 농축물은 약 47.8 내지 약 48.0%의 액상 양친매성 중합체, 약 4.0 내지 약 4.8%의 셀룰로스 에테르, 및 약 47.8 내지 약 48.0%의 물을 포함한다.

일부 구현예에서, 본 발명의 액상 농축물은 약 48.1 내지 약 48.6%의 액상 양친매성 중합체, 약 2.7 내지 약 3.7%의 셀룰로스 에테르, 및 약 48.1 내지 약 48.6%의 물을 포함한다.

일부 구현예에서, 본 발명의 액상 농축물은 약 48.8 내지 약 49.0%의 액상 양친매성 중합체, 약 2.0 내지 약 2.4%의 셀룰로스 에테르, 및 약 48.8 내지 약 49.0%의 물을 포함한다.

일부 구현예에서, 본 발명의 액상 농축물은 약 49.1 내지 약 50%의 액상 양친매성 중합체, 0.0 내지 약 1.8%의 셀룰로스 에테르, 및 약 49.1 내지 약 50%의 물을 포함한다.

사용될 수 있는 셀룰로스 에테르는 하이프로멜로스로도 알려진, 히드록시프로필 메틸셀룰로스, 또는 HPMC를 포함한다. 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC)는 약 300,000 cps 이하의 점도, 또는 약 200,000 cps 이하의 점도, 또는 약 100,000 cps 이하의 점도를 가질 수 있다.

일부 예에서, 본 발명은 액상 양친매성 중합체 및 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC)를 포함하는 농축물을 포괄하고, 액상 양친매성 중합체 및 셀룰로스 에테르는 다음과 같이 존재한다:

5% 액상 양친매성 중합체 + 0.01% 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC) (즉, 500:1 비율) 내지 0.1% 액상 양친매성 중합체 + 0.1% 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC) (즉, 1:1 비율). 간략히, 본 발명은 하기 약 500:1 비율 내지 약 1:1 비율 범위의 액상 양친매성 중합체 대 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC)의 비율을 갖는 농축물을 포괄한다.

본 발명은 또한 약 500:1 비율 내지 약 1:1 비율 범위의 액상 양친매성 중합체 대 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC)의 비율을 갖는 농축물을 포괄한다.

고형 또는 액상 농축물은 먼지 억제 방법 (예를 들어, 분무 조성물의 제조)에서 사용을 위해 물에 희석될 수 있다. 예를 들어, 고형 또는 액상 농축물은 다음과 같이, 최종 용도 (예를 들어, 먼지 억제)를 위해서 물에 희석될 수 있다:

액상 양친매성 중합체: 5% 이하

셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC): 0.1% 이하

희석제로서 물: 기타 나머지%

예를 들어 (전술한 공식 적용):

액상 양친매성 중합체: 5%

셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC): 0.1%

희석제로서 물: 94.9%

조성물

희석제, 예컨대, 물은 고형 또는 액상 농축물을 위한 선택 성분이다. 농축 과정을 용이하게 하기 위해서, 물은 임의 유형의 중합체 블렌드, 예를 들어 고형 농축물 (셀룰로스 에테르 (예컨대 HPMC): 액상 양친매성 중합체 = 1:<5로 포함) 및 또한 액상 농축물 (셀룰로스 에테르 (예컨대 HPMC): 액상 양친매성 중합체 = 1: >=5로 포함)에 따라 0-3 부피비로서 첨가될 수 있다. 본 발명의 일 양태는 셀룰로스 에테르 및 액상 양친매성 중합체를 포함하는 먼지 억제 조성물에 관한 것이다. 일부 구현예에서, 먼지 억제 조성물은 희석제, 예를 들어, 희석제를 더 포함한다.

본 발명의 다른 양태는 셀룰로스 에테르 및 액상 양친매성 중합체를 포함하는 먼지 억제 조성물에 관한 것으로서,

상기 셀룰로스 에테르는 약 0.01% 내지 약 0.1% 범위의 양으로 존재하고;

상기 액상 양친매성 중합체는 약 0.1% 내지 약 5% 범위의 양으로 존재하고;

상기 희석제로서 물은 약 94.9% 내지 약 99.89% 범위의 양으로 존재하고;

상기 양은 조성물의 총 중량을 기반으로 한다.

일부 구현예에서, 셀룰로스 에테르는 히드록시프로필 메틸셀룰로스 (HPMC)이다. HPMC는 약 10,000 내지 약 300,000 cps의 점도를 가질 수 있다. 또한, HPMC는 약 300,000 cps 이하, 또는 약 200,000 cps 이하, 또는 약 100,000 cps 이하의 점도를 가질 수 있다.

일부 구현예에서, 액상 양친매성 중합체는 폴록사머 182 (Pluronic L62로도 알려짐) 또는 폴리에틸렌 옥시드 (PEO) 또는 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 및 폴리프로필렌 옥시드 (PPO) 또는 폴리프로필렌 글리콜 (PPG)로 구성된 액상 양친매성 블록 공중합체이다.

방법

본 발명의 다른 양태는 농축된 먼지 억제 조성물을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 방법은 셀룰로스 에테르, 액상 양친매성 중합체 및 물을 혼합하는 단계, 이어서 혼합물을 건조하여 상기 고형 농축물을 수득하는 단계를 포함한다.

예를 들어, 농축된 먼지 억제 조성물은 셀룰로스 에테르, 액상 양친매성 중합체 및 물을 포함하여 상기 액상 농축물을 수득하는 단계를 포함하는 방법을 사용하여 제조될 수 있다.

본 발명은 셀룰로스 에테르 및 액상 양친매성 중합체 및 희석제로서 물을 포함하는 먼지 억제 조성물을 포괄하고, 먼지 억제 조성물의 점도는 100 cps 미만이다. 일부 구현예에서, 이들 먼지 억제 조성물은 0.1% HPMC 및 0.1% L62, 또는 0.1% HPMC 및 0.5% L62를 포함한다. 본 발명의 조성물 및 농축물은 상기 먼지 입자를 코팅하여 먼지 (예를 들어, 지하철 먼지, 석탄 분진, 광미사 먼지 및 지면 먼지)를 억제하는데 사용될 수 있다.

일부 구현예에서, 지하철 먼지를 억제하는 방법으로서, 1% 내지 5%의 액상 양친매성 중합체, 0.01% 내지 0.1%의 HPMC, 및 적어도 94.9%의 물을 포함하는 조성물을 상기 먼지와 접촉시키는 단계를 포함한다.

더 나아가서, 본 발명은 석탄 분진을 억제하는 방법으로서, 0.1% 내지 1%의 액상 양친매성 중합체, 0.01% 내지 0.1%의 HPMC, 및 적어도 98.9%의 물을 포함하는 조성물을 상기 먼지와 접촉시키는 단계를 포함한다.

추가로, 본 발명은 광미사 먼지를 억제하는 방법에 관한 것으로서, 0.1% 내지 5%의 액상 양친매성 중합체, 0.01% 내지 0.1%의 HPMC, 및 적어도 94.9%의 물을 포함하는 조성물을 상기 먼지와 접촉시키는 단계를 포함한다.

일부 구현예에서, 본 발명은 지면 먼지를 억제하는 방법에 관한 것으로서, 0.1% 내지 5%의 액상 양친매성 중합체, 0.01% 내지 0.1%의 HPMC, 및 적어도 94.9%의 물을 포함하는 조성물을 상기 먼지와 접촉시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 조성물 (예를 들어, 먼지 억제 조성물)은 본 발명의 고형 또는 액상 농축물을 희석제 (예를 들어, 물)와 (예를 들어, 혼합을 통해서) 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 통해서 제조될 수 있다.

본 발명의 다른 양태는 먼지를 억제하는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 셀룰로스 에테르 및 액상 양친매성 중합체를 포함하는 먼지 억제 조성물에 따른 조성물을 접촉시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 추가 양태는 먼지를 억제하는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 상기 먼지를 셀룰로스 에테르 및 액상 양친매성 중합체를 포함하는 먼지 억제 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하고,

a. 상기 셀룰로스 에테르는 약 0.01% 내지 약 0.1% 범위의 양으로 존재하고;

b. 상기 액상 양친매성 중합체는 약 0.1% 내지 약 5% 범위의 양으로 존재하고;

c. 상기 희석제로서 물은 약 94.9% 내지 약 99.89% 범위의 양으로 존재하고;

d. 상기 양은 조성물의 총 중량을 기반으로 한다.

농축된 먼지 억제 조성물은 셀룰로스 에테르, 액상 양친매성 중합체, 및 물을 배합하는 단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 농축된 먼지 억제 조성물은 하기 단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다:

(a) 셀룰로스 에테르 (예컨대 HPMC) 및 액상 양친매성 중합체를 약 1:1 내지 약 1:700의 중량비로 첨가하는 단계;

(b) 셀룰로스 에테르가 액상 양친매성 중합체로 액침될 때까지 혼합물을 유지시키는 단계;

(c) 혼합물을 (예를 들어, 기계적 수단을 통해) 교반하는 단계;

(d)액상 양친매성 중합체의 양과 동일한 양의 물 (액상 양친매성 중합체 : 물 = 1 : 0-3 비율)을 첨가하는 단계;

(e) 혼합물을 (예를 들어, 기계적 수단을 통해) 교반하는 단계;

(f) 혼합물을 전기 오븐에서 건조시키는 단계 (이 단계는 고형 농축물을 제조하기 위해 적용될 수 있다. 액상 농축물 경우, 이 단계 (d)-(f)는 완전히 생략될 수 있다);

(g) 상기 농축된 먼지 억제 조성물을 수득하는 단계로서, 상기 농축된 먼지 억제 조성물은 고형 농축물 또는 액상 농축물인 단계.

구현예 목록

1. 셀룰로스 에테르 및 액상 양친매성 중합체를 포함하는 먼지 억제 조성물.

2. 구현예 1에 따른 먼지 억제 조성물에 있어서, 상기 조성물은 희석제로서 물을 더 포함한다.

3. 구현예 1에 따른 먼지 억제 조성물에 있어서,

(a) 상기 셀룰로스 에테르는 약 0.01% 내지 약 0.1% 범위의 양으로 존재하고;

(b) 상기 액상 양친매성 중합체는 약 0.1% 내지 약 5% 범위의 양으로 존재하고;

(c) 상기 희석제로서 물은 약 94.9% 내지 약 99.89% 범위의 양으로 존재하고;

(d) 상기 양은 조성물의 총 중량을 기반으로 한다.

4. 구현예 1에 따른 먼지 억제 조성물에 있어서, 상기 셀룰로스 에테르는 히드록시프로필 메틸셀룰로스 (HPMC)이다.

5. 구현예 4에 따른 먼지 억제 조성물에 있어서, 상기 HPMC는 약 10,000 내지 약 300,000 cps의 점도를 갖는다.

6. 구현예 4에 따른 먼지 억제 조성물에 있어서, 상기 HPMC는 약 300,000 cps 이하의 점도를 갖는다.

7. 구현예 4에 따른 먼지 억제 조성물에 있어서, 상기 HPMC는 약 200,000 cps 이하의 점도를 갖는다.

8. 구현예 4에 따른 먼지 억제 조성물에 있어서, 상기 HPMC는 약 100,000 cps 이하의 점도를 갖는다.

9. 구현예 1의 먼지 억제 조성물에 있어서, 상기 액상 양친매성 중합체는 폴록사머 182 (Pluronic L62로도 알려짐) 또는 폴리에틸렌 옥시드 (PEO) 또는 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 및 폴리프로필렌 옥시드 (PPO) 또는 폴리프로필렌 글리콜 (PPG)로 구성된 액상 양친매성 블록 공중합체이다.

10. 먼지를 억제하는 방법으로서, 상기 방법은 구현예 1 또는 구현예 3에 따른 조성물을 접촉시키는 단계를 포함한다.

11. 농축된 먼지 억제 조성물을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은 셀룰로스 에테르, 액상 양친매성 중합체, 및 물을 배합하는 단계를 포함한다.

그러므로 본 발명은 하기 약 500:1 비율 내지 약 1:1 범위 비율의 액상 양친매성 중합체 대 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC)의 비율을 갖는 농축물을 포괄한다.

12. 구현예 11의 방법에 있어서, 상기 방법은

(h) 셀룰로스 에테르 (예컨대 HPMC) 및 액상 양친매성 중합체를 약 1:1 내지 약 1:700의 중량비로 첨가하는 단계;

(i) 셀룰로스 에테르가 액상 양친매성 중합체에 액침될 때까지 혼합물을 유지시키는 단계;

(j) 혼합물을 (예를 들어, 기계적 수단을 통해) 교반하는 단계;

(k) 액상 양친매성 중합체의 양과 동일한 양의 물 (액상 양친매성 중합체 : 물 = 1 : 0-3 비율)을 첨가하는 단계;

(l) 혼합물을 (예를 들어, 기계적 수단을 통해) 교반하는 단계;

(m) 혼합물을 전기 오븐에서 건조시키는 단계 (이 단계는 고형 농축물을 제조하기 위해 적용될 수 있다. 액상 농축물의 경우, 이 단계 (d)-(f)는 완전히 생략할 수 있다);

(n) 상기 농축된 먼지 억제 조성물을 수득하는 단계로서, 상기 농축된 먼지 억제 조성물은 고형 농축물 또는 액상 농축물인 단계를 포함한다.

고형 또는 액상 농축물은 먼지 억제 방법 (예를 들어, 분무 조성물의 제조)에서 사용을 위해 물에 희석될 수 있다. 예를 들어, 고형 또는 액상 농축물은 다음과 같이 최종 응용 (예를 들어, 먼지 억제)을 위해 물에 희석될 수 있다:

액상 양친매성 중합체: 5% 이하

셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC): 0.1% 이하

희석제로서 물: 기타 나머지%

예를 들어 (전술한 공식 적용):

액상 양친매성 중합체: 5%

셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC): 0.1%

희석제로서 물: 94.9%

13. 셀룰로스 에테르 및 액상 양친매성 중합체 (물은 블렌딩 과정을 보조하기 위해 사용하고, 이후 물은 블렌딩 과정 이후에 증발을 통해 제거될 수 있음)를 포함하는 고형 농축물.

일부 구현예에서, 고형 농축물은 약 50.0% 내지 85.1%의 액상 양친매성 중합체 및 약 14.9% 내지 50.0%의 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC)를 포함할 수 있다. 추가 구현예에서, 본 발명은 하기 약 5:1 비율 내지 약 1:1 범위 비율의 액상 양친매성 중합체 대 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC)의 비율을 갖는 조성물에 관한 것이다.

예를 들어, 본 발명은 액상 양친매성 중합체 및 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC)를 포함하는 농축물에 관한 것으로서, 액상 양친매성 중합체 및 셀룰로스 에테르는 약 83.3% 액상 양친매성 중합체 : 약 16.7% 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC) (즉, 5:1 비율) 내지 50% 액상 양친매성 중합체 : 약 50% 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC) (즉, 1:1 비율) 범위로 존재한다.

14. 셀룰로스 에테르, 액상 양친매성 중합체, 및 물을 포함하는 액상 농축물로서, 물 대 액상 양친매성 중합체의 비율은 1:1이다. 다른 수단에서, 액상 중합체에 동일 비율의 물이 더 나은 블렌딩을 위해 첨가된다. HPMC 비율은 다양할 수 있다.

일부 구현예에서, 액상 농축물은 적어도 46.2%의 액상 양친매성 중합체, 적어도 46.2%의 물 및 최대 7.7%의 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC)를 포함할 수 있다. 추가 구현예에서, 본 발명은 셀룰로스 에테르 및 액상 양친매성 중합체를 약 6:1 비율 내지 약 500:1 범위 비율의 액상 양친매성 중합체 대 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC) 비율로 포함하는 액상 농축물을 포괄한다.

예를 들어, 본 발명은 액상 양친매성 중합체, 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC) 및 물을 포함하는 조성물에 관한 것으로서, 액상 양친매성 중합체, 셀룰로스 에테르 및 물은 약 46.2% 액상 양친매성 중합체 : 약 7.7% 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC) : 약 46.2% 물 (즉, 6:1 비율) 내지 약 50% 액상 양친매성 중합체 : 약 0.1% 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC) : 약 50% 물 (즉, 500:1 비율) 범위로 존재한다.

15. 구현예 13의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 50.0%의 액상 양친매성 중합체 및 약 50.0%의 셀룰로스 에테르를 포함한다.

16. 구현예 13의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 52.6%의 액상 양친매성 중합체 및 약 47.4%의 셀룰로스 에테르를 포함한다.

17. 구현예 13의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 55.6%의 액상 양친매성 중합체 및 약 44.4%의 셀룰로스 에테르를 포함한다.

18. 구현예 13의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 58.8%의 액상 양친매성 중합체 및 약 41.2%의 셀룰로스 에테르를 포함한다.

19. 구현예 13의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 62.5%의 액상 양친매성 중합체 및 약 37.5%의 셀룰로스 에테르를 포함한다.

20. 구현예 13의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 66.7%의 액상 양친매성 중합체 및 약 33.3%의 셀룰로스 에테르를 포함한다.

21. 구현예 13의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 69.0%의 액상 양친매성 중합체 및 약 31.0%의 셀룰로스 에테르를 포함한다.

22. 구현예 13의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 71.4%의 액상 양친매성 중합체 및 약 28.6%의 셀룰로스 에테르를 포함한다.

23. 구현예 13의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 74.1%의 액상 양친매성 중합체 및 약 25.9%의 셀룰로스 에테르를 포함한다.

24. 구현예 13의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 75.0%의 액상 양친매성 중합체 및 약 25.0%의 셀룰로스 에테르를 포함한다.

25. 구현예 13의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 76.9%의 액상 양친매성 중합체 및 약 23.1%의 셀룰로스 에테르를 포함한다.

26. 구현예 13의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 78.9%의 액상 양친매성 중합체 및 약 21.1%의 셀룰로스 에테르를 포함한다.

27. 구현예 13의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 80.0%의 액상 양친매성 중합체 및 약 20.0%의 셀룰로스 에테르를 포함한다.

28. 구현예 13의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 81.1%의 액상 양친매성 중합체 및 약 18.9%의 셀룰로스 에테르를 포함한다.

29. 구현예 13의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 81.6%의 액상 양친매성 중합체 및 약 18.4%의 셀룰로스 에테르를 포함한다.

30. 구현예 13의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 83.3%의 액상 양친매성 중합체 및 약 16.7%의 셀룰로스 에테르를 포함한다.

31. 구현예 13의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 84.1%의 액상 양친매성 중합체 및 약 15.3%의 셀룰로스 에테르를 포함한다.

32. 구현예 13의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 85.1%의 액상 양친매성 중합체 및 약 14.9%의 셀룰로스 에테르를 포함한다.

33. 구현예 13의 농축물에 있어서, 상기 셀룰로스 에테르, 상기 액상 양친매성 중합체, 및 상기 물은 각각 적어도 1:1:0의 비율로 존재한다.

34. 구현예 13의 농축물에 있어서, 상기 셀룰로스 에테르, 상기 액상 양친매성 중합체, 및 상기 물은 각각 적어도 1:1:1의 비율로 존재한다.

35. 구현예 13의 농축물에 있어서, 상기 셀룰로스 에테르, 상기 액상 양친매성 중합체, 및 상기 물은 각각 적어도 1:1:2의 비율로 존재한다.

36. 구현예 13의 농축물에 있어서, 상기 셀룰로스 에테르, 상기 액상 양친매성 중합체, 및 상기 물은 각각 적어도 1:1:3의 비율로 존재한다.

37. 구현예 14의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 46.2%의 액상 양친매성 중합체, 약 7.7%의 셀룰로스 에테르, 및 약 46.2%의 물을 포함한다.

38. 구현예 14의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 46.3%의 액상 양친매성 중합체, 약 7.4%의 셀룰로스 에테르, 및 약 46.3%의 물을 포함한다.

39. 구현예 14의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 46.5%의 액상 양친매성 중합체, 약 7.0%의 셀룰로스 에테르, 및 약 46.5%의 물을 포함한다.

40. 구현예 14의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 46.7%의 액상 양친매성 중합체, 약 6.5%의 셀룰로스 에테르, 및 약 46.7%의 물을 포함한다.

41. 구현예 14의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 46.9% 내지 약 47.3%의 액상 양친매성 중합체, 약 5.3% 내지 약 6.3%의 셀룰로스 에테르, 및 약 46.9% 내지 약 47.3%의 물을 포함한다.

42. 구현예 14의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 47.6%의 액상 양친매성 중합체, 약 4.8%의 셀룰로스 에테르, 및 약 47.6%의 물을 포함한다.

43. 구현예 14의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 47.8% 내지 약 48.0%의 액상 양친매성 중합체, 약 4.0% 내지 약 4.8%의 셀룰로스 에테르, 및 약 47.8% 내지 약 48.0%의 물을 포함한다.

44. 구현예 14의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 48.1% 내지 약 48.6%의 액상 양친매성 중합체, 약 2.7% 내지 약 3.7%의 셀룰로스 에테르, 및 약 48.1% 내지 약 48.6%의 물을 포함한다.

45. 구현예 14의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 48.8% 내지 약 49.0%의 액상 양친매성 중합체, 약 2.0% 내지 약 2.4%의 셀룰로스 에테르, 및 약 48.8% 내지 약 49.0%의 물을 포함한다.

46. 구현예 14의 농축물에 있어서, 상기 농축물은 약 49.1% 내지 약 50%의 액상 양친매성 중합체, 0.0% 내지 약 1.8%의 셀룰로스 에테르, 및 약 49.1% 내지 약 50%의 물을 포함한다.

47. 구현예 15-36에 있어서, 구현예 13의 상기 고형 농축물이다.

48. 구현예 37-46에 있어서, 구현예 14의 상기 액상 농축물이다.

49. 전술한 구현예 중 어느 하나의 농축물에 있어서, 상기 셀룰로스 에테르는 하이프로멜로스로도 알려진 히드록시프로필 메틸셀룰로스, 또는 HPMC이다.

50. 구현예 11-49 중 어느 하나의 농축물에 있어서, 상기 HPMC는 약 300,000 cps 이하의 점도를 갖는다.

51. 구현예 11-49 중 어느 하나의 농축물에 있어서, 상기 HPMC는 약 200,000 cps 이하의 점도를 갖는다.

52. 구현예 11-49 중 어느 하나의 농축물에 있어서, 상기 HPMC는 약 100,000 cps 이하의 점도를 갖는다.

53. 구현예 1에 따른 먼지 억제 조성물에 있어서, 상기 액상 양친매성 중합체는 폴록사머 182 (Pluronic L62로도 알려짐) 또는 폴리에틸렌 옥시드 (PEO) 또는 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 및 폴리프로필렌 옥시드 (PPO) 및 폴리프로필렌 글리콜 (PPG)로 구성된 액상 양친매성 블록 공중합체이다.

54. 농축된 먼지 억제 조성물을 제조하는 방법으로서, 셀룰로스 에테르, 액상 양친매성 중합체 및 물을 혼합하는 단계, 이어서 혼합물을 건조하여 상기 고형 농축물을 수득하는 단계를 포함한다.

55. 농축된 먼지 억제 조성물을 제조하는 방법으로서, 셀룰로스 에테르, 액상 양친매성 중합체 및 물을 혼합하여 상기 액상 농축물을 수득하는 단계를 포함한다.

56. 구현예 1에 따른 조성물 및 희석제로서 물을 포함하는 먼지 억제 조성물로서, 먼지 억제 조성물의 점도는 100 cps 미만이다. 일부 구현예에서, 이들 먼지 억제 조성물은 0.1% HPMC 및 0.1% L62, 또는 0.1% HPMC 및 0.5% L62를 포함한다.

57. 구현예 9의 방법에 있어서, 상기 먼지는 지하철 먼지, 석탄 분진, 광미사 먼지 또는 지면 먼지이다.

58. 구현예 57에 있어서, 지하철 먼지를 억제하는 방법으로서, 구현예 1에 따른 조성물로서, 1% 내지 5%의 액상 양친매성 중합체, 0.01% 내지 0.1%의 HPMC, 및 적어도 94.9%의 물인 상기 조성물을 상기 먼지와 접촉시키는 단계를 포함한다.

59. 구현예 57에 있어서, 석탄 분진을 억제하는 방법으로서, 구현예 1에 따른 조성물로서, 0.1% 내지 1%의 액상 양친매성 중합체, 0.01% 내지 0.1%의 HPMC, 및 적어도 98.9%의 물인 상기 조성물을 상기 먼지와 접촉시키는 단계를 포함한다.

60. 구현예 57에 있어서, 광미사 먼지를 억제하는 방법으로서, 구현예 1에 따른 조성물로서, 0.1% 내지 5%의 액상 양친매성 중합체, 0.01% 내지 0.1%의 HPMC, 및 적어도 94.9%의 물인 상기 조성물을 상기 먼지와 접촉시키는 단계를 포함한다.

61. 구현예 57에 있어서, 지면 먼지를 억제하는 방법으로서, 구현예 1에 따른 조성물로서, 0.1% 내지 5%의 액상 양친매성 중합체, 0.01% 내지 0.1%의 HPMC, 및 적어도 94.9%의 물인 상기 조성물을 상기 먼지와 접촉시키는 단계를 포함한다.

62. 조성물 (예를 들어, 먼지 억제 조성물)을 제조하는 방법으로서, 구현예 13 또는 구현예 14의 농축물을 희석제 (예를 들어, 물)와 (예를 들어, 혼합을 통해) 접촉시키는 단계를 포함한다.

63. 셀룰로스 에테르 및 액상 양친매성 중합체를 포함하는 고형 농축물로서, 상기 셀룰로스 에테르 및 상기 액상 양친매성 중합체는 1: 5 미만의 비율로 존재한다.

64. 셀룰로스 에테르 및 액상 양친매성 중합체를 포함하는 액상 농축물로서, 상기 셀룰로스 에테르 및 상기 액상 양친매성 중합체는 1: 5 이상 (즉, >=)의 비율로 존재한다.

65. 구현예 64에 따른 액상 농축물로서, 물 (예를 들어, 희석용)을 더 포함하고, 상기 농축물 및 상기 물은 (희석된 액상 농축물을 수득하기 위해서) 약 1:0 내지 약 1:1 범위의 비율로 존재한다.

66. 구현예 63에 따른 고형 농축몰에 있어서, 물 (예를 들어, 희석용)을 더 포함하고, 상기 농축물 및 상기 물은 1 내 3 미만의 비율로 존재한다.

67. 구현예 66에 따른 고형 농축물에 있어서, 물을 더 포함하고, 상기 농축물 및 상기 물은 1 대 3 미만의 비율로 존재한다.

68. 구현예 67에 따른 고형 농축물에 있어서, 희석을 위해 물을 더 포함하고, 상기 농축물 및 상기 물은 약 1 대 3 미만의 비율로 존재한다.

석탄이 저탄장에서 운송될 때, 전형적으로 바람이 석탄 입자를 공기 중으로 날려버린다. 이들 석탄의 소형 입자는 공기 중에 부유된 채로 남아있는다. 이러한 공기 중 매우 작은 입자의 부유은 통상 "비산 석탄 분진"으로 알려져 있다. 석탄 비축물의 다른 문제는 석탄 표면 상에서 산소 흡착으로 개시된, 탄소 산화 과정으로 인한 자기-발열로 초래된, 석탄의 자발적 연소이다. 석탄 입자를 코팅하기 위한 본 발명의 조성물의 용도는 석탄 표면과 환경 유래 산호 간 접촉을 감소시켜서, 자기 발열을 덜 일으킬 수 있다. 그러므로, 본 발명의 환경 친화적 중합체 블렌드 제제는 다양한 산업, 예컨대 탄광, 석탄 발전소, 및 제강 공장에서 석탄의 자발적 연소를 경감시킬뿐만 아니라 석탄 분진을 제어하는데 유용하다.

본 발명의 일 양태는 석탄 입자를 (임의로 운송 전에) 본 발명에 따른 조성물과, 상기 먼지와 접촉시키는 단계를 포함하는, 비산 석탄 분진을 감소시키는 방법에 관한 것이다.

일부 구현예에서, 본 발명은 비산 석탄 분진을 억제하는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 셀룰로스 에테르 및 액상 양친매성 중합체를 포함하는 조성물을 상기 먼지와 접촉시키는 단계를 포함한다. 조성물은 희석제로서 물을 포함할 수 있다.

다른 구현예에서, 본 발명은 비산 석탄 분진을 억제하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 셀룰로스 에테르 및 액상 양친매성 중합체를 포함하는 조성물을 접촉시키는 단계를 포함하고, 상기 먼지의 양은 감소되어서 상기 먼지의 양은 상기 조성물이 적용되지 않은 경우에 비해 적어진다. 조성물은 희석제로서 물을 포함한다.

더 나아가서, 비산 석탄 분진을 억제하는 방법에서 사용되는 조성물의 일부 구현예는 다음을 포함한다:

a. 약 0.01% 내지 약 0.1% 범위의 양의 셀룰로스 에테르 (예를 들어, 히드록시프로필 메틸셀룰로스, 하이프로멜로스, 또는 HPMC). 셀룰로스 에테르 (예를 들어, HPMC)는 약 10,000 내지 약 300,000 cps의 점도를 가질 수 있다.

b. 약 0.1% 내지 약 5% 범위의 양의 액상 양친매성 중합체. 조성물에서 사용될 수 있는 액상 양친매성 중합체의 예는 폴록사머 182 (Pluronic L62로도 알려짐) 또는 폴리에틸렌 옥시드 (PEO) 또는 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 및 폴리프로필렌 옥시드 (PPO) 또는 폴리프로필렌 글리콜 (PPG)로 구성된 액상 양친매성 블록 공중합체를 포함한다.

c. 약 94.9% 내지 약 99.89% 범위의 양의 물; 및

d. 상기 양은 조성물의 총 중량을 기반으로 한다.

더 나아가서, 일부 구현예에서, 비산 석탄 분진을 억제하는 방법에서 사용되는 조성물은 다음을 포함한다:

a. 상기 셀룰로스 에테르는 약 0.1%의 양으로 존재하고;

b. 상기 액상 양친매성 중합체는 약 0.1%의 양으로 존재하고;

c. 상기 물은 약 94.9% 내지 약 99.89% 범위의 양으로 존재하고;

d. 상기 양은 조성물의 총 중량을 기반으로 한다.

a. 상기 셀룰로스 에테르는 약 0.05%의 양으로 존재하고;

b. 상기 액상 양친매성 중합체는 약 0.1%의 양으로 존재하고;

c. 상기 물은 약 94.9% 내지 약 99.89% 범위의 양으로 존재하고;

d. 상기 양은 조성물의 총 중량을 기반으로 한다.

이들 조성물에서 사용될 수 있는 액상 양친매성 중합체의 예는 폴록사머 182 (L62로도 알려짐) 또는 폴리에틸렌 옥시드 (PEO) 또는 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 및 폴리프로필렌 옥시드 (PPO) 또는 폴리프로필렌 글리콜 (PPG)로 구성된 액상 양친매성 블록 공중합체를 포함한다. 이들 조성물에서 사용될 수 있는 셀룰로스 에테르의 예는 히드록시프로필 메틸셀룰로스, 하이프로멜로스, 또는 HPMC를 포함한다.

2.0 실시예

중합체 블렌드 제제 (즉, L62 및 HPMC를 포함하는 본 발명의 예시적인 구현예)는 먼지가 물에 액침될 수 있는지 또는 그렇지 않은지 여부를 통해서 분류된 먼지 입자에 적용되었다. 물에 액침될 수 있는 먼지 (예를 들어, 광미사/암석 입자 또는 토양 먼지) 경우에, 중합체 블렌드는 액상 중합체 L62에 의해 먼지 공급원에서 수분을 유지시켰고 셀룰로스 HPMC 및 양친매성 중합체 L62 둘 모두에 의해 먼지 입자를 응집시켜서, 2개월이 넘는 동안 효과적인 먼지 억제를 야기시켰다 (도 2 및 도 4). 물에 액침될 수 없는 먼지 (예를 들어, 석탄 분진 또는 지하철 먼지) 경우에, 중합체 블렌드 중 양친매성 중합체 L62는 소수성 입자가 물로 습윤될 수 있게 하였고 셀룰로스 HPMC는 물로 소수성 입자의 액침을 증가시키기 위해서 입자를 응집시켰다 (도 5 및 도 10). 중합체 블렌드 제제는 소수성 먼지에 대해 상승적 먼지 억제 효과를 보이는데 (도 8, 도 11, 도 12 및 도 13) 응집된 입자의 안정성이 2개월 동안 L62 및 HPMC와 함께 향상되기 때문이다 (도 13). 또한, 단일 중합체에 의한 제제에 비해서 중합체 블렌드에 더 적은 총 중합체 양을 필요로 하여 (도 12 및 도 13), 경제적으로 이득이다. 더 나아가서, 고점도로 인해 분무불가능한 셀룰로스 HPMC가 양친매성 중합체 L62의 첨가에 따라 통상의 소형 분무기를 통해 분무가능하게 전환될 수 있다 (도 3). 뿐만 아니라, 액상 양친매성 중합체 (예를 들어, Pluronic L62)가 블렌드 제제에 사용될 때 상승 효과가 관찰된데 반해서, 이러한 효과는 고형 양친매성 중합체 (Pluronic F127) 및 HPMC를 포함하는 경우에 사라진다. 먼지 억제에 중합체 블렌디를 사용하는 상기 언급된 이득이외에도, 중합체 블렌드는 석탄 표면을 코팅할 수 있고 산소 흡착을 감소시킬 수 있어서 (도 9), 그 결과로 탄소 비축물에서 자기-발열 및 자기-연소가 덜 일어나게 된다.

광미사 먼지 억제

HPMC (점도 = 200,000 cps; 1 cps = 1 mPa·s)의 먼지 억제 효율성은 수 중 이의 농도를 다양하게 하고, 주로 미세 암석 입자, 및 토양 먼지로 구성된, 건조된 광미사 먼지 상에 분무하여 조사하였다. USA 표준 100 메쉬 체를 사용하여, 직경이 150 ㎛ 미만인 입자를 수집하였고 먼지 샘플로서 사용하였다. HPMC 제제에 의한 먼지 억제 효율성을 조사하기 위해서, L62-처리 및 물-처리 샘플을 또한 건조된 먼지 샘플 (30 g) 상단에 15 mL의 용액을 분무하여 대조군으로서 제조하였다. 40℃에서 7일 동안 샘플을 건조시킨 후에, 압축 공기 (50 psi)를 샘플 표면에 직접적으로 적용 (샘플 표면 상의 풍속: 110 km/h)하였고, 홈-메이트 밀폐 챔버에서 PM2.5 및 PM10 농도를 모니터링하였다 (도 1).

수 중 0.1 w/v%의 HPMC를 암석 입자 먼지에 적용하고 건조시켰을 때, 물-처리 샘플과 비교하여, PM10 및 PM2.5의 먼지 농도는 각각 95% 및 98% 까지 감소하였다 (도 2). 수 중 5w/v% L62로 처리된 샘플과 비교하여, PM10 및 PM2.5의 먼지 농도는 각각 90% 및 70% 까지 감소되었다. 미국 환경 보호국 (Environmental Protection Agency) (EPA) 공기 품질 지수 (Air Quality Index) (AQI)는 PM10 및 PM2.5 농도가 각각 50 ㎍/㎥ 및 15 ㎍/㎥ 이하로 하락하였으므로 챔버 내 공기 품질이 "양호" 상태인 것을 의미한다. 다른 한편, 먼지 샘플을 오직 물 또는 L62 제제로 처리하였을 때 PM10 먼지 농도는 "유해" 또는 "건강에 해로운" 상태였고 PM2.5 농도는 "유해" 또는 "보통" 상태였다. 그러므로, HPMC 제제는 HPMC의 부착 능력에 의해 야기될 수 있는, 광미사 또는 암성 입자로부터의 먼지를 효과적으로 억제할 수 있고, AQI에 따라 깨끗한 공기를 제공할 수 있다는 것을 발견하였다.

낮은 백분율의 HPMC에 의한 매우 효과적인 먼지 억제에도 불구하고, 이의 높은 점도는 HPMC 제제의 실제 사용을 제한할 수 있다. 수 중 0.1% HPMC는 전형적인 소형 스프레이를 사용해 분무하는 것이 어렵다는 것을 발견하였고 유동계를 사용해, HPMC 제제의 점도를 정량하기로 결정하였다. 전단률이 1/s 까지 적용되었을 때, 점도는 0.5/s 내지 1/s의 평균 점도 값으로 계산하여, 305.64 ± 49.65 mPa·s였다 (도 3). 피마자유 또는 모터 오일 SAE 40의 점도는 수 중 0.1 w/v% HPMC의 점도와 유사한 범위이고, HPMC 제제 분무는 소형 분무기를 사용해서는 어렵다는 이유를 설명해 준다. 물 점도는 실온에서 1-5 mPa·s이다.

L62를 포함하여, PEO-PPO-PEO 블록 공중합체같은, 양친매성 중합체는 제제의 점도를 하락시킬 수 있는, 계면활성제 및 분산제로서 잘 알려져 있다. 0.1 w/v% HPMC의 점도를 하락시킬 수 있는지 여부를 시험하였다. 0.1% 및 0.5% 농도의 L62를 HPMC 제제에 첨가하고 점도를 측정하였다 (도 3). 0.1% 및 0.5%의 L62를 혼합하였을 때, 제제 점도는 각각 6배 (55.52 ± 3.92 mPa·s) 및 4배 (79.12 ± 12.15 mPa·s) 하락하였으며, 소형 분무기를 사용해 중합체 혼합물을 분무할 수 있었다. 그러므로, HPMC 및 L62의 조합이 통상의 물 분무 시스템을 사용하여 제제를 분무하기에 유리하다고 결론내렸다.

점도에서의 이득때문에 양쪽 중합체에 의한 중합체 혼합물이 이용되면, 수 중 오직 L62 또는 HPMC로 구성된 제제를 사용한 먼지 감소는 양쪽 중합체를 물에 혼합하여 함께 먼지 억제제로서 사용할 때 부정적으로 영향을 미칠 가능성이 있다. 중합체 혼합물 제제가 먼지 억제에 영향을 미칠 수 있는지 여부를 조사하기 위해서, 제제를 암석 입자 먼지 상에 두고 샘플을 건조시키고 시험을 수행하였다 (도 2). 샘플 상에 압축 공기를 가하여, 0.1% L62가 HPMC 제제에 첨가되었음에도 여전히 0.1% HPMC에 의한 먼지 억제 능력이 유지되었는가를 관찰하였다. 따라서, L62 및 HPMC의 중합체 혼합물은 먼지 제어에 대한 장점을 보이고, 통상의 물 분무 시스템으로 쉽게 분무할 수 있으며, 광미사/암석 입자 먼지를 억제하여 AQI 표준에서 "양호" 상태를 충족시킨다고 결론내렸다.

토양 먼지 억제

추가로, 중합체 블렌드 제제를 도포하여 토양 먼지를 경감시켰다. USA 표준 100 메쉬 체를 사용하여, 직경이 150 ㎛ 미만인 토양 입자를 수집하였고 토양 먼지 샘플로서 사용하였다. 물 도포 이외에도, 수 중 5 w/v% L62 및 수 중 0.1 w/v% HPMC를 먼지 샘플에 분무하였고, 수 중 다양한 농도의 L62를 갖는, 0.1% HPMC로 제조된 중합체 블렌드 제제가 또한 적용되었다. 1주 초과 동안 실온에서 샘플을 건조시킨 후에, 압축 공기 (20 psi)를 샘플 표면 상에 직접 적용 (샘플 표면 상에서 측정된 풍속: 50 km/h)하였고, PM2.5 및 PM10 농도는 밀폐 챔버에서 측정하였다 (도 1).

수 중 5 w/v% L62, 0.1 w/v% HPMC 및 중합체 혼합물이 토양 먼지에 적용되고 건지되었을 때, 물-처리 샘플과 비교하였을 때, PM10 및 PM2.5의 먼지 농도는 95% 넘게 감소하였다 (도 4). 모든 3개 유형의 개발된 중합체 제제가 샘플에 적용되었을 때, PM10 농도가 50 ㎍/㎥ 이하로 하락하여, "양호" 공기 품질 상태였다. HPMC 및 중합체 혼합물이 적용되었을 때 PM2.5 농도는 15 ㎍/㎥ 이하로 하락되었지만 오직 L62의 PM2.5는 더 높았고 공기 품질이 "보통" 상태인 것을 표시한다. 오직 HPMC 제제만을 처리한 샘플과 비교하여, 중합체 혼합물이 토양 먼지에 적용되었을 때, PM10 및 PM2.5 농도는 각각 30% 및 57% 까지 감소하였다. 이러한 결과는 중합체 혼합물이 상승적으로 토양 먼지를 억제하여서, 그 결과로 수 중 5 w/v% L62 또는 0.1 w/v% HPMC 만으로 구성된 제제에 비해서 더 양호한 먼지 제어를 야기시켰다는 것을 시사한다. 혼합물이 단일 중합체에 의해서는 확인되지 않았지만, 먼지를 상승적으로 억제하는 것으로 발견되었기 때문에, 이러한 중합체 혼합물을 "중합체 블렌드"라고 지칭하였다. 0.1%의 HPMC와 L62는 수 중에서 0.1% 내지 1%로 농도를 증가시키면서 다양한 중합체 블렌드 제제를 제조하였고, 토양 먼지 제어에 적용하였다. L62 농도가 1% 까지 증가되었어도 여전히 상승적 먼지 억제 효과를 유지하였다 (도 4). 그러므로, L62 및 HPMC에 의한 중합체 블렌드는 단일 중합체로 제조된 제제와 비교해 먼지 억제에 대한 그들의 상승 효과 및 중합체 블렌드에 의해 점도를 감소시킬 수 있어서, 통상의 물 분무 시스템을 이용하기 때문에 토양 먼지 제어에 대해 장점을 갖는다고 결론내렸다 (도 3).

개발된 중합체 제제 (본 발명의 예시적 구현예)는 물에 액침될 수 있는 광미사 먼지 (즉, 암석 입자) 또는 토양 입자를 성공적으로 억제한다.

수-비혼화성 석탄 분진 및 지하철 먼지의 억제

다른 유형의 먼지에 대한 본 발명의 조성물의 먼지 억제 능력을 이해하기 위해서, 석탄 분진 및 지하철 먼지를 물에 액침되지 않는 모델 먼지로서 사용하였다.

석탄 먼지 억제

석탄 분진은 이의 소수성으로 잘 알려져 있고, 단지 물뿌리기 이상의 특별한 먼지 억제제가 필요하다. 얻은 석탄은 모르타르에서 막자로 분쇄하였고, 직경이 150 ㎛ 미만인 입자를 USA 표준 100 메쉬 체를 사용해 수집하였고 석탄 분진 샘플로서 사용하였다.

어떠한 제제가 석탄 문질을 물에 액침시킬 수 있는가를 조사하기 위해 함침 시험을 수행하였다. 0.1% L62, 0.1% HPMC 또는 둘 모두의 중합체 블렌드를 포함하는 제제를 제조하였다. 바이알에 5 mL 부피의 각각의 제제를 충전시킨 후에 각 유리 바이알에 0.5 g의 석탄 샘플을 부었다 (도 5). 석탄 분진 샘플이 물 또는 0.1% HPMC 제제에 액침되지 않았다는 것을 관찰하였다 (도면 미도시). 다른 한편으로, 0.1% L62가 물에 포함되었을 때, 석탄 입자는 제제에 액침되었고, 또한, 0.1% HPMC가 L62 제제에 첨가되었을 때, 석탄 입자의 크기는 오직 L62만의 제제에서의 입자 크기에 비해서 현저하게 더 커졌다 (도 5). 이것은 L62가 소수성 석탄 입자를 습윤시키고, HPMC가 석탄 입자와 잘 혼합되도록 보조하여, 중합체와 석탄 입자의 응집을 촉진해, 그 결과로 물에 더 큰 석탄 입자의 액침을 일으킨다는 것을 시사한다. 이것은 제제가 석탄 분진 공급원에 도포되면, 다수의 호흡가능한 소형 석탄 입자 (PM2.5 및 PM10)는 석탄 채굴 과정 또는 석탄 발전소의 작업 동안 그들 크기 및 중량을 증가시킴으로써 감소될 수 있어서 호흡가능한 석탄-관련 질환, 예컨대 흑폐증 또는 석탄 노동자 진폐증과 관련된 공중 건강 문제를 잠재적으로 경감시킬 것이라는 것을 또한 간접적으로 의미한다.

이러한 추측을 시험하기 위해서, 석탄 입자가 그들 제제에 액침될 수 있는 (도 5), L62 및 중합체 블렌드 제제를 석탄 분진 샘플에 도포하였고, 40℃의 핫 플레이트 상에서 3일 동안 건조시켰다. 석탄이 컨베이어 벨트 상에서 로딩/언로딩 도크로부터 저탄장으로 수송되는 상황을 모방하기 위해서, 석탄 샘플을 1,500 rpm의 모터 속도로 와류시켰다 (도 6). 각 샘플의 3개 세트를 제조하였고 밀폐 챔버 내 PM2.5 및 PM10 농도는 1시간 동안 SDS-021 먼지 센서로 측정하였다. 각각의 제제 유형으로 처리된 샘플로부터 최대 석탄 분진 농도의 평균 및 표준 편차를 계산하기 위해서 3회의 별도 실험으로부터 1시간 측정 동안 PM10 및 PM2.5의 최고 값을 수집하였다.

PM10 및 PM2.5 석탄 농도를 1시간 동안 샘플 스테이지의 상단에서 측정했을 때 (도 6), 비-처리 샘플과 비교하여, 물-처리 샘플은 PM10 농도를 약 18% 감소시켰지만, PM2.5 감소는 거의 없었다 (도 7). 0.1% L62 제제가 도포되었을 때, 호흡가능한 PM10 및 PM2.5 석탄 분진은 36% 및 26% 까지 감소되었다. 놀랍게도, 중합체 블렌드 제제는 PM10 및 PM2.5를 87% 및 74% 까지 감소시켰다. 양쪽 중합체에 의한 이러한 상승 효과는 L62가 수 중 석탄 입자를 습윤시키고, 그 다음으로 석탄 입자가 중합체에 의해 응집되어, 더 크고 더 무거운 입자 크기를 야기시켜서 물 증발 (건조 조건: 3일간 40℃) 이후에도 PM2.5 및 PM10 농도를 감소시킨 함침 시험 (도 5) 동안의 관찰과 대등해야 한다.

컨베이어 벨트를 사용해 언로딩/로딩 도크로부터 저탄장으로 석탄을 운송시킨 후에, 환경, 예컨대 바람은 공기 중 석탄 분진량에 영향을 미칠 수 있고 "비산 석탄 분진"을 생성시킬 수 있다. 상황을 모방하기 위해서, 와류 장비 상에서 시험된 샘플 (도 6)은 홈-메이드 공기-취입 장비 (도 1)에 위치시켜서 샘플 상에 압축 공기 (20 psi)를 적용하였고 밀폐 챔버에서 PM10 및 PM2.5 농도를 측정하였다.

샘플 표면에 공기 (풍속: 50 km/h)가 적용되었을 때, 비처리, 물처리 및 L62 처리 샘플의 PM10 및 PM2.5 농도는 각각이 2,000 ㎍/㎥ 및 1,000 ㎍/㎥의 센서 한계치에 도달하였다 (도 8). 그러나, 중합체 블렌드로 처리된 샘플은 50 ㎍/㎥의 PM10 및 33.2 ㎍/㎥의 PM2.5로 석탄 분진을 유의하게 감소시켰다. 물 또는 L62가 미처리 또는 처리된 다른 샘플과 비교하여, 중합체 블렌드는 97%가 넘게 먼지 농도를 감소시켰다. 먼지 농도가 먼지 센서 범위를 넘었기 때문에 제제 간 감소 백분율을 정밀하게 비교하는 것이 불가능하였다. 와류 실험 (도 7) 및 공기-취입 실험 (도 8)을 기반으로, L62 및 HPMC로 제조된 중합체 블렌드는 석탄 입자 습윤성 및 응집을 향상시켜서 석탄 분진을 상승적으로 경감시킨다는 것이 명확하다.

지하철 먼지 억제

더 나아가서, 지하철로부터의 먼지의 경감을 위한 중합체 블렌드 제제의 적용을 조사하였다. 지하철 작업 동안, 잠재적으로 승객을 위협하는 먼지가 3개 주요 원인에서 발생될 수 있다: (1) 팬터그래프 및 유틸리티, (2) 브레이크 패드, 바퀴 및 철로, 및 (3) 가라앉은 먼지의 재분산. 지하의 승객에게 양질의 공기를 제공하기 위해서, 적절한 공기 흐름, 공기 여과 시스템, 및 먼지 청소 방법이 요구된다. 현재, 지하철에 공기 여과 시스템이 존재하고 터널은 물뿌리기로 청소된다.

지하철 먼지를 얻었고 먼지 성질 (즉, 친수성 또는 소수성) 및 먼지가 석탄 분진과 유사하게 소수성이면 먼지를 물에 액침시키는 개발된 제제의 능력을 조사하기 위해 함침 시험을 수행하였다. 제제는 수 중에서 0.1 w/v% L62, 0.1 w/v% HPMC 또는 둘 모두의 중합체 블렌드를 사용해 제조하였다. 직경이 150 ㎛ 미만인 지하철 먼지 입자는 USA 표준 100 메쉬 체를 사용해 수집하였고 먼지 샘플로서 사용하였다. 석탄 분진 함침 시험 (도 5)과 유사하게, 0.5 g의 샘플을 각각의 유리 바이알에 부었다 (도 10). 석탄 샘플과 유사하게, 지하철 먼지 샘플은 또는 0.1% HPMC 제제에 액침되지 않았고, 그리하여, 지하철 먼지가 소수성이라는 것을 발견하였으며, 이것은 지하철 먼지 경감을 위해 통상의 물뿌리기 방법은 먼지가 물과 충분히 혼합될 수 없으므로 효과적이지 않을 것임을 의미한다. 그러나, 0.1% L62 제제가 적용되었을 때, 먼지 입자는 제제에 액침되었고, 또한, 0.1% HPMC가 L62 제제에 첨가되었을 때, 먼지 입자의 크기가 오직 L62 제제에서의 입자 크기에 비해 더 커져서, 더 많은 입자가 물에 투하되었다 (도 10). 그러므로, 지하철 먼지 및 석탄 분진을 사용한 함침 시험 실험을 기반으로, 중합체 블렌드 제제는 L62가 소수성 먼지를 제제로 습윤시키면서 HPMC는 소수성 먼지 입자의 응집을 촉진하기 때문에 소수성 먼지를 제어하는데 매우 효율적이라는 것을 시사한다.

석탄 분진 결과로부터의 결론을 지하철 먼지에 적용가능한지 여부를 확인하고 다양한 유형의 소수성 먼지의 경감에 대한 중합체 블렌드 제제의 능력을 일반화시키기 위해서, 물, L62, HPMC 및 중합체 블렌드를 처리한 지하철 먼지 샘플로 공기-취입 시험을 수행하였다. 30 g의 지하철 먼지 샘플를 함유하는 트레이를 전체 먼지 표면을 완전히 덮도록 40 mL의 각각의 제제로 충전시켰다. 1주일 동안 실온에서 샘플을 건조시킨 후에, 트레이를 홈-메이드 공기-취입 시험 장비에 위치시켰다 (도 1). 압축 공기 (20 psi)를 샘플 표면 (50 km/h)에 적용하였고 챔버 내 PM2.5 및 PM10 농도는 센서를 통해 측정하였다.

오직 물만을 처리한 후 건조된 샘플과 비교하여, 0.05% HPMC 제제가 처리된 샘플의 PM2.5 및 PM10 농도는 각각 64% 및 68% 까지 감소되었다 (도 11). 샘플을 0.1% HPMC 제제로 처리하였을 때 PM2.5 및 PM10이 49% 및 50% 까지 감소되었는데, 이것은 제제 중 증가된 HPMC 농도가 먼지 제어에 부정적으로 영향을 미쳤다는 것을 의미하여서, 제제 중 적절한 중합체 농도가 최적의 지하철 먼지 억제에 필요하다는 것을 시사한다는 것이 흥미롭다.

중합체 농도가 다양한 중합체 블렌드 제제 및 L62로 처리된 샘플에 대해서 또한 공기-취입 시험을 수행하였다 (도 11). 압축 공기가 샘플에 적용되었을 때, 어떠한 중합체 농도가 사용되었건 (<= 5% L62 및 <= 0.1% HPMC + <= 5% L62), 공기 중 지하철 먼지의 PM2.5 및 PM10 농도는 10 ㎍/㎥를 넘지 않았다. 그러므로, L62 및 중합체 블렌드 제제 둘 모두가 지하철 먼지를 억제하는데 효과적이라는 것을 발견하였다. 중합체 블렌드가 양친매성 중합체 L62 단독에 비해서 수 중 소수성 지하철 먼지를 혼합시키는데 더 효과적이라는 것을 유의한다 (도 10).

또한, 먼지 억제 효율성의 지속성을 조사하였다. 시험된 샘플 (도 11)은 2개월 동안 실온에서 저장되었고 압축 공기 (20 psi)를 샘플 표면 상에 적용하여 밀폐 챔버 내 PM2.5 및 PM10 농도를 측정하였다. 1주차에 제조된 샘플과 비교하여, 8주차에, 물만을 처리한 샘플은 PM10 및 PM2.5 먼지 농도를 48% 및 59% 까지 증가시켰다 (도11 및 도 12). 8주차에 물을 처리한 샘플과 비교하여, 0.1% HPMC 제제가 처리된 샘플의 먼지 농도는 PM2.5 및 PM10에서 80% 및 90%가 넘게 유의하게 증가되었지만 샘플을 0.05% HPMC 제제로 처리했을 때, PM10 및 PM2.5는 28% 및 34% 까지 감소되었다. 이 데이터는 제제 중에 더 적은 HPMC 농도는 오직 MPMC만이 지하철 먼지 억제제로서 이용되면 더 효과적이고, 또한, 오직 물뿌리기만의 먼지 처리와 비교하여, > 0.1% HPMC 제제는 장기간 동안 지하철 먼지를 경감시키는데 더 나쁘다는 것을 의미한다. 다른 한편, 1주차의 먼지 농도 (도 11)와 비교했을 때 L62 또는 중합체 블렌드 (도 12)의 제제로 샘플을 처리한 경우에 먼지 제어는 여전히 효과적이었다. 샘플 표면이 50 km/h 풍속으로 파괴되어 방출된 먼지가 센서 한계치에 도달한 1% L62 처리 샘플을 제외하고, PM10 및 PM2.5 농도는 대략 15 ㎍/㎥ 또는 그 이하였다. 이것은 1% L62를 0.05% HPMC 또는 0.1% HPMC와 혼합한 중합체 블렌드와 비교하여, 먼지 입자 및 중합체 간 약한 응집으로 인해 발생될 수 있다 (도 12). 이러한 추측을 시험하기 위해서, 압축 공기의 압력은 20 psi에서 30 psi로 증가되었고 (샘플 표면 상의 풍속: 80 km/h) 샘플에 적용하여, 샘플의 표면 안정성을 조사하고, PM2.5 및 PM10 농도를 측정하였다.

더 높은 압축 공기 (30psi; 80km/h의 샘플 표면 상의 풍속)가 샘플의 표면에 적용되었을 때, 중합체 블렌드 제제는 일반적으로 L62 제제 단독에 비해서 더 양호한 표면 안정성 및 먼지 억제 효율성을 보인다. 예상대로, 오직 물 또는 HPMC가 처리된 샘플의 PM은 공기-취입 속도가 증가되었을 때 증가되었다. 50 km/h 풍속이 적용된 경우에 1% L62가 처리된 샘플과 유사하게 (도 12), 3% L62 제제가 처리된 샘플의 표면은 80 km/h 공기-취입 속도의 압축 공기로 인해 파괴되었고 센서 한계치에 도달하였다 (데이터 미도시). 더 나아가서, 5% L62가 처리된 샘플의 PM10 및 PM2.5 농도는 공기-취입 속도가 50 km/h에서 80 km/h로 증가될 때, 각각 14±3 ㎍/㎥에서 111±41 ㎍/㎥, 및 3±1 ㎍/㎥에서 35±11 ㎍/㎥로 유의하게 증가되었다. L62 제제 결과를 기반으로, 더 적은 L62 농도가 처리된 샘플은 덜 안정한 샘플 표면을 초래한다고 결론내릴 수 있다 (도 12 및 도 13). 다른 한편으로, 중합체 블렌드가 처리된 샘플의 PM10 및 PM2.5는 표면이 파괴되어 센서 한계치에 도달한 3% L62 및 0.1% HPMC로 처리된 샘플 (데이터 미도시)을 제외하고, 각각 대략 30 ㎍/㎥ 및 10 ㎍/㎥ 또는 그 이하였다 (도 13). 중합체 블렌드 (3% L62 및 0.1% HPMC)가 처리되었을 때 샘플 파괴 이유를 이해하는 것은 어렵지만 다른 중합체 블렌드가 상이한 풍속에서 8주차에 안정했기 때문에 표면을 약화시킨 특별한 중합체 블렌드 농도에 기인한 것이 아님은 명확하다 (도 13). 그러므로, 지하철 먼지를 제어하기 위해서, 중합체 블렌드는 수 중에서 1-5 w/v%의 L62 및 >= 0.05%의 HPMC로 제조할 수 있고, 이것은 물에 소수성 지하철 먼지를 상승적으로 액침시키게 되고 장기간 (> 2개월) 동안 먼지를 안정화시키게 된다는 것을 발견하였다.

중합체 블렌드 제제의 상승 효과는액상 양친매성 중합체 (예를 들어, L62)를 HPMC와 혼합했을 때 나타났지만, 액상 양친매성 중합체를 고형 (예를 들어, F127)으로 대체한 제제는 지하철 먼지 억제에 효과적이지 않았다. 물을 처리한 샘플의 PM 농도와 비교하여 (도 14), 블렌드 제제 (3% L62 및 0.05% HPMC)는 PM10 및 PM2.5 농도를 약 90% 까지 감소시켰지만, 제제 (3% F127 및 0.05% HPMC)는 PM10 농도를 약 40% 까지 증가시켰고 PM2.5 농도는 물이 처리된 샘플의 값과 통계적으로 동등하였다. 고도로 효과적인 먼지 억제를 위해서 액상 상태가 요구된다는 것을 의미한다. 현미경 분석은 또한 물 증발이 완료되었을 때, L62 및 HPMC를 포함하는 블렌드 제제가 습윤된 분지형 구조를 형성하였지만, F127 및 HPMC의 중합체 블렌드는 강건한 필름형 구조를 구축하였다는 것을 밝혀주었다 (도 15). 습윤된 분지형 구조로 인해, L62 및 HPMC 블렌드 제제는 PM 농도를 약 90% 까지 효과적으로 감소시켜서, 먼지 입자가 탈출하는 것을 방지하지만, F127 및 HPMC의 블렌드 제제는 물 처리된 샘플에 비해서 40% 더 높은 PM10 농도를 보인다는 것이 명확하다 (도 14). 이것은 지하철 먼지 이외에도, 풍속 50 km/h에 의해 파괴되는, 고형 중합체 입자의 기여로 인해 초래될 수 있다. 이것은 액상 양친매성 중합체 및 HPMC를 포함하는 중합체 블렌드 제제가 고도로 효과적인 먼지 억제제라는 것을 입증한다.

중합체 블렌드가 석탄 비축물에 적용되었을 때 석탄 표면에 대한 감소된 산소 흡착.

석탄-산소 흡착 또는 자기-발열하는 석탄 표면에 대한 본 발명의 조성물의 효과를 조사하기 위해서, 물 및 액상 중합체 및 중합체 블렌드의 수용액을 석탄에 적용하고 그들을 1주일 동안 건조시켰다. 다음으로, 건조된 석탄 샘플에 대해 열중량 분석 (TGA)을 수행하였다 (도 9). 온도가 증가되었을 때, 물 증발로 인해서, ∼150℃ 까지 샘플의 중량 감소가 존재하였다. 150-250℃에서, 석탄 표면 상에서 산화 과정 또는 산소 흡착으로 인해서, 측정된 중량이 증가되었다. 이러한 데이터로부터, 자기-발열율 (ΔW;%)을 계산하였다. 액상 중합체가 적용되었을 때, ΔW는 오직 물만 적용된 샘플에 비해서 더 감소되지만 유의한 통계적 향상은 없었다 (p-값 > 0.05). 그러나, 중합체 블렌드가 적용되었을 때, ΔW는 비처리 샘플 또는 오직 물만 적용된 샘플에 비해서 ∼68%가 감소되었다. 이것은 중합체 블렌드가 석탄 샘플을 잘 코팅할 수 있고 석탄 표면 상의 코팅된 중합체 블렌드 층은 산소 흡착 또는 자기-발열 과정을 효과적으로 감소시킬 수 있다는 것을 의미한다.

자기-발열율 (ΔW;%)은 각각 물 증발 및 석탄 입자에 대한 산소 흡착이 발생되는 100 내지 270℃에서의 최대치 및 최소치를 차감하여 계산되었다. A 및 B는 각각 L62 및 HPMC를 표시한다. 1 및 005는 각각 수 중 1 및 0.05 w/v%의 중합체를 표시한다.

본 발명의 전술한 일반 설명 및 후속하는 상세한 설명 둘 모두는 예시적이고, 따라서 본 발명의 범주를 제한하지 않는다는 것을 이해해야 한다.

본 발명 및 본 발명이 속하는 기술 상태를 보다 완전하게 설명하고 개시하기 위해서 많은 공개물이 상기에서 인용된다. 이들 참조의 전체 인용이 하기에 제공된다. 각각의 이들 공개물은 각각의 개별 참조가 참조로 편입된다고 특별히 개별적으로 표시한 바와 동일한 정도로 본 개시에 그 전문이 참조로 편입된다.

참조문헌

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Claims

셀룰로스 에테르 및 액상 양친매성 중합체를 포함하는 먼지 억제 조성물.
제1항에 있어서, 상기 조성물은 희석제, 예컨대, 물을 더 포함하는 것인 먼지 억제 조성물.
제1항에 있어서,
(a) 상기 셀룰로스 에테르는 약 0.01% 내지 약 0.1% 범위의 양으로 존재하고;
(b) 상기 액상 양친매성 중합체는 약 0.1% 내지 약 5% 범위의 양으로 존재하고;
(c) 상기 물은 약 94.9% 내지 약 99.89% 범위의 양으로 존재하고;
(d) 상기 양은 조성물의 총 중량을 기반으로 하는 것인 먼지 억제 조성물.
제1항에 있어서, 상기 셀룰로스 에테르는 히드록시프로필 메틸셀룰로스, 하이프로멜로스, 또는 HPMC인 먼지 억제 조성물.
제4항에 있어서, 상기 HPMC는 약 10,000 내지 약 300,000 cps의 점도를 갖는 것인 먼지 억제 조성물.
제1항에 있어서, 상기 액상 양친매성 중합체는 폴록사머 182 (Pluronic L62로도 공지됨), 또는 폴리에틸렌 옥시드 (PEO) 또는 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 및 폴리프로필렌 옥시드 (PPO) 또는 폴리프로필렌 글리콜 (PPG)로 구성된 액상 양친매성 블록 공중합체인 먼지 억제 조성물.
먼지를 억제하는 방법으로서, 상기 방법은 제1항 또는 제3항에 따른 조성물을 접촉시키는 단계를 포함하는 것인 억제 방법.
농축된 먼지 억제 조성물을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은 셀룰로스 에테르, 액상 양친매성 중합체, 및 희석제 (예컨대, 물)를 배합하는 단계를 포함하는 것인 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 방법은
(a) 셀룰로스 에테르 (예컨대 HPMC) 및 액상 양친매성 중합체 둘 모두를 약 1:1 내지 약 1:700의 중량비로 첨가하는 단계;
(b) 셀룰로스 에테르가 액상 양친매성 중합체로 액침될 때까지 혼합물을 유지시키는 단계;
(c) 혼합물을 (예를 들어, 기계적 수단을 통해서) 교반하는 단계;
(d) 액상 양친매성 중합체의 양과 동일한 양의 희석제 (예컨대, 물) (액상 양친매성 중합체 : 물 = 1 : 0-3 비율)를 첨가하는 단계;
(e) 혼합물을 (예를 들어, 기계적 수단을 통해서) 교반하는 단계;
(f) 전기 오븐에서 혼합물을 건조시키는 단계 (이 단계는 고형 농축물의 제조에 적용될 수 있다. 액상 농축물의 경우, 단계 (d)-(f)는 완전히 생략될 수 있다);
(g) 상기 농축된 먼지 억제 조성물을 수득하는 단계로서, 상기 농축된 먼지 억제 조성물은 고형 농축물 또는 액상 농축물인 단계
를 포함하는 것인 제조 방법.
셀룰로스 에테르 및 액상 양친매성 중합체, 및 임의로 희석제 (예컨대, 물)를 포함하는 고형 농축물로서, 상기 셀룰로스 에테르 및 상기 액상 양친매성 중합체는 1: 5 미만의 비율로 존재하고 상기 희석제 대 상기 농축물의 비율은 0:1 내지 1:3 범위인 고형 농축물.
셀룰로스 에테르, 액상 양친매성 중합체, 및 임의로 희석제 (예컨대, 물)를 포함하는 액상 농축물로서, 셀룰로스 에테르 대 액상 양친매성 중합체의 비율은 1: 5 이상 내지 1: 700 이하이고 희석제 대 상기 농축물의 비율은 0:1 내지 1:1 범위인 액상 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 50.0%의 액상 양친매성 중합체 및 50.0%의 셀룰로스 에테르를 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 52.6%의 액상 양친매성 중합체 및 47.4%의 셀룰로스 에테르를 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 55.6%의 액상 양친매성 중합체 및 44.4%의 셀룰로스 에테르를 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 58.8%의 액상 양친매성 중합체 및 41.2%의 셀룰로스 에테르를 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 62.5%의 액상 양친매성 중합체 및 37.5%의 셀룰로스 에테르를 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 66.7%의 액상 양친매성 중합체 및 33.3%의 셀룰로스 에테르를 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 69.0%의 액상 양친매성 중합체 및 31.0%의 셀룰로스 에테르를 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 71.4%의 액상 양친매성 중합체 및 28.6%의 셀룰로스 에테르를 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 74.1%의 액상 양친매성 중합체 및 25.9%의 셀룰로스 에테르를 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 75.0%의 액상 양친매성 중합체 및 25.0%의 셀룰로스 에테르를 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 76.9%의 액상 양친매성 중합체 및 23.1%의 셀룰로스 에테르를 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 78.9%의 액상 양친매성 중합체 및 21.1%의 셀룰로스 에테르를 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 80.0%의 액상 양친매성 중합체 및 20.0%의 셀룰로스 에테르를 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 81.1%의 액상 양친매성 중합체 및 18.9%의 셀룰로스 에테르를 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 81.6%의 액상 양친매성 중합체 및 18.4%의 셀룰로스 에테르를 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 83.3%의 액상 양친매성 중합체 및 16.7%의 셀룰로스 에테르를 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 84.1%의 액상 양친매성 중합체 및 15.3%의 셀룰로스 에테르를 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 85.1%의 액상 양친매성 중합체 및 14.9%의 셀룰로스 에테르를 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 46.2%의 액상 양친매성 중합체, 7.7%의 셀룰로스 에테르, 및 46.2%의 물을 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 46.3%의 액상 양친매성 중합체, 7.4%의 셀룰로스 에테르, 및 46.3%의 물을 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 46.5%의 액상 양친매성 중합체, 7.0%의 셀룰로스 에테르, 및 46.5%의 물을 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 46.7%의 액상 양친매성 중합체, 6.5%의 셀룰로스 에테르, 및 46.7%의 물을 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 46.9% 내지 47.3%의 액상 양친매성 중합체, 5.3% 내지 6.3%의 셀룰로스 에테르, 및 46.9% 내지 47.3%의 물을 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 47.6%의 액상 양친매성 중합체, 4.8%의 셀룰로스 에테르, 및 47.6%의 물을 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 47.8% 내지 48.0%의 액상 양친매성 중합체, 4.0% 내지 4.8%의 셀룰로스 에테르, 및 47.8% 내지 48.0%의 물을 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 48.1% 내지 48.6%의 액상 양친매성 중합체, 2.7% 내지 3.7%의 셀룰로스 에테르, 및 48.1% 내지 48.6%의 물을 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 48.8% 내지 49.0%의 액상 양친매성 중합체, 2.0% 내지 2.4%의 셀룰로스 에테르, 및 48.8% 내지 49.0%의 물을 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 농축물은 49.1% 내지 50%의 액상 양친매성 중합체, 0.0% 내지 1.8%의 셀룰로스 에테르, 및 49.1% 내지 50%의 물을 포함하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 셀룰로스 에테르, 상기 액상 양친매성 중합체, 및 상기 물은 각각 적어도 1:1:0의 비율로 존재하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 셀룰로스 에테르, 상기 액상 양친매성 중합체, 및 상기 물은 각각 적어도 1:1:1의 비율로 존재하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 셀룰로스 에테르, 상기 액상 양친매성 중합체, 및 상기 물은 각각 적어도 1:1:2의 비율로 존재하는 것인 농축물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 셀룰로스 에테르, 상기 액상 양친매성 중합체, 및 상기 물은 각각 적어도 1:1:3의 비율로 존재하는 것인 농축물.
제12항 내지 제29항 및 제40항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 제10항의 상기 고형 농축물인 농축물.
제30항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 제11항의 상기 액상 농축물인 농축물.
농축된 먼지 억제 조성물을 제조하는 방법으로서, 셀룰로스 에테르, 액상 양친매성 중합체 및 희석제 (예컨대, 물)를 혼합하는 단계, 이어서 혼합물을 건조시켜 상기 고형 농축물을 수득하는 단계를 포함하는 것인 제조 방법.
농축된 먼지 억제 조성물을 제조하는 방법으로서, 셀룰로스 에테르, 액상 양친매성 중합체 및 희석제 (예컨대, 물)를 혼합하여 상기 액상 농축물을 수득하는 단계를 포함하는 것인 제조 방법.
제1항에 따른 조성물 및 희석제 (예컨대, 물)을 포함하는 먼지 억제 조성물로서, 먼지 억제 조성물 (예를 들어, 0.1% 또는 0.5% L62 및 0.1% HPMC)의 점도는 100 cps 미만인 먼지 억제 조성물.
제7항에 있어서, 상기 먼지는 지하철 먼지, 석탄 분진, 광미사 먼지 또는 지면 먼지인 억제 방법.
지하철 먼지를 억제하는 방법으로서, 제1항에 따른 조성물로서, 1% 내지 5%의 액상 양친매성 중합체, 0.01% 내지 0.1%의 HPMC, 및 적어도 94.9%의 희석제 (예컨대, 물)인 상기 조성물을 상기 먼지와 접촉시키는 단계를 포함하고, 상기 먼지의 양은 감소되어서 상기 먼지의 양이 상기 조성물이 적용되지 않은 경우에 비해 적은 것인 억제 방법.
석탄 분진을 억제하는 방법으로서, 제1항에 따른 조성물로서, 0.1% 내지 5%의 액상 양친매성 중합체, 0.01% 내지 0.1%의 HPMC, 및 적어도 98.9%의 희석제 (예컨대, 물)인 상기 조성물을 상기 먼지와 접촉시키는 단계를 포함하고, 상기 먼지의 양은 감소되어서 상기 먼지의 양이 상기 조성물이 적용되지 않은 경우에 비해 적은 것인 억제 방법.
광미사 먼지를 억제하는 방법으로서, 제1항에 따른 조성물로서, 0.1% 내지 5%의 액상 양친매성 중합체, 0.01% 내지 0.1%의 HPMC, 및 적어도 94.9%의 희석제 (예컨대, 물)인 상기 조성물을 상기 먼지와 접촉시키는 단계를 포함하고, 상기 먼지의 양은 감소되어서 상기 먼지의 양이 상기 조성물이 적용되지 않은 경우에 비해 적은 것인 억제 방법.
지면 먼지를 억제하는 방법으로서, 제1항에 따른 조성물로서, 0.1% 내지 5%의 액상 양친매성 중합체, 0.01% 내지 0.1%의 HPMC, 및 적어도 94.9%의 희석제 (예컨대, 물)인 상기 조성물을 상기 먼지와 접촉시키는 단계를 포함하고, 지면 먼지의 양은 상기 조성물이 적용되지 않은 경우에 비해 적은 것인 억제 방법.
비산 석탄 분진을 억제하는 방법으로서, 상기 방법은 셀룰로스 에테르 및 액상 양친매성 중합체를 포함하는 조성물을 상기 먼지와 접촉시키는 단계를 포함하고, 상기 먼지의 양은 감소되어서 상기 먼지의 양이 상기 조성물이 적용되지 않은 경우에 비해 적은 것인 억제 방법.
제54항에 있어서, 상기 조성물은 희석제 (예컨대, 물)를 더 포함하는 것인 억제 방법.
제54항에 있어서, 상기 조성물은 다음을 포함하는 것인 억제 방법:
(a) 상기 셀룰로스 에테르는 약 0.01% 내지 약 0.1% 범위의 양으로 존재하고;
(b) 상기 액상 양친매성 중합체는 약 0.1% 내지 약 5% 범위의 양으로 존재하고;
(c) 상기 희석제는 약 94.9% 내지 약 99.89% 범위의 양으로 존재하고;
(d) 상기 양은 조성물의 총 중량을 기반으로 함.
제54항에 있어서, 상기 셀룰로스 에테르는 히드록시프로필 메틸셀룰로스, 하이프로멜로스, 또는 HPMC인 억제 방법.
제57항에 있어서, 상기 HPMC는 약 10,000 내지 약 300,000 cps의 점도를 갖는 것인 억제 방법.
제54항에 있어서, 상기 액상 양친매성 중합체는 폴록사머 182 (Pluronic L62로도 알려짐), 또는 폴리에틸렌 옥시드 (PEO) 또는 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 및 폴리프로필렌 옥시드 (PPO) 또는 폴리프로필렌 글리콜 (PPG)로 구성된 액상 양친매성 블록 공중합체인 억제 방법.
제56항에 있어서, 상기 조성물은 다음을 포함하는 것인 억제 방법:
(a) 상기 셀룰로스 에테르는 약 0.1%의 양으로 존재하고;
(b) 상기 액상 양친매성 중합체는 약 0.1%의 양으로 존재하고;
(c) 상기 희석제는 약 94.9% 내지 약 99.89% 범위의 양으로 존재하고;
(d) 상기 양은 조성물의 총 중량을 기반으로 함.
제56항에 있어서, 상기 조성물은 다음을 포함하는 것인 억제 방법:
(a) 상기 셀룰로스 에테르는 약 0.05%의 양으로 존재하고;
(b) 상기 액상 양친매성 중합체는 약 0.1%의 양으로 존재하고;
(c) 상기 희석제는 약 94.9% 내지 약 99.89% 범위의 양으로 존재하고;
(d) 상기 양은 조성물의 총 중량을 기반으로 함.
제60항 또는 제61항에 있어서, 상기 셀룰로스 에테르는 HPMC이고 상기 액상 양친매성 중합체는 Pluronic L62인 억제 방법.
셀룰로스 에테르 및 액상 양친매성 중합체를 포함하는 액상 농축물로서, 상기 셀룰로스 에테르 및 상기 액상 양친매성 중합체는 1: 5 이상의 비율로 존재하는 것인 액상 농축물.
제63항에 있어서, 희석제 (예컨대, 물)를 더 포함하고, 상기 농축물 및 상기 희석제는 (희석된 액상 농축물을 수득하기 위해) 약 1:0 내지 약 1:1 범위의 비율로 존재하는 것인 액상 농축물.
제11항에 있어서, 희석제 (예컨대, 물)를 더 포함하고, 상기 농축물 및 상기 물은 1 대 3 이하의 비율로 존재하는 것인 고형 농축물.
제11항에 있어서, 희석제 (예컨대, 물)를 더 포함하고, 상기 농축물 및 상기 물은 약 1 대 3 이하의 비율로 존재하는 것인 고형 농축물.