KR810000286B1

KR810000286B1 - Method for neutralizing static electricity

Info

Publication number: KR810000286B1
Application number: KR7802769A
Authority: KR
Inventors: 아란 후리이드맨 쥬니어 레스터; 더그라스 호오크너어 제이므즈; 듀프리이 킹 쥬니어 아렌
Original assignee: 아란 후리이드맨 쥬니어 레스터; 레스터 라보라 토리이즈 인코포레이팃드
Priority date: 1978-09-12
Filing date: 1978-09-12
Publication date: 1981-03-30

Abstract

Both pos. and neg. static elec. charges which build up in fiber processing were neutralized by an aq. soln. of a quaternary ammonium compd. and a surfactant that was sprayed into an atm. (generally air) for use in air-washer equipment commonly found in textile mills. A spray soln. was prepared contg. tetrabutylammonium bromide 1, Na methylnaphthalenesulfonate 5, corrosion inhibitors and antiscaling agents 14, and water 80 parts. A steel test plate with pos. charge 4.9 V or neg. 5.0 V was discharged to 2.0 V or 3.0 V, resp., in 60sec when the treating spray contained 100 ppm neutralizing soln.

Description

Static neutralization method

첨부도면은 본 발명의 실시예에 사용된 장치의 설명도.The accompanying drawings are schematic diagrams of devices used in embodiments of the present invention.

본 발명은 예컨대 공기류와 같은 기체권(氣體圈)으로 전하(電荷)를 소산(消散)시키는 방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 4차 암모늄 화합물과 계면활성제를 함유하는 수용액을 분사류의 형태로 분사시킴으로써, 전하를 기체권으로 소산시키는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of dissipating charge in a gaseous zone, such as, for example, an air stream, and more particularly to an aqueous solution containing a quaternary ammonium compound and a surfactant in the form of a jet stream. A method of dissipating charge into the gaseous zone by spraying with

분자구조가 서로 다른 물질들은 마찰에 의하여 정전기를 발생시킨다. 이러한 문제점은 특히 섬유 산업에 있어서 심각하게 되는데, 그 이유는 섬유제조공정에 각종 제조장치와 실이 상호 마찰 접촉되기 때문이다. 실의 특성에 따라 양전하 혹은 음전하가 실에 대전됨으로써 종종 바람직하지 못한 결과가 나타나곤 한다. 따라서 이러한 양의 정전하 및 음의 정전하를 모두 제어할 수 있는 안전하고도 경제적인 수단을 모색하기 위하여서는 일단 섬유 산업에 상당한 관심을 가질 필요가 있다.Materials with different molecular structures generate static electricity by friction. This problem is particularly acute in the textile industry because of the frictional contact of various manufacturing equipment and yarns in the textile manufacturing process. Depending on the nature of the yarn, a positive or negative charge is often charged to the yarn, which often leads to undesirable results. Therefore, in order to find a safe and economical means of controlling both these positive and negative static charges, it is necessary to pay considerable attention to the textile industry.

정전기를 중화시키기 위한 시도는 종래에도 빈번히 이루어졌었다. 섬유산업에 있어서는 대체로 두 가지의 방법이 시도되었다. 첫째 방법은 코로나 방전 정전 장치(Corona 放電靜電裝置)를 사용하는 방법이며, 두번째 방법은 화학 첨가제를 사용하여 이들 첨가제를 섬유 제조설비내의 공기 세정기로 도입시키는 방법이다. 어떠한 장치가 사용되었던 간에, 이들 방법의 효과는 현미경으로나 볼 수 있을 정도로 작은 대전입자(帶電粒子)를 전하의 인접 위치로 도입시켜 반대의 정전기를 발생시키게 하는 능력 여하에 좌우된다.Attempts to neutralize static electricity have been frequently made in the past. In the textile industry, two methods have generally been tried. The first method uses a corona discharge electrostatic device, and the second method uses chemical additives to introduce these additives into an air cleaner in a textile manufacturing facility. Whatever apparatus is used, the effectiveness of these methods depends on the ability to introduce charged particles into the vicinity of the charge, small enough to be seen microscopically, to generate opposite static electricity.

코로나 방전 장치는 전하가 장기간 유지되는 대전입자를 발생시키지 못한다는 결점을 지니고 있다. 수명이 짧은 전하는 섬유 산업상의 문제점을 다소 해결해줄 수 있을지는 모르나 충분히 만족시키지는 못한다.Corona discharge devices have the drawback that they do not generate charged particles whose charge is retained for a long time. Short-lived charges may solve some of the textile industry's problems, but not enough.

공기 세정기용으로 시판되는 대부분의 정전 방지제는 상기 정전기로 인한 문제점을 반쪽밖에 해소시킬 수 없다는 점에서, 바꾸어 말하면 양의 정전하는 중화시킬 수 있으나 음의 정전하는 중화시킬 수 없다는 점에서 융통성을 잃고 있다. 양의 정전하 및 음의 정전하를 동시에 중화시킬 수 있는 정전 방지제는 아직 개발된 바 없는 것이다.Most antistatic agents marketed for air cleaners can only solve half of the problems caused by the static electricity, in other words, they are inflexible in that they can neutralize positive electrostatic charges, but they cannot neutralize negative electrostatic charges. . Antistatic agents that can neutralize both positive and negative static charges at the same time have not been developed yet.

기체권을 대전시킴으로써 정전 효과를 소멸시키기 위한 방법 및 그 조성물에 관하여서는 미국 특허 제3924157호로 공지된 바 있다. 이 방법에 의하면 붕사 수용액 및 계면활성제를 기체류의 형태로 분사시켜 양의 정전하를 기체류로 소산시키게 된다. 즉, 상기 조성물을 사용하여 양 전하를 기체루로 소산 시키는 것이다. 이 조성물 및 방법은 상당한 상업적 성공을 거두었으나, 이 조성물에는 비교적 많은 양의 붕사가 함유되어 있기 때문에 이 조성물을 시판하기 위하여서는 이를 페이스트(paste)의 형태, 또는 분말의 형태로 제조할 필요가 있다. 만약 이 조성물을 용액의 형태로 시판하려 한다면 비교적 많은 양의 물을 필요로 하게 되므로 선적시 또는 기타 취급시에 경제적이 되지 못하기 때문이다. 양의 정전하 및 음의 정전하를 모두 중화시킬 수 있는 조성물이 개발되었더라면 참으로 이상적이었을 것이며, 또한 액체 형태로 시판될 수 있는 조성물이 개발되었더라면 역시 이상적이었을 것이다.A method and composition thereof for vanishing the electrostatic effect by charging the gas zone have been known from US Pat. No. 3924157. According to this method, the borax aqueous solution and the surfactant are sprayed in the form of a gas stream to dissipate the positive static charge into the gas stream. In other words, using the composition to dissipate the positive charge to the gas column. This composition and method has been a significant commercial success, but since the composition contains a relatively large amount of borax, it is necessary to prepare it in the form of a paste or powder in order to market the composition. . If the composition is to be marketed in the form of a solution, a relatively large amount of water is required, which is not economical for shipping or other handling. It would have been ideal if a composition had been developed that could neutralize both positive and negative static charges, and would have been ideal if a composition had been developed that could be marketed in liquid form.

미국 특허 제3939080호 및 제3984731호에는 정전기를 중화시키기 위한 조성물 및 방법이 기술되어 있다. 이들 특허에 의하면, 정전기가 존재하는 공간으로 공기류를 전달시키는 공기 세정기내에 도데실벤질 트리에틸 암모늄 클로라이드를 첨가하고 있다. 그러나 이 조성물도 역시 상기 공기 세정기용 정전방지제에서와 동일한 결함을 지니게 되는데, 즉 이 조성물 역시 1가지 종류의 정전하만을 (이들의 경우에는 음의 정전하만을) 상당한 정도로 중화시키는 것이다. 즉 양전하를 공기류로 소산시킨다는 점에 있어서는 도데실벤질 트리에틸 암모늄 클로라이드로 붕사 및 계면활성제의 혼합물과 유사한 작용만을 하는 것이다.U.S. Patents 3939080 and 3984731 describe compositions and methods for neutralizing static electricity. According to these patents, dodecylbenzyl triethyl ammonium chloride is added to an air scrubber that delivers air flow to the space where static electricity is present. However, this composition also has the same deficiencies as in the antistatic agent for air cleaners, ie this composition also neutralizes only one type of static charge (in this case only negative static charge) to a significant extent. In other words, dodecylbenzyl triethyl ammonium chloride acts similarly to a mixture of borax and a surfactant in terms of dissipating positive charges into the air stream.

이외에도 전하를 기체권으로 소산시키기 위한 여러가지 방법이 공지된 바 있으나, 이들 모두에는 각각의 특유한 한계가 존재한다. 예를들어 기체류를 물의 분사와 단지 접촉시키기만 하는 방법에 의하면 전하를 기체류로 충분히 소산시킬 수 없다.In addition, various methods for dissipating charge into the gas atmosphere have been known, but all of them have their own specific limitations. For example, a method of only bringing a gas stream into contact with a jet of water does not sufficiently dissipate charge into the gas stream.

다른 방법으로서는 물의 분사를 기체류와 접촉시키기 전에 높은 전압을 상기 물의 분사에 가하여 주는 방법이 있다. 이 방법에 의하면 전기에너지가 필요하고, 안전성이 충분히 보장되지 않으며, 장치가 주기적으로 정지지되는 등의 결점으로 인하여 충분히 만족스러운 방법이 될 수 없다.Another method is to apply a high voltage to the water jet before bringing the water jet into contact with the gas stream. According to this method, electrical energy is required, safety is not sufficiently ensured, and the device cannot be sufficiently satisfactory due to a defect such as periodically stopping the device.

또 하나의 다른 방법에서는 방사성 물질을 사용하고 있다. 이 방법에 의하면 방사성 물질의 값이 비싸고, 이 방사성 물질을 취급함에 있어서의 안정성이 보장되지 않기 때문에 역시 충분히 만족스러운 방법이 될 수 없다. 더구나 방사성 물질을 사용하는 장치에는 보호벽이 설치되어야 하기 때문에 장치가 비싸질 수 밖에 없다.Another method uses radioactive materials. According to this method, since radioactive material is expensive and stability in handling this radioactive material is not guaranteed, it cannot also be a sufficiently satisfactory method. In addition, devices using radioactive materials have to be provided with protective walls, which makes the device expensive.

이와같은 이유로 말미암아, 양의 정전하 및 음의 정전하를 모두 방전시킬 수 있는 방법 및 조성물을 개발할 필요성이 대두되게 된다. 이러한 방법 및 조성물은 비교적 원가가 낮아야 할 것이며, 상당히 간단하여야 할 것이고, 값비싼 장치를 사용하지 않고서도 안전하게 사용될 수 있어야 할 것이다. 또한 이 방법 및 조성물은 섬유 제조설비내의 기존 공기 세정기에서 사용되기에 이상적으로 적합하여야 한다. 바람직하게는, 이 조성물은 취급이 간편하도록, 그리고 분사장치로 손쉽게 공급되도록 액체 형태로 시판되어야 한다. 뿐만아니라 이 조성물은 그 수명이 길어야 하는 것이다.For this reason, there is a need to develop methods and compositions capable of discharging both positive and negative static charges. Such methods and compositions would have to be relatively low cost, fairly simple, and be able to be used safely without the use of expensive devices. The method and composition should also be ideally suited for use in existing air scrubbers in textile manufacturing equipment. Preferably, the composition should be marketed in liquid form for ease of handling and for easy supply to injectors. In addition, the composition should have a long life.

따라서 본 발명은 기체류를 액체상태의 조성물과 접촉시킴에 의하여 전하를 기체류로 소산시키는 방법을 제공함으로써 상술한 바와 같은 문제점을 해소하려는 것이다.Accordingly, the present invention seeks to solve the above problems by providing a method of dissipating charge into a gas stream by contacting the gas stream with a liquid composition.

본 발명의 방법으로 처리하여 생성된 기체류는 자신이 접촉할 물체에 대전되어 있는 양의 정전하 및 음의 정전하를 동시에 모두 중화시킬 수 있다.The gas stream generated by the method of the present invention can simultaneously neutralize both the positive and negative static charges charged to the object to which it is in contact.

더욱 상세히 설명하면, 본 발명은 다음 일반식(I)의 구조를 갖는 최소한 1종류의 4차 암모늄 화합물 약 0.5-20ppm을 필수적으로 함유하는 수용액을 기체권과 접촉시키는 것으로 이루어진다.More specifically, the present invention consists in contacting an aqueous solution containing essentially 0.5-20 ppm of at least one kind of quaternary ammonium compound having the structure of the following general formula (I) with a gaseous zone.

상기 4차 암모늄 화합물내의 각각의 R기는 동일한 것일 수 있는데, 이때 각각의 R기는 C₃-C₈의 지방족 반응기(치환되거나 혹은 치환되지 않은 것)로 부터 선택되거나 또는 C₃-C₈의 고리형 반응기(치환되거나 혹은 치환되지 않은 것)로 부터 선택될 수 있다. 또 다른 경우에는 R기가 서로 동일한 것일 필요가 없는데, 이때 1개 혹은 2개의 R기는 C₈-C₁₈의 지방족 혹은 고리형 반응기(치환되거나 혹은 치환되지 않은 것)로 부터 개별적으로 선택되며 나머지 R기는 메틸 또는 에틸기(치환되거나 혹은 치환되지 않은 것)로 부터 개별적으로 선택된다. 음이온 X는 무기의 음이온이다. 4차 암모늄 화합물은 약 20℃에서 최소한 약 0.5PPm정도로 물에 용해된다. 수용액에는 또한 물에 용해될 수 있는 최소한 1종류의 계면활성제가 약 0.5-50PPm 함유되어 있는데, 20℃에서 물의 표면장력은 약 72.75dyn/cm이며, 상기 계면활성제가 약 0.0005-0.1중량% 정도 함유된 계면활성제 용액의 표면장력은 20℃에서 약 38-60dyn/cm이다. 계면활성제 : 4차 암모늄 화합물의 중량비는 1 : 1 내지 약 10 : 1 이다. 수용액으로 처리된 이후의 기체권은 이 기체권이 접촉될 물체에 대전되어 있는 양의 정전하 및 음의 정전하를 동시에 모두 중화시킬 수 있다.Each R group in the quaternary ammonium compound may be the same, wherein each R group is selected from C ₃ -C ₈ aliphatic reactors (substituted or unsubstituted) or C ₃ -C ₈ cyclic It may be selected from the reactor (substituted or unsubstituted). In other cases, the R groups need not be identical to one another, where one or two R groups are individually selected from C ₈ -C ₁₈ aliphatic or cyclic reactors (substituted or unsubstituted) and the remaining R groups are Individually selected from methyl or ethyl groups (substituted or unsubstituted). Negative ions X are inorganic anions. The quaternary ammonium compound is dissolved in water at least about 0.5 PPm at about 20 ° C. The aqueous solution also contains about 0.5-50 PPm of at least one surfactant that can be dissolved in water. At 20 ° C., the water has a surface tension of about 72.75 dyn / cm and about 0.0005-0.1% by weight of the surfactant. The surface tension of the prepared surfactant solution is about 38-60 dyn / cm at 20 ° C. The weight ratio of surfactant to quaternary ammonium compound is from 1: 1 to about 10: 1. The gas zone after being treated with the aqueous solution can simultaneously neutralize both the positive and negative electrostatic charges charged to the object to which it is to be contacted.

본 발명에 의하면 본 발명의 방법을 수행할 수 있는 조성물이 또한 제공된다. 더욱 상세히 설명하면, 본 발명의 조성물은 최소한 1종류의 상술한 바와 같은 4차 암모늄 화합물 약 0.5-20ppm 및 최소한 1종류의 상술한 바와 같은 계면활성제 약 0.5-50ppm을 필수적으로 함유한다. 계면활성제 : 4차 암모늄 화합물의 중량비는 약 1 : 1 내지 약 10 : 1이다. 이 수용액은 처음의 기체권내로 분사되어 2번째의 기체권을 형성할 수 있는데, 이 2번째 기체권은 자신이 접촉할 물체에 대전되어 있는 양의 정전하 및 음의 정전하를 동시에 중화시킬 수 있다.According to the invention there is also provided a composition capable of carrying out the method of the invention. More specifically, the composition of the present invention essentially contains about 0.5-20 ppm of at least one quaternary ammonium compound as described above and at least about 0.5-50 ppm of at least one surfactant as described above. The weight ratio of surfactant to quaternary ammonium compound is from about 1: 1 to about 10: 1. This aqueous solution can be injected into the first gas field to form a second gas field, which can simultaneously neutralize the positive and negative static charges charged to the object to which it is in contact. have.

이미 상술한 바와 같이, 본 발명의 방법을 수행하기 위한 조성물은 최소한 1종류의 4차 암모늄 화합물 및 4차 암모늄 화합물이 아닌 최소한 1종류의 계면활성제로 이루어지는 수용액을 필수적으로 함유한다. 본 발명에서 사용된 4차 암모늄 화합물은 다음 일반식(I)과 같은 구조를 가지고 있다.As already mentioned above, the composition for carrying out the process of the invention essentially contains an aqueous solution consisting of at least one quaternary ammonium compound and at least one surfactant other than the quaternary ammonium compound. The quaternary ammonium compound used in the present invention has a structure as shown in the following general formula (I).

일반식(I)에서 R기는 서로 같을 수도 있으며 서로 다를 수도 있다.In Formula (I), the R groups may be the same as or different from each other.

본 발명의 한가지 예에서는 각각의 R기가 모두 같은 수의 탄소원자를 가지며, C₃-C₈의 지방족 반응기(치환되거나 혹은 치환되지 않은 것)로 부터 선택된다. 만약 R기가 너무 많은 탄소원자를 가지면 4차암모늄 화합물의 용해도에 악영향을 미치게 된다. 이러한 경우 4차 암모늄화합물의 수용액을 제조할 때에는, 물에 잘 섞이는 보조 용매를 사용하여 4차 암모늄 화합물을 이 보조 용매에 먼저 용해시킨 다음 그 용액을 물에 용해시킬 필요가 있다. 지방족 반응기는 직쇄건 측쇄건 무방하다. 지방족 반응기가 입체 이성질체일 수 있음도 물론이다. 이 지방족 반응기는 알키기인 것이 바람직한데, 그 이유는 알키기를 함유한 4차 암모늄 화합물이 신속한 적응력을 갖기 때문이다. 전형적인 것으로서는 테트라부틸 암모늄 브로마이드가 있는데, 본 발명에는 특히 후자의 것이 적합하다. 지방족 반응기는 예컨대 에틸렌 형태의 불포화기와 같은 불포화 형태일 수 있는데, 이 경우에는 4차 암모늄 화합물의 물에 대한 용해도가 향상된다.In one example of the present invention, each R group has the same number of carbon atoms and is selected from C ₃ -C ₈ aliphatic reactors (substituted or unsubstituted). If the R group contains too many carbon atoms, it will adversely affect the solubility of the quaternary ammonium compound. In this case, when preparing an aqueous solution of the quaternary ammonium compound, it is necessary to first dissolve the quaternary ammonium compound in this co-solvent using an auxiliary solvent mixed well with water, and then dissolve the solution in water. The aliphatic reactor may be a straight chain side chain gun. It is of course also possible that the aliphatic reactor can be a stereoisomer. It is preferable that this aliphatic reactor is an alky group, since the quaternary ammonium compound containing an alkoxy group has a quick adaptability. Typical are tetrabutyl ammonium bromide, the latter being particularly suitable for the present invention. The aliphatic reactor may be in an unsaturated form, for example an unsaturated group in ethylene form, in which case the solubility of the quaternary ammonium compound in water is improved.

본 발명의 다른 예에서는 각각의 R기가 모두 같은 수의 탄소원자를 가지며, C₃-C₈의 고리형 반응기(치환되거나 혹은 치환되지 않은 것)로 부터 선택된다. 이러한 반응기로서 전형적인 것은 사이클로부틸 및 사이클로헥실기와 같은 치환족기, 사이클로헥센 혹은 사이탄로헥사디엔기와 같은 사이탄로 알케닐기, 그리고 페닐 혹은 벤질기와 같은 방향족기 등이 있다.In another example of the invention, each R group has the same number of carbon atoms and is selected from C ₃ -C ₈ cyclic reactors (substituted or unsubstituted). Typical of such reactors include substituted aliphatic groups such as cyclobutyl and cyclohexyl groups, cytano alkenyl groups such as cyclohexene or cytanlohexadiene groups, and aromatic groups such as phenyl or benzyl groups.

본 발명의 또 다른 예에서는 R기는 서로 상이하다. 이것을 상세히 설명하면 1개 혹은 2개의 R기는 C₈-C₁₈의 지방족 혹은 고리형 반응기(치환 혹은 비치환)로 부터 개별적으로 선택되며, 나머지 R기는 C₁혹은 C₂기 (치환 혹은 비치환)로 부터 개별적으로 선택된다. 이때에도 역시 직쇄 혹은 측쇄, 포화 혹은 불포화 지방족 반응기로 부터 매우 광범위하게 선택할 수 있다. 지방족 반응기는 알키기가 바람직 하지만, 예컨대 에틸렌 형태의 불포화기와 같은 불포화형태인 것도 좋다. 한개 이상의 R기가 고리형일 때에는 각각 사이클로알킬, 사이클로알케닐 혹은 방향족인 것이 전형적이다. 이러한 범위에 속하는 전형적인 화합물은 n-알킬 벤질 암모늄 할라이드(예컨대 클로라이드 및 브로마이드)이다. 그 그룹에 속하는 바람직한 화합물은 n-알킬 디메틸 벤질 암모늄 클로라이드와 n-알킬 디메틸 에틸벤질 암모늄 클로라이드의 혼합물로서 n-알키기가 C₁₂-C₁₈알키기의 혼합물인 것이다. 특히 바람직한 화합물은 디메틸 벤질 암모늄 클로라이드의 n-알킬이 약 60중량%의 C₁₄기, 약 30중량%의 C₁₆기, 약 5중량%의 C₁₂기, 그리고 약 5중량%의 C₁₈기를 함유하는 혼합물이며, 디메틸 에틸벤질 암모늄 클로라이드의 n-알킬이 약 50중량%의 C₁₂기, 약 30중량%의 C₁₄기, 약 17중량의 C₁₆기, 그리고 C₁₈기 약 3중량%의 C₁₈기를 함유하는 혼합물인 것이다. 이들 화합물은 미국 론자사(Loonza, Inc)에 의하여 바퀴트(BARQUAT) 4280z란 상품명으로 시판되고 있다.In another example of the present invention, the R groups are different from each other. To explain this in detail, one or two R groups are individually selected from C ₈ -C ₁₈ aliphatic or cyclic reactors (substituted or unsubstituted), and the remaining R groups are C ₁ or C ₂ groups (substituted or unsubstituted). Are selected individually from. Again, there is a wide range of choices from linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic reactors. The aliphatic reactor is preferably an alkoxy group, but may also be an unsaturated form such as, for example, an unsaturated group in ethylene form. When at least one R group is cyclic it is typically cycloalkyl, cycloalkenyl or aromatic, respectively. Typical compounds in this range are n-alkyl benzyl ammonium halides (such as chlorides and bromide). Preferred compounds belonging to the group are mixtures of n-alkyl dimethyl benzyl ammonium chloride and n-alkyl dimethyl ethylbenzyl ammonium chloride, in which the n-alky group is a mixture of C ₁₂ -C ₁₈ alkoxy groups. Particularly preferred compounds include n-alkyl of dimethyl benzyl ammonium chloride containing about 60% by weight C ₁₄ groups, about 30% by weight C ₁₆ groups, about 5% by weight C ₁₂ groups, and about 5% by weight C ₁₈ groups N-alkyl of dimethyl ethylbenzyl ammonium chloride is about 50 weight percent C ₁₂ groups, about 30 weight percent C ₁₄ groups, about 17 weight C ₁₆ groups, and C ₁₈ groups about 3 weight percent C _{It is} a mixture containing ₁₈ groups. These compounds are marketed under the trade name BARQUAT 4280z by Loonza, Inc., USA.

상기 일반식(I)에서의 n값은 1, 2 혹은 3이다. 이 값은 일반적으로 음이온 X의 원자가에 의해 결정되며, 이때 4차 암모늄 화합물이 약 20℃에서 최소한 약 0.5ppm 이상 물에 용해되기만 한다면 음이온 X는 어떠한 무기음이온이어도 좋다. 적당한 무기 음이온으로서는 F, Cl, Br, 및 I와 같은 할라이드, 황산염, 질산염, 그리고 인산염 등이 있다. 그중 클로라이드 및 브로마이드가 바람직하다.N value in the said General formula (I) is 1, 2, or 3. This value is generally determined by the valence of the anion X, wherein the anion X may be any inorganic anion as long as the quaternary ammonium compound is dissolved in water at least about 0.5 ppm or more at about 20 ° C. Suitable inorganic anions include halides such as F, Cl, Br, and I, sulfates, nitrates, and phosphates. Of these, chloride and bromide are preferred.

R기는 탄화수소로 치환될 수도 있다. 예컨대 R기는 아랄킬 혹은 알카릴일 수도 있다. 일반식(I)에서 R기는 탄화수소인 것이 바람직하기는 하지만, 한개 또는 그 이상의 R기가 치환될 수도 있다. 예컨대, 한개 또는 그 이상의 R기가 Cl, F, Br, I, OH, NO₂, HSO₃, -NH₂, -NH= 기, 혹은 COOH-, CHO-,

기와 같은 유기관능기중 적어도 한 종류 이상과 치환될 수 있다. R기를 치환시킬 경우에는 치환기가 주로 소수성을 나타내는 것이 좋다.The R group may be substituted with a hydrocarbon. For example, the R group may be aralkyl or alkaryl. Although the R group in formula (I) is preferably a hydrocarbon, one or more R groups may be substituted. For example, one or more R groups may be Cl, F, Br, I, OH, NO ₂ , HSO ₃ , -NH ₂ , -NH = group, or COOH-, CHO-,

It may be substituted with at least one kind of organic functional groups such as groups. When substituting R group, it is good that a substituent mainly shows hydrophobicity.

본 발명에 따른 수용액중 일반식(I)의 4차 암모늄 화합물의 양은 약 0.5 내지 20ppm이다. 상업적 이유에서, 수용액은 분부 시스템에 유도되기 전에 물로 희석할 수 있도록 농축된 것이 바람직하다. 이 목적에 적합한 용액은 일반식(I)의 4차 암모늄 화합물을 약 0.005 내지 5중량%, 바람직하게는 약 1 내지 2중량% 함유하는 것이다. 그러나 분사시스템에 실제 사용할 때에는 일반식(I)의 화합물의 양이 약 0.5 내지 약 20ppm 정도인 것이 물로 더 희석하지 않고도 기체권으로 분사되기에 적합하다.The amount of quaternary ammonium compound of general formula (I) in the aqueous solution according to the present invention is about 0.5 to 20 ppm. For commercial reasons, the aqueous solution is preferably concentrated so that it can be diluted with water before being introduced into the dispensing system. Suitable solutions for this purpose are those containing about 0.005 to 5% by weight, preferably about 1 to 2% by weight, of the quaternary ammonium compound of formula (I). However, when actually used in the injection system, the amount of the compound of general formula (I) of about 0.5 to about 20 ppm is suitable to be injected into the gas zone without further dilution with water.

본 발명의 수용액은 또한 일반식(I)의 4차 암모늄 화합물이 아닌 최소한 1종류의 계면활성제를 함유한다. 20℃에서 공기에 대한 물의 표면장력은 72.75dyn/cm이며, 본 발명에서 사용된 계면활성제가 물에 용해된 계면활성제 용액중의 계면활성제 농도가 약 0.0005 내지 약 0.1중량%일때 계면활성제 수용액의 공기에 대한 표면장력은 20℃에서 약 38-60dyn/cm이다.The aqueous solution of the present invention also contains at least one surfactant which is not a quaternary ammonium compound of formula (I). The surface tension of water to air at 20 ° C. is 72.75 dyn / cm, and the air of the aqueous surfactant solution is used when the surfactant concentration in the surfactant solution used in the present invention is about 0.0005 to about 0.1% by weight in the surfactant solution dissolved in water. The surface tension for is about 38-60 dyn / cm at 20 ° C.

본 발명에 사용될 수 있는 전형적인 계면활성제는 분자의 양끝이 친수성 폴리옥시에틸렌기로 처리된 폴리옥시에틸렌 화합물이다. 이들은 다음과 같은 간단한 구조로 표시될 수 있다.Typical surfactants that can be used in the present invention are polyoxyethylene compounds in which both ends of the molecule are treated with hydrophilic polyoxyethylene groups. They can be represented by the following simple structure.

이러한 계면활성제의 예로서는 플루로닉 L-62-LF(pturonic ; L-62-LF)를 들 수 있는데, 이것은 프로필렌 글리콜로써 프로필렌 옥사이드를 축합하여 생성시킨 에틸렌 옥사이드와 소수성 염기와의 축합물이다. 상기 계면활성제는 비이온성으로서 HLB 값이 6.6이며, 100퍼센트 농도에서도 액체이다.An example of such a surfactant is Pluronic L-62-LF (pturonic; L-62-LF), which is a condensate of ethylene oxide and a hydrophobic base produced by condensing propylene oxide with propylene glycol. The surfactant is nonionic and has an HLB value of 6.6 and is liquid even at 100 percent concentration.

본 발명에 사용되기에 적합한 다른 계면활성제로서는 HLB값이 3.0인 비이온성 계면활성제가 있다. 이러한 형태의 계면활성제로서 시판되는 것은 예컨대 플루로닉 L-61(pluronic L-61)이 있는데, 이것은 플루로닉 L-62-LF와 화학적 구조가 유사하다. 플루로닉 L-61은총평균 분자량이 약 1950이며, 폴리옥시프로필렌 염기의 평균 분자량은 약 1750인 액체이다. 플루로닉 L-62-LF는 평균 분자량이 2200이며, 그중 폴리옥시 프로필렌 염기의 평균 분자량이 약 1750인 액체이다. 플루로닉 L-61 및 플루로닉 L-62-LF는 위안도트 케미칼 코오퍼레이숀(wyandotto chemical corporation)으로 부터 구입할 수 있다.Other surfactants suitable for use in the present invention include nonionic surfactants having an HLB value of 3.0. Commercially available surfactants of this type are, for example, Pluronic L-61, which has a similar chemical structure to Pluronic L-62-LF. Pluronic L-61 is a liquid having a total average molecular weight of about 1950 and an average molecular weight of polyoxypropylene base of about 1750. Pluronic L-62-LF is a liquid having an average molecular weight of 2200, of which the average molecular weight of the polyoxypropylene base is about 1750. Pluronic L-61 and Pluronic L-62-LF are available from wyandotto chemical corporation.

본 명세서에서 사용된 HLB값은 계면활성제의 친수성-친유성 균형을 표시하는 통상적인 의미의 값이다. 이 값은 계면활성제의 친수성 및 친유성기의 크기 강도의 척도이다.As used herein, an HLB value is a value in the usual sense of indicating a hydrophilic-lipophilic balance of a surfactant. This value is a measure of the size strength of the hydrophilic and lipophilic groups of the surfactant.

본 발명에 적합한 또 다른 계면활성제로서는 음이온성 설폰산염이 있다. 이러한 형태로서 시판되는 계면활성제로는 예컨데 페트로22(petro 22)가 있는데, 페트로 22는 페트로 케미칼사(petro chemical company, Inc.)에서 제조하는 나트륨 메틸 나프탈렌 설포네이트이다.Another surfactant suitable for the present invention is anionic sulfonate. Commercially available surfactants in this form include, for example, petro 22, which is sodium methyl naphthalene sulfonate manufactured by petro chemical company, Inc.

다른 유용한 계면활성제로는 카프릴릭 디카르복실레이트 이미다졸린 유도체가 있다. 이러한 계면활성제로는 사이클로테릭 MV-SF(cycloteric MV-SF)가 있는데, 이것은 사이클로 케미칼사(Cyclo Chemicals Corp.)에서 개발한 양성(amphoteric) 계면활성제이다.Other useful surfactants are caprylic dicarboxylate imidazoline derivatives. One such surfactant is cycloteric MV-SF, which is an amphoteric surfactant developed by Cyclo Chemicals Corp.

다른 유용한 계면활성제로서는 비이에이에스이프 위안도트 인더스트리이스 케이칼즈그룹(BASF Wyandotte Industries Chemicals Group)에서 개발한 비이온성 계면활성제인 플루라팩 RA-10(plurafac RA-10)과 같은 변성 옥시에틸화된 직쇄 알콜류가 있다.Other useful surfactants include modified oxyethylated straight-chain alcohols such as flurafac RA-10, a nonionic surfactant developed by BASF Wyandotte Industries Chemicals Group. There is.

본 발명에 사용되기에 특히 바람직한 계면활성제는 사이클로테릭 MV-SF와 플루라팩 RA-10을 3 : 2의 중량비로 섞은 혼합물이다.Particularly preferred surfactants for use in the present invention are mixtures of cycloteric MV-SF and Fulapak RA-10 in a weight ratio of 3: 2.

계면활성제의 사용량은 약 0.5-50ppm이다. 대기중에 분사되는 수용액중의 계면활성제 농도는 약 0.5-50ppm 정도인 것이 적합하지만, 상술한 바와 같이 물로 희석해 수 있는 상업적인 용액중에는 약 0.05 내지 약 10중량%의 계면활성제가 함유되어 있다. 상업용으로 특히 유용한 용액은 약 5중량%의 계면활성제를 함유하며, 그중 약 3중량%는 사이클로테릭 MV-SF이며 나머지 약 2중량%는 플루라팩 RA-10인 것이다. 이 용액은 분사시스템에 사용되기 전에 필요한 농도로 희석될 수 있다.The amount of surfactant used is about 0.5-50 ppm. It is suitable that the concentration of the surfactant in the aqueous solution sprayed into the atmosphere is about 0.5-50 ppm, but as described above, the commercial solution which can be diluted with water contains about 0.05 to about 10% by weight of the surfactant. A particularly useful solution for commercial use contains about 5% by weight of surfactant, of which about 3% by weight is cycloteric MV-SF and the remaining about 2% by weight is Fulapak RA-10. This solution can be diluted to the required concentration before being used in the injection system.

대기중에 분무하기에 적합한 본 발명의 수용액중에는 계면활성제와 4차 암모늄 화합물이 약 1 : 1 내지 약 10 : 1의 중량 비율로 함유되어 있다. 그중 계면활성제와 4차 암모늄 화합물의 중량비가 약 5 : 1인 것이 바람직하다.The aqueous solution of the present invention suitable for spraying into the atmosphere contains a surfactant and a quaternary ammonium compound in a weight ratio of about 1: 1 to about 10: 1. Among them, the weight ratio of the surfactant to the quaternary ammonium compound is preferably about 5: 1.

본 명세서에서 사용된 ＂필수적으로 함유하는＂이란 용어는 본 명세서상에 기재된 성분을 필요로 하지만 본 발명의 기본적이고도 신규한 특성을 저해하지 않는 한 기타의 성분도 함유될 수 있다는 일반적 의미로 사용된 것이다.As used herein, the term “essentially containing” is used in the general sense that other ingredients may be included as long as they require the ingredients described herein but do not impair the basic and novel properties of the present invention. .

＂분사＂라는 용어는 액체를 기체중에 분산시키는 조작을 의미하는 것이며, 이러한 조작의 결과로 얻어지는 생성물로서는 분무, 안개, 연기 등을 열거해 수 있다. 특히 본 발명에서의 분사조작은 미세한 입자들의 분산 또는 현탁액 또는 미세한 입자들의 기체형태 덩어리 등을 형성시킴이 필수적이다.The term "injection" means an operation for dispersing a liquid in a gas, and examples of the product obtained as a result of such an operation include spraying, mist, and smoke. In particular, the spraying operation in the present invention is essential to form a dispersion or suspension of fine particles or a gaseous mass of fine particles.

본 발명의 방법은 본 발명의 용액으로 기체권을 처리하는것을 포함하고 있으며, 이때 처리된 기체권은 자신이 접촉해 물체에 대전되어 있는 양의 정저하 및 음의 정전하를 동시에 중화시킬 수 있다. 이때의 기체권은 공기인 것이 일반적이다. 기체권의 성분이 본 발명의 조성물과 화학적으로 반응하지만 않는다면 기타의 기체권을 사용하여도 좋다. 따라서 불활성 기체권은 사용이 가능하다. 이러한 불활성 기체권의 성분으로서는 텔륨, 내온, 아르곤, 크립톤, 크세논 등의 불활성 기체 및 질소가 대표적이다. 기체권은 1개 원소로 구성될 수도 있으며, 다수 원소(또는 다수의 화합물)의 화합물(또는 혼합물)로 구성될 수도 있다. ＂기체권(atmosphere)＂이라는 용어는 기체와 증기를 모두 포함시키기 위해 사용된 용어이다. 이 기체권은 본 발명의 조성물이 분사되어 들어갈 기체류의 형태일 수도 있다.The method of the present invention includes treating the gaseous zone with the solution of the present invention, wherein the treated gaseous zone can neutralize the positive static and negative electrostatic charges that are in contact with and charge the object. . At this time, the gas winding is generally air. As long as the components of the gas zone do not chemically react with the composition of the present invention, other gas zones may be used. Thus, an inert gas zone can be used. Typical components of such an inert gas zone include inert gases such as tellurium, internal temperature, argon, krypton, and xenon, and nitrogen. The gas zone may be composed of one element or may be composed of a compound (or mixture) of a plurality of elements (or a plurality of compounds). The term "atmosphere" is used to include both gases and vapors. This gas zone may be in the form of a gas stream into which the composition of the present invention is injected.

본 발명에서의 분사조작은 공지된 바와 같은 분사 시스템에 의해 행하여질 수 있다. 많은 종류의 분사시스템이 상업적으로 활용되고 있다. 이러한 시스템으로서는 분사컬럼, 사이클론 분사기, 벤튜리(venturi) 공기 세정기, 그리고 제트 스크리버(jet scrubber) 혹은 세정기 등이 대표적이다. 분사장치는 일반적으로 한개의 분사노즐 혹은 일련의 분사노즐로 구성되는데, 이때 예컨대 분사 다기관(多岐管)의 형태를 가져도 좋다. 본 발명은 섬유 설비에서 사용되는 형태의 공기 세정기에 있어서 특히 유용하다.The spraying operation in the present invention can be performed by a spraying system as known in the art. Many types of injection systems are commercially available. Such systems are typical of injection columns, cyclone injectors, venturi air scrubbers, and jet scrubbers or scrubbers. The injection device is generally composed of one injection nozzle or a series of injection nozzles, which may have the form of, for example, injection manifolds. The invention is particularly useful in air scrubbers of the type used in textile equipment.

본 명세서에서 사용된 ＂분사노즐＂이라는 용어는 본 발명의 수용액을 작은 방울로 쪼개는 장치를 의미하는 것이다. 일반적으로, 분사노즐에는 압력노즐, 회전노즐(스핀분사기) 혹은 기체분사노즐(2종 유체노즐, 압축공기식 분사기)등이 있다. 공기 습윤, 공기 세정, 가습, 기체의 스크러빙 및 세정용 분사노즐은 이미 공지되어 있다. 노즐의 전형적인 예로서는 내밀(內密) 원추형 광각(廣角)분사기, 중공(中空)원추형 분사기, 압력분사노즐, 공기 혹은 기체분사기 및 회전판 분사기 등이 있다.The term "spray nozzle" as used herein refers to a device for splitting the aqueous solution of the present invention into small droplets. In general, injection nozzles include pressure nozzles, rotary nozzles (spin sprayers), or gas injection nozzles (two fluid nozzles, compressed air injectors). Injection nozzles for air wetting, air cleaning, humidification, scrubbing of gases and cleaning are already known. Typical examples of the nozzles include a precision conical wide-angle injector, a hollow cone injector, a pressure jet nozzle, an air or gas injector, and a rotating plate injector.

본 발명 방법의 실시에 있어서는 온도가 큰 영향을 미치는 것이 발견되었다. 특히 본 발명의 수용액을 저온에서 기체권으로 분사시키면 이 기체권이 접촉된 물체상의 정전기를 보다 빠른 속도로 방전시키는 결과가 나타난다. 예컨대 물의 온도가 일반적으로 약 70-75℉(약 21-24℃)일 경우, 본 발명 수용액의 온도를 약 58℉(약 14.4℃)로 낮추어주면 양의 정전화 및 음의 정전하의 방전 속도가 모두 약 15%가지 향상되었다.In carrying out the method of the present invention, it has been found that the temperature has a great influence. In particular, when the aqueous solution of the present invention is injected into the gaseous zone at a low temperature, the result of discharging the static electricity on the object contacted with the gaseous zone at a faster rate. For example, if the water temperature is generally about 70-75 ° F. (about 21-24 ° C.), lowering the temperature of the aqueous solution of the present invention to about 58 ° F. (about 14.4 ° C.) will result in a positive rate of discharge of positive and negative charges. In all, about 15% improvement.

본 발명의 수용액을 기체권으로 분사시키면 양 및 음의 정전하를 모두 중화시킬 수 있다. 예를들어, 본 발명의 방법에 따라 처리된 기체권을 양 혹은 음의 정전하로 대전된 물체에 접촉시키면, 전하량이 거의 감소되며 심지어 완전히 중화될 수도 있다. 또한 물체에 대전되어 있는 양 및 음의 정전하를 동시에 중화시킬 수도 있다. 이것은 특히 작업과정에서 양 및 음의 정전하가 모두 발생되는 섬유공업에 유익하다. 본 발명의 조성물을 섬유 설비내의 통상적인 공기 세정기에 사용하면 상이한 물체상의 양 및 음의 정전하를 동시에 중화시킬 수 있다.Spraying the aqueous solution of the present invention into the gaseous zone can neutralize both positive and negative electrostatic charges. For example, when the gaseous zone treated according to the method of the present invention is contacted with an object charged with a positive or negative electrostatic charge, the amount of charge is almost reduced and may even be completely neutralized. It is also possible to simultaneously neutralize the positive and negative static charges charged on the object. This is particularly beneficial for the textile industry, where both positive and negative static charges are generated during the process. The compositions of the present invention can be used in conventional air scrubbers in textile equipment to simultaneously neutralize the positive and negative static charges on different objects.

본 발명의 다른 특징은 여러가지 전하량의 정전기가 중화되도록 본 발명의 조성물을 조절해 수 있다는 것이다. 이것은 상술한 바와 같은 4차 암모늄 화합물과 계면활성제를 모두 사용함으로써 가능하다. 4차 암모늄화합물을 사용하면 물체상의 음전하를 중화시킬 수 있는 반면, 계면활성제를 사용하면 물체상의 양전하를 중화시킬 수 있기 때문이다. 따라서 어떤 물체상의 음전하량이 양전하량보다 많은 경우에는 4차 암모늄 화합물의 조성비율을 보다 증가시키면 된다. 반대로 양전하량이 더욱 많은 경우에는 소량의 4차 암모늄 화합물을 사용하거나 또는 음이온계 계면활성제를 사용하면 되고, 혹은 이들 2가지의 방법을 병용할 수도 있다. 전하의 양과 형태는 마찰전기도표(triboelectric series)를 이용하여 많은 시스템에 대해 예견될 수 있는데, 마찰전기 도표란 다음과 같은 각종 조성의 물질을 나열해 놓은 것이다.Another feature of the present invention is that the composition of the present invention can be adjusted to neutralize various amounts of static electricity. This is possible by using both quaternary ammonium compounds and surfactants as described above. The use of quaternary ammonium compounds can neutralize the negative charges on the object, while the use of surfactants can neutralize the positive charges on the object. Therefore, when the amount of negative charge on an object is larger than the amount of positive charge, the composition ratio of the quaternary ammonium compound may be increased. On the contrary, when there is more positive charge, a small amount of quaternary ammonium compounds may be used, or anionic surfactant may be used, or these two methods may be used together. The amount and type of charge can be predicted for many systems using a triboelectric series. The triboelectric diagram lists materials of various compositions, such as:

상기 마찰전기 모표를 활용하는데 있어서의 첫번째 법칙은 2가지 물질이 상기 도표에서 멀리 떨어져 있을 수록 정전기를 쉽게 발생시킨다는 것이며, 다음번 법칙은 도표의 윗쪽에 위치하는 물질일수록 아랫쪽의 물질에 비하여 양(+)으로 대전된다는 것이다. 예컨대 나일론 실이 철제 캡스턴에 접촉하여 움직이면 나일론실이 양전기로 대전되는 한편 캡스턴은 음전기로 대전된다. 이들 물질은 본 발명의 방법에 따라 처리된 기체권과 접촉시키면 양 및 음의 정전하를 모두 중화시킬 수 있다.The first rule in using the triboelectric model is that the more materials are separated from the diagram, the easier it is to generate static electricity. The next rule is that the material at the top of the diagram is positive compared to the material at the bottom. Will be charged. For example, when a nylon thread moves in contact with an iron capstan, the nylon thread is positively charged while the capstan is negatively charged. These materials can neutralize both positive and negative static charges upon contact with the gaseous zone treated according to the method of the present invention.

이 결과는 4차 암모늄 화합물과 계면활성제가 상호 반대로 작용함으로써 이들이 분무될 기체권 자체가 중성화 되는 것으로 생각할 수 있기 때문에 매우 놀라지 않을 수 없는 것이다. 바꾸어 말하면 처리된 기체권의 알짜(net) 전하량은 0일 것이라고 생각해 수 있다. 그러나 어떤 이유에서인지는 알수 없으나 이런 형상이 일어나지 않는다. 본 발명의 방법에 따라 처리된 기체권은 양 및 음의 정전하를 동시에 모두 중화시킬 수 있다.This result is incredible because the quaternary ammonium compound and the surfactant interact with each other and can be thought of as neutralizing the gaseous zone itself to be sprayed. In other words, it can be assumed that the net charge amount of the treated gas zone will be zero. But for some reason it is unknown, but this image does not occur. The gas zone treated according to the method of the present invention can neutralize both positive and negative static charges simultaneously.

또 한가지 놀라운 사실은 본 발명의 실시에 있어서 4차 암모늄 화합물과 계면활성제가 극히 소량으로도 탁월한 효능을 발휘한다는 점이다. 예컨대 각 성분의 농도가 0.5ppm 정도로 낮은 경우에도 대단한 정전기 중화효과를 갖는 것으로 밝혀졌다.Another surprising fact is that the quaternary ammonium compounds and surfactants in the practice of the present invention exhibit excellent efficacy in extremely small amounts. For example, even when the concentration of each component is as low as 0.5ppm was found to have a great electrostatic neutralizing effect.

본 발명의 방법 및 조성에 따라 얻어진 결과는 후술하는 실시예에서 더욱 자세히 설명한다. 모든 수량, 비율, 백분율 및 비는 달리 표시하지 않는한 중량 기준이다.The results obtained according to the method and composition of the present invention are described in more detail in the Examples below. All quantities, ratios, percentages, and ratios are by weight unless otherwise indicated.

첨부도면은 후술하는 실시예에 사용된 공기세정장치의 설명도이다. 공기 세정실(1)은 직경(3)이 약 6인치이고 전체 길이가 약 42인치인 유리관(2)으로 형성되어 있다. 유리관(2)의 상부에는 주입구(4)가 있으며 유리관(2)의 바닥(6) 근처에는 출구(5)가 있다. 공기는 주입구(4)를 통해 도입되는데, 이 주입구(4)는 출구(5)의 중심으로 부터 약 21인치 떨어져 있다.The accompanying drawings are explanatory views of the air cleaning apparatus used in the embodiments described later. The air cleaning chamber 1 is formed of a glass tube 2 having a diameter 3 of about 6 inches and a total length of about 42 inches. At the top of the glass tube 2 there is an inlet 4 and an outlet 5 near the bottom 6 of the glass tube 2. Air is introduced through the inlet 4, which is about 21 inches away from the center of the outlet 5.

용기(7)는 약 5갤런 용량의 플라스틱 용기로서, 유리관(2)으로 분무된 본 발명의 조성물 혹은 기타의 물질의 수용액(8)이 들어 있다.The container 7 is a plastic container of about 5 gallon capacity, containing an aqueous solution 8 of the composition or other material of the present invention sprayed with a glass tube 2.

내경이 약 8/5인치인 플라스틱관(9)의 한 끝은 용액(8)에 잠겨있고, 다른 한 끝은 용기(7)내의 용액을 플라스틱관(11)을 통해 분사노즐(12)로 이송하는 펌프(10)와 연결되어 있다. 관(11)은 관(9)과 같은 재질로 되어 있다.One end of the plastic tube 9 having an inner diameter of about 8/5 inch is immersed in the solution 8, and the other end transfers the solution in the container 7 through the plastic tube 11 to the spray nozzle 12. Is connected to the pump 10. The tube 11 is made of the same material as the tube 9.

관(5)에는 플라스틱제 유실방지용 조절판(14)에 있는데, 이것은 관(2)내의 분무액(25)으로 부터의 연행(連行)액체를 제거한다. 관(5)의 개구부(15) 근처에는 스테인레스강 판(16)이 있는데, 이 판(16)은 1변의 길이가 15cm인 정사각형이며 두께가 약 1/100인치이다. 스테인레스강판(16)은 적당한 수단(도시하지 않았음)에 의하여 고정되어 있는 스티로폼(styrofoam) 벽돌(17)에 매달려 있다. 키슬리(keithley) 모델 600B 전위(18)를 사용하여, 판(16)의 표면으로부터 약 2-3mm 떨어진 정전 탐침(19)으로써 판(16)상의 전하를 측정한다. 전위계(18)는 또한 스티로폼 벽돌(17')에 의해 주위와 격리되어 있다. 전자는 양(+) 및 음(-)의 단자를 가진 1000볼트 전력공급기(20)에 의해 스테인레스강판(16)에 충전된다. 충전은 전선(22)에 의하여 전력 공급기(20)와 연결된 탕침(21)을 스테인레스강판(16)과 접촉시킴으로써 수행된다. 전력 공급기(20)도 역시 스티로품 벽돌(17＂)에 의해 주위와 격리되어 있다. 전기 장치는 표유전류(stray current)의 영향을 극소화하기 위해 수도관에 접지되어 있다.The tube 5 is provided with a plastic loss prevention throttle 14, which removes entrained liquid from the spray liquid 25 in the tube 2. Near the opening 15 of the tube 5 is a stainless steel plate 16, which is square with a side length of 15 cm and is about 1/100 inch thick. The stainless steel plate 16 is suspended from styrofoam bricks 17 which are fixed by suitable means (not shown). Using a Keithley model 600B potential 18, the charge on the plate 16 is measured with an electrostatic probe 19 about 2-3 mm away from the surface of the plate 16. Electrometer 18 is also isolated from the surroundings by styrofoam bricks 17 '. Electrons are charged to the stainless steel plate 16 by a 1000 volt power supply 20 having positive and negative terminals. Charging is carried out by contacting the stainless steel plate 16 with a tang 21 connected to the power supply 20 by an electric wire 22. The power supply 20 is also isolated from the surroundings by styrofoam bricks 17 ＂. The electrical device is grounded to the water pipe to minimize the effects of stray currents.

제작시에는 펌프(10)를 시동시킴으로써 시스템이 활성화되는데, 발펌프(10)는 용기(7)내의 수용액(8)을 분사노즐(12)로 재순환시킨다. 이 결과, 공기류가 서서히 주입구(4)로 도입되게 된다. 용액이 분사될 기체권은 층류(laminar flow)가 가장 바람직한 것으로 밝혀졌다. 난류는 판(16)상에서의 전하 중화 속도를 저하시키는 것으로 밝혀졌다. 그 이유는 확실치 않으나, 장치의 벽에 접촉하는 운반체에 그 원인이 있을 것으로 보인다. 관(2)의 출구(6)는 수용액(8)에 잠겨 있으므로 관(2)의 주입구(4)로 도입된 공기는 관(5)을 통해서만 배출된다. 공기는 노즐(12)에서 발생된 벤튜리 효과에 의하여 관(1) 및 관(5)을통하여 유동하게 된다.At the time of manufacture, the system is activated by starting the pump 10, where the foot pump 10 recycles the aqueous solution 8 in the container 7 to the injection nozzle 12. As a result, air flow is gradually introduced into the inlet 4. It was found that laminar flow was most preferred for the gaseous zone to which the solution was to be injected. Turbulence has been found to lower the rate of charge neutralization on the plate 16. The reason is not clear, but it is likely that the carrier is in contact with the wall of the device. The outlet 6 of the tube 2 is immersed in the aqueous solution 8 so that the air introduced into the inlet 4 of the tube 2 is discharged only through the tube 5. Air flows through the pipe 1 and the pipe 5 by the Venturi effect generated at the nozzle 12.

다음에 전력공급기(20) 및 탐침(21)을 이용하여 스테인레스강판(16)상에 양 혹은 음전하를 대전시킨다. 도면에서 스테인레스강판(16)상에 양전하가 대전되어 있다. 이때 도시된 바와 같이 용액이 공기세정장치내에서 순환되면, 전위계(18)의 바늘은 도면에서 점선으로 표시된 바와 같은 원점 위치, 즉 중앙으로 되돌아갈 것이다. 이것은 스테인레스강판(19)에 대전된 전하가 관(5)으로 부터 배출되는 기체권에 의해 중화되었음을 의미한다. 두꺼운 카드 등으로 관(5)으로부터의 기류를 차단한다면, 판상의 전하는 언제까지나 보유될 것이다.Next, a positive or negative charge is charged on the stainless steel plate 16 using the power supply 20 and the probe 21. In the figure, a positive charge is charged on the stainless steel plate 16. When the solution is circulated in the air cleaner as shown, the needle of the electrometer 18 will return to the origin position, ie the center, as indicated by the dashed line in the figure. This means that the electric charges charged on the stainless steel plate 19 were neutralized by the gaseous air discharged from the tube 5. If the airflow from the tube 5 is blocked by a thick card or the like, the charge on the plate will be retained forever.

이러한 장치는 각종 수용액을 실험하거나 또는 양 및 음전하에 대한 수용액의 효과를 측정하기에 유용한 것임이 판명되었다. 각종 형태의 수용액에 의한 효과는 다음 실시예에서 더욱 명백해질 것이다.Such devices have proved useful for experimenting with various aqueous solutions or for measuring the effects of aqueous solutions on positive and negative charges. The effect of various types of aqueous solutions will be more apparent in the following examples.

하기 실시예에서, 용기(7)를 각 실시예에서 언급한 수용액으로 장입시키고 펌프(10)를 시동하였다. 판(16)을 처음 손으로 잡아 전위차계(18) 바늘의 원점이 중앙에 위치하도록 하였다. 전력공급기(20)를 사용하여 원하는 바에 따라 판(16)을 양 혹은 음전기로 대전시켰다(최대 1000볼트 까지). 눈금의 5는 최대전위를 의미한다. 전위차계(18)의 눈금의 변화를 60초 동안 측정하여 10초 간격으로 눈금을 기록하였다. 이들 측정결과는 판(16)상의 전하가 방전되는 속도를 표시한다. 각각 60초 가동 후에는 판(16)을 접지하여 측정기의 드리프트를 관찰하고, 이 값을 접지 값으로 기록하였다.In the following examples, the vessel 7 was charged with the aqueous solution mentioned in each example and the pump 10 was started. The plate 16 was first held by hand so that the origin of the potentiometer 18 needle was centered. The power supply 20 was used to charge the plate 16 positively or negatively as desired (up to 1000 volts). 5 on the scale means maximum potential. The change in scale of potentiometer 18 was measured for 60 seconds and the scale was recorded at 10 second intervals. These measurement results indicate the rate at which the charge on the plate 16 is discharged. After each 60 seconds of operation, the plate 16 was grounded to observe the drift of the meter, and this value was recorded as the ground value.

각 경우 기류내로 분사되 용액의 온도는 특별한 언급이 없는 한 약 21℃로 하였다.In each case, the temperature of the solution injected into the air stream was about 21 ° C unless otherwise specified.

[실시예 1 (수도물을 사용한 비교 실시예)]Example 1 (Comparative Example Using Tap Water)

용기(7)에 수도물만을 주입하고 판(16)은 양 및 음전하를 교대로 대전시킨 결과, 다음과 같은 전위차계 눈금을 얻었다.Only tap water was injected into the container 7, and the plate 16 was charged with alternating positive and negative charges. As a result, the following potentiometer scales were obtained.

이들 결과로 보아 수도물에 분사함에 의하여 판(16)상의 양전하는 음전하보다 훨씬 빨리 소멸됨을 알수 있다. 사실 수도물을 단독으로 분사하면 짧은 시간동안 음전하를 중화시키는데 있어 비효율적이다.These results show that the positive charges on the plate 16 dissipate much faster than the negative charges by spraying on tap water. In fact, spraying tap water alone is inefficient for neutralizing negative charges for a short time.

[실시예 2 (물과 4차 암모늄 화합물을 사용한 비교실시예)]Example 2 (Comparative Example Using Water and Quaternary Ammonium Compound)

1ppm의 테트라 부틸-암모늄 브로마이드(TBAB)를 함유하는 수용액을 용기에 주입한 것 이외에는 실시예 1을 반복하였다. 다음은 측정결과이다.Example 1 was repeated except that the aqueous solution containing 1 ppm of tetra butyl-ammonium bromide (TBAB) was injected into the vessel. The following is the measurement result.

TBAB는 수도물만의 경우와는 반대의 결과를 나타낸다. 즉, TBAB 수용액은 판상의 음전하를 양정하 보다 더 빨리 중화시킨다.TBAB is the opposite of tap water alone. In other words, aqueous TBAB solution neutralizes the plate-like negative charge faster than positive.

[실시예 3 (물과 계면활성제를 사용한 비교실시예)]Example 3 (Comparative Example Using Water and Surfactant)

1ppm의 플루로닉 L-62-LF를 함유하는 수용액을 용기에 주입한 것 이외에는 실시예 1을 반복하였다. 이때 다음과 같은 결과가 관찰되었다.Example 1 was repeated except that the aqueous solution containing 1 ppm of Pluronic L-62-LF was injected into the container. At this time, the following results were observed.

이 실시예는 계면활성제가 수도물만의 경우보다 양전하의 방전속도를 가속화시킬 수 있음을 나타낸다. 60초가 경과한후에는 판이 약가 음(-)으로 대전되었는데, 이것은 판이 기류로 부터 과량의 전하를 끌어들인 결과일 것이다. 이러한 효과는 계면활성제의 농도가 약 6-8ppm일 때까지 지속되었는데, 약 8ppm 농도에서의 용액의 작용은 수도물 단독의 경우와 대단히 유사하였다. 이것은 양전하의 중화능력은 계속 보유되더라도 방전 속도가 저농도의 계면활성제 만큼 크지 못함을 의미하는 것이다.This example shows that surfactants can accelerate the rate of discharge of positive charges more than tap water alone. After 60 seconds, the plate was charged negatively, which would be the result of the plate drawing excess charge from the air stream. This effect lasted until the concentration of the surfactant was about 6-8 ppm, and the action of the solution at about 8 ppm was very similar to that of tap water alone. This means that even if the neutralization capacity of the positive charge is retained, the discharge rate is not as large as the low concentration surfactant.

더우기 계면활성제의 양이 증가함에 따라, 음전하로 대전된 판에 대한 처리 기류의 작용은 거의 변화하지 않는 반면 양전하로 대전된 판을 방전시키는 처리 기류의 능력은 감소한다. 농도가 40ppm 및 80ppm인 L-62LF 수용액에 의한 결과는 다음과 같다.Moreover, as the amount of surfactant increases, the action of the processing airflow on the negatively charged plate hardly changes, while the ability of the processing airflow to discharge the positively charged plate decreases. The results of the L-62LF aqueous solution with the concentrations of 40 ppm and 80 ppm are as follows.

[실시예 4 (물과 계면활성제 및 4차 암모늄 화합물)]Example 4 Water and Surfactants and Quaternary Ammonium Compounds

다음과 같이 조성물을 준비하였다.The composition was prepared as follows.

이 용액을 다음 표에 표시된 농도로 용기에 주입하여 시험한 결과, 다음 표와 같은 결과가 얻어졌다.The solution was injected into the container at the concentration indicated in the following table and tested. The results shown in the following table were obtained.

실시예 4의 조성물에 의한 결과는 농도의 영향이 적다. 다시 말하면 양 및 음전하의 방전 속도는 본 실시예 조성물의 농도에 덜 좌우된다는 것이다.The result of the composition of Example 4 is less influenced by the concentration. In other words, the rate of discharge of positive and negative charges is less dependent on the concentration of the present composition.

본 발명의 조성물은 양 및 음의 정전기를 중화하는 능력이 저해되지 않는 한 기타의 첨가제를 함유할 수도 있다. 이러한 첨가제로서 필요에 따라 사용가능한 것으로는 기포방지게, 부식억제제, 산화방지제, 킬레이트제(chelating agents), 염료나 안료와 같은 발색제, 완충작용제, 윤활제, 항박테리아 및 항곰팡이제, 냄새 중화제 등이 전형적이다.The composition of the present invention may contain other additives so long as the ability to neutralize positive and negative static electricity is not impaired. Examples of such additives that can be used as needed include antifoaming agents, corrosion inhibitors, antioxidants, chelating agents, coloring agents such as dyes and pigments, buffering agents, lubricants, antibacterial and antifungal agents, and odor neutralizing agents. Typical.

본 발명의 조성물 및 방법은 정전제어에 숙련된 기술자에 의해 즉시 적용될 수 있을 것이다. 섬유 및 제지 공업에서는 비교적 크고 성가실정도의 정전기가 자주 발생된다. 본 발명의 조성물 및 방법은 이러한 환경에서 양 및 음의 정전기를 실질적으로 없애거나 완전히 중화시키는데 활용될 수 있다. 본 발명의 조성물 및 방법은 이러한 시설내에 보통 설치된 공기 세정장치에서 사용되기에 적합하다. 이와같이 본 발명은 값비싼 별도의 장치를 필요로 하지 않으므로 특히 유리하다.The compositions and methods of the present invention will be readily applicable by those skilled in the art of electrostatic control. In the textile and paper industry, relatively large and cumbersome static electricity is frequently generated. The compositions and methods of the present invention can be utilized to substantially eliminate or completely neutralize positive and negative static in such an environment. The compositions and methods of the present invention are suitable for use in air scrubbers normally installed in such facilities. As such, the present invention is particularly advantageous since it does not require expensive separate devices.

본 발명의 장점은 이외에도 많다. 본 발명의 조성물은 주로 물로 이루어지므로 비교적 비용이 싸다. 더우기 본 조성물에 사용된 다른 성분들도 쉽게 구할 수 있다. 본 발명이 조성물은 각 성분을 단순히 혼합하기만 하면 되므로 제조가 매우 용이하다. 또한 본 발명의 조성물은 사용시 희석할 수 있도록 농축물의 형태로 판매될 수도 있다. 본 발명의 조성물은 액체이므로, 통상적인 공기 세정장치로 자동주입되기에 특히 적합하다. 더우기 본 발명의 조성물은 안전하며 취급이 용이하고, 비교적 수명이 길다. 본 발명의 조성물은 크기가 다른 양 및 음전하 모두를 함유한 주위환경에 적합하게 조제될 수 있다. 본 발명은 예측 및 조절이 가능하고 또한 재생(再生)이 가능한 방법으로 정전기를 완전히 중화할 수 있도록 해준다.There are many other advantages of the present invention. The composition of the present invention is relatively inexpensive because it consists mainly of water. Moreover, other ingredients used in the composition are readily available. The composition of the present invention is very easy to manufacture because it only needs to mix the components. The compositions of the invention may also be sold in the form of concentrates so that they can be diluted in use. Since the composition of the present invention is a liquid, it is particularly suitable for autoinjection into a conventional air cleaner. Moreover, the composition of the present invention is safe, easy to handle, and relatively long in life. The compositions of the present invention can be formulated to suit the environment, which contains both amounts and negative charges of different sizes. The present invention makes it possible to completely neutralize static electricity in a way that can be predicted, controlled and regenerated.

Claims

At least about 0.5-20 ppm of at least one quaternary ammonium compound having the structure of Formula (I) and a surface tension of air are dissolved in water having a surface tension of about 72.75 dyn / cm at 20 ° C. At least about 0.5-50 ppm of at least one surfactant capable of forming a surfactant solution having a surface tension of about 38-60 dyn / cm at 20 ° C. when the content is about 0.0005-0.1% by weight. The weight ratio of the primary ammonium compound is about 1: 1 to about 10: 1 by dispersing an aqueous solution containing essentially in the gaseous sphere and the contact with the gaseous phase, wherein the final gaseous phase is treated on the object to be contacted A method for neutralizing static electricity, characterized in that it simultaneously neutralizes positive and negative static charges charged on the battery.

Where

Each R group is the same and is selected from a substituted or unsubstituted C ₃ -C ₈ aliphatic reactor or a cyclic reactor; Or one or two R groups are individually selected from substituted or unsubstituted C ₈ -C ₁₈ aliphatic or cyclic reactors and the remaining R groups are individually from substituted or unsubstituted C ₁ -C ₂ groups Selected;

X is an inorganic anion;

the value of n is 1, 2, or 3;

The quaternary ammonium compound of formula (I) may be dissolved in water at 20 ° C. to at least about 0.5 ppm.