KR101894113B1 - 침착물 제거 및 방지용 에멀젼 - Google Patents

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패트릭 비에르간스
마르커스 브로에셰르
샬로타 칸토-오에퀴스트
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솔레니스 테크놀러지스 케이맨, 엘.피.
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Abstract

본 발명은, (a) (i) 지방족 C10- 또는 C15-테르펜 탄화수소, (ii) 지방족 C10- 또는 C15-테르페노이드, (iii) 지방족 C15-C40-탄화수소, 및 (iv) C6-C30-카르복실산 C1-C30-알킬 에스테르의 카테고리로 이루어진 군으로부터 선택된 소수성 성분 H1; (b) (iii) 지방족 C20-C40-탄화수소, (iv) C6-C30-카르복실산 C1-C30-알킬 에스테르, (v) 지방족 C6-C19-탄화수소, (vi) 방향족 C10- 또는 C15-테르페노이드, (vii) 지방족 또는 방향족 C20-, C25-, C30- 또는 C35-테르페노이드, (viii) 에센셜, 동물성 또는 식물성 오일, 및 (ix) 실리콘 오일의 카테고리로 이루어진 군으로부터 선택된 소수성 성분 H2; (c) 4 ± 2의 HLB 값을 갖는 유화제 E1; (d) 9 ± 2의 HLB 값을 갖는 유화제 E2; 및 (e) 임의적으로, 16 ± 4의 HLB 값을 갖는 유화제 E3을 포함하며, 단, H1 및 H2 둘 다가 상기 카테고리 (iii)으로부터 선택되지는 않고 또한 둘 다가 카테고리 (iv)로부터 선택되지는 않는 것인 수성 세정 에멀젼에 관한 것이다.

Description

침착물 제거 및 방지용 에멀젼 {EMULSIONS FOR REMOVAL AND PREVENTION OF DEPOSITS}
본 발명은, 물 함유 시스템의 표면 상에서 유기 및 무기 침착물을 제거 및 방지하는데 적합한 수성 에멀젼에 관한 것이다.
무기 또는 유기 조성물의 침착물은, 유체, 특히 수성 매질이 파이프 시스템을 통해 이동하거나 컨테이너에 (중간적으로) 저장되는, 산업 플랜트의 작동에 대한 기본적인 문제를 일으킨다.
물 함유 시스템, 예컨대 물 및 폐수 파이핑, 냉각 또는 가열 주기, 냉각 윤활제 시스템, 시추 유체, 또는 물질 전달을 위한 산업 가공수는 시스템 중에 침착물을 형성하는 경향이 있는 다양한 물질(유기, 무기 및/또는 미생물)을 함유한다. 결과적으로, 이러한 침착물은 플랜트 일부에 부착되어 침전물을 형성시키고, 더욱 큰 부분의 형태로 제거되어, 응집체 및 제조된 덩어리에 교란을 일으킨다.
그러한 침착물은 종종 막 형태로 나타난다. 이들은 주로 수성 시스템 내 고체 상과의 계면에서 형성된다. 미생물로부터 형성된 막의 경우에, 이들 막은 미생물(예를 들어, 박테리아, 조류, 진균류 및 원생동물)이 매립되어 있는 슬림한 층으로 이루어진다. 대체로, 이들 막은 미생물 외에도 주로 물, 및 미생물에 의해 스며나온 세포외성 중합체성 물질을 함유하며, 상기 미생물은 물과 함께 히드로겔을 형성하고 다른 영양소 또는 물질을 함유한다. 종종, 계면에 인접한 수성 매질 중에서 확인되는 생성되는 슬림한 매트릭스 중에 입자가 포함된다.
제지 플랜트에서, 특히 수성 섬유 현탁액의 수용 및 전달을 위해 사용되는 구성요소에서 침착물 형성은 문제가 된다. 그러한 제지 플랜트에서 형성되는 막(이는 또한 "오염물"로도 불리움)은, 이 막이 높은 비율의 섬유, 미세 물질, 및 유기 매트릭스에 의해 결합되는 무기 안료를 함유한다는 사실에 의해 특성결정된다. 상기 막은 전형적으로 미생물 공급원의 보호성 세포외다당체("슬라임(slime)", EPS)를 동반하며, 이 막은 상기 장치의 표면 및 가공 수 스트림의 계면에서 나타난다. 또한, 무기 오염물, 예컨대 탄산칼슘("스케일") 및 유기 오염물이 종종 상기 표면 상에 부착된다. 이러한 유기 오염물은 전형적으로 "피치"(예를 들어, 목재로부터의 수지) 및 "점착성 물질"(예를 들어, 아교, 접착제, 테이프 및 왁스 입자)로 공지되어 있다.
침착물의 층 두께가 너무 두꺼우면, 이것은 기판으로부터 분리될 수 있다. 따라서, 분리된 부분이 결함있는 작동, 특히 제지 동안 종이 웹의 인열을 일으킬 수 있고, 이는 결과적으로 높은 비용을 야기시킨다. 이러한 문제를 방지하기 위해, 침착물 조절제가 첨가된다.
EP-A 562 739에는, 글루타르알데히드 및 2-(티오시아노메틸티오)-벤조티아졸을 함유하는 조성물에 의해 슬라임의 형성을 조절하는 것이 제안되어 있다. EP 558 360 A1에는 스타필로코쿠스(Staphylococcus) 또는 아시노박터(Acinobacter) 속의 박테리아 균주에 대항하기 위해 특수한 살균제를 사용하는 것이 제안되어 있다.
DE-A 41 36 445에는 이미 존재하는 점액 물질을 분해시키면서 미생물의 성장에 영향을 미치도록 수성 매질 내 질소 및 인산염 함량을 증가시키는 것이 기재되어 있고, 이러한 목적을 위해 산발적으로 공지된 살균제, 예컨대 이소티아졸론(상품명 카툰(Kathoon)), 디브로모니트릴로프로피온아미드, 또는 메틸렌 비스이소티오시아네이트를 사용하는 것이 제안되어 있다.
폐지를 재사용하기 위해, EP-A 517 360에는 펄프 내 점착성 불순물을 억제하도록 계면활성제 및 탄화수소, 특히 테르펜으로 이루어지는 혼합물의 사용이 기재되어 있다. 현재까지, 휘발성 테르페노이드는 식물에서 알레로파시(allelopathic) 작용을 갖는 것으로 알려져 있다.
EP-A 731 776 및 EP-A 828 889에는, 소수성 상, 하나 이상의 유화제, 및 물로부터 형성되고 소수성 상 중에, 단독으로 또는 혼합물로 사용된 하기 물질 군으로부터 선택되는 하나 이상의 활성 성분을 포함하는 수중유형 에멀젼이 침착물 조절제로 개시되어 있다:
1) 8 내지 30개의 탄소 원자를 갖는, 포화 또는 불포화, 개방사슬 또는 시클릭의 일반형 또는 이성질체형 탄화수소;
2) 포화 또는 불포화 지방 알콜, 포화 또는 불포화 지방산, 지방산 모노알킬 에스테르, 지방산 아미드, 또는 포화 또는 불포화 지방산의 지방산 모노알킬아미드, 2) 하의 모든 화합물은 8 내지 30개의 탄소 원자를 가짐;
3) 폴리에틸렌 글리콜을 제외한, 4 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 포화 또는 불포화 지방산과 모노알콜 및/또는 폴리올의 모노- 또는 폴리에스테르;
4) 8 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 포화 또는 불포화 지방산과 2 내지 6개의 질소 원자를 갖는 지방족 폴리아민의 폴리아미드;
5) 비-시클릭, 바람직하게는 모노시클릭 및/또는 비시클릭 테르펜, 특히 테르펜 탄화수소 및/또는 테르펜 알콜; 및/또는
6) 알킬렌 옥시드 및 C12-C18 지방 알콜 및/또는 C12-C18 지방산 및/또는 C12-C18 지방산의 지방산 글리세리드 기재의 폴리옥시알킬렌 화합물.
그러나, 선행 기술의 침착물 조절제는 모든 관점에서 만족스럽지 않다. 통상적인 세정 조성물과 비교하여 이점을 갖는, 물 함유 시스템의 표면으로부터 침착물을 제거 및/또는 방지하는데 유용한 세정 조성물이 요구된다.
발명의 개요
본 발명은,
(a) 하기 카테고리:
(i) 지방족 C10- 또는 C15-테르펜 탄화수소,
(ii) 지방족 C10- 또는 C15-테르페노이드, 및
(iii) 지방족 C15-C40-탄화수소, 바람직하게는 C20-C40-탄화수소,
(iv) 바람직하게는 동물성 또는 식물성 오일을 제외한 C6-C30-카르복실산 C1-C30-알킬 에스테르
로 이루어진 군으로부터 선택된 소수성 성분 H1;
(b) 하기 카테고리:
(iii) 지방족 C15-C40-탄화수소, 바람직하게는 C20-C40-탄화수소,
(iv) 바람직하게는 동물성 또는 식물성 오일을 제외한 C6-C30-카르복실산 C1-C30-알킬 에스테르,
(v) 바람직하게는 지방족 C10- 또는 C15-테르펜 탄화수소를 제외한, 지방족 C6-C19-탄화수소, 바람직하게는 C6-C14-탄화수소,
(vi) 방향족 C10- 또는 C15-테르페노이드,
(vii) 지방족 또는 방향족 C20-, C25-, C30- 또는 C35-테르페노이드,
(viii) 바람직하게는 지방족 C10- 또는 C15-테르펜 탄화수소, 지방족 C10- 또는 C15-테르페노이드, 방향족 C10- 또는 C15-테르페노이드, 및 지방족 또는 방향족 C20-, C25-, C30- 또는 C35-테르페노이드를 제외한 에센셜 오일; 바람직하게는 C6-C30-카르복실산 C1-C30-알킬 에스테르를 제외한 동물성 또는 식물성 오일; 및
(ix) 실리콘 오일
로 이루어진 군으로부터 선택된 소수성 성분 H2;
(c) 4 ± 2의 HLB 값을 갖는 유화제 E1; 및
(d) 9 ± 2의 HLB 값을 갖는 유화제 E2를 포함하며,
단, H1 및 H2 둘 다가 상기 카테고리 (iii)으로부터 선택되지는 않고 또한 둘 다가 카테고리 (iv)로부터 선택되지는 않는 것인 수성 세정 에멀젼에 관한 것이다.
놀랍게도 본 발명에 따른 수성 세정 에멀젼이 선행 기술의 침착물 조절제와 비교하여 우수한 결과를 제공함이 발견되었다.
놀랍게도 본 발명에 따른 수성 세정 에멀젼이 선행 기술의 수성 에멀젼과 비교하여 향상된 오염물 조절 성능을 나타낼 수 있음이 발견되었다.
또한, 놀랍게도 본 발명에 따른 수성 세정 에멀젼은 그 자체로 또한 거품제거 특성을 나타냄이 발견되었다. 상기 수성 에멀젼은, 제지기의 백수(white water) 순환과 같은 수성 시스템에서 침착물 형성 및 거품 형성 둘 모두를 조절하는데 적합함이 발견되었다. 따라서 거품형성제의 첨가는 완전히 생략되거나, 적어도 거품 형성을 충분히 억제하도록 비교적 적은 양으로 감소될 수 있다.
더욱 또한, 놀랍게도 두가지 유형의 소수성 화합물 H1 및 H2를 본 발명에 따른 세정 에멀젼 형태로 조합시키면 단 한 유형의 이러한 소수성 화합물만을 함유하는 세정 에멀젼과 비교하여 저장 수명이 현저하게 증가됨이 발견되었다. 이는 특히, 파라핀을 함유하여 특히 분해되기 쉬운 세정 에멀젼에 적용된다.
또한, 본 발명에 따른 수성 세정 에멀젼은 제지기 내 어디에나 있는 착색된 생체막 형성 종인 메이오테르무스 실바누스(Meiothermus silvanus)에 대해 항균 활성을 나타냄이 발견되었다.
발명의 상세한 설명
본 발명은,
(a) 하기 카테고리:
(i) 지방족 C10- 또는 C15-테르펜 탄화수소,
(ii) 지방족 C10- 또는 C15-테르페노이드,
(iii) 지방족 C15-C40-탄화수소, 바람직하게는 C20-C40-탄화수소,
(iv) 바람직하게는 동물성 또는 식물성 오일을 제외한 C6-C30-카르복실산 C1-C30-알킬 에스테르
로 이루어진 군으로부터 선택된 소수성 성분 H1;
(b) 하기 카테고리:
(iii) 지방족 C15-C40-탄화수소, 바람직하게는 C20-C40-탄화수소,
(iv) 바람직하게는 동물성 또는 식물성 오일을 제외한 C6-C30-카르복실산 C1-C30-알킬 에스테르,
(v) 바람직하게는 지방족 C10- 또는 C15-테르펜 탄화수소를 제외한, 지방족 C6-C19-탄화수소, 바람직하게는 C6-C14-탄화수소,
(vi) 방향족 C10- 또는 C15-테르페노이드,
(vii) 지방족 또는 방향족 C20-, C25-, C30- 또는 C35-테르페노이드,
(viii) 바람직하게는 지방족 C10- 또는 C15-테르펜 탄화수소, 지방족 C10- 또는 C15-테르페노이드, 방향족 C10- 또는 C15-테르페노이드, 및 지방족 또는 방향족 C20-, C25-, C30- 또는 C35-테르페노이드를 제외한 에센셜 오일; 바람직하게는 C6-C30-카르복실산 C1-C30-알킬 에스테르를 제외한 동물성 또는 식물성 오일; 및
(ix) 실리콘 오일
로 이루어진 군으로부터 선택된 소수성 성분 H2;
(c) 4 ± 2의 HLB 값을 갖는 유화제 E1;
(d) 9 ± 2의 HLB 값을 갖는 유화제 E2; 및
(e) 임의적으로, 16 ± 4의 HLB 값을 갖는 유화제 E3
을 포함하며,
단, H1 및 H2 둘 다가 상기 카테고리 (iii)으로부터 선택되지는 않고 또한 둘 다가 카테고리 (iv)로부터 선택되지는 않는 것인 수성 세정 에멀젼에 관한 것이다.
테르펜은 당업자에게 공지되어 있다. 테르펜은 주로 광범위한 식물, 특히 침엽수에 의해, 또한 흰개미 또는 호랑나비와 같은 몇몇의 곤충을 통해 생성된, 크고 변형된 부류의 탄화수소이다.
명세서 목적상, "테르펜 탄화수소"는 탄소 원자 및 수소 원자로 이루어진, 즉 작용기(예를 들어, 알콜, 에테르, 알데히드, 케톤, 에폭시드 등)를 함유하지 않는 이소프렌(C5H8)의 공역체로 간주될 수 있다. 명세서 목적상, 테르펜 탄화수소는 또한 다른 테르펜 탄화수소의 탄소 골격의 재배열에 의해 얻어지는 그러한 화합물을 포함한다. 테르펜 탄화수소의 예에는, 선형, 분지형 및/또는 시클릭의 불포화 또는 포화 지방족 또는 방향족일 수 있는 모노테르펜(C10-테르펜 탄화수소) 및 세스퀴테르펜(C15-테르펜 탄화수소)이 포함된다. C10-테르펜 탄화수소의 예에는, 오시멘, 미르센, 멘탄, α-테르피넨, γ-테르피넨, 테르피놀렌, α-펠란드렌, β-펠란드렌, 리모넨, 카란, 피난, 보르난, α-피넨, β-피넨이 포함된다. C15-테르펜 탄화수소의 예에는, 비스아볼렌, 카르디넨, β-셀리넨, 카디넨, 카달렌, 베티바줄렌, 구아자줄렌이 포함된다.
명세서 목적상, "테르페노이드"는 이들이 순수한 탄화수소는 아니지만 하나 이상의 작용기(예를 들어, 알콜, 에테르, 알데히드, 케톤, 에폭시드 등)를 함유한다는 점에서 "테르펜 탄화수소"와는 상이하다. 따라서, 테르페노이드는 테르펜 탄화수소와는 구별된다 - 중복되지 않는다. 명세서 목적상, 테르페노이드는 또한 다른 테르페노이드의 탄소 골격의 재배열에 의해 얻어지는 그러한 화합물을 포함한다. 테르페노이드의 예에는, 선형, 분지형 및/또는 시클릭의 불포화 또는 포화 지방족 또는 방향족일 수 있는, 모노테르페노이드(C10-테르페노이드), 세스퀴테르페노이드(C15-테르페노이드), 디테르페노이드(C20-테르페노이드), 세스터테르페노이드(C25-테르페노이드), 트리테르페노이드(C30-테르페노이드) 및 테트라노르트리테르페노이드(C35-테르페노이드)가 포함된다. C10-테르페노이드의 예에는, 게라니올, 네롤, 리날올, 시트로넬롤, 이프세놀, 시트랄, 슈도조논, α-조논, β-조논, 티몰, 멘톨, 테르피네올(예를 들어, α-테르피네올, β-테르피네올, γ-테르피네올, δ-테르피네올), 1,8-테르핀, 1,8-시네올, 멘톤, 풀게온, 카르베올, 카르본, 카르바크롤, 카론, 베르베논, 캄퍼, 카르베논, 보르네올이 포함된다. C15-테르페노이드의 예에는, 파르네솔, 네롤리돌이 포함된다. C20-테르페노이드의 예에는, 피톨, 비타민 A, 아비엔틴산이 포함된다.
지방족 탄화수소는 선형, 분지형 및/또는 시클릭의 불포화 또는 포화일 수 있다. 그 예에는, 알칸, 알켄, 알킨, 시클로알칸, 시클로알켄 및 시클로알킨이 포함된다.
C6-C30-카르복실산 C1-C30-알킬 에스테르에는, 모노카르복실산의 모노에스테르, 디카르복실산의 디에스테르가 포함되지만, 바람직하게는 디카르복실산의 모노에스테르는 포함되지 않는다. 모노카르복실산의 예에는 지방산이 포함되고, 디카르복실산의 예에는 아디프산이 포함된다.
에센셜 오일 또한 당업자에게 공지되어 있다. 명세서 목적상, 에센셜 오일에는 순수 화합물 및 구체적으로 화합물 혼합물이 포함된다. 전형적으로, 에센셜 오일은 식물로부터의 휘발성 아로마 화합물을 함유하는 농축된 소수성 액체이다. 이들은 또한 "휘발성 오일" 또는 "정유"로 공지되어 있다. 다수의 에센셜 오일은 다양한 성분의 복합 혼합물이며, 주요 성분으로 테르펜 탄화수소 및/또는 테르페노이드를 함유한다. 이들은 다양한 성분의 특정 패턴에 의해 분석적으로 확인될 수 있다. 예를 들어, D-리모넨, 테르펜 탄화수소는 특성상 가장 일반적인 테르펜 탄화수소 중 하나이다. 이것은 다수의 시트러스 오일(오렌지, 레몬, 귤, 라임 및 그레이프프루트)에서 주요 구성요소이다. 그러나, 상기 시트러스 오일은 오로지 D-리모넨만으로는 이루어지지 않는다(예를 들어, 문헌 [D.R. Caccioni et al., Int J Food Microbiol. 1998, 18, 43(1-2), 73-9] 참조). 동물 오일에는, 사향, 우지, 우족 오일, 물개 오일, 피쉬 오일 및 고래 오일이 포함된다. 식물성 오일에는, 대두 오일, 옥수수 오일, 해바라기씨 오일, 고올레산 해바라기씨 오일, 카놀라 오일, 홍화 오일, 쿠페아(cuphea) 오일, 호호바 오일, 코코넛 오일 및 팜핵 오일이 포함된다.
유화제는 당업자에게 공지되어 있다. 유화제(이것은 또한 에뮬전트(emulgent)로 공지되어 있음)는 에멀젼(비혼화성 유체의 혼합물)을 안정화시키는 물질이다. 유화제는 전형적으로 소수성 및 친수성 말단을 갖는다. 유화제는 소수성 분자 응집체가 함께 "덩어리"질 수 없도록 이들을 둘러싸서 보호층을 형성한다. 이 작용은 분산된 상이 작은 소적으로 유지되는 것을 돕고 에멀젼을 보존시킨다. 유화제는, 유중수형 에멀젼(오일의 연속 상 중에 분산된 물)을 안정화시키는 유중수형 유화제(w/o 유화제), 및 수중유형 에멀젼(물의 연속 상 중에 분산된 오일)을 안정화시키는 수중유형 에멀젼(o/w 유화제)로 구분될 수 있다.
유화제는 그들의 HLB 값(친수성-친지질성의 균형; 예를 들어, 문헌 [Griffin WC: Journal of the Society of Cosmetic Chemists 1 (1949): 311; Griffin WC: Journal of the Society of Cosmetic Chemists 5 (1954): 259; DAvies JT: Gas/Liquid and Liquid/Liquid Interface. Proceedings of the International Congress of Surface Activity (1957): 426-438] 참조)에 따라서 분류될 수 있다. 바람직한 하나의 실시양태에서, 본 발명에 따른 유화제의 HLB 값은 그리핀에 따라서 정의된다. 다른 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 유화제의 HLB 값은 데이비스에 따라서 정의된다. HLB 값은 예를 들어, 분자의 계면활성제 특성을 예측하는데 사용될 수 있다: 0 내지 3의 HLB 값은 거품형성방지제에 대해서 전형적이고, 4 내지 6의 HLB 값은 w/o 유화제에 대해서 전형적이며, 7 내지 9의 HLB 값은 습윤화제에 대해서 전형적이며, 8 내지 18의 HLB 값은 o/w 유화제에 대해서 전형적이며, 13 내지 15의 HLB 값은 세제에 대해서 전형적이며, 10 내지 18의 HLB 값은 가용화제 또는 굴수성유발물질(hydrotrope)에 대해서 전형적이다.
본 발명에 따른 세정 에멀젼은 수성이다.
바람직한 하나의 실시양태에서, 물이 연속 상이고, 즉 에멀젼은 수중유형 에멀젼이다. 이 실시양태에 따르면, 에멀젼의 물 함량은 에멀젼의 총 중량을 기준으로 바람직하게는 25 중량% 이상, 보다 바람직하게는 40 중량% 이상, 보다 더 바람직하게는 50 중량% 이상, 보다 더 바람직하게는 60 중량% 이상, 및 특히 70 중량% 이상이다.
다른 바람직한 실시양태에서, 물이 분산 상, 즉 에멀젼은 유중수형 에멀젼이다. 이 실시양태에 따르면, 에멀젼의 물 함량은 에멀젼의 총 중량을 기준으로 바람직하게는 80 중량% 이하, 보다 바람직하게는 70 중량% 이하, 보다 더 바람직하게는 60 중량% 이하, 보다 더 바람직하게는 50 중량% 이하 및 가장 바람직하게는 40 중량% 이하, 및 특히 25 중량% 이하이다.
바람직한 하나의 실시양태에서, 본 발명에 따른 세정 에멀젼은 농축물로 제공된다. 상기 농축물은 그 자체로 사용될 수 있거나, 상기 에멀젼을 물 함유 시스템에 적용하는 경우 희석될 수 있다. 물 함량 시스템의 물은 희석이 일어나게 하여, 세정되는 표면과 접촉하게 되는 조성물의 물 함량을 증가시킨다. 바람직하게는, 농축물은 물로 희석 시에 수중유형 에멀젼으로 자발적으로 역전되는 유중수형 에멀젼이다.
본 발명에 따른 세정 에멀젼은 적어도 하기 성분을 함유한다: 물, 소수성 성분 H1, 소수성 성분 H2, 유화제 E1 및 유화제 E2.
소수성 성분 H1은 하기 카테고리:
(i) 지방족 C10- 또는 C15-테르펜 탄화수소, 바람직하게는 C10-테르펜 탄화수소;
(ii) 지방족 C10- 또는 C15-테르페노이드, 바람직하게는 C10-테르펜 알콜;
(iii) 지방족 C15-C40-탄화수소, 바람직하게는 C20-C40-탄화수소, 바람직하게는 고체 파라핀; 및
(iv) 바람직하게는 동물성 또는 식물성 오일을 제외한 C6-C30-카르복실산 C1-C30-알킬 에스테르
로 이루어진 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, 카테고리 (i)에는 모노시클릭 포화 또는 불포화 C10-테르펜 탄화수소; 보다 바람직하게는 모노시클릭 불포화 C10-테르펜 탄화수소; 보다 더 바람직하게는 두개의 비공역화 또는 공역화 C=C-이중결합을 함유하는 모노시클릭 불포화 C10-테르펜 탄화수소; 보다 더 바람직하게는 고리 내 엑소시클릭(exocyclic) C=C-이중 결합 및 비공역화 C=C-이중결합을 함유하는 모노시클릭 불포화 C10-테르펜 탄화수소; 가장 바람직하게는 리모넨; 특히 D-(+)-리모넨이 포함된다.
바람직하게는, 카테고리 (ii)에는 모노시클릭 포화 또는 불포화 C10-테르펜 알콜; 보다 바람직하게는 모노시클릭 불포화 C10-테르펜 알콜; 보다 더 바람직하게는 고리 내 엑소시클릭인 하나의 C=C-이중 결합을 함유하는 모노시클릭 불포화 C10-테르펜 알콜; 가장 바람직하게는 테르피네올, 구체적으로 R-(+)-α-테르피네올, S-(-)-α-테르피네올, β-테르피네올, γ-테르피네올 및/또는 δ-테르피네올이 포함된다.
바람직하게는, 카테고리 (iii)에는 지방족 C15-C40-알칸, 바람직하게는 C20-C40-알칸 및 지방족 C15-C40-알켄, 바람직하게는 C20-C40-알켄이 포함된다. 지방족 C20-C40-알칸의 예에는, 비-시클릭 지방족 C20-C40-알칸, 예컨대 에이코산(C20), 헤네이코산(C21), 도코산(C22), 트리코산(C23), 테트라코산(C24), 펜타코산(C25), 헥사코산(C26), 헵타코산(C27), 옥타코산(C28), 노나코산(C29), 트리아콘탄(C30), 도트리아콘탄(C32), 트리트리아콘탄(C34), 테트라트리아콘탄(C34), 헥사트리아콘탄(C36), 헵타트리아콘탄(C37), 옥타트리아콘탄(C38), 노나트리아콘탄(C39), 테트라콘탄(C40)이 포함된다. 지방족 C20-C40-알켄의 예에는, 비-시클릭 지방족 C20-C40-알켄, 예컨대 1-에이코센(C20) 및 (Z)-9-트리코센(C23)이 포함된다. 바람직하게는, 카테고리 (iii)에는 C20-C40-파라핀, 보다 바람직하게는 고체 파라핀, 보다 더 바람직하게는 49 ± 15℃, 바람직하게는 49 ± 10℃, 보다 바람직하게는 49 ± 8℃, 보다 더 바람직하게는 49 ± 6℃, 보다 더 바람직하게는 49 ± 4℃, 가장 바람직하게는 49 ± 2℃ 및 특히 49 ± 1℃의 범위 내 융점(각각 ASTM D 87 및 ASTM D 127)을 갖는 고체 파라핀이 포함된다. 상기 파라핀은 20개 미만의 탄소 원자를 갖는 탄화수소(카테고리 (iv)에 속하는), 예를 들어 n-파라핀 혼합물 C18, C20, C22, C24를 포함할 수 있거나, 모든 탄화수소는 적어도 20개의 탄소 원자, 예를 들어 n-파라핀 혼합물 C22, C24, C28, C32, 또는 n-파라핀 혼합물 C24, C28, C32, C36을 지닐 수 있다.
바람직하게는, 카테고리 (iv)에는, 선형의 포화 또는 불포화 모노카르복실산의 모노에스테르, 또는 선형의 포화 또는 불포화 디카르복실산의 디에스테르가 포함된다. 선형의 포화 또는 불포화 모노카르복실산의 모노에스테르의 예에는, 예를 들어, 오일의 트랜스메틸화에 의해 제조될 수 있는 지방산의 메틸에스테르가 포함된다. 상기 오일이 다양한 지방산으로부터 유래하는 경우에, 생성된 메틸 에스테르는 혼합물로 존재할 것이다. 예를 들어, 평지씨 오일 메틸 에스테르는 평지씨 오일의 트랜스메틸화에 의해 제조될 수 있다. 그러한 메틸 에스테르의 다른 예에는, 팜 오일 메틸 에스테르, 대두 오일 메틸 에스테르, 콜자(colza) 오일 메틸 에스테르 및/또는 탈로우 메틸 에스테르가 포함된다. 평지씨 오일 메틸 에스테르, 대두 오일 메틸 에스테르, 및 콜자 오일 메틸 에스테르가 특히 바람직하다. 선형의 포화 또는 불포화 디카르복실산의 디에스테르의 예에는, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산 및 세박산의 메틸 디에스테르, 에틸 디에스테르, 프로필 디에스테르 및 디부틸 디에스테르가 포함된다. 디부틸아디페이트가 특히 바람직하다. 중복을 피하기 위해, 동물성 및 식물성 오일이 바람직하게는 카테고리 (iv)로부터 제외된다.
소수성 성분 H2는 하기 카테고리:
(iii) 지방족 C15-C40-탄화수소, 바람직하게는 C20-C40-탄화수소,
(iv) 바람직하게는 동물성 또는 식물성 오일을 제외한 C6-C30-카르복실산 C1-C30-알킬 에스테르,
(v) 바람직하게는 지방족 C10- 또는 C15-테르펜 탄화수소를 제외한, 지방족 C6-C19-탄화수소, 바람직하게는 C6-C14-탄화수소,
(vi) 방향족 C10- 또는 C15-테르페노이드,
(vii) 지방족 또는 방향족 C20-, C25-, C30- 또는 C35-테르페노이드,
(viii) 바람직하게는 지방족 C10- 또는 C15-테르펜 탄화수소, 지방족 C10- 또는 C15-테르페노이드, 방향족 C10- 또는 C15-테르페노이드, 및 지방족 또는 방향족 C20-, C25-, C30- 또는 C35-테르페노이드를 제외한 에센셜 오일; 바람직하게는 C6-C30-카르복실산 C1-C30-알킬 에스테르를 제외한 동물성 또는 식물성 오일; 및
(ix) 실리콘 오일
로 이루어진 군으로부터 선택되며, 단, H1 및 H2 둘 다가 카테고리 (iii)으로부터 선택되지는 않고 또한 둘 다가 카테고리 (iv)로부터 선택되지는 않는다.
바람직한 하나의 실시양태에서, 카테고리 (iii)에는 지방족 C15-C40-탄화수소가 포함되며, 카테고리 (v)에는 C6-C14-탄화수소가 포함되고, 바람직하게는 지방족 C10- 또는 C15-테르펜 탄화수소가 제외된다.
다른 바람직한 실시양태에서, 카테고리 (iii)에는 C20-C40-탄화수소가 포함되며, 카테고리 (v)에는 C6-C19-탄화수소가 포함되고, 바람직하게는 지방족 C10- 또는 C15-테르펜 탄화수소가 제외된다.
본 발명에 따른 세정 에멀젼은 카테고리 (iii)의 다수개의 성분, 예를 들어, 다수개의 지방족 C15-C40-탄화수소, 바람직하게는 C20-C40-탄화수소의 혼합물, 예컨대 n-파라핀 혼합물 C22, C24, C28, C32를 함유할 수 있다. 그러나, 이러한 상황 아래에서, 세정 에멀젼의 하나 이상의 추가 성분은, 카테고리 (i), (ii) 및 (iv)(소수성 성분 H1) 중 임의의 것으로부터, 또는 카테고리 (iv), (v), (vi), (vii), (viii) 및 (ix)(소수성 성분 H2) 중 임의의 것으로부터 선택되어야 한다.
유사하게, 본 발명에 따른 세정 에멀젼은 카테고리 (iv)의 다수개의 성분, 즉 다수개의 C6-C30-카르복실산 C1-C30-알킬 에스테르의 혼합물을 함유할 수 있다. 그러나, 이러한 상황 아래에서, 세정 에멀젼의 하나 이상의 추가 성분은 카테고리 (i), (ii) 및 (iii)(소수성 성분 H1) 중 임의의 것으로부터, 또는 카테고리 (v), (vi), (vii), (viii) 및 (ix)(소수성 성분 H2) 중 임의의 것으로부터 선택되어야 한다.
바람직하게는, 카테고리 (v)에는 지방족 C6-C19-알칸, 바람직하게는 C6-C14-알칸, 및 지방족 C6-C19-알켄, 바람직하게는 C6-C14-알켄이 포함된다. 지방족 C6-C19-알칸의 예에는, 비-시클릭 지방족 C6-C9-알칸, 예컨대 2,2-디메틸부탄, 2,3-디메틸부탄, 2-메틸펜탄, 3-메틸펜탄, 이소헥산, n-헥산(C6); 2,2,3-트리메틸부탄, 2,2-디메틸펜탄, 2,4-디메틸펜탄, 2-메틸헥산, 3,3-디메틸펜탄, 3-메틸헥산, 이소헵탄, n-헵탄(C7); 2,2,3,3-테트라메틸부탄, 2,2-디메틸헥산, 2,3,4-트리메틸펜탄, 2,4-디메틸헥산, 2,5-디메틸헥산, 2-메틸헵탄, 3,4-디메틸헥산, 3-메틸헵탄, 4-메틸헵탄, 이소옥탄, n-옥탄(C8); 2,2,4-트리메틸헥산, 2,3-디메틸헵탄, 2-메틸옥탄, 이소노난, n-노난(C9); 2-메틸노난, 3-메틸노난, 4-메틸노난, 이소데칸, n-데칸(C10); 이소운데칸, n-운데칸(C11); 이소도데칸, n-도데칸(C12); 이소트리데칸, n-트리데칸(C13); 이소테트라데칸, n-테트라데칸(C14); 이소펜타데칸, n-펜타데칸(C15); 이소헥사데칸, 2,2,4,4,6,8,8-헵타메틸노난, n-헥사데칸(C16); 이소헵타데칸, n-헵타데칸(C17); 이소옥타데칸, n-옥타데칸(C18); 이소노나데칸, n-노나데칸(C19)이 포함된다. 지방족 C6-C19-알칸의 추가 예에는, 시클릭 지방족 C6-C9-알칸, 예컨대 메틸시클로펜탄, 시클로헥산(C6); 시클로헵타트리엔, 노르보르난, 시클로헵탄, 에틸시클로펜탄(C7); 1,1-디메틸시클로헥산, 1,2-디메틸시클로헥산, 1,3-디메틸시클로헥산, 1,4-디메틸시클로헥산, 시클로옥탄, 에틸시클로헥산, 프로필시클로펜탄(C8); 1,2,4-트리메틸시클로헥산, 이소프로필시클로헥산, 프로필시클로헥산, 시클로노난(C9); 아다만탄, 데카히드로나프탈렌, 부틸시클로헥산, 시클로데칸(C10); 1,3-디메틸아다만탄, 비시클로헥실(C12); 퍼히드로플루오렌(C13)이 포함된다. 지방족 C6-C19-알켄의 예에는, 비-시클릭 및 시클릭의 지방족 C6-C19-알켄, 예컨대 1,3-헥사디엔, 1,4-헥사디엔, 1,5-헥사디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 2,4-헥사디엔, 2-메틸-1,4-펜타디엔, 3-메틸-1,3-펜타디엔, 3-메틸-1,4-펜타디엔, 4-메틸-1,3-펜타디엔, 메틸렌시클로펜탄, 1-헥센, 2,3-디메틸-1-부텐, 2,3-디메틸-2-부텐, 2-에틸-1-부텐, 2-헥센, 2-메틸-1-펜텐, 2-메틸-2-펜텐, 3,3-디메틸-1-부텐, 3-메틸-1-펜텐, 3-메틸-2-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 3-헥센, 3-메틸-2-펜텐(C6); 1,6-헵타디엔, 2,4-디메틸-1,3-펜타디엔, 2-메틸-1,5-헥사디엔, 메틸렌시클로헥산, 1-헵텐, 2,3,3-트리메틸-1-부텐, 2,3-디메틸-1-펜텐, 2-메틸-1-헥센, 3-에틸-1-펜텐, 3-에틸-2-펜텐, 3-헵텐, 3-메틸-1-헥센, 4,4-디메틸-1-펜텐, 4-메틸-1-헥센, 5-메틸-1-헥센, 2-헵텐(C7); 1,7-옥타디엔, 2,5-디메틸-1,5-헥사디엔, 2,5-디메틸-2,4-헥사디엔, 2,5-디메틸-2,4-헥사디엔, 알릴시클로펜탄, 에틸리덴시클로헥산, 비닐시클로헥산, 1-옥텐, 2,3,4-트리메틸-2-펜텐, 2,4,4-트리메틸-1-펜텐, 2,4,4-트리메틸-2-펜텐, 2-메틸-1-헵텐, 2-메틸-2-헵텐, 디이소부틸렌, 2-옥텐, 3-옥텐, 4-옥텐, 5-에틸리덴-2-노르보르넨, 5-비닐-2-노르보르넨, 1,8-노나디엔, 1-이소프로필-1-시클로헥센, 알릴시클로헥산, 1-노넨, 4-노넨(C9); 디펜텐, 1,5,9-데카트리엔, 2,6-디메틸-2,4,6-옥타트리엔, 캄펜, 미르센, 오시멘, 1,9-데카디엔, 비닐시클로옥탄, 1-데센, 2-메틸-1-노넨, 3,7-디메틸-1-옥텐, 5-데센(C10); 1-운데센(C11); 1,2,4-트리비닐시클로헥산, 1-도데센, 2-메틸-1-운데센(C12); 1-트리데센(C13); 1-테트라데센, 7-테트라데센(C14); γ-휴물렌, 1-펜타데센(C15); 1,15-헥사데카디엔, 1-헥사데센(C16); 1-헵타데센(C17); 1-옥타데센(C18); 1-노나데센, 2-메틸-7-옥타데센(C19)이 포함된다. 액체 파라핀, 예컨대 화이트 오일이 바람직하다. 중복을 피하기 위해, 지방족 C10- 또는 C15-테르펜 탄화수소가 바람직하게는 카테고리 (iv)로부터 제외된다.
바람직하게는, 카테고리 (vi)에는 방향족 C10-테르펜 알콜이 포함된다. 방향족 C10-테르펜 알콜의 예에는, 타임 오일의 주요 성분인 티몰 및 카르바크롤이 포함된다.
바람직하게는, 카테고리 (vii)에는 테트라노르트리테르페노이드, 바람직하게는 리모노이드, 특히 님 오일(neem oil)의 성분인 아자디라크틴이 포함된다.
바람직하게는, 카테고리 (viii)에는 아미리스 오일, 아몬드 오일, 아니스 오일, 밤(balm) 오일, 바질 오일, 베이 오일, 베르가모트 오일, 자작나무 오일, 자작나무 타르 오일, 블랙 페퍼 오일, 보라지 오일, 케이드 오일, 캄퍼 화이트 오일, 카나가 오일, 카르다몸 오일, 당근씨 오일, 카시아 오일, 피마자 오일, 시더잎 오일, 시더우드 오일, 셀러리씨 오일, 카모마일 오일, 시나몬껍질 오일, 시나몬잎 오일, 시나몬 오일, 시트로넬라 오일, 클라리 세이지 오일, 클로브 오일, 클로브 버드 오일, 대구간 오일, 꼬냑 오일, 코파이바 발삼 오일, 코리안더 오일, 옥수수 오일, 콘민트 오일, 코코넛 오일, 코스투스 오일, 목화씨 오일, 크로톤 오일, 딜위드 오일, 유칼립투스 오일, 유게놀, 펜넬 오일, 전나무잎 오일, 생선간 오일, 갈바넘 오일, 마늘 오일, 생강 오일, 그레이프프루트 오일, 과이악 우드 오일, 호호바 오일, 라드 오일, 라벤더 오일, 레몬 오일, 레몬그라스 오일, 라임 오일, 아마씨 오일, 릿세아 쿠베바 오일, 러비지 오일, 마카다미아 넛 오일, 마조람 오일, 만다린 오일, 멘하덴 피쉬 오일, 미르 오일, 님 오일, 넛맥 오일, 올리바넘 오일, 올리브 오일, 양파 오일, 오포포낙스 오일, 오렌지 오일, 오렌지 테르펜, 오스만투스 오일, 파슬리 오일, 파출리 오일, 땅콩 오일, 페퍼민트 오일, 페티그레인 오일, 피멘타잎 오일, 장미 오일, 로즈마리 오일, 홍화 오일, 세이지 오일, 샌달우드 오일, 사사프라스 오일, 참깨 오일, 대두 오일, 스피어민트 오일, 스파이크 라벤더 오일, 해바라기씨 오일, 타라곤 오일, 티 트리 오일, 테르피네올, 터르펜틴 오일, 타임 오일, 밀 배아 오일, 윈터그린 오일, 일랑 일랑 오일로 이루어진 군으로부터 선택된 에센셜, 동물성 또는 식물성 오일이 포함된다. 중복을 피하기 위해서, 지방족 C10- 또는 C15-테르펜 탄화수소, 지방족 C10- 또는 C15-테르페노이드, 방향족 C10- 또는 C15-테르페노이드, 및 지방족 또는 방향족 C20-, C25-, C30- 또는 C35-테르페노이드가 바람직하게는 카테고리 (viii)의 에센셜 오일로부터 제외되고; C6-C30-카르복실산 C1-C30-알킬 에스테르가 바람직하게는 카테고리 (viii)의 동물 및 식물성 오일로부터 제외된다.
바람직하게는, 카테고리 (ix)에는 실리콘 오일, 바람직하게는 알콕실화 실리콘 오일이 포함된다. 바람직한 알콕시화 실리콘 오일에는, 에톡실화(EO) 및 프로폭실화(PO) 실리콘 오일이 포함된다. 바람직하게는, 상기 실리콘 오일은 1 내지 55의 범위 내 EO 함량을 갖는다. 가장 바람직하게는 15 내지 35의 범위의 함량을 갖는다. 바람직한 PO 함량은 1 내지 85의 범위 내이어야 한다. 가장 바람직하게는 20 내지 50의 범위 내이다. 바람직한 실리콘 오일은 1000 내지 100000의 범위 내 수평균 분자량을 갖는다. 바람직한 실리콘 오일은 60℃ 초과의 인화점을 갖는다. 바람직한 실리콘 오일은 30℃ 미만의 흐림점을 갖는다.
본 발명의 세정 에멀젼의 바람직한 실시양태에서,
- H1은 카테고리 (i)로부터 선택되고 H2는 카테고리 (iii)으로부터 선택되거나;
- H1은 카테고리 (i)로부터 선택되고 H2는 카테고리 (iv)로부터 선택되거나;
- H1은 카테고리 (i)로부터 선택되고 H2는 카테고리 (v)로부터 선택되거나;
- H1은 카테고리 (i)로부터 선택되고 H2는 카테고리 (vi)으로부터 선택되거나;
- H1은 카테고리 (i)로부터 선택되고 H2는 카테고리 (vii)로부터 선택되거나;
- H1은 카테고리 (i)로부터 선택되고 H2는 카테고리 (viii)로부터 선택되거나;
- H1은 카테고리 (i)로부터 선택되고 H2는 카테고리 (ix)로부터 선택되거나;
- H1은 카테고리 (ii)로부터 선택되고 H2는 카테고리 (iii)으로부터 선택되거나;
- H1은 카테고리 (ii)로부터 선택되고 H2는 카테고리 (iv)로부터 선택되거나;
- H1은 카테고리 (ii)로부터 선택되고 H2는 카테고리 (v)로부터 선택되거나;
- H1은 카테고리 (ii)로부터 선택되고 H2는 카테고리 (vi)으로부터 선택되거나;
- H1은 카테고리 (ii)로부터 선택되고 H2는 카테고리 (vii)로부터 선택되거나;
- H1은 카테고리 (ii)로부터 선택되고 H2는 카테고리 (viii)로부터 선택되거나;
- H1은 카테고리 (ii)로부터 선택되고 H2는 카테고리 (ix)로부터 선택되거나;
- H1은 카테고리 (iii)으로부터 선택되고 H2는 카테고리 (iv)로부터 선택되거나;
- H1은 카테고리 (iii)으로부터 선택되고 H2는 카테고리 (v)로부터 선택되거나;
- H1은 카테고리 (iii)으로부터 선택되고 H2는 카테고리 (vi)으로부터 선택되거나;
- H1은 카테고리 (iii)으로부터 선택되고 H2는 카테고리 (vii)로부터 선택되거나;
- H1은 카테고리 (iii)으로부터 선택되고 H2는 카테고리 (viii)로부터 선택되거나;
- H1은 카테고리 (iii)으로부터 선택되고 H2는 카테고리 (ix)로부터 선택되거나;
- H1은 카테고리 (iv)로부터 선택되고 H2는 카테고리 (v)로부터 선택되거나;
- H1은 카테고리 (iv)로부터 선택되고 H2는 카테고리 (vi)으로부터 선택되거나;
- H1은 카테고리 (iv)로부터 선택되고 H2는 카테고리 (vii)로부터 선택되거나;
- H1은 카테고리 (iv)로부터 선택되고 H2는 카테고리 (viii)로부터 선택되거나;
- H1은 카테고리 (iv)로부터 선택되고 H2는 카테고리 (ix)로부터 선택된다.
소수성 성분 H1 및 소수성 성분 H2의 바람직한 조합물에는, 지방산 알킬 에스테르, 바람직하게는 지방산 메틸 에스테르와, 에센셜 오일, 동물성 오일 및 식물성 오일로 이루어진 군으로부터 선택된 오일의 조합물이 포함된다.
소수성 성분 H1 및 소수성 성분 H2의 특히 바람직한 조합물이 하기 표에 요약되어 있다:
Figure 112013023523991-pct00001
Figure 112013023523991-pct00002
Figure 112013023523991-pct00003
바람직하게는, 소수성 성분 H1: 소수성 성분 H2의 상대 중량비는 50:1 내지 1:50, 보다 바람직하게는 40:1 내지 1:10, 보다 더 바람직하게는 30:1 내지 1:1, 보다 더 바람직하게는 20:1 내지 2:1, 가장 바람직하게는 15:1 내지 3:1 및 특히 10:1 내지 4:1의 범위 내이다.
본 발명에 따른 세정 에멀젼은 적어도 (c) 4 ± 2의 HLB 값을 갖는 유화제 E1 및 (d) 9 ± 2의 HLB 값을 갖는 유화제 E2을 함유한다. 임의적으로, 상기 에멀젼은 추가로 (e) 16 ± 4의 HLB 값을 갖는 유화제 E3을 함유한다. 유화제 E1, E2 및 임의적으로 존재하는 유화제 E3은 서로 독립적으로 음이온성, 양이온성 또는 비이온성일 수 있다.
바람직한 하나의 실시양태에서, 유화제 E1은 4 ± 2의, 바람직하게는 4 ± 1 의, 특히 약 3, 약 4 또는 약 5의 HLB 값을 갖는다. 유화제 E1의 예에는, C12-C18-알킬알콜, 예를 들어 1-도데칸올, 1-테트라데칸올, 1-헥사데칸올 또는 1-옥타데칸올이 포함된다. 바람직하게는, 유화제 E1의 함량은 0.01 내지 10 중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 8.0 중량%, 보다 더 바람직하게는 0.5 내지 7.0 중량%, 보다 더 바람직하게는 0.75 내지 5.0 중량%, 가장 바람직하게는 1.0 내지 4.0 중량% 및 특히 1.5 내지 3.5 중량%의 범위 내이다.
다른 바람직한 실시양태에서, 유화제 E2는 9 ± 2의, 바람직하게는 9 ± 1의, 특히 약 8, 약 9 또는 약 10의 HLB 값을 갖는다. 유화제 E2의 예에는, 폴리에톡실화 C16-C18-알킬알콜 및 폴리에톡실화 피마자 오일이 포함된다. 바람직하게는, 유화제 E2의 함량은 0.01 내지 10 중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 8.0 중량%, 보다 더 바람직하게는 0.5 내지 7.0 중량%, 보다 더 바람직하게는 0.75 내지 5.0 중량%, 가장 바람직하게는 1.0 내지 4.0 중량% 및 특히 1.5 내지 3.5 중량%의 범위 내이다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, 유화제 E3은 16 ± 4의, 바람직하게는 16 ± 3의, 보다 바람직하게는 16 ± 2의, 바람직하게는 16 ± 1의, 특히 약 15, 16, 약 17, 약 18, 약 19 또는 약 20의 HLB 값을 갖는다. 유화제 E3의 예에는, 에톡실화 C16-C18 알킬알콜, 오세놀 및 알킬폴리사카라이드가 포함된다. 바람직하게는, 유화제 E3의 함량은 0.01 내지 10 중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 8.0 중량%, 보다 더 바람직하게는 0.5 내지 7.0 중량%, 보다 더 바람직하게는 0.75 내지 5.0 중량%, 가장 바람직하게는 1.0 내지 4.0 중량% 및 특히 1.5 내지 3.5 중량%의 범위 내이다.
추가로 적합한 유화제는 당업자에게 공지되어 있디. 이와 관련하여, 예를 들어 문헌 [H. Schubert, Emulgiertechnik, Behr 1st ed., 2005]을 참고할 수 있다.
바람직하게는, 모든 유화제의 전체 함량은 에멀젼의 총 중량을 기준으로 5.0 내지 15 중량%의 범위 내이다.
본 발명에 따른 에멀젼은 부식 억제제 및 계면활성제와 같은 추가 성분을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 에멀젼은 소포제와 함께 사용되지 않거나, 소포제의 소포력이 본 발명에 따른 에멀젼의 부재 시에 목적하는 소포 효과를 얻기에 충분하지 않은 그러한 양으로 소포제와 조합된다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 에멀젼은 부식 억제제를 추가로 포함한다. 부식 억제제는 당업자에게 공지되어 있다. 이와 관련하여, 예를 들어 문헌 [Vedula S. Sastri, Corrosion Inhibitors: Principles and Applications, Wiley 1998 and Michael and Irene Ash, Handbook of Corrosion Inhibitors (Synapse Chemical Library), Synapse Information Resources, Inc. 2000]을 참고할 수 있다. 바람직하게는, 상기 부식 억제제는 알칼리 금속 보레이트, 알칼리 금속 몰리브데이트, 히드로카르빌 트리아졸, 실리케이트, 모르폴린, 에틸렌디아민, 피리딘, 피롤리딘 및 아세틸렌 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, 부식 억제제의 함량은 에멀젼의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 5.0 중량%, 보다 바람직하게는 0.05 내지 1.0 중량% 및 가장 바람직하게는 0.1 내지 0.5 중량%의 범위 내이다.
수성 에멀젼, 특히 파라핀을 함유하는 수성 에멀젼은 상 분리에 의해 분해되기 쉽다. 그러므로, 선행 기술의 파라핀 함유 세정 에멀젼은 대개 단지 6개월 이하의 저장 수명을 갖는다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 에멀젼은 6개월 이상, 보다 바람직하게는 7 개월 이상, 보다 더 바람직하게는 8개월 이상, 보다 더 바람직하게는 9개월 이상, 가장 바람직하게는 10개월 이상 및 특히 11개월 또는 12개월 이상의, 주위 조건 아래에서의 저장 수명을 나타낸다. 당업자는 에멀젼의 저장 수명을 측정하기에 적합한 방법을 충분히 인식하고 있다. 바람직하게는, 저장 수명은 실험 부분에 따라서 측정된다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 에멀젼은 생체막 형성 미생물, 예컨대 메이오테르무스 실바누스에 대해 항균 활성을 나타낸다. 바람직하게는, 상기 에멀젼은 상기 미생물을 박멸시키지는 않고, 단지 그들의 성장을 억제한다.
특정 매질 내에서 미생물의 성장을 추정하는 방법은 당업자에게 공지되어 있다. 예를 들어, 미생물의 성장은 미세역가판 검정 시험에 의해 평가될 수 있다. 상기 시험에서, 물질의 항균 활성은 이 물질의 존재 하에서 미생물의 성장을, 상기 물질의 부재 하에서의 미생물의 성장과 비교함으로써 직접적으로 평가될 수 있다. 따라서, 다양한 항균 물질이 서로에 대해 직접적으로 비교될 수 있다. 샘플 내 착색된 생체막 형성 종의 농도는 특정 파장에서 샘플의 흡수율을 측정함으로써 직접적으로 측정될 수 있다.
바람직한 하나의 실시양태에서, 20 ppm의 에멀젼을 함유하는 제지기의 백수 샘플에서 하루 내 메이오테르무스 실바누스의 성장은, 상기 에멀젼의 부재 하에서 상기 백수 샘플에서의 메이오테르무스 실바누스의 성장에 비교하여, 적어도 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2, 4, 6, 8 또는 10%까지, 보다 바람직하게는 적어도 12, 14, 16, 18 또는 20%까지, 보다 더 바람직하게는 적어도 22, 24, 26, 28 또는 30%까지, 보다 더 바람직하게는 적어도 32, 34, 36, 38 또는 40%까지 및 가장 바람직하게는 적어도 42, 44, 46, 48 또는 50%까지 바람직하게는 상대적으로 감소된다.
본 발명의 다른 측면은 물 함유 시스템의, 바람직하게는 셀룰로스 물질을 가공하기 위한 바람직하게는 기계 또는 기계 일부의 표면으로부터 침착물의 제거 및/또는 방지를 위한 상술된 에멀젼의 용도에 관한 것이다.
바람직하게는, 기계 또는 기계의 일부는 펄프, 종이, 종이판 또는 판지의 제작을 위한 것이다. 바람직한 하나의 실시양태에서, 물 함유 시스템은 제지용 수성 섬유 현탁액을 수용하고 전달하는데 사용되는 제지 플랜트의 구성요소이다.
바람직하게는, 상기 물 함유 시스템은 순환 시스템이다.
본 발명에 따른 에멀젼을 사용하는 경우에, 이것은 연속적으로 또는 간격 투여에 의해 사용될 수 있다.
바람직하게는, 상기 표면은 스크린, 건조 스크린, 펠트, 필터, 막, 탱크, 용기, 탑, 파이프, 튜브, 밸브, 시일(seal), 개스킷, 샤워, 채널, 헤드 박스(head box), 프레임, 스캐폴드, 펌프, 정제기, 펄프제조기, 부유 장치, 롤러, 실린더 및 와이어로 이루어진 군으로부터 선택된 구성요소이다.
본 발명에 따라 사용되는 에멀젼은 놀랍게도, 불순물, 예컨대 접착제, 수지, 왁스, 지방에 대한 함침 효과, 및/또는 펄프, 종이 및 판지 제조기의 임의 위치에서 역청 반발 작용을 갖는 제제 또는 세정제로 가장 적합하다.
상기 에멀젼은 특히 기계의 습한 구역 내 장치 및/또는 건조한 구역 내 장치의 처리 하에 상기 장치의 표면 상에 본 발명에 따라서 사용될 수 있다.
상기 에멀젼은 기계가 작동(온라인)되는 동안에 또는 기계가 정지(오프라인)되는 동안에 본 발명에 따라서 사용될 수 있다. 기계가 중단되는 경우, 표면 상의 에멀젼의 체류 시간은 수초에서 수분인 것이 바람직하다. 상기 에멀젼은 와이어의 복귀 운동에 사용될 수 있고, 와이어는 임의적으로 종이 웹과 접촉되기 전에 공기를 사용하여 팽창된다.
상기 에멀젼은 그 자체로 또는 물 및/또는 용매, 바람직하게는 물을 사용하여 희석한 후에 본 발명에 따라서 사용될 수 있다. 일반적으로, 5℃ 내지 80℃, 바람직하게는 20℃ 내지 50℃의 범위 내 온도를 갖는 물이 이러한 목적을 위해 사용된다. 바람직하게는, 상기 에멀젼은 0.001 내지 50 중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 20 중량%의 농도로 수성 희석액에 사용된다.
바람직한 하나의 실시양태에 따르면, 에멀젼의 첨가양은 전체 물 함유 시스템에 대해 1 내지 200 ppm, 보다 바람직하게는 5 내지 100 ppm, 가장 바람직하게는 10 내지 50 ppm에 이른다.
희석된 에멀젼은, 바람직하게는 중복되는 분무 구역을 갖는 평면 제트 노즐이 구비된 분무 파이프를 통하여 목적하는 방식으로 적용될 수 있다. 와이어 세정 플랜트에서, 상기 에멀젼이 세척수에 첨가될 수 있다.
본 발명에 따라 사용되는 제제의 작용 때문에, 점착성 불순물은 그의 점착성을 상실하고, 자동적으로 또는 물을 사용하여 분무시키는 경우에 장치의 표면으로부터 분리되고 제거된다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시양태에서, 물 함유 시스템은 폐수 유출물; 막 정제 시스템; 역 삼투 여과 유닛; 한외여과 유닛; 모래 필터; 스팀 발생 시스템; 보일러; 열교환기; 증발 응축기; 냉각 탑; 냉각수 시스템; 폐쇄된 냉각 시스템; 에어 워셔; 가열, 배기 및 공기 조절 장치(HVAC); 살균기; 소독기; 엔진; 바이오디젤 플랜트; 오일 분리기; 의료 장치; 및 식품 가공 장치로 이루어진 군으로부터 선택된다.
물 함유 시스템은 그 자체로 상기 특정된 군으로부터 선택될 수 있거나, 물 함유 시스템은 상기 특정된 장치, 장비, 유닛 또는 시스템의 구성요소일 수 있다.
바람직한 하나의 실시양태에서, 본 발명에 따른 에멀젼은 막의 표면으로부터 침착물을 제거 및/또는 방지하는데 사용된다. 바람직한 하나의 실시양태에서, 막은 예를 들어, 주방, 병원, 정제소, 발전소, 식품 제조, 반도체 제작 설비, 약제 제조 설비, 유인 우주선, 요트 등에서 역 삼투를 위한 것이다. 상기 막은 또한 전기투석에 사용될 수 있다. 다른 바람직한 실시양태에서, 막은 막 생체반응기를 위한 것이다.
역 삼투는, 많은 폐수 처리 응용예에 대해 선택된 증가하고 있는 기술이다. 역 삼투는 우물 및 바닷물로부터 음용수를 생산하는데 사용된다. 이것은 전문화된 산업 공정, 예컨대 약제 및 반도체 제조를 위해 매우 순수한 물을 제조하는데 사용된다. 과거에, 역 삼투는 또한 보일러 공급수의 사전처리에서 증가된 시장점유율을 나타냈다. 바람직한 응용예에는, 물 소비 및 오염된 폐수의 배출을 감소시키기 위한 발전소에서 냉각수의 순환 처리, 물 회수 및 화학적 개질을 위한 펄프 및 종이 유출물의 처리, 제로 방출수를 얻고 음용수 및 화학적 부산물을 제조하기 위한 석탄 광산으로부터의 배수 처리, 우라늄 회수를 촉진하고 만족스럽게 안전한 폐수를 얻기 위한 우라늄 전환 유출물의 처리, 다운스트림 또는 강의 염분도를 감소시키기 위한 농업용 배수의 염분제거, 및 땅으로 재방출시키기 전에 생물학적으로 처리된 도시 폐수로부터의 유출물의 염분제거가 포함된다.
적합한 막의 예들은, 예를 들어 셀룰로스 아세테이트, 폴리아미드 등으로부터 제조된다. 중공 미세 섬유(HFF) 막 및 나선으로 감겨진(SP) 막이 바람직하다. 상기 시스템은 또한 폴리술폰 지지 시트(박막 복합체) 상으로 코팅될 수 있다.
물 함유 시스템 내, 예컨대 역삼투에서 막의 작동 동안, 침착물은 막의 표면 상에 형성된다. 침착물의 양 및 종류는 구체적인 응용예에 따라 매우 많이 다르다.
시간 경과에 따라, 막 시스템은 광범위한 물질, 예컨대 콜로이드, 유기 물질 및 생물학적 유기물로 오염되게 될 수 있다. 오염은, 막을 통과할 수 없는 공급수 내 물질이 막을 통과하는 물의 흐름에 의해 막 표면 상으로 강제로 밀려지기 때문에 일어난다. "교차" 흐름(막을 통과하지 않는 물)이 충분하지 않거나(난류가 아니거나) 이것이 (침착물 또는 메시 스페이서에 의해) 막에 도달하는 것이 방지되면, 공급수로부터의 물질이 막 표면 상에 부착된다.
오염은 유속(막을 통한 물의 흐름)이 증가함에 따라 그리고 공급물 흐름(속도)이 감소함에 따라 증가한다. 교정되지 않은 채로 남아있으면, 이러한 오염물의 축적에 의해 시스템 성능이 상당히 손상된다: 흐름을 유지하기 위해 압력 요구량이 증가하고, 압력 강하가 증가하고, 염 배출이 일어날 수 있다. 시스템이 세척되지 않고 오염물이 계속적으로 축적되면, 요소들이 "단축"될 수 있거나 내부적으로 전단된다; 막 표면의 보전성이 손상되게 되거나 막이 비가역적으로 손상되게 된다. 오염은 막 내 유속이 가장 높은, 시스템의 공급 말단에서 일어나는 경향이 있다.
생물학적 오염은 또한, 막 요소 내 조류 또는 다른 생물학적 오염물의 성장 때문에 일어날 수 있다. 비록 이러한 유형의 오염물이 흐름 문제보다도 오염에 의해서 일어난다 하더라도, 마찬가지로 막이 막히게 된다. 막 작동에 대한 생물오손의 제1 효과는 유닛을 작동시키는 전기 비용에서의 실질적인 증가이다. 생물오손이 조절되지 않은 채로 남아있으면, 이것은 다른 오염의 조합물에 기여하고 종국적으로 조기 막 교체의 원인이 된다.
막 표면의 스케일형성은 난용성 염의 침전 때문에 일어난다. 물이 막을 통과함에 따라, 공급수로부터 용해된 미네랄이 배출 스트림 중에서 농축되게 된다. 배출 스트림 내 미네랄의 농축이 그의 용해 생성물을 초과하게 되면, 결정이 막 상으로 침전될 것이다. 공급수는 공정의 말단부 근방에서 더욱 농축되기 때문에, 스케일형성은 역 삼투압 시스템의 마지막 요소에서 먼저 일어난다. 역삼투 시스템 막 상에서 일어날 수 있는 전형적인 스케일 종류에는, 탄산칼슘 및 탄산마그네슘, 황산칼슘 및 황산마그네슘, 금속 산화물, 실리카 뿐만 아니라 황산스트론튬 및 황산바륨이 포함된다.
본 발명에 따른 에멀젼은 물 함유 시스템 내 막, 바람직하게는 역삼투 또는 막 생물반응기에 대한 막의 표면으로부터 침착물을 제거 및/또는 방지하는데 유리하게 사용될 수 있다. 오염 및 스케일형성 경향이 조절될 수 있는 동시에, 유해 세정제, 예컨대 황산이 회피될 수 있다. 작동 효율은 높은 회수율에서 유지된다.
막의 세정은 제자리에서 일어날 수 있으며, 이에 의해 바람직하게는 희석 후에 본 발명에 따른 에멀젼을 재순환시킬 수 있도록 파이핑이 제공된다. 이러한 방식으로, 막이, 이것이 역삼투 시스템 내로 복귀될 수 있는 지점까지 세정될 때까지 막을 통해 에멀젼이 재순환될 수 있도록 밸브가 조작된다. 몇몇의 상업적으로 작동되는 시스템에서, 막 카트리지가 제거되고, 막이 재사용을 위해 충분하게 세정될 때까지 에멀젼이 카트리지 내 막을 통해 재순환되는 세정기 모드에 놓인다. 어느 경우에서도, 막으로부터의 스케일 및 다른 오염물을 제거할 수 있는 에멀젼이 제조된다.
본 발명에 따른 에멀젼은 바람직하게는 막의 세정 주기의 수를 감소시키는데 사용된다.
본 발명에 따른 에멀젼은 또한,
- 생물반응기의 막의 표면으로부터 침착물을 제거하고/하거나 방지하기 위해,
- 막 생물반응기의 성능을 개선시키기 위해, 또는
- 막 생물반응기의 세정 주기의 수를 감소시키기 위해 사용될 수 있다.
막 생물반응기 시스템은 초 여과 기술을 도시, 상업적 및 산업적 폐수 처리를 위한 생물학적 처리 및 물 재사용 응용예와 조합시킬 수 있다. 막 생물반응기(MBR) 공정은, 세계 도처의 점점 증가하는 수의 위치에서 성공적으로 적용되었던 떠오르는 진보된 폐수 처리 기술이다. 막 생물반응기 시스템은 바람직하게는, 폐수 처리 요건을 충족시키도록 구체적으로 설계된 강화된 중공 섬유 막을 혼입하고 있다. 상세사항에 대해서는 예를 들어, 문헌 [S. Judd, The MBR Book: Principles and Applications of Membrane Bioreactors for Water and Wastewater Treatment, Elsevier Science, 2006]을 참고할 수 있다.
다른 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 에멀젼은 물 함유 시스템 내 모래 필터의 표면으로부터 침착물을 제거하고/하거나 방지하는데 사용된다. 모래 필터는 물 정제를 위해 사용될 수 있다. 여기에는 3가지의 주요한 유형이 있다: 급속(중력) 모래 필터, 상향류(upflow) 모래 필터 및 완속 모래 필터. 3가지 방법 모두가 세계 도처의 수 산업에서 광범위하게 사용되고 있다. 첫번째 두개는 대개 효과적으로 작용하기 위해 응집제 화학물질의 사용이 필요한 반면, 완속 모래 필터에 의해서는 화학물질 보조제를 필요로 하지 않고 병원균, 맛 및 냄새가 없는 매우 높은 품질의 물을 제조할 수 있다.
응집물형성된 물을 신속한 중력 모래 필터로 통과시키면, 상기 필터 내부에 포획된 부유물 및 입자가 여과되어 박테리어 수가 감소되고 고체의 대부분이 제거된다. 필터의 매질은 다양한 등급의 모래이다. 맛 및 냄새가 문제(감각수용성 충격)가 될 수 있는 경우, 모래 필터에는 상기 맛 및 냄새를 제거하도록 활성탄 층이 포함될 수 있다.
모래 필터는 최종 정제 단계로 하수의 처리에 때때로 사용된다. 이러한 필터에서, 모래는 잔류하는 현탁된 물질 및 박테리아를 포획하고, 암모니아 및 질산염을 포함하는 질소함유 물질의 질소 기체로의 박테리아성 해유화를 위한 물리적 매트릭스를 제공한다.
모래 필터는 일정 기간의 사용 후에 부유물로 막히게 되고, 그 후 이들 필터는 부유물을 제거하도록 역세척되거나 압력이 가해진다. 역세척수는 부유물이 침전될 수 있도록 침전 탱크로 흘러들어간 다음, 폐물질로 폐기된다. 그 후 상청수가 처리 공정 내로 역으로 흘러들어가거나 폐수 스트림으로서 폐기된다. 몇몇 국가에서, 슬러지는 토양 조절제로 사용될 수 있다. 부적절한 필터 유지는 때때로 음용수 오염의 원인이 되었다. 추가 상세사항에 대해서는, 예를 들어 문헌 [D. Purchas, Handbook of Filter Media, Elsevier Science; 1st Ed edition, 1996 and I.M. Marshall Hutten, Handbook of Nonwoven Filter Media, Elsevier Science, 2007]을 참고할 수 있다.
놀랍게도, 본 발명에 따른 에멀젼이 바람직하게는 역세척 동안에 모래 필터 내 모래의 표면으로부터 침착물을 제거 및/또는 방지하는데 유리하게 사용될 수 있음이 발견되었다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 에멀젼은 열 교환기의 표면으로부터 침착물을 제거 및/또는 방지하는데 사용된다.
열 교환기는, 유체가 결코 혼합되지 않도록 고체 벽에 의해 분리되든지 또는 유체가 직접적으로 접촉되든지 간에, 한 유체에서 다른 유체로의 효율적인 열 전달을 위해 만들어진 장치이다. 열 교환기는 석유 오일 정제소, 화학 플랜트, 석유 오일화학 플랜트, 천연 가스 가공, 냉각, 발전소, 공기 조절 및 공간 가열에 광범위하게 사용된다. 전형적인 열 교환기는, 쉘 및 튜브 열 교환기, 플레이트 열 교환기, 재생 열 교환기, 단열 휠 열 교환기, 유체 열 교환기, 동적 스크레이핑 표면 열 교환기, 상 변화 열 교환기 및 HVAC 공기 코일이다.
본 발명에 따르면, 상 변화 열 교환기가 바람직하다. 단 하나의 상에서 유체가 가열되거나 냉각되는 것에 추가하여, 상 변화 열 교환기는 증발되도록(또는 비등되도록) 액체를 가열시키거나, 증기가 액체로 다시 응축되도록 증기를 냉각시키기 위한 응축기로 사용될 수 있다. 화학 플랜트 및 정제소에서, 증류탑에 대해 유입되는 공급물을 가열시키는데 사용된 리보일러가 종종 상 변화 열 교환기이다. 증류 장치는 전형적으로 증류물 증기를 액체로 다시 응축시키기 위해 응축기를 사용한다. 스팀 구동된 터빈을 구비하는 발전소에서는 일반적으로 물을 스팀으로 비등시키기 위해 상 변화 열 교환기를 사용한다. 상 변화 열 교환기 또는 물로부터 스팀을 생산하기 위한 유사 장치가 종종 보일러로 불리운다. 가압된 물 반응기로 불리우는 핵 발전소에서, 열을 제1 (반응기 플랜트) 시스템에서 제2 (스팀 플랜트) 시스템으로 이동시켜 공정 내 물로부터 스팀을 생성시키는 특수한 대형 상 변화 열 교환기가 "스팀 발생기"로 불리운다. 다량의 스팀을 사용하는 모든 화석연료 및 핵 발전소는, 물을 재사용을 위한 액체 형태로 다시 재사용하기 위해 대형의 응축기를 구비한다. 화학 및 기타 플랜트에서 에너지 및 냉각 성능을 보존하기 위해서, 재생 상 변화 열 교환기가 열을 냉각이 필요한 하나의 스트림에서 가열이 필요한 다른 스트림으로 전달시키는데, 예컨대 증류물 냉각 및 리보일러 공급물 사전가열을 위해 사용될 수 있다. 상기 용어 "상 변화 열 교환기"는 또한, 그 구조 중에 상 변화되는 물질을 함유하는 열 교환기로 지칭될 수 있다. 이는 대개 고체 상 및 액체 상 사이에서 작은 부피 차 때문에 고체 내지 액체 상이다. 이러한 상 변화는, 이것이 일정한 온도에서 일어나지만 여전히 열 교환기가 추가 열을 수용할 수 있기 때문에 완충제로 효과적으로 작용한다. 이것이 연구된 한 예는, 고전력 항공 전자 분야에서의 사용이다.
바람직하게는, 상 변화 열 교환기는 증발 냉각 시스템, 증발 응축기, 물 냉각 응축기, 건식 냉각기, 증발 냉각기, 냉각 탑 및 증발 산업 유체 냉각기로 이루어진 군으로부터 선택된 응축기이다. 그러한 열 교환기는 당업자에게 공지되어 있다. 추가 상세사항에 대해서는, 예를 들어 문헌 [S. Kakac et al., Heat Exchangers: Selection, Rating and Thermal Design, CRC; 2 edition, 2002; R.K. Shah, Fundamentals of Heat Exchanger Design, Wiley; 1 edition, 2002; J.E. Brumbaugh, Audel HVAC Fundamentals, Air Conditioning, Heat Pumps and Distribution Systems, Audel; 4 Sub edition, 2004; and S. Kakac, Boilers, Evaporators, and Condensers, Wiley-Interscience; 1 edition, 1991]을 참고하기 바란다.
바람직하게는, 냉각 탑은 주 목적이 유체, 대개는 물을, 상기 유체와 기체, 대개는 공기의 스트림 사이에서의 직접적인 접촉에 의해 냉각시키기 위한 장치이다. 바람직하게는, 증발 응축기는, 주 목적이 유체를, 공기의 스트림을 통과하는 다른 유체, 대개는 물과의 접촉에 의해 자체적으로 냉각되는 열 교환기를 통과시킴으로써 상기 유체를 냉각시키기 위한 장치이다.
놀랍게도, 본 발명에 따른 에멀젼이 열 교환기, 바람직하게는 상 변화 열 교환기, 보다 바람직하게는 응축기, 가장 바람직하게는 증발 응축기의 표면으로부터 침착물을 제거 및/또는 방지하기 위해 유리하게 사용될 수 있음이 발견되었다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 에멀젼은 스팀 발생 시스템 또는 보일러의 표면으로부터 침착물을 제거 및/또는 방지하는데 사용된다. 놀랍게도, 본 발명에 따른 에멀젼이 스팀 발생 시스템 또는 보일러의 표면으로부터 침착물을 제거 및/또는 방지하기 위해 유리하게 사용될 수 있음이 발견되었다.
본 발명의 추가 측면은, 표면, 바람직하게는 기계 또는 기계 일부의 표면을 본 발명에 따른 에멀젼으로 처리하는 단계를 포함하여, 물 함유 시스템의, 바람직하게는 셀룰로스 물질을 가공하기 위한 기계 또는 기계 일부의 표면으로부터 침착물을 제거 및/또는 방지하는 방법에 관한 것이다. 바람직하게는, 상기 물 함유 시스템은 제지용 수성 섬유 현탁액의 수용 및 전달에 사용되는 제거 플랜트의 구성요소이다. 물 함유 시스템의 표면으로부터 침착물을 제거하고/하거나 방지하는 방법은, 상기 표면을 본 발명에 따른 에멀젼으로 처리하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 방법은 표면을 처리하기 전에 상기 에멀젼을 물로 희석시키는 단계를 포함한다.
바람직한 하나의 실시양태에서, 본 발명에 따른 에멀젼은 제지기의 물 함유 시스템에서 침착물의 형성을 방지하기 위해 사용된다. 바람직하게는, 상기 에멀젼은 제지기의 백수에 첨가된다.
바람직하게는, 상기 에멀젼은 2000 g/t(생성물/종이) 이하의, 보다 바람직하게는 1750 g/t(생성물/종이) 이하의, 보다 더 바람직하게는 1500 g/t(생성물/종이) 이하의, 보다 더 바람직하게는 1250 g/t(생성물/종이) 이하의, 가장 바람직하게는 1000 g/t(생성물/종이) 이하의, 및 특히 750 g/t(생성물/종이) 이하의 또는 700 g/t(생성물/종이) 이하의 용량으로 사용된다.
놀랍게도, 제지기의 백수에 첨가된 에멀젼의 상기 용량은 5일 이상, 보다 바람직하게는 10일 이상, 보다 더 바람직하게는 15일 이상, 보다 더 바람직하게는 20일 이상, 가장 바람직하게는 25일 이상, 및 특히 30일 동안 침착물 및/또는 거품의 형성을 방지하기에 충분한 것으로 밝혀졌다.
당업자는, 용어 "처리하는"의 의미를 충분히 인식하고 있다. 명세서 목적 상, 용어 "처리하는"에는 접촉, 첨가, 분무, 주입, 베이딩(bathing), 침지, 코팅 등이 포함되어야 한다. 상기 처리에는 또한 기계적 작용, 예컨대 문지름, 브러싱, 와이어 브러싱, 쇼트 블라스트 등이 포함될 수 있다. 처리의 지속시간은 개별적인 환경에 따라 달라진다. 침착물의 종류에 따라 다르게, 노출 시간은 몇 초에서 몇 분 또는 심지어 몇 시간까지 가변될 수 있다. 적합한 조건은 일상적인 실험에 의해 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 추가의 바람직한 실시양태는, 상술된 본 발명의 다른 측면에 대한 설명으로부터 자명해지게 된다.
실시예
하기 실시예는 본 발명을 추가로 설명하지만, 이는 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
실시예 1:
하기 비교 실시예의 세정 에멀젼을 제조하였다:
Figure 112013023523991-pct00004
하기 본 발명에 따른 세정 에멀젼을 제조하였다:
Figure 112013023523991-pct00005
Figure 112013023523991-pct00006
파라핀을 함유하여(비교 실시예 C-1 및 본 발명의 실시예 I-1 내지 I-7, 및 I-15) 특히 분해되기 쉬운 그러한 세정 에멀젼에 실온에서 안정성 시험을 실시하였다. 시험 결과가 하기 표에 기재되어 있다:
Figure 112013023523991-pct00007
결과적으로, 두개의 소수성 화합물의 조합물을 함유하는 본 발명의 모든 세정 에멀젼은 단 하나의 소수성 화합물만을 함유한 비교 실시예의 화합물과 비교하여 증가된 저장 안정성을 나타냈다.
실시예 2:
침착물 형성을 방지하는데 있어서 세정 에멀젼의 효과를 미세역가판 검정 시험(MIITU-시험)으로 시험하였다. 이 시험을 2회 실시하였다: 첫번째는 멸균화시킨 인공 백수 중 메이오테르무스 실바누스의 순수 배양물을 사용하였고, 두번째는 제지기의 백수의 투명 여과물 중 메이오테르무스 실라누스의 순수 배양물을 사용하였다. 메이오테르무스 실바누스만을 함유하는(및 어떠한 세정 에멀젼도 함유하지 않는) 상응하는 샘플을 기준으로 검정 시험 내로 포함시켰다. 각각의 샘플에 대하여, 메이오테르무스 실바누스의 농도를, 크리스탈 바이올렛으로 염색하고 595 nm에서의 흡광도를 측정함으로써 측정하였다.
MIITU-시험의 결과가 도 1 내지 도 4에 도시되어 있다.
도 1 내지 도 4로부터 명확하게 확인할 수 있듯이, 본 발명의 세정 에멀젼 I-1 내지 I-4 및 I-9 내지 I-15는 비교 실시예의 세정 에멀젼 C-1(도 1), C-5(도 2 및 4) 및 C-2(도 3)와 비교하여 침착물 형성에서 개선된 성능을 나타냈다.
또한, 각각의 샘플의 항균 활성은 살생물제 스크리닝에서 시험하였다. 본 발명의 실시예는 20 ppm, 80 ppm 및 160 ppm의 농도에서 시험되었고, 시험된 본 발명의 세정 에멀젼 중 어느 것도 살생 효과를 나타내지 않았다.
실시예 3:
실시예 2에 따르면, 본 발명의 세정 에멀젼 I-16의 침착물 형성을 방지하는 능력을 평가하기 위해 미세역가판 검정 시험을 실시하였다. 상기 시험을, 영양 세균 배양액으로 R2A 아가 중의 메이오테르무스 실바누스의 순수 배양액을 사용하여 실시하였다.
그 결과가 도 5 및 6에 도시되어 있다. 모든 결과는 2개 플레이트로부터의 평균치였다.
결과적으로, 본 발명의 세정 에멀젼 I-16은 R2A 아가 중의 메이오테르무스 실바누스에 대해 당해기술 표준(C-1 및 C-2)보다 우수한 성능을 나타냄을 확인할 수 있다.
실시예 4:
대개 비교 실시예 에멀젼 C-2가 침착물 조절제로 사용되는 판지 제조기에서, 실시예 1에 기재된 본 발명의 에멀젼 I-16을 대신 백수에 첨가하였다. 용량은 400 g/t(생성물/종이)에서 유지하였다.
36일 후에, 헤드 박스 및 그의 상류 파이프로부터 셀룰로스 물질 이외에 어떠한 확인가능한 침착물도 나타나지 않았다.
명백하게, 본 발명의 에멀젼 I-16이 존재함으로써 침착물의 형성이 방지되었다. 또한, 본 발명의 에멀젼 I-16은 또한 비교 실시예 에멀젼 C-2와 비교하여 개선된 거품형성방지 능력을 나타냈다. 연구 기간 동안에, 어떠한 거품형성도 와이어 핏 워터의 표면에서 확인되지 않았다.
후속적으로, 백수를 부착 조절제로 비교 실시예 에멀젼 C-2를 사용하여 처리하였다. 10일 이상이 경과한 후에, 헤드 박스 및 그의 상류 파이프를 검사하였더니, 셀룰로스 물질 이외의 어떠한 확인가능한 침착물도 또한 확인되지 않았다.
요컨대, 본 발명의 실시예 I-16은 비교 실시예 C-1과 비교하여 개선된 거품형성 방지 능력을 나타낸 반면, 침착물 조절 측면에서의 성능은 적어도 동일한 수준에서 유지되었다.
실시예 5:
제지기의 세정을 중단한 후에, 본 발명의 에멀젼 I-16을 부착 조절제로 사용하였다. 용량은 700 g/t(생성물/종이)이었다. 침착물을, 백수 I 박스 중의 공지된 쿠폰 시스템(WO/2006/097321 참고)을 사용하여 조절하였다. 각각 6일 및 14일 후에, 상기 쿠폰을 빼내고 WO 2006/097321에 따라 분석하였다. 결과로부터 매우 적은 침착물 양이 나타났다.
본 발명의 에멀젼 I-16을 사용하여 처리함으로써, 희박 스톡 시스템을 전체 시험 기간 동안 세정시킬 필요가 없었고, 결과적으로 휴지기의 횟수가 감소되었다.

Claims (13)

  1. (a) 하기 카테고리:
    (i) 지방족 C10- 또는 C15-테르펜 탄화수소,
    (ii) 지방족 C10- 또는 C15-테르페노이드,
    (iii) 지방족 C15-C40-탄화수소, 및
    (iv) C6-C30-카르복실산 C1-C30-알킬 에스테르
    로 이루어진 군으로부터 선택된 소수성 성분 H1;
    (b) 하기 카테고리:
    (iii) 지방족 C20-C40-탄화수소,
    (iv) C6-C30-카르복실산 C1-C30-알킬 에스테르,
    (v) 지방족 C6-C19-탄화수소,
    (vi) 방향족 C10- 또는 C15-테르페노이드,
    (vii) 지방족 또는 방향족 C20-, C25-, C30- 또는 C35-테르페노이드,
    (viii) 에센셜, 동물성 또는 식물성 오일, 및
    (ix) 실리콘 오일
    로 이루어진 군으로부터 선택된 소수성 성분 H2;
    (c) 4 ± 2의 HLB 값을 갖는 유화제 E1; 및
    (d) 9 ± 2의 HLB 값을 갖는 유화제 E2
    를 포함하며,
    (e) 16 ± 4의 HLB 값을 갖는 유화제 E3
    을 추가로 포함할 수 있고,
    단, H1 및 H2가 상기 카테고리 (iii)으로부터 또는 카테고리 (iv)로부터 동시에 선택되지는 않는 것인, 물 함유 시스템의 표면 상에서 침착물을 제거 또는 방지하기 위한 수성 세정 에멀젼.
  2. 제1항에 있어서,
    - 카테고리 (i)이 모노시클릭의 포화 또는 불포화 C10-테르펜 탄화수소를 포함하고/하거나;
    - 카테고리 (ii)가 모노시클릭의 포화 또는 불포화 지방족 C10-테르펜 알콜을 포함하고/하거나;
    - 카테고리 (iii)이 지방족 C20-C40-알칸 및 지방족 C20-C40-알켄을 포함하는 것인 에멀젼.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    - 카테고리 (iv)가 선형의 포화 또는 불포화 모노카르복실산의 모노에스테르 또는 선형의 포화 또는 불포화 디카르복실산의 디에스테르를 포함하고/하거나;
    - 카테고리 (vi)이 방향족 C10-테르펜 알콜을 포함하고/하거나;
    - 카테고리 (vii)이 테트라노르트리테르페노이드를 포함하는 것인 에멀젼.
  4. 제1항에 있어서, (viii) 에센셜, 동물성 또는 식물성 오일이 아미리스 오일, 아몬드 오일, 아니스 오일, 밤(balm) 오일, 바질 오일, 베이 오일, 베르가모트 오일, 자작나무 오일, 자작나무 타르 오일, 블랙 페퍼 오일, 보라지 오일, 케이드 오일, 캄퍼 화이트 오일, 카나가 오일, 카르다몸 오일, 당근씨 오일, 카시아 오일, 피마자 오일, 시더잎 오일, 시더우드 오일, 셀러리씨 오일, 카모마일 오일, 시나몬껍질 오일, 시나몬잎 오일, 시나몬 오일, 시트로넬라 오일, 클라리 세이지 오일, 클로브 오일, 클로브 버드 오일, 대구간 오일, 꼬냑 오일, 코파이바 발삼 오일, 코리안더 오일, 옥수수 오일, 콘민트 오일, 코코넛 오일, 코스투스 오일, 목화씨 오일, 크로톤 오일, 딜위드 오일, 유칼립투스 오일, 펜넬 오일, 전나무잎 오일, 생선간 오일, 갈바넘 오일, 마늘 오일, 생강 오일, 그레이프프루트 오일, 과이악 우드 오일, 호호바 오일, 라드 오일, 라벤더 오일, 레몬 오일, 레몬그라스 오일, 라임 오일, 아마씨 오일, 릿세아 쿠베바 오일, 러비지 오일, 마카다미아 넛 오일, 마조람 오일, 만다린 오일, 멘하덴 피쉬 오일, 미르 오일, 님 오일, 넛맥 오일, 올리바넘 오일, 올리브 오일, 양파 오일, 오포포낙스 오일, 오렌지 오일, 오렌지 테르펜, 오스만투스 오일, 파슬리 오일, 파출리 오일, 땅콩 오일, 페퍼민트 오일, 페티그레인 오일, 피멘타잎 오일, 장미 오일, 로즈마리 오일, 홍화 오일, 세이지 오일, 샌달우드 오일, 사사프라스 오일, 참깨 오일, 대두 오일, 스피어민트 오일, 스파이크 라벤더 오일, 해바라기씨 오일, 타라곤 오일, 티 트리 오일, 테르피네올, 터르펜틴 오일, 타임 오일, 밀 배아 오일, 윈터그린 오일, 일랑 일랑 오일로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 에멀젼.
  5. 제1항에 있어서,
    - H1이 카테고리 (i)로부터 선택되고 H2가 카테고리 (iii)으로부터 선택되거나;
    - H1이 카테고리 (i)로부터 선택되고 H2가 카테고리 (iv)로부터 선택되거나;
    - H1이 카테고리 (i)로부터 선택되고 H2가 카테고리 (v)로부터 선택되거나;
    - H1이 카테고리 (i)로부터 선택되고 H2가 카테고리 (vi)으로부터 선택되거나;
    - H1이 카테고리 (i)로부터 선택되고 H2가 카테고리 (vii)로부터 선택되거나;
    - H1이 카테고리 (i)로부터 선택되고 H2가 카테고리 (viii)로부터 선택되거나;
    - H1이 카테고리 (i)로부터 선택되고 H2가 카테고리 (ix)로부터 선택되거나;
    - H1이 카테고리 (ii)로부터 선택되고 H2가 카테고리 (iii)으로부터 선택되거나;
    - H1이 카테고리 (ii)로부터 선택되고 H2가 카테고리 (iv)로부터 선택되거나;
    - H1이 카테고리 (ii)로부터 선택되고 H2가 카테고리 (v)로부터 선택되거나;
    - H1이 카테고리 (ii)로부터 선택되고 H2가 카테고리 (vi)으로부터 선택되거나;
    - H1이 카테고리 (ii)로부터 선택되고 H2가 카테고리 (vii)로부터 선택되거나;
    - H1이 카테고리 (ii)로부터 선택되고 H2가 카테고리 (viii)로부터 선택되거나;
    - H1이 카테고리 (ii)로부터 선택되고 H2가 카테고리 (ix)로부터 선택되거나;
    - H1이 카테고리 (iii)으로부터 선택되고 H2가 카테고리 (iv)로부터 선택되거나;
    - H1이 카테고리 (iii)으로부터 선택되고 H2가 카테고리 (v)로부터 선택되거나;
    - H1이 카테고리 (iii)으로부터 선택되고 H2가 카테고리 (vi)으로부터 선택되거나;
    - H1이 카테고리 (iii)으로부터 선택되고 H2가 카테고리 (vii)로부터 선택되거나;
    - H1이 카테고리 (iii)으로부터 선택되고 H2가 카테고리 (viii)로부터 선택되거나;
    - H1이 카테고리 (iii)으로부터 선택되고 H2가 카테고리 (ix)로부터 선택되거나;
    - H1이 카테고리 (iv)로부터 선택되고 H2가 카테고리 (v)로부터 선택되거나;
    - H1이 카테고리 (iv)로부터 선택되고 H2가 카테고리 (vi)으로부터 선택되거나;
    - H1이 카테고리 (iv)로부터 선택되고 H2가 카테고리 (vii)로부터 선택되거나;
    - H1이 카테고리 (iv)로부터 선택되고 H2가 카테고리 (viii)로부터 선택되거나;
    - H1이 카테고리 (iv)로부터 선택되고 H2가 카테고리 (ix)로부터 선택되는 것인 에멀젼.
  6. 제1항에 있어서,
    - 유화제 E1이 C12-C18-알킬알콜이고/이거나;
    - 유화제 E2가 폴리에톡실화 C16-C18 알킬알콜 및 폴리에톡실화 피마자 오일로 이루어진 군으로부터 선택되고/되거나;
    - 유화제 E3이 에톡실화 C16-C18 알킬알콜, 오세놀 및 알킬폴리사카라이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 에멀젼.
  7. 제1항에 있어서, 물 함량이 에멀젼의 총 중량을 기준으로 10 내지 90 중량%의 범위 내에 있는 것인 에멀젼.
  8. 제1항에 있어서, 모든 유화제의 전체 함량이 에멀젼의 총 중량을 기준으로 5.0 내지 15 중량%의 범위 내에 있는 것인 에멀젼.
  9. 물 함유 시스템의 표면을 제1항에 정의된 바와 같은 에멀젼으로 처리하는 단계를 포함하는, 물 함유 시스템의 표면으로부터 침착물을 제거하기 위한 방법.
  10. 물 함유 시스템의 표면을 제1항에 정의된 바와 같은 에멀젼으로 처리하는 단계를 포함하는, 물 함유 시스템의 표면으로부터 침착물을 방지하기 위한 방법.
  11. 물 함유 시스템의 표면을 제1항에 정의된 바와 같은 에멀젼으로 처리하는 단계를 포함하는, 물 함유 시스템의 표면으로부터 침착물을 제거하고 방지하기 위한 방법.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 물 함유 시스템이 종이 제작을 위한 수성 섬유 현탁액을 수용하고 전달하는데 사용되는 제지 플랜트의 구성요소인 방법.
  13. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 표면 처리 전에 에멀젼을 물로 희석시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
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