(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-08-06
(54)【発明の名称】シロキサンカチオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、及び金属塩を含むフォーム安定化組成物の調製
(51)【国際特許分類】
C09K 23/54 20220101AFI20240730BHJP
C09K 23/18 20220101ALI20240730BHJP
C07F 7/10 20060101ALI20240730BHJP
A62D 1/04 20060101ALI20240730BHJP
【FI】
C09K23/54
C09K23/18
C07F7/10 W
A62D1/04
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023579727
(86)(22)【出願日】2022-06-21
(85)【翻訳文提出日】2024-01-16
(86)【国際出願番号】 US2022073048
(87)【国際公開番号】W WO2023283517
(87)【国際公開日】2023-01-12
(32)【優先日】2021-07-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
(71)【出願人】
【識別番号】590001418
【氏名又は名称】ダウ シリコーンズ コーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】100092783
【氏名又は名称】小林 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100095360
【氏名又は名称】片山 英二
(74)【代理人】
【識別番号】100120134
【氏名又は名称】大森 規雄
(72)【発明者】
【氏名】バナジー、アニルダ
(72)【発明者】
【氏名】リュー、ナングオ
(72)【発明者】
【氏名】ウェンズリック、ザカリー
【テーマコード(参考)】
2E191
4D077
4H049
【Fターム(参考)】
2E191AA03
2E191AB12
2E191AB52
4D077AA10
4D077AB20
4D077AC01
4D077BA03
4D077BA07
4D077DB10X
4D077DC42X
4D077DC70X
4D077DD56X
4D077DE07X
4D077DE22X
4H049VN01
4H049VP03
4H049VP04
4H049VP09
4H049VQ02
4H049VQ16
4H049VQ21
4H049VQ36
4H049VQ79
4H049VR21
4H049VR23
4H049VR41
4H049VR43
4H049VS02
4H049VS21
4H049VS35
4H049VU28
4H049VV05
4H049VW01
(57)【要約】
フォーム安定化組成物は、a)金属塩と、b)シロキサンカチオン性界面活性剤と、c)カチオン性界面活性剤と、を含む。シロキサンカチオン性界面活性剤は、式Z1-D1-N(Y)a(R)2-aを有するカチオン性部分を含み、式中、Z1はシロキサン部分であり、D1は二価連結基であり、Rは、H又は1~4個の炭素原子を有する非置換ヒドロカルビル基であり、下付き文字aは、1又は2であり、各Yは式-D-NR1
3
+を有し、式中、Dは二価連結基であり、各R1は、独立して、1~4個の炭素原子を有する非置換ヒドロカルビル基である。消火剤は、フォーム安定化組成物及び水を含む。それらの製造方法及び使用方法も提供される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
フォーム安定化組成物であって、
(a)金属と、塩化物イオン及び硫酸イオンからなる群から選択されるイオンと、を含む塩であって、前記塩は、
(a1)前記金属は第13族に属し、前記イオンは前記塩化物イオンであり、前記塩は、>10mM~<300mMの濃度の前記塩化物イオンを提供するのに十分な量で存在する、
(a2)前記金属は第2族に属し、前記イオンは前記塩化物イオンであり、前記塩は、>10mMの濃度の前記塩化物イオンを提供するのに十分な量で存在する、
(a3)前記金属は第1族に属し、前記イオンは前記塩化物イオンであり、前記塩は、>300mMの濃度の前記塩化物イオンを提供するのに十分な量で存在する、及び、
(a4)前記金属は第1族、第2族、又は第13族に属し、前記イオンは前記硫酸イオンであり、前記塩は、≧10mMの濃度の前記硫酸イオンを提供するのに十分な量で存在する、からなる群から選択される、塩と、
(b)一般式(I):
[Z
1-D
1-N(Y)
a(R)
2-a]
+y[X
-x]
n (I)
を有するシロキサンカチオン性界面活性剤であって、式中、Z
1はシロキサン部分であり、D
1は、二価連結基であり、RはHであるか、又は1~4個の炭素原子を有する非置換ヒドロカルビル基であり、各Yが、式-D-NR
1
3
+を有し、式中、Dが、二価連結基であり、各R
1が、独立して、1~4個の炭素原子を有する非置換ヒドロカルビル基であり、下付き文字aが、1又は2であり、1≦y≦3であり、Xが、アニオンであり、下付き文字nは、1、2、又は3であり、1≦x≦3であるが、ただし(x
*n)=yである、シロキサンカチオン性界面活性剤と、
(c)一般式(II):
[Z
2-D
2-N(Y)
b(R)
2-b]
+y[X
-x]
n (II)
を有する有機カチオン性界面活性剤であって、式中、Z
2は非置換ヒドロカルビル基であり、D
2は、共有結合又は二価連結基であり、下付き文字bは、1又は2であり、各R、Y、上付き文字y、X、下付き文字n、及び上付き文字xは、独立して選択され、かつ上記で定義されたとおりである、有機カチオン性界面活性剤と、
(d)水と、を含む、フォーム安定化組成物。
【請求項2】
(a)前記塩は、
(a1-1)>10mM~<300mMの濃度の前記塩化物イオンを提供するのに十分な量のAlCl
3、
(a2-1)>10mM~最大水中溶解度の濃度の前記塩化物イオンを提供するのに十分な量のCaCl
2、
(a2-2)>10mM~最大水中溶解度の濃度の前記塩化物イオンを提供するのに十分な量のMgCl
2、
(a2-3)10mM~最大水中溶解度の濃度の前記硫酸イオンを提供するのに十分な量の硫酸カルシウム、
(a3-1)>300mM~最大水中溶解度の濃度の前記塩化物イオンを提供するのに十分な量のNaCl、及び
(a3-2)>300mM~最大水中溶解度の濃度の前記塩化物イオンを提供するのに十分な量のKClからなる群から選択される、請求項1に記載のフォーム安定化組成物。
【請求項3】
(a)前記塩は、100mM~1010mMの濃度の前記塩化物イオンを提供するのに十分な量のCaCl
2及びMgCl
2からなる群から選択される、請求項2に記載のフォーム安定化組成物。
【請求項4】
(a)前記塩は、450mM~1010mMの濃度の前記塩化物イオンを提供するのに十分な量のNaCl及びKClからなる群から選択される、請求項2に記載のフォーム安定化組成物。
【請求項5】
前記シロキサン部分Z
1は、式:
【化1】
を有し、式中、各R
3は、独立して、R
2及び-OSi(R
4)
3から選択され、ただし、少なくとも1つのR
3は、-OSi(R
4)
3であり、各R
4は、R
2、-OSi(R
5)
3、及び-[OSiR
2
2]
mOSiR
2
3から独立して選択され、各R
5は、R
2、-OSi(R
6)
3、及び-[OSiR
2
2]
mOSiR
2
3から独立して選択され、各R
6は、R
2及び-[OSiR
2
2]
mOSiR
2
3から独立して選択され、0≦m≦100であり、各R
2は、独立して置換又は非置換ヒドロカルビル基である、請求項1~4のいずれか一項に記載の請求項2に記載のフォーム安定化組成物。
【請求項6】
前記シロキサン部分Z
1は、以下の構造(i)~(iv):
【化2】
のうちの1つを有する、請求項1~4のいずれか一項に記載のフォーム安定化組成物。
【請求項7】
(i)D
1は、分岐状若しくは直鎖状アルキレン基であるか、又は(ii)D
1は、式-D
3-N(R
7)-D
3-を有し、式中、各D
3は、独立して選択される二価連結基であり、R
7は、H若しくはYであり、Yは、独立して選択され、かつ上記で定義されたとおりである、請求項1~4のいずれか一項に記載のフォーム安定化組成物。
【請求項8】
前記シロキサンカチオン性界面活性剤(A)において、(i)下付き文字aは、1であるか、(ii)上付き文字yが、1であるか、(iii)RはHであるか、又は(iv)(i)~(iii)の任意の組み合わせである、請求項1~4のいずれか一項に記載のフォーム安定化組成物。
【請求項9】
(i)各D
1は、-CH
2CH(OH)CH
2-及び-HC(CH
2OH)CH
2-から選択されるか、(ii)各R
1は、メチルであるか、(iii)各Xが、Clであり、かつ上付き文字xが、1であるか、又は(iv)(i)~(iii)の任意の組み合わせである、請求項1~4のいずれか一項に記載のフォーム安定化組成物。
【請求項10】
Z
2は、6~18個の炭素原子を有するアルキル基であり、D
2は、i)前記共有結合、ii)分岐状又は直鎖状アルキレン基、及びiii)式-D
4-N(R
8)-D
4-の基であり、式中、各D
4は、独立して選択される二価連結基であり、R
8は、H若しくはYであり、Yは、独立して選択され、かつ上記で定義されたとおりである、式-D
4-N(R
8)-D
4-の基からなる群から選択される、請求項1~4のいずれか一項に記載のフォーム安定化組成物。
【請求項11】
c)前記有機カチオン性界面活性剤において、(i)下付き文字bは、1であるか、(ii)上付き文字yが、1であるか、(iii)RはHであるか、又は(iv)(i)~(iii)の任意の組み合わせである、請求項1~4のいずれか一項に記載のフォーム安定化組成物。
【請求項12】
1:10~10:1のb)前記シロキサンカチオン性界面活性剤対c)前記有機カチオン性界面活性剤の重量比(b:c)を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載のフォーム安定化組成物。
【請求項13】
d)前記水以外の担体ビヒクル、e)前記シロキサンカチオン性界面活性剤b)及び前記有機カチオン性界面活性剤c)以外の界面活性剤、f)レオロジー調整剤、g)pH制御剤、及びh)フォームエンハンサから選択される、少なくとも1つの添加剤を更に含む、請求項1~4のいずれか一項に記載のフォーム安定化組成物。
【請求項14】
請求項1~13のいずれか一項に記載のフォーム安定化組成物及び追加の水を含む、消火用フォーム。
【請求項15】
火災を消火する方法であって、前記火災を請求項14に記載の消火用フォームと接触させることを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
(関連出願の相互参照)
本出願は、米国特許法第119条(e)に基づき、2021年7月7日に出願された米国特許仮出願第63/218,941号の利益を主張する。米国特許仮出願第63/218,941号は、参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
(発明の分野)
フォーム安定化組成物及びその調製方法が提供される。フォーム安定化組成物は、消火用途に使用され得る水性フォームを形成する際の使用に適している。
【背景技術】
【0003】
序論
水性フォームは、クラスB(引火性液体)火災を消火するのに非常に有効であり、この目的で40~50年間使用されてきた。消火に使用されるほとんどの水性フォーム中の活性成分は、ペルフルオロアルキル界面活性剤である。ペルフルオロアルキル界面活性剤を用いて製造された水性フォームは、30秒未満のノックダウン時間(すなわち、火災を完全に消火するのに必要な時間)で消火することができる。更に、火災をいったん消火すると、ペルフルオロアルキル界面活性剤を用いて製造された水性フォームは、火災の再燃を防止することができる。
【0004】
高耐薬品性、高疎水性、及び高疎油性など多くの所望の特性のために、ペルフルオロアルキル物質(PFAS)に広範な用途が見出されている。しかしながら、ペルフルオロアルキル界面活性剤などPFASは、環境条件下で分解又は劣化して、多くのフルオロケミカルをもたらすことが示されており、その一部は環境残留性であることが見出されている。したがって、PFASは、次第に生産も使用もされなくなっており、多くの広く利用されているペルフルオロ界面活性剤及びそれらを含む組成物を引き続き利用することが難しくなりつつある。
【0005】
消火用フォームの配合者は、これまでのところ、ペルフルオロアルキル界面活性剤を含有するベンチマーク水性フォームと同じ消火性能をもたらすことができる、PFASを含まない製品を特定していない。市販されているPFASを含まない製品は、火災に対する拡散が遅すぎるか、又はフォームが燃料に対して十分に長く安定しないため、有効な消火を可能にすることができない、のいずれかである。燃料油に作用する一部のフォームは、アルコールなど可燃性溶剤を含む消火用途には適していない。
【0006】
PFASを含まない消火用フォームを提供することが業界で必要とされている。より具体的には、PFASを含まず、極性燃料及び非極性燃料の両方に対して安定である消火用フォームが業界で必要とされている。
【発明の概要】
【0007】
フォーム安定化組成物及びその調製方法が提供される。フォーム安定化組成物は、a)金属と、塩化物イオン及び硫酸イオンからなる群から選択されるイオンと、を含む塩、b)シロキサンカチオン性界面活性剤、及び水を含む。フォーム安定化組成物を含む消火用フォーム、並びに消火用フォームの調製及び使用のための方法も提供される。
【発明を実施するための形態】
【0008】
フォーム安定化組成物(組成物)は、a)金属と、塩化物イオン及び硫酸イオンからなる群から選択されるイオンと、を含む塩、b)シロキサンカチオン性界面活性剤、及び水を含む。この組成物は、任意選択的に、c)有機カチオン性界面活性剤、d)担体ビヒクル(すなわち、水以外)、e)追加の界面活性剤(すなわち、カチオン性、非イオン性、又は両性であり得る界面活性剤であるが、e)追加の界面活性剤は、出発物質b)及びc)とは異なることを条件とする)、f)レオロジー調整剤、g)pH制御剤、及びh)フォームエンハンサからなる群より選択される1種以上の追加出発物質を更に含み得る。担体ビヒクルd)は水を含み得、フォーム安定化組成物は、典型的に、a)塩、b)シロキサンカチオン性界面活性剤、及びd)水を含む。フォーム安定化組成物は、水性フォーム組成物、膨張フォーム組成物、濃縮フォーム組成物、及び/又はフォーム濃縮物などフォーム組成物(すなわち、フォーム)に用いられ得、これらは、多様な最終用途で配合され得る及び/又は用いられ得る。例えば、本明細書に記載されるフォーム安定化組成物は、消火用途(すなわち、火災の消火、抑制、及び/又は防止)での使用に適したフォーム又はフォーミング組成物を調製するために使用され得る。
【0009】
出発物質a)塩
フォーム安定化組成物中の出発物質a)は、金属と、塩化物イオン及び硫酸イオンからなる群から選択されるイオンと、を含む塩である。イオンが塩化物イオンである場合、出発物質a)は金属塩化物塩である。イオンが硫酸イオンである場合、出発物質a)は金属硫酸塩である。金属は、2016年11月28日付のIUPAC元素周期表バージョンの第13族金属、第2族金属、及び第1族金属からなる群から選択され得る。第13族金属は、アルミニウム(Al)であり得る。第2族金属は、カルシウム(Ca)又はマグネシウム(Mg)であり得る。第1族金属は、ナトリウム(Na)又はカリウム(K)であり得る。
【0010】
フォーム安定化組成物に使用される金属塩化物塩は、塩化アルミニウム(AlCl3)、塩化カルシウム(CaCl2)、塩化マグネシウム(MgCl2)、塩化ナトリウム(NaCl)、塩化カリウム(KCl)、及びそれらの2つ以上の組み合わせからなる群から選択され得る。あるいは、金属塩化物塩は、AlCl3、CaCl2、MgCl2、NaCl、及びKClのいずれか1つであり得る。あるいは、金属塩化物塩はAlCl3であり得る。あるいは、金属塩化物塩は、CaCl2、MgCl2、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。あるいは、金属塩化物塩は、NaCl及びKClからなる群から選択され得る。
【0011】
あるいは、フォーム安定化組成物に使用される金属硫酸塩は、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、及びそれらの2つ以上の組み合わせからなる群から選択され得る。あるいは、塩は、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、及び硫酸カリウムのいずれか1つであり得る。あるいは、塩は硫酸アルミニウムであり得る。あるいは、塩は、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。あるいは、塩は、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。あるいは、金属硫酸塩は硫酸カルシウムであり得る。
【0012】
上記の塩は当技術分野で公知であり、様々な供給元から市販されている。フォーム安定化組成物中の塩a)の量は、選択される塩の種類及びフォーム安定化組成物の他の出発物質(例えば、水の供給源など)など種々の要因に依存する。例えば、当業者は、塩の量がフォーム安定化組成物の最終用途に依存して調節され得ることを認識するであろう。例えば、フォーム安定化組成物を水道水(tap water)又は水道水(city water)と組み合わせてフォームを調製する場合、塩化物イオン(Cl-)、ナトリウムイオン(Na+)、硫酸イオン(SO2-
4)、マグネシウムイオン(Mg2+)、カルシウムイオン(Ca2+)、及びカリウムイオン(K+)などイオンを、例えば、局所的な水の添加又は除去(例えば、沈殿及び蒸発による)に起因して異なる量で含み得る海水とフォーム安定化組成物を組み合わせる場合よりも、塩の量が多くなり得る。
【0013】
金属が周期表の第13族に属する場合、塩はAlCl3であり得る。第13族金属塩化物塩は、組成物又はそれを含む最終使用組成物の総量に基づいて、>10mM~<300mM、あるいは12mM~85mM、あるいは>12mM~<85mMの濃度の塩化物イオンを提供するのに十分な量で存在する。あるいは、この量は、>10mM、あるいは少なくとも12mM、あるいは少なくとも25mM、あるいは少なくとも50mM、あるいは少なくとも75mM、あるいは少なくとも85mM、あるいは少なくとも100mMを提供するのに十分であり得るが、同時に、この量は、上記と同じ基準で、<300mM、あるいは最大250mM、あるいは最大200mM、あるいは最大150mM、あるいは最大100mM、あるいは最大85mMを提供するのに十分であり得る。
【0014】
金属が周期表の第2族に属する場合、塩は、CaCl2、MgCl2、又はそれらの組み合わせから選択される金属塩化物塩であり得る。第2族金属塩化物塩は、組成物又はそれを含む最終使用組成物の総量に基づいて、>10mMの濃度の塩化物イオンを提供するのに十分な量で存在する。理論に束縛されるものではないが、第2族金属塩化物塩の量の上限は特に制限されないが、実際的な上限は、フォーム安定化組成物中の水に溶解する、そのような塩の最大量である。あるいは、第2族金属塩化物塩の量は、>10mM、あるいは少なくとも25mM、あるいは少なくとも30mM、あるいは少なくとも50mM、あるいは少なくとも75mM、あるいは少なくとも100mMの塩化物イオン濃度を提供するのに十分であり得るが、同時に、この濃度は、最大で塩の最大水中溶解度(例えば、20℃の水中でのMgCl2の最大溶解度は5,600mMであり、CaCl2の最大溶解度は6,700mMである)、あるいは最大1010mM、あるいは最大1000mM、あるいは最大900mM、あるいは最大800mM、あるいは最大700mM、あるいは最大600mMであり得る。あるいは、第2族金属塩化物塩の量は、>10mM~最大水中溶解度、あるいは>10mM~1010mM、あるいは>10mM~600mM、あるいは100mM~1010mM、あるいは100~600mMの濃度の塩化物イオンを提供するのに十分であり得る。
【0015】
あるいは、金属が第2族に属する場合、金属硫酸塩は、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、又はそれらの組み合わせから選択され得る。あるいは、第2族金属硫酸塩は硫酸カルシウムであり得る。第2族金属硫酸塩は、組成物又はそれを含む最終使用組成物の総量に基づいて≧10mMの濃度の硫酸イオンを提供するのに十分な量で存在し得る。あるいは、第2族金属硫酸塩の量は、少なくとも10mM、あるいは少なくとも15mM、あるいは少なくとも20mM、あるいは少なくとも21mMであり得るが、同時に、この濃度は、上記と同じ基準で、最大で第2族金属硫酸塩の最大水中溶解度、あるいは最大28mM、あるいは最大27mM、あるいは最大26mM、あるいは最大25mM、あるいは最大23mM、あるいは最大21mMであり得る。あるいは、第2族金属硫酸塩の量は、≧10mM~最大水中溶解度、あるいは≧10mM~28mM、あるいは15mM~28mM、あるいは20mM~25mM、あるいは21mMの濃度の硫酸イオンを提供するのに十分であり得る。
【0016】
あるいは、金属が第1族に属する場合、金属塩化物塩は、NaCl、KCl、又はそれらの組み合わせであり得る。第1族金属塩化物塩は、組成物又はそれを含む最終使用組成物の総量に基づいて、>300mMの濃度の塩化物イオンを提供するのに十分な量で存在する。理論に束縛されるものではないが、第1族金属塩化物塩の量の上限は特に制限されないが、実際的な上限は、フォーム安定化組成物中の水に溶解する、そのような塩の最大量である。あるいは、第1族金属塩化物塩の量は、>300mM、あるいは少なくとも325mM、あるいは少なくとも395mM、あるいは少なくとも350mM、あるいは少なくとも400mM、あるいは少なくとも450mM、あるいは少なくとも500mM、あるいは少なくとも550mM、あるいは少なくとも575mMの塩化物イオン濃度を提供するのに十分であり得るが、同時に、この濃度は、最大で金属塩化物塩の最大水中溶解度(例えば、20℃で、NaClでは6,100mM及びKClでは4,800mM)、あるいは最大で1010mM、あるいは最大で1000mM、あるいは最大で900mM、あるいは最大で800mM、あるいは最大で700mM、あるいは最大で600mMであり得る。あるいは、第2族金属塩化物塩の量は、>300mM、あるいは>300mM~1010mM、あるいは320mM~1010mM、あるいは450mM~1010mM、あるいは395~600mMの濃度の塩化物イオンを提供するのに十分であり得る。
【0017】
理論に束縛されるものではないが、当業者であれば、上記の濃度は、組成物を用いて製造されたフォーム中の金属塩の濃度を各々指すことを認識するであろう。したがって、フォームを形成するために他の出発物質が上記の組成物に添加される場合、上記の濃度は、フォーム中で上記の濃度を提供するのに十分な量を提供するように組成物中で調整され得る。例えば、処理水(例えば、脱イオン水)がフォームを調製するためのプロセスにおいて組成物を希釈するために使用される場合、塩の濃度は増加し得る。あるいは、イオンを含有する水源がフォームを調製するために使用される場合、例えば、フォームを調製するために海水が組成物に添加される場合、塩の濃度は、同じであり得るか、低減され得る。
【0018】
出発物質b)シロキサンカチオン性界面活性剤
フォーム安定化組成物は、出発物質b)であるシロキサンカチオン性界面活性剤を更に含む。シロキサンカチオン性界面活性剤は、1つ以上のシロキサン鎖(直鎖、分岐、超分岐、レーキ、ペンダント、末端構造)を有する水溶性/水分散性オニウム化合物又はアミン含有化合物を含み得る。
【0019】
シロキサンカチオン性界面活性剤は、対イオンと電荷バランスのとれたカチオン性有機ケイ素化合物を含む錯体であり得る。シロキサンカチオン性界面活性剤b)は、シロキサン部分と、1つ以上の四級アンモニウム部分と、を含み得る。シロキサンカチオン性界面活性剤(A)は、一般式(I):
[Z1-D1-N(Y)a(R)2-a]+y[X-x]n (I)
を有し得、式中、Z1はシロキサン部分であり、D1は、二価連結基であり、RはHであるか、又は1~4個の炭素原子を有する非置換ヒドロカルビル基であり、各Yが、式-D-NR1
3
+を有し、式中、Dが、二価連結基であり、各R1が、独立して、1~4個の炭素原子を有する非置換ヒドロカルビル基であり、下付き文字aが、1又は2であり、1≦y≦3であり、Xが、アニオンであり、下付き文字nは、1、2、又は3であり、1≦x≦3であるが、ただし、(x*n)=yである。
【0020】
式(I)においてZ1は、シロキサン部位を表す。一般に、シロキサン部分Z1は、シロキサンを含み、それ以外は特に限定されない。当該技術分野で理解されるように、シロキサンは、シリコン原子と結合した有機ケイ素及び/又は有機側基を有する、無機ケイ素-酸素-シリコーン基(即ち、-Si-O-Si-)を含む。このように、シロキサンは、一般式:([Rx
iSiO(4-i)/2]h)j(Rx)3-jSi-で表され得、式中、下付き文字iは、1、2、及び3から独立して選択され、下付き文字hで示される各部分において、下付き文字hは、少なくとも1であり、下付き文字jは、1、2、又は3であり、各Rxは、ヒドロカルビル基、アルコキシ基及び/又はアリールオキシ基、並びにシロキシ基から独立して選択される。
【0021】
Rxに好適なヒドロカルビル基には、一価の炭化水素部分が含まれ、これらは独立して、置換され又は非置換であり、直鎖、分岐鎖、環状、又はこれらの組み合わせであり得、かつ飽和又は不飽和であり得る。かかるヒドロカルビル基に関して、「非置換」という用語は、炭素及び水素原子から構成される、即ち、ヘテロ原子置換基を含まない炭化水素部分を表す。「置換」という用語は、少なくとも1個の水素原子が水素以外の原子若しくは基で置き換えられる(例えば、アルコキシ基又はアミン基)(すなわち、ペンダント又は末端置換基として)、炭化水素の鎖/骨格内の炭素原子が炭素以外の原子で置き換えられる(例えば、酸素、硫黄、又は窒素などヘテロ原子)(すなわち、鎖/骨格の一部として)、又はその両方である炭化水素部分を表す。したがって、好適な炭化水素基は、その炭素鎖/主鎖内に及び/又は上に(すなわち、その炭素鎖/その主鎖に付加される及び/又は一体である)1つ以上の置換基を有する炭化水素部分を含み得るか、又は炭化水素部分であり得るので、炭化水素部分は、例えば、エーテル若しくはエステルを含み得るか、又はエーテル若しくはエステルなどであり得る。直鎖及び分岐鎖ヒドロカルビル基は、独立して、飽和又は不飽和であり得、不飽和の場合、共役又は非共役であり得る。環状ヒドロカルビル基は、独立して単環式又は多環式であり得、シクロアルキル基、アリール基、及び複素環を包含し得、これらは、例えば、芳香族若しくは飽和及び非芳香族及び/又は非共役であり得る。直鎖状及び環状ヒドロカルビル基の組み合わせの例としては、アルカリル基及びアラルキル基が挙げられる。ヒドロカルビル基において又はヒドロカルビル基として使用するのに好適な炭化水素部分の一般的な例としては、アルキル基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基、及びそれらの組み合わせが挙げられる。アルキル基の例としては、メチル、エチル、プロピル(例えば、イソプロピル及び/又はn-プロピル)、ブチル(例えば、イソブチル、n-ブチル、tert-ブチル、及び/又はsec-ブチル)、ペンチル(例えば、イソペンチル、ネオペンチル、及び/又はtert-ペンチル)、ヘキシル、他の直鎖状又は分岐状飽和炭化水素基(例えば、6個を超える炭素原子を有する)が挙げられる。アリール基の例としては、フェニル、トリル、キシリル、ナフチル、ベンジル、ジメチルフェニルが挙げられ、これらは、アルカリル基(例えば、ベンジル)及びアラルキル基(例えば、トリル、ジメチルフェニルなど)と重複し得る。アルケニル基としては、ビニル、アリル、プロペニル、イソプロペニル、ブテニル、イソブテニル、ペンテニル、ヘプテニル、ヘキセニル、及びシクロヘキセニル基が挙げられる。
【0022】
Rxに好適なアルコキシ基及びアリールオキシ基としては、一般式、-ORxi[式中、Rxiは、Rxに関して上述したヒドロカルビル基のうちの1つである]を有するものが挙げられる。アルコキシ基の例としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ及びベンジルオキシが挙げられる。アリールオキシ基の例としては、フェノキシ及びトリルオキシが挙げられる。
【0023】
Rxに好適な、好適なシロキシ基の例としては、[M]、[D]、[T]、及び[Q]単位が挙げられ、これらは、当該技術分野で理解されるように、各々が、例えばオルガノシロキサン及びオルガノポリシロキサンなどのシロキサン中に存在する個別の官能性の構造単位を表す。より具体的には、[M]は、一般式Rxii
3SiO1/2の、単官能性単位を表し、[D]は、一般式Rxii
2SiO2/2の二官能性単位を表し、[T]は、一般式RxiiSiO3/2の三官能性単位を表し、[Q]は、一般式SiO4/2の四機能性単位を表し、これらは下記の一般構造部分により示されている:
【0024】
【0025】
これらの一般構造部分において、各々のRxiiは、独立して、一価又は多価の置換基である。当技術分野で理解されるように、各Rxiiに好適な具体的な置換基は、限定されるものではなく、単原子又は多原子、有機又は無機、直鎖状又は分岐状、置換又は非置換、芳香族、脂肪族、飽和又は不飽和、及びそれらの組み合わせであり得る。典型的に、各Rxiiは、ヒドロカルビル基、アルコキシ基及び/又はアリールオキシ基、並びにシロキシ基から独立して選択される。したがって、各々のRxiiは、独立して、式-Rxiのヒドロカルビル基、又は式-ORxiのアルコキシ基若しくはアリールオキシ基[両式中、Rxiは上記で定義されたとおりであるか、又は上記の[M]、[D]、[T]、及び/又は[Q]単位のいずれか1つ若しくはこれらの組み合わせで表されるシロキシ基である]であってもよい。
【0026】
シロキサン部分Z1は、例えば、その中に存在する[M]、[D]、[T]、及び/又は[Q]シロキシ単位の数及び配置に基づいて、直鎖状、分岐状、又はそれらの組み合わせであり得る。分岐状である場合、シロキサン部分Z1は、最小限に分岐状又は、代替的に、超分岐状及び/若しくは樹枝状であり得る。
【0027】
あるいは、シロキサン部分Z1は、式-Si(R3)3を有する分岐状シロキサン部分であり得、式中、少なくとも1つのR3は、-OSi(R4)3であり、各他のR3は、独立して、R2及び-OSi(R4)3から選択され、各R4は、独立して、R2、-OSi(R5)3、及び-[OSiR2
2]mOSiR2
3から選択される。R4のこれらの選択について、各々のR5は、R2、-OSi(R6)3、及び-[OSiR2
2]mOSiR2
3から独立して選択され、かつ各々のR6は、R2及び-[OSiR2
2]mOSiR2
3から独立して選択される。各々の選択において、R2は、独立して選択された、置換又は非置換ヒドロカルビル基、例えば、Rxに関して既に説明したもののうちの任意のものであり、かつ(すなわち、該当する場合、各々の選択において)各々の下付き文字mは、0≦m≦100となるように個々に選択される。
【0028】
既に述べたように、各R3は、R2及び-OSi(R4)3から選択され、ただし、少なくとも1つのR3は、式-OSi(R4)3のものである。あるいは、R3のうちの少なくとも2つは、式-OSi(R4)3であり得る。あるいは、各R3は、式-OSi(R4)3であり得る。-OSi(R4)3であるR3の数が多いほど、シロキサン部分Z1における分岐度が増加することが理解されよう。例えば、各R3が-OSi(R4)3である場合、各R3が結合しているケイ素原子は、Tシロキシ単位である。あるいは、R3のうちの2つが式-OSi(R4)3のものである場合、各R3が結合しているケイ素原子は、[D]シロキシ単位である。更に、R3が式-OSi(R4)3を有する場合、及びR4が式-OSi(R5)3を有する場合、更なるシロキサン結合及び分岐が、シロキサン部分Z1に存在する。これは更に、R5が式-OSi(R6)3を有する事例である。したがって、当業者であれば、シロキサン部分Z1における各後続のR3+n部分が、その特定の選択に応じて、更なる分岐の発生を付与し得ることが理解されよう。例えば、R4は式-OSi(R5)3のものであってもよく、かつR5は式-OSi(R6)3でのものであってもよい。したがって、各置換基の選択に応じて、[T]及び/又は[Q]シロキシ単位に起因する更なる分岐は、シロキサン部分Z1に存在し得る(すなわち、上述の他の置換基/部分のものを超える)。
【0029】
各R4は、R2、-OSi(R5)3、及び-[OSiR2
2]mOSiR2
3[式中、0≦m≦100である]から選択される。R4及びR5の選択に応じて、更なる分岐が、シロキサン部分Z1に存在し得る。例えば、各R4がR2である場合、各-OSi(R4)3部分(すなわち、式-OSi(R4)3の各R3)は、末端[M]シロキシ単位である。言い換えれば、各R3が-OSi(R4)3であり、かつ各R4がR2である場合、各R3は、-OSiR2
3(すなわち、[M]シロキシ単位)として記載され得る。あるいは、シロキサン部分Z1は、式(I)のD基に結合した[T]シロキシ単位を含み得、[T]シロキシ単位は、3つの[M]シロキシ単位でキャップされる。また、R4が式-[OSiR2
2]mOSiR2
3のものである場合、R4は、任意選択の[D]シロキシ単位(すなわち、下付き文字mで示される各々の部分におけるシロキシ単位)並びに[M]シロキシ単位(すなわち、OSiR2
3で表されるもの)を含む。したがって、各R3が、式-OSi(R4)3のものであり、各R4が、式-[OSiR2
2]mOSiR2
3のものである場合、各R3は、[Q]シロキシ単位を含む。あるいは、各R3は、式-OSi([OSiR2
2]mOSiR2
3)3のものであり得、したがって、各下付き文字mが0である場合には、各R3は、3つの[M]シロキシ単位で末端をキャップされた[Q]シロキシ単位である。同様に、下付き文字mが0より大きい場合、各R3は、下付き文字mに起因する重合度を有する直鎖状部分(即ち、ジオルガノシロキサン部分)を含む。
【0030】
上記のように、各R4はまた、式-OSi(R5)3のものであってもよい。あるいは、1つ以上のR4が式-OSi(R5)3のものである場合、R5の選択に応じて、更なる分岐が、シロキサン部分Z1に存在し得る。より具体的には、各R5は、R2、-OSi(R6)3、及び-[OSiR2
2]mOSiR2
3[式中、各R6は、R2及び-[OSiR2
2]mOSiR2
3から選択され得、かつ文字mは、上記で定義されたとおりである]から選択され得る。
【0031】
下付き文字mは、0~100、あるいは0~80、あるいは0~60、あるいは0~40、あるいは0~20、あるいは0~19、あるいは0~18、あるいは0~17、あるいは0~16、あるいは0~15、あるいは0~14、あるいは0~13、あるいは0~12、あるいは0~11、あるいは0~10、あるいは0~9、あるいは0~8、あるいは0~7、あるいは0~6、あるいは0~5、あるいは0~4、あるいは0~3、あるいは0~2、あるいは0~1であり、あるいはmは0であり得る。あるいは、各下付き文字mは0であり得、したがって、シロキサン部分Z1は、[D]シロキシ単位を含まない。
【0032】
R2、R3、R4、R5、及びR6の各々は、独立して選択される。したがって、これらの置換基の各々に関する上記の説明は、各置換基が同じであることを意味するとするものでもなく、示すものでもない。むしろ、R4に関する上記の任意の説明は、シロキサン部分Z1における1つのみのR4又は任意の数のR4に関連し得、他も同様である。加えて、R2、R3、R4、R5、及びR6の異なる選択により、同じ構造をもたらすことができる。例えば、R3が-OSi(R4)3であり、各R4が-OSi(R5)3であり、各R5がR2である場合、R3は、-OSi(OSiR2
3)3と記述することができる。同様に、R3が-OSi(R4)3であり、各々のR4が-[OSiR2
2]mOSiR2
3である場合、下付き文字mが0であるときには、R3は、-OSi(OSiR2
3)3と記述することができる。示されているように、これらの特定の選択は、R4についての異なる選択に基づいて、R3の同じ最終構造をもたらす。あるいは、R3、R4、R5、及びR6は、シロキサンカチオン性界面活性剤が1分子当たり平均3~10個のケイ素原子、あるいは、1分子当たり3~6個のケイ素原子を有するように選択され得る。そのために、シロキサン部分Z1の最終構造に対する限定のいかなる条件も、条件で必要とされる同じ構造をもたらす代替選択によって考慮され、満たされるべきである。
【0033】
あるいは、各R2は、独立して選択されるアルキル基であり得る。あるいは、各R2は、独立して選択された、1~10個、あるいは1~8個、あるいは1~6個、あるいは1~4個、あるいは1~3個、あるいは1~2個の炭素原子を有するアルキル基であり得る。あるいは、各R2は、メチルであり得る。
【0034】
あるいは、各下付き文字mは0であり得、各R2は、チルであり得、シロキサン部分Z1、以下の構造(i)~(iv)のうちの1つを有し得る:
【0035】
【0036】
更に、シロキサンカチオン性界面活性剤及び式(I)に関して、上記で紹介されたように、D1は、二価連結基である。二価連結基D1は、特に限定されない。典型的には、二価連結基D1は、二価炭化水素基から選択される。そのような炭化水素基の例としては、Rxに関して上述したもののうちの任意のものなどの、上述のヒドロカルビル基又は炭化水素基の二価形態が挙げられる。したがって、二価連結基D1に好適な炭化水素基は、置換又は非置換、並びに直鎖、分岐及び/又は環状であり得ることが理解されよう。
【0037】
あるいは、二価連結基D1は、直鎖又は分岐鎖のアルキル及び/又はアルキレン基を含み得るか、あるいは二価連結基D1は、直鎖又は分岐鎖のアルキル及び/又はアルキレン基である。あるいは、二価連結基D1は、C1~C18炭化水素部分、例えば、式-(CH2)d-(式中、下付き文字dは1~18である)を有する直鎖状炭化水素を含み得るか、あるいは、二価連結基D1はC1~C18炭化水素部分である。あるいは、下付き文字dは、1~16、あるいは1~12、あるいは1~10、あるいは1~8、あるいは1~6、あるいは2~6、あるいは2~4であり得る。あるいは、下付き文字dは3であり得、したがって、二価連結基D1は、プロピレン(すなわち、3個の炭素原子の鎖)を含む。当業者には理解されるように、下付き文字dで表される各単位はメチレン単位であり、その結果、直鎖状炭化水素部分は、アルキレン基と定義されるか、又は別様に称され得る。各メチレン基は、独立して、非置換及び非分岐又は置換(例えば、水素原子が非水素原子又は基で置き換えられている)、及び/若しくは分岐(例えば、水素原子がアルキル基で置き換えられている)であり得ることが理解されよう。あるいは、二価連結基D1は、非置換アルキレン基を含み得るか、あるいは二価連結基D1は、非置換アルキレン基である。あるいは、二価連結基D1は、置換炭化水素基、例えば置換アルキレン基を含み得るか、あるいは二価連結基D1は、置換炭化水素基である。あるいは、例えば、二価連結基D1は、主鎖がエーテル部分、アミン部分、メルカプト部分、又はリン部分を含むように、少なくとも2個の炭素原子及び少なくとも1個のヘテロ原子(例えば、O、N、S、又はPなど)を有する炭素骨格を含み得る。
【0038】
あるいは、二価連結基D1は、アミノ置換炭化水素基(すなわち、窒素置換炭素鎖/骨格を含む炭化水素)を含み得るか、あるいは二価連結基D1は、アミノ置換炭化水素基である。例えば、二価連結基D1は、式-D3-N(R7)-D3-を有するアミノ置換炭化水素であり得、したがって、シロキサンカチオン性界面活性剤b)は、以下の式:
[Z1-D3-N(R7)-D3-N(Y’)a(R)2-a]+y[X-x]nによって表され得、式中、各D3は、独立して選択される二価連結基であり、Z1は、上記で定義及び説明されたとおりであり、R7は、Y’又はHであり、各R、下付き文字a、X、上付き文字y、上付き文字x、及び下付き文字nは、上記で定義され、以下に説明されるとおりである。Y’は、Yについて上述したように、独立して選択される式-D-NR1
3
+の基である。
【0039】
上記で紹介されたように、アミノ置換炭化水素の二価連結基の各D3は、独立して選択される。典型的には、各D3は、二価連結基D1に関して上述したもののうちのいずれかなどの、独立して選択されるアルキレン基を含む。例えば、各D3は、1~8個の炭素原子、あるいは2~8個、あるいは2~6、あるいは2~4個の炭素原子を有するアルキレン基から独立して選択され得る。あるいは、各D3は、プロピレン(すなわち、-(CH2)3-)であり得る。しかしながら、一方又は両方のD3は別の二価連結基であり得るか、又はそれを含み得ることが理解されるであろう(即ち、上記に記載されるアルキレン基を除く)。更に、各D3は、置換又は非置換、直鎖状又は分岐状、及びそれらの様々な組み合わせであり得る。
【0040】
上記でも紹介されたように、アミノ置換炭化水素のR7は、H又は四級アンモニウム部分Y’(すなわち、上に記載したように、式-D-NR1
3
+を有する)である。例えば、R7はHであり得、したがって、シロキサンカチオン性界面活性剤b)は、以下の式:[Z1-D3-NH-D3-N(Y’)a(R)2-a]+y[X-x]nで表され得、式中、各D3及びZ1は、上記で定義及び説明されたとおりであり、各Y’、R、下付き文字a、X、上付き文字y、上付き文字x、及び下付き文字nは、上記で定義され、かつ以下に説明されるとおりである。あるいは、上付き文字yは、下付き文字aにより制御される、1又は2であり得る。より具体的には、四級アンモニウム部分Y’の数は、1又は2として下付き文字aによって制御され、それぞれ、+1又は+2の総カチオン電荷を提供する。したがって、上付き文字xはまた、シロキサンカチオン性界面活性剤b)が電荷バランスをとるように、1又は2であり得る。
【0041】
あるいは、アミノ置換炭化水素のR7は、四級アンモニウム部分Y’であり得、したがって、シロキサンカチオン性界面活性剤b)は、以下の式:
[Z1-D3-NY-D3-N(Y’)a(R)2-a]+y[X-x]nによって表され得、式中、各D3及びZ1は、上記で定義及び説明されたとおりであり、各Y’、R、下付き文字a、X、上付き文字y、上付き文字x、及び下付き文字nは、上記で定義され、かつ以下に説明されるとおりである。あるいは、上付き文字yが2又は3であるように、y=a+1である。より具体的には、四級アンモニウム部分の数は、R7のY’、並びに下付き文字aによって制御される1又は2の四級アンモニウム部分Y’を含み、それぞれ、+2又は+3の総カチオン電荷を提供する。したがって、上付き文字xは、シロキサンカチオン性界面活性剤b)が電荷バランスをとるように、1、2、又は3であり得る。
【0042】
あるいは、R7は、Y’であり得、シロキサン部分Z1は、上述の分岐状シロキサン部分であり得、したがって、シロキサンカチオン性界面活性剤b)は、以下の式:
[(R3)3Si-D3-N(-D-NR1
3
+)-D3-N(-D-NR1
3
+)a(R)2-a]+y[X-x]nによって表され得、式中、各D3及びR3は、上記で定義及び説明されたとおりであり、各D、R、R1、下付き文字a、X、上付き文字y、上付き文字x、及び下付き文字nは、上記で定義され、かつ以下に説明されるとおりである。
【0043】
下付き文字aは、1又は2である。当業者には理解されるように、下付き文字aは、部分式-N(Y’)a(R)2-aで表されるシロキサンカチオン性界面活性剤b)の四級アンモニウム-置換アミノ部分が、四級アンモニウム基Y’のうちの1つ又は2つ(すなわち、部分式(-D-NR1
3
+)の基)を有するか否かを示す。同様に、そのような各四級アンモニウム基Y’のように、下付き文字aは、部分aで示される四級アンモニウム基Y’からカチオン電荷のバランスをとるのに必要な対アニオンの数(すなわち、以下に説明されるようなアニオンXの数)も示す。例えば、下付き文字aは1であり得、シロキサンカチオン性界面活性剤b)は、以下の式:[Z1-D1-N(R)-D-NR1
3]+y[X-x]nを有し得、式中、Z1及びD1は、上記で定義及び説明されたとおりであり、各D、R、R1、X、上付き文字y、上付き文字x、及び下付き文字nは、上記で定義され、かつ以下に説明されるとおりである。
【0044】
下付き文字aが、シロキサンカチオン性界面活性剤b)の各カチオン性分子において1又は2であるが、シロキサンカチオン性界面活性剤b)は、式(I)に対応するが、互いに異なる(例えば、下付き文字aに関して)カチオン性分子の混合物を含み得ることを理解されたい。したがって、下付き文字aは、1又は2であるが、シロキサンカチオン性界面活性剤b)を含む混合物は、1.5の平均値などの1~2のaの平均値を有し得る(例えば、a=1の場合のシロキサンカチオン性界面活性剤b)のカチオン性分子と、a=2の場合のシロキサンカチオン性界面活性剤b)の分子との50:50混合物から)。
【0045】
各Rは、存在する場合(例えば、下付き文字aが1である場合)、H又は1~4個の炭素原子を有する非置換ヒドロカルビル基を独立して表す。あるいは、Rは、Hであり得る。あるいは、Rは、1~4個の炭素原子、例えば1~3個、あるいは1~2個の炭素原子を有するアルキル基であり得る。例えば、Rは、メチル基、エチル基、プロピル基(例えば、n-プロピル基又はイソ-プロピル基)、又はブチル基(例えば、n-ブチル基、sec-ブチル基、イソ-ブチル基、又はtert-ブチル基)であり得る。代替的に、各Rは、メチルであり得る。
【0046】
各R1は、1~4個の炭素原子を有する、独立して選択される非置換ヒドロカルビル基を表す。例えば、各R1は、1~4個の炭素原子、例えば1~3個、あるいは1~2個の炭素原子を有するアルキル基から独立して選択され得る。あるいは、各R1は、メチル基、エチル基、プロピル基(例えば、n-プロピル基及びイソ-プロピル基)、及びブチル基(例えば、n-ブチル基、sec-ブチル基、イソ-ブチル基、及びtert-ブチル基)から選択され得る。独立して選択されるが、各R1は、カチオン性界面活性剤中の他の各R1と同じであり得る。例えば、各R1は、メチル又はエチルであり得る。あるいは、各R1は、メチルであり得る。
【0047】
各Dは、独立して選択される二価連結基(「連結基D」)を表す。典型的には、連結基Dは、置換及び非置換炭化水素基から選択される。そのような炭化水素基の例としては、Rx、D1、及びD3に関して上に記載したもののうちのいずれなどの、上述のヒドロカルビル及び炭化水素基の二価形態が挙げられる。したがって、連結基Dでの使用又は連結基Dとしての使用に好適な炭化水素基が、直鎖状又は分岐状であり得、任意の他の二価連結基と同じであっても異なってもよいことが理解されよう。
【0048】
あるいは、連結基Dは、二価連結基D1に関して上述したもののうちの1つなどのアルキレン基を含む。例えば、連結基Dは、1~8個の炭素原子、例えば、1~6個、あるいは2~6個、あるいは2~4個の炭素原子を有するアルキレン基を含み得る。あるいは、連結基Dのアルキレン基は非置換であり得る。そのようなアルキレン基の例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基が挙げられる。
【0049】
あるいは、連結基Dは、置換炭化水素基、例えば置換アルキレン基を含み得るか、あるいは連結基Dは、置換炭化水素基である。例えば、連結基Dは、少なくとも2個の炭素原子を有する炭素骨格と、その骨格中の少なくとも1つのヘテロ原子(例えばO)、又はその炭素原子のうちの1つに(例えば、ペンダント置換基として)結合される、少なくとも1つのヘテロ原子(例えばO)を含み得る。例えば、連結基Dは、式-D’-CH(-(CH2)e-OH)-D’-を有するヒドロキシル置換炭化水素を含み得、式中、各D’は、独立して、共有結合又は二価連結基であり、下付き文字eは、0又は1である。あるいは、少なくとも1つのD’は、上述のもののうちのいずれかなどの、独立して選択されるアルキレン基を含み得る。例えば、各D’は、独立して、1~8個の炭素原子、例えば、1~6個、あるいは1~4個、あるいは1~2個の炭素原子を有するアルキレン基から選択され得る。あるいは、各D’はメチレン(すなわち、-CH2-)であり得る。しかしながら、一方又は両方のD’が、別の二価連結基(すなわち、上述のアルキレン基を除く)であり得るか、又は別の二価連結基を含み得ることを理解されたい。
【0050】
あるいは、各連結基Dは、独立して選択されるヒドロキシプロピレン基であり得る(すなわち、各D’は、独立して、共有結合及びメチレンから選択されるが、ただし、下付き文字eが1である場合に少なくとも1つのD’が共有結合であり、下付き文字eが0である場合に各D’がメチレンである)。したがって、各連結基Dは、独立して、以下の式:
【0051】
【0052】
あるいは、シロキサン部分Z1は、分岐状シロキサン部分であり得、二価結基Dは、各D3がプロピレンであり、かつR7がHである、アミノ置換炭化水素であり得、下付き文字aは、1であり、Rは、Hであり、各連結基Dは、(2-ヒドロキシ)プロピレン基であり、各R1は、メチルであり、Xは、モノアニオンであり、したがって、式(I)のシロキサンカチオン性界面活性剤b)は、以下の式:
【0053】
【化4】
[式中、各々のR
3は、上記で定義及び記載されているとおりであり、かつXは、上記で定義及び以下で記載されるとおりである]を有する。あるいは、シロキサンカチオン性界面活性剤b)は、下付き文字a=2であること以外は直前に説明したものと同じように構成され得、したがって、式(I)シロキサンカチオン性界面活性剤b)は、以下の式:
【0054】
【化5】
を有し、式中、各R
3は、上記で定義及び記載されているとおりであり、各Xは、上記で定義及び以下で記載されるとおりである。あるいは、シロキサンカチオン性界面活性剤b)は、R
7が四級アンモニウム部分Y’であること以外は、直前に説明したものと同じように構成され得、したがって、式(I)のシロキサンカチオン性界面活性剤b)が以下の式:
【0055】
【化6】
を有し、式中、各R
3は、上記で定義及び記載されているとおりであり、各Xは、上記で定義及び以下で記載されているとおりである。あるいは、シロキサンカチオン性界面活性剤b)は、R
7が下付き文字a=1であり、RがHであること以外は、直前に説明したものと同じように構成され得、したがって、式(I)のシロキサンカチオン性界面活性剤b)は以下の式:
【0056】
【化7】
を有し、式中、各R
3は、上記で定義及び記載されているとおりであり、各Xは、上記で定義及び以下で記載されているとおりである。
【0057】
各Xは、上付き文字xで表される電荷を有するアニオンである。したがって、当業者には理解されるように、Xは特に限定されず、1つ以上のカチオン性四級アンモニウム部分Y及びY’のイオン対形成/電荷バランスに好適な任意のアニオンであり得る。したがって、各Xは、1つのXが2つ以上のカチオン性四級アンモニウム部分Y’を相殺するのに十分であり得るように、独立して選択されるモノアニオン又はポリアニオン(例えば、ジアニオン又はトリアニオン)であり得る。したがって、アニオンXの数(すなわち、下付き文字n)は、カチオン性四級アンモニウム部分Y’の数及び選択されたXの電荷(すなわち、上付き文字x)に基づいて容易に選択される。
【0058】
好適なアニオンの例としては、有機アニオン、無機アニオン、及びこれらの組み合わせが挙げられる。典型的には、各々のアニオンXは、カチオン性界面活性剤の他の部分と非反応性であるモノアニオンから独立して選択される。そのようなアニオンの例としては、例えば、ハロゲン化物イオン(例えば、塩化物、臭化物、ヨウ化物、フッ化物)、サルフェート(例えば、アルキルサルフェート)、スルホネート(例えば、ベンジル又は他のアリールスルホネート)、並びにそれらの組み合わせなど中程度の酸及び強酸のコンジュゲート塩基が挙げられる。リン酸アニオン、硝酸アニオン、カルボキシレート(例えば、アセテート)などの有機アニオン、並びにそれらの組み合わせなどの他のアニオンも用いられ得る。そのようなアニオンの誘導体には、上記の例が指定されている2つ以上の官能基を含むポリアニオン性化合物が含まれることが理解されるべきである。例えば、ポリカルボキシレート(例えば、クエン酸)のモノ及び/又はポリアニオンは、上記のアニオンに包含される。アニオンの他の例としては、トシレートアニオンが挙げられる。
【0059】
あるいは、各アニオンXは、1~3の原子価を有する無機アニオンであり得る。そのようなアニオンの例としては、例えば塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、6~18個の炭素原子を有するアリールスルホネート、硝酸アニオン、亜硝酸アニオン、及びホウ酸アニオンなどのモノアニオン、例えばサルフェート及び亜硫酸イオンなどのジアニオン、及びホスフェートなどのトリアニオンが挙げられる。あるいは、各Xは、ハロゲン化物アニオンであり得るか、あるいは、各Xは、塩化物(すなわち、Cl-)又はヨウ化物(すなわち、I-)であり得るか、あるいは、各Xは、塩化物であり得る。
【0060】
シロキサンカチオン性界面活性剤は、参照により本明細書に組み込まれる、2019年12月30日に出願された米国特許仮出願第62/955192号に記載されている方法によって、シロキサンカチオン性界面活性剤を調製するための参照実施例において以下に例示されるように、適切な出発物質を変更することによって調製され得る。
【0061】
フォーム安定化組成物中で使用されるシロキサンカチオン性界面活性剤b)の量は、調製される組成物の形態、その所望の用途、及びその中に存在する他の出発物質など様々な要因に依存する。例えば、当業者は、組成物が濃縮物として配合される場合、シロキサンカチオン性界面活性剤b)は、非濃縮形態と比較してより高い相対量で存在することを理解するであろう。したがって、シロキサンカチオン性界面活性剤b)は、出発物質c)である有機カチオン性界面活性剤が存在しない場合に、0.05:1~500:1、あるいは0.1:1~50:1の塩:シロキサンカチオン性界面活性剤の重量比、すなわち、a):b)重量比を提供するのに十分な量でフォーム安定化組成物中に存在し得る。あるいは、出発物質c)が存在する場合、塩の量:カチオン性界面活性剤の量、すなわち、出発物質a):出発物質b)及びc)の重量比、すなわち、a:(b+c)は、0.05:1~500:1、あるいは0.1:1~50:1である。
【0062】
c)有機カチオン性界面活性剤
上記で紹介されたように、出発物質c)は、任意選択の有機カチオン性界面活性剤、すなわち、対イオンと電荷バランスのとれたカチオン性四級有機アンモニウム化合物を含む錯体である。有機カチオン性界面活性剤c)は、炭化水素部分及び1つ以上の四級アンモニウム部分を含み、一般式(II):[Z2-D2-N(Y’)b(R)2-b]+y[X-x]nに従い、式中、Z2は非置換ヒドロカルビル基であり、D2が、共有結合又は二価連結基であり、下付き文字bが、1又は2であり、各R、Y、上付き文字y、X、下付き文字n、及び上付き文字xが、独立して選択され、かつ上記で定義されたとおりである、有機カチオン性界面活性剤と、を含む、フォーム安定化組成物。
【0063】
有機カチオン性界面活性剤c)及び式(II)に関して、各R、Y’、上付き文字y、X、下付き文字n、及び上付き文字xは独立して選択され、かつシロキサンカチオン性界面活性剤b)に関して上記で定義されるとおりである。したがって、具体的な選択は、有機カチオン性界面活性剤c)を表す式(II)におけるこれらの変数に関して以下に例示されるが、そのような選択が限定的ではなく、むしろR、Y’、上付き文字y、X、下付き文字n、及び上付き文字x、並びにそれらの変数(例えば、四級アンモニウム部分Y’の二価連結基D、基D’、及び二価連結基Dの下付き文字e)の全ての説明であることが理解されよう。
【0064】
式(II)において、Z2は、非置換ヒドロカルビル基であり、そうでなければ特に限定されない。好適なそのようなヒドロカルビル基の例としては、Rxに関して上述した、非置換一価炭化水素部分が挙げられる。したがって、ヒドロカルビル基Z2が、直鎖状、分岐状、環状、又はそれらの組み合わせを含み得るか、あるいは直鎖状、分岐状、環状、又はそれらの組み合わせであり得ることが理解されよう。同様に、ヒドロカルビル基Z2は、エチレン性及び/又はアセチレン性不飽和(すなわち、別の言い方ではそれぞれアルケン及びアルキンとして既知であるC-C二重及び/又は三重結合)を含む、脂肪族不飽和を含み得る。ヒドロカルビル基Z2は、1つのみのそのような不飽和基を含み得るか、あるいは2つ以上の不飽和基を含み得、これは、非共役型若しくは共役型であり得(例えば、ヒドロカルビル基Z2が、例えば、ジエン、エン-イン、又はジインを含む場合)、及び/又は芳香族(例えば、ヒドロカルビル基Z2が、例えばフェニル基又はベンジル基を含む場合)であり得る。
【0065】
あるいは、ヒドロカルビル基Z2は、3~18個の炭素原子を有する非置換ヒドロカルビル部分であり得る。あるいは、ヒドロカルビル基Z2はアルキル基を含み得るか、あるいはヒドロカルビル基Z2はアルキル基であり得る。好適なアルキル基は、直鎖状、分岐状、環状(例えば、単環式又は多環式)、又はそれらの組み合わせであり得る飽和アルキル基を含む。そのようなアルキル基の例としては、一般式CfH2f-2g+1を有するものが挙げられ、式中、下付き文字fは、5~20(すなわち、アルキル基に存在する炭素原子の数)であり、下付き文字gは、独立した環/環状ループの数であり、下付き文字fで指定される少なくとも1つの炭素原子は、上記一般式(II)において基D2に結合している。そのようなアルキル基の直鎖状及び分岐状異性体の例(すなわち、アルキル基が下付き文字f=0になるように環状基を含まない場合)としては、一般式CfH2f+1を有するものが挙げられ、式中、下付き文字fは、上記で定義されたとおりであり、下付き文字fで指定される少なくとも1つの炭素原子は、上記一般式(II)において基D2に結合している。単環式アルキル基の例としては、一般式CfH2f-1を有するものが挙げられ、式中、下付き文字fは、上記で定義されたとおりであり、下付き文字fで指定される少なくとも1つの炭素原子は、上記一般式(II)において基D2に結合している。
【0066】
そのようなアルキル基の具体例としては、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、及びエイコシル基が挙げられ、これらの直鎖状、分岐状、及び/又は環式異性体も含まれる。例えば、ペンチル基は、n-ペンチル(すなわち、直鎖異性体)及びシクロペンチル(すなわち、環状異性体)、並びに分岐異性体、例えば、イソペンチル(すなわち、3-メチルブチル)、ネオペンチル(すなわち、2,2-ジメチルプロピル)、tert-ペンチル(すなわち、2-メチルブタン-2-イル)、sec-ペンチル(すなわち、ペンタン-2-イル)、sec-イソペンチル(すなわち、3-メチルブタン-2-イル))、3-ペンチル(すなわち、ペンタン-3-イル)、及び活性ペンチル(すなわち、2-メチルブチル)を包含する。
【0067】
あるいは、ヒドロカルビル基Z2は、式-(CH2)f-1CH3の非置換直鎖状アルキル基を含み得るか、あるいは式-(CH2)f-1CH3の非置換直鎖状アルキル基であり得、式中、下付き文字fは、上述のように5~20である。あるいは、ヒドロカルビル基Z2は、そのような非置換直鎖状アルキル基であり得、式中、下付き文字fは、7~19であり、したがって、ヒドロカルビル基Z2は、6~18個の炭素原子を有する非置換直鎖状アルキル基である。あるいは、下付き文字bは、7、9、11、又は13であり得、したがって、ヒドロカルビル基Z2は、それぞれ、6、8、10、又は12個の炭素原子を有する非置換直鎖状アルキル基であり得る。
【0068】
下付き文字bは、1又は2である。シロキサンカチオン性界面活性剤b)の下付き文字aに関する説明を考慮して当業者には理解されるように、下付き文字bは、部分式-N(Y’)b(R)2-bで表される有機カチオン性界面活性剤c)の四級アンモニウム置換アミノ部分が、四級アンモニウム基Y’(すなわち、部分式(-D-NR1
3
+)の基)のうちの1つ又は2つを有するか否かを示す。同様に、そのような各四級アンモニウム基Y’のように、下付き文字bは、部分bで示される四級アンモニウム基Y’からカチオン電荷のバランスをとるのに必要な対アニオンの数(すなわち、以下に説明されるようなアニオンXの数)も示す。
【0069】
下付き文字bが、有機カチオン性界面活性剤c)の各カチオン性分子において1又は2であるが、有機カチオン性界面活性剤c)は、式(II)に対応するが、互いに異なる(例えば、下付き文字bに関して)カチオン性分子の混合物を含み得ることを理解されたい。したがって、下付き文字bは、1又は2であるが、有機カチオン性界面活性剤c)を含む混合物は、1.5の平均値などの1~2のbの平均値を有し得る(例えば、b=1の場合の有機カチオン性界面活性剤c)のカチオン性分子と、b=2の場合の有機カチオン性界面活性剤c)の分子との50:50混合物から)。
【0070】
更に有機カチオン性界面活性剤c)及び式(II)に関して、上述したように、D2は、共有結合又は二価連結基を表す。参照を明確かつ容易にするために、D2は、より具体的には、例えば、D2が共有結合又は二価連結基である場合に、それぞれ、「共有結合D2」、又は「二価連結基D2」と称され得る。両方の選択は、以下に記載及び例示される。
【0071】
あるいは、D2は共有結合であり得(すなわち、有機カチオン性界面活性剤c)は、共有結合D2を含む)、したがってヒドロカルビル部分Z2は、アミノN原子に直接結合しており、有機カチオン性界面活性剤c)は、以下の式:[Z2-N(Y’)b(R)2-b]+y[X-x]nによって表され得、式中、各Z2、Y’、R、X、下付き文字b、上付き文字y、上付き文字x、及び下付き文字nは、上記で定義及び説明されたとおりである。あるいは、ヒドロカルビル部分Z2は、有機カチオン性界面活性剤c)のアミノN原子に直接結合したアルキル基であり得、したがって、有機カチオン性界面活性剤c)は、以下の式:
[(CfH2f+1)-N(Y’)b(R)2-b]+y[X-x]nを有し、式中、下付き文字b、下付き文字f、Y’、R、X、上付き文字y、上付き文字x、及び下付き文字nは、上記で定義及び説明されたとおりである。あるいは、下付き文字fは、6~18、例えば、6~14、あるいは6~12であり得る。
【0072】
あるいは、D2は、二価連結基結合であり得る(すなわち、有機カチオン性界面活性剤c)は、二価連結基D2を含む)。二価連結基D2は、特に限定されず、一般に、二価連結基D1に関して上述した同じ基から選択される。したがって、二価連結基D2は、二価炭化水素基から選択され得る。そのような炭化水素基の例としては、Rxに関して上述したもののうちの任意のものなどの、上述のヒドロカルビル基又は炭化水素基の二価形態が挙げられる。したがって、二価連結基D2に好適な炭化水素基は、置換又は非置換、直鎖状、分岐状、及び/又は環状であり得、有機カチオン性界面活性剤c)及び/又はシロキサンカチオン性界面活性剤b)中の任意の他の連結基と同じであっても異なってもよいことが理解されよう。
【0073】
あるいは、二価連結基D2は、直鎖状又は分岐状アルキル及び/又はアルキレン基を含み得るか、あるいは直鎖状又は分岐状アルキル及び/又はアルキレン基であり得る。あるいは、二価連結基D2は、C1~C18炭化水素部分、例えば、D1に関して上記で定義された、式-(CH2)d-(すなわち、式中、下付き文字dが1~18である)を有する直鎖状炭化水素部分を含み得るか、あるいはC1~C18炭化水素部分であり得る。あるいは、下付き文字dは、1~16、あるいは1~12、あるいは1~10、あるいは1~8、あるいは1~6、あるいは2~6、あるいは2~4であり得る。あるいは、下付き文字dは3であり得、したがって、二価連結基D2は、プロピレン(すなわち、3個の炭素原子の鎖)を含む。D2に好適な各アルキル及び/又はアルキレン基が、独立して、非置換及び非分岐状、又は置換及び/若しくは分岐状であり得ることも理解されよう。あるいは、二価連結基D2は、非置換アルキレン基を含み得るか、あるいは非置換アルキレン基であり得る。あるいは、二価連結基D2は、置換アルキレン基などの置換炭化水素基を含み得るか、あるいは置換炭化水素基であり得る。例えば、二価連結基D2は、骨格が、例えばエーテル部分又はアミン部分を含むように、少なくとも2個の炭素原子及び少なくとも1個のヘテロ原子(例えば、O、N、S、又はPなど)を有する炭素骨格を含み得る。
【0074】
あるいは、二価連結基D2は、アミノ置換炭化水素基(すなわち、窒素置換炭素鎖/骨格を含む炭化水素)を含み得るか、あるいはアミノ置換炭化水素基であり得る。例えば、二価連結基D2は、式-D4-N(R8)-D4-を有するアミノ置換炭化水素であり得、したがって、有機カチオン性界面活性剤c)は、以下の式:
[Z2-D4-N(R8)-D4-N(Y’)b(R)2-b]+y[X-x]nで表され得、式中、各D4は、独立して選択される二価連結基であり、R8は、Y’又はHであり、各Z2、Y’、R、下付き文字b、X、上付き文字y、上付き文字x、及び下付き文字nは、上記で定義され、以下に説明されるとおりである。
【0075】
上記で紹介されたように、アミノ置換炭化水素の二価連結基の各D4は、独立して選択される。典型的には、各D4は、シロキサンカチオン性界面活性剤b)の二価連結基D3に関して上述したもののうちのいずれかなどの、独立して選択されるアルキレン基を含む。例えば、各D4は、独立して、1~8個の炭素原子、例えば、2~8個、あるいは2~6個、あるいは2~4個の炭素原子を有するアルキレン基から選択され得る。あるいは、各D4は、プロピレン(すなわち、-(CH2)3-)であり得る。しかしながら、一方又は両方のD4は別の二価連結基(すなわち、上記に記載されるアルキレン基を除く)であり得るか、又は別の二価連結基を含み得ることが理解されるであろう。更に、各D4は、置換又は非置換、直鎖状又は分岐状、及びそれらの様々な組み合わせであり得る。
【0076】
上記でも紹介されたように、アミノ置換炭化水素のR8は、H又は四級アンモニウム部分Y’(すなわち、上に記載したように、式-D-NR1
3
+を有する)である。例えば、R8はHであり得、したがって、有機カチオン性界面活性剤c)は、以下の式:[Z2-D4-NH-D4-N(Y’)b(R)2-b]+y[X-x]nで表され得、式中、各Z2、D4、Y’、R、下付き文字b、X、上付き文字y、上付き文字x、及び下付き文字nは、上記で定義及び説明されるとおりである。あるいは、上付き文字yは、下付き文字bにより制御される、1又は2であり得る。より具体的には、四級アンモニウム部分Y’の数は、1又は2として下付き文字bによって制御され、それぞれ、+1又は+2の総カチオン電荷を提供する。したがって、上付き文字xはまた、有機カチオン性界面活性剤c)が電荷バランスをとるように、1又は2となる。
【0077】
あるいは、R8はY’であり得、したがって、有機カチオン性界面活性剤c)は、以下の式:[Z2-D4-NY-D4-N(Y’)b(R)2-b]+y[X-x]nで表され得、式中、各Z2、D4、Y、Y’、R、下付き文字b、X、上付き文字y、上付き文字x、及び下付き文字nは、上記で定義及び説明されるとおりである。あるいは、上付き文字yが2又は3であるように、y=b+1である。より具体的には、四級アンモニウム部分の数は、R8のY’、並びに下付き文字bによって制御される1又は2つの四級アンモニウム部分Y’を含み、それぞれ、+2又は+3の総カチオン電荷を提供する。したがって、上付き文字xはまた、有機カチオン性界面活性剤c)が電荷バランスをとるように1、2、又は3となる。例えば、下付き文字bは1であり得、Xはモノアニオンであり得、したがって、有機カチオン性界面活性剤c)は、以下の式:
【0078】
【化8】
を有し、式中、各Z
2、D
4、R、D、R
1、及びXは、上で定義及び説明されたとおりである。あるいは、有機カチオン性界面活性剤c)は、b=2であること以外は直前に説明したように構成され得、したがって、有機カチオン性界面活性剤c)は、以下の式:
【0079】
【化9】
を有し、式中、各Z
2、D
4、R、R
1、及びXは、上記で定義及び説明されたとおりである。
【0080】
あるいは、D2は、共有結合であり得、Z2は直鎖状アルキル基であり得、下付き文字bは1であり得、RはHであり得、各連結基Dは(2-ヒドロキシ)プロピレン基であり得、各R1はメチルであり得、Xはモノアニオンであり得、したがって、有機カチオン性界面活性剤c)は、以下の式:
【0081】
【化10】
を有し、式中、下付き文字fは5~17(例えば、あるいは5~11、あるいは5~9)であり、Xは上記で定義及び説明されたとおりである。あるいは、有機カチオン性界面活性剤c)は、下付き文字b=2であること以外は直前に説明したものと同じように構成され得、したがって、有機カチオン性界面活性剤c)は、以下の式:
【0082】
【化11】
を有し、式中、各Xは、上記で定義及び説明されたとおりである。
【0083】
あるいは、Z2は、3~13個の炭素原子を有する直鎖状アルキル基であり得、二価連結基D2は、各D4がプロピレンであり得るアミノ置換炭化水素であり得、R8はHであり得、下付き文字bは1であり得、RはHであり得、各連結基Dは(2-ヒドロキシ)プロピレン基であり得、各R1はメチルであり得、Xはモノアニオンであり得、したがって、有機カチオン性界面活性剤c)は、以下の式:
【0084】
【化12】
を有し、式中、下付き文字f及びXは、上記で定義及び説明されたとおりである。あるいは、有機カチオン性界面活性剤c)は、下付き文字b=2であること以外は直前に説明したものと同じように構成され得、したがって、有機カチオン性界面活性剤c)は、以下の式:
【0085】
【化13】
を有し、式中、下付き文字f及び各Xは、上記で定義及び説明されたとおりである。あるいは、有機カチオン性界面活性剤c)は、R
8が四級アンモニウム部分Y’であること以外は直前に説明したものと同じように構成され得、したがって、有機カチオン性界面活性剤c)は、以下の式:
【0086】
【化14】
を有し、式中、下付き文字f及び各Xは、上記で定義及び説明されたとおりである。あるいは、有機カチオン性界面活性剤c)は、下付き文字b=1であり、RがHであること以外は直前に説明したものと同じように構成され得、したがって、有機カチオン性界面活性剤c)は、以下の式:
【0087】
【化15】
を有し、式中、下付き文字f及び各Xは、上記で定義及び説明されたとおりである。
【0088】
あるいは、有機カチオン性界面活性剤c)の各アニオンXは、1~3の原子価を有する無機アニオンである。そのようなアニオンの例としては、例えば塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、6~18個の炭素原子を有するアリールスルホネート、硝酸アニオン、亜硝酸アニオン、及びホウ酸アニオンなどのモノアニオン、例えばサルフェート及び亜硫酸イオンなどのジアニオン、及びホスフェートなどのトリアニオンが挙げられる。あるいは、各Xは、ハロゲン化物アニオンであり得る。あるいは、各Xは、塩化物(すなわち、Cl)であり得る。
及び以下の式(c-i)~(c-iii)のうちの1つを有する有機カチオン性界面活性剤c);
【0089】
【0090】
有機カチオン性界面活性剤c)は、構造、分子量、分岐度、カチオン性四級アンモニウム基Y’の数(例えば、下付き文字bが平均値を表す場合)など少なくとも1つの特性が異なる、上記一般式(II)で表される組み合わせ又は2つ以上の異なる有機カチオン性界面活性剤を含み得る。有機カチオン性界面活性剤は、参照により本明細書に組み込まれる、2019年12月30日に出願された米国仮特許出願第62/955192号に記載の方法によって調製され得る。
【0091】
有機カチオン性界面活性剤c)は任意選択的であり、調製される組成物の形態、その所望の用途、及びその中に存在する他の出発物質など様々な要因に依存して、フォーム安定化組成物中に任意の量で用いられ得る。例えば、当業者は、フォーム安定化組成物が濃縮物として配合される場合、有機カチオン性界面活性剤c)は、非濃縮形態(例えば、水性被膜形成フォーム組成物)と比較してより高い相対量で存在するであろうことを理解するであろう。したがって、有機カチオン性界面活性剤c)は、組成物の総重量に基づいて0.001%~60重量%の量などの任意の量で組成物中に存在し得る。有機カチオン性界面活性剤c)が存在する場合、組成物は、最終使用組成物(すなわち、使用可能なフォーム安定化組成物を含む任意の完全に配合された組成物)に、最終使用組成物の総重量に基づいて、0.01%~2%の有機カチオン性界面活性剤c)(すなわち、0.01%~2%、あるいは0.1%~1.5%、あるいは0.5%~1%の有機カチオン性界面活性剤c)の活性量)を提供するのに十分な量で、有機カチオン性界面活性剤c)を含み得る。例えば、有機カチオン性界面活性剤c)は、組成物、又はそれを含む最終使用組成物の総重量に基づいて、0.05%~2%、あるいは0.1%~1%、あるいは0.1%~0.9%、あるいは0.1%~0.7%、あるいは0.2%~0.7%、あるいは0.2%~0.5%の活性量で用いられ得る。あるいは、有機カチオン性界面活性剤c)は、組成物中で1:0.05~1:100の有機カチオン性界面活性剤:塩の重量比(c:a)を提供するのに十分な量で使用され得る。
【0092】
シロキサンカチオン性界面活性剤b)及び有機カチオン性界面活性剤c)(存在する場合)のそれぞれは、独立して選択され、したがって、式(I)及び(II)の各変数は、同じ基/部分を表す場合であっても、及び/又は同じ定義を有する場合であっても、独立して選択されることを理解されたい。しかしながら、シロキサンカチオン性界面活性剤b)及び有機カチオン性界面活性剤c)は、式(I)及び(II)の1つ以上の変数に関して同様の方式で構成され得る。例えば、シロキサンカチオン性界面活性剤b)及び有機カチオン性界面活性剤c)の各R1は、メチルであり得る。あるいは、シロキサンカチオン性界面活性剤b)及び有機カチオン性界面活性剤c)の各Dは、独立して、以下の式:
【0093】
【化17】
のうちの1つのヒドロキシプロピレン基であり得る。あるいは、シロキサンカチオン性界面活性剤b)及び有機カチオン性界面活性剤c)の各アニオンXは、同じであり得る。例えば、シロキサンカチオン性界面活性剤b)及び有機カチオン性界面活性剤c)の各Xは、ハロゲン化物アニオンであるか、あるいは塩化物(Cl
-)であり得る。
【0094】
組成物中で用いられるシロキサンカチオン性界面活性剤b)及び有機カチオン性界面活性剤c)(存在する場合)の相対量は、例えば、選択される特定のシロキサンカチオン性界面活性剤b)、選択される特定の有機カチオン性界面活性剤c)、及び別の出発物質が組成物中で用いられるか否かなど様々な要因に基づいて異なる。有機カチオン性界面活性剤c)が存在する場合、シロキサンカチオン性界面活性剤b)及び有機カチオン性界面活性剤c)は、10:1~1:10、例えば、8:1~1:8、あるいは6:1~1:6、あるいは4:1~1:4、あるいは2:1~1:2、あるいは1:1の比率で用いられ得る。例えば、組成物は、シロキサンカチオン性界面活性剤b)に対して過剰の有機カチオン性界面活性剤c)を含み得、したがって、シロキサンカチオン性界面活性剤b)及び有機カチオン性界面活性剤c)は、1未満:1のb):c)、例えば、1:1.1~1:10、あるいは1:1.5~1:10、あるいは1:2~1:10、あるいは1:3~1:10、あるいは1:4~1:10、あるいは1:5~1:10のb):c)の重量比で用いられる。
【0095】
あるいは、組成物は、有機カチオン性界面活性剤c)に対して過剰のシロキサンカチオン性界面活性剤b)を含み得、したがって、シロキサンカチオン性界面活性剤b)及び有機カチオン性界面活性剤c)は、1超:1のb):c)、例えば、1.1:1~10:1、あるいは1.5:1~10:1、あるいは2:1~10:1、あるいは2:1~8:1、あるいは2:1~6:1、あるいは2:1~5:1のb):c)の重量比で用いられる。しかしながら、上記の特定の範囲外の比も利用され得ることが理解されよう。例えば、シロキサンカチオン性界面活性剤b)及び有機カチオン性界面活性剤c)のうちの一方は、他方が全体的に過剰に(例えば、他方の≧5、あるいは≧10、あるいは≧15、あるいは≧20倍の量で)用いられ得る。
【0096】
追加の出発原料
フォーム安定化組成物は、担体ビヒクル(例えば、溶媒、希釈剤、又は分散剤)を更に含み得る。使用される場合、担体ビヒクルは、シロキサンカチオン性界面活性剤b)及び有機カチオン性界面活性剤c)(存在する場合)の種類、組成物中の任意の他の出発物質、並びに組成物の所望の最終用途などの様々な要因に応じて選択される。
【0097】
溶媒の例としては、水性溶媒、水混和性有機溶媒、及びそれらの組み合わせが挙げられる。水性溶媒の例としては、水並びに水混和性の極性及び/又は荷電(すなわち、イオン)溶媒が挙げられる。有機溶媒の例としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、1-プロパノール、2-プロパノール、ブタノール、2-メチル-2-プロパノール、及びn-プロパノールなどのアルコール;エチレングリコール、プロピレングリコールなどグリコール、プロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールn-ブチルエーテル、プロピレングリコールn-プロピルエーテル、及びエチレングリコールn-ブチルエーテルなどのグリコールエーテルが挙げられる。
【0098】
あるいは、組成物は、溶媒(d-1)を含み得る。溶媒(d-1)は、特定の出発物質の組成物への導入、出発物質の混合及び/又は均質化を容易にし得る。同様に、特定の溶媒(d-1)は、出発物質b)及び/又は組成物中で用いられる他の出発物質の溶解度、溶媒の揮発性(すなわち、蒸気圧)、並びに組成物の最終用途に基づいて選択される。溶媒は、水を含み得る。溶媒(d-1)は、塩シリカa)を溶解し、シロキサンカチオン性界面活性剤b)及び任意の追加の出発物質を溶解又は分散させて均質な組成物を形成するのに十分であるべきである。したがって、組成物で使用するための溶媒は、一般に、出発物質a)及びb)、並びに/又は組成物の別の出発物質の流動化並びに/又は溶解に好適な上述の担体ビヒクルのうちのいずれかから選択され得る。当業者には理解されるように、有機溶媒は組成物中で利用され得るが、そのような有機溶媒は、典型的には、特に有機溶媒が可燃性である場合に、組成物又はそれを含む最終使用組成物を利用する前に除去される。
【0099】
あるいは、溶媒(d-1)は、水性溶媒であり得、水を含むか、あるいは水から本質的になるか、あるいは水である。水は特に限定されない。例えば、蒸留水及びイオン交換水などの精製水、生理食塩水、リン酸緩衝液水溶液、又は水のpHを7~10、あるいは9~10にするのに十分な塩基を含有する水、又はそれらの組み合わせを使用することができる。あるいは、溶媒(d-1)は、水及び水混和性溶媒などの少なくとも1つの他の溶媒(すなわち、共溶媒)を含み得る。そのような共溶媒の例としては、上述の水混和性担体ビヒクルのいずれかが挙げられ得る。共溶媒の特定の例としては、グリセロール、ソルビトール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキシレングリコール、ポリエチレングリコール(polyethylene glycol、PEG)、ジエチレン及びジプロピレングリコールのエーテル(例えば、メチル、エチル、プロピル、及びブチルエーテル)、並びにそれらの組み合わせが挙げられる。
【0100】
用いられる溶媒(d-1)の量は限定されず、選択される溶媒の種類、使用される塩a)、シロキサンカチオン性界面活性剤b)の量及び種類、並びに組成物の形態(すなわち、濃縮組成物、中間組成物、又は最終使用組成物のいずれであるか)など様々な要因に依存する。典型的には、用いられる溶媒d-1)の量は、組成物の総重量、又は塩a)及びシロキサンカチオン性界面活性剤b)、及び溶媒d-1)、及び有機カチオン性界面活性剤c)(存在する場合)を合わせた総重量に基づいて、0.1%~99.9%の範囲であり得る。あるいは、溶媒は水を含み得、組成物は、1:10-4~1:3の水対塩の重量比(d:a)を含み得る。あるいは、溶媒(d-1)は、出発物質a)、b)、及び(d-1)、及びc)(存在する場合)を合わせた重量に基づいて、50%~99.9%、例えば60%~99.9%、あるいは70%~99.9%、あるいは80%~99.9%、あるいは90%~99.9%、あるいは95%~99.9%、あるいは98%~99.9%、あるいは98.5%~99.9%、あるいは98.5%~99.7%、あるいは98.7%~99.7%の量で用いられ得る。当業者は、これらの範囲の上限が一般に、用いられる塩a)及びシロキサンカチオン性界面活性剤b)(すなわち、最終使用組成物中)の活性量を反映する。したがって、これらの範囲外の量も利用してもよい。
【0101】
組成物において、塩a)、シロキサンカチオン性界面活性剤b)、及び水は、単独で、又は少なくとも1つの追加の出発物質(上記の有機カチオン性界面活性剤c)又は以下に記載される他の追加の出発物質など)と組み合わせて使用され得る。したがって、組成物は、1種以上の追加の出発物質を更に含み得る。そのような出発物質が、当該技術分野の異なる用語に分類され得、出発物質がそのような用語に分類されるからといって、それらがその機能にそのように限定されることを意味しないことを理解されたい。更に、これらの出発物質のうちのいくつかは、組成物の特定の成分中に存在し得るか、又は代わりに、組成物を形成するときに組み込まれ得る。典型的には、組成物は、例えば、組成物中の特定の種類及び/又は機能に応じて、任意の数の出発物質を含み得る。
【0102】
例えば、組成物は、e)上記のシロキサンカチオン性界面活性剤b)及び有機カチオン性界面活性剤c)とは異なる追加の界面活性剤と、f)レオロジー調整剤と、g)pH制御剤と、h)フォームエンハンサと、を含むか、あるいはそれらから本質的になるか、あるいはそれらからなる、1種以上の出発物質を含み得る。
【0103】
組成物は、任意選択的に、追加の界面活性剤e)を更に含み得る。追加の界面活性剤e)は、カチオン性界面活性剤b)、及びc)(存在する場合)以外の界面活性剤である。追加の界面活性剤e)はアニオン性ではない。したがって、追加の界面活性剤e)は、以下に説明するもののうちのいずれか1つ以上など1種以上のアニオン性、カチオン性、非イオン性、及び/又は両性界面活性剤を含み得る。一般に、追加の界面活性剤e)は、組成物及び/又はそれを含む最終使用組成物のある特定の特性、例えば、適合性、発泡性、フォーム安定性、フォーム展延及び/若しくは排水(例えば、蒸気封止/封じ込め)を付与、変更、及び/又は容易にするように選択される。あるいは、界面活性剤e)は、水溶性界面活性剤から選択され得る。
【0104】
あるいは、追加の界面活性剤e)は、上記のカチオン性界面活性剤b)及びc)以外の追加のカチオン性界面活性剤を含み得るか、あるいは上記のカチオン性界面活性剤b)及びc)以外の追加のカチオン性界面活性剤であり得る。そのようなカチオン性界面活性剤の例としては、様々な脂肪酸アミン及びアミド、並びに脂肪酸アミン及びアミドの塩が挙げられる。脂肪族脂肪酸アミンの例としては、ドデシルアミン酢酸塩、オクタデシルアミン酢酸塩、及びタロー脂肪酸のアミンの酢酸塩、ドデシルアナリン(dodecylanalin)などの脂肪酸を有する芳香族アミンの同族体、ウンデシルイミダゾリンなどの脂肪族ジアミンから誘導された脂肪族アミド、ウンデシルイミダゾリンなどの脂肪族ジアミンから誘導された脂肪族アミド、オレイルアミノジエチルアミンなどの二置換アミンから誘導された脂肪族アミド、エチレンジアミンの誘導体、例えば、タロートリメチルアンモニウムクロリドである四級アンモニウム化合物並びにその塩、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロリド、ジドデシルジメチルアンモニウムクロリド、ジヘキサデシルアンモニウムクロリド、オクチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ドデシルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、及びヘキサデシルトリメチルアンモニウムヒドロキシドなどのアルキルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、オクチルジメチルアンモニウムヒドロキシド、デシルジメチルアンモニウムヒドロキシド、ジドデシルジメチルアンモニウムヒドロキシド、ジオクタデシルジメチルアンモニウムヒドロキシドなどのジアルキルジメチルアンモニウムヒドロキシド、タロートリメチルアンモニウムヒドロキシド、ヤシ油、トリメチルアンモニウムヒドロキシド、メチルポリオキシエチレンココアンモニウムクロリド、及びジパルミチルヒドロキシエチルアンモニウムメトサルフェート、β-ヒドロキシエチルステアリルアミドなどのアミノアルコールのアミド誘導体、長鎖状脂肪酸のアミン塩、並びにそれらの混合物が挙げられる。
【0105】
あるいは、界面活性剤e)は、非イオン性界面活性剤を含み得るか、あるいは非イオン性界面活性剤であり得る。非イオン性界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル(ラウリル、セチル、ステアリル、又はオクチルなど)、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノレエート、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジエチレングリコール、エトキシル化トリメチルノナノール、アルキルグルコシド、アルキルポリグルコシド、ポリオキシアルキレングリコール変性ポリシロキサン界面活性剤、ポリオキシアルキレン置換シリコーン(レーキ型又はABn型)、シリコーンアルカノールアミド、シリコーンエステル、シリコーングリコシド、ジメチコンコポリオール、ポリオールの脂肪酸エステル、例えばソルビトール及びグリセリルモノ-、ジ-、トリ-及びセスキ-オレエート、及びステアレート、グリセリル及びポリエチレングリコールラウレート;ポリエチレングリコールの脂肪酸エステル(ポリエチレングリコールモノステアレート及びモノラウレートなど)、ソルビトールのポリオキシエチレン化脂肪酸エステル(ステアレート及びオレエートなど)、及びそれらの組み合わせが挙げられる。ポリオキシアルキレンシリコーン界面活性剤は、当該技術分野において既知であり、市販されており、例えば、DOWSIL(商標)502W及びDOWSIL(商標)67添加剤は、Dow Silicones Corporation(Midland,Michigan,USA)から市販されている。
【0106】
あるいは、界面活性剤e)は、両性界面活性剤を含み得るか、あるいは両性界面活性剤であり得る。両性界面活性剤の例としては、アミノ酸界面活性剤、ベタイン酸界面活性剤、N-アルキルアミドベタイン、グリシン誘導体、スルタイン、アルキルポリアミノカルボキシラート、アルキルアンホアセテート、及びそれらの組み合わせが挙げられる。これらの界面活性剤は、また他の供給元から異なる商品名で入手してもよい。
【0107】
追加の界面活性剤e)は、例えば、その特定の形態、追加の界面活性剤e)に選択される特定の種類、塩a)、シロキサンカチオン性界面活性剤b)、及び有機カチオン性界面活性剤c)(存在する場合)の充填量/活性量に依存して、様々な濃度で組成物中に含まれ得る。しかしながら、追加の界面活性剤e)は、シロキサンカチオン性界面活性剤b)1重量部当たり0~10重量部の量で用いられ得る。
【0108】
組成物は、任意選択的に、レオロジー調整剤f)を更に含み得る。レオロジー調整剤f)は、特に限定されず、一般に、組成物又はそれを含む最終使用組成物の粘度、流動特性、及び/又はフォーミング特性(すなわち、フォーム形成能力及び/又はフォーム安定性)を変更するように選択される。したがって、レオロジー調整剤f)は、特に限定されず、増粘剤、安定剤、粘度調整剤、チキソトロープ剤、又はそれらの組み合わせを含み得、これらは一般に、天然又は合成増粘化合物から選択される。あるいは、レオロジー調整剤f)は、1種以上の水溶性及び/又は水相溶性増粘化合物(例えば、水溶性有機ポリマー)を含み得る。
【0109】
レオロジー調整剤f)での使用又はレオロジー調整剤f)としての使用に好適な化合物の例としては、アクリルアミドコポリマー、アクリレートコポリマー、及びそれらの塩(例えば、ナトリウムポリアクリレート)、セルロース(例えば、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリプロピルヒドロキシエチルセルロース、及びカルボキシメチルセルロース)、デンプン(例えば、デンプン、及びヒドロキシエチルデンプン)、ポリオキシアルキレン(例えば、PEG、PPG、及びPEG/PPGコポリマー)、カルボマー、アジネート(例えば、ナトリウムアジネート)、様々なガム(例えば、アラビアゴム、カシアガム、カロブガム、スクレログルカンガム、キサンタンガム、ゲランガム、ラムザンガム、カラヤガム、カラギーナンガム、及びグアーガム)、コカミド誘導体(例えば、コカミドプロピルベタイン)、中鎖から長鎖のアルキル及び/又は脂肪酸アルコール(例えば、セテアリルアルコール及びステアリルアルコール)、ゼラチン、サッカライド(例えば、果糖、グルコース、及びPEG-120メチルグルコースジオレート)、並びにそれらの組み合わせが挙げられる。
【0110】
あるいは、組成物は、pH制御剤g)を含み得る。pH制御剤g)は、特に限定されず、組成物のpHを修正若しくは調整するため、及び/又は組成物のpHを特定の範囲で維持(例えば調節)するために好適な任意の化合物を含み得るか、又はそのような任意の化合物であり得る。したがって、当業者には理解されるように、pH制御剤g)は、以下に説明するもののうちのいずれか1つ以上などの、pH調整剤(例えば、酸及び/又は塩基)、pH緩衝液、又はそれらの組み合わせを含み得るか、あるいはpH調整剤、pH緩衝液、又はそれらの組み合わせであり得る。
【0111】
酸の例としては、一般に、鉱酸(例えば、塩酸、リン酸、及び硫酸)、有機酸(例えば、クエン酸)、及びそれらの組み合わせが挙げられる。塩基の例としては、一般に、アルカリ金属水酸化物(例えば、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム)、カーボネート(例えば、炭酸ナトリウムなどのアルカリ金属炭酸塩)、ホスフェート、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
【0112】
ある特定の実施形態では、pH制御剤g)は、pH緩衝液を含むか、あるいはpH緩衝液である。好適なpH緩衝液は、特に限定されず、組成物のpHを調整することができ、かつ/又は組成物のpHを特定の範囲で維持(例えば調節)することができる任意の緩衝化合物を含み得るか、代替的にそれであり得る。当業者には理解されるように、好適な緩衝液及び緩衝化合物の例は、添加剤間の機能の重複に起因して、上述のものを含むある特定のpH調整剤と重複し得る。したがって、両方をpH制御剤g)で用いるか、又はpH制御剤g)として用いる場合、pH緩衝液及びpH調整剤は、互いに独立して又は集合的に選択され得る。
【0113】
一般に、好適なpH緩衝液は、酸、塩基、又は塩を含む(例えば、酸/塩基の共役塩基/酸を含む)緩衝化合物から選択される。緩衝化合物の例としては、一般に、アルカリ金属水酸化物(例えば、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム)、カーボネート(例えば、セスキカーボネート、炭酸ナトリウムなどのアルカリ金属炭酸塩)、ボレート、シリケート、ホスフェート、イミダゾール、クエン酸、ナトリウムシトラート、それらの組み合わせが挙げられる。いくつかのpH緩衝液の例としては、シトラート緩衝液、グリセロール緩衝液、ボレート緩衝液、ホスフェート緩衝液、及びそれらの組み合わせ(例えば、クエン酸-ホスフェート緩衝液)が挙げられる。したがって、pH制御剤g)のpH緩衝液での使用又はpH緩衝液としての使用に好適な特定の緩衝化合物のいくつかの例としては、エチレンジアミン四酢酸(例えば、ジナトリウムEDTA)、トリエタノールアミン(例えば、トリス(2-ヒドロキシエチル)アミン)、シトラート及び他のポリカルボン酸系化合物、並びにそれらの組み合わせが挙げられる。
【0114】
組成物は、任意選択的に、フォームエンハンサh)を更に含み得る。フォームエンハンサh)での使用又はフォームエンハンサh)としての使用に好適な特定の化合物/組成物としては、限定されないが、一般に、組成物又はそれを含む最終使用組成物のフォーミング特性(例えば、発泡性、フォーム安定性、フォーム排水、フォーム展延性、及び/又はフォーム密度)を付与、増強、及び修正することができるものが挙げられる。したがって、当業者は、フォームエンハンサh)での使用又はフォームエンハンサh)としての使用に好適な化合物/組成物が、組成物の他の添加剤/出発物質に関して本明細書に説明したものと重複し得ることを容易に理解するであろう。
【0115】
例えば、ある特定の実施形態では、フォームエンハンサh)は、電解質(例えば、様々なアニオンのアルカリ金属及び/又はアルカリ土類塩、例えば、クロリド、ボレート、シトラート、並びに/又はナトリウム、カリウム、カルシウム、及び/若しくはマグネシウムのスルフェート塩、アルミニウムクロロ水和物)から選択される安定剤、高分子電解質(例えば、ヒアルロン酸ナトリウムなどのヒアルロン酸塩)、ポリオール(例えば、グリセリン、プロピレングリコール、ブチレングリコール、及びソルビトール)、ハイドロコロイド、並びにそれらの組み合わせを含む。
【0116】
あるいは、フォームエンハンサh)は、サッカライド化合物、すなわち、少なくとも1つのサッカライド部分を含む化合物を含み得る。「サッカライド」という用語が、一般的な状況下では「炭水化物」という用語と、より具体的な状況下では「糖質」のような用語と同義的に使用され得ることを理解されたい。したがって、任意の特定のサッカライドの命名は、フォームエンハンサh)での使用又はフォームエンハンサh)としての使用に好適なサッカライド化合物に関して排他的ではない。むしろ、当業者には理解されるように、好適なサッカライド化合物は、サッカライド、炭水化物、糖質、デンプン、セルロース、又はそれらの組み合わせとして説明され得る部分を含む任意の化合物を含み得るか、あるいはそのような任意の化合物であり得る。同様に、サッカライド化合物中の2つ以上のサッカライド部分の任意の組み合わせは、より記述的な用語で説明され得る。例えば、「ポリサッカライド」という用語は、「グリコシド」という用語と同義的に使用され得、両方の用語は、一般に、2つ以上のサッカライド部分の組み合わせを指す(例えば、サッカライド部分の組み合わせは、グリコシド結合を介して共に結合し、集合的にグリコシド部分を形成する)。当業者は、「デンプン」及び「セルロース」などの用語を使用して、具体的な状況下でのサッカライド部分のそのような組み合わせを指し得ることを理解するであろう(例えば、サッカライド化合物中の2つ以上のサッカライド部分の組み合わせが、「デンプン」又は「セルロース」として当該技術分野で既知の構造に適合する場合)。
【0117】
フォームエンハンサh)での使用又はフォームエンハンサh)としての使用に好適なサッカライド化合物の例としては、化合物、又は、モノサッカライド及び/若しくは糖質(例えば、ペントース(すなわち、フラノース)と従来称されていた少なくとも1つの部分を含む化合物、例えば、リボース、キシロース、アラビノース、リキソース、果糖、及びヘキソース(すなわち、ピラノース)、例えば、グルコース、ガラクトース、マンノース、グロース、イドース、タロース、アロース、及びアルトロース)、ジサッカライド(例えば、スクロース、ラクトース、マルトース、及びトレハロース)、オリゴサッカライド(例えば、マルト-オリゴサッカライド、例えば、マルトデキストリン、アラビノース、スタキオース、及びフルクトオリゴサッカライド)、ポリサッカライド(例えば、セルロース、ヘミセルロース、ペクチン、グリコーゲン、ハイドロコロイド、アミロースなどのデンプン、及びアミロペクチン)、又はそれらの組み合わせが挙げられ得る。
【0118】
フォームエンハンサh)での使用又はフォームエンハンサh)としての使用に好適なフォームエンハンサの他の例は、当該技術分野で既知である。例えば、フォームエンハンサh)は、ポリマー安定剤、例えば、ポリアクリル酸塩、変性デンプン、部分加水分解タンパク質、ポリエチレンイミン、ポリビニル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、カルボキシビニルポリマー、ミリスチン酸若しくはパルミチン酸などの脂肪酸、又はそれらの組み合わせを含むものを含み得る。あるいは、フォームエンハンサh)は、増粘剤、例えば、1種以上のガム(例えば、キサンタンガム)、コラーゲン、ガラクトマンナン、デンプン、デンプン誘導体及び/若しくは加水分解物、セルロース誘導体(例えば、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、及びヒドロキシプロピルメチルセルロース)、ポリビニルアルコール、ビニルピロリドン-ビニルアセテートコポリマー、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、又はそれらの組み合わせを含むものを含み得る。
【0119】
組成物は、1つ以上の追加の成分/添加剤、すなわち、当該技術分野で既知であり、かつ組成物中で用いられる特定の出発物質及びその所望の最終用途に基づいて選択される、上述のもの以外のものを含み得る。例えば、組成物は、充填剤、充填剤処理剤、表面改質剤、結合剤、相溶化剤、着色剤(例えば、顔料又は染料)、劣化防止添加剤、難燃剤、腐食防止剤、UV吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤、及びそれらの組み合わせを含み得る。しかしながら、上記の組成物は、ペルフルオロアルキル界面活性剤を含まなくてよい。あるいは、組成物は、従来のペルフルオロアルキル物質を含まなくてよい。更に、組成物はアニオン性界面活性剤を含まなくてよい。
【0120】
組成物の製造方法
組成物は、塩a)及びシロキサンカチオン性界面活性剤b)を含む出発物質、並びに任意の任意選択の出発物質(例えば、上記のc)~h))を、任意の添加順序で、任意選択的にマスターバッチと、任意選択的に混合下で組み合わせることによって調製され得る。
【0121】
あるいは、組成物は、シロキサンカチオン性界面活性剤b)を任意選択の出発物質と予備混合して中間組成物を調製し、続いて中間組成物を塩a)と組み合わせて組成物を調製することによって調製され得る。あるいは、組成物は、塩a)を任意選択の出発物質と予備混合して中間組成物を調製し、続いて中間組成物をシロキサンカチオン性界面活性剤b)と組み合わせて組成物を調製することによって調製され得る。例えば、シロキサンカチオン性界面活性剤b)をpH制御剤と組み合わせてシロキサンカチオン性界面活性剤組成物を調製し、続いてシロキサンカチオン性界面活性剤組成物を塩a)、又は例えば塩a)の水溶液と組み合わせて組成物を調製し得る。あるいは、pH制御剤は、鉱酸(例えば、HCl)であり、シロキサンカチオン性界面活性剤b)の一部であるが全てではないアミン基をプロトン化するのに十分な量で用いられ、それによって、緩衝液としてシロキサンカチオン性界面活性剤組成物を調製する。あるいは、有機カチオン性界面活性剤c)が使用される場合、有機カチオン性界面活性剤c)をpH制御剤と組み合わせて有機カチオン性界面活性剤組成物を調製し、その後、有機カチオン性界面活性剤組成物を塩a)及びシロキサンカチオン性界面活性剤b)(例えば、独立して、又はシロキサンカチオン性界面活性剤組成物の形態で)と組み合わせて組成物を調製し得る。pH制御剤は、鉱酸(例えば、HCl)であり、有機カチオン性界面活性剤c)の一部であるが全てではないアミン基をプロトン化するのに十分な量で用いられ、それによって、緩衝液として有機カチオン性界面活性剤組成物を調製し得る。当業者は、組成物の1つ以上の個々の出発物質のpHを調整するために、1つ以上の中間体組成物を緩衝するために、並びに/又は組成物自体若しくは1つ以上の他の出発物質と組み合わせた組成物のpHを修正、制御、及び/若しくは緩衝するために複数の機能を含み得ることを当業者は理解するであろう。
【0122】
フォーム安定化組成物は、例えば、塩a)及びシロキサンカチオン性界面活性剤b)を、任意選択的に出発物質c)~h)のいずれかと一緒に、ただし最小量の水と一緒に組み合わせることによって、濃縮物として調製され得る。あるいは、フォーム安定化組成物は、シロキサンカチオン性界面活性剤b)と、溶解した塩a)を含有する水(例えば、海水)と、c)~h)の1つ以上(存在する場合)と、を組み合わせることによって調製され得る。出発物質a)及びb)の混合及び/又は分散を容易にするために溶媒を使用が使用される場合、溶媒の全て又は一部を除去して濃縮物を調製し得る。あるいは、組成物は、塩a)1重量部当たり1重量部~100重量部の水の量で水を含み得る。
【0123】
フォーム安定化組成物は、フォーム形成組成物として配合され得るか(例えば、上述のように、組成物を、水を含む出発物質、例えば海水で希釈することによって)、又はフォーム形成組成物を調製するための添加剤として用いられ得る(例えば、フォーム安定化組成物をベース配合物、すなわち、フォーミング剤、溶媒/担体、添加剤、又はそれらの組み合わせを含む配合物と組み合わせることによって)。例えば、フォーム形成組成物は、任意選択的に1つ以上のフォーム添加剤と組み合わされた水を(例えば、ホース若しくはパイプから、又は反応容器/反応器内の活性流として)提供し、フォーム安定化組成物を水と(例えば、事前形成された混合物として、個々の出発物質a)、b)、及び水、並びにc)~h)の1つ以上(存在する場合)の添加によって)組み合わせることによって調製され得る。そのような事例のいずれにおいても、フォーム安定化組成物を含むフォーム形成組成物は、調製されると、通気されるか、又はそうでなければ膨張されて(例えば、フォーミング装置を介して、通気された水のストリーム/流れへの適用)、フォーム組成物(すなわち、「フォーム」)を形成し得る。
【0124】
フォーム安定化組成物で調製されたフォームは、様々な用途での使用に好適である。例えば、上で紹介したように、組成物は、消火用途、例えば、火災の消火、抑制、及び/又は防止に用いられ得る。特に、組成物によって提供される安定性の増加に起因して、組成物で調製されたフォームは、典型的には極めて可燃性であり、かつ/又は消火/再発火の防止が困難である、低沸点、高蒸気圧、及び/又は限定された水溶性を有する化学物質(例えば、ガソリン及び/又は有機溶媒)を伴う、火災の消火に使用され得る。例えば、そのような火災は、火をフォームと接触させること(例えば、フォームを火に噴霧するか、又はフォーム形成組成物を火の上方に噴霧して、その上にフォームを調製するなど)によって消火され得る。同様に、フォームを利用して化学物質(例えば、その流出物又は漏出からの)を固定して、フォームを流出物/漏出の上部に適用することによって、又はそうでなければフォームをその上に形成することによって、蒸気漏出及び/又は点火を制限し得る。
【0125】
あるいは、フォームは、最終フォームと同じ組成を有する水性混合物を機械的に撹拌するか、又は他の従来のフォーム製造法にかけることによって製造され得る。あるいは、フォーム濃縮物は、上記a)~h)に列挙された出発物質を用いて生成され、フォーム濃縮物は、適量の水(例えば、海水)で希釈され、撹拌されて、所望の品質を有する水性フォームを生成する。あるいは、塩a)(例えば、粉末形態又は水溶液として)が、シロキサンカチオン性界面活性剤b)の濃縮物及び任意選択的に上記の出発物質c)~h)の1つ以上と別個に混合され、その後、適量の水で希釈され、撹拌されて、所望の品質を有する水性フォームを生成することができる。理論に束縛されるものではないが、塩a)の濃縮物を、シロキサンカチオン性界面活性剤b)を含有する濃縮物とは別個に貯蔵し、適用時に別個の濃縮物を混合して、フォーム形成組成物の貯蔵寿命を最大化することが有益であり得ると考えられる。次いで、完成したフォームは、極性燃料及び/又は炭化水素燃料の燃焼時に分配され得る。
【実施例】
【0126】
これらの実施例は、当業者に本発明を例示することを目的とするものであり、請求項に記載の本発明の範囲を制限するものとして解釈するべきではない。これらの実施例で使用した出発物質を、以下に要約する。
【0127】
【0128】
この参考例1では、式:
【0129】
【化18】
のSi4-QUABを以下のように調製した。すなわち、3-アミノプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン(95.41g)、グリシジルトリメチルアンモニウムクロリド(61.2g;72.7%水溶液)、エタノール(89.35g)、及びHCl(0.58g;2N)を三つ口丸底フラスコ中で混合し、撹拌し、65℃に加熱する。反応物をこの温度で~2.5時間維持した。溶液を<40℃に冷却し、次いでHCl(46.22g;2N)を添加し、混合した。次いで、DI水(107.6g)を反応溶液に添加し、~3時間混合した。最終生成物は、34.94%の界面活性剤、42.74%の水、及び22.32%のエタノールであった。
【0130】
この参考例2では、式:
【0131】
【化19】
のSi
4PrPDA-(QUAB)
2を以下のように調製した。すなわち、3-(プロピル)プロパン-1,3-ジアミントリス(トリメチルシロキシ)シラン(3.34g)、グリシジルトリメチルアンモニウムクロリド(3.69g、2.0当量;72.7%水溶液)、及びエタノール(3.23g)を添加し、2オンスの試料バイアル中で混合する。反応溶液を60℃に加熱し、この温度で~10時間維持した。次いで、試料を室温に冷却した。最終生成物の構造を
1H NMRで確認し、溶液の濃度は、58.69%の界面活性剤、9.83%の水、及び31.48%のエタノールであった。
【0132】
この参考例3では、式:
【0133】
【化20】
のSi
10PrPDA-(QUAB)を以下のように調製した。すなわち、Si
10PrPDA(8.138g)、グリシジルトリメチルアンモニウムクロリド(2.54g、0.58当量;72.7%水溶液)、及びエタノール(4.54g)を添加し、2オンスの試料バイアル中で混合する。反応溶液を60℃に加熱し、この温度で~4時間維持した。次いで、試料を室温に冷却した。最終生成物の構造を
1H NMRで確認し、溶液の濃度は、65.69%の界面活性剤、4.53%の水、及び29.78%のエタノールであった。
【0134】
Si10PrPDAは、以下のように調製した。
【0135】
【化21】
200mLの受容用フラスコに、Si10PrCl(50g)、1,3-ジアミノプロパン(25g)、及びZnO(2.62g)を充填し、次いで油浴を使用して140℃に加熱し、9時間保持する。次いで、混合物を室温まで冷却し、濾過して固体を除去し、相分離させる。上層を回収し、ロータリーエバポレーター(120℃;<1mmHg;60分)で濃縮して、生成物(Si10PDA;ほぼ無色)を得る。
【0136】
この参考例4では、式:
【0137】
【化22】
のSi
10PrPDA-(QUAB)
2を以下のように調製した。すなわち、Si
10PrPDA(6.846g)、グリシジルトリメチルアンモニウムクロリド(3.68g、1.08当量;72.7%水溶液)、及びエタノール(4.54g)を添加し、2オンスの試料バイアル中で混合した。反応溶液を60℃に加熱し、この温度で~4.5時間維持した。次いで、試料を室温に冷却した。最終生成物の構造を
1H NMRで確認し、溶液の濃度は、63.23%の界面活性剤、6.64%の水、及び30.13%のエタノールであった。
【0138】
この参考例5では、式:
【0139】
【化23】
のカチオン性トリシロキサンを以下のように調製した。カチオン性トリシロキサンの合成は3段階反応であった。第1の反応はヒドロシリル化であり、1,1,1,3,5,5,5-ヘプタメチルトリシロキサン(62.22g)及びアリルグリシジルエーテル(3.74g)を三つ口丸底フラスコ中で75℃に加熱した。その温度になったら、Karstedtの触媒からの1%PtのIPA溶液を添加した。反応温度を<90℃に維持しながら、残りのアリルグリシジルエーテル(47.60g)を反応溶液中に計量供給した。過剰なアリルグリシジルエーテルを、真空蒸留により除去した。得られたエポキシ官能性トリシロキサン(7.93g)、ジエチルアミン(5.17g)、及びイソプロピルアルコール(3.65g)を2オンスの試料バイアルに添加し、混合し、75℃に加熱した。反応混合物をその温度で~2時間保持し、次いでIPA及び過剰なジエチルアミンを、ロータリーエバポレーター及び真空ポンプを用いて除去した。得られた三級アミン官能性トリシロキサン(7.10g)及びヨウ化メチル(3.12g)を2オンスの試料バイアルに添加し、室温で混合した。反応溶液は褐色に変化し、試料の粘度が増加した。この混合物を、室温で~30分間撹拌した。次いで、ロータリーエバポレーター及び真空ポンプを使用して、過剰なメチルヨウ素を除去した。残りの高粘度褐色溶液にエタノール(2.02g)を添加して粘度を低下させ、79.8%のカチオン性トリシロキサン界面活性剤及び20.2%のエタノールであるカチオン性トリシロキサン溶液を生成した。
【0140】
この参考例6では、式
【0141】
【化24】
のC6-QUABを以下のように調製した。すなわち、1-ヘイキシルアミン(2.82g)、グリシジルトリメチルアンモニウムクロリド(6.21g;72.7%水溶液)、エタノール(5.02g)、及びHCl(1.35g;0.1N)を1オンスのバイアル中で混合し、60℃の加熱ブロック上で撹拌して混合物を得た。混合物は、~2分以内に透明になった。混合物を2.5時間撹拌し、次いでpH制御剤(4.69g)を添加し、溶液をRTで1時間撹拌して、カチオン性界面活性剤(C6-QUAB;濃度36.7%)を含む組成物を得た。
【0142】
この参考例7では、式
【0143】
【化25】
のC8-QUABを以下のように調製した。すなわち、1-オクチルアミン(3.60g)、グリシジルトリメチルアンモニウムクロリド(6.21g;72.7%水溶液)、エタノール(5.04g)、及びHCl(1.35g;0.1N)を1オンスのバイアル中で混合し、60℃の加熱ブロック上で撹拌して混合物を得た。混合物は、~3分以内に透明になった。混合物を2.5時間撹拌し、次いでpH制御剤(4.76g)を添加し、溶液をRTで1時間撹拌して、カチオン性界面活性剤(C8-QUAB;濃度38.6重量%)を含む組成物を得た。
【0144】
この参考例8では、式
【0145】
【化26】
のC10-QUABを以下のように調製した。すなわち、1-デシルアミン(4.38g)、グリシジルトリメチルアンモニウムクロリド(6.19g;72.7%水溶液)、エタノール(5.00g)、及びHCl(1.35g;0.1N)を1オンスのバイアル中で混合し、60℃の加熱ブロック上で撹拌して混合物を得た。混合物は、~4分以内に透明になる。混合物を2.5時間撹拌し、次いでpH制御剤(4.72g)を添加し、溶液をRTで1時間撹拌して、カチオン性界面活性剤(C10-QUAB;40.8重量%濃度)を含む組成物を得る。
【0146】
この参考例9では、消火用フォーム試料を以下のように調製し、評価した。出発物質及びその量を以下の表2A、表2B、表2C、及び表2Dに示す。その結果を、以下の表3A、表3B、表3C、表3D及び、表3Eに示す。Amazonで購入した家庭用フォーミングソープディスペンサ(Parker Eight、10オンス)を使用してフォームを発生させた。室温でのフォーム安定性を測定するために、100mLビーカーを使用した。加熱ヘプタン上での測定には、直径100mm、高さ50mmの平底結晶皿を使用した。18~55mmのレンズを備えたデジタルカメラ(Canon Rebel T3i)を使用して、一定の時間間隔で容器の側面からフォームの画像をキャプチャし、フォームの崩壊の動態を可視化した。光源、焦点、絞り、及びシャッター速度は、必要に応じて手動で調整した。室温で測定するために、100mLのフォームをビーカーに分注し、画像系列を20秒毎に1フレームで記録した。60℃でヘプタンを用いて測定するために、40mLのヘプタンを皿に注入した。ホットプレート上で皿を加熱してヘプタンを60℃に到達させ、その温度で維持した。次いで、100mLのフォームを加熱したヘプタン上に分注し、続いてホットプレートのスイッチを切った。画像系列を2秒毎に1フレームで記録した。記録した画像をImageJ画像解析ソフトウェアにインポートした。フォームカラムの小さな垂直部分を中心線に沿って切り取って、容器の円形形状からのエッジ効果を最小限にした。これによりファイルサイズも低減され、計算時間がより短縮された。次に、切り取った画像をMATLABで分析して、フォームカラムの高さを計算した。まず、ピクセル強度値を水平方向に沿って平均化して、容器の高さの関数として平均強度を得た。次に、MATLABのischange組み込み関数を使用して、垂直方向のピクセル強度の急激な変化を見出し、フォームカラムの「上」座標及び「下」座標を見出した。次いで、これらの座標を互いから減算して、フォームの全高を計算した。一連の画像ごとにこの手順を繰り返して、時間の関数としてフォーム高さを評価した。時間=0(最初の画像)でのフォーム高さを、その後の画像で測定した高さから減算して、時間の関数としてフォーム高さの%変化を計算した。表3A、表3B、及び表3Cにおけるフォーム安定性は、フォームカラムの50%が崩壊するのにかかる時間として表される。
【0147】
【0148】
【0149】
【0150】
【表5】
式中、Rは、配合中の総界面活性剤濃度に対する塩の重量比である。
【0151】
【0152】
【0153】
【0154】
【0155】
【0156】
上記の実施例は、室温でのフォーム安定性が特定の塩条件下で改善されたことを示す。特定の金属塩を、特定の濃度でフォーム安定化組成物に添加することができる。例えば、ZnCl2(CE2,6,7)は、塩添加剤を含まない対照フォーム配合物(CE1)と比較して、試験した全ての条件においてフォームを不安定化させた。しかしながら、CaCl2は、約30mMを超えるとフォームの安定性を改善したが、より低い濃度(例えば、5mM、CE3)ではフォームを不安定化させた。フォーム安定性の改善が観察された種々の塩の組成は以下のとおりである。
1.AlCl3は、12<塩濃度(mM)<85の範囲でフォームを安定化した。
2.CaCl2は、塩濃度(mM)>30の範囲でフォームを安定化した。
3.MgCl2は、塩濃度(mM)>25の範囲でフォームを安定化した。
4.NaClは、塩濃度(mM)>320の範囲でフォームを安定化した。
5.KClは、塩濃度(mM)>395の範囲でフォームを安定化した。
6.NaBrは、いずれの試験濃度においてもフォームを安定化しなかった。
7.NaIは、いずれの試験濃度においてもフォームを安定化しなかった。
8.CaBr2は、いずれの試験濃度においてもフォームを安定化しなかった。
9.CaI2は、いずれの試験濃度においてもフォームを安定化しなかった。
10.CaSO4は、21mMの塩濃度でフォームを安定化した。
【0157】
60℃を超えるヘプタンでのフォーム安定性測定は、IE4(1.663% CaCl2)が、塩添加剤を含まない対照フォーム配合物(CE1)よりも安定であることを示した。理論に束縛されるものではないが、この増強されたフォーム安定性は、フォームのより良好な消火性能に対応し得ると考えられる。更に、フォーム高さは、CE1(フォーム高さの最大約70%の変化)と比較して、IE4(フォーム高さの100%超の変化)においてより増加する。理論に束縛されるものではないが、フォーム高さの増加は、燃料蒸気を捕捉するフォームの能力に関連し得ると考えられ、したがって、データは、IE4がヘプタン蒸気の抑制においてより効果的であり得ることを明らかにする。
【0158】
これらの実施例で試験した条件下では、特定の塩は、フォームの安定化に利益を提供しなかった。したがって、安定なフォームを提供する目的で、大量の亜鉛(Zn)の塩をフォーム安定化組成物に意図的に添加するべきではないと考えられる。同様に、塩化物以外のハロゲン化物(例えば、臭化物及びヨウ化物)を含む多量の塩はまた、安定なフォームを提供する目的でフォーム安定化組成物に意図的に添加するべきではない。Zn、Cl以外のハロゲン化物などのイオンの意図的な添加が有益であるとは考えられないが、消火用フォームを調製する当業者であれば、消火用フォームを製造するための組成物と共に海水の一部の組成物を使用することができ、海水は微量のこれらの鉱物イオンを含有し得、その場合、フォーム中のそれらの存在はフォーム安定性に有害であるとは見なされないことを理解するであろう。理論に束縛されるものではないが、Cl、Na、Mg、及びCaなどの海水中で最高重量分率を有するイオンは、フォーム安定性全般に影響を及ぼし得ると考えられる。
【0159】
用語の定義及び使用
全ての量、濃度、比、及び百分率は、特に指示しない限り、重量に基づく。組成物中の全ての出発物質の量は、総計100重量%である。「発明の概要」及び「要約書」は、参照により本明細書に組み込まれる。冠詞「a」、「an」、及び「the」はそれぞれ、別途記載のない限り、1つ又はそれ以上を指す。単数形は、別途記載のない限り、複数形を含む。略語は、以下の表4に定義される。
【0160】
【0161】
合成実施例を分析するために使用した1H NMR分析法は以下のとおりである。すなわち、所望の化合物を試料バイアルに添加し、重水素化クロロホルム又は酸化ジュウテリウムなどの重水素化NMR溶媒中で~10倍に希釈することによって、1H NMR試料を分析用に調製した。次いで、溶液をボルテックスミキサーで混合し、5mmのNMRチューブにピペットで移した。1H NMR試料を、5mmのOneNMRプローブを備えたAgilent 400-MR NMR分光計で400MHzで分析した。1H NMRのデータ分析は、Mestrelab ResearchのMNova(バージョン12.0.4-22023)を使用して行った。
【手続補正書】
【提出日】2024-02-28
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
フォーム安定化組成物であって、
(a)金属と、塩化物イオン及び硫酸イオンからなる群から選択されるイオンと、を含む塩であって、前記塩は、
(a1)前記金属は第13族に属し、前記イオンは前記塩化物イオンであり、前記塩は、>10mM~<300mMの濃度の前記塩化物イオンを提供するのに十分な量で存在する、
(a2)前記金属は第2族に属し、前記イオンは前記塩化物イオンであり、前記塩は、>10mMの濃度の前記塩化物イオンを提供するのに十分な量で存在する、
(a3)前記金属は第1族に属し、前記イオンは前記塩化物イオンであり、前記塩は、>300mMの濃度の前記塩化物イオンを提供するのに十分な量で存在する、
(a4)前記金属は第1族、第2族、又は第13族に属し、前記イオンは前記硫酸イオンであり、前記塩は、≧10mMの濃度の前記硫酸イオンを提供するのに十分な量で存在する、からなる群から選択される、塩と、
(b)一般式(I):
[Z
1-D
1-N(Y)
a(R)
2-a]
+y[X
-x]
n (I)
を有するシロキサンカチオン性界面活性剤であって、式中、Z
1はシロキサン部分であり、D
1は、二価連結基であり、RはHであるか、又は1~4個の炭素原子を有する非置換ヒドロカルビル基であり、各Yが、式-D-NR
1
3
+を有し、式中、Dが、二価連結基であり、各R
1が、独立して、1~4個の炭素原子を有する非置換ヒドロカルビル基であり、下付き文字aが、1又は2であり、1≦y≦3であり、Xが、アニオンであり、下付き文字nは、1、2、又は3であり、1≦x≦3であるが、ただし(x*n)=yである、シロキサンカチオン性界面活性剤と、
(c)一般式(II):
[Z
2-D
2-N(Y)
b(R)
2-b]
+y[X
-x]
n (II)
を有する有機カチオン性界面活性剤であって、式中、Z
2は非置換ヒドロカルビル基であり、D
2が、共有結合又は二価連結基であり、下付き文字bは、1又は2であり、各R、Y、上付き文字y、X、下付き文字n、及び上付き文字xは、独立して選択され、かつ上記で定義されたとおりである、有機カチオン性界面活性剤と、
(d)水と、を含む、フォーム安定化組成物。
【請求項2】
(a)前記塩は、
(a1-1)>10mM~<300mMの濃度の前記塩化物イオンを提供するのに十分な量のAlCl
3、
(a2-1)>10mM~最大水中溶解度の濃度の前記塩化物イオンを提供するのに十分な量のCaCl
2、
(a2-2)>10mM~最大水中溶解度の濃度の前記塩化物イオンを提供するのに十分な量のMgCl
2、
(a2-3)10mM~最大水中溶解度の濃度の前記硫酸イオンを提供するのに十分な量の硫酸カルシウム、
(a3-1)>300mM~最大水中溶解度の濃度の前記塩化物イオンを提供するのに十分な量のNaCl、及び
(a3-2)>300mM~最大水中溶解度の濃度の塩化物イオンを提供するのに十分な量のKClからなる群から選択される、請求項1に記載のフォーム安定化組成物。
【請求項3】
(a)前記塩は、100mM~1010mMの濃度の前記塩化物イオンを提供するのに十分な量のCaCl
2及びMgCl
2からなる群から選択される、請求項2に記載のフォーム安定化組成物。
【請求項4】
(a)前記塩は、450mM~1010mMの濃度の前記塩化物イオンを提供するのに十分な量のNaCl及びKClからなる群から選択される、請求項2に記載のフォーム安定化組成物。
【請求項5】
前記シロキサン部分Z
1は、式:
【化1】
を有し、式中、各R
3は、独立して、R
2及び-OSi(R
4)
3から選択され、ただし、少なくとも1つのR
3は、-OSi(R
4)
3であり、各R
4は、R
2、-OSi(R
5)
3、及び-[OSiR
2
2]
mOSiR
2
3から独立して選択され、各R
5は、R
2、-OSi(R
6)
3、及び-[OSiR
2
2]
mOSiR
2
3から独立して選択され、各R
6は、R
2及び-[OSiR
2
2]
mOSiR
2
3から独立して選択され、0≦m≦100であり、各R
2は、独立して置換又は非置換ヒドロカルビル基である]を有する、請求項1に記載のフォーム安定化組成物。
【請求項6】
前記シロキサン部分Z
1は、以下の構造(i)~(iv):
【化2】
のうちの1つを有する、請求項1に記載のフォーム安定化組成物。
【請求項7】
(i)D
1は、分岐状若しくは直鎖状アルキレン基であるか、又は(ii)D
1は、式-D
3-N(R
7)-D
3-を有し、式中、各D
3は、独立して選択される二価連結基であり、R
7は、H若しくはYであり、Yは、独立して選択され、かつ上記で定義されたとおりである、請求項1に記載のフォーム安定化組成物。
【請求項8】
前記シロキサンカチオン性界面活性剤(A)において、(i)下付き文字aは1であるか、(ii)上付き文字yが、1であるか、(iii)RはHであるか、又は(iv)(i)~(iii)の任意の組み合わせである、請求項1に記載のフォーム安定化組成物。
【請求項9】
(i)各D
1は、-CH
2CH(OH)CH
2-及び-HC(CH
2OH)CH
2-から選択されるか、(ii)各R
1は、メチルであるか、(iii)各Xが、Clであり、上付き文字xが、1であるか、又は(iv)(i)~(iii)の任意の組み合わせである、請求項1に記載のフォーム安定化組成物。
【請求項10】
Z
2は、6~18個の炭素原子を有するアルキル基であり、D
2は、i)前記共有結合、ii)分岐状又は直鎖状アルキレン基、及びiii)式-D
4-N(R
8)-D
4-の基であり、式中、各D
4は、独立して選択される二価連結基であり、R
8は、H若しくはYであり、Yは、独立して選択され、かつ上記で定義されたとおりである、式-D
4-N(R
8)-D
4-からなる群から選択される、請求項1に記載のフォーム安定化組成物。
【請求項11】
c)前記有機カチオン性界面活性剤において、(i)下付き文字bは1であるか、(ii)上付き文字yが、1であるか、(iii)RはHであるか、又は(iv)(i)~(iii)の任意の組み合わせである、請求項1に記載のフォーム安定化組成物。
【請求項12】
1:10~10:1のb)前記シロキサンカチオン性界面活性剤対c)前記有機カチオン性界面活性剤の重量比(b:c)を含む、請求項1に記載のフォーム安定化組成物。
【請求項13】
d)前記水以外の担体ビヒクル、e)前記シロキサンカチオン性界面活性剤b)及び前記有機カチオン性界面活性剤c)以外の界面活性剤、f)レオロジー調整剤、g)pH制御剤、及びh)フォームエンハンサ以外の担体ビヒクルから選択される、少なくとも1つの添加剤を更に含む、請求項1に記載のフォーム安定化組成物。
【請求項14】
請求項1~13のいずれか一項に記載のフォーム安定化組成物及び追加の水を含む、消火用フォーム。
【請求項15】
火災を消火する方法であって、前記火災を請求項14に記載の消火用フォームと接触させることを含む、方法。
【国際調査報告】