(57)【要約】      （修正有）【課題】生物学的原材料から得られたパラフィンフラクションを含む組成物の提供。【解決手段】組成物であって、組成物の総重量に基づいて４０−５０重量％のＣ１４パラフィン、及び組成物の総重量に基づいて３５−４５重量％のＣ１５パラフィン、を含み、Ｃ１４パラフィン及びＣ１５パラフィンは生物学的原材料に由来する、組成物。【選択図】図１
2019034960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成物であって、
当該組成物の総重量に基づいて４０‐５０重量％のＣ１４パラフィン、及び
当該組成物の総重量に基づいて３５‐４５重量％のＣ１５パラフィン、を含み、
前記Ｃ１４パラフィン及び前記Ｃ１５パラフィンは、生物学的原材料に由来する、
組成物。
【請求項２】
当該組成物は、当該組成物の総重量に基づいて、４５‐５０重量％のＣ１４パラフィン及び４０‐４５重量％のＣ１５パラフィンを含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
当該組成物は、当該組成物の総重量に基づいて、９重量％未満のＣ１３パラフィン及びより軽いパラフィン、並びに、７重量％未満のＣ１６パラフィン及びより重いパラフィンを含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
当該組成物は、当該組成物の総重量に基づいて、５重量％未満のＣ１３パラフィン及びより軽いパラフィン、並びに、３重量％未満のＣ１６パラフィン及びより重いパラフィンを含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
当該組成物の総イソパラフィン含有量は、当該組成物の総重量に基づいて、９３重量％よりも多い、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
当該組成物の総イソパラフィン含有量は、当該組成物の総重量に基づいて、９７重量％よりも多い、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
前記Ｃ１４パラフィンはイソパラフィンであり、前記Ｃ１５パラフィンはイソパラフィンである、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
前記Ｃ１４パラフィンはイソパラフィンであり、前記Ｃ１５パラフィンはイソパラフィンである、請求項２に記載の組成物。
【請求項９】
当該組成物の総芳香族炭化水素含有量は、重量基準で１５００ｐｐｍ未満である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】
当該組成物の総芳香族炭化水素含有量は、重量基準で１３００ｐｐｍ未満である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１１】
当該組成物の総芳香族炭化水素含有量は、重量基準で５００ｐｐｍ未満である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１２】
当該組成物は、２４０℃から２６０℃の範囲内に沸点を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１３】
当該組成物は、２４５℃から２５５℃の範囲内に沸点を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１４】
当該組成物は、溶媒又は溶媒成分としての使用に適する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１５】
当該組成物は液体状である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１６】
当該組成物はエマルジョンである、請求項１に記載の組成物。
【請求項１７】
当該組成物は、コーティング、塗料、ラッカー、ワニス、光沢剤（polish）、インク、接着剤、封止剤、樹脂、プラスチック、触媒、洗浄用組成物、過酸化物の減感剤、顔料分散、活性成分のためのキャリア流体、抗酸化剤、殺生物剤、殺虫剤、エアフレッシュナー、作物保護用組成物、洗剤、グリース除去用組成物、ドライクリーニング用組成物、化粧品、パーソナルケア用組成物、医薬品、歯科印象材料における増量剤、ワクチン、食品成分、フレーバー用組成物、香料、天然油抽出、油田用化学品、泥水掘削用組成物、抽出プロセス用組成物、エラストマーのための可塑剤、紙処理用化学品、潤滑剤、機能液、変圧器油、金属加工用組成物、圧延若しくは切断用流体、水処理用組成物、木材処理用組成物、建設用化学品、離型材、爆薬、鉱業用化学品、溶媒抽出用組成物、燃料用組成物、暖房用油、ランプ用油又はそれらの組み合わせにおける使用に適する、請求項１に記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、生物学的原材料から得られたパラフィンフラクションを含む組成物及びそのフラクションを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶媒は、多くの用途において、例えば塗料及びコーティング、印刷インク、接着剤、化粧品並びに医薬品において重要な役割を果たしている。全世界の溶媒利用は２０１１年に約２０００万トンであり、需要は年率２．５％の平均で成長すると予測されている。需要は２０１９年に２５００万トンに達すると予想することができ、予想売上高は２５０億ユーロに増加する。
【０００３】
脂肪族溶媒は、パラフィン（直鎖）、イソパラフィン（分枝鎖）及びナフテン（非芳香族環）を含む炭化水素溶媒を指し得る溶媒の群の一つである。脂肪族溶媒は、２０１１年に２６４万トン以上、又は全世界の溶剤消費量の約１３％を占める。脂肪族溶媒は、主に原油から製造される。それらは、原油蒸留から開始する石油化学産業、クラッキング、アルキル化、異性化、改質及び他の操作で使用されるいくつかの物理的プロセスを通じて製造されることができる。
【０００４】
例えば、蒸留、吸収、液−液抽出、乾燥、洗脱、結晶化及びガス吸収のような、いくつかの分離技術が利用可能である。しかしながら、液体分離の９５％が蒸留法によって行われる。これは、吸収、吸着及び抽出のような他の代替的な分離技術は、分離のための二つの相を作り出すために、外部物質例えば共留剤（entrainer）、溶媒及び吸着剤（adsorbent）の添加を要求し得るという事実に起因する。この外部物質は、後に除去されなければならない。一方で蒸留において、原理は、混合物内に存在する構成成分の揮発性の差によって形成される、液体混合物と蒸気との間の組成物の差に基づく。その上に、蒸留は、所与の混合物を分離するための可能な方法のうち最も安価なものであるかも知れず、多くの場合に唯一の適した方法である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一つの例示的な態様によれば、組成物であって：組成物の総重量に基づいて４０‐５０重量％のＣ１４パラフィン、及び組成物の総重量に基づいて３５‐４５重量％のＣ１５パラフィン、を含み、Ｃ１４パラフィン及びＣ１５パラフィンは、生物学的原材料から製造されている、組成物が提供される。
【０００６】
一つの例示的な態様によれば、一つの例示的な組成物を製造するためのプロセスであって、そのプロセスは、生物学的原材料の水素化脱酸素反応及び異性化反応を行うステップ；及び結果として生じる材料の分離プロセスを行うステップであり、その分離プロセスは蒸留を含む、ステップ、を含む、プロセスが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一つの例示的な態様による、カウリブタノール数対ヒルデブランド溶解度パラメータのグラフを表す。
【０００８】
【図２】一つの例示的な態様による、カウリブタノール数対アニリン点のグラフを表す。
【０００９】
【図３】一つの例示的な態様による、カウリブタノール数及び溶解度パラメータのグラフを表す。
【００１０】
【図４】一つの例示的な態様による、イソパラフィンの潜在的クラッキング反応を表す。
【００１１】
【図５】一つの例示的な態様による、４℃で２４時間後の、Ｂｅｒｏｌ７９１を用いたＷ／Ｏエマルジョン内の異なる層に関連したグラフを表す。
【００１２】
【図６】一つの例示的な態様による、２３℃で２４時間後の、Ｂｅｒｏｌ７９１を用いたＯ／Ｗエマルジョン内の異なる層に関連したグラフを表す。
【００１３】
【図７】一つの例示的な態様による、３回目の凍結／解凍サイクル後の、ＭＵＬＳＩＦＡＮ  ＣＢを用いたＯ／Ｗエマルジョン及びＷ／Ｏエマルジョン内の異なる層に関連したグラフを表す。
【００１４】
【図８】一つの例示的な態様による、室温で２４時間後の、ＳＩＭＵＬＳＯＬ１６５を用いたＯ／Ｗエマルジョン及びＷ／Ｏエマルジョン内の異なる層に関連したグラフを表す。
【００１５】
【図９】一つの例示的な態様による、異なる温度及びフラクションにおけるＤＢＥ（登録商標）エステルを用いた、液体溶解度に関連したグラフを表す。
【００１６】
【図１０】一つの例示的な態様による、異なる温度及びフラクションにおけるエポキシ樹脂を用いた、液体溶解度に関連したグラフを表す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本開示は、生物学的原材料から製造されたパラフィンを含む組成物に関する。組成物は、溶媒又は溶媒成分として使用されてもよく、また、コーティング、塗料、表面処理剤、印刷インク又は接着剤の用途を含むがこれらに限定されない様々な用途において使用されてもよい。組成物内に存在するパラフィンは、水素処理された生物学的原材料から蒸留によって製造されることができる。パラフィンは、生物学的原材料の水素化脱酸素反応及び異性化反応を含むプロセスの産物であってもよい。
【００１８】
一つの例示的な態様によれば、Ｃ１４パラフィン及びＣ１５パラフィンを含む組成物が提供され、それらのパラフィンは生物学的原材料から製造される。
【００１９】
一つの例示的な態様によれば、Ｃ１４パラフィン及びＣ１５パラフィンを含むその組成物を製造するための方法が提供される。方法は、生物起源の原材料を水素処理して、ｎ‐パラフィンを含む水素処理物を得ること（ステップ）及びその水素処理物を異性化してイソパラフィンを含む異性化物を得ること（ステップ）並びに蒸留によるその組成物の分離を含んでもよい。
【００２０】
本明細書において使用される場合、用語“バイオ溶媒（biosolvent）”は、生物学的原材料から製造される溶媒を指す。一つの例示的な態様において、Ｃ１４パラフィン及びＣ１５パラフィンを形成するために生物学的原材料のみが使用されて、Ｃ１４パラフィン及びＣ１５パラフィンを含む組成物が提供される。
【００２１】
一つの例示的な態様によれば、組成物は、組成物の総重量に基づいて、４０‐５０重量％のＣ１４パラフィン及び３５‐４５重量％のＣ１５パラフィン、例えば、４５‐５０重量％のＣ１４パラフィン及び４０‐４５重量％のＣ１５パラフィン、例えば、４８‐５０重量％のＣ１４パラフィン及び４３‐４５重量％のＣ１５パラフィンを含んでもよい。本明細書において使用される場合、“Ｃ１４パラフィン”は、１４個の炭素原子を含むパラフィンを指し、“Ｃ１５パラフィン”は、１５個の炭素原子を含むパラフィンを指す。Ｃ１４パラフィン及びＣ１５パラフィンは、生物学的原材料から製造される。
【００２２】
一つの例示的な実施形態において、組成物は、組成物の総重量に基づいて、９重量％未満のＣ１３パラフィン及びより軽いパラフィン、並びに、７重量％未満のＣ１６パラフィン及びより重いパラフィンを含んでもよい。例えば、組成物は、組成物の総重量に基づいて、５重量％未満のＣ１３パラフィン及びより軽いパラフィン、並びに、３重量％未満のＣ１６パラフィン及びより重いパラフィンを含んでもよい。例えば、組成物は、組成物の総重量に基づいて、３重量％未満のＣ１３パラフィン及びより軽いパラフィン、並びに、１重量％未満のＣ１６パラフィン及びより重いパラフィンを含んでもよい。
【００２３】
一つの例示的な実施形態において、組成物の総イソパラフィン含有量（content）は、組成物の総重量に基づいて、９３重量％よりも多い。例えば、組成物の総イソパラフィン含有量は、組成物の総重量に基づいて、９７重量％よりも多い。例えば、組成物の総イソパラフィン含有量は、組成物の総重量に基づいて、９９重量％よりも多い。
【００２４】
一つの例示的な実施形態において、組成物は、組成物の総重量に基づいて、４０‐５０重量％のＣ１４イソパラフィン及び３５‐４５重量％のＣ１５イソパラフィン、例えば、４５‐５０重量％のＣ１４イソパラフィン及び４０‐４５重量％のＣ１５イソパラフィン、例えば、４８‐５０重量％のＣ１４イソパラフィン及び４３‐４５重量％のＣ１５イソパラフィンを含んでもよい。本明細書において使用される場合、“Ｃ１４イソパラフィン”は、１４個の炭素原子を含む分枝パラフィンを指し、“Ｃ１５イソパラフィン”は、１５個の炭素原子を含むイソパラフィンを指す。
【００２５】
一つの例示的な実施形態において、組成物の総芳香族炭化水素含有量は、重量基準で１５００ｐｐｍ未満である。例えば、組成物の総芳香族炭化水素含有量は、重量基準で１３００ｐｐｍ未満である。例えば、組成物の総芳香族炭化水素含有量は、重量基準で５００ｐｐｍ未満である。
【００２６】
一つの例示的な実施形態において、Ｃ１４パラフィン及びＣ１５パラフィンは、生物学的原材料の水素化脱酸素及び異性化を含むプロセスによって製造されている。
【００２７】
一つの例示的な実施形態において、組成物は、２４０℃から２６０℃の範囲内に、例えば、２４５℃から２５５℃の範囲内に、２４８℃から２５２℃の範囲内に沸点を有する。
【００２８】
一つの例示的な実施形態において、組成物は、溶媒又は溶媒成分としての使用に適する。一つの例示的な実施形態において、組成物は液体状である。
【００２９】
一つの例示的な実施形態において、組成物はエマルジョンである。例えば、組成物は、水中油型（oil-in-water）エマルジョン又は油中水型（water-in-oil）エマルジョンであってもよい。一つの例示的な実施例において、組成物は、コーティング、塗料、ラッカー、ワニス、光沢剤（polish）、インク、接着剤、封止剤、樹脂、プラスチック、触媒、洗浄用組成物、過酸化物の減感剤、顔料分散、活性成分のためのキャリア流体、抗酸化剤、殺生物剤、殺虫剤、エアフレッシュナー、作物保護用組成物、洗剤、グリース除去用組成物、ドライクリーニング用組成物、化粧品、パーソナルケア用組成物、医薬品、歯科印象材料における増量剤、ワクチン、食品成分、フレーバー用組成物、香料、天然油抽出、油田用化学品、泥水掘削用組成物、抽出プロセス用組成物、エラストマーのための可塑剤、紙処理用化学品、潤滑剤、機能液、変圧器油、金属加工用組成物、圧延若しくは切断用流体、水処理用組成物、木材処理用組成物、建設用化学品、離型材、爆薬、鉱業用化学品、溶媒抽出用組成物、燃料用組成物、暖房用油、ランプ用油又はそれらの組み合わせにおける使用に適してもよい。
【００３０】
一つの例示的な実施形態において、組成物を製造するためのプロセスが提供される。そのプロセスは、生物学的原材料の水素化脱酸素プロセス及び異性化プロセスを行うステップ；及び、結果として生じる材料の分離プロセスを行うステップであり、分離プロセスは蒸留を含む、ステップ、を含む。
【００３１】
本開示は、フィンランド、エスポーのAalto  University  School  of  Chemical  Technology（アアルト大学化学技術学部），Environmental  Pathways  for  Sustainable  Energy  Systems  (SELECT)  Master's  Program，技術科学修士（Master  of  Science  in  Technology）の学位の要求の部分的な履行において提出された学位論文である、２０１３年８月１日、Kanokporn  Sinthavarayan，“Fractionation  and  characterization  of  renewable  paraffinic  solvents，”（以下、“アアルト大学学位論文”と呼ばれる）に記載の主題を包含する。当該論文の全ての内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００３２】
［生物学的材料からのｎ‐パラフィンの製造］
一つの例示的な組成物は、例えば、生物学的エステルの構造又はトリグリセリド成分を分解するため及び酸素、リン及び硫黄化合物を除去し、同時にオレイン結合を水素化するための水素化脱酸素（ＨＤＯ）ステップを第一に含み、このようにして得られた生成物の異性化に続き、従って炭化水素鎖を分枝させ、パラフィンの低温特性を向上させる、プロセスを使用して、生物起源の出発材料から製造される。生成物は、蒸留によって分別（分留）されて（fractionated）、所望のフラクションを与える。
【００３３】
脂肪酸及び／又は脂肪酸エステルを含む植物、動物又は魚からの生物学的原材料が、出発材料として使用されてもよい。原材料は、植物油、動物脂肪、魚油及びそれらの混合物から選択されてもよい。適切な生物学的原材料は、菜種油（rapeseed  oil）、キャノーラ油、菜種油（colza  oil）、トール油、ヒマワリ油、大豆油、大麻油、オリーブ油、アマニ油、カラシ油、パーム油、落花生油、ヒマシ油、ヤシ油、スエット、獣脂（tallow）、脂身（blubber）、再生食事性脂肪（recycled  alimentary  fats）等の動物性脂肪、遺伝子工学によって産生された出発材料、及び藻類や細菌等の微生物によって産生された生物学的出発材料を含む。生物学的原材料から得られた縮合物、エステル又は他の誘導体も、出発材料として使用されてもよい。
【００３４】
ＨＤＯステップにおいて、水素ガス及び生物学的成分は、対向流又は並行流のいずれかの方法でＨＤＯ触媒床に通される。ＨＤＯステップにおいて、圧力及び温度の範囲は、例えば、それぞれ２０バールと１５０バールの間及び摂氏２００度と５００度の間である。ＨＤＯステップにおいて、如何なる適切な水素化脱酸素触媒が使用されてもよい。
【００３５】
ＨＤＯステップに先立って、生物学的原材料は、二重結合の副反応を低減又は回避するために、より穏やかな条件下で任意的に予め水素添加を施されてもよい。
【００３６】
ＨＤＯステップの後に、ＨＤＯ産物は異性化ステップに送られる。異性化ステップにおいて、水素ガス及びｎ‐パラフィン混合物は、異性化物を生成するために、対向流又は並行流のいずれかの方法で異性化触媒床に通される。“ステップ”は、同じ容器内又は別個の容器内で行われてもよい。“ステップ”は、同じ反応帯又は異なる反応帯内で発生してもよい。
【００３７】
異性化ステップにおいて、圧力及び温度の範囲は、例えば、それぞれ２０バールと１５０バールの間及び摂氏２００度と５００度の間である。異性化ステップにおいて、如何なる適切な異性化触媒が使用されてもよい。
【００３８】
一つの例示的な態様の組成物の溶媒特性は優れており、従ってそれは、コーティング、塗料、ラッカー、ワニス内及び床、金属又は靴の光沢剤内で、並びに、インク、接着剤、封止剤、樹脂及び触媒調整及び洗浄操作を含むプラスチック生産において、過酸化物の減感剤、顔料分散において、抗酸化剤及び殺生物剤、殺虫剤、エアフレッシュナー、作物保護等のような活性成分のためのキャリア流体、洗剤、グリース除去、ドライクリーニング、化粧品、パーソナルケア、医薬品、歯科印象材料における増量剤、ワクチン、食品成分、フレーバー、香料、天然油等抽出等、油田用化学品、泥水掘削、及び抽出プロセス等、エラストマーのための可塑剤、紙処理用化学品、潤滑剤、機能液、変圧器油、金属加工並びに圧延及び切断用流体等、水処理、木材処理、建設用化学品、離型材、爆薬及び鉱業用化学品、溶媒抽出、燃料成分、暖房用油及びランプ用油において、それ自体で又は成分として、処方されて、及びエマルジョンとして使用されてもよい。
【００３９】
［ｎ‐パラフィンフラクション及びイソパラフィンフラクションの蒸留］
一つの例示的な組成物は、生物学的原材料から製造されたパラフィンの蒸留によって得られる。パラフィンは、生物学的原材料の水素化脱酸素、及び任意的に水素化脱酸素から得られたｎ‐パラフィン混合物の異性化を含む方法によって製造されてもよい。
【００４０】
以下の実施例において使用されるパラフィンフラクションは、植物油の水素化処理及び生成されたｎ‐パラフィン混合物の異性化によって、並びに蒸留による所望のフラクションの分離によって得られている。
【００４１】
以下の実施例において使用されるイソパラフィン混合物は、少量のｎ‐アルカン及びナフテンと共に、主にイソアルカンを含む。その主要な炭素鎖長は、例えば、Ｃ６とＣ１８との間であり、１８８℃から３０１℃のＡＳＴＭ  Ｄ８６蒸留範囲を有する。例えば、実施例において使用されるｎ‐パラフィン混合物は主として、主にＣ１２からＣ２２の炭素分布を有し、２１６℃から３１９℃のＴＢＰ範囲を有するｎ‐アルカンから成る。
【００４２】
一つの実施例において、イソパラフィン混合物の４つのフラクションが、パイロット規模及び実験室規模の蒸留装置を用いて得られている。パイロット規模の装置から得られた最も重い第４のフラクションは、二つの更なるフラクションを得るために実験室規模の分留装置によって更に分留された。ｎ‐パラフィン混合物は、３つのフラクションを得るために実験室規模の装置でのみ分留された。イソパラフィンフラクション及びｎ‐パラフィンフラクションを得るために使用された蒸留性状及び装置操作は、（表１）に要約される。
【表１】
2019034960.tif 000003
【００４３】
パイロット規模の分留は、３つの多段階カラムを有する連続蒸留装置によって行われた。第一のカラムは最も軽いフラクションを分離し、ボトムフラクションは、供給物から第二のフラクションを蒸留するための第二のカラムに送られた。次いで、第二のカラムからのボトムは、最終の分留のための第三のカラムに送られた。第一のカラム及び第二のカラムは大気圧で運転され、一方で第三のカラムは減圧下で運転された。
【００４４】
“試験設備１”及び“試験設備２”と名付けられた二つの実験室規模の分留装置が、イソパラフィン及び通常のパラフィンの混合物分留のためにそれぞれ使用された。これらの装置の原理は、負圧で運転されるバッチ式多段階蒸留である。
【００４５】
分留から得られるフラクションは、それらの物理的性質、組成及びそれらの適用のための予備的評価についても分析された。使用された標準的な方法及び方法論は、以下の節において記述される。
［適用性評価］
適用性評価のために使用された材料及び化学品は、以下の（表２）に表される。
【表２】
2019034960.tif 000004
2019034960.tif 000005
【００４６】
［物理的性質］
分留で得られた全ての９つのフラクションは、それらの物質的性質について分析された。物質的性質及び使用された標準的な方法のリストは、以下の（表３）に示される。
【００４７】
表２のフラクションとは別に、実験室規模のイソパラフィン混合物分留から得られた沸点範囲１９０−２２０℃及び２２０−２４０℃を有するフラクション及びＡＳＴＭ  Ｄ８６装置による４０％から９５％の蒸留プログラムから得られたフラクションは、それらの表面張力、電気伝導度、色及び臭素指数について分析された。これらの追加的な分析は、得られたイソパラフィンフラクションとの比較及び一致性確認のために行われた。
【表３】
2019034960.tif 000006
2019034960.tif 000007
【００４８】
［組成分析］
組成分析の目的は、分析された不飽和炭化水素、芳香族、硫黄及びベンゼン含有量である特定の構成成分の分析を含めて、フラクションの炭素分布及び構造を決定することである。
【００４９】
［炭素数及び構造分析］
炭素数及び構造分析は、フレームイオン化検出器（ＦＩＤ）を備えたガスクロマトグラフィー法によって行われた。方法は、サンプル内のｎ‐パラフィン及びパラフィン異性体を決定するために使用される。それは、Ｃ６からＣ３６までの範囲に渡る炭素数で分析するために有効であり、個々の構成成分についての定量化の限界は、０．０１重量％である。
【００５０】
そのうえに、パラフィン、イソパラフィン、オレフィン、ナフテン及び芳香族化合物（ＰＩＯＮＡ）分析も、炭化水素成分及びグループ類型を決定するために行われた。本方法は、ＦＩＤを備えたガスクロマトグラフィーを、パラフィン、イソパラフィン、オレフィン、ナフテン及び芳香族化合物を決定するために利用する。それはまた、サンプル内の各炭化水素の濃度を与える。本方法は、２５０℃よりも小さい沸点を有する軽油に対して有効であり、したがって、ＩＢＰから２００℃までの沸点範囲を有するイソパラフィン混合物の第一のフラクションのみが分析された。
【００５１】
［臭素指数］
臭素指数決定は、ＡＳＴＭ  Ｄ２７１０（［引用文献９２］）及び修正されたＡＳＴＭ  Ｄ２７１０に従って行われた。それは、臭素指数に換算してサンプル内の痕跡量の不飽和化合物を測定するための方法である。臭素指数は、サンプル１００グラムと反応し得る臭素のミリグラム数である。本方法の原理は、特定の溶媒内に溶解した既知の質量のサンプルが、標準の臭化物‐臭素酸塩溶液を用いて滴定されることである。終点は、遊離した臭化物の存在が系の電気伝導度に急激な変化を引き起こしたときに、電気的底装置によって示される。それは、１００より低い臭素指数を有するサンプルに適用可能である。
【００５２】
［芳香族含有量］
芳香族含有量を規定するために、紫外線（ＵＶ）‐分光光度計によって芳香族炭化水素の吸収が既知の波長で測定される試験が、芳香族含有量決定のために使用された。
【００５３】
［硫黄含有量］
サンプル内の総硫黄含有量を決定するために、ＡＳＴＭ  Ｄ５４５３が使用された（［引用文献９５］）。試験は、ネステオイル社中央研究所によって行われた。サンプルは高温燃焼チューブの中に注入され、そこで酸素に富む雰囲気中で硫黄が酸化されて二酸化硫黄になる。次いで、二酸化硫黄は、ＵＶ光からエネルギーを吸収してその励起状態に変換される。硫黄含有量は、高電子増倍管を用いて二酸化硫黄から放射される蛍光を測定することによって決定される。
【００５４】
［ベンゼン含有量］
痕跡量のベンゼンは、質量分光分析を用いてガスクロマトグラフィーによって測定される。
【００５５】
［予備的適用性評価］
予備的適用性評価は３つの部分を含み、それは、化学的適合性、エマルジョン形成能力及び顔料分散安定性である。サンプル量の制限に起因して、パイロット規模分留からの４つのフラクションのみが、下記の適用性評価について試験された。
【００５６】
［化学的適合性］
液体状態又は固体状態の両方における、フラクションと試験材料との間の適合性は、Ｃ．Ｃｈｉｙｏｄａら（［引用文献９７］）及びＣ．Ｂｏｒｄｅｓら（［引用文献５４］）によって記述された実験に基づく方法によって評価された。
【００５７】
液体試験材料について、１０ｍｌのフラクションサンプル及び１０ｍｌの液体試験材料が混合され、磁石撹拌子を用いて２０分間にわたって撹拌された。次いで混合物は２４時間にわたって静置され、その後に溶解結果の外観検査が行われた。加えて、試験材料が部分的に溶解性又は不溶性であった場合には、試験温度が５０℃及び８０℃に高められた。
【００５８】
固体試験材料について、１５ｍｌのフラクションサンプルが１．５ｇの試験材料と混合され、磁石撹拌子を用いて１時間にわたって撹拌された。混合物は２４時間にわたって静置され、その後に溶解結果の外観検査がなされた。加えて、適用可能であれば固体材料の重量の変化の百分率が測定された。重量変化の百分率は、方程式（１）（数１）を使用して計算された。試験材料が部分的に溶解したか又は溶解しない場合には、試験温度が５０℃及び８０℃に高められた。
【数１】
2019034960.tif 000008
ここで、（数２）は、混合後の試験材料の重量である。
（数３）は、混合前の試験材料の重量である。
【数２】
2019034960.tif 000009
【数３】
2019034960.tif 000010
【００５９】
ポリアミドについての高い抵抗力により、Ｒａｄｉｌｏｎ材料は膨張（swelling）について試験された。本試験方法は、Ｓ．Ｊ．Ｋｉｍら（［引用文献６２］）、ＡＬＺＡＩＤによる化学的適合性試験キット（［引用文献９８］）及びＡＲＫＥＭＡによってなされた溶媒抵抗性報告（［引用文献９９］）によって記述された実験に基づく。高分子ビーズは１．５ｇの重さにされ、フラクションサンプルに浸された。次いで、混合物はオーブン内で６０℃に保たれた。８日後、高分子ビーズはふき取って乾かされ、重さを加えられ、方程式（１）を適用して重量膨張率が計算された。イソパラフィン溶媒であるＳｈｅｌｌＳｏｌ  Ｔ及び芳香族溶媒であるＳｈｅｌｌＳｏｌ  Ａ１００を用いた適合性試験は、比較のために実行された。
【００６０】
予備的な化学適合性分類のために、表４の尺度が使用された。この尺度は、表５に示されるプラスチックデザインラボラトリ（ＰＤＬ）抵抗力レーティング（［引用文献５５］）に基づく。０．０１ｇ又はサンプルの原重量の０．６７％における実験室の重量計の精度も考慮に入れられた。この尺度を使用することの目的は、適合性のレベルを容易に視覚的に決定することである。そのうえに、試験温度がサンプルの引火点より高いことはあり得ないので、高められた温度でのいくつかの試験は省略された。例えば、ＩＢＰ‐２００℃の沸点範囲をもつフラクションは、室温のみで試験された。
【表４】
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【表５】
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＊全ての値は最初からの百分率変化として与えられる。
＊＊百分率の維持された機械的性質は、引張強度、延長、係数、柔軟強度及び衝撃強度を含む。％の維持が１００％よりも大きい場合は、２００から％の維持された性質を引いた値が計算に使用される。
＊＊＊この種の報告の情報の多様さに起因して、この情報はガイドラインとしてのみ使用され得る。
【００６１】
［エマルジョン形成能力］
乳化剤の存在によってサンプルと水との間にエマルジョンを形成する能力を評価するために、方法は、石油及び合成流体の水分離可能性に関するＡＳＴＭ  Ｄ１４０１標準試験方法（［引用文献１００］）、Ｄａａｏｕ及びＢｅｎｄｅｄｏｕｃｈによってなされた実験（［引用文献１０１］）及び乳化剤製造業者からの技術データシート（［引用文献１０２］、［引用文献１０３］、［引用文献１０４］）に基づく。加えて、ベースラインとして界面活性剤を用いない試験が行われた。乳化剤を融解するための相及び添加の順序を変化させることによって、Ｗ／Ｏ及びＯ／Ｗエマルジョンの両方が調製された（［引用文献１０５］）。表５は、各乳化剤についてのエマルジョン調製を要約する。Ｗ／Ｏエマルジョンに関して、乳化剤の融解温度より低い引火点を有するフラクションについての試験は省略された。次いで、混合物は、１５００±１５ｒｐｍの速度で５分間にわたって撹拌された。
【００６２】
各エマルジョンについて、最初の１時間は１０分毎に、その後次の５時間は１時間毎の間隔でエマルジョン安定性のモニタリングがなされた。サンプルはその後、観察のために室温（２３℃）で２４時間にわたって静置された。もし乳化剤が尚も安定であれば、その後サンプルは４℃の冷蔵庫中に２４時間にわたって置かれ、エマルジョンが壊れるまで更に凍結／解凍サイクルを受けた。異なる応用のために、凍結／解凍サイクル抵抗力に関する多くのＡＳＴＭ標準、例えば、乳化ワックス床光沢剤のためのＡＳＴＭ  Ｄ５６７８、高分子床光沢剤のためのＡＳＴＭ  Ｄ３２０９、水性コーティングのためのＡＳＴＭ  Ｄ２２４３及び接着剤のためのＡＳＴＭ  Ｄ７１４９が、利用可能である（［引用文献１０６］）。しかしながら、凍結／解凍サイクル試験は、本予備的評価では単純化されている。したがって、約−１４℃の冷凍庫ないで２４時間にわたってエマルジョンが保持され、その後室温で２４時間にわたって解凍されたことが、一つのサイクルであった。エマルジョン破壊が起こったときの回数が記録され、油相、水相及びエマルジョン層の体積が測定された。
【表６】
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【００６３】
［顔料分散安定性］
顔料分散安定性を評価するための方法は、Ｑ．Ｌｉらによって行われた実験（［引用文献６８］）に基づく。１５ｍＬのサンプルは、磁石撹拌子を用いて３０分間にわたって０．２ｇの顔料と混合された。沈降挙動は、１０分、３０分、１時間、１．５時間及び２４時間にモニターされた。加えて、水、アセトン、キシレン及び芳香族を含まないパラフィン溶媒を用いた安定性試験は、比較のために行われた。表６における定性的尺度は、顔料分散安定性レベルを分類するために使用された。
【表７】
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a  １．５時間における
b  初期体積の２０％に等しい沈降体積に到達するまで
【００６４】
［実施例１，分留収率］
イソパラフィン混合物分留からの各フラクションの収率は、質量基準及び体積基準の両方に基づいて表８に表される。
【００６５】
５つのフラクションへの完全な分留が考慮される場合、それらの収率は計算され、また表８に示される。理解されるように、主要なフラクションは、他の３つのフラクションの収率よりも有意に高い、４９重量％及び３３重量％の収率をそれぞれ有するフラクション２８５−ＦＢＰ及びフラクション２６０−２８５である。
【表８】
2019034960.tif 000015
【００６６】
実験室蒸留は、表９に示されるように各フラクションについて行われた。概略で６℃だけ基準よりも低い、２３０−２６０のＩＢＰフラクションを除いて、得られたフラクションはフラクションの沸点限度内であることが理解されることができる。
【表９】
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【００６７】
ｎ‐パラフィン混合物分留からの各フラクションの収率は、質量基準及び体積基準の両方に基づいて表１０に表される。フラクションの収率は、第一、第二及び第三フラクションに関して、それぞれ概略で１６重量％、３８重量％及び４６重量％である。加えて、各フラクションの炭素数分布は、表１１に示される。各フラクションの構成成分は、フラクションの名前によって定義される基準をフラクションが満たしたことを示す。Ｃ１８及びより重い構成成分のフラクション内のＣ１８の純度は、狙った目標値である９０重量％よりもわずかに小さい、８６．２重量％である。このフラクションにおいて、より重い構成成分は７．５重量％を占め、一方でより軽い構成成分は６．３重量％に相当し、この着目したフラクションのＣ１８回収率は、供給原料内に存在するＣ１８の７６重量％である。
【表１０】
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【表１１】
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【００６８】
両方の分留が、設定された基準を満たした。イソパラフィン混合物分留について、得られた主なフラクションは、それぞれ４９重量％及び３３重量％の収率をもち、２８５℃‐ＦＢＰ及び２６５℃‐２８５℃の沸点範囲をもつフラクションである。ｎ‐パラフィン混合物からの主要なフラクションは、４６重量％の収率をもつ、Ｃ１８及びより重い構成成分のフラクションである。このフラクションは約８６重量％のＣ１８を含み、このフラクションへの７６％のＣ１８回収率が達成された。この主なフラクションにおけるＣ１８純度は狙った目標値よりもわずかに小さいが、工業的規模の蒸留において目標を達成することが可能であり得る。
【００６９】
［実施例２，フラクションの物理的性質］
以下の表１２は、イソパラフィンフラクションの物理的性質を示す。より高い沸点範囲と共に増大している性質は、引火点、アニリン点、動粘度、密度、表面張力、流動点、雲り点、相対蒸発率及び屈折率である。他方では、沸点範囲の増大と共に減少している性質は、カウリブタノール溶解度試験、溶解度パラメータ及び蒸気圧である。
【表１２】
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【００７０】
引火点は、最も軽いフラクションについての３２℃から、最も重いフラクションについての１４５℃の範囲にわたる。アニリン点もまた、沸点範囲の関数として、７９．２℃から９９．５℃まで上昇する。動粘度は、沸点範囲に依存して、１ｍｍ２／ｓ未満から６ｍｍ２／ｓまで変化する。より低い温度は、より高い粘度につながる。しかしながら、１００℃における粘度は全てのフラクションについての２未満であり、それは標準の無効範囲内であるために、粘度指数は計算され得ない。サンプルの密度は、７４０ｋｇ／ｍ３から７８６ｋｇ／ｍ３まで変化する。全ての沸点範囲の流動点は−５５℃よりも低く、曇り点は、−２３℃から−６０℃より低くまで変化する。相対蒸発率は、二つの最も軽いフラクションについてそれぞれ４６及び２３３であるが、一方でそれらは、より重いフラクションについて、試験の上限より高くまで有意に上昇する。蒸気圧の計算は、ＩＢＰ‐２００℃及び２００℃‐２３０℃の沸点範囲をもつフラクションはＶＯＣｓとして分類され、他のより重いフラクションは非‐ＶＯＣｓであることを示す。屈折率は、増大する沸点範囲の関数として、１．４１５から１．４３９までわずかに上昇する。
【００７１】
溶解力の指標として、ＫＢは１８．５から２６までの範囲にわたり、溶解度パラメータは、１３．９から１４．５（ＭＪ／ｍ３）１／２まで変化するＫＢ試験に基づいて推定される。詳細な計算は、フィンランド、エスポーのAalto  University  School  of  Chemical  Technology，Environmental  Pathways  for  Sustainable  Energy  Systems  (SELECT)  Master's  Program，技術科学修士の学位の要求の部分的な履行において提出された学位論文である、２０１３年８月１日、Kanokporn  Sinthavarayan，“Fractionation  and  characterization  of  renewable  paraffinic  solvents，”（以下、“アアルト大学学位論文”と呼ばれる）の付録Ｆ．１に示される。当該論文の全ての内容は、参照により本明細書に組み込まれる。具体的には、溶解度パラメータは、図１（カウリブタノール数対ヒルデブランド溶解度パラメータ）及び図２（カウリブタノール数対アニリン点）に示されるＫＢと溶解度パラメータとの間の関係から推定される（［引用文献４０］）（アアルト大学学位論文の図１４）。図３に示される推定された傾向線（カウリブタノール数と溶解度パラメータとの間の相関関係）は、溶解度パラメータを推定することに使用される。
【００７２】
カウリブタノール値（ＫＢ）は、１‐ブタノール中の標準カウリ樹脂溶液を滴定するために使用される、曇り点に達するために要求される溶媒の量である。一方で、アニリン点（ＡＰ）は、アニリン及び試験される溶媒の液体が二つの相に分離する、最大の温度である。図６に示されるように、ＡＰはＫＢと相関し、溶解度パラメータとも相関する。それにも関わらず、これらの値は、溶媒‐溶質の所与の組み合わせに対する溶媒選択のために溶解度パラメータとして使用され得ない。それらは、塗料及びコーティングのような、選択された産業においてどの溶媒が使用され得るかの、いくつかの示唆を提供し得る（［引用文献３９］）。
【００７３】
より軽いフラクションは、より重いフラクションよりも大きな溶解力を示す。続く表Ａ．１及び表Ａ．２（及びアアルト大学学位論文の付録Ａ）における他の溶媒の典型的な物理的性質と比較すると、これらのフラクションのＫＢは、２７である２，２，４トリメチルペンタンのＫＢ及び３１のＫＢをもつｎ‐ヘキサンよりも低い。加えて、溶解力は、芳香族溶媒、例えば、それぞれ１１２及び１０５のＫＢを有するトルエン又はベンゼンよりも有意に低い。
【表Ａ．１】
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【表Ａ．２】
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【００７４】
表面張力、電気伝導度及び色に関する実験の結果は、表１３に示される。
【表１３】
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【００７５】
パイロット規模から得られたイソパラフィンフラクションは２４．３ｍＮ／ｍから２７．８ｍＮ／ｍの範囲にわたる表面張力を有し、より重いフラクションはより高い表面張力を有する。同様の傾向は、ＡＳＴＭ  Ｄ８６装置から得られたフラクションにおいても発見することができる。しかしながら、試験設備１及び試験設備２のユニットから得られたフラクションの表面張力は、それらの沸点範囲と一致しない２３ｍＮ／ｍ−２５ｍＮ／ｍの範囲において、より低い表面張力を示す。加えて、より重いフラクションは、より軽いフラクションよりも低い表面張力を有する。これは、実験室規模の分留中に汚染があったとの仮定につながる。考えられる汚染物質は、蒸留カラム部の間に真空を固定するために使用されたグリースである。
【００７６】
電気伝導度及び色について、小さな電気伝導度及び黄色い色は、イソパラフィン混合物供給原料に既に存在する。これらの性質の主な原因となる構成成分は、最も重いフラクションに集中する傾向があることが理解されることができる。加えて、残留物内に残された最も重い構成成分は両方の性質の原因であることが示された。これらの最も重い構成成分は、高沸点温度と導電性を有する多環芳香族炭化水素であるかも知れない（［引用文献１０７］）。
【００７７】
電気伝導度についての他の考えられる理由は、帯電防止添加剤である。しかしながら、それはこの供給原料内に存在しない。ＩＳＯ６２９７によれば、この添加剤の添加の後の最小の電気伝導度は、約１００ｐＳ／ｍであり得る（［引用文献１０８］）。したがって、電気伝導度は、この添加剤から結果として生じるわけではない。しかしながら、供給原料が帯電防止添加剤を含む場合において、そのときの効果は、どの活性成分がその添加剤に含まれるかに依存する。例えばスルホン酸型帯電防止剤の有効成分はジノニルナフチルスルホン酸であり、それは３００℃より高い温度で沸騰する前に分解する傾向がある（［引用文献１０９］）。したがって、電気伝導度は、最も重いフラクション内に検出され得る。
【００７８】
ｎ‐パラフィンフラクションの物理的性質は、表１４に表される。物理的性質と沸点範囲との間の関係の傾向は、イソパラフィンフラクションに類似している。Ｃ１８及びより重い構成成分フラクションの高い流動点に起因して、このフラクションは室温で固体となり、いくつかの性質例えば表面張力、ＫＢ及び屈折率は、分析されなかった。
【表１４】
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【００７９】
増大する沸点範囲の関数として、引火点は１０１℃から１５７℃までの範囲にわたり、アニリン点は９３℃から１０１℃に変化する。動粘度は、沸点範囲に依存して、１．１１ｍｍ２／ｓから５．２３ｍｍ２／ｓまで増大する。イソパラフィンフラクションと同様に、粘度指数は計算され得ない。５０℃における密度は、７４８ｋｇ／ｍ３から７６２ｋｇ／ｍ３まで変化する。イソパラフィンフラクションのものよりも、有意に高い流動点及び曇り点が観察されることができる。相対蒸発率もまた、上限よりも高いことが発見される。全てのｎ‐パラフィンフラクションは、それらの蒸気圧が０．０１ｋＰａよりも小さいために、非‐ＶＯＣｓとして分類されることができる。加えて、屈折率は、第一フラクションから第二フラクションで、１．４３２から１．４３６まで上昇する。
【００８０】
表面張力値を得るために、ｎ‐パラフィン混合物もまた、実験室規模分留装置によって分留された。イソパラフィンフラクションと同じように、汚染もまた生じて表面張力分析に影響することが考えられる。電気伝導度は、供給原料及びｎ‐パラフィン混合物の両方について、１ｐＳ／ｍよりも小さいことが発見された。供給原料を含むすべてのフラクションにおいて、セーボルト色尺度で＋３０の色が観察された。その上に、ＫＢ及び溶解度パラメータは、イソパラフィンフラクションに関するよりもわずかに低いことが見出される。第一フラクション及び第二フラクションのＫＢ及び溶解度パラメータは、それぞれ、ＫＢについて１９及び１７．５であり、溶解度パラメータについて１３．９及び１３．８（ＭＪ／ｍ３）１／２であった。
【００８１】
［実施例３，構成成分分析］
イソパラフィンフラクションについて、炭素数分布は、それらの沸点範囲と対応している。ＮＭ４９０Ｂ及びＮＭ２９１を使用した、ＩＢＰ‐２００℃の沸点範囲を用いたフラクションの結果は、一致している。それは、およそ８７重量％のイソパラフィン、１２重量％のｎ‐パラフィン及び１重量％のナフテンを有する。痕跡量のオレフィン、芳香族及び含酸素化合物もまた、それぞれ０．３重量％、０．０３重量％及び０．０７重量％だけ発見される。イソパラフィンフラクションの構成成分及び構造分析は、表１５に表される。
【表１５】
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備考：＊アアルト大学学位論文の付録Ｆ．２  重量基準ｐｐｍでの芳香族含有量、及び、付録Ｆ．３  重量基準ｐｐｍでのベンゼン含有量（１５℃における密度を使用）による推定。当該論文の全ての内容は、参照により本明細書に組み込まれる。具体的には、重量基準ｐｐｍでの芳香族含有量について、体積から重量基準への変換は、以下の方程式（数４）により計算される。
【数４】
2019034960.tif 000027
ここでＡは芳香族含有量であり、８８０は単環芳香族の密度（ｋｇ／ｍ３）であり、Ｄはサンプルの密度（ｋｇ／ｍ３）である。重量基準ｐｐｍでのベンゼン含有量について、体積から質量基準への変換は、以下の方程式（数５）により計算される。
【数５】
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ここでＢはベンゼン含有量であり、Ｄはサンプルの密度（ｋｇ／Ｌ）である。
【００８２】
他のフラクションは、９２重量％から９５重量％のより高いイソパラフィン含有量及び概略で５重量％から６重量％のより低いｎ‐パラフィン含有量を有する。２６０℃より高い沸点範囲をもつフラクションを除き、痕跡量のナフテンが発見される。加えて、硫黄含有量は１ｐｐｍよりも少なく、ベンゼン含有量は１ｍｇ／Ｌよりも少ない。
【００８３】
ｎ‐パラフィンフラクションの構成成分及び構造分析は、表１６に表される。
【表１６】
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備考：＊上述のアアルト大学学位論文の付録Ｆ．２及び付録Ｆ．３（５０℃における密度を使用）による推定。当該論文の全ての内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００８４】
ｎ‐パラフィンフラクションについて、ｎ‐パラフィン含有量は約９４重量％から９７重量％であり、イソパラフィン含有量は３重量％と６重量％との間である。硫黄含有量及びベンゼン含有量はｎ‐パラフィン混合物についてのみ分析され、その結果は、それぞれ１ｐｐｍ未満及び１ｍｇ／Ｌ未満を示した。しかしながら、ｎ‐パラフィンフラクションの硫黄含有量及びベンゼン含有量は、それらの供給原料と同じくらい低いことを意味し得る。
【００８５】
芳香族含有量バランスが計算され、表１７に示された。高い芳香族含有量は、供給原料自体の高い芳香族化合物に由来し、蒸留中に有意な量の芳香族化合物は生成されなかったことが理解されることができる。
【表１７】
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【００８６】
他方では、臭素指数バランスが表１８に示される。パイロット規模装置又はＡＳＴＭ  Ｄ８６装置での分留中に生成された有意な量の不飽和又はオレフィン生成物が、見出された。一方で、多量（considerable  amount）のオレフィンは試験設備１及び試験設備２のユニットにおいて形成されなかった。
【表１８】
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【００８７】
生成されたオレフィンは、分留での加熱によるクラッキングに由来することが考えられる。潜在的なクラッキング反応は、図４に示される（イソパラフィンのクラッキング（［引用文献１１０］）。クラッキングは、より短い炭素鎖のイソパラフィン、オレフィン及びｎ‐パラフィンを生成する。その結果、オレフィン及びｎ‐パラフィンは、より短い炭素数に起因して、より重いフラクションよりも多く、より軽いフラクション内に存在する傾向がある。これは、最も軽いフラクションが最も高いオレフィン含有量及びｎ‐パラフィン含有量を有するという、構成成分分析において示された結果と一致する。
【００８８】
実験室規模の分留中の加熱温度は、イソパラフィン混合物について１８０℃と１９５℃との間であり、ｎ‐パラフィン混合物について１９５℃と２２０℃との間である。また、分留の継続期間は約２４時間である。その一方で、ＡＳＴＭ  Ｄ８６蒸留中の加熱温度は２８０℃と３００℃との間であり、蒸留継続期間は１時間だけである。また、加熱温度は、電熱器の近くで潜在的にはるかに高い。これは、混合物は加熱の影響を受けやすく、２００℃‐３００℃の範囲の熱を受けているときにクラッキングが容易に起こることを意味する。しかしながら、工業的規模の蒸留においては有意に短い滞留時間が予期され、必要であれば、それは最低温度を低下させるために真空蒸留によって行われてもよい。
【００８９】
オレフィン含有量もまた、フラクションに存在する臭気の原因であり得る。５３０ｍｇＢｒ／１００ｇ及び１８０ｍｇＢｒ／１００ｇの臭素指数をそれぞれ有する、ＩＢＰ‐２００℃及び２００‐２３０℃の沸点範囲をもつフラクションは、臭気を有する。一方、より低い臭素指数を有する、より重いフラクションは、無臭である。
【００９０】
［実施例４，市販製品との比較］
フラクションの物理的性質及び構成成分は、全ての内容が参照により本明細書に組み込まれるアアルト大学学位論文のセクション５．２“Manufacturers  and  Commercial  aliphatic  fluids”）において議論される会社が提供するイソパラフィンの市販製品と比較される。比較の詳細は、アアルト大学学位論文の付録Ｈに表される。情報は、製造業者のウェブサイトから集められ、したがって、物理的性質及び構成成分の全てが報告される訳ではない。概して、物理的性質、例えば引火点、アニリン点、粘度、密度は、市販製品と比較可能である。しかしながら、続く段落において議論される性質及び構成成分には、いくつかの違いがある。
【００９１】
シェルケミカルズが提供するＳｈｅｌｌＳｏｌに比較すると、ＳｈｅｌｌＳｏｌ製品は、わずかに低い表面張力並びに高いＫＢ及び溶解度パラメータを示す。組成に関して、ＳｈｅｌｌＳｏｌ  Ｔ及びＴＤは、それぞれ３００ｐｐｍ及び４００ｐｐｍの臭素指数を有する。それらは、ＩＢＰから２００℃までの沸点範囲をもつフラクションよりも低い。しかしながら、それらは、他のフラクションよりも高い。ＳｈｅｌｌＳｏｌ製品は、最大で１０００ｐｐｍ及び２５００ｐｐｍｖの芳香族含有量を有するＳｈｅｌｌＳｏｌ  ＯＭＳ及びＴＫを除き、より低い芳香族含有量を提供する。
【００９２】
エクソンモービル（登録商標）ケミカルが提供するＩｓｏｐａｒ製品は、最大で１０００ｐｐｍの芳香族含有量を有するＩｓｏｐａｒ  Ｖを除き、大半のグレードについて、１０ｐｐｍから４０ｐｐｍまでの有意に低い芳香族含有量を有する。加えて、ＴＯＴＡＬ  Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｆｌｕｉｄｓが提供するＩＳＡＮＥは、それらの典型的な特性として１００％のイソパラフィンを有すると主張されている。臭素指数及び芳香族含有量は有意に低く、２０ｍｇＢｒ／１００ｇ、及び芳香族含有量についてはグレードに応じて１０ｐｐｍから１００ｐｐｍまでの仕様である。
【００９３】
シェブロン（登録商標）フィリップスケミカルが提供するＳｏｌｔｒｏｌ１００及びＳｏｌｔｒｏｌ１２５は、９９重量％以上のイソパラフィン及び２５ｐｐｍから２５０ｐｐｍまで変化する芳香族含有量の、より高い純度を提供する。しかしながら、最も重いグレードであるＳｏｌｔｒｏｌ２２０は、２０００ｐｐｍの芳香族含有量及び最大で１５ｐｐｍの硫黄を有する。ＩＮＥＯＳイソパラフィン製品は、大半のそれらの製品について、約１ｐｐｍの非常に低い芳香族含有量を提供する。しかしながら、製品によって、臭素指数はより高く、０．５ｇＢｒ／１００ｇから２ｇＢｒ／１００ｇ（概略で５００ｍｇＢｒ／１００ｇから２０００ｍｇＢｒ／１００ｇ）まで変化する臭素数をもつ。また、硫黄含有量の仕様はより高く３ｐｐｍと５ｐｐｍとの間である。イソドデカンのみが、１５ｍｇＢｒ／１００ｇの低い臭素指数及び１ｐｐｍの硫黄含有量を有する。
【００９４】
Ｈａｌｔｅｒｍａｎｎが提供する印刷用インク蒸留液について、ＰＲＷＦ１／３ａｆを除く全てのグレードが、約７５重量％のパラフィン及び２５重量％のナフテンを有する。一方で、最も軽いグレードであるＰＲＷＦ１／３ａｆは、９９重量％のパラフィン及び１重量％未満のナフテンを有する。加えて、それらは、より高い臭素指数及び芳香族含有量の両方を有する。臭素指数の範囲は０．５ｇＢｒ／１００ｇから１ｇＢｒ／１００ｇから（概略で５００ｍｇＢｒ／１００ｇから１０００ｍｇＢｒ／１００ｇ）であり、一方で芳香族含有量の範囲は、最大で１０重量％の高い芳香族含有量を有するＰＲＷＦ５／９を除く他のグレードについて、１０００ｐｐｍ（０．１重量％）から１００００ｐｐｍ（１重量％）である。Ｈａｌｔｅｒｍａｎｎの製品の流動点もまた、より高く、−６℃から−２５℃未満まで変化する。製品の色もまた、最も軽いグレードについてのきれいな無色透明から、中間範囲グレードについてのほぼ無色透明及び最も重いグレードについての淡黄色に変化する。
【００９５】
［実施例５，適用性評価］
予備的適用性評価は、異なる物質との化学的適合性、エマルジョン形成能力及び最後に顔料分散安定性に基づく。
【００９６】
表１９は、液状物質を用いた化学的適合性試験から結果する溶解度を示す。全てのフラクションが室温（約２３℃）でシリコーン流体、トール油脂肪酸及び菜種油（Rapeseed  oil）に容易に溶解することが発見された。しかしながら、フラクションは、ＤＢＥ及びエポキシ樹脂に難溶性又は不溶性である。概して全てのフラクションについて、約５体積％のイソパラフィンフラクションは、室温でＤＢＥ相に溶解することができる。しかしながら、溶液の温度の上昇は、溶解度を有意に増大させない。エポキシ樹脂を用いた溶解度について、少量のイソパラフィンフラクションが、フラクションに応じて、約５‐１０体積％で、室温でエポキシ樹脂に溶解することができる。加えて、温度の上昇に起因して、少量のエポキシ樹脂がフラクションに溶解することができるが、温度上昇で溶解度の有意な変化は起こらない。ＤＢＥ及びエポキシ樹脂溶解度についての詳細な結果は、図９（異なる温度及びフラクションでＤＢＥ（登録商標）エステルを用いた液体溶解度）及び図１０（異なる温度及びフラクションでエポキシ樹脂を用いた液体溶解度）に示される。
【表１９】
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【００９７】
表２０は、異なるフラクションと様々なプラスチック及びエラストマーとの間の適合性結果を示す。結果は材料の類型に基づき３つの部分に分割され、それは、エラストマー、熱可塑性エラストマー及びプラスチックである。エラストマーについて、全てのフラクションは、非極性エラストマーと高度に膨張することに関して適合性であり、そのエラストマーは、ＥＰＤＭ、ＳＩＬ及びＮＲである。ＣＲではあまり膨張は起こらず、ＮＢＲでは効果が無いか小さな効果が起こるかの間であった。それらの両方は、極性エラストマーである。
【００９８】
熱可塑性ポリウレタンについて、室温では全く効果が見出されず、高温では小さな効果が観察される。その上に、Ｋｒａｔｏｎ（登録商標）ポリマーは、フラクションと共に粘性の液体及びゲルを形成することができることが発見された。換言すれば、Ｋｒａｔｏｎ（登録商標）ポリマーは、イソパラフィンフラクションと一緒に、増粘剤又はゲル化剤として使用されることができる。ＩＢＰ‐２００℃の沸点範囲をもつ最も軽いフラクションは、室温でこれらのポリマーと適合性である。一方で、より重いフラクションは、ゲル又は粘性の液体を形成するために高温を要求し得る。全ての液体又は粘性の液体は、室温まで冷却されたときに固いゲルになる。
【００９９】
他のプラスチックについて、フラクションは、ＰＵＲ、ＰＡ６１０、ＰＣ、ＰＥＴ、ＰＭＭＡ及びＰＶＡｃを含む大半のプラスチックに影響を与えない。より高い温度は、フラクションとこれらのプラスチックとの間の溶解度を増大しない。しかしながら、フラクションは、ＰＳ、ＰＥ及びＰＰに対していくらかの膨張効果を有する。ＰＶＣを用いて部分的な溶解が発見された。また、フラクションがＰＶＣ自体ではなくＰＶＣ中の可塑剤を溶解させる可能性がある。最後に、ＲＡＤＩＬＯＮポリアミド製品を用いて、一切のわずかな膨張も発見されなかった。
【表２０−１】
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備考：Ｎ／Ａ：重量の測定が実際的ではなく視覚的結果が観察された，Ｇ：溶液がゲルになる，ＶＬ：溶液が粘性の液体になる，Ｌ：溶液が液体になる，Ｓ：膨張が起こり重量は測定不能である，ＤＳ：ポリマーがフラクションに溶解する，及び−：実験は行われていない。
【表２０−２】
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備考：Ｎ／Ａ：重量の測定が実際的ではなく視覚的結果が観察された，Ｇ：溶液がゲルになる，ＶＬ：溶液が粘性の液体になる，Ｌ：溶液が液体になる，Ｓ：膨張が起こり重量は測定不能である，ＤＳ：ポリマーがフラクションに溶解する，及び−：実験は行われていない。
【０１００】
１８９℃から２１５℃の沸点範囲をもつイソパラフィン溶媒であるＳｈｅｌｌＳｏｌ  Ｔと比較すると、ＳｈｅｌｌＳｏｌ  Ｔの適合性レベルは、それらの沸点範囲が一つの基準として使用される場合に、第一（ＩＢＰ‐２００℃）フラクションと第二（２００℃‐２３０℃）フラクションとの間である。ＳｈｅｌｌＳｏｌ  Ｔ、第一フラクション及び第二フラクションの適合性は、大半の材料に関して匹敵することが発見された。しかしながら、ＳｈｅｌｌＳｏｌ  Ｔは、Ｋｒａｔｏｎ（登録商標）ポリマーに対して第二フラクションよりも低い適合性を示した。なぜなら、それは、ＳＥＢＳ  Ｇ１６５０のみとゲルを形成することができ、他のＫｒａｔｏｎ（登録商標）ポリマーについては膨張を引き起こすためである。
【０１０１】
芳香族構成成分の高い溶解力の一つの結果として、ＳｈｅｌｌＳｏｌ  Ａ１００は、全ての材料に対してイソパラフィンフラクション以上の適合性を示す。それは、如何なる粘性の液体又はゲルを形成することなく、ポリスチレン及び全てのＫｒａｔｏｎ（登録商標）ポリマーを溶解することができる。それは、室温でＰＡ６１０及びＰＭＭＡでのみ影響を有しない。
【０１０２】
表２１は、フラクションと乳化剤との間のエマルジョンが壊れ始めるときの時間を示す。それは、最も高い安定性から最も低い安定性までのエマルジョンを形成する乳化剤は、それぞれ、ＭＵＬＳＩＦＡＮ  ＣＢ、Ｂｅｒｏｌ７９１及びＳＩＭＵＬＳＯＬ１６５であることを示す。Ｂｅｒｏｌ７９１について、Ｗ／ＯエマルジョンはＯ／Ｗエマルジョンよりも良好に振る舞う。これは、この液体乳化剤が油相に容易に溶解し、水相に容易に溶解しないという事実に起因する。ＭＵＬＳＩＦＡＮ  ＣＢを用いたエマルジョンの安定性は、フラクションに依存する。Ｗ／Ｏエマルジョンは、より良好な安定性を２つの最も重いフラクションを用いて示し、一方でＯ／Ｗエマルジョンは、２００℃‐２３０℃の沸点範囲をもつフラクションに関して、より良好に振る舞う。しかしながら、最も軽いフラクションは、Ｏ／Ｗエマルジョンについて試験されなかった。最後に、ＳＩＭＵＬＳＯＬ１６５について、Ｏ／ＷエマルジョンはＷ／Ｏエマルジョンよりも良好に振る舞う。
【表２１】
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【０１０３】
図５は、４℃で２４時間後の、Ｂｅｒｏｌ７９１を用いたＷ／Ｏエマルジョン内の異なる層の高さを示す。グラフから、より重いフラクションが、より軽いフラクションよりも大きな安定性を示すことが理解されることができる。
【０１０４】
図６は、室温（２３℃）で２４時間後の、Ｂｅｒｏｌ７９１を用いたＯ／Ｗエマルジョン内の異なる層の高さを示す。Ｗ／Ｏエマルジョンとは反対に、より軽いフラクションがより重いフラクションよりも大きな安定性を示す。
【０１０５】
ＭＵＬＳＩＦＡＮ  ＣＢ乳化剤についての図７（３回目の凍結／解凍サイクル後の、ＭＵＬＳＩＦＡＮ  ＣＢを用いたＯ／Ｗエマルジョン及びＷ／Ｏエマルジョン内の異なる層）における同様の結果は、Ｗ／Ｏエマルジョン内ではより重いフラクションがより軽いフラクションよりも大きな安定性を有し、一方で、Ｏ／Ｗエマルジョン内ではより軽いフラクションがより重いフラクションよりも大きな安定性を有することを示す。
【０１０６】
図８（室温で２４時間後の、ＳＩＭＵＬＳＯＬ１６５を用いたＯ／Ｗエマルジョン及びＷ／Ｏエマルジョン内の異なる層）は、ＳＩＭＵＬＳＯＬ１６５乳化剤を用いた結果を示す。Ｗ／Ｏエマルジョンは、より軽いフラクションによって、より重いフラクションよりも良好な安定性を見せ、一方で、Ｏ／Ｗエマルジョン内ではより重いフラクションによって、より軽いフラクションよりも良好な安定性が観察されることが理解されることができる。
【０１０７】
表２２は、異なるフラクション及び顔料についての分散安定性の結果を表す。特定の時点での沈降挙動を記録した写真は、アアルト大学学位論文の付録Ｊ（“Photographs  of  pigment  dispersion  stability”）において示されている。当該論文の全ての内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【表２２】
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【０１０８】
両方の顔料について、より重いイソパラフィンフラクションが、より軽いフラクションよりも大きな安定性を見せる。カーボンブラック顔料は、非極性溶媒との好ましい相互作用を示す。理解されるように、極性溶媒である水及びアセトンとの不安定な分散が見出される。一方で、非極性溶媒すなわちパラフィン溶媒、キシレン及びイソパラフィンフラクション、特に二つの最も重いフラクションの場合には、顔料分散はより安定である。対照的に、二酸化チタン顔料を用いた結果は、極性溶媒との好ましい相互作用を示す。しかしながら、結果は、非極性溶媒についてはやや安定な分散を見せる。文献レビューで述べたように、表面張力は、顔料湿潤及び分散工程中に重要な性質である。より低い表面張力は、より良好な顔料湿潤及び分散のために要求され得るより少ないエネルギーに結果する。しかしながら、この予備的試験からの結果は、極性の性質は、表面張力よりも分散安定性により大きな効果を有することを示唆する。
【０１０９】
化学的適合性試験において、フラクションはトール油脂肪酸、シリコーン流体及び菜種油（rapeseed  oil）に容易に溶解するが、一方でエポキシ樹脂及びＤＢＥ内では難溶性であることが観察された。プラスチック及びエラストマーについて、フラクションは非極性エラストマーを用いた膨張に関して適合性を示す。その非極性エラストマーは、ＥＰＤＭ、シリコーンゴム及び天然ゴムである。その上に、それらは、Ｋｒａｔｏｎ（登録商標）製品と適合性であり、粘性の液体及びゲルを形成する。これは、Ｋｒａｔｏｎ（登録商標）製品がこれらのフラクションと一緒に、増粘剤又はゲル化剤として使用されることができることを示唆する。しかしながら、フラクションは、プラスチックの大半例えばＰＵＲ、ＰＡ、ＰＣ、ＰＥＴ及びＰＭＭＡに対して、効果が全くないか小さな効果を示す。高温での膨張が、ＰＳ、ＰＰ及びＰＥで起こり、一方で、それらは、ＰＶＣ内の可塑剤を部分的に溶解することができる。
【０１１０】
エマルジョン形成安定性試験において、異なる乳化剤を用いてエマルジョンが形成されることが発見された。しかしながら、エマルジョンの安定性は多くのパラメータに依存し、そのパラメータは、乳化剤の類型、添加の順番又はエマルジョン及びフラクション自体の類型である。概して、ＭＵＬＳＩＦＡＮ  ＣＢが最良の安定性を見せ、Ｂｅｒｏｌ７９１及びＳＩＭＵＬＳＯＬ  １６５が続く。
【０１１１】
顔料分散は、二酸化チタンとやや安定のレベルを示し、カーボンブラックとやや安定から安定のレベルを示す。カーボンブラック顔料は非極性のイソパラフィンフラクション、キシレン及びパラフィン溶媒とより良好な相互作用を見せ、一方で、二酸化チタンは極性溶媒であるアセトン及び水と好ましい相互作用を有することが、見出された。
【０１１２】
蒸留による分離プロセスは、Ｃ１４及びＣ１５イソパラフィンに富む組成物を得るために行われる。上述の試験設備１及び試験設備２の蒸留装置が、用いられる。Ｃ１４‐Ｃ１５フラクションを得るためのプロセスは、他の蒸留フラクション、例えば２３０‐２６０℃フラクションを得るために使用された上述のプロセスと同様であった。結果として生じる組成物に関する詳細は、以下の表２３及び表２４に記載されている。
【表２３】
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2019034960.tif 000041
【０１１３】
表２３において、“ｉＰ”はイソパラフィンを指し、“ｍｅ”はメチレン基を指す。例えば、“ｉＰ‐ｍｅ”は一つのメチレン基（分枝）を備えたイソパラフィンを指す。
【表２４】
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【０１１４】
蒸留による分離プロセスは、１９０℃‐２２０℃フラクションを得るために行われる。上述の試験設備１及び試験設備２の蒸留装置が、用いられる。１９０℃‐２２０℃フラクションを得るためのプロセスは、他の蒸留フラクション、例えば２３０‐２６０℃フラクションを得るために使用された上述のプロセスと同様であった。結果として生じる組成物に関する詳細は、以下の表２５に記載されている。
【表２５】
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【０１１５】
表２５において、“ｉＰ”はイソパラフィンを指し、“ｍｅ”はメチレン基を指す。例えば、“ｉＰ‐ｍｅ”は一つのメチレン基（分枝）を備えたイソパラフィンを指す。
【０１１６】
蒸留による分離プロセスは、２２０℃‐２４０℃フラクションを得るために行われる。上述の試験設備１及び試験設備２の蒸留装置が、用いられる。２２０℃‐２４０℃フラクションを得るためのプロセスは、他の蒸留フラクション、例えば２３０‐２６０℃フラクションを得るために使用された上述のプロセスと同様であった。結果として生じる組成物に関する詳細は、以下の表２６に記載されている。
【表２６】
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【０１１７】
表２６において、“ｉＰ”はイソパラフィンを指し、“ｍｅ”はメチレン基を指す。例えば、“ｉＰ‐ｍｅ”は一つのメチレン基（分枝）を備えたイソパラフィンを指す。
【０１１８】
分離プロセスによって得られる様々なフラクションは、様々な用途に使用されてもよい。例えば、Ｃ１４‐Ｃ１６に富むフラクションは、例えば、油、潤滑剤、ワックス、パーソナルケア、化粧品、医薬品、洗剤、プラスチック及び添加物、コーティング及び機能液、界面活性剤、並びに、例えば可塑剤として又は可塑剤の生産のために使用される塩素化パラフィン又は硫黄化パラフィンのような中間物（intermediates）において、使用されてもよい。Ｃ１６‐Ｃ１８に富むフラクションは、例えば、油、潤滑剤、ワックス、パーソナルケア、化粧品、医薬品、洗剤、プラスチック及び添加物、コーティング及び機能液、界面活性剤、並びに、例えば可塑剤として又は可塑剤の生産のために使用される塩素化パラフィン又は硫黄化パラフィンのような中間物において、使用されてもよい。Ｃ１８に富むフラクションは、例えば、油、潤滑剤、ワックス、パーソナルケア、化粧品、医薬品、洗剤、プラスチック及び添加物、コーティング及び機能液、界面活性剤、並びに、例えば可塑剤として又は可塑剤の生産のために使用される塩素化パラフィン又は硫黄化パラフィンのような中間物において、使用されてもよい。
【０１１９】
本発明は、その精神又は本質的な特徴から逸脱することなく他の特定の形態で具体化されてもよいことが、当業者によって明確に理解されるであろう。したがって、本明細書に開示される実施形態は、全ての事項において例示的であって制限的でないものと考えられる。本発明の範囲は、上記の詳細な説明ではなく添付の特許請求の範囲によって示され、その意味及び範囲並びにその等価物に含まれる全ての変更は、その中に包含されるように意図されている。
【０１２０】
［引用文献］
以下は、上述の引用文献のリストである。
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【外国語明細書】
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