(57)【要約】【課題】本発明は、大気に曝された液体表面に適用されたときに、その上に単層と呼ばれる二次元の広範囲な境界面構造を形成する液体蒸発遅延剤溶液の製造方法に関し、特に、通常に固相のオクタデカノールを溶解し、これにより液体蒸発遅延剤溶液を製造するために、全溶液の５重量％のオクタデカノールとなるまでイソプロパノールと水との共沸混合物を混合する方法であり、もし低温において容易に通常よりも貯蔵でき運搬可能にすることを望むならば、既製の溶液に１０重量％のｎ−ブタノールを単に添加する方法を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体蒸発遅延剤溶液の製造方法において、通常の固相高級脂肪族アルコールが通常の液相短鎖アルコールで溶解され、
前記高級脂肪族アルコールを構成するためにオクタデカノールを選択し、
前記短鎖アルコールを構成するためにイソプロパノールを選択し、
前記オクタデカノールおよびイソプロパノール成分に追加する溶液成分として水を選択し、
前記イソプロパノールおよび前記水を、イソプロパノールと水との共沸混合物の比率として知られている相互の比率で提供し、
前記蒸発遅延剤溶液中の含有物として、９５重量％以上の前記溶液濃度の前記共沸混合物と、５重量％以下の濃度の前記オクタデカノールとの比率を選択し、および
任意の適切な手段により、水およびイソプロパノールの相互の比率を選択するため前項にしたがって、および前記共沸混合物および前記オクタデカノールの前記比率の選択にしたがって、前記オクタデカノール、イソプロパノール、および水成分をともに混合することを含み、
ここで前記オクタデカノールが溶解し、液体蒸発遅延剤製品が製造されることを特徴とする液体蒸発遅延剤溶液の製造方法。
【請求項２】
前記製品の１０重量％濃度のｎ−ブタノールを添加して、０℃以上の通常の温度以下に置いた容器内の沈殿溶質を数時間放置して特性を測定することを特徴とする請求項１に記載の液体蒸発遅延剤溶液の製造方法。
【請求項３】
ヘキサデカノール、または少量のＣ14からＣ22を含みヘキサデカノールおよびオクタデカノールを主成分とする混合物を、オクタデカノールに替えて用いることを特徴とする請求項２に記載の液体蒸発遅延剤溶液の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気に曝された液体表面に適用されたときに、その上に当該技術において「単層（Monolayer）」、「単分子膜」または「ラングムューア膜」と呼ばれる二次元の広範囲な境界面構造を形成する液体蒸発遅延剤溶液の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
関心をもつ一般の読者は、ピー・ボール（P.Ball）著「分子世界のデザイン（DESIGNING THE MOLECULAR WORLD）」（プリンストン大学出版社、１９９４年）の図７．１７、７．１８および７．１９に関する単層の短い有益な論述を参考にしたいであろう。
【０００３】
アイ・ラングムューア（I.Langmuir）、イー・ケイ・リデアル（E.K.Rideal）他による２０世紀初期の研究から、研究室における単層の研究は、例えば、本発明の発明者により導入されたレーザー干渉測定法のような時々の新技術の導入により発展してきた。これらの技術は、ヘキサデカノールおよび／またはオクタデカノール単分子層により界面からの水分蒸発の遅延を表した図４．３２を掲載したケイ・エス・ビルディ（K.S.Birdi）著「液体界面における脂質およびバイオポリマー単層」（プレナム（Plenum）出版社、１９８９年）に参照される。ヘキサデカノールおよびオクタデカノールは、非イオン性の水に実質的に不溶な固体であり、それぞれ１６および１８の炭素原子分子鎖を有し、疎水性の非極性「テール」部分および親水性の小さな極性「ヘッド」部分を特徴とする直鎖状脂肪族アルコールである。
【０００４】
極性単位「ヘッド」の末端部位は、高級脂肪族アルコールの第二級ではなく、第一級アルコールを形成している。例えばイソプロパノールのような第二級アルコールは、その分子中の中央に相当する単位として位置している。それらのヘッドおよびテール部分の非類似性にも拘わらず、高級な脂肪族アルコールほどこれらの部分をともに保持する力はより高エネルギーの化学結合であり、溶質および溶媒アルコールの間の物理的会合力よりもかなり大きく、さもなければ、本発明とは無関係であるが、非イオン性化合物の溶解では明らかに分離が生じることになる。
【０００５】
ヘキサデカノールおよびオクタデカノールのみが蒸発を遅延させる単層を形成することができる化合物ではないが、それらは単層を利用する実際の水保存作業の中でも最も用いられる２つの選択肢である。それらの合理的な価格および簡便な利用性は、棒石鹸、化粧品、医薬品、潤滑剤、およびこれらの商業的にいわゆる「ヘビィカット界面活性剤範囲」の脂肪族アルコールを大量に用いるいくつかのその他の分野に供給するための大規模製造により確認されている。
【０００６】
ヴィー・ケイ・ラメール（V.K.La Mer）編「単層による蒸発の遅延：輸送プロセス」（アカデミック・プレス社、１９６２年）には、単層生成の理論的な側面の鋭い論述、および通常は湖または貯水池に用いるヘキサデカノールおよびオクタデカノールまたはこれらの混合物である、単層生成物質を分配する水保存の野外従事者により試みられた広範な様々な方法に関するいくつかの報告が含まれている。野外報告の重要な意味は、実験室研究が終わった後で水保存の野外作業は正確に評価し有効に対応する上で複雑で困難な多くの問題に遭遇するということである。実験室装置で導かれた単層調査の方法には、本発明者自身のレーザー干渉測定技術を含めて、残念ながら野外作業に関連する応用性がほとんどない。
【０００７】
すなわち、実験室作業で開発した技術、物質、および研究方法論は、一般的に大規模な水供給を保存するための材料を形成する単層の実際的な最終用途への応用を目指した問題解決のために直接移転することはできない。実験室研究が当初僅か分子長の厚みの膜による蒸発の抑制を示した後、当該技術の初期においては、極めて広い湖や貯水池さえも蔽う大きさの界面構造を製造するのに必要な材料を形成する単層の量に関して大きな経済上の確かな見込みがあると思われていた。大規模というだけでなくより有意に条件の制御を必要としない特徴をもつ環境下での材料の有効な分配が、困難な障害となることが明らかになった。
【０００８】
代表的な実験室の課題により、比較的小さな「ラングムューア・トラウ（trough）」（ボール・ブック（Ball book）に図７．１７として示されている）における水表面に、物質を形成するほぼ微少量の単層を適用する方法が探索されてきている。溶媒成分が膨潤剤として働き極めて少量の膜を以前の取り扱い可能な状態にする液体溶液を作成することを含む課題の解決は、その溶液の水表面への適用により水表面を回避することなる。初期の作業で多く用いられた溶媒はベンゼンであるが、ベンゼンは意図したように完全に実験領域を回避しないことが判明した。もう１つの炭化水素溶媒であるヘキサンは、本発明者および他の者によるもののように、十分に回避することが判明し、研究作業において使用されるようになった。例えば、ヘキサンが溶媒である、アール・エヌ・オブライエン（R.N.O’Brien）他著の「水および酸素の水溶液の蒸発速度への単層の影響」（カナディアン・ジャーナル・オブ・ケミストリー、５４巻、２７３９頁、１９７６年）を参照されたい。
【０００９】
塊りに加えるための溶液調製用途として知られ、また微少量の脂肪族膜の分布を実験室研究で管理可能にする他の溶媒は、純粋なエチルアルコールである。ラングムューア・トラウ水表面上の分布に関連する点ばかりでなく、土粒子上の脂肪族アルコールの被膜がいかに疎水性を与えるかを研究するために用いられてきたという点からも、ジェー・ダブリュ・ギジュネェ（J.W.Kijne）により「土壌中の蒸発抑制剤としてのセチルアルコールの作用および持続性」（ネザーランド・ジャーナル・オブ・アグリカルチュラル・サイエンス、２０巻、１４５頁、１９７２年）において報告されているように、この短鎖アルコールの使用は可能である。その研究のエチルアルコールは、実際には５２％ｎ−ヘキサデカノール、４２％ｎ−オクタデカノール、および６％ｎ−テトラデカノールの混合物である市販「セチルアルコール」を溶質として１％含んでいた。
【００１０】
ジェー・ダブリュ・ギジュネェは、広いエーカー数の乾燥農地は９９％エチルアルコール溶液に浸すことを、発明者以上に提案していない。ラングミューアはベンゼンを公共の水供給に添加することを提案し、本発明者はヘキサン溶液をそこに添加することを提案しただろう。小さなバイアル、ディッシュ、またはラングミューア・トラウ中の基質上に単層形成の溶質を沈殿させることが可能な実験室で使用可能な溶液は、野外作業の適用に有用だと即座に予測すべきではない。
【００１１】
湖または貯水池以外で、ある表面積の被覆のための材料を形成する理論的な単層量は、決して十分に近似しないことが知られているため、指針として特に意味があるものですらない。自然に発生する制御できない要因により、実際に予測不可能な材料を形成する膜の実質的な損失が引き起こされ、通常の作業者が例外なく過剰な材料を分配するという手段に同意することが知られている。材料利用率に関する初期の経済上の期待は現実性のあるものとなっていない。以前の溶質膜の量についての実際の材料の必要性は大きくなり、小さくない傾向となるだろう。したがって、もし溶質よりもかなり経費がかかる溶媒を用いた溶液において溶質濃度が低すぎると、水を保存するために大量のそのような溶液を作成し、使用することによりもたらされる非経済性および非現実性は無視すべきではなく、および／または、溶媒は結局溶質を溶解し、普通の固体が液体化された形態で分配可能となるというような単に技術的な点により言い抜けすべきではない。
【００１２】
溶媒の価格が過大になるだろうという直感は、他の何よりも単層を用いた水保存の実際の分野における２つの基本的に異なる技術的アプローチ間の重要な乖離に影響している。すなわち、標準温度における高級脂肪族アルコールの状態としての固体状態、または液体媒介物を製造するための、いずれかの材料を形成する膜を取り扱い分配することの乖離である。固体を選択する者は溶媒の価格に関しては安心できるが、一方、溶液を支持する者はこの点について関心を寄せるべきである。さらに、明らかに、損失が生じた後に必要とされる蒸発遅延剤の断続的な再分配、または継続する損失は継続する補充で打ち消されるべきという考えに基づいて予測された連続的な安定分配の提供との間の乖離である。これら２つの分離により、完全に連続的な方法から固体の使用が除外されたり、断続的な方法から液体の使用が除外されたりするものではないが、一般的に固体分配アプローチは連続的な操作よりも断続的な操作により適合する。
【００１３】
蒸発遅延剤組成物の液体の形態は、材料および膜損失の全ての原因に実際に対応する柔軟な特性バランスを与える条件が保障された、断続的または連続的な方法によって固体よりもほぼ同様に容易に分配できる傾向を有する。これと関連して劣った柔軟性の他にも、微粒状固体は、全く影響を与えないか、それ程ひどい影響のない幾つかの損失の原因に敏感であり、蒸発遅延剤の液体の形態で分配されることが知られている。
【００１４】
ラメール（La Mer）・ブック・レポートの１つには、通常プロクター・アンド・ギャンブルのような第一製造者により荷送りされる薄片の固体形態で、ヘキサデカノールがどのようにして１９５７年の乾燥した夏に荷袋から志願した船人の手によって直接イリノイ州のクリスタル湖に散布されるかが、イリノイ州水調査部門従事者エヌ・ジェイ・ロバーツによる管理監督で記載されている。その計画は、必要な頻度で断続的に薄片固体の散布操作を行うものであった。クリスタル湖の経験は、船を所有する湖周辺または近隣の住人により可能なため、およびどのくらい散布すべきかの判断を省略できるほど十分に材料が安価であると考えられるため、実現可能性があるとただ考えられてきたように思われる。多くの船の船隊の志願者の手による散布は、多くの水供給貯水池が期待される志願者の住所からしばしば非常に遠くに位置しているという欠点を有する。しかしながら、他のいかなる化学物質とも混合していない脂肪族アルコール個体を分配するというコンセプトも、ワックス性固体粒子を散布するために指のある人の手よりも粉体吹き飛ばし機械を用いるオーストラリアおよびアメリカのいずれにおいても影響を受けてきた。高速船の、それから羽毛のように揃えられた大きな噴霧器により、拡散作業の労働量は減少した。
【００１５】
固体粒子を機械が吹き飛ばした羽毛状の煙は、逆風で高く運ばれたり、必要のない場所すなわち岸に運ばれたりしたより多くの粒子を失いがちである。この機械は人の指よりも格段に詰まりに敏感である。
【００１６】
液体の形態に影響を与えない固体の分配方法にとっての材料損失の２つの原因は、小魚による薄片および粒子の摂取と、小魚により見逃された全ての粒子に潜入する激しい微生物の増殖である。
【００１７】
都合の悪いことには、全て固体または液体の形態のいずれの組成物の基本的な分配も、脂肪族アルコールの単分子膜が形成された後のより多くの損失という課題と原因に直面している。そのような構造は自然の野外環境で長く持ちこたえることが期待されない脆弱なものである。偶然に時おり膜寿命を長引かせる好ましい環境条件が生じる事があり得る。一分子長の厚さの膜の断裂（Tear）および破裂（puncture）耐性には、測定する目的でさえ、強度が非常に低い、高度に洗練された技術が必要とされる。また膜は、霰、雨、急変する水のような単なる制御不能な出来事、または単層が被覆する湖または貯水池に降り、その後そこから飛び立つ鳥の群れによってさえ敏感で深刻な損傷または全ての分散に繋がる。そのような一時的および制御不能な膜損失の原因に対する具体的な対応として、形成された全ての膜が形成されるとすぐに破壊される時間の間に操作を中止することを含む膜形成剤の分配の断続的な方法に利点がある。
【００１８】
風は、空気中に散布される固体への前述の風の輸送効果ばかりでなく、既に形成された膜自身を水表面に沿って風下の湖岸線に折りたたまれるまで押しやる周知の効果も有する。これは当該分野では「ラフティング（rafting）」と呼ばれ、折りたたみは「リトラクション（retraction）」と呼ばれる。貯水池の場所では普通ではない優勢な方向をもつ安定でさらに低速の風は、風上側からの余剰の材料を形成する膜を連続的に分配すること以外には実際に何もおこさないリトラクションを導くラフティングを引き起こす。ここで材料価格が実質的に上昇することは容易に理解できる。液体溶液は他のいかなる蒸発遅延剤組成物の形態よりも膜破壊問題に対して関連性があり、出発材料の価格をできる限り低く抑えることが重要になる。
【００１９】
全てではなくても幾つかの膜損失の可能性のある原因は同時に作用し得るが、より致命的な２つの膜破壊の原因は風波が引き起こした全ての分散および風の押しやるラフティングによる風下の岸への折りたたみである。既に形成された膜材料の追加的なおよび比較的少ない損失は光化学分解、酸化、蒸発（下にある液体ではなく、アルコール膜の）、および更に実験室の比較的純水な水からかけ離れた下にある液体への溶解または混合によって生じる。浮遊する油状のよごれおよび他の粒子は農業または工業地域の下流にある湖または貯水池に存在し得る。脂肪族アルコールの疎水性テールは疎液性ではない。反対に、それらは親油性であり、機会があれば水表面から突き出る代わりに水中を流れる油状のよごれに付着する。もしヘビィカットな（heavy-cut）界面活性類の脂肪族アルコールがその分子テールに油状のよごれを引き付ける性質をもたないならば、大量生産の商業的な動機を提供する多くの応用に有益ではないだろう。この発明におけるポイントは、汚水との遭遇により水保存作業者の制御を超えて更に他の損失を引き起こす条件になれば、その作業者の全てが行うと期待されるのは過剰の蒸発遅延剤組成物を用いるということである。
【００２０】
言及してもよい最後の１つの膜損失環境は、排水吐出し口を有するタイプの貯水池はまさにその吐出し口から表面を被覆する膜を流すということである。水泳用のプールでは、特定の排水溝の表面の流れが同様のことを行う。あるタイプの大量の水を持ちこたえる蔽いを確保しても、その表面自身は表面的に見えるように場所に固定されたものではなく、絶えず動き続けており、気づかないうちに同等の表面に置き換わっているため、連続的な様式の蒸発遅延剤の分配が、たとえ他の全ての損失原因因子がない場合でも必要である。
【００２１】
この点における背景の議論は、材料を形成する蒸発遅延剤膜の理論量よりも多くの量が実験室外の実際の用途では必要とされるだろうということが確立されていると考えられる。
【００２２】
実験室の実務家は通常微少量の脂肪族アルコールを取り扱い可能にするための溶媒の損失に関心がないが、実験室の作業から開始する溶媒についての情報は知られている。特許文献への貢献が結果としてあるか否かに拘わらず、同様の情報はしばしば研究報告に開示されている。おそらくキジュネ博士が上述した彼の研究報告で１％の脂肪族アルコールの濃度のエチルアルコール溶液の使用に言及したときには、同様の種類の特定範囲の濃度の
溶液がエヌ・ベレジック（N.Beredjick）を発明者とした「表面蒸発を遅延させる方法」（１９６６年９月２０日）として６年前に米国特許Ｎｏ．３，２７３，９５７号を得ていたことを彼は知らなかった。
【００２３】
エチルアルコールのような明らかに使いやすい溶媒で脂肪族アルコールを溶解することを提案し全て新しくするよりも、例えばエヌ・ベレジックは、彼が改良として追及した膜形成溶質の適切な濃度範囲を決定することを促進するための小規模実験により確立したデータに焦点を当てて開示した。効果のないある範囲が既に示唆されていたため、改良は特に必要であった。残念ながら、言及のある効果のない濃度範囲は彼の引用特許（ベレジック）に同定されていなかった。しかしながら、僅か０．１％および２％の溶質濃度がエヌ・ベレジックにより提案されたという点において、効果のない濃度範囲はより低いものより実質的により高いものが示唆されていたと考えるのが合理的に思える。しかしながら、高い場合には、それらの示唆された濃度がベレジック個人的な思考に次の二つの課題を想起しなければならなかった。第一に、それらは膜の形成する脂肪族アルコール溶質の特性を破壊し、第二に、それらは広範囲の温度変動に曝された容器中に望ましくない溶質の沈殿を生じたということである。
【００２４】
表IおよびII（ベレジック）に示されたデータは残念ながら溶質沈殿への傾向について何ら示していない。すなわち、標準温度で飽和濃度の開示がなく、ただ低温においてのみよく知られた実際の溶液で溶解性が減少することが期待された。
【００２５】
本発明者の意見では、溶質沈殿の可能性を評価する必要性が明らかな場合には、飽和濃度の問題について言及することが科学的に要求される。にも拘らず、いくつかの前もって用いることのできないデータが示され、その引用先行技術特許は結局当該技術への真の貢献が与えられるに値する。
【００２６】
エヌ・ベレジック特許の表IIに具体的に言及すると、データは興味深くもただ１つのこと、すなわち、蒸発遅延結果に関する０．１％オクタデカノール濃度のｎ−ブタノールおよび同じ溶質の同じ０．１％濃度におけるイソプロパノール溶液との間の非常に小さな差異がいかにして発見し得られたかが示されている。もしデータが標準および冷温における２つの効果の接近した溶液についての安定性を示していたなら、この特許は第三段落の二番目から最後の文章に挙げられた２つの背景課題のうちのむしろ無視された一つの課題、つまり望ましくない溶質沈殿を解決するためにどちらが最もうまく働くかを示すことができていたはずである。
【００２７】
本質的には、ベレジックの発明は単層形成溶質として０．０１％から２％の間の脂肪族アルコール濃度、および最低９８％から９９．９９％の高濃度までの濃度の短鎖アルコールを溶媒として、好ましくはヘキサデカノールおよび／またはオクタデカノールを溶質とし、エチルアルコールまたはその他イソプロパノールを溶媒として作成した非水アルコール蒸発遅延剤溶液をつくることを提案している。本発明者の考えでは、これらの示唆に適合する溶液は開示の時から期待されているように、３インチ径ディッシュ中の５０ｍＬの水の被覆としては技術的に使用可能であるが、これらの示唆はアルルコール性液体溶液の形態で作成および分配される蒸発遅延剤の大規模な使用を正当化するにふさわしい次元の材料価格経済を提供することはできない。この分野の材料損失問題についての上述の議論により、本発明者の考えについての理由が正確に理解される。最終用途側の技術従事者は、彼らに推薦され供給される如何なる組成物も過剰量を分配することにより、材料損失問題を一定不変に取り扱っている。
【００２８】
ベレジック特許は明らかに正確な量計算の自由を野外作業者に許容しており、これは本発明者が特に離れようと意図するやり方ではない。しかしながら、本発明者は水蒸発と格闘するために身を固めることになる製品を考案するときに作業者の既知の実務をよく考慮にいれてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
本発明の背景を含む三つの簡単な考えを順に述べる。第一に、ある緊急な旱魃の環境が一日で製造場所から必要とされる場所に移送する大量の蒸発遅延剤を必要とすることが予期される。そのような場合には、トラックによるかなりの距離の移送が想定される。もし、エヌ・ベレジックにより示唆されるような高い濃度、すなわち９９．９９％までの液体アルコール溶媒を用いることが一般に採用されるならば、本発明者が考えるに、そのような実施は余りにも大量の溶媒を運搬し、必要な膜形成材料のトラック荷重あたりより多くの量を配達し、現実可能なできる限り経費のかからないアルコール溶媒を運ぶことが可能な実質的により安価な溶媒が用いられる最終用途環境にあまり適合しないものである。
【００３０】
第二に、特に水保存製品が必要とされる緊急な場合だけでなく、どのような場合にも、生産速度を最適化し、早い生産のために努力することが非常に望まれている。引用先行技術には、いかに早く溶質を溶解させるかについて全く示唆されていない。他の全ての因子が同等と仮定して２つの有効な製品を比較すると、より素早く製造できる溶液を採用することが常に正当化されるだろう。
【００３１】
第三に、近接した先行技術であるベレジック特許で取り上げられている２つの課題のうちの第二番目のものは無視されるべきではない。もし望ましくない沈殿生成の予見できる見通しについて何かがなされるとするならば、なされるべきことは電線間での憶測−憶測にかわる明確に具体化された通話であり、例えば、もし第一の場所に最小量の溶質があるなら、自ずと明らかに沈殿問題がほとんど大きな問題にならないことが想定される。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
発明の概要
本発明の技術的目標は、以下を含む液体蒸発遅延剤製品の製造方法である。
【００３３】
１．もし、蒸発遅延用の任意の同様な製品の作成を提案した任意の人より、一方でより高濃度の溶解した通常の固相高級脂肪族アルコール、および他方でより低濃度の短鎖の通常の液相アルコールが前もって想定される場合には、水溶性アルコール溶液を実際の大規模な蒸発遅延剤の適用要求に適合可能にするための方法を特定すること。
【００３４】
２．概して同様な製品であるが、本発明とは異なる濃度の高級アルコールおよび短鎖アルコールを含む製品の製造方法と比較することにより、本発明の製品を製造する迅速な溶解方法を特定すること。
【００３５】
３．通常温度よりも低温で沈殿生成のさらなる軽減について１つの追加成分を加えることにより、容易に改善可能である通常温度で過度に問題を生じる溶質沈殿生成を伴わない前述の２つの目標に適合する溶液の作成を示唆すること。
【００３６】
４．溶液の貯蔵および／または運搬の条件が通常温度よりも低温に置かれる可能性があるときにいつでも、本発明の方法に適合して作成した溶液に添加する成分を特定すること。
【００３７】
５．本発明の方法により、水中に沈めた容器から少なくとも０．２ｍｍ下の小さな口径の穴を通して、その穴が詰まることなく充填を行うための高圧が要求されずに自由に充填される蒸発遅延剤製品が製造されることを確保すること。
【００３８】
前述の目標に適合する範囲で本発明を開発するプロジェクトの開始から、膜形成脂肪族アルコールを比較的大量の水に適用する実際の野外作業が心がけられてきた。この作業は、膜形成剤の原料がそれを含む溶液である場合、脂肪族アルコール含有溶液が最終使用の場所で大量の水に加えられるときはいつでも生じるある種の最終の希釈に常に依存する。その場所そのものの水によるその希釈は、言い換えれば、膜が形成されるように溶液から膜形成溶質を放出するための手段である。本発明者は、膜形成溶質が意図したように沈殿するために存在すべき正確な水量に関する先行技術における明らかな情報の欠落が、「最終希釈」としてまさに言及されてきたものに影響するために存在する十分量の水よりもかなり多くの水が常に存在するという事実により説明される。その希釈は膜形成剤沈殿のための手段であるため、溶質（高級脂肪族アルコール）の飽和濃度を超えずに、したがってその沈殿形成なしに高級脂肪族アルコールと短鎖アルコールの混合物に混合が許容される水量に関する疑問を調査することを先行技術作業者が完全に無視してきたことは特に驚くにあたらない。
【００３９】
先行技術から利用できるデータはないため、容器中の膜形成特性の崩壊または過度に問題を生じる溶質沈殿の存否および溶液中に意図して含まれる賢明に予め決定された水量に基づいて、データを確保する必要があった。そのような水の含有量は本発明の要求であり、本発明と前に引用したエヌ・ベレジック特許の液体アルコール性溶液との差異点である。
【００４０】
試しの仮説を以下のように持っている。すなわち、膜形成溶質としてオクタデカノールを含有し、溶媒としてのイソプロパノールに基づく溶液についての仮説であるが、水が添加されると、水濃度とともに独立変数として、およびオクタデカノール濃度とともに従属変数として、減少する関数がおそらく存在する。
【００４１】
研究化学者として発明者はこのように与えられる試しの仮説を決して採用しないが、試験への仮説をとってみる。仮定された関数の減少が実際に存在することを次に示すデータにより示す。同等の意味をもつデータは溶解性データまたは飽和濃度データのいずれかとみなすことができ、それは標準条件での注意深い実験により得られた。１０試験溶液の結果を次の表に示す。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
実験は、各試験溶液として極めて少量の添加量の溶質が溶液の前述の飽和濃度をとるような方法で試験溶液の調製を行うことにより実施した。この飽和濃度は、溶質沈殿が生じたときに過剰であったことが容易に確認できた。
【００４４】
表Ｉの試験データは次に本発明の図１に含まれるグラフにプロットし、後述するように減少する関数の直線式を誘導した。この一群のデータが出てきた実験は、それぞれが異なる性質をもつが、本発明の展開において全て考慮がひつような三つの実験のただ最初のものである。この最初の実験は特に液体アルコールを含む蒸発遅延剤溶液のより経済的な製造に必要のあるものを目指した。
【００４５】
第二番目の実験は、第二の背景の最終記述に暗示された目標をいかにして確保すべきか、すなわち、製造速度の最適化について確認するために実施された。時間は旱魃と格闘する上で本質的に重要である。上述の標準的な条件の温度で１０ｇのオクタデカノールを１００ｍＬのイソプロパノール−水混合物に溶解する時間は８溶液に対する実験により得られ、結果を次表に示す。
【００４６】
【表２】
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【００４７】
溶解プロセスを早める類似の共通実務として採用された４３℃のホットバス温度が用いられたため、標準条件の許容する飽和濃度よりも大きな溶質比率を用いることはこれらの試みにとって好ましいと考えられた。表IIの８最終溶液の全てが、冷却により標準条件に到達すると標準条件下でそれら溶質の飽和以上濃度の部分がもちろん沈殿する傾向にあり、この第二の実験の目的が実際の用途のための溶液の製造ではなく、替わりに水およびイソプロパノールについての様々な濃度の組み合わせが、オクタデカノールの溶解時間比に関していかに変動するかについての考えを得るためのものである。実際の時間比は、標準条件、または液体成分を加温し、望ましい程度に撹拌し、および所望する場合には通常の粒子またはオクタデカノールより微細に分割した理想的と期待される条件にとって飽和以下の濃度の溶質濃度を含む幾つかの理由から実際の製造装置においてより早くなることが期待される。
【００４８】
第二の実験中に遭遇する全体として予期せぬ現象は実質的に本発明によるものであり、以下に議論する。
【００４９】
さて表IIの溶液＃５を参照すると、水／イソプロパノール比は水−イソプロパノール共沸混合物として知られている比率に近い。１気圧および８０．３℃で沸騰させると、共沸混合物の水濃度は１２．６重量％である。４．０６気圧および１２０．５℃で沸騰させると、水濃度は０．９重量％から１１．７重量％まで低下する。イソプロパノールを作る大規模化学プロセスプラントにおける、この共沸混合物は、純粋なイソプロパノールの前の少なくとも１つの主要な段階で製造され、それゆえに純粋なイソプロパノールよりも作るのが安価で早いと主張できる。第二の実験から出てきた現象として驚きなのは、共沸の近くではオクタデカノールが他の試験された溶媒系として水濃度に関する共沸の上下よりも早く溶解するということである。もし約１２重量％よりも実質的に低い水濃度により、より早く溶解すると考えるならば、それは論破される。実質的により高い水濃度において溶解が遅いならば、それは承認される。第二の実験の溶液として更になされた観察は、ある溶液が沈殿を生じ、あるものが生じないため、４０℃および全てのオクタデカノールが溶解するまで３時間４０℃で２つの重要なオクタデカノール濃度でおこなった繰り返し実験は当然の結果として実行されたということである。観察されたが、重要な非数学的な結果を表IIIに示す。
【００５０】
【表３】
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【００５１】
これらの結果は表IIの結果よりもさらにより予測不能である。現在流行りではないものの、イー・マティジャビック（E.Matijavic）が提案しているように曇りが「初期状態」の指標かもしれないが、本発明者の知識には、イソプロパノール中の水の共沸化合物および超共沸化合物の量が溶液中でオクタデカノールをよりよく保持する理由を説明する理論は見当たらない。
【００５２】
他では利用できない、本発明者によるこれらの全てのデータの再結合により、溶解速度の最適化およびそれ故に製造速度は、イソプロパノールと水の共沸化合物の特性であり、また室温における上記の測定オクタデカノール溶解度と同等なオクタデカノールの保持であることが示される。
【００５３】
この驚くべき情報と第一の実験からの情報を組み合わせることにより、非標準温度のひとつの残っている課題が第三の独立した実験それ自身に従って影響するが、直近の先行技術（ベレジック）と比較して所望の製品を早く安価により多くの溶質含量をもって作成することを目指したプロセス特性要素の下記提示における信頼性が認められる。
【００５４】
イソプロパノール−水共沸混合物が一挙に全ての問題を解決する万能薬であったことを疑って、２．５％の濃度で溶解した共沸混合物およびオクタデカノールを含む溶液で満たされたプラスティックバング型の容器は、沈殿が期待するように形成されるか否かを見るために氷−水中で０℃まで冷やされた。
【００５５】
沈殿した。溶質の飽和濃度は期待されるようにかなり低い温度で低下し、大量の白い固相オクタデカノール沈殿が形成した。「氷水試験」と呼ばれる、この第三の実験はつぎに以下に記載する方法で展開された。
【００５６】
ラッカーおよびペンキがともに当時の関連する話題であったときの戦闘機パイロットとしての最初の経歴に続き、実践化学者および化学教授として第二の経歴を経過して、本発明者はラッカーおよびペンキ剤型、およびラッカーおよびペンキ作りに関係する溶媒用途をよく取り扱っていた。記憶は必ずしも完全に働くとは限らず、他人によりなされた進歩は次から次へと生じるため、本発明者は、第４版化学技術百科辞典（以下、「ＥＣＴ」と略す。）を含む広範で様々な情報源を調べることにより自分自身を「情報預言者（briefed）」として維持している。引用技術がたまたま示すように、液体短鎖アルコールは全てが高級脂肪族アルコールの溶解にとって興味ありそうな溶媒系成分である。それらのひとつはラッカー用の混合溶媒系に用いられることも知られているｎ−ブタノールである。
【００５７】
協奏（Synergistic）とは発明者の立場からすると通常よりも興味ある何かを暗示させる調査情報源に遭遇したときの言葉である。例えば、「用途」の小見出しで、「ブチルアルコール」についてＥＣＴの項目に、ｎ−ブタノールがニトロセルロース・ラッカーを作るために強力な溶媒系を提供する他の溶媒とどれよりも「協奏的に作用する」ことが示されている場合には、ニトロセルロースがオクタデカノールとたとえ異なるとしてもこれは興味を湧かせ、他の溶媒である酢酸ブチルがイソプロパノールと異なる。ここに発明者の直感が通常の技術的熟練および実践の範囲を超えて進むことができる場合がある。本発明者はある日、ｎ−ブタノールおよびイソプロパノールが標準温度以下の条件、すなわち溶質はオクタデカノールであり、溶媒系は初めイソプロパノール−水共沸混合物であり、ｎ−ブタノール−水共沸混合物は５２％水であるという条件で溶質沈殿を軽減する協奏を生じ得るという直感をもち、次にこれに基づいて直ちに行動した。３溶媒成分を含む可能性のある共沸混合物についてのデータはなく、オクタデカノールを含む４成分のものもまだない。
【００５８】
したがって、２つの変更例について試験した。一方は、２．５％オクタデカノールを含む既製の液体蒸発遅延剤製品の５重量％ブタノール溶液をイソプロパノール−水共沸混合物に添加し、他方は１０％ｎ−ブタノールを添加した。上述した氷水試験を用いて、５％添加では数時間保たれた０℃の温度において溶質沈殿が阻害されなかったが、１０％添加では阻害された。水濃度およびオクタデカノール濃度は、低温問題に対応するだけの利点とは別に、第一の実験結果の解釈と符合して考慮されるべきもの以下に、または第二の実験において示された早い溶解を確保するもの以下に低減される必要はない。反対に、もし問題がある条件下で予見できるならば、現に開示されている本発明の製造方法に従って作られた液体蒸発遅延剤製品の第四成分として単にｎ−ブタノールを用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
本発明は、以下の詳細な説明からさらに十分に理解でき、同時に次に簡潔に説明する二つの図面が参照される。
【００６０】
［図面の簡単な説明］
図１は表Ｉからのデータをグラフ化したものであり、図２は表IIの実験データをグラフ化したものである。
【００６１】
［発明の詳細な説明］
図１に関しては、もともと仮説がたてられた考察、および結果として実験的に証明された、示された範囲内でオクタデカノール、水およびイソプロパノールからなる溶液用の、独立変数としての水濃度と従属変数としてのオクタデカノール変数との間に得られる減少関数相関によって、図を示す。減少直線関数はカーテシアン（Cartesian）座標型グラフの第一象限に右下がりの傾いた直線として表される。実験データの分散の間に引かれた滑らかな直線の傾きは−０．３３であることがわかった。
【００６２】
ｙ軸は、未希釈イソプロパノールに溶解した溶質オクタデカノールとしての数値９．７（重量％で）で直線の高い一端と切片をなしている。切片は表１の実際の試験試料＃１よりも約０．５％高い。
【００６３】
傾いた直線に式を導く通常の分析を適用して、本発明者は最も有用な傾き−切片様式を選択する。含まれる物質または直線の傾きの特徴を参照せずに言及すると、式は：ｙ＝ｍｘ＋ｂであり、ここで「ｂ」はｙ軸の切片を示す数字であり、「ｍ」は直線の傾きであり、「ｘ」は水の濃度であり、および「ｙ」はオクタデカノールの濃度である。減少関数を示すように直線は右へ下がり、このため「ｍｘ＋ｂ」は「ｂ−ｍｘ」になる。傾きの値とｙ軸切片の値を挿入すると、式は：ｙ＝９．７−０．３３ｘとなる。最終的に、ｙおよびｘとして、濃度を意味するイタリック大文字の「Ｃ」は、化学記号の下付文字を伴い、次の式として表すことができる。
【００６４】
【数１】
2006515031.tif 000006
【００６５】
用いる溶液成分の比率の適正を調べる非常に便利なツールであるため、この式は本発明の製造方法の製品タイプである蒸発遅延剤製品の製造業者に推薦される。
【００６６】
直線で、または直線の上で計算する比率は、飽和濃度に非常に接していることにより非常に高い確率で沈殿を生成する危険性をもつため、好ましくない。
【００６７】
本発明を実施するための成分比率の選択には、標準条件における沈殿生成の低い確率を確保するために、直線のいくらか下方で、式を完全に満足させないものを常に算出すべきである。比率選択ステップは本発明の完全なプロセスの実行を要求したが、このステップはそれ自身十分とは言えず、次に述べる少なくともひとつの他のものと組み合わせることが要求される。
【００６８】
次に図２に関して、大規模な貯水池から毎日蒸発により大量の水損失を引き起こす旱魃と格闘するために大量の蒸発遅延剤製品を製造しなければならない場合、溶解速度は特に重要である。前述の［発明の概要］で既に論述したように一般的な「Ｕ」型カーブの底において、イソプロパノールおよび水の共沸混合物が特に早い溶解反応特性のデータは明確である。したがって、水が含まれ得るという示唆以上の成分選択ステップの制限は、本発明の製造方法を実行する様式において溶液を作製するための溶媒系としてイソプロパノール−水共沸混合物を利用することによってその含有物が得られるべきだという示唆である。
【００６９】
図１のグラフ化されたデータの分析により導かれた式に戻って考えると、１２．６重量％の水を含む共沸混合物に適用するときは、溶質オクタデカノールの飽和濃度は約５．５４重量％の濃度で起こるように計算可能であることがわかる。既に言及したように、通常条件における溶質沈殿の過度のリスクから安全な周辺が望ましいため、さらに本発明の制限は、プロセスごとの混合のための成分選択に関し、５重量％以下のオクタデカノールが用いられる。
【００７０】
大規模な野外貯水池の表面に膜形成高級脂肪族アルコールを適用することによって水を保存する試みに影響するように、支配的な風の有害性をここで思い出し、また供給被膜に用いる実質的に過剰な理論量の膜形成剤量を用いる通常の実務も思い出すと、大規模な野外貯水池への適用が意図されることが含まれる溶液の場合は特に、発明者は５％濃度のオクタデカノールにさらに近い濃度またはその濃度が好ましいと言明する。屋内水泳プールの表面への使用のような風の主な有害な効果を含まない適用は、２．５％を代表的な濃度とするより低いオクタデカノール濃度において有効であるが、このような濃度に限定されない。
【００７１】
旱魃はしばしば熱波を伴うことを考慮すると、発明者が低温貯蔵および運搬問題に関してもつ注意についてはある程度の説明が必要である。本発明の製造施設は本発明の製造方法にしたがって作られる溶液の適用を必要とする場所の近くに位置するとは限らないため、問題が生じる。溶液は、最終的に使用される場所と比べて寒い場所で作ることもできる。さらに長距離の運搬の間に溶液は、低緯度においても寒冷でありがちな高地に登ることも含め、寒冷地域を通過することもあり得る。前述した氷水試験は勿論、遭遇することが実際に予期される擬似条件を目指したものではなく、ときどき遭遇するまさに貯蔵や運搬のより低温の条件の場合にどうすべきかを調べるためのものである。
【００７２】
広範で様々な温度における溶液安定性の関連事項を記載した先行技術の背景技術への寄与は、本発明の通常十分な溶液に１０％ｎ−ブタノールを添加することにより優れた低温安定性が与えられるという発明者の発見により十分満足できるように取り扱われると考えられる。
【００７３】
この点の開示により当業者である作業者は、液体蒸発遅延剤製品における含有物に関し、本発明者が提案した成分の同定及び濃度に特に関連して実施可能な教示を得ることになる。本発明者の考えでは、成分の混合とブレンドの方法に関する詳細を提供することが必要でないことは疑いのないことである。なぜなら、これは当業者の実際に有する熟練の範囲であり、濃度特性に到達するために必要な広範な種類の実験は必要とされないからである。前述の［発明の概要］の項では、有効な方法で製造方法の遂行を完成させるため、液体成分は暖められてもよく、溶質は微細に分割することができ、および撹拌が取り込まれてもよい。
【００７４】
当該技術分野の読者および関心をもつ従事者は、これまでの説明で本発明が前述の箇条書きにした技術目標１から４に見合うことおよび見合う方法についてほぼ理解することになろう。溶液中の水が安価にし、まさにその量が製造を早める。もし低温が予期されるなら、適切な添加物が示された。したがって、残されているのは目標５に関する説明である。すなわち、本発明にしたがって作成された全ての溶液は注意深く実施された充填能力試験で確認され、小さな穴を通して水に沈められた、少なくとも０．２ｍｍの穴径より下にあり、充填を強制するための高圧を必要としない分配器に充填される。
【００７５】
本発明の開示を纏めて本質的な点を述べると、通常に固相のオクタデカノールを溶解し、これにより液体蒸発遅延剤溶液を製造するために、全溶液の５重量％のオクタデカノールとなるまでイソプロパノールと水との共沸混合物を混合する方法であり、もし低温において容易に通常よりも貯蔵でき運搬可能にすることを望むならば、既製の溶液に１０重量％のｎ−ブタノールを単に添加する方法である。
【００７６】
望ましくは、上述のようにしてもたらされた本発明の思想と本質が、旱魃と格闘するためのより良き道具を提供することにより人類への大きな利益の証明になるばかりでなく、提示された多くの新しい実験データに、最初の一群のデータに伴った新しい数式とともに、用途が見つかり当該技術の有益な事業を鼓舞し、次に添付したクレームでむしろ狭く定義された本発明の範囲を超えて将来発展することを望むものである。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】表Ｉからのデータをグラフ化し、水重量％とオクタデカノール重量％の関係を示す図である。
【図２】表IIの実験データをグラフ化したものであり、水重量％と溶解時間との関係を示す図である。
【図１】
2006515031.tif 000007
【図２】
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【国際調査報告】
2006515031.tif 000009
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