JP2016538408A - イオン強度により誘発される膜及び微粒子の崩壊 - Google Patents

イオン強度により誘発される膜及び微粒子の崩壊 Download PDF

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Abstract

エチレン（メタ）アクリル酸コポリマー及び防汚剤を含む組成物が提供される。該組成物は、異なるイオン強度の媒体中で選択的に崩壊する。また、該組成物を用いて汚損を防止する方法も提供される。【選択図】なし

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１３年９月２７日に出願された米国特許出願公開第６１／８８３，６１８号の優先権を主張するものであり、この出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本開示は、異なるイオン強度の媒体中で選択的に崩壊する組成物に関する。
高イオン強度系における材料または表面の保護が有利であろう複数の条件がある。例えば、ホームケア市場内では、商標所有者は、高効率濃縮洗濯洗剤及び単位用量製品等のより濃縮された送達系に移行している。これらの場合では、販売状態での製品は、使用時よりもイオン強度が著しく高い。組成物が高イオン強度媒体に曝露される別の分野は、船舶用コーティング剤におけるものである。したがって、高イオン強度媒体中で分解しない組成物の必要性がある。
一態様において、エチレン（メタ）アクリル酸コポリマーであって、該（メタ）アクリル酸成分中のカルボン酸基の少なくとも一部が中和される、エチレン（メタ）アクリル酸コポリマーと、防汚剤と、を含む、組成物が提供される。
別の態様において、エチレン（メタ）アクリル酸コポリマーと、防汚剤と、を含む、膜組成物が提供され、該（メタ）アクリル酸成分中のカルボン酸基の少なくとも一部が中和され、エチレン成分対（メタ）アクリル酸成分の比は、約５０：５０〜９０：１０である。
さらに別の態様において、物品と、エチレン（メタ）アクリル酸コポリマーを含むコーティング組成物であって、該（メタ）アクリル酸成分中のカルボン酸基の少なくとも一部が中和される、エチレン（メタ）アクリル酸コポリマーを含むコーティング組成物と、防汚剤と、を含む、コーティングされた物品が提供される。コーティング組成物は、高イオン強度媒体中で崩壊せず、低イオン強度媒体中で崩壊する。
本開示は、エチレン（メタ）アクリル酸コポリマーの化学組成物に関する。本明細書で使用する場合、「組成物」という用語は、例えば、混合物、溶液、または分散液を意味し得る。「（メタ）アクリル」は、本明細書で使用する場合、アクリル系、メタアクリル系、またはそれらの混合物を意味する。エチレン（メタ）アクリル酸（ＥＡＡ）コポリマーは、高性能接着剤、軟包装フィルム、パウチ、及び押出コーティング、及び押出積層用途を含む多種多様な用途に使用することができる。遊離酸型のエチレン（メタ）アクリル酸コポリマーは、好適な塩基を用いて所望の程度に中和することができる。中和度に応じて様々な水分散性を持つエチレン（メタ）アクリル酸コポリマーを得ることができる。例えば、完全水分散性、またはある条件下においては、完全水溶性は、該（メタ）アクリル酸部分が化学量論量の塩基で完全に中和される場合に得られるが、一方で、部分的に中和されたＥＡＡコポリマーは、それが目的としている用途に応じて、水分散性、水感受性、または水非感受性であり得る。
コポリマーは、様々な組成物、例えば、液体組成物または膜組成物に使用され得る。そのような膜はまた、研削または他の手段を介してサイズを物理的に減少させて、より高い表面積を有するカプセル化活性成分を提供し得る。同様に、同様のサイズにされた粒子はまた、スプレー乾燥及び凍結乾燥等の当該技術分野で既知の方法によって液体組成物から生成され得る。本組成物は、コポリマー組成物を含み得るか、または組成物と、用途特有の物理特性（引張強度、耐久性、接着等）を提供するための１つ以上のさらなる材料とを含み得る。さらなる材料には、架橋剤、可塑剤、崩壊剤、及び／または界面活性剤が含まれ得る。
架橋剤は、例えば、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ａｌ３＋、またはＺｎ２＋を含み得る。架橋剤に加えて、本組成物は、可塑剤、崩壊剤、及び／または界面活性剤等の少なくとも１つのさらなる添加剤を含み得る。可塑剤は、疎水性可塑剤、親水性可塑剤、またはそれらの組み合わせであり得る。例えば、可塑剤は、とりわけ、ベンジルアルコール、ＵＣＯＮ（登録商標）ＬＢ−６５（ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）系合成水不溶性潤滑剤）、またはＴ−ＢＥＰ（トリス（ブトキシエチル）リン酸塩、リン酸アルキル膜形成助剤、及び可塑剤）であり得る。崩壊剤は、例えば、アクリル酸、ＰＶＯＨ、デンプン、セルロース、または第２のコポリマーであり得る。界面活性剤は、例えば、陰イオン界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、またはこれらの組み合わせであり得る。陰イオン界面活性剤の例としては、ＤＯＷＦＡＸ（登録商標）２Ａ１（アルキルジフェニルオキシドジスルホネート）、ラウリル硫酸アンモニウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウレス硫酸ナトリウム等の当該技術分野で既知のものが挙げられる。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グリコールアルキルエーテル、ポリオキシプロピレングリコールアルキルエーテル、グルコシドアルキルエーテル、ポリオキシエチレングリコールオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレングリコールアルキルフェノールエーテル、グリセロールアルキルエステル、ポリオキシエチレングリコールソルビタンアルキルエステル、及びソルビタンアルキルエステル等の当該技術分野で既知のものが挙げられる。両性界面活性剤の例としては、Ａｍｍｏｎｙｘ（登録商標）ＬＯ（ラウラミンオキシド）等の当該技術分野で既知のものが挙げられる。
本組成物は、イオン強度が非常に高い様々な媒体（例えば、腐食剤、家庭用漂白剤、海水、人工海水）中で崩壊しない。「崩壊」という用語は、本明細書で使用する場合、分解する、分散する、または可溶性であることを意味する。媒体は、例えば、溶液、スラリー、分散液、またはペーストの形態であり得る。媒体はまた、相当量の無機塩を実質的に含まない場合があるが、媒体は、必要とされるイオン強度及びアルカリ度を得るために有機アミン塩を含む場合がある。そのような有機アミン塩の例としては、カルボン酸エステル及び脂肪酸エステルのモノ−、ジ−、またはトリ−置換アルキルアミン塩が挙げられる。高イオン強度媒体は、約３パーセント超、より好ましくは約７パーセント超の塩分を含む媒体である。低イオン強度の水性媒体（例えば、脱イオン水、標準水道水、洗濯機の洗浄液体）に曝露すると、膜は、数分以内に壊れ、穏やかな撹拌により低イオン強度媒体内に分散する。低イオン強度媒体は、約０〜約２パーセントの塩分を含む媒体（例えば、水道水、脱イオン水）である。
ボートまたは船等の船舶用用途において、海水の塩分濃度は、組成物の分解または崩壊を防止するために必要とされるイオン強度を提供し、それ故に、本組成物は、コーティング剤の基剤として使用することができ、一旦塗布されると、淡水、すなわち、低イオン強度の洗浄によって使用後、除去することができる。さらに、本組成物は、防汚剤として作用することができる添加剤を含有するような方法で配合され得る。
生物汚損または生物学的汚損は、湿った表面上での微生物、植物、藻類、または動物の堆積である。防汚は、これらの堆積を除去または防止するプロセスである。防汚剤の例としては、殺生物剤、例えば、有機スズ化合物（例えば、トリブチリチン（ｔｒｉｂｕｔｙｌｉｔｉｎ）部分（ＴＢＴ））及び銅化合物（例えば、酸化銅）、ならびに有機ポリマー系コーティング剤が挙げられるが、これらに限定されない。有機ポリマー系コーティング剤は、フルオロポリマー及びシリコーン系のもの等の疎水性であっても、高度に水和された両性イオン系のもの（例えば、グリシンベタイン及びスルホベタイン）等の親水性であってもよい。
本発明の組成物は、給水塔中、船渠上、金属ダム構成要素、石油掘削装置上、及び船殻上等の増殖または汚損を防止することが望ましい、任意の用途に使用され得る。
特定の実施形態において、本組成物は、エチレン（メタ）アクリル酸コポリマー及び防汚剤を含み得る。該（メタ）アクリル酸成分中のカルボン酸基の少なくとも一部が塩基で中和されて、塩をもたらす。例えば、カルボン酸基は、ナトリウム陽イオンで中和されて、ナトリウム塩を形成し得る。別の実施形態において、カルボン酸基は、カリウム陽イオンで中和されて、カリウム塩を形成し得る。中和度は、約７０パーセント〜約１００パーセント、好ましくは約９０パーセント〜約１００パーセント、より好ましくは約９８パーセント〜約１００パーセントであり得る。他の実施形態において、中和度は、約７０パーセント〜約９５パーセント、好ましくは約８５パーセント〜約９５パーセント、より好ましくは約９０パーセント〜約９５パーセントであり得る。残りの（メタ）アクリル酸の一部または全部は、イオン架橋され得る。中和度の増加により、低イオン強度媒体中の組成物の分散性が増加する。当業者であれば、中和度を決定するための適切な方法を認識するであろう。例えば、米国特許第３，４７２，８２５号を参照のこと。
本組成物はまた、液体組成物を形成するように、水を含み得、この液体組成物は、物品に塗布され得るか、または乾燥させて、例えば、膜または粒子を創出し得る。いくつかの実施形態において、本組成物は、約６０〜約８０重量パーセントの水を含み得る。エチレン（メタ）アクリル酸コポリマーは、分散液中に存在し得、この分散液は、当業者に既知の任意の数の方法を形成され得る。コポリマー中のエチレン対（メタ）アクリル酸の重量比は、約５０：５０〜約９０：１０、好ましくは約７０：３０〜約９０：１０、より好ましくは約７５：２５〜約８０：２０であり得る。
本組成物は、コーティングされた物品、例えば、コーティングされた船、船渠、またはダムを製作するために使用され得る。コーティングされた物品は、物品、エチレン（メタ）アクリル酸コポリマーを含む組成物、及び防汚剤を含み得る。
増殖または汚損を防止する方法も開示されている。そのような方法において、本発明の組成物が物品に塗布され、物品の表面上での微生物、植物、藻類、または動物の堆積を防止する。
実施例１
本実施例のために使用される官能性ポリオレフィン組成物は、水酸化カリウムで中和されたエチレン（メタ）アクリル酸の混合物（８０重量パーセントのエチレン及び２０重量パーセントの（メタ）アクリル酸）である。中和度は、９２パーセントである。本組成物は、当該技術分野で既知の手順を用いて調製され得る。例えば、米国特許公開第２０１１／０３１９５２１号、ＰＣＴ公開出願第ＷＯ２０１１／０３４８８３号、及びＰＣＴ公開出願第ＷＯ２０１２／０８２６２４号を参照のこと。本組成物は、ｐＨ１０及び５００のＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ ＲＶＴ、＃２スピンドル、２０ＲＰＭ、２５℃）を有し、以下、ＥＡＡ−Ｋと称される。
ＥＡＡ−Ｋの組成物（６．６ｇ、２３％活性）に、１．３ｇの酸化銅懸濁液（水中４６％）を添加する。この材料をバイアルの手作業の振とうにより撹拌して、本組成物中に銅粒子を完全に懸濁させる。膜を、２０３μｍ（８ミル）のドローダウン棒を用いてガラス上に溶液流延し、続いて、摂氏４０℃のオーブン中で１時間乾燥させる。この膜をガラスから取り外し、それは自立膜であることが示される。この膜（約２ｃｍ×２ｃｍ）の５つの試料を、それぞれ、室温の脱イオン水、水道水、人工海水、飽和ＮａＣｌ溶液、及び飽和ＫＣｌ溶液中に浸漬させる。撹拌を達成するためにバイアルを逆さにする。
高イオン強度系（人工海水、飽和ＮａＣｌ溶液、及び飽和ＫＣｌ溶液）において、膜は、無傷の状態であるように思われ、上清の色の変化は、観察されない。これは、実験中、水中への膜構成要素の浸出が低レベルであることを示唆している。低イオン強度媒体（脱イオン水及び水道水）において、膜は５分以内に壊れ、固体を沈殿させた後に上清は、茶色になったことが観察される。これは、実験中、膜の浸出が高レベルであることを示唆している。
本発明は、その好ましい実施形態に従って上述されたが、それは本開示の趣旨及び範囲内において改変することができる。本出願は、したがって、本明細書に開示される一般原則を用いた本発明の任意の変形、用途、または適合を網羅することが意図される。さらに、本出願は、本発明が属する、かつ以下の特許請求の範囲の限定内に含まれる、当該技術分野で既知の実務または慣行に入るような本開示からの逸脱を網羅することが意図される。

Claims (15)

  1. エチレン（メタ）アクリル酸コポリマーであって、前記（メタ）アクリル酸成分中のカルボン酸基の少なくとも一部が中和される、エチレン（メタ）アクリル酸コポリマーと、
    防汚剤と、を含む、組成物。
  2. 水をさらに含む、請求項１に記載の前記組成物。
  3. 前記エチレン（メタ）アクリル酸コポリマーが、分散液中に存在する、請求項１または請求項２に記載の前記組成物。
  4. 前記コポリマー中の前記エチレン対（メタ）アクリル酸の比が、約５０：５０〜９０：１０である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の前記組成物。
  5. 前記中和度が、約７０パーセント〜約１００パーセントである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の前記組成物。
  6. 約６０パーセント〜約８０パーセントの水を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の前記組成物。
  7. 前記防汚剤が酸化銅である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の前記組成物。
  8. 前記防汚剤が疎水性コーティング剤である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の前記組成物。
  9. 前記防汚剤が親水性コーティング剤である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の前記組成物。
  10. エチレン（メタ）アクリル酸コポリマーと、防汚剤と、を含む、膜組成物であって、
    前記（メタ）アクリル酸成分中のカルボン酸基の少なくとも一部が中和され、
    前記エチレン成分対前記（メタ）アクリル酸成分の比が、約５０：５０〜９０：１０である、前記膜組成物。
  11. 少なくとも１つの添加剤をさらに含み、前記添加剤が、可塑剤、架橋剤、崩壊剤、及び／または界面活性剤である、請求項１０に記載の前記膜組成物。
  12. 前記中和度が、約７０パーセント〜約１００パーセントである、請求項１０または請求項１１に記載の前記膜組成物。
  13. 前記防汚剤が、殺生物剤、疎水性コーティング剤、及び親水性コーティング剤からなる群から選択される、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の前記膜組成物。
  14. 物品と、
    エチレン（メタ）アクリル酸コポリマーを含むコーティング組成物であって、前記（メタ）アクリル酸成分中のカルボン酸基の少なくとも一部が中和される、コーティング組成物と、防汚剤と、を含み、
    前記コーティング組成物が、高イオン強度媒体中で崩壊せず、
    前記コーティング組成物が、低イオン強度媒体中で崩壊する、コーティングされた物品。
  15. 前記高イオン強度媒体が海水であり、前記低イオン強度媒体が淡水である、請求項１４に記載の前記コーティングされた物品。

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