JP3062825B2 - 銅ピリチオンの製造方法 - Google Patents
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Description
ので、より詳しくは、界面活性剤を使用しゲルのない銅
ピリチオン分散液を製造する方法に関する。
である。米国特許No.4,345,080およびNo.4,323,683に、
シャンプーの用途に適した平らな円板の形の、亜鉛、
錫、カドミウムおよびジルコニウムを含むピリチオンの
重金属塩がマグネシウムやアルミニウム塩とともに開示
されている。例えば、ピリチオン塩(例えば、亜鉛また
はナトリウムピリチオン)および銅塩(例えば酸化第一
銅またはチオシアン化第一銅)を含有する塗料は、例え
ば米国特許No.5,057,153に開示されているように、業界
で知られている。米国特許No.5,185,033には、銅ピリチ
オンまたは二硫化ピリチオンと酸化第一銅を含有する塗
料または塗料ベースを作る方法が記載されており、塗料
は貯蔵の間のゲル化に対する安定性を示す。米国特許N
o.5,246,489には、塗料または塗料ベースにおいて、銅
ピリチオンを系内発生させる方法が開示されており、こ
の方法は、塗料の形成中または形成後いずれかでピリチ
オンの金属塩、酸化第一銅および水の一定量を塗料に配
合する事より成る。
くは、また塗料のような製品に、使用前の貯蔵中のゲル
化に対する安定性を与えることを考慮すると、亜鉛ピリ
チオンを補うかまたはとって替わって使用されることが
考えられる。しかし、表面上ストレートな銅ピリチオン
の製造方法、例えば、何かの水溶性銅塩の水溶液をナト
リウムピリチオンの水溶液と接触させることによる方
法、は銅ピリチオンのゲル化沈殿物を与えることがわか
った。このゲル化沈殿物は流動性特性が劣り、ゲル化し
た銅ピリチオンにとり流動性や濾過性が困難になるとい
うような製造上の問題を引き起こす。
たは増粘問題を避け、銅ピリチオンを製造する新規な方
法が、生物致死剤(biocides)製造業界により強く望ま
れるであろう。本発明はそれに対し解決策を提供する。
塩、ピリチオン塩及び前記キャリアーからなる反応混合
物を反応させ前記溶液または分散液を製造することより
成るゲルのない銅ピリチオン溶液または分散液の製造方
法に関するもので、前記反応は少なくとも一つの界面活
性剤(より好ましくは少なくとも二つの界面活性剤)の
安定化有効量の存在下で行われ、前記界面活性剤の総量
は前記キャリアー中でのゲルまたは粘性チキソピー性沈
殿物の生成を防止または抑制するに十分な量である。
て銅塩、ピリチオン塩及び前記キャリアーからなる反応
混合物を反応させ前記溶液また分散液を製造することよ
り成る方法によって製造されるゲルのない製品に関する
もので、前記反応は少なくとも一つの界面活性剤(より
好ましくは少なくとも二つの界面活性剤)の安定化有効
量の存在下で行われ、前記界面活性剤の総量は前記キャ
リアー中でのゲルの生成を防止または抑制するに十分な
量である。
の界面活性剤を使用しゲルのない銅ピリチオン分散液ま
たは溶液を製造する方法に関するものである。分散液ま
たは溶液自体もまた、棒状、球状、針状、円板状および
これらの組み合わせから成る群から選ばれた粒子形状を
もち、前記粒子の少なくとも一部の外表面に少なくとも
痕跡量の界面活性剤を任意に含む銅ピリチオン粒子より
成る固体粒状銅ピリチオン組成物とともに、請求の範囲
に入る。
読むことで明らかになる。
有機キャリアー中で銅塩とピリチオン塩のイオン交換反
応を行う際に起きる問題、すなわちゼラチン状の銅ピリ
チオン生成物が形成されるという問題に対し解決策が与
えられるということが、驚異的にも今見い出された。本
発明者等は、キャリアー中でゲルのない銅ピリチオンを
提供するため界面活性剤を利用し、この問題を解決し
た。
において本発明の方法で使用される界面活性剤の効力
は、なにか特別の理論に縛られることを望まないと、銅
ピリチオン分子(極性分子)と界面活性剤分子間の化学
親和性に帰されると、本発明者等は信じている。この親
和性が銅ピリチオン分子が相互に水素結合する傾向を減
少するもしくは除去し、これにより人間の目で見えるゼ
ラチン状物体の形での銅ピリチオン分子の凝集、すなわ
ちキャリアー媒体における凝集(今後“ゲル”という)
を減少するまたは除去する、と信じられる。
間で、水性または有機キャリアー媒体の中で、界面活性
剤の存在下で行われる。適切なピリチオン塩は有機また
は水性キャリアーに溶けるもので、例えば、ナトリウ
ム、カルシウム、カリウムおよびマグネシウム塩のよう
なピリチオンのアルカリ金属またはアルカリ土類金属
塩、ピリチオン酸、あるいはピリチオンのエタノールア
ミン塩、キトサン塩、二硫化塩(OMADINE MDSとして市
場で入手できる)のようなピリチオンの非金属塩であ
る。ピリチオン塩、好ましくは反応混合物の重量の約1
から約40重量%(より好ましくは5から25、最も好まし
くは15から25重量%)で使用される。
銅を含む塩ならどのようなものでも好適である。例え
ば、水がキャリアーなら、有益な銅塩には塩化銅二水和
物、硫酸銅、炭酸銅、硝酸銅、これらの組み合わせがあ
る。銅塩は、好ましくは反応混合物重量の約1から約50
重量%(好ましくは5から30、より好ましくは15から20
重量%)の量で用いられる。
らの組み合わせがある。有用な有機溶剤には、メタノー
ルやエタノールのようなアルコール類、ジエタノールア
ミンのようなアミン類、エーテル類、エステル類等が含
まれる。
系、アニオン系、カチオン系および両性系(これは普通
双イオン系とも呼ばれる)として知られる界面活性剤の
部類から選ばれたものが好適である。この界面活性剤は
単独で使用されてもよいし、または前述の界面活性剤の
四分類から選ばれた二つ、三つあるいは四つさえもの界
面活性剤の組み合わせで用いてもよい。単独で使用する
ときは、非イオン系が好まれるが、アニオン系界面活性
剤もまた良好な結果を与えることが判っている。単独の
界面活性剤として使われるとき好ましさでは劣るが、カ
チオン系および両性系界面活性剤は、界面活性剤をまっ
たく使用せず製造された銅ピリチオンに比べ、製造中の
ゲル化問題の程度を減じるという改善を示す。
ルエトキシ化物、エトキシ化/プロポキシ化ブロック共
重合体、エトキシ化/プロポキシ化脂肪族アルコールの
ような直鎖アルコールアルコキシ化物およびポリオキシ
エチレンセチルエーテル類等がある。有用な直鎖アルコ
ールアルコキシ化物は、例えば、Olin Corporation)の
製品、登録商標POLY−TERGENT SL−42として商業的に入
手できる。所望により、アルコールアルコキシ化物は低
級アルキル基で末端修飾されていると好ましく、このよ
うな製品はPOLY−TERGENT SLF−18,Olin Corporationの
製品でプロピレンオキシド末端修飾直鎖アルコールアル
コキシ化物として商業的に入手できる。これら末端修飾
直鎖アルコールアルコキシ化物は、使用中低発泡である
ことが顕著である。本発明において使用して同様に有利
なものは、POLY−TERGENT SLF−18Bシリーズ界面活性剤
として商業的に入手できるグループの中にある界面活性
剤で、これらは(やはりOlin Corporationの製品で)生
物分解性の高いことを特徴とする界面活性剤で、例え
ば、米国特許No.4,925,587およびNo.4,898,621に開示さ
れているように、アルケンオキサイド末端修飾直鎖アル
コールアルコキシ化物で、主鎖にエチレンオキサイド部
分を含有し、また好ましくは主鎖に少なくとも一つのプ
ロピレンオキサイド部分を含有するものである。
alの商標化界面活性剤製品でNEODOL 91−6として商業
的に入手できるものがある。この界面活性剤は、アルコ
ール1モル当たり平均6モルのエチレンオキシドを持つ
C9−C11直鎖第一アルコールエトキシ化物を洗剤範囲に
混合したものである。他の有用な非イオン系界面活性剤
には、直鎖のC9−C11炭素鎖を持ち、分子当たり5ない
し6のエチレンオキシドまたはプロピレンオキシドをも
つ界面活性剤がある。
ェニルジスルフォネートアルキルフェニルエトキシ化燐
酸エステル、カルボシル化直鎖アルコールアルコキシ化
物、直鎖アルキルベンゼスルフォン酸、ジイソブチルス
ルフォサクシネートおよびアルキルスルフォネートがあ
る。特に有用なアニオン系界面活性剤はアルキル化ジフ
ェニルオキシドスルフォネートで、それらの調整方法
は、米国特許No.3,264,242;3,634,272;3,945,437の開示
で例示されるように、よく知られている。アルキル化ジ
フェニルオキシドスルフォネートの商業化された製造方
法では、モノアルキル化、モノスルフォン化、ジアルキ
ル化およびジスルフォン化された種類は、一般には製造
されない。商業的に入手できる種類は典型的には、ジス
ルフォン化されたものが主位を占め(90%を超える)、
そしてモノ−およびジ−アルキルの混合物で、ジアルキ
ル化の百分率が15から25%、モノアルキル化の百分率が
75から85%である。商業的に入手できる種類は、最も典
型的には、約80%のモノアルキル化物と20%のジアルキ
ル化物である。
性剤を含む商業的に入手できる溶液を二つ例示すると、
Dow Chemicalの商標化製品、DOWFAX 8390とDOWFAX 8390
Aがある。各々において、アルキル基はヘキサデシルC16
基が主である。これらの製品は、必要なら水酸化アンモ
ニウムで完全にまたは部分的に中和された溶液で好適に
使用される。
フェニルオキシドスルフォネートとピペラジン化合物を
反応させ、スルフォネート化合物とピペラジン化合物の
モル比を約10:1および約1:10、好ましくは約2:1および
約1:2の間にすることによっても、また提供される。そ
のような反応にはいかなるピペラジン化合物でも使用で
きるが、好ましい化合物としては、1,2−アミノエチル
ピペラジン、1,4−ピペラジンジエタンスルフォン酸、
無水ピペラジン、水和化ピペラジンおよびこれらの組み
合わせより成る群より選ばれたものがある。
シル化アルコールアルコキシ化物、好ましくは酸もしく
は下記の有機または無機塩から成る群から選ばれるもの
が挙げられる:ポリカルボキシル化直鎖アルコールアル
コキシ化物、ポリカルボキシル化分岐アルコールアルコ
キシ化物、ポリカルボキシル化環状アルコールアルコキ
シ化物およびこれらの組み合わせ。これらのポリカルボ
キシル化アルコールアルコキシ化物は、分子当たり少な
くとも二つのコハク酸基を含むのが典型である。好まし
いポリカルボキシル化アルコールアルコキシ化物は、ポ
リ(プロピレンオキシド)とポリ(エチレンオキシド)
の両ブロックを含有する主鎖を持つもので、そのような
好ましいポリカルボキシル化アルコールアルコキシ化物
は、例えばPOLY−TERGENT CS−1(Olin Corporantion
の商標登録した界面活性剤)として容易に商業的に入手
できる。もし必要ならポリカルボキシル化アルコールア
ルコキシ化物上の酸基の少なくとも一部を塩基で中和
し、相当する塩が提供される。適切な塩基にはアルカリ
金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物および非金属
水酸化物があり、水酸化カリウム、水酸化アンモニウ
ム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、アンモニ
ア、モノ−、ジ−、トリ−エタノールアミンおよびこれ
らの組み合わせを含む。水酸化ナトリウムが好ましく、
水酸化カリウムは使用できるけれども好ましいと言えな
い。有機または無機の塩基は、使用されるポリカルボキ
シル化アルコールアルコキシ化物のモル数に比例し少な
くとも等モル量で、好ましくは使用される。ポリカルボ
キシル化アルコールは、出発物質のアルコールアルコキ
シ化物およびポリカルボン酸アルコキシ化物のエステル
と共に、ポリカルボン酸、例えば、ポリアクリル酸を含
有することがあるかも知れない。
の方法に使用しうるが、少なくとも他の部類の一つから
選ばれた界面活性剤の一つと共に用いるのが好ましい。
カチオン系界面活性剤の例として、アルキルトリアンモ
ニウムハライド、非直鎖アルキルジメチルハライドおよ
びアルキルジメチルベンジルアンモニウムハライドを含
有する界面活性剤がある。両性界面活性剤の例として、
ポリグリコールエーテル誘導体、エトキシ化オキサゾリ
ン誘導体、ラウラミドプロピルベタインおよびレシチン
がある。
せたブレンド物が好適に使用できる。そのようなブレン
ド物は、前記四つの界面活性剤の広い部類をまたがっ
て、または部類の中で二つ以上の界面活性剤のどんな組
み合わせでもよい。ブレンド物の組み合わせとしては、
アニオン系とアニオン系、アニオン系と非イオン系、ア
ニオン系とカチオン系、アニオン系と両性系、カチオン
系とカチオン系、カチオン系と両性系、非イオン系と非
イオン系、非イオン系と両性系、および両性系と両性系
がある。同様に、前記部類の中からそれぞれ三つまたは
四つを選んだ、3および4成分系界面活性剤ブレンドが
ある。
は四つの界面活性剤の組み合わせのどのようなものも好
適に使用できる。(a)アルコキシ化直鎖アルコール
(例えば、POLY−TERGENT SLF−18界面活性剤、Olin Co
rporationの製品)、直鎖アルコールエトキシ化物(例
えば、NEODOL 91−8界面活性剤、Shell Corporationの
製品)、エトキシ化直鎖アルキルベンゼン(例えば、TR
ITON X−100界面活性剤、Union Carbideの製品)および
EO/POブロック共重合体(例えば、POLY−TERGENT E−17
A界面活性剤、Olin Corporationの製品)を含む非イオ
ン系、(b)アルキルジフェニルエーテルジスルフォネ
ート(例えば、POLY−TERGENT 2A1界面活性剤、Olin Co
rporationの製品),アルキルフェニルエトキシ化フォ
スフェートエステル(例えば、Wayfos M−60界面活性
剤、Olin Corporationの製品),カルボキシル化直鎖ア
ルコールアルコキシ化物(例えば、POLY−TERGENT CS−
1界面活性剤、Olin Corporationの製品),直鎖アクリ
クベンゼンスルフォン酸(例えば、BIOSOFT S−130界面
活性剤、Stepan Companyの製品)、アルファオレフィン
スルフォネート(例えば、BIO TERG AS−40界面活性
剤、Stepan Companyの製品),ジアルキルスルフォサク
シネート(例えば、AROWET SC−75界面活性剤、Arol Ch
emicalの製品およびアアルキルサルフェート(例えば、
STEPANOL SLS界面活性剤、Stepan Companyの製品)を含
むアニオン系、(c)アルキルトリアンモニウムハライ
ド(例えば、CTAB界面活性剤、VWR Scientificの製
品)、ポリオキシエチレンココアミン(例えば、MAZEEN
界面活性剤、PPG Industriesの製品)、第一アルキルア
ミン(例えば、ARMEEN界面活性剤、Akuzo Chemicalの製
品)、ジココジメチルアンモニウムハライド(JET QUAT
界面活性剤、Jetco Chemicalの製品)、ジイソデシルジ
メチルアンモニウムハライド(例えば、AMMONYX K9界面
活性剤、Stepan Companyの製品)およびジエチルアミノ
エチルステアレート(例えば、CERASYNT 303,ISP Van D
ykeの製品)を含むカチオン系、および(d)ポリグリ
コールエーテル誘導体(例えば、ALBEGAL A界面活性
剤、Ciba Geigyの製品)、エトキシル化オキサゾリン誘
導体(ALKATERG T−IV界面活性剤、Angus Chemicalsの
製品)、ラウラミドプロピルベタイン(例えば、LEXAIN
E C界面活性剤、Inolex Chemicalsの製品)、レシチン
(CANASPERSE界面活性剤、Can Amoralの製品)、ディソ
シウルココアンフォジアセテート(例えば、MONATERICS
界面活性剤、Mona Industriesの製品)、複合脂肪酸ア
ミン塩(例えば、MAFO13界面活性剤、PPG Industriesの
製品)、およびココアミンオキシド(例えば、MACKAMIN
E CO界面活性剤、McIntyre Groupの製品)を含む両性
系。
有機溶液の重量に対し、好ましくは総量で約0.05から約
10重量%、より好ましくは約1.5%から約5%,最も好
ましくは約0.5から約1.5%で使用される。
ンの乾燥や脱水を含む製造の容易さ、および界面活性剤
の無いときに比べて銅ピリチオンの乾燥時間がより短く
なり脱水が早くなることにでサイクルタイムが短縮され
ることにおいて、ゲル化した銅ピリチオンを製造すると
いう試みに比べ、種々の利点を提供する。その上、界面
活性剤の存在でより柔らかい銅ピリチオン製品が得られ
ることにより、製品銅ピリチオンの製粉化が容易になる
ということが判明した。
リチオンを作るよう適切に行われる。適切な反応時間
は、約1時間またはそれ以下、約6時間またはそれ以上
の範囲に亘る。反応温度は、適切には約0から約100
℃、より好ましくは約25から約90℃、最も好ましくは約
65から約70℃である。反応のための適切なPHは、1から
12、より好ましくは約3から約8、最も好ましくは約4
から約5である。
範囲を限定するものではない。
う。(1)反応器にアルカリ2−メルカプト−N−オキ
シド溶液を仕込む、(2)反応器に界面活性剤または界
面活性剤のブレンド物を添加する、および(3)反応器
を所望の高温まで加熱した後、反応器のピリチオン/界
面活性剤混合物へ銅塩をゆっくり添加する。
カプトピリジンN−オキシド(17.3%の乾燥固形分を持
つ、ここではナトリウムピリチオンと呼ぶ)溶液を500m
l、四つ口、丸底フラスコ反応器に仕込む。25gのPOLY−
TERGENT 2A−1Lアニオン系界面活性剤、50gのPOLY−TER
GENT SLF−18非イオン系界面活性剤および37.5gのTRITO
N X−100非イオン系界面活性剤(三つとも商業的に入手
できる界面活性剤で、受け入れたまま使用される)を混
合して、三つの界面活性剤のブレンド物を調整する。2g
の界面活性剤混合物をフラスコに添加し、攪拌を20分続
け、反応器で界面活性剤とナトリウムピリチオン溶液が
よく混ざるようにした。それから反応器を40分から60分
かけて70℃に加熱した。温度計とPH検出端を反応器に挿
入し、塩化銅を含む原料液供給ホースを反応器に接続し
た。塩化銅(24.4gの固形塩化銅2水和物を含む20%水
溶液)を、2ml/分の添加速度で加熱した反応器へゆっく
り加えた。反応混合物を連続的に攪拌し、混合物のPHを
それが約4に達するまで監視し、フラスコ中のナトリウ
ムピリチオンについて反応が完結したことを示す0.0%
に達するまで成分分析をした。反応を通して、70℃の一
定温度を維持した。
放置し約50℃の温度まで冷却した。生成した銅ピリチオ
ン製品は150から250センチポイズの粘度をもち、容易に
濾過できた。濾過は30秒以内で完了した。得られた銅ピ
リチオンケーキを、ろ液のイオンがなくなり伝導度測定
で1000以下になるまで、冷水で洗浄した。ケーキを秤量
し、オーブン中で70℃で乾燥した。約40から44gの銅ピ
リチオンが生成し、これは、銅ピリチオン純度が98%以
上のとき理論量のほぼ100%に等しい。
あることがわかり、また乾燥した針状物の大部分は、比
較的狭い粒子径分布をもつことが判った。使用する界面
活性剤のタイプを変えることにより、より対称な結晶形
をもつ非針状円板形が製造されることがわかった。円板
状物は、針状形にくらべ表面積が増加していることおよ
び生物致死性が高められていることゆえに、塗料のよう
な製品に使用されるには有利な形状であると期待され
る。円板状また、好ましい嵩密度、分散性および/また
使用する前の次工程で容易な製粉化を与えるので、銅ピ
リチオンにとって好都合な形状である。好ましくは、円
板状物は約0.65以下の平均球形度をもち、少なくとも約
2ミクロンで15ミクロンより小さい体積メヂアン相当球
径をもつ。
き、目でわかるゼラチン状の銅ピリチオン生成物がで
き、このものは粘度が高いため濾過すること、乾燥する
こと、および取り扱うことが困難であった。
Claims (2)
- 【請求項1】イオン交換反応において25〜90℃の温度で
銅塩、ピリチオン塩及びキャリアーからなる反応混合物
を反応させてゲルのないpH3〜8の銅ピリチオン溶液ま
たは分散液を製造する方法によって得られた生物致死剤
組成物であって、前記反応は少なくとも一つの界面活性
剤の安定化有効量の存在下で行われ、前記界面活性剤の
総量は前記溶液または分散液の0.05〜10重量%であり、
該総量は前記キャリヤー中でゲルの生成を防止または抑
制するに十分な量であり、前記界面活性剤がアニオン系
界面活性剤と非イオン系界面活性剤の組み合わせから成
る、生物致死剤組成物。 - 【請求項2】前記アニオン系界面活剤がアルキルジフェ
ニルエーテルジスルフォネートから成る群から選ばれ、
前記非イオン系界面活性剤がアルコールアルコキシ化物
から選ばれたものである、請求項1記載の生物致死剤組
成物。
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