수성 페인트 피복 조성물, 피리티온 함유 페인트 피복 조성물의 건조 필름이 자외선 광분해로 인해 변색되는 것을 억제하는 방법, 수성 항미생물성 페인트 조성물의 변색을 제거하는 방법, 수성 페인트, 접착제, 코크 및 실런트용 수성 항미생물성 피복 조성물 및 수성 피복 조성물로 피복된 기재{An aqueous paint coating composition, a process for inhibiting the discoloration of dry film of a pyrithione-containing paint coating composition due to ultraviolet light degradation, a process for removing the discoloration in an aqueous antimicrobial paint composition, an aqueous antimicrobial coating composition for water-based paints, adhesives, caulks and sealants, and a substrate coated with an aqueous coating composition}
본 발명은 일반적으로 피복 조성물, 및 보다 구체적으로, 습윤 상태 및 건조후 모두에 있어, 증진된 항미생물 효능 및 변색에 대한 내성을 특징으로 하는, 기재상의 무수 필름 형태의 피복 조성물에 관한 것이다.
피리티온은 많은 응용분야에서 유용한, 널리 공지된 항미생물성 첨가제이다. 나트륨 피리티온(또한 1-하이드록시-2-피리딘티온의 나트륨 염, 나트륨 피리딘-2-티올-N-옥사이드 또는 2-피리딘티올-1-옥사이드, Na염이라고도 칭함)은 우수한 항미생물 특성을 갖는 피리티온 염 중의 하나이고 전형적으로는 기능성 유체(예: 금속 가공 유체, 윤활제, 화장품 및 세면용 화장품류)에서 살균제 및 방부제로서 사용된다. 나트륨 피리티온은 예를 들어, 미국 특허 제3,159,640호에 기술된 바와 같이 일반적으로 2-클로로피리딘-N-옥사이드를 NaSH 및 NaOH와 반응시킴으로써 제조한, 널리 공지된 제품이다.
이와 마찬가지로, 아연 피리티온{또한 아연 피리딘-2-티올-N-옥사이드 또는 비스[1-하이드록시-2(H)피리딘에티오네이토]아연]으로 공지됨}은 우수한 항미생물성 첨가제이다. 아연 피리티온은 예를 들어, 미국 특허 제2,809,971호에 기술된 바와 같이 1-하이드록시-2-피리딘티온 또는 이의 가용성 염과 아연염(예: ZnSO4)을 반응시켜 아연 피리티온 침전물을 형성시킴으로써 제조될 수 있다. 아연 피리티온은 금속 가공 유체, 플라스틱, 페인트, 접착제 및 화장품중에서 광범위한 항미생물제 및 방부제로서 사용된다. 이의 중요한 용도로는 모발 제품에서의 비듬 방지제, 다양한 화장품의 방부제 및 선박용 페인트중에서의 방오제로서의 용도가 있다. 페인트, 접착제, 코크(caulk) 및 실런트(sealant)에서의 아연 피리티온의 상업적 용도가 증가하고 있다.
철 이온의 존재하에, 나트륨 또는 아연 피리티온 함유 조성물은 심지어 철 이온이 단지 미량으로 존재하는 경우 조차, 다량의 철이온이 존재하는 경우 보다는 훨씬 적지만 청색화되는 경향이 있다. 이와 마찬가지로, 자연광, 즉 옥외 광선의 성분인 자외선 방사선의 존재하에서, 피리티온 잔기의 광분해가 발생할 수 있다. 상기 청변 또는 황변은 심미적인 이유 뿐만 아니라, 원치않는 색상 제형에 관한 기능적 이유 때문에 바람직하지 못하다.
페인트, 접착제, 코크 및 실런트의 미관은 통상적으로 기재상에 건조 피복물을 형성하도록 건조된 후에 특정 바람직한 색상을 필요로 하고 상기 생성물의 제조자가 특정 색상 효과를 성취하는데 긴 시간이 요구되기 때문에, 목적하는 제형의 백색 또는 색상을 변하게 하는 임의의 성분은 착색 제조자의 작업을 매우 힘들게 할 수 있다. 예를 들어, 수성 페인트, 페인트 기제(예: 안료 첨가전 부분적으로 제형화된 페인트), 접착제, 코크 및 실런트를 제형화하는 경우, 첨가제 중의 임의의 원치않는 색상이 제형화된 제품의 색상에 역효과를 나타낼 수 있고 상기 변색은 전형적으로 목적하는 제품 색상에 역효과를 나타내어 색상이 바랜 제품을 생산하게 된다.
또한, 자연 옥외 광선 성분인 자외선("UV") 노출에 의한, 기재상의 건조 피막의 황변은 두가지 관점에서 페인트에 악영향을 미친다. 첫번째로, UV에 노출되는 즉시 페인트의 색상이 변화하기 때문에 페인트의 황변은 미관상 문제가 된다. 두번째로, UV 노출에 의한 피리티온 광분해가 페인트 필름을 보호하는데 유용한 피리티온 양을 감소시킨다.
과거에, 청변 문제에 대한 다양한 해결책이 제안되었었다. 예를 들어, 미국 특허 제4,957,658호 및 제4,818,436호는 각각 페인트 또는 기능성 유체(예: 금속 가공 유체)에 1-하이드록시에탄-1,1-디포스폰산의 알카리 금속염 또는 알카리 토금속염을 첨가함으로써 철 이온과 피리티온의 동시 존재로 인한 페인트 및 기능성 유체에서의 상기 논의된 변색 문제에 대한 해결책을 기술하고 있다. 미국 특허 제4,957,658호 및 제4,818,436호가 변색에 대해 우수한 해결책을 제안한다 할지라도 이들 해결책은 목적하는 바와 같이 항상 저렴하거나 영구적이지는 않다.
또 다른 예로서, 미국 특허 제4,161,526호는 약 0.01 내지 약 1%의 유기 카복실산 또는 무기산의 아연염, 수산화아연 또는 산화아연 또는 이의 혼합물을 함유하는, 피부 또는 모발에 적용시키기 위한 백색 내지 담황색 피리티온, 피리티온 염 또는 디피리티온을 기술하고 있다. 상기 미국 특허 제4,161,526호의 조성물은 조성물중에 착색된 피리티온, 피리티온 염, 또는 디피리티온 오염물(철 피리티온이라고 언급됨)의 형성에 의해 야기되는 변색을 방지하거나 제거하는데 효과적인 것으로 알려져 있다. 미국 특허 제4,161,526호는 피부 또는 모발 보호와 무관하고 철 피리티온을 함유하지 않는 조성물 중의 변색 문제에 대한 해결책을 교시하고 있지 않다.
변색 문제 뿐만 아니라, 철 이온과 같은 원치 않는 이온은 피리티온의 항미생물 성능에 대해 기능적 문제를 일으킬 수 있다. 본 발명자들은, 상기 성능 문제가, 피리티온이 철 이온의 존재하에 청색 침전물을 형성하는 경향이 있고 피리티온의 침전이 조성물 전반에 걸쳐 유용한 피리티온의 양을 감소시킴으로써 이의 살균성 보호능을 저하시킨다는 사실로부터 비롯된다고 믿고 있다.
더욱이, 본 발명자들은 피리티온-함유 페인트 중에 산화아연이 다량 존재함으로써 기재상에 무수 필름을 형성하기 위해 건조되는 경우 피리티온에 의해 페인트에 부여되는 단기(초기 단계)적인 항미생물 효능이 억제될 수 있음을 밝혔다. 이러한 저하된 단기 효능은 페인트 기능, 특히 곰팡이 증식에 대한 페인트 필름의 내성에 대해 역효과를 나타낸다.
다양한 피리티온 함유 수성 피복 조성물, 특히, 페인트, 접착제, 코크 및 실런트에서 황변, 청변 및 녹변 문제에 대한 새로운 해결책이 매우 요망된다. 바람직한 해결책은, 피복 조성물중에 어떠한 변색도 발생함이 없이 피리티온이 철 또는 구리를 함유하는 피복 조성물에 사용될 수 있고, 상기 논의된 선행 기술분야에서 필요로 하는 것보다 저렴하고 보다 수명이 길며 지속적이고/이거나 보다 낮은 농도의 첨가제를 사용하는 것들을 포함한다. 특히 바람직한 해결책, 즉 미생물 공격에 대한 피복 조성물 및 수득한 피복물의 개선된 단기 및 장기 항미생물 내성을 제공하는 해결책이 페인트, 접착제, 코크 및 실런트를 제조하는 분야에서 매우 요망되고 있다. 본 발명은 상기 해결책 중의 하나를 제공한다.
한 측면에서, 본 발명은 a) 물, b) 기제 매질, c) 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 0.01 내지 2.0%의 피리티온 염 및 d) 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 0.001 내지 10%의 농도에서 페인트 제조에 적합한 많은 등급으로부터 선택된 산화아연 화합물을 포함하는 수성 피복 조성물에 관한 것이다. 전형적인 피복 조성물은 페인트, 접착제, 코크, 실런트, 라텍스 유제, 안료 슬러리, 패칭(patching) 화합물, 접합 혼합물 또는 콘크리트 혼합물의 수성 조성물을 포함한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 유기산의 아연 염, 무기산의 아연염, 수산화아연, 산화아연 및 이들의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아연 화합물을 유효량 피복 조성물에 혼입시킴을 포함하여, 피리티온의 자외선 광분해로 인한 피리티온 함유 피복 조성물의 무수 필름-변색을 억제하는 방법에 관한 것이다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 철 이온, 구리 이온 및 이들의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 용해된 금속 이온을 함유하는 수성 항미생물성 조성물을 당해 조성물에 용해된 금속 이온의 양에 상당하는 양 이상의 몰량의 아연 이온과 접촉시킴을 포함하여, 당해 조성물의 목적하지 않은 변색을 제거하는 방법에 관한 것이다.
여전히 또 다른 측면에서, 본 발명은 항곰팡이 효능을 특징으로 하고 함유된 피리티온의 존재로 인한 변색에 대해 보호되는, 수성 항미생물성 피복 조성물에 관한 것이고, 이때 조성물은 수성 페인트, 접착제, 코크 및 실런트 및 이들의 배합물로 이루어진 그룹중에서 선택된 기재용으로서, 상기 조성물은 물, 피리티온 염 또는 산, 유기 기제 매질 및 아연 화합물을 포함하며, 이때 아연 이온은 피복 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 0.001 내지 10%의 양으로 조성물에 존재한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 목재, 금속, 플라스틱 기재 및 이들의 혼합재료로 이루어진 그룹으로부터 선택된 기재 및 상기 기재상의 피복물을 포함하는 피복된 기재에 관한 것이고 이때 피복물은 피리티온과 유기산의 아연 염, 무기산의 아연 염, 수산화아연, 산화아연 및 이들의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아연 화합물을 포함한다.
이들 및 또 다른 측면은 본 발명의 하기 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
놀랍게도, 본 발명에 이르러, 피복 조성물 중에 아연 화합물(예: 아연 염, 산화아연 또는 수산화아연)을 피리티온 화합물(바람직하게는, 아연 피리티온)과 함께 배합하여, 피복 조성물을 기재에 적용시킴으로써 생성된 무수 피복물에 대해 항미생물(특히 항곰팡이) 효능과 UV 공격에 대한 내성의 유리한 조합이 제공된다는 것이 밝혀졌다.
또한 놀랍게도 본 발명에 따라, 피리티온 및 철 또는 구리 이온을 함유하는 조성물에 아연을 첨가하여 상기 조성물로 인한 변색 문제를 감소시키거나 피할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 어떠한 특정 이론에 얽매이지 않고, 변색 문제에 대한 다수의 잠재적인 원인이 있다. 예를 들어, 수돗물 중의 바람직하지 못한 이온 및 피복 조성물 중의 충전제 성분(예: 철 이온)의 존재는 조성물을 변색시킬 뿐만 아니라, 나트륨 피리티온-함유 조성물에 유용한 피리티온을 고갈시키는 불용성 철 피리티온 침전물을 형성시켜 조성물의 항미생물 효능을 저하시킨다.
추가로, 자연 옥외 광선 성분인 자외선은 피리티온을 함유하는 무수-필름 피복물의 황변을 일으키는 경향이 있다. 본 발명에 이르러, 피리티온 함유 피복 조성물중에 피복 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 0.02 내지 0.5중량%의 바람직한 범위 이내의 산화아연의 존재가 피복 조성물의 항미생물 효능 및, 바람직하지 못한 청변 또는 기타 변색을 회피하고, 피복 조성물로 기재를 피복시켜 수득한 무수 필름의 바람직하지 못한 황변 또는 기타 변색을 회피할 수 있음이 밝혀졌다.
피리티온 함유 피복 조성물에 대해 본원에서 사용된 바와 같은 용어 "변색"은 몇몇 허용되지 않는 회색, 청색, 검정, 보라색, 녹색 또는 페인트 또는 페인트 기제 제형의 천연 색상 또는 목적하는 인공적인 색상 이외의 기타 색상을 기술하는 것으로 의도된다. 또한 용어 "변색"은 피복 조성물로 기재를 피복시켜 수득한 무수 필름의 어떠한 황변 또는 갈변을 기술하는 것으로 의도된다. 상기 황변 또는 갈변은 전형적으로 피복물에서 피리티온의 광분해에 의해 일어난다.
피복 조성물의 변색은 피복 조성물의 제조시 사용되는 출발 물질로부터 피복 조성물에 혼입되는 원치 않는 금속 이온(예: 철 또는 구리)에 기인한 것일 수 있다. 전형적인 출발 물질은 나트륨 피리티온, 아연 피리티온 및 이들의 배합물 형태의 피리티온 공급원 뿐만 아니라 피복 조성물을 제조하는데 사용되는 수돗물 및 충전제(예: 탄산칼슘)를 포함한다. 예를 들어, 나트륨 피리티온 자체의 천연 색상은 투명한 황색이다. 그러나, 피복 조성물을 제조하는데 사용되는 수돗물 또는 충전제로부터 철 및/또는 구리 오염물이 수성 조성물에 도입되어 조성물의 변색을 일으키는 것은 매우 흔한 일이다. 변색 정도를 정량하는 한가지 방법은 색 반사 변수를 측정하고 이들로부터 백색값을 계산하는 것이다. 또 다른 방법은 바람직한 색상 또는 백색에 비해 회백화의 징후에 대해 조성물을 육안으로 조사하는 것이다.
수성 페인트, 접착제, 코크 및 실런트에서, 250 ppm이상의 양의 상당한 농도의 철 또는 구리 이온 불순물은 일반적인 것이다. 유기산 또는 무기산의 아연염, 수산화아연 또는 산화아연 또는 이들의 혼합물의 유효량을 조성물에 혼입시킴으로써, 구리 이온의 존재로 인한 녹변과 같이, 피리티온에 결합된 철 이온의 존재로 인한 전형적인 청변이 적당히 감소, 제거 또는 회피된다.
이들이 사용되는 피복 조성물 중 및 피복 조성물로 기재를 피복시킴으로써 생성되는 무수 필름내에서의 변색을 방지하는데 요구되는, 상기 기술된 유기산 또는 무기산의 아연염, 수산화아연 또는 산화아연 또는 이들의 배합물의 사용량은, 이들이 사용되는 피복 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 0.001 내지 10중량%(유리하게는 0.001 내지 3중량%, 보다 유리하게는 0.02 내지 0.5중량%)의 광범위한 범위에서 다양할 수 있다.
산화 아연을 사용하는 경우, 무수 필름중의 단기 및 장기 항미생물 효능을 갖는 유리한 배합물을 제공하기 위해, 산화 아연의 양은 바람직하게는 피복 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 0.5중량%를 초과하지 않아야 함(유리하게는, 0.002 내지 0.2중량%)이 본 발명에 이르러 밝혔졌다. 0.5중량%를 초과하는 경우, 이들 성분 둘 다에 존재하는 아연에 기인한 널리 공지된 "공통 이온 효과"로 인해 무수 필름내 아연 피리티온의 단기 효능을 산화아연이 억제할 위험성이 있다. 상기 "공통 이온 효과"는, 아연 이온, 피리티온 이온 및 비이온화된 아연 피리티온이 모두 조성물중에 존재하는 경우, 비이온화된 아연 피리티온으로 평형을 강제시켜, 이러한 성분이 비이온화된 형태로 잔류하는 한, 아연 피리티온의 항미생물 효능은 억제된다.
경우에 따라, 피리티온산이 사용될 수 있다 할지라도 본 발명의 방법 및 조성물중에 사용되는 피리티온은 바람직하게 피리티온염(예: 나트륨 피리티온, 아연 피리티온, 키토산 피리티온 및 마그네슘 디설파이드 피리티온 등)이다. 보다 바람직한 피리티온 염은 나트륨 피리티온 및 아연 피리티온을 포함하고, 가장 바람직하게는 아연 피리티온을 포함한다.
본 발명에 유용한 나트륨 피리티온은 미국 특허 제3,159,640호에 기술된 바와 같이 일반적으로 2-클로로피리딘-N-옥사이드를 NaSH 및 NaOH와 반응시킴으로써 제조되는 널리 공지된 시판용 제품이다.
아연 피리티온은 미국 특허 제2,809,971호에 기술된 바와 같이 1-하이드록시-2-피리딘티온(예: 피리티온산) 또는 이의 가용성 염을 아연 염(예: ZnSO4)과 반응시켜 아연 피리티온 침전물을 형성시킴으로써 제조될 수 있다.
본 발명의 수성 조성물은 다양한 용도, 예를 들어, 비누, 샴푸, 피부 보호 약물, 페인트에 적합하거나 항미생물성 성분 뿐만 아니라 필요 성분을 함유하도록 제형화되는 경우 플라스틱 또는 직물 또는 부직포 내 또는 상으로 혼입된다.
본 발명의 항미생물성 조성물은 특히 옥내 및 옥외용 페인트, 공업용 및 상업용 페인트를 포함하는 페인트 형태로 유용하다. 또한, 항미생물성 조성물은 항미생물성 성분이 라텍스형 옥외용 페인트로 혼입되는 경우 바람직한 결과를 제공한다.
본 발명의 피복 조성물은, 목재, 플라스틱 또는 금속 기재와 같은 기재에 적합하게 적용되어 무수 피복물을 형성하도록 건조된다.
본 발명의 피복 조성물을 기재상으로 피복시키고 건조시킴으로써 형성된 무수 필름은 피복 조성물로 페인팅한 판을 사용한 옥외용 노출 시험으로 나타낸 바와 같이 곰팡이 및 조류의 증식에 대해 우수한 내성을 나타낸다. 그러나, 특정 페인트 제형, 즉 친수성 성분이 풍부한 제형은 시험된 피복물에 비해 곰팡이 및 조류 증식 모두에 보다 바람직한 환경을 제공할 수 있다. 곰팡이는 생존하는데 수분을 필요로 한다. 페인트 필름중의 친수성 물질은 필름의 습윤도를 높게 유지시킨다. 이는, 곰팡이에 대해 보다 좋은 환경을 제공하고 또한 친수성 물질의 가속화된 침출을 야기할 수 있다. 이들 제형 중의 친수성 성분은 비교적 가용성인 항미생물성 첨가제가 제형으로부터 침출되도록 하는 경향이 있어 이러한 침출 효과로 인한 장기적 항미생물성 보호를 희생하여 우수한 단기 항미생물성 보호를 제공한다. 이러한 상황하에서, 본 발명에 따라 비교적 수용성인 항미생물성 첨가제와 배합된 비교적 수불용성의 항미생물성 첨가제인 아연 피리티온을 사용하면, 고농도의 친수성 성분을 함유하는 페인트 제형을 사용하여 제조된 무수 페인트 필름중에서 목적하는 단기 및 장기 항미생물성 보호의 우수한 조합을 제공하는 것으로 사료된다. 본 발명에 따라 아연 피리티온과 배합된 상태로 사용되는 경우 무수 필름 효능에 대한 보조-살균제로서 유용한 비교적 수용성 항미생물제는 요오도프로피닐 부틸카바메이트("IPBC"), n-옥틸 이소티아졸린-온("OIT"), 메틸렌 티오시아네이트("MTC"), 티오시아노메틸티오 벤조티아졸("TCMTB"), 티아졸릴 벤즈이미다졸("TBZ"), 벤즈이미다졸릴 카밤산 메틸에스테르("BCM"), 트리아졸, 예를 들어, 클로로페닐에틸 디메틸에틸 트리아졸 에탄올("테부코나졸", 제조사(Bayer)로부터 시판), 치환된 트리아진, 예를 들어, 3급-부틸아미노 사이클로프로필아미노메틸티오-s-트리아진 및 디클로로페닐 디메틸우레아("Diuron", 제조사(Bayer)로부터 시판) 및 이들의 배합물을 포함한다. 이들 보조 살균제는 단독으로 또는 아연 피리티온과 배합되어 목적하는 페인트에 적당히 첨가되어, 아연 피리티온 대 보조 살균제의 몰비가 1:10 내지 10:1인 페인트를 제공한다.
전형적으로, 당해 기술분야에 익히 공지되어 있는 바와 같이, 페인트 조성물은 항미생물성 성분 뿐만 아니라 수지, 안료 및 다양한 임의의 첨가제(예; 증점제 및 습윤제 등)를 함유한다. 수지는 바람직하게는 비닐, 알키드, 에폭시, 아크릴, 폴리우레탄 및 폴리에스테르 수지 및 이들의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 수지는 바람직하게 페인트 또는 페인트 기제의 중량을 기준으로 하여 약 20 내지 약 80중량%의 양으로 사용된다.
또한, 본 발명의 페인트 조성물은 점도, 습윤력 및 분산력 뿐만 아니라 동결 및 전해질에 대한 안정성 및 발포성에 바람직한 영향을 미치는 임의의 첨가제를 추가로 함유한다. 선박용 페인트를 제조하는 경우, 페인트는 바람직하게는 팽윤제를 함유하여 페인트가 해수 환경에서 점차적으로 "벗겨져서(slough off)", 이로 인해 해수 환경의 물 매질과 접촉되는 페인트 표면에 새롭게 노출된 살균제의 효능이 회복된다. 예시적인 팽윤제는 천연적으로 존재하거나 합성된 점토(예: 카올린, 몬트모릴로나이트 및 벤토나이트), 점토 운모(백운모) 및 클로라이트(헥토나이트)등이다. 점토 뿐만 아니라, 폴리머겔(POLYMERGEL)로서 시판되는 천연 또는 합성 중합체를 포함하는 또 다른 팽윤제가 목적하는 "벗겨짐" 효과(sloughing off effect)를 제공하는데 유용한 것으로 밝혀졌다. 팽윤제는 단독으로 또는 배합된 상태로 사용될 수 있다. 임의의 첨가제의 총량은 페인트 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 바람직하게는 20중량% 이하, 보다 바람직하게는 약 1 내지 약 5중량%이다.
예시적인 증점제에는 셀룰로즈 30 유도체, 예를 들어, 메틸, 하이드록시에틸, 하이드록시프로필 및 카복시메틸 셀룰로즈, 폴리(비닐 알콜), 폴리(비닐피롤리돈), 폴리(에틸렌글리콜), 폴리(아크릴산)의 염 및 아크릴산/아크릴아미드 공중합체의 염이 포함된다.
적합한 습윤제 및 분산제에는 나트륨 폴리포스페이트, 저분자량의 폴리(아크릴산)의 염, 폴리(에탄 설폰산)의 염, 폴리(비닐 포스폰산)의 염, 폴리(말레산)의 염 및 말레산과 에틸렌, 탄소수 3 내지 18의 하나의 올레핀 및/또는 스티렌과의 공중합체 염이 포함된다.
동결 및 전해질에 대한 안정성을 증가시키기 위해, 페인트 조성물에 다양한 단량체 1.2-디올, 예를 들어, 글리콜, 프로필렌 글리콜(1.2) 및 부틸렌 글리콜(1.2) 또는 이의 중합체 또는 에톡실화된 화합물, 예를 들어, 에틸렌 옥사이드와 장쇄 알칸올, 아민, 알키드 페놀, 폴리(프로필렌글리콜), 또는 폴리(부틸렌 글리콜)의 반응 생성물 또는 이들의 배합물 등을 첨가할 수 있다.
페인트 조성물의 필름 형성의 최소 온도는 용매, 예를 들어, 에틸렌 글리콜, 부틸 글리콜, 에틸 글리콜 아세테이트, 에틸 디글리콜 아세테이트, 부틸 디글리콜 아세테이트 또는 알킬화된 방향족 탄화수소를 첨가함으로써 감소될 수 있다. 소포제로서 예를 들어, 폴리(프로필렌 글리콜) 및 폴리실록산이 적합하다. 임의로, 또 다른 살균제가 추가로 본 발명의 페인트 제형에 혼입될 수 있다.
본 발명의 페인트 조성물은 천연 또는 합성 물질, 예를 들어, 목재, 종이, 금속, 섬유 및 플라스틱용 페인트로서 사용될 수 있다. 특히 옥외 페인트로서 적합하고 선박용 페인트로서 사용하기에 탁월하다.
본 발명의 수성 조성물을 위한 또 다른 중요한 용도는 예를 들어, 항미생물성 성분 뿐만 아니라 라텍스 유제, 임의의 로진 유제, 임의의 가소제, 임의의 항산화제 및 임의의 안료 또는 충전제(예: 탄산칼슘)를 통상적으로 함유하는 라텍스 타일 접착제로서의 용도이다. 본 발명의 수성 조성물을 위한 또 다른 중요한 용도는 항미생물성 성분 뿐만 아니라 아크릴 라텍스, 비이온성 계면활성제, 분산제, 임의의 가소제 및 임의의 안료 또는 충전제(예: 탄산칼슘)를 통상적으로 함유하는 라텍스 코크로서의 용도이다.
본 발명의 수성 항미생물성 조성물은 본원에 기술된 바와 같이 액체 또는 분산성 고체 형태로 살균제 및 방부제로서 다양한 응용분야에서 단독으로 또는 물, 액체 탄화수소, 에탄올, 이소프로판올 등과 배합된 형태로 유용하다. 이들은 통상적인 방법을 사용하여 다양한 기재상에 세균 및 진균류를 억제하는데 사용될 수 있고 통상적인 방법, 예를 들어, 분무, 침지, 함침 등에 의해 항미생물적 양으로 세균 또는 진균 유기체 또는 기재상에 적용될 수 있다.
본 발명은 추가로 하기 실시예에 의해 설명된다. 각별한 언급이 없는 한, "부" 및 "%"는 각각 "중량부" 및 "중량%"이다.
본 발명은 이의 특정 양태로서 상기에서 기술되었지만 많은 변화, 변형 및 변경함이 본원에 기술된 발명의 취지에서 벗어나지 않는 한 수행될 수 있다는 것은 자명하다. 따라서, 첨부된 청구항의 취지 및 광범위한 범위내에 속하는 상기 모든 변화, 변형 및 변경함을 본 발명에 포함되는 것으로 간주해야 한다.
하기 실시예는, 본 발명의 범부를 제한하지 않으면서 단지 설명을 위해 제공된 것이다.
비교 실시예 A
아크릴 라텍스 가정용 페인트중에서의 곰팡이에 대한 항미생물제로서의 산화아연의 효능
라텍스 가정용 페인트중에 항곰팡이 첨가제로서 산화아연의 효과를 시험하기 위해 하기 실험을 수행한다. 하기 조성을 갖는 페인트를 제조한다.
산화아연을 함유하는 라텍스 페인트 제형:
성분 |
함량(g) |
물하이드록시에틸 셀룰로즈타몰 960 1에틸렌 글리콜콜로이드 643 2트리톤 CF-10 3칼륨 트리폴리포스페이트 |
240.06.06.250.02.05.03.0 |
안료 분쇄물:이산화티탄(루틸)알루미늄 마그네슘 실리케이트애터펄자이트(Attapulgite) 점토산화아연알루미늄 실리케이트프로필렌 글리콜 |
500.0335.06.012.047.068.0 |
렛 다운:물아크릴 라텍스 유제 60.0% 고체콜로이드 643텍사놀 4물중 2.5%의 하이드록시에틸 셀룰로즈암모니아 |
201.0760.06.022.080.00.5 |
총량(g) |
2349.7 |
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페인트를 브러쉬로 2개의 피복물로 가공되지 않은 백색 소나무 기재상에 적용하여 피복물이 피복물상에 곰팡이 증식을 지지하는지의 여부를 측정한다. 4개월동안 옥외에서 방치시킨 후에, 증식은 ASTM D 3274-82의 방법에 따라 6등급(중간 증식)으로 평가한다.
비교 실시예 B
아크릴 라텍스 가정용 페인트 중에서의 아연 피리티온의 효능
라텍스 가정용 페인트에서 항곰팡이 첨가제로서의 산화아연의 효과에 대한 또 다른 시험로서 하기 실험을 수행한다. 하기 조성을 갖는 페인트를 제조한다.
아연 피리티온을 함유하나 산화아연을 함유하지 않는 라텍스 페인트 제형:
성분 |
함량(g) |
물하이드록시에틸 셀룰로즈타몰 960 1 에틸렌 글리콜콜로이드 643 2트리톤 CF-10 3 칼륨 트리폴리포스페이트 |
240.06.06.250.02.05.03.0 |
안료 분쇄물:이산화티탄(루틸)알루미늄 마그네슘 실리케이트애터펄자이트 점토아연 피리티온 48% 분산액알루미늄 실리케이트프로필렌 글리콜 |
500.0335.06.024.047.068.0 |
렛 다운:물아크릴 라텍스 유제 60.0% 고체콜로이드 643 텍사놀 4 물중 2.5% 하이드록시에틸 셀룰로즈암모니아 |
201.0760.06.022.080.00.5 |
총량(g) |
2361.7 |
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페인트를 브러쉬로 2개의 피복물로 가공되지 않은 백색 소나무 기재상에 적용하여 피복물이 피복물상에 곰팡이 증식을 지지하는지의 여부를 측정한다. 4개월동안 옥외에서 방치시킨 후에, 증식은 ASTM D 3274-82의 방법에 따라 8등급(미량 증식)으로 평가한다.
실시예 1
아크릴 라텍스 가정용 페인트 중에서의 아연 피리티온 및 산화아연의 효능
라텍스 가정용 페인트에서 항곰팡이 첨가제 배합물로서의 산화아연과 아연 피리티온과의 배합물의 효능을 시험하기 위해 하기의 실험을 수행한다. 하기 조성을 갖는 페인트를 제조한다.
아연 피리티온 및 산화아연을 함유하는 라텍스 페인트 제형:
성분 |
함량(g) |
물하이드록시에틸 셀룰로즈타몰 960 1에틸렌 글리콜콜로이드 643 2트리톤 CF-10 3칼륨 트리폴리포스페이트 |
240.06.06.250.02.05.03.0 |
안료 분쇄물:이산화티탄(루틸) 알루미늄 마그네슘 실리케이트애터펄자이트 점토아연 피리티온 48% 분산액산화아연알루미늄 실리케이트프로필렌 글리콜 |
500.0335.06.018.03.047.068.0 |
렛 다운:물아크릴 라텍스 유제 60.0% 고체콜로이드 643텍사놀 4물중 2.5%의 하이드록시에틸 셀룰로즈암모니아 |
201.0760.06.022.080.00.5 |
총량(g) |
2361.7 |
각주1. 음이온성 분산제, 제조사(Rohm and Haas Company)의 제품2. 소포제, 제조사(Rhone-Poulenc Corp.)의 제품3. 비이온성 계면활성제, 제조사(Union Carbide Corp.)의 제품4. 융합제, 제조사(Eastman Kodak Company)의 제품 |
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페인트를 브러쉬로 2개의 피복물로 가공되지 않은 백색 소나무 기재상에 적용하여 피복물이 피복물상에 곰팡이 증식을 지지하는지의 여부를 측정한다. 4개월동안 옥외에서 방치시킨 후에 증식은 ASTM D 3274-82의 방법에 따라 10등급(증식 없음)으로 평가한다.
상기 3개의 실시예(비교 실시예 A, 비교 실시예 B 및 실시예 1)의 모든 3개의 페인트로 동일한 소나무 판자의 3개의 상이한 단면을 페인팅하여, 상이한 조각의 목재를 사용하는 효과를 최소화한다. 실시예 1은 아연 피리티온과 산화아연과의 배합물이 페인팅된 목재 기재상에서 곰팡이의 증식에 대한 전체 내성을 적합하게 제공하는 반면에, 단독의 산화아연 또는 아연 피리티온(비교 실시예 A 및 비교 실시예 B)은 그와 같은 내성을 제공하지 못한다는 것이 입증되었다.
실시예 2
자외선 노출에 의해 야기되는 황변을 방지하는데 있어서의, 피리티온 함유 페인트 기제중에서의 산화아연의 효능
피리티온 함유 페인트에서 자외선에 의해 야기되는 황변의 방지, 제거 또는 감소에 있어서의 산화아연의 효능을 시험하기 위해 하기의 실험을 수행한다.
아연 피리티온을 함유하는 수성 라텍스 페인트 제형(하기) 샘플과 아연 피리티온을 함유하지 않는 샘플 두개를 판넬에 적용시키고 500시간동안 QUV 기상 시험기에 노출시킨다. 황색 지수("YI")를 시간 0에서 측정하고 노출시킨 지 500시간후에 측정한다. 500시간의 노출 후 아연 피리티온을 함유하지 않는 페인트에 대한 YI의 차이는 황색 지수가 1.34 증가한다는 것이다. 활성 아연 피리티온 0.3중량%을 포함하는 페인트의 YI에 대한 차이는 3.68이 증가한다는 것인데, 이것은 아연 피리티온을 함유하는 페인트와 함께 UV에 대한 노출에서 황변의 증가를 나타낸다.
이들 각각의 페인트 샘플에, 산화아연 0.5%를 첨가한다. 아연 피리티온을 함유하지 않는 페인트에 대한 YI의 차이는 QUV 기상 시험기에서 500시간 노출후 0.37이 증가한다는 것이다. 아연 피리티온을 함유하는 페인트에 대한 YI의 차이는 500시간 노출후 0.19이다. 이러한 결과는 산화아연이 페인트가 자외선에 노출되는 경우 아연 피리티온을 함유하는 페인트에서 황변의 발생을 방지한다는 것을 입증한다.
피리티온을 함유하는 라텍스 페인트 제형 및 피리티온을 함유하지 않는 라텍스 페인트 제형
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성분 |
A(g) |
B(g) |
물하이드록시에틸 셀룰로즈타몰 960 1에틸렌 글리콜콜로이드 643 2누오셉트(Nuosept) 95칼륨 트리폴리포스페이트 |
103.02.512.9018.002.0 3.00 2.0 |
103.02.512.918.00 2.0 3.00 2.0 |
안료 분쇄물:이산화티탄(루틸)나트륨 칼륨 알루미늄 실리케이트애터펄자이트 점토 |
200.0225.0 4.0 |
200.0225.0 4.0 |
렛 다운:물아크릴 라텍스 유제 63.0% 고체콜로이드 643텍사놀 3물중 2.5%의 하이드록시에틸 셀룰로즈암모니아 아연 피리티온 48% 분산액 |
50.0 260.0 4.0 12.0 132.01.0 |
50.0 260.0 4.0 12.0 132.01.0 |
총량(g) |
1031.4 |
1037.4 |
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A 및 B 둘 다 200g에 50% 산화아연 분산제 2.00g을 첨가하여 식별번호 <139> 및 <140>에 요약된 바와 같이 아연 피리티온을 함유하는 페인트 및 아연 피리티온을 함유하지 않는 페인트의 황변을 비교한다.
실시예 3
자외선 노출에 의해 야기되는 황변을 방지하는데 있어서의, 피리티온 함유 페인트 기제 중에서의 감소량의 산화아연의 효능
피리티온 함유 페인트에서 자외선에 의해 야기되는 황변의 회피, 제거 또는 감소에 있어서의 효능을 제공하기 위해 보다 적은 농도의 산화아연이 사용될 수 있는지의 여부를 측정하기 위해 하기의 실험을 수행한다. 실시예 2의 방법에 따라, 2개의 페인트를 하기와 같이 제조한다.
성분 |
A(g) |
B(g) |
물하이드록시에틸 셀룰로즈타몰 960 1에틸렌 글리콜콜로이드 643 2누오셉트 95칼륨 트리폴리포스페이트 |
103.02.512.9018.002.03.002.0 |
103.02.512.918.02.03.02.0 |
안료 분쇄물:이산화티탄(루틸)나트륨 칼륨 알루미늄 실리케이트애터펄자이트 점토 산화아연 |
200.0225.0 4.0 2.0 |
200.0225.0 4.02.0 |
렛 다운:물아크릴 라텍스 유제 63.0% 고체콜로이드 643 텍사놀 3물중 2.5%의 하이드록시에틸 셀룰로즈암모니아아연 피리티온 48% 분산액 |
50.0 260.04.012.0132.01.06.0 |
50.0 260.04.012.0132.01.06.0 |
총량(g) |
1045.4 |
1049.4 |
각주1. 음이온성 분산제, 제조사(Rohm and Haas Company)의 제품2. 소포제, 제조사(Rhone-Poulenc Corp)의 제품3. 융합제, 제조사(Eastman Kodak Company)의 제품 |
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이들 페인트로부터 필름을 72시간동안 UVA 340 전구를 사용하는 연속광의 QUV 기상 시험기에 노출시킨다. YI 지수를 이 시점에서 측정하고 시간 0에서의 YI의 차이는 다음과 같다:
|
YI |
페인트 샘플 A 페인트 샘플 B |
1.350.76 |
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이러한 실험에서 제공된 결과는 제형 중의 0.2% 미만의 산화아연은 UV 노출에 의해 야기되는 황변을 감소시키는 것을 입증한다. 전체 0.6중량%에 대한 추가의 0.4% 산화아연의 첨가는 UV 유도된 황변을 훨씬 크게 감소시킨다.
실시예 4
페인트 기제 중의 피리티온 및 철 이온의 존재에 의해 야기되는 청변의 제거
나트륨 피리티온 함유 페인트 기제 중의 철 이온의 존재에 의해 야기되는 청변 제거에 있어서 산화아연의 효능
피리티온-함유 페인트 중의 철 이온에 의해 야기되는 청색의 제거 또는 감소에 있어서 산화아연의 효과를 시험하기 위해 하기 실험을 수행한다.
나트륨 피리티온 및 산화아연을 함유하는 하기 수성 (라텍스) 페인트 제형 각각이 150g으로 측량된 2개의 샘플을 플라스틱 컵에 넣는다. 이어서, 목재로 된 압설자를 각각의 샘플에 침지시킨 후, 대조군 또는 "블랭크" 비교를 제공하기 위해 건조시킨다. 이어서, 염화제이철을 각각의 샘플에 첨가하여 각각의 샘플내 철 이온의 농도를 64ppm이 되도록 한다. 압설자를 코팅하여 비교를 위한 기준을 제공한다. 페인트 그 자체 또는 페인팅된 압설자의 무수 필름에 어떠한 변색도 발생하지 않는다.
나트륨 피리티온 및 산화아연을 함유하는 라텍스 페인트 제형 |
성분 |
함량(g) |
물 |
240.00 |
하이드록시에틸 셀룰로즈 |
6.0 |
타몰 8501 |
14.2 |
에틸렌 글리콜 |
50.0 |
콜로이드 6432 |
2.0 |
트리톤 CF-103 |
5.0 |
40% 활성의 나트륨 피리티온 |
3.0 |
칼륨 트리폴리포스페이트 |
3.0 |
안료 분쇄물: |
|
이산화티탄(루틸) |
424.0 |
알루미늄 마그네슘 실리케이트 |
228.0 |
애터펄자이트 점토 |
3.0 |
산화아연 |
50.0 |
알루미늄 실리케이트 |
100.0 |
프로필렌 글리콜 |
68.0 |
렛 다운: |
|
물 |
84.0 |
아크릴 라텍스 유제 58.0% 고체 |
700.0 |
콜로이드 643 |
6.0 |
텍사놀 4 |
18.6 |
물중 2.5%의 하이드록시에틸 셀룰로즈 |
236.4 |
총량(g) |
2241.2 |
1음이온성 분산제, 제조사(Rohm and Haas Company)의 제품2소포제, 제조사(Rhone-Poulence Corp.)의 제품3비이온성 계면활성제, 제조사(Union Carbide Corp.)의 제품4융합제, 제조사(Eastman Kodak Company)의 제품 |
이어서, 비교용으로, 나트륨 피리티온을 함유하지만 산화아연을 함유하지 않는, 하기의 수성(라텍스)페인트 제형 각각 150g으로 측량된 2개의 샘플을 종이컵에 넣는다. 이어서, 목재로 된 압설자를 각각의 샘플에 침지시키고 이어서 대조군 또는 "블랭크" 비교를 제공하기 위해 건조시킨다. 이어서, 염화제이철을 각각의 샘플에 첨가하여 각각의 샘플 중의 철이온의 농도를 64ppm으로 되도록 한다. 압설자상의 비교용 피막을 육안으로 관찰하여 비교를 위한 기준을 제공한다. 30분후에 페인트 그 자체 및 페인팅된 압설자의 무수 필름에 남회색 변색이 발생한다.
나트륨 피리티온 및 산화아연을 함유하는 라텍스 페인트 제형 |
성분 |
함량(g) |
물 |
240.00 |
하이드록시에틸 셀룰로즈 |
6.0 |
타몰 8505 |
14.2 |
에틸렌 글리콜 |
50.0 |
콜로이드 6436 |
2.0 |
트리톤 CF-107 |
5.0 |
40% 활성의 나트륨 피리티온 |
3.0 |
칼륨 트리폴리포스페이트 |
3.0 |
안료 분쇄물: |
|
이산화티탄(루틸) |
424.0 |
알루미늄 마그네슘 실리케이트 |
228.0 |
애터펄자이트 점토 |
3.0 |
알루미늄 실리케이트 |
100.0 |
프로필렌 글리콜 |
68.0 |
렛 다운: |
|
물 |
84.0 |
아크릴 라텍스 유제 58.0% 고체 |
700.0 |
콜로이드 643 |
6.0 |
텍사놀 8 |
18.6 |
물중 2.5%의 하이드록시에틸 셀룰로즈 |
236.4 |
총량(g) |
2191.2 |
5음이온성 분산제, 제조사(Rohm and Haas Company)의 제품6소포제, 제조사(Rhone-Poulence Corp.)의 제품7비이온성 계면활성제, 제조사(Union Carbide Corp.)의 제품8융합제, 제조사(Eastman Kodak Company)의 제품 |
실시예 5
페인트 중의 피리티온 및 철 이온의 존재에 의해 야기되는 청변의 제거
아연 피리티온 함유 페인트 중의 철 이온의 존재에 의해 야기되는 청변을 제거하는데 있어서 산화아연의 효능
철 이온의 존재하에, 아연 피리티온 함유 페인트 조성물은 또한 나트륨 피리티온 함유 페인트보다 훨씬 느린 속도일지라도 청색이 회색으로 변색되는 경향이 있다.
48% 수성 아연 피리티온을 1.0% 산화아연을 함유하는 백색 페인트에 첨가하여 샘플중에 아연 피리티온 농도를 3000ppm이 되도록 한다. 이어서 염화제이철을 첨가하여 샘플중의 철 이온의 농도를 64ppm이 되도록 한다. 1개월 동안 방치시킨후에도 페인트에는 어떠한 변색도 발생하지 않는다.
상기 조성물이 극소량의 강철 또는 구리로 페인팅되는 경우 어떠한 변색도 검지되지 않는다. 이러한 결과는 놀라운 사실인데, 왜냐하면 구리는 페인트를 녹색으로 변색시키고 강철은 페인트를 남색으로 변색시킬 것으로 예상되기 때문이다.
비교용으로서, 48% 수성 아연 피리티온을 산화아연을 함유하지 않는 백색 페인트에 첨가하여, 샘플 중의 아연 피리티온의 농도를 3000ppm이 되도록 한다. 이어서, 염화제이철을 첨가하여 샘플 중의 철 이온의 농도를 64ppm이 되도록 한다. 1주일동안 방치시키면, 페인트는 청색으로 변색된다.
실시예 6
수성 피복물 중의 피리티온 및 철 이온의 존재에 의해 야기되는 변색 제거 방법
48% 수성 아연 피리티온을 백색 페인트 샘플에 첨가하여 샘플 중의 아연 피리티온의 농도를 3000ppm으로 되도록 한다. 이어서, 염화제이철을 첨가하여 샘플 중의 철 이온의 농도를 25ppm으로 되도록 한다. 이틀동안 방치시키면, 페인트는 남색으로 변색된다. 이 시점에서, 0.007% 황산아연(70ppm)을 첨가하고 페인트를 5분동안 혼합한다. 추가로 5분동안 정치시키면, 페인트가 백색으로 되고 남색이 더 이상 감지되지 않음이 관찰된다. 상기 페인트에 황산아연을 첨가하여 아연 피리티온 및 염화제이철의 첨가에 의해 형성된 청색을 제거한다.