KR100740054B1 - 이소티아졸론 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이소티아졸론 조성물에 관한 것으로서 3-이소티아졸론 화합물, 용매, 및 금속브롬산염, 과요오드산이수화물, 시클로덱스트린, 아질산염 및 H2O2로 이루어지는 군중에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 포함한다. 본 발명의 이소티아졸론 조성물은 이소티아졸론 용액의 저장 또는 보관 중 발생하는 침전의 형성을 효과적으로 억제할 수 있다.
이소티아졸론, 침전, 금속브롬산염, 과요오드산이수화물, 시클로덱스트린, 아질산염, H2O2
Description
본 발명은 이소티아졸론 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이소티아졸론 용액의 저장 또는 보관 중 발생하는 침전의 형성을 효과적으로 억제할 수 있는 이소티아졸론 조성물에 관한 것이다.
이소티아졸론은 박테리아, 곰팡이, 조류 등 동??식물로부터 유래한 많은 유해생물에 대하여 광범위한 살균 활성을 가진 화합물로서, 화장품, 도료 등의 첨가되어 박테리아, 곰팡이 등의 생장을 억제하는데 사용된다.
3-이소티아졸론은 알콜과 같은 극성유기용매 또는 물 속에서 분해되어 시간이 경과할 수록 생물학적 활성이 저하되므로, 상업적으로 이용되는 대부분의 3-이소티아졸론 조성물은 금속질산염, 일반적으로 질산마그네슘을 첨가하여 안정화시키며, 통상적으로는 1 내지 20중량%의 이소티아졸론과 15 내지 25중량% 정도의 질산염을 포함하고 있다. 이와 같이 금속아질산염, 금속질산염 또는 제이구리염을 첨가하여 3-이소티아졸론의 화학적 분해를 방지하는 방법에 대하여는 미국특허 제 3,870,795호에 상세히 개시되어 있다.
상기 질산마그네슘 및/또는 제이구리염을 안정화제로 사용하면 상당한 기간 동안 3-이소티아졸론 생성물의 살균활성을 유지할 수 있으나, 조성물 중 활성성분의 수준에 현저한 영향을 미치지 않는, 즉 활성성분의 분해가 아닌 다른 형태의 분해에 의한 문제가 야기될 수 있다. 이중 하나는 저장하는 동안 3-이소티아졸론 용액에 미량의 침전물이 형성되는 것으로서, 상기 침전은 이소티아졸론의 분해에 기인하는 것이 아니므로, 이소티아졸론의 생물학적 효과에 거의 영향을 주지 않는다. 그러나 침전 생성물이 발생하면 제품의 외관이 손상되며, 상업적인 측면에서 상기와 같은 침전물은 바람직하지 못하다. 이와 같이 화합물 용액에서 발생하는 미량의 침전은 제조 공정 중 생성된 부산물인 소량의 유기 화합물(불순물)이 수개월에 걸쳐 서서히 반응함으로서 생성되는 것이다.
일본 특개평 02-304005는 이소티아졸론 0.1 내지 15중량%, 구리이온 1 내지 5000ppm, 비이온성 계면활성제 및 유기용매를 함유하는 조성물을 개시하고 있으며, 상기 조성물은 질산염을 함유하지 않는 것이다. 상기 조성물은 금속질산염이 존재하면 “솔트 쇼크(Salt shock)”를 일으키는 고분자의 수성 분산물을 안정화시키기 위한 조성물로서, 상기 문헌에서는 질산염이 사용될 때 발생하는 침전의 문제에 대하여 언급하고 있으나, 이 침전은 이소티아졸론의 분해에 기인한 것이고, 본 명세서에서 언급하는 불순물에 의한 침전과는 전혀 다른 것이다.
이와 같이 이소티아졸론에 기인하지 않은 침전의 형성을 억제하기 위하여 미량의 Cu 이온을 첨가하는 방법이 미국특허 제 5,670,529에 기술되어 있다.
본 발명의 주된 목적은 3-이소티아졸론 제조공정에서 생성된 부산물 또는 저장하는 동안 생성된 불순물에 기인한 미세한 침전을 효과적으로 억제할 수 있는 이소티아졸론 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 또한 매우 적은 양의 첨가제를 포함함으로서 우수한 침전물 생성 억제 효과를 가지는 이소티아졸론 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 둘 이상의 첨가제를 함께 투입함에 의하여 침전물 생성 억제 효과를 획기적으로 향상시킨 이소티아졸론 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 3-이소티아졸론 화합물, 용매, 및 금속브롬산염, 과요오드산이수화물, 시클로덱스트린, 아질산염 및 H2O2로 이루어지는 군중에서 선택되는 하나 이상의 침전 형성 방지용 첨가제를 포함하는 3-이소티아졸론 조성물을 제공한다. 상기 첨가제는 구리염과 함께 사용하면 침전물 생성을 더욱 효과적으로 방지할 수 있으므로 바람직하다.
상기 식에서, R1 및 R2는 각각 서로 같거나, 다른 것으로서 수소원자, 할로겐원자 또는 C1~C4의 알킬기이거나, R1 및 R2가 고리화된 아릴기이고, R3은 수소원자, C1~C18의 알킬기, C2~C18의 알케닐기, C2~C18
의 알키닐기, 3~8각 링을 가지고 있는 C3~C12의 시클로알킬기, C10~C24의 아랄킬기 또는 C10
~C24의 아릴기이다.
여기서, 상기 첨가제는 과요오드산이수화물과 금속브롬산염이 1:10 내지 20:1의 중량비로 혼합되어 있는 것, 아질산염과 질산구리가 1:0.00002 내지 1: 0.008의 중량비로 혼합되어 있는 것, H2O2와 질산구리가 1:0.0001 내지 1:0.03의 중량비로 혼합되어 있는 것이면, 침전물의 형성을 상승적으로 억제할 수 있으므로 더욱 바람직하다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 이소티아졸론 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 이소티아졸론 화합물을 포함한다.
[화학식 1]
상기 식에서, R1 및 R2는 각각 서로 같거나, 다른 것으로서 수소원자, 할로겐원자 또는 C1~C4의 알킬기이거나, R1 및 R2가 고리화된 아릴기이고, R3는 수소원자, C1~C18의 알킬기, C2~C18의 알케닐기, C2~C18
의 알키닐기, 3~8각 링을 가지고 있는 C3~C12의 시클로알킬기, C10~C24의 아랄킬기 또는 C10
~C24의 아릴기이다.
상기 이소티아졸론 화합물은 단일 종류의 것을 사용할 수도 있으며 여러 종류의 것을 혼합하여 사용할 수 도 있다. 사용 가능한 이소티아졸론의 구체적인 예로는 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온, 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온, 4,5-디클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온, 5-클로로-2-n-옥틸-3-이소티아졸론, 4,5-디클로로-2-n-옥틸-3-이소티아졸론, 벤즈이소티아졸론을 사용할 수 있고, 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온과 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온이 1:20내지 20:1의 중량 비율로 혼합되어있는 것을 사용하면 바람직하다.
본 발명의 이소티아졸론 조성물에 사용되는 용매로는 비한정적으로 물, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리골, 1,5-펜탄디올, 2,4-펜탄디올, 벤질알콜 또는 이들을 혼합물을 사용할 수 있다.
본 발명에 이소티아졸론 조성물의 침전 형성을 억제하기 위한 첨가제로는 금속브롬산염, 과요오드산이수화물, 시클로덱스트린, 아질산염 또는 H2O2를 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 구리염을 더욱 추가함으로서 상승적 인 침전형성 억제효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 조성물에 있어서, 3-이소티아졸론의 함량은 통상적인 이소티아졸론 용액과 같이 0.1 내지 20 중량%인 것이 바람직하며, 이소티아졸론의 분해를 방지하기 위하여 0.1 내지 25중량%의 금속질산염을 더욱 포함하는 것이 바람직하다.
침전 형성을 억제하기 위한 첨가제인 금속브롬산염의 함량은 0 내지 1 중량%, 바람직하기로는 0.0001 내지 1중량%, 과요오드산이수화물의 함량은 0 내지 0.5중량%, 바람직하기로는 0.0001 내지 0.5중량%, 더욱 바람직하기로는 0.0001 내지 0.1중량%, 시클로덱스트린의 함량은 0 내지 5중량%, 바람직하기로는 0.0001 내지 5중량%, 아질산염의 함량은 0 내지 0.5중량%, 바람직하기로는 0.0001 내지 0.5중량%, 더욱 바람직하기로는 0.0001 내지 0.1중량%, H2O2의 함량은 0 내지 1 중량%, 바람직하기로는 0.0001 내지 1중량%, 더욱 바람직하기로는 0.0001 내지 0.5중량%인 것이 좋다. 침전 방지의 상승효과를 위하여 구리염을 더욱 포함시킬 경우에, 구리염의 함량은 0 내지 0.1중량%, 바람직하기로는 0.0001 내지 0.1중량%인 것이 좋다. 만일 상기 첨가제의 함량이 상기 범위를 초과하면 침전 형성 억제효과가 더 증가하지 않아 경제적이지 못하다.
각각의 첨가제에 대하여 침전 형성 억제 효과를 검토한 결과, 아질산염은 휘발성이 강하여 침전 방지 효과를 장시간 유지할 수는 없으나, 3-이소티아졸론 용액의 제조 공정 중 생성된 초기 불순물과 반응하여 침전 형성을 억제하는 기능이 있 다. 사용 가능한 아질산염의 비한정적인 예로는 Ca(NO2)2, KNO2, NaNO
2등이 있으며, NaNO2를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 과요오드산이수화물(Periodic acid dihydrate: HIO4·2H2O)과 금속브롬산염은 지속적으로 침전반응을 억제하는 효과가 있다. 상기 금속브롬산염으로는 소듐브로메이트(Sodium Bromate: NaBrO3), 포타슘브로메이트(Potassium Bromate), 칼슘브로메이트(Calcium Bromate), 마그네슘브로메이트(Magnesium Bromate), 리튬브로메이트(Lithium Bromate), 스트론튬브로메이트(Strontium Bromate), 코발트브로메이트(Cobalt Bromate), 징크브로메이트(Zinc Bromate) 등을 사용할 수 있으며, 소듐브로메이트, 포타슘브로메이트 또는 마그네슘브로메이트를 사용하면 더욱 바람직하다.
사용하는 첨가제 중 시클로덱스트린은 초기 미량의 침전물만을 억제하는 기능이 있으며, 알파-시클로덱스트린, 베타-시클로덱스트린, 감마-시클로덱스트린을 사용할 수 있으며, 가장 바람직하기로는 베타-시클로덱스트린을 사용한다. H2O2는 침전을 방지하는 기능이 우수하나 고농도에서 이소티아졸론 등 유효 성분 화합물의 안정성을 파괴하는 단점이 있으며, 질산구리는 그 자신의 안정제가 존재하는 경우 1ppm이상의 고농도에서만 침전방지 효과를 기대할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 조성물에 사용되는 첨가제는 각각 반응 기작이 다르므로, 이들을 혼합하여 사용하면 침전 방지 효과가 각각의 침전방지 효과의 합보다 커지는 상승효과를 나타낸다. 즉, 본 발명의 조성물은 반응 기작이 다른 2종류의 화합물을 혼합 사용함으로써 보다 효과적이고 광범위하게 침전을 억제할 수 있고, 단독으로 사용할 때 보다 침전 방지의 기간을 연장해주는 효과가 있다.
가장 바람직한 혼합 첨가제로의 예로는 (가) 과요오드산이수화물과 금속브롬산염이 1:10 내지 20:1, 바람직하게는 1:2 내지 16:1의 중량비로 혼합되어 있는 것, (나) 아질산염(바람직하기로는 NaNO2)이 질산구리와 1:0.00002 내지 1: 0.008, 바람직하게는 1:0.0002 내지 1:0.0008의 중량비로 혼합되어 있는 것, (다) H2O2와 질산구리가 1:0.0001 내지 1:0.03, 바람직하게는 1:0.0016 내지 1:0.0032의 중량비로 혼합되어 있는 것이 있다. 첨가제의 혼합비가 상기 범위를 벗어나면 상승적 효과가 최대로 발휘되지 못하는 단점이 있다.
본 발명의 이소티아졸론 조성물은 박테리아, 곰팡이, 조류 등 동식물로부터 유래한 다양한 유해생물에 의한 오염 가능성이 있거나, 오염된 영역에 투여 또는 첨가하여 박테리아, 곰팡이, 조류 등의 유해생물을 사멸시키거나 억제한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위한 바람직한 실시예 및 비교예를 제시하지만, 하기의 실시예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
가. 침전방지 효과의 정성적 측정 방법.
3-이소티아졸론 용액의 침전방지 효과를 측정하기 위하여, 3-이소티아졸론을 함유한 용액을 수돗물로 희석하여 30% 수용액으로 만든 다음, 55℃에서 18시간 보관하면서 혼탁도를 관찰하였다.
시험 온도를 55℃로 채택한 이유는 시험 온도를 4℃, 상온, 55℃, 65℃, 80℃로 변경하여 실험한 결과, 55℃로 저장하면서 침전물 형성을 평가하면 활성 성분의 심각한 실활이 발생되지 않으면서도, 침전물 형성으로 인한 안개모양의 미세한 부유물을 관찰하기 적합하기 때문이다.
또한, 이소티아졸론을 함유한 용액을 수돗물, 정제수, 전해질 수액(Ringer solution)으로 희석하여 각각 10%, 30%, 50% 수용액으로 제조한 다음, 55℃에서 저장하며 관찰한 결과, 전해질 수액, 수돗물, 정제수의 순서로 미세한 부유물이 빨리 형성되었으며, 수용액의 농도차에 의한 미세한 부유물의 형성 속도는 거의 차이가 없었으므로, 평균적인 특성을 나타내는 수용액의 종류 및 농도인 수돗물로 희석한 30%용액을 사용하여 침전형성 시험을 하였다.
관찰 기간(시간)은 실험의 편의성과 일관성을 유지하기 위하여, 기본적으로 18시간을 관찰하였으며, 장기간 침전이 관찰되지 않는 경우에는 일(Day) 단위로 관찰하였다.
나. 55℃에서 3-이소티아졸론 30% 수용액의 침전물 형성 시험.
상온에서 원액으로 보관하면서 침전이 발생된 14% 3-이소티아졸론 함유 용액을 단기간(1개월 내외)에 침전이 발생된 제품, 수개월간 침전이 발생되지 않았던 제품, 일년이상 침전이 발생되지 않았던 제품으로 구분한 후, 이들을 30% 수용액으 로 제조하여 55℃에서 보관하며 관찰하였으며, 미세한 부유물 또는 침전물의 생성 시간을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.(침전에 대한 평가는 15일에 종료하였다.)
| 실험 검체 | 미세한 부유물과 침전물의 생성 |
| 단기간(1개월 내외)에 침전이 발생된 제품 | 검체 1 : 6시간만에 생성 검체 2 : 8시간만에 생성 |
| 수개월간 침전이 발생되지 않았던 제품 | 검체 1 : 15시간만에 생성 검체 2 : 18시간만에 생성 |
| 1년 이상 침전이 발생되지 않았던 제품 | 검체 1 : 4일만에 생성 검체 2 : 15일 이상 미생성 |
상기 표 1로부터, 30% 수용액으로 제조하여 55℃에서 보관하며 관찰할 때, 미세한 부유물과 침전물이 발생하는 기간(시간)이 1시간일 경우, 상온의 이소티아졸론 용액에서 침전이 발생하는 시간은 약 3일 정도일 것으로 추정된다. 이와 같이, 본 발명의 실시예에 적용된 시험액은 3-이소티아졸론 함유 용액의 침전 형성을 실질적으로 가속화하므로, 침전 방지제의 종류 및 농도에 따른 침전물의 형성 여부를 상대 관찰하기에 적합하다.
[실시예 1]
5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온과 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온이 약 3:1의 비율로 혼합되어 있는 14중량%의 3-이소티아졸론 용액에 침전 형성 방지제로서 NaBrO3와 과요오드산이수화물(Periodic acid dihydrate: HIO4·2H2O)을 각각 첨가한 다음, 동일한 14% 이소티아졸론 함유용액을 사용하여 2배 계열희석법(Two fold dilution method)으로 상기 용액을 희석하여, 침전 형성 방지제의 농도가 다른 다 양한 용액을 준비하였으며, 이들을 단독으로 사용하거나 여러 비율로 혼합하여 사용하였다. 이와 같이 제조한 각 농도별 용액을 수돗물로 희석하여 30% 수용액으로 제조하고, 55℃에서 보관하면서, 미세한 불순물의 형성 여부를 관찰하였다.
첨가된 조성물의 농도 및 혼합비가 다른 각각의 용액을 육안 관찰하였으며, 1일(24시간)을 초과하여도 혼탁도를 보이지 않는, 즉, 침전을 형성하지 않은 가장 낮은 농도를 각 첨가물(성분) 또는 혼합물의 최소 침전방지 억제농도(Minimum Anti-Precipitation Concentration: MAPC)로 정하였다.
혼합물의 침전방지 상승 효과는 Kull, F.C. et al.의 논문 (Appl. Microbiol. 9 : 538∼544 (1961))에 발표된 방법을 응용하여, 하기 식에 의해 계산하여, QA/Qa 와 QB/Qb의 합이 1 보다 작은 경우 상승 작용이 나타나는 것으로 판단하였다.
상승지수(SI) = (QA/Qa) + (QB/Qb)
(여기서, Qa는 화합물 A 단독의 MAPC 값(ppm), Qb는 화합물 B 단독의 MAPC 값(ppm), QA는 혼합물 중 화합물A의 MAPC 값(ppm)이고, QB는 혼합물 중 화합물B의 MAPC 값(ppm)을 나타낸다.)
관찰 결과, 과요오드산이수화물(HIO4·2H2O)이 단독으로 사용된 경우, 1일을 초과하여도 침전을 발생시키지 않는 과요오드산이수화물(HIO4·2H2O)의 최소 침전방지 억제농도(Qa(HIO4))는 125ppm이었으며, NaBrO3이 단독으로 사용된 경우, 1일을 초과하여도 침전을 발생시키지 않는 NaBrO3의 최소 침전방지 억제농도(Qb(NaBrO3))는 500ppm이었다. 또한 1일 이상 침전을 발생시키지 않은 HIO4과 NaBrO3의 혼합용액의 농도 및 이와 같은 혼합용액의 SI값을 계산하여 하기 표 2에 나타내었다.
| HIO4: NaBrO3 | QA | QB | QA+QB | %QA | %QB | QA/Qa | QB/Qb | SI | |||||||
| 0.5 | 62.5 | 31.25 | 93.75 | 66.66 | 33.33 | 0.5 | 0.06 | 0.56 | |||||||
| 1 | 62.5 | 62.5 | 125 | 50 | 50 | 0.5 | 0.13 | 0.63 | |||||||
| 2 | 62.5 | 125 | 187.5 | 33.33 | 66.67 | 0.5 | 0.25 | 0.75 | |||||||
| 16 | 15.60 | 250 | 265.6 | 5.87 | 94.13 | 0.13 | 0.50 | 0.62 | |||||||
| 8 | 31.25 | 250 | 281.25 | 11.11 | 88.89 | 0.25 | 0.50 | 0.75 | |||||||
| 16 | 15.63 | 250 | 265.63 | 5.88 | 94.12 | 0.125 | 0.50 | 0.63 | |||||||
(상기 표 1에서, QA는 혼합물 중 과요오드산이수화물(HIO4·2H2O)의 MAPC 값이고, QB는 혼합물 중 NaBrO3의 MAPC 값이다.)
상기 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 과요오드산이수화물(HIO4·2H2O)과 NaBrO3를 혼합하여 사용하면, 이들을 단독으로 사용하는 경우보다 적은 양을 사용하여도 단독으로 사용한 경우와 비교하여 동등하거나, 우월한 효과를 나타내므로(1일 이상 침전 형성을 억제) 상승효과가 있음을 알 수 있다. 또한, 침전 형성을 억제하기 위한 과요오드산이수화물과 NaBrO3의 혼합비는 약 1:2∼16:1(SI값: 0.56 ~ 0.75)인 것이 바람직함을 알 수 있다.
[실시예 2]
침전 형성 방지제로서 NaNO2와 질산구리(Cupric Nitrate)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 다양한 용액을 제조하고 미세한 불순물의 형성여부를 관찰하였다.
관찰 결과, NaNO2가 단독으로 사용된 경우, 1일을 초과하여도 침전을 발생시키지 않는 NaNO2의 최소 침전방지 억제농도(Qa(NaNO2))는 4000ppm이었으며, 질산구리가 단독으로 사용된 경우, 1일을 초과하여도 침전을 발생시키지 않는 질산구리의 최소 침전방지 억제농도(Qb(질산구리))는 1.6ppm이었다. 또한 1일 이상 침전을 발생시키지 않은 NaNO2와 질산구리의 혼합용액의 농도 및 상기 혼합용액의 SI값을 계산하여 하기 표 3에 나타내었다.
| NaNO2: 질산구리 | QA | QB | QA+QB | %QA | %QB | QA/Qa | QB/Qb | SI |
| 0.0004 | 1000 | 0.4 | 1000.4 | 99.96 | 0.040 | 0.25 | 0.25 | 0.50 |
| 0.0008 | 1000 | 0.8 | 1000.8 | 99.92 | 0.080 | 0.25 | 0.50 | 0.75 |
| 0.0002 | 2000 | 0.4 | 2000.4 | 99.98 | 0.020 | 0.50 | 0.25 | 0.75 |
(상기 표 1에서, QA는 혼합물 중 NaNO2의 MAPC 값이고, QB는 혼합물 중 질산 구리의 MAPC 값이다.)
상기 표 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, NaNO2와 질산구리를 혼합하여 사용하면, 이들을 단독으로 사용하는 경우보다 적은 양을 사용하여도 단독으로 사용한 경우와 비교하여 동등하거나, 우월한 효과를 나타내므로(1일 이상 침전 형성을 억제) 상승효과가 있음을 알 수 있다. 또한, 침전 형성을 억제하기 위한 NaNO2와 질산구리의 혼합비는 약 1:0.0002∼1:0.0008 (SI값: 0.50 ~ 0.75)인 것이 바람직함을 알 수 있다.
[실시예 3]
침전 형성 방지제로서 H2O2와 질산구리(Cupric Nitrate)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 다양한 용액을 제조하고 미세한 불순물의 형성여부를 관찰하였다.
관찰 결과, H2O2가 단독으로 사용된 경우, 1일을 초과하여도 침전을 발생시키지 않는 H2O2의 최소 침전방지 억제농도(Qa(H2O2))는 500ppm이었으며, 질산구리가 단독으로 사용된 경우, 1일을 초과하여도 침전을 발생시키지 않는 질산구리의 최소 침전방지 억제농도(Qb(질산구리))는 1.6ppm이었다. 또한 1일 이상 침전을 발생시키지 않은 H2O2과 질산구리의 혼합용액의 농도 및 상기 혼합용액의 SI값을 계산하여 하기 표 4에 나타내었다.
| H2O2: 질산구리 | QA | QB | QA+QB | %QA | %QB | QA/Qa | QB/Qb | SI |
| 0.0016 | 250 | 0.4 | 250.4 | 99.84 | 0.16 | 0.50 | 0.25 | 0.50 |
| 0.0032 | 250 | 0.8 | 250.8 | 99.68 | 0.32 | 0.50 | 0.50 | 1.00 |
(상기 표 1에서, QA는 혼합물 중 H2O2의 MAPC 값이고, QB는 혼합물 중 질산구리의 MAPC 값이다.)
상기 표 4로부터 알 수 있는 바와 같이, H2O2와 질산구리를 혼합하여 사용하면, 이들을 단독으로 사용하는 경우보다 적은 양을 사용하여도 단독으로 사용한 경우와 비교하여 동등하거나, 우월한 효과를 나타내므로(1일 이상 침전 형성을 억제) 상승효과가 있음을 알 수 있다. 또한, 침전 형성을 억제하기 위한 H2O2와 질산구리의 혼합비는 약 1:0.0016∼1:0.0032 (SI값: 0.50 ~ 1.00이하)인 것이 바람직함을 알 수 있다.
[실시예 4]
5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온과 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온이 약 3:1의 비율로 혼합되어 있는 14중량%의 3-이소티아졸론 용액에 침전 형성 방지제로 서 NaBrO3와 과요오드산이수화물(Periodic acid dihydrate: HIO4·2H2O)을 단독 또는 적정 비율로 혼합하여 첨가함으로서 다양한 농도의 용액을 제조한 다음, 각 농도별 용액을 수돗물로 희석하여 30% 수용액으로 제조하고, 55℃에서 보관하면서, 혼탁도를 관찰하여 미세한 불순물의 형성 시간을 측정하였으며, 그 결과를 표 5에 나타내었다. 표 5에서 각 칸의 상단은 과요오드산이수화물(HIO4·2H2O)의 농도(ppm)를 나타내고, 각 칸의 하단은 NaBrO3의 농도(ppm)를 나타내며, 각 칸의 중앙은 부유물의 생성기간(시간)을 나타낸다.
[비교예 1]
3-이소티아졸론의 침전형성 방지효과를 실험하기 위하여 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온과 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온이 약 3:1의 비율로 혼합되어있는 14중량%의 3-이소티아졸론 용액을 수돗물로 희석하여 30% 수용액으로 하여 55℃에 보관하면서 혼탁도를 관찰하였으며, 그 결과는 표 5에 함께 나타내었다.
| 0 | 15.6 | 31.25 | 62.5 | 125 | 250 | ||||||
| 18시간 미만 | 18시간 | 18시간 | 24 시간 | 3일 이상 | 3일 이상 | ||||||
| 0 | |||||||||||
| 0 | 7.8 | 15.6 | 31.25 | 62.5 | 125 | ||||||
| 18시간 | 18시간 | 18시간 | 24시간 | 3일 이상 | 3일 이상 | ||||||
| 62.5 | 31.25 | 31.25 | 31.25 | 31.25 | 31.25 | ||||||
| 0 | 7.8 | 15.6 | 31.25 | 62.5 | 125 | ||||||
| 18시간 | 18시간 | 18시간 | 24시간 | 3일 이상 | 3일 이상 | ||||||
| 125 | 62.5 | 62.5 | 62.5 | 62.5 | 62.5 | ||||||
| 0 | 7.8 | 15.6 | 31.25 | 62.5 | 125 | ||||||
| 24시간 | 24시간 | 24시간 | 24시간 | 3일 이상 | 3일 이상 | ||||||
| 250 | 125 | 125 | 125 | 125 | 125 | ||||||
| 0 | 7.8 | 15.6 | 31.25 | 62.5 | 125 | ||||||
| 2일 이상 | 2일 이상 | 2일 이상 | 2일 이상 | 3일 이상 | 3일 이상 | ||||||
| 500 | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 | ||||||
| 0 | 7.8 | 15.6 | 31.25 | 62.5 | 125 | ||||||
| 3일 이상 | 3일 이상 | 3일 이상 | 3일 이상 | 3일 이상 | 3일 이상 | ||||||
| 1000 | 500 | 500 | 500 | 500 | 500 | ||||||
상기 표 5로부터, 침전 형성 방지제로서 NaBrO3와 과요오드산이수화물 (Periodic acid dihydrate: HIO4·2H2O)을 단독 또는 적정 비율로 혼합하여 사용하면 침전 형성 방지효과가 있으며, 혼합사용의 경우에는 혼합에 의한 상승효과가 발생함을 알 수 있다.
[실시예 5]
침전 형성 방지제로서 NaNO2와 질산구리(Cupric Nitrate)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 다양한 용액을 제조하고, 혼탁도를 관찰하여 미세한 불순물의 형성 시간을 측정하였으며, 그 결과를 표 6에 나타내었다. 표 6에서 각 칸의 상단은 NaNO2의 농도(ppm)를 나타내고, 각 칸의 하단은 질산구리의 농도(ppm)를 나타내며, 각 칸의 중앙은 부유물의 생성기간(시간)을 나타낸다.
| 0 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 |
| 18시간 미만 | 18시간 | 18시간 | 18시간 | 18시간 | 18시간 | 36시간 |
| 0 | ||||||
| 0 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 |
| 18시간 | 18시간 | 18시간 | 18시간 | 36시간 | 60시간 | 14일 |
| 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| 0 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 |
| 18시간 | 18시간 | 18시간 | 18시간 | 36시간 | 60시간 | 14일 |
| 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 |
| 0 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 |
| 36시간 | 36시간 | 36시간 | 36시간 | 36시간 | 11일 | 14일 이상 |
| 1.6 | 1.6 | 1.6 | 1.6 | 1.6 | 1.6 | 1.6 |
| 0 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 |
| 36시간 | 36시간 | 36시간 | 36시간 | 36시간 | 14일 이상 | 14일 이상 |
| 3.2 | 3.2 | 3.2 | 3.2 | 3.2 | 3.2 | 3.2 |
상기 표 6으로부터, 침전 형성 방지제로서 NaNO2와 질산구리(Cupric Nitrate)를 단독 또는 적정 비율로 혼합하여 사용하면 침전 형성 방지효과가 있으며, 혼합사용의 경우에는 혼합에 의한 상승효과가 발생함을 알 수 있다.
[실시예 6]
침전 형성 방지제로서 H2O2와 질산구리(Cupric Nitrate)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 다양한 용액을 제조하고, 혼탁도를 관찰하여 미세한 불순물의 형성 시간을 측정하였으며, 그 결과를 표 7에 나타내었다. 표 7에서 각 칸의 상단은 H2NO2의 농도(ppm)를 나타내고, 각 칸의 하단은 질산구리의 농도(ppm)를 나타내며, 각 칸의 중앙은 부유물의 생성기간(시간)을 나타낸다.
| 0 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 |
| 18시간 미만 | 18시간 | 18시간 | 36시간 | 36시간 | 36시간 | 3일 |
| 0 | ||||||
| 0 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 |
| 18시간 | 18시간 | 36시간 | 36시간 | 36시간 | 36시간 | 3일 |
| 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| 0 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 |
| 18시간 | 18시간 | 36시간 | 36시간 | 36시간 | 36시간 | 3일 |
| 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 |
| 0 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 |
| 36시간 | 36시간 | 36시간 | 36시간 | 36시간 | 36시간 | 3일 |
| 1.6 | 1.6 | 1.6 | 1.6 | 1.6 | 1.6 | 1.6 |
| 0 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 |
| 36시간 | 36시간 | 36시간 | 36시간 | 36시간 | 36시간 | 3일 |
| 3.2 | 3.2 | 3.2 | 3.2 | 3.2 | 3.2 | 3.2 |
상기 표 7로부터, 침전 형성 방지제로서 H2O2와 질산구리(Cupric Nitrate)를 단독 또는 적정 비율로 혼합하여 사용하면 침전 형성 방지효과가 있으며, 혼합사용의 경우에는 혼합에 의한 상승효과가 발생함을 알 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 3-이소티아졸론 용액에 과요오드산이수화물, 금속브롬산염, 시클로덱스트린, 아질산염, 또는 H2O2를 단독 또는 상승효과를 나타내는 적정비율로 섞어 첨가함으로서, 간편하고 경제적인 방법으로 3-이소티아졸론 용액의 제조공정에서 생성된 부산물 및 보관 중에 발생하는 화합물에 기인한 침전의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.
Claims (8)
- (a) 0.1 내지 20 중량%의 화학식 1로 표시되는 3-이소티아졸론 화합물, (b) 0.0001 내지 0.1중량%의 구리염, (c) 0.0001 내지 0.5중량%의 아질산염 및 0.0001 내지 1 중량%의 H2O2로 이루어지는 군중에서 선택되는 하나 이상의 침전 형성 방지용 첨가제, 및 (d) 나머지 용매를 포함하는 3-이소티아졸론 조성물.[화학식 1]
(상기 식에서, R1 및 R2는 각각 서로 같거나, 다른 것으로서 수소원자, 할로겐원자 또는 C1~C4의 알킬기이거나, R1 및 R2가 고리화된 아릴기이고, R3는 수소원자, C1~C18의 알킬기, C2~C18의 알케닐기, C2~C18의 알키닐기, 3~8각 링을 가지고 있는 C3~C12의 시클로알킬기, C10~C24의 아랄킬기 또는 C10~C24의 아릴기이다.) - 삭제
- 제1항에 있어서, 0.1 내지 25중량%의 금속질산염을 더욱 포함하는 3-이소티아졸론 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 3-이소티아졸론 화합물은 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온과 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온이 1:20 내지 20:1의 중량 비율로 혼합되어있는 것인 3-이소티아졸론 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 아질산염은 Ca(NO2)2, KNO2 및 NaNO2로 이루어진 군중에서 선택되는 하나 이상의 화합물인 것인 3-이소티아졸론 조성물.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 첨가제는 아질산염과 질산구리가 1:0.00002 내지 1: 0.008의 중량비로 혼합되어 있는 것인 3-이소티아졸론 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 첨가제는 H2O2와 질산구리가 1:0.0001 내지 1:0.03의 중량비로 혼합되어 있는 것인 3-이소티아졸론 조성물.
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