KR20070027730A - 다중사차 유기규소 화합물을 포함하는 조성물 - Google Patents

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와커 헤미 아게
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Abstract

본 발명은 식 -[R2(SiR2O)b-SiR2-R2-N+R1 2]n-·n　X-(I)의 적어도 하나의 단위를 갖는 유기규소 화합물(A)(상기 식의 나머지 부분 및 지수는 청구항 제1항에 나타나 있음), 물(B1), 화합물(A)와는 다른 유기규소(B2) 또는 전기 쌍극자 모멘트 > 1 Debey(20℃)인 극성 유기용매(B3)로 표현되는 군에서 선택된 적어도 하나의 형태의 용매(B), 선택적으로 계면 활성제(C) 및 선택적으로 다른 물질(D)을 포함하는 조성물에 관한 것이다. 항균 가공을 위한 본 발명의 조성물의 제조 및 그의 용도 또한 개시되어 있다.
항균 가공, 유기규소, 용매, 계면 활성제

Description

다중사차 유기규소 화합물을 포함하는 조성물{POLYQUATERNARY ORGANOSILICON COMPOUNDS-CONTAINING COMPOSITION}
본 발명은 다중사차 유기규소 화합물을 포함하는 조성물, 이들의 제법 및 표면의 항균 가공을 위한 이들의 용도에 관한 것이다.
산업의 다양화로 표면 및 물건에 대한 내구성 있는 항균 가공(antimicrobial finish)이 상당한 필요성을 갖게 되었다. 현재까지는 유기 또는 무기 화학물질, 이들의 용액 또는 혼합물이 이러한 목적을 위해 바람직하게 이용되어 왔다. 살균제로써 작용할 때 이들은 실제로 다소 항균작용을 나타내지만 이들의 효과는 종종 매우 불특정적으로 나타났고 내구성을 지니지는 않았다. 또한 사용된 물질의 대부분은 순수한 형태 자체가 종종 독성이거나, 또는 수명 주기 동안 일반적으로 안전하지 않다고 생각되는 분해 생성물을 형성한다.
현재까지 사용된 살생물제의 더욱 근본적인 문제는 이들이 효과를 나타내기 위해서는 물에 대한 일정한 용해성을 지녀야만 한다는 것이며, 이것이 살생물 가공이 종종 매우 제한된 기간에 대해서만 효과를 나타내는 이유이다. 그러나 이는 이들이 일단 도포되면 활성 성분이 대개 그들이 도포된 부위에 남아 있는 것이 아니라 시간이 지나면 그 주위로 어느 정도 손을 쓸 수 없을 정도로 새어 나와버리는 경향이 있고 아마도 그 자리에 축적되어 이는 오랜 기간 동안 문제를 일으킨다는 것 또한 의미한다. 따라서 최근에는 고분자 매트릭스 내에 항균 활성기를 단단히 고정시키려는 시도가 제안되고 있다. 이러한 항균 활성 고분자 및 이들의 조제물은 이동능력이 매우 감소된 활성 성분에 의해 연속적으로 환경 친화적일 뿐 아니라 이상적으로는 고등 유기체에서도 비독성이고 또한 지속적인 내구성을 나타내야만 한다.
4차 질소 부위를 지닌 트리알콕시실란 화합물 제형의 훌륭한 항균 효능은 1970년대 초반부터 알려져 왔고 문헌에도 잘 나타나 있다. 널리 사용되었던 이러한 종류의 화합물의 큰 약점은 그들의 이온 특성 때문에 고체라는 점이다. 그러나 고체를 취급하고 계량하는 것은 일반적으로 액체의 경우보다 더 큰 비용이 들고 불편하여 대부분의 이용자들은 용액 또는 액상 조제물의 도포를 선호하였다. 그러나 사용된 많은 용매들, 예를 들면 단사슬 알코올, 다양한 글리콜 에테르, 에틸 아세테이트, 메틸 에틸 케톤 또는 THF 및 톨루엔과 같은 약한 극성 하이드로카본은 높은 증기압을 가지고 있으며 또한 낮은 끓는점과 인화점을 가지고 있어 이는 설비공정에 있어서 상당한 안전 공학적 문제뿐만 아니라 더 이상 수용이 불가능할 정도로 건강 및 환경에 영향을 주게 된다. 대안으로 과거에 수계 도포가 제안되었었다. 그러나 이러한 연구는 트리알콕시실란기가 수용성 매체에서 가수분해되고 축합되기 쉬운 트리하이드록시실릴기로써 그 내부에 본질적으로 존재한다는 것을 보여주었다(미국특허등록공보 제6,469,120호). 따라서 4차 질소 부위를 지닌 트리알콕시실란의 수용액은 안정화에 조심성, 고비용 및 불편함이 따르고 많이 희석된 상태에서 만 장기간 저장 안정성을 나타내며, 또한 좁은 pH 범위 내에서만 이용될 수 있다. 또한 항균 특성과는 별개로 이들은 더 이상의 실리콘의 전형적인 이점이 없는 가공된 물질을 제공한다.
4차 질소기를 지닌 오르가노폴리실록산은 문헌에서 알려져 있다. 이들의 조제물은 예를 들면 섬유 보조제(WO 03/066708 A1), 화장용 조성물의 구성요소(WO 01/41719 A1, WO 41720 A1, WO 41721 A1), 세탁물 세제 제형의 원료(EP 1199350 B1) 및 가정용 세제(EP 1133545 B1)로써 널리 사용되었다. 쿼트기(quat group)를 포함하는 폴리실록산과 이러한 폴리실록산 제형의 어떠한 항균 활성도 현재까지는 널리 보고되지 않았고, 이 자료에 대해 예의 검토한 결과 모든 경우에서 이른바 살균 특성은 극도로 적은 수의 박테리아에 대한 항균 활성으로부터만 유래되었다는 것을 밝혀내었다. 따라서 예를 들면 진균, 박테리아, 효모 및 조류를 포함하는 다양한 여러 미생물에 대해 광범위하게 진정한 항균 효과를 나타내는 쿼트를 포함하는 폴리실록산의 제형이 바람직하다.
3-(트리알킬암모니움프로필)(3-(trialkylammoniumpropyl)) 측기를 지닌 양친매성 실록산 블록 및 랜덤 실록산 공중합체는 비교연구인 Sauvet et al. in J. Polym . Science , Part 　A: Polymer Chemistry , 2003, 41, 2939-2948에 개시되어 있다. 이 고분자는 분자 전체에 걸쳐 4차 질소 부위의 분포와 명백히 무관하게 대장균(E.　 coli) 및 포도상구균(S.　 aureus)에 대해 훌륭한 살균 특성을 나타낸다. 그러나 다른 박테리아주 또는 진균, 효모 및 조류에 대해서는 어떠한 작용도 언급되어 있지 않다.
이러한 상황은 J. Appl . Polym . Science 2000, 75, 1005-1012 (Sauvet et al.)에 나타난 3-(N-옥틸디메틸암모늄)프로필 측기를 지닌 폴리디메틸실록산에 대해서도 마찬가지이다. 이 문헌에서도 역시 그 효과는 오직 선택된 일부 균주(strain)(대장균, 에로모나스 하이드로필리아(A.　 hydrophila), 녹농균(P.　 aeruginosa))에 대한 항균 활성으로만 제한되어 있다. 또한 이전에 발표되 논문에서 그 초점은 오직 개시된 화합물 또는 이들의 제형으로 얻을 수 있는 실리콘의 전형적인 어떠한 유용한 효과도 없이 고분자의 항균 특성에만 맞춰져서 논의되었었다.
미국특허등록공보 제6,384,254호에는 섬유 또는 섬유 제품을 항균 가공하기 위한 4차 질소기를 포함하는 폴리실록산 및 이의 제형이 개시되어 있다. 상기 특허에 개시된 조성물은 항균 특성뿐만 아니라 실리콘의 전형적인 연성을 지니는 섬유 및 직물을 제공한다. 또한 가공은 몇 번을 세탁하여도 일정한 정도의 내구성을 유지한다. 더욱이 항균 활성의 연구는 단독 박테리아 균주로써 황색포도상구균에만 제한되어 있었다.
앞서 설명된 모든 항균 오르가노폴리실록산은 또한 오직 곁가지 쿼트기만을 지닌 오르가노폴리실록산이다. 그러나 기술 분야의 당업자에게는 4차 암모늄 측기를 지닌 오르가노폴리실록산은 높은 독성 잠재력을 보유할 수 있다고 알려져 있다. 이전의 연구들은 특히 두 개의 쿼트 단위 사이의 거리가 이러한 시스템의 높은 독성에 영향을 준다는 것을 보여준다. 앞서 언급한 4차 암모늄기를 지닌 항균 활성 오르가노폴리실록산에 있어서도, 유사한 독성 위험 특성 프로파일은, 특히 이들의 합성이 언제라도 곁가지 쿼트기가 바람직하지 않은 공간을 차지하게 될 수도 있는 통계 축합(statistical condensation) 및 평형반응을 통해 발생하기 때문에 완전하게 배제될 수 없다. 또한 기술분야의 당업자들이 알고 있는 바와 같이, 일반적으로 독성학자들이 안전한 것으로 생각하는 작용은 두 개의 쿼트기 사이의 한정된 일정한 거리 때문에 최종분석에서 α,ω-말단 시스템의 경우에만 보증될 수 있다.
본 발명은 하기 (A) 내지 (D)를 포함하는 조성물을 제공한다.
(A) 하기 화학식 I의 적어도 하나의 단위를 지닌 유기규소 화합물:
-[R2(SiR2O)b-SiR2-R2-N+R1 2]n-·n　X-
상기 식에서,
R은 경우에 따라 동일하거나 다르고 1가이며 선택적으로 치환된, 산소 원자가 개재될 수 있는 C1∼C18의 하이드로카르빌(hydrocarbyl) 라디칼이고,
R1은 경우에 따라 동일하거나 다르고 1가이며 선택적으로 치환된 C1∼C18의 하이드로카르빌 라디칼, 또는 브리징(bridging) 알킬렌 라디칼의 일부일 수 있고,
R2는 적어도 2개의 탄소 원자를 지니고 적어도 하나의 하이드록실기를 포함하고 및/또는 하나 또는 그 이상의 산소 원자가 개재되어 있고 및/또는 산소에 의해 규소에 부착되는 2가 하이드로카르빌라디칼이고,
X-는 유기 또는 무기 음이온이고,
b는 1 이상의 정수이고,
n은 1 이상의 정수.
(B)
(B1) 물,
(B2) 성분(A)가 아닌 오르가노실록산, 또는
(B3) 전기 쌍극자 모멘트 > 1 debye(20℃)인 극성 유기용매로부터 선택된 적어도 하나의 용매
(C) 선택적으로, 표면 활성제 및
(D) 선택적으로, 추가 물질.
유기규소 화합물(A)의 본질에 따라 본 발명의 조성물은 용액 또는 마이크로에멀젼(microemulsion) 또는 마크로에멀젼(macroemulsion)과 같은 분산액의 형태로 나타날 수 있다.
본 발명의 조성물은 본 발명의 조성물의 총 중량에 기초하여 바람직하게는 10-5∼99 중량%, 더욱 바람직하게는 0.01∼90 중량%, 더 더욱 바람직하게는 0.01∼50 중량%의 범위로 유기규소 화합물(A)를 포함한다.
본 발명에 따라 사용되는 유기규소 화합물(A)는 화학식(I)의 적어도 하나의 단위를 지닌 임의의 원하는 유기규소 화합물일 수 있고, 이 경우 이 화합물은 순수한 실록산 즉, ≡Si-O-Si≡ 구조뿐만 아니라 실카반(silcarbane) 즉, ≡Si-R'-Si≡ 구조 또는 유기규소기를 포함하는 임의의 원하는 공중합체일 수도 있으며, 여기에서 R'은 2가이며 선택적으로 치환되고 및/또는 헤테로 원자(heteroatom)가 개재된 하이드로카르빌 라디칼이다.
R 라디칼의 예는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, 1-n-부틸, 2-n-부틸, 이소부틸, t-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, t-펜틸과 같은 알킬 라디칼; n-헥실과 같은 헥실 라디칼, n-헵틸과 같은 헵틸 라디칼; n-옥틸과 같은 옥틸 라디칼 및 2,2,4-트리메틸펜틸과 같은 이소옥틸 라디칼; n-노닐과 같은 노닐 라디칼; n-데실과 같은 데실 라디칼; n-도데실과 같은 도데실 라디칼; n-옥타데실과 같은 옥타데실 라디칼; 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸 및 메틸사이클로헥실과 같은 사이클로알킬 라디칼; 비닐, 1-프로페닐 및 2-프로페닐과 같은 알케닐 라디칼; 페닐, 나프틸, 안트릴 및 페난트릴과 같은 아릴 라디칼; o-, m-, p-톨릴 라디칼과 같은 알카릴 라디칼; 자일릴 라디칼 및 에틸페닐 라디칼; 및 벤질, α-페닐에틸 및 β-페닐에틸과 같은 아랄킬 라디칼을 들 수 있다.
치환된 R 라디칼의 예는 메톡시에틸, 에톡시에틸 및 (2-에톡시)에톡시에틸을 들 수 있다.
바람직하게는 R은 할로겐 원자, 아미노기, 에테르기, 에스테르기, 에폭시기, 머캅토기, 시아노기 또는 (폴리)글리콜 라디칼(후자는 옥시에틸렌 및/또는 옥시프로필렌 단위로부터 구성됨)로 선택적으로 치환되는 C1∼C12의 하이드로카르빌 라디칼, 더욱 바람직하게는 C1∼C6의 알킬 라디칼; 특히 바람직하게는 메틸을 포함한다.
R1 라디칼의 예는 R이 나타내는 예를 포함한다.
바람직하게는 R1은 C1∼C18의 하이드로카르빌 라디칼을 포함하고, 더욱 바람직하게는 C1∼C8의 알킬 라디칼 및 벤질 라디칼을 포함한다. 그러나 R1은 이들로부터 유래되는 2가 라디칼일 수도 있기 때문에 예를 들면 두 개의 R1 라디칼은 질소 원자와 결합하여 고리를 형성한다. R1 라디칼이 치환된 하이드로카르빌 라디칼을 포함하는 경우 하이드록실기는 치환체로써 바람직하다.
X- 음이온의 예는 카르복실레이트 이온, 에놀레이트 이온 및 설포네이트 이온과 같은 유기 음이온, 할라이드 이온(예를 들면 플루오라이드 이온, 클로라이드 이온, 브로마이드 이온 및 요오다이드 이온) 및 황산 이온과 같은 무기 음이온을 들 수 있다.
X- 음이온은 바람직하게는 카르복실레이트 이온 및 할라이드 이온을 포함하고, 더욱 바람직하게는 클로라이드 이온 및 아세테이트 이온을 포함한다.
R2의 예는 하이드록실기로 치환되거나 및/또는 하나 또는 그 이상의 산소 원자가 개재되거나 및/또는 산소를 통해 규소에 부착된 2가, 직선형, 환형 또는 분지쇄형, 포화 또는 불포화된 하이드로카르빌 라디칼을 들 수 있으며, 그 라디칼의 예로는
Figure 112007006669570-PCT00001
-(CH2)2O-, -(CH2)3O-, -(CH2)3OCH2-, -(CH2)3OCH2-CH(OH)-CH2- 및 -(CH2)3OCH2-CH[-CH2(OH)]-을 들 수 있고, 상기 식에서 Me는 메틸이다.
바람직하게는 R2 는 -(CH2)3OCH2-, -(CH2)3OCH2-CH(OH)-CH2- 및 -(CH2)3OCH2-CH[-CH2(OH)]-를 포함한다.
바람직하게는 b는 1∼5000의 정수이고, 더욱 바람직하게는 2∼500의 정수이다.
바람직하게는 n은 1∼100의 정수이고, 더욱 바람직하게는 1∼75의 정수이며, 특히 바람직하게는 2∼50의 정수이다.
바람직하게는 본 발명에 따라 사용되는 유기규소 화합물(A)는 하기 화학식 II로 표현된다.
D1 a-[R2(SiR2O)b-SiR2-R2-N+R1 2]n-D2 a·nX-
상기 식에서,
D1은 경우에 따라 같거나 다를 수 있고, 수소 원자, 하이드록실 라디칼, 할라이드 라디칼, 에폭시 작용성 라디칼, -NR* 2 라디칼 또는 1가 유기 라디칼이며, 상기 R*은 경우에 따라서 같거나 다를 수 있고, 수소 원자 또는 1가이며, 선택적으로 치환된 하이드로카르빌 라디칼이며, -NR* 2 라디칼은 암모늄염으로서 존재할 수 있고,
D2는 하기 화학식 III으로 표현되는 기이고
-R2-(SiR2O)b-SiR2-R2-D1 및
a는 0 또는 1이고,
R, R1, R2, X-, b 및 n 은 각각 상기에 정의된 바와 같다.
유기 라디칼 D1의 예는 알킬 라디칼 및 알콕시 라디칼, 할라이드 라디칼의 예는 -Cl 및 -Br이고 에폭시 작용성 라디칼의 예는
Figure 112007006669570-PCT00002
, 아민과 같은 질소 유기 라디칼, 설포네이트 라디칼과 같은 황 함유 유기 라디칼 및 카르복실레이트 및 할로겐화된 하이드로카르빌 라디칼과 같은 탄소 위에 첨가된 유기 또는 무기 음이온을 들 수 있다. -NR* 2 라디칼의 예는 -N(CH3)2이다.
D1은 바람직하게는 수소, 하이드록실, 할라이드, 알킬, 알콕시, 에폭시 작용성 라디칼, 카르복실레이트, 에놀레이트 또는 -NR* 2 라디칼을 포함하고 R*는 상기 정의된 바와 같으며, 더욱 바람직하게는 D1은 수소, 하이드록실, 알콕시, 할라이드,
Figure 112007006669570-PCT00003
라디칼, 아세테이트 또는 프로피오네이트(propionate) 라디칼 및 -NR* 2 라디칼을 포함한다.
R*의 예로는 수소 원자 및 R에 대해 상기에 상세히 나타난 예들을 들 수 있다.
R*는 바람직하게는 수소 또는 C1∼C18을 지닌 하이드로카르빌 라디칼, 더욱 바람직하게는 C1∼C8을 지닌 알킬 라디칼, 특히 바람직하게는 메틸 및 벤질이다. 그러나 R*는 이들로부터 유래된 2가 라디칼일 수도 있으므로 예를 들면 두 개의 R* 라디칼은 질소 원자에 결합하여 고리를 형성한다. R*이 치환된 하이드로카르빌 라디칼을 포함하는 경우에는 하이드록실기가 치환체로써 바람직하다.
본 발명에 따라 사용되는 화학식(II)의 유기규소 화합물(A)은 a=0일 때 환형 화합물을 포함할 수 있고, 각각 a=1일 때 선형 화합물을 포함할 수 있다.
바람직하게는 a는 1이다.
본 발명에 따라 사용되는 유기규소 화합물(A)는 더욱 바람직하게는 화학식(II)의 선형 고분자를 포함하고, 이때 a는 1, R2는 -(CH2)3OCH2-, -(CH2)3OCH2-CH(OH)-CH2- 또는 -(CH2)3OCH2-CH[-CH2(OH)]-이고 D1은 -Cl, -N(CH3)2, -N[(CH3)2H]+Cl- 또는
Figure 112007006669570-PCT00004
이다.
본 발명에 따라 사용되는 유기규소 화합물(A)의 예는
Figure 112007006669570-PCT00005
Figure 112007006669570-PCT00006
를 들 수 있고, 이때 사이클로헥실 라디칼 상의 -Cl 및 -N(CH3)2 치환체는 -CH2CH2- 기에 대한 4번 위치뿐만 아니라 3번 위치도 독립적으로 차지할 수 있고, n' 및 b'로 나타나는 값들을 매우 넓은 몰질량 분포를 지닌 고분자 화합물의 범위로 이해하며, 미국특허등록 제6,730,766호의 컬럼 3의 58번째 줄∼컬럼 4의 36번째 줄에 나타난 예들도 본 발명의 개시물의 일부로써 포함되어야 한다.
본 발명에 따라 사용되는 유기규소 화합물(A)는 모두 25℃에서 바람직하게는 103∼108　mPas, 더욱 바람직하게는 104∼5×107　mPas의 점도를 갖는다.
본 발명에 따라 사용되는 유기규소 화합물(A)은 상업적으로 입수가능한 제품이거나 및/또는 알려진 공정에 의해 얻을 수 있는 것으로, 예를 들면 상응하는 에 폭시 작용성 실란 및/또는 실록산을 디메틸암모늄 클로라이드와 같은 디알킬암모늄염과 반응시키거나 상응하는 아미노 화합물을 알킬 할라이드와 반응시켜 얻을 수 있다.
본 명세서에서 사용된 “용매”라는 용어는 모든 성분이 그 속에서 용해되어야 한다는 것을 의미하는 것으로 이해되지 않는다.
본 발명에 따라 사용된 용매(B)는 물(B1) 또는 전기 쌍극자 모멘트 > 1 debye(20℃)인 극성 유기 용매(B3)를 포함하는 것이 바람직하고, 물, 1가 알코올 또는 다가 알코올을 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
원하는 임의의 물을 용매(B1)로써 사용할 수 있고, 이 경우 용매(B1)는 물 속에서 자연적으로 발생하는 물질, 예를 들면 미네랄, 박테리아, 미량원소, 용존 가스, 부유 물질 등의 추가 물질을 포함할 수 있고, 또는 일반적으로 물의 도포를 위해 또는 특정한 효과를 얻기 위해 추가 물질을 첨가할 수 있다.
용매(B1)의 예로는 빗물, 지하수, 샘물, 강물 및 바닷물과 같은 천연수, 완전한 탈이온수, 증류수 또는 (여러 번)재증류된 물과 같은 화학적 물, 정제수(Aqua purificata; Phar. Eur. 3), 아쿠아 데이오니사타(Aqua deionisata), 아쿠아 데스틸라타(Aqua destillata), 아쿠아 비데스틸라타(Aqua bidestillata), 아쿠아 아드 인젝티오남(Aqua ad injectionam) 또는 아쿠아 콘세르바타(Aqua conservata)와 같은 의약 또는 약학적 용도용 물, German Drinking Water Regulation에 부합하는 음용수 및 광천수를 들 수 있다.
용매(B1)는 German Drinking Water Regulation에 부합하는 음용수, 완전한 탈이온수, 증류수 및 정제수(Aqua purificata)를 포함하는 것이 바람직하고, 완전한 탈이온수, 증류수 및 정제수(Aqua purificata)를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
용매(B)로써 유용한 오르가노실록산의 예로는 아미노, 하이드록실, 폴리에테르 또는 카르복실기로 선택적으로 치환되는 알킬 라디칼을 지닌 선형 또는 환형 오르가노폴리실록산을 들 수 있고 그 예는 다음과 같다.
- 3∼8개의 디오르가노실록시 단위로 이루어진 사이클릭 실록산으로, 예를 들면 옥타메틸테트라사이클로실록산,
- 트리메틸실록시-, 알콕시디메틸실록시- 또는 하이드록시디메틸실록시-말단화된, 곁가지 및/또는 말단으로 -CH2-NH2, -(CH2)3-NH2 또는 -(CH2)3-NH-(CH2)2-NH2기를 지닌 아미노 작용성 폴리실록산으로 아민가는 0.5∼11.5이며, 이 아민가는 1g의 물질을 중화시키는데 필요한 1N HCl의 ml의 수이고, 예를 들면 Me3SiO-(SiMe2O)95-{SiMe[(CH2)3-NH-(CH2)2-NH2]O}5-SiMe3,
- 곁가지 및/또는 말단으로 -(CH2)3-OH 또는 -(CH2)2-OH기를 지니고 카르비놀기의 함량이 적어도 3 중량%인 카르비놀 작용성 폴리실록산, 예를 들면 Me3SiO-(SiMe2O)30-{SiMe[(CH2)3-OH]O}30-SiMe3,
- 곁가지 및/또는 말단으로 폴리에테르기를 지니고 폴리에테르의 함량이 적어도 10 중량%인 폴리에테르 작용성 폴리실록산, 예를 들면 Me3SiO-(SiMe2O)70- {SiMe[(CH2)3-O-(C2H4O)25-(C3H6O)25H]O}5-SiMe3
또는
-곁가지 및/또는 말단으로 -(CH2)2-COOH, -(CH2)10-COOH 또는 -(CH2)2-CH(COOH)-CH2-COOH 기를 지니고 카르복실기의 함량이 적어도 3 중량%인 카르복실 작용성 폴리실록산, 예를 들면 Me3SiO-(SiMe2O)30-{SiMe-[(CH2)2-CH(COOH)-CH2-COOH]O}30-SiMe3.
본 명세서에 나타난 “오르가노폴리실록산”이라는 용어는 고분자 및 올리고머 실록산뿐만 아니라 이량체 실록산을 포함할 수도 있다.
본 발명에서 따라 사용된 용매(B)가 오르가노실록산, 3∼8개의 디오르가노실록시 단위로 이루어진 사이클릭 실록산을 포함할 때, 앞에서 언급한 아미노 작용성 폴리실록산, 폴리에테르 작용성 실록산 및 카르복실 작용성 폴리실록산이 바람직하고, 3∼8개의 디오르가노실록시 단위로 이루어진 사이클릭 실록산이 특히 바람직하다.
오르가노실록산(B2)은 20℃ 및 900∼1100 hPa의 압력에서는 부드러운 고체인 실록산 또는 0.5∼10,000,000 mm2/s(25℃)의 점도를 지닌 액체 실록산을 포함하는 것이 바람직하지만, 특히 바람직한 것은 액체 실록산이다.
실록산(B2)이 액체 실록산을 포함할 때 액체 실록산의 점도는 25℃에서 0.5∼100,000 mm2/s가 바람직하고, 0.5∼1,000 mm2/s이 특히 바람직하다.
본 발명에 따라 사용된 극성 유기 용매(B3)의 예를 들면 메탄올, 에탄올, n-프로판올, i-프로판올, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1-부탄올, 2-부탄올, t-부탄올, 1,4-부탄디올, 1-펜탄올, 2-펜탄올, 3-펜탄올, 1,5-펜탄디올, 1-헥산올, 사이클로헥산올, 1-헵탄올, 1-옥탄올, 1-데칸올, 라우릴 알코올, 미리스틸(myristyl) 알코올, 스테아릴 알코올, 벤질 알코올, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 및 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르와 같은 1가 알코올 또는 다가 알코올, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리-THF 및 이들의 공중합체와 같은 지방족 포화 폴리에테르, 지방족 포화 폴리에테르의 모노아실에스테르, 모노메틸 에테르, 모노에틸 에테르 및 모노부틸 에테르, 디에틸 에테르, 메틸 t-부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 테트라하이드로퓨란 또는 디옥산과 같은 선형 또는 환형 에테르, 아세톤 또는 디이소프로필 케톤과 같은 선형 또는 환형 케톤, 포름산, 아세트산 또는 프로피온산과 같은 카르복시산, 메틸 아세테이드, 에틸 아세테이트 또는 부틸 아세테이트와 같은 카르복실산 에스테르, 디메틸 카보네이트 또는 에틸렌 카르보네이트와 같은 선형 또는 환형 카르보네이트, 메틸렌 클로라이드, 클로로포름, 1,2-디클로로-에탄 또는 클로로벤젠과 같은 염소화 탄화수소, 아세토니트릴, 아세트아미드, 디메틸포름아미드, 테트라하이드로-1,3-디메틸-2(1H)-피리미디논(DMPU), 헥사메틸포스포아미드(HMPT), 디메틸 설폭사 이드(DMSO), 설폴란 또는 CO2와 같은 비양성자성 극성 용매 및 1,3-디메틸이미다졸륨 메토설페이트 또는 1-부틸-4-메틸피리디늄 클로라이드와 같은 유기 이온 액체를 들 수 있다.
극성 유기 용매(B3)가 용매(B)로써 사용될 때 본 발명에 따른 제I형 조성물은 성분(B)에 용해된 성분(A)를 포함하는 것이 바람직하다.
물(B1)이 극성 용매(B)로서 사용될 때 본 발명의 제II형 조성물은, 특히 사용된 유기규소 화합물(A)의 특성에 따라, 수용액 또는 수분산액을 포함하는 것이 바람직하다.
극성 오르가노실록산(B2)이 용매(B)로써 사용될 때 본 발명의 제III형 조성물은 용액 또는 분산액을 포함하는 것이 바람직하며, 분산액의 경우에는 실록산(B2)이 연속상을 구성하는 것이 바람직하다.
비극성 오르가노실록산(B2)이 용매(B)로써 사용될 때 본 발명의 제Ⅳ형 조성물은 분산액을 포함하는 것이 바람직하며, 분산액의 경우에는 실록산(B2)이 연속상을 구성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물은 본 발명의 조성물의 총 중량에 기초하여 바람직하게는 1∼99 중량%, 더욱 바람직하게는 10∼90 중량%의 용매(B)를 포함한다.
본 발명에 따라 선택적으로 사용된 표면 활성제(C)의 예로는 임의의 원하는 표면 활성제, 예를 들면 분산액을 제조하기 위해 이전에 사용되던 유화제를 포함한다. 성분(C)는 여기에서 순수한 형태로 사용될 수도 있고, 물 또는 용매 내의 1종 이상의 성분(C)의 용액으로서도 이용될 수 있다.
적당한 비이온성 유화제(C)의 예로는 C10∼C22를 지닌 지방산의 솔비탄 에스테르, C10∼C22를 지니고 최대 35 중량%의 에틸렌 옥사이드 함량을 지닌 지방산의 폴리옥시에틸렌 솔비탄 에스테르를 들 수 있으며, 예를 들면 솔비탄 모노라우레이트의 에틸렌 옥사이드 축합체, 솔비탄 모노미리스테이트의 에틸렌 옥사이드 축합체, 솔비탄 모노스테아레이트의 에틸렌 옥사이드 축합체, 솔비탄 트리스테아레이트의 에틸렌 옥사이드 축합체 또는 솔리탄 트리올레이트의 에틸렌 옥사이드 축합체고, 방향족 부분에 C6∼C20을 지니고 최대 95 중량%의 에틸렌 옥사이드 함량을 지닌 페놀의 폴리옥시에틸렌 유도체를 들 수 있으며, 예를 들면 도데실페놀의 에틸렌 옥사이드 축합체, 미리스틸페놀의 에틸렌 옥사이드 축합체, 옥틸페놀의 에틸렌 옥사이드 축합체 또는 스테아릴페놀의 에틸렌 옥사이드 축합체이고, C8∼C22를 지니고 최대 95 중량%의 에틸렌 옥사이드 함량을 지닌 지방산 또는 지방 알코올의 폴리옥시에틸렌 축합체를 들 수 있으며, 예를 들면 라우릴 알코올의 에틸렌 옥사이드 축합체, 스테아릴 알코올의 에틸렌 옥사이드 축합체 또는 이소트리데실 알코올의 에틸렌 옥사이드 축합체이고, C10∼C22를 지니고 최대 95 중량%의 에틸렌 옥사이드 함량을 지닌 글리세롤의 지방산 모노에스테르의 에틸렌 옥사이드 축합체를 들 수 있으며; C10∼C22를 지닌 지방산의 모노- 또는 디에탄올아미드를 들 수 있고, C6∼C20를 지닌 지방 이미다졸린를 들 수 있으며, 예를 들면 코코이미다졸린, 세틸이미다졸린, 1-하이드록시에틸-2-헵타데세닐이미다졸린 또는 코코설포이미다졸린, 폴리비닐 아세테이트를 비누화하여 얻을 수 있는 폴리비닐 알코올이며, 또한 포스페이 트 에스테르를 들 수 있다.
적당한 음이온 유화제(C)의 예로는 알킬기 내에 C6∼C20을 지닌 알킬아릴설포네이트를 들 수 있으며 예를 들면 소듐 도데실벤젠설포네이트 또는 포타시움 도데실벤젠설포네이트이고, C8∼C22를 지닌 지방 설페이트를 들 수 있으며, 예를 들면 소듐 도데실설페이트, 포타시움 도데실설페이트, 트리에탄올 암모늄 도데실설페이트, 소듐 스테아릴설페이트, 포타시움 스테아릴설페이트, 트리에탄올암모늄 스테아릴설페이트이고, C10∼C22를 지닌 알킬설포네이트를 들 수 있으며, 예를 들면 소듐 도데실설포네이트, 포타시움 도데실설포네이트, 소듐 스테아릴설포네이트 또는 포타시움 스테아릴설포네이트이고, C8∼C22를 지닌 지방산 비누를 들 수 있으며, 예를 들면 트리메틸도데실암모늄 클로라이드, 소듐 라우레이트, 소듐 미리스테이트 또는 포타시움 미리스테이트, 디알칼리설포숙시네이트의 알칼리 금속염 및 C10∼C22를 지니고 최대 95 중량%의 에틸렌 옥사이드 함량을 지닌 카르복실화, 에톡시화 알코올의 알칼리 금속염을 들 수 있다.
양이온 유화제(C)의 예로는 트리메틸스테아릴암모늄 메토설페이트와 같은 C10∼C22를 지닌 유기 지방 암모늄 화합물 및 C10∼C22를 지닌 지방 모르폴린 옥사이드를 들 수 있다.
양친매성 유화제(C)의 예로는 C10∼C22를 지닌 지방 아미노베타인(aminobetaines)과 아미도베타인(amidobetaines)을 들 수 있으며, 예를 들면 데실아미노베타인이고, C10∼C22를 지닌 지방 아미도설포베타인을 들 수 있으며, 예를 들면 코코아미도설포베타인 또는 올릴아미도베타인이고 또한 C10∼C22를 지닌 지방 아민 옥사이드를 들 수 있으며 예를 들면 n-코코모르폴린 옥사이드, 데실디메틸아민 옥사이드 및 코코아미도디메틸아민 옥사이드이다.
또한 유화제(C)로 사용될 수 있는 무기 고체의 예로는 예를 들면 미국특허등록 제6,605,351호 또는 독일특허공개공보 제19742759호에 개시되어 있는 미분된 실리카 또는 벤토나이트를 들 수 있다.
본 발명에 따라 사용되는 표면 활성제(C)는 비이온성, 양이온성 또는 음이온성 유화제 또는 무기 고체 유화제를 포함하는 것이 바람직하며, 비이온성 또는 음이온성 유화제가 특히 바람직하다.
본 발명의 조성물은 성분(A)가 성분 (B)에 완전하게 용해되지 않을 때, 예를 들면 비극성 실록산(B2)이 용매(B)로써 사용될 때, 성분(C)를 포함하는 것이 바람직하다. 한편 성분(A) 스스로가 유화제의 특성을 나타낼 때 사용된 성분(C)는 남게 된다.
본 발명의 조성물이 표면 활성제(C)를 포함할 때, 이들은 유기규소 화합물(A) 100 중량부에 대해 바람직하게는 0.1∼60 중량부, 더욱 바람직하게는 1∼40 중량부의 양으로 이용된다.
본 발명의 조성물은 임의의 원하는 보조제 또는 충전제(D)를 추가로 포함할 수 있으며 예를 들면 염기성 물질 또는 무기산과 같이 pH를 표준화하는 작용제, 촉매, 소포제, 기포 안정화제, 레올로지(rheology) 조절제, 증점제, 염료, 안료, 불투명화제(opacifier), 내연제, 산화환원반응 안정화제, 항산화제, 광안정제, 열안정제, 착취제(odorant), 악취 억제제 또는 악취 감소제, 식물 또는 과일 추출물과 같은 자연 물질 및 미세하게 쪼개진 실리카와 같은 무기 또는 유기 고분자를 들 수 있다.
본 발명의 조성물에 선택적으로 사용되는 성분(D)는 촉매, pH를 표준화하는 작용제, 염료, 안료, 불투명화제, 내연제, 산화환원반응 안정화제, 항산화제, 광안정제, 열안정제, 착취제, 악취-억제제 또는 악취-감소제, 미세하게 쪼개진 실리카와 같은 무기 또는 유기 고분자를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물이 물질(D)를 추가로 포함할 때 이들은 유기규소 화합물 (A) 100 중량부에 대해 바람직하게는 0.01∼100 중량부, 더욱 바람직하게는 1∼50 중량부의 양으로 사용된다.
본 발명에 따라 사용되는 화합물은 각각의 경우에서 이러한 화합물의 한 종류일 수 있고 또한 특정 성분의 적어도 두 종류의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 조성물의 고체 함량은 바람직하게는 0.1∼90 중량%, 더욱 바람직하게는 1∼70 중량%, 특히 바람직하게는 1∼50 중량%이다.
본 명세서의 “고체 함량”이라는 용어는 성분(A), 사용한 경우 (C) 및 사용한 경우 (D)의 총 합을 나타내는 것으로 이해된다.
본 발명의 조성물의 pH는 25℃에서 바람직하게는 2∼12, 더욱 바람직하게는 4∼10이다.
바람직하게는 본 발명의 제I형 조성물은
(A) 화학식(I)의 적어도 하나의 단위를 지니는 유기규소 화합물,
(B) 전기 쌍극자 모멘트 > 1 debye(20℃)인 극성 유기 용매 및
선택적으로
(D) 추가 물질
을 포함한다.
더욱 바람직하게는 본 발명의 제I형 조성물은
(A) 화학식(II)의 유기규소 화합물,
(B) 1가 알코올 및 다가 알코올 및
선택적으로
(D) 추가 물질
로 이루어진다.
본 발명의 제I형 조성물의 점도는 25℃에서 바람직하게는 최대 100,000 mm2/s까지, 더욱 바람직하게는 1∼10,000 mm2/s이다.
바람직하게는 본 발명의 제II형 조성물은
(A) 화학식(I)의 적어도 하나의 단위를 지니는 유기규소 화합물,
(B) 물,
선택적으로
(C) 표면 활성제 및
선택적으로
(D) 추가 물질
을 포함한다.
더욱 바람직하게는 본 발명의 제II형 조성물은
(A) 화학식(II)의 유기규소 화합물,
(B) 물,
선택적으로
(C) 표면 활성제 및
선택적으로
(D) 추가 물질
로 이루어진다.
본 발명의 제II형 조성물의 점도는 용액의 경우 25℃에서 바람직하게는 최대 100,000 mm2/s까지, 더욱 바람직하게는 1∼10,000 mm2/s이다.
본 발명의 제II형 조성물의 점도는 분산액의 경우 25℃에서 바람직하게는 최대 10,000 mm2/s까지, 더욱 바람직하게는 1∼1,000 mm2/s이다.
바람직하게는 본 발명의 제III형 조성물은
(A) 화학식(I)의 적어도 하나의 단위를 지니는 유기규소 화합물,
(B) 극성 실록산,
선택적으로
(C) 표면 활성제 및
선택적으로
(D) 추가 물질
을 포함한다.
더욱 바람직하게는 본 발명의 제III형 조성물은
(A) 화학식(II)의 오르가노실록산 화합물,
(B) 극성 실록산,
선택적으로
(C) 표면 활성제 및
선택적으로
(D) 추가 물질
로 이루어진다.
본 발명의 제III형 조성물의 점도는 용액의 경우 25℃에서 바람직하게는 0.5∼100,000 mm2/s, 더욱 바람직하게는 1∼10,000 mm2/s이다.
본 발명의 제III형 조성물의 점도는 분산액의 경우 25℃에서 바람직하게는 최대 10,000 mm2/s까지, 더욱 바람직하게는 1∼2,000 mm2/s이다.
바람직하게는 본 발명의 제Ⅳ형 조성물은
(A) 화학식(I)의 적어도 하나의 단위를 지니는 유기규소 화합물,
(B) 비극성 실록산,
선택적으로
(C) 표면 활성제 및
선택적으로
(D) 추가 물질
을 포함한다.
더욱 바람직하게는 본 발명의 제Ⅳ형 조성물은
(A) 화학식(II)의 유기규소 화합물,
(B) 비극성 실록산,
(C) 표면 활성제 및
선택적으로
(D) 추가 물질
로 이루어진다.
본 발명의 제Ⅳ형 조성물의 점도는 분산액의 경우 바람직하게는 25℃에서 최대 10,000 mm2/s까지, 더욱 바람직하게는 1∼1,000 mm2/s이다.
본 발명의 조성물을 제조하기 위해 원칙적으로 모든 성분을 특정 형식에 상관없이 임의의 원하는 순서로 서로 혼합시킬 수 있다. 혼합은 지금까지 알려진 임의의 원하는 공정에 따라 실온 및 대기압, 즉 약 900∼1,100 hPa에서 실시할 수 있다. 그러나 원한다면 혼합은 더 높은 온도, 예를 들면 30∼200℃ 범위의 온도에서도 실시할 수 있다.
물론 본 발명의 조성물을 제조함에 있어서, 성분(A)은 본래의 장소에서(in situ)에서 제조될 수 있고 분리 또는 추가의 워크업 단계 없이도 이용될 수 있다.
본 발명의 조성물이 분산액을 포함할 때 이들은 이미 알려진 에멀젼 및 분산 액을 제조하는 임의의 공정에 따라 얻을 수 있고, 이때 바람직하게는 첫 번째 성분(A)는 성분(B)로 분산되어 있고, 필요에 의해 성분(C) 및 이어서 성분(D)가 사용된다면 이 성분들이 추가된다.
본 발명의 조성물은 제조하기 쉽고 저장 안정성이 매우 높으며 또한 황변이 없는 표면 가공을 제공하고 오랜 기간 동안 살균 효과를 나타낸다는 이점이 있다.
본 발명의 조성물은 높은 항균성을 나타낸다는 이점을 추가로 포함한다.
본 발명의 조성물은 인체에 독성을 나타내지 않는다는 이점을 추가로 포함한다. 본 발명에 따라 사용된 유기규소 화합물(A)의 실록산 빌딩 블록과 쿼트기의 밀도를 적당히 조합함으로서, 본 발명의 조성물을 매우 낮은 농도에서도 높은 항균성을 나타내고 훌륭한 환경 친화성 및 낮은 독성 잠재력을 지닌 제형으로 제조할 수 있다.
본 발명의 조성물에서 사용된 유기규소 화합물(A)는 하이드록실기뿐만 아니라 유기 또는 규소계 고분자에 항균성 활성 고분자를 내구적으로 도입하기 위해 이용될 수 있는 추가의 다양한 작용기들(예를 들면 에폭시, 아미노 또는 클로로알킬기)을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 조성물은 유기규소 화합물의 용액 또는 분산액이 이전에 사용되었던 모든 용도에 대해 사용될 수 있다. 본 발명의 조성물 예컨데, 분산액, 에멀젼 및 혼합물은 산업 제품, 특히 표면의 항균 처리 또는 항균 가공 및/또는 실리콘의 전형적인 표면 효과를 달성하고자 하는 모든 도포에 대해서 적당하다.
본 발명은 본 발명에 따른 조성물을 처리하고자 하는 표면에 도포하는 것을 특징으로 하는 표면에 항균 가공을 부여하는 공정을 추가로 제공한다.
본 발명에 따른 도포는 각각의 기재의 표면을 가공하기 위해 지금까지 일반적으로 사용되었던 현재까지 알려진 방법에 따라 행할 수 있다. 본 발명의 공정에서 처리하고자 하는 표면은 가공을 위해 충분한 시간 동안 본 발명의 조성물로 처리된다. 이는 예를 들면 기재 위의 본 발명의 제형을 코팅, 분사, 브러싱(brushing), 닥터링(doctoring), 패딩(padding) 또는 배출(exhausing)하는 것으로 행해지거나 또는 본 발명의 조성물 내로 기재를 디핑(dipping)하는 것으로 행해지거나 공압출(coextrusion) 또는 블랜딩(blending)에 의해서도 행해질 수 있으며, 이 경우에는 모든 경우에서 추가 공정 단계를 수반할 수 있다. 대안으로 본 발명의 공정은 본 발명의 조성물 그 자체를 대신해 본 발명의 조성물을 포함하는 제형, 예를 들면 가정용 세제 또는 샴푸 제형을 이용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 공정으로 처리하기 위한 적당한 기재는 임의의 딱딱한 표면 또는 부드러운 표면을 지닌 기재이다. 이러한 기재는 천연 또는 인공 섬유, 직물 직포 및 편물, 직물 시트재, 박엽지(tissue paper) 및 직포, 종이, 피부, 모발, 가죽의 표면, 코팅된 표면 또는 금속, 유리, 세라믹, 유리 세라믹, 에나멜, 미네랄 물질, 목재, 코르크, 플라스틱, 인공 탄성체 및 천연 탄성체로 구성된 표면을 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 공정으로 처리하는 표면은 직물, 박엽지, 피부, 코팅된 표면, 금속 표면, 유리, 세라믹, 미네랄 물질, 목재, 플라스틱 및 탄성체를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 공정은 표면의 항균 처리 또는 항균 가공의 성취와 관련된 모든 부문에서 이용할 수 있다. 예를 들면 악천후에 노출되는 표면의 경우, 방바닥, 타일, 창문, 냉장고, 냉동고, 오븐, 장난감, 유아용 및 아동용 물품, 용기, 파이프라인, 컨테이너 또는 필터와 같은 가정 및 식품 부문의 표면 및 물품, 관리 부문(간호 치료, 집중 치료, 유아 보호 또는 노인 보호) 및 임상 부문(병원, 의학 치료 또는 의학 처지를 위한 병실, 격리 병동)의 표면 및 물품, 상처 도포제, 튜브, 살균 필터 또는 이식체와 같은 의학 물품 또는 제품, 화장실, 칫솔, 샤워실 또는 샤워 커튼과 같은 위생 부문의 표면 또는 물품, 살균제 사용과 같은 의학 용도 및 오염방지 부문의 경우에 이용할 수 있다.
추가의 이로운 표면 효과와 항균 가공의 조합을 얻기 위한 목적으로 본 발명의 공정을 적용한 추가 예로는 건물, 건물 보호 및 가죽 적용예(예를 들면 소수성화와 조합한 외장, 벽, 접합 화합물 또는 건축자재, 또는 가죽의 항균 가공), 직물 및 얇은 직물 적용예(예를 들면 연화, 소수성화, 정전기 방지 특성 및 친화력 증가와 조합한 방적사, 섬유, 직물, 직포, 종이 등의 항균 가공), 특히 모발 관리 또는 피부 관리 부문에서의 미용 적용예(예를 들면 친화력 증가, 손 및 모발 광택의 증가, 모발에 감소된 정전기 전하 증강, 빗질에 필요한 힘의 감소, 갈라짐, 건조함 및 구조적으로 손상을 주는 환경적 영향에 대한 각질 섬유의 일반적인 보호, 좋은 피부 느낌, 화장품 조제물의 끈적거림 감소, 안료 또는 충전제의 결집 경향 감소 및 화장품의 일부분에 수분 고정을 증가시키는 소수성이지만 통기성인 천연 보습막 형성과 항균 효과의 조합) 및 광택과 가정 관리 적용예(예를 들면 광택 증강, 수막(water film) 건조 시간 감소, 친화력 증가 및 제품 배합성과 조합한 표면의 항 균 가공)를 들 수 있다.
표면을 가공하기 위한 본 발명의 공정은 바람직하게는 -100∼300℃의 온도 범위, 더욱 바람직하게는 -30∼200℃의 온도 범위에서 행하여지고, 대기압, 즉 900∼1,100 hPa에서 행하여진다. 그러나 원한다면 더 높은 온도 또는 더 낮은 온도에서도 행하여 질 수도 있다.
본 발명의 공정은 어떠한 종류의 표면도 필요에 따라 내구성이 있는 항균 특성을 나타내는 항균성이 되도록 한다는 이점을 지닌다. 이롭게도 본 항균성은 광범위하게 그람음성 및 그람양성 박테리아, 진균, 효모 및 조류와 같은 다양한 유기체까지 확장되는 진정한 살균 효과이다. 더욱이 살균 효과 및 그 효과의 한계는 본 발명 따라 사용된 유기규소 화합물(A)의 실리콘 빌딩 블록을 단순히 변화시키는 것으로 특정 방식으로 고정될 수 있으며, 활성 성분은 항상 고분자 범위이고 따라서 더 고등한 유기체에 대한 생물학적 이용가능성이 낮다.
본 발명의 공정은 지금까지는 오직 두 개 또는 그 이상의 제품의 조합된 사용을 통해서만 얻을 수 있었던 부가적이고 부분적으로 내구성을 지닌 다양한 표면 효과를 얻을 수 있다는 이점을 추가로 포함한다. 따라서 가공된 표면은 항균 특성뿐만 아니라 연성, 친수성, 정전기방지 가공, 가공 조작시 친화력 증가, 빗질에 필요한 힘의 감소, 표면 건조 가속화, 광택 등과 같은 추가의 긍정적 특성을 부여할 수 있다. 예를 들어 본 발명의 제형 및/또는 본 발명의 공정은 높은 친수성 및 세균 저항성과 함께 매우 우수한 셀룰로오스 직물 또는 원단 직포의 연화를 얻을 수 있도록 해준다. 이와 유사하게 본 발명의 제형 및/또는 본 발명의 공정을 이용하여 예를 들면 폴리에스테르계 섬유 및 직포에 동시에 또한 반영구적으로 연성, 친수성, 항균성 및 정전기 방지성를 제공하는 것이 가능하다.
본 발명의 공정은 황변하지 않으며 오랜 기간 동안 살균 효과를 나타내는 표면을 제조하는 이점을 추가로 포함한다.
하기 설명될 실시예에서 모든 점도는 25℃에서의 값이다. 특별한 언급이 없는 한 하기의 실시예들은 대기압, 즉 1,000 hPa의 압력 및 실온 즉, 약 23℃, 또는 성분들이 추가적인 가열 또는 냉각이 없이 실온에서 서로 첨가될 때 자동적으로 얻어지는 온도에서 행해졌다. 또한 특별한 언급이 없는 한 중량부 및 중량%로 나타내었다.
실시예에서 사용된 약어는 다음과 같다:
유화제 A: 이소트리데실 알코올 폴리에틸렌 옥사이드 에테르, 약 10의 에틸렌 옥사이드 단위, 물 내 85%(독일 BASF AG사에서 Lutensol® TO 109로 시판);
유화제 B: 암모늄 라우릴 설페이트, 물 내 40%(독일 Cognis사에서 Texapon® A로 시판);
유화제 C: 이소트리데실 알코올 폴리에틸렌 옥사이드 에테르, 약 5의 에틸렌 옥사이드 단위(독일 BASF AG사에서 Lutensol® TO 5로 시판)
항균 활성을 시험하기 위해 다음과 같이 행하였다:
4종의 그람양성 및 3종의 그람음성 박테리아주, 6종의 진균주, 2종의 효모주 및 1종의 조류주가 사용되었다(표 1). 모든 사용된 미생물은 상업적으로 입수가능하다. 필수 배지, 영양액 및 아가 플레이트의 제조 또는 미생물의 성장 또는 배양은 종래 방식의 미생물 표준 절차를 이용하여 행하였다. 시험하기 전에 본 발명의 사용된 조성물은 외부 유기체로 인한 어떠한 교차 오염도 방지하기 위해 120℃(30분 동안)에서 고압 증기 멸균하는 것으로 살균되었다.
균주 순서 배양온도
A 낫도균(Bacillus subtilis) 그람양성 박테리아 30℃
B 황색 세균 미구균(Micrococcus luteus) 30℃
C 코리니박테리아 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum) 30℃
D 포도상구균(Staphylococcus aureus) 30℃
E 녹농균(Pseudomonas aeruginosa) 그람음성 박테리아 30℃
F 대장균(Escherichia coli) 37℃
G 클렙시엘라 옥시토카(Klebsiella oxytoca) 30℃
H 구름버섯(Trametes versicolor) 진균 실온
I 흑국균(Aspergillus niger) 실온
J 페니실리움 푸니쿨로섬(Penicillium funiculosum) 실온
K 파에실로마이세스 바리오티 바이니에르(Paecilomyces varioti Bainier) 실온
L 글리오클라디움 비렌스 밀러(Gliocladium virens Miller) 등 실온
M 케토미움 글로보숨 쿤제(Chaetomium globosum Kunze) 실온
N 켄디다 알비컨스(Candida albicans) 효모 30℃
O 피키아 파스토리스(Pichia pastoris) 30℃
P 데스모데스무스 서브스피카투스(Desmodesmus subspicatus) 조류 실온
항균 활성 시험을 위해, 해당 미생물의 마스터 플레이트로부터 무균 접종기로 단일 콜로니 또는 균사체를 취하여, 상기 접종기로 아가 플레이트 상에 도말하였다. 그 후 고압 증기 멸균된 본 발명의 조성물의 소량을 그 위에 수직으로 도포시켜 테스트하고자 하는 조성물과 접종 도말 부위의 십자 형태의 배열을 얻었다. 본 발명의 조성물이 피복되지 않은 접종 도말 부위에서 뚜렷한 성장이 보일 때까지 각각 시험주에 대해 일반적인 온도에서 플레이트를 배양하였다. 미생물 억제의 정도는 접종 도말 부위만 있는 부분의 성장과 접종 도말 부위가 본 발명의 조성물 아래 또는 조성물과 직접 함께 존재하는 부분의 성장의 차이로부터 육안으로 측정이 가능하다.
(실시예 1)
286.4　g의 디메틸암모늄 클로라이드를 물 1,000　ml에 용해시키고 1,200　g의 1,3-비스(3-글리시드옥시프로필)-1,1,3,3-테트라메틸디실록산을 첨가시킨 후 이 혼합물을 교반하면서 환류시켰다. 반응 혼합물을 반응기가 탁한 무색에서 선명한 황색까지 변화하는 동안 105∼110℃에서 2시간 동안 교반시켰다. 1H　NMR 분광법으로 식
Figure 112007006669570-PCT00007
와 일치하는 평균 약 18∼20개의 반복 단위를 지니는 다중 4차 폴리실록산의 형성이 확인되었다.
이와 같이 얻어진 수용액의 고체 함량은 약 60 중량%이었고, 점도는 890 mm2/s이었다(실시예 1의 조성물).
실시예 1의 얻어진 조성물의 항균 효과가 조사되었다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.
균주 대조군 실시예 1 실시예 2 실시예 3
A - ++ ++ ++
B - ++ ++ ++
C - ++ + -
D - ++ ++ ++
E - + + -
F - ++ + -
G - ++ + -
H - ++ + +
I - ++ ++ +/-
J - ++ ++ ++
K - ++ ++ -
L - ++ + -
M - ++ ++ ++
N - + ++ -
O - + ++ ++
P - ++ ++ +
++ 부분적으로 저해구간을 지닌 강한 미생물 성장 억제
+ 강한 억제
+/- 약한 억제
- 억제 없음
표 2는 실시예 1의 조성물이 강한 항균 특성을 나타낸다는 것을 보여주며, 이러한 항균 특성은 항균 억제의 유효성에 관한 하기의 조사에 나타난 바와 같이 강하게 희석된 것에서도 매우 뚜렸하다.
항균 억제의 유효성:
상기 제조된 실시예 1의 조성물을 표 3에 나타난 고체 함량이 될 때까지 물을 더욱 추가하여 희석시켰다(실시예 1의 조성물을 희석함). 그 후 항균 활성을 위한 시험을 상기에 언급한 방식으로 행하였다.
균주 고체 함량 [중량%]
10 5 2.5 1 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.05
A ++ ++ ++ ++ ++ ++ + +/- - -
B ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ + +
C ++ ++ + + + + + - - -
D ++ ++ ++ ++ ++ + + + - -
E + + + + +/- - - - - -
F ++ ++ + + + + + + + +
G ++ + + + + +/- - - - -
H ++ + + + + + + +/- - -
I ++ + + +/- - - - - - -
J ++ + + + + + + +/- - -
K ++ + +/- - - - - - - -
L ++ + + +/- - - - - - -
M + + + + - - - - - -
N + + + + +/- - - - - -
O + + + + + + +/- - - -
P ++ ++ + + + + + + + +
++ 부분적으로 저해구간을 지닌 강한 미생물 성장 억제
+ 강한 억제
+/- 약한 억제
- 억제 없음
표 3은 실시예 1의 희석한 조성물이 낮은 농도에서 조차도 강한 항균 활성을 나타낸다는 것을 나타낸다. 그람양성 박테리아의 성장은 약 0.2 중량%의 농도부터 억제되었고, 그 효과의 한계는 그람 박테리아 및 효모의 경우 약 0.5 중량%이었고, 진균의 경우에는 약 1 중량%이었다. 그러나 선택된 각 경우와 조류의 경우, 매우 낮은 농도의 오르가노폴리실록산에서 미생물 성장이 억제되었다((B, F, G, H, J, O 및 P).
대장균(B) 및 황생 세균 미구균(F)에 대한 실시예 1의 조성물의 최소 억제 농도(MIC)를 종래의 방식인 전통적인 액체 배양 시험으로 결정하였다. 배양액을 각각의 농도에서 실시예 1의 본 발명의 조성물과 혼합시키고, 사전배양물로부터 한정된 수의 미생물을 접종시켜(OD600 = 0.01; OD600: 600 nm에서 광학 밀도) 30℃ 또는 37℃에서 24시간 동안 배양하였다.
그 후 각각의 용액 200 ㎕를 아가 플레이트 위에 평판배양하고 24시간 동안 추가 배양하여 콜로니의 수의 세었다. 실시예 1의 조성물을 추가하지 않은 배양액은 비교 대조군으로써 이용되었다. 시험 용액 및 비교 용액에서 살아있는 세포의 수를 대비하여 각각의 미생물에 대한 최소 억제 농도(MIC)를 추론하는 것이 가능하였다. 실시예 1의 조성물에 대한 절대 MIC는 대장균의 경우 200 중량 ppm이었고 황생 세균 미구균의 경우 20 중량 ppm 이었다.
(실시예 2∼4)
실록산 I)의 제조:
125　g의 디메틸암모늄 클로라이드를 물 900　ml에 용해시키고, 디메틸실록시 및 3-글리시드옥시프로필디메틸실록시 단위로 이루어지고 에폭시 함량이 2.4　mmol/g이고 점도가 13　mm2/s (25℃)인 선형 실록산 1,200 g을 첨가하여, 그 혼합물을 교반하면서 환류 온도까지 가열하였다. 반응 혼합물을 반응기가 탁한 무색에서 약간 황색까지 변화하는 동안 100∼110℃에서 5시간 동안 교반시켰다. 그 후 감압하에서 120℃에서 용매를 제거하였다. 반응 생성물은 약 1∼6×106 mPas의 점도를 지닌 높은 점성의 황색 오일이었다. 1H　NMR 분광법으로 식
Figure 112007006669570-PCT00008
와 일치하는 평균 약 30∼35개의 반복 단위를 지니는 다중 4차 폴리실록산의 형성을 확인하였다.
실록산 II)의 제조:
실록산 II)은 76 g의 디메틸암모늄 클로라이드, 물 160　ml 및 디메틸실록시와 3-글리시드옥시프로필디메틸실록시 단위로 이루어지고 에폭시 함량이 1.6　mmol/g이고 점도가 20　mm2/s (25℃)인 선형 실록산 1,100　g을 사용하여 실록산 I)의 제조와 유사한 방법으로 제조되었다. 반응 생성물은 약 0.5∼2.5×106 mPas의 점도를 지닌 높은 점성의 황색 오일이었다. 1H　NMR 분광법으로 식
Figure 112007006669570-PCT00009
와 일치하는 평균 약 5∼15개의 단복 단위를 지니는 다중 4차 폴리실록산의 형성을 확인하였다.
실록산 III)의 제조:
실록산 III)은 22.2 g의 디메틸암모늄 클로라이드, 디메틸실록시와 3-글리시드옥시프로필디메틸실록시 단위로 이루어지고 에폭시 함량이 1.6　mmol/g이고 점도가 80　mm2/s (25℃)인 선형 실록산 1,100　g 및 용매로서 물 140 ml와 350 g의 i-프로판올을 사용하여 실록산 I)의 제조와 유사한 방법으로 제조되었다. 반응 생성물은 약 1∼3×106 mPas의 점도를 지닌 점성의 거의 무색의 오일이었다. 1H　NMR 분광법으로 식
Figure 112007006669570-PCT00010
와 일치하는 평균 약 3∼5개의 단복 단위를 지니는 다중 4차 폴리실록산의 형성을 확인하였다.
본 발명의 조성물을 제조하기 위해 표 4에 나타난 성분들을 서로 혼합시키고, 예를 들면 Ultraa-Turrax 또는 용해기와 같은 유화 장치를 이용하여 분산시켰다. 얻어진 4차 질소기를 지닌 높은 분자량의 오르가노폴리실록산의 수성 에멀젼은 물로 추가로 희석시킬 수 있으며 실온에서 6개월 이상의 저장수명을 나타낸다.
실시예 2 실시예 3 실시예 4
쿼트-작용성 폴리실록산 14.6 g의 실록산 I) 24.51 g의 실록산 II) 24.65　g의 실록산 III)
유화제 A 4.9 g 4.90 g 1.97 g
유화제B - - 1.97 g
i-프로판올 - - 1.48 g
물 80.5 g 70.59 g 69.92 g
외관 투명 하얀 크림색 하얀 크림색
고체 함량 18.5% 28.5% 27%
점도 45 mm2/s 75 mm2/s 2.5 mm2/s
항균 효과 훌륭함 (표 2 참조) 만족스러움 (표 2 참조) 없음
이와 같이 얻어진 조성물의 항균 효과가 조사되었다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.
(실시예 5∼7)
본 발명의 조성물을 제조하기 위해 표 5에 나타난 성분들을 서로 혼합시키고 하기 기술한 사항에 따라 반응시켰다:
사용된 에폭시실록산은 다음의 3가지 경우를 포함하였다.
a) 디메틸실록시와 3-글리시드옥시프로필디메틸실록시 단위로 이루어지고 에폭시 함량이 2.4　mmol/g이고 점도가 13　mm2/s인 선형 폴리실록산
b) 디메틸실록시와 3-글리시드옥시프로필디메틸실록시 단위로 이루어지고 에폭시 함량이 1.6　mmol/g이고 점도가 20　mm2/s인 선형 폴리실록산
c) 디메틸실록시와 3-글리시드옥시프로필디메틸실록시 단위로 이루어지고 에폭시 함량이 0.5　mmol/g이고 점도가 80　mm2/s인 선형 폴리실록산
실시예 5 실시예 6 실시예 7
에폭시실록산 a) 187 g - -
에폭시실록산 b) - 220 -
에폭시실록산 c) - - 200 g
H2N(CH3)2 +Cl- 19.4 g 15.2 g 4.4 g
물 300 g 100 g 28 g
유화제 C - 23.5 g -
유화제 A 50 g 23.5 g 16.4 g
유화제 B - - 16.5 g
부틸디글리콜 - 23.5 g 9.4 g
i-프로판올 - - 70 g
물 850 g 1200 g 650 g
외관 투명 하얀 크림색 하얀 크림색
고체 함량 18% 16.4% 24%
점도 39 mm2/s 32 mm2/s 4.6 mm2/s
항균 효과 훌륭함 (실시예 2와 같음) 만족스러움 (실시예 3과 같음) 없음 (실시예 4와 같음)
디메틸암모늄 클로라이드와 물의 용액을 에폭시실란, 유화제 및 필요하다면 공용매와 혼합시키고 교반시키면서 환류 온도까지 가열하였다. 이 혼합물을 탁한 출발 혼합물이 투명하게 되고 점도가 조금 증가할 때까지 110℃에서 5시간 동안 교반시켰다. 그 후 만약 i-프로판올이 존재한다면 이를 감압 하에서 제거시키고 이 혼합물은 원하는 고체 함량이 될 때까지 물로 희석시켰다. 얻어진 4차 질소기를 지닌 높은 분자량의 오르가노실록산 수성 에멀젼은 물로 추가로 희석시킬 수 있으며 실온에서 3달 이상의 저장수명을 나타낸다.
소수성 폴리에스테르( PES ) 직포 및 폴리프로필렌( PP ) 부직포의 정전기 방지 가공 및 친수성화
직조 100%의 소수성의 가공되지 않은 폴리에스테르(PES) 직포 및 소수성의 폴리프로필렌(PP) 부직포를 이용하였는 데, 이들은 95℃에서 완전하게 생산된 탈실리콘 분말 세제로 각각 2번 세척하는 것으로 전처리시켰다.
가공을 위해 직포 샘플을 아세트산으로 pH를 4로 조정한 실시예 5 및 6의 각각의 조성물에 담구고 웨트 픽업(wet pick up)이 60%(PES 직포) 또는 85%(PP 부직포)가 될 때까지 2개의 롤 패드 탈수기에서 짜내어 틀에 걸어 편 후 110℃에서 3분 동안 건조시켰다. 그 후 천은 적어도 12시간 동안 23℃ 및 상대습도 50%에서 조절되었다.
A) 소수성 PES 직포의 정전기 방지 가공:
가공된 PES 직포의 정전기 특성을 ELTEX사의 EMF 57 전기장 미터기를 이용하여 측정하였다. 모든 샘플에는 6.5 kV의 전압이 걸렸다. 방전이 시작될 때의 각각의 피크 값에 근거하여 50% 및 90%가 방전될 때까지의 시간을 측정하였다. 표 6은 실시예 5 및 6의 조성물이 항균 특성뿐만 아니라 뛰어난 정전기 방지 특성을 지닌 폴리에스테르 직포를 가능하게 한다는 것을 나타낸다.
걸린 전압 [ kV ] 피크 값 [ mV ] 방전 시간 [s]
50% 90%
실시예 5의 조성물 6.5 170 0.5 2.5
실시예 6의 조성물 6.5 180 9.5 19.6
가공되 않은 PES 직포 6.5 170 > 300 > 300
B) 소수성 폴리에스테르( PES ) 직포 및 폴리프로필렌( PP ) 부직포의 친수성화 :
종래의 방법인 액적 흡수 시간(천에 가한 물방울이 그 천에 의해 완전하게 흡수되는 시간)에 의해 친수성을 측정하였고, 세탁에 대한 내구성을 시험하기 위해 5번 순환 세탁한 후 반복하여 측정하였다(완전하게 생산된 탈실리콘 분말 세제로 40℃에서 세탁). 각각의 경우에서 5번의 측정을 행하였고 그 평균값을 계산하였다.
선행기술에 따른 상업적으로 입수가능한 직물 연화제와 비교하여 실시예 5의 조성물은 PES 직포 및 PP 부직포 모두에 뛰어난 친수성을 부여한다(표 7 참조). PES 직포의 경우 그 가공은 세탁에 대한 뚜렷한 내구성까지 지니고 있었다. PP 부직포의 세탁 안정성은 허용가능한 수준으로 더 낮았다. 그럼에도 불구하고 PP 부직포에서 조차도 5번의 세탁 후 친수성이 상당히 유지되었고, 이는 적어도 표준 직물 연화제에서 기인하는 친수성과 동일한 것이다.
액적 흡수 시간 [s] (친수성)
세탁 전 5번 세탁 후
PES PP 부직포 PES PP 부직포
가공되지 않은 직포 120 120 120 120
실시예 5의 조성물 5 2 42 80
비교 제형 I* 23 8 120 80
*　폴리에테르 작용성 아미노실록산을 주성분으로 하는 친수성 연화제의 수성 에멀젼(독일, Wacker-Chemie GmbH사에서 WETSOFT® CTA로 입수 가능)
(실시예 8)
실시에 2∼4에 나타난 바와 같이 제조된 3.15　g의 실록산 I를 2.00　g의 유화제 C와 함께 완전하게 교반시켜 완전한 탈이온수 15 g으로 고체 함량이 25.5 중량%가 될 때까지 조정하였다. 투명한 마이크로에멀젼을 얻었다.
이렇게 얻어진 조성물은 아미노실록산을 주성분으로 하는 상업적이고 전형적인 직물 연화제와 유사한 뛰어난 연화성을 테리 직물(terry fabric)에 부여한다. 그러나 또한 테리 직물과 면 직물 모두 그리고 직포 CO/PES 혼합 천에서 표준 직물 연화제에서는 얻을 수 없는 수준의 우수한 친수성이 얻어졌다.
가공되지 않은 직포 천과 비교하면 얻어진 조성물로 가공한 직포 직물 천은 다림질의 용이성을 뚜렷하게 증가시켰고 다림질 시간을 상당히 줄여 주었다.
천 보호 적용예
전처리에 의해 시험 직물(테리 타월, 각각 225 g; 평편한 면직물, 각각 20×160 cm 50 g; 평편한 면/폴리에스테르(CO/PES 35/65) 혼합 직물, 각각 15×100 cm 45 g)을 전 세탁 단계로 95℃에서 완전하게 생산된 탈실리콘 분말 세제로 2번 세척하고 그 후 헹굼 단계에서 추가로 2번 헹구었다.
시험용 천들을 German 물 경도 3°의 헹굼 단계에서 가공하였다. 이로써 헹굼 단계가 한번 완전하게 끝나고, 마지막 헹굼 단계가 시작되기 전에 1.5 L의 음용수, 20 g의 아세트산(100%) 및 실시예 8의 제조된 조성물을 직접 세탁 드럼에 넣었다. 천을 건조한 후 성취도 시험을 행하였고 23℃ 및 상대습도 60%로 조절하였다.
A) 테리 직물의 연성:
연성은 가공된 테리 직물의 연성을 촉감 척도 0(매우 거침)∼3(매우 부드러움)의 범위로 평가하는 10명의 시험자에 의해 평가되었다. 이에 따라 임의의 하나의 샘플의 촉감 평가를 각각의 시험자가 이 샘플에 매긴 점수의 평균으로 평가하였다.
B) 테리, 면 및 CO / PES 혼합 직물의 친수성:
종래의 방법인 액적 흡수 시간으로 친수성을 측정하였다.
C) CO / PES 혼합 직물의 다림질 용이성:
종래의 방식인 뜨거워진 다리미가 팽팽하게 죄어진 천 샘플의 수평면 위로 길이 1 m 및 각도 6°로 미끄러지는 데 필요한 시간으로 다림질의 용이성을 평가하였다.
D) 면 직물의 경우 다림질 시간의 단축:
다림질 시간은 본질적으로는 천의 한 부위를 주름이 없어지도록 다림질하는데 필요한 다리미가 이동한 횟수로 결정된다. 가공되지 않은 면 직물의 경우에는 13번의 다림질(100%)을 필요로 하였고, 가공된 면 직물의 경우에는 따라서 더 적은 다림질을 필요로 하였다. 단축된 다림질 시간의 평가 백분율을 표 8에 나타내었다.
가공되지 않은 천 WACKER ® 가공 CT 34 E* 실시예 8
연성, 테리 0 3 2.5
액적 흡수 시간, 테리 [s] (친수성) 1 80 2
액적 흡수 시간, 면 [s] (친수성) 1 22 4
액적 흡수 시간, CO / PES 혼합 [s] (친수성) 6 76 16
미끄러짐 시간 [s] CO / PES 혼합 (다림질 용이성) 18 3 5
다림질 시간의 단축, 면 직물 - 38% 46%
*　아미노 작용성 폴리실록산의 수성 에멀젼은 독일 Wacker-Chemie GmbH사에서 입수가능함.
(실시예 9)
박엽지의 연화 및 친수성화:
상업적으로 이용가능한 코팅되지 않은 화장지를 사용하였다. 실시예 5, 6 및 에 따른 조성물을 각각 바 코터(bar coater)를 이용하여 고무 매트로 이동시켰고 이 고무 매트에서 스테인리스강 롤을 이용하여 박엽지의 양 끝에 롤 도포하였다. 23℃ 및 상대습도 60%에서 공기 건조 후, 박엽지의 연성에 대해 (실리콘과) 유사한 활성의 추가로 박엽지를 평가하였다. 촉감은 10명의 시험자들이 각각의 종이 샘플에 0점(A의 연성이 B보다 나쁨), 0.5점(A의 연성이 B와 비교할만 함) 또는 1점(A의 연성이 B보다 우수함)을 매기는 것으로 평가되었다. 촉감 평가 결과는 표 9에 제시되어 있다.
활성 추가 (종이 중량에 기초함) 가공되지 않은 천 비교I* 비교 II * 실시예 5 실시예 6 실시예 7 총
가공되지 않은 천 - - 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
비교 I* 2.4% 1.0 - 1.0 0.0 0.0 0.5 2.5
비교 II ** 2.5% 1.0 0.0 - 0.0 0.0 0.5 1.5
실시예 5 2.3% 1.0 1.0 1.0 - 1.0 1.0 5.0
실시예 6 2.3% 1.0 1.0 1.0 0.0 - 1.0 4.0
실시예 7 2.5% 1.0 0.5 0.5 0.0 0.0 - 2.0
* 폴리에테르 작용성 아미노실록산을 주성분으로 하는 친수성 연화제의 수성 에멀젼은 독일 Wacker-Chemie GmbH사에서 WETSOFT® CTA로 시판
** 폴리에테르 작용성 폴리실록산 35% 수용액(독일 Wacker-Chemie GmbH사에서 PULPSIL® 950S로 시판) 0.6부와 아미노 작용성 폴리실록산 수성 에멀젼(독일 Wacker-Chemie GmbH사에서 WACKER® FINISH CT 34 E로 시판) 0.4부로 이루어진 수성 혼합물
본 발명의 조성물은 박엽지의 친수성화에 대해 뛰어난 성능 수준을 나타낸다. 이들은 최고의 기술 수준을 대표하는 상업적 표준 제품보다 명백하게 우수하다.
발명의 효과
본 발명에 따라 제조된 다중사차 유기규소 화합물을 포함하는 조성물은 제조하기 쉽고 저장 안정성이 매우 높으며 또한 황변이 없는 표면 가공을 제공하고 오랜 기간 동안 높은 살균 효과를 나타내며 인체에 독성을 나타내지 않는다.

Claims (10)

  1. 하기 화학식 I의 적어도 하나의 단위를 지닌 유기규소 화합물(A),
    (B1) 물,
    (B2) 성분(A)가 아닌 오르가노실록산, 또는
    (B3) 전기 쌍극자 모멘트 > 1 debye(20℃)인 극성 유기용매
    로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 용매(B),
    선택적으로, 표면 활성제(C), 및
    선택적으로, 추가 물질(D)
    을 포함하는 조성물.
    화학식 I
    -[R2(SiR2O)b-SiR2-R2-N+R1 2]n-·n　X-
    [상기 식에서,
    R은 경우에 따라 동일하거나 다르고 1가이며 선택적으로 치환된, 산소 원자가 개재될 수 있는 C1∼C18의 하이드로카르빌(hydrocarbyl) 라디칼이고,
    R1은 경우에 따라 동일하거나 다르고 1가이며 선택적으로 치환된 C1∼C18의 하이드로카르빌 라디칼, 또는 브리징(bridging) 알킬렌 라디칼의 일부일 수 있고,
    R2는 적어도 2개의 탄소 원자를 지니고, 적어도 하나의 하이드록실기를 포함하고 및/또는 하나 또는 그 이상의 산소 원자가 개재되어 있고 및/또는 산소에 의해 규소에 부착되는 2가 하이드로카르빌 라디칼이고,
    X-는 유기 또는 무기 음이온이고,
    b는 1 이상의 정수이고,
    n은 1 이상의 정수임]
  2. 제1항에 있어서, 상기 유기규소 화합물(A)은 하기 화학식 II로 표현되는 것임을 특징으로 하는 조성물.
    화학식 II
    D1 a-[R2(SiR2O)b-SiR2-R2-N+R1 2]n-D2 a·nX-
    [상기 식에서,
    D1은 경우에 따라 같거나 다를 수 있고, 수소 원자, 하이드록실 라디칼, 할라이드 라디칼, 에폭시 작용성 라디칼, -NR* 2 라디칼 또는 1가 유기 라디칼이며, 상기 R*은 경우에 따라서 같거나 다를 수 있고, 수소 원자 또는 1가이며, 선택적으로 치환된 하이드로카르빌 라디칼이며, -NR* 2 라디칼은 암모늄염으로서 존재할 수 있 고,
    D2는 하기 화학식 III으로 표현되는 기이고
    화학식 III
    -R2-(SiR2O)b-SiR2-R2-D1 및
    a는 0 또는 1이고,
    R, R1, R2, X-, b 및 n 은 각각 제1항에 정의된 바와 같음]
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용매(B)는 전기 쌍극자 모멘트 > 1 debye(20℃)인 극성 유기 용매(B3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물(제I형 조성물).
  4. 제3항에 있어서, 상기 제I형 조성물은
    (A) 화학식 I의 하나 이상의 단위를 지니는 유기규소 화합물,
    (B) 전기 쌍극자 모멘트 > 1 debye(20℃)인 극성 유기 용매, 및
    (D) 선택적으로 추가 물질
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용매(B)는 물(B1)을 포함하는 것을 특징으 로 하는 조성물(제II형 조성물).
  6. 제5항에 있어서, 상기 제II형 조성물은
    (A) 화학식 I의 하나 이상의 단위를 지니는 유기규소 화합물,
    (B) 물,
    (C) 선택적으로 표면 활성제, 및
    (D) 선택적으로 추가 물질
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용매(B)는 극성 유기실록산(B2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용매(B)는 비극성 유기실록산(B2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항의 하나 이상의 항에 따른 조성물을 처리하고자 하는 표면에 적용하는 것을 특징으로 하는 표면에 항균 가공(antimicrobial finish)을 부여하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 처리되는 표면은 천연 또는 인공 섬유, 직물 직포 및 편물, 직물 시트재, 박엽지(tissue paper) 및 직포, 종이, 피부, 모발, 가죽의 표면, 코팅된 표면 또는 금속, 유리, 세라믹, 유리 세라믹, 에나멜, 미네랄 물질, 목재, 코르크, 플라스틱, 인공 탄성체 및 천연 탄성체로 구성된 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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