KR20110022056A - 첫 번째 효소 및 캡슐화된 두 번째 효소를 포함하는 방오 조성물 - Google Patents

Abstract

(ⅰ) 표면 코팅 물질; (ⅱ) (a) 첫 번째 효소; 및 (b) 첫 번째 기질 상에서 첫 번째 효소와의 반응으로 두 번째 기질을 제공하는 첫 번째 기질 (ⅲ) 실리케이트(silicate)로 캡슐화된 두 번째 효소로서, 상기 두 번째 효소는 두 번째 기질 상에서 반응하여 안티-파울런트 화합물을 생성할 수 있는 두 번째 효소를 포함하는 방오 조성물이 제공된다.

Description

첫 번째 효소 및 캡슐화된 두 번째 효소를 포함하는 방오 조성물 {ANTI-FOULING COMPOSITION COMPRISING A FIRST ENZYME AND AN ENCAPSULATED SECOND ENZYME}

본 발명은 방오 조성물에 관한 것이다. 특히 본 발명은 방오 효과를 지닌 화합물을 생성할 수 있는 효소를 포함하는 방오 조성물에 관한 것이다.

생화학적 오손(Biofouling)은 물과의 접촉에 의해 지속적으로 또는 간헐적으로 생기는 표면에서의 문제이다. 표면 상에서 살아있는 유기체의 부착 및 성장은 의료용 임플란트 및 전자 회로에서부터 가공설비(processing equipment), 제지공장 및 선박과 같은 더 큰 구조물에 이르는 많은 종류의 장비 및 장치에 대한 위생 및 기능적 문제를 야기시킨다.

많은 경우, 생화학적 오손은 미세 유기체 불순물 또는 박테리아 및 다른 미생물을 포함하는 미생물의 체외 분비물(extracellular polymeric substances, EPS)의 가시성 점질층(visibleslimy layer)으로 구성된다. 생화학적 오손의 범주는 마이크로폴링(microfouling), 또는 더 일반적으로 균막(biofilm)으로 불리며 표면이 물에 노출된 자연 및 산업 환경 어디에서나 발생한다. 더욱 넓게 포함하면, 해양 환경에서 생화학적 오손은 조류 및 따개비류(barnacles)와 같은 미세 유기체를 포함한다. 생화학적 오손의 이러한 종류는 파이프라인, 케이블, 어망, 교량의 기둥 및 석유 플랫폼 및 그 밖의 항만 또는 하이드로테크니컬 구조물과 같은 침수 구조에 관한 특정 문제이다. 선박의 연료 소비는 생화학적 오손에 의해 40% 까지 증가될 수도 있다.

특히, 미국 특허 제5,071,479호에 논의된 바와 같이, 선박 선체의 침수 부분 상에서 해양 유기체의 성장은 특별한 문제이다. 이러한 성장은 물이 통과하는 선체의 마찰 저항을 증가시키며, 증가된 연료 소비 및/또는 선박의 속도 감소를 유도한다. 해양에서의 성장은 급격하게 축적돼서 건조 조선소(dry-dock)에서 요구하는 클리닝 및 리페인팅의 처리방안은 일반적으로 너무 비싼 것으로 간주된다.

오염 억제에 대해 특별화된 코팅제는 주로 두 가지 다른 유형이며, 즉 오염물-박리(foul-release) 및 자가-마모(self-polishing) 페인트이다. 오염물-박리 페인트는 오염 유기체의 부착을 어렵게 하는 부드러운 표면이 특징이다. 그러나 이러한 메커니즘은 일반적으로 항해 시간의 대부분을 보내는 선박 및 우선적으로 높은 크루징 속도에 효과적이다. 상기 명칭이 나타내는 것처럼, 자가-마모 페이트는 점차적으로 분해 또는 광택이 없어진다. 이것은 새로운 페인트 층의 지속적인 접근을 제공한다. 이 페인트들은 선체 표면에서 해양 유기체에 의해 오염을 억제하는 충분히 높은 농도의 코팅으로부터 분비되는 방오 도료제를 포함한다.

이전의 트리부틸 주석(TBT)은 널리 사용되는 살생제, 특히 해양 방오제이었다. 그러나 물(해양) 적용 코팅 조성물로서 방오제 활성 성분의 상업적 수준으로 이러한 유기 주석 살생제의 사용은 환경에 미치는 영향에 대한 우려 증가로 인해서 그 사용이 점차적으로 중지되어 왔다.

이러한 문제점은 특히 선박 바닥에 대한 페인트의 20 중량% 만큼 높은 농도에서 트리부틸주석-유형의 광범위한 사용으로 인해 나타나며, 용탈(leaching)에 의해 주변 물의 오염이 홍합 및 조개 유기체의 생식 및 면역 결함을 야기시키는 수준에 도달케 한다. 이러한 현상이 프랑스 영국 해안선을 따라 발견되었으며 비슷한 효과는 미국 및 극동 해안에서 확인되었다. 2001년 10월 IMO 외교 회의에서 채택된 해로운 방오 도료 시스템(AFS 협약)의 통제에 관한 국제해사기구(IMO) 국제 협약은 뒤이어 2003년 1월로부터 유효하게 선박의 TBT 코팅제의 적용을 금하였으며, 2008년 1월로부터 선박에서 활성 TBT 코팅제가 제거되었다.

현재 가장 폭넓게 사용되는 방오 페인트는 부스터 살생제(booster biocide)와 구리를 기반으로 하고 있다(Yebra et al, 2004. Progress in Organic Coatings 50:75-104). 그러나 부스터 살생제 예를 들면 구리 피리치온 또는 이소티아졸론(isothiazolone)은 구리의 살균 활성을 보완하는데 필요하며, 이는 구리에 내성이 있는 일부 광범위한 조류 종(예를 들면 Enteromorpha 종)에 대해서는 효과가 없다 . 부스터 살생제는 환경에 해롭다는 의심을 받고 있다. 부스터 살생제의 안전성은 여러 저자에 의해 검토되어 왔다(Boxall, 2004. Chemistry Today 22(6):46-8; Karlsson and Eklund, 2004. Marine Pollution Bulletin 2004;49:456-64; Kobayashi and Okamura, 2002. Marine Pollution Bulletin 2002;44:748-51 ; Konstantinou and Albanis, 2004. Environment International 2004;30:235-48; Ranke and Jastorff, 2002 Fresenius Environmental Bulletin 2002;11 (10a):769-72).

그러므로 환경 친화적인 방오 도료 성분을 제공하는 것이 요구된다. 효소는 해양 환경에서 빠르게 분해되기 때문에 환경 친화적인 것으로 간주된다. 따라서 효소는 코팅제의 존속기간 동안 전부 활성화되는 것으로 기대할 수는 없지만, 자가-마모 코팅 시스템은 이 문제에 대한 해결책을 제공할 수 있다. 자가-마모 코팅제에 있어서, 상기 효소는 활성화되며 상기 수화된 페인트 층에서 분해되기 용이하지만 상기 효소는 페인트의 내부 건조 층에서는 매우 안정할 것으로 예상되며. 이는 상기 페인트의 존속 시간에 걸쳐 활성효소, 새로운 지속적인 공급원을 제공한다.

본 발명은 이전 기술 분야의 문제점을 경감시킨다.

하나의 관점에서 본 발명은

(ⅰ) 표면 코팅 물질;

(ⅱ) (a) 첫 번째 효소; 및

(b) 첫 번째 기질 상에서 첫 번째 효소와의 반응으로 두 번째 기질을 제공하는 첫 번째 기질.

(ⅲ) 실리케이트(silicate)로 캡슐화된 두 번째 효소로서, 상기 두 번째 효소는 두 번째 기질 상에서 반응하여 안티-파울런트 화합물을 생성할 수 있는 두 번째 효소

를 포함하는 방오 조성물을 제공한다.

추가적인 관점에서 본 발명은

(ⅰ) 효소 또는 건조 없이 발효 브로스(broth)로부터 분리된 효소를 포함하는 발효 브로스의 제공 단계

(ⅱ) 실리케이트 내에 효소를 캡슐화시키는 단계

를 포함하는 실리케이트로 캡슐화된 효소의 제조 공정을 제공한다.

추가적인 관점에서 본 발명은 본 발명의 공정에 의해 수득되거나 수득될 수 있는 실리케이트로 캡슐화된 효소를 제공한다.

추가적인 관점에서 본 발명은

(ⅰ) 표면 코팅 물질;

(ⅱ) (a) 첫 번째 효소; 및

(b) 첫 번째 기질 상에서 첫 번째 효소와의 반응으로 두 번째 기질을 제공하는 첫 번째 기질

(ⅲ) 본 발명의 공정에 따라서 제조되는 효소인 두 번째 효소는 두 번째 기질과 반응하여 안티-파울런트 화합물을 생성하는 두 번째 효소

를 포함하는 방오 조성물을 제공한다.

추가적인 관점에서 본 발명은 본 발명에 따르는 조성물을 구성하는 코팅제를 제공한다.

추가적인 관점에서 본 발명은 본 발명에 따르는 조성물을 구성하는 해양 방오제를 제공한다.

본 발명의 관점은 첨부된 청구항으로 정의된다. 이들 및 다른 바람직한 관점은 하기에서 논의된다.

WO-A-00/075293(도 1에 나타냄)에 개시된 바와 같은 이전 기술에 개선된 시스템이 개시되어 있다. 이러한 시스템에서 방오제 과산화수소는 포도당 및 산소로부터 산화환원효소(예를 들면 헥소오스 옥시다제(HOX) 또는 글루코오스 옥시다제(GOX)에 의해 생성된다. 포도당은 불용성 기질(전분)로부터 글루코아밀라아제(GA)에 의해 제공된다. 본 발명은 효소 코팅이 효소 구성 성분을 안정화시키는 시스템을 제공하며 예를 들면 구성성분은 헥소오스 옥시다제(HOX) 또는 글루코스 옥시다제(GOX)이다. 그 결과 방오 도료 생성 시스템은 자일렌 기반 방오 도료 페인트에서 사용되며 동시에 페인트 필름 내의 효소 침작(retention)이 개선된다.

발명은 첨부하는 도면과 관련하여 예로만 추가적인 세부사항으로 기술될 것이다 :
도 1은 효소 기초 방오 시스템을 나타낸다.
도 2는 PEI(폴리에틸렌이민)의 다양한 농도에서 HOX 활성을 나타낸다.
도 3은 다양한 HOX 및 PEI 농도에서 실리카 보유 HOX 활성을 나타낸다.
도 4는 다양한 pH에서의 실리카 보유 HOX 활성을 나타낸다. PBSi 용액의 pH는 그래프에 나타난 바와 같이 다르다. 가장 높은 활성은 pH 8.5∼9에서 얻어진다.
도 5는 시간 척도 HOX: PEI 배양을 나타낸다.
도 6은 HOX 실리케이트 공-침전 최적화의 두 번째 구역(round)을 나타낸다.
도 7은 60Ox 배율에서 실리카-HOX 분말을 나타낸다.
도 9는 효소 pH 안정성을 나타낸다.
도 10은 효소 pH 의존적 활성을 나타낸다.
도 11은 실리카-HOX 및 유리 HOX의 인-페인트 활성을 나타낸다.
도 12는 PEI와 호환성인 GOX를 나타낸다. PEI 첨가 없이 GOX의 활성은 100으로 설정하였고, 나머지 샘플의 활성은 이와 상대적으로 설정한다.
도 13은 GOX 공-침전 반응에 있어서 PEI 농도의 최적화를 나타낸다. 효소 부재의 활성은 100으로 설정되며, 공-침점물의 활성은 이와 상대적으로 주어진다.
도 15는 표 4에 기술된 샘플로 도포된 표면으로부터 H₂O₂의 분비를 나타낸다.
도 16은 상이한 온도에서 HOX 및 SiHOX의 장기 저장 안정성을 나타낸다.
도 17은 28일, 42일, 67일 및 84일 후 북해에서 당분야 래프트 실험에서의 패널을 나타낸다. 패널은 이하로 코트된다: H₂O₂-분비 효소-코팅 포함; 해당 효소-부재 참고 코팅; Cu2O-기반 Hempel MiIIe Xtra; 살생제 부재 Hempel MiIIe Light이다.
도 18은 97일 후 북해에서 당분야 래프르 실험으로부터의 패널을 나타낸다.

본 발명은 상기 두 번째 효소가 실리카 입자 내에서 또는 실리카 입자에 의해 캡슐화되는 시스템을 제공한다. 실리카 입자는 딱딱하고 수용액 및 유기 용매 모두에서 불용성이며 따라서 본 명세서에서 기술된 방오 도료 시스템의 효소에 대한 최적 캡슐화 용액을 제공한다. 실리케이트로 캡슐화된 두 번째 효소는 두 번째 효소 및 다가-양이온성 중합체와 함께 인산염 완충 실리케이트 용액(PBSi)의 혼합물 형태로 전형적으로 제공되기 때문에, 수화된 무정형 실리카 매트릭스와 함께 상기 효소와 다가-양이온으로 이루어진 콜로이드 공침물의 형성을 야기시킨다.

방오 조성물은 유기 용매 기반 페인트로 효소를 이동시키기 위해서 유기 용매와 함께 혼합된다. 이는 계면 활성제에 의해 도달될 수 있지만 상기 공정이 매우 효과적이지는 않다. 그렇지 않으면 상기 효소는 건조 형태로 제공된다. 지금까지 각각의 구성 성분은 예를 들면 건조 형태의 글루코아밀라아제(GA), 건조 형태의 HOX/GOX, 건조 형태의 전분과 같은 코팅제로 혼합되었다. 전분이 분말로서 상업적으로 사용 가능함에도 불구하고, 상업적으로 생성된 효소는 우선적으로 발효 브로스 또는 농축물로서 사용할 수 있으며, 이들 각각은 우선 이전 기술 분야에서 사용된 분말을 제공하기 위해서 각각 건조되어야 한다. 건조 효소 생성물을 제조하기 위해서 사용되는 많은 캐리어(예를 들면 염 또는 말토덱스트린)는 페인트와 호환되지 않는다. 더욱이 본 발명자들은 공침 서스펜션에 직접 액체 형태로 첫 번째 기질(전분) 및 첫 번째 효소(글루코아밀라아제(GA))를 혼합하는 개선된 공정을 제공하였으며, 건조 입자의 제형화는 하나의 건조 절차 단계로 간소화되었으며 비용과 자원을 감소시켰다.

페인트 활성 분석은 비-캡슐화 효소보다 HOX와 같은 실리카 캡슐화 효소에 대한 더 나은 성능을 나타낸다. 전분/GA/실리카-(HOX/GOX)를 기초로 하는 과산화수소를 생성하는 페인트는 성공적으로 생성되었다. 결론적으로 공침과 같은 실리케이트 캡슐화는 방오 페인트에 있어 안정화 및 효소의 유지와 관련하여 매우 유망하다.

본 명세서에 있어서, "파울런트(foulants)"는 본 조성물로 처리된 표면 상에서 서식하고 및/또는 성장하는 유기체를 포함하는 "안티-파울(anti-foul)", "방오(anti-fouling)" 및 "안티-파울런트(anti-foulants)" 용어에 관한 것이다. 상기 유기체는 박테리아, 균류 및 원생동물 및 조류 및 조류와 같은 미생물과 조류, 식물 및 동물과 같은 유기체를 포함한다. 상기 유기체는 해양 유기체이다.

본 명세서에 있어서, "안티-파울런트 화합물" 또는 "방오 조성물"과 같은 "안티-파울런트" 또는 "방오"는 파울런트의 성장을 예방 또는 감소 또는 억제시키는 물질 또는 화합물 또는 조성물에 관한 것이다.

본 명세서에 있어서, "표면 코팅 물질"은 코팅을 제공하는 표면에 부착되는 물질 또는 화합물 또는 조성물에 관한 것이다. 표면 코팅 물질은 도료 기술 분야에 잘 공지되어 있다.

본 명세서에 있어서, 실리케이트(silicate)는 하나 또는 그 이상의 Si-O-Si 결합을 포함하고 적어도 규소와 산소를 포함하는 물질이다. '실리케이트'라는 용어의 범주는 당업자에게 잘 공지되었으며, 예를 들면 세부사항은 Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology(참고문헌에 의해 본 명세서에 포함됨)에서 찾을 수 있다.

본 발명의 조성물은 첫 번째 효소와 첫 번째 기질을 포함하며, 여기서 첫 번째 효소와 첫 번째 기질은 첫 번째 효소와 첫 번째 기질의 반응에 의해 본 발명의 두 번째 효소에 대한 기질을 생성한다. 첫 번째 효소 및 첫 번째 기질의 조합은 본 명세서에 나타냈으며 "기질 생성자(substrate generator)"라고 한다.

첫 번째 효소

바람직하게는 첫 번째 효소는 올리고머 또는 고분자 기질을 단량체 유니트 예를 들면 β-갈락토시다제, 펩티다제;글루코아밀라아제 및 이들의 혼합물로 분해하는 것이 가능한 엑소-활성 효소로부터 선택된다.

바람직하게는 첫 번째 효소는 글루코아밀라아제(EC 3.2.1.3)이다. 당업자는 글루코아밀라아제가 아밀로글루코시다아제로 알려져 있다는 것을 인지할 것이다.

바람직하게는 첫 번째 효소는 트리코더마 레세이(Trichoderma reesei)로부터의 글루코아말라아제 또는 후미콜라 그리세아(Humicola grisea)로부터의 글루코아밀라아제이다.

바람직하게는 첫 번째 효소는 트리코더마 레세이(Trichoderma reesei)로부터의 글루코아말리아제이다.

바람직하게는 첫 번째 효소는 미국 특허 제2006/0094080호에 기술된 바와 같이 제조된 트리코더마 레세이(Trichoderma reesei)로부터의 글루코아말리아제이다.

바람직하게는 첫 번째 효소는 후미콜라 그리세아(Humicola grisea)로부터의 글루코아밀라아제이다.

첫 번째 기질

첫 번째 기질의 제공은 첫 번째 기질 상에서 첫 번째 효소의 반응에 의해 두 번째 기질의 지속적이고 및/또는 장기적인 분비를 제공하기 때문에 이점이 있다.

바람직하게는 첫 번째 기질은 옥시다제, 전분, 락토오스, 셀룰로오스, 덱스트로오스, 펩티드, 이눌린 및 이들의 혼합물에 대한 올리고머 및 고분자 기질로부터 선택된다.

두 번째 공정에 있어서 바람직하게는 첫 번째 기질은 전분이다.

천연 전분은 특히 첫 번째 기질로 하는 것이 바람직하다. 천연 전분은 표면 코팅에 손쉽게 적용할 수 있는 조밀하게 적층된 결정을 제공한다. 더욱이 천연 전분은 물에 녹지 않는다.

또한 셀룰로오스는 특히 첫 번째 기질로서 바람직하다. 셀룰로오스는 도료의 공통 구성 성분이며 첫 번째 기질로서 셀룰로오스의 사용은 도료 조성물에 첨가되어야 하는 추가적인 구성 성분의 수를 감소시킨다.

두 번째 효소

바람직하게는 두 번째 효소는 옥시다제이다. 바람직하게는 두 번째 효소는 글루코오스 옥시다제, L-아미노산 옥시다제, D-아미노 옥시다제, 갈락토오스 옥시다제, 헥소오스 옥시다제, 피라노오스 옥시다제, 말레이트 옥시다제, 콜레스테롤 옥시다제, 아릴알코올 옥시다제, 알코올 옥시다제, 라토스테롤 옥시다제, 아스파테이트 옥시다제, 아민 옥시다제, D-글루타메이트 옥시다제, 에탄올아민 옥시다제, NADH 옥시다제, 우레이트 옥시다제(우리카아제) 및 이들의 혼합물로부터 선택된다.

바람직하게는 두 번째 효소는 글루코오스 옥시다제, 헥소오스 옥시다제 또는 이들의 혼합물이다.

바람직하게는 하나의 관점에서 두 번째 효소는 글루코오스 옥시다제이다.

바람직하게는 첫 번째 효소는 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger)로부터의 글루코오스 옥시다제이다.

바람직하게는 첫 번째 효소는 아스퍼질러스 나이거로부터의 글루코오스 옥시다제이며 미국 특허 제5,783,414호에 기술된 바와 같이 제조된다.

바람직하게는 첫 번째 효소는 Genencor International Inc, Rochester, NY, USA로부터의 사용가능한 글루코오스 옥시다제 GC199이다.

바람직하게는 하나의 관점에서 두 번째 효소는 헥소오스 옥시다제이다.

헥소오스 옥시다제(D-헥소오스: O₂-산화환원효소, EC 1.1.3.5)(또한 HOX로 불린다)는 효소이며, 이 효소는 산소의 존재시 D-글루코오스 및 여러 다른 물질들을 산화를 가능케 하며 말토오스, 락토오스 및 셀로비오스의 해당 락톤을 이어서 각각의 알도비온산(aldobionic acid)으로 가수분해하여 이들을 포함하는 당의 감소를 가능케 한다. 따라서 HOX는 다른 산화환원효소, 글루코오스 옥시다제와는 다르며, 이는 D-글루코오스만을 전환시키며, 여기서 두 번째 효소는 더 광범위한 당 기질을 이용할 수 있다. HOX에 의해 촉매화된 산화작용은 하기와 같이 나타낼 수 있다:

D-글루코오스 ＋O₂ ----＞ γ-글루코노락톤 ＋H₂O₂, 또는

D-갈락토오스 ＋O₂ ----＞ γ-갈락토노락톤 ＋H₂O₂

본 명세서에서 사용된 바와 같이, "HOX"라는 용어는 D-글루코오스, D-갈락토오스, D-만노오스, 말토오스, 락토오스 및 셀로비오스로 이루어진 군으로부터 선택된 기질을 산화하는 것이 가능한 효소를 나타낸다.

바람직하게는 헥소오스 옥시다제는 콘드루스 크리푸스(Chondrus cripus)로부터 수득될 수 있거나 수득된다.

하나의 관점에서 헥소오스 옥시다제 효소는 EP-A-0832245의 공개에 의해 커버된 효소이다.

바람직하게는 첫 번째 효소는 콘드루스 크리스푸스(Chondrus crispus)로부터의 헥소오스 옥시다제이며, 발효 브로스로 사용되고 EP-A-0832245에 기술된 바와 같이 제조된다.

두 번째 기질

바람직하게는, 두 번째 기질은 펩티드, L-아미노산 및 헥소오스, 바람직하게는 글루코오스, 갈락토오스, 락토오스, 2-디옥시글루코오스, 피라노오스, 자일란, 셀루로오스, 이눌린, 전분, 덱스트란, 펙틴 및 이들의 혼합물을 포함하는 탄수화물/당으로부터 선택된다.

효소 / 기질

바람직한 실시태양에서 두 번째 효소/두 번째 기질 조합은 글루코오스/헥소오스 옥시다제, 글루코오스/글루코오스 옥시다제, L 아미노산/ L 아미노산 옥시다제, 갈락토오스/갈락토오스 옥시다제, 락토오스/β-갈락토시다제/헥소오스 옥시다제, 락토오스/β-갈락토시다제/글루코오스 옥시다제, 2-디옥시글루코오스/글루코오스 옥시다제, 피라노스/피라노스 옥시다제 및 이들의 혼합물로부터 선택된다.

매우 바람직한 관점에서 첫 번째 기질/첫번째 효소/두 번째 효소 조합은 전분/글루코아밀라아제/헥소오스 옥시다제이다.

바람직하게는 상기 방오 화합물은 과산화수소이다.

하나의 바람직한 관점에서 첫 번째 효소는 이것의 활성이 두 번째 효소의 활성보다 적은 양으로 존재한다. 따라서 상기 첫 번째 효소는 안티-파울런트 화합물의 형성 비율을 제한 할 것이다. 그러므로 하나의 바람직한 관점에서 첫 번째 효소: 두 번째 효소의 활성 비율이 1:1 보다, 바람직하게는 적어도 1:2, 바람직하게는 적어도 1:10, 바람직하게는 적어도 1:20, 바람직하게는 적어도 1:50, 바람직하게는 적어도 1:100, 바람직하게는 적어도 1: 1000, 바람직하게는 적어도 1:10000보다 크다.

하나의 바람직한 관점에서 첫 번째 효소는 글루코아밀라아제이며 두 번째 효소는 HOX 또는 GOX이고 HOX/GOX의 글루코아밀라아제 활성 비율은 1:1, 바람직하게는 적어도 1:2, 바람직하게는 적어도 1:10, 바람직하게는 적어도 1:20, 바람직하게는 적어도 1:50, 바람직하게는 적어도 1:100, 바람직하게는 적어도 1:1000, 바람직하게는 적어도 1:10000보다 크다.

하나의 바람직한 관점에서 첫 번째 효소는 글루코아밀라아제이며 두 번째 효소는 HOX이고 HOX의 글루코아밀라아제 활성 비율은 1:1, 바람직하게는 적어도 1:2, 바람직하게는 적어도 1:10, 바람직하게는 적어도 1:20, 바람직하게는 적어도 1:50, 바람직하게는 적어도 1:100, 바람직하게는 적어도 1:1000, 바람직하게는 적어도 1:10000보다 크다.

하나의 바람직한 관점에서 첫 번째 효소는 글루코아밀라아제이며 두 번째 효소는 GOX이고 GOX의 글루코아밀라아제 활성 비율은 1:1, 바람직하게는 적어도 1:2, 바람직하게는 적어도 1:10, 바람직하게는 적어도 1:20, 바람직하게는 적어도 1:50, 바람직하게는 적어도 1:100, 바람직하게는 적어도 1:1000, 바람직하게는 적어도 1:10000보다 크다.

캡슐화

실리카 입자는 딱딱하며 물 및 유기 용매 모두에 불용성이며 따라서 방오 시스템 효소에 대한 최적 캡슐화를 제공하는 것으로 여겨진다. 실리케이트 및 효소의 공침에 대한 절차는 이미 개발되었다(미국 특허 제2005/0158837호에 기술됨). 효소 및 다가-양이온성 중합체의 혼합물은 인산염 완충 실리케이트 용액(PBSi)과 함께 혼합되었으며 수화된 무정형 실리카 매트릭스 내로 효소 및 다가-양이온으로 이루어진 콜로이드 공침물의 형성을 초래한다.

더욱이 본 발명은 도료에 관한 방오 조성물의 간소화된 제형화를 허용하는 한-단계 제형화 공정을 제공한다.

하나의 바람직한 관점에서 캡슐화된 두 번째 효소는 효소, 실리케이트 및 N-포함 유기 템플레이트 분자의 공침물이다. 바람직하게는 N-포함 유기 템플레이트 분자는 폴리아민, 개질된 폴리아민, 폴리에틸렌이민, 폴리펩티드 또는 개질된 폴리펩티드이다.

하나의 바람직한 관점에서 캡슐화된 두 번째 효소는 효소, 실리케이트 및 폴리아민, 개질된 폴리아민, 폴리에틸렌이민, 폴리펩티드 및 개질된 폴리펩티드로부터 선택된 N-포함 분자의 공침물이다.

하나의 바람직한 관점에서 실리케이트는 알칼리 금속 실리케이트를 중화시킴으로써 수득되어진다.

하나의 바람직한 관점에서 캡슐화된 효소는 유기실리케이트를 가수분해하고 완충액을 첨가함으로써 수득되거나 수득될 수 있다.

하나의 바람직한 관점에서 캡슐화된 두 번째 효소는 효소, 실리케이트 및 폴리에틸렌이민의 공침물이다. 바람직하게는 상기 효소:폴리에틸렌이민 비율은 약 1∼20, 약 2∼15 또는 약 5∼15 또는 약 5∼10 또는 약 0.3∼10 또는 약 0.5∼5, 또는 약 0.7∼2 또는 약 0.75∼1.25이다.

하나의 바람직한 관점에서 캡슐화된 두 번째 효소는 HOX, 실리케이트 및 폴리에틸렌이민의 공침물이다. 두 번째 효소가 HOX일 때, HOX:폴리에틸렌이민 비율은 약 0.3∼10, 더욱 바람직하게는 약 0.5∼5, 더욱 바람직하게는 약 0.7∼2, 더욱 바람직하게는 약 0.75∼1.25이다.

바람직한 하나의 관점에서 캡슐화된 두 번째 효소는 GOX, 실리케이트 및 폴리에틸렌이민의 공침물이다. 두 번째 효소가 GOX일 때, GOX:폴리에틸렌이민 비율은 약 1∼20, 더욱 바람직하게는 약 2∼15, 더욱 바람직하게는 약 5∼15, 더욱 바람직하게는 약 5∼10이다.

효소 캡슐화에 대한 실리케이트 또는 유기실리케이트 용액은 실리카 전구체로부터 제조된다. 본 발명의 목적으로, 실리케이트 전구체는 선택된 조건 하에서 이산화규소(SiO₂, 실리카)를 생성할 수 있는 유기 또는 무기 기질이다.

실리케이트 용액은 실리케이트 또는 올리고실리케이트 염 형태의 용해성 이산화규소를 포함하는 용액이다. 상기 방법에 사용된 실리케이트 용액은 pH 12 또는 그 이하로 감소, 인산염 완충 용액과 같은 완충 실리케이트 용액의 형성을 위해 수용액 또는 산성 수지와 함께 묽은 알칼리 금속 실리케이트 용액 또는 알킬 실리코네이트 염 용액을 혼합함으로써 제조된다. 알칼리 금속 실리케이트 또는 알킬 실리코네이트 염의 pH를 pH 12 또는 그 이하로 감소시키는 수용액은 산, 산성 용액 또는 낮은 pH 완충액일 수 있다. 중화에 대해 유용한 산은 인산, 시트르산, 아세트산, 염산 및 그 밖에 유사한 것을 포함한다. 인산, 시트르산 및 아세트산과 같은 약산이 바람직하며 인산이 더욱 바람직하다. 중화에 대해 유용한 산성 수지는 Amberlite"'IR-120+을 포함하며, 이는 강산 양이온교환체(Aldrich, Wl)이다.

본 발명에 대해 유용한 실리케이트 전구체는 알칼리 금속 실리케이트 및 알킬 실리코네이트 염을 포함한다. 알칼리 금속 실리케이트는 규산나트륨(예를 들면 메타규산나트륨, 오르소규산나트륨 및 규산나트륨 용액), 규산칼륨 및 규산세슘을 포함한다. 바람직한 알칼리 금속 실리케이트는 규산나트륨 및 규산칼륨이다.

바람직한 알칼리 금속 실리케이트는 규산나트륨을 포함한다. 규산나트륨은 상업적으로 이용가능하다. 예를 들면 메타규산나트륨 및 오르소규산나트륨은 Gelest lnc.(Morrisville, PA)로부터 수득될 수 있다. 규산나트륨 용액(SiO 및 NaOH의 용액)은 Sigma Aldrich로부터 수득될 수 있다.

알킬 실리코네이트 염은 나르튬 알킬 실리코네이트, 칼륨 알킬 실리코네이트 및 세슘 알킬 실리코네이트를 포함한다. 바람직한 알킬 실리코네이트 염은 나트륨 알킬 실리코네이트 및 칼륨 알킬 실리코네이트이다. 바람직한 알킬 실리코네이트 염은 나트륨 메틸 실리코네이트이다. 이 실시태양에서, 겔 형성과 함께 축합이 가능한 Si-OH기는 알킬 실리코네이트 예를 들면 나트륨 메틸실리코네이트, MeSi(ONa)₃과 같은 Si-O-금속기의 양성자화에 의해 생성된다.

실리케이트 용액은 실리케이트 졸을 형성하기 위해서 우선 산, 염기 또는 촉매와 함께 테트라알킬오르소-실리케이트를 가수분해함으로써 제조된다. 실리케이트 졸은 입자의 크기가 나노미터 범위인 실리케이트 올리고머의 안정한 콜리이드 용액으로서 정의된다. 실리케이트 pH 또는 촉매의 변화에 노출되었을 때 졸은 겔화 또는 공침이 일어날 수 있다. (Her, R.K.The Chemistry of Silica' (Wiley, 1979);Brinker, C. J. and Scherer, G. W).

'Sol Gel Science : The Physics and Chemistry of Sol-Gel Processing' (Academic press, 1990) ). 그 다음에 실리케이트 졸은 약 2∼12, 더욱 바람직하게는 약 4∼10, 가장 바람직하게는 약 5∼9의 pH를 지니는 실리케이트 용액을 형성하는 완충액, 산 또는 염기에 첨가된다. 테트라알킬오르소실리케이트의 예는 테트라에틸오르소실리케이트(TMOS) 및 테트라에틸오르소실리케이트(TEOS)를 포함한다.

유기실리케이트 용액은 실리케이트 또는 올리고실리케이트 염 형태의 용해성 이산화규소를 포함하는 용액이고, 적어도 하나의 규소-탄소(Si-C) 본드를 포함하는 유기실란, 실란이다. 본 방법에 사용된 유기실리케이트는 산성 pH(pH 1∼6) 또는 염기성 pH(pH 8∼13) 둘 중 하나에서 졸을 형성하기 위해서 테트라알킬오르소실리케이트 및 알킬트리알콕시실란, 아릴트리알콕시실란, 디알킬디알콕시실란 및 디아릴디알콕시실란으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 유기실란을 가수분해함으로써 제조된다. 바람직한 산성 pH는 예를 들면 pH 1∼5 또는 pH 1.5∼4이다. 바람직한 염기성 pH는 예를 들면 pH 9∼12이다. 그리고 나서 상기 졸은 약 2∼12, 바람직하게는 4∼10, 더욱 바람직하게는 5∼9의 pH를 지니는 유기실리케이트 용액을 형성하기 위해서 완충액, 산 또는 염기에 첨가된다. 예를 들면 페닐트리에톡시실란(PTES)는 페닐실세스퀴옥산 졸(PPSQ)을 형성하기 위해서 수용성 산(aqueous acid)과 함께 가수분해되며, 이는 테트라에틸오르소실리케이트로부터 유래된 실리케이트 졸과 함께 결합되며, 유기실리케이트 용액을 형성하기 위해서 완충액에 첨가된다. 유기실란 대 실리케이트 전구체의 비는 분자량을 기준으로 약 1 : 100 ∼ 10 : 1, 바람직하게는 약 1 : 50 ∼ 2 : 1 및 바람직하게는 1 : 10 ∼ 1 : 1의 범위이다.

공정

본 명세서에 논의된 바와 같이, 하나의 관점에서 본 발명은

(ⅰ) 효소 또는 건조 없이 발효 브로스로부터 분리된 효소를 포함하는 발효 브로스를 제공

(ⅱ) 실리케이트로 효소를 캡슐화

하는 단계를 포함하는 실리케이트로 캡슐화된 효소의 제조에 관한 공정을 제공한다.

본 공정의 하나의 관점에서 효소를 포함하는 발효 브로스가 제공된다.

본 공정의 하나의 관점에서 건조 없이 발효 브로스로부터 분리된 효소가 제공된다.

본 명세서로부터 인식되는 바와 같이, 본 공정의 효소는 바람직하게는 본 발명의 방오 조성물의 두 번째 효소이다.

본 공정의 하나의 관점에서 상기 공정은 (ⅲ) 추가적인 효소(본 발명의 방오 조성물의 첫 번째 효소와 같은)를 제공하는 추가적인 단계를 포함한다.

본 공정의 하나의 관점에서 상기 공정은 (ⅲ) 기질(본 발명의 방오 조성물의 첫 번째 기질과 같은)을 제공하는 추가적인 단계를 포함한다.

본 공정의 하나의 관점에서 상기 공정은 (ⅲ) 추가적인 효소(본 발명의 방오 조성물의 첫 번째 효소와 같은) 및 기질(본 발명의 방오 조성물의 첫 번째 기질과 같은)을 제공하는 추가적인 단계를 포함한다.

바람직하게는 상기 추가적인 효소(본 발명의 방오 조성물의 첫 번째 효소와 같은) 및 기질(본 발명의 방오 조성물의 첫 번째 기질과 같은)은 안티-파울런트의 원하는 분비를 지니는 방오 조성물을 초래하는 비율을 제공된다.

본 공정의 하나의 관점에서 상기 공정은 (ⅳ) 물질을 건조하는 추가적인 단계를 포함한다. 이러한 건조는 유기 용매 기반 도료로 즉시 혼합되는 조성물을 제공한다.

본 공정의 하나의 관점에서 상기 공정은 (ⅲ) 본 명세서에서 정의된 추가적인 단계 및 (ⅳ) 본 명세서에서 정의된 추가적인 단계를 포함한다.

본 발명은 효소의 원액 제형화가 하나의 구성성분의 캡슐화와 같은 동일한 단계(즉 중간 건조 또는 다른 분리 단계 없이)에서 결합되는 이점이 있으며, 그 때문에 구성성분 사이의 대략적인 비율을 얻을 수 있고, 반면에 컷팅(cutting) 뿐만 아니라 효소 매뉴팩처의 관점에서 제형화의 컷팅 코스트는 혼합 시설 및 코팅 제형화 관점에서 제조시간을 필요로 한다.

표면 코팅 물질

바람직하게는 표면 코팅 물질은 용매 기반 시스템내의 폴리비닐 클로라이드 수지, 용매 기반 시스템내의 염화고무, 아크릴 수지 및 용매 기반 또는 수용액 시스템내의 메타크릴레이트 수지, 수용성 분산 또는 용매 기반 시트템과 같은 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 공중합체 시스템, 폴리비닐 메틸 에테르, 부타디엔-스틸렌 고무와 같은 부타디엔 공중합체, 부타디엔아크릴로니트릴 고무 및 부타디엔-스틸렌-아클리로니트릴 고무, 린시드유와 같은 건성유, 알키드 수지, 아스팔트, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 페놀 수지, (천연) 로진, 로진 유도체, 불균일 로진, 부분적으로 중합된 로진, 경화 로진, 검 로진, 불균일 검 로진, 비-수용성 분산 바인더 시스템, 실릴화 아크릴레이트 바인더 시스템, 금속 아크릴레이트 바인더 시스템 유도체 및 이들의 혼합물로부터 선택된 구성성분을 포함한다.

바람직하게는 상기 표면 코팅 물질은 바인더를 포함한다. 바람직하게 바인더는 천연 로진, 로진 유도체, 불균일 로진, 부분적으로 중합된 로진, 경화 로진, 검 로진, 불균일 검 로진, 아크릴 로진, 폴리비닐 메틸 에테르, 비닐 아세테이트-비닐클로라이드-에틸렌 테르폴리머, 비-수용성 분산 바인더 시스템, 실릴화 아크릴레이트 바인더 시스템 및 금속 아크릴레이트 바인더 시스템으로부터 선택된다. 이러한 바인더는 해양용으로 사용되는 방오 조성물에 대한 특별한 관심을 끌고 있다.

비-수용성 분산 바인더 시스템

"비-수용성 수지"라는 용어 및 비슷한 표현은 쉘-핵 구조를 의미하며, 이 구조는 고-분자량 구성요소("쉘 구성 요소")를 사용하여 저-극성 용매의 비-수용성 액체 배지로 고-극성, 고-분자량 수지 미립자 구성 요소를 안정하게 분산시켜 수득된 수지를 포함한다.

비-수용성 분산 수지는 탄화수소 용매에 녹지 않는 고중합체(핵 구성 요소)의 형태로 중합가능하고 탄화수소 용매에 녹는 중합 가능한 에틸렌성 불포화 단량체는 용해되거나 용매에서 팽창되는 중합체를 만드는 쉘 구성요소(분산 안정제)의 존재시 탄화수소 용매에서 종래의 방법에 따라 분산 중합되어지는 방법에 의해서 제조된다.

이용되는 비-수용성 분산-타입 수지는 그 자체로 알려진 수지일 수 있다; 또는 이것은 공지된 수지와 같이 생성될 수 있다. 이들의 제조에 관한 이러한 비-수용성 분산-타입 수지 및 방법은 예를 들면 미국 특허 제3,607,821호, 미국 특허 제4,147,688호, 미국 특허 제4,493,914호 및 미국 특허 제4,960,828호, 일본 특허 출원 번호 제1973/29,551호 및 일본 특허 출원 공개 번호 제1982/177,068호에 기술된다. 구체적으로 비-수용성 분산-타입 수지로 구성되는 쉘 구성요소와 같이 예를 들면 미국 특허 제4,960,828호(일본 특허 출원 공개 번호 제1989/43374호)에 기술된 저-극성 용매에서 용해 가능한 다양한 고-분자 기질이 사용될 수 있다.

최종 도료 코트의 특성을 방오 관점에서 보면, 아크릴 수지 또는 비닐 수지와 같은 쉘 구성 요소가 사용된다.

핵 구성 요소와 같이, 고 극성을 지니는 에틸렌성 불포화 단량체의 중합체가 일반적으로 적용된다.

비-수용성 분산-타입 수지는 그 자체로 공지된 방법에 의해 형성될 수 있다. 이들의 예는 핵 구성요소 및 쉘 구성요소는 공-중합을 차단 또는 공-중합을 함으로써 이전에 형성되고 그 다음에 이들은 저-극성 용매에서 혼합되고, 요구되어지면 비-수용성 분산을 형성하기 위해 반응(일본 특허 출원 번호 제1973/29,551호)되는 방법이며, 고-극성 기를 지닌 적어도 하나의 에틸렌성 불포화된 단량체의 혼합물이 용매에서 공-중합되는 방법이며, 상기 용매에서 용해되거나 또는 안정하게 분산되는 분산 안정제의 존재시 용매는 에틸렌성 불포화 단량체를 녹이지만 그것으로부터 형성된 중합체(핵 구성요소)를 녹이지는 않는다. 또한 요구되어지면, 수득된 공중합체는 최종 비-수용성 분산을 제공하기 위한 상기 분산 안정제와 함께 추가적으로 반응된다(미국 특허 번호 제3,607,821호(일본 특허 출원 번호 제1982/48,566호), 일본 특허 출원 공개 번호 제1982/177,068호, 제2001/270,972호, 제2001/40,010호 및 제2002/37,971호). 후자의 방법에 있어서, 분산 안정제는 분자 내에 저-극성 용매에 녹고 분산되는 수지에 대한 친화력을 지니는 구성 요소를 포함하거나 저-극성 용매에서 용해되는 특이적 조성물의 분산 안정제가 쉘 구성 요소와 같이 존재한다. 또한 핵 구성요소처럼 분산된 구성 요소는 단량체의 공중합에 의해 형성된다.

본 발명에서 사용된 쉘-핵 구조의 비-수용성 분산-타입 수지에 있어서, 적어도 핵 구성 요소는 유리산기 또는 유리산기 및 해양에서 가수분해에 의해 상기 산 그룹으로 전환가능한 실릴 에스테르기를 지니는 것이 중요하다. 핵 중합체의 단량체 중량으로 바람직하게는 5∼75%, 바람직하게는 5∼60%, 바람직하게는 7∼50%는 유리산기를 지녀야 한다. 유리산기가 도료 제형화의 특성에 직접적 영향을 끼치지만, 실릴 에스테르기는 이후 해양에서의 가수분해에만 영향을 끼치며, 핵 구성요소의 단량체 중량으로 3%만이 실릴 에스테르 단량체인 것이 중요하다. 전형적으로 핵 구성요소의 단량체 중량으로 1%만이 실릴 에스테르 단량체이며, 대부분은 종종 실릴 에스테르기가 핵에 존재하지 않는다.

실릴 에스테르 단량체의 예는 아크릴 또는 메타크릴 산의 실릴 에스테르이다.

원한다면 더 작은 비율로 유리산기 또는 실릴에스테르기가 쉘 구성요소에 포함된다. 그러나 쉘 구성요소의 단량체 중량으로 3% 미만이 유리산기 또는 실릴 에스테르기인 것으로 여겨진다.

"유리산기"라는 표현은 산 형태의 산기를 포함하는 것으로 여겨진다. 적절한 반대 이온이 조성물 또는 환경에 존재하면 이러한 산기는 일시적으로 염형태로 존재하는 것으로 이해된다.

예시적으로는 상기 산 그룹이 소금물(salt water)에 노출되면 일부 유리산기는 나트륨염 형태로 존재하는 것으로 예상된다.

따라서 비-수용성 분산-타입 수지는 바람직하게는 15∼400 mg KOH/g, 바람직하게는 15∼300 mg KOH/g, 바람직하게는 18∼300 mg KOH/g 값의 수지 산가를 갖는다. 비-수용성 수지의 전체 산가가 15 mg KOH/g 이하이면, 도료 코트의 연마 비율이 너무 낮아지고 방오 특성은 종종 만족스럽지 못하게 될 것이다. 다른 한편으로는 전체 산가가 400 mg KOH/g 이상이면, 문제가 되는 내수성(해양에서 도료 코트의 내구성)의 문제 때문에 연마 비율이 너무 높아진다(핵 구성요소 및/또는 쉘 구성요소가 산 전구체 그룹을 포함할 때, 수지 산가는 가수분해에 의해 산기로 전환된 후 주어진 값이다.). 본 명세서에서 "수지 산가"라는 용어는 수지(고체 함량) 1g을 중화시키기 위해서 소비된 KOH의 양(mg)에 관한 것이며, 수지(고체 함량)의 산기의 함량(산 전구체 그룹의 경우에, 가수분해에 의해 형성된 산기의 함량)을 나타내는 것이다.

산기 및/또는 산 전구체 그룹은 핵 구성요소에 포함돼서 이들의 함량이 수지 산가로 비-수용성 분산-타입 수지의 전체 수지 산가의 적어도 80%, 바람직하게는 적어도 90%, 더욱 바람직하게는 적어도 95%인 것이 바람직하다.

비-수용성 분산 수지의 핵 구성요소의 산가가 비-수용성 분산-타입 수지의 전체 산가의 80% 이하이면, 즉 쉘 구성 요소의 산가가 전체 산가의 20% 이상이면, 잠재적인 문제는 내수성 및 내구성에 대하여 상기에 기술된 바와 같다. 더욱이 코팅 조성물이 유리 금속 이온을 포함하면, 쉘 구성요소의 산가가 전체 산가의 20% 이상이면 겔화에 대한 문제가 발생한다.

상기와 같이, 쉘 구성요소가 소수성인 것이 일반적으로 선호된다.

비-수용성 분산-타입 수지의 핵 구성요소/쉘 구성요소의 건조 중량 비율은 특별히 제한적이지는 않지만, 일반적으로 90/10∼10/90, 바람직하게는 80/20∼25/75, 바람직하게는 60/40∼25/75의 범위에 있다.

더욱이 비-수용성 분산 수지의 건조물은 일반적으로 코팅 조성물의 습윤 중량으로 2-30%, 바람직하게는 4-25%, 바람직하게는 5-25%, 바람직하게는 5-20%의 범위로 구성되는 것으로 여겨진다.

바인더가 되는 비-수용성 분산 수지의 분산에 관한 용매와 같이, 도료에 대해 일반적으로 사용되는 다양한 유기 용매는 특정한 제약 없이 사용될 수 있다.

비-수용성 분산 수지 도료 조성물의 구성요소가 용해 또는 분산되는 용매의 예는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 이소부탄올 및 벤질 알코올과 같은 알코올; 에탄올/물 혼합물과 같은 알코올/물 혼합물; 백유, 사이클로헥산, 톨루엔, 자일렌 및 나프타 용매와 같은 지방족 화합물, 사이클로 지방족 화합물, 방향족 탄화수소; 메틸 에틸 케톤, 아세톤, 메틸 이소부틸 케톤, 메틸 이소아밀 케톤, 디아세톤 알코올 및 사이클로헥사논과 같은 케톤; 2-부톡시에탄올, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸 에테르 및 부틸 디글리콜과 같은 에테르 알코올; 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 메톡시프로필 아세테이트, n-부틸 아세테이트 및 2-에톡시에틸 아세테이트와 같은 에스테르; 메틸렌 클로라이드, 테트라클로로에탄 및 트리클로로에틸렌과 같은 염소화탄화수소; 및 이들의 혼합물이다.

유용한 용매는 특정 탄화수소 타입 용매이고 지방족 화합물, 지방족 고리 화합물 및 방향족 용매를 포함한다. 본 발명에서 지방족 탄화수소 용매 및/또는 지방족 고리 탄화수소 용매 또는 주요 양의 이러한 용매를 사용하는 것이 선호된다.

적절한 지방족 및 지방족 고리 탄화수소 용매는 예를 들면 n-헥산, 이소-헥산, n-헵탄, n-옥탄, 이소-옥탄, n-데칸, n-도데칸, 사이클로헥산, 메틸사이클로헥산 및 사이클로헵탄을 포함한다. 산업용 제품은 예를 들면 미네랄 스피리트 ec, vm&p 나프타 및 쉘졸 72(Shell Chemical Co.에 의해 제조됨); 나프타 no. 3, 나프타 no. 5, 나프타 no. 6 및 용매 no. 7(Exxon Chemical Co.에 의해 제조됨); ip 용매 1016, ip 용매 1620 및 ip 용매 2835(ldemitsu Petrochemical co., ltd.에 의해 제조됨); 및 펭가졸(pengazole) an-45 및 펭가졸 3040(Mobile Oil Co.에 의해 제조됨)을 포함한다.

더욱이 방향족 용매는 예를 들면 벤젠, 톨루엔, 자일렌 및 데칼린을 포함한다. 산업용 제품은 예를 들면 솔베소(Solvesso) 100 및 솔베소 150 (Exxon Chemical Co.에 의해 제조됨); 및 스와졸(Swazole)(Maruzen Oil Co., Ltd.에 의해 제조됨)을 포함한다.

이 탄화수소 타입 용매는 단독으로 또는 이들의 둘 또는 그 이상의 혼합물의 조합으로 사용된다.

실릴화된 아크릴레이트 바인더 시스템

추가 관점에서, 코팅 조성물에 사용되는 공-중합체는 일반식 Ⅰ의 적어도 하나의 말단기를 가지는 적어도 하나의 곁사슬을 포함한다:

여기서 n은 1 또는 그 이상의 정수이다. n이 1, 2, 3, 4 또는 그 이상일 때, 이 경우에는 n이 약 5000 까지, 바람직하게는 n이 1∼50, 바람직하게는 n이 2∼15인 것이 선호된다.

X는 다음으로부터 선택된다:

,

및

;

R₁-R₅는 C_1-20-알킬, C_1-20-알콕시, 페닐, 임의로 치환된 페닐, 페녹시 및 임의로 치환된 페녹시로 구성된 그룹으로부터 독립적으로 선택된 각 그룹이다. 상기식 Ⅰ에 대하여, 알킬 및 알콕시기 각각은 약 5개의 탄소원자(C_1-5-알킬)까지 지니는 것이 일반적으로 선호된다. 치환된 페닐 및 페녹시기에 관한 치환기의 실례는 할로겐, C_1-5-알킬 , C_1-5-알콕시 또는 C_1-10-알킬카보닐을 포함한다. 상기에서 지적한바와 같이, R₁-R₅는 동일 또는 상이한 그룹일 수도 있다.

상기 일반식 Ⅰ의 말단기를 포함하는 단량체는 EP 0 297 505 B1에 기술된 바와 같이 합성될 수도 있으며, 즉 단량체는 예를 들면 분자에 R₃-R₅를 지니는 유기규소 화합물과 함께 아크릴산, 메타아크릴산 또는 말레산 단량체의 탈수소 축합과 같은 축합에 의해 합성된다. 여기서 유기규소 화합물은 한쪽 말단에 2기-치환된 모노하이드로실란기를 지니는 유기실록산, 3기-치환된 모노하이드로실란, 한쪽 말단에 하이드로메틸기 또는 클로로 메틸기와 같은 할로겐 메틸기를 지니는 유기실록산 또는 3기-치환된 실란과 같다.

이러한 단량체는 비닐 중합가능한 단량체 A와 함께 공-중합(본 발명에 따르는 코팅 조성물에 사용되는 공-중합체를 수득하기 위해서)될 것이다. 적절한 비닐 중합가능한 단량체의 예는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 및 메톡시 에틸 메타크릴레이트와 같은 메타크릴레이트 에스테르; 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2 에틸헥실 아크릴레이트 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트와 같은 아크릴레이트 에스테르; 디메틸 말레이트 및 디에틸 말레이트와 같은 말레산 에스테르; 디메틸 푸마레이트 및 디에틸 푸마레이트와 같은 푸마르산 에스테르; 스틸렌, 비닐톨루엘, α-메틸스틸렌, 비닐 클로라이드, 비닐 아세테이트, 부타디엔, 아크릴아미드, 아크릴로나이트릴, 메타아크릴산, 아크릴산, 이소보닐 메타아크릴레이트 및 말레산을 포함한다.

이 비닐 중합가능한 단량체(A)는 생성된 공-중합체에 원하는 특성을 부여하는 변형 구성요소(modifying components)로 작용한다. 또한 이 중합체는 일반식 Ⅱ 및 Ⅲ(하기)의 말단기를 포함하는 단량체로 구성된 호모폴리머보다 고분자량인 중합체를 수득하는 용도에 유용하다. 비닐 중합 가능한 단량체의 양은 생성된 공-중합체의 전체 중량의 95 중량%보다 크지 않으며, 바람직하게는 90 중량%보다 크지 않다. 따라서 상기의 일반식 Ⅰ의 말단기를 포함하는 단량체의 양은 적어도 5 중량%, 특히 적어도 10 중량%이다.

일반식 Ⅰ(상기에 나타냄)의 적어도 하나의 말단기를 지니는 적어도 하나의 곁사슬을 포함하는 공-중합체는 일반적인 절차에 따라서 적절한 (비닐) 중합 개시제의 존재시 하나 또는 그 이상의 상기한 비닐 중합 가능한 단량체(A)와 함께 일반식 Ⅰ의 말단기를 포함하는 적어도 하나의 단량체를 중합함으로써 형성된다. 중합 방법은 용액 중합, 벌크(bulk) 중합, 에멀전 중합, 서스페션 중합, 음이온성 중합 및 합동(co-ordination) 중합을 포함한다. 적절한 비닐 중합 개시제의 예는 아조비스이소부틸로나이트릴과 트리페닐메틸아조벤젠과 같은 아조 화합물과 과산화벤조일과 디-터셔리-부틸 과산화물과 같은 과산화물이다.

상술한 방법에 의해 제조되는 공중합체는 바람직하게는 5,000∼1,500,000의 범위, 예를 들면 5,000∼1,000,000의 범위, 5,000∼500,000의 범위, 5,000∼250,000의 범위 또는 5,000∼100,000과 같은 1,000∼1,500,000 범위의 중량평균분자량을 지닌다. 공중합체의 분자량이 너무 작으면, 단단하고, 균일하고 내구성이 있는 필름을 형성하기가 어렵다. 한편, 공중합체의 분자량이 너무 크면, 너무 점성이 있는 니스(varnish)가 만들어진다. 이러한 매우 점착성 있는 니스는 코팅 조성물의 제형화에 대한 용매와 함께 묽어진다. 그러므로 코팅 조성물의 수지 고체 함량이 감소되고, 얇은 건조 필름은 단일 도포에 의해서 형성된다. 이는 여러 번의 코팅 조성물 도포는 적절한 건조 필름 두께를 이루기 위해 필요하다는 점에서 불편하다.

비록 논의가 되고 있는 중합체의 중량평균분자량을 측정하기 위한 몇몇의 상이한 방법이 당업자에게 공지되어 있을 지라도, 중량평균분자량은 WO 97/44401 34페이지에 기술된 GPC-방법에 따라 측정되는 것이 선호된다.

또 하나의 관점에서, 코팅 조성물에 사용되는 공-중합체는 일반식 Ⅱ의 적어도 하나의 말단기를 지니는 적어도 하나의 곁사슬을 포함한다:

여기서 X, R₃, R₄ 및 R₅는 일반식 Ⅰ에서 정의된 바와 같다.

일반식 Ⅱ(위에 나타냄)의 말단기를 지니는 단량체의 예는 아크릴산, 메타크릴산, 말레산(바람직하게는 1∼6개의 탄소 원자를 지닌 몬알킬(monalkyl) 에스테르의 형태) 또는 푸마르산(바람직하게는 1∼6개의 탄소 원자를 지닌 몬알킬(monalkyl) 에스테르의 형태)과 같은 산-관능성 비닐 중합가능한 단량체이다.

트리유기규소기에 대하여, 즉 상기 식 Ⅰ 또는 Ⅱ, R₃, R₄ 및 R₅에 나타난 -Si(R₃)(R₄)(R₅)기는 C_1-20-알킬(예를 들면 사이클로헥실 및 치환된 사이클로헥실과 같은 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 사이클로알킬); 아릴(예를 들면 페닐 및 나프틸) 또는 치환된 아릴(예를 들면 치환된 페닐 및 치환된 나프틸)과 같이 동일하거나 상이하다. 아릴 할로겐, C_1-18-알킬 , C_1-10-아실, 술포닐, 니트로 또는 아미노에 대한 치환기의 예.

따라서 일반식 Ⅰ 또는 Ⅱ에 나타난 트리유기규소기(즉 -Si(R₃)(R₄)(R₅)기)의 구체적인 예는 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리-n-프로필실릴, 트리-n-부틸실릴, 트리-이소-프로필실릴, 트리-n-펜틸실릴, 트리-n-헥실실릴, 트리-n-옥틸실릴, 트리-n-도데실실릴, 트리페닐실릴, 트리-p-메틸페닐실릴, 트리벤질실릴, 트리-2- 메틸이소프로필실릴, 트리-터셔리-부틸실릴, 에틸디메틸실릴, n-부틸디메틸실릴, 디-이소-프로필-n-부틸실릴, n-옥틸-디-n-부틸실릴, 디-이소-프로필옥타데실실릴, 디사이클로헥실페닐실릴, 터셔리-부틸디페닐실릴, 도데실디페닐실릴 및 디페닐메틸실릴을 포함한다.

일반식 Ⅰ 또는 Ⅱ의 적어도 하나의 말단기를 지니는 적절한 메타크릴산-유도 단량체의 구체적인 예는 트리메틸실릴 (메트)아크릴레이트, 트리에틸실릴 (메트)아크릴레이트, 트리-n-프로필실릴 (메트)아크릴레이트, 트리이소프로필실릴 (메트)아크릴레이트, 트리-n-부틸실릴 (메트)아크릴레이트, 트리이소부틸실릴 (메트)아크릴레이트, 트리-터셔리-부틸실릴 (메트)아크릴레이트, 트리-n-아밀실릴(메트)아크릴레이트, 트리-n-헥실실릴 (메트)아크릴레이트, 트리-n-옥틸실릴(메트)아크릴레이트, 트리-n-도데실실릴 (메트)아크릴레이트, 트리페닐실릴 (메트)아크릴레이트, 트리-p-메틸페닐실릴 (메트)아크릴레이트, 트리벤질실릴 (메트)아크릴레이트, 에틸디메틸실릴(메트)아크릴레이트, n-부틸디메틸실릴(메트)아크릴레이트, 디-이소프로필-n-부틸실릴(메트)아크릴레이트, n-옥틸디-n-부틸실릴(메트)아크릴레이트, 디이소프로필스테아릴(메트)아크릴레이트, 디사이클로헥실페닐실릴(메트)아크릴레이트, t-부틸디페닐실릴(메트)아크릴레이트 및 라우릴디페닐실릴(메트)아크릴레이트를 포함한다.

일반식 Ⅰ 또는 Ⅱ의 적어도 하나의 말단기를 지니는 적절한 말산-유도 및 푸마르산-유도 단량체의 구체적인 예는 트리이소프로필실릴 메틸 말레이트, 트리이소프로필실릴 아밀 말레이트, 트리-n-부틸실릴 n-부틸 말레이트, 터셔리-부틸디페닐실릴 메틸 말레이트, t-부틸디페닐실릴 n-부틸 말레이트, 트리-이소프로필실릴 메틸 푸마레이트, 트리이소프로필실릴 아밀 푸마레이트, 트리-n-부틸실릴 n-부틸 푸마레이트, 터셔리-부틸디페닐실릴 메틸 푸마레이트 및 터셔리-부틸디페닐실릴 n-부틸 푸마레이트를 포함한다..

또 하나의 관점에서, 코팅-조성물에 사용된 공-중합체는 일반식 Ⅲ의 두 번째 단량체 B와 결합하여 일반식 Ⅱ(상술된 바와 같음)의 말단기를 지니는 단량체 유닛을 포함한다:

Y-(CH(R_A)-CH(R_B)-O)_P-Z (Ⅲ)

여기서 Z는 C_1-20-알킬기 또는 아릴기; Y는 아크릴오일옥시(acryloyloxy)기, 메타크릴오일옥시기, 말레인오일옥시기 또는 푸마르오일옥시기; R_A 및 R_B는 할로겐, C_1-20-알킬 및 아릴을 구성하는 그룹으로부터 개별적으로 선택; 및 p는 1∼25의 정수이다.

p> 2이면 R_A 및 R_B는 바람직하게는 할로겐 또는 CH₃이며, 즉 p>2이면 단량체 B는 바람직하게는 폴리에틸렌 글리콜 또는 폴리프로필렌 글리콜로부터 유도된다.

p=1이면 단량체인 것으로 생각되며, 여기서 R_A 및 R_B는 C_1-20-알킬 또는 아릴과 같은 보다 큰 그룹이다.

일반식 Ⅲ에 나타난 바와 같이, 단량체 B는 불포화기(Y) 및 또한 알콕시- 또는 아릴옥시폴리에틸렌 글리콜과 같이 분자에 아크릴오일옥시기, 메타크릴오일옥시기, 말레인오일옥시기( 바람직하게는 모노-C_1-6-알킬 에스테르의 형태), 또는 푸마르오일옥시기(바람직하게는 C1-6-알킬 에스테르의 형태)를 지닌다. 알콕시 또는 아릴옥시폴리에틸렌 글리콜기에 있어서, 폴리에틸렌 글리콜의 중합도(p)는 1∼25이다.

알킬 또는 아릴기의 예(Z)는 C_1-12-알킬(예를 들면 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 사이클로헥실 및 치환된 사이클로헥실과 같은 사이클로알킬); 및 아릴(예를 들면 페닐 및 나프틸) 및 치환된 아릴(예를 들면 치환된 페닐 및 치환된 나프틸)을 포함한다. 아릴에 대한 치환체의 예는 할로겐, C_1-18-알킬기, C_1-10-알킬카르보닐, 니트로 또는 아미노를 포함한다.

분자에 (메트)아크릴오일옥시기를 지닌 단량체 B의 구체적인 예는 메톡시에틸(메트)아크릴레이트, 에톡시에틸(메트)아크릴레이트, 프로폭시에틸(메트)-아크릴레이트, 부톡시(메트)아크릴레이트, 헥스옥시(메트)아크릴레이트, 메톡시디에틸렌 글리콜(메트)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌 글리콜(메트)아크릴레이트, 에톡시디에틸렌 글리콜(메트)아크릴레이트 및 에톡시트리에틸렌 글리콜(메트)아크릴레이트를 포함한다.

분자에 말레인오일옥시 푸마르오일옥시기를 지니는 단량체 B의 구체적인 예는 메톡시에틸 n-부틸 말레이트, 에톡시디에틸렌 글리콜 메틸 말레이트, 에톡시트리에틸렌 글리콜 메틸 말레이트, 프로폭시디에틸렌 글리콜 메틸 말레이트, 부톡시에틸 메틸 말레이트, 헥스옥시에틸 메틸 말레이트, 메톡시에틸 n-부틸 푸마레이트, 에톡시디에틸렌 글리콜 메틸 푸마레이트, 에톡시트리에틸렌 글리콜 메틸 푸마레이트, 프로폭시디에틸렌 글리콜 메틸 푸마레이트, 부톡시에틸 메틸 푸마레이트 및 헥스옥시에틸 메틸 푸마레이트를 포함한다.

당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 다른 비닐 단량체는 일반식 Ⅲ(상기에 나타냄)의 두 번째 단량체 B와 결합하여 일반식 Ⅱ(상기에 나타냄)의 말단기를 지니는 단량체 유니트를 포함하는 생성된 공-중합체 또는 일반식 Ⅱ(상기에 나타냄)의 말단기를 지니는 단량체 유니트를 포함하는 생성된 공-중합체를 포함한다.

상기 언급된 단량체와 함께 공중합 가능한 다른 단량체에 관하여, 용도는 상술된 비닐 중합 가능한 단량체(A)와 같은 다양한 비닐 단량체로 구성된다.

단량체 혼합물에 있어서, 일반식 Ⅱ의 말단기, 단량체 B 및 앞에 언급된 것과 함께(예를 들면 단량체 A) 공중합 가능한 다른 단량체(들)을 지니는 단량체의 특성은 코팅 조성물의 용도에 따라 적절하게 측정된다. 그러나 일반적으로 단량체의 전체 중량을 기초로 하여 일반식 Ⅱ의 말단기를 지니는 단량체의 비율은 1∼95 중량%이며, 단량체 B의 비율은 1∼95 중량%, 상기 언급된 것과 함께 공-중합 가능한 다른 단량체(들)의 비율은 0∼95% 중량%인 것이 선호된다.

따라서, 일반식 Ⅱ의 말단기 및 단량체 유니트 B( 및 임의로 단량체 A)를 지니는 단량체 유니트의 조합을 포함하는 공-중합체는 보통 용액 중합, 벌크 중합, 에멀전 중합 및 서스펜션 중합과 같은 다양한 방법에 의해 비닐 중화 개시제의 존재시 이러한 단량체 혼합물을 중합함으로써 수득되며, 이는 당업자에게 공지되어있다. 그러나 용액 중합 방법 또는 벌크 중합 방법을 이용하는 것이 선호된다.

중합 개시제의 예는 아조비스-이소부틸로나이트릴 및 트리페닐메틸아조벤젠과 같은 아조 화합물; 및 벤조일 과산화물, 디-터셔리 부틸 과산화물, 터셔리-부틸 퍼옥시벤조에이트 및 터셔리-부틸 퍼옥시이소프로필카르보네이트와 같은 과산화물을 포함한다.

따라서 수득된 공중합체의 분자량은 중량평균분자량에 관해서 바람직하게는 1,000∼150,000의 범위, 바람직하게는 3,000∼100,000의 범위, 바람직하게는 5,000∼100,000의 범위이다. 분자량이 너무 작으면 정상적인 코팅 필름을 형성하기 어려워지며, 반면에 분자량이 너무 크면 단일한 코팅 작업만이 얇은 코팅 필름을 제공한다는 단점을 초래한다. 이러한 이유로 코팅 작업은 더 큰 수로 수행되어야 한다. 5∼90 중량%, 바람직하게는 15∼85 중량%의 범위 값의 중합체 용액의 고체 함량을 조절하는 것이 바람직하다.

추가 관점에서, 코팅 조성물에 사용되는 공중합체는 일반식 Ⅳ의 두 번째 단량체 C와 결합하여 일반식 Ⅱ(상술된 바와 같이)의 말단기를 지니는 단량체 유니트를 포함한다;

여기서 Y는 아크릴오일옥시기, 메타크릴오일옥시기, 말레인오일옥시기 또는 푸마르오일옥시기이며 및 R₆ 및 R₇은 C_1-12-알킬기이다.

식 Ⅳ에 나타낸 바와 같이, 단량체 C는 분자에 불포화된 그룹(Y) 및 또한 헤미-아세탈기와 같은 아크릴오일옥시기, 메타크릴오일옥시기, 말레인오일옥시기(바람직하게는 모노-C_1-6-알킬 에스테르의 형태) 또는 푸마르오일옥시기(바람직하게는 모노-C_1-6-알킬 에스테르의 형태)를 가진다.

헤미-아세탈기에 있어, R₆의 예는 C_1-12-알킬, 바람직하게는 C_1-4-알킬(예를 들면, 메틸, 에틸, n-프로필, n-부틸, 이소프로필, 이소부틸 및 터셔리-부틸); 및 R₇의 예는 C_1-12-알킬, 바람직하게는 C_1-8-알킬(예를 들면 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸 및 터셔리-부틸) 및 치환된 또는 치환되지 않은 C_5-8-사이클로알킬(예를 들면 사이클로헥실)을 포함한다.

단량체 C는 알킬 비닐 에테르(예를 들면 에틸 비닐 에테르, 프로필 비닐 에테르, 부틸 비닐 에테르, 헥실 비닐 에테르 및 2-에틸헥실 비닐 에테르) 또는 사이클로알킬 비닐 에테르(예를 들면 사이클로헥실 비닐 에테르)와 함께 아크릴산, 메타크릴산, 말레산(또는 이들의 모노에스테르) 및 푸마르산(또는 이들의 모노에스테르)에서 선택된 비닐 단량체를 포함하는 카르복시기의 보통의 첨가 반응에 의해 제조된다

당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 다른 비닐 단량체는 일반식 Ⅳ(상기에 나타냄)의 두 번째 단량체 C와 결합하여 일반식 Ⅱ(상기에 나타냄)의 말단기를 지니는 단량체 유니트를 포함하는 생성된 공-중합체를 포함한다.

상술된 단량체와 함께 공중합 가능한 다른 단량체에 관하여, 용도는 상술된 비닐 중합 가능한 단량체(A)와 같은 다양한 비닐 단량체로 만들어진다.

단량체 혼합물에 있어서, 일반식 Ⅱ, 단량체 C 및 이들과 함께 공중합 가능한 다른 단량체(들)(예를 들면 단량체 A)의 말단기를 지니는 단량체의 비율은 코팅 조성물의 용도에 따라 적적하게 측정된다. 그러나 일반적으로 일반식 Ⅱ의 말단기를 지니는 단량체의 비율은 1∼95 중량%(바람직하게는 1∼80 중량%), 단량체 C의 비율은 1∼95 중량%(바람직하게는 1∼80 중량%)이며, 이들과 함께 공중합 가능한 다른 단량체(들)의 비율은 단량체의 전체 중량을 기초로 하여 98%까지이다.

따라서 일반식 Ⅱ 및 단량체 유니트 C( 및 임의로 단량체 A)의 말단기를 지니는 단량체 유니트의 조합을 포함하는 공중합체는 보통으로는 용액 중합, 벌크 중합, 에멀전 중합 및 서스펜션 중합과 같은 다양한 방법중 하나에 의해 비닐 중합 개시제의 존재시 이러한 단량체의 혼합물을 중합함으로써 수득되며, 이는 당업자에게 공지될 것이다. 그러나 용액 중합 방법 또는 벌크 중합 방법을 사용하는 것이 바람직하다.

비닐 중합 개시제의 예는 아조비스이소부틸로나이트릴과 트리페닐메틸아조벤젠과 같은 아조 화합물; 및 과산화벤조일과 디-터셔리-부틸 과산화물, 터셔리-부틸 퍼옥시벤조에이트 및 터셔리-부틸 퍼옥시이소프로필카르보네이트와 같은 과산화물을 포함한다.

따라서 수득된 공중합체의 분자량은 중량평균분자량에 관하여 바람직하게는 1,000∼150,000의 범위, 바람직하게는 3,000∼100,000의 범위, 바람직하게는 5,000∼100,000의 범위이다. 너무 작은 분자량은 정상적인 코팅 필름 형성에 어려움을 초래하며, 반면에 너무 큰 분자량은 단일 코팅 작업만이 얇은 코팅 필름을 제공한다는 단점을 초래한다. 이러한 이유로 코팅 작업은 더 큰 수로 수행되어야 한다.

비록 바인더 공중합체의 화학이 상술된 바와 같은 것이 선호될지라도 약간 상이한 구조를 지니는 다른 실릴-포함 공중합체 역시 본 명세서에 기술된 용도에 대해 유용하다는 것으로 여겨진다. 따라서 상술된 화학식과 비교시 약간 상이한 구조를 지니는 바인더 공중합체의 예는 식 Ⅴ의 적어도 하나의 말단기를 지니는 적어도 하나의 곁사슬을 포함하는 바인더 공중합체이다:

여기서 X, n, R₁, R₂, R₃, R₄ 및 R₅는 일반식 Ⅰ과 관련되어 상술된 바와 같다.

금속 아클레이트 바인더 시스템

또 하나의 관점에서, 본 발명에 따른 코팅 조성물에 사용된 공중합체는 일반식 Ⅵ의 적어도 하나의 말단기를 지니는 적어도 하나의 곁사슬을 포함한다

-X-O-M-(L)_n (Vl)

여기서 X는 다음으로부터 선택된다

,

및

;

여기서 n은 일반식 Ⅰ에 관하여 상술된 바와 같다.

M은 금속이다. 금속(M)은 사용된 2 또는 그 이상의 원자가를 가지는 금속이다. 적절한 금속의 구체적인 예는 Ca, Mg, Zn, Cu, Ba, Te, Pb, Fe, Co, Ni, Bi, Si, Ti, Mn, Al 및 Sn으로부터 선택된다. 바람직한 예는 Co, Ni, Cu, Zn, Mn 및 Te이며, 특히 Cu 및 Zn이다. 금속-포함 공중합체를 합성할 때, 상기 금속은 그것의 산화물, 수산화물 또는 염화물의 형태로 사용된다. 그러나 금속은 또한 다른 할로게니드(그것의 불소, 요오드화물 또는 브롬화물 염과 같은) 또는 그것의 황화물 또는 카르보네이트의 형태로 사용되는 것으로 여겨진다.

L은 리간드이다.

일반식 Ⅰ 또는 Ⅱ(상기에 나타냄)의 말단기를 지니는 단량체의 예는 다음과 같은 산-관능성 비닐 중합가능한 단량체이다.

메타크릴산, 아크릴산, p-스틸렌 술폰산, 2-메틸-2-아크릴아미드 프로판 술폰산, 메타크릴산 포스폭시 프로필, 메타크릴 3-클로로-2-산 포스폭시 프로필, 메타크릴산 포스폭시 에틸, 이타콘산, 말레산, 말레산 무수물, 모노알킬 이타코네이트(예를 들면 메틸, 에틸, 부틸, 2-에틸 헥실), 모노알킬 말레이트(예를 들면 메틸, 에틸, 부틸, 2-에틸 헥실), 중합 가능한 불포화된 단량체를 포함하는 하이드록시를 지닌 산무술의 하프-에스테르(예를 들면 2-하이드록시 에틸 메타크릴레이트를 지닌 숙신산무수물, 말레산무수물 또는 프탈산무수물의 하프-에스테르)이다.

당업자에 의해 이해되고 하기에 상세하게 기술된 바와 같이, 상술된 단량체는 하나 또는 그 이상의 비닐 중합 가능한 단량체와 함께 공-중합된다(본 발명에 따르는 코팅 조성물에 사용된 공중합체를 수득하기 위해서). 이러한 비닐 중합 가능한 단량체의 예는 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트, 옥틸 메타크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트, 2-에틸 헥실 메타크릴레이트, 메톡시 에틸 메타크릴레이트, 스틸렌, 비닐 톨루엔, 비닐 피리딘, 비닐 피롤리돈, 비닐 아세테이트, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 디메틸 이타코네이트, 디부틸 이타코네이트, 디-2-에틸 헥실 이타코네이트, 디메틸 말레이트, 디 (2-에틸 헥실) 말레이트, 에틸렌, 프로필렌 및 비닐 클로라이드이다.

리간드(L)에 관하여, 각각의 개별적인 리간드는 바람직하게는 다음의 그룹으로부터 선택된다.

,

,

,

및

여기서 R₄는 1가 유기 잔기이다.

바람직하게는 R₄는 다음의 그룹으로부터 선택된다.

,

,

및

여기서 R₅는 탄소 원자 1∼20개를 지니는 수소 또는 탄화수소기이다. R₆ 및 R₇은 각각 독립적으로 탄소 원자 1∼12개를 지니는 탄화수소기를 나타낸다.

R₈은 탄소 원자 1∼4개를 지니는 탄화수소기이며; 및 R₉는 탄소원자 5∼20개를 지니는 아비에트산, 팔루스트린산(pallustric acid), 네오아비에트산, 레보피마르산(levopimaric acid), 탈수소아비에트산, 피마르산, 이소피마르산, 산다라코피마르산 및 Δ8,9-이소피마르산과 같은 고리형 탄화수소이다.

리간드(L)로서 사용되는 화합물의 예는 다음과 같다:

(1) 하기의 그룹을 포함하는 화합물

예를 들면 레불린산과 같은 지방족산; 나프텐산, 차울무그르산(chaulmoogric acid), 대풍자산(hydnocarpusic acid), 네오아비에트산, 레보피마르산, 팔루스트린산, 2-메틸-비사이클로-2,2,1-헵텐-2-카르복실산과 같은 지방고리족 산; 살리실산, 크레조틱산(cresotic acid), α-나프토산, β-나트포산, p-옥시 벤조산과 같은 방향족 카복실산; 모노클로로 아세트산, 모노플루오르 아세트산과 같은 지방족산을 포함하는 할로겐; 2,4,5-트리클로로 페녹시 아세트산, 2,4-디클로로 페녹시 아세트산, 3,5-디클로로 벤조산과 같은 방향족산을 포함하는 할로겐; 퀴놀린 카복실산, 니트로 벤조산, 디니트로 벤조산, 니트로나프탈렌 카복실산과 같은 질소-포함 유기산; 풀빈산(pulvinic acid), 벌핀산과 같은 락톤 카복실산; 우라실-4-카복실산, 5-플루오르 우라실-4-카복실산, 우라실-5-카복실산가 같은 우라실 유도체들; 페니실린 V, 암피실린, 페니실린 BT, 페니실란산, 페니실린 G, 페니실린 O과 같은 페니실린-유도 카복실산; 리파마이신 B, 루센소마이신, 살코마이신, 클로로암페니콜, 바리오틴, 트리파시다인; 및 다양한 합성 지방산이다.

(2) 다음 그룹을 포함하는 화합물

예를 들면 디메틸 디티오카바메이트 및 다른 디티오카바메이트이다.

(3) 다음 그룹을 포함하는 화합물

예를 들면 1-나프톨-4-술폰산, p-페닐 벤젠 술폰산, β-나프탈렌 술폰산 및 퀴놀린 술폰산과 같은 방향족 화합물을 포함하는 황이다.

(4) 다음 그룹을 포함하는 화합물

하기 그룹을 포함하는 화합물과 같다.

─S─

(5) 다음 그룹을 포함하는 화합물

또는

다양한 티오카복실 화합물과 같다.

(6) -O- 또는 -OH 예를 들면 페놀, 크레졸, 자이레놀, 티몰, 카르바콜, 유게놀, 이소유게놀, 페닐 페놀, 벤질 페놀, 구아자콜(guajacol), 부틸 스틸벤, (디) 니트로 페놀, 니트로 크레졸, 메틸 살리실레이트, 벤질 살리실레이트, 모노- ,디-, 트리-, 테트라- 및 펜타-클로로페놀, 클로로크레졸, 클로로옥시레놀, 클로로티몰, p-클로로-o-사이클로 헥실 페놀, p-클로로-o-사이클로펜틸 페놀, p-클로로-o-n-헥실 페놀, p-클로로-o-벤질 페놀, p-클로로-o-벤질-m-크레졸 및 다른 페놀; β-나프톨, 8-하이드록시 퀴놀린과 같은 그룹을 포함하는 화합물.

비록 일반적으로 선호되지는 않더라도, 하나 또는 그 이상 또는 모든 리간드(L)는 -OH기인 것이 가능하다.

본 발명에 따르는 코팅 조성물에 사용된 공중합체는 예를 들면 EP O 471 204 B1 , EP O 342 276 B1 또는 EP O 204 456 B1에 기술된 바와 같이 즉 다음의 방법 중 하나에 의해 제조된다:

말단 부분에 원하는 유기산 금속 에스테르 결합을 지니는 중합 가능한 불포화된 단량체가 먼저 제조되며 다른 중합 가능한 불포화된 단량체와 함께 공중합되는 방법이다:

다른 중합 가능한 불포화된 단량체와 함께 중합 가능한 불포화된 유기산 단량체의 공중합에 의해 수득된 공중합체는 1가의 유기산 및 금속 산화물, 클로라이드 또는 수산화물과 함께 반응되거나 1가 카복실산 및 금속 에스테르와 함께 에스테르 교환 반응된다. 더욱 구체적으로는 공중합체는 하기의 방법 중 하나에 의해 제조된다.

(1) A 혼합물은

(a) 금속 산화물, 수산화물, 황화물 또는 클로라이드

(b) 1가 유기산 또는 그것의 알칼리 금속 염 및

(c) 중합가능한 불포화된 유기산 또는 이들의 알칼리 금속염이며,

이는 원하는 금속 에스테르 생성물의 분해 온도보다 낮은 온도에서 교반하면서 가열되며, 알칼리 금속 클로아이드, 물, 1가 유기 산 금속 에스테르와 같은 생성된 기질; 이기능성 중합 가능한 불포화된 유기산 금속 염은 중합 가능한 불포화된 유기산과 1가 유기산 사이에서 정제된 금속 에스테르를 수득하기 위해서 제거된다.

상술된 반응에 있어서, (a), (b) 및 (c)의 화학량론적인 양을 사용할 필요는 없으며, 원하는 생성물을 얻기 위해서 (a):(b):(c)= 1 : 0.8∼3 : 0.8∼2의 당량비 면에서 하나를 사용한다.

따라서 중합 가능한 불포화된 유기산과 1가 유기산 또는 상술된 금속 에스테르의 혼합물과 1가 유기 금속 에스테르 사이에서 수득된 금속 에스테르는 그 다음에 상기 일반식 Ⅰ 또는 Ⅱ에 나타난 바와 같이 적어도 하나의 말단기를 지니는 적어도 하나의 곁사슬을 지니는 원하는 공-중합체를 제공하기 위해 다른 공중합 가능한 단량체와 함께 호모-중합 또는 공-중합이 된다.

(2) 더욱이, 혼합물은

(d) 곁사슬에 유기산 또는 이것의 알칼리 금속 염을 지니는 공중합체,

(e) 금속 산화물, 수산화물, 황화물 또는 클로라이드 및

(f) 1가 유기산이며,

이는 원하는 금속 에스테르-포함 공중합체의 분해 온도보다 낮은 온도에서 교반하면서 가열되며, 원한다면 상기 일반식 Ⅰ 또는 Ⅱ에 나타난 바와 같이 적어도 하나의 말단기를 지니는 적어도 하나의 곁사슬을 지니는 공-중합체 수득하기 위해서 생성된 기질이 제거된다.

이 반응에 사용된 물질의 비율에 관해서, (d):(e):(f)= 1 : 0.8∼1.5 : 0.8∼2 및 더욱 바람직하게는 1: 1.0∼1.2 : 1.0∼1.5의 당량비 면에서 사용되는 것이 바람직하다.

낮은 비점의 1가 유기산이 선택되고, 반응이 탈수에 의해 수행될 때, 1가 유기산이 물과 함께 증류되고 금속 결합이 중합체-사슬 사이에서 형성된다는 곤란함이 있으며, 그 때문에 생성물의 점성 및 겔화의 증가를 야기시킨다. 따라서 이러한 특별한 경우에 있어, 상기에 나타낸 것보다 많은 양을 사용하는 것이 선호된다.

(3) 더욱이, 원하는 생성물은 1가 유기산 금속 에스테르(h)와 함께 곁사슬에 유기산을 지니는 공중합체를 원하는 생성물의 분해 온도보다 높지 않은 온도에서 반응시킴으로써 제조되며, 그 때문에 사용된 물질 사이의 에스테르 교환 반응에 영향을 미친다.

이 반응에 있어서, 선택된 1가 유기산이 낮은 비점을 가질 때(예를 들면 아세트산과 같이), 금속 에스테르 결합이 중합체-사슬 사이에 형성된다는 곤란함이 생기며, 그러므로 반응은 조심스럽게 통제되고 진행되어야 한다. 일반적으로 물질(h)는 (g)의 당량당 0.3∼3 당량, 더욱 바람직하게는 0.4∼2.5 당량의 양으로 사용된다.

사용된 중합 가능한 불포화된 유기산(c)의 예는 메타크릴산, 아크릴산, p-스틸렌 술폰산, 2-메틸-2-아크릴아미드 프로판 술폰산, 메타크릴산 포스폭시 프로필, 메타크릴 3-클로로-2-산 포스폭시 프로필, 메타크릴산 포스폭시 에틸, 이타콘산, 말레산, 말레산 무수물, 모노알킬 이타코네이트(예를 들면 메틸, 에틸, 부틸, 2-에틸 헥실), 모노알킬 말레이트(예를 들면 메틸, 에틸, 부틸, 2-에틸 헥실), 중합가능한 불포화된 단량체(2-하이드록시 에틸(메트) 아크릴레이트를 지닌 숙신산무수물, 말레산무수물 또는 프탈산무수물)를 포함하는 하이드록시를 지닌 산무수물의 하프-에스테르를 포함한다.

1가 유기산(b)에 관하여, 지방족, 방향족, 지방족고리 또는 헤테로고리 유기산이 사용된다. 이러한 산의 전형적인 예는 다음과 같다: 아세트산, 프로피온산, 레불린산, 벤조산, 살리실산, 젖산, 3,5-디클로로벤조산, 라우르산, 스테아르산, 니트로벤조산, 리놀렌산, 리시놀레산, 12-하이드록시 스테아르산, 플루오로아세트산, 풀빈산, 아비에트산, 메르캅토벤조티아졸, o-크레조트산, 나프톨-1-카복실산, p-페닐 벤젠 술폰산, p-옥시벤조산, 클로로아세트산, 디클로로아세트산, 나프텐산, b-나프탈렌 술폰산, 나프톨-1-술폰산, 5-클로로-α,α-비스(3,5-디클로로2-하이드록시페닐) 톨루엔 술폰산, p-페닐 벤조산, p-톨루엔 술폰산, p-벤젠 클로로술폰산, 디메틸 디티오 카르밤산, 디에틸 디티오 카르밤산, 디부틸 디티오 카르밤산, 리토콜산, 페녹시 아세트산, 2,4-디클로로페녹시 아세트산, 피발산, 발레르산 및 다양한 합성 지방산이다.

상술된 다른 중합 가능한 불포화된 단량체에 관하여, 관례적으로 사용되는 에틸렌성 불포화된 단량체가 사용된다. 이러한 단량체의 예는 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트, 옥틸 메타크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트, 2-에틸 헥실 메타크릴레이트, 메톡시 에틸 메타크릴레이트, 스티렌, 비닐 톨루엔, 비닐 피리딘, 비닐 피롤리돈, 비닐 아세테이트, 아크릴로니트릴, 메타크릴로 니트릴, 디메틸 이타코네이트, 디부틸 이타코네이트, 디-2-에틸 헥실 이타코네이트, 디메틸 말레이트, 디 (2-에틸 헥실) 말레이트, 에틸렌, 프로필렌 및 비닐 클로라이드이다. 공-중합체의 하나의 특별한 타입은 아크릴 또는 메타크릴 에스테르이며, 여기서 알코올 잔기는 큰 탄화수소 라디칼 또는 예를 들면 4개 또는 그 이상의 탄소 원자를 지니는 가지형 알킬 에스테르 또는 6개 또는 그 이상의 원자를 지니는 사이크로알킬 에스테르와 같은 소프트 세그먼트, 폴리알킬렌 글리콜 모노알킬레이트 또는 임의로 말단 알킬 에테르 그룹을 지니는 모노에타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트의 부가물 또는 EP 0 779 304 A1에 기술된 바와 같이 카프로락톤을 지닌 메타크릴레이트를 포함한다.

원한다면 2-하이드록시 에틸 아크릴레이트, 2-하이드록시 에틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시 프로필 아크릴레이트, 2-하이드록시 프로필 메타크릴레이트와 같은 하드록시-포함 단량체가 사용된다.

곁사슬에 유기산기를 가지는 중합체(d) 및 (g)에 관하여, 이들은 비닐 수지, 폴리에스테르 수지, 오일 변형된 알키드 수지, 지방산 변형 알키드 수지 및/또는 에폭시 수지를 지니는 유기산으로 만들어진다.

결과로 만들어지는 공중합체 있어, 모든 유기산 사이드 그룹이 금속 에스테르 결합을 포함하는 것을 필요로 하는 것은 아니며, 원한다면 일부 유기산 사이드 그룹은 프리산 형태로는 반응하지 않는 것을 주목해야 한다.

금속-포함 공중합체의 중량평균분자량은 일반적으로 3,000∼100,000 바람직하게는 5,000∼60,000과 같은 1,000∼150,000의 범위에 있다.

비록 문제의 중량평균분자량을 측정하기 위한 다수의 상이한 방법이 당업자에게 공지되어 있더라도, 중량평균분자량은 WO 97/44401의 34 페이지에 기술된 GPC-방법에 따라 측정되는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 하나의 관심 있는 실시태양에 있어서, 코팅 조성물은 1:1의 리간드-투-금속 코디네이션 비율과 적어도 동등한 유기 리간드의 양을 포함하며, 상기 유기 리간드는 방향족 니트로 화합물, 니트릴, 우레아 화합물, 알코올, 페놀, 알데하이드, 케톤, 카복실산 및 유기 황 화합물로 구성된 그룹으로 선택되며, 그에 의하여 상술된 공-중합체는 원래 자리에서 유기 리간드와 중합체 콤플렉스를 형성한다.

따라서 상술된 공-중합체가 하이브리드 염으로 여겨지면, 각 금속원자로 유기 리간드를 코디네이팅함으로써, 하이브리드 염의 이온-연합은 유기 리간드를 포함하지 않는 같은 용액과 비교시 용액의 낮은 점성을 지니는 것은 유의미하게 저해된다. 더욱이 메탈 이온의 지속적 분비 및 필름 소비율에 대한 개선이 알려져 있다. 또 하나의 중요한 장점은 콤플렉스 하이브리드 염이 산화제일구리, 산화아연 및 등등과 같은 통상적인 방오제 및 안료와 더 이상 반응하지 않는다는 사실이다. 그러므로 본 발명의 코팅 조성물은 통상적인 방오제 및 안료와 호환될 수 있다.

하이브리드 염 형성에 사용할 수 있는 1염기 유기산의 예는 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 라우르산, 스테아르산, 리놀산, 올레산, 나프텐산, 클로로아세트산, 플루오르아세트산, 아비에트산, 페녹시아세트산, 발레르산, 디클로로페녹시-아세트산, 벤조산 또는 나프토산과 같은 모노카복실산; 및 벤젠술폰산, p-톨루엔술폰산, 도데실벤젠술폰산, 나프탈렌술폰산, 또는 p-페닐벤젠술폰산과 같은 모노술폰산을 포함한다.

고분자(polymeric) 하이브리드 염을 생성하기 위해 선호되는 방법은 일본 특허 공개 제1989/16809호에 기술되어 있다. 이 방법에 따라서, 팬던트 산(pendant acid)을 포함하는 공중합체는 하이브리드 염을 형성하기 위해 동시에 낮은 비점-일염기 유기산 및 높은 비점-일염기 유기산의 금속 염과 반응되며, 여기서 중합체 팬던트산 음이온 및 높은 비점-일염기 산 음이온은 동일한 금속 양이온과 결합된다. 예를 들면 폴리머산 및 나프텐산을 지닌 중합체 하이브리드 구리염은 구리 아세테이트 및 나프텐산과 함께 폴리머산을 반응시킴으로써 수득된다.

따라서 생성된 중합체 하이브리드 염은 이온-연합을 위해 유사-가교(cross-linked) 형태를 취하며 따라서 용액에서 비교적 높은 점성을 갖는다. 그러나 점성은 본 명세서에 기술된 바와 같이 하이브리드 염으로 추가 리간드를 코디네이팅함으로써 현저하게 감소된다. 따라서 형성된 결과의 중합체 콤플렉스는 방오 코팅 필름으로 적용될 때 금속 분비 및 필름 소비에 있어 비교적 일정한 비율을 나타낸다.

이러한 목적으로 사용되는 유기 리간드는 방향족 니트로 화합물, 우레아 화합물, 니트릴, 알코올, 페놀, 알데하이드, 케톤, 카복실산 및 유기 황 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 유기 리간드는 한자리 리간드로 제한하지는 않으나 또한 리간드 분자에 있어 복수의 동일하거나 상이한 라이게이팅(ligating) 원자를 포함하는 여러자리 리간드를 포함한다.

이러한 리간드의 구체적인 예는 방향족 니트로, 니트로벤젠과 같은 화합물; 이소프탈로니트릴과 같은 니트릴; 우레아, 티오우레아, N-(3,4-디클로로페닐)-N'-메톡시-N'-메틸우레아 또는 N-(3,4-디클로로페닐)-N', N'-디메틸우레아와 같은 우레아 화합물; 부탄올, 옥탄올 또는 게라니올과 같은 알코올; 하이드로퀴논, 하이드로퀴논 모노메틸 에테르, 노닐페놀 또는 BHT와 같은 페놀; 아세트알데하이드 또는 프로피온알데하이드와 같은 알데하이드; 아세틸아세톤, 아세토페논 또는 2-아미노-3-클로로-1,4-나프토퀴논과 같은 케톤; 아세트산, 프로피온산, 벤조산, 젖산, 말산, 시트르산, 타타르산 또는 글리신과 같은 카복실산; 및 티오페논과 같은 황 화합물 및 이들의 유도체, n-프로필, p-톨루엔술폰네이트, 메르캅토벤조티아졸, 디메틸디티오카바메이트 또는 벤젠이소티오시아네이트를 포함한다. 이들 리간드 일부는 통상적인 방오 코팅 조성물에 있어 방오 공정을 위해 사용된다.

콤플렉싱 중합체 하이브리드 염에 관한 유기 리간드의 양은 리간드-금속 코디네이션 비는 1:1로 동등하다. 최대값은 사용된 특별한 금속의 배위수를 포화시키는 양이다. 예를 들면 4의 배위수를 지니는 금속 종이 사용될 때, 1 또는 2몰의 한자리 리간드 또는 1몰의 두자리 리가드는 금속 원자로 배위된다.

유기 리간드는 중합체 콤플렉스를 형성하는 중합체 하이브리드 염의 용액 또는 니스(varnish)에 포함된다. 식염수에 담겼을 때 코팅 막의 크랙커 또는 블리스터의 발생과 같은 안 좋은 영향이 발생하지 않으면 초과량의 유기산의 존재는 용인된다. 콤플렉스 공중합체는 0.3∼20 중량%, 바람직하게는 0.5∼15 중량%의 금속 함량을 지닌다.

이러한 추가 바인더 구성요소의 예는 다음과 같다: 린시드유와 이의 유도체, 피마자유와 이의 유도체, 콩기름과 이의 유도체와 같은 오일; 및 포화된 폴리에스테르 수지와 같은 다른 폴리머 바인더 구성요소; 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐부틸레이트. 폴리비닐클로라이드-아세테이트, 비닐아세테이트 및 비닐 이소부틸 에테르의 공중합체; 비닐클로라이드; 비닐 클로라이드 및 비닐 이소부틸 에테르의 공중합체; 알키드 수지 또는 변형된 알키드 수지; 석유 프랙션 응축물과 같은 탄화수소 수지; 염화고무, 염화 폴리에틸렌, 염화 폴리프로필렌과 같은 염화 폴리올레핀; 스티렌/부타디엔 공중합체, 스티렌/메타크릴레이트 및 스티렌/아크릴레이트 공중합체와 같은 스티렌 공중합체; 단일중합체(homopolymer)와 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트 및 이소부틸 메타크릴레이트의 공중합체와 같은 아크릴 수지; 하이드록시-아크릴레이트 공중합체; 이량체 지방을 기초로 하는 폴리아미드, 이량체 톨유 지방산과 같은 폴리아미드 수지; 환화 고무; 에폭시 에스테르; 에폭시 우레탄; 폴리우레판; 에폭시 중합체; 하이드록시-폴리에테르 수지; 폴리아민 수지; 등뿐만 아니라 이들의 공중합체이다.

다른 폴리머 바인더 구성요소의 그룹은 참고문헌으로 본 명세서에 포함되어 있는 WO 97/44401에 기술된 일반적이고 구체적인 유연화제(flexibiliser)와 같은 폴리머 유연화제를 포함한다.

이러한 추가적인 바인더 구성요소의 건조물은 통상적으로 0∼10 습윤 중량%이다.

추가적인 구성요소/관점

본 발명의 조성물은 코팅, 래커(lacquers), 착색제, 에나멜 또는 그 유사체로 제형화되며, 본 명세서의 이하에서는 일반적으로 "코팅"에 관한 것이다.

따라서 하나의 관점에서 본 발명은 본 명세서에서 정의된 바와 같은 조성물을 구성하는 코팅을 제공한다.

바람직하게는 코팅은 때때로 습도에서부터 수중에 일정하게 침입되는 것에 이르기까지 물과 접촉하는 표면의 처리를 위해 제형화되며, 오염될 수 있는 잠재성이 있다. 더욱 바람직하게는 표면은 야외 목재 작업, 중앙난방 또는 냉방 시스템의 외부 표면, 욕실 벽, 선박의 선체 또는 연안의 시설 및 식품 생성물/포장 및/또는 다른 산업 공정의 표면으로부터 선택된다.

코팅은 조성물을 용해 또는 서스펜딩하기 위한 액체 운반체(용매)를 포함한다.

액체 운반체는 조성물의 어떤 필수 구성요소 하나도 활성을 저해하지 않는 액체로부터 선택된다. 특히 액체 운반체는 필수 효소(들) 및/또는 안티-파울런트 화합물의 활성을 저해하지 않는다. 적절한 액체 운반체는 US-A-5071479에 기술되어 있으며 자일렌, 톨루엔, 100∼320℃, 바람직하게는 150∼230℃의 끓는점을 가지는 지방족 및 방향족 탄화수소의 혼합물과 같은 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소; 고 방향족 석유 정제품류, 예를 들면 용매 나프타, 증류된 타르유 및 이들의 혼합물; 부탄올 옥탄올 및 글리콜과 같은 알코올; 식물 및 광물 오일; 아세톤과 같은 케톤; 미네랄 스피릿(mineral spirit) 및 케로신, 염소화탄화수소, 글리콜 에스테르, 글리콜 에스테르 에테르, 이들의 유도체 및 혼합물과 같은 석유 프랙션을 포함하는 물 및 유기 용매를 포함한다.

액체 운반체는 일반적으로 미네랄 스피릿이라고 불리는 백유에서 만들어진 방향족 및 지방족 용매의 혼합물과 같은 오일 또는 오일-유사 낮은 점성의 유기용매와의 혼합물에서 물과 같은 적어도 하나의 극성 용매를 포함한다.

운반체는 전형적으로 적어도 하나의 희석액(diluent), 유화제, 습윤제, 분산제 또는 다른 표면활성제를 포함한다. 적절한 유화제의 예는 US-A-5071479에 기술되어 있으며, 노닐페놀-에틸렌 옥사이드 에테르, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 에스테르 또는 지바산의 폴리옥시에틸렌 소르비탄 에스테르 및 이들의 유도체와 혼합물을 포함한다.

적절한 표면 코팅 물질은 본 발명의 조성물 및/또는 코팅에 포함된다.

하나의 관점에서, 코팅은 아크릴 수지 및 메타크릴 수지를 포함한다. 적절하게는 코팅은 메틸 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 메타크릴산 테르폴리머 및 폴리비닐 메틸 에테르를 포함한다.

본 발명의 조성물 및/또는 코팅은 이산화티타튬, 산화제이철, 실리카, 활석 또는 자토(china clay)와 같은 무기 안료와 카본 블랙 또는 해수에 녹지 않는 염료, 이들의 유도체 및 혼합물과 같은 유기 안료에서 선택된 안료를 포함한다.

본 발명의 조성물 및/또는 안티-파울런트 화합물의 통제된 분비를 제공하는 로진을 포함하며 로진은 해수에 아주 적은 양만 녹는다. 적절하게는 로진은 본 명세서에 기술된 바와 같이 액체 운반체에 존재하며, 예를 들면 액체 운반체는 자일렌을 포함한다.

본 발명의 조성물 및/또는 코팅은 가소제(plasticisers), 유동학 특성의 변형제, 다른 관습적인 성분 및 이들의 혼합물을 포함한다.

본 발명의 조성물 및/또는 코팅은 특히 코팅은 더욱이 수생 환경에 노출된 물질을 보호하기 위해 사용되는 조성물에 관습적으로 쓰이는 보조물(adjuvant)을 포함한다. 이 보조물은 살진균제 또는 살생제, 보조 용매와 소포제, 접착제, 가소제, UV-안정제 또는 안정 증진제, 수용성 또는 불수용성 염료, 색소 안료, 건조제, 부식 방지제, 점도제와 같은 추가적인 가공 첨가제(processing additives) 또는 카복실메틸 셀룰로오스, 폴리아크릴산 또는 폴리메타크릴산, 피막방지제(anti-skinning agents), 유도체 및 이들의 혼합물과 같은 항-부착제(anti-settlement agents)로부터 선택된다.

본 발명의 조성물 및/또는 코팅에 사용되는 추가적인 살진균제 또는 살생제는 바람직하게는 액체 운반체에 용해성이다.

또한 당분야 내에서 관습적으로 방오 조성물은 하나 또는 그 이상의 살생제를 포함한다. 살생제의 예는 다음과 같다: 비스(디메틸디티오카바마토)아연, 에틸렌-비스(디티오카바마토)아연, 에틸렌-비스-(디티오카바마토)마그네슘 및 이들간의 콤플렉스와 같은 메탈로-디티오카바메이트; 비스(1-하이드록시-2(1H)-피리딘티오나토-O,S)-구리; 구리 아크릴레이트; 비스(1-하이드록시-2(1H)-피리딘티오나토-O,S)-아연; 페닐(비스피리딜)-비스무트 디클로라이드; 구리-니켈 합금과 같은 구리 금속 합금, 구리와 같은 금속 살생제; 제일구리 티오시네이트, 염기성 구리 카보네이트, 구리 수산화물, 바륨 메타보레이트 및 구리 황화물과 같은 금속 염; 산화제일구리와 같은 구리 화합물; 3a,4,7,7a-테트라하이드로-2-((트리클로로메틸)-티오)-1H-이소인돌-1,3(2H)-디온, 피리딘-트리페닐보란, 1-(2,4,6-트리클로로페닐)-1H-피롤-2,5-디온, 2,3,5,6-테트라클로로-4-(메틸술포닐)-피리딘, 2-메틸티오-4-터셔리-부틸아미노-6-사이클로프로필아민-s-트리아진 및 퀴놀린 유도체와 같은 헤테로고리 질소 화합물; 2-(4-티아졸릴)-벤즈이미다졸, 4,5-디클로로-2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온, 4,5-디클로로-2-옥틸-3(2H)-이소티아졸린, 1,2-벤즈이소티아졸린-3-온 및 2-(티오시아네이토메틸티오)벤조티아졸과 같은 헤테로고리 황 화합물; N-(1 ,3-비스(하이드록시메틸)-2,5-디옥소-4-이미다졸리디닐)-N,N'-비스(하이드록시메틸)우레아 및 N-(3,4-디클로로페닐)-N,N-디메틸우레아, N,N-디메틸- 클로로페닐우레아와 같은 우레아 유도체; 카르복실산의 아미드 또는 이미드; 2,4,6-트리클로로페닐 말레이미드, 1,1-디클로로-N-((디메틸아미노)- 술포닐)-1-플루오르-N-(4-메틸페닐)-메탄술펜아미드, 2,2-디브로모-3-니트릴로-프로피온아미드, N-(플루오르디클로로메틸티오)-프탈이미드, N.N-디메틸-N'-페닐-N'-(플루오르디클로로메틸티오)-설프아미드 및 N-메틸로 포름아미드와 같은 술폰산 및 술펜산; 2-((3-요오드-2-프로피닐)옥시)-에탄올 페닐카바메이트 및 N,N-디데실-N-메틸-폴리(옥시에틸)암모니움 프로피오네이트와 같은 카복실산의 염 또는 에스테르; 디하이드로 아비에틸아민 및 코코디메틸아민과 같은 아민; 디(2-하이드록시-에톡시)메탄, 5,5'-디클로로-2,2'-디하이드록식디페닐메탄 및 메틸렌-비스티오시아네이트와 같은 치환된 메탄; 2,4,5,6-테트라클로로-1,3-벤젠디카르보니트릴, 1,1-디클로로-N-((디메틸아미노)-술포닐)-1-플루오르-N-페닐메탄술펜아미드 및 1-((디요오드메틸)술포닐)-4-메틸-벤젠과 같은 치환된 벤젠; 트리-n-부틸테트라데실 포스포늄 클로라이드와 같은 테트라-알킬 포스포늄 할로겐화물; n-도데실구아니딘 하이드로클로라이드와 같은 구아니딘 유도체; 비스-(디메틸티오카바모일)-디설파이드, 테트라메틸티우람 이황화물과 같은 이황화물; 메데토미딘과 같은 화합물을 포함하는 이미다졸; 2-(p-클로로페닐)-3-사이아노-4-브로모-5-트리플루오르메틸 피롤 및 이들의 혼합물이다.

하나의 관점에서 본 발명은 본 명세서에서 정의된 바와 같은 조성물을 구성하는 해양 안티-파울런트를 제공한다.

바람직하게는 안티-파울런트는 자가-마모이다.

본 명세서에서 사용되었을 때, "자가-마모"라는 용어는 페인트 코트(즉 코팅 조성무?? 건조된 필름)가 10,000 해리 (18,520 km) 당 적어도 1 μm의 마모율을 가진다는 의미를 뜻하며 하기에 명시된 "마모율 테스트"에 따라 측정된다. 바람직하게는 마모율은 10,000 해리(18,520 km) 당 1∼50 μm의 범위, 특히 1∼30 μm의 범위이다.

마모율 테스트

마모 및 침출(leaching) 특성은 Kiil et al. (KuI1 S1 Weinell, C E, Yebra, D M, Dam-Johansen, K, "Marine biofouling protection: design of controlled release antifouling paints." In: Ng, K M, Gani, R, Dam-Johansen, K (ed) Chemical Product Design; Towards a Perspective Through Case Studies, 23IDBN-13: 978-0-444-52217-7. Part Il (7), Elsevier. (2006))에 기술된 것과 유사한 로터리 셋-업을 사용하여 측정된다. 로터리 링을 구성하는 셋-업은 회전 가능한 내부 실린더(로터, 지름 0.3 m 높이 0.17 m)와 두 개의 동심 실린더를 지닌다. 실린더 쌍은 인공해수 (32 g/l NaCI, 14 g/l MgSO₄7H₂O alc 0.2 g/l NaHCO3) 약 400-500 L를 포함하는 탱크에 담궈진다.

탱크는 액체 유동을 차단하는 칸막이(baffle)로 설비되며, 이는 난류를 증가시키며, 페이트로부터 분비된 것의 빠른 혼합과 온도조절장치 시스템으로부터 열 전달 증가를 가능케 한다. 두 개의 실린더를 사용하는 목적은 쿠에트 흐름(두개의 평행한 벽 사이의 흐름, 여기서 한 벽은 일정한 속도로 움직인다)에 밀접하게 만들기 위해서이다. 로터는 20 knot에서 작동하며 pH는 1 M 수산화나트륨 또는 1 M의 염산을 이용하여 8.2로 조절된다.

샘플은 OHP(overhead transparencies)(3M PP2410)를 사용하여 제조되며, OHP는 두-구성요소 페인트(Hempadur 4518 ex Hempel's Marine Paints A/S)를 사용하여 준비가 되며 200 μm 틈 크기의 닥터 블레이드 어플리케이터(Doctor Blade applicator)를 사용하여 적용된다. 코팅 샘플은 250 μm 틈의 닥터 블레이드 어플리케이터를 사용하여 서로 가깝게 적용된다. 건조 1일 후, 코트된 슬라이드(transparency)는 2 cm의 조각(strip)으로 절단되며 결과로 긴(21 cm) 스트립 상에 1.5 x 2 cm² 의 8개 샘플이 만들어진다. 스트립은 로터 상에 설치되며 건조를 위해 일주일동안 방치된다.

일주일 후, 테스트가 개시되며, 실험동안 샘플은 마모 및 침출 깊이를 검사하기 위해서 35, 65 및 140일 후에 제거된다. 샘플은 주변 조건에서 3일동안 건조되며, 후에 반으로 절단되며, 파라핀으로 주조된다. 전체 필름 두께 및 침출된 층의 두께가 광학 현미경을 사용하여 측정되기 전에(코팅 크로스-섹션 조사) 샘플의 인터널 프론트가 다듬어진다.

본 발명의 조성물은 사용 준비(ready-for-use) 생성물 또는 농축물로서 제공될 수 있다. 사용 준비 생성물은 분말, 오일 용액, 오일 분산, 에멀전 또는 에어로졸 제조용 물질의 형태이다. 농축물이 사용될 수 있으며, 예를 들면 코팅에 관한 첨가제로서 사용될 수 있으며 또는 부가적인 용매 또는 서스펜딩제를 사용하기 전에 희석될 수 있다.

본 발명에 따르는 에어로졸 제조용 물질은 본 발명의 조성물을 포함함으로써 일반적인 방식으로 수득되며 적절한 용매, 추진제(propellant) 활용을 위한 적절한 휘발성 액체에서 서스펜드되며 추진제는 예를 들면 등록 상표 "프레온" 또는 압축 공기 하에서 산업적으로 이용 가능한 메탄과 에탄의 염소 및 불소 유도체의 혼합물이다.

US-A-5071479에 논의된 바와 같이, 본 발명의 조성물 및/또는 코팅은방부제 및/또는 코팅제로 유용하다고 알려진 추가적인 성분을 포함한다. 이러한 성분은 카복시메틸셀룰로오스, 폴리비닐 알코올, 파라핀과 같은 접착제, 에틸글리콜 아세테이트와 메톡시프로필 아세테이트와 같은 공-용매, 벤조산 에스테르 및 프탈레이트 예를 들면 디부틸프탈레이트, 디옥틸 프탈레이트, 이들의 유도체와 혼합물과 같은 가소제를 포함한다. 임의로 코발트 옥테이트 및 나프테네이트와 같은 코발트 나프염료, 색소 안료, 부식 방지제, 화학적 안정제 또는 건조제는 특정 용도에 따라 포함된다.

본 발명의 조성물 및/또는 코팅은 브러슁, 스프레잉, 롤 코팅, 디핑 및 이들의 조합을 포함하는 당분야에 공지된 기술 중 하나에 의해 적용될 수 있다.

본 발명의 조성물은 부정적인 영향을 끼치지 않는 온도에서 다양한 성분을 혼합함으로써 간단하게 제조된다. 제조 조건은 중요하지 않다. 코팅 및 유사한 조성물의 제조에 사용하는 통상적인 장비와 방법은 유리하게 사용될 수 있다.

발명은 하기의 실시예에 있어서 예로만 기술될 것이다.

실시예

본 발명의 방오 조성물의 방오 효과는 하기의 실시예에 따라 테스트된다. 이 실시예는 오염을 예방하는 본 조성물의 효과를 나타낸다. 또한 실시예는 본 조성물의 방오 특성의 최적화를 제공한다.

실리케이트 - 공침전

물질:

규산나트륨 용액: Na₂O₇Si₃(27 % SiO2, 10 % NaOH), (Sigma-Aldrich 13729- 1 L)

폴리에틸렌이민(PEI): 50 % w/v in H₂O, M_n 60 kDa, (Sigma-Aldrich P3143) 인산, 85%

HOX: 콘드루스 크리스푸스로부터의 헥소오스 옥시다제는 EP-A-0832245에 기술된 바와 같이 제조된 발효 브로스로서 사용된다.

GOX: Genencor International Inc, Rochester, NY, USA.로부터의 사용 가능한 글루코오스 옥시다제 GC199

GA: 트리코더마 레세이로부터의 글루코아밀라제는 US 2006/0094080에 기술된 바와 같이 제조된 발효 브로스로서 사용된다.

일반적인 절차:

1. 폴리에틸렌이민(2-20% w/v)으로 효소(1-100 mg/mL)를 혼합하여 폴리에틸렌이민(PEI)은 중량에 대해 1∼5배 초과 존재하도록 한다.

2. 새로이 제조된 인산염-완충 실리케이트 용액(5∼10배 초과 v/v pH 5-8, 100-200 mM SiO₂)(규산나트륨 및 인산으로부터 제조됨)에 첨가

3. 30분 동안 혼합

4. 원심분리에 의한 고체 수집 또는 생성물을 분무 건조

사용된 정확한 파리미터는 결과 섹션에 기술된다.

활성 측정

HOX/GOX:

HOX 또는 GOX 활성은 avary et al.,(2001 , Enzyme and Microbial Technology;29:42-51)을 따라 측정된다. 하나의 유니트는 주어진 조건의 25℃에서 분당 1 μmol H₂O₂ 을 생성하기 위해 요구되는 효소의 양으로 정의된다. 플레이트 리더는 실리카-HOX/GOX 입자의 균질한 분배를 보장하기 위해 각각의 측정 사이에 혼합하도록 설정되었다. 입자의 희석 서스펜션은 분석을 방해하지는 않는다.

글루코아밀라제:

GA 활성은 제조자의 지침에 따라 p-니트로페닐-β-말토시드 및 β-글루코시다제에 기초한 megazyme 분석(R-AMGR3 05/04)을 이용하여 측정되었다.

인공해수: NaCl: 24.0 g/L, MgCl₂ 5.1 g/L, Na₂SO₄ 4.0 g/L, CaCl₂ 1.1 g/L, KCl 0.67 g/L, KBr 0.098 g/L, H₃BO₃ 0.027 g/L, SrCl₂ 0.024 g/L, NaF 0.003 g/L, NaHCO₃ 0.196 g/L.

결과

실시예 1: PEI에서 HOX의 활성

PEI의 다양한 농도에 있어서 HOX의 활성은 가능한 억제를 조사함으로써 측정되었다. HOX (500 μL, 1.5 mg)은 600 μL 물에서 0, 1.5, 3, 10, 20 및 30 mg PEI와 혼합되었다. 용액은 RT에서 10분 동안 배양되는 것이 허용되었으며 HOX 활성이 측정되었다. 모든 샘플이 제조되었으며 두 번씩 분석되었다.

PEI 없이 활성에 관련하여 PEI의 다양한 농도의 존재시 HOX의 활성은 도 2에 나타내었다.

결과는 높은 농도의 PEI에서 약간의 HOX 억제를 명확하게 나타내며, PEI의 20배 초과(30 mg)로 사용하였을 때 70% 활성만이 유지되었다.

실시예 2 HOX-실리케이트 공-침전

HOX (1 mg/mL) 및 PEI (1 , 5 또는 10 mg/mL)의 새로이 제조된 용액은 100 mM PBSi의 신선한 용액의 400 μL로 혼합되고, 10분동안 혼합되었다. 샘플은 2분 동안 800 g에서 원심분리되었으며, 펠렛은 500 μL H₂O에서 두 번 세척되었으며, 1 mL H₂O에서 재서스펜드되었다. HOX 활성은 HOX:PEI 용액, 재서스펜드된 펠렛 및 침전 반응으로부터의 상청액에서 측정되었다(표 1 참고):

나타난 활성은 첨가된 전체 효소 활성의 퍼센트이다. 실험은 두 번씩 수행되었으며 평균 활성을 기록하였다.

HOX는 실리케이트 공-침전을 사용하여 캡슐화될 수 있다는 것으로 결론지을 수 있다.

실시예 3: HOX-실리케이트 공-침전의 최적화

일련의 HOX-실리케이트 공-침전은 실리카 입자에서 HOX 활성을 최적화하기 위해서 수행되었다. 반응은 각각의 도면에 기술된 다양한 파라미터를 제외한 다음의 조건을 사용하여 실시예 2에 기술된 바와 같이 수행되었다: HOX:PEI 용액에서 100 mM PBSi, pH 6.5; HOX:PEI 용액에서 1 mg/mL HOX; HOX:PEI 용액에서 5 mg/mL PEI; 반응은 실온에서 실시되었다.

침전 반응은 두 번씩 실시되었으며, 각각의 샘플에 대한 두 번씩의 활성 분석 및 기록된 활성이 용액에서 동일 양의 효소 활성의 퍼센트로 주어진다. 결과는 도 3∼5에 요약되었다.

도 3A: HOX의 4개의 상이한 농도는 표시된 바와 같이 테스트되었다. 그래프는 첨가된 효소의 양에 대하여 상대적인 활성을 나타낸다. 따라서 HOX의 높은 농도를 지닌 실리카 물질의 특이적 활성은 HOX의 낮은 농도보다 높지만 상대적 활성 손실은 최저 효소 농도에 대해 최소라는 것을 주목해라.

도 3B: PEI의 5개의 상이한 농도는 표시된 바와 같이 테스트되었다. 탁한 침전물이 5 mg/mL PEI 샘플에서 관찰되었으나 10 mg/mL 샘플에서는 관찰되지 않았다.

HOX의 배양 시간: 용액이 PBSi로 첨가되기 전에 PEI는 그래프에 나타난 것과 같이 가지각색이다. 일부 활성은 더 긴 배양 시간 동안 손실된다.

요약하면 최상의 활성은 PBSi 용액으로 첨가되기 전에 가능한 가장 짧은 HOX:PEI 배양 시간으로 얻어진다. 효소 및 PEI 모두의 낮은 농도는 최상의 상대적 활성을 부여한다. PBSi의 최적 pH는 9 근처인 것으로 나타났다. 낮은 농도의 효소(1 mg/mL)를 이용하여 획득된 활성은 50과 200 mM 사이의 PBSi 농도를 사용하여 변함 없었다(나타나지는 않음).

효소 농도에서 1 mg/mL보다 낮지 않다는 것이 결정되었는데 비록 효소 활성에 있어 상대적 손실이 더 낮은 효소 농도를 사용하여 낮게 될지라도 실리카 입자의 절대적 손실 역시 낮아질 것이기 때문이다. 최적화의 두 번째 라운드가 다양한 PEI 농도 및 알려진 최적 값 근처의 pH 값으로 수행되었다(도 6).

PEI 농도 및 pH는 이전에 알려진 최적 값 근처에서 최적화되었다. 최상의 활성은 PEI 농도 0.75 mg/mL, pH 9로 알려졌다.

가장 높은 유지된 활성은 60% 주변이었다. 그러나 생설 설비의 최종 수득량은 공정 설비 및 파라미터에 매우 의존적이다.

실시예 4: 분무-건조 피라미터의 업스케일링 및 최적화

공정은 활성 최적화로부터 최상의 결과를 기초로 하여 전체 부피 2L 까지 조정된다. 수용성 용액으로부터 자일렌까지 실리카 입자를 운반하기 위해서 분무-건조가 사용되었다.

파라미터:

- 10O mM PBSi, pH 9.0

- HOX:PEI 용액에서 1 mg/mL HOX

- HOX:PEI 용액에서 0.75 mg/mL PEI

- 1.6 L PBSi는 4℃에서 30분 동안 400 mL HOX:PEI와 함께 혼합되었다.

분무-건조는 600 L/h의 기류를 이용하여 실험실 규모(lab scale) 분무 건조기(BUCHI Mini Spray Dryer B- 191)로 수행되었으며, 주입구 온도 180℃, 배출구 온도는 85℃이었다. 흡출기는 80%로 설정되었으며 냉각은 스프레이 노즐에서 적용되었다.

절차는 380 HOX U / g 분말 활성을 지닌 실리카-HOX 분말의 결과를 초래하였다.

실시예 5: 실리카로 캡슐화된 HOX의 현미경 관찰

60Ox 배율에서 건조 분말의 사진을 도 7에 나타내었다.

건조 분말 상에서 광학 현미경을 사용하여 보여지는 입자

현미경 관찰을 기초로 하여, 입자 크기는 5 μm로 측정되거나 대부분의 입자는 그 이하(도 7)이었으며, 입자 크기는 입자의 수화에 의해 영향 받는 것으로 보이지는 않는다(나타내지는 않음). 따라서 크기는 페인트를 위해 적절하다.

실시예 6: 실리카로 캡슐화된 HOX (SiHOX) 및 비-캡슐화된 HOX의 비교

용액에서의 HOX와 실리카로 캡슐화된 HOX의 효소 온도 안정성이 비교되었다. 도 8에 나타낼 수 있는 바와 같이, 샘플 간의 온도 안정성에 있어 유의미한 차이는 없었다.

주어진 온도에서 배양 10분 후 유리 HOX와 실리카로 캡슐화된 HOX의 상대적인 활성(100 mM 포스페이트 pH 6.3). 25℃에서의 활성은 100으로 설정되었다. 온도 안정성의 유의미한 차이점은 관찰되지 않았다.

용액의 HOX 및 실리카로 캡슐화된 HOX의 pH 안정성은 24시간 동안 RT에서 주어진 pH로 100 mM 인산염 완충용액에서 두 샘플을 배양함으로써 비교되었다(도 9). pH 7.5 이상에서, 실리카로 캡슐화된 HOX은 용액에서의 HOX보다 더 안정하였다.

용액에서의 HOX와 실리카로 캡슐화된 HOX의 pH 의존적 안정성은 지시된 pH에서 100 인산염 완충용액에서 24시간 동안 RT에서 배양됨으로써 비교되었다. 활성은 표준 조건에서 분석되었다(25℃, pH 6.5). pH 6.5, 4℃에서 24시간 동안 저장된 샘플의 활성이 100%으로 설정되었다.

상이한 pH 값에서 HOX 활성이 인산염 완충용액이 지시된 pH 값으로 조절된다는 것을 제외하고 표준 HOX 분석을 사용하여 측정되었다. pH 6.0에서 활성은 100%으로 설정되었다. 실리카로 캡슐화된 HOX은 pH 7 이상에서 용액에서의 HOX보다 더 높은 활성을 가진다.

해수(7.5∼8.5)와 관련된, pH 8에서 실리카로 캡슐화된 HOX는 최적 pH(6.0)에서의 활성과 비교시 50% 활성을 보유하며, 반면에 용액에서의 HOX는 최적 활성의 35%만을 가진다. 더욱이 실리카로 캡슐화된 HOX는 해수와 관련된 pH에서 더욱 안정하다.

실시예 7: 실리카-HOX의 인-페인트 활성

인-페인트 활성을 테스트하기 위해서, 전분(HOX HP 1.0 K, Danisco: 1223416, 666 HOX/g)에서 실리카-HOX 및 HOX는 80 U / g 페인트(Hempel MiIIe light 71400)의 최종 농도에 첨가되었다. 0.5 g의 페인트 샘플은 6 웰 폴리스틸렌 플레이트에 첨가되었으며 3일 동안 건조되는 것이 허용되었다.

건조 후, 웰은 물에서 세척되었으며, 효소 활성은 각 웰에 기질 2mL을 첨가함으로써 정량적으로 확인되었다(도 11 열 1). 표면은 3일 동안 ASW에 담궈 졌으며, 효소 활성은 정량적으로 다시 측정되었다(도 11 열 2).

실리카로 캡슐화된 HOX 및 유리 HOX의 인-페인트 활성은 본 명세서에서 기술된 바와 같이 분석되었다. A: SiHOX; B: 유리 HOX. 열 1 : ASW에서 담금 후 즉시 활성 분석. 열 2: ASW에서 담금 3일 후 활성. 녹색은 2∼3분 이내에 생성되었다.

페인트의 수화 후 즉시 인-페인트 활성(도 11, 열 1)이 실리카로 캡슐화된 HOX 및 전분 상에서 제형화된 HOX와 비교될만했다. 그러나 담금 3일 후, 전분-HOX의 활성은 Si-HOX보다 현저하게 낮았다. 관찰된 사진은 20일 후와 같았다(나타내지는 않음). 예상한 바와 같이 실리카 캡슐화는 페인트에서 효소 활성의 더 나은 유지를 제공한다.

실시예 8: 실리카-GOX의 제조

실리카 공-침전은 시스템이 HOX에 대해서만 작용하는 것이 아니라는 것을 확인하기 위해서 글루코오스 옥시다제(GOX)에 관해서도 테스트되었다. HOX에 관해 상술한 바와 같은 동일한 일반적인 절차가 사용되었다.

PEI와 호환성 GOX

HOX는 PEI의 첨가 HOX의 배양시간에 민감하다는 것과 PEI는 공-침전물의 효소 활성에 유의미한 영향을 미친다는 것이 관찰되었다(실시예 1). PEI를 증가시켜 배양한 후 GOX 효소 활성은 GOX에 관한 경우에도 같은지 조사하기 위해서 측정되었다. GOX (100 mM 인산염 완충용액 pH 6.3에서 2 mg/mL)는 Figure 12에 나타난 바와 같은 PEI 농도와 1 mL 최종 부피를 제공하는 PEI와 혼합되었다.

HOX의 결과와는 반대로 GOX 활성은 PEI의 존재에 민감하지 않은 것으로 보여질 수 있다.

공-침전물 반응에 있어 PEI 농도의 최적화

이전의 실험을 기초로 하여, 형성된 실리카 입자에 있어 효소 활성의 효율적 캡처에 관한 가장 중요한 파라미터는 PEI 농도와 pH이다. 파라미터는 다양했으며, 결과는 아래와 같다.

PEI 농도의 최적화에 관하여 400 μL PBSi pH 6.5는 100 μL 효소-PEI 혼합물과 혼합되었으며 여기서 효소 농도는 1 mg / mL 로 유지되었으며 도 13에 나타난 바와 같이 PEI 농도는 다양하였다:

PEI의 최적 농도는 효소와 관련하여 w/w을 기준으로 5∼10 배 초과인 듯 해보인다.

공-침전 반응에 있어 pH의 최적화

pH의 최적에 관하여, 도 3에 주어진 pH로 조절된 400 μL PBSi는 100 μL 효소-PEI 혼합물과 혼합되었으며, 여기서 효소 농도는 1 mg / mL 로 유지되었으며 PEI 농도는 5 mg/mL 유지되었다.

침전 반응의 PBSi 용액에 관한 최적 pH는 pH 6∼9 부근이었다.

건조된 실리카 공-침전된 GOX(SiGOX)의 제조

SiGOX의 배지 스케일 제조는 다음의 절차를 사용하여 상술된 바와 같이 제조되었다. 1600 mL PBSi (100 mM, pH 7.5)는 400 mL GOX PEI 용액과 혼합되었으며 여기서 효소 농도는 1 mg / mL로 유지되었으며 PEI 농도는 5 mg/mL로 유지되었다. 혼합 30분 후, pH는 표 2에 나타난 바와 같이 5, 7 또는 9로 조절되었으며, 생성물은 주입구 온도 180℃, 배출구 온도 85℃, 기류 600 L/h인 Buchi spraydryer B191을 사용하여 건조되었다.

중성 pH의 용액을 분무건조할 때 최상의 활성이 얻어지는 것으로 관찰되었다.

실시예 9: 전분-GA-SiHOX/SiGOX 시스템의 제조

페인트에 관한 전분-효소 제형화가 다양한 농도의 글루코아밀라제 및 SiHOX / SiGOX와 함께 제조되었다. 이는 과산화수소 분비가 효소 기반 코팅제의 향후 당분야의 실험에서 효소의 양에 의해, 사용에 관해서 통제될 수 있다는 것을 확인하기 위해서이다.

표 3에 나타난 조성물의 샘플은 하기의 절차를 사용하여 제조되었다. SiHOX의 액체 제형화는 실시예 4에 기술된 것과 같이 제조되었으며 SiGOX는 다음의 조건과 상술된 절차를 사용하여 제조되었다: 100 mM PBSi, Enz:PEI 2 mg/mL에서 pH 7.5, GOX 농도, Enz:PEI 10 mg/mL에서 PEI 농도. 옥수수 전분(Cargill C*gel 03401 , Cedar Rapids, IA)은 공-침전물 500 mL으로 혼합되었으며 글루코아밀라제(62000 U/g)는 분무 건조 전에 즉시 첨가되었다. 분무 건조는 주입구 온도 135℃, 배출구 온도 80℃, 600L/h의 기류를 사용하여 미니 분무 건조기 B-191 (B?chi Labortechnik, Flawil, CH)로 수행되었다. 흡출기는 90%로 유지되었다. 아주 찬 물을 지니는 냉각은 스프레이 노즐에 적용되었다.

샘플은 지시된 전분 및 효소의 양을 사용하여 본 명세서에 기술된 바와 같이 제조되었다. 컬럼 GA 및 HOX 수준은 대표적인 효소의 수준을 나타내며 여기서 농도는 샘플 1에 대해 1로 설정되었다. 측정된 HOX/GOX 활성은 글루코오스의 존재시 측정되었다. H₂O₂ 분비는 글루코오스 첨가 없이 동일한 분석을 사용하여 그 부위에서 글루코오스 생성의 mU를 부여하는 활성을 나타낸다.*) 이 값은 과산화수소 분비보다는 GA 활성 분석을 기초로 하는 이론적 글루코오스 분비(nmol/min/g)이다. ND: 측정되지 않았다.

HOX 활성은 배치 투 배치(batch to batch) 변화를 보이지만, 그 부위에서의 글루코오스의 생성인 것으로 관찰되었으며, 모든 샘플에 대한 단계를 제한하는 비율일 것이다(H₂O₂ 분비 보다 높은 HOX/GOX 활성). 과산화수소 분비는 GA의 양에 의해 통제되지만 선형 의존성은 관찰되지 않았다.

실시예 10: 전체 시스템의 인-페인트 활성

인-페인트 활성을 테스트하기 위해서, 표 3에 나타난 샘플 1∼6의 2g은 자일렌 기반 페인트 18g(Hempel MiIIe light 71400)과 5mL 자일렌에 첨가되었다. 페인트 샘플은 6 웰 폴리스틸렌 플레이트에 적용되었으며 3일 동안 건조하는 것이 허용된 새로운 페인트 층에 적용되기 전 2일 동안 건조하는 것이 허용되었다. 플레이트는 큰 부피의 ASW에 담궈졌으며 표면으로부터 과산화수소의 분비가 분석되었다. 페인트 표면으로부터의 과산화수소 분비는 담금 2시간 후, ASW에서 담금 일주일 후 분석되었다(표 4).

페인트 칠된 표면은 ASW에 담궈 졌으며 표면으로부터의 과산화수소 분비가 2시간, 7일 후 분석되었다.

담금 일주일 후 표면으로부터 과산화수소 분비의 유의미한 손실은 없다는 것이 관찰되었다. 분비는 글루코아밀라제 수준에 의해 통제되었다.

도 15에 17주 동안 ASW에 담궈진 코팅으로부터의 과산화수소 분비는 샘플 3으로 나타냈고 샘플 1, 2 및 4∼6에 대해서는 8주이었다.

샘플 3의 분비는 29일 후 약 1400nmol/(cm²*day)에서부터 520nmol/(cm²*day)까지 감소, 84일 후 67 nmol/(cm²*day) 감소 및 119일(즉 17주) 후 20 nmol/(cm²*day) 감소하는 것으로 관찰되었다. 실시예의 실험 작업은 실험 시스템에서 수행되는 것을 주목하는 것이 중요하며 여기서 페인트의 마모는 낮거나 존재하지 않을 것이다. 마모율이 평형에 도달할 때 분비는 최적 적용에 있어 일정한 상태에 도달할 것으로 예상된다.

이전에 방오 활성이 방오 페인트(Morris and Walsh, 2000, US 6,063,849)를 분비하는 광촉매화된 과산화수소로부터 과산화수소 분비율 36 nmol/(cm²*day)에 대해 보고되었다. 더욱이 Nippon Paint Co.는 21 nmol/(cm2*day)의 방오 활성을 지닌 과산화수소 분비율을 상세히 기록하였다 (Hamade and Yamamori, 2000, US 6,150,146).

마모가 없거나 약한 마모만을 지닌 시스템 내에서, 샘플 3은 3∼4달 동안 방오 효과를 낳을 수 있을 것이라고 결론지었다. 이것이 주의 깊게 조절된 코팅의 마모율과 결합된다면 얻어진 방오 효과는 당 분야 코팅의 현 상태의 존속기간과 비교할 수 있는 것으로 예상된다.

실시예 11: 인공해수(ASW)에서 HOX 및 SiHOX의 저장 안정성

용액에서 HOX 및 SiHOX 효소의 장기 안정성을 측정하기 위해서, 효소는 250 HOX u/L의 초기 활성을 부여하는 살균한 여과된 인공해수(ASW)에서 약 2000배 희석되었으며, 12주 동안 10, 20, 25, 30 및 35℃에서 저장되었다. 지시된 온도에서 12주 동안 저장한 후 샘플의 효소 활성은 샘플의 초기활성 퍼센트로서 도 16에 그래프로 나타내었다. SiHOX는 테스트된 모든 온도에서 HOX보다 더 나은 안정성 결과를 제공하는 것으로 관찰되었다. 또한 SiHOX는 25℃ 및 이보다 높은 온도에서 HOX보다 현저히 더 나은 안정성을 지니는 것이 관찰되었다. 30 및 35℃에서 HOX 샘플에서 발견 가능한 활성은 없었다. 이는 비록 단기 온도 안정성에 유의미한 차이가 발견되지 않더라도(실시예 6), 실리카로 캡슐화 되었을 때 해수에서 효소의 장기 안정성이 증가된다는 것을 나타낸다.

실시예 12: 효소-기반 과산화수소 분비 코팅의 래프트 실험

래프트 실험은 시스템의 해수에서의 수행을 테스트하기 위해서 수행되었다.

자일렌-기반 로진 자가-마모 코팅이 Hempel A/S, Kongens Lyngby, Denmark에 의해 제공되었다.

자일렌-기반 로진 자가-마모 코팅이 36% 아연 수지산염 고체, 18% 메틸 메타크릴레이트/n-부틸 메타크릴레이트/메타크릴산 테르폴리머(100/100/1 몰비, Rohm GMBH으로부터 Degalan LP 64/12로 구입됨) 및 6% 폴리(비닐 메틸 에테르), 10% 비활성 삼산화이철(red iron oxide) 안료(Cas nr: 1309-37-1) 및 30% 옥수수 전분의 볼륨 조성물과 함께 제형화 되었으며, 이는 실시예 9, 샘플 3에 기술된 바와 같이 GA 및 SiHOX와 함께 미리 분무되었으며 효소-포함 코팅을 수득하였다.

효소-기반 코팅이에도 효소-부재 참고 코팅 및 2개의 상업적 코팅도 테스트에 포함되었다. 이는 Cu₂0-포함 Mille Xtra 및 살생제 부재 Light (Hempel A/S, Kongens Lyngby, Denmark)이었다. 코팅은 로터 패널에 두 번씩 적용되었으며 북해에 잠긴 래프트 위에 설치되었다. 7월에 시작된 래프트 실험은 11월 초에 끝났으며 실험 기간 내내 평균 해수 온도는 17℃로 보고되었다. 래프트는 정규적으로 자연 및 생물 오손 밀도에 대해 외관상으로 검사되었으며, 이미지가 명세서에 첨부되었다.

래프트 실험동안 찍은 이미지(도 17)는 97일이 넘는 동안 점차적인 오염의 증가를 나타낸다. H₂O₂ 생성 테스트-효소로 코팅(극-좌)은 효소-부재 참고 코팅(중심 왼쪽)과 비교되었으며, 두 개의 상업적 코팅은 Cu₂O 및 살생제(MiIIe Xtra, center-right) 또는 살생제 부제(MiIIe Light, far-right)를 포함한다.

성체에서 말기-쥬브나일의 따개비가 담금 28일 후 참고 코팅의 상당 부분을 덮으나, 반면에 효소-포함 코팅 및 상업적 코팅은 상대적으로 깨끗한 채로 유지되었다(도 17, 표 5).

두 개의 패널이 사용되었다.

42일 후, 오염이 다른 것과 비교시 효소가 없는 참고 코팅에 관하여 따개비의 덴서(denser) 정착지로 여전히 적당하였다.

거의 4주 후, 67일에 따개비는 참고 코팅 상에 많았으며, 조류와 규조류는 상업적 코팅 상에 증가하였다. 그러나 효소-포함 코팅에 관한 오염은 42일에 약간 증가하였으며, 확연한 차이가 이것과 다른 코팅 사이에 나타났다.

84일 후, 부착된 패널의 시각적 평가가 진흙 때문에 어려워졌다. 97일이 되자 패널은 래프트로부터 탈착되었으며, 그 다음에 패널이 로터위로 부착되었으며 10분 동안 10 노트 회전 속도로 되었다. 이 로터리 절단기를 진흙을 떼어내기 위해 세척하였으나 패널 상의 부착된 생물오손은 남겨두었다. 이 때 효소-포함 코팅 및 참고간의 차이점이 명확해진다(도 18). 도 18에 나타난 패널은 하기로 코트된다(왼쪽): H₂O₂-분비 효소-포함 코팅; 효소-부재 참고 코팅; Cu₂O-기반 Hempel MiIIe Xtra; 살생제-부재 Hempel MiIIe Light이다. 참고가 점액(slime)과 규조류 이외에도 다량의 따개비로 덮혀 있었던 반면에 효소-포함 코팅은 점액 및 규조류와 함께 약간의 따개비만을 지닌다. MiIIe Xtra는 효소-포함 코팅보다 더 많은 규조류를 가지나, 따개비는 없으며 반면에 MiIIe Light 패널의 하나는 따개비와 부착된 굴 모두를 지닌다.

97일에서, 페인트의 전반적인 성능은 ASTM International norm D6990로부터 유래된 방법을 사용하여 점수로 매겨졌으며, 여기서 패널의 오염 저항(FR)은 어느 범위(퍼센트로 표현됨) 또는 100으로부터 각각의 패널 상의 카운트된 유기체의 실제 수(및 점액은 ―1점)를 뺌으로써 점수로 매겨진다. 0(방오 활성이 전혀 없음)과 100(완벽하게 깨끗한 페인트 표면) 사이의 값은 실험을 통한 각각의 패널의 보호 정도를 나타낸다. 더 높은 FR 비율, 더 나은 방오 성능. 효소-포함 코팅이 가장 높은 집단 오염 저항 점수(표 6)에 도달하였으며 심지어 MiIIe Xtra보다 더 나은 편이었으며, 효소-부재 참고보다도 우수하였다.

본 명세서에 상술된 모든 간행물은 참고문헌으로 본 명세서에 포함된다. 본 발명의 기술된 방법 및 시스템의 다양한 변형 및 변화는 본 발명의 범위 및 정신에서 벗어남 없이 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명이 특정한 바람직한 실시태양과 연결되어 기술되었으나 청구된 본 발명은 이러한 특정 실시태양에 한정적이지 않아야 함이 이해되어야 한다. 실제로 화학 또는 관련 분야에서 당업자에게 명백한 본 발명을 수행하기 위한 기술된 방법의 다양한 변형은 하기 청구항의 범위 내에 있게 된다.

Claims (36)

1. (ⅰ) 표면 코팅 물질;
   (ⅱ) (a) 첫 번째 효소; 및
   (b) 첫 번째 기질 상에서 첫 번째 효소와 반응으로 두 번째 기질을 제공하는 첫 번째 기질; 및
   (ⅲ) 실리케이트(silicate)로 캡슐화된 두 번째 효소로서, 상기 두 번째 효소는 두 번째 기질 상과 반응하여 안티-파울런트 화합물을 생성할 수 있는 두 번째 효소
   를 포함하는 방오 조성물.
   
2. 제 1항에 있어서, 첫 번째 효소는 캡슐화된 것임을 특징으로 하는 조성물.
   
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 캡슐화된 두 번째 효소는 효소, 실리케이트 및 N-포함 유기 템플레이트(template) 분자의 공침물임을 특징으로 하는 조성물.
   
4. 제 3항에 있어서, 상기 실리케이트는 알칼리 금속 실리케이트를 중화시킴으로써 수득되어짐을 특징으로 하는 조성물.
   
5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, N-포함 유기 템플레이트 분자는 폴리아민, 개질된 폴리아민, 폴리에틸렌이민, 폴리펩티드 또는 개질된 폴리펩티드임을 특징으로 하는 조성물.
   
6. 제 5항에 있어서, 효소: 폴리에틸렌이민 비율은 약 0.3∼10임을 특징으로 하는 조성물.
   
7. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 첫 번째 효소는 글루코아밀라아제임을 특징으로 하는 조성물.
   
8. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 첫 번째 기질은 상기 두 번째 기질의 올리고머 또는 폴리머임을 특징으로 하는 조성물.
   
9. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 첫 번째 기질은 전분임을 특징으로 하는 조성물.
   
10. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 두 번째 효소는 옥시다제임을 특징으로 하는 조성물.
    
11. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 두 번째 효소는 산화환원효소임을 특징으로 하는 조성물.
    
12. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 두 번째 효소는 헥소오스 옥시다제 및 글루코오스 옥시다제로부터 선택됨을 특징으로 하는 조성물.
    
13. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 두 번째 효소는 헥소오스 옥시다제임을 특징으로 하는 조성물.
    
14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 두 번째 효소는 글루코오스 옥시다제임을 특징으로 하는 조성물.
    
15. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 첫 번째 효소: 두 번째 효소의 비율은 적어도 1: 2임을 특징으로 하는 조성물.
    
16. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 첫 번째 효소: 두 번째 효소의 비율은 적어도 1: 10임을 특징으로 하는 조성물.
    
17. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 첫 번째 효소: 두 번째 효소의 비율은 적어도 1: 50임을 특징으로 하는 조성물.
    
18. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 두 번째 기질은 당(sugar)임을 특징으로 하는 조성물.
    
19. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 당은 글루코오스임을 특징으로 하는 조성물.
    
20. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물은 추가적으로 조성물의 적어도 하나의 구성성분을 고정시키는 바인더를 포함함을 특징으로 하는 조성물.
    
21. 제 3항에 있어서, 바인더는 적어도 두 번째 효소를 고정시킴을 특징으로 하는 조성물.
    
22. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물은 코팅, 래커(lacquers), 착색제, 에나멜로 제형화됨을 특징으로 하는 조성물.
    
23. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 표면 코팅 물질은 용매 기반 시스템내의 폴리비닐 클로라이드 수지, 용매 기반 시스템내의 염화고무, 용매 기반 또는 수용액 시스템내의 아크릴 수지 및 메타크릴레이트 수지, 수용성 분산 또는 용매 기반 시트템과 같은 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 공중합체 시스템, 폴리비닐 메틸 에테르, 부타디엔-스틸렌 고무와 같은 부타디엔 공중합체, 부타디엔아크릴로니트릴 고무 및 부타디엔-스틸렌-아클리로니트릴 고무, 린시드유와 같은 건성유, 알키드 수지, 아스팔트, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 페놀 수지, 천연 로진, 로진 유도체, 불균일 로진, 부분적으로 중합된 로진, 경화 로진, 검 로진, 불균일 검 로진, 비-수용성 분산 바인더 시스템, 실릴화 아크릴레이트 바인더 시스템, 금속 아크릴레이트 바인더 시스템 유도체 및 이들의 혼합물로부터 선택된 구성성분을 포함함을 특징으로 하는 조성물.
    
24. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 표면 코팅 물질은 수지임을 특징으로 하는 조성물.
    
25. (ⅰ) 효소 또는 건조 없이 발효 브로스(broth)로부터 분리된 효소를 포함하는 발효 브로스의 제공 단계
    (ⅱ) 실리케이트 내에 효소를 캡슐화시키는 단계
    를 포함하는 실리케이트로 캡슐화된 효소의 제조 공정.
    
26. 제 1항 내지 제 24항 중 어느 한 항의 특징에 의해 특성화된 제 25항에 따른 공정.
    
27. 제 25항 또는 제 26항에 따르는 공정에 의해 수득되거나 수득될 수 있는 실리케이트로 캡슐화된 효소.
    
28. (ⅰ) 표면 코팅 물질;
    (ⅱ) (a) 첫 번째 효소; 및
    (b) 첫 번째 기질 상에서 첫 번째 효소와의 반응으로 두 번째 기질을 제공하는 첫 번째 기질
    (ⅲ) 두 번째 효소는 제 27항의 실리케이트로 캡슐화된 효소이고, 두 번째 기질과 반응하여 안티-파울런트 화합물을 생성하는 두 번째 효소
    를 포함하는 방오 조성물.
    
29. 제 1항 내지 제 24항 중 어느 한 항에 따른 조성물로 구성된 코팅.
    
30. 제 1항 내지 제 24항 중 어느 한 항에 따른 조성물로 구성된 해양 방오.
31. 제 30항에 있어서, 안티-파울런트는 자가-마모(polishing)임을 특징으로 하는 해양 방오.
    
32. 표면 코팅으로부터 방오 화합물을 분비시키는 방법에 있어서, 상기 방법은 표면 코팅에서
    (ⅰ) 표면 코팅 물질;
    (ⅱ) (a) 첫 번째 효소; 및
    (b) 첫 번째 기질 상에서 첫 번째 효소와의 반응으로 두 번째 기질을 제공하는 첫 번째 기질
    (ⅲ) 실리케이트(silicate)로 캡슐화된 두 번째 효소로서, 두 번째 기질 상에서 반응하여 안티-파울런트 화합물을 생성할 수 있는 두 번째 효소
    를 포함함을 특징으로 하는 방법.
    
33. 실시예를 참고로 하여 상술된 바와 같은 코팅.
    
34. 실시예를 참고로 하여 상술된 바와 같은 해양 방오.
    
35. 실시예를 참고로 하여 상술된 바와 같은 방법.
    
36. 실시예를 참고로 하여 상술된 바와 같은 공정.

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