KR20160075512A - 막 및 미립자의 이온 강도 유발 붕해 - Google Patents

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Abstract

에틸렌 (메트)아크릴산 공중합체 및 오염방지제를 포함하는 조성물이 제공된다. 상기 조성물은 상이한 이온 강도의 매질에서 선택적으로 붕해된다. 상기 조성물을 사용하여 오염을 방지하는 방법이 또한 제공된다.

Description

막 및 미립자의 이온 강도 유발 붕해{IONIC STRENGTH TRIGGERED DISINTEGRATION OF FILMS AND PARTICULATES}
관련 출원들에 대한 교차참조
본원은 미국 가출원 번호 61/883,618(2013년 9월 27일 출원)을 우선권으로 주장하고, 이것은 그 전체가 참고로 본원에 편입되어 있다.
분야
본 개시내용은 상이한 이온 강도의 매질에서 선택적으로 붕해하는 조성물에 관한 것이다.
높은 이온 강도 시스템 중 물질 또는 표면의 보호에 유리한 복수의 조건이 있다. 예를 들면, 자택 요양 시장 내에, 브랜드 소유자는 더 농축된 전달 시스템, 예컨대 높은 효율 농축된 세탁물 세제 및 단위 용량 제품으로 옮겨 갔다. 이들 경우에, 그렇게 판매되는 제품은 사용 동안에 이온 강도가 유의미하게 더 높다. 조성물이 높은 이온 강도 매질에 노출되는 또 하나의 지역은 해양 코팅제이다. 따라서, 높은 이온 강도 매질에서 용해하지 않는 조성물에 대한 요구가 있다.
간단한 개요
일 측면에서, 에틸렌 (메트)아크릴산 공중합체로서, 상기 (메트)아크릴산 성분 중 카복실산 그룹의 적어도 일부가 중화되는 상기 공중합체 및 오염방지제를 포함하는 조성물이 제공된다.
또 하나의 측면에서, 에틸렌 (메트)아크릴산 공중합체 및 오염방지제를 포함하는 막 조성물이 제공되고, 상기 (메트)아크릴산 성분 중 카복실산 그룹의 적어도 일부는 중화되고, 그리고 상기 에틸렌 성분 대 상기 (메트)아크릴산 성분의 비는 약 50:50 내지 90:10이다.
또 하나의 측면에서, 물품, 에틸렌 (메트)아크릴산 공중합체로서, 상기 (메트)아크릴산 성분 중 카복실산 그룹의 적어도 일부가 중화되는 상기 공중합체를 포함하는 코팅 조성물, 및 오염방지제를 포함하는 코팅된 물품이 제공된다. 상기 코팅 조성물은 높은 이온 강도 매질에서 붕해되지 않고, 낮은 이온 강도 매질에서 붕해된다.
상세한 설명
본 개시내용은 에틸렌 (메트)아크릴산 공중합체의 화학 조성물에 관한 것이다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "조성물"은, 예를 들면, 혼합물, 용액, 또는 분산물을 의미할 수 있다. "(메트)아크릴"은, 본원에서 사용된 바와 같이, 아크릴, 메타크릴, 또는 이들의 혼합물을 의미한다. 에틸렌 (메트)아크릴산 (EAA) 공중합체는 고-성능 접착제, 가요성 패키징 막, 파우치, 및 압출 코팅 및 압출 적층 적용을 포함하는 다양한 적용에서 사용될 수 있다. 에틸렌 (메트)아크릴산 공중합체의 유리 산 형태는 적합한 염기를 갖는 원하는 정도로 중화될 수 있다. 에틸렌 (메트)아크릴산 공중합체는 중화도에 따른 가변 수분산성으로 수득될 수 있다. 예를 들면, 완료된 수분산성, 또는 어떤 조건 하에서, 완료된 수용해도는, (메트)아크릴산 모이어티가 화학양론 양의 염기로 완전히 중화될 때 수득되고, 반면에 부분적으로 중화된 EAA 공중합체는 목표로 하는 적용에 따라 수분산성, 물 민감성, 또는 물 비민감성일 수 있다.
상기 공중합체는 다양한 조성물, 예를 들면, 액체 조성물 또는 막 조성물 내에서 사용될 수 있다. 그와 같은 막은 또한, 더 높은 표면적을 갖는 캡슐화된 활성 성분을 제공하기 위해 연삭 또는 다른 수단을 통해 그 크기가 물리적으로 감소될 수 있다. 유사하게 크기의 입자는 당해분야에서 공지된 방법, 예컨대 분무-건조 및 동결건조에 의해 액체 조성물로부터 또한 생산될 수 있다. 상기 조성물은 공중합체 조성물을 포함할 수 있거나, 조성물 및 적용에 특정 물리적 특성 (인장 강도, 내구성, 부착, 등)을 제공하기 위한 하나 이상의 추가의 물질을 포함할 수 있다. 추가의 물질은 가교결합제, 가소제, 붕해제, 및/또는 계면활성제을 포함할 수 있다.
가교결합제는, 예를 들면, Ca2 +, Mg2 +, Al3 +, 또는 Zn2 +를 포함할 수 있다. 가교결합제에 추가하여, 상기 조성물은 적어도 하나의 추가의 첨가제, 예컨대 가소제, 붕해제, 및/또는 계면활성제를 포함할 수 있다. 가소제는 소수성 가소제, 친수성 가소제, 또는 이들의 조합일 수 있다. 예를 들면, 가소제는 기타 중에서 하기일 수 있다: 벤질 알코올, UCON® LB-65 (폴리알킬렌 글리콜 (PAG)-기반 합성 수불용성 윤활제) 또는 T-BEP (트리스(부톡시에틸) 포스페이트, 알킬 포스페이트 막 형성 조제 및 가소제). 붕해제는, 예를 들면, 아크릴산, PVOH, 전분, 셀룰로오스, 또는 제2 코-폴리머일 수 있다. 계면활성제는, 예를 들면, 음이온성 계면활성제, 비-이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 음이온성 계면활성제의 예는 당해기술에서 공지된 것들, 예컨대 DOWFAX® 2A1 (알킬디페닐옥사이드 디설포네이트), 암모늄 라우릴 설페이트, 나트륨 라우릴 설페이트, 나트륨 라우레쓰 설페이트를 포함한다. 비-이온성 계면활성제의 예는 하기를 포함한다: 당해기술에서 공지된 것들, 예컨대 폴리옥시에틸렌 글리콜 알킬 에테르, 폴리옥시프로필렌 글리콜 알킬 에테르, 글루코사이드 알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌 글리콜 옥틸펜올 에테르, 폴리옥시에틸렌 글리콜 알킬펜올 에테르, 글리세롤 알킬 에스테르, 폴리옥시에틸렌 글리콜 소르비탄 알킬 에스테르, 및 소르비탄 알킬 에스테르. 양쪽성 계면활성제의 예는 당해기술에서 공지된 것들, 예컨대 Ammonyx® LO (라우르아민 옥사이드)을 포함한다.
이러한 조성물은, 이온 강도가 매우 높은 다양한 매질 (예를 들면 가성, 가정 표백제, 해수, 합성 해수)에서 붕해하지 않는다. 용어 "붕해한다"는, 본원에서 사용된 바와 같이, 용해한다, 분산한다, 또는 가용성이라는 것을 의미한다. 매질은, 예를 들면, 용액, 슬러리, 분산물, 또는 페이스트의 형태일 수 있다. 매질은 또한, 실질적인 양의 무기 염이 실질적으로 없을 수 있지만, 매질은 필요한 이온 강도 및 알칼리도를 제공하기 위해 유기 아민 염을 포함할 수 있다. 그와 같은 유기 아민 염의 예는 카복실산 및 지방산 에스테르의 모노-, 디-, 또는 트리-치환된 알킬아민 염을 포함한다. 높은 이온 강도 매질은 약 3 퍼센트 초과, 더 바람직하게는 약 7 퍼센트 초과의 염 함량을 갖는 매질이다. 낮은 이온 강도 수성 매질 (예를 들면, 탈이온수, 표준 수돗물, 세탁기의 세척액)에 노출 시, 막은 몇 분 내에 파괴될 것이고, 이로써 부드러운 진탕으로 낮은 이온 강도 매질 내에 분산되게 된다 . 낮은 이온 강도 매질은 약 0 내지 약 2 퍼센트의 염 함량을 갖는 매질 (예를 들면, 수돗물, 탈이온수)이다.
해양 적용에서, 예컨대 보트 또는 선박 상에서, 해수의 염분은 상기 조성물의 용해 또는 붕해를 방지하는데 필요한 이온 강도를 제공하고, 따라서, 본 조성물은, 일단 적용될 때, 담수를 통한 사용, 즉, 낮은 이온 강도, 세척 후에 제거될 수 있는 코팅제의 기준으로서 사용될 수 있다. 또한, 상기 조성물은 오염방지제로서 작용할 수 있는 첨가제를 함유하는 그와 같은 방식으로 제형화될 수 있다.
바이오파울링 또는 생물학적 오염은 젖은 표면 상의 미생물, 식물, 조류, 또는 동물의 축적이다. 오염방지는 이들 축적을 제거 또는 방지하는 과정이다. 오염방지 제제의 예는, 비제한적으로, 하기를 포함한다 살생물제 예컨대 유기주석 화합물 (예를 들면, 트리부틸주석 모이어티 (TBT)) 및 구리 화합물 (예를 들면, 산화구리) 및 유기 폴리머 기반 코팅제. 유기 폴리머 기반 코팅제는 소수성, 예컨대 플루오로폴리머 및 실리콘을 기반으로 하는 것들, 또는 친수성, 예컨대 크게 수화된 쯔비터이온을 기반으로 하는 것들 (예를 들면, 글리신 베타인 및 설포베타인)일 수 있다.
본 조성물은 성장 또는 오염을 방지하는 것이 바람직한 임의의 적용에서, 예컨대 급수탑 내에, 도크(dock) 상에서, 금속 댐 구성요소 상에서, 석유 굴착 장치 상에서, 및 선체 상에서 사용될 수 있다.
특정 구현예에서, 상기 조성물은 에틸렌 (메트)아크릴산 공중합체 및 오염방지제를 포함할 수 있다. 상기 (메트)아크릴산 성분 중 카복실산 그룹의 적어도 일부는 염기로 중화되고, 이로써 염을 형성한다. 예를 들면, 카복실산 그룹은 나트륨 양이온으로 중화되어 나트륨 염을 형성할 수 있다. 또 하나의 구현예에서, 카복실산 그룹은 칼륨 양이온으로 중화되어 칼륨 염을 형성할 수 있다. 중화도는 약 70 퍼센트 내지 약 100 퍼센트, 바람직하게는 약 90 퍼센트 내지 약 100 퍼센트, 및 더 바람직하게는 약 98 퍼센트 내지 약 100 퍼센트일 수 있다. 다른 구현예에서, 중화도는 약 70 퍼센트 내지 약 95 퍼센트, 바람직하게는 약 85 퍼센트 내지 약 95 퍼센트, 더 바람직하게는 약 90 퍼센트 내지 약 95 퍼센트일 수 있다. 일부 또는 모든 남아 있는 (메트)아크릴산 이온성으로 가교결합될 수 있다. 중화도의 증가는 낮은 이온 강도 매질 중 상기 조성물의 분산성을 증가시킨다. 당해분야의 숙련가는 중화도를 결정하는 적절한 방법을 인식할 것이다. 참고, 예를 들면, 미국 특허 번호 3,472,825.
상기 조성물은 물을 또한 포함할 수 있고, 이로써 액체 조성물을 형성하고, 이 조성물은 물품에 적용될 수 있거나, 예를 들면, 막 또는 입자를 만들기 위해 건조될 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 조성물은 약 60 내지 약 80 중량 퍼센트 물을 포함할 수 있다. 에틸렌 (메트)아크릴산 공중합체는 분산물 내에 존재할 수 있고, 이것은 당해분야의 숙련가에게 공지된 임의의 수의 방법을 형성할 수 있다. 공중합체 중 에틸렌 대 (메트)아크릴산의 중량 비는 약 50:50 내지 약 90:10, 바람직하게는 약 70:30 내지 약 90:10, 및 더 바람직하게는 약 75:25 내지 약 80:20일 수 있다.
상기 조성물은 코팅된 물품, 예를 들면, 코팅된 선박, 도크(dock), 또는 댐(dam)을 생산하기 위해 사용될 수 있다. 코팅된 물품은 물품을 포함할 수 있고, 상기 조성물은 에틸렌 (메트)아크릴산 공중합체, 및 오염방지제를 포함한다.
성장 또는 오염을 방지하는 방법이 또한 개시되어 있다. 그와 같은 방법에서, 본 조성물은 물품에 적용되고 물품의 표면 상의 미생물, 식물, 조류, 또는 동물의 축적을 방지한다.
실시예
실시예 1
본 실시에에서 사용된 작용화된 폴리올레핀 조성물은 수산화칼륨으로 중화된 에틸렌 (메트)아크릴산 (80 중량 퍼센트 에틸렌 및 20 중량 퍼센트 (메트)아크릴산)의 혼합물이다. 중화도는 92 퍼센트이다. 본 조성물은 당해기술에서 공지된 절차를 사용하여 제조될 수 있다. 참고, 예를 들면, 미국 특허 출원 번호 2011/0319521; PCT 공개 출원 번호 WO2011034883; 및 PCT 공개 출원 번호 WO2012082624. 상기 조성물은 10의 pH 및 500의 브룩필드 점도 (브룩필드 RVT, #2 스핀들, 20 RPM, 25섭씨기호)를 가지며 이하에서 EAA-K로 불린다.
EAA-K의 상기 조성물 (6.6 g, 23% 활성)에, 산화 구리의 1.3 g의 서스펜션 (물 중 46%)을 부가한다. 물질은 상기 조성물에서 구리 입자를 완전히 현탁시키기 위해 바이알의 수동 흔들기를 통해 진탕된다. 막은 203 뮤기호m (8 mils) 드로 다운 바(draw down bar)를 사용하여 유리 상에서 용액 캐스팅되고, 그 다음 40 섭씨 온도 오븐에서 1 시간 동안 건조된다. 막은 유리로부터 제거되고 독립한 막인 것으로 보인다. 막의 5개 샘플 (대략 2 cm x 2 cm)은 실온 탈이온수, 수돗물, 합성 해수, 포화된 NaCl 용액, 및 포화된 KCl 용액, 각각에 잠긴다. 바이알은 진탕하기 위해 뒤집어진다.
높은 이온 강도 시스템 (합성 해수, 포화된 NaCl 용액, 및 포화된 KCl 용액)에서 상기 막은 온전하게 있는 것 같고, 상청액에 대한 색상 변화는 관측되지 않는다. 이것은 실험 동안 막 성분의 물로의 낮은 수준의 침출을 암시한다. 낮은 이온 강도 매질 (탈이온수 및 수돗물)에서, 막은 5 분 내에 파괴되고, 상청액은, 고형물이 침전되도록 한 후 갈색으로 변한 것으로 관측된다. 이것은 실험 동안 막의 높은 수준의 침출을 암시한다.
본 발명은 그것의 바람직한 구현예에 따라 상기에서 기재되었지만, 개시내용의 사상 및 범위 내에서 변형될 수 있다. 따라서 본원은 본원에서 개시된 일반적인 원리를 사용하여 본 발명의 임의의 변화, 사용, 또는 적응을 포함하는 것으로 의도된다. 게다가, 상기 적용은, 본 발명이 속하고, 하기 청구범위를 제한하지 않는 댕해기술에서의 공지된 또는 관례적 실시 내에 있는 것으로서 본 개시내용으로부터 그와 같은 벗어남을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (15)

  1. 에틸렌 (메트)아크릴산 공중합체로서, 상기 (메트)아크릴산 성분 중 카복실산기의 적어도 일부가 중화되는, 상기 공중합체; 및
    오염방지제를 포함하는, 조성물
  2. 청구항 1에 있어서, 물을 추가로 포함하는 조성물.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 에틸렌 (메트)아크릴산 공중합체는 분산물 내에 존재하는, 조성물.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공중합체 중 상기 에틸렌 대 (메트)아크릴산의 비가 약 50:50 내지 90:10인, 조성물.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 중화도가 약 70 퍼센트 내지 약 100 퍼센트인, 조성물.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서, 약 60 퍼센트 내지 약 80 퍼센트의 물을 포함하는, 조성물.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오염방지제는 산화구리인, 조성물.
  8. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오염방지제는 소수성 코팅제인, 조성물.
  9. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오염방지제는 친수성 코팅제인, 조성물.
  10. 에틸렌 (메트)아크릴산 공중합체 및 오염방지제를 포함하는 필름 조성물로서,
    상기 (메트)아크릴산 성분 중 카복실산기의 적어도 일부가 중화되고, 그리고
    상기 에틸렌 성분 대 상기 (메트)아크릴산 성분의 비가 약 50:50 내지 90:10인, 필름 조성물.
  11. 청구항 10에 있어서, 적어도 하나의 첨가제를 추가로 포함하되, 상기 첨가제는 가소제, 가교결합제, 붕해제 및/또는 계면활성제인, 필름 조성물.
  12. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서, 중화도가 약 70 퍼센트 내지 약 100 퍼센트인, 필름 조성물.
  13. 청구항 10 내지 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오염방지제는 살생물제, 소수성 코팅제 및 친수성 코팅제로 이루어진 군으로부터 선택되는, 필름 조성물.
  14. 코팅된 물품으로서,
    물품;
    에틸렌 (메트)아크릴산 공중합체 및 오염 방지제를 포함하는 코팅 조성물로서, 상기 (메트)아크릴산 성분 중 카복실산기의 적어도 일부가 중화되는, 상기 코팅 조성물을 포함하되,
    상기 코팅 조성물은 높은 이온 강도 매질에서 붕해되지 않고, 그리고
    상기 코팅 조성물은 낮은 이온 강도 매질에서 붕해되는, 코팅된 물품.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 높은 이온 강도 매질은 해수이고, 상기 낮은 이온 강도 매질은 담수인, 코팅된 물품.
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