WO2018236116A1 - 피리치온 염의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 피리치온 염 - Google Patents

피리치온 염의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 피리치온 염 Download PDF

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Abstract

본 발명은 피리치온 염의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 피리치온 염에 관한 것으로서, 상기 피리치온 염의 제조 방법은 피리치온 또는 피리치온의 수용성 염을 테일러 유체 흐름 하에서 수용성 다가 금속염과 반응시켜 입도 분포가 좁은 피리치온 염을 제조한다. 상기 피리치온 염의 제조 방법은 초음파와 같이 인체에 유해한 에너지 대신 기계적인 방법만으로 피리치온 염을 제조할 수 있고, 상기 피리치온 염의 제조 방법에 의하여 제조된 피리치온 염은 입도 분포가 좁고, 상기 피리치온 염을 포함하는 분산액의 투명도를 개선할 수 있다.

Description

피리치온 염의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 피리치온 염
본 발명은 피리치온 염의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 피리치온 염에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 초음파와 같이 인체에 유해한 에너지 대신 기계적인 방법만으로 피리치온 염을 제조할 수 있고, 입도 분포가 좁은 피리치온 염을 제조할 수 있는 피리치온 염의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 피리치온 염에 관한 것이다.
피리치온의 다가 금속염은 효과적인 살균제로 공지되어 있고, 도료 중의 살균제 및 비듬 방지용 샴푸와 같은 인체 보호 용품으로서 널리 사용된다.
상기 피리치온의 다가 금속염은 물에 단지 소량만이 가용성이고, 마그네슘 피리치온, 바륨 피리치온, 스트론튬 피리치온, 구리 피리치온, 아연 피리치온, 카드뮴 피리치온 및 지르코늄 피리치온 등이 알려져 있다. 가장 널리 사용되는 2가 피리치온 염은 아연 피리치온과 구리 피리치온이다.
상기 아연 피리치온 및 구리 피리치온은 그람 양성균 및 음성균, 진균 및 효모에 대해 활성인 항균제로서 유용하다. 상기 아연 피리치온은 샴푸 중에 비듬 방지용 성분으로서 사용되고, 상기 아연 피리치온 또는 구리 피리치온의 공업용 현탁액은 도료 및 중합체 중에 보존제 및 오염방지제로서 사용된다.
상기 다가 피리치온 염의 합성은 미국 특허 제2,809,971호(Berstein et al.) 등에 기재되어 있다. 이와 유사한 화합물 및 이들의 제조방법을 기재하고 있는 다른 특허는 미국 특허 제2,786,847호, 제3,589,999호, 제3,590,035호 및 제3,773,770호이다.
그러나, 상기 다가 피리치온 염의 공지된 제조 방법들은 평균 크기가 5 ㎛ 이상인 큰 고형 입자를 생성시킨다. 그러나, 보다 작은 피리치온 염의 입자를 제조하기 위한 방법이 필요한데, 그 이유는 더 작은 피리치온 염은 보다 쉽게 현탁액을 형성할 수 있고, 증가된 살균 활성을 보다 넓은 표면적에 제공할 수 있기 때문이다.
또한, 보다 작은 피리치온 염의 입자는 빛에 대해 투명하기 때문에 오늘날 시장에서 인기 있는 투명한 샴푸 및 비누와 같은 투명한 제품을 제조할 수 있도록 한다.
일반적으로 보다 작은 피리치온 염 입자를 제조하기 위하여 알려진 방법으로는 피리치온 염 입자를 제조한 후 초음파 등을 이용하여 입자를 파쇄 또는 연마하는 것이다.
그러나, 초음파를 이용하는 경우 고주파의 음파가 주위 작업자 및 관련 인원들에 소음으로 인한 유해를 가할 위험이 있으며, 상기 예시한 기존의 회분식 반응기에서는 입도 분포 조절이 어려웠고, 또한 기존 관형 반응기에 초음파를 이용한 합성법도 설비가 복잡하고 고가라는 문제가 있다.
따라서, 기계적인 운동만으로 입도가 좁은 피리치온 염을 제조하기 위한 새로운 방법이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 초음파와 같이 인체에 유해한 에너지 대신 기계적인 방법만으로 피리치온 염을 제조할 수 있고, 입도 분포가 좁은 피리치온 염을 제조할 수 있는 피리치온 염의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 피리치온 염의 제조 방법에 의하여 제조된 피리치온 염을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 피리치온 또는 피리치온의 수용성 염을 테일러 유체 흐름 하에서 수용성 다가 금속염과 반응시켜 입도 분포가 좁은 피리치온 염을 제조하는 것인 피리치온 염의 제조 방법을 제공한다.
상기 피리치온의 수용성 염은 소듐 피리치온, 칼륨 피리치온, 리튬 피리치온, 암모늄 피리치온 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 수용성 다가 금속염은 아연염, 주석염, 카드뮴염, 비스무트염, 구리염, 지르코늄염, 마그네슘염, 알루미늄염, 니트레이트염, 아세테이트염, 설페이트염, 할라이드염 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 수용성 다가 금속염은 황산아연, 염화아연, 아연 아세테이트, 염화구리 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 피리치온 염은 판상형이고, 상기 판상형 피리치온 염의 최대 길이는 0.1 내지 50 ㎛이고, 두께는 0.05 내지 10 ㎛일 수 있다.
상기 피리치온 염의 입도 분포는 0.1 내지 50 ㎛일 수 있다.
상기 테일러 유체 흐름은 테일러 반응기의 내부원통을 회전시켜 형성할 수 있다.
상기 테일러 반응기의 내부원통의 회전 속도는 300 내지 2000 rpm일 수 있다.
상기 반응 온도는 40 내지 100 ℃일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 피리치온 염의 제조 방법에 따라 제조된 입도 분포가 좁은 피리치온 염을 제공한다.
본 발명의 피리치온 염의 제조 방법은 초음파와 같이 인체에 유해한 에너지 대신 기계적인 방법만으로 피리치온 염을 제조할 수 있고, 상기 피리치온 염의 제조 방법에 의하여 제조된 피리치온 염은 입도 분포가 좁고, 상기 피리치온 염을 포함하는 분산액의 투명도를 개선할 수 있다.
도 1은 테일러 유체 흐름을 이용한 반응기를 모식적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에서 제조된 피리치온 염의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 피리치온 염의 입도 분포를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실험예 2에서 제조된 샴푸의 사진이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 피리치온 염의 제조 방법은 피리치온 또는 피리치온의 수용성 염을 테일러 유체 흐름 하에서 수용성 다가 금속염과 반응시켜 입도 분포가 좁은 피리치온 염을 제조한다.
상기 피리치온 염을 테일러 유체 흐름 하에서 반응시켜 제조하면, 초음파 연마 또는 파쇄하지 않아도 좁고 균일한 입도 분포를 가지는 판상형의 피리치온 염을 제조할 수 있다. 또한, 상기 피리치온 염의 제조 방법은 반응 시간이 기존 반응보다 빠르며, 입도 분포 조절이 용이하다.
상기 방법에 의하여 제조된 좁고 균일한 입도 분포를 가지는 판상형의 피리치온 염은 넓은 표면적으로 인해 샴푸, 비누 및 도료에서 살균 효능을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서, 용어 "피리치온의 수용성 염" 또는 "수용성 피리치온 염"은 티올 그룹의 수소 원자가 1가 양이온으로 치환된 피리치온 염이다. 또한, 용어 "수용성 다가 금속염"은 2가 이상의 양이온을 포함하는 염을 지칭한다. 용어 "피리치온 염의 입자" 및 "피리치온 염 입자"는 침전을 형성하고, 주위 매질에 필수적으로 불용성이거나 소량 가용성인 피리치온의 염을 지칭한다.
상기 피리치온 염의 제조에 사용되는 상기 피리치온의 수용성 염은 소듐 피리치온, 칼륨 피리치온, 리튬 피리치온, 암모늄 피리치온 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있고, 바람직하게 소듐 피리치온일 수 있다.
상기 피리치온 또는 피리치온의 수용성 염의 함량은 넓은 범위에 걸쳐 다양하게 변화할 수 있고, 상기 피리치온 또는 피리치온의 수용성 염의 함량은 반응의 화학양론적 양과 제조하고자 하는 피리치온 염 입자의 필요량에 따라 적절하게 설정할 수 있다. 다만, 상기 피리치온 또는 수용성 피리치온 염의 함량은 반응 혼합물의 전체 부피를 기준으로 5 내지 20 부피%일 수 있다. 상기 피리치온 또는 수용성 피리치온 염의 함량이 상기 반응 혼합물 전체 부피를 기준으로 5 부피% 미만인 경우 입자가 너무 작아질 수 있고, 20 부피%를 초과하는 경우 입도 분포가 너무 넓어질 수 있다.
또한, 상기 피리치온 염의 제조에 사용되는 상기 수용성 다가 금속염은 아연염, 주석염, 카드뮴염, 구리염, 지르코늄염, 마그네슘염, 알루미늄염 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다. 상기 금속에 대한 짝이온으로는 니트레이트, 아세테이트, 설페이트, 할라이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다. 구체적으로, 상기 수용성 다가 금속염은 염화아연(ZnCl2), 염화구리(CuCl2), 아연 아세테이트(ZnO2CCH3), 황산아연(ZnSO4) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 수용성 다가 금속염의 함량은 반응에 사용되는 상기 피리치온 또는 피리치온의 수용성 염의 함량에 따라 변할 수 있다. 상기 수용성 다가 금속염에 대한 상기 피리치온 또는 피리치온의 수용성 염의 부피비는 1:2 내지 1:3일 수 있다. 즉, 상기 피리치온 또는 피리치온의 수용성 염을 화학양론적 과량으로 사용하는 것이 완전한 반응을 보장하는데 바람직하다. 상기 수용성 다가 금속염에 대한 상기 피리치온 또는 피리치온의 수용성 염의 부피비가 1:2 미만인 경우 미반응물이 잔존할 수 있고, 1:3을 초과하는 경우 산화한 금속성 염 등의 부산물이 생성될 수 있다.
상기 피리치온 또는 피리치온의 수용성 염과 상기 수용성 다가 금속염을 반응시키기 위한 반응용 매질로는 물과 같은 수성 매질 또는 하나 이상의 유기 용매와 배합된 물을 사용할 수 있다. 상기 유기 용매는 메탄올, 에탄올과 같은 알콜, 디에탄올아민과 같은 아민, 에테르, 에스테르 등일 수 있다.
제조된 피리치온 염 입자의 응집을 방지하기 위해서 상기 반응 혼합물은 분산제와 같은 추가 첨가제를 선택적으로 더 포함할 수 있다. 상기 분산제는 "DARVAN 1"(나트륨 나프탈렌 설폰산 포름알데하이드, 제조원: R.T. Vanderbilt Co. Inc.), "DEMOL N"(나프탈렌 설폰산의 나트륨염, 제조원: Kao Chemicals), "DAXAD 11"(중합된 알킬 나프탈렌 설폰산의 나트륨염, 제조원: W.R. Grace ＆ Co.), "TAMOL N"(축합된 나프탈렌 설폰산의 나트륨염, 제조원: Rohm and Haas Co.), "HAROL KG"(중합된 알킬 나프탈렌 설폰산의 칼륨염, 제조원: Graden Chemicals Co.), "HAROL RG-71"(중합된 알킬 나프탈렌 설폰산의 나트륨염, 제조원: Graden Chemicals Co.), "LOMAR LS"(축합된 모노나프탈렌 설폰산의 나트륨염, 제조원: Henkel Corp.) 등과 같은 중합된 알킬 나프탈렌 설폰산의 염일 수 있다.
또한, 상기 분산제는 계면활성제와 배합하여 사용할 수도 있다. 상기 계면활성제는 비이온성, 음이온성, 양이온성 및 양쪽성 계면활성제일 수 있고, 상기 계면활성제는 단독으로 사용하거나 2 이상의 계면활성제를 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 비이온성 계면활성제는 선형 알콜 알콕실레이트(예: 선형 알콜 에톡실레이트), 에톡실화/프로폭실화 블록 공중합체, 에톡실화/프로폭실화 지방 알코올, 폴리옥시에틸렌 세틸 에테르 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 선형 알콜 알콕실레이트는, 예를 들면, 등록상표명 POLY-TERGENT SL-42(제조원: Olin Corporation)일 수 있다. 경우에 따라, 상기 알콜 알콕실레이트는 적합하게는 저급 알킬 그룹으로 말단 캐핑되며 이와 같은 생성물은 POLY-TERGENT SLF-18(프로필렌 옥사이드 캐핑된 선형 알콜 알콕실레이트; 제조원: Olin Corporation)일 수 있고, 상기 말단 캐핑된 선형 알콜 알콕실레이트는 사용 동안 낮은 발포성을 나타낸다는 점에서 바람직하다.
또한, 증가된 생분해성을 특징으로 하는, 미국 특허 제4,925,587호 및 제4,898,621호에 기재된, 주쇄에 에틸렌 옥사이드 잔기를 함유하고 적합하게는 주쇄에 하나 이상의 프로필렌 옥사이드 잔기를 함유하는 알켄 옥사이드 캐핑된 선형 알콜 알콕실레이트 계면활성제인, POLY-TERGENT SLF-18B계 계면활성제(제조원: Olin Corporation)을 바람직하게 사용할 수도 있다.
그 외의 비이온성 계면활성제로는 등록상표명 NEODOL 91-6(제조원: Shell Chemical)을 예시할 수 있다. 이 계면활성제는 알콜 몰당 에틸렌 옥사이드가 평균 6몰인 C9-C11 선형 1급 알콜 에톡실레이트의 세제류 혼합물이다. 또한, 선형 C9-C11 탄소쇄와 분자당 5 또는 6개의 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드 그룹을 함유하는 비이온성 계면활성제도 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 음이온성 계면활성제는 알킬 디페닐에테르 디설포네이트, 알킬 페닐 에톡실화 포스페이트 에스테르, 카복실화 선형 알콜 알콕실레이트, 선형 알킬 벤젠 설폰산, 디이소부틸 설포석시네이트, 알킬 설포네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 음이온성 계면활성제는 알킬화 디페닐 옥사이드 설포네이트이고, 이들의 제조 방법은 미국 특허 제3,264,242호, 제3,634,272호 및 제3,945,437호에 기재되어 있다. 시판되는 상기 알킬화 디페닐 옥사이드 설포네이트는 디설폰화되고, 디알킬화된 비율이 15 내지 25 %이고, 모노 알킬화된 비율이 약 75 내지 85 %인 모노 및 디알킬화된 혼합물이고, 통상적으로 80 % 모노알킬화되고 20 % 디알킬화된다. 상기 알킬화 디페닐 옥사이드 설포네이트 계면활성제를 함유하는 시판 용액은 상표명 DOWFAX 8390 및 DOWFAX 8390A 계면활성제(제조원: Dow Chemicl Company)이다. 각각에 있어서, 상기 알킬 그룹은 헥사데실 C16 그룹이다. 이들 제품은 적합하게는, 경우에 따라, 수산화암모늄으로 완전히 또는 부분적으로 중화시킨 용액으로 사용될 수 있다.
또한, 상기 알킬화 디페닐 옥사이드 설포네이트는 피페라진 화합물과 반응시켜 피페라진 화합물에 대한 설포네이트 화합물의 몰비가 약 10:1 내지 약 1:10, 바람직하게는 약 2:1 내지 약 1:2인 것일 수 있다. 임의의 피페라진 화합물을 이와 같은 반응에 사용할 수 있으나, 바람직한 화합물은 1,2-아미노에틸 피페라진, 1,4-피페라진디에탄 설폰산, 무수 피페라진, 수화된 피페라진 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 피페라진 화합물일 수 있다.
그 외의 음이온성 계면활성제는 폴리카복실화 알콜 알콕실레이트, 바람직하게는 다음의 산 또는 유기 또는 무기염으로부터 선택일 수 있다. 즉, 폴리카복실화 선형 알콜 알콕실레이트, 폴리카복실화 측쇄 알콜 알콕실레이트, 폴리카복실화 사이클릭 알콜 알콕실레이트 및 이들의 혼합물. 이들 폴리카복실화 알콜 알콕실레이트는 통상적으로 분자당 2개 이상의 석신산 라디칼을 함유할 수 있다. 바람직한 상기 폴리카복실화 알콜 알콕실레이트는 주쇄에 폴리(프로필렌 옥사이드)와 폴리(에틸렌 옥사이드) 블록을 둘 다 포함할 수 있고, 이와 같은 바람직한 폴리카복실화 알콜 알콕실레이트는, 예를 들면, 상표명 POLY-TERGENT CS-1(제조원: Olin Corporation)로서 시판된다.
상기 양이온성 계면활성제는 알킬 트리암모늄 할라이드, 비선형 알킬 디메틸 할라이드 및 알킬 디메틸 벤질 암모늄 할라이드 함유 계면활성제일 수 있다. 또한, 양쪽성 계면활성제는 폴리글리콜 에테르 유도체, 에톡실레이트 옥사졸린 유도체, 라우르아미도프로필 베타인 및 레시틴일 수 있다.
상기 분산제 또는 분산제/계면활성제 혼합물은 상기 반응 혼합물의 전체 부피를 기준으로 하여 0.05 내지 10 부피%, 구체적으로 0.1 내지 5 부피%, 더욱 구체적으로 0.5 내지 1.5 부피%로 포함될 수 있다. 상기 분산제 또는 분산제/계면활성제 혼합물의 함량이 상기 반응 혼합물의 전체 부피를 기준으로 하여 0.05 부피% 미만인 경우 입자의 모양이 불규칙해질 수 있고, 10 부피%를 초과하는 경우 거품의 과량 발생 및 여과성 불량이 발생할 수 있다.
상기 피리치온 염의 제조 방법은 테일러 유체 흐름을 이용함으로써, 입도 분포가 좁은 판상형의 피리치온 염을 초음파를 이용하지 않고 합성할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어 "테일러 유체 흐름"은 두 동심원통 사이에 유체가 흐를 때 내부원통이 회전하면 내부원통 가까이에 있는 유체의 입자들이 원심력에 의하여 외부원통 방향으로 추진력을 받아 불안정한 상태가 되어 내부원통의 축방향을 따라 규칙적으로 서로 반대방향인 고리쌍의 배열로 형성하는 와류를 의미한다.
상기 테일러 유체 흐름은 테일러 반응기의 내부원통을 회전시켜 형성하는 것일 수 있다. 본 발명에서 사용되는 용어 "테일러 반응기"는 테일러 유체 흐름을 이용한 반응기를 의미한다.
도 1은 테일러 유체 흐름을 이용한 반응기를 모식적으로 나타내는 분해 사시도이다. 상기 도 1에 도시된 바와 같이 상기 테일러 유체 흐름을 이용한 반응기는 두 개의 원통으로 이루어져 있으며, 환봉 형태의 원기둥 외곽에 파이프 타입의 원통이 들어가 있는 형태이다. 상기 테일러 반응기는 외부원통은 고정되어 있으며, 내부원통이 회전함에 따라 독특한 유동 특성이 나타난다.
구체적으로 설명하면, 상기 내부원통이 회전을 할 때 유체는 회전 방향으로 흐름이 생기게 되는데, 원심력과 코리올리 힘에 의해 내부원통 쪽에 존재하는 유체들이 외부원통 방향으로 나가려는 힘이 생겨 회전속도가 올라갈수록 점점 불안정하게 되어 축 방향에 따라 규칙적이며 서로 반대방향으로 회전하는 고리쌍 배열의 와류가 형성되는데 이것을 테일러 유체 흐름이라 한다.
상기 테일러 반응기의 내부원통의 회전 속도는, 사용되는 상기 피리치온 또는 피리치온의 수용성 염과 상기 수용성 다가 금속염의 종류와 함량에 따라 적절하게 조절할 수 있고, 상기 테일러 반응기의 내부원통의 회전 속도는 300 내지 2000 rpm일 수 있고, 구체적으로 500 내지 1500 rpm일 수 있고, 더욱 구체적으로 800 내지 1000 rpm일 수 있다. 상기 테일러 반응기의 내부원통의 회전 속도가 300 rpm 미만인 경우 입도 분포가 너무 넓어질 수 있고, 2000 rpm을 초과하면 설비에 부하가 발생할 수 있다.
상기 테일러 반응기의 압력이 높을수록 작은 입자가 생성된다. 일례로서 약 10,000 psi의 압력에서 0.7 내지 0.95 ㎛의 피리치온 염 입자가 생성되고, 약 18,000 psi의 압력에서 0.3 내지 0.4 ㎛의 피리치온 염 입자가 생성된다. 따라서, 상기 테일러 반응기 내부의 압력은 제조하고자 하는 피리치온 염 입자의 크기에 따라 적절하게 조절할 수 있다.
상기 테일러 반응기의 온도는 온도가 높을수록 보다 작은 입자의 형성이 촉진되기 때문에 보다 높은 온도가 바람직하다. 따라서, 상기 반응 온도는 40 내지 100 ℃일 수 있고, 구체적으로 60 내지 90 ℃일 수 있다. 상기 반응 온도가 40 ℃ 미만인 경우 입도 분포가 너무 넓어질 수 있고, 100 ℃를 초과하는 경우 용매가 증발할 수 있다.
상기한 바와 같이, 상기 테일러 유체 흐름을 이용함으로써, 입도 분포가 좁은 판상형의 피리치온 염을 초음파를 이용하지 않고 합성할 수 있다. 상기 제조된 판상형 피리치온 염의 최대 길이는 0.1 내지 50 ㎛이고, 두께는 0.05 내지 10 ㎛일 수 있고, 구체적으로 최대 길이는 1 내지 5 ㎛이고, 두께는 0.1 내지 1 ㎛일 수 있다. 여기서, 상기 판상형 피리치온 염의 최대 길이는 상기 판상형 피리치온 염 입자의 길이 중 가장 긴 길이를 의미한다. 상기 판상형 피리치온 염의 최대 길이가 0.1 ㎛ 미만인 경우 결정형이 무정형이 될 수 있고, 50 ㎛를 초과하는 경우 샴푸 등의 재형에 처방할 경우 샴푸 재형이 불투명해질 수 있다. 또한, 상기 판상형 피리치온 염의 두께가 0.05 ㎛ 미만인 경우 분산성에 문제가 있을 수 있고, 10 ㎛를 초과하는 경우 제품의 층안정성에 문제가 있을 수 있다.
상기 피리치온 염의 입도 분포는 0.1 내지 50 ㎛일 수 있고, 구체적으로 1 내지 8 ㎛일 수 있다. 상기 피리치온 염의 입도 분포가 0.1 ㎛ 미만인 경우 사용시 분산성에 문제가 있을 수 있고, 50 ㎛를 초과하는 경우 제품의 층안정성에 문제가 있을 수 있다. 상기 피리치온 염의 입도 분포는 Mastersizer 2000를 이용하여 측정할 수 있다. 구체적으로, 입도 측정기인 Mastersizer 2000를 켜고 particle RI를 ZP(RI=1.729)로 하고 dispersant water(RI=1.330)으로 한다. 시료를 투입하여 obscuration을 5 내지 10 %로 맞춘 후 입도를 측정한다. 이 때 펌프의 2500 rpm, sonication 세기는 5로 고정하여 사용한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 피리치온 염은 상기 피리치온 염의 제조 방법에 따라 제조됨에 따라, 입도 분포가 좁은 판상형 형태를 가진다. 상기 피리치온 염의 성분, 입도 분포 및 형상에 대한 설명은 상기한 바와 동일하므로 반복적인 설명은 생략한다.
상기 피리치온 염은 여과 또는 기타 분리법에 의해 부산물로부터 분리할 수 있다. 또는, 상기 피리치온 염과 부산물의 혼합물을 추가로 정제하지 않고서 직접 시판 제품에 첨가할 수도 있다. 상기 부산물(예: 수성 염화나트륨, 수성 황산나트륨 또는 수성 나트륨 아세테이트 등)은 샴푸 또는 비누 조성물에서 증점제로서 유용하게 사용될 수 있기 때문이다. 상기 피리치온 염과 부산물의 배합물을 첨가하는 것은 분리, 단리 및 정제 단계를 생략함으로써 큰 비용이 절약되기 때문에 제조상의 관점에서 효율적일 수 있다.
상기 피리치온 염은 인체 보호 용품(비누, 샴푸 등), 항균성 조성물, 도료, 피복물, 화학비료 및 식료품과 같은 다양한 항목에 첨가제로서 유용하게 사용될 수 있다. 상기 항균성 조성물이란 항미생물제를 총칭하는 의미인 항생제(antibiotics)와 같은 의미이고, 항진균제, 살균제, 방부제, 보존제 또는 제균제와 같은 의미일 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
(실시예 1: 테일러 반응기를 이용한 판상형 피리치온 아연염 제조)
5% 소듐 피리치온 수용액(40 % 소듐 피리치온 6.57 kg, 증류수 46.8 kg)과 20 % 염화아연 수용액(48 % 염화아연, 증류수 3.6 kg, 데몰엔(나트륨 나프탈렌 설포 네이트 포름 알데히드 축합물) 0.23 kg, 다반(술폰화 나프탈렌 나트륨염의 축합물) 0.01 kg)을 640 ml 부피의 테일러 반응기에 5 % 소듐 피리치온 576 ml/min, 20 % 염화아연 64 ml/min의 속도로 반응기에 투입하였다.
상기 데몰엔은 입자의 모양을 육각형으로 고정하는 역할을 하며, 상기 다반은 입자의 두께를 얇게 하는 역할과 반응속도를 빠르게 하는 역할을 한다.
이때, 상기 반응 온도는 85 내지 90℃로 유지하였고, 상기 테일러 반응기의 내부원통의 회전 속도는 1500 rpm이었다.
(비교예 1: 무정형 피리치온 아연염 제조)
5% 소듐 피리치온 수용액(40 % 소듐 피리치온 6.57 kg, 증류수 46.8 kg)과 20 % 염화아연 수용액(48 % 염화아연, 증류수 3.6 kg)을 640 ml 부피의 반응기에 5 % 소듐 피리치온 576 ml/min, 20 % 염화아연 64 ml/min의 속도로 반응기에 투입하였다.
[실험예 1: 제조된 피리치온 염의 입도 측정]
상기 실시예 1에서 제조된 피리치온 아연염의 주사 전자 현미경 사진을 도 2에 나타내었고, 상기 피리치온 아연염의 입도 분포를 측정하였으며 그 결과를 도 3에 나타내었다.
상기 도 2를 참고하면, 상기 제조된 피리치온 아연염은 최대 길이가 3 내지 7 ㎛이고, 두께가 0.1 ㎛인 판상형의 입자인 것을 확인할 수 있다.
또한, 상기 도 3을 참고하면, 상기 제조된 피리치온 아연염의 입도 분포는 1 내지 8 ㎛임을 알 수 있다.
[실험예 2: 제조된 피리치온 염의 투명도 측정]
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 피리치온 아연염을 첨가하여 샴푸를 제조하였다.
제조된 샴푸의 사진을 도 4에 나타내었다. 상기 도 4에서 우측 상단이 실시예 1에서 제조된 피리치온 아연염을 포함하는 샴푸고, 좌측 하단이 비교예 1에서 제조된 피리치온 아연염을 포함하는 샴푸다.
상기 도 4를 참조하면, 실시예 1에서 제조된 피리치온 아연염을 포함하는 샴푸가 더 투명한 제형을 가짐을 확인할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 피리치온 염의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 피리치온 염에 관한 것으로서, 상기 피리치온 염의 제조 방법은 초음파와 같이 인체에 유해한 에너지 대신 기계적인 방법만으로 피리치온 염을 제조할 수 있고, 상기 피리치온 염의 제조 방법에 의하여 제조된 피리치온 염은 입도 분포가 좁고, 상기 피리치온 염을 포함하는 분산액의 투명도를 개선할 수 있다.

Claims (10)

  1. 피리치온 또는 피리치온의 수용성 염을 테일러 유체 흐름 하에서 수용성 다가 금속염과 반응시켜 입도 분포가 좁은 피리치온 염을 제조하는 것인 피리치온 염의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 피리치온의 수용성 염은 소듐 피리치온, 칼륨 피리치온, 리튬 피리치온, 암모늄 피리치온 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것인 피리치온 염의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수용성 다가 금속염은 아연염, 주석염, 카드뮴염, 비스무트염, 구리염, 지르코늄염, 마그네슘염, 알루미늄염, 니트레이트염, 아세테이트염, 설페이트염, 할라이드염 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것인 피리치온 염의 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 수용성 다가 금속염은 황산아연, 염화아연, 아연 아세테이트, 염화구리 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것인 피리치온 염의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 피리치온 염은 판상형이고,
    상기 판상형 피리치온 염의 최대 길이는 0.1 내지 50 ㎛이고, 두께는 0.05 내지 10 ㎛인 것인 피리치온 염의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 피리치온 염의 입도 분포는 0.1 내지 50 ㎛인 것인 피리치온 염의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 테일러 유체 흐름은 테일러 반응기의 내부원통을 회전시켜 형성하는 것인 피리치온 염의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 테일러 반응기의 내부원통의 회전 속도는 300 내지 2000 rpm인 것인 피리치온 염의 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 반응 온도는 40 내지 100 ℃인 것인 피리치온 염의 제조 방법.
  10. 제 1 항에 따른 피리치온 염의 제조 방법에 따라 제조된 입도 분포가 좁은 피리치온 염.
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