説明

微粒子銅ピリチオン

本明細書では、液体分散剤に分散されたピリチオン銅固体微粒子を含む非発塵ピリチオン銅分散物を含む組成物であって、固体粒子が、約0.1〜約10ミクロンの範囲内の粒度、および、0.2ミクロン以上で0.5ミクロンよりも小さい粒度中央値を有する組成物が開示される。本分散物は、作業者のピリチオン銅塵埃曝露のリスクなしに、船舶用塗料のための防汚添加剤として適切に用いられる。ピリチオン銅微粒子を含有する塗料は、大きめの粒子のピリチオン銅を含有する塗料に比較して、冷水中での防汚性能の改良を示す。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
(発明の背景)
(1.発明の分野)
本発明は、一般に、微粒子ピリチオン銅組成物、および、これらの組成物の調製法に関する。好ましくは、当該組成物は、水性または有機溶媒キャリア中の微粒子分散物としての非発塵形態で提供される。別法として、当該微粒子は、粉末のヒト曝露および取扱いを回避または最小化するように設置された設備での使用のために固体粉末の形態で提供される。本微粒子ピリチオン銅組成物は、船舶用塗料などの防汚塗料中の防汚剤としての使用に適している。これらの微粒子は、高めの粒度のピリチオン銅粒子に比較して、液体媒質分散物中での貯蔵安定性の増強、ならびに、防汚塗料からの浸出率増強を発揮する。
【背景技術】
【0002】
(2.関連技術の説明)
ピリチオン塩は、殺真菌剤、殺細菌剤などの殺生物剤への使用を含めた多様な用途において有用な周知の化合物である。亜鉛、錫、カドミウム、ジルコニウムを含めたピリチオンの重金属塩、ならびに、マグネシウム塩およびアルミニウム塩が、シャンプーへの使用に適した小型平板の形態で生産されており、米国特許第4,345,080号および第4,323,683号に開示されている。
【0003】
ピリチオン金属塩微粒子は、皮膚および毛髪への使用が開示されている。実例としては、米国特許第4,670,430号が、2−メルカプトピリジン−N−オキサイド多価金属塩を、粒子の少なくとも50%が0.2ミクロンよりも低い粒度を有する粒子微粉末の形態で開示している。当該430特許は、この細粒粒子がシャンプーまたはリンス組成物に混入されると、これらの塩の分散安定性が改良され、当該粒子の皮膚および毛髪への吸着性が増強される、と開示している。別の、ヘアトリートメント中の金属ピリチオン微粒子使用の説明が、米国特許第5,723,112号に提供されている。112特許は、(a)界面活性剤、(b)粒子の少なくとも90重量%が5ミクロンよりも小さなサイズを有する不溶性微粒子金属ピリチオン細粒、および、(c)微粒子用ポリマー陽イオン沈着助剤を含む抗菌ヘアトリートメント組成物を開示している。
【0004】
ピリチオンは、多様な塗料の抗菌添加剤として使用されている。実例として、例えば米国特許第5,057,153号に開示されているように、ピリチオン塩(例、ピリチオン亜鉛もしくはナトリウム)プラス銅塩(例、酸化第一銅もしくはチオシアン酸第一銅)が技術上周知である。別の説明として、米国特許第5,185,033号は、ピリチオン銅もしくは二硫化ピリチオンプラス酸化第一銅を含有する塗料もしくは塗料基材の製造法であって、当該塗料が貯蔵中のゲル化に対する安定性を発揮する製造法を記述している。なおも別の説明として、米国特許第5,246,489号は、塗料もしくは塗料基材中のピリチオン銅の現場での生成を提供する方法であって、当該方法が、当該塗料の形成中または形成後のピリチオン金属塩、酸化第一銅および調節量の水の混入を含む提供法を開示している。
【0005】
多くの用途において、ピリチオン銅は、ピリチオン亜鉛などの他の形態のピリチオンに勝るいくつかの長所を提供する。例えば、ピリチオン銅は、塗料製品に添加されると、ピリチオン亜鉛よりも安定であり、そのため、貯蔵中にゲル化を起こす可能性が少ない。
【0006】
市販ピリチオン銅は、典型的には、乾燥粉末として販売されている。一般に、この市販の乾燥粉末の粒度範囲は、約0.8ミクロン〜約30ミクロンで、粒度中央値が3〜6ミクロンである。
【0007】
この市販粉末の主な短所は、当該粉末が、取扱い中に塵埃を発生し、特殊な取扱い用設備を必要とする点であり、特にその理由は、ピリチオン銅粉末は、ラットの急性吸入毒性について試験した場合、ピリチオン亜鉛粉末よりも毒性が高いことが立証されたためである。ピリチオン銅乾燥粉末に伴うこの発塵性の問題は、PCT公報WO00/54589に提起されている。この公報は、液体分散媒中固体ピリチオン銅の分散物を使った発塵問題の解決法を開示している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ここで、本発明人は、前記PCT 公報WO00/54589の分散物が発塵問題を防いでいるが、当該分散物が、使用に当って、別の問題を生じることを認めている。さらに具体的には、これらの分散物で製造される塗料は、低温環境で、当該塗料からのピリチオン銅の浸出率低下を提供する傾向がある。当該浸出低下は、塗料表面で船舶の汚れを防止するには、塗料から浸出する防汚剤が不十分になる可能性を高める。本発明は、この浸出率低下問題に一つの解決法を提供し、それによって、ピリチオン銅含有防汚塗料の所望の低温防汚効率を保証するものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
(発明の要旨)
ある態様では、本発明は、約0.1〜約10ミクロンの範囲内の粒度、および、0.2ミクロン以上で0.5ミクロンよりも小さい粒度中央値を有するピリチオン銅微粒子を含む組成物に関するものである。これらの微粒子は、約5℃〜約15℃の冷水環境に曝される船舶用塗料中で、高めの粒度のピリチオン銅粒子に比較して抗菌性能の増強を発揮する。別の態様では、本発明は、ピリチオン銅微粒子を含有する塗料に関する。別の態様では、本発明は、冷水環境での塗料の防汚効率を増強する方法であって、当該方法がピリチオン微粒子の当該塗料への混入を含む増強法に関する。これらのピリチオン銅微粒子は、冷水環境への当該塗料の曝露量に基づいて、少なくとも1マイクログラム/平方センチメートル/日の浸出率を発揮する。
【0010】
別の態様では、本発明は、液体分散剤に分散されたピリチオン銅固体微粒子を含む非発塵ピリチオン銅を含む組成物に関する。好ましくは、当該固体粒子は、約0.1〜約10ミクロンの範囲内の粒度、および、0.2ミクロン以上で0.5ミクロンよりも小さい粒度中央値を有する。場合により、当該分散物は、さらに、界面活性剤、ポリマー樹脂、結合剤およびそれらの配合物から成る群から選択される防塵剤を含有する。
【0011】
別の態様では、本発明は、液体分散剤中に分散されたピリチオン銅固体微粒子の非発塵分散物の製造法であって、
(a) 大きめのピリチオン銅固体粒子に、グラインディング(細砕grinding)、ミリング(微粉砕milling)、プルベライジング(微粉砕pulverizing)、超音波処理(sonicating)およびそれらの組合せから成る群から選択される外力を適用することによって、約0.1〜約10ミクロンの所望の粒度範囲内、および、0.2ミクロン以上で0.5ミクロンよりも小さい粒度中央値のピリチオン銅固体微粒子を提供する工程と、
(b)液体分散剤にピリチオン銅粒子を分散させる工程の、
上記2工程を含む製造法に関する。
【0012】
なおも別の態様では、本発明は、液体分散剤中に分散されたピリチオン銅固体微粒子の非発塵分散物の製造法であって、
(a) 大きめのピリチオン銅固体粒子を液体分散剤に分散し、当該分散剤中に前記の大きめの固体粒子を有する分散物を提供する工程と、
(b)前記ピリチオン銅分散物に、グラインディング(細砕grinding)、ミリング(微粉砕milling)、プルベライジング(微粉砕pulverizing)、超音波処理(sonicating)およびそれらの組合せから成る群から選択される外力を適用し、それによって、前記分散物中の前記の大きめの粒度を約0.1〜約10ミクロンの所望の粒度範囲内、および、0.2ミクロン以上で0.5ミクロンよりも小さい粒度中央値まで減少させる工程の、
上記2工程を含む製造法に関する。
【0013】
さらに別の態様では、本発明は、塗料の防汚特性の増強法であって、当該塗料への、約0.1〜約10ミクロンの範囲内の粒度、および、0.2ミクロン以上で0.5ミクロンよりも小さい粒度中央値を有する防汚有効量のピリチオン銅固体粒子の添加を含む防汚特性増強法に関する。
【0014】
さらに別の態様では、本発明は、塗料の防汚特性を増強する方法であって、当該方法が、液体分散剤に分散されたピリチオン銅微粒子を含む防汚有効量の非発塵ピリチオン銅の塗料への添加を含み、前記固体粒子が、約0.1〜約10ミクロンの範囲内の粒度、および、0.2ミクロン以上で0.5ミクロンよりも小さい粒度中央値を有する方法に関する。
【0015】
なおも別の態様では、本発明は、塗料基材と、約0.1〜約10ミクロンの範囲内の粒度、および、0.2ミクロン以上で0.5ミクロンよりも小さい粒度中央値を有する防汚有効量のピリチオン銅固体粒子を含む防汚塗料に関する。
【0016】
さらに別の態様では、本発明は、塗料基材と、約0.25〜約7ミクロンの範囲内の粒度、および、0.2ミクロン〜0.49ミクロンの粒度中央値を有する防汚有効量のピリチオン銅固体粒子を含む防汚塗料に関する。
【0017】
なおも別の態様では、本発明は、冷水海洋環境におけるピリチオン銅含有塗料からのピリチオン銅浸出率を増強する方法であって、前記方法が、約0.1〜約10ミクロンの範囲内の粒度、および、0.2ミクロン以上で0.5ミクロンよりも小さい粒度中央値を有するピリチオン銅の固体粒子の前記塗料への混入を含み、それによって、10.6℃の冷水温度で測定した場合に、前記冷水海洋環境への前記塗料曝露後の前記塗料からの少なくとも1マイクログラム/平方センチメートル/日ピリチオン銅の浸出率(1μg/cm/日)を提供する増強法に関する。
【0018】
さらに別の態様では、本発明は、ピリチオン銅含有防汚塗料であって、冷水海洋環境における前記塗料からのピリチオン銅の増強された浸出率を提供し、前記塗料が、塗料基材と、防汚有効量のピリチオン銅固体粒子を含み、前記固体粒子が、約0.1〜約10ミクロンの範囲内の粒度、および、0.2ミクロン以上で0.5ミクロンよりも小さい粒度中央値を有し、前記固体粒子が、10.6℃の冷水温度で測定されると、前記冷水海洋環境への1日当り1cmの曝露に対して塗料からの少なくとも1マイクログラムの溶出率を有するピリチオン銅含有防汚塗料に関する。
【0019】
本発明のこれらの、および、他の態様は、以下の本発明の詳細な説明を読むことによって明らかになる。
【0020】
(発明の詳細な説明)
ここで、驚くべきことに、ピリチオン銅微粒子は、特に冷水環境において、これらの微粒子を含有する防汚塗料からの浸出率増強を発揮することが、本発明人によって認められた。特定の理論にまったくとらわれずに、本発明人は、0.2ミクロンと0.5ミクロンとの間の低い粒度中央値を有するピリチオン銅微粒子が、これらの微粒子を含有する防汚塗料からの浸出率の大幅な増強を発揮する、と仮定した。この浸出率の増強は、高粒度のピリチオン銅粒子を含有する塗料に比較して、その環境での前記塗料の防汚効率を高める。
【0021】
本明細書で使用される場合、「冷水環境」という用語は、約5℃〜約15℃の水温を意味する。本明細書で使用される場合、「低粒度」および「微小固体」は、ピリチオン銅粒子に関して使用されると、約0.1〜約10ミクロンの範囲内の粒度、および、3.0ミクロンよりも小さい粒度中央値を有する粒子を意味する。好ましくは、当該粒度は、約0.25〜約7ミクロンの範囲内、2ミクロン以上で粒度中央値である。好ましくは、粒度中央値は、0.2ミクロン以上で0.5ミクロンよりも小さい。最も好ましくは、当該中央値は、0.2〜0.49ミクロンである。
【0022】
本発明は、任意に1種類よりも多い防塵剤(dust−inhibiting agents)の存在下で、液体分散剤に分散されたピリチオン微粒子を含む非発塵(non−dusting)組成物も提供する。この固体/液体分散物は、扱いやすく、空中浮遊レベルのピリチオン銅の吸入曝露リスクを減少または排除する。さらに、ピリチオン銅微粒子は、分散物中で、また、一部、使用前の貯蔵中、物理的に安定である。これは、ピリチオン銅ゲルまたは高粘度チキソトロープ沈殿の形成確率を最小化し、それによって、高めの粒度のピリチオン銅粒子に比較して、分散物および塗料の貯蔵寿命延長を提供する。
【0023】
本明細書で使用される場合、「分散物」という用語は、低粘度固体/液体混合物と、ペーストなどの高粘度固体/液体組成物の両方を包含することを意図されている。一般に、当該分散物は、室温で約1,000cps〜約100,000cps、好ましくは室温で約5,000cps〜約70,000cpsの範囲の粘度を有し、この場合、「cps」は、センチポアを意味する。有利なことに、当該分散物は、水、有機溶媒およびそれらの配合物から成る群から選択される液体分散剤約0.05重量%〜約80重量%(好ましくは約30%〜約80%)に分散された固体ピリチオン銅微粒子粒子約20重量%〜約99.95重量%(好ましくは約20%〜約70%)を含む。任意に、当該分散物は、さらに、界面活性剤、ポリマー樹脂、結合剤およびそれらの配合物から成る群から選択される約0.05%〜約30%の防塵剤を含有する。これらの重量%は、すべて、当該分散物の総重量に基づく。
【0024】
本明細書で使用される場合、「非発塵」および「無塵(dust−free)」という用語は、空中浮遊ピリチオン銅粒子を実質的に含まない、有利であるのは少なくとも99重量%よりも多く含まない組成物を指す。「防塵剤(dust−inhibiting agent)」という用語は、当該防塵剤を含有しない組成物に比較して、空中浮遊ピリチオン銅粒子の形態での塵埃の形成の防止または抑制を助ける化合物を指す。「空中浮遊粒子」は、米国産業衛生専門家会議(American Conference of Governmental Industrial Hygienists)によって出版された「1999 Threshold Limit Value and Biological Exposure Indices(許容限度および生物学的曝露指数)」に見られる「Sampling Criteria for Airborne Particulate Matter(空中浮遊微粒子物質のサンプリング基準)」と題した記事に詳細に説明されている。その出版物は、固体粒子浮遊物または液滴として吸入空気中に存在する化学物質に関して、空中浮遊粒子に伴って起こり得る有害性は、関連粒子の粒度、ならびに、粒子の質量濃度の関数である、と述べている。
【0025】
上記のように、本発明は、水、有機溶媒およびそれらの配合物から成る群から選択される液体分散剤中に分散されたピリチオン銅固体微粒子の非発塵ピリチオン銅分散物を含む組成物に関するものである。任意に、当該分散物は、さらに、界面活性剤、ポリマー樹脂、結合剤およびそれらの配合物から成る群から選択される防塵化合物を含有する。これらの成分のそれぞれが、本明細書でさらに詳細に記述される。
【0026】
ピリチオン銅は、乾燥粉末の形態で市販されている(Arch Chemicals,Inc.,Norwalk,CTから)。ピリチオン銅のこの形態は、本発明の方法で出発材料として用いられることができる。
【0027】
別法として、ピリチオン銅は、米国特許第5,650,095号、第5,540,860号、第5,238,490号に開示されるように、技術上周知の従来法によって製造されることができる。当該全特許は、参照することによって本明細書に組み入れられている。手短に言えば、ピリチオン銅は、水性または有機キャリア媒質中で銅塩および/または酸化銅をピリチオン塩と反応させることによって生成されることができる。適切なピリチオン塩は、ピリチオンのナトリウム、カルシウム、カリウムおよびマグネシウム各塩、ピリチオン酸またはピリチオンのエタノールアミン塩、キトサン塩およびジスルフィド塩(これは、Arch Chemicals,Inc.から「OMADINE MDS」として市販されている)などの非金属塩など、有機または水性キャリアに可溶性のものである。当該ピリチオン塩は、好ましくは約1〜約40重量%、さらに好ましくは約5〜約25重量%、最も好ましくは約15〜約25重量%の量で用いられ、それによって、所望のピリチオン銅が調製される。全重量パーセントは、反応混合物の総重量に基づく。
【0028】
ピリチオン銅の調製に使用される銅塩は、適切には、前記反応に用いられるキャリアに可溶性のいずれかの銅含有塩である。例えば、水がキャリアの場合、有用な銅塩は、塩化銅二水和物、硫酸銅、炭酸銅、硝酸銅、酢酸銅、ならびに、それらの配合物を含む。上記の銅塩は、個別に、または、配合して、あるいは、酸化銅と配合して使用されることができる。
【0029】
ピリチオン銅の調製に使用される銅塩、酸化銅および/または銅塩/酸化銅配合物は、前記反応混合物の総重量に基づいて、好ましくは約1〜約50重量%、さらに好ましくは5〜30重量%、最も好ましくは約15〜20重量%の量で用いられる。
【0030】
ピリチオン銅の調製に前記反応混合物中で有用なキャリアは、水、有機溶媒およびそれらの配合物を含む。有用な有機溶媒は、メタノールおよびエタノールなどのアルコール、ジエタノールアミンなどのアミン、エーテル、エステルなどを含む。
【0031】
非発塵低粒度ピリチオン銅組成物は、上記のとおりに調製されたピリチオン銅を水性または有機分散剤と配合し、任意に防塵剤を混入させることによって生成される。ピリチオン銅分散物生成の前、生成と同時に、または、生成後のいずれかで、ピリチオン銅成分粒度の減少が起こることができる。実例として、低粒度ピリチオン銅は、分散物の生成に先行するピリチオン銅沈殿の製造中に乾燥粉末の所望の粒度に切削することによって、あるいは、前記分散物の調製中にミルなどの粉砕力を発生する装置を使ってピリチオン銅粒子の粒度を減少させることによって、生成されることができる。別法として、ピリチオン銅粒子の粒度は、分散工程実施後に、粒度減少ミルを介して処理する工程など、当該分散物を微粉砕力に供することによって減少されることができる。適切な粒子粉砕ミルは、ジェット、風力分級(ACM)、Netzsch,、ボール、または、当該ミルの組合せを含む。別法として、超音波処理機などの超音波手段による微粉砕力を生じる装置が使用され、微粉砕力を提供することができる。
【0032】
超音波処理が使用される場合、用いられる超音波エネルギーは、好ましくは約20Hz〜約250,000Hz(250kHz)、さらに好ましくは約5kHz〜約105kHz、最も好ましくは約16kHz〜約20Hzの周波数を有する。特定の超音波処理装置の立体配置に応じて、組合せ周波数も使用されることができる。前記反応混合物に適用される超音波エネルギーから生じるエネルギーレベルアウトプットは、好ましくは、約20〜約5000ワット、さらに好ましくは約100〜約1000ワット、最も好ましくは約400〜約600ワットである。本発明の方法では、いずれの超音波装置も用いられることができるが、本発明の方法での使用に適した適切な超音波処理装置の例は、Nearfield NAP Model 3606音響プロセッサー(Advanced Sonic Processing Systems,Woodbury,CTから市販)である。
【0033】
ピリチオン銅は、分散物中、好ましくは約20〜95重量%、さらに好ましくは約30〜70重量%、はるかに好ましくは約30〜50重量%、最も好ましくは約35〜約60重量%の量で用いられる。全重量パーセントは、当該分散物の総重量に基づく。特に有用なピリチオン銅量は約45重量%である。
【0034】
本発明の組成物の任意の防塵成分は、好ましくは1種類よりも多い界面活性剤、1種類よりも多いポリマー樹脂、1種類よりも多い結合剤、または、それらの配合物である。この成分は、使用される場合、一般に、本発明の組成物の約0.05〜約30重量%を含む。当該防塵剤は、使用される場合、好ましくは約0.05〜約10重量%、さらに好ましくは0.1〜約5重量%、最も好ましくは約0.5〜約2重量%の総量で用いられ、全重量パーセントは、当該分散物の総重量に基づく。
【0035】
本発明の分散物中の防塵成分としての使用に適した樹脂は、アクリル樹脂、ビニル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、天然樹脂、ロジン、ポリエステル樹脂、プラスチゾル、および、それらの配合物を含む。本発明の組成物には、ビニル樹脂が特に有用である。
【0036】
本発明の分散物で防塵成分としての使用に適したプラスチゾルは、参照することによってそのまま本明細書に組み入れられている米国特許第5,319,000号に記述されているような可塑剤など、樹脂プラスキャリアを含み、可塑剤および樹脂相溶性添加剤を含有する市販プラスチゾルを含む。当該プラスチゾルの好ましい樹脂成分量は、一般に、当該プラスチゾルの総重量に基づいて、約0.2重量%〜約30重量%の範囲である。
【0037】
本発明の分散物中の防塵成分としての使用に適した結合剤は、結合剤技術上周知のいずれかの低融点ポリマーまたはワックスを含む。典型的結合剤は、「TACOLYN」または「PICOTEX」(ビニルトルエンとアルファ−メチスチレンの共重合から生成される炭化水素樹脂モノマー)の商品名で販売されているロジンなどのロジン、アクリル酸メチルやアクリル酸エチルなどのアクリレート、キサントゲン酸塩またはグアガム、ポリビニルアルコール、酢酸エチル、および、それらの配合物を含む。結合剤成分の有用量は、好ましくは約0.1〜約20重量%、さらに好ましくは0.5〜約10重量%、最も好ましくは約0.5〜約5重量%の範囲であり、全重量パーセントは、前記組成物の総重量に基づく。
【0038】
上記のように、本発明の組成物の任意の防塵剤成分は、個々に使用されることができる(例、防塵剤成分として界面活性のみ、ポリマー樹脂のみ)。別法として、1種類よりも多い上記防塵剤の配合物が、防塵成分として使用されることができる。さらに、1種類よりも多い上記の防塵剤(例、界面活性剤)を1種類よりも多い他の防塵剤(例、ポリマー樹脂)と配合して使用し、本発明の防塵成分を生成することができる。
【0039】
上記のように、本発明の分散物中のピリチオン銅は、微粒子粉末(例、分散物)、または、別法として、微粒子から成る大きめの非吸入性顆粒(例、4ミクロンよりも大きな顆粒)の形態を取ることができる。一般に、市販のピリチオン銅の粒度範囲は、約0.80ミクロン〜約30ミクロンであり、粒度中央値は、3〜6ミクロンである。
【0040】
本発明の特に有利な分散物において、前記防塵剤は、好ましくは1種類よりも多い界面活性剤および/または1種類よりも多いポリマー樹脂および/または1種類よりも多い結合剤であり、非発塵微粒子ピリチオン銅は、一般に、次のように調製される。
【0041】
選択されたポリマー樹脂および/または界面活性剤は、最初に混合容器に添加され、塗料およびコーティング剤技術上周知の高速ディスパーザー型ミキサーを使って、低速混合(一般に、約500〜800rpm)で選択溶媒中に溶解される。次に、ピリチオン銅粉末が添加され、混合速度が、1,000〜3,000rpmまで増加される。混合は、均質分散物またはペーストが生成されるまで、一般に約1分間〜約30分間継続される。次に、この分散物は、Netzsch Zeta Millなどの細砕機(grinding mill)に添加され、10分間〜8時間、あるいは、所望の低粒度が達成されるまで混合される。
【0042】
微粒子ピリチオン銅分散物の別の調製法は、最初にジェットミルまたは風力分級ミルを使って、前記粉末を低粒度まで乾燥、粉砕し、最初に所望の微粒子を達成することができる。次に、この微粒子粉末は、混合容器中で、選択溶媒とともに、選択されたポリマー樹脂および/または界面活性剤に添加され、塗料およびコーティング剤技術上周知の高速ディスパーザー型ミキサーを使って混合される。混合速度は、1,000〜5,000rpmである。混合は、均質分散物またはペーストが生成されるまで、一般に約5分間〜約50分間継続される。
【0043】
ピリチオン銅湿式フィルターケークが使用され、有機溶媒系分散物が生成される場合、残った水分は、最終組成物から除去されなければならない。ある実施態様では、上記混合工程は、Dean−Starkトラップ連結閉鎖フラスコまたは反応器中、または、前記有機溶媒からの水分除去に使用される別の用具中で実施される。当該混合物は、前記分散物から水分が存在しなくなるまで、約95℃〜105℃よりも高温まで加熱されることができる。別法として、真空下、低めの所要加熱温度(または、加熱温度を必要なしに)で、混合が実施されることができる。次に、この分散物は、必要ならば、粒度低下用Netzsch Zeta Millなどの粉砕機に添加され、15分間〜5時間、あるいは、所望の低粒度が達成されるまで混合される。
【0044】
本発明の非発塵微粒子ピリチオン銅組成物は、濃厚ペーストの形態を取る分散物として生成されることができる。本発明の組成物は、分散剤としての水によって生成される場合、一般に室温で約1,000センチポイズ(cps)〜約75,000cpsの範囲の粘度を有する。有機溶媒で生成される本発明の非発塵微粒子ピリチオン銅組成物は、一般に室温で約5,000cps〜約100,000cps(好ましくは5,000cps〜約70,000cps)の範囲の粘度を有する。
【0045】
本発明の非発塵微粒子ピリチオン銅組成物は、先行技術のピリチオン銅組成物に勝る優れた長所を提供する。本発明の非発塵微粒子ピリチオン銅組成物は、塗料、コーティング剤、または、石鹸、シャンプー、薬剤などのパーソナルケア組成物との容易な加工および混合を提供する。本発明の防塵特性は、限局環境中での空中浮遊ピリチオン銅塵の存在を著しく減少させる。結果として、本発明の非発塵微粒子ピリチオン銅組成物は、容易に取り扱われることができ、有毒な空気浮遊ピリチオン銅粉末の吸入の恐れなくリスクを低減する。さらに、微粒子ピリチオン銅分散物がこぼれ、溶媒が蒸発すると、当該分散物中の防塵成分がピリチオン銅上にフィルムを形成し、これが発塵を最少化することが認められている。さらに、ピリチオン銅微粒子は、当該分散物中により良好に浮遊状態を保つので、高粘度チキソトロープ沈殿が発生せず、そのため、本組成物の貯蔵寿命を引き延ばす。
【0046】
本発明の組成物は、船舶用塗料に添加されると、先行技術のピリチオン銅組成物に勝る優れた長所を提供する。本発明の非発塵微粒子ピリチオン銅組成物は、塗料に混合されると、この塗料から生成されるフィルムコーティングが、当該コーティングの表面で、より高い量のピリチオン銅を浸出する。ピリチオン銅は、0.50ppmよりも低い水溶解度を有するので、これは長所である。特定の船舶防汚塗料フィルムにおいて、ピリチオン銅が十分に高濃度で浸出しない場合、海洋付着生物による汚損が当該フィルム表面に定着することになる。
【0047】
好ましくは、ピリチオン銅微粒子は、防汚塗料中に、当該防汚塗料の総重量に基づいて約0.5重量%〜約10重量%の量で存在する。さらに好ましくは、ピリチオン銅微粒子は、防汚塗料中に、当該防汚塗料の総重量に基づいて約0.5重量%〜約5重量%の量で存在する
【0048】
船舶用塗料フィルム形成殺生物剤の浸出率の定量に使用されるASTM試験法からのデータは、ピリチオン銅浸出率が温度に依存することを示している。水温が高いほど、浸出率が上昇する。これらの浸出率の実施時、著者らが大いに驚いたことに、ピリチオン銅浸出率は、塗料に添加されるピリチオン銅の粒度にも依存した。ピリチオン銅の粒度が低いほど、前記フィルムからのピリチオン銅の浸出率は、全被験温度で上昇した。
【0049】
(実施例)
本発明は、以下の実施例によってさらに詳細に説明されるが、これらの実施例によって制約されることが意図されない。他に明記されない限り、全ての部およびパーセンテージは重量部および重量パーセンテージであり、全温度はセルシウス温度である。全重量パーセントは、他に明記されない限り、各組成物の総重量に基づく。
【0050】
(比較実施例A)
キシレン中ピリチオン銅(CuPT)分散物の調製
本発明の分散物との比較用分散物として、1300グラムの「LAROFLEX MP25」ポリマー樹脂(塩化ビニル−イソブチルビニルエーテルコポリマー、BASF Corporation,Charlotte,NCの製品)が、8.32クログラムのキシレンに溶解された。当該ポリマー溶解後、8.62キログラムのピリチオン銅(Arch Chemicals ACBV Swords,Ireland)(49重量%)が、高速ディスパーサーを使った1000〜2000rpmの定速混合下でゆっくりと添加された。当該混合物は、低速(1000rpm)、低剪断応力で0.5時間攪拌され、均質混合物が達成されるまで、適切な混合を提供した。この分散物の生成に使用されるピリチオン銅粉末は、ピリチオン銅粉末の当該分散物への添加の前後にHoriba レーザー光散乱粒度分析装置で分析され、下記のデータが得られた。
【0051】
【表1】

【0052】
上記表のデータから明らかなように、当該分散物中のピリチオン銅粉末の低剪断応力混合は、ピリチオン銅の粒度を変化させなかった。
【0053】
(実施例1)
キシレン中の極低粒度ピリチオン銅分散物の調製
実施例Aの分散物から8.0キログラムの規模のサンプルが採取され、当該サンプルは、キシレン溶媒の添加によって、45.0%ピリチオン銅の濃度まで希釈された。次に、希釈サンプルは、LMZ 2 Model Netzschミルによって、〜2000rpmで2時間処理された。得られたピリチオン銅分散物は、Horiba レーザー光散乱粒度分析装置で分析され、以下のデータが得られた。
【0054】
【表2】

【0055】
Netzsch粉砕分散物は、実施例Aで調製された分散物よりもはるかに良好な貯蔵寿命安定性を示した。
【0056】
(実施例2)
キシレン中極低粒度ピリチオン銅分散物の調製
実施例Aの分散物から8.0キログラムの規模のサンプルが採取され、当該サンプルは、キシレン溶媒の添加によって、40.0%ピリチオン銅の濃度まで希釈された。次に、希釈サンプルは、LMZ 2 Model Netzschミルによって、〜2000rpmで3時間処理された。得られたピリチオン銅分散物は、Horibaレーザー光散乱粒度分析装置で分析され、以下のデータが得られた。
【0057】
【表3】

【0058】
Netzsch粉砕分散物は、実施例Aで調製された分散物よりもはるかに良好な貯蔵寿命安定性を示した。
【0059】
(実施例3(案))
実施例1および2のピリチオン銅微粒子を含有する船舶用防汚(AF)塗料が、以下のプロトコルを使って、防汚効率について検討される。
【0060】
【表4】

【0061】
上記の塗料は、低剪断応力、2000rpmの3分間混合の高速ディスパーサーによって生成された。
【0062】
【表5】

【0063】
5種類の塗料それぞれのサンプルは、6インチ(15.24cm)x16インチ(40.64cm)の寸法を有するファイバーグラスパネルに塗布される。当該塗布パネル5種類は、海岸沖(Portland)の海水に5ヶ月間浸漬され、それによって、冷水環境中の塗料の防汚効率比較の基礎を提供する。海水温度は、試験期間中、6℃〜17℃の範囲で変動し、平均水温11℃である。
【0064】
試験期間後、当該塗布パネル5種類が海水から取り出され、フジツボや微生物の増殖について、目視で検討する。この試験結果は、以下の比較表を提供する。
【0065】
【表6】

【0066】
本発明は、その実施態様と合わせて説明されたが、前記の説明に照らして、多数の別法、修正および変形が、当業者に明らかになる。従って、当該別法、修正および変形は、すべて、添付の特許請求の範囲の精神と幅広い範囲内に入るとして包含されることが意図される。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ピリチオン銅微粒子を含む組成物であって、約0.1〜約10ミクロンの範囲内の粒度、および、0.2ミクロン以上で0.5ミクロン以上よりも小さい粒度中央値を有し、前記微粒子が、約5℃〜約15℃の冷水環境に曝される船舶用塗料中で、高めの粒度のピリチオン銅粒子に比較して抗菌性能の増強を示すことを特徴とするピリチオン銅微粒子を含む組成物。
【請求項2】
前記ピリチオン銅微粒子が、前記冷水環境への前記塗料の曝露量に基づいて、少なくとも1マイクログラム/平方センチメートル/日の浸出率を示すことを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
請求項1に記載の組成物を含有する塗料であって、前記塗料の総重量に基づいて約1%〜約5%の防汚有効量で前記組成物を含有する塗料。
【請求項4】
冷水環境中の塗料の防汚効率を増強する方法であって、前記方法が請求項1に記載の組成物の前記塗料へ混入を含む冷水環境中の塗料の防汚効率を増強する方法。
【請求項5】
非発塵ピリチオン銅分散物を含む組成物であって、液体分散剤中に分散された固体微粒子ピリチオン銅を含み、前記固体粒子が、約0.1〜約10ミクロンの範囲内の粒度、および、0.2ミクロン以上で0.5ミクロンよりも小さい粒度中央値を有する非発塵ピリチオン銅分散物を含む組成物。
【請求項6】
前記固体粒子が、約0.25〜約7ミクロンの範囲内の粒度、および、0.2ミクロン〜0.49ミクロンの粒度中央値を有することを特徴とする、請求項5に記載の組成物。
【請求項7】
前記固体粒子が、約0.2ミクロン〜約0.4ミクロンの範囲の粒度中央値を有することを特徴とする、請求項6に記載の組成物。
【請求項8】
前記固体粒子が、約0.3ミクロン〜約0.4ミクロンの範囲の粒度中央値を有することを特徴とする、請求項7に記載の組成物。
【請求項9】
前記液体分散剤が、水、有機溶媒およびそれらの配合物から成る群から選択されることを特徴とする請求項5に記載の組成物。
【請求項10】
前記組成物の総重量に基づいて、前記固体粒子が、約20重量%〜約99.95重量%の量で存在し、前記液体分散剤が約0.05重量%〜約80重量%の量で存在することを特徴とする請求項5に記載の組成物。
【請求項11】
前記組成物の総重量に基づいて、前記固体粒子が、約20重量%〜約70重量%の量で存在し、前記液体分散剤が約30重量%〜約80重量%の量で存在することを特徴とする請求項5に記載の組成物。
【請求項12】
前記組成物が、さらに、前記分散物の総重量に基づいて約0.05重量%〜約30重量%の、界面活性剤、ポリマー樹脂、結合剤およびそれらの配合物から成る群から選択される防塵剤を含有することを特徴とする請求項5に記載の組成物。
【請求項13】
液体分散剤中に分散されたピリチオン銅固体微粒子の非発塵分散物の製造法であって、
(a) 大きめのピリチオン銅固体粒子を、グラインディング(細砕grinding)、ミリング(微粉砕milling)、プルベライジング(微粉砕pulverizing)、超音波処理(sonicating)およびそれらの組合せから成る群から選択される外力に供することによって、約0.1〜約10ミクロンの粒度範囲内、および、0.2ミクロン以上で0.5ミクロンよりも小さい粒度中央値のピリチオン銅固体微粒子を提供する工程と、
(b)液体分散剤に前記ピリチオン銅微粒子を分散させる工程
を含む非発塵分散物の製造法。
【請求項14】
前記ミリング(微粉砕)が、ボールミリング、ジェットミリング、風力分級(ACM)、Netzschミリングおよびそれらの組合せから成る群から選択される技術によって達成されることを特徴とする請求項13に記載の組成物。
【請求項15】
液体分散剤中に分散されたピリチオン銅固体微粒子の非発塵分散物の製造法であって、
(a) 大きめのピリチオン銅固体粒子を液体分散剤に分散し、当該分散剤中に分散された前記の大きめの固体粒子を有する分散物を提供する工程と、
(b)前記液体ピリチオン銅分散物を、グラインディング(細砕grinding)、ミリング(微粉砕milling)、プルベライジング(微粉砕pulverizing)、超音波処理(sonicating)およびそれらの組合せから成る群から選択される外力に供し、それによって、前記分散物中の前記の大きめの粒度を約0.1〜約10ミクロンの粒度範囲内、および、0.2ミクロン以上で0.5ミクロンよりも小さい粒度中央値まで減少させる工程
を含む非発塵分散物の製造法。
【請求項16】
前記ミリング(微粉砕)が、ボールミリング、ジェットミリング、風力分級(ACM)、Netzschミリングおよびそれらの組合せから成る群から選択される技術によって達成されることを特徴とする請求項15に記載の組成物。
【請求項17】
塗料の防汚特性の増強法であって、当該塗料への、約0.1〜約10ミクロンの範囲内の粒度、および、0.2ミクロン以上で0.5ミクロンよりも小さい粒度中央値を有するピリチオン銅固体粒子の防汚有効量の添加を含む塗料の防汚特性の増強法。
【請求項18】
前記ピリチオン銅固体粒子が、約0.25〜約7ミクロンの範囲内の粒度、および、0.2ミクロン〜0.49ミクロンの粒度中央値を有することを特徴とする請求項17に記載の方法。
【請求項19】
塗料の防汚特性を増強する方法であって、前記方法が液体分散剤に分散されたピリチオン銅微粒子を含む防汚有効量の非発塵ピリチオン銅の塗料への添加を特徴とし、前記固体粒子が、約0.1〜約10ミクロンの範囲内の粒度、および、0.2ミクロン以上で0.5ミクロンよりも小さい粒度中央値を有する塗料の防汚特性を増強する方法。
【請求項20】
防汚塗料であって、塗料基材と、約0.1〜約10ミクロンの範囲内の粒度、および、0.2ミクロン以上で0.5ミクロンよりも小さい粒度中央値を有する防汚有効量のピリチオン銅固体粒子を含む防汚塗料。
【請求項21】
前記ピリチオン銅固体粒子が、約0.25〜約7ミクロンの範囲内の粒度、および、0.2ミクロン〜0.49ミクロンの粒度中央値を有することを特徴とする請求項20に記載の防汚塗料。
【請求項22】
冷水海洋環境におけるピリチオン銅含有塗料からのピリチオン銅浸出率を増強する方法であって、前記方法が、約0.1〜約10ミクロンの範囲内の粒度、および、0.2ミクロン以上で0.5ミクロンよりも小さい粒度中央値を有するピリチオン銅の固体粒子の前記塗料への混入を含み、それによって、10.6℃の冷水温度で測定した場合に、前記冷水海洋環境への前記塗料曝露による少なくとも1マイクログラム/平方センチメートル/日ピリチオン銅の前記塗料からの浸出率(1μg/cm/日)を提供する増強法。
【請求項23】
前記ピリチオン銅が、液体分散剤中に分散されたピリチオン銅固体微粒子を含む非発塵ピリチオン銅分散物の防汚有効量で存在し、前記固体微粒子が約0.1〜約10ミクロンの範囲内の粒度、および、0.2〜0.49ミクロンの粒度中央値を有することを特徴とする請求項22に記載の方法。
【請求項24】
前記組成物が、界面活性剤、ポリマー樹脂、結合剤およびそれらの配合物から成る群から選択される防塵剤を、前記分散物の総重量に基づいて約0.05%〜約30%含有することを特徴とする請求項22に記載の方法。
【請求項25】
ピリチオン銅含有防汚塗料であって、冷水海洋環境中で前記塗料からピリチオン銅の浸出率増強を提供し、前記塗料が塗料基材および防汚有効量のピリチオン銅固体粒子を含み、前記固体粒子が約0.1〜約10ミクロンの範囲内の粒度、および、0.2ミクロン以上で0.5ミクロンよりも小さい粒度中央値を有し、前記固体粒子が10.6℃の冷水温度で測定した場合に、前記冷水海洋環境への前記塗料曝露による前記塗料からの少なくとも1マイクログラム/平方センチメートル/日ピリチオン銅の浸出率を有するピリチオン銅含有防汚塗料。
【請求項26】
前記ピリチオン銅が、液体分散剤中に分散されたピリチオン銅固体微粒子を含む非発塵ピリチオン銅分散物の防汚有効量で存在し、前記固体微粒子が約0.1〜約10ミクロンの範囲内の粒度、および、0.2ミクロン以上で0.5ミクロンよりも小さい粒度中央値を有することを特徴とする請求項25に記載のピリチオン銅含有防汚塗料。
【請求項27】
前記分散物が、さらに、界面活性剤、ポリマー樹脂、結合剤およびそれらの配合物から成る群から選択される防塵剤を、前記分散物の総重量に基づいて約0.05%〜約30%含有することを特徴とする請求項25に記載のピリチオン銅含有防汚塗料。
【請求項28】
前記ピリチオン銅固体粒子が、前記ピリチオン銅含有防汚塗料の総重量に基づいて約0.5重量%〜5.0重量%の量で存在することを特徴とする請求項25に記載のピリチオン銅含有防汚塗料。


【公表番号】特表2008−520721(P2008−520721A)
【公表日】平成20年6月19日(2008.6.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−543338(P2007−543338)
【出願日】平成17年11月21日(2005.11.21)
【国際出願番号】PCT/US2005/042112
【国際公開番号】WO2006/057952
【国際公開日】平成18年6月1日(2006.6.1)
【出願人】(500000175)アーチ ケミカルズ,インコーポレイテッド (19)
【Fターム(参考)】