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KR100348436B1 - 방충 조성물 및 이를 사용한 방충 도료 - Google Patents

방충 조성물 및 이를 사용한 방충 도료 Download PDF

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KR100348436B1
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paint
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조창연
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주식회사 씨케이페인트
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Abstract

장시간 동안 우수한 방충 효력을 나타낼 수 있는 방충 조성물 및 이를 사용한 방충 도료가 개시되어 있다. 방충 조성물은 방충 물질, 케토-엔올 토토머리즘(keto-enol tautomerism)에 의하여 자외선을 흡수하기 위한 광흡수제, 라디칼을 포획하기 위한 광안정화제 및 용제를 포함한다. 조성물 내에 포함된 광흡수제 및 광안정화제는 장파장 및 단파장의 자외선에 의하여 도막의 성분 중에서 특히 방충 물질이 변형되는 것을 방지해 준다. 이러한 방충 조성물을 사용하여 제조된 도료를 코팅하여 얻어지는 코팅재는 장시간 동안 방충 효력을 나타내게 된다.

Description

방충 조성물 및 이를 사용한 방충 도료 {Insecticidal Composition and Insecticidal Paint Composition Containing the Same}
본 발명은 방충 조성물 및 이를 사용한 방충 도료에 관한 것으로서, 상세하게는 장시간 동안 지속적인 방충 효과를 제공해 줄 수 있는 방충 조성물 및 이를사용한 방충 도료에 관한 것이다.
모기, 파리 등과 같은 해충은 인간 및 가축의 활동에 불편을 주기는 하지만 크게 손해를 입히지는 않는다. 이에 반하여 인간의 생활 환경에 서식하면서 불결감과 불쾌감을 주는 불쾌 해충도 여러 가지가 있다. 또한 일부 해충은 생명을 빼앗아 갈 만큼 무서운 질병을 전파시킬 수 있으며, 성장 중이거나 저장 중인 곡물 등을 소비하거나 파괴하여 큰 손해를 미치기도 한다.
피해를 주는 해충을 구체적으로 들면 다음과 같다. 최근 우리 나라에서는 건축을 위하여 외국으로부터 막대한 양의 목재를 자재로서 수입하고 있는데, 이러한 목재 중에서 나왕재의 경우 가루나무좀과 같은 해충으로 인한 피해도 매우 큰 것으로 알려져 있다. 그리고 흰개미는 목재 건축물에 피해를 입히는 대표적인 해충으로 분류되고 있는데, 이는 귀중한 문화재도 파손시키고 있는 실정이다. 또한 일부 곤충은 야간에 활동하는 특성을 가지고 있으며 자동차의 불빛에 의해서 유인되는 경우도 많아서 야간에 운전시 운전에 지장을 초래하기도 하며, 개미와 나무좀 등은 야외에 설치된 통신기기에 장애를 주기도 한다. 이와 같이 다양한 형태로 불편함과 피해를 주고 있는 해충의 방역을 위하여 많은 노력과 비용이 소모되고 있다.
방역을 위해서 지금까지는 식당, 축사, 식품점 등과 같이 음식물을 취급하는 곳을 포함하여 대부분의 경우에는 모기, 파리 등과 같은 해충에 노출된 부분에 대하여 살충제, 해충 기피제 등을 사용하고 있다. 이러한 방역용 약제는 사용 목적, 사용자의 편리함, 살충 효력의 증대 등을 위하여 살충제 원체를 그대로 사용하기보다는 여러 가지 형태로 가공한 상태로 사용한다. 보통 유제 타입, 용제 타입, 분제타입, 훈연제 타입, 증산제 타입 등으로 판매되고 있다.
살충제, 기피제, 유인제, 불임제, 보조제 등과 같이 다양한 작용을 갖는 해충 퇴치용 물질들은 모기, 파리 등을 비롯한 광범위한 생물에 대하여 강한 생리적 활성을 가지고 있는 물질로서 인간의 복지에 장애가 되고 있는 각종 해충을 구제하고 살기 좋은 환경을 만드는데 그 목적이 있다. 이중에서 가장 널리 사용되는 살충제를 대표적인 방충 물질의 예로 하여 설명하기로 한다.
모기, 파리등 위생 해충의 구제 목적으로 사용하는 살충제를 방역용 살충제라 하는데 이러한 살충제는 사람과 가축에 대하여도 독성을 나타내므로 무엇보다도 안전성이 최우선이다. 따라서 살충제를 안전하게 사용하기 위해서는 살충제에 대한 성질을 명확하게 파악하고 있어야 한다.
살충제는 살충 방식에 따라 세 가지로 분류된다. 몸에 닿으면 치사되는 접촉독에 의한 살충제, 입으로 먹으면 치사되는 식독제에 의한 살충제, 기문을 통하여 흡입하면 치사되는 훈증제 등이 그것이다. 접촉독에 의한 살충제는 무기 살충제와 유기 살충제로 분류된다. 무기 살충제에는 유황제, 수은제 등이 있고, 유기 살충제는 천연 유기 살충제와 합성 유기 살충제로 분류된다. 천연 유기 살충제로서 제충국(除蟲菊)의 꽃에서 추출한 피레스린은 해충에 대하여는 속효성이면서 인체에 대하여는 저독성으로서 많이 사용되는 성분이다. 그렇지만 이는 공급량이 부족하고 가격이 비싸기 때문에 현재는 합성 유기 살충제가 많이 사용되고 있다.
합성 유기 살충제는 유기 염소계, 유기인계, 카바마이트계, 피레스로이드계 등으로 분류된다. 유기 염소계 살충제에는 DDT(dichloro diphenyltrichloroethane)가 있는데, 잔류성이 길고 효과가 우수하지만 인체에 유해하기 때문에 사용이 금지되어 있다. 유기인계 살충제의 예로는 클로로피리포스가 있는데, 이는 특히 모기 유충의 구제에 특히 효과적이다. 카바마이트계 살충제는 포유 동물에 대한 독성이 강하다는 단점이 있으며 델타메스린과 퍼머스린을 포함하는 피레스로이드계 살충제는 제충국과 비슷한 화학 구조를 갖는 합성 화합물로서 포유 동물에 대해서 저독성이며 현재 가장 적합한 살충제로 인식되고 있다.
한편, 건축물 보호를 위한 도장 재료로서 수성 페인트나 에나멜을 포함하는 유성 도료 등이 사용되고 있다. 이는 건축물의 미관을 좋게 할 뿐만 아니라 단열성 및 난열성을 향상시키는 효과도 제공해 주고 있다. 그런데, 이러한 도료는 방충 효과가 없기 때문에 건축물은 항상 곤충에 노출되어 있다. 즉, 통상의 방법으로 제조된 도료로서 건축물 내, 외부를 도장한 건축물은, 사람 또는 동물들이 거주함에 따라 인간의 쾌적한 생활 환경과 인류 복지에 직접적으로나 간접적으로 해를 주는 모기, 파리등과 같은 해충에 항상 노출되어 있다. 이에 더하여 도장막 성분은 모기, 파리등의 위생 해충 및 바퀴벌레, 개미, 거미 등의 불쾌 해충의 번식을 촉진하게 되어 전염병 등 질병을 유발하는 원인으로 작용하게 되기도 한다. 방충 물질의 효과를 충분히 지속적으로 얻기 위한 노력과, 건축물 어디에나 적용되는 도료의 특성을 이용하여 도료에 방충 물질을 포함시켜 방충 특성을 얻고자 하는 노력이 지속되어 왔다.
일특개평 11-35405호에서는 수용성 도료, 에멀젼 도료 및 유성 도료에 가소제 및 테르페노이드류를 병용한 해충 방제제를 첨가하는 것에 의해 특히 우수한 방충 효과를 얻을 수 있는 해충 방제성 도료를 개시하고 있다. 이 도료는 파리, 바퀴, 진드기, 이, 벼룩 등의 방충에 특히 효과적인 것으로 기재되어 있다.
미국 특허 제5,843,215호에서는 환경과 인체에 대한 해가 없는 천연 식물성 이차 화합물을 방충 성분으로 포함하는 도료 바니쉬를 개시하고 있다. 식물성 이차 화합물의 예로서 큐민 알데하이드(Cuminaldehyde), 피넨(Pinene), 리모넨(Limonene), 유칼립톨(Eucalyptol), 페릴알데하이드(Perillaldehyde), 리날룰(Linalool), 튜머릭 오일 (Turmeric oil), 시나몬 오일 (Cinnamon oil), 이들의 혼합물 등이 개시되어 있으며 이러한 성분은 해충을 쫓아 버리는 역할을 하는 것으로 기재되어 있다. 상기 특허에 개시된 도료 바니쉬는 특히 식품의 포장재에 유용하게 적용될 수 있는 것으로 기재되어 있다. 또한 일특개평 6-65018호에서도 천연 식물로부터 추출된 성분을 포함하는 제방성 마이크로 캡슐이 혼입된 방충성 도료를 개시하고 있는데, 이를 사용하면 건재와 포장재에 곰팡이가 발생하기 어려운 것으로 기재되어 있다.
일특개평 5-320014호에서는 장기간 동안 안정된 방충 효과를 나타내며 안전성이 높은 방충 도장물을 개시하고 있는데, 이는 일정한 속도로 B2O3를 용출하는 붕산계 글래스 미세 분말을 도막 중에 분산시켜 얻고 있다. 붕산 화합물의 용출 속도는 분말의 입경과 글래스의 조성에 의해 제어가 가능한 것으로 기재되어 있다.
이외에도 일특개평 6-32999호에서는 평균 분자량이 500-50000인 수지를 주성분으로 하는 도료 성분에 피레스로이드계 방충 기피 성분을 첨가하여 되는 방충 도료를 개시하고 있다. 일특개소 63-108086호에서는 아크릴로니트릴 및/또는 메타크릴로니트릴계 공중합 수지와 유기인계 살충제를 포함하는 살충성 수지 도막을 개시하고 있다.
대한민국 특허 공보 95-6942호에서는 피레스로이드계 및 유기인계 방충 물질을 티타네이트 화합물로된 흡착제에 흡착시켜 얻어지는 방충 물질을 도료에 혼합하여 얻어지는 방충 도료 조성물을 개시하고 있다. 이 특허에서는 방충에 유효한 성분을 흡착제에 흡착시킴으로써 이의 방출량을 조절하여 방충 효력을 장시간 동안 지속시키고 있다.
상기한 바와 같이 도료 조성물에 방충 성분을 포함시키는 것에 의해 모기, 파리, 바퀴, 개미 등 광범위한 해충을 접촉독에 의하여 신경 마비 또는 치사시키거나 기피 현상으로 구제하는 방법이 다양하게 개시되어 있다.
그러나 다양하게 개시된 방충 성분을 포함하는 방충 도료는 자연에 노출시 휘발이나 분해 등에 의하여 방충 유효 성분이 용이하게 손실되기 때문에 잔류성이 길지 않으며 비교적 단시간 내에 효력을 상실한다는 문제가 있다. 특히 유기인계 및 피레스로이드계 살충제는 주로 에스테르 화합물이므로 안정성이 약하고 가수분해되기 쉬우며, 외부에 노출시 자외선이나 열, 바람 등 자연 환경으로 인하여 방충 물질인 원체가 빠른 시간 내에 그 기능을 잃어버리면서 약효성이 떨어진다는 문제가 있다.
이에, 본 발명에서는 자외선, 열 등과 같은 자연 환경에 대한 안정성이 높아서 약효가 장시간 동안 지속적으로 유지될 수 있으며 방충 효과가 우수한 방충 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 방충 조성물을 포함하며 도장 작업이 용이하여 도료로서 도장시 탁월한 방충 효과를 장시간 동안 얻을 수 있으며, 내수성, 내알칼리성 및 내후성이 우수한 방충 도료를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 방충 조성물에 포함되는 광흡수제의 작용 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 방충 조성물에 포함되는 광흡수제의 광흡수에 따른 에너지 준위 변화를 나타내는 도면이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 방충 조성물에 포함되는 광안정화제의 작용 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 살충제의 종류 및 첨가량에 따른 공시충의 치사 시간을 나타내는 그래프이다.
도 5는 광흡수제 및 광안정화제의 첨가 유무에 따른 공시충의 치사 시간을 나타내는 그래프이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 방충 물질, 케토-에놀 토토머리즘(keto-enol tautomerism)에 의하여 자외선을 흡수하기 위한 광흡수제, 라디칼을 포획하기 위한 광안정화제 및 용제를 포함하는 방충 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 방충 물질, 케토-에놀 토토머리즘(keto-enol tautomerism)에 의하여 자외선을 흡수하기 위한 광흡수제, 라디칼을 포획하기 위한 광안정화제 및 용제를 포함하는 방충 조성물, 수지, 안료 및 첨가제를 포함하는 방충 도료에 의해 달성된다.
상기 방충 도료는 수성 도료일 수도 있고 유성 도료일 수도 있는데, 수성 도료인 경우에는 수지가 아크릭 에멀젼 수지인 것이 바람직하고, 유성 도료인 경우에는 수지가 중유성 알키드 수지, 장유성 알키드 수지 또는 1액형 우레탄 바니쉬인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서는 방충 원체를 수성 도료용과 유성 도료용으로 구별하여 별도로제조함으로써 도료에 용이하게 적용할 수 있는 형태로 방충 조성물을 제조하고 있다. 또한 이는 외부로부터의 충격 에너지를 용이하게 차단시키고 방충 효력을 장시간 동안 지속시킬 수 있는 성분을 포함하고 있기 때문에 이를 도료의 일성분으로 투입함으로써 방충 효과가 장시간 지속될 수 있는 방충 도료를 얻고 있다.
본 발명의 방충 조성물에 사용될 수 있는 방충 물질로는 특별하게 한정되는 것은 아니지만 특히 그 효력을 널리 인정받은 유기인계 방충 물질 및/또는 피레스로이드계 방충 물질이 바람직하게 사용될 수 있다. 하기에 예시된 성분 외에도 다양한 방충 물질이 적용될 수 있음은 물론이다.
유기인계 방충 물질로는 클로로피리포스를 예로 들 수 있고, 피레스로이드계 방충 물질로는 델타메스린, 알레스린, 피노스린, 퍼메스린, 테트라메스린, 사이퍼메스린, 사이할로스린 등을 예로 들 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 혼합하여 사용될 수 있는데, 상기 유기인계 방충 물질 및 상기 피레스로이드계 방충 물질이 중량비로 1: 0.5-1.5의 비율로 혼합되어 방충 조성물 총량을 기준으로할 때 중량비로 1-5% 사용되는 것이 더욱 바람직하다.
이러한 방충 조성물을 방충 도료에 적용할 때는 방충 물질의 첨가량이 방충 도료 총량을 기준으로 할 때 중량비로 0.2∼0.4%가 되도록 하는 것이 바람직하다. 만약 방충 물질의 첨가량이 0.2 중량% 보다 적으면 방충 효력이 미미하고 만약 이의 첨가량이 0.4 중량% 보다 많으면 증량에 따른 방충 효력의 증가가 미미하므로 이의 첨가량은 상기한 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 바람직하게 적용하는 방충 성분인 합성 피레스로이드계 살충제중에서 델타메스린(deltamethrin)은 화학명이 3-(2,2-디브로모에테닐)-2,2-디메틸사이클로프로판카르복실산 시아노(3-페녹시페닐)메틸 에스테르로서, 제충국에서 추출되는 피레스로이드와 유사한 화학 구조식을 갖는 살충제이다. 이는 제충국의 단점을 보완하여 훨씬 우수한 성능을 나타내는 것으로 평가받고 있다. 또한 가정용과 방역용으로 특히 적합하고 포유 동물 즉, 온혈 동물에 대하여는 저독성이고 해충에는 맹독을 발휘한다. 이에 더하여, 약제의 잔류성이 매우 우수하여 현재까지 알려진 살충제 중에서 가장 이상적인 살충제로 인정받고 있다.
합성 피레스로이드계 방충 물질의 다른 예인 알레스린(allethrin)은 화학명이 2,2-디에틸-3-(2-메틸-1-프로페닐)사이클로프로판 카르복실산 2-메틸-4-옥소-3-(2-프로페닐-2-사이클로펜텐-1-일) 에스테르이고, 피노스린(phenothrin)은 화학명이 2,2-디메틸-3-(2-메틸-1-프로페닐)사이클로프로판 카르복실산 m-페녹시 벤질 에스테르이고, 퍼메스린(permethrin)은 화학명이 3-(2,2-디클로로에테닐)-2,2-디메틸사이클로프로판 카르복실산 (3-페녹시페닐)메틸 에스테르이고, 테트라메스린(tetramethrin)은 화학명이 2,2-디메틸-3-(2-메틸-1-프로페닐)사이클로프로판 카르복실산 (1,3,4,5,6,7-헥사하이드로-1,3-다이옥소-2H-이소인돌-2-일)메틸 에스테르이고, 사이퍼메스린(cypermethrin)은 화학명이 3-(2-디클로로에테닐)-2,2-디메틸 사이클로프로판 카르복실산 시아노(3-페녹시페닐)메틸 에스테르이고, 사이할로스린(cyhalothrin)은 화학명이 3-(2-사이클로-3,3,3-트리플루오로-1-프로페닐)-2,2-디메틸 사이클로프로판이다.
또한 유기인계 살충제인 클로로피리포스는 화학명이 o, o-디에틸-o-(3,5,6-트리클로로-2-피리딜)포스포로티오에이트로서 유기 염소계에 비하여 안정성은 다소 떨어지고 약효의 잔류성이 길지 못하다는 단점은 있지만 모기, 파리등의 곤충류가 접촉하면 곤충의 체내로 투입되어 신경 조직을 자극하여 마비되도록 작용하는 성분이다.
방충 효력의 지속을 위하여 첨가되는 지속제로서 광흡수제와 광안정화제로는 하기한 바와 같은 화합물이 사용될 수 있으며 그 작용 원리는 다음과 같다.
먼저, 광흡수제는 유해한 자외선을 흡수하여 열에너지로 변화시키는 것에 의해 도막 내에서의 광화학 반응을 억제하여 도막 자체의 광노화로 인한 물성 저하에 따라 방충 물질의 지속성이 떨어지는 것을 막아 주는 역할을 한다.
광흡수제의 예로는 벤조트리아졸계 화합물, 트리아진계 화합물, 페논계 화합물 및 옥살산계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 화합물이 바람직하게 사용될 수 있는데 히드록시페닐기 또는 아닐린기를 더 포함하면 더욱 좋다. 바람직한 화합물의 예를 기본적인 구조식으로 나타내면 다음과 같다. 구조식 (1)은 히드록시페닐 벤조트리아졸이고, 구조식 (2)는 히드록시페닐 S-트리아진이고, 구조식 (3)은 히드록시벤조페논이고 구조식 (4)는 옥살산 아닐리드이다.
(상기 구조식 (1), (2) 및 (3)에서 벤젠고리의 수소원자는 하나 이상의 알킬기로 치환될 수 있다.)
광흡수제의 구체적인 예로서는 2-(2-히드록시-3,5-디-터셔리-아밀)-2H-벤조트리아졸, 2-[2-히드록시-3,5-디(1,1-디메틸벤질)페닐]-2H-벤조트리아졸, 메틸-3-[3-(2H-벤조트리아졸-2-일)-5-터셔리부틸-4-히드록시페닐]프로피오네이트 등을 들 수 있다. 이들은 CIBA 화학사에서 각각 Tinuvin 328, Tinuvin 900, Tinuvin 1130등의 상품명으로 판매되고 있다.
이러한 광흡수제가 특히 자외선을 흡수하는 원리는 keto-enol tautomerism에 준하는 것으로 생각된다. 일반적인 도막 성분은 안정한 기저 상태에서 외부 에너지를 받으면 여기 상태로 전자 천이가 일어나며 이는 도막의 성분을 열화시키게 된다. 그런데, 본 발명에서와 같이 광흡수제를 첨가하면 이들이 갖는 분자 구조의 특수성으로 인하여 enol에서 keto 상태로 전환되면서 흡수된 광에너지를 서서히 열에너지로 방출하게 된다. 이러한 열방출을 통하여 광흡수제는 여기 상태에서 기저 상태로 떨어지게 되고 이러한 과정을 반복하는 것에 의해 광에 의한 도막의 열화 현상을 방지해 준다. 이는 특히 광에 의해 분해가 용이한 방충 성분을 안정한 상태로 유지시켜 주어 방충 효력을 장시간 동안 지속시켜 주는 역할을 하는 것이다. 이에 더하여, 광흡수제는 방충 성분뿐만 아니라 도막 내의 다른 성분도 안정화시켜 주게 된다.
도 1에는 광흡수제의 하나인 히드록시 벤조트리아졸 화합물의 예로서 치환기는 생략된 2-(2-히드록시)-2H-벤조트리아졸이 구조식 (5)의 enol 형태로 존재하다가 자외선 에너지(hν)를 흡수하여 구조식 (6)의 keto 형태로 바뀌었다가 다시 열에너지(Eth)를 방출하고 구조식 (5)의 enol 형태로 바뀌는 과정을 나타내었다.
도 2에는 이러한 반응에 수반되는 에너지 준위 변화를 나타내었다. 좌측에는 페놀 화합물인 구조식 (5)의 enol 화합물이 갖는 기저 상태의 에너지 준위(Ee0)와 여기 상태의 에너지 준위(Ee??)를 나타내었고 우측에는 퀴논 화합물인 구조식 (6)의keto 화합물이 갖는 기저 상태의 에너지 준위(Ek0)와 여기 상태의 에너지 준위(Ek??)를 나타내었다. enol 화합물이 기저 상태에 있다가 자외선(hν)을 흡수하여 여기 상태로 되면 일단 에너지(E1)을 방출하면서 enol 화합물과 keto 화합물의 중간 상태인 전이 상태가 되어 Etr의 에너지 준위를 갖게 된다. 이 때는 알콜의 산소 원자와 결합하고 있던 수소 원자가 인접된 질소 원자와 반쯤 결합한 상태라고 생각할 수 있다. 이는 다시 E2의 에너지를 방출하면서 keto 화합물의 여기 상태에 도달하였다가 E3를 방출하면서 keto 화합물의 기저 상태로 된다. 이는 다시 수소 전이를 수반하면서 E4를 방출하여 더 안정한 enol 화합물이 된다. 결국 흡수된 자외선 에너지는 단계적으로 E1, E2, E3및 E4의 열에너지로 서서히 방출되어 도막의 성분, 특히 방충 물질에 별다른 영향을 주지 않고 사라지게 되는 것이다.
또 다른 지속제로서 첨가되는 광안정화제는 HALS(hindered amine light stabilizer)계 화합물이 바람직하게 사용되는데, 피페리딜기를 포함하는 화합물이 더욱 바람직하게 사용된다. 이러한 화합물은 비교적 안정한 라디칼을 형성할 수 있는 화합물이다. 광안정화제의 구체적인 예로서는 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)세바케이트 및 데칸디온산, 비스(2,2,4,6-테트라메틸-1-(옥틸옥시)-4-피페리디닐)에스테르, 1,1-디메틸에틸하이드로퍼옥사이드 및 옥탄의 반응 생성물을 들 수 있다. 이들은 각각 CIBA 화학사에서 Tinuvin 292, Tinuvin 123 등의 상품명으로 판매되고 있다.
광안정화제가 도막의 노화를 방지하는 원리로 생각되는 메카니즘이 도 3a 및 3b에 나타나 있다. 파장이 짧고 진동수가 큰 자연광은 공기 중의 산소에 의해 도막의 구성 성분을 분해하여 자유 라디칼을 형성하는 경우가 있다. 이렇게 생성된 라디칼은 곧바로 연쇄 반응을 일으켜 조성물들을 분해 및 변형시키고 도막을 열화시키게 된다. 그런데, 도막의 성분 중에 본 발명에서 사용하는 HALS 화합물을 첨가하면 이에 의해 바로 커플링되어 소멸될 수 있다. 도 3b에서 예시한 HALS 화합물은 피페리딜기를 갖는 화합물(구조식 10)로서 라디칼로 형성되더라도 인접된 다수의 알킬기에 의해 안정화되기 때문에 비교적 안정한 라디칼 화합물을 형성할 수 있는 화합물이다.
예컨대, 도 3a에 나타난 바와 같이 도막내에서 R1R2의 구조식(7)을 갖는 화합물 성분이 자외선과 공기 중의 산소에 의해 분해되어 (8) 및 (9)의 구조식을 갖는 자유 라디칼로 분해가 되는 경우 이들이 어떻게 HALS 화합물과 커플링 되는지 도 3b를 참고로 하여 살펴보기로 하자. 구조식 (10)의 HALS 화합물로부터 형성된 구조식 (11)과 같은 자유 라디칼에 의해 구조식 (8)의 화합물은 커플링되어 구조식 (12)와 같은 화합물로 된다. 이는 이후 남아 있는 불안정한 자유 라디칼 (9)와 반응하여 예컨대, 구조식 (13) 및 (14)와 같은 화합물을 형성하고 구조식 (12)의 화합물은 다시 구조식 (11)의 라디칼이 된다. 결국 HALS 화합물은 이러한 반응을 반복함으로써 라디칼 포착제(radical scavenger)로서의 역할을 하여 도막내에 형성된 라디칼을 제거하게 된다. 각 구조식에서 R1, 및 R2는 탄소를 포함하는 임의의 화합물기를 의미한다.
상기한 바와 같이 도료용 조성물에 광흡수제와 광안정화제를 동시에 적용하면 장파장 뿐만 아니라 단파장을 포함하는 모든 영역의 자외선 에너지를 상쇄시킬 수 있기 때문에 방충 물질 및 기타 각종 첨가제를 포함하는 도료 조성물의 특성을 최대한 연장시킬 수 있는 것이다. 특히 광흡수제만으로는 도막내 성분 중 특히 방충 물질의 자동 산화를 방지할 수는 없기 때문에 광안정화제를 동시에 적용함으로써 방충 효력을 장시간 동안 지속시킬 수 있게 된다.
상기 광흡수제 및 상기 광안정화제의 혼합비는 중량비로 1: 0.5-1.5인 것이 바람직하며 이들의 첨가량은 방충 조성물 총량을 기준으로 할 때 중량비로 5-30%인 것이 좋다.
방충 조성물을 방충 도료에 사용할 때, 상기 광흡수제 및 상기 광안정화제는 첨가량이 방충 도료 총량을 기준으로 할 때 중량비로 1∼2%가 되도록 하는 것이 바람직하다. 이는 만약 이의 첨가량이 1 중량% 보다 적으면 지속적인 방충 효과가 미미하고 만약 이의 첨가량이 2 중량% 보다 많으면 증량에 대한 효과의 상승이 미약하기 때문이다.
본 발명에서는 상기한 방충 물질, 광흡수제 및 광안정화제를 포함하는 방충 조성물을 미리 제조하되, 도료의 특성에 따라 수성 도료에 적용할 수 있는 수성 조성물과 유성 도료에 적용할 수 있는 유성 조성물로 구별하여 제조함으로써 이의 사용이 더욱 용이하도록 하였다.
수성 방충 조성물은 예컨대 다음 표 1과 같은 성분 및 첨가량 범위를 갖도록제조할 수 있다. 수성 조성물은 균일하게 유화 시켜야 하는데, 이는 고속 분산 작업에 의해 수분산화시킴으로써 수행된다.
성분 배합량(중량%)
방충 물질 2∼4
광흡수제 5∼10
광안정화제 5∼10
용제 13∼28
물 40∼60
계면활성제 8∼12
탈취제 0.5
안정화제 0.1
완충제 0.7
합계 100
한편, 유성 방충 조성물은 예컨대 다음 표2와 같은 성분 및 첨가량 범위를 갖도록 제조할 수 있다.
성분 배합량(중량%)
방충 물질 2∼4
광흡수제 5∼10
광안정화제 5∼10
용제 73∼93
안정화제 0.1
합계 100
본 발명에 따른 방충 조성물의 제조 방법을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하기로 한다.
<실시예 1>
하기 표 3에 나타난 각 성분을 주어진 구입처에서 구입하여 주어진 함량대로 준비하였다. 먼저, 델타메스린, 클로로피리포스, KOCOSOL 100 및 트립톤 X-100을 혼합하여 완전히 용해될 때까지 교반하였다. KOCOSOL 100은 석유 증류 과정에서 추출되는 혼합 용제로서 주로 지방족 탄화수소 및 방향족 탄화수소로된 혼합 용제로알려진 화합물이다. 또한 트립톤 X-100은 다음식 (15)와 같은 구조식을 가지며 비이온성으로서 상용성이 우수하여 세제 분야에서 계면활성제로 사용되기도 하지만 수성 도료에서는 안료의 습윤제 및 분산제로 사용된다. 식중에서 R＇은 알킬기이고, R＂는 아릴기이며 x는 9 또는 10을 의미한다.
R＇R＂(OCHCH)xOH ----- (15)
별도의 반응 용기에 광흡수제로서 Tinuvin 1130, 광안정화제로서 Tinuvin 292, 부틸렌 다이글리콜 및 정수를 혼합하여 약 500 내지 1000rpm의 속도로 교반하여 수분산액으로 제조하였다. 얻어지는 용액, 수분산액 및 나머지 성분인 소나무 오일, 디메틸에탄올아민, 트리-포타슘포스페이트를 혼합하고 약 500 내지 1000 rpm의 속도로 교반하여 침전물이나 응고물이 없는 균일하게 유화된 형태의 수성 방충 조성물을 제조하였다.
참고로, 디메틸에탄올아민은 수성 아크릭 에멀젼 수지의 안정성을 주며 안료이 분산성에도 작용하는 수성 도료용 첨가제이다. 또한 트리-포타슘포스페이트는 완충제로서, 반응계에서의 pH 안정화를 위하여 첨가된다. 광흡수제, 광안정화제 및 살충 원체들은 pH 변화에 민감하기 때문에 이러한 완충제를 첨가하여 지속성을 유지할 수 있도록 해주는 것이다.
성분 배합량(g) 역할 제조사
델타메스린 2 살충제 HOECHST
클로로피리포스 2 살충제 DOW CHEMICAL
KOCOSOL 100 6 용제 유공
트립톤 X-100 10 계면활성제 ROHM & HAAS
Tinuvin 1130 10 광흡수제 CIBA
Tinuvin 292 10 광안정화제 CIBA
부틸렌 다이글리콜 9 용제 UCC
상수도 49.7 정수
소나무 오일 0.5 탈취제 상진화학
디메틸에탄올아민 0.1 안정화제 BASF
트리-포타슘포스페이트 0.7 완충제 ASHLAND
합계 100 - -
<실시예 2>
하기 표 4에 나타난 각 성분을 주어진 구입처에서 구입하여 주어진 함량대로 준비하였다. 먼저, 델타메스린, 클로로피리포스 및 KOCOSOL 100 을 혼합하여 완전히 용해될 때까지 교반하였다. 여기에, Tinuvin 1130 및 Tinuvin 292를 첨가하여 혼합하였다. 얻어지는 혼합액에 톨루엔 및 디메틸에탄올아민을 첨가하여 침전물이나 응고물이 없고 투명한 유성 방충 조성물을 제조하였다.
성분 배합량(g) 역할 제조사
델타메스린 2 살충제 HOECHST
클로로피리포스 2 살충제 DOW CHEMICAL
KOCOSOL 100 5 용제 유공
Tinuvin 1130 10 광흡수제 CIBA
Tinuvin 292 10 광안정화제 CIBA
톨루엔 70.9 용제 유공
디메틸에탄올아민 0.1 안정화제 BASF
합계 100 -
이하, 상기 방충 조성물을 포함하는 방충 도료의 제조방법을 상세히 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 방충 도료는 상기 방충 조성물, 수지, 안료 및 첨가제를 포함하여 제조된다. 방충 조성물만 제외하고 통상적으로 사용되는 성분이 사용될 수 있지만 특히 수성 도료용 수지로서는 아크릭 에멀젼 수지가 바람직하게 사용될 수 있고 유성 도료용 수지로서는 중유성 알키드 수지, 장유성 알키드 수지, 1액형 우레탄 바니쉬가 바람직하게 사용될 수 있다.
안료로서는 TiO2, ZnO 등과 같은 백색 안료, 신쿼시아 레드(cinquasia red), 크롬 옐로우(chrome yellow), 시아닌 그린(cyanine green) 등 무기 및 유기 안료를 모두 포함하는 유색 안료, 증량 안료, 탈크, 실리카, 규조토 등과 같은 체질 안료 등 다양한 안료가 사용될 수 있다.
첨가제로서는 계면활성제, 증점제, 분산제, 소포제, 피막 방지제, 건조제, 방부제, 방균제 등이 사용될 수 있다. 계면활성제로서는 성분이 옥틸페놀 에톡실레이트 폴리옥시 에틸렌 글리콜인 동남합성의 MONOPOL OP 1019 등이 사용될 수 있다. 증점제는 수성으로는 HEC(hydroxy ethyl cellulose), HMHEC(hydrophobically modified hydroxyethyl cellulose), HASE(hydrophobically modified alkali-soluble emulsion), HUER(hydrophobically modified ethyleneoxide urethane block copolymer) 등이 사용될 수 있고 유성으로는 벤토나이트 계열의 증점제와 폴리 아미드 왁스 계열의 증점제가 사용될 수 있다.
수성 분산제로는 ROHM & HAAS 사의 트리톤 X-100, CF-10 등이 사용될 수 있고 유성 분산제로는 Byk-Chemie 사의 안료 친화성 고분자 블록 공중합체인 Byk-160 시리즈와 안료 친화성 카르복실산 에스테르 용액인 Byk-100 시리즈가 사용될 수 있다. 수성 소포제로서는 변형된 폴리실록산 계열인 Byk-031, 033, 019, 022, 023 등이 바람직하게 사용될 수 있고 유성 소포제로서는 변형된 폴리실록산 계열인 Byk-065, 066, 070 등이 바람직하게 사용될 수 있다.
도막의 형성은 주로 도료 표면층의 용제의 증발과 산화 피막의 생성 두 가지 현상에 의해 진행된다. 도료 표면층의 용제의 증발로 인하여 도료의 저장 중에 생성되는 피막을 방지하기 위해서는 아민류, 디펜텐류 등과 같은 고비점의 용제를 사용하는 것으로 해결하고, 산화 피막의 형성을 방지하기 위해서는 옥심 계열의 산화 방지제를 사용하고 있다. 산화 피막의 형성 방지를 위해서는 메틸 에틸 케톡심 계열의 화합물과 사이클로헥사논 옥심 계열의 화합물이 사용될 수 있다.
건조제로서는 유기 금속 복합물이 사용되는데, 납-나프타네이트, 코발트-나프타네이트, 망간-나프타네이트 등이 있다. 기타 다양한 목적을 위하여 사용되는 각종 첨가제는 통상적인 도료의 제조에 적용되는 성분을 예외 없이 적용할 수 있다.
이하, 본 발명의 방충 도료를 제조하기 위한 방법을 바람직한 실시예를 통하여 상세히 설명하기로 한다.
<실시예 3>
케틀에 이온교환수 38 중량부와 계면활성제인 MONOPOL OP 1019(동남합성사제) 0.18 중량부를 혼합하여 교반하면서 82℃로 승온하였다. 별도의 반응 용기에 이온교환수 13 중량부 및 개시제인 포타슘설페이트 0.3 중량부를 녹인 용액을 제조하고, 여기에 아크릴로니트릴 3 중량부, 스티렌 모노머 24 중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트 18 중량부 및 메타크릴산 0.7 중량부를 첨가하여 혼합액을 제조하였다. 얻어지는 혼합액을 상기 케틀에 3시간에 걸쳐 적하한 후 30분 동안 교반하였다. 반응이 완결된 후 실온(25℃)으로 냉각시키고 MONOPOL OP 1019 0.01 중량부를 첨가하여 교반함으로써 유화시켰다. 이후 암모니아로 중화시켜 pH가 8∼9가 되도록 조절하여 아크릴 에멀젼 수지를 제조하였다.
탱크믹스에 이온교환수 26 중량부 및 증점제인 HEC(hydroxy ethyl cellulose) 0.3 중량부를 넣고 완전히 용해될 때까지 교반하였다. 여기에 에틸렌 글리콜 0.7 중량부, 분산제인 트리톤 X-100(ROHM & HAAS 사제) 0.5 중량부, 소포제인 Byk-032(Byk-Chemie 사제) 0.1 중량부, 백색 안료인 TiO2(Dupont 사제) 및 체질 안료인 실리카를 합하여 45 중량부를 투입하여 약 1000∼2000 rpm의 속도로 고속 교반하여 분산시킴으로써 입도가 NS 4 이상이 되도록 하였다.
여기에 방부제 0.15 중량부, 소포제 0.1 중량부, 아크릭 에멀젼 수지 15 중량부, 방균제 0.5 중량부 및 실시예 1에 따른 수성 방충 조성물 10 중량부를 첨가하고 약 500∼1000 rpm의 속도로 저속 교반하여 수성 방충 도료를 제조하였다.
얻어지는 도료를 스프레이, 붓, 롤러 등과 같은 도장 기기를 사용하여 건축물의 내, 외부 콘크리트, 시멘트 모르타르, P. C., 플라스타 등에 도포 하여 모기, 파리와 같은 해충을 구제할 수 있었다.
<실시예 4>
케틀에 대두유 지방산 23 중량부, 무수프탈산 15 중량부 및 글리세린 12 중량부를 넣고 약 230∼240℃의 온도에서 축합 반응시키고 석유계 용제 50 중량부로 희석하여 유장 48인 중유성 알키드 수지를 제조하였다.
얻어지는 중유성 알키드 수지 55 중량부에 백색 안료인 TiO2, 유색 안료 및 기타 안료 13 중량부, 소포제인 Byk-065 0.2 중량부, 피막 방지제로서 메틸 에틸 케톡심 0.3 중량부, 유기 금속 복합물 건조제 3중량부 및 미네랄스피리트 계열 용제 5 중량부를 첨가하고 약 1000∼1500 rpm의 속도로 교반하였다. 교반하는 중에 실시예 2에 따른 유성 방충 조성물 10 중량부를 첨가하고 1시간 동안 교반을 수행하여 유성 방충 도료인 에나멜 도료를 제조하였다.
얻어지는 도료를 스프레이, 붓, 롤러 등과 같은 도장 기기를 사용하여 건축물의 내, 외부 목재, 철재 등에 도포 하여 모기, 파리와 같은 해충을 구제할 수 있었다.
<실시예 5>
케틀에 대두유 지방산 35 중량부, 무수프탈산 15 중량부 및 펜타에리스리톨 10 중량부를 넣고 약 230∼240℃의 온도에서 축합시키고 석유계 용제 40 중량부로 희석하여 유장이 62인 장유성 알키드 수지를 제조하였다.
얻어지는 장유성 알키드 수지 45 중량부에, 백색 안료인 TiO2, 유색 안료 및 기타 안료 13 중량부, 소포제인 Byk-065 0.2 중량부, 피막 방지제로서 메틸 에틸 케톡사임 0.3 중량부, 유기 금속 복합물 건조제 3중량부 및 미네랄스피리트 계열 용제 5 중량부를 첨가하고 약 1000∼1500 rpm의 속도로 교반하였다. 교반하는 중에 실시예 2에 따른 유성 방충 조성물 10 중량부를 첨가하고 1시간 동안 교반을 수행하여 유성 방충 도료인 조합페인트 도료를 제조하였다.
얻어지는 도료를 스프레이, 붓, 롤러 등과 같은 도장 기기를 사용하여 건축물의 내, 외부 목재, 철재 등에 도포 하여 모기, 파리와 같은 해충을 구제할 수 있었다.
<실시예 6>
케틀에 건성유 아마인유 35 중량부, 글리세린 2.2 중량부 및 펜타에리스리톨 3.1 중량부를 넣고 약 210∼220℃의 온도로 승온하여 모노 글리세라이드 등을 생성시켰다. 여기에 미네랄 스피리트 용제 33 중량부를 첨가하여 희석하고 툴로엔디이소시아네이트 13 중량부를 약 3시간에 걸쳐 적하하였다. 유리 이소시아네이트기를 없애기 위하여 메탄올 0.6 중량부를 투입하고 약 20분 동안 방치한 후 건조제 2.5 중량부를 첨가하여 1액형 우레탄 수지를 제조하였다.
얻어지는 1액형 우레탄 수지 75 중량부에, 지르코늄 0.5 중량부, 피막 방지제로서 메틸 에틸 케톡사임 0.3 중량부, 유기 금속 복합물 건조제 0.6 중량부 및 미네랄스피리트 계열 용제 15 중량부를 첨가하고 약 1000∼1500 rpm의 속도로 교반하였다. 교반하는 중에 실시예 2에 따른 유성 방충 조성물 10 중량부를 첨가하고 1시간 동안 교반을 수행하여 유성 방충 도료인 1액형 우레탄 바니쉬를 제조하였다.
얻어지는 도료를 스프레이, 붓, 롤러 등과 같은 도장 기기를 사용하여 건축물의 내, 외부 목재, 가구, 목재문, 목재문틀, 마루판 등에 도포 하여 모기, 파리와 같은 해충을 구제할 수 있었다.
이상과 같은 여러 가지 실시예를 통하여 본 발명의 방충 조성물은 수성 도료 및 유성 도료 모두에 적용 가능하며 특히 유성 도료의 경우는 에나멜, 조합페인트,바니쉬 등 여러 가지 형태의 도료에 모두 적용할 수 있으며 이를 도장하여 얻어지는 도장재는 우수한 방충 효력을 가진다는 것을 알 수 있다.
이하, 적절한 방충 물질이 무엇인지 확인하기 위한 비교예 1∼5 및 광흡수제와 광안정화제가 방충 성분의 지속성에 미치는 영향을 확인하기 위한 비교예 6∼8을 설명하기로 한다.
<비교예 1>
실시예 1과 동일한 방법으로 수성 방충 조성물을 제조하되 방충 물질인 델타메스린, 광흡수제인 Tinuvin 1130 및 광안정화제 Tinuvin 292를 제외하고 클로로피리포스 2 중량%를 포함하는 수성 방충 조성물을 제조하였다. 얻어지는 수성 방충 조성물을 사용하여 실시예 3과 동일한 방법으로 수성 방충 도료를 제조하였다.
<비교예 2>
실시예 1과 동일한 방법으로 수성 방충 조성물을 제조하되 방충 물질인 델타메스린, 광흡수제인 Tinuvin 1130 및 광안정화제 Tinuvin 292를 제외하고 방충 물질인 클로로피리포스 4 중량%를 포함하는 수성 방충 조성물을 제조하였다. 얻어지는 수성 방충 조성물을 사용하여 실시예 3과 동일한 방법으로 수성 방충 도료를 제조하였다.
<비교예 3>
실시예 1과 동일한 방법으로 수성 방충 조성물을 제조하되 방충 물질인 클로로피리포스, 광흡수제인 Tinuvin 1130 및 광안정화제 Tinuvin 292를 제외하고 방충 물질인 델타메스린 2 중량%를 포함하는 수성 방충 조성물을 제조하였다. 얻어지는수성 방충 조성물을 사용하여 실시예 3과 동일한 방법으로 수성 방충 도료를 제조하였다.
<비교예 4>
실시예 1과 동일한 방법으로 수성 방충 조성물을 제조하되 방충 물질인 클로로피리포스, 광흡수제인 Tinuvin 1130 및 광안정화제 Tinuvin 292를 제외하고 방충 물질인 델타메스린 4 중량%를 포함하는 수성 방충 조성물을 제조하였다. 얻어지는 수성 방충 조성물을 사용하여 실시예 3과 동일한 방법으로 수성 방충 도료를 제조하였다.
<비교예 5>
실시예 1과 동일한 방법으로 수성 방충 조성물을 제조하되 광흡수제인 Tinuvin 1130 및 광안정화제 Tinuvin 292를 제외하고 방충 물질인 클로로피리포스 2 중량% 및 델타메스린 2 중량%를 포함하는 수성 방충 조성물을 제조하였다. 얻어지는 수성 방충 조성물을 사용하여 실시예 3과 동일한 방법으로 수성 방충 도료를 제조하였다.
비교예 1∼5에 따른 수성 방충 도료의 방충 효과를 테스트하여 결과를 표 5에 나타내었다. 각 비교예에 따른 도료의 방충 효과의 테스트는 다음과 같이 수행하였다. 실험용 박스(30 x 30 x 20cm3)의 윗면을 제외한 내부 다섯 면에 붓을 사용하여 방충 도료를 2회 도장하고 윗면은 방충망으로 덮었다. 쉽게 구할 수 있고 번식력이 강한 시험공시충인 독일 바퀴 성충 50 마리를 박스 내부에 투입하고 바퀴가벽면을 통해서 올라오지 못하도록 박스의 상부 내면에 버터를 발라 두었다. 습도를 50∼70% 정도가 되도록 유지시키고 유충, 성충, 사육형 고형 사료와 2∼4%의 설탕물을 제공하였다. 바퀴의 투입 후부터 시간의 경과에 따라 바퀴가 치사되는 수를 세었다.
약효에 대한 테스트는 무엇을 기준으로 하느냐에 따라 여러 가지 방식으로 수행될 수 있다. 살충력은 주로 LD50(median lethal dose; 중앙 치사량)과 LC50(median lethal concentration; 중앙 치사 농도)으로 나타낸다. 이는 약량 및 농도에 따른 사망률로서 나타내며 보통은 S자 곡선으로 얻어진다. 사망률을 약량 및 농도의 대수로 변환하여 그래프 상에 점을 찍어 이들간을 연결하는 직선을 긋는다. 얻어지는 직선을 약량 및 농도에 대한 사망률의 회귀 직선이라고 부르며 살충력을 나타내는 기준이 된다.
속효성은 KT50(median knock-down time)이 사용되며 살충제를 처리한 후 50%의 비정상 반응을 보이는 시간을 의미한다. 잔류성은 살충제의 살충 효력이 지속되는 시간을 의미한다. 방출 효과는 FOT50(median flushing out time)로 나타내며 은신처에 숨어 있던 바퀴의 50%가 뛰어 나오는 시간을 의미한다.
본 테스트에서는 방충 도료가 도장된 곳에서 독일 바퀴가 접촉독에 의해 치사되는 수를 시간에 따라 측정하였다. 표에 나타난 수치는 치사되는 독일 바퀴의 마리수를 누적치로 나타낸 것이다.
관찰 시간(시간) 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5
1 0 0 0 1 1
2 1 3 4 6 5
5 3 7 8 12 10
10 6 10 12 17 15
20 10 17 19 41 37
30 14 22 25 47 40
40 16 25 30 50 45
50 19 28 34 50 48
60 25 40 39 50 50
72 30 50 42 50 50
얻어지는 표 5의 결과를 도 4에 그래프로 나타내었다. 도 4에서 a는 비교예 1, b는 비교예 2, c는 비교예 3, d는 비교예 4 그리고 e는 비교예 5의 결과를 나타내며, LT50및 LT90은 각각 공시충의 50%가 치사되는 시간 및 공시충의 90%가 치사되는 시간을 의미한다.
결과를 보면, 살충 성분으로서 델타메스린을 사용한 비교예 4와 델타메스린과 클로로피리포스의 혼합물을 사용한 비교예 5의 경우에 살충 효과가 거의 유사하게 우수하다는 것을 알 수 있다. 그런데, 비교예 4에서 사용된 살충 물질인 델타메스린은 원체가 고가이고, 비교예 5에서도 이와 비슷한 수준으로 우수한 효과를 얻을 수 있기 때문에 델타메스린과 클로로피리포스의 혼합물을 살충 성분으로 사용하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.
따라서, 델타메스린과 클로로피리포스의 혼합물을 살충 성분으로 사용하여, 지속제인 광흡수제와 광안정화제의 첨가 유무에 따른 방충 효과의 지속성을 테스트하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
<비교예 6>
실시예 1과 동일한 방법으로 수성 방충 조성물을 제조하되 광안정화제Tinuvin 292를 제외하고 방충 물질인 클로로피리포스 2 중량% 및 델타메스린 2 중량%를 포함하는 수성 방충 조성물을 제조하였다. 얻어지는 수성 방충 조성물을 사용하여 실시예 3과 동일한 방법으로 수성 방충 도료를 제조하였다.
<비교예 7>
실시예 1과 동일한 방법으로 수성 방충 조성물을 제조하되 광흡수제인 Tinuvin 1130을 제외하고 방충 물질인 클로로피리포스 2 중량% 및 델타메스린 2 중량%를 포함하는 수성 방충 조성물을 제조하였다. 얻어지는 수성 방충 조성물을 사용하여 실시예 3과 동일한 방법으로 수성 방충 도료를 제조하였다.
광흡수제인 Tinuvin 1130 및 광안정화제인 Tinuvin 292를 모두 배제한 비교예 5, 광안정화제인 Tinuvin 292를 배제한 비교예 6, 광흡수제인 Tinuvin 1130을 배제한 비교예 7 및 광흡수제인 Tinuvin 1130 및 광안정화제인 Tinuvin 292를 모두 채용한 실시예 3에 따른 방충 도료의 방충 효과를 다음과 같이 내후성을 준 후에 테스트하였다.
각 도료를 슬레이트 패널에 도장한 시편을 옥외에 두어 일광, 풍우, 이슬, 서리, 한난, 건습 등의 자연 환경에 노출시켰다. 1998년 10월 1일 ∼1999년 9월 30일까지 1년 동안 내후성을 주었다. 내후성 시험이 끝난 시편을 이용하여 비교예 1∼5에서와 동일한 방식으로 박스를 제작하고 독일 바퀴 성충을 이용하여 방충 효력을 테스트하였다. 결과를 표 6에 나타내었으며 표에 나타난 수치는 치사되는 독일 바퀴 마리수를 누적치로 나타낸 것이다.
관찰 시간(시간) 비교예 5 비교예 6 비교예 7 실시예 4
1 0 0 0 1
2 3 3 3 4
5 6 8 9 9
10 12 13 13 14
20 20 25 30 35
30 28 28 35 38
40 32 32 37 43
50 34 35 40 45
60 39 40 43 46
72 43 42 45 47
얻어지는 표 6의 결과를 도 5에 그래프로 나타내었다. 도 5에서 a는 비교예 5, b는 비교예 6, c는 비교예 7 그리고 d는 실시예 3의 결과를 나타내며, LT50및 LT90은 각각 공시충의 50%가 치사되는 시간 및 공시충의 90%가 치사되는 시간을 의미한다.
얻어지는 결과로부터, 본 발명에 따라 광흡수제와 광안정화제를 동시에 포함하여 제조되는 도료인 실시예 3의 도료를 사용하여 제작한 시편이 가장 우수한 방충 효과를 제공해 준다는 것을 확인할 수 있다.
본 발명자의 실험에 의하면 본 발명에 따른 방충 도료는 일반 건축물에 적용시 약 2년 정도 방충 효력을 나타내는 것으로 확인되었다. 통상, 건축물의 도막 작업은 약 2-3년에 한 번 정도는 수행하기 때문에 이 정도의 지속 시간이면 만족할 만한 수준이라고 생각된다. 그러나, 별도의 도장 작업이 불필요한 경우에는 도막의 상부에 본 발명에 따른 방충 조성물만을 도장하여 방충 효력을 지속시킬 수 있다.
유성 방충 조성물은 투명하기 때문에 그대로 도막의 상부에 도장하면 방충 효과는 부여하면서 원래의 도막 상태를 유지할 수 있다. 수성 방충 조성물도 육안으로 관찰 시에는 뿌연 유화물 상태이지만 도막에 적용하면 투명하게 되므로 도막의 색상을 그대로 유지하면서 방충 효과만 부여해 주는 것이 가능하다.
이상과 같이 본 발명에 따른 방충 조성물을 채용하는 방충 도료는 도료로서의 역할을 수행함과 동시에 우수한 방충 효과가 장시간 동안 지속되기 때문에 이를 사용하여 도막을 형성한 건축물에서는 방충을 위한 별도의 장치나 처리가 필요 없게 된다.
또한 본 발명의 방충 조성물은 수성용과 유성용으로 구별하여 제조되기 때문에 필요에 맞게 적절한 조성물을 선택하여 적용할 수 있으며, 도막으로 적용한 후 시간이 많이 경과하여 방충 효력이 상실된 도막에는 본 발명의 방충 조성물만을 적용함으로써 방충 효력을 다시 부여해 줄 수도 있게 된다.

Claims (26)

  1. 방충 물질, 케토-엔올 토토머리즘(keto-enol tautomerism)에 의하여 자외선을 흡수하기 위한 광흡수제, 라디칼을 포획하기 위한 광안정화제 및 용제를 포함하는 방충 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방충 물질이 유기인계 방충 물질 및 피레스로이드계 방충 물질중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방충 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 유기인계 방충 물질이 클로로피리포스인 것을 특징으로 하는 방충 조성물.
  4. 제2항에 있어서, 상기 피레스로이드계 방충 물질이 델타메스린, 알레스린, 피노스린, 퍼메스린, 테트라메스린, 사이퍼메스린 및 할로스린으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 방충 조성물.
  5. 제2항에 있어서, 상기 방충 물질이 상기 유기인계 방충 물질 및 상기 피레스로이드계 방충 물질을 중량비로 1: 0.5-1.5의 비율로 혼합하여 얻어지는 것임을 특징으로 하는 방충 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 방충 물질이 방충 조성물 총량을 기준으로할 때 중량비로 1-5% 포함된 것을 특징으로 하는 방충 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광흡수제가 벤조트리아졸계 화합물, 트리아진계 화합물, 페논계 화합물 및 옥살산계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 화합물인 것을 특징으로 하는 방충 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 광흡수제가 히드록시페닐기 또는 아닐린기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방충 조성물
  9. 제7항에 있어서, 상기 광흡수제가 2-(2-히드록시-3,5-디-터셔리-아밀)-2H-벤조트리아졸, 2-[2-히드록시-3,5-디(1,1-디메틸벤질)페닐]-2H-벤조트리아졸 및 메틸-3-[3-(2H-벤조트리아졸-2-일)-5-터셔리부틸-4-히드록시페닐]프로피오네이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 화합물인 것을 특징으로 하는 방충 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 광안정화제가 HALS(hindered amine light stabilizer)계 화합물인 것을 특징으로 하는 방충 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 상기 광안정화제가 피페리딜기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방충 조성물.
  12. 제10항에 있어서, 상기 광안정화제가 i) 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)세바케이트 및 ii) 데칸디온산, 비스(2,2,4,6-테트라메틸-1-(옥틸옥시)-4-피페리디닐)에스테르, 1,1-디메틸에틸하이드로퍼옥사이드 및 옥탄의 반응 생성물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 화합물인 것을 특징으로 하는 방충 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 상기 광흡수제 및 상기 광안정화제의 첨가량이 방충 조성물 총량을 기준으로 할 때 중량비로 5-30%인 것을 특징으로 하는 방충 조성물.
  14. 제1항에 있어서, 상기 광흡수제 및 상기 광안정화제의 혼합비가 중량비로 1: 0.5-1.5인 것을 특징으로 하는 방충 조성물.
  15. 제1항에 있어서, 계면활성제, 분산제, 안정화제, 탈취제, 완충제 및 물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 성분이 더 포함된 것을 특징으로 하는 방충 조성물.
  16. 방충 물질, 케토-엔올 토토머리즘(keto-enol tautomerism)에 의하여 자외선을 흡수하기 위한 광흡수제, 라디칼을 포획하기 위한 광안정화제 및 용제를 포함하는 방충 조성물, 수지, 안료 및 첨가제를 포함하는 방충 도료.
  17. 제16항에 있어서, 상기 수지가 아크릭 에멀젼 수지, 중유성 알키드 수지, 장유성 알키드 수지 또는 1액형 우레탄 바니쉬인 것을 특징으로 하는 방충 도료.
  18. 제16항에 있어서, 상기 방충 물질의 첨가량은 방충 도료 총량을 기준으로 할 때 중량비로 0.2∼0.4%인 것을 특징으로 하는 방충 도료.
  19. 제16항에 있어서, 상기 방충 물질은 유기인계 방충 물질 및 피레스로이드계 방충 물질로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 방충 도료.
  20. 제16항에 있어서, 상기 광흡수제 및 상기 광안정화제의 첨가량은 방충 도료 총량을 기준으로 할 때 중량비로 1∼2%인 것을 특징으로 하는 방충 도료.
  21. 제16항에 있어서, 상기 광흡수제가 벤조트리아졸계 화합물, 트리아진계 화합물, 페논계 화합물 및 옥살산계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 화합물인 것을 특징으로 하는 방충 도료.
  22. 제21항에 있어서, 상기 광흡수제가 히드록시페닐기 또는 아닐린기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방충 도료.
  23. 제21항에 있어서, 상기 광흡수제가 2-(2-히드록시-3,5-디-터셔리-아밀)-2H-벤조트리아졸, 2-[2-히드록시-3,5-디(1,1-디메틸벤질)페닐]-2H-벤조트리아졸 및 메틸-3-[3-(2H-벤조트리아졸-2-일)-5-터셔리부틸-4-히드록시페닐]프로피오네이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 화합물인 것을 특징으로 하는 방충 도료.
  24. 제16항에 있어서, 상기 광안정화제가 HALS(hindered amine light stabilizer)계 화합물인 것을 특징으로 하는 방충 도료.
  25. 제16항에 있어서, 상기 광안정화제가 피페리딜기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방충 도료.
  26. 제16항에 있어서, 상기 광안정화제가 i) 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)세바케이트 및 ii) 데칸디온산, 비스(2,2,4,6-테트라메틸-1-(옥틸옥시)-4-피페리디닐)에스테르, 1,1-디메틸에틸하이드로퍼옥사이드 및 옥탄의 반응 생성물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 화합물인 것을 특징으로 하는 방충 도료.
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