KR100596656B1

KR100596656B1 - 스틱형 부분 효소세척제 조성물

Info

Publication number: KR100596656B1
Application number: KR1019990030432A
Authority: KR
Inventors: 김동규; 주경식; 박찬준; 김재만
Original assignee: 씨제이라이온 주식회사
Priority date: 1999-07-26
Filing date: 1999-07-26
Publication date: 2006-08-25
Also published as: KR20010011188A

Abstract

본 발명은 세탁주기의 전단계에 의류의 오염부분에 직접 발라서 사용하는 스틱형 부분 효소세척제 조성물에 관한 것으로, 음이온성 계면활성제 1 내지 20 중량%, 비이온성 계면활성제 10 내지 40 중량%, 지방산염 1 내지 10 중량%, 수용성 무기빌더 1 내지 10 중량% 및 아크릴산과 말레인산염의 공중합체 1 내지 5 중량%, 가용화제 1 내지 40 중량%, 효소 0.01 내지 2 중량%, pH 완충제 0.1 내지 2 중량% 및 잔여량의 물로 이루어진 것을 특징으로 하여 스틱형으로서 알맞은 경도와 적하점을 갖는다.

Description

스틱형 부분 효소세척제 조성물 {A stick-type spot cleaning enzyme composition}

본 발명은 부분 효소세척제 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 음이온성 및 비이온성 계면활성제를 주성분으로 하고 수용성 무기빌더 및 아크릴산과 말레인산염의 공중합체를 함유한 스틱형 부분 효소세척제 조성물에 관한 것이다.

현재 시중에 발매되고 있는 세탁전 전처리제로서 부분 세척제의 제형은 다양하게 상품화되어 있다. 문방구에서 판매되는 풀과 같은 스펀지가 부착되어 의류의 특정부위에 칠할 수 있도록 고안된 것, 솔이 부착되어 있는 형, 가스 압축식 스프레이, 펌프 스프레이형 등 여러 가지 형태가 나와있다. 본 발명에서는 이중에서 특히 립스틱과 같은 스틱 형태로서 의류에 직접 발라 사용하기에 편리한 제형에 관한 것이다. 이러한 스틱형 부분 세척제에서 고려하여야 할 중요한 것으로서는 제품 물성에 있어서 제품 사용시 용기형태에 알맞은 경도를 가지며 유통 중의 고온 조건에서 제형을 유지 보존할 수 있는 적하점을 가져야 한다. 이러한 목적에 적합한 경도(hardness)는 페네트로미터(penetrometer)로 측정시 45 내지 60(1/10mm)이며 적하점(dropping point)의 경우 40 내지 70℃의 범위 내이어야 한다.

이러한 문제점들을 해결하기 위해 이제까지 스틱형 부분 세척제에 관한 많은 연구가 이루어져 왔다. 특히 유럽특허 제0205999호는 적합한 경도와 적하점을 갖기 위해 스테아린산과 각종 염들을 혼합한 처방을 교시하고 있고, 미국특허 제5384060호에서는 Na₂HCO₃를 사용하여 효소에 대한 안정성과 적절한 물성을 가질 수 있는 제품을 기술하고 있다. 하지만, 상기의 특허들은 공히 스테아린산을 주재료로 사용한 것으로서 이는 세척력에 크게 도움이 되지 않는 성분이며 단지 제품 물성을 스틱형태로 만들기 위한 주재료로 사용한 것이다.

본 발명자들은 사용 및 유통에 적합한 경도와 적하점의 물성을 가지며 또한 부분적으로 찌든 오염에 우수한 세척력을 발휘하는 스틱형 부분 효소세척제를 개발하고자 오랜 기간동안 연구를 해왔으며 그 결과 음이온성 및 비이온성 계면활성제에 적절한 비율로 수용성 무기빌더와 아크릴산과 말레인산염의 공중합체를 혼합함으로써 상기 물성과 세척효과를 보유한 효소세척제 조성물을 개발하였다.

본 발명은 음이온성 계면활성제 1 내지 20 중량%, 비이온성 계면활성제 10 내지 40 중량%, 지방산염 1 내지 10 중량%, 수용성 무기빌더 1 내지 10 중량% 및 아크릴산과 말레인산염의 공중합체 1 내지 5 중량%, 가용화제 1 내지 40 중량%, 효소 0.01 내지 2 중량%, pH 완충제 0.1 내지 2 중량% 및 잔여량의 물로 이루어진 것을 특징으로 하는 스틱형 부분 효소세척제 조성물을 제공한다.

본 발명의 세제조성물에 이용하는 비이온성 계면활성제로는 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 슈가지방산에스테르, 솔비탈지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌솔비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌지방산에스테르 및 지방산알카놀아미드가 바람직하다. 특히, 하기 화학식(Ⅰ)의 폴리옥시에틸렌알킬에테르를 사용하는 것이 좋다:

RO(CH₂CH₂O)nH (Ⅰ)

상기식에서, R은 6 내지 22개의 탄소원자를 가지는 알킬기이고, n은 5 내지 25의 정수이다. 폴리옥시에틸렌알킬에테르의 알킬기는 분기형이나 직쇄형이 좋지만 생분해성이라는 관점에서 볼때 직쇄형이 보다 바람직하다.

본 발명에 사용하는 비이온성 계면활성제는 세제조성물중 10 내지 40 중량%이다. 하지만 보다 바람직하게는 15 내지 30 중량%이다.

본 발명에서 사용되는 음이온성 계면활성제로서는 탄소 12 내지 24개를 가진 올레핀설포네이트가 적합하며, 여기에서 올레핀설포네이트란 알파올레핀을 무수황산으로 황산화반응을 시킨 후, 중화반응 및 황산화반응에서 생성되는 설톤을 강알카리로 가수분해시켜 얻어지는 히드록시알칸설포네이트를 포함하는 화합물을 의미한다.

올레핀설포네이트의 원료인 알파올레핀은 탄소수 12 내지 24, 바람직하게는 탄소수 14 내지 18의 모노올레핀이며, 직쇄사슬올레핀이 좋다. 예를 들면, 1-도데칸, 1-테트라데칸, 1-헥사데칸, 1-옥타데칸 등이 있다. 올레핀설포네이트에는 알켄설포네이트와 히드록시알칸설포네이트 외에도 알켄 디설포네이트와 같은 물질이 반응 조건이나 원료인 올레핀의 종류에 따라 소량 포함되며 본 발명에 이용하는 알파올레핀설포네이트는 세제조성물 중 1 내지 20 중량%이고 보다 바람직하게는 5 내지 15 중량%이다.

본 발명의 세제조성물에 이용되는 지방산염으로서는 탄소수 6 내지 22의 포화 또는 불포화 지방산 하나 이상과 나트륨, 칼륨, 모노에탄올 아민 및 디에탄올 아민 중에서 선택된 하나 이상의 염이 바람직하며, 그 중에서도 특히 나트륨 또는 칼륨염이 바람직하다. 지방산염은 지방산과 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 모노에탄올 아민, 디에탄올 아민 등의 알칼리성 물질과의 중화반응에 의해 얻어지지만, 이들 알칼리 물질과 천연유지 등의 지방산 에스테르와의 비누화 반응에 의해서도 얻을 수가 있다. 이때 사용되는 유지로는 우지, 양지, 돈지, 어유, 팜유, 팜핵유, 야자유, 평지유, 대두유, 해바라기유 등의 천연유지 또는 이 유지를 탈산, 탈색, 경화 등의 방법으로 조제한 유지를 들 수 있다. 또는 지방산으로서는 상기의 유지를 가수분해하여 얻어진 지방산이나, 이 지방산을 증류, 분별, 경화 등의 방법에 의하여 조제한 것을 사용할 수 있다.

본 발명에서 이용하는 지방산염은 세제조성물 중 1 내지 10중량%이고 3 내지 8중량%가 보다 바람직하다. 지방산염은 세정제로서의 효과와 경도를 높이는 효과를 준다.

본 발명에서 사용되는 음이온성 계면활성제와 비이온성 계면활성제의 전체 함량은 조성물의 5 내지 50 중량%이고 바람직하게는 15 내지 40 중량%이다. 계면활성제의 총 함량이 5 중량% 이하인 경우는 충분한 세척력을 기대하기 어렵고, 또한 50 중량% 이상의 과량일 때는 조성물이 불안정해지므로 바람직하지 않다.

본 발명의 세제조성물에 이용하는 수용성 무기빌더로서는 규산염, 탄산염, 중탄산염, 황산염, 아황산염, 붕산염, 인산염 등을 들 수 있다. 환경에 대한 부하나 세정성을 고려하면 규산 나트륨이나 탄산나트륨 등의 규산염이나 탄산염이 바람직하다. 이 수용성 무기빌더는 단독으로 사용할 수도 있지만 결정성 규산염과 탄산 염을 혼합하는 것이 좋다. 규산염의 경우 특히 구조식이 δ-Na₂Si₂O₅로 표시되는 결정성 규산 나트륨이 좋다. 이는 수용성 실리케이트로 제올라이트가 가지고 있는 경수연화 및 세척력을 향상하는 알카리 보조제로서의 효과를 가지고 있으며, 또한 수용성으로서 제올라이트가 물에 불용으로서 세탁 후 하천에 침적될 수 있으나 상기 물질은 물에 녹아서 환경에도 친화적이다.

결정성 규산나트륨의 합성법은 영국특허 제4664839호 공보에 개시되어 있으며, 무정형 나트륨 규산염을 200℃ 내지 1000℃로 가열하여서 얻어진다. 또한 결정성 규산염은 예컨대 훽스트(HOECHST) 사에서 SKS-6의 상품명으로 시판되고 있으며, 공업적으로 입수도 가능하다. 본 발명에서 사용하는 결정성 규산염의 바람직한 평균 입경은 150 내지 700㎛이며, 보다 바람직하게는 10 내지 500㎛이고, 더욱 바람직하게는 10 내지 300㎛이다. 본 발명에 사용되는 수용성 무기빌더는 세제조성물 중 1 내지 10 중량%이고 보다 바람직하게는 2 내지 8 중량%이다.

본 발명에 사용되는 공중합체는 하기 화학식(II), (III) 또는 (IV)로 표시된다:

상기식에서

R1 및 R2는 독립적으로 수소 또는 메틸기이고,

R3는 1 내지 6개의 탄소수를 갖는 알킬기이며,

M은 알카리금속, 모노에탄올아민, 디에탄올아민 또는 트리에탄올아민이고,

m:n은 몰비로 1:9 내지 8:2이다.

화학식(II)의 공중합체는 점도가 180 내지 520cps (25℃, BM형 점도계 No.3, 60rpm)이고 비중은 1.29 내지 1.315(25℃)이며 평균분자량은 10,000 내지 30,000이며 더욱 바람직하게는 15,000 내지 25,000을 갖는다. 화학식(III) 또는 화학식(IV)의 공중합체에서 n:m의 바람직한 몰비는 4:6 내지 5:5의 비율이고, 각 공중합체의 평균분자량은 100,000 이상이 되어야 하며 더욱 바람직하게는 200,000 이상이 되는 것이 좋다.

본 발명에 사용되는 공중합체는 세제조성물 중 1 내지 5 중량%이다.

가용화제로는 에탄올, 톨루엔황산나트륨 또는 프로필렌글리콜 등이 사용되며 1 내지 40 중량%를 함유할 수 있다.

효소로서는 프로테아제, 리파아제, 아밀라아제, 셀룰라아제 등을 이용할 수 있고, 공업적으로는 예컨대 NOVO사의 ALKALASE, ESPERASE, SAVINASE 등을 사용할 수 있다. 분진의 발생을 방지하고, 저장 안정성을 높이기 위하여 불활성물질로 표면처리를 한 효소가 특히 바람직하다. 효소의 적당한 첨가량은 세제조성물 중 0.01 내지 2 중량%이며, 보다 바람직하게는 0.1 내지 1 중량%이다. 효소의 경우에 있어서는 안정성에 필요한 적합한 pH범위가 존재하며, 이 범위를 벗어날 때에는 안정성이 크게 떨어진다. 바람직한 pH범위는 7.5 내지 9.5이며, 이 범위에 유용한 pH완충제로는 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 붕산 등이 사용되며, 0.1 내지 2 중량%를 함유한다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 예시한다.

실시예 1

본 발명에 따라 수용성 무기빌더의 함량을 달리하여 세정제 조성물을 조제한 후 그 경도 및 적하점을 평가하였다.

수용성 무기빌더 함량 변화에 따른 물성변화

성 분¹⁾	조제 A (중량%)	조제 B (중량%)	조제 C (중량%)	조제 D (중량%)
알파 올레핀 술폰산염	10	10	10	10
지방산염	5	5	5	6
폴리옥시에틸렌알킬에테르(9EO)	20	20	20	20
공중합체	3	3	3	3
결정성 규산나트륨	-	5.0	10.0	15.0
에틸렌 디아민 테트라아세트산염	3	3	3	3
프로필렌글리콜	20	20	20	20
붕산	0.5	0.5	0.5	0.5
효소	0.8	0.8	0.8	0.8
물	100중량%의 잔여량	100중량%의 잔여량	100중량%의 잔여량	100중량%의 잔여량
경도(1/10㎜)	38	53	61	70
적하점(℃)	35	55	68	75

주: 1) 지방산염은 무궁화유지(주)제의 0호 우지지방산의 나트륨염, 폴리옥시에틸렌알킬에테르(9EO)는 동남합성(주)제의 LA-9, 결정성 규산나트륨은 훽스트사제 SKS-6, 공중합체는 바스프사의 CP-5, 효소는 NOVO사제의 ALKALASE 2.5L이다.

상기 결과에서 볼 수 있듯이 수용성 무기빌더인 결정성 규산나트륨을 첨가함으로써 스틱형 부분세척제로서 알맞은 경도와 적하점을 얻을 수 있다.

상기 조제 A 내지 D를 다음의 평가방법으로 세정력을 측정하였으며 그 결과는 하기 표2에 나타낸 바와 같다.

세정력 평가

방법: 기존에 출시된 스펀지형태의 부분세척제 1종과 처방제품 4종의 세정력 비교

세탁기계: Terg-o-Tometer(한국과학기술(제))

세탁조건: 회전수(120rpm), 온도(25℃), 세탁시간(10분), 헹굼(3분, 2회)

세정수: 수돗물(경도: 53rpm)

세제농도: 1.0Gr/1

오염포: EMPA-104, JIS 오염포

평가: 시판 액체 농축세제의 세정력 평균값을 100으로 하여

상기 조제품을 상대 비교함.

세정력 평가 결과

구 분	액체세제 평균	조제 A	조제 B	조제 C	조제 D
EMPA-104	100	82	103	104	103
JIS 오염포	100	87	106	105	102

상기 조제품 중에서 수용성 무기빌더인 결정성 규산나트륨이 5 내지 10 중량% 첨가한 제품이 기존 액체세제 대비 세정력에서 우수하게 나타났다. 그러나 결정성 규산나트륨을 10중량% 이상 사용한 경우 세척력을 증가시키는 효과는 거의 없으며 오히려 저해하는 결과를 나타내었다.

실시예 2

본 발명에 따른 공중합체의 함량을 달리하여 세정제 조성물을 조제하고 적하점과 경도를 평가하였다.

공중합체 함량변화에 따른 물성변화

성 분¹⁾	조제 A (중량%)	조제 B (중량%)	조제 C (중량%)	조제 D (중량%)	조제 D (중량%)
알파 올레핀 술폰산염	10	10	10	10	10
지방산염	5	5	5	5	5
폴리옥시에틸렌알킬에테르(9EO)	20	20	20	20	20
공중합체	-	2	4	6	8
탄산나트륨	5	5	5	5	5
에틸렌 디아민 테트라아세트산염	3	3	3	3	3
프로필렌글리콜	20	20	20	20	20
붕산	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
효소	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8
물	100중량%의잔여량	100중량%의잔여량	100중량%의잔여량	100중량%의잔여량	100중량%의잔여량
경도(1/10㎜)	75	55	50	-
적하점(℃)	80	58	47	25	5

주: 1) 지방산염은 무궁화유지(주)제의 0호 우지지방산의 나트륨염, 폴리옥시에틸렌알킬에테르(9EO)는 동남합성(주)제의 LA-9, 공중합체는 바스프사의 CP-5, 효소는 NOVO사제의 ALKALASE 2.5L이다.

상기 결과에서 볼 수 있듯이 본 발명의 공중합체를 1 내지 5중량% 첨가함으로써 적절한 적하점과 경도를 갖는 우수한 스틱형 부분세척제를 얻을 수 있었다.

본 발명에 따라 음이온 계면활성제와 비이온 계면활성제를 함유하면서 수용성 빌더와 아크릴산과 말레인산염의 공중합체를 일정비율 혼합함으로써 제조된 본 발명의 스틱형 부분 세척제는 적합한 적하점과 경도의 물성을 가지며 또한 찌든 오염에 탁월한 세척효과를 제공하므로 매우 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

Claims

스틱형 부분 효소세척제 조성물에 있어서, 음이온성 계면활성제 1 내지 20 중량%, 비이온성 계면활성제 10 내지 40 중량%, 지방산염 1 내지 10 중량%, 수용성 무기빌더 1 내지 10 중량% 및 아크릴산과 말레인산염의 공중합체 1 내지 5 중량%, 가용화제 1 내지 40 중량%, 효소 0.01 내지 2 중량%, pH 완충제 0.1 내지 2 중량% 및 잔여량의 물로 이루어진 조성물.
제1항에 있어서, 수용성 무기빌더가 규산염, 탄산염, 중탄산염, 황산염, 아황산염, 붕산염 또는 인산염인 조성물.
제2항에 있어서, 수용성 무기빌더가 결정성 규산염과 탄산염의 혼합물인 조성물.
제3항에 있어서, 수용성 무기빌더가 결정성 규산나트륨인 조성물.
제1항에 있어서, 공중합체가 화기 화학식(II), (III) 또는 (IV)로 표시되는 아크릴산과 말레인산염의 공중합체인 조성물:

상기식에서

R1 및 R2는 독립적으로 수소 또는 메틸기이고,

R3는 1 내지 6개의 탄소수를 갖는 알킬기이며,

M은 알카리금속, 모노에탄올아민, 디에탄올아민 또는 트리에탄올아민이고,

m:n은 몰비로 1:9 내지 8:2이다.
제1항에 있어서, 음이온성 계면활성제가 탄소 12 내지 24개를 가진 올레핀설포네이트인 조성물.
제6항에 있어서, 음이온성 계면활성제가 탄소 14 내지 18개를 가진 직쇄사슬 모노올레핀설포네이트인 조성물.
제1항에 있어서, 비이온성 계면활성제가 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 슈가지방산에스테르, 솔비탈지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌솔비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌지방산에스테르, 지방산알카놀아미드인 조성물.
제8항에 있어서, 비이온성 계면활성제가 하기 화학식(I)로 표시되는 폴리옥시에틸렌알킬에테르인 조성물:

RO(CH₂CH₂O)nH (I)

상기식에서, R은 6 내지 22개의 탄소원자를 갖는 알킬이고 n은 5 내지 25의 정수이다.
제1항에 있어서, 지방산염이 지방산과 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 모노에탄올아민 또는 디에탄올아민과의 중화반응에 의해 생성된 것 또는 지방산에스테르와 수산화칼륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 모노에탄올아민 또는 디에탄올아민과의 비누화반응에 의해 생성된 것인 조성물.
제10항에 있어서, 지방산에스테르가 천연유지인 조성물.