KR100814285B1 - 수용성 고분자 필름으로 포장한 액상 세탁 세제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 일반 유수 액상 세탁용 세제가 아닌 수용성 필름으로 포장 가능한 액상 세탁용 세제를 제조한 후 수용성 고분자 필름에 밀봉 포장하여 형성되는 세탁용 세제에 관한 것으로서, 별도의 계량이 필요 없이 세탁물 용량에 맞추어 봉지째 투여하면 필름이 녹아 그 내부에 포장되었던 세탁용 세제가 배출되도록 하는 세제에 관한 것이다.

세제, 액상 세제, 계면활성제, 항균, 수용성 고분자 필름

Description

수용성 고분자 필름으로 포장한 액상 세탁 세제{A Liquid Phase Detergent packed with Water-Soluble Film}

도 1은 본 발명의 수용성 고분자 필름으로 포장한 액상 세탁 세제 사진이다.

도 2는 종래 기술에 의한 수용성 고분자 필름 포장 액상 세탁 세제에 일정량(7%) 이상의 수분이 함유되었을 때의 사진이다.

본 발명은 종래의 일반 유수 액상 세탁용 세제가 아닌 액상 세탁용 세제를 제조한 후 수용성 고분자 필름에 밀봉 포장하여 형성되는 세탁용 세제에 관한 것으로서, 별도의 계량이 필요 없이 세탁물 용량에 맞추어 봉지째 투여하면 필름이 녹아 그 내부에 포장되었던 세탁용 세제가 배출되도록 하는 세제에 관한 것이다.

종래의 통상적인 세탁용 세제는 액상 또는 입상(분말)형이 대부분이다. 그러나, 액상 또는 입상(또는 분말)형 세제의 경우, 세척시 계량컵과 같은 계량용기를 사용하여 정량계량하여야 하므로 불편하였다. 특히, 액상 세제의 경우, 계량용기로 계량하여 세탁기에 세제를 투입한 후에도 세제가 계량용기에 잔류하게 되므로 정량계량이 어려울 뿐 아니라, 계량시 용기 외벽을 통하여 세제가 흘러내리는 등 사용상 불편한 문제점이 있다. 분말 세제는 계량용기로 계량시 필요 이상으로 과량계량되어 세제를 과도하게 사용하게 됨으로써 세제에 의한 환경오염을 증대시킬 우려가 있고, 정량 이하로 계량되는 경우 충분한 세척력을 발휘하지 못하는 문제점이 있고, 계량이나 투입과정에서 분말이 날려 세제가 호흡을 통하여 직접 체내에 흡입되어 인체에 좋지 않은 영향을 주었다.

세제 제조자들은 세제 계량의 불편함과 세제의 분말 날림을 해결하기 위해, 많은 노력을 기울여 왔으나 만족한 만한 해결책을 찾지 못하고 있는 실정이다.

상기 문제점을 해결하기 위해 암웨이사는 부직포를 사용하여 일정량의 분말세제를 1회용 포장하여 세탁시 이를 일정수량 세탁기에 투입하여 세탁한 후 이 부직포를 다시 세탁물과 분리하여 수거하는 세제를 시판한 사실이 있고, 또 유니레버사는 상기 암웨이사에서 제조한 정량포장형 세제의 단점인 부직포에의 세제 잔류형상을 개선하기 위해, 부직포의 봉합부분에 물에 쉽게 용해할 수 있는 고분자성 물질을 부착시켜 봉합한 정량포장형 세탁 세제를 개발하였으나, 세탁 후 세탁물과 부직포를 분리 수거하여야 하는 불편함은 여전하였다.

국내 특허공개 92-9971호는 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 카복시메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 하이드록시에틸셀룰로오스, 하이드록 시프로필셀룰로오소, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리아크릴산나트륨, 젤라틴, 카제인, 콜라겐을 1종 또는 2종 이상 혼합된 수용성고분자필름으로 분말세제를 정량적으로 포장하여 이루어진 정량형 패키지 세제가 공개된 바 있으나, 출원인에 의하면 상기 정량형 패키지 세제는 필름의 물에 대한 용해성 및 수분투과성이 만족스럽지 못한 문제점이 있어서, 폴리비닐알콜을 이용하여 만든 필름으로 분말 세제를 정량포장한 세제를 개발하였다(국내 특허 제153116호). 그러나, 상기 특허 제품은 필름에 포장되는 세제가 분말로서, 분말 세제는 세탁이 끝난 이후에도 세탁물 섬유 사이에 일정량 잔류하여 세탁물 건조시 또는 건조가 완료된 의류 세탁물을 착용하는 경우 피부에 지속적으로 좋지 않은 영향을 미치는 것으로 알려지고 있음을 고려할 때 여전히 환경 및 건강상의 문제점을 안고 있는 것이다.

국내 특허공개 제2004-67668호에는 수용성 필름으로 포장된 액체 세정제 및 그 제조방법이 개시되어 있다. 이 기술에서 필름에 포장되는 액체 세정제는 비이온 계면활성제 30-50중량부, 음이온 계면활성제 10-25중량부, 지방산 1-10중량부, 가용화제 5-20중량부, 유기산 1-10중량부, 물 7-13중량부를 포함한다.

그러나, 위 기술은 수용성 필름에 포장되는 액체 세정제의 함수율이 7% 이상이기 때문에 보관시 수용성 필름 포장이 용해될 가능성이 있는 것이다. 시간이 경과하면서 포장 재질이 물러지며, 외부의 충격에 쉽게 터져 내부의 세액이 흘러나온다(도 2).

따라서, 본 발명의 목적은, 세제 계량에 따른 불편함과 세제의 분말 날림을 방지할 수 있는 정량 포장형 세탁용 액상 세제를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 분말 세제에 비하여 수용해성이 좋아 세탁 후 의류 등에 잔류율이 낮은 액상 세제를 수용성 필름으로 밀봉 포장하여 세제 포장재를 수거할 필요가 없는 정량 포장형 액상 세탁용 세제를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명자는 수많은 연구 끝에 수용성 고분자 필름에 밀봉되었을 때 물과 닿지 않은 상태에서 필름이 용해되지 않도록 하기 위하여 무수 액상 세제를 수용성 고분자로 밀봉한 세탁용 세제를 발명하게 되었다. 종래 기술에서 언급한 기존 액상 세제로는 PVA 필름으로 포장할 수 없을 뿐만 아니라 기존 액상 세제 투입시 세액이 묻을 염려가 있었다. 그러나, 본 발명에서는 PVA 필름에 포장할 수 있도록 액체 세제 조성물 중 축합반응에 의하여 생성된 함수율을 7중량% 미만으로 하였다. 최초의 세제 조성물에는 별도로 물을 포함하지 아니하나, 유기 화합물이 함유된 세제 조성물의 특성상 제조 후 축합반응에 의하여 물이 발생한다. 세제 조성물 중 측합반응에 의한 수분이 7중량% 이상인 경우 포장에 사용하는 PVA 필름 규격(필름두께: 60~80㎛)으로는 포장 후, 필름이 용해되어 포장 안정성에 문제가 생길 가능성이 높다. 그리하여 세제의 수분 함량을 7중량% 미만으로 구성하였다. 그리고 기능적인 측면에서 원료 중에 유연 기능이 발휘되는 원료인 에틸렌글리콜류와 0.05에서 0.3중량%의 키토산을 첨가하여 유연 기능을 부여하였다. 따라서 본 발명은 종래 액상 세탁 세제로는 수용성 고분자 필름 포장이 불가하였으나, 고농축 액상 세탁 세제 조성물을 제조하여 수용성 PVA 필름 포장이 가능해졌고, 유연 기능까지 부가된 것이다.

본 발명은 수용성 고분자 필름 포장용 무수 액상 세탁용 세제 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 무수 액상 세탁용 세제 조성물의 축합반응에 의하여 생성되는 함수율이 7중량% 미만, 더욱 바람직하게는 1-5중량%인 것을 특징으로 한다. 세제의 함수율이 7중량% 이상인 경우 수용성 고분자 필름이 용해될 수 있기 때문이다.

또한, 본 발명은 상기 무수 액상 세탁용 세제 조성물이 비이온성 고급 천연알콜계 계면활성제 23-25중량%, 음이온성 직쇄 알킬벤젠계 계면활성제 25-33중량%, 음이온성 알파올레핀계 계면활성제 13-15중량%, 에틸렌글리콜 22-25중량%, 지방산염 9-10중량%로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 무수 액상 세탁용 세제 조성물이 pH 7~9, 점도 350~500cps의 범위의 값을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 무수 액상 세탁용 세제 조성물에 점도조절제, 효소, 향 및 키토산으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 한 가지 이상이 부가되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 액상 세탁용 세제 조성물을 폴리비닐알콜과 같은 수용성 고분자 필름으로 밀봉 포장한 액상 세탁용 세제를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 수용성 고분자 필름의 두께가 60-80㎛인 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 구성을 더욱 자세히 설명한다.

본 발명의 액상 세탁용 세제는 비이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제 및 에틸렌글리콜을 포함하여 구성되며, 이 액상 세제가 수용성 고분자 필름에 개별 포장되어 있어 직접 세탁시 투여하여 세제로 사용할 수 있다.

본 발명의 액상 세탁용 세제 조성물에 있어서 세제 조성물 전체를 100중량%로 보았을 때 비이온성 계면활성제로서 비이온성 고급 천연 알콜계 계면활성제를 23-25중량% 범위에서 사용한다. 좀더 구체적으로는 폴리옥시에틸렌 라우릴에테르를 포함하는 알킬 에톡실레이트 등의 에톡실레이트 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 비이온성 고급 천연 알콜계 계면활성제를 23중량% 미만으로 사용하는 경우 세정력이 저하되고, 25중량%를 초과하는 경우 저온 안정성이 저하된다.

본 발명의 액상 세탁용 세제 조성물에는 또한 음이온계 계면활성제로서 음이온성 직쇄 알킬벤젠계 계면활성제가 25-33중량% 포함된다. 세제에 사용되는 음이온계 직쇄 알킬벤젠계 계면활성제는 모두 사용 가능하나, 직쇄 알킬벤젠술폰산염이 바람직하고, 도데실벤젠술폰산 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 액상 세탁용 세제에 있어서 상기 음이온계 직쇄 알킬벤젠계 계면활성제는 25-33중량%의 범위에서 사용한다. 음이온계 계면활성제가 25중량% 미만이면 기포가 지나치게 적게 발생하여 세정력이 저하되고, 33중량%를 초과하는 경우 기포가 지나치게 많이 발생하여 헹굼이 어렵고, 투여량이 증가하는 만큼 세정력이 비례하여 증가하지 않으므로 비경제적이다.

또한, 음이온성 계면활성제로서 알파올레핀계 계면활성제 13-15중량%도 본 발명의 액상 세탁용 세제 조성물에 포함된다. 바람직하게는 소듐라우릴에테르 술폰산염을 사용한다. 본 발명의 액상 세탁용 세제 조성물에 함유되는 음이온성 알파올레핀계 계면활성제의 양은 13-15중량% 범위이다. 13중량% 미만인 경우 세정력에 영향을 줄 수 있으며, 15중량%를 초과하는 경우 기포가 상당량 발생할 우려가 있다.

또한, 본 발명의 액상 세탁용 세제 조성물에는 지방산이 포함된다. 지방산은 소포제로서의 기능을 수행한다. 본 발명에서 지방산으로는 통상 세제 조성물로 사용되는 지방산이면 제한이 없으나, 카프릭산, 라우릭산, 코코넛오일, 미리스틱산과 같은 지방산이 바람직하며, 탄소수 8-18 정도의 포화지방산이 바람직하다. 지방산 은 9-10중량% 범위에서 사용 가능하다. 지방산 함량이 9중량% 미만인 경우 거품 억제력이 저하되고, 10중량%를 초과하는 경우 세정력이 감소하고 성상의 외관이 바람직하지 못하다.

또, 본 발명의 액상 세탁용 세제 조성물에는 가용화제로서 에틸렌글리콜이 22-25중량% 포함된다. 에틸렌글리콜은 가용화제로서의 기능뿐만 아니라 세탁물 유연제로서의 기능도 수행한다. 구체적으로는 모노에틸렌글리콜,디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 헥실렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등을 사용할 수 있으나, 분자량이 낮은 경우 수용성 고분자 필름이 용해될 우려가 있으므로 평균 분자량 300 이상의 폴리에틸렌글리콜이 바람직하다. 상기 에틸렌글리콜의 함량은 22-25중량%로서, 22중량% 미만인 경우 세제 성분들이 충분히 용해되지 않으며, 25중량%를 초과하는 경우 경제적이지 못하다.

본 발명의 액상 세탁용 세제 조성물에는 세정 효과를 높이기 위하여 미량의 효소 즉 단백질 분해효소, 지방 분해효소 제제 등을 부가할 수 있다. 또한, 본 발명의 세제 조성물에는 당 분야에서 잘 알려진 점도 조절제를 부가할 수 있다.

본 발명의 액상 세탁용 세제 조성물에는 항균 효과가 알려진 키토산을 약간 부가할 수 있는데, 상기 세제 조성물 100중량부 대비 0.05-0.3중량% 범위에서 부가하면 세제의 성상이나 점도 등에 영향을 미치지 않고 항균 효과와 유연 효과를 높여준다.

뿐만 아니라, 본 발명의 액상 세탁용 세제 조성물에는 본 발명이 속하는 분야에서 널리 알려진 향 및 기타 첨가물을 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 부가할 수 있다.

본 발명은 포장용 수용성 고분자 필름으로서 폴리비닐알콜(PolyVinyl Alcohol; 이하 "PVA"와 혼용함) 필름으로 포장할 수 있는 액상 세탁용 세제 조성물 및 수용성 고분자 필름으로 포장된 액상 세탁용 세제에 관한 것으로서, 액상 세탁용 세제 조성물에 축합반응에 의하여 생성된 물이 7중량% 미만, 바람직하게는 함수율 1~5중량% 상태의 조성비를 유지한 상태에서, 수용성 고분자필름에 팩 상태의 낱개포장이 가능하도록 세제의 성분을 구성한 것이다. 수용성 고분자필름은 수용성 폴리비닐알콜류 필름이며, 이 수용성 고분자필름으로 포장된 팩 제품은 세탁시 봉투째 들어가 세탁물이 물과 함께 투여되면 물에 녹은 후, 내용물이 터져나와 세탁물과 함께 뒤섞여 세탁이 진행되는 것이다. 그리하여 소비자에게 사용의 편리성을 부여하고 세제 과다 사용을 막을 수 있는 제품이라 하겠다. 그러므로 세액의 조성비 중에서 물의 함유량이 많은 원료를 사용하거나 원료 중 물이 일정량 이상 함유되면 PVA 필름이 용해되어 포장하는 것이 어려워진다. 시중에 판매되고 있는 일반 액상 세탁용 세제의 경우 함수율이 30~60중량% 가량 되어서 수용성 고분자필름에 포장할 수가 없다.

또한 본 무수 액상 세탁용 세제는 일반 분말 세탁용 세제가 가지는 세척력 등의 특성의 저하 없이 세제의 구성비를 유지하는 것이다. 또한 세척력의 증대뿐만 아니라 키토산을 첨가하여 항균력을 강화한 것이 특징이며 기존 세제의 경우 세탁 중에 유연제를 첨가하여 유연 기능을 유지하였으나, 본 발명은 유연제를 세탁 중에 별도로 넣는 불편함을 개선하여 유연 기능이 있는 원료를 세제에 첨가하여 구성하였다.

본 발명에서는 먼저 수용성 고분자 필름에 포장할 수 있도록 액상 세탁용 세제 조성물을 제조한다. 수용성 필름에 포장할 액상 세제 조성물은 함수율이 낮아야 하므로 자연스럽게 세제의 주성분인 계면활성제의 함량이 60~70중량% 정도로 높아지기 때문에 고농축 세제이다. 이와 같이, 계면활성제의 조성비가 다른 세제류에 비해 배 이상 높기 때문에 세탁시 발생하는 거품을 소포제만으로 제어하는데 상당한 어려움이 있다. 따라서 본 발명의 세제 조성물은 각종 계면활성제들의 특성을 고려하여 거품 발생을 최소화하도록 조성비를 조절하였으며, 여기에 대한 조성비는 표 1에 나타내었다. 그리고, 계면활성제에 가용제를 22~25중량% 넣고, 점도조절제 0.5중량%, 각종 조제 2~3중량%를 넣어 액상 세제 조성물을 구성하였다. 이와 같이 구성된 액상 세제를 수용성 고분자 필름에 포장하면 안정된 포장팩을 형성할 수 있으며 시간에 따라서 내구성도 1년 이상 오랫동안 유지됨을 확인할 수 있었다. 그리고, 유연 효과, 항균 효과를 발휘하기 위해서 에틸렌글리콜류, 키토산 등의 첨가제를 부가할 수 있다. 항균기능이 있는 키토산은 액상 세제의 성상에 영향이 미치지 않도록 미량 첨가하였으며, 키토산의 경우 양이온성을 띠므로 침전물이 발생하여 미량 추가함(0.1~0.5중량%)과 동시에 착화합물 형성을 막기 위해 EDTA를 첨가하여 침전을 방지하고 골고루 분산시켰다.

본 발명에 따른 실시예를 설명하면 다음과 같다.

<실시예 1>

표 1에서 보는 바와 같이 실시예 1과 같은 세제 원료 구성비로 무수 액상 세제를 제조하였으며, 이 세제를 위에 언급한 항목에 따라 시험하였다. 먼저, 제조 공정은 다음과 같다. 계면활성제 중에서 직쇄 알킬벤젠계(음이온) 계면활성제로서 직쇄 알킬 벤젠 술폰산염을 25~33중량% 넣고, 고급 천연알콜계 (비이온) 계면활성제로서 알콜 폴리옥시에틸렌 에테르를 23~25중량%, 이어서 가용제로 사용한 에틸렌글리콜류를 22~25중량% 넣고 교반시키면서 60~90℃로 승온시켰다. 아민계 촉매를 미량 넣은 후, 알파올레핀계(음이온) 계면활성제로서 알파올레핀 술폰산염 13~15중량%를 가하였다. 한 시간 정도 반응시킨 후, 온도를 다시 실온으로 냉각시켰다. 실온으로 냉각된 후, 점도조절제 0.5중량%, 그 외 조제들과 그리고 키토산 0.05~0.3중량%를 부가하였다. 그리고, 이렇게 구성된 세제 조성물의 pH는 7~9 정도가 되도 록 중성 내지 약알카리 타입으로 조절하였다. 이 액상 세제의 각 성분의 비를 아래 표 1에 나타내었다.

성 분	조성비1(중량%)	조성비2 (중량%)	조성비3 (중량%)
	실시예	비교예1	비교예2
고급천연알콜계(비이온): 알콜폴리옥시에틸렌 에테르	24%	18%	30%
직쇄알킬벤젠계(음이온) : 직쇄알킬벤젠술푼산염	30%	37%	24%
알파올레핀계(음이온) : 알파올레핀술폰산염	13%	11%	19%
가용제(에틸렌글리콜류)	22%	20%	20%
지방산염(비누분)	9%	12%	5%
효 소	0.6%	0.5%	0.5%
점도조절제	0.5%	0.5%	0.5%
키토산	0.2%	0.1%	0.3%
향 및 기타	0.7%	0.9%	0.7%

먼저 무수 액상 세탁용 세제의 각종 구성비를 수용성 고분자 필름에 포장하기에 앞서 세제로서의 기본 효능을 시험하였다. 기본 효능이라 함은 세척력, 거품 발생 억제력(소포력), 생분해도, 항균력 등을 말하는 것으로, 이와 같은 항목을 만족한 이후에 수용성 고분자 필름에 포장함을 원칙으로 하였다.

<실험예 1: 거품 발생 억제력 시험>

KS M2709 방법에 준해서 위의 조성비와 같은 세제들을 샘플링하여 일정 크기의 병에 0.1%(1g/ℓ)의 농도로 각각 준비한 후 세이커로 일정 시간 교반한 후, 발생하는 거품의 양을 높이로 측정하고 이 거품들이 소멸되는 시간으로 거품 발생 억제력 시험을 행하였다. 표 1의 실시예 1이 비교예 1과 비교예 2보다 거품이 현저히 잘 제어되었다. 표 2, 표 3에 결과를 나타내었다.

	실시예1	비교예1	비교예2
거품높이(mm)	12	20	29
소포시간(sec.)	10초 이내	17초 내외	25초 내외

	실시예1	비교예1	비교예2
거품높이(mm)	◎	△	×
소포시간(sec.)

◎: 우수, △: 보통, ×: 미흡

<실시예 2>

위의 표 1의 조성비로 제조한 액상 세제를 수용성 고분자 필름 즉, 폴리비닐알콜에 글리세린과 소량의 가소제, 물로 구성된 용액을 얇게 도포하여 연속건조시켜 롤링한 필름이며, 밀도는 1.2~1.3g/㎤, 분자량은 1000~1500의 값을 갖는 필름을 사용하였다. 이 수용성 폴리비닐알콜 필름으로 포장한 제품을 도 1의 사진으로 나타내었다.

본 발명에 의하여 제조된 액상 세제 조성물은 기존의 유수 액상 세제와는 달리 수용성 고분자 필름에 포장할 수 있으며 포장 안정성이 높아졌고 거품 발생 억제력이 우수하다. 또한, 수용성 폴리비닐알콜 필름으로 포장된 제품은 세탁시 세탁물과 함께 세탁 중에 물에 녹아 물과 함께 쉽게 용해되는 강점이 있어 잔류세제 문제가 없다. 그리고, 세제 구성원료 중에 에틸렌글리콜 류와 키토산이 함유되어 있어 별도의 유연제 투여 없이도 유연효과를 얻을 수 있는 장점이 있다. 또한, 원료 중에 키토산이 항균기능을 강화하는 효과가 있다. 그러므로 본 발명은 소비자들에게 사용의 편리성을 제공함과 동시에 잔류 세제의 걱정이 없는 세제를 제공한다.

Claims (6)

1. 비이온성 고급 천연알콜계 계면활성제 23-25중량%, 음이온성 직쇄 알킬벤젠계 계면활성제 25-33중량%, 음이온성 알파올레핀계 계면활성제 13-15중량%, 에틸렌글리콜 22-25중량%, 지방산염 9-10중량%로 구성된 것을 특징으로 하는, 수용성 고분자 필름 포장용 액상 세탁용 세제.
2. 제1항에 있어서, 상기 조성으로부터 축합반응에 의하여 생성된 함수율은 7중량% 미만인 것을 특징으로 하는, 수용성 고분자 필름 포장용 액상 세탁용 세제.
3. 제1항에 있어서, 상기 세제의 pH는 7-9인 것을 특징으로 하는, 수용성 고분자 필름 포장용 액상 세탁용 세제.
4. 제1항에 있어서, 상기 세제의 점도는 포장 가능한 350~500cps 범위의 값을 갖는 것을 특징으로 하는, 수용성 고분자 필름 포장용 액상 세탁용 세제.
5. 제1항에 있어서, 상기 세제에는 점도조절제, 효소, 향 및 키토산으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 한 가지 이상이 부가되는 것을 특징으로 하는, 수용성 고분자 필름 포장용 액상 세탁용 세제.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 액상 세탁용 세제를 함유하고, 60-80㎛ 두께의 수용성 폴리비닐알콜 필름에 포장된 것을 특징으로 하는, 수용성 고분자 필름에 포장된 액상 세탁용 세제.

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