KR100860602B1 - 주방용 액체 세제 조성물 - Google Patents

주방용 액체 세제 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주방용 액체 세제 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 특정 글리세린 지방산 에스테르를 포함하고, 여기에 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 및 양쪽성 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상이 일정 농도로 혼합된 계면활성제 시스템을 포함하는 주방용 액체 세제 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 주방용 액체 세제 조성물은 상기 글리세린 지방산 에스테르를 도입하여 오염제거능이 우수하고, 피부에 대한 자극이 적으며, 생분해도가 우수한 불투명한 주방용 액체 세제 조성물을 제공한다.
글리세린 지방산 에스테르, 비이온성 계면활성제, 오염제거력, 생분해도, 피부자극, 불투명화제

Description

주방용 액체 세제 조성물 {COMPOSITION OF DISHWASHING DETERGENT}
본 발명은 생분해성이 우수하고 피부에 대한 자극이 적고 오염제거능이 우수한 불투명 주방용 액체 세제 조성물에 관한 것이다.
일반적으로, 주방 세제 또는 샴푸와 같이 많은 수의 계면활성제를 포함하고 있는 가정용 액상 제품들은 보관시 투명한 것과, 진주광택 효과가 보이는 제품, 그리고 진주광택효과가 없는 불투명한 제품 군으로 나눌 수 있다.
투명한 제품이 아닌 경우에는 일반적으로, 예컨대, 베헨산(behebic acid), 또는 진주박이나 진주 광택화제 등과, 폴리에톡시에탄올의 고급 지방산 에스테르, 야자유 지방산 알카놀 아미드, 및 라우릴 에테르 젖산 나트륨 등의 다양한 불투명화제를 사용한다.
그러나, 진주광택효과가 없는 불투명한 제품을 제조하는 경우에는 불투명화제 또한 다양한 요구 조건을 만족해야만 한다. 예를 들면, 가능한 저장비용을 줄이고 유동학적으로 만족시키기 위해서는 고형분의 함량을 낮춰야 한다. 게다가 특히 중요한 것은 분산입자를 매우 작게 하여 점진적인 침강을 막아야 한다는 것이다. 또한, 진주광택의 효과가 적으면서 불투명이 형성되어야 한다.
일반적으로, 진주광택이 적은 불투명화제로는 탄소수 16~18의 알킬 글리콜 지방산 에스테르, 왁스 에스테르, 히드록 트리 글리세라이드, 포화 지방산 알코올과 탄소수 16~18의 지방산 화합물과 파라핀 왁스에 에틸렌 옥사이드가 부가한 것들이다. 이 중에서 가장 많이 사용되는 것은 하기의 화학식 4로 표시되는 알킬 글리콜 지방산 에스테르 형태의 불투명화제이며,
[화학식 4]
R7CO-O-(A2)-O-R8
상기 식에서, R7CO는 탄소수가 6 내지 22개까지 포함하는 지방족 아실 라디칼로서 0 또는 1,2,3 이중결합이고, R8는 수소 또는 상기 R7CO와 동일하며, A2는 직쇄상 또는 분지상 탄화수소 사슬기이다.
상기 화학식 4로 표시되는 불투명화제로는 에틸렌 글리콜 에스테르 또는 프로필렌 글리콜 에스테르가 대표적이며, 그것에 관한 기술적 혼합물을 사용한 것으로 알려져 있으며, 이와 관련한 특허로는 미국 특허 제1,985,424호, 제2,016,962호, 및 제2,703,798호 및 국제특허출원공보 제WO92/06984호를 들 수 있고, H. Kelkenberg 씨에 의한 이 주제의 개요는 Tens. Surf. Det. 25, 8 (1988)에서 찾을 수 있다.
그러나, 일반적으로 가장 많이 사용하는 불투명화제인 에틸렌 글리콜 에스테르는 잔존하는 에틸렌 글리콜이 피부에 자극을 주고, 생분해도가 떨어지므로 야채 및 과실과 같은 것을 세척하기에는 적당하지 않다. 또한, 이외에 많이 사용하는 불투명화제 중 스티렌과 아크릴계 중합체 고분자를 함유한 불투명화제 역시 생분해도가 좋지 않아 야채와 과실을 세척하는 데는 적합하지 못하다.
그러므로, 상기한 종래기술보다도 인체안전성, 특히 피부자극성과 생분해도가 우수한 불투명화제를 적절히 조합하여, 인체 및 환경에 무해한 액체 세제 조성물에 대한 개발이 필요한 실정이다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 화학식 1의 글리세린 지방산 에스테르를 불투명화제로 사용하여 음이온성 계면활성제만 사용하였을 때보다 오염제거력, 피부안정성, 생분해도 측면에서 매우 우수한 성능을 나타내는 주방용 액체 세제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여,
a) 하기 화학식 1의 글리세린 지방산 에스테르를 포함하고;
b) 음이온 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 및 비이온 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고;
c) 잔량의 물을 포함하는 주방용 액체 세제 조성물을 제공하며,
[화학식 1]
Figure 112007017650718-pat00001
상기 식에서,
R1, R2, 및 R3는 각각 독립적으로 서로 같거나 다른 것으로, 탄소수 9∼25의 포화 또는 불포화 탄화수소 사슬기, 벤질기, 히드록시 에틸기, 및 에틸렌옥사이드기 또는 프로필렌 옥사이드기의 반복단위가 1~20개인 알킬렌옥사이드기로 이루어진 군으로부터 선택된 것이다.
본 발명은 바람직하게는 a) 상기 화학식 1의 글리세린 지방산 에스테르 0.1 내지 20 중량%, b) 음이온 계면활성제, 양쪽성 계면활성제 또는 비이온 계면활성제에서 선택된 1종 또는 그의 혼합물 0.1 내지 40 중량%, 및 c) 잔량의 물을 포함하는 주방용 세제 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 바람직하게는 a) 상기 화학식 1의 글리세린 지방산 에스테르 0.1 내지 20 중량%, b) 음이온 계면활성제 1 내지 40 중량%와, 양쪽성 계면활성제 및 비이온 계면활성 중에서 선택된 1종 이상 0.1 내지 20 중량%, 및 c) 잔량의 물을 포함하는 주방용 액체 세제 조성물을 제공한다.
좀더 바람직하게는, 본 발명은 i) 상기 화학식 1을 갖는 글리세린 지방산 에스테르 0.1 내지 20 중량%; ii) 알킬벤젠 설포네이트, 올레핀 알킬 설포네이트, 알킬에테르 설페이트, 알킬설페이트, 및 2차 알칸 설포네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 음이온성 계면활성제 1 내지 40 중량%; iii) 비이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 또는 그의 혼합물 0.1 내지 20 중량%; iv) 중량 평균 분자량 100~2000의 폴리에틸렌글리콜, 글리세린, 프로필렌글리콜, 탄소수 1~4의 알칸올, 알킬아릴 설포네이트, 카르복실산 설페이트 또는 설포네이트염, 우레아, 하이드로 카르복실레이트, 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 가용화제 0.1 내지 15 중량%; v) 염, 방부제, 점증제, 효소, 향료, 염료, 유화제, pH 조절제, 및 금속봉집제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제 0.1 내지 5 중량%; 및 iv) 잔량의 물을 포함하는 주방용 액체 세제 조성물을 제공한다.
이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 생분해성이 우수하고 피부에 대한 자극이 적고 오염제거능이 우수한 불투명 주방용 액체 세제 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 화학식 1의 글리세린 지방산 에스테르 및 유도체의 비이온 계면활성제를 함유함으로써 생분해성이 우수하고 피부에 대한 자극이 적으며, 불투명화제로서 우수한 상 안정성을 유지할 수 있도록 하고, 음이온성 계면활성제, 및 양쪽성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 등을 일정 비율로 함께 포함하여 오염제거능을 배가시켜, 주방에서 발생하는 여러 가지 오염물을 세정하는 우수한 성능의 불투명 주방용 액체 세제 조성물을 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 주방용 액체 세제 조성물은 바람직하게는 글리세린 지방산 에스테르 0.1 내지 20 중량%와, 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 및 양쪽성 계 면활성제, 단독 또는 그의 혼합물 0.1 내지 40 중량%, 및 잔량의 물을 포함한다. 이하, 각 성분을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 글리세린 지방산 에스테르는 하기의 화학식 1을 갖는 것으로, 적은 양을 혼합하여도 오염제거능 측면에서도 매우 우수한 성능을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 식품첨가물 공전에 등재되어 있는 화합물로 피부자극성 및 생분해도를 더욱 향상시킬 수 있으며,
[화학식 1]
Figure 112007017650718-pat00002
상기 식에서,
R1, R2, 및 R3는 각각 독립적으로 서로 같거나 다른 것으로, 탄소수 9∼25의 포화 또는 불포화 탄화수소 사슬기, 벤질기, 히드록시 에틸기, 및 에틸렌옥사이드기 또는 프로필렌 옥사이드기의 반복단위가 1~20개인 알킬렌옥사이드기로 이루어진 군으로부터 선택된 것이다.
또한, 상기 화학식 1의 글리세린 지방산 에스테르는 표면장력 및 임계미셀농도(cmc, critical micelle concentration)를 낮출 수 있어 세제 조성물의 오염제거력를 더욱 증가시킨다.
상기 글리세린 지방산 에스테르는 바람직하게는, 상기 화학식 1의 R1, R2, 및 R3 중 두개가 탄소수 9∼25의 포화 또는 불포화 탄화수소 사슬기인 비이온 계면활성제; R1, R2, 및 R3 모두가 탄소수 9∼25의 포화 또는 불포화 탄화수소 사슬기인 비이온 계면활성제; 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 글리세린 지방산 에스테르는 전체 글리세린 지방산 에스테르 100 중량%에 대하여, 상기 화학식 1의 R1, R2, 및 R3 중 두개가 탄소수 9∼25의 포화 또는 불포화 탄화수소 사슬기인 비이온 계면활성제를 20 내지 80 중량%, 바람직하게는 40 내지 80 중량%, 좀더 바람직하게는 50 내지 70 중량%를 포함하고, R1, R2, 및 R3 모두가 탄소수 9∼25의 포화 또는 불포화 탄화수소 사슬기인 비이온 계면활성제를 80 내지 20 중량%, 바람직하게는 60 내지 20 중량%, 좀더 바람직하게는 50 내지 30 중량%를 포함하는 혼합물로 사용할 수 있으며, 혼합물로 사용하는 경우에 상기 조성비를 벗어나면 침전물이 발생하는 등의 문제가 발생할 수도 있다.
이러한 글리세린 지방산 에스테르의 함량은 다른 계면활성제와의 상용성과 용해도 등을 고려하여 적절히 선택되며, 바람직하기로는 전체 액체 조성물에 대하여 0.1 내지 20 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 10 중량%가 사용된다. 만약 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 피부자극 완화, 오염제거력 및 불투명 효과가 현저히 저하되며, 20 중량%를 초과할 경우에는 침전 및 상 안정성의 저해 우려가 있어 바람직하지 않다.
본 발명에서 사용되는 음이온성 계면활성제는 수용액 중에서 이온 해리하여 음이온 부분이 계면 활성을 나타내는 활성제로서, 이때 계면 활성은 친수성기를 나타내는 관능기의 종류와 탄소수에 의존한다.
본 발명의 상기 음이온성 계면활성제는 주로 설폰산염 계열의 화합물을 사용하며, 알킬벤젠 설포네이트, 올레핀 알킬 설포네이트, 알킬에테르 설페이트, 알킬설페이트, 및 2차 알칸 설포네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다. 좀더 바람직하게는, 탄소수 9∼25의 직쇄 또는 분지상의 알킬기를 포함하는 음이온성 계면활성제를 사용할 수 있다.
상기 알킬벤젠 설포네이트는 하기 화학식 2로 표시되며, 가장 일반적으로 사용되는 음이온성 계면활성제 중의 하나이며,
[화학식 2]
Figure 112007017650718-pat00003
상기 식에서,
R4는 히드록시기로 치환 또는 비치환된 탄소수 9∼25의 직쇄 또는 분지상 알킬기, 및 히드록시기로 치환 또는 비치환된 탄소수 9∼25의 직쇄 또는 분지상 알케닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
n은 1∼5의 정수이고,
M1은 소듐, 포타슘, 암모늄, 모노-에탄올암모늄, 디-트리에탄올암모늄, 트리 에탄올암모늄, 칼슘 및 마그네슘으로 이루어진 군에서 선택된 것이다.
바람직하게는, 상기 화학식 2에서 R4는 탄소수 9∼16, 더욱 바람직하게는 탄소수 12∼16, 좀더 바람직하게는 분해가 용이한 탄소수 10∼13의 직쇄 알킬기를 포함하는 화합물을 사용할 수 있다.
이러한 알킬벤젠 설포네이트의 종류는 본 발명에서 한정하지 않으며, 상기 제시한 구조를 만족시킬 수 있도록 직접 제조하여 사용하거나, 이 분야에서 시판되고 있는 제품을 구입하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 올레핀 알킬 설포네이트는 탄소수가 9∼25, 바람직하기로 10∼13의 알킬기를 포함하고, 소듐, 포타슘, 암모늄, 모노-에탄올암모늄, 디-트리에탄올암모늄, 트리에탄올암모늄, 칼슘, 마그네슘, 및 이들의 혼합물로부터 이루어진 군에서 선택한 알칼리 이온으로 염을 형성할 수 있다.
이러한 올레핀 알킬 설포네이트는 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며 직접 제조하여 사용하거나, 이 분야에서 시판되고 있는 제품을 구입하여 사용할 수 있다.
상기 알킬에테르 설페이트로는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 사용할수 있으며,
[화학식 3]
R5O-(A1)m-SO3 -M2 +
상기 식에서,
R5는 탄소수 10∼24의 직쇄 또는 분지상의 알킬기 및 탄소수 10∼24의 히드록시 알킬 라디칼로 이루어진 군에서 선택되고,
A1는 에톡시 또는 프로폭시기이고,
m은 0.5∼6이고,
M2는 히드록시; 소듐, 포타슘, 리튬, 칼슘, 및 마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속 양이온; 메틸암모늄, 디메틸 암모늄, 트리메틸암모늄, 모노-에탄올암모늄, 디-에탄올암모늄, 트리에탄올 암모늄, 및 4급 암모늄로 이루어진 군에서 선택된 치환된 암모늄 양이온이며, 상기 4급 암모늄은 테트라암모늄과 디메틸피페리디늄 양이온, 및 에틸아민이나 디에틸아민, 또는 트리에틸아민과 알킬아민 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 것이다.
바람직하게는, 상기 화학식 3에서 R5는 탄소수 12∼20의 직쇄 알킬기 또는 히드록시 알킬 라디칼인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 탄소수 12∼18의 직쇄 알킬기 또는 히드록시 알킬 라디칼인 것이 좋다. 또한, 상기 화학식 3에서 m은 0.5∼3인 것이 바람직하다.
이러한 알킬에테르 설포네이트는 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며 직접 제조하여 사용하거나, 이 분야에서 시판되고 있는 제품을 구입하여 사용할 수 있다.
한편, 상기 알킬 설페이트는 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
[화학식 4]
R6O-SO3 -M3 +
상기 식에서,
R6는 탄소수 10∼24의 직쇄 또는 분지상의 알킬기 및 탄소수 10∼24의 히드록시 알킬 라디칼로 이루어진 군에서 선택되고,
M3는 히드록시; 소듐, 포타슘, 리튬, 칼슘, 및 마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속 양이온; 메틸암모늄, 디메틸 암모늄, 트리메틸암모늄, 모노-에탄올암모늄, 디-에탄올암모늄, 트리에탄올 암모늄, 및 4급 암모늄로 이루어진 군에서 선택된 치환된 암모늄 양이온이며, 상기 4급 암모늄은 테트라암모늄과 디메틸피페리디늄 양이온, 및 에틸아민이나 디에틸아민, 또는 트리에틸아민과 알킬아민 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 것이다.
바람직하게는, 상기 화학식 4에서 R6은 탄소수 12∼20의 직쇄 알킬기 또는 히드록시 알킬 라디칼인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 탄소수 12∼18의 직쇄 알킬기, 또는 탄소수 12∼18의 히드록시 알킬 라디칼이다.
이러한 알킬 설패이트는 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 직접 제조하여 사용하거나, 이 분야에서 시판되고 있는 제품을 구입하여 사용할 수 있다.
상기 2차 알칸 설포네이트는 히드록시기로 치환 또는 비치환된 탄소수 9∼25 의 직쇄 또는 분지상의 알킬기를 포함하고, 소듐, 포타슘, 암모늄, 모노-에탄올암모늄, 디-트리에탄올암모늄, 트리에탄올암모늄, 칼슘 및 마그네슘으로 이루어진 군에서 선택한 알칼리 이온으로 염을 형성한다. 바람직하게는, 상기 2차 알칸 설포네이트의 알킬기를 이루는 탄소수 10∼20, 더욱 바람직하게는 13∼17를 포함하는 것이 사용되며, 직접 제조하여 사용하거나 이 분야에서 시판되고 있는 제품을 구입하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 주방용 액체 세제 조성물은 다른 음이온 계면활성제로 카르복실레이트계 화합물을 더욱 포함할 할 수 있다. 상기 카르복실레이트계 화합물의 예를 들면 지방산계 비누와 유사 계면활성제 등이 있다. 이런 비누는 포화 또는 불포화된 것을 사용할 수 있으며, 히드록시기와 알파 설포네이트기로 치환된 것을 포함하고, 더욱 바람직하게는 비누의 소수성 부분의 라디칼이 직쇄상의 포화 또는 불포화 탄화수소로 되어 있으며 소수부는 탄소수 6∼30, 바람직하게는 10∼18를 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 조성물은 일반적으로 주방용 액체 세제에 사용할 수 있는 음이온 계면활성제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 음이온 계면활성제로는 알킬 에테르 설포네이트, 글리세롤에테르설포네이트, 설포지방산 화합물, 지방산알콜 에테르 설페이트, 글리세롤 에테르 설페이트, 히드록시기가 혼합된 에테르 설페이트, 페티엑시드아미드(에테르)설페이트, 모노- 또는 디알킬설포숙시네메이트, 설포트리글세라이드, 아미드 비누, 알킬올리고글루코사이드설페이트, 알킬아미노슈가설페이트, 알킬(에테르)포스페이트 등을 사용할 수 있다.
이러한 음이온성 계면활성제는 계면활성 및 다른 계면활성제와 혼합시 상 안정성을 고려하여 그 함량을 조절하며, 바람직하기로는 전체 액체 세제 조성물에 대하여 0.1 내지 40 중량%이며, 바람직하게는 1 내지 40 중량%이며, 더욱 바람직하게는 3 내지 20 중량%로 사용한다. 만약, 그 함량이 0.1 중량% 미만, 바람직하게는 1 중량% 미만일 경우에는 상기 음이온에 의한 세정력, 기포력 향상 효과가 저하되며, 40 중량%를 초과할 경우에는 침전 및 상 안정성의 저해 우려가 있어 사용시 부적합할 수 있다.
또한, 본 발명의 주방용 액체 세제 조성물은 상기 화학식 1의 글리세린 지방산 에스테르와, 음이온성 계면활성제에 더하여 세정력이나 기포력을 향상시키기 위한 보조계면활성제의 역할을 수행하며, 다른 계면활성제와 분자간 화합물을 형성하여 상승 효과를 높일 목적으로 비이온성 계면활성제와 양쪽성 계면활성제를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
비이온성 계면활성제는 통상적으로 이 분야에서 사용되고 있는 것이 가능하며 분자내에 에스테르(-COO-), 산아미드(-CONH-), 에테르(-O-)결합을 가지고 있다. 구체적으로, 8∼22개의 탄소수를 갖는 지방산 모노글리세린 에스테르형 비이온성 계면활성제, 지방산 폴리글리콜에스테르형 비이온성 계면활성제, 지방산 소르비탄에스테르형 비이온성 계면활성제, 지방산 자당 에스테르형 비이온성 계면활성제, 지방산 알칸올아미드형 비이온성 계면활성제, 및 폴리에틸렌 글리콜 축합형 비이온성 계면활성제가 사용가능하다.
보다 구체적으로는 탄소수 8∼22개의 알킬폴리알킬렌 글리콜, 알킬아릴폴리 알킬렌 글리콜, 알킬디메틸 아민옥사이드, 디-알킬 메틸 아민옥사이드, 알킬아미도프로필아민옥사이드, 알킬글루카마이드, 알킬폴리글루코사이드 옥시레이티드 페티 엑시드 및 알킬아민으로 이루어진 군에서 선택된다. 이때, 상기 화합물들의 알킬기는 알켄기로 대체하여 사용할 수 있으며, 탄소수는 8 내지 22인 것이 바람직하고, 직쇄 또는 분지상인 것도 사용할 수 있다. 상기 알킬폴리알킬렌 글리콜은 1 내지 20개의 에톡시 또는 프로폭시 단위를 함유하는 것이 바람직하다. 가장 바람직하게는, 상기 비이온성 계면활성제는 탄소수 8∼22개의 알킬디메틸 아민옥사이드가 사용된다.
양쪽성 계면활성제는 분자 구조내 음이온 및 양이온이 동시에 존재하는 구조를 포함하며, 음이온으로 아세트산(-COOH)기, 술폰산(-SO3H)기 또는 설패이트(-O·SO3H)기를 함유하며, 양이온으로는 4차 암모늄 형태의 질소기를 함유한다. 상기 양쪽성 계면활성제로는 카르복시 베타인형(Carboxy betaine형(R-N+(CH3)2-CH2COO-) 및 설포 베타인형(sulfo betaine형(R-N+(CH3)2-CH2CH2CH2SO3 -)의 양쪽성 계면활성제; 아민 옥사이드형 양쪽성 계면활성제; 아미드 아미노산형 양쪽성 계면활성제가 가능하다.
구체적으로, 상기 양쪽성 계면활성제는 탄소수 8∼22개의 알킬아미도프로필베타인, 아킬디메틸베타인, 알킬모노암포아세테이트, 및 알킬 암포디아세테이트 등을 사용할 수 있으며, 바람직하기로는 탄소수 8 내지 22의 알킬암포모노아세테이트 가 사용가능하다.
특히, 본 발명에 따르면 비이온성 계면활성제 화합물인 알킬디메틸아민옥사이드와 양쪽성 계면활성제인 알킬암포모노아세테이트는 피부에 마일드(mild)할 뿐만 아니라 세정력과 기포력에도 우수하며, 이때 탄소수는 8∼22, 바람직하게는 10∼18, 더욱 바람직하게는 12∼14인 것이 사용된다.
이와 같은 비이온성 계면활성제와 양쪽성 계면활성제는 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 그 함량은 계면활성 효과를 증가시킬 수 있으며, 저온에서의 담점이 나타나는 문제 등을 고려하여 적절히 조절한다. 바람직하기로, 전체 액체 세제 조성물에 대하여 0.1 내지 40 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 20 중량%, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 10 중량%로 사용하며, 만약 그 함량이 상기 범위 미만이면 기포력 및 세정력의 효과가 충분히 발휘되지 않고, 상기 범위를 초과하게 되면 저온안정성이 저하될 우려가 있으므로 상기 범위 내에서 적절히 조절한다.
또한, 본 발명의 주방용 액체 세제 조성물은 잔량의 물을 포함하여 상기 성분들을 용해 또는 분산시킨다. 이때 물은 정제수를 사용하는 것이 바람직하며, 그 외 액체상이거나 또는 실온에서 액체용매에 용해되어 단순한 충전제의 기능 이외에 다른 기능을 갖는 용매를 포함할 수 있다. 이러한 용매로는 가용화제, 유기용매 및 상안정성을 위한 전해질 등을 포함하는 것을 사용할 수 있다.
상기 가용화제로는 중량 평균 분자량 100~2000의 폴리에틸렌글리콜, 글리세린, 프로필렌글리콜, 탄소수 1~4의 알칸올, 알킬아릴 설포네이트, 카르복실산 설페이트 또는 설포네이트염, 우레아, 하이드로 카르복실레이트, 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 상기 탄소수 1~4의 알칸올로는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 직쇄 또는 분지상의 부탄올 등을 사용할 수 있다. 상기 가용화제는 전체 조성물에 대하여 0.1 내지 15 중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 10 중량%로 사용하며, 만약 0.1 중량% 미만인 경우에는 가용화 효과가 충분히 발휘되지 않고, 15 중량% 초과인 경우에는 점도가 매우 낮아질 우려가 있다.
또한, 유기용매로는 모노- 또는 폴리히드릭 알코올이 사용될 수 있다. 구체적으로는 탄소수가 1 내지 4 정도의 탄소수를 가진 것으로 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 글리세린과 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다.
전해질로는 염화나트륨, 염화칼륨, 구연산 나트륨, 나트륨 아세테이트, 황산나트륨 등의 염을 사용할 수 있다. 상기 전해질의 함량은 0.1 내지 5 중량%로 사용할 수 있다.
이 밖에, 본 발명의 주방용 액체 조성물은 염, 방부제, 점증제, 효소, 향료, 염료, 유화제, pH 조절제, 및 금속봉집제 등의 첨가제를 더욱 포함할 수 있으며, 이때 그 함량은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 적절히 선택 및 조절할 수 있다.
염 또는 금속봉집제는 본 발명의 주방용 액체 조성물의 제형 및 상안정을 증가시키기 위해 사용되며, 일반적으로 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민의 액상의 알칼리제, 또는 염화마그네슘, 소듐 셀페이트, 소듐카보네이트, 소듐실리케이트 및 마그네슘 설페이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 가능하다.
방부제는 페녹시 에탄올, 포름알데하이드 용액, 펜텐디올 등을 사용할 수 있다.
점증제는 적정량의 유기 용매와 점증제의 조화에 의해 원하는 점도를 얻기 위해 사용되며, 이는 각각의 원료들을 혼합하여 제품화할 경우 제품에 따른 점도를 조절하여 소비자의 다양한 욕구를 충족시켜줄 수 있다. 상기 점증제로는 소듐, 포타슘, 알루미늄, 또는 마그네슘을 염으로 함유하는 긴 사슬의 지방산과 폴리 사카라이드를 0 내지 5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2 중량%를 사용할 수 있다.
또한, 상기 효소는 액체 세제 조성물의 세정 효과를 더욱 증가시키기 위해 사용되며, 주로 알칼리성 단백질 분해 효소가 사용될 수 있으며, 구체적으로 프로테아제, 리파아제, 아밀라제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택하여 사용할 수 있다. 상기 효소는 동물, 식물 및 미생물로부터 얻을 수 있으며 상업적으로 구입하여 사용이 가능하며, 그 함량은 전체 조성물에 대하여 효소의 통상적인 범위인 0.2 내지 1 중량%가 바람직하다.
향료는 통상적으로 사용되는 방향성 화합물이 가능하며, 화학적으로 합성되거나 천연 재료로부터 추출된 물질로, 이 분야에서 공지된 것이 가능하다.
pH 조절제는 유지얼룩을 제거 효과가 우수하며, 중성을 제공하는 임의의 저분자량의 유기 또는 임의의 유기화합물이 가능하다. 바람직하게는 구연산, 사과산, 살리실산, 주석산, 젖산, 아세틱산, 소르빅산, 및 벤조인산으로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 유기산을 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게는 구연산 또는 벤조인산을 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 주방용 액체 세제 조성물의 pH의 범위는 5 내지 10의 범위에 있는 것이 바람직하다. pH 5 미만이면 에틸렌 옥사이드를 함유하고 있는 계면활성제들이 수소이온에 의해 분해되므로 계면활성제로서 성능이 떨어지며 pH 10을 초과하면 피부에 대한 자극이 높아져 피부 트러블을 야기할 수 있다
또한, 본 발명의 주방용 액체 세제 조성물은 각각의 원료들을 혼합하여 제품화할 경우 제품에 따른 점도가 조절되어야 하며, 점도 조절을 위해서는 적정량의 가용화제와 점증제의 조화에 의해 원하는 점도를 얻을 수 있다. 특히, 본 발명의 주방용 액체 세제 조성물의 점도는 상온(25℃ 정도)을 유지한 상태에서 1 내지 15 포이즈 범위에 있는 것이 바람직하다. 가장 바람직하게는 4 내지 10 포이즈 정도가 가장 바람직하다. 점도가 1 포이즈 미만이 되면 글리세린 지방산 에스테르가 뭉치는 경향이 발생하여 상분리가 발생하며, 15 포이즈를 초과하면 점도가 너무 높아 사용상에 어려움이 있다.
전술한 바의 조성을 포함하는 본 발명의 액체 세제 조성물의 제조는 이 분야에서 통상적으로 사용되는 방법이면 어느 것이든 가능하다. 구체적으로 균질한 액체 또는 겔형의 식기세척용 세제 조성물을 제조하기 위하여, 적합한 교반을 사용하는 통상의 방법으로 필수 임의의 성분을 함께 혼합하여 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1~11 및 비교예 1
하기 표 1과 같은 조성과 함량으로 균질한 액체상이 될 수 있도록 교반을 통해 혼합하여 실시예 1~11의 주방용 액체 세제 조성물을 제조하였으며, 비교예 1에서는 글리세린 지방산 에스테르를 첨가하지 않을 것을 제외하고는 상기 실시예 1~11과 동일한 방법으로 주방용 액체 세제 조성물을 제조하였다.
실시예 1~11에서 글리세린 지방산 에스테르는 전체 글리세린 지방산 에스테르 100중량%에 대하여 글리세린 디-패티 에스테르가 60 중량%, 글리세린 트리-패티 에스테르 40중량%를 포함한 혼합물을 사용하였다.
또한, 하기 표 1의 각 성분으로는 탄소수 10 내지 13의 직쇄 알킬벤젠 술포네이트(LAS, LG생활건강), 탄소수 10 내지 13의 올레핀 알킬 술포네이트(AOS, 애경정밀), 탄소수 12 내지 18의 알킬 에테르 설페이트(SLES, LG생활건강), 탄소수 13 내지 17의 알칸 술포네이트(SAS, 애경정밀), 탄소수 12 내지 14의 알킬 디메틸아민 옥사이드(AO32, 애경정밀), 탄소수 12 내지 14의 알킬암포모노아세테이트(C2M, 태동화학)]를 사용하였다.
구분 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1
글리세린 지방산 에스테르 5 - 3 3 - 3 3 3 3 - 3 -
직쇄알킬벤젠 설포네이트 15 18 15 - - - 3 - 3 3 2 20
올레핀 알킬 설포네이트 - - - 15 - - 10 3 - - 3 -
알킬 에테르 설페이트 - - - - 18 15 - 10 10 13 3 -
알킬 디메틸 아민 옥사이드 - 1 1 1 1 1 2 2 2 2 3 -
알킬암포모노 아세테이트 - 1 1 1 1 1 2 2 2 2 3 -
폴리옥시에틸렌 글리콜 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
에탄올 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
정제수 100 중량%까지
실험예
상기 실시예 1~11의 주방용 액체 세제 조성물에 대하여 하기와 같이 오염제거력, 세정지속력, 생분해도 및 피부자극성을 측정하였다.
1. 오염제거력 측정
KS M2716 방법에 의하여 우지(Tallow, 牛脂)와 대두유를 주성분으로 하는 오염을 제조하여 슬라이드 글라스에 균일하게 입힌 후, 교반 혼합식 세정력 시험기(회전수 100 rpm)에 상기 실시예 1~11의 세제 조성물을 각각 투입하고 3 분 동안 세정하였다. 그런 다음, 잔여오염을 클로로포름에 녹여 UV 흡광도를 측정하였으며, 하기 표 2의 평가기준에 따라 평가하고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
평가기준
오염제거율 90% 이상 ◎
오염제거율 80∼89 % ○
오염제거율 70∼79 % △
오염제거율 69% 이하 ×
2. 세정지속력 측정
세정지속력은 접시 세정력(plates test method)으로 직경 100 ㎜의 시계 접시에 1 g/매의 오염을 도포시킨 후, 세정할 때 세정된 접시의 개수를 평가하는 방법으로 측정하였다. 상기 실시예 1~11의 세제 조성물(0.2 중량%)의 수용액 3 L를 직경 30 ㎝, 높이 30 ㎝의 양동이에 담아, 1 m의 높이에서 자유낙하시켜 생긴 거품이 세정시 오염에 의해 제거되어 1 ㎜ 두께 이하로 남을 때를 종말점으로 하여, 이때 세정된 접시의 개수로 세정력을 평가하여 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다. 주방용 세제의 오염에는 보통 식물 잔류물, 단백질, 전분, 지방, 기름 등의 유기 잔류물이 사용되나, 본 실험에서는 하기 표 3와 같이 에멀젼화된 종합 오염물을 사용하였다.
오염 조성 중량 (%)
우유 20
계란 20
전분 15
마가린 10
식용유 10
물 100 중량%까지
3. 피부자극성 평가 ( 폐첩포 시험)
상기 실시예 1~11 및 비교예 1의 조성물 2중량부와 물 98중량부를 혼합하여 2중량% 실험용액을 제조한 후에 첩포 시료를 상박 내측에 붙인 후 48시간 경과한 다음 떼어낸다. 시료를 떼고 4시간 후 홍반 정도를 육안 판별한다. 판정기준을 하기 표 4 에 나타내며, 그 결과는 표 5 에 나타낸다.
육안판정 판정부호
홍반없슴 ◎
주변보다 약간 붉음 ○
1/3 이상 붉은 증상을 보임 △
붉은 색, 갈변, 수포 발생 등 ×
구분 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1
오염제거력 △ ○ ○ ○ ○ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ △
세정지속력 (접시개수) 8 10 13 11 11 12 15 15 16 16 18 7
피부자극성 ○ ○ ◎ ○ ○ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ◎ △
4. 생분해도 평가
하기 표 6의 생분해도 시험용 배양기의 조성으로 하며, 활성오니를 분해원으로 하여 세제가 포함된 진탕배양기에서 23±3 ℃로 8일간 진탕배양하여 날짜 경과에 따라 시료 채취한 후 채취시료의 계면활성제 성분을 거품용량법으로 분석하여 생분해도를 평가하고 활성오니는 활성오니 방식의 중랑 하수처리장에서 채취한 활성오니로 현탁물질의 농도가 10,000 내지 20,000 ㎎/L가 되게 조제한 것을 채취 후 5시간 내에 사용하였다. 이때, 사용한 실시예 1~11 및 비교예 1의 계면활성제 농도는 30 ㎎/L이였다.
원료 조성(g/L)
염화암모늄 3.0
인산이칼륨 1.0
황산마그네슘 0.25
염화칼륨 0.25
황산제일철 0.002
효모엑기스 0.1
물 11
상기와 같이 실시예 1~11 및 비교예 1의 조성물에 대한 생분해도 평가결과는 하기 표 7에 나타낸 바와 같다.
구분 2일차 4일차 6일차
실시예 1 81.4 99.9 99.9
실시예 2 80.5 99.9 99.9
실시예 3 82.9 99.9 99.9
실시예 4 85.3 99.9 99.9
실시예 5 86.5 99.9 99.9
실시예 6 87.2 99.9 99.9
실시예 7 87.6 99.9 99.9
실시예 8 87.9 99.9 99.9
실시예 9 88.3 99.9 99.9
실시예 10 87.2 99.9 99.9
실시예 11 90.3 99.9 99.9
비교예 1 72.6 92.3 98.7
상기 표 5 및 표 7의 결과에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따라 글리세린 지방산 에스테르와 음이온성 계면 활성제, 및 비이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제 등을 특정 조성비로 포함하는 실시예 1~11의 경우, 글리세린 지방산 에스테르를 포함하지 않는 비교예 1에 비하여 오염제거력, 세정지속력, 생분해도 및 피부자극 완화효과 등의 전반적인 측면에서 동시에 우수한 특성을 갖는 것을 알 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 주방용 액체 세제 조성물은 생분해성이 우수하고 피부에 대한 자극이 적으며, 오염제거능이 우수하며, 식품첨가물용 불투명화제로서 우수한 상 안정성을 유지할 수 있는 상기 화학식 1의 화합물을 포함하여 주방에서 발생하는 여러 가지 오염물을 세정한 후 피부자극 완화 및 환경오염을 감소시키는 데 효과적으로 사용될 수 있다.

Claims (11)

  1. a) 하기 화학식 1의 글리세린 지방산 에스테르를 포함하고;
    b) 음이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 및 비이온성 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고;
    c) 잔량의 물을 포함하는 주방용 액체 세제 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112008027432123-pat00004
    상기 식에서,
    R1, R2, 및 R3는 각각 독립적으로 서로 같거나 다른 것으로, 탄소수 9∼25의 포화 또는 불포화 탄화수소 사슬기, 벤질기, 히드록시 에틸기, 및 에틸렌옥사이드기 또는 프로필렌 옥사이드기의 반복단위가 1~20개인 알킬렌옥사이드기로 이루어진 군으로부터 선택된 것이며,
    상기 a) 글리세린 지방산 에스테르는 상기 화학식 1의 R1, R2, 및 R3 중 두개가 탄소수 9∼25의 포화 또는 불포화 탄화수소 사슬기인 비이온성 계면활성제; R1, R2, 및 R3 모두가 탄소수 9∼25의 포화 또는 불포화 탄화수소 사슬기인 비이온성 계면활성제; 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것임.
  2. 제 1 항에 있어서,
    a) 상기 화학식 1의 글리세린 지방산 에스테르 0.1 내지 20 중량%;
    b) 음이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 및 비이온성 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상 0.1 내지 40 중량%; 및
    c) 잔량의 물을 포함하는 주방용 액체 세제 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    a) 상기 화학식 1의 글리세린 지방산 에스테르 0.1 내지 20 중량%;
    b) 음이온성 계면활성제 1 내지 40 중량%와, 양쪽성 계면활성제 및 비이온성 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상 0.1 내지 20 중량%; 및
    c) 잔량의 물을 포함하는 주방용 액체 세제 조성물.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 a) 글리세린 지방산 에스테르가 전체 글리세린 지방산 에스테르 100 중량%에 대하여, 상기 화학식 1의 R1, R2, 및 R3 중 두개가 탄소수 9∼25의 포화 또는 불포화 탄화수소 사슬기인 비이온성 계면활성제를 20 내지 80 중량% 포함하고, R1, R2, 및 R3 모두가 탄소수 9∼25의 포화 또는 불포화 탄화수소 사슬기인 비이온성 계면활성제를 80 내지 20 중량% 포함하는 혼합물인 주방용 액체 세제 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 b) 음이온성 계면활성제는 탄소수 9∼25를 갖는 직쇄 또는 분지상의 알킬기를 포함하는, 알킬벤젠 설포네이트, 올레핀 알킬 설포네이트, 알킬에테르 설페이트, 알킬설페이트, 및 2차 알칸 설포네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이며,
    상기 b) 비이온성 계면활성제는 탄소수 8∼22의 지방산 모노글리세린 에스테르형 비이온성 계면활성제, 지방산 폴리글리콜에스테르형 비이온성 계면활성제, 지방산 소르비탄에스테르형 비이온성 계면활성제, 지방산 자당 에스테르형 비이온성 계면활성제, 지방산 알칸올아미드형 비이온성 계면활성제, 및 폴리에틸렌 글리콜 축합형 비이온성 계면활성제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이며,
    상기 b) 양쪽성 계면활성제는 탄소수 8∼22의 카르복시 베타인형(Carboxy betaine형, (R-N+(CH3)2-CH2COO-) 또는 설포 베타인형(sulfo betaine형, (R-N+(CH3)2-CH2CH2CH2SO3 -)의 양쪽성 계면활성제; 아민 옥사이드형 양쪽성 계면활성제; 및 아미드 아미노산형 양쪽성 계면활성제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 주방용 액체 세제 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 조성물은 중량 평균 분자량 100~2000의 폴리에틸렌글리콜, 글리세린, 프로필렌글리콜, 탄소수 1~4의 알칸올, 알킬아릴 설포네이트, 카르복실산 설페이트 또는 설포네이트염, 우레아, 하이드로 카르복실레이트, 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 가용화제를 추가로 포함하는 주방용 액체 세제 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서, 염, 방부제, 점증제, 효소, 향료, 염료, 유화제, pH 조절제, 및 금속봉집제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 주방용 액체 세제 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서,
    i) 상기 화학식 1을 갖는 글리세린 지방산 에스테르 0.1 내지 20 중량%;
    ii) 알킬벤젠 설포네이트, 올레핀 알킬 설포네이트, 알킬에테르 설페이트, 알킬설페이트, 및 2차 알칸 설포네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 음이온성 계면활성제 1 내지 40 중량%;
    iii) 비이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 또는 그의 혼합물 0.1 내지 20 중량%;
    iv) 중량 평균 분자량 100~2000의 폴리에틸렌글리콜, 글리세린, 프로필렌글리콜, 탄소수 1~4의 알칸올, 알킬아릴 설포네이트, 카르복실산 설페이트 또는 설포 네이트염, 우레아, 하이드로 카르복실레이트, 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 가용화제 0.1 내지 15 중량%;
    v) 염, 방부제, 점증제, 효소, 향료, 염료, 유화제, pH 조절제, 및 금속봉집제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제 0.1 내지 5 중량%; 및
    iv) 잔량의 물
    을 포함하는 주방용 액체 세제 조성물.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물의 pH 범위가 5 내지 10인 주방용 액체 세제 조성물.
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물의 점도 범위가 상온에서 1 내지 15 포이즈인 주방용 액체 세제 조성물.
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