KR101207027B1

KR101207027B1 - 폴리프로필렌옥사이드 부가형 양이온 계면활성제, 이의 제조방법 및 이를 활용한 세정제 조성물

Info

Publication number: KR101207027B1
Application number: KR1020090108022A
Authority: KR
Inventors: 조인식; 지경엽; 박윤철; 한동성
Original assignee: 애경산업(주)
Priority date: 2009-11-10
Filing date: 2009-11-10
Publication date: 2012-11-30
Also published as: KR20110051444A

Abstract

본 발명은 화학식 1로 표현되는 고분자계 양이온 계면활성제 및 이의 제조방법, 이를 포함하는 섬유유연제 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 양이온 계면활성제는 섬유유연제에 우수한 유연력과 대전방지력을 부여하고 소취력을 지니고 있으며, 섬유유연제 제조시 소량의 유화제로 투명한 외관을 유지할 수 있고, 헹굼시 높은 기포억제력을 부여한다.

[화학식 1]

상기 식에서,

R₁은 -[CH₂CH₂O]-R'-H이고, 여기서 R'은 구조단위 [-CH(R)CH₂O-], [-CH₂CH(R)O-], 및 [-CH₂CH₂O-]의 랜덤한 조합으로부터 선택되며, 상기 구조단위 갯수의 합은 20 내지 100이고, 여기서 R은 탄소수 1 내지 4의 저급 알킬기이며; R₂ 및 R₃는 서로 동일하거나 독립적으로 R₁이거나 직쇄 또는 분지쇄의 탄소수 1 내지 22의 알킬 또는 알케닐기이고; R₄는 탄소수 1 내지 4의 저급 알킬기이며; X^-는 Cl^-, Br^-, I^-, CH₃SO₄ ^-, CH₃CH₂SO₄ ^-, CH₃CH₂CH₂SO₄ ^-중에서 1종 이상 선택된다.

폴리프로필렌옥사이드, 양이온 계면활성제, 섬유유연제

Description

폴리프로필렌옥사이드 부가형 양이온 계면활성제, 이의 제조방법 및 이를 활용한 세정제 조성물{Polypropyleneoxide type cationic surfactant, the method thereof and detergent composition comprising it}

본 발명은 폴리프로필렌옥사이드를 계면활성제의 소수기로 사용하는 고분자계 양이온 계면활성제, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 섬유유연제 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 섬유에 흡착하여 유연력과 대전방지력을 부여하고 소취력을 지니고 있으며 섬유유연제 제조시 소량의 유화제만으로도 제품의 투명한 외관을 유지할 수 있고, 헹굼시 높은 기포억제력을 부여하는 양이온 계면활성제, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 섬유유연제 조성물에 관한 것이다.

양이온 계면활성제는 일반적인 계면활성의 효과와 함께 수용액에서 양이온으써 섬유에 흡착되어 유연효과와 대전방지 효과를 나타내기 때문에 섬유유연제의 주 성분으로 사용되고 있다.

양이온 계면활성제의 개발 초기에는 디메틸 디알킬 암모늄 클로라이드(Dimethyl dialkyl ammonium chloride)가 대표적인 양이온 계면활성제로서 널리 사용되었으나, 생분해도가 낮다는 단점이 있어 그 사용량은 점점 줄어드는 추세이 다. 이에 따라, 알킬기에 에스테르나 아마이드와 같이 분해될 수 있는 작용기를 갖는 치환기를 분자 내에 도입하는 연구가 활발히 진행되어 왔으며, 현재는 아미도아민의 4급 암모늄염, 아미도에스테르아민의 4급 암모늄염, 이미다졸린 및 이미다졸린 에스테르계의 양이온 계면활성제들이 개발되어 널리 사용되고 있다.

예를 들어, 일본 공개특허 평6-345704호에서는 아미도아민 화합물 및 이를 이용한 양이온 계면활성제들의 제조방법과 이를 섬유유연제로서 사용하는 방법을 기술하고 있으며, 일본 공개특허 평6-336466호는 아미도아민에스테르아민 화합물 및 이를 이용한 양이온 계면활성제들의 제조방법과 이를 섬유유연제로서 사용하는 방법을 기술하고 있다. 또한, 일본 공개특허 평4-257372호에서는 이미다졸린 에스테르의 제조방법과 유연제 조성물이 개시된 바 있으며, 일본 공개특허 평2-1479호는 이미다졸린의 제조방법과 이를 포함하는 컨디셔닝(Conditioning)용 화합물을 개시하고 있다.

또한, 국제공개특허 공보 제94-07978호에서는 트리에탄올아민으로부터 유도되는 4급화된 양이온 계면활성제를 이용하여 섬유유연제와 헤어케어 제품을 제조하는 방법이 기술되어 있고, 국제공개특허 공보 제93-23510호에서는 2개의 소수성(Hydrophobic) 그룹에 에스테르 결합을 하고 있는 양이온 계면활성제를 이용하는 농축섬유유연제 및 생분해성 섬유유연제 조성물을 제조하는 방법이 개시되어 있으며, 국제공개특허 공보 제92-15745호에는 이미다졸린 혹은 이미다졸린 에스테르에 선형 지방 알코올 에톡시레이트 및 폴리디알킬실록산 등을 사용하여 농축섬유 유연제 조성물을 제조하는 방법이 개시된 바 있다.

그러나, 상기와 같은 통상의 양이온 계면활성제의 경우 유연효과를 높이기 위하여 한 분자내에 C₁₆~C₁₈의 알킬기를 두 개 포함하고 있는데, 이 경우 물에 대한 용해성이 매우 저조하여 섬유유연제에 사용시 및 제품 사용시에 불투명한 외관을 나타내게 된다. 반면, 단일 알킬기를 포함하는 경우에는 투명한 외관을 지닐 수 있으나, 유연효과가 낮아지고 섬유유연제에서 기피하는 거품이 다량으로 발생하게 된다.

투명상을 확보하기 위하여 양이온 계면활성제의 소수부인 알킬기에 올레일기를 도입하는 경우도 있으나, 제조시 변색, 변취가 발생하고, 물에 분산시 투명도가 확보되지 않는 단점이 있다.

또한, 미국특허 제5,280,481호와 미국특허 제5,282,983호에서는 분자 내에 아마이드기와 에스테르기를 갖는 양이온 계면활성제 제조방법에 관한 특허가 공지되어 있는데, 이 경우 지방산과 아민의 반응인 아마이드화 및 에스테르화 반응 후 미반응 지방산의 함량이 다량 존재하며, 온도조건에 따른 미반응 아민의 함량이 다량 존재하거나 알킬할라이드 및 디메틸설페이트와 같은 4급화제의 몰비에 따른 아마이드-에스테르아민의 합성아민이 다량 존재하는데, 이와 같은 4급 암모늄염의 형태를 띄지 않은 미반응물질은 정제 등의 과정을 거쳐야 하는 불편한 점이 있으며, 정제하였다 하더라도 완전히 제거되지 않아 안정성이 떨어지는 문제점이 있고, 이러한 미반응물의 존재로 인해 물에 분산시 투명성이 확보되지 않는 단점이 있다.

또한, 투명상을 확보하기 위하여 이전의 연구와 유사한 형태로 양이온 계면 활성제의 두 개의 알킬 체인을 비대칭화하거나 제미니 타입 양이온 계면활성제가 연구되었으나, 이의 제조과정이 복잡하고 미반응물질이 다량 존재하며, 수용액상에서 다량의 기포를 발생시키는 문제점을 가지고 있다.

따라서, 본 발명자들은 폴리프로필렌옥사이드를 계면활성제의 소수기로 활용하여 유연성, 대전방지력, 소취력 및 투명성이 우수하고 투명상이 가능하며 기존 양이온 계면활성제의 주요 문제점인 기포 발생을 억제할 수 있는 신규한 고분자계 양이온 계면활성제를 개발하고자 하였다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 섬유에 흡착하여 유연력과 대전방지력을 부여하고 소취력을 지니고 있으며 섬유유연제 제조시 소량의 유화제만으로도 제품의 투명한 외관을 유지할 수 있고, 헹굼시 높은 기포억제력을 부여하는 신규한 양이온 계면활성제, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 섬유유연제 조성물을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 유연효과를 높이기 위한 성분으로서 상기 신규한 고분자계 양이온 계면활성제를 포함하는 세정제 및 샴푸, 린스, 바디클린져, 화장품 클린징을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 C₁₂~C₁₈의 알킬기를 계면활성제의 소수기로 사용하는 종전 기술과는 달리, 하기 화학식 1로 표현되는 양이온 계면활성제를 제공한다.

[화학식 1]

상기 식에서,

상기 화학식 1의 고분자계 양이온 계면활성제는 R₁, R₂, R₃ 중 적어도 1개 이상의 폴리프로필렌옥사이드를 포함한다. 폴리프로필렌옥사이드기는 부분적으로 폴리에틸렌옥사이드를 포함할 수 있다.

상기 화학식 1의 대표적인 구조는 하기 화학식 2로 표현될 수 있다.

[화학식 2]

상기 식에서,

R₅, R₆ 및 R₇은 -R'-H이고, 여기서 R'은 구조단위 [-CH(CH₃)CH₂O-] 및 [-CH₂CH(CH₃)O-]의 랜덤한 조합으로부터 선택되고, 상기 구조단위 갯수의 총합은 60 내지 150이며; R₄는 탄소수 1 내지 4의 저급 알킬기이고; X^-는 본 발명의 목적에 따른 고분자계 양이온 계면활성제를 제공할 수 있는 적당한 카운터이온이 될 수 있다. 바람직하게, X^-는 Cl^-, Br^-, I^-, CH₃SO₄ ^-, CH₃CH₂SO₄ ^-, CH₃CH₂CH₂SO₄ ^-중에서 1종 이상 선택된다.

구조단위 갯수의 총합이 60 미만인 경우 계면활성제의 친수성이 매우 높아짐으로 유연효과 및 소취력, 소포력이 낮아지게 된다. 반면, 구조단위 갯수의 총합이 150 초과인 경우 소수성이 매우 높아지고 물에 대한 용해도가 낮아져 투명상을 유지하지 위한 다량의 유화제가 사용되어야 하며, 프로필렌옥사이드의 반응성의 저하로 미반응물이 다수 존재하게 된다.

상기 화학식 2는 본 발명의 한 예로서 본 발명의 고분자계 양이온 계면활성제는 상기 화학식 2로 한정되지 않는다.

본 발명의 다른 목적을 달성하고자 본 발명은 상기 양이온 계면활성제를 포함하는 섬유유연제 조성물을 제공한다.

본 발명의 섬유유연제 조성물은 상기 화학식 1의 고분자계 양이온 계면활성제를 포함한다. 상기 양이온 계면활성제는 총 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내 지 10 중량부로 포함될 수 있다. 0.1 중량부 미만으로 포함되는 경우 유연효과 및 대전방지효과, 기포억제효과가 감소하며, 10 중량부를 초과하는 경우 첨가되는 양에 비하여 유연, 대전방지, 기포억제 효과가 크게 증가하지 못하고 오히려 투명상을 유지하기 위한 다량의 유화제가 포함되어야 하므로 효과적이지 못하다.

유연효과, 대전방지효과, 기포억제효과 및 투명상을 유지하기 위한 조건을 고려하였을 때, 상기 섬유유연제 조성물에 포함되는 고분자계 양이온 계면활성제는 분자량이 3,000 내지 10,000인 양이온 계면활성제가 바람직하게 사용될 수 있으며, 보다 구체적으로는 분자량 6,000 내지 9,000인 양이온 계면활성제가 더욱 바람직하다.

상기 섬유유연제 조성물은 양이온 계면활성제를 추가로 포함할 수 있다. 양이온 계면활성제는 유연 효과를 부여하는 성분으로 섬유유연제 조성에서 유연효과를 더욱 증가시킬 수 있다. 상기 양이온 계면활성제는 당업계에 공지된 것이 제한없이 사용될 수 있으며, 구체적으로는 탄소수 8 내지 20의 알킬 또는 알케닐의 디알킬 디메틸 암모늄 클로라이드(dialkyldimethylammoniumchloride), 디알킬 이미다졸린늄 염(dialkyl imidazolium salt), 디알킬아미도 쿼터너리 암모늄 염(dialkylamido quaternary ammonium salt) 및 에스테르 쿼터너리형(ester quaternary type) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 양이온 계면활성제를 사용할 수 있다.

또한, 상기 섬유유연제 조성물은 상기 성분외에도 통상적인 모노-, 디-알킬기를 포함하는 양이온 계면활성제 또는 양성이온 계면활성제, 비이온 계면활성제를 추가로 포함할 수 있다.

또한, 상기 섬유유연제 조성물은 투명성 증가 및 저장안정성을 확보하기 위하여 유화제를 포함할 수 있다. 유화제로서는 양이온 계면활성제, 양성이온 계면활성제, 비이온 계면활성제가 사용될 수 있다. 양이온 및 양성이온 계면활성제로서는 대표적으로 탄소수 8 내지 20의 알킬 또는 알케닐의 모노알킬 트리메틸 암모늄 클로라이드(monoalkyltrimethylammoniumchloride), 모노알킬 디메틸 아민옥사이드(monoalkyldimethylamineoxide)가 있으며, 비이온 계면활성제는 탄소수 8 내지 20의 고급 알코올의 에틸렌옥사이드 1 내지 20몰 부가물 또는 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 부가물, 폴리옥시알킬렌 알킬 에테르, 폴리옥시알킬렌 알킬 페놀 에테르, 폴리옥시알킬렌 아릴 페놀 에테르, 폴리옥시알킬렌 지방산 에스테르, 폴리옥시알킬렌 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시알킬렌 알킬아민, 소르비탄 지방산 에스테르, 알킬알코올아민 및 아릴알코올아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적을 달성하고자 본 발명은 상기 고분자계 양이온 계면활성제를 포함하는 세정제 조성물을 제공한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 고분자계 양이온 계면활성제는,

첫째, 폴리프로필렌옥사이드를 소수기로 사용함으로서 기존의 양이온 계면활성제의 주요 특징인 유연효과와 대전방지효과 외에 소량의 유화제로도 섬유유연제 처방과 희석액에서의 투명성을 얻을 수 있는 장점이 있다.

둘째, 본 발명의 양이온 계면활성제는 우수한 소취 효과를 나타내며, 섬유유연제에 적용시 헹굼과정에서 우수한 기포억제효과를 나타낸다.

셋째, 본 발명의 양이온 계면활성제는 섬유유연제, 세탁세제, 샴푸, 린스, 주방세제, 바디클린져, 클린징류 화장품 등 생활용품 전반에 응용이 가능하다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

< 실시예 1> 고분자계 양이온 계면활성제의 제조

화학식 3의 트리에탄올아민옥사이드에 화학식 4의 프로필렌옥사이드를 몰비로서 1:80의 비율로 단계적으로 첨가하여 반응을 진행하였다. 촉매로서는 알칼리 촉매 (NaOH, KOH)를 사용하여 4~6기압, 120~140℃에서 반응을 진행하여 화학식 5의 화합물을 얻었다. 이후, 화학식 5의 화합물에 4급화제를 첨가하여 화학식 6의 화 합물을 제조하였다. 4급화제로 DMS(Dimethylsulfonate((CH₃)₂SO₄)를 사용하였으며, 몰비로 1:1로 투입하여 70℃에서 4시간 동안 반응을 진행하였다.

[화학식 3]

[화학식 4]

[화학식 5]

[화학식 6]

상기 화학식 5 및 6에서,

R₅, R₆ 및 R₇은 -R'-H이고, 여기서 R'은 구조단위 [-CH(CH₃)CH₂O-] 및 [-CH₂CH(CH₃)O-]의 랜덤한 조합으로부터 선택되고, 상기 구조단위 갯수의 총합은 80 이다.

<실시예 2> 고분자계 양이온 계면활성제의 제조

앞의 실시예 1과 동일한 방식으로 제조하였으며 화학식 3의 트리에탄올아민과 화학식 4의 프로필렌옥사이드를 몰비로서 1:140의 비율로 첨가하여 제조하였다.

이와 같이 프로필렌옥사이드의 비율을 조정하여 구조단위 갯수의 총합이 140인 화합물을 제조하였다.

< 실시예 3> 고분자계 양이온 계면활성제의 제조

화학식 3의 트리에탄올아민옥사이드에 화학식 7의 에틸렌옥사이드를 몰비로서 1:20의 비율로 첨가하여 반응을 진행하였다. 촉매로서는 알칼리 촉매 (NaOH, KOH)를 사용하여 4~6기압, 120~140℃에서 반응을 진행하여 화학식 8의 화합물을 얻었다. 이후, 화학식 8의 화합물에 프로필렌옥사이드를 몰비로서 1:120의 비율로 단계적으로 첨가하여 반응을 진행하여 화학식 9의 반응물을 얻었다. 이후, 화학식 9의 화합물에 4급화제를 첨가하여 화학식 10의 화합물을 제조하였다. 4급화제로 DMS(Dimethylsulfonate((CH₃)₂SO₄)를 사용하였으며, 몰비로 1:1로 투입하여 70℃에서 4시간 동안 반응을 진행하였다.

[화학식 7]

[화학식 8]

상기 식에서 l, m 및 n의 합은 20 이다.

[화학식 9]

상기 식에서 l, m 및 n의 합은 20이며; R₅, R₆ 및 R₇은 -R'-H이고, 여기서 R'은 구조단위 [-CH(CH₃)CH₂O-] 및 [-CH₂CH(CH₃)O-]의 랜덤한 조합으로부터 선택되고, 상기 구조단위 갯수의 총합은 120이다.

[화학식 10]

상기 식에서 l, m 및 n의 합은 20이며; R₅, R₆ 및 R₇은 -R'-H이고, 여기서 R'은 구조단위 [-CH(CH₃)CH₂O-] 및 [-CH₂CH(CH₃)O-]의 랜덤한 조합으로부터 선택되고, 상기 구조단위 갯수의 총합은 120 이다.

실시예 1 내지 3의 화합물의 분석을 다음과 같이 수행하였다.

4급화되기 이전의 프로필렌옥사이드가 부가된 트리에탄올아민과 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드가 부가된 트리에탄올아민 10.0g을 각각 아이소프로필알콜(IPA, Isopropylalcohol) 80g에 용해시킨 후, HCl (0.1N, IPA solution)로 적정하여 아민가를 측정하였다. 사용된 pH 전극은 유기용매용 전극으로 Mettler Toledo DG 113-SC를 사용하여 pH 2.0까지 적정을 진행하였다. 측정된 결과를 표 1에 나타내었다.

[표 1]

	TEA PO80	TEA PO120	TEAQ PO140	TEAQ EO20/PO120
이론치 (HCl, ml)	20.9	14.1	12.1	12.5
측정치 (HCl, ml)	20.3 (97.0%)	13.9 (98.6%)	12.2 (100.8%)	12.2 (97.6%)

- TEA PO80 ~ 프로필렌옥사이드 80mol이 부가된 트리에탄올아민

- TEA PO120 ~ 프로필렌옥사이드 120mol이 부가된 트리에탄올아민

- TEA PO140 ~ 프로필렌옥사이드 140mol이 부가된 트리에탄올아민

- TEA EO20/PO120 ~ 에틸렌옥사이드 20mol / 프로필렌옥사이드 120mol이 부가된 트리에탄올아민

아민가의 측정에서 HCl의 사용량은 이론치와 측정치에서 오차가 발생하나, 5% 미만으로 유사하게 측정되고 있다.

4급화 반응률을 측정하기 위하여 다음과 같은 실험을 진행하였다.

4급화제인 (CH₃)₂SO₄로 4급화된 프로필렌옥사이드가 부가된 트리에탄올아민 4급염과 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드가 부가된 트리에탄올아민 4급염을 3급 아민을 기준으로 10.0g을 각각 아이소프로필알콜(IPA, Isopropylalcohol) 80g에 용해시킨 후, 아민가를 측정하였다. 위의 측정 결과를 표 2에 나타내었다.

[표 2]

	TEAQ PO80	TEAQ PO120	TEAQ PO140	TEAQ EO20/PO120
HCl(0.1N,IPA) 소모량 (ml)	0.5	0.2	0.0	0.4
전환율 (%)	97.5%	98.6%	100.0%	96.7%

- TEAQ PO80 ~ 프로필렌옥사이드 80mol이 부가된 트리에탄올아민의 4급염

- TEAQ PO120 ~ 프로필렌옥사이드 120mol이 부가된 트리에탄올아민의 4급염

- TEAQ PO140 ~ 프로필렌옥사이드 140mol이 부가된 트리에탄올아민의 4급염

- TEAQ EO20/PO120 ~ 에틸렌옥사이드 20mol / 프로필렌옥사이드 120mol이 부가된 트리에탄올아민의 4급염

표 2에 나타난 HCl 소모량은 4급화되지 않은 3급 아민을 측정한 것으로, 표 1에서 측정된 HCl 사용량을 적용하여 4급화 전환률을 계산하였다.

<실시예 4 내지 10> 섬유유연제 조성물의 제조

하기 표 3의 조성대로 당업계의 통상적인 방법에 따라 상기 실시예 1 내지 3의 고분자계 양이온 계면활성제(이하, TEAQ)를 포함하는 섬유 유연제 조성물을 제조하였다. 하기 표 3의 단위는 중량부이다.

[표 3]

	실시예 4	실시예 5	실시예 6	실시예 7	실시예 8	실시예 9	실시예 10
TEAQ PO80	4
TEAQ PO100		4
TEAQ PO140			4		4	2	1
TEAQ EO20/PO120				4
IMQ	4	4	4	4	4	4	4
LTMAQ	2	2	2	2
LDMAO					2	2	2
정제수	잔량	잔량	잔량	잔량	잔량	잔량	잔량

- IMQ ~ 디올레일 이미다졸린늄 염

- LTMAQ ~ 라우릴 트리메틸 암모늄 클로라이드

- LDMAO ~ 라우릴 디메틸 아민옥사이드

<비교실시예 1 내지 6> 섬유 유연제 조성물의 제조

하기 표 4의 조성으로 TEAQ를 포함하지 않는 섬유 유연제 조성물을 제조하였다. 하기 표 2의 단위는 중량부이다.

[표 4]

	비교실시예 1	비교실시예 2	비교실시예 3	비교실시예 4	비교실시예 5	비교실시예 6
EQ	8	5				4
IMQ			8	6	6	4
LTMAQ	3	3	3	3
LDMAO					3
정제수	잔량	잔량	잔량	잔량	잔량	잔량

- EQ ~ 디올레일 에스테르형 4차 암모늄염

<실험예 1> 투명성 평가

실시예 4 내지 10 및 비교실시예 1 내지 6의 섬유 유연제 조성물에 대하여 투명성 평가를 진행하였다. 투명성은 육안으로 관찰하여 투명, 반투명, 불투명으로 구분하였다.

[표 5]

	실시예 4	실시예 5	실시예 6	실시예 7	실시예 8	실시예 9	실시예 10
투명도	투명	투명	투명	투명	투명	투명	반투명

[표 6]

	비교실시예 1	비교실시예 2	비교실시예 3	비교실시예 4	비교실시예 5	비교실시예 6
투명도	불투명	반투명	불투명	반투명	반투명	불투명

본 발명의 고분자계 양이온 계면활성제인 TEAQ 적용에 따라 투명도가 증가되나, 통상의 양이온 계면활성제에서는 유화제의 양을 증가하여도 투명상의 확보가 어렵다.

<실험예 2> 유연력 평가

실시예 4 내지 10 및 비교실시예 1 내지 6의 섬유 유연제 조성물에 대하여 유연력 평가를 실시하였다. 유연력 평가는 수건 4매를 탑로딩식 세탁기 (LG 통돌이 10kg, WF-CK105A)의 최수소위(약 43L 급수, 세탁세제로 스파크 43g 사용)로 세정 10분과 1회 헹굼후, 2회 헹굼단계에서 각각의 섬유 유연제 조성물 약 29g(0.67g/L 사용)을 사용하여 진행하였다. 이후, 숙련된 전문 패널(Panel) 10명을 대상으로 관능평가를 진행하였다. 일반 세제만으로 세탁하였을 경우를 1점으로, 일반용 세탁기에서 비교실시예 1을 사용하였을 경우를 3.7점으로 하여 패널에게 기준 수건을 인식하게 한 후, 유연력 평가를 진행하였다. 그 결과를 하기 표 7 내지 8에 나타내었다.

[표 7]

	실시예 4	실시예 5	실시예 6	실시예 7	실시예 8	실시예 9	실시예 10
유연도 (Softness)	3.42	3.58	3.68	3.52	3.73	3.36	3.21

[표 8]

	비교실시예 1	비교실시예 2	비교실시예 3	비교실시예 4	비교실시예 5	비교실시예 6
유연도 (Softness)	3.70 (기준)	3.32	3.64	3.40	3.42	3.69

상기 표 7 내지 8에 의하면 TEAQ의 프로필렌옥사이드의 부가몰수가 증가될수록 유연효과는 증가되며, TEAQ 140은 통상의 양이온 계면활성제는 EQ, IMQ 대비 대 등한 유연력을 지닌다.

<실험예 3> 기포 억제력 평가

실시예 4 내지 10 및 비교실시예 1 내지 6의 섬유 유연제 조성물에 대하여 헹굼단계에서의 기포 억제력을 평가하였다. 기포 억제력 평가는 초기 급수과정, 추가 급수과정, 교반후 정지과정, 배수후의 4단계에서 기포가 차지하는 표면의 면적을 퍼센트로 측정하였다.

[표 9]

	실시예 4	실시예 5	실시예 6	실시예 7	실시예 8	실시예 9	실시예 10
초기 급수	25%	20%	10%	25%	10%	15%	30%
추가 급수	25%	15%	10%	20%	10%	15%	30%
교반후	30%	10%	0%	25%	0%	10%	25%
배수후	20%	10%	0%	20%	0%	0%	15%

[표 10]

	비교실시예 1	비교실시예 2	비교실시예 3	비교실시예 4	비교실시예 5	비교실시예 6
초기 급수	30%	30%	30%	30%	30%	15%
추가 급수	40%	40%	40%	40%	40%	25%
교반후	50%	40%	70%	60%	60%	20%
배수후	50%	40%	60%	50%	50%	20%

상기 표 9 내지 10에 의하면 TEAQ의 프로필렌옥사이드의 몰수가 증가될 수록 기포억제력이 향상되고, 이의 사용량이 증가될 수록 기포억제력이 향상된다. 통상의 양이온 계면활성제의 경우는 다량의 기포가 발생되지 않으나, 투명성을 향상시키기 위해 불포화지방산을 사용하거나 유화제를 사용할 경우 기포의 발생이 증가되게 된다. 또한, 이러한 기포를 억제하기 위해 추가로 실리콘계 소포제를 사용하는 경우에는 다시 불투명해지는 기술적인 문제가 발생할 수 있다.

본 발명의 고분자계 양이온 계면활성제는 우수한 소포 특성을 지니기 때문에, 실시예 6 내지 8에서도 급수과정 또는 교반 단계에서 일시적으로 기포가 발생할 수는 있으나, 정지시 수 초내에 기포가 모두 파괴되기 때문에 사용자는 실제로 기포를 관찰할 수 없다.

<실험예 4> 소취력 평가

본 발명의 TEAQ의 소취력 평가를 측정하여 비교하였다.

데시게이터에 TEAQ 3g을 샤알레에 넣고, 소취원을 주입후 24 시간 이후 소취원의 농도를 비교하여 소취력을 비교하였다. 소취제로 사용된 견본은 TEAQ PO80, TEAQ PO140과 비교 견본으로는 소취제로 널리 사용되는 베타-사이클로덱스트린, 숯을 사용하였다. 사용된 소취원은 암모니아, 황화수소, 메틸메르캅탄, 트리메틸아민 4종을 사용하여 비교하였으며, 초기 농도는 암모니아 약 150ppm, 황화수소 약 80ppm, 메틸메르캅탄 약 15ppm, 트리메틸아민 약 80ppm에서 진행하였다.

상술한 소취원의 제거율을 측정하여 하기 표 11에 나타내었다.

[표 11]

	TEAQ PO80	TEAQ PO140	Beta-CD	숯
암모니아	96.7 %	97.5 %	67.4 %	96.7 %
황화수소	6.9 %	7.2 %	11.8 %	100.0 %
메틸메르캅탄	15.4 %	18.0 %	8.3 %	100.0 %
트리메틸아민	73.7 %	92.3 %	56.0 %	95.7 %

상기 표 11에서 TEAQ는 암모니아와 트리메틸아민에서 우수한 소취력을 보이며, 숯 대비 소취력은 열세이나 베타-사이클로덱스트린에 대해서도 우수한 소취력 을 나타낸다.

본 발명의 양이온계 고분자 계면활성제는 섬유 유연제 조성물의 경우와 유사하게 통상적인 세탁세제, 샴푸, 린스, 주방세제, 바디클린져, 클린징류 화장품 등 생활용품 전반에 사용될 수 있다.

Claims

하기 화학식 2의 고분자계 양이온 계면활성제:

[화학식 2]

상기 식에서,

R₅, R₆ 및 R₇은 -R'-H이고, 여기서 R'은 구조단위 [-CH(CH₃)CH₂O-] 및 [-CH₂CH(CH₃)O-]의 랜덤한 조합으로부터 선택되고, 상기 구조단위 갯수의 총합은 60 내지 150이며;

R₄는 탄소수 1 내지 4의 저급 알킬기이고;

X^-는 Cl^-, Br^-, I^-, CH₃SO₄ ^-, CH₃CH₂SO₄ ^-, CH₃CH₂CH₂SO₄ ^-중에서 1종 이상 선택된다.
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제1항의 고분자계 양이온 계면활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 유연제 조성물.
제4항에 있어서 상기 고분자계 양이온 계면활성제가 총 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 섬유 유연제 조성물.
제4항에 있어서 상기 섬유 유연제 조성물이 양이온 계면활성제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 유연제 조성물.
제4항에 있어서 상기 섬유 유연제 조성물이 유화제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 유연제 조성물.
제1항의 고분자계 양이온 계면활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는 세정제 조성물.
제8항에 있어서 상기 고분자계 양이온 계면활성제가 총 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 세정제 조성물.