KR101464242B1

KR101464242B1 - 에어로졸 조성물

Info

Publication number: KR101464242B1
Application number: KR1020107007110A
Authority: KR
Inventors: 크리스 베이츠; 에린 코르스탄제; 크리스 존스; 마우드 포르티어; 한나 티플
Original assignee: 레킷트 앤드 콜만 (오버시스) 리미티드
Priority date: 2007-10-11
Filing date: 2008-09-25
Publication date: 2014-11-21
Also published as: KR20100065354A; MY143078A; ATE452658T1; CA2701372A1; ES2337422T3; GB0719848D0; BRPI0818368A2; GB0817543D0; WO2009047479A1; EP2047869B1; AU2008229700C1; US8398957B2; BRPI0818368B1; GB2453634A; CA2701372C; JP2011500484A; AU2008229700A1; MX2010003413A; PL2047869T3; CN101815539A

Abstract

에어로졸 조성물은 다음의 성분을 포함한다: 붕산 나트륨 0.01 중량% 내지 1.00 중량%; 폴리글리세롤 에스테르 계면활성제 0.01 중량% 내지 1.50 중량%; 추진제 < 30중량%; 및 물 67.5 중량% 내지 85.0 중량%. 또한, 에어로졸 공기 청정제의 제조 방법은 상기 에어로졸 조성물이 향료를 더 포함하는 것으로 기술된다.

Description

에어로졸 조성물{Aerosol Compositions}

본 발명은 에어로졸 조성물, 이러한 조성물을 포함하는 장치 및 상기 조성물을 이용한 부식 방지 방법에 관한 것이다.

가정 용품에 있어서, 경질 표면 상에, 직물 케어용의 카펫 세정제로서 사용되도록 고안된 많은 제품들이 에어로졸 용기에 담겨 판매된다. 몇몇 에어로졸 제품은 유리 또는 플라스틱 용기 형태로 판매된다. 대부분의 용기들은 금속 캐니스터(canister)이고, 대부분의 캐니스터는 강(steel)으로서, 보통 주석으로 코팅되거나, 다른 것들은 알루미늄(가장 고가임)이다. 또한, 주석 코팅된 금속 캐니스터는 내부 상에 수지로 래커칠되어 추가로 보호될 수 있다.

에어로졸 제품의 예는 공기 청정제, 차량 제품, 가정용 제품, 직물 케어, 왁스, 광택제, 살충제, 다림질 보조제, 직물 청정제 및 카펫 세정제이다.

주석 코팅은 빠른 부식에 대하여 금속 용기를 보호하지만, 수성계 제형에서 저절로 용해되는 경향이 있다. 50ppm 미만의 물을 함유하는 에어로졸 제형이 채워진 주석 도금(tin plated) 캐니스터의 부식은 일반적으로 심각한 문제는 아니다. 그러나, 에어로졸 제품의 물 함량이 50ppm을 초과하는 경우 (특히 150ppm 보다 클 경우)라면, 부식으로 인한 문제는 더욱 발생되기 쉽다.

세계 시장 경향은 수계 에어로졸 제형 쪽으로 나아가고 있다. 이것은 주로 규제적인 문제 때문이다; 에어로졸 제품 내의 휘발성 유기물 함량(VOC) 수준의 감소는 많은 제품들 내에서의 용매 수준의 감소와 물 함량의 증가를 수반한다. 현재 비용을 감소시키는 것 뿐만 아니라, 점점 더 엄중한 규제적인 제한(예를 들면, 미국에서는 공기 청정제 제품에 대하여, 최대 24.5 중량%)를 따르기 위하여, 30 중량% 미만의 추진제(propellant) 수준이 되도록 하는 것이 바람직하다.

많은 부식 억제제 시스템이, 에어로졸 제품에서의 새로운 시장의 요구에 따라, 특히 주석 도금 캐니스터에 대한 시장의 요구에 따라 개발되어오고 있다. 이러한 제품들의 예들은 붕산염(borates), 벤조산염(benzoates), 몰리브덴산염(molybdates) 및 음이온성 계면활성제(소듐 라우로일 사르코시네이트(sodium lauroyl sarcosinate) 등)이다.

역사적으로, 보통 '습윤(wet)'(즉, 용매계보다는 오히려 물) 공기 청정기 에어로졸 조성물은 전형적으로 부식 억제제로서 아질산염(nitrite), 및 유화제로서 소르비탄 모노올레이트(sorbitan monooleate)를 함유하여, 수 용해성 성분 및 수 불용해성 향료 등의 유상 성분이 확실하게 균일하게 유화되도록 한다. 주석 도금 용기용 억제 시스템으로 가장 인정받고 있는 것은 아질산나트륨(sodium nitrite) 및 모폴린(morpholine)이다. 모폴린은 에어로졸 용기 내의 증기상을 보존하는데 도움을 주고, 제형에 알칼리 pH를 부여하는 휘발성 염기이다. 이러한 시스템은 매우 발암성이 있는 니트로사민의 형성을 수반할 수 있다.

또한, 아질산나트륨 및 모폴린 조차도 일반적으로 주석 코팅의 용해를 막을 수 없지만, 주석 코팅의 용해 속도를 수용할 수 있는 수준으로 감소시킬 수 있다. 모폴린, 아질산나트륨의 양, 및 주석 도금의 두께는 요구되는 유통기한, 예를 들면 2년 정도에 적합하도록 설계된다. 주석 히드록실-산화물 착물을 형성하기 위한 주석 도금의 용해는 세정 성능에 부정적인 영향을 미치는 것으로 확인되어 왔다. 일반적으로, 이 주석 착물은 엷은 노란색(pale yellow)이고, 퇴적될 때, 특히, 백색 표면상에 분무될 때는 진한 노란색이 된다. 백색 직물 또는 카펫은 오래된 에어로졸 제품의 액체에 의해 변색된 채로 남아있을 수 있다. 다른 고려사항은 양이온성 금속을 함유하는 커피, 차 및 와인과 같은 특정 얼룩에 관한 것이다. 이러한 금속은 주석 히드록실-산화물 착물과 갈색의 변색된 착물을 형성할 수 있으며, 이는 세정제 제형 및 그것의 전반적인 세정 성능에 명백히 부정적인 영향을 야기한다.

수지 래커칠의 주석-도금 캐니스터조차도 일반적으로 효과적인 부식 시스템이 필요하다. 래커 층 상에 가능한 결함은 피트 부식(pit corrosion)을 초래한다: 여기에서 갈바닉 전위(galvanic potential)는 제한된 영역 내에서 방전되고, 빠르고 깊은 부식을 수반한다. 아질산나트륨 및 모폴린 조차도 래커 및 주석 도금의 용해를 막지 못하고, 그 결과 액체가 노르스름해지고 내부는 어두워질 수 있다. 또한 이 시스템은 제품 수명 동안 니트로사민(nitrosamine) 형성이 피해진다.

이러한 건강상의 고려 및 성능 문제 때문에 아질산염 부식 억제제를 교체하는 것이 바람직하다. 이에 대한 한 해결책은 아질산염 부식 억제제를 인산염(phosphate) 부식 억제제로 교체하는 것이지만, 이것은 만족할만한 저장/부식 성능을 얻기 위해서는 캔 내부에 래커칠을 해야하는 재정적인 불이익을 가져온다.

많은 부식 억제제들이 종래기술에서 확인되어왔지만, 2년의 표준 캐니스터 수명을 초과하여 주석 도금 에어로졸 용기에 있어서 주석 층의 용해를 멈추도록 할 수 없었다.

붕산 염(붕산 나트륨(sodium borate) 등) 단독 또는 몰리브덴산 염(몰리브덴산 나트륨(sodium molybdate) 등)과의 결합이 특히 효과적이라는 것이 발견되었다.

그러나, 부식 억제제로서, 붕산 나트륨을 사용하는 경우, 30 중량% 미만의 추진제(부탄/프로판) 수준에서, 붕산 나트륨과 혼합하여 사용되는 소르비탄 모노올레이트(sorbitan monooleate) 등의 표준 유화제는 매우 굵은 입자 크기, 과다한 거품 형성을 가져오고, 에어로졸 공기 청정제로서 비적합한 제품을 만들게 된다.

본 발명의 제 1 측면에 따르면, 다음을 포함하는 에어로졸 조성물을 제공한다:

붕산 나트륨 0.01 중량% 내지 1.00 중량%;

폴리글리세롤 에스테르 계면활성제 0.01 중량% 내지 1.50 중량%;

추진제 < 30 중량%; 및

물 67.5 중량% 내지 85.0 중량%.

의심의 여지를 피하기 위해, 본 발명에 사용된 용어 "폴리글리세롤 에스테르(polyglycerol ester)"는 디글리세롤, 트리글리세롤 및 폴리글리세롤의 에스테르 및/또는 이들의 혼합물을 나타내는 것이다.

바람직하게는, 에어로졸 조성물은 몰리브덴산 나트륨 0.01 중량% 내지 0.5 중량%를 더 포함하며, 더욱 바람직하게는, 몰리브덴산 나트륨 0.01 중량% 내지 0.1 중량%를 포함한다.

본 발명의 바람직한 측면에 있어서, 전술한 에어로졸 조성물은 C₁₂ 내지 C₂₄지방산의 폴리글리세롤 에스테르를 포함하는 군으로부터 선택되는 폴리글리세롤 에스테르 계면활성제를 포함하는 것으로 기술된다. 특히 바람직한 구현예에 있어서, 폴리글리세롤 에스테르 계면활성제는 올레산 또는 스테아르산의 폴리글리세롤 에스테르 또는 이들의 혼합물을 포함한다.

놀랍게도 디글리세롤 에스테르 계면활성제와 붕산염 부식 억제제 시스템의 결합이, 저독성 및 에어로졸 캔에 대한 저부식성과 같은 요구사항에 부합하면서도 거품발생 없이, 만족할만하게 미세한 입자 크기들을 제공한다는 것을 확인하였다. 이러한 예상 밖의 발견은 존재하는 부식 억제제의 모든 부정적인 결함을 방지한다.

본 발명의 더욱 바람직한 측면에 있어서, 전술한 바와 같은 에어로졸 조성물은, 탄화수소, 바람직하게는 부탄 또는 프로판 또는 이들의 혼합물, 특히, 31, 40, 46 및 70 (번호는 70℉의 온도에서 psig 단위의 압력에 관한 것임)의 등급을 포함하지만 이에 한정되지는 않는 부탄인 추진체를 포함한다.

본 발명은 또 다른 측면에 있어서, 유기 용매, 바람직하게는 에탄올 등의 알코올 또는 유사한 용매를 더 포함하는, 전술한 바와 같은 에어로졸 조성물을 제공한다.

바람직하게는, 전술한 바와 같은 에어로졸 조성물은 향료 0.1 중량% 내지 5 중량% 범위를 더 포함한다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 에어로졸 조성물은 붕산 나트륨을 0.2 중량% 내지 0.7 중량%, 그리고 가장 바람직하게는 0.25 중량% 내지 0.50 중량%를 포함한다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 에어로졸 조성물은 폴리글리세롤 에스테르 계면활성제를 0.1 중량% 내지 1.0 중량%, 더욱 바람직하게는 0.25 중량% 내지 0.75 중량%, 그리고 가장 바람직하게는 0.4 중량% 내지 0.6 중량%를 포함한다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 에어로졸 조성물은 추진제를 10 중량% 내지 30 중량%, 더욱 바람직하게는 14 중량% 내지 28 중량%, 그리고 가장 바람직하게는 17 중량% 내지 27.5 중량%를 포함한다.

본 발명의 특히 바람직한 구현예에 있어서, 다음을 포함하는 전술한 바와 같은 에어로졸 조성물을 제공한다:

붕산 나트륨 0.25 중량% 내지 0.50 중량%;

몰리브덴산 나트륨 0.05 중량% 내지 0.10 중량%;

폴리글리세롤 에스테르 계면활성제 0.1 중량% 내지 1.0 중량%;

추진제 17 중량% 내지 27.5 중량%; 및

물 70.5 중량% 내지 82.6 중량%.

본 발명의 제 2 구현예에 있어서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 조성물을 함유하는 에어로졸 분무 장치를 제공한다.

본 발명의 제 3 측면에 따르면, 본 발명의 제 1 측면에 따른 조성물과 0.1 중량% 내지 5 중량%의 향료를 함께 포함하는 배합물을 함유하는 에어로졸 공기 청정제를 제공한다. 바람직하게는, 에어로졸 공기 청정제 조성물은 본 발명의 제 1 측면에 따른 조성물과 향료 0.1 중량% 내지 1 중량%를 함께 포함하며, 또한 가장 바람직하게는 상기 향료를 0.15 중량% 내지 0.35 중량% 포함한다.

본 발명의 제 4 구현예에 있어서, 본 발명의 제 3 측면에 따른 조성물을 함유하는 에어로졸 공기 청정제의 제조방법을 제공하며, 상기 방법은

물 및 붕산 나트륨의 수성 상 사전 혼합물을 준비하는 단계;

향료 및 폴리글리세롤 에스테르 계면활성제의 유기상 사전 혼합물을 준비하는 단계;

에어로졸 용기 내에 상기 사전 혼합물들을 첨가하는 단계; 및 그 후, 다음의 단계 중 하나의 단계를 포함한다:

상기 에어로졸 용기를 크림핑(crimping)하고, 그 다음 추진제로 상기 용기를 채우는 단계; 또는

추진제로 상기 용기를 채우고, 그 다음 상기 에어로졸 용기를 크림핑하는 단계.

또한, 바람직하게는 상기 수성상 사전 혼합물은 몰리브덴산 나트륨을 포함한다.

본 발명의 제 5 구현예에 있어서, 에어로졸 용기의 부식을 방지하는 방법으로서, 상기 방법은 본 발명의 제 1 또는 제3 측면에 따른 조성물을 상기 에어로졸 용기 내에 도입하는 단계를 포함한다.

다음의 설명 및 실시예들은 단지 본 발명을 설명하도록 의도된 것일 뿐, 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 당업자는 본 발명의 본질 및 요지를 구체화하는 개시된 구현예를 변형할 수 있으므로, 본 발명은 첨부된 청구항 및 그 균등물의 범위내의 모든 것을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

실시예 1

다음을 따르는 에어로졸 공기 청정제 제형:

종류 중량%

DI 워터 74.21

붕산 나트륨 0.37

몰리브덴산 나트륨 0.08

향료 0.25

Emulsogen OG^TM 0.50

프로필렌 글리콜 0.09

부탄 46 24.50

총합 100.00

실시예 2

다음을 따르는 에어로졸 공기 청정제 제형:

종류 중량%

DI 워터 74.29

붕산 나트륨 0.37

향료 0.25

Emulsogen OG^TM 0.50

프로필렌 글리콜 0.09

부탄 46 24.50

총합 100.00

실시예 3

다음을 따르는 에어로졸 공기 청정제 제형:

종류 중량%

DI 워터 71.21

붕산 나트륨 0.37

몰리브덴산 나트륨 0.08

향료 0.25

Emulsogen OGP^TM 0.50

부탄 40 27.50

총합 100.00

실시예 4

다음을 따르는 에어로졸 공기 청정제 제형:

종류 중량%

DI 워터 71.29

붕산 나트륨 0.37

향료 0.25

Emulsogen OGP^TM 0.59

부탄 40 27.50

총합 100.00

실시예 5

다음을 따르는 에어로졸 공기 청정제 제형:

종류 중량%

DI 워터 81.66

붕산 나트륨 0.41

몰리브덴산 나트륨 0.09

향료 0.25

Emulsogen OGP^TM 0.59

부탄 40 17.00

총합 100.00

실시예 6

다음을 따르는 에어로졸 공기 청정제 제형:

종류 중량%

DI 워터 81.75

붕산 나트륨 0.41

향료 0.25

Emulsogen OGP^TM 0.59

부탄 40 17.00

총합 100.00

Emulsogen OG^TM은 클라리언트사(Clariant)의 올레산 폴리글리세린 에스테르 유화제이다.

Emulsogen OGP^TM은 클라리언트사(Clariant)의 프로필렌 글리콜과 선혼합된 올레산 폴리글리세린 에스테르 유화제이다.

상기 언급한 성분들은 최적화된 밸브 및 작동기(actuator) 결합을 갖는, 전형적인 3 부분 주석 도금 에어로졸 내에 충전되었다.

모든 실시예들은 캔 내의 두-층(이중-상)의 오일/물 조성물을 형성하였다. 캔의 교반시에, 층의 일시적 혼합물이 에어로졸의 분무 성능을 개선시킬 정도로 달성된다.

실시예 1-4를 제조하였고, 5℃, 25℃ 및 40℃에서 24 주간 저장하였고, 그 다음 50℃에서 6주간 저장하였다. 모든 경우에 있어서, 캔은 저장 후에 정확하게 분무되었고, 단지 소량의 탈-주석화 또는 일반적인 저장 조건 하에서, 캔의 본성을 위태롭게 하는 상당한 부식이 없는 표면 녹을 나타내었다.

동일한 제형에 대하여 분무 특성을 테스트하였고, 다음과 같은 결과를 나타내었다:

입자 크기 DV(50)(㎛) 분무 속도(g/s)

100% 완전함 40-65 1.2-2.4

50% 남음 50-75 0.9 초과

25% 남음 60-100 0.9 초과

배기시 잔여분 < 5중량%

모든 값들은 에어로졸 공기 청정기로서 사용되기에 적합하다.

실시예 5 및 6을 준비하였고, 25℃ 및 40℃에서 6주간 저장하였다. 모든 경우에 있어서, 캔은 저장 후에 정확히 분무되었고, 단지 소량의 탈 주석화 또는 일반적인 저장 하에서 캔의 본성을 위태롭게 하는 상당한 부식이 없는 표면 녹을 나타내었다.

입자 크기 DV(50)(㎛) 분무 속도(g/s)

100% 완전함 40-65 1.2-2.4

50% 남음 50-75 0.9 초과

25% 남음 60-100 0.9 초과

배기시 잔여분 < 5중량%

Claims

다음을 포함하는 에어로졸 조성물:
붕산 나트륨 0.01 중량% 내지 1.00 중량%;
폴리글리세롤 에스테르 계면활성제 0.01 중량% 내지 1.50 중량%;
추진제 10 중량% 내지 30 중량%; 및
물 67.5 중량% 내지 85.0 중량%.
제1항에 있어서, 상기 조성물은 몰리브덴산 나트륨 0.01 중량% 내지 0.5 중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 조성물.
제1항에 있어서, 상기 폴리글리세롤 에스테르 계면활성제는 C₁₂ 내지 C₂₄ 지방산의 폴리글리세롤 에스테르들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 조성물.
제1항에 있어서, 상기 조성물은 폴리글리세롤 에스테르 계면활성제 0.1 중량% 내지 1.0 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 조성물.
제1항에 있어서, 상기 추진제는 탄화수소인 것을 특징으로 하는 에어로졸 조성물.
제1항에 있어서, 상기 조성물은 유기 용매를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 조성물.
제1항에 있어서, 상기 조성물은 향료 0.1 중량% 내지 5 중량% 범위를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 조성물.
제1항에 있어서, 상기 조성물은 붕산 나트륨 0.2 중량% 내지 0.7 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 조성물.
제1항에 있어서, 상기 조성물은 추진제 14 중량% 내지 28 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 조성물.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 에어로졸 조성물에 따른 조성물을 함유하는 에어로졸 분무 장치.
향료 0.1 중량% 내지 5 중량%와, 제1항에 따른 조성물을 함께 포함하는 배합물을 함유하는 에어로졸 공기 청정제.
제11항에 있어서, 상기 배합물은 향료 0.1 중량% 내지 1 중량%를 포함하는 에어로졸 공기 청정제.
제11항에 따른 배합물을 함유하는 에어로졸 공기 청정제의 제조 방법으로서,
물 및 붕산 나트륨의 수성 상 사전 혼합물을 준비하는 단계;
향료 및 폴리글리세롤 에스테르 계면활성제의 유기상 사전 혼합물을 준비하는 단계;
에어로졸 용기 내에 상기 사전 혼합물들을 첨가하는 단계; 및 그 후, 다음의 단계 중 하나의 단계를 포함하는 방법:
상기 에어로졸 용기를 크림핑하고, 그 다음 추진제로 상기 용기를 채우는 단계; 또는
추진제로 상기 에어로졸 용기를 채우고, 그 다음 상기 에어로졸 용기를 크림핑하는 단계.
제1항에 따른 조성물 또는 제11항에 따른 배합물을 에어로졸 용기 내에 도입하는 단계를 포함하는, 에어로졸 용기의 부식 방지 방법.