KR101564117B1 - 린스 보조제 - Google Patents
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Abstract
폴리사카라이드를 함유하는 린스 보조제(rinse aid) 조성물을 사용하는, 자동 식기 세척기에서 식기를 세척하는 방법이 개시되어 있다. 폴리사카라이드는 식기에 흡착하여 린스 용액의 시팅(sheeting) 작용을 일으켜 식기의 건조를 개선시킬 수 있다.
Description
본 발명은 헹굼 단계에서 헹굼 또는 헹굼수 시팅(sheeting)을 촉진하는 린스 보조제(rinse aid)를 사용하는 자동 식기 세척 방법에 관한 것이다.
현재의 자동 식기 세척 공정은 둘 이상의 단계를 포함한다. 자동 식기 세척 공정은 본세척(main wash) 용액을 노즐을 통하여 기판 위에 펌핑함으로써 기판을 세정하는 본세척을 포함한다. 본세척 용액은 알칼리제, 빌더(builder), 표백제, 효소, 계면활성제, 중합체, 부식 방지제 등과 같은 성분들을 함유할 수 있는 본세척 세제를 용해함으로써 얻는다. 추가의 단계는 본세척 후 헹굼을 포함한다. 이 헹굼 주기는 기판 위에, 종종 린스 보조제를 함유하는 미온수 또는 고온수를 흐르게 한 후, 건조 공정을 더 개선하기 위하여 고온 기류를 흐르게 함을 포함한다.
이러한 자동 공정은 가정용 및 기관용 식기 세척기에서 이루어진다. 이들 두 유형의 기계 사이의 공정 변수에는 상당한 차이가 있는데, 이는 예를 들어 국제 특허출원 공개공보 WO 2006/119162호에 기술되어 있다. 이들 공정의 헹굼 주기는 수 초(일부 기관용 식기 세척기의 경우)에서 40 분(일부 가정용 식기 세척기의 경우)까지 다양하다. 린스 용액의 온도는 전형적으로 40 내지 90 ℃로 다양하다. 이러한 상이한 변수들에도 불구하고, 가정용 및 기관용 식기 세척기 공정은 둘다 본세척 및 헹굼 단계를 포함한다.
린스 용액은 종종 린스 보조제를 함유한다. 이러한 린스 보조제는 전형적으로, 히드로트로프(hydrotrope) 및 때때로 산, 부식 방지제, 표백제 등과 같은 기타 첨가제와 함께, 물 내 10 내지 30 ％의 양으로 존재하는 비이온을 포함하는 액체이다. 린스 보조제의 기능은 린스 용액의 시팅 작용을 제공하는 것인데, 이는 식기 건조의 개선 및 건조 후 외관의 향상을 가져온다.
식기 세척 공정(가정용 및 기관용 둘다)을 위한 현재의 린스 보조제 내 계면활성제의 존재는 필수적인 것으로 생각되는데, 이들 계면활성제가 린스 용액의 표면장력을 감소시켜 기판의 건조 특성을 개선시키기 때문이다. 이러한 계면활성제의 대부분은 비이온이다. 히드로트로프도 또한 용액 내에 계면활성제를 유지시키기에 중요하다. 때때로 린스 보조제에 다른 성분들, 예컨대 향, 색소 성분, 산 및 기타 스케일(scale) 억제제(기판 및 기계 부품에의 스케일 형성을 방지하기 위한), 부식 방지제, 방오제(박층 뒤에 남아서 다음 세정 주기에서의 세정을 개선시킴), 얼룩방지 성분(유리에서 얼룩 없는 건조와 같은 외관을 개선시킴)이 존재할 수도 있다.
따라서 린스 보조제의 건조 특성은 주로 비이온성 계면활성제에 의해 결정된다. 비이온의 부재하에서, 기판은 건조되지 않거나 또는 건조 후에 많은 얼룩과 물자국이 생길 수 있다.
현재의 린스 보조제 내 비이온성 계면활성제의 존재도 또한 몇 가지 단점이나 한계점이 있다.
제한된 유효성으로 인해 항상 적당한 건조가 얻어지지는 않는다. 이 때문에 천으로 닦아내거나 건조 시간을 더 길게 하지 않을 수 없게 된다.
비이온을 사용하면 외관에 불리한 영향을 줄 수 있다. 특히 유리에서 잔여 비이온의 얼룩 및 줄무늬가 보일 수 있다.
습윤 특성을 갖는 비이온을 사용하면 세척조 내에 기포를 형성시킬 수 있다. 이로써 린스 보조제 조성물에 소포 특성을 갖는 별도의 비이온이 필요하게 된다.
안정한 액상 린스 보조제 제형을 만들려면 종종 부가의 히드로트로프가 필요하다.
대부분의 비이온은 산 및/또는 표백제와 병용될 때 안정하지 않거나 상용성이지 않다.
대부분의 비이온은 식품용으로 인가된 것이 아니다.
린스 보조제 비이온은 종종 린스 용액 내에 분산되기가 어렵다. 균질한 린스 용액을 생성하기 위하여는 높은 기계적 힘이 필요하다. 이 때문에, 린스 보조제는 대부분 기관용 식기 세척기의 보일러 이전에 투입된다.
기판에 붙어 있는 잔여 비이온은 얼룩 부착성에 불리한 영향을 줄 수 있고, 예를 들어 전분 증가를 일으킨다.
WO 2004/061069 호에는 a) 1종 이상의 수용성 금속 염 0.01 내지 70 중량％; b) 산 0.01 내지 25 중량％; 및 c) 비이온성 계면활성제 0.01 내지 60 중량％; d) 1종 이상의 분산성 중합체 및/또는 향을 포함하는 린스 보조제 조성물이 개시되어 있는데, 이 린스 보조제 조성물의 pH는 수용액 내 10 ％ 농도에서 측정하였을 때 5 미만이다. 분산성 중합체는 세척 용액 또는 헹굼수 내에 입자를 분산시켜 식기에의 입자 침착을 방지하기 때문에 린스 보조제 조성물에서 유용하다.
본 발명은 표준의 린스 보조제의 문제점 및 한계점의 대부분을 해결할 수 있는, 폴리사카라이드를 이용하는 신규 린스 조성물 및 방법을 개시한다. 이러한 신규 조성물 및 방법에서, 적당한 건조를 위해 린스 보조제에 비이온성 계면활성제 또는 다른 계면활성제가 필요하지 않을 수 있다. 오히려, 린스 조성물에 존재하는 폴리사카라이드는 표면 용액의 표면장력을 감소시키는데 이용되는 비이온성 계면활성제 또는 다른 계면활성제의 부재하에, 세척 식기에 흡착하여 기판의 더 우수한 습윤 및 후속 건조를 제공할 수 있다.
자동 식기 세척기에서 식기를 세척하기 위한 린스 보조제 조성물 및 방법이 제공되어 있다. 개시된 방법에서, 건조 거동을 개선시키는 것으로 관찰된 폴리사카라이드를 포함하는 린스 보조제 조성물이 사용된다. 헹굼 주기 동안 식기 위에 폴리사카라이드의 층을 제공하기에 적합한 농도로 폴리사카라이드가 존재하는 수성 린스 용액을 제조하기 위하여 전형적으로 수용액에 린스 보조제 조성물을 첨가하거나 투입한다. 또한, 수성 린스 용액은 헹굼 주기 동안 세척된 식기에 시팅 작용을 제공할 수 있다. 폴리사카라이드는 바람직하게는 식기의 건조를 개선시키고, 린스 보조제 조성물에 비이온성 계면활성제를 사용할 필요성을 없앨 수 있다(즉, 세척된 식기에 적합한 건조 시간 또한 적합한 건조 특징을 얻기 위하여 린스 보조제 조성물 내 비이온성 계면활성제의 존재가 필요하지 않음).
특히, 본 방법은
(a) 식기를 세척 주기 동안 수성 세정 용액과 접촉시키는 것; 및
(b) 세척된 식기를, 헹굼 주기 동안 린스 보조제 조성물이 첨가되거나 투입될 수 있는 수성 린스 용액과 접촉시키는 것
을 포함할 수 있는데, 이때 수성 린스 용액은 식기 위에 폴리사카라이드의 층을 제공하기에 충분한 양의 폴리사카라이드를 함유하고, 수성 린스 용액은 헹굼 주기 동안 시팅 작용을 제공할 수 있다.
일부 실시양태에서, 폴리사카라이드는 바람직하게는 린스 보조제 조성물의 총 중량(습식 또는 건식)을 기준으로 린스 보조제 조성물(습식 또는 건식일 수 있음)의 0.01 내지 100 중량/중량％, 더 바람직하게는 0.1 내지 20 중량/중량％, 가장 바람직하게는 1.0 내지 10 중량/중량％를 구성한다. 폴리사카라이드는 고체 형태(예컨대, 분말 또는 과립) 및 액체 형태(예컨대, 수용액)를 포함한(이에 한정되는 것은 아님) 임의의 적합한 형태로 수성 린스 용액에 투입될 수 있다.
수성 린스 용액을 제조하기 위하여 수성 조성물에 린스 보조제 조성물을 추가로 첨가하거나 투입할 수 있다. 일부 실시양태에서, 폴리사카라이드는 수성 린스 용액 내에 약 1 내지 약 10000 ppm, 더 바람직하게는 약 5 내지 약 1000 ppm, 더욱 더 바람직하게는 약 10 내지 약 100 ppm의 농도로 존재한다. 더욱 더 바람직한 실시양태에서, 폴리사카라이드는 수성 린스 용액에 약 1 ppm 이상, 5 ppm 이상 또는 10 ppm 이상의 농도로 존재한다.
개시된 린스 보조제 조성물 및 식기 세척 방법에서의 그의 용도는 세척된 식기에 바람직한 건조 특성을 달성할 수 있다. 개시된 린스 보조제 조성물에 의해 제공되는 건조 특성은 효과적이어서, 전형적으로 기판의 적당한 건조를 위해 비이온성 계면활성제가 필요하지 않을 수 있다(예컨대, 비이온성 계면활성제의 부재하에 적합한 건조 시간이 관측될 수 있고 얼룩이 최소한으로 관찰될 수 있음). 일부 실시양태에서, 비이온성 계면활성제를 약 10 중량/중량％ 이하, 바람직하게는 약 5 중량/중량％ 이하, 더 바람직하게는 약 2 중량/중량％ 이하의 농도로 함유하는 린스 보조제 조성물이 사용된다. 추가의 실시양태에서, 개시된 린스 보조제 조성물은 비이온성 계면활성제를 포함하지 않는다. 수용액에 린스 보조제 조성물을 첨가하거나 투입하여 비이온성 계면활성제를 약 1000 ppm 이하, 바람직하게는 약 100 ppm 이하, 더욱 더 바람직하게는 약 10 ppm 이하의 농도로 포함하는 수성 린스 용액을 제조할 수 있다. 린스 보조제 조성물이 비이온성 계면활성제를 포함하지 않는 경우, 이 린스 보조제 조성물을 사용하여 비이온성 계면활성제를 포함하지 않는 수성 린스 용액을 제조할 수 있다.
바람직하게는, 린스 보조제에 사용하기에 적합한 폴리사카라이드는 고체 표면에 충분히 흡착되어 전체적으로 개선된 건조 거동을 일으킬 것이다(건조 시간의 감소).
본원에 개시된 조성물 및 방법에 사용하기 위한 폴리사카라이드의 적합성은 본세척 단계 및 헹굼 단계를 포함하는 식기 세척 공정을 사용하는 동일한 조건하에서 폴리사카라이드의 존재하 또는 부재하에 린스 용액을 사용할 경우 기판의 건조 거동을 비교함으로써 결정할 수 있다.
건조 거동은 세척식기를 대표하는 물질로 만들어진 건조 시험편을 포함한(이에 한정되는 것은 아님) 임의의 적합한 기판에 대하여 평가할 수 있다. 건조 시험편은 린스 성분을 사용하지 않는 식기 세척 공정에서 건조시키기에 매우 어려운 세척식기 물질을 포함할 수 있다. 본원에서 건조 거동을 평가하기 위하여 이용된 기판은 다음을 포함하였다:
- 2 개의 유리 시험편(148×79×4 ㎜)
- 2 개의 플라스틱('니트랄론(Nytralon) 6E'(쿼드란트 엔지니어링 플라스틱 프러덕츠(Quadrant Engineering Plastic Products)); 내츄럴) 시험편(97×97×3 ㎜)
- 2 개의 스테인레스강 컵(110×65×32 ㎜), 모델: 르 셰프(Le Chef), 공급처: 엘렉트로블로크 베파우(Elektroblok BV).
건조 거동은 건조 시간(초) 및 5 분 후의 잔여 액적 수로서 측정할 수 있다. 이들 측정값은 식기 세척기를 연 직후에 계산할 수 있다.
린스 보조제에 존재하는 폴리사카라이드에 따른 건조 거동은 또한 건조계수를 계산하여 정량화할 수 있다. 이 계수는 건조 시간 및 5 분 후의 잔여 액적 수 둘다에 대하여 계산될 수 있고, 하기 비들 중 하나 또는 둘다에 상응할 수 있다:
상기 비를 사용하여 건조계수를 계산할 때, 건조 거동이 더 우수할수록 건조계수가 더 낮다. 평균 건조계수는 3 가지의 상이한 기판 전부(즉, 유리 시험편, 플라스틱 시험편 및 스테인레스강 컵)의 평균값으로서 계산될 수 있다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 방법에 사용하기에 적합한 폴리사카라이드는 바람직하게는
(a) 시험할 폴리사카라이드의 린스 용액 내 존재 또는 부재를 제외하고는 동일한 조건 하에서 측정한, 건조 시간을 기준으로 한 평균 건조계수가 0.9 이하, 바람직하게는 0.8 이하, 더 바람직하게는 0.7 이하, 더욱 더 바람직하게는 0.6 이하, 더욱 더 바람직하게는 0.5 이하, 더욱 더 바람직하게는 0.4 이하, 가장 바람직하게는 0.3 이하이거나(이 비의 하한은 전형적으로 약 0.1일 수 있음);
(b) 시험할 폴리사카라이드의 린스 용액 내 존재 또는 부재를 제외하고는 동일한 조건 하에서 측정한, 잔여 액적 수를 기준으로 한 평균 건조계수가 0.5 이하, 바람직하게는 0.4 이하, 더 바람직하게는 0.3 이하, 더욱 더 바람직하게는 0.2 이하, 가장 바람직하게는 0.1 이하이거나(이 비의 하한은 0일 수 있음); 또는
(a)와 (b) 둘다이다.
본 발명의 방법에 이용되는 린스 용액은 전형적으로 폴리사카라이드를 함유하거나 함유하지 않는 물을 포함할 수 있다(임의로는 부가의 린스 보조제를 포함할 수 있음). 일부 실시양태에서, 시험되는 폴리사카라이드의 린스 용액 내 농도는 전형적으로 약 10 내지 약 50 ppm일 수 있다.
본원에 개시된 바와 같이 헹궈진 세척식기의 건조 거동을 평가함에 있어서, 린스에 폴리사카라이드가 함유된 경우와 함유되지 않은 경우의 건조 거동의 차이를 나타내는 적합한 시험 조건을 선택하도록 주의해야 한다. 예를 들어, 적합한 시험 조건은 헹굼수에 일반적인 린스 보조제를 첨가한 공정을 린스 성분을 첨가하지 않는 공정에 비교할 때(즉, 오직 깨끗한 물에 의한 헹굼을 포함하는 공정에 비교할 때) 건조의 차이를 나타내는 시험 조건을 포함한다. 헹굼수에 첨가되는 린스 성분을 포함하지 않는 공정에서, 기판은 전형적으로 5 분 이내에 건조되지 않는 반면(평균 잔여 액적 수 5 내지 25 개), 표준의 린스 보조제(예컨대, 계면활성제를 포함하는 린스 보조제)를 이용하는 공정에서는 평균 잔여 액적 수가 상기 값의 절반 미만이다. 적합한 조건은, 예를 들어 하기 실시예 1의 조건이다. 비교를 위한 일반적인 린스 보조제는 헹굼수에 약 100 ppm으로 투입되는 비이온성 계면활성제, 예를 들어 린스 보조제 A일 수 있다(실시예 1 참조).
일부 실시양태에서, 본원에 따른 린스 보조제 성분으로서 유용한 폴리사카라이드는 세척 식기에 흡착하여 수용액에 시팅 효과를 제공한다. 추가의 실시양태에서, 본원에 따른 린스 보조제 성분으로서 유용한 폴리사카라이드는 물의 표면장력을 감소시키지 않거나 실질적으로 감소시키지 않을 수 있는데, 표면장력 감소는 계면활성제의 일반적인 특성이다.
린스 용액 내 폴리사카라이드의 존재는 세척식기 기판에 대한 린스 용액의 접촉각을 감소시킬 수 있다. 일부 실시양태에서, 폴리사카라이드 약 1000 ppm(즉, 0.1 ％)을 포함하는 린스 용액은 린스 용액에 침지된 스테인레스강 기판에 대한 접촉각이, 오직 물로만 이루어진(폴리사카라이드를 함유하지 않는) 린스 용액의 스테인레스강 기판에 대한 접촉각에 비교할 때 약 10 도보다 많이 감소된다.
폴리사카라이드
본원에 사용된 폴리사카라이드는 글리코사이드 연결에 의해 연결된 모노사카라이드 단위를 포함하는 중합체이다. 모노사카라이드 단위는 임의로 치환되거나 화학적으로 개질될 수 있는 탄소수 5 또는 6의 알도즈 또는 케토즈일 수 있다(예컨대, 리보즈, 아라비노즈, 크실로즈, 글루코즈, 갈락토즈, 만노즈). 폴리사카라이드는, 선형 또는 분지형일 수 있고 임의로는 화학적으로 개질될 수 있는 호모폴리사카라이드 또는 헤테로폴리사카라이드일 수 있다. 일부 실시양태에서, 폴리사카라이드는 4급 질소-함유 셀룰로즈 에테르 또는 양이온성 구아 유도체를 포함할 수 있는(이에 한정되지는 않음) 양이온성 폴리사카라이드이다.
바람직하게는, 폴리사카라이드의 분자량은 2000 달톤 이상, 더 바람직하게는 5000 달톤 이상이다.
바람직하게는, 폴리사카라이드는 주위 온도에서 수용성이다.
적합한 폴리사카라이드는 셀룰로즈계, 펙틴계, 전분계, 천연 검(gum)계이거나 또는 이들의 조합물일 수 있다.
셀룰로즈계 폴리사카라이드의 예로는 히드록시에틸셀룰로즈, 소수성으로 개질된 히드록시에틸셀룰로즈, 에틸 히드록시에틸 셀룰로즈, 소수성으로 개질된 에틸 히드록시에틸 셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로즈 또는 나트륨 카르복시메틸셀룰로즈가 있다. 이러한 셀룰로즈계 폴리사카라이드는 상표명 버모콜(Bermocoll, 등록상표)(아크조노벨(AkzoNobel)), 또는 나트로졸(Natrosol, 등록상표), 클루셀(Klucel, 등록상표) 또는 블라노즈(Blanose, 등록상표)(아쿠알론-허큘리스(Aqualon-Hercules))로 판매되고 있다.
천연 검계 폴리사카라이드의 예로는 폴리갈락토만난(예: 구아 검 또는 로커스트콩 검), 폴리갈락탄(예: 카라기난), 폴리글루칸(예: 크산탄 검), 폴리만누로네이트(예: 알기네이트) 및 아라비아 검(또는 아라비아 검)이 있다. 전형적인 검의 비제한적인 목록은 또한 아가(해초로부터 얻은), 베타-글루칸(귀리 또는 보리 겨로부터 얻은), 치클(chicle) 검(치클 나무로부터 얻은), 담마(dammar) 검(딥테로카르파세아과(Dipterocarpaceae) 나무의 수액으로부터 얻은), 겔란 검, 글루코만난(곤약 식물로부터 얻은), 가티(ghatti) 검(아노제이수스(Anogeissus) 나무의 수액으로부터 얻은), 트라가칸트 검(아스트라갈루스(Astragalus) 관목의 수액으로부터 얻은), 카라야 검(스테르쿨리아(Sterculia) 나무의 수액으로부터 얻은), 매스틱(mastic) 검(유향나무로부터 얻은), 차전자피(질경이 식물로부터 얻은), 스프루스(spruce) 검(가문비나무로부터 얻은) 및 타라(tara) 검(타라 나무의 종자로부터 얻은)을 포함한다.
바람직한 천연 검은 구아계일 수 있다. 천연 검은 개질 구아(예: 구아 검 2-히드록시프로필 에테르) 또는 양이온성 개질된 구아(예: 구아 검 2-히드록시-3-(트리메틸암모늄)프로필 에테르)를 포함할 수 있다. 적합한 개질 구아는 로디아(Rhodia)에 의해 상표명 재규어(Jaguar, 등록상표)로 판매되고 있다.
전분은 천연 전분 또는 개질 전분을 포함할 수 있다. 바람직한 전분으로는 감자 또는 옥수수와 같은 공급원으로부터 유도된 것이 있다.
본원에 개시된 조성물 및 방법에 적합한 폴리사카라이드는 양이온성 전분 또는 양이온성 검과 같은 양이온성 폴리사카라이드를 포함할 수 있다. 양이온성 전분 또는 검은, 전분 또는 검의 부분 팽창된 과립의 슬러리를, 4급 질소를 함유하는 반응성 화합물(예컨대, 에폭시프로필트리메틸암모늄 클로라이드와 같은 반응성 알킬암모늄 염)과 같은 반응성 화합물로 처리함으로써 생성할 수 있다. 이 시약은 모노사카라이드 단위의 히드록실 기에서(예컨대, 히드록실 기의 C6) 시약의 반응성 기에 의해 전분 또는 검에 결합하여 4급 암모늄 기로 치환되는 모노사카라이드 단위를 갖는 전분을 생성할 수 있다. 예를 들어, 에폭시알킬암모늄 염은 에폭시 기에 의해 전분 또는 검의 모노사카라이드 단위의 히드록실 기와 반응하여, 에테르 연결에 의해 알킬암모늄 기로 치환되는 모노사카라이드 단위(예컨대, (암모늄)알킬에테르-변성된 전분)를 생성할 수 있다. 일부 실시양태에서, 양이온성 전분 또는 검의 유도체화 수준은 모노사카라이드 단위 100 개 당 1 내지 2 개의 하전된 기일 수 있다. 바람직한 전분 또는 검은 양이온성 개질 전분 또는 검, 예를 들어 (3-클로로-2-히드록시프로필) 트리메틸암모늄 클로라이드 개질 전분 또는 검, 또는 2-히드록시-3-(트리메틸암모늄)프로필에테르 개질 전분 또는 검을 포함할 수 있다.
다음 폴리사카라이드가 특히 바람직하다:
- 양이온성 개질 구아 검(예: 재규어 C 1000(로디아)과 같은 구아 검, 2-히드록시-3-(트리메틸암모늄)프로필 에테르 클로라이드),
- 양이온성 개질 감자 전분(예: 하이-캣(HI-CAT, 등록상표) CWS 42(로퀘트 프리어스(Roquette Freres)),
- 셀룰로즈계 폴리사카라이드, 예컨대
- 히드록시에틸셀룰로즈(예: 나트로졸 HEC 250 HHX(아쿠알론-허큘리스)),
- 소수성으로 개질된 히드록시에틸셀룰로즈(예: 나트로졸 HEC 플러스 330 CS(아쿠알론-허큘리스)),
- 에틸 히드록시에틸 셀룰로즈(예: 버모콜 EBS 351 FQ(아크조노벨)).
이들 폴리사카라이드는 단독으로 사용되거나 또는 다른 폴리사카라이드와 병용될 수 있다.
양이온성 폴리사카라이드(예: 재규어 중합체)는 특정 음이온(예: 포스페이트 및/또는 시트레이트 및/또는 실리케이트 및/또는 포스포네이트 음이온과 조합되거나, 또는 후술되는 것과 같은 산 또는 염(예: 시트르산, 락트산, 글루콘산, 아세트산 및/또는 포스폰산 또는 이들의 염)과 조합될 수 있다.
린스 보조제 조성물
린스 보조제 조성물은, 전술한 폴리사카라이드 이외에, 통상적인 성분, 바람직하게는 계면활성제, 히드로트로프, 빌더(즉, 킬레이트제/금속이온 봉쇄제의 부류을 포함한 세척 보조제), 표백 시스템, 산, 스케일 억제제, 부식 방지제 및/또는 소포제 중에서 선택되는(이에 한정되지는 않음) 성분을 포함할 수 있다.
계면활성제
계면활성제 및 특히 비이온성 물질이 임의로 존재하여 폴리사카라이드와 함께 기판의 건조를 제공하고/제공하거나 소포제로서 작용할 수 있다. 전형적으로 사용되는 비이온은 알킬렌 옥사이드 기와 천연 지방족 또는 알킬 방향족일 수 있는 유기 소수성 물질(예컨대, EO, PO, BO 및 PEO 잔기를 갖는 C2-C18 알콜 알콕실레이트 또는 폴리알킬렌 옥사이드 블록 공중합체로 이루어진 군에서 선택됨)의 축합에 의해 얻어진다.
비이온성 계면활성제는 린스 보조제 조성물에 일반적으로 사용되는 것보다 낮은 농도로 존재할 수 있다. 통상적인 린스 보조제 조성물에서, 비이온성 계면활성제는 10 내지 30 중량/중량％의 농도로 존재한다. 폴리사카라이드의 존재는 비이온 농도를 줄이는 경우(예: 10 중량/중량％ 이하), 심지어 비이온이 전혀 없을 경우를 감안한다.
빌더
물질
린스 보조제 조성물에 포함될 수 있는 빌더는 포스페이트, NTA, EDTA, MGDA, GLDA, 시트레이트, 카르보네이트, 바이카르보네이트, 폴리아크릴레이트/폴리말레에이트, 말레산 무수물/(메트)아크릴산 공중합체(예컨대, BASF로부터 입수할 수 있는 소칼란(Sokalan) CP5)를 포함한다.
스케일 억제제
린스 보조제 조성물에 포함될 수 있는 스케일 억제제는 분자량 1,000 내지 400,000의 폴리아크릴레이트, 및 다른 잔기와 조합될 수 있는 아크릴산을 기제로 하는 중합체를 포함한다. 이들은 말레산과 조합된 아크릴산; 메타크릴산; 포스포네이트; 말레산 및 비닐 아세테이트; 아크릴아미드; 술포페놀 메탈릴 에테르; 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 술폰산; 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 술폰산 및 나트륨 스티렌 술포네이트; 메틸 메타크릴레이트, 나트륨 메탈릴 술포네이트 및 술포페놀 메탈릴 에테르; 폴리말레에이트; 폴리메타크릴레이트; 폴리아스파르테이트; 에틸렌디아민 디숙시네이트; 유기 폴리포스폰산 및 이들의 염을 포함한다. 스케일 억제제는, 존재한다면, 조성물에 약 0.05 내지 약 10 중량％, 바람직하게는 0.1 내지 약 5 중량％, 가장 바람직하게는 약 0.2 내지 약 2 중량％로 포함된다.
표백제
린스 보조제 조성물에 사용하기에 적합한 표백제는 할로겐계 표백제 또는 산소계 표백제일 수 있다. 1종 보다 많은 표백제를 사용할 수 있다.
할로겐 표백제로서, 알칼리 금속 히포클로라이트를 사용할 수 있다. 다른 적합한 할로겐 표백제는 디- 및 트리-클로로 및 디- 및 트리-브로모 시아누르산의 알칼리 금속 염이다.
적합한 산소계 표백제는 과산소 표백제, 예를 들어 나트륨 퍼보레이트(사수화물 또는 일수화물), 탄산나트륨 또는 과산화수소이다.
폴리사카라이드는 고체 형태로 투입하는 것이 편리하기 때문에, 편리하게는 NaDCCA와 같은 고체 표백제를 투입하는 것도 또한 가능하다.
산
린스 보조제 조성물에 산을 혼입할 수 있다. 임의의 적합한 양의 임의의 적합한 유기 산 및/또는 무기 산을 사용할 수 있다. 적합한 산은 아세트산, 아스파르트산, 벤조산, 붕산, 브롬산, 시트르산, 포름산, 글루콘산, 글루탐산, 염산, 락트산, 말산, 질산, 술팜산, 황산, 메탄 술폰산, 타르타르산, 인산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 산은 전형적으로 린스 보조제 조성물에 약 0.01 내지 약 30 ％ 범위로 존재한다.
미량의 다양한 기타 성분들이 린스 보조제에 존재할 수 있다. 이들은 용매 및 히드로트로프(예: 에탄올, 이소프로판올, 크실렌 술포네이틈 및 쿠멘 술포네이트), 재오염 방지제, 부식 방지제 및 기타 기능성 첨가제를 포함한다.
린스 보조제 조성물의 성분들은 독립적으로 고체 형태로 제형화되거나(임의로는 사용 전에 용해하도록), 수성 액체 또는 비수성 액체로 제형화된다(임의로는 사용 전에 희석하도록).
린스 보조제 조성물은 액체 또는 고체 형태일 수 있다. 고체는 분말, 과립화 분말 또는 고체 블럭 또는 정제일 수 있다. 액체는 통상의 액체, 구조화된 액체, 슬러리 또는 겔 형태일 수 있다.
헹굼 방법은 임의의 통상의 기관용 또는 가정용 자동 식기 세척 공정에서 이용될 수 있다.
전형적인 기관용 식기 세척 공정은 연속식이거나 비연속식이고, 단일 탱크 또는 다중 탱크/컨베이어형 기계에서 수행된다. 컨베이어 시스템에서, 칸막이에 의해 세척 전, 세척, 헹굼 후 및 건조 대역이 일반적으로 정해진다. 세척수는 헹굼 대역에 도입되어, 세척 전 대역을 향해 단계적으로 거꾸로 통과되고, 더러운 식기는 반대 방향으로 운송된다.
전형적으로, 기관용 식기 세척기는 세척 단계에서는 45 내지 65 ℃의 온도에서 작동하고, 헹굼 단계에서는 약 80 내지 90 ℃에서 작동한다. 세척 단계는 전형적으로 10 분을 초과하지 않거나, 심지어 5 분을 초과하지 않는다. 또한, 헹굼 단계는 전형적으로 2 분을 초과하지 않는다.
전형적으로, 가정용 식기 세척 공정은 약 30 분 내지 1.5 시간이 걸린다. 이 공정의 헹굼 주기는 약 5 분에서 40 분까지 다양하다. 일반적으로 가정용 식기 세척기를 채우기 위해 냉수가 사용된다. 이 물은 세척 공정 동안 약 60 ℃까지 가열된다.
린스 보조제를 사용하여 간헐적으로 식기를 처리하는 것이 예상된다. 본원에 기술된 폴리사카라이드를 포함하는 린스 보조제를 사용하는 처리를, 린스 보조제를 사용하지 않거나 폴리사카라이드를 함유하지 않는 린스 보조제를 사용하여 1회 이상 세척하는 공정과 번갈아 행할 수 있다.
본원에 기술된 폴리사카라이드를 포함하는 린스 보조제는, 헹굼 단계에 연수가 사용될 경우 또는 심지어 역삼투수가 사용될 경우에 매우 우수하게 기능한다. 역삼투수는 기판(특히 유리)의 우수한 외관이 중요한 경우의 식기 세척에 종종 사용되는데, 이러한 유형의 물은 물 잔사를 남기지 않기 때문이다. 그러나, 표준의 린스 보조제를 사용하면, 외관에 불리한 영향을 줄 수 있거나(비이온성 잔사로 인하여), 건조가 완벽하지 않을 경우 얼룩이 생길 수 있다. 기판을 전혀 얼룩 없이 건조하는 것은 폴리사카라이드를 함유한 린스 보조제를 사용하여 달성될 수 있는데, 헹굼 흐름 내의 폴리사카라이드의 농도가 매우 낮고 폴리사카라이드에 의해 매우 우수한 건조가 이루어지기 때문이다.
폴리사카라이드를 포함하는 린스 보조제는 또한 헹굼 단계에서 경수 이온을 함유하는 수돗물을 사용하는 경우에 매우 우수하게 기능한다. 린스 보조제에 산을 도입하면 경수 염의 침착을 더 감소시킬 수 있다.
폴리사카라이드를 포함하는 린스 보조제는 또한 헹굼 단계에서 고농도의 용해된 염을 갖는 물을 사용하는 경우에 매우 우수하게 기능한다. 헹굼 흐름 내의 고농도의 염은 기판에 침착될 수 있으므로 기판의 외관에 불리한 영향을 준다. 폴리사카라이드를 함유하는 린스 보조제에 의해 얻어지는 매우 우수한 건조성으로 인해 염이 덜 침착될 것이므로 기판의 외관이 개선된다.
폴리사카라이드를 함유하는 린스 보조제에 의해 얻어지는 최적의 건조 거동은 또한 기판의 정전기 특성을 감소시킬 수 있다.
유리에 남겨진 린스 보조제의 비이온이 전형적으로 발포를 억제하는 표준의 헹굼 공정과 비교하여 맥주 발포 특성에 대한 영향이 관찰되지 않았다.
이 신규한 헹굼 개념의 가능한 이점은, 예를 들어 매우 효과적인 건조가 가능하고, 시각적 성능이 더 우수하고, 매우 낮은 농도의 폴리사카라이드가 가능하고(일부는 비이온계 표준의 린스 보조제에 비하여 10배 보다 더 효과적임), 고체의 투입이 가능하여 매우 농축된 린스 보조제가 얻어지고, 제품 및 포장에서 비용이 절감되고, 산 및/또는 표백제(예: 염소)와의 안정성/상용성이 우수하고, 잠재적으로 식품 인가 물질이고, 히드로트로프가 필요 없고, 일부 폴리사카라이드는 소포제를 필요로 하지 않고, 폴리사카라이드가 쉽게 분산되므로 기관용 식기 세척 공정에서 보일러 이후에 투입될 수 있다는 것이다.
일반적으로 이 신규한 헹굼 개념은 더 많은 제형 융통성 및 개선된 건조 성능을 제공한다.
식기 세척 공정의 이 신규한 헹굼 개념에 최적의 건조 특성을 제공하는 폴리사카라이드는 임의의 세정, 소포, 빌더, 결합제, 유동성 개량, 증점, 구조화, 스케일 방지 또는 부식 억제 특성을 가질 수 있고 따라서 전체적인 세척 공정을 시킬 수 있다.
하기 실시예를 보면 본 발명이 더 잘 이해될 것이다. 그러나, 당업자라면 논의된 구체적인 방법 및 결과가 단지 예시적일 뿐이며 본 발명을 제한하려는 것이 아님을 쉽게 알 것이다.
<실시예>
실시예
1
이 실시예에서는 다양한 기판의 건조 거동을 기관용 단일 탱크 식기 세척기에서 시험하였다. 이 시험에 연수를 사용하는 표준의 기관용 식기 세척 공정을 적용하였고, 본세척 공정은 포스페이트, 가성 소다 및 히포클로라이트를 함유하였다.
처음에(시험 1A: 대조 시험), 마지막 린스 용액에 린스 성분을 첨가하지 않은 세척 공정에 대하여 건조 거동을 결정하였다. 따라서 마지막 헹굴 때 기판에 깨끗한 연수만이 분사되었다.
그 다음(시험 1B), 표준의 헹굼 공정을 갖는 상기 세척 공정의 건조 거동을 결정하였다. 이 표준의 헹굼 공정에서는, 린스 용액이 보일러에 진입하기 직전에, 비이온성 계면활성제를 함유하는 린스 보조제를 린스 용액에 투입하였다.
그 다음(시험 1C), 보일러 이후에, 비이온성 계면활성제를 함유하는 동일한 표준의 린스 보조제를 린스 용액에 투입하는 공정에 대하여 건조 거동을 결정하였다.
그 다음(시험 1D 내지 1J), 상이한 폴리사카라이드를 함유하는 스 보조제를 사용한 다양한 공정에 대하여 건조 거동을 결정하였다. 이들 린스 보조제는 물에 폴리사카라이드 약 1 ％를 용해시키거나 분산시켜 제조하였고, 이들 린스 보조제는 보일러 이후에 투입함으로써 마지막 린스 용액에 첨가하였다.
시험 1D 내지 1J에서 린스 용액에 존재하는 물질은 다음과 같았다:
- 버모콜(등록상표) EBS 351 FQ(시험 1D); 예: 아크조노벨; 에틸 히드록시에틸 셀룰로즈(중간 점도 등급).
- 나트로졸(등록상표) HEC 플러스 330 CS(시험 1E); 예: 아쿠알론-허큘리스; 개질 히드록시에틸셀룰로즈(CAS 번호 80455-45-4).
- 나트로졸(등록상표) HEC 250 HHX(시험 1F); 예: 아쿠알론-허큘리스; 히드록시에틸셀룰로즈(CAS 번호 9004-62-0).
- 재규어(등록상표) C 1000(시험 1G, 1H, 1I); 예: 로디아; 고메 드 구아, 옥사이디(Gomme de Guar, Oxydee), 2-히드록시-3-(트리메틸암모니오)프로필 에테르 클로루어(Chlorure)(CAS Nr. 71888-88-5).
- 하이-캣(등록상표) CWS 42(시험 1J); 예: 로퀘트 프리어스; 냉수 가용성 양이온성 감자 전분(CAS Nr. 56780-58-6).
시험 1H 및 1I에서, 건조 거동에 대한 양이온성 구아 재규어 C 1000과 염의 조합물의 영향을 시험하였다. 시험 1H에서는 재규어 C 1000과 함께 나트륨 트리폴리포스페이트를 린스 보조제 조성물에 첨가하였고, 시험 1I에서는 재규어 C 1000과 함께 시트르산을 린스 보조제 조성물에 첨가하였다.
하기 표 1에, 각 성분들에 대한 린스 용액 내 상기 물질들의 농도를 언급하였다.
상기 시험에 사용된 식기 세척기는, 후드가 자동 개폐되고 식기 선반이 기계 내외로 자동 운송되도록 실험실 시험용으로 자동화된, 호바트(Hobart, 등록상표) 단일 탱크 후드 기계였다.
단일 탱크 후드 기계 명세
유형: 호바트 AUX70E
수조 용량: 50 L
헹굼 용량: 4 L
세척 시간: 29 초
헹굼 시간: 8 초
세척 온도: 50 ℃
헹굼 온도: 80 ℃
물: 연수(물 경도: < 1 DH).
상기 시험에서 기판을 건조시키는 조건이 가장 까다롭다. 비교적 낮은 온도의 본세척(50 ℃) 및 헹굼(80 ℃), 및 비교적 짧은 본세척 주기(29 초)가 적용되었고; 이들 조건은 기판을 최소한으로 가열시키므로, 특히 마지막 헹굼 주기에 첨가된 성분에 의해 건조가 결정될 것이다. 또한, 건조시키기 매우 어려운 기판을 선택하였다.
공정
수조가 연수로 채워지고 가열되면, 세척 프로그램을 시작하였다. 세척수는 내부 세척 펌프 및 식기 위의 세척 아암(arm)에 의해 기계 내에서 순환되었다. 세척 시간이 끝나면, 세척 펌프가 정지하고 세척수는 기판 아래의 저장조에 잔류하였다. 그 다음, 수조 중 4 L가 펌프에 의해 자동으로 배수구로 배수되었다. 그 다음, 헹굼 프로그램이 시작되는데, 보일러(연수 저장조에 연결된)에서 나온 미온수가 식기 위의 헹굼 아암에 의해 헹구었다. 이 헹굼수에 펌프에 의해 린스 성분이 첨가되고 보일러 이전 또는 보일러 이후에 주입되었다. 헹굼 시간이 끝나고 나서 기계를 열었다.
작업 방법
기계가 연수로 채워지고 물의 온도가 50 ℃가 되면, 본세척 분말을 첨가하였다. 본세척 분말은 나트륨 트리폴리포스페이트(STP; LV 7, 예: 로디아) 0.53 g/ℓ + 수산화 나트륨(NaOH) 0.44 g/ℓ + 디클로로이소시아누르산 Na염. 2aq(NaDCCA) 0.03 g/ℓ이었다.
수용액에 폴리사카라이드를 약 1 ％로 용해시키거나 분산시켜 린스 보조제 조성물을 형성하였다. 린스 보조제를 마지막 린스 용액에 펌프에 의해 보일러 이전 또는 보일러 이후에 주입하였다. 마지막 린스 내 린스 성분의 농도는 투입된 린스 보조제의 농도 및 체적, 그리고 마지막 린스의 유량에 의해 결정되었다.
3 가지 상이한 유형의 기판에 대하여 건조 시간을 측정하였다. 이들 기판을 선택한 이유는 이들이 린스 성분 없이 식기 세척 공정에서 건조시키기 어렵고 표준의 린스 보조제 공정에 의해서만 적당히 건조되기 때문이다. 이들 기판은 다음의, 실제적으로 관련있는 물질로 이루어졌다:
- 2 개의 유리 시험편(148×79×4 ㎜)
- 2 개의 플라스틱('니트랄론 6E'(쿼드란트 엔지니어링 플라스틱 프러덕츠; 내츄럴) 시험편(97×97×3 ㎜)
- 2 개의 스테인레스강 컵(110×65×32 ㎜), 모델: 르 셰프, 공급처: 엘렉트로블로크 베파우.
세척 주기(29 초) 및 헹굼 주기(8 초) 이후에, 주위 온도에서 기판의 건조 시간(초)을 결정하였다. 건조 시간이 300 초보다 길면, 300 초로 기록하였다. 그러나, 많은 기판들이 5 분 이내에 건조되지 않았다. 그러한 경우, 기판 위에 남아 있는 액적을 또한 계수하였다.
동일 기판에 대하여 세척 주기 및 헹굼 주기, 및 건조 측정을 2회 더 반복하였다. 새로운 시험마다 매번 기판을 교체하였다(혹시 식기에 흡착된 성분에 의해 건조 결과에 영향이 가지 않도록).
결과
상기 표 1은 상기 시험 시리즈의 결과를 나타낸다. 스테인레스강 기판, 유리 및 플라스틱 시험편의 경우, 3 회의 반복 시험에서 건조 시간의 평균값 및 5 분 후 시험편의 평균 액적 수가 제공되어 있다.
마지막 린스에 첨가된 상기 성분들의 건조 거동도 또한 건조계수에 의해 정량화되었다. 이는 건조 시간 및 5 분 후 남아 있는 액적의 수에 대하여 계산될 수 있으며, 하기의 비에 상응한다:
건조 거동이 더 우수할수록 건조계수는 더 낮다.
상기 표 1에서, 다양한 세척 공정에 대하여 건조계수를 계산하였다. 건조계수는 3 가지의 상이한 기판의 평균값으로서 계산하였다.
시험 1A에서, 마지막 린스 용액에 린스 성분이 존재하지 않는 식기 세척 공정에 대한 건조 효과를 측정하였다. 이 대조 시험은, 오직 물로만 헹구고 헹굼 공정에 린스 성분이 사용되지 않은 경우에, 5 분 이후에도 선택된 기판 전부에서 다수의 액적이 남아 있음을 나타내었다.
시험 1B에서, 비이온성 계면활성제를 함유하는 린스 보조제를 투입한 린스 용액으로 헹굼으로써 기판을 건조시킨 대표적인 표준의 식기 세척 공정에 대한 건조 효과를 측정하였다. 이들 세정 성분은 보일러 직전에 별개의 헹굼 펌프에 의해 마지막 헹굼수에 투입되었다. 린스 보조제가 보일러 전체에 균질하게 분포되도록, 시험을 시작하기 전에 최소 3 회의 세척 주기를 행하였다.
이 실시예에서는 대표적인 린스 보조제로서 린스 보조제 A를 사용하였다. 이 중성 린스 보조제는 비이온성 혼합물 약 30 ％를 함유하였다. 이 린스 보조제를 0.3 g/ℓ의 수준으로 투입함으로써, 린스 용액 내 비이온의 농도는 약 90 ppm이었다. 린스 보조제 A의 주요 성분을 하기 표 2에 나타내었다.
표준의 린스 보조제를 사용한 시험 1B의 건조 결과는 임의의 린스 성분을 사용하지 않은 공정(시험 1A)의 결과보다 훨씬 우수하였지만, 이 시험은 또한 사실 이들 기판이 건조하기 어렵다는 것을 확인시켰다. 상기 표준의 세척 및 헹굼 조건 하에, 유리 시험편만이 건조되었고, 플라스틱 및 스테인레스강 기판에서는 5 분 이후에도 여전히 몇 개의 물 액적이 남아 있었다.
시험 1C에서, 보일러 이후에 동일한 린스 보조제 A를 마지막 린스에 주입한 공정에 대하여 건조 효과를 측정하였다. 그 결과는, 마지막 린스 용액 내 비이온의 더 높은 수준에도 불구하고, 보일러 이전에 린스 보조제를 주입한 것(시험 1B)에 비하여 건조가 더 불량하였다. 이는 아마도 린스 용액 내 비이온의 불량한 분산성에 의한 것으로 생각되었다. 린스 보조제를 보일러 이전에 투입한 경우, 보일러를 통한 흐름은 린스 용액 전체에 비이온을 더 균질하게 분포시켜 더 우수한 건조 효과를 가져오게 할 것이다.
시험 1D 내지 1J에서, 보일러 이후에 폴리사카라이드를 함유하는 린스 보조제를 마지막 린스에 주입하였다. 이들 시험의 결과는 마지막 린스 내 폴리사카라이드의 존재가 매우 우수한 건조 효과를 가져왔음을 나타내었다. 이러한 결과는 보일러 이후에 투입된 표준의 린스 보조제의 경우보다 훨씬 더 우수하였고, 보일러 이전에 투입된 표준의 린스 보조제의 경우보다 또한 우수하였다. 분명하게는, 시험 1D 내지 1J에 사용된 폴리사카라이드는 보일러 이후에 투입된 경우에라도 매우 우수한 건조 특성을 제공하였다. 또한, 이러한 우수한 건조 특성이 표준의 린스 보조제에 의해 투입된 비이온의 농도보다 훨씬 더 낮은 농도에서 얻어진 것은 주목할 만하다.
특히, 양이온성 구아 재규어 C 1000은 린스 용액 내 11 ppm의 극히 낮은 농도에서도 상기 조건 하에 탁월한 건조 특성을 제공하였다. 재규어 C 1000의 건조 특성은 린스 보조제 조성물에서 이 성분을 나트륨 트리폴리포스페이트와 같은 염(시험 1H) 또는 시트르산(시험 1I)과 조합함으로써 더 개선되었다. 또한, 양이온성 감자 전분은 모든 기판에 대하여 린스 용액 내 25 ppm에서 매우 우수한 건조를 제공하였다.
실시예
2
이 실시예에서는, 실시예 1D 내지 1G에서 적당한 건조를 일으킨, 폴리사카라이드를 함유한 용액의 표면장력을 측정하였다. 동일한 방법으로, 표준의 린스 보조제를 함유하는 용액에 대하여 표면장력을 측정하였다. 무작위로 선택된, 이들 표준의 린스 보조제를 기관용 식기 세척 공정에서와 같이 가정용 식기 세척 공정에 사용하였다. 이러한 표준의 린스 보조제는 전부 비이온성 계면활성제를 함유하였다.
폴리사카라이드의 용액은 연수에 50 ℃에서 10 분 동안 1000 ppm(0.1 ％)을 교반에 의해 용해시킴으로써 제조하였다. 린스 보조제의 용액은 연수에 표준의 린스 보조제를 비이온성 계면활성제 1000 ppm이 되도록(제품 성분 신고서에 주어진 평균값을 기준으로) 용해시킴으로써 제조하였다.
표면장력은 실온에서 기포 압력 텐시오미터(bubble pressure tensiometer)(크뤼스 포켓다인(KRUESS PocketDyne))로 측정하였다. 설정은 다음과 같았다: 짧은 표면 나이(surface age)(물의 경우 50 내지 250 ms). 각 용액에 대하여 10 가지의 상이한 측정을 하였고, 평균값을 계산하였다.
시험한 물질은 다음과 같았다:
2A 물만; 대조 시험.
2B 내지 2G는 표준의 린스 보조제를 함유하는 용액이었다.
2B 린스 보조제 A; 예: 존슨 다이버시(Johnson Diversey); 실시예 1 참조; 산업용 식기 세척 린스 보조제; 30 ％ 비이온성 계면활성제.
2C 그린 프로(Green Pro); 예: 에코랩 리미티드(Ecolab Ltd.); 산업용 린스 첨가제; 15-30 ％ 비이온성 계면활성제.
2D 크리스탈 퓨젼(Crystal Fusion); 지오시스템(Geosystem) 9000; 예: 에코랩 리미티드; 린스 첨가제.
2E 썬 아브릴한타도르(Sun Abrilhantador)/스포엘글란스(spoelglans); 예: 유니레버(Unilever); 5-15 ％ 비이온성 계면활성제.
2F 칼고니트 샤인 액티브(Calgonit Shine Active); 글란스스포엘미델-렝사쥐(glansspoelmiddel-rincage); 예: 레키트 벤키저(Reckitt Benckiser); 5-15 ％ 비이온성 계면활성제.
2G 악티프 리퀴드 드 렝사쥐 스포엘미델 아브릴란토도르 아브릴한토도르(Actiff Liquide de rincage Spoelmiddel Abrillantodor Abrilhantodor); 예: 맥브라이드(McBride); 5-15 ％ 비이온성 계면활성제.
2H 내지 2K는 또한 실시예 1D 내지 1G에 사용된, 폴리사카라이드를 함유한 용액이다.
하기 표 3에 측정된 표면 장력이 제공되어 있다.
상기 결과는 표준의 린스 보조제가 존재하는 경우에 물의 표면장력이 상당히 감소하였음을 분명히 나타낸다. 시험 2B 내지 2G의 측정된 값은 전부 50 mN/m 미만이었다. 이것은 식기 세척 공정을 위한 린스 보조제 개발 분야의 널리 공지된 수준이다. 린스 용액의 표면장력 감소는 기판에 대한 헹굼수의 접촉각을 더 작게 하여 건조 특성이 우수해진다. 일반적으로 표면장력이 더 작은 린스 용액의 경우에 더 우수한 건조가 얻어진다.
이와는 반대로, 폴리사카라이드가 존재하는 경우에는 물의 표면장력이 감소되지 않거나 약간만 감소되었다. 시험 2H 내지 2K에 대하여 측정된 값은 전부 60 mN/m 이상이었다.
이러한 데이터는 상기 폴리사카라이드를 사용한 경우에 적당한 건조가 얻어진 것이 주목할 만하다는 것을 확인시켰다(실시예 1). 분명하게는 린스 용액 내 폴리사카라이드에 의한 건조는 표준의 린스 보조제와는 다른 개념에 근거한다.
실시예
3
이 실시예에서는, 실시예 1D 내지 1G에서 적당한 건조를 가져오게 한, 폴리사카라이드를 함유하는 용액과 접촉시킨 기판들에 대하여 물의 접촉각을 측정하였다.
폴리사카라이드의 용액은 연수에 50 ℃에서 10 분 동안 1000 ppm을 교반에 의해 용해시킴으로써 제조하였다.
스테인레스강 시험편(타입 304)을 50 ℃의 상기 폴리사카라이드의 용액에 20 분 동안 교반하면서 침지하였다. 이들 시험편을 연수로 10 초 동안 헹구어 붙어 있는 용액을 제거하고 실온에서 건조시켰다.
이들 시험편에 대한 물의 접촉각은 FTA(First Ten Angstroms) 200 기기를 사용하여 측정하였다. 측정하는 동안 드랍 쉐이프(Drop Shape) 방법을 적용하였다.
시험한 물질은 다음과 같았다:
3A 시험편을 물에만 침지한 대조 시험.
시험 3B 내지 3E는 실시예 2에 사용한, 폴리사카라이드를 함유하는 용액이었다.
하기 표 4에 측정된 접촉각이 제공되어 있다.
| 물, 또는 폴리사카라이드 1000 ppm을 함유하는 용액에 침지한 스테인레스강 기판에 대한 물의 접촉각 | ||
| 시험 번호 | 성분 | 접촉각; 도 |
| 3A | 물만 | 92 |
| 3B | 버모콜 EBS 351 FQ | 81 |
| 3C | 나트로졸 HEC 플러스 330CS | 66 |
| 3D | 나트로졸 HEC 250 HHX | 71 |
| 3E | 재규어 C 1000 | 73 |
상기 결과는 기판들을 폴리사카라이드를 함유하는 용액에 침지한 경우에 기판에 대한 물의 접촉각이 상당히 감소하였음을 나타낸다. 이러한 결과는 폴리사카라이드가 기판에 흡착하여 친수성 표면층을 생성하였음을 나타낸다. 이러한 흡착은 실시예 1에 기술한 식기 세척 공정의 린스 보조제에 상기 폴리사카라이드를 적용한 경우의 적당한 건조 결과를 설명할 수 있다.
실시예
4
이 실시예에서는, 실시예 1의 바람직한 폴리사카라이드 중 하나(재규어 C 1000)를 함유하는 액체 린스 보조제에 대하여 건조 거동을 시험하였다. 하기 폴리사카라이드를 함유하는 린스 보조제(PS-RA 1)는 주어진 순서로 원료를 첨가하여 제조하였다:
| 조성물 PS-RA 1 | ||
| 순서 | 원료 | ％ |
| 1 | 연수 | 83％ |
| 2 | 재규어 C1000(예: 로디아) | 2％ |
| 3 | 디퀘스트(Dequest, 등록상표) 2000 (50％ 아미노 트리(메틸렌 포스폰산), 예: 썸포스(Thermphos)) |
5％ |
| 4 | 락트산(90 ％) | 10％ |
이 시험에서 비교를 위한 대조물로서 린스 보조제 A(실시예 1에서와 같은 조성물)를 사용하였다. 실시예 1에 기술한 것과 동일한 시험 방법으로 건조 시험을 수행하였다. 이 실시예에서, 8 도의 저먼(German) 경도를 갖는 수돗물을 적용하였다. 또한, 헹굼 흐름에 여분의 염(NaCl 1000 ppm)을 첨가하여 매우 중요한 건조 조건을 만들었다.
본세척 용액에 하기의 세제를 0.5 g/ℓ로 투입하였다:
| 액체 본세척 세제 | |
| 원료 | ％ |
| 연수 | 27％ |
| 디퀘스트 2000(예: 썸포스) | 2％ |
| 가성 소다(50 ％ NaOH 용액) | 20％ |
| 트릴론(Trilon) A 액체(40 ％ NTA-Na3, 예: BASF) | 51％ |
표준의 비이온계 린스 보조제 A를 0.3 g/ℓ으로 투입하여 헹굼 흐름 내 비이온의 농도를 약 90 ppm이 되게 하였다. PS-RA 1을 0.5 g/ℓ으로 투입하여 헹굼 흐름 내 폴리사카라이드 농도를 10 ppm이 되게 하였다.
건조 시간 및 남아 있는 액적의 수 외에, 기판의 외관도 또한 평가하였다. 각 기판에 대하여 0(눈에 보이는 자국 및 스케일 침착이 많아서 극히 불량함)부터 10(기판에 눈에 보이는 침착이 없어서 매우 우수함)까지 점수를 주었다. 이로부터 하기의 결과를 얻었다:
| 외관: 모든 기판의 평균 점수 | |
| 린스 보조제 | 점수 |
| 린스 보조제 A | 5.4 |
| PS-RA 1 | 7.4 |
상기 결과는 폴리사카라이드를 함유하는 PS-RA 1이 비이온을 기제로 하는 표준의 린스 보조제보다 더 우수한, 매우 우수한 건조 특성을 제공함을 확인시켰다. 또한, 상기 중요한 조건 하에서, 폴리사카라이드를 함유하는 린스 보조제로 헹군 기판의 외관이 비이온계 린스 보조제로 헹군 기판보다 상당히 더 우수하였다.
실시예
5
이 실시예에서는, 바람직한 폴리사카라이드 중 하나(재규어 C 1000)를 함유하는 액체 린스 보조제에 대하여 건조 거동을 시험하였다. 하기 폴리사카라이드를 함유하는 린스 보조제(PS-RA 2)는 주어진 순서로 원료를 첨가하여 제조하였다:
| 조성물 PS-RA 2 | ||
| 순서 | 원료 | ％ |
| 1 | 연수 | 87.3％ |
| 2 | 재규어 C 1000(예: 로디아) | 1.7％ |
| 3 | 글루콘산(50 ％) | 6％ |
| 4 | 아세트산(80 ％) | 5％ |
상기 원료를 혼합한 후, 생성물을 30 ℃로 30 분동안 가열하였다. 이 공정 및 산과의 조합에 의해 안정한 생성물이 형성되었다.
이 시험에서 비교를 위한 대조물로서 린스 보조제 A(실시예 1에서와 같은 조성)를 사용하였다. 실시예 1에 기술한 것과 동일한 시험 방법으로 건조 시험을 수행하였다. 실시예 4에서와 동일한 액체 본세척 세제(표 6)를 연수 내 1 g/ℓ로 본세척에 첨가하였다.
표준의 비이온계 린스 보조제 A를 0.3 g/ℓ으로 투입하여 헹굼 흐름 내 비이온의 농도를 약 90 ppm이 되게 하였다. PS-RA 2를 0.6 g/ℓ으로 투입하여 헹굼 흐름 내 폴리사카라이드 농도를 10 ppm이 되게 하였다.
이 실시예는 폴리사카라이드를 함유하는 PS-RA 2가 비이온을 기제로 하는 표준의 린스 보조제보다 더 우수한, 매우 우수한 건조 특성을 제공함을 확인시켰다.
실시예
6
이 실시예에서는 역삼투(RO)수를 사용한 세척 및 헹굼 공정에서 폴리사카라이드를 함유하는 린스 보조제에 대한 건조 거동을 시험하였다. 하기 폴리사카라이드를 함유하는 린스 보조제(PS-RA 3)는 주어진 순서로 원료를 첨가하여 제조하였다:
| 조성물 PS-RA 3 | |
| 원료 | ％ |
| 연수 | 93％ |
| 재규어 C 1000(예: 로디아) | 2％ |
| 디퀘스트 2000(50％ 아미노 트리(메틸렌 포스폰산), 예: 썸포스) | 5％ |
실시예 1에 기술한 바와 동일한 시험 방법을 사용하여 건조 시험을 수행하였다. 이 실시예에서, 본세척 및 헹굼 흐름에 RO수를 적용하였다.
이 실시예의 실험에서, 본세척은 다음과 같은 본세척 분말을 함유하였다: 나트륨 트리폴리포스페이트(STP; LV 7, 예: 로디아) 0.40 g/ℓ + 나트륨 메타실리케이트 5 Aq. 0.40 g/ℓ + 디클로로이소시아누르산 Na-염. 2aq(NaDCCA) 0.03 g/ℓ.
처음에(대조 시험 6A), 린스 성분이 존재하지 않는, 깨끗한 RO수만으로 헹구는 세척 공정에 대하여 건조 거동을 결정하였다.
그 다음(시험 6B), 헹굼 흐름 내 비이온을 약 90 ppm이 되도록 헹굼 흐름에 표준의 린스 보조제 A(실시예 1에서와 같은 조성)를 0.3 g/ℓ로 투입한 동일한 세척 공정에 대하여 건조 거동을 결정하였다.
그 다음(시험 6C), 헹굼 흐름 내 폴리사카라이드를 4 ppm이 되도록 폴리사카라이드 린스 보조제 PS-RA 3을 0.2 g/ℓ로 투입한 세척 공정에 대하여 건조 거동을 결정하였다.
기판이 완전히 건조되면, 얼룩(물 자국)에 대해서도 눈으로 보아 평가하였다.
| 눈에 보이는 기판 위의 얼룩 | |||
| 스테인레스강 | 유리 | 플라스틱 | |
| 6A | 있음 | 있음 | 있음 |
| 6B | 있음 | 있음 | 있음 |
| 6C | 없음 | 없음 | 있음 |
이 실시예는 폴리사카라이드를 함유하는 린스 보조제도 역시, 헹굼 흐름 내 폴리사카라이드 4 ppm의 매우 낮은 농도에서도, RO수에서 매우 우수한 건조 특성을 제공함을 확인시켰다. 이 결과는 표준의 린스 보조제보다 상당히 더 우수하여, 건조가 더 빠르고, 잔여 액적이 더 적고, 외관이 개선되었다.
실시예
7
이 실시예에서는, 폴리사카라이드를 함유하는 일부 고체 린스 보조제에 대하여 건조 거동을 시험하였다. 이들 시험은 소위 '저온' 식기 세척기에서 실행하였다.
처음에(시험 7A: 대조 시험), 헹굼 흐름에 린스 성분을 첨가하지 않은 세척 공정에 대하여 건조 거동을 결정하였다. 따라서 마지막 헹굼 단계에서 기판에 깨끗한 물만이 분사되었다.
그 다음(시험 7B), 표준의 헹굼 공정을 갖는 상기 세척 공정의 건조 거동을 결정하였다. 이 공정에서는, 비이온성 계면활성제를 함유하는 린스 보조제 A(실시예 1에서와 같은 조성)가 헹굼수에 투입되었다.
그 다음(시험 7C 내지 7F), 헹굼 흐름에 상이한 폴리사카라이드를 함유하는 린스 보조제를 투입한 세척 공정에 대한 건조 거동을 결정하였다. 이들 린스 보조제는 헹굼수에 직접 고체 성분으로서 투입되었다.
시험 7C 내지 7F에서 린스 용액에 존재하는 물질은 다음과 같았다:
- 재규어 C 1000(시험 7C); 예: 로디아; 고메 드 구아, 옥사이디, 2-히드록시-3-(트리메틸암모니오)프로필 에테르 클로루어(CAS Nr. 71888-88-5).
- 재규어 C 162(시험 7D); 예: 로디아; 구아, 2-히드록시프로필- 및 2-히드록시-3-(트리메틸암모늄)프로필에테르클로라이드(CAS Nr. 71329-50-5).
- 하이-캣 CWS 42(시험 7E, 7F); 예: 로퀘트 프리어스; 냉수 가용성 양이온성 감자 전분(CAS Nr. 56780-58-6).
하기 표 15에, 각 성분들에 대한 린스 용액 내 상기 물질들의 농도를 언급하였다. 시험 7B에서, 린스 보조제 A를 0.3 g/ℓ로 투입하여 린스 용액 내 비이온이 약 90 ppm이 되게 하였다. 시험 7C 내지 7E에서, 각각의 고체 폴리사카라이드를 린스 용액에 0.03 g/ℓ으로 투입하였다. 시험 7F에서, 고체 하이-캣 CWS 42와 고체 NaDCCA(디클로로이소시아누르산 Na-염)의 혼합물을 투입하여, 각각 린스 용액 내 하이-캣 CWS 42 30 ppm 및 NaDCCA 50 ppm의 농도가 되게 하였다.
세척 공정
이 시험에 사용된 식기 세척기는 오토-클로르(Auto-Chlor) '저온' 단일 탱크 후드 기계였다:
단일 탱크 후드 기계의 명세:
유형: 오토-클로르 모델 A5
수조 용량: 5 L
헹굼 용량: 5 L
세척 시간: 56 초
헹굼 시간: 24 초
세척 온도: 55 ℃
헹굼 온도: 55 ℃
물: 연수(물의 경도: < 1 DH).
수조가 55 ℃의 연수로 채워지고 가열되면, 본세척 세제를 첨가하고 세척 프로그램을 시작하였다. 세척수는 내부 세척 펌프 및 식기 위의 세척 아암에 의해 기계 내에서 순환되었다. 세척 시간이 끝나면, 세척 펌프가 정지하고 전체 수조가 펌프에 의해 자동으로 배수구로 배수되었다. 그 다음, 헹굼 프로그램이 시작되는데, 깨끗한 물(55℃)이 식기 위에서 세척 아암에 의해 헹구고 내부 세척 펌프에 의해 기계 내에서 순환되었다. 이 실시예에서, 린스 용액에 린스 성분을 수동으로 첨가하였다. 헹굼 시간이 끝나고 나서 기계를 열었다.
작업 방법
이 실시예에서 사용된 작업 방법은 실시예 1에 기술된 작업 방법과 유사하였다. 본세척 용액은 실시예 1에서와 유사한 조성을 가졌다.
건조 시간, 및 필요한 경우 남아 있는 액적의 수를 측정함으로써 동일한 기판에 대한 건조 거동을 결정하였다. 1차 측정 후, 헹굼수를 배수하고, 기계를 깨끗한 세척수로 채웠다. 동일한 기판에 대하여 세척 주기 및 헹굼 주기, 및 건조 측정을 2회 더 반복하였다.
주의: 상기 유형의 기계를 사용한 실시에서, 헹굼수는 종종 헹굼 직후 배수되지 않고 본세척 세제의 첨가 후 본세척을 위한 세척수로서 재사용된다. 그러나, 이 실시예에서는 본세척 용액 내 상기 린스 성분으로부터의 임의의 건조 효과를 피하기 위하여 헹굼 직후 헹굼수를 배수시켰다. 따라서, 이 실시예에서 린스 보조제는 린스 용액에서만 효과적일 수 있다.
결과
하기 표 15에 상기 시험의 결과를 나타내었다. 3 회 반복 시험에서 건조 시간의 평균값 및 5 분 후 시험편 위의 액적 수를 나타내었다. 또한, 건조계수를 계산하였다.
상기 시험은, 린스 용액에 린스 성분이 존재하지 않은 경우(시험 7A), 모든 기판의 건조 거동이 불량하였음을 나타내었다.
표준의 린스 보조제 A를 사용한 시험 7B의 건조 결과는 임의의 린스 성분을 사용하지 않은 공정(시험 7A)보다 훨씬 더 우수하였다.
시험 7C 내지 7E는 다양한 폴리사카라이드를 함유하는 린스 용액이 표준의 린스 보조제 A와 동등하거나 그 보다 우수한 건조 결과를 나타낼 수 있음을 나타내었다. 그러나, 이들 고체 린스 보조제의 투입량은 액상 린스 보조제 A의 투입량 보다 10 배 적었다.
또한, 양이온성 감자 전분 및 NaDCCA를 함유하는 고체 린스 보조제도 또한 완벽한 건조를 일으켰다(시험 7F). 이 실시예는 상기 신규한 헹굼 개념의 이점들 중 하나를 설명한다. 고체 폴리사카라이드는 보관 불안정성 효과의 위험 없이 다른 고체 성분과 쉽게 조합할 수 있다. 대부분의 표준의 비이온계 액체 린스 보조제에서는, 보관 불안정성 효과 때문에 염소와 같은 표백제 또는 소독제를 혼입하지 않을 수 있다.
Claims (22)
- (a) 식기를 세척 주기 동안 수성 세정 용액과 접촉시키는 것; 및
(b) 세척된 식기를, 헹굼 주기 동안 린스 보조제(rinse aid) 조성물이 투입된 수성 린스 용액과 접촉시키는 것
을 포함하고, 이때 린스 보조제 조성물은 식기 위에 폴리사카라이드의 층을 제공하고 헹굼 주기 동안 시팅(sheeting) 작용을 제공하기에 충분한 양의 폴리사카라이드를 함유하고; 여기서
폴리사카라이드는 양이온성 전분계 폴리사카라이드이며, 추가로 양이온성 전분계 폴리사카라이드는, 양이온성 전분계 폴리사카라이드를 함유하지 않는 린스 보조제를 사용한 경우의 건조 시간에 대한 양이온성 전분계 폴리사카라이드를 함유한 린스 보조제를 사용한 경우의 건조 시간의 비가 최대 0.5인 것에 해당하며, 추가로 양이온성 전분계 폴리사카라이드를 함유하지 않는 린스 보조제를 사용한 경우의 5 분 후 액적 수에 대한 양이온성 전분계 폴리사카라이드를 함유한 린스 보조제를 사용한 경우의 5 분 후의 액적 수의 비가 최대 0.1인 것에 해당하는 세척 식기의 개선된 건조 거동을 제공하도록 선택되며, 추가로 양이온성 전분계 폴리사카라이드는 (3-클로로-2-히드록시프로필)트리메틸암모늄 클로라이드 개질 감자 전분인,
자동 식기 세척기에서 식기를 세척하는 방법. - 제1항에 있어서, 폴리사카라이드가 린스 보조제 조성물에 0.01 내지 100 중량/중량％의 농도로 존재하는 것인 방법.
- 제1항에 있어서, 린스 보조제 조성물이 추가로 비이온성 계면활성제를 10 중량/중량％ 이하의 농도로 포함하는 것인 방법.
- 제1항에 있어서, 린스 보조제 조성물이 액체, 구조화된 액체, 슬러리 또는 겔 형태인 방법.
- 제1항에 있어서, 린스 보조제 조성물이 분말, 과립화 분말, 정제 또는 고체 블럭의 형태인 방법.
- 제1항에 있어서, 린스 보조제 조성물이 비이온성 계면활성제를 포함하지 않는 것인 방법.
- 제1항에 있어서, 자동 식기 세척기가 기관용 자동 식기 세척기인 방법.
- (a) 식기를 세척 주기 동안 수성 세정 용액과 접촉시키는 것; 및
(b) 세척된 식기를, 헹굼 주기 동안 린스 보조제 조성물이 투입된 수성 린스 용액과 접촉시키는 것
을 포함하고, 이때 린스 보조제 조성물은 식기 위에 폴리사카라이드의 층을 제공하고 헹굼 주기 동안 시팅 작용을 제공하기에 충분한 양의 폴리사카라이드를 함유하고, 여기서
폴리사카라이드는 (3-클로로-2-히드록시프로필)트리메틸암모늄 클로라이드 개질 감자 전분인,
자동 식기 세척기에서 식기를 세척하는 방법. - (a) 식기를 세척 주기 동안 수성 세정 용액과 접촉시키는 것; 및
(b) 세척된 식기를, 헹굼 주기 동안 린스 보조제(rinse aid) 조성물이 투입된 수성 린스 용액과 접촉시키는 것
을 포함하고, 이때 린스 보조제 조성물은 식기 위에 폴리사카라이드의 층을 제공하고 헹굼 주기 동안 시팅(sheeting) 작용을 제공하기에 충분한 양의 폴리사카라이드를 함유하고; 여기서
폴리사카라이드는 양이온성 전분계 폴리사카라이드이며, 추가로 양이온성 전분계 폴리사카라이드는, 양이온성 전분계 폴리사카라이드를 함유하지 않는 린스 보조제를 사용한 경우의 건조 시간에 대한 양이온성 전분계 폴리사카라이드를 함유한 린스 보조제를 사용한 경우의 건조 시간의 비가 최대 0.5인 것에 해당하며, 추가로 양이온성 전분계 폴리사카라이드를 함유하지 않는 린스 보조제를 사용한 경우의 5 분 후 액적 수에 대한 양이온성 전분계 폴리사카라이드를 함유한 린스 보조제를 사용한 경우의 5 분 후의 액적 수의 비가 최대 0.1인 것에 해당하는 세척 식기의 개선된 건조 거동을 제공하도록 선택되는 것인,
자동 식기 세척기에서 식기를 세척하는 방법. - 제9항에 있어서, 양이온성 전분계 폴리사카라이드가 (3-클로로-2-히드록시프로필)트리메틸암모늄 클로라이드 개질 전분인 방법.
- 제10항에 있어서, 자동 식기 세척기가 자동 기관용 식기 세척기이고, 자동 기관용 식기 세척기가 단일 탱크 또는 컨베이어형 다중 탱크 기계인 방법.
- 제11항에 있어서, (3-클로로-2-히드록시프로필)트리메틸암모늄 클로라이드 개질 전분이 린스 보조제 조성물에 1 내지 10 중량/중량％의 농도로 존재하는 것인 방법.
- 제12항에 있어서, 추가로 린스 보조제 조성물이 계면활성제를 포함하지 않는 것인 방법.
- 제10항에 있어서, 추가로 (3-클로로-2-히드록시프로필)트리메틸암모늄 클로라이드 개질 전분이 에폭시프로필트리메틸암모늄 염을 전분과 반응시킴으로써 형성되는 것인 방법.
- (a) 식기를 세척 주기 동안 수성 세정 용액과 접촉시키는 것; 및
(b) 세척된 식기를, 헹굼 주기 동안 린스 보조제(rinse aid) 조성물이 투입된 수성 린스 용액과 접촉시키는 것
을 포함하고, 이때 린스 보조제 조성물은 식기 위에 폴리사카라이드의 층을 제공하고 헹굼 주기 동안 시팅(sheeting) 작용을 제공하기에 충분한 양의 폴리사카라이드를 함유하고; 여기서
폴리사카라이드는 (3-클로로-2-히드록시프로필)트리메틸암모늄 클로라이드 개질 전분인,
자동 식기 세척기에서 식기를 세척하는 방법. - 제15항에 있어서, 자동 식기 세척기가 자동 기관용 식기 세척기이고, 자동 기관용 식기 세척기가 단일 탱크 또는 컨베이어형 다중 탱크 기계인 방법.
- 제16항에 있어서, (3-클로로-2-히드록시프로필)트리메틸암모늄 클로라이드 개질 전분이 린스 보조제 조성물에 1 내지 10 중량/중량％의 농도로 존재하는 것인 방법.
- 제17항에 있어서, 추가로 린스 보조제 조성물이 계면활성제를 포함하지 않는 것인 방법.
- 제15항에 있어서, 추가로 (3-클로로-2-히드록시프로필)트리메틸암모늄 클로라이드 개질 전분이 에폭시프로필트리메틸암모늄 염을 전분과 반응시킴으로써 형성되는 것인 방법.
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