KR19980702442A - 표면 세정 방법 및 조성물 - Google Patents

Abstract

비이온성 화합물의 수용액 또는 비이온성 화합물/용매 계를 함유하는 생성물을 미세한 소적으로서 분무하여 불연속적인 필름을 형성할 경우, 동일한 생성물 농도에서 세정하는 데 보다 적은 노력을 사용할 수 있거나, 보다 적은 생성물로 동일한 노력을 사용할 수 있다는 것을 알았다. 효과는 증가된 메니스커스 (meniscus) 수의 존재 및 표면상의 생성물로부터 수성 액체 또는 임의의 용매 성분의 일부가 증발하기 때문인 것으로 믿어지며, 이러한 증발은 농도의 국소적 증가 및(또는) 세정 과정을 증진시키는 국소적 난류를 유발시킨다. 본 발명의 제1면은, 분무 장치의 매회 작동에 의해 표면에 도포되는 용량이 0.15 내지 0.5 ㎖이고, 분무 제트가 표면으로부터 15 ㎝ 떨어져 작동될 경우 상기 용량이 50 ㎠ 이상의 면적 위에 도포되는 것을 특징으로 하는, 표면에 조성물을 비말 형태로 전달하기에 적합한 분무 제트가 갖추어진, 용기 내에 포장된 수성 또는 용매 함유 비이온성 세정 조성물을 제공한다. 본 발명의 추가적인 면은 상기 언급한 포장된 조성물을 사용하는 방법에 관한 것이다. 바람직한 조성물은 pH가 10이고 비이온성 이온, 용매, 알칸올아민, 완충제/알칼리 및 중합체를 물과 혼합하여 함유한다.

Description

표면 세정 방법 및 조성물

표면 위에 조성물의 소적을 분무함으로써 계면활성제를 포함하는 세정 조성물을 표면에 도포하는 것이 공지되어 있다. 공지된 분무 방법에서 표면상에 침착된 조성물의 필름은 그의 면적 중 대부분에 걸쳐 연속적이지만, 분무 패턴의 가장자리 쪽으로 갈수록 소적의 불연속적인 부분을 관찰할 수 있다. 이러한 방식의 도포는 조성물로 하여금 요구되는 표면 부위에 겨냥되도록 한다. 일반적으로 세정 조성물을 전달하는 데 사용되는 소위 '트리거 펌프 (trigger pumps)'라고 하는 분무 장치로 표면상에서 흐르고 응집되는 비교적 큰 소적의 형태로 표면상에 생성물을 다량 전달하여 조성물의 연속적인 필름을 형성한다.

소규모로서 균질하지 않은 것으로 정의되는 기포 (foam)를 표면 위에 분무하는 것도 알려져 있다. 또한, 이러한 형태로 조성물을 전달하는 데 사용되는 트리거 펌프는 비교적 다량의 생성물을 전달하는 것으로 알려져 있다.

발명의 간단한 설명

본 발명자들은 비이온성 화합물의 수용액 또는 비이온성 화합물/용매 계를 포함하는 생성물을 미세한 소적으로서 분무하여 불연속적인 필름을 형성할 경우, 동일한 생성물 농도에서 세정하는 데 보다 적은 노력을 사용할 수 있거나, 보다 적은 생성물로 동일한 노력을 사용할 수 있다는 것을 알았다. 효과는 증가된 메니스커스 (meniscus) 수의 존재 및 표면상의 생성물로부터 수성 액체 또는 임의의 용매 성분의 일부가 증발하기 때문인 것으로 믿어진다. 또한, 특히 메니스커스에서의 이러한 증발은 농도의 국소적 증가 및(또는) 세정 과정을 증진시키는 국소적 난류를 유발시킨다고 믿어진다. 본 발명자들은 유사한 효과를 기포에서도 또한 관찰할 수 있음을 알았다.

본 발명은 표면을 세정하기 위한 방법 및 조성물에 관한 것이다.

따라서, 본 발명의 제1면은, 분무 장치의 매회 작동에 의해 표면에 도포되는 용량이 0.15 내지 0.5 ㎖이고, 분무 제트가 표면으로부터 15 ㎝ 떨어져 작동될 경우 상기 용량이 50 ㎠ 이상의 면적 위에 도포되는 것을 특징으로 하는, 표면에 조성물을 비말 형태로 전달하기에 적합한 개조된 분무 제트가 갖추어진, 용기 내에 포장된 수성 또는 용매 함유 비이온성 세정 조성물을 제공한다.

본 발명의 제2면은, 분무 장치의 매회 작동에 의해 표면에 도포되는 용량이 0.15 내지 0.5 ㎖이고, 분무 제트가 표면으로부터 15 ㎝ 떨어져 작동될 경우, 상기 용량이 50 ㎠ 이상의 면적 위에 도포되는 것을 특징으로 하는, 분무 제트를 갖춘 용기로부터 비이온성 계면활성제를 포함하는 조성물을 비말 형태로 표면 위에 분무하는 단계로 이루어진, 경질 표면을 세정하기 위한 방법에 관한 것이다.

상기 언급한 대로, 별개의 소적 및(또는) 연속적인 필름을 형성하지 않는 기포 형태로 표면상에 생성물을 도포함으로써, 메니스커스 세정 효과가 증진되어 세정 과정을 돕는다. 약간의 응집이 발생할 수 있음은 인정한다할지라도, 표면상에서 생성물이 응집되어 연속적인 필름을 형성하는 것은 최소화되어야 한다는 것이 본 발명의 중요한 특징이다.

전형적으로, 분무 장치의 매회 작동에 의해서 표면에 도포되는 용량은 0.2 내지 0.4 ㎖의 범위이다: 0.25 내지 0.35 ㎖의 용량이 특히 바람직하다. 경질 표면 세정제에 있어서 종래 사용되었던 분무는 전형적으로 매회 분무 작동 당 0.7 ㎖ 이상, 즉 본 발명의 분무보다 더 많은 양을 전달한다. 80 ㎠의 면적 위에 전달되는 생성물이 0.3 ㎖ 이상에 해당하는 용량이 본 발명의 실시에 특히 바람직하다.

분무의 바람직한 원뿔 각도는 생성물 0.15 내지 0.5 ㎖가 직경 10 ㎝ 이상의 원형 부위 상에 전달되는 것이다. 표면상의 바람직한 소적 패턴은 각 펌프 사이클에 대해서 계산상 10 내지 40 ㎖의 생성물을 각 평방 미터 당 표면상에 전달하는 것이다.

본 발명의 실시태양에서 전형적인 원뿔 각도는 25 내지 75도이다. 경질 표면 세정제에 종래에 사용되었던 분무기는 펌프 사이클 당 매우 많은 량의 생성물을 전달할 뿐 아니라 종종 비교적 좁은 원뿔형 또는 제트형으로 생성물을 가한다. 상기 설명대로, 본 발명의 중요한 특징은 종래 기술과 비교하여 감소된 용량 및(또는) 증가된 분무 범위이다.

바람직한 소적 크기 분포는 10 g 방출에 대해 350 ㎎ 미만의 생성물이 7 마이크론 미만 입자 크기를 갖는 소적으로 존재하는 것이다. 바람직하게는, 700 ㎎ 미만의 생성물이 30 마이크론 미만 입자 크기를 갖는 소적으로 존재한다.

전형적으로, 평균 입자 크기는 50 내지 100 마이크론 범위이다. 이는 흡입될 수 있는 입자의 문제점을 피하게 함과 동시에 생성물이 공기 중에 떠서 남아있기보다 오히려 표면에 확실히 전달되도록 한다고 믿어진다. 또한, 이러한 범위의 분포를 사용함으로써 표면을 잘 덮고 상기 언급한 메니스커스 세정 효과를 향상시킨다.

현재 시판되고 있는 전형적인 생성물 ('CIF 멀티우소'(TM) 트리거 팩)의 소적 크기 범위는 30 내지 700 마이크론이며, 약 250 마이크론에서 피크를 가진다.

조성물은 비말 형태로 전달될 수 있는 점도를 가져야 한다. 또한, 조성물은 1 종 이상의 비이온성 계면활성제를 함유하는 것이 필수적이라고 믿어진다. 본 발명에 따른 조성물은 단순 용액일 수 있거나 마이크로에멀젼과 같은 보다 복잡한 형태일 수 있다.

특히 바람직한 조성물은 2 내지 30 %의 비이온성 계면활성제, 더욱 바람직하게는 3 내지 13 % 비이온성 계면활성제를 함유한다. 음이온성 계면활성제는 임의적이다. 바람직한 비이온성 계면활성제로는 알콕실화 알코올, 특히 알코올 몰 당 에틸렌 옥시드 3 내지 8 몰을 갖는 에톡실화 C8 내지 C18 알코올이 있다. 다른 비이온성 계면활성제가 사용될 수 있는데, 다수의 상기 계면활성제는 문헌[Arnold: Surfactant Science Series, volume 1]에 쉬크 (Schick)의 '비이온성 계면활성제 (Nonionic Surfactant)'에 기재되어 있다.

바람직한 계면활성제의 농도는 5 내지 15 중량% 범위의 총 계면활성제이며, 특히 바람직하게는 약 10 중량% 정도이다. 이들 농도는 분무 조성물용으로 전형적으로 사용되는 것들보다 더 높지만, 조성물의 더 낮은 용량 및 본 발명의 실시로 보여지는 향상된 세정 효율로 인해, 계면활성제의 총 사용량을 감소시킬 수 있다. 이는 직접적인 환경적 중요성을 가질 뿐 아니라 생성물을 포장할 수 있는 소형 용기에 대한 포장이 보다 줄어들고 생성물을 수송하는 데 소비되는 연료가 보다 적게 드는 직접적인 이익이 있다. 또한, 소비자에게 직접적인 이익은 가볍지만 효과적인 전달 장치로 효과적인 세정을 할 수 있는 것이다.

소수성 오일은 본 발명에 따른 조성물의 임의 성분이다. 적당한 오일은 트리글리세리드를 빨리 용해하는 오일이다. 오일이 존재할 경우, 바람직한 오일에는 리모넨, 파라-시멘, 디부틸 에테르 및 부틸 부티레이트가 있다.

용매는 바람직하게는 3 내지 20 중량% 정도, 특히 바람직하게는 5 내지 10 % 정도로 존재한다. 에틸 아세테이트를 포함하는 짧은 알킬쇄 에스테르 및(또는) N-메틸 피롤리돈을 포함하는 피롤리돈의 사용도 가능하지만, 글리콜 에테르 및(또는) 1 내지 5 개의 탄소를 갖는 저급 알코올이 용매로서 바람직하다.

바람직하게, 용매는 프로필렌 글리콜 모노 n-부틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노 n-부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노 t-부틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노 t-부틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 헥실 에테르, 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디-에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 및 그의 혼합물로부터 선택된다.

특히 바람직한 용매는 에탄올 (바람직하게는 공업용 변성 알코올), 프로필렌 글리콜 모노 n-부틸 에테르 ('도와놀 피엔비 (Dowanol PnB)'[RTM]으로써 시판되고 있음) 및 디-에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르('부틸 디골'[RTM] 또는 '부틸 카르비톨'[RTM]으로써 시판되고 있음)로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 이들 용매들은 비용, 이용성 및 안정성의 요인으로 인해 바람직하다. 본 발명자들은 이 용매들의 선택이 잉크 및 염료에 대한 세정 수행능을 증진시킨다는 것을 알아내었다.

본 발명의 조성물은 알칼리성, 산성 또는 중성일 수 있지만, 조성물은 바람직하게는 pH가 10인, 강알칼리성인 것이 바람직하다.

조성물은 알칸올아민 1 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 2 내지 6 중량% 정도를 함유하는 것이 특히 바람직하다.

특히 적절한 알칸올아민은 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 모노-에탄올아민 및 디-에탄올아민이다. 이들 물질들은 심하거나 묵은 오염에 대한 세정을 향상시킨다고 믿어진다.

본 발명자들은 아주 미세한 소적, 즉 사용자에게 흡입되어 자극을 일으킬 수 있는 소적 형성의 함량을 줄이기 위해서 본 발명의 조성물 중에 중합체를 함유시키는 것이 특히 유리하다는 것을 알아내었다. 적당한 중합체로는 중합체 PVP K-90으로써 시판되고 있는 PVP가 있다.

PVP 중합체의 적당한 함량은 50 ppm 이상이다. 500 내지 1500 ppm의 정도가 특히 바람직하다.

조성물은 바람직하게는 pH가 10이며,

a) 3 내지 13 %의 비이온성 계면활성제

b) 0 내지 10 %의 용매

c) 2 내지 6 %의 알칸올아민

d) 0 내지 5 %의 완충제/알칼리, 및

e) 50 내지 1500 ppm의 중합체가 물과 함께 혼합되어 이루어진다.

특히 바람직한 조성물은 pH가 10이며,

a) 3 내지 13 %의 비이온성 계면활성제 (가장 바람직하게는, C10-EO5 비이온성 계면활성제)

b) 5 내지 10 %의 용매 (가장 바람직하게는, 다에틸렌 글리콜 모노-n-부틸에테르)

c) 2 내지 6 %의 알칸올아민 (가장 바람직하게는, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올)

d) 1 내지 5 %의 완충제/알칼리 (가장 바람직하게는, 탄산 나트륨 또는 탄산칼슘, 및

e) 50 내지 1000 ppm의 중합체 (바람직하게는 PVP)가 물과 함께 혼합되어 이루어지며, 상기 조성물은 분무 작동 1 회 당 생성물 0.15 내지 0.5 ㎖의 분무를 생성하기에 적합한 용기 내에 포장되며, 상기 분무는 30 내지 300 마이크론 범위의 평균 소적 크기를 갖는다.

본 발명이 좀더 잘 이해되도록 하기 위해서 이후에 실시예를 참고로 하여, 또한 첨부된 도면을 참고로 하여 설명할 것이다.

오염된 데카멜 (DECAMEL) (RTM, 포르미카사 제) 시트 상에서 세정 수행능을 측정하였다. 데카멜 시험 표면 'A4' 크기 면적 위에 오염 0.5 ㎎/㎠ (비-휘발성 물질 기재)을 분무에 의해 침착시켰다. 오염은 변성 알코올 중의 1 % 글리세롤 트리팔미테이트, 0.5 % 글리세롤 트리올레에이트, 0.5 % 카올린, 0.2 % 파라핀액, 0.1 % 팔미트산, 0.02 % 카본 블랙으로 이루어졌다. 오염을 세정하기 전에 24 시간 동안 실온에서 묵혔다.

시험 표면으로부터 오염을 제거하기 위해 드는 노력을 셀룰로오스 스펀지 천을 사용하여 측정하였다.

실시예 1

하기 표 1에 나타낸 성분들을 혼합함으로써 조성물을 제조하였다.

10 %	임벤틴 91-35 (TM) C10-EO5 비이온성 계면활성제
8 %	부틸 디골 (TM) : 디에틸렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르
4 %	2-아미노-2-메틸-1-프로판올
2 %	완충제/알칼리 (탄산 나트륨)
100 % 까지	물

표 1로부터 조성물은 약 4 중량% 계면활성제, 5 % 용매로 이루어진 종래 분무 세정 조성물과 비교하여 농축액 (계면활성제에 대하여)임을 알 수 있었다.

표 2 및 도 1에서는 상기 서술한 조성물을 사용한 6 개의 분무 결과를 나타내었다. 여러 가지 펌프를 사용하여 상기 설명대로 준비된 굽지 않은, 오염된 데카멜 타일 상에 조성물을 분무하였다. 이들 펌프는 P1-3 및 C1-3으로써 표 2에 나타내었다. P-계열 펌프는 '퍼펙트 발로이스'(TM)으로부터, 또한 C-계열 펌프는 '칼마 (CALMAR)'(TM)으로부터 얻었다. P-계열 펌프는 P1: PZ2/290 4627, P2: PZ2/290 3020, P3: PZ/290 2502와 같은 제조사 코드에 의해 나타내었다. C-계열 펌프는 C1: M300 HV, C2: M300 60도 오리피스, C3: M300 30도 오리피스와 같은 제조사 코드에 의해 나타내었다.

표 및 도면에서 'DS'는 7 마이크론 미만 직경의 cc 당 입자들을 공기 중에서 분무시키는 것으로 5 분간에 걸쳐 평균을 낸 평균 입자 농도이다. 'DS'의 더 높은 수는 분무에서 더 낮은 평균 소적 직경에 일치한다.

펌프 P1-3에 대한 좀더 광범위한 데이터를 얻었고, 하기 표 3에 나타내었다. 이 데이터로부터, 상기 측정 대로의 소적 크기 'DS' 및 분무에 의해 생성된 평균 입자 크기 간의 상관관계를 볼 수 있었다.

입자 직경 (마이크론)
분무	'DS'	260-85	85-30	30-5.8
P1	952	38.9 %	50.1 %	11 %
P2	627	45.8 %	44.7 %	9.5 %
P3	417	50.4 %	43.6 %	6 %

표 2로 가서, 원뿔 직경은 15 ㎝ 떨어진 곳에서 측정된 것으로서 즉, 이는 분무 헤드로부터 15 ㎝ 떨어진 곳에서의 분무 패턴 직경이다.

용량은 생성물로 분무된 면적 상의 타일에 분무된 용량이다. 모든 실례에서는 분무 장치의 1 이상의 사이클이 사용되었다.

노력은 타일을 완전히 세정하는 데 요구되는 총 노력이며, 사람 작동자에 의해 들어가는 총 노력 (Ns)에 의해서 측정되었다.

분무기	용량	'DS'	원뿔 직경	노력
P1	0.59	952	14.0 ㎝	205
P2	0.64	627	10.2 ㎝	326
P3	0.62	417	7.6 ㎝	349
C1	0.61	745	9.5 ㎝	277
C2	0.62	551	8.0 ㎝	392
C3	0.83	130	7.0 ㎝	410

표 2에서 나타난 수로부터 단위 면적 당 용량을 계산하여 분무된 단위 면적 당 생성물 용량 당 요구되는 노력에 의해서 세정 효율을 계산할 수 있었다. 도 1은 미세한 소적 양에 의해서 표현되는 '소적 크기'(DS) 측정에 있어서 두 계열에 대한 이러한 효율을 작성하였다. 도면으로부터, 효율은 높은 값의 'DS'에 있어서 더 높은데, 즉, 더 미세한 소적 내에 분포된 동일한 량의 생성물이 노력을 덜 들이고도 표면을 세정하게 한다. 이는 'P' 계열 분무 및 'S' 계열 분무 모두에 있어서 그러하었다.

실시예 2

소적 크기 분포에 대한 중합체의 효과를 설명하기 위해서, 뒤에서부터 핑거 펌프 (finger pump)로서 작동되는 칼머 (TM) M300 6/35/BB034 펌프로 실험을 수행하였다. 이들 실험은 중합체 부재 하에서, 7 마이크론 미만 직경의 cc 당 입자들을 공기 중에서 분무시키는 것으로 5 분간에 걸쳐 평균을 낸 평균 입자 농도가 315이었지만, 500 ppm PVP (중합체 PVP K-90)의 존재 하의 평균 입자 농도는 79로 떨어졌다.

하기 표 4에는 핑거 펌프 (칼머사의 시판용)가 레버에 의해 작동된 배면에 대한 추가 데이터를 나타내었다.

PVP	펌프 타입	소적
200 ppm	M300	108
350 ppm	M300	95
500 ppm	M300	82
500 ppm	M300 6/35 + 4㎜ 확장 구역	60

표 4로부터 레버의 사용 및 확장 구역 추가는 흡입될 수 있는 소적이 생성되는 정도를 감소시키는 것을 볼 수 있었다.

실시예 3

생성물이 투여되는 방식에서의 변화 효과를 직접적으로 보여주기 위해서, 조성물은 하기 표 5에서 나타낸 성분을 혼합시킴으로써 제조되었다.

10 %	노니뎃 91-6T(TM) C10-EO6 비이온성 계면활성제
8 %	부틸 디골 (TM) : 디에틸렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르
4 %	2-아미노-2-메틸-1-프로판올
1.25 %	완충제/알칼리 (탄산 나트륨)
1000 ppm	PVP K90
0.2 %	향료
100 % 까지	물

이들 조성물들을 오염된 데카멜 타일에 종래 트리거 분무에 의해, 피펫에 의해서 및 본 발명에 따른 낮은 용량에 의한 3 가지 방식으로 도포하였다. 하기 표 6에 용량 (㎖), 세정하는 데 요구되는 노력 (Ns) 및 세정 효율 (10/[1n(노력) x 용량])을 상세히 나타내었다. 효율은 이러한 실례에서 분무 적용 범위에 상관없이 정의되었다.

방법	용량	노력	효율
피펫	2	304	0.9
트리거	1.17	169	1.7
본 발명	0.76	199	2.4

표 6의 결과로부터 본 발명의 특징인 낮은 용량으로 생성물을 도포하는 것이 분포에 약간의 불연속을 나타내기도 하는 높은 용량의 종래 트리거 팩, 또는 풀로서 생성물을 분배하는 특히 높은 용량의 피펫보다 세정에 더욱 효과적임을 볼 수 있었다. 이들 실험에서 생성물 농도가 결과에 영향을 미칠 가능성을 제거하기 위해서 각 실례에서 동일한 조성물을 사용하였음을 주목해야 한다.

Claims (8)

1. 분무 장치의 매회 작동에 의해서 표면에 도포되는 용량이 0.15 내지 0.5 ㎖의 범위이고, 분무 제트를 표면으로부터 15 ㎝ 떨어져 작동시킬 때, 상기 용량이 50 ㎠ 이상의 면적 위에 도포되는 것을 특징으로 하는, 조성물을 비말 형태로 표면에 전달하도록 하는 분무 제트가 갖추어진 용기 내에 포장된, 수성 또는 용매 함유 비이온성 세정제 조성물.
2. 분무 장치의 매회 작동에 의해서 표면에 도포되는 용량이 0.15 내지 0.5 ㎖의 범위이고, 분무 제트를 표면으로부터 15 ㎝ 떨어져 작동시킬 때, 상기 용량이 50 ㎠ 이상의 면적 위에 도포되는 것을 특징으로 하는, 분무 제트가 갖추어진 용기로부터 비이온성 계면활성제를 포함하는 조성물을 비말 형태로 표면에 분무하는 단계로 이루어지는, 경질 표면을 세정하기 위한 방법.
3. 제2항에 있어서, 비말 상태의 생성물의 소적 크기 분포가 10 g 방출에 대해 350 ㎎ 미만의 생성물이 7 마이크론 미만의 입자 크기를 갖는 소적으로 존재하는 방법.
4. 제2항에 있어서, 조성물이 알칸올아민 1 내지 10 %를 함유하는 방법.
5. 제2항에 있어서, 조성물이 중합체를 함유하는 방법.
6. 제2항에 있어서, 조성물의 pH가 10인 방법.
7. 제2항에 있어서, 조성물의 pH가 10이고,

   a) 3 내지 13 %의 비이온성 계면활성제

   b) 0 내지 10 %의 용매

   c) 2 내지 6 %의 알칸올아민

   d) 0 내지 5 %의 완충제/알칼리, 및

   e) 50 내지 1500 ppm의 중합체를 물과 혼합하여 함유하는 방법
8. 제2항에 있어서, 조성물의 pH가 10이고,

   a) 3 내지 13 %의 비이온성 계면활성제

   b) 5 내지 10 %의 글리콜 에테르 용매

   c) 2 내지 6 %의 알칸올아민

   d) 1 내지 5 %의 탄산 나트륨 또는 탄산 칼슘, 및

   e) 50 내지 1000 ppm의 중합체 (바람직하게는 PVP)를 물과 혼합하여 함유하며, 매 분무 작동시에 0.15 내지 0.5 ㎖의 생성물의 비말을 생성하도록 용기 내에 포장되고, 상기 비말의 평균 소적 크기가 30 내지 300 마이크론인 방법.