KR19980703255A - 찌꺼기가 감소되는 경질 표면 세정제 - Google Patents

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초이클레멘트케이.
아람 가라베디언２세
쥴리언제니퍼씨.
로빈슨개리엘.
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피프카렌에이.
더클로락스캄파니
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Abstract

본 발명은,
25℃에서의 증기압이 0.001mmHg인 하나 이상의 유기 용매(a) 및 이들 용매의 혼합물 유효량,
화학식 1의 하나 이상의 반극성 비이온성 계면활성제(b) 유효량,
pH가 6.5 이상으로 되도록 하는 질소계 완충제를 포함하는 완충 시스템(c) 유효량 및
전부가 실질적으로 물인 잔여 성분(d)을 포함하는, 오니 제거능이 상당히 개선되고 박막화/스트리킹이 현저하게 감소된 수성의 경질 표면 세정제를 제공한다.
화학식 1
상기 화학식 1에서,
R1은 C5-20알킬이고,
R2및 R3은 서로 상이해야 하지만, C1-4알킬,또는 -(CH2)p-OH[여기서, n은 1 내지 5이고, p는 1 내지 6이다]이다.

Description

찌꺼기가 감소되는 경질 표면 세정제
발명의 배경
1.발명의 분야
본 발명은 특히 제거되지 않은 오니(soil), 세정제 또는 이들의 조합물의 양을 현저하게 감소시키면서 예를 들어 유리창과 같이 광택이 있거나 매끄러운 경질 표면에 침착되어 있는 오니를 제거하기 위해 사용되는 헹굼이 불필요한 등방성 경질 표면 세정제에 관한 것이다.
2.관련 기술의 간단한 언급
유리창과 같은 경질인 광택 표면의 세정에는 애로가 존재하는 것으로 밝혀졌다. 표면에 침착된 오니를 제거하기 위한 전형적인 접근법은 알칼리성 암모늄 기본 수성 세정제, 또는 계면활성제와 기타 세정 첨가제의 혼합물을 함유하는 다른 수성 세정제를 사용하는 것이다. 불행하게도 다수의 암모니아 기본 세정제는 상당히 불량한 오니 제거능을 보유하는 반면 다수의 계면활성제 기본 세정제는 상기의 경질인 광택 표면상에 상당량의 찌꺼기(residue)를 남기게 된다. 이러한 찌꺼기는, 오니, 세정제 또는 이들 둘 다가 표면으로부터 떨어져 나갈 때 불연속적으로 위킹 오프(wicking off)되는 스트리킹 현상 또는 얇은 찌꺼기 층이 세정이 요구되는 표면에 실제로 부착되는 박막화(filming) 현상으로 나타난다.
베이커(Baker) 등의 미국 특허 제4,690,779호는, 비-스트리킹/박막화 특성이 개선된, 저분자량 중합체[예: 폴리에틸렌 글리콜] 및 특정한 계면활성제가 배합된 경질 표면 세정제를 기술하고 있다.
콘(Corn) 등의 유럽 특허 제0393772호 및 제0428816호는 음이온성 계면활성제를 이의 암모늄 짝이온 및 추가의 첨가물과 함께 함유하는 경질 표면 세정제를 기술하고 있다.
영국 특허 제2,160,887호는 (알칸올아민 염 알킬 설페이트를 포함하는) 음이온성 계면활성제와 양이온성 계면활성제의 배합물이 세정 효능을 증강시키는 것으로 주장한 세정 시스템을 기술하고 있다.
WO 91/11505는 세정능을 확실히 개선시키고 박막화 스포팅(filming spotting)을 감소시키기 위한 용매/완충제로서 쯔비터이온성 계면활성제, 모노에탄올아민 및/또는 β-아미노알칸올을 함유하는 유리 세정제를 기술하고 있다.
가라베디언(Garabedian) 등의 미국 특허 제5,252,245호 및 이와 관련된 출원인 미국 특허원 제08/134,349호 및 제08/134,348호[이들 특허원은 둘 다 1993년 10월 8일자로 출원되었고 함께 양도되었다]는 양쪽성 계면활성제 또는 비이온성 계면활성제를 용매 또는 유효한 완충제와 혼합하여 유리 및 기타 매끄럽고 광택이 있는 표면 상에서 탁월한 스트리킹 및 박막화 특성을 제공하는 개선된 유리 및 표면 세정제를 기술하고 있다.
발명의 요약 및 목적
본 발명은,
25℃에서의 증기압이 0.001mmHg인 하나 이상의 유기 용매(a) 및 이들 용매의 혼합물 유효량,
화학식 1의 하나 이상의 반극성 비이온성 계면활성제(b) 유효량,
pH가 6.5 이상으로 되도록 하는 질소계 완충제를 포함하는 완충 시스템(c) 유효량 및
전부가 실질적으로 물일 잔여 성분(d)을 포함하는, 오니 제거능이 상당히 개선되고 박막화/스트리킹이 현저하게 감소된 수성의 경질 표면 세정제를 제공한다.
상기 화학식 1에서,
R1은 C5-20알킬이고,
R2및 R3은 서로 상이해야 하지만, C1-4알킬,또는 -(CH2)p-OH[여기서, p는 1 내지 6, 바람직하게는 2 내지 3이고, n은 1 내지 5, 바람직하게는 3이다]이다.
본 발명은 선행 기술과 비교하여 모든 온도에서 스트리킹/박막화 성능이 탁월한 개선된 유리 및 기타 경질 표면 세정제를 제공한다. 개선점은 유리 및 기타 광택이 있고 경질인 표면을 본 발명에 따라 세정하는 경우에 특히 두드러진다.
본 발명의 또다른 양태에 있어서, 세정제는 유효량의 추가의 분산제, 즉 n-알킬피롤리딘(e)을 추가로 포함한다. 이러한 특정한 첨가물은 본 발명의 세정제로 세정한 표면의 스트리킹/박막화를 증강시키거나 유효한 최소 수준으로 유지시키면서 매우 불용성인 유기 물질, 특히 향유를 분산시키는데 놀랍게도 유효한 것으로 밝혀졌다. 또한 별도의 양의 특정한 음이온성 계면활성제, 예를 들어 알킬설페이트의 첨가로 다른 목적하는 세정 특성을 제공할 수 있다. 비이온성 계면활성제와 같은 다른 분산제는 또한 방향 분산, 추가의 세정과 같은 바람직한 작용을 제공할 수 있다.
본 발명은 또한 본 발명의 세정제를 오니에 도포함으로써(예를 들어 펌프 또는 트리거 스프레이어(trigger sprayer)를 사용하여 계량된 양의 세정제를 오니가 낀 표면에 편리하고 효과적으로 분배함) 경질 표면으로부터 오니를 세정하고 표면으로부터 세정제 및 오니를 동시에 제거하는 방법을 제공한다.
본 발명의 목적은 세정제 찌꺼기에 기인하는 박막화 또는 세정하고자 하는 경질 표면상의 찌꺼기의 잔류를 실질적으로 없애고자 하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 세정하고자 하는 경질 표면으로부터 세정제, 오니 또는 이들 둘 다의 일정치 않은 제거로부터 파생되는 스트리킹을 실질적으로 없애고자 하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 현재까지는 당해 목적을 위해 사용되지 않았던 계면활성제, 즉 알킬아미도알킬렌디알킬아민 옥사이드를 사용함으로써 총괄적인 세정 성능을 향상시키고자 하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 박막화 또는 스트리킹이 육안으로 관측되지 않는 유리 및 기타 경질인 광택 표면용 세정제를 제공하고자 하는 것이다.
발명의 상세한 설명
본 발명은 특히 광택이 있거나 매끄러운 경질 표면[이의 대표적인 예는 유리이다]에 사용되는 세정성이 개선되고 스트리킹/박막화가 실질적으로 존재하지 않는 경질 표면 세정제에 관한 것이다. 당해 세정제의 이점은 피세정 표면으로부터 오니 및 세정제의 완전한 제거에 획기적으로 기여하는 신규한 계면활성제의 사용에 있다. 본 발명의 세정제는, 25℃에서의 증기압이 0.001mmHg인 하나 이상의 유기 용매(a) 및 이들 용매의 혼합물 유효량, 화학식 1의 하나 이상의 반극성 비이온성 계면활성제(b) 유효량, pH가 6.5 이상이 되도록 하는 질소계 완충제를 포함하는 완충 시스템(c) 유효량 및 전부가 실질적으로 물인 잔여 성분(d)을 보유한다.
화학식 1
상기 화학식 1에서,
R1은 C5-20알킬이고,
R2및 R3은 서로 상이해야 하지만, C1-4알킬,또는 -(CH2)p-OH[여기서, p는 1 내지 6, 바람직하게는 2 내지 3이고, n은 1 내지 5, 바람직하게는 3이다]이다.
향료, 염료 등의 추가의 첨가물이 사용되어 이들이 의도하는 바람직한 특성을 제공할 수 있다. 본 발명의 추가의 양태에 있어서, 특히 향료가 사용되는 경우 추가의 첨가물(e)로서 1-알킬-2-피롤리돈이 향료를 분산시키고 본 발명의 세정제의 스트리킹/박막화 감소 성능을 증진시키거나 유지시키기에 유효한 양으로 첨가된다. 또다른 양태에 있어서, 음이온성 계면활성제가 다른 바람직한 세정 특성을 제공하는 별도의 양으로 존재한다.
본원에서 언급되는 유효한 양은 일반적으로 하기의 기술에서 성분들의 범위 또는 수준으로서 제시된 양을 의미한다. 별도의 언급이 없는 한 백분율(%)로 제시된 양은 조성물의 중량%를 의미한다.
1.용매
본 발명에 유용한 용매는 25℃에서 증기압이 0.001mmHg 이상이고 물100㎖ 당 1g 이상의 가용성을 보유하는 유기 용매이다. 증기압의 상한은 25℃에서 약 100mmHg이다. 증기압은 사용자가 육안 관측 가능한 찌꺼기 남지 않도록 충분히 휘발하는 용매의 선택을 가능하게 하므로 이의 적용성을 결정하기 위한 유용한 척도이다. 본 발명의 유기 용매는 바람직하게는 C1-6알칸올, C3-24알킬렌 글리콜 에테르, 및 이의 혼합물로부터 선택된다. 그러나, 다른 덜 가용성이거나 분산성인 유기 용매가 또한 사용될 수 있다. C1-6알칸올과 C3-24알킬렌 글리콜 에테르 용매의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 알칸올은 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 이들의 다양한 위치의 이성체, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 본 발명에 있어서는 이소프로판올을 통상적으로는 글리콜 에테르와 함께 사용하는 것이 바람직하다. 또한 상기 알칸올 이외에 또는 이를 대신하여 예를 들어 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌 및 부틸렌 글리콜과 같은 디올 및 이들의 혼합물을 사용할 수도 있다. 기타 용매 예를 들어 아민, 케톤, 에테르, 탄화수소 및 할라이드가 사용될 수도 있다. 모노에탄올아민, 디에탄올아민 등의 특정한 아민의 경우 상기 용매가 (하기의 4에서 추가로 기술되는) 완충제로서 고려될 수 있다. 따라서, 특정한 경우에는 상기의 아민은 두 가지의 기능으로 사용될 수 있으나 엄격하게는 심미적인 견지에서 아민이 전체적으로 불쾌한 악취를 풍기는 특성을 보유한다는 점에 유의하여야 한다. 다른 용매의 예는 본원에서 참고로 인용되는 문헌[참조: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology 3rd, Vol. 21, pp. 377-401(1983)]에서 찾을 수 있다.
알킬렌 글리콜 에테르 용매는 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르, 프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르, 프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 바람직한 글리콜 에테르은 부틸 셀로솔브(Butyl Cellosolve)로서 유니온 카바이드(Union Carbide)에 의해 시판되는, 2-부톡시에탄올로서 공지된 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르이다. 특히 바람직한 알킬렌 글리콜 에테르는 아르코 케미칼 캄파니(Arco Chemical Co.)에 의해 아르코솔브 피티비(Arcosolve PTB)로서 시판되는 프로필렌 글리콜, t-부틸 에테르이다. 이의 화학식은 다음과 같다:
예기치 않게 프로필렌 글리콜 t-부틸 에테르는 본 발명의 제형에 특히 바람직한 것으로 밝혀졌다. 프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르 또한 본 발명에 사용하기 적당한 용매이다. 이러한 특정한 용매는 비-스트리킹/비-박막화 성능을 용이하게 향상시킨다. 용매들의 혼합물이 사용되는 경우 사용된 용매의 양과 비가 본 발명의 세정제의 최적의 세정능 및 스트리킹/박막화 성능을 결정하는 중요한 인자이다. 용매의 총량은, 세정제의 양을 기준으로 하여, 50% 이하, 보다 바람직하게는 25% 이하, 가장 바람직하게는 15% 이하로 제한된다. 그러나, 본 발명의 조성물 중 일부에서는 용매가 전혀 존재하지 않을 수도 있다. 바람직한 범위는 1 내지 15%이고, 알칸올/글리콜 에테르의 혼합 용매 시스템이 사용되는 경우 알칸올 대 알킬렌 글리콜 에테르의 비는 약 1:20 내지 20:1, 보다 바람직하게는 약 1:10 내지 10:1, 가장 바람직하게는 약 1:5 내지 5:1이어야 한다.
전술한 바와 같이 덜 수용성이거나 분산성인 유기 용매가 또한 본 발명에 이용될 수도 있으나 함수율이 높은 제형에 있어서는 추가의 분산제(하이드로트로프 또는 기타 유화제)를 필요로 할 수 있다. 이러한 덜 수용성이거나 분산성인 유기 용매는 독점적인 향료 블렌드의 성분으로서 사용되는 것, 예를 들어 테르펜 유도체를 포함한다. 여기서 테르펜 유도체는 작용성 그룹을 갖는 테르펜 하이드로카본을 포함한다. 작용성 그룹을 갖는 유효한 테르펜은 제한되지는 않으나 알콜, 에테르, 에스테르, 알데하이드 및 케톤을 포함한다.
작용성 그룹을 갖는 상기 부류의 테르펜 각각에 대한 대표적인 예는 다음과 같으며 이로써 제한되지는 않는다: 예를 들어 버베놀, 트랜스피노카베올, 시스-2-피나놀, 노폴, 이소-보르네올, 카베올, 피페리톨, 티몰, -테르피네올, 테르피넨-4-올, 멘톨, 1,8-페르핀, 디하이드로-테르피네올, 네르올, 제라니올, 리날로올, 시트로넬롤, 하이드록시시트로넬롤, 3,7-디메틸 옥탄올, 디하이드로-미르세놀, -테르피네올, 테트라하이드로-알로오시메놀 및 페릴알콜을 포함하는 테르펜 알콜; 예를 들어 1,8-시네올, 1,4-시네올, 이소브르닐 메틸에테르, 로즈 피란, α-테르피닐 메틸 에테르, 멘토푸란, 트랜스-안에톨, 메틸 카비콜, 알로시멘 디에폭사이드, 리모넨 모노-에폭사이드, 이소-브르닐 아세테이트, 노필 아세테이트, α-테르피닐 아세테이트, 리날릴 아세테이트, 제라닐 아세테이트, 시트로넬릴 아세테이트, 디하이드로 테르피닐 아세테이트 및 네릴 아세테이트를 포함하는 테르펜 에테르 및 에스테르; 예를 들어 미르테날, 캄폴렌성 알데하이드, 페릴알데하이드, 시트로넬랄, 시트랄, 하이드록시 시트로넬랄, 캄포르, 베르베논, 카베논, 디하이드로-카보네, 카보네, 피페리톤, 메톤, 게라닐 아세톤, 유사-이오논, α-이오논, β-이오논, 이소-유사-메틸 이오논, n-슈도-메틸 이오논, 이소-메틸 이오논 및 n-메틸 이오논을 포함하는 테르펜 알데하이드 및 케톤.
본 발명에 사용하기 적당한 작용성 그룹을 보유하는 테르펜 탄화수소는 문헌[참조: Simonsen and Ross, The Terpenes, Volumes I-V, Cambridge University Press, 2nd Ed., 1947 및 초이의 공동 양도된 미국 특허 제5,279,758호(이들 문헌은 본원에서 참조로 인용됨)]에서 보다 상세하게 논의되어 있다.
2. 계면활성제
계면활성제는 알킬아미도알킬렌디알킬아민 옥사이드로서 공지된 반극성 비이온성 계면활성제이다. 이의 구조식은 다음과 같다:
상기 화학식에서,
R1은 C5-20알킬이고,
R2및 R3은 둘 다 C1-4알킬,[여기서, n은 1 내지 5, 바람직하게는 3이다] 또는 -(CH2)p-OH[여기서, p는 1 내지 6, 바람직하게는 2 내지 3이다]이지만, R2및 R3은 서로 대등하거나 동일한 치환체는 아니다. 또한 계면활성제는 에톡실화(몰 당 1 내지 10mol의 EO)되거나 프로폭실화(몰 당 1 내지 10mol의 PO)될 수 있다.
바람직한 계면활성제는 코코아미도프로필디메틸 아민 옥사이드로서 상표명 바록스 C(Barlox C)로 론자 케미칼 캄파니(Lonza Chemical Company)를 포함하는 공급원에 의해 시판되고 있다. 특히 이들 계면활성제는, 본 발명의 용매 또는 완충제와 제형화되는 경우 현저하게 탁월한 스트리킹/박막화 특성을 보유하는 것으로 밝혀졌다. 이러한 특정한 계면활성제가 현재까지는 실질적으로 스트리킹/박막화가 진행되지 않는 경질 표면 세정제로서 문헌에 공개되거나, 교시되거나 제안되지 않았으므로 상기 특성을 보유하는 이유에 대해 알 수 없었다. 이러한 계면활성제는 이를 분산시키는 완충제와 특히 양호하게 상호작용하여 스트리킹/박막화 시험에서 예기치 않은 바람직한 성능을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 또한 당해 계면활성제가 경질 표면 세정제로 사용되는 경우 세정제가 유리 표면위에 스프레이될 수 있으며, 건조시킬 수 있으며 여전히 용이하게 씻어낼 수 있는 것으로 관측되었다.
또한 본 발명의 계면활성제로 제형화하는 경우 상기의 계면활성제는 비교용 계면활성제 예를 들어 마이클(Michael)의 미국 특허 제5,342,549호에 기술된 알킬아미도알킬렌디알킬베타인에 비해 탁월한 성능을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 특히 본 발명의 알킬아미도알킬렌디알킬아민 옥사이드 계면활성제는 도전적인 환경 조건하에서 뿐만 아니라 세정제가 단순히 경질 표면에 스프레이되고 씻어내지 않거나 위킹 오프(wicking off)되는 시험에서도 비교용 계면활성제에 비해 탁월한 것으로 밝혀졌다.
또한 다양한 세정 목적으로 추가의 계면활성제를 별도의 양으로 가하는 것이 바람직하다. 물론 추가의 계면활성제, 실제로는 임의의 첨가물[예: 향료, 높은 이온 강도 물질, 예를 들어 킬레이트화제 및 빌더]의 부가는 부가된 물질 자체로 인한 찌꺼기가 남지않도록 주의하여 모니터링해야 함을 유의하여야 한다.
예를 들어 세정 특성 및 바람직한 발포 특성을 위해 소량의 음이온성 계면활성제를 가할 수 있다. 음이온성 계면활성제는 알킬 설페이트, 알킬벤젠 설포네이트, 알킬설포네이트, 이세오티오네이트, 알킬에테르설페이트, α-올레핀 설포네이트, 알킬타우레이트, 알킬 사르코시네이트 등으로부터 선택된다. 이들 계면활성제 각각은 일반적으로 이의 알칼리 금속염, 알칼리 토금속염 및 암모늄 염의 형태로 시판되고 있다. 바람직한 음이온성 계면활성제는 알킬 설페이트이고, 보다 바람직하게는 C6-16알킬 설페이트이다. 특히 바람직한 설페이트는 스테판 케미칼 캄파니(Stepan Chemical Co.)로부터 상표명 스테파놀 WAC로서 시판되는 나트륨 라우릴(C12)이다. 본 발명에서는 나트륨 이온 존재량의 총량을 제한하는 것이 바람직하기 때문에 비스트리킹/비박막화 성능을 유지시키기 위해 알킬 설페이트의 알칼리 토금속염, 특히 마그네슘 염 및, 덜 바람직하게는 칼슘 염을 사용하는 것이 바람직하다. 음이온성 계면활성제의 마그네슘 염은 시판되고 있으나, 대체 가능한 또다른 것을, 가용성 Mg++염, 예를 들어 MgCl2등의 부가에 의해 자체 형성할 수 있다. 상기 염의 수준은 100ppm, 특히 50ppm 미만이 바람직하지만, 200ppm도 사용할 수 있다.
알콕실화된 알콜, 알콕실화된 에테르 페놀, 및 기타 반극성 비이온성 계면활성제[예: 유도체화되지 않은 직쇄 트리알킬 아민 옥사이드]로부터 선택된 추가의 비이온성 계면활성제를 포함시키는 것이 바람직할 수 있다. 알콕실화된 알콜은 알콜 1mol 당 에틸렌 옥사이드 약 2 내지 10mol, 또는 에틸렌 및 프로필렌 각각 1 내지 10mol을 각각 보유하는 에톡실화된 C6-16알콜 및 에톡실화 및 프로폭실화된 C6-16알콜을 포함한다. 바람직한 에톡실화된 알콜은 유니온 카바이드(Union Carbide)로부터 상표명 트리톤(Triton)으로 시판되는 것과 쉘 케미칼 캄파니(Shell Chemical Company)로부터 상표명 네오돌(Neodol)로서 시판되는 것을 포함한다. 직쇄 반극성 계면활성제가 부가될 수도 있으나 비교용 경질 표면 세정제에서 이들 계면활성제는 자체가 기본 계면활성제로서 사용되는 것으로 알려져 있다[참조: 1993년 10월 8일자로 출원된 가라베디언 등의 미국 특허 제08/134,348호]. 상기의 직쇄 반극성 옥사이드는 다음 화학식을 갖는다:
상기 화학식에서,
R은 C6-24알킬이고,
R' 및 R는 둘 다 알킬이지만, R' 및 R는 서로 동일하지 않다.
이러한 아민 옥사이드는 또한 에톡실화되거나 포로폭실화될 수 있다. 바람직한 아민 옥사이드는 론자 케미칼 캄파니로부터 상표명 바록스 12로 시판되는 라우릴 아민 옥사이드이다.
또한 양쪽성 계면활성제를 별도의 양으로 가하는 것이 바람직할 수도 있으나, 본 발명이 비교되는 비교용 제형에 사용되며 이 경우 본 발명은 일반적으로 탁월한 성능을 보유하는 것으로 밝혀졌다. 양쪽성 계면활성제는 전형적으로는 알킬베타인 또는 설포베타인이다. 특히 바람직하게는 알킬아미도알킬디알킬베타인이다. 이들은 다음 화학식을 갖는다:
상기 화학식에서,
Ra는 C6-20알킬이고,
Rb및 Rc는 둘 다 C1-4알킬이지만 서로 동일하지 않고,
m은 1 내지 5, 바람직하게는 3일 수 있으며,
o는 1 내지 5, 바람직하게는 1일 수 있다.
이러한 알킬베타인은 또한 에톡실화되거나 프로폭실화될 수 있다. 바람직한 알킬베타인은 론자 케미칼 캄파니로부터 시판되는 론자인 씨오(Lonzane CO)라 불리우는 코코아미도프로필디메틸 베타인이다. 이의 다른 공급처로는 벨베텍스 에이비(Velvetex AB)를 제공하는 헨켈 케이지에이에이(Henkel KGaA)와 뤼오터릭 에이엠비-15(Rewoteric AMB-15)를 제공하는 윗코 케미칼 캄파니(Witco Chemical Co.)이며, 이들 회사의 제품은 둘 다 코코베타인이다.
계면활성제의 양은 비용 절약을 위해서는 어느 정도 최소화되어야 하며 일반적으로는 세정제가 표면에 도포되는 경우 하부 찌꺼기를 남기는 데 기여할 수 있는 용해된 활성물을 제한하여야 한다. 바람직한 조성물에 있어서, 하나 이상의 반극성 계면활성제, 즉 알킬아미도알킬렌디알킬아민 옥사이드는, 계면활성제의 총량을 기준으로 하여, 약 0.001 내지 10%, 보다 바람직하게는 약 0.001 내지 7.5%, 가장 바람직하게는 약 0.0001% 내지 2%의 양으로 존재한다. [바람직한 양태에 있어서 계면활성제의 가장 광범위한 범위의 상한 즉 10%가 사용되는 경우 생성 조성물은 흔히 농축액으로서 시판되는 것을 의미한다. 특정한 세정 목적을 위한 다양한 농도를 수득하기 위해 농축액은 1:1 내지 1:500의 물 대 농축액의 비율로 희석될 수 있다.] 또한 유리 세정제에 있어서, 반극성 비이온성/음이온성/알킬피롤리돈이 사용되는 경우 이의 부가량은, 세정제를 기준으로 하여, 반극성 비이온성 계면활성제의 양은 일반적으로는 약 0.001 내지 2%, 보다 바람직하게는 0.002 내지 0.75%이고, 음이온성 계면활성제의 양은 일반적으로는 약 0 내지 1%, 보다 바람직하게는 0 내지 0.75%이고 알킬피롤리돈 계면활성제의 양은 일반적으로는 0.005 내지 2%, 보다 바람직하게는 0.01 내지 1%이다. 모두 3종의 계면활성제, 즉 반극성 비이온성/음이온성/알킬피롤리돈이 존재하는 경우 이들의 비율은 일반적으로 1:1:10 내지 1,000:1:1이다. 단지 2종의 계면활성제만이 존재하는 경우의 비율은 1:1,000 내지 1,000:1이다.
3.알킬피롤리돈
1-알킬-2-피롤리돈은 본 발명에서 두 가지 기능을 제공할 수 있다. 첫째로 당해 시스템에 부가되는 바람직한 첨가물 중의 하나가 전형적으로는 약간 수용성인 오일에 대해 수 혼화성인 향료이다. 용액 중에 이러한 상당히 혼화성인 성분을 유지시키기 위해 공용매 또는 기타의 분산 수단이 요구된다. 1-알킬-2-피롤리돈은 향료 오일의 용매화에 상당히 효과적인 것으로 측정되었다. 그러나, 또한 1-알킬-2-피롤리돈은 특히 스트리킹/박막화시의 세정제의 세정성능을 증진시키는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 당해 화합물은 조성물 중에 존해하는 계면활성제를 대신하거나 이를 강화시키는 기능을 할 수 있다. 당해 화합물의 화학식은 다음과 같다:
상기 화학식에서, R4는 C6-20알킬 또는 R5NHCOR6[여기서, R5는 C1-6알킬이고 R6은 C6-20알킬이다]이다. 특히 바람직한 알킬 피롤리돈은 아이에스에프 케미칼즈(ISF Chemicals)에 의해 서파돈(Surfadone)이라는 상표명으로 시판되는 라우릴 피롤리돈이다. 향료의 수준이 약 0.01 내지 5%인 경우 알킬 피롤리돈은 비교적 소량, 바람직하게는 약 0.001 내지 2%의 양이 사용된다.
4.완충 시스템
완충 시스템은 질소계 완충제를 포함하며, 이는 pH가 6.5 이상, 보다 바람직하게는 7 내지 14, 가장 바람직하게는 7 내지 13이 되도록 본 발명의 수성 경질 표면 세정제에 부가된다. 완충제는 암모늄 또는 알칼리 토금속 카바메이트, 구아니딘 유도체, 탄산암모늄, 중탄산암모늄, 탄산디암모늄, 알칸올아민, 수산화암모늄, 암모니아[이는 물에 부가되는 경우 수산화암모늄을 자체 형성한다], 알콕실알킬아민, 알킬렌아민 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 임의로는 그리고 바람직하게는 공-완충제는 암모늄 및 알칼리 토금속 수산화물로부터 선택된다.
질소계 완충제가 본 발명의 중요한 양태이다. 이의 존재로 인해 본 발명의 세정제를 사용하여 세정한 후에 경질 표면의 스트리킹 및 박막화 현상의 감소능을 현저하게 증강시킬 수 있다. 바람직한 질소계 완충제는 암모늄 카바메이트, 모노에탄올아민, 중탄산암모늄, 탄산암모늄 및 수산화암모늄이다. 암모늄 카바메이트의 화학식은 NH2COONH4 +이다. 이러한 특히 바람직한 완충제의 사용으로 박막화/스트리킹의 현저한 감소를 수득한다. 이는 바스프 코포레이션(BASF Corporation)에서 시판하고 있다. 모노에탄올아민은 알칸올아민이다. 이러한 형태의 완충제의 다른 예로는 디에탄올아민, 트리에탄올아민 및 이소프로판올아민이다. 위에서 논의된 바와 같이 알칸올아민이 또한 용매로서 작용할 수 있으나, 이 경우 알칸올아민은 주로 완충제로서의 역할로 사용되는 경향이 있다. 모노에탄올아민은 본 발명의 세정제에서 특히 유효한 성능을 보유하는 것으로 밝혀졌다. 탄산암모늄 및 중탄산암모늄은 다른 추가의 바람직한 완충제이다. 이외의 잠재적으로 적당한 완충제로는 구아니딘 유도체[예: 디아미노구아니딘 및 구아니딘 카보네이트], 알콕시알킬아민[예: 이소프로폭시프로필아민, 부톡시프로필아민, 에톡시프로필아민 및 메톡시프로필아민] 및 알킬 아민[예: 에틸렌아민, 에틸렌디아민, 에틸렌트리아민, 에틸렌테트라민, 디에틸렌테트라민, 트리에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민, N,N-디메틸에틸렌디아민, N-메틸렌디아민, 및 알킬 및 아민 치환체의 다양한 변형태]가 있다. 전술한 것중의 임의의 혼합물이 완충 시스템에서의 완충제로서 사용될 수 있다. 이들 물질의 대부분은 일반적인 화학물질 공급처, 예를 들어 알드리히 케미칼즈(Aldrich Chemicals)로부터 구입할 수 있다.
추가로, 공-완충제로서 암모늄 또는 알칼리 토금 속의 수산화물을 가하는 것이 특히 바람직하다. 가장 바람직하게는 도포된 후 용이하게 휘발하여 무기물 잔기를 생성하는 수산화암모늄이다. 수산화암모늄 또한 지방 오니를 특정한 정도로 유화시킨다.
부가되는 질소계 완충제의 양은, 세정제의 중량을 기준으로 하여, 0.01 내지 2%, 보다 바람직하게는 0.01 내지 1%의 범위로 부가되어야 하며, 수산화물은, 존재하는 경우, 세정제의 중량을 기준으로 하여, 0.001 내지 1%의 양으로 부가되어야 한다.
5.물 및 미량 원소
세정제는 비교적 적은 수준의 활성물을 갖는 수성 세정제이므로 주요 성분은 물이며, 물은 약 50% 이상, 보다 바람직하게는 약 80% 이상, 가장 바람직하게는 약 90% 이상의 수준으로 존재하여야 한다. 탈이온화된 물이 가장 바람직하다.
세정제의 세정성능 또는 미적인 품질을 증진시킬 목적으로 소량의 첨가물이 첨가될 수 있다. 세정용 첨가물은 본원에서 참조로 인용되는 문헌[참조: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology 3rd, Vol. 22, pp. 332-432(Marcel-Dekker, 1983)]에 기술된 추가의 계면활성제를 포함한다. 규산염 및 인산염과 같은 무기 빌더는, 특히 제형화시 잔기를 남기는 고체의 양을 증가시키므로 일반적으로 상기 세정제에서 회피된다. 미적인 첨가물은 기바우단-로우어(Givaudan-Roure), 벨마이(Belmay), 헨켈 케이지에이에이, 퍼멘이히(Firmenich), 드라고코(Dragoco), 아이에프에프(IFF), 퀘스트(Quest) 등으로부터 시판되는 향료, 및 제형화시 용매화되거나 현탁될 수 있는 염료 및 안료 예를 들어 디아미노안트라퀴논을 포함한다. 위에서 논의된 바와 같이 향료 오일은 전형적으로는 분산제[이의 역할은 알킬피롤리돈에 의해 수행된다]을 필요로 한다. 전술한 바와 같이, 향료는, 본 발명의 세정제의 비-스트리킹/비-박막화 현상을 개선시키거나 최소한 유지시면서, 알킬피롤리돈에 의해 잘 분산된다. 세정 첨가물 및 미적인 첨가물의 양은 0 내지 2%, 보다 바람직하게는 0 내지 1%이어야 한다.
본 발명에 유익한 추가의 첨가물은 하이드로트로프, 특히 단쇄의 알킬아릴 설포네이트, 보다 특히 C1-4알킬아릴 설포네이트, 제한되지는 않지만, 예를 들어 벤젠, 나프탈렌, 크실렌, 큐멘 및 톨루엔 설포네이트이다. 이들은 전형적으로는 알칼리 금속염이고, 본 발명에서는 알칼리 금속염의 총 수준이 제한되어야 함에 유의하여야 하지만 실제로 특정한 목적 예를 들어 경질 표면 세정(즉 타일, 포르미카R(FormicaR) 및 코리안R카운터톱(CorianRcountertop) 등의 세정)을 위해 별도 수준의 하이드로트로프의 도입이 제법 허용될 수 있다. 본 발명에 있어서, 바람직한 하이드로트로프는 알칼리 금속 크실렌 설포네이트[여기서, 알칼리 금속은 칼륨, 나트륨 또는 리튬이다]이다. 암모늄 염 또한 허용될 수 있다. 아민 옥사이드(적어도 유도체화되지 않은 직쇄의 트리알킬아민 옥사이드)를 함유하는 바람직한 조성물에 나트륨 크실렌 설포네이트에 사용되는 경우 놀랍게도 특정한 형태의 변색되지 않거나 백색의 플라스틱 표면(특히 폴리비닐 클로라이드)의 황변을 방지하거나 완화시키는 것으로 밝혀졌다. 이에 대한 이유는 밝혀지지는 않았으나 아민 옥사이드가 플라스틱 표면에 분배될 수 있고 단쇄의 알킬아릴이 이러한 결합에 관여하는 것으로 추정되며, 이는, 본 출원인이 설명하기 위해 기술한 것에 불과하며 이론에 근거한 것은 아니다. 단쇄 알킬아릴 설포네이트의 양은 경제적으로 적은 양으로, 즉 바람직하게는 약 0.01 내지 2%, 보다 바람직하게는 0.02 내지 1%, 가장 바람직하게는 약 0.05 내지 1%로 유지될 수 있다. 다른 것중에서 바람직한 하이드로트로프는 스테판 케미칼 팜파니에 의해 상표명 스테판 SXS로서 다양한 활성 수준으로 시판되는 나트륨 크실렌 설포네이트를 포함한다. 기타 바람직한 하이드로트로프는 문헌[참조: Colborn et al., US Patent 4,863,633, column 8, line 20 to 10, line 22]에서 찾을 수 있으며, 당해 문헌은 본원에서 참조로 인용하는 것이다.
하기의 실험 부분에서는, 다양한 양태의 본 발명의 세정제의 놀라운 성능 이점이 기술된다.
실 험
하기의 실험은 본 발명의 세정제의 독특한 세정 성능을 나타낸다.
실시예 1
하기의 표 1에 염기 제형 A가 기재되어 있다. 일반적으로는 본 발명의 조성물에 대한 하기의 실시예 뿐만 아니라 대부분의 비교 실시예는 염기 제형 A를 기본으로 한다. 실시예 (2 내지 13) 중의 일부에 있어서, 나트륨 라우릴 및 도데실 피롤리돈은 계면활성제 단독의 효과가 측정될 수 있도록 제거되게 된다.
성 분 제 형 A
이소-프로필 알콜 5.90%
프로필렌글리콜 t-부틸 에테르 3.20%
나트륨 라우릴 설페이트 0.005%
도데실 피롤리돈 0.012%
코코아미도프로필아민 옥사이드 0.20%
질소계 완충액 0.25%
향료 0.125%
암모니아 0.05%
탈이온화수 잔여량
일반적으로 제형의 스트리킹/박막화 성능을 시험하기 위해 소량의 이의 샘플을 유리 거울 타일 위에 스프레이하고 닦아낸다. 이의 결과를 최악의 결과를 0으로 최상의 결과를 10으로 하는 0 내지 10의 규모로 전문 평가자의 패널로 평가한다.
하기의 실시예 2 내지 11에 있어서는 코코아미도프로필아민 옥사이드 계면활성제 및 선택된 완충제의 독특하고 통상적인 거동을 추가로 평가하기 위해 상이한 완충제를 함유하는 비교 제형과 본 발명(실시예 6 내지 9, 각각의 실시예는 상이한 질소계 완충제를 함유한다)을 비교하는 실험을 수행한다. 본 실험에서는 트리거 스프레이어를 통새 제형을 유리 거울 타일위에 단순히 스프레이하고(균일하게 짧게 2회 분사함) 닦지 않거나 와이프 오프시킨다. 이어서 위에서 논의된 바와 같이 0 내지 10의 등급으로 평가자의 전문 패널로 평가한다(샘플은 랜덤하고 패널리스트에게 샘플의 동일성을 알려주지 않는다). 실시예 2 내지 5는 코코아미도프로필디메틸베타인을 함유한다. 그러나, 실시예 2 내지 9는 나트륨 라우릴 설페이트, 알킬피롤리돈을 함유하지 않는다. 따라서, 이로부터 계면활성제에 일차적으로 기여할 수 있는 스트리킹/박막화 성능을 시험한다. 한편, 실시예 10 내지 11은 충분히 제형화된 것으로 고려되며 이는 상업적으로 시판되는 것의 대표적인 예이다.
이의 결과가 표 2에 기재되어 있다.
닦지 않은 유리 타일에 대한 평가
실시예 계면활성제 완충제 평균 등급 Std. Dev.
2 코코아미도프로필디메틸베타인 카바메이트 6.25 0.5
3 위와 동일 NH4OH 5.75 0.96
4 위와 동일 모노에탄올아민 5 0.82
5 위와 동일 NH4HCO3 6 0.82
평균 점수 5.75
6 코코아미도프로필디메틸아민 옥사이드 카바메이트 7.5 1.29
7 위와 동일 NH4OH 5.5 1
8 위와 동일 카바메이트 8.75 0.5
9 위와 동일 NH4HCO3 6.25 0.95
평균 점수 7
10 코코아미도프로필디메틸베타인 카바메이트 5.5 1
11 코코아미도프로필디메틸아민 옥사이드 카바메이트 6.75 1.5
위의 표로부터 실시예 6 내지 9 및 11에 의해 기술되는 본 발명이 비교 실시예에 비해 명백히 탁월한 성능을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 이는 예기치못했던 결과이다.
다음 세트의 실험에서는 실시예 12 내지 22[여기서, 실시예 16 내지 19는 본 발명의 제형이고, 실시예 12 내지 15는 비교 제형이고 실시예 20 내지 22는 3종의 시판용 유리 및 표면 세정제이다]를 가열된 유리 타일(38.8℃)에서 시험한다. 본 시험의 목적은 본 발명의 경질 표면 세정제가 도전적인 환경, 예를 들어 매우 고온의 건조한 기후(예를 들어 미국 남서부의 기후) 중에서 양호한 성능을 나타내는 지를 시험하는 것이다. 이들 실시예에 있어서는 생성물을 가열된 유리 타일 위에 스프레이한 다음 닦아 내고 0 내지 10의 등급으로 평가한다. 이러한 육안 평가는 반복하지는 않는다. 실시예 12 내지 19에 이어 표에서 기술된 것을 제외하고 그리고 나트륨 라우릴 설페이트 및 도데실피롤리돈의 결핍을 제외하고 염기 제형 A에 대해 수행한다.
실시예 계면활성제 완충제(들) 등 급
12 코코아미도프로필디메틸 베타인 0.05% NH4OH;0.25% 카바메이트 4.7
13 위와 동일 0.05% NH4OH 4
14 위와 동일 0.25% MEA 4
15 위와 동일 0.25% NH4HCO3 5
16 코코아미도프로필디메틸아민 옥사이드 0.05% NH4OH;0.25% 카바메이트 8
17 위와 동일 0.05% NH4OH(29% 활성물) 6.7
18 위와 동일 0.25% MEA 8.7
19 위와 동일 0.25% NH4HCO3 7
20 시판 제품 A(아미도베타인) 2.3
21 시판 제품 B(설포베타인으로 추정됨) 1.7
22 시판 제품 C(설포베타인으로 추정됨) 4.3
다음 시리즈의 실험(실시예 23 내지 26)에서는 스트리킹 박막화 데이터(이 또한 유리 거울 타일에 대해 시험하고 패널리스트에 의해 0 내지 10의 등급으로 평가한다)를 8주 숙성시킨 생성물의 신규한 배치에 대해 취하고, 가열 및 냉각(환경적인 도전)시킨다. 환경적으로 도전받는 샘플은 2 내지 3주 오래된 샘플이다. 실시예 23 내지 25는 (코코아미도프로필디메틸아민 옥사이드를 함유하는) 본 발명을 나타내는 반면 실시예 26은 (코코아미도프로필디메틸베타인을 보유하는) 시판 제품 A이다. 실시예 23은 나트륨 라우릴 설페이트(SLS) 및 도데실피롤리돈을 둘 다 함유하지만, 실시예 24는 아무것도 함유하지 않고 실시예 25는 SLS만을 함유한다.
실시예 신규한 배치 8주 숙성 가열됨(38℃) 냉각됨(1.66℃)
231,2,3 10 9.2 8.4 9.5
241 9.7 9.1 8.4 8.9
251,2 9.4 9.2 8.2 9.1
264,2,3 9.4 9.2 3 8.4
주:
1코코아미도프로필디메틸아민 옥사이드
2나트륨 라우릴 설페이트
3도데실피롤리돈
4코코아미도프로필디메틸베타인
전술한 실시예들은, 시판 제형, 즉 실시예 26과 비교하여 본 발명의 제형의 스트리킹/박막화 성능이 탁월하며, 가장 현저하게는 승온에서 탁월함을 나타낸다. 이는 모든 온도에서 본 발명의 세정제의 성능이 탁월함을 나타낸다. 따라서 본 발명의 세정제는 고온 내지 냉각 환경(-30 내지 70℃) 모두에서 양호한 성능을 나타낸다.
다음 세트의 실시예에서는 고온 및 저온 표면에서 유리 타일에 대해 본 발명의 세정제의 유사한 스트리킹/박막화 시험을 수행한다. 이러한 시험을 통해 시판 세정제, 즉 코코아미도프로필디메틸베타인 계면활성제(CCB)를 함유하는 실시예 30의 시판 세정제에 대한 코코아미도프로필디메틸아민 옥사이드(CAO)를 보유하는 본 발명의 세정제의 성능이 총괄적으로 유사하게 증진되는 것으로 밝혀졌다. 상기 실시예 중의 특정한 것은 하나 이상의 나트륨 라우릴 설페이트(SLS) 및 도데실피롤리돈(DDP)가 하나 이상 존재하거나 전혀 존재하지 않는다. 이들 실시예는 모두 카바메이트 완충제를 함유한다. 각 성분들의 양은 실시예 1에서 제시된 중량%와 유사하다.
실시예 제 형 가열된 거울@ 38.8℃ 냉각된 거울@ 1.66℃
27 CAO, SLS, DDP 8.5오차: 0.7 9.2오차: 0.5
28 CAO 7.5오차: 0.9 8.9오차: 0.3
29 CAO, SLS 8.2오차: 1.3 9.1오차: 1.0
30 CCB 4.9오차:1.4 8.4오차: 1.0
위의 표에서 본 발명의 실시예 27 내지 29가 실시예 30과 비교하여 명백하게 탁월한 성능을 나타냄을 알 수 있다. 표에서의 통계학적 평가는 95%의 신뢰 수준으로 평가한 것이다.
본 발명은 하기의 청구의 범위의 범주 또는 이의 등가물을 제한함이 없이 정의된다.

Claims (18)

  1. 25℃에서의 증기압이 0.001mmHg인 하나 이상의 유기 용매(a) 및 이들 용매의 혼합물 유효량,
    화학식 1의 하나 이상의 반극성 비이온성 계면활성제(b) 유효량,
    pH가 6.5 이상으로 되도록 하는 질소계 완충제를 포함하는 완충 시스템(c) 유효량 및
    전부가 실질적으로 물인 잔여 성분(d)을 포함하는, 오니 제거능이 상당히 개선되고 박막화/스트리킹이 현저하게 감소된 수성의 경질 표면 세정제.
    화학식 1
    상기 화학식 1에서,
    R1은 C5-20알킬이고,
    R2및 R3은 서로 상이해야 하지만, C1-4알킬,또는 -(CH2)p-OH[여기서, n은 1 내지 5고, p는 1 내지 6이다]이다.
  2. 제1항에 있어서, 용매가 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 이들 각각의 각종 위치 이성체 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 알칸올인 경질 표면 세정제.
  3. 제1항에 있어서, 용매가 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르, 프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르, 프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 알킬렌 글리콜 에테르인 경질 표면 세정제.
  4. 제3항에 있어서, 용매가 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르인 경질 표면 세정제.
  5. 제3항에 있어서, 용매가 프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르인 경질 표면 세정제.
  6. 제3항에 있어서, 용매가 프로필렌 글리콜 t-부틸 에테르인 경질 표면 세정제.
  7. 제1항에 있어서, 계면활성제가 반극성 비이온성 계면활성제와 음이온성 공계면활성제와의 혼합물을 추가로 포함하는 경질 표면 세정제.
  8. 제1항에 있어서, 완충제가 암모늄 카바메이트인 경질 표면 세정제.
  9. 제8항에 있어서, 완충제가 수산화암모늄을 추가로 포함하는 경질 표면 세정제.
  10. 제1항에 있어서, 완충제가 알칸올아민인 경질 표면 세정제.
  11. 제10항에 있어서, 완충제가 모노에탄올아민인 경질 표면 세정제.
  12. 제1항에 있어서, 완충제가 탄산암모늄인 경질 표면 세정제.
  13. 제1항에 있어서, 완충제가 암모니아 또는 수산화암모늄인 경질 표면 세정제.
  14. 제1항에 있어서, 완충제가 중탄산암모늄인 경질 표면 세정제.
  15. 제1항에 따르는 세정제를 오니(soil)에 도포하고, 오니와 세정제를 제거함을 포함하여, 경질 표면으로부터 찌꺼기가 실질적으로 잔류하지 않은 채 오니를 세정하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 도포 단계가, 트리거 스프레이어(trigger sprayer)로부터 세정제의 계량 분배 단계를 추가로 포함하는 방법.
  17. 제15항에 있어서, 도포 단계가 펌프 스프레이어(pump sprayer)로부터 세정제의 계량 분배 단계를 추가로 포함하는 방법.
  18. 25℃에서의 증기압이 0.001mmHg인 하나 이상의 수용성 또는 수혼화성 유기 용매(a) 및 이들 용매의 혼합물 유효량,
    화학식 1의 하나 이상의 반극성 비이온성 계면활성제(b) 유효량,
    pH가 6.5 이상으로 되도록 하는 질소계 완충제를 포함하는 완충 시스템(c) 유효량 및
    전부가 실질적으로 물인 잔여 성분(d)을 포함하는, 모든 온도에서 오니 제거능이 상당히 개선되고 박막화/스트리킹이 현저하게 감소된 수성의 경질 표면 세정제.
    화학식 1
    상기 화학식 1에서,
    R1은 C5-20알킬이고,
    R2및 R3은 서로 상이해야 하지만, C1-4알킬,또는 -(CH2)p-OH[여기서, n은 1 내지 5이고, p는 1 내지 6이다]이다.
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