KR20000028772A - 포스트-포우밍 투명겔 및 용액 - Google Patents

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조세이. 라미레즈
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이매지너티브 리서어치 어소우시에트스, 인코포레이티드.
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Abstract

휘발성 탄화수소, 계면활성제 및 폴리알킬렌 블럭 공중합체 커플링제를 함유하는 본 발명의 신규한 투명 용액 또는 겔은 커플링제에 의한 휘발성 탄화수소의 가용화로 인하여 분리되지 않아 허용가능한 소비 제품을 제공한다.

Description

포스트-포우밍 투명겔 및 용액{POST FOAMING CLEAR GELS AND SOLUTIONS}
본 발명은 포스트-포우밍 (post-foaming) 세제 조성물에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 음이온성 및 양쪽성 세제의 존재하에서 휘발성 탄화수소를 가용화시켜 투명한 용액 또는 겔을 생산하는, 폴리알킬렌 옥사이드 블럭 공중합체 계면활성제의 군으로부터 선택된 커플링제를 함유하는 조성물에 관한 것이다. 이들 자가-포우밍 (self-foaming) 용액 또는 겔은 피부 세정제, 모발용 샴푸 또는 샤워겔로서 유용할 수 있다. 이들은 또한 의류용 스팟 세정제, 카페트 세정제 또는 경질 표면 세정제와 같은 가사용 세정제로서의 용도를 갖는다.
미국 특허 제5,429,815호에는 1가 또는 다가 알코올의 프로폭실화 부가물과 같은 커플링제의, 안정한 단일상 자가-포우밍 세정제를 제조하기위한 임의의 용도가 기재되어 있다.
미국 특허 제4,762,944호에는 라우릴 술페이트의 수용성 염, 휘발성 탄화수소, 3급 아민 옥사이드 및 수용성 고무의 수용액인 투명한 샴푸 제형이 기재되어 있다.
미국 특허 제4,744,979호에서는, 비누 수용액 및 아민 옥사이드 또는 알칸올아미드와 같은 표면 활성제 및 휘발성 수용성 유기 액체를 사용함으로써 투명한 제형을 제공한다.
미국 특허 제4,722,427호에서는 수용성 음이온성 알칼리 금속 C10-C16알킬 에테르 술페이트, 수분산성 에톡실화 지방 알코올 또는 지방 에스테르, 이소프로필 미리스테이트, 모노 또는 디사카라이드 및 n-펜탄 및 이소부탄과 같은 휘발성 탄화수소의 블렌드를 사용함으로써 투명한 가용화된 휘발성 탄화수소 제형을 수득하였다. 그러나, 미국 특허 제4,772,427호에서는 컬럼 6, 라인 20 내지 27에서 명세서에 기재된 포스트-포우밍 샤워겔 생성물의 "전체 조성물의 독특한 특성에 나쁜 영향을 주는 단일 성분의 배제. 따라서 필수 성분의 중요성 및 각 성분의 명확성이 제형에 있어서 필수적이다." 라고 언급되어 있다.
미국 특허 제5,186,857호에서는, 수중유 조성물이 휘발성 탄화수소의 용해도를 증가시키기위하여 사용되는 포우밍 계면활성제를 포함한다.
상기 언급한 포스트-포우밍 잠재성 기술은 모두 포스트 포우밍 액체를 제조하기위한 휘발성 탄화수소를 가용화시키기위하여 에톡실화 또는 프로폭실화 커플링제를 사용한다.
먼저, 하나의 분자중에 에톡실화 및 프로폭실화를 둘다 함유하는 블럭 중합체, 예를들면 플루로닉-타입 (Pluronic-type) 또는 테트로닉-타입 (Tetronic-type) 계면활성제는 음이온성 및 양쪽성 세제 용액중에 휘발성 탄화수소 (예로서, n-펜탄, 이소펜탄, n-부탄, 이소부탄 및 디메틸 에테르, 디에틸 에테르, 메틸 에테르 및 디이소부탄 에테르와 같은 C1-C6알킬에테르)를 가용화시키기위하여 사용될 수 있다.
생성된 투명한, 즉석 포우밍 액체 또는 겔을 물을 사용하거나 물의 도움없이 표면상에서 포움을 형성한다. 투명한 용액 또는 겔은 병입되어 100 내지 120 ℉와 같은 고온에 노출시 자가-포움을 형성하지 않는다. 따라서, 본 발명의 조성물로부터 제조된 생성물은 소비자에게 호의적이며 시판 장소로의 운반 및 유통 보관 조건을 견딜 수 있다. 본 명세서에 기재된 포우밍 투명 용액 또는 겔은 병 및 펌프와 같은 비압력식 용기중에 또는 n-부탄, 이소부탄 또는 디메틸 에테르 추진제를 사용할 경우 압력식 에어로졸 포장기중에 포장할 수 있다.
다른 양태로, 양쪽성 계면활성제와 함께 암모늄 코코일 이세티오네이트를 함유하는 신규 조성물이 본 명세서에 기재되어 있다. 이 조합물은 이들 계면활성제의 극히 부드러운 특성으로 인하여 피부 및 모발 보호 조성물로 특히 유용하다.
본 발명에 따르는 조성물 및 생성물은 1차 계면활성제 또는 1차 계면활성제, 임의의 2차 계면활성제의 조합물, 물, 휘발성 탄화수소, 및 휘발성 탄화수소를 가용화시키기위한 커플링제를 함유한다.
계면활성제 또는 계면활성제의 조합물은 투명한 용액 또는 겔을 생산하도록 수중에 가용성이어야 한다. 적합한 1차 계면활성제로는 음이온성 계면활성제, 예를들면, 알킬 에테르 술페이트, 알킬 술페이트, 암모늄 코코일 이세티오네이트 및 양쪽성 계면활성제가 있다.
본 발명의 조성물중에 사용되는 1차 계면활성제의 양은 조성물의 최종 용도, 목적하는 포우밍 특징 및 조성물중에 존재하는 기타 성분을 포함한 수많은 인자에 따른다. 1차 계면활성제의 조합물을 또한 사용하여 특별한 특징을 갖는 목적하는 생성물을 조제할 수 있다.
또한, 암모늄 코코일 이세티오네이트와 양쪽성 계면활성제의 독특한 조합은 휘발성 탄화수소를 가용화시켜 에톡실화, 프로폭실화 또는 혼합된 블럭 중합체의 도움없이도 투명한 포스트-포우밍 용액을 생산하는 것으로 밝혀졌다. 바람직하게는, 양쪽성 계면활성제가 베타인이다. 적합한 베타인으로는 코코아미도프로필 베타인, 베헤닐 베타인 및 바바수아미도 프로필 베타인으로, 이들은 Croda Formulary, Parsippany, New Jersey로부터 INCRONAM 상표명으로 상업적으로 입수가능하다.
휘발성 탄화수소가 본 발명의 조성물중에 포함되어 사용시 또는 추진제로서 포우밍을 제공한다. 휘발성 탄화수소를 사용하여 1차 계면활성제(들)에 의해 생산된 포움을 향상시키며 가스 생산제로서, 이는 공기 및 상온에 노출시 즉각적인, 풍부한 거품을 제공한다. 휘발성 유기 액체 포움 향상제는 상압하에 25 내지 50 ℃ 범위에서 비등하는 것이 바람직하다. 그러한 휘발성 유기 액체로는 n-펜탄, 이소-펜탄, n-부탄, 이소부탄과 같은 포화 탄화수소 및 디메틸 에테르, 디에틸 에테르, 메틸에틸 에테르 및 디이소프로필 에테르와 같은 C1-C6알킬 에테르가 있다. 조성물중 휘발성 탄화수소의 양은 조제되는 제품의 타입 및 휘발성 탄화수소에 의해 제공되는 기능에 따른다. 그러나, 통상적으로, 휘발성 탄화수소는 최종 조성물의 중량의 약 1 내지 약 7 중량%, 바람직하게는 약 3 내지 약 4 중량%의 양으로 존재한다.
본 발명의 조성물은 또한 유효 가용화 양의 커플링제를 함유한다. 본 명세서에 기재된 신규 조성물중에 사용되는 커플링제는 폴리알킬렌 옥사이드 블럭 공중합체 계면활성제이다. 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌 블럭을 둘다 함유하는 화합물이 특히 유용하다. 본 발명에서 유용한 가장 바람직한 폴리알킬렌 옥사이드 블럭 공중합체는 BASF Corporation, Mount Olive, New Jersey로부터 PLURONIC 또는 TETRONIC 상표명으로 입수가능한 것들이다. 이들 화합물은 선행 기술의 포스트-포우밍 세정제에 기재된 통상의 에톡실화 또는 프로폭실화 커플링제와는 극히 상이한 화합물이다.
플루로닉-타입 계면활성제는 폴리에틸렌 옥사이드 및 폴리프로필렌 옥사이드의 변화되는 블럭을 함유한다. 전형적으로, 플루로닉-타입 계면활성제는 먼저 프로필렌 글리콜의 히드록실기 2개에 프로필렌 옥사이드를 조절 첨가함으로써 목적하는 분자량의 소수성기를 만듦으로써 제조한다. 이어서 에틸렌 옥사이드를 친수성기 사이의 상기 소수성기에 가하여 샌드위치시키는데, 프로필렌 옥사이드가 하기에 나타낸 바와 같이 에틸렌 옥사이드 사이에 샌드위치되어 있는 플루로닉-타입 계면활성제의 구조가 된다.
Pluronic R 계면활성제로 일반적으로 공지된 다른 플루로닉-타입 계면활성제는 보존되어 있는 소수성 및 친수성 블럭을 갖는다. 따라서 Pluronic R 계면활성제는 다음과 같은 구조를 갖는다.
테트로닉-타입 계면활성제는 본 발명에서 유용한 다른 부류의 커플링제이다. 테트로닉-타입 계면활성제는 에틸렌디아민에 프로필렌 옥사이드 및 에틸렌 옥사이드를 연속 첨가함으로써 유래된 4기능성 블럭 공중합체이다. 따라서 테트로닉-타입 계면활성제는 다음식을 갖는다.
Tetronic R 계면활성제는 에틸렌디아민에 에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드를 연속 첨가함으로써 생산한다. Tetronic R 계면활성제의 구조식은 다음과 같다:
유효 가용화 양은 계면활성제로부터 휘발성 탄화수소의 현저한 분리를 방지하기에 충분한 양이다. 따라서, 예를들어 유효량은 휘발성 탄화수소의 별개층 형성을 방지하는 양이다. 전형적으로, 유효 가용화 양은 최종 조성물의 중량의 약 0.5 내지 약 20 중량%, 바람직하게는 약 5 내지 약 10 중량%이다.
최종 조성물의 중량의 약 10 내지 약 65 중량%인 물 (바람직하게는 탈이온화된)은 또한 본 명세서에 기재된 신규 조성물중에도 존재한다.
상기 언급한 성분외에, 본 발명의 즉석 포우밍 투명 수용액 또는 겔은 또한 여러가지 비-필수 성분을 함유할 수 있다. 예를들면, 수용성 고무, 예로서 셀룰로오스성 중합체 또는 천연 고무, 또는 수용성 세정제를 가하여 제품에 바람직한 심미적 특성을 부여할 수 있다. 투명 겔 및 용액은 또한 글리세린, 솔비톨, 프로필렌 글리콜 등과 같이 피부 또는 모발에 모이스춰라이징 효과를 제공하는 보습제를 함유할 수 있다. 향료 및 색소를 가하여 제품의 화장적 외관을 향상시킬 수 있다. 트리클로산, 코르헥시덴 글루코네이트 또는 살리실산과 같은 활성 성분을 또한 본 발명의 계면활성제 시스템에 용해시켜 항균 기능 제품을 제공할 수도 있다. 또한, 나트륨/칼륨 또는 암모늄의 팔미테이트 또는 스테아레이트와 같은 수용성 비누 소량을 사용하여 면도용의 포움 안정성을 향상시킬 수 있다. 유사하게 알칸올아미드를 가하여 포움 안정성을 향상시킬 수 있다.
플로로닉 또는 테트로닉-타입 블럭 공중합체와 같은 폴리알킬렌 옥사이드 커플링제 및 순한 계면활성제 농도의 암모늄 코코일 이세티오네이트 및 양쪽성 계면활성제에 의해 성취되는 투명 용액 또는 겔 조성물은 통상의 비-압력식 유리 또는 플라스틱 병에 포장할 수 있다. 이소부탄 또는 디메틸 에테르가 포스트-포우밍 용매로서 사용되는 경우, 가압 스프레이병 또는 가압 방벽 용기를 사용하는 것이 바람직하다.
<실시예>
다음 실시예는 본 발명의 조성물 및 방법의 특정 양태를 성명하기위하여 제공된다. 이들 실시예는 본 발명의 범주에 대한 제한으로 이해되어서는 안된다. 비교 실시예가 또한 본 발명의 조성물에 의해 제공되는 신규한 효과를 나타내기위하여 제시된다. 표 1 내지 표 4에 나타낸 수치는 모두 조성물의 총 중량을 기준으로한 중량%이다.
<비교 실시예>
실시예 A 실시예 B 실시예 C
나트륨 알킬 에테르 술페이트 (30% 활성) 30 -- 30
코코아미도프로필 베타인 (30% 활성) 10 30 --
57 67 67
N-펜탄 3 3 3
커플링제로서 블럭 공중합체 계면활성제를 함유하지않은 비교 실시예 A, B 및 C의 조성물은 24시간 미만내에 병의 상부에 n-펜탄 분리가 나타났다. 이들 비교 실시예는 n-펜탄이 주요 계면활성제 또는 주요 계면활성제와 양쪽성 계면활성제의 혼합물중에 불용성임을 명백하게 나타내는 것이다.
<실시예 1-7>
표 2에 제시된 조성을 갖는 조성물을 제조하여 음이온성 및 양쪽성 계면활성제의 배합물을 함유하는 조성물중 커플링제로서 플루로닉-타입 계면활성제를 포함하는 효과를 밝힌다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7
나트륨 라우릴 에테르 술페이트 (28% 활성) 30 30 30 30 30 30 30
코코아미도프로필 베타인 (30% 활성) 10 10 10 10 10 10 10
Pluronic L-43 5 -- -- -- -- -- 10
Pluronic F-61 -- 5 -- -- -- -- --
Pluronic 31 RI -- -- 5 -- -- -- --
Pluronic 17 R2 -- -- -- 5 -- -- --
Pluronic L-10 -- -- -- -- 5 -- --
Pluronic L-101 -- -- -- -- -- 5 --
Pluronic F-68 -- -- -- -- -- -- 5
52 52 52 52 52 52 52
n-펜탄 3 3 3 3 3 3 3
표 2의 조성물은 층분리가 없는 투명한 액체 또는 겔을 생산한다. 실온 또는 110 내지 120 ℉과 같은 고온에 보관시, 이들 조성물은 분리없이 투명한 상태로 유지되는데, 이는 커플링제의 도움으로 음이온성 및 양쪽성 계면활성제중의 휘발성 탄화수소의 완전 가용화가 이루어졌음을 나타내는 것이다.
실온 또는 100 내지 200 ℉의 오븐에서 일야 정치시 제품의 혼합중에 혈성될 수 있는 조성물중 기포가 투명한 상태로 있게된다. 최종 제품은 커플링제가 사용된 투명한 용액이다. 이는 표 I의 비교 실시예 A 내지 C의 제형에서와 같이 커플링제를 사용하지 않은 경우 형성되는 별개의 분리층의 n-펜탄과 비교시 놀라운 결과이다.
<실시예 8-13>
표 3에 나타낸 바와 같은 추가의 제형을 제조하여 양쪽성 계면활성제를 주요 계면활성제로서 단독으로 사용한 조성물에 있어서 플루로닉-타입 계면활성제의 가용화 효과를 증명한다.
실시예8 실시예9 실시예10 실시예11 실시예12 실시예13
코코아미도프로필 베타인(30%활성) 30 30 30 30 30 30
Pluronic L-43 20 -- -- -- -- --
Pluronic L-61 -- 20 -- -- -- --
Pluronic L-101 -- -- 20 -- -- --
Pluronic L-10 -- -- -- 20 -- --
Pluronic 31 R1 -- -- -- -- 20 --
Pluronic 17 R2 -- -- -- -- -- 20
47 47 47 47 47 47
n-펜탄 3 3 3 3 3 3
실시예 8 내지 13의 제형들은 모두 실온 또는 120 ℉에서 분리없이 투명한 용액으로서 단일상으로 유지되었는데, 이는 플루로닉-타입 계면활성제가 양쪽성 계면활성제 시스템중에 펜탄을 가용화시켰음을 나타내는 것이다. 표 1의 비교 실시예 B에 의해 밝혀진 바와 같이, 양쪽성 계면활성제는 단독으로는 펜탄을 가용화시키지않으며, 그 결과 상분리가 발생하게된다.
<실시예 14 및 15>
표 4에 나타낸 제형을 제조하여 생성된 조성물을 관찰하여 펜탄 분리가 발생하는가에 대해 측정한다.
실시예 D 실시예 14 실시예 15
암모늄 코코일 이세티오네이트 (30% 활성) 30 30 30
코코아미도프로필 베타인 (30% 활성) -- 20 20
Pluronic F-98 -- 10 --
67 37 47
펜탄 3 3 3
음이온성 계면활성제를 함유하며 커플링제를 함유하지않는 비교 실시예 D는 24시간내에 상부에서 펜탄 분리가 발생하는 것으로 밝혀졌다. 실시예 14는 플루로닉-타입 계면활성제의 가용화 효과를 나타내는 단일산 투명 용액을 제공하였다. 그러나, 정말 놀랍게도, 실시예 16은 또한 플루로닉-타입 커플링제의 부재에도 불구하고 단일상 투명 용액으로 유지되었다. 실시예 15는 특정 음이온성 계면활성제, 즉, 암모늄 코코일 이세티오네이트와 양쪽성 계면활성제, 예로는 베타인과의 배합의 기대치못했던 펜탄 가용화 효과를 증명한다.
<실시예 16-19>
표 5에 나타낸 제형을 제조하여 테트로닉-타입 계면활성제의 가용화 효과를 나타낸다.
실시예16 실시예17 실시예18 실시예19
나트륨 알킬 에테르 술페이트 (28% 활성) 30 30 30 30
코코아미도프로필 베타인 (30% 활성) 10 10 10 10
Tetronic 150 RT 5 -- -- --
Tetronic 1301 -- 5 -- --
Tetronic 904 -- -- 5 --
Tetronic 701 -- -- -- 5
52 52 52 52
펜탄 3 3 3 3
실시예 16 내지 19는 층 분리가 없는 투명 용액을 생산하기위하여 폴리알킬렌 옥사이드 공중합체를 사용한 n-펜탄의 완전 가용화를 다시 한번 나타낸다. 비교용으로, 표 1의 비교 실시예 A, B, C에 의해 밝혀진 바와 같이, 블럭 중합체 커플링제를 사용하지 않을 경우, 상층으로 분리된 n-펜탄은 동일한 계면활성제 시스템중에서의 불용성을 나타내는 것이다.
음이온성 및 양쪽성 세제의 존재하에서 휘발성 탄화수소를 가용화시켜 투명한 용액 또는 겔을 생산하는, 폴리알킬렌 옥사이드 블럭 공중합체 계면활성제의 군으로부터 선택된 커플링제를 함유하는 본 발명의 자가-포우밍 (self-foaming) 액제 또는 겔은 피부 세정제, 모발용 샴푸 또는 샤워겔로서 유용할 수 있다. 이들은 또한 의류용 스팟 세정제, 카페트 세정제 또는 경질 표면 세정제와 같은 가사용 세정제로서의 용도를 갖는다.

Claims (20)

  1. 양쪽성 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택되는 제1의 계면활성제와, 임의로 음이온성 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된 제2의 계면활성제를 포함하는 계면활성제 시스템;
    n-펜탄, 이소-펜탄, C1-C6알킬 에테르 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 휘발성 탄화수소 용매;
    물; 및
    유효한 휘발성 탄화수소-가용화 양의 폴리알킬렌 옥사이드 블럭 공중합체 계면활성제를 포함함을 특징으로하는 단일상 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 폴리알킬렌 옥사이드 블럭 공중합체 계면활성제가 폴리에틸렌 옥사이드 블럭 1개 이상과 폴리프로필렌 옥사이드 블럭 1개 이상을 포함하는 것인 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 계면활성제 시스템이 알킬 에테르 술페이트를 포함하는 것인 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 휘발성 탄화수소 용매가 조성물 중량의 약 1 내지 약 7 중량%의 양으로 존재하는 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 계면활성제 시스템이 베타인을 포함하는 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 활성 성분을 추가로 포함하는 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 활성 성분이 트리클로산, 클로로헥시덴 글루코네이트 및 살리실산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 폴리알킬렌 옥사이드 블럭 공중합체가 폴리프로필렌 옥사이드 중심 블럭과 폴리에틸렌 옥사이드 말단 블럭을 갖는 삼블럭 공중합체인 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 폴리알킬렌 옥사이드 블럭 공중합체가 에틸렌 옥사이드 중심 블럭과 프로필렌 옥사이드 말단 블럭을 갖는 삼블럭 공중합체인 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 폴리알킬렌 옥사이드 블럭 공중합체가 하기식의 것인 조성물.
    상기식에서:
    A는 프로필렌 옥사이드 반복 단위의 블럭을 나타내고, B는 에틸렌 옥사이드 반복 단위의 블럭을 나타낸다.
  11. 제1항에 있어서, 폴리알킬렌 옥사이드 블럭 공중합체가 다음식의 것인 조성물.
    상기식에서:
    A는 프로필렌 옥사이드 반복 단위의 블럭을 나타내고, B는 에틸렌 옥사이드 반복 단위의 블럭을 나타낸다.
  12. 펜탄;
    물; 및
    유효 펜탄-가용화 양의, 암모늄 코코일 이세티오네이트와 양쪽성 계면활성제를 포함하는 계면활성제 시스템을 포함함을 특징으로하는 조성물.
  13. 제12항에 있어서, 양쪽성 계면활성제가 베타인인 조성물.
  14. 제12항에 있어서, 펜탄이 n-펜탄, 이소-펜탄, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 조성물.
  15. 제12항에 있어서, 펜탄인 조성물 중량의 약 1 내지 약 7 중량%의 양으로 존재하는 조성물.
  16. 제13항에 있어서, 베타인이 코코아미도프로필 베타인, 베헤닐 베타인 및 바바수아미도프로필 베타인으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 조성물.
  17. 제12항에 있어서, 활성 성분을 추가로 포함하는 조성물.
  18. 제12항에 있어서, 활성 성분이 트리클로산, 클로로헥시덴 글루코네이트 및 살리실산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 조성물.
  19. 음이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 계면활성제 1종 이상과 유효 휘발성 탄화수소-가용화 양의 폴리알킬렌 옥사이드 블럭 공중합체 계면활성제를 함유하는 수용액을 형성시키는 단계;
    n-펜탄, 이소-펜탄, C1-C6알킬 에테르 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 휘발성 탄화수소 용매를 상기 수용액과 혼합하여 투명한 용액 또는 겔을 형성시키는 단계; 및
    밀폐 용기중에 상기 투명한 용액 또는 겔을 저장하는 단계를 포함하는, 계면활성제 시스템으로부터 휘발성 탄화수소의 분리를 방지하는 방법.
  20. 암미늄 코코일 이세티오네이트 및 양쪽성 계면활성제를 함유하는 수용액을 형성시키는 단계;
    펜탄과 상기 수용액을 혼합하여 투명한 용액 또는 겔을 형성시키는 단계; 및
    상기 투명한 용액 또는 겔을 밀폐된 용기에 저장하는 단계를 포함하는, 계면활성제 시스템으로부터 펜탄의 분리를 방지하는 방법.
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