KR20040033378A - 주방용 액체 세제 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주방용 액체 세제 조성물에 관한 것으로서, 특히 폴리히드록시 지방산 아미드, 1차 알킬 설페이트, 알킬 에테르 설페이트, 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 화합물, 및 물을 포함하여 인체에 대한 자극이 적고, 생분해도가 높으며, 용해도, 및 보습력이 우수할 뿐만 아니라, 동시에 다른 계면활성제와의 상용성이 우수하여 기름기 오염 제거능과 기포생성력이 우수한 액체 세제 조성물에 관한 것이다.

Description

주방용 액체 세제 조성물 {LIQUID DETERGENT COMPOSITION FOR DISHWASHING}

본 발명은 주방용 액체 세제 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인체에 대한 자극이 적고, 생분해도가 높으며, 용해도, 및 보습력이 우수할 뿐만 아니라, 동시에 다른 계면활성제와의 상용성이 우수하여 기름기 오염 제거능과 기포생성력이 우수한 액체 세제 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 주방용 액체 식기 세정 조성물은 주요 계면활성제로 1차 알코올 설페이트, 2차 알칸 설페이트, 직쇄 알킬 벤젠 설포네이트, 에톡시화 알코올, 알킬 에테르 설페이트 등을 포함한다.

종래 공지된 주방용 액체 식기 세정 조성물로는 하기 화학식 2로 표시되는 에톡시화 알코올 또는 하기 화학식 3으로 표시되는 알킬 에테르 설페이트를 비이온성 계면활성제로 사용한 경우가 있다.

[화학식 2]

R-O-(CH₂-CH₂O)_n-H

상기 화학식 2의 식에서, 상기 R은 알킬이고, n은 5 내지 14의 정수이다.

[화학식 3]

R-O-(CH₂-CH₂O)_n-SO₃

상기 화학식 3의 식에서, 상기 R은 알킬이고, n은 1 내지 5의 정수이다.

또한 주방용 액체 식기 세정 조성물은 상기 계면활성제 이외에 질소계 또는 당류계 계면활성제로부터 선택되는 비이온성 계면활성제인 기포 부스터(booster)를 포함한다. 기포 부스터로 사용되는 상기 비이온성 계면활성제로는 모노에탄올 아미드, 디에탄올 아마이드, 또는 이소프로판올 아미드 등의 알칸올 아미드, 아민 옥사이드, 글루카 아마이드, 베타인, 또는 폴리글루코사이드를 함유하는 질소계 계면활성제 또는 당류계 계면활성제가 있다.

일반적으로 시판되는 주방용 액체 식기 세정제의 제형에 있어서, 계면활성제의 일부 80 %는 에톡시화 알코올 및 에테르 설페이트를 함유하고 있고, 계면활성제 잔여물은 하나 이상의 기포 부스터를 함유하고 있다. 기포 부스터는 베타인 또는 아민 옥사이드를 함유할 수 있으며, 생성물에서 총 활성농도는 20 % 부근의 절약형 브랜드 내지 40 %의 농축 생성물까지 다양하다.

주방용 식기 세정 조성물에 있어서 공지된 방법으로는 세정 및 기포의 용인성 조합을 유지하는 것을 들 수 있다. 상기한 세정 및 기포의 용인성은 세정 조성물에 있어서 소비자들이 인식하는 주요 특성들이며, 상기 특성들의 조합에 따라 세정 조성물의 특성이 변화하게 되므로, 주방용 식기 세정 조성물 내 각각의 성분들이 조합시 바람직한 성질을 발현하는 영역을 찾는 것이 중요하다.

비이온성 계면활성제는 모든 종류의 계면활성제와 상용성이 우수하고, 계면활성제 수용액의 물성이 pH나 무기염의 존재여부에 의해 크게 영향을 받지 않으며,인체에 안전하다고 알려져 있다. 그러나, 일반적으로 에틸렌 옥사이드를 부가한 형태로 사용되는 비이온성 계면활성제는 온도가 상승함에 따라 물에 대한 용해도가 감소한다는 문제점이 있다. 비이온성 계면활성제를 포함하는 수용액을 가열하는 경우 어느 일정 온도 이상에서는 상기 수용액이 백탁으로 변하면서 계면활성제가 용출되어 계면활성제로서의 기능을 상실할 수 있다는 문제점이 있다.

당류계 계면활성제의 경우에는 친수부가 히드록시기이므로 일반적인 비이온 계면활성제가 같이 담점(cloud point)을 나타내지는 않으나, 유기 용매에 대한 화합물의 농도가 낮다는 문제점이 있다.

미국특허 제 5,332,528호는 폴리히드록시 지방산 아미드 3 내지 50 중량%, 및 음이온성 계면할성제를 적어도 4 중량% 이상을 함유하는 액체 세제 조성물에 대하여 개시하고 있으며, 미국특허 제 5,009,814호는 폴리하이드록시 지방산 아마이드를 증점제(thickner)로 사용한 액체 세제 조성물에 대하여 개시하고 있다.

그러나, 상기 종래기술보다도 세정 및 기포의 용인성 조합을 적절히 하여 세정능력, 기포생성력이 더욱 우수할 뿐만 아니라, 동시에 인체 및 환경에 무해한 액체 세제 조성물에 대한 개발이 필요한 실정이다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자, 본 발명은 온도 상승에 따라 에틸렌 옥사이드 부가물의 용해도가 감소하지 않을 뿐만 아니라, 동시에 담점(clouding point)이 나타나지 않는 주방용 액체 세제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 인체에 대한 자극이 적고, 생분해도가 높으며, 용해도 및 보습력이 우수할 뿐만 아니라, 동시에 다른 계면활성제와의 상용성이 우수하여 기름기 오염 제거능과 기포생성력이 우수한 액체 세제 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 액체 세제 조성물에 있어서,

a) 하기 화학식 1로 표시되는 폴리히드록시 지방산 아미드 3 내지 40 중량%;

및

b) 1차 알킬 설페이트, 알킬 에테르 설페이트, 및 이들의 혼합물로 이루어지

는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 화합물 3 내지 95 중량%; 및

c) 잔량의 물

을 포함하는 액체 세제 조성물을 제공한다:

[화학식 1]

상기 화학식 1의 식에서,

R은 탄소수 7∼21의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 알케닐기, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 화합물이고,

X, 및 Y는 각각 독립적으로 (CH₂CHOHCH₂O)_nH 또는 (CH₂CH₂O)_nH이다(이때, n은 1 내지 10의 정수).

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명자들은 종래기술 보다도 세정능력, 기포생성력, 용해도 및 보습력이 더욱 우수하면서, 인체 및 환경에 무해한 액체 세제 조성물에 대하여 연구하던 중, 상기 화학식 1로 표시되는 폴리히드록시 지방산 아미드, 및 1차 알킬 설페이트, 알킬 에테르 설페이트, 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 화합물을 포함하는 액체 세제 조성물을 제조한 결과, 온도 상승에 따라 에틸렌 옥사이드 부가물의 용해도가 감소하지 않으며, 담점(clouding point)이 나타나지 않을 뿐만 아니라, 인체에 대한 자극이 적고, 생분해도가 높으며, 용해도, 보습력, 기름기 오염 제거능, 및 기포생성력이 우수함을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 주방용 액체 세제 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 폴리히드록시 지방산 아미드 3 내지 40 중량%, 1차 알킬 설페이트, 알킬 에테르 설페이트, 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 화합물 3 내지 95 중량%, 및 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 사용되는 상기 a)의 화학식 1로 표시되는 폴리히드록시 지방산 아미드는 분자 내에 아미드기와 친수성기인 히드록시기를 포함하기 때문에, 용해도가 높고 다른 계면활성제와의 상용성이 우수하다.

상기 폴리히드록시 지방산 아미드는 액체 세제 조성물에 대하여 3 내지 40 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 3 중량% 미만인 경우에는 다른 계면활성제와의 상용성이 저하되는 문제점이 있으며, 40 중량%를 초과하는 경우에는 온도상승에 따른 용해도가 저하되어 그 기능이 저하된다는 문제점이 있다.

본 발명에 사용되는 상기 b)의 탄소수가 8 내지 18인 1차 알킬 설페이트, 탄소수가 8 내지 18인 알킬 에테르 설페이트, 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 화합물은 액체 세제 조성물에 대하여 3 내지 95 중량%로 포함된다. 그 함량이 3 중량% 미만일 경우에는 그 효과가 미미하며, 95 중량%를 초과할 경우에는 사용량에 따른 효과가 미미하다는 문제점이 있다.

상기 탄소수가 8 내지 18인 1차 알킬 설페이트 또는 탄소수가 8 내지 18인 알킬 에테르 설페이트는 하기 화학식 4, 또는 화학식 5로 표시되는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.

[화학식 4]

R₁-SO₃

상기 화학식 4의 식에서,

상기 R₁은 탄소수 8~18의 직쇄 또는 측쇄 알킬기이며, 바람직하게는 탄소수 8∼16의 직쇄 또는 측쇄의 알킬기, 더욱 바람직하게는 탄소수 12∼14의 직쇄 알킬기이다.

[화학식 5]

R₂-(OCH₂CH₂)_m-SO₃

상기 화학식 5의 식에서,

상기 R₂는 탄소수 8∼18의 직쇄 또는 측쇄 알킬기이며, 바람직하게는 탄소수 8∼16의 직쇄 또는 측쇄의 알킬기, 더욱 바람직하게는 탄소수 12∼14의 직쇄 알킬기이며,

m은 1 내지 14의 정수이다.

상기 1차 알킬 설페이트 및 알킬 에테르 설페이트의 혼합물은 평균 에톡시화 값은 0.5 내지 50인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.75 내지 30이다. 또한 상기 알킬 에테르 설페이트만을 비이온성 계면활성제로 사용할 경우, 상기 알킬 에테르 설페이트의 에톡시화 값이 2 내지 4인 것이 바람직하다.

본 발명의 주방용 액체 세제 조성물은 잔량의 물을 포함한다.

또한 본 발명의 주방용 액체 세제 조성물은 마그네슘 이온을 추가로 포함할 수 있다. 상기 마그네슘 이온은 음이온성 계면활성제의 세정성과 기포생성력을 증가시킬 수 있으며, 계면활성제의 반대이온으로 첨가될 수 있다.

상기 마그네슘 이온은 액체 세제 조성물에 대하여 0.1 내지 3 중량%로 포함된다. 그 함량이 0.1 중량% 미만인 경우에는 세정성과 기포생성력이 좋지 않으며, 3 중량%를 초과하는 경우에는 사용량에 따른 효과가 미미하다는 문제점이 있다.

또한 본 발명의 액체 세제 조성물은 전해질을 추가로 포함할 수 있다. 상기 전해질로는 알칼리 금속 할라이드, 카르보네이트, 비카르보네이트, 또는 설페이트를 사용하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 염화나트륨을 사용할 수 있다. 상기 전해질의 함량은 0.1 내지 5 중량%인 것이 바람직하다.

본 발명은 주방용구, 접시, 또는 도자기 등을 세척하기에 적합한 주방용 액체 세제 조성물에 관한 것이지만, 이에 사용범위가 이들에 제한되지는 않는다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1~10

하기 표 1에 나타낸 조성에 따라 주방용 액체 세제 조성물을 제조하였다.

비교예 1

하기 표 1에 나타낸 조성에 따라 폴리히드록시 아미드, 에탄올, 및 정제수를 포함하는 주방용 액체 세제 조성물을 제조하였다.

비교예 2

정제수만을 사용하여 비교예 2로 하였다.

	실시예	비교예
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	1
A	10	10	10	20	20	20	20	20	20	30	20
B	10	5	-	10	5	-	10	5	-	5	-
C	-	5	10	-	5	10	-	5	10	5	-
D	20	20	20	10	10	10	10	10	10	10	-
황산마그네슘	-	-	-	-	-	-	0.5	1.5	3	2	-
에탄올	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8
정제수	잔랑(100 중량%까지)
1) A: 폴리히드록시 아미드2) B: 탄소수 12∼14의 알킬 설페이트3) C: 탄소수 12∼14의 알킬 에테르 설페이트4) D: 상기 탄소수 12∼14의 알킬 설페이트 및 탄소수 12∼14의 알킬 에테르 설페이트의혼합물

실험예. 성능평가 실험

상기 실시예 1 내지 10, 및 비교예 1 또는 2의 주방용 액체 세제 조성물을 이용하여 성능평가를 실시하였다. 각각의 주방용 액체 세제 조성물의 성능평가는 하기의 기름기 오염 제거능, 기포생성력, 피부자극성, 및 생분해도의 항목으로 나누어 평가하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

(기름기 오염 제거능 평가)

KS M 2716에 공지된 방법에 따라 우지(Tallow)와 대두유를 주성분으로 하는 오염물질을 제조하여 상기 오염물질을 슬라이드 글라스에 균일하게 입힌 후, 교반 혼합식 기름기 오염 제거능 시험기(회전수 100 rpm)를 사용하여 상기 실시예 1 내지 10, 및 비교예 1 또는 2의 주방용 액체 세제 조성물로 3 분 동안 세척하였다. 그 다음 잔여오염을 녹인 후, 각각의 UV 흡광도를 측정하여 오염제거율(%)을 계산하고, 이를 하기 표 3에 나타내었다.

(기포 생성력 평가)

600 ㎖의 메스실린더에 0.2 중량%의 상기 실시예 1 내지 10, 및 비교예 1 또는 2의 주방용 액체 세제 조성물 200 ㎖를 각각 넣고 기계적 교반기(Mechanical Stirrer)를 사용하여 100 rpm으로 회전시켜 10 분 동안 교반시켰다. 상기한 방법과 같이 교반하여 기포를 발생시키고, 발생한 기포높이를 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.

(피부자극성 평가(폐첩포 실험))

2 중량%의 상기 실시예 1 내지 10, 및 비교예 1 또는 2의 주방용 액체 세제 조성물의 첩포시료 각각을 피실험자들의 상박 안 쪽에 붙인 다음 48 시간이 경과한 뒤 떼어내었다. 상기 시료를 떼고 4 시간이 경과한 다음, 숙련된 패널리스트가 피실험자들의 상박에 나타난 홍반 생성 정도를 육안 판별하였다. 상기 시료를 붙인 피부에 홍반이 없는 경우를 기호 ◎, 주변의 피부보다 약간 붉은 정도를 기호 ○, 시료를 붙인 부분의 1/3 이상이 붉어진 경우를 기호 △, 및 붉은색 또는 갈색으로 변하거나 수포가 발생한 경우를 기호 ×로 표기하여, 각각의 실험결과를 하기 표 3에 나타내었다.

(생분해도 평가)

활성 오니를 분해원으로 하여, 실시예 1 내지 10, 및 비교예 1 또는 2의 주방용 액체 세제 조성물이 포함된 진탕 배양기에서 23±3 ℃로 8일 간 진탕 배양하고, 하기 표 3에 나타낸 날짜의 경과에 따라 각각의 시료를 채취한 뒤 채취된 시료의 계면활성제 성분 30 ㎎/ℓ을 거품용량법으로 분석하여 생분해도를 평가하였다.사용된 활성 오니는 활성오니 방식의 중랑 하수 처리장에서 채취하였으며, 현탁물질의 농도가 10,000 내지 20,000 ㎎/ℓ가 되도록 조제한 것을 채취 후 5 시간 내에 사용한 것이다. 또한, 상기 진탕 배양기의 조성은 하기 표 2와 같다.

원료	조성(g/ℓ)
염화암모늄	3.0
인산이칼륨	1.0
황산마그네슘	0.25
염화칼륨	0.25
황산제일철	0.002
효모엑기스	0.1
물	11

평가	실시예	비교예
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	1	2
기름기오염 제거율 (%)	90	84	80	94	90	85	95	92	88	98	55	25
기포높이 (㎖)	150	140	130	180	160	150	190	200	205	235	90	-
피부자극도	○	○	○	◎	◎	◎	◎	◎	◎	◎	△	◎
생분해도	2 일	81.4	82.6	82.9	85.3	87.2	88.5	85.6	87.5	88.3	88.8	82.6	-
	4 일	99.9	99.9	99.9	99.9	99.9	99.9	99.9	99.9	99.9	99.9	99.9	-
	6 일	99.9	99.9	99.9	99.9	99.9	99.9	99.9	99.9	99.9	99.9	99.9	-

상기 표 3을 통하여, 상기 실시예 1 내지 10의 액체 세제 조성물이 비교예 1 또는 2의 액체 세제 조성물과 비교하여 기름기 오염 제거율, 기포생성력, 및 생분해도가 우수함을 알 수 있다. 특히, 본 발명에 따라 제조한 실시예 1 내지 10의 액체 세제 조성물 내의 폴리 히드록시 지방산 아미드(A) 및 알킬 설페이트(B)의 양이 증가할수록 기름기 오염 제거능, 기포생성력, 및 생분해도가 우수함을 확인할 수 있다. 또한, 피부자극도를 측정한 실험의 결과에 있어서도, 상기 실시예 1 내지 10의 액체 세제 조성물이 인체에 안전함을 확인할 수 있다.

본 발명의 주방용 액체 세제 조성물은 인체에 대한 자극이 적고, 생분해도가 높으며, 용해도, 및 보습력이 우수할 뿐만 아니라, 동시에 다른 계면활성제와의 상용성이 우수하여 기름기 오염 제거능과 기포생성력이 우수한 효과가 있다.

Claims (4)

1. 액체 세제 조성물에 있어서,

   a) 하기 화학식 1로 표시되는 폴리히드록시 지방산 아미드 3 내지 40 중량%;

   및

   b) 1차 알킬 설페이트, 알킬 에테르 설페이트, 및 이들의 혼합물로 이루어지

   는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 화합물 3 내지 95 중량%; 및

   c) 잔량의 물

   을 포함하는 액체 세제 조성물을 제공한다:

   [화학식 1]

   상기 화학식 1의 식에서,

   R은 탄소수 7∼21의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 알케닐기, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 화합물이고,

   X, 및 Y는 각각 독립적으로 (CH₂CHOHCH₂O)_nH 또는 (CH₂CH₂O)_nH이다(이때, n은 1 내지 10의 정수).
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 b)의 1차 알킬 설페이트, 알킬 에테르 설페이트, 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 화합물이 하기 화학식 4, 또는 화학식 5로 표시되는 화합물인 액체 세제 조성물:

   [화학식 4]

   R₁-SO₃

   상기 화학식 4의 식에서,

   상기 R₁은 탄소수 8~18의 직쇄 또는 측쇄 알킬기이며,

   [화학식 5]

   R₂-(OCH₂CH₂)_m-SO₃

   상기 화학식 5의 식에서,

   상기 R₂는 탄소수 8∼18의 직쇄 또는 측쇄 알킬기이며,

   m은 1 내지 14의 정수이다.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 b)의 1차 알킬 설페이트 및 알킬 에테르 설페이트로 이루어진 혼합물의 평균 에톡시화 값이 0.5 내지 5인 주방용 액체 세제 조성물.
4. 제 1 항에 있어서,

   c) 마그네슘 이온 0.1 내지 3 중량%를 추가로 포함하는 주방용 액체 세제 조성물.