KR20050037412A - 용해 가스를 함유하는 세정 조성물을 포함하는 초음파세정 제품 - Google Patents

용해 가스를 함유하는 세정 조성물을 포함하는 초음파세정 제품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세정 성분 및 용해 가스 공급원을 포함하는 세정 조성물 및 세정하고자 하는 표면에 초음파 에너지를 제공하기 위한 초음파 발생원을 포함하는 초음파 세정 제품에 관한 것이다. 세정이 필요한 표면으로부터 오물을 제거하는 방법은 세정 성분 및 용해 가스 공급원을 포함하는 세정 조성물을 세정이 필요한 표면에 도포하는 단계, 및 당해 표면을 초음파 에너지 공급원과 접촉시키는 단계를 포함한다.

Description

용해 가스를 함유하는 세정 조성물을 포함하는 초음파 세정 제품{Ultrasonic cleaning products comprising cleaning composition having dissolved gas}
본 발명은 초음파를 이용하여 오물을 제거하기 위한 초음파 세정 제품 및 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 용해 가스 공급원을 갖는 세정 조성물과 세정하고자 하는 표면에 초음파 에너지를 제공하기 위한 초음파 발생원을 사용하는 초음파 세정 제품 및 방법에 관한 것이다.
초음파 세정은 산업계에 널리 알려진 세정 공정이다. 예를 들어, 초음파 세정은 플루오르화 탄화수소의 공비 혼합물과 같은 세정 용액 중에서의 침지 동안 또는 그후에 전자 부품들을 세정하는 데 사용된다. 초음파 세정은 또한 초음파 칫솔에서와 같이, 구강 위생용으로 가정에서 제한된 범위로 사용되어 왔다.
경질 표면 및 섬유질 표면을 포함한 집안의 표면들로부터 얼룩 및 오물을 제거하는 데 있어서의 가정용 초음파 세정 장치가 미국 가출원 제60/165,758호(출원일: 1999.11.16), 국제 출원 제PCT/US00/31431호(출원일: 2000.11.15), 미국 출원 제09/831,783호(출원일: 1999.11.16)에 개시되어 있으며, 이들 문헌들은 모두 본 명세서에 참조되어 포함되어 있다. 또한, 초음파 에너지와 함께 사용하는 경우 놀랍게도 예상밖의 우수한 세정력을 제공하는 세정 성분 및 조성물이 개시되어 있다. 이들 초음파 세정 장치는 소비자에게 의복, 실내 장식품 및 기타 직물, 및 카펫과 같은 섬유질 표면 및 경질 표면을 포함하나 이에 국한되지 않는 다양한 가내 제품으로부터 오물 및 얼룩을 제거하기 위한 개선된 수단들을 제공한다.
발명의 요약
따라서, 본 발명은 개선된 세정 효과를 제공하는 초음파 세정 제품 및 방법에 관한 것이다.
하나의 실시형태에서, 본 발명은 세정 조성물과 세정하고자 하는 표면에 초음파 에너지를 제공하기 위한 초음파 발생원을 포함하는 초음파 세정 제품에 관한 것이다. 상기 세정 조성물은 세정 성분 및 용해 가스 공급원을 포함한다.
또 다른 실시형태에서, 본 발명은 세정을 필요로 하는 표면으로부터 오물을 제거하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법은 세정 성분과 용해 가스 공급원을 포함하는 세정 조성물을 세정을 필요로 하는 표면에 도포하는 단계 및 당해 표면을 초음파 에너지와 접촉시키는 단계를 포함한다.
추가 실시형태에서, 본 발명은 세정 성분 및 용해 가스 공급원을 포함하는 초음파 세정 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 제품, 방법 및 조성물은 개선된 세정 효과를 제공한다. 이론에 의해 국한되는 것은 아니지만, 세정 조성물 중의 용해 가스는 초음파 세정 과정에서 초음파 에너지 인가에 의해 생성되는 캐비테이션(cavitation) 효과를 개선시킴으로써 오물 및 얼룩 제거를 개선시키는 것으로 여겨지고 있다. 상기 및 부수적인 목적 및 장점들이 하기의 상세한 설명으로부터 더욱 자명해질 것이다.
하기의 상세한 설명은 도면에 의해 더욱 완전하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 초음파 세정 제품의 한 실시형태의 사시도이다.
도 2는 제거가능하고 재충전가능한 세정 조성물 저장조를 포함하는 본 발명에 따른 초음파 세정 장치의 사시도이다.
도면에 제시된 실시형태들은 본질적으로 예시적인 것이며, 청구범위에 의해 한정되는 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 또한, 본 발명 및 도면의 각 특징부는 하기의 상세한 설명으로부터 더욱 완전하게 이해될 것이다.
본 발명은 세정하고자 하는 표면으로부터 오물을 제거하는 초음파 세정 제품 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 제품 및 방법은 개선된 세정 성능 및/또는 개선된 세정 효율을 제공한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "초음파" 세정이란 용어는 초음파, 즉 가청 범위보다 큰 주파수를 갖는 종파를 사용하는 세정 공정 또는 장치를 의미하며, 이러한 종파의 주파수 스펙트럼은 약 10kHz 내지 10MHz일 수 있다.
본 발명의 초음파 세정 제품은 가정에서의 경질 표면 및 섬유질 표면 모두에 이용될 수 있다. "섬유질 표면"은 셔츠, 바지, 드레스, 스커트, 블라우스, 장갑, 모자 및 슈즈를 포함하나 이에 국한되지 않는 의복, 가구 및 자동차 시트와 같은 실내 장식품, 린넨, 커튼, 드레이프(drape), 카펫, 러그(rug), 태피스트리(tapestry), 패드, 와이핑 장치(wipe) 등과 같은 임의의 직물 표면을 포함한다. "섬유질 표면"은 예를 들어 면, 울 또는 실크와 같은 천연 섬유; 폴리에스테르, 레이온 또는 데이크론과 같은 인조 섬유; 또는 폴리코튼 블렌드와 같은 천연 섬유와 인조 섬유의 배합물로 이루어질 수 있다. "가정에서의 경질 표면"으로는 식탁용 식기류, 플레이트, 유리, 칼붙이, 냄비, 팬과 같이 전통적으로 가정에서의 무생물 경질 표면으로서 간주되는 어느 표면이든 포함되며, 또한 부엌의 카운터 갑판(counter top), 싱크대, 유리, 윈도우, 에나멜 표면, 금속 표면, 타일, 욕조, 벽, 천장, 바닥 등과 같은 다른 표면도 포함된다. 실제로, 본 발명에 따른 제품의 사용은 음식, 풀, 기름진 물질 또는 신체 오물로 인한 가정에서의 다양한 표면상의 얼룩 제거를 개선시킨다.
당 업계에서 공지된 바와 같이, 초음파 소노트로드(sonotrode)는 압전 결정성 물질 또는 PZT 라고도 불리우는 세라믹 물질에 전압을 가해 초음파를 발생시킨다. 전압은 원하는 진동수에서 교류 전류로서 가해지고 세라믹 물질의 운동을 일으킨다. 세라믹 물질은 전형적으로 세라믹 물질의 운동을 증폭시키는 호른(horn) 부분 및 컨버터 부분을 포함하는 변환기(transducer)에 결합된다. 호른은 더렵혀진 표면과 접촉하기 위한 팁(tip)(본 명세서에서는 소노트로드 팁이라고 함)을 포함한다. 본 명세서에서 팁을 포함한 호른, 세라믹 물질 및 컨버터의 조립체가 통상적으로 소노트로드로서 지칭된다. 이들 부재들은 전형적으로 소노트로드 외피에 의해 내장된다.
이론에 의해 국한되는 것은 아니지만, 초음파 에너지는 캐비테이션 유발 및 열 발생을 통해 세정을 개선시키는 것으로 여겨지고 있다. 캐비테이션은 액체에 관한 연구에서 잘 기술된 현상이다. 이것은 미세한 기포의 반복적인 형성 및 파열로서, 액체 중에 고압 충격 파장을 유발하고 국소적으로는 극도의 고온을 발생시킨다. 열은 또한 세라믹 물질, 컨버터, 호른, 세정하고자 하는 표면, 오물 및 액체 세정 조성물에 의한 음향 에너지의 흡수에 의해 발생되기도 한다. 이러한 흡수는 또한 내부 마찰로서 정의될 수 있으며, 앞서 언급된 상이한 물질의 계면에서 열발생 마찰과 동시에 일어난다. 이론에 의해 국한되는 것은 아니지만, 캐비테이션 및 열에 의한 초음파 에너지는 오물의 재수화(rehydration) 및 연화(softening)를 개선시켜 세정을 보다 용이하게 한다. 앞서 언급한 바와 같이 충격파의 발생을 통해 오물내로의 세정 용액의 투과율을 증가시킴으로써 세정작용을 하는 것으로 여겨지고 있다. 국소적으로 열과 결합된 이러한 충격파는 오물과 기재 사이의 접착성 결합을 파괴한다. 또한, 마찰열 및 캐비테이션 열은 특정 화학작용(예를 들어, 열 활성화된 표백작용)을 활성화시켜 세정을 상당히 개선시킬 수도 있다.
본 발명의 초음파 제품 및 방법의 사용에 의해, 얼룩진 재료 또는 표면 상에서 마모 및 인열을 야기시키는 과도한 힘, 마찰, 압력 또는 기타 조작을 수동적으로 또는 거시적으로 사용하지 않고도 오물 및 얼룩이 제거될 수 있다. 이렇게 함으로써, 사용자는 오물 또는 얼룩을 제거하는 데 상기와 같은 수동 에너지를 제공할 필요가 없으므로 사용자의 편의성이 증가된다. 본 발명의 상세한 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서, 오물 또는 더렵혀진 표면이란 오물, 더렵혀진 표면, 얼룩, 얼룩진 표면 및/또는 세정하고자 하는 표면 등을 말하는 것이며 또한 이들을 포함한다.
본 발명에 따른 초음파 세정 제품은 세정 조성물과, 세정하고자 하는 표면에 초음파 에너지를 제공하도록 된 초음파 발생원, 즉 소노트로드를 포함한다. 소노트로드는 초음파 주파수로 진동한다. 전형적으로, 소노트로드는 약 10 내지 약 100kHz의 진동수로 진동하도록 되어 있다. 보다 구체적인 실시형태에서, 소노트로드는 약 25 내지 약 50kHz, 더욱 바람직하게는 약 30 내지 약 50kHz의 진동수로 진동하도록 되어 있다. 소노트로드가 진동하는 진폭 범위는 전형적으로 약 1 내지 약 100마이크론, 보다 구체적으로는 약 10 내지 약 50마이크론, 보다 더 구체적으로는 약 20 내지 약 30마이크론이다. 상기 범위에서 높은 값의 진폭은 강한 기재, 예를 들어 경질 표면, 카펫, 슈즈, 소파 등의 우수한 세정을 얻는 데 적합한 반면에, 하한에 가까운 진폭은 데님, 레이온 등과 같은 의복 직물을 포함하는 보다 섬세한 기재에 바람직하다. 유사하게, 제거하기 어렵거나 정도가 심한 오물은 고진폭을 사용하여 세정될 수 있는 한편, 가볍거나 표면적 오물은 저진폭을 사용하여 세정될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 초음파 세정 제품에 사용될 수 있는 초음파 발생원의 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 핸드 헬드(hand held) 세정 장치(100)는 하우징(102) 및 하우징 외부면 상의 손잡이(104)를 포함한다. 바람직한 실시형태에서, 손잡이(104)는 하우징(102)의 상부 상에서 하우징과 일체로 성형되며, 소비자가 손잡이를 잡고 초음파 세정 장치를 운반하기에 용이하게 하는 구성을 갖는다. 하우징은 어떠한 적합한 재료로도 형성될 수 있으며, 구체적인 실시형태에서 성형 플라스틱으로 형성된다. 초음파 세정 장치는 하우징(102) 내부에 내장된 전원(도시되지 않음)과 연결된 소노트로드(106)를 포함한다. 경량 장치를 용이하게 제공하기 위해서, 하우징(102) 내부에 내장된 전원은 전자 승압기를 포함할 수 있다. 적합한 길이를 갖는 케이블(108)이 소노트로드(106)를 전원에 접속시킨다. 바람직한 실시형태에서, 케이블(108)은 이중 케이블을 포함하며 소노트로드를 전원에 전기적으로 접속시킬뿐만 아니라, 소노트로드를 하우징(102) 내부에 내장된 초음파 세정 조성물의 하나 이상의 저장조와 유체 연통 가능하게 연결시킨다. 패널(110)에는 사용자가 편리하게 저장조 내부의 세정 조성물의 높이를 관찰할 수 있게 하는 윈도우(112)가 제공된다. 바람직하게는, 저장조는 패널(110)을 통해 저장조에 접근 가능한 상태로, 재충전될 수 있거나, 교체가능한 카트리지를 포함한다. 편리하게는, 패널(110)에는 도 1에 도시된 바와 같이 손잡이(114)가 제공되어, 세정 조성물 저장조에 대한 접근을 위한 패널(110)의 제거 또는 개방을 용이하게 한다.
재충전가능한 저장조의 하나의 실시형태가 도 2에 도시되어 있다. 하우징(102)을 포함하는 초음파 세정 장치(100)에는 세정 조성물의 재충전가능한 저장조(122)를 수용하기 위한 공동 또는 리세스(recess)(120)가 제공된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 저장조(122)의 상부 표면은 윈도우(112) 및 손잡이(114)가 구비된 패널(110)(도 1에 도시됨)을 포함한다. 저장조(122)는 도 2에 도시된 직립 위치로부터 회전되어, 패널(110)이 하우징(102)의 인접하는 외부면과 같은 높이가 되도록 리세스(120)에 삽입될 수 있다. 리세스(120) 내로의 삽입시에, 저장조는 케이블(108)과 유체 연통되도록 연결되어 소노트로드(106)에 세정 조성물을 공급한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 초음파 세정 장치의 하우징(102)은 바람직하게는 초음파 세정 장치가 사용되지 않는 때에는 소노트로드를 수용하도록 된 수용부(receptacle, 130)를 포함한다. 도 1에서 가상선은 수용부(130) 내부에 수용된 소노트로드를 보여주는 것이다. 바람직하게는, 초음파 세정 장치의 운반 과정에서 수용부로부터 소노트로드의 의도하지 않은 변위를 방지하는 한편 수용부내에 소노트로드를 용이하게 수용하도록 수용부(130)는 소노트로드의 치수보다 약간 큰 치수로 된다.
도 1 및 도 2는 세정하고자 하는 표면에 초음파 에너지를 제공하기 위한 초음파 발생원의 구체적인 실시형태를 도시한다. 그러나, 당업자는 본 발명에 따른 제품 및 방법이 초음파 발생원의 다른 상이한 실시형태를 사용할 수 있음을 알 것이다.
본 발명의 초음파 세정 제품은 세정 조성물과 함께 초음파 발생원을 포함한다. 세정 조성물은 세정 성분 및 용해 가스 공급원을 포함한다. 놀랍게도, 세정 조성물 중에 용해 가스 공급원을 포함시키는 경우 개선된 세정 성능 및/또는 개선된 세정 효율, 즉 전형적으로 제거하기 어려운 얼룩이 보다 용이하게 제거되고, 오물이 보다 빠르게 제거되고/되거나, 주어진 에너지 투입량에 있어서 보다 많은 오물이 제거되는 것이 발견되었다. 이론적으로 국한되는 것은 아니지만, 세정 조성물 중의 용해 가스는 세정 조성물에 의한 초음파 세정 과정에서 앞서 언급한 캐비테이션 효과를 개선시켜 오물 및 얼룩 제거를 개선시키는 것으로 여겨지고 있다.
본 세정 조성물은 특히 세정 조성물 없이 세정하고자 하는 표면에 가해지는 초음파의 세정 효과에 비해, 세정 조성물이 도포되어진 세정하고자 하는 표면에 가해지는 초음파의 세정 효과를 개선시키기에 충분한 양으로 용해 가스 공급원을 포함하는 것이 적합하다. 하나의 실시형태에서, 세정 조성물은, 세정 조성물의 중량을 기준으로 하여, 약 0.01 내지 약 10중량%, 더욱 구체적으로는 약 0.1 내지 약 5중량%의 용해 가스 공급원을 포함한다.
이론적으로 국한되는 것은 아니지만, 용해 가스는 앞서 언급된 바와 같이 초음파 세정 시스템에서의 캐비테이션이라는 물리적 현상을 개선시키기 위한 것으로 여겨지므로, 세정 조성물에 사용하기 위한 용해 가스 공급원의 화학적 조성은 그다지 중요하지 않다. 용해 가스는 세정 조성물 및 세정 조성물을 사용하는 초음파 세정 과정에서 화학적으로 불활성일 수 있다. 적합한 실시형태에서, 용해 가스로는 공기, 이산화탄소, 질소, 산소, 헬륨 또는 이들의 혼합물이 포함될 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 보다 구체적인 실시형태에서, 용해 가스는 이산화탄소를 포함한다. 당업자는 이러한 용해 가스 공급원이 다양한 형태로 제공될 수 있음을 인지할 것이다. 예를 들어, 이산화탄소는 탄산수 캐리어를 사용하거나, 중탄산염 화합물과 같은 이산화탄소 공급원을 조성물 중에 포함시키는 등의 방식으로 세정 조성물 중에 제공될 수 있다. 대안적으로, 용해 가스 공급원은 액체 조성물과 이산화탄소, 질소 등과 같은 가스 성분을 배합하고, 가압, 즉 대기압보다 높은 압력하에 조성물을 패키징함으로써 제공된다. 세정 조성물 중에 용해 가스를 제공하기 위한 추가의 수단 및 형태들은 자명할 것이며 이들은 본 발명의 범위 내에 속한다.
세정 조성물 중에 용해 가스의 개선된 잇점을 얻기 위해서는, 조성물 중에 용해 가스를 유지하도록 세정 조성물의 변수들을 조절하는 것이 중요하다. 이와 같이, 세정 조성물의 가스 및 기타 성분의 종류, 조성물의 물리적 형태 및/또는 조성물의 패키징에 따라, 조성물의 pH를 조절하는 것이 필요할 수 있다. 예를 들어, 하나의 실시형태에서, 세정 조성물은 약 3 내지 약 9의 pH, 더욱 바람직하게는 약 4 내지 약 7의 pH를 갖는다. 탄산나트륨 또는 중탄산나트륨을 조성물 중에 포함시켜 이산화탄소 공급원이 세정 조성물 중에 제공되는 경우, 세정 조성물의 pH는 바람직하게는 약 4.5를 초과하여, 더욱 바람직하게는 약 5를 초과하여 유지된다. 다른 실시 형태들에서, 예를 들어 세정 조성물이 압력하에서 패키징되고 이산화탄소가 용해 가스로서 제공되는 경우에, 세정 조성물의 pH는 바람직하게는 약 5.5 미만, 더욱 바람직하게는 약 5 미만, 더욱 더 바람직하게는 약 4.5 미만이다. 세정 조성물의 pH는 당 업계에 널리 공지된 방법으로 적당한 완충액의 사용에 의해 조절된다.
하나의 실시형태에서, 세정 조성물이 액체 형태인 경우, 조성물 중에 용해 가스를 유지시키기 용이한 방식으로 세정 조성물을 패키징하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 액체 형태의 세정 조성물은 압력, 예를 들어 대기압보다 큰 압력, 더욱 구체적으로는 약 2bar보다 큰 압력, 더욱 더 구체적으로는 약 2 내지 약 5bar의 압력하에서 패키징되는 것이 적합하다.
본 발명의 제품 및 방법에서 사용되는 세정 조성물은 하나 이상의 추가 세정 성분을 포함한다. 하나 이상의 추가 세정 성분은 당 업계에 공지된 통상적인 세정 또는 세제 성분 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 세정 성분으로는 하나 이상의 표백제, 표백 활성제, 표백 촉진제, 계면활성제, 효소, 효소 안정화제, 빌더(builder), 알칼리성 공급원, 착색제, 향료, 항균제, 항미생물제, 분산제, 중합성 이염 억제제, 결정 성장 억제제, 광표백제, 중금속 이온 봉쇄제, 변색방지제, 산화방지제, 재침착방지제, 중합성 방오제, 전해질, pH 조절제, 농후제, 연마제, 금속 이온염, 부식 억제제, 거품 안정화제 또는 억제제, 가공 보조제, 섬유 유연제, 형광증백제, 하이드로트로프(hydrotrope) 등 및 이들의 혼합물이 포함될 수 있다.
세정 성분은 원하는 작용 효과를 제공하기에 충분한 양으로 사용될 수 있다. 하나의 실시형태에서, 세정 조성물은 세정 조성물의 중량을 기준으로, 약 0.0001 내지 약 40중량%, 보다 바람직하게는 약 0.1 내지 약 20중량%, 더욱 더 바람직하게는 약 0.5 내지 약 10중량%의 세정 성분을 포함한다. 이러한 실시형태에 따른 조성물은 전형적으로 다수의 수성 또는 비수성 캐리어 또는 용매를 포함할 것이다. 대안적인 실시형태에서, 세정 조성물은 세정 조성물의 중량을 기준으로, 약 50 내지 약 99.99중량%, 더욱 바람직하게는 약 80 내지 약 99.99중량%의 세정 성분을 포함할 것이다. 이러한 실시형태에 따른 조성물은 전형적으로 수성 및/또는 비수성 캐리어 또는 용매를 전혀 포함하지 않거나 극소량으로 포함할 것이다.
이하에서는 세정 성분으로 사용하기에 적합한 성분의 다양한 비제한적인 예들을 설명한다.
계면활성제
본 발명에 따른 세정 조성물은 음이온성 계면활성제, 바람직하게는 알킬 알콕시화 설페이트, 알킬 설페이트, 알킬 디설페이트 및/또는 선형 알킬 벤젠설포네이트 계면활성제; 양이온성 계면활성제, 바람직하게는 4차 암모늄 계면활성제; 비이온성 계면활성제, 바람직하게는 알킬 에톡실레이트, 알킬 폴리글루코사이드, 폴리히드록시 지방산 아미드 및/또는 아민 또는 아민옥사이드 계면활성제; 양쪽성 계면활성제, 바람직하게는 베타인 및/또는 폴리카르복실레이트(예를　들어，폴리글리시네이트);　및　쯔비터이온성 계면활성제로부터 선택된 계면활성제를 포함할 수 있다. 다양한 범위의 이러한 계면활성제가 본 발명의 세정 조성물 중에 사용될 수 있다. 이러한 계면활성제의 전형적인 분류 및 종류의 예가 1972년 ５월 23일에 노리스(Norris)에게 허여된 미국 특허 제3,664,961호에 제시되어 있다. 또한, 양쪽성 계면활성제는 하기 문헌에 상세하게 기술되어 있다[문헌： "Amphoteric Surfactants, Second Edition", E.G. Lomax, Editor(published 1996, by Marcel Dekker, Inc.]. 적합한　계면활성제들은　미국　특허　출원　제60/032,035호(Docket No. 6401P), 제60/031,845호(Docket No. 6402P),　제60/031,916호(Docket No. 6403P), 제60/031,917호(Docket No. 6404P), 제60/031,761호(Docket No. 6405P), 제60/031,762호(Docket No. 6406P), 제60/031,844호(Docket No. 6409P), 제60/061,971호(대리인　Docket No． 6881P，　1997년　１０월　１４일), 제 60/061,975호(대리인 Dockett No. 6882P, 1997년　１０월　１４일), 제 60/062,086호(대리인 Docket No. 6883P, 1997년　１０월　１４일), 제 60/061,916호(대리인 Docket No. 6884P, 1997년　１０월　１４일), 제 60/061,970호(대리인 Docket No. 6885P, 1997년　１０월　１４일), 제 60/062,407호(대리인 Docket No. 6886P, 1997년　１０월　１４일), 제 60/053,319호(Docket No. 6766P, 1997년 7월 21일), 제60/053,318호(Docket No. 6767P, 1997년 7월 21일), 제60/053,321호(Docket No. 6768P, 1997년 7월 21일), 제60/053,209호(Docket No. 6769P, 1997년 7월 21일), 제60/053,328호(Docket No. 6770P, 1997년 7월 21일), 제60/053,186호(Docket No. 6771P, 1997년 7월 21일), 제60/053,437호(Docket No. 6796P, 1997년 8월 8일), 제60/105,017호(Docket No. 7303P, 1998년 10월 20일), 및 제60/104,962호(Docket No. 7304P, 1998년 10월 20일)에 개시되어 있으며, 이들은 모두 본 명세서에 참조되어 포함되어 있다.
본 발명의 세정 조성물은 바람직하게 약 0.01 내지 약 55중량%, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 45중량%, 더욱 바람직하게는 약 0.25 내지 약 30중량%, 보다 더욱 바람직하게는 약 0.5 내지 약 20중량%의 계면활성제를 포함한다. 계면활성제로는 하기 (1) 내지 (4)가 포함된다.
(1) 음이온성 계면활성제: 본 발명에서 사용될 수 있는 음이온성 계면활성제의 비제한적인 예로는 통상적인 C11-C18 알킬벤젠설포네이트("LAS") 및 1차, 분지형 사슬 및 랜덤 C10-C20 알킬 설페이트("AS"), C10-C18 2급 (2,3) 알킬 설페이트[화학식 CH3(CH2)x(CHOSO3 -M+)CH3 및 CH3(CH2)y(CHOSO3 -M+)CH2 CH3(여기서, x 및 y 는 약 7 이상, 바람직하게는 약 9 이상의 정수이고, M은 수용해성 양이온, 특히 나트륨이다)], 올레일 설페이트와 같은 불포화 설페이트, C10-C18 알파-설폰화 지방산 에스테르, C10-C18 설페이트화 알킬 폴리글리코사이드, C10-C18 알킬 알콕시 설페이트("AExS"; 특히 EO 1-7 에톡시 설페이트), 및 C10-C18 알킬 알콕시 카르복실레이트(특히, EO 1-5 에톡시카르복실레이트)가 포함된다. C10-C20의 통상의 비누도 사용될 수 있다. 거품이 많이 나는 것을 원할 경우, 분지형 사슬 C10-C16 비누가 사용될 수 있다. 통상적인 다른 음이온성 계면활성제 및 보조계면활성제가 일반 문헌에 개시되어 있고, 세제 분야에 공지되어 있으며 본 발명에서 사용하기에 적합하다.
(2) 비이온성 계면활성제: 본 발명에서 사용될 수 있는 비이온성 계면활성제의 비제한적인 예로는 알콕시화 알코올(AE's) 및 알킬 페놀, C12-C18 및 C12 -C14 N-메틸글루카미드를 전형적인 예로 들 수 있는 폴리히드록시 지방산 아미드(PFAA's)(미국 특허 제5,194,639호 및 제5,298,636호 참조), N-알콕시 폴리히드록시 지방산 아미드(미국 특허 제5,489,393호 참조), 1986년 1월 21일에 허여된 르나도(Llenado)의 미국 특허 제4,565,647호에 개시된 알킬폴리사카라이드, 알킬폴리글리코사이드(APG's), C10-C18 글리세롤 에테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 알킬 페놀의 폴리부틸렌 옥사이드 축합물 등이 포함된다. 일반적으로, 표백에 안정한 비이온성 계면활성제가 바람직하다. 이러한 비이온성 계면활성제는 통상적으로 조성물의 약 0.1 내지 약 50%, 더욱 구체적으로는 약 0.1 내지 약 15%의 양으로 포함되도록 존재한다. 비이온성 보조계면활성제는 저혼탁점 비이온성 계면활성제, 고혼탁점 비이온성 계면활성제 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
(3) 양이온성 계면활성제: 본 발명에서 사용되는 양이온성 계면활성제의 비제한적인 예로는 콜린 에스테르 유형의 4차물(quat) 및 알콕시화 4차 암모늄(AQA) 계면활성제 화합물 등이 포함되며, 약 0.1 내지 약 50중량%의 수준으로 존재하는 것이 보편적이다. 본 발명에서 수성 액체 조성물에 대해서 가장 바람직한 것은 제품중에서 가수분해가 용이하지 않은 가용성의 양이온성 계면활성제이다. 바람직하게 수분산성인 양이온성 콜린 에스테르 유형의 4차물 계면활성제는 하나 이상의 에스테르(즉, -COO-) 결합 및 하나 이상의 양이온으로 하전된 기를 포함하며, 이는 미국 특허 제4,228,042호, 제4,239,660호 및 제4,260,529호에 개시되어 있다. 적합한 알콕시화 4차 암모늄(AQA) 계면활성제 화합물은 1979년 5월 30일에 공고된 유럽 제2,084호(The Procter & Gamble Company)에 개시되어 있다. 세정 조성물을 제조하는데 사용되는 양이온성 계면활성제의 수준은 통상적으로 약 0.1 내지 약 5중량%, 바람직하게는 약 0.45 내지 약 2.5중량%의 범위이다.
(4) 기타 계면활성제: 양쪽성 또는 쯔비터이온성 세제 계면활성제는 존재하는 경우, 세정 조성물의 약 0.1 내지 약 20중량%의 수준으로 사용되는 것이 일반적으로 유용하다. 특히, 양쪽성 계면활성제가 비싼 경우에 상기 수준은 약 5% 이하로 제한될 것이다. 적합한 양쪽성 계면활성제로는 화학식 R R' R''→ NO(여기서, R은 탄소수가 6 내지 24, 바람직하게는 10 내지 18인 1차 알킬기이고, R' 및 R''은 각각 독립적으로 탄소수가 1 내지 6인 알킬기이다)의 아민 옥사이드를 포함하나, 이에 국한되지는 않는다. 상기 화학식에서 화살표는 통상적인 반극성 결합을 나타낸 것이다. 아민 옥사이드는 전형적으로 세정 조성물의 약 0.1 내지 약 20중량%, 더욱 구체적으로는 약 0.1 내지 약 15중량%, 더욱 더 구체적으로는 약 0.5 내지 약 10중량%의 양으로 사용된다.
적합한 쯔비터 이온성 계면활성제는 분자가 염기성 및 산성기 둘 다를 함유하여 폭넓은 pH 값에 걸쳐 양이온성 및 음이온성 친수성기 둘 다를 분자에 제공하는 내부 염을 형성하는 베타인 및 베타인형 계면활성제를 포함한다. 이들의 몇몇 통상적인 예가 미국 특허 제2,082,275호, 제2,702,279호 및 제2,255,082호에 개시되어 있다. 전형적으로 설포네이트 및 카복실레이트기로부터 선택된 음이온성기 및 4차 암모늄기 둘 다를 함유하는 쯔비터 이온성 물질이 대부분의 pH 범위에 걸쳐 이들의 양쪽성 특성을 유지하므로 바람직하다.
효소
본 발명의 일 태양에서 조성물은 실질적으로 효소를 함유하지 않는 한편, 본 발명의 다른 태양에서 조성물 중에 효소를 혼입시키는 것은 본 발명의 범주 내에 속한다. 적합한 효소로는 셀룰라제, 헤미셀룰라제, 퍼옥시다제, 프로테아제, 글루코아밀라제, 아밀라제, 리파제, 큐티나제, 펙티나제, 크실라나제, 리덕타제, 옥시다제, 페놀옥시다제, 리폭시게나제, 리그니나제, 풀룰라나제, 탄나제, 펜토사나제, 말라나제, β-글루카나제, 아라비노시다제 또는 이의 혼합물로부터 선택되는 효소가 포함된다. 하나의 실시형태에서, 프로테아제, 아밀라제, 리파제, 큐티나제 및 셀룰라제와 같이 통상적으로 적용가능한 효소의 배합물이 사용된다. 본 발명에서 효소는 현탁액, "마룸(marum)" 또는 "프릴(prill)"의 형태로 세제 조성물 중에 혼입될 수 있다. 또 다른 적합한 유형의 효소로는 비이온성 계면활성제 중의 효소 슬러리 형태, 예를 들어 제품명 "SL"로 노보 노르디스크(Novo Nordisk)에서 시판하는 효소, 또는 제품명 "LDP"로 노보 노르디스크에서 시판하는 마이크로캡슐화된 효소가 포함된다. 본 발명에 사용되는 경우, 효소는 일반적으로 조성물 1g 당 약 10mg 이하, 보다 전형적으로는 약 0.01 내지 약 5mg의 활성 효소를 제공하기에 충분한 수준으로 혼입될 것이다. 달리 언급하지 않는 한, 본 발명의 비수성 액체 세제 조성물은 전형적으로 약 0.001 내지 5중량%, 바람직하게는 약 0.01 내지 1중량%의 시판되는 효소 제제를 포함할 것이다.
효소 안정화 시스템
본 발명의 효소 함유 조성물은 선택적으로 약 0.001 내지 약 10중량%, 바람직하게는 약 0.005 내지 약 8중량%, 가장 바람직하게는 약 0.01 내지 약 6중량%의 효소 안정화 시스템을 또한 포함할 수 있다. 효소 안정화 시스템은 세제 효소와 양립가능한 어느 안정화 시스템이든 가능하다. 이러한 시스템은 다른 제제 활성화제에 의해 그에 내재하여 제공되거나, 조제자 또는 세제용 효소 생산자에 의해 별도로 첨가될 수 있다. 이러한 안정화 시스템은 예를 들어, 칼슘 이온, 붕산, 프로필렌 글리콜, 단쇄 카르복실산, 보론산 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있으며, 세정 조성물의 유형 및 물리적 형태에 따라 상이한 안정화 문제를 해결하도록 고안된다.
향료
본 발명의 조성물 및 방법중에 사용되는 향료 및 향료류 성분들은 알데히드, 케톤, 에스테르 등을 포함하나 이에 국한되지 않는 다양한 천연 및 합성 화학적 성분들을 포함한다. 성분들의 복합 혼합물, 예를 들어 오렌지유, 레몬유, 장미 추출물, 라벤더, 사향, 패출리, 발삼 에센스, 백단향유, 솔 오일, 삼목 등을 포함할 수 있는 다양한 천연 추출물 및 에센스(essence)도 포함된다. 가공된 향료는 또한 상기 성분들의 매우 복잡한 혼합물을 포함할 수 있다. 가공된 향료는 전형적으로 세정 조성물 중에 약 0.01 내지 약 2중량%로 포함되며, 각각의 향료 성분들은 가공된 향료 조성물 중에 약 0.0001 내지 약 90%로 포함될 수 있다.
분산제 중합체
본 발명의 세정 조성물은 부가적으로 분산제 중합체를 함유할 수 있다. 분산제 중합체는 전형적으로 조성물의 약 0 내지 약 25중량%, 구체적으로는 약 0.5 내지 약 20중량%, 더욱 구체적으로는 약 1 내지 8중량% 범위의 수준으로 존재한다. 식기류상에 탄산칼슘 또는 규산마그네슘의 침착을 억제하는 중합체가 특히 바람직하다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 분산제 중합체는 1983년 4월 5일에 허여된 미국 특허 제4,379,080호(Murphy)에 개시된 필름 형성 중합체에 의해 추가로 예시된다. 적합한 중합체는 바람직하게는 적어도 부분적으로 중화되거나 폴리카르복실산의 알칼리 금속, 암모늄 또는 치환된 암모늄(예를 들어, 모노-, 디- 또는 트리에탄올암모늄) 염이다. 기타 적합한 분산제 중합체가 미국 특허 제3,308,067호, 제4,530,766호, 제3,723,322호, 제3,929,107호, 제3,803,285호, 제3,629,121호, 제4,141,841호 및 제5,084,535호; 유럽 특허 제66,915호에 개시되어 있다. 분자량이 약 3,000 내지 약 100,000, 바람직하게는 약 1,000 내지 약 20,000인 아크릴아미드 및 아크릴레이트의 공중합체, 및 아크릴아미드 함량이 약 50중량% 미만, 바람직하게는 약 20중량% 미만인 분산제 중합체가 또한 사용될 수 있다. 본 발명에서 유용한 기타 분산제 중합체로는 분자량이 약 950 내지 약 30,000인 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜, 셀룰로오스 설페이트 에스테르 및 폴리아스파테이트가 포함된다.
표백제 및 표백 활성화제
본 발명의 세정 조성물은 표백제 및/또는 표백 활성화제를 함유하는 것이 바람직하다. 표백제는 특히 직물 세정을 위해, 전형적으로 세정 조성물의 약 1 내지 30%, 더 전형적으로는 약 5 내지 약 20%의 수준으로 존재할 것이다. 표백 활성화제는 전형적으로 세정 조성물의 약 0.1 내지 약 60%, 더 전형적으로는 약 0.5 내지 약 40%의 양으로 존재할 것이다.
본 발명에서 사용되는 표백제는 의류 세탁, 경질 표면 세정 또는 지금까지 공지된 기타 세정 목적으로 세제 조성물 중에 사용되는 어느 표백제든 가능하다. 이들의 예로는 산소 표백제 뿐만 아니라 기타 표백제가 포함된다. 퍼카르보네이트 표백제 및 퍼보레이트 표백제, 예를 들어 나트륨 퍼보레이트(예를 들어, 1수화물 또는 4수화물), 및 과산화수소와 같은 과산화물 표백제가 본 발명에서 사용될 수 있다. 또한, 유기 또는 무기 과산이 적합하다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 유기 또는 무기 과산으로는 퍼카르복실산 및 염; 퍼카본산 및 염; 퍼이미드산 및 염; 퍼옥시모노설폰산 및 염; 모노퍼설페이트와 같은 퍼설페이트; 디퍼옥시도데칸디오산(DPDA)과 같은 퍼옥시산; 마그네슘 퍼프탈산; 퍼라우르산; 프탈로일 아미도퍼옥시 카프로산(PAP); 퍼벤조산 및 알킬퍼벤조산 및 이들의 혼합물이 포함된다. 대안적으로, 바람직하지 않을지라도, 표백제는 염소계 표백제일 수 있다. 염소계 표백제는 편리한 보편적인 어느 염소계 표백제든 가능하다. 상기 화합물은 종종 2가지, 즉 무기 염소 표백제 및 유기 염소 표백제로 분류된다.
적합한 유기 퍼카르복실산 및 퍼옥시카르복실산 표백제는 1984년 11월 20일에 허여된 미국 특허 제4,483,781호(Hartman), 미국 특허 제4,634,551호(Burns et al.), 1985년 2월 20일에 공개된 유럽 특허 출원 제0,133,354호(Banks et al.), 1983년 11월 1일에 허여된 미국 특허 제4,412,934호(Chung et al.) 및 1987년 1월 6일에 허여된 미국 특허 제4,634,551호(Burns et al.)에 개시되어 있다. 적합한 과산 화합물은 미국 특허 제5,487,818호, 제5,310,934호, 제5,246,620호, 제5,279,757호 및 제5,132,431호에 기재되어 있다.
과산화수소는 본 발명의 세정 조성물 중에 표백제로서 사용하기에 특히 적합하다. 전형적으로, 과산화수소 공급원은 세정 조성물의 약 0.05 내지 약 15중량%, 더욱 구체적으로는 약 0.1 내지 약 4중량%, 더욱 구체적으로는 약 0.3 내지 약 3중량%, 더욱 구체적으로는 약 0.5 내지 약 3중량%의 양으로 사용될 수 있다.
표백 활성화제
본 발명에 사용될 수 있는 표백 활성화제로는 아미드, 이미드, 에스테르 및 무수물이 포함된다. 통상적으로, 치환되거나 치환되지 않은 하나 이상의 아실 부분이 화학식 R-C(O)-L에서와 같이 공유결합에 의해 이탈기에 결합되어 존재한다. 하나의 바람직한 사용 모드에서, 표백 활성화제는 퍼보레이트 또는 퍼카르보네이트와 같은 과산화수소 공급원과 단일 생성물로 배합된다. 편리하게는, 이러한 단일 생성물은 수성 용액 중에서(즉, 세척 과정에서) 표백 활성화제에 상응하는 퍼카르복실산을 직접 생성할 수 있게 한다. 저장 안정성이 허용가능하도록 물의 양 및 이동성이 조절되는 경우, 생성물 자체는 함수 형태, 예를 들어 분말일 수 있다. 대안적으로, 생성물은 무수 고체 또는 액체일 수 있다. 상기 표백 활성화제 구조 RC(O)L에 있어서, 과산을 형성하는 아실 부분 R(C)O-에 결합되는 이탈기중의 원자는 가장 전형적으로 O 또는 N 이다. 표백 활성화제는 하전되지 않거나, 양 또는 음으로 하전된 과산 형성 부분 및/또는 하전되지 않거나, 양 또는 음으로 하전된 이탈기를 가질 수 있다. 하나 이상의 과산 형성 부분 또는 이탈기가 존재할 수 있다. (예를 들어, 미국 특허 제5,595,967호, 제5,561,235호, 제5,560,862호 또는 미국 특허 제5,534,179호의 비스-(퍼옥시-카본)시스템 참조). 또한, 적합한 표백 활성화제의 혼합물이 사용될 수 있다. 표백 활성화제는 이탈기 또는 과산 형성 부분(들)에서 전자 공여 부분 또는 전자 방출 부분으로 치환되어, 반응성이 변화되고 특정 pH 또는 세척 조건에 다소 적합하게 될 수 있다. 적합한 표백 활성화제 및 적합한 이탈기에 대한 다양한 기술내용이 미국 특허 제5,686,014호, 제5,622,646호, 제5,503,639호, 제4,966,723호, 제4,915,854호, 제4,751,015호, 제4,545,784호 및 제4,397,757호, EP-A 제284292호, EP-A 제331,229호, EP-A 제303,520호 EP-A 제458,396호 및 EP-A 제464,880호에 개시되어 있다.
표백 안정화제
본 발명의 조성물은 표백 안정화 시스템을 추가로 함유할 수 있다. 표백 안정화제는 전형적으로 세제 조성물의 약 0.0005 내지 약 20%, 더 전형적으로 약 0.001 내지 약 10%, 더욱 바람직하게는 약 0.01 내지 약 5%의 수준으로 존재할 것이며, 킬레이트화제, 빌더 및 완충제로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 적합한 표백 안정화제로는 에틸렌디아민-테트라아세트산(EDTA), 보레이트 완충제, 인 함유 완충제, 시클로헥산-1,2-디아미노테트라키스메틸렌 포스폰산 완충제 및 이들의 혼합물이 포함된다. 추가의 표백 안정화제가 특허 분야에 널리 공지되어 있으며, 예컨대 WO 제93/13012호, 미국 특허 제4,363,699호, 제5,759,440호 및 제4,783,278호에 개시되어 있다.
구체적인 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 표백 성분으로서 과산화수소 공급원을 포함한다. 추가의 실시형태에서, 과산화수소 표백제는 안정화제를 포함할 수 있는데, 안정화제는 과산화수소 표백 성분과 일체로 공급될 수 있거나 별도의 표백 안정화제 성분으로서 공급될 수 있다. 바람직한 표백 안정화제는 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA)이며, 세정 조성물의 약 0.1중량% 미만, 더 구체적으로는 약 0.05중량% 미만의 양으로 사용된다.
빌더
빌더는 경성 이온과 가용성 또는 불용성 착물을 형성하거나, 이온 교환에 의해서 또한 세정하고자 하는 제품의 표면보다 경성 이온이 침전하기에 더욱 수월한 표면을 제공하는 등의 다양한 메카니즘에 의해 작용할 수 있다. 빌더는 사용 목적, 기타 성분 및 조성물의 물리적 형태에 따라 다양한 수준으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 고계면활성 제형은 사용하지 않을 수도 있다. 세정 조성물은 선택적으로 약 0.1중량% 이상, 바람직하게는 약 1 내지 약 90중량%, 더욱 바람직하게는 약 5 내지 약 80중량%, 더욱 더 바람직하게는 약 10 내지 약 40중량%의 세제 빌더를 포함할 수 있다. 그러나, 더 낮거나 높은 수준의 빌더가 배제되는 것은 아니다.
적합한 빌더로는 포스페이트 및 폴리포스페이트, 특히 나트륨 염; 카르보네이트, 중탄산염, 세스퀴카르보네이트 및 나트륨 카르보네이트 또는 세스퀴카르보네이트가 아닌 카르보네이트 무기물; 유기 모노-, 디-, 트리- 및 테트라카르복실레이트, 예를 들어 시트레이트, 특히 산, 나트륨, 칼륨 또는 알카노암모늄염 형태의 수용성 비계면활성 카르복실레이트, 및 지방족 및 방향족 유형을 포함하는 올리고머형 또는 수용성 저분자량 중합체 카르복실레이트; 피트산; 제올라이트 A, 제올라이트 P (B), 제올라이트 X 및 제올라이트 MAP와 같은 제올라이트를 포함하는 실리케이트 및 알루미노실리케이트; 및 천연 또는 합성 무기물 빌더가 포함된다. 이러한 빌더는 예를 들어, pH 완충 목적의 보레이트, 또는 설페이트, 특히 나트륨 설페이트 및 안정한 계면활성제 및/또는 빌더 함유 세제 조성물의 제조에 중요할 수 있는 기타 충전제 또는 캐리어에 의해 보완될 수 있다.
빌더 혼합물(종종 "빌더 시스템"이라 함)이 사용될 수 있으며, 전형적으로 둘 이상의 보편적인 빌더를 포함하며, 선택적으로 킬레이트화제, pH 완충제 또는 충전제에 의해 보완되며, 이중에서 후자는 본 명세서에서 물질의 양을 기술하는 경우 별도로 계산되는 것이 일반적이다. 본 발명의 과립형 조성물에서 계면활성제 및 빌더의 상대적 양에 있어서, 바람직한 빌더 시스템은 전형적으로 계면활성제 대 빌더의 중량비가 약 60:1 내지 약 1:80이 되도록 제형된다.
중합성 방오제
본 발명에 따른 조성물은 선택적으로 하나 이상의 방오제를 포함할 수 있다. 중합성 방오제는 폴리에스테르 및 나일론과 같은 소수성 섬유의 표면을 친수성화는 친수성 세그먼트, 및 소수성 섬유상에 침착되어 세탁 과정을 통해 섬유에 계속해서 부착됨으로써 친수성 세그먼트를 위한 부착 수단으로서 작용하는 소수성 세그먼트 둘 다를 갖는 것을 특징으로 한다. 이는 방오제로 연속 처리한 후에 생성된 얼룩을 이후 세척 과정에서 보다 용이하게 세정되게 할 수 있다. 방오제는 일반적으로 조성물의 약 0.01 내지 약 10중량%, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 5중량%, 더욱 바람직하게는 약 0.2 내지 약 3중량%의 양으로 존재할 것이다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 방오제의 예가 1997년 11월 25일에 허여된 미국 특허 제5,691,298호(Gosselink et al.); 1997년 2월 4일에 허여된 미국 특허 제5,599,782호(Pan et al.); 1995년 5월 16일에 허여된 미국 특허 제5,415,807호(Gosselink et al.); 1993년 1월 26일에 허여된 미국 특허 제5,182,043호(Morrall et al.); 1990년 9월 11일에 허여된 미국 특허 제4,956,447호(Gosselink et al.); 1990년 12월 11일에 허여된 미국 특허 제4,976,879호(Maldonado et al.); 1990년 11월 6일에 허여된 미국 특허 제4,968,451호(Scheibel et al.); 1990년 5월 15일에 허여된 미국 특허 제4,925,577호(Borcher, Sr.); 1989년 8월 29일에 허여된 미국 특허 제4,861,512호(Gosselink); 1989년 10월 31일에 허여된 미국 특허 제4,877,896호(Maldonado et al.); 1987년 10월 27일에 허여된 미국 특허 제4,702,857호(Gosselink et al.); 1987년 12월 8일에 허여된 미국 특허 제4,711,730호(Gosselink et al.); 1988년 1월 26일에 허여된 미국 특허 제4,721,580호(Gosselink); 1976년 12월 28일에 허여된 미국 특허 제4,000,093호(Nicol et al.); 1976년 5월 25일에 허여된 미국 특허 제3,959,230호(Hayes); 1975년 7월 8일에 허여된 미국 특허 제3,893,929호(Basadur); 1987년 4월 22일에 공개된 유럽 특허 출원 제0 219 048호(Kud et al.)에 개시되어 있다.
점토 방오제/재침착 방지제
본 발명의 조성물은 또한 선택적으로 점토 방오제 및 재침착 방지제, 예를 들어 수용성 에톡실화 아민을 전형적으로 약 0.01 내지 약 10.0중량%, 더 구체적으로는 약 0.01 내지 약 5중량%의 양으로 함유할 수 있다.
증백제
당 업계에 공지된 형광증백제 또는 기타 증백제 또는 백화제가 세정 조성물 내로 전형적으로는 약 0.01 내지 약 1.2중량%의 수준으로 혼입될 수 있다. 적합한 형광증백제의 예로는 스틸벤, 피라졸린, 쿠마린, 카르복실산, 메틴시아닌, 디벤조티오펜-5,5-디옥사이드, 아졸, 5- 및 6원 고리 헤테로사이클의 유도체 및 기타 다양한 제제가 포함되나, 이에 국한되지는 않는다. 상기 증백제의 예가 하기 문헌에 개시되어 있다[참조: "The Production and Application of Fluorescent Brightening Agents", M. Zahradnik, Published by John Wiley & Sons, New York (1982).].
이염 억제제
본 발명의 세정 조성물은 또한 세정 과정에서 하나의 섬유에서 또 다른 섬유로의 염료 전달을 억제하는 데 효과적인 하나 이상의 물질들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 이염 억제제로는 폴리비닐 피롤리돈 중합체, 폴리아민 N-옥사이드 중합체, N-비닐피롤리돈 및 N-비닐이미다졸의 공중합체, 망간 프탈로시아닌, 퍼옥시다아제 및 이들의 혼합물이 포함된다. 사용되는 경우, 이러한 이염 억제제는 전형적으로 조성물의 약 0.01 내지 약 10중량%, 바람직하게는 약 0.01 내지 약 5중량%, 더욱 바람직하게는 약 0.05 내지 약 2중량%의 양으로 존재한다.
거품 안정화제 및 억제제
거품 형성을 감소시키거나 억제하기 위한 포움 또는 거품 안정화용 화합물이 본 발명의 세정 조성물내에 혼입될 수 있다. 이들 화합물 둘 다는 공지되어 있다.
바람직한 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 거품 억제제를 포함한다. 당업자들에게 널리 공지되어 있는 다양한 거품 억제제가 사용될 수 있다[문헌: Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Third Edition, Volume 7, pages 430-447(John Wiley & Sons, Inc., 1979)]. 적합한 거품 억제제로는 모노카르복실 지방산 및 이의 가용성 염, 파라핀과 같은 고분자량 탄화수소, 지방산 에스테르(예를 들어, 지방산 트리글리세라이드), 1가 알코올의 지방산 에스테르, 지방족 C18-C40 케톤(예를 들어, 스테아론) 등, N-알킬화 아미노 트리아진, 프로필렌 옥사이드, 및 모노스테아릴 알코올 포스페이트 에스테르 및 모노스테아릴 디-알칼리 금속(예를 들어, K, Na, 및 Li) 포스페이트 및 포스페이트 에스테르와 같은 모노스테아릴 포스페이트, 및 2차 알코올(예를 들어, 2-알킬 알칸올) 및 이들 알코올과 실리콘유와의 혼합물이 포함된다. 비계면활성 거품 억제제의 또 다른 바람직한 범주로는 폴리디메틸실록산과 같은 폴리유기실록산, 폴리유기실록산 오일 또는 수지의 분산액 또는 에멀션, 및 폴리유기실록산이 실리카상에 화학적으로 흡수되거나 융합되어 있는 폴리유기실록산과 실리카 입자와의 배합물이 포함된다. 실리콘 거품 억제제는 당 업계에 널리 공지되어 있으며, 예를 들어 1981년 5월 5일 허여된 미국 특허 제4,265,779호(Gandolfo et al.)에 개시되어 있다. 또한, 1990년 12월 18일 허여된 미국 특허 제4,978,471호(Starch) 및 1991년 1월 8일 허여된 미국 특허 제4,983,316호(Starch), 1994년 2월 22일 허여된 미국 특허 제5,288,431호(Huber et al.), 미국 특허 제4,639,489호 및 제4,749,740호(Aizawa et al)(칼럼 1의 제46행 내지 칼럼 4의 제35행)를 참조한다.
본 발명의 조성물은 0 내지 약 10중량%, 더욱 구체적으로는 0 내지 약 5중량%, 더욱 구체적으로는 약 0.5 내지 약 3중량%의 거품 억제제를 포함할 수 있다.
항균제 및 항미생물제
항균제는 박테리아를 죽이거나 그 성장을 방지 또는 억제하는 화합물 또는 물질인 한편, 항미생물제는 미생물을 죽이거나 그 성장 및 생육을 방지하거나 억제하는 화합물 또는 물질이다. 적절하게 선택된 제제가 필요한 시간 동안 사용 및 저장 조건(pH, 온도, 빛 등)하에서 안정하게 유지된다. 이러한 제제의 바람직한 특성은 이들이 취급, 제형화 및 사용 과정에서 안전하고 무독성이며, 환경적으로 허용되며 비용면에서 효과적인 것들이다. 항균제 및 항미생물제의 예로는 클로로페놀, 알데히드, 비구아나이드, 항생제 및 생물학적으로 활성인 염등이 포함되나, 이에 국한되는 것은 아니다. 몇몇 바람직한 항미생물제는 브로노폴, 클로로헥시딘 디아세테이트, TRICLOSAN(등록상표), 헥세티딘 및 파라클로로메타크실레놀(PCMX)이다.
사용된 때, 항균제 및/또는 항미생물제는 조성물 중에 미생물을 죽이기에 효과적인 양, 더욱 바람직하게는 조성물의 약 0.01 내지 약 10.0중량%, 더욱 바람직하게는 약 0.1 내지 약 8.0중량%, 더욱 더 바람직하게는 약 0.5 내지 약 2.0중량%의 양으로 존재한다.
앞서 제시된 바와 같이, 세정 조성물은 또한 비제한적으로 알칼리성 공급원, 착색제, 결정 성장 억제제, 광표백제, 중금속 이온 봉쇄제, 변색방지제, 산화방지제, 전해질, pH 조절제, 농후제, 연마제, 금속 이온염, 부식 억제제, 가공보조제, 섬유 유연제, 하이드로트로프(hydrotrope) 등 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 이들 성분들은 다양한 세제 조성물 중에 사용되는 것으로 널리 공지되어 있으며, 본 발명의 세정 조성물에서도 유사한 방식으로 사용될 수 있다.
본 발명의 세정 조성물은 과립, 분말, 정제, 겔, 액체 등을 포함하는 어느 물리적 형태든 포함할 수 있다. 세정 조성물이 분말, 과립 또는 정제 형태인 실시형태에서, 조성물이 초음파 발생원과 조합되어 사용되기 위해 겔 또는 액체 형태로 전환되는 것이 고려된다. 이와 같이, 액체 조성물은 하나 이상의 액체 캐리어를 포함할 수 있으며, 비액체 조성물은 하나 이상의 액체 캐리어를 이용하여 용해 또는 분산될 수 있다. 액체 캐리어는 세정 조성물 성분을 위한 용매로서, 및/또는 세정 조성물 성분이 용해되기보다는 분산되어 있는 캐리어로서 작용할 수 있다. 이하에서, 용어 "캐리어"는 세정 조성물이 용해 및/또는 분산되는 액체 매질을 포함하는 것을 의미한다.
적합한 캐리어에는 물이 포함되며, 물은 단독으로 또는 유기 캐리어와의 혼합물로서 사용될 수 있다. 하나의 실시형태에서, 세정 조성물은 약 10 내지 약 99중량%, 더 구체적으로는 약 50 내지 약 98중량%, 더 구체적으로는 약 80 내지 약 98중량%의 물을 포함할 수 있다. 대안적인 실시형태에서, 캐리어는 물을 전혀 함유하지 않거나 극소량, 즉 약 5% 미만, 더욱 바람직하게는 약 1% 미만으로 함유할 수 있으며, 따라서 세정 조성물은 본질적으로 비수성이다.
본 발명의 세정 조성물 중에 사용하기에 적합한 캐리어로는 추가로 저급 알코올, 즉 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올 또는 이의 혼합물 및 글리콜 에테르와 같은 유기 캐리어가 포함될 수 있다. 글리콜 에테르는 당 업계에 널리 공지되어 있으며, 메톡시 프로폭시 프로판올, 에톡시 프로폭시 프로판올, 프로폭시 프로폭시 프로판올, 부톡시 프로폭시 프로판올, 부톡시 프로판올 및 이의 혼합물을 포함하나 이에 국한되지는 않는다. 유기 캐리어는 원하는 액체 형태 및 효과를 제공하기에 적합한 어느 양으로든 사용될 수 있다. 전형적으로, 유기 캐리어는 세정 조성물의 약 0 내지 약 50중량%, 더욱 구체적으로는 약 0.1 내지 약 25중량%, 더욱 구체적으로는 약 0.5 내지 약 10중량%의 양으로 사용된다. 하나의 실시형태에서, 글리콜 에테르 또는 이의 혼합물이 적지만 효과적인 양, 예를 들어 세정 조성물의 약 0.1 내지 5중량%의 양으로 사용된다.
본 발명에 따라 세정이 필요한 표면으로부터 오물을 제거하는 방법은 본 명세서에 기술된 바와 같이, 세정 성분 및 용해 가스 공급원을 포함하는 세정 조성물을 세정이 필요한 표면에 도포하는 단계 및 표면을 초음파 에너지 공급원과 접촉시키는 단계를 포함한다. 구체적으로, 초음파 에너지는 세정 조성물이 도포된 세정이 필요한 표면 영역으로 유도된다. 세정 조성물은 분무에 의하거나, 소노트로드의 팁에 인접한 배출구를 통해 도포될 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 제시된 초음파 에너지 공급원(여기서, 세정 조성물의 저장조는 소노트로드와 유체 연통된다)을 사용하는 경우, 소노트로드는 세정 조성물 및 초음파 에너지가 세정이 필요한 표면 영역에 동시에 도포 및 인가되도록 고안될 수 있다.
하기 실시예는 본 발명에 따른 초음파 세정 제품을 예시하는 것이다. 달리 언급하지 않는 한, 실시예 및 상세한 설명의 나머지 부분에 걸쳐, 부 및 %는 모두 중량을 기준으로 한 것이다.
하기 표 1에 제시된 바와 같은 세정 조성물 A-D 를 제조하였다.
세정 조성물
성분 A B C D
계면활성제 베이스 2 2 2 2
부톡시 프로폭시 프로판올 2 2 2 2
EDTA 0.005 0.005 0.005 0.005
안정화된 H2O2(35%) 2.5 --- 2.5 ---
향료(에탄올 중 2%) 0.51 0.51 0.51 0.51
물 92.985 92.985 92.985 92.985
계면활성제 베이스 조성을 하기 표 2에 제시하였다.
계면활성제 베이스
성분 중량%
나트륨 라우릴 설페이트 페이스트(70%) 28.6
에탄올 6.275
알킬디메틸아민 옥사이드 3.514
나트륨 크실렌 설포네이트 3.012
마그네슘 설페이트-결정형 엡솜(Epsom) 염 (MgSO4-7H2O) 0.382
마그네슘 클로라이드 용액 0.452
시트르산 무수물 0.050
물 57.715
미량의 50% NaOH를 각각의 조성물에 첨가하여 pH를 약 9로 조정하였다. 각각의 조성물에서, 모든 성분들을 함께 혼합하고, 200ml의 생성 용액을 메탄올 용기에 두었다. 조성물 A 및 B를 4.5bar(Equipment Comes Gaser-Shaker Type GS-91/95-E)의 N2 압력하에 두었다. 조성물 C 및 D를 2.72bar(Equipment Comes Gaser-Shaker Type GS-91/95-E)의 CO2 압력하에 두었다. 조성물의 일부를 세정하고자 하는 표면에 도포하고 초음파 에너지를 표면에 가하는 초음파 세정 방법에 따라 각각의 조성물을 사용하였다. 특히, 스파게티 소스와 같은 음식물 얼룩상에서 세정 속도의 증가가 관찰되었다.
본 명세서에 설명된 구체적인 예시, 실시예 및 실시형태들은 본질적으로 예시만을 위한 것이며, 청구의 범위에 의해 한정되는 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 추가의 실시형태 및 실시예가 본 발명의 상세한 설명 및 청구의 범위로부터 당업자에게 자명하게 될 것이다.

Claims (10)

  1. (a) 세정 성분과 용해 가스 공급원을 포함하는 세정 조성물과
    (b) 세정하고자 하는 표면에 초음파 에너지를 제공하기 위한 초음파 발생원을 포함하는, 초음파 세정 제품.
  2. 제1항에 있어서, 세정 조성물이, 세정 조성물의 중량을 기준으로 하여, 약 0.0001 내지 약 40중량%, 보다 바람직하게는 약 1 내지 약 20중량%의 세정 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 제품.
  3. 제1항에 있어서, 세정 조성물이, 세정 조성물의 중량을 기준으로 하여, 약 50 내지 약 99.99중량%, 보다 바람직하게는 약 80 내지 약 99.99중량%의 세정 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 제품.
  4. 제1항에 있어서, 세정 조성물이, 세정 조성물의 중량을 기준으로 하여, 약 0.01 내지 약 10중량%, 보다 바람직하게는 약 0.1 내지 약 5중량%의 용해 가스 공급원을 포함하며, 바람직하게는 용해 가스 공급원이 중탄산염 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 제품.
  5. 제4항에 있어서, 용해 가스가 공기, 이산화탄소, 질소, 산소, 헬륨 또는 이들의 혼합물, 보다 바람직하게는 이산화탄소 또는 질소를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 제품.
  6. 제1항에 있어서, 세정 조성물이 약 3 내지 약 9의 pH, 바람직하게는 약 4 내지 약 7의 pH를 갖는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 제품.
  7. 제1항에 있어서, 세정 성분이 표백제를 포함하고, 바람직하게는 세정 조성물이 약 0.05 내지 약 15중량%의 과산화수소 공급원을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 제품.
  8. 제1항에 있어서, 초음파 에너지가 약 10 내지 100kHz의 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 제품.
  9. 제1항에 있어서, 초음파 에너지가 약 1 내지 100마이크론의 진폭을 갖는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 제품.
  10. (a) 세정 성분과 용해 가스 공급원을 포함하는 세정 조성물을 세정이 필요한 표면에 도포하는 단계와
    (b) 당해 표면을 초음파 에너지 공급원과 접촉시키는 단계를 포함하여, 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 따른 세정 제품을 사용하여 세정이 필요한 표면으로부터 오물을 제거하는 방법.
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