KR20110099710A - 양이온성 전분을 포함하는 식기 세척 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양이온성 전분을 포함하는 세제 조성물을 사용하는, 특히 자동화된 가정용 및 기관용 식기 세척기에서의 식기 세척 방법을 공개한다. 이것은 헹굼 단계에서 계면활성제의 필요성을 제거한다. 상기 양이온성 전분은 임의의 첨가된 헹굼제 없이 수성 헹굼 단계에서 시팅 작용을 제공하도록 식기 상에 양이온성 전분 층을 제공한다.

Description

양이온성 전분을 포함하는 식기 세척 시스템{WARE WASHING SYSTEM CONTAINING CATIONIC STARCH}
식기세척 공정은 두 가지 이상의 단계, 주 세척 및 헹굼 단계를 포함할 수 있다. 주 세척 단계에서, 기재는 노즐을 통하여 기재 전반에 주 세척용액을 펌핑함으로써 세정된다. 상기 주 세척용액은 알칼리성 작용제, 증진제, 표백제, 효소, 탈포 또는 세정을 위한 계면활성제, 중합체, 부식 방지제 등과 같은 구성 성분을 포함할 수 있는, 주 세척 세제를 용해시킴으로써 얻어진다. 주 세척 단계 다음의 헹굼 단계에서, 헹굼 보조 용액을 포함하는 따뜻하거나 뜨거운 물을 기재 전반에 흐르게 하고, 그 다음으로 건조 공정을 추가로 개선하는 뜨거운 공기 흐름이 뒤따를 수 있다. 헹굼 보조제는 전형적으로 수중 10 내지 30%의 양으로 존재하는 비이온성 물질로 이루어지며, 종종 향수성 물질 및 때때로 중합체, 실리콘, 산 등과 같은 기타 첨가제들과 조합을 이룬다.
국제 특허 출원 WO 2008/147940(사전 공개되지 않음)은 빌트-인 헹굼 보조제로써 주 세척 세제 내 다당류의 포함을 개시하였다. 상기 특허 출원은 주 세척 공정에서 식기 상에 흡착되는 다당류가 모든 수질에서도 좋은 건조 특성 및 시팅(sheeting) 작용을 가져온다는 것을 개시한다. 최고의 건조 특성은 양이온성 구아(guar)(예, 재규어(Jaguar) C1000)로 얻으며, 이것은 유리 및 금속 기재 상에 매우 좋은 건조 및 플라스틱 물질 상에 괜찮은 건조를 제공한다.
JP 2007-169473은 다당류 대 비이온성 계면활성제의 중량비가 3/1 내지 1/10인 양이온화된 수용성 다당류 및 비이온성 계면활성제를 포함하는 접시 세척기에 대한 세정제 조성물을 개시한다. 실시예에서, 세 양이온성 셀룰로스 및 하나의 양이온성 전분의 성능이 비이온성 계면활성제와 함께 보고된다. 비이온성 계면활성제 대 양이온성 전분의 중량비는 이 실시예에서 약 3/1 내지 8/1의 범위를 가진다. 첫째로, 양이온성 셀룰로스는 폼이 세척 과정에서 기계적 작용을 감소할 것이고 그래서 기재의 세정을 감소시킬 것이기 때문에, 이러한 셀룰로스에 의해 만들어진 높은 폼 수준이 기계적 식기세척에 대한 그것들의 사용을 제한할 것이라는 단점을 가진다. 둘째로, 비이온성 계면활성제 대 양이온성 전분의 높은 중량비 및 양이온성 전분과 합쳐져 적용된 비이온성 계면활성제의 상대적으로 높은 수준이 세정과 건조에 관하여 부정적인 영향을 갖고, 염소와 함께 화학적 불안정성을 제공하고, 실질적인 발포를 제공하고, 액체 조성물 내 물리적인 불안정성을 제공하고, 고체 조성물의 열악한 흐름 특성을 제공하고 테블릿(tablet) 또는 브리켓(briquet) 생산을 저해하는 것에 의하여 식기 세척에 불리하다고 알려졌다.
놀랍게도, 양이온성 전분이 양이온성 구아 및 양이온성 셀룰로스의 일부 제한을 극복하였다는 것이 요즘 알려졌다. 양이온성 전분은 양이온성 구아와 비교할 경우 건조 성능을 훨씬 더 개선할 수 있어, 플라스틱을 포함하는 어떤 유형의 기재에도 매우 좋은 건조를 가져다준다. 양이온성 전분은 오직 낮은 수준의 비이온성 계면활성제가 세척 용액에 제공될 경우, 특히 비이온성 계면활성제가 전혀 제공되지 않는 경우, 개선된 성능을 추가로 가진다. 게다가, 양이온성 전분은 양이온성 셀룰로스의 비-발포 특성보다 훨씬 더 나은, 좋은 비-발포 특성을 가진다. 심지어 다양한 오염물(soil)과 합쳐진 경우 양이온성 전분을 포함하는 기계적인 식기 세척 공정에서 오직 낮은 수준의 폼이 형성되지만, 양이온성 구아가 있는 유사한 공정은 폼 형성에 훨씬 더 민감할 것이다. 게다가, 하이캣(Hi-Cat) CWS 42와 같은 양이온성 전분은 간접적인 음식 접촉에 승인되고 쉽게 이용가능하다. 마지막으로, 하이캣 CWS 42와 같은 양이온성 전분은 상 분리의 위험 없이 고체 알갱이 세제에 쉽게 혼입될 수 있다. 상기 양이온성 전분의 상대적으로 큰 입자 크기는 입자의 분리를 방지한다.
본 발명은 세척 단계에서 오염물 제거를 촉진하는 세제를 사용하고 헹굼 단계에서 헹구거나 또는 린스 물 시팅하는 식기 세척 공정에 관한 것이다.
양이온성 전분을 포함하는 세제 조성물을 사용하는 식기 세척 방법이 제공된다. 의도적으로 첨가된 헹굼제가 실질적으로 없는 수성 린스와 함께 헹굼을 수행한 경우, 식기 세척 세제 내 양이온성 전분의 사용은 식기의 개선된 건조 거동을 유리하게 제공한다. 세제 조성물은 비이온성 계면활성제를 포함할 수 있으며, 단, 비이온성 계면활성제 대 양이온성 전분의 중량비는 최대 1/1까지이다.
특히, 상기 방법은
세척 단계에서 식기를 식기 세척기 내의 수성 세정 조성물(수성 희석액 대부분과 수성 희석액 각 백만 부 당 식기 세척 세제 약 200 내지 5000 중량부를 포함)과 접촉시키는 단계; 및
헹굼 단계에서 세척된 식기를 의도적으로 첨가된 헹굼제가 실질적으로 없는 수성 린스와 접촉시키는 단계를 포함하고, 식기 세척 세제가 수성 헹굼 단계에서 시팅 작용을 제공하도록 충분한 양의 양이온성 전분을 포함하여 식기 상에 양이온 전분 층을 제공하는 것, 및 식기 세척 세제가 비이온성 계면활성제를 포함할 경우, 비이온성 계면활성제 대 양이온성 전분의 중량비가 최대 1/1, 바람직하게 최대 0.75/1, 더 바람직하게 최대 0.5/1, 가장 바람직하게 최대 0.25/1이고/이거나 수성 세정 용액 내 비이온성 계면활성제의 농도가 최대 20 ppm, 바람직하게는 최대 10 ppm, 더 바람직하게는 최대 5 ppm인 것을 특징으로 한다.
특히 바람직한 실시태양에서, 수성 세정 용액은 비이온성 계면활성제를 전혀 포함하지 않는다.
상기 양이온성 전분은 세제 조성물의 총(습윤 또는 건조) 중량에 기초하여, 상기 세제의 0.01% 내지 50%(w/w), 더 바람직하게 0.1% 내지 20%(w/w), 훨씬 더 바람직하게 0.2 내지 10%(w/w), 훨씬 더 바람직하게는 0.5% 내지 5%(w/w), 가장 바람직하게 1 내지 5%를 구성한다.
전형적으로, 수성 세정 조성물, 즉 수성 세척 용액 내 양이온성 전분의 농도는 1 내지 100 ppm, 바람직하게 2 내지 50 ppm, 더 바람직하게 5 내지 50 ppm이다.
양이온성 전분은 세제의 부분으로써 세정 조성물에 전형적으로 첨가된다. 그러나, 양이온성 전분을 별도로 제형화된 제품으로써 세정 조성물에 첨가하는 것도 또한 가능하다. 이러한 별도로 제형화된 제품은 상대적으로 높은 수준(심지어 100%)의 양이온성 전분을 포함할 수 있다. 액체 또는 고체일 수 있는 이 별도의 제품은 수작업으로 또는 자동화로 투입될 수 있다. 이는 예를 들어 플라스틱 쟁반을 건조시키는 것이 어려운 세정 시와 같은 예처럼, 특정 기재의 건조를 촉진하기 위해 또는 양이온성 전분 및 주 세정 세제 간 안정성 문제를 해결하기 위해 행해질 수 있다. 이러한 점에서, 주 세척 내 양이온 전분의 수준은 수성 헹굼 단계에서 시팅 작용을 제공하도록 식기 상에 양이온성 전분의 층을 제공하게 주 세척 세제와는 독립적으로 및 유연하게 조절될 수 있다.
헹굼 단계에서, 세척된 식기는 수성 린스와 접촉된다. 수성 린스는 의도적으로 첨가된 헹굼제(헹굼 보조제라고도 불림)가 실질적으로 없다. 수성 린스에 의도적으로 첨가된 헹굼제가 전혀 없는 것이 바람직하다.
양이온성 전분은 수성 헹굼 단계에서 시팅 작용을 제공하도록 충분한 양으로 식기 세척 세제 내 존재하여 식기 상에 층을 제공한다. 식기 세척 세제 내 용도에 적합한 양이온성 전분은 고체 표면 상에 충분하게 흡착되어 감소된 건조 시간 및/또는 감소된 잔여 물방울의 수와 같은 식기의 전반적으로 개선된 건조 거동을 제공한다.
본 발명의 방법에 대한 양이온성 전분의 적합성을 측정하기 위해서, 담연수, 즉 첨가된 헹굼 보조제가 없는 물을 사용하는 헹굼 단계 전에, 양이온성 전분의 존재 또는 부재하에 주 세척 단계에서 세제 조성물이 사용되는 주 세척 단계 및 헹굼 단계를 포함하는 기관용 식기 세척 공정을 사용하여 동일한 조건 하에서 기재의 건조 거동을 비교한다. 최대로 1 독일 경도(German Hardness)의 물 경도를 가진 연수를 이 시험, 주 세척 및 헹굼 둘 다에서 사용한다.
건조 거동은 세 가지 상이한 유형의 기재에서 측정된다. 이것들은 린스 구성 성분의 사용 없이 기관용 식기 세척 공정에서 건조시키기가 전형적으로 매우 어려운 쿠폰(coupon)들이다. 이 기재들은:
2 유리 쿠폰 (148*79*4 mm)
2 플라스틱 ('니트랄론(Nytralon) 6E' (쿼드란트 엔지니어링 플라스틱 프러덕츠(Quadrant Engineering Plastic Products)); 나튀렐(naturel)) 쿠폰 (97*97*3 mm)
2 스테인리스 스틸 컵 (110*65*32 mm), 모델: 르 쉐프(Le Chef), 공급자: 엘렉트로블록(Elektroblok) BV
이다.
건조 거동은 건조 시간(초)으로써 및 5분 후 물방물의 잔류 양으로써 측정된다. 전형적으로 기계 개봉 후 즉시 측정을 시작한다.
주 세척에 첨가된 양이온성 전분을 가진 건조 거동은 건조 계수에 의해 또한 수량화될 수 있다. 이것은 건조 시간 및 5분 후 잔여 물방울 수 둘 다에 대해 계산될 수 있고 하기 비율에 상응한다:
양이온성 전분을 가진 세제를 사용한 건조 시간
양이온성 전분이 없는 세제를 사용한 건조 시간
및/또는
양이온성 전분을 가진 세제를 사용하는 경우의 5분 후 물방울 수
양이온성 전분이 없는 세제를 사용하는 경우의 5분 후 물방울 수
더 좋은 건조 거동은 더 낮은 건조 계수와 상응한다. 평균 건조 계수는 세 가지 다른 기재 모두에 대한 평균 값으로써 계산된다.
본 발명의 방법에서 사용에 적합한 양이온성 전분은 다음을 제공한다:
- 최대 0.9, 바람직하게 최대 0.8, 더 바람직하게 최대 0.7, 훨씬 더 바람직하게 최대 0.6, 훨씬 더 바람직하게 최대 0.5, 훨씬 더 바람직하게 최대 0.4, 가장 바람직하게 최대 0.3인 건조 시간에 기초한 평균 건조 계수 (세제에서 시험되는 양이온성 전분의 존재 또는 부재를 제외하고 동일한 조건 하에서 측정됨). 이 비율의 하한값은 전형적으로 약 0.1일 수 있음, 및/또는
- 최대 0.5, 바람직하게 최대 0.4, 더 바람직하게 최대 0.3, 훨씬 더 바람직하게 최대 0.2, 가장 바람직하게 최대 0.1인 잔여 물방울 수에 기초한 평균 건조 계수 (세제에서 시험되는 양이온성 전분의 존재 또는 부재를 제외하고 동일한 조건 하에서 측정됨). 이 비율의 하한값은 0일 수 있음.
시험된 양이온성 전분의 농도는 전형적으로 세제 조성물 중 2 내지 5% (w/w)이고, 세척 용액 중 20 내지 50 ppm이다.
양이온성 전분이 있을 때 및 없을 때 건조 거동 내 적절한 차이점을 제공하는 이러한 시험 조건을 선택하는 것에 주의를 쏟아야 한다. 예를 들어, 담수를 사용하는 헹굼 단계 및, 같은 세제(양이온성 전분이 존재하지 않음)를 사용하는 공정과 헹굼 물에 일반적인 헹굼 보조제를 첨가한 공정과 비교시, 건조에 있어서 적절한 차이점을 주는 그러한 조건들이 적합하다. 헹굼 물 중 헹굼 보조제를 사용하지 않는 공정에서, 기재들은 전형적으로 5분 이내에 건조되지 않고, 5 내지 25 사이의 잔여 물방울 평균 수를 주지만, 반면에 헹굼 보조제가 있는 공정에서, 잔여 물방울의 평균 수는 이 수의 절반 미만이다. 적합한 조건들은 예를 들어 실시예 1의 그것들이다. 일반적인 헹굼 보조제, 예를 들어 헹굼 보조제 A(실시예 1 참고)는 헹굼 물 중 약 100 ppm으로 투입된 비이온성 계면활성제일 수 있다.
이 비교를 위해 사용될 수 있는 세제 조성물은 전형적으로 포스페이트, 메타실리케이트 및 하이포클로라이트, 예를 들어, 0.40 g/l 나트륨 트리폴리포스페이트 + 0.52 g/l 나트륨 메타실리케이트 + 0.02 g/l 디클로로이소시아누르산 Na-염.2aq (NaDCCA)을 함유한다.
양이온성 전분
본원에서 정의된 바와 같이, 양이온성 전분은 양이온기를 포함하는 전분이다. 양이온성 전분 상의 양이온 전하는 암모늄기, 4차 암모늄기, 구아니듐기, 술포늄기, 포스포늄기, 결합 전이 금속, 및 기타 양으로 충전된 작용기들로부터 유도될 수 있다.
바람직한 양이온기는 다음 화학식에 따른 4차 암모늄기이다
Figure pct00001
상기 식에서, R1, R2, R3, 및 R4는 각각 독립적으로 저급 알킬 또는 저급 히드록시알킬기이다. 더 바람직하게 R1, R2, R3, 및 R4는 각각 독립적으로 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 히드록시알킬기이다. 훨씬 더 바람직하게 R1, R2, 및 R3는 동일한 C1-C4 알킬기이고 R4는 C3-C6 히드록시알킬기이다. 훨씬 더 바람직하게 R1, R2, 및 R3는 메틸기이고 R4는 C3-C6 히드록시알킬기이다. 가장 바람직한 양이온기는 4차 2-히드록시-3-(트리메틸암모늄)프로필기이다.
양이온기는 에테르 또는 에스테르 결합을 통하여 전분에 연결될 수 있다.
양이온성 전분의 전분 구성 성분은 쌀, 타피오카, 밀, 옥수수 또는 감자와 같은 천연 공급원으로부터 유도된 전분일 수 있다. 그것은 부분적으로 가수분해된 전분일 수 있으며, 이것은 액체 세제 조성물에 있어서 유리할 수 있다. 그것은 치환체를 포함할 수 있고 및/또는 그것은 소수성으로 개질될 수 있다.
(3-클로로-2-하이드록시프로필)트리메틸암모늄 클로라이드 개질된 전분과 같이 2-히드록시-3-(트리메틸암모늄)프로필기로 개질된 양이온성 전분이 바람직하다. 적합한 양이온성 전분들이 로퀘트(Roquette)의 하이캣(HI-CAT), PT. 스타치 솔루션 인터네셔널 카와산(PT. Starch Solution Internasional Kawasan)의 솔사캣(SolsaCAT), 네셔널 스타치 & 케미칼(National Starch & Chemical)의 CATO, 시키시마 스타치(Shikishima Starch)의 머메이드(Mermaid) 및 니뽄 스타치 케미칼(Nippon Starch Chemical)의 엑셀(Excell)이라는 상표명으로 팔린다.
다음 양이온성 전분들이 특히 바람직하다:
하이캣 CWS 42(로퀘트), 솔사캣 16, 16 A, 22, 22A, 33 및 55 A (PT. 스타치 솔루션 인터네셔널 카와산으로부터의 양이온성 타피오카 전분 유도체들), CATO 304, 306 및 308 (네셔널 스타치 & 케미칼 리미티드로부터의 양이온성 타피오카 전분들), 머메이드 M-350B (시키시마 스타치 컴퍼니 리미티드로부터의 α- 양이온성 전분), 엑셀 DH 및 엑셀 NL (니뽄 스타치 케미칼 컴퍼니 리미티드로부터의 수소화된, 가수분해된 양이온성 전분).
양이온성 전분은 WO 2006/119162에서 기술된 것처럼 세제 조성물에서 단독으로 또는 다른 다당류와 함께 또는 고분자의 또는 비이온성 계면활성제와 함께 사용될 수 있다.
양이온성 전분은 실리케이트 및/또는 포스포네이트 및/또는 포스페이트 및/또는 EDTA 및/또는 MGDA 및/또는 NTA 및/또는 IDS 및/또는 히드록사이드 및/또는 시트레이트 및/또는 글루코네이트 및/또는 락테이트 및/또는 아세테이트 음이온과 같은 특정 음이온과 합쳐질 수 있다. 액체 및 고체 조성물 둘 다, 제품 안정성, 조성물 내 활성 수준 및 건조 성능과 같은 특성들은 음이온의 유형에 따라 영향받을 수 있다. 액체 세제에 대하여, 이러한 특성들은 이러한 조성물을 만들 때 전분 및 음이온 구성 성분의 첨가의 순서에 의해 추가로 영향받을 수 있다. 고체 세제에 대하여, 이러한 특성들은 알갱이 또는 분말 구조 및 조성물의 용해 거동에 의해 추가로 영향받을 수 있다. 마지막으로, 양이온성 전분 및 음이온 간 복합체화 생성물은 다양한 물 양에서 양이온성 전분의 건조 특성에 영향을 끼칠 것이다.
세제 조성물
본원에서 상술한 양이온성 전분에 덧붙여, 세제 조성물은 바람직하게 알칼리성 공급원, 증강제(예, 킬레이트제/금속 이온 봉쇄제의 부류를 포함하는 세정력 증강제), 표백제 시스템, 스케일 방지제(anti-scalant), 부식-방지제, 계면활성제, 소포제 및/또는 효소로부터 선택된 관습적인 성분들을 포함할 수 있다. 적합한 부식제는 알칼리 금속 수산화물, 예를 들어 나트륨 또는 칼륨 수산화물, 및 알칼리 금속 실리케이트, 예를 들어 나트륨 메타실리케이트를 포함한다. 약 1.0 내지 약 3.3의 SiO2 : Na2O의 몰 비를 가진 나트륨 실리케이트가 특히 효과적이다. 세제 조성물의 pH는 전형적으로 알칼리성 범위, 바람직하게 ≥ 9, 더 바람직하게 ≥ 10에 있다.
증강제 물질
적합한 증강제 물질(포스페이트 및 비-포스페이트 증강제 물질)은 당업계에 잘 알려지고 유기 및 무기 화합물의 많은 유형들이 본원에 기술되어있다. 그것들은 일반적으로 모든 종류의 세정 조성물에 사용되어 알칼리성 및 완충 능력 제공, 응집 방지, 이온 세기 유지, 오염물로부터 금속 추출 및/또는 세척 용액으로부터 알칼리 토금속 이온 제거를 한다.
본원에서 사용할 수 있는 증강제 물질은 다양한 공지의 포스페이트 및 비-포스페이트 증강제 물질 중 임의의 하나 또는 혼합물일 수 있다. 적합한 비-포스페이트 증강제 물질의 예는 알칼리 금속 시트레이트, 카르보네이트 및 바이카르보네이트; 및 글루타르 디아세트산 (GLDA); 메틸글리신 디아세트산 (MGDA); 니트릴로트리아세트산 (NTA)의 염들, 폴리말레에이트, 폴리아세테이트, 폴리히드록시아크릴레이트, 폴리아크릴레이트/폴리말레에이트 및 폴리아크릴레이트/폴리메타크릴레이트 공중합체와 같은 폴리카르복실레이트, 또한 제올라이트; 층을 이룬 실리카 및 그것들의 혼합물이다. 그것들은 1 내지 70, 바람직하게 5 내지 60, 더 바람직하게 10 내지 60의 범위에서 존재할 수 있다(중량% 기준).
포스페이트, NTA, EDTA, MGDA, GLDA, IDS, 시트레이트, 카르보네이트, 바이카르보네이트, 폴리아크릴레이트/폴리말레에이트, 말레산 무수물/(메트)아크릴산 공중합체, 예를 들어 바스프(BASF)로부터 이용가능한 소칼란(Sokalan) CP5가 특히 바람직한 증강제이다.
스케일 방지제
접시 및 기계 부품 상에 스케일 형성은 중요한 문제일 수 있다. 그것은 수많은 공급원으로부터 발생될 수 있지만, 주로 그것은 알칼리 토금속 카르보네이트, 포스페이트 또는 실리케이트 중 하나의 침전으로부터 발생된다. 칼슘 카르보네이트 및 포스페이트가 가장 심각한 문제이다. 이 문제를 감소시키기 위하여, 스케일 형성을 최소화하는 성분들이 상기 조성물에 혼입될 수 있다. 이것들은 1,000 내지 400,000 분자량의 폴리아크릴레이트(그것들의 예는 롬 & 하스(Rohm & Haas), 바스프 및 알코 코포레이션(Alco Corp.)에 의해 공급됨) 및 다른 성분과 결합된 아크릴산에 기반한 고분자를 포함한다. 이것들은 바스프의 소칼란 CP5 및 CP7 또는 롬 & 하스가 공급하는 아쿠솔(Acusol) 479N과 같이 말레산과; 론-포울렌크(Rhone-Poulenc)가 공급하는 콜로이드 226/35와 같이 메타크릴산과; 벅크만 래보레터리즈(Buckman Laboratories)가 공급하는 카시(Casi) 773과 같이 포스포네이트와; 헐스(Huls)가 공급하는 고분자와 같이 말레산 및 비닐 아세테이트와; 아크릴아미드와; 알코가 공급하는 아쿠아트리트(Aquatreat) AR 540과 같이 술포페놀 메트알릴 에테르; 롬 & 하스가 공급하는 아쿠머(Acumer) 3100과 같이 또는 굳리치(Goodrich)가 공급하는 K-775와 같이 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 술폰산과; 굳리치가 공급하는 K-798과 같이 나트륨 스티렌 술포네이트 및 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 술폰산과; 알코가 공급하는 알코스펄스(Alcosperse) 240과 같이 술포페놀 메트알릴 에테르, 나트륨 메트알릴 술포네이트 및 메틸 메타크릴레이트와; FMC가 공급하는 벨클렌(Belclene) 200과 같이 폴리말레에이트와; 롬 & 하스로부터의 타몰(Tamol) 850과 같이 폴리메타크릴레이트와; 폴리아스파르테이트; 에틸렌디아민 디숙시네이트; 아미노트리(메틸렌포스폰산) 및 에탄 1-히드록시-1,1-디포스폰산의 나트륨 염과 같은 유기 폴리포스폰산 및 그것들의 염과 결합되는 아크릴산을 포함한다. 스케일 방지제는 존재하는 경우, 약 0.05 중량% 내지 약 10 중량%, 바람직하게 0.1 중량% 내지 약 5 중량%, 가장 바람직하게 약 0.2% 내지 약 5 중량%로 조성물 중에 포함된다.
스케일 방지제로써 음이온성 고분자(소칼란 CP5와 같은 다른 성분들과 결합된 아크릴산에 기반한 고분자 또는 아크릴 고분자 중)를 사용하는 경우, 양이온성 전분과 부정적인 상호작용이 발생될 수 있으며, 이는 감소된 건조 성능을 야기할 수 있다. 본 발명의 일 실시태양에서, 그리하여 이러한 고분자의 농도는 감소될 수 있거나 또는 비-고분자 스케일 방지제가 사용될 수 있다.
계면활성제
계면활성제 및 특히 비이온계는 세정을 증진시키고/시키거나 탈포제로써 작용하기 위하여 존재할 수 있다. 전형적으로 사용되는 비이온계는, 예를 들어 EO, PO, BO 및 PEO 성분 또는 폴리알킬렌 산화물 블록 공중합체를 가지는 C2-C18 알콜 알콕실레이트로 구성되는 군으로부터 선택된, 성질이 지방족 또는 알킬 방향족일 수 있는 유기 소수성 물질과 알킬렌 산화물 기를 축합하는 것에 의하여 얻어진다.
계면활성제는 약 0 중량% 내지 약 10 중량%, 바람직하게 0.5 중량% 내지 약 5 중량%, 가장 바람직하게 약 0.2 중량% 내지 약 2 중량%의 농도로 존재할 수 있다. 본원에서 기술된 양이온성 전분의 효과 때문에, 세제 제형에서 비-이온 계면활성제의 수준은 최대 2 중량%로 낮아질 수 있다. 그래서 비이온 계면활성제가 존재가 존재할 수 있지만, 바람직하게 수성 세정 용액 중 최대 20 ppm 비-이온 계면활성제의 수준을 제공하는 농도로 적용되어야 하고/하거나 최대 1/1의 비이온 계면활성제 대 양이온성 전분의 중량비를 제공하는 농도로 적용되어야 한다. 유리하게는, 세제 제형 중에 비이온 계면활성제는 전혀 존재하지 않는다.
표백제
본 발명에 따른 시스템에서 사용을 위한 적합한 표백제는 할로겐-기반 표백제 또는 산소-기반 표백제일 수 있다. 하나 초과 종류의 표백제가 사용될 수 있다.
할로겐 표백제로써, 알칼리 금속 하이포클로라이트가 사용될 수 있다. 다른 적합한 할로겐 표백제들은 디- 및 트리-클로로 및 디- 및 트리-브로모 시아누르산의 알칼리 금속 염들이다. 적합한 산소-기반 표백제들은 나트륨 퍼보레이트(4- 또는 일수화물)와 같은 퍼옥시젠 표백제, 나트륨 카르보네이트 또는 과산화수소이다.
하이포클로라이트, 디-클로로 시아누르산 및 나트륨 퍼보레이트 또는 퍼카르보네이트의 양은 예를 들어, 각각 1-10 중량% 및 4-25 중량%처럼, 바람직하게 각각, 15 중량%, 및 25 중량%을 초과하지 않는다.
소포제
분말, 과립 분말, 테블릿, 브리퀘트 또는 고체 블록의 형태의 고체 세제에 있어서, 고체 탈포제의 사용이 바람직할 수 있다. 적합한 고체 탈포제의 예는 실폼(SILFOAM)® SP 150 (예, 워커 케미(Wacker Chemie) AG; 실리콘 안티폼 파우더(Silicone Antifoam Powder)) 또는 DC 2-4248S (예, 다우 코닝(Dow Corning); 분말 소포제)이다.
효소
녹말 분해 및/또는 단백질 분해 효소는 일반적으로 효소 구성 성분으로써 사용될 수 있다. 본원에서 사용가능한 효소는 박테리아 또는 진균으로부터 유도된 것들일 수 있다.
다양한 기타 구성 성분의 소량이 화학적 세정 시스템 중에 존재할 수 있다. 이것들은 용매, 및 에탄올, 이소프로판올 및 크실렌 술포네이트와 같은 향수성 물질, 흐름 조절제; 효소 안정화제; 재부착 방지제; 부식 방지제; 및 기타 기능성 첨가제를 포함한다.
세제 조성물의 구성 성분은 고체(임의로 사용 전 용해될 수 있음), 수성 액체 또는 비-수성 액체(임의로 사용 전 희석될 수 있음)의 형태로 독립적으로 제형화될 수 있다.
식기 세척 세제는 액체 또는 분말의 형태일 수 있다. 분말은 과립 분말일 수 있다. 분말 형태인 경우, 흐름 보조제가 존재하여 좋은 흐름 특성을 제공하고 분말의 덩어리 형성을 방지할 수 있다. 세제는 바람직하게 테블릿 또는 고체 블록 형태일 수 있다. 또한 바람직하게, 세제는 사쉐(sachet) 내 테블릿 및 분말의 조합이어서 수 회 세척을 위한 단위 투입량을 제공할 수 있다. 액체는 관습적인 액체, 구조화된 액체 또는 겔 형태일 수 있다.
양이온성 전분은 흐름 및 안정성과 같은 물리적 특성을 희생하지 않고 오히려 테블릿, 블록, 분말 또는 과립과 같은 주 세척 세제에 쉽게 혼입될 수 있다. 세척 세제에 혼입된 양이온성 전분은 액체 형태일 뿐만 아니라 고체 형태일 수 있다.
화학적 세정 방법은 임의의 통상의 자동화 기관용 또는 가정용 식기 세척 공정에서 사용될 수 있다.
전형적인 기관용 식기 세척 공정은 연속식 또는 비-연속식 중 하나이고 단일 탱크 또는 다중-탱크/컨베이어 유형 기계 중의 하나에서 수행된다. 컨베이어 시스템에서 예비-세척, 세척, 후기-헹굼 및 건조 구역이 파티션을 이용하여 일반적으로 설치된다. 세척 물은 헹굼 구역으로 도입되고 예비-세척 구역을 향해 다시 케스케이드 방식으로 통과되며 반면 더러운 식기류는 반대 흐름 방향으로 이송된다.
전형적으로, 기관용 식기 세척기는 세척 단계에서 45 - 65 ℃ 사이의 온도, 헹굼 단계에서 약 80 - 90 ℃의 온도에서 작동된다. 세척 단계는 전형적으로 10분을 초과하지 않거나 심지어 5분을 초과하지 않는다. 게다가, 수성 헹굼 단계는 전형적으로 2분을 초과하지 않는다.
예를 들어, 약 10%의 일반적인 양의 수성 희석제를 사용하여 농축된 버젼에서 식기 세척 공정 내 세제를 투입하는 것, 및 예를 들어, 존슨디버시(JohnsonDiversey)의 디보젯(Divojet)® 개념에서 수행되는 것처럼, 농축 세제와 식기의 10 내지 30초 접촉 시간 후와 같이, 세척 공정의 나중 단계에서 남아있는 90%의 수성 희석제를 첨가하는 것이 예상된다.
주기적으로 식기를 처리하는 것에 대해 식기 세척 세제를 사용하는 것도 또한 예상된다. 본원에 기술된 양이온성 전분을 포함하는 세제를 사용하는 처리는 양이온성 전분 없이 세제를 사용하는 하나 이상의 세척과 교대된다. 이러한 주기적 처리는 예를 들어, 세척 용액 중 50 내지 500 ppm 양이온성 전분을 제공하는 세제 중 상대적으로 높은 농도의 양이온성 전분으로 행해질 수 있다.
놀랍게도, 본원에 기술된 양이온성 전분을 포함하는 세제를 사용하는 세정 방법이 가정용 식기 세척 공정에서 또한 매우 잘 수행된다는 것이 밝혀졌다. 심지어 헹굼 단계가 기관용 공정과 비교시 실질적으로 더 긴 가정용 식기 세척 조건 하에서, 본원에 기술된 양이온성 전분은 수성 헹굼 단계에서 시팅 작용을 제공하도록 식기 상에 층을 제공한다.
본원에 기술된 양이온성 전분을 포함하는 세제는 연수, 또는 심지어 역삼투 물이 헹굼 단계에서 사용되고, 임의로 세척 단계에서 또한 사용될 때에도 또한 매우 잘 수행한다. 기재, 특히 유리의 높은 시각적 외양이 중요한 경우 역삼투 물이 종종 식기 세척을 위해 사용되는데, 이것은 이러한 유형의 물이 물 찌꺼기를 남기지 않기 때문이다. 그러나, 표준 헹굼 보조제를 사용하는 것은 시각적 외양에 부정적인 효과를 가질 수 있고(비-이온성 찌꺼기 때문에), 또는 건조가 완벽하지 않을 때 스팟이 형성될 수 있다.
놀랍게도, 본원에 기술된 양이온성 전분을 포함하는 세제가 다양한 기재; 유리, 세라믹 및 금속 물질 뿐만 아니라, 플라스틱 기재에도 적절한 건조를 제공한다는 것이 밝혀졌다. 추가로, 양이온성 전분을 포함하는 세제는 폼 형성에 민감하지 않다. 심지어 다양한 오염물과 결합한 경우에도 오직 낮은 수준의 거품만이 기계적 식기 세척 공정에서 형성된다. 게다가, 하이캣 CWS 42와 같은 양이온성 전분은 상 분리의 위험없이 고체 과립 세제에 쉽게 혼입될 수 있다. 상기 양이온성 전분의 상대적으로 큰 입자 크기가 입자의 분리를 방지한다. 추가로 하이캣 CWS 42로써 양이온성 전분은 간접적인 음식 접촉에 승인되고 쉽게 이용가능하다.
빌트-인 헹굼 보조제의 상기 개념으로 더 단순한 세척 공정이 기관용 및 가정용 식기 세척에서 얻어지고, 이것은 별도의 헹굼 보조제의 사용의 필요를 제거한다. 증가된 간단함 이외에, 이 개념은 상기 별도의 헹굼 보조제의 원재료, 패키징, 가공, 운송 및 저장과 같은 것에 대한 것뿐만 아니라, 헹굼 보조제를 헹굼 용액에 투입하기 위한 펌프의 필요성을 제거함으로써 확실한 비용 절감을 제공한다.
양이온성 전분을 가진 빌트-인 헹굼 보조제 개념에 의해 얻어진 최적의 건조 거동은 상기 기재들의 정전기적 특성을 또한 감소시킬 수 있다.
식기 세척 공정에 대한 빌트-인 헹굼 보조제의 상기 개념에 최적의 건조 특성을 제공하는 양이온성 전분은 약간의 세정, 탈포, 증강제, 결합제, 유변학 개질, 증점, 구조화, 스케일 방지 또는 부식 방지 특성도 가질 수 있으며 이러한 것들은 전반적인 세척 공정을 개선한다. 특히, 빌트-인 헹굼 보조제 없이 오직 물만으로 헹구는 유사한 시스템과 비교할 경우 감소된 스케일 축적이 관찰되었다. 게다가 유리에 남겨진 헹굼 보조제로부터 비이온성 물질들이 전형적으로 거품을 억제하는 표준 헹굼 공정과 비교할 경우, 비어 폼 특성에 대한 아무런 효과가 관찰되지 않았다. 또한, 오염물의 지방 유형에 긍정적인 오염물 방출 효과가 관찰되었다.
본 발명은 다음의 실시예로부터 더 잘 이해될 것이다. 그러나, 당업자는 논의된 특정 방법 및 결과들은 오직 본 발명의 예시일 뿐이고 본 발명의 한정이 의도되지 않는다는 것을 쉽게 이해할 것이다.
실시예 1
이 실시예에서는 다양한 기재의 건조 거동을 기관용 단일 탱크 식기 세척기에서 시험한다. 연수를 사용하는 표준 기관용 세척 공정을 특히 포스페이트, 메타실리케이트 및 하이포클로라이트를 포함하는 주 세척 공정과 함께 본 시험에 적용한다.
처음 (시험 1: 참고) 건조 거동을 린스 구성 성분이 존재하지 않는(별도의 헹굼을 통하여 투입되지 않고 주 세척 공정에 첨가되지 않음) 세척 공정에 대해 측정한다. 이 경우, 주 세척은 오직 1 g/L로 투입된 주 세척 분말(특히 포스페이트, 메타실리케이트 및 하이포클로라이트)만을 포함하고 헹굼은 담연수로 행해진다.
그리고 나서 (시험 2) 건조 거동을, 별도로 투입된 헹굼 보조제와 결합된, 시험 1에서와 동일한 주 세척 조성물에 대해 측정한다. 이것은 헹굼 보조제가 투입되는 헹굼 용액으로 헹굼에 의해 기재의 건조가 얻어지는 대표적인 표준 기관용 접시 세척 공정이다. 이 린스 구성 성분을 마지막 헹굼 내로 보일러 바로 전 별도의 헹굼 펌프를 통하여 투입한다. 헹굼 보조제 A를 기관용 식기 세척을 위한 대표적인 헹굼 보조제로써 사용한다. 이 중성 헹굼 보조제는 약 30%의 비-이온성 혼합물을 포함한다. 이 헹굼 보조제를 0.3 g/L의 수준으로 투입함에 의해, 헹굼 용액 중 비-이온성 물질의 농도는 약 90 ppm이다. 헹굼 보조제 A의 주요 성분은 하기 표 1에 주어진다.
[표 1]
Figure pct00002
그리고 나서(시험 3, 4 및 5) 건조 거동을 린스 구성 성분이 별도의 헹굼에 투입되지 않지만 (그래서 오직 담연수로 헹구어짐) 상이한 분말 기반 제품이 1 g/L로 주 세척에 첨가되는 세척 공정에 대해 측정하였다.
시험 3에서 양이온성 구아가 주 세척 용액에 존재하였다: 재규어 C 1000; 예, 로디아(Rhodia); 구아 검(Guar gum), 2 히드록시-3-(트리메틸암모늄)프로필 에테르 클로라이드(CAS Nr: 65497-29-2). 이 다당류가 WO 2008/147940에 기술된, 유사한 시행에서 가장 좋은 건조 특성을 제공했기 때문에 이를 선택하였다.
시험 4 및 시험 5에서 양이온성 전분이 주 세척 용액에 존재하였다: 하이캣 CWS 42 예, 로퀘트 프레레스(Freres); 찬 수용성 양이온성 감자 전분 (CAS Nr: 56780-58-6).
상기 세제들의 조성물이 표 2에 주어진다.
[표 2]
Figure pct00003
이러한 시험에 사용되는 식기세척기는 호바르트(Hobart)-단일 탱크 후드 기계이며, 이것은 후드가 자동으로 열고 닫히고, 식기가 있는 선반이 자동적으로 기계 안으로 및 바깥으로 이동되도록, 실험실 시험에 대해 자동화되어 있다.
단일 탱크 후드 기계 사양
유형: 호바르트 AUX70E
세척조 부피: 50 L
헹굼 부피: 4 L
세척 시간: 65 초
헹굼 시간: 8 초
세척 온도: 45 ℃
헹굼 온도: 80 ℃
물: 연수 (물 경도: < 1 DH)
작동 방법
세척조를 연수로 채우고 가열시킬 때, 세척 프로그램이 시작된다. 세척 물은 내부 세척 펌프 및 식기류 위의 세척 팔(arm)에 의해 기계 내에서 순환될 것이다. 세척 시간이 끝날 때, 세척 펌프는 멈출 것이고 세척 물은 기재 아래의 저장소에 머무를 것이다. 그리고 나서 4 L의 세척조는 펌프에 의해 배수구로 자동적으로 배수된다. 그리고 나서 헹굼 프로그램이 시작된다; 보일러(연수 저장소와 연결됨)로부터 따뜻한 담수가 식기류 위로 헹굼 팔에 의해 헹궈질 것이다. 헹굼 시간이 끝나면 기계가 열린다.
오직 담연수가 기재 위로 헹궈지고: 주 세척 공정으로부터 어떤 구성 성분도 헹굼 물에 용해될 수 없다는 것이 인지되어야 한다(식기세척기의 고객 유형과 대조적임). 세척 펌프 및 세척 팔 및 노즐은 헹굼에 사용되지 않고 헹굼 물은 헹굼 동안 세척 탱크 내에서 순환되지 않는다.
일단 세척기가 연수로 채워지고 물의 온도가 45 ℃이면, 분말 기반 제품이 선반 위의 접시를 통해 첨가되어 세척조에 1 g/L를 제공한다. 한 번의 세척 순환이 끝나고 제품이 완전히 용해되는지 확인한다.
세 가지 상이한 유형의 기재에서 건조 시간을 측정한다. 이 기재들은 기관용 식기 세척 공정에서 린스 구성 성분 없이 건조되는 것이 어렵고 표준 헹굼 보조제 공정으로 겨우 적당히 건조되기 때문에 이 기재들을 선택한다. 이 기재들은 실질적으로 관련있는 다음 물질들로 만들어진다: 2 유리 쿠폰 (148*79*4 mm); 2 플라스틱 ('니트라론(Nytralon) 6E'(쿼드란트 엔지니어링 플라스틱 프러덕츠(Quadrant Engineering Plastic Products)); 나튀렐) 쿠폰 (97*97*3 mm); 2 스테인리스 스틸 컵 (110*65*32 mm), 모델: 르 쉐프, 공급자: 엘렉트로블록 BV.
세척 순환 및 헹굼 순환 후 세척된 기재들의 건조 시간을 주위 온도에서 측정한다(초 단위). 건조 시간이 300초보다 긴 경우 300초로 기록한다. 그러나, 많은 기재들이 5분 이내에 건조되지 않는다. 저런 경우, 기재 상의 잔여 물방울을 또한 계산한다.
세척 순환 및 건조 시간 측정을 임의의 화학 물질을 첨가하지 않고 같은 기재에서 2 번 더 반복한다. 매 새로운 시험에서 기재를 교체한다(식기 상에 흡착될 가능성이 있는 구성 성분이 건조 결과에 영향을 끼치지 않게 하기 위함).
표 3에 이 세척 공정에 대한 건조 결과가 주어진다. 각 기재에 대해 3 반복 시험에 대한 건조 시간의 평균 값 및 5분 후 기재 상의 물방울 수의 평균 값이 주어진다.
[표 3]
Figure pct00004
건조 계수
상기 세제들의 건조 거동을 건조 계수로도 또한 수량화할 수 있다. 이는 건조 시간 및 5분 후 잔여 물방울 수 둘 다에 대해 계산될 수 있고 다음 비율에 상응한다:
첨가된 구성 성분이 있는 세제를 사용한 건조 시간
첨가된 구성 성분이 없는 세제를 사용한 건조 시간 (참고 시험 1)
및/또는
첨가된 구성 성분이 있는 세제를 사용한 5 분 후 물방울 수
첨가된 구성 성분이 없는 세제를 사용한 5 분 후 물방울 수
더 좋은 건조 거동은 더 낮은 건조 계수와 상응한다.
표 4에 다양한 세척 공정에 대한 건조 계수가 계산된다. 건조 계수는 세 가지 모든 상이한 기재들에 대한 평균 값으로써 계산된다. 같은 방식으로, 참고 시험 1과 비교시 별도의 표준 헹굼 보조제가 있는 세척 공정(시험 2)에 대해 건조 계수가 계산된다.
[표 4]
Figure pct00005
참고 시험 1은 세척 공정 또는 최종 헹굼에 린스 구성 성분이 존재하지 않는 경우 상기 기재들이 적절하게 건조되지 않는다는 것을 보여준다. 선택된 기재 모두에, 심지어 5분 후에도, 많은 물방울이 남아있다.
시험 2의 결과는 이러한 기재들을 건조시키기가 정말 어렵다는 것을 보여준다. 이러한 현 표준 세척 및 헹굼 조건 하에서, 오직 유리 쿠폰만 건조되고, 플라스틱 및 스테인리스 스틸 기재 상에는 여전히 일부 물방울이 5분 후에 남아있다. 그러나 상기 별도의 표준 린스를 사용한 건조는 어떤 린스 구성 성분을 사용하지 않는 참고 시험 1의 건조보다 훨씬 더 좋다.
시험 3는 주 세척 세제 내 재규어 C1000의 존재가 담연수만을 사용하여 헹구는 이들 조건 하에서 매우 좋은 건조 특성을 가져오는 것을 보여준다. 이 결과는 국제 특허 출원 WO 2008/147940에 기술된 결과와 비슷하다.
시험 4 및 시험 5는 주 세척 세제 내 하이캣 CWS 42의 존재가 담연수만을 사용하여 헹구는 이들 조건 하에서 매우 좋은 건조 특성을 또한 가져오는 것을 보여준다. 이 건조 거동은 별도의 헹굼 보조제를 사용한 시험 2의 그것보다 상당히 더 좋다. 이 결과는 또한 플라스틱 기재의 건조가 주 세척 용액 중 재규어 C1000이 존재하는 경우보다 양이온성 전분이 존재하는 경우 더 좋다는 것을 또한 보여준다.
건조 계수는 주 세척에 첨가된 양이온성 전분의 뛰어난 건조 특성을 보여준다. 시험 4 및 5 둘 다 잔여 물방울 수에 기초한 건조 계수는 0 (그리고 0.5보다 매우 훨씬 더 낮음) 이고/이거나 건조 시간에 기초한 건조 계수는 0.9보다 훨씬 더 낮다.
추가적인 시행은 시험 4 및 5의 과립 분말에 기초한 제품이 물리적으로 안정하다는 것을 보여주었다. 분리 효과가 관찰되지 않았으며, 또한 1시간 동안 병에서 5 kg 제품을 기계적으로 흔든 후에도 관찰되지 않았다. 병 중 다른 위치로부터의 제품 시료는 모두 표 3에 보여지는 것처럼 비교할 만한 완벽한 건조를 제공하였다. 명백히, 양이온성 전분 하이캣 CWS 42는, 국제 특허 출원 WO 2008/147940의 실시예 4에 기술된 것처럼, 분리를 예방하기 위해 특별한 가공 방법을 필요로 하는 미세 분말 재규어 C1000보다 분리에 덜 민감하다.
실시예 2
이 실시예에서는 다양한 기재의 건조 거동을 가정용 식기 세척기에서 시험하였다. 수돗물을 사용하는 표준 세척 공정을 특히 포스페이트 및 메타실리케이트를 포함하는 주 세척 공정과 함께 본 시험에 적용하였다.
처음 (시험 1) 임의의 린스 구성 성분이 없는 본 공정의 건조 거동을 측정하였다. 본 참고 시험에서 주 세척 용액에 린스 구성 성분이 존재하지 않고 물을 사용한 마지막 헹굼에 린스 구성 성분을 투입하지 않았다.
그리고 나서 (시험 2) 상업적으로 입수 가능한 '썬 올인원(Sun All in 1)' 테블릿으로 본 공정의 건조 거동을 측정하였다. '썬 올인원' 테블릿은 빌트 인 헹굼 보조제를 포함하는 식기 세척 테블릿에 대해 내수 시장에서 선두 제품 중의 하나이다. 본 '벤치마크 테스트'에서 물을 사용한 마지막 헹굼에서 린스 구성 성분을 투입하지 않았다.
마지막 (시험 3) 양이온성 감자 전분이 주 세제 제품에 존재하고 물을 사용한 마지막 헹굼에 린스 구성 성분이 투입되지 않은 세척 공정에 대해 건조 거동을 측정하였다.
본 시험에 사용한 식기세척기는 보쉬(Bosch) SMG 3002이고, 독일 경도 8의 물 경도를 가진 수돗물을 본 시험에 사용하였다. 자동화된 에코-공정을 본 시험에 적용하였다. 본 공정은 약 30분의 세척 공정으로 시작하고, 세척 용액은 약 55 ℃로 가열된다; 다음으로 담수로 약 15분의 마지막 헹굼 공정; 다음으로 약 5분의 건조 단계가 뒤따른다.
실시예 1에 기술한 것과 유사한 쿠폰을 본 시험에 사용하였다. 실시예 1에 기술된 것과 같은 방식으로, 이 쿠폰들을 시험 시작 단계에서 선반에 놓고 세척 공정이 끝날 때 측정하였다.
시험 2에서, 22 그램의 중량을 가진 '썬 올인원' 테블릿 하나를 세척 공정에 첨가하였다. 시험 1 및 시험 3에는 같은 중량인 22 그램 세제를 첨가하였다. 본 세제의 조성물은 표 5에 주어진다.
[표 5]
Figure pct00006
표 6에서 이 세척 공정에 대한 건조 결과들이 주어진다.
[표 6]
Figure pct00007
다음 건조 계수들은 (참고 시험 1과 비교되는 실시예 1에서 기술한 것처럼) 계산될 수 있다.
[표 7]
Figure pct00008
참고 시험 1은 세척 공정 또는 마지막 헹굼에서 린스 구성 성분이 존재하지 않는 경우 기재들이 적절하게 건조되지 않는다는 것을 보여준다.
벤치 마크 시험 2는 '썬 올인원' 테블릿이 이 기재들의 건조에 긍정적인 효과를 가진다는 것을 보여준다. 특히 참고 시험과 비교할 때 잔여 물방울 수가 더 적다. 그러나 건조 거동이 완벽한 것은 아니다. 이 결과는 빌트-인 린스 구성 성분과 이 테블릿에 의한 가정용 식기 세척기에서 건조가 별도의 헹굼 보조제를 통해 헹굼에 린스 구성 성분을 첨가하여 건조하는 것보다 종종 열세에 있다는 것에 대한 일반적인 경험과 비슷하다.
시험 3은 주 세척 세제 중 하이캣 CWS 42의 존재가 매우 좋은 건조를 이끈다는 것을 보여준다. 이 건조 거동은 '썬 올인원' 테블릿을 사용한 건조 거동보다 상당히 더 좋다. 기재들은 주 세척에서 하이캣 CWS 42를 사용한 이 공정에서 완전하게 건조되고 물을 사용한 마지막 헹굼에서 린스 구성 성분을 투입하지 않았다. 양이온성 전분을 포함하는 주 세척 세제는 가정용 식기 세척 공정의 이러한 조건 하에서 적절한 건조를 또한 제공한다고 도출할 수 있다.
실시예 3
이 실시예에서 건조 거동을 기관용 단일 탱크 기계에서 양이온성 전분(하이캣 CWS 42)을 포함하는 몇 가지 액체 기반 세제에 대하여 시험한다. 이 액체 세제들은 상이한 증강제에 기반한다. 다음 액체 세제들은 주어진 순서에 따라 50 ℃에서 원 물질을 첨가함으로써 만들었다.
[표 8]
Figure pct00009
건조 시험을 실시예 1에서 기술한 것과 같은 시험 방법 및 유사한 시험 조건으로 수행하였다. 본 실시예에서 주 세척 용액의 온도는 50 ℃이었으나, 세척 시간은 29초이었다. 각 액체 기반 제품을 세척조에 2 g/L로 투입하였고 연수를 이 시험에 사용하였다. 헹굼은 오직 담연수로만 행하였다. 건조 결과는 표 9에 주어진다.
[표 9]
Figure pct00010
다음 평균 건조 계수들은 참고 시험 1과 비교하여 (실시예 1에 기술된 것처럼) 계산될 수 있다.
[표 10]
Figure pct00011
이 실시예는 상이한 증강제에 기반하고 양이온성 전분을 포함하는 상기 액체 세제들이 오직 담수로 헹궈지는 식기 세척 공정의 주 세척에 적용될 경우 매우 좋은 건조 특성을 제공한다는 것을 보여준다.
실시예 4
이 실시예에서 식기 세척 공정에 다양한 기재들의 건조 거동에 대한 다양한 양이온성 전분들의 효과를 시험하였다. 이 양이온성 전분들은 몇 가지 유형의 전분들의 상이한 양이온성 개질에 기반한다.
실시예 3에서 기술된 것과 같은 식기 세척기, 세척 공정 및 건조 시험 방법을 사용하였다. 처음 (시험 4A: 참고) 건조 거동을 린스 구성 성분이 없는 세척 공정에 대하여 측정하였다. 참고 공정에서 세척 용액은 연수 중 0.55 g/l 나트륨 트리폴리 포스페이트 + 0.40 g/l 나트륨 메타실리케이트 + 0.02 g/l 디클로로이소시아누르산 Na-염. 2aq(NaDCCA)를 포함하였다.
그리고 나서 (시험 4B 내지 4N) 건조 거동을 30 ppm의 상이한 양이온성 전분이 존재하는 세척 공정에 대하여 측정하였다. 이 세척 용액들은 0.55 g/l 나트륨 트리폴리 포스페이트 + 0.40 g/l 나트륨 메타실리케이트 + 0.02 g/l 디클로로이소시아누르산 Na-염. 2aq(NaDCCA) + 0.03 g/L 양이온성 전분을 포함하였다.
상기 모든 시행에서, 헹굼 흐름에 린스 구성 성분이 투입되지 않았고; 그래서 오직 담연수로 헹구었다.
시험 4B에서 4N까지에서 양이온성 전분으로써 사용한 물질은 다음과 같았다.
- 하이캣 CWS 42 (시험 4B) 예, 로퀘트, 2-히드록시-3-(트리메틸암모니오) 프로필 에테르 전분 클로라이드 (CAS nr. 56780-58-6);
- PT. 스타치 솔루션 인터네셔널으로부터 6 가지 상이한 양이온성 타피오카 전분 유도체를 시험하였다(시험 4C - 4H); 모두 CAS nr. 56780-58-6을 가짐. 이 물질들은 상이한 양이온성 치환의 정도(DS) 및 pH-값을 가진다; 이들은 다음 개관에 주어진다.
Figure pct00012
- 네셔널 스타치 & 케미칼 리미티드로부터 세 가지 상이한 양이온성 타피오카 전분을 시험하였다. 이들은 다음과 같이 상이한 양이온성 정도를 가진다;
캐토(Cato) 304 (시험 4I) - 4차 아민 (0,25 %N)
캐토 306 (시험 4J) - 4차 아민 (0,30 %N)
캐토 308 (시험 4K) - 4차 아민 (0,35 %N)
- 머메이드 M-350B (시험 4L), 예, 시키시마 스타치 컴퍼니 리미티드, α- 양이온성 전분(CAS: 9063-45-0).
엑셀 DH (시험 4M), 예, 니뽄 스타치 케미칼 컴퍼니 리미티드, 가수분해된 전분, 수소화된-O-C3H5(OH)-N+(CH3)3CL-(CAS 56780-58-6).
엑셀 NL (시험 4N), 예, 니뽄 스타치 케미칼 컴퍼니 리미티드, 시럽 가수분해된 전분, 수소화된-O-C3H5(OH)-N+(CH3)3CL-(CAS 56780-58-6); 활성도 60% (및 40% 물).
표 11에 상기 식기 세척 공정에 대한 건조 결과가 주어진다. 각 기재에 대해 3 반복 시험에 대한 건조 시간의 평균 값 및 5분 후 기재 상의 물방울 수의 평균 값이 주어진다.
[표 11]
Figure pct00013
다음의 평균 건조 계수는 계산될 수 있다.
[표 12]
Figure pct00014
이 결과들은 몇 가지 유형의 전분의 상이한 양이온성 개질에 기반한 다양한 양이온성 전분을 포함하는 세척 공정들이 모두 모든 기재 상에서 매우 좋은 건조를 제공한다는 것을 보여준다.
실시예 5
이 실시예에서, 폼 형성을 상이한 오염물들과 결합한 양이온성 전분 또는 양이온성 구아를 포함하는 세척 공정에 대하여 시험하였다. 이 시행에서 다음 세제들을 제조하였다.
[표 13]
Figure pct00015
세제 1 및 3은 양이온성 전분을 포함하였다: 하이캣 CWS 42 예, 로퀘트 프레레스; 찬 수용성 양이온성 감자 전분 (CAS Nr: 56780-58-6).
세제 2 및 4는 양이온성 구아를 포함하였다: 재규어 C 1000; 예, 로디아; 구아 검, 2 히드록시-3-(트리메틸암모늄)프로필 에테르 클로라이드 (CAS Nr: 65497-29-2). WO 2008/147940에 따르면 이 다당류가 가장 좋은 건조 특성을 제공하기 때문에 이를 선택하였다.
세제 1 및 2는 분말 기반이다. 세제 3 및 4는 액체 세제이다; 먼저 양이온성 다당류를 50 ℃에서 물에 용해시키고, 다음으로 다른 원 물질을 첨가함으로써 이것들을 제조하였다.
분말 기반 세제를 연수에 1 g/L로 투입하였고 액체 세제는 세척 공정에 2 g/L로 투입하였다.
상기 세제들의 폼 형성을 두 가지 상이한 오염물들과 합하여 측정하였고, 분말 세제를 포함하는 세척 공정에 1 컵(200 ml)의 우유가 있는 커피를 첨가하였다. 액체 세제를 사용하는 세척 공정에서는 1 컵(200 ml)의 오렌지 주스를 첨가하였다.
상기 시행에 대해 기관용 단일 탱크 식기 세척기를 사용하였다. 세척 공정의 온도는 변화하였고 30 ℃에서 70 ℃까지 10 ℃씩 단계로 증가시켰다. 헹굼 공정을 적용하지 않았고 세척 후 60초 동안 폼 수준을 측정하였다. 이 5 가지 상이한 온도에서 폼의 전체 수준이 표 14에 주어진다.
[표 14]
Figure pct00016
상기 시험 데이터는 양이온성 전분이 상이한 오염물을 가진 상기 세척 공정에서 양이온성 구아보다 폼 형성에 덜 민감하다는 것을 보여준다. 폼 형성은 덜 좋은 기계적 작용을 야기하고 따라서 덜 좋은 세정 성능을 가져오기 때문에, 이것은 기계적 식기 세척 공정에 중요한 파라미터이다.
실시예 6
특허 출원 JP 2007-169473은 식기 세척 제품에서 비-이온성 계면활성제 및 양이온성 다당류의 결합된 사용을 기술한다. 이 실시예에서 양이온성 전분을 포함하는 식기 세척 제품에 존재하는 비-이온성 물질의 효과를 다양한 양상에서 시험한다.
이 시행에 대해 특허 출원 JP 2007169473에서 언급된 것처럼, 바람직한 비-이온성 물질 중 하나, 플루라팩 LF 403 (예, 바스프; 지방 알콜 알콕실레이트)를 액체 및 고체 세제 둘 다에 혼입하였고, 비-이온성 물질이 있는 상기 시료에서, 양이온성 전분/비-이온성 물질의 비율은 1/2 내지 약 1/8의 범위에 있다. 추가로, 비-이온성 물질이 없는 참고 시료도 또한 시험하였다.
전체로써 7 가지 분말 기반 및 7 가지 액체 세제를 제조하고 건조 특성을 시험하였고, 또한 세정, 세정 공정에서 폼 형성, 흐름 특성(분말) 및 상 분리(액체)에 대해 시험하였다. 상기 시험에서 양이온성 전분은 다음과 같았다.
- 하이캣 CWS 42, 예, 로퀘트, 2-히드록시-3-(트리메틸암모니오) 프로필 에테르 전분 클로라이드 (CAS nr. 56780-58-6);
- 엑셀 NL, 예, 니뽄 스타치 케미칼 컴퍼니 리미티드, 시럽 가수분해된 전분, 수소화된-O-C3H5(OH)-N+(CH3)3CL-(CAS 56780-58-6); 활성도 60% (및 40% 물).
세척 공정에 첨가된, 분말 기반 세제의 조성물 및 중량이 표 15 A에 주어졌다. 모든 세척 공정에서, 나트륨 트리폴리포스페이트(STPP), 나트륨 메타실리케이트(SMS) 및 디클로로이소시아누르산 Na-염.2aq (NaDCCA)의 동일한 수준이 존재하였다.
플루라팩 LF 403의 수준 및 양이온성 전분의 유형은 상기 시료들에서 다르다. 양이온성 전분/비-이온성 물질의 계산된 비율이 마지막 컬럼에 주어진다.
[표 15A]
Figure pct00017
세척 공정에 첨가된, 액체 세제의 조성물 및 중량이 표 15B에 주어진다. 모든 세척 공정에서 브리퀘스트 ADPA 60A(60% HEDP-용액), GLDA(38% 용액), 가성 포타쉬(potash)(50% KOH 용액) 및 K-실리케이트 35 Be의 동일한 수준이 존재하였다.
플루라팩 LF 403의 수준 및 양이온성 전분의 유형은 상기 시료들에서 다르다. 양이온성 전분/비-이온성 물질의 계산된 비율이 마지막 컬럼에 주어진다.
[표 15B]
Figure pct00018
상기 세제들을 실시예 3에서 기술된 바와 같은 식기 세척기 및 세척 공정에 첨가하였고 건조 거동을 측정하였다. 모든 상기 시행에서, 헹굼 흐름에 린스 구성 성분을 투입하지 않았다; 그래서 오직 담연수로 헹구었다.
상기 세척 공정에 대한 건조 결과가 표 16에 주어진다. 각 기재에 대해 3 반복 시험에 대한 건조 시간의 평균 값 및 5분 후 기재 상의 물방울 수의 평균 값이 주어진다. 추가로, 평균 건조 계수가 계산되고 마지막 컬럼에 주어진다.
[표 16]
Figure pct00019
상기 시행으로부터, 분말 기반 및 액체 세제 둘 다, 비-이온성 계면활성제가 상기 세제에 또한 존재할 경우 양이온성 전분의 건조 거동이 부정적인 영향을 받는다고 도출할 수 있다. 이것은 상기 시행에서 시험된 양이온성 전분의 둘 다의 유형에 대한 경우이다. 가장 좋은 건조 결과를 상기 양이온성 전분이 세척 공정에서 비-이온성 계면활성제와 결합하지 않은 경우에 얻는다.
3번째 세척 후, 헹굼 없는 추가의 세척을 수행하고 폼 수준을 측정하였다. 이 결과(센티미터 단위의 폼 높이)는 표 17에 주어진다.
추가로, 하나의 추가적 세척을 행하고 상기 세척 공정의 세정 성능을 오염물의 전분 유형에 덮힌 두 가지 접시 상에서 측정하였다. 아침 씨리얼(뉴트리시아(Nutricia)의 밤빅스(Bambix))을 솔로 상기 접시에 적용하였다. 상기 접시의 세정을 시각적으로 측정하였다; 이 결과는 표 17에 주어진다.
분말 기반 세제의 흐름 특성을 DFR-값(역학 유속)을 측정함으로써 측정하였다. DFR 값을 분말 시료가 수직 튜브(4 cm 지름 및 30 cm 높이)를 통하여 흐르는데 필요한 시간을 기록함으로써 측정하였다. DFR 값을 비율로 계산하였다. 280/기록된 시간(초 단위). 더 높은 DFR-값은 분말 기반 세제에 대해 더 좋은 흐름 특성을 의미한다. DFR-값은 표 17에 주어진다. 분말이 자유롭게 흐르지 않았던 경우, NF라고 기입하였다.
액체 세제에 대해, 상 분리를 평가함으로써 물리적 안정성을 측정하였다. 100 ml 세제를 포함하는 100 ml 유리 시험관의 상부에 분리된 층의 부피를 측정하였다. 이 결과도 또한 표 17에 주어진다.
[표 17]
Figure pct00020
이 결과로부터 다음을 도출할 수 있다:
- 비-이온성 계면활성제의 존재는 세척 공정 동안에 폼 형성에 부정적인 영향을 가질 수 있다. 이것은 분말 기반 세제의 경우이다. 양이온성 전분이 있는 분말은 폼 형성을 야기하지 않지만, 양이온성 전분 및 비-이온성 물질이 있는 분말은 상당한 폼 형성을 야기한다.
- 비-이온성 계면활성제의 존재는 세정 성능에 부정적인 영향을 가진다. 오염물의 전분 유형의 제거는 비-이온성 물질이 세척 공정에 존재하는 경우 감소된다.
- 분말 기반 세제에서 비-이온성 계면활성제의 존재는 상기 세제의 흐름 특성에 부정적인 영향을 가지고, 감소된 DFR-값 또는 모든 자유 흐름 특성의 제거를 야기한다.
- 액체 기반 세제 중 비-이온성 계면활성제의 존재는 상기 세제들의 물리적 안정성에 부정적인 영향을 가지고, 상 분리를 야기한다.

Claims (14)

  1. (a) 세척 단계에서 식기를 식기 세척기 내의 수성 세정 조성물(수성 희석액 대부분과 수성 희석액 각 백만 부 당 식기 세척 세제 약 200 내지 5000 중량부를 포함)과 접촉시키는 단계; 및
    (b) 헹굼 단계에서 세척된 식기를 의도적으로 첨가된 헹굼제가 실질적으로 없는 수성 린스와 접촉시키는 단계를 포함하고, 식기 세척 세제가 수성 헹굼 단계에서 시팅 작용을 제공하도록 충분한 양의 양이온성 전분을 포함하여 식기 상에 다당류의 층을 제공하는 것, 및 식기 세척 세제가 비이온성 계면활성제를 포함할 경우, 비이온성 계면활성제 대 양이온성 전분 계면활성제의 중량비가 최대 1/1 이고/이거나 수성 세정 조성물 중 비이온 계면활성제의 농도가 최대 20 ppm인 것을 특징으로 하는 식기 세척 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 양이온성 전분이 암모늄기, 4차 암모늄기, 구아니듐기, 술포늄기 및/또는 포스포늄기로부터 유도된 양이온기를 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 양이온성 전분이 다음 화학식에 따른 4차 암모늄기인 양이온기를 포함하는 방법.
    Figure pct00021

    상기 식에서, R1, R2, R3, 및 R4는 각각 독립적으로 저급 알킬 또는 저급 히드록시알킬기, 바람직하게 R1, R2, R3, 및 R4는 서로 독립적으로 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 히드록시알킬기, 더 바람직하게 R1, R2, 및 R3는 동일한 C1-C4 알킬기이고 R4는 C3-C6 히드록시알킬기, 훨씬 더 바람직하게 R1, R2, 및 R3는 메틸기이고 R4는 C3-C6 히드록시알킬기이다.
  4. 제3항에 있어서, 상기 양이온성 전분이 (3-클로로-2-히드록시프로필)트리메틸암모늄 클로라이드 개질된 전분인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 양이온성 전분이
    양이온성 전분을 가진 세제를 사용한 건조 시간
    양이온성 전분이 없는 세제를 사용한 건조 시간
    의 비율이 최대 0.9인 것에 상응하고/상응하거나
    양이온성 전분을 가진 세제를 사용하는 경우의 5분 후 물방울 수
    양이온성 전분이 없는 세제를 사용하는 경우의 5분 후 물방울 수
    의 비율이 최대 0.5인 것에 상응하는 평균 건조 계수를 제공하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 양이온성 전분이 상기 세제의 0.01% 내지 50%(w/w), 바람직하게 0.1% 내지 20%(w/w), 더 바람직하게 0.2 내지 10%(w/w), 훨씬 더 바람직하게는 0.5% 내지 5%(w/w), 가장 바람직하게 1 내지 5%(w/w)를 구성하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 양이온성 전분이 수성 세정 조성물 내 1 내지 100 ppm, 바람직하게 2 내지 50 ppm, 더 바람직하게 5 내지 50 ppm의 양으로 존재하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 수성 세정 조성물이 비이온성 계면활성제를 포함하지 않는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 식기 세척기가 자동화된 가정용 세척기인 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 식기 세척기가 자동화된 기관용 세척기인 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 세척 단계가 농축된 버젼의 세제의 투입 및 나중에 수성 희석제를 이용한 그것의 희석을 포함하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 세제 및 양이온성 전분이 세척 단계에 별도의 제품으로써 투입되는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 식기 세척 세제가 분말, 과립 분말, 테블릿, 고체 블록의 형태이거나 사쉐(sachet) 내 분말과 테블릿의 조합인 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 식기 세척 세제가 액체, 구조화된 액체 또는 겔 형태인 방법.
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