KR20160072125A - 삽입된 표백 조성물, 관련된 제조 방법 및 용도 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 삽입된 표백 화합물 및 이의 조성물에 있어서 조성물, 사용 방법, 및 제조 방법에 관한 것이다. 삽입된 표백 화합물은 화학식이 Mx(OCl)y(0)m(OH)n(여기서, M은 알칼리토금속, 예컨대 마그네슘, 칼슘 또는 이들의 혼합물임)이다. x 및 y의 값은 독립적으로 1 이상의 임의의 수(예를 들어, 1, 2, 3, 4 등)이고, m 및 n은 독립적으로 0 이상의 임의의 수(예를 들어, 0, 1, 2, 3, 4 등)이지만, m 및 n이 둘 다 0인 것은 아니다. 추가적으로, 알칼리토금속(예를 들어, 마그네슘 또는 칼슘) 대 하이포클로라이트의 몰비는 적어도 3:1이다. 즉, x는 3y 이상이다. 화합물은 대안적인 염소 표백 제품과 비교하여 우수한 안정성을 나타내고, 염소 표백제 냄새를 약간 나타내거나 전혀 나타내지 않으며, 우수한 pH 완충 특징, 및 유기 물질과의 더 작은 반응성을 나타낸다.

Description

삽입된 표백 조성물, 관련된 제조 방법 및 용도{INTERCALATED BLEACH COMPOSITIONS, RELATED METHODS OF MANUFACTURE AND USE}
본 발명은 표백 화합물 및 이와 같은 화합물을 포함하는 표백 조성물에 관한 것이다. 이와 같은 화합물 및 조성물에 추가적으로, 본 발명은 이와 같은 화합물 및 조성물을 제조 및 사용하는 방법에 관한 것이다.
소듐 하이포클로라이트는 세탁물 관리 등에 있어서 다양한 경질 및 연질 표면의 세정 및 위생처리에 널리 사용되는 매우 효과적인 세정, 표백 및 위생처리 제제이다. 다양한 기타 다른 염소 표백 제품, 예컨대 기타 다른 하이포클로라이트(예를 들어, 칼슘 하이포클로라이트, 리튬 하이포클로라이트, 소듐 하이포클로라이트 포스페이트 부가체 등), 이소시아누르산, 이소시아누르산 염, 하이단토인(예를 들어, 디클로로하이단토인), 클로로아민(예를 들어, 트리클로로멜라민) 등이 이용가능하다. 이와 같은 다양한 염소 표백 제품은 제형 유연성, 냄새(즉, 기존 염소 표백제는 다양한 정도의 특유의 "표백제" 냄새를 나타냄), 특정 표백 제품으로 제형화된 용액의 투명성, 안정성, 이용가능한 염소의 수준, 염소 수율, 수분 민감성, 및 기타 다른 기준에 대하여 다양한 장점 및 단점을 나타낸다.
일반적으로, 임의의 주어진 기존 표백 제품은 일부 기준에 대하여 양호한 특징, 및 기타 다른 기준에 대하여 좋지 않은 특징의 혼합을 나타낸다. 예를 들어, 소듐 하이포클로라이트 포스페이트 부가체 표백 제품은 우수한 용액 투명성, 및 제형 유연성, 냄새, 및 수분 민감성에 대하여 비교적 양호한 특징을 제공하지만; 포스페이트를 함유하고 있으므로 세탁용 세제와 같은 다수의 목적에 대하여는 바람직하지 않다. 기타 다른 표백 제품이 하나 이상의 안정성, 염소 이용가능성, 제형 유연성 등에 대하여 더 양호한 특징을 나타내는 반면; 이들 제품은 종종 기타 다른 기준에 대하여 좋지 않은 특징을 나타낸다. 즉, 어떠한 기존 표백 제품도 광범위한 기준 전체에 걸쳐서 우수한 기준을 제공하지 않는다. 이와 같이, 개선된 염소 표백 조성물에 대한 지속적인 필요성이 존재한다.
일 양태에서, 본 발명은 화학식이 Mx(OCl)y(0)m(OH)n(여기서, M은 알칼리토금속, 예컨대 마그네슘 또는 칼슘임)인 표백 화합물을 포함하는 조성물에 관한 것이다. x 및 y의 값은 독립적으로 1 이상의 임의의 수(예를 들어, 1, 2, 3, 4 등)일 수 있고, m 및 n은 독립적으로 0 이상의 임의의 수(예를 들어, 0, 1, 2, 3, 4 등)일 수 있지만, m 및 n이 둘 다 0인 것은 아니다. 추가적으로, 알칼리토금속(예를 들어, 마그네슘 또는 칼슘) 대 하이포클로라이트의 몰비는 적어도 3:1이다. 즉, x는 3y 이상이다.
다른 양태에서, 본 발명은 화학식이 Mgx(OCl)y(0)m(OH)n인 표백 화합물을 포함하는 조성물에 관한 것이다. x 및 y의 값은 독립적으로 1 이상의 임의의 수(예를 들어, 1, 2, 3, 4 등)일 수 있고, m 및 n은 독립적으로 0 이상의 임의의 수(예를 들어, 0, 1, 2, 3, 4 등)일 수 있지만, m 및 n이 둘 다 0인 것은 아니다. 추가적으로, 마그네슘 대 하이포클로라이트의 몰비는 적어도 3:1이다(즉, x는 3y 이상이다).
다른 양태에서, 본 발명은 계면활성제 및 화학식이 Mgx(OCl)y(0)m(OH)n인 표백 화합물을 포함하는 조성물에 관한 것이다. x 및 y의 값은 독립적으로 1 이상의 임의의 수(예를 들어, 1, 2, 3, 4 등)일 수 있고, m 및 n은 독립적으로 0 이상의 임의의 수(예를 들어, 0, 1, 2, 3, 4 등)일 수 있지만, m 및 n이 둘 다 0인 것은 아니다. 추가적으로, 마그네슘 대 하이포클로라이트의 몰비는 적어도 3:1이다(즉, x는 3y 이상이다).
본 발명의 추가 특성 및 장점은 하기 바람직한 구현예의 상세한 기술에 비추어서 당업자에게 명백하게 될 것이다.
I. 정의
본 발명을 상세하게 기재하기 전에, 본 발명은 구체적으로 예시된 시스템 또는 공정 파라미터로 제한되지 않으며, 상기 시스템 또는 공정 파라미터는 물론 달라질 수 있음이 이해되어야 한다. 또한 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 구체적인 구현예를 기재하기 위한 목적으로만 사용된 것이고, 어떠한 방식으로든 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 의도되는 것이 아님이 이해되어야 한다.
상기 또는 하기 어디에서든 본 명세서에서 인용된 모든 간행물, 특허 및 특허 출원은, 각각의 개별적인 간행물, 특허 또는 특허 출원이 구체적이면서 개별적으로 참조로 포함된 것으로 나타내어진 것과 동일한 정도로 전체가 참조로 본 명세서에 포함되어 있다.
"비롯한", "함유하는" 또는 "~에 의해 특징지어지는"과 동의어인 용어 "포함하는"은 포괄적이거나 제약을 두지 않으며, 열거되어 있지 않은 추가적인 요소 또는 방법 단계를 배제하지 않는다.
용어 "~으로 본질적으로 이루어지는"은 청구범위의 범주를 명시된 물질 또는 단계 및 청구된 발명의 "기본적인 신규 특징(들)에 실질적으로 영향을 미치지 않는 물질 또는 단계"로 제한한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "~으로 이루어지는"은 청구범위에 명시되어 있지 않은 임의의 요소, 단계 또는 성분을 배제한다.
본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용된, 단수 형태("a", "an" 및 "the")는 내용이 명확하게 달리 지시하지 않는 한 복수 대상을 포함하는 것임을 주의해야 한다. 따라서, 예를 들어 "계면활성제"에 대한 언급은 이와 같은 계면활성제를 1 종, 2 종 이상 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "수용성 중합체"는 25℃에서 물 100 그램 당 0.001 그램, 바람직하게는 물 100 그램 당 0.01 그램, 더 바람직하게는 물 100 그램 당 0.1 그램, 훨씬 더 바람직하게는 물 100 그램 당 1 그램 이상의 농도로 침전물이 없는 시각적으로 투명한 용액을 제공하는 중합체를 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "위생처리하다"는 공중 보건 법령에 따라서 안전한 것으로 간주되는 수준으로 무생물 환경에서의 오염물질의 감소, 또는 공중 보건 요건이 성립되지 않은 상당수만큼 박테리아 집단을 감소시키는 것을 의미할 것이다. 24 시간의 기간 이내에 박테리아 집단에서 적어도 99%의 감소는 "상당한" 것으로 여겨진다. 용어 "소독"은 일반적으로 박테리아의 내생포자를 제외하고 표면 상의 많은 또는 모든 병원성 미생물의 제거를 말할 수 있다. 용어 "살균하다"는 미생물 생명의 모든 형태의 완전한 제거 또는 파괴를 말할 수 있으며, "살균제"로서 법적 청구를 하는 또는 살균 특성 또는 특징을 가지는 해당 규제 법률 하에서 승인된 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어 "세정 조성물"은 적어도 하나의 계면활성제를 가지는 세정 제형을 의미하고 포함하는 것으로 여겨진다.
본 명세서에서 사용된 용어 "세탁용 조성물"은 적어도 하나의 계면활성제를 가지는 세탁용 제형을 의미하고 포함하는 것으로 여겨진다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "계면활성제"는 물 또는 수용액에 용해될 때 표면 장력을 감소시키거나, 또는 2 가지 액체 사이, 또는 액체와 고체 사이의 계면 장력을 감소시키는 물질 또는 화합물을 의미하고 포함하는 것으로 여겨진다. 따라서 용어 "계면활성제"는 음이온성, 비이온성, 양이온성, 양성이온성 및/또는 양쪽성 제제를 포함한다.
본 출원에서, 유효량은 일반적으로 이후의 기재에서 성분의 범위 또는 수준으로서 나열되는 그러한 양이다. 달리 진술되어 있지 않다면, 백분율("wt%")로 나열되는 양은 참조 조성물에 존재하는 구체적인 물질의 중량 백분율(100 중량% 활성을 기준으로 함)로 나타내어지며, 임의의 나머지 백분율은 조성물의 100%를 차지하는 데 충분한 물 또는 수성 운반체이거나, 고체 형태에 있어서 임의의 나머지 백분율은 달리 언급되어 있지 않다면, 마그네슘 또는 칼슘 염이다. 매우 낮은 중량 백분율에 있어서, 중량/중량을 기반으로 백만분율에 해당하는 용어 "ppm"이 사용될 수 있으며, 이는 1.0 중량%가 10,000 ppm에 해당한다는 것을 주목한다.
달리 정의되어 있지 않다면, 본 명세서에서 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 본 명세서에 기재된 것과 유사하거나 동등한 다수의 방법 및 물질이 본 발명의 실시에 사용될 수 있지만, 바람직한 물질 및 방법이 본 명세서에 기재되어 있다.
II. 삽입된 표백 조성물
본 발명은 표백 화합물 및 이와 같은 표백 화합물을 포함하는 조성물에 관한 것이다. 표백 화합물은 옥사이드 및/또는 하이드록사이드 종이 삽입된 알칼리토 하이포클로라이트 종을 포함할 수 있는 삽입된 표백 화합물인 것으로 여겨진다. 본 발명자들은, 삽입된 표백 화합물이 염소 표백제의 기타 다른 형태와 비교하여 우수한 안정성(예를 들어, 임의의 기타 다른 공지된 염소 표백 종과 동등 또는 이보다 더 양호한 안정성)을 나타내고, 특징적인 염소 표백제 냄새를 약간 나타내거나 전혀 나타내지 않으며, 기존의 액체 표백 조성물(11.5 내지 13.5)보다 상당히 더 온화한 pH 범위(예를 들어, 약 8 내지 약 11.5)에서 우수한 pH 완충 특징을 나타낸다. 삽입된 표백 화합물은 심지어 매우 습한 환경에서도 안정적이며, 기타 다른 고체 염소 표백 대안물과 비교하여 상대적으로 더 작은 유기 물질과의 반응성을 나타낸다. 물질은 어떠한 자전(self-propagating) 분해 반응의 증거도 나타내는 것으로 보이지 않으며, 고체 형태(수용액에 용해되거나 수용액에 현탁될 수 있음)로 제공될 수 있고, 기존의 다수 대안적인 염소 표백제와 같이 용이하게 덩어리를 형성하거나 마르면서 딱딱해지지 않는다. 물질은 상용성에 관하여 기존 대안물보다 다양한 보조제와 더 양호한 유연성을 나타내며, 원하는 기간에 걸쳐서 하이포클로라이트의 방출을 제어하도록 제형화될 수 있고, 상기 이익을 제공하면서 포스페이트가 없는 조성물 내에서 제형화될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 본 발명의 조성물을 말할 때, 삽입된 표백 화합물을 포함하는 조성물로 여겨진다. 원한다면, 조성물은 선택적으로 추가 성분을 포함할 수 있다.
조성물은 매우 넓은 범위의 환경 및 용도, 예컨대 곰팡이 및 밀듀우(mildew) 억제 목적 등을 위하여 세탁용 세제 또는 첨가제(예를 들어, 세탁물의 세정 및 위생처리), 경질 및 연질 표면 세정, 소독 및 위생처리, 설거지, 변기 세정, 소독 및 위생처리, 정수, 피부 살균 및 관리용 위생제, 로션 및 비누(예를 들어, 손세정제), 얼룩 세정, 얼룩 전처리, 건축 자재용 첨가제(예를 들어, 그라우트, 석고판, 페인트 등)에 이용될 수 있다.
조성물은 고체 또는 하이포클로라이트-방출 표백 제형, 예컨대 변기 세정제, 건식 세탁용 세제 또는 첨가제, 또는 경질 표면(예를 들어, 바닥, 벽, 작업대 등) 세정제의 스코어링(scouring)으로서 직접 적용될 수 있다. 조성물은 또한 물로 희석가능한 농축된 형태, 예컨대 분말, 정제로, 또는 파우치로 제공될 수 있다.
구체적인 가능한 용도는 이로 제한되는 것은 아니지만, 일반적인 세정(예를 들어, 경질 또는 연질 표면 세정/소독), 냄새 흡수제/파괴제/방취제로서 이용되는 고체, 냄새 제어 및 항균 이익을 위한 동물 깔개용 첨가제, 물에 즉시 용해되어 경질 표면 소독제를 형성하는 고체 표백제/고체 산 혼합물, 자동 변기 세정제, 세탁용 표백(예를 들어, 단위 용량, 현탁액(병에서 첨가제와 함께 안정적임, 더 낮은 pH에서 용해함, 세탁수에 의해 희석됨), 또는 고체 분말), 항곰팡이제/알레르기 방지 및 파괴제, 트리거 스프레이 또는 약화된 이중 챔버 스프레이 병에 의해 전달되는 액체 용액, 약화된 이중 챔버 병(이는 표백제와 함께 에어로졸을 가지는 첫번째 가능성임)을 이용하는 에어로졸로서, 피부 관리/소독, 건축 자재(예를 들어, 그라우트, 페인트, 석고판 등), 또는 고체 하이포클로라이트가 요구되지만, 통상적으로 이와 연관된 표백제 냄새는 요구되지 않는 임의의 적용을 포함한다.
삽입된 표백 화합물은 염소 표백제 냄새를 약간 나타내거나 전혀 나타내지 않을 수 있으므로, 상기 화합물은 여전히 액체 하이포클로라이트 용액과 연관된 세정 및 아주 작은 효능 이익을 전달하면서 이 냄새를 원하지 않는 제형에 사용될 수 있다.
조성물은 표백-생성 시스템에서 간접적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 용액은 고체(예를 들어, 분말)로부터 직접 또는 액체(예를 들어, 물)가 통과하는 시스템을 통한 흐름에 의해 또는 고체와의 접촉에 의해 재구성될 수 있다. 생성된 용액은 선택적으로 여과될 수 있다.
조성물을 함유하는 삽입된 표백제로부터 하이포클로라이트의 방출은 마그네슘 및/또는 칼슘 염의 용해성에 도움을 줄 수 있는 산 또는 기타 다른 화합물과의 제형화를 통해 제어될 수 있다. 예를 들어, 이와 같은 첨가제 없이, 마그네슘이 삽입된 표백 화합물은 상대적으로 불용성일 수 있으며, 시간 경과에 따라 서서히 그리고 거의 연속적으로 ppm 수준의 하이포클로라이트를 방출한다. 선택된 첨가제(예를 들어, 고체 산)의 포함으로, 하이포클로라이트 방출은 물과의 접촉시에 상당히 즉각적으로 일어날 수 있다. 추가적으로, 고체가 삽입된 표백제 및 고체 산(예를 들어, 칼륨 바이설페이트, 붕산, 석신산 등)을 포함한 고체 형태의 삽입된 표백 조성물은 고체와 물의 접촉 이전에 임의의 산/염기 반응의 개시 없이 우수한 안정성을 나타낸다.
삽입된 표백 화합물은 매우 다양한 보조제와 함께 제형화될 수 있다. 예를 들어, 조성물은 세정 제형에서 이로운 광범위한 계면활성제, 산, 킬레이트제, 향료, 알코올, 중합체 등을 포함할 수 있으며, 심지어 이와 같은 보조제는 다양한 유기 작용기를 포함한, 유기일 수 있다. 즉, 삽입된 표백 화합물은 기타 다른 하이포클로라이트 표백 대안물보다 유기 화합물과 상당히 덜 반응한다.
조성물은 세정용 수건 기재에 부착되어 건식 하이포클로라이트-방출 수건을 만들 수 있다. 마그네슘이 삽입된 표백제의 경우에, 마그네슘 옥사이드는 여전히 약간의 양전하 특징, 세정 성능의 향상, 알레르겐 세정, 및 음으로 하전된 종이 존재할 수 있는 수건의 아주 작은 효능을 가질 가능성이 있을 것이다. 이와 같은 구현예는 또한 기존의 대안물과 비교하여 삽입된 표백 화합물의 안정성 특징으로 인하여, 현재 표백 수건 제품과 비교하여 안정성의 증가를 나타낼 것으로 예상될 것이다.
조성물은 고체 형태, 예를 들어 분말, 정제, 또는 과립 형태일 수 있다. 이들 형태는 고체 하이포클로라이트-방출 표백제가 요구되는 임의의 적용에서 사용될 수 있다. 수용액 또는 기타 다른 용액이 이로부터 제조될 수 있다.
조성물을 사용하는 방법이 또한 본 명세서에 개시되어 있다. 조성물을 사용하는 방법은 일반적으로 조성물을 표면(예를 들어, 작업대, 바닥, 세탁물) 또는 물질(예를 들어, 변기 물)과 접촉시켜 조성물로 표면 또는 물질을 처리(예를 들어, 세정, 위생처리 및/또는 소독)하는 단계를 포함한다.
삽입된 표백 화합물 및 조성물을 만드는 방법이 또한 본 명세서에 개시되어 있다. 삽입된 표백 조성물은 일반적으로 알칼리토금속(예를 들어, 마그네슘 또는 칼슘) 염, 예컨대 마그네슘 옥사이드와 혼합된 알칼리토금속(예를 들어, 칼슘) 또는 알칼리금속(예를 들어, 나트륨) 하이포클로라이트 용액의 수용액의 반응 산물이다. 예를 들어, 마그네슘이 삽입된 표백 화합물은 마그네슘 옥사이드와 혼합된 칼슘 하이포클로라이트 또는 소듐 하이포클로라이트의 수용액의 증발의 산물로부터 얻어질 수 있다. 삽입된 표백 화합물은 알칼리토금속(예를 들어, 마그네슘 또는 칼슘) 대 하이포클로라이트의 몰비가 3 이상이다. 칼슘이 삽입된 표백 화합물은 하이포클로라이트 용액을 마그네슘 옥사이드 대신에 칼슘 옥사이드와 혼합함으로써 유사하게 형성될 수 있다.
일 구현예에서, 이용가능한 염소 농도는 약 0.01% 내지 약 25%, 또는 약 0.1% 내지 약 25%, 또는 약 1% 내지 약 25%, 또는 약 2.5% 내지 25%일 수 있다.
삽입된 표백 화합물은 일반적으로 화학식 Mx(OCl)y(0)m(OH)n을 가지는 것으로 여겨지며,
여기서 M은 알칼리토금속 또는 알칼리토금속의 혼합물, 예컨대 마그네슘 또는 칼슘 또는 이들의 혼합물이고;
x 및 y는 독립적으로 1 이상의 임의의 수(예를 들어, 1, 2, 3, 4 등)이며;
m 및 n은 독립적으로 0 또는 0 초과의 임의의 수(예를 들어, 0, 1, 2, 3, 4 등)이지만, m 및 n이 둘 다 0인 것은 아니고;
x는 3y 이상이다.
x, y, m, 및 n의 값은 정수(즉, 범자연수)일 수 있다. 추가 예로서, 일 구현예에서 2m + n은 5y 이상이다. 다른 구현예에서, x는 0.5y + m + 0.5n이다.
하나 이상의 보조제가 조성물에 포함될 수 있다. 예를 들어, 이와 같은 보조제는 이로 제한되는 것은 아니지만, 계면활성제, 산, 빌더(builder), 수용성 중합체, 및 가교 수팽창성 중합체를 포함할 수 있다.
A. 빌더
조성물은 빌더를 함유할 수 있다. 일 구현예에서, 빌더는 약 1% 내지 약 90%, 약 50% 내지 약 80%, 약 10% 내지 약 60%, 또는 약 25% 내지 약 50% 범위의 양으로 존재할 수 있다. 빌더는 무기 빌더(예를 들어, 설페이트, 카르보네이트, 바이카르보네이트, 세스퀴카르보네이트, 점토, 제올라이트, 실리케이트, 알루미나, 알루미나실리케이트, 및 이들의 혼합물), 예컨대 알칼리금속 카르보네이트, 알칼리금속 바이카르보네이트, 알칼리금속 하이드록사이드, 알칼리금속 실리케이트, 알칼리금속 할라이드 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다.
빌더는 포함된 계면활성제의 유효성을 증가시킬 수 있고, 조성물에서 연화제, 금속이온봉쇄제 또는 킬레이트제, 완충제, 희석제 또는 충전제, 운반체 또는 pH 조절제로서 작용할 수 있다. 다양한 빌더 또는 완충제가 사용될 수 있으며, 이들은 이로 제한되는 것은 아니지만, 포스페이트-실리케이트 화합물, 제올라이트, 알칼리금속, 암모늄 및 치환된 암모늄 폴리아세테이트, 니트릴로트리아세트산의 트리알칼리염, 카르복실레이트, 폴리카르복실레이트, 카르보네이트, 바이카르보네이트, 폴리포스페이트, 아미노폴리카르복실레이트, 폴리하이드록시-설포네이트, 수크로스 전분 유도체, 셀룰로스 검, 역청, 점토, 옥수수 전분, 셀룰로스 검, FeAl 알루미나이드 금속간 화합물, 풀러토, 리그노설포네이트, 수화석회, 당밀, 미분 폐지, 물, 왁스, 폴리아크릴산 및 폴리아크릴레이트, 기타 다른 중합체(폴리에틸렌이민 및 폴리아크릴아미드), 액체 폴리부타딘 에멀젼, 접착제, 타르, 피치 및 이들의 혼합물을 포함한다.
빌더는, 사용될 때 이로 제한되는 것은 아니지만, 유기산, 무기산, 실리케이트, 메타실리케이트, 폴리실리케이트, 알루미노실리케이트, 보레이트, 붕사 (borax), 설페이트, 하이드록사이드, 카르보네이트, 바이카르보네이트, 세스퀴카르보네이트, 카르바메이트, 포스페이트, 폴리포스페이트, 피로포스페이트, 트리포스페이트, 테트라포스페이트, 암모니아, 하이드록사이드, 모노에탄올아민, 모노프로판올아민, 디에탄올아민, 디프로판올-아민, 트리에탄올아민, 및 2-아미노-2-메틸프로판올의 알칼리금속 및 알칼리토류 염을 포함한다. 기타 다른 적당한 완충제는 암모늄 카르바메이트, 시트르산, 포름산, 포르메이트 염 및 아세트산을 포함한다.
빌더 및 완충제의 추가적인 상세 내용은 WO 95/07971에서 확인할 수 있으며, WO 95/07971은 본 명세서에 참조로 포함되어 있다. 용어 "실리케이트"는 실리케이트, 메타실리케이트, 폴리실리케이트, 알루미노실리케이트 및 유사한 화합물을 망라하는 것으로 여겨진다. 더 구체적인 예는 소듐 테트라보레이트, 소듐 카르보네이트, 소듐 바이카르보네이트, 소듐 세스퀴카르보네이트, 포타슘 카르보네이트, 포타슘 바이카르보네이트, 소듐 제올라이트 및 포타슘 제올라이트를 포함한다. 예시적인 유기 비포스페이트 빌더 및 금속이온봉쇄제 염은 폴리카르복실산 및 니트릴로아세트산의 알칼리금속 염을 포함한다. 더 구체적인 예는 모노소듐 시트레이트, 디소듐 시트레이트 및 트리소듐 시트레이트, 및 테트라소듐 에틸렌디아민테트라아세테이트(EDTA-Na4), 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산(DTPA), 디프로필에틸 테트라아민, 에틸렌 디아민 디석신산 염, 에틸렌디아민(EDA) 및 유도체, 디에틸렌트리아민(DETA), 아미노에틸에탄올아민(AEEA)을 포함한다. 유기산(예를 들어, 시트르산 및 타르타르산, 글루탐산, 포름산, 석신산)의 염 및 유도체, 아미노산계 성분이 또한 사용에 적당할 수 있다.
B. 중합체
조성물은 수용성 중합체를 함유할 수 있다. 수용성 중합체의 예는 이로 제한되는 것은 아니지만, 폴리카르복실레이트, 설폰화 카르복실레이트, 폴리설포네이트, 폴리비닐피롤리돈("PVP"), 폴리아크릴산, 폴리아크릴레이트, 이들의 공중합체 및 혼합물, 및 이들의 혼합물을 포함한다.
폴리카르복실레이트의 예는 이로 제한되는 것은 아니지만, 수용성을 획득하는 데 충분한 카르복실레이트 이온을 가지는 중합체를 포함한다. 카르복실레이트 이온은 아크릴산, 말레산 및 말레산 무수물을 포함한 다양한 단량체로부터 유도될 수 있다. 상이한 카르복실레이트-함유 단량체의 공중합체뿐만 아니라, 비카르복실레이트 함유 단량체, 예컨대 메타크릴레이트, 아크릴로니트릴, 스티렌, 에틸렌, 프로필렌, 및 기타 다수를 가지는 공중합체가 또한 적당하다. 카르복실레이트 함유 중합체의 혼합물이 또한 사용될 수 있다.
일 구현예에서, 수용성 중합체의 분자량은 약 1,000 달톤 내지 약 100,000 달톤, 약 2,000 달톤 내지 약 80,000 달톤, 약 3,000 달톤 내지 약 10,000 달톤, 또는 약 3,000 달톤 내지 약 5,000 달톤일 수 있다. 수용성 중합체는 약 0.1% 내지 약 60%, 약 5% 내지 약 50%, 약 10% 내지 약 40%, 또는 약 20% 내지 약 30% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
조성물은 가교 수팽창성 중합체를 함유할 수 있다. 수팽창성 중합체의 예는 이로 제한되는 것은 아니지만, 가교 폴리카르복실레이트, 가교 폴리설포네이트, 가교 카르복시메틸셀룰로스, 가교 PVP, 셀룰로스, 소듐 카르복시메틸셀룰로스 및 이들의 혼합물을 포함한다.
일 구현예에서, 수팽창성 중합체의 분자량은 약 1,000 달톤 내지 약 100,000 달톤, 약 2,000 달톤 내지 약 80,000 달톤, 또는 약 3,000 달톤 내지 약 10,000 달톤 또는 약 3,000 달톤 내지 약 5,000 달톤일 수 있다. 수팽창성 중합체는 약 0.1% 내지 약 60%, 약 5% 내지 약 50%, 약 10% 내지 약 40%, 또는 약 20% 내지 약 30% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
중합체는 또한 고분자량 및 저분자량 중합체, 그리고 임의의 단량체 또는 올리고머, 왁스, 중합 계면활성제, 라텍스, 실리콘, 실리콘 폴리에테르, 공중합체, 말레/아크릴 공중합체, 디메티콘, 수소첨가 캐스터 오일, 당류, 및 임의의 중량의 폴리에틸렌 글리콜을 포함할 수 있다. 추가적으로, 중합체의 카테고리는 이로 제한되는 것은 아니지만, 폴리에틸렌이민 에톡실레이트 프로폭실레이트, 디쿼터늄 에톡시설페이트, 폴리에틸렌이민 에톡실레이트, 글리세린, PEG-136 폴리비닐아세테이트, 폴리아크릴아미드 쿼터늄 클로라이드를 포함할 수 있다.
C. 산
조성물은 산을 함유할 수 있다. 산(예를 들어, 고체 산)의 포함은 삽입된 표백 화합물로부터 하이포클로라이트의 방출 프로필을 제어하는 데 도움을 줄 수 있다. 본 발명과 함께 사용될 수 있는 산의 예는 이로 제한되는 것은 아니지만, 설폰산, 설팜산, 붕산, 규산질 산(siliceous acid), 염산, 황산, 인산, 디카르복실산, 모노카르복실산, 아미노카르복실산, 2-하이드록시-1,2,3-프로판트리카르복실산, 유기산, 예컨대 이로 제한되는 것은 아니지만 시트르산, 아디프산, 석신산, 아크릴산, 폴리아크릴산, 라우르산, 락트산, 아세트산, 하이드록시아세트산, 산 염, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 산의 구체적인 예는 이로 제한되는 것은 아니지만, 석신산, 글루타르산, 3-피리딘 설폰산, 도데실 벤젠 설폰산, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 일 구현예에서, 포함되는 산은 고체 형태일 수 있다. 이와 같은 고체 산의 예는 무기 산성 염, 예컨대 포타슘 바이설페이트, 마그네슘 클로라이드 또는 기타 다른 산성 금속 염, 인산수소 염, 소듐 바이카르보네이트, 유기산, 예컨대 석신산, 지방산, 핵산 팔미트산, 및 루이스산, 예컨대 붕산을 포함한다. 산성 기체 또는 비금속 옥사이드, 예를 들어 이산화탄소가 또한 포함될 수 있다. 임의의 산은 약 0.1% 내지 약 75%, 약 5% 내지 약 50%, 약 10% 내지 약 40%, 또는 약 20% 내지 약 30% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
D. 염기
조성물은 무기, 유기, 양쪽성 염기 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 염기를 함유할 수 있다. 염기(예를 들어, 고체 염기)의 포함은 삽입된 표백 화합물로부터 하이포클로라이트의 방출 프로필을 제어하는 데 도움을 줄 수 있다. 본 발명과 함께 사용될 수 있는 염기의 예는 이로 제한되는 것은 아니지만, 임의의 하이드록사이드 염, 금속 옥사이드, 양쪽성 옥사이드, 카르보네이트, 포스페이트, 보레이트, 시트레이트, 아세테이트, 포르메이트 및 이들의 임의의 혼합물 또는 염을 포함할 수 있다. 임의의 염기는 약 0.1% 내지 약 75%, 약 5% 내지 약 50%, 약 10% 내지 약 40%, 또는 약 20% 내지 약 30% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
E. 계면활성제
조성물은 비이온성, 음이온성, 양이온성, 양성, 양쪽성 및 양성이온성 계면활성제 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 계면활성제를 함유할 수 있다. 음이온성, 양쪽성, 및 양성이온성 부류, 및 이들 계면활성제의 종의 통상적인 목록은 미국 특허 번호 3,929,678(Laughlin 및 Heuring)에 제공되어 있다. 적당한 양이온성 계면활성제의 목록은 미국 특허 번호 4,259,217(Murphy)에 제공되어 있다. 계면활성제는 약 0.1% 내지 약 75%, 약 5% 내지 약 50%, 또는 약 10% 내지 약 30%의 수준으로 존재할 수 있다.
조성물은 음이온성 계면활성제를 포함할 수 있다. 예시적인 음이온성 계면활성제는 음이온성 설페이트, 설포네이트, 카르복실레이트 및 사르코시네이트 계면활성제의 염(예를 들어, 나트륨, 칼륨, 암모늄 및 치환된 암모늄 염, 예컨대 모노-, 디- 및 트리-에탄올아민 염)을 포함할 수 있다. 음이온성 계면활성제는 설포네이트 또는 설페이트 계면활성제를 포함할 수 있다. 음이온성 계면활성제는 알킬 설페이트, 선형 또는 분지형 알킬 벤젠 설포네이트, 또는 알킬디페닐옥사이드 디설포네이트, 알킬 디설페이트, 알코올 설페이트, 소듐 팔미테이트를, 또는 본 명세서에 기재된 바와 같은 지방산의 염으로서 포함할 수 있다.
기타 다른 음이온성 계면활성제는 이세티오테이트, 예컨대 아실 이세티오네이트, N-아실 타우레이트, 메틸 타우라이드의 지방산 아미드, 알킬 석시네이트 및 설포석시네이트, 설포석시네이트의 모노에스테르(예를 들어, 포화 및 불포화 C12-C18 모노에스테르), 설포석시네이트의 디에스테르(예를 들어, 포화 및 불포화 C6-C14 디에스테르), N-아실 사르코시네이트를 포함한다. 수지산 및 수소첨가 수지산, 예컨대 로신, 수소첨가 로신, 및 공업용 우지에 존재 또는 이로부터 유래된 수지산 및 수소첨가 수지산이 또한 적당하다. 본 명세서에서 사용에 적당한 음이온성 설페이트 계면활성제는 선형 및 분지형 일차 및 이차 알킬 설페이트, 알킬 에톡시설페이트, 지방 올레오일 글리세롤 설페이트, 알킬 페놀 에틸렌 옥사이드 에테르 설페이트, C5-C17아실-N-(C1-C4 알킬) 및 -N-(C1-C2 하이드록시알킬) 글루카민 설페이트, 및 알킬폴리사카라이드의 설페이트, 예컨대 알킬폴리글루코사이드의 설페이트(비이온성 비황산화 화합물은 본 명세서에 기재되어 있음)를 포함한다. 알킬 설페이트 계면활성제는 선형 및 분지형 일차 C10-C18 알킬 설페이트, C11-C15 분지쇄 알킬 설페이트, 또는 C12-C14 직쇄 알킬 설페이트로부터 선택될 수 있다.
알킬 에톡시설페이트 계면활성제는, 분자 당 0.5 몰 내지 20 몰의 에틸렌 옥사이드로 에톡실화된 C10-C18 알킬 설페이트로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 알킬 에톡시설페이트 계면활성제는, 분자 당 0.5 몰 내지 7 몰, 또는 1 몰 내지 5 몰의 에틸렌 옥사이드로 에톡실화된 C11-C18, 또는 C11-C15 알킬 설페이트일 수 있다. 알킬 설페이트 및/또는 설포네이트 및 알킬 에톡시설페이트 계면활성제의 혼합물이 이용될 수 있다. 이와 같은 혼합물은 PCT 특허 출원 번호 WO 93/18124에 개시된 바 있다.
본 명세서에서 사용에 적당한 음이온성 설포네이트 계면활성제는 C5-C20 선형 알킬벤젠 설포네이트, 알킬 에스테르 설포네이트, C6-C22 일차 또는 이차 알칸 설포네이트, C6-C24 올레핀 설포네이트, 설폰화 폴리카르복실산, 알킬 글리세롤 설포네이트, 지방 아실 글리세롤 설포네이트, 지방 올레일 글리세롤 설포네이트, 및 이들의 임의의 혼합물의 염을 포함한다. 적당한 음이온성 카르복실레이트 계면활성제는 알킬 에톡시 카르복실레이트, 알킬 폴리에톡시 폴리카르복실레이트 계면활성제 및 비누("알킬 카르복실"), 특히 본 명세서에 기재된 바와 같은 이차 비누를 포함한다. 적당한 알킬 에톡시 카르복실레이트는 화학식이
RO(CH2CH20)xCH2COO-M+
인 것들을 포함하며,
상기 식에서 R은 C6 내지 C18 알킬기이고, x는 0 내지 10의 범위이며, 에톡실레이트의 분포는 중량을 기준으로 하여 x가 0인 물질의 양이 20% 미만이 되도록 하는 것이고, M은 양이온이다. 적당한 알킬 폴리에톡시폴리카르복실레이트 계면활성제는 화학식이 RO-(CHR1-CHR2-O-)-R3인 것들을 포함하며, 여기서 R은 C6 내지 C18 알킬기이고, x는 1 내지 25이며, R1 및 R2는 수소, 메틸 산 라디칼, 석신산 라디칼, 하이드록시석신산 라디칼, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, R3은 수소, 1 개 내지 8 개의 탄소 원자를 가지는 치환 또는 비치환 탄화수소, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
적당한 비누 계면활성제는 이차 비누 계면활성제를 포함하며, 상기 이차 비누 계면활성제는 이차 탄소에 연결된 카르복실 단위를 함유한다. 본 명세서에서 사용에 적당한 이차 비누 계면활성제는 2-메틸-1-운데칸산, 2-에틸-1-데칸산, 2-프로필-1-노난산, 2-부틸-1-옥탄산 및 2-펜틸-1-헵탄산의 수용성 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 수용성 구성원이다. 특정 비누는 또한 비누거품 억제제로서 포함될 수 있다.
기타 다른 적당한 음이온성 계면활성제는 화학식 R-CON(R1)CH-)COOM의 알칼리 금속 사르코시네이트이며, 상기 식에서 R은 C5-C17 선형 또는 분지형 알킬 또는 알케닐기이고, R1은 C1-C4 알킬기이며, M은 알칼리 금속 이온이다. 예로는 나트륨 염의 형태로 미리스틸 및 올레오일 메틸 사르코시네이트가 있다.
기타 다른 적당한 계면활성제는 지방산 및 사르코신(아미노산)으로부터 유래한 약한 생분해성 음이온성 계면활성제인 지방산 사로시네이트를 포함한다. 사르코신은 글리신의 N-메틸 유도체이다. 사르코신은 근육 및 기타 다른 조직에서 발견된 천연 아미노산이다. 사르코신은 콜린의 글리신으로의 대사에서 중간체로서 자연적으로 발견된다. 바람직한 구현예에서, 사르코신은 아실 사르코신이다. 아실 사르코신의 예는 이로 제한되는 것은 아니지만, 변형된 지방산인 코코일 사르코신, 라우로일 사르코신, 미리스토일 사르코신, 올레오일 사르코신, 스테아로일 사르코신을 포함한다. 아실 사르코신의 염은 아실 사르코시네이트로 불린다. 본 명세서에서 유용한 아실 사르코시네이트는 예를 들어 화학식이
RCON(CH3)CH2COOX
인 것들을 포함하며,
상기 식에서 R은 8 개 내지 22 개의 탄소 원자, 바람직하게는 12 개 내지 18 개의 탄소 원자, 더 바람직하게는 12 개 내지 14 개의 탄소 원자를 가지는 알킬 또는 알케닐이고, X는 나트륨, 칼륨, 암모늄 또는 트리에탄올아민이다.
본 발명과 함께 사용될 수 있는 아실 사르코시네이트의 예는 이로 제한되는 것은 아니지만, 소듐 콕실 사르코시네이트, 소듐 라우로일 사르코시네이트 및 소듐 미리스토일 사르코시네이트, 소듐 올레오일 사르코시네이트, 소듐 스테아로일 사르코시네이트, 암모늄 콕실 사르코시네이트, 암모늄 라우로일 사르코시네이트 및 암모늄 미리스토일 사르코시네이트, 암모늄 올레오일 사르코시네이트 및 암모늄 스테아로일 사르코시네이트를 포함한다. 상업적으로 입수가능한 바람직한 아실 사르코시네이트는 이로 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 상표명이 Hamposyl® L30(Hampshire Chemicals 사로부터 입수가능함)인 소듐 라우로일 사르코시네이트, 및 상표명이 Hamposyl® C30(Hampshire Chemicals 사로부터 입수가능함)인 소듐 코코일 사르코시네이트를 포함한다.
기타 다른 적당한 계면활성제는 보통 10 개 내지 18 개의 탄소 원자의 범위인 고급 알코올 또는 알킬기를 가지는 지방 알코올 설페이트를 포함할 수 있다. 양이온은, 기타 다른 양이온, 예컨대 트리에탄올아민, 칼륨, 암모늄, 마그네슘 및 칼슘이 또한 이용될 수 있지만, 거의 변함없이 나트륨일 것이거나, 나트륨을 포함할 것이다. 예시적인 지방 알코올 설페이트는 지방 알코올이 본질적으로 포화된 것이고, 탄소 함량(들)이 10 개 내지 18 개 탄소 원자 범위, 바람직하게는 10 개 또는 12 개 내지 14 개 또는 16 개의 탄소 원자, 예컨대 12 개 내지 16 개인 것들, 또는 코코넛 오일(코코), 팜유, 또는 팜핵유로부터 유래된 것들을 포함할 수 있다. 라우릴 설페이트, 및 구체적으로 소듐 라우릴 설페이트는 바람직한 일차 세제일 수 있지만, 이와 같은 명칭은 또한, 알코올의 탄소 사슬 길이가 12 개의 탄소 원자로 제한되지 않지만 주로(50% 초과, 보통 70% 또는 75% 초과) 12 개 내지 14 개의 탄소 원자를 가지는 이와 같은 세제에 적용될 수 있다. 이와 같은 물질은 천연 공급원, 예컨대 코코넛 오일 및 팜핵유로부터 얻을 수 있다. 일 구현예에서, 지방 알코올 설페이트는 C12-C18 지방 알코올 설페이트이다. 다른 구현예에서, 지방 알코올 설페이트는 C12-C16 지방 알코올 설페이트이다. 다른 구현예에서, 지방 알코올 설페이트는 C12-C14 지방 알코올 설페이트이다. 다른 구현예에서, 지방 알코올은 C12 지방 알코올 설페이트이다. 다른 구현예에서, 지방 알코올 설페이트는 소듐 라우릴 설페이트이다. 구체적인 구현예에서, 지방 알코올 설페이트는 소듐 코코 지방 알코올 설페이트이다.
본 명세서에서 사용에 적당한 양쪽성 계면활성제는 아민 옥사이드 계면활성제 및 알킬 암포카르복실산을 포함할 수 있다. 적당한 아민 옥사이드는 화학식이 R3(OR4)xNO(R5)2인 화합물을 포함하며, 상기 식에서 R3은 8 개 내지 26 개의 탄소 원자를 함유하는 알킬, 하이드록시알킬, 아실아미도프로필 및 알킬페닐기, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되고; R4는 2 개 내지 3 개의 탄소 원자를 함유하는 알킬렌 또는 하이드록시알킬렌기, 또는 이들의 혼합물이며, x는 0 내지 5, 바람직하게는 0 내지 3이고; 각각의 R5는 1 개 내지 3 개를 함유하는 알킬 또는 하이드록시알킬기, 또는 1 개 내지 3 개의 에틸렌 옥사이드기를 함유하는 폴리에틸렌 옥사이드기이다. 적당한 아민 옥사이드는 C10-C18 알킬 디메틸아민 옥사이드, C10-18 아실아미도 알킬 디메틸아민 옥사이드이다. 알킬 암포디카르복실산의 적당한 예는 Miranol, Inc.사(미국 뉴저지주 데이턴 소재)에 의해 제조된 Miranol™ C2M Cone이다.
양쪽이온성 계면활성제가 또한 조성물에 포함될 수 있다. 이들 계면활성제는 2차 및 3차 아민의 유도체, 헤테로사이클릭 2차 및 3차 아민의 유도체, 또는 4차 암모늄의 유도체, 4차 포스포늄 또는 3차 설포늄 화합물로서 광범위하게 기재될 수 있다. 베타인 및 술타인 계면활성제는 본 명세서에서 사용되는 예시적인 양쪽이온성 계면활성제일 수 있다.
적당한 베타인은 화학식이 R(R1)2N+R2COO-인 화합물이며, 상기 식에서 R은 C6-C18 하이드로카르빌기이고, 각각의 R1은 통상적으로 C1-C3 알킬이며, R2는 C1-C5 하이드로카르빌기이다. 적당한 베타인은 C12-C18 디메틸-암모니오 헥사노에이트 및 C10-C18 아실아미도프로판(또는 에탄) 디메틸(또는 디에틸) 베타인이다. 복합 베타인 계면활성제가 또한 본 명세서에서의 사용에 적당하다.
본 명세서에서 사용될 적당한 양이온성 계면활성제는 4차 암모늄 계면활성제를 포함할 수 있다. 4차 암모늄 계면활성제는 모노 C6-C16, 또는 C6-C10 N-알킬 또는 알케닐 암모늄 계면활성제일 수 있으며, 여기서 나머지 N 위치는 메틸, 하이드록시에틸 또는 하이드록시프로필기로 치환된다. 또한 모노-알콕실화 및 비스-알콕실화 아민 계면활성제가 적당하다. 추가적인 적당한 양이온성 계면활성제는 코코 지방산 디에탄올아민, 수소첨가 야자수 에스테르 쿼트(palm tea ester quat), 및 양이온성 에톡실레이트 지방산을 포함한다.
사용에 적당할 수 있는 양이온성 계면활성제의 다른 그룹은 양이온성 에스테르 계면활성제이다. 양이온성 에스테르 계면활성제는 적어도 하나의 에스테르(즉, -COO-) 연결 및 적어도 하나의 양으로 하전된 기를 포함하는 계면활성제 특성을 가지는 화합물이다. 콜린 에스테르 계면활성제를 포함하는 적당한 양이온성 에스테르 계면활성제는 예를 들어 미국 특허 번호 4,228,042, 4,239,660 및 4,260,529에 개시된 바 있다. 에스테르 연결 및 양이온으로 하전된 기는 적어도 3 개의 원자(즉, 3개의 원자 사슬 길이), 또는 3 개 내지 8 개의 원자, 또는 3 개 내지 5 개의 원자, 또는 3 개의 원자를 포함하는 사슬로 이루어지는 스페이서기에 의해 계면활성제 분자 내에서 서로 분리될 수 있다. 스페이서기 사슬을 형성하는 원자는 탄소, 질소 및 산소 원자 및 이들의 임의의 혼합물로 이루어지는 기로부터 선택되는데, 다만 상기 사슬 내 임의의 질소 또는 산소 원자는 사슬 내 탄소 원자와만 연결된다. 따라서 예를 들어 -O-O-(즉, 퍼옥사이드), -N-N-, 및 -N-O- 연결을 가지는 스페이서기는 배제되지만, 예를 들어 -CH2-0-, CH2- 및 -CH2-NH-CH2- 연결을 가지는 스페이서기는 포함된다. 스페이서기 사슬은 탄소 원자만을 포함할 수 있거나, 상기 사슬은 하이드로카르빌 사슬이다.
조성물은, 예를 들어 일반식이 R1R2R3N+ApR4X-인 양이온성 모노-알콕실화 아민 계면활성제를 포함할 수 있으며, 상기 식에서 R1은 약 6 개 내지 약 18 개의 탄소 원자, 또는 6 개 내지 약 16 개의 탄소 원자, 또는 약 6 개 내지 약 14 개의 탄소 원자를 함유하는 알킬 또는 알케닐 모이어티이고; R2 및 R3은 각각 독립적으로 1 개 내지 약 3 개의 탄소 원자를 함유하는 알킬기, 예를 들어 메틸기이며, 예를 들어 R2 및 R3은 둘 다 메틸기이고; R4는 수소, 메틸 및 에틸로부터 선택되며; X-는 전기적 중성을 제공하는 클로라이드, 브로마이드, 메틸설페이트, 설페이트 등과 같은 음이온이고; A는 알콕시기, 특히 에톡시, 프로폭시 또는 부톡시기이며; p는 0 내지 약 30, 또는 2 내지 15, 또는 2 내지 약 8이다. 화학식 중 ApR4 기는 p=1일 수 있고, 6 개 이하의 탄소 원자를 가지는 하이드록시알킬기이며, 이에 의하여 -OH 기는 3 개 이하의 탄소 원자에 의해 4차 암모늄 질소 원자로부터 분리된다. 적당한 ApR4 기는 -CH2CH2-OH, -CH2CH2CH2-OH, -CH2CH(CH3)-OH 및 -CH(CH3)CH2-OH이다. 적당한 R1 기는 선형 알킬기, 예를 들어 8 개 내지 14 개의 탄소 원자를 가지는 선형 R1 기이다.
본 명세서에서 사용에 적당한 양이온성 모노-알콕실화 아민 계면활성제는 화학식이 R1(CH3)(CH3)N+(CH2CH20)2- 5HX-일 수 있으며, 상기 식에서 R1은 C10-C18 하이드로카르빌 및 이의 혼합물, 특히 C10-C14 알킬, 또는 C10 및 C12 알킬이고, X는 전하 균형을 제공하는 임의의 편리한 음이온, 예를 들어 클로라이드 또는 브로마이드이다.
언급한 바와 같이, 상기한 유형의 화합물은 에톡시(CH2CH20) 단위(EO)가 부톡시, 이소프로폭시[CH(CH3)CH20] 및 [CH2CH(CH3)0] 단위(i-Pr) 또는 n-프로폭시 단위(Pr), 또는 EO 및/또는 Pr 및/또는 i-Pr 단위의 혼합물로 대체된다.
양이온성 비스-알콕실화 아민 계면활성제는 일반식이 R1R2N+ApR3A'qR4X-일 수 있으며, 상기 식에서 R1은 약 8 개 내지 약 18 개의 탄소 원자, 또는 10 개 내지 약 16 개의 탄소 원자, 또는 약 10 개 내지 약 14 개의 탄소 원자를 함유하는 알킬 또는 알케닐 모이어티이고; R2는 1 개 내지 3 개의 탄소 원자를 함유하는 알킬기, 예를 들어 메틸기이며; R3 및 R4는 독립적으로 다를 수 있고, 수소, 메틸 및 에틸로부터 선택되며, X-는 전기적 중성을 제공하기에 충분한 클로라이드, 브로마이드, 메틸설페이트, 설페이트 등과 같은 음이온이다. A 및 A'는 독립적으로 다를 수 있고, 각각 C1-C4 알콕시, 예를 들어 에톡시(즉, -CH2CH2O-), 프로폭시, 부톡시 및 이들의 혼합물로부터 선택되며, p는 1 내지 약 30, 1 내지 약 4이고, q는 1 내지 약 30, 또는 1 내지 약 4이며, p 및 q는 둘 다 1이다.
본 명세서에서 사용에 적당한 양이온성 비스-알콕실화 아민 계면활성제는 화학식이 R1CH3N+(CH2CH2OH)(CH2CH2OH)X-일 수 있고, 상기 식에서 R1은 C10-C18 하이드로카르빌 및 이의 혼합물, 또는 C10, C12, C14 알킬 및 이의 혼합물이며, X-는 전하 균형을 제공하는 임의의 편리한 음이온, 예를 들어 클로라이드이다. 상기 언급한 일반적인 양이온성 비스-알콕실화 아민 구조와 관련하여, 일례에서 화합물 R1은 (코코넛) C12-C14 알킬 부분 지방산으로부터 유래되므로, R2는 메틸이며, ApR3 및 A'qR4는 각각 모노에톡시이다.
본 명세서에서 유용한 기타 다른 양이온성 비스-알콕실화 아민 계면활성제는 화학식이 R1R2N+-(CH2CH20)pH-(CH2CH20)qHX-인 화합물을 포함하며, 상기 식에서 R1은 C10-C18 하이드로카르빌, 또는 C10-C14 알킬이고, 독립적으로 p는 1 내지 약 3이며, q는 1 내지 약 3이고, R2는 C1-C3 알킬, 예를 들어 메틸이며, X-는 음이온, 예를 들어 클로라이드 또는 브로마이드이다.
상기한 유형의 기타 다른 화합물은 에톡시(CH2CH20) 단위(EO)가 부톡시(Bu), 이소프로폭시[CH(CH3)CH20] 및 [CH2CH(CH3)0] 단위(i-Pr) 또는 n-프로폭시 단위(Pr), 또는 EO 및/또는 Pr 및/또는 i-Pr 단위의 혼합물로 대체된다.
본 발명의 조성물은 본 명세서에 교시된 수성 조성물에 가용성 또는 분산가능한 비이온성 불소계 계면활성제, 양이온성 불소계 계면활성제, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 불소계 계면활성제를 포함할 수 있으며, 때때로 상기 조성물은 추가의 세제용 계면활성제, 또는 추가의 유기 용제, 또는 둘 다를 포함하지 않는다. 적당한 비이온성 불소계 계면활성제 화합물은 상표명 Fluorad®(ex. 3M Corp.)으로 현재 상업적으로 시판되는 물질 중에서 확인된다. 예시적인 불소계 계면활성제는 일반적으로 불소화 알킬 에스테르로 기재되는 Fluorad® FC-740; 일반적으로 불소화 알킬 에스테르로 기재되는 Fluorad® FC-430; 일반적으로 불소화 알킬 에스테르로 기재되는 Fluorad® FC-431; 및 일반적으로 불소화 알킬 폴리옥시에틀렌 에탄올로 기재되는 Fluorad® FC-170-C로 판매되는 것들을 포함한다.
적당한 양이온성 불소계 계면활성제 화합물의 예는 CnF2n + 1S02NHC3H6N+ (CH3)3I- 구조식을 가질 수 있으며, 상기 식에서 n은 약 8이다. 이러한 양이온성 불소계 계면활성제는 3M 사로부터 상표명 Fluorad® FC-135로 입수가능하다. 적당한 양이온성 불소계 계면활성제의 다른 예는 F3
-(CF2)n-(CH2)mSCH2CHOH-CH2-N+R1R2R3Cl-
이며, 상기 식에서 n은 5 내지 9이고, m은 2이며, R1, R2 및 R3은 -CH3이다. 이러한 양이온성 불소계 계면활성제는 상표명 ZONYL® FSD(DuPont 사로부터 입수가능함, 2-하이드록시-3-((감마-오메가-퍼플루오로-C6-20-알킬)티오)-N,N,N-트리메틸-1-프로필 암모늄 클로라이드로 기재됨)로 입수가능하다. 본 발명에서 사용하기에 적당할 수 있는 기타 다른 양이온성 불소계 계면활성제는 또한 EP 866,115(Leach 및 Niwata)에 기재되어 있다. 비이온성 불소계 계면활성제, 양이온성 불소계 계면활성제, 및 이들의 혼합물의 군으로부터 선택되는 불소계 계면활성제는 0.001 중량% 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.01 중량% 내지 1 중량%, 더 바람직하게는 0.01 중량% 내지 0.5 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
조성물은 비이온성 계면활성제를 포함할 수 있다. 특히 임의의 알콕실화 비이온성 계면활성제, 예를 들어 에톡실화 및 프로폭실화 비이온성 계면활성제가 본 명세서에서 적당하다. 알콕실화 계면활성제는 알킬 페놀의 비이온성 축합물, 비이온성 에톡실화 알코올, 비이온성 에톡실화/프로폭실화 지방 알코올, 프로필렌 글리콜과 비이온성 에톡실레이트/프로폭실레이트 축합물, 및 프로필렌 옥사이드/에틸렌 디아민 부가체와의 비이온성 에톡실레이트 축합 생성물의 부류로부터 선택될 수 있다.
알킬렌 옥사이드, 구체적으로 에틸렌 옥사이드 및/또는 프로필렌 옥사이드를 1 몰 내지 25 몰 가지는 지방족 알코올의 축합 생성물이 본 명세서에서의 사용에 적당할 수 있다. 지방족 알코올의 알킬 사슬은 직선형 또는 분지형, 일차 또는 이차일 수 있으며, 일반적으로 6 개 내지 22 개의 탄소 원자를 함유한다. 또한 알코올 몰당 에틸렌 옥사이드를 2 몰 내지 10 몰 가지는 8 개 내지 20 개의 탄소 원자를 함유하는 알킬기를 가지는 알코올의 축합 생성물이 적당하다.
본 명세서에서 사용에 적당한 다가 지방산 아미드는 구조식이 R2CONR1Z 인 것들을 포함할 수 있으며, 상기 식에서 R1은 H, C1-C4 하이드로카르빌, 2-하이드록시에틸, 2-하이드록시프로필, 에톡시, 프로폭시, 또는 이들의 혼합물, 예를 들어 C1-C4 알킬, 또는 C1 또는 C2 알킬이고; R2는 C5-C31 하이드로카르빌, 예를 들어 직쇄 C5-C19 알킬 또는 알케닐, 또는 직쇄 C9-C17 알킬 또는 알케닐, 또는 직쇄 C11-C17 알킬 또는 알케닐, 또는 이들의 혼합물이며, Z는 사슬에 직접 연결되는 적어도 3 개의 하이드록실을 가지는 선형 하이드로카르빌 사슬을 가지는 폴리하이드록시하이드로카르빌, 또는 이의 알콕실화 유도체(예를 들어, 에톡실화 또는 프로폭실화)이다. Z는 환원성 아민화 반응에서 환원 당으로부터 유래될 수 있으며, 예를 들어 Z는 글리시틸이다.
적당한 지방산 아미드 계면활성제는 화학식이 R1CON(R2)2인 것들을 포함할 수 있으며, 상기 식에서 R1은 7 개 내지 21 개, 또는 9 개 내지 17 개의 탄소 원자를 함유하는 알킬기이고, 각각의 R2는 수소, C1-C4 알킬, C1-C4 하이드록시알킬, 및 -(C2H40)xH(여기서, x는 1 내지 3의 범위에 있음)로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 명세서에서 사용하기에 적당할 수 있는, 6 개 내지 30 개의 탄소 원자 및 폴리사카라이드, 예를 들어 폴리글리코사이드를 함유하는 소수성 기, 1.3 개 내지 10 개의 당류 단위를 함유하는 친수성 기를 가지는 알킬폴리사카라이드는 미국 특허 번호 4,565,647(Llenado)에 개시되어 있다. 알킬폴리글리코사이드는 화학식이 R20(CnH2nO)t(글리코실)x일 수 있으며, 상기 식에서 R2는 알킬, 알킬페닐, 하이드록시알킬, 하이드록시알킬페닐, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서 알킬기는 10 개 내지 18 개의 탄소 원자를 함유하고, n은 2 또는 3이며; t는 0 내지 10이고; x는 1.3 내지 8이다. 글리코실은 글루코스로부터 유래될 수 있다.
기타 다른 적당한 비이온성 계면활성제는 식품 안전 비이온성 계면활성제를 포함할 수 있다. 식품 안전 비이온성 계면활성제의 예는 수크로스 에스테르, 예컨대 수크로스 코코에이트(Croda 사로부터 입수가능함), 및 소르비탄 에스테르, 예컨대 폴리옥시에틸렌(20) 소르비탄 모노올레에이트(J.T, Baker 사로부터 입수가능함) 및 폴리옥시에틸렌(20) 소르비탄 모노라우레이트(Uniquema 사로부터 입수가능함)가 있다. 식품 안전 비이온성 계면활성제의 기타 다른 예는 하기 기재된 바와 같은 GRAS(Generally Recognized As Safe; 일반적으로 안전하다고 인정하는 물질) 목록에 제공되어 있다.
일 구현예에서, 조성물은 구체적으로 알킬 폴리글루코사이드("APG") 계면활성제를 함유할 수 있다. 적당한 알킬 폴리글루코사이드 계면활성제는 미국 특허 번호 5,776,872(Giret 등); 미국 특허 번호 5,883,059(Furman 등); 미국 특허 번호 5,883,062(Addison 등); 및 미국 특허 번호 5,906,973(Ouzounis 등)에 개시되어 있는 알킬폴리사카라이드를 포함할 수 있으며, 상기 특허는 모두 참조로 포함되어 있다. 본 명세서에서 사용에 적당한 알킬 폴리글루코사이드는 또한 미국 특허 번호 4,565,647(Llenado)에 개시되어 있을 수 있으며, 상기 특허는 6 개 내지 약 30 개의 탄소 원자, 또는 약 10 개 내지 약 16 개의 탄소 원자 및 폴리사카라이드, 예를 들어 폴리글리코사이드를 함유하는 소수성 기, 및 약 1.3 개 내지 약 10 개, 또는 약 1.3 개 내지 약 3 개, 또는 약 1.3 개 내지 약 2.7 개의 당류 단위를 함유하는 친수성 기를 가지는 알킬폴리글루코사이드를 기재한다. 선택적으로, 소수성 모이어티 및 폴리사카라이드 모이어티를 연결하는 폴리알킬렌옥사이드 사슬이 있을 수 있다. 적당한 알킬렌옥사이드는 에틸렌 옥사이드일 수 있다. 통상적인 소수성 기는, 약 8 개 내지 약 18 개, 또는 약 10 개 내지 약 16 개의 탄소 원자를 함유하는 포화 또는 불포화, 분지형 또는 비분지형의 알킬기를 포함한다. 적당하게, 알킬기는 최대 약 3 개의 하이드록시기를 함유할 수 있고/있거나 폴리알킬렌옥사이드 사슬은 최대 약 10 개, 또는 약 5 개 미만의 알킬렌옥사이드 모이어티를 함유할 수 있다. 적당한 알킬 폴리사카라이드는 옥틸, 노닐데실, 운데실도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 및 옥타데실, 디-, 트리-, 테트라-, 펜타-, 및 헥사글루코사이드, 갈락토사이드, 락토사이드, 글루코스, 프럭토사이드, 프럭토스 및/또는 갈락토스이다. 적당한 혼합물은 코코넛 알킬, 디-, 트리-, 테트라-, 및 펜타글루코사이드 및 탈로우 알킬 테트라-, 펜타-, 및 헥사글루코사이드를 포함한다.
적당한 알킬폴리글리코사이드(또는 알킬폴리글루코사이드)는 화학식이 R20(CnH2nO)t(글루코실)x이며, 상기 식에서 R2는 알킬, 알킬페닐, 하이드록시알킬, 하이드록시알킬페닐, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 알킬기는 약 10 개 내지 약 18 개, 바람직하게는 약 12 개 내지 약 14 개의 탄소 원자를 함유하며; n은 약 2 또는 약 3, 바람직하게는 약 2이고; t는 0 내지 약 10, 바람직하게는 0이며; x는 약 1.3 내지 약 10, 바람직하게는 약 1.3 내지 약 3, 가장 바람직하게는 약 1.3 내지 약 2.7이다. 글리코실은 글루코스로부터 유래될 수 있다. 이들 화합물을 제조하기 위하여, 알코올 또는 알킬폴리에톡시 알코올이 먼저 형성된 다음, 글루코스, 또는 글루코스의 공급원과 반응하여 글루코사이드를 형성한다(1-위치에 부착). 그 다음, 추가적인 글리코실 단위가 1-위치와 선행하는 글리코실 단위 2-, 3-, 4- 및/또는 6-위치, 바람직하게는 대부분 2-위치 사이에 부착될 수 있다.
본 발명의 실시에서 사용에 적당한 알킬 글리코사이드 계면활성제의 그룹은 하기 화학식 I에 의해 나타내어질 수 있으며,
[화학식 I]
RO-(R20)y-(G)xZb
상기 식에서, R은 약 6 개 내지 약 30 개(바람직하게는 약 8 개 내지 약 18 개)의 탄소 원자를 함유하는 1 가 유기 라디칼이고; R2는 약 2 개 내지 약 4 개의 탄소 원자를 함유하는 2 가 탄화수소 라디칼이며; O는 산소 원자이고; y는 평균 값이 약 0 내지 약 1인 수이며; 바람직하게는 0이고; G는 5 개 또는 6 개의 탄소 원자를 함유하는 환원당으로부터 유래된 모이어티이며; x는 평균 값이 약 1 내지 5 (바람직하게는 1.1 내지 2)인 수이고; Z는 02M1, 02CR3, 0(CH2), CO2M1, OSO3M1, 또는 O(CH2)SO3M1이며; R3은 (CH2)C02M1 또는 CH=CHC02M1이고; (단, Z가 일차 하이드록실기를 대신하는 경우에만 Z는 02M1일 수 있으며, 여기서 일차 하이드록실-보유 탄소 원자, 즉 -CH2OH는 산화되어 -C02M1 기를 형성함); b는 글리코살기 당 0 내지 3x+1의 수, 바람직하게는 평균이 0.5 내지 2이고; p는 1 내지 10이며, M1은 H+ 또는 예를 들어 알칼리 금속, 암모늄, 모노에탄올아민, 또는 칼슘과 같은 유기 또는 무기 양이온이다. 화학식 I에서 정의된 바와 같이, R은 일반적으로 약 8 개 내지 30 개 또는 8 개 내지 18 개의 탄소 원자를 가지는 지방 알코올의 잔기이다. 적당한 알킬글리코사이드는, 예를 들어 APG 325®(Cognis Corporation 사로부터 입수가능한 C9-C11 알킬 폴리글리코사이드), APG 625®(Cognis Corporation 사로부터 입수가능한 C10-C16 알킬 폴리글리코사이드), Dow Triton® CG110(Dow Chemical Company 사로부터 입수가능한 C8-C10 알킬 폴리글리코사이드), AG6202®(Akzo Nobel 사로부터 입수가능한 C8 알킬 폴리글리코사이드), Glucopon® 425N(Cognis Corporation 사로부터 입수가능한 C8-C16 알킬 폴리글리코사이드), Glucopon® 215(Cognis Corporation 사로부터 입수가능한 C8-C10 알킬 폴리글리코사이드), Glucpon® 225(Cognis Corporation 사로부터 입수가능한 C8-C10 알킬 폴리글리코사이드) 및 Alkadet 15®(Huntsman Corporation 사로부터 입수가능한 C8-C10 알킬 폴리글리코사이드)를 포함한다. C8 내지 C10 알킬폴리글루코사이드는, 알킬기가 실질적으로 C8 알킬, 실질적으로 C10 알킬, 또는 실질적으로 C8 및 C10 알킬의 혼합물인 알킬폴리글루코사이드를 포함한다. 추가적으로, C4 및/또는 C6 또는 이들의 혼합물과 같은 단쇄 APG는 본 발명과 함께 적당할 수 있다.
F. 추가적인 보조제
사용될 수 있는 예시적인 구체적인 킬레이트제 금속이온봉쇄제 및/또는 형광 발광제 성분은 이로 제한되는 것은 아니지만, 소듐 폴리아크릴레이트(예를 들어, ACCUSOL™ 445N), Na3 메틸 글리신 디아세테이트(예를 들어, TRILON® M LIQUID), Na4 글루탐산 디아세테이트(DISSOLVINE® GL47S), 하이브리드 생체고분자(예를 들어, ALCOGUARD® HS5240), 소듐 폴리이타코네이트(예를 들어, ITACONIX™ DSP2K-US), Nax 카르복시메틸 이눌린(COSUN CMI 25-40D 또는 DEQUEST® SPE 15625), TINOSORB FB, 디-, 테트라-, 또는 헥스-설폰화 유도체를 포함한 트리아진-스틸벤, 쿠마린, 이미다졸린, 디아졸, 트리아졸, 벤즈옥사졸린, 비페닐-스틸벤 및 이들의 조합을 포함한다.
다양한 폴리아크릴레이트가 물론 사용하는 데 적당하다. 이와 같은 금속이온봉쇄제의 예는 미국 특허 번호 6,211,131 및 6,297,209에 개시되어 있으며, 이들 특허의 각각은 본 명세서에 전체가 참조로 포함되어 있다.
조성물은 하나 이상의 보존제를 포함할 수 있다. 사용될 때, 이와 같은 보조제는 이로 제한되는 것은 아니지만, 메틸, 에틸 및 프로필 파라벤, 포스페이트, 예컨대 트리소듐 포스페이트, 단쇄 유기산(예를 들어, 아세트산, 락트산 및/또는 글리콜산), 비스구아니딘 화합물(예를 들어, DANTAGARD 및/또는 GLYDANT) 및/또는 단쇄 알코올(예를 들어, 에탄올 및/또는 IPA)를 포함할 수 있다. 예시적인 보존제의 추가적인 상세 내용은 미국 공개 2013/0028990에 개시되어 있으며, 이는 본 명세서에 참조로 포함되어 있다.
물 이외의 용매(예를 들어, 에탄올, 이소프로판올, 글리콜 에테르 등)가 또한 이용될 수 있다.
계면활성제, 실리케이트, 빌더, 금속이온봉쇄제, 킬레이트제, 보존제, 형광증백제, 형광 발광제, 향료, 염료, 안료, 충전제, 희석제, 건조제, 완충제, 고체 가공 보조제, 보존제, 착색제, 내식 억제제, 향료, 퇴적 방지제, 향수성 물질, 중합체 분산제(예를 들어, 알코올 에톡실레이트), 해교제, 가소제, 고성능 가소제, 유화제, 세제, 기타 다른 소독제 또는 항균제(예를 들어, 4차 암모늄 화합물, 에센셜 오일, 금속 염, 은, 아연, 효소 등), 이로 제한되는 것은 아니지만 프로테아제, 만나나제, 셀룰로스, 아밀라제, 펙티나제, 자일로글루카나제, 나탈라제, 테르마밀, 서브틸리신, 락타제를 포함한 효소, 및 임의의 기타 다른 보조제가 적절한 유효양으로 포함될 수 있다. 일부 구현예에서, 이와 같은 수준은 약 0 중량% 내지 약 90 중량%, 또는 약 0.001 중량% 내지 약 50 중량%, 또는 약 0.01 중량% 내지 약 25 중량%일 수 있다. 대안적으로, 임의의 주어진 보조제 또는 보조제의 부류는 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%, 또는 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%, 또는 약 0.1 중량% 내지 약 1 중량%의 수준으로 존재할 수 있다.
다양한 보조제의 추가적인 상세 내용, 이들의 농도 양, 및 기타 다른 상세 내용은 본 명세서에 참조로 포함되어 있는 미국 특허 번호 8,287,755에서 확인할 수 있다.
본 발명의 상기 및 기타 다른 장점 및 특성을 더 명확하게 하기 위하여, 본 명세서에 위치한 도면에서 예시되는 본 발명의 구체적인 구현예를 참조하여 본 발명의 보다 구체적인 기재가 제공될 것이다. 이들 도면은 본 발명의 단지 통상적인 구현예만을 묘사한 것이고, 따라서 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 고려되어서는 안됨이 인식된다. 본 발명은 첨부된 도면의 사용을 통해 추가적으로 구체적이면서 상세하게 기재되고 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 다양한 마그네슘이 삽입된 표백 조성물에 있어서 이용가능한 염소 백분율과 백분율 수율 데이터를 플롯팅한 것이다.
도 2a는 예시적인 마그네슘이 삽입된 표백 조성물에 있어서 X-선 회절 ("XRD") 분광 데이터를 플롯팅한 것이다.
도 2b는 이염기성 마그네슘 하이포클로라이트 표백 조성물에 있어서 비교 XRD 분광 데이터를 플롯팅한 것이다.
도 3A는 습한 저장 환경에서 2 개월 후에, 이염기성 마그네슘 하이포클로라이트 또는 칼슘 하이포클로라이트와 마그네슘 옥사이드의 혼합물과 비교하여, 본 발명에 따른 마그네슘이 삽입된 표백 조성물에 있어서 비교 안정성을 나타내는 막대 도표이다.
도 3B는 습한 저장 환경에서 4.5 개월 후에, 칼슘 하이포클로라이트와 마그네슘 옥사이드의 혼합물과 비교하여, 본 발명에 따른 2 개의 마그네슘이 삽입된 표백 조성물에 있어서 비교 안정성을 나타내는 막대 도표이다.
도 4a는 HCl을 시간 경과에 따라 첨가하면서 7.7%의 이용가능한 염소를 포함하는 마그네슘이 삽입된 표백 조성물의 pH 프로필을 플롯팅한 것이다.
도 4b는 도 4a의 용액 내 하이포클로라이트 이온의 농도를 첨가된 HCl의 밀리몰의 함수로서 플롯팅한 것이다.
도 5a는 HCl을 시간 경과에 따라 첨가하면서 34%의 이용가능한 염소를 포함하는 이염기성 마그네슘 하이드록사이드 표백 조성물의 pH 프로필을 플롯팅한 것이다.
도 5b는 도 5a의 용액 내 하이포클로라이트 이온의 농도를 첨가된 HCl의 밀리몰의 함수로서 플롯팅한 것이다.
도 6a는 알코올 에톡실레이트와 함께 제형화된 다양한 MIB 조성물에 있어서 열역학적 안정성 데이터를 플롯팅한 것이다.
도 6b는 알코올 에톡실레이트와 함께 제형화된 다양한 비교 소듐 디클로로이소시아누레이트 조성물에 있어서 열역학적 안정성 데이터를 플롯팅한 것이다.
도 7a는 예시적인 MIB 조성물에 있어서 분해 열역학적 안정성 데이터를 플롯팅한 것이다.
도 7b는 칼슘 하이포클로라이트에 있어서 비교 분해 열역학적 안정성 데이터를 플롯팅한 것이다.
도 7c는 소듐 디클로로이소시아누레이트에 있어서 비교 분해 열역학적 안정성 데이터를 플롯팅한 것이다.
III. 실시예 및 시험 결과
상기 기재된 바와 같이, 삽입된 표백 화합물은 마그네슘 옥사이드와 같은 마그네슘 염과 혼합된 칼슘 하이포클로라이트 또는 소듐 하이포클로라이트의 수용액으로부터 물을 증발시킴으로써 형성될 수 있다. 삽입된 표백 화합물은 알칼리토금속 대 하이포클로라이트의 몰비가 3 이상이다.
다양한 기타 다른 알칼리 금속 및 알칼리토금속 염이 삽입된 표백 조성물 중 삽입된 표백 화합물과 함께 포함될 수 있다. 예를 들어, 알칼리토 옥사이드, 알칼리토 하이드록사이드, 알칼리토 카르보네이트, 알칼리토 바이카르보네이트, 알칼리토 클로라이드, 알칼리 클로라이드, 알칼리 카르보네이트, 알칼리 바이카르보네이트, 및 이들의 조합이 상기 표백 화합물과 혼합될 수 있다. 이와 같은 염의 구체적인 예는 이로 제한되는 것은 아니지만, 마그네슘 옥사이드, 마그네슘 옥사이드 부가체, 마그네슘 하이드록사이드, 마그네슘 하이드록사이드 부가체, 마그네슘 클로라이드 트리하이드록사이드, 마그네슘 클로라이드 펜타하이드록사이드, 마그네슘 카르보네이트, 마그네슘 클로라이드, 칼슘 옥사이드, 칼슘 하이드록사이드, 칼슘 카르보네이트, 칼슘 클로라이드, 소듐 클로라이드, 소듐 카르보네이트, 소듐 바이카르보네이트, 및 이들의 조합을 포함한다. 이와 같은 염의 수화물이 또한 포함될 수 있다.
마그네슘 옥사이드는 수불용성이고 등전위가 높은 무기 물질이다. 마그네슘 옥사이드의 높은 등전점(예를 들어, 약 12 내지 13)은 통상적으로 양으로 하전되는 용액/표면 계면을 생성한다. 물질의 등전점은 특정 물질이 순 전하를 가지지 않을 때의 pH이다. 따라서 용액/표면 계면은 통상적으로 양으로 하전되기 때문에, 마그네슘 옥사이드는 음이온성 종과의 상호작용에 있어서 친화력을 가진다. 양으로 하전된 마그네슘 옥사이드 표면은 음으로 하전된 하이포클로라이트 음이온을 흡수하는 것으로 여겨진다. 하이포클로라이트 음이온과 마그네슘 옥사이드의 추가 반응 및 삽입은 이전에는 인식되지 않은 하이포클로라이트 방출 물질을 산출한다. 이러한 삽입된 표백 화합물은, x-선 회절에 의해 입증된 바와 같이, 실질적으로 출발 물질, 방출가능한 하이포클로라이트의 수율, 저장 안정성, 용해도, 및 기타 다른 특징들과 상이하다.
제조된 조성물 내에서, 생성된 산물은 건조된 백색 분말이며, 이는 필수적으로 냄새가 없다. 물에 첨가될 때, 하이포클로라이트를 동시에 방출하면서 마그네시아유와 비슷한 백색 현탁액이 생성되며, pH 완충 범위는 약 8 내지 약 11.5이다. 분말 x-선 회절은 적층 또는 삽입된 물질을 나타낸다. 이용가능한 염소는 약 0.01% 내지 최대 약 25%만큼 낮은 값으로 변할 수 있다. 보다 통상적인 이용가능한 염소 값은 약 1% 내지 약 25% 또는 약 2.5% 내지 약 25%일 수 있다. 생성물 조성물은 이로 제한되는 것은 아니지만, 2차 마그네슘 염, 마그네슘 하이드록사이드, 마그네슘 옥사이드, 칼슘 카르보네이트, 및/또는 하나 이상의 상기한 것의 부가체와 마그네슘 하이포클로라이트 부가체를 포함하는 수화된 염의 혼합물일 수 있다. 삽입된 표백 화합물 그 자체는 수화물일 수 있다. 이와 같은 하이포클로라이트 방출 고체는 고체 하이포클로라이트가 요구되는 임의의 적용에서 사용될 수 있다.
삽입된 표백 화합물에 의해 제공되는 완충 특징은, 하이포클로라이트 종에 우수한 안정성을 제공하면서, 통상적으로 하이포클로라이트 표백 조성물과 연관된 것보다 일반적으로 더 온화한 pH 값(예를 들어, 약 8 내지 약 11.5)에 있다.
유리하게, 제조 방법은 임의의 염소 가스를 사용하거나 생성하지 않는다. 오히려, 이용되는 물질은 용이하게 입수가능하고, 가격이 경제적인, 무기 천연 물질이다. 삽입된 표백 화합물은 그 자체가 천연 물질로부터 유래된 것으로 여겨질 수 있으며, 임의의 석유 화학물질의 사용을 필요로 하지 않는다. 마그네슘 옥사이드는 40 CFR 180-940에 상술된 바와 같이 항균 제형(예를 들어, 식품 접촉 표면 위생처리 용액)에서의 사용을 위하여 활성 및 불활성 성분에 대한 허용 오차 면제에 제한을 가지지 않는 것으로 열거된다. 이는 삽입된 표백 화합물이 기존의 하이포클로라이트 방출 생성물과 비교하여 적용될 수 있는 잠재적인 소독 제품 적용으로 확장될 수 있다.
마그네슘이 삽입된 표백제의 다양한 제형은 물로 칼슘 하이포클로라이트 고체(또는 리튬 하이포클로라이트 또는 칼륨 하이포클로라이트 고체)를 용해시키거나 소듐 하이포클로라이트 용액을 제공함으로써 형성되어 알칼리금속 하이포클로라이트 또는 알칼리토금속 하이포클로라이트를 약 10% 내지 약 18% 포함하는 용액을 만들었다. 더 일반적으로, 이와 같은 용액은 하이포클로라이트 염을 약 3% 내지 약 50%, 또는 약 5% 내지 약 25% 포함할 수 있다. 하이포클로라이트 염의 혼합물이 하이포클로라이트 수용액에 포함되는 경우, 상기 농도 범위는 하이포클로라이트 염의 혼합된 농도를 지칭할 수 있다. 칼슘 하이포클로라이트가 이용되는 경우, 칼슘 하이포클로라이트는 물과 혼합되어 칼슘 하이포클로라이트를 가용화시키고, 적절한 중량 백분율의 용액을 제공한다. (예를 들어, 석회의 염소화로부터의 중간체로서) 새로 만들어진 칼슘 하이포클로라이트 용액은 고체 칼슘 하이포클로라이트 대신에 사용될 수 있으며, 농도가 원하는 범위 내에 있다면, 추가적인 물의 첨가 없이 그대로 사용될 수 있다. 하이포클로라이트 용액은 또한 문헌에 공지된 임의의 공정에 의해 제조될 수 있다.
하이포클로라이트가 물과 혼합되는 경우, 반응 혼합물은 교반되거나 다르게는 적절한 시간(예를 들어, 약 2 분 내지 약 5 분) 동안 혼합될 수 있다. 더 일반적으로, 혼합 시간은 약 0.5 분 내지 약 1 시간, 약 1 분 내지 약 10 분일 수 있다. 일단 하이포클로라이트 수용액이 제공되면, 적절한 시간(예를 들어, 약 2 분 내지 약 10 분, 더 일반적으로 0.5 분 내지 약 1 시간 또는 1 분 내지 약 30 분)에 걸쳐 교반(전단혼합)하면서, 마그네슘 또는 칼슘 염이 여기에 일부씩 첨가될 수 있다. 일단 모든 마그네슘 또는 칼슘 염(예를 들어, 마그네슘 옥사이드)이 첨가되면, 반응 혼합물은 약 5 분 내지 약 10 분, 또는 더 일반적으로 약 1 분 내지 약 24 시간, 또는 약 2 분 내지 약 6 시간 또는 약 5 분 내지 1 시간의 추가적인 시간 동안 혼합될 수 있다.
그 다음, 반응 혼합물을 적절한 용기(예를 들어, 베이킹 접시)에 붓고 건조시킴으로써 건조시킬 수 있다. 본 발명자가 형성한 삽입된 표백 화합물 고체는 약 20℃내지 약 80℃ 범위의 온도에서 16 시간 내지 72 시간 동안 건조하였다. 더 일반적으로, 건조 시간은 약 1 시간 내지 약 10 일, 또는 약 8 시간 내지 약 5 일일 수 있다. 더 일반적으로, 건조 온도는 상온(예를 들어, 약 20℃) 내지 약 200℃, 또는 상온 내지 약 150℃의 범위일 수 있다. 상온을 넘는 온도는 오븐에서 건조시킴으로써 달성될 수 있다. 일단 건조되면, 고체를 부셔서 분말화할 수 있다. 고체 생성물은 또한 압착되거나 정제, 퍽(puck), 또는 과립 형태로 주조될 수 있다. 물론, 건조된 고체는 또한 분말화, 과립화, 또는 이와 유사한 공정 없이 그대로 사용될 수 있다.
인식될 바와 같이, 반응 시간, 물의 양, 하이포클로라이트 용액의 농도, 하이포클로라이트 염 대 마그네슘/칼슘 염의 비, 이산화탄소의 배제 또는 첨가, 건조 방법(예를 들어, 분무 건조가 이용될 수 있음), 및 분말화 방법에 따라서, 혼합 또는 교반 메커니즘은 다양해질 수 있다(예를 들어, 전단 혼합을 이용 또는 이용하지 않음).
도 1은 실제 형성된 여러 가지 마그네슘이 삽입된 표백 조성물에 있어서 이용가능한 염소 대 OCl에 대한 Mg 비율을 플롯팅한 것이다. 백분율 수율 대 OCl에 대한 Mg 비율이 또한 도 1에 플롯팅되어 있다. 예를 들어, 도 1에 나타낸 바와 같이, Mg 대 OCl 비율이 3:1인 삽입된 표백 조성물은 이용가능한 염소 수준이 25.5%이고, 수율이 83.7%이다. Mg 대 OCl 비율이 4:1인 삽입된 표백 조성물은 이용가능한 염소 수준이 19.4%이고, 수율이 88%이다. Mg 대 OCl 비율이 5.9:1인 삽입된 표백 조성물은 이용가능한 염소 수준이 18.1%이고, 수율이 99.6%이다. Mg 대 OCl 비율이 13.9:1인 삽입된 표백 조성물은 이용가능한 염소 수준이 7.6%이고, 수율이 99%이다. Mg 대 OCl 비율이 34.6:1인 삽입된 표백 조성물은 이용가능한 염소 수준이 3.7%이고, 수율이 91.9%이다.
도 1로부터 명백해지는 바와 같이, 일 구현예에서, Mg 대 OCl의 비율이 증가할수록, 이용가능한 염소의 수준은 일반적으로 감소하는 반면, 수율 백분율은 일반적으로 증가할 수 있다.
도 2a는 상기 기재된 바와 같이 형성된 예시적인 마그네슘이 삽입된 표백 조성물에 있어서 x-선 회절("XRD") 각도 데이터를 나타낸다. 도 2b는 이염기성 마그네슘 하이포클로라이트(Mg(OCl)2·2Mg(OH)2)에 대한 비교 XRD 데이터를 나타낸다. 데이터는, 삽입된 표백 조성물이 이염기성 마그네슘 하이포클로라이트의 XRD 반응과는 상이한 XRD 반응을 가진다는 것을 분명하게 나타낸다. 6.9 Å에서의 피크는 적층된 삽입 구조를 가리키는 것이다(이염기성 마그네슘 하이포클로라이트의 8.0 Å피크와 같으며, 이는 역시 적층 구조를 가지는 것으로 공지되어 있음).
이용가능한 염소가 7.7%이고 고체 형태 산(예를 들어, 포타슘 바이설페이트, 석신산, 붕산 등)을 포함하는 마그네슘이 삽입된 표백제("MIB")의 혼합물은 상온에서 6 주의 기간에 걸쳐 완전한 안정성(표백 손실이 없음)을 나타낸 것으로 관찰되었다. 즉, 성분이 고체 형태로 존재하고, 물이 실질적으로 존재하지 않는 경우, 어떠한 상당한 산-염기 반응도 일어나지 않았다.
예시적인 마그네슘이 삽입된 표백제("MIB")의 저장 안정성은 소듐 라우릴 설페이트("SLS") 계면활성제를 포함한 조성물 및 상기 계면활성제를 포함하지 않은 조성물에 대하여 평가되었다. 샘플은 초기 양과 비교하여 적정에 의해 남아 있는 하이포클로라이트의 양을 결정하는 것으로 시험하였다. 이러한 측정된 차이로부터, 저장 수명이 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 계산되었다.
샘플 초기 적정
(중량% OCl)		 최종 적정
(중량% OCl)		 차이 샘플 수명
MIB 7.14 7.07 0.07 1.7 년
MIB+SLS 7.55 7.21 0.34 3 년
이와 같은 연장된 저장 수명 안정성 특징(예를 들어, 1 년 초과, 2년 초과 등)은 염소 표백 제품 중에서 가장 잘 알려진 것이다.
상기 기재된 안정성 시험에 추가적으로, 마그네슘이 삽입된 표백 조성물을 습기에 대한 저항성(즉, 습기에 노출 시 분해를 저항하는 능력)에 대하여 시험하였다. 결과는 대안적인 고체의 하이포클로라이트 방출 생성물, 구체적으로 이염기성 마그네슘 하이포클로라이트, 및 칼슘 하이포클로라이트와 마그네슘 옥사이드의 혼합물의 습기 안정성과 비교하였다. 도 3A는 80℉의 온도 및 80%의 상대 습도에서 2 개월 기간 동안 저장 한 후 습기 안정성 데이터를 나타낸다. 나타낸 바와 같이, 하이포클로라이트의 초기 중량 백분율을 측정하였다. 일부 샘플은 개방된 상태로 저장한 반면, 다른 것들은 밀폐된 상태로 저장하였으며, 남아 있는 하이포클로라이트의 중량 백분율은 2 개월 저장 후에 측정하였다.
나타낸 바와 같이, 이염기성 마그네슘 하이포클로라이트는 초기 하이포클로라이트 농도가 약 25 중량%이었으며, 2 개월 후 개방된 상태의 샘플에 있어서는 거의 0으로 감소되었고, 밀폐된 샘플에 있어서는 약 22 중량% 내지 23 중량%로 감소되었다. 칼슘 하이포클로라이트/마그네슘 옥사이드 혼합물은 초기 하이포클로라이트 농도가 약 26 중량%이었으며, 개방된 상태의 샘플에 있어서는 약 5 중량%로 감소되었고, 밀폐된 샘플에 있어서는 약 22 중량% 내지 23 중량%로 감소되었다. MIB는 초기 하이포클로라이트 농도가 약 24 중량%이었으며, 개방된 상태의 샘플에 있어서는 약 18 중량%로 감소되었고, 밀폐된 샘플에 있어서는 약 23 중량%로 감소되었다. MIB는 다른 시험된 대안물보다, 구체적으로 용기가 개방된 상태인 경우에 있어서 습기에 대한 저항성이 훨씬 더 양호함을 나타낸다.
도 3B는 80℉의 온도 및 80%의 상대 습도에서 4.5 개월 기간 동안 저장 한 후 습기 안정성 데이터를 나타낸다. 칼슘 하이포클로라이트/마그네슘 산화물 혼합물은 초기 하이포클로라이트 농도가 약 4 중량%이었으며, 개방된 상태의 샘플에 있어서는 약 1 중량%로 감소되었고, 밀폐된 샘플에 있어서는 약 2.5 중량%로 감소되었다. 2 가지 MIB 샘플을 시험하였다. 1 가지 MIB 샘플은 초기 하이포클로라이트 농도가 약 5.5 중량%이었으며, 개방된 상태의 샘플에 있어서는 약 4.5 중량%로 감소되었고, 밀폐된 샘플에 있어서는 통계학적으로 유의한 감소가 없었다. 다른 MIB 샘플은 초기 하이포클로라이트 농도가 약 5.5 중량%이었으며, 밀폐된 상태 또는 개방된 상태의 샘플에 있어서는 통계학적으로 유의한 감소가 없었다.
MIB 조성물의 완충 특징뿐만 아니라, 산의 첨가를 통한 하이포클로라이트의 방출을 가속화하는 능력도 시험하였다. 삽입된 표백 화합물 내에 존재하는 MgO 및/또는 Mg(OH)2 성분이 하이포클로라이트의 안정성을 향상시키기 위하여 바람직한 영역(예를 들어, 약 8 내지 약 11.5)으로 pH를 완충하는 작용을 하는 것으로 여겨진다. 결과는 도 4a 및 4b에 나타내어져 있다. 이염기성 마그네슘 하이포클로라이트에 대한 비교예는 도 5a 및 5b에 나타내어져 있다. 도 4a는 염산(HCl)이 주기적인 간격으로 MIB 수용액에 첨가됨에 따라 시간 경과에 따른 pH 프로필을 플롯팅한 것이다. 도 4a 및 4b에서 이용된 MIB 화합물은 이용가능한 염소의 농도가 7.7 중량%(예를 들어, 도 1에 나타낸 바와 같이 Mg 대 OCl 비율이 약 13.9:1임)이었다. pH 프로필은 pH 회복이 비교적 빠름을 나타내며, 완충 능력은 약 8 내지 약 11.5이다.
도 4b는 HCl의 밀리몰이 얼마나 많이 첨가되었는지에 따른 용액 중 하이포클로라이트의 농도(OCl의 ppm)를 플롯팅한 것이다. 나타낸 바와 같이, 고체 MIB 내 모든 하이포클로라이트가 방출될 때까지(예를 들어, 10 밀리몰의 HCl의 첨가 후 도 4b에서 약 275 ppm 내지 300 ppm OCl) 하이포클로라이트 방출은 일반적으로 선형이다.
도 5a 및 5b는, 34 중량%의 이용가능한 염소를 포함하는 이염기성 마그네슘 하이포클로라이트 조성물에 대한 것이라는 것을 제외하고, 도 4a 및 4b에 대하여 상기 기재한 바와 같은 유사한 데이터를 플롯팅한 것이다. 도 5a에서 볼 수 있는 바와 같이, 완충 회복은 MIB 조성물에 의해 나타내어진 것보다 상당히 더 느리고 덜 완전하다. 즉, 이 조성물은 상당히 더 낮은 완충 능력을 나타낸다. 이와 같이, 이염기성 마그네슘 하이포클로라이트는 MIB 조성물과 같이 용액에 있어서 비교적 높은 pH를 유지할 수 없다. 이와 같은 개선된 완충 능력(즉, 더 오랫동안 더 높은 pH를 유지하는 능력)은 표백 조성물의 안정성을 크게 개선시킨다. 또한 표백 방출은, 도 5b에 나타낸 것보다 더 많은 표백제 방출이 실제 수돗물로 달성되므로, 이염기성 마그네슘 하이포클로라이트의 경우에 산의 첨가에 의해 상당히 도움을 받는 것이 아닌 것으로 관찰된다.
다양한 보조제, 예컨대 알코올 에톡실레이트(예를 들어, BIOSOFT N23-6.5), 계면활성제(예를 들어, 소듐 라우릴 설페이트, 라우릴 디메틸 아민 옥사이드), 중합체(예를 들어, SOKANLAN CP 45 과립, ALCOSPERSE 747, 프로필 비닐 알코올 공중합체 필름), 및 4차 암모늄 화합물(예를 들어, 벤질트리메틸암모늄 클로라이드, 도데실트리메틸암모늄 클로라이드)를 이용한 제형 안정성 및 상용성을 시험하였다. 도 6a는 넓은 범위의 농도의 알코올 에톡실레이트 BIOSOFT N23-6.5를 포함하는 여러 가지 상이한 MIB 조성물에 대한 비교 열역학적 안정성 데이터로서 해석될 수 있는 시차 주사 열량("DSC") 데이터를 나타낸다. 결과는, MIB 조성물이 매우 다양한 농도에 걸쳐서 매우 다양한 보조제를 이용하여 우수한 상용성 및 안정성을 나타내는 것으로 나타난다.
비교로서, 도 6b는 10%의 알코올 에톡실레이트 BIOSOFT N23-6.5를 포함하는 소듐 디클로로이소시아누레이트("SDIC") 조성물에 대한 더 낮은 열역학적 안정성을 나타낸다. SDIC 및 알코올 에톡실레이트 혼합물(17 중량% 하이포클로라이트 및 10% 알코올 에톡실레이트; 240 J/g)의 발열 분해 반응은 알코올 에톡실레이트를 포함하는 비교 MIB 조성물(22 중량% 하이포클로라이트 및 7% 알코올 에톡실레이트; 16 J/g)의 발열 분해보다 10 배 더 크다. 사실, 심지어 MIB를 포함하는 혼합물 중 알코올 에톡실레이트의 양이 2 배 초과(18 중량% 하이포클로라이트 및 25% 알코올 에톡실레이트; 96 J/g)할 때 조차, SDIC 혼합물은 여전히 2 배 초과의 발열 에너지 방출을 나타낸다. 이전에, 이와 같은 이소시아누레이트 염은 이용가능한 임의의 염소 표백 제품만큼 우수한 제형 유연성 및 상용성을 가지는 것으로 간주되었다. 이들 경우에서, 본 발명의 MIB는 SDIC보다 더 양호한 제형 유연성 및 상용성을 나타낸다. 더욱이, 이와 같은 이소시아누레이트 염은 무수 물질과 함께 제형화되어야 하며, 소듐 하이드록사이드의 사용은 피하여야 하고(사실, 염기성 조건은 일반적으로 피하여야 함), 염은 흡습성 물질과 함께 제형화될 수 없으며, 이소시아누레이트 염의 분해 생성물은 NCl3를 포함하는데, NC13는 특히 위험하고 바람직하지 않다. MIB 조성물은 이들 제한을 가지지 않는다.
도 7a는 약 375℃에서 흡열 분해 반응을 나타내는, 예시적인 MIB 조성물에 대한 시차 주사 열량("DSC") 데이터를 나타내는데, 상기 반응은 420 J/g의 상당한 에너지 주입을 필요로 한다. 칼슘 하이포클로라이트에 대한 유사한 DSC 데이터가 도 7b에 비교를 위하여 나타내어져 있다. 칼슘 하이포클로라이트는 약 212℃에서 발열 분해 반응을 나타내며, 이는 401 J/g의 에너지를 발산하고, 본 발명의 흡열 분해 경로에 대하여 덜 바람직한 칼슘 하이포클로라이트를 만든다.
도 7c는 소듐 디클로로이소시아누레이트에 대한 DSC 데이터를 나타내며, 이는 2 개의 흡열 반응, 수화 중 각각의 물의 손실에 대한 것을 포함한다. 소듐 디이소시아누레이트가 10℃ 내지 200℃의 온도 범위에서 어떠한 발열 분해 반응을 나타내지 않지만, 이는 분해 시 NC13 부산물을 형성하며, 상기 부산물은 위험하고 바람직하지 않다.
삽입된 표백 조성물을 이용하여 하이포클로라이트의 방출을 조심스럽게 제어하는 능력 때문에, 활성 표백제가 요구하는 대로 전달될 수 있다. 예를 들어, 이로 제한되는 것은 아니지만, 고체 조성물(예를 들어, 분말, 과립, 정제 등), 고체 조성물, 또는 용액 또는 현탁액 중에 삽입된 표백제가 있는 수용액(예를 들어, 산, 또는 킬레이트, 또는 계면활성제, 또는 추가의 용해물이 하이포클로라이트 농도 및 전달을 제어하는 데 사용될 수 있음)을 포함하는 패킷(예를 들어, 파우치)를 포함한 임의의 적당한 전달 메커니즘이 이용될 수 있다.
파우치는 폴리비닐 알코올 필름 또는 기타 다른 밀봉가능한 수용성 또는 분산가능한 중합체 필름으로부터 형성될 수 있다. 고체 생성물은, 고체 용해도가 시간을 맞추고, 표백제 방출이 주어진 시간에 걸쳐서 느리고 일정할 수 있는 정제, 퍽, 또는 과립 형태로 압착 또는 주조될 수 있다. 조성물은 플라스틱 또는 중합체 필름에 매립 또는 삽입될 수 있거나, 기재(예를 들어, 중합체, 플라스틱, 부직포, 기타 다른 섬유, 스폰지 등)에 부착 또는 매립될 수 있다.
액체 조성물은 트리거 스프레이 또는 에어로졸 전달 시스템을 통해 전달될 수 있다. 일 구현예는 조성물의 2 개의 초기 분리된 부분이 생성물을 분배하기 직전에 서로 접촉하는 이중 챔버 병 또는 패키지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 산성 수용액(예를 들어, 계면활성제, 킬레이트제, 염료, 향료 등을 포함함)은 이중 챔버 병의 하나의 챔버에 위치될 수 있고, 이 액체는 삽입된 표백제를 포함하는 조성물의 제2 부분과 혼합되거나 이를 통해 인출될 수 있어서(예를 들어, 부직포 여과 시스템), 분배된 액체는 하이포클로라이트 표백제 및 제1 챔버의 활성성분(예를 들어, 킬레이트제, 계면활성제, 염료, 향료 등)을 포함한다. 물론, 다양한 보조제가 이와 같은 2 부분 조성물의 하나의 부분 또는 둘 다의 부분 내에 포함될 수 있다.
기존의 대안물과 비교하여 삽입된 표백 조성물의 유리한 특징의 요약으로서, 표 2는 여러 가지 고체 하이포클로라이트 표백 제품의 다양한 기준에 대한 상대 등급을 나타내며, 여기서 5는 "우수함"을 나타내고, 3은 "괜찮음"을 나타내며, 1은 "나쁨"을 나타낸다. 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 MIB 조성물은 "우수한" 제형 유연성, 낮은 냄새, 및 수분 내성을 제공하는 유일한 생성물이다. 일부 생성물이 더 양호한 용액 투명성 또는 더 높은 수준의 이용가능한 염소를 제공하지만, 본 발명의 삽입된 표백 화합물 및 조성물은 이용가능한 대안물 중에서 단연코 높은 등급의 최상의 조합을 제공한다.
Figure pct00001
하기 기재한 조성물은 Mx(OCl)y(0)m(OH)n의 샘플 고체 조성물이다.
실시예 1
실시예 1은 Mg13 . 9Ca0 .5(OCl)012.9(OH)에 있어서 마그네슘 공급원이 마그네슘 옥사이드이고, 표백제 공급원이 칼슘 하이포클로라이트인 본 발명의 조성물을 예시한다.
실시예 1에서, 본 발명자는 79.5 그램의 칼슘 하이포클로라이트(69.2 중량%)를 959.2 그램의 물에 용해시킨다. 2 분 동안 혼합한다. 430.5 그램의 마그네슘 옥사이드를 고전단 혼합하면서 10 분에 걸쳐 첨가한다. 모든 마그네슘 옥사이드를 첨가한 후 10 분 동안 혼합을 계속한다. 실온에서 개방된 용기에서 건조시킨다. 생성물은 7.6%의 이용가능한 염소를 포함한다.
실시예 2
실시예 2는 Mg3Ca0 .5(OCl)02(OH)에 있어서 마그네슘 공급원이 마그네슘 옥사이드이고, 표백제 공급원이 칼슘 하이포클로라이트며, 하이포클로라이트 수준이 높은 비율인 본 발명의 조성물을 예시한다.
실시예 2에서, 본 발명자는 51.8 그램의 칼슘 하이포클로라이트(69.2 중량%)를 186 그램의 물에 용해시킨다. 2 분 동안 혼합한다. 60.0 그램의 마그네슘 옥사이드를 고전단 혼합하면서 10 분에 걸쳐 첨가한다. 모든 마그네슘 옥사이드를 첨가한 후 10 분 동안 혼합을 계속한다. 실온에서 개방된 용기에서 건조시킨다. 생성물은 25.5%의 이용가능한 염소를 포함한다.
실시예 3
실시예 3은 Mg34 . 6Ca0 .5(OCl)033.6(OH)에 있어서 마그네슘 공급원이 마그네슘 옥사이드이고, 표백제 공급원이 칼슘 하이포클로라이트며, 하이포클로라이트 수준이 낮은 비율인 본 발명의 조성물을 예시한다.
실시예 3에서, 본 발명자는 8.9 그램의 칼슘 하이포클로라이트(69.2 중량%)를 250.6 그램의 물에 용해시킨다. 2 분 동안 혼합한다. 120.2 그램의 마그네슘 옥사이드를 고전단 혼합하면서 5 분에 걸쳐 첨가한다. 모든 마그네슘 옥사이드를 첨가한 후 10 분 동안 혼합을 계속한다. 개방된 용기에서 건조시킨다. 생성물은 3.7%의 이용가능한 염소를 포함한다.
실시예 4
실시예 4는 Mg4Ca0 .5(OCl)(OH)7에 있어서 마그네슘 공급원이 마그네슘 하이드록사이드이고, 표백제 공급원이 칼슘 하이포클로라이트며, 하이포클로라이트 수준이 높은 비율인 본 발명의 조성물을 예시한다.
실시예 4에서, 본 발명자는 18.35 그램의 칼슘 하이포클로라이트(70.7 중량%)를 105.7 그램의 물에 용해시킨다. 2 분 동안 혼합한다. 42.8 그램의 마그네슘 하이드록사이드를 고전단 혼합하면서 5 분에 걸쳐 첨가한다. 모든 마그네슘 하이드록사이드를 첨가한 후 10 분 동안 혼합을 계속한다. 개방된 유리 용기에서 건조시킨다. 생성물은 6.4%의 이용가능한 염소를 포함한다.
실시예 5
실시예 5는 Mg33Ca0 .5(OCl)(OH)65에 있어서 마그네슘 공급원이 마그네슘 하이드록사이드이고, 표백제 공급원이 칼슘 하이포클로라이트며, 하이포클로라이트 수준이 낮은 비율인 본 발명의 조성물을 예시한다.
실시예 5에서, 본 발명자는 2.75 그램의 칼슘 하이포클로라이트(57.5 중량%)를 98.7 그램의 물에 용해시킨다. 2 분 동안 혼합한다. 42.5 그램의 마그네슘 하이드록사이드를 고전단 혼합하면서 5 분에 걸쳐 첨가한다. 모든 마그네슘 하이드록사이드를 첨가한 후 10 분 동안 혼합을 계속한다. 개방된 용기에서 건조시킨다. 생성물은 1.1%의 이용가능한 염소를 포함한다.
실시예 6
실시예 6은 Mg8 . 4Ca0 .5(OCl)(OH)15. 8에 있어서 마그네슘 공급원이 마그네슘 하이드록사이드이고, 표백제 공급원이 칼슘 하이포클로라이트며, 하이포클로라이트 수준이 중간 범위의 비율인 본 발명의 조성물을 예시한다.
실시예 6에서, 본 발명자는 17.8 그램의 칼슘 하이포클로라이트(79 중량%)를 212.6 그램의 물에 용해시킨다. 2 분 동안 혼합한다. 95.8 그램의 마그네슘 하이드록사이드를 고전단 혼합하면서 5 분에 걸쳐 첨가한다. 모든 마그네슘 하이드록사이드를 첨가한 후 10 분 동안 혼합을 계속한다. 개방된 용기에서 건조시킨다. 생성물은 6.7%의 이용가능한 염소를 포함한다.
실시예 7
실시예 7은 Mg11 . 9(OCl)O10 .9(OH)에 있어서 마그네슘 공급원이 마그네슘 옥사이드이고, 표백제 공급원이 소듐 하이포클로라이트며, 하이포클로라이트 수준이 중간 범위의 비율인 본 발명의 조성물을 예시한다.
실시예 7에서, 마그네슘 옥사이드(95.7 그램)를 234 그램의 소듐 하이포클로라이트(6.4 중량% 용액)에 고전단 혼합하면서 5 분에 걸쳐 첨가한다. 모든 마그네슘 옥사이드를 첨가한 후 10 분 동안 혼합을 계속한다. 실온에서 개방된 용기에서 건조시킨다. 생성물은 7.5%의 이용가능한 염소를 포함한다.
실시예 8
실시예 8은 Mg8 .4(OCl)(OH)15. 8에 있어서 마그네슘 공급원이 마그네슘 하이드록사이드이고, 표백제 공급원이 소듐 하이포클로라이트며, 하이포클로라이트 수준이 중간 범위의 비율인 본 발명의 조성물을 예시한다.
실시예 8에서, 마그네슘 하이드록사이드(95.8 그램)를 230 그램의 소듐 하이포클로라이트(6.3 중량% 용액)에 고전단 혼합하면서 5 분에 걸쳐 첨가한다. 모든 마그네슘 하이드록사이드를 첨가한 후 10 분 동안 혼합을 계속한다. 실온에서 개방된 용기에서 건조시킨다. 생성물은 2.7%의 이용가능한 염소를 포함한다.
제한 없이, 하기 비제한적인 실시예는 본 발명의 이행을 예시한다. 최종 제형은 Mx(OCl)y(0)m(OH)n으로 나타내어지며, 여기서 M은 Mg 및 Ca이다. 표 3 내지 8에 있어서는, MgaCab(OCl)y(0)m(OH)n이며, 여기서 a + b = x이다.
Figure pct00002
상이한 샘플에 대한 최종적인 이용가능한 염소 수준을 기준으로 하여, 최종 생성물은 수화물이다. 출발 칼슘 하이포클로라이트 물질 중 칼슘 염 불순물은 최종 생성물에 존재할 것이다.
제한 없이, 하기 비제한적인 실시예는 본 발명의 이행을 예시한다. 최종 제형은 Mx(OCl)y(0)m(OH)n으로 나타내어지며, 여기서 M은 Mg이다.
Figure pct00003
상이한 샘플에 대한 최종적인 이용가능한 염소 수준을 기준으로 하여, 최종 생성물은 수화물이다. 나트륨 염은 최종 생성물에 존재한다.
제한 없이, 하기 비제한적인 실시예는 본 발명의 이행을 예시한다. 최종 제형은 Mx(OCl)y(OH)n으로 나타내어지며, 여기서 M은 Mg 및 Ca이다. 표 Z에 있어서는, MgaCab(OCl)y(OH)n이며, 여기서 a + b = x이다.
Figure pct00004
최종 생성물은 수화물일 수 있다. 출발 칼슘 하이포클로라이트 물질 중 칼슘 염 불순물은 최종 생성물에 존재할 것이다.
제한 없이, 하기 비제한적인 실시예는 본 발명의 이행을 예시한다.
Figure pct00005
Figure pct00006
Figure pct00007
Figure pct00008
본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않으면서, 당업자는 본 발명에 다양한 변경 및 변형을 가하여 다양한 용법 및 조건에 본 발명을 적합화시킬 수 있다. 이와 같이, 이들 변경 및 변형은 적절하고 공정하며, 하기 청구항의 등가물의 전체 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. (a) 하기 화학식을 가지는 표백 화합물
    Mx(OCl)y(0)m(OH)n
    (여기서, M은 마그네슘, 칼슘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    x 및 y는 독립적으로 1 이상의 임의의 수이며,
    m 및 n은 독립적으로 0 이상의 임의의 수이지만, m 및 n이 둘 다 0인 것은 아니고;
    x는 3y 이상임)
    을 포함하는 조성물.
  2. 제1항에 있어서, M은 Mg인 조성물.
  3. 제1항에 있어서, M은 Ca인 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 계면활성제를 추가로 포함하는 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 산을 추가로 포함하는 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 하나 이상의 알칼리토금속 염 또는 알칼리금속 염을 추가로 포함하는 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 알칼리 금속 염 또는 알칼리토금속 염은 알칼리토 옥사이드, 알칼리토 하이드록사이드, 알칼리토 카르보네이트, 알칼리토 바이카르보네이트, 알칼리토 클로라이드, 알칼리 클로라이드, 알칼리 카르보네이트, 알칼리 바이카르보네이트, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 알칼리금속 염 또는 알칼리토금속 염은 마그네슘 옥사이드, 마그네슘 하이드록사이드, 마그네슘 클로라이드 트리하이드록사이드, 마그네슘 클로라이드 펜타하이드록사이드, 마그네슘 카르보네이트, 마그네슘 클로라이드, 칼슘 옥사이드, 칼슘 하이드록사이드, 칼슘 카르보네이트, 칼슘 클로라이드, 소듐 클로라이드, 소듐 카르보네이트, 소듐 바이카르보네이트, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 2m + n은 5y 이상인 조성물.
  10. 제1항에 있어서, x는 0.5y + m + 0.5n인 조성물.
  11. 제1항에 있어서, x, y, m 및 n은 정수인 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 상기 표백 화합물은 이용가능한 염소를 약 3% 내지 약 25%의 범위로 가지는 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 상기 표백 화합물은 수화물인 조성물.
  14. 제1항에 있어서, 빌더, 계면활성제, 수용성 중합체, 산, 충전제, 희석제, 건조제, 완충제, 고체 가공 보조제, 보존제, 착색제, 내식 억제제, 염료, 향료, 향수성 물질, 중합체 분산제, 킬레이트제, 수팽창성 중합체, 소독제, 항균제, 에센셜 오일, 효소, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 구성원을 추가로 포함하는 조성물.
  15. 제1항에 있어서, 상기 표백 조성물은 고체인 조성물.
  16. 제15항에 있어서, 상기 표백 조성물은 분말, 과립, 또는 정제 형태인 조성물.
  17. (a) 하기 화학식을 가지는 표백 화합물
    Mgx(OCl)y(0)m(OH)n
    (여기서, x 및 y는 독립적으로 1 이상의 임의의 수이며,
    m 및 n은 독립적으로 0 이상의 임의의 수이지만, m 및 n이 둘 다 0인 것은 아니고;
    x는 3y 이상임)
    을 포함하는 조성물.
  18. (a) 하기 화학식을 가지는 표백 화합물
    Mgx(OCl)y(0)m(OH)n
    (여기서, x 및 y는 독립적으로 1 이상의 임의의 수이며,
    m 및 n은 독립적으로 0 이상의 임의의 수이지만, m 및 n이 둘 다 0인 것은 아니고;
    x는 3y 이상임); 및
    (b) 계면활성제
    를 포함하는 조성물.
  19. 제18항에 있어서, 산을 추가로 포함하는 조성물.
  20. 제18항에 있어서, 상기 조성물은 고체인 조성물.
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