KR20180020159A - 플라스틱 및 모든 유형의 식기에 대한 효율적인 계면활성제 시스템 - Google Patents
플라스틱 및 모든 유형의 식기에 대한 효율적인 계면활성제 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
플라스틱 및 다른 식기에 대한 헹굼 보조제로서 사용하기 위한 계면활성제 시스템 및 이를 혼입한 조성물이 개시되어 있다. 플라스틱 및 다른 식기를 처리하기 위한 사용 방법과 함께, 상기 계면활성제 시스템 및 조성물은 액체 제형 및 고체 제형 둘 모두를 포함한다. 상기 계면활성제 시스템 및 조성물은 상승작용적 조합물을 제공하여 상기 플라스틱-상용성 계면활성제 시스템의 조성물 제형에서 더 낮은 활성제를 허용하고, 양호한 시팅, 습윤 및 건조 특성을 제공한다.
Description
관련 출원에 대한 상호-참조
본 출원은 2015년 5월 19일자로 출원된 미국 특허 출원 제62/163,454호에 대한 우선권을 주장하며, 이의 개시 내용은 이의 전문이 참조로 본 명세서에 포함된다.
기술 분야
본 발명은 계면활성제 시스템 및 이를 혼입한 조성물에 관한 것이고, 이것은 플라스틱 및 다른 식기(ware)에 대한 헹굼 보조제(rinse aid)로서 사용하기에 특히 적합하다. 본 발명은 추가로 계면활성제 시스템을 혼입한 액체 또는 고체 조성물을 사용하여 플라스틱 및 다른 식기를 세정하는 방법에 관한 것이다. 특히, 플라스틱-상용성 계면활성제 시스템은 종래의 식기 세척기에서 사용될 수 있고, 예를 들어, 조리도구, 접시류, 플랫웨어(flatware), 유리, 컵, 경질 표면, 유리 표면, 차량 표면 등을 비롯한 물품에 대한 용액으로서 사용하기에 적합한 양호한 시팅(sheeting), 습윤 및 건조 특성을 제공할 수 있다. 계면활성제 시스템은 플라스틱 표면에 대해서 그리고 헹굼 보조 응용에서 사용하기에 특히 효과적인데, 그 이유는 이것은 플라스틱 및 다른 식기 상에서 사용되는 종래의 계면활성제 시스템을 능가하기 때문이다.
헹굼제, 습윤제 및 시팅제는 다양한 응용에서 사용되어 물의 표면 장력을 낮추어 용액이 표면을 보다 효과적으로 습윤시키게 한다. 습윤제는 세정 용액, 항미생물 용액, 페인트, 접착제 및 잉크를 포함하지만, 이들로 제한되지 않는 다수의 조성물 중에 포함된다. 다수의 습윤제가 현재 공지되어 있고, 각각 특정 이점 및 단점을 갖는다. 개선된 습윤제 조성물에 대한 계속적인 필요성이 존재한다.
헹굼제는 산업 및 가정 환경에서 일반적인 디시워셔를 비롯한 기계 식기 세척기에서 일반적으로 사용된다. 이러한 자동 식기 세척기는 2개 이상의 사이클을 사용하여 접시를 세정하는데, 이것은 먼저 세척 사이클 이후의 헹굼 사이클, 및 임의로 다른 사이클, 예를 들어 담금 사이클, 예비-세척 사이클, 스크레이프(scrape) 사이클, 추가 세척 사이클, 추가 헹굼 사이클, 살균 사이클, 및/또는 건조 사이클을 포함할 수 있다. 헹굼 보조제 또는 헹굼제는 건조를 촉진시키고 세척되는 식기 상에 얼룩(spot)이 형성되는 것을 예방하기 위해서 식기세척 응용에서 통상적으로 사용된다. 얼룩의 형성을 감소시키기 위해서, 헹굼 보조제는 일반적으로 물에 첨가되어 세정이 완결된 후 식기에 분사되는 수성 린스를 형성한다. 다수의 헹굼 보조제가 현재 공지되어 있고, 각각은 특정 이점 및 단점을 갖는다. 개선된 헹굼 보조 조성물, 즉 플라스틱 식기에서 사용하기에 적합한 것에 대한 계속되는 요구가 존재한다.
따라서, 플라스틱 및 다른 식기를 위한 식기 세척 응용을 비롯한, 헹굼 보조 응용을 위한 효율적인 계면활성제 시스템을 개발하는 것이 청구된 발명의 목적이다.
본 발명의 추가 목적은 특히 플라스틱 및 다른 식기에 개선된 시팅, 습윤 및 얼룩 없는 신속한 건조를 제공하는 헹굼 보조 계면활성제 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 저온 응용 및 고온 응용에 적합한 액체 제형 및 고체 제형에 적합한 계면활성제 시스템을 비롯한, 계면활성제의 상승작용 조합물을 제공하여 낮은 활성제 수준에서 동일한 이점을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적, 이점 및 특징은 첨부된 도면과 함께 하기 명세서로부터 자명할 것이다.
실시형태에서, 본 발명은 계면활성제 시스템, 계면활성제 시스템을 사용한 조성물 및 이를 사용하는 방법에 관한 것이다.
양상에서, 고온 응용에 적합한 계면활성제 시스템은 하기 화학식 (A 또는 A2): R1-O-(EO)x3(PO)y3-H (A)(상기 식에서, R1은 직쇄형 C10-C16 알킬이고, x3은 5 내지 8이고, y3은 2 내지 5임), 또는 R1-O-(EO)x4(PO)y4-H (A2)(상기 식에서, R1은 직쇄형 C10-C16 알킬이고, x4는 4 내지 6이고, y4는 3 내지 5임)에 따른 적어도 1종의 비이온성 알코올 알콕실레이트, 및 하기 화학식: R2-O-(EO)x1-H (B)(상기 식에서, R2는 잔기 당 평균 적어도 2개의 분지를 갖는 C10-C14 알킬이고, x1은 5 내지 10임)에 따른 비이온성 알코올 알콕실레이트를 포함한다. 양상에서, 고온 계면활성제 시스템은 하기 화학식: R2-O-(EO)x2-H (C)(상기 식에서, R2는 잔기 당 평균 적어도 2개의 분지를 갖는 C10-C14 알킬이고, x2는 2 내지 4임)에 따른 비이온성 알코올 알콕실레이트를 추가로 포함한다.
양상에서, 저온 응용에 적합한 계면활성제 시스템은 하기 화학식(A 또는 A2, B 및 D): R1-O-(EO)x3(PO)y3-H (A)(상기 식에서, R1은 직쇄형 C10-C16 알킬이고, x3은 5 내지 8이고, y3은 2 내지 5임), 또는 R1-O-(EO)x4(PO)y4-H (A2)(상기 식에서, R1은 직쇄형 C10-C16 알킬이고, x4는 4 내지 6이고, y4는 3 내지 5임)에 따른 적어도 1종의 비이온성 알코올 알콕실레이트, 및 하기 화학식: R2-O-(EO)x1-H (B)(상기 식에서, R2는 잔기 당 평균 적어도 2개의 분지를 갖는 C10-C14 알킬이고, x1은 5 내지 10임)에 따른 비이온성 알코올 알콕실레이트; 및 하기 화학식: R7-O-(PO)y5(EO)x5(PO)y6 (D)(상기 식에서, R7은 분지형 C8-C16 게르베(Guerbet) 알코올이고, x5는 5 내지 30이고, y5는 1 내지 4이고, y6은 10 내지 20임)에 따른 비이온성 게르베 알코올 알콕실레이트를 포함한다.
추가 양상에서, 고온 응용에 적합한 계면활성제 시스템을 포함하는 사용되는 고온 응용에 바람직하게 적합한 헹굼 보조 조성물이 제공되며, 이것은 적어도 1종의 추가 작용성 성분을 조합하여, 화학식 D, E, F, G, H, I 및/또는 J의 계면활성제 중합체 중 하나 이상과 함께, 계면활성제 (A 또는 A2)의 화학식에 따른 적어도 1종의 비이온성 알코올 알콕실레이트, 계면활성제 B의 화학식에 따른 비이온성 알코올 알콕실레이트, 및 임의로 계면활성제 C의 화학식에 따른 비이온성 알코올 알콕실레이트를 포함한다. 양상에서, 조성물의 거품 프로파일(foam profile)은 글레비법(Glewwe method)을 사용하여 5분 후에 5인치 미만의 거품 높이를 갖고, 조성물은 플라스틱-상용성이고, 시팅, 습윤 및 건조 특성을 제공한다. 표면을 헹구기 위한 조성물의 사용 방법이 또한 제공된다.
추가 양상에서, 저온 응용에 적합한 계면활성제 시스템을 포함하는 사용되는 저온 응용에 바람직하게 적합한 헹굼 보조 조성물이 제공되며, 이것은 적어도 1종의 추가 작용성 성분을 조합하여, 화학식 C, E, F, G, H, I 및/또는 J의 계면활성제 중합체 중 1종 이상과 함께, 계면활성제 (A 또는 A2)의 화학식에 따른 적어도 1종의 비이온성 알코올 알콕실레이트, 계면활성제 B의 화학식에 따른 비이온성 알코올 알콕실레이트, 계면활성제 D의 화학식에 따른 게르베 알코올 알콕실레이트를 포함한다. 양상에서, 조성물의 거품 프로파일은 글레비법을 사용하여 5분 후에 5인치 미만의 거품 높이를 갖고, 조성물은 플라스틱-상용성이고, 시팅, 습윤 및 건조 특성을 제공한다. 표면을 헹구기 위한 조성물의 사용 방법이 또한 제공된다.
다수의 실시형태가 개시되지만, 본 발명의 추가의 다른 실시형태가 본 발명의 예시적인 실시형태를 나타내고 기술하는 하기 상세한 설명으로부터 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 따라서, 도면 및 상세한 설명은 본래 예시적인 것으로 간주되어야 하고, 제한으로서 간주되어서는 안된다.
도 1은 폴리프로필렌 기재 표면의 평균 접촉각과 완전한 시팅을 위해서 필요한 활성제의 농도 간의 상관관계를 도시한 표.
도 2 및 도 3은 다양한 개별 계면활성제가 다양한 기재 표면에 대한 습윤을 나타내는 동적 접촉각을 위해서 평가된 실시예 3의 결과를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 계면활성제 시스템의 시팅 능력을 도시한 실시예 5로부터의 표 12 내지 표 19에서의 데이터의 그래프 표현.
도 5 내지 도 7은 계면활성제 시스템이 다양한 기재 표면에 대한 습윤을 나타내는 동적 접촉각을 위해서 평가된 실시예 6의 결과를 나타낸 도면.
도 8은 시험된 유리에 대한 평균 점수가 본 발명의 실시형태에 따른 계면활성제 시스템을 사용한 시팅 및 건조에 대한 이점을 나타낸 실시예 7의 50회 사이클 시험의 결과를 나타낸 도면.
도 9는 시험된 유리에 대한 재침착 단백질 점수가 본 발명의 실시형태에 따른 계면활성제 시스템을 사용하는 것의 이점을 나타낸 실시예 7의 50회 사이클 시험의 결과를 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 실시형태에 따른 고온 식기세척 시스템에서 계면활성제 시스템의 평가를 나타낸 도면.
도 11은 본 발명의 실시형태에 따른 저온 식기세척 시스템에서 계면활성제 시스템의 평가를 나타낸 도면.
도 12는 기준선 종래의 헹굼 보조제 및 본 발명의 실시형태에 따른 계면활성제 시스템을 사용한 시험 제형을 사용한 10개 위치에서의 다양한 시간 플롯에 걸친 유리식기 순위의 산점도를 나타낸 도면.
본 발명의 다양한 실시형태가 도면을 참고로 상세하게 기술될 것이며, 여기서 유사한 참조 번호는 몇몇 도면 전체에서 유사한 부품을 나타낸다. 다양한 실시형태에 대한 언급은 본 발명의 범주를 제한하지 않는다. 본 명세서에 나타낸 도면은 본 발명에 따른 다양한 실시형태에 대한 제한이 아니며, 본 발명의 예시적인 설명을 위해서 제시된다.
도 2 및 도 3은 다양한 개별 계면활성제가 다양한 기재 표면에 대한 습윤을 나타내는 동적 접촉각을 위해서 평가된 실시예 3의 결과를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 계면활성제 시스템의 시팅 능력을 도시한 실시예 5로부터의 표 12 내지 표 19에서의 데이터의 그래프 표현.
도 5 내지 도 7은 계면활성제 시스템이 다양한 기재 표면에 대한 습윤을 나타내는 동적 접촉각을 위해서 평가된 실시예 6의 결과를 나타낸 도면.
도 8은 시험된 유리에 대한 평균 점수가 본 발명의 실시형태에 따른 계면활성제 시스템을 사용한 시팅 및 건조에 대한 이점을 나타낸 실시예 7의 50회 사이클 시험의 결과를 나타낸 도면.
도 9는 시험된 유리에 대한 재침착 단백질 점수가 본 발명의 실시형태에 따른 계면활성제 시스템을 사용하는 것의 이점을 나타낸 실시예 7의 50회 사이클 시험의 결과를 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 실시형태에 따른 고온 식기세척 시스템에서 계면활성제 시스템의 평가를 나타낸 도면.
도 11은 본 발명의 실시형태에 따른 저온 식기세척 시스템에서 계면활성제 시스템의 평가를 나타낸 도면.
도 12는 기준선 종래의 헹굼 보조제 및 본 발명의 실시형태에 따른 계면활성제 시스템을 사용한 시험 제형을 사용한 10개 위치에서의 다양한 시간 플롯에 걸친 유리식기 순위의 산점도를 나타낸 도면.
본 발명의 다양한 실시형태가 도면을 참고로 상세하게 기술될 것이며, 여기서 유사한 참조 번호는 몇몇 도면 전체에서 유사한 부품을 나타낸다. 다양한 실시형태에 대한 언급은 본 발명의 범주를 제한하지 않는다. 본 명세서에 나타낸 도면은 본 발명에 따른 다양한 실시형태에 대한 제한이 아니며, 본 발명의 예시적인 설명을 위해서 제시된다.
본 발명은 플라스틱 및 다른 식기를 위한 헹굼 보조 응용 및 식기세척 응용을 비롯한, 다양한 응용을 위한 계면활성제 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 계면활성제 시스템은 특히 플라스틱 및 다른 식기를 위한, 개선된 시팅, 습윤 및 신속한 건조로 인해서 계면활성제의 종래의 조합물보다 다수의 이점을 갖는다.
본 발명의 실시형태는 본 발명의 계면활성제 시스템을 위해서 사용되는 특정 응용으로 제한되지 않으며, 이것은 통상의 기술자에 의해서 달라질 수 있고 이해된다. 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 특정 실시형태 만을 기술하려는 목적을 위해서 사용되고, 임의의 방식 또는 범주로 제한하도록 의도되지 않는다는 것을 추가로 이해해야 한다. 예를 들어, 본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태는 그 내용이 명백히 달리 나타내지 않는 한 복수 대상을 포함할 수 있다. 추가로, 모든 단위, 접두사 및 상징은 이의 SI 허용 형태로 표현될 수 있다.
본 명세서 내에서 인용된 수치 범위는 그러한 한정된 범위 내의 수치를 포함한다. 본 개시 내용 전체에서, 본 발명의 다양한 양상은 범위 형태로 제시된다. 범위 형태의 기술은 단지 편의성 및 간결성을 위한 것으로서 이해되어야 하며, 본 발명의 범주에 대한 융통성이 없는 제한으로서 해석되지 않아야 한다. 따라서, 범위의 기술은 구체적으로 기술된 모든 가능한 하위 범위, 뿐만 아니라 그러한 범위 내의 개개 수치 값을 갖는 것으로 간주되어야 한다(예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4, 및 5를 포함함).
본 발명이 더욱 용이하게 이해될 수 있도록, 먼저 특정 용어가 정의된다. 달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명의 실시형태가 속하는 관련 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 보편적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에서 기술되는 것과 유사하거나, 개질되거나 또는 동등한 다수의 방법 및 재료가 과도한 실험 없이 본 발명의 실시형태를 실시하는데 사용될 수 있으며, 바람직한 재료 및 방법이 본 명세서에 기술된다. 본 발명의 실시형태를 기술하고 청구함에 있어서, 하기 용어는 하기에서 서술되는 정의에 따라 사용될 것이다.
용어 "약"은 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 예를 들어, 실제로 농축물 또는 사용 용액을 제조하기 위해 사용되는 전형적인 측정 및 액체 취급 절차를 통해서; 이러한 절차에서 의도하지 않은 오차를 통해서; 조성물을 제조하거나 방법을 수행하기 위해 사용되는 성분의 제조, 공급원, 또는 순도의 차이 등을 통해서 일어날 수 있는 수량의 편차를 지칭한다. 용어 "약"은 또한, 특정의 초기 혼합물로부터 생성된 조성물에 대한 상이한 평형 조건으로 인해서 상이한 양을 포함한다. 용어 "약"에 의해 수식되거나 수식되지 않던지 간에, 청구범위는 그러한 양에 대한 균등물을 포함한다.
용어 "활성제" 또는 "백분율" 또는 "중량% 활성제" 또는 "활성제 농도"는 본 명세서에서 상호 교환 가능하게 사용되며, 물 또는 염과 같은 불활성 성분을 뺀 백분율로서 표현된 세정에 관련된 성분 농도를 지칭한다.
"재침착방지제"는 세정된 물체 상에 재침착되는 대신에 물 중에 현탁되어 있는 것을 돕는 화합물을 지칭한다. 재침착방지제는 세정된 표면 상에 제거된 오염물(soil)이 재침착하는 것을 감소시키는 것을 돕기 위해서 본 발명에서 유용한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "세정"은 오염물 제거, 표백, 미생물 집단 감소, 및 이들의 임의의 조합을 용이하게 하거나 또는 돕는 데 사용되는 방법을 지칭한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "미생물"은 임의의 무세포 또는 단세포(클론성 포함) 유기체를 지칭한다. 미생물은 모든 원핵생물을 포함한다. 미생물은 박테리아(시아노박테리아 포함), 포자, 지의류, 진균류, 원생동물, 비리노, 바이로이드, 바이러스, 파지, 및 일부 조류를 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "마이크로브(microbe)"는 미생물과 동의어이다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 구 "식품 가공 표면"은 식품 가공, 제조 또는 저장 활동의 일부로서 사용되는 툴, 기계, 장비, 구조, 건물 등의 표면을 지칭한다. 식품 가공 표면의 예는 식품 가공 또는 제조 장비(예를 들어, 절단, 캔 저장 또는 플룸(flume)을 비롯한 수송 장비), 식품 가공 식기(예를 들어, 집기류(utensil), 접시류, 세척 식기, 및 바 유리(bar glass)), 및 식품 가공이 일어나는 바닥, 벽 또는 고정 장치의 표면을 포함한다. 식품 가공 표면은 식품 부패-방지 공기 순환 시스템, 무균 포장 살균기, 식품 냉동 및 냉각 세정기 및 살균기, 식기 세척 살균기, 표백제 세정기 및 살균기, 식품 포장 재료, 컷팅 보드 애디티브(cutting board additive), 제3-싱크(third-sink) 살균기, 음료 냉각기 및 가온기, 육류 급냉수 또는 열탕수, 오토디쉬(autodish) 살균기, 살균 겔, 냉각탑, 식품 가공 항미생물 가먼트 스프레이, 및 무-내지-저 수성 식품 제조 윤활제, 오일 및 린스 첨가제에서 발견 및 사용된다.
용어 "경질 표면"은 고체, 실질적으로 비-가용성 표면, 예컨대 카운터 탑, 타일, 바닥, 벽, 패널, 창문, 위생 기구, 주방 및 욕실 가구, 어플라이언스, 엔진, 회로 기판, 및 접시를 지칭한다. 경질 표면은 예를 들어 헬쓰 케어 표면 및 식품 가공 표면, 장비 등을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "인-무함유" 또는 "실질적으로 인-무함유"는 인 또는 인-함유 화합물을 함유하지 않거나 또는 인 또는 인-함유 화합물이 첨가되지 않은 조성물, 혼합물 또는 성분을 지칭한다. 인-무함유 조성물, 혼합물, 또는 성분의 오염물을 통해서 인 또는 인-함유 화합물이 존재할 수 있지만, 인의 양은 0.5wt-% 미만이어야 한다. 보다 특별하게는, 인의 양은 0.1wt-% 미만이고, 가장 바람직하게는 인의 양은 0.01wt% 미만이다. 본 발명의 실시형태에 따라서 제한되지 않지만 계면활성제 시스템 및/또는 이를 사용한 조성물은 인산염을 함유할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "중합체"는 일반적으로 단일중합체, 공중합체, 예컨대 예를 들어, 블록, 그래프트, 랜덤 및 교호 공중합체, 삼원공중합체, 및 더 높은 "x"머를 포함하지만, 이들로 제한되지 않으며, 추가로 이들의 유도체, 이들의 조합물 및 블렌드를 포함한다. 추가로, 달리 구체적으로 제한되지 않는 한, 용어 "중합체"는 아이소택틱, 신디오택틱 및 랜덤 대칭 및 이들의 조합을 포함하지만, 이들로 제한되지 않는 분자의 모든 가능한 이성질체 구성을 포함해야 한다. 추가로, 달리 구체적으로 제한되지 않는 한, 용어 "중합체"는 분자의 모든 가능한 기하학적 구성을 포함해야 한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "오염물" 또는 "착색물(stain)"은 특정 물질, 예컨대 광물 점토, 모래, 천연 광물 물질, 카본 블랙, 흑연, 카올린, 환경 먼지 등을 함유할 수 있거나 함유할 수 없는 비-극성 유성 물질을 지칭한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "실질적으로 존재하지 않는"은 그 구성성분이 완전히 없거나 또는 그 구성성분이 조성물의 성능에 영향을 미치지 않는 그러한 적은 양의 구성성분을 갖는 조성물을 지칭한다. 그 구성성분은 불순물 또는 오염물로서 존재할 수 있고, 0.5wt-% 미만이어야 한다. 또 다른 실시형태에서, 구성성분의 양은 0.1wt-% 미만이고, 추가의 또 다른 실시형태에서, 구성성분의 양은 0.01wt-% 미만이다.
용어 "실질적으로 유사한 세정 성능"은 일반적으로 동일한 정도(또는 적어도 유의하게 보다 낮지 않는 정도)의 세정력(cleanliness) 또는 일반적으로 동일한 비용(또는 적어도 유의하게 보다 낮지 않은 비용), 또는 노력, 또는 둘 모두를 갖는 대체 세정 제품 또는 대체 세정 시스템에 의한 달성을 지칭한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "식기"는 식사 집기류 및 조리 집기류 및 접시와 같은 아이템, 및 다른 경질 표면, 예컨대 샤워대, 싱크대, 화장실, 욕조, 카운터탑, 창문, 거울, 수송 차량, 및 바닥을 지칭하는 것이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "식기세척"은 식기를 세척, 세정, 또는 헹구는 것을 지칭한다. 식기는 또한, 플라스틱으로 제조된 아이템을 지칭한다. 본 발명에 따른 조성물로 세정될 수 있는 플라스틱의 유형은 폴리프로필렌 중합체(PP), 폴리카보네이트 중합체(PC), 멜라민 폼알데하이드 수지 또는 멜라민 수지(멜라민), 아크릴로나이트릴-부타다이엔-스타이렌 중합체(ABS), 및 폴리설폰 중합체(PS)을 포함하는 것을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 본 발명의 화합물 및 조성물을 사용하여 세정될 수 있는 다른 예시적인 플라스틱은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및 폴리스타이렌 폴리아마이드를 포함한다.
용어 "중량 백분율", "wt-%", "중량 기준 백분율", "중량%" 및 이들의 변형은 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 그러한 물질의 중량을 조성물의 총 중량으로 나누고 100을 곱한 것으로서의 물질의 농도를 지칭한다. "퍼센트", "%" 등이 "중량 백분율," "wt-%" 등과 동의어인 것으로 의도된다.
용어 "중량부" 및 이의 변형은 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 조성물 중의 물질의 총 중량에서 물질의 상대적인 중량 비율을 지칭한다.
본 발명의 방법 및 조성물은 본 발명의 구성성분 및 성분, 뿐만 아니라, 본 명세서에 기술된 다른 성분을 포함하거나, 이들로 본질적으로 이루어지거나, 이들로 이루어질 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "본질적으로 이루어진"은 방법 및 조성물이 추가적인 단계, 구성성분 또는 성분이 청구된 방법 및 조성물의 기본적이고 신규한 특징을 실질적으로 변경하지 않는 경우에만, 추가적인 단계, 구성성분 또는 성분을 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
조성물
본 발명에 따른 조성물은 양호한 시팅, 습윤 및 건조 특성을 제공하는 조성물을 필요로 하는 다양한 다른 경질 표면과 함께, 플라스틱 및 다른 식기를 세정하는데 사용하기 위한 적어도 계면활성제 시스템을 포함한다. 일부 양상에서, 본 발명은 다양한 기재, 특히 플라스틱 식기에 대한 얼룩 생성 및 막 생성을 감소시키는 데 효과적인 헹굼 보조제로서 사용될 수 있는 조성물을 제공한다. 일부 양상에서, 조성물은 그 중에 사용된 본 발명의 계면활성제 시스템으로 인해서 낮은 활성제 수준에서 향상된 헹굼 이익을 제공한다. 양상에서, 조성물은 본 명세서에 개시된 계면활성제 시스템을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 이들로 본질적으로 이루어진다. 추가 양상에서, 조성물은 추가 비이온성 계면활성제 및/또는 추가 작용성 성분을 추가로 포함한다.
계면활성제 시스템
양상에서, 계면활성제 시스템은 적어도 2종의 알콕실레이트 계면활성제를 포함한다. 양상에서, 계면활성제 시스템은 적어도 2종의 알코올 알콕실레이트 계면활성제를 포함한다. 양상에서, 계면활성제 시스템은 3종의 알코올 알콕실레이트 계면활성제를 포함한다. 추가 양상에서, 계면활성제 시스템은 게르베 알코올 계면활성제를 포함한다. 이롭게는, 계면활성제의 조합물은 상승작용을 제공하여 시팅, 습윤 및 건조의 목적하는 특성을 제공하기 위해서 계면활성제의 감소된 활성제가 필요하다. 추가 이익으로서, 계면활성제 시스템은 회합 정도를 달라지게 하는 계면활성제의 조합물을 포함하여, 감소되거나 또는 낮은 거품 또는 막 생성 프로파일의 이로운 결과를 제공하는데, 이는 높은 및/또는 안정한 거품의 발생은 본 발명에 따라서 바람직하지 않기 때문이다.
계면활성제의 예시적인 범위를 계면활성제 시스템의 중량 백분율 단위로 하기 표 1에 나타낸다.
양상에서, 계면활성제 시스템은 하기 화학식을 갖는 계면활성제 A를 포함한다: R1-O-(EO)x3(PO)y3-H(상기 식에서, R1은 직쇄형 C10-C16-알킬이고, x3는 5 내지 8이고, 바람직하게는 5.5 내지 7이고, y3은 2 내지 5이고, 바람직하게는 2 내지 3.5임). 양상에서, 계면활성제 시스템은 약 5 내지 80중량부의 화학식 R1-O-(EO)x3(PO)y3-H(상기 식에서, R1은 직쇄형 C10-C16-알킬이고, x3은 5 내지 8이고, 바람직하게는 5.5 내지 7이고, y3은 2 내지 5이고, 바람직하게는 2 내지 3.5임) 의 적어도 1종의 알콕실레이트를 포함한다.
양상에서, 계면활성제 시스템은 하기 화학식을 갖는 계면활성제 A2를 포함한다: R1-O-(EO)x4(PO)y4-H(상기 식에서, R1은 직쇄형 C10-C16-알킬이고, x4는 4 내지 8이고, 바람직하게는 4 내지 5.5이고, y4는 2 내지 5이고, 바람직하게는 3.5 내지 5임). 양상에서, 계면활성제 시스템은 약 5 내지 80중량부의 화학식 R1-O-(EO)x4(PO)y4-H(상기 식에서, R1은 직쇄형 C10-C16-알킬이고, x4는 4 내지 8이고, 바람직하게는 4 내지 5.5이고, y4는 2 내지 5이고, 바람직하게는 3.5 내지 5임)의 적어도 1종의 알콕실레이트를 포함한다.
양상에서, 계면활성제 시스템은 계면활성제 B를 포함하고 이것은 하기 화학식을 갖는다: R2-O-(EO)x1-H(상기 식에서, R2는 잔기 당 평균 적어도 1개의 분지, 또는 바람직하게는 잔기 당 적어도 2개의 분지를 갖는, C10-C14 알킬, 또는 바람직하게는 C12-C14 알킬이고, x1는 5 내지 10임). 양상에서, 계면활성제 시스템은 약 0 내지 80중량부의 화학식 R2-O-(EO)x1-H(상기 식에서, R2는 잔기당 평균 적어도 2개의 분지를 갖는 C12-C14 알킬이고, x1은 5 내지 10, 바람직하게는 5 내지 8임)의 적어도 1종의 알콕실레이트를 포함한다.
양상에서, 계면활성제 시스템은 하기 화학식을 갖는 계면활성제 C를 포함한다: R2-O-(EO)x2-H(상기 식에서, R2는 잔기 당 평균 적어도 1개의 분지, 또는 바람직하게는 잔기 당 적어도 2개의 분지를 갖는, C10-C14 알킬, 또는 바람직하게는 C12-C14 알킬이고, x2는 2 내지 4임). 양상에서, 계면활성제 시스템은 약 0 내지 80중량부의 화학식 R2-O-(EO)x2-H(상기 식에서, R2는 잔기당 평균 적어도 2개의 분지를 갖는 C12-C14 알킬이고, x2는 2 내지 4임)의 적어도 1종의 알콕실레이트를 포함한다.
양상에서, 계면활성제 시스템은 하기 화학식을 갖는 계면활성제 D를 포함한다: R7-O-(PO)y5(EO)x5(PO)y6(상기 식에서, R7은 C8-C16 게르베 알코올, 바람직하게는 C8-12 게르베 알코올, 또는 보다 특별하게는 C8-C10 게르베 알코올이고, x5는 5 내지 30, 바람직하게는 9 내지 22이고, y5는 1 내지 5, 바람직하게는 1 내지 4이고, y6은 10 내지 20임). 양상에서, 계면활성제 시스템은 약 0 내지 80중량부의 계면활성제 R7-O-(PO)y5(EO)x5(PO)y6(상기 식에서, R7은 C8-C16 게르베 알코올이고, x5은 5 내지 30, 바람직하게는 9 내지 22이고, y5는 1 내지 5, 바람직하게는 1 내지 4이고, y6은 10 내지 20임)를 포함한다.
양상에서, 계면활성제 시스템은 하기 화학식을 갖는 계면활성제 E를 포함한다: R6-O-(PO)y4(EO)x4(상기 식에서, R6은 C8-C16 게르베 알코올, 바람직하게는 C8-12 게르베 알코올, 또는 보다 특별하게는 C8-C10 게르베 알코올이고, x4는 2 내지 10, 바람직하게는 3 내지 8이고, y4는 1 내지 2임). 양상에서, 계면활성제 시스템은 약 0 내지 80중량부의 계면활성제 R6-O-(PO)y4(EO)x4(상기 식에서, R6은 C8-C16 게르베 알코올이고, x4는 2 내지 10, 바람직하게는 3 내지 8이고, y4는 1 내지 2임)를 포함한다.
양상에서, 계면활성제 시스템은 하기를 포함하고/거나 이들로 이루어지고/거나 이들로 본질적으로 이루어진다:
계면활성제 A(R1-O-(EO)x3(PO)y3-H) 및/또는 계면활성제 A2(R1-O-(EO)x4(PO)y4-H) 중 적어도 1종을 포함하는 계면활성제 시스템;
계면활성제 A(R1-O-(EO)x3(PO)y3-H) 및/또는 계면활성제 A2(R1-O-(EO)x4(PO)y4-H) 중 적어도 1종 및 계면활성제 B(R2-O-(EO)x1-H)를 포함하는 계면활성제 시스템;
화학식 계면활성제 A(R1-O-(EO)x3(PO)y3-H)(또는 계면활성제 A2(R1-O-(EO)x4(PO)y4-H)), 계면활성제 B(R2-O-(EO)x1-H), 계면활성제 C(R2-O-(EO)x2-H), 계면활성제 D(R7-O-(PO)y5(EO)x5(PO)y6), 및/또는 계면활성제 E(R6-O-(PO)y4(EO)x4) 중 적어도 2종의 알콕실레이트 계면활성제의 임의의 조합물;
계면활성제 A(R1-O-(EO)x3(PO)y3-H)(또는 계면활성제 A2(R1-O-(EO)x4(PO)y4-H)), 계면활성제 B(R2-O-(EO)x1-H) 및 계면활성제 C(R2-O-(EO)x2-H);
계면활성제 A(R1-O-(EO)x3(PO)y3-H)(또는 계면활성제 A2(R1-O-(EO)x4(PO)y4-H)), 계면활성제 B(R2-O-(EO)x1-H) 및 계면활성제 D(R7-O-(PO)y5(EO)x5(PO)y6);
계면활성제 A(R1-O-(EO)x3(PO)y3-H)(또는 계면활성제 A2(R1-O-(EO)x4(PO)y4-H)), 계면활성제 B(R2-O-(EO)x1-H), 계면활성제 C(R2-O-(EO)x2-H), 및 계면활성제 E(R6-O-(PO)y4(EO)x4);
계면활성제 A(R1-O-(EO)x3(PO)y3-H)(또는 계면활성제 A2(R1-O-(EO)x4(PO)y4-H)), 계면활성제 B(R2-O-(EO)x1-H), 계면활성제 C(R2-O-(EO)x2-H), 및 계면활성제 D(R7-O-(PO)y5(EO)x5(PO)y6);
계면활성제 A(R1-O-(EO)x3(PO)y3-H)(또는 계면활성제 A2(R1-O-(EO)x4(PO)y4-H)), 계면활성제 D(R7-O-(PO)y5(EO)x5(PO)y6) 및 계면활성제 G(EO)x6(PO)y7(EO)x6;
계면활성제 B(R2-O-(EO)x1-H), 계면활성제 C(R2-O-(EO)x2-H), 및 계면활성제 E(R6-O-(PO)y4(EO)x4);
계면활성제 B(R2-O-(EO)x1-H) 및/또는 계면활성제 C(R2-O-(EO)x2-H), 계면활성제 D(R7-O-(PO)y5(EO)x5(PO)y6), 및 계면활성제 E(R6-O-(PO)y4(EO)x4);
계면활성제 B(R2-O-(EO)x1-H) 및/또는 계면활성제 C(R2-O-(EO)x2-H), 및 계면활성제 D(R7-O-(PO)y5(EO)x5(PO)y6), 계면활성제 E(R6-O-(PO)y4(EO)x4) 및 계면활성제 A(R1-O-(EO)x3(PO)y3-H)(또는 계면활성제 A2(R1-O-(EO)x4(PO)y4-H)) 중 적어도 1종; 및/또는
계면활성제 D(R7-O-(PO)y5(EO)x5(PO)y6) 및 계면활성제 E(R6-O-(PO)y4(EO)x4);
계면활성제 B(R2-O-(EO)x1-H) 및 계면활성제 E(R6-O-(PO)y4(EO)x4); 및/또는
상기에 열거된 계면활성제 시스템 중 임의의 것과 조합하여 계면활성제 G (EO)x6(PO)y7(EO)x6. 특별한 양상에서, 고체 헹굼 보조 조성물을 위한 계면활성제 시스템은 바람직하게는 계면활성제 G((EO)x6(PO)y7(EO)x6), 및 EO-PO-EO 블록 공중합체(상기 식에서, X6은 88 내지 108이고, Y7은 57 내지 77임)를 포함할 수 있다.
양상에서, 상기에 언급된 계면활성제 시스템 각각에서, 시팅, 습윤 및 건조의 목적하는 특성은 목적하는 접촉제 및 거품 프로파일을 갖는 제형을 통해서 달성된다.
예시적인 계면활성제 시스템을 계면활성제 시스템 내의 계면활성제의 중량부 단위로 하기 표 2에 나타내고, 이것은 예시적인 계면활성제 시스템을 기술하는 상기에 이미 언급된 바와 같이 다양한 실시형태로서 나타낸다. 본 발명의 실시형태에 따라서, 이의 계면활성제의 중량부 단위로 나타낸 계면활성제 시스템을 물 및/또는 다른 공정 보조제에 의해서 희석하여 액체 또는 고체 농축 조성물을 제공한다. 추가 양상에서, 계면활성제 시스템을 포함하는 액체 또는 고체 농축 조성물을 사용 용액으로 추가로 희석한다.
양상에서, 고온 헹굼 보조 조성물 및 사용 응용에 특히 적합한 계면활성제 시스템은 계면활성제 A(R1-O-(EO)x3(PO)y3-H)(또는 계면활성제 A2(R1-O-(EO)x4(PO)y4-H)), 계면활성제 B(R2-O-(EO)x1-H) 및 계면활성제 C(R2-O-(EO)x2-H)의 조합물을 포함한다. 추가 실시형태에서 계면활성제 E(R6-O-(PO)y4(EO)x4)는 고온 헹굼 보조 계면활성제 시스템으로부터 제외된다. 추가 실시형태에서, 고체 조성물의 경우 계면활성제 G((EO)x6(PO)y7(EO)x6), EO-PO-EO 블록 공중합체가 포함된다.
실시형태에서, 계면활성제 A(또는 계면활성제 A2)/계면활성제 B를 사용한 계면활성제 시스템은 약 60/40 내지 약 40/60, 또는 약 50/50의 중량부로 사용된다.
실시형태에서, 계면활성제 A(또는 계면활성제 A2)/계면활성제 G를 사용한 계면활성제 시스템은 약 60/40 내지 약 40/60, 또는 약 50/50의 중량비로 사용된다.
실시형태에서, 계면활성제 B/계면활성제 G를 사용한 계면활성제 시스템은 약 60/40 내지 약 40/60, 또는 약 50/50의 중량비로 사용된다.
실시형태에서, 계면활성제 D/계면활성제 G를 사용한 계면활성제 시스템은 약 60/40 내지 약 40/60, 또는 약 50/50의 중량비로 사용된다.
실시형태에서, 계면활성제 A(또는 계면활성제 A2)/계면활성제 B/계면활성제 C를 사용한 계면활성제 시스템은 약 30/30/40 내지 약 45/45/10, 또는 약 35/35/30 내지 약 40/40/20의 중량비로 사용된다.
추가 양상에서, 저온 헹굼 보조 조성물 및 사용 응용에 특히 적합한 계면활성제 시스템은 계면활성제 A(R1-O-(EO)x3(PO)y3-H)(또는 계면활성제 A2(R1-O-(EO)x4(PO)y4-H)), 계면활성제 B(R2-O-(EO)x1-H) 및 계면활성제 D(R7-O-(PO)y5(EO)x5(PO)y6)의 조합물을 포함한다. 추가 실시형태에서 계면활성제 E(R6-O-(PO)y4(EO)x4)는 저온 헹굼 보조 계면활성제 시스템으로부터 제외된다. 추가 실시형태에서, 고체 조성물의 경우 계면활성제 G((EO)x6(PO)y7(EO)x6), EO-PO-EO 블록 공중합체가 포함된다.
실시형태에서, 계면활성제 A(또는 계면활성제 A2)/계면활성제 B/계면활성제 D를 사용한 계면활성제 시스템은 약 30/30/40 내지 약 45/45/10, 또는 약 35/35/30 내지 약 40/40/20의 중량비로 사용된다.
양상에서, 계면활성제 시스템은 글레비법에 따라서 측정되는 바와 같은 목적하는 거품 프로파일을 제공하는데, 여기서 5분 후 5인치 이하, 바람직하게는 5인치 미만, 보다 특별하게는 1 내지 5인치, 보다 특별하게는 1 내지 3인치, 가장 바람직하게는 1인치 미만의 거품의 거품 높이가 달성된다.
양상에서, 계면활성제 시스템은 상업적으로 입수 가능한 헹굼 보조 조성물, 즉 계면활성제 시스템 조합물 및 알코올 알콕실레이트 계면활성제의 비율을 사용하지 않은 상업적으로 입수 가능한 헹굼 보조 조성물의 접촉각과 비교할 때 기재 표면에 대한 조성물의 접촉각을 약 5° 내지 약 10°, 또는 바람직하게는 약 5° 내지 약 20°, 또는 보다 특별하게는 약 10° 내지 약 25° 감소시킨다. 바람직한 양상에서, 계면활성제 시스템은 상업적으로 입수 가능한 헹굼 보조 조성물의 접촉각과 비교할 때 폴리프로필렌 표면에 대한 조성물의 접촉각을 약 5° 내지 약 10°, 또는 바람직하게는 약 5° 내지 약 20°, 또는 보다 특별하게는 약 10° 내지 약 25° 감소시킨다. 임의의 특정 이론에 얽매이고자 함은 아니지만, 접촉각이 작을수록 더 많은 조성물이 시팅을 유도할 것이라고 여겨진다. 즉, 더 작은 접촉각을 갖는 조성물이 더 큰 접촉각을 갖는 조성물보다 더 큰 표면적으로 기재 상에 소적을 형성할 것이다. 증가된 표면적은 기재 상에 더 적은 얼룩을 형성하면서 더 신속한 건조 시간을 유발한다.
도 1은 폴리프로필렌(60ppm, 80℃) 상에서 측정된 평균 접촉각(도)의 이변수 피팅을 나타내며, 이것은 표면에 대한 완전한 시팅을 위해서 요구되는 시팅제의 농도(ppm)가 헹굼 보조 조성물의 접촉각이 감소함에 따라서 감소함을 예증한다. 시판 헹굼 보조제를 본 발명의 실시형태에 따른 다양한 알코올 알콕실레이트(들) 계면활성제 시스템과 비교하여 도시한다. 도시된 바와 같이, 시판 헹굼 보조제와 비교하여 계면활성제 시스템을 사용한 계면활성제 시스템 조성물 또는 헹굼 보조 조성물의 접촉각의 감소 및 시팅제의 농도의 감소에 대해서 선형 피팅이 존재하는데, 이는 상업적으로 입수 가능한 헹굼 보조 조성물, 즉 본 발명의 실시형태에 따른 계면활성제 시스템을 사용하지 않은 상업적으로 입수 가능한 헹굼 보조 조성물에 비해서, 약 5° 내지 약 10°, 또는 바람직하게는 약 5° 내지 약 20°, 또는 보다 특별하게는 약 10° 내지 약 25°의 감소된 접촉각을 갖는 계면활성제 시스템을 제공하는 본 발명의 유의한 이점을 예시하고, 또한 낮은 활성제 수준에서 이러한 완전한 시팅을 제공할 수 있음을 예시한다. 일부 양상에서, 완전한 시팅을 위해서 125ppm 이하, 또는 100ppm 이하, 또는 50ppm 이하의 계면활성제 시스템 활성제가 요구된다.
일부 실시형태에서, 계면활성제 시스템의 알코올 알콕실레이트 계면활성제는 특정 환경 친화적인 특징을 가져서 이들이 식품 서비스 산업 및/또는 유사한 것에서의 사용에 적합하도록 선택된다. 예를 들어, 특별한 알코올 알콕실레이트 계면활성제는 환경 또는 식품 서비스 규제 요건, 예를 들어 생분해성 요건을 충족시킬 수 있다.
양상에서, 계면활성제 시스템 및 계면활성제 시스템을 사용한 조성물은 시스템의 상승작용으로 인해서, 예상치 못하게 더 낮은 용량, 즉 약 125ppm 이하, 또는 100ppm 이하, 또는 50ppm 이하의 계면활성제 시스템 활성제의 사용 농도에서 효능을 제공한다. 양상에서, 약 5% 미만의 활성제 농도가 효과적인 성능을 제공한다. 계면활성제 시스템은 하기 실시예에서 추가로 상세하게 언급된 바와 같이 적어도 실질적으로 유사한 성능을 제공하면서 더 낮은 활성제 수준의 용량을 허용한다.
추가
비이온성
계면활성제
일부 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 계면활성제 시스템과 조합되는 추가 계면활성제를 포함한다. 본 발명의 조성물과 함께 사용하기에 적합한 계면활성제는 비이온성 계면활성제를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 계면활성제 시스템은 약 1중량부 내지 약 75중량부의 추가 계면활성제를 포함한다. 다른 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 약 5중량부 내지 약 50중량부의 추가 계면활성제를 포함한다. 더 추가의 다른 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 약 10중량부 내지 약 50중량부의 추가 계면활성제를 포함한다.
일부 실시형태에서, 본 발명의 계면활성제 시스템을 사용하는 헹굼 보조 조성물은 약 1wt-% 내지 약 75wt-%의 추가 계면활성제를 포함한다. 다른 실시형태에서 본 발명의 조성물은 약 5wt-% 내지 약 50wt-%의 추가 계면활성제를 포함한다. 더 추가의 다른 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 약 10wt-% 내지 약 50wt-%의 추가 계면활성제를 포함한다.
유용한 비이온성 계면활성제는 일반적으로 유기 소수성 기 및 유기 친수성 기의 존재를 특징으로 하고, 전형적으로 유기 지방족, 알킬 방향족 또는 폴리옥시알킬렌 소수성 화합물과, 일반적인 실시에서 에틸렌 옥사이드 또는 이의 다중수화(polyhydrationn) 생성물, 폴리에틸렌 글리콜인 친수성 알칼리 옥사이드 모이어티의 축합에 의해서 제조된다. 실제로, 반응성 수소 원자를 갖는 하이드록실, 카복실, 아미노, 또는 아미도기를 갖는 임의의 소수성 화합물을 에틸렌 옥사이드, 또는 이의 다중수화 부가물, 또 알콕실렌, 예컨대 프로필렌 옥사이드와 이의 혼합물과 축합시켜서 비이온성 표면-활성제를 형성할 수 있다. 임의의 특정 소수성 화합물과 축합되는 친수성 폴리옥시알킬렌 모이어티의 길이를 쉽게 조정하여 친수성 특성과 소수성 특성 간의 목적하는 균형도를 갖는 수 분산성 또는 수 용해성 화합물을 산출할 수 있다. 유용한 비이온성 계면활성제는 하기를 포함한다:
개시제 반응성 수소 화합물로서 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 글리세롤, 트라이메틸올프로판, 및 에틸렌다이아민을 기재로 하는 블록 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 중합체 화합물(1). 개시제의 순차적인 프로폭실화 및 에톡실화로부터 제조된 중합체 화합물의 예는 바스프 코프.(BASF Corp.)로부터 상업적으로 입수 가능하다. 화합물의 한 부류는 프로필렌 글리콜의 2개의 하이드록실기에 대한 프로필렌 옥사이드의 부가에 의해서 형성된 소수성 염기와 에틸렌 옥사이드의 축합에 의해서 형성된 이작용성(2개의 반응성 수소) 화합물이다. 분자의 이러한 소수성 부분은 약 1,000 내지 약 4,000의 중량이다. 이어서 에틸렌 옥사이드를 첨가하여 최종 분자의 약 10중량% 내지 약 80중량%를 구성하도록 길이가 제어된 친수성기들 사이에 이러한 소수기(hydrophobe)를 샌드위칭시킨다. 화합물의 또 다른 부류는 에틸렌다이아민에 대한 프로필렌 옥사이드 및 에틸렌 옥사이드의 순차적인 부가로부터 유래된 사-관능성 블록 공중합체이다. 프로필렌 옥사이드 하이드로타입(hydrotype)의 분자량은 약 500 내지 약 7,000 범위이고; 분자의 약 10중량% 내지 약 80중량%를 구성하도록 친수기(hydrophile), 에틸렌 옥사이드를 첨가한다.
1몰의 알킬 페놀(여기서 직쇄형 또는 분지쇄형 구성, 또는 단일 또는 이중 알킬 구성요소의 알킬쇄는 약 8 내지 약 18개의 탄소 원자를 함유함)과 약 3 내지 약 50몰의 에틸렌 옥사이드의 축합 생성물(2). 알킬기는, 예를 들어, 다이아이소부틸렌, 다이-아밀, 중합된 프로필렌, 아이소-옥틸, 노닐, 및 다이-노닐에 의해서 대표될 수 있다. 이들 계면활성제는 알킬 페놀의 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 폴리부틸렌 옥사이드 축합물일 수 있다. 이러한 화학물질의 시판 화합물의 예는 롱-프랑(Rhone-Poulenc)에서 제조된 상표명 이게팔(Igepal)(등록상표) 및 유니온 카바이드(Union Carbide)에서 제조된 트리톤(Triton)(등록상표) 하에 시장에서 입수 가능하다.
약 6 내지 약 24 탄소 원자를 갖는 포화 또는 불포화, 직쇄형 또는 분지쇄형 알코올 1몰과 약 3 내지 약 50몰의 에틸렌 옥사이드의 축합 생성물(3). 알코올 모이어티는 상기에 열거된 탄소 범위의 알코올의 혼합물로 이루어질 수 있거나 또는 그것은 이러한 범위 내의 탄소 원자의 특정 수를 갖는 알코올로 이루어질 수 있다. 유사 시판 계면활성제의 예는 바스프에서 제조된 상표명 루텐솔(Lutensol)(상표명), 데하이돌(Dehydol)(상표명), 쉘 케미컬 코.(Shell Chemical Co.)에서 제조된 네오돌(Neodol)(상표명) 및 비스타 케미컬 코.(Vista Chemical Co.)에서 제조된 알포닉(Alfonic)(상표명) 하에 입수 가능하다.
약 8 내지 약 18 탄소 원자를 갖는 포화 또는 불포화, 직쇄형 또는 분지쇄형 카복실산 1몰과 약 6 내지 약 50몰의 에틸렌 옥사이드의 축합 생성물(4). 산 모이어티는 상기에 정의된 탄소 원자 범위의 산의 혼합물로 이루어질 수 있거나 또는 그것은 이러한 범위 내의 탄소 원자의 특정 수를 갖는 산으로 이루어질 수 있다. 이러한 화학물질의 시판 화합물의 예는 바스프에서 제조된 상표명 디스포닐(Disponil) 또는 아그니케(Agnique) 및 리포 케미컬스, 인크.(Lipo Chemicals, Inc.)에서 제조된 리포페그(Lipopeg)(상표명)하에 시장에서 입수 가능하다.
일반적으로 폴리에틸렌 글리콜 에스터라 지칭되는, 에톡실화 카복실산에 더하여, 글리세리드, 글리세린, 및 다가(사카라이드 또는 소르비탄/소르비톨) 알코올과의 반응에 의해서 형성된 다른 알칸산 에스터가 특별화된 실시형태, 특히 간접적인 식품 첨가제 응용을 위한 본 발명에서의 응용을 갖는다. 이들 에스터 모이어티 전부는 추가 아실화 또는 에틸렌 옥사이드(알콕사이드) 부가를 겪어서 이들 물질의 친수성을 제어할 수 있는 이의 분자 상의 하나 이상의 반응성 수소 부위를 가질 수 있다. 이들 지방 에스터 또는 아실화된 탄수화물을 아밀라제 및/또는 리파제 효소를 함유하는 본 발명의 조성물에 첨가하는 경우에는 주의를 기울여야 하는데 그 이유는 잠재적인 비상용성 때문이다.
비이온성의 적은 거품 생성 계면활성제의 예는 하기를 포함한다:
(1) 에틸렌 글리콜에 에틸렌 옥사이드를 첨가하여 지정된 분자량의 친수기를 제공하고; 이어서 프로필렌 옥사이드를 첨가하여 분자의 외부(단부) 상에 소수성 블록을 수득함으로써 개질, 본질적으로 반전된 화합물. 분자의 소수성 부분은 약 1,000 내지 약 3,100의 중량이고, 중앙 친수기는 최종 분자의 10중량% 내지 약 80중량%를 포함한다. 이들 반전 플루로닉(Pluronic)(상표명)은 상표명 플루로닉(상표명) R 계면활성제하에 바스프 코퍼레이션에서 제조된다. 마찬가지로, 테트로닉(Tetronic)(상표명) R 계면활성제는 에틸렌다이아민에 대한 에틸렌 옥사이드 및 프로필렌 옥사이드의 순차적인 부가에 의해서 바스프 코퍼레이션에 의해서 제조된다. 분자의 소수성 부분은 약 2,100 내지 약 6,700의 중량이고, 중앙 친수기는 최종 분자의 10중량% 내지 80중량%를 포함한다.
(다-작용성 모이어티의) 말단 하이드록시기 또는 기들을 "캡핑" 또는 "단부 블로킹"하여 작은 소수성 분자, 예컨대 프로필렌 옥사이드, 부틸렌 옥사이드, 벤질 클로라이드; 및 1 내지 약 5개의 탄소 원자를 함유하는 단쇄 지방산, 알코올 또는 알킬 할라이드; 및 이들의 혼합물과의 반응에 의해서 거품 생성을 감소시키도록 개질된 군 (1), (2), (3) 및 (4)로부터의 화합물. 반응물, 예컨대 말단 하이드록실기를 클로라이드기로 전환시킨 싸이오닐 클로라이드가 또한 포함된다. 말단 하이드록시기에 대한 이러한 개질은 완전-블록, 블록-헤테릭, 헤테릭-블록 또는 완전-헤테릭 비이온성 물질로 이어질 수 있다.
적은 거품 생성 비이온성 물질의 추가 예는 하기를 포함한다:
브라운(Brown) 등의 1959년 9월 8일자로 등록된 미국 특허 제2,903,486호에 기술되고, 하기 화학식으로 표현되는 알킬페녹시폴리에톡시알칸올
(상기 식에서, R은 8 내지 9개의 탄소 원자의 알킬기이고, A는 3 내지 4개의 탄소 원자의 알킬렌쇄이고, n은 7 내지 16의 정수이고, m은 1 내지 10의 정수임).
교호 친수성 옥시에틸렌쇄 및 소수성 옥시프로필렌쇄(여기서 말단 소수성 쇄의 중량, 중간 소수성 단위의 중량 및 연결 친수성 단위의 중량 각각은 축합물의 약 1/3을 나타냄)를 갖는, 마틴(Martin) 등의 1962년 8월 7일자로 등록된 미국 특허 제3,048,548호의 폴리알킬렌 글리콜 축합물.
일반 화학식 Z[(OR)nOH]z(상기 식에서, Z는 알콕실화 가능한 물질이고, R은 에틸렌 및 프로필렌일 수 있는 알킬렌 옥사이드로부터 유래된 라디칼이고, n은 예를 들어, 10 내지 2,000 또는 그 초과의 정수이고, z는 반응성 옥시알킬화 가능한 기의 수에 의해서 결정되는 정수임)를 갖는 리산트(Lissant) 등의 1968년 5월 7일자로 등록된 미국 특허 제3,382,178호에 개시된 소포성 비이온성 계면활성제.
화학식 Y(C3H6O)n(C2H4O)mH(상기 식에서, Y는 약 1 내지 6개의 탄소 원자 및 하나의 반응성 수소를 갖는 유기 화합물의 잔기이고, n은 하이드록실가에 의해서 결정되는 바와 같은, 적어도 약 6.4의 평균값을 갖고, m은 옥시에틸렌 부분이 분자의 약 10% 내지 약 90중량%를 구성하도록 하는 값임)에 상응하는 잭슨(Jackson) 등의 1954년 5월 4일자로 등록된, 미국 특허 제2,677,700호에 기술된 컨주게이팅된 폴리옥시알킬렌 화합물.
화학식 Y[(C3H6On(C2H4O)mH]x(상기 식에서, Y는 약 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖고, x개의 반응성 수소 원자를 함유하는 유기 화합물의 잔기이고, 여기서 x는 적어도 약 2의 값을 갖고, n은 폴리옥시프로필렌 소수성 염기의 분자량이 적어도 약 900을 갖도록 하는 값을 갖고, m은 분자의 옥시에틸렌 함량이 약 10중량% 내지 약 90중량%이도록 하는 값을 가짐)을 갖는 룬트스테트(Lundsted) 등의 1954년 4월 6일자로 등록된, 미국 특허 제2,674,619호에 기술된 컨주게이팅된 폴리옥시알킬렌 화합물. Y에 대한 정의의 범주 내에 포함되는 화합물은 예를 들어, 프로필렌 글리콜, 글리세린, 펜타에리트리톨, 트라이메틸올프로판, 에틸렌다이아민 등을 포함한다. 옥시프로필렌쇄는 임의로 이지만, 이롭게는, 소량의 에틸렌 옥사이드 및 옥시에틸렌쇄를 함유하고, 또한 임의로 이지만, 이롭게는, 소량의 프로필렌 옥사이드를 함유한다.
본 발명의 조성물에서 이롭게 사용되는 추가 컨주게이팅된 폴리옥시알킬렌 표면-활성제는 화학식: P[(C3H6O)n (C2H4O)mH](상기 식에서, P는 약 8 내지 18개의 탄소 원자를 갖고, x개의 반응성 수소 원자를 함유하는 유기 화합물의 잔기이고, 여기서 x는 1 또는 2의 값이고, n은 폴리옥시에틸렌 부분의 분자량이 적어도 약 44이도록 하는 값을 갖고, m은 분자의 옥시프로필렌 함량이 약 10중량% 내지 약 90중량%이도록 하는 값을 가짐)에 상응한다. 이들 경우, 옥시프로필렌쇄는 임의로 이지만, 이롭게는 소량의 에틸렌 옥사이드를 함유할 수 있고, 옥시에틸렌쇄는 또한 임의로 이지만, 이롭게는 소량의 프로필렌 옥사이드를 함유할 수 있다.
본 발명의 조성물에서 사용하기에 적합한 폴리하이드록시 지방산 아마이드 계면활성제는 구조 화학식 R2CONR1Z(R1은 H, C1-C4 하이드로카빌, 2-하이드록시 에틸, 2-하이드록시 프로필, 에톡시, 프로폭시기, 또는 이들의 혼합물이고; R2는 직쇄형일 수 있는, C5-C31 하이드로카빌이고; Z는 쇄에 직접 연결된 적어도 3개의 하이드록실을 갖는 선형 하이드로카빌을 갖는 폴리하이드록시하이드로카빌, 또는 이의 알콕실화된 유도체(바람직하게는 에톡실화 또는 프로폭실화됨)임)를 갖는 것을 포함한다. Z는 환원성 아민화 반응으로 환원당으로부터 유래될 수 있고, 예컨대 글리시틸 모이어티이다.
지방족 알코올과 약 0 내지 약 25몰의 에틸렌 옥사이드의 알킬 에톡실레이트 축합 생성물은 본 발명의 조성물에서 사용하기에 적합하다. 지방족 알코올의 알킬쇄는 선형 또는 분지형, 1차 또는 2차일 수 있고, 일반적으로 6 내지 22개의 탄소 원자를 함유한다.
에톡실화 C6-C18 지방 알코올 및 C6-C18 혼합된 에톡실화 지방 알코올 및 프로폭실화 지방 알코올이 본 발명의 조성물, 특히 수 용해성인 것에서 사용하기에 적합한 계면활성제이다. 적합한 에톡실화 지방 알코올은 3 내지 50의 에톡실화도를 갖는 C6-C18 에톡실화 지방 알코올을 포함한다.
특히 본 발명의 조성물에서 사용하기에 적합한 비이온성 알킬폴리사카라이드 계면활성제는 1986년 1월 21일자로 등록된, 를레나도(Llenado)의 미국 특허 제4,565,647호에 개시된 것을 포함한다. 이들 계면활성제는 약 6 내지 약 30개의 탄소 원자를 함유하는 소수성 기 및 폴리사카라이드, 예를 들어, 약 1.3 내지 약 10개의 사카라이드 단위를 함유하는 폴리글리코시드인 친수성 기를 포함한다. 5 또는 6개의 탄소 원자를 함유하는 임의의 환원 사카라이드가 사용될 수 있고, 예를 들어, 글루코스, 갈락토스 및 갈락토실 모이어티가 글리코실 모이어티에 대해서 치환될 수 있다. (임의로 소수성 기가 2-, 3-, 4- 등에 부착되어 글루코시드 또는 갈락토시드에 상반되게 글루코스 또는 갈락토스를 제공한다.) 사카라이드 내 결합은 예를 들어, 추가 사카라이드 단위의 1 위치와 이전 사카라이드 단위 상의 2-, 3-, 4-, 및/또는 6-위치 사이에 존재할 수 있다.
본 발명의 조성물에 사용하기에 적합한 지방산 아마이드 계면활성제는 화학식: R6CON(R7)2(상기 식에서, R6은 7 내지 21개의 탄소 원자를 함유하는 알킬기이고, 각각의 R7은 독립적으로 수소, C1-C4 알킬, C1-C4 하이드록시알킬, 또는 --(C2H4O)XH이고, 여기서 x는 1 내지 3의 범위임)을 갖는 것을 포함한다.
비-이온성 계면활성제의 유용한 부류는 알콕실화 아민, 또는 가장 특별하게는, 알코올 알콕실화/아민화/알콕실화 계면활성제로서 정의된 부류를 포함한다. 이들 비-이온성 계면활성제는 적어도 부분적으로는 일반 화학식: R20--(PO)SN--(EO)tH, R20--(PO)SN--(EO)tH(EO)tH, 및 R20--N(EO)tH에 의해서 표현될 수 있고; 상기 식에서, R20은 8 내지 20개, 바람직하게는 12 내지 14개의 탄소 원자의 알킬, 알켄일 또는 다른 지방족 기, 또는 알킬-아릴기이고, EO는 옥시에틸렌이고, PO는 옥시프로필렌이고, s는 1 내지 20, 바람직하게는 2 내지 5이고, t는 1 내지 10, 바람직하게는 2 내지 5이고, u는 1 내지 10, 바람직하게는 2 내지 5이다. 이들 화합물의 범주에 대한 다른 변형은 대안적인 화학식: R20--(PO)V--N[(EO) wH][(EO)zH](상기 식에서, R20은 상기에 정의되어 있는 바와 같고, v는 1 내지 20(예를 들어, 1, 2, 3, 또는 4(바람직하게는 2))이고, w 및 z는 독립적으로 1 내지 10, 바람직하게는 2 내지 5임)에 의해서 표현될 수 있다. 이들 화합물은 비이온성 계면활성제로서 헌츠만 케미컬스(Huntsman Chemicals)에 의해서 시판되는 제품 라인에 의해서 상업적으로 대표된다. 이러한 부류의 바람직한 화학물질은 서포닉(Surfonic)(상표명) PEA 25 아민 알콕실레이트를 포함한다. 본 발명의 조성물에 바람직한 비이온성 계면활성제는 알코올 알콕실레이트, EO/PO 블록 공중합체, 알킬페놀 알콕실레이트 등을 포함한다.
논문[Nonionic Surfactants, edited by Schick, M. J., Vol. 1 of the Surfactant Science Series, Marcel Dekker, Inc., New York, 1983]은 본 발명의 실시에서 일반적으로 사용되는 매우 다양한 비이온성 화합물에 대한 우수한 참고 문헌이다. 이들 계면활성제의 비이온성 부류, 및 종의 전형적인 목록은 1975년 12월 30일자로 등록된 래플린(Laughlin) 및 헤링(Heuring)의 미국 특허 제3,929,678호에 제공되어 있다. 추가 예는 문헌["Surface Active Agents and detergents" (Vol. I and II by Schwartz, Perry and Berch)]에 제공되어 있다.
추가 중합체 계면활성제
추가 비이온성 계면활성제와 관련하여 언급된 바와 같이 이것은 본 발명의 계면활성제 시스템을 함유하는 조성물에 포함될 수 있다. 본 발명에 따른 계면활성제 시스템과 함께 사용하기에 바람직한 예시적인 추가 중합체 계면활성제가 하기 표 3에 언급되어 있다.
양상에서, 계면활성제 시스템은 하기를 포함하고/거나 이들로 이루어지고/거나 이들로 본질적으로 이루어진다:
화학식 계면활성제 A(R1-O-(EO)x3(PO)y3-H)(또는 계면활성제 A2(R1-O-(EO)x4(PO)y4-H)), 계면활성제 B(R2-O-(EO)x1-H), 계면활성제 C(R2-O-(EO)x2-H), 계면활성제 D(R7-O-(PO)y5(EO)x5(PO)y6), 계면활성제 E(R6-O-(PO)y4(EO)x4) 중 적어도 2종의 알콕실레이트 계면활성제, 및/또는 계면활성제 F, G, H, I, J 및/또는 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 중합체 계면활성제의 임의의 조합물;
화학식 계면활성제 A(R1-O-(EO)x3(PO)y3-H)(또는 계면활성제 A2(R1-O-(EO)x4(PO)y4-H)), 계면활성제 B(R2-O-(EO)x1-H), 계면활성제 C(R2-O-(EO)x2-H), 계면활성제 D(R7-O-(PO)y5(EO)x5(PO)y6), 및/또는 계면활성제 E(R6-O-(PO)y4(EO)x4) 중 적어도 2종의 알콕실레이트 계면활성제, 및 임의로 계면활성제 F, G, H, I, J 및/또는 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 중합체 계면활성제의 임의의 조합물;
계면활성제 A(R1-O-(EO)x3(PO)y3-H)(또는 계면활성제 A2(R1-O-(EO)x4(PO)y4-H)), 계면활성제 B(R2-O-(EO)x1-H) 및 계면활성제 C(R2-O-(EO)x2-H), 및 임의로 계면활성제 F, G, H, I, J 및/또는 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 중합체 계면활성제;
계면활성제 A(R1-O-(EO)x3(PO)y3-H)(또는 계면활성제 A2(R1-O-(EO)x4(PO)y4-H)), 계면활성제 B(R2-O-(EO)x1-H) 및 계면활성제 D(R7-O-(PO)y5(EO)x5(PO)y6), 및 임의로 계면활성제 F, G, H, I, J 및/또는 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 중합체 계면활성제;
계면활성제 A(R1-O-(EO)x3(PO)y3-H)(또는 계면활성제 A2(R1-O-(EO)x4(PO)y4-H)), 계면활성제 B(R2-O-(EO)x1-H), 계면활성제 C(R2-O-(EO)x2-H), 및 계면활성제 E(R6-O-(PO)y4(EO)x4), 및 임의로 계면활성제 F, G, H, I, J 및/또는 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 중합체 계면활성제;
계면활성제 A(R1-O-(EO)x3(PO)y3-H)(또는 계면활성제 A2(R1-O-(EO)x4(PO)y4-H)), 계면활성제 B(R2-O-(EO)x1-H), 계면활성제 C(R2-O-(EO)x2-H), 및 계면활성제 D(R7-O-(PO)y5(EO)x5(PO)y6), 및 임의로 계면활성제 F, G, H, I, J 및/또는 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 중합체 계면활성제;
계면활성제 B(R2-O-(EO)x1-H), 계면활성제 C(R2-O-(EO)x2-H), 및 계면활성제 E(R6-O-(PO)y4(EO)x4), 및 임의로 계면활성제 F, G, H, I, J 및/또는 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 중합체 계면활성제;
계면활성제 B(R2-O-(EO)x1-H) 및/또는 계면활성제 C(R2-O-(EO)x2-H), 계면활성제 D(R7-O-(PO)y5(EO)x5(PO)y6), 및 계면활성제 E(R6-O-(PO)y4(EO)x4), 및 임의로 계면활성제 F, G, H, I, J 및/또는 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 중합체 계면활성제;
계면활성제 B(R2-O-(EO)x1-H) 및/또는 계면활성제 C(R2-O-(EO)x2-H), 및 계면활성제 D(R7-O-(PO)y5(EO)x5(PO)y6), 계면활성제 E(R6-O-(PO)y4(EO)x4) 및 계면활성제 A(R1-O-(EO)x3(PO)y3-H)(또는 계면활성제 A2(R1-O-(EO)x4(PO)y4-H)) 중 적어도 1종, 및 임의로 계면활성제 F, G, H, I, J 및/또는 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 중합체 계면활성제;
계면활성제 D(R7-O-(PO)y5(EO)x5(PO)y6) 및 계면활성제 E(R6-O-(PO)y4(EO)x4), 및 임의로 계면활성제 F, G, H, I, J 및/또는 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 중합체 계면활성제;
계면활성제 B(R2-O-(EO)x1-H) 및 계면활성제 E(R6-O-(PO)y4(EO)x4), 및 임의로 계면활성제 F, G, H, I, J 및/또는 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 중합체 계면활성제.
양상에서, 상기에 언급된 계면활성제 시스템 각각에서, 시팅, 습윤 및 건조의 목적하는 특성은 목적하는 접촉제 및 거품 프로파일을 갖는 제형을 통해서 달성된다.
계면활성제 시스템 및 계면활성제 시스템을 사용한 조성물
전형적으로, 계면활성제 시스템 및 계면활성제 시스템을 사용한 조성물은 액체 또는 고체 제형으로 제형화된다. 계면활성제 시스템 및 조성물은 식품 서비스 산업에서 사용하기에 적합한 구성성분, 예를 들어, GRAS 성분을 포함하도록 제형화되고, 부분적인 목록은 21 CFR 184에서 입수 가능하다. 일부 실시형태에서, 계면활성제 시스템 및 조성물은 GRAS 성분만을 포함하도록 제형화된다. 다른 실시형태에서, 계면활성제 시스템 및 조성물은 GRAS 및 생분해성 성분을 포함하도록 제형화된다.
사용 용액 중의 계면활성제 시스템 및 계면활성제 시스템을 사용한 조성물은 바람직하게는 8.5 이하, 8.3 이하, 또는 7 이하의 pH를 갖는다.
사용 용액 중의 계면활성제 시스템 및 계면활성제 시스템을 사용한 조성물은 본 발명의 이익에 따른 시스템의 상승작용으로 인해서 바람직하게는 약 125ppm 이하, 또는 100ppm 이하, 또는 50ppm 이하의 계면활성제 시스템 활성제의 농도를 갖는다. 계면활성제 시스템 및 계면활성제 시스템을 사용한 조성물은 적어도 실질적으로 유사한 성능을 제공하면서, 더 낮은 활성제 수준에서의 용량을 허용한다. 양상에서, 고온 응용에 특히 적합한 계면활성제 시스템을 사용한 헹굼 보조 조성물은 계면활성제 A(R1-O-(EO)x3(PO)y3-H)(또는 계면활성제 A2(R1-O-(EO)x4(PO)y4-H)), 계면활성제 B(R2-O-(EO)x1-H) 및 임의로 계면활성제 C(R2-O-(EO)x2-H)의 조합물을 포함하는 계면활성제 시스템을 포함한다. 실시형태에서, 계면활성제 A(또는 계면활성제 A2)/계면활성제 B를 사용한 계면활성제 시스템은 약 60/40 내지 약 40/60, 또는 약 50/50의 중량비로 사용된다. 실시형태에서, 계면활성제 A(또는 계면활성제 A2)/계면활성제 B/계면활성제 C를 사용한 계면활성제 시스템은 약 30/30/40 내지 약 45/45/10, 또는 약 35/35/30 내지 약 40/40/20의 중량비로 사용된다.
추가 실시형태에서, 계면활성제 E(R6-O-(PO)y4(EO)x4)는 고온 헹굼 보조 계면활성제 시스템으로부터 제외된다. 추가 실시형태에서, 고체 조성물의 경우 계면활성제 G((EO)x6(PO)y7(EO)x6), EO-PO-EO 블록 공중합체가 포함된다. 계면활성제 시스템의 추가 실시형태 각각은 헹굼 보조 조성물에 대해서 추가로 사용될 수 있다.
양상에서, 저온 헹굼 보조 응용에 특히 적합한 계면활성제 시스템을 사용한 헹굼 보조 조성물은 계면활성제 A(R1-O-(EO)x3(PO)y3-H)(또는 계면활성제 A2(R1-O-(EO)x4(PO)y4-H)), 계면활성제 B(R2-O-(EO)x1-H) 및 계면활성제 D(R7-O-(PO)y5(EO)x5(PO)y6)의 조합물을 포함하는 계면활성제 시스템을 포함한다. 실시형태에서, 계면활성제 A(또는 계면활성제 A2)/계면활성제 B/계면활성제 D를 사용한 계면활성제 시스템은 약 30/30/40 내지 약 45/45/10, 또는 약 35/35/30 내지 약 40/40/20의 중량비로 사용된다.
추가 실시형태에서 계면활성제 E(R6-O-(PO)y4(EO)x4)는 저온 헹굼 보조 계면활성제 시스템으로부터 제외된다. 추가 실시형태에서, 고체 조성물의 경우 계면활성제 G((EO)x6(PO)y7(EO)x6), EO-PO-EO 블록 공중합체가 포함된다.
헹굼 보조 조성물의 각각의 양상에서, 적어도 1종의 추가 작용성 성분이 계면활성제 시스템과 함께 포함된다. 계면활성제 시스템 및 추가 작용성 성분(들)의 조합물은 글레비법을 사용하여 5분 후에 5인치 미만의 거품 높이를 갖는 조성물의 거품 프로파일을 제공한다. 추가 양상에서, 계면활성제 시스템 및 추가 작용성 성분(들)의 조합물은 플라스틱-상용성이고, 계면활성제 시스템의 더 낮은 ppm의 활성제에서 상업적으로 입수 가능한 헹굼 보조 조성물과 적어도 동등하거나 또는 이것보다 우수한 시팅, 습윤 및 건조 특성을 제공한다.
추가 작용성 성분
계면활성제 시스템 조성물의 구성성분은 헹굼 보조 응용, 식기 세척 응용, 및 표면의 시팅, 습윤, 및 신속한 건조를 요구하는 다른 응용에서 사용하기에 적합한 다양한 작용성 구성성분과 추가로 조합될 수 있다. 일부 실시형태에서, 계면활성제 시스템 및 추가 비이온성 계면활성제를 포함하는 계면활성제 시스템 조성물은 조성물의 전체 중량의 많은 양 또는 심지어는 실질적으로 전부를 구성한다. 예를 들어, 일부 실시형태에서 소수의 추가 작용성 성분이 그 중에 분산되거나 또는 어떤 추가 작용성 성분도 그 중에 분산되지 않는다. 다른 실시형태에서, 추가 작용성 성분은 조성물 중에 포함되어 조성물에 목적하는 특성 및 기능을 제공할 수 있다. 이러한 응용의 목적을 위해서, 용어 "작용성 성분"은 사용 및/또는 농축 용액, 예컨대 수성 용액 중에 분산 또는 용해될 때, 특별한 사용 시에 이로운 특성을 제공하는 재료를 포함한다. 작용성 재료의 일부 특별한 예가 하기에 보다 상세하게 논의되어 있지만, 논의된 특정 재료는 단지 예에 의해서 제공되며, 매우 다양한 다른 작용성 성분이 사용될 수 있다. 예를 들어, 하기에 논의된 작용성 재료 중 다수는 헹굼 및 세정 응용에서 사용되는 재료에 관련된다. 그러나, 다른 실시형태는 다른 응용에서 사용하기 위한 작용성 성분을 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 조성물은 소포제를 포함하지 않는다. 다른 실시형태에서, 조성물은 약 30wt-% 미만, 또는 약 20wt-% 미만의 소포성 계면활성제 또는 소포제, 또는 약 10wt-% 미만의 소포성 계면활성제 또는 소포제, 또는 바람직하게는 약 5wt-% 미만의 소포성 계면활성제 또는 소포제를 포함하여 계면활성제 시스템에 의해서 생성될 수 있는 거품의 안정성을 감소시키도록 구성된 효과적인 양의 소포제 구성성분을 제공한다. 예시적인 소포제는 예를 들어, 비교적 저온, 예를 들어, 헹굼 보조제가 사용될 온도보다 낮은 온도에서 친수성 및 수 용해성인 비이온성 EO 함유 계면활성제를 포함한다. 특정 작용 기전으로 제한하고자 함은 아니지만, 세제 소포제의 포함은 계면활성제 시스템과 부정적으로 상호 작용할 수 있는데, 그 이유는 소포제의 증가하는 양은 본 발명에 따른 계면활성제 시스템에서 습윤 및 시팅 방해로 인해서 감소된 효능의 길항제 효과를 나타내기 때문이다.
다른 실시형태에서, 조성물은 담체, 헹굼 보조 중합체를 비롯한 수 컨디셔닝제, 고화를 위한 결합제, 재침착 방지제, 항미생물제, 표백제 및/또는 활성화제, 용해도 개질제, 분산제, 헹굼 보조제, 금속 보호제, 안정제, 부식 방지제, 봉쇄제 및/또는 킬레이팅제, 빌더(bulider), 향제 및/또는 염료, 보습제(humectant), 레올로지 개질제 또는 증점제, 경화제, 고화제, 하이드로토프(hydrotrope) 또는 커플러, 완충제, 용매, pH 완충제, 세정 효소, 담체, 가공 보조제, 액체 제형을 위한 용매, 또는 다른 것 등을 포함할 수 있다.
예시적인 실시형태에서, 본 발명에 따른 고체 헹굼 보조 조성물은 약 10wt-% 내지 약 80wt-%의 계면활성제 시스템, 약 10wt-% 내지 약 80wt-%의 고화 보조제, 약 0wt-% 내지 약 10wt-%의 수 컨디셔닝제, 약 0wt-% 내지 약 10wt-%의 켈런트(chelant), 약 0wt-% 내지 약 20wt-%의 산미료, 약 0wt-% 내지 약 5wt-%의 물, 및 약 0wt-% 내지 약 2wt-%의 보존제 및/또는 염료를 포함한다.
추가로 예시적인 실시형태에서 본 발명에 따른 고체 헹굼 보조 조성물은 약 10wt-% 내지 약 65wt-%의 계면활성제 시스템, 약 20wt-% 내지 약 60wt-%의 고화 보조제, 약 0wt-% 내지 약 8wt-%의 수 컨디셔닝제, 약 0wt-% 내지 약 5wt-%의 켈런트, 약 0wt-% 내지 약 15wt-%의 산미료, 약 0wt-% 내지 약 5wt-%의 물, 및 약 0wt-% 내지 약 2wt-%의 보존제 및/또는 염료를 포함한다.
더 추가의 예시적인 실시형태에서 본 발명에 따른 고체 헹굼 보조 조성물은 약 5wt-% 내지 약 30wt-%의 계면활성제 시스템, 약 25wt-% 내지 약 65wt-%의 고화 보조제, 약 0wt-% 내지 약 5wt-%의 수 컨디셔닝제, 약 0wt-% 내지 약 3wt-%의 켈런트, 약 0wt-% 내지 약 10wt-%의 산미료, 약 0wt-% 내지 약 5wt-%의 물, 및 약 0wt-% 내지 약 2wt-%의 보존제 및/또는 염료를 포함한다.
더 추가의 예시적인 실시형태에서, 본 발명에 따른 액체 헹굼 보조 조성물은 약 2wt-% 내지 약 90wt-%의 계면활성제 시스템, 약 0wt-% 내지 약 40wt-%의 커플링제, 약 0wt-% 내지 약 10wt-%의 수 컨디셔닝제, 약 0wt-% 내지 약 10wt-%의 켈런트, 약 0wt-% 내지 약 15wt-%의 산미료, 약 0wt-% 내지 약 95wt-%의 물, 및 약 0wt-% 내지 약 2wt-%의 보존제 및/또는 염료를 포함한다.
더 추가의 예시적인 실시형태에서, 본 발명에 따른 액체 헹굼 보조 조성물은 약 2wt-% 내지 약 60wt-%의 계면활성제 시스템, 약 0wt-% 내지 약 15wt-%의 커플링제, 약 0wt-% 내지 약 8wt-%의 수 컨디셔닝제, 약 0wt-% 내지 약 8wt-%의 켈런트, 약 0wt-% 내지 약 10wt-%의 산미료, 약 0wt-% 내지 약 80wt-%의 물, 및 약 0wt-% 내지 약 2wt-%의 보존제 및/또는 염료를 포함한다.
더 추가의 예시적인 실시형태에서, 본 발명에 따른 액체 헹굼 보조 조성물은 약 2wt-% 내지 약 20wt-%의 계면활성제 시스템, 약 0wt-% 내지 약 15wt-%의 커플링제, 약 0wt-% 내지 약 6wt-%의 수 컨디셔닝제, 약 0wt-% 내지 약 6wt-%의 켈런트, 약 0wt-% 내지 약 10wt-%의 산미료, 약 0wt-% 내지 약 80wt-%의 물, 및 약 0wt-% 내지 약 2wt-%의 보존제 및/또는 염료를 포함한다.
담체
일부 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 액체 조성물로서 제형화된다. 담체가 이러한 액체 제형에 포함될 수 있다. 습윤제 조성물에서 사용하기에 적합한 임의의 담체가 본 발명에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시형태에서 조성물은 담체로서 물을 포함한다.
일부 실시형태에서, 본 발명에 따른 액체 조성물은 약 98wt% 이하의 물, 95wt% 이하의 물, 및 전형적으로 약 90wt% 이하의 물을 함유할 것이다. 다른 실시형태에서, 액체 조성물은 담체로서 적어도 50wt%의 물, 또는 적어도 60wt%의 물을 함유할 것이다.
추가 실시형태에서, 조성물은 커플링제를 최대 약 80wt-%, 최대 약 60wt-%, 최대 약 40wt-%, 최대 약 20wt-%, 최대 약 15wt-%, 또는 최대 약 10wt-% 범위의 양으로 포함할 수 있다.
하이드로토프
일부 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 하이드로토프를 포함할 수 있다. 하이드로토프는 시팅제 또는 습윤제의 용해도를 유지시키는 데 도움을 주기 위해서 사용될 수 있다. 하이드로토프는 또한 유기 재료에 대한 증가된 용해도를 생성하도록 수용액을 개질하기 위해서 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 하이드로토프는 저분자량 방향족 설포네이트 재료, 예컨대 자일렌 설포네이트, 다이알킬다이페닐 옥사이드 설포네이트 재료, 및 쿠멘 설포네이트이다.
하이드로토프 또는 하이드로토프의 조합물은 조성물 중에 약 1wt% 내지 약 50wt%의 양으로 존재할 수 있다. 다른 실시형태에서, 하이드로토프 또는 하이드로토프의 조합물은 조성물의 약 10wt% 내지 약 30wt%로 존재할 수 있다.
경화제/
고화제
/용해도
개질제
일부 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 예를 들어, 아마이드, 예컨대 스테아르산 모노에탄올아마이드 또는 라우르산 다이에탄올아마이드, 또는 알킬아마이드 등; 고체 폴리에틸렌 글리콜, 우레아, 또는 고체 EO/PO 블록 공중합체 등; 산 또는 알칼리 처리 공정을 통해서 수-용해성으로 만들어진 전분; 냉각 시 가열된 조성물에 고화 특성을 부여하는 각종 무기물 등으로서의 습윤제 및/또는 경화제(또는 고화제)를 포함할 수 있다. 이러한 화합물은 또한 습윤제 및/또는 다른 활성 성분이 연장된 시간 기간에 걸쳐서 고체 조성물로부터 분배될 수 있도록 사용 동안 수성 매질 중에서 조성물의 용해도를 달라지게 할 수 있다.
일부 실시형태에서, 고화제는 단쇄 알킬 벤젠 및/또는 알킬 나프탈렌 설포네이트, 바람직하게는 소듐 자일렌 설포네이트(SXS)를 포함한다. 일부 실시형태에서 SXS는 그것이 용액 중에서 커플러로서 작용하고 또한 분말로서 고화제로서 작용한다는 점에서 이중 퍼로스(purose) 재료로서 사용된다.
경화제 또는 고화제는 소듐 자일렌 설포네이트, 소듐 톨루엔 설포네이트, 소듐 쿠멘 설포네이트, 포타슘 톨루엔 설포네이트, 암모늄 자일렌 설포네이트, 칼슘 자일렌 설포네이트, 소듐 알킬 나프탈렌 설포네이트, 및 소듐 부틸나프탈렌 설포네이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 본 발명의 양상에서, 단쇄 알킬 벤젠 또는 알킬 나프탈렌 하이드로토프의 부류는 톨루엔, 자일렌, 및 쿠멘을 기재로 하는 알킬 벤젠 설포네이트, 및 알킬 나프탈렌 설포네이트를 포함한다. 소듐 톨루엔 설포네이트 및 소듐 자일렌 설포네이트는 가장 양호한 공지된 하이드로토프이다. 바람직한 실시형태에서 고화제는 SXS이다.
조성물은 고화 보조제를 최대 약 80wt-%, 약 10wt-% 내지 약 80wt-%, 또는 최대 약 50wt-% 범위의 양으로 포함할 수 있다. 조성물은 용해도 개질제를 약 20wt-% 내지 약 40wt-%, 또는 약 5 내지 약 15wt-% 범위의 양으로 포함할 수 있다.
수
컨디셔닝제
일부 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 수 컨디셔닝제를 포함할 수 있다. 카복실레이트, 예컨대 시트레이트, 타르트레이트 또는 글루코네이트가 적합하다. 수 컨디셔닝 중합체가 비-인 함유 빌더로서 사용될 수 있다. 예시적인 수 컨디셔닝 중합체는 폴리카복실레이트를 포함하지만, 이로 제한되는 것은 아니다. 빌더 및/또는 수 컨디셔닝 중합체로서 사용될 수 있는 예시적인 폴리카복실레이트는 하기를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다: 펜던트 카복실레이트(--CO2-)기를 갖는 것, 예컨대 폴리아크릴산, 말레산, 말레익/올레핀 공중합체, 설포네이트화 공중합체 또는 삼원공중합체, 아크릴/말레익 공중합체, 폴리메타크릴산, 아크릴산-메타크릴산 공중합체, 가수분해된 폴리아크릴아마이드, 가수분해된 폴리메타크릴아마이드, 가수분해된 폴리아마이드-메타크릴아마이드 공중합체, 가수분해된 폴리아크릴로나이트릴, 가수분해된 폴리메타크릴로나이트릴, 및 가수분해된 아크릴로나이트릴-메타크릴로나이트릴 공중합체. 수 컨디셔닝제의 추가 논의를 위해서, 개시 내용이 본 명세서에 참고로 포함된 문헌[Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Third Edition, volume 5, pages 339-366 and volume 23, pages 319-320]을 참고하기 바란다. 조성물은 수 컨디셔닝제를 최대 약 15wt-%, 최대 약 10wt-%, 또는 최대 약 5wt-% 범위의 양으로 포함할 수 있다.
산미료
일부 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 산미료 또는 다른 pH 완충제 등을 포함할 수 있다. 조성물은 수성 작동, 예를 들어 수성 세정 작동의 사용 동안, 헹굼수가 목적하는 pH를 갖게 되도록 제형화될수 있다. 예를 들어, 헹굼 시 사용하도록 설계된 조성물은 수성 헹굼 작동에서 사용 동안 헹굼수가 8.5 이하, 8.3 이하, 또는 7 이하 범위의 pH를 갖게 되도록 제형화될수 있다. 다른 양상에서, pH는 약 3 내지 약 5, 또는 약 5 내지 약 8.5 범위이다. 액체 생성물 제형은 일부 실시형태에서 약 2 내지 약 4 범위, 또는 약 4 내지 약 9 범위의 pH를 갖는다. pH를 제안된 사용 수준으로 제어하기 위한 기술은 완충제, 알칼리, 산 등을 사용하는 것을 포함하고, 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 널리 공지되어 있다. pH 제어에 적합한 산의 한 예는 시트르산, 염화수소산, 인산, 중탄산나트륨, 포스포네이트의 양성자화된 형태, 소듐 벤조에이트 및 글루콘산을 포함한다. 조성물은 산미료 수를 최대 약 20wt-%, 최대 약 15wt-%, 최대 약 10wt-%, 또는 최대 약 5wt-% 범위의 양으로 포함할 수 있다
킬레이팅제
/
봉쇄제
일부 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 빌더로서도 지칭될 수 있는 1종 이상의 킬레이팅제/봉쇄제를 포함할 수 있다. 킬레이팅제/봉쇄제는 예를 들어 아미노카복실산, 아미노카복실레이트 및 이들의 유도체, 축합 포스페이트, 포스포네이트, 폴리아크릴레이트, 및 이들의 혼합물 및 유도체를 포함할 수 있다. 일반적으로, 킬레이팅제는 자연수에서 일반적으로 발견되는 금속 이온을 코디네이팅(즉, 결합)하여 금속 이온이 습윤제 또는 다른 세정 조성물의 다른 성분의 작용을 방해하는 것을 예방할 수 있는 분자이다. 킬레이팅제/봉쇄제는 또한 효과적인 양으로 포함되는 경우 역치제(threshold agent)로서 기능할 수 있다.
조성물은 포스포네이트, 예컨대 1-하이드록시에탄-1,1-다이포스폰산 CH3C(OH)[PO(OH)2]2; 아미노트라이(메틸렌포스폰산) N[CH2PO(OH)2]3; 아미노트라이(메틸렌포스포네이트), 나트륨 염; 2-하이드록시에틸이미노비스(메틸렌포스폰산) HOCH2CH2N[CH2PO(OH)2]2; 다이에틸렌트라이아민펜타(메틸렌포스폰산) (HO)2 POCH2N[CH2N[CH2PO(OH)2]2]2; 다이에틸렌트라이아민펜타(메틸렌포스포네이트), 나트륨 염 C9H(28-x)N3NaxO15P5(x=7); 헥사메틸렌다이아민(테트라메틸렌포스포네이트), 칼륨 염 C10H(28-x)N2KxO12P4(x=6); 비스(헥사메틸렌)트라이아민(펜타메틸렌포스폰산) (HO2)POCH2N[(CH2)6 N[CH2PO(OH)2]2]2; 및 인산 H3PO3를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 포스포네이트 조합물, 예컨대 ATMP 및 DTPMP가 사용될 수 있다. 포스포네이트가 첨가될 때 중화 반응에 의해서 발생되는 열 또는 기체가 거의 없거나 전혀 없도록 혼합물에 첨가되기 전에 중화되거나 또는 알칼리성인 포스포네이트, 또는 포스포네이트와 알칼리 공급원의 조합물이 사용될 수 있다. 봉쇄제로서 사용하기에 적합한 중합체 폴리카복실레이트의 일부 예는 펜던트 카복실레이트(--CO2)기를 갖는 것을 포함하고, 예를 들어, 폴리아크릴산, 말레익/올레핀 공중합체, 아크릴/말레익 공중합체, 폴리메타크릴산, 아크릴산-메타크릴산 공중합체, 가수분해된 폴리아크릴아마이드, 가수분해된 폴리메타크릴아마이드, 가수분해된 폴리아마이드-메타크릴아마이드 공중합체, 가수분해된 폴리아크릴로나이트릴, 가수분해된 폴리메타크릴로나이트릴, 가수분해된 아크릴로나이트릴-메타크릴로나이트릴 공중합체 등을 포함한다.
조성물은 예를 들어, 바스프로부터 입수 가능한 상표명 트릴론(Trilon) A(등록상표)하의 소듐 아미노카복실레이트를 비롯한, 아미노카복실레이트 또는 이의 유도체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 바스프로부터 입수 가능한 상표명 트릴론 M(등록상표)하에 입수 가능한 것을 비롯한, 생분해성 아미노카복실레이트 또는 이의 유도체가 또한 조성물 중에 포함될 수 있다.
일부 실시형태에서, 조성물은 최대 약 70wt-% 범위, 또는 약 0.1 내지 약 60wt-%, 또는 약 0.1 내지 약 5.0wt-% 범위의 킬레이팅제/봉쇄제를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 약 1.0wt-% 미만, 또는 약 0.5wt-% 미만의 킬레이팅제/봉쇄제를 포함한다. 다른 실시형태에서 조성물은 켈런트/봉쇄제를 최대 약 10wt-%, 또는 최대 약 5wt-% 범위의 양으로 포함할 수 있다.
항미생물
/살균제
일부 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 항미생물제를 포함할 수 있다. 항미생물제는 다양한 방식으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 항미생물제는 습윤제 조성물의 일부로서 포함된다. 다른 실시형태에서, 항미생물제는 습윤제 조성물을 포함하는 조성물의 별개의 구성성분으로서 포함될 수 있다.
항미생물제는 재료 시스템, 표면 등의 미생물 오염 및 열화를 예방하기 위해서 작용성 재료 중에서 사용될 수 있는 화학 조성물이다. 일반적으로, 이들 재료는 페놀, 할로겐 화합물, 4차 암모늄 화합물, 금속 유도체, 아민, 알칸올 아민, 나이트로 유도체, 아날라이드(analide), 유기황 및 황-질소 화합물 및 다양한 화합물을 비롯한 특정 부류에 포함된다.
일부 실시형태에서, 본 발명의 계면활성제 시스템과 함께 사용하기에 적합한 항미생물제는 퍼카복실산 조성물 또는 퍼옥시젠(peroxygen) 화합물, 및/또는 다이에스터의 혼합물을 포함한다. 예를 들어, 일부 실시형태에서 포함되는 항미생물제는 퍼아세트산, 퍼옥탄산, 및 이들의 혼합물 및 유도체 중 적어도 1종이다. 다른 실시형태에서, 살균제 및/또는 항미생물제는 2종의 용매 항미생물 조성물, 예컨대 전문이 참고로 포함된 미국 특허 제6,927,237호에 개시된 조성물일 수 있다.
다른 실시형태에서, 살균제 및/또는 항미생물제는 모노- 또는 다이에스터 다이카복실레이트의 조성물을 포함할 수 있다. 적합한 모노- 또는 다이에스터 다이카복실레이트는 말론산, 석신산, 글루타르산, 아디프산 또는 세바스산의 모노- 또는 다이메틸, 모노- 또는 다이에틸, 모노- 또는 다이프로필(n- 또는 아이소), 또는 모노- 또는 다이부틸 에스터(n-, sec, 또는 tert), 또는 아밀 에스터(n-, sec-, 아이소-, 또는 tert-) 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 혼합 에스터(예를 들어, 모노메틸/모노에틸, 또는 모노프로필/모노에틸)가 또한 사용될 수 있다. 바람직한 모노- 또는 다이에스터 다이카복실레이트는 상업적으로 입수 가능하고, 항미생물 활성에 효과적인 농도로 물 또는 또 다른 담체 중에서 용해성이다. 바람직한 모노- 또는 다이에스터 다이카복실레이트는 마이크로브에 유독성이지만, 제형 또는 사용 조건하에서 인간에게 허용 가능하지 않은 독성을 나타내지 않는다. 모노- 또는 다이에스터 다이카복실레이트를 포함하는 예시적인 조성물이 전문이 참고로 포함된 미국 특허 제7,060,301호에 개시되어 있다.
일반적인 살균제 및/또는 항미생물제의 일부 예는 페놀 항미생물제, 예컨대 펜타클로로페놀, 오르쏘페닐페놀, 클로로-p-벤질페놀, p-클로로-m-자일렌올을 포함한다. 할로겐 함유 항박테리아제는 소듐 트라이클로로아이소사이아누레이트, 소듐 다이클로로 아이소사이아네이트(무수 또는 이수화물), 아이오딘-폴리(바이닐피롤리돈) 착물, 브로민 화합물, 예컨대 2-브로모-2-나이트로프로판-1,3-다이올, 및 4차 항미생물제, 예컨대 벤즈알코늄 클로라이드, 다이데실다이메틸 암모늄 클로라이드, 콜린 다이아이오도클로라이드, 테트라메틸 포스포늄 트라이브로마이드를 포함한다. 다른 항미생물 조성물, 예컨대 헥사하이드로-1,3,5-트리스(2-하이드록시에틸)-s--트라이아진, 다이싸이오카바메이트, 예컨대 소듐 다이메틸다이싸이오카바메이트, 및 다양한 다른 재료가 이의 항미생물 특성에 대해서 관련 기술 분야에 공지되어 있다. 일부 실시형태에서, 헹굼 보조 조성물은 (예컨대 저온 사용 응용을 위해서) 살균제와 조합하여 투여되거나 또는 목적하는 살균 수준을 제공하기에 효과적인 양으로 살균제를 추가로 포함한다.
일반적인 살균제 및 항미생물제의 추가 예는 염소-함유 화합물, 예컨대 염소, 하이포클로라이트, 클로르아민 등을 포함한다.
일부 실시형태에서, 항미생물 구성성분은 조성물의 최대 약 75wt%, 조성물의 최대 약 20wt%, 약 1.0wt% 내지 약 20wt% 범위, 약 5wt% 내지 약 10wt% 범위, 약 0.01 내지 약 1.0wt% 범위, 또는 0.05 내지 0.05wt% 범위로 포함될 수 있다.
표백제
일부 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 표백제를 포함할 수 있다. 표백제는 기재를 밝게 또는 증백시키기 위해서 사용될 수 있고, 세정 공정 동안 전형적으로 처하는 조건하에서, 활성 할로겐 종, 예컨대 Cl2, Br2, -OCl- 및/또는 -OBr- 등을 자유롭게 할 수 있는 표백 화합물을 포함할 수 있다. 사용하기에 적합한 표백제는 예를 들어, 염소-함유 화합물, 예컨대 염소, 하이포클로라이트, 클로르아민 등을 포함할 수 있다. 할로겐-방출 화합물의 일부 예는 알칼리 금속 다이클로로아이소사이아누레이트, 염화 트라이소듐 포스페이트, 알칼리 금속 하이포클로라이트, 모노클로르아민 및 다이클로로아민 등을 포함한다. 캡슐화된 염소 공급원이 또한 조성물 중에서 염소 공급원의 안정성을 향상시키기 위해서 사용될 수 있다.
표백제는 또한 활성 산소의 공급원을 함유하거나 또는 활성 산소의 공급원으로서 작용하는 작용제를 추가로 포함할 수 있다. 활성 산소 화합물은 활성 산소의 공급원을 제공하는 작용을 하고, 예를 들어, 수성 용액 중에서 활성 산소를 방출할 수 있다. 활성 산소 화합물은 무기물 또는 유기물일 수 있거나, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 활성 산소 화합물의 일부 예는 퍼옥시젠 화합물, 또는 퍼옥시젠 화합물 부가물을 포함한다. 활성 산소 화합물 또는 공급원의 일부 예는 과산화수소, 퍼보레이트, 탄산나트륨 퍼옥시하이드레이트, 포스페이트 퍼옥시하이드레이트, 포타슘 퍼모노설페이트, 및 소듐 퍼보레이트 모노 및 테트라하이드레이트(활성화제, 예컨대 테트라아세틸에틸렌 다이아민과 함께 또는 그것 없이) 등을 포함한다. 습윤제 조성물은 소량이지만 효과적인 양, 예를 들어, 일부 실시형태에서, 최대 약 10wt-% 범위, 일부 실시형태에서, 약 0.1 내지 약 6wt-% 범위의 표백제를 포함할 수 있다.
빌더
또는 충전제
일부 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 그 자체로는 헹굼제 및/또는 세정제로서 필수적으로 기능하지 않지만, 게면활성제 시스템과 함께 협력하여 조성물의 전체 능력을 향상시킬 수 있는 충전제 중 1종 이상을 소량이지만 효과적인 양으로 포함할 수 있다. 적합한 충전제의 일부 예는 황산나트륨, 염화나트륨, 전분, 설탕, C1-C10 알킬렌 글리콜, 예컨대 프로필렌 글리콜 등을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 충전제는 최대 약 20wt-% 범위, 일부 실시형태에서, 약 1 내지 15wt-% 범위의 양으로 포함될 수 있다.
재침착 방지제
일부 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 헹굼 용액 중에서의 오염물의 지속적인 현탁을 용이하게 하여, 제거된 오염물이 헹굼된 기재 상에 재침착되는 것을 예방할 수 있는 재침착 방지제를 포함할 수 있다. 적합한 재침착 방지제의 일부 예는 지방산 아마이드, 플루오로카본 계면활성제, 복합 포스페이트 에스터, 스타이렌 말레산 무수물 공중합체, 및 셀룰로스 유도체, 예컨대 하이드록시에틸 셀룰로스, 하이드록시프로필 셀룰로스 등을 포함할 수 있다. 습윤제 조성물은 최대 약 10wt-%, 일부 실시형태에서, 약 1 내지 약 5wt-% 범위의 재침착 방지제를 포함할 수 있다.
염료/방향제
일부 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 염료, 향수를 비롯한 방향제, 및 다른 심미적 향상제를 포함할 수 있다. 예를 들어, FD&C 블루 1(시그마 케미컬(Sigma Chemical)), FD&C 옐로우 5(시그마 케미컬), 다이렉트 블루 86(마일스(Miles)), 파스투솔(Fastusol) 블루(모베이 케미컬 코프.(Mobay Chemical Corp.)), 애시드 오렌지(Acid Orange) 7(어메리칸 사이안아마이드(American Cyanamid)), 베이직 바이올렛(Basic Violet) 10(산도즈(Sandoz)), 애시드 옐로우 23(GAF), 애시드 옐로우 17(시그마 케미컬), 샙 그린(Sap Green)(키스톤 아날린 앤드 케미컬(Keyston Analine and Chemical)), 메타닐(Metanil) 옐로우(키스톤 아날린 앤드 케미컬), 애시드 블루 9(힐튼 다비스), 산돌란(Sandolan) 블루/애시드 블루 182(산도즈), 히솔 패스트 레드(Hisol Fast Red)(캐피톨 컬러 앤드 케미컬(Capitol Color and Chemical)), 플루오레세인(Fluorescein)(캐피톨 컬러 앤드 케미컬), 애시드 그린 25(시바-가이기(Ciba-Geigy)) 등으로서, 염료는 조성물의 외관을 변경시키기 위해서 포함될 수 있다. 조성물 중에 포함될 수 있는 향제 또는 향수는 예를 들어, 터페노이드, 예컨대 시트로넬롤, 알데하이드, 예컨대 아밀 신남알데하이드, 자스민, 예컨대 C1S-자스민 또는 자스말, 바닐린 등을 포함한다. 다른 실시형태에서 조성물은 보존제 및/또는 염료를 최대 약 2wt-%, 또는 최대 약 1wt-% 범위의 양으로 포함할 수 있다.
보습제
조성물은 또한 1종 이상의 보습제를 임의로 포함할 수 있다. 보습제는 물에 대한 친화성을 갖는 물질이다. 보습제는 기재 표면 상에서 막의 가시성을 감소시키는 것을 돕기에 충분한 양으로 제공될 수 있다. 기재 표면 상에서 막의 가시성은 헹굼수가 200ppm을 초과하는 총 용해된 고체를 함유할 때 특별한 문제이다. 따라서, 일부 실시형태에서, 보습제는 보습제를 함유하지 않은 헹굼제 조성물에 비해서, 헹굼수가 200ppm을 초과하는 총 용해된 고체를 함유할 때 기재 표면 상에서 막의 가시성을 감소시키기에 충분한 양으로 제공된다. 용어 "수 고체 막 생성" 또는 "막 생성"은 기재 표면이 깨끗하지 않은 외관을 제공하는 기재 표면 상에서의 물질의 가시적인 연속적인 층의 존재를 지칭한다.
사용될 수 있는 일부 예시적인 보습제는 50% 상대 습도 및 실온에서 평화된 5wt.% 초과(무수 보습제 기준)의 물을 함유하는 재료를 포함한다. 사용될 수 있는 예시적인 보습제는 글리세린, 프로필렌 글리콜, 소르비톨, 알킬 폴리글리코시드, 폴리베타인 폴리실록산, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 일부 실시형태에서, 습윤제 조성물은 보습제를 총 조성물을 기준으로 최대 약 75% 범위, 일부 실시형태에서 조성물의 중량을 기준으로 약 5wt.% 내지 약 75wt.% 범위의 양으로 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 보습제가 존재하는 경우, 보습제 대 시팅제의 중량비는 약 1:3 또는 그 초과 범위, 일부 실시형태에서, 약 5:1 및 약 1:3 범위일 수 있다.
실시형태
본 발명의 계면활성제 시스템 조성물은 액체 생성물, 걸쭉한 액체 생성물, 겔화된 액체 생성물, 페이스트, 과립 및 펠렛화 고체 조성물, 분말, 압착된 고체 조성물, 고체 블록 조성물, 캐스트 고체 블록 조성물, 압출된 고체 블록 조성물 등을 포함할 수 있다.
사용 용액
계면활성제 시스템 조성물은 농축 조성물을 포함할 수 있거나, 희석되어 사용 조성물을 형성할 수 있다. 일반적으로, 농축물은 물로 희석되어 물건과 접촉하여 목적하는 세정, 헹굼 등을 제공하는 사용 용액을 제공하도록 의도되는 조성물을 지칭한다. 세척될 물품을 접촉하는 조성물은 본 발명에 따른 방법에서 사용되는 제형에 따라서 농축물 또는 사용 조성물(또는 사용 용액)으로서 지칭될 수 있다. 양상에서, 사용 용액에서 계면활성제 시스템은 바람직하게는 8.5 이하, 8.3 이하, 또는 7 이하의 pH를 갖는다.
사용 용액은 농축물을 목적하는 세제 특성을 갖는 사용 용액을 제공하는 희석 비율로 희석시킴으로써 농축물로부터 제조될 수 있다. 사용 조성물을 형성하기 위해서 농축물을 희석하는 데 사용되는 물은 희석수 또는 희석제라 지칭될 수 있고, 한 위치에서 또 다른 위치로 달라질 수 있다. 전형적인 희석 인자는 대략 1 내지 대략 10,000이지만, 물 경도, 제거될 오염물의 양 등을 비롯한 인자에 좌우될 것이다. 실시형태에서, 농축물은 약 1:10 내지 약 1:10,000의 농축물 대 물의 비율로 희석된다. 특히, 농축물은 1:100 내지 약 1:5,000의 농축물 대 물의 비율로 희석된다. 보다 특별하게는, 농축물은 약 1:250 내지 약 1:2,000의 농축물 대 물의 비율로 희석된다.
본 발명의 양상에서, 계면활성제 시스템 조성물은 바람직하게는 낮은 사용 희석물에서 효과적인 헹굼을 제공하고, 즉 효과적으로 세정하는 데 적은 부피가 요구된다. 양상에서, 농축된 액체 세제 조성물은 사용 전에 약 1/16 oz./gal. 내지 약 2oz./gal. 또는 그 초과의 범위의 희석물로 물 중에 희석될 수 있다. 이롭게는 본 발명에 따른 계면활성제 시스템 농축 조성물은 낮은 활성제에서 효과적이어서, 이러한 조성물은 종래의 헹굼 계면활성제 시스템과 비교할 때, 적어도 실질적으로 유사한 효과, 바람직하게는 개선된 효과를 제공한다. 본 발명의 양상에서, 계면활성제 시스템 조성물의 사용 용액은 약 1ppm 내지 약 125ppm의 계면활성제 시스템, 약 1ppm 내지 약 100ppm의 계면활성제 시스템, 약 1ppm 내지 약 75ppm의 계면활성제 시스템, 약 1ppm 내지 약 50ppm의 계면활성제 시스템, 바람직하게는 약 10ppm 내지 약 50ppm의 계면활성제 시스템을 갖는다. 또한, 본 발명에 따라서 제한되지 않지만, 언급된 모든 범위는 범위를 한정하는 숫자를 포함하고, 정의된 범위 내의 각각의 정수를 포함한다.
고체 조성물 및 고체의 제조 방법
과립 및 펠렛화 고체 조성물, 분말, 고체 블록 조성물, 캐스트 고체 블록 조성물, 압출된 고체 블록 조성물 등을 비롯한, 다양한 고체 조성물이 본 발명의 계면활성제 시스템을 사용하여 제형화될 수 있다. 용어 "고체"라는 것은, 경화된 조성물이 약간의 응력 또는 압력 또는 단지 중력하에서 유동하지 않을 것이고, 그의 형상을 실질적으로 유지할 것이라는 것을 의미한다. 고체는 다양한 형태, 예컨대 분말, 플레이크, 과립, 펠렛, 정제, 로젠지(lozenge), 퍽(puck), 브리켓(briquette), 브릭, 고체 블록, 단위 용량, 또는 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 공지된 또 다른 고체 형태일 수 있다. 고체 캐스트 조성물 및/또는 압착된 고체 조성물의 경화도는 비교적 조밀하고 단단한 융합된 고체 생성물, 예를 들어, 유사한 콘크리트의 경화도로부터, 경화된 페이스트로서 특징 규명된 점조도(consistency)까지의 범위일 수 있다. 또한, 용어 "고체"는 고체 세제 조성물의 예상된 저장 및 사용 조건하에서 세제 조성물의 상태를 지칭한다. 일반적으로, 세제 조성물은 최대 대략 100F, 특히 최대 대략 120F의 온도에 노출될 때 고체 형태를 유지할 것이라고 예상된다.
생성된 고체 조성물은 캐스트 고체 생성물; 압출, 성형 또는 형성된 고체 펠렛, 블록, 정제, 분말, 과립, 플레이크; 압착된 고체를 포함하지만 이들로 제한되지 않는 형태를 보유할 수 있거나; 또는 형성된 고체는 그 후에 분말, 과립 또는 플레이크로 분쇄 또는 형성될 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 고화 매트릭스에 의해서 형성된 압출된 펠렛 재료는 대략 50그램 내지 대략 250그램의 중량을 갖고, 이러한 조성물에 의해서 형성된 압출된 고체는 대략 100그램 이상의 중량을 갖고, 이러한 조성물로부터 형성된 고체 블록 세제는 대략 1 내지 대략 10킬로그램의 질량을 갖는다. 고체 조성물은 작용성 재료의 안정화된 공급원을 제공한다. 일부 실시형태에서, 고체 조성물은 예를 들어, 수성 또는 다른 매질 중에 용해되어 농축 용액 및/또는 사용 용액을 생성할 수 있다. 용액은 나중 사용 및/또는 희석을 위해서 저장 용기에 안내될 수 있거나, 또는 사용 지점에 직접 적용될 수 있다.
고체 미립자 재료는 건조 고체 성분을 적절한 비율로 단지 블렌딩하거나 또는 재료를 적절한 덩어리 시스템으로 덩어리화함으로써 제조될 수 있다. 펠렛화된 재료는 고체 과립 또는 덩어리진 재료를 적절한 펠렛화 장비에서 압착하여 적절한 크기의 펠렛화된 재료를 생성함으로써 제조될 수 있다. 고체 블록 및 캐스트 고체 블록 재료는 재료의 사전경화된 블록 또는 캐스팅 가능한 액체를 용기에 도입하고 이것을 용기 내에서 고체 블록으로 경화시킴으로써 제조될 수 있다. 바람직한 용기는 일회용 플라스틱 용기 또는 수 용해성 막 용기를 포함한다. 조성물에 적합한 다른 포장재는 가요성 백, 패킷, 수축성 랩 및 수 용해성 막, 예컨대 폴리비닐 알코올을 포함한다.
고체 세제 조성물은 회분식 또는 연속식 혼합 시스템을 사용하여 형성될 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 단축 또는 이축 압출기를 사용하여 고전단에서 1종 이상의 구성성분을 배합 및 혼합하여 균질한 혼합물을 형성한다. 일부 실시형태에서, 가공 온도는 구성성분의 용융 온도 이하이다. 가공된 혼합물은 형성, 캐스팅 또는 다른 적합한 수단에 의해서 혼합기로부터 분배될 수 있고, 그 결과 세제 조성물이 고체 형태로 경화된다. 매트릭스의 구조는 관련 기술 분야에 공지된 방법에 따라서 이의 경도, 용융점, 재료 분포, 결정 구조 및 다른 유사한 특성에 따라서 특징 분석될 수 있다. 일반적으로, 본 발명의 방법에 따라서 가공된 고체 세제 조성물은 이의 물질 전체에서의 성분의 분포와 관련하여 실질적으로 균질하고, 치수 안정하다.
압출 공정에서, 액체 구성성분 및 고체 구성성분은 최종 혼합 시스템에 도입되고, 구성성분은, 구성성분이 이의 물질 전체에 분포된 실질적으로 균질한 반-고체 혼합물을 형성할 때까지 연속적으로 혼합된다. 이어서, 혼합물은 혼합 시스템으로부터 다이 또는 다른 형상화 수단으로 또는 이를 통해서 방출된다. 이어서, 생성물은 포장된다. 예시적인 실시형태에서, 형성된 조성물은 대략 1분 내지 대략 3시간 내에 고체 형태로 경화하기 시작한다. 특별하게는, 형성된 조성물은 대략 1분 내지 대략 2시간 내에 고체 형태로 경화하기 시작한다. 보다 특별하게는, 형성된 조성물은 대략 1분 내지 대략 20분 내에 고체 형태로 경화하기 시작한다.
캐스팅 공정에서, 액체 구성성분 및 고체 구성성분은 최종 혼합 시스템에 도입되고, 구성성분은, 구성성분이 이의 물질 전체에 분포된 실질적으로 균질한 반-고체 혼합물을 형성할 때까지 연속적으로 혼합된다. 예시적인 실시형태에서, 구성성분은 혼합 시스템에서 적어도 대략 60초 동안 혼합된다. 혼합이 완결된 후, 생성물은 고화가 일어나는 포장 용기로 전달된다. 예시적인 실시형태에서, 캐스트 조성물은 대략 1분 내지 대략 3시간 내에 고체 형태로 경화하기 시작한다. 특별하게는, 캐스트 조성물은 대략 1분 내지 대략 2시간 내에 고체 형태로 경화하기 시작한다. 보다 특별하게는, 캐스트 조성물은 대략 1분 내지 대략 20분 내에 고체 형태로 경화하기 시작한다.
압착된 고체 공정에서, 계면활성제 시스템 및 결합제(예를 들어, 예컨대 전문이 참고로 포함된 미국 특허 제8,894,897호 및 제8,894,898호에 개시된 알칼리 금속 카보네이트와 함께, 수화된 킬레이팅제, 예컨대 수화된 아미노카복실레이트, 수화된 폴리카복실레이트 또는 수화된 음이온성 중합체, 수화된 시트레이트 염 또는 수화된 타르트레이트 염 등)를 포함하는 유동 가능한 고체, 예컨대 과립 고체 또는 다른 입자 고체가 압력하에서 배합된다. 계면활성제 시스템은 압착된 고체 조성물에서 사용하기에 특히 매우 적합한데, 그 이유는 더 적은 활성제(즉, 다른 헹굼 보조 계면활성제 조성물보다 더 적은 계면활성제)를 요구하는 계면활성제 시스템의 제형에 의해서 획득된 상승작용의 결과로서 더 적은 액체 양이 포함될 것이기 때문이다. 비-제한적인 예에 따라서, 본 발명의 계면활성제 시스템에 따른 압착된 고체는 약 50 내지 70%의 액체를 요구할 것인 종래의 블록 고체 계면활성제 시스템에 비교할 때, 실질적으로 더 적은 액체(예를 들어, 30% 미만, 10 내지 30%, 20% 미만, 10 내지 20%, 5 내지 20%, 10% 미만, 5 내지 10%, 또는 5% 미만)를 포함한다.
압착된 고체 공정에서, 조성물의 유동 가능한 고체가 폼(form)(예를 들어, 주형 또는 용기)에 놓인다. 방법은 유동 가능한 고체를 폼 내에서 약하게 압착하여 고체 세정 조성물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 압력은 블록 기계 또는 턴테이블 압착기 등에 의해서 적용될 수 있다, 압력은 약 1 내지 약 2000psi, 약 1 내지 약 300psi, 약 5psi 내지 약 200psi, 또는 약 10psi 내지 약 100psi로 적용될 수 있다. 특정 실시형태에서, 방법은 약 1psi 이상, 약 2 이상, 약 5psi 이상, 또는 약 10psi 이상만큼 작은 압력을 이용할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "psi" 또는 "파운드/제곱인치"는 압착되는 유동 가능한 고체에 적용되는 실제 압력을 지칭하고, 압착을 수행하는 장치 내의 지점에서 측정된 게이지 또는 수압식 압력을 지칭하지 않는다. 방법은 고체 세정 조성물을 제조하기 위한 경화 단계를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 지칭되는 바와 같이, 유동 가능한 고체를 포함하는 미경화 조성물은 압착되어 유동 가능한 고체를 구성하는 입자들 사이에서 충분한 표면 접촉을 제공하여, 미경화 조성물은 안정한 고체 세정 조성물로 고화할 것이다. 서로에 접촉하는 충분한 양의 입자(예를 들어, 과립)는 안정한 고체 조성물을 제조하기에 효과적인 서로에 대한 입자의 결합을 제공한다. 경화 단계의 포함은 압착된 고체를 일정 시간 동안, 예컨대 수시간, 또는 약 1 일(또는 더 긴 시간) 동안 고화시키는 단계를 포함할 수 있다. 추가 양상에서, 방법, 예컨대 전문이 참고로 본 명세서에 포함된 미국 특허 제8,889,048호에 개시된 방법은 유동 가능한 고체를 폼 또는 주형 내에서 진동시키는 단계를 포함한다.
압착된 고체의 사용은 정제 압착에서 높은 압력이 요구되는 종래의 고체 블록 또는 정제 조성물, 또는 상당한 양의 에너지를 소모하는 조성물의 용융이 요구되는 캐스팅 및/또는 고비용 장비 및 발전된 기술 노-하우가 요구되는 압출보다 다수의 이익을 제공한다. 압착된 고체는 고체 세정 조성물을 제조하는 데 필요한 다른 고체 제형의 이러한 다양한 제한을 극복한다. 또한, 압착된 고체 조성물은 조성물이 저장 또는 취급될 수 있는 조건하에서 이의 형상을 유지한다.
하기 특허는 본 발명의 고체 세정 조성물에서 사용될 수 있는 고화제, 결합제 및/또는 경화제의 다양한 조합물을 개시한다. 하기 미국 특허는 참고로 본 명세서에 포함된다: 미국 특허 제7,153,820호; 제7,094,746호; 제7,087,569호; 제7,037,886호; 제6,831,054호; 제6,730,653호; 제6,660,707호; 제6,653,266호; 제6,583,094호; 제6,410,495호; 제6,258,765호; 제6,177,392호; 제6,156,715호; 제5,858,299호; 제5,316,688호; 제5,234,615호; 제5,198,198호; 제5,078,301호; 제4,595,520호; 제4,680,134호; 제RE32,763호; 및 제RE32818호.
사용 방법
계면활성제 시스템 및 이를 사용한 조성물은 다양한 가정/소비자 응용, 뿐만 아니라 산업 응용을 위해서 사용될 수 있다. 조성물은 주방, 욕실, 공장, 병원, 치과, 제약 플랜트 또는 코-패커(co-packer), 및 식품 플랜트 또는 코-패커를 비롯한 다양한 영역에서 적용될 수 있고, 매끄러운 지형, 불규칙적인 지형 또는 다공성 지형을 갖는 다양한 경질 또는 연질 표면에 적용될 수 있다. 적합한 경질 표면은 예를 들어, 건물 표면(예를 들어, 마루, 벽, 창문, 싱크대, 테이블, 카운터 및 간판); 식사 집기류; 경질-표면 의료 또는 수술 장비 및 디바이스; 및 경질-표면 포장재를 포함한다. 이러한 경질 표면은 예를 들어, 세라믹, 금속, 유리, 목재 또는 경질 플라스틱을 비롯한, 다양한 재료로부터 제조될 수 있다. 적합한 연질 표면은 예를 들어 종이, 필터 매질, 병원 또는 수술 라인 및 가먼트, 연질-표면 의료 또는 수술 장비 및 디바이스, 및 연질-표면 포장재를 포함한다. 이러한 연질 표면은 예를 들어, 종이, 섬유, 제직물 또는 부직포 패브릭, 연질 플라스틱 및 엘라스토머를 비롯한 다양한 재료로부터 제조될 수 있다.
본 발명의 계면활성제 시스템 및 이를 사용한 조성물은 다양한 응용에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 계면활성제 시스템 및 조성물은 시판 식기세척기에서의 헹굼 사이클을 비롯한, 식기세척 응용에서 사용하기 위해서 제형화될 수 있다. 헹굼 사이클의 제1 유형은 일반적으로 고온 헹굼수(약 180℉)의 사용으로 인해서 고온수 살균 헹굼 사이클로서 지칭될 수 있다. 헹굼 사이클의 제2 유형은 화학적 살균 헹굼 사이클로서 지칭될 수 있고, 이것은 일반적으로 더 낮은 온도의 헹굼수(약 120℉)를 사용한다. 이롭게는, 계면활성제 시스템 및 이를 사용한 조성물은 저온 조건 및 고온 조건 둘 모두에서 사용하기에 특히 양호하게 적합하다.
계면활성제 시스템 및 계면활성제 시스템을 사용한 조성물을 사용하는 방법은 물품 및 표면에 대한 향상된 시팅, 습윤 및 건조를 수득하기 위해서 폐쇄 시스템, 예를 들어 접시 또는 식기 세척 시스템에서 사용하기에 특히 적합하다. 본 발명의 실시형태에 따라서 계면활성제 시스템 및 계면활성제 시스템을 사용한 조성물은 저온 응용 및 고온 응용 둘 모두에 적합하다.
본 발명에 따른 양상에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 계면활성제 시스템 및 계면활성제 시스템을 사용한 조성물은 저온 식기세척 응용에서 사용된다. 본 명세서에서 지칭되는 바와 같이, 저온 식기세척은 약 140℉ 이하의 온도를 포함한다. 실시형태에서, 헹굼수의 온도는 최대 약 140℉, 바람직하게는 100℉ 내지 140℉ 범위, 바람직하게는 110℉ 내지 140℉ 범위, 가장 바람직하게는 120℉ 내지 140℉ 범위이다. 본 명세서에서 지칭되는 바와 같이, "저온"은 약 140F 미만의 헹굼수 온도를 지칭한다. 양상에서, 저온을 사용한 본 발명의 방법은 살균제를 추가로 사용한다.
특히 바람직한 양상에서, 저온 조성물은 계면활성제 A(R1-O-(EO)x3(PO)y3-H)(또는 계면활성제 A2(R1-O-(EO)x4(PO)y4-H)), 계면활성제 B(R2-O-(EO)x1-H) 및 계면활성제 D(R7-O-(PO)y5(EO)x5(PO)y6)의 조합물을 사용할 수 있다. 추가 실시형태에서 계면활성제 E(R6-O-(PO)y4(EO)x4)는 저온 헹굼 보조 계면활성제 시스템으로부터 제외된다. 추가 실시형태에서, 고체 조성물의 경우 계면활성제 G((EO)x6(PO)y7(EO)x6), EO-PO-EO 블록 공중합체가 포함된다.
본 발명에 따른 양상에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 계면활성제 시스템 및 계면활성제 시스템을 사용한 조성물은 고온 식기세척 응용에서 사용된다. 본 명세서에서 지칭되는 바와 같이, 고온(또는 살균) 헹굼은 약 140F 초과의 온도를 포함한다. 양상에서, 고온은 140F 초과, 또는 약 140F 내지 약 190F, 또는 약 145F 내지 약 180F의 식기 세척을 위한 헹굼 온도를 지칭한다.
특히 바람직한 양상에서, 고온 조성물은 계면활성제 A(R1-O-(EO)x3(PO)y3-H)(또는 계면활성제 A2(R1-O-(EO)x4(PO)y4-H)), 계면활성제 B(R2-O-(EO)x1-H) 및 계면활성제 C(R2-O-(EO)x2-H)의 조합물을 사용할 수 있다. 추가 실시형태에서 계면활성제 E(R6-O-(PO)y4(EO)x4)는 고온 헹굼 보조 계면활성제 시스템으로부터 제외된다. 추가 실시형태에서, 고체 조성물의 경우 계면활성제 G((EO)x6(PO)y7(EO)x6), EO-PO-EO 블록 공중합체가 포함된다.
계면활성제 시스템 및 계면활성제 시스템을 사용한 조성물은 조성물을 적용하기 위한 다수의 방법, 예컨대 조성물을 분사하는 것, 물품을 조성물 중에 담그는 것, 또는 이들의 조합에 의해서 표면 또는 물품과 접촉할 수 있다. 본 발명의 조성물의 농축물 또는 사용 농축물은 세정 조성물을 물품에 적용하기 위한 임의의 종래의 방법 또는 장치에 의해서 물품에 적용될 수 있거나 또는 물품과 접촉할 수 있다. 예를 들어, 물품을 조성물, 또는 조성물로부터 제조된 사용 용액으로 닦고/거나, 이를 분사하고/거나, 이것 중에 담글 수 있다. 조성물을 표면 상에 분사하거나 표면 상에서 닦을 수 있고; 조성물을 표면 상에 흐르게 할 수 있거나 또는 표면을 조성물로 적실 수 있다. 접촉은 수동이거나 또는 기계에 의해서 수행될 수 있다.
다른 실시형태에서, 계면활성제 시스템 및 이를 사용한 조성물은 물 중에 제공된 용해된 고체의 수준에 의해서 유발되는 가시적인 막의 외관을 감소시키기 위해서 많은 고체 함유 물 환경에서 사용될 수 있다. 일반적으로, 많은 고체 함유 물은 200ppm 초과의 총 용해된 고체(TDS) 함량을 갖는 물인 것으로 간주된다. 특정 지역에서, 상수(service water)는 400ppm 초과, 심지어는 800ppm 초과의 총 용해된 고체 함량을 함유한다. 기재를 세척한 후 가시적인 막의 존재가 특별한 문제인 응용은 식당 또는 식기세척 산업, 세차 산업, 및 경질 표면의 일반적인 세정이다.
계면활성제 시스템 및 이를 사용한 조성물로 처리될 수 있는 식기세척 산업에서의 예시적인 물품은 플라스틱, 접시류, 컵, 유리, 플랫웨어, 및 조리도구를 포함한다. 본 발명의 목적을 위해서, 용어 "접시" 및 "식기"는 기관 또는 가정 부엌 또는 주방에서 일반적으로 사용 가능한 냄비(pot), 팬, 트레이, 항아리, 볼, 플레이트, 받침 접시, 컵, 유리, 포크, 나이프, 스푼, 주걱, 및 다른 유리, 금속, 세라믹, 플라스틱 복합 물품을 비롯한 음식의 조리, 서빙, 섭취 및 처리에서 사용되는 다양한 유형의 물품을 지칭하기 위해서 가장 넓은 의미로 사용된다. 일반적으로, 이들 유형의 물품은 식품 또는 음료 접촉 물품으로서 지칭될 수 있는데, 그 이유는 이것이 식품 및/또는 음료를 접촉하기 위해서 제공된 표면을 갖기 때문이다. 이들 식기세척 응용에서 사용되는 경우, 계면활성제 시스템은 효과적인 시팅 작용, 낮은 거품 생성 특성 및 신속한 건조를 제공한다. 일부 양상에서, 계면활성제 시스템 및 이를 사용한 조성물은 수성 용액을 적용한 후 약 30초 내지 수 분 이내에, 또는 약 30 내지 약 90초 이내에 표면(예를 들어, 식기)을 건조시킨다.
상기에 기술된 목적하는 특성을 갖는 것에 더하여, 계면활성제 시스템 및 이를 사용한 조성물은 생분해성, 환경 친화성 및 일반적으로 무독성인 것이 또한 유용할 수 있다. 이러한 유형의 습윤제는 "식품 등급"으로서 기술될 수 있다.
계면활성제 시스템 및 이를 사용한 조성물은 또한 의료 및 치과 장비, 및 경질 표면, 예컨대 차량 표면 또는 임의의 다른 설비 표면, 텍스타일 및 세탁기를 포함하지만, 이들로 제한되지 않는 식기 이외의 표면 및 물체에 적용될 수 있고, 광업 및/또는 다른 산업 에너지 서비스에서 사용될 수 있다. 조성물은 또한 다양한 표면을 위해서 다양한 응용에서 헹굼 보조제로서 사용될 수 있고, 예를 들어, 이러한 음료 산업에서 사용되는 병, 펌프, 라인, 탱크 및 혼합 장비를 살균하거나, 소독하거나, 이를 위한 포자 박멸제로서 작용하거나, 이를 멸균하기 위해서 사용되는 조성물에 포함될 수 있다. 더 추가로, 계면활성제 시스템 및 이를 사용한 조성물은 유리 세정제를 비롯한, 헹굼 보조제로서 사용하기에 특히 적합하다. 이들은 다른 사용 응용이고, 본 발명의 범주 내에 포함된다.
본 명세서에서 모든 간행물 및 특허는 본 발명이 속한 관련 기술 분야의 통상의 기술자의 수준을 대표한다. 모든 간행물 및 특허 출원은 각각의 개별 간행물 또는 특허 출원이 참고로 포함되는 것으로서 구체적이고 개별적으로 나타내어진 것과 동일한 정도로 참고로 본 명세서에 포함된다.
실시예
본 발명의 실시형태는 하기 비제한적인 실시예에서 추가로 정의된다. 본 발명의 특정 실시형태를 나타내는, 이들 실시예는 단지 예시의 방식으로 제공된다는 것을 이해해야 한다. 상기 논의 및 이들 실시예로부터, 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 본 발명의 본질적인 특징을 알아낼 수 있고, 이의 사상 및 범주를 벗어나지 않고, 다양한 사용 및 조건에 대해서 그것을 개작하기 위해서 본 발명의 실시형태의 다양한 변화 및 개질을 행할 수 있다. 따라서, 본 명세서에 나타내고 기술된 것에 더하여, 본 발명의 실시형태의 다양한 개질은 상기 설명으로부터 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 이러한 개질은 또한 첨부된 청구범위의 범주에 포함되도록 의도된다.
실시예
1
글레비 거품 평가. 헹굼 보조제를 위한 잠재적인 원료를 먼저 글레비 거품 기계에서 시험하였다. 원료를 먼저 그 자체로 그리고 그 다음으로 특정 원료의 활성을 기반으로 다른 원료와의 상이한 조합 비율로 글레비 거품 기계에서 시험하였다. 원료(들)를 순환수에 첨가하고, 발생된 거품을 1분 및 5분 후에 측정하였다. 이 평가에서 과량의 안정한 거품을 발생시키는 생성물은 바람직하지 않은 것으로서 식별되었는데, 그 이유는 그것이 기계 펌프 공동 현상(cavitation)을 유발하기 때문이다.
표 4는 거품 생성에 대한 개별 계면활성제의 초기 시험을 나타낸다. 거품 프로파일은, 그것이 식기 세척기에서 어떻게 거품을 생성하는지에 대한 더 양호한 이해를 제공하기 위해서 상이한 온도에서 각각의 개별 계면활성제에 의해서 얼마나 많은 거품이 발생되는지를 나타낸다. 거품 연구는 글레비 거품 장치를 사용하여 완결하였는데, 여기서 거품 수준은 교반 1분 후에 거품 수준을 판독하고 다시 교반 5분 후에 거품 수준을 판독하였다. 글레비 거품 장치를 변화되는 온도(℃)에서 5분 동안 6psi로 설정하였다. 이어서 기계를 끄고, 거품을 1분 동안 측정하였다. 시험을 20g의 분유 및 50ppm의 활성 계면활성제(100% 활성제 수준)를 사용한, 연수(3L) 중에서 실시하였다. 초기 1분 시험은 계면활성제만을 사용한 거품 생성을 나타내고; 5분 후에 오염물 공격은 2000ppm의 오염물의 존재를 포함하였고, 오염물의 존재하에서 계면활성제와 함께 거품 생성을 측정하였다(거품 측정치를 나타내고, 여기서 목적하는 거품 프로파일은 5인치 미만임).
기계 내의 거품 수준을 주목하였다. 표 4에 나타낸 결과와 관련하여, 인치 단위의 거품의 양은 얼마나 많은 거품이 남아있는지를 나타내고, 여기서 1분 및 15분 후에 최소량이 바람직하다. 부분적으로 안정한 거품은 1분 내에 서서히 사라진다. 불안정한 거품은 15초 미만 내에 신속하게 사라진다. 최적의 결과는 불안정한 거품 또는 거품이 없는 것이고, 일반적인 바와 같이, 임의의 수준에서의 안정한 거품은 허용 가능하지 않다. 1 1/2 인치 미만이고, 불안정하고, 기계를 끈 후 곧바로 사라지는 거품은 허용 가능하지만, 어떠한 거품도 최적이지 않다. 다양한 계면활성제가 시험 조건하에서 이로운 낮은-거품 프로파일 또는 무-거품 프로파일을 나타내었다. 이어서, 계면활성제를 시팅 평가에 적용하였다.
실시예
2
시팅 평가. 거품 생성에 대해서 실시예 1에서 평가된 개별 계면활성제를 또한 상이한 유형의 접시류를 시팅하는 개별 능력을 나타내기 위해서 식기 세척기에서 시팅에 대해서 평가하였다. 시험은 하기를 비롯한, 12종의 상이한 유형의 식기세척 재료에 대한 물 시팅을 관찰한다: 10oz. 유리 텀블러, 차이나 디너 플레이트, 멜라민 디너 플레이트, 폴리프로필렌 커피 컵, 다이넥스(dinex) 볼, 폴리프로필렌 주전자, 폴리설포네이트 접시, 스테인리스강 버터 나이프, 폴리프로필렌 카페 트레이, 유리섬유 카페 트레이 및 스테인리스강 슬라이드 316.
평가를 위해서, 시험 재료를 먼저 세정하고, 이어서 0.2% 핫포인트 오염물(hotpoint soil)(분유와 마가린의 혼합물)을 함유하는 용액으로 오염시킨다. 이어서, 재료를 71℃(160℉) 연수 (0 그레인)(고온 평가용) 또는 48℃(120℉) 및 60℃(140℉) 수도(저온 평가용)를 사용하는 30초 세척 사이클에 노출시켰다. 시험 생성물을 ppm(parts per million) 단위의 활성제에서 측정한다. 식기세척 재료를 시험 생성물에 노출시킨 직후에, 개별 시험 재료의 물 배수 외관(시팅)을 관찰한다.
개별 계면활성제의 평가에 대한 결과를 하기 표 5 내지 8에 나타낸다. 식기 세척 재료를 헹굼 보조 제형에 노출시킨 직후, 개별 식기 세척 재료의 물 배수의 외관(시팅)을 관찰 및 평가하였다. 하기 표는 이들 시험 결과를 나타낸다. 이들 표에서, 시팅 평가는 시팅이 없음을 의미하는 제로(0), 핀 홀 시팅을 의미하는 숫자 "일"(1), 또는 완전한 시팅을 의미하는 숫자 "이"(2)로 표현된다. 핀홀 시팅은, 물이 세척된 물품으로부터 배수될 때, 물의 표면 상의 아주 작은 핀홀의 외관을 지칭한다. 이러한 홀은 물이 식기로부터 계속 배수될 때 크기가 약간 증가한다. 완전한 시팅은 물이 식기로부터 배수될 때 세척된 물품 상의 물의 연속적인 시트를 지칭한다. 이러한 시험은 세척된 물품 전부가 완전한 시팅을 나타낼 때 완결하였다.
다양한 계면활성제가 시험 조건하에서 이로운 시팅 결과를 나타내었다. 표 6으로부터, 계면활성제 유형 A는 계면활성제 유형 D, I 및 J보다 비교적 더 낮은 농도에서 완전한 시팅을 나타내었다. 이어서, 계면활성제를 추가 계면활성제와 함께 동적 접촉각 평가에 적용하였다.
실시예
3
동적 접촉각 측정. 본 시험은 용액 드롭(drop)이 시험 기재를 접촉하는 각도를 정량적으로 측정하였다. 목적하는 농도의 헹굼 보조제 또는 계면활성제(들)를 생성하고, 이어서 장치에 넣는다. 각각의 플라스틱 기재 재료(멜라민, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌)의 사각형을 6"x6" 정사각형 슬레이트로부터 절단하였다. 모든 실험을 KRUSS DSA 100 드롭 형상 분석기 상에서 수행하였다. 이어서 용액 및 시편을 목적하는 온도로 챔버 내에서 가열한다. 각각의 실험을 위해서, 사각형 기재를 KRUSS DSA 100 스테이지 상에 놓고, 온도를 펠티어(Peltier) 플레이트에 의해서 제어하였다. 온도를 80℃로 설정하였다.
기재를 10분 동안 그 스테이지에서 두어서 그것이 목적하는 온도에 도달하게 하였다. 60ppm 계면활성제 농도의 5ul 소적의 계면활성제 용액을 기재 재료(폴리프로필렌 시편, 폴리카보네이트 시편 및 멜라민 시편) 상에 침착시키고, 소적과 표면 간의 접촉각을 12초의 기간에 걸쳐서 측정하였다. 각각의 기재/계면활성제 용액 조합물에 대해서 3회의 측정을 수행하여, 평균내었다.
기재로의 드롭의 전달을 카메라에 의해서 기록하였다. 카메라에 의해서 캡쳐된 비디오를 컴퓨터로 옮기고, 접촉각을 측정할 수 있다. 접촉각이 작을수록 용액이 시팅을 더 양호하게 유도할 것이다. 이는, 접시류가 그것이 식기 세척기로부터 제거된 후 보다 신속하게 그리고 더 적은 얼룩을 갖도록 건조될 것이라는 것을 의미한다.
접촉각 측정치를 나타낸 결과를 도 2 및 도 3에 도시하고, 그것은 다양한 계면활성제를 단독으로 평가하였다. 도 2 및 도 3은 개별 계면활성제 A가 시팅 및 습윤에 대해서 전체적으로 최적의 성능을 가졌고, 계면활성제 J, 계면활성제 A2, 및 계면활성제 B가 마찬가지로 양호한 결과를 제공함을 나타낸다. 계면활성제 D는 나타낸 소포성을 기반으로 허용 가능한 결과를 갖는 것으로서 선택되었다. 동적 접촉각 측정치의 평가를 기반으로서, 최고 성능의 계면활성제를 실시예 4에 언급된 바와 같이 상이한 거품 비율에서 평가하였다(소포제와 함께 또는 그것 없이).
실시예
4
실시예 1에 언급된 글레비 거품 평가를 실시예 3의 최고 성능 계면활성제에 대해서 수행하였고, 상이한 계면활성제 비율을 비교하여 거품 생성 이익의 조합의 잠재적인 상승작용에 대해서 평가하였다. 표 9는 상승작용에 대해서 스크리닝된 계면활성제의 조합물을 나타낸다.
5분 초기 판독 후 8"를 초과하는 거품을 갖는 단일 계면활성제 또는 조합물은 응용에 대해서 과도한 거품으로서 간주된다. 5분 초기 판독 후 8" 미만이지만 5"를 초과하는 거품을 갖는 단일 계면활성제 또는 조합물은 응용을 위한 후보물질로서 간주되지만, 소포성 계면활성제의 개별 공급원, 예컨대 계면 활성제 유형 D로부터 추가 소포성을 필요로 할 것이다. 5분 초기 판독 후 5" 미만의 거품을 갖는 단일 계면활성제 또는 조합물은, 생성된 거품이 최종 거품 판독 후 1" 미만으로 계속 사라지면, 응용을 위한 보다 이상적인 후보물질인 것으로 간주된다. 예를 들어, 계면활성제 A와 B의 조합물은 바람직한 거품 프로파일을 위해서 계면활성제 유형 D의 첨가가 필요할 것이다.
표 10은 상승작용에 대해서 먼저 스크리닝된 계면활성제의 조합물을 나타낸다. 5분 초기 판독 후 5" 미만의 거품을 갖는 단일 계면활성제 또는 조합물은, 생성된 거품이 최종 거품 판독 후 1" 미만으로 계속 사라지면, 응용을 위한 보다 이상적인 후보물질인 것으로 간주된다. 예를 들어, 계면활성제 A와 I의 조합물에 계면활성제 유형 D를 첨가하는 것은 응용을 위한 바람직한 거품 프로파일을 나타낸다.
표 11은 비교적 더 적은 거품 조합을 위해서 계면활성제 B 대신에 계면활성제 C를 사용하는 경우 예증되는 이로운 결과를 갖는 상승작용에 대해서 스크리닝된 계면활성제의 추가 조합물을 나타낸다. 계면활성제 C는 그 자체로는 허용 가능한 거품 특징을 나타내지 않지만, 계면활성제 A, I 및 C의 블렌드는 A, I 및 B의 계면활성제 조합물과 상반되게 바람직한 거품 프로파일을 나타낸다. 5분 초기 판독 후 8"를 초과하는 거품을 갖는 단일 계면활성제 또는 조합물은 응용에 대해서 과도한 거품을 갖는 것으로서 간주된다. 5분 초기 판독 후 8" 미만의 거품이지만 5"를 초과하는 거품을 갖는 단일 계면활성제 또는 조합물은 응용을 위한 후보물질인 것으로 간주되지만, 소포성 계면활성제, 예컨대 계면활성제 유형 D의 별개의 공급원으로부터 추가 소포성을 필요로 할 것이거나, 또는 대안적으로는 추가 계면활성제 유형 C와 조합하고, 더 적은 양의 계면활성제 유형 B를 사용하는 것이 필요할 것이다. 5분 초기 판독 후 5" 미만의 거품을 갖는 단일 계면활성제 또는 조합물은, 생성된 거품이 최종 거품 판독 후에 1" 미만으로 계속 사라진다면, 응용을 위한 보다 이상적인 후보물질인 것으로 간주된다. A, I 및 C의 조합물은 바람직한 거품 프로파일을 충족시키지만, A, I 및 B의 조합물은 추가 소포성이 필요할 것이다.
실시예
5
실시예 2에 언급된 시팅 평가를 상이한 비율의 계면활성제를 비교하는 실시예 4의 최고 성능 계면활성제를 사용하여 수행하여 소포제와 함께 또는 그것 없이 시팅 이익의 조합의 잠재적인 상승작용에 대해서 평가하였다.
표 12에 나타낸 결과는 낮은 농도(50ppm 이하)에서 효능을 제공하는 계면활성제 시스템의 우수한 결과를 나타낸다.
표 13에 나타낸 결과는 시판 헹굼 첨가제와 비교할 때 우수한 결과를 나타내고, 계면활성제 시스템은 100ppm 이하의 농도에서 효능을 제공하고, 시험 동안 관찰된 바와 같이 A, B, C의 조합물보다 더 적은 거품이 존재한다. 그러나, A, C, I의 조합물은 A, B, C의 조합물과 비교할 때 완전한 시팅의 효율성을 제공하지 않는다.
표 14에 나타낸 결과는 시판 헹굼 첨가제와 비교할 때 개선된 결과를 나타내고, 계면활성제 시스템은 100ppm 이하의 농도에서 효능을 제공한다. A2 및 C와 함께 A를 사용하는 것은 A, B 및 C의 계면활성제 조합물의 실시예에서 나타난 바와 같이 완전한 시팅의 효율성을 제공하지 않는다.
표 15에 나타낸 결과는 시판 헹굼 첨가제와 비교할 때 개선된 결과를 나타내고, 계면활성제 시스템은 70ppm 이하의 농도에서 효능을 제공한다. A2 및 B와 함께 A를 사용하는 것은 A, B 및 C의 계면활성제 조합물의 실시예에서 나타난 바와 같이 완전한 시팅의 효율성을 제공하지 않는다.
표 16에 나타낸 결과는 시판 헹굼 첨가제와 비교할 때 개선된 결과를 나타내고, 계면활성제 시스템은 100ppm 이하의 농도에서 효능을 제공한다. 그러나, 개별적으로 바람직한 거품 프로파일을 나타내는 계면활성제 유형 I 및 D의 첨가는 완전한 시팅의 효율성을 감소시킨다.
표 17에 나타낸 결과는 시판 헹굼 첨가제와 비교할 때 개선된 결과를 나타내고, 계면활성제 시스템은 100ppm 이하의 농도에서 효능을 제공한다. 그러나, 개별적으로 바람직한 거품 프로파일을 나타내는 계면활성제 유형 J 및 H의 첨가는 완전한 시팅의 효율성을 감소시킨다.
표 18에 나타낸 결과는 시판 헹굼 첨가제와 비교할 때 개선된 결과를 나타내고, 계면활성제 시스템은 100ppm 이하의 농도에서 효능을 제공한다. 그러나, 개별적으로 바람직한 거품 프로파일을 나타내는 계면활성제 유형 G의 첨가는 A, B, C의 블렌드와 비교할 때 완전한 시팅의 효율성을 감소시킨다.
표 19에 나타낸 결과는 시판 헹굼 첨가제와 비교할 때 개선된 결과를 나타내고, 계면활성제 시스템은 70ppm 이하의 농도에서 효능을 제공한다. 그러나, B와 D의 계면활성제 조합물의 첨가는 예상치 못한 효율성을 제공하지만, B와 D의 조합물은 A, B, C의 조합물만큼 효율적이지 않다.
표 12 내지 표 19에 나타난 결과는 계면활성제 시스템 A/B/C(40/40/20 비율), 계면활성제 시스템 A/B/A2(40/20/40 비율) 및 계면활성제 시스템 B/D(50/50 비율)에 대한 상당히 개선된 결과 및 상승작용적 결과를 나타낸다. 예상치 못하게, 상승작용적 조합물은 계면활성제 시스템에서 증가된 양의 소포제를 사용하면 잠재적인 길항제 효과를 유발한다. 특정 작용 기전에 제한되고자 함은 아니지만, 소포제를 사용하여 약간 악화된 효능에 의해서 나타나는 길항제 효과는 본 발명에 따른 계면활성제 시스템에서 습윤 및 시팅을 방해한 결과일 수 있다. 그 결과, 계면활성제 시스템 및 이를 사용한 조성물은 바람직하게는 소포제가 필요하지 않고/않거나 예를 들어, 약 20wt-% 미만의 소포제를 비롯한, 더 적은 농도의 소포제(예컨대 계면활성제 D)를 사용한다. 다른 실시형태에서, 소포제를 사용한 세제 조성물은 사용 응용에서 계면활성제 시스템 및 이를 사용한 조성물의 사용을 따를 수 있다.
표 12 내지 표 19에 나타낸 누적 결과를 또한 모든 시팅 데이터를 함께 나타내는 차트 포맷으로 도 4에 도시한다. 그래프는 표 12 내지 표 19(총 점수 또는 결과의 "합계"를 제공함)의 결과에 대한 수치를 배분함으로써 생성된다. 각각의 시스템에 대한 선이 가파를수록 더 신속하고 완전한 시팅이 달성되었음을 나타낸다. 계면활성제 시스템 A/B/C(40/40/20 비율)이 최고 성능을 나타내는 것으로서 도시되어 있다.
실시예
6
실시예 5에서 시험된 계면활성제 시스템의 이들 변형물을 실시예 3에 언급된 바와 같이 동적 접촉각을 사용하여 추가로 평가하였다. 도 5 내지 도 7은 시팅 연구에서 수행된 바와 같은 접촉각 대 시간(동적 접촉)을 나타낸다. 도면은 계면활성제 시스템의 가장 바람직한 실시형태가 계면활성제 시스템 A/B/C(40/40/20 비율)임을 확인해 준다.
실시예
7
50회 사이클 재침착 평가. 바람직한 계면활성제 시스템을 갖는 실시예 5 내지 실시예 6의 결과물을 인라인(inline) 계면활성제 패키지와 동일한 계면활성제 수준에서 2개의 인라인 제형에 넣었다. 인라인 생성물을 50회 사이클 시험으로 성능 대 실험 제형에 대해서 평가하였다.
6개의 유리를 하나의 플라스틱 유리와 함께 대각선으로 선반에 놓았다. 기계에 0.08%(800ppm) 세제 및 각각의 개별 헹굼 보조제에 대해서 바람직한 부피(ml)를 충전하였다. 세제는 평가된 각각의 헹굼 보조제에 대해서 일정하게 유지되었다. (배수조의 부피를 고려하여) 0.2%(2000ppm) 농도의 식품 오염물을 기계에 첨가하였다. 시험을 시작하였을 때, 세제 및 헹굼 보조제 디스펜서는 각각의 사이클에 적절한 양으로 자동으로 투여하였다. 세제는 전도도(conductivity)에 의해서 제어되었고, 헹굼 보조제는 선반 당 밀리리터 단위로 분배되었다. 식품 오염물을 각각의 사이클에 대해서 수동으로 투여하여 0.2%(2000ppm) 농도를 유지하였다. 시험이 끝나면, 유리를 밤새 건조시키고, 막 축적에 대해서 평가하였다. 이어서, 유리를 쿠마시 블루로 착색하여 단백질 잔류물을 측정하였다.
결과를 도 8 및 도 9에 도시한다. 도 8은 선반에서 유리의 배치에 따른 결과 변화와 함께, 평균 유리 점수 및 플라스틱 점수를 나타낸다. 성능 데이터는, 평균 유리 점수 및 플라스틱 점수가, 인라인 및 실험 제형 둘 모두에서, 동일한 계면활성제 백분율을 사용하여 40/40/20 비율의 계면활성제 시스템 A/B/C를 갖는 상업적으로 입수 가능한 헹굼 보조제를 사용하여 훨씬 개선된 것을 나타낸다. 예상치 못하게, 제형은 4ml 용량에서의 다른 제형보다 2ml 용량에서 더 효과적인데, 이는 적어도 실질적으로 유사한 성능을 제공하거나, 또는 도 8에 도시된 바와 같이 개선된 성능을 가지면서, 더 낮은 활성제 수준에서의 투여를 허용하는 조합물로부터 수득된 상승작용을 나타낸다.
도 9는 시판 헹굼 보조 A/B/C 제형에서 사용된 40/40/20 비율의 바람직한 계면활성제 시스템 A/B/C를 사용하여 달성된 재침착 단백질 점수를 나타내며, 이것은 인라인 시판 헹굼 보조제에 비해서 단백질 재침착에 대해서 개선된 결과를 나타낸다. 헹굼 보조 이익을 위해서 제공된 계면활성제 시스템은 단독으로 단백질 제거의 책임을 갖지 않지만, 헹굼 보조제의 시팅은 식기세척기의 배수구 내의 오염물 적재물로부터의 식기 상의 재침착을 예방하며, 이것은 본 발명의 추가 이익을 나타낸다.
실시예
8
계면활성제의 변형물을 본 발명의 실시형태에 따른 고온 식기세척(80C)을 위해서 특별하게 평가하였다. 실시예 1, 2, 3에 기술된 방법을 사용하여, 거품, 시팅 및 동적 접촉각을 각각 측정하였다. 계면활성제의 조합물이 표 20에 기술되어 있다.
표 21에 나타낸 결과는 실시예 1에 기술된 방법에 의한 거품 결과를 나타낸다.
도 10은 실시예 2에 기술된 방법의 결과로서의 시팅 점수의 요약이다.
표 22의 결과는 실시예 3에 기술된 방법의 결과로서의 접촉각의 요약을 나타낸다. 예시적인 접촉각은 80C에서 60ppm의 활성 계면활성제를 사용하여, 표면과 먼저 접촉시킨 후 대략 9초 후에 도시된다.
실시예
9
계면활성제의 변형물을 본 발명의 실시형태에 따른 저온 식기세척(50C)을 위해서 특별하게 평가하였다. 실시예 1, 2, 3에 기술된 방법을 사용하여, 거품, 시팅 및 동적 접촉각을 각각 측정하였다. 계면활성제의 조합물이 표 23에 기술되어 있다.
표 24에 나타낸 결과는 실시예 1에 기술된 방법에 의한 저온 거품 결과를 나타낸다.
도 11은 실시예 2에 기술된 방법의 결과로서의 시팅 점수의 요약이다.
표 25의 결과는 실시예 3에 기술된 방법의 결과로서의 접촉각의 요약을 나타낸다. 예시적인 접촉각은 50C에서 60ppm의 활성 계면활성제를 사용하여, 표면과 먼저 접촉시킨 후 대략 9초 후에 도시된다.
실시예
10
본 발명의 실시형태에 다른 고체 제형에 대한 계면활성제 조합물의 추가 평가를 실시예 1, 2 및 3에 기술된 방법을 사용하여 수행하였고, 여기서 거품, 시팅 및 동적 접촉각을 각각 측정하였다. 계면활성제의 조합물은 표 26에 기술되어 있다.
표 27에 나타난 결과는 실시예 1에 기술된 방법에 의한 저온 거품 결과를 나타낸다.
표 28은 실시예 2에 기술된 방법의 결과로서의 시팅 점수의 요약이다.
표 29의 결과는 실시예 3에 기술된 방법의 결과로서의 접촉각의 요약을 나타낸다. 예시적인 접촉각은 50℃에서 60ppm의 활성 계면활성제를 사용하여, 표면과 먼저 접촉시킨 후 대략 9초 후에 도시된다.
실시예
11
계면활성제 시스템의 추가 평가를 상업적으로 입수 가능한 헹굼 보조제 대조군에 비교하여 시판 식기세척 응용에서 유리식기, 플랫웨어 및 플레이트 순위에 대해서 비교하였다. 본 시험의 목적은 식기 순위 및 건조 시간에 의해서 측정되는 바와 같이, (더 낮은 활성제에서) 동등하거나 또는 더 양호한 성능을 수득하려는 목적으로 양성 대조군에 비교하여 계면활성제 시스템을 평가하는 것이었다. 감소된 비용의 계면활성제 시스템의 추가 이점을 또한 측정하였다.
고온(180℉ 초과 헹굼, 고온수 살균)과 저온(180℉ 미만 헹굼, 화학적 살균) 식기 세척기 사이의 동일하게 분할된 10개 구별되는 위치에서 헹굼 보조 시험을 수행하였다. 양성 대조군은 각각 상업적으로 입수 가능한 헹굼 보조제였다. 하기 정보를 45일 기준선 동안 그리고 45일 시험 기간 동안 수집하였다: 표 30에 따른 유리식기 외관 순위(전체, 얼룩, 막)(1 내지 5의 스케일).
헹굼 보조제 전달 부피는 모든 위치에서 일치하였다. 도 12는 기준선(양성 대조군) 및 시험(계면활성제 시스템 A/B/D 38/38/24)의 산점도를 나타낸다. 이롭게는, 시험 결과에 따라서, 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 계면활성제 시스템은 양성 대조군과 적어도 동일한 효능(대략 50% 더 낮은 활성제에서)을 제공하였다.
따라서 기술된 본 발명은, 그것이 다수의 방식으로 달라질 수 있음이 자명할 것이다. 이러한 변경은 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않는 것으로 간주되어야 하고, 모든 이러한 개질은 하기 청구범위의 범주 내에 포함되도록 의도된다. 상기 명세서는 개시된 조성물 및 방법의 제조 및 사용의 설명을 제공한다. 많은 실시형태가 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않으면서 행해질 수 있기 때문에, 본 발명은 청구범위 내에 있다.
Claims (21)
- 하기를 포함하는 계면활성제 시스템:
하기 화학식 (A) 또는 (A2)에 따른 적어도 1종의 비이온성 알코올 알콕실레이트:
R1-O-(EO)x3(PO)y3-H (A)
(상기 식에서, R1은 직쇄형 C10-C16 알킬이고, x3은 5 내지 8이고, y3은 2 내지 5임), 또는
R1-O-(EO)x4(PO)y4-H (A2)
(상기 식에서, R1은 직쇄형 C10-C16 알킬이고, x4는 4 내지 6이고, y4는 3 내지 5임), 및
하기 화학식 (B)에 따른 비이온성 알코올 알콕실레이트:
R2-O-(EO)x1-H (B)
(상기 식에서, R2는 잔기 당 평균 적어도 2개의 분지를 갖는 C10-C14 알킬이고, x1은 5 내지 10임). - 제1항에 있어서, 하기 화학식 (C)에 따른 비이온성 알코올 알콕실레이트를 더 포함하는, 계면활성제 시스템:
R2-O-(EO)x2-H (C)
(상기 식에서, R2는 잔기 당 평균 적어도 2개의 분지를 갖는 C10-C14 알킬이고, x2는 2 내지 4임). - 제1항 또는 제2항에 있어서, 하기 화학식 (D) 내지 (J) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터의 적어도 1종의 추가 계면활성제 중합체를 더 포함하는, 계면활성제 시스템:
R7-O-(PO)y5(EO)x5(PO)y6 (D)
(상기 식에서, R7은 분지형 C8-C16 게르베(Guerbet) 알코올이고, x5는 5 내지 30이고, y5는 1 내지 4이고, y6은 10 내지 20임),
R6-O-(PO)y4(EO)x4 (E)
(상기 식에서, R6은 C8-C16 게르베 알코올이고, x4는 2 내지 10이고, y4는 1 내지 2임),
(F)
(상기 식에서, x는 12 내지 20이고, y는 12 내지 20이고, z는 12 내지 20임),
(G)
(상기 식에서, x는 88 내지 108이고, y는 57 내지 77이고, z는 88 내지 108임),
(H)
(상기 식에서, x는 15 내지 25이고, y는 10 내지 25이고, z는 15 내지 25임),
R5-O-(EO)x(PO)y-H (I)
(상기 식에서, R5는 C12-C15 알킬이고, x는 3 내지 5이고, y는 5 내지 7임),
R4-O-(EO)x(XO)y-H (J)
(상기 식에서, R4는 C13-C15 알킬이고, x는 8 내지 10이고, y는 1 내지 3이고, XO는 부틸렌 옥사이드임). - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제 시스템의 상기 비이온성 알코올 알콕실레이트의 중량비는 5 내지 80중량부의 상기 화학식 (A 또는 A2)에 따른 알코올 알콕실레이트를 포함하는, 계면활성제 시스템.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제 시스템의 상기 비이온성 알코올 알콕실레이트의 중량비는 5 내지 80중량부의 상기 화학식 (B)에 따른 알코올 알콕실레이트를 포함하는, 계면활성제 시스템.
- 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제 시스템의 상기 비이온성 알코올 알콕실레이트의 중량비는 5 내지 80중량부의 상기 화학식 (C)에 따른 알코올 알콕실레이트를 포함하는, 계면활성제 시스템.
- 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제 시스템의 상기 비이온성 알코올 알콕실레이트의 중량비는 5 내지 80중량부의 상기 화학식 (A 또는 A2)에 따른 알코올 알콕실레이트, 5 내지 80중량부의 상기 화학식 (B)에 따른 알코올 알콕실레이트, 및 5 내지 80중량부의 상기 화학식 (C)에 따른 알코올 알콕실레이트를 포함하는, 계면활성제 시스템.
- 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제 시스템의 상기 비이온성 알코올 알콕실레이트의 중량비는 30 내지 45중량부의 상기 화학식 (A 또는 A2)에 따른 알코올 알콕실레이트, 20 내지 50중량부의 상기 화학식 (B)에 따른 알코올 알콕실레이트, 및 5 내지 40중량부의 상기 화학식 (C)에 따른 알코올 알콕실레이트를 포함하는, 계면활성제 시스템.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비이온성 알코올 알콕실레이트의 비는 약 40/60(A 또는 A2/B) 내지 약 60/40(A 또는 A2/B)인, 계면활성제 시스템.
- 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비이온성 알코올 알콕실레이트의 비는 약 30/30/40(A 또는 A2/B/C) 내지 약 45/45/10(A 또는 A2/B/C)인, 계면활성제 시스템.
- 하기를 포함하는, 계면활성제 시스템:
하기 화학식 (A) 또는 (A2)에 따른 적어도 1종의 비이온성 알코올 알콕실레이트:
R1-O-(EO)x3(PO)y3-H (A)
(상기 식에서, R1은 직쇄형 C10-C16 알킬이고, x3은 5 내지 8이고, y3은 2 내지 5임), 또는
R1-O-(EO)x4(PO)y4-H (A2)
(상기 식에서, R1은 직쇄형 C10-C16 알킬이고, x4는 4 내지 6이고, y4는 3 내지 5임),
하기 화학식 (B)에 따른 비이온성 알코올 알콕실레이트:
R2-O-(EO)x1-H (B)
(상기 식에서, R2는 잔기 당 평균 적어도 2개의 분지를 갖는 C10-C14 알킬이고, x1은 5 내지 10임); 및
하기 화학식 (D)에 따른 비이온성 게르베 알코올 알콕실레이트:
R7-O-(PO)y5(EO)x5(PO)y6 (D)
(상기 식에서, R7은 분지형 C8-C16 게르베 알코올이고, x5는 5 내지 30이고, y5는 1 내지 4이고, y6은 10 내지 20임). - 제11항에 있어서, 하기 화학식 (C) 및 (E) 내지 (J) 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터의 적어도 1종의 추가 계면활성제 중합체를 더 포함하는, 계면활성제 시스템:
R2-O-(EO)x2-H (C)
(상기 식에서, R2는 잔기 당 평균 적어도 2개의 분지를 갖는 C10-C14 알킬이고, x2는 2 내지 4임),
R6-O-(PO)y4(EO)x4 (E)
(상기 식에서, R6은 C8-C16 게르베 알코올이고, x4는 2 내지 10이고, y4는 1 내지 2임),
(F)
(상기 식에서, x는 12 내지 20이고, y는 12 내지 20이고, z는 12 내지 20임),
(G)
(상기 식에서, x는 88 내지 108이고, y는 57 내지 77이고, z는 88 내지 108임),
(H)
(상기 식에서, x는 15 내지 25이고, y는 10 내지 25이고, z는 15 내지 25임),
R5-O-(EO)x(PO)y-H (I)
(상기 식에서, R5는 C12-C15 알킬이고, x는 3 내지 5이고, y는 5 내지 7임),
R4-O-(EO)x(XO)y-H (J)
(상기 식에서, R4는 C13-C15 알킬이고, x는 8 내지 10이고, y는 1 내지 3이고, XO는 부틸렌 옥사이드임). - 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 계면활성제 시스템의 상기 비이온성 알코올 알콕실레이트의 중량비는 5 내지 80중량부의 상기 화학식 (A 또는 A2)에 따른 알코올 알콕실레이트를 포함하는, 계면활성제 시스템.
- 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제 시스템의 상기 상기 비이온성 알코올 알콕실레이트의 중량비는 5 내지 80중량부의 상기 화학식 (B)에 따른 알코올 알콕실레이트를 포함하는, 계면활성제 시스템.
- 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제 시스템의 상기 비이온성 알코올 알콕실레이트의 중량비는 5 내지 80중량부의 상기 화학식 (D)에 따른 게르베 알코올 알콕실레이트를 포함하는, 계면활성제 시스템.
- 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제 시스템의 상기 비이온성 알코올 알콕실레이트의 중량비는 5 내지 80중량부의 상기 화학식 (A 또는 A2)에 따른 알코올 알콕실레이트, 5 내지 80중량부의 상기 화학식 (B)에 따른 알코올 알콕실레이트, 및 5 내지 80중량부의 상기 화학식 (D)에 따른 알코올 알콕실레이트를 포함하는, 계면활성제 시스템.
- 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제 시스템의 상기 비이온성 알코올 알콕실레이트의 중량비는 10 내지 45중량부의 상기 화학식 (A 또는 A2)에 따른 알코올 알콕실레이트, 10 내지 50중량부의 상기 화학식 (B)에 따른 알코올 알콕실레이트, 및 15 내지 80중량부의 상기 화학식 (D)에 따른 알코올 알콕실레이트를 포함하는, 계면활성제 시스템,
- 제11항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비이온성 알코올 알콕실레이트의 비는 약 30/30/40(A 또는 A2/B/D) 내지 약 45/45/10(A 또는 A2/B/D)인, 계면활성제 시스템.
- 하기 단계들을 포함하는, 표면을 헹구는 방법:
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 생분해성 계면활성제 시스템 조성물을 제공하는 단계;
상기 계면활성제 시스템을 물과 접촉시켜서 사용 용액을 형성하는 단계; 및
헹굼을 필요로 하는 표면에 상기 사용 용액을 적용하는 단계로서, 상기 사용 용액은 8.5 이하의 pH를 갖고, 약 1ppm 내지 약 125ppm의 계면활성제 시스템 활성제를 제공하는, 상기 적용하는 단계. - 제19항에 있어서, 상기 계면활성제 시스템 조성물의 접촉각을 상업적으로 입수 가능한 헹굼 보조 조성물의 접촉각에 비해서 적어도 약 5° 감소시켜서 시팅을 유도하고, 상기 표면의 더 신속한 건조 시간을 유발하는 단계를 더 포함하는, 표면을 헹구는 방법.
- 표면을 헹구기 위한, 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 계면활성제 시스템 조성물의 용도.
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