KR20210154823A - 액체 농축 계면활성제 조성물 - Google Patents

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Abstract

음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 및 양이온성 계면활성제를 포함하는 액체 농축 계면활성제 조성물이 개시된다. 액체 농축 계면활성제 조성물은 실질적으로 임의의 물 또는 용매가 없고 실질적으로 계면활성제로 이루어진다. 액체 농축 계면활성제 조성물은 세정 조성물로서 효과적이다.

Description

액체 농축 계면활성제 조성물
본 출원은 2019년 4월 18일에 출원된 'LIQUID CONCENTRATED SURFACTANT COMPOSITIONS'이라는 명칭의 일련 번호 62/835,727의 미국 임시 특허 출원 및 2019년 9월 12일에 출원된 'LIQUID CONCENTRATED SURFACTANT COMPOSITIONS'이라는 명칭의 일련 번호 62/899,448의 미국 임시 특허 출원의 우선권을 주장한다. 이로써 각각의 전체 내용의 참조로 여기에 각 출원을 통합한다.
본 개시 내용은 일반적으로 실질적으로 물이 없고, 적어도 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 및 양이온성 계면활성제를 포함하는 액체 농축 계면활성제 조성물에 관한 것이다.
계면 활성제는 그들이 나타내는 독특한 특성 때문에 많은 산업 분야에서 널리 사용된다. 예를 들어, 세정 조성물은 전형적으로 세정 이점을 제공하기 위해 물 또는 다른 용매에 분산된 계면활성제의 혼합물을 포함한다. 이러한 조성물에서, 계면활성제는 조성물에 노출된 오일, 먼지 및 기타 바람직하지 않은 오물을 가용화하고 제거하는 주요 세정 성분으로 작용한다. 전형적으로, 세정 조성물은 음이온성 계면활성제 및 비이온성 계면활성제와 같은 다중 계면활성제를 포함하는데, 다중 계면활성제의 사용은 상이한 유형의 오물 제거를 개선할 수 있기 때문이다. 세정 외에도, 계면활성제 함유 조성물은 에멀젼, 살생물제, 잉크 및 페인트의 형성과 같은 다른 용도에도 유용할 수 있다. 또한, 계면활성제-함유 조성물은 향상된 오일 회수 적용, 발포 적용, 금속 가공 및 기타 많은 용도에 유용하다.
일 구현예에 따르면, 액체 조성물은 하나 이상의 음이온성 설폰화 계면활성제, 하나 이상의 비이온성 계면활성제, 및 하나 이상의 친수성 양이온성 계면활성제를 포함한다. 액체 조성물은 약 90중량% 이상의 계면활성제이다.
다른 구현예에 따르면, 액체 조성물은 본질적으로 하나 이상의 음이온성 설폰화 계면활성제, 하나 이상의 비이온성 계면활성제, 하나 이상의 친수성 양이온성 계면활성제, 및 임의로 하나 이상의 프로필렌 글리콜 및 양쪽성 계면활성제로 이루어진다. 액체 조성물은 약 90중량% 이상의 계면활성제이다.
다른 구현예에 따르면, 액체 농축 계면활성제 조성물을 형성하는 방법은 실질적으로 투명하고 균질한 하나 이상의 음이온성 설폰화 계면활성제, 하나 이상의 비이온성 계면활성제, 및 하나 이상의 친수성 양이온성 계면활성제가 될 때까지 함께 혼합하는 단계를 포함한다. 액체 농축 계면활성제 조성물은 약 90중량% 이상의 계면활성제이다.
도 1은 수성 희석 백분율의 함수로서 농축된 액체 계면활성제 조성물의 점도를 예시하는 그래프를 도시한다.
본 발명은 물이 실질적으로 없으며, 적어도 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 및 양이온성 계면활성제를 포함하는 액체 농축 계면활성제 조성물을 일반적으로 개시한다. 계면활성제의 사용을 필요로 하는 임의의 적용에 일반적으로 유용하지만, 본원에 기재된 액체 농축 계면활성제 조성물은 다양한 오물을 제거하기 위한 농축 세정 조성물로서 특히 유용하다. 일반적으로, 액체 농축 계면활성제 조성물은 실질적으로 100중량% 계면활성제인 조성물에서 이용가능한 적합한 계면활성제를 선택하고, 이어서 조성물을 함께 혼합함으로써 형성된다.
정의
본원에 사용된 용어 "계면활성제"는 표면 활성제를 지칭한다. 계면활성제는 일반적으로 표면 또는 계면 장력을 감소시키는 양친매성 화합물이다. "계면활성제"라는 용어는 계면활성제 염을 비롯한 모든 형태의 계면활성제에 대한 언급을 포함하고, 계면활성제의 중량%에 대한 언급은 킬레이트제 및/또는 임의의 계면활성제 염의 반대이온과 같은 특정 형태의 전체 중량을 포함한다.
본 명세서에 사용된 용어 "음이온성 계면활성제"는 친수성 또는 극성기가 음이온성 전하를 갖는 계면활성제를 지칭한다.
본 명세서에 사용된 용어 "비이온성 계면활성제"는 친수성 또는 극성기가 이온 전하를 갖지 않는 계면활성제를 지칭한다.
본 명세서에 사용된 용어 "양이온성 계면활성제"는 친수성 또는 극성기가 양이온성 전하를 갖는 계면활성제를 지칭한다.
본 명세서에 사용된 용어 "오염"은 오물, 기름, 식품, 생물학적 오염물 등과 같은 원하지 않는 오염물을 지칭한다. 오염은 기질로부터 제거될 수 있고 계면활성제에 의해 가용화될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "활성%"는 참조 항목에서 활성 성분의 중량 백분율을 지칭한다. 예를 들어, 95% 활성 조성물은 95중량%의 활성 성분 및 약 5중량%의 불활성 성분을 포함하는 조성물을 지칭한다.
"활성 성분"이라는 용어는 불활성 성분 이외의 조성물의 모든 성분을 지칭한다. 불활성 성분은 물, 용매 또는 충전제와 같은 성분을 지칭한다.
용어 "액체 농축 계면활성제 조성물"은 약 100 중량%의 계면활성제로 형성된 조성물을 지칭하며, 90 중량% 이상의 계면활성제; 약 91중량% 이상의 계면활성제; 약 92중량% 이상의 계면활성제; 약 93중량% 이상의 계면활성제; 약 94중량% 이상의 계면활성제; 약 95중량% 이상의 계면활성제; 약 96중량% 이상의 계면활성제; 약 97중량% 이상의 계면활성제; 약 98중량% 이상의 계면활성제; 약 99중량% 이상의 계면활성제; 약 100중량% 계면활성제; 및 100중량% 계면활성제로 형성된 조성물을 명시적으로 포함한다. 특정 실시양태에서, 액체 농축 계면활성제 조성물의 나머지는 소량의 첨가제, 미량 성분, 및/또는 의도하지 않은 양의 불활성 성분을 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 액체 농축 계면활성제 조성물은 약 5% 이하의 불활성 성분; 약 3% 이하의 불활성 성분; 약 1% 이하의 불활성 성분;을 포함하거나 또는 실질적으로 불활성 성분이 없다. 달리 명시되지 않는 한, 액체 농축 계면활성제 조성물의 pH에 대한 언급은 액체 농축 계면활성제 조성물 10중량% 및 탈이온수로 90중량%로 형성된 조성물의 pH를 지칭한다.
"실질적으로 없는"이라는 용어는 특정 성분이 조성물에 의도적으로 포함되지 않음을 지칭하며, 존재하는 경우라면 약 5% 이하의 부수적인 양으로만 발견됨을 지칭한다.
HCPA DCC-17이라는 용어는 DCC-17(2018년 4월)에서 가정 및 상업 제품 협회("HCPA")(Household and Commercial Products Association)에서 공표한 단단한 표면을 청소하는 데 사용되는 세제를 평가하기 위한 거치고 기름기가 많은 주방 오염 테스트 방법을 지칭한다. ASTM D5343은 ASTM 국제 평가 표준 D5343(2018)을 지칭한다.
본원에 개시된 액체 농축 계면활성제 조성물을 위한 계면활성제는 조성물에 포함된 다른 계면활성제와의 상용성 뿐만 아니라 그의 물리적 및 화학적 특성에 기초하여 선택될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "적합성"은 계면활성제가 함께 혼화되고 침전, 응집, 상 분리 등이 예를 들어 염 또는 다른 이온성 착물의 형성으로부터 발생하지 않음을 의미한다.
물리적 및 화학적 특성과 관련하여, 적합한 계면활성제는 바람직하게는 약 100중량%의 액체 조성물로서 형성되거나 공급될 수 있다. 낮은 처리 에너지로 원하는 액체 농축 계면 활성제 조성물로 처리된다. 특정 실시양태에서, 약 100중량%의 계면활성제를 포함하는 바람직한 계면활성제 조성물은 약 5℃내지 약 50℃의 온도, 또는 약 15℃내지 약 30℃와 같은 약 5℃내지 약 50℃사이의 임의의 온도, 및 실온(예를 들어, 약 23℃에서 액체일 수 있다. 그러나, 알 수 있는 바와 같이, 적합한 계면활성제는 또한 액체 농축 계면활성제 조성물 내의 다른 계면활성제와의 상호작용이 계면활성제가 액체 농축 계면활성제 조성물에서 액체를 형성하게 하는 경우 약 100 중량%, 겔 또는 고체일 수 있다. 이해될 수 있는 바와 같이, 본원에 기재된 액체 농축 계면활성제 조성물을 형성하기 위해 사용되는 계면활성제의 적합한 조성물은 특정 실시양태에서 소량의 용매 또는 기타 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 100중량% 미만의 계면활성제로 형성된 조성물은 이로부터 형성된 액체 농축 계면활성제 조성물이 충분한 중량%의 계면활성제(예를 들어, 90중량% 이상, 계면활성제)를 유지하는 경우 적합할 수 있다.
특정 실시양태에서, 적합한 음이온성 계면활성제는 설폰화된 계면활성제 및 그의 관련 화합물로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 적합한 설폰화된 계면활성제는 설포네이트 및 이러한 설포네이트를 형성하는 데 사용되는 관련 설폰산 둘 다로부터 선택될 수 있다. 특정 실시양태에서, 음이온성 계면활성제는 설폰산 부분으로 독립적으로 치환될 수 있고, 하나 이상의 선형 또는 분지형 C4-C24알킬 기로 추가로 독립적으로 치환될 수 있는 페닐 부분과 같은 방향족 부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 음이온성 계면활성제는 알킬벤젠 설포네이트(예: 화학식 I로 표시됨) 또는 이의 설폰산 전구체를 포함할 수 있다:
화학식 I
Figure pct00001
여기서:
R1 - 수소, 또는 선형 또는 분지형 C4-C24 알킬을 나타낸다;
R2 - 수소, 또는 선형 또는 분지형 C4-C24 알킬을 나타낸다;
M - 알칼리 금속, N(R4)4로 표시되는 암모늄, C1-C6 알칸올 또는 C1-C6 알콕실화 아미노알코올을 나타내거나 SO3M은 SO3H이다; 여기서 각각의 R4는 독립적으로 수소, 또는 선형 또는 분지형 C1-C6 알킬을 나타내고; 및
여기서 R1 및 R2 중 적어도 하나는 선형 또는 분지형 C4-C24 알킬을 나타낸다.
음이온성 설폰화 계면활성제의 하나 이상의 선형 또는 분지형 C4-C24 알킬기는 C4-C8 알킬, C6-C10 알킬, C8-C14 알킬, C12-C16 알킬, C14-C18 알킬, C16-C20 알킬, 및/또는 C18-C24 알킬 혼합물일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, 화학식 I로 표시되는 음이온성 설폰화 계면활성제의 그룹 R1 및 R2는 선형 또는 분지형 C6-C24 알킬, 예를 들어 선형 또는 분지형 C4-C8 알킬, 선형 또는 분지형 C6-C10 알킬, 선형 또는 분지형 C8-C14 알킬, 선형 또는 분지형 C12-C16 알킬, 선형 또는 분지형 C14-C18 알킬, 선형 또는 분지형 C16-C20 알킬, 및/또는 선형 또는 분지형 C18-C24 알킬, 또는 이들의 혼합물을 나타낼 수 있다. 특정 실시양태에서, 화학식 I로 표시되는 음이온성 설폰화된 계면활성제의 그룹 R1 및/또는 R2는 선형 C6-C24 알킬, 예를 들어 선형 C4-C8 알킬, 선형 C6-C10 알킬, 선형 C8-C14 알킬, 선형 C12-C16 알킬, 선형 C14-C18 알킬, 선형 C16-C20 알킬, 및/또는 선형 C18-C24 알킬, 또는 이들의 혼합물을 나타낼 수 있다.
특정 실시양태에서, 화학식 I로 표시되는 음이온성 설폰화 계면활성제의 그룹 R1 및/또는 R2는 분지형 C6-C24 알킬, 예컨대 분지형 C4-C8 알킬, 분지형 C6-C10 알킬, 분지형 C6-C10 알킬, C8-C14 알킬, 분지형 C12-C16 알킬, 분지형 C14-C18 알킬, 분지형 C16-C20 알킬, 및/또는 분지형 C18-C24 알킬, 또는 이들의 혼합물을 나타낼 수 있다. 음이온성 설폰화된 계면활성제의 하나의 설폰산 부분의 염(예를 들어, 여기서 SO3M으로 표시되는 부분 중 적어도 하나는 SO3H가 아님) 또는 설폰화된 계면활성제 조성물 내에 함유된 양쪽성 설폰화된 계면활성제는 알칼리 금속 염(예: 나트륨 염(예를 들어, M은 Na) 또는 칼륨 염(예를 들어, M은 K), 암모늄 염(예를 들어, M은 N(R4)4를 나타냄), 또는 아미노알코올 염 안에 포함된다.
특정 실시양태에서, 음이온성 계면활성제는 선형 또는 분지형 알킬벤젠 설포네이트(때때로 알킬아민 알킬벤젠 설포네이트 또는 알킬암모늄 알킬벤젠 설포네이트로 지칭됨)일 수 있다. 이러한 알킬벤젠 설포네이트의 예로는 선형 또는 분지형 헥실벤젠 설포네이트, 선형 또는 분지형 도데실벤젠 설포네이트, 이소프로필아민 선형 알킬벤젠 설포네이트, 이소프로필아민 분지형 알킬벤젠 설포네이트, 이소프로필아민 선형 또는 분지형 헥실벤젠 설포네이트, 이소프로일아민 선형 또는 분지형 벤젠설폰산프로파놀아민을 포함한다.
특정 실시양태에서, 음이온성 계면활성제는 설폰산으로서 첨가될 수 있고 액체 농축 계면활성제 조성물 또는 전구체 조성물에서 설포네이트로 실질적으로 전환될 수 있다.
특정 실시양태에서, 음이온성 계면활성제는 상업적으로 얻을 수 있고, 예를 들어, 선형 또는 분지형 알킬 벤젠 설포네이트 또는 설폰산과 같은 Calsoft®-유형 또는 Calimulse®-유형 계면활성제를 포함하거나 이로 구성된 음이온성 설폰화 계면활성제, 또는 음이온성 설폰산일 수 있다. 적합한 Calsoft® 계면활성제는 Pilot Chemical Co.(Cincinnati, OH)에 의해 판매되고 Calsoft® LAS-99 및 Calsoft® LPS-99를 포함한다.
특정 실시양태에서, 특히 유리한 음이온성 계면활성제는 선형 알킬 벤젠 설폰산, 예를 들어 Calsoft® LAS-99 또는 Calsoft® LPS-99는 선형 알킬 벤젠 설폰산을 97중량% 함유하는 99% 활성 액체로 상업적으로 입수할 수 있다.
일반적으로, 본원에 기재된 액체 농축 계면활성제 조성물은 약 25중량% 내지 약 75중량%의 음이온성 설폰화 계면활성제 또는 약 25중량% 내지 약 60중량%, 예컨대 약 30중량% 내지 약 45중량%의 임의의 양을 일반적으로 포함할 수 있다.
특정 실시양태에서, 액체 농축 계면활성제 조성물은 조성물의 pH를 변경하기 위해 중화제를 포함할 수 있다. 이해될 수 있는 바와 같이, 이러한 중화제의 사용은 또한 임의의 음이온성 설폰산을 음이온성 설폰화된 계면활성제로 전환시킬 수 있다. 특정 실시양태에서, 충분한 중화제가 약 10 이하의 pH, 약 8 이하의 pH, 약 5 내지 약 8의 pH, 또는 약 7 내지 약 8의 pH로 pH를 조정하기 위한 액체 계면활성제 조성물에 첨가될 수 있다. 그러나 인식할 수 있는 바와 같이, 특정 실시양태에서, 농축 액체 계면활성제 조성물이 이미 중화제를 함유하거나 중성이 아닌 pH에서 사용되도록 의도된 조성물에 첨가되는 실시 양태에서와 같이 중화제의 사용은 선택적일 수 있다.
중화제를 포함하는 특정 실시양태에서, 바람직한 중화제는 아미노 알코올을 포함할 수 있다. 일반적으로 2차 아민을 디에폭사이드 또는 트리에폭사이드와 같은 적합한 에폭사이드와 반응시켜 제조되는 아미노 알코올은 발포 특성이 낮은 유용한 중화제이다.
특정 실시양태에서, 아미노 알코올의 생산에 적합한 아민은 화학식 II로 제시된다:
Figure pct00002
여기서:
R1은 히드록시기를 함유하고 C2-C4에폭사이드의 하나 이상의 반응성 부가로부터 형성된 알콕시 사슬을 나타내고; 및
R2 및 R3은 독립적으로 수소, C1-C4 알킬, 또는 C2-C4 에폭사이드의 반응성 부가로부터 형성된 히드록실기를 함유하는 알콕시 사슬을 나타낸다.
특정 실시양태에서, 중화제는 모노이소프로판올아민(때때로 "MIPA"로 지칭됨) 및 모노에탄올아민 중 하나 이상을 포함할 수 있다. pH를 변경하고 설폰산을 설포네이트로 전환시키는 것 외에도, 중화제의 포함은 또한 액체 농축 계면활성제 조성물에 포함된 계면활성제와 다른 계면활성제의 상용성을 추가로 향상시킬 수 있고 특정 오염의 종류를 제거하는 조성물의 능력을 향상시킬 수 있다.
중화제가 포함될 때, 본 명세서에 기재된 액체 농축 계면활성제 조성물은 일반적으로 5 중량% 내지 약 15 중량%의 임의의 양을 포함하는 중화제 약 5 중량% 내지 약 15 중량%, 중화제의 중량을 기준으로 약 7% 내지 약 10%와 같은 중화제를 포함함으로써 형성될 수 있다. 특정 실시양태에서, 중화제의 양은 원하는 pH를 참조하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 액체 조성물의 10중량% 농도로 탈이온수에 분산될 때 약 7 내지 약 8의 최종 pH를 갖는 농축 액체 계면활성제 조성물을 형성하기에 충분한 중화제가 첨가될 수 있다.
이해될 수 있는 바와 같이, 본원에 기재된 액체 농축 계면활성제 조성물은 중화제가 임의의, 예를 들어 설폰산에 정확한 화학량론적 양으로 첨가되지 않을 수 있기 때문에 특정 실시양태에서 잔류량의 중화제를 포함할 수 있다.
이해될 수 있는 바와 같이, 양이온성 계면활성제의 포함은 섬유 유연화, 살생물적 이점 및 개선된 오염 제거와 같은 독특한 이점을 제공함으로써 액체 농축 계면활성제 조성물의 성능을 개선시킨다. 양이온성 계면활성제 및 음이온성 계면활성제는 일반적으로 염 또는 이온성 착물의 형성, 응집 또는 상 분리로 이어지는 상용성 문제를 갖지만, 특정 음이온성 및 양이온성 계면활성제가 놀라운 상용성을 가질 수 있다는 것이 발견되었다.
구체적으로, 충분한 친수성을 갖는 양이온성 계면활성제가 설폰화된 음이온성 계면활성제와 상용성일 수 있다는 것이 발견되었다. 이러한 양이온성 계면활성제의 예는 지방 아민과 같은 지방산 화합물로부터 형성된 알콕실화, 바람직하게는 에톡실화, 4차 암모늄 화합물을 포함한다. 특정 실시양태에서, 적합한 친수성 특성을 나타내는 적합한 양이온성 계면활성제의 보다 구체적인 예는 코카민 및 지방산 우지와 같은 장쇄 지방산 아민의 알콕실화, 또는 바람직하게는 에톡실화 폴리에틸렌 글리콜 유도체를 포함할 수 있다. 이해될 수 있는 바와 같이, 이러한 친수성 개질된 양이온성 계면활성제 내의 폴리에틸렌 글리콜 기는 화학식 III에 도시된 구조를 가질 수 있다:
Figure pct00003
여기서:
A-는 할로겐과 같은 적합한 음이온이고;
R1 및 R2는 C1-C30 선형 또는 분지형 알킬이고, 결합된 탄소 총계의 수가 8개 이상이고;
R3은 C2-C4 에폭사이드의 반응성 부가로부터 유도된 히드록실 기를 함유하는 알콕시 사슬이고;
R4는 수소, C1-C4 알킬, 또는 C2-C4 에폭사이드의 반응성 부가로부터 유도된 히드록실기를 함유하는 알콕시 사슬이고; 그리고
여기서 알콕시 단위의 조합된 수는 4차 암모늄 화합물을 친수적으로 개질하기에 충분하다.
특정 실시양태에서, 적합한 4차 암모늄 화합물은 폴리에틸렌 글리콜로부터 유도될 수 있다. 이러한 실시양태에서, R3 및 R4는 각각은 다음과 같을 수 있다:
-(CH2CH2O)xH
여기서, R3 및 R4 각각의 x는 독립적으로 1 내지 15 사이의 정수를 나타낸다.
국제 명명법 화장품 성분("INCI") 용어 하에서, 폴리에틸렌 글리콜("PEG") 성분은 R3 및 R4에서 x의 합계의 평균으로 지칭될 수 있다. 예를 들어, PEG-15는 R3 및 R4에서 x의 평균 합이 15인 PEG 유도체를 의미한다.
특정 실시양태에서, 양이온성 계면활성제는 프로폭실화 4차 암모늄 계면활성제 및 프로폭실화 아민 계면활성제와 같은 프로폭실화 양이온성 계면활성제일 수 있다. 프로폭실화된 양이온성 계면활성제는 본원에 기재된 농축된 액체 계면활성제 조성물이 감소된 디옥산 함량을 나타내도록 할 수 있다는 것이 발견되었다. 알 수 있듯이 건강 문제로 인해 규제 당국은 화학 제품에서 1,4 다이옥산의 양을 줄이도록 요구했다. 적합한 프로폭시화된 계면활성제의 예는 폴리프로폭시 디에틸 메틸염화 암모늄이다. 특정 적합한 프로폭실화된 계면활성제는 Evonik Industries A.G.(Essen, DE)로부터 입수가능하다.
다른 특정 실시양태에서, 설폰화된 음이온성 계면활성제와 상용성인 적합한 양이온성 계면활성제는 코코알킬메틸 PEG-15 염화암모늄이다. 파일럿 케미컬 컴퍼니(Pilot Chemical Co.)(오하이오주 신시내티 소재)로부터 Maquat® C-15로 입수가능하며, 이는 실온에서 95중량% 농도의 코코알킬메틸 PEG-15 염화암모늄의 액체인 것이 유리하다.
일반적으로, 적합한 양이온성 계면활성제는 약 0.5% 내지 약 35% 사이의 임의의 중량 백분율을 포함하는 액체 농축 계면활성제 조성물의 약 0.5 중량% 내지 약 35 중량%, 예컨대 약 1중량% 내지 약 30중량%, 약 2.5중량% 내지 약 25중량%; 약 2.5 중량% 내지 약 10 중량%; 약 3 중량% 내지 약 7.5 중량%; 및 약 3 중량% 내지 약 5 중량%로 포함될 수 있다. 특정 실시양태에서, 양이온성 계면활성제는 액체 농축 계면활성제 조성물의 약 3 중량%로 포함될 수 있다.
알 수 있는 바와 같이, 비이온성 계면활성제는 이온 전하가 결여되어 있기 때문에 음이온성 계면활성제 및 양이온성 계면활성제 둘 다와 일반적으로 상용성이다. 따라서, 임의의 공지된 비이온성 계면활성제가 일반적으로 본원에 기재된 액체 농축 계면활성제 조성물에 적합할 수 있다. 바람직한 비이온성 계면활성제는 약 100중량%의 계면활성제로서 공급될 수 있고 실온(예를 들어, 약 23℃에서 액체일 수 있는 것들이다.
특정 실시양태에서, 적합한 비이온성 계면활성제는 C8-C22 알킬 라디칼을 갖는 장쇄, 지방족, 합성 또는 천연 알코올의 알콕실레이트, 바람직하게는 에톡실레이트를 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 비이온성 계면활성제는 약 1 mol 내지 약 25 mol의 에틸렌 옥사이드를 포함할 수 있다. 지방족 알코올의 알킬 사슬은 선형 또는 분지형, 1차 또는 2차, 포화 또는 불포화일 수 있다.
적합한 비이온성 계면활성제의 추가 예는 당업계에 공지된 바와 같은 알킬 페놀 에톡실레이트, 탈로우 아민 에톡실레이트, 에테르 아민 에톡실레이트, 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드 블록 공중합체, 아미드 에테르 축합물, 알킬 폴리글루코사이드, 및 코코아민 에톡실레이트를 포함할 수 있다.
특히 바람직한 비이온성 계면활성제는 특정 실시양태에서 선형 알킬 알코올 에톡실레이트를 포함할 수 있다. 이러한 비이온성 계면활성제의 예는 평균 1몰 내지 10몰의 에틸렌 옥사이드를 갖는 C8-C16 선형 알킬 알코올 에톡실레이트를 포함한다. 이러한 비이온성 계면활성제는 상표명 Masodol® 하에 Pilot Chemical Co.(Cincinnati, OH)에 의해 상업적으로 시판되고 있다.
특정 실시양태에서, 본원에 기재된 액체 농축 계면활성제 조성물은 일반적으로 약 20 중량% 내지 약 60 중량% 사이의 임의의 양을 포함하는 비이온성 계면활성제를 약 20 중량% 내지 약 60 중량%, 예컨대 약 25 중량% 내지 약 50 중량%, 약 30 중량% 내지 약 45 중량%, 및 약 35 중량% 내지 약 45 중량%를 포함할 수 있다.
인식할 수 있는 바와 같이, 물의 실질적인 또는 전체의 제거는 본원에 기재된 액체 농축 계면활성제 조성물에 대해 수많은 이점을 제공한다. 예를 들어, 물과 같은 불활성 물질의 제거는 불활성 물질의 운송 및 저장에 따른 비용과 환경적 영향을 줄인다. 액체 농축 계면활성제 조성물은 또한 주어진 중량에 대해 더 효과적일 수 있다.
특정 실시양태에서, 액체 농축 계면활성제 조성물은 특정 실시양태에서 저점도의 호박색 액체일 수 있다. 액체 농축 계면활성제 조성물은 균일하거나 등방성인 유체일 수 있다. 액체 농축 계면활성제 조성물의 낮은 점도는 이러한 점도가 조성물의 취급 및 사용을 용이하게 할 수 있기 때문에 유리할 수 있다. 예를 들어, 점도는 액체 농축 계면활성제 조성물의 펌핑 및 붓기에 적합하다.
특정 실시양태에서, 액체 농축 계면활성제 조성물은 약 100,000 cP 이하의 동적 점도, 약 50,000 cP 이하의 동적 점도, 약 10,000 cP 이하의 동적 점도, 약 5000cP 이하의 동적 점도, 약 1000cP 이하의 동적 점도, 뿐만 아니라 약 100cP 내지 약 2,000cP의 동적 점도 또는 약 150cP 내지 약 1,000cP의 동적 점도와 같은 이러한 범위 내의 임의의 동적 점도를 포함할 수 있다.
일반적으로, 액체 농축 계면활성제 조성물은 임의의 적합한 용기 또는 장치에 보관될 수 있다. 예를 들어, 적합한 용기 및 장치에는 일회용 용기 또는 장치, 재충전 가능한 용기 또는 장치, 및 이들의 재충전물이 포함된다. 보다 구체적인 예에서, 적합한 용기 및 장치는 에어로졸 용기, 금속 병, 금속 캔, 앰플, 정전기 방지 백, 백-인-박스, 백 및 가요성 용기, 배럴, 생분해성 백, 블리스터 팩, 보일-인-백, 병, 상자들, 벌크 박스, 케이지, 케이스, 카보이, 종이팩, chubs, 대합 조개 껍질, 골판지 상자 디자인, 상자, 일회용 컵, 드럼, 엔드 캡, 유연한 중간 벌크 컨테이너, 접는 상자, 유리 병, 절연 선적 컨테이너, 중간 벌크 컨테이너 , 항아리, 제리캔, 주전자, 통, 멀티팩, 굴 통, 패킷(컨테이너), 패딩 우편물, 통, 종이 봉지, 종이 자루, 비닐 봉지, 플라스틱 병, 레토르트 파우치, 향 주머니, 보안 가방, 선적 컨테이너, 스킨 팩, 스프레이 병, Tetra Briks®, 깡통, 열 백, 가압 에어로졸 캔, 통(컨테이너), 튜브, 단위 적재물, 바이알, 나무 상자 등. 용기 및 장치는 동시에 적용하거나 사용할 수 있는 추가 액체, 고체 또는 기체와 같은 추가 구성요소를 위한 저장소를 포함할 수 있다. 추가로, 용기 및 장치는 또한 또는 대안적으로 호스, 도포기 패드 등과 같은 액세서리를 포함할 수 있다.
본 개시내용의 특정 측면에서, 용기 또는 장치는 액체 농축 계면활성제 조성물을 적용하기 위한 하나 이상의 적용 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 용기 또는 장치는 노즐 및 분무기 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 적합한 노즐은 단일 유체 노즐, 일반 오리피스 노즐, 형상 오리피스 노즐, 표면 충돌 단일 유체 노즐, 압력 소용돌이 단일 유체 스프레이 노즐, 고체 원추 단일 유체 노즐, 복합 노즐, 2-유체 노즐을 포함할 수 있다. 유체 노즐, 내부 혼합 2 유체 노즐, 외부 혼합 2 유체 노즐, 2 유체 노즐 제어, 회전 분무기, 초음파 분무기 및 정전 분무기. 적합한 분무기는 기계적 분무기, 연무 분무기, 전기 분무기, 제트 분무기, 초음파 분무기 및 진동 메쉬 기술 분무기를 포함한다. 에어로졸 노즐에는 상단 작동기의 일부인 스템이 있는 "암" 밸브가 있는 페인트 밸브 시스템이 포함될 수 있다. 밸브는 밸브 컵과 미리 조립되어 압력을 채우기 전에 캔에 일체형으로 설치할 수 있다. 액추에이터는 나중에 추가할 수 있다.
특정 실시예에서 용기 또는 장치는 예를 들어 불활성 가스를 사용하여 가압될 수 있다. 대안적으로, 용기 또는 장치는 전자적으로 또는 화학 반응에 의해 가압될 수 있다.
특정 실시양태에서, 액체 농축 계면활성제 조성물은 세탁 또는 식기세척 목적을 위한 일회용 용해성 패킷 또는 "포드"에 포함될 수 있다. 이해될 수 있는 바와 같이, 액체 농축 계면활성제 조성물에서 물 또는 용매의 부족은 이러한 용도를 위한 크기 및 중량 고려에 특히 유리할 수 있다.
특정 실시양태에서, 액체 농축 계면활성제 조성물은 액체 농축 계면활성제 조성물의 10 중량% 농도로 물에 분산될 때 실질적으로 중성 pH(예를 들어, 약 7 내지 약 8)를 가질 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 중성 pH를 갖는 것은 안전성 및 상용성 이유로 유리할 수 있다. 예를 들어, 중성 pH를 갖는다는 것은 액체 농축 계면활성제 조성물이 다른 비-중성(예를 들어, 산성 또는 염기성) 세정 조성물과 함께 사용될 수 있음을 의미할 수 있다. 중성 pH는 또한 사용자에 대한 화학적 화상 및 액체 농축 계면활성제 조성물이 적용되는 기질에 대한 손상을 방지할 수 있다.
고농축 계면활성제 조성물은 비농축(예를 들어, 약 50% 이하 농축) 또는 심지어 통상적으로 공지된 고농축 계면활성제 조성물(예를 들어, 약 90% 이하 계면활성제를 가짐)과 비교하여 수많은 이점을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 본원에 기재된 액체 농축 계면활성제 조성물은 물에서 빠른 분산을 나타내는 반면, 90 중량% 이하의 계면활성제 농도를 갖는 공지된 고농축 계면활성제 조성물은 물에서 분산하기 어려울 수 있다.
본원에 개시된 액체 농축 계면활성제 조성물은 다양한 유용한 특성을 나타내므로 가정, 산업 및 기관 적용을 위한 세정 조성물로서 유용할 수 있다. 예를 들어, 액체 농축 계면활성제 조성물은 탁월한 미립자 및 유성 오염 제거, 즉각적인 습윤화, 유화 및 그리스 절단 특성, 대형 세제를 위한 투명한 D'limonene 마이크로에멀젼, 손쉬운 취급 및 보관을 위한 낮은 점도, 방부제가 없고 생분해성을 나타낼 수 있다.
특정 실시양태에서, 액체 농축 계면활성제 조성물은 세제, 가정용 및 기관용 세탁 조성물, 경질 표면 세정제, 유화제, 고급 직물 세척 조성물, 세탁 프리-스포터 조성물, 카페트 샴푸 조성물, 섬유 수세미에 유용할 수 있다. 조성물, 수동 및 자동 식기세척 조성물, 냄비 및 팬 세정제, 수동 또는 버킷형 세차 조성물 및 자동 세차 조성물을 포함하는 세차 조성물, 플라스틱 및 비닐 세정제 조성물, 가죽 세정제 조성물, 유리 세정제 조성물, 금속 세정제, 목재 세정제 조성물, 대리석 세정제, 콘크리트 세정제, 시멘트용 공기 포획, 다목적 세정제 조성물, 주방 세정제 및 스트리퍼, 주방 탈지제 조성물, 주방 카운터 세정제, 욕조 및 타일 세정제, 욕실 세정제, 변기 세정제, 바닥 세정제, 바닥 스트리퍼 , 중장비 산업용 세척제, 유제품 세척제, 식품 가공 공장 세척제, 탈지제 조성물, 농약 유화제를 포함한 농업용 유화제, 유화 중합 조성물, D'limonene 마이크로에멀젼, 향수 가용화제 및 유전 발포 조성물. 그러나 이해될 수 있는 바와 같이, 본원에 개시된 액체 농축 계면활성제 조성물은 당업계에 공지된 바와 같은 다른 세정 용도에 적합할 수 있다.
특정 실시양태에서, 액체 농축 계면활성제 조성물은 더 큰 세정 제품 또는 조성물의 중간 성분으로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 액체 농축 계면활성제 조성물은 특정 실시양태에서 농축(예를 들어, 2x, 3x, 4x 또는 그 이상) 식기세척 비누를 제형화하는 데 사용될 수 있다. 다른 특정 실시양태에서, 액체 농축 계면활성제 조성물은 임의의 다른 가정용, 산업적 또는 기관 세척 제품을 위한 계면활성제 블렌드로서 사용될 수 있다. 또 다른 특정 실시양태에서, 농축된 계면활성제 블렌드는 페인트, 오일, 에멀젼, 금속 가공 유체, 유전 작업, 발포 적용 등을 위한 계면활성제 블렌드로서 사용될 수 있다.
특정 실시양태에서, 액체 농축 계면활성제 조성물은 다양한 첨가제와 상용성일 수 있다. 예를 들어, 빌더, 충전제, 효소, 표백제, 킬레이트제, 커플러, 분산제, 오염 포획제, pH 제제, 전해질, 중합체(예: 폴리카르복실레이트, 에톡실화 폴리에틸렌이민), 소포제, 방향제, 착색제, 경질 수분 조절제, 형광 증백제(예: 형광 염료) 및 건조제가 적절한 첨가제로 첨가될 수 있다.
특정 실시양태에서, 적합한 첨가제의 예는 프로필렌 글리콜 및 양쪽성 계면활성제 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로필렌 글리콜은 분산제, 점도 조절제 및/또는 저온 안정성 향상제로서 본원에 기재된 농축 액체 계면활성제 조성물에 포함될 수 있다.
양쪽성 계면활성제는 커플링을 개선하고, 하이드로트로핑을 개선하고/하거나 농축된 액체 계면활성제 조성물의 분산을 개선하는 데 유용할 수 있다. 중성 pH에서, 이러한 양쪽성 계면활성제가 안정성을 감소시키기 보다는 액체 농축 계면활성제 조성물의 안정성을 증가시킬 것이기 때문에 다양한 양쪽성 계면활성제가 적합할 수 있다고 일반적으로 믿어진다. 특정 실시양태에서, 적합한 양쪽성 계면활성제는 나트륨 라우리미노디프로피오네이트일 수 있다.
특정 실시양태에서, 점도 조절제가 첨가제로서 포함될 수 있다. 이러한 첨가제는 액체 농축 계면활성제 조성물이 예를 들어 세정 제품을 형성하기 위해 물로 희석될 때 특히 유용하다. 일반적으로 알려진 점도 조절제가 적합할 수 있다. 특히 적합한 점도 조절제는 소수성으로 개질된 아크릴레이트 중합체 및 미리스틸 디메틸아민 옥사이드를 포함할 수 있음이 밝혀졌다.
예를 들어, 물이 80% 초과이고 초기 점도가 낮은 액체 농축 계면활성제 조성물을 함유하는 희석 용액의 점도를 증가시키기 위해, 소수성으로 개질된 아크릴레이트 중합체 용액이 약 1중량% 내지 약 5중량%로 포함될 수 있다. 약 50% 내지 약 80% 물의 적당한 희석에서, 소수성으로 개질된 아크릴레이트 중합체 또는 미리스틸 디메틸아민 옥사이드를 사용하여 점도를 증가시킬 수 있다. 20% 내지 40% 물의 낮은 희석에서, 액체 농축 계면활성제 조성물의 초기 점도는 겔일 수 있다. 겔을 깨뜨리고 점도를 낮추기 위해 약 1% 내지 약 5% 프로필렌 글리콜을 첨가할 수 있다. 5% 내지 약 15% 물의 매우 낮은 희석에서, 약 1% 내지 약 5% 수준의 미리스틸 디메틸아민 옥사이드를 사용하여 점도를 증가시킬 수 있다.
첨가제의 첨가는 액체 농축 계면활성제 조성물이 더 큰 세정 조성물 또는 제품에 혼입되지 않고 직접 적용하거나 저장 안정성과 같은 다양한 기타 특성을 개선하도록 의도될 때 특히 유용할 수 있다.
특정 실시양태에서, 액체 농축 계면활성제 조성물은 임의의 방부제가 실질적으로 또는 완전히 없을 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 방부제를 포함할 필요가 없다는 것은 건강상의 이유뿐만 아니라 다른 성분과의 호환성에 유리할 수 있다.
반적으로, 액체 농축 계면활성제 조성물은 균질한 혼합물이 형성될 때까지 각각의 계면활성제를 통상적인 혼합 장비와 함께 혼합함으로써 형성될 수 있다.
예시적인 세정제
액체 농축 계면활성제 조성물을 사용하여 형성된 다양한 세정 제품에 대한 예시적인 제형이 본원에 기재되어 있다. 각각의 예시적인 제형에서, 각각의 성분은 일정한 혼합과 함께 나열된 순서대로 첨가된다. 각 성분이 첨가된 후 혼합이 수행되고 덩어리와 입자가 없는 매끄럽고 균질한 조성이 형성되면서 마지막까지 계속된다. pH는 시트르산 또는 수산화나트륨을 사용하여 약 8-9의 pH로 조정된다.
세탁 "포드"용 세탁 세제
Figure pct00004
고성능 - 액체 세탁 세제
Figure pct00005
표준 액체 세탁 세제
Figure pct00006
경제적인 액체 세탁 세제
Figure pct00007
농축 세탁 세제(5X)
Figure pct00008
욕조 및 타일 클리너
Figure pct00009
만능세정제
Figure pct00010
중장비 산업용 세정제 및 탈지제
Figure pct00011
예시적인 세척제 각각은 HCPA DCC-17, 거친 기름진 오염 테스트 방법과 같은 산업 표준 평가 테스트를 사용하여 비교 상업용 제품과 동등하거나 더 나은 성능을 입증했다. 예를 들어, 욕조 및 타일 클리너는 ASTM D5343 비누 찌꺼기 평가 테스트를 사용하여 평가했을 때 4.9%에서 98.1% 범위의 상용 제품 값과 비교하여 98.6%의 오염 제거율 테스트 결과를 나타냈다.
실시예
세정 능력을 평가하기 위해 다양한 실시예의 액체 농축 계면활성제 조성물을 제조하였다. 각각의 예시적인 조성물은 투명하고 등방성이며 균질한 배치가 생성될 때까지 일정한 혼합과 함께 적합한 용기에서 모든 성분을 혼합함으로써 형성되었다.
물리적 및 평가 테스트
pH 측정
예시 조성물의 pH는 VWR Scientific(Radnor, PA)에 의해 제조된 Symphony B-10 P pH 측정기를 사용하여 평가되었다. 측정은 제조업체 표준에 따라 수행되었다. 예시적인 조성물을 물로 희석하여 10% 수용액을 형성하였다.
거품 높이
평가된 조성물의 1% 용액을 사용하여 예시적인 조성물의 거품 높이를 평가하였다. 측정은 Ross-Miles 방법(ASTM D 1173)에 따라 수행되었으며 초기, 5분 후 및 10분 후로 보고된다.
젖음 시간
평가된 조성물 및 면 타래의 1% 용액을 사용하여 예시 조성물의 젖음 시간 측정을 평가하였다. 측정은 Draves Wetting 테스트에 따라 수행되었다.
점도 측정
실시예 조성물의 점도는 Brookfield Ametek(Middleboro, MA)에 의해 제조된 Brookfield LV 점도계를 사용하여 결정하였다. 점도는 25 °C의 온도에서 20 RPM의 속도로 스핀들 #3을 사용하여 측정되었다.
고형물 백분율 측정
실시예 조성물에서 고체의 백분율은 Ohaus Corp.(Parsippany, NJ)에 의해 제조된 Ohaus MB-45 수분 균형을 사용하여 결정되었다. 측정은 제조업체 표준에 따라 수행되었다.
오염 제거 시험
실시예 조성물의 오염 제거 능력은 점토, 먼지 피지, 메이크업, 풀, 크랜포도 주스, 스파게티 소스, 점토, 커피, 코코아 및 혈액/우유/잉크로 코팅된 샘플 견본을 세탁하여 결정하였다. 독립 연구소(Sterling Labs, Sylvania, OH). 모든 반사율 값은 녹색 삼중 자극 필터가 있는 Photovolt Instruments(미네소타주 미니애폴리스)에서 제조한 Photovolt 577 반사계를 사용하여 측정되었다.
점토, 먼지 피지, 메이크업 및 풀로 코팅된 샘플 견본은 스위스 뒤벤도르프의 스위스 연방 재료 과학 및 기술 연구소(Eidgenφssische Materialpr
Figure pct00012
fungs- und Forschungsanstalt, 이하 "EMPA")에서 생산된 깨끗한 면화 견본에 흙을 적용하여 준비했다. 점토, 먼지 피지, 메이크업 및 풀은 Scientific Services S/D Inc.(Sparrowbush, NY)에서 입수했다. 크랜포도 주스, 스파게티 소스, 점토 및 커피로 코팅된 샘플 견본은 실험실에서 제공한 오염을 사용하여 준비했으며 Scientific Services S/D Inc. 의 샘플 견본은 EMPA 112 및 EMPA 116 견본으로 EMPA에서 얻은 코코아 및 혈액/우유/잉크로 더러워진 미리 오염된 견본을 사용했다.
오염되지 않은 견본 및 후속적으로 오염된 견본의 반사율을 측정하였다.
세탁을 위해, 각 오염의 3개의 더러워진 견본을 중간 세척 부하(15갤런)에 대해 각 테스트 제품의 충분한 샘플 양으로 GE 모델 GTW330ASK0WW 세탁기에서 세척했다. 각 시험하중의 물은 마그네슘과 염화칼슘을 1Mg:2Ca의 비율로 농축하여 물경도 150ppm이 되도록 조정하였다. 샘플은 32.2°C(90°F)에서 12분의 정상적인 주기 길이 동안 실행되었다. 영구 프레스 설정을 사용하여 견본을 건조 프레스했다. 건조 후, 세탁 전 견본과 동일한 기계 및 절차를 사용하여 각 샘플의 반사율을 측정했다.
오염된 견본 및 세척된 견본의 반사율 값과 각각의 오염되지 않은 견본의 반사율 값을 비교함으로써 오염 제거 백분율을 계산하였다. 결과는 각 복제 세트에 대해 평균을 낸 다음 각 예시 구성에 대해 합산했다. 값이 높을수록 예시 조성물의 세정력이 좋아진다. 95% 신뢰 수준에서 통계적으로 유의한 평균 간의 차이도 결정되었다.
표 1은 실시예 1 내지 9를 형성하는 데 사용된 성분을 중량 백분율로 나타낸 것이다. 모노이소프로판올아민 또는 모노에탄올아민은 예시 조성물의 pH를 약 7 내지 약 8의 pH로 조정하기에 충분한 수준으로 첨가하였다. 모노이소프로판올아민 또는 모노에탄올아민은 또한 실시예 조성물에서 선형 알킬 벤젠 설폰산을 선형 알킬 벤젠 설포네이트로 실질적으로 전환시켰다.
실시예 1 내지 3은 음이온성 계면활성제 대 비이온성 계면활성제의 비율을 변화시키는 효과를 평가하였다. 실시예 4는 낮은 친수성-친유성 균형("HLB") 비이온성 계면활성제와 높은 HLB 비이온성 계면활성제 간의 차이를 평가했다. 실시예 5는 소듐 선형 알킬벤젠 설포네이트 염과 모노이소프로판올아민 선형 알킬벤젠 설포네이트 염의 차이를 평가하였다. 실시예 6은 친수성 양이온 계면활성제의 포함 효과를 평가하였다. 실시예 7은 저HLB 비이온성 계면활성제, 고HLB 비이온성 계면활성제 및 친수성 양이온성 계면활성제의 포함 효과를 평가하였다. 실시예 8은 모노에탄올아민 선형 알킬벤젠 설포네이트 염과 모노이소프로판올아민 선형 알킬벤젠 설포네이트 염의 차이를 비교하였다. 실시예 9는 하이드로트로프, 커플러 및 분산제의 첨가 효과를 평가하였다.
실시예 10 및 11은 상업적인 액체 농축 계면활성제 조성물이었고 그대로 사용되었다. 실시예 10은 91% 활성이었고 트리에탄올아민 도데실 벤젠 설포네이트, 노닐페놀 에톡실레이트, 나트륨 라우레스 설페이트, 및 코카미드 디에탄올아민을 포함하였다. 실시예 11은 100% 활성이었고 음이온성 계면활성제와 아미드 계면활성제의 독점 블렌드를 포함했다.
구성요소 Ex. 1 Ex. 2 Ex. 3 Ex. 4 Ex. 5 Ex. 6 Ex. 7 Ex. 8 Ex. 9
C11 알코올 에톡실레이트(Avg. 7 mols of EO) 47.3 27.3 67.2 37.8 15.8 37.8 28.4 49.8 42.6
모노이소프로판올아민 10.7 14.7 6.6 8.5 -- 8.5 6.4 -- 9.6
선형 알킬 벤젠 설폰산(99% 활성) 42.0 58.0 26.2 33.6 14.0 33.6 25.2 42.0 37.8
C11 알코올 에톡실레이트(Avg. 3 mols of EO) -- -- -- 20.0 -- -- 20.0 -- --
수산화나트륨(50% 활성) -- -- -- -- 3.7 -- -- -- --
PEG-15 코코모늄 클로라이드(95% 활성) -- -- -- -- -- 20.0 20.0 -- --
모노에탄올아민 -- -- -- -- -- -- -- 8.2 --
프로필렌 글리콜 -- -- -- -- -- -- -- -- 10.0
순수 -- -- -- -- 66.5 -- -- -- --
표 2는 실시예 1 내지 실시예 11을 오염 제거 시험으로 평가한 결과를 나타낸다.
견본 Ex. 1 Ex. 2 Ex. 3 Ex. 4 Ex. 5 Ex. 6 Ex. 7 Ex. 8 Ex. 9 Ex. 10 Ex. 11 Sig. Dif.
코코아 (EMPA 112) 6.6 8.3 11.1 14.3 6.2 8.8 9.1 8.9 8.9 17.3 15.4 5.9
혈액/우유/잉크(EMPA 116) 20.7 18.1 22.4 21.8 21.9 24.1 20.7 20.2 21.7 26.1 12.7 3.5
커피 52.1 54.8 55.2 54.8 52.7 56.2 53.5 55.9 60.9 57.0 52.4 9.1
점토 59.5 57.4 60.5 59.2 58.8 64.4 62.9 64.5 68.4 61.6 47.8 7.1
먼지 피지 62.3 60.3 68.3 60.4 64.4 69.9 58.9 60.5 61.3 64.0 40.6 7.3
잔디 65.8 50.3 63.0 55.5 73.0 65.7 70.2 60.0 67.8 77.0 15.1 9.3
크랜포도 주스 66.6 70.6 63.2 65.3 73.3 72.6 64.5 71.1 66.8 72.9 67.2 9.2
스파게티 소스 80.9 81.9 80.7 83.1 85.1 80.0 82.0 87.6 85.6 85.5 77.9 4.8
진흙 93.7 93.6 90.4 91.0 93.9 93.3 92.0 91.5 87.5 90.7 89.1 3.4
메이크업 93.8 84.3 84.6 87.3 92.2 84.7 82.6 89.3 82.0 77.4 81.2 8.3
총 602.0 579.6 599.4 592.7 621.5 619.7 596.4 609.5 610.9 629.5 499.4 --
최고 비율 96% 92% 95% 94% 99% 98% 95% 97% 97% 100% 79% --
표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 6 및 7은 친수성 양이온성 계면활성제를 포함하고 거의 100중량%로 형성되어 계면활성제가 다양한 오염을 제거하는데 매우 잘 수행되었다. 실시예 6과 7은 오염 제거 성능이 우수할 뿐만 아니라 친수성 양이온 계면활성제를 포함하여 독특한 특성을 나타낼 것으로 기대된다.표 3은 액체 농축 계면활성제 조성물의 추가 예를 도시한다. 표 3에서, 실시예 12 내지 14는 연속 혼합으로 표 3에 제시된 순서대로 성분들을 조합하여 형성하였다. 선형 알킬 벤젠 설폰산을 첨가한 후, 모노이소프로판올아민 또는 선형 알킬 벤젠 설폰산을 추가로 첨가하여 pH를 약 7 내지 약 9로 조정하였다. pH 조정 후, 덩어리, 입자 또는 겔 반점이 없는 투명하고 매끄럽고 균질한 배치가 형성될 때까지 계속 혼합하면서 나머지 성분을 표 3에 나열된 순서대로 첨가하였다.
구성요소 Ex. 12 Ex. 13 Ex. 14
C11 알코올 에톡실레이트 (Avg. 7 mols of EO) 41.15 42.10 37.84
모노이소프로판올아민 9.31 9.52 8.56
선형 알킬 벤젠 설폰산(99% 활성) 36.54 37.38 33.6
프로필렌 글리콜 5.00 5.00 --
PEG-15 코코모늄 클로라이드(95% 활성) 5.00 3.00 20.0
나트륨 라우리미노디프로피오네이트(30% 활성) 3.00 3.00 5.00
표 4는 표 2의 실시예 1 내지 11과 유사한 방식으로 실시예 12 내지 14를 시험한 결과를 나타낸다.
견본 Ex. 12 Ex. 13 Ex. 14 Sig. Dif.
코코아 (EMPA 112) 5.2 2.4 7.3 2.1
혈액/우유/잉크(EMPA 116) 16.6 18.9 18.2 1.5
커피 49.1 52.9 52.3 3.5
점토 56.3 60.9 60.2 4.3
먼지 피지 64.8 63.5 63.2 5.0
잔디 20.1 18.9 21.5 6.9
크랜포도 주스 64.9 59.8 59.8 5.7
스파게티 소스 71.2 74.4 73.0 6.7
진흙 86.8 86.7 88.4 3.3
메이크업 82.2 83.9 82.5 4.7
총 517.2 522.3 526.4 --
최고 비율 98% 99% 100% --
표 4의 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 12 내지 14는 각각의 오물 제거 성능이 유사하여 유리한 조성이었다.실시예 13의 물리적 특성을 추가로 평가하고 표 5에 나타내었다. 표 6은 실시예 13의 온도 및 점도 의존성을 추가로 도시한다.
물성 측정
외관(25°C) 투명한 호박색 액체
색상(Klett, 5%, 40mm) 7.0
고체 백분율(%) 95%-100%
냄새 경증
pH 7-8
거품 높이(mm) 172 / 162 / 161
젖음 시간(s) 즉각적
운점(°C) -5.2
유동점(°C) -2.7
빙점(°C) -24.1
밀도(lbs/gal) 8.7
물에 대한 용해도 Soluble
온도(°F) 점도(cP)
40 5280
50 1000
60 650
70 470
80 350
90 280
100 200
표 5 및 6에 도시된 바와 같이, 실시예 13의 물리적 특성은 다수의 홈 케어, 산업 및 기관 세척 용도에 바람직하다.
이해될 수 있는 바와 같이, 다양한 적용을 위해 조성물의 점도를 조정하는 것이 필요할 수 있다. 예를 들어, 세탁 세제는 일반적으로 약 100cP 내지 약 500cP의 점도를 갖는 반면, 수동 식기 세제는 약 400cP 내지 약 800cP의 점도를 가질 수 있다. 도 1은 중량 기준으로 실시예 13에 대한 물의 비율의 함수로서 실시예 13의 점도를 예시하는 그래프를 도시한다.
도 1에 도시된 희석 용액의 점도를 결정하기 위한 실험. 1개를 수정할 수 있다. 다양한 희석에서 점도를 수정하는 방법에 대한 설명이 표 7에 보고되어 있다.
희석량 (% of Example 13) 점도 수정
고희석(<20%) 초기 저점도는 소수성으로 개질된 아크릴레이트 폴리머를 1%에서 5%로 첨가하고 pH를 7에서 9로 조정하여 증가시킬 수 있음.
중간 희석(20% ~ 50%) 소수성으로 개질된 아크릴레이트 폴리머를 첨가하거나 미리스틸 디메틸아민 옥사이드를 1%에서 5%로 첨가하여 초기 저점도를 증가시킬 수 있음.
저희석(60%~80%) 초기 겔화 속도. 젤을 깨고 점도를 낮추기 위해 1% ~ 5% 프로필렌 글리콜을 첨가할 수 있음.
매우 낮은 희석도(85% ~ 95%) 초기 저점도는 미리스틸 디메틸아민 옥사이드를 1~5% 첨가하여 증가시킬 수 있음.
다양한 첨가제에 대한 실시예 13의 상용성은 또한 탈이온수에서 실시예 13의 5% w/w 용액을 제조함으로써 평가되었다. 후속적으로, 산, 알칼리 및 염을 포함하는 다양한 첨가제를 용액이 흐려질 때까지 5% w/w 용액의 100g 분취량에 첨가하였다. 혼합물을 탁하게 만든 첨가제의 양과 최종 용액의 pH는 표 8에 나와 있습니다.
첨가물 혼합물을 탁하게 만든 첨가제의 양 혼합물의 최종 pH
수산화나트륨 50% 용액 4.4 g 13.3
모노이소프로판올아민 100 g (혼합물은 여전히 맑음) 11.9
탄산나트륨 무수 25% 용액 15.3 g 10.4
TKPP 50% 솔루션 6.9 g 9.01
테트라나트륨 EDTA 33.3% 용액 25.9 9.8
메타규산나트륨 무수 20% 용액 25.5 12.9
염산 37% 1.8 g 0.9
인산 87% 15.0 g 0.6
구연산 25% 용액 100 g (혼합물은 여전히 맑음) 1.5
표 8에 도시된 바와 같이, 실시예 13은 다수의 일반적인 세정제, 첨가제 및 개질제와 상용성이다.표 9는 감소된 양의 디옥산(예를 들어, 1,4 디옥산)을 나타내는 액체 농축 계면활성제 조성물의 예를 도시한다. 실시예 15는 연속 혼합으로 표 9에 제시된 순서대로 성분들을 조합하여 형성하였다. 선형 알킬 벤젠 설폰산을 첨가한 후, 조성물을 약 40의 온도로 냉각시키고, 모노이소프로판올아민 또는 선형 알킬 벤젠 설폰산을 추가℃로 첨가하여 pH를 약 7.0 내지 약 8.0의 pH로 조정하였다. pH 조정 후, 덩어리, 입자 또는 겔 반점이 없는 투명하고 매끄럽고 균질한 배치가 형성될 때까지 계속 혼합하면서 나머지 성분을 표 9에 나열된 순서대로 첨가하였다. 유사한 조성물은 또한 프로폭실화된 4차 암모늄을 프로폭실화된 아민으로 대체함으로써 형성될 수 있다.
구성요소 Ex. 15
C11 알코올 에톡실레이트 (Avg. 7 mols of EO) 44.50
모노이소프로판올아민 10.05
선형 알킬 벤젠 설폰산(99% 활성) 39.45
프로필렌 글리콜 4.25
프로폭시화 4급 암모늄 1.75
본 명세서에 개시된 치수 및 값은 인용된 정확한 수치 값으로 엄격하게 제한되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 대신, 달리 명시되지 않는 한 이러한 각 차원은 인용된 값과 해당 값을 둘러싼 기능적으로 동등한 범위를 모두 의미한다.본 명세서 전반에 걸쳐 주어진 모든 최대 수치 제한은 마치 그러한 더 낮은 수치 제한이 여기에 명시적으로 기재된 것처럼, 모든 더 낮은 수치 제한을 포함한다는 것을 이해해야 한다. 본 명세서 전반에 걸쳐 주어진 모든 최소 수치 제한은 마치 그러한 더 높은 수치 제한이 여기에 명시적으로 기재된 것처럼 모든 더 높은 수치 제한을 포함할 것이다. 본 명세서 전반에 걸쳐 주어진 모든 수치 범위는 마치 그러한 더 좁은 수치 범위가 모두 여기에 명시적으로 기재된 것처럼 더 넓은 수치 범위 내에 속하는 모든 더 좁은 수치 범위를 포함할 것이다.
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Claims (56)

  1. 액체 조성물로서,
    하나 이상의 음이온성 설폰화 계면활성제;
    하나 이상의 비이온성 계면활성제; 그리고
    약 하나 이상의 친수성 양이온성 계면활성제; 를 포함하고,
    여기서 상기 조성물의 약 90중량% 이상은 계면활성제를 포함하는
    액체 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 음이온성 설폰화 계면활성제, 상기 하나 이상의 비이온성 계면활성제, 및 상기 하나 이상의 친수성 양이온성 계면활성제가 상기 액체 조성물에서 상기 계면활성제의 약 90 중량% 이상을 구성하는 액체 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액체 조성물의 상기 계면활성제는 본질적으로 상기 하나 이상의 음이온성 설폰화 계면활성제, 상기 하나 이상의 비이온성 계면활성제, 및 하나 이상의 친수성 양이온성 계면활성제로 구성되는 액체 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 음이온성 설폰화 계면활성제가 선형 또는 분지형 알킬 벤젠 설폰산의 염을 포함하는 액체 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 음이온성 설폰화 계면활성제가 선형 알킬 벤젠 설폰산의 염을 포함하는 액체 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 선형 알킬 벤젠 설폰산의 염은 하나 이상의 중화제로 구성되는 액체 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하나 이상의 중화제는 아미노 알코올을 포함하는 액체 조성물.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 아미노 알코올은 모노이소프로판올아민 및 모노에탄올아민 중 하나 이상을 포함하는 액체 조성물.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    잔류량의 하나 이상의 중화제를 추가로 포함하는 액체 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    약 25 중량% 내지 약 75 중량%의 상기 하나 이상의 음이온성 설폰화 계면활성제를 포함하는 액체 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    약 30 중량% 내지 약 45 중량%의 상기 하나 이상의 음이온성 설폰화 계면활성제를 포함하는 액체 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 친수성 양이온성 계면활성제가 4차 알콕실화 지방 아민 또는 이의 유도체를 포함하는 액체 조성물.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 친수성 양이온성 계면활성제가 코카민의 폴리에틸렌 글리콜 유도체로부터 형성된 4차 암모늄을 포함하는 액체 조성물.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 친수성 양이온성 계면활성제가 코코알킬메틸 PEG-15 염화암모늄을 포함하는 액체 조성물.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 친수성 양이온성 계면활성제가 에톡실화되는 액체 조성물.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 친수성 양이온성 계면활성제가 프로폭실화된 양이온성 계면활성제를 포함하는 액체 조성물.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 프로폭실화된 양이온성 계면활성제가 프로폭실화된 4차 암모늄 또는 프로폭실화된 4차 아민을 포함하는 액체 조성물.
  18. 제1항에 있어서,
    약 0.5 중량% 이상의 상기 하나 이상의 친수성 양이온성 계면활성제를 포함하는 액체 조성물.
  19. 제1항에 있어서,
    약 1 중량% 내지 약 5 중량%의 상기 하나 이상의 친수성 양이온성 계면활성제를 포함하는 액체 조성물.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 비이온성 계면활성제가 C8-C22알킬 알코올 알콕실레이트를 포함하는 액체 조성물.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 비이온성 계면활성제가 C8-C22알킬 알코올 에톡실레이트를 포함하는 액체 조성물.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 비이온성 계면활성제가 C8-C16 선형 알킬 알코올 에톡실레이트를 포함하고, 상기 C8-C16 선형 알킬 알코올 에톡실레이트가 평균 약 3 mol 내지 약 10 mol의 에틸렌 옥사이드를 갖는 것인 액체 조성물.
  23. 제1항에 있어서,
    약 25 중량% 내지 약 50 중량%의 상기 하나 이상의 비이온성 계면활성제를 포함하는 액체 조성물.
  24. 제1항에 있어서,
    선형 알킬 벤젠 설포네이트;
    코코알킬메틸 PEG-15 염화암모늄; 및
    C8-C16 선형 알킬 알코올 에톡실레이트를 포함하는 액체 조성물.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 선형 알킬 벤젠 설포네이트, 상기 코코알킬메틸 PEG-15 염화 암모늄, 및 상기 C8-C16 선형 알킬 알코올 에톡실레이트가 상기 액체 조성물 중 계면활성제의 약 90 중량%를 구성하는 액체 조성물.
  26. 제1항에 있어서,
    약 30 중량% 내지 약 45 중량%의 상기 하나 이상의 음이온성 설폰화된 계면활성제;
    약 1중량% 내지 약 5중량%의 상기 하나 이상의 친수성 양이온성 계면활성제; 및
    약 35중량% 내지 약 50중량%의 하나 이상의 비이온성 계면활성제를 포함하는 액체 조성물.
  27. 제1항에 있어서,
    약 35 중량% 내지 약 45 중량%의 선형 알킬 벤젠 설포네이트;
    약 1 중량% 내지 약 3 중량%, 프로폭실화 4차 암모늄 또는 프로폭실화 4차 아민; 및
    약 40중량% 내지 약 50중량%의 C8-C16 선형 알킬 알코올 에톡실레이트를 포함하는 액체 조성물.
  28. 제1항에 있어서,
    하나 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 액체 조성물.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 하나 이상의 첨가제가 프로필렌 글리콜 및 양쪽성 계면활성제 중 하나 이상을 포함하는 액체 조성물.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 양쪽성 계면활성제가 나트륨 라우리미노디프로피오네이트를 포함하는 액체 조성물.
  31. 제28항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
    약 10 중량% 이하의 상기 하나 이상의 첨가제를 포함하는 액체 조성물.
  32. 제29항에 있어서,
    약 3 중량% 내지 약 5 중량%의 양쪽성 계면활성제를 포함하는 액체 조성물.
  33. 제29항에 있어서,
    약 5 중량% 내지 약 35 중량%의 프로필렌 글리콜을 포함하는 액체 조성물.
  34. 제1항에 있어서,
    동점도가 약 10,000 cP 이하인 액체 조성물.
  35. 제1항에 있어서,
    약 100 cP 내지 약 2,000 cP의 동점도를 갖는 액체 조성물.
  36. 제1항에 있어서,
    상기 액체 조성물의 10 중량% 농도로 탈이온수에 분산될 때 pH가 약 5 내지 약 8인 액체 조성물.
  37. 제1항에 있어서,
    상기 액체 조성물의 10중량% 농도로 탈이온수에 분산될 때 pH가 약 7 내지 약 8인 액체 조성물.
  38. 제1항에 있어서,
    약 95 중량%의 계면활성제를 포함하는 액체 조성물.
  39. 제1항에 있어서,
    약 99 중량%의 계면활성제를 포함하는 액체 조성물.
  40. 제1항에 있어서,
    약 100중량%의 계면활성제를 포함하는 액체 조성물.
  41. 제1항에 있어서,
    본질적으로 계면활성제로 이루어진 액체 조성물.
  42. 제1항에 있어서,
    방부제가 실질적으로 없는 액체 조성물.
  43. 제1항에 있어서,
    세정 조성물인 액체 조성물.
  44. 제1항에 있어서,
    세탁 조성물인 액체 조성물.
  45. 제1항에 있어서,
    액체 농축 계면활성제 조성물인 액체 조성물.
  46. 기재 또는 물품을 세정하기 위한 제1항에 따른 액체 조성물의 용도.
  47. 약 1 중량% 내지 약 60 중량%의 제1항의 액체 조성물을 포함하는 세정 제품.
  48. 액체 조성물로서,
    음이온성 설폰화 계면활성제;
    비이온성 계면활성제;
    친수성 양이온성 계면활성제; 및
    임의로 하나 이상의 프로필렌 글리콜 및 양쪽성 계면활성제; 를 본질적으로 포함하고,
    상기 액체 조성물의 약 90중량% 이상이 계면활성제를 본질적으로 포함하는 액체 조성물.
  49. 액체 조성물을 형성하는 방법으로서,
    하나 이상의 음이온성 설폰화 계면활성제;
    하나 이상의 비이온성 계면활성제; 및
    하나 이상의 친수성 양이온성 계면활성제; 를
    실질적으로 투명하고 균질해질 때까지 함께 혼합하는 단계: 를 포함하고,
    상기 액체 조성물은 약 90중량% 이상의 계면활성제를 포함하는 방법.
  50. 제49항에 있어서,
    상기 하나 이상의 음이온성 설폰화된 계면활성제가 음이온성 설폰산을 중화제와 반응시킴으로써 형성되는 것인 방법.
  51. 제50항에 있어서,
    상기 음이온성 설폰산과 중화제를 반응시키는 단계가 상기 액체 조성물의 혼합과 실질적으로 동시에 일어나는 방법.
  52. 제50항에 있어서,
    상기 음이온성 설폰산과 중화제를 반응시키는 단계가 상기 액체 조성물의 혼합과 별도로 일어나는 것인 방법.
  53. 제50항에 있어서,
    상기 중화제는 10% 액체 조성물의 농도로 탈이온수에 분산될 때 상기 액체 조성물의 pH를 약 5 내지 약 10의 pH로 조정하는 것인 방법.
  54. 제50항에 있어서,
    상기 중화제는 10% 액체 조성물의 농도로 탈이온수에 분산될 때 상기 액체 조성물의 pH를 약 7 내지 약 8의 pH로 조정하는 것인 방법.
  55. 제49항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중화제가 아미노 알코올을 포함하는 것인 방법.
  56. 제49항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중화제가 모노이소프로판올아민 및 모노에탄올아민 중 하나 이상을 포함하는 것인 방법.
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