KR20230070255A - 수용성 섬유질 구조체를 포함하는 수용성 단위 용량 물품의 제조 방법 - Google Patents

수용성 섬유질 구조체를 포함하는 수용성 단위 용량 물품의 제조 방법 Download PDF

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마이클 데이비드 샌더스
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더 프록터 앤드 갬블 캄파니
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Abstract

섬유질 수용성 단위 용량(30)을 제조하는 방법에 관한 것으로, 본 방법 a. 섬유질 웨브 재료(16)를 전달하는 단계로서, 섬유질 웨브 재료는 섬유질 웨브 재료의 연속 스트립(24)의 형태로 전달되는, 상기 단계; 및 b. 섬유질 웨브 재료를 횡방향으로 절단하여, 횡방향의 동일하게 형상화된 섬유질 수용성 단위 용량(30)의 반복되는 포개진 패턴을 형성하는 단계를 포함하며; 섬유질 수용성 단위 용량은 포개져서 횡방향의 동일하게 형상화된 섬유질 수용성 단위 용량의 반복되는 패턴을 형성한다.

Description

수용성 섬유질 구조체를 포함하는 수용성 단위 용량 물품의 제조 방법
수용성 섬유질 구조체 및 하나 이상의 입자를 포함하는 수용성 단위 용량 물품(water-soluble unit dose article)의 형태로 활성제를 천(fabric) 상으로 전달하는 가정 케어 조성물의 제조 방법이 제공된다. 이 방법은 섬유질 구조체를 전달하는 단계 및 테셀레이션된(tessellated) 형상을 사용하여 섬유질 구조체를 절단하여 대체로 동일하게 형상화된 섬유질 구조체의 반복되는 포개진 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
수용성 단위 용량 물품은 천 또는 경질 표면 처리 조성물을 투입하는 편리하고 효율적이고 깨끗한 방식을 제공하기 때문에 소비자에 의해 요구된다. 수용성 단위 용량 물품은 측정된 투입량의 처리 조성물을 제공함으로써, 과다 또는 과소 투입을 피한다. 섬유질 수용성 단위 용량 물품이 소비자에게 관심이 증가하고 있다. 그러한 물품과 관련된 기술은 소비자가 달성하고자 하는 일을 할 수 있게 하는 물품과 함께 원하는 활성제를 제공하는 관점에서 계속 발전하고 있다.
섬유질 수용성 단위 용량을 제조하는 공정은 더 큰 웨브로부터의 용량의 절단을 필요로 한다. 이 공정은 상당한 양의 스크랩(scrap)을 생성할 수 있다. 따라서, 고속 제조 공정에 더 용이하게 적응될 수 있는 형상을 포개는 방식을 찾는 것이 바람직하다. 놀랍게도, 스크랩을 최소화하면서 섬유질 웨브 내에 포갤 수 있는 반복 비대칭 제품을 이용함으로써 반복 패턴을 갖는 테셀레이션된 형상을 생성할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 또한, 테셀레이션된 형상 패턴은, 수용성 단위 용량 물품의 생산을 방해하거나 완제품에 포함될 원치 않는 바람직하지 않은 단편을 경감시킨다.
본 발명의 목적 및 이점은 하기 설명에서 부분적으로 기술될 것이거나, 설명으로부터 명백할 수 있거나, 본 발명의 실시를 통해 학습될 수 있다.
본 발명은 섬유질 수용성 단위 용량을 제조하는 개선된 방법을 제공하며, 이 방법은 섬유질 웨브 재료를 전달하는 단계로서, 섬유질 웨브 재료는 섬유질 웨브 재료의 연속 스트립의 형태로 전달되는, 상기 단계, 및 흡수성 웨브 재료를 횡방향으로 절단하여, 횡방향의 대체로 동일하게 형상화된 섬유질 수용성 단위 용량의 반복되는 포개진 패턴을 형성하는 단계를 포함한다. 섬유질 수용성 단위 용량은 포개져서 횡방향의 대체로 동일하게 형상화된 섬유질 수용성 단위 용량의 반복되는 패턴을 형성한다.
본 발명은 섬유질 수용성 단위 용량을 제조하는 방법을 추가로 제공하며, 이 방법은 섬유질 웨브 재료를 전달하는 단계로서, 섬유질 웨브 재료는 섬유질 웨브 재료의 연속 스트립의 형태로 전달되는, 상기 단계, 및 흡수성 웨브 재료를 횡방향으로 절단하여, 횡방향의 대체로 동일하게 형상화된 섬유질 수용성 단위 용량의 반복되는 포개진 패턴을 형성하는 단계를 포함한다. 섬유질 수용성 단위 용량은 포개져서 횡방향의 대체로 동일하게 형상화된 섬유질 수용성 단위 용량의 반복되는 패턴을 형성한다. 섬유질 수용성 단위 용량은 이들이 절단되는 섬유질 웨브의 스트립을 따라 길이방향으로 비대칭이다.
본 방법을 그의 특정 실시 형태를 참조하여 하기에 더 상세히 설명할 것이다.
도 1은 재료의 겹을 제조하는 공정이다.
도 2는 섬유질 단일 단위 용량의 테셀레이션된 패턴을 나타내는 섬유질 재료의 스트립이다.
도 3 내지 도 7은 섬유질 단일 단위 용량의 교번하는 테셀레이션된 패턴을 나타내는 섬유질 재료의 스트립이다.
도 8은 섬유질 단일 단위 용량이 테셀레이션되지 않은 섬유질 재료의 스트립을 나타낸다.
도 9는 새로운 디자인을 구현하는, 뚜껑이 있는 용기의 사시도를 도시한다.
도 10은 새로운 디자인을 구현하는, 뚜껑이 있는 용기의 정면도를 도시한다.
도 11은 새로운 디자인을 구현하는, 뚜껑이 있는 용기의 측면도를 도시한다.
도 12는 새로운 디자인을 구현하는, 뚜껑이 있는 용기의 측면도를 도시한다.
도 13은 새로운 디자인을 구현하는, 뚜껑이 있는 용기의 후면도를 도시한다.
도 14는 새로운 디자인을 구현하는, 뚜껑이 있는 용기의 상면도를 도시한다.
도 15는 새로운 디자인을 구현하는, 뚜껑이 있는 용기의 저면도를 도시한다.
도 16은 뚜껑이 개방된 도 9 내지 도 15의 용기를 나타낸다.
도 17은 도 2에 도시된 섬유질 수용성 단위 용량이 채워진 도 16의 용기를 도시한다.
정의
본 발명의 특징 및 효과가 하기 설명으로부터 명백해질 것이며, 이는 본 발명의 광범위한 표현을 제공하도록 의도된 예를 포함한다. 다양한 수정이 본 명세서로부터 그리고 본 발명의 실시로부터 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명의 범주는 개시된 특정 형태에 제한되는 것으로 의도되지 않으며, 본 발명은 청구범위에 의해 정의되는 바와 같은 본 발명의 사상 및 범주 내에 속하는 모든 수정, 등가물 및 대안을 포함한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단수형 관사("the", "a" 및 "an"을 포함함)는, 명세서 또는 청구범위에 사용될 때, 청구되거나 기재되는 하나 이상의 것을 의미하는 것으로 이해된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "포함하다", "포함한다" 및 "포함하는"이라는 용어는 비제한적인 의미이다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "실질적으로 없는" 또는 "실질적으로 결여된"은 성분의 완전한 부재 또는 단지 다른 성분의 불순물 또는 의도치 않은 부산물로서의 그의 최소한의 양을 지칭한다. 성분이 "실질적으로 없는" 및/또는 "실질적으로 결여된" 조성물은 조성물이 조성물의 중량을 기준으로 약 0.5% 미만, 0.25% 미만, 0.1% 미만, 0.05% 미만, 또는 0.01% 미만, 또는 심지어 0%의 성분을 포함함을 의미한다.
용어 "포함한다"는, 용어 "포함한다"가 "~로 이루어진다" 또는 "~로 본질적으로 이루어진다"를 의미하는 실시 형태를 또한 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "피지"는 피지선의 유성 분비물, 및 피지선의 유성 분비물을 복제하도록 의도된 임의의 인공 조성물을 지칭한다. 대표적인 피지에는 유럽 특허 제1482907호에 기재된 바와 같은 인공 피지, 유럽 특허 제0142830B1호에 기재된 인공 피지, D4265-14에 따른 인공 피지, 및 CFT PCS-132로 판매되는 인공 피지가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. CFT PCS-132는 18%의 유리 지방산, 32%의 우지(스테아르산/올레산 트라이글리세라이드), 4%의 지방산 트라이글리세라이드, 12%의 탄화수소 혼합물, 18%의 라놀린(왁시 에스테르, C13-C24), 12%의 쿠티나(Cutina)(왁스 및 왁스 에스테르), 및 4%의 콜레스테롤의 추정 조성을 갖는다.
모든 인용된 특허 및 다른 문헌은 관련 부분에서 본 명세서에 완전히 재언급된 것처럼 참고로 포함된다. 임의의 특허 또는 다른 문헌의 인용은 인용된 특허 또는 다른 문헌이 본 발명에 대한 종래 기술임을 인정하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 모든 농도 및 비는 달리 명시되지 않는 한 본 조성물의 중량 기준이다.
본 명세서 전반에 걸쳐 주어진 모든 최대 수치 제한은 모든 더 낮은 수치 제한이 본 명세서에 명시적으로 기재된 것처럼 그러한 더 낮은 수치 제한을 포함한다는 것이 이해되어야 한다. 본 명세서 전반에 걸쳐 주어진 모든 최소 수치 제한은 모든 더 높은 수치 제한이 마치 본 명세서에 명시적으로 기재된 것처럼 그러한 더 높은 수치 제한을 포함할 것이다. 본 명세서 전반에 걸쳐 주어진 모든 수치 범위는 그러한 더 넓은 수치 범위 내에 있는 모든 더 좁은 수치 범위가 마치 본 명세서에 모두 명시적으로 기재된 것처럼 그러한 더 좁은 수치 범위를 포함할 것이다.
본 발명은 길이방향으로 비대칭인 형상을 갖는 섬유질 수용성 단위 용량을 제조하는 개선된 방법을 제공한다. 섬유질 수용성 단위 용량은 이들이 절단되어 나오는 섬유질 웨브를 따라 길이방향으로 비대칭이다. 본 방법은 웨브 재료의 낭비가 사실상 없는 방식으로 섬유질 웨브 재료의 연속 스트립으로부터 이러한 섬유질 수용성 단위 용량을 제조하는 기술을 제공한다.
본 방법의 일 실시 형태에 따르면, 섬유질 웨브 재료는 예를 들어 공급 롤로부터 기계 방향 유동으로 연속 스트립 또는 일련의 인접한 스트립의 형태로 전달된다. 다시 말해, 재료의 스트립의 평행한 측면이 기계 방향으로 놓인다. 흡수성 웨브 재료는 횡방향으로 절단되어 횡방향의 대체로 동일하게 형상화된 섬유질 수용성 단위 용량의 반복되는 포개진 패턴을 형성한다. 섬유질 수용성 단위 용량은 섬유질 웨브의 단면을 따라 반복되는 패턴을 형성한다는 점에서 포개진다. 섬유질 수용성 단위 용량은 재료의 스트립의 길이방향 또는 각각의 섬유질 수용성 단위 용량의 길이방향 중심선을 따라 비대칭이다.
인접한 섬유질 수용성 단위 용량들은 섬유질 수용성 단위 용량들 사이에 흡수성 재료의 낭비가 없도록 공통 한정 절단선을 공유한다. 각각의 패드는 사타구니(crotch) 부분 및 후방 부분에 대해 길이방향으로 비대칭이다. 예를 들어, 하나의 특정 실시 형태에서, 패드의 후방 부분은 패드의 가장 넓은 폭을 한정하는 귀부(ear)를 포함하며, 이때 더 작은 폭의 사타구니 섹션이 귀부 및 후방 부분으로부터 길이방향으로 연장된다.
섬유질 수용성 단위 용량은 섬유질 웨브 재료의 스트립에 걸쳐 한정되어, 각각의 섬유질 수용성 단위 용량은 웨브 재료의 횡방향 폭보다 작은 길이방향 길이를 갖는다. 그러나, 이 실시 형태에서, 섬유질 수용성 단위 용량의 포개진 쌍은 섬유질 웨브 재료의 횡방향 폭과 동일한 조합된 포개진 길이방향 길이를 갖는다.
섬유질 수용성 단위 용량은 상부 너브(nub) 및 하부 너브를 포함한다. 상부 너브 및 하부 너브는 섬유질 수용성 단위 용량과 섬유질 수용성 단위 용량을 수용하는 용기 사이의 상호작용을 변화시키는 것을 포함하는 하나 이상의 가능한 다수의 목적을 제공한다. 상부 너브, 더 낮은 너브, 또는 둘 모두는 천을 전처리하는 데 사용될 수 있다.
본 방법을 그의 특정 실시 형태를 참조하여 하기에 더 상세히 설명할 것이다.
섬유질 수용성 단위 용량 물품
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 어구 "수용성 단위 용량 물품", "수용성 섬유질 구조체", 및 "수용성 섬유질 요소"는 단위 용량 물품, 섬유질 구조체, 및 섬유질 요소가 물에 혼화성임을 의미한다. 다시 말하면, 단위 용량 물품, 섬유질 구조체, 또는 섬유질 요소는 주위 조건에서 물과 함께 균질한 용액을 형성할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "주위 조건"은 23℃ ± 1.0℃ 및 50% ± 2%의 상대 습도를 의미한다. 수용성 단위 용량 물품은, 수성 세탁 조건에서 약 20 마이크로미터 미만, 또는 약 50 마이크로미터 미만인 현탁 평균 입자 크기로 분산 가능한 불용성 재료를 함유할 수 있다.
섬유질 수용성 단위 용량 물품은, 전체적으로 참고로 포함되는, 2018년 1월 26일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/880,594호; 2018년 1월 26일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/880,599호; 및 2018년 1월 26일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/880,604호에서 나타나 있는 개시 내용의 임의의 것을 포함할 수 있다.
이러한 섬유질 수용성 단위 용량 물품은 (오늘날의 액체 제품과 유사한 성능을 갖는) 목표 소비자 기재(substrate)에 대한 의도된 효과를 위해 충분한 활성제 전달을 제공하면서, 다양한 세탁 조건, 예를 들어 저온, 저수위 및/또는 짧은 세탁 사이클 또는 소비자가, 특히 수분 흡수 용량이 높은 품목을, 기계에 과적하는 사이클 하에서 용해될 수 있다. 더욱이, 본 명세서에 기재된 수용성 단위 용량 물품은 활성제를 포함하는 섬유를 방사함으로써 경제적인 방식으로 제조될 수 있다. 본 명세서에 기재된 수용성 단위 용량 물품은 개선된 세정 성능을 또한 갖는다.
섬유질 수용성 단위 용량 물품의 표면은 인쇄된 영역을 포함할 수 있다. 인쇄된 영역은 물품의 표면의 약 10% 내지 약 100%를 덮을 수 있다. 인쇄 영역은 잉크, 안료, 염료, 블루잉제(bluing agent) 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 인쇄 영역은 불투명, 반투명 또는 투명할 수 있다. 인쇄 영역은 단일 색 또는 다수의 색을 포함할 수 있다. 인쇄된 영역은 물품의 하나 초과의 면 상에 있을 수 있고, 지침 텍스트 및/또는 그래픽을 포함할 수 있다. 수용성 단위 용량 물품의 표면은 혐오제(aversive agent), 예를 들어 고미제(bittering agent)를 포함할 수 있다. 적합한 고미제에는 나린진, 수크로스 옥타세테이트, 퀴닌 하이드로클로라이드, 데나토늄 벤조에이트, 또는 이들의 혼합물이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 임의의 적합한 수준의 혐오제가 사용될 수 있다. 적합한 수준은 1 내지 5000 ppm, 또는 심지어 100 내지 2500 ppm, 또는 심지어 250 내지 2000 ppm을 포함하지만 이로 한정되지 않는다.
본 명세서에 개시된 수용성 단위 용량 물품은 수용성 섬유질 구조체 및 하나 이상의 입자를 포함한다. 수용성 섬유질 구조체는 복수의 섬유질 요소, 예를 들어 복수의 필라멘트를 포함할 수 있다. 하나 이상의 입자, 예를 들어 하나 이상의 활성제-함유 입자가 구조체 전반에 걸쳐 분포될 수 있다. 수용성 단위 용량 물품은, 서로 얽히거나 달리 연합되어 섬유질 구조체를 형성하는 복수의 둘 이상 및/또는 셋 이상의 섬유질 요소, 및 섬유질 구조체 전반에 걸쳐 분포될 수 있는 하나 이상의 입자를 포함할 수 있다.
섬유질 수용성 단위 용량 물품은 본 명세서에 기재된 두께 시험 방법에 의해 측정할 때 0.01 mm 초과 및/또는 0.05 mm 초과 및/또는 0.1 mm 초과 내지 약 100 mm 및/또는 약 50 mm, 및/또는 약 20 mm 및/또는 약 10 mm 및/또는 약 5 mm 및/또는 약 2 mm 및/또는 약 0.5 mm 및/또는 약 0.3 mm의 두께를 나타낼 수 있다.
섬유질 수용성 단위 용량 물품은 본 명세서에 기재된 평량 시험 방법에 따라 측정할 때 평량이 약 500 그램/m2 내지 약 5,000 그램/m2, 또는 약 1,000 그램/m2 내지 약 4,000 그램/m2, 또는 약 1,500 그램/m2 내지 약 3,500 그램/m2, 또는 약 2,000 그램/m2 내지 약 3,000 그램/m2일 수 있다.
섬유질 수용성 단위 용량 물품은 수용성 섬유질 구조체 및 구조체 전반에 걸쳐 분포된 복수의 입자를 포함할 수 있으며, 수용성 섬유질 구조체는 조성적 관점에서 동일하거나 실질적으로 동일한 복수의 섬유질 요소를 포함한다. 수용성 섬유질 구조체는 둘 이상의 상이한 섬유질 요소를 포함할 수 있다. 섬유질 요소의 차이의 비제한적인 예는 직경, 길이, 텍스처, 형상, 강성, 탄성 등과 같은 물리적 차이; 가교결합 수준, 용해도, 융점, Tg, 활성제, 필라멘트-형성 재료, 색, 활성제 수준, 평량, 필라멘트-형성 재료의 수준, 섬유질 요소 상의 임의의 코팅의 존재, 생분해가능한지 여부, 소수성인지 여부, 접촉각 등과 같은 화학적 차이; 섬유질 요소가 의도된 사용 조건에 노출될 때 섬유질 요소가 그의 물리적 구조를 상실하는지 여부의 차이; 섬유질 요소가 의도된 사용 조건에 노출될 때 섬유질 요소의 모폴로지가 변화하는지 여부의 차이; 및 섬유질 요소가 의도된 사용 조건에 노출될 때 섬유질 요소가 그의 활성제 중 하나 이상을 방출하는 속도의 차이일 수 있다. 섬유질 구조체 내의 둘 이상의 섬유질 요소는 상이한 활성제를 포함할 수 있다. 이는 상이한 활성제가 서로 불상용성일 수 있는 경우, 예를 들어 음이온성 계면활성제와 양이온성 중합체인 경우일 수 있다. 상이한 섬유질 요소를 사용할 때, 생성되는 구조체는 상이한 습윤, 침윤, 및 용해도 특성을 나타낼 수 있다.
섬유질 수용성 단위 용량 물품은 상이한 영역, 예를 들어 평량, 밀도, 캘리퍼, 및/또는 습윤 특성에 있어서 상이한 영역을 나타낼 수 있다. 섬유질 수용성 단위 용량 물품은 에지 밀봉 시점에서 압축될 수 있다. 섬유질 수용성 단위 용량 물품은 그의 표면들 중 하나 이상에 텍스처를 포함할 수 있다. 섬유질 수용성 단위 용량 물품의 표면은 패턴, 예를 들어 비-랜덤 반복 패턴을 포함할 수 있다. 섬유질 수용성 단위 용량 물품은 개구를 포함할 수 있다. 섬유질 수용성 단위 용량 물품은 구조체 내의 섬유질 요소의 다른 영역과는 상이한 섬유질 요소의 별개의 영역을 갖는 섬유질 구조체를 포함할 수 있다. 섬유질 수용성 단위 용량 물품은 그대로 사용될 수 있거나, 또는 하나 이상의 활성제로 코팅될 수 있다.
섬유질 수용성 단위 용량 물품은 하나 이상의 겹을 포함할 수 있다. 섬유질 수용성 단위 용량 물품은 2개 이상 및/또는 3개 이상 및/또는 4개 이상 및/또는 5개 이상의 겹을 포함할 수 있다. 섬유질 겹은 섬유질 구조체일 수 있다. 각각의 겹은 하나 이상의 층, 예를 들어 하나 이상의 섬유질 요소 층, 하나 이상의 입자 층, 및/또는 하나 이상의 섬유질 요소/입자 혼합물 층을 포함할 수 있다. 층(들)은 밀봉될 수 있다. 특히, 입자 층 및 섬유질 요소/입자 혼합물 층은, 입자가 누출되지 않도록 밀봉될 수 있다. 수용성 단위 용량 물품은 다수의 겹을 포함할 수 있으며, 각각의 겹은 2개의 층을 포함하는데, 하나의 층은 섬유질 요소 층이고 하나의 층은 섬유질 요소/입자 혼합물 층이며, 다수의 겹은 함께 (예를 들어, 에지에서) 밀봉된다. 밀봉은 입자의 누출을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 단위 용량 물품이 그의 원래의 구조를 유지하는 데 도움을 줄 수 있다. 그러나, 수용성 단위 용량 물품을 물에 첨가할 때, 단위 용량 물품은 용해되어 세탁액 내로 입자를 방출한다.
섬유질 요소 및/또는 입자는 수용성 단위 용량 물품 내에, 단일 겹 내에 또는 다수의 겹 내에 배열되어, 상이한 활성제를 포함하는 둘 이상의 영역을 갖는 물품을 제공할 수 있다. 예를 들어, 물품의 하나의 영역은 표백제 및/또는 계면활성제를 포함할 수 있고, 물품의 다른 영역은 유연제를 포함할 수 있다.
본 명세서에 기재된 수용성 단위 용량 물품은 수용성 섬유질 구조체 및 하나 이상의 리올로지-조절된 입자를 포함할 수 있으며, 리올로지-조절된 입자는 (a) 약 10 중량% 내지 약 80 중량%의 알킬알콕실화 설페이트; 및 (b) 약 0.5 중량% 내지 약 20 중량%의 리올로지 조절제를 포함한다. 본 명세서에 기재된 입자는 (상기에 기재된 바와 같은 계면활성제에 더하여) 하나 이상의 추가적인 활성제를 포함할 수 있다.
리올로지-조절된 입자는
(a) 약 10 중량% 내지 약 80 중량%의 알킬알콕실화 설페이트;
(b) 알콕실화 아민, 바람직하게는 알콕실화 폴리아민, 더욱 바람직하게는 4차화 또는 비-4차화 알콕실화 폴리에틸렌이민(상기 알콕실화 폴리알킬렌이민은 폴리알킬렌이민 코어를 가지며 하나 이상의 알콕시 측쇄가 폴리알킬렌이민 코어 내의 적어도 하나의 질소 원자에 결합되어 있음), 에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드-에틸렌 옥사이드(EOx1POyEOx2) 삼중블록 공중합체(여기서, x1 및 x2의 각각은 약 2 내지 약 140의 범위이고, y는 약 15 내지 약 70의 범위임), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 약 0.5 중량% 내지 약 20 중량%의 리올로지 조절제를 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "리올로지 조절제"는 농축된 계면활성제, 바람직하게는 준결정상(mesomorphic phase) 구조를 갖는 농축된 계면활성제와, 상기 농축된 계면활성제의 점도 및 탄성을 실질적으로 감소시키는 방식으로, 상호작용하는 재료를 의미한다. 적합한 리올로지 조절제에는 소르비톨 에톡실레이트, 글리세롤 에톡실레이트, 소르비탄 에스테르, 탤로우 알킬 에톡실화 알코올, 에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드-에틸렌 옥사이드(EOx1POyEOx2) 삼중블록 공중합체(여기서, x1 및 x2의 각각은 약 2 내지 약 140의 범위이고, y는 약 15 내지 약 70의 범위임), 알콕실화 아민, 알콕실화 폴리아민, 폴리에틸렌이민(PEI), PEI의 알콕실화 변이체, 및 바람직하게는 에톡실화 PEI, 및 이들의 혼합물이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 리올로지 조절제는 상기에 기재된 중합체들 중 하나, 예를 들어, 에톡실화 PEI를, 중량 평균 분자량이 약 2,000 달톤 내지 약 8,000 달톤인 폴리에틸렌 글리콜(PEG)과 조합하여 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "작용성 리올로지 조절제"는 추가적인 세제 작용성을 갖는 리올로지 조절제를 의미한다. 일부 경우에, 본 명세서에서 하기에 기재된 분산제 중합체는 또한 작용성 리올로지 조절제로서 기능할 수 있다. 작용성 리올로지 조절제는 조성물의 중량을 기준으로 약 0.5% 내지 약 20%, 바람직하게는 약 1% 내지 약 15%, 더욱 바람직하게는 약 2% 내지 약 10%의 수준으로 본 발명의 세제 입자에 존재할 수 있다.
이론에 의해 제한됨이 없이, 작용성 리올로지 조절제는 중간상 계면활성제, 특히 알코올계 음이온성 설페이트 계면활성제의 분자 구조와 상호작용할 수 있으며, 상기 중간상은 고체상 계면활성제보다 많은 물을 갖고, 세탁 용액에 전형적인 미셀 상(micellar phase)보다 적은 물을 갖는 것으로 여겨진다. 다시 말하면, 중간상 계면활성제는, 수용성 섬유질 구조체 및 입자를 포함하는 섬유질 수용성 단위 용량 물품의 성공적인 사용에서 달성될 수 있는, 고체상으로부터 미셀 상으로의 전이 상태를 나타내며; 이러한 중간 상태의 리올로지가 너무 점성이거나 끈적끈적한 경우, 이는 불충분한 국부적인 희석 및/또는 불충분한 전단의 상황 하에서 천 상에 원치 않는 잔류물을 초래할 수 있다. 상기 중간상의 점도 및 탄성을 실질적으로 감소시킴으로써, 리올로지 조절제는 분산을 보조하여 천 상에 잔류물을 형성할 위험을 완화시킨다. 또한, 형성될 수 있는 임의의 잔류물, 예를 들어 덩어리-젤의 경우, 리올로지 조절제가 그의 지속성을 감소시킬 수 있다. 순수 효과는 세탁을 통해 천 상에서 지속되는 계면활성제 잔류물의 발생을 완화시키는 것이다.
알콕실화 아민: 알콕실화 아민은 농축된 계면활성제 혼합물의 pH 범위에 걸쳐 부분적으로 또는 완전히 양성자화되거나 양성자화되지 않을 수 있다. 대안적으로, 알콕실화 아민은 부분적으로 또는 완전히 4차화될 수 있다. 알콕실화 아민은 비-4차화될 수 있다. 알콕실화 아민은 에톡실레이트(EO) 기를 포함할 수 있다.
알콕실화 아민은 선형, 분지형 또는 이들의 조합일 수 있으며, 바람직하게는 분지형일 수 있다.
알콕실화 아민은 둘 이상의 아민 모이어티(moiety), 예를 들어 N,N,N',N'-테트라(2-하이드록시에틸)에틸렌다이아민(하이드록시알킬아민의 한 유형으로도 기술됨)을 함유할 수 있다. N,N,N',N'-테트라(2-하이드록시에틸)에틸렌다이아민은 킬레이트제로서 또한 기능한다.
알콕실화 아민은 알콕실화 폴리알킬렌이민을 포함할 수 있다(또는 알콕실화 폴리알킬렌이민일 수 있다). 알콕실화 폴리알킬렌이민은 알콕실화 폴리에틸렌이민(PEI)일 수 있다.
전형적으로, 알콕실화 폴리알킬렌이민 중합체는 폴리알킬렌이민 골격을 포함한다. 폴리알킬렌이민은 C2 알킬 기, C3 알킬 기, 또는 이들의 혼합물, 바람직하게는 C2 알킬 기를 포함할 수 있다. 알콕실화 폴리알킬렌이민 중합체는 폴리에틸렌이민("PEI") 골격을 가질 수 있다.
알콕실화 PEI는 에톡실화 전에 측정할 때 중량 평균 분자량이 약 400 내지 약 1000, 또는 약 500 내지 약 750, 또는 약 550 내지 약 650, 또는 약 600인 폴리에틸렌이민 골격을 포함할 수 있다.
본 명세서에 기재된 중합체의 PEI 골격은, 알콕실화 전에, 하기 일반 실험식을 가질 수 있다:
Figure pct00001
상기 식에서, B는 분지화에 의한 이러한 구조의 연속을 나타낸다. 일부 태양에서, n+m은 8, 또는 10, 또는 12, 또는 14, 또는 18, 또는 22 이상이다.
알콕실화 폴리알킬렌이민 중합체는 알콕실화 질소 기를 포함한다. 알콕실화 폴리알킬렌이민 중합체는 독립적으로 알콕실화 질소당 평균 약 50개 이하, 또는 약 40개 이하, 또는 약 35개 이하, 또는 약 30개 이하, 또는 약 25개 이하, 또는 약 20개 이하의 알콕실레이트 기를 포함할 수 있다. 알콕실화 폴리알킬렌이민 중합체는 독립적으로 알콕실화 질소당 평균 약 5개 이상, 또는 약 10개 이상, 또는 약 15개 이상, 또는 약 20개 이상의 알콕실레이트 기를 포함할 수 있다.
알콕실화 폴리알킬렌이민 중합체, 바람직하게는 알콕실화 PEI는 에톡실레이트(EO) 기, 프로폭실레이트(PO) 기, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 알콕실화 폴리알킬렌이민 중합체, 바람직하게는 알콕실화 PEI는 에톡실레이트(EO) 기를 포함할 수 있다. 알콕실화 폴리알킬렌이민 중합체, 바람직하게는 알콕실화 PEI에는 프로폭실레이트(PO) 기가 없을 수 있다.
알콕실화 아민, 바람직하게는 알콕실화 폴리알킬렌이민 중합체, 더욱 바람직하게는 알콕실화 PEI는 알콕실화 질소당 평균 약 1 내지 50개의 에톡실레이트(EO) 기 및 약 0 내지 5개의 프로폭실레이트(PO) 기를 포함할 수 있다. 알콕실화 폴리알킬렌이민 중합체, 바람직하게는 알콕실화 PEI는 알콕실화 질소당 평균 약 1 내지 50개의 에톡실레이트(EO) 기를 포함할 수 있으며, 이 중합체에는 프로폭실레이트 (PO)기가 없다. 알콕실화 폴리알킬렌이민 중합체, 바람직하게는 알콕실화 PEI는 알콕실화 질소당 평균 약 10 내지 30개의 에톡실레이트(EO) 기, 바람직하게는 약 15 내지 25개의 에톡실레이트(EO) 기를 포함할 수 있다.
적합한 폴리아민에는 저분자량이고, 수용성이며, 약간 알콕실화된 에톡실화/프로폭실화 폴리알킬렌아민 중합체가 포함된다. "약간 알콕실화된"은 본 발명의 중합체의 질소당 알콕실화가 평균 약 0.5 내지 약 20개, 또는 0.5 내지 약 10개임을 의미한다. 폴리아민은 "실질적으로 비-하전될" 수 있으며, 이는 pH 10 또는 pH 7에서 폴리알킬렌아민 중합체의 골격에 존재하는 약 40개의 질소마다 약 2개 이하의 양전하가 있음을 의미하는데; 그러나, 중합체의 전하 밀도는 pH에 따라 달라질 수 있는 것으로 인식된다.
적합한 알콕실화 폴리알킬렌이민, 예를 들어 PEI600 EO20은 바스프(BASF, 독일 루트비히스하펜 소재)로부터 입수가능하다.
에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드-에틸렌 옥사이드(EOx1POyEOx2) 삼중블록 공중합체: 에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드-에틸렌 옥사이드(EOx1POyEOx2) 삼중블록 공중합체에서, x1 및 x2의 각각은 약 2 내지 약 140의 범위이고, y는 약 15 내지 약 70의 범위이다. 에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드-에틸렌 옥사이드(EOx1POyEOx2) 삼중블록 공중합체는 바람직하게는 20 내지 70개, 바람직하게는 30 내지 60개, 더욱 바람직하게는 45 내지 55개의 프로필렌 옥사이드 단위의 평균 프로필렌 옥사이드 사슬 길이를 갖는다.
바람직하게는, 에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드-에틸렌 옥사이드(EOx1POyEOx2) 삼중블록 공중합체는 중량 평균 분자량이 약 1000 내지 약 10,000 달톤, 바람직하게는 약 1500 내지 약 8000 달톤이고, 더욱 바람직하게는 약 2000 내지 약 7000 달톤, 더욱 더 바람직하게는 약 2500 내지 약 5000 달톤, 가장 바람직하게는 약 3500 내지 약 3800 달톤이다.
바람직하게는, 각각의 에틸렌 옥사이드 블록 또는 사슬은 독립적으로 2 내지 90개, 바람직하게는 3 내지 50개, 더욱 바람직하게는 4 내지 20개의 에틸렌 옥사이드 단위의 평균 사슬 길이를 갖는다.
바람직하게는, 이 공중합체는 공중합체의 중량을 기준으로 10% 내지 90%, 바람직하게는 15% 내지 50%, 가장 바람직하게는 15% 내지 25%의 합계 에틸렌-옥사이드 블록을 포함한다. 가장 바람직하게는, 총 에틸렌 옥사이드 함량은 2개의 에틸렌 옥사이드 블록에 대해 균등하게 분할된다. 본 명세서에서 '균등하게 분할된다'는 것은 각각의 에틸렌 옥사이드 블록이 에틸렌 옥사이드 단위의 총 개수의 평균 40% 내지 60%, 바람직하게는 45% 내지 55%, 더욱 더 바람직하게는 48% 내지 52%, 가장 바람직하게는 50%를 포함함을 의미하며, 둘 모두의 에틸렌 옥사이드 블록의 퍼센트(%)는 합계 100%가 된다. 일부 에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드-에틸렌 옥사이드(EOx1POyEOx2) 삼중블록 공중합체(여기서, x1 및 x2의 각각은 약 2 내지 약 140의 범위이고, y는 약 15 내지 약 70의 범위임)는 세정을 개선한다.
바람직하게는, 이 공중합체는 중량 평균 분자량이 약 3500 내지 약 3800 달톤이고, 프로필렌 옥사이드 함량이 45 내지 55개의 프로필렌 옥사이드 단위이고, 에틸렌 옥사이드 함량이 에틸렌 옥사이드 블록당 4 내지 20개의 에틸렌 옥사이드 단위이다.
바람직하게는, 에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드-에틸렌 옥사이드(EOx1POyEOx2) 삼중블록 공중합체는 중량 평균 분자량이 1000 내지 10,000 달톤, 바람직하게는 1500 내지 8000 달톤, 더욱 바람직하게는 2000 내지 7500 달톤이다. 바람직하게는, 이 공중합체는 공중합체의 중량을 기준으로 10% 내지 95%, 바람직하게는 12% 내지 90%, 가장 바람직하게는 15% 내지 85%의 합계 에틸렌-옥사이드 블록을 포함한다. 일부 에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드-에틸렌 옥사이드(EOx1POyEOx2) 삼중블록 공중합체(여기서, x1 및 x2의 각각은 약 2 내지 약 140의 범위이고, y는 약 15 내지 약 70의 범위임)는 용해를 개선한다.
적합한 에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드-에틸렌 옥사이드 삼중블록 공중합체는 바스프 컴퍼니(BASF company)로부터 플루로닉(Pluronic) PE 시리즈로, 또는 다우 케미칼 컴퍼니(Dow Chemical Company)로부터 터지톨(Tergitol) L 시리즈로 구매가능하다. 특히 적합한 재료는 플루로닉 PE 9200이다.
알킬알콕실화 설페이트: 알킬알콕실화 설페이트(AAS)는 알킬에톡실화 설페이트(AES), 바람직하게는 평균 에톡실화도(average degree of ethoxylation)가 약 0.5 내지 약 3.0인 에톡실화 C12-C18 알킬 설페이트일 수 있다.
전형적으로, 알킬알콕실화 설페이트 대 리올로지 조절제의 중량비는 4:1 내지 40:1의 범위이다. 알킬알콕실화 설페이트 대 리올로지 조절제의 중량비는 알킬알콕실화 설페이트의 알코올 전구체의 분자량, 알콕실화도, 및 블렌딩된 계면활성제 시스템에서의 LAS/AES의 블렌드 비에 따라 좌우될 수 있다. 예를 들어, 약 1.0의 에톡실화도(예를 들어, NaAE1S), 약 1/3의 NaLAS/NaAE1S 블렌드 비, 및 12 내지 15개의 탄소 사슬 길이 블렌드를 갖는 AE1 알코올 전구체의 경우, 작용성 리올로지 조절제/NaAE1S 질량비는 용해를 개선하기 위해 약 4% 이상, 예를 들어 5% 내지 10%일 수 있다. 14 내지 15개의 탄소 사슬 길이 블렌드를 갖는 더 높은 MW의 알코올 전구체의 경우, 바람직한 작용성 리올로지 조절제/NaAE1S 질량비는 약 9% 이상, 예를 들어 9% 내지 20%일 수 있다. 작용성 리올로지 조절제의 수준은 소정 범위의 가능한 음이온성 계면활성제 재료 및 그들의 블렌드 비에 걸쳐 제품 용해를 유지하도록 조정될 수 있다.
NaAES 계면활성제의 질량에 대한 리올로지 조절제(RM)의 질량은 하기 관계식을 따를 수 있다: RM/NaAES ≥ f(alc) / (a*(LAS/AES)+b), 여기서, f(alc)는 AES 계면활성제를 제조하는 데 사용되는 알코올의 구조 및 분자량의 함수이고, (LAS/AES)는 계면활성제 페이스트에서의 LAS 대 AES의 블렌드 비이고, a는 약 30이고, b는 약 2이다. 주로 C12-C15 선형 알코올 에톡실레이트(C25AE1)의 기준 블렌드에 대해, f(alc)는 약 1.0이고; 주로 C14-C15 선형 알코올 에톡실레이트(C45AE1)의 블렌드에 대해, f(alc)는 약 1.2이다. 상기 지침은 AES 계면활성제로의 에톡실화 알코올 전구체의 임의의 분지화 구조 및 에톡실화도에 따라 추가로 좌우된다. 상기 지침은 가이던스 비(Guidance Ratio)로서 표현될 수 있으며, 여기서 1 이상의 값은 개선된 용해를 나타낼 수 있고, 1 미만의 값은 악화된 용해를 나타낼 수 있다. 가이던스 비는 다음과 같다: (RM/NaAES) / (f(alc)/(30*(LAS/AES) + 2))
입자는 약 15 중량% 내지 약 60 중량%, 또는 20 중량% 내지 40 중량%의 알킬알콕실화 설페이트, 또는 30 중량% 내지 80 중량% 또는 심지어 50 중량% 내지 70 중량%의 알킬알콕실화 설페이트를 포함할 수 있다.
입자는 알킬벤젠 설포네이트, 예를 들어 선형 알킬벤젠 설포네이트(LAS)를 포함할 수 있다. 입자는 1 중량% 내지 50 중량%의 알킬벤젠 설포네이트, 또는 5 중량% 내지 30 중량%의 알킬벤젠 설포네이트를 포함할 수 있다.
입자는 D50이 약 150 마이크로미터 초과 내지 약 1700 마이크로미터 미만이 되도록 하는 입자 크기 분포를 가질 수 있다. 입자는 D50이 약 212 마이크로미터 초과 내지 약 1180 마이크로미터 미만이 되도록 하는 입자 크기 분포를 가질 수 있다. 입자는 D50이 약 300 마이크로미터 초과 내지 약 850 마이크로미터 미만이 되도록 하는 입자 크기 분포를 가질 수 있다. 입자는 D50이 약 350 마이크로미터 초과 내지 약 700 마이크로미터 미만이 되도록 하는 입자 크기 분포를 가질 수 있다. 입자는 D20이 약 150 마이크로미터 초과이고 D80이 약 1400 마이크로미터 미만이 되도록 하는 입자 크기 분포를 가질 수 있다. 입자는 D20이 약 200 마이크로미터 초과이고 D80이 약 1180 마이크로미터 미만이 되도록 하는 입자 크기 분포를 가질 수 있다. 입자는 D20이 약 250 마이크로미터 초과이고 D80이 약 1000 마이크로미터 미만이 되도록 하는 입자 크기 분포를 가질 수 있다. 입자는 D10이 약 150 마이크로미터 초과이고 D90이 약 1400 마이크로미터 미만이 되도록 하는 입자 크기 분포를 가질 수 있다. 입자는 D10이 약 200 마이크로미터 초과이고 D90이 약 1180 마이크로미터 미만이 되도록 하는 입자 크기 분포를 가질 수 있다. 입자는 D10이 약 250 마이크로미터 초과이고 D90이 약 1000 마이크로미터 미만이 되도록 하는 입자 크기 분포를 가질 수 있다.
입자는 비드-유사 세제 또는 그 유도체에 사용될 수 있다. 입자는 D50이 약 1 mm 초과 내지 약 4.75 mm 미만이 되도록 하는 입자 크기 분포를 가질 수 있다. 입자는 D50이 약 1.7 mm 초과 내지 약 3.5 mm 미만이 되도록 하는 입자 크기 분포를 가질 수 있다. 입자는 D20이 약 1 mm 초과이고 D80이 약 4.75 mm 미만이 되도록 하는 입자 크기 분포를 가질 수 있다. 입자는 D20이 약 1.7 mm 초과이고 D80이 약 3.5 mm 미만이 되도록 하는 입자 크기 분포를 가질 수 있다. 입자는 D10이 약 1 mm 초과이고 D90이 약 4.75 mm 미만이 되도록 하는 입자 크기 분포를 가질 수 있다. 입자는 D10이 약 1.7 mm 초과이고 D90이 약 3.5 mm 미만이 되도록 하는 입자 크기 분포를 가질 수 있다.
입자의 크기 분포는 본 출원인의 과립 크기 분포 시험 방법에 따라 측정된다.
입자는 약 10 중량% 내지 약 80 중량%, 바람직하게는 약 20 중량% 내지 약 60 중량%, 바람직하게는 약 30 중량% 내지 약 50 중량%의 세제 빌더(builder)를 포함할 수 있다.
입자는 약 2 중량% 내지 약 40 중량%, 바람직하게는 약 5 중량% 내지 약 30 중량%, 바람직하게는 약 10 중량% 내지 약 20 중량%의 완충제를 포함할 수 있다.
입자는 약 2 중량% 내지 약 20 중량%, 바람직하게는 약 5 중량% 내지 약 10 중량%의 킬레이트제를 포함할 수 있다.
입자는 약 2 중량% 내지 약 20 중량%, 바람직하게는 약 5 중량% 내지 약 10 중량%의 분산제 중합체를 포함할 수 있다.
입자는 0.5 중량% 내지 15 중량%의 용해성 필름 또는 섬유-구조화 중합체를 포함할 수 있다. 용해성 필름 또는 섬유 구조화 중합체의 예에는 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리에틸렌 옥사이드, 변성 전분 또는 셀룰로오스 중합체, 및 이들의 혼합물이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 그러한 중합체는 용해성 섬유 또는 필름 재료, 예를 들어 파우치 재료를 포함하는 단일 용량 제품을 포함하는 제품 재순환 스트림에 존재할 수 있으며, 여기서 상기 재순환 재료를 본 발명의 입자 내에 혼입시키는 것이 유리하다.
입자는 밀도가 500 g/L 미만일 수 있다. 입자는 밀도가 450 g/L 미만, 예를 들어 50 g/L 내지 450 g/L, 100 g/L 내지 400 g/L, 150 g/L 내지 350 g/L, 200 g/L 내지 400 g/L, 250 g/L 내지 400 g/L, 또는 300 g/L 내지 400 g/L일 수 있다.
입자는 D10이 약 300 마이크로미터 초과이고 D90이 약 1100 마이크로미터 미만이 되도록 하는 입자 크기 분포를 가지면서 250 g/L 내지 400 g/L의 밀도를 가질 수 있다. 입자는 D10이 300 내지 500 마이크로미터가 되도록 하는 입자 크기 분포를 가질 수 있다.
본 출원인은 바람직한 크기 분포 내에 속하는 저밀도 입자를 사용함으로써, 계면활성제의 용해 속도 및 이용가능성을 크게 증가시키면서 유사한 수준의 계면활성제를 더 높은 밀도의 입자로서 전달할 수 있음을 알아내었다.
추가적으로, 저밀도 고활성 입자의 사용은 증가된 양의 입자의 사용을 가능하게 하여, 전체 완성된 패드 중량 백분율의 함수로서 더 높은 수준의 입자 백분율을 제공한다.
또한, 표 5에 나타나 있는 바와 같이, 저밀도 입자의 사용은 총 섬유질 생성물의 20% 초과, 예를 들어 20% 내지 40%로의 LAS 계면활성제의 상당한 증가를 가능하게 한다.
리올로지-조절된 입자는, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2007/0196502호에 개시된 바와 같이 층 조성물로 코팅될 수 있거나 적어도 부분적으로 코팅될 수 있다. 바람직하게는, 층 조성물은 비-계면활성제 활성제를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 상기 비-계면활성제 활성제는 빌더, 완충제 및 분산제 중합체로 이루어진 군으로부터 선택된다. 더욱 더 바람직하게는, 상기 비-계면활성제 활성제는 제올라이트-A, 탄산나트륨, 중탄산나트륨, 및 용해성 폴리카르복실레이트 중합체로 이루어진 군으로부터 선택된다. 이는 활성제(비제한적인 예로, AES)가 냉수 및/또는 고경도 세탁수 조건에서의 세정에 적합한 경우에 특히 유리하다. 층 내의 활성제의 존재는 냉수 및/또는 경도-내성 화학물질의 초기 용해를 촉진한다. 이론에 의해 구애됨이 없이, 냉수 및 경도-내성 화학물질을 용해 순서에서 더 일찍 처리함으로써 더 통상적인 세정 활성제(비제한적인 예로, LAS 계면활성제)를 보호하게 되어, 탁월한 전체 세정 성능을 초래할 수 있는 것으로 가정된다.
리올로지-조절된 입자를 제조하는 방법
알킬알콕실화 설페이트 음이온성 세척성 계면활성제와 리올로지 조절제, 바람직하게는 작용성 리올로지 조절제의 혼합물을 포함하는 농축된 수성 페이스트가 페이스트-응집 공정에 따라 리올로지-조절된 세제 입자를 제조하는 데 사용될 수 있다. 페이스트-응집 공정은 (a) 하나 이상의 건조 빌더, 완충제, 분산제 중합체 또는 킬레이트제 성분, 필요한 분말 공정 조제, 및 응집 공정으로부터 재순환된 미분(fine)을 포함할 수 있는 분말 원료 성분을 혼합-과립화기에 첨가하는 단계; (b) 농축된 계면활성제 및 작용성 리올로지 조절제의 프리믹스(premix)를 포함하는 페이스트를 첨가하는 단계; (c) 혼합-과립화기를 가동시켜 적합한 혼합 유동장을 제공하여 페이스트를 분말로 분산시키고 응집체를 형성하는 단계; 선택적으로, (d) 추가적인 분말 성분을 첨가하여 응집체를 적어도 부분적으로 코팅하여, 그의 표면을 덜 끈적끈적하게 만드는 단계; (e) 선택적으로, 생성된 응집체를 유동층 건조기 내에서 건조시켜 과량의 수분을 제거하는 단계; (f) 선택적으로, 응집체를 유동층 냉각기 내에서 냉각시키는 단계; (g) 바람직하게는 단계 (e) 및/또는 단계 (f)의 유동층으로부터의 일루트리에이션(elutriation)에 의해, 응집체 입자 크기 분포로부터 임의의 과량의 미세 입자를 제거하고, 미분을 단계 (a)로 다시 재순환시키는 단계; (h) 바람직하게는 스크린 분류에 의해 응집체 입자 크기 분포로부터 과량의 오버사이즈 입자를 제거하는 단계; (i) 오버사이즈 입자를 분쇄하고 분쇄된 입자를 단계 (a), 단계 (e), 또는 단계 (f)로 재순환시키는 단계를 포함한다. 페이스트-응집 공정은 배치(batch) 공정 또는 연속 공정일 수 있다
상기 바람직한 실시 형태의 변형예는 단계 (b)의 사전-혼합된 계면활성제 페이스트와는 별개인 스트림으로 보충 LAS 보조계면활성제(cosurfactant)를 첨가하는 것을 포함할 수 있다. 공정 옵션은 사전-중화된 LAS를 단계 (a)에서 고체 분말로서 첨가하는 것, 중화되거나 부분적으로 중화된 LAS 페이스트를 단계 (b)에서 보충제로서 첨가하는 것, 또는 액체 산 전구체(HLAS)를 단계 (b)에서 보충제로서 첨가하는 것을 포함한다. 후자의 경우에, 응집 공정 동안 HLAS를 효과적으로 중화시키기에 충분한 유리 알칼리도가 단계 (a)에서 첨가된 분말에 존재하여야 한다. 대안적으로, HLAS 중화는, 먼저 HLAS를 알칼리 완충제 분말 성분 및 다른 선택적인 고체 담체와 사전 혼합하여 LAS와 알칼리 완충제 분말의 중화된 프리믹스를 분말 형태로 형성하고, 이어서 상기 단계 (a)에서 상기 프리믹스를 첨가하는, 별도의 사전-가공 단계에서 행해질 수 있다.
하기 표에 나타나 있는 바와 같이, 놀랍게도 입자 응집 공정 동안 입자 형태의 LAS를 별개의 계면활성제 슬러리에 첨가함으로써, LAS/AES 비가 1 초과, 예를 들어 1.01 내지 3.0, 1.05 내지 2.5, 1.1 내지 2.0, 1.2 내지 1.8인 입자를 생성할 수 있다. 이러한 입자는 용이하게 이용가능한 LAS의 양을 증가시키면서 더 낮은 밀도를 달성할 수 있다. 하기 표에 나타나 있는 바와 같이, LAS를 포함하는 웨브와 조합될 때, 총 생성물 LAS/AES 비는 1.0 초과, 예를 들어 1.01 내지 3.0, 1.05 내지 2.5, 1.1 내지 2.0, 1.2 내지 1.8일 수 있다.
대안적으로, 알킬알콕실화 설페이트 음이온성 세척성 계면활성제와 리올로지 조절제의 혼합물을 포함하는 농축된 수성 페이스트, 압출 공정이 사용될 수 있다. 압출 공정은 당업계에 잘 알려져 있다.
대안적으로, 리올로지 조절제는 리올로지 조절된 세제 입자를 제조하기 위한 응집 공정에서 결합제로서 사용될 수 있다.
놀랍게도, 리올로지 조절제가 없는 동일한 입자와 비교할 때 리올로지-조절된 입자는 더 미세하고 더 강하다.
pH 조정제
단일 단위 용량은 세탁액의 pH를 8 초과의 pH로 증가시키는 하나 이상의 염기 pH 조정제를 포함할 수 있다. 적합한 염기 pH 조정제에는, 제한 없이, 설페이트 이온, 다이하이드로겐 포스페이트 이온, 플루오라이드 이온, 니트라이트 이온, 아세테이트 이온, 하이드로겐 카르보네이트 이온, 하이드로겐 설파이드 이온, 암모니아, 카르보네이트 이온, 하이드록사이드 이온, 및 이들의 조합을 포함하는 화합물이 포함된다. 염기 pH 조정제의 포함은 예를 들어 시트르산과 같은 산 pH 조정제의 포함을 배제하지 않는다. 세탁액 최종 pH가 8 초과, 예를 들어 8.2, 8.4, 8.6, 8.8, 9, 9.2, 9.4, 9.6, 9.8, 10, 10.2, 10.4, 10.6, 10.8, 11, 11.2, 11.4, 11.6, 11.8, 12, 12.2, 12.4, 12.6, 12.8 또는 13이라면, 단일 단위 용량은 산 pH 조정제를 포함할 수 있다.
농축된 계면활성제 페이스트
농축된 계면활성제 페이스트는 다른 성분과 조합되어 리올로지 조절된 입자를 형성할 수 있는 중간 조성물이다. 농축된 계면활성제 조성물은 하기 성분들을 포함할 수 있거나, 이들로 본질적으로 이루어질 수 있거나, 또는 이들로 이루어질 수 있다: 알킬알콕실화 설페이트 계면활성제를 포함할 수 있는 계면활성제 시스템; 본 명세서에 기재된 바와 같은 리올로지 조절제; 유기 용매 시스템; 및 물. 이들 성분은 하기에 더욱 상세하게 기재되어 있다.
농축된 계면활성제 조성물은, 조성물의 중량을 기준으로 약 70% 내지 약 90%의 계면활성제 시스템(여기서, 계면활성제 시스템은 약 50%, 또는 약 60%, 또는 약 70%, 또는 약 80% 내지 약 100%의 알킬알콕실화 설페이트 계면활성제를 포함함); 조성물의 중량을 기준으로 약 0.1% 내지 약 25%의 리올로지 조절제; 조성물의 중량을 기준으로 약 5% 미만의 유기 용매 시스템; 및 물을 포함할 수 있다. 페이스트의 계면활성제 시스템은 바람직하게는 LAS 보조계면활성제를 포함한다. LAS가 계면활성제 시스템에 포함되는 경우, LAS:AES의 비는 약 0 내지 약 1, 바람직하게는 약 0.2 내지 약 0.7, 더욱 바람직하게는 약 0.25 내지 약 0.35, 그리고 더욱 더 바람직하게는 0.3 내지 약 0.6일 수 있다.
고체 담체: 적합한 고체 담체는 무기 염, 예를 들어 탄산나트륨, 황산나트륨 및 이들의 혼합물을 포함한다. 다른 바람직한 고체 담체에는 알루미노실리케이트, 예를 들어 제올라이트, 미세 분말 형태의 건조된 분산제 중합체, 및 건식 또는 습식 실리카의 흡수제 등급(예를 들어, 에보닉 인더스트리즈 아게(Evonik Industries AG)에 의해 상표명 SN340으로 시판되는 습식 친수성 실리카)이 포함된다. 고체 담체 재료들의 혼합물이 또한 사용될 수 있다.
섬유질 구조체
섬유질 구조체는 하나 이상의 섬유질 요소를 포함한다. 섬유질 요소는 서로 연합되어 구조체를 형성할 수 있다. 섬유질 구조체는 구조체 내에 및/또는 구조체 상에 입자를 포함할 수 있다. 섬유질 구조체는 균질하거나, 층화되거나, 일체화되거나, 구역화되거나, 또는 달리 요구되는 바와 같을 수 있는데, 상이한 활성제가 다양한 전술한 부분들을 규정한다.
섬유질 구조체는 하나 이상의 층을 포함할 수 있으며, 층들은 함께 겹을 형성한다.
섬유질 요소
섬유질 요소는 수용성일 수 있다. 섬유질 요소는 하나 이상의 필라멘트-형성 재료 및/또는 하나 이상의 활성제, 예를 들어 계면활성제를 포함할 수 있다. 하나 이상의 활성제가, 예를 들어 섬유질 요소 및/또는 섬유질 요소를 포함하는 섬유질 구조체가 의도된 사용 조건에 노출될 때, 섬유질 요소로부터 방출가능할 수 있다.
본 발명의 섬유질 요소는, 멜트블로잉(meltblowing), 스펀본딩(spunbonding), 전기-방사, 및/또는 회전 방사와 같은 적합한 방사 공정 작업을 통해, 섬유질 요소-형성 조성물로도 지칭되는 필라멘트-형성 조성물로부터 방사될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이 "필라멘트-형성 조성물" 및/또는 "섬유질 요소-형성 조성물"은, 예를 들어 멜트블로잉 및/또는 스펀본딩에 의해, 본 발명의 섬유질 요소를 제조하는 데 적합한 조성물을 의미한다. 필라멘트-형성 조성물은 이를 섬유질 요소로 방사하기에 적합하게 만드는 특성을 나타내는 하나 이상의 필라멘트-형성 재료를 포함한다. 필라멘트-형성 재료는 중합체를 포함할 수 있다. 하나 이상의 필라멘트-형성 재료에 더하여, 필라멘트-형성 조성물은 하나 이상의 활성제, 예를 들어 계면활성제를 포함할 수 있다. 또한, 필라멘트-형성 조성물은 필라멘트-형성 조성물로부터 필라멘트와 같은 섬유질 요소를 방사하기 전에 필라멘트-형성 재료 중 하나 이상, 예를 들어 전부 및/또는 활성제 중 하나 이상, 예를 들어 전부가 용해 및/또는 분산되는 하나 이상의 극성 용매, 예를 들어 물을 포함할 수 있다.
필라멘트-형성 조성물은 둘 이상의 상이한 필라멘트-형성 재료를 포함할 수 있다. 따라서, 섬유질 요소는 단성분(하나의 유형의 필라멘트-형성 재료) 및/또는 다성분, 예를 들어 2성분일 수 있다. 둘 이상의 상이한 필라멘트-형성 재료가 무작위로 조합되어 섬유질 요소를 형성할 수 있다. 둘 이상의 상이한 필라멘트-형성 재료가 질서정연하게 조합되어 섬유질 요소, 예를 들어 코어 및 시스(core and sheath) 2성분 섬유질 요소를 형성할 수 있으며, 이는 본 발명의 목적상 상이한 필라멘트-형성 재료의 랜덤 혼합물로 간주되지 않는다. 2성분 섬유질 요소는 사이드-바이-사이드(side-by-side), 코어 및 시스, 아일랜드-인-더-씨(islands-in-the-sea) 등과 같은 임의의 형태일 수 있다.
섬유질 요소에는 알킬알콕실화 설페이트가 실질적으로 없을 수 있다. 각각의 섬유질 요소는 건조 섬유질 요소 기준으로 약 0 중량%, 또는 약 0.1 중량%, 또는 약 5 중량%, 또는 약 10 중량%, 또는 약 15 중량%, 또는 약 20 중량%, 또는 약 25 중량%, 또는 약 30 중량%, 또는 약 35 중량%, 또는 약 40 중량% 내지 약 0.2 중량%, 또는 약 1 중량%, 또는 약 5 중량%, 또는 약 10 중량%, 또는 약 15 중량%, 또는 약 20 중량%, 또는 약 25 중량%, 또는 약 30 중량%, 또는 약 35 중량% 또는 약 40 중량%, 또는 약 50 중량%의 알킬알콕실화 설페이트를 포함할 수 있다. 섬유질 요소의 각각에서 알킬알콕실화 설페이트의 양은 가공 안정성 및 그의 필름 용해에 영향을 주지 않도록 충분히 작다. 알킬알콕실화 설페이트는, 물에 용해될 때, 소정의 농도 범위, 예를 들어 30 내지 60 중량%에서 고도로 점성인 육방정계 상을 겪을 수 있으며, 이는 겔-유사 물질을 생성한다. 따라서, 상당한 양으로 섬유질 요소 내에 혼입되는 경우, 알킬알콕실화 설페이트는 물에서의 수용성 단위 용량 물품의 용해를 상당히 늦출 수 있으며, 더 나쁘게는, 나중에 용해되지 않은 고형물을 초래할 수 있다. 따라서, 대부분의 그러한 계면활성제는 입자 내에 제형화된다.
섬유질 요소는 각각 적어도 하나의 필라멘트-형성 재료 및 활성제, 바람직하게는 계면활성제를 함유할 수 있다. 계면활성제는 비교적 낮은 친수성을 가질 수 있는데, 그 이유는 그러한 계면활성제가 희석될 때 점성의 겔-유사 육방정계 상을 형성할 가능성이 적기 때문이다. 필라멘트를 형성하는 데 그러한 계면활성제를 사용함으로써, 세탁 동안의 겔-형성이 효과적으로 감소될 수 있어서, 결국 세탁 시 더 빨리 용해될 수 있고 잔류물이 적거나 없을 수 있다. 계면활성제는, 예를 들어, 비-알콕실화 C6-C20 선형 또는 분지형 알킬 설페이트(AS), C6-C20 선형 알킬벤젠 설포네이트(LAS), 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 계면활성제는 C6-C20 선형 알킬벤젠 설포네이트(LAS)일 수 있다. LAS 계면활성제는 당업계에 잘 알려져 있으며, 구매가능한 선형 알킬벤젠을 설폰화함으로써 용이하게 얻어질 수 있다. 사용될 수 있는 예시적인 C6-C20 선형 알킬벤젠 설포네이트에는 C6-C20 선형 알킬벤젠 설폰산의 알칼리 금속, 알칼리 토금속 또는 암모늄 염, 예를 들어 C11-C18 또는 C11-C14 선형 알킬벤젠 설폰산의 나트륨, 칼륨, 마그네슘 및/또는 암모늄 염이 포함된다. C12 선형 알킬벤젠 설폰산의 나트륨 또는 칼륨 염, 예를 들어, C12 선형 알킬벤젠 설폰산의 나트륨 염, 즉 소듐 도데실벤젠 설포네이트가 제1 계면활성제로서 사용될 수 있다.
섬유질 요소는 필라멘트-형성 재료의 건조 섬유질 요소 기준 및/또는 건조 섬유질 구조체 기준으로 약 5 중량% 이상, 및/또는 약 10 중량% 이상, 및/또는 약 15 중량% 이상, 및/또는 약 20 중량% 이상, 약 80 중량% 미만, 및/또는 약 75 중량% 미만, 및/또는 약 65 중량% 미만, 및/또는 약 60 중량% 미만, 및/또는 약 55 중량% 미만, 및/또는 약 50 중량% 미만, 및/또는 약 45 중량% 미만, 및/또는 약 40 중량% 미만, 및/또는 약 35 중량% 미만, 및/또는 약 30 중량% 미만, 및/또는 약 25 중량% 미만, 그리고 건조 섬유질 요소 기준 및/또는 건조 섬유질 구조체 기준으로 약 20 중량% 초과, 및/또는 약 35 중량% 이상, 및/또는 약 40 중량% 이상, 및/또는 약 45 중량% 이상, 및/또는 약 50 중량% 이상, 및/또는 약 55 중량% 이상, 및/또는 약 60 중량% 이상, 및/또는 약 65 중량% 이상, 및/또는 약 70 중량% 이상, 및/또는 약 95 중량% 미만, 및/또는 약 90 중량% 미만, 및/또는 약 85 중량% 미만, 및/또는 약 80 중량% 미만, 및/또는 약 75 중량% 미만의 활성제, 바람직하게는 계면활성제를 포함할 수 있다. 섬유질 요소는 건조 섬유질 요소 기준 및/또는 건조 섬유질 구조체 기준으로 약 80 중량% 초과의 계면활성제를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 각각의 섬유질 요소는 충분히 높은 총 계면활성제 함량, 예를 들어 건조 섬유질 요소 기준 및/또는 건조 섬유질 구조체 기준으로 약 30 중량% 이상, 또는 약 40 중량% 이상, 또는 약 50 중량% 이상, 또는 약 60 중량% 이상, 또는 약 70 중량% 이상의 제1 계면활성제를 특징으로 할 수 있다.
섬유질 요소 내에 존재하는 필라멘트-형성 재료의 총 수준은 건조 섬유질 요소 기준 및/또는 건조 섬유질 구조체 기준으로 약 5 중량% 내지 약 80 중량% 미만일 수 있고, 섬유질 요소 내에 존재하는 계면활성제의 총 수준은 건조 섬유질 요소 기준 및/또는 건조 섬유질 구조체 기준으로 약 20 중량% 초과 내지 약 95 중량%일 수 있다.
섬유질 요소 중 하나 이상은 다른 음이온성 계면활성제(즉, AS 및 LAS 이외의 것), 비이온성 계면활성제, 쯔비터이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 추가적인 계면활성제를 포함할 수 있다.
다른 적합한 음이온성 계면활성제에는 C6-C20 선형 또는 분지형 알킬 설포네이트, C6-C20 선형 또는 분지형 알킬 카르복실레이트, C6-C20 선형 또는 분지형 알킬 포스페이트, C6-C20 선형 또는 분지형 알킬 포스포네이트, C6-C20 알킬 N-메틸 글루코스 아미드, C6-C20 메틸 에스테르 설포네이트(MES), 및 이들의 조합이 포함된다.
적합한 비이온성 계면활성제에는 알콕실화 지방 알코올이 포함된다. 비이온성 계면활성제는 화학식 R(OC2H4) n OH의 에톡실화 알코올 및 에톡실화 알킬 페놀로부터 선택될 수 있으며, 여기서, R은 약 8 내지 약 15개의 탄소 원자를 함유하는 지방족 탄화수소 라디칼 및 알킬 기가 약 8 내지 약 12개의 탄소 원자를 함유하는 알킬 페닐 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택되고, n의 평균값은 약 5 내지 약 15이다. 본 발명에 유용한 비이온성 계면활성제의 비제한적 예에는 C8-C18 알킬에톡실레이트, 예를 들어 쉘(Shell)로부터의 네오돌(NEODOL)(등록상표) 비이온성 계면활성제; C6-C12 알킬 페놀 알콕실레이트(여기서, 알콕실레이트 단위는 에틸렌옥시 단위, 프로필렌옥시 단위, 또는 이들의 혼합물일 수 있음); 바스프(BASF)로부터의 플루로닉(Pluronic)(등록상표)과 같은 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드 블록 중합체를 갖는 C12-C18 알코올 및 C6-C12 알킬 페놀 축합물; C14-C22 중쇄(mid-chain) 분지형 알코올, BA; C14-C22 중쇄 분지형 알킬알콕실레이트, BAE x (여기서, x는 1 내지 30 임); 알킬폴리사카라이드; 구체적으로 알킬폴리글리코사이드; 폴리하이드록시 지방산 아미드; 및 에테르 캡핑된 폴리(옥시알킬화) 알코올 계면활성제가 포함된다. 적합한 비이온성 세척성 계면활성제에는 알킬 폴리글루코사이드 및 알킬알콕실화 알코올이 또한 포함된다. 적합한 비이온성 계면활성제에는 또한 바스프(BASF)로부터 상표명 루텐솔(Lutensol)(등록상표)로 판매되는 것들이 포함된다.
양이온성 계면활성제의 비제한적인 예에는 26개 이하의 탄소 원자를 가질 수 있는 4차 암모늄 계면활성제가 포함되고, 여기에는 알콕실레이트 4차 암모늄(AQA) 계면활성제; 다이메틸 하이드록시에틸 4차 암모늄; 다이메틸 하이드록시에틸 라우릴 암모늄 클로라이드; 폴리아민 양이온성 계면활성제; 양이온성 에스테르 계면활성제; 및 아미노 계면활성제, 예를 들어 아미도 프로필다이메틸 아민(APA)이 포함된다. 적합한 양이온성 세척성 계면활성제에는 알킬 피리디늄 화합물, 알킬 4차 암모늄 화합물, 알킬 4차 포스포늄 화합물, 알킬 3차 설포늄 화합물, 및 이들의 혼합물이 또한 포함된다.
적합한 양이온성 세척성 계면활성제는 하기 일반식을 갖는 4차 암모늄 화합물이다:
(R)(R1)(R2)(R3)N+ X-
상기 식에서, R은 선형 또는 분지형의 치환 또는 비치환된 C6-18 알킬 또는 알케닐 모이어티이고, R1 및 R2는 독립적으로 메틸 또는 에틸 모이어티로부터 선택되고, R3은 하이드록실, 하이드록시메틸 또는 하이드록시에틸 모이어티이고, X는 전하 중성을 제공하는 음이온이며, 적합한 음이온에는 할라이드, 예를 들어, 클로라이드; 설페이트; 및 설포네이트가 포함된다. 적합한 양이온성 세척성 계면활성제는 모노-C6-18 알킬 모노-하이드록시에틸 다이메틸 4차 암모늄 클로라이드이다. 매우 적합한 양이온성 세척성 계면활성제는 모노-C8-10 알킬 모노-하이드록시에틸 다이메틸 4차 암모늄 클로라이드, 모노-C10-12 알킬 모노-하이드록시에틸 다이메틸 4차 암모늄 클로라이드 및 모노-C10 알킬 모노-하이드록시에틸 다이메틸 4차 암모늄 클로라이드이다.
쯔비터이온성 계면활성제의 적합한 예에는 헤테로사이클릭 2차 및 3차 아민의 유도체를 포함하는, 2차 및 3차 아민의 유도체; 4차 암모늄, 4차 포스포늄 또는 3차 설포늄 화합물의 유도체; 알킬 다이메틸 베타인, 코코다이메틸 아미도프로필 베타인, 및 설포 및 하이드록시 베타인을 포함하는 베타인; C8 내지 C18(예를 들어, C12 내지 C18) 아민 옥사이드; 알킬 기가 C8 내지 C18일 수 있는 N-알킬-N,N-다이메틸암미노-1-프로판 설포네이트가 포함된다.
적합한 양쪽성 계면활성제에는, 지방족 라디칼이 직쇄 또는 분지쇄일 수 있으며 지방족 치환체 중 하나는 약 8개 이상의 탄소 원자, 또는 약 8 내지 약 18개의 탄소 원자를 함유하고 지방족 치환체 중 적어도 하나는 음이온성 수-가용화 기, 예를 들어 카르복시, 설포네이트, 설페이트를 함유하는, 2차 또는 3차 아민의 지방족 유도체 또는 헤테로사이클릭 2차 및 3차 아민의 지방족 유도체가 포함된다. 적합한 양쪽성 계면활성제는 또한 사르코시네이트, 글리시네이트, 타우리네이트 및 이들의 혼합물을 포함한다.
섬유질 요소는 오직 음이온성 계면활성제만을 함유하는, 예를 들어 단일 음이온성 계면활성제 또는 둘 이상의 상이한 음이온성 계면활성제의 조합을 함유하는 계면활성제 시스템을 포함할 수 있다. 대안적으로, 섬유질 요소는, 예를 들어 하나 이상의 음이온성 계면활성제와 하나 이상의 비이온성 계면활성제의 조합, 또는 하나 이상의 음이온성 계면활성제와 하나 이상의 쯔비터이온성 계면활성제의 조합, 또는 하나 이상의 음이온성 계면활성제와 하나 이상의 양쪽성 계면활성제의 조합, 또는 하나 이상의 음이온성 계면활성제와 하나 이상의 양이온성 계면활성제의 조합, 또는 모든 전술한 유형의 계면활성제의 조합(즉, 음이온성, 비이온성, 양쪽성 및 양이온성)을 함유하는, 복합 계면활성제 시스템을 포함할 수 있다.
일반적으로, 섬유질 요소는 길이가 평균 직경을 크게 초과하는, 즉 평균 직경에 대한 길이의 비가 약 10 이상인 긴 미립자이다. 섬유질 요소는 필라멘트 또는 섬유일 수 있다. 필라멘트는 섬유보다 상대적으로 더 길다. 필라멘트는 길이가 약 5.08 cm(2 인치) 이상, 및/또는 약 7.62 cm(3 인치) 이상, 및/또는 약 10.16 cm(4 인치) 이상, 및/또는 약 15.24 cm(6 인치) 이상일 수 있다. 섬유는 길이가 약 5.08 cm(2 인치) 미만, 및/또는 약 3.81 cm(1.5 인치) 미만, 및/또는 약 2.54 cm(1 인치) 미만일 수 있다.
하나 이상의 필라멘트-형성 재료 및 활성제는 약 0.1 초과, 및/또는 약 0.15 초과, 및/또는 약 0.2 초과, 약 2.0 이하, 및/또는 약 1.85 이하, 및/또는 약 1.7 미만, 및/또는 약 1.6 미만, 및/또는 약 1.5 미만, 및/또는 약 1.3 미만, 및/또는 약 1.2 미만, 및/또는 약 1 미만, 및/또는 약 0.7 미만, 및/또는 약 0.5 미만, 및/또는 약 0.4 미만, 및/또는 약 0.3 미만의, 활성제에 대한 필라멘트-형성 재료의 총 수준의 중량비로 섬유질 요소 내에 존재할 수 있다. 하나 이상의 필라멘트-형성 재료 및 활성제가 약 0.2 내지 약 0.7의, 활성제에 대한 필라멘트-형성 재료의 총 수준의 중량비로 섬유질 요소 내에 존재할 수 있다.
섬유질 요소는 건조 섬유질 요소 기준 및/또는 건조 섬유질 구조체 기준으로 약 10 중량% 내지 약 80 중량% 미만의 필라멘트-형성 재료, 예를 들어 폴리비닐 알코올 중합체, 전분 중합체, 및/또는 카르복시메틸셀룰로오스 중합체, 및 건조 섬유질 요소 기준 및/또는 건조 섬유질 구조체 기준으로 약 20 중량% 초과 내지 약 90 중량%의 활성제, 예를 들어 계면활성제를 포함할 수 있다. 섬유질 요소는 가소제, 예를 들어 글리세린 및/또는 추가의 pH 조정제, 예를 들어 시트르산을 추가로 포함할 수 있다. 섬유질 요소는 활성제에 대한 필라멘트-형성 재료의 중량비가 약 2.0 이하일 수 있다. 필라멘트-형성 재료는 폴리비닐 알코올, 전분, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌 옥사이드, 및 다른 적합한 중합체, 특히 하이드록실-함유 중합체 및 그 유도체로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 필라멘트-형성 재료는 중량 평균 분자량이 약 100,000 g/몰 내지 약 3,000,000 g/몰의 범위일 수 있다. 이러한 범위에서, 필라멘트-형성 재료는 섬유-제조 공정에서 섬유 세장화가 억제될 정도로 탄성이 아니면서 연신 리올로지(extensional rheology)를 제공할 수 있는 것으로 여겨진다.
하나 이상의 활성제가, 섬유질 요소 및/또는 섬유질 요소를 포함하는 섬유질 구조체가 의도된 사용 조건에 노출될 때, 방출가능할 수 있고/있거나 방출될 수 있다. 섬유질 요소 내의 하나 이상의 활성제는 계면활성제, 유기 중합체성 화합물, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
섬유질 요소는 본 명세서에 기재된 직경 시험 방법에 따라 측정할 때 약 300 μm 미만, 및/또는 약 75 μm 미만, 및/또는 약 50 μm 미만, 및/또는 약 25 μm 미만, 및/또는 약 10 μm 미만, 및/또는 약 5 μm 미만, 및/또는 약 1 μm 미만의 직경을 나타낼 수 있다. 섬유질 요소는 본 명세서에 기재된 직경 시험 방법에 따라 측정할 때 약 1 μm 초과의 직경을 나타낼 수 있다. 섬유질 요소의 직경은 섬유질 요소 내에 존재하는 하나 이상의 활성제의 방출 속도, 및/또는 섬유질 요소의 물리적 구조의 상실 및/또는 변경 속도를 제어하는 데 사용될 수 있다.
섬유질 요소는 둘 이상의 상이한 활성제를 포함할 수 있는데, 이들은 서로 상용성이거나 불상용성이다. 섬유질 요소는 섬유질 요소 내의 활성제 및 섬유질 요소의 외부 표면 상의 활성제, 예를 들어 섬유질 요소 상의 활성제 코팅을 포함할 수 있다. 섬유질 요소의 외부 표면 상의 활성제는 섬유질 요소 내에 존재하는 활성제와 동일하거나 상이할 수 있다. 상이한 경우, 활성제들은 서로 상용성이거나 불상용성일 수 있다. 하나 이상의 활성제는 섬유질 요소 전반에 균일하게 분포되거나 실질적으로 균일하게 분포될 수 있다. 하나 이상의 활성제는 섬유질 요소 내의 별개의 영역으로서 분포될 수 있다.
활성제
본 명세서에 기재된 수용성 단위 용량 물품은 하나 이상의 활성제를 함유할 수 있다. 활성제는 (상기에 기재된 바와 같은) 섬유질 요소 내에, (상기에 기재된 바와 같은) 입자 내에, 또는 물품 내에 프리믹스로서 존재할 수 있다. 프리믹스는, 예를 들어 수성 흡수제와 조합된 활성제의 슬러리일 수 있다. 활성제는 계면활성제, 구조화제(structurant), 빌더, 유기 중합체성 화합물, 효소, 효소 안정제, 표백 시스템, 증백제, 색조 부여제(hueing agent), 킬레이팅제, 비누거품 억제제(suds suppressor), 컨디셔닝제, 습윤제, 향료(perfume), 향료 마이크로캡슐, 충전제 또는 담체, 알칼리도 시스템(alkalinity system), pH 제어 시스템, 완충제, 알칸올아민, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
계면활성제
계면활성제는 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 쯔비터이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 양성 계면활성제, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 이들 계면활성제는 상기에 더욱 상세하게 기재되어 있다.
효소
적합한 효소의 예에는 헤미셀룰라아제, 퍼옥시다아제, 프로테아제, 셀룰라아제, 자일라나아제, 리파아제, 포스포리파아제, 에스테라아제, 큐티나아제, 펙티나아제, 만나나아제, 펙테이트 라이아제, 케라티나아제, 리덕타아제, 옥시다아제, 페놀옥시다아제, 리폭시게나아제, 리그니나아제, 풀룰라나아제, 탄나아제, 펜토사나아제, 말라나아제, ß-글루카나아제, 아라비노시다아제, 하이알루로니다아제, 콘드로이티나아제, 라카아제 및 아밀라아제 또는 이들의 혼합물이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 전형적인 조합은, 예를 들어, 프로테아제와 하나 이상의 비-프로테아제 효소, 예를 들어, 리파아제를 아밀라아제 또는 상기에 열거된 것들 중 임의의 것과 함께 포함할 수 있는 효소 칵테일(enzyme cocktail)이다.
전술한 추가적인 효소는, 세제 조성물에 존재할 때, 조성물의 중량을 기준으로 약 0.00001% 내지 약 2%, 약 0.0001% 내지 약 1% 또는 심지어 약 0.001% 내지 약 0.5%의 효소 단백질의 수준으로 존재할 수 있다. 본 명세서에 개시된 조성물은 약 0.001 중량% 내지 약 1 중량%의 (보조제로서의) 효소를 포함할 수 있으며, 이는 리파아제, 아밀라아제, 프로테아제, 만나나아제, 셀룰라아제, 펙티나아제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
프로테아제
바람직하게는 효소 조성물은 하나 이상의 프로테아제를 포함한다. 적합한 프로테아제에는 중성 또는 알칼리성 미생물 세린 프로테아제, 예를 들어, 서브틸리신(EC 3.4.21.62)을 포함하는 세린 프로테아제 및 메탈로프로테아제가 포함된다. 적합한 프로테아제에는 동물, 식물 또는 미생물 기원의 것들이 포함된다. 일 태양에서, 그러한 적합한 프로테아제는 미생물 기원의 것일 수 있다. 적합한 프로테아제에는 전술한 적합한 프로테아제의 화학적으로 또는 유전적으로 변형된 돌연변이가 포함된다. 일 태양에서, 적합한 프로테아제는 세린 프로테아제, 예를 들어 알칼리성 미생물 프로테아제 또는/및 트립신형 프로테아제일 수 있다.
빌더
적합한 빌더에는 알루미노실리케이트(예를 들어, 제올라이트 A, 제올라이트 P, 및 제올라이트 MAP와 같은 제올라이트 빌더), 실리케이트, 포스페이트, 예를 들어 폴리포스페이트(예를 들어, 소듐 트라이-폴리포스페이트), 특히 그의 나트륨 염; 카르보네이트, 바이카르보네이트, 세스퀴카르보네이트, 및 탄산나트륨 또는 세스퀴탄산나트륨 이외의 카르보네이트 광물; 유기 모노-, 다이-, 트라이-, 및 테트라카르복실레이트, 특히 산, 나트륨, 칼륨 또는 알칸올암모늄 염 형태의 수용성 비-계면활성제 카르복실레이트뿐만 아니라, 지방족 및 방향족 유형을 포함하는 올리고머성 또는 수용성 저분자량 중합체 카르복실레이트; 및 피트산이 포함된다. 추가적인 적합한 빌더는 시트르산, 락트산, 지방산, 폴리카르복실레이트 빌더, 예를 들어 아크릴산의 공중합체, 아크릴산 및 말레산의 공중합체, 및 아크릴산 및/또는 말레산과 다양한 유형의 추가적인 작용기를 갖는 다른 적합한 에틸렌계 단량체의 공중합체로부터 선택될 수 있다. 대안적으로, 본 조성물에는 빌더가 실질적으로 없을 수 있다.
중합체성 분산제
적합한 중합체에는 중합체성 카르복실레이트, 예를 들어 폴리아크릴레이트, 폴리 아크릴-말레산 공중합체, 및 그의 설폰화된 개질물, 예를 들어, 소수성으로 개질된 설폰화 아크릴산 공중합체가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 중합체는 셀룰로오스계 중합체, 폴리에스테르, 폴리테레프탈레이트, 폴리에틸렌 글리콜, 에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드-에틸렌 옥사이드(EOx1POyEOx2) 삼중블록 공중합체(여기서, x1 및 x2의 각각은 약 2 내지 약 140의 범위이고, y는 약 15 내지 약 70의 범위임), 폴리에틸렌이민, 이들의 임의의 개질된 변이체, 예를 들어, 그래프팅된 비닐 및/또는 알코올 모이어티를 갖는 폴리에틸렌 글리콜, 및 이들의 임의의 조합일 수 있다. 일부 경우에, 분산제 중합체는 또한 상기에 기재된 바와 같은 리올로지 조절제로서 기능할 수 있다.
적합한 폴리에틸렌이민 중합체는 프로폭실화 폴리알킬렌이민(예를 들어, PEI) 중합체를 포함한다. 프로폭실화 폴리알킬렌이민(예를 들어, PEI) 중합체는 또한 에톡실화될 수 있다. 프로폭실화 폴리알킬렌이민(예를 들어, PEI) 중합체는 내부 폴리에틸렌 옥사이드 블록 및 외부 폴리프로필렌 옥사이드 블록을 가질 수 있으며, 에톡실화도 및 프로폭실화도가 특정 한계 값 초과 또는 미만으로 되지 않는다. 폴리프로필렌 블록에 대한 폴리에틸렌 블록의 비(n/p)는 약 0.6, 또는 약 0.8, 또는 약 1 내지 최대 약 10, 또는 최대 약 5, 또는 최대 약 3일 수 있다. n/p 비는 약 2일 수 있다. 프로폭실화 폴리알킬렌이민은 (알콕실화 전에 결정되는) 중량 평균 분자량이 약 200 g/몰 내지 약 1200 g/몰, 또는 약 400 g/몰 내지 약 800 g/몰, 또는 약 600 g/몰인 PEI 골격을 가질 수 있다. 프로폭실화 폴리알킬렌이민의 분자량은 약 8,000 내지 약 20,000 g/몰, 또는 약 10,000 내지 약 15,000 g/몰, 또는 약 12,000 g/몰일 수 있다.
적합한 프로폭실화 폴리알킬렌이민 중합체는 하기 구조의 화합물을 포함할 수 있다:
Figure pct00002
여기서, EO는 에톡실레이트 기이고, PO는 프로폭실레이트 기이다. 상기에 나타낸 화합물은 EO:PO의 몰 비가 10:5(예를 들어, 2:1)인 PEI이다. 다른 유사한, 적합한 화합물은 약 10:5 또는 약 24:16의 몰 비로 존재하는 EO 기 및 PO 기를 포함할 수 있다.
방오 중합체
적합한 방오 중합체는 하기의 구조식 I, 구조식 II 또는 구조식 III 중 하나에 의해 정의되는 구조를 갖는다:
[구조식 I]
-[(OCHR1-CHR2)a-O-OC-Ar-CO-]d
[구조식 II]
-[(OCHR3-CHR4)b-O-OC-sAr-CO-]e
[구조식 III]
-[(OCHR5-CHR6)c-OR7]f
상기 식에서,
a, b 및 c는 1 내지 200이고;
d, e 및 f는 1 내지 50이고;
Ar은 1,4-치환된 페닐렌이고;
sAr은 5 위치에서 SO3Me로 치환된 1,3-치환된 페닐렌이고;
Me는 Li, K, Mg/2, Ca/2, Al/3, 암모늄, 모노-, 다이-, 트라이-, 또는 테트라알킬암모늄(여기서, 알킬 기는 C1-C18 알킬 또는 C2-C10 하이드록시알킬임), 또는 이들의 혼합물이고;
R1, R2, R3, R4, R5 및 R6은 독립적으로 H 또는 C1-C18 n- 또는 아이소-알킬로부터 선택되고;
R7은 선형 또는 분지형 C1-C18 알킬, 또는 선형 또는 분지형 C2-C30 알케닐, 또는 5 내지 9개의 탄소 원자를 갖는 사이클로알킬 기, 또는 C8-C30 아릴 기, 또는 C6-C30 아릴알킬 기이다.
적합한 방오 중합체는 폴리에스테르 방오 중합체, 예를 들어 로디아(Rhodia)에 의해 공급되는 레펠-오-텍스(Repel-o-tex) SF, SF-2 및 SRP6을 포함하는 레펠-오-텍스 중합체이다. 다른 적합한 방오 중합체에는 클라리언트(Clariant)에 의해 공급되는 텍스케어(Texcare) SRA100, SRA300, SRN100, SRN170, SRN240, SRN300 및 SRN325를 포함하는 텍스케어 중합체가 포함된다. 다른 적합한 방오 중합체는 마를로퀘스트(Marloquest) 중합체, 예를 들어 사솔(Sasol)에 의해 공급되는 마를로퀘스트 SL이다.
셀룰로오스 중합체
적합한 셀룰로오스 중합체에는 알킬 셀룰로오스, 알킬 알콕시알킬 셀룰로오스, 카르복시알킬 셀룰로오스, 알킬 카르복시알킬 셀룰로오스로부터 선택되는 것들이 포함된다. 셀룰로오스 중합체는 카르복시메틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 메틸 하이드록시에틸 셀룰로오스, 메틸 카르복시메틸 셀룰로오스, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 일 태양에서, 카르복시메틸 셀룰로오스는 카르복시메틸 치환도가 0.5 내지 0.9이고 분자량이 100,000 Da 내지 300,000 Da이다.
아민
아민의 비제한적인 예에는 폴리에테르아민, 폴리아민, 올리고아민, 트라이아민, 다이아민, 펜타민, 테트라아민, 또는 이들의 조합이 포함될 수 있지만 이로 한정되지 않는다. 적합한 추가적인 아민의 구체적인 예에는 테트라에틸렌펜타민, 트라이에틸렌테트라아민, 다이에틸렌트라이아민, 또는 이들의 혼합물이 포함된다.
표백제
표백 촉매 외의 적합한 표백제에는 광표백제(photobleach), 표백 활성화제, 과산화수소, 과산화수소의 공급원, 사전-형성된 과산 및 이들의 혼합물이 포함된다. 일반적으로, 표백제가 사용될 때, 본 발명의 세제 조성물은 세제 조성물의 중량을 기준으로 약 0.1% 내지 약 50% 또는 심지어 약 0.1% 내지 약 25%의 표백제를 포함할 수 있다.
표백 촉매
적합한 표백 촉매에는 이미늄 양이온 및 다가이온; 이미늄 쯔비터이온; 개질된 아민; 개질된 아민 옥사이드; N-설포닐 이민; N-포스포닐 이민; N-아실 이민; 티아다이아졸 다이옥사이드; 퍼플루오로이민; 환형 당 케톤 및 이들의 혼합물이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
증백제
본 발명에 적합한 상업적 형광 증백제는 스틸벤, 피라졸린, 쿠마린, 벤즈옥사졸, 카르복실산, 메틴시아닌, 다이벤조티오펜-5,5-다이옥사이드, 아졸, 5원 및 6원 고리 헤테로사이클, 및 다른 기타 제제를 포함하지만 이로 한정되지 않는 하위군으로 분류될 수 있다.
형광 증백제는 다이소듐 4,4'-비스{[4-아닐리노-6-모르폴리노-s-트라이아진-2-일]-아미노}-2,2'-스틸벤다이설포네이트(바스프에 의해 상표명 티노팔(Tinopal) AMS-GX로 구매가능한, 증백제 15), 다이소듐 4,4'-비스{[4-아닐리노-6-(N-2-비스-하이드록시에틸)-s-트라이아진-2-일]-아미노}-2,2'-스틸벤다이설포네이트(바스프에 의해 상표명 티노팔 UNPA-GX로 구매가능함), 다이소듐 4,4'-비스{[4-아닐리노-6-(N-2-하이드록시에틸-N-메틸아미노)-s-트라이아진-2-일]-아미노}-2,2'-스틸벤다이설포네이트(바스프에 의해 상표명 티노팔 5BM-GX로 구매가능함)로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 형광 증백제는 다이소듐 4,4'-비스{[4-아닐리노-6-모르폴리노-s-트라이아진-2-일]-아미노}-2,2'-스틸벤다이설포네이트이다.
증백제는 미립자 형태로 또는 적합한 용매, 예를 들어 비이온성 계면활성제, 프로판다이올과 함께 프리믹스로서 첨가될 수 있다.
천 색조 부여제
천 색조 부여제(때때로 셰이딩제(shading agent), 블루잉제 또는 화이트닝제로 지칭됨)는 전형적으로 천에 청색 또는 자주색 색조(shade)를 제공한다. 색조 부여제는 색조 부여의 특정 색조를 생성하고/하거나 상이한 천 유형을 셰이딩하기 위해 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 이는 예를 들어 적색 및 녹청색 염료를 혼합하여 청색 또는 자주색 색조를 수득함으로써 제공될 수 있다. 색조 부여제는 아크리딘, 안트라퀴논(폴리사이클릭 퀴논을 포함함), 아진, 미리 금속화된 아조를 포함하는 아조(예를 들어, 모노아조, 다이아조, 트라이아조, 테트라키스아조, 폴리아조), 벤조다이푸란 및 벤조다이푸라논, 카로티노이드, 쿠마린, 시아닌, 다이아자헤미시아닌, 다이페닐메탄, 포르마잔, 헤미시아닌, 인디고이드, 메탄, 나프탈이미드, 나프토퀴논, 니트로 및 니트로소, 옥사진, 프탈로시아닌, 피라졸, 스틸벤, 스티릴, 트라이아릴메탄, 트라이페닐메탄, 잔텐 및 이들의 혼합물을 포함하지만 이로 한정되지 않는 임의의 공지된 화학적 부류의 염료로부터 선택될 수 있다.
적합한 천 색조 부여제에는 염료, 염료-점토 컨쥬게이트(conjugate), 및 유기 및 무기 안료가 포함된다. 적합한 염료에는 소분자 염료 및 중합체성 염료가 또한 포함된다. 적합한 소분자 염료에는 청색, 자주색, 적색, 녹색 또는 흑색으로 분류되는, 예를 들어 직접, 기본, 반응성 또는 가수분해된 반응성, 용매 또는 분산 염료의 컬러 인덱스(Color Index; C.I.) 분류에 속하는 염료로 이루어진 군으로부터 선택되는 소분자 염료가 포함되며, 단독으로 또는 조합하여 원하는 색조를 제공한다. 적합한 중합체성 염료에는 (때때로 컨쥬게이트된 색원체로 지칭되는) 공유 결합된 색원체(chromogen)를 함유하는 중합체(염료-중합체 컨쥬게이트), 예를 들어 색원체가 중합체의 골격 내로 공중합된 중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합체성 염료가 포함된다. 적합한 중합체성 염료에는 리퀴틴트(Liquitint)(등록상표)(미국 사우스캐롤라이나주 스파탄버그 소재의 밀리켄(Milliken))라는 명칭으로 판매되는 천-직접성 착색제, 적어도 하나의 반응성 염료와, 하이드록실 모이어티, 1차 아민 모이어티, 2차 아민 모이어티, 티올 모이어티로 이루어진 군으로부터 선택되는 모이어티를 포함하는 중합체들로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합체로부터 형성되는 염료-중합체 컨쥬게이트, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합체성 염료가 포함된다. 적합한 중합체성 염료에는 리퀴틴트(등록 상표) 바이올렛 CT, 아일랜드 위클로우 소재의 메가자임(Megazyme)에 의해 제품명 AZO-CM-CELLULOSE, 제품 코드 S-ACMC로 판매되는, C.I. 리액티브 블루 19와 컨쥬게이트된 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC)와 같은 리액티브 블루, 리액티브 바이올렛 또는 리액티브 레드 염료에 공유 결합된 CMC, 알콕실화 트라이페닐-메탄 중합체성 착색제, 알콕실화 티오펜 중합체성 착색제, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합체성 염료가 또한 포함된다.
상기에 언급된 천 색조 부여제는 조합하여 사용될 수 있다(천 색조 부여제들의 임의의 혼합물이 사용될 수 있다).
캡슐화물(Encapsulate)
캡슐화물은 코어와, 내부 및 외부 표면을 갖는 쉘을 포함할 수 있으며, 상기 쉘은 상기 코어를 캡슐화한다. 코어는 임의의 세탁물 케어 보조제를 포함할 수 있지만, 전형적으로 코어는 향료; 증백제; 색조 부여 염료; 방충제(insect repellant); 실리콘; 왁스; 착향제; 비타민; 섬유 유연제; 피부 케어 제제, 일 태양에서 파라핀; 효소; 항균제; 표백제; 센세이트(sensate); 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 재료를 포함할 수 있으며; 상기 쉘은 폴리에틸렌; 폴리아미드; 선택적으로 다른 공단량체를 함유하는 폴리비닐알코올; 폴리스티렌; 폴리아이소프렌; 폴리카르보네이트; 폴리에스테르; 폴리아크릴레이트; 아미노플라스트(일 태양에서 상기 아미노플라스트는 폴리우레아, 폴리우레탄 및/또는 폴리우레아우레탄을 포함할 수 있으며, 일 태양에서 상기 폴리우레아는 폴리옥시메틸렌우레아 및/또는 멜라민 포름알데하이드를 포함할 수 있음); 폴리올레핀; 다당류(일 태양에서, 상기 다당류는 알기네이트 및/또는 키토산을 포함할 수 있음); 젤라틴; 셸락; 에폭시 수지; 비닐 중합체; 수불용성 무기물; 실리콘; 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 재료를 포함할 수 있다.
바람직한 캡슐화물은 향료를 포함한다. 바람직한 캡슐화물은 멜라민 포름알데하이드 및/또는 가교결합된 멜라민 포름알데하이드를 포함할 수 있는 쉘을 포함한다. 다른 바람직한 캡슐은 폴리아크릴레이트계 쉘을 포함한다. 바람직한 캡슐화물은 코어 재료 및 쉘을 포함하며, 상기 코어 재료를 적어도 부분적으로 둘러싸는 상기 쉘이 개시된다. 상기 캡슐화물의 75%, 85% 또는 심지어 90% 이상이 0.2 MPa 내지 10 MPa의 파괴 강도, 및 총 초기 캡슐화 효과제를 기준으로 0% 내지 20%, 또는 심지어 10% 또는 5% 미만의 효과제 누출을 가질 수 있다. (i) 상기 캡슐화물의 75%, 85% 또는 심지어 90% 이상이 1 마이크로미터 내지 80 마이크로미터, 5 마이크로미터 내지 60 마이크로미터, 10 마이크로미터 내지 50 마이크로미터, 또는 심지어 15 마이크로미터 내지 40 마이크로미터의 입자 크기를 가질 수 있고/있거나 (ii) 상기 캡슐화물의 75%, 85% 또는 심지어 90% 이상이 30 nm 내지 250 nm, 80 nm 내지 180 nm, 또는 심지어 100 nm 내지 160 nm의 입자 벽 두께를 가질 수 있는 것이 바람직하다. 포름알데하이드 제거제(scavenger)가 캡슐화물과 함께, 예를 들어 캡슐 슬러리에 사용될 수 있고/있거나 캡슐화물이 그러한 조성물에 첨가되기 전에, 첨가되는 동안에 또는 첨가된 후에 조성물에 첨가될 수 있다.
적합한 캡슐이 공지된 공정을 사용하여 제조될 수 있다. 대안적으로, 적합한 캡슐은 미국 위스콘신주 애플턴 소재의 엔캡시스 엘엘씨(Encapsys LLC)로부터 구매될 수 있다. 바람직한 태양에서, 조성물은, 바람직하게는 캡슐화물에 더하여, 침착 보조제를 포함할 수 있다. 바람직한 침착 보조제는 양이온성 중합체 및 비이온성 중합체로 이루어진 군으로부터 선택된다. 적합한 중합체에는 양이온성 전분, 양이온성 하이드록시에틸셀룰로오스, 폴리비닐포름알데하이드, 로커스트 빈 검, 만난, 자일로글루칸, 타마린드 검, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 및 선택적으로 아크릴산 및 아크릴아미드를 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 단량체를 갖는, 다이메틸아미노에틸 메타크릴레이트를 함유하는 중합체가 포함된다.
향료
향료 및 향료성 성분의 비제한적인 예에는 알데하이드, 케톤, 에스테르 등이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 다른 예에는 오렌지유, 레몬유, 장미 추출물, 라벤더, 사향(musk), 패출리(patchouli), 발삼 에센스(balsam essence), 백단유(sandalwood oil), 송유, 시더(cedar) 등과 같은, 성분들의 복합 혼합물을 포함할 수 있는 다양한 천연 추출물 및 에센스가 포함된다. 완성된 향료는 또한 그러한 성분들의 매우 복잡한 혼합물을 포함할 수 있다. 완성된 향료는 세제 조성물의 중량을 기준으로 약 0.01% 내지 약 2%의 범위의 농도로 포함될 수 있다.
이염 억제제
이염 억제제는 세정 공정 동안 하나의 천으로부터 다른 천으로의 염료의 전달을 억제하기에 효과적이다. 일반적으로, 그러한 이염 억제제는 폴리비닐 피롤리돈 중합체, 폴리아민 N-옥사이드 중합체, N-비닐피롤리돈과 N-비닐이미다졸의 공중합체, 망간 프탈로시아닌, 퍼옥시다제 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 이러한 제제는, 사용되는 경우, 조성물의 중량을 기준으로 약 0.0001% 내지 약 10%, 일부 예에서는 조성물의 중량을 기준으로 약 0.01% 내지 약 5%, 및 다른 예에서는 조성물의 중량을 기준으로 약 0.05% 내지 약 2%의 농도로 사용될 수 있다.
킬레이팅제
적합한 킬레이팅제에는 구리, 철 및/또는 망간 킬레이팅제 및 이들의 혼합물이 포함된다. 그러한 킬레이팅제는 포스포네이트, 아미노 카르복실레이트, 아미노 포스포네이트, 석시네이트, 다작용성-치환된 방향족 킬레이팅제, 2-피리디놀-N-옥사이드 화합물, 하이드록삼산, 카르복시메틸 이눌린 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 킬레이팅제는 알칼리 금속, 암모늄 및 그의 치환된 암모늄 염, 및 이들의 혼합물을 포함하는 산 또는 염 형태로 존재할 수 있다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 다른 킬레이팅제는 시판 데퀘스트(DEQUEST) 시리즈, 및 몬산토(Monsanto), 악조-노벨(Akzo-Nobel), 듀폰(DuPont), 다우로부터의 킬레이트제, 바스프 및 날코(Nalco)로부터의 트라일론(Trilon)(등록상표) 시리즈, 바스프, 다우 및 니폰 쇼쿠바이(Nippon Shokubai)로부터 입수가능한 말레산과 아크릴산의 공중합체이다.
비누거품 억제제
비누거품의 형성을 감소시키거나 억제하기 위한 화합물이 수용성 단위 용량 물품 내에 혼입될 수 있다. 비누거품 억제는 소위 "고농도 세정 공정" 및 전방 로딩 스타일의 세탁기에서 특히 중요할 수 있다. 비누거품 억제제의 예에는 모노카르복실릭 지방산 및 그의 용해성 염, 고분자량 탄화수소, 예를 들어 파라핀, 지방산 에스테르(예를 들어, 지방산 트라이글리세라이드), 1가 알코올의 지방산 에스테르, 지방족 C18-C40 케톤(예를 들어, 스테아론), N-알킬화 아미노 트라이아진, 바람직하게는 융점이 약 100℃ 미만인 왁스질 탄화수소, 실리콘 비누거품 억제제, 및 2차 알코올이 포함된다.
추가적인 적합한 소포제(antifoam)는 페닐프로필메틸 치환된 폴리실록산으로부터 유도된 것들이다.
본 세제 조성물은 개질된 실리카인 1차 충전제 및 실리콘 수지와 조합된 아릴 또는 알킬아릴 치환체를 갖는 유기개질된 실리콘 중합체로부터 선택되는 비누거품 억제제를 포함할 수 있다. 본 세제 조성물은 조성물의 중량을 기준으로 약 0.001% 내지 약 4.0%의 그러한 비누거품 억제제를 포함할 수 있다.
본 세제 조성물은 a) 약 80 내지 약 92%의 에틸메틸, 메틸(2-페닐프로필) 실록산; 약 5 내지 약 14%의, 옥틸 스테아레이트 중 MQ 수지; 및 약 3 내지 약 7%의 개질된 실리카의 혼합물; b) 약 78 내지 약 92%의 에틸메틸, 메틸(2-페닐프로필) 실록산; 약 3 내지 약 10%의, 옥틸 스테아레이트 중 MQ 수지; 및 약 4 내지 약 12%의 개질된 실리카의 혼합물; 또는 c) 이들의 혼합물로부터 선택되는 비누거품 억제제를 포함하며, 여기서 백분율은 소포제의 중량을 기준으로 한다.
비누거품 촉진제
고도의 비누거품 발생이 요구되는 경우, C10-C16 알칸올아미드와 같은 비누거품 촉진제가 사용될 수 있다. 일부 예에는 C10-C14 모노에탄올 및 다이에탄올 아미드가 포함된다. 필요하다면, 추가적인 비누거품을 제공하고 그리스 제거 성능을 향상시키기 위해, 수용성 마그네슘 및/또는 칼슘 염, 예를 들어 MgCl2, MgSO4, CaCl2, CaSO4 등이 세제 조성물 중량을 기준으로 약 0.1% 내지 약 2%의 수준으로 첨가될 수 있다.
컨디셔닝제
적합한 컨디셔닝제는 고융점 지방 화합물을 포함한다. 본 발명에서 유용한 고융점 지방 화합물은 융점이 25℃ 이상이며, 지방 알코올, 지방산, 지방 알코올 유도체, 지방산 유도체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 적합한 컨디셔닝제에는 비이온성 중합체 및 컨디셔닝 오일, 예를 들어 탄화수소 오일, 폴리올레핀, 및 지방 에스테르가 또한 포함된다.
적합한 컨디셔닝제에는 일반적으로 실리콘(예를 들어, 실리콘 오일, 폴리올, 양이온성 실리콘, 실리콘 검, 고굴절성 실리콘, 및 실리콘 수지), 유기 컨디셔닝 오일(예를 들어, 탄화수소 오일, 폴리올레핀, 및 지방 에스테르) 또는 이들의 조합을 특징으로 하는 컨디셔닝제, 또는 달리 본 발명의 수성 계면활성제 매트릭스 중의 액체, 분산 입자를 형성하는 컨디셔닝제가 포함된다.
천 향상 중합체
적합한 천 향상 중합체는 전형적으로 양이온 하전되고/되거나 고분자량을 갖는다. 천 향상 중합체는 단일중합체일 수 있거나, 또는 둘 이상의 유형의 단량체로부터 형성될 수 있다. 중합체의 단량체 중량은 일반적으로 5,000 내지 10,000,000, 전형적으로 10,000 이상, 및 바람직하게는 100,000 내지 2,000,000의 범위일 것이다. 바람직한 천 향상 중합체는, 일반적으로 pH 3 내지 pH 9, 바람직하게는 pH 4 내지 pH 8의 범위인 조성물의 의도된 사용의 pH에서, 양이온성 전하 밀도가 0.2 meq/gm 이상, 바람직하게는 0.25 meq/gm 이상, 더욱 바람직하게는 0.3 meq/gm 이상이지만, 또한 바람직하게는 5 meq/gm 미만, 더욱 바람직하게는 3 meq/gm 미만, 가장 바람직하게는 2 meq/gm 미만일 것이다. 천 향상 중합체는 천연 또는 합성 기원의 것일 수 있다.
진주광택제(pearlescent agent)
진주광택제의 비제한적 예에는 운모; 이산화티타늄 코팅된 운모; 비스무트 옥시클로라이드; 생선 비늘; 알킬렌 글리콜의 모노 및 다이에스테르가 포함된다. 진주광택제는 에틸렌글리콜다이스테아레이트(EGDS)일 수 있다.
위생 및 악취
적합한 위생 및 악취 활성제에는 아연 리시놀레에이트, 티몰, 4차 암모늄 염, 예를 들어 바르닥(Bardac)(등록상표), 폴리에틸렌이민(예를 들어, 바스프로부터의 루파졸(Lupasol)(등록상표)) 및 이들의 아연 착물, 은 및 은 화합물, 특히 Ag+ 또는 나노-은 분산물을 천천히 방출하도록 고안된 것들이 포함된다.
완충제 시스템
본 명세서에 기재된 수용성 단위 용량 물품은, 수성 세정 작업에서의 사용 동안, 세탁수가 약 7.0 내지 약 12, 일부 예에서는 약 7.0 내지 약 11의 pH를 갖도록 제형화될 수 있다. 권고되는 사용 수준으로 pH를 조절하는 기술은 완충제, 알칼리, 또는 산을 사용하는 것을 포함하며, 당업자에게 잘 알려져 있다. 이는 탄산나트륨, 시트르산 또는 시트르산나트륨, 락트산 또는 락테이트, 모노에탄올 아민 또는 다른 아민, 붕산 또는 붕산염, 및 당업계에 잘 알려져 있는 다른 pH-조정 화합물의 사용을 포함하지만 이로 한정되지 않는다.
본 발명의 세제 조성물은 동적인 세탁 중 pH 프로파일(dynamic in-wash pH profile)을 포함할 수 있다. 그러한 세제 조성물은 왁스-커버된 시트르산 입자를 (i) 물과의 접촉 후 약 3분에, 세탁액의 pH가 10 초과이고; (ii) 물과의 접촉 후 약 10분에, 세탁액의 pH가 9.5 미만이고; (iii) 물과의 접촉 후 약 20분에, 세탁액의 pH가 9.0 미만이고; (iv) 선택적으로, 세탁액의 평형 pH가 약 7.0 내지 약 8.5의 범위이도록 다른 pH 조절제와 함께 사용할 수 있다.
제조 방법
도 1에 도시에 의해 예시된 바와 같이, 필라멘트 형성 조성물(35)의 용액이 제공된다. 필라멘트 형성 조성물은 하나 이상의 필라멘트 형성 재료 및 선택적으로 하나 이상의 활성제를 포함할 수 있다. 필라멘트 형성 조성물(35)은 복수의 방사구(spinneret)(45)를 포함하는 하나 이상의 다이 블록 조립체(40)를 통과하여 하나 이상의 필라멘트 형성 재료 및 선택적으로 하나 이상의 활성제를 포함하는 복수의 섬유질 요소(30)를 형성한다. 섬유질 요소(30)의 상이한 층들을 방사하기 위해 다수의 다이 블록 조립체(40)가 이용될 수 있는데, 상이한 층의 섬유질 요소(30)는 서로 상이하거나 서로 동일한 조성을 갖는다. 주어진 겹 내에 3개, 4개, 또는 임의의 다른 정수 개의 층을 형성하도록 2개 초과의 다이 블록 조립체가 직렬로 제공될 수 있다. 섬유질 요소(30)는 기계 방향(MD)으로 이동하는 벨트(50)상에 놓여서 제1 겹(10)을 형성할 수 있다.
입자는 다이 블록 조립체(40)와 벨트(50) 사이에서 섬유질 요소(30)의 스트림 내로 도입될 수 있다. 입자는 입자 수용기로부터 벨트 공급기(41) 상으로 또는 선택적으로 스크류 공급기 상으로 공급될 수 있다. 벨트 공급기(41)는 원하는 질량의 입자를 공정으로 전달하도록 설정되고 제어될 수 있다. 벨트 공급기는 에어 나이프(42)를 공급할 수 있는데, 에어 나이프는 공기 스트림 내의 입자를 섬유질 요소(30) 내로 부유시키고 안내하여, 혼합된 섬유 요소(30)와 입자의 입자-섬유 층을 형성하며, 이 층은 후속적으로 벨트(50) 상에 놓인다.
수용성 제품을 형성하기 위하여, 제1 겹(10)이 제공될 수 있다. 제2 겹(15)은 제1 겹(10)과는 개별적으로 제공될 수 있다. 제1 겹(10) 및 제2 겹(15)은 서로 중첩된다. 중첩된다는 것은, 하나가 다른 하나 위에 또는 그 아래에 위치됨을 의미하는데, 단, 추가적인 겹 또는 다른 재료, 예를 들어 활성제가 중첩된 겹들 사이에 위치될 수 있다. 제1 겹(10)의 일부분이 제2 겹(15)의 일부분에 결합되어 수용성 제품(5)을 형성할 수 있다. 각각의 겹은 하나 이상의 층을 포함할 수 있다.
입자-섬유 층
입자-섬유 층은 몇몇 방식으로 배열될 수 있다. 입자의 군(cluster)이 층 내에 분포된 포켓 내에 분포될 수 있으며, 그러한 포켓은 섬유질 요소의 층들 사이에 형성될 수 있고; 입자의 각 군 내의 접촉 네트워크 및 다공도는 통상적인 입자 패킹(packing)의 물리학에 의해 좌우되지만, 이 군은 층 내에서 실질적으로 팽창된다(dilated). 입자는 섬유질 구조체 전반에 걸쳐 비교적 균질하게 분포되어, 국부적인 입자 군이 실질적으로 없을 수 있으며; 패킹은 개별 입자의 척도(scale)에서 실질적으로 팽창되는데, 이때 입자간 접촉이 더 적어지고 입자간 공극(inter-particle porosity)이 더 커진다. 이론에 의해 구애되고자 함이 없이, 팽창된 구조를 갖는 입자 내에 AES와 같은 점착성 계면활성제가 격리되는, 섬유질 요소 및 입자를 포함하는 층을 포함하는 수용성 단위 용량 물품은, 팽창된 구조 내로의 물의 더 빠른 침윤 및 점착성 계면활성제를 갖는 입자들 사이의 접촉의 감소 둘 모두에 의해, 단위 용량 물품의 분산 및 용해의 개선을 제공하는 것으로 여겨진다.
파우치. 단일 단위 용량은 파우치의 형태일 수 있다. 조성물은 단위 용량의 형태, 즉 정제 형태 또는 바람직하게는 파우치 또는 포드(pod)로 알려진 것으로의 수용성 필름 내에 보유된 액체/고체(선택적으로 과립)/겔/페이스트의 형태로 제공될 수 있다. 조성물은 단일 또는 다중-구획 파우치 내에 캡슐화될 수 있다. 다중-구획 파우치는 유럽 특허 출원 공개 제2133410호에 더욱 상세하게 기재되어 있다. 셰이딩 또는 비-셰이딩 염료 또는 안료 또는 다른 심미제(aesthetics)가 또한 하나 이상의 구획에 사용될 수 있다.
파우치를 형성하기에 적합한 필름은 물에 용해성이거나 분산가능하며, 바람직하게는 최대 기공 크기가 20 마이크로미터인 유리-필터를 사용한 후에 본 명세서에 기술된 방법에 의해 측정할 때 수-용해도/분산도가 50% 이상, 바람직하게는 75% 이상 또는 심지어 95% 이상이다:
50 그램 ± 0.1 그램의 파우치 재료를 미리 칭량된 400 ml 비커에 첨가하고 245 ml ± 1 ml의 증류수를 첨가한다. 이것을 600 rpm으로 설정된 자석 교반기에서 30분 동안 격렬히 교반한다. 이어서, 혼합물을 상기에 정의된 바와 같은 기공 크기(최대 20 마이크로미터)를 갖는 중첩된 정성적 소결-유리 필터를 통해 여과한다. 임의의 통상적인 방법에 의해 수집된 여과액으로부터 물을 건조시켜 제거하고, 잔여 재료의 중량을 측정한다(이는 용해되거나 분산된 분획임). 이어서, 용해도 또는 분산도 백분율을 계산할 수 있다. 바람직한 필름 재료는 중합체 재료이다. 필름 재료는, 예를 들어 당업계에 공지된 바와 같이, 중합체 재료의 캐스팅, 블로우 성형, 압출 또는 블로운 압출에 의해 얻어질 수 있다. 파우치 재료로서 사용하기에 적합한 바람직한 중합체, 공중합체 또는 이들의 유도체는 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리알킬렌 옥사이드, 아크릴아미드, 아크릴산, 셀룰로오스, 셀룰로오스 에테르, 셀룰로오스 에스테르, 셀룰로오스 아미드, 폴리비닐 아세테이트, 폴리카르복실산 및 염, 폴리아미노산 또는 펩티드, 폴리아미드, 폴리아크릴아미드, 말레산/아크릴산의 공중합체, 전분 및 젤라틴을 포함하는 다당류, 천연 검, 예를 들어 잔툼(xanthum) 및 카라검(carragum)으로부터 선택된다. 더욱 바람직한 중합체는 폴리아크릴레이트 및 수용성 아크릴레이트 공중합체, 메틸셀룰로오스, 소듐 카르복시메틸셀룰로오스, 덱스트린, 에틸셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스, 말토덱스트린, 폴리메타크릴레이트로부터 선택되고, 가장 바람직하게는 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 알코올 공중합체 및 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스(HPMC), 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 바람직하게는, 파우치 재료 중 중합체, 예를 들어 PVA 중합체의 수준은 60% 이상이다. 중합체는 임의의 중량 평균 분자량, 바람직하게는 약 1000 내지 1,000,000, 더욱 바람직하게는 약 10,000 내지 300,000, 더욱 더 바람직하게는 약 20,000 내지 150,000을 가질 수 있다. 중합체들의 혼합물이 또한 파우치 재료로서 사용될 수 있다. 이는 구획 또는 파우치의 기계적 특성 및/또는 용해 특성을 그의 응용 및 요구되는 필요성에 따라 제어하는 데 유익할 수 있다. 적합한 혼합물에는, 예를 들어 한 중합체가 다른 중합체보다 높은 수용해도를 갖고/갖거나, 한 중합체가 다른 중합체보다 높은 기계적 강도를 갖는 혼합물이 포함된다. 상이한 중량 평균 분자량을 갖는 중합체들의 혼합물, 예를 들어 중량 평균 분자량이 약 10,000 내지 40,000, 바람직하게는 대략 20,000인 PVA 또는 이의 공중합체와 중량 평균 분자량이 약 100,000 내지 300,000, 바람직하게는 대략 150,000인 PVA 또는 이의 공중합체의 혼합물이 또한 적합하다. 예를 들어, 전형적으로 약 1 내지 35 중량%의 폴리락타이드 및 약 65% 내지 99 중량%의 폴리비닐 알코올을 포함하는, 폴리락타이드와 폴리비닐 알코올을 혼합하여 얻어지는, 폴리락타이드와 폴리비닐 알코올과 같은 가수분해에 의해 분해 가능한 수용성 중합체 블렌드를 포함하는, 중합체 블렌드 조성물이 또한 본 발명에 적합하다. 재료의 용해 특성을 개선하기 위해, 약 60% 내지 약 98% 가수분해되는, 바람직하게는 약 80% 내지 약 90% 가수분해되는 중합체가 본 발명에 사용하기에 적합하다.
당연히, 상이한 필름 재료 및/또는 상이한 두께의 필름이 본 발명의 구획을 제조하는 데 이용될 수 있다. 상이한 필름을 선택하는 데 있어서의 이점은 생성된 구획이 상이한 용해도 또는 이형 특성을 나타낼 수 있다는 것이다.
가장 바람직한 필름 재료는 모노졸(MonoSol) 상표명 M8630, M8900, H8779로 알려진 PVA 필름(본 출원인의 동시 계류 중인 출원(참조번호: 44528 및 11599)에 기재된 바와 같음) 및 미국 특허 제6 166 117호 및 미국 특허 제6 787 512호에 기재된 것들 및 상응하는 용해도 및 변형성 특성의 PVA 필름이다.
본 발명의 필름 재료는 또한 하나 이상의 첨가제 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가소제, 예를 들어 글리세롤, 에틸렌 글리콜, 다이에틸렌글리콜, 프로필렌 글리콜, 소르비톨, 및 이들의 혼합물을 첨가하는 것이 유익할 수 있다. 다른 첨가제에는 세탁액으로 전달될 기능성 세제 첨가제, 예를 들어 유기 중합체성 분산제 등이 포함된다.
파우치 안의 조성물에 혼입함으로써 및/또는 필름 상에 코팅함으로써 고미제가 파우치 또는 포드에 혼입될 수 있다.
세탁 방법
본 발명의 방법은 또한 본 발명에 따른 적어도 하나의 물품을 세탁할 세탁물과 함께 세탁기에 넣는 단계, 및 세탁 또는 세정 작업을 수행하는 단계를 포함하는, 본 발명에 따른 물품을 사용하여 세탁하는 방법을 포함한다. 구체적으로, 이 방법은, 침착된 피지를 갖는 천을 얻는 단계, 및 세탁 단계에서 천을 처리하는 단계를 포함할 수 있으며, 세탁 단계는 천을 세탁액과 접촉시키는 단계를 포함한다. 여기서, 세탁액은 수용성 단위 용량을 물에 300 내지 800배, 바람직하게는 400 내지 700배 희석함으로써 제조된다. 여기서, 세탁액은 8 이상의 pH로 이루어진다.
임의의 적합한 세탁기가 사용될 수 있다. 예에는 자동 세탁기, 수동 세탁 작업 또는 이들의 조합, 바람직하게는 자동 세탁기가 포함된다.
당업자는 관련 세탁 작업에 적합한 기기를 알고 있을 것이다. 본 발명의 물품은 다른 조성물, 예를 들어, 천 첨가제, 천 유연제, 헹굼 보조제 등과 함께 사용될 수 있다.
세탁 온도는, 예를 들어, 30℃ 이하와 같이, 5℃ 내지 90℃일 수 있다. 세탁 공정은 5 내지 50분의 지속 시간을 갖는 적어도 하나의 세탁 사이클을 포함할 수 있다. 자동 세탁기는 회전 드럼을 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 세탁 사이클 동안, 드럼은 15 내지 40 rpm, 바람직하게는 20 내지 35 rpm의 회전 속도를 갖는다.
천은 면, 폴리에스테르, 면/폴리에스테르 블렌드 또는 이들의 혼합물, 바람직하게는 면일 수 있다.
수용성 섬유질 구조체 및 구조체 전반에 걸쳐 분포된 하나 이상의 리올로지-조절된 입자를 포함하는 수용성 단위 용량 물품은, 예를 들어, 천 상에 부여될 수 있는 버터, 쇠고기, 풀(grass), 차, 스파게티, 피지, 와인, 및 임의의 다른 유형의 얼룩과 같은 하나 이상의 유형의 얼룩을 제거할 수 있다.
제조 방법
이제, 섬유질 수용성 단위 용량을 제조하는 방법을 그의 특정 실시 형태를 참조하여 상세히 설명할 것이다. 실시 형태는 본 발명의 설명에 의해 제공되며, 본 발명을 제한하는 것을 의미하지 않는다. 예를 들어, 일 실시 형태의 일부로서 설명되거나 예시된 특징은 다른 실시 형태와 함께 사용되어 추가의 실시 형태를 산출할 수 있다. 본 발명은 본 발명의 범위 및 사상 내에 있는 이들 및 다른 수정 및 변경을 포함하는 것으로 의도된다.
본 방법은 섬유질 재료의 웨브로부터 섬유질 수용성 단위 용량 구조체를 제조하는 데에 특히 적합하며, 섬유질 수용성 단위 용량은 예를 들어 개인 클렌징, 식기류 및 세탁물과 같은 다양한 세정 작업에 사용하기 위해 의도된다. 본 발명은 섬유질 웨브 재료의 임의의 특정 유형 또는 조성으로 제한되지 않으며, 전술한 것 이외에 당업자에게 공지된 임의의 적합한 섬유질 웨브 재료로 실시될 수 있다. 섬유질 웨브 재료는 섬유질 웨브 내에서 조합되는 섬유와 입자의 임의의 구조 및 조합을 포함할 수 있다. 섬유질 구조체 및 입자 조성물은 본 명세서의 이전 섹션에서 상세히 설명된다.
섬유질 수용성 단위 용량 재료는 다양한 통상적인 방법 및 기술을 사용함으로써 웨브 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 흡수성 웨브는 건식 성형 기술, 에어레잉(airlaying) 기술, 습식 성형 기술, 폼(foam) 형성 기술 등뿐만 아니라 이들의 조합에 의해 형성될 수 있다. 이러한 기술을 수행하기 위한 방법 및 장치는 당업계에 잘 알려져 있다.
본 방법의 태양은 섬유질 웨브 재료 또는 섬유질 요소의 공급물을 전달하는 단계를 포함한다. 도 1에 예시된 바와 같이, 제1 방사 빔을 사용하여 섬유질 요소의 제1 층을 방사하고 형성 벨트 상에 수집한다. 이어서, 섬유의 제1 층을 갖는 형성 벨트를 입자 부가 시스템을 이용하여 변경된 제2 방사 빔 아래에 통과시킨다. 입자 부가 시스템은 제2 방사 빔으로부터 섬유질 요소 바로 아래에 있는 형성 벨트 상의 착륙 구역을 향해 입자를 실질적으로 주입할 수 있다. 적합한 입자 부가 시스템은 진동하는 벨트 또는 스크류 공급기와 같은 입자 공급기, 및 에어 나이프 또는 다른 유동 이송 시스템과 같은 주입 시스템으로부터 조립될 수 있다. 횡방향으로의 입자의 일관된 분포를 돕기 위하여, 바람직하게는 방사 다이와 대략 동일한 폭을 가로질러 입자를 공급하여 입자가 복합 구조체의 전체 폭을 가로질러 전달되도록 보장한다. 바람직하게는, 출구를 제외하고는 입자 공급기를 완전히 둘러싸서 입자 공급물의 파괴를 최소화한다. 제2 방사 빔 아래의 형성 벨트 상에서 입자와 섬유질 요소의 동시-충돌(co-impingement)은 입자 패킹이 팽창되고 섬유가 입자간 공극에 실질적으로 침투하는 복합 구조체를 생성한다.
도 1에 도시에 의해 예시된 바와 같이, 필라멘트 형성 조성물(35)의 용액이 제공된다. 필라멘트 형성 조성물은 하나 이상의 필라멘트 형성 재료 및 선택적으로 하나 이상의 활성제를 포함할 수 있다. 필라멘트 형성 조성물(35)은 복수의 방사구(45)를 포함하는 하나 이상의 다이 블록 조립체(40)를 통과하여 하나 이상의 필라멘트 형성 재료 및 선택적으로 하나 이상의 활성제를 포함하는 복수의 섬유질 요소(30)를 형성한다. 섬유질 요소(30)의 상이한 층들을 방사하기 위해 다수의 다이 블록 조립체(40)가 이용될 수 있는데, 상이한 층의 섬유질 요소(30)는 서로 상이하거나 서로 동일한 조성을 갖는다. 주어진 겹 내에 3개, 4개, 또는 임의의 다른 정수 개의 층을 형성하도록 2개 초과의 다이 블록 조립체가 직렬로 제공될 수 있다. 섬유질 요소(30)는 기계 방향(MD)으로 이동하는 벨트(50)상에 놓여서 제1 겹(10)을 형성할 수 있다.
입자는 다이 블록 조립체(40)와 벨트(50) 사이에서 섬유질 요소(30)의 스트림 내로 도입될 수 있다. 입자는 입자 수용기로부터 벨트 공급기(41) 상으로 또는 선택적으로 스크류 공급기 상으로 공급될 수 있다. 벨트 공급기(41)는 원하는 질량의 입자를 공정으로 전달하도록 설정되고 제어될 수 있다. 벨트 공급기는 에어 나이프(42)를 공급할 수 있는데, 에어 나이프는 공기 스트림 내의 입자를 섬유질 요소(30) 내로 부유시키고 안내하여, 혼합된 섬유 요소(30)와 입자의 입자-섬유 층을 형성하며, 이 층은 후속적으로 벨트(50) 상에 놓인다.
수용성 제품을 형성하기 위하여, 제1 겹(10)이 제공될 수 있다. 제2 겹(15)은 제1 겹(10)과는 개별적으로 제공될 수 있다. 제1 겹(10) 및 제2 겹(15)은 서로 중첩된다. 중첩된다는 것은, 하나가 다른 하나 위에 또는 그 아래에 위치됨을 의미하는데, 단, 추가적인 겹 또는 다른 재료, 예를 들어 활성제가 중첩된 겹들 사이에 위치될 수 있다. 제1 겹(10)의 일부분이 제2 겹(15)의 일부분에 결합되어 수용성 제품(5)을 형성할 수 있다. 각각의 겹은 하나 이상의 층을 포함할 수 있다.
섬유질 요소를 제조하기 위하여, 바람직하게는 약 45% 내지 60% 고형물 함량을 갖는 수용액을 도 1에 도시된 바와 같은 하나 이상의 방사 빔을 통해 가공한다.
적합한 방사 빔은 세장화된 섬유를 형성 벨트에 충돌하기 전에 실질적으로 건조시키기에 적합한 건조 기류와 함께, 세장화 기류를 갖는 모세관 다이를 포함한다.
도 2를 참조하면, 섬유질 웨브 재료(16)는 리본 또는 스트립(24)의 형태로 공급된다. 언급된 바와 같이, 섬유질 웨브 재료(16)는 롤로부터 또는 인라인 제조 작업으로부터 직접 공급될 수 있다. 섬유질 웨브 재료의 스트립(24)은 기계 방향(18)으로 이송되고, 스트립(24)의 서로 반대편에 있는 평행한 측면에 의해 한정되는 기계 방향 측면(20)을 갖는다. 웨브 재료의 스트립(24)은 또한 스트립(24)의 "폭"으로 간주될 수 있는 횡방향 치수(22)를 갖는다. 도 2는 웨브 재료의 단일 스트립(24)을 예시하지만, 흡수성 웨브 재료가 복수의 인접한 스트립(24)의 형태로 공급될 수 있음을 이해해야 한다. 본 발명에 따른 스트립에서 섬유질 수용성 단위 용량(30)이 한정된 후, 후속 개별 패키징을 위해 복수의 섬유질 수용성 단위 용량이 분리될 수 있다.
여전히 도 2를 참조하면, 섬유질 웨브 재료의 스트립(24)은 횡방향(22)으로 절단되어 섬유질 수용성 단위 용량(30)의 반복되는 포개진 패턴을 형성한다. 섬유질 수용성 단위 용량(30)은 스트립(24)의 종축(22) 및 기계 방향(18)에 대해 소정 각도를 따라 놓인 각각의 섬유질 수용성 단위 용량(30)의 중심선 축(32)을 따라 대칭이 되도록 배향된다. 섬유질 수용성 단위 용량은 기계 방향(18)을 따라 스트립의 길이방향 에지에 평행한 길이방향 중심선(34)을 갖는다. 섬유질 수용성 단위 용량은 섬유질 수용성 단위 용량의 길이방향 중심선(34)을 따라 비대칭이다. 섬유질 수용성 단위 용량은 또한 섬유질 수용성 단위 용량의 횡방향 중심선을 따라 비대칭일 수 있으며, 여기서 횡축은 재료의 스트립의 횡축에 평행하다. 섬유질 수용성 단위 용량(30)은 섬유질 수용성 단위 용량이 절단되는 스트립의 종축 또는 횡축에 평행하지 않은 축, 예컨대 각각의 섬유질 수용성 단위 용량(30)의 개별 중심선 축(32)을 따라 대칭일 수 있다. 섬유질 수용성 단위 용량은 상부 너브(36) 및 하부 너브(38)를 포함한다. 상부 너브(36) 및 하부 너브(38)는 다수의 목적 중 하나 이상을 제공한다. 제조 공정 동안, 상부 너브(36) 및 하부 너브(38)는 포개진 테셀레이션된 패턴을 형성하는 역할을 한다. 상부 너브(36), 하부 너브(38), 또는 둘 모두는 수용성 단위 용량의 형상과 일체형일 수 있고 하나 이상의 천공(42)에 의해 윤곽이 그려진다.
도 2를 참조하면, 개별 섬유질 수용성 단위 용량(30)을 한정하기 위해 횡방향 절단으로 섬유질 웨브 재료의 스트립(24)을 절단하는 공정이 도시되는데, 이는 섬유질 수용성 단위 용량(30)의 포개진 형상에 상응하는 패턴으로 한정된 블레이드를 갖는 통상적이고 개략적으로 예시된 회전식 나이프 또는 롤에 의해 수행될 수 있다. 향후 개발되는 방법 및 장치를 포함하여 임의의 적합한 커터 기구가 이와 관련하여 이용될 수 있음을 이해해야 한다. 통상적인 커터 기구 및 장치는 당업계에 잘 알려져 있으며, 회전식 나이프, 다이 커터, 워터-커터(water-cutter), 레이저 커터 등뿐만 아니라 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 방법은 임의의 특정 절단 방법 또는 장치에 의해 제한되지 않는다.
다시 도 2를 참조하면, 인접한 포개진 섬유질 수용성 단위 용량(30)은 중첩된 섬유질 수용성 단위 용량(30)들 사이에서 흡수성 재료의 낭비가 최소화되도록 공통 한정 절단선(44)을 공유한다는 것을 알 수 있다. 도 2의 실시 형태에서, 재료의 낭비가 최소화되거나 없다. 통상적인 포개진 패턴의 경우, 인접한 단위 용량들 사이에 전형적으로 약 5% 내지 약 35%의 재료 낭비가 있게 된다. 본 발명은 낭비가 최소인, 바람직하게는 약 20% 미만인, 더 바람직하게는 낭비가 없는 포개진 구성을 포함한다. 웨브 재료의 낭비 없이 길이방향으로 비대칭인 섬유질 수용성 단위 용량을 대량 생산하는 능력은 중요한 특징이다.
특히 본 명세서에 기재된 바와 같은 길이방향 비대칭 섬유질 수용성 단위 용량의 경우, 본 발명에 따른 횡방향의 포개진 섬유질 수용성 단위 용량(30)을 한정하기 위해 광범위한 다수의 형상 및 구성이 가능하다는 것을 이해해야 한다. 섬유질 수용성 단위 용량(30)은 일반적으로 동일한 형상을 가질 것이고, 섬유질 재료의 스트립의 종축(34)에 대해 비대칭일 것이다. 섬유질 수용성 단위 용량의 테셀레이션된 형상은 교번하며, 및 교번하는 섬유질 수용성 단위 용량은 인접한 섬유질 수용성 단위 용량들 사이에 섬유질 재료의 낭비가 사실상 없도록 공통 한정 절단부 또는 현(chord)을 공유할 것이다. 본 발명의 범위 내의 섬유질 수용성 단위 용량 구성의 특정 실시 형태가 도 2 내지 도 7에 예시되어 있다. 그러나, 이러한 실시 형태는 단지 예시적인 목적을 위한 것이며, 본 발명은 임의의 특정 구성으로 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다.
도 3 내지 도 7은 포개진 섬유질 수용성 단위 용량(30)의 교번하는 패턴을 나타낸다. 도 3에 도시된 바와 같이, 단위 용량은 공통 한정 절단선(44)을 공유한다.
본 발명은 본 명세서에서 본 발명의 설명을 읽은 후, 본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않고 당업자에게 연상될 수 있는, 본 명세서에 기재된 본 발명의 실시 형태에 대한 다양한 다른 실시 형태, 수정 및 등가물을 포함한다는 것을 이해해야 한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 테셀레이션되지 않은 디자인의 사용은 단위 용량(30)들 사이의 낭비 및 공간(46)을 상당히 증가시킨다. 이는 단위 용량에 인접한 각각의 코너에서 발견되는 단일 단위 용량들 사이의 갭에 의해 입증된다.
도 9 내지 도 15는 새로운 디자인을 구현하는, 뚜껑이 있는 용기의 일 실시 형태를 도시한다.
도 9는 새로운 디자인을 구현하는, 뚜껑이 있는 용기의 사시도를 도시한다.
도 10은 새로운 디자인을 구현하는, 뚜껑이 있는 용기의 정면도를 도시한다.
도 11은 새로운 디자인을 구현하는, 뚜껑이 있는 용기의 측면도를 도시한다.
도 12는 새로운 디자인을 구현하는, 뚜껑이 있는 용기의 측면도를 도시한다.
도 13은 새로운 디자인을 구현하는, 뚜껑이 있는 용기의 후면도를 도시한다.
도 14는 새로운 디자인을 구현하는, 뚜껑이 있는 용기의 상면도를 도시한다.
도 15는 새로운 디자인을 구현하는, 뚜껑이 있는 용기의 저면도를 도시한다.
도 16은 뚜껑이 개방된 도 9 내지 도 15의 용기를 나타낸다.
도 17은 도 2에 도시된 섬유질 수용성 단위 용량이 채워진 도 16의 용기를 도시한다.
섬유질 수용성 단위 용량은 도 9 내지 도 17의 용기에 수용될 수 있다. 놀랍게도, 상부 너브 및 하부 너브를 나타내는 비대칭 형상을 길이방향 중심선을 따라 가짐으로써, 섬유질 수용성 단위 용량은 패키지 내에서 움직이기 쉽지 않다는 것이 밝혀졌다. 달리 말하면, 상부 너브 및 하부 너브는 패키지 트레이의 양측 측면에 동시에 압력을 가함으로써 섬유질 수용성 단위 용량을 고정하는 데 도움이 된다. 또한, 이들의 구성으로 인해, 상부 너브 및 하부 너브는 전체 섬유질 단위 용량의 형상에 영향을 미치지 않으면서 충돌(impact)로부터의 잠재적인 충격(shock)의 흡수 및 압축을 가능하게 한다. 또한, 상부 너브 및 하부 너브의 사용은 섬유질 수용성 단위 용량의 하부 코너와 트레이의 하부 사이에 갭을 생성할 수 있다. 이 갭은 패키지가 젖는 경우에 섬유질 수용성 단위 용량을 보호할 수 있다.
상부 너브 또는 하부 너브의 각각은 제거 용이성을 위해 천공될 수 있다. 대안적으로, 상부 너브 및 하부 너브는 사용자에 의해 섬유질 수용성 단위 용량으로부터 절단될 수 있다. 너브는 천 상의 얼룩(spot)을 전처리하는 데 사용될 수 있다. 상부 너브 및 하부 너브는 전처리 동안 부착될 수 있거나 전처리 목적으로 섬유질 수용성 단위 용량으로부터 분리될 수 있다. 또한, 상부 너브는 사용자에게 핀치 지점(pinch point)을 제공함으로써 패키지로부터 용이하게 제거할 수 있도록 한다.
A. 섬유질 수용성 단위 용량을 제조하는 방법으로서,
a. 섬유질 웨브 재료를 전달하는 단계로서, 섬유질 웨브 재료는 섬유질 웨브 재료의 연속 스트립의 형태로 전달되는, 상기 단계; 및
b. 흡수성 웨브 재료를 횡방향으로 절단하여, 횡방향의 대체로 동일하게 형상화된 섬유질 수용성 단위 용량의 반복되는 포개진 패턴을 형성하는 단계를 포함하며;
섬유질 수용성 단위 용량은 포개져서 횡방향의 대체로 동일하게 형상화된 섬유질 수용성 단위 용량의 반복되는 패턴을 형성하는, 방법.
B. 섬유질 수용성 단위 용량은 섬유질 웨브 재료의 스트립의 길이방향 에지에 평행한 각각의 섬유질 수용성 단위 용량의 중심선을 따라 대칭이 아닌, 단락 A의 방법.
C. 섬유질 수용성 단위 용량은 이들이 절단되는 섬유질 웨브의 스트립을 따라 길이방향으로 비대칭인, 임의의 전술한 단락의 방법.
D. 섬유질 웨브 재료는 공급 롤로부터 전달되는, 임의의 전술한 단락의 방법.
E. 섬유질 수용성 단위 용량은 섬유질 재료의 스트립의 길이방향 에지에 평행한 각각의 섬유질 수용성 단위 용량의 중심선을 따라 대칭이 아니면서 섬유질 웨브의 단면을 따라 반복되는 패턴을 형성한다는 점에서 포개지는, 임의의 전술한 단락의 방법.
F. 각각의 섬유질 수용성 단위 용량은 섬유질 웨브 재료의 스트립의 종축에 대해 소정 각도를 따라 놓인 각각의 섬유질 수용성 단위 용량의 중심선 축을 따라 대칭인, 임의의 전술한 단락의 방법.
G. 인접한 섬유질 수용성 단위 용량들은 공통 한정 절단선을 공유하는, 임의의 전술한 단락의 방법.
H. 섬유질 수용성 단위 용량은 상부 너브 및 하부 너브를 포함하는, 임의의 전술한 단락의 방법.
I. 섬유질 수용성 단위 용량은 하나 이상의 너브를 포함하는, 임의의 전술한 단락의 방법.
J. 하나 이상의 너브는 수용성 단위 용량의 형상과 일체형이고 하나 이상의 천공에 의해 윤곽이 그려지는, 임의의 전술한 단락의 방법.
본 명세서에서 개시된 치수 및 값은 언급된 정확한 수치 값으로 엄격하게 제한되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 대신에, 달리 명시되지 않는 한, 각각의 그러한 치수는 언급된 값과, 그 값 부근의 기능적으로 동등한 범위 둘 모두를 의미하도록 의도된다. 예를 들어, "40 mm"로 개시된 치수는 "약 40 mm"를 의미하도록 의도된다.
명료함을 위해, 총 "중량%" 값은 100 중량%를 초과하지 않는다.
임의의 상호 참조되거나 관련된 특허 또는 출원을 포함하는, 본 명세서에 인용된 모든 문헌은 그로써 명확히 배제되거나 달리 제한되지 않는 한 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 임의의 문헌의 인용은 그것이 본 명세서에 개시된 또는 청구된 임의의 발명에 대한 종래 기술인 것으로, 또는 그것이 단독으로 또는 임의의 다른 참고 문헌 또는 참고 문헌들과의 임의의 조합으로 임의의 그러한 발명을 교시하거나 제안하거나 개시하는 것으로 인정하는 것은 아니다. 또한, 본 문헌에서의 용어의 임의의 의미 또는 정의가, 참고로 포함된 문헌에서의 동일한 용어의 임의의 의미 또는 정의와 상충되는 경우, 본 문헌에서 그 용어에 부여된 의미 또는 정의가 우선할 것이다.
본 발명의 특정한 실시예 및/또는 실시 형태가 예시되고 설명되었지만, 다양한 다른 변경과 수정이 본 발명의 사상과 범주로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 범주 내에 있는 모든 그러한 변경 및 수정을 첨부된 청구범위에 포함하도록 의도된다.

Claims (10)

  1. 섬유질 수용성 단위 용량을 제조하는 방법으로서,
    a. 섬유질 웨브 재료를 전달하는 단계로서, 상기 섬유질 웨브 재료는 섬유질 웨브 재료의 연속 스트립의 형태로 전달되는, 상기 단계; 및
    b. 상기 섬유질 웨브 재료를 횡방향으로 절단하여, 횡방향의 동일하게 형상화된 섬유질 수용성 단위 용량의 반복되는 포개진 패턴을 형성하는 단계를 포함하며;
    상기 섬유질 수용성 단위 용량은 포개져서 횡방향의 동일하게 형상화된 섬유질 수용성 단위 용량의 반복되는 패턴을 형성하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 섬유질 수용성 단위 용량은 상기 섬유질 웨브 재료의 스트립의 길이방향 에지에 평행한 각각의 섬유질 수용성 단위 용량의 중심선을 따라 대칭이 아닌, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 섬유질 수용성 단위 용량은 이들이 절단되는 상기 섬유질 웨브의 스트립을 따라 길이방향으로 비대칭인, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유질 웨브 재료는 공급 롤로부터 전달되는, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유질 수용성 단위 용량은 상기 섬유질 재료의 스트립의 길이방향 에지에 평행한 각각의 섬유질 수용성 단위 용량의 중심선을 따라 대칭이 아니면서 상기 섬유질 웨브의 단면을 따라 반복되는 패턴을 형성한다는 점에서 포개지는, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 섬유질 수용성 단위 용량은 상기 섬유질 웨브 재료의 스트립의 종축에 대해 소정 각도를 따라 놓인 각각의 섬유질 수용성 단위 용량의 중심선 축을 따라 대칭인, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 인접한 섬유질 수용성 단위 용량은 공통 한정 절단선을 공유하는, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유질 수용성 단위 용량은 상부 너브(nub) 및 하부 너브를 포함하는, 방법.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유질 수용성 단위 용량은 하나 이상의 너브를 포함하는, 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 하나 이상의 너브는 상기 수용성 단위 용량의 형상과 일체형이고 하나 이상의 천공에 의해 윤곽이 그려지는, 방법.
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