KR910004891B1 - 세제조성물 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

세제조성물
본 발명은 세제조성물, 특히 직물세탁 및 연화용 세제조성물에 관한 것이다. 일반적으로 세제조성물에는 직물로부터 오물질을 제거시키기 위한 세제활성물질 뿐만아니라 세척력 빌더 물질이 함유된다. 이 세척력 빌더 물질의 주요역할은 경수 속의 칼슘이온이 세제활성물질의 효과를 감소시키는 것을 방지하는 것이다. 오랫동안 트리폴리인산 나트륨과 같은 인산염의 세척력 빌더로서 사용되어 왔다.
그러나 여러 이유로 인해서 인을 거의 또는 전혀 함유하지 않는 세제조성물을 제공하는 것이 바람직하다. 인산염 대체물로서 다수의 무린(non-p)빌더가 제안되어 왔으며 특히 탄산의 알칼리금속염(탄산 나트륨)과 탄산칼슘 종정물질(방해석 : 참조. 영국특허제 1,437,950호-유니레버 Case No.C720)의 혼합물이 제안되었다. 이러한 빌더를 함유하는 조성물은 본 발명과 관련이 있다.
트리폴리인산나트륨 대신 탄산나트륨/방해석 빌더 혼합물을 사용하면 여러가지 차이점이 생기는데 이중 특히 직물이 거칠어지는 경향이 높다. 거침이란 여러 세제조성물에서 생기는 현상으로, 세탁후에 직물의 감촉이 거칠게 되는 것이다. 이러한 현상은 특히 면과 같은 천연섬유로 짜여진 직물에서 생기는데 그 이유중 하나는 직물의 섬유로부터 천연 윤활물질이 제거되기 때문이다.
당분야에서, 세탁으로 인해 생기는 거침의 정도를 감소시킬수 있는 직물 연화제로서 여러가지 물질들이 제안되어 왔다. 이러한 종류의 물질로는 영국특허제 1400896호(프록터 앤드 갬블)에 발표된 바와같이 교환용량이 높은 스멕타이트 점토가 있다. 그러나 이러한 점토는 트리폴리인산나트륨과 같은 풀림제의 존재하에서 사용할때 매우 효과적이다. 이러한 점토를 트리폴리포스페이트 이온없이 사용하면 효과가 덜하다. 그러므로 당 분야에서는 트리폴리인산염 대신 탄산의 알칼리 금속염을 함유하는 세제조성물에 사용하기에 효과적인 직물연화제 또는 거침방지제로서 상기 점토를 권장하지 않는다.
본 발명자는 탄산나트륨/방해석 빌더혼합물을 함유하는 조성물의 직물 거침현상은 직물 연화 점토물질을 혼입함으로써 해결될 수 있다는 것을 발견하였다.
본 발명에 의하면 다음과 같은 성분을 함유하는 직물세탁 및 연화용 세제조성물을 제공한다.
(i) 1종 이상의 비-비누성 세제활성물질 2-40중량%
(ii) 수용성 탄산염 빌더 물질 5-40중량%
(iii) 불용성 탄산칼슘 종정 10-60중량%
(iv) 직물연화 점토물질 35중량%이하
여기서 종정 대 점토물질의 중량비는 1.8:1 미만이다.
본 발명의 조성물은 필수적으로 1종이상의 비-비누성 세제활성물질을 바람직하게는 5-40중량% 양으로 함유한다. 이 물질은 비-비누성 음이온 및 비이온 세제활성물질 및 그 혼합물로부터 선택되는 것이 바람직하다.
비누를 포함한 기타 세제활성성분도 사용될 수 있으나 일반적으로 비-비누성 음이온 및/또는 비이온 물질과 혼합하여 사용된다.
비-비누성(합성) 음이온 세제활성물질은 일반적으로 C8-C22의 알킬기를 가지는 유기황산 및 술폰산의 수용성 알칼리금속염이다. 여기서 알킬이란 용어는 고급아실기의 알킬 부분을 포함시켜 사용된다. 적합한 합성음이온 세제화합물의 예로는 알킬황산나트륨 및 칼륨으로서 특히 예를들어 탤로우 또는 코코닛유로부터 생성된 고급(C8-C18)알콜의 황산화에 의해 얻어지는 알킬황산나트륨 및 칼륨; 알킬(C9-C20)벤젠 술폰산나트륨 및 칼륨으로서 특히 선형 2급알킬(C10-C15)벤젠술폰산나트륨; 알킬글리세릴에테르, 황산나트륨으로서 특히 탤로우 또는 코코닛유로부터 유도된 고급알콜 및 석유로부터 유도된 합성알콜의 상기 에테르; 코코닛유 지방모노글리세라이드 황산 및 술폰산나트륨; 고급(C8-C18)지방알콜-알킬렌옥사이드(특히 에틸렌옥사이드)의 황산에스테르의 나트륨 및 칼륨염; 코코닛 지방산과 같은 지방산을 아세티온산으로 에스테르화 시키고 수산화나트륨으로 중화시킨 반응 생성물; 메틸 타우린의 지방산 아미드의 나트륨 및 칼륨염;알파-올레핀(C8-C20)과 중아황산 나트륨의 반응에 의해 유도되는 물질, 또는 파라핀과 SO2및 Cl2의 반응후 랜덤(random) 술포네이트를 생성시키기 위해 염기로 가수분해하여 유도되는 물질과 같은 알칸 모노술포네이트; 올페핀(특히 C10-C20알파-올레핀)과 SO3의 반응 후 이 반응생성물을 중화 및 가수분해하여 얻은 물질을 의미하는 올레핀술포네이트 등이 있다. 이중 바람직한 음이온 세제화합물은 (C11-C15) 알킬벤젠 술폰산나트륨 및 (C16-C18)알킬황산나트륨이다.
적합한 비이온 세제화합물은 특히 소수성기와 반응성 수소원자를 가지는 화합물(예를들면 지방족알콜, 산, 아민 또는 알킬페놀)과 알킬렌옥사이드(특히 에틸렌옥사이드 단독 또는 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드)의 반응생성물이다. 특히 적합한 비이온 세제화합물은 알킬(C6-C22)페놀-에틸렌옥사이드(분자당 보통 25이하의 에틸렌옥사이드, 즉 25EO이하) 축합물; 지방족(C8-C18) 1급 또는 2급선형 또는 분자형알콜과 에틸렌옥사이드(보통 40EO이하)의 축합생성물; 프로필렌옥사이드와 에틸렌다아민의 반응생성물과 에틸렌옥사이드의 축합에 의한 생성물이다.
기타 소위 비이온 세제화합물로는 장쇄 3급 아민옥사이드, 장쇄 3급 포스핀옥사이드 및 디알킬술폭사이드 등이 있다. 본 발명자는 세제활성계가 임의선택적으로 비이온 세제활성물질을 포함하는, 비누와 비-비누성음이온 세제활성물질의 혼합물인 경우, 거침 방지면에서 특히 유리하다는 것을 발견하였다.
특히 바람직한 세제활성계는 2-17%의 비-비누성 음이온 세제활성물질, 8% 이하의 비이온 세제활성물질, 8% 이하의 비누를 함유하며 비이온 세제활성물질 대 비누의 비는 3:1-1:3 특히 2:1-1:2가 바람직하다.
본 명세서에서 사용되는 "비누"라는 용어는 지방산의 알칼리금속염 및 알칼리토금속염 뿐만아니라 지방산과 아민 및 그 유도체와 같은 유기질소-함유물질의 반응에 의해 생성되는 유기면도 포함시켜 사용된다. 일반적으로 비누는 분자당 8-24개, 바람직하게는 10-20개의 탄소원자를 함유하는 고급지방산 또는 그 혼합물로 구성된다.
바람직한 비누의 예로는 스테아르산나트륨, 팔미트산나트륨, 탤로우, 코코닛유 및 팜유지방산 및 스테아르 및/ 또는 팔미트지방산 및/또는 탤로우 및 또는 코코닛유 및/또는 팜유지방산과, 에탄올아민, 디-또는 트리-에탄올아민 및 2,2-디메틸 에탄올아민과 같은 수용성 알칸올아민 및 N-함유량화합물(예를들면 모르폴린, 2'-피롤리돈 및 그 메틸유도체)과의 반응생성물이 있다.
또한 비누의 혼합물도 사용될 수 있다.
특히 바람직한 비누는 코코닛유 및 탤로우로부터 유도된 혼합지방산의 나트륨 및 칼륨염, 즉 나트륨 및 칼륨탤로우 및 코코닛 비누이다.
세제조성물의 필수성분으로는 또한 빌더인 수용성 탄산염 물질이 있다. 이 물질은 특히 탄산나트륨 또는 탄산칼륨 또는 그 혼합물이 바람직하다.
그러나 본 발명자는 수용성 탄산염 물질이 약간의 중탄산염을 함유할때 본 발명에 특히 유리하다는 것을 알게 되었다. 탄산염은 완전 중화될 수도 있으나 부분 중화된 것이 바람직하며, 예를들면 세스퀴탄산염이 통상 탄산염의 일부 대체물로 사용될 수 있다. 탄산염 대 중탄산염의 중량비는 10:1-1:2, 특히 6:1-1:1정도가 바람직하다.
세제조성물 수용성 탄산염 물질의 양은 다양하게 변화될 수 있으나, 5중량%이상, 바람직하게는 10%-40%, 특히 10-35%정도가 이상적이다. 수용성 탄산염 물질은 세제조성물에 혼입되기 이전에 또는 혼입될때 수화된다 하더라도 그 사용량은 무수물을 기준으로하여 결정한다. 또한 예를들면 어린이가 우연히 섭취했을때 생기는 내부 손상의 위함을 줄이기 위해서, 탄산염 함량은 상술한 범위내의 저함량으로 제한하는 것이 바람직하다는 것을 알아두어야 한다.
종정의 독물질로서 작용하는 물질은 최대한 삼가해야 하지만 본 발명의 조성물중 빌더 물질의 최대 한계량이 40%라는 전제하에 기타 빌더 물질도 함유할 수 있다. 이러한 기타 빌더 물질의 예로는 지방산, 선택된 수용성 비누, 알킬 말론산염, 알케닐 또는 알킬 숙신산염, 지방산 술폰산 나트륨, 오르토인산의 알칼리 금속염, 폴리아세트산염, 카르복실산염, 폴리카르복실산염, 숙신산염, 및 제올라이트 또는 이와 동일한 무정형 물질등이 있다.
조성물은 필수적으로 입자상의 비수용성 탄산염 물질을 함유한다. 이물질은 물속의 칼슘 경성이농과 수용성 탄산염과의 반응에 의해 생기는 침전물의 종정으로서 작용할 수 있는 물질이어야 한다. 그러므로 이러한 입자상의 비수용성 물질은 탄산칼슘 그 자체와 같이 탄산칼슘의 종정이다.
입자상의 비수용성 탄산염 물질은 세분화된 것이어야 하며, 10㎡/g 바람직하게는 15㎡/g 이상의 표면적을 가진것이어야 한다. 특히 30-100㎡/g의 표면적을 가진 물질이 바람직하다. 경제적으로 구입가능한 경우에 100㎡/g이상의 표면적을 가진 비수용성 탄산염 물질을 사용할 수 있다.
표면적은 표준 브루와워, 엠메트 ＆ 텔러(BET)법을 사용한 질소흡착에 의해 측정된다. 이 방법을 수행하기 위해 적합한 기기는 제조자의 지시에 따라 작동되는 칼로에르바솝티 1750(Carlo Erba Sorpty 1750)기기이다.
종정활성을 보유하기 위해서 고 표면적의 물질은 독물질의 부재하에 제조되는 것이 가장 바람직하다.
비수용성 탄산염 물질은 선별, 분석에 의해 측정된 바와같이 10미크론 미만의 평균 입자크기를 가지나 취급의 용이성을 위해 과립화 될 수 있다.
비수용성 탄산엽 물질이 탄산칼슘인 경우에는 결정형태의 물질이면 어느것이든 사용가능하며 그 혼합물도 사용할 수 있다.
그러나 아라고나이트 및 바테라이트는 시중 구입이 쉽지 않기 때문에 방해석을 사용하는 것이 바람직하다. 방해석은 통상의 세탁온도에서 아라고나이트 또는 바테라이트 보다 비수용성이다. 아라고나이트 또는 바테라이트가 사용되는 경우에는 일반적으로 방해석과 혼합하여 사용된다. 본 명세서에서 사용되는 "방해석"이란 용어는 방해석 그 자체 또는 종정물질로서 적합한 기타 비수용성 탄산칼슘을 의미한다.
총 조성물중 방해석의 함량은 상술한 바와같이 비표면적(Specific surface area)에 좌우된다. 조성물에 사용되는 방해석의 양은 10%-60%, 바람직하게는 15%-30%이어야 한다. 수용성 탄산염 물질 대 방해석의 중량비는 약 4:1 미만이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 또다른 필수성분은 직물 연화 점토 물질이다. 이 점토 물질은 2:1층 구조를 가진 필로규산염 점토이어야 하며 여기서 비-규산염 층은 2-팔면체식으로 도는 3-팔면체식으로 배위된 것이다. 이에 속하는 점토로는 사포나이트, 헥토라이트, 몬트모릴로나이트 또는 베이델라이트 등이 있다. 활석, 버미큐라이트, 운모 및 클로라이트와 같은 기타 2:1 점토광물은 1:1 구조의 카올린형층 점토의 불변성 광물이기 때문에 직물 연화에 부적합하다는 것이 입증되었다. 또한 제올라이트와 같은, 층구조를 가지지 않은 기타 알루미노규산염 물질도 직물연화 점토물질로서 부적당하다. 직물 연화 물질로서 특히 적합한 점토는 본 명세서에 참고문헌으로 언급된 미합중국특허 명세서 제 US 3,959,155호(MONTGOMERY et al에서 THE PROCTER ＆ GAMBLE COMPANY로 양도함)에 상세히 기술되어 있는 스멕타이트 점토, 특히 본 명세서에 또한 참고 문헌으로 언급된 미합중국 특허 명세서 제 US 3,936,537호(BASKERVILLE)에 기술되어 있는 스멕타이트 점토이다.
직물연화에 적합한 기타 점토물질은 유럽특허 명세서 제 EP 26528-A호(PROCTER ＆ GAMBLE LIMITED)에 발표되어 있다.
직물연화 물질로서 가장 적합한 점토는 벤토나이트 물질이다. 이 벤토나이트는 여러가지 불순물을 가진 주로 몬트모릴로나이트형 점토이며, 그 함량 및 특성은 점토 물질의 출처에 따라 다르다.
본 발명의 조성물중 직물 연화 점토물질의 양은 직물에 연화 이점을 제공하기에 충분한 양이어야 한다.
즉, 조성물을 기준으로하여 35중량% 이하의 양, 특허 8%-15% 정도의 양이 적합하다. 이 퍼센트는 점토 물질 그 자체의 양을 나타내는 것이다. 점토 원료가 특히 불순한 출처에서 유도된 것일 때에는 상기 양보다 많은 양의 점토원료가 필요하다.
종정 대 점토의 중량비는 1.8:1 미만이어야 한다. 3:1 정도의 높은 비로 사용되면 점토로부터 얻어지는 직물 연화 효과가 만족스럽지 못하다는 것을 본 발명자는 알아내었다.
본 세제조성물은 직물 세탁용 세제조성물에 보통 사용되는 통상 성분들을 통상적인 양으로 함유할 수 있다.
이러한 임의 선택적인 성분중의 하나는 규산의 알칼리금속염, 특히 주성, 알칼리성, 메타-또는 오르토규산나트륨이다. 예를들면 5-10중량%의 저함량의 규산은 일반적으로 직물세탁기의 금속부분의 부식을 감소시키는데 유리하게 사용되며 세탁시 이점을 제공한다. 실제 최대 한계량 30% 이하, 예를들면 10-20중량%인 고함량의 규산염을 사용하면 세척력에 있어서 보다 현저한 개선을 이룰 수 있으며, 이로인해 수용성 탄산염 물질의 함량을 다소 감소시킬 수 있다. 이러한 개선 효과는 세탁액이 감지할 수 있을 만큼의 마그네슘 경도를 가진 물속에서 사용될때 특히 유리하다. 규산염의 사용량은 또한 세탁액의 평형 pH를 조절할 수 있는 한도까지 가능하다. 이 평형 pH는 권장 농도의 조성물 수용액에 대한 pH로서 보통 9이상, 바람직하게는 10-11이다. 규산나트륨은 보통 진한 수용액으로 공급되나 그 양은 무수물을 기준으로 계산된 것이다.
기타 임의선택적인 성분들로는 알칸올 아미드(특히 팜핵 지방산 및 코코닛 지방산으로부터 유도되는 모노에탄올아미드)와 같은 거품촉진제, 거품억제제, 과붕산 나트륨 및 과탄산나트륨과 같은 산소-방출표백제, 과산표백전구물질, 트리클로로이소시아눌산과 같은 여소-방출 표백제, 기타 직물연화제, 황산나트륨과 같은 무기염등이 있으며, 보통 형광제, 향료, 효소(프로테아제 및 아밀라제), 살균제 및 착색제 등도 미량으로 첨가된다.
본 세제조성물은 슬러리-제조 및 분무-건조 공정을 포함하여, 직물세탁용 세제조성물의 제조에 통상 이용되는 기술에 의해 제조될 수 있다.
본 세제조성물은 최소한 일부의 세제활성계 및 수용성 탄산염으로 구성되는 분무-건조 비드(bead)를 함유하며, 여기에 방해석 또는 기타 종정이 사전 과립화된 별개의 입자 형태로 가해진다. 점토물질은 분무-건조비드용 슬러리속에 포함되거나, 분말 또는 사전-과립화된 물질로서 조성물에 별도로 가해진다. 이와는 달리, 조성물에 규산나트륨을 함유시킬 경우에는 남아프리카 공화국 특허 제8718350호(Unilever PLC)에 보다 상세히 기술되어 있는 바와같이, 바람직하게는 슈크로즈 용액과 같은 액체결합제 존재하에 탄산염/규산염 분말을 종정물질과 함께 과립화 시킴으로써 조성물을 제조한다.
본 발명은 다음의 비한정적인 실시예에서 보다 상세히 설명될 것이다.
실시예에 있어서 다음 조성물들은 몇몇 성분들을 분무건조하여 기본 분말을 만든 다음 여기에 기타 성분을 가함으로써 제조되었다.
Figure kpo00001
주
1-알킬기가 C10-C15인 알킬벤젠술폰산나트륨으로 황산화된 도반 112(Dobane 112)(shell chomicals 제품)
2-11몰의 에틸렌옥사이드로 에톡실화된 C14-C15알콜인 도바놀 45-11EO(Dobanol 45-11EO)
3-경화 탤로우 비누
4-100㎡/g의 공칭 표면적을 가진 소칼 U3(Solvay 제품)
5-RH 412, 모로코산 칼슘벤토나이트(English China Clays 제품)
6-일수화물
7-Na2O : SiO2의 비가 1:3.3인 물질
8-왁스, 탄화수소오일 및 소수성 실리카의 혼합물로 구성된 과립
*-조성물 A는 비교목적을 위한 조성물임
[실시예 1]
조성물 A는 다음과 같은 방법으로 실험하였다. 사전세탁된 테리면 모니터와 사전거칠게된 테리면 모니터의 혼합물로 구성된 세탁직물 2.5g을 자동세탁기로 40℃ 또는 95℃에서 30분간 세탁하였다. 물의 경도는 24˚FH였으며 제품은 세탁액 20ℓ에 140g 사용하였다. 동량의 조성물 A에 17g의 점토를 함유하는 조성물을 함유하는 세탁액을 제조하였다. 이 조성물은 약 12%의 점토를 함유하는 조성물(B)이다. 상기 모니터를 각각 세탁한 후에 줄에 널어 건조시키고 다시 세탁하였다. 이렇게 5회 세탁한 후에 전문적인 평가자에 의해 모니터의 연화성을 결정하였다. 그 결과는 편의상 수치로 표시하였다. 수치가 클수록 직물의 연화도가 높다. 그 결과는 다음과 같다.
Figure kpo00002
상기 결과는 40℃ 및 90℃, 두 경우 모두에서, 5회 세탁한후 사후 첨가된 점토를 함유하는 제품 B가 점토를 함유하지 않은 것을 제외하고는 같은 제품보다 연화도가 높다는 것을 입증한다.
[실시예 2]
조성물 A 및 D를 실시예 1과 동일한 방법으로 실험하였으나, 단 세탁물은 자연적으로 오염된 입자를 가진 것이었다. 세탁온도는 60℃였으며, 각 세탁에 대해 70g의 제품을 사용하여 사전세탁한 다음 140g의 제품으로 주 세탁을 수행하였다. 물의 경도는 40˚FH였으며, 2회 및 6회 세탁한 후 연화도를 평가하였다. 그 결과는 다음과 같다.
Figure kpo00003
상기 결과는 점토를 분무건조 기본분말속에 함유시킬 경우 본 발명의 이점을 보여준다.
조성물 D를 점토 및 방해석을 사후 첨가시킴으로써 수정하여 이 수정된 조성물을 실험한 결과, 조성물 D의 연화효과와 거의 비슷하다는 것을 알게 되었다.
[실시예 3]
조성물 G,H,I 및 J를 실시예 1과 동일한 방법으로 실험하였으나, 단 세탁온도가 60℃였고 제품사용량이 7.7g/l였다. 자동세탁기 대신 임펠러 교반기가 갖추어진 실험실용 설비를 이용하여 사전세탁된 테리면 모니터로 구성된 세탁직물을 실험하였다. 1회 세탁후에 연화도를 평가하였다. 세탁액의 초기 pH를 각 경우마다 측정하였다. 그결과는 다음과 같다.
Figure kpo00004
상기 결과는 탄산염을 점차 중탄산염으로 대치시킬때의 이점과 이로인한 세탁액의 pH 감소현상을 보여준다.
조성물 G 및 J를 40℃ 또는 60℃에서 같은 방법으로 실험하였다. 세탁직물은 세척력실험용 천으로서 두개의 다른 표준면을 사용하였다. 관찰된 세척력 %의 결과는 다음과 같다.
Figure kpo00005
여기서△95는 95% 확률의 유효차이에 대한 신뢰한계를 의미한다. 상기 결과로부터 조성물 J는 pH가 낮고 연화도에 있어서 바람직하지만, 세척력 면에서는 별차이가 없다는 것을 알수 있다.
[실시예 4]
조성물 K,L,M,N,O 및 P를 실시예 3과 동일한 방법으로 실험하였다. 1회세탁후에 연화도를 평가하였다. 그 결과는 다음과 같다.
Figure kpo00006
상기 결과는 조성물에 중탄산나트륨을 가함으로써 얻어지는 이점 뿐만아니라, 중탄산나트륨 존재하에 고함량의 비누 및 비이온 활성물질을 함유함으로써 얻어지는 이점을 보여준다.

Claims (5)

  1. (i) 세제활성계 2%-40중량%
    (ii) 수용성 탄산염 빌더 물질 5%-40중량%
    (iii) 비수용성 탄산칼슘종정 10%-60중량%을 함유하고, 또한
    (iv) 35%이하의 직물연화점토물질을 함유하며 종정 대 점토물질의 중량비가 1.8:1미만인 것을 특징으로 하는, 직물세탁 및 연화용 세제조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 수용성 탄산염 빌더 물질은 탄산의 알칼리금속염과 중탄산의 알칼리금속염의 혼합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 세제조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 세제활성계는 비누와 비-비누성 음이온 세제활성물질의 혼합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 세제조성물.
  4. 제 3 항에 있어서, 세제활성계는 또한 비이온 세제활성물질을 함유하는 것을 특징으로 하는 세제조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 최소한 세제활성계의 일부 및 수용성 탄산염 빌더 물질이 분무-건조 과립형태로 존재하고, 최소한 종정의 일부를 포함한 나머지 성분들이 별도의 입자형태로 존재하는 것을 특징으로 하는 세제조성물.
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