KR920000112B1 - 액체세제조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

액체세제조성물

본 발명은 세제활성 물질로부터 형성되는 구조물에 의해 현탁될 수 있는 고체물질입자를 함유하는 액체 세제 조성물에 관한 것이다. 상기 활성구조물은 주로 수상(aque

us phase)내에서 분산되는 분리상으로서 존재한다. 이 수상은 용해된 전해질을 포함한다.

이러한 형태의 3종류의 통상제품은 강력직물 세탁용액제, 액체연마제, 일반용 세정제이다. 그 첫번째 종류는 현탁된 고체가 용해된 전해질과 근본적으로 같은 물질이며 용해도 한계이상의 과량이 현탁되어 있는 것이다. 이 고체물질은 보통 세정중에 경도의 원인이되는 칼슘이온의 작용을 억제하는 세척력 빌더로서 존재한다. 또한 불용성 표백입자, 예를들면 디페콕시도데칸디온산(DPDA)이 현탁되는 것이 바람직하다.

두번째 종류는 현탁된 고체가 일반적으로 입자형 연마제이며 계에 용해되지 않는 것이다. 이 경우 전해질은 현탁된 고체와 다른 물질로서, 수용성이며 분산상에서 활성물질의 구조화에 기여한다. 그러나 일부 경우에는 상기 연마제가 제품을 희석시키면 용해되는 부분 용해성 염으로 구성될 수 있다. 세번째 종류는 제품에 소비자가 원하는 유동특성을 부여하고 흔히 안료입자를 현탁하기 위하여 농후화용 구조물을 보통 사용하는 것이다. 첫번째 종류의 조성물은 예를들면 우리의 특허 명세서 제EP-A-38101호에 기술되어 있으며, 두번째 종류의 조성물의 예는 우리의 명세서 제EP-A-104, 452호에 기술되어 있다. 세번째 종류의 조성물은 예를들면 미국특허 제4 244 840호에 기술되어 있다.

이러한 액제에서의 분산 구조화상은 일반적으로 세제활성물질의 포위이중층으로 이루어진 양파형 구조로 되어있으며 이 활성물질 사이에 포위된 물(수상)이 존재한다. 이러한 구조의 활성물질을 흔히 라멜라액적이라 한다. 이러한 라멜라 액적의 클로즈-패킹(close-packing)이 고체물질의 현탁상태 유지를 가능하게 한다고 추측된다. 라멜라액적 자체는 세제활성물질/수성 전해질 계에서 형성될 수 있는 라멜라 구조물의 일부이다. 라멜라 계는 일반적으로 액체세제에 존재할 수 있는 구조의 한 분류이다. 이러한 구조의 진보정도는 예를들어 참조문헌(H A Barnes,‘Detergents’ch. 2 in K Walters(Ed.), ‘Rheometry : Industrial Applications’, J Wiley ＆amp; Sons, Letchw orth 1980.)으로부터 잘 알려져 있는 바와같이, 단순한 구형미셀에서부터 디스크형 및 로드형 미셀을 거쳐 라멜라액적에 이르며, 활성물질 및 전해질의 농도가 증가함에 따라 진보된 것이다. 본 발명은 고체입자를 현탁시킬 수 있는 이러한 모든 구조화된 계에 관한 것이며 그중 특히 라멜라 액적계에 관한 것이다.

일반적으로 이러한 계 특히 라멜라액적에 의해 현탁된 고체로 액제를 조성하는 경우 두가지 문제점이 발생한다. 첫번째 문제점은 고점성이므로 제품을 따라 붓기가 어렵다는 점이고 두번째 문제점은 불안정성으로 고온 또는 심지어 실온에서 저장시 분산상과 수상이 분리되는 경향이 있다는 점이다. 그러므로 이러한 액제를 조성하는 경우 필요한 유동특성을 갖도록 활성물질 및 전해질의 성질과 농도를 선택하기 위해 항상 세심한 주의를 해야한다.

그러나 이러한 조성기술은 항상 조성에 있어서 이상적인 성분으로 필요한 유동특성을 맞추어야 하므로 일부 배합은 실현 불가능하다. 한 예를들면 세제 활성물질의 총량이 다른 성분에 비해 비교적 높은 농축 제품을 만들고자 하는 경우이다. 여기서 보통 명백히 나타나는 주된 문제점은 허용될 수 없을 정도의 고점성도 이다. 본 발명에 따르는 직물세탁용 조성물의 점성도 허용한계는 유동성의 실제 상한선인 1000mPas이다. 일반용도의 세정제에서는 850mPas가 상한선으로 바람직하며 특히 허용 가능한 표면전착성에 상당하는 수준인 500-700mPas 범위의 점도가 바람직하다. 상기 모든 수치는 시어속도 21S^-1에서 얻어진 값이다.

점성도를 제어하는 한 방법은 일반적으로 액제를 시어-틴닝(Shear-thinning)되도록 조성하는 것이다. 즉 용기속에 방치시에는 제품의 고점도를 허용하나 따라 붓는 행위가 항복점 이상의 시어를 일으키도록 조성물을 만들어서 제품이 보다 쉽게 흐를수 있게 하는 것이다. 이러한 특성은 상기 우리의 명세서 제EP-A-38, 101호에 기술한 조성물에 이용하였다. 그러나 불행하게도 이러한 특성은 고함량의 활성물질을 함유하는 액제에서는 쉽게 이용될 수 없다는 것을 발견하였다.

분무-건조하기 위해 제조되는 슬러리에서 점성도 제어를 위해 폴리머를 사용하는 방법은 예를들어 명세서 제EP-A-24, 711호에 기술되어 있다. 그러나 이러한 슬러리는 필요한 안정성을 갖지 못하므로 얼마만큼의 양으로 폴리머를 혼입해야 한다는 제한이 없다.

또한 액제에 5%이상의 직물 연화점토(예 : 벤토나이트)를 혼입하면 허용할 수 없는 정도의 고점성도를 가진다는 것도 알려진 사실이다. 이러한 문제점을 완화시키기 위한 방법은 저분자량의 폴리아크릴레이트를 소량 혼입시키는 것이다. 이에 대한 것은 영국 특허 명세서 제GB-A-2, 168, 717호에 기술되어 있다.

그러나 실제로 이러한 폴리머를 고함량의 활성물질과 5중량% 이상의 스웰링 점토를 함유하는 구조화된 액제에서는 적당한 점성도로 제어할 수 없다는 것을 발견하였다. 그러나 본 발명자는 놀랍게도 상기 성분들을 일정규정(후술함)에 따라 선택하면 허용 점성도(유동성)와 안정성을 모두 가지고 고함량 활성물질의 액제를 조성하는 것이 가능하다는 것을 발견하였다.

본 발명에 의하면 15용량% 이하의 현탁된 고체물질과 다음의 성분들을 함유하는 계면활성제로 구조화된 수성 액체세제 조성물을 제공한다.

(a) 15중량% 이상의 세제활성물질

(b) 1-30중량%의 염석 전해질

(c) 0.1-20중량%의 점성도 감소성 수용성 폴리머

상기 양은 시어속도 21S^-1에서 측정된 경우 상기 폴리머를 함유하지 않는 것을 제외하고는 동일한 조성물과 비교할때 조성물의 점성도를 5%이상까지 감소시키기에 충분하다. 상기 폴리머는 니트릴로트리아세트산나트륨(NaNTA)의 5% 수용액 100ml중 5g이상의 NaNTA인 전해질 저항을 가지며, 상기 폴리머의 20% 수용액의 증기압은 폴리에틸렌 글리콜(평균 분자량 6000)2% 이상의 수용액의 증기압과 같거나 그 이하이다. 상기 점성도 감소성 폴리머는 1000이상의 분자량을 가진다.

상기 조성물은 스웰링점토를 함유하지 않거나 5중량% 이하로 함유하며, 25℃에서 21일간 저장했을때 상분리가 2% 이하이며 시어속도 21S^-1에서 1000mPas 이하의 점성도를 가진다.

점성도 감소성 폴리머는 0.1-2.5중량%, 특히 0.5-1.5중량% 양으로 혼입되는 것이 바람직하다. 다수의 조성물(물론 모두는 아님)에서 상기와 같은 혼입량은 불안정성을 야기시킬 수 있다. 전해질 저항과 증기압의 필요 조건을 만족시킨다는 전제하에 여러가지 다양한 폴리머를 사용할 수 있다. 상기 전해질 저항은 계를 중성 pH(즉 pH 7정도)로 조절한 후 25℃에서 폴리머의 5% 수용액 100ml의 운점에 도달하는데 필요한 NaNTA 용액의 양으로서 측정된다. 전해질 저항은 10g NaNAT, 특히 15g인 것이 바람직하다. 상기 증기압은 특허 명세서 제GB-A-2, 053, 249호에 설명되어 있는 바와같이 충분한 물결합능력을 가진 정도의 충분히 낮은 증기압을 의미한다. 증기압의 측정은 기준용액으로서 10중량% 특히 18% 수성농축액을 사용하여 수행하는 것이 바람직하다.

상기 필요조건을 만족시킨다는 전제하에 사용되는 폴리머의 대표적 예로는 폴리에틸렌글리콜, 덱스트란, 덱스트란 술포네이트, 폴리아크릴레이트 및 폴리아크릴레이트/말레산 고-폴리머등이 있다.

폴리머는 1000이상의 평균 분자량을 가져야 하며 2000이상의 평균 분자량을 가지는 폴리머가 바람직하다.

세제활성물질은 총 조성물의 20중량% 이상 특히 25중량% 이상을 차지하는 것이 바람직하며, 세제활성물질이 액제내에서 구조화 계를 형성한다는 전제하에, 1종이상의 음이온, 양이온, 비이온, 쯔비러이온 및 양쪽성 계면활성재료부터 선택된다. 특히 바람직한 세제활성물질은 (a) 비이온 계면활성제 및/또는 폴리알콕실화 음이온 계면활성제와 (b) 비-폴리알콜실화 음이온 계면활성제로 구성된다.

적합한 비이온 계면활성제로서 사용되는 물질은 특히 소수성기와 반응성수소원자를 가지는 화합물(예를들면 지방족알콜, 산, 아민 또는 알킬페놀)과 알킬렌 옥사이드(특히 에틸렌옥사이드 단독 또는 에틸렌옥사이드/프로필렌 옥사이드)의 반응생성물이다. 특히 적합한 비이온 계면활성제는 알킬(C₆-C₂₂)페놀-에틸렌 옥사이드 축합물, 지방족(C₈-C₁₈)1급 또는 2급 선형 또는 분지형 알콜과 에틸렌옥사이드의 축합생성물, 프로필렌 옥사이드와 에틸렌디아민의 반응생성물과 에틸렌옥사이드의 축합에 의한 생성물이다. 기타 소위 비이온 세제화합물로는 장쇄 3급 아민 옥사이드, 장쇄 3급 포스핀옥사이드 및 디알킬설폭사이드 등이 있다.

음이온 계면활성제는 보통 약 C₈-C₂₂의 알킬기를 가지는 유기황산 및 술폰산의 수용성 알칼리 금속염이다. 여기서 알칼이란 용어는 고급아실기의 알킬부분을 포함시켜 사용된다. 적합한 합성 음이온세제 화합물의 예로는 알킬황산 나트륨 및 칼륨으로서 특히 예를들어 탤로우 또는 코코넛유로부터 생성된 고급(C₈-C₁₈)알콜의 황산화에 의해 얻어지는 알킬황산나트륨 및 칼륨 ; 알킬(C₉-C₂₀)벤젠 술폰산 나트륨 및 칼륨으로서 특히 선형 2급 알킬(C₁₀-C₁₅)벤젠 술폰산 나트륨 ; 알킬 글리세릴 에테르 황산나트륨으로서 특히 탤로우 또는 코코넛유로부터 유도된 고급 알콜 및 석유로부터 유도된 합성 알콜의 상기 에테르 ; 코코넛유 지방 모노글리세라이드 황산 및 술폰산 나트륨 ; 고급(C₈-C₁₈)지방알콜-알킬렌 옥사이드(특히 에틸렌 옥사이드)의 황산 에스테르의 나트륨 및 칼륨염 ; 코코넛 지방산과 같은 지방산을 이세티온산으로 에스테르화시키고 수산화나트륨으로 중화시킨 반응생성물 ; 메틸 타우린의 지방산 아미드의 나트륨 및 칼륨염 ; 알파-올리핀(C₈-C₂₀)과 중 아황산나트륨의 반응에 의해 유도되는 물질, 또는 파라핀과 SO₂및 Cl₂의 반응후 랜덤(random)술폰네이트를 생성하기 위해 염기로 가수분해하여 유도되는 물질과 같은 알칸 모노술포네이트 ; 올레핀(특히 C₁₀-C₂₀알파-올레핀)과 SO₃의 반응후 이 반응생성물을 중화 및 가수분해하여 얻은 물질을 의미하는 올레핀 술포네이트 등이있다. 이중 바람직한 음이온 세제화합물은 (C₁₁-C₁₅)알킬벤젠 술폰산나트륨 및 (C₁₆-C₁₈)알킬 황산나트륨이다.

직물연화 스웰링 점토는 혼입되지 않는것이 바람직하지만, 5중량% 이하의 양으로 혼입된다면 이 점토함유 물질은 직물연화 이점을 제공할 수 있는 어떠한 물질이어도 된다. 보통 이러한 물질은 칼슘 및/또는 나트륨 몬트모릴로나이트형이 이상적인 스웰가능한 삼층 스멕타이트 점토를 포함한 천연성 물질이다. 천연 칼슘 점토는 영국 특허 제2 138 037호(Colgate)에 기술한 바와같이 과립공정중에 또는 그 이전에 탄산나트륨을 사용하여 나트륨 형태로 바꾸는 것이 바람직하다. 점토함유 믈질의 직물 연화제로서의 효과는 특히 스멕타이트 점토의 양에 좌우된다. 흔히 방해석, 장석 및 실리카와 같은 불순물은 존재한다. 비교적 불순한 점토는 상기 불순물이 조성물에서 허용될 수 있는 범위내에서 사용가능하다.

일반적으로 세제활성 물질은 음이온, 양이온, 비이온, 쯔비터이온 및 양쪽성 계면활성제 및 그 혼합물로부터 선택된다.

본 조성물은 또한 염석 전해질을 함유한다. 이것은 유럽특허 명세서 제EP-A-79646호에 설명된 의미를 가진다. 조성물은 임의선택적으로 몇몇 염용(Salting-in)전해질(본 명세서에서 이후 설명됨)을 함유할 수 있으나 그 종류와 양이 다른 성분들과 조화를 이루도록 선택되어야 하며 그 조성물은 본 명세서에서 청구하는 발명의 기술에 따라야 한다. 일부 또는 모든 전해질(염석 또는 염용)은 세척력 빌더특성을 가진다. 여하튼 본 발명에 따르는 조성물은 세척력 빌더물질을 함유하며 그 일부 또는 모든 빌더물질은 전해질인 것이 바람직하다. 빌더 물질은 세탁액중의 유리칼슘이온의 양을 감소 시킬수 있으며, 바람직하게는 조성물에 기타 이점 예를들면 알칼리성 pH의 형정, 직물로부터 제거된 오물의 현탁, 직물연화 점토물질의 분산과같은 이점을 제공한다.

인함유 무기 세척력빌더를 함유하는 경우 그 예로는 수용성 염, 특히 피로인산, 오르토인산, 폴리인산 및 포스폰산의 알칼리금속염이 있다. 그중 대표적인 무기인산염 빌더는 트리폴리인산나트륨 및 칼륨, 인산나트륨 및 칼륨, 헥사메타인산나트륨 및 칼륨이다.

무린(Zero-P)무기세척력빌더를 함유하는 경우 그 예로는 탄산, 중탄산, 규산, 결정 및 비결정 알루미노규산의 수용성 알칼리금속염이 있다. 그중 대표적인 것은 탄산나트륨(방해석 종정 사용 또는 불사용), 탄산칼륨, 중탄산나트륨 및 칼륨, 규산나트륨 및 칼륨, 제올라이트 등이다.

유기 세척력 빌더를 함유하는 경우 그 예로는 폴리아세트산, 카르복실산, 폴리카르복실산, 폴리아세틸 카르복실산 및 폴리히드록스술폰산의 알칼리금속, 암모늄, 치환암모늄염이 있다. 그중 대표적인 유기빌더는 에틸렌디아민테트라아세트산, 니트릴로트리아세트산, 옥시디숙신산, 멜리트산, 벤젠폴리카르복실산 및 시트르산의 나트륨, 칼륨, 리튬, 암모늄 및 치환암모늄염이다.

본 조성물은 상술한 성분들 외에도 또한 여러 임의의 성분들을 함유한다. 그 예로는 알칼올아미드(특히 팜핵지방산 및 코코넛 지방산으로부터 유도된 모노에탄올아미드)와 같은 기포촉진제, 기포억제제, 과붕산나트륨 및 과탄산나트륨과 같은 산소방출 표백제, 과산표백전구물질, 트리클로로이소시아눌산과 같은 염소방출 표백제 황산나트륨과 같은 무기염등이 있으며 통상 미량성분으로는 형광제, 향료, 효소(프로테아제 및 아밀라제), 살균제 및 착색제등이 있다.

이제 본 발명은 다음의 비한정적 실시예에 의해 설명될 것이다.

표 I 및 II는 표 1a-6에 상세하게 나타낸 바와같은 완전한 직물 세탁 조성물을 조성하기에 적합한 기본 조성물을 기술한 것이다. 표 7은 본 발명에 따르는 대표적인 일반용 세정제의 조성을 기술한 것이다.

표 I, II 및 1a-6에서 사용되는 용어는 다음과 같은 의미를 지닌다.

세제활성물질

NaLAS : 도데실벤젠 술폰산나트륨

LES : 라우릴에테르 술페이트(대략 3 EO)

신페로닉(Synperonic)A3 : 에톡실화 지방알콜(C_13-15EO3)

신페로닉 A7 : 에톡실화 지방알콜(C_13-15EO7)

신페로닉 A11 : 에톡실화 지방알콜(C_13-15EO11)

도바놀 23-6.5 : 에톡실화 지방알콜(C_12-13EO6.5)

“전해질”

‘시트레이트’-시트르산 나트륨

폴리머

PEG : 폴리에틸렌글리콜

덱스트란 : 폴리슈가

덱스트란 술포네이트 : 폴리슈가 술포네이트

폴리아크릴레이트 : 폴리아크릴레이트, 나트륨염

DKW 125 : 폴리아크릴릭포스피네이트, 나트륨염, National Starch 사 제품

소칼란(Sokalan)CP5 : 아크릴레이트와 말레이트의 코폴리머, 나트륨염, BASF 제품

QR 1010 : 아크릴레이트 코폴리머, 세부구조는 공급자에 의해 비밀로 유지, Rohm and Hass 사 제품

[표 I]

[표 II]

[표 1a]

^*별도의 설명이 없는 한, ‘안정하다’는 것은 실온에서 2개월간 저장한후 상분리가 2% 이하인 것을 의미한다.

^**별도의 설명이 없는 한, 점성도는 시어속도 21S^-1에서 측정된 값이다.

[표 1b]

[표 3]

[표 4]

[표 5]

[표 6]

[표 7]

돕스(DOBS) 102 : 선형 알킬 벤젠 술포네이트, Shell사 제품

페트레랍(Petrelab) 550 : 선형 알킬 벤젠 술포네이트, Petresa사 제품

코토넛 지방산 : Unichema사 제품

신페로닉^A7 : C_13-15에톡실화 알콜, ICI사 제품

도바놀 91-6 : C_9-11에톡실화 알콜, Shell사 제품

PEG 2000 : 폴리에틸렌글리콜(분자량 2000), BDH사 제품

PEG 10000 : 폴리에틸렌글리콜(분자량 10000), BDH사 제품

덱스트란 C : 덱스트란(분자량 75000), BDH사 제품

덱스트란 T : 덱스트란(분자량 10000), Pharmacia사(스웨덴)제품

[표 7(계속)]

Claims (16)

15용량% 이하의 현탁된 고체물질과 또한 (a) 15중량% 이상의 세제활성물질 (b) 1-30중량%의 염석 전해질, 및 (c) 0.1-20중량%의 점성도 감소성 수용성 폴리머로서, 상기 양은 시어속도 21S^-1에서 측정된 경우 상기 폴리머를 함유하지 않은 것을 제외하고는 동일한 조성물과 비교할때 조성물의 점성도를 5%이상까지 감소시키기에 충분한 양이며, 상기 폴리머는 니트릴로트리아세트산나트륨(NaNTA)의 5% 수용액 100ml중 5g 이상의 NaNTA인 전해질 저항을 가지며, 상기 폴리머의 20% 수용액의 증기압은 폴리에틸렌글리콜(평균 분자량 6000) 2% 이상의 수용액의 증기압과 같거나 그 이하인 폴리머. 를 함유하는 것을 특징으로 하는 계면활성제로 구조화된 수성액체세제조성물로서, 상기 조성물은 스웰링 점토를 함유하지 않거나 5중량% 이하로 함유하며 25℃에서 21일간 저장했을때 상분리가 2% 이하이며 시어속도 21S^-1에서 1000mPas 이하의 점성도를 가지는 액체세제조성물.

제1항에 있어서, 상기 폴리머의 전해질 저항이 니트릴로트리아세트산 나트륨 10g 이상인 것을 특징으로 하는 액체세제조성물.

제2항에 있어서, 폴리머의 전해질 저항이 니트릴로트리아세트산나트륨 15g 이상인 것을 특징으로 하는 액체세제조성물.

제1항에 있어서, 기준용액의 농도는 10중량%인 것을 특징으로 하는 액체세제조성물.

제1항에 있어서, 기준용액의 농도는 18중량%인 것을 특징으로 하는 액체세제조성물.

제1항에 있어서, 폴리머의 양은 0.1-2.5중량%인 것을 특징으로 하는 액체세제조성물.

제6항에 있어서, 폴리머의 양은 0.5-1.5중량%인 것을 특징으로 하는 액체세제조성물.

제1항에 있어서, 폴리머의 평균분자량은 2000 이상인 것을 특징으로 하는 액체세제조성물.

제1항에 있어서, 폴리머의 평균분자량은 5000 이상인 것을 특징으로 하는 액체세제조성물.

제1항에 있어서, 현탁된 고체물질의 양은 10중량% 이하인 것을 특징으로 하는 액체세제조성물.

제1항에 있어서, 현탁된 고체물질은 비수용성 표백물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 액체세제조성물.

제11항에 있어서, 표백물질은 DPDA로 구성되는 것을 특징으로 하는 액체세제조성물.

제1항에 있어서, 세제활성물질은 (a) 비이온 계면활성제 및/또는 폴리알콕실화 음이온 계면활성제 (b) 비-폴리알콕실화 음이온 계면활성제로 구성되는 것을 특징으로 하는 액체세제조성물.

제1항에 있어서, 세제활성물질은 총 조성물의 20중량% 이상인 것을 특징으로 하는 액체세제조성물.

제13항에 있어서, 세제활성물질은 총 조성물의 25중량% 이상인 것을 특징으로 하는 액체세제조성물.

제1항에 있어서, 시어속도 21S^-1에서 850mPas 이하의 점성도를 가지는 것을 특징으로 하는 액체세제조성물.