KR920000129B1 - 정제형 세제 및 그 제조방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

정제형 세제 및 그 제조방법

첨부도면은 본 발명의 정제형 세제를 제조하는 공정의 순서도이다.

본 발명은 정제형 세제 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 세탁기용 의류 세정에 사용하는 정제형 세제에 관한 것이다.

종래의 의류를 세제는 액상 또는 입상형이 주류를 이루고 있었으며 이러한 경향은 현재에도 계속되어 있다. 그러나 입상형 및 액상형 세제는 사용시 계량용기가 필요하고, 사용할때마다 계량하여 사용하여야 하는 번거로움이 있었다. 이러한 번거로움을 해소하고자 계량이 용이한 정제형 세제 제조에 관한 연구가 오랜동안 진행되어 왔다. 그러나 정제형 세제는 세탁수에 투입 하였을 때 빠른 시간내에 용해 및 분해가 이루어져야 하고, 제조공정, 포장, 운송 및 보관시에 발생할 수 있는 충격 및 마모에 대해 저항성을 가질 수 있도록 충분한 경도를 갖게끔 제조하여야 하는데, 정제형 세제에 있어서 용해성과 경도는 서로 상반된 성질이기 때문에 용해성을 좋게하면 경도가 나빠지고 경도를 좋게하면 용해성이 떨어지는 문제점을 가지고 있어 현재까지 세제 시장에서 크게 각광 받지 못하고 있는 실정이다.

이러한 어려움을 개선하고자 시도된 종래의 기술중 용해성 및 분해성 개선 기술로는, 일본특허공개 제87-30197호 및 제87-30198호 그리고 미국특허 제3383321호 등이 있으며, 제품 경도 개선 기술로는 일본특허공개 제79-33506호와 미국특허 제4451386호 및 제2423322호 등이 있다.

제품의 용해성 개선 기술에 있어서, 일본특허공개 제87-30197호는 제품 처방에 탄산염과 수용성 고체산을 발포성분으로 사용하여 용해성을 개선한 기술이다. 그러나 이 기술은 용해성을 다소 개선 하였으나, 발포성분으로 탄산염과 수용성 고체산을 다량 사용하므로써 제품중 세정 활성물질 및 기타 다른 세정 빌더의 사용량은 제한하여 세정력이 좋지않을 뿐 아니라, 고가의 수용성 고체산을 다량사용하여 제품 가격의 상승을 야기하고 있다.

일본특허공개 제87-30198호는 제품처방에 붕해제(DISINTEG-RANTS)와 발포제를 염화 금속 화합물과 함께 사용하여 용해성을 개선한 기술이나, 이 기술 역시 일본특허공개 제87-30197호가 내포하고 있는 문제점을 크게 개선하지는 못했다.

이외에도, 용해성을 개선하기 위해 시도한 기술은 미국특허 제3383321호가 있는데, 이 기술 역시 일본특허공개 제87-30197호 및 일본특허공개 제87-30198호가 안고 있는 내충격성 및 내마모성을 크게 개선하지 못하였을 뿐 아니라, 용해성을 높이기 위해 과량(30-80%)의 인산염을 사용하였기 때문에 이로인한 환경오염 문제도 아울러 내포하고 있다.

상기 기술 이외에도 용해성 개선을 위해 시도된 기술이 많이 있으나 상기 기술들이 안고 있는 문제점을 크게 개선하지 못하였다.

제품 경도개선을 위해 시도된 기술에 있어서, 일본특허공개 제79-33506호는 메타 규산소다(SODIUM META SILICATE)를 다량(72중량%) 함유한 세제 조성물을 혼합하여 성형기에 넣고 고압(550kgf/cm²GAUGE)으로 압축하여 제조한 정제형 세제에 관한 것이다. 이 기술로 제조한 정제형 세제는 충격 및 마모에 대한 저항성이 다소 개선되었으나, 성형시 고압을 사용하였기 때문에 제품의 용해성이 좋지않고, 메타규산 소다를 과량 사용함으로써 세정 활성물질(계면활성제, 비누등) 및 세정 빌더의 사용량을 제한하여 세정력이 좋지 않은 문제점을 가지고 있다.

미국특허 제4451386호는 무수 인산염과 알칼리 금속 규산염(ALKALI METAL SILICATE) 및 물의 혼합물을 분무 건조후 유기활성물질과 혼합하여 성형기에 넣고 0.75-1.0ton/in²(약 116-155kgf/cm²GAUGE)의 압력으로 압축 성형하여 제조한 정제형 세제에 관하여 기술하고 있다. 이 기술 역시 제품의 경도를 증진 개선 하였으나, 너무 높은 압력으로 제품을 성형하므로 용해성이 좋지 않으며, 이를 개선하기 위해서는 과량의 인산염을 사용해야 하는데, 이는 환경 오염적인 측면에서 문제점을 안고 있다. 또한 무수 인산염과 알칼리 금속 규산염에 물을 혼합한 후 분무, 건조하는 단계에서 많은 양의 에너지가 필요하게 된다.

미국특허 제3423322호는 인산칼륨 및 그 유도체를 사용하여 정제의 강도를 개선한 기술이다. 이 기술 역시 제품 경도는 다소 개선하였다고는 하나 상기의 기술들이 안고 있는 문제점들을 크게 개선하지는 못하였다.

이상에서 볼 수 있는 바와 같이, 정제형 세제에 대한 대부분의 종래기술은 용해성과 제품경도를 동시에 해결하지 못하여 용해성 및 제품 경도중 어느 한가지의 문제점을 가지고 있는바, 이의 개선을 위해 현재까지도 많은 연구가 진행되고 있음을 알 수 있다.

그러므로, 본 발명 목적은 상기에서 기술한 바와 같은 종래기술이 안고 있는 용해성과 제품 경도에 대한 문제점을 동시에 해결하고, 세정 활성물질을 다량 함유할 수 있는 정제형 세제를 제조하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명자들은 용해성을 개선하면서 제품 경도를 적절하게 유지해주는 물질을 제품에 첨가하여 정제형 세제를 제조하였다. 본 발명에 따르면, 물에 쉽게 용해하고 용융점이 10-90℃인 세정 활성물질로서, 상온에서는 무기 및 유기세정빌더와 점착하는 능력이 우수한 성질을 가진 물질을 사용하여 다음과 같은 제조과정을 거쳐 상기에 기술한 내용물 만족하는 정제형 세제를 제조하는 것이 가능함을 발견하였다. 본 명세서에서는 이와 같은 물질을 정착활성 및 용해도 증진물질이라 칭한다.

본 발명에 따른 정제형 세제 제조기술은 혼합, 가열 및 성형의 3단계로 이루어진다.

혼합 단계에서는, 하기와 같은 조성 A 또는 조성 B물질을 완전히 혼합한다.

가열 및 성형단계에서와 혼합단계에서는, 완전히 혼합된 조성 A 또는 조성 B의 혼합물을 성형기에 도입하는 동안 또는 도입한 후 용융점 이상의 온도(10-90℃)로 가열하여 성형기에서 낮은압력(50-100kgf/cm²GAUGE)으로 성형한다.

본 발명에 의해 제조한 정제형 세제는, 물에 쉽게 용해하면서 용융점이 10-90℃인 세정 활성물질로서 상온에서 무기 및 유기세정빌더와의 점착 능력이 우수한 물질을 사용하여 비교적 낮은 온도로 가열후 낮은 압력으로 압축성형 하였으므로, 정제를 구성하는 입자사이에 많은 공극이 형성되어 세탁수에 투입시 공극으로 물의 침투가 용이하고, 물에 대한 용해성이 뛰어난 점착 활성물질이 물에 용해하여 제품의 붕해를 용이하게 해줌으로써 제품의 용해도가 크게 개선 되었을 뿐 아니라, 상온에서는 점착활성 및 용해도 증진물질과 유기 및 무기세정빌더 사이의 강한 점착력에 의해 적절한 내충격성 및 내마모성을 갖게된다.

또한 세정활성 물질을 점착활성 및 용해도 증진물질로 사용함으로써, 제품중의 세정 활성물질을 증가시켜 제품의 세정력 역시 크게 향상되었다.

본 발명에 따르는 세제 조성물의 상세한 예는 다음과 같다.

본 발명의 조성물은 필수적으로 1종 이상의 비-비누성 세제 활성물질을 5~45중량% 함유한다. 이 물질은 비-비누성 음이온 및 비-비누성 비이온 세정 활성물질 및 그 혼합물로부터 선택하는 것이 바람직하다.

조성 A(1)항의 비-비누성(합성) 음이온 세정 활성물질은 일반적으로 C8-C22의 알킬기를 가지는 유기황산 및 술폰산의 수용성 알카리금속염(여기서 알킬기는 고급아실기의 알킬부분을 포함하여 사용한다)이다. 적합한 예로는, 탤로우 또는 코코넛유로부터 생성된 고급(C8-C18)알콜의 황산화에 의해 얻은 알킬황산 나트륨 및 칼륨, 알킬(C9-C20) 벤젠술폰산 나트륨/칼륨, 텔로우 또는 코코넛유로부터 유도된 고급알콜 및 원유로부터 유도된 합성알콜의 알킬 글리세릴 에테르의 황산나트륨, 고급(C8-C18)지방 알콜-알킬렌옥사이드(특히 에틸렌 옥사이드)의 황산에스테르 나트륨 및 칼륨염, 메틸 라우릴의 지방산 아미드의 나트륨 및 칼륨염, 알파 올레핀(C8-C20) 술폰산의 나트륨 및 칼륨염, 및 올레핀(특히 C10-C20알파올레핀)과 SO의 반응 생성물을 중화 가수분해 하여 얻은 올레핀 술포네이트 등이 있으며, 이중 바람직한 음이온 세정활성물질은 C11-C15의 알킬 벤젠 술폰산 나트륨, C16-C18알킬 황산나트륨, C12-C20알파올레핀 술포네이트 등이다.

적합한 비이온 세정 활성물질은, 특히 소수성기와 반응성 수소를 갖는 화합물(예를들어, 지방족 알콜, 산, 아민 또는 알킬페놀)과 알킬렌 옥사이드(특히 에틸렌 옥사이드 단독 또는 에틸렌옥사이드와 프로필렌옥사이드의 혼합물)의 반응생성물을 말한다.

그 예로는 알킬(C6-C22) 페놀-에틸렌옥사이드(분자당 25몰 에틸렌 옥사이드 이하)의 축합물, 지방족(C8-C18) 1급 또는 2급 선형 또는 가지형 알콜과 에틸렌 옥사이드(분자당 40몰 에틸렌 옥사이드이하)의 축합물, 프로필렌 옥사이드와 에틸렌디아민의 반응 생성물과 에틸렌 옥사이드의 축합 생성물, 및 기타 장쇄 3급 아민옥사이드, 장쇄 8급 포스핀 옥사이드, 디알킬 술폭사이드 등이 있다.

특히 바람직한 세제는 2-20%의 비-비누성 음이온 세정 활성물질과 8% 이하의 비이온 세정 활성물질을 함유한다.

조성 A(2)항의 점착활성 및 용해도 증진물질은, 수용성이고 10-90℃ 사이의 용융점을 갖는 계면활성물질로서 용융점 이하에서 유기 및 무기빌더와 분말상의 음이온 계면활성제를 점착하는 성질을 가진 물질을 말하며, 이와 같은 성질을 가진 물질로는, 알킬(C6-C22)페놀-에틸렌 옥사이드 축합물(에틸렌 옥사이드 40-100몰); 폴리알킬렌글리콜 에테르 유도체[예 : 부톡시폴리프로필렌옥시 폴리에틸렌옥시에탄올(평균분자량 3400 이상) 또는 알킬(C12-C14)옥시폴리에틸렌옥시 에탄올(평균분자량 1500 이상); 폴리올 계면활성제[예 : 폴리에틸렌글리콜 모노팔미테미트 또는 폴리프로필렌글리콜 모노팔미테미트] 및 폴리옥시알킬렌 슈크로오즈 에스테르 유도체[예 : 폴리옥시에틸렌(30에틸렌 옥사이드) 슈크로오즈 디팔미테이트 또는 폴리옥시에틸렌(35에틸렌 옥사이드)슈크로오즈 디팔미테이프]등이 있다.

조성 A(8)항의 알카리 금속 규산염/알칼리금속 탄산염은 수용성 세정빌더를 말하며, 탄산염 물질로는 탄산나트륨 또는 탄산칼륨 또는 그 혼합물이 바람직하다(여기서 탄산염 물질은 약간의 중탄산염이 함유된 것이나, 수화물상태의 탄산염도 포함한다). 세제 조성물중 수용성 탄산염 물질은 다양하게 변화할 수 있으나, 5중량% 이상, 바람직하게는 5%-40% 특히 10-35% 정도가 이상적이다.

알칼리금속 규산염물질은 중성, 알카리성, 오르토-또는 메타 규산나트륨이다. 세제 조성물중 알카리금속 규산염의 최대 함유량은 30% 이하이며, 본 발명은 10-20중량%의 고함량 규산염을 사용함으로써 세척력에 있어서 현저한 개선을 이루었고, 이로 인해 수용성 탄산염 물질의 함량을 감소시킬 수 있었다.

조성 A(4)항의 기타 유기 및 무기 세정빌더로는, 알칸올 아미드(특히 팜핵지방산 및 코코넛 지방산으로부터 유도되는 모노에탄올아미드)와 같은 거품촉진제, 거품억제제, 제올라이트, 사이트릭산과 같은 세정빌더, 과붕산나트륨 및 과탄산나트륨과 같은 산소방출표백제, 트리클로로시아눌산과 같은 염소 방출표백제, 기타 섬유 유연성분, 황산나트륨과 같은 무기염등이 있으며, 형광제, 향료, 효소(프로테아제 및 아밀라아제), 오염 재부착방지제등도 소량씩 첨가된다.

조성 B(5)항의 분무건조법, 분무혼합법 또는 조립법에 의해 제조한 분말세제는 상기 (1), (2), (3), (4)의 성분으로 제조한 통상의 입상형 세제를 말한다.

본 발명의 제조공정은 제1도에 나타낸 바와 같다.

제1도에 있어서, 통상의 혼합기 또는 조립기의 도입구(1)을 통하여 고상의 원료를 도입하고, 도입구(2)를 통하여 액상의 원료를 도입하여 혼합한다. 혼합 과정에서 도입구(3)으로 향료 또는 그 밖의 소량 성분을 부가한다. 혼합이 완전히 이루어진 후, 가열이 가능하도록 설계된 콘베이어 벨트(4)에 의해 세제 정제 원료들을 성형기에 도입한다. 성형기에 도입된 세제 원료들을 통상의 정제 타정 과정을 거쳐 압축 성형하고 자연 통풍 또는 강제 통풍에 의해 냉각한 후, 포장기에서 포장기에서 포장하여 제품화한다.

본 발명의 정제형 세제의 처방예는 다음과 같다.

[처방예 1]

[처방예 2]

(주) (1) C10-C15인 알킬 벤젠 술폰산 나트륨

(2) 11몰의 에틸렌옥사이드로 에톡실GHK된 C14-C15인 고급알콜

(3) 경화탤로우 비누

(4) Na₂O : SiO₂= 1 : 1-3.3

(5) 과붕산 나트륨 일수화물

(6) 폴리옥시에틸렌 노닐페놀 에테르(30, 50, 100에틸렌 옥사이드), 알킬(C12-C14)옥시폴리에틸렌 옥시에탄올, 폴리에틸렌(30 에틸렌 옥사이드)슈크로오즈 디팔미테이트

(7) 입상세제 : 표 1의 조성 A에서 처방 A의 조성으로 분무건조법에 의해 제조한 분말 입상세제

* 처방예 1 및 2에서 처방(A)와 (F)는 비교 목적을 위한 종래의 처방이다.

상기 처방예 1 및 2에 따라서 다음과 같이 정제형 세제를 제조한다.

[실시예 1]

접착활성 및 용해도 증진물질로서 폴리옥시에틸렌 노닐페놀 에테르(POLYOXYETHYLENE NONYLPHENOL ETHER, 30몰 에틸렌 옥사이드)를 사용하여 처방예 1에 나타낸 조성물 갖는 정제형 세제 A-E를 제조하였다.

[실시예 2]

점착활성 및 용해도 증진물질로서 폴리옥시에틸렌 노닐페놀 에테르(POLYOXYETHYLENE NONYLPHENOL ETHER, 50몰 에틸렌 옥사이드)를 사용하여 처방예 1에 나타낸 조성을 갖는 정제형 세제 A-E를 제조하였다.

[실시예 3]

점착활성 및 용해도 증진물질로서 폴리옥시에틸렌 노닐페놀 에테르(POLYOXYETHYLENE NONYLPHENOL ETHER, 100몰 에틸렌 옥사이드)를 사용하여 처방예 1에 나타낸 조성을 갖는 정제형 세제 A-E를 제조하였다.

[실시예 4]

점착활성 및 용해도 증진물질로서 알킬(C12-C14)옥시폴리에틸렌 옥시에탄올(ALKYLOXYPOLYETHTLENE OXYETHANOL)을 사용하여 처방예 1에 나타낸 조성을 갖는 정제형 세제 A-E를 제조하였다.

[실시예 5]

점착활성 및 용해도 증진물질로서 폴리에틸렌(30몰 에틸렌 옥사이드) 슈트로오즈 디팔미테이트(POLYETHYLENE 30mols ETHYLENE SUCROSE DIPALMITATE)를 사용하여 처방예 1에 나타낸 조성을 갖는 정제형 세제 A-E를 제조하였다.

[실시예 6]

점착활성 및 용해도 증진물질로서 폴리옥시에틸렌 노닐페놀 에테르(POLYOXYETHYLENE NONYLPAENOL ETHER, 30몰 에틸렌 옥사이드)를 사용하여 처방예 2에 나타낸 조성물 갖는 정제형 세제 F-J를 제조하였다.

[실시예 7]

점착활성 및 용해도 증진물질로서 폴리옥시에틸렌 노닐페놀 에테르(POLYOXYETHYLENE NONYLPHENOL ETHER, 50몰 에틸렌 옥사이드)를 사용하여 처방예 2에 나타낸 조성을 갖는 정제형 세제 F-J를 제조하였다.

[실시예 8]

점착활성 및 용해도 증진물질로서 폴리옥시에틸렌 노닐페놀 에테르(POLYOXYETHYLENE NONYLPHENOL ETHER, 100몰 에틸렌 옥사이드)를 사용하여 처방예 2에 나타낸 조성을 갖는 정제형 세제 F-J를 제조하였다.

[실시예 9]

점착활성 및 용해도 증진물질로서 알킬옥시폴리에틸렌 에탄올(ALKYL(C12-C14) OXYPOLYETHYLENE ETHANOL)을 사용하여 처방예 2에 나타낸 조성을 갖는 정제형 세제 F-J를 제조하였다.

[실시예 10]

점착활성 및 용해도 증진물질로서 폴리옥시에틸렌(30몰 에틸렌 옥사이드)슈크로오즈 디팔미테이트(POLYOXYETHYLENE 30mole ETHYLENE SUCROSE SIPALMITATE)를 사용하여 처방예 2에 나타낸 조성을 갖는 정제형 세제 F-J를 제조하였다.

상기 실시예와 같이 정제형 세제를 제조한 결과, 제조 공정중 성형 단계에서 비교적 낮은 압력(50-100kgf/cm GAUGE)하에서도 정제의 성형성을 갖게 되었다. 또한 낮은 압력(50-100kgf/cm²GAUGE)으로 성형하였기 때문에 정제를 구성하는 입자들 사이에 많은 공극이 형성되고 점착활성 및 용해도 증진물질의 뛰어난 용해성이 제품의 분해성을 높여 줌으로써 정제가 쉽게 용해하였으며, 정제 성형후 점착활성 및 용해도 증진물질이 정제를 구성하는 입자들을 강하게 점착함으로서 정제자체의 경도가 큰 값을 갖지 않음에도 불구하고 제조공정, 포장운송 및 저장중에도 쉽게 정제가 파손되지 않았으며, 점착활성 및 용해도 증진물질로서 계면활성물질을 사용함으로써 세정력의 상승도 가져왔다.

상기 실시예에서 수득한 정제형 세제를 용해도 및 세정력에 대하여 시험하였다. 시험조건 및 방법은 다음과 같다.

(시험조건)

정제크기 : 25mm×25mm×25mm입방체

세정수온도 : 40℃

(용해도)

25mm×25mm×25mm의 입방형 정제세제를 10리터 물에 넣고 입방형 정제가 붕괴될때까지의 시간을 측정.

(세정력)

측정기계 : TERG-O-TOMETER

세정온도 : 40℃

세정수 : 경도 80ppm Ca⁺⁺, 20ppm Mg⁺⁺

욕비 : 4.5g 오염천/1리터 세정수

세탁세제농도 : 0.15% 용액(1.5g/1리터 세정수)

오염포 : EMPA 오염포(EMPA-101, 104, 106)

평가 : 비교처방의 세정력을 100으로 하여 세정력을 환산.

시험결과는 하기 표 3 내지 6에 수록되어 있다.

[표 3]

[표 4-1,2]

[표 5-1,2]

[표 6-1,2]

상기 표 3-6에서 나타낸 결과에서 보는 바와 같이, 본 발명의 정제형 세제는 용해도가 뛰어나며, 세정력도 우수함을 알 수 있다.

Claims (4)

1. 정제형 세제에 있어서, 점착활성 및 용해도 증진물질로서 용융점이 10-90℃인 수용성 비이온 계면활성제를 1-40중량%의 양으로 함유함을 특징으로 하는 정제용 세제.
2. 제1항에 있어서, 상기 수용성 비이온 계면활성제가 알킬(C6-C22)페놀-에틸렌 옥사이드 축합물(에틸렌 옥사이드 40-100몰), 폴리알킬렌글리콜 에테르 유도체, 폴리올 계면활성제 및 폴리옥시알킬렌 슈크로오즈 에스테르 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 정제용 세제.
3. 제2항에 있어서, 상기 폴리알킬렌 글리콜 에테르 유도체가 부톡시 폴리프로필렌옥시 폴리에틸렌옥시 에탄올(평균분자량 3400 이상) 또는 알킬(C12-C14)옥시폴리에틸렌 옥시에탄올(평균분자량 1500 이상)이고, 상기 폴리올 계면활성제가 폴리에틸렌글리콜 모노팔미테이트 또는 폴리프로필렌글리콜 모노팔미테이트이며, 상기 폴리옥시알킬렌 슈크로오즈 에스테르 유도체가 폴리옥시에틸렌(30 에틸렌 옥사이드) 슈크로오즈 디팔미테이트 또는 폴리옥시에틸렌(35 에틸렌 옥사이드) 슈크로오즈 디팔미테이트인 정제형 세제.
4. 통상의 세제 조성물에, 점착활성 및 용해도 증진물질로서 용융점이 10-90℃인 수용성 비이온 계면활성제를 1-40중량% 첨가혼합한 후 40-90℃로 가열하여 압축성형함을 특징으로 하는 정제형 세제의 제조방법.

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