KR980009437A - 액체세제 조성물 - Google Patents

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야
액체세제조성물.
2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제
칼슘이온, 아크릴산염과 말레인산염과의 공중합체 및 글리콜산의 복합사용으로 효소의 안정성을 강화하고 제품의 세척력 및 물성을 개선한 액체세제조성물의 개발.
3. 발명의 해결방법의 요지
양이온성, 음이온성, 양쪽이온성, 비이온성 계면활성제중 1종이상을 함유하며, 효소안정제로 Ca2+이온을 생성할 수 있는 CaCl2, 아크릴산염과 말레인산염의 공중합체 및 글리콜산을 포함하는 효소액체세제 조성물.
4. 발명의 중요한 용도
액체세제.

Description

액체세제 조성물
본 발명은 효소를 함유한 액체세제 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 칼슘이온, 아크릴산염과 말레인산염과의 공중합체 및 글리콜산의 복합사용으로 효소의 안정성을 강화하고 제품의 세척력 및 물성을 개선한 액체세제 조성물에 관한 것이다.
세제에 있어서, 효소를 사용하는 것은 일반화된 사실이다. 예를들어 지방질 분해효소는 지방과 같은 고분자를 보다 작은 지방산과 글리세롤로 분해하여 세제와 물에 의해 쉽게 씻겨져 나갈 수 있도록 한다.
또한, 단백질 분해효소는 단백질성 오염을 가수분해하여 세척력을 향상시킨다.
그러나, 효소를 함유한 액체세제에 있어서 부딪치게 되는 가장 큰 문제점은 효소의 활성이 액체세제내에서 빠르게 감소한다는 것이다. 이를 보완하기 위하여 효소를 함유하는 액체세제에 있어서 효소를 안정화시키는 다양한 방법들이 알려져 있다. 캐나다 특허 제 1,092,036호는 효소를 안정화시키기 위해 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜과 같은 폴리올과 붕산과 같이 폴리올과 결합할 수 있는 붕소화합물을 복합사용하고 있다.
일본 특허 제72/35, 192호에서는 솔리톨 및 글리세롤을 복합 사용하여 액체세제의 효소 안정성을 보강하였다. 효소를 안정화시키는 또 다른 방법은 미국 특허 제 4,305,837호와 제 4,490,285호 등에서의 칼슘과 카르복실산(특히 메탄산)의 복합사용, 미국 특허 제 5,529,525호에서의 칼슘 및 카르복실기를 2개 가진 화합물의 복합사용으로 효소의 안정성을 보존하고자 노력하였다. 그러나, 이 경우 일반적으로 칼슘이온은 세제에 많이 사용되는 음이온 계면활성제와 결합하여 침전을 형성하거나 액체세제의 색상을 흐리게하여 제품으로서의 가치를 떨어뜨리고 있다. 그러므로, 이를 방지하기 위하여 음이온 계면활성제보다 더 강력하게 칼슘이온과 결합할 수 있는 물질을 넣어주어야 한다. 그러나, 대부분의 킬레이팅 물질은 칼슘이온과 너무 강력하게 결합하여, 효소의 안정성을 보전하는데 필요한 칼슘이온과 효소의 결합을 방해하므로 이들 물질을 효소 액체세제에 넣을 경우, 칼슘이온이 효소와 효과적으로 결합하지 못하며, 결과적으로 효소의 안정성을 기대하기 어렵다.
따라서 본 발명의 목적은 칼슘이온과 결합하여 침전을 방지하면서, 효소의 안정성을 증가시킬 수 있는 물질들을 첨가한 액체세제 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명은 양이온성, 음이온성, 양쪽이온성, 및 비이온성 계면활성제중 1종 이상, CaCl2, 아크릴산염과 말레인산염의 공중합체 및 글리콜산을 포함하는 효소액체세제 조성물에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 액체세제 조성물은 0.7 내지 20중량%, 바람직하게는 5 내지 10중량%의 아크릴산염과 말레인산염의 공중합체를 포함한다.
본 발명의 목적에 부합하는 아크릴산염과 말레인산염의 공중합체는 다음과 같은 구조를 가지며 이들을 혼합하여 사용한다.
(Ⅰ)
(Ⅱ)
(Ⅲ)
상기식에서 (Ⅰ)의 공중합체는 점도가 180 내지 520cps(25℃ BM형 점도계 NO.3 60rpm)이고, 비중은 1.29 내지 1.315(25℃)이며, 평균분자량은 10,000 내지 30,000g이며, 더욱 바람직하게는 15,000 내지 25,000g을 갖는다.
또는 상기식에서 R1, R2는 수소 또는 메틸기, R3는 1 내지 6개의 탄소수를 갖는 알킬기, M은 알칼리금속, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민이고, m : n은 몰비로 1 : 9 내지 8 : 2이다.
본 발명에 사용되는 공중합체는 (Ⅱ), (Ⅲ)의 (메틸)아크릴산 및 이의 염 : 알킬(메틸) 아크릴산에서 이들의 염의 비율이 공중합체의 몰비로 1 : 9 내지 8 : 2이며, 바람직하게는 4 : 6 내지 5 : 5의 비율이며, 평균분자량은 100,000g 이상이 되어야 하며, 더욱 바람직하게는 200,000g 이상이 되는 것이 좋다. 또한, (Ⅱ)의 염으로서 알칼리금속 및 모노에탄올아민(MEA), 디에탄올아민(DEA), 트리에탄올아민(TEA)등이 사용되어진다.
또한 본 발명의 액체세제 조성물은 상기의 공중합체외에도 1 내지 20중량%, 바람직하게는 5 내지 15중량%의 글리콜산을 함유한다. 본 발명의 목적에 부합하는 글리콜산은 다음과 같은 구조를 갖는다.
HO-CH2-COOH (Ⅳ)
본 발명에 사용되는 글리콜산은 상업상 분말 및 액상형태로 모두 구입 가능하며, 본 발명에는 액상형태를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 발명에서는 상기의 성분외에 계면활성제, pH완충제, 가용화제, 형광증백제, 효소, 효소안정제 등이 포함된다.
계면활성제는 음이온성, 양이온성, 비이온성, 양쪽이온성 및 이들 혼합물 중 하나 이상의 계명활성제일 수 있다.
음이온성 계면활성제는 탄소수가 8 내지 24, 바람직하게 12 내지 18인 고급지방산의 나트륨, 칼륨, 암모늄과 같은 알칼리금속 비누가 포함된다. 유용한 음이온성 계면활성제로는 분자구조내에 탄소수가 10 내지 20인 알킬설페이트의 나트륨 및 칼륨염, 탄소수가 9 내지 15인 나트륨 및 칼륨 알킬벤젠 설포네이트가 포함되며 10중량% 이하가 바랍직하다. 다른 음이온성 계면활성제로는 분자당 에틸렌옥사이드를 1 내지 10 단위를 함유하는 알킬페놀 에틸렌옥사이드 에테르설페이트의 나트륨 및 칼륨염(알킬그룹의 탄소수는 10 내지 20)이다. 이들의 함량은 5 내지 25중량%, 바람직하게는 10 내지 20중량%가 적당하다.
비이온성 계면활성제는 또한 본 발명의 조성물에 유용하다. 이러한 비이온성 계면활성제는 알킬페놀분자당 6 내지 12몰의 에틸렌옥사이드와 탄소수가 6 내지 15인 알킬그룹을 갖는 알킬페놀의 폴리에틸옥사이드 축합물이 포함된다. 또한 알콜 1몰당 3 내지 12몰의 에틸렌옥사이드와 탄소수 8 내지 22의 지방족 알콜의 수용성 축합생성물이다. 이들의 함량은 15 내지 30중량%가 바람직하다.
양쪽성 계명활성제에는 지방족 치환체중 하나의 탄소수가 8 내지 18이고, 하나이상의 지방족 치환체가 음이온성 수용성기를 함유하는 헤테로고리의 2차 및 3차 아민의 지방족 또는 지방족 유도체가 포함된다. 바람직한 양쪽성 계면활성제는 지방족, 4차 암모늄 및 설포늄 화합물의 유도체가 포함되며 지방족 치환체중 하나의 탄소수가 8 내지 18이다.
양이온성 계면활성제도 사용될 수 있다. 이들 물질은 화합물이 물에 용해될 경우, 일부 양이온을 형성시키는 유기 소수성의 음이온기를 함유하는 계면활성제 물질로 구성된다. 전형적인 양이온 계면활성제는 아민과 4차 암모늄 화합물이다.
계명활성제의 양은 전체 조성물의 10 내지 55%, 바람직하게는 20 내지 50%, 가장 바람직하게는 25 내지 45%이다.
pH완충제로는 원하는 pH를 유지하기 위하여 사용된다. 효소의 경우에 있어서는 안정성에 필요한 적합한 pH범위가 존재하며, 이 범위를 벗어날때에는 안정성이 크게 떨어진다. 바람직한 pH범위는 7.5 내지 9.5이며, 이 범위에 유용한 pH 완충제로는 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 붕산 등이 사용되며, 0.1 내지 2%를 함유한다.
가용화제는 에탄올, 톨루엔황산나트륨, 프로필렌글리콜 등이 사용되며, 2 내지 18%를 함유할 수 있다. 효소로는 단백질분해효소, 탄수화물분해효소, 지방질분해효소 및 이들의 혼합물로 이루어진다.
효소안정제로는 이미 앞에서 밝힌 바와같이 칼슘이온과 구연산을 포함하며 칼슘이온은 대부분 CaCl2·H2O의 형태로 제공되며 이들의 함량은 0.001 내지 0.05중량%가 바람직하다. 구연산은 구연산 및 알칼리 금속 치환물의 형태로 사용되며 0.1 내지 7% 바람직하게는 0.7 내지 5%를 포함한다. 이외의 효소안정제로서 폴리올, 붕소화합물, 크르복실기를 포함하는 화합물을 첨가한다.
세제의 물성을 좋게하고 제품의 품격을 높이기 위해 방부제, 향료, 거품조절제, 재오염부착방지제, 형광증백제 등을 첨가한다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다.
효소 활성 측정방법
이 방법은 NOVO 효소활성 측정방법중 4-NIL-2 (9/22/77:날짜)를 변형하여 실험하였다. 구체적으로 40℃에서 아조카세인(azocaseine)을 효소로 가수분해시키고, 분해되지 않은 단백질은 트리클로로아세트산으로 침전시켜, 분해된 산물의 양을 분광광도계로 390㎚의 파장에서 측정하였다.
[실시예 1]
다음 표 1의 조성에 따라 제조된 액체세제 조성물의 효소 안정성을 알아보기 위해 시간 경과에 따른 효소활성을 측정하여 그 결과를 표 2에 나타냈다.
※ 공중합체 : 다음 일반식 (Ⅰ), (Ⅱ), 및 (Ⅲ)의 화합물을 혼합하여 사용한다.
(I)
(Ⅱ)
(Ⅲ)
M은 알카리 금속 및 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민이며, R1및 R2는 H 또는 메틸기, R3는 탄소원자수 1 내지 4개인 알킬기이고, m : n은 몰비로 1:9 내지 8:2이다.
표 2에 나타낸 바와 같이 칼슘을 넣지않았을때와 칼슘을 넣은 경우라도 칼슘이온과 강력하게 결합하는 STP, NTA, EDTA에서는 낮은 효소 안정성을 보이고 있으나, 중합체를 넣은 경우에는 효소의 안정성이 뚜렷하게 개선되었다.
[실시예 2]
다음 표 3의 조성에 따라 미리 제조된 액체세제 조성물의 효소 안정성을 알아보기 위해 시간 경과에 따른 효소활성을 측정하여 그 결과를 표 4에 나타냈다.
※ 공중합체 : 실시예 1의 공중합체와 구조가 동일함.
표 4에 나타낸 바와 같이, 칼슘이온과 공중합체를 넣어 준 상태에서 글리콜산을 첨가하였을 때, 안정성이 급격히 증진되는 것을 볼 수 있다. 또한 이 실험에서는 알킬벤젠 술폰산염보다 폴리옥시에틸렌 라우릴에테르쪽이 효소의 안정성에 보다 유리한 면을 보이고 있다.
[실시예 3]
다음 표 5의 조성에 따라 제조된 액체세제 조성물의 효소안정성을 알아보기 위해 시간 경과에 따른 효소활성을 측정하여 그 결과를 표 6에 나타냈다.
※ 공중합체 : 실시예 1의 중합체와 구조가 동일함.
표 6에 나타난 바와 같이, 칼슘이온과 공중합체 및 글리콜산을 다른 효소안정제와 같이 사용하였을때에도 효소 안정성을 강화시켜줌을 볼 수 있다. 지금까지 본 바와 같이 본 발명에 의해 제조된 효소액체세제는 좋은 효소안정성을 나타냄을 알 수 있다.

Claims (7)

  1. 양이온성, 음이온성, 양쪽이온성 및 비이온성 계면활성제중 1종 이상, CaCl2, 아크릴산염과 말레인산염의 공중합체 및 글리콜산을 포함하는 효소액체세제 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 음이온성 계면활성제로는 탄소수가 9 내지 15인 나트륨 또는 칼륨 알킬벤젠 설포네이트와 알킬페놀에틸렌옥사이드 에테르설페이트중 1종 이상을 함유하며 이들의 함량이 5 내지 25중량% 바람직하게는 10 내지 20중량%인 효소액체세제 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 알킬벤젠설포네이트의 함량이 10중량% 이하인 효소액체세제 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 비이온성 계면활성제로는 탄소수 8 내지 15인 알컬페놀 분자당 6 내지 12몰의 에필렌옥사이드의 축합물중 1종을 포함하며, 이들의 함량이 15내지 30 중량%인 액체세제 조성물.
  5. 제1항에 있어서, Ca2+의 농도가 0.001 내지 0.05중량%이며, 공중합체의 함량은 0.7 내지 5중량%이며 글리콜산은 5 내지 15 중량% 액체세제 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 공중합체는
    (Ⅰ)
    (Ⅱ) 및
    (Ⅲ)
    의 혼합물로서, 상기식에서 M은 알칼리 금속 및 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민이며, R1및 R2는 H 또는 메틸기, R3는 탄소원자수 1 내지 4개인 알킬기이고 m : n은 몰비로 1 : 9 내지 8 : 2이다.
  7. 제1항에 있어서, 액체세제의 pH가 7.5 내지 9.5인 액체세제 조성물.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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