KR102161485B1 - 액체 세제 조성물 및 이를 포함하는 액체 세제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액체 세제 조성물 및 액체 세제 조성물이 수용성 필름으로 포장된 액체 세제에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 액체 세제의 사용 및 보관에 있어서 포장과 내용물이 변질되거나 형태가 변형되는 것을 방지할 수 있도록 안정성을 높인, 액체 세제 조성물 및 액체 세제 조성물이 수용성 필름으로 포장된 액체 세제에 관한 것이다. 또한 본 발명은 수용성 필름의 포장 형태를 다양화함으로써, 액체 세제 조성물의 변질 가능성을 줄이고 수용성 필름이 경화됨으로써 외관이 조악해지는 현상을 방지할 수 있다.

Description

액체 세제 조성물 및 이를 포함하는 액체 세제 {LIQUID DETERGENT COMPOSITION AND LIQUID DETERGENT COMPRISING THE SAME}
본 발명은 액체 세제 조성물 및 액체 세제 조성물이 수용성 필름으로 포장된 액체 세제에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 액체 세제의 사용 및 보관에 있어서 포장과 내용물이 변질되거나 형태가 변형되는 것을 방지할 수 있도록 안정성을 높인, 액체 세제 조성물 및 상기 액체 세제 조성물이 수용성 필름으로 포장된 액체 세제에 관한 것이다.
종래의 분말형태 세제는 분말이 흩날리고, 장기간 보관 시 수분을 흡수하여 덩어리 형태가 되는 등 보관안정성이 좋지 않아, 최근 국내 및 전세계에서는 액체세탁세제의 사용이 늘고 있다. 하지만 액체 세제는 그 사용량을 적절하게 정량하여 사용하는데 있어서, 계량용기로 계량하여 세제를 투입한 후에도 세제가 계량용기에 잔류하여 정량이 어렵고, 계량 시 용기 외벽으로 세제가 흘러내리는 등 불편하고 번거롭다는 단점이 있다. 따라서 사용자는 계량용기를 사용하지 않고 바로 투입하는 경우가 종종 있으며, 이 경우 정량 이상의 양을 사용할 가능성이 높아진다. 과량의 액체 세제를 사용하는 것은 헹굼 후에도 액체 세제의 잔여물이 남게 될 가능성이 높일 뿐 아니라, 세탁에 소비되는 비용을 올리는 결과를 초래할 수 있다. 이를 보완하기 위하여, 다양한 형태의 액체 세제가 개발되었으며, 그 예로 세척유효성분인 계면활성제의 양이 30%이상인 농축세제를 사용자가 계량할 필요가 없이 사용 가능하도록, 농축세제를 수용성 필름으로 포장한 액체 세제가 있다.
예를 들면, 국내 등록특허 제10-153116호는 폴리비닐알콜을 이용하여 만든 필름으로 분말 세제를 정량 포장한 세제를 개시하고 있다. 하지만 필름에 포장되는 세제는 분말이며, 이러한 분말 세제류는 세탁이 끝난 이후에도 세탁물 섬유 사이에 일정량 잔류하여 의류 세탁물을 착용시 피부에 지속적으로 좋지 않은 영향을 미친다는 점이 알려져 있음을 고려할 때 문제점이 있다.
국내 특허공개 제2004-67668호는 수용성 필름으로 포장된 액체 세정제 및 그 제조방법을 개시하고 있다. 이 문헌에서 필름에 포장되는 액체 세정제는 수용성 필름에 포장되는 액체 세정제의 함수율이 7% 이상이기 때문에 보관 시 수용성 필름 포장이 용해될 가능성이 있다는 문제점이 제기된다.
이와 같이, 수용성 필름으로 단위 포장된 액체 세제는 사용성은 편리하나, 보관 시 수분과 접촉하면 포장이 용해될 수 있으며, 공기 중에 장시간 노출되면 그 외관이 변형되고 내용물이 변질되어 성능이 저하될 수 있는 단점이 있다. 이러한 현상의 원인은, 단위 포장된 액체 세제를 구성하는 수용성 필름과 액체 세제 조성물 간의 상호 반응을 방지하고자 액체 세제 조성물 내 물의 함량이 적은데다가, 그나마 함유하고 있던 물마저도 계면활성제가 이의 증발을 도와주는 역할을 하여, 내용물의 성상을 변질시키고, 이는 포장 전체의 변형을 초래하는 것으로 여겨진다.
따라서 액체 세제 조성물 내의 수분의 증발을 지연시키면서 세척력을 유지하는 액체 세제 조성물을 개발하거나, 수용성 필름의 포장 캡슐 형태를 다양화하여, 수용성 필름과 액체 세제 조성물의 안정성을 높일 필요성이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 음이온 계면활성제, 비이온 계면활성제, 전해질, 가용화제 및 팽윤성 고분자를 포함하는 액체 세제 조성물 및 이를 수용성 필름으로 포장한 액체 세제를 제공하고, 또한 수용성 필름의 캡슐 형태를 다르게 갖는 액체 세제를 제공하여, 장기간 보관 및 사용에 안정한 액체 세제를 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 제1 측면은, 음이온 계면활성제 0.1 내지 40 중량%; 비이온 계면활성제 1 내지 60 중량%; 전해질 0.1 내지 10중량%; 가용화제 5 내지 40 중량%; 및 팽윤성 고분자 5 내지 30 중량%;를 포함하는 액체 세제 조성물을 제공한다.
상기 전해질은, 1가 혹은 다가의 유기 또는 무기산의 염으로 염화물, 브롬화물, 요오드화물, 초산염, 중탄산염, 인산염, 구연산염, 황산염, 폴리인산염, 피로인산염, 트리인산염, 테트라인산염, 규산염, 메타규산염, 폴리규산염, 탄산염, 수산화물 및 알칼리금속염으로 이루어지는 군에서 하나 이상 선택될 수 있다.
상기 팽윤성 고분자는, 폴리에틸렌옥사이드계(poly(ethyleneoxide))고분자, 폴리비닐알코올계(poly(vinyl alcohol)) 고분자, 폴리에틸렌글리콜계(poly(ethylene glycol)) 고분자, 폴리아크릴아미드계(poly(acrylamide)) 고분자, 폴리아크릴산계(poly(acrylic acid)) 고분자, 폴리아크릴레이트계(polyacrylate) 고분자, 카보폴(Carbopol) 고분자, 폴리아크릴산-코-아크릴아미드(poly(acrylic acid-co-acrylamide)) 고분자, 폴리아크릴산-코-말레이산(poly(acrylic acid-co-maleic acid) 폴리머, 폴리아크릴산-그래프트-폴리에틸렌옥사이드(poly(acrylic acid)-graft-poly(ethylene oxide)) 고분자, 폴리에틸렌-코-아크릴산(poly(ethylene-co-acrylic acid) 고분자, 전분, 셀룰로스, 에틸렌말레익 코폴리머(ethylene maleic copolymer) 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 액체 세제 조성물은, 유기용매, 세제 보조제, 안정화제, 효소, 방부제, 향, 염료, 점도조절제, 키토산, 금속이온봉집제 및 pH 조절제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 측면은, 상기 액체 세제 조성물; 및 상기 액체 세제 조성물을 포장하는 수용성 필름;을 포함하는 액체 세제를 제공한다.
상기 수용성 필름의 두께는, 10 내지 100 ㎛ 일 수 있다.
상기 수용성 필름은, 하나의 캡슐 형태, 둘 이상의 분획된 캡슐 형태, 또는 캡슐 내에 하나 이상의 캡슐을 갖는 이중막 형태일 수 있다.
상기 둘 이상의 분획된 캡슐 형태, 또는 캡슐 내에 하나 이상의 캡슐을 갖는 이중막 형태의 수용성 필름에서, 각 캡슐을 구성하는 수용성 필름은, 서로 다른 수용 지연시간을 가질 수 있다.
상기 둘 이상의 분획된 캡슐 형태, 또는 캡슐 내에 하나 이상의 캡슐을 갖는 이중막 형태의 수용성 필름에서, 각 캡슐의 액체 세제 조성물은, 서로 상이한 성분 및 조성을 갖는 액체 세제 조성물일 수 있다.
본 발명은, 액체 세제 조성물의 안정성을 향상시킴으로써, 수용성 필름으로 포장된 액체 세제를 사용하거나 보관함에 있어서 그 형태를 보존하고 액체 세제 조성물의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 또한 수용성 필름의 포장 형태를 다양화함으로써, 액체 세제 조성물의 변질 가능성을 줄이고 수용성 필름이 경화됨으로써 외관이 조악해지는 현상을 방지할 수 있다.
이하 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 액체 세제 조성물은, 음이온 계면활성제 0.1 내지 40 중량%; 비이온 계면활성제 1 내지 60 중량%; 전해질 0.1 내지 10중량%; 가용화제 5 내지 40 중량%; 및 팽윤성 고분자 5 내지 30 중량%;를 포함한다.
상기 음이온 계면활성제는 설포네이트계 음이온 계면활성제, 설페이트계 음이온 계면활성제, 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하다.
세정력을 나타내야 하는 제품의 경우 이온성 계면활성제, 특히 음이온성 계면활성제가 세정력이 우수하다고 알려져 있고, 단일 음이온성 계면활성제를 사용하는 것보다 2가지 이상을 혼합하여 사용하면, 세정력에 있어서 시너지 효과를 볼 수 있으므로, 설포네이트계 음이온 계면활성제 및 설페이트계 음이온 계면활성제를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
바람직한 설포네이트계 음이온 계면활성제로는, 알킬기가 탄소수 9 내지 18의 직쇄 또는 분지상의 알킬인 알킬벤젠 설포네이트, 올레핀 설포네이트, 2차 알칸 설포네이트, 알파 설포네이트 메틸/에틸 에스테르화물, 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 탄소수 9 내지 15의 알킬벤젠 설포네이트, 바람직하게는 탄소수 12 내지 15의 알킬기를 가진 알킬벤젠 설포네이트, 또는 탄소수 12 내지 18의 알칸 설포네이트, 바람직하게는 탄소수 14 내지 16의 알칸 설포네이트, 또는 탄소수 8 내지 18의 올레핀 설포네이트, 바람직하게는 탄소수 12 내지 18의 올레핀 설포네이트가 사용될 수 있다. 또 다른 설포네이계 음이온 계면활성제로는 알파 설포 지방산의 에스테르화물, 예를 들면 코코넛유, 팜 커널유, 우지 지방산의 알파-설포네이트 메틸/에틸 에스테르화물과 같은 것들 또한 사용될 수 있다.
바람직한 설페이트계 음이온 계면활성제는, 하기 화학식 1로 표시되는 알킬에테르 설포네이트일 수 있으며,
Figure 112014051439360-pat00001
상기 화학식 1의 식에서,
R1은 탄소수 8 내지 16의 알킬기, 바람직하게는 탄소수 10 내지 16의 알킬기, 더욱 바람직하게는 탄소수 12 내지 14의 알킬기이며,
M은 양이온성 염, 바람직하게는 나트륨, 칼륨, 암모늄 또는 알칸올 암모늄, 더욱 바람직하게는 나트륨이고,
n은 1 내지 6의 정수, 바람직하게는 1 내지 5의 정수, 더욱 바람직하게는 2내지 5의 정수이다.
또 다른 바람직한 설페이트계 음이온 계면활성제로는, 탄소수 8 내지 18 의 일차 또는 이차 알콜의 황산 모노에스터 화합물, 1 내지 6개의 에틸렌 옥사이드가 포함된 지방족 일차알콜의 황산 모노에스터 화합물, 에톡시화된 2차 알콜이나 알킬페놀의 황산 모노에스터 화합물, 설페이티드 지방산 알카놀아마이드, 설페이티드 지방산 모노글리세라이드 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.
상기 음이온 계면활성제는 액체 세제 조성물에 대하여 0.1 내지 40 중량% 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 5 내지 30 중량%로 포함되는 것이다. 음이온 계면활성제의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우에는 세척력 및 기포력이 저하된다는 문제점이 있으며, 40 중량%를 초과하는 경우에는 함량에 따른 세척력이 단순 비례로 증가하지 않는 점에서 경제적이지 못하다는 문제점이 있다.
본 발명의 액체 세제 조성물의 일 구성요소인 비이온 계면활성제는 통상적으로 해당 분야에서 사용되는 것들이 가능하다. 바람직한 비이온 계면활성제로는, 에틸렌 옥사이드가 1 내지 25 몰 함유되어 있는 탄소수 8 내지 22의 직쇄 또는 분지상의 알킬 또는 알케닐기를 갖는 일차 또는 이차 알코올계 비이온 계면활성제 및 탄소수 8 내지 22의 직쇄 또는 분지상의 알킬 또는 알케닐기를 갖는 알킬 폴리글리코시드계 비이온 계면활성제가 사용될 수 있다. 또한, 지방산 아마이드계 비이온 계면활성제로서, 탄소수 8 내지 22의 직쇄 또는 분지상의 알킬 또는 알케닐기를 가지고 지방산 아마이드는 암모니아 아마이드, 모노에탄올 아마이드, 디에탄올아마이드 또는 이소프로판올아마이드의 형태로 갖는 지방산 아마이드계 비이온 계면활성제가 사용될 수 있다.
상기 비이온 계면활성제는 액체 세제 조성물에 대하여 1 내지 60 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10 내지 40 중량%로 포함되는 것이다. 비이온 계면활성제가 1 중량% 미만으로 함유될 경우 세척력이 저하되는 문제점이 있으며, 60 중량%를 초과하는 경우에는 계면활성제 모노머들이 조합체를 이루어 마이셀(micelle)을 형성하는데 있어서, 적절한 구조를 형성하는데 불리하게 작용할 수 있는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 액체 세제 조성물은 전해질을 포함하며, 계면활성제를 포함하는 조성물 내에서 전해질은 점증효과를 나타내고, 유효 입자 및 기포들의 분산안정성을 높이는 등 여러 효과를 나타낸다.
상기 전해질로는, 1가 혹은 다가의 유기 또는 무기산의 염으로 염화물, 브롬화물, 요오드화물, 초산염, 중탄산염, 인산염, 구연산염, 황산염, 폴리인산염, 피로인산염, 트리인산염, 테트라인산염, 규산염, 메타규산염, 폴리규산염, 탄산염, 수산화물, 알칼리금속염 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 더욱 바람직하게는 염화물, 초산염, 중탄산염, 인산염, 규산염, 탄산염 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 이러한 염의 음이온의 카운터 양이온으로는 소듐, 칼슘, 마그네슘, 아연, 알루미늄, 철 등이 사용될 수 있다.
전해질의 함량은 액체 세제 조성물에 대하여 0.1 내지 10 중량% 인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 5중량% 로 포함되는 것이다. 전해질의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우에는 점증효과 및 분산안정성이 낮아져서 전해질의 효과가 미미하며, 10 중량% 초과인 경우에는 전해질의 염들이 계면활성제들의 구조화를 방해할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 액체 세제 조성물들을 구성하는 일 구성요소로서 가용화제는 계면활성제를 안정한 상태로 유지하는 역할을 하는 것으로서, 바람직한 가용화제로는 글리세린, 프로필렌글리콜, 탄소수 1 내지 4의 알칸올, 알킬아릴 설포네이트, 카르복실산 설페이트, 카르복실산 설포네이트염, 우레아, 하이드로 카르복실레이트, 카르복실레이트 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 상기 탄소수 1 내지 4의 알칸올로는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 직쇄 또는 분지상의 부탄올 등이 될 수 있다.
상기 가용화제는 액체 세제 조성물에 대하여 5 내지 40 중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 30 중량%로 사용하며, 만약 5 중량% 미만인 경우에는 가용화 효과가 충분히 발휘되지 않고, 40 중량% 초과인 경우에는 점도가 매우 낮아질 우려가 있다.
액체 세제 조성물 내의 수분의 증발을 방지하기 위하여 본 발명의 액체 세제 조성물은 수분을 잡아둘 수 있는 복수의 하이드록시기를 갖거나 초극세 섬유를 형성할 수 있는 팽윤성 고분자를 포함할 수 있으며, 이러한 고분자를 함유하는 액체 세제 조성물은 대기간의 증발분압차이로 인하여 수분이 증발되는 것을 지연시킬 수 있다. 팽윤성 고분자는 빌더로서 작용하는 것일 수 있다.
바람직한 팽윤성 고분자로는, 폴리에틸렌옥사이드계(poly(ethyleneoxide))고분자, 폴리비닐알코올계(poly(vinyl alcohol)) 고분자, 폴리에틸렌글리콜계(poly(ethylene glycol)) 고분자, 폴리아크릴아미드계(poly(acrylamide)) 고분자, 폴리아크릴산계(poly(acrylic acid)) 고분자, 폴리아크릴레이트계(polyacrylate) 고분자, 카보폴(Carbopol) 고분자, 폴리아크릴산-코-아크릴아미드(poly(acrylic acid-co-acrylamide)) 고분자, 폴리아크릴산-코-말레이산(poly(acrylic acid-co-maleic acid) 폴리머, 폴리아크릴산-그래프트-폴리에틸렌옥사이드(poly(acrylic acid)-graft-poly(ethylene oxide)) 고분자, 폴리에틸렌-코-아크릴산(poly(ethylene-co-acrylic acid) 고분자, 전분, 셀룰로스, 에틸렌말레익 코폴리머(ethylene maleic copolymer) 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.
상기 팽윤성 고분자들은 분자량이 100 내지 1000 이하인 것이 바람직하며, 분자량 200 내지 800 이하인 것이 더욱 바람직하다. 분자량이 100 미만인 경우에는 수분을 포집하는 효과가 미미할 수 있으며, 분자량이 1000을 초과하는 경우에는 액체 세제 조성물의 구조화를 방해하는 한편 다른 구성성분들의 용해를 방해할 수 있는 문제점이 있다.
또한 상기 팽윤성 고분자의 함량은 5 내지 30 중량%인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 10 내지 25 중량%일 수 있다. 팽윤성 고분자의 함량이 5 중량% 미만인 경우에는 대기와의 수분 증발분압차이를 일으키기에 부족한 문제점이 있으며, 30 중량% 초과인 경우에는 액체 세제 조성물의 점도를 지나치게 높이는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 액체 세제 조성물은, 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서, 상기 기술된 구성요소들 외에도 추가적으로 유기용매, 세제 보조제, 안정화제, 효소, 방부제, 향, 염료, 점도조절제, 키토산, 금속이온봉집제 및 pH 조절제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
유기용매로는 모노- 또는 폴리하이드릭 알코올이 사용될 수 있다. 구체적으로는 탄소수가 1 내지 4 의 탄소수를 가진 것으로 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올 및 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다.
향료는 통상적으로 사용되는 방향성 화합물이 가능하며, 화학적으로 합성되거나 천연 재료로부터 추출된 물질로, 이 분야에서 공지된 것이 가능하다.
방부제는 에탄올, 페녹시 에탄올, 벤즈이소치아졸리논, 메칠클로로이소치아졸리논, 메칠이소치아졸리논, 펜틴디올류, 파라벤류, 소듐 벤조에이트 등을 사용할 수 있으며, 한정적인 것은 아니다.
pH 조절제는 유지얼룩을 제거 효과가 우수하며, 중성을 제공하는 임의의 저분자량의 유기 또는 임의의 유기화합물이 가능하다. 바람직하게는 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 소듐 하이드록사이드, 포타슘 하이드록사이드의 액상의 알칼리제 및 구연산, 사과산, 살리실산, 주석산, 젖산, 아세트산, 소르브산, 벤조인산 등이 가능하다.
금속이온 봉집제는 본 발명의 액체 조성물의 제형 및 상안정성을 증가시키기 위해 사용될 수 있으며, EDTA, EDTA-2Na, EDTA-4Na, DTA, NTPA, 인산염류, 폴리아크릴산, 글루콘산, 소르베이트류, 중조 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용 가능하다.
또한, 효소는 액체 세제 조성물의 세정 효과를 더욱 증가시키기 위해 사용되며, 주로 알칼리성 단백질 분해 효소가 사용될 수 있으며, 구체적으로 프로테아제, 리파아제, 아밀라제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택하여 사용할 수 있다. 상기 효소의 함량은 전체 조성물에 대하여 효소의 통상적인 범위인 0.1 내지 1 중량%가 바람직하다.
본 발명은, 액체 세제 조성물로서 상기 기술된 모든 액체 세제 조성물 및 상기 액체 세제 조성물을 감싸는 수용성 필름을 포함하는 액체 세제 또한 제공한다.
액체 세제 조성물의 포장재료로는 0 ℃ 이상 온도의 물속에서 빠르고 완전하게 용해될 수 있고 또한 재질 자체가 강하고 유연하며 고온 또는 저온, 다습 또는 건조한 보관상태에 있어서 끈적거림이 없는 수용성 필름이 바람직하고, 구체적으로는 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌옥사이드, 메틸 셀룰로스 등을 예로 들 수 있다.
상기 수용성 필름의 두께는 액체 세제 조성물의 보관안정성 및 세탁 시 수중에서의 용해성 등을 고려하여 10 내지 100 ㎛로 하는 것이 바람직하다. 상기 수용성 필름의 두께가 10 ㎛ 미만이면 보관 중에 액체 세제 조성물 중의 물로 인하여 용해될 수 있어 보관안정성이 저하되고 100 ㎛를 초과하면 세탁 시 수중에서의 분해성이 저하되어 바람직하지 않다.
상기 수용성 필름은 수온 0 ℃ 이상에서 수중에서 분산되며 2 내지 5 ℃에서 완전 용해되는 특성을 가지므로 저온 또는 고온 어느 경우에도 적용이 가능하며, 수용성 필름으로 액체 세제 조성물을 실링할 경우 필름의 상대적 수분량에 따라 약간의 차이는 있지만 약 150 내지 200 ℃ 정도에서 약 0.5 초 정도 가열하면 쉽게 실링된다.
상기 수용성 필름은 식물 유지(vegetable oil), 광물 유지(mineral oil) 등에 대하여 뛰어난 보관안정성을 나타내며, 지방, 유기 용매, 탄화수소 등에 대하여도 매우 뛰어난 보관안정성을 나타내고 또한 질소, 산소, 다이옥사이드(dioxide) 등과 같은 가스에 대하여도 우수한 보관안정성을 나타내고, 공기 중의 수분의 침투를 허용하므로 필름 자체의 보관안정성이 매우 우수하다. 또한, 상기 수용성 필름은 일정한 조건 하에서 이산화탄소와 물로 완전용해 되어 생분해가 가능한 특성을 지니고 있는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명에 사용된 필름의 수분과 습도에 대한 안정성 측면에서 필름 제조 공정상 필름자체의 안정성을 위해 약간의 수분이 포함되도록 제조하는 것이 바람직하며, 이 수분의 함량은 주위의 습도 등에 의해 일정량의 수분만을 함유하도록 하기 위하여 필름자체가 일정량 미만의 수분을 함유 할 경우에는 공기 중의 수분을 흡수하며, 일정량 이상을 함유할 경우에는 필름자체의 수분을 발산하는 특징을 가지고 있어 주위의 습도에 대한 영향을 최소화시킬 수 있는 특성을 가지도록 제조하는 것이 바람직하다. 실험결과 본 발명의 수용성 필름은 상대습도가 45, 65, 80 %의 경우, 20 ℃에서 72 시간 후의 평균적인 수분함량은 각각 5 내지 7%, 8 내지 10%, 12 내지 15%의 수치를 나타내었으며 이러한 수분함량의 범위에서 안정한 특성을 나타내었다.
본 발명의 수용성 필름에 포장된 액체 세제는 개별 단위 포장되어 통상의 1회분 세탁 시 필요한 양 만큼씩 포장된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 따라서 세탁시 적정량만을 사용할 수 있어 세제의 과사용을 방지할 수 있으므로 경제적이고, 세탁시 세탁물과 함께 직접 세탁조에 투여할 수 있어 사용하기가 편리하고 보관안정성 및 운반성 또한 우수하다.
본 발명이 사용될 수 있는 수용성 필름 포장 형태는, 하나의 공간을 형성하는 캡슐 형태, 둘 이상의 분획으로 둘 이상의 공간을 형성하는 캡슐 형태, 또는 캡슐 내에 하나 이상의 독립된 캡슐을 갖는 이중막 형태가 바람직하다. 예를 들면, 하나의 공간을 형성하는 캡슐 형태는 수용성 필름 가장자리를 캡슐 모양으로 실링하여 형성될 수 있으며, 둘 이상의 분획으로 둘 이상의 공간을 형성하는 캡슐 형태는 수용성 필름 가장자리를 실링하는 것에 추가적으로, 캡슐 내부를 분획할 수 있도록 실링함으로써 형성될 수 있다. 또 다른 예로는, 복수의 주머니를 독립적으로 형성한 후에 이들을 부착시키는 방법이 사용될 수 있고, 크기가 다른 주머니를 독립적으로 형성한 후에 한 쪽이 다른 한 쪽을 내포하도록 캡슐화하는 방법이 사용될 수 있다.
본 발명 액체 세제의 일 실시예에 따른 둘 이상의 분획된 캡슐 형태, 또는 캡슐 내에 하나 이상의 캡슐을 갖는 이중막 형태의 수용성 필름에서 각 캡슐을 구성하는 수용성 필름은, 서로 다른 수용 지연시간을 갖는 것이 바람직하며, 각 캡슐 내 액체 세제 조성물은 서로 상이한 성분 및 조성을 갖는 것이 바람직하다. 이는 서로 다른 수용 지연시간을 갖는 캡슐 내에 각각 세탁 초기에 필요한 조성물과 세탁 후반에 유용한 조성물을 각각 캡슐화하여, 서로 다른 역할을 하는 조성물들이 서로 다른 시간대에 방출되게 함으로써 서로를 방해하는 일없이 효율적인 세탁을 가능하게 할 수 있다.
서로 다른 지연시간을 갖는 수용성 필름은, 예를 들면, 수불용성 셀룰로스계 중합체를 포함하는 것이 바람직하다. 셀룰로스계 중합체는 기본 당 구조의 반복 단위를 갖는 고분자량 중합체로서, 중합체 상의 하이드록실 기는 유도체화되어 다양한 역할을 할 수 있도록 하는데, 특히 셀룰로스 중합체 상의 몇 하이드록실 기를 메틸 또는 에틸로 캡핑하여 형성된 셀룰로스 중합체는, 수소 결합의 수준을 감소시키고 중합체의 친수성을 다소 감소 시킬 수 있다. 따라서 수용성 필름의 수용 지연시간을 늘리기 위하여 이와 같은 수불용성 성분을 적절하게 함유할 수 있으며, 함유된 수불용성 중합체의 분자량 및 치환의 정도 등이 수용성 필름의 수용 지연시간에 영향을 줄 수 있다.
또한, 캡슐 내에 하나 이상의 캡슐을 갖는 이중막 형태의 수용성 필름을 갖는 액체 세제의 경우에 외부 캡슐과 내부 캡슐로 구분이 되는데, 이들 캡슐 사이의 공간에는 액체 세제 조성물 중에서도 수분 및 공기와의 접촉 시 상대적으로 안정한 물질들을 포함하도록 하여, 액체 세제를 장기간 사용 및 보관하더라도 종래의 액체 세제가 갖고 있던 수분증발 또는 공기나 수분과의 접촉으로 인하여 발생하는 문제점을 해결할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
● 실시예 및 비교예의 제조
하기 표 1과 같은 조성과 함량으로 액체 세제 조성물을 제조하였다. 균질한 액체상이 될 수 있도록 교반을 통해 혼합하였다. 표 1의 각 성분으로는 음이온 계면활성제로 소듐라우릴에테르설페이트, 비이온 계면활성제로 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 가용화제로 프로필렌글리콜, 전해질로 소듐바이카보네이트를 사용하였고, 실시예 1 내지 3에는 비교예 1 및 2와 차별적으로 폴리에틸렌글리콜을 사용하였으며, 그 외 라우르산, 글리세린, pH조정제 및 물을 사용하여 제조하였다.
성분 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2
소듐라우릴에테르설페이트 5 5 5 5 5
폴리옥시에틸렌라우릴에테르 35 35 35 35 35
라우르산 1 1 1 1 1
모노에탄올아민 10 10 10 10 10
폴리에틸렌글리콜 15 10 10 - -
프로필렌글리콜 20 20 10 - 20
글리세린 10 10 20 40 20
소듐바이카보네이트 2 2 2 2 2
물 q.s q.s q.s q.s q.s
● 실시예 및 비교예의 평가
상기 비교예 및 실시예의 액체 세제 조성물에 대하여 다음과 같은 평가를 수행하였다.
1. 안정성 평가
사용자가 액체 세제를 사용하고 보관하는 경우에 나타날 수 있는 조건을 가정하고, 보관안정성을 확인하였다. 폴리비닐알콜필름(Monosol사)으로 실시예 1 내지 3, 비교예 1 및 2 의 조성물을 각각 50g씩 포장하여 25℃에 보관해두고 외관경시변화를 관찰하였다. 외관경시관찰에 있어서 주 확인대상은 필름이 경화되어 불투명해지는지 여부 및 내용물이 새는 현상의 여부를 확인하여 하기의 표 2에 나타낸다.
2. 세척력 평가
액체 세제의 세척력 평가는 실험실용인 교반 혼합식 세정력 시험기(Terg-o-tometer)를 사용하였다. 세척력 측정온도는 20℃에서 회전수 100으로 작동시켰으며, 시료량은 물1L에 시료1g을 사용하였으며, 세척시간은 10분, 헹굼은 각 3분씩 2회 실시하였다. 측정에 사용한 인공오염포는 일본세탁과학협회의 습식인공오염포를 사용하였다. 습식인공오염포는 5cm X 5cm의 크기로 시료1개당 8장씩 사용하였다. 세탁 전후 각각의 오염포에 대해 세척효과는 색차계(Nippon denshoku)로 Wb값을 측정하고 하기의 식 1을 사용하여 비교하였다. 비교세제는 한국산업규격 합성세제의 표준액체 세제를 사용하였으며, 이와 비교하여 세척력이 우세하면 양호를 표기하였고, 세척력이 우세하지 않으면 불량으로 표기하였다.
Figure 112014051439360-pat00002

3. 안정성 및 세척력 평가의 결과
하기의 표 2는 16주 동안의 경시안정성을 확인하여 실시예 1 내지 3 및 비교예 1, 2를 비교한 것이다.
구분 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2
외관경시변화(16주)
25℃ 보관		 양호 양호 양호 6주차부터 필름부분이 경화하고 혼탁해짐 10주차부터 내용물부분의 필름은 연화되고 내용물이 새는 현상발생함
세척력 양호 양호 양호 양호 양호
상기 표 2에 따르면, 세척력 평가에 있어서는 실시예 1 내지 3 및 비교예 1, 2 모두 표준액체 세제의 세척력에 비하여 우수한 세척력을 나타내었다. 하지만 폴리에틸렌글리콜을 사용하여 제조한 실시예 1 내지 3의 조성물은 외관경시변화를 관찰하였을 때, 필름이 경화되어 불투명해지거나 내용물이 새는 현상이 관찰되지 않아 양호한 상태를 나타낸 반면에 폴리에틸렌글리콜을 함유하지 않은 비교예 1 및 비교예 2의 경우에는 6주차 필름이 경화되어 불투명해지는 현상이 관찰되었으며, 10주차부터는 내용물과 직접 맞닿아 있는 수용성 필름 부분이 연화되면서 내용물이 새는 현상이 관찰되었다. 이는 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3의 조성물을 수용성 필름으로 포장하였을 때, 장시간 사용 및 보관에 있어서 우수한 안정성을 나타냄을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (9)

  1. 액체 세제 조성물; 및
    상기 액체 세제 조성물을 감싸는 수용성 필름;을 포함하고,
    상기 액체 세제 조성물은, 음이온 계면활성제 0.1 내지 40 중량%; 비이온 계면활성제 1 내지 60 중량%; 전해질 0.1 내지 10중량%; 가용화제 5 내지 40 중량%; 및 팽윤성 고분자 5 내지 30 중량%;를 포함하는 것인, 액체 세제.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전해질은, 염화물, 브롬화물, 요오드화물, 초산염, 중탄산염, 인산염, 구연산염, 황산염, 폴리인산염, 피로인산염, 트리인산염, 테트라인산염, 규산염, 메타규산염, 폴리규산염, 탄산염, 수산화물 및 알칼리금속염으로 이루어지는 군에서 하나 이상 선택되는 것인, 액체 세제.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 팽윤성 고분자는, 폴리에틸렌옥사이드계(poly(ethyleneoxide))고분자, 폴리비닐알코올계(poly(vinyl alcohol)) 고분자, 폴리에틸렌글리콜계(poly(ethylene glycol)) 고분자, 폴리아크릴아미드계(poly(acrylamide)) 고분자, 폴리아크릴산계(poly(acrylic acid)) 고분자, 폴리아크릴레이트계(polyacrylate) 고분자, 카보폴(Carbopol) 고분자, 폴리아크릴산-코-아크릴아미드(poly(acrylic acid-co-acrylamide)) 고분자, 폴리아크릴산-코-말레이산(poly(acrylic acid-co-maleic acid) 폴리머, 폴리아크릴산-그래프트-폴리에틸렌옥사이드(poly(acrylic acid)-graft-poly(ethylene oxide)) 고분자, 폴리에틸렌-코-아크릴산(poly(ethylene-co-acrylic acid) 고분자, 전분, 셀룰로스, 에틸렌말레익 코폴리머(ethylene maleic copolymer) 또는 이들의 혼합물인 것인, 액체 세제.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 액체 세제 조성물은, 유기용매, 세제 보조제, 안정화제, 효소, 방부제, 향, 염료, 점도조절제, 키토산, 금속이온봉집제 및 pH 조절제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는 것인, 액체 세제.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수용성 필름은, 두께가 10 내지 100 ㎛인 것인, 액체 세제.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수용성 필름은, 하나의 캡슐 형태, 둘 이상의 분획된 캡슐 형태, 또는 캡슐 내에 하나 이상의 캡슐을 갖는 이중막 형태인 것인, 액체 세제.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 둘 이상의 분획된 캡슐 형태, 또는 캡슐 내에 하나 이상의 캡슐을 갖는 이중막 형태의 수용성 필름에서, 각 캡슐을 구성하는 수용성 필름은, 서로 다른 수용 지연시간을 갖는 것인, 액체 세제.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 둘 이상의 분획된 캡슐 형태, 또는 캡슐 내에 하나 이상의 캡슐을 갖는 이중막 형태의 수용성 필름에서, 각 캡슐의 액체 세제 조성물은, 서로 상이한 성분 및 조성을 갖는 것인, 액체 세제.
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