KR900008341B1 - 액체세제조성물 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

액체세제조성물
본 발명은 액체세제조성물, 특히 직물을 세탁하고 직물에 유연성을 부여하는 액체세제조성물에 관한 것이다.
영국특허 제2,132,629-A호 명세서에서는 직물 유연화물질로서 미세분할된 팽창성 벤토나이트(bentonite)를 포함하는 직물 유연화 강력 액체세제에 대해 기술고 있다. 와이오밍(Wyoming)벤토나이트를 포함하여 몇몇 적합한 벤토나이트물질의 사용이 제안되었다.
본 발명자는 상기 특허에 기재된 벤토나이트가 액체 세제조성물, 특히 구조화 액체(structured liguid)로서 존재하는 세제조성물에 혼합되어졌을때 제품의 점성도가 상당히 증가한다는 것을 알게되었다. 점성도는 중요한 특성이다. 점성도가 너무 낮으면 제품중에 용해되지않는 물질이 현탁내에 포함될경우, 장기적인 제품의 안정성을 해치게되고, 반면 너무 점성도가 높으면 제품의 처리 및 소비자들의 사용에 곤란을 겪게된다. 본 발명자는 놀랍게도 제품내에서 제품점성도를 크게 증가시키지는 않지만 여전히 이 제품으로 처리된 직물에 유연화의 잇점을 제공하는 어떤 종류의 직물 유연화성 클레이 물질을 발견하였다.
그러므로 본 발명에 따르면, 직물을 세탁하고 직물에 유연성을 부여하는 액체세제 조성물을 제공하는데, 그 조성물은 다음을 포함한다.
(i) 수성(水性)기초재료
(ii) 세제활성물질 또는 그 혼합물 2-45중량%
(iii) 세제빌더 5-35중량%
(iv) 물에서의 팽창률(본 명세서에서 기술된대로 측정)이 36%이상이고, 8% 트리폴리인산나트륨 용액에서의 팽창률이 25%이하를 갖는 직물 유연화성클레이 물질 1-10중량%.
본 발명의 조성물에 사용되어지는 직물유연화성 클레이 물질은 팽창거동(擧動)에 따라 특정지워지며 다음과같은 시험에 의해 양이 정해진다.
다음의 물질을 각각 포함하는 2가지 분산액은 실온에서 제조된다.
A-475g의 물과 25g의 클레이물질
B-435g의 물, 40g의 트리폴리인산나트륨과 25g의 클레이물질
(클레이물질의 첨가전에 트리폴리인산나트륨을 물에 완전히 용해시킨다)분산액들을 전자교반기로 5분간 교반시킨후, 1000ml 측정용 실린더속에 넣는다. 분산액들을 그대로 2주간 방치해둔다. 2주후에 분산액의 검사를 행한다. 일반적으로 층의 분리가 일어나게 된다. 분산액의 아래층 또는 클레이를 포함한 겔을 비교적 투명한 윗층과, 육안으로 구별될 수 있다. 아래층의 깊이(h)와 액체 전체의 깊이(H)가 측정되고, 퍼센트의 팽창율(S)은 다음식을 사용하여 구한다.
Figure kpo00001
본 발명의 조성물에 있어서는, 분산액 A에서 팽창률이 36%이상, 바람직하게는 약 75%이상, 분산액 B에서 팽창률이 25%이하, 바람직하게는 약 20%이하를 갖는 클레이물질이 유용하다는 것을 알게되었다.
다음의 표는 이러한 점에서 유용한 몇몇의 클레이 물질을 나타내고 있다.
[표]
Figure kpo00002
1-탄산나트륨의 공업적 활성화는 보통 처리된 물질중에 과량의 탄산나트륨이 존재하는 결과를 준다. 정확한 활성화는 과량의 탄산나트륨이 없는 물질로서 수행된다.
상기 표에서 수록된 클레이 물질중에 DOKUM KARAKAYA, 정확히 활성화된 MARMORA 및 STEETLEY NO1과 2만이 본 발명의 요건을 충족 시킨다.
본 발명자는 놀랍게도 트리폴리인산 나트륨용액에서 팽창률이 낮은 몇몇의 클레이 물질이 물에서는 상당히 팽창하며, 본 명세서에서 기술된 제품에 혼합하면 이 제품으로 세탁한 직물은 유연화되는 잇점을 갖는다는 것을 알게되었다.
본 발명에 있어서 유용한 클레이 물질은, 교환 가능한 나트륨 및 칼슘 양이온을 포함하는 몇몇의 라멜라(lamella)스멕타이트(smectitie)클레이 라는것이 밝혀졌다. 산 활성 클레이와 같은, 이들 이온이 없는 클레이물질은 물에서 충분히 팽창되지 않아서, 직물 유연화의 잇점을 제공하지 못한다. 실제 액체세제 제품에 있어서, 클레이의 교환 가능한 양이온은 세탁과정에서 실제로 사용되기전에 제품의 전해질 시스템의 양이온과 교환된다는 것이 인식될 수 있다. 그러므로 유연화의 잇점은 이런 교환된 형태와 관계가 있다.
제품내의 직물유연화성 클레이물질의 수준은 바람직하게는 최소한 1중량%이상 이어야하나 10중량%를 넘어서는 안된다. 가장 바람직한 수준은 3-7중량%이다.
본 발명의 세제조성물은 1종류이상의 세제활성물질을 반드시 포함한다.
세제 화합물은 음이온성, 비이온성, 쯔비티이온성 및 양쪽성 합성세제 활성물질로 부터 선택될 수 있다. 많은 적당한 세제화합물이 시중에서 구입가능하며 예를들어 슈바르츠, 페리 및 버취가 쓴 "표면활성제 및 세제" 제1권 및 2권의 문헌에서 충분히 기술되어있다.
사용될 수 있는 바람직한 세제화합물은 합성 음이온 및 비이온 화합물이다. 합성 음이온 화합물은 보통 대략 8 내지 22의 탄소원자를 포함하는 알킬 라디칼을 갖는 술폰산 및 유기황산의 수용성 알칼리 금속염이다.
여기서의 알킬이란 용어는 고급 아실 라디칼의 알킬부분을 포함한다. 적합한 합성음이온세제 화합물의 예를들면, 알킬 황산나트륨 및 칼륨, 특히 예를들어 탤로우 또는 코코넛 오일로 부터 얻어진 고급(C8-C18)알콜을 황산화하여 얻어진 알킬 황산나트륨 및 칼륨, 알킬(C9-C20)벤젠 술폰산나트륨 및 칼륨, 특히 선형 이차알킬(C10-C15)벤젠 술폰산나트륨 : 알킬 글리세릴 에테르 황산나트륨, 특히 탤로우 또는 코코넛오일로 부터 유도된 고급 알콜에테르 및 석유로 부터 유도된 합성 알콜의 에테르 : 코코넛 오일 지방 모노글리세라이드 황산나트륨 및 술폰산나트륨 : 고급(C8-C18)지방알콜-산화알킬렌, 특히 산화 에틸렌 반응생성물의 황산에스테르의 나트륨염 또는 칼륨염 : 이세치온산으로 에스테르화되고 수산화나트륨으로 중화된 코코넛 지방산과 같은 지방산의 반응생성물 : 메틸타우린의 지방산아미드의 나트륨염 및 칼륨염 : 알파-올레핀(C8-C20)을 황산수소 나트륨과 반응시켜 유도된 물질과, 파라핀을 SO2및 Cl2와 반응시킨후 염기로서 가수분해하여 랜덤(random) 술포네이트를 생성하는 것으로 부터 유도된 물질과 같은 알칸 모노술포네이트 : 및 올레핀 술포네이트 등이 있다. 또한, 여기서 사용한 올레핀 술포네이트란 용어는 올레핀, 특히 C10-C20의 알파-올레핀을 SO3와 반응시킨후 이 반응 생성물을 중화, 가수분해 하는것에 의하여 얻어지는 물질을 포함한다. 음이온 세제화합물로는 알킬(C11-C15)벤젠술폰산 나트륨 및 알킬(C16-C18)황산나트륨이 바람직하다.
사용될 수 있는 적합한 비이온 세제화합물은, 특히 소수성기 및 반응성 수소원자를 갖는 화합물의 반응생성물, 예를들면 지방족 알콜, 산, 아미드 또는 알킬페놀을 산화알킬렌, 특히 산화에틸렌 단독 또는 산화프로필렌과 함께 반응하여 얻은 반응 생성물을 포함한다. 구체적인 비이온 세제화합물은 알킬(C6-C18)페놀-산화에틸렌 축합물로서, 일반적으로 5-25EO, 즉 산화에틸렌 5-25개인것, 지방족(C8-C22) 1차 또는 2차 선형 또는 가지형 알콜과 산화에틸렌의 축합물로서 일반적으로 EO5-40인것, 그리고 산화에틸렌과 산화프로필렌 및 에틸렌 디아민의 반응생성물의 축합에 의한 생성물이다. 기타의 소위 비이온 세제화합물은 긴사슬의 삼차 산화아민, 긴 사슬의 삼차 산화포스핀 및 디알킬설폭사이드를 포함한다. 또한 양쪽성 또는 쯔비터이온 세제화합물이 본 발명의 조성물에 사용될 수 있지만, 이들 화합물은 비교적 값이 비싸기 때문에 일반적으로는 바람직하지 못하다. 만일 양쪽성 또는 쯔비더이온 세제화합물이 사용된다면, 일반적으로 사용되는 합성음이온 및/또는 비이온세제화합물에 근거하여 조성물 내에서 보통 소량으로 사용된다.
세제활성물질의 혼합물이 사용될 수 있다. 특히, 음이온 세제활성물질, 비이온세제활성 물질 및 비누의 혼합물은, 제품이 구조화액체의 형태로 되는 경우 특히 바람직한 것으로 생각된다.
세제활성물질이 비누인 경우는, 12-18개의 탄소원자를 가진 지방산의 알칼리 금속염으로 부터 선택하는 것이 바람직하다. 이러한 지방산으로서 전형적인 것은 올레산, 리시놀레산 및 피마자오일, 평지씨오일, 땅콩오일, 코코넛오일, 야자씨오일 또는 이들의 혼합물로 부터 유도된 지방산이다. 이들 산의 나트륨염 또는 칼륨염이 사용될 수 있다.
제품내의 세제활성물질의 수준은, 바람직하게는 최소한 2중량%이어야 하지만 45중량%이상이어서는 안된다. 더 바람직하게는 6-15중량%이다.
본 발명의 제품은 필히 세제빌더 물질을 함유하며, 세탁액중에 유리칼슘이온의 함유수준을 감소시키고, 이것에의하여 세척력이 향상되게한다. 이 빌더물질은 알칼리금속의 탄산염 및 오르토-인산염과 같은 침전성 세제빌더물질, 알칼리금속의 알루미노규산염과 같은 이온교환빌더물질, 및 알칼리금속의 트리폴리인산염, 숙신산염 니트릴로삼초산염과 같은 봉쇄성(sequestering) 빌더물질 이다. 특히 선호되는 것은 트리폴리인산나트륨인데 그 이유는 제품구조와 빌딩효과 때문이다. 세척력에 있어서 현저한 효과를 제공하기 위해서는 최소한 5중량%의 세제빌더 물질을 필요로 한다.
제품은 구조화 액체의 형태로 되는 것이 특히 바람직하다. 구조화액체는 세제를 라멜라 상(phase)으로 포함하고, 이렇게함에 의해 임의의 불용성 물질이 안정한 균질현탁액중에 보존될 수 있는 정도의 유동학적 특성을 제품에 제공한다. 이것은 제품이 비교적 다량의 세제빌더를 함유하는 것을 가능하게한다. 카멜라상은 세제 활성물질의 정선(精選)으로 얻어진다. 유럽특허제 EP-A-38101호(유니레버) 명세서에서는, 트리폴리인산나트륨과 음이온 세제활성물질, 비이온세제 활성물질 및 비누를 포함하는 세제활성 혼합물을 함유하는 제품에 대해 기술하고 있는데, 이 경우의 트리폴리인산나트륨 함유량은 제품내에 용해되어질 수 있는 양보다 많아서, 그결과 얼마간의 트리폴리인산염이 제품내에 녹지않고 그대로 남아있지만 안정되게 현탁되어있다.
제품내에 세제빌더 물질의 함유량은 20℃에서 용해되는 양보다 많다는 것이 본 발명의 한 바람직한 특징이다. 트리폴리인산나트륨의 경우, 바람직한 함유량은 제품의 총량을 기준으로하여 22-35중량%이다.
본 발명의 액체세제 조성물은 추가적으로, 직물세탁 세제조성물에 통상 사용되는 침가제, 예를들면 에틸렌디아민 사초산과 같은 금속이온 봉쇄제 : 알칼리 규산염 같은 완충제 : 카복시메틸 셀룰로오즈나트륨 및 폴리비닐피롤리돈과 같은 오물현탁제 및 재부착방지제 : 형광제 : 향료 : 살균제 및 착색제등을 함유할 수 있다.
또, 실리콘 같은 기포억제제 및 효소, 특히 단백질 분해효소 및 녹말 분해효소 그리고 N,N,N',N'-테트라아세틸에틸렌디아민과 같은 표백활성제를 포함하는 과붕산나트륨 및 디 클로로시아눌산칼륨 같은 과산표백제의 첨가는 세탁기에서 사용하기 적합한 완전한 강력세제 조성물을 형성하는데 유용하다.
또한 톨루엔술폰산나트륨, 크릴렌술포네이트 또는 큐멘(Cumene)술포네이트와 같은, 제품의 열 안정성을 개선시키는 첨가제는 그 함유량이 1중량%이하, 예를들면 0.4-0.5중량%에서 특히 유리하다.
본 발명의 제품은 여러가지 방법으로 제조될 수 있다. 그러나 본 발명자는 각 성분을 특정의 순서로 혼합시켰을때 잇점이 증대된다는 것을 알게되었다. 그러므로 클레이 및 세제활성물질을 첨가하기 전에 세제빌더 일부를 물에 첨가하는것이 바람직하다. 이러한 방법으로, 배치(batch)마다 일정한 유동학적 특성을 갖는 제품이 얻어진다. 특히 선호되는 방법은, 이를테면 40℃-80℃로 온도를 올리고 필요한 양의 물을, 교반기가 구비된 혼합용기에 첨가한다. 그다음, 교반을 시키면서 세제빌더의 20분의 일 내지 4분의 일 사이의 량을 첨가한다. 세제빌더가 수용성인 경우, 상기 양이 물에 용해되어 클레이 물질이 팽창되는 것을 방지하지만, 계면활성제의 안정성을 제공하기에는 충분하지 않다. 그후 클레이물질을 교반하에 첨가하여 분산시킨다. 음이온 및 비이온세제, 또 경우에 따라서 비누도 첨가한다. 그다음에, 세제빌더의 나머지 부분을 상기의 높은 온도가 유지되는동안 교반하에 첨가하여, 균질한 덩어리를 얻는다.
마지막으로, 이 혼합물을 일정한 교반상태에서 냉각시키고 필요하다면 물을 첨가해서 증발로 인한 손실을 보충한다. 그런후 제품이 실제로 주위온도로 되었을때 향료를 첨가시킬수 있다.
이와는달리, 어떤 세제빌더보다 먼저 클레이를 물에 첨가하면, 클레이가 팽창되어 필요이상의 높은 점성도를 가진 조성물이 생성된다. 만일 클레이보다 먼저 세제빌더 전부를 첨가하면, 그 결과 얻어진 제품은 정치(靜置)되어 분리된다. 만일 클레이보다 먼저 세제활성물질과 세제빌더를 첨가하면, 제품은 이미 높은 점성도를 갖게되서, 분말 클레이의 첨가는 동시에 공기를 투입하지 않고서는 수행하기가 쉽지 않으며 결과적으로 얻어지는 제품의 밀도는 필요로하는 것보다 낮게 된다.
본 발명의 조성물은 20℃에서 21초당 1시어(shear)속도로 측정된 3000cPs이하, 바람직하게는 1500cPs이하의 점성도를 가져야한다. 가장 바람직한 점성도는 650-850cPs이다. 650cPs이하의 점성도는 제품 안정성에 대한 손실을 가져올 수 있다.
다음 실시예에 의하여 본 발명을 설명한다.
실시예 1
다음 배합에 따라 액체세제 조성물을 제조하였다.
(위 조성물중 물이외의 나머지는 유리수분이 없는 상태의 것임)
이 조성물을 다음 방법에 의해 제조하였다 :
물을 60℃로 가열하여 그 온도에서 유지시킨다. 2%의 STP를 첨가하고 클레이를 첨가한후 SCMC, 형광제, 수산화나트륨, 규산염, 글리세롤, 보락스, 지방산 및 술폰산(이것은 수산화나트륨과 반응하여 비누와 음이온 세제활성물질을 생성한다.) 및 비이온 활성물질을 교반하에 첨가한다. 10분동안 교반한후 남은 20.8%의 STP를 가한다음 이 혼합물을 계속 교반하여 냉각시켰다. 냉각될때 실리콘, 향료 및 효소를 첨가하였다.
서로다른 클레이물질을 포함하는 몇몇의 조성물이 제조되었다. 각각의 경우에서 제품의 점성도는 20℃에서 21초당 1시어속도로 측정되었다. 각각의 조성물은 다음의 세탁방법을 사용하여 실험용면직천을 세탁하는데에 사용되었다 :
시중 구입가능한, 직물 세탁분말 제품인 SKIP(프랑스, 레버회사제품)로 10번 세탁하여 사전에 면이 거칠게된 실험용 면직 테리타올천을 경도 48℉H의 수돗물을 사용하여 40℃에서 20분동안 본 시험제품으로 세탁한다. 1리터의 용량을 지닌 실험실용 기구를 사용하여 3개의 15×15cm 크기의 실험용 천을 함께 세탁한다. 세탁후에, 이천들은 수돗물로 두번 헹구고, 짜서 24시간동안 건조시킨다.
건조후, 실험용 면직천은 12명의 전문가진에 의해서 유연성이 평가되었는데, 각각의 클레이를, 스티틀레이회사 제품인 화이트벤토나이트와 비교하였다.
그 결과는 다음과 같다 :
Figure kpo00004
이러한 결과로 부터, 몇몇 클레이 물질들은 화이트벤토나이트와 별다른 차이점이 없는 유연화잇점을 제공한다는 것을 알게되었다. 그러나 대부분의 경우에 있어서는, 제품의 점성도가 원하는 것보다는 높다. 두개의 클레이 물질, 즉 MKIC 및 CLARSOL STF는 화이트벤토나이트와 같거나 또는 화이트벤토나이트보다 낮은 점성도를 갖는 제품을 제공한다. 그러나 두경우에 있어서, 유연화잇점은 덜 바람직하다.
유연화성과 점성도, 이 두가지 면에서 화이트벤토나이트에 필적하는 유일한 클레이물질은, MARMORA회사에서 생상되는 벤트나이트이다.
실시예 2
각종 실험용 직물천을 경도 30℉H(유리칼슘이온 3×10-3몰)의 물에서 본 세제조성물을 사용하여 40℃로 세탁하였다. 어떤 실험용 천은 새 테리타올로, 어떤 실험용천은 새 아크릴 직물로 이루어졌으며, 제3군은, 시중에서 구입가능하며, 연화제가 들어있지않은 분말제품인 SKIP(프랑스, 레버회사 제품)로 45℉H의 물에서 30번 세탁하여 사전에 감촉이 거칠게된 테리타올 조각으로 이루어졌다. 이 혼합된 실험용 천을 전통적인 방법으로(세탁후 직물 연화제를 사용하지 않음) 10번 세탁한후에 헹구고 건조시킨다음, 이것을 직물의 종류대로 분리하여, 전문가에 의해 유연성을 평가하였다(낮은 유연성의 점수가 낮은것이 좋은 유연성을 나타낸다) 실험된 배합과 얻어진 결과는 다음과 같다.
(* 아래 조성물중 물이외의 성분들은 유리수분이 있는 상태의 것임)
Figure kpo00005
배합 2WB는 실질적으로 실시예 1과 동일하고, 클레이 성분으로서 STEETLEY NO1 흰색 벤토나이트를 사용한다. 배합 2W는 클레이 성분을 생략한 것을 제외하고는 동일하다.
배합 2P 및 2L는 시중구입 가능한 직물세탁 제품을 이들 제품에 대한 추천된 용량으로 사용될 경우를 의도한 것이다.
유연성의 결과로 부터 알수있는 바와같이, 배합 2WB가 기타 모든 시험된 배합보다 바람직하다.

Claims (8)

  1. 직물을 세탁하고 직물에 유연성을 부여하는 액체세제 조성물로서, (i) 수성(水性)기초재료, (ii) 세제활성물질 또는 그 혼합물 2-45중량% ; (iii) 세제빌더 5-35중량% ; 및 (iv) 물에서의 팽창률(본 명세서에서 기술된대로 측정)이 36%이상이고, 8% 트리폴리인산나트륨 용액에서의 팽창률이 25%이하를 갖는 직물유연화성 클레이(clay)물질 1-10중량%를 함유하는 액체세제조성물.
  2. 제1항에 있어서, 세제활성물질 6-15중량%를 함유하는 액체세제조성물.
  3. 제1항에 있어서, 세제활성물질은 음이온, 비이온, 쯔비터이온과 양쪽성 세제활성물질 및 이들의 혼합물로 부터 선택된 액체세제조성물.
  4. 제1항에 있어서, 세제빌더 22-35중량%를 함유하는 액체세제조성물.
  5. 제1항에 있어서, 세제빌더는 침전성 세제빌더물질, 이온-교환 빌더물질 및 금속이온 봉쇄성 빌더물질로 부터 선택된 액체세제조성물.
  6. 제1항에 있어서, 세제빌더는 트리폴리인산나트륨을 함유하는 액체세제조성물.
  7. 제1항에 있어서, 직물 유연화성 클레이 물질은 라멜라 스멕타이트 클레이인 액체세제조성물.
  8. 수성기초재료, 1종류 이상의 세제활성물질 2-45중량%, 세제빌더 5-35중량% 및 직물 유연화성 클레이 물질 1-10중량%를 함유하는 액체세제조성물의 제조방법으로서, (i) 세제빌더의 최소한 한 부분을 물체 첨가하는 공정 : (ii) 그다음 직물유연화성 클레이물질과 1종류 이상의 세제활성물질을 첨가하는 공정 : (iii) 그다음 상기 세제빌더의 나머지 부분(만약 있으면)을 첨가하는 공정을 포함하는 상기 제조방법.
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