KR100280223B1 - 제올라이트가 함유된 액체세제 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음이온 및 비이온 계면활성제를 주성분으로 하고 제올라이트와 아크릴산, 말레인산 염등의 공중합체가 함유된 액체세제 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 조성물은 계면활성제 5-50중량%, 제올라이트 1-30중량%, 잔탄껌 0.1-5중량% 및 공중합체 0.1-5중량% 함유함을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 액체세제 조성물은 세척력이 우수하고 저장 안정성도 뛰어나다.
Description
본 발명은 세탁 주기에 첨가되거나 오염 부분에 직접 발라서 사용하는 액체세제 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음이온 및 비이온 계면활성제를 주성분으로 하고 제올라이트와 아크릴산, 말레인산염 등의 공중합체가 함유된 액체세제 조성물에 관한 것이다.
지금까지 분말세제 및 액체세제에 관한 많은 특허가 출원되었으며, 이들 세제는 세탁 주기에 첨가되어 사용되어 왔다.
액체세제는 사용시 계량이 용이하고 분말 세제에 비해 분진이 날리지 않는 장점이 있으며, 사용 방법에 있어서도 분말 세제와 유사하게 세탁 주기에 첨가되어 사용될 수도 있지만, 오염 부분에 직접 발라서 사용할 수 있는 장점을 가지고 있다. 아울러 보관중에 분말 세제에서 생길 수 있는 덩어리 발생 등의 단점도 보완할 수 있다.
그리나, 액체세제의 경우 상분리등의 발생으로 세제조성물이 불균일하게 되거나, 불용성 함유물의 침전 또는 부유 현상을 일으키는 단점이 있다. 따라서 액체세제의 경우 분말 세제에 비하여 조성원료의 사용에 있어 많은 제약을 받는다.
예를들면 탄산나트륨, 규산나트륨과 같은 강한 전해성을 갖는 물질이 분말 세제와 달리 액체세제 조성물에 알칼리 빌더로 첨가되어 있을 시에 조성물에서의 염석에 의하여 계면활성제의 분리가 생길 수 있다. 이러한 현상을 방지하기 위하여 알카올아민(Alkaolamine)같은 유기 알칼리가 사용되어지기도 한다.
또한 액체세제 조성물에 있어서 제올라이트와 같은 불용성 물질을 첨가하는 데는 많은 제약이 따른다. 이는 제올라이트가 장시간 수용액에 존재시 침전되어 고화되기 때문이다.
그럼에도 불구하고 제올라이트는 세라 주기에 첨가되었을 때 칼슘 이온 봉쇄제로서 우수한 효과를 나타낸다. 그러므로 제올라이트가 함유되지 알은 기존 액체세제에 비교하여 제올라이트가 함유된 액체세제가 상대적으로 우수한 세척력을 얻을 수 있는 장점이 있다. 물론 칼슘이온 봉쇄제로서 아크릴산(Acrly Acid) 및 시트릭산(Citric Acid)과 같은 유기빌더가 사용될 수도 있으나 세탁 주기에 있어서 충분한 효과를 나타낼 수 있는 양을 액체세제 조성물에 첨가할 때 조성물의 점도가 너무 증가하거나 상분리가 일어날 수 있다.
그러므로 우수한 세척력을 얻기 위하여 제올라이트를 첨가하는 것이 바람직하며, 액체세제에 있어서 제올라이트를 첨가하기 위해서는 제올라이트를 함유한 조성물이 장시간 안정되게 분산상태로 유지되어야 한다.
예를 들면 일본 특허공고 제58-135794호에서는 제올라이트 등의 고체 입자의 안정화를 위하여 액체 계면활성제 조성물에 전해질의 첨가에 의해 액정화하는 것이 시도되었다.
그러나 이와 같은 분산 상태에서는 계면활성제가 염석되기 때문에 조성물의 점도가 현저하게 높아지게 될 것이며, 이러한 현상의 발생은 사용하는 데 있어서 불편한 점이 따르게 된다.
본 발명의 목적은 제올라이트를 함유할 경우 상기의 선행 기술의 단점을 제거하고, 또한 장시간 동안 고온에서 저장했을 시 조성물의 상분리를 방지할 수 있는 액체세제조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 조성물은 계면활성제(주로 음이온 및 비이온 계면활성제)가 5-50중량%, 제올라이트가 1-30중량%, 잔탄껌이 0.1-5중량%, 공중합체(아크릴산 및 말레인산염 등)가 0.1-5중량% 함유되고 기타 소량의 효소 및 재오염 부착 방지제, 향료, 알카리 빌더, 형광 증백제 등이 사용되어짐을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서 사용되는 계면활성제는 음이온 계면활성제 및 비이온 계면활성제이며, 음이온 계면활성제로는 탄소수 12-18인 알킬기를 가지는 직쇄 알킬벤젠술폰산 및 그 염, 탄소수 10-20을 가지는 고급 알코올의 황산에스테르염, 탄소수 10-20을 가지는 알파 올레핀술폰산 및 그 염, 탄소수 10-20을 가지는 고급 알코올의 폴리옥시에틸렌에테르황산에스테르염 등이 있으며 비이온 계면활성제로는 탄소 원자수 8-16인 1급 또는 2급 알코올에 옥시에틸렌 8-12분자가 부가된 알킬폴리옥시에틸렌에테르등을 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 계면활성제의 함량은 조성물의 5-50중량%이고 바람직하게는 15-30중량% 이다. 계면활성제의 함량이 5중량%이하 또는 50중량% 이상의 과량일때는 충분한 세척력을 기대하기 어렵거나 액체세제 조성물이 불안정해지므로 바람직하지 않다.
본 발명의 액체세제 조성물은 상기의 음이온 및 비이온 계면활성제 이외에 양쪽성 계면활성제 및 양이온 계면활성제가 첨가될 수 있으며, 이러한 경우 음이온 및 비이온 계면활성제 대비 기타 계면활성제의 함량이 중량 비율로 1:2을 넘지 않아야 한다. 이는 본 발명의 액체세제 조성물은 세척력에 주안점을 두고 있으므로 음이온 및 비이온 계면활성제에 비하여 세척력이 현저히 떨어지는 양이온 계면활성제의 비율이 상대적으로 높아질수록 제품의 세척력이 떨어지기 때문이다.
또한 본 발명에서 사용되는 제올라이트 물질인 알루미노 규산염은 다음과 같은 식을 가진다.
Mz[AlO2)2(SiO2)y]xH2O
상기식에서 M은 칼슘교환 양이온이고, z 및 y는 6이상의 상수이며 z : y의 몰비는 약 0.5-1.0이며 x는 5이상의 수, 바람직하게는 약 7.5-275 특히 약 10-264인 수이다.
알루미노 규산염 이온교환물질은 입자직경이 약 0.1-10미크론, 바람직하게는 약 2.0-4미크론이다. (입자직경이란 스케닝(Scanning)전자현미경을 사용한 현미경 측정법 등의 분석법에 의해 측정되어진 이온교환물질의 평균입자직경을 의미한다. )
본 발명에 사용되는 유용한 알루미노 규산염 이온교환물질은 상업상 구입가능하며 천연적으로 얻거나 합성에 의해 얻을 수 있다. 본 발명에 유용한 합성 결정형 알루미노 규산염 이온교환물질은 S-8평면의 제올라이트 A, S-8비평면의 제올라이트 B, S-12평면의 제올라이트 X, S-12평면의 제올라이트 L 및 이들의 혼합물을 이용하는 것이 바람직하다. 특히 본 발명의 실시예에서 사용된 바람직한 알루미노규산염 이온교환물질은 제올라이트의 A형으로서 Na2O·A12O3·2SiO2와 같은 화학 조성을 가지고 있다.
제올라이트의 함량이 1중량% 이하이거나 30중량% 이상일 때는 충분한 세척 효과를 기대하기 어렵거나 점도가 너무 높게 되는 경향이 있기 때문에 본 발명에서 제올라이트는 1-30중량% 사용할 수 있지만 더욱 바람직하게는 4-28중량% 함유하는 것이 좋다.
본 발명에서 사용되는 잔탄껌(Xanthan Gum)은 탄수화물을 균(Xanthomonos campestris)에 의해 발효시켜 균체외의 다당류를 정제한 껌으로 잔탄껌의 거대한 분자량이 특이한 점성을 나타낸다. 주 구성물질로는 D-글루코스, B-말로스등으로 이루어져 있으며, 이는 화장품, 식품 등 여러분야에 광범위하게 사용되고 있으며 본 제품에 5중량% 이상 함유시 점도가 너무 증가하여 사용하는 데 있어서 비실용적이다.
본 발명에서 사용되는 잔탄껌(Xanthan Gum)은 물에 쉽게 용해되어 조성물의 안정제로서 소량 사용되며 이는 상업적으로 구입가능하다.
또한 아크릴산 및 말레인산염을 비롯한 유기 물질의 공중합체는 사용될 수 있으며 부가적으로는 분산 효과 및 세척력 향상에 기여하는 것으로 알려져 있다.
본 발명에 사용되는 공중합체는 다음과 같은 구조를 갖는다.
여기에서 ①의 공중합체는 점도가 180-520CPS(25℃ BM형 점도계 NO.3 60 RPM)이고 비중은 1.29-1.315(25℃)이며 평균 분자량은 10000-30000이며 더욱 바람직하게는 15000-25000을 갖는다.
또한 상기에서 Rl, R2는 수소 또는 메틸기, R3는 1-6개의 탄소수를 갖는 알킬기, M은 알칼리금속, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민이고 m:n은 몰비로 1:9-8:2이다.
본 발명에 사용되는 공중합체는 ②, ③에서(메틸)아크릴산 및 이의 염 대 알킬(메틸) 아크릴산 및 이들의 염의 비율이 공중합체의 몰비로 1:9-8:2이며, 바람직하게는 4:6-5:5의 비율이며 평균 분자량은 100000이상이 되어야 하며 더욱 바람직하게는 200000이상이 되는 것이 좋다.
또한 ②, ③의 염으로서 알칼리 금속염 및 DEA(디에탄올아민), MEA(모노에탄올아민) TEA(트리에탄올아민) 등이 사용되어 진다.
본 발명에서는 상기의 성분들 외에 세척력을 높이기 위하여 알칼리 빌더, 재오염 부착방지제 및 형광증백제, 효소, 향료등이 첨가되어 질 수 있다.
본 발명에 따른 액체세제 조성물은 음이온 및 비이온 계면활성제를 함유하고 공중합체(Copolymer), 더욱 바람직하게는 말레인산 및 아크릴산의 공중합체 및 이들 공중합체의 염, (메틸) 아크릴산염과 알킬 (메틸)아크릴레이트(에스테르)염의 공중합체와 경수연화제로 알루미노 규산염이 사용되며 특별히 잔탄껌이 사용되어 장기간 보존하는 데 탁월한 효과를 유지할수 있고, 특히 높은 온도 조건에서도 저장 안정성이 우수하다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.
[실시예]
본 발명의 실시예에 사용된 점도 및 안정성 평가 방법은 다음과 같다.
[① 점도측정방법]
알루미노 규산염을 함유하는 액체세제 조성물의 점도측정은 BH 타입 점도계(50-2,000,000cp까지 측정할 수 있으며, 본 발명에서 유용한 점도는 55p이하임)에 의하여 25℃ 및 45℃에서 측정 하였음.
[② 저장 안정성 평가방법]
약 150㎖의 각종 조성물을 25℃ 및 42℃에서 5주동안 200CC의 폴리스티렌 용기에 보관한 후 다음과 같이 평가하였다.
+2 : 상층에 5% 부피 이하의 분리가 발생
+1 : 상층에 5-10% 부피 분리생김
0 : 상층에 10% 이상 분리 생김.
[실시예 1]
표 1의 조성에 따라 액체세제 조성물을 제조하여, 점도 및 저장안정성을 평가하였다.
액체세제 조성물의 제조방법은 다음과 같다.
플라스크에 물(Balance)을 투입하여 교반시키면서 온도를 50-60℃로 유지하고, LAS-H를 중화시키기 위한 NaOH를 먼저 투입한 후 LAS-H를 서서히 투입시키면서 중화시켰다. 이후 AOS, AES, AE의 순서로 계면활성제를 첨가하고, 제올라이트를 투입한 후 copo1ymer와 잔탄껌을 차례로 투입하였다. 각 단계는 교반상태에서 진행시켰다.
[표 1]
* AES : 고급알코올의 폴리옥시에틸렌에테르 황산에스테르염
* AOS : 알파올레핀 술폰산 나트륨
* LAS : 선형 알킬벤젠 술폰산 나트륨
* AE : 황산에스테르염
* Copolymer :
M은 알칼리 금속 및 MEA, DEA, TEA이며, R2는 H 및 알킬기, R3는 탄소원자수 1-4개인 알킬기임.
[실시예 2]
표 2의 조성에 따라 실시예 1과 동일한 방법으로 액체세제 조성물을 제조하여 저장 안정성을 평가하였다.(저장조건은 25℃와 42℃임)
표 2의 조성에서 여분은 물로 보정하였으며, 기타 소량의 원료(알칼리 빌더, 효소, 형광 증백제, 향료, 재오염부착 방지제등)를 첨가하였다.
[표 2]
* AES : 고급알코올의 폴리옥시에틸렌에테르 황산에스테르염
* AOS : 알파올레핀 술폰산 나트륨
* LAS : 선형 알킬벤젠 술폰산 나트륨
* AE : 황산에스테르염
* Copolymer : 실시예 1의 Copolymer 구조와 동일함.
[실시예 3]
표 3의 조성에 따라 실시예 1의 방법으로 액체세제 조성물을 제조하여 저장안정성 및 물성을 평가하였다.
표 3의 조성에서 여분은 물로 보정하였으며 기타 소량의 원료(알킬리 빌더, 형광증백제, 향료, 재오염부착 방지제등)를 첨가하였다.
[표 3]
* ABS : 고급알코올의 폴리옥시에틸렌에테르 황산에스테르염
* AOS : 알파올레핀 술폰산 나트륨
* LAS : 선형 알킬벤젠 술폰산 나트륨
* AE : 황산에스테르염
* Copolymer : 실시예 1의 Copolymer 구조와 동일함
[세척력평가]
조성물에 대한 세척력 평가는 천연오염포를 사용하였으며 세탁조건 및 사용방법은 다음과 같다.
세척력 평가는 실시예의 조성물과 표준세제에 대하여 위와 같은 방법으로 세탁하여 전문 판넬 테스트 요원들에 의하여 상대 평가하였음.
위와 같이 측정한 결과 대다수에서 만족할 만한 성과를 얻을 수 있었다.
[실시예 4]
표 4의 조성에 따라 실시예 1의 방법으로 액체세제 조성물을 제조하여 저장안정성 및 점도를 평가하였다.
[표 4]
* AES : 고급알코올의 폴리옥시에틸렌에테르 황산에스테르염
* AOS : 알파올레핀 술폰산 나트륨
* LAS : 선형 알킬벤젠 술폰산 나트륨
* AE : 황산에스테르염
* Copo1ymer : 실시예 1의 Copolymer 구조와 동일함
* DEA : 디에탄올아민
* PG : 프로필렌글리콜
* PEG : 폴리에틸렌글리콜
* EG : 에틸렌글리콜
상기 여러 실시예에서 제올라이트를 함유한 액체세제 조성물이 저장안정성 및 점도에 있어서 만족할만한 조성물임을 알 수 있다.
Claims (7)
- 계면활성제 5-45중량%, 공중합체 0.1-3.5중량%, 제올라이트 3.0-25중량, 잔탄껌 0.1-1.0중량%을 함유함을 특징으로 하는 액체세제 조성물.
- 제1항에 있어서, 계면활성제는 음이은 및 비이온 계면활성제인 것을 특징으로 하는 액체세제 조성물.
- 제2항에 있어서, 음이온 계면활성제는 직쇄알킬벤젠술폰산 및 그 염, 알파올레핀 술폰산 및 그 염 또는 알킬폴리옥시에틸렌에테르 황산에스테르염인 것을 특징으로 하는 액체세제 조성물.
- 제3항에 있어서, 직쇄알킬빈젠술폰산 및 그 염의 알킬기의 탄소 원자수는 12-18개이고, 알파올레핀 술폰산 및 그 염의 탄소 원자수는 12-l8개이며, 알킬폴리옥시에틸렌에테르 황산에스테르염의 알킬기의 탄소원자수는 12-18개인 것을 특징으로 하는 액체세제 조성물.
- 제2항에 있어서, 비이온 계면활성제는 구조식이 RO(CH2CH2O)nH로서 n은 8-12이고, R은 10-15개의 탄소수를 가지는 알킬기인 것을 특징으로 하는 액체세제 조성물.
- 제1항에 있어서, 공중합체는의 구조식으로 표시되며, 여기서, Rl, R2는 H 또는 메틸기, R3는 탄소원자수 1-4개인 알킬기, M은 알칼리 금속, 모노에탄올아민 또는 디에탄올 아민인 것을 특징으로 하는 액체세제 조성물.
- 제1항에 있어서, 제올라이트는 Mz[(AlO2)2SiO2)y]xH2O 의 구조식으로 표시되며, 여기서 M은 칼슘교환양이온, z 및 y는 6이상의 수이고, z 대 y의 비는 0.5-1.0이며 x는 5이상의 수인 것을 특징으로 하는 액체세제 조성물.
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