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KR20220117884A - 재침착 억제 중합체 및 이를 함유하는 세제 조성물 - Google Patents

재침착 억제 중합체 및 이를 함유하는 세제 조성물 Download PDF

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KR20220117884A
KR20220117884A KR1020227022278A KR20227022278A KR20220117884A KR 20220117884 A KR20220117884 A KR 20220117884A KR 1020227022278 A KR1020227022278 A KR 1020227022278A KR 20227022278 A KR20227022278 A KR 20227022278A KR 20220117884 A KR20220117884 A KR 20220117884A
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KR
South Korea
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weight
detergent
detergent composition
alkyl
weight percent
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Pending
Application number
KR1020227022278A
Other languages
English (en)
Inventor
스티븐 엠. 레이더스
윤펭 주
니마 하킴
자닌 나고르스키
Original Assignee
루브리졸 어드밴스드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 루브리졸 어드밴스드 머티어리얼스, 인코포레이티드 filed Critical 루브리졸 어드밴스드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

본 기술은 중합체 첨가제, 및 가정용 세제 및 식기세척(기관 및 소비자), 경질 표면 세정제와 직물 관리를 포함하는 다른 관련 용도에 유용한 세정 조성물 내로의 그들의 혼입에 관한 것이다. 개시된 세정 조성물은 세제 및 때 재침착 억제제를 포함한다. 일 양태에서, 때 재침착 억제제는 기능화 폴리우레탄 중합체로부터 선택된다.

Description

재침착 억제 중합체 및 이를 함유하는 세제 조성물
본 기술은 중합체 첨가제, 및 가정용 세제 및 식기세척(기관 및 소비자), 경질 표면 세정제(hard surface cleaner)와 직물 관리를 포함하는 다른 관련 용도에 유용한 세정 조성물 내로의 그들의 혼입에 관한 것이다. 개시된 세정 조성물은 세제 및 때 재침착 방지제(soil anti-redeposition agent)를 포함한다. 일 양태에서, 개시된 기술은 개선된 때 재침착 억제 특성을 갖는 기능성 중합체 첨가제 및 상기 중합체를 함유하는 세탁 세제 조성물에 관한 것이다. 재침착 억제 중합체는 하기 성분을 반응시킴으로써 제조된 기능화 폴리우레탄 중합체로부터 선택된다: (i) 약 2 내지 약 2.5의 평균 작용성을 갖는 하나 이상의 폴리이소시아네이트; (ii) 적어도 하나의 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드) 사슬 및 적어도 2개의 기를 갖는 하나 이상의 화합물 - 상기 적어도 2개의 기는 이소시아네이트기와 반응하며 화합물의 일 말단에 위치하여 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드) 사슬이 폴리우레탄 중합체 골격에 대해 측면으로 배치되도록 함 -; 및 (iii) 적어도 하나의 산 기 및 이소시아네이트기와 반응하는 적어도 2개의 기를 함유하는 하나 이상의 화합물. 개시된 기술의 추가의 양태는 세탁 과정, 식기세척 적용, 및 경질 표면 세정제에서 직물 상의 때의 재침착을 방지하기 위한 방법에 관한 것이다.
세정제 및 세제의 주요 목적은 섬유, 표면, 또는 기재에 때 및 얼룩이 없도록 하는 것이다. 세탁 세제 조성물은 일반적으로 섬유로부터의 국소적 때 제거를 우수하게 수행한다. 때(예를 들어, 수용성 얼룩, 미립자 얼룩, 기름기 함유 얼룩, 및 전술한 것 중 하나 이상의 조합) 제거는 예를 들어 세정 과정의 기계적 작용, 물의 습윤 작용, 물 온도, 계면활성제 시스템, 및 빌더(builder)를 포함하는 인자의 조합의 작용이다. 일단 섬유로부터 제거되면, 때는 세정 액체 중에 현탁되게 된다. 세제 조성물이 좋지 않은 때 현탁 특성을 갖는 경우, 세정 주기가 지속되면서 현탁된 때는 섬유의 더 넓은 영역에 걸쳐 비가역적으로 재침착될 수 있다. 섬유가 연속적인 세정 주기에 노출되면서, 이는 결국 심미적으로 바람직하지 않은 회색이나 칙칙한 외관을 획득할 것이다. 또한, 세제 제품은 소비자에게 비효율적인 것으로 여겨질 것이다.
이러한 문제를 최소화하기 위해, 세탁 세제 제조업자는 재침착 방지제를 이들의 세제 제품 내에 혼입한다. 때 재침착 방지제는 섬유로부터 제거 후 세정 액체 중에 때를 현탁시키며 세정 주기의 나머지 기간 동안 섬유 상의 때 재침착을 방지함으로써 세제로 세정된 섬유의 백색도 또는 명도를 개선하는 중합체이다.
다수의 알려진 중합체 재침착 방지제가 존재한다. 전형적인 예는 카복시메틸 셀룰로오스(CMC), 개질된 셀룰로오스 에테르, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 글리콜 폴리에스테르 공중합체, 하이드록실 말단 폴리우레탄, 폴리아크릴산, 폴리아크릴계 공중합체, 비닐리덴 에스테르/불포화 산 또는 무수물의 중합체, 스티렌/말레산 무수물의 중합체, 플루오로카본, 스티렌계 아크릴레이트, 폴리(에틸렌 글리콜-코(co)-비닐 아세테이트), 및 이들의 염을 포함한다. 이들 중합체는 수용성이며, 전형적으로 음으로 하전된다.
미국 특허 제4,068,035호는 친수성 폴리우레탄을 포함하는 직물 처리 조성물 및 얼룩 방출과 때 재침착을 개선하기 위해 직물 재료를 처리하는 방법을 개시한다. 상기 친수성 폴리우레탄은 하기 성분을 반응시킴으로써 제조된다: 1) 유기 디이소시아네이트, 2) i) 모노작용성 에톡실화 지방 알코올로부터 선택된 1개 또는 2개의 이소시아네이트 반응성 기를 함유하는 화합물 또는 ii) 선택적인 디올로부터 선택된 화합물; 및 3) 2개의 기(이소시아네이트와 반응성인 하이드록시알킬 또는 아민 알킬를 갖는 C1-C5 알킬 치환 아민 화합물.
미국 특허 제7,098,179호는 폴리이소시아네이트와 1000 달톤 초과의 평균 분자 질량 및 300 g 초과 중합체/리터의 20℃에서의 수용성을 갖는 중합체 폴리올, 및 12,000 달톤 미만의 평균 분자 질량 및 100 g 미만/리터의 수용성을 갖는 폴리올의 반응으로부터 제조된 때 방출 중합체를 함유하는 세탁 세제에 관한 것이다. 예시적인 폴리올은 폴리에틸렌 글리콜 600 및 폴리에틸렌 글리콜 6000을 포함한다.
미국 특허 제7,741,264호는 중합성 아미드와 비닐계나 알릴계 불포화를 갖는 공중합성 단량체의 자유 라디칼 첨가 중합에 의해 제조된 음이온성 표면-활성 수용성 중합체를 개시한다. 바람직한 중합성 공단량체는 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴아미드, 스티렌, 알파-메틸 스티렌 부틸 아크릴레이트, 및 에틸헥실 아크릴레이트를 포함한다. 중합성 아미드는 폴리옥시알킬렌 아민과 말레산 무수물의 반응에 의해 제조된다. 상기 무수물은 개환되어 상응하는 아민 및 펜던트 카복실 작용성을 형성한다. 상기 불포화는 아미드가 다른 불포화 단량체와 자유 라디칼 공중합되도록 할 수 있다. 불포화 아미드로부터 제조된 중합체는 중합체 골격 상의 순환성 카복실기 때문에 음이온성이다.
유감스럽게도, 다수의 알려진 재침착 방지 중합체는 오늘날의 적은 물을 함유하는 고도로 농축된 액체 세제에서 충분히 가용성이지 않아서 제품의 투명도에 부정적인 영향을 미치고/미치거나 상 분리를 초래한다. 또한, 이들의 음으로 하전된 중합체는 양으로 하전된 첨가제, 예컨대 계면활성제, 살균제 및 탈취제로 사용되는 쿼터늄 화합물, 및 2-in-1 세제 제형에 사용되는 폴리쿼터늄 섬유 유연화 중합체와 상용성이 아니다. 이러한 현상은 특히 투명한 용기 내에 판매되는 세제의 경우 상업적으로 용인될 수 없다.
카복시메틸 셀룰로오스가 인기있으며 광범위하게 사용되는 재침착 방지제이다. 다수의 상업적으로 입수 가능한 세제 조성물은 CMC를 함유한다. 그러나, CMC의 재침착 방지 효능은 오직 면섬유로만 획득되며, 세정되는 섬유가 합성 섬유 또는 합성-면 배합물일 때 CMC는 본질적으로 재침착 방지 효과를 갖지 않는 것으로 알려진다. 현탁된 때의 재침착 정도는 섬유의 특징에 따라 상이하며, 결국 섬유를 이루는 섬유 조직의 성질에 따라 어느 정도 결정된다. 때는 전형적으로 소수성이다. 세정되는 섬유 조직(예를 들어, 면)의 표면이 더 친수성일수록, 세정수 중 현탁되는 때의 재침착은 더 적어진다. 대조적으로, 세정되는 섬유 조직(예를 들어, 합성 직물)의 표면이 더 소수성일수록, 때의 재침착은 더 많아진다. 면섬유 상에 효과적인 것으로 확인되었던 재침착 방지제가 반드시 합성 섬유 상에 효과적이지는 않는다. 현실적으로, 세탁되는 옷의 보통의 로드(load)는 면섬유, 합성 섬유, 및 합성-면 배합 섬유와 같은 상이한 섬유 유형의 혼합물로 구성된다. 따라서, 면, 합성, 및 면-합성 배합 섬유에 효과적인 재침착 방지제가 필요하다.
본 기술의 일 양태에 따르면, 하기 성분을 포함하는 세정 조성물이 제공된다: a) 적어도 하나의 계면활성제; 및 b) 폴리우레탄 중합체의 총 중량을 기준으로 약 35 내지 90 중량%의 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드)를 포함하는 하나 이상의 폴리우레탄 재침착 방지 중합체로서, 적어도 5 중량% 이상의 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드)는 폴리(에틸렌 옥사이드)이고, 폴리우레탄 중합체의 총 중량을 기준으로 적어도 5 중량%의 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드)는 폴리우레탄 중합체로부터 펜딩된(pending) 측쇄에 혼입되고, 폴리우레탄은 약 1 내지 약 300 mg KOH/g, 또는 약 5 내지 약 200 mg KOH/g, 또는 약 10 내지 약 150 mg KOH/g, 또는 약 15 내지 100 KOH/g, 또는 약 20 내지 약 75 mg KOH/g, 또는 약 25 내지 약 45 mg KOH/g의 산가를 갖는, 폴리우레탄 재침착 방지 중합체.
개시된 기술의 다른 양태에 따르면, 세탁 과정의 세정 주기 동안 섬유로부터 제거된 때의 재침착을 경감시키기 위한 세탁 세제 조성물이 제공되며, a) 하나 이상의 음이온성, 양이온성, 비이온성, 양쪽성, 또는 쯔비터이온성 계면활성제(zwitterionic surfactant); 및 b) 하나 이상의 폴리우레탄 재침착 방지 중합체(들)를 포함하고, 상기 폴리우레탄 중합체(들)는 하기 성분을 함께 반응시킴으로써 제조된다:
(i) 약 2 내지 약 2.5의 평균 작용성을 갖는 하나 이상의 폴리이소시아네이트;
(ii) 적어도 하나의 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드) 사슬 및 적어도 2개의 기를 갖는 하나 이상의 화합물 - 상기 적어도 2개의 기는 이소시아네이트기와 반응하며 화합물의 일 말단에 위치하여 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드) 사슬이 폴리우레탄 중합체 골격에 대해 측면으로 배치되도록 함 -;
(iii) 적어도 하나의 산 기 및 이소시아네이트기와 반응하는 적어도 2개의 기를 함유하는 하나 이상의 화합물;
(iv) 선택적으로, 이소시아네이트기와 반응하는 적어도 2개의 기를 함유하는 약 32 내지 약 3000 g/mol의 수평균 분자량을 갖는 하나 이상의 사슬 연장 화합물; 및
(v) 선택적으로, 이소시아네이트기와 반응하는 하나의 기를 함유하는 하나 이상의 사슬 종결제 화합물.
본 기술의 다른 양태에 따르면, 세정 과정 동안 경질 표면으로부터 제거된 때의 재침착을 경감시키기 위한 세정 조성물이 제공되며, 상기 세정 조성물은 a) 하나 이상의 음이온성, 양이온성, 비이온성, 양쪽성, 또는 쯔비터이온성 계면활성제; b) 폴리우레탄 중합체의 총 중량을 기준으로 약 35 내지 90 중량%의 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드)를 포함하는 하나 이상의 폴리우레탄 중합체(들)를 포함하며, 적어도 5 중량% 이상의 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드)는 폴리(에틸렌 옥사이드)이고, 폴리우레탄 중합체의 총 중량을 기준으로 적어도 5 중량%의 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드)는 폴리우레탄 중합체로부터 펜딩된 측쇄에 혼입되고, 폴리우레탄은 약 1 내지 약 300 mg KOH/g, 또는 약 5 내지 약 200 mg KOH/g, 또는 약 10 내지 약 150 mg KOH/g, 또는 약 15 내지 100 KOH/g, 또는 약 20 내지 약 75 mg KOH/g, 또는 약 25 내지 약 45 mg KOH/g 범위의 산가를 갖는다.
본 기술의 다른 양태에 따르면, 세정 과정의 경질 표면으로부터 제거된 때의 재침착을 경감시키기 위한 세정 조성물이 제공되며, a) 하나 이상의 음이온성, 양이온성, 비이온성, 양쪽성, 또는 쯔비터이온성 계면활성제; 및 b) 하나 이상의 폴리우레탄 중합체(들)를 포함하고, 상기 폴리우레탄 중합체(들)는 하기 성분을 함께 반응시킴으로써 제조된다:
(i) 약 2 내지 약 2.5의 평균 작용성을 갖는 하나 이상의 폴리이소시아네이트;
(ii) 적어도 하나의 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드) 사슬 및 적어도 2개의 기를 갖는 하나 이상의 화합물 - 상기 적어도 2개의 기는 이소시아네이트기와 반응하며 화합물의 일 말단에 위치하여 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드) 사슬이 폴리우레탄 중합체 골격에 대해 측면으로 배치되도록 함 -;
(iii) 적어도 하나의 산 기 및 이소시아네이트기와 반응하는 적어도 2개의 기를 함유하는 하나 이상의 화합물;
(iv) 선택적으로, 이소시아네이트기와 반응하는 적어도 2개의 기를 함유하는 약 32 내지 약 3000 g/mol의 수평균 분자량을 갖는 하나 이상의 사슬 연장 화합물; 및
(v) 선택적으로, 이소시아네이트기와 반응하는 하나의 기를 함유하는 하나 이상의 사슬 종결제 화합물.
본 기술의 다른 양태에 따르면, 식기세척 과정의 자동 또는 수동 세척 주기 중에, 접시류, 유리제품, 취사도구, 식기 등으로부터 제거된 때의 재침착을 경감시키기 위한 식기세척 세제가 제공되며, 상기 세제는 a) 하나 이상의 음이온성, 양이온성, 비이온성, 양쪽성, 또는 쯔비터이온성 계면활성제; 및 b) 폴리우레탄 중합체의 총 중량을 기준으로 약 35 내지 90 중량%의 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드)를 포함하는 하나 이상의 폴리우레탄 중합체(들)를 포함하며, 적어도 5 중량% 이상의 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드)는 폴리(에틸렌 옥사이드)이고, 폴리우레탄 중합체의 총 중량을 기준으로 적어도 5 중량%의 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드)는 폴리우레탄 중합체로부터 펜딩된 측쇄에 혼입되고, 폴리우레탄은 약 1 내지 약 300 mg KOH/g, 또는 약 5 내지 약 200 mg KOH/g, 또는 약 10 내지 약 150 mg KOH/g, 또는 약 15 내지 100 KOH/g, 또는 약 20 내지 약 75 mg KOH/g, 또는 약 25 내지 약 45 mg KOH/g 범위의 산가를 갖는다.
본 기술의 다른 양태에 따르면, 식기세척 과정의 자동 또는 수동 세척 주기 중에, 접시류, 유리제품, 취사도구, 식기 등으로부터 제거된 때의 재침착을 경감시키기 위한 식기세척 세제가 제공되며, 상기 세제는 a) 하나 이상의 음이온성, 양이온성, 비이온성, 양쪽성, 또는 쯔비터이온성 계면활성제; 및 b) 하나 이상의 폴리우레탄 중합체(들)를 포함하고, 상기 폴리우레탄 중합체(들)는 하기 성분을 함께 반응시킴으로써 제조된다:
(i) 약 2 내지 약 2.5의 평균 작용성을 갖는 하나 이상의 폴리이소시아네이트;
(ii) 적어도 하나의 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드) 사슬 및 적어도 2개의 기를 갖는 하나 이상의 화합물 - 상기 적어도 2개의 기는 이소시아네이트기와 반응하며 화합물의 일 말단에 위치하여 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드) 사슬이 폴리우레탄 중합체 골격에 대해 측면으로 배치되도록 함 -;
(iii) 적어도 하나의 산 기 및 이소시아네이트기와 반응하는 적어도 2개의 기를 함유하는 하나 이상의 화합물;
(iv) 선택적으로, 이소시아네이트기와 반응하는 적어도 2개의 기를 함유하는 약 32 내지 약 3000 g/mol의 수평균 분자량을 갖는 하나 이상의 사슬 연장 화합물; 및
(v) 선택적으로, 이소시아네이트기와 반응하는 하나의 기를 함유하는 하나 이상의 사슬 종결제 화합물.
개시된 기술의 세정 조성물은 상 안정적이고, 광학적으로 투명하며, 세정된 기재 상의 제거된 때의 재침착을 경감시킨다.
본 기술에 따른 양태는 이하에서 기술된다. 본원에 기재된 이러한 예시적인 양태의 다양한 변경, 개조, 또는 변형이 이들 양태가 개시됨에 따라 당업자에게 명백해질 수 있다. 이러한 모든 변경, 개조, 또는 변형은 본 기술의 교시에 의존하며 이를 통해 이들 교시가 당해 기술 분야에서 발전되었고, 이들은 개시된 기술의 범주 및 사상 내에 존재하는 것으로 이해될 것이다.
개시된 기술의 용어 "재침착 방지제", "재침착 방지 중합체", "기능화 중합체", 및 "기능화 스티렌/말레산 무수물 중합체"는 상호 교환적으로 사용되며, 하기 추가로 기재된 바, 스티렌/말레산 무수물 공중합체를 폴리(옥시알킬렌) 모노아민 및 선택적 폴리(옥시알킬렌) 디올과 반응시킴으로써 제조된다.
용어 "산가"는 개시된 기술의 폴리우레탄 중합체의 1 g 샘플 내의 카복실기를 중화시키는 데 필요한 수산화칼륨(KOH)의 mg 수를 지칭한다.
달리 언급되지 않는 한, 본원에 제공된 모든 성분 또는 조성물 수준은 그 성분 또는 조성물의 유효 수준에 관해 이루어지며, 상업적으로 입수 가능한 공급원에 존재할 수 있는 잔류 희석제, 용매, 첨가제, 또는 부산물은 제외한다.
달리 명시되지 않는 한, 본원에 표시된 모든 백분율, 부, 및 비율은 개시된 기술의 섬유 유연화 조성물 내에 함유된 성분의 총 중량을 기준으로 한다.
조성물 내에 함유될 수 있는 다양한 성분, 구성 요소, 및 보조제에 대한 중복된 중량 범위가 개시된 기술의 선택된 실시형태 및 양태에서 표시되었을 수 있지만, 개시된 조성물/공중합체 내 각각의 성분의 특정 양은 조성물 내 모든 성분의 합이 총 100 중량%가 되도록 각각의 성분/단량체의 양이 조절되도록 이의 개시된 범위로부터 선택될 것임이 용이하게 명백하여야 한다. 이용된 양은 소기의 생성물의 목적 및 특징에 따라 달라질 것이며, 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
본원에 제시된 상한 및 하한의 양, 범위 및 비율 한계는 독립적으로 조합될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 유사하게, 개시된 기술의 각각의 성분에 대한 범위 및 양은 임의의 다른 성분에 대한 범위 또는 양과 함께 사용될 수 있다.
본원에 정의된 바, "안정한" 및 "안정성"은 가시적인 상 분리가 주위 실온(20 내지 약 25℃)에서 적어도 약 1주일의 저장, 또는 적어도 약 1달의 저장, 또는 적어도 약 6개월의 저장 기간 동안 관찰되지 않는 것을 의미한다. 다른 양태에서, 개시된 기술의 생성물은 승온(약 45℃)에서 약 적어도 4주, 또는 적어도 약 6주, 또는 적어도 약 8주의 저장 후에 가시적인 상 분리를 나타내지 않는다.
본원에 사용된 바, 용어 "광학적으로 투명한"은 하기 시험 프로토콜에서 기재된 탁도 시험에 의해 측정된 약 52 NTU 이하, 약 50 NTU 이하, 약 40 NTU 이하, 약 30 NTU 이하, 약 20 NTU 이하인 탁도 값을 갖는 본 기술의 조성물을 지칭한다(더 낮은 NTU 값은 더 높은 NTU 값을 갖는 조성물보다 더 투명한 조성물을 나타낸다).
개시된 기술의 폴리우레탄 중합체를 함유하는 세정 조성물은 적합하게는 본원에 기재된 성분, 구성, 및 공정 설계를 포함하거나, 본질적으로 이들로 구성되거나, 이들로 구성될 수 있다. 예시적으로 본원에 개시된 개시 기술은 적합하게는 본원에 구체적으로 개시되지 않은 임의의 구성의 부재 하에 실행될 수 있다. 본원에 사용된 바, 표현 "본질적으로 구성된"은 고려 중인 조성물의 기본 및 신규 특징에 실질적으로 영향을 미치지 않는 물질의 포함을 허용한다.
개시된 기술의 세정 조성물은 하기 성분을 포함한다:
a) 적어도 하나의 계면활성제;
b) 하기 성분을 반응시킴으로써 제조되는 폴리우레탄 중합체:
(i) 약 2 내지 약 2.5의 평균 작용성을 갖는 하나 이상의 폴리이소시아네이트;
(ii) 적어도 하나의 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드) 사슬 및 적어도 2개의 기를 갖는 하나 이상의 화합물 - 상기 적어도 2개의 기는 이소시아네이트기와 반응하며 화합물의 일 말단에 위치하여 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드) 사슬이 폴리우레탄 중합체 골격에 대해 측면으로 배치되도록 함 -;
(iii) 적어도 하나의 산 기 및 이소시아네이트기와 반응하는 적어도 2개의 기를 함유하는 하나 이상의 화합물;
(iv) 선택적으로, 이소시아네이트기와 반응하는 적어도 2개의 기를 함유하는 약 32 내지 약 3000 g/mol의 수평균 분자량을 갖는 하나 이상의 사슬 연장 화합물; 및
(v) 선택적으로, 이소시아네이트기와 반응하는 하나의 기를 함유하는 하나 이상의 사슬 종결제 화합물.
폴리우레탄 중합체
개시된 기술의 일 양태에서, 세제 조성물 내 재침착 방지제로 유용한 폴리우레탄 중합체는 폴리우레탄 중합체의 총 중량을 기준으로 약 35 내지 90 중량%의 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드)를 포함하고, 적어도 5 중량% 이상의 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드)는 폴리(에틸렌 옥사이드)이고, 폴리우레탄 중합체의 총 중량을 기준으로 적어도 5 중량%의 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드)는 폴리우레탄 중합체로부터 펜딩된 측쇄에 혼입되고, 폴리우레탄은 약 1 내지 약 300 mg KOH/g, 또는 약 5 내지 약 200 mg KOH/g, 또는 약 10 내지 약 150 mg KOH/g, 또는 약 15 내지 100 KOH/g, 또는 약 20 내지 약 75 mg KOH/g, 또는 약 25 내지 약 45 mg KOH/g 범위의 산가를 갖는다.
일 양태에서, 폴리우레탄 중합체의 중량을 기준으로 적어도 10 중량%, 또는 적어도 20 중량%, 또는 적어도 30 중량%의 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드)가 측쇄 내에 혼입될 수 있다.
폴리우레탄 중합체는 본질적으로 폴리(알킬렌 옥사이드) 측쇄 및 카복실산 기를 함유하는 선형 골격을 포함한다. 폴리우레탄 사슬은 또한 선택적으로 말단 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드) 사슬을 보유할 수 있다. 폴리우레탄 골격은 폴리(알킬렌 옥사이드) 측쇄보다 더 소수성 특성이다. 임의의 특정 메카니즘에 속박되려는 것은 아니나, 폴리우레탄 중합체의 상대적으로 소수성 골격은 소수성 때 입자의 표면과 상호 작용하며, 폴리(알킬렌 옥사이드) 측쇄가 수성 세정 매질 중에 코팅된 때를 안정화시키는 것으로 여겨진다.
일 양태에서, 측면 측쇄 및/또는 말단 사슬 내에 혼입된 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드)의 총량은 폴리우레탄 중합체의 총 중량을 기준으로 40 중량% 이상 또는 50 중량% 이상이다. 일 양태에서, 측면 측쇄 및/또는 말단 사슬 내에 혼입된 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드)의 총량은 폴리우레탄 중합체의 총 중량을 기준으로 80 중량% 이하 또는 70 중량% 이하이다.
일 양태에서, 존재하는 경우, 폴리우레탄 중합체의 측면 및 말단 사슬 내에 위치하는 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드) 내 폴리(에틸렌 옥사이드)의 양은 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드)의 70 중량% 이상 또는 80 중량% 이상이다. 폴리(알킬렌 옥사이드) 사슬이 에틸렌옥시 이외의 반복 단위를 함유할 때, 이들은 랜덤 또는 블록 서열로 배열될 수 있는 프로필렌옥시 또는 부틸렌옥시일 수 있다.
일 양태에서, 폴리우레탄 중합체는 분지되지 않는다. 폴리우레탄 골격에 측면 또는 말단으로 부착되는 폴리(알킬렌 옥사이드) 사슬의 수평균 분자량은 5,000 이하, 또는 약 3,000 이하, 또는 약 2,500 이하이다. 일 양태에서, 폴리(알킬렌 옥사이드) 사슬의 수평균 분자량은 약 350 g/mol 이상 또는 약 600 g/mol 이상이다. 폴리(알킬렌 옥사이드) 사슬의 수평균 분자량이 약 350 내지 약 2,500 g/mol 범위인 경우 우수한 재침착 방지 특성이 획득되었다.
일 양태에서, 폴리우레탄 중합체 내에 존재하는 산 기는 약 1 내지 약 300 mg KOH/g, 또는 약 5 내지 약 200 mg KOH/g, 또는 약 10 내지 약 150 mg KOH/g, 또는 약 15 내지 약 100 KOH/g, 또는 약 20 내지 약 75 mg KOH/g, 또는 약 25 내지 약 45 mg KOH/g 범위의 산가를 제공한다. 산 기는 유리산 또는 염의 형태로 존재할 수 있다. 일 양태에서, 염은 알칼리 금속 양이온, 예컨대 칼륨, 리튬 또는 나트륨, 암모늄, 아민 또는 4차 암모늄 양이온, 이의 혼합물을 포함하는 것의 염이다.
적합한 아민의 예는 에탄올아민, 디에탄올아민, 및 트리에틸아민이다. 적합한 4차 암모늄 염의 예는 C1-C6 알킬 4차 암모늄 염이다.
일 양태에서, 본 기술의 폴리우레탄 중합체는 하기 성분을 함께 반응시킴으로써 수득될 수 있다:
(i) 약 2 내지 약 2.5의 평균 작용성을 갖는 하나 이상의 폴리이소시아네이트;
(ii) 적어도 하나의 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드) 사슬 및 적어도 2개의 기를 갖는 하나 이상의 화합물 - 상기 적어도 2개의 기는 이소시아네이트기와 반응하며 화합물의 일 말단에 위치하여 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드) 사슬이 폴리우레탄 중합체 골격에 대해 측면으로 배치되도록 함 -;
(iii) 적어도 하나의 산 기 및 이소시아네이트기와 반응하는 적어도 2개의 기를 함유하는 하나 이상의 화합물;
(iv) 선택적으로, 이소시아네이트기와 반응하는 적어도 2개의 기를 함유하는 약 32 내지 약 3000 g/mol의 수평균 분자량을 갖는 하나 이상의 사슬 연장 화합물; 및
(v) 선택적으로, 이소시아네이트기와 반응하는 하나의 기를 함유하는 하나 이상의 사슬 종결 화합물.
이소시아네이트 성분
상기 언급된 바, 본 기술에 따른 폴리우레탄 중합체는 중합체 골격에 대해 본질적으로 선형 특성이다. 따라서, 일 양태에서, 성분 (i)인 이소시아네이트는 2.0 내지 2.5, 또는 2.0 내지 2.1의 평균 작용성을 갖는다. 적합한 이소시아네이트는 단독 또는 둘 이상의 혼합물로 사용되는 지방족, 지환식, 아르지방족, 및 방향족 폴리이소시아네이트를 포함한다.
적합한 지방족 폴리이소시아네이트의 구체적인 예는 5 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알파, 오메가-알킬렌 디이소시아네이트, 예컨대 헥산디이소시아네이트(HDI), 1,12-도데칸 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2-메틸-1,5-펜타메틸렌 디이소시아네이트 등을 포함한다.
적합한 지환식 폴리이소시아네이트의 구체적인 예는 디사이클로헥실메탄-4,4'-디이소시아네이트(HMDI), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 1,4-사이클로헥산 디이소시아네이트, 1,3-비스-(이소시아나토메틸) 사이클로헥산 등을 포함한다.
적합한 아르지방족 폴리이소시아네이트의 구체적인 예는 α,α'-테트라메틸자일렌 디이소시아네이트(TMXDI), 1,4-자일릴렌 디이소시아네이트, 1,3-자일릴렌 디이소시아네이트 등을 포함한다.
적합한 방향족 폴리이소시아네이트의 예는 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트(MDI), 톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 이들의 이성질체, 나프탈렌 디이소시아네이트 등을 포함한다.
일 양태에서, 이소시아네이트는 TDI, IPDI, HMDI, 및 이의 혼합물로부터 선택된다.
측면 폴리(알킬렌 옥사이드) 성분
성분 (ii)인 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드) 사슬을 갖는 하나 이상의 화합물은 바람직하게는 이소시아네이트와 반응하는 2개의 기를 함유한다. 이소시아네이트와 반응하는 이들 기를 함유하는 유기 화합물 내로 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드) 측쇄를 혼입하는 몇 가지 방법이 존재한다. 따라서, 이소시아네이트와 반응하는 2개의 기가 모두 하이드록실인 경우, 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드) 사슬은 2 이상의 작용성을 갖는 이소시아네이트에 의해 쉽게 부착될 수 있다. 이러한 유형의 화합물은 미국 특허 제4,794,147호에 기재되며, 이는 순차적으로 모노-작용성 폴리에테르를 폴리이소시아네이트와 반응시켜서 부분적으로 캡핑된 이소시아네이트 중간체를 생성하는 단계 및 상기 중간체를 적어도 하나의 활성 아미노 수소 및 적어도 2개의 활성 하이드록실기를 갖는 화합물과 반응시키는 단계를 포함한다.
폴리우레탄 중합체의 성분 (ii)로 적합한 화합물의 하나의 부류는 화학식 I로 표시된다.
Figure pct00001
상기 식에서, R은 C1-C20 하이드로카빌이고; R1은 수소, 메틸, 에틸이고, 이 중 60% 이상은 수소이고; R2 및 R3은 각각 독립적으로 C1-C8 하이드록시 알킬이고; Z는 C2-C4 알킬렌이고; X는 O 또는 NH이고; Y는 폴리이소시아네이트의 잔기이고; m은 약 5 내지 약 150, 또는 약 10 내지 약 100, 또는 약 25 내지 약 50이고; p는 1 내지 4이고, q는 1 또는 2이다.
일 양태에서, R은 C1-C12 알킬, 아르알킬, C3-C8 사이클로알킬, 또는 아릴일 수 있다. 일 양태에서, R은 벤질 또는 2-페닐에틸로부터 선택된 아르알킬이다. 일 양태에서, R은 사이클로헥실로부터 선택된 사이클로알킬이다. 일 양태에서, R은 나프틸 또는 페닐로부터 선택된 아릴이다. 일 양태에서, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 에틸 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 및 도데실로부터 선택된 알킬이다.
일 양태에서, R2 및 R3은 하이드록시에테일이다.
폴리우레탄 중합체의 성분 (ii)로 적합한 화합물의 다른 부류는 화학식 II로 표시된다.
Figure pct00002
상기 식에서, R5는 C1-C5 알킬이고, j + k의 60 중량% 이상이 J인 조건으로 j + k의 합은 약 4 내지 약 150이고, k는 0일 수 있다. 일 양태에서, k는 0이고, j는 약 10 내지 약 80, 또는 약 15 내지 약 60, 또는 약 20 내지 약 40 범위이다.
폴리우레탄 중합체의 성분 (ii)로 적합한 화합물의 하위 부류는 화학식 IIa로 표시된다.
Figure pct00003
상기 식에서, j는 약 4 내지 약 100, 또는 약 10 내지 약 80, 또는 약 15 내지 약 60, 또는 약 20 내지 약 40이다.
산 함유 성분
일 양태에서, 성분 (iii)으로 적합한 하나 이상의 산 함유 화합물은 적어도 하나의 산 기 및 이소시아네이트기와 반응하는 적어도 2개의 기를 함유한다. 일 양태에서, 성분 (iii)의 화합물은 화학식 III으로 표시된다.
Figure pct00004
상기 식에서, R8 및 R9는 각각 독립적으로 C1-C6 하이드록시 알킬이고, R10은 선형 또는 분지형 C1-C6 알킬기이고, M은 수소, 알칼리 금속 양이온, 암모늄 양이온, 및 4차 암모늄 양이온으로부터 선택된다.
일 양태에서, R8 및 R9는 모두 하이드록시메틸기이고, R10은 메틸 또는 에틸이다. 산 함유 화합물의 예는 디메틸올프로피온산(DMPA) 및 디메틸올부티르산(DMBA)을 포함한다.
성분 (iii)인 산 함유 화합물은 카복실산(들) 이외에 또는 대신 다른 산 기, 예컨대 포스폰산 또는 설폰산 기를 함유할 수 있다. 이러한 화합물의 예는 1,3-벤젠 디카복실산-5-설포-1,3-비스 (2-하이드록시에틸) 에스테르(EGSSIPA)이다.
사슬 연장제
폴리우레탄의 성분 (iv)로 적합한 선택적 사슬 연장 화합물은 이소시아네이트와의 반응성에 대해 이작용성이다. 일 양태에서, 반응성 기는 아미노 및 하이드록시이다. 일 양태에서, 성분 (iv)는 디아민 또는 디올이다. 성분 (iv)는 존재하는 경우 주로 사슬 연장제로 사용되어 폴리우레탄 중합체의 친수성/소수성 균형을 변경한다. 폴리우레탄 골격이 측면 측쇄 및 말단 측쇄(존재하는 경우)보다 더 소수성인 것이 훨씬 바람직하다. 일 양태에서, 사슬 연장 화합물은 약 32 내지 약 3000 g/mol의 수평균 분자량을 갖는다.
적합한 사슬 연장제는 하이드라진, 메틸 디아민, 에틸렌 디아민, 1,4-부탄 디아민, 1,6-헥산 디아민, 프로필렌 디아민, 부틸렌 디아민, 헥사메틸렌 디아민, 사이클로헥실렌 디아민, 페닐렌 디아민, 톨릴렌 디아민, 메타-자일릴렌디아민, 1,6-헥산디올, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 1,2-도데칸 디올, 2-페닐-1,2-프로판디올, 1,4-벤젠 디메탄올, 1,4-부탄디올, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 및 네오펜틸 글리콜을 포함한다.
사슬 종결 화합물
성분 (v)로 적합한 선택적 사슬 종결 화합물은 이소시아네이트기와 반응하는 하나의 기를 함유한다. 일 양태에서, 모노작용성 모이어티는 아미노 또는 하이드록시기이다.
폴리우레탄 중합체의 성분 (v)로 적합한 화합물의 하나의 부류는 하기 화학식으로 표시된다.
Figure pct00005
상기 식에서, R은 C1-C20 하이드로카빌이고; R1은 수소, 메틸, 에틸이고, 이 중 60% 이상은 수소이고; R2 및 R3은 각각 독립적으로 C1-C8 하이드록시 알킬이고; Z는 C2-C4 알킬렌이고; X는 O 또는 NH이고; Y는 폴리이소시아네이트의 잔기이고; m은 5 내지 150, 또는 10 내지 100, 또는 25 내지 50이고; p는 1 내지 4이다.
일 양태에서, R은 C1-C12 알킬, 아르알킬, C3-C8 사이클로알킬, 또는 아릴일 수 있다. 일 양태에서, R은 벤질 또는 2-페닐에틸로부터 선택된 아르알킬이다. 일 양태에서, R은 사이클로헥실로부터 선택된 사이클로알킬이다. 일 양태에서, R은 나프틸 또는 페닐로부터 선택된 아릴이다. 일 양태에서, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 에틸 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 및 도데실로부터 선택된 알킬이다.
일 양태에서, R2 및 R3은 하이드록시에테일이다.
폴리우레탄 중합체의 성분 (v)로 적합한 화합물의 다른 부류는 화학식 V로 표시된다.
Figure pct00006
상기 식에서, R5는 C1-C5 알킬이고, j + k의 60 중량% 이상이 J인 조건으로 j + k의 합은 약 4 내지 약 150이고, k는 0일 수 있고, k가 0일 때, I j는 약 10 내지 약 80, 또는 약 15 내지 약 60, 또는 약 20 내지 약 40 범위이다
폴리우레탄 중합체의 성분 (v)로 적합한 화합물의 하위 부류는 화학식 Va로 표시된다.
Figure pct00007
상기 식에서, j는 약 4 내지 약 100, 또는 약 10 내지 약 80, 또는 약 15 내지 약 60, 또는 약 20 내지 약 40이다.
폴리우레탄 중합체의 화합물의 전형적인 양은 (a) 약 15 내지 약 50 중량%의 성분 (i); (b) 약 10 내지 약 80 중량%의 성분 (ii); (c) 약 1 내지 약 24 중량%의 성분 (iii); (d) 0 내지 약 50 중량%의 성분 (iv); 및 (e) 0 내지 약 20 중량%의 성분 (v)이다.
본 기술에 따른 폴리우레탄 중합체는 당업계에 알려진 임의의 방법에 의해 제조될 수 있다. 전형적으로, 폴리우레탄 중합체는, 30 내지 130℃의 온도에서 불활성 분위기에서 그리고 실질적으로 무수 조건 하에, 선택적으로 불활성 용매의 존재 하에, 그리고 선택적으로 촉매의 존재 하에, 2.0 내지 2.5의 작용성을 갖는 하나 이상의 이소시아네이트(성분 (i))를 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드) 사슬 및 적어도 2개의 기를 갖는 하나 이상의 화합물(성분 (ii)) - 상기 적어도 2개의 기는 이소시아네이트와 반응하며 일 말단에 위치함 -, 및 적어도 하나의 산 기를 갖는 하나 이상의 화합물(성분 (iii))과 반응시킴으로써 수득될 수 있다. 반응은 또한 사슬 연장제(성분 (iv))로서의 역할을 하는 하나 이상의 화합물 및 선택적으로 사슬 종결 화합물(성분 (v))로서의 역할을 하는 하나 이상의 화합물의 선택적 존재 하에 수행될 수 있다.
불활성 분위기는 질소와 같은 주기율표의 임의의 불활성 가스에 의해 제공될 수 있다. 폴리우레탄 중합체의 제조는 촉매의 존재 하에 수행될 수 있다. 일 양태에서, 촉매는 지방족 산의 주석 착물, 예컨대 디부틸 주석 디라우레이트(DBTDL) 및 3차 아민이다.
본 기술의 폴리우레탄 중합체의 수평균 분자량은 약 2,000 내지 약 50,000 g/mol, 또는 3,000 내지 약 30,000 g/mol, 또는 약 4,000 내지 약 20,000 g/mol, 또는 약 5,000 내지 약 15,000 g/mol 범위이다.
개시된 기술의 세정 조성물에 재침착 방지 특성을 전달하기에 적합한 기능화 중합체의 양은 (총 조성물의 중량을 기준으로) 약 0.1 내지 약 10 중량%, 또는 약 0.25 내지 약 7 중량%, 또는 약 0.5 내지 약 5 중량%, 또는 약 0.75 내지 약 3 중량%, 또는 약 1 내지 약 2.5 중량% 범위이다.
세제 계면활성제
종래의 세제 조성물은 본 기술의 재침착 방지제와 사용되어 때 재침착 방지 특성을 나타내는 건조 분말형 세제 또는 액체 세제를 제조할 수 있다. 이러한 세제 조성물은 홈 케어 분야에서 통상적으로 이용되는 세제 계면활성제를 이용하여 제형화될 수 있다. 계면활성제는 임의의 음이온성, 양이온성, 비이온성, 양쪽성, 또는 쯔비터이온성 계면활성제로부터 선택될 수 있으며, 단독 또는 조합하여 사용되어 재침착 방지제를 함유하는 세제 조성물을 제조할 수 있다. 물질의 하기 설명은 단지 재침착 방지제와 사용하는 것으로 발견될 수 있는 수많은 계면활성제의 예시를 나타낸다.
음이온성 계면활성제
본 기술에 사용하기에 적합한 음이온성 계면활성제는 그들의 분자 구조에서 장쇄 탄화수소 소수성 기 및 친수성 기, 즉 수용화 기, 예컨대 카복실레이트, 설포네이트 또는 설페이트 기, 또는 이들의 상응하는 산 형태를 함유하는 표면 활성 화합물이다. 음이온성 계면활성제는 알칼리 금속(예를 들어, 나트륨 및 칼륨) 수용성 알킬 아릴 설포네이트, 알킬 설포네이트, 알킬 설페이트, 및 알킬 폴리에테르 설페이트를 포함한다. 이들은 또한 지방산 또는 지방산 비누를 포함할 수 있다. 일 양태에서, 음이온성 계면활성제는 알킬 아릴 설포네이트의 알칼리 금속, 암모늄 또는 알칸올아민 염, 및 알킬 설페이트의 알칼리 금속, 암모늄 또는 알칸올아민 염이다. 일 양태에서, 알킬 설페이트는 알킬기가 8 내지 26개의 탄소 원자, 또는 12 내지 22개의 탄소 원자, 또는 14 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 것들이다. 알킬 아릴 설포네이트 내 알킬기는 8 내지 16개의 탄소 원자, 또는 10 내지 15개의 탄소 원자를 함유한다. 일 양태에서, 알킬 아릴 설포네이트는 나트륨, 칼륨, 또는 에탄올아민 C10 내지 C16 벤젠 설포네이트, 예를 들어 나트륨 선형 도데실 벤젠 설포네이트이다. 1차 및 2차 알킬 설페이트는 장쇄 알파-올레핀을 설파이트 또는 바이설파이트, 예를 들어 나트륨 바이설파이트와 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 알킬 설포네이트는 또한 미국 특허 제2,503,280호, 제2,507,088호, 제3,372,188호, 및 제3,260,741호에 기재된 바와 같이 장쇄 노르말 파라핀 탄화수소를 이산화황 및 산소와 반응시키는 것에 의해 제조되어 계면활성제 세제로 사용하기에 적합한 노르말 또는 2차 고급 알킬 설페이트를 수득할 수 있다.
알킬 치환기는 바람직하게는 선형, 즉, 노르말 알킬이지만, 분지쇄 알킬 설포네이트가 이용될 수도 있는데, 그들은 생분해성에 관해서는 우수하지 못하다. 알칸, 즉, 알킬 치환기는 말단이 설폰화될 수 있거나, 예를 들어 사슬의 2-탄소 원자에 연결될 수 있고, 즉, 2차 설포네이트일 수 있다. 상기 치환기는 알킬 사슬 상의 임의의 탄소에 연결될 수 있는 것으로 당해 기술 분야에서 이해된다. 고급 알킬 설포네이트는 나트륨 및 칼륨과 같은 알칼리 금속염으로 사용될 수 있다. 일 양태에서, 염은 나트륨 염이다. 일 양태에서, 알킬 설포네이트는 C10 내지 C18 1차 노르말 알킬 나트륨 및 칼륨 설포네이트이다.
고급 알킬 벤젠 설포네이트와 고급 알킬 설페이트의 혼합물뿐만 아니라 고급 알킬 벤젠 설포네이트와 고급 알킬 폴리에테르 설페이트의 혼합물이 사용될 수 있다.
알칼리 금속 또는 에탄올아민 알킬 아릴 설포네이트가 (총 조성물의 중량을 기준으로) 약 0 내지 70 중량%, 또는 약 5 내지 약 50 중량%, 또는 약 7 내지 15 중량% 범위의 양으로 사용될 수 있다.
알칼리 금속 또는 에탄올아민 설페이트가 (총 조성물의 중량을 기준으로) 약 0 내지 약 70 중량%, 또는 약 5 내지 약 50 중량% 범위의 양으로 알킬벤젠 설포네이트와 혼합물로 사용될 수 있다.
또한, 노르말 알킬 및 분지쇄 알킬 설페이트(예를 들어, 1차 알킬 설페이트)가 음이온성 성분으로 사용될 수 있다.
본 기술에 따라 사용된 알킬 폴리에테르 설페이트는 노르말 또는 분지쇄 알킬일 수 있으며, 2개 또는 3개의 탄소 원자를 함유할 수 있는 저급 알콕시기를 함유할 수 있다. 일 양태에서, 알킬 폴리에테르 설페이트는 하기 화학식으로 표시된다:
Figure pct00008
상기 식에서, R1은 C8 내지 C20 알킬, 또는 C10 내지 C18 알킬, 또는 C12 내지 C15 알킬이고; p는 2 내지 8, 또는 2 내지 6, 또는 2 내지 4이고; M은 나트륨 및 칼륨으로부터 선택된 알칼리 금속, 또는 암모늄 양이온이다.
본 기술에 따라 사용될 수 있는 적합한 알킬 폴리에테르 설페이트의 예는 C12-15 노르말 또는 1차 알킬 트리에톡시 설페이트, 나트륨 염; n-데실 디에톡시 설페이트, 나트륨 염; C12 1차 알킬 디에톡시 설페이트, 암모늄 염; C12 1차 알킬 트리에톡시 설페이트, 나트륨 염; C15 1차 알킬 테트라에톡시 설페이트, 나트륨 염; 혼합된 C14-15 노르말 1차 알킬 혼합된 트리- 및 테트라에톡시 설페이트, 나트륨 염; 스테아릴 펜타에톡시 설페이트, 나트륨 염; 및 혼합된 C10-18 노르말 1차 알킬 트리에톡시 설페이트, 칼륨 염이다.
알킬 폴리에테르 설페이트는 서로 혼합물로 사용될 수 있고/있거나 상기 논의된 고급 알킬 벤젠, 설포네이트, 또는 알킬 설페이트와 혼합물로 사용될 수 있다.
알칼리 금속 알킬 폴리에테르 설페이트는 (총 조성물의 중량을 기준으로) 약 0 내지 약 70 중량%, 또는 약 5 내지 약 50 중량%, 또는 약 5 내지 약 20 중량% 범위의 양으로 알킬벤젠 설포네이트 및/또는 알킬 설페이트와 사용될 수 있다.
개시된 기술의 일 양태에서, 음이온성 계면활성제는 지방산 비누로부터 선택된다. 이 부류의 계면활성제는 약 8 내지 약 24개의 탄소 원자, 또는 약 10 내지 약 20개의 탄소 원자를 함유하는 고급 지방산의 나트륨, 칼륨, 암모늄, 및 알킬올암모늄 염과 같은 보통의 알칼리 금속 비누를 포함한다. 적합한 지방산은 예를 들어 식물성 또는 동물성 에스테르(예를 들어, 팜유, 코코넛 오일, 바바수 오일, 대두유, 피마자유, 탤로(tallow), 경유(whale oil) 및 어유, 그리스, 라드(lard), 및 이의 혼합물)로부터와 같은 천연 공급원으로부터 수득될 수 있다. 지방산은 또한 합성 제조(예를 들어, 석유의 산화에 의해서나 피셔-트롭시 공정(Fischer-Tropsch process)에 의한 일산화탄소의 수소화에 의해)될 수 있다. 수지산은 예컨대 로진 및 톨유 중 이들의 수지산이 적합하다. 나프텐산이 또한 적합하다. 나트륨 및 칼륨 비누는 지방 및 오일의 직접적인 비누화에 의해서나 별개의 제조 공정에서 제조되는 유리 지방산의 중화에 의해 제조될 수 있다. 코코넛 오일 및 탤로로부터 유래된 지방산 혼합물의 나트륨 및 칼륨 염, 즉, 나트륨 또는 칼륨 탤로 및 코코넛 비누가 또한 유용하다.
지방산 비누는 (총 조성물의 중량을 기준으로) 약 0 내지 약 70 중량%, 또는 약 0.5 내지 약 50 중량%, 또는 약 1 내지 약 25 중량%, 또는 약 5 내지 약 20 중량%, 또는 약 10 내지 약 15 중량% 범위의 양으로 사용될 수 있다.
양이온성 계면활성제
양이온성 계면활성제는 당업계에 알려져 있으며, 약 10 내지 24개의 탄소 원자의 적어도 하나의 장쇄 알킬기를 갖는 임의의 양이온성 계면활성제 대부분이 본 기술에 적합하다. 이러한 화합물은 문헌["Cationic Surfactants", Jungermann, 1970]에 기술되며, 이는 인용되어 포함된다. 본 기술에서 계면활성제로 사용될 수 있는 구체적인 양이온성 계면활성제는 미국 특허 제4,497,718호에 상세하게 기술되며, 이는 본원에 인용되어 포함된다.
일 양태에서, 적합한 양이온성 계면활성제는 하기 구조를 따르는 모노알킬 4차 암모늄 계면활성제이다:
Figure pct00009
상기 식에서, R10, R11, 및 R12는 독립적으로 C1-C3 알킬 또는 하이드록시알킬기(예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 하이드록시메틸, 하이드록시에틸, 하이드록시프로필)로부터 선택되고; R은 일 양태에서 6 내지 22개의 탄소 원자, 다른 양태에서 8 내지 18개의 탄소 원자, 및 또 다른 양태에서 10 내지 16개의 탄소 원자의 알킬기로부터 선택되고; A는 예를 들어 할로겐, (예를 들어, 클로라이드, 브로마이드), 아세테이트, 시트레이트, 락테이트, 글리콜레이트, 포스페이트, 니트레이트, 설페이트, 및 알킬설페이트(예를 들어, 메토설페이트)로부터 선택된 것들과 같은 염-형성 음이온이다.
일 양태에서, 보조 양이온성 계면활성제는 일반 화학식: (R15)(R16)(R17)(R18)N+CA-에 상응하는 디알킬 4차 암모늄 화합물이며, 상기 식에서, R15, R16, R17, 및 R18 중 2개는 에스테르기를 갖거나 갖지 않는 12 내지 22개의 탄소 원자를 함유하는 알킬기 또는 약 30개 이하의 탄소 원자를 갖는 방향족, 알콕시, 폴리옥시알킬렌, 알킬아미도, 하이드록시알킬, 아릴, 또는 알킬아릴기로부터 선택되고, R15, R16, R17, 및 R18 중 나머지는 독립적으로 1 내지 약 4개의 탄소 원자를 함유하는 알킬기 또는 약 4개 이하의 탄소 원자를 갖는 알콕시, 폴리옥시알킬렌, 알킬아미도, 하이드록시알킬, 아릴, 또는 알킬아릴기로부터 선택되고; CA-는 할로겐, (예를 들어, 클로라이드, 브로마이드), 아세테이트, 시트레이트, 락테이트, 글리콜레이트, 포스페이트, 니트레이트, 설포네이트, 설페이트, 알킬설페이트, 및 알킬 설포네이트(예를 들어, 메토설페이트 및 에토설페이트) 모이어티로부터 선택된 것들과 같은 염-형성 음이온이다. 알킬기는 탄소 및 수소 원자 이외에 에테르 및/또는 에스테르 연결, 및 기타 기, 예컨대 아미노기를 함유할 수 있다. 더 긴 사슬의 알킬기, 예를 들어 약 12개 이상의 탄소의 것들은 포화되거나 불포화되거나 분지형일 수 있다. 일 실시형태에서, R15, R16, R17, 및 R18 중 2개는 일 양태에서 12 내지 22개의 탄소 원자, 다른 양태에서 14 내지 20개의 탄소 원자, 및 추가의 양태에서 16 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 알킬기로부터 선택되며; R15, R16, R17, 및 R18 중 나머지는 독립적으로 CH3, C2H5, C2H4OH, 및 이의 혼합물로부터 선택된다. R15, R16, R17, 및 R18 중 임의의 2개는 그들이 부착되는 질소 원자와 함께 같이 취해져서 5 내지 6개의 탄소 원자를 함유하는 고리 구조를 형성할 수 있으며, 상기 탄소 원자 중 하나는 선택적으로 질소, 산소, 또는 황으로부터 선택된 헤테로원자로 대체될 수 있다. CA-는 할로겐, (예를 들어, 클로라이드, 브로마이드), 아세테이트, 시트레이트, 락테이트, 글리콜레이트, 포스페이트, 니트레이트, 설페이트, 및 알킬설페이트(예를 들어, 메토설페이트, 에토설페이트)로부터 선택된 염-형성 음이온이다.
디알킬 4차화 암모늄 화합물의 비제한적 예는 디코코디모늄 클로라이드; 디코코디모늄 브로마이드; 디미리스틸디모늄 클로라이드; 디미리스틸디모늄 브로마이드; 디세틸디모늄 클로라이드; 디세틸디모늄 브로마이드; 디세틸메틸벤질모늄 클로라이드; 디스테아릴디모늄 클로라이드; 디스테아릴디모늄 브로마이드; 디메틸디(수소화 탤로)모늄 클로라이드; 하이드록시프로필비스스테아릴모늄 클로라이드; 디스테아릴메틸벤질모늄 클로라이드; 디베헤닐/디아라치딜디모늄 클로라이드; 디베헤닐/디아라치딜디모늄 브로마이드; 디베헤닐디모늄 클로라이드; 디베헤닐디모늄 브로마이드; 디베헤닐디모늄 메토설페이트; 디베헤닐메틸벤질모늄 클로라이드; 이수소화 탤로 벤질모늄 클로라이드; 이수소화 탤로에틸 하이드록시에틸모늄 메토설페이트; 이수소화 탤로 하이드록시에틸모늄 메토설페이트; 디-C12-C15 알킬디모늄 클로라이드; 디-C12-C18 알킬디모늄 클로라이드; 디-C14-C18 알킬디모늄 클로라이드; 디코코일에틸 하이드록시에틸모늄 메토설페이트; 디소이오일에틸 하이드록시에틸모늄 메토설페이트; 디팔미토일에틸디모늄 클로라이드; 이수소화 팔모일에틸 하이드록시에틸모늄 메토설페이트; 이수소화 탤로아미도에틸 하이드록시에틸모늄 클로라이드; 이수소화 탤로아미도에틸 하이드록시에틸모늄 메토설페이트; 이수소화 탤로오일에틸 하이드록시에틸모늄 메토설페이트; 디스테아로일에틸 하이드록시에틸모늄 메토설페이트; 및 쿼터늄-82를 포함한다.
일 양태에서, 양이온성 계면활성제는 일반 화학식: (R20)(R21)(R22)(R23)N+CA-에 상응하는 비대칭 디알킬 4차 암모늄 화합물로부터 선택될 수 있으며, 상기 식에서, R20은 12 내지 22개의 탄소 원자를 함유하는 알킬기 또는 약 22개 이하의 탄소 원자를 함유하는 방향족, 알콕시, 폴리옥시알킬렌, 알킬아미도, 하이드록시알킬, 아릴, 또는 알킬아릴기로부터 선택되고; R21은 5 내지 12개의 탄소 원자를 함유하는 알킬기 또는 약 12개 이하의 탄소 원자를 함유하는 방향족, 알콕시, 폴리옥시알킬렌, 알킬아미도, 하이드록시알킬, 아릴, 또는 알킬아릴기로부터 선택되고; R22 및 R23은 독립적으로 1 내지 약 4개의 탄소 원자를 함유하는 알킬기 또는 약 4개 이하의 탄소 원자를 함유하는 방향족, 알콕시, 폴리옥시알킬렌, 알킬아미도, 하이드록시알킬, 아릴, 또는 알킬아릴기로부터 선택되고; CA-는 예를 들어 할로겐, (예를 들어, 클로라이드, 브로마이드), 아세테이트, 시트레이트, 락테이트, 글리콜레이트, 포스페이트, 니트레이트, 설페이트, 및 알킬설페이트(예를 들어, 메토설페이트, 에토설페이트)와 같은 염-형성 음이온이다. 알킬기는 탄소 및 수소 원자 이외에 에테르 연결, 에스테르 연결, 및 기타 모이어티, 예컨대 아미노기를 함유할 수 있다. 더 긴 사슬의 알킬기, 예를 들어 약 12개 이상의 탄소의 것들은 포화되거나 불포화되고/되거나 선형 또는 분지형일 수 있다. 일 실시형태에서, R20은 일 양태에서 12 내지 22개의 탄소 원자, 다른 양태에서 14 내지 20개의 탄소 원자, 및 추가의 양태에서 16 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 비-기능화 알킬기로부터 선택되고; R21은 일 양태에서 5 내지 12개의 탄소 원자, 다른 양태에서 6 내지 10개의 탄소 원자, 및 추가의 양태에서 8개의 탄소 원자를 함유하는 비-기능화 알킬기로부터 선택되고; R22 및 R23은 독립적으로 CH3, C2H5, C2H4OH, 및 이의 혼합물로부터 선택되고; CA-는 Cl, Br, CH3OSO3, C2H5OSO3, 및 이의 혼합물로부터 선택된다. 일 양태에서, R20은 선형, 포화 비-기능화 알킬기이고, R21는 분지형, 포화 비-기능화 알킬기이다. 일 양태에서, R21의 분지기는 1 내지 4개의 탄소 원자를 함유하는 선형, 포화 알킬기이고, 다른 양태에서, R21은 2개의 탄소 원자를 함유하는 알킬기이다.
비대칭 디알킬 4차화 암모늄 염의 비제한적 예는 스테아릴에틸헥실디모늄 클로라이드, 스테아릴에틸헥실디모늄 브로마이드; 스테아릴 에틸헥실 디모늄 메토설페이트; 세테아릴 에틸헥실디모늄 메토설페이트를 포함한다.
음이온성 계면활성제는 (총 조성물의 중량을 기준으로) 0 내지 약 20 중량%, 또는 약 0.1 내지 15 중량%, 또는 약 0.5 내지 약 10 중량%, 또는 약 1 내지 약 5 중량% 범위의 양으로 세정 조성물에서 사용될 수 있다.
비이온성 계면활성제
비이온성 계면활성제는 용액 중에서 이온화되지 않는 표면-활성제이며, 전체 분자가 세정제로서의 역할을 한다. 본 기술에서 일반적으로 사용될 수 있는 이들 화합물은 사실상 친수성인 알킬 옥사이드기와 사실상 지방족 또는 방향족일 수 있는 유기 소수성 화합물의 축합에 의해 생성되는 화합물로 광범위하게 정의될 수 있다. 가장 광범위하게 사용되는 비이온성 합성 세제 부류는 에틸렌 옥사이드 및/또는 프로필렌 옥사이드를 소수성 염기로 축합시킴으로써 형성되는 것들을 포함한다. 그러나, 알킬 페놀의 폴리에틸렌 옥사이드 축합물뿐만 아니라 에틸렌 옥사이드와 같은 물질의 축합 생성물, 및 프로필렌 옥사이드와 에틸렌 옥사이드, 장쇄 3차 아민 옥사이드, 및 장쇄 알킬 포스페이트의 반응으로부터 수득된 생성물을 포함하는 다른 적합한 비이온성 유기 합성 세제가 모두 세정 조성물에서 사용될 수 있다. 또한, 지방산 에스테르 알콕실레이트가 적합한 비이온성 계면활성제이다.
일 양태에서, 비이온성 계면활성제는 소기의 친수성기-친유성기의 균형이 친수성 폴리(저급 알콕시) 기를 친유성 모이어티에 첨가함으로써 수득되는 폴리알콕실화 친유성기이다. 일 양태에서, 비이온성 계면활성제 부류는 알칸올이 9 내지 20개의 탄소 원자를 함유하며 (2 또는 3개의 탄소 원자의) 알킬렌 옥사이드의 몰수가 3 내지 20인 알콕실화 알칸올이다. 일 양태에서, 알칸올은 9 내지 11 또는 12 내지 15개의 탄소 원자 및 몰당 5 내지 8개 또는 5 내지 9개의 알콕시기를 함유하는 지방 알코올이다. 이러한 계면활성제는 텍사스주 휴스톤 소재의 Huntsman Corporation 또는 Sasol North America로부터 상업적으로 입수 가능하다.
이러한 화합물의 예시는 알칸올이 10 내지 15개의 탄소 원자 및 몰당 약 5 내지 12개의 에틸렌 옥사이드기를 함유하는 것들이며, 하기 상표명으로 상업적으로 입수 가능하다. 텍사스주 휴스톤 소재의 Shell Chemicals로부터의 Neodol™ 25-9 및 Neodol 23-6.5. 전자는 평균 약 12 내지 15개의 탄소 원자인 고급 지방 알코올과 약 9 몰의 에틸렌 옥사이드의 혼합물의 축합 생성물이며, 후자는 고급 지방 알코올의 탄소 원자 함량이 12 내지 13개이며, 에틸렌 옥사이드기의 수가 평균 약 6.5개 존재하는 상응하는 혼합물이다. 고급 알코올은 1차 알칸올이다. 사용될 수 있는 알콕실화 계면활성제의 다른 하위 부류는 상기 기재된 알콕실화 계면활성제의 알킬 사슬 분포보다 세밀한 알킬 사슬 길이를 함유한다. 전형적으로, 이들은 좁은 범위 알콕실레이트로 지칭된다. 이들의 예는 Shell Chemicals로부터 입수 가능한 Neodol-1 시리즈의 계면활성제를 포함한다.
다른 유용한 비이온성은 고급 선형 알코올 및 하이드록실기로 종결된, 에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드의 혼합된 사슬을 함유하는, 에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드 혼합물의 반응 생성물이다. 예시는 6 몰의 에틸렌 옥사이드 및 3 몰의 프로필렌 옥사이드와 축합된 C13-C15 지방 알코올, 7 몰의 프로필렌 옥사이드 및 4 몰의 에틸렌 옥사이드와 축합된 C13-C15 지방 알코올, 5 몰의 프로필렌 옥사이드 및 10 몰의 에틸렌 옥사이드와 축합된 C13-C15 지방 알코올, 또는 상기 중 임의의 것의 혼합물을 포함한다. 이들 계면활성제는 Plurafac 상표명으로 뉴저지주 플로어햄 파크 소재의 BASF Corporation으로부터 상업적으로 입수 가능하다.
다른 군의 비이온성 계면활성제는 평균 5 몰의 에틸렌 옥사이드를 갖는 에톡실화 C 9-C11 지방 알코올 및 지방 알코올의 몰당 평균 7 몰의 에틸렌 옥사이드를 갖는 에톡실화 C12-C15 지방 알코올이며, 각각 Dobanol™ 91-5 및 Dobanol 25-7 상표명으로 Shell Chemicals로부터 상업적으로 입수 가능하다.
이 발명에 따라 사용될 수 있는 다른 비이온성 계면활성제 부류는 글리코시드 및 폴리글리코시드 계면활성제이다. 본 발명에 따라 사용하기에 적합한 글리코시드 및 폴리글리코시드는 하기 화학식의 것들을 포함한다:
Figure pct00010
상기 식에서, R25는 약 6 내지 약 30개, 또는 약 8 내지 약 18개의 탄소 원자를 함유하는 1가 유기 라디칼이고; R26은 약 2 내지 4개의 탄소 원자를 함유하는 2차 탄화수소 라디칼이고; "c"는 0 내지 약 12의 평균값을 갖는 수이고; "G"는 5 내지 6개의 탄소 원자를 함유하는 환원 단당류로부터 유도된 모이어티이고; "d"는 1 내지 10, 또는 약 1.3 내지 약 4의 평균값을 갖는 수이다. 일 양태에서, R25는 약 6 내지 약 18개의 탄소 원자를 함유하는 1가 유기 라디칼(선형 또는 분지형)이고; c는 0이고; G는 글루코오스이거나 글루코오스로부터 유도된 모이어티이다.
적합한 상업적으로 입수 가능한 글리코시드 및 폴리글리코시드 계면활성제는 예를 들어 상표명 APG™ 225(약 1.7의 중합도를 갖는 C8-C12 알킬 폴리글리코시드), APG 325(약 1.5의 중합도를 갖는 C9-C11 알킬 폴리글리코시드), APG 425(약 1.6의 중합도를 갖는 C8-C16 알킬 폴리글리코시드), 및 APG 625(약 1.6의 중합도를 갖는 C12-C16 알킬 폴리글리코시드)로 BASF Corporation으로부터 입수 가능한 글루코오스로부터 유도된 것들을 포함한다.
또한, 하기 화학식의 폴리하이드록시 지방산 아미드 계면활성제가 비이온성 계면활성제로 적합하다:
Figure pct00011
상기 식에서, R30은 H이거나 R31은 C1-C4 하이드로카빌, 2-하이드록시에틸, 2-하이드록시프로필, 또는 이의 혼합물이고, R30은 C5-C31 하이드로카빌이고, J는 사슬에 직접 연결된 적어도 3개의 하이드록실을 갖는 선형 하이드로카빌 사슬을 갖는 폴리하이드록시하이드로카빌 또는 이의 알콕실화 유도체이다. 일 양태에서, R31은 메틸이고, R30은 선형 C11-C15 알킬 또는 알케닐 사슬, 예컨대 코코넛 알킬 또는 이의 혼합물이고, J는 환원성 아민화 반응에서 환원당, 예컨대 글루코오스, 프룩토오스, 말토오스, 락토오스로부터 유도된다.
일 양태에서, 계면활성제로 사용될 수 있는 아민 옥사이드는 화학식 R50(OR51)n(R42)2N→O에 상응하는 화합물이며, 상기 식에서, R50은 일 양태에서 8 내지 22개의 탄소 원자 및 다른 양태에서 10 내지 16개의 탄소 원자를 함유하는 알킬, 하이드록시알킬, 및 아실아미도프로필기로부터 선택되고; R51은 일 양태에서 2 내지 3개의 탄소 원자 및 다른 양태에서 2개의 탄소 원자를 함유하는 알킬렌 또는 하이드록시알킬렌기이고; n은 약 0 내지 약 5이고; R42는 일 양태에서 1 내지 3개의 탄소 원자 및 다른 양태에서 1 내지 2개의 탄소 원자를 함유하는 알킬 또는 하이드록시알킬기(예를 들어, 메틸, 에틸, 및 2-하이드록시에틸)이거나 1 내지 3개의 에틸렌 옥사이드기를 함유하는 폴리에틸렌 옥사이드기이고; 화살표는 반(半)-극성 결합을 표시한다. 일 양태에서, R40은 C12-C18 1차 알킬기이고; n은 0이고; R42는 메틸이다.
예시적인 아민 옥사이드 계면활성제는 디메틸옥틸아민 옥사이드, 디에틸데실아민 옥사이드, 비스-(2-하이드록시에틸) 도데실아민 옥사이드, 디메틸도데실아민 옥사이드, 디프로필테트라데실아민 옥사이드, 메틸에틸헥사데실아민 옥사이드, 도데실아미도프로필 디메틸아민 옥사이드, 디메틸테트라데실아민 옥사이드, 세틸 디메틸아민 옥사이드, 스테아릴 디메틸아민 옥사이드, 탤로 디메틸아민 옥사이드, 및 디메틸-2-하이드록시옥타데실아민 옥사이드를 포함한다.
단독 비이온성 계면활성제로서나 다른 비이온성 계면활성제, 특히 알콕실화 지방 알코올 및/또는 알킬 글리코시드와 함께 조합하여 사용되는 다른 비이온성 계면활성제 부류는 바람직하게는 알킬 사슬 내에 1 내지 4개의 탄소 원자를 함유하는 알콕실화, 예를 들어 에톡실화 또는 에톡실화 및 프로폭실화 지방산 알킬 에스테르, 보다 특히 예를 들어 일본 특허출원공개 JP-A-58/217598호에 기술되거나 국제 공개 WO-A-90/13533호에 기술된 공정에 의해 생성된 지방산 메틸 에스테르이다. 평균 3 내지 15개의 에틸렌 옥사이드기 또는 평균 5 내지 12개의 에틸렌 옥사이드기를 함유하는 C12-C18 지방산의 메틸 에스테르.
사용될 수 있는 다른 비이온성 계면활성제는 미국 특허 제5,312,954호에 개시된 폴리하이드록시 아미드 및 미국 특허 제5,389,279호에 개시된 것과 같은 알도바이오나미드를 포함하며, 이 둘은 본원에 인용되어 포함된다.
상기 개시된 비이온성 계면활성제 중 둘 이상의 혼합물이 개시된 기술의 실행에 사용될 수 있다.
일 양태에서, 비이온성은 (조성물의 총 중량을 기준으로) 조성물의 0 내지 약 50 중량%, 또는 약 5 내지 약 40 중량%, 또는 약 5 내지 25 중량%로 포함될 수 있다.
양쪽성 계면활성제
양쪽성 계면활성제는 지환식 2차 및 3차 아민의 광범위하게 기술된 지방족 유도체이며, 지방족 라디칼은 직쇄형 또는 분지형일 수 있고, 지방족 치환기 중 하나는 약 8 내지 18개의 탄소 원자를 함유하고, 적어도 하나는 음이온성 수용성기, 예를 들어 카복실레이트, 설포네이트, 설페이트를 함유한다. 이 정의에 속하는 화합물의 예는 나트륨 3-(도데실아미노) 프로피오네이트, 나트륨 3-(도데실아미노) 프로판-1-설포네이트, 나트륨 2-(도데실아미노)에틸 설페이트, 나트륨 2-(디메틸아미노) 옥타데카노에이트, 디나트륨 3-(N-카복시메틸도데실아미노)프로판 1-설포네이트, 디나트륨 옥타데실-이미노디아세테이트, 나트륨 1-카복시메틸-2-언데실이미다졸, 및 나트륨 N,N-비스 (2-하이드록시에틸)-2-설파토-3-도데콕시프로필아민이다.
쯔비터이온성 계면활성제
쯔비터이온성 계면활성제는 2차 및 3차 아민의 유도체, 지환식 2차 및 3차 아민의 유도체, 또는 4차 암모늄, 4차 포스포늄 또는 3차 설포늄 화합물의 유도체로서 광범위하게 기술될 수 있다. 4차 화합물 내 양이온 원자는 지환식 고리의 일부일 수 있다. 이들 화합물 모두에서, 약 3 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 직쇄형 또는 분지형 적어도 하나의 지방족 기 및 음이온성 수용화 기, 예를 들어 카복시, 설포네이트, 설페이트, 포스페이트, 또는 포스포네이트를 함유하는 적어도 하나의 지방족 치환기가 존재한다.
일 양태에서, 적합한 쯔비터이온성 계면활성제는 아미노산(예를 들어, N-알킬 아미노산 및 N-아실 아미노산), 베타인, 설테인, 및 알킬 암포카복실레이트를 포함하지만, 이로 제한되지는 않는다. 본 기술의 조성물에 유용한 베타인 및 설테인은 알킬 베타인, 알킬아미노 베타인, 및 알킬아미도 베타인뿐만 아니라 하기 화학식으로 표시되는 상응하는 설포베타인(설테인)으로부터 선택된다:
Figure pct00012
상기 식에서, R37은 C7-C22 알킬 또는 알케닐기이고, 각각의 R38은 독립적으로 C1-C4 알킬기이고, R39는 C1-C5 알킬렌기 또는 하이드록시 치환 C1-C5 알킬렌기이고, n은 2 내지 6의 정수이고, A는 카르복실레이트기(베타인) 또는 설포네이트기(설테인)이고, M은 염 형성 양이온이다. 일 양태에서, R37은 C11-C18 알킬기 또는 C11-C18 알케닐기이다. 일 양태에서, R38은 메틸이다. 일 양태에서, R39는 메틸렌, 에틸렌, 또는 하이드록시 프로필렌이다. 일 양태에서, n은 3이다. 추가의 양태에서, M은 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 암모늄, 및 모노-, 디- 및 트리에탄올아민 양이온으로부터 선택된다.
적합한 베타인 및 설테인의 예는 라우릴 베타인, 코코 베타인, 올레일 베타인, 코코 헥사데실 디메틸베타인, 코코 디메틸 카복시메틸 베타인, 라우릴 디메틸 카복시메틸 베타인, 세틸 디메틸 카복시메틸 베타인, 라우릴 아미도프로필 베타인, 코코아미도프로필 베타인(CAPB), 코코 디메틸 설포프로필 베타인, 스테아릴 디메틸 설포프로필 베타인, 라우릴 디메틸 설포에틸 베타인, 및 코카미도프로필 하이드록시설테인을 포함하지만, 이로 제한되지는 않는다.
알킬암포아세테이트 및 알킬암포프로피오네이트(단일- 및 이치환 카르복실레이트)와 같은 알킬암포카르복실레이트는 하기 화학식으로 표시될 수 있다:
Figure pct00013
상기 식에서, R40은 C7-C22 알킬 또는 알케닐기이고, R41은 -CH2C(O)O- M+, -CH2CH2C(O)O- M+, 또는 -CH2CH(OH)CH2SO3 - M+이고, R42은 수소 또는 -CH2C(O)O- M+이고, M은 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 암모늄, 및 모노-, 디- 및 트리에탄올아민의 암모늄 염으로부터 선택된 양이온이다.
예시적인 알킬암포카르복실레이트는 나트륨 코코암포아세테이트, 나트륨 라우로암포아세테이트, 나트륨 카프릴로암포아세테이트, 디나트륨 코코암포디아세테이트, 디나트륨 라우로암포디아세테이트, 디나트륨 카프릴암포디아세테이트, 디나트륨 카프릴로암포디아세테이트, 디나트륨 코코암포디프로피오네이트, 디나트륨 라우로암포디프로피오네이트, 디나트륨 카프릴암포디프로피오네이트, 및 디나트륨 카프릴로암포디프로피오네이트를 포함하지만, 이로 제한되지는 않는다.
일 양태에서, 양쪽성 및 쯔비터이온성 계면활성제는 (조성물의 총 중량을 기준으로) 0 내지 약 50 중량%, 또는 약 0.5 내지 약 15 중량%, 또는 약 1 내지 약 10 중량%, 또는 약 2 내지 약 5 중량% 범위의 양으로 사용될 수 있다.
폭넓게 다양한 세제 및 세정 조성물이 본 기술의 재침착 방지제를 포함하여 하기 기재되는 기타 성분을 갖거나 갖지 않고 제조될 수 있다. 약 0.5 내지 약 99 중량%, 또는 약 1 내지 약 60 중량%, 또는 약 2 내지 약 30 중량%, 또는 약 3 내지 약 20 중량%, 또는 약 5 내지 약 15 중량%의 하나 이상의 개시된 세제 계면활성제를 포함하는 제형이 고려된다.
일 양태에서, 세정 조성물은 비누, 세정 조성물, 경질 표면 세정제, 세탁, 및 식기 세제 등을 제형화하는 데 유용한 것으로 당업자에게 알려진 하나 이상의 "기타 성분" 이외에 본원에 기재된 재침착 방지제, 세제 계면활성제(들), 및 수성 희석제 또는 담체(액체 투여 형태의 경우)를 포함한다. 용어 "기타 성분"은 비누, 세제, 및 세정제 분야의 보통의 기술의 제형화자가, 세정되도록 의도된 기재와 상관없이 세정 조성물로 사용하고자 하는 제형의 물리적 성능, 향기, 또는 미관에 이점을 부가하는 것으로 인식되는 임의의 물질을 의미한다. 본 기술의 세제 및 세정제로 유용한 기타 성분(보조제 또는 이점 제제(benefit agent))은 제한 없이 빌더, 전해질, 표백제, 표백 활성화제, 효소, 비수성 공용매(nonaqueous cosolvent), pH 조절제, 향료, 향료 담체, 형광 증백제, 비누거품 억제제(suds suppressor), 하이드로트로프(hydrotrope), 보조 재침착 방지제, 광학 광택제, 전염 억제제(dye transfer inhibiting agent), 항미생물 유효 성분, 보조 레올로지 개질제, 산화방지제, 부식 억제제, 섬유 유연제, 형광 미백제, 및 UV 흡수제로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함한다.
세정 조성물
본 기술의 재침착 방지제를 함유하는 세정 조성물 및 세제는 임의의 물체, 물품, 기재, 및/또는 표면을 세정하는 데 적합한 임의의 조성물을 포함한다. 이러한 조성물은 경질 표면 세정 조성물 및 제형, 예컨대 유리, 목재, 세라믹, 금속, 카운터 톱(counter top), 바닥, 및 창용; 카펫 세정제, 오븐 세정제; 및 섬유 세정(예를 들어, 세탁 세제 부스터, 세제 조성물, 세탁 첨가제 세정 조성물, 및 세탁 프리-스포터 세정 조성물(laundry pre-spotter cleaning composition) 등); 및 손 또는 수동 식기세척 조성물(예를 들어, "손" 또는 "수동" 식기세척 세제) 및 자동 식기세척 조성물(예를 들어, "자동 식기세척 세제")에 사용하기 위한 액체, 고체, 및/또는 페이스트(예를 들어, 액체, 분말, 과립, 플레이크, 정제, 젤, 바, 스틱, 분무, 사쉐(sachet), 포드(pod), 단위 용량 등)의 형태의 세정 조성물을 포함하지만, 이로 제한되지는 않는다.
세정 조성물은 소위 중량 액체(HDL: heavy-duty liquid) 세제 또는 중량 분말 세제(HDD) 유형, 액체 섬유 세제를 포함하는 액체, 과립, 분말, 젤, 고체, 정제, 또는 페이스트 형태의 다목적 또는 중량 세탁 세제를 포함한다.
일 양태에서, 본 기술의 재침착 방지제는 액체 세탁 세제 내에 제형화될 수 있다. 일 양태에서, 제형화된 액체 세탁 세제는 중량 액체(HDL) 세제이다. 일 양태에서, 본 기술에 따른 HDL 세제는 종래의 액체 세제와 비교하여 더 낮은 양의 수성 담체를 함유할 것이다. 전형적으로, 농축된 액체 조성물의 물 함량은 총 조성물의 중량을 기준으로 80 중량% 이하, 또는 다른 양태에서 또는 75 중량% 이하, 또는 또 다른 양태에서 70 중량% 이하, 추가의 양태에서 65 중량% 이하, 다른 추가의 양태에서 60 중량% 이하, 추가적인 양태에서 55 중량% 이하, 다른 추가적인 양태에서 40 중량% 이하, 및 추가의 추가적인 양태에서 35 중량% 이하이다.
기타 성분
수성 희석제/담체
일 양태에서, 수성 희석제 또는 담체는 탈이온수를 포함하지만, 해당 물에 존재할 수 있는 임의의 무기질 양이온이 세정 조성물 내에 함유된 임의의 성분의 의도된 기능에 해로운 영향을 미치지 않는 경우, 천연, 시립, 또는 상업적 공급원으로부터의 물이 이용될 수 있다. 일 양태에서, 물의 양(전달 형태에 의존)은 약 0.5 내지 약 99.5 중량% 범위일 수 있다.
공용매
물 이외에, 수성 담체는 물 혼화성 공용매를 포함할 수 있다. 공용매는 액체상 중 용해가 필요한 다양한 비이온성 세탁 세제 보조제의 용해를 도울 수 있다. 적합한 공용매는 에탄올 및 이소프로판올과 같은 저급 알코올을 포함하지만, 5개 이하의 탄소 원자를 함유하는 임의의 저급 1가 알코올일 수 있다. 일부 또는 모든 알코올은 2가 또는 3가 저급 알코올, 또는 글리콜 에테르로 대체될 수 있으며, 이는 가용화 특성을 제공하며 생성물의 인화점을 낮추는 것 이외에 결빙 방지 특성을 제공할 뿐만 아니라 용매 시스템과 특정 세탁 세제 보조제의 상용성을 개선할 수도 있다. 예시적인 2가 및 3가 저급 알코올, 및 글리콜 에테르는 글리콜, 프로판디올(예를 들어, 프로필렌 글리콜, 1,3-프로판 디올), 부탄디올, 글리세롤, 디에틸렌 글리콜, 프로필 또는 부틸 디글리콜, 헥실렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 프로필 에테르, 에틸렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 에틸 에테르, 프로필렌 글리콜 메틸, 에틸 또는 프로필 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 모노에틸 에테르, 디이소프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디이소프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르, 메톡시트리글리콜, 에톡시트리글리콜, 부톡시트리글리콜, 이소부톡시에톡시-2-프로판올, 3-메틸-3-메톡시부탄올, 프로필렌 글리콜 t-부틸 에테르, 및 이들 용매의 혼합물이다.
이용되는 경우, 공용매(들)의 양은 (총 조성물의 중량을 기준으로) 일 양태에서 약 0 내지 약 15 중량%, 다른 양태에서 약 0.5 내지 약 10 중량%, 및 추가의 양태에서 약 1 내지 약 5 중량% 범위일 수 있다.
하이드로트로프
세제 조성물은 선택적으로 액체 세제와 물의 상용성을 돕기 위해 하이드로트로프를 포함한다. 일 양태에서, 적합한 하이드로트로프는 예를 들어 벤젠 설포네이트, 자일렌 설포네이트, 톨루엔 설포네이트, 쿠멘 설포네이트, 및 이의 혼합물의 나트륨, 칼륨, 암모늄, 모노에탄올아민, 및 트리에탄올아민 염과 같은 음이온성 하이드로트로프를 포함하지만, 이로 제한되지는 않는다. 일 양태에서, 글리세린, 우레아, 및 알칸올아민(예를 들어, 트리에탄올아민)과 같은 비이온성 하이드로트로프가 이용될 수 있다.
하이드로트로프의 양은 (총 조성물의 중량을 기준으로) 일 양태에서 약 0 내지 약 10 중량%, 다른 양태에서 약 0.1 내지 약 5 중량%, 추가의 양태에서 약 0.2 내지 약 4 중량%, 및 다른 추가의 양태에서 약 0.5 내지 약 3 중량% 범위일 수 있다.
빌더/전해질
본 기술의 일 양태에서, 세제 조성물은 선택적으로 빌더 및 전해질을 포함할 수 있다. 빌더는 세정수 중 알칼리토금속 이온, 특히 마그네슘 및 칼슘의 수준을 낮출 수 있는 임의의 물질일 수 있다. 빌더는 또한 알칼리성 pH의 생성 및 섬유로부터 제거된 때의 현탁을 돕는 것과 같은 다른 유익한 특성을 제공할 수 있다. 이용될 수 있는 전해질은 임의의 수용성 염일 수 있다. 전해질은 또한 세정력 빌더, 예를 들어 나트륨 트리폴리포스페이트일 수 있거나, 다른 전해질의 용해도를 촉진하기 위한 비-기능성 전해질일 수 있으며, 예를 들어 칼륨 염이 사용되어 나트륨 염의 용해도를 촉진함으로써 용해되는 전해질의 양이 상당히 증가되도록 할 수 있다. 적합한 빌더는 세제에서 일반적으로 사용되는 것들, 예를 들어 제올라이트(알루미노실리케이트), 결정질 및 비정질 실리케이트, 카보네이트, 인 함유 조성물, 보레이트뿐만 아니라 유기 기반 빌더를 포함한다.
본 기술의 조성물에 유용한 적합한 제올라이트 또는 알루미노실리케이트는 화학식 (NaAlO2)x(SiO2)y의 비정질 불수용성 수화 화합물이며, 상기 식에서, x는 1.0 내지 1.2의 수이고, y는 1이고, 상기 비정질 물질은 추가로 약 50 mg 당량 CaCO3/g의 Mg+2 교환 용량 및 약 0.01 내지 약 5 μm의 입자 직경(부피 분포; 측정 방법: 쿨터 계수기)을 특징으로 할 수 있다. 이 이온 교환 빌더는 영국 특허 제1,470,250호에 보다 상세하게 기술되어 있다. 다른 양태에서, 본원에 유용한 불수용성 합성 알루미노실리케이트 이온 교환 물질은 결정질이며, 화학식 Naz[(AlO2)y.(SiO2)]xH2O에 따르고, 상기 식에서, z 및 y는 적어도 6의 정수이고; y에 대한 z의 몰비는 1.0 내지 약 0.5 범위이고, x는 약 15 내지 약 264의 정수이고, 상기 알루미노실리케이트 이온 교환 물질은 추가로 약 0.1 내지 약 100 μm의 입자 크기 직경(부피 분포; 측정 방법: 쿨터 계수기); 적어도 약 200 mg 당량 CaCO3 경도/그램의 무수 기준 상의 칼슘 이온 교환 용량; 및 적어도 약 2 그레인/갤론/분/그램의 무수 기준 상의 칼슘 교환율을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. 이들 합성 알루미노실리케이트는 영국 특허 제1,429,143호에 보다 상세하게 기술되어 있다.
일 양태에서, 적합한 실리케이트는 일반 화학식 MSixO2x+1.H2O를 갖는 결정질 층상 나트륨 실리케이트를 포함하며, 상기 식에서, M은 나트륨 또는 수소를 나타내고, x는 1.9 내지 4의 수이고, y는 0 내지 20의 수이다. 이 종류의 결정질 실리케이트 또는 필로실리케이트는 예를 들어 유럽 특허출원공개 EP-A-0 164 514호에 기술되어 있다. 일 양태에서, M은 나트륨이고, x는 2 또는 3의 값을 나타낸다.
일 양태에서, 적합한 실리케이트는 1:2 내지 1:3.3의 Na2O:SiO2 모듈러스를 가지며, 용해 지연되고 2차 세정력 특성을 갖는 비정질 나트륨 실리케이트를 포함한다. 종래의 비정질 나트륨 실리케이트에 대한 용해 지연은 예를 들어 표면 처리, 혼합, 다짐, 또는 과건조에 의한 다양한 방법으로 획득될 수 있다.
대표적인 카보네이트는 예를 들어 나트륨 카보네이트, 칼륨 카보네이트, 나트륨 세스퀴카보네이트, 나트륨 바이카보네이트, 및 칼륨 바이카보네이트와 같은 알칼리 금속 카보네이트를 포함한다.
예시적인 인 함유 조성물은 알칼리 금속 피로포스페이트, 오르소포스페이트, 폴리포스페이트, 및 포스포네이트를 포함하며, 이의 구체적인 예는 나트륨 및 칼륨 피로포스페이트, 트리폴리포스페이트, 포스페이트, 및 헥사메타포스페이트이다.
대표적인 보레이트는 나트륨 테트라보레이트와 같은 알칼리 금속 보레이트를 포함한다.
유기 기반 빌더의 예는 (1) 수용성 아미노 폴리카복실레이트, 예를 들어 나트륨 및 칼륨 에틸렌디아민테트라아세테이트, 니트릴로트리아세테이트, 및 N-(2 하이드록시에틸)-니트릴로디아세테이트; (2) 피트산의 수용성 염, 예를 들어 미국 특허 제2,379,942호에 제시된 나트륨 및 칼륨 피테이트; (3) 에탄-1-하이드록시-1,1-디포스폰산의 나트륨, 칼륨, 및 리튬 염; 에틸렌 디포스폰산의 나트륨, 칼륨, 및 리튬 염; 및 에틸렌 디포스폰산의 나트륨, 칼륨, 및 리튬 염; 및 에탄-1,1,2-트리포스폰산의 나트륨, 칼륨, 및 리튬 염을 포함하는 수용성 폴리포스포네이트이다. 다른 예는 에탄-2-카복시-1,1-디포스폰산, 하이드록시메탄디포스폰산, 카복실디포스폰산, 에탄-1-하이드록시-1,1,2-트리포스폰산, 에탄-2-하이드록시-1,1,2-트리포스폰산, 프로판-1,1,3,3-테트라포스폰산, 프로판-1,1,2,3-테트라포스폰산, 및 프로판-1,2,2,3-테트라포스폰산의 알칼리 금속 염; (4) 미국 특허 제3,308,067호에 기술된 폴리카복실레이트 중합체 및 공중합체의 수용성 염; 및 (5) 국제 특허출원공개 WO 2014/143773호 및 WO 2015/138872호에 기술된 이타콘산, 또는 이의 무수물, 에스테르 또는 염 단독 또는 적어도 하나의 (메트)아크릴산, 및 이들의 무수물, 에스테르 및 염, 이의 AMPS 및 염)과 조합하여 유도된 구조 단위를 함유하는 중합체 및 공중합체를 포함한다. 유기 빌더는 단독 또는 다른 유기 및/또는 무기 빌더와 혼합물로 사용될 수 있다.
또한, 멜리트산, 시트르산, 및 카복시메틸옥시숙신산의 수용성 염, 이미노 디숙시네이트, 이타콘산 및 말레산의 중합체 및 공중합체의 염, 테트라레이트 모노숙시네이트, 타르트레이트 디숙시네이트, 및 이의 혼합물을 포함하는 모노- 및 폴리카복실레이트 염이 또한 적합하다. 예시적인 폴리카복실레이트 염은 시트르산 및 타르타르산의 나트륨 및 칼륨 염이다. 일 양태에서, 폴리카복실레이트 염은 나트륨 시트르산, 예를 들어 모노나트륨, 디나트륨 및 트리나트륨 시트레이트, 또는 나트륨 타르트타르산, 예를 들어 모노나트륨 및 디나트륨 타르트레이트이다. 모노카복실레이트 염의 예는 나트륨 포름에이트이다.
다른 유기 빌더는 (메트)아크릴산 및 말레산 무수물의 중합체 및 공중합체, 및 이의 알칼리 금속 염이다. 보다 구체적으로, 이러한 빌더 염은 대략 동일한 몰의 메타크릴산과 말레산 무수물의 반응 생성물인 공중합체로 구성될 수 있으며, 이는 완전히 중화되어 이의 나트륨 염을 형성하였다.
본 조성물에 혼입하기에 적합한 전해질은 무기 염을 포함한다. 적합한 무기 염의 비제한적 예는 MgI2, MgBr2, MgCl2, Mg(NO3)2, Mg3(PO4)2, Mg2P2O7, MgSO4, 마그네슘 실리케이트, NaI, NaBr, NaCl, NaF, Na3(PO4), NaSO3, Na2SO4, Na2SO3, NaNO3, NaIO3, Na3(PO4), Na4P2O 7, 나트륨 지르코네이트, CaF2, CaCl2, CaBr2, Cal2, CaSO4, Ca(NO3)2, KI, KBr, KCl, KF, KNO3, KIO3, K2SO 4, K2SO3, K3(PO4), K4 (P2O7), 칼륨 피로설페이트, 칼륨 피로설파이트, LiI, LiBr, LiCl, LiF, LiNO3, AlF3, AlCl3, AlBr3, AlBr3, AlI3Al2(SO4) 3, Al(PO4), Al(NO3)3, 및 이들 염의 조합 또는 혼합된 양이온과의 염, 예를 들어 칼륨 알룸 AlK(SO4)2 및 혼합된 음이온과의 염, 예를 들어 칼륨 테트라클로로알루미네이트 및 나트륨 테트라플루오로알루미네이트를 포함하여 포함한다.
빌더/전해질은 (조성물의 총 중량을 기준으로) 0 내지 약 20 중량%, 또는 약 0.1 내지 약 10 중량%, 또는 약 1 내지 약 8 중량%, 또는 약 2 내지 약 5 중량% 범위의 양으로 사용될 수 있다.
킬레이트제
킬레이트제(킬레이터)는 이용되어 금속 이온의 해로운 영향에 대해 유연제 조성물을 안정화시킬 수 있다. 이용될 때, 적합한 킬레이트제는 아미노 카복실레이트, 에틸렌 디아민-N,N'-디숙시네이트, 아미노 포스포네이트(낮은 수준의 인이 허용됨), 시트르산 및 이의 염(예를 들어, 나트륨), 및 사이클로덱스트린을 포함한다.
킬레이트제로 유용한 아미노 카복실레이트는 에틸렌디아민테트라아세테이트(EDTA), N-하이드록시에틸에틸렌디아민트리아세테이트, 니트릴로트리아세테이트(NTA), 에틸렌디아민 테트라프로피오네이트, 에틸렌디아민-N,N'-디글루타메이트, 2-하이드록시프로필렌디아민-N,N-디숙시네이트, 트리에틸렌테트라아민-헥사아세테이트, 디에틸렌트리아민펜타아세테이트(DETPA), 및 에탄올디글리신을 이들의 수용성 염, 예컨대 이의 알칼리 금속, 암모늄 및 치환된 암모늄 염, 및 이의 혼합물을 포함하여 포함한다. 적합한 아미노 포스포네이트는 또한 적어도 낮은 수준의 총 인이 세탁 조성물에서 허용될 때 본 발명의 조성물 내 킬레이트제로 사용하기에 적합하며, 에틸렌디아민테트라키스(메틸렌포스포네이트), 디에틸렌트리아민-N,N,N',N",N"-펜타키스(메탄포스포네이트)(DETMP), 및 l-하이드록시에탄-1,1-디포스포네이트(HEDP)를 포함한다.
표백제 및 활성화제
일 양태에서, 액체 세제 조성물은 선택적으로 표백제 및 표백 활성화제를 포함하여 조성물의 표백 및 세정 특징을 개선할 수 있다. 일 양태에서, 표백제는 산소 표백제로부터 선택된다. 산소 표백제는 수용액 중에 과산화수소를 유리시킨다. 수 중 과산화수소를 생성하며 표백제로서의 역할을 하는 화합물 중에는 과산화 화합물(peroxygen compound)이 존재한다. 예시적인 과산화 화합물은 나트륨 퍼보레이트 테트라하이드레이트 및 나트륨 퍼보레이트 모노하이드레이트를 포함한다. 사용될 수 있는 추가의 과산화 화합물은 예를 들어 나트륨 퍼카보네이트, 퍼옥시피로포스페이트, 시트레이트 퍼하이드레이트, 및 과산염 또는 과산, 예컨대 퍼벤조에이트, 퍼옥소프탈레이트, 디퍼아젤라산, 프탈로이미노 과산, 또는 디퍼도데칸디오산이다.
일 양태에서, 과산화 화합물은 활성화제와 조합하여 사용된다. 활성화제는 과산화 표백제의 유효 작동 온도를 낮춘다. 사용될 수 있는 표백 활성화제는 과가수분해 조건(perhydrolysis condition) 하에서 일 양태에서 1 내지 10개의 탄소 원자, 및 다른 양태에서 2 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 지방족 퍼옥소카복실산 및/또는 추가의 양태에서 선택적으로 치환된 퍼벤조산을 생성하는 화합물이다. 특정 수의 탄소 원자의 O- 및/또는 N-아실기, 및/또는 선택적으로 치환된 벤조일기를 함유하는 물질이 적합한 활성화제이다. 일 양태에서, 활성화제는 폴리아실화 알킬렌디아민, 예컨대 테트라아세틸에틸렌디아민(TAED); 아실화 트리아진 유도체, 예컨대 1,5-디아세틸-2,4-디옥소헥사하이드로-1,3,5-트리아진(DADHT); 아실화 글리코우릴, 예컨대 테트라아세틸글리코우릴(TAGU); N-아실이미드, 예컨대 N-노난오일숙신이미드(NOSI); 아실화 페놀설포네이트, 예컨대 n-노난오일 및 이소노난오일 옥시벤젠설포네이트(n- 또는 이소-NOBS); 카복실산 무수물, 예컨대 프탈산 무수물; 아실화 다가 알코올, 예컨대 글리세린 트리아세테이트, 에틸렌 글리콜 디아세테이트, 및 2,5-디아세톡시-2,5-디하이드로푸란으로부터 선택된다.
일 양태에서, 표백제가 사용될 때, 본 기술의 조성물은 (조성물의 총 중량의 중량을 기준으로) 약 0.1 내지 약 50 중량%, 또는 약 0.5 내지 약 35 중량%, 또는 약 0.75 내지 약 25 중량% 범위의 양으로 존재한다. 표백 활성화제는 일반적으로 (조성물의 총 중량을 기준으로) 약 0.1 내지 약 60 중량%, 또는 약 0.5 내지 약 40 중량%, 또는 약 0.6 내지 약 10 중량% 범위의 양으로 조성물 내에 존재한다.
표백 활성화제는 과산화 화합물과 상호 작용하여 세정수 중에 퍼옥시산 표백제를 형성한다. 일 양태에서, 높은 착화력(complexing power)의 금속이온 봉쇄제가 조성물 내에 포함되어 금속 이온의 존재 하에 세정 용액 중 이러한 퍼옥시산과 과산화수소 사이의 임의의 원하지 않는 반응을 억제한다. 이러한 목적을 위한 적합한 금속이온 봉쇄제는 니트릴로트리아세트산(NTA), 에틸렌 디아민 테트라아세트산(EDTA), 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산(DETPA), 디에틸렌 트리아민 펜타메틸렌 포스폰산(DTPMP); 및 에틸렌 디아민 테트라메틸렌 포스폰산(EDITEMPA)의 나트륨 염을 포함한다. 금속이온 봉쇄제는 단독 또는 혼합물로 사용될 수 있으며, 이의 양은 당업계에 통상적으로 알려진다.
카탈라아제 효소에 의한 것과 같은 효소 유도 분해로부터 초래되는 과산화물 표백제, 예를 들어 나트륨 퍼보레이트의 손실을 방지하기 위해, 조성물은 추가로 효소 억제제 화합물, 즉, 과산화물 표백제의 효소 유도 분해를 억제할 수 있는 화합물을 포함할 수 있다. 적합한 억제제 화합물은 미국 특허 제3,606,990호에 개시되며, 이의 관련 개시내용은 본원에 인용되어 포함된다. 일 양태에서, 적합한 효소 억제제는 하이드록실아민 설페이트 및 다른 수용성 하이드록실아민 염이다. 하이드록실아민 염 억제제는 약 0.01 내지 0.4 중량%만큼 낮은 양으로 존재할 수 있다. 그러나, 일반적으로, 효소 억제제의 적합한 양은 (조성물의 총 중량을 기준으로) 약 15 중량% 이하, 또는 약 1 내지 약 10 중량% 범위일 수 있다.
효소
본 기술의 세제 조성물은 선택적으로 세정 성능 및/또는 섬유 관리 이점을 제공하는 하나 이상의 세제 효소를 포함할 수 있다. 적합한 효소의 예는 헤미셀루라아제, 페록시다아제, 프로테아제, 셀룰라아제, 자일라나아제, 리파아제, 포스포리파아제, 에스테라아제, 큐티나아제, 펙티나아제, 케라타나아제, 리덕타아제, 옥시다아제, 페놀옥시다아제, 리폭시게나아제, 리그니나아제, 풀룰라나아제, 탄나아제, 펜토사나아제, 말라나아제, β-글루카나아제, 아라비노시다아제, 히알루로니다아제, 콘드로이티나아제, 라카아제, 및 아밀라아제, 또는 이의 혼합물을 포함하지만, 이로 제한되지는 않는다.
조성물, 예를 들어 세제 중에 사용하기 위한 효소는 다양한 기술에 의해 안정화될 수 있다. 본원에 이용되는 효소는 마감된 조성물 내의 칼슘 및/또는 마그네슘 이온의 수용성 공급원의 존재에 의해 안정화되어 이러한 이온을 효소에 제공할 수 있거나, 효소가 담체에 흡착되어 그들을 조기 분해로부터 보호할 수 있다. 일 양태에서, 효소는 (조성물의 총 중량을 기준으로) 약 0 내지 약 5 중량%, 또는 약 0.1 내지 약 2.5 중량% 범위의 양으로 이용될 수 있다.
보조 재침착 방지제
개시된 기술의 기능화 스티렌/말레산 무수물 재침착 방지 중합체 이외에, 세제 조성물은 선택적으로 보조 재침착 방지제를 포함할 수 있다. 적합한 보조 재침착 방지제는 수용성 콜로이드, 예를 들어 젤라틴, 녹말 또는 셀룰로오스의 에테르 설폰산 염, 또는 셀룰로오스 또는 전분의 산성 황산 염이지만, 이로 제한되지는 않는다. 산성 기를 포함하는 수용성 폴리아미드가 또한 이 목적을 위해 적합하다. 추가로, 상기 언급된 것들 이외의 가용성 녹말 조제물(soluble starch preparation) 및 녹말 생성물, 예를 들어 분해된 녹말, 알데히드 녹말 등이 사용될 수 있다. 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐 알코올, 및 지방 아미드를 사용하는 것이 또한 가능하다. 약 20,000 내지 약 100,000 달톤 범위의 분자량을 갖는 아크릴산/말레산 공중합체가 또한 본원에 사용하기에 적합하다. 이러한 중합체는 BASF Corporation으로부터 상표명 Sokalan® CP-5로 상업적으로 입수 가능하다. 일 양태에서, 보조 재침착 방지제는 셀룰로오스 에테르, 예컨대 나트륨 카복시메틸 셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 하이드록시알킬 셀룰로오스, 예컨대 하이드록시에틸 메틸셀룰로오스, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스, 카복시메틸 메틸 셀룰로오스, 및 이의 혼합물로부터 선택된다. 일 양태에서, 보조 재침착 방지제는 (조성물의 총 중량을 기준으로) 약 0.1 내지 약 5 중량% 범위의 양으로 사용된다.
양이온성 중합체
양이온성 중합체가 또한 섬유 유연제로 유용하다. 적합한 양이온성 중합체는 합성으로 유도되거나, 천연 중합체가 양이온성 모이어티를 함유하도록 합성 개질될 수 있다. 몇 가지 양이온성 중합체, 이들의 제조업체, 및 이들의 화학적 특징의 일반적인 설명은 문헌[the CTFA Dictionary and in the International Cosmetic Ingredient Dictionary, Vol. 1 and 2, 5th Ed., published by the Cosmetic Toiletry and Fragrance Association, Inc. (CTFA) (1993)]에서 확인되며, 이의 관련 개시내용은 본원에 인용되어 포함된다.
일 양태에서, 양이온성 중합체는 양이온성 또는 양쪽성 다당류, 폴리에틸렌이민 및 이의 유도체; N,N-디알킬아미노알킬 아크릴레이트, N,N-디알킬아미노알킬 메타크릴레이트, N,N-디알킬아미노알킬 아크릴아미드, N,N-디알킬아미노알킬메타크릴아미드, 4차화 N,N 디알킬아미노알킬 아크릴레이트, 4차화 N,N-디알킬아미노알킬 메타크릴레이트, 4차화 N,N-디알킬아미노알킬 아크릴아미드, 4차화 N,N-디알킬아미노알킬메타크릴아미드, 메타크릴로아미도프로필-펜타메틸-1,3-프로필렌-2-올-암모늄 디클로라이드, N,N,N,N',N',N",N"-헵타메틸-N"-3-(1-옥소-2-메틸-2-프로페닐)아미노프로필-9-옥소-8-아조-데칸-1,4,10-트리암모늄 트리클로라이드, 비닐아민 및 이의 유도체, 알릴아민 및 이의 유도체, 비닐 이미다졸, 4차화 비닐 이미다졸 및 디알릴 디알킬 암모늄 클로라이드, 메타크릴오일옥시에틸 트리메틸 암모늄 메틸설페이트, 및 이의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 양이온성 단량체를 중합시킴으로써 제조된 합성 중합체로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. 양이온성 중합체는 선택적으로 아크릴아미드, N,N-디알킬 아크릴아미드, 메타크릴아미드, N,N-디알킬메타크릴아미드, C1-C12 알킬 아크릴레이트, C1-C12 하이드록시알킬 아크릴레이트, 폴리알킬렌 글리콜 아크릴레이트, C1-C12 알킬 메타크릴레이트, C1-C12 하이드록시알킬 메타크릴레이트, 폴리알킬렌 글리콜 메타크릴레이트, 비닐 아세테이트, 비닐 알코올, 비닐 포름아미드, 비닐 아세트아미드, 비닐 알킬 에테르, 비닐 피리딘, 비닐 피롤리돈, 비닐 이미다졸, 비닐 카프로락탐 및 유도체, 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 비닐 설폰산, 스티렌 설폰산, 아크릴아미도프로필메탄 설폰산(AMPS® 단량체), 및 이들의 염을 포함할 수 있다. 중합체는 2개 초과의 단량체로부터 제조된 삼원중합체(terpolymer)일 수 있다. 중합체는 선택적으로 분지 및 가교 단량체를 사용하여 분지되거나 가교될 수 있다. 분지 및 가교 단량체는 에틸렌 글리코디아크릴레이트 디비닐벤젠 및 부타디엔을 포함한다. 일 양태에서, 양이온성 중합체는 국제 공개 WO 00/56849호 및 미국 특허 제6,642,200호에 개시된 것들과 같은, 적합한 개시제 또는 촉매를 사용한 에틸렌계 불포화 단량체의 중합에 의해 생성된 것들을 포함할 수 있다. 일 양태에서, 양이온성 중합체는 전하 중성화 음이온을 포함하여 전체 중합체가 주위 조건 하에서 중성이도록 할 수 있다. 적합한 상대 이온은 (사용 도중 생성된 음이온성 종 이외에) 클로라이드, 브로마이드, 설페이트, 메틸설페이트, 설포네이트, 메틸설포네이트, 카보네이트, 바이카보네이트, 포름에이트, 아세테이트, 시트레이트, 니트레이트, 및 이의 혼합물을 포함한다.
일 양태에서, 양이온성 중합체는 폴리(아크릴아미드-코-디알릴디메틸암모늄 클로라이드), 폴리(아크릴아미드-코-메타크릴오일옥시에틸 트리메틸암모늄 메틸설페이트) 폴리(아크릴아미드-코-메타크릴아미도프로필트리메틸 암모늄 클로라이드), 폴리(아크릴아미드-코-N,N-디메틸 아미노에틸 아크릴레이트) 및 이의 4차화 유도체, 폴리(아크릴아미드-코-N,N-디메틸 아미노에틸 메타크릴레이트) 및 이의 4차화 유도체, 폴리(하이드록시에틸아크릴레이트-코-디메틸 아미노에틸 메타크릴레이트), 폴리(하이드록시프로필아크릴레이트-코-디메틸 아미노에틸 메타크릴레이트), 폴리(하이드록시프로필아크릴레이트-코-메타크릴아미도프로필트리메틸암모늄 클로라이드), 폴리(아크릴아미드-코-디알릴디메틸암모늄 클로라이드-코-아크릴산), 폴리(아크릴아미드-코-메타크릴아미도프로필트리메틸 암모늄 클로라이드-코-아크릴산), 폴리(디알릴디메틸 암모늄 클로라이드), 폴리(메틸 아크릴레이트-코-메타크릴아미도프로필트리메틸 암모늄 클로라이드-코-아크릴산), 폴리(비닐피롤리돈-코-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트), 폴리(에틸 메타크릴레이트-코-4차화 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트), 폴리(에틸 메타크릴레이트-코-올레일 메타크릴레이트-코-디에틸아미노에틸 메타크릴레이트), 폴리(디알릴디메틸암모늄 클로라이드-코-아크릴산), 폴리(비닐 피롤리돈-코-4차화 비닐 이미다졸), 폴리(아크릴아미드-코-메타크릴아미도프로필-펜타메틸-l,3-프로필렌-2-올-암모늄 클로라이드), 및1,3-디브로모프로판과 N,N-디에틸-N',N'-디메틸-1,3-다아미노프로판의 공중합체로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다.
전술한 양이온성 중합체는 이들의 INCI(화장품 성분의 국제 명명법) 명칭에 의해 폴리쿼터늄-1, 폴리쿼터늄-5, 폴리쿼터늄-6, 폴리쿼터늄-7, 폴리쿼터늄-8, 폴리쿼터늄-11, 폴리쿼터늄-14, 폴리쿼터늄-22, 폴리쿼터늄-28, 폴리쿼터늄-30, 폴리쿼터늄-32, 폴리쿼터늄-33, 폴리쿼터늄-34, 폴리쿼터늄-39, 폴리쿼터늄-47, 및 폴리쿼터늄-53으로 추가로 분류될 수 있다.
양이온성 중합체는 양이온 및/또는 양쪽성으로 개질되었던 천연 다당류를 포함할 수 있다. 대표적인 양이온 또는 양쪽성으로 개질된 다당류는 양이온성 및 양쪽성 셀룰로오스 에테르; 양이온성 또는 양쪽성 갈락토만난, 예컨대 양이온성 구아검, 양이온성 로커스트빈검, 및 양이온성 카시아검; 키토산; 양이온성 및 양쪽성 녹말; 및 이의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 것들을 포함한다. 이들 중합체는 이들의 INCI 명칭에 의해 폴리쿼터늄-10, 폴리쿼터늄-24, 폴리쿼터늄-29, 구아 하이드록시프로필트리모늄 클로라이드, 카시아 하이드록시프로필트리모늄 클로라이드, 및 녹말 하이드록시프로필트리모늄 클로라이드로 추가로 분류될 수 있다.
적합한 양이온성 중합체는 오하이오주 클리브랜드 소재의 Lubrizol Advanced Materials, Inc.에 의해 판매되는 Noverite™ 상표명, 제품 명칭 300, 301, 302, 303, 304, 305, 306, 307, 308, 310, 311, 312, 313, 314, 및 315뿐만 아니라 Sensomer™ CI-50 및 10M 중합체로 상업적으로 입수 가능하다.
일 양태에서, 섬유 유연화 첨가제는 (총 조성물의 중량을 기준으로) 약 0.1 내지 약 50 중량%, 또는 약 0.5 내지 약 20 중량%, 또는 약 1 내지 약 10 중량%, 또는 약 2 내지 5 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
비누거품 억제제(소포제)
액체 세제 조성물은 실리콘, 실리카-실리콘 혼합물, 지방산 및 이들의 염, 및 이의 혼합물과 같은 비누거품 억제제를 추가로 포함할 수 있다. 실리콘은 일반적으로 PDMS와 같은 알킬화 폴리실록산 물질로 나타낼 수 있고, 실리카는 보통 실리카 에어로젤 및 제로겔, 및 다양한 유형의 소수성 실리카로 예시되는 미분 형태로 사용된다. 실리콘 비누거품 조절제의 추가 예는 미국 특허 제3,933,672호에 개시된다. 다른 비누거품 억제제는 자체 유화 실리콘, 예컨대 상표명 DC-544로 Dow Corning으로부터 상업적으로 입수 가능한 실록산-글리콜 공중합체이다. 이들 물질은 바로 액체 세탁 조성물 내로 혼입되거나 미립자로서 혼입될 수 있으며, 비누거품 억제제는 수용성 또는 수분산성, 실질적으로 비-표면 활성 세제 비침투성 담체 중에 방출 혼입된다. 대안적으로, 비누거품 억제제는 액체 담체 중에 용해되거나 분산되며, 하나 이상의 다른 성분 상에 분무하여 적용될 수 있다.
일 양태에서, 적합한 지방산 비누거품 억제제는 장쇄 모노카복실계 지방산, 장쇄 모노카복실계 지방산 염, 및 이의 혼합물이다. 장쇄 모노카복실계 지방산 및 이의 염은 미국 특허 제2,954,347호에 기술된다. 본원에 유용한 모노카복실계 지방산 및 염은 약 10 내지 24개의 탄소, 또는 약 12 내지 18개의 탄소 원자를 가지며, 포화되거나 불포화될 수 있고/있거나 선형 및 분지형일 수 있다. 적합한 염은 알칼리 금속 염, 예컨대 나트륨, 칼륨 및 리튬 염, 및 암모늄 및 알칸올암모늄 염을 포함한다. 적합한 산은 카프르산, 언데카노산, 라우르산, 미르스트산, 팔미트산, 스테아르산, 이소스테르산, 올레산, 리놀레산, 리시놀레산, 베헨산, 리그노세르산, 이의 염, 및 이의 혼합물로부터 선택되지만, 이로 제한되지는 않는다. 지방산은 천연 또한 합성 공급원으로부터 수득될 수 있다. 천연 지방산은 동물 지방, 예컨대 탤로 또는 식물성 오일, 예컨대 코코넛 오일, 레드 오일, 팜 핵유, 팜유, 아마인유, 면실유, 올리브유, 대두유, 땅콩 기름, 옥수수 기름, 및 이의 혼합물로부터 유래될 수 있다.
비누거품 억제제는 보통 (총 조성물의 중량을 기준으로 약 0.001 내지 약 3 중량%, 또는 약 0.01 내지 약 2 중량%의 수준으로 이용된다.
증점제
일 양태에서, 개시된 기술의 액체 세제 형태는 선택적인 증점제를 함유하여 유연제 조성물의 점도가 증가되도록 도울 수 있다. 다양한 카테고리의 증점제가 양이온성 성분을 함유하는 섬유 유연화 조성물의 점도를 증가시키는 데 사용될 수 있다. 천연 유래의 증점제, 예를 들어 젤라틴, 녹말, 및 카라기난뿐만 아니라 셀룰로오스 에테르로 알려진 셀룰로오스-기반 천연 증점제, 예를 들어 에틸헥실에틸셀룰로오스(EHEC), 하이드록시부틸메틸셀룰로오스(HBMC), 하이드록시에틸메틸셀룰로오스(HEMC), 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 메틸 셀룰로오스(MC), 하이드록시에틸셀룰로오스(HEC), 하이드록시프로필셀룰로오스(HPC), 및 세틸 하이드록시에틸셀룰로오스를 이용하는 것이 가능하다. 우레탄 결합을 갖는 증점제, 예를 들어 폴리(알킬렌 글리콜), 폴리이소시아네이트, 및 소수성 회합(hydrophobic associativity)을 제공하는 시약(예를 들어, 알킬, 아릴, 아릴알킬기)의 축합으로부터 형성된 소수성으로 개질된 에톡실화 우레탄(HEUR)이 또한 본원에 유용하다.
일 양태에서, 증점제는 아크릴산의 가교 동종중합체(INCI 명칭: 카보머), (메트)아크릴산과 (메트)아크릴산의 C10-C30 알킬 에스테르의 가교 공중합체(INCI 명칭: 아크릴레이트/C10 내지 30 알킬 아크릴레이트 교차 중합체), 알칼리-팽윤성 에멀션(ASE) 중합체 또는 소수성으로 개질된 알칼리-팽윤성 에멀션(HASE) 중합체로부터 선택될 수 있다. ASE 중합체는 (메트)아크릴산 및 C1-C5 알킬 (메트)아크릴레이트의 적어도 하나의 단량체로부터 제조된 가교 에멀션 공중합체(INCI 명칭: 아크릴레이트 공중합체)이다. HASE 중합체는 (메트)아크릴산, 적어도 하나의 C1-C5 알킬 (메트)아크릴레이트, 및 회합성 단량체와 소수성 말단기, 예를 들어 알킬, 아릴, 또는 아릴알킬기를 갖는 펜던트 폴리(알킬렌옥시) 모이어티의 에멀션 공중합체(대표 INCI 명칭: 아크릴레이트/베헤네스-25 메타크릴레이트 공중합체)이다.
일 양태에서, 증점제는 하이드록시(C1-C5)알킬 (메트)아크릴레이트, 적어도 하나의 C1-C5 알킬 (메트)아크릴레이트, 및 회합성 단량체와 소수성 말단기, 예를 들어 알킬, 아릴, 또는 아릴알킬기로 종결된 펜던트 폴리(알킬렌옥시) 모이어티로부터 제조된 가교, 비이온성, 양친매성 에멀션 중합체(대표 INCI 명칭 아크릴레이트/베헤네스-25 메타크릴레이트/HEMA 교차중합체)로부터 선택될 수 있다. 이러한 중합체는 상표명 Carbopol™ SMART 1000, 2000, 및 3000으로 Lubrizol Advanced Materials, Inc.으로부터 입수 가능하다.
증점제는 (조성물의 총 중량을 기준으로) 약 0.25 내지 약 15 중량%, 또는 약 0.5 내지 약 10 중량%, 또는 약 1 내지 약 10 중량%, 또는 약 2 내지 약 5 중량% 범위의 양으로 이용될 수 있다.
pH 조절제
일 양태에서, 본 기술의 세제 조성물은 약 5 내지 약 13, 또는 약 6 내지 약 9, 또는 약 7 내지 약 8.5, 또는 약 7.5 내지 약 8 범위의 순 pH(neat pH)를 갖는다. 본 세탁 조성물에 유용한 pH 조절제는 알칼리화제를 포함한다. 적합한 알칼리화제는 예를 들어 암모니아 용액, 트리에탄올아민, 디에탄올아민, 모노에탄올아민, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 제2인산나트륨, 수용성 카보네이트 염, 및 이의 조합을 포함한다. 세탁 조성물의 pH를 낮추는 것이 필요한 경우, 무기 및 유기 산도제(acidity agent)가 포함될 수 있다. 적합한 무기 및 유기 산제(acidifying agent)는 예를 들어 HF, HCl, HBr, HI, 붕산, 황산, 인산, 및/또는 설폰산; 또는 붕산을 포함한다. 유기 산제는 치환 및 치환, 분지형, 선형 및/또는 고리형 카복실산 및, 이의 무수물을 포함할 수 있다(예를 들어, 시트르산, 락트산).
완충제
본 기술의 세탁 조성물에 첨가될 수 있는 완충제는 알칼리 또는 알칼리토금속 카보네이트, 포스페이트, 바이카보네이트, 시트레이트, 보레이트, 아세테이트, 실리케이트, 산 무수물, 숙시네이트뿐만 아니라 알칸올아민 및 이의 혼합물을 포함한다. 예시적인 완충제는 나트륨 포스페이트, 나트륨 트리포스페이트, 나트륨 시트레이트, 나트륨 아세테이트, 나트륨 바이카보네이트, 나트륨 카보네이트, 나트륨 실리케이트, 보렉스, 모노에탄올아민, 트리에탄올아민, 및 이의 혼합물을 포함하지만, 이로 제한되지는 않는다.
이용되는 완충제의 양은 안정화되고/되거나 유지되고자 하는 소기의 pH에 의존적이며, 숙련된 제형화자에 의해 용이하게 결정될 수 있다. 일 양태에서, 완충제의 양은 (총 조성물의 중량을 기준으로) 0 내지 약 15 중량%, 또는 약 0.5 내지 약 10 중량%, 또는 약 1 내지 약 5 중량% 범위일 수 있다.
향료 및 방향제
본 기술의 세제 조성물은 선택적으로 하나 이상의 향료 또는 방향제 성분을 포함하며, 이는 섬유에 스며들어서 세탁 과정 동안 향료 손실을 최소화한다. 스며드는 향료 성분은 세정 과정 동안 섬유 상에 효과적으로 침착되며 보통의 후각예민성을 갖는 사람들에 의해 후속 건조된 섬유 상에서 감지되는 이들 방향제 화합물이다. 지속적인 향료 및 방향제는 최소의 양의 물질로 오래 지속되는 심미적 이점을 위해 세탁물 상에 효과적으로 보유 및 유지되며 세탁 과정의 세정, 헹굼, 및/또는 건조 단계에서 손실되고/되거나 제거되지 않는 것들이다. 일 양태에서, 향료는 알코올, 케톤, 알데히드, 에스테르, 에테르, 니트릴, 알켄, 및 이의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 적합한 향료는 예를 들어 미국 특허 제8,357,649호 및 제8,293,697호에 개시되며, 이의 관련 개시내용은 본원에 인용되어 포함된다.
존재하는 경우, 향료 또는 방향제는 전형적으로 조성물의 총 중량을 기준으로 일 양태에서 약 0.001 내지 약 10 중량%, 다른 양태에서 약 0.01 내지 5 중량%, 및 추가의 양태에서 약 0.1 내지 약 3 중량%의 수준으로 본 조성물 내에 혼입된다.
냄새 조절제
일 양태에서, 본 기술의 세제 조성물은 선택적으로 사이클로덱스트린과 같은 냄새 조절제를 포함한다. 용어 "사이클로덱스트린"은 임의의 알려진 사이클로덱스트린, 예컨대 6 내지 12개의 글로코오스 단위를 함유하는 비치환 사이클로덱스트린, 특히 알파-사이클로덱스트린, 베타-사이클로덱스트린, 감마-사이클로덱스트린 및/또는 이들의 유도체 및/또는 이의 혼합물을 포함한다. 알파-사이클로덱스트린은 6개의 글루코오스 단위로 구성되고, 베타-사이클로덱스트린은 7개의 글루코오스 단위로 구성되고, 감마-사이클로덱스트린은 도넛 형상의 고리로 배열된 8개의 글루코오스 단위로 구성된다. 글루코오스 단위의 특정 커플링 및 형태는 사이클로덱스트린에 특정 부피의 중공 내부를 갖는 고정된 원뿔형 분자 구조를 제공한다. 각각의 내부 공동의 "라이닝(lining)"은 수소 원자 및 글리코시드계 다리걸침 산소 원자에 의해 형성되며; 따라서 이 표면은 다소 소수성이다. 공동의 고유 형상 및 물리적-화학적 특성은 사이클로덱스트린 분자가 공동 내에 들어맞을 수 있는 유기 분자 또는 유기 분자 일부를 흡수(이와 포접 착물 형성)하도록 할 수 있다. 다수의 악취 분자 및 향료 분자를 포함하는 다수의 냄새 분자는 공동 내에 들어맞을 수 있다. 사이클로덱스트린, 특히 하기 기재된 양이온성 사이클로덱스트린은 또한 향료 활성제를 셀루로오스 섬유에 전달하는 데 이용될 수 있다(미국 특허 제8,785,171호).
본 기술에 유용한 사이클로덱스트린, 예컨대 알파-사이클로덱스트린 및/또는 이의 유도체, 감마-사이클로덱스트린 및/또는 이의 유도체, 유도된 베타-사이클로덱스트린, 및/또는 이의 혼합물은 고도로 수용성이다. 사이클로덱스트린의 유도체는 주로 OH 기의 일부가 OR 기로 전환된 분자로 구성된다. 사이클로덱스트린 유도체는 예를 들어 단쇄 알킬기를 갖는 것들, 예컨대, 예를 들어 치환기(들)가 메틸 또는 에틸기인 메틸화 사이클로덱스트린 및 에틸화 사이클로덱스트린; 예를 들어 치환기가 하이드록시프로필 및/또는 하이드록시에틸기인 하이드록시알킬 치환기를 갖는 것들; 분지형 사이클로덱스트린, 예컨대 말토오스-결합 사이클로덱스트린; 예를 들어 치환기(들)가 2-하이드록시-3-(디메틸아미노)프로필 에테르 모이어티(낮은 pH에서 양이온성)인 양이온성 사이클로덱스트린; 예를 들어 치환기(들)가 2-하이드록시-3-(트리메틸암모니오)프로필 에테르 클로라이드 모이어티인 4차 암모늄; 음이온성 사이클로덱스트린, 예컨대 카복시메틸 사이클로덱스트린, 사이클로덱스트린 설페이트, 및 사이클로덱스트린 숙시닐레이트; 양쪽성 사이클로덱스트린, 예컨대 카복시메틸/4차화 암모늄 사이클로덱스트린; 문헌["Optimal Performances with Minimal Chemical Modification of Cyclodextrins", F. Diedaini-Pilard and B. Perly, The 7th International Cyclodextrin Symposium Abstracts, April 1994, p. 49]에 개시된 적어도 하나의 글루코피라노오스 단위가 3-6-언하이드로-사이클로말토 구조, 예를 들어 모노-3-6-언하이드로사이클로덱스트린을 갖는 사이클로덱스트린; 및 이의 혼합물을 포함하며, 상기 참고문헌은 본원에 인용되어 포함된다. 다른 사이클로덱스트린 유도체는 미국 특허 제3,426,011호; 제3,453,257호; 제3,453,258호; 제3,453,259호; 제3,453,260호; 제3,459,731호; 제3,553,191호; 제3,565,887호; 제4,535,152호; 제4,616,008호; 제4,678,598호; 제4,638,058호; 제4,746,734호; 제5,942,217호; 및 제6,878,695호)에 개시된다.
세제 조성물의 냄새 조절을 위해 이용되는 사이클로덱스트린 유도체의 수준은 (총 조성물의 중량을 기준으로) 약 0.001 내지 약 0.5 중량% 범위이다.
보존제
일 양태에서, 개시된 기술의 유연제 조성물은 선택적인 보존제(들)를 함유할 수 있다. 적합한 보존제는 폴리메톡시 바이사이클릭 옥사졸리딘, 메틸 파라벤, 에틸 파라벤, 프로필 파라벤, 부틸 파라벤, 벤질트리아졸, DMDM 하이단토인(1,3-디메틸-5,5-디메틸 하이단토인으로도 알려짐), 이미다졸리디닐 우레아, 페녹시에탄올, 페녹시에틸파라벤, 메틸 이소티아졸리딘온, 메틸 클로로 이소티아졸리딘온, 벤조이소티아졸리딘온, 트리클로산, 및 상기 개시된 적합한 폴리쿼터늄 화합물(예를 들어, 폴리쿼터늄-1)을 포함한다.
일 양태에서, 보존제는 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0 내지 약 3.0 중량, 또는 약 0.01 내지 약 2 중량%, 또는 약 0.1 내지 약 1 중량%로 포함된다.
본 기술은 하기 실시예로 예시되며, 이는 단지 예시의 목적을 위한 것이고 본 기술의 범주 또는 실행될 수 있는 방식을 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 달리 구체적으로 명시되지 않는 한, 부 및 백분율은 중량 기준으로 제공되며, 100% 유효 물질을 기준으로 한다.
시험 방법 및 재료
재침착 방지 시험(세탁 적용)
펜실베니아주 서부 피츠톤 소재의 Testfabrics, Inc.로부터 획득한 면섬유(면 400)의 신규 견본(3 x 4 인치) 또는 면/폴리에스테르 배합 섬유(PEDP 7435WRL)를 Terg-o-tometer(펜실베이나주 서부 피츠톤 소재 Testfabrics, Inc., 실험실 수준 세정 장치)에서 세정하였다. 세정 액체는 현탁된 때 및 본 기술의 재침착 방지제로 제형화된 세제를 함유하였다. 재침착 방지제는 하기 실시예에서 제시된 다양한 계면활성제 섀시(surfactant chassis)에서 시험하였다. 몇 가지 동일하게 제형화된 상업적으로 입수 가능한 재침착 방지 중합체를 비교 목적을 위해 시험하였다. 시험 견본을 하기 프로토콜에 따라 세정하였다:
1) Terg-o-tometer의 각각의 용기를 대략 990 mL의 탈이온(DI) 수로 채운다.
2) 물 온도를 100℉(37.8℃)로 올리고, 온도를 유지한다.
3) 6 mL의 50,000 ppm의 경수 용액(약 300 ppm 경수)을 첨가한다.
4) 재침착 방지제로 제형화된 세제를 첨가하고, 3분 동안 교반한다.
5) 0.1 g의 카본 블랙(Monarch™ Specialty 120, Cabot Corporation, 메사추세츠 빌레리카 소재) 또는 0.5 g의 로즈 클레이(rose clay)/0.2 g의 1:1 트리올레인:사용된 모터 오일 혼합물을 첨가하고, 15분 동안 혼합한다.
6) 4개의 면 또는 면/폴리에스테르 배합물 견본을 각각의 용기에 첨가한다.
7) 5분 동안 교반한다.
8) 각각의 용기로부터 견본을 제거하고, 각각의 견본을 손으로 짜서 과량의 물을 제거한다.
9) 오염된 세정 액체를 각각의 용기로부터 제거하고, 대략 990 mL의 DI 수 및 6 mL의 50,000 ppm 경수 용액으로 다시 채운다.
10) 견본을 용기 내에 놓고, 5분 동안 혼합하여 헹굼 주기를 시뮬레이션한다.
11) 각각의 견본을 손으로 짜서 과량의 물을 제거하고, 건조될 때까지 50℃ 오븐 내에 배치한다.
건조 후, 각각의 처리된 견본을 Universal Software(V4.10)로 로딩되는 PC와 접속되는 버지니아 레스톤 소재 Hunter Associates Laboratory, Inc.의 LabScan XE 분광 광도계를 통해 섬유 상에 침착된 때에 대해 분석하였다. 기기의 측정 포트의 직경은 오직 관심 영역만이 측정 포트 내에 포함되도록 선택되어야 한다. 분석을 약 23℃ ± 2℃ 및 50% ± 2% 상대 습도에서 조절되는 방에서 수행한다.
기기를 하기와 같이 판매사에 의해 제공된 표준 흑색 및 백색 타일을 사용하여 판매사의 지시 사항에 따라 보정한다:
1) Universal Software 프로그램을 열고, "표준화" 버튼을 클릭한다.
2) 영역 및 포트를 선택한다:
a. 영역 = 1.75 인치
b. 포트 = 2.00 인치
3) UV 필터 "인(in)"을 누른다.
4) 흑색 보정 타일을 포트 상에 놓고, "O.K"를 클릭한다.
5) 백색 보정 타일을 포트 상에 놓고, "O.K"를 클릭한다.
6) 기기를 교정한다.
분광기를 사용하여 L*, a*, 및 b* 값을 결정함으로써 처리된 견본의 색 침착 지수(ΔE)를 계산하며, L*은 백색도 지수의 측정값이고, a*는 녹색/적색 변화의 측정값이고, b*는 청색/노란색 변화의 측정값이다. 깨끗한 처리되지 않은 견본의 L* BW , a* BW , 및 b* BW 값을 측정한다. 카본 블랙으로 얼룩진 견본을 상기 프로토콜에 따라 한 번의 세정 주기 또는 다섯 번의 세정 주기로 처리하고, 일단 견본이 건조되면 최종 L* AW , a* AW , 및 b* AW 값을 결정하였다. 로즈 클레이/트리올레인/사용된 모터 오일 견본을 다섯 번의 세정 주기 동안 처리하고, 일단 견본이 건조되면 최종 L* AW , a* AW , 및 b* AW 값을 결정하였다. L*, a*, 및 b*에 대한 상기 정의에서, 아래 첨자 " AW "는 "세정 후"를 나타내고, 아래 첨자 " BW "는 "세정 전"을 나타낸다. L*, a*, 및 b* 값을 사용하여 하기 방정식에 의해 ΔE를 계산하였다:
Figure pct00014
더 낮은 ΔE 값은 시험 섬유 기재 상의 더 적은 때 침착을 나타낸다.
점도 측정
제형의 점도를 Brookfield DVE 점도계(메사추세츠 미들보로 소재 Ametek Brookfield)를 사용하여 20 rpm에서 3번 스핀들을 사용하여 결정하였다. 측정은 주위 실온(20 내지 25℃)에서 수행하였다.
재침착 방지 시험(자동 식기 적용)
Miele 식기세척 장치(모델 번호 G4225SCU)를 사용하여 자동 식기세척 적용에서 재침착 방지를 시험하였다. 시험 프로토콜은 하기와 같다:
1) 300 ppm의 경수.
2) 100 g의 IKW Ballast 때(네덜란드 블라딩겐 소재 Center for Testmaterials B.V).
3) 18 g의 시험 제형.
4) 식기/은식기류: 6 x 10-인치 정찬용 접시 및 5 x 7-인치 받침; 6 x 칼, 스푼, 및 포크; 6 x 유리컵 및 2 x 플라스틱 컵.
5) 장치를 가열된 건조를 갖는 "정상 주기"(약 52℃)로 설정하였다.
6) 컵을 다섯 번 세정하였다.
7) 컵의 얼룩화(spotting) 및 필름화(filming)를 라이트 박스(light box) 하에서 육안으로 평가하고, 1 내지 5의 등급을 정하였다. 더 낮은 등급은 더 우수한 결과를 나타낸다.
Figure pct00015
Figure pct00016
실시예 1 (합성)
DMPA(3.13 g), Tegomer™ D 3403 폴리에테르(13.04 g), CHDM(1.24 g), 및 MPEG 750(64.65 g)을 기계적 교반기, 수 냉각 응축기, 적가 펀넬, 및 열전대가 장착된 질소 분위기를 보유하는 건조 유리 반응기에 첨가하였다. 플라스크 내용물을 80℃로 가열하여 균일한 용액을 제공하였다. 두 가지 디이소시아네이트(MDI(12.66 g) 및 IPDI(6.33 g)를 60분의 주기에 걸쳐 적가 펀넬로부터 동시에 첨가하였다. 온도를 공급물 전반에 걸쳐 75 내지 85℃에서 유지하였다. 이어서, 수득된 혼합물을 IR로 모니터한 바 NCO 피크가 사라질 때까지 80℃에서 교반하였다. 수성 암모니아 용액(28%)을 반응 혼합물에 첨가하였다. 가열은 중단하지만, 교반은 유지하여 투명한 노란색 액체를 수득하였다. DI 수를 첨가하여 40% 고체를 수득하였다. (산가 40.15).
실시예 2 (합성)
DMPA(6.36 g), Tegomer™ D 3403 폴리에테르(39.73 g), CHDM(3.77 g), 및 MPEG 750(20.54 g)을 기계적 교반기, 수 냉각 응축기, 적가 펀넬, 및 열전대가 장착된 질소 분위기를 보유하는 건조 유리 반응기에 첨가하였다. 플라스크 내용물을 80℃로 가열하여 균일한 용액을 제공하였다. 두 가지 디이소시아네이트(MDI(19.73 g) 및 IPDI(9.87 g)를 60분에 걸쳐 적가 펀넬로부터 동시에 첨가하였다. 온도를 공급물 전반에 걸쳐 75 내지 85℃에서 유지하였다. 이어서, 수득된 혼합물을 IR로 모니터한 바 NCO 피크가 사라질 때까지 80℃에서 교반하였다. 수성 암모니아 용액(28%)을 반응 혼합물에 첨가하였다. 가열은 중단하지만, 교반은 유지하여 투명한 노란색 액체를 수득하였다. DI 수를 첨가하여 40% 고체를 수득하였다. (산가 27.6).
실시예 3 (합성)
DMBA(6.36 g), Tegomer™ D 3403 폴리에테르(39.73 g), CHDM(3.77 g), 및 MPEG 750(20.54 g)을 기계적 교반기, 수 냉각 응축기, 적가 펀넬, 및 열전대가 장착된 질소 분위기를 보유하는 건조 유리 반응기에 첨가하였다. 플라스크 내용물을 80℃로 가열하여 균일한 용액을 제공하였다. 두 가지 디이소시아네이트(MDI(19.73 g) 및 IPDI(9.87 g)를 60분에 걸쳐 적가 펀넬로부터 동시에 첨가하였다. 온도를 공급물 전반에 걸쳐 75 내지 85℃에서 유지하였다. 이어서, 수득된 혼합물을 IR로 모니터한 바 NCO 피크가 사라질 때까지 80℃에서 교반하였다. 수성 암모니아 용액(28%)을 반응 혼합물에 첨가하였다. 가열은 중단하지만, 교반은 유지하여 투명한 노란색 액체를 수득하였다. DI 수를 첨가하여 40% 고체를 수득하였다. (산가 40.15).
실시예 4 (제형)
실시예 2에서 제조된 재침착 방지제를 함유하는 액체 세탁 세제(음이온성 섀시) 조성물을 표 1에서 제시된 성분으로부터 제형화하였다. 상업적으로 입수 가능한 재침착 방지 중합체를 동일하게 제형화하고, 모든 제형을 상기 약술된 세탁 재침착 시험(면 견본) 프로토콜에 따라 재침착 방지 특성을 평가하였다.
Figure pct00017
카본 블랙 때가 투여된 세정 액체에 한 번의 주기 노출 후, 실시예 2의 중합체는 EA/MAA 공중합체와 유사한 성능을 나타내며, AA 동종중합체, STY/AA 공중합체, AA/MA 공중합체, PEI 중합체보다는 현저하게 더 우수한 성능을 나타낸다.
실시예 5 (제형)
실시예 2에서 제조된 재침착 방지제를 함유하는 액체 세탁 세제(비이온성 섀시) 조성물을 표 2에 제시된 성분으로부터 제형화하였다. 상업적으로 입수 가능한 재침착 방지 중합체를 동일하게 제형화하고, 모든 제형을 상기 약술된 세탁 재침착 시험(면 견본) 프로토콜에 따라 재침착 방지 특성을 평가하였다.
Figure pct00018
카본 블랙 때가 투여된 세정 액체에 한 번의 주기 노출 후, 실시예 2의 중합체는 AA 동종중합체 및 EA/MAA 공중합체와 유사한 성능을 나타내며, STY/AA 공중합체, AA/MA 공중합체, 및 PEI 중합체보다는 더 우수한 성능을 나타낸다.
실시예 6 (제형)
실시예 2에서 제조된 재침착 방지제를 함유하는 액체 세탁 세제(에톡실화 음이온성 섀시) 조성물을 표 3에서 제시된 성분으로부터 제형화하였다. 상업적으로 입수 가능한 재침착 방지 중합체를 동일하게 제형화하고, 모든 제형을 상기 약술된 세탁 재침착 시험(면 견본) 프로토콜에 따라 재침착 방지 특성을 평가하였다.
Figure pct00019
카본 블랙 때가 투여된 세정 액체에 한 번의 주기 노출 후, 실시예 2의 중합체는 상업적인 재침착 방지제보다 더 우수한 성능을 나타낸다.
실시예 7 (제형)
이 실시예는 낮은 계면활성제 로딩량을 갖는 경제적인 세제 제형(음이온성/비이온성 섀시)에서의 실시예 2의 중합체의 효능을 입증한다. 중합체 대 계면활성제의 유효 중량비는 0.5:8이었다. 성분을 각각의 성분 사이에 충분한 시간을 가지며 표 4에 나타낸 순서대로 첨가하여 재료가 적절히 분산되도록 하였다. 첨가된 중합체를 갖거나 갖지 않는 제형의 Brookfield 점도는 각각 230 및 105 mPaㆍs였다. 하기 표에서 나타낸 바, 카본 블랙 얼룩이 투여된 세정 액체에 한 번의 주기 노출 및 로즈 클레이/트리올레인/사용된 모터 오일 때가 투여된 세정 액체에 다섯 번의 주기 노출 후, 실시예 2의 중합체를 함유하는 제형은 중합체 없이 제형화된 동일한 제형보다 면 상에 더 우수한 성능을 나타낸다.
Figure pct00020
실시예 8 (제형)
이 실시예는 효소, 지방산, 포름에이트, 및 보레이트를 함유하는 액체 세탁 제형에서의 실시예 2의 중합체의 효능을 입증한다. 중합체 대 계면활성제의 유효 중량비는 1:12.5였다. 성분을 각각의 성분 사이에 충분한 시간을 가지며 표 5에 나타낸 순서대로 첨가하여 재료가 적절히 분산되도록 하였다. 제형의 Brookfield 점도는 전형적인 세탁 제형의 것 내에 존재한다(50 내지 1000 mPaㆍs). 하기 표에서 나타낸 바, 카본 블랙 때가 투여된 세정 액체에 한 번의 주기 노출 및 로즈 클레이/트리올레인/사용된 모터 오일 때가 투여된 세정 액체에 다섯 번의 주기 노출 후, 실시예 2의 중합체를 함유하는 제형은 중합체 없이 제형화된 동일한 제형보다 면 상에 더 우수한 성능을 나타낸다.
Figure pct00021
실시예 9 (제형)
이 실시예는 단위 용량 적용에 사용될 수 있는 낮은 물 함량을 갖는 고농축 비이온성 계면활성제 제형에서의 실시예 2의 중합체의 효능을 입증한다. 중합체 대 계면활성제의 유효 중량비는 4:67이었다. 성분을 각각의 성분 사이에 충분한 시간을 가지며 표 6에 나타낸 순서대로 첨가하여 재료가 적절히 분산되도록 하였다. 하기 표에서 나타낸 바, 카본 블랙 때가 투여된 세정 액체에 한 번의 주기 노출 및 로즈 클레이/트리올레인/사용된 모터 오일 때가 투여된 세정 액체에 다섯 번의 주기 노출 후, 실시예 3의 중합체를 함유하는 제형은 중합체 없이 제형화된 동일한 제형보다 면 상에 더 우수한 성능을 나타낸다.
Figure pct00022
실시예 10 (제형)
이 실시예는 낮은 계면활성제 로딩량을 갖는 경제적인 제형에서의 실시예 2의 중합체의 효능을 예시한다. 전형적인 재침착 방지 중합체를 함유하는 동일한 제형을 비교를 위해 시험하였다. 중합체 대 계면활성제의 유효 중량비는 0.25:10이었다. 성분을 각각의 성분 사이에 충분한 시간을 가지며 표 7에 나타낸 순서대로 첨가하여 재료가 적절히 분산되도록 하였다. 제형의 Brookfield 점도는 400 내지 700 mPaㆍs 범위였다. 표 7에서 나타낸 바, 카본 블랙 때가 투여된 세정 액체에 한 번의 주기 노출 및 로즈 클레이/트리올레인/사용된 모터 오일 때가 투여된 세정 액체에 다섯 번의 주기 노출 후, 실시예 2의 중합체를 함유하는 제형은 면 견본 및 면/폴리에스테르 배합물 견본에 대해 상업적인 재침착 방지 중합체보다 더 우수한 성능을 나타냈다.
Figure pct00023
실시예 11 (제형)
이 실시예는 효소, 지방산, 및 높은 수준의 계면활성제를 함유하는 액체 세탁 제형으로 실시예 2의 중합체의 효능을 예시한다. 중합체 대 계면활성제의 유효 중량비는 0.5:15.88이었다. 성분을 각각의 성분 사이에 충분한 시간을 가지며 표 8에 나타낸 순서대로 첨가하여 재료가 적절히 분산되도록 하였다. 제형의 Brookfield 점도는 전형적인 세탁 제형의 것 내에 존재한다(700 내지 2000 mPaㆍs). 하기 표에 나타낸 바, 카본 블랙 때가 투여된 세정 액체에 다섯 번의 주기 노출 후, 실시예 2의 중합체는 면 및 면/폴리에스테르 배합물 견본 둘 모두에 대해 비교 중합체보다 더 우수한 효능을 나타내며, 로즈 클레이/트리올레인/사용된 모터 오일 때에 다섯 번의 주기 노출 후에 유사한 결과를 나타낸다.
Figure pct00024
실시예 12 (제형)
이 실시예는 계면활성제로서 LAS를 갖는 전형적인 분말 제형에서의 실시예 2의 중합체의 효능을 예시한다. 중합체 대 계면활성제의 유효 중량비는 0.7:19.73이었다. 성분을 각각의 성분 사이에 충분한 시간을 가지며 표 9에 나타낸 순서대로 첨가하여 재료가 적절히 분산되도록 하였다. 실시예 2의 중합체는 다섯 번의 세정 주기 후에 카본 블랙 및 로즈 클레이/트리올레인/사용된 모터 오일 때에 대해 비교 중합체보다 현저하게 더 우수하게 수행하였다.
Figure pct00025
실시예 13 (제형)
하기 실시예는 일반적인 자동 식기 제형에서의 실시예 2의 중합체의 효능을 예시한다. 성분을 각각의 성분 사이에 충분한 시간을 가지며 표 10에 나타낸 순서대로 첨가하여 재료가 적절히 분산되도록 하였다. 상업적인 중합체와 비교할 때, 중합체는 얼룩화에 대해 유리 및 플라스틱 상에서 동일한 성능을 나타내며, 유리 및 플라스틱 필름화에 대해서는 약간 더 우수한 성능을 나타낸다.
Figure pct00026

Claims (43)

  1. 세제 조성물로서,
    a) 적어도 하나의 계면활성제; 및
    b) 폴리우레탄 중합체의 총 중량을 기준으로 약 35 내지 90 중량%의 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드)를 포함하는 폴리우레탄 재침착 방지 중합체(anti-redeposition polymer)를 포함하며, 적어도 5 중량% 이상의 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드)는 폴리(에틸렌 옥사이드)이고, 폴리우레탄 중합체의 총 중량을 기준으로 적어도 5 중량%의 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드)는 폴리우레탄 중합체로부터 펜딩된(pending) 측쇄에 혼입되고, 폴리우레탄은 약 1 내지 약 300 mg KOH/g, 또는 약 5 내지 약 200 mg KOH/g, 또는 약 10 내지 약 150 mg KOH/g, 또는 약 15 내지 100 KOH/g, 또는 약 20 내지 약 75 mg KOH/g, 또는 약 25 내지 약 45 mg KOH/g 범위의 산가를 갖는, 세제 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리우레탄은 약 5 내지 약 150 mg KOH/g 범위의 산가를 갖는, 세제 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리우레탄에 함유된 상기 산 기는 카복실산 기인, 세제 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리우레탄 중합체 내 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드)의 양은 중합체의 총 중량을 기준으로 50 중량% 이상 및 70 중량% 이하인, 세제 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리우레탄 중합체의 총 중량을 기준으로 0 내지 5 중량% 미만, 또는 0.5 내지 4.5 중량%, 또는 1 중량% 내지 3 중량%의 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드)는 상기 폴리우레탄 중합체 상의 말단 사슬(들)로서 혼입되는, 세제 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리우레탄 중합체 상에 측면 및/또는 말단으로 혼입되는 상기 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드) 사슬의 수평균 분자량 중량은 약 350 내지 약 2,500 g/mol 범위인, 세제 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리우레탄 중합체는 약 20 내지 약 75 mg KOH/g 범위의 산가를 갖는, 세제 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리우레탄 중합체는 하기 성분을 함께 반응시킴으로써 제조되는, 세제 조성물:
    (i) 약 2 내지 약 2.5의 평균 작용성을 갖는 하나 이상의 폴리이소시아네이트;
    (ii)적어도 하나의 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드) 사슬 및 적어도 2개의 기를 갖는 하나 이상의 화합물 - 상기 적어도 2개의 기는 이소시아네이트기와 반응하며 화합물의 일 말단에 위치하여 폴리(C2-C4 알킬렌 옥사이드) 사슬이 폴리우레탄 중합체 골격에 대해 측면으로 배치되도록 함 -;
    (iii) 적어도 하나의 산 기 및 이소시아네이트기와 반응하는 적어도 2개의 기를 함유하는 하나 이상의 화합물;
    (iv) 선택적으로, 이소시아네이트기와 반응하는 적어도 2개의 기를 함유하는 약 32 내지 약 3000 g/mol의 수평균 분자량을 갖는 하나 이상의 사슬 연장 화합물; 및
    (v) 선택적으로, 이소시아네이트기와 반응하는 하나의 기를 함유하는 하나 이상의 사슬 종결제 화합물.
  9. 제8항에 있어서, 성분 (i)은 디이소시아네이트인, 세제 조성물.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 디이소시아네이트는 톨루엔 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 헥산디이소시아네이트, α,α'-테트라메틸자일렌 디이소시아네이트, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트, 디사이클로헥실메탄-4,4'-디이소시아네이트, 및 이의 혼합물로부터 선택되는, 세제 조성물.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (ii)는 화학식 I의 화합물이며,
    Figure pct00027

    상기 식에서, R은 C1-C20 하이드로카빌이고; R1은 수소, 메틸, 에틸이고, 이 중 60% 이상은 수소이고; R2 및 R3은 각각 독립적으로 C1-C8 하이드록시 알킬이고; Z는 C2-C4 알킬렌이고; X는 O 또는 NH이고; Y는 폴리이소시아네이트의 잔기이고; m은 5 내지 150, 또는 10 내지 100, 또는 25 내지 50이고; p는 1 내지 4이고, q는 1 또는 2인, 세제 조성물.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (ii)는 화학식 II의 화합물이며,
    Figure pct00028

    상기 식에서, R5는 C1-C5 알킬이고, j + k의 60 중량% 이상이 J인 조건으로 j + k의 합은 약 4 내지 약 150이고, k는 0일 수 있고, k가 0일 때, I j는 약 10 내지 약 80, 또는 약 15 내지 약 60, 또는 약 20 내지 약 40 범위인, 세제 조성물.
  13. 제12항에 있어서, 화학식 II의 R5는 메틸인, 세제 조성물.
  14. 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (ii)는 화학식 IIa의 화합물이며,
    Figure pct00029

    상기 식에서, j는 약 4 내지 약 100, 또는 약 10 내지 약 80, 또는 약 15 내지 약 60, 또는 약 20 내지 약 40인, 세제 조성물.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (iii)은 화학식 III의 화합물이며,
    Figure pct00030

    상기 식에서, R8 및 R9는 각각 독립적으로 C1-C6 하이드록시 알킬이고, R10은 선형 또는 분지형 알킬기이고, M은 수소, 알칼리 금속 양이온, 암모늄 양이온, 및 4차 암모늄 양이온으로부터 선택되는, 세제 조성물.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, R8 및 R9는 하이드록시 메틸이고, R10은 메틸 및 에틸로부터 선택되는, 세제 조성물.
  17. 제8항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리우레탄 중합체는 하이드라진, 메틸 디아민, 에틸렌 디아민, 1,4-부탄 디아민, 1,6-헥산 디아민, 프로필렌 디아민, 부틸렌 디아민, 헥사메틸렌 디아민, 사이클로헥실렌 디아민, 페닐렌 디아민, 톨릴렌 디아민, 메타-자일릴렌디아민, 1,6-헥산디올, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 1,2-도데칸 디올, 2-페닐-1,2-프로판디올, 1,4-벤젠 디메탄올, 1,4-부탄디올, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 및 네오펜틸 글리콜로부터 선택된 성분 (iv)를 추가로 포함하는, 세제 조성물.
  18. 제8항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리우레탄 중합체는 에틸렌옥시, 프로필렌옥시, 부틸렌옥시, 및 이의 혼합물로부터 선택된 알킬렌 글리콜의 반복 단위를 함유하는 폴리(C2-C4 알킬렌 글리콜)로부터 선택된 성분 (iv)를 추가로 포함하는, 세제 조성물.
  19. 제18항에 있어서, 상기 성분 (iv)는 프로필렌옥시 및/또는 부틸렌옥시 반복 단위를 포함하는 동종중합체, 또는 랜덤 또는 블록 공중합체로부터 선택되는, 세제 조성물.
  20. 제8항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (iv)는 화학식 IV의 화합물이며,
    Figure pct00031

    상기 식에서, R은 C1-C20 하이드로카빌이고; R1은 수소, 메틸, 에틸이고, 이 중 60% 이상은 수소이고; R2 및 R3은 각각 독립적으로 C1-C8 하이드록시 알킬이고; Z는 C2-C4 알킬렌이고; X는 O 또는 NH이고; Y는 폴리이소시아네이트의 잔기이고; m은 5 내지 150, 또는 10 내지 100, 또는 25 내지 50이고; p는 1 내지 4인, 세제 조성물.
  21. 제8항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (iv)는 화학식 V의 화합물이며,
    Figure pct00032

    상기 식에서, R5는 C1-C5 알킬이고, j + k의 60 중량% 이상이 J인 조건으로 j + k의 합은 약 4 내지 약 150이고, k는 0일 수 있고, k가 0일 때, I j는 약 10 내지 약 80, 또는 약 15 내지 약 60, 또는 약 20 내지 약 40 범위인, 세제 조성물.
  22. 제8항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (iv)는 화학식 Va의 화합물이며,
    Figure pct00033

    상기 식에서, j는 약 4 내지 약 100, 또는 약 10 내지 약 80, 또는 약 15 내지 약 60, 또는 약 20 내지 약 40인, 세제 조성물.
  23. 제8항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리우레탄 중합체는 (a) 약 15 내지 약 50 중량%의 성분 (i); (b) 약 10 내지 약 80 중량%의 성분 (ii); (c) 약 1 내지 약 24 중량%의 성분 (iii); (d) 0 내지 약 50 중량%의 성분 (iv); 및 (e) 0 내지 약 20 중량%의 성분 (v)를 함께 반응시킴으로써 제조되는, 세제 조성물.
  24. 제8항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (i)은 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 및 이의 혼합물로부터 선택되는, 세제 조성물.
  25. 제8항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (ii)는 트리메틸올 프로판 모노에톡실레이트 메틸 에테르인, 세제 조성물.
  26. 제8항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (iii)은 디메틸올프로피온산, 디메틸올부탄산, 및 이의 혼합물로부터 선택되는, 세제 조성물.
  27. 제8항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (iv)는 사이클로헥산디메탄올인, 세제 조성물.
  28. 제8항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (v)는 폴리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르인, 세제 조성물.
  29. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측면 및/또는 말단 부착된 폴리(알킬렌 옥사이드) 모이어티의 분자량은 약 350 내지 약 5,000 g/mol, 또는 약 600 내지 약 3,000 g/mol, 또는 약 800 내지 약 2,500 g/mol, 또는 약 950 내지 약 1,200 g/mol 범위인, 세제 조성물.
  30. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리우레탄 중합체는 약 2,000 내지 약 50,000 g/mol, 또는 3,000 내지 약 30,000 g/mol, 또는 약 4,000 내지 약 20,000 g/mol, 또는 약 5,000 내지 약 15,000 g/mol의 수평균 분자량을 갖는, 세제 조성물.
  31. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 계면활성제는 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 쯔비터이온성 계면활성제(zwitterionic surfactant), 및 이의 혼합물로부터 선택되는, 세제 조성물.
  32. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 계면활성제는 선형 알킬 아릴 설포네이트, 알킬 설페이트, 알킬 설포네이트, 알킬 폴리에테르 설페이트, 지방산 비누, 및 이의 혼합물로부터 선택된 음이온성 계면활성제인, 세제 조성물.
  33. 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 계면활성제는 지방 알코올 알콕실레이트, 알킬 글리코시드, 알킬 폴리글리코시드, 지방산 에스테르 알콕실레이트, 아민 옥사이드, 및 이의 혼합물로부터 선택된 비이온성 계면활성제인, 세제 조성물.
  34. 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음이온성 계면활성제는 총 조성물의 중량을 기준으로 약 1.5 내지 약 80 중량%, 또는 약 5 내지 약 60 중량%, 또는 약 10 내지 약 40 중량% 범위의 양으로 존재하는, 세제 조성물.
  35. 제1항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비이온성 계면활성제는 총 조성물의 중량을 기준으로 약 0.5 내지 약 80 중량%, 또는 약 1 내지 약 50 중량%, 또는 약 2 내지 약 35 중량% 범위의 양으로 존재하는, 세제 조성물.
  36. 제1항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 음이온성 계면활성제 대 비이온성 계면활성제의 중량비는 약 5:1 및 그 미만인, 세제 조성물.
  37. 제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기능화 중합체는 총 조성물의 중량을 기준으로 약 0.01 내지 약 15 중량%, 또는 약 0.1 내지 약 5 중량%, 또는 약 0.25 내지 약 2 중량% 범위인 양으로 존재하는, 세제 조성물.
  38. 제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 표백제, 표백 활성화제, 계면활성제, 과산화물, 광택제, 빌더(builder), 킬레이트제, 전염 억제제(dye transfer inhibiting agent), 분산제, 효소, 효소 안정화제, 촉매 금속 착물, 증점제, 레올로지 개질제, 중합체 분산제, 점토 및 때 제거/재침착 방지제(soil removal/anti-redeposition agent), 비누거품 억제제(suds suppressor), 염료, 향료, 향료 전달 시스템, 구조 탄성화제(structure elasticizing agent), 섬유 유연제, 담체, 하이드로트로프(hydrotrope), 용매, 가공 보조제, 부식 억제제, 및 안료로부터 선택된 보조 성분을 추가로 포함하는, 세제 조성물.
  39. 제1항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세제 조성물은 과립 세제, 액체 세탁 세제, 젤 세제, 단위 용량 세제, 수용성 파우치 내에 함유된 세제, 액체 손 식기세척 세제, 세탁 전처리 제품, 자동 식기세척 세제, 및 경질 표면 세정제(hard surface cleaner)로 구성된 군으로부터 선택된 형태인, 세제 조성물.
  40. 제39항에 있어서, 상기 세제는 표백제, 표백 활성화제, 빌더, 킬레이트제, 부식 억제제, 비누거품 억제제, 및 이의 혼합물로부터 선택된 보조 성분을 포함하는 자동 식기세척 세제인, 세제 조성물.
  41. 제40항에 있어서, 상기 자동 식기세척 세제는 분말, 젤, 정제, 액체, 및 단위 용량 파우치의 형태인, 세제 조성물.
  42. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항의 폴리우레탄 중합체를 약 0.25 내지 약 2 중량%(조성물의 총 중량 기준)로 첨가하여 세탁 세제 조성물에 재침착 방지 특성을 부여하는 방법.
  43. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항의 조성물에 개시된 기능화 중합체의 과립 세제, 액체 세탁 세제, 젤 세제, 단위 용량 세제, 수용성 파우치 내에 함유된 세제, 액체 손 식기세척 세제, 세탁 전처리 제품, 자동 식기세척 세제, 및 경질 표면 세정제의 재침착 방지제로서의 용도.
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