KR100239091B1 - 다기능 수계 세정제 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다기능 수계 세정제 조성물에 관한 것으로, 알킬옥시폴리에틸렌옥시에탄올(Alkyloxypolyethyleneoxyethanol) 10 ∼ 13wt%, 옥틸페녹시폴리에톡시에탄올(Octylphenoxypolyethoxyethanol) 7 ∼ 11wt%, 모노에탄올아민(Monoethanolamine) 1 ∼ 3wt%, 에틸렌디아민테트라아세트산(Ethylenediaminetetraacetic acid) 또는 에틸렌디아민테트라아세트산의 나트륨염(Ethylenediaminetetraacetic acid-4Na) 0.01 ∼ 0.02wt%, 알킬폴리글리코사이드(Alkylpolyglycoside) 3 ∼ 7wt%, 노닐페녹시폴리에톡시에탄올(Nonylphenoxypolyethoxyethanol) 4 ∼ 6wt%, 실리카계 유기 소포제(Silica organic defoamer) 0.2 ∼ 1.0wt%, 구연산(Citric acid) 또는 우레아(Urea) 0.05 ∼ 0.1wt%, 증류수 70 ∼ 72wt% 및 필요에 따라 빌더(builder) 0.3 ∼ 0.5wt%로 구성되는 조성물을 이용하여 세정제를 제조하므로서 작업할 만한 습기만 있으면 어느 환경에서도 본래의 기능을 수행하는 특성이 있으며, 사용수에 따른 세척력의 변화가 없고, 과도한 폐수유출을 억제하고 세척제 사용에 따른 유기화합물의 폐수 배출을 최대로 상쇄할 수 있고 수중 생태군에 미치는 독성의 피해나 취수장의 독성 오염도 거의 완벽하게 배제할 수 있으며 일반 산업적 용도에 광범위한 유용성을 갖는 다기능 수계 세정제를 얻을 수 있었다.

Description

다기능 수계 세정제 조성물
본 발명은 오존층 파괴가 없으며 기계금속, 자동차, 전기전자, 유리광학, 플라스틱 등의 부품을 완벽하게 세척할 수 있는 환경친화적인 공업용 다기능 세정제 조성물에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 수질오염의 공해문제를 해결함과 동시에 인체나 수중 생태학적으로 안전하며 다목적 용도로 사용될 수 있어 산업적 응용에 경제적 부가성이 높고 사용이 간편하며 값이 싼 세정제를 공급할 수 있는 다기능 세정제 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 종래의 세제는 합성 계면활성제를 주성분으로 함유하는 조성물이 주로 사용되고 있다. 그러나, 최근 산업계에 환경오염에 관한 문제가 중요하게 대두되면서 전 산업 부문에 걸쳐 환경 오염을 최소한으로 줄일 수 있는 많은 방안들이 연구되고 있다. 이러한 추세는 세제 분야에서도 예외가 아니어서 합성 계면활성제를 이용하여 다양하게 생산되던 기존 세제들을 충분히 대체할 수 있는 새로운 세제에 대한 요구가 높아지고 있다.
상기와 같은 요구 사항에 부응하기 위하여 합성 계면활성제를 대체할 수 있는 천연 계면활성제를 이용하고자 시도되었으며, 그 결과 천연 계면활성제의 일종인 메틸에스테르설폰산염(MES)이 세제의 주성분으로 사용된 바 있으나, 이는 어독성 및 안정성 측면에서 많은 문제점이 있는 것으로 밝혀졌다.
특히, 미국의 프랭크(FRANK) 박사는 미생물에 의한 수중분해도가 낮거나 유트로프화(Eutrofication: 부영양화)를 유발하여 물의 자정작용을 저해하고 수중생태군에 강한 독성을 지닌 많은 경성 및 연성 수용성 세정제를 비교 검토한 결과, 대부분 알킬기 등의 원자단을 측쇄에 갖거나 벤젠핵을 가진 것들이 제조상 황산염 공정이나 술폰산염 공정을 거쳐 생성되며, 이들 생성물들이 세척 메카니즘(mechanism)에서 충분한 역할을 못하므로 많은 첨가제의 사용이 수반됨을 밝혀내었다.
또한, 종래의 세정제들은 어느 환경에서도 본래의 기능을 수행할 수 없는 단점이 있으며, 경수 또는 연수 혹은 담수 또는 연수 간에 세척력의 차이가 있고, 인산염, 질산염, 니트릴로트리아세트산(NTA) 등과 같은 일반적으로 알려진 공해유발 독성물질을 함유하고 있으며, 적용 범위가 한정적인 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 작업할 만한 습기만 있으면 어느 환경에서도 본래의 기능을 수행하는 특성이 있으며, 사용수에 따른 세척력의 변화가 없고, 과도한 폐수유출을 억제하고 세척제 사용에 따른 유기화합물의 폐수 배출을 최대로 상쇄할 수 있고 수중 생태군에 미치는 독성의 피해나 취수장의 독성 오염도 거의 완벽하게 배제할 수 있으며 일반 산업적 용도에 광범위한 유용성을 갖는 다기능 수계 세제 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 목적의 다기능 수계 세제 조성물을 이용한 세제방법를 제공함에 있다.
상기 목적들 뿐만 아니라 용이하게 표출될 수 있는 또 다른 목적을 달성하여 종래의 문제점을 해결하고 목적하는 바람직한 물성을 갖는 세제 조성물을 제조하기 위하여 본 발명에서는 천연계에서 추출한 식물성 지방산과 알칸올 아민을 축합하여 생성한 화합물과, 다가 알코올과 지방산의 부분 에스테르 구조를 갖는 비이온성 계면활성제를 혼합한 생성물을 콜로이드 공법에 도입시켜 10-5∼ 10-7m 콜로이드상 미립자로 생성시킴으로서, 세척용액내에서 이온이 해리하지 않고 강력한 계면활성을 나타내면서 급속도로 확산되어 콜로이드 특성 차원의 무질서 운동(random movement)을 지속하여 자성(magnetic properties), 전기 영동(electrophoresis) 및 흡착성질(adosorption properties) 등의 유기적인 복합 활성을 상응시켜 독특한 세척 메카니즘(detergent-machanism)을 형성할 수 있으며, 이에 따라 포착제, 계면활성제 및 과습윤(super-wetting)의 기능을 복합적으로 고활성화 함으로써 침투, 유화, 분산, 세정 등의 탁월한 세척 작용을 수행할 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 다기능 수계 세정제 조성물은 알킬옥시폴리에틸렌옥시에탄올(Alkyloxypolyethyleneoxyethanol) 10 ∼ 13wt%, 옥틸페녹시폴리에톡시에탄올(Octylphenoxypolyethoxyethanol) 7 ∼ 11wt%, 모노에탄올아민(Monoethanolamine) 1 ∼ 3wt%, 에틸렌디아민테트라아세트산(Ethylenediaminetetraacetic acid) 또는 에틸렌디아민테트라아세트산의 나트륨염(Ethylenediaminetetraacetic acid-4Na) 0.01 ∼ 0.02wt%, 알킬폴리글리코사이드(Alkylpolyglycoside) 3 ∼ 7wt%, 노닐페녹시폴리에톡시에탄올(Nonylphenoxypolyethoxyethanol) 4 ∼ 6wt%, 실리카계 유기 소포제(Silica organic defoamer) 0.2 ∼ 1.0wt%, 구연산(Citric acid) 또는 우레아(Urea) 0.05 ∼ 0.1wt%, 증류수 70 ∼ 72wt% 및 필요에 따라 빌더(builder) 0.3 ∼ 0.5wt%로 구성된다.
알킬옥시폴리에틸렌옥시에탄올, 옥틸페녹시폴리에톡시에탄올 및 노닐페녹시폴리에톡시에탄올은 비이온계 계면활성제로서 세정, 세척 작용을 하며, 상기 3성분의 사용량은 제조될 세정제의 용도에 따라 용이하게 변경이 될 수 있으나 상기 범주가 세정, 세척 효과 및 오염 방지 효과, 침투, 유화, 분산의 측면에서 볼 때 가장 바람직하였다.
모노에탄올아민은 식물성 지방산과 반응하여 콜로이드상 미립자로 형성되므로서 제조되는 세정제의 세정력을 향상시키며, 상기 범주 미만으로 사용될 경우에는 세정력 향상 효과가 미약하고, 상기 범주를 초과하여 사용될 경우에는 첨가 상승 효과가 없어 경제적이지 못하다.
에틸렌디아민테트라아세트산 또는 이의 나트륨염 및 알킬폴리글리코사이드는 식물성 지방산으로 사용되는 것으로 모노에탄올아민과 반응하여 세정력을 향상시키는 것으로 상기 범주 미만으로 사용될 경우에는 세정력 향상 효과가 미약하고, 상기 범주를 초과하여 사용될 경우에는 첨가 상승 효과가 없어 경제적이지 못하다. 실리카계 유기 소포제는 제조될 세정제에서 발생되는 거품의 양을 조절하는 것으로 상기 범주 미만으로 사용될 경우에는 제조되는 세정제에서 거품의 생성이 과다하게 이루어지는 문제점이 있으며, 상기 범주를 초과하여 사용될 경우에는 거품이 거의 발생되지 않아 침투, 유화, 분산 작용이 미약하여 세정력이 저하되는 문제점이 있었다.
구연산 또는 우레아는 pH조절 및 피부 보호를 위하여 첨가되는 것으로 첨가량이 상기 범주 미만일 경우에는 pH조절이 어렵고 알칼리성이 강하여 피부에 손상이 오는 단점이 있으며, 상기 범주를 초과할 경우에는 제조되는 세정제가 산성화가 되어 환경오염을 강하게 유발하는 문제점이 있었다.
또한, 본 발명의 다기능 수계 세정제 조성물은 빌더가 세정제 총 중량에 대하여 0.3 ∼ 0.5wt% 첨가되어 제조되는 세정제의 세정 효과를 상승시킬 수 있다.
본 발명의 다기능 수계 세정제 조성물로 제조되는 세정제는 모든 금속의 방청, 방부식성이 있으며, 세정제가 신속히 피세정체에 침투 확산되는 특성으로 인하여 보호입자 피막을 형성하는 원료로 제조되고 약 알칼리성에 본발명의 세정제를 첨가하면 탈청반응이 활성화되면서 금속표면도 보호될 수 있는 장점이 있으며, 모든 종류의 오염 오일 물질을 완벽하게 유화 제거시킬 수 있는 환경친화적 다목적 산업용 세정제이다. 또한, 우수한 도금 효과와 탁월한 광택, 부식 방지 효과를 낼 수 있으며, 세척후 재오염 방지를 위한 첨가제가 투입되어 세정 부품의 내,외 표면과 부품의 성능을 전혀 손상시키지 않고 인체에 해가 없어 작업성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다기능 수계 세정제 조성물로 제조되는 세정제는 매우 높은 세정력을 보이는 아교질, 격리제, 계면활성제와 친수성 물질의 혼합조제이고, 부드러운 향기를 내는 호박색 세정제로서 무독성 불연성을 띤 절연체이며, 산화방지제로서 거품을 많이 일으키지도 않고 빠른 시일내에 생분해되고 피세정체에 아무런 해를 주지 않는다.
또한, 종래의 세정제에 많이 포함되어 있는 질산염, 효소, 황산염, 크롬산염, 다리모넨, 부틸셀로솔브와 같은 물질을 포함하지 않으며 물에 용해성이 아주 좋아 99.935%가 물에 용해된다.
다음의 실시예는 본 발명을 좀 더 상세히 설명하는 것이지만, 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.
실시예 1
에틸옥시폴리에틸렌옥시에탄올 10wt%, 옥틸페녹시폴리에톡시에탄올(일칠화학(주)제품) 7wt%, 모노에탄올아민(미국, 유니온 카바이드사 제품) 1wt%, 에틸렌디아민테트라아세트산의 나트륨염(바스프사 제품) 0.01wt%, 알킬폴리글리코사이드(알킬기:C10, 독일 헨켈사 제품) 6wt%, 노닐페녹시폴리에톡시에탄올(일칠화학(주)제품) 4wt%, 실리카계 유기 소포제(다우코닝사 제품: 제품명(LDC-120A)) 0.4wt%, 구연산0.1wt%, 증류수 71.09wt% 및 테일 오일 지방산(Tail-oil fatty acid) 0.4wt%를 균질하게 혼합하여 본발명의 다기능 수계 세정제를 얻었다.
제조된 세정제의 물성을 평가하여 표1에 기재하고, 시험 분석 결과를 표2에 기재하였다.
표1 및 표2로부터 알 수 있는 바와 같이 제조된 세정제는 모든 금속의 방청, 방부식성이 있으며, 세정제가 신속히 피세정체에 침투 확산되는 특성으로 인하여 보호입자 피막을 형성하는 원료로 제조되고 약 알칼리성에 본발명의 세정제를 첨가하면 탈청반응이 활성화되면서 금속표면도 보호될 수 있는 장점이 있으며, 모든 종류의 오염 오일 물질을 완벽하게 유화 제거시킬 수 있는 환경친화적 다목적 산업용 세정제이다.
실시예 2
에틸옥시폴리에틸렌옥시에탄올 11wt%, 옥틸페녹시폴리에톡시에탄올(일칠화학(주)제품) 6wt%, 모노에탄올아민(미국, 유니온 카바이드사 제품) 1wt%, 에틸렌디아민테트라아세트산(바스프사 제품) 0.02wt%, 알킬폴리글리코사이드(알킬기:C10, 70%,독일 헨켈사 제품) 3wt%, 8몰 농도의 노닐페녹시폴리에톡시에탄올(일칠화학(주)제품) 5wt%, 8몰 농도의 옥틸페녹시폴리에톡시에탄올(일칠화학(주)제품) 2wt%,실리카계 유기 소포제(다우코닝사 제품: 제품명(LDC-120A)) 0.9wt%, 우레아(삼성종합화학(주)제품) 0.08wt%, 증류수 71wt%를 균질하게 혼합하여 본발명의 다기능 수계 세정제를 얻었다.
제조된 세정제의 물성을 평가하여 표1에 기재하고, 시험 분석 결과를 표2에 기재하였다.
표1 및 표2로부터 알 수 있는 바와 같이 제조된 세정제는 우수한 도금 효과와 탁월한 광택, 부식 방지 효과를 낼 수 있으며, 세척후 재오염 방지를 위한 첨가제가 투입되어 세정 부품의 내,외 표면과 부품의 성능을 전혀 손상시키지 않고 인체에 해가 없어 작업성을 향상시킬 수 있으며, 적용범위가 넓어 자동차, 프레스 가공, 도금, 도장 전처리와 특히 정밀기계 부품에 탁월한 효과를 내고 천연 식물성계와 석유계 계면활성제가 포함되어 있어 환경친화성은 떨어지나 가격과 품질은 우수하였다.
표 1
실시예 1 실시예 2 수용성 일반세정제
화학적 성분 천연 식물성 지방산 계면활성제 석유 및 천연 식물성 지방산 계면활성제 석유, 알콜계의 계면활성제
pH(물과 혼합시) 중성, 약알칼리성 중성, 약알칼리성 강,약알칼리성,중성
거품 발생 유무 극 소 극 소 유
유화율(30초 이내) 81.4% 82.3% 20.4%
친수성 빠름(1mm/1.5초) 빠름 느림
피부 자극성 없음(피부보호성) 미미함(피부 보호성 가미) 강, 보통
금속 자극성 전무하며 24시간 잔류 피막보호층 형성 금속 자극성 없음 비철 금속에는 심한 자극 있음
인체 자극 미미함 미미함 강함
미생물 자극 거의 무관 거의 무관 미생물 파괴
정전기 방지 방지됨 방지됨 방지안됨
이 온 성 비이온계 비이온계 양,음,비이온계
표 2
실시예 1 실시예 2
비중(15.6℃) 1.017 1.014
점도(-3.89℃),cps 137 139
절연성 kv 1.5 1.4
열전도율(Microohms/cm) 6,500 2,300
pH(25℃) 10.3 10.9
증기밀도(공기중) 0.062 0.003
증기압력(20℃),mmHg 17.0 10.7
끓는점(℃) 100 100
표면장력(25℃),dyne/cm 29.5 27.7
결빙점(℃) -27 -29
운점(℃) 10 11
생분해도(%) 99.97 97.07
세정력 표준세제와 동등 이상 표준세제와 동등 이상
중금속(pb로서),ppm 불검출 불검출
비소(AS로서),ppm 불검출 불검출
거품안정도 30ml 이하 30ml 이하
상술한 바와 같이 본 발명에서는 알킬옥시폴리에틸렌옥시에탄올(Alkyloxypolyethyleneoxyethanol) 10 ∼ 13wt%, 옥틸페녹시폴리에톡시에탄올(Octylphenoxypolyethoxyethanol) 7 ∼ 11wt%, 모노에탄올아민(Monoethanolamine) 1 ∼ 3wt%, 에틸렌디아민테트라아세트산(Ethylenediaminetetraacetic acid) 또는 에틸렌디아민테트라아세트산의 나트륨염(Ethylenediaminetetraacetic acid-4Na) 0.01 ∼ 0.02wt%, 알킬폴리글리코사이드(Alkylpolyglycoside) 3 ∼ 7wt%, 노닐페녹시폴리에톡시에탄올(Nonylphenoxypolyethoxyethanol) 4 ∼ 6wt%, 실리카계 유기 소포제(Silica organic defoamer) 0.2 ∼ 1.0wt%, 구연산(Citric acid) 또는 우레아(Urea) 0.05 ∼ 0.1wt%, 증류수 70 ∼ 72wt% 및 필요에 따라 빌더(builder) 0.3 ∼ 0.5wt%로 구성되는 조성물을 이용하여 세정제를 제조하므로서 작업할 만한 습기만 있으면 어느 환경에서도 본래의 기능을 수행하는 특성이 있으며, 사용수에 따른 세척력의 변화가 없고, 과도한 폐수유출을 억제하고 세척제 사용에 따른 유기화합물의 폐수 배출을 최대로 상쇄할 수 있고 수중 생태군에 미치는 독성의 피해나 취수장의 독성 오염도 거의 완벽하게 배제할 수 있으며 일반 산업적 용도에 광범위한 유용성을 갖는 다기능 수계 세정제를 얻을 수 있었다.

Claims (2)

  1. 알킬옥시폴리에틸렌옥시에탄올(Alkyloxypolyethyleneoxyethanol) 10 ∼ 13wt%, 옥틸페녹시폴리에톡시에탄올(Octylphenoxypolyethoxyethanol) 7 ∼ 11wt%, 모노에탄올아민(Monoethanolamine) 1 ∼ 3wt%, 에틸렌디아민테트라아세트산(Ethylenediaminetetraacetic acid) 또는 에틸렌디아민테트라아세트산의 나트륨염(Ethylenediaminetetraacetic acid-4Na) 0.01 ∼ 0.02wt%, 알킬폴리글리코사이드(Alkylpolyglycoside) 3 ∼ 7wt%, 노닐페녹시폴리에톡시에탄올(Nonylphenoxypolyethoxyethanol) 4 ∼ 6wt%, 실리카계 유기 소포제(Silica organic defoamer) 0.2 ∼ 1.0wt%, 구연산(Citric acid) 또는 우레아(Urea) 0.05 ∼ 0.1wt%, 증류수 70 ∼ 72wt%로 구성됨을 특징으로 하는 다기능 수계 세정제 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 빌더(builder)가 0.3 ∼ 0.5wt% 부가됨을 특징으로 하는 다기능 수계 세정제 조성물.
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