KR100779296B1 - Oil-in-water microemulsion type detergent compositions containning aliphatic hydrocarbon oil - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비이온 및 음이온 계면활성제, 물, 오일, 그리고 알콜 성분을 포함하는 산업용 세정제의 조성물에 관한 것으로 O/W 마이크로에멀젼 타입의 세정제이며 조성물 중 많은 부분이 물로 이루어진 환경친화적인 수계 세정제이다. 세정제를 구성하는 계면활성제는 저독성이며, 생분해도가 우수한 성질을 가지고 있고 이를 사용하여 제조된 마이크로에멀젼은 매우 낮은 계면장력 및 열역학적으로 안정한 성질을 가지고 있다. 따라서 본 발명품인 수계 세정제는 전자부품 및 정밀부품의 표면에 묻어있는 오일, 지방, 기계유, 절삭유, 그리스유, 액정오염, 플럭스 등과 같은 오염물에 대한 세정력이 뛰어나고, 화재 위험성이 전혀 없으며 환경안전성 또한 우수하다. 또한, 가장 큰 특징은 온도에 민감하지 않아 저온 뿐 아니라 넓은 온도 범위에서 세정력이 우수하며 pH, 경도, 전해질 농도에 대한 영향이 거의 없어 조업 조건에 따른 세정제 적용이 용이하며 에너지 절감 효과 역시 가능하다. 이러한 세정제의 조성물은 다음의 성분 (a)~(f)를 함유하고 있다.The present invention relates to compositions of industrial detergents comprising nonionic and anionic surfactants, water, oils, and alcohol components, which are O / W microemulsion type cleaners and environmentally friendly water-based cleaners, many of which are composed of water. The surfactant constituting the cleaning agent is low toxicity, has excellent biodegradability, and the microemulsion prepared using the same has very low interfacial tension and thermodynamically stable properties. Therefore, the water-based cleaning agent of the present invention has excellent cleaning power against contaminants such as oils, fats, machine oils, cutting oils, grease oils, liquid crystal contamination, and fluxes on the surfaces of electronic parts and precision parts, and has no fire risk and excellent environmental safety. Do. In addition, the biggest feature is that it is not sensitive to temperature, so it has excellent cleaning power not only at low temperature but also at a wide temperature range, and has little effect on pH, hardness, and electrolyte concentration. The composition of such a washing | cleaning agent contains the following components (a)-(f).
(a) 지방족 탄화수소(R-CH2CH3 : R은 탄소수 8-16의 직쇄알킬) 0.5부피%∼30부피%(a) 0.5% by volume to 30% by volume of aliphatic hydrocarbon (R-CH 2 CH 3 : R is linear alkyl having 8-16 carbon atoms)
(b) HLB 4∼20의 비이온 계면활성제 및 음이온 계면활성제 0.5부피%∼40부피% (b) 0.5% to 40% by volume of nonionic and anionic surfactants of HLB 4-20
(c) 보조제로서의 알콜류 0.5부피%∼30부피% (c) 0.5% to 30% by volume of alcohols as adjuvants
(d) (c)/(b) 0.01∼1.5(d) (c) / (b) 0.01 to 1.5
(e) 물 50부피%∼80%부피% (e) 50% to 80% by volume of water
(e) 기타첨가제 0.01부피%~10부피%(e) 0.01 ~ 10% by volume of other additives
Description
도 1은 동일 조성의 본 발명에 따른 세정제에 있어서 오일의 종류에 따른 가용화도를 나타낸 그래프도로서, 포화탄화수소를 사용했을 경우에 가용화도가 증가하고 사슬의 길이에 따라 가용화도가 증가됨을 나타낸다. Figure 1 is a graph showing the solubility degree according to the type of oil in the cleaning agent according to the present invention of the same composition, it shows that solubilization is increased and saturated solubility increases with the length of the chain when saturated hydrocarbon is used.
도 2는 지방족 포화탄화수소오일인 n-헥사데칸과 비교로서의 D-리모넨의 가용화도를 비교한 그래프도로서, 지방족 포화탄화수소가 수계 세정제에 더 적합함을 나타낸다. Fig. 2 is a graph showing the solubility of D-limonene as a comparison with n-hexadecane, an aliphatic saturated hydrocarbon oil, indicating that aliphatic saturated hydrocarbon is more suitable for an aqueous detergent.
도 3은 비이온 및 음이온 계면활성제의 혼합 시스템 사용시 비이온 계면활성제 단독 시스템과는 달리 가용화력이 증가됨을 나타내는 그래프도이다. Figure 3 is a graph showing that the solubilization power is increased, unlike the nonionic surfactant alone system when using a mixed system of nonionic and anionic surfactant.
도 4는 비이온 및 음이온 계면활성제의 혼합 시스템과 비이온 계면활성제 단독 시스템 간의 세정력 차이를 도시한 그래프도이다.FIG. 4 is a graphical representation of the cleaning power difference between a mixing system of nonionic and anionic surfactants and a nonionic surfactant alone system.
본 발명은 지방족 탄화수소 오일, 비이온 계면활성제 및 음이온 계면활성제, 알코올, 그리고 물을 포함하는 산업용 세정제 조성물에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 생분해도가 우수하고, 낮은 계면장력 및 열역학적으로 안정하여 오염물에 대한 세정력이 우수하며, 화재의 위험성이 전혀 없고, 저독성으로서 환경안전성이 우수하며, 온도에 민감하지 않아 저온 영역 뿐만 아니라 넓은 온도 범위 영역에서 세정력이 우수하고, pH, 경도, 전해질 농도 대한 영향이 거의 없어 조업 조건에 따른 세정제 적용이 용이하며, 큰 에너지 절감 효과를 갖는, 다량의 물을 포함하는 환경 친화적인 수계의 O/W(Oil-in-Water) 마이크로에멀젼 타입의 세정제에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to industrial detergent compositions comprising aliphatic hydrocarbon oils, nonionic surfactants and anionic surfactants, alcohols, and water, and more particularly, have excellent biodegradability, low interfacial tension and thermodynamically stable contaminants. Excellent cleaning power, no risk of fire, low toxicity, excellent environmental safety, not sensitive to temperature, excellent cleaning power in low temperature range and wide temperature range. The present invention relates to an environment-friendly water-based oil-in-water (O / W) microemulsion type cleaner that contains a large amount of water, which is easy to apply the cleaner according to operating conditions, and has a large energy saving effect.
근래, 다양한 산업 분야, 즉 자동차, 전기, 전자, 정밀기기, 열처리, 도금, 광학 산업 분야 등의 정밀 세정 분야에서 우수한 세정력을 갖는 물질로서 광범위하게 사용되어 오고 있는 오존층 파괴 물질(Ozone Depleting Substances, ODS)인 1,1,1-TCE(1,1,1-trichloroethane) 및 CFC-113(1,1,2-trichlorofluoroethane)을 대체하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.Ozone Depleting Substances (ODS), which has been widely used as a material having excellent cleaning power in various industrial fields such as automotive, electrical, electronics, precision equipment, heat treatment, plating, and optical industry, etc. There is active research to replace 1,1,1-TCE (1,1,1-trichloroethane) and CFC-113 (1,1,2-trichlorofluoroethane).
상기한 1,1,1-TCE 및 CFC-113은 오존층 파괴 물질로서 그 규제는 더욱 심화될 전망인 바, 관련 산업분야에서는 이에 대한 대체 방안이 시급히 마련되어야 하는 상황이며, 현재까지의 대응방안은 다음과 같이 크게 세 가지로 나눌 수 있다. The above-mentioned 1,1,1-TCE and CFC-113 are ozone depleting substances, and the regulations are expected to be intensified. Therefore, there is an urgent need for alternative measures in related industries. It can be divided into three things as follows.
첫 번째는 기존의 세정장치를 개조하여 대체 세정제를 사용하는 방법으로서, 기존에 사용하여 오던 세정제인 CFC-113 및 1,1,1-TCE는 증기 탈지방식으로 규제 받지 않는 비점이 낮은 염소계 세정제이므로 기존의 세정장치에 히터 또는 냉각 능력을 보강하여 사용할 수도 있으나, 염소계 세정제의 작업장 허용 농도가 낮은 휘발성 유기 용매이므로 대기 오염 문제를 유발할 수 있다는 심각한 단점이 있다. The first method is to use an alternative cleaner by modifying an existing cleaner. CFC-113 and 1,1,1-TCE, which have been used in the past, are low boiling point chlorine cleaners that are not regulated by steam degreasing. Although it may be used by reinforcing the heater or the cooling capacity of the existing cleaning device, there is a serious disadvantage that the air pollution problem can be caused because the chlorine-based cleaning agent is a low volatile organic solvent.
두 번째는 무세정 방법의 대표적인 것으로서, 전자 산업 분야에서 이용되는 플럭스(flux)를 저잔사 플럭스(low residual flux)로 대체하여 사용함으로써 별도의 세정을 하지 않는 방법이나, 이러한 무세정 방법은 아직 초기 단계로서 많은 비용 부담이 요구되며, 또한 전자제품의 신뢰도와 정확도가 요구되는 첨단우주, 군사, 의료부문에는 사용하기가 곤란한 문제점이 있다.The second is a representative of the no-clean method, which uses no residual cleaning by replacing the flux used in the electronics industry with low residual flux, but this no-clean method is still early. It is difficult to use in advanced space, military and medical sectors that require a lot of cost as a step, and also requires the reliability and accuracy of electronic products.
세 번째는 대체 세정제와 이에 필요한 대체 세정장치를 사용하는 경우로서, 대체 세정제의 대부분은 오존파괴지수가 "0"이므로 규제를 받지 않으며, 따라서 이러한 대체 세정제의 개발에 관한 많은 연구들이 진행되어 왔다. 이러한 대체 세정제는 크게 나누어, 수계, 준수계, 탄화수소계, 알코올계, 할로겐계 등으로 분류할 수 있으며, 특히 할로겐계가 전체 시장 기준으로 50~55%를 점유하고 있으나, 이중 염소계의 경우에는 강한 인체 독성 및 발암성 등 안전성의 문제가 있어 사용 규제가 확산될 것이 확실하므로 점차적으로 시장규모가 축소될 것으로 예상되고 있다. 한편, 탄화수소계는 25~30% 정도의 시장 규모를 가지고 있으나 인화성과 건조 문제가 지적되고 있으며, 이러한 인화성의 문제가 해결하고 있는 시스템이 준수계 혹은 수계 시스템이다. 그러나, 준수계 세정제는 다량의 용매를 사용하고 있어 건조시에 VOC(Volatile Organic Compound) 배출 가능성이 매우 높고 인화성의 문제가 있으며, 또한 세정 후 별도로 폐수처리 해야 하는 문제가 있다. 한편, 수계 세정제의 경우에는, 용제계의 세정제에 비하여 인체 안정성과 작업 안전성이 우수하며, 다양한 계면활성제와 빌더를 첨가하여 세정력과 린스성을 높일 수 있는 장점이 있어 다양한 수계 세정제 시스템들에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. The third is the case of using an alternative cleaning agent and the necessary alternative cleaning device, and most of the alternative cleaning agents are not regulated because the ozone depletion index is "0", and thus, many studies on the development of such alternative cleaning agents have been conducted. These alternative cleaners can be broadly divided into water-based, compliant, hydrocarbon-based, alcohol-based, and halogen-based solvents. Halogen-based oils occupy 50-55% of the total market. As there are safety issues such as toxicity and carcinogenicity, it is certain that the usage regulations will spread, and the market size is expected to gradually decrease. On the other hand, hydrocarbons have a market size of about 25 to 30%, but flammability and drying problems are pointed out, and the system solved by these flammability problems is a compliant or aqueous system. However, since the compliant cleaner uses a large amount of solvent, there is a high possibility of releasing VOC (Volatile Organic Compound) during drying, and there is a flammability problem, and there is also a problem of separately treating wastewater after washing. On the other hand, in the case of water-based cleaners, human body stability and work safety are superior to those of solvent-based cleaners, and various surfactants and builders have the advantage of increasing cleaning power and rinsing properties, and thus, various water-based cleaner systems are studied. Is actively underway.
수계 세정제 시스템 중에서, 알칼리성 세정제는 산의 중화, 유지류(트리글리세라이드)의 비누화, 전기 전도성을 갖는 등의 작용 때문에 동식물성 유지, 광유, 왁스, 그리스, 단백질 및 카본 등의 강한 오염을 제거하기 위하여 금속, 금속-플라스틱 부품, 유리 관련 공업 분야에서 사용되고 있다. 이들 알칼리성 세정제는 오염 성분, 오염의 열화 정도 및 흡착 상태 등에 따라 계면활성제, 킬레이트제 등의 각종 빌더가 병용되어 왔다. 그러나, 통상의 알칼리 세정제는 저온 세정성이 열등하고, 피세정물에 세정제가 부착됨에 따라 세정제 소비 단위량이 저하되는 등의 여러 가지 문제점을 갖고 있어서 충분히 만족스러운 것은 못 되었다. Among aqueous detergent systems, alkaline detergents are used to remove strong organic and vegetable oils, mineral oils, waxes, greases, proteins, and carbons, due to the action of neutralizing acids, saponifying oils and fats (triglycerides), and having electrical conductivity. , Metal-plastic parts and glass-related industries. These alkaline cleaners have been used in combination with various builders such as surfactants and chelating agents depending on the contaminant, the degree of deterioration of the contamination and the adsorption state. However, conventional alkali cleaners have inferior low-temperature cleaning properties and have various problems, such as a decrease in the unit consumption of the cleaner as the cleaner adheres to the object to be cleaned.
또한, 일부 수계 세정제에 있어서는, 터핀오일의 한 타입인 리모넨(D형 리모넨, L형 리모넨 및, 이들 이성질체의 혼합 형태)을 사용한 세정제가 알려져 있으나, 리모넨은 비휘발성 인자로서 세정 후에 피세정제에 잔류하는 경향이 높으며, 특히 피세정제의 표면 중 조인트, 어셈블리 부분의 틈 사이 등에 잔류하게 된다. 또한, 리모넨은 극성 오염원에 대해서는 세정력이 약하다는 등의 문제점이 있다. In addition, in some aqueous cleaners, detergents using limonene (D-limonene, L-limonene, and a mixed form of these isomers), which are a type of terpine oil, are known. This tends to be high, especially in the gaps between joints and assembly parts of the surface of the cleaning agent. In addition, limonene has problems such as poor cleaning power with respect to polar contaminants.
본 발명의 거시적인 목적은 우수한 세정력으로 인하여 널리 사용되어 왔던 오존 파괴 물질인 1,1,1-TCE 및 CFC-113을 대체할 수 있는, 생분해성이 우수한 계면활성제 및 오일을 사용하는 마이크로에멀젼 형태의 환경친화적 수계 대체 세정제를 제공하기 위한 것이다.The macro-objective of the present invention is a microemulsion form using a biodegradable surfactant and oil that can replace
구체적으로, 본 발명의 첫 번째 목적은, 생분해성이 우수한 비이온 계면활성제 및 음이온 계면활성제와 지방족 탄화수소 오일을 포함하는 마이크로에멀젼 형태 로서의, 10-1∼10-3dyne/cm의 낮은 계면장력을 갖고 있어 비극성 오염원 뿐 만 아니라 극성 오염원에 대해서도 세정력과 린스성이 우수하고, 환경 친화성과 인체 안전성이 우수한 세정제를 제공하기 위한 것이다.Specifically, the first object of the present invention is to provide a low interfacial tension of 10 −1 to 10 −3 dyne / cm, in the form of a microemulsion comprising anionic surfactant and an aliphatic hydrocarbon oil with a highly biodegradable nonionic surfactant. It is intended to provide a cleaning agent having excellent cleaning power and rinsing property as well as non-polar pollutant as well as non-polar pollutant, and having excellent environmental friendliness and human safety.
본 발명의 두 번째 목적은, 기존의 세정 온도 영역 뿐 아니라 저온 영역에서의 적용이 가능하여 에너지 절감 효과를 가짐과 아울러, 세정 온도, pH, 경도, 전해질 농도 등의 조건 변화에도 별 다른 영향 없이 우수한 세정력을 발휘할 수가 있는 열역학적으로 안정한 세정제를 제공하기 위한 것이다.The second object of the present invention can be applied not only to the existing washing temperature range but also to the low temperature range, which has an energy saving effect and is excellent without any influence on the change of conditions such as washing temperature, pH, hardness, and electrolyte concentration. An object of the present invention is to provide a thermodynamically stable cleaning agent capable of exerting cleaning power.
본 발명의 세 번째 목적은, 특이취 및 인화성의 문제가 없어서 작업장 환경에 매우 안전한 세정제를 제공하기 위한 것이다.The third object of the present invention is to provide a detergent which is very safe for the workplace environment because there is no problem of singular odor and flammability.
본 발명의 네 번째 목적은, 원액을 그대로 사용하게 되는 준수계 세정제와는 달리, 물을 함유하는 농축 형태의 세정제로서 운반과 수송이 간편하며, 가격이 상대적으로 저렴하고, 또한 린스 후에는 코아세르베이션(coacervation) 현상을 이용하여 폐수를 간편하게 처리하여 물을 재활용할 수 있는 경제적인 세정제를 제공하기 위한 것이다.The fourth object of the present invention is a concentrated type of detergent containing water, which is easy to transport and transport, relatively inexpensive, and, after rinsing, unlike the semi-conductive cleaner which uses the stock solution as it is. It is to provide an economical cleaner that can recycle water by simply treating wastewater by using coacervation phenomenon.
상기한 본 발명의 첫 번째 내지 네 번째 목적을 달성하기 위한 세정제 조성물에 따르면, (a) 탄소수 10∼18의 지방족 탄화수소, 가장 바람직하게는, 지방족 포화탄화수소(R-CH2CH3: R은 탄소수 8-16의 직쇄알킬) 0.5∼30부피%, (b) HLB가(價) 4∼20의 비이온 계면활성제와 음이온 계면활성제 0.5∼40부피%, (c) 보조제로서의 알코올 0.5∼30부피%, (d) 물 50∼80부피%를 포함하고, (e) 부피비로 (c)/(b)= 0.01∼1.5인 수중유 마이크로에멀젼 타입의 수계 세정제 조성물이 제공된다. According to the cleaning composition for achieving the first to fourth objects of the present invention described above, (a) aliphatic hydrocarbon having 10 to 18 carbon atoms, most preferably aliphatic saturated hydrocarbon (R-CH 2 CH 3 : R is carbon number) 8-16 linear alkyl) 0.5-30 vol%, (b) HLB is 4-20, nonionic surfactant and 0.5-40 vol% anionic surfactant, (c) 0.5-30 vol% alcohol as an adjuvant and (d) 50 to 80% by volume of water, and (e) an oil-in-water microemulsion type aqueous detergent composition having a volume ratio of (c) / (b) = 0.01 to 1.5.
상기한 본 발명의 조성물에 있어서, 비이온 계면활성제와 음이온 계면활성제 의 첨가량에 대하여 언급하면, 상대적인 부피비로 음이온 계면활성제:비이온 계면활성제=1:1000~1:3, 바람직하게는 음이온 계면활성제:비이온 계면활성제=1:100 ~1:4, 더욱 바람직하게는 음이온 계면활성제:비이온 계면활성제=1:50~1:4의 비율이다. 또한, 음이온 계면활성제는 비이온 계면활성제와 동일 또는 대략 비슷한 탄소사슬 길이를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.In the composition of the present invention described above, referring to the addition amount of the nonionic surfactant and the anionic surfactant, the anionic surfactant: nonionic surfactant = 1: 1000-1: 3, preferably anionic surfactant in a relative volume ratio : Nonionic surfactant = 1: 100-1: 4, More preferably, it is the ratio of anionic surfactant: nonionic surfactant = 1: 50-1: 4. It may also be desirable to use anionic surfactants having the same or approximately similar carbon chain lengths as the nonionic surfactants.
이러한 음이온 계면활성제는 비이온 계면활성제 주체의 세정제가 갖게 되는 온도에 따른 민감성을 보완하여 기존의 세정 온도인 40∼50??보다 낮은 상온에서도 우수한 세정력을 발휘하게 할 뿐만 아니라 50??이상의 고온에서도 역시 우수한 세정력과 마이크로에멀젼 상의 안전성을 제공하는 역할을 한다. These anionic surfactants compensate for the sensitivity of the nonionic surfactants to the temperature of the detergents, so that they exhibit excellent cleaning power even at room temperature lower than the existing cleaning temperature of 40-50 ° C. It also serves to provide good detergency and safety on microemulsions.
또한, 지방족 포화탄화수소 오일은 종래의 리모넨과 비교하여 볼 때 구조상 직쇄의 탄화수소로 이루어져 있어서 마이셀 내에 우선적으로 침투(penetration)하여 들어가면서 마이크로에멀젼을 형성하여, 마이셀의 팩킹(packing)을 유연한(flexible) 형태로 변화시켜 분자량이 크고 분자 크기가 큰 비가용화물을 효과적으로 가용화시킬 수가 있는 장점이 있음과 아울러, 리모넨이 고유한 인화성, 특이취 및 생분해 곤란성 등의 문제를 갖고 있음에 비하여, 지방족 포화탄화수소 오일은 이러한 문제가 거의 없는 우수한 물성을 제공한다.In addition, the aliphatic saturated hydrocarbon oil is composed of a linear hydrocarbon in comparison with the conventional limonene, and forms a microemulsion while penetrating preferentially into the micelle to form a flexible packing of the micelle. In addition, the aliphatic saturated hydrocarbon oil has a merit of effectively solubilizing an insoluble compound having a large molecular weight and a large molecular size, and limonene has inherent flammability, specific odor and difficulty in biodegradation. It provides excellent physical properties with few of these problems.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명에 따른 세정제는 직쇄의 탄화수소 오일과 계면활성제(비이온 계면활성제 및 음이온 계면활성제, 필요시 보조제 첨가)를 사용하여 10-1∼10-3dyne/cm의 매우 낮은 계면장력을 갖는 마이크로에멀젼 타입으로서, 우수한 세정력 및 열역학적으로 안정한 상을 유지하게 된다.The detergent according to the present invention is a microemulsion having a very low interfacial tension of 10 −1 to 10 −3 dyne / cm using a straight chain hydrocarbon oil and a surfactant (a nonionic surfactant and an anionic surfactant, and if necessary, an auxiliary agent is added). As a type, it maintains an excellent detergency and a thermodynamically stable phase.
계면활성제 시스템은 분자내의 친수-소수성 그룹 사이의 상호 작용에 의한특정한 질서가 부여되어 열역학적으로 안정한 혹은 준(準)안정한 상태의 초분자 결집체를 형성하게 한다. 이러한 초분자 결집체의 예로서는, 기-액 계면에 흡착하여 열역학적으로 가장 안정한 방향으로 재배열되어 형성된 단분자층, 용액중에서의 분자 이중층, 마이셀(micelle), 마이크로에멀젼, 액정(liquid crystal), 또는 리포좀(liposome) 등과 같은 초분자적 미세 구조를 들 수 있다. Surfactant systems impart a specific order by interactions between hydrophilic-hydrophobic groups in a molecule to form supramolecular aggregates in a thermodynamically stable or quasi-stable state. Examples of such supramolecular aggregates include a monomolecular layer formed by adsorption at the gas-liquid interface and rearranged in the most thermodynamically stable direction, a molecular bilayer in solution, micelles, microemulsions, liquid crystals, or liposomes. Supramolecular microstructures such as the like.
마이셀은 계면활성제가 용매에 용해될 때 형성되는 자발적 미세 구조의 집합체로서, 액중에 계면활성제의 농도가 임계 마이셀 농도(critical micelle concentration:CMC) 이상이 되면 형성된다. 마이셀의 기하학적인 구조는 온도, 농도 등의 여러 가지 변수들에 의하여 결정되며, 비교적 CMC 근처의 낮은 농도에서는 구형에 가까운 구조를 띠게 되고, 그 농도가 증가함에 따라서 관형이나 층상 구조, 그리고 라멜라, 입방체, 육각형체, 소포체(vesicle) 등 여러 종류의 액정 구조가 형성된다. 반면에, 시스템이 소수성을 나타내는 조건에서는, 계면활성제의 친수성 부분이 집합체의 코어(core) 부분으로 배향되어 있는, 마이셀과 정반대의 구조를 갖는 역마이셀(reverse micelle)을 형성한다. 한편, 마이셀에 오일과 같은 불용성 물질을 첨가하면 불용성 물질은 계면활성제의 소수성 부분과 결합하여 오일이 분산 상으로서 연속상인 물에 분산된 형태의 O/W 타입 마이크로에멀젼을 형성하는 반면에, 역마이셀에 물을 첨가하면 물이 분산상으로서 연속적으로 오일 상에 분산된 W/O 타입 마이크로에멀젼을 형성한다. 이러한 O/W 타입 마이크로에멀젼과 W/O 타입 마이크로에멀젼 외에도 물과 오일상이 모두 연속적으로 존재하는 양연속 중간상(bicontinuous middle-phase) 마이크로에멀젼이 존재하며, 특히 중간상(middle-phase) 마이크로에멀젼이 같은 부피의 물과 오일을 포함하는 온도를 전상 (轉相) 온도(phase inversion temperature:PIT) 혹은 친수친유 균형 (hydrophilie- lipophilie balance:HLB) 온도라 한다. PIT 조건에서는 시스템의 소수성-친수성이 균형을 이루며, 일반적으로 10-2∼10-4 dyne/cm 정도의 매우 낮은 계면장력이 존재하는 것으로 알려져 있다. 일반적으로, 마이크로에멀젼은 입자 크기가 0.01∼0.1㎛ 범위로 등방성이고 육안으로는 투명하게 보이며, 입자 크기가 1∼50㎛ 범위인 우유빛을 나타내는 에멀젼(macroemulsion)과 달리 열역학적으로 안정한 상태를 유지하고 있다. 마이크로에멀젼은 제약, 페인트, 화장품, 식품 산업 등에서 널리 응용되어 적용되고 있으며, 불용성 물질의 가용화(solubilization)에 영향을 미치는 요소로는 계면활성제의 알킬기의 길이, 관능기의 종류 및 위치, HLB가(價) 등의 계면활성제의 화학적 구조, 피가용화물(solubilizate)의 종류 및 구조, 농도, 온도, pH, 첨가물 및 대(對)이온(counter ion)의 존재 유무 등을 들 수 있다.Micelles are aggregates of spontaneous microstructures that are formed when a surfactant is dissolved in a solvent and are formed when the concentration of the surfactant in the liquid is above the critical micelle concentration (CMC). The geometry of micelles is determined by several variables, such as temperature and concentration. At lower concentrations near CMC, the structure of micelles is spherical, and as the concentration increases, tubular or layered structures, and lamellar and cube , Various kinds of liquid crystal structures such as hexagonal bodies and vesicles are formed. On the other hand, under conditions where the system exhibits hydrophobicity, the hydrophilic portion of the surfactant forms a reverse micelle with a structure opposite to the micelle, with the orientation of the core portion of the aggregate. On the other hand, when an insoluble substance such as oil is added to the micelles, the insoluble substance combines with the hydrophobic portion of the surfactant to form an O / W type microemulsion in which the oil is dispersed in water in a continuous phase as a dispersed phase, while reverse micelles. The addition of water to the water forms a W / O type microemulsion in which the water is continuously dispersed in the oil phase as a dispersed phase. In addition to these O / W type microemulsions and W / O type microemulsions, there are bicontinuous middle-phase microemulsions in which both water and oil phases are continuously present, and especially the middle-phase microemulsions are the same. The temperature that contains the volume of water and oil is called the phase inversion temperature (PIT) or hydrophilie-lipophilie balance (HLB) temperature. Under the PIT condition, the hydrophobicity-hydrophilicity of the system is balanced, and it is known that there is a very low interfacial tension generally in the range of 10 −2 to 10 −4 dyne / cm. In general, microemulsions remain thermodynamically stable, unlike milky emulsions (macroemulsion) in which the particle size is isotropic in the range of 0.01 to 0.1 μm and visible to the naked eye, and the particle size is in the range of 1 to 50 μm. have. Microemulsions are widely applied and applied in the pharmaceutical, paint, cosmetics, and food industries. The factors affecting the solubilization of insoluble materials include the alkyl group length, the type and position of functional groups, and HLB (價). The chemical structure of surfactant, such as), the kind and structure of a solulizate, concentration, temperature, pH, an additive, presence or absence of counter ion, etc. are mentioned.
본 발명에서는 전술한 사항들을 고려하여 수계 세정제를 제공할 수 있는 조성물을 얻기 위하여 기본적으로 비이온 계면활성제, 물, 탄화수소 오일에 대한 상 평형 실험을 수행하여 마이크로에멀젼이 형성되는 조건을 규명하였다. 마이크로에멀젼은 수중유(Oil-in-Water:O/W) 타입 마이크로에멀젼과 양연속(bicontinuous) 마이크로에멀젼, 그리고 W/O 타입 마이크로에멀젼의 3가지 형태로 구분되는데, 양연속 마이크로에멀젼의 경우에는 비극성 및 극성 오염원에 대한 세정력은 우수하나 일반적으로 다량의 오일이 존재하는 경우에만 형성되므로 50% 이상의 물을 함유하는 수계 세정제 제조에는 부적합하며, W/O 타입 마이크로에멀젼의 경우에는 대부분의 조성이 오일로 이루어지기 때문에 플라스틱 부품의 세정을 위해서는 내용제성 에 대한 사전 시험이 필요하며 별도의 폐수처리 장치를 구비해야 하는 문제가 있어 본질적으로 환경친화성 측면에서는 부적당하므로, O/W 타입 에멀젼 시스템이 가장 바람직하다. O/W 타입 마이크로에멀젼은 50% 이상의 물을 함유하고 있으므로 인화성 및 안전성에 문제가 없으며, 세정시 거의 원액을 사용하게 되는 준수계와 달리 희석식으로 할 수가 있으므로 비용 측면에서 상대적으로 매우 저렴한 장점을 가지고 있다. 또한, 불연성이고 수지류에 거의 영향을 주지 않는 특성을 가지며, 스프레이, 샤워, 액중 분류, 초음파를 병용하여 사용하게 되면 더욱 우수한 세정력을 나타낼 수가 있다. In the present invention, in order to obtain a composition capable of providing an aqueous detergent in consideration of the above matters, basically, phase equilibrium experiments were performed on non-ionic surfactants, water, and hydrocarbon oils to identify conditions under which a microemulsion was formed. Microemulsions are divided into three types: oil-in-water (O / W) type microemulsions, bicontinuous microemulsions, and W / O type microemulsions. Excellent cleaning ability for nonpolar and polar contaminants, but is generally only formed when a large amount of oil is present, making it unsuitable for the preparation of water-based cleaners containing more than 50% water.In the case of W / O type microemulsions, most compositions are oil. Since cleaning of plastic parts requires prior tests for solvent resistance and has a problem of having a separate waste water treatment device, it is inadequate in terms of environmental friendliness, and thus an O / W type emulsion system is most desirable. Do. O / W type microemulsion contains more than 50% of water, so there is no problem of flammability and safety, and it can be diluted, unlike the compliance system which uses almost the stock solution for cleaning, so it has a relatively low cost advantage in terms of cost. have. In addition, it is non-flammable and has almost no influence on resins. When used in combination with spray, shower, submerged in water, and ultrasonic waves, it is possible to exhibit more excellent cleaning power.
비이온 계면활성제는 친수성 부분과 소수성 부분으로 이루어지는데 온도가 증가함에 따라 소수성이 증가하게 되는 성질을 갖고 있다. 따라서, 저온에서는 물과의 친화성이 크고, 고온에서는 오일과의 친화성이 커지게 된다. 비이온 계면활성제 주체의 O/W 타입 마이크로에멀젼은 통상적인 세정 온도 및 저온 영역에서의 세정력은 우수한 반면, 고온 영역에서는 시스템의 소수성이 증가하여 상분리가 일어 날 염려가 있다. 그러나, 놀랍게도 음이온 계면활성제의 혼합 시스템을 사용할 경우에는 온도 증가에 따른 민감도가 저하되어 상온∼60?? 이상의 고온 영역까지 마이크로에멀젼 상안정성 및 우수한 세정력을 유지하게 된다. Nonionic surfactants are composed of a hydrophilic portion and a hydrophobic portion, and have a property of increasing hydrophobicity with increasing temperature. Therefore, the affinity with water is large at low temperature, and the affinity with oil is high at high temperature. O / W type microemulsions of nonionic surfactants have excellent cleaning power in the normal washing temperature and low temperature region, while the hydrophobicity of the system increases in the high temperature region, resulting in phase separation. Surprisingly, however, when using a mixture of anionic surfactants, the sensitivity decreases with increasing temperature, resulting in room temperature to 60 ° C. The microemulsion phase stability and excellent cleaning power are maintained up to the above high temperature region.
본 발명은 전술한 바와 같은 제반 조건을 고려하여 비이온 계면활성제 및 음이온 계면활성제 주체의 수계세정제 발명을 완성하기에 이르른 것이다. The present invention has been completed in consideration of the above-described conditions, the invention of the water-based detergent of the nonionic surfactant and the anionic surfactant.
본 발명에 따른 지방족 탄화수소 오일을 함유하는 수중유 마이크로에멀젼 타입 세정제 조성물은 하기와 같이 구성된다:Oil-in-water microemulsion type detergent compositions containing aliphatic hydrocarbon oils according to the present invention consist of:
(a) 지방족탄화수소(R-CH2CH3: 여기서, R은 탄소수 8-16의 직쇄알킬) 0.5∼30부피%; (a) aliphatic hydrocarbon (R-CH 2 CH 3 , wherein R is straight chain alkyl of 8-16 carbon atoms) 0.5-30% by volume;
(b) HLB가(價) 4∼20의 비이온 계면활성제 및 음이온 계면활성제 0.5∼40부피%;(b) 0.5 to 40% by volume of HLB having 4 to 20 nonionic surfactants and anionic surfactants;
(c) 보조제로서의 알코올 0.5∼30부피%;(c) 0.5-30% by volume of alcohol as an adjuvant;
(d) 물 50∼80%부피%; 및(d) 50-80% volume of water; And
(e) 선택적 성분으로서의 기타 첨가제 0.01~10부피%;(e) 0.01 to 10% by volume of other additives as optional components;
(f) 여기서, 부피비로 (c)/(b)=0.01∼1.5.(f) where (c) / (b) = 0.01 to 1.5 in volume ratio.
본 발명에서 이용되는 (a) 성분의 탄화수소 오일은 탄소수 10∼18의 지방족 탄화수소이며, 바람직하게는 지방족 포화탄화수소(R-CH2CH3: R은 탄소수 8-16의 직쇄알킬)로서 특이취를 갖지 않고 화재의 위험이 없는 안전성을 가진다. 상기한 지방족 탄화수소의 첨가량은 전 조성물 기준으로 0.5∼30부피%, 바람직하게는 1∼20 부피%, 더욱 바람직하게는 3∼10부피%의 양으로 배합된다.The hydrocarbon oil of component (a) used in the present invention is an aliphatic hydrocarbon having 10 to 18 carbon atoms, preferably aliphatic saturated hydrocarbon (R-CH 2 CH 3 : R is a straight alkyl having 8 to 16 carbon atoms). It has no safety and has no risk of fire. The amount of the aliphatic hydrocarbon described above is blended in an amount of 0.5 to 30% by volume, preferably 1 to 20% by volume, more preferably 3 to 10% by volume, based on the total composition.
본 발명에 바람직하게 사용될 수 있는 상기한 탄화수소오일의 예로서는, 옥 탄, 노난, 데칸, 언데칸, 도데칸, 트리데칸, 테트라데칸, 펜타데칸, 헥사데칸, 헵타데칸, 옥타데칸 등을 들 수가 있다. Examples of the aforementioned hydrocarbon oils which can be preferably used in the present invention include octane, nonane, decane, undecane, dodecane, tridecane, tetradecane, pentadecane, hexadecane, heptadecane, octadecane and the like. .
(b) 성분의 비이온 계면활성제는 평균 HLB가(價)가 4∼20의 범위인 것으로서, 마이크로에멀젼화를 위하여 사용될 뿐만 아니라, 세정성을 높이고 물에 의한 린스성 및 제품의 상안전성을 양호하게 하기 위하여 사용된다. The nonionic surfactant of component (b) has an average HLB value in the range of 4 to 20, and is not only used for microemulsion, but also improves cleanability, rinsing with water and good phase safety of the product. It is used to let.
또한, 본 발명에 있어서 음이온 계면활성제는 세정제의 온도에 대한 민감성을 줄이고 고온에서의 상안전성을 유지하기 위하여 유용하게 사용될 수 있다.In addition, in the present invention, the anionic surfactant may be usefully used to reduce the sensitivity to the temperature of the detergent and to maintain phase safety at high temperatures.
상기한 본 발명의 조성물에 있어서, 부피비로 음이온 계면활성제:비이온 계면활성제=1:1000~1:3, 바람직하게는 음이온 계면활성제:비이온 계면활성제=1:100 ~1:4, 더욱 바람직하게는 음이온 계면활성제:비이온 계면활성제=1:50~1:4의 비율임은 전술한 바와 같으며, 음이온 계면활성제는 비이온 계면활성제와 동일 또는 대략 비슷한 탄소사슬 길이를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직할 수 있음도 전술한 바와 같다. In the composition of the present invention described above, anionic surfactant: nonionic surfactant = 1: 1000-1: 3 in volume ratio, preferably anionic surfactant: nonionic surfactant = 1: 100-1: 4, more preferably Preferably, the ratio of anionic surfactant: nonionic surfactant = 1: 50 to 1: 4 is as described above, and it is preferable to use anionic surfactant having a carbon chain length that is about the same or about the same as that of the nonionic surfactant. It may also be preferred as described above.
본 발명의 세정제에 바람직하게 사용될 수 있는 비이온 계면활성제는 평균 HLB가(價)가 4~20의 범위인 것이 바람직하다. 이러한 비이온 계면활성제는 탄화수소 오일의 마이크로에멀젼화를 위하여 사용될 뿐만 아니라, 세정성을 높이고 물에 의한 린스성 및 제품의 상안정성을 양호하게 하기 위하여 사용된다. It is preferable that the nonionic surfactant which can be used suitably for the washing | cleaning agent of this invention is the range whose average HLB value is 4-20. Such nonionic surfactants are used not only for microemulsion of hydrocarbon oils, but also for improving cleanability, rinsing with water and phase stability of products.
상기한 비이온 계면활성제의 예로서는, 폴리옥시알킬렌 알킬 에테르, 폴리옥시알킬렌 알킬 페놀 에테르, 폴리옥시알킬렌 아릴 페놀 에테르, 폴리옥시알킬렌 지방산 에스터, 폴리옥시알킬렌 솔비탄 지방산 에스터, 폴리옥시알킬렌 알킬 아민, 솔비탄 지방산 에스터, 알킬 알코올 아민, 아릴 알코올 아민, 또는 이들의 임의의 혼합물을 들 수 있으며, 생분해도 및 성능을 고려시 폴리옥시알킬렌 알킬 에테르, 폴리옥시알킬렌 알킬 페놀 에테르, 알킬 알코올 아민이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 폴리옥시알킬렌 알킬 에테르이다. 이들 비이온 계면활성제는 전조성 기준으로 0.5~40부피%의 범위, 바람직하게는 5~35부피%의 범위, 더욱 바람직하게는 15~30부피%의 범위이다.Examples of the above nonionic surfactants include polyoxyalkylene alkyl ethers, polyoxyalkylene alkyl phenol ethers, polyoxyalkylene aryl phenol ethers, polyoxyalkylene fatty acid esters, polyoxyalkylene sorbitan fatty acid esters, and polyoxy Alkylene alkyl amines, sorbitan fatty acid esters, alkyl alcohol amines, aryl alcohol amines, or any mixtures thereof; polyoxyalkylene alkyl ethers, polyoxyalkylene alkyl phenol ethers in view of biodegradability and performance , Alkyl alcohol amines are preferred, and more preferably polyoxyalkylene alkyl ethers. These nonionic surfactants are in the range of 0.5 to 40% by volume, preferably in the range of 5 to 35% by volume, more preferably in the range of 15 to 30% by volume on the basis of preforming properties.
본 발명에 사용될 수 있는 음이온 계면활성제의 예로서는, 알킬 에테르 황산염, 직쇄 알킬벤젠 술폰산염, 알파-올레핀 술폰산염, 알칸 술폰산염, 알킬 술폰산염을 들 수 있으며, 바람직하게는 알킬 술폰산염이며, 더욱 바람직하게는 소디움 데실 설페이트, 소디움 도데실 설페이트, 소디움 테트라데실 설페이트, 소디움 헥사데실 설페이트, 소디움 옥타데실 설페이트, 소디움 라우릴 설페이트, 소디움 미리스틸 설페이트 및, 소디움 스테아릴 설페이트를 들 수가 있고, 가장 바람직하게는 소디움 도데실 설페이트일 수 있다. Examples of anionic surfactants that can be used in the present invention include alkyl ether sulfates, straight chain alkylbenzene sulfonates, alpha-olefin sulfonates, alkanesulfonates, alkyl sulfonates, preferably alkyl sulfonates, and more preferably. Preferably, sodium decyl sulfate, sodium dodecyl sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium hexadecyl sulfate, sodium octadecyl sulfate, sodium lauryl sulfate, sodium myristyl sulfate, and sodium stearyl sulfate. Sodium dodecyl sulfate.
이어서, 본 발명의 세정제에 사용될 수 있는 또 다른 성분 (c)로서의 알코올류에 대하여 설명하기로 한다. 알코올은 지방족 탄화수소와 계면활성제 그리고 물로 이루어진 시스템에서 생성되는 마이크로에멀젼의 상안전성과 가용화력을 증가시키기 위해서 첨가되며, 또한 넓은 온도 범위에서 마이크로에멀젼이 유지되도록 도와줌으로써 다양한 세정온도에서 세정이 가능하도록 도와준다.Next, the alcohols as another component (c) that can be used in the cleaning agent of the present invention will be described. Alcohols are added to increase the phase safety and solubility of the microemulsions produced in systems consisting of aliphatic hydrocarbons, surfactants, and water, and also help to maintain microemulsions over a wide temperature range, allowing them to be cleaned at various cleaning temperatures. give.
본 발명에 사용될 수 있는 상기한 알코올류의 예로서는 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 헵탄올, 옥탄올, 데칸올, 이소프로판올, 이소헥산올, 이소옥탄올, 이소데칸올, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 메틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 에틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌 모노부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 디부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 디부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노헥실 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노헥실 에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노헥실 에테르, 또는 이들의 임의의 혼합물이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 프로판올, 부탄올, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌 모노부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노헥실 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노헥실 에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노헥실 에테르, 또는 이들의 임의의 혼합물이 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는, 프로판올, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌 모노부틸 에테르, 또는 이들의 임의의 혼합물이다. 이들 알코올류는 전조성물 기준으로 0.5~30부피%, 바람직하게는 5~30부피%, 더욱 바람직하게는 10~25부피%로 조성된다. 여기서, 알코올/비이온 및 음이온 계면활성제의 부피비에 의한 혼합비는 0.01~1.5, 바람직하게는 0.05~1.2, 더욱 바람직하게는 0.1~1.0의 비율로 혼합된다.Examples of the alcohols that can be used in the present invention include ethanol, propanol, butanol, hexanol, heptanol, octanol, decanol, isopropanol, isohexanol, isooctanol, isodecanol, ethylene glycol, diethylene glycol, Triethylene glycol, ethylene glycol methyl ether, diethylene glycol methyl ether, triethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol ethyl ether, triethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monopropyl ether , Triethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene monobutyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, triethylene glycol dibutyl ether, ethylene glycol mono Hexyl ether, Diethylene glycol monohexyl ether, triethylene glycol monohexyl ether, or any mixture thereof may be used, but preferably propanol, butanol, diethylene glycol, triethylene glycol, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol mono Butyl ether, triethylene monobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, triethylene glycol monohexyl ether, or any mixture thereof can be used, more preferably propanol, diethylene glycol Monobutyl ether, triethylene monobutyl ether, or any mixture thereof. These alcohols are 0.5-30 volume%, Preferably it is 5-30 volume%, More preferably, it is 10-25 volume% based on a precursor composition. Here, the mixing ratio by the volume ratio of the alcohol / nonionic and anionic surfactant is mixed in a ratio of 0.01 to 1.5, preferably 0.05 to 1.2, more preferably 0.1 to 1.0.
본 발명의 세정제에 있어서의 또 다른 성분(d)인 물은, 마이크로에멀젼의 연속상을 차지하는 조성물로 안정성 및 세정성에 영향을 줄 뿐 아니라 극성오염의 세 정에 있어서도 중요한 역할을 한다. 조성비는 전조성물 기준으로 50~80부피%, 바람직하게는 55~75부피%, 더욱 바람직하게는 65~75부피%이다. Water, which is another component (d) in the cleaning agent of the present invention, is a composition that occupies the continuous phase of the microemulsion, and not only affects stability and washability, but also plays an important role in the cleaning of polar contamination. The composition ratio is 50 to 80% by volume, preferably 55 to 75% by volume, more preferably 65 to 75% by volume based on the composition.
마지막으로, 선택적 첨가 성분으로서의 성분(f)의 기타 첨가제는, 마이크로에멀젼의 상안정성이 문제되지 않는 범위 내에서, 세정력과 린스성, 그리고 인체 및 환경 안전성에 별 다른 문제를 초래하지 않는 범위 내에서 첨가하게 되며, 상기한 기타 첨가제의 예로서는, 마이크로에멀젼 세정제에 방청 효과를 부여하기 위한 방청제, 산화 방지제, 금속세정을 위한 킬레이트제, 그리고 거품을 제거하기 위한 소포제 등을 적절한 양으로 배합할 수도 있다. 그 배합량은 전 조성물 부피를 기준으로 0.01∼10부피%, 바람직하게는 0.1∼5부피%, 더욱 바람직하게는 0.1∼1부피%이 나, 대상 피세정물의 종류, 목적 및 세정 방식 등에 따라 그 배합량은 달라질 수 있다.Finally, the other additives of component (f) as optional additive ingredients are within the range where the phase stability of the microemulsion is not a problem, and the cleaning and rinsing properties and the human and environmental safety are not caused to the extent that they do not cause any problems. As an example of the other additives described above, an anticorrosive agent for imparting a rust prevention effect to the microemulsion detergent, an antioxidant, a chelating agent for metal cleaning, and an antifoaming agent for removing bubbles may be combined in an appropriate amount. The compounding amount is 0.01 to 10% by volume, preferably 0.1 to 5% by volume, more preferably 0.1 to 1% by volume based on the total composition volume. May vary.
본 발명의 마이크로에멀젼 세정제 조성물은 위의 (a)∼(d) 또는 (a)∼(e)의 성분들을 통상의 방법으로 혼합하는 것에 의해 제조하는 것이 가능하나, (e)의 기타 첨가제가 극성인 경우에는 우선적으로 (d)의 물과 (b)의 계면활성제 그리고 (c) 의 알코올을 함께 혼합한 후에 나머지 성분인 (a)의 지방족 탄화수소오일을 혼합하는 것이 유리하며, 비극성인 경우에는 (a)의 지방족 탄화수소오일을 혼합한 후에 나머지 성분들인 (b)의 계면활성제, (c)의 알코올 그리고 (d)의 물로 된 혼합물과 혼합하는 것이 유리하다. 이러한 방법으로 제조되는 본 발명에 따른 마이크로에멀젼형 세정제는 전자부품 및 정밀부품의 표면에 묻어 있는 오일, 지방, 기계유, 절삭유, 그리스유, 액정오염, 로진 타입 플럭스 등과 같은 오염물에 대한 세척에 효 과적으로 사용될 수 있으며, 초음파 세정, 침적 세정, 진동 세정, 그리고 스프레이 세정과 같은 다양한 세정 방법으로 세정이 가능하다. 또한, 세정 완결 후, 저온 및 온수 중에서 연속적으로 린스를 행할 수 있으며, 우수한 세정성 및 린스성을 나타낸다.
The microemulsion detergent composition of the present invention can be prepared by mixing the components of (a) to (d) or (a) to (e) in a conventional manner, but the other additives of (e) are polar In the case of, it is advantageous to first mix the water of (d) with the surfactant of (b) and the alcohol of (c), and then mix the aliphatic hydrocarbon oil of (a) which is the remaining component. It is advantageous to mix the aliphatic hydrocarbon oil of a) and then to the mixture of the remaining components (b), the alcohol of (c) and the water of (d). The microemulsion type cleaning agent according to the present invention manufactured in this way is effective for cleaning contaminants such as oil, fat, machine oil, cutting oil, grease oil, liquid crystal contamination, rosin type flux, etc. which are on the surface of electronic parts and precision parts. It can be used as a cleaning method, and can be cleaned by various cleaning methods such as ultrasonic cleaning, deposition cleaning, vibration cleaning, and spray cleaning. In addition, after completion of washing, it is possible to continuously rinse in low temperature and hot water, and shows excellent washing and rinsing properties.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 하나, 이는 본 발명을 예증하기 위한 것일 뿐 본 발명을 제한하는 것이 아님을 이해하여야만 할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples, but it should be understood that the present invention is only for illustrating the present invention and not for limiting the present invention.
실시예 1~32 및 비교예 1~4Examples 1-32 and Comparative Examples 1-4
가용화도 측정Solubility Degree Measurement
세정제의 가용화도는 모델 플럭스인 아비에틴산(abietic acid)을 일정량 첨가하여 가면서 상변화가 없을 때까지 측정하였다.
The solubility of the detergent was measured until there was no phase change by adding a certain amount of abietic acid, a model flux.
시편(試片)의 준비: Preparation of Specimen :
아비에틴산(abietic acid) 4g을 10ml의 IPA(Isopropyl alcohol)에 용해시킨 후, 7.5×2.4×0.2cm3 크기의 스테인레스 시편(SUS plate)에 얇게 도포하였다. 2시간~4시간 정도 실온에 방치한 후, 70℃~90℃의 오븐에서 12시간 정도 방치하였다.
4 g of abietic acid was dissolved in 10 ml of IPA (Isopropyl alcohol), and then thinly coated on a stainless steel specimen (SUS plate) having a size of 7.5 × 2.4 × 0.2 cm 3 . After leaving at room temperature for 2 hours-4 hours, it was left to stand in 70 degreeC-90 degreeC oven for about 12 hours.
세정력 및 린스성 평가: Detergency and Rinseability Evaluation :
세정 온도는 저온에서의 세정력 테스트를 위한 30℃와, 기존의 세정 온도인 40℃ 및 50℃의 상대적으로 고온에서의 세정력을 실험하였으며, 하기의 실시예 및 비교예에 나타낸 바와 같은 조성으로 제조된 마이크로에멀젼형 세정액 50ml에, 위의 방법으로 제작된 오염 시편을 침적시키고 2분간 경과시킨 후, 상온의 증류수(전기전도도: 약 18㎲/cm) 린스액 중에서 다시 2분간 오염 시편을 침적하여 린스시켰다. 그 다음, 약 2분간 온풍 건조시킨 후, 시편으로부터 제거된 오염원의 부피를 측정하여 세정력을 평가하였다.
The cleaning temperature was tested at 30 ° C for low-temperature cleaning power and relatively high temperature of 40 ° C and 50 ° C, which are the existing cleaning temperatures, and prepared with compositions as shown in the following Examples and Comparative Examples. 50 ml of the microemulsion-type cleaning solution was immersed and rinsed by immersing the contaminated specimen prepared by the above method for 2 minutes and then immersing the contaminated specimen again for 2 minutes in a rinse liquid at room temperature (electric conductivity: about 18 kV / cm). . Then, after warm air drying for about 2 minutes, the cleaning power was evaluated by measuring the volume of the contaminant removed from the specimen.
세정력 평가방법 및 평가기준: Detergency Evaluation Method and Criteria :
제거율(%)=(A-B)/A×100(식 중에서, A는 테스트 전에 부착된 오염원의 부피, B는 세정력 테스트 후에 부착된 오염원의 부피이다)% Removal = (A-B) / A x 100 (where A is the volume of contaminant attached before the test and B is the volume of contaminant attached after the cleaning test)
주) ЧE : 마이크로에멀젼
Note) ЧE: Microemulsion
주) ЧE : 마이크로에멀젼
Note) ЧE: Microemulsion
주) ЧE : 마이크로에멀젼
Note) ЧE: Microemulsion
상기한 표 2∼표 5에는 동일한 조성(즉, 알콜 대 계면활성제의 부피 비율이 같고 사용된 탄화수소오일이 동일)을 갖는 조건에서 폴리옥시에틸렌 (6) 라우릴 에테르 시스템 및 폴리옥시에틸렌 (7) 라우릴 에테르 시스템에의 음이온 계면활성제 첨가에 따른 상안정성 및 세정력을 나타내고 있다. 특히, 비교예 1~4와 비교할 때, 본 발명에 따른 비이온 및 음이온 계면활성제의 모든 혼합 시스템은 높은 온도에서도 우수한 상 안정성 및 세정력을 나타내고 있음을 확인할 수 있다. 이는 비이온계면활성제 단독 시스템에 있어서의 온도에 대한 민감성이 양호하게 보완된 것을 나타내며, 또한 광범위한 온도 범위 영역에서의 세정이 가능하다는 것을 나타내는 것이다.Tables 2 to 5 above describe polyoxyethylene (6) lauryl ether systems and polyoxyethylene (7) under conditions having the same composition (i.e. the same volume ratio of alcohol to surfactant and the same hydrocarbon oil used). Phase stability and detergency by the addition of anionic surfactants to the lauryl ether system are shown. In particular, when compared with Comparative Examples 1 to 4, it can be seen that all the mixing system of the nonionic and anionic surfactant according to the present invention exhibits excellent phase stability and cleaning power even at high temperatures. This indicates that the sensitivity to temperature in the nonionic surfactant alone system is well complemented, and that cleaning in a wide range of temperatures is possible.
본 발명은 생분해도가 우수한 비이온 계면활성제와 음이온 계면활성제를 특정한 비율로 혼합시킨 마이크로에멀젼 형태의 세정제를 제공하는 것에 의하여, 10-1∼10-3dyne/cm의 매우 낮은 계면장력으로 인하여 비극성 오염원 뿐 만 아니라, 극성 오염원에 대한 세정력 및 린스성도 우수하고, 저온역과 고온역의 광범위한 온도 범위에 적용할 수가 있으며, 조업조건에 따른 pH, 전해질 농도, 물의 경도 등에 의한 영향이 적고, 세정제 중에 포함된 탄화수소오일의 특이취 및 인화성이 상대적으로 매우 낮아서 환경 친화성 및 인체 안전성과 화재 안전성이 우수하다. 본 발명에 따른 마이크로에멀젼형 세정제는 전자부품 및 정밀부품의 표면에 묻어 있는 오일, 지방, 기계유, 절삭유, 그리스유, 액정오염, 로진타입 플럭스 등과 같은 오염물에 대한 세척에 효과적이며, 초음파 세정, 침적 세정, 진동 세정, 그리고 스프레이 세정 과 같은 다양한 세정 방법의 적용이 가능하고, 인화점이 없기 때문에 방폭 설비의 설치가 불필요하여 추가적인 설비 비용을 절감할 수가 있으며, 세정 완결 후, 린스를 연속적으로 수행할 수가 있으므로 취급이 용이한 이점이 있고, 조성물에 대한 기본적인 상거동 및 온도에 대한 상전이가 모두 파악되어 있으므로 코아세르베이션(coacervation) 현상을 이용하여 원하는 조성 및 조건에서의 유수 분리가 용이하여 폐수 처리 작업이 간편하며, 사용한 물을 재활용을 할 수가 있어서 경제적 유용성이 높다.
The present invention provides a microemulsion type detergent in which a nonionic surfactant and an anionic surfactant having excellent biodegradability are mixed at a specific ratio, thereby providing a non-polarity due to a very low interfacial tension of 10 −1 to 10 −3 dyne / cm. As well as pollutants, it has excellent cleaning and rinsing properties for polar pollutants, and can be applied to a wide range of temperatures in low and high temperature zones, and is less affected by pH, electrolyte concentration and water hardness according to operating conditions. The specific odor and flammability of the refined hydrocarbon oil is relatively low, which is excellent in environmental friendliness, human safety and fire safety. The microemulsion type cleaning agent according to the present invention is effective for cleaning contaminants such as oils, fats, machine oils, cutting oils, grease oils, liquid crystal contamination, rosin-type fluxes, etc. which are on the surfaces of electronic parts and precision parts, and are ultrasonic cleaning and deposition. It is possible to apply various cleaning methods such as cleaning, vibration cleaning, and spray cleaning, and since there is no flash point, it is not necessary to install explosion-proof equipment, so that additional equipment cost can be saved, and after completion of cleaning, rinsing can be performed continuously. Therefore, there is an advantage of easy handling, and since both the basic phase behavior of the composition and the phase transition with respect to temperature are known, it is easy to separate the oil and oil from the desired composition and conditions by using coacervation, which makes wastewater treatment work easier. Simple and economical usefulness because it can recycle used water The.
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