KR100948497B1 - A cleaning composition comprising a fatty acid ester compound derived from vegetable oils - Google Patents
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Abstract
본 발명은 식물유 유래 지방산 에스테르계 화합물, 지방족 알코올, 계면활성제 및 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 세정제 조성물에 관한 것으로, 전기 전자 및 정밀기기 분야, 금속 및 고분자 재료 분야의 제조, 가공, 후처리 등의 공정에서 유성 및 기타 오염물질 및 플럭스 등의 제거에 폭넓게 적용될 수 있다.The present invention relates to a detergent composition comprising a vegetable oil-derived fatty acid ester-based compound, an aliphatic alcohol, a surfactant, and water. The present invention relates to a field of electrical, electronic and precision instruments, metals and polymer materials, manufacturing, processing, and post-treatment. It is widely applicable to the removal of oil and other contaminants and fluxes in the process.
식물성 유래 지방산 에스테르, 세정제, 유성 성분, 플럭스, 친환경 Vegetable-derived fatty acid esters, cleaners, oily ingredients, fluxes, eco-friendly
Description
본 발명은 전기 전자 및 정밀기기 분야, 금속 및 고분자 재료 분야의 제조, 가공, 후처리 등의 공정에서 유성 및 기타 오염물질 및 플럭스 등의 제거에 폭넓게 적용될 수 있는 친환경, 저독성 준수계 세정제 조성물에 관한 것으로, 상세하게는 식물유 유래 지방산 에스테르 화합물, 지방족 알코올, 비이온 또는 음이온계 계면활성제 및 물을 사용하여 제조됨으로써, 침투력과 젖음성이 양호하여 오염물의 계면장력을 낮추어 기재로부터 오염물의 탈기가 용이할 뿐아니라, 유리된 오염물을 유화시킴으로써 세정력이 우수하고 인화점이 높으며 수세공정 후 생분해가 용이한 환경친화적인 세정제 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an environment-friendly, low-toxic compliance cleaning agent composition that can be widely applied to the removal of oil and other contaminants and flux in the process of manufacturing, processing and post-treatment in the field of electrical and electronic equipment, metal and polymer materials In detail, by using a vegetable oil-derived fatty acid ester compound, an aliphatic alcohol, a nonionic or anionic surfactant, and water, the penetration and wettability is good, lowering the interfacial tension of the contaminant, it is easy to remove the contaminant from the substrate Rather, the present invention relates to an environmentally friendly detergent composition having excellent cleaning power, high flash point, and easy biodegradation after a washing process by emulsifying free contaminants.
현재까지 정밀 세정제로서 많이 사용되어온 1,1,2-트리클로로플루오로에탄(1,1,2-trichlorofluoroethane; 이하 CFC-113) 과 1,1,1-트리클로로에탄(1,1,1-Trichloroethane; 이하 1,1,1-TCE), 메틸렌클로라이드(MC) 등의 물질이 우수한 세 정성을 바탕으로 하여 국내외 산업용 세정 분야에 널리 적용되었다. 그러나, 이들은 증기압이 비교적 높은 염소계 휘발성 유기화합물(volatile organic compounds, 이하 VOC)로 작업자의 호흡기 및 피부를 통해 인체로 유입될 가능성이 크며, 발암성 등의 인체독성을 갖는 물질로 알려져 있다. 또한, 대기 중으로 배출되어 광화학 반응에 의한 스모그를 일으킬 수 있으며, 더 나아가 성층권에 있는 오존층을 파괴하여 지구 온난화와 같은 전지구적 기후 변화 및 기상 이변을 일으킬 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 각 나라에서는 1987년 몬트리올 의정서(Montreal Protocol)에 정해진 자국의 감산, 감축, 전폐 일정에 따라 규제를 진행 중에 있다. 우리나라의 경우 CFC 계열의 화합물은 2010년부터, 1,1,1-TCE는 2015년부터, 염화불화탄화수소계열은 2040년부터 전폐될 예정이다. 최근 이러한 일정에 대해서도 더 단축해야 한다는 의견이 여러 나라에서 제기되고 있는 실정이어서 앞으로도 이와 관련된 대체 물질 개발 노력은 더욱 필요한 시점이다.1,1,2-trichlorofluoroethane (CFC-113) and 1,1,1-trichloroethane (1,1,1-) Trichloroethane (hereinafter referred to as 1,1,1-TCE) and methylene chloride (MC) have been widely applied in domestic and overseas industrial cleaning fields based on excellent cleaning. However, these are chlorine-based volatile organic compounds (VOCs) having a relatively high vapor pressure and are likely to enter the human body through the respiratory organs and the skin of workers, and are known as substances having human toxicity such as carcinogenicity. In addition, it has been found that it can be released into the atmosphere to cause smog by photochemical reactions, and furthermore, to destroy the ozone layer in the stratosphere, causing global climate change and extreme weather such as global warming. Each country is regulated in accordance with their cut, cut and abatement schedules set forth in the 1987 Montreal Protocol. In Korea, the CFC-based compounds will be totally decommissioned from 2010, 1,1,1-TCE from 2015, and the chlorofluorocarbon series from 2040. In recent years, opinions on the need for a shorter timeline have been raised in many countries, and it is time for further efforts to develop alternative materials.
전자산업에서 CFC-113과 1,1,1-TCE의 용도는 납땜공정 이후에 부품들에 남아있는 플럭스 잔사를 제거하는 목적으로 주로 사용되고 있으며, 전자부품에서 플럭스를 제거해야 하는 이유는 부식성이 있는 플럭스 성분을 제거함으로써, 육안 검사를 용이하게 하고, 검사를 자동화할 수 있으며, 전류 누수를 최소화하고, 제품의 외관을 보기 좋게 하기 때문이다.In the electronics industry, the use of CFC-113 and 1,1,1-TCE is mainly used to remove the flux residues left in the components after the soldering process. The reason for removing the flux from the electronic components is corrosive. By removing the flux components, visual inspection can be facilitated, inspection can be automated, current leakage can be minimized, and the appearance of the product can be seen.
전자제품들이 고온 다습한 곳에 노출되면 대부분의 플럭스 잔사는 부식되기 쉽다. 예전부터 플럭스는 로진계 물질이 주로 사용되었는데 로진의 주성분은 아비에틱산(abietic acid)으로서 구조식은 C20H30O2이다. 종래부터 플럭스 세정제로 디-리모넨계 세정제를 제조하는 방법은 여러 가지가 있었지만 각기의 첨가되는 계면활성제의 종류와 양은 차이가 많이 있다. 예를 들면, 미국특허 4,511,488호에서는 4-15 몰의 에틸렌 옥사이드가 부가된 노닐페놀의 비이온 계면활성제와 도데실벤젠 술폰산의 음이온 계면활성제를 사용하여 물과 디-리모넨에 첨가하여 일반적인 공업용 세정제로 사용하였다. 그러나, 상기 방법은 사용된 계면활성제의 종류와 양이 많아서 폐수와 경제적인 문제점이 있다.When the electronics are exposed to high temperature and high humidity, most of the flux residues are susceptible to corrosion. In the past, rosin-based materials were mainly used. The main component of rosin is abietic acid, and the structural formula is C 20 H 30 O 2 . Conventionally, there have been a number of methods for producing a di-limonene-based cleaner with a flux cleaner, but the types and amounts of the surfactants to be added are different. For example, US Pat. No. 4,511,488 describes non-ionic surfactants of nonylphenol added with 4-15 moles of ethylene oxide and anionic surfactants of dodecylbenzene sulfonic acid to water and di-limonene to be used as general industrial cleaning agents. Used. However, the method has a lot of kinds and amounts of surfactants used, and thus there is an economic problem with waste water.
또한 미국특허 4,740,247에서는 90% 디-리모넨, 6.5% 폴리(7)에톡시 노닐페놀, 2.1% 폴리(10)에톡시 노닐페놀, 1.4% 소듐 디옥틸 술포숙시네이트와 1:1에서 1:4로 물로 희석된 세정제를 사용하여 로진계 플럭스를 제거하였다. 일본특허 3-215689에서는 테르펜화합물로서 디-리모넨, 엘-리모넨, 디펜텐 등과 직쇄 알킬벤젠등의 계면활성제를 사용하여 제조한 세정제를 관통홀(through hole) 기판용 잔사를 제거하였다. 그러나, 리모넨은 비휘발성 인자로서 세정 후 피세정물에 잔류하는 경향이 높으며, 따라서 피세정물 중 죠인트부, 어셈블리부 등과 같이 부품과 부품 사이에 간극을 갖고 있는 기계 요소의 만입부에 특히 다량 잔류하게 되는 문제점이 있다. 또한, 리모넨은 극성 오염원에 대해서는 세정력이 약한 문제점이 있다.US Pat. No. 4,740,247 also discloses 1: 1 to 1: 4 with 90% di-limonene, 6.5% poly (7) ethoxy nonylphenol, 2.1% poly (10) ethoxy nonylphenol, 1.4% sodium dioctyl sulfosuccinate. The rosin-based flux was removed using a detergent diluted with water. In Japanese Patent No. 3-215689, a residue prepared for through hole substrates was removed by using a detergent such as di-limonene, L-limonene, dipentene, and a straight chain alkylbenzene as a terpene compound. However, limonene tends to remain in the object to be cleaned after cleaning as a non-volatile factor, and therefore, especially in the indentation part of the machine element having a gap between parts, such as a joint part and an assembly part among the objects to be cleaned. There is a problem. In addition, limonene has a weak cleaning power against polar contaminants.
이에, 본 발명은, 상기 종래기술의 문제점을 해결함으로써, 전기 전자 및 정밀기기 분야, 금속 및 고분자 재료 분야의 제조, 가공, 후처리 등의 공정에서 유성 및 기타 오염물질 및 플럭스 등의 제거에 폭넓게 적용될 수 있는 친환경, 저독성 준수계 세정제 조성물을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.Accordingly, the present invention, by solving the problems of the prior art, is widely used in the removal of oil and other contaminants and flux in the process of manufacturing, processing, post-treatment, etc. in the field of electrical and electronic equipment, precision metals and polymer materials It is an object of the invention to provide an environmentally friendly, low toxicity compliant detergent composition that can be applied.
상기 본 발명의 상기 목적은, 식물유 유래 지방산 에스테르계 화합물, 지방족 알코올, 계면활성제 및 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 세정제 조성물에 의하여 달성된다. 이에, 본 발명은, 특히, 오존층 파괴 지수가 없는 CFC-113 또는 1,1,1-TCE의 대체 세정제로서, 오염물질 및 적용 분야, 원하는 세정 능력에 따라 수계/준수계로 사용될 수 있는 저독성, 친환경 세정제 조성물, 바람직하게는 로진계 플럭스 제거용 세정제 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명은 세정제 고유의 물성, 세정제와 피세정물의 재질호환성, 오염물질에 대한 제거효율 등이 우수한 세정제 조성물을 제공한다.The above object of the present invention is achieved by a detergent composition comprising a vegetable oil-derived fatty acid ester compound, an aliphatic alcohol, a surfactant and water. Accordingly, the present invention, in particular, as an alternative cleaning agent of CFC-113 or 1,1,1-TCE, which does not have an ozone depletion index, is a low toxicity, environmentally friendly system that can be used as an aqueous / compliant system depending on the pollutant and the application field and the desired cleaning ability. A cleaning composition, preferably a cleaning composition for rosin flux removal, is provided. In addition, the present invention provides a cleaning composition excellent in the physical properties of the cleaning agent, material compatibility of the cleaning agent and the object to be cleaned, removal efficiency for contaminants, and the like.
구체적으로, 본 발명자는 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 오일, 그리스 및 플럭스에 대한 세정력을 유지하면서 환경 오염에 커다란 영향을 미치는 VOC 유발 문제를 개선하고자 다각도로 연구한 결과, 세정제 조성물을 제조함에 있어서, 식물유 유래 지방산 에스테르 용매를 사용함으로써 로진계 플럭스에 대해서 높은 용해력을 갖고 생분해성이 우수한 지방산 에스테르를 사용하고, 순수한 지방산 에스테르의 인화점을 높여주기 위해서 물을 첨가하며, 물과 지방산 에스테르는 서로 불용성이기 때문에 글리콜 계통의 결합물질을 넣고, 최종적으로 계면활성제를 첨가하여 물과 지방산 에스테르의 두 물질을 균일하게 섞이게 하고, 투명하게 하고 점성이 낮은 액상이 되도록 함으로써 본 발명을 완성하였다.Specifically, the present inventors have studied in various angles to solve the problems of the prior art as described above to improve the VOC-induced problem that significantly affects environmental pollution while maintaining the cleaning power for oil, grease and flux, cleaning composition In the preparation, using a fatty acid ester solvent derived from vegetable oil, using a fatty acid ester having a high solubility and excellent biodegradability to rosin flux, water is added to increase the flash point of pure fatty acid ester, water and fatty acid ester The present invention was completed by adding a glycol-based binding material and finally adding a surfactant to uniformly mix the two materials of water and fatty acid esters, making the liquid transparent and having a low viscosity.
따라서, 본 발명은 전기 전자 및 정밀기기 분야, 금속 및 고분자 재료 분야의 제조, 가공, 후처리 등의 공정에서 유성, 기타 오염물질 및 플럭스 등의 제거에 폭넓게 적용될 수 있는 친환경, 저독성 세정제 조성물에 관한 것으로서, 상기 세정제 조성물은 식물유 유래 지방산 에스테르 용매를 사용하는 것을 특징으로 하는 것이다. 구체적으로, 본 발명에 따른 세정제 조성물은 (1) 지방산 에스테르 용제, (2) 지방족 알코올, (3) 계면활성제, (4) 물 및 임의로 (5) 알킬 피롤리돈류를 포함하는 것을 특징으로 한다.Accordingly, the present invention relates to an environment-friendly, low-toxic detergent composition that can be widely applied to the removal of oily, other contaminants and flux in the process of manufacturing, processing, post-treatment, etc. in the field of electrical and electronic equipment, metals and polymer materials. As the detergent composition, a fatty acid ester solvent derived from vegetable oil is used. Specifically, the cleaning composition according to the present invention is characterized by comprising (1) a fatty acid ester solvent, (2) an aliphatic alcohol, (3) a surfactant, (4) water and optionally (5) alkyl pyrrolidones.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in more detail as follows.
본 발명의 세정제 조성물은 지방산 에스테르 단독 또는 이들의 혼합물을 주성분으로 한다. 본 발명에 있어서, 상기 지방산 에스테르는 VOC의 발생이 없으며 생분해성이 우수한 식물유 유래 지방산 에스테르계가 사용된다. 상기 지방산 에스테르계는 식물유로부터 유래되는 지방산 에스테르로서, 바람직하게는 하기 일반식 (1)로 표시되는 화합물을 사용할 수 있으나, 이에 특별히 한정되는 것은 아니다:The cleaning composition of the present invention contains a fatty acid ester alone or a mixture thereof as a main component. In the present invention, the fatty acid ester has no generation of VOC, and a fatty acid ester system derived from vegetable oil having excellent biodegradability is used. The fatty acid ester system may be a fatty acid ester derived from vegetable oil, preferably a compound represented by the following general formula (1), but is not particularly limited thereto.
[일반식 1][Formula 1]
R1-COO-R2 R 1 -COO-R 2
식 중, R1은 탄소수 12 이상의 고급 지방산기이고, R2는 탄소수 1 내지 6의 알킬기임.In the formula, R 1 is a higher fatty acid group having 12 or more carbon atoms, and R 2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
상기 지방산기 R1은 탄소수 12 이상이고, 바람직하게는 탄소수 22 이하이며, 구체적으로, 스테아린산, 올레인산, 리놀레인산, 리시놀레인산, 또는 이들의 혼합물로서의 식물유의 지방산기를 사용할 수 있으며, 식물유 변성 에스테르 및 아마이드 혼합물의 제조시 사용되는 식물유로서 대두유, 피마자유, 채종유, 해바라기유, 유채유, 옥수수유, 팜유 등의 고급 지방산의 글리세롤 에스테르 구조를 갖는 식물유를 사용할 수 있다.The fatty acid group R 1 is 12 or more carbon atoms, preferably 22 or less carbon atoms, specifically, can be used fatty acid groups of vegetable oil as stearic acid, oleic acid, linoleic acid, ricinoleic acid, or a mixture thereof, Vegetable oils having a glycerol ester structure of higher fatty acids such as soybean oil, castor oil, rapeseed oil, sunflower oil, rapeseed oil, corn oil and palm oil can be used as the vegetable oil used in the preparation of the ester and amide mixture.
본 발명에 따른 상기 지방산 에스테르는 오일, 그리스 및 플럭스에 대한 용해성이 우수하며 폐기시 생분해성이 우수한 것이 특징이다. 상기 지방산 에스테르는 전체 조성물의 중량에 대하여 50 ~ 90 중량부의 범위의 배합 비율에서 사용되고, 바람직하게는 65 ~ 90 중량부의 범위에서 사용될 수 있다. 상기 지방산 에스테르가 50 중량부 미만이면 오일, 그리스 및 플럭스에 대한 용해성이 떨어지고, 90 중량부를 초과하면 물로 건조할 때 잔유물로 피삭재의 표면에 잔존하는 단점이 있다.The fatty acid ester according to the present invention is characterized by excellent solubility in oils, greases and fluxes and excellent biodegradability at disposal. The fatty acid ester is used in a blending ratio in the range of 50 to 90 parts by weight relative to the total weight of the composition, and preferably used in the range of 65 to 90 parts by weight. If the fatty acid ester is less than 50 parts by weight, solubility in oil, grease and flux is inferior, and if it exceeds 90 parts by weight, there is a disadvantage in that it remains on the surface of the workpiece as a residue when dried with water.
본 발명에 있어서, 에테르 작용기(-O-)가 1개 이상 포함되고 탄소수 3 내지 8 로 이루어지는 지방족 알코올을 사용할 수 있다. 지방족 알코올은 조성물의 안정성을 증가시키고, 넓은 온도범위에서 안정한 조성물이 유지되도록 도와줌으로 써 다양한 세정 온도 범위에서 원활한 세정이 가능하도록 할 수 있다. 또한, 세정력, 린스 특성 등을 향상시킬 수 있다.In the present invention, an aliphatic alcohol containing one or more ether functional groups (-O-) and containing 3 to 8 carbon atoms can be used. Aliphatic alcohols can increase the stability of the composition and help to maintain a stable composition over a wide temperature range to enable smooth cleaning at various cleaning temperature ranges. In addition, the cleaning power, the rinse characteristics, and the like can be improved.
상기 지방족 알코올로서 바람직하게는 하기 일반식 (2)로 표시되는 화합물이 사용될 수 있으나, 이에 특별히 한정되는 것은 아니다:As the aliphatic alcohol, a compound represented by the following general formula (2) may be preferably used, but is not particularly limited thereto.
[일반식 2][Formula 2]
R1-O-[CH(R2)]l-{[O]m-[CH(R3)]n}p-OHR 1 -O- [CH (R 2 )] l -{[O] m- [CH (R 3 )] n } p -OH
식 중, R1, R2 및 R3 은 H 또는 알킬기, l 및 n 은 자연수, m 은 0 또는 1, p 는 0 또는 자연수이고, R1, R2, R3, l, n 및 p 는 상기 일반식 (2) 로 표시되는 화합물의 탄소수가 3 내지 8 이 되는 조건을 만족함.Wherein R 1 , R 2 and R 3 are H or an alkyl group, l and n are natural numbers, m is 0 or 1, p is 0 or natural numbers, and R 1 , R 2 , R 3 , l, n and p are It satisfies the condition that carbon number of the compound represented by the said General formula (2) becomes 3-8.
일반식 2의 화합물로 공업적으로 쉽게 적용할 수 있는 물질에는 2-메톡시에탄올, 1-메톡시-2-프로판올, 2-(2-메톡시에톡시)에탄올, 2-(2-에톡시에톡시)에탄올, 2-에톡시에탄올, 2-부톡시에탄올, 2-에톡시-1-프로판올, 3-메톡시-1-부탄올, 2-(2-부톡시에톡시)에탄올, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜 등이 있다.Materials that can be easily applied industrially as the compound of Formula 2 include 2-methoxyethanol, 1-methoxy-2-propanol, 2- (2-methoxyethoxy) ethanol, 2- (2-ethoxy Ethoxy) ethanol, 2-ethoxyethanol, 2-butoxyethanol, 2-ethoxy-1-propanol, 3-methoxy-1-butanol, 2- (2-butoxyethoxy) ethanol, triethylene glycol And tetraethylene glycol.
상기 지방족 알코올은 전체 조성물의 중량에 대하여 5 ~ 50 중량부의 범위의 배합 비율에서 사용되고, 바람직하게는 10 ~ 30 중량부의 범위에서 사용될 수 있다. 상기 지방족 알코올이 5 중량부 미만이면 조성물의 안정성이 떨어지고 오일, 그리스 및 플럭스에 대한 용해성이 떨어지고, 50 중량부를 초과하면 조성물의 생분해성이 떨어져 친환경적이 못한 단점이 있다.The aliphatic alcohol is used in a blending ratio in the range of 5 to 50 parts by weight relative to the total weight of the composition, and preferably used in the range of 10 to 30 parts by weight. If the aliphatic alcohol is less than 5 parts by weight, the stability of the composition is lowered, solubility in oil, grease and flux is lowered, and if it exceeds 50 parts by weight, the biodegradability of the composition is not environmentally friendly.
세정력을 높이고 후 공정에서 물로 세척성이 용이하게 하며 비연속, 또는 불연속상을 단일화하기 위해서는 적절한 계면활성제를 선정하여 적용하는 것이 중요하다. 세정제의 침투를 용이하게 하기 위해서는 일반적으로 밀도가 높고, 점도 및 표면장력이 낮은 화합물을 사용하는 것이 유리하며, 계면활성제가 이러한 역할에도 상당 부분 기여하게 된다. 아울러 준수계 세정제에서 계면활성제와 기타 금속염은 희석이 가능한 물의 사용량의 한계 범위를 높일 수 있는 기능을 주로 제공하므로, 고가의 세정 모재와 비교할 때, 세정제의 경제성을 높일 수 있다.It is important to select and apply a suitable surfactant to increase the cleaning power, to facilitate the washability with water in the post-process, and to unify the discontinuous or discontinuous phase. In order to facilitate the penetration of the cleaning agent, it is generally advantageous to use compounds of high density, low viscosity and surface tension, and the surfactants contribute a great deal to this role. In addition, surfactants and other metal salts in the compliant cleaner mainly provide a function of increasing the limit of the amount of dilutable water used, so that the economic efficiency of the cleaner can be improved when compared to expensive cleaning base materials.
계면활성제의 경우는 대표적으로 이온성과 비이온성 계면활성제로 대별되며, 원칙적으로는 수계/비수계 모두 적용이 가능하지만, 준수계에서는 상의 안정성을 고려하여 선택적으로 사용하거나, 여타의 빌더(builder), 가용화제 및 기타 금속염 등과 함께 적용함으로써 적어도 마이크로미터 수준 이하에서 단일한 상을 이루도록 하는 것이 바람직하다.Surfactants are typically classified into ionic and nonionic surfactants, and in principle, both aqueous and non-aqueous surfactants can be applied. However, in the compliance system, the surfactants can be selectively used in consideration of phase stability, or other builders, It is desirable to apply a solubilizer, other metal salts, etc. to form a single phase at least at the micrometer level or below.
본 발명에 적용할 수 있는 비이온성 계면활성제로는 폴리옥시에틸렌형, 솔비탄(sorbitan)형, 글루코스(glucose)형, 수산기형이 있다. 폴리옥시에틸렌형으로는 고급 알코올, 알킬 페놀류, 고급지방산류 각각에 에틸렌 옥사이드(ethylene oxide, 이하 EO)를 부가하여 얻은 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 알킬페놀에테르, 지방산 에스테르 등이 포함된다. 이들은 EO의 부가 몰(mole)수를 조절하여 친수성의 정도를 쉽게 조절할 수 있는 특징이 있어 유화제로 널리 사용되고 있으나, 최근 분해과정에서 페놀계 화합물이 문제가 되고 있어 알킬 페닐에테르 계열의 사용은 현저히 줄어들고 있는 추세이다. 솔비탄형은 솔비톨(sorbitol) 및 솔비탄의 지방족 에스테르 형태이고, 글루코스형에는 고급 알코올과 글루코스의 축합 반응으로 얻어지는 알킬 글루코사이드(alkyl glicocide)가 해당된다. 수산기형으로 알칸올 아민(alkanol amine)에 지방산과 에스테르를 형성한 지방족 아미드를 사용할 수 있다.Nonionic surfactants applicable to the present invention include polyoxyethylene type, sorbitan type, glucose type, and hydroxyl type. The polyoxyethylene type includes polyoxyethylene alkyl ethers, alkyl phenol ethers, fatty acid esters and the like obtained by adding ethylene oxide (EO) to higher alcohols, alkyl phenols, and higher fatty acids. They are widely used as emulsifiers because they can easily control the degree of hydrophilicity by controlling the number of moles of EO. However, in recent years, the use of alkyl phenyl ethers is considerably reduced because phenolic compounds are problematic. There is a trend. The sorbitan type is the form of sorbitol and aliphatic ester of sorbitan, and the glucose type corresponds to alkyl glucoside obtained by condensation reaction between higher alcohol and glucose. As the hydroxyl group, an aliphatic amide may be used in which an fatty acid and an ester are formed in an alkanol amine.
음이온성 계면활성제로서 가장 널리 알려져 있는 것은 알킬벤젠 술포네이트(alkyl benzene sulfuonate), 알킬술포네이트(alkyl sulfuonate), 알킬폴리옥시에틸렌술포네이트(alkyl polyoxyethylene sulfuonate) 등이며, 이들은 공업적으로 알킬벤젠, 고급 알코올, 알킬폴리옥시에틸렌에테르에 발연황산 또는 삼산화황(SO3)을 작용시켜 술폰화(sulfonation), 후중화(post neutralization)를 통해 얻어진다. 다만, 알킬벤젠 술포네이트 최근 환경 문제로 적용이 둔화되고 있다.The most widely known anionic surfactants are alkyl benzene sulfuonate, alkyl sulfuonate, alkyl polyoxyethylene sulfuonate, and the like. It is obtained through sulfonation and post neutralization by acting fuming sulfuric acid or sulfur trioxide (SO 3 ) on alcohol, alkylpolyoxyethylene ether. However, alkylbenzene sulfonate has recently been slowed due to environmental problems.
앞서 언급한 벤젠, 페놀계 구조단위가 포함된 계면활성제를 제외하면 공업적으로 제조가 용이하고 생분해되는 물질로써 친환경 세정제로 적용이 매우 적합하며, 특히 EO 부가량을 조절하여 다양한 수준의 하이드로필릭 리포필릭 밸런스(hydrophilic lipophilic balance, 이하 HLB)를 구현할 수 있다는 점에서 매우 유용하다. 본 발명에서는 HLB 값이 4~18 범위를 갖는 이온성, 비이온성 계면활성제가 적합하다. Except for the surfactants containing the benzene and phenolic structural units mentioned above, they are industrially easy to manufacture and biodegradable. They are very suitable as eco-friendly cleaners. In particular, various levels of hydrophilic lipo can be adjusted by adjusting the amount of EO added. It is very useful in that it can implement a hydrophilic lipophilic balance (HLB). In the present invention, ionic and nonionic surfactants having a HLB value in the range of 4 to 18 are suitable.
또한, 이온성 및 비이온성 계면활성제를 함께 사용하는 경우, 상의 안전성이 다소 나빠지기도 하기 때문에 해당 조성에서는 적절한 금속염류를 빌더 또는 가용화제 등으로 첨가하여 문제를 해결한다. 대표적으로 사용할 수 있는 금속염류 에는 NaOH, KOH, NaHCO3, Na2CO3 등과 지방족 카르복시산의 금속 중화물 등을 들 수 있다. 그러나 금속 염류 및 물의 사용량을 지나치게 높이게 되는 경우, 세정제의 pH에 영향을 끼치고, 이와 연계하여 수계 세정제의 상 분리 현상이 나타나게 되어 세정력의 감소를 가져올 수 있다는 점에 주의하여야 한다.In addition, when the ionic and nonionic surfactants are used together, the phase safety may be somewhat deteriorated. Therefore, in the corresponding composition, an appropriate metal salt is added as a builder or a solubilizer to solve the problem. Representative metal salts that may be used include NaOH, KOH, NaHCO 3 , Na 2 CO 3 and the like, and metal neutralizers of aliphatic carboxylic acids. However, it should be noted that if the amount of the metal salts and water is excessively used, the pH of the detergent may be affected, and thus, phase separation of the aqueous detergent may occur, resulting in a decrease in the cleaning power.
상기 계면활성제는 전체 조성물의 중량에 대하여 0.5 ~ 20 중량부의 범위의 배합 비율에서 사용되고, 바람직하게는 1 ~ 10 중량부의 범위에서 사용될 수 있다. 상기 계면활성제가 0.5 중량부 미만이면 조성물의 물과의 친화력이 떨어지고 오일, 그리스 및 플럭스에 대한 용해성이 떨어지고, 20 중량부를 초과하면 조성물의 생분해성이 떨어져 친환경적이 못한 단점이 있다.The surfactant is used in a mixing ratio in the range of 0.5 to 20 parts by weight based on the total weight of the composition, and preferably used in the range of 1 to 10 parts by weight. If the surfactant is less than 0.5 parts by weight of the composition has affinity with water, solubility in oil, grease and flux is lowered, if more than 20 parts by weight of the biodegradability of the composition is not environmentally friendly.
본 발명에 있어서, 물은 조성물의 인화성에 대한 안정성과 세정성을 높이며, 바람직하게는 이온교환수, 증류수 등의 정제 처리된 물을 이용한다. 물은 전체 조성물의 중량에 대하여 0.5~10 중량부의 범위에서 사용되고 바람직하게는 전체 조성물의 중량에 대하여 1~5 중량부의 범위이다. In the present invention, water improves the stability to flammability of the composition and washability, and preferably purified water such as ion-exchanged water or distilled water is used. Water is used in the range of 0.5 to 10 parts by weight based on the weight of the total composition, and preferably in the range of 1 to 5 parts by weight based on the weight of the total composition.
본 발명에 따른 세정제 조성물은 알킬 피롤리돈류의 화합물을 추가로 포함할 수 있으며, 알킬 피롤리돈류의 화합물로서 N-메틸 피롤리돈, N-에틸 피롤리돈, N-프로필 피롤리돈 등이 있다. 알킬 피롤리돈 화합물은 지방산 에스테르와 지방족 알코올과 상호간의 혼화성 및 상용성을 갖게하고, 물과의 혼화성이 매우 좋은 특성을 가지고 있어서, 수계/준수계 세정 모제, 또는 세정 원재로 적용이 가능하다. 사용량은 전체 조성물의 중량에 대하여 0~10중량부의 범위에서 사용가능하며 바람직하게는 전체 조성물의 중량에 대하여 1~5 중량부의 범위이다.The cleaning composition according to the present invention may further include a compound of alkyl pyrrolidone, and as the compound of alkyl pyrrolidone, N-methyl pyrrolidone, N-ethyl pyrrolidone, N-propyl pyrrolidone and the like have. Alkyl pyrrolidone compounds have compatibility and compatibility with fatty acid esters and aliphatic alcohols, and have very good compatibility with water, and thus can be applied as an aqueous / complementary cleaning agent or raw material for cleaning. Do. The amount used may be used in the range of 0 to 10 parts by weight based on the total weight of the composition, and preferably in the range of 1 to 5 parts by weight based on the weight of the total composition.
본 발명에 따른 식물유 유래 지방산 에스테르를 주성분으로 하는 세정제 조성물은, 오존층 파괴 지수가 없는 CFC-113 또는 1,1,1-TCE의 대체 세정제로서 오염물질 및 적용 분야, 원하는 세정 능력에 따라 수계/준수계로 사용될 수 있는 저독성, 친환경 세정제 조성물로서, 세정제 고유의 물성, 세정제와 피세정물의 재질호환성, 오염물질에 대한 제거효율 등이 우수하여, 전기 전자 및 정밀기기 분야, 금속 및 고분자 재료 분야의 제조, 가공, 후처리 등의 공정에서 유성, 기타 오염물질 및 플럭스 등의 제거에 폭넓게 적용될 수 있으며, 바람직하게는 로진계 플럭스 제거용으로 사용될 수 있다.The cleaning composition mainly composed of vegetable oil-derived fatty acid esters according to the present invention is an alternative cleaning agent of CFC-113 or 1,1,1-TCE which does not have an ozone layer destructive index, depending on the pollutant and the application field and the desired cleaning ability. It is a low-toxic, eco-friendly detergent composition that can be used as a system, and has excellent physical properties of the cleaner, material compatibility of the cleaner and the object to be cleaned, removal efficiency of contaminants, etc. It can be widely applied to the removal of oily, other contaminants and flux in the process of processing, post-treatment, etc., and can be preferably used for rosin-based flux removal.
이하, 실시예에서 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하며, 다만 하기 실시예는 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하고자 하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail, but the following examples are not intended to limit or limit the protection scope of the present invention.
[실시예] 실시예1~8 및 비교예 1~4 EXAMPLES Examples 1-8 and Comparative Examples 1-4
아래의 표1에서와 같이 지방산 에스테르, 지방족 알코올, 계면활성제 및 물을 사용하여 세정제 조성물을 제조한 다음 상의 안정성, 세정능력, 헹굼성, 생분해성등을 평가하였다. 비교예 4는 리모넨계 탄화수소계 세정제를 나타낸다. 상의 안정성 여부는 세정제를 제조한 다음 24시간 정체한 다음 단일상으로 존재하는 지 여부 및 흐림 정도를 관찰하여 결정하였다. 세정 능력의 평가를 위해서 오염 물질로는 그리스 및 플럭스를 선택하여 평가하였다. 그리스 및 플럭스를 슬라이드 글라스 위에 얇게 도포한 다음 상온에서 초음파(20kHz) 처리를 통해 진행되었다. 세정 시간은 30분으로 고정하였으며 세정 후 글라스 표면을 육안으로 검사한 뒤 잔유물 존재 여부를 현미경으로 관찰하여 세정성을 평가하였다. ◎는 잔유물 이 전혀 없는 정도를, ○은 잔유물이 거의 없는 정도를, △는 잔유물이 다소 남아 있음을 의미한다. 세정하기 이전과 세정한 후의 오염물의 중량 변화를 통하여 그리스 및 플럭스 오염 물질이 본 세정과정을 통해 제거되었음을 확인할 수 있었으며, 이는 일반 산업 현장에서의 오염물의 세척에 폭넓게 적용할 수 있음을 시사한다. 세정제 조성물이 세정 후 토양으로 누유되었을 때 세정제가 친환경인가를 판단하기 위하여 세정제 조성물의 생분해도를 OECD 301C 법으로 평가하였다.As shown in Table 1 below, a fatty acid ester, an aliphatic alcohol, a surfactant, and water were used to prepare a detergent composition, and then the stability, washing ability, rinsability, and biodegradability of the phase were evaluated. Comparative Example 4 shows a limonene hydrocarbon cleaner. The stability of the phase was determined by observing the degree of cloudiness and whether it was present as a single phase after 24 hours of stasis after the detergent was prepared. For the evaluation of the cleaning ability, the contaminants were selected by selecting grease and flux. The grease and flux were applied thinly on the slide glass and then ultrasonically treated at room temperature (20 kHz). The cleaning time was fixed to 30 minutes, and after cleaning, the glass surface was visually inspected and the presence of residue was observed under a microscope to evaluate the cleanliness. ◎ means that there is no residue at all, ○ means that there is almost no residue, and △ means that some residue remains. The weight change of the contaminants before and after cleaning confirmed that the grease and flux contaminants were removed by this cleaning process, suggesting that they can be widely applied to cleaning contaminants in general industrial sites. The biodegradability of the cleaning composition was evaluated by the OECD 301C method to determine whether the cleaning composition is environmentally friendly when the cleaning composition is leaked into the soil after cleaning.
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