KR100994831B1

KR100994831B1 - 준수계 세정제 조성물

Info

Publication number: KR100994831B1
Application number: KR1020030080466A
Authority: KR
Inventors: 김동일; 김태성; 박성은; 조완구
Original assignee: 주식회사 엘지생활건강
Priority date: 2003-11-14
Filing date: 2003-11-14
Publication date: 2010-11-16
Also published as: KR20050046861A

Abstract

본 발명은 준수계 세정제 조성물에 관한 것으로, 특히 계면활성제, 수용성 용제, 지방족 알코올 및 탄화수소계 오일을 유효성분으로 포함하여, 피세정물의 미세구멍 또는 틈새에 침투력이 우수하고 유성오염 제거에 탁월한 효과가 있으면서 인화점이 높고 낮은 점도를 유지하고 물에 대한 린스성이 우수한 W/O형태의 마이크로 에멀젼형 준수계 세정제 조성물에 관한 것이다.

준수계 세정제, 비이온 계면활성제, 지방알콜, 탄화수소계 오일, 수용성 용제, 침투력

Description

준수계 세정제 조성물{SEMI-AQUEOUS DETERGENT COMPOSITION}

본 발명은 피세정물의 미세구멍 또는 틈새로의 침투력이 우수하고 유성오염 제거력, 장기보관성 및 린스성이 우수한 W/O형태의 마이크로 에멀젼형 준수계 세정제 조성물에 관한 것이다.

종래 각종 산업분야에서 공업용 탈지, 정밀가공 및 미세 가공된 구조물의 표면 또는 미세틈새에서의 유기물 및 무기물 등으로 구성된 오염물질을 제거할 때는, 주로 오염물질에 대하여 젖음성, 침투성 및 용해성이 우수한 프론계 용제 및 염소계 용제가 폭 넓게 사용되었다. 또한, 일부에서는 에틸알코올 및 이소프로필 알코올 등과 같은 알코올류, 리모넨 및 액상 파라핀 등과 같은 탄화수소계 유기용제, 알칼리성 수계 세정제 등을 사용하였으며, 최근에는 글리콜 에테르계 용제를 주성분으로 하는 준수계 세정제 등을 사용하고 있다.

그러나, 이러한 용제계 세정제에 있어서, 특히 프론계 용제 및 염소계 용제 등은 세정제로서는 우수한 특성을 가지고 있으나, 대기 중의 오존층을 파괴하고 환경에 축적되어 지구 생태계에 악영향을 미치는 등의 환경오염을 일으킬 수 있다. 따라서, 선직국 등에서는 1987년 몬트리올 의정서 협약에 따라서 이를 환경오염의 문제 물질로 구분하여 1996년부터 이들의 사용이 전면 규제되었으며, 개발도상국에서도 2010년 이후부터는 사용금지 품목으로 구분되게 되었다.

또한 상기 용제류 중에서 알코올 및 탄화수소계 용제 등은 인화성 및 인체독성의 문제가 있으므로 사용시 방폭 설비 등의 특수한 장치가 필요하며, 알칼리성 수계 세정제의 경우에는 유성오염의 제거력이 저조하며 더욱이 피세정물이 금속일 경우 금속 표면 부식 등의 재질 변화에 영향을 미쳐 현재에도 한정된 용도로 밖에는 사용되지 않고 있다.

상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 금속부품, 비금속부품, 전자부품, 유리(glass), 렌즈(lens) 등의 물품표면에 부착하고 있는 오일, 지방, 기계유, 절삭유, 그리스유, 액정오염, 로진 타입 플럭스 등과 같은 오염물질들을 효과적으로 제거할 수 있으면서도, 장기간 보관에도 안정하며 점도가 낮고 인화점이 높으며 물에 대한 린스성이 우수한 준수계 세정제 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 피세정물의 미세구멍 또는 틈새로의 침투력이 우수하고 오염물질의 제거성능이 우수하며 금속 및 고분자 물질에 대한 부식 안정성이 탁월한 준수계 세정제 조성물을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

a) 비이온 계면활성제 10 내지 30 중량%;

b) 수용성 용제 5 내지 20 중량%;

c) 알킬기의 탄소수가 2 내지 18인 직쇄형 또는 분지형으로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택된 지방족 알코올 0.5 내지 10 중량%;

d) 물 0.5 내지 20 중량%; 및

e) 잔량의 탄화수소계 오일

을 포함하는 준수계 세정제 조성물을 제공한다.

이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 준수계 세정제 조성물은 종래와 같이 프론계 용제, 염소계 용제 등의 용제를 사용하지 않고도, 금속부품, 비금속부품, 전자부품, 유리(glass), 렌즈(lens) 등의 물품표면에 부착하고 있는 오일, 지방, 기계유, 절삭유 및 그리스유, 액정오염, 로진 타입 플럭스 등과 같은 오염물질들을 효과적으로 제거할 수 있다.

또한, 본 발명의 준수계 세정제 조성물은 장기간 보관하여도 우수한 안정성을 가지고 세정제의 낮은 점도를 유지함으로써 피세정물의 미세구멍 또는 틈새로의 침투력을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.

본 발명의 세정제 조성물은 유성오염 극대화를 위하여 연속상으로서 오일성분인 탄화수소계 오일(hydrocarbon oil)을 사용하며, 이들 탄화수소계 오일의 낮은 인화점으로 인한 폭발성 방지를 위해 인화점 상승을 위한 소량의 물을 포함한다. 그러나, 상기 물의 오일에 대한 효과적인 분산을 위해서는 계면활성제가 필요한데, 이들 계면활성제만으로 물을 탄화수소계 오일 내에서 마이크로 에멀젼화 시킬때에 는 HLB값이 낮은 계면활성제가 과량으로 필요하다. 또한, 이렇게 제조된 세정제의 경우 세정후 물로 린스시에 물에 대한 린스성이 저조하여 세정 및 린스후 피세정물 표면에 세정제 및 유성오염물이 잔존하는 현상이 발생될 수 있다.

따라서 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 지방 알코올을 사용함으로써 계면활성제의 사용량을 줄 일 수 있으며 이로 인하여 린스성이 우수한 조성물을 제조할 수 있다.

이러한 본 발명의 세정제 조성물은 a) 계면활성제, b) 수용성 용제, c) 지방족 알코올, d) 물 및 e) 탄화수소계 오일을 포함한다.

상기 a) 비이온성 계면활성제는 유성오염물의 제거 목적으로 사용된다. 상기 비이온성 계면활성제의 예를 들면, 폴리옥시 알킬렌 알킬 페닐 에테르, 폴리옥시 알킬렌 알킬 에테르, 폴리옥시 에틸렌 폴리옥시 프로필렌 블록 폴리머, 폴리에틸렌 글리콜 지방산 에스테르, 및 폴리옥시 에틸렌 솔비탄 지방산 에스테르로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택하여 사용할 수 있으며, 특히 하기 화학식 1로 표시되는 폴리옥시 알킬렌 알킬 페닐 에테르, 또는 화학식 2로 표시되는 폴리옥시 알킬렌 알킬 에테르가 바람직하다.

[화학식 1]

[화학식 2]

(상기 화학식 1 및 화학식 2의 식에서,

m은 5 내지 21의 정수이고, n은 1 내지 10의 정수이다.)

바람직한 상기 화학식 1의 화합물은, 폴리옥시 에틸렌 헥사 페닐 에테르, 폴리옥시 에틸렌 헵타 페닐 에테르, 폴리옥시 에틸렌 옥틸 페닐 에테르, 폴리옥시 에틸렌 노닐 페닐 에테르, 폴리옥시 에틸렌 라우릴 페닐 에테르 등이 있으며, 바람직한 상기 화학식 2의 화합물은 폴리옥시 에틸렌 도데카닐 에테르, 폴리옥시 에틸렌 테트라 데카닐 에테르, 폴리옥시 에틸렌 헥사 데카닐 에테르, 폴리옥시 에틸렌 헵타 데카닐 에테르 등이 있다.

상기 비이온성 계면활성제의 사용량은 전체 조성물에 대하여 10 내지 30 중량%인 것이 바람직하며, 상기 비이온성 계면활성제의 함량이 10 중량% 미만이면 유성오염 물질의 제거능력이 미미하며, 30 중량%를 초과하면 세정제의 균일상 유지에 문제가 있을 수 있다.

상기 b) 수용성 용제는 알코올류, 글리콜류, 및 글리콜 에테르류로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택하여 사용할 수 있으며, 특히 하기 화학식 3 또는 화학식 4로 표시되는 글리콜 에테르류가 바람직하다.

[화학식 3]

[화학식 4]

(상기 화학식 3, 및 화학식 4의 식에서,

m은 1 내지 5의 정수이고, R은 탄소수 1 내지 4의 알킬이다.)

바람직한 상기 화학식 3 또는 화학식 4의 글리콜 에테르 화합물은 모노 에틸렌 글리콜 모노 벤질 에테르, 디 에틸렌 글리콜 모노 벤질 에테르, 트리 에틸렌 글리콜 모노 벤질 에테르, 테트라 에틸렌 글리콜 모노 벤질 에테르, 펜타 에틸렌 글리콜 모노 벤질 에테르, 디 에틸렌 글리콜 모노 메틸 에테르, 트리 에틸렌 글리콜 모노 메틸 에테르, 테트라 에틸렌 글리콜 모노 메틸 에테르, 디 에틸렌 글리콜 모노 에틸 에테르, 트리 에틸렌 글리콜 모노 에틸 에테르, 테트라 에틸렌 글리콜 모노 에틸 에테르, 디 에틸렌 글리콜 모노 프로필 에테르, 트리 에틸렌 글리콜 모노 프로필 에테르, 테트라 에틸렌 글리콜 모노 프로필 에테르, 디 에틸렌 글리콜 모노 부틸 에테르, 트리 에틸렌 글리콜 모노 부틸 에테르, 테트라 에틸렌 글리콜 모노 부틸 에테르 등이다.

이러한 수용성 용제의 사용량은 전체 조성물에 대하여 5 내지 20 중량%이며, 그 사용량이 5 중량% 미만이면 세정성능 저하에 문제가 있을 수 있고, 20 중량%를 초과하면 세정제 균일상 유지에 문제가 있을 수 있다.

상기 c)지방족 알코올은 탄화수소계 오일과 상기 비이온 계면활성제 및 물의 3성분 시스템에서 생성되는 에멀젼의 상안정성 향상을 목적으로 사용된다. 본 발명에 사용될 수 있는 지방족 알코올류로는 알킬기의 탄소수가 2 내지 18인 직쇄형 또는 분지형으로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 것을 사용할 수 있으며, 일례를 들면 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 헵탄올, 옥탄올, 데칸올, 도데칸 올, 테트라데칸올, 이소프로판올, 이소헥산올, 이소옥탄올, 이소데칸올, 이소도데칸올, 이소테트라데칸올 등이다.

상기 지방족 알코올의 사용량은 전체 조성물에 대하여 0.5 내지 10 중량% 이며, 그 함량이 0.5 중량% 미만이면 에멀젼의 상안정성 능력이 미미하며, 10 중량%를 초과하면 세정제의 세정성이 떨어지는 문제가 있다.

상기 d)물은, 본 발명의 세정제에 있어서 마이크로 에멀젼의 연속상을 차지하는 탄화수소의 인화점을 높여 주는 목적으로 사용된다. 본 발명에서 물의 사용량은 0.5 내지 20 중량%인 것이 바람직하며, 이때 그 함량이 0.5 중량% 미만이면 인화점이 조성물내 사용된 탄화수소의 인화점 저하 능력이 전혀 없으며, 20 중량%를 초과하면 세정제의 균일상 유지에 문제가 있을 수 있다.

상기 e)탄화수소계 오일은 마이크로 에멀젼의 연속상을 차지하는 성분으로서 유성오염의 제거 및 미세틈새 침투력 향상을 목적으로 사용된다. 본 발명에서 사용되는 탄화수소계 오일은 올레핀계 탄화수소, 파라핀계 탄화수소, 및 방향족계 탄화수소로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택하여 사용할 수 있으며, 특히 올레핀, 이소파라핀, 및 n-파라핀이 바람직하다. 상기 탄화수소계 오일의 비등점은 30 내지 300 ℃인 것이 바람직하다. 상기 비등점이 30 ℃ 미만이면 수용성 용제의 장기 상안정성 유지가 곤란하며, 300 ℃를 초과하면 세정 성능이 저하될 수 있다.

상기 탄화수소계 오일의 사용량은 상기 성분들 이외의 잔량(Balance)으로 포함되며, 바람직하게는 전체 조성물에 대하여 50 내지 80 중량%으로 사용될 수 있다. 상기 탄화수소계 오일의 함량이 50 중량% 미만이면 세정 성능이 미미하고, 미 세틈새 침투력이 약하며, 80 중량%를 초과하면 세정제 균일상 유지에 문제가 있을 수 있다.

본 발명의 준수계 세정제 조성물의 제조방법은, 특별히 한정되지는 않으며, 상기 여러 성분을 임의의 순서로 혼합하여도 무방하며, 바람직하게는 물 이외의 성분들을 먼저 혼합한 후 물을 소량씩 첨가하면서 균일액으로 제조하는 것이 좋다.

이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이지 이들만으로 한정하는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1∼16, 비교예 1∼7

하기 표 1, 2 및 3의 조성으로 각각의 세정제를 제조하였다. 즉, 물에 비이온 계면활성제, 음이온 계면활성제, 오일, 및 수용성 용제를 가하고 상온에서 투명액상이 될 때까지 교반하여 제조하였다. 하기 표 1 내지 3에서 성분들의 함량은 중량%를 나타낸다.

성분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6	실시예 7	실시예 8
LA-5	15	15	15	15	15	15	-	-
LA-4	-	-	-	-	-	-	15	15
C₁₂-OH	2	-	2	1	2	-	2	-
C₁₄-OH	-	2	-	-	-	2	-	2
부틸-셀루솔브	5	5	5	5	10	10	5	5
물	8	8	10	10	10	10	8	8
C₁₂-올레핀	잔량	잔량	잔량	잔량	잔량	잔량	잔량	잔량

성분	실시예 9	실시예 10	실시예 11	실시예 12	실시예 13	실시예 14	실시예 15	실시예 16
LA-5	-	-	15	15	10	10	-	-
LA-4	15	15	-	-	-	-	10	10
C₁₂-OH	2	1	2	-	2	1	2	1
C₁₄-OH	-	-	-	2	-	-	-	-
부틸-셀루솔브	5	5	10	10	15	15	15	15
물	10	10	10	10	10	10	10	10
C₁₂-올레핀	잔량	잔량	잔량	잔량	잔량	잔량	잔량	잔량

성분	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4	비교예 5	비교예 6	비교예 7
LA-5	5	15	30	15	15	-	-
LA-4	-	-	-	-	-	5	15
C₁₂-OH	2	-	2	2	2	2
C₁₄-OH	-	-	-	-	-	-	-
부틸-셀루솔브	15	5	2	10	5	20	10
물	10	10	10	15	0.2	10	10
C₁₂-올레핀	잔량	잔량	잔량	잔량	잔량	잔량	잔량

상기 표 1, 2, 3에서,

LA-5은 폴리옥시 에틸렌 도데실 에테르 EO 5부가물이고,

LA-4는 폴리옥시 에틸렌 도데실 에테르 EO 4몰 부가물이며,

부틸-셀루솔브(Buthyl-Cellesolve)는 모노에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르,

C₁₂-올레핀은 도데센,

C₁₄-올레핀은 테트라데센 이다.

실험예 1

상기에서 제조한 실시예 및 비교예 각각의 준수계 세정제 조성물들을 하기 시험방법에 따라서 시험하여 평가하고, 그 결과를 하기 표 5에 기재하였다.

(세척률)

2 ㎛의 미세틈새를 가지는 유리판에 오염물(액정)을 주입시킨 후, 상온에서 상기에서 제조한 각각의 세정제 조성물 원액을 사용하여 초음파 처리를 각각 5 분간 실시하였다. 초음파 처리 후, 미세틈새에 잔존하는 액정 오염물을 편광현미경을 사용하여 육안 관찰하였다. 이때 미세틈새의 총면적중 액정 오염물이 잔존하는 면적을 환산하여 세척률로 표기하였다. 즉, 액정이 없다면 세척률은 100 %로 하고, 미세틈새 전체 면적 중 50 % 면적에 액정이 잔존하면 세척률은 50 %로 표기하였다.

(100 % 세척에 소요되는 시간)

상기 세척률 시험과 동일하게 실시하되 미세틈새에 잔존하는 액정 오염물의 제거가 100 %가 될 때까지 초음파 세척을 실시하였다. 초음파 세척시간이 10 분이 경과하여도 오염물이 잔존하면 “-”으로 표시하였다.

(오염물의 가용화력 - 가용화 양 및 가용화 시간)

각각의 세정제 조성물 원액 100 g을 교반 시키면서 오염물(액정)을 서서히 투입하여 세정제 원액이 현탁상으로 변환될 때까지 투입된 오염물(액정)의 양을 측정하여 가용화 양을 평가하였다.

또한 각각의 세정제 조성물 원액 100 g을 교반시키면서 오염물(액정) 30 g을 투입하고, 계속 교반하여 세정액 전체가 투명성을 나타낼 때까지의 시간을 측정하여 가용화 시간을 평가하였다.

(상안정성)

각각의 세정제 조성물 원액을 50℃ 오븐에 일주일간 방치한 후 세정제 원액 의 상분리 현상을 육안으로 관찰하여 평가하였다. 일주일 후 세정제 원액의 상이 분리되었으면 불량, 또는 세정제 원액의 상이 이상 없으면 양호로 표시하였다.

(린스력)

상기 세척률 실험후 상온의 증류수 린스액 중에서 다시 3분간 유리판을 침적하여 린스 시켰다. 그 다음 약 2분간 온풍 건조시킨 후 유리판 표면의 세정제 잔착 정도에 따라 표 4와 같이 평가하였다.

린스력	◎ : 테스트 시편에 세정제의 잔착이 없고, 매우 양호
	○ : 테스트 시편에 세정제의 잔착이 거의 없고, 양호
	△ : 테스트 시편에 세정제의 잔착이 약간 있고, 다서 나쁨
	× : 테스트 시편에 세정제의 잔착되어, 나쁨

구 분	상안정성 (50℃)	린스력	인화성	세척률 (%)	>95% 세척에 소요되는 시간(sec)	오염물 가용화력
구 분	상안정성 (50℃)	린스력	인화성	세척률 (%)	>95% 세척에 소요되는 시간(sec)	가용화 양(g)	가용화 시간(sec)
실시예 1	양호	○	없음	＞95	< 30	38.4	< 20
실시예 2	양호	○	없음	＞95	< 30	41.5	< 20
실시예 3	양호	○	없음	＞95	< 30	35.6	< 20
실시예 4	양호	○	없음	＞95	< 30	33.2	< 20
실시예 5	양호	◎	없음	＞95	< 30	36.9	< 20
실시예 6	양호	○	없음	＞95	< 30	40.8	< 20
실시예 7	양호	○	없음	＞95	< 30	40.6	< 20
실시예 8	양호	○	없음	＞95	< 30	42.8	< 20
실시예 9	양호	○	없음	＞95	< 30	39.8	< 20
실시예 10	양호	○	없음	＞95	< 30	36.3	< 20
실시예 11	양호	◎	없음	＞95	< 30	39.6	< 20
실시예 12	양호	○	없음	＞95	< 30	40.8	< 20
실시예 13	양호	◎	없음	＞95	< 30	37.6	< 20
실시예 14	양호	◎	없음	＞95	< 30	32.1	< 20
실시예 15	양호	◎	없음	＞95	< 30	39.4	< 20
실시예 16	양호	◎	없음	＞95	< 30	35.2	< 20
비교예 1	불량	×	없음	＜ 60	-	19.5	45
비교예 2	불량	◎	없음	＜ 80	-	28.4	41
비교예 3	양호	×	없음	＞95	< 30	41.4	< 20
비교예 4	불량	○	없음	＜ 60	-	20.1	36
비교예 5	양호	△	있음	＞95	< 30	40.9	< 20
비교예 6	불량	△	없음	＜ 60	-	18.7	47
비교예 7	양호	○	없음	＜ 60	-	17.7	54

상기 표 5에서, "<" 표시는 최대 측정값으로 표기된 것을 의미한다.

상기 결과로부터, 본 발명의 조성물은 비이온 계면활성제, 지방알콜, 물, 및 수용성 용제를 탄화수소계 오일에 첨가하여 제조되어, 미세 가공된 구조물의 구멍 또는 미세간극에 존재하는 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있음을 알 수 있으며, 액정만이 아니라 다른 유성, 또는 무기 오염물질에도 동등한 결과를 얻었다.

본 발명의 준수계 세정제 조성물은 금속부품, 비금속부품, 전자부품, 유리(glass), 렌즈(lens)등의 물품표면에 부착하고 있는 오일, 지방, 기계유, 절삭유 그리스유, 액정오염, 로진 타입 플럭스 등과 같은 오염물질들을 효과적으로 제거할 수 있으면서도, 장기간 보관하여도 안정하며 피세정물의 미세구멍 또는 틈새에 침투력이 우수하고, 안정성이 우수하다.

Claims

a) 비이온 계면활성제 10 내지 30 중량%;

b) 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물, 및 화학식 4로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 수용성 용제 5 내지 20 중량%:

[화학식 3]

[화학식 4]

상기 화학식 3, 및 화학식 4의 식에서,

m은 1 내지 5의 정수이고, R은 탄소수 1 내지 4의 알킬이다;

c) 알킬기의 탄소수가 2 내지 18인 직쇄형 또는 분지형으로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택된 지방족 알코올 0.5 내지 10 중량%;

d) 물 0.5 내지 20 중량%; 및

e) 잔량의 탄화수소계 오일

을 포함하는 준수계 세정제 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 a)의 비이온 계면활성제는

폴리옥시 알킬렌 알킬 페닐 에테르, 폴리옥시 알킬렌 알킬 에테르, 폴리옥시 에틸렌 폴리옥시 프로필렌 블록 폴리머, 폴리에틸렌 글리콜 지방산 에스테르, 및 폴리옥시 에틸렌 솔비탄 지방산 에스테르로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것인 준수계 세정제 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 a)의 비이온 계면활성제는 하기 화학식 1로 표시되는 폴리옥시 알킬렌 알킬 페닐 에테르, 및 화학식 2로 표시되는 폴리옥시 알킬렌 알킬 에테르로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 것인 준수계 세정제 조성물:

[화학식 1]

[화학식 2]

상기 화학식 1 및 화학식 2의 식에서,

m은 5 내지 21의 정수이고, n은 1 내지 10의 정수이다.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 e)의 탄화수소계 오일은

비등점 30 내지 300 ℃의 올레핀계 탄화수소, 파라핀계 탄화수소, 및 방향족 계 탄화수소로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 것인 준수계 세정제 조성물.