KR101789585B1 - 친환경 세정제 조성물. - Google Patents

Abstract

본 발명은 친환경 세정제 조성물에 관한 것으로서, 세정제로서 1,2-디클로로프로판 및 첨가제로서 에톡시노나플루오로부탄을 포함하며, 글리시다마이드, 니트로에탄, 이소프로필모노에탄올아민, 레조르시놀, 및 디메틸프탈레이트를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

친환경 세정제 조성물.{Detergent Composition}

본 발명은 친환경 세정제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 트리클로로에틸렌, 1,1,1-트리클로로에탄, 퍼클로로에틸렌, 메틸렌 클로라이드 등의 유기용제를 포함하지 않는 친환경 세정제 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 사용되는 산업용 세정제는 트리클로로에틸렌(TCE), 퍼클로로클로로에틸렌(PCE), 메틸렌클로라이드(MC) 등의 유기용매를 포함하고 있는데, 이러한 물질들은 휘발성 유기물질(VOC)을 함유하고 있어 친환경적이지 않고 인화의 위험이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 디클로로프로판을 주성분으로 하는 세정제 조성물이 개발되고 있다.

예를 들어, 대한민국 등록특허공보 10-1127112호에서는 1,2-디클로로프로판을 주성분으로 하여 반응 안정 첨가제 및 소취제를 포함하는 금속 세정제가 개시되어 있고, 대한민국 등록특허공보 10-0848663호에서는 디클로로프로판, 디클로로플루오로에탄, 안정제, 첨가제, 활성제 및 염소포착제를 포함하는 산업용 세정제가 개시되어 있다.

그러나 대한민국 등록특허공보 10-1127112호에 의한 디클로로프로판 세정제의 경우, 내부식성, 내인화성을 충분히 만족하는 세정제를 제공하고 있지 못하며, 대한민국 등록특허공보 10-0848663호의 경우에는 VOC 위험물질인 시클로헥산을 포함하고 있는 등 친환경적 세정제를 제공하고 있지 못한 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 10-1127112호 대한민국 등록특허공보 10-0848663호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, VOC 유발물질인 유기용매를 포함하지 않는 디클로로프로판계 세정제를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 내부식성 및 내인화성이 우수한 세정제 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 염소포착제를 포함함으로써 염소계 세정제로부터 발생하는 이취를 효율적으로 제거한 세정제 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 친환경 세정제 조성물은 세정제로서 1,2-디클로로프로판 및 첨가제로서 에톡시노나플루오로부탄을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 세정제 조성물은 글리시다마이드, 니트로에탄, 이소프로필모노에탄올아민, 레조르시놀, 및 디메틸프탈레이트를 추가적으로 포함할 수 있다.

특히, 상기 세정제 조성물은 1,2-디클로로프로판 90 내지 97 중량부 및 에톡시노나플루오로부탄 1 내지 5 중량부를 포함하며, 1,2-디클로로프로판 90 내지 97 중량부 및 에톡시노나플루오로부탄 1 내지 5 중량부, 글리시다마이드 0.5 내지 2 중량부, 니트로에탄 1 내지 3 중량부, 이소프로필모노에탄올아민 0.5 내지 2 중량부, 레조르시놀 0.1 내지 1 중량부, 디메틸프탈레이트 0.01 내지 0.1 중량부, 및 에톡시노나플루오로부탄 1 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 세정제 조성물은 트리클로로에틸렌, 퍼클로로에틸렌, 또는 메틸렌 클로라이드를 포함하지 않는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 세정제 조성물은 VOC 유발물질인 유기용매를 포함하지 않는 친환경적 세정제 조성물을 제공할 수 있다.

또한, 내부식성 및 내인화성이 우수한 친환경 세정제 조성물을 제공할 수 있으며, 염소포착제를 포함함으로써 염소계 세정제로부터 발생하는 이취를 효율적으로 제거한 친환경 세정제 조성물을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 세정제 조성물(a), DCP계 세정제 조성물, MC계 세정제 조성물의 부식 테스트의 결과를 나타낸 사진이다.
도 2는 인화성 테스트 과정을 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 세정제 조성물에 대한 부식성 및 산화 안정성을 평가한 시험 성적서이다.
도 4는 본 발명의 세정제 조성물에 대한 연소지속성을 평가한 시험 성적서이다.
도 5는 본 발명의 세정제 조성물에 대한 유해물질 분석표이다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 친환경 세정제 조성물은 세정제로서 1,2-디클로로프로판 및 첨가제로서 에톡시노나플루오로부탄을 포함하는 것을 특징으로 한다.

1,2-디클로로프로판은 세정제로서 작용하는 본 발명의 세정제 조성물의 주성분으로서, 단독으로 사용할 수도 있고, 디클로로플루오로에탄과 같은 다른 염소계 세정제와 혼합하여 사용할 수도 있다.

이러한 1,2-디클로로프로판은 그 자체로는 세정 대상인 금속 표면의 부식을 유발할 수 있고, 인화성이 있어 불안정하기 때문에 조성물로 제조하여 세정액으로서 사용하는 것이 일반적이다. 특히, 염소계 세정제의 독특한 이취로 인해 작업자의 작업효율을 저감시키는 문제가 있어 이취를 제거할 필요가 있다.

다양한 첨가제를 부여한 디클로로프로판계 세정제로서 종래기술로 제시한 대한민국 등록특허공보 10-1127112호, 대한민국 등록특허공보 10-0848663호 외에도 흡착제를 사용하여 냄새를 저감시킨 대한민국 등록특허공보 10-0555225호나 디클로로프로판을 보조성분으로 사용하는 대한민국 등록특허공보 10-1101203호 등의 다양한 기술이 개시되어 있다.

본 발명에서는 첨가제로서 에톡시노나플루오로부탄을 사용하는 것을 특징으로 한다. 에톡시노나플로오로부탄은 끓는점이 76°C로 비교적 높으며 비휘발성이고 용해도가 높아 디클로로프로판과의 상용성이 좋으며, 세정 효율을 향상시키는 역할을 한다.

에톡시노나플로오로부탄 자체로도 세정 효과를 얻을 수 있으나, 본 발명에서는 디클로로프로판계 세정제의 첨가제로서 사용된다. 에톡시노나플로오로부탄을 첨가제로 사용함으로써 표면장력 및 표면 젖음성을 높여 디클로로프로판계 세정제의 세정 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 기타 첨가제와의 상용성이 좋아 세정제 조성물로서 내부식성과 내인화성을 향상시키는 역할을 할 수 있다.

본 발명에서 상기 에톡시노나플루오로부탄은 1,2-디클로로프로판 90 내지 97 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 에톡시노나플루오로부탄의 함량이 너무 적으면 에톡시노나플루오로부탄을 통한 세정 효율의 상승에 관한 효과를 얻을 수 없으며, 상기 에톡시노나플루오로부탄이 지나치게 많으면 1,2-디클로로프로판의 함량이 상대적으로 적어지게 되어 목적하는 세정 효과를 충분히 얻을 수 없는 문제가 있다.

본 발명에서 상기 세정제 조성물은 글리시다마이드, 니트로에탄, 이소프로필모노에탄올아민, 레조르시놀, 및 디메틸프탈레이트를 추가적으로 포함할 수 있다.

글리시다마이드는 산부식 방지제로서 사용되는 것으로서 1,2-디클로로프로판에 의한 산 부식을 방지하기 위한 것이다. 상기 글리시다마이드는 0.5 내지 2 중량부를 사용하는 것이 바람직한데, 너무 적게 사용하면 산부식 방지 효과가 불충분하여 너무 많이 사용하여도 조성물에 있어서의 세정력이 불충분하게 된다.

니트로에탄은 1,2-디클로로프로판의 금속반응성을 낮추기 위해 첨가되는 반응 안정 첨가제이다. 따라서 반응 안정 첨가제가 일정량 함유될 필요는 있으나 지나치게 양이 많으면 세정력이 감소된다. 이러한 이유로 상기 니트로에탄은 1 내지 3 중량부의 범위에서 사용하는 것이 가장 적합하다.

이소프로필모노에탄올아민은 염소 포착제로 작용하는 성분이다. 일반적으로 아민계 화합물이나 에스테르계 화합물의 염소 포착제가 알려져 있으나, 본 발명에서는 다양한 염소 포착제 중 아민계 화합물인 이소프로필모노에탄올아민을 사용한다. 디이소프로필아민과 같은 아민계 화합물과 비교할 때, 본 발명의 세정제 조성물에서는 이소프로필모노에탄올아민이 다른 성분과의 상용성이나 조성물 내에서의 염소 포착 효율이 가장 좋은 것으로 나타났다.

상기 이소프로필모노에탄올아민은 0.5 내지 2 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 이소프로필모노에탄올아민의 함량이 너무 적으면 염소 포착 효율이 낮아 이취가 발생하며, 이소프로필모노에탄올아민의 함량이 너무 많으면 1,2-디클로로프로판의 세정 효율이 감소하는 현상이 발생하므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

레조르시놀은 폴리페놀계 환원제의 일종으로서 내부식성을 향상시키기 위해 사용되는 첨가제이다. 이러한 폴리페놀계 환원제는 상기 레조르시놀 이외에도 카테콜, 카페산, 알리자린, 엔드크로신, 우루시올, 플라본, 히드로퀴논, 에모진, 피로가롤, 몰식자산, 퀘르세틴, 카테킨, 안토시아닌 등을 들 수 있으나, 본 발명의 조성물에 있어서 다른 성분과의 상용성이 가장 우수한 성분은 레조르시놀인 것으로 나타났다.

상기 레조르시놀은 0.1 내지 1 중량부의 범위에서 사용할 수 있는데, 레조르시놀의 함량이 너무 적으면 내부식성 향상 효과를 충분히 얻을 수 없으며, 레조르시놀의 함량이 너무 많으면 세정력에서 충분한 효과를 얻을 수 없으므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

디메틸프탈레이트는 산화방지제로 사용하는 것으로서 금속 표면의 산화를 방지하여 세정 대상 금속의 오염을 막고, 광 노출시 1,2-디클로로프로판이 분해되는 현상을 억제함으로써 잔류 염소의 발생을 억제하기 때문에 용기 내에서 저장 안정성을 최대화할 수 있는 성분이다.

상기 디메틸프탈레이트는 0.01 내지 0.1 중량부의 범위에서 사용하는 것이 바람직하한데, 너무 적게 사용하면 산화 방지 효과나 잔류 염소 발생 억제 효과가 불충분하여 0.1 중량부 이상 사용하여도 산화 방지 효과나 잔류 염소 발생 억제 효과에서 차이가 없고 세정력이 감소하는 경향을 나타내기 때문에 상기 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 친환경 세정제 조성물의 내부식성 및 내인화성의 효과를 확인하기 위하여 메틸렌클로라이드(MC), 1-브로모프로판, 및 1,2-디클로로프로판을 대비하는 실험을 하였다.

산화피막이 제거된 동판에 상기 3종의 세정제를 각각 0.1g 씩 도포한 다음 40±2℃, 90~95%의 상대습도의 항온항습조에 96시간 방치한 후 표면상태를 광학현미경으로 관찰하여 부식발생 유무를 확인하였다. 그 결과 메틸렌클로라이드, 1-브로모프로판, 및 1,2-디클로로프로판에서 모두 부식이 발생하였다.

또한, 내인화성을 평가하기 위하여 도 2에 도시한 바와 같은 과정으로 테스트를 실시하였다. 3종의 세정제가 각각 담긴 비이커에 10초간 거즈 뭉치를 담근 후 이를 꺼내어 화염에 5초 노출시킨 후 불이 붙는지 여부를 확인하였다. 그 결과 메틸렌클로라이드는 내인화성이 있었으나, 1-브로모프로판, 및 1,2-디클로로프로판은 인화되는 것으로 나타났다.

다음으로 1,2-디클로로프로판 95 중량부에 대하여 표 1과 같은 함량으로 첨가제를 부가하여 세정제 조성물을 제조한 후 상기 시험방법에 따라 내부식성과 내인화성을 테스트하였다. 표 1에서 단위는 중량부이다.

표 1에 사용된 1,2-디클로로프로판은 Aashi Kasei사로부터 구입했으며, 에톡시노나플루오로부탄은 HFE-7200(3M)을 사용하였다.

또한, 글리시다마이드, 니트로에탄, 레조르시놀, 디메틸프탈레이트는 Sigma-Aldrich사로부터 구입하여 사용하였으며, 이소프로필모노에탄올아민은 KPX chemical사로부터 구입하여 사용하였다.

	1	2	3	4	5	6	7
용제	-	-	-	-	-	-	-
글리시다마이드	1	0	0	0	0	1	1
니트로에탄	0	2	0	0	0	2	2
이소프로필모노에탄올아민	0	0	1	0	0	1	1
레조르시놀	0	0	0	0.5	0	0.5	0.5
디메틸프탈레이트	0	0	0	0	0.03	0.03	0.03
에톡시노나플루오로부탄	0	0	0	0	0	0	3
내부식성	부식	부식	부식	부식	부식	정상	정상
내인화성	인화	인화	인화	인화	인화	인화	정상

시험결과를 살펴보면, 1,2-디클로로프로판과 에톡시노나플루오로부탄을 포함하는 조성물 7에 있어서는 내부식성과 내인화성을 나타내는 것으로 파악되었으나, 에톡시노나플루오로부탄을 포함하지 않는 조성물 1 내지 6에서는 부식 또는 인화 현상이 나타났다. 특히, 조성물 6의 경우 에톡시노나플루오로부탄 이외에 다른 첨가제 성분은 모두 포함하고 있으나, 이 경우 내인화성이 불충분한 것으로 나타났다. 따라서 본 발명에 따른 내부식성과 내인화성을 모두 만족하는 세정제 조성물은 에톡시노나플루오로부탄을 포함하는 것임을 알 수 있다.

조성물 7과 1,2-디클로로프로판 원액 및 메틸렌클로라이드 원액을 각각 비이커에 넣고 여기에 알루미늄 박편을 넣어 시험한 결과가 도 1에 도시되어 있다.

도 1(a)에서 본 발명의 세정제 조성물의 경우 알루미늄 박편을 침적하고(1) 15분(2), 30분(3), 50분(4) 경과한 후 이를 꺼내어 관찰해도 표면부식이 전혀 없는 것을 알 수 있다(5).

이와는 달리, 도 1(b)에서 1,2-디클로로프로판 원액의 경우, 알루미늄 박편을 침적하면(1) 즉시 반응이 시작되며(2) 금속표면의 변화가 관찰된다(3). 이후 격렬한 반응이 일어난다(4). 따라서 상기 알루미늄 박편을 꺼내어 관찰하면 표면 부식이 발생하는 것을 육안으로 확인할 수 있다(5).

또한, 도 1(c)에서 메틸렌클로라이드 원액에 알루미늄 박편을 침적하면(1), 10분 경과 후 기포가 발생하며(2), 20분(3), 25분(4) 경과 후 격렬한 반응이 일어나는 것을 알 수 있으며, 상기 알루미늄 박편을 꺼내어 관찰하면 표면 부식이 발생하는 것을 육안으로 확인할 수 있다(5).

따라서 1,2-디클로로프로판을 주성분으로 하는 세정제 조성물에 있어서 첨가제 및 그 함량을 한정하는 것은 세정제의 효과를 얻는데 매우 중요한 요소임을 알 수 있다.

본 발명의 세정제 조성물에 대해 시험기관에 의뢰하여 부식성 및 산화 안정성, 연소지속성, 유해물질 함유량을 평가하였다.

도 3에 도시된 부식성 및 산화 안정성 평가 결과를 살펴보면, 산화 안정성 및 동판 부식에 효과가 있는 것으로 나타나 내부식성이 뛰어난 세정제 조성물로 사용할 수 있음을 확인할 수 있다.

또한, 도 4에 도시된 연소지속성 평가 결과를 살펴보면, UN Test L.2에 따라 연소지속성을 평가한 결과 연소지속성이 없는 것으로 나타나 내인화성이 뛰어난 것을 확인할 수 있었다.

또한, 유해물질이 함유되었는지 여부를 분석한 결과가 도 5에 도시되어 있다. 분석 결과를 살펴보면 모든 항목에 대해 검출한계 이하인 것을 확인할 수 있다. 이러한 분석 결과는 본 발명의 세정제 조성물이 유해물질을 전혀 포함하지 않는 친환경적인 세정제 조성물인 것을 나타내는 결과이다.

본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (5)

1. 세정제로서 1,2-디클로로프로판 및 첨가제로서 에톡시노나플루오로부탄을 포함하며,
   글리시다마이드, 니트로에탄, 이소프로필모노에탄올아민, 레조르시놀, 및 디메틸프탈레이트를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 세정제 조성물.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   1,2-디클로로프로판 90 내지 97 중량부 및 에톡시노나플루오로부탄 1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 세정제 조성물.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   1,2-디클로로프로판 90 내지 97 중량부 및 에톡시노나플루오로부탄 1 내지 5 중량부, 글리시다마이드 0.5 내지 2 중량부, 니트로에탄 1 내지 3 중량부, 이소프로필모노에탄올아민 0.5 내지 2 중량부, 레조르시놀 0.1 내지 1 중량부, 디메틸프탈레이트 0.01 내지 0.1 중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 친환경 세정제 조성물.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   트리클로로에틸렌, 퍼클로로에틸렌, 또는 메틸렌 클로라이드를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 친환경 세정제 조성물.

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