KR102214171B1 - 불연성 및 생분해성의 친환경적인 다목적 액체 세정제 조성물 - Google Patents

불연성 및 생분해성의 친환경적인 다목적 액체 세정제 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 불연성 및 생분해성의 친환경적인 다목적 액체 세정제 조성물에 관한 것이며 아미노산계 음이온 계면활성제, 비이온 계면활성제, 식물성 오일, 가용화제로 탄소수 6 ~ 8개의 알코올 및 디아민계 화합물, 탄화수소용제, 환원제로 유기산 또는 금속염 킬레이트제 및 물을 포함하는 준수계 세정제로 이루어진다.
본 발명의 다목적 액체 세정제 조성물은 비이온계 계면활성제에 비하여 생분해성이 우수한 아미노산계 음이온 계면활성제를 보다 많이 혼합 사용하여 세정제의 친환경성을 향상시키는 효과가 있으며 또 광유 및 윤활유 등에 대한 용해력 내지 기용화도가 양호하고, 금속 등의 녹을 제거하는데 적합하게 작용하여 기계부품류의 세척, 열처리 금속부품의 세척, 스케일 부유물 및 녹 세척, 탈지 등의 세정범위가 넓은 특징이 있다.

Description

불연성 및 생분해성의 친환경적인 다목적 액체 세정제 조성물{Non-flammable and biodegradable eco-friendly liquid detergent composition}
본 발명은 불연성 및 생분해성의 친환경적인 다목적 액체 세정제 조성물에 관한 것이며, 구체적으로는 기계부품류의 세척, 스케일 부유물 및 녹 세척, 탈지 등의 세정범위가 넓고, 불연성 및 생분해성의 친환경적인 다목적 액체 세정제 조성물에 관한 것이다.
산업분야에서는 제품의 품질을 향상시키거나 작업 공정 중에 불필요한 이물질을 제거하기 위해 기계 부분품 등을 세척하거나 윤활유나 화석연료 등에 의해 발생된 기름때 등을 제거하기 위해 여러 종류의 세정제를 사용하고 있다.
세정제는 크게 수계, 준수계, 용제계로 분류되고 있으며, 세정제 중에서 불소와 염소를 함유하고 있는 CFC계 화합물과 1,1,1-TCE, 사염화탄소 등의 염소함유 화합물, 할론계 세정제들은 다양한 오염물질에 대하여 높은 용해성을 있어 널리 사용하여 왔으나 성층권의 오존층 파괴와 지구온난화 영향이 큰 대표적인 물질들이므로 사용이 금지되고 있다.
최근 환경에 대한 관심이 고조되면서 환경 친화적인 생분해성, 인체 안전성 및 인화 안전성 등과 같은 작업 안전성을 고려할 때 수계 및 준수계 세정제가 산업용 세정제로 유리하지만, 생분해성이 만족스럽지 않으며, 수계 세정제는 물을 기본으로 하기 때문에 건조성과 세정력이 낮고 준수계 세정제는 안전성과 우수한 세정력을 장점으로 갖고 있으나, 건조성이 낮으며 인화성의 문제 등의 단점을 지니고 있다.
산업용 세정제와 관련하여 선행기술로 예를들면, 특허문헌1에 팜유를 70 ∼ 80℃로 가열시킨 후 팜유 10 ∼ 20중량부; 미강유 5 ∼ 10중량부; 레시틴 2 ∼ 5중량부를 혼합하는 단계와, 전기의 지방산에 이소프로필알콜, 스테아릴알콜 중에서 선택된 어느 하나 이상의 유기용매 10 ∼ 30중량부와; 트롤아민, 3인산소다, 가성소다, 붕산소다 중에서 선택된 어느 하나 이상의 검화제 8∼15중량부; 에틸렌옥시드계, 다가알콜계, p-tert-옥시페녹시 폴리에톡시에탄올 중에서 선택된 어느 하나 이상의 계면활성제 5 ∼ 15중량부; 및 유화제로써 트리글리세리드 5 ∼ 15중량부를 넣고 40 ∼ 50℃에서 3,000 ∼ 4,000rpm으로 고속 교반하여 균일한 콜로이드상으로 하는 단계와, 상기 콜로이드상의 혼합물에 토코페롤 2 ∼ 10중량부를 넣고 40 ∼ 50℃에서 4,000 ∼ 5,000rpm으로 초고속 교반시켜 콜로이드입자를 더욱 미세화시키는 단계를 포함하여 세제조성물을 얻는 것을 특징으로 하는 식물성 지방산을 주성분으로 하는 천연 세제조성물의 제조방법을 개시하고 있으며, 특허문헌2에는 식물성 오일 유래의 알킬에스터 오일 60 ~ 70중량%; 에톡시화된 식물성 오일 계면활성제 5 ~ 15중량%; 보조 계면활성제로서의 부틸디글리콜(BDG) 또는 C4 알킬폴리글루코사이드(APG) 10 ~ 15중량%; 및, 물 5 ~ 10중량%로 구성되며: W/O(Water in Oil)형 마이크로 에멀젼인, 식물성 오일을 이용한 친환경 세정제 조성물을 개시하고 있다.
또 특허문헌 3에 기름때를 제거하는 산업용 세정제에 있어서, 상기 세정제는 물, 계면활성제, 메타규산나트륨9수염, 피로인산나트륨, EDTA 및 소다회로 이루어지고, 상기 계면활성제는 비이온성 계면활성제인 폴리에틸렌글리콜-p-이소옥틸페닐에테르 및 프로필렌글리콜과, 음이온성 계면활성제인 로릴 황산나트륨의 3가지가 조합된 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 산업용 친환경 세정제를 개시하고 있다.
본 발명의 발명자는 아미노산계 계면활성제 및 탄화수소계 용제를 조합한 준수계 세정제에 의해 불연성 및 생분해성이 우수하고, 보다 넓은 범위에서 세정력을 갖는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
KR 10-0802568 B KR 10-1366211 B KR 10-1343208 B
본 발명에서 해결하려는 과제는 불연성 및 생분해성의 친환경적인 다목적 액체 세정제 조성물에 관한 것이며, 보다 상세하게는 기계금속 등의 부품류 세척, 열처리 금속부품의 세척, 스케일 부유물 및 녹 세척, 탈지 등으로 세정범위가 넓고, 불연성 및 생분해성이 우수한 친환경적인 다목적 액체 세정제 조성물의 제공을 목적으로 하는 것이다.
본 발명의 과제의 해결수단으로 액체 세정제 조성물은 아미노산계 음이온 계면활성제, 비이온 계면활성제, 식물성 오일, 가용화제로 탄소수 6 ~ 8개의 알코올과 디아민계 화합물, 탄화수소용제, 환원제로 유기산 또는 금속염 킬레이트제, 보조제 및 물을 포함하는 준수계 세정제로 이루어진다.
상기 본 발명의 액체 세정제 조성물은 음이온 계면활성제와 비이온계 계면활성제의 혼합 계면활성제 시스템에서 생분해성이 양호한 아미노산계 음이온 계면활성제를 비이온계 계면활성제 보다 많은 비율로 조성하고, 가용화제의 조합에 의해 비이온계 계면활성제의 사용비율을 감소시켜 비이온계 계면활성제의의 생분해도가 낮아 생분해성 에 따른 친환경적 세정제의 단점을 보완한 세정제로 이루어진다.
본 발명의 액체 세정제 조성물에 따른 일 실시형태로는 아미노산계 음이온 계면활성제로 N-아실-아미노산계 계면활성제 15 ~ 20중량%, 폴리옥시에틸렌알킬에테르계 비이온 계면활성제 2 ~ 5중량%, 식물성 오일 5 ~ 10중량%, 가용화제로 탄소수 6 ~ 8개의 알코올 1 ~ 3중량%와 다아민계 화합물 1 ~ 3중량%, 탄화수소용제로 하이드로플루오로에테르 2 ~ 5중량%, 환원제로 티오글리콜산 또는 황산나트륨 1 ~ 3중량%, 킬레이트제로 피로인산나트륨 1 ~ 5중량%, 보조제로 규산나트륨 0.5 ~ 1중량% 및 잔여량의 물로 조성되는 준수계 세정제로 이루어진다.
상기 본 발명의 액체 세정제 조성물은 식물성 오일 및 하이드로플루오로에테르와 함께 가용화제로 탄소수 6 ~ 8개의 알코올 및 다아민계 화합물을 조합 사용하여 광유 및 윤활유 등에 대한 용해력 내지 기용화도가 향상되어 기계금속 부품 등의 찌든 때 제거에 적합한 액체 세정제로 이루어진다.
또 환원제 및 킬레이트제의 조합사용은 금속 등의 녹을 제거하는데 적합하게 작용하고. 세정제의 농축에 의한 점도 상승에도 안정적인 상태를 유지하는 다목적 액체 세정제 조성물로 이루어진다.
본 발명에 따른 액체 세정제 조성물은 혼합 계면활성제 시스템에서 비이온계 계면활성제에 비하여 생분해성이 우수한 아미노산계 음이온 계면활성제를 보다 많이 혼합 사용하여 세정제의 친환경성을 향상시키는 효과가 있다.
또 본 발명의 액체세정제는 광유 및 윤활유 등에 대한 용해력 내지 기용화도가 양호하고, 금속 등의 녹을 제거하는데 적합하게 작용하여 기계부품류의 세척, 열처리 금속부품의 세척, 스케일 부유물 및 녹 세척, 탈지 등의 세정범위가 넓은 특징이 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 액체세정제에 대한 시험성적서
이하에서는 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 실시예 및 시험예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 아래 실시예의 기재에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 액체 세정제 조성물은 아미노산계 음이온 계면활성제로 N-아실-아미노산계 계면활성제 15 ~ 20중량%, 폴리옥시에틸렌알킬에테르계 비이온 계면활성제 2 ~ 5중량%, 식물성 오일 5 ~ 10중량%, 가용화제로 탄소수 6 ~ 8개의 알코올 1 ~ 3중량% 및 다아민계 화합물 1 ~ 3중량%, 탄화수소용제로 하이드로플루오로에테르 2 ~ 5중량%, 환원제로 티오글리콜산 또는 황산나트륨 1 ~ 3중량%, 킬레이트제로 피로인산나트륨 1 ~ 5중량%, 보조제로 규산나트륨 0.5 ~ 1중량% 및 잔여량의 물로 조성되는 준수계 세정제로 이루어진다.
본 발명에 따른 상기 N-아실-아미노산계 계면활성제는 천연원료를 사용하여 제조한 아미노산계 음이온 계면활성제이며, 아미노산계 음이온 계면활성제는 소수성 원료로 장쇄 고급지방산, 고급 지방알코올 및 스테로이드와 친수성 원료로 단백질의 구성물질인 여러 종류의 아미노산을 반응시켜 얻을 수 있다.
상기 아미노산계 음이온 계면활성제는 기존의 음이온 계면활성제, 예를 들면 소듐라우릴 설페이트(sodium lauryl sulfate), 소듐 라우릴 에테르 설페이트(sodium lauryl ether sulfate) 등과 물성이 유사하거나 더 좋은 장점이 있으며 생분해성이 우수하고, 피부 자극성이 없어 화장품분야와 함께 여러 산업분야에서 널리 사용되고 있다.
본 발명에 따른 아미노산계 음이온 계면활성제인 N-아실-아미노산계 계면활성제는 친수성 부분으로서 아민기와 카르복시기를 갖고 있는 아미노산을 탄소수 12 ~ 18범위의 고급지방산 염소화물을 소수성기로 하여 제조된다,
상기 N-아실-아미노산계 계면활성제는 예를 들면, 소듐 N-라우로일 사크로시네이트, 소듐 N-미리스토일 사크로시네이트, 소듐 N-팔미토일 사크로시네이트, 소듐 N-스테로일 사크로시네이트, 소듐 N-라우로일-N-메틸-β-알아니네이트, 소듐 N-미리스토일-N-메틸-β-알아니네이트, 소듐 N-팔미토일-N-메틸-β-알아니네이트, 소듐 N-스테로일-N-메틸-β-알아니네이트, 소듐 N-라우로일-N-메틸 타우레이트, 소듐 N-미리스토일-N-메틸 타우레이트, 소듐 N-팔미토일-N-메틸 타우레이트, 소듐 N-스테로일-N-메틸 타우레이트로 이루어진 그룹에서 하나 이상의 성분이 선택되며, 소듐 N-라우로일-N-메틸 타우레이트, 소듐 N-미리스토일-N-메틸 타우레이트, 소듐 N-팔미토일-N-메틸 타우레이트 및 소듐 N-스테로일-N-메틸 타우레이트에서 선택되는 하나 이상의 성분이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 N-아실-아미노산계 계면활성제는 세정제의 전체 중량에 대하여 15 ~ 20중량%으로 조성되며, 상기 폴리옥시에틸렌알킬에테르계 비이온 계면활성제에 비하여 상대적으로 높은 비율로 조성되는 것으로 이루어진다.
본 발명에 따른 상기 폴리옥시에틸렌알킬에테르계 비이온 계면활성제는 음이온 계면활성제와 함께 조합되어 널리 이용되고 있는 계면활성제이며, 예를 들면, 폴리옥시에틸렌 모노메틸 에테르, 폴리옥시에틸렌 모노아릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 세틸 에테르, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 올레일 에테르, 폴리옥시에틸렌 스테아릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 트리데실 에테르, 폴리옥시에틸렌 옥틸 에테르, 및 폴리옥시에틸렌 글리세린 에테르에서 선택되는 하나 이상의 성분이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 폴리옥시에틸렌알킬에테르계 비이온 계면활성제는 생분해도를 감안하여 세정제의 전체 중량에 대하여 2 ~ 5중량%로 조성되며, 세정제의 생분해성은 상기 생분해성이 우수한 N-아실-아미노산계 계면활성제을 상대적 높은 비율로 조성하여 환경친화성을 보완하였다.
본 발명에 따른 상기 식물성 오일은 상기한 계면활성제와 함께 유화되어 기계금속에 부착된 찌든 때의 성분인 광유, 윤활유의 세척을 향상시키며, 팜유, 코코넛유, 피마자유 및 대두유 중에서 하나 이상의 성분이 선택된다.
상기 식물성오일은 세정제 전체 중량에 대하여 5 ~ 10중량%가 바람직하며, 상기 조성범위에 미치지 못하면 찌든 때의 세척작용이 떨어지며, 초과할 경우 세정제에 식물성오일의 유화성이 나빠지므로 상기 식물성오일은 계면활성제의 조성비율에 따라 적절하게 조성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 가용화제는 상기 비이온 계면활성제가 세정제에서 상대적으로 낮은 비율로 조성되는 문제점을 보완하기 위하여 조성되며, 기계금속 등의 부분품에 부착된 찌든 때의 성분인 광유, 윤활유의 가용화를 향상시키는 작용을 한다.
상기 가용화제는 탄소수 6 ~ 8개의 알코올과 다아민계 화합물을 병용하여 조성하며, 세정제 전체 중량에 대하여 각각 1 ~ 3중량%로 조성되는 것이 바람직하고, 상기 다아민계 화합물은 세정제가 농축되어도 안정성을 유지하는 작용도 함께 나타낸다.
상기 탄소수 6 ~ 8개의 알코올은 헥사놀, 옥타놀 및 2-에틸헥사놀 중에서 선택된 하나 이상의 성분이며, 다아민계 화합물은 1,3-비스(메틸아민)-사이클로헥산, 1,3-프로판 디아민, 1,6-헥산디아민, 1,3-펜타 디아민 및 2-메틸-1,5-펜탄 디아민 중에서 선택된 하나 이상의 성분이다.
본 발명에 따른 상기 하이드로플루오로에테르는 불연성의 탄화수소계 용제로 금속기계 등의 부분품 등에 잔류하는 광유를 용해시켜 제거하는 작용을 나타내며, 하이드로플루오로에테르는 낮은 오존 고갈 가능성(ozone depletion potential)을 나타내므로 클로로플루오로카본(CFC)의 대체물로 사용되고 있는 시판물질이다.
본 발명에서 환원성 유기산 또는 금속염을 첨가하여 금속기계 등의 부분품 등에 부착된 녹(산화철)으로부터 철이온으로 환원시켜 킬레이트제로 착화합물을 형성하여 녹을 제거하는 것으로 이루어진다.
본 발명에 따른 상기 피로인산나트륨은 Fe+2, Fe+3이온과 착화합물을 형성하여 이온을 봉쇄하며, 환원성 유기산 또는 금속염으로는 티오글리콜산 또는 황산나트륨을 조성하는 것으로 이루어진다. 또 보조제로 상기 규산나트륨은 세제빌더로 조성되며 세정력을 향상시키는 작용을 한다.
본 발명에 따른 액체 세정제 조성물은 혼합 계면활성제 시스템에서 생분해성이 우수한 아미노산계 음이온 계면활성제를 보다 많이 혼합 사용하여 세정제의 친환경성을 개선한 액체 세정제를 제공한다.
또한 광유 및 윤활유 등에 대한 용해력 내지 가용화를 향상시켜 기계금속 등의 부분품의 찌든 때, 녹 등을 을 제거하는데 적합하게 작용하여 세정범위가 넓은 액체 세정제를 제공한다.
이하에서는 <실시예>를 통하여 불연성 및 생분해성의 친환경적인 다목적 액체 세정제 조성물에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
<실시예 1 및 실시예 2>
아래 [표 1]에 나타낸 조성 및 비율에 따라 통상적인 액체 세정제의 제조기술에 따라 혼합하고, 균질화하여 본 발명에 따른 다목적 액체 세정제를 제조하였다.
상기 제조된 액체 세정제에 대한 유해성분 확인을 위하여 한국건설생활환경시험연구원 및 한국화학융합시험연구원에 시험의뢰한 결과, 중금속(Pb, Cd, Hg, Cr6+)이 검출되지 않은 것을 확인할 수 있었으며 [도 1] 및 [도 2]로 첨부하였다.
조성 조성비(중량%)
실시예 1 실시예 2
소듐 N-라우로일-N-메틸 타우레이트 17 -
소듐 N-스테로일-N-메틸 타우레이트 - 20
폴리옥시에틸렌 모노메틸 에테르 5 2
팜유 7 7
2-에틸헥사놀 2 3
1,6-헥산디아민 2 3
하이드로플루오로에테르 3 3
피로인산나트륨 3 3
티오글리콜산 2 -
황산나트륨 - 2
규산나트륨 1 1
to 100 to 100
<시험예 1>
상기 <실시예 1> 및 <실시예 2>에서 제조한 본 발명의 액체 세정제 및 시판 세정제의 세정도를 평가하기 위하여 아래와 같이 시험하였다.
-먼저 엔진오일과 진공 그리이스 혼합(3wt/1wt) 점성유를 고르게 도포한 스테인레스 최초시편(4.0cmX7.0cm) 3개를 준비한다.
-다음으로 본 발명의 <실시예 1> 및 <실시예 2>에서 제조한 세정제 및 시판 세정제를 25중량% 용액으로 하여 100㎖를 준비한 다음, 용기(1, 2, 3)에 투입하고, 상기 스테인레스 최초시편을 상기 세정제가 담긴 용기에 넣고, 20℃ 조건에서 셰이커 장치로 180회/분의 조건으로 저으면서 40분 정도 세정한 후 세정된 혼합유의 양을 측정하고 그 결과를 아래 [표 2]로 나타내었다.
세정도 실시예1 실시예2 시판 세정제
g/hr.㎠.l 0.536 0.538 0.52
<시험예 2>
수분이 제거되게 건조시킨 녹이 형성된 금속조각(4.0cmX7.0cm) 3개를 최초시편으로 사용하고, 녹 제거 후의 시편 역시 건조시켜 시험한 것 외에는 상기 <시험예 1>과 동일한 방법으로 시험하고, 아래 [계산식]에 의해 녹제거율(%)을 계산하고 그 결과를 아래 [표 3]으로 나타내었다.
[계산식]
{(최초시편 질량)-(녹제거 후 시편 질량)/최초시편 질량)}X100=녹제거율(%)
구분 실시예1 실시예2
녹제거율(%) 96.5 97.2
상기한 [표 2] 및 [표 3]에 의해 본 발명의 액체세정제가 광유 등의 세정과 녹제거율이 우수하게 나타난 것으로부터 본 발명의 액체세정의 세정범위가 넓은 것을 알 수 있으므로 기계금속 등의 부분품의 찌든 때, 녹 등을 세정 및 제거하는 다목적 액체 세정제로 제공될 수 있는 것을 알 수 있다.

Claims (6)

  1. 아미노산계 음이온 계면활성제로 N-아실-아미노산계 계면활성제 15 ~ 20중량%, 폴리옥시에틸렌알킬에테르계 비이온 계면활성제 2 ~ 5중량%, 팜유, 코코넛유, 피마자유 및 대두유 중에서 선택되는 하나 이상의 식물성 오일 5 ~ 10중량%, 가용화제로 헥사놀, 옥타놀 및 2-에틸헥사놀 중에서 선택된 하나 이상의 알코올 화합물 1 ~ 3중량%와 1,3-비스(메틸아민)-사이클로헥산, 1,3-프로판 디아민, 1,6-헥산디아민, 1,3-펜탄 디아민 및 2-메틸-1,5-펜탄 디아민 중에서 선택된 하나 이상의 디아민계 화합물 1 ~ 3중량%, 탄화수소용제로 하이드로플루오로에테르 2 ~ 5중량%, 환원제로 티오글리콜산 또는 황산나트륨 1 ~ 3중량%, 킬레이트제로 피로인산나트륨 1 ~ 5중량%, 보조제로 규산나트륨 0.5 ~ 1중량% 및 잔여량의 물을 포함하여 조성되는 것을 특징으로 하는 불연성 및 생분해성의 친환경적인 다목적 액체 세정제 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, N-아실-아미노산계 계면활성제가 소듐 N-라우로일 사크로시네이트, 소듐 N-미리스토일 사크로시네이트, 소듐 N-팔미토일 사크로시네이트, 소듐 N-스테로일 사크로시네이트, 소듐 N-라우로일-N-메틸-β-알아니네이트, 소듐 N-미리스토일-N-메틸-β-알아니네이트, 소듐 N-팔미토일-N-메틸-β-알아니네이트, 소듐 N-스테로일-N-메틸-β-알아니네이트, 소듐 N-라우로일-N-메틸 타우레이트, 소듐 N-미리스토일-N-메틸 타우레이트, 소듐 N-팔미토일-N-메틸 타우레이트 및 소듐 N-스테로일-N-메틸 타우레이트에서 선택되는 하나 이상의 성분인 것을 특징으로 하는 액체세정제 조성물.
  3. 청구항 2에 있어서, N-아실-아미노산계 계면활성제가 소듐 N-라우로일-N-메틸 타우레이트, 소듐 N-미리스토일-N-메틸 타우레이트, 소듐 N-팔미토일-N-메틸 타우레이트 및 소듐 N-스테로일-N-메틸 타우레이트로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상의 성분인 것을 특징으로 하는 액체세정제 조성물.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 폴리옥시에틸렌알킬에테르계 비이온 계면활성제가 폴리옥시에틸렌 모노메틸 에테르, 폴리옥시에틸렌 모노아릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 세틸 에테르, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 올레일 에테르, 폴리옥시에틸렌 스테아릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 트리데실 에테르, 폴리옥시에틸렌 옥틸 에테르 및 폴리옥시에틸렌 글리세린 에테르에서 선택되는 하나 이상의 성분인 것을 특징으로 하는 액체세정제 조성물.
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