KR20020085156A - 산업용 세정제 조성물 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오일, 계면활성제, 물, 그리고 알코올 성분을 포함하는 산업용 세정제 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 세정제 조성물은 (a) 탄소수 12~24의 탄화수소 50 ~ 70부피%, (b) 탄소수 12~22의 에스터 오일 1~20부피%, (c) HLB 4~20의 비이온 계면활성제 0.01~30부피%를 포함하고, 부피비로 (a)/(b)=99/1~70/30이며, 이 세정제 조성물은 전자부품 및 정밀부품의 표면에 묻어 있는 오일, 지방, 기계유, 절삭유, 그리스유, 액정오염, 플럭스 등과 같은 오염물에 대한 세정력이 뛰어나고, 열역학적으로 안정하며, 화재위험성이 적고, 생분해성이 뛰어나며, 오존층 파괴물질을 함유하지 않으므로 환경 안전성이 우수하고, 세정조에서 오염원을 포함한 오일성분과 세정액이 효율적으로 분리됨에 따라 세정수의 필요량이 적고, 발생 폐수의 양이 적어 경제적인 운용이 가능하다.
Description
본 발명은 오일, 계면활성제, 물, 그리고 알코올 성분을 포함하는 산업용 세정제 및 그 제조 방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 적어도 2가지 이상의 혼합 오일, 비이온 계면활성제, 물, 알코올, 그리고 기타 첨가제를 포함하며, 전자부품 및 정밀부품의 표면에 묻어 있는 기계유, 절삭유, 그리스, 광유, 또는 액정(liquid crystal) 오염 등과 같은 다양한 오염물에 대하여 높은 세정력을 가지며, 인화점이 높아 화재 위험성이 적고, 세정조 내에서 세정수와 오염성분의 분리가 효율적으로 수행 가능하므로 세정액의 재생 효율이 높아 경제적인 운용이 가능하며, 특히 오존층을 파괴하지 않는 세정제 조성물 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
근래, 다양한 산업 분야, 즉 자동차, 전기, 전자, 정밀기계, 광학 산업 분야 등의 정밀 세정 영역에서 우수한 세정력을 갖는 물질로서 광범위하게 사용되어 오고 있는 오존층 파괴 물질(Ozone Depleting Substances, ODS)인 1,1,1-TCE 및 CFC-113의 대체하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이러한 대체 세정제 기술은 대별(大別)하면 염소계, 탄화수소계, 수계(水系), 준수계(準水系) 등으로 분류할 수 있다.
이중 대체 세정제로서 첫 번째의 염소계 세정제는 현재 전체 시장의 많은 부분을 점유하고 있는 것으로 보여지고 있다. 그러나, 염소계의 경우 강한 인체 독성 및 발암성 등 안전성에 있어서의 심각한 문제가 지적되고 있고, 환경 규제 뿐만 아니라, 인체 관련 작업 환경에 대한 규제의 확산이 확실시되므로 점차적으로 그 시장 규모는 감소할 것으로 예상된다.
두 번째 유형의 대체 세정제로서의 탄화수소계 세정제는 현재 염소계 다음 규모의 시장 규모를 가지고 있으나, 인화성과 건조 문제가 지적되고 있다. 또한, 이러한 탄화수소계 세정제 중에서, 벤젠, 자일렌 등과 같은 방향족계 용제형 세정제는 인체 독성이 높아 인체 안전성 및 환경 오염성에 있어 역시 문제가 있으므로 세정 현장에서 엄격한 규제를 받고 있다.
인체 안전성 및 인화 안전성 등과 같은 작업 안전성을 고려할 때, 준수계 또는 수계 세정제 기술이 최근 주목받고 있다. 이러한 유형의 세정제는 기본적으로 물을 함유한 세정제로서 용제계 세정제에 비하여 인체 안전성과 작업 안전성이 우수하며, 다양한 계면활성제와 빌더를 첨가하여 세정력과 세정성을 높일 수 있는 장점이 있다. 그러나, 이와 같은 수계나 준수계 세정제의 경우, 기존의 상기한 다른 유형의 유기 용제와 대등한 성능을 발휘하도록 하기 위해서는 적절한 유기 용제와 계면활성제 시스템의 개발이 필요하며, USP 6,136,775, USP 5,271,773, USP 6,071,867에 있어서는 리모넨(D형 리모넨, L형 리모넨 및, 이들 이성질체의 혼합형태) 혹은 터펜을 사용한 고성능 세정제가 제안되어 있다. 이러한 세정제들은 우수한 세정력을 보여, 많은 작업 현장에서 기존의 CFCs를 대체하는 세정제로서 이용되고는 있으나, 리모넨이나 터펜의 경우 천연 유래 물질로서, 가격의 변동폭이 크고, 상대적으로 다른 유기 용제에 비하여 고가이므로, 소비자 및 공급자 모두에게 미용적 부담이 상대적으로 큰 문제점이 있다. 또한, 리모넨이나 터펜는 그 자체가 특이취가 강하여 지속적인 작업이 수반되는 현장 작업자가 고통을 호소하게 되는 문제가 다른 단점으로 지적되고 있다. 또한, 상대적으로 낮은 인화점을 가지고 있어, 작업시 수분량이 감소함에 따라 화재의 위험성이 높아져 엄격한 작업 관리가 필요하며, 또한 수생 생물에 대한 독성이 있어 세정 후 폐수처리에 특별한 시설 및 각별한 주의가 요망되는 등 사후 관리가 번거로운 문제점도 수반하고 있는 것으로 보고되어 있다.
상기한 바와 같은 종래 기술의 단점을 보완하기 위한 종래의 제안으로서, USP 5,350,457, USP 5,567,348 및, USP 5,725,679은 유기 용제로서 무취의 탄화수소를 사용하는 방법을 제안하고 있다. 이러한 종래의 방안은 무취의 탄화수소를 사용함에 따라 작업이 순조롭고, 세정후 세정조에서 유성 오염 성분과 세정수의 분리가 가능하여 세정수의 사용량을 감소시킬 수가 있으므로 폐수 처리비용 및 부담이감소하여 경제성이 높은 장점은 있으나, 사용되는 탄화수소의 인화점이 상대적으로 낮으므로, 작업시 수분의 함량이 감소할 경우 화재의 위험성이 증대되고, 고점성 유성 오염의 세정시 계면활성제와 오일의 라멜라 액정 구조가 형성되어 미세한 홈이나 굴곡 부분에서의 세정 효율이 열등하다는 문제점이 지적되고 있다.
따라서, 본 발명의 첫 번째 목적은 기존의 세정력은 우수하나 오존층 파괴 물질인 1,1,1-TCE 및 CFC-113의 대체물로서, 오존 비파괴성 세정제를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 두 번째 목적은 고점성의 유성 오염에 대해서 우수한 세정 효율을 발휘하여 정밀부품의 세정 및 전자 부품의 세정에 효율적인 고성능 세정제를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 세 번째 목적은 화재의 위험성이 저감된 세정제를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 네 번째 목적은 광범위한 세정 온도 범위에 걸쳐 우수한 세정력을 나타내며 열역학적으로 안정한 세정제를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다섯 번째 목적은 생분해성이 뛰어나 환경 안전성이 우수하고, 세정조 내에서 오염원을 포함한 오일 성분과 물의 분리가 가능하여 폐수 발생량의 감소를 극대화 할 수 있는 환경 친화적 세정제를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 여섯 번째 목적은 인체에 저독성이므로 작업 환경성이 우수한 세정제를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일곱 번째 목적은 상기한 본 발명의 첫 번째 내지 여섯 번째 목적에 따른 세정제의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 본 발명의 첫 번째 내지 여섯 번째 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 양태(樣態)에 따르면, (a) 탄소수 12~24의 탄화수소 50 ~70부피%, (b) 탄소수 12~22의 에스터 오일 1~20부피%, (c) HLB 4~20의 비이온 계면활성제 0.01~30부피%를 포함하고, 부피비로 (a)/(b)=99/1~70/30인 고성능 산업용 세정제가 제공된다.
상기한 본 발명의 첫 번째 내지 여섯 번째 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 다른 일 양태(樣態)에 따르면, 상기한 첫 번째 양태의 조성물에 (d) 알코올류 0.01~30부피%를 더욱 포함하며, (d)/(c)=0.1~1.5인 고성능 산업용 세정제가 제공된다.
상기한 본 발명의 첫 번째 내지 여섯 번째 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 또 다른 일 양태(樣態)에 따르면, 상기한 첫 번째 또는 두 번째 양태의 조성물에 (e) 물 0~30부피%를 더욱 포함하는 고성능 산업용 세정제가 제공된다.
상기한 본 발명의 일곱 번째 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 양태(樣態)에 따르면, 오일 성분으로서 탄소수 12~24의 포화 또는 불포화 탄화수소와 탄소수 12~22의 이염기산 에스터 오일을 99/1~70/30의 비율로 적용하여 유성계를 제공하는 단계와, 비이온성 계면활성제를 첨가하는 단계로 구성되는 고성능 산업용 세정제의 제조 방법이 제공된다.
상기한 본 발명의 일곱 번째 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 다른일 양태(樣態)에 따르면, 보조 계면활성제로서 알코올을 알코올/비이온성 계면활성제=0.1~1.5의 비율로 혼합하는 단계, 및/또는 물을 전조성물 기준으로 0~30부피%가 되도록 첨가하는 단계를 더욱 포함하는 고성능 산업용 세정제의 제조 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 W/O 타입 마이크로에멀젼이 형성되는 오일/비이온 계면활성제/물 시스템의 상평형도이다.
도 2는 알코올의 첨가에 따른 도 1의 W/O 타입 마이크로에멀젼의 형성 온도 영역을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 세정제를 구성하는 오일 성분에 대하여 설명하면, 무색 무취의 탄화수소 오일로서 비점이 높고 인화성이 상대적으로 낮으며, 환경 안전성과 인체 안전성이 우수한 오일을 선택하는 것이 바람직하다.
직쇄 파라핀의 경우에는 탄소수가 증가됨에 따라서 비점이 상승하고 화재의 위험성은 감소하나, 유동성이 감소하고, 계면활성제와 강고한 액정을 형성하여 세정 시간이 증가될 우려가 있으므로, 파라핀보다는 직쇄 올레핀이 본 발명에 있어 더욱 바람직하나, 본 발명은 직쇄 파라핀의 경우를 배제하는 것은 아니다.
올레핀의 경우 불포화기가 존재하므로 탄소수 증가에도 상온에서 유동성이 있고, 탄소수가 18인 경우에도 매우 낮은 점성과 상대적으로 낮은 화재 위험성을 부여한다. 본 발명의 세정제에 사용되는 올레핀은 탄소수 12~24의 범위이며, 바람직하게는 탄소수 12~20의 범위, 가장 바람직하게는 탄소수 14~18의 범위이나, 이는 본 발명에 있어서 제한적인 것은 아니다.
본 발명의 세정제에 사용될 수 있는 다른 오일 성분으로서는, 이염기산의 에스터형 오일을 들 수 있다. 상대적으로 올레핀이나 파라핀에 비하여 생분해도가 높고, 인화점이 높아 화재의 위험성이 낮으며, 올레핀이나 파라핀에 혼합되어 전체적인 유성분과 물과의 계면에 위치하여 좀더 안정한 에멀젼을 형성하게 한다. 본 발명에 바람직하게 사용될 수 있는 이염기산의 에스터 오일로서는 디옥틸 말레이트, 디옥틸 아디페이트, 디옥틸 숙시네이트 등을 들 수 있으며, 탄화수소와 혼합시 높은 유동성과 친수성 오염에 대한 제거율이 증가되는 효과를 나타낸다.
본 발명의 세정제에 사용되는 오일 성분으로서의 상기한 혼합 오일은 무취이며, 인화점이 높아 상대적으로 화재의 위험성이 적고, 상온에서 유동성이 높아 오염 성분의 빠른 제거가 가능한 오일로서, 상기한 탄화수소와 이염기산 에스터의 혼합 비율은 비용적 측면 및 상 안정성 측면에서 99:1~70:30의 범위가 바람직하다. 상기한 혼합 오일은 전조성 기준으로 50부피%~90부피%의 범위, 바람직하게는 60부피%~85부피%의 범위, 더욱 바람직하게는 65부피%~80부피%의 범위이다.
이어서, 본 발명의 세정제를 구성하는 계면활성제에 대하여 설명하면, 생분해도가 우수하며, 전자 부품 등에의 이온성 물질의 잔류는 바람직하지 못할 수 있으므로 비이온 계면활성제가 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명의 세정제에 바람직하게 사용될 수 있는 비이온 계면활성제는 평균 HLB가 4~20의 범위인 것이 바람직하다. 계면활성제는 오일 성분의 유화 및 세정성을 높이고 물에 의한 세정성 및 제품의 상 안전성을 양호하게 하기 위하여 사용된다. 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 에테르가 바람직하게 사용될 수 있다. 이들 비이온 계면활성제는 전조성 기준으로 0.01부피%~30부피%의 범위, 바람직하게는 5부피%~25부피%의 범위, 더욱 바람직하게는 10부피%~20부피%의 범위이다.
전술한 세가지 성분과 물이 혼합되는 본 발명에 따른 시스템에서의 최적의 조성비를 도 1에 도시한다.
통상적으로는, 오일성분/계면활성제/물의 혼합시스템에서는, 1) O/W 타입 마이크로에멀젼, 2) 바이컨틴뉴어스(bicontinous) 타입 마이크로에멀젼, 3) W/O 타입 마이크로에멀젼의 3가지 타입의 유화물의 제조가 가능하나, 바이컨틴뉴어스 타입 에멀젼의 경우 비극성 및 극성 오염원에 대한 세정력은 우수하나 상안정성에 문제가 있어 장기 보존시 상분리가 일어나게 되므로 제품화하기 어렵다는 단점이 있고, O/W 타입의 에멀젼의 경우 극성 오염원에 대한 세정력은 우수하나, 비극성 오염원에 대한 세정력은 약한 단점이 있다. 따라서, 지방 및 오일, 기계유, 절삭유, 그리스, 광유, 액정(liquid crystal) 오염 등 다양한 비극성 오염원에 대한 세정제 시스템으로서는 W/O 타입의 에멀젼 시스템이 바람직할 수 있으며, 오염원에 대한 우수한 세정력, 열역학적 안정성으로 인한 장기 보관성, 특히 세정 과정에서 용수 절감성을 얻을 수 있는 조성 영역의 결정이 필요하다. 세정성이 우수하고, 열역학적으로 안정한 마이크로에멀젼을 형성하기 위해서는 형성 온도에 따른 오일/비이온계면활성제/물 시스템에 대한 상평형 (phase equilibrium) 의 예측이 필수적이다. 따라서, 물과 오일, 그리고 비이온 계면활성제의 부피 변화에 따른 상의 변화를 관찰한 후 이로부터 도 1에 나타낸 바와 같은 상의 마이크로에멀젼이 형성되는 영역을 확인한 후, 이 영역 주위의 성분 용액을 만들어서 온도 변화에 따른 상 변화를 관찰하여 도 1에 나타낸 상의 W/O타입 마이크로에멀젼이 형성되는 오일/비이온계면활성제/물 시스템의 상평형도를 도시하였다.
친수성 부분과 소수성 부분으로 이루어진 비이온 계면활성제는 온도가 증가함에 따라 소수성이 증가하게 된다. 따라서, 저온에서는 물과의 친화성이 크고, 고온에서는 오일과의 친화성이 커지게 된다. 세정 온도가 상승되면, 비이온 계면활성제의 소수성이 증가하게 되므로 계면활성제의 세정력을 높이기 위해서는 도 1의 B 영역과 같은 조성비를 고려하는 것이 유리하며, 온도가 낮은 세정 조건에서는 이와 반대로 A 영역과 같은 조성비를 로 조성물을 디자인하는 것이 유리하다. 또한, 사용하는 비이온 계면활성제의 HLB(hydrophilic lipophilic balance)에 있어서는, 높은 HLB를 가진 계면활성제의 경우에는 B 영역의 조성비에서도 안정한 상의 마이크로에멀젼이 형성되며, 상대적으로 HLB가 낮은 비이온 계면활성제를 사용하는 경우에는 A 영역에서 또한 안정한 상의 마이크로에멀젼이 형성되는 것으로 나타났다. 상기한 결과로부터 W/O 타입의 세정제를 제조함에 있어서 물의 첨가량은, 전조성물 기준으로 0부피%~30부피%의 범위, 바람직하게는 2부피%~25부피%의 범위, 더욱 바람직하게는 5부피%~15부피%의 범위일 수 있다.
이어서, 본 발명의 세정제에 사용될 수 있는 또 다른 성분으로서의 알코올류에 대하여 설명하기로 한다. 알코올류는 오일과 비이온 계면활성제 그리고 물 3성분 시스템에서 생성되는 에멀젼의 상안전성을 증가시키기 위해서 첨가되는데, 이는 또한 넓은 온도 범위에서 안정한 에멀젼이 유지되도록 도와줌으로써 다양한 세정 온도 범위에서 원활한 세정이 가능하도록 도와주며, 또한 세정력 향상에 있어서도 중요한 역할을 한다. 일반적으로, 오일/비이온계면활성제/물로 이루어진 3 성분 시스템에 알코올과 같은 보조 계면활성제가 첨가될 경우, 상 변화는 알코올의 친수 및 소수적인 성질에 의존하게 되는데, 일반적으로 부탄올 또는 펜탄올 등과 같은 탄소수가 적은 알코올이 첨가되면 시스템은 친수성이 증가하게 되어 마이크로에멀젼을 형성하는 온도가 높아지게 되며, 헵탄올 또는 옥탄올 등과 같은 탄소수가 많은 알코올이 첨가되면 시스템의 소수성이 증가하여 마이크로에멀젼을 형성하는 온도가 낮아지게 된다[J.C. Lim, C.A. Miller, and C. Yang, Colloids and Surfaces, 66, 45~53(1992), R. Stray and M. Jonstromer, J. Phys. Chem. 96, 4537~4542 (1992) 참조].
본 발명에 사용될 수 있는 상기한 알코올류의 예로서는 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 이소프로판올, 헵탄올, 옥탄올, 데칸올, 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, 짧은 탄소수의 알코올은 화재의 위험성이 높고, 세정후 폐액에 잔류하는 경우가 많아 방출수의 COD를 증가시킬 우려가 있다. 따라서, 세정제의 상안정성을 높이고, 알코올 자체의 인화점이 높아 화재의 위험성이 적은 알코올이 특히 적합하다. 이러한 바람직한 알코올의 예로서는, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌 모노부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노헥실 에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노헥실 에테르 또는 이들의 임의의 혼합물을 들 수 있으며, 가장 바람직하게는 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌 모노부틸 에테르, 또는 이들의 혼합물이다. 이들 알코올의 혼합 비율 결정은 다른 성분을 고정시키고, 계면활성제 성분과 알코올간의 비를 변화시키면서 단상의 에멀젼이 형성되는 영역을 관찰함으로서 결정하게 된다.
도 2는 오일/비이온계면활성제/물 시스템에 보조 계면활성제로서 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르(BDG)와 같은 에틸렌 글리콜계 보조제를 첨가했을 경우, 단상의 W/O 타입 에멀젼이 형성되는 온도의 영역이 넓어지는 것을 보여주고 있다.
상기와 같은 결과로부터, 결론적으로 알코올/비이온 계면활성제의 비율이 0.50~1.50일 때 약 0℃~80 또는 90℃까지의 넓은 온도 영역에서 열역학적으로 안정한 에멀젼의 형성됨을 확인할 수 있다. 이들 알코올은 전조성 중 기준으로 0.01부피%~30부피%의 범위, 바람직하게는 3부피%~25부피%의 범위, 더욱 바람직하게는 5부피%~17부피%의 범위이다.
본 발명에 따른 세정제의 기본 조성에 세정제의 안정성 향상이나 세정제에 심각한 물성 변화를 주지 않는 범위 내에서의 소량의 기타 첨가제를 포함할 수 있다. 대표적인 첨가제로서는, 세정제의 방청 효과를 위한 방청제 및 산화방지제, 금속 세정을 위한 킬레이트제, 그리고 거품을 제거하기 위한 소포제 등을 적절한 양으로 배합 가능하며, 이 또한 본 발명의 영역 내이다. 전조성 기준으로 0.01중량%~5중량%의 범위, 바람직하게는 0.1중량%~1중량%의 범위, 더욱 바람직하게는 0.1중량%~0.5중량%의 범위로 배합될 수 있으나, 피세정물의 종류 및 목적, 그리고 세정 방식 등에 따라 그 배합량은 변화될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 하나, 하기한 실시예는 본 발명을 예증하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 제한하는 것은 아님을 이해하여야만 할 것이다.
실시예 1∼12 및 비교예 1∼4
테스트 시편(試片)의 준비:
아비에틴산(abietic acid) 4g을 10ml의 IPA(Isopropyl alcohol)에 용해시킨 후, 7.5×2.4×0.2cm3크기의 스테인레스 시편(SUS plate)에 얇게 도포하였다. 2시간~4시간 정도 실온에 방치한 후, 70℃~90℃의 오븐에서 12시간 정도 방치하였다.
세정력 평가:
세정 온도는 보편적으로 사용되는 온도인 40℃로 결정하였으며, 상기의 조성으로 제조된 마이크로에멀젼형 세정제 50ml에, 위의 방법으로 제작된 오염 시편을 침적시키고 각각 2분 간격으로 시간이 경과한 후, 상온의 증류수(전기전도도: 약 18㎲/cm)를 사용한 세정액 중에서 다시 각각 2분간 오염 시편을 침적시켰다. 그 다음, 약 2분간 온풍 건조시킨 후, 시편으로부터 제거된 오염원의 무게를 측정하여 세정력을 평가하였다.
세정력 평가방법 및 평가기준:
제거율(%)=(A-B)/A×100(식 중에서, A는 테스트 전에 부착된 오염원의 무게, B는 세정력 테스트 후에 부착된 오염원의 무게이다)
유수분리성 평가:
세정조에서의 유수분리성의 평가는 10g의 세정제와 0.3g의 플럭스, 절삭유 및, 그리스유를 혼합하여 오염액을 만든 후 증류수로 3%, 5%, 10%의 비율로 희석하여 세정수를 제조한 후, 각각을 25℃, 40℃, 60℃에서 25분 동안 정치시켜 물 층과 오염원 층을 분리 한 후 물층의 COD를 측정, 유수분리성을 평가하였다.
유수분리성 평가방법 및 평가기준:
유수분리성(%)=(A-B)/A×100(식 중에서, A는 유수분리 전의 COD, B는 유수분리후의 물층의 COD이다)
| 세정력 | ◎ : 테스트 시편에 오염원의 잔착이 없고, 매우 양호 |
| ○ : 테스트 시편에 오염원의 잔착이 거의 없고, 양호 | |
| △ : 테스트 시편에 오염원의 잔착이 약간 있고, 다소 나쁨 | |
| Ｘ : 테스트 시편의 오염원이 잔착되어, 나쁨 | |
| 세정성(헹굼성) | ◎ : 매우 양호 |
| ○ : 양호 | |
| △ : 다소 나쁨 | |
| Ｘ : 나쁨 | |
| 유수분리성 | ◎ : COD 제거율이 95% 이상 |
| ○ : COD 제거율이 94% ~ 85% | |
| △ : COD 제거율이 84% ~ 65% | |
| Ｘ : COD 제거율이 65% 이하 |
| 성분(부피%) | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | 실시예 6 | 실시예 7 | 실시예 8 | |
| 폴리옥시에틸렌(2) 라우릴 에테르 | 14.0 | 14.0 | |||||||
| 폴리옥시에틸렌(3) 라우릴 에테르 | 14.0 | ||||||||
| 폴리옥시에틸렌(5) 라우릴 에테르 | 14.0 | ||||||||
| 폴리옥시에틸렌(7) 라우릴 에테르 | 9.5 | 9.3 | 9.5 | 9.3 | |||||
| 지방족 탄화수소 | 64.8 | 55.6 | 64.8 | 55.6 | 59.8 | 59.8 | 59.8 | 59.8 | |
| 디옥틸 말레이트 | 16.2 | 23.8 | 15.0 | 15.0 | 15.0 | ||||
| 디옥틸 아디페이트 | 16.2 | 23.8 | 15.0 | ||||||
| D-리모넨 | |||||||||
| 물 | 4.8 | 4.7 | 4.8 | 4.7 | 4.7 | 4.7 | 4.7 | 4.7 | |
| 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 | 4.8 | 6.5 | 6.5 | ||||||
| 트리에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 | 4.8 | 6.5 | 6.5 | 6.5 | 6.5 | ||||
| 프로판올 | |||||||||
| 부탄올 | |||||||||
| 합계 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
| 알코올/비이온 계면활성제 | 0.5 | 0.7 | 0.5 | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 0.7 | |
| 에스터 오일/탄화수소 | 0.8 | 0.7 | 0.8 | 0.7 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | |
| 상안정성 | 상온 | 안정 | 안정 | 안정 | 안정 | 안정 | 안정 | 안정 | 안정 |
| 40℃ | 안정 | 안정 | 안정 | 안정 | 안정 | 안정 | 안정 | 안정 | |
| 평가 | 세정력 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ |
| 세정(헹굼)성 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | |
| 유슈분리성 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | |
| 작업성 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | |
| 인화성 | 저 | 저 | 저 | 저 | 저 | 저 | 저 | 저 |
| 성분(부피%) | 실시예 9 | 실시예10 | 실시예11 | 실시예12 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | |
| 폴리옥시에틸렌(2) 라우릴 에테르 | 16.7 | ||||||||
| 폴리옥시에틸렌(3) 라우릴 에테르 | 17.5 | 17.5 | |||||||
| 폴리옥시에틸렌(5) 라우릴 에테르 | 16.3 | 16.0 | 16.7 | 16.7 | |||||
| 폴리옥시에틸렌(7) 라우릴 에테르 | 15.4 | ||||||||
| 지방족 탄화수소 | 52.6 | 50.0 | 48.8 | 48.0 | 62.5 | ||||
| 디옥틸 말레이트 | 13.2 | 12.5 | |||||||
| 디옥틸 아디페이트 | 12.2 | 12.0 | |||||||
| D-리모넨 | 65.8 | 62.5 | 57.7 | ||||||
| 물 | 4.4 | 4.2 | 6.5 | 8.0 | 4.2 | 4.4 | 4.2 | 3.8 | |
| 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 | 12.3 | 16.7 | 16.7 | ||||||
| 트리에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 | 16.3 | 16.0 | 16.7 | ||||||
| 프로판올 | 16.7 | ||||||||
| 부탄올 | 23.1 | ||||||||
| 합계 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
| 알코올/비이온 계면활성제 | 0.7 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 0.7 | 1.0 | 1.5 | |
| 에스터 오일/탄화수소 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | - | - | - | - | |
| 상안정성 | 상온 | 안정 | 안정 | 안정 | 안정 | 안정 | 안정 | 안정 | 안정 |
| 40℃ | 안정 | 안정 | 안정 | 불안정 | 안정 | 불안정 | 안정 | 안정 | |
| 평가 | 세정력 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | O | ◎ | ◎ | ◎ |
| 세정(헹굼)성 | ◎ | ◎ | O | ◎ | O | ◎ | ◎ | ◎ | |
| 유슈분리성 | ◎ | ◎ | O | ◎ | ◎ | △ | △ | X | |
| 작업성 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | O | X | X | X | |
| 인화성 | 저 | 저 | 저 | 저 | 저 | 저 | 중 | 중 |
상기한 표 3의 비교예 2~4의 경우 실시예 들과 비슷한 알코올/비이온 계면활성제의 비율을 나타내고 있으나, 비교예 2∼4는 리모넨 만을 사용한 경우로서 세정성은 우수하나 리모넨의 특이취로 작업성이 열등하다. 비교예 1의 경우에는 리모넨을 대체하여 탄화수소를 사용한 것으로서 리모넨의 냄새가 없고 따라서 작업성은 향상되나, 올레핀 계통의 탄화수소만으로 오일성분을 구성할 경우에는 오일 성분인아비에틴산을 세정시, 세정 초기 계면활성제와 오염원 간에 액정이 형성되고, 이후 어느 정도 시간이 경과한 이후에 세정이 되는 현상을 나타내므로 전체적으로 세정 효율이 저감되는 현상을 나타낸다. 본 발명의 실시예 1∼12의 조성물들은 올레핀계의 탄화수소와 이염기산 에스터의 혼합 오일을 사용한 경우이며, 이들 모두 초기 오염원과 계면활성제 간에 강고한 액정의 형성없이 세정이 진행되므로 빠른 세정 효율을 보여주고 있다. 또한, 세정조에서 세정수와 오염 성분의 분리가 우수하여 세정수의 사용량이 줄고, 전체적으로 운용비용이 감소하는 효과를 보여준다.
전술한 바와 같이, 오일, 비이온 계면활성제, 물, 그리고 알코올 성분을 포함하는 열역학적으로 안정한 W/O 타입 마이크로에멀젼 타입의 본 발명에 따른 세정제는, 전자 부품 및/또는 정밀 부품 등의 표면에 묻어 있는 지방 및 오일, 기계유, 절삭유, 그리스, 광유, 액정(liquid crystal) 오염 등과 같은 다양한 오염물에 대한 넓은 세정 온도 범위에 걸쳐 세정력과 세정성(헹굼성)이 우수하며, 생분해성이 뛰어나 환경 안전성이 높고, 인체에 대하여 저독성이므로 작업 환경성도 양호하며, 특히, 세정조에서 오염원을 포함한 오일 성분과 물의 분리가 가능하여 폐수의 절감을 극대화할 수 있는 효과가 있으며, 초음파 세정, 침적 세정, 진동 세정, 그리고 스프레이 세정과 같은 다양한 세정 방법으로 세정이 가능한 세정제로서, 오존층 파괴물질인 CFCs를 대체할 수 있는 고성능 세정제이다.
Claims (10)
- (a) 탄소수 12~24의 탄화수소 50~70부피%, (b) 탄소수 12~22의 에스터 오일 1~20부피%, (c) HLB 4~20의 비이온 계면활성제 0.01~30부피%를 포함하고, 부피비로 (a)/(b)=99/1~70/30인 산업용 세정제 조성물.
- 제1항에 있어서, (d) 알코올 0.01~30부피%를 더욱 포함하며, (d)/(c)=0.1~1.5인 산업용 세정제 조성물.
- 제1항에 있어서, (e) 물 0~30부피%를 더욱 포함하는 산업용 세정제 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (a)의 탄화수소가 탄소수 12~20의 직쇄 또는 분지쇄 탄화수소이고, 성분 (b)의 오일이 탄소수 14∼18의 에스터 오일인 산업용 세정제 조성물.
- 제4항에 있어서, 성분 (a)의 탄화수소가 탄소수 14~18의 직쇄 또는 분지쇄 올레핀이고, 성분 (b)의 오일이 디옥틸 말레이트, 디옥틸 아디페이트 및 디옥틸 숙시네이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 화합물인 산업용 세정제 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (c)의 비이온 계면활성제가 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 및, 아릴 알코올 아민으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 화합물인 산업용 세정제 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (d)의 알코올이 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 이소프로판올, 헵탄올, 옥탄올, 데칸올, 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 및, 트리에틸렌 글리콜 모노헥실 에테르로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 화합물인 산업용 세정제 조성물.
- 하기의 단계를 포함하는 산업용 세정제 조성물의 제조 방법:(a) 오일 성분으로서 탄소수 12~24의 포화 또는 불포화 탄화수소와 탄소수 12~22의 이염기산 에스터 오일을 99/1~70/30의 비율로 적용하여 유성계를 제공하는 단계; 및(b) HLB 4∼20의 비이온성 계면활성제를 첨가하는 단계.
- 제8항에 있어서, 상기한 단계 (b)가 알코올/비이온성 계면활성제= 0.1~1.5의 비율로 보조 계면활성제로서의 알코올을 더욱 혼합하는 것으로 구성되는 산업용 세정제의 제조 방법.
- 제8항 또는 제9항에 있어서, (c) 물을 전조성물 기준으로 0~30부피% 첨가하는 단계를 더욱 포함하는 산업용 세정제의 제조 방법.
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