KR20220006277A - 차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 물 56 내지 62 중량% 및 무기고형분 32 내지 35 중량%를 포함하되, 산화세륨 7.5 내지 17 중량% 및 비정형이산화규소 15 내지 24.5 중량%를 포함하는 차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물에 관한 것이다.
차량 유리는 비결정성의 고체로 규사, 석회석, 소다회 등을 용융하여 생성하며, 원료로부터 발생하는 탄산가스와 산소의 휘발로 인해 표면에 미세한 기공을 남긴체 응고된다.
이러한 유리는 규사로부터 얻어지는 비결정성으로서 극성을 띄는 이산화규소와 산화나트륨, 산화칼슘의 혼합물로써 유리 표면의 성질은 친수성을 갖게 되며 강우 등에 의해 물이 닿게 되면 유리 표면은 물의 표면장력을 무너뜨려 방울이 맺히지 않으면서 물 분자들이 표면에 고르게 안착된다.
차량의 운행 중에 유리는 대기중에 분포하는 물질들과 맞닿게 되고 그 중에는 매연 등과 함께 기름 방울 등이 표면에 흡착되기도 한다. 또한, 차량 표면의 광택 및 보호를 위해 도포하는 왁스 등이 매연 및 먼지 등과 함께 기공에 침투하면서 오염막을 형성하게 되며 통상적으로 이를 유막이라고 한다.
이러한 유막은 건조한 상태나 고르게 분포하는 경우 그 형체를 알기 힘드나, 강우 또는 강설과 같은 기상조건에서 유리 표면에 요철을 형성하여 와이퍼가 물기를 쓸고 지나가더라도 물 맺힘 또는 흔적이 남도록 하여 시계를 차단하고 사고를 유발하는 요인으로 작용한다.
등록특허 10-1861246는 이러한 유막을 제거하기 위한 고효율 유막제거 조성물을 개시한다. 그러나, 등록특허 10-1861246에서는 유막제거제(산화세륨)의 침강을 방지하기 위해 액상 폴리올을 사용하는데, 이는 조성물의 점도를 높여 유막제거 작업을 어렵게 하는 단점이 있다. 또한, 등록특허 10-1861246의 유막제거 조성물은 제조 단가가 높은 단점이 있다.
한편, 시중에서 유통되는 유막제거제는 산화세륨을 물에 분산하는 방식으로 이용하기도 한다. 이와 같은 사용 방법은 작업에 있어서 효율이 어느 정도 상승되나 장기보관시 침전 및 응고와 같은 현상이 필연적이며 이를 해결하기 위한 분산제와 계면활성제의 사용은 오히려 산화세륨의 효과를 반감시킨다. 또한 침전을 방지하기 위한 잔탄검 등의 점증제 사용은 제품을 시공할 때 물리적으로 많은 힘이 요구된다.
유리 발수코팅제 시공에 의한 실리콘계와 불소계 코팅제의 도포는 유막과는 다른 성질을 가지는 오염원으로 유막을 제거하기에 불리한 요소로 작용한다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 손쉬운 유막 제거가 가능하게 하고, 제조 단가를 낮추면서도 산화세륨이 침강되지 않는 차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물은 물 56 내지 62 중량 % 및 무기고형분 32 내지 41.5 중량%를 포함하되, 산화세륨 7.5 내지 17 중량% 및 비정형이산화규소 15 내지 24.5 중량%를 포함한다.
차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물은 라우릴에테르황산나트륨 1 내지 3 중량%를 더 포함한다.
차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물은 프로필에틸렌알킬에테르 1 내지 3 중량%를 더 포함한다.
차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물은 글리세롤 5 내지 8 중량%를 더 포함함다.
상기 물과 상기 비정형이산화규소는, 서로 응집하여 상기 산화세륨의 침강을 방지한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 물과 무기고형분이 섞인 페이스트 형태로 사용자가 유리에 조성물을 묻힌 상태로 손쉽게 유막 제거 작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 낮은 제조 단가로 고효율의 유막 제거가 가능한 조성물을 제공하는 효과가 있다.
셋째, 물과 비정형이산화규소가 서로 응집하여 산화세륨의 침강을 방지함으로써 적은 양의 조성물을 사용하면서도 유막 제거의 효율을 높이는 효과가 있다.
넷째, 유막 제거에 방해가 되는 유막외 오염물 및 코팅제를 제거함으로써, 효율적인 유막 제거가 가능한 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 산화세륨의 전자현미경 이미지이고, 도 1b는 산화세륨의 개요도이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 비정형이산화규소의 전자현미경 이미지이고, 도 2b는 비정형이산화규소의 개요도이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 산화세륨 및 비정형이산화규소의 혼합물의 전자현미경 이미지이고, 도 3b는 혼합물의 개요도이다.
도 4a는 시중에 유통되는 제1 유막 제거제의 전자현미경 이미지이고, 도 4b는 제1 유막 제거제로 시공한 후의 차량 유리 이미지이다.
도 5는 시중에 유통되는 제2 유막 제거제의 전자현미경 이미지이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물로 유막 제거한 이후 슬러리의 전자현미경 이미지이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 비정형이산화규소의 전자현미경 이미지이고, 도 2b는 비정형이산화규소의 개요도이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 산화세륨 및 비정형이산화규소의 혼합물의 전자현미경 이미지이고, 도 3b는 혼합물의 개요도이다.
도 4a는 시중에 유통되는 제1 유막 제거제의 전자현미경 이미지이고, 도 4b는 제1 유막 제거제로 시공한 후의 차량 유리 이미지이다.
도 5는 시중에 유통되는 제2 유막 제거제의 전자현미경 이미지이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물로 유막 제거한 이후 슬러리의 전자현미경 이미지이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 실시에 따른 차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물은 물 및 무기고형분을 정해진 중량비로 포함하여 페이스트 형태로 유지된다. 페이스트 형태를 가짐으로 인해, 시공자가 조성물을 유리에 바른 후 유리와 조성물과의 마찰을 유도하여 용이하게 유막을 제거할 수 있게 된다. 또한, 물이 풍부하지 않은 환경에서도 유막 제거가 가능해져 장소에 구애받지 않고 시공이 가능해지는 장점도 있다.
차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물은 물 56 내지 62 중량% 및 무기고형분 32 내지 35 중량%를 포함한다. 무기고형분은 산화세륨 및 비정형이산화규소를 정해진 중량비로 포함한다. 비정형이산화규소와 산화세륨을 포함한 무기고형분이 전달 또는 보존 매개체인 물을 흡수하여 안정된 페이스트 상태로 유지하기 위해서는 물과 무기고형분 각각의 중량비가 유지되어야 한다. 각각의 중량비는 첨가되는 글리세롤과 계면활성제의 양에 따라 변동될 수 있다. 차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물100 중량% 중 무기고형분의 총 중량이 32 내지 35 중량%일 때 가장 안정적으로 페이스트 상태가 유지될 수 있다. 무기고형분 함량이 32 중량% 미만이면 유막 제거 시 요구되는 전체 조성물의 양이 늘어나게 되고, 35%를 초과하면 조성물을 튜브로부터 짜내기가 어려워진다.
차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물은, 물, 산화세륨 및 비정형이산화규소를 포함한다. 차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물은, 라우릴에테르황산나트륨, 프로필에틸렌알킬에테르 및 글리세롤을 더 포함할 수 있다.
차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물은 조성물 100 중량% 중 물 56 내지 62 중량%를 포함한다. 물 함량이 56 중량% 미만이면 조성물의 점도가 높아져 시공에 어려움이 있고, 62 중량%를 초과하면 조성물을 유리에 묻힐 때 흘러내려 작업성이 떨어지게 된다. 물은, 정제수 또는 증류수로 명명될 수 있다. 물은, 보존제, 안정제 또는 전달용매로 기능할 수 있다. 물은, 에탄올, 에탄올과 물이 혼합된 용액으로 치환될 수 있다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 산화세륨의 전자현미경 이미지이고, 도 1b는 산화세륨의 개요도이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 비정형이산화규소의 전자현미경 이미지이고, 도 2b는 비정형이산화규소의 개요도이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 산화세륨 및 비정형이산화규소의 혼합물의 전자현미경 이미지이고, 도 3b는 혼합물의 개요도이다.
도면을 참조하면, 차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물은 조성물 100 중량% 중 산화세륨 7.5 내지 17 중량%를 포함한다. 산화세륨 함량이 7.5 중량% 미만이면 유지류 제거 효율이 떨어지고, 17 중량%를 초과하면 침강되어 조성물 내에서 산화세륨이 균일하게 분포하지 못하게 된다. 산화세륨은 세리아, 세륨옥사이드, 이산화세륨, CeO2 등으로 명명될 수 있다. 산화세륨은 유지류(기름막 등)의 흡착 및 제거 기능을 수행할 수 있다. 산화세륨은, 산화란타넘, 산화철, 산화지르코늄 등으로 치환될 수 있다.
산화세륨 입자의 크기는 평균 16미크론으로 0.5에서 80미크론까지 분포한다. 산화세륨 입자는 모스경도가 6으로 차량 유리(모스 경도 7)보다 낮기 때문에 물리적 마찰에 쉽게 분쇄되어 비표면적을 증가시키며 유지의 흡착에 작용하게 된다.
산화세륨의 흡착 효과는 비표면적과 관련이 있다. 차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물에 포함되는 산화세륨은 비표면적이 10 내지 20
이다. 비표면적이 10
미만이면 유지의 흡착에 불리하고 비표면적이 10
을 초과하면 조성물의 제조 단가가 상승하게 된다.
차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물은 조성물 100 중량% 중 비정형이산화규소 15 내지 24.5 중량%를 포함한다. 비정형이산화규소 함량이 15 중량% 미만이면 산화세륨이 침강하게 되고, 24.5 중량%를 초과하면 유막 제거 효율이 떨어진다. 비정형이산화규소는 비정형실리카, 실리카, 덴탈실리카, SiO2로 명명될 수 있다. 비정형이산화규소는 산화세륨의 침강을 방지하여 조성물의 보존성을 높이는 기능을 한다. 또한, 비정형이산화규소는 마찰작용으로 유지류를 제외한 오염물 및 코팅제를 탈거하는 기능을 한다. 비정형이산화규소는 흄드실리카 등으로 치환될 수 있다.
비정형이산화규소는 대표적인 친수성 물질이다. 비정형이산화규소는 다공성의 구조안에 물을 흡착하여 입자들간의 응력으로 지지하면서 응집한 상태로 보존된다. 산화세륨이 섞여 있는 비정형이산화규소의 입자에 물을 가하게 되면, 비정형이산화규소와 물이 응집하면서 산화세륨을 둘러싼채로 보존된다. 물과 비정형이산화규소간의 응집력은 중력에 의해 비중이 높은 산화세륨이 침강하는 것을 방지한다. 이로인해, 차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물 안에 산화세륨이 균일하게 분포된 상태로 장기간 보관이 가능하다.
비정형이산화규소 입자는 유막 제거 작업시 100나노미터대의 미세한 1차 입자가 유리 표면을 마찰하여 유리의 손상을 최소화하면서 유지류 외의 오염원과 코팅물질이 유리 표면으로부터 물리적으로 이탈하는데 도움을 준다.
무기고형분으로써 비정형이산화규소와 산화세륨의 비율은 2:1에서 산화세륨의 비율을 증가시켜 1:1까지 가능하다. 비정형이산화규소가 더 많은 비율로 포함되게 되면, 유막 제거 기능이 떨어지고, 산화세륨이 더 많은 비율로 포함되게 되면 페이스트 상에서 산화세륨이 이탈되거나 침전이 발생하여 보존성이 떨어진다.
차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물은 조성물 100 중량% 중 글리세롤 5 내지 8 중량%를 포함한다. 글리세롤 함량이 5 중량% 미만에서 비정형이산화규소의 과응집이 관찰되고, 8 중량%를 초과하면 물의 방출이 일어나 페이스트의 유동이 곤란해진다. 글리세롤은 글리세린으로 명명될 수 있다. 글리세롤은 조성물의 점도를 증가시켜 무기고형분의 이탈을 방지하는 기능을 한다. 글리세롤은 페이스트의 윤활작용을 한다. 글리세롤은 조성물이 용기에서 용이하게 방출되게 하고, 차량 유리에 마찰 시공시 고형분의 과 분산을 방지한다.
차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물은 조성물 100 중량% 중 라우릴에테르황산나트륨 1 내지 3 중량%를 포함한다. 라우릴에테르황산나트륨 함량이 1 중량% 미만이면 계면 활성 효과가 떨어지고, 3 중량%를 초과하면 기포가 과대하게 발생하여 보존 및 보관이 어려워진다. 라우릴에테르황산나트륨은 SLS, SELS, 소듐라우릴설페이트 등으로 명명될 수 있다. 라우릴에테르황산나트륨은 음이온계면활성제로 기능한다. 라우릴에테르황산나트륨은 물리적인 유동 또는 마찰이 일어날 때 물의 표면장력을 떨어뜨려 유기물질인 유막에 무기고형분을 접촉하게 한다. 라우릴에테르황산나트륨은 유리의 기공을 막고 있는 물의 응력을 해쇄하여 산화세륨과 비정형이산화규소의 입자가 기공으로 침투하여 오염물을 탈거하도록 한다. 라우릴에테르황산나트륨은 음이온계면활성제로 분류되는 물질로 치환될 수 있다.
차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물은 조성물 100 중량% 중 프로필에틸렌알킬에테르 1 내지 4 중량%를 포함한다. 프로필에틸렌알킬에테르 함량이 1 중량% 미만이면 분산효과가 떨어진다, 4 중량%를 초과하면 이산화규소의 응력을 떨어뜨려 이산화규소와 산화세륨간의 응집 해제가 관찰된다. 프로필에틸렌알킬에테르는 '알코올,(C=2-14)-세컨더리,에톡실레이티드'로 명명될 수 있다. 프로필에틸렌알킬에테르는 분산제 또는 비이온계면활성제로 기능할 수 있다. 프로필에틸렌알킬에테르는 조성물의 배합과정에서 무기고형분과 글리세린, 물이 고르게 섞이게 한다. 프로필에틸렌알킬에테르는 물, 글리세린, 무기고형분간의 분산을 원활하게 해준다. 프로필에틸렌알킬에테르는 탈지제로써 유리와 산화세륨에 붙어 있는 유지류를 분해하며 산화세륨의 흡착력을 증대시킨다. 프로필에틸렌알킬에테르는 유지류를 직접 용해하여 산화세륨의 유지 흡착을 보조한다.
도 4a는 시중에 유통되는 제1 유막 제거제의 전자현미경 이미지이고, 도 4b는 제1 유막 제거제로 시공한 후의 차량 유리 이미지이다.
도면을 참조하면, 제1 유막 제거제는, 경도가 강한 연마제인 SiC(실리콘카바이드)의 편상입자를 분산시킨 에멀전을 사용한다. SiC 모스 경도가 9로 모스 경도가 7인 차량 유리에 비해 단단하여 차량 유리에 손상을 가할 수 있다. 또한, 시공시 마찰음이 발생하는 단점이 있다.
도 5는 시중에 유통되는 제2 유막 제거제의 전자현미경 이미지이다.
도면을 참조하면, 제2 유막 제거제는 100나노미터대 산화세륨입자와 1마이크론대의 산화알루미늄 입자를 섞은 에멀전형을 사용한다. 나노미터대의 산화세륨입자의 마찰효율이 적어, 시공시 입자가 유리 표면과 마찰되지 않고 헛도는 경향을 보인다. 산화알루미늄입자는 산화세륨 입자 대비 흡유성이 적고, 산화알루미늄의 모스 경도는 8로 모스 경도가 7인 차량 유리에 손상을 입힐 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물로 유막 제거한 이후 슬러리의 전자현미경 이미지이다.
도면을 참조하면, 슬러리의 전자현미경 이미지에는 산화세륨의 잔분과 흡착된 유지류가 관찰된다. 본 발명의 실시예에 따른 차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물은 차량 유리를 손상하지 않으면서 유지류외 오염물과 코팅제를 제거와 함께 유지류를 제거할 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
Claims (5)
- 물 56 내지 62 중량% 및 무기고형분 32 내지 35 중량%를 포함하되,
산화세륨 7.5 내지 17 중량% 및 비정형이산화규소 15 내지 24.5 중량%를 포함하는 차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물. - 제 1항에 있어서,
글리세롤 5 내지 8 중량%를 더 포함하는 차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물. - 제 1항에 있어서,
라우릴에테르황산나트륨 1 내지 3 중량%를 더 포함하는 차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물. - 제 1항에 있어서,
프로필에틸렌알킬에테르 1 내지 4 중량%를 더 포함하는 차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물. - 제 1항에 있어서,
산화세륨의 비표면적은 10 내지 20 m2/g인 차량 유리 유막 제거용 페이스트 조성물.
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