KR900004558B1 - 폐유처리용 조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

폐유처리용 조성물

본 발명은 폐식용유(waste cooking oil ; 여기에는 식물성 또는 동물성 근원으로부터의 기름과 지방이 포함될 수 있음)을 처리하는 물질, 특히 폐식용유를 비누나 세제(여기에는 화학구조로 보아 비누라고 생각할 수 있겠으나 외관,경점성(硬粘性 ,consistency)등과 같은 물리적인 성질로 보면 비누로 볼 수 없는 물질도 포함됨)로 전환시켜 폐식용유를 재순환시켜 세제로 다시 사용할 수 있도록하는 조성물에 관한 것이다.

일본 공개특허 제6044597호와 제59-81398호에 나와있는 폐식용유 처리방법에서는 폐식용유를 활성백토, 몬모릴로나이트(montmorillonite), 세피얼라이트(sepiolite), 벤토나이트(bentonite), 방해석(calcite), 애터펄자이트(attapulgite), 점토등과 같은 무기질의 비수용성물질에 흡수시켰다가 여과하여 재사용하고 있다.

폐식용유를 처리하는 다른 공지방법에 의할 것 같으면 효소를 폐식용유에 적용하든지, 폐식용유를 종이, 부직포(不織布), 레이온섬유등과 같은 섬유상 매체속에 흡수시키든지 화학적으로 환원시키고 있다.

일본 공개특허 제55-106298호에 의하면 어떤 고급지방산을 사용하여 폐식용유를 고화시킴으로써 겔을 형성시킨 다음 이 겔을 쉽사리 폐기처리하는 방법이 나와 있다.

위에 나온 폐식용유를 처리하는 선행기술에 있어서는 폐식용유를 인간이 소비하기에 적당하지 않은 형태로 재순환시키거나 단순히 폐기해 버리기 때문에 완전이용이 불가능하므로 폐조리용 기름을 재사용할 수 있는 물질형태로해서 재손환시킬 수 있는 물질이나 방법이 필요한 것이다.

이제까지 알려져 있는 바로서는 알칼리금속의 수산화물(예; 수산화 나트륨 및 수산화 칼륨)과 동물성지방 또는 식물성 기름과의 사이에 반응(비누화반응)을 시켜 비누를 제조하는 것이다

그러나 이러한 강알칼리성 화합물은 가정에서 사용하기에 적당치 않다.

알칼리금속의 수산화물은 이산화탄소와의 반응성이 크고 대기중에서 흡습성이 있으며, 또한 반응은 극히 격렬하게 일어날 때가 자주 있으므로 위험이 따르게 된다.

종래의 선행기술에서 이러한 문제점이 있으므로 본 발명의 주목적은 최소한(예; 5%이하) 알칼리금속의 수산화물을 사용하거나 또는 사용하지 않고서도 폐식용유로부터 비누를 제조할 수 있는 물질을 제공하는 것이다.

이러한 방법으로 폐식용유를 비누로 만들어 재사용할 수 있어서 경제적인 장점이 있을 뿐만 아니라 폐식용유로 인한 하수(下水)의 오염을 방지할 수 있는 것이다

더욱이 사용자가 폐식용유로부터 비누를 제조할 수 있기 때문에 교육적인 목적에서 유익성이 있게 된다.

어떤 자극물이나 부식성 성분을 주성분으로 함유하는 대신 본 발명에 의한 물질에는 보편적인 소비자가 안전하게 취급할 수 있는 부드러운 화합물만을 함유하고 있는 것이다.

본 발명에 의하면 이러한 목적들은 다음과 같은 조성으로 된 폐식용유 처리물질을 제공함으로써 달성된다.

ｏ 알칼리금속의 탄산염 및 알칼리금속의 규산염중 두 가지 또는 최소한 한가지.

ｏ 알칼리금속과 유기산으로 된 염 최소한 5wt%.

ｏ 계면활성제 최소한 5wt%.

ｏ 알칼리금속의 수산화물 20wt%이하.

ｏ 수분 10wt%이하.

본 발명의 물질중에 함유된 각각의 성분들중 몇가지는 이미 비누화반응에 사용되고 있음은 알려져 있다.

그러나 이들을 폐식용유와 결합시켜보고자 시도해 본 적은 아직까지 없는 것이다. 본 발명에 의한 물질과 폐식용유를 혼합한 것을 가열하면 단시간내에 비누를 얻어 이것을 세척용으로 사용할 수 없다.

본 발명의 어떤 특징에 의할 것 같으면 알칼리금속의 탄산염을 탄산나트륨, 세스퀴탄산나트륨 및 탄산수소나트륨 중에서 조합해서 선택하고, 알칼리금속의 규산염을 규산나트륨,규산칼륨 및 알루미노규산나트륨 중에서 조합해서 선택하여, 계면활성제는 폴리옥신에틸렌-알킬(C₁₂-C₁₈)에테르, 선형의 알칸올아미드지방산, 폴리옥신에틸렌알킬레놀, 알킬디메틸-아민옥사이드, 솔비탄지방산에 에스테르, 에틸렌글리콜-알킬레이트, 글리세롤 알킬레이트, 폴리옥시에틸렌-알칸올아미드지방산, 폴리에틸렌글리콜 및 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 블록중합체중에서 선택한다.

본 발명의 다른 특징에 의할 것 같으면 알칼리금속의 탄산염과 알칼리금속의 규산염중에서 최소한 한가지 중에는 알칼리금속의 인산염을 함유하고, 유기산의 염으로는 시트르산염, 말레산염, 폴리아크릴산염, 폴리말산염, 타르타르산염, 숙신산염, 니트릴아세트산염, 글루콘산염, 클리콜산염, 에틸렌디아민테트라아세트산염 및 디에틸렌트리아민펜타아세트산염 중에서 선택하여, 계면활성제의 함량은 5wt%-35wt%이며 알칼리 금속의 수산화물의 함량은 5wt%이하이고 수분함량은 10%이하 이다.

본 발명의 또 다른 특징에 의할 것 같으면 알칼리금속의 탄산염은 10wt%이상, 알칼리금속의 규산염은 5wt%이상, 유기산의 염은 3wt%-50wt%, 계면활성제는 5wt%-35wt%, 알칼리금속의 수산화물은 5wt%이하이고 수분은 3wt%-10wt%이다.

본 발명의 물질에 사용될 수 있는 탄산염으로는 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산암모늄, 탄산리튬, 세스퀴탄산나트륨, 탄산수소나트륨등이 있는데 이들 화합물이 비누화반응의 알칼리제로 사용되고 있음은 이미 공지로 되어 있다.

본 발명의 물질에 사용될 수 있는 규산염으로는 규산나트륨, 규산칼륨, 오르토규산나트륨, 메타규산나트륨, 실리코플루오르화나트륨, 알루미노규산나트륨(소위 합성 제올라이트)등이 있는데, 특히 메타규산 나트륨은 안정성과 수용성이 있기 때문에 바람직한 것이다.

본 발명의 물질에 사용될 수 있는 인산염으로는 삼중인산나트륨, 메타인산나트륨, 피로인산나트륨, 피로인산칼륨, 3차인산나트륨, 2차인산나트륨, 헥사메타인산나트륨, 인산암모늄, 과인산나트륨등이 있다. 본 발명을 실시함에 있어서 인산염을 사용하지 않아도 가능하나 인산염은 세척능력을 향상시킬 목적으로 증강제를 제공하는 편리한 수단이 되기 때문에 바람직한 것이다.

본 발명의 한가지 특징은 나트륨, 칼륨, 암모늄 또는 마그네슘의 구연산염, 말산염, 숙신산염, 타르타르산염, 옥살산염, 글루콘산염, 푸마르산염, 아세트산염, 프로피온산염, 락트산염, 아디프산염, 글루타르산염, 이타콘산염, 말레산염, 말레인산염 및 아코니트산염과 테트라소디움 에틸렌-디아민테트라아세테이트, 디소디움 에틸렌디아민-테트라아세테이트, 소디움 디에틸렌트리아민펜타아세테이트, 소디움 히드록시에틸렌디아민트라아세테이트, 소디움 아미노트리메틸렌포스페이트, 소디움 에틸렌디아민-(테트라)메틸렌포스페이트, 소디움 니트릴-트리아세테이트, 단량체로서 CHR=C HCWH (R은 H 또는 CH3)을 가진 아크릴산의 단독중합체(일본 특허공보 제54-38122호 및 제58-27320호 기재) 및 일본 "油化學"지(Oil Chemistry)의 제29권 제10호(1980)에 게재된 유기증강제 등과 같은 카복실산염인 유기염을 사용하는 것이다.

이러한 유기산의 염의 함량은 45%이상인 것이 바람직하다. 유기산의 염의 함량이 5%이하가 되면 폐식용유의 비누화 반응속도가 감소되고 비누화반응이 완료되자면 장시간(예로서 60분이상) 소요된다. 더욱이 유기산의 염의 함량이 5%이하일 때 비누찌꺼기가 생성되면 또 다른 문제가 생긴다.

본 발명의 물질중에서 수산화나트륨 또는 수산화칼륨이 20%이하, 바람직하게는 5%이하 함유된다. 수산화 나트륨과 수산화 칼륨과 같은 강알칼리 함량이 20%를 초과하게 되면 이것은 흡습용해, 피부자극 및 고도의 반응성이 있어서 취급하기에 부적당하므로 20%가 임계값이다. 강알칼리 함량이 5%를 초과하게 되면 이 물질은 어떤 규제법의 범위에 들어가게 되므로 5%가 또 다른 임계값이 된다. 본 발명의 물질중에는 알칼리금속의 수산화물이 5%이하 함유되는데 극단적인 경우에는 전혀 함유하지 않을 수도 있다. 수산화 알칼리금속의 함량을 5%이하, 예컨데 2-3%로 하는 것이 폐식용유의 만족스런 비누화를 보장하는데 바람직하다. 결정수 또는 물 그대로의 형태로서의 수분함량은 10%이하가 바람직하다.

물을 본 물질에 가해주면 나트륨이온의 침전이 촉진되므로 폐식용유가 완전하게 비누화되기 용이해진다. 수분함량이 과도하게 되면 본 발명의 물질이 점착성을 띠게되고 불안정해 질 뿐만 아니라 계면활성제와 알칼리화합물 사이에 가수분해를 일으키게되므로 수분함량을 10%이하로 한정해야 한다.

음이온성이건 비이온성이건 간에 계면활성제가 5%이상 조성물에 함유되어야 한다. 계면활성제는 폐식용유의 비누화반응에 기여를 하여 비누거품을 잘 일게하고 찌꺼기생성을 억제하기 때문에 계면활성제 함량을 5%이하로 하는 것이 바람직하며, 계면활성제 함량을 5%-40%로 해야한다. 한편으로는 계면활성제 함량이 과잉이 되면 특히 고온에서 비누화반응이 일어나는 동안 제조된 비누의 경점성과 안정성을 상실하게 된다(이러한 경향은 계면활성제 함량의 알칼리금속염 함량에 대한 비율이 커짐에 따라 점차 커진다).

본 발명의 물질에 사용되는 전형적인 계면활성제로는 비이온 계면활성제(예; 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르, 알칸올아미드 선형 지방산, 폴리옥시에틸렌 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌알칸올아미드 지방산, 수크로오스 지방산 에스테르, 알킬디메틸아민옥사이드, 폴리옥시에틸렌디알킬에테르, 폴리프로필렌글리콜에틸렌옥사이드 등)와 음이온 계면활성제(예; 선형 알킬벤젠술포네이트, 알킬술페이트, 알킬에테르술페이트, 알킬술포네이트, 알파올레핀술포네이트, 알파술포지방산염, 디알킬술포숙시네이트, 모노알킬포스페이트, 아실글루타메이트, 폴리옥시에틸렌알킬디페닐술포네이트, 선형 지방산염 등)가 있다.

일반적으로 말하자면 안정성, 유화능력 및 현탁능력면에서 보자면 음이온 계면활성제보다 비이온 계면활성제가 우수하다.

본 발명의 물질에는 향기를 부여하고 탈취능력을 주며 연마성 및 유화성을 촉진할 목적으로 다음과 같은 성분들이 임의로 첨가될 수 있다.

본 발명의 물질에 향기를 부여할 목적으로 식물성 정유(精油), 합성 및 천연향료 베이스, 식물성 및 과일쥬우스등을 첨가한다.

탈취능력을 부여할 목적으로 본 발명의 물질중에 활성백토, 산성백토, 페올라이트, 세피얼라이트, 활성탄, 분자체(molecular sieve), 애터펄자이트, 산화아연, 수산화마그네슘, 쿠트나호라이트(kutnahorite), 칼리나이트(kalinite), 클로라민티(chloramine T), 염소화 소디움이소시아누레이트, 티오우레아, 에틸우레아, 벤조트리아졸, 벤즈티아주론, 알파토코페롤, 히노커티올(hinokithiol), 이소프로필메틸페놀등을 첨가한다.

본 발명의 물질에 연마성을 부여할 목적으로 방해석, 셀라이트(celite), 실리카, 운모, 티탄백(titiamiumwhite), 점토, 벤토나이트, 백운모(muscovite), 합성수지비이드(bead), 폴리스티렌비이드, 아몬드(almond) 미분말, 호도나무 미분말, 셀룰로오스분말, 유리솜분말, 칠화붕소, 탄화규소, 코런덤(corundum), 에머티(emery)등을 첨가한다.

폐식용유의 비누화반응을 촉진시킬 목적으로 본 발명의 물질중에 알칸올아민, 암모늄화합물, 붕소, 여러 가지 알칼리 화합물, 형광제, 효소(예; 리파아제, 아밀라아제, 프로테아제), 착색제, 청미제(靑味劑) 등을 첨가한다.

이하 본 발명을 실시예에 따라 설명한다.

[실시예 1]

다음과 같은 조성으로된 본 발명의 처리제를 사용하여 폐식용유 500g으로부터 비누를 제조했다.

이 처리제 250g과 물 100g을 스테인레스강으로된 3ℓ 용량의 용기에 들어있는 폐식용유에다 첨가하고 직화(直火)로써 30분간 끓였다.

이렇게 해서 제조한 점성의 비누를 물속에서 냉각시킨 다음 5±1.5℃의 냉장고에 넣고 24시간 방치했다. 이렇게 해서 얻는 비누의 특성에 대해 다음과 같은 방법으로 평가했다.

[거품 발생 시험]

다음과 같은 세가지 비누에 대한 1.5% 수용액을 만들고 400㎖씩을 각각 직경 15mm의 메스실린더에 넣고 격렬하게 진탕시킨 다음 각 비누에 대하여 발생된 거품의 높이를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

[거품 지속 시험]

본 발명에 의한 비누 15g과 시판 LAS계 세탁세제(LAS 함량 20%) 25g을 30ℓ용량의 세탁기에서 15분간 세탁한 후 거품이 소멸되는 시간을 측정했다. 비교예로서 고속 헹금융(rinsing)시판 세탁세제 A와 분말비누 B를 마찬가지 방식으로 사용하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

[세척능력]

10×10㎝ 크기의 목면포에 다음의 조성으로 된 오염제를 균일히 도포한 다음 온도가 조절된 탱크내에서 35℃에서 24시간 유지하여 오염제가 목면포속으로 분산되게 하였다.

더러워진 목면포에 비누칠을 하고 30초, 60초 및 120초 동안 기계세탁을 했다.

비교예로서 시판품인 마르세르 비누(규산나트륨 함량 20%), 시판품인 주방용 비누(비누 함량 98%) 및 액체 세제(고급 알코올의 비이온계)를 마찬가지 방식으로 사용했다.

각기 상이한 시간동안 각기 상이한 비누로 세탁한 직포시료를 물로 헹구고 자연건조시켰다. 시각테스트의 결과는 아래와 같다.

[실시예 2]

폐식용유(대두유) 500g씩을 다음과 같은 배합체로 처리했다.

*2 : 본 발명품.

1에서 6까지 : 비교용 비누.

EDTA : 테트라소디움 에틸렌디아민테트라아세테이트.

GLNA : 글루콘산 나트륨.

SAA-A : 폴리옥시에틸렌(E₀9)라우릴에테르.

SAA-B : 야자유 지방산 모노에탄올아미드 E₀5몰 부가물.

3ℓ 용량의 스테인레스강으로된 용기중에 들어있는 폐주방용 기름 500g에다 각각의 조성물 250g과 물 200㎖을 첨가하고 가스불꽃(직화)위에서 30분간 끊인 다음 응고상태, 거품생성 및 피부자극성에 대하여 시험했다. 각 비누에 대한 시험결과는 다음과 같다.

(주) *2 : 본 발명품으로 만든 비누 피부자극성은 유리알칼리(fa% : free alkali)로 평가한 것이고, 자극감은 5사람의 모니터에 의한 손씻음(40℃에서 10회)을 하여 시판품인 비누와 비교한 것이다. 높은 순서로 나타난 (+)값은 자극감이 우수한 것이고 작은 순서로 나타난 (-)값은 자극감이 불량한 것이고 0은 비교해보아도 아무런 차이가 없는 경우이다.

[실시예 3]

(주)*,*4 및 *5 : 본 발명품.

NAT : 니트릴로트리아세트산.

POA : 폴리옥시에틸렌올레일(E₀15몰)에테르.

SA : 솔비탄세스퀴올레에이트.

(주) *3,*4 및 *5 : 본 발명품으로 제조된 비누.

Claims (4)

1. 알칼리금속의 탄산염 및 알칼리금속의 규산염중 한가지 또는 두가지 ; 알칼리금속-유기산염 최소한 5wt% ; 계면활성제 최소한 5wt% ; 알칼리금속의 수산화물 20wt%이하 ; 그리고 수분 10wt%이하를 배합해서 되는 폐식용유 처리용 조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 알칼리금속의 탄산염을 탄산나트륨, 탄산칼륨, 세스퀴탄산나트륨 및 탄산수소나트륨 중에서 선택하고, 알칼리금속의 규산염을 규산나트륨, 규산칼륨 및 알루미노규산나트륨중에서 선택하며, 계면활성제를 폴리옥신에틸렌알킬(C₁₂-C₁₈)에테르, 선형알칸올아미드 지방산, 폴리옥신에틸렌알켈페놀, 알킬디메틸아민 옥사이드, 솔비탄 지방산 에스테르, 에틸렌글리콜알킬레이트, 글리세롤알킬레이트, 폴리옥시에틸렌-알칸올아미드 지방산, 폴리에틸렌글리콜 및 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 블록중합체 중에서 선택해서 되는 폐식용유 처리용 조성물.
3. 제 1 항에 있어서, 알칼리금속의 탄산염 및 알칼리금속의 규산염중 한가지 또는 두가지중에 알칼리금속의 인산염을 함유시키고, 유기산의 염으로서는 시트르산염, 말산염, 폴리아크릴산염, 폴리말산염, 타르타르산염, 숙신산염, 니트릴아세트산염, 글루콘산염, 글리콜산염, 에틸렌디아민테트라아세테이트 및 디에틸렌트리아민 펜타아세테이트중에서 선택하고, 계면활성제의 함량을 5wt%-35wt%로 하며, 알칼리금속의 수산화물의 함량을 5wt% 이하로 하고, 수분함량을 10wt% 이하로 해석되는 폐식용유 처리용 조성물.
4. 제 1 항에 있어서, 알칼리금속의 탄산염을 10wt% 이상, 알칼리금속의 규산염을 5wt% 이상, 유기산의 염을 3wt%-50wt%, 계면활성제를 5wt%-35wt%, 알칼리금속의 수산화물을 5wt%이하, 그리고 수분함량을 3wt%-10wt%로 해서 되는 폐식용유 처리용 조성물.