KR960011064B1 - 염소계 용제를 주재로 한 세정제 조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

염소계 용제를 주재로 한 세정제 조성물

제1도는 그리이스를 묻힌 유리 봉을 사용하여 실시예 1의 조성물과 종래 세정제로서 사용되는 1,1,1-트리클로로에탄의 세정전후를 비교한 사진.

제2도는 그리이스를 묻힌 유리판을 사용하여 실시예 2의 조성물을 종래 세정제로서 사용되는 1,1,1-트리클로로에탄의 세정전후를 비교한 사진.

제3도는 실시예 1의 비수용성 절삭유를 묻힌 유리판을 사용하여 실시예 1의 조성물과 종래 세정제로서 사용되는 1,1,1-트리클로로에탄의 세정력을 비교한 사진.

본 발명은 염소계용제를 주재로 한 세정제 조성물에 관한 것이다. 더 상세히는 염소계용제에 친수성 세정성분과 친유성 세정성분을 적의 배합함에 있어서, 그의 배합성분 사이의 상용성을 응용하여 안정된 세정제 조성물을 제공하는 것이다.

세정제로서는 인체, 의복 등이 세정에 사용되는 가정용 세정제, 샴푸 등의 세정제와 기계, 금속, 전자부품의 제조공정에서 사용되는 공업용 세정제로 대별된다.

종래, 공업용 유기 용제의 세정제로서는 1,1,1-트리클로로에탄이 주로 사용되어 왔으나, 1,1,1-트리클로로에탄은 오존층에 악영향을 끼치므로 몬트리올 협정등에 의해 1995년까지 그 생산을 중단토록 결의되고 있어서 그의 대체품이 절실히 요구되어 있다. 또한, 종래의 세정제는 대체적으로 광유성분에 대해서의 세정력은 우수하나, 동, 식물성 유분과 수성화되거나 물과 혼합된 성분에 대해서는 그의 세정력이 현격하게 저하되어 그의 사용이 상당히 제한되고 있는 실정이다.

이러한 상황하에서 본 발명자는 상기 문제점을 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 염소계 용제에 무독성의 지방족 용제, 알코올계 및 케톤계 용제를 상용성의 원리로 배합함으로써 세척의 용도를 다양화시키고 유해성이 있는 염소계 용제의 사용을 축소하는 한편, 염소계 용제 중에 존재하는 유리염소(free chlorine)가 알콜계, 케톤계 또는 지방족화합물과 치환반응을 일으켜 염소를 흡수함으로서 더욱 유해성도 감소되고, 단일물질과 유사한 안정된 세정제 조성물을 얻을 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.

즉, 본 발명은 염소계 화합물에 지방족 알코올류, 케톤류, 에스테르류를 배합함으로써 광유성분뿐만 아니라 동식물성 유분, 수혼화성 물질까지 광범위하게 처리할 수 있는 세정제에 관한 것이다.

이하 본 발명의 조성물의 제조방법을 들어 상세히 설명한다.

우선 아래의 A∼B의 혼합물을 준비한다.

1. 수혼화성 혼합물의 조제

우선 알코올과 케톤을 교반하면서 혼합한다. 여기서 알코올이라 함은 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 부탄올 등의 저급알코올을 의미하고, 케논이라 함을 아세톤, 메틸에틸케톤(MEK) 등을 의미한다. 혼합시, 필요에 따라 계면활성제를 첨가하여도 좋다. 이렇게 얻은 혼합물을 “A액”이라 한다. 여기서 사용되는 알코올의 배합량은 전 조성물에 대해 1∼10중량부가 바람직하다. 1중량부 이하의 배합량에서는 물과 혼합된 절삭유 등의 혼합 오염물질인 포화 지방산 또는 불포화 지방산 성분을 용해 세척하는 성능이 약화될 수 있고, 또한 10중량부 이상에서는 친유성 세척 성분의 배합량이 상대적으로 적게 배합되어 오염물질 중의 유지류의 성분에 대한 세척력이 다소 약화될수 있다. 또한 케톤류의 배합량은 전 조성물에 대해 3.0 내지 7.0 중량부가 바람직하다. 3.0중량부 이하에서는 상기 알코올류의 특성과 같이 친수성의 오염 성분을 세척함에 있어서는 성늘이 약화될 수 있고, 7.0중량부 이상에서는 친유성 세정성분이 상대적으로 적게 배합되어 유지류에 대한 용해 세척성이 약화될 수도 있게 된다.

2.염소계 성분의 혼합물의 조제

한편 상기 A액과는 별도로 메틸렌클로라이드를 함유하는 염소계 혼액을 준비한다. 메틸렌클로라이드는 안정성이 부족하며, 너무 빠른 휘발성의 물질이어서 현장 세척 작업능이 미흡하기 때문에 공지의 염소계 화합물인 트리콜로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌 등의 글로로에틸렌 유도체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 혼합한다. 이 때 균일한 혼합과 메틸렌클로라이드의 안정성을 보강하기 위하여 소량의 계면활성제를 첨가하여도좋다. 이 혼합물을 “B액”이라 한다. 여기서 메틸렌클로라이드는 알코올기나 케톤기와 용이하게 혼화되면서 다른 염소계 용제와 상용성을 상승시키는 특성을 발휘하는 것으로 사료된다. 여기서, 메틸렌클로라이드의 함량은 전 조성물에 대하여 20∼60중량부를 배합시키기는 것이 바람직하다. 또한 트리클로로에틸렌과 테트라클로로에틸렌으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 배합량은 전 조성물에 대해 15∼45중량부의 범위가 바람직하다. 메틸렌클로라이드를 초과 혼합 사용할 경우, 조성물의 안정성이 바람직하지 못하며, 충분한세정력을 나타내기도 어렵고, 또한 클로로에틸렌 유도체는 유독성의 정도와 공해방지의 점에서 상기 범위이상의 사용은 바람직하기 못하다.

3.비염소계 용제 혼합물의 조제

알칸 화합물과 에스테르를 혼합하여 조제한다. 이때 소량의 계면활성제를 사용하여도 좋다. 이들 성분은 염소계 혼합물이나, 상기 수혼화성 혼합물과의 상용성을증진시키는 역할과 조성물의 유독성을 감소시키는 효과도 있다. 여기서 알칸 화합물로는 저급 알칸 화합물을 들 수 있으며, 그 중에서도 펜칸이 가장 바람직하다. 에스테르로서는 메틸아세테이트 또는 에틸 아세테이트가 바람직하다. 알칸의 배합량은 전 조성물에 대하여 4∼8 중량부가 바람직하며, 에스테르의 배합량은 전 조성물에 대하여 2∼7 중량부가 바람직하다. 이 혼액을 C액이라 한다.

4.상기 수혼화성 화합물과 염소계 혼합물에 혼합

상기 혼합물 A의 전부 또는 일부를 상기 염소계 혼합물인 B액과 교반하여 혼합한다. 이 때 혼합은 약 25∼35℃의 온도에서 4∼6시간 교반하는 것이 바람직하다. 이 혼액을 D액이라 한다.

5.상기 비염소계 혼합물(C액)과 상기 D액의 혼합

상기 C액을 상기 D액과 실온 내지 30℃에서 혼합한다. 이 때 잡냄새와 수분을 제거하기 위하여 알루미나겔이나 실리카 겔을 투입하여 숙성 반응 교반하는 것이 바람직하다.

상기 공정중 수혼화성 혼합물(A액)을 일부만 B액과 사용하고, 나머지는 C액과 혼합한 후, 이들을 각각 혼합하여 제조할 수 있다.

본 발명의 조성물을 제조함에 있어서, 배합 중에 당분야에 공지된 SCENT, 즉 마스킹제, 예컨대 리모넨(Limonene, 디펜텐, 비점:195℃)과 같은 탈취, 탈지, 살균성을 갖는 물질을 소량 첨가, 바람직하기로는 조성물 전량에 대해 0.2∼0.4중량부인 것이좋다.

상기 성분중 염소화알킬렌 또는 염소화알칸화합물은 알코올이나 케톤과 상용성이 뛰어나며, 이들 화합물중에 존재하는 미량의 유리염소성분은 알코올이나 케톤화합물과 치환, 부가반응을 일으켜 혼합물중의 염소독성을 감소시켜 주며, 혼화성과 조성물의 안정성도 증가시켜준다.

상기에서 C액과 D액의 혼합 조성을 위한 제조 방법은 스크류 타입의 혼합기와 호모지나이징 아지테이터를 겸용한 기계식 장치로 수행되거나, 초음파를 이용한 장치를 응용하는 것이 바람직하다. 또한 더욱 균일한 조성물을 얻기 위하여는 증류식 장치를 선택할 수 있다.

상기에서 사용하는 계면활성제는 소수성기가 큰 것과 친수성기가 큰 것을 적의 선택하거나 병용하여 사용할 수 있다.

여기서 사용되는 계면활성제로서는 산, 알칼리, 과산화물의 산화에 대한 저항성이 큰 비이온 계면활성제가 바람직하며, 그 중에서도 코플리머의 부분이 큰 계면활성제와 히드록시기가 큰 친수성 또는 친알코올계 계면활성제를 선택함으로서 염소계 용제, 탄화수소계의 용제, 알코올계, 케톤계, 에스테르계의 용제들과 상용성 및 안정성을 증가시키고, 특히 염소계 화합물의 자체 산화를 억지시키면서 세정액의 습윤, 탈지력도 향상시킬 수 있다. 본 발명에서 사용되는 계면활성제의 배합량은 조성물 전량에 대해 0.4∼1.2 중량부로 하는 것이 바람직하다.

상기에서 얻은 본 발명의 조성물은 알코올의 히드록시기와 케톤의 CO기의 특성이 친수성이므로 오염물질 중의 산화된 포화지방산 또는 불포화지방산 성분을 쉽게 용해시키며 또한 물과 혼합된 절삭유 등의 혼합오염물의 탈지에도 효과적이다.

더욱이 본 발명의 조성물은 불연성의 특징으로 유지하면서도 지방족 탄화수소 화합물을 조화있게 배합힘으로써 염소계 가능한 한 적게 사용할 수 있어 독성을 저하시킴과 이울러 세정제의 원가를 저하시킬 수 있다.

더욱이 본 발명의 조성물은 기존의 세정제와도 혼합사용이 가능하고 대가중에서 자연분해가 단일제품의 것보다 용이하여 환경오염을 개선시킬 수 있다.

상기에서 설명한 본 발명의 조성물의 제조방법은 그의 일예를 나타낸 것이지 본 발명이 상기 방법 또는 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

이하 실시예로서 본 발명을 구체적으로 설명한다.

실시예 1

아세톤 3ℓ, 이소프로필알코올 2ℓ, 부탄올 1ℓ, 에틴올 1ℓ, 친수성 계면활성제인 폴리옥시에틸렌 옥틸페놀에테르(HLB : 13.6, 한국폴리올(주) 제) 50ml 및 리모넨 300ml를 넣고, 충분히 교반하여 A액을 준비한다.

또한 별도로 메틸렌클로라이드 47.5ℓ, 트리클로로에틸렌 28.5ℓ, 테트라클로로에틸렌 6.5ℓ 및 친유성 계면활성제인 폴리옥시에틸렌 올틸페놀에테르(HLB : 8.1, 한국폴리올(주)제) 140ml를 혼합하고, 이를 충분히 교반하여 B액을 준비한다.

한편 비염소계 화합물인 펜탄 7ℓ, 메틸아세테이트 7.35ℓ 및 친유성 계면활성제인 폴리옥시에틸렌 옥틸페놀에테프(HLB : 8.1, 한국폴리올(주)제) 10ml를 혼합 교반하여 C액을 준비한다.

상기 B액을 염소계 혼합물 82.84ℓ 와 A액 7.35ℓ을 30℃에서 5시간 동안 교반(360rpm)하면서 혼합하여 D액을 준비한다.

상기 C액 10.01ℓ와 D액 89.99ℓ을 30℃에서 교반하여 혼합하여 본 발명의 세정제 조성물을 얻는다.

상기에서 얻어진 조성물을 그대로 사용할 수 있으나, 상품의 품질을 향상시키기 위하여 실리카겔과 알루미나 겔을 각각 120g씩 투여하고 360rpm의 교반하에서 5시간 동안 숙성하여 조성물중의 수분과 잡냄새를 제거한 후, 조성물을 최종적으로 여과하여 사용하는 것이 좋다.

실시예 2

상기 실시예 1과 동일하게 A∼C액을 준비한다.

A액 6ℓ 와 B액 82.64ℓ를 30℃에서 5시간 동안 360rpm으로 교반한다(이하, E액이라 함).

한편 A액 1.35ℓ 와 C액 10.01ℓ를 상온에서 1시간 동안 360rpm으로 교반한다(이하 F액이라 함).

상기 E액과 88.64ℓ와 F액 11.36ℓ를 교반하에 혼합한 다음, 실시예 1과 동일하게 실리카겔과 알루미나 겔을 넣어 정제하여 본 발명의 조성물을 얻었다.

상기 실시예 1에서 조제한 본 발명의 조성물과 현재 공업용으로 사용되고 있는 1, 1, 1-트리클로로에탄 및 트리클로로에켈렌에 대하여 각 물성을 측정하여 하기 표1 에 나타냈다.

주) : 본 발명 조성물의 80%가 78℃에서 끓는 것을 의미함.

상기 실시예에서 아세톤 대신 메틸에틸케톤으로 대체하여도 세정력은 큰 차이가 없으나, 원가의 점과 유해성 면에서 아세톤이 바람직하다. 그 외에 균등한 물질로 대체할 수 있으며, 이들도 본 발명의 범위에 속함은 당연하다.

실험예 1

본 발명에 따른 조성물(실시예 1의 조성물)과 1, 1, 1-트리클로로에탄올 넣은 비이커에 그리이스를 묻힌 유리 봉을 각각 넣은 초기상태와 각각을 실온에서 24시간 동안 침지하고, 20초간 진탕한 후의 세척된 상태를 비교한 사진을 제1도에 나타냈다. (제1도중 iii-T.C.E는 1, 1, 1-트리클로로에탄을 의미하고, YUSOL-PS는 본 발명의 조성물을 의미함. 이하도 동일)

실험예 2

본 발명에 따른 조성물(실시예 2의 조성물)과 1, 1, 1-트리클로로에탄을 넣은 각각의 비이커에 그리이스를 묻힌 유리판을 넣고 20시간 침지하고, 20초간 진탕한 후, 세척된 상태를 비교한 사진을 제2도에 나타냈다.

실험예 3

본 발명에 따른 조성물(실시예 1의 조성물)과 트리클로로에탄올 넣은 각각의 비이커에 비수용성 절삭유를 묻힌 유리판을 넣고 20초간 진탕한 후, 세척된 상태를 비교한 사진을 제3도에 나타냈다.

시험예 4

또한, 본 발명의 세졍제 조성물중 조성비에 상이에 의한 물성을 비교하기 위하여 본 발명의 조성범위를 벗어난 경우, 즉, 염소계 성분이 다량 배합된 저비점의 조성물과 염소계 성분이 소량 배합된 고비점의 조성물의 물성을 하기 표 2에 나타냈다.

◎ TLV : 메틸렌클로라이드의 중량비에 따라 각 TYPE별의 물성이 저비점에서 고비점순으로 분류되며 유해성의 수치 TLV 도 변화되고 있다.

계면활성제 : 폴리옥시에틸렌 옥틸페놀에테르(HLB 13.6, 한국폴리올(주) 제.

상기 표 2에서 나타낸 바와 같이, 염소계 성분이 다량 함유된 1타입의 조성은 저비점으로 세착력이 매우 강하고, 건조가 빠르므로 순간 세척이 용이하고, 유독성이 좋으며, 저비점으로서 증류탈지시 에너지 소비가 감소되는 장점이 있으나, 고온에서 안정성이 나쁘고, 사용 장치에 냉각장치에 의한 회수장치가 필요하며, 휘발이 빠르고 불안정하여 장기간 보관, 사용에 부적합하고, 인체에 유해하다. 한편, 4타입은 고비점에 의한 내열 안정이 높아서 초음파 세척기에 사용하기에 적합하고, 장기간 보관, 사용이 가능하나, 증류 탈지 세척에 부적합하고, 에터지가 과다하게 소모되고, 순간 세척에 부적합하다. 이에 반해, 본 발명의 조성(2 타입, 3타입)은 염소계 화합물을 적은 량으로 배합하여도 세척성이 우수하고, 안정성이 뛰어나며, 인체에 덜 유해하다. 상기 표에서는 비교에서도 1, 1, 1-트리클로로에탄을 배합하지 않고, 또한 본 발명의 조성성분을 동일하게 배합한 것은 종래의 세정제가 이러한 성분으로 배합되어 있다는 것을 나타낸 것이 아니라, 본 발명의 조성물의 조성비의 범위를 벗어날 때의 물성을 비교하기 위한 것이다.

특히, 알칸 화합물, 알코올류, 케톤, 에스테르를 배합한 본 발명의 조성물은 종래 공업용으로 주로 사용되던 세정제인, 1, 1, 1-트리클로로에탄에 비해 세정의 대상 용도가 광유성분뿐 아니라 동식물성 유분, 수혼화성 물질까지 광범위하게 처리할 수 있고, 또한 그의 성능도 우수하고, 더욱이 종래의 것에 비해 공해위험이 적은 여러 가지 장점이 있으면서, 향후 사용이 금지될 1, 1, 1-트리클로로에탄의 대체품으로서 손색이 없다.

Claims (5)

1. 비이온성 계면활성제와 마스킹제를 첨가된 세정제 조성물에 있어서, 메킬렌클로라이드 20∼60 중량부, 염소 치환 에틸렌의 용제류 15∼45중량부, 탄소수 5이하의 저급 알칸류 4∼8중량부, 저급알킬 아세테이트류 2∼7중량부, 아세톤, 메틸에틸케톤, 에틸에틸케톤과 같은 케톤 3.0∼7.0 및 탄소부 5이하의 저급알코올류 1∼10 중량부로 구성된 세정제 조성물.
2. 제1항에 있어서, 염소치환 에틸렌의 용제류가 트리클로로에틸렌 또는 테트라클로로에틸렌 것이 특징인 조성물.
3. 제1항에 있어서, 저급알킬 에스테르류가 메틸에세테이트 또는 에틸아세테이트인 것이 특징인 조성물.
4. 제1항에 있어서, 탄소수 5이하의 저급 알코올이 메탄올, 에틴올, 이소프로필알코올, 또는 부탄올인 것이 특징인 조성물.
5. 제1항에 있어서, 비이온성 계면활성제가 폴리옥시에틸렌 옥틸페놀에테르이고, 그의 배합량은 조성물전량에 대해 0.4∼1.2중량부이고, 마스킹제가 리모이고, 그의 배합량은 조성물 전량에 대해 0.2∼0.4중량부인 것이 특징인 조성물.