KR960014359B1 - 자동차용 유리세정제 조성물 - Google Patents

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내용 없음.

Description

자동차용 유리세정제 조성물

본 발명은 카르복실산염 공중합체와 옥시에틸렌옥시프로필렌 공중합에의 혼합물을 포함하는 자동차용 유리 세정제 조성물에 관한 것이다.

일반적으로, 유리는 치밀한 비결정성 고체물질로서 흡수성, 통기성 및 통수성이 전혀 없는 안정한 물질이며 표면은 내부와는 달리 성형시 내부의 가스나 불순물이 표면으로 압출되어 있고 미세한 다공질 구조로 되어있다. 이 때문에 유리의 표면층에는 대기중의 먼지, 매연, 유지류 등이 용이하게 흡착되어 넓게 퍼지며 침투해서 유막을 형성하여 시간이 경과할수록 표면의 치밀성이 상실되면서 보통의 물세척이나 천을 이용한 세척에는 제거되지 않는 유막이 형성된다. 또한, 자동차용 왁스류의 원료인 유지, 실리콘오일, 수지류 등도 유리면에 부착해서 유막을 형성하여 강우시 빛의 굴절에 의한 시계 감소를 초래할 수 있다.

종래의 오염막 제거를 위한 일반적인 방법에는 강알칼리나 산성세제, 연마제 함유세제, 지방족계 용제와 계면활성제의 혼용세제, 수용성 계면활성제 세제, 저급알콜과 다가알콜류를 함유하는 세제, 지방 분해효소를 포함한 세제 등이 있었다. 그중 산성 세제는 영국특허 제2219001호 등에서와 같이 인산을 계면활성제나 다른 보조성분을 함께 사용하고 pH가 2.5~3정도의 강산으로도 오염막 제거효과는 좋으나 세정후 표면의 부식등 큰 단점이 있다. 연마제 함유세제는 영국특허 제2224743호 및 일본국 공개 특허 소 제60-96697호 등과 같이 주로 탄산칼슘과 실리카를 사용하고 있으나 분산성이 좋지 않고 문질러서 오염을 제거시켜야 하는 불편함과 주행중에는 사용할 수 없는 단점이 있다. 또한 지방족계 용제와 계면활성제 혼용세제는 일본국 공개특허 소 제55-102698호 등에서와 같이 보통 자동차용 왁스의 원료로서 필수적인 실리콘오일 등이 유리표면에 부착될 때 사용되는데 세정효과는 뛰어나지만 차량도장에 대한 위험성이 크고, 세제 처리시 오염막이 파괴되어 분산되며서 오히려 얇은 막을 넓은 부위에 퍼뜨려 수용성 계면활성제 함유세제의 재 처리가 요구되는 등의 취급상 불편함이 있어 주행중에 사용하기 어렵다.

또한 지방질 분해효소인 리파제를 함유한 세정제도 있으나 효소의 안정성 등에 문제가 있어 만족한 세정력을 기대하기가 어렵다(일본국 공개특허 소 제63-260997호). 이러한 종래의 오염막 제거바업 이외에 미합중국 특허 제3463735호나 유럽특허 제0350540호, 영국특허 제2027736호 등에서와 같이 가장 오랫동안 이용되고 있는 수용성 계면활성제와 저급알콜 및 에테르를 단독 또는 혼용한 세제는 유리표면에 흡착된 오염막에 흡착, 칩투하여 계면활성제의 세정작용을 거쳐 오염물질을 제거한 뒤 활성 피막을 유리표면에 침투시킨 형태로 되어 있으며, 자동차의 주행중에도 사용이 가능하기 때문에 일반화된 방법이나 유리표면에 대한 흡착효과가 크지 않고 수지류나 오일이 함유된 경우 용해 제거에 많은 양이 소모되는 단점이 있다. 그리하여 본 발명자들은 오염막 제거를 위한 종래 세제들의 단점을 해결하기 위하여 예의 연구한 결과, 수용성 계면활성제, 저급알콜, 다가알콜 및 에테르를 단독 또는 혼용한 종래의 세제에 카르복실산염 공중합체와 옥시에틸렌옥시 프로필렌 공중합체를 첨가한 세정제 조성물을 개발하게 되었다.

본 발명의 세정제 조성물은 유리표면 특히 자동차의 창유리 표면에 형성된 먼지나 매연 등의 대기오염 및 자동차의 왁스 등을 포함한 유지류 등으로 구성된 오염막을 제거시키는 세정효과가 매우 우수하다. 또한, 본 발명의 조성물은 세척후 얼룩이나 줄무늬 등의 흔적이 남는 잔흔현상이 극히 적어 투시성이 우수하고 증발속도가 무척 빨라 별도의 건조시간이 요구되지 않으며 카르복실산염 공중합체 자체의 금속이온 봉쇄능이 뛰어나 별도의 금속이온 봉쇄제를 사용치 않아도 되는 장점이 있다.

특히 본 발명 세제는 사용할 때 강산이나 강염기에 의한 차체도장면이나 고무류에 대한 훼손이나 박리현상이 없으며 탄산칼슘이나 실리카 등의 무기 연마제를 함유하지 않아 유리표면에 긁힘이 없고 인산염을 포함하지 않으므로 인산염 분해에 따른 상안정성 파괴 및 세정력 약화가 발생하지 않으며 조성물중에 포함된 염료의 내일광성도 우수하고 저온에서의 동결 방지효과가 뛰어나 차체내 저장탱크에 넣어서 4계절용 자동차용 액체 유리세정제 조성물로서 사용할 수도 있다.

본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 자동차용 유리세정제 조성물은 하기 일반식 (Ⅰ)을 가진 카르볼실산염 공중합체 및 하기 일반식 (Ⅱ)을 가진 옥시에틸렌옥시 프로필렌 공중합체를 유효성분으로서 포함한다.

(상기 식중, X 및 Y는 각각 H, CH₃또는 숙신산라디칼이고, R는 C₆-C₂₄의 탄화수소이고, n는 1 내지 25의 정수임)

(상기 식중, R는 C₈-C₁₈의 알킬기 또는 알케닐기이고, x 및 y는 각각 8 내지 15의 정수임)

본 발명의 자동차용 유리세정제 조성물은 상기 카르복실산염 공중합체 (Ⅰ) 및 옥시에틸렌옥시프로필렌 공중합체 (Ⅱ)외에 수용성 계면활성제, 저급알콜, 다가알콜 및 에테르중에서 선택된 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 카르복실산염 공중합체는 디카르복실 숙신산기를 포함하는 알콜알콕실레이트 유도체가 바람직하며, 그의 구조는 소수기의 길이, 에틸렌옥사이드(EO) 또는 프로필렌옥사이드(PO)의 혼합이나 디카르복실함량에 따라 여러 가지로 변하며 또한 여러 가지 카르복실산염도 생성된다. 카르복식산염 공중합체의 분자량은 약 100 내지 약 1,000,000이며, 수용액에서 바람직한 분자량은 100,000 이하의 것을 사용하며, 이는 자체 금속이온 봉쇄 작용을 하여 세정력 개선에 기여한다. 카르복실산염 공중합체의 대표적인 상품예로는 Poly-tergentCS-1, Experimental H 69795, Experimental H 69777(Olin Corporation 제품)이 있다.

본 발명에서 사용되는 옥시에틸렌옥시프로필렌 공중합체는 탄소수 8 내지 22의 지방족 제2급 알콜에 평균 8 내지 15몰의 에틸렌옥사이드 및 프로필렌옥사이드가 부가된 것이 바람직하다. 옥시에틸렌옥시프로필렌 공중합체의 분자량은 약 300 내지 약 100,000이며, 수용성에서의 분자량은 통상 10,000 이하의 것을 사용하며, 이는 잔흔현상을 개선하는데 상당한 효과가 있다. 옥시에틸렌옥시프로필렌 공중합체의 대표적인 상품예로는 Poly-TergentS-KF계(Olin Corporation 제품), Plurafac RA계(BASF 제품) 및 Triton계(Rohm Haas 제품)이 있다.

본 발명의 유리세정제 조성물에 있어서, 카르복실산염 공중합체와 옥시에틸렌옥시프로필렌 공중합체의 혼합물은 전체성분의 0.1 내지 5중량%, 바람직하게는 0.5 내지 2중량%를 사용한다. 0.1중량% 이하로 사용하면 세정 개선효과가 없으며 5중량% 이상 사용하면 소포효과가 너무 강해서 사용감이 나쁘다.

본 발명에 있어서 용액형 세제는 통상 유리세정제용으로 사용되는 알칼리제의 수용액을 비롯하여 수용성 계면활성제 수용액, 탄소수 1 내지 4의 저급알콜과 글리콜에테르 등을 포함한 분자량 250 이하의 다가알콜류 수용액 또는 그들의 혼합 수용액을 들 수 있다. 여기서 수용성 계면 활성제라 함은, 통상 음이온 및 비이온 계면활성제를 단독 또는 혼합 사용한 것을 말하며, 음이온 계면활성제로는 비뉴류, 알킬벤젠술폰산염, 파라핀술폰산염, 알파올레핀술폰산염, 지방알콜황산염, 알킬에톡시황산염 등을 들 수 있고, 비이온 계면활성제로는 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌솔비탄알킬에스테르, 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 공중합체, 솔비탄알킬에스테르, 알킬아민류, 실리콘계 비이온 계면활성제 등을 들 수 있다.

또한 저급알콜 및 다가알콜 수용액은 탄소소 1 내지 4의 저급알콜, 즉 메틸, 에틸노말프로필, 이소프로필, 2차 부틸알콜, 3차 부틸알콜 등과, 분자량 250 이하의 다가알콜류로서는 끓는 온도가 높은 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 트리메틸렌글리콜, 테트라메틸린글리콜, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,2-펜탄디올, 1,4-펜탄디올, 펜타메틸렌글리콜, 2,3-헥산디올, 헥사메틸렌글리콜 메틸에테르, 프로필렌글리콜메틸에테르, 트리프로필렌글리콜 메틸에테르, 프로펠렌글리콜 3차 부틸에테르, 글리세린 등과 같은 글리콜에테르 등이 단독 또는 혼합되어 이루어진 수용액을 말하며, 이들 수용성 계면활성제의 수용액 및 저급알콜과 다가 알콜류의 수용액을 사용한 세정제의 효과를 높이기 위해 소다회, 구연산소다, 제올라이트, 실리카, 폴리아크릴레이트, 에탄올아민류, 폴리비닐알콜류, 니트릴로트리아세트산염, 트리폴리인산염(STPP), 피로인산염 (TSPP혹은 TKPP) 등이 사용될 수 있다.

본 발명에 대한 배합 처방의 세정성에 관하여 비교하는 방법은 자동차 전면 유리의 워셔노즐을 통해 분사되는 방식으로 오염 유리판을 조성한 뒤 비교 세정액을 교대로 분사하여 오염의 제거효과(세정력), 세정액의 건조속도, 얼룩이나 줄무늬 등을 포함한 잔흔도, 염료의 내일광성, 취급용이성, 동결방지성(어느점 온도), 안정성 등을 평가하였는데 오염유리판은 유기오염으로써 올리브유, 코코넛유, 스테아린산, 우유, 카본블랙 등을 일정비율로 1,1,1-트리클로로에탄에 용해시킨 것과 시판중인 자동차용 왁스류를 유리면에 가볍게 입힌 것이며, 일정한 세정액의 분사와 와이퍼의 움직임에 의한 오염 제거효과를 영상분석기를 이용하여 분석, 평가하였으며, 잔흔이란 의미는 세정후 유리표면에 남는 세정액의 잔재로 유리표면에 줄무늬나 반점 등을 남기는 것을 말한다. 동결 방지성은 조성물의 어는점 온도를 관찰하며, 상 안정성은 40℃의 고온에서 보관중인 조성물의 물성변화 관찰과 저온(-50℃) 이하에서 조성물을 동결시킨 후 다시 녹이면서 상의 분리나 침전물 형성, 색변화등을 관찰한다. 또한 조성물중에 포함된 염료의 내일광성에 대한 실험은 조성물을 UV램프로 조사하며, 그 탈색되는 정도를 관측하는 것이다.

이하, 본 발명을 실시예 및 비교예를 들어 설명한다.

본 발명의 제조방법은 다음과 같다. 먼저 30℃이하 상온의 물을 배합조에 정량 채운다음 교반을 하면서 카르복실산염 공중합체와 옥시에틸렌 옥시프로필렌 공중합체를 차례로 투입한다. 다음 알킬에톡시황산나트륨과 같은 계면활성제를 투입하고 완전 용해후 저급알콜 및 다가알콜류를 차례로 투입하며, 계속해서 첨가제로서 향이나 색소 등을 투입한 후 충분히 교반한다.

본 발명의 작용 및 효과를 비교하기 위한 실험방법은 다음과 같다.

가. 세정력 비교시험

· 시험방법 및 시험기기

유리시편에 인공으로 조성한 오염액을 입힌 후 기록기가 달린 와이퍼를 사용하여 일정회수 세척한다.

·평가

종료 후 유리시편의 오염 제거율을 영상분석기로 분석한 후 제거율이 80% 이상인 것을 매우 양호로 ◎ 표시하고 60 내지 80%인 것은 양호한 것으로 ○ 표시, 40 내지 60%인 것은 불량으로 △ 표시, 그 이하는 매우 불량으로 × 표시.

나. 잔흔도 및 증발속도 비교시험

·시험방법 및 시험기기

일정거리에 고정틀을 설치한 후 분무식 분사장치와 일정 면적을 지정해 놓은 깨끗한 유리판을 부착하고 초시계를 준비한다. 5회 분사(약 2.5g)후 표면의 건조속도와 건조후 흔적을 초시계와 영상분석기로 평가한다.

· 평가

ⓛ 잔흔도 : 남아 있는 흔적으로 일정 면적내에서 반점이 차지하는 면적이 20% 이하인 것은 매우 양호 ◎, 20 내지 50% 양호 ○, 50 내지 80% 불량△, 80% 이상은 매우 불량 ×.

② 증발속도 : 25℃상온에서 3분이내 건조는 우수 혹은 매우 우수 ○, ◎, 5분 이상은 불량 △, 고형물이 남아 있는 것은 매우 불량 ×.

다. 상 안정성 비교시험

· 시험방법 및 평가

투명용기를 사용하여 고온(40℃) 항온조에 조성물을 보관하면서 5, 15, 30, 45일 동안의 경시변화를 기록하고 그때마다 가에서 다항의 효과를 비교 시험한다. 이때 상의 분리나 침전물 형성이 나타나고 세정효과가 감소하는 것은 매우 불량으로 ×표시, 상의 분리만 나타난 경우 불량으로 △표시, 고온에서 안정하고 저온(-20℃)에서도 사용상의 흐름성이 좋고 침전물이 생기지 않는 것은 양호 ○, 위 사항외에 -50℃에서 얼린 후 다시 녹여 가, 나, 다 항목 모두에서도 양호한 것은 매우 양호 ◎.

내일광성은 UV등에 비추어서 탈색 경과시간 기록 :

1일 ×, 3일 △, 10일 ○, 20일 ◎

비교예 1에서는 안정성이 있어서 인산염의 가수분해에 따른 용해도 감소로 세정효과가 감소하며, 비교예 2에서는 카르복실산염 공중합체와 옥시에틸렌옥시프로필렌 공중합체의 양이 청구범위 미만으로 세정력이 좋지 않다.

비교예 3에서는 특허청구에 이용된 물질들을 전혀 사용치 않고 인산염을 과량 사용한 경우로 세정액의 건조 속도가 늦고 시간이 경과함에 따라 인산염 석출로 세정효과가 떨어지며, 비교예 4에서는 카르복실산염 공중합체와 옥시에틸렌옥시프로필렌 공중합체를 청구범위 이상으로 사용하여 세정력에 아무런 도움이 안되고 오히려 잔흔도에 나쁜 영향을 주었다.

Claims (5)

1. 하기 일반식 (Ⅰ)을 가진 카르복실산염 공중합체 및 하기 일반식 (Ⅱ)을 가진 옥시에틸렌옥시프로필렌 공중합체를 포함하는 자동차용 유리세정제 조성물.

   (상기 식중, X 및 Y는 각각 H, CH₃또는 숙신산라디칼이고, R는 C₆-C₂₄의 탄화수소이고, n는 1 내지 25의 정수임)

   (상기 식중, R는 C₈-C₁₈의 알킬기 또는 알케닐기이고, x 및 y는 각각 8 내지 15의 정수임)
2. 제1항에 있어서, 카르복실산염 공중합체가 디카르복실숙신산기를 포함하는 알콜알콕실레이트 유도체인 조성물.
3. 제1항에 있어서, 옥시에틸렌옥시프로필렌 공중합체가 C₈-C₂₂의 지방족 제2급 알콜에 평균 8 내지 15몰의 에틸렌옥사이드 및 프로필렌옥사이드가 부가된 것인 조성물.
4. 제1항에 있어서, 수용성 계면활성제, 저급알콜, 다가알콜 및 에테르중에서 선택된 1종 이상을 추가로 포함하는 자동차용 유리세정제 조성물.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 카르복실산염 공중합체와 옥시에틸렌옥시프로필렌 공중합체의 혼합물이 전체 성분의 0.1 내지 5중량% 포함된 조성물.