일반적으로 액체세정제는 상업적으로 이용 가능한 여러 계면활성제의 혼합조성으로 이루어져 있다. 계면활성제가 응용된 제품에 여러 종류의 계면활성제를 혼합하여 사용하는 것은 한 종류의 계면활성제를 사용할 경우보다 여러 측면에서 상승효과를 나타내기 때문이다. 계면활성제는 구조적인 양친매성 물질의 특징 때문에 미셀형성, 표면장력저하, 표면활성, 흡착, 침투, 기포발생, 가용화, 유화 및 세정 등의 특성을 가진다. 농도변화에 따라 계면활성제는 미셀의 형태를 달리하는 유방성 액정을 보이기도 한다. 구조적인 특징의 차이로써 미셀의 ...
일반적으로 액체세정제는 상업적으로 이용 가능한 여러 계면활성제의 혼합조성으로 이루어져 있다. 계면활성제가 응용된 제품에 여러 종류의 계면활성제를 혼합하여 사용하는 것은 한 종류의 계면활성제를 사용할 경우보다 여러 측면에서 상승효과를 나타내기 때문이다. 계면활성제는 구조적인 양친매성 물질의 특징 때문에 미셀형성, 표면장력저하, 표면활성, 흡착, 침투, 기포발생, 가용화, 유화 및 세정 등의 특성을 가진다. 농도변화에 따라 계면활성제는 미셀의 형태를 달리하는 유방성 액정을 보이기도 한다. 구조적인 특징의 차이로써 미셀의 상 거동이 달라지기도 한다. 농도의 증가에 따라 구형미셀, 실린더(봉상), 육방정계, 라멜라상을 보이는데, 라멜라 상이 보이지 않는 분자도 있다. 한편 계면활성제 단일 성분의 상 거동에 대한 조사는 많이 이루어져 있으나, 혼합 계면활성제 조성물에 대한 연구는 많이 되어 있지 않다. 혼합 계면활성제 조성물에 대한 연구는 음이온/음이온, 음이온/비이온, 음이온/양이온, 음이온/양성이온 및 비이온/비이온 등의 다양한 혼합 시스템에 있어서 CMC의 변화, 성능의 상승효과 및 용해도 상승효과 등 계면활성제 고유의 성능을 향상시키는 목적의 연구가 많이 이루어져 왔다. 제1부에서는 액체 타입의 농축 혼합 계면활성제 조성물에서 희석시 점도가 증가하는 젤-타입 거동을 보이는 현상을 발견하였다. 기존연구는 그러한 희석시 점도 증가 등의 현상에 대한 언급은 있었으나 젤-타입 거동이 일어나는 원리 및 메커니즘에 대한 언급은 전혀 없었다. 최근 농축제품이 주류를 이루고 있으며, 여러 계면활성제가 혼용되어 사용되고 있는 것을 알 수 있다. 희석에 따른 겔상 거동을 이해하기 위하여, 현재 상업적으로 많이 사용되고 있는 여러 계면활성제를 혼합 처방하여 액체세정제 조성물을 제조하여, 계면활성제의 타입별, 음이온/양성이온 비율별, 하이드로트로프의 영향, 무기염 및 pH 영향 등의 효과를 확인하기 위한 실험을 진행하였다. 희석에 따른 젤-거동을 보이는 여러 처방을 완성하였으며, 젤-거동에 영향을 주는 요소로는 계면활성제 소수기의 형태(타입), 음이온/비이온/양성이온 계면활성제의 비율, 하이드로트로프의 타입, 무기염의 종류 및 양, pH의 영향 등이었다. 젤-거동이 일어나는 메커니즘은 두가지로 사료되며, 하나는 고희석비(80% 전후) 농도에서 나타나며, 증점이 되는 점도 최대점에 육방정계 상(hexagonal phase)이 관여하는 것으로 판단된다. 두번째 루트는 저희석비(60% 이하 희석비)에서 나타나는 것으로, 증점 과정에 라멜라 상이 관여하는 것으로 확인되었다. 이 두번째 루트의 증점 메커니즘은 농축 원액에서 하이드로트로프 및 무기염 등이 점도를 낮추는 기능을 하는데, 물에 희석이 되면서 이들 조정제가 미셀상에서 수용액상으로 많이 용출(분배)되면서 계면활성제 base 고유의 충진 패턴인 라멜라상이 형성되어 증점이 되는 것으로 이해된다. 이것은 희석농도별 cryo TEM 사진으로 확인하였다. 젤-타입과 일반타입은 세정제의 성능에는 다소 차이는 있었지만 기본 세정력은 모두 만족하는 우수한 것으로 평가되었다. 제2부에서는 농도가 낮은 미셀러 용액의 혼합 계면활성제 조성물에 관한 것이다. 일반적으로 유체는 온도가 낮아질수록 점도는 높아지고 온도가 높아질수록 점도는 낮아진다. 그러나 특정한 계면활성제 처방에서는 온도가 낮아질 때 점도가 감소되는 특이한 현상이 관찰되었다. 기존의 연구에 의하면 몇몇 저온 유동성이 개선된 기술에 대해 언급하였으나, 그 원리나 거동 메카니즘에 대해 언급된 사례는 없었다. 대부분의 주방세제와 액체세제는 온도가 낮아질 때 점도가 증가하는 일반적인 유체 특성을 보였다. 이러한 일반적인 유체 거동과는 다른 특이한 거동을 규명하기 위하여 여러 계면활성제를 혼합 처방하여, 계면활성제의 타입별, 음이온/비이온/양성이온 계면활성제의 비율별, 하이드로트로프의 타입 및 양, 무기염 및 pH의 영향 등 다양한 실험을 진행하였다. 저온에서 점도 강하 특성을 보이는 처방은 계면활성제의 소수기가 벌키한 이차(secondary type) 계면활성제의 함량이 적고, 비이온과 양쪽성 계면활성제의 함량이 적고, 무기염의 함량이 적은 처방에서 온도 저하에 따른 점도 감소 처방을 개발하였다. 온도 저하에 따른 점도 감소의 거동 메커니즘 관련하여, 한가지의 루트는 처방의 농도가 아주 묽은 경우 점도가 낮으며, 온도 저하에 따라 점도 상승이 없는 현상이 있었다. 이 타입은 점도가 너무 묽어서 상품성이 떨어지는 단점이 있어서 연구대상으로 되지는 않는다. 두번째는 어느 정도 농도가 되면서 소비자가 선호하는 300~800cps정도의 점도가 되는 처방으로써 온도 저하에 따라 점도가 감소되거나 증점이 되지 않는 처방
일반적으로 액체세정제는 상업적으로 이용 가능한 여러 계면활성제의 혼합조성으로 이루어져 있다. 계면활성제가 응용된 제품에 여러 종류의 계면활성제를 혼합하여 사용하는 것은 한 종류의 계면활성제를 사용할 경우보다 여러 측면에서 상승효과를 나타내기 때문이다. 계면활성제는 구조적인 양친매성 물질의 특징 때문에 미셀형성, 표면장력저하, 표면활성, 흡착, 침투, 기포발생, 가용화, 유화 및 세정 등의 특성을 가진다. 농도변화에 따라 계면활성제는 미셀의 형태를 달리하는 유방성 액정을 보이기도 한다. 구조적인 특징의 차이로써 미셀의 상 거동이 달라지기도 한다. 농도의 증가에 따라 구형미셀, 실린더(봉상), 육방정계, 라멜라상을 보이는데, 라멜라 상이 보이지 않는 분자도 있다. 한편 계면활성제 단일 성분의 상 거동에 대한 조사는 많이 이루어져 있으나, 혼합 계면활성제 조성물에 대한 연구는 많이 되어 있지 않다. 혼합 계면활성제 조성물에 대한 연구는 음이온/음이온, 음이온/비이온, 음이온/양이온, 음이온/양성이온 및 비이온/비이온 등의 다양한 혼합 시스템에 있어서 CMC의 변화, 성능의 상승효과 및 용해도 상승효과 등 계면활성제 고유의 성능을 향상시키는 목적의 연구가 많이 이루어져 왔다. 제1부에서는 액체 타입의 농축 혼합 계면활성제 조성물에서 희석시 점도가 증가하는 젤-타입 거동을 보이는 현상을 발견하였다. 기존연구는 그러한 희석시 점도 증가 등의 현상에 대한 언급은 있었으나 젤-타입 거동이 일어나는 원리 및 메커니즘에 대한 언급은 전혀 없었다. 최근 농축제품이 주류를 이루고 있으며, 여러 계면활성제가 혼용되어 사용되고 있는 것을 알 수 있다. 희석에 따른 겔상 거동을 이해하기 위하여, 현재 상업적으로 많이 사용되고 있는 여러 계면활성제를 혼합 처방하여 액체세정제 조성물을 제조하여, 계면활성제의 타입별, 음이온/양성이온 비율별, 하이드로트로프의 영향, 무기염 및 pH 영향 등의 효과를 확인하기 위한 실험을 진행하였다. 희석에 따른 젤-거동을 보이는 여러 처방을 완성하였으며, 젤-거동에 영향을 주는 요소로는 계면활성제 소수기의 형태(타입), 음이온/비이온/양성이온 계면활성제의 비율, 하이드로트로프의 타입, 무기염의 종류 및 양, pH의 영향 등이었다. 젤-거동이 일어나는 메커니즘은 두가지로 사료되며, 하나는 고희석비(80% 전후) 농도에서 나타나며, 증점이 되는 점도 최대점에 육방정계 상(hexagonal phase)이 관여하는 것으로 판단된다. 두번째 루트는 저희석비(60% 이하 희석비)에서 나타나는 것으로, 증점 과정에 라멜라 상이 관여하는 것으로 확인되었다. 이 두번째 루트의 증점 메커니즘은 농축 원액에서 하이드로트로프 및 무기염 등이 점도를 낮추는 기능을 하는데, 물에 희석이 되면서 이들 조정제가 미셀상에서 수용액상으로 많이 용출(분배)되면서 계면활성제 base 고유의 충진 패턴인 라멜라상이 형성되어 증점이 되는 것으로 이해된다. 이것은 희석농도별 cryo TEM 사진으로 확인하였다. 젤-타입과 일반타입은 세정제의 성능에는 다소 차이는 있었지만 기본 세정력은 모두 만족하는 우수한 것으로 평가되었다. 제2부에서는 농도가 낮은 미셀러 용액의 혼합 계면활성제 조성물에 관한 것이다. 일반적으로 유체는 온도가 낮아질수록 점도는 높아지고 온도가 높아질수록 점도는 낮아진다. 그러나 특정한 계면활성제 처방에서는 온도가 낮아질 때 점도가 감소되는 특이한 현상이 관찰되었다. 기존의 연구에 의하면 몇몇 저온 유동성이 개선된 기술에 대해 언급하였으나, 그 원리나 거동 메카니즘에 대해 언급된 사례는 없었다. 대부분의 주방세제와 액체세제는 온도가 낮아질 때 점도가 증가하는 일반적인 유체 특성을 보였다. 이러한 일반적인 유체 거동과는 다른 특이한 거동을 규명하기 위하여 여러 계면활성제를 혼합 처방하여, 계면활성제의 타입별, 음이온/비이온/양성이온 계면활성제의 비율별, 하이드로트로프의 타입 및 양, 무기염 및 pH의 영향 등 다양한 실험을 진행하였다. 저온에서 점도 강하 특성을 보이는 처방은 계면활성제의 소수기가 벌키한 이차(secondary type) 계면활성제의 함량이 적고, 비이온과 양쪽성 계면활성제의 함량이 적고, 무기염의 함량이 적은 처방에서 온도 저하에 따른 점도 감소 처방을 개발하였다. 온도 저하에 따른 점도 감소의 거동 메커니즘 관련하여, 한가지의 루트는 처방의 농도가 아주 묽은 경우 점도가 낮으며, 온도 저하에 따라 점도 상승이 없는 현상이 있었다. 이 타입은 점도가 너무 묽어서 상품성이 떨어지는 단점이 있어서 연구대상으로 되지는 않는다. 두번째는 어느 정도 농도가 되면서 소비자가 선호하는 300~800cps정도의 점도가 되는 처방으로써 온도 저하에 따라 점도가 감소되거나 증점이 되지 않는 처방
Generally, liquid detergents are composed of mixed composition of various surfactants used commercially. That is why the composition with the various mixed surfactant systems has better synergy effects than only single surfactant systems. Surfactant has various properties such as adsorption, formati...
Generally, liquid detergents are composed of mixed composition of various surfactants used commercially. That is why the composition with the various mixed surfactant systems has better synergy effects than only single surfactant systems. Surfactant has various properties such as adsorption, formation of micelle, low surface tension, surface activity, wetting, foamability, solubilization, emulsification, dispersion and cleaning performance etc because they have the structure of amphiphilic property. According to the changes of concentration, surfactants may show lyotropic liquid crystal(LC). Hexagonal LC phases are very viscous despite containing typically 30-60% water by weight. Lamellar LC phases are as common as hexagonal phases and are also birefringent. However in the case of some surfactants, hexagonal phases was not appeared. The study on the phase diagrams of single surfactant has been in large numbers, but that of the mixed surfactant systems was not. The main issues for mixed surfactant systems was focused on the increase of unique performance like the change of CMC and the synergy effects of performance and solubility in various mixed systems such as anionic/anionic, anionic/nonionic, anionic/cationic, anionic/amphoteric and nonionic/nonionic and so on. In Part I, it was detected that “Gel-type behavior” showed the increase of viscosity when it is diluted for the concentrated mixed surfactant systems of liquid detergents. There are some reports mentioned the phenomenon of increase of viscosity when it is diluted, but they didn’t make mention of principle or mechanism of gel-type behavior at all. Recently, the concentrated liquid detergents with mixed surfactants are popular products. In order to understand the gel-type behavior when it is diluted, we prepared liquid detergents with various mixed surfactants used commercially. We have tested to confirm the effects of type of surfactant, the ratio of anionic/nonionic/amphoteric surfactants, types of hydrotropes, salts and pH changes etc. We have developed various formula showing gel-type behavior when it is diluted. Factors affected gel-type behavior are the hydrophobic group of surfactants, the ratio of anionic/nonionic/cationic surfactants, types and quantity of hydrotropes, amount of salts, changes of pH etc. We have resulted there are two routes for gel behavior. First, it is appeared in high dilution concentration (about 80% dilution conc.) and hexagonal phase will be the reason of increase of viscosity at maximum viscosity of this diluted solutions. Second route is appeared in low diluted concentration (below 60% dilution conc.). In this routes, Lamellar phase is observed when viscosity increase. The mechanism for the second route of gel-type behavior can be understood that hydrotopes and inorganic salts formulated have function of decrease of viscosity in high concentrated surfactant systems. When it is diluted, hydrotropes and inorganic salts are diffused from micelle to water phase and then lamella phase is formed. So, the viscosity of this mixed surfactant systems is increased. The phases of diluted solutions were observed by a “Cryo-TEM” photograph images at the dilution points of gel-type detergents. The gel-type and general-type of mixed surfactant systems showed a little difference in performance, but general detergency was evaluated as a satisfied level. In the part II, it is on the phase behavior of micellar solution systems with low active matter. Generally, the viscosity of fluid decreases with the increase of temperature and increases with the decrease of temperature. However, we observed the unusual property of the decrease of viscosity with decrease of temperature in a certain micellar surfactant systems. There are some reports on the technologies of improved low temperature fluidity, but the reason or mechanism for this unique viscosity behavior was not mentioned at all. Most of dishwashing and liquid detergents show
Generally, liquid detergents are composed of mixed composition of various surfactants used commercially. That is why the composition with the various mixed surfactant systems has better synergy effects than only single surfactant systems. Surfactant has various properties such as adsorption, formation of micelle, low surface tension, surface activity, wetting, foamability, solubilization, emulsification, dispersion and cleaning performance etc because they have the structure of amphiphilic property. According to the changes of concentration, surfactants may show lyotropic liquid crystal(LC). Hexagonal LC phases are very viscous despite containing typically 30-60% water by weight. Lamellar LC phases are as common as hexagonal phases and are also birefringent. However in the case of some surfactants, hexagonal phases was not appeared. The study on the phase diagrams of single surfactant has been in large numbers, but that of the mixed surfactant systems was not. The main issues for mixed surfactant systems was focused on the increase of unique performance like the change of CMC and the synergy effects of performance and solubility in various mixed systems such as anionic/anionic, anionic/nonionic, anionic/cationic, anionic/amphoteric and nonionic/nonionic and so on. In Part I, it was detected that “Gel-type behavior” showed the increase of viscosity when it is diluted for the concentrated mixed surfactant systems of liquid detergents. There are some reports mentioned the phenomenon of increase of viscosity when it is diluted, but they didn’t make mention of principle or mechanism of gel-type behavior at all. Recently, the concentrated liquid detergents with mixed surfactants are popular products. In order to understand the gel-type behavior when it is diluted, we prepared liquid detergents with various mixed surfactants used commercially. We have tested to confirm the effects of type of surfactant, the ratio of anionic/nonionic/amphoteric surfactants, types of hydrotropes, salts and pH changes etc. We have developed various formula showing gel-type behavior when it is diluted. Factors affected gel-type behavior are the hydrophobic group of surfactants, the ratio of anionic/nonionic/cationic surfactants, types and quantity of hydrotropes, amount of salts, changes of pH etc. We have resulted there are two routes for gel behavior. First, it is appeared in high dilution concentration (about 80% dilution conc.) and hexagonal phase will be the reason of increase of viscosity at maximum viscosity of this diluted solutions. Second route is appeared in low diluted concentration (below 60% dilution conc.). In this routes, Lamellar phase is observed when viscosity increase. The mechanism for the second route of gel-type behavior can be understood that hydrotopes and inorganic salts formulated have function of decrease of viscosity in high concentrated surfactant systems. When it is diluted, hydrotropes and inorganic salts are diffused from micelle to water phase and then lamella phase is formed. So, the viscosity of this mixed surfactant systems is increased. The phases of diluted solutions were observed by a “Cryo-TEM” photograph images at the dilution points of gel-type detergents. The gel-type and general-type of mixed surfactant systems showed a little difference in performance, but general detergency was evaluated as a satisfied level. In the part II, it is on the phase behavior of micellar solution systems with low active matter. Generally, the viscosity of fluid decreases with the increase of temperature and increases with the decrease of temperature. However, we observed the unusual property of the decrease of viscosity with decrease of temperature in a certain micellar surfactant systems. There are some reports on the technologies of improved low temperature fluidity, but the reason or mechanism for this unique viscosity behavior was not mentioned at all. Most of dishwashing and liquid detergents show
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