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문제 정의
- 본 연구에서는 천연세정제를 이용하여 세척력이 우수한 생분해성 수성세정제 개발을 목표로 OA계 비이온계면활성제와 물, d-limonene 오일을 분산상으로 이용하여 에멀젼를 제조하였다. 제조된 에멀젼은 OA계 비이온계면활성제의 종류와 함량변화에 따라 세척력, 유화 입자 크기, 접촉각, 저장안정성, 입도분포에 대한 실험을 하였다.
제안 방법
- 또한 세정효과가 우수하여 가정용, 공업용 등의 세정제 및 독성이 있는 유기용매나 CFC의 대체품으로 부각되고 있다. 그러나 D니imonene오일은 낮은 휘발온도와 특히 발화점이 낮으며 물에 녹지 않기 때문에 계면활성제를 분산제로 사용하여 인화점을 높이고 비표면적을 증가시켜 세정력을 높여 사용하였다. 계면활성제 중에서도 비이온성 계면 활성제는 음이온계와 양이온계에 비해 입경이 작고 접착력이 우수하여 D니imonene을 유화시키기에 적합한 것으로 판단되며 에스테르계인 OA계는 HLB값이 118로써 화학적 구조 외에도 D-limonene을 안정하게 유화시켜 세척력을 향상시킬 수 있다.
- 계면활성제 중에서도 비이온성 계면 활성제는 음이온계와 양이온계에 비해 입경이 작고 접착력이 우수하여 D니imonene을 유화시키기에 적합한 것으로 판단되며 에스테르계인 OA계는 HLB값이 118로써 화학적 구조 외에도 D-limonene을 안정하게 유화시켜 세척력을 향상시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 천연세정제인 D니imonene을 이용하여 유화제로서 비이온성 계면활성제를 사용하여 강력한 수성 세정제를 제조하였다.
- 이를 위하여 본 실험에서 SUS plate를 isopropyl alcohol (IPA) 용액에 24 h 세척하고 세척한 SUS plate 무게 측정한다. 모델물질로 사용한 AA (Abietic acid) 5 g 을 isopropyl alcohol (IPA) 10 m丄용액에 용해시킨 후 스테인레스평판 (SUS plate)에 일정량을 도포하여 상온에서 1 h동안 건조하고 80 ℃에서 12 h 건조하여 시료를 준비하여 세척력실험을 수행하였다. 이때 피세정물에 부착되어 있는 잔류오염물의 즉정은 0.
- 에멀젼을 만들기 위한 유화제로는 Polyoxyethylene Oleyl Ester Derivaitive (OA-n)계통을 사용하였다. 에멀젼 제조는 MILL MIX를 이용하여 d-limonene 오일에 유화제를 첨가하고 300 rpm 정도로 교반 하여 균일하고 투명한 점성액상을 제조한 다음 현탁해질 때까지 소량의 물을 서서히 첨가하여 W/O에멀젼을 제조하고 마지막으로 과량의 물을 첨가하여 2000 rpm으로 교반하여 반전 유화에 따른 O/W에멀젼을 제조하였다. 제조된 에멀젼은 유화제의 종류와 첨가량, D-limo-nene의 첨가량에 따른 세척력, 유화 입자의 크기, 접촉각, 저장안정성 그리고 입도분포를 통해서 유화제의 조성에 따른 영향을 평가하였다.
- 모델물질로 사용한 AA (Abietic acid) 5 g 을 isopropyl alcohol (IPA) 10 m丄용액에 용해시킨 후 스테인레스평판 (SUS plate)에 일정량을 도포하여 상온에서 1 h동안 건조하고 80 ℃에서 12 h 건조하여 시료를 준비하여 세척력실험을 수행하였다. 이때 피세정물에 부착되어 있는 잔류오염물의 즉정은 0.0001 mg의 정확도를 갖는 전자저울을 사용하였으며 중량법을 이용하여 세정효율을 평가하였고 건조 시에 시편이 열풍 건조되어 있기 때문에 상온에 도달할 때까지 실온에서 외부조건의 변화가 없을 때의 변화된 무게를 측정하였다.
- 양을 측정하는 침적법을 사용하였다. 이를 위하여 본 실험에서 SUS plate를 isopropyl alcohol (IPA) 용액에 24 h 세척하고 세척한 SUS plate 무게 측정한다. 모델물질로 사용한 AA (Abietic acid) 5 g 을 isopropyl alcohol (IPA) 10 m丄용액에 용해시킨 후 스테인레스평판 (SUS plate)에 일정량을 도포하여 상온에서 1 h동안 건조하고 80 ℃에서 12 h 건조하여 시료를 준비하여 세척력실험을 수행하였다.
- 제조된 에멀젼은 OA계 비이온계면활성제의 종류와 함량변화에 따라 세척력, 유화 입자 크기, 접촉각, 저장안정성, 입도분포에 대한 실험을 하였다. 계면활성제의 종류에 따라서는 OA300이 세척력이 가장 우수하였고, 2 h 정도가 되면 세척력이 거의 완료되었다.
- 에멀젼 제조는 MILL MIX를 이용하여 d-limonene 오일에 유화제를 첨가하고 300 rpm 정도로 교반 하여 균일하고 투명한 점성액상을 제조한 다음 현탁해질 때까지 소량의 물을 서서히 첨가하여 W/O에멀젼을 제조하고 마지막으로 과량의 물을 첨가하여 2000 rpm으로 교반하여 반전 유화에 따른 O/W에멀젼을 제조하였다. 제조된 에멀젼은 유화제의 종류와 첨가량, D-limo-nene의 첨가량에 따른 세척력, 유화 입자의 크기, 접촉각, 저장안정성 그리고 입도분포를 통해서 유화제의 조성에 따른 영향을 평가하였다.
대상 데이터
- 본 실험에서 분산상으로는 D-limonene 오일(Dipentene, tech 알드리치 코리아)을 사용하였으며, 연속상으로는 1차 증류한 이온교환수를 사용하였다. 에멀젼을 만들기 위한 유화제로는 Polyoxyethylene Oleyl Ester Derivaitive (OA-n)계통을 사용하였다.
- 연속상으로는 1차 증류한 이온교환수를 사용하였다. 에멀젼을 만들기 위한 유화제로는 Polyoxyethylene Oleyl Ester Derivaitive (OA-n)계통을 사용하였다. 에멀젼 제조는 MILL MIX를 이용하여 d-limonene 오일에 유화제를 첨가하고 300 rpm 정도로 교반 하여 균일하고 투명한 점성액상을 제조한 다음 현탁해질 때까지 소량의 물을 서서히 첨가하여 W/O에멀젼을 제조하고 마지막으로 과량의 물을 첨가하여 2000 rpm으로 교반하여 반전 유화에 따른 O/W에멀젼을 제조하였다.
이론/모형
- 세정력 평가는 일정량의 오염물질이 도포된 피세정물을 d-limonene, 비이온 계면활성저】, 물의 종류 및 조성을 변화시키면서 제조한 에멀젼에 침적시켜 시간에 따른 제거된 오염물질의 양을 측정하는 침적법을 사용하였다. 이를 위하여 본 실험에서 SUS plate를 isopropyl alcohol (IPA) 용액에 24 h 세척하고 세척한 SUS plate 무게 측정한다.
성능/효과
- LS Particle Size Analyzer로 OA300 3 wt.%의 시간 경과 전후를 비교한 결과 입도 분포가 넓게 퍼지고 입자가 균일하지 못하여 그로인해 세척력이 저하됨을 알 수 있다. 또한 시간이 지남에 따라 OA300, OA400의 경우 에멀젼이 파괴되었기 때문에 에멀젼의 파괴가 거의 없는 OA600과 세척 효과가 우수한 OA300을 혼합한 유화제를 사용했을 경우 순수한 OA300에 비해 세척 효과는 떨어졌으나 세척력이 오랫동안 지속되었다.
- 그러나 D니imonene오일은 낮은 휘발온도와 특히 발화점이 낮으며 물에 녹지 않기 때문에 계면활성제를 분산제로 사용하여 인화점을 높이고 비표면적을 증가시켜 세정력을 높여 사용하였다. 계면활성제 중에서도 비이온성 계면 활성제는 음이온계와 양이온계에 비해 입경이 작고 접착력이 우수하여 D니imonene을 유화시키기에 적합한 것으로 판단되며 에스테르계인 OA계는 HLB값이 118로써 화학적 구조 외에도 D-limonene을 안정하게 유화시켜 세척력을 향상시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 천연세정제인 D니imonene을 이용하여 유화제로서 비이온성 계면활성제를 사용하여 강력한 수성 세정제를 제조하였다.
- 계면활성제의 종류로 OA-ri계열에서 분자량이 낮은 OA 300이 가장 우수한 세척력을 보였고 계면활성제의 함량은 3 wt.%일 때 가장 좋았다.
- 제조된 에멀젼은 OA계 비이온계면활성제의 종류와 함량변화에 따라 세척력, 유화 입자 크기, 접촉각, 저장안정성, 입도분포에 대한 실험을 하였다. 계면활성제의 종류에 따라서는 OA300이 세척력이 가장 우수하였고, 2 h 정도가 되면 세척력이 거의 완료되었다. 계면활성제의 함량에 따른 세척력 실험 결과 계면활성제의 함량이 증가할수록 세척력이 커졌으나 2.
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