환경계면공학-계면활성제에 관한 레포트(세제 및 생활용품에서의 계면활성제 동향)

목차

1. 서 론

2. 세제 및 생활용품의 주 계면활성제

3. 분말세탁세제 (Powder Laundry Detergent)

4. 액체세탁세제 (Heavy-Duty Liquid Detergent)

5. 주방용세제 (Light-Duty Liquid Detergent)

6. 섬유유연제 (Fabric Softener)

7. 결 론

8. 참 고 문 헌

본문내용

의 도움 없이는 15%이상 농축화가 불가능하다는 처방상의 문제도 있었다. Esterquat의 화학구조는 기본적으로 DTCMAC구조와 유사하나 적어도 한 개 이상의 Fatty Alkyl기가 Cationic Nitrogen과 Ester Bond를 연결 되어 있다. 이 Ester Bond는 Esterquat가 생분해가 용이하고 신속하게 일어나도록 한다. 섬유유연제 처방에서 사용되어지는 가장 일반적인 Esterquat은 Methyl Triethanolamine, Dimrthyl Diethanolamine, 그리고 Trimethyl Dithdroxypropylamine의 Quatemized Di-Tallow Ester이다. 그리고 일본에서는 주로 Ester Amidoamine이 사용되어진다. Esterquat를 제조하는 대표적인 방법은 Triethanolamine과 Fatty Acid를 반응시킨후 Dimethyl Sulfate로 Quatemization시킨다. 반응 생성물은 Mono, Di, Tri Esternized와 Nonquaterinized Type의 복잡한 혼합물이고 따라서 혼합물의 조성에 따라 섬유유연효과 및 안정성에 차이가 있다. Esterquat은 섬유유연제처방의 농축에는 거의 문제가 없고 의류에 얼룩을 남기지 않는 장점이 있다. 낮은 점도에서 20-25% 수준을 안정하게 함유하는 처방이 가능하다. Ester Type으로 생분해도가 빠르지만 가수분해가 쉽게 되어 장기간 저장안정성이 나쁜 것이 문제점이다. 단, pH를 3.5 이하로 유지하면 안정성이 개선된다. Imidazolinium Methyl Sulfate는 가수분해에 대한 안정성이 높고 농축화가 용이하다. 그리고 세탁 후 건조기에 사용하는 Sheet Type의 섬유유연제에 주로 사용되어 열 건조 과정에서 가수 분해되어 고리구조가 열리면서 Diamidoamine를 형성하는데 이는 섬유유연효과가 더 우수하다. 하지만 가격이 고가이고 유연효과가 부족하며 섬유의 황변현상을 유발하는 문제점이 있다. DTDMAC 또는 Esterquat를 함유하는 통상의 섬유유연제는 제품자체도 불투명할 뿐만 아니라 사용 시 세탁수에 희석되더라도 불투명하게 분산된다. 최근에는 섬유유연제 제품자체도 투명하고 세탁수에 희석되더라도 투명하게 용해되는 섬유유연제가 개발되면서 물에 대한 용해성이 향상된 양이온계면활성제가 다양하게 개발되었다. 특히 Fatty Amine Quatenrnary Compound가 주로 이러한 특성을 가지고 있으며 Alkylamido Type 또는 Ester Amine Type의 Quaternary Ammonium Compound가 대표적인 예이다. 이러한 Fatty Amine Type는 농축화도 가능한 장점도 있다.
(2) 기 타
음이온계면활성제로는 가장 오래된 유연효과를 나타내는 것으로 Soap유도체, Sulfonate 그리고 Sulfosuccinate 등이 있다. 이들은 친유성이 약하기 때문에 섬유의 친화도가 낮다. 그 외에 미네랄오일, 파라핀 및 왁스종류, Polyethylene, Polyethylene Glycol, Ethoxylated Fatty Amine 그리고 Fatty alcohol ester 등이 사용되어 진다. 비이온계면활성제와 음이온계면활성제가 소량 첨가되는 경우 제품의 유연효과를 촉진시키기도 한다. 많이 사용하는 비이온 형태의 보조유연제로는 Fatty alcohol, Fatty Acid Ester, Ethoxylated Fatty Amine 혹은 Lanolin 유도체 등을 사용한다. 이러한 성분들은 최적의 조합으로 적절하게 배합하여야 상승효과를 낼 수 가 있기 때문에 좀 더 심도 있는 연구가 필요하다. Silicone은 섬유산업에서 오랫동안 윤활제로 사용되어 왔으며 Polydimethyl Siloxane Polymer, Amine-/Amide-functional Polydimethyl Siloxane 등이 섬유유연제에 양이온계면활성제와 함께 사용되어 유연효과를 상승시킨 구김을 억제한다.
6-2. 향후 전망
양이온계면활성제가 음이온계면활성제와는 같이 사용할 수 없어 섬유유연제를 투입하기 위해서는 세탁의 마지막 과정까지 지켜보아야 한다는 불편함이 있다. 이러한 것을 극복하기 위하여 나온 제품이 섬유유연제를 함유하는 세제인데 아직은 섬유유연효과가 미흡한 기술적으로 해결해야 될 문제가 많아 이를 해결하기 위한 노력이 성공한다면 세탁마무리과정에 추기로 사용하는 섬유유연제는 향후에도 인체 및 환경에 대한 안전성을 보다 강화하면서 농축화에 대한 기술도 발전시킬 것으로 판단된다. 기본기능인 섬유유연기능을 강화하기 위해 보다 다양한 유연성분이 개발되고 또한 다양한 추가기능을 부가된 제품이나 새로운 형태의 제품 등이 시장을 이끌 것이다. 특히 부가기능을 부여하기 위한 기술의 완성도가 높아지게 되고, 의류의 재질변경이나 세탁기의 구조변경 및 세탁형태의 변화에 따른 새로운 섬유유연기술도 개발될 것이다.
7. 결 론
세제 및 생활용품에서의 계면활성제는 가장 중요한 성분이다. 계면활성제는 그 화학구조에 따라 기포, 세정, 습윤, 유화, 가용화, 분산, 대전방지, 살균 등의 기능을 발휘하고 있는데 세제 및 생활용품 제품의 사용목적에 따라 기존 계면활성제의 최적화뿐만 아니라 새로운 계면활성제도 개발되고 있다. 또한 다른 화학성분과의 혼합을 통해 목적기능의 향상 및 부가기능을 추가하는 세제 및 생활용품이 연구되고 있다. 향후, 기능의 획기적인 향상 및 기능의 복합화를 기본으로 하여 인체 및 환경에 대한 안정성, 경제성 등을 고려한 다양한 제품이 개발될 것으로 판단된다.
8. 참 고 문 헌
- 난분해성 방향족 화합물을 함유한 석유화학공정 폐기물의 현황 분석 및
이를 이용한 계면활성제의 개발 / 환경부
- 신기술동향조사 보고서 : 화학/약품분야, 2001, 제2권 : 정밀화학원재
:계면활성제 합성 및 응용기술 / 특허청
- 콜로이드 계면화학 최근 연구동향 /한국과학기술단체총연합회 2007
;한국공업화학회 [공편] 연구기관: 한국공업화학회 / 연구책임자: 랑문정
- 계면활성제를 이용한 전열촉진기술 개발 / 과학기술부

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