KR20030056112A

KR20030056112A - 자동세차기용 환경 친화적 수용성 왁스 조성물

Info

Publication number: KR20030056112A
Application number: KR1020010086273A
Authority: KR
Inventors: 최경주; 이준재
Original assignee: 주식회사 폴리테크
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2003-07-04

Abstract

본 발명은 카나우바 왁스 0.5 내지 10.0중량%, 파라핀 왁스 0.5 내지 4.0중량%, 디스테아릴 디메틸 암모늄클로라이드 0.5 내지 6.0중량%, 탄소수가 12에서 18인 천연 지방산 아민(에틸렌옥사이드(EO) 부가 몰수 n이 2에서 10사이인 화합물)중 1종 이상의 혼합물 0.5 내지 8.0중량%, 다가 알코올 0.5 내지 16.0중량% 및 나머지는 정제수를 포함하는 자동세차기용 환경 친화적 수용성 왁스 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 조성물은 환경 오염이 적고, 광택과 발수, 부식방지성, 방오성이 우수하며, 상이 안정하여 장기 보관이 가능하며, 온도에 민감하지 않다.

Description

자동세차기용 환경 친화적 수용성 왁스 조성물{Environment-friendly soluble wax composition for automatic vehicle-washing devices}

본 발명은 자동세차기용 환경 친화적 수용성 왁스 조성물에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 환경 친화적 천연 물질인 고융점 천연왁스와 천연물질로부터 유도된 천연 지방산화합물을 주성분으로 하는 자동세차기용 환경 친화적 수용성 왁스 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 광택제는 액체상, 페이스트상 및 고체상으로 나눌 수 있는데, 고체상이나 페이스트상은 코팅력이나 광택은 우수하지만 사용방법에 있어서 천이나 스폰지 등에 묻혀 도포해야 하는 불편함이 있다. 기존의 액체상 광택제는 스프레이(spray) 형태의 분무기를 이용할 수 있는 편리성이 있지만 내용물에 있어서 단순히 실리콘오일을 물에 유화시키거나 유기성 용제를 배합한 조성물로서 사용시 광택력이 미약하고 오염제거효과도 떨어지는 단점이 있다. 따라서 우수한 광택성 증가와 오염제거 등의 사용효과를 병행할 수 있는 액상 광택제가 요구되고 있다.

또한, 종래의 자동 세차기용 액상 광택제는 유동 파라핀, 비이온계 계면활성제 및 정제수 등으로 구성되어 있는 것과 미량의 왁스(납(蠟)), 유동파라핀, 비이온 계면활성제 및 정제수 등을 주성분으로 하여 구성되어 있는 것들로서, 단지 약간의 발수 효과만을 주목적으로 하는 것으로 자동 세차기를 이용한 광택 공정후에 자동차 도장면에 초기 광택 효과와 광택 지속 효과는 거의 없다.

이에 한국 특허출원 제96-61216호에서는 왁스 0.1 내지 5 중량%, 실리콘오일 0.5 내지 7 중량%, 석유계 용제 5 내지 30 중량%, 알콜계 용제 1 내지10 중량% 및 유화제 0.1 내지 3 중량%를 함유하는 자동차용 광택제 조성물을 개시하고 있다. 상기 특허는 자동차용 광택제 원료성분으로서 왁스와 실리콘오일을 혼합, 사용하여 광택성을 증가시키고 왁스의 유화안정성을 유지하기에 가장 적합한 계면활성제를 선정하고, 일반 용제로는 제거가 어려운 타르 등의 오염을 제거하기 위해 석유계 용제인 케로신을 사용하여 광택의 효과와 오염 제거력이 우수한 효과가 있고, 한국 특허출원 제96-73740호에서는 석유계 왁스를 사용하지 않고 실리콘계 계면활성제를 첨가함으로써 손쉬운 세척 및 광택효과를 내면서 대전방지 효과가 있어서 정전기 발생을 억제하여 먼지 등이 차체에 붙지 않아 광택 및 깨끗함이 장시간 지속될 수 있는 자동차용 세척 및 광택제 조성물을 개시하고 있다.

한국 특허출원 제2000-01363호에서는 광택 및 발수성을 부여하는 왁스(납(蠟))류 화합물로부터 선택되어지는 1종 이상의 혼합물 0.1 내지 8.0중량%, 아민변성실리콘 유화액 혼합물 1.0 내지 15.0중량%, 발수성을 부여하는 탄화수소 오일류 화합물로부터 선택되어지는 1종 이상의 혼합물 0.5 내지 25.0중량%, 유화제로서 양이온계 및 비이온계 계면활성제군으로부터 선택되어지는 1종 이상의 혼합물 0.5 내지 20.0중량%, 가용화 작용 및 동결방지 작용을 위한 알콜계 용제 군으로부터 선택되어지는 1종이상의 혼합물 0.1 내지 20.0중량% 및 정제수 12.0 내지 97.8 중량로 구성된 자동 세차기용 투명 액상 광택제 조성물이 광택 공정후에 자동차 도장면에 초기 광택 효과와 광택 지속 효과가 있다고 개시하고 있다.

그러나, 이와 같이, 종래의 자동세차기용 왁스는 합성왁스, 유동파라핀, 비이온 계면활성제와 정제수 등을 주성분으로 한 에멀전 상태의 왁스이거나, 소량의 왁스에 광택과 발수를 위해 실리콘 화합물을 혼합 사용하는 경우가 대부분으로 세차 후 환경을 쉽게 오염시키고, 에멀전 상태로 분리가 쉽게 일어나 안정성이 적어 장기 보관에 문제가 많은 결점을 가지고 있다.

이에 본 발명에서는 주로 환경 친화적 물질인 고융점 천연왁스와 천연 지방산화합물을 주성분으로 하는 수용성 왁스 조성물을 개발하여 환경 오염이 적고, 광택과 발수, 부식 방지성, 방오성이 우수하며, 상이 안정하여 장기보관과 겨울철 영하 상태에서의 보관이 가능하도록 하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 환경 오염이 적고, 광택과 발수, 부식 방지성, 방오성이 우수하며, 상이 안정하여 장기간 보관이 가능한 자동세차기용 환경 친화적 수용성 왁스 조성물을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 자동세차기용 환경 친화적 수용성 왁스 조성물은 카나우바 왁스 0.5 내지 10.0중량%, 파라핀 왁스 0.5 내지 4.0중량%, 디스테아릴 디메틸 암모늄클로라이드 0.5 내지 6.0중량%, 탄소수가 12에서 18인 천연 지방산 아민(에틸렌옥사이드(EO) 부가 몰수 n이 2에서 10사이인 화합물)중 1종 이상의 혼합물 0.5 내지 8.0중량%, 다가 알코올 0.5 내지 16.0중량% 및 나머지는 정제수를 포함한다.

이하 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에서는 카나우바 왁스 0.5 내지 10.0 중량%, 파라핀 왁스 0.5 내지 4.0 중량%, 유화제로서 디스테아릴 디메틸 암모늄클로라이드 0.5 내지 6.0 중량%와 고급 지방족 아민 EO 부가물 0.5 내지 8.0 중량%, 다가 알코올 0.5 내지 16.0 중량% 및 정제수 55.6 내지 97.5 중량%를 함유하는 자동세차기용 수용성 왁스 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 조성물의 제1성분인 카나우바 왁스(Carnauba wax)는 브라질 동북부 지대에서 자생하는 카나우바 또는 야자 코페르니카 케리페라(Copernica cerifera)라 불리는 나무의 잎을 건조 후 추출한 왁스로 천연왁스 중 가장 높은 경도를 가지면서 광택도가 우수한 왁스이다. 참고적으로, 야자 코페르니카 케리페라(Copernica cerifera): 남아메리카 열대지역에서 자라고, 키가 약 10m까지 자라며 부채 모양의 잎이 달린다. 카나우바 왁스는 카너버 왁스, 카르나우바 왁스, 브라질 왁스 등으로도 불린다.

카나우바 왁스는 정제 정도에 따라 T1, T3 등이 있는데 숫자가 작을수록 정제가 많이 된 것이다. 초기 추출상태의 색상은 초록빛이 약간 있는 갈색 계통의 색상이나, 정제가 될수록 색갈이 옅어져서 T1의 경우 옅은 노란색을 띤다. T1은주로 화장품, 인쇄, 코팅, 약품, 이형제 용도로 많이 사용되고, T3는 광택왁스, 발수제, 계면활성제, 섬유유제 및 일반 공업용으로 많이 쓰이는 범용 등급(grade) 이다.

융점(Melting point: Min. ℃): 80℃이상

산값(Acid Value: Min./Max.) : 2/10

에스테르값(Ester value) : 75/85

색상(Color) : Light Yellow / Dark Yellow

본 발명에서 상기 카나우바 왁스는 다른 합성 왁스나 석유계 왁스에 비해 천연의 왁스로 환경 친화적일 뿐만 아니라, 그 성능의 우수함이 증명되어 여러 용도로 활용되고 있다. 또한, 다른 천연 왁스에 비해서 그 융점이 높아 사용 후에 피막의 강도가 현저히 우수하고, 고온 및 저온에서도 그 성능이 그대로 유지되는 장점이 있다. 따라서 본 발명에서는 상기 카나우바 왁스를 주성분으로 그 사용량을 0.5 내지 10중량%로 하였고, 이 경우 10중량%를 초과하면 유화가 어렵고 안정성이 저하되는 단점이 있다.

제2성분인 파라핀 왁스(paraffin wax)는 고상 포화 탄화 수소의 혼합물의 일종인 유백색의 왁스로 융점은 등급에 따라 다르나 일반적으로 43-63℃정도이고, 비중(Specific Gravity)은 0.82 정도이며, 자체의 좋은 발수력과 열, 햇빛, 약품 등에 대한 안정성이 우수한 중성 보조제이다.

본 발명에서 상기 파라핀 왁스는 광택과 발수 보조제로 활용되며, 다른 약품이나 햇빛 등에 대해 안정성을 유지하도록 한다. 본 발명에서는 환경 친화적인수용성 왁스를 위해 최소량의 파라핀 왁스를 사용하는 것이 바람직하여, 0.5 내지 4.0중량%를 사용하였다.

제3성분은 유화제로서 황백색의 양이온 계면활성제인 디스테아릴 디메틸 암모늄클로라이드(Distearyl dimethyl ammonium chloride)를 사용하며, 상기 디스테아릴 디메틸 암모늄클로라이드는 유연성, 정전기 방지성, 발수성, 부식 방지성이 우수한 유화제이다. 일반적으로 고형분 70%이상, 아민이 없고(Free amine), 그 염이 2% 정도이고, pH는 6.0∼8.0이다. 본 발명에서는 안정된 유화와 발수, 대전방지기능, 방오성 및 부식방지 기능을 위해 디스테아릴 디메칠 암모니움 클로라이드를 0.5 내지 6.0중량%을 배합하였다. 이때, 상기 사용량이 6.0중량%를 초과하면 점도가 상승하고 유화 안정성이 떨어지는 경향이 있다.

제4성분은 다른 유화제로서, 비이온 계면활성제인 탄소수가 12에서 18인 천연 지방산 아민(에틸렌옥사이드(EO) 부가 몰수 n이 2에서 10사이인 화합물)중 1종 이상의 혼합물을 사용한다. 대표적인 스테아릴 아민((EO)₂)의 특징은 외관이 백색 고상이고, HLB 4.9 색상이 G, 5max. pH가 8∼10이고, 비중이 0.89정도이다. 일반적으로 유화제, 대전방지제, 부식 방지제 등으로 사용된다. 그 밖에 바람직한 지방산 아민으로는 라우릴 아민 등이 있다.

본 발명에서는 다른 유화제로서 석유계 비이온 계면 활성제를 사용하지 않고, 천연 지방산 유도체인 지방산 아민 EO부가물 중에서 1종 이상 혼합 사용하여, 유화와 가용성을 가지도록 부가하고 또 그 자체 기능인 부식방지 기능과 대전방지기능을 고려하여 0.5 내지 8.0중량%를 배합하였다. 상기 지방산 아민의 사용량이 0.5중량% 미만이면 왁스의 유화능, 부식방지 기능 및 대전방지능이 떨어지고, 8.0중량%를 초과하면 유화가 어려운 경향이 있다.

제5성분인 다가 알코올은 가용성과 동결방지 기능이 우수한 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 중 1종 이상을 혼합하여 사용하고, 그 사용량을 0.5 내지 16.0중량%로 하여 왁스의 동결 온도를 영하 이하로 유지하도록 배합하였다.

본 발명에 따르면, 상기 성분들과 함께 나머지(밸런스) 성분으로 정제수를 혼합하여 100중량%를 맞춘다. 이와 같이, 본 발명의 조성물은 환경 친화적 물질인 고융점 천연왁스와 천연 지방산화합물을 주성분으로 하여 환경 친화적이고 광택과 발수, 안정성 등이 우수하고, 대전방지성, 부식방지성을 부가하여 자동 세차기 설비와 차체의 금속 접촉 부분의 수명을 보호할 수 있다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만, 하기 실시예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

카나우바 왁스 5중량%, 파라핀 왁스 2중량%, 디스테아릴 디메틸 암모늄클로라이드 3중량%, 지방족 아민 중 라우릴 아민 EO 부가물 4중량% 및 스테아릴 아민 EO 부가물 3중량%를 가열 용기에서 90℃ 이상으로 가열 용융 혼합하고, 정제수 73중량%를 별도로 90℃가 되도록 가열한 후, 정제수를 서서히 가열된 왁스류에 교반하면서 첨가한다. 처음엔 점도가 형성되므로 강하게 교반하고, 계속 정제수를 첨가하여 유동성 있는 투명한 액상으로 변할 때 남은 정제수를 가한다. 교반을 계속하면서 냉각하여 45℃ 이하가 되면 에틸렌 글리콜 10중량%, 필요에 따라, 색소, 향 등을 넣고, 교반하여 35℃ 이하에서 여과 포장하여 본 발명의 조성물을 얻는다.

실시예 2

카나우바 왁스 3중량%, 파라핀 왁스 2중량%, 디스테아릴 디메틸 암모늄클로라이드 4중량%, 지방족 아민 중 라우릴 아민 EO 부가물 2중량% 및 스테아릴 아민 EO 부가물 2중량%를 가열 용기에서 90℃ 이상으로 가열 용융 혼합하고, 정제수 79중량%를 별도로 90℃가 되도록 가열한 후, 정제수를 서서히 가열된 왁스류에 교반하면서 첨가한다. 처음엔 점도가 형성되므로 강하게 교반하고, 계속 정제수를 첨가하여 유동성 있는 투명한 액상으로 변할 때 남은 정제수를 가한다. 교반을 계속하면서 냉각하여 45℃ 이하가 되면 에틸렌 글리콜 4중량%, 프로필렌 글리콜 4중량%, 필요에 따라, 색소, 향 등을 넣고, 교반하여 35℃ 이하에서 여과 포장하여 본 발명의 조성물을 얻는다

실시예 3

본 발명에 따른 조성물의 효과를 측정하는 방법으로 KSM 2741의 광택 증가도, KSM 2741의 내수광택도 등이 있으나, 보다 정확한 효과 측정을 위하여 현장에서 자동세차기를 이용한 실차 실험에 의한 광택 및 발수 효과를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

광택 및 발수 효과

시중 제품 1

시중 제품 2

실시예 1 조성물

실시예 2 조성물

1회

2회

3회

평균

1회

2회

3회

평균

1회

2회

3회

평균

1회

2회

3회

평균

광택

×

△

◎

○

◎

○

◎

발수

△

○

△

◎

○

◎

○

◎

*** 시험 및 평가 방법 ***

자동세차기를 이용한 실차 실험 (광택 및 발수효과)(자체시험 규정)

1. 자동세차기의 기종 : 문형(동양기전 PROMEⅡ) 및 터널형(동양기전 FANTASIA)자동 세차기

2. 시험 방법 : 본 발명의 실시예 및 비교예 조성물을 자동세차기의 광택제 흡입구에 차례로 장치하여 광택공정을 진행하며 광택처리된 자동차 표면의 광택과 발수성을 육안으로 관찰하며 기록한다.

3. 평가 방법 : 광택 공정과 건조 공정이 진행된 이후에,

· 차량 도장면에 육안광택과 발수성이 현저히 불량하고, 건조공정 후 도장면에 물기가 많이 남아있는 경우 : × 로 표기

· 차량 도장면에 육안광택과 발수성이 양호하고, 건조공정 후 도장면에 물기가 약간 남아있는 경우 : △ 로 표기

· 차량 도장면에 육안광택과 발수성이 우수하고, 건조공정 후 도장면에 물기가 거의 남아있지 않을 경우 : ○ 로 표기

· 차량 도장면에 육안광택과 발수성이 매우 우수하고, 건조공정 후 도장면에 물기가 거의 남아있지 않을 경우 : ◎ 로 표기한다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고융점 천연 왁스와 천연 지방산 화합물을 이용하는 조성물은 환경 친화적이고, 광택과 발수, 안정성 등이 우수하고, 대전방지성, 부식방지성을 부가하여 자동 세차기 설비와 차체의 금속 접촉 부분의 수명을 보호하는 우수한 수용성 왁스 조성물이다.

Claims

카나우바 왁스 0.5 내지 10.0중량%, 파라핀 왁스 0.5 내지 4.0중량%, 디스테아릴 디메틸 암모늄클로라이드 0.5 내지 6.0중량%, 탄소수가 12에서 18인 천연 지방산 아민(에틸렌옥사이드(EO) 부가 몰수 n이 2에서 10사이인 화합물)중 1종 이상의 혼합물 0.5 내지 8.0중량%, 다가 알코올 0.5 내지 16.0중량% 및 나머지는 정제수를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동세차기용 환경 친화적 수용성 왁스 조성물.
제1항에 있어서, 상기 천연 지방산 아민이 스테아릴 아민, 라우릴 아민 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 자동세차기용 환경 친화적 수용성 왁스 조성물.
제1항에 있어서, 상기 다가 알코올이 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 자동세차기용 환경 친화적 수용성 왁스 조성물.