1)수용성이 좋아서 빨리 용해되고 헹구기 쉽다.
2)비누와 달리 칼슘이나 마그네슘 이온과도 침전이 덜 생겨서 경수에도 사용할 수 있다.
3)해수, 산성, 알칼리성에서도 사용할 수 있다.
4)거품이 잘 생기며 침투력이 우수하다.
5)자체가 중성이므로 중성세제를 만들 수 있다.
6)원료가 석유화학 제품이므로 값이 싸고 원료의 제한을 덜 받는다.
2.합성세제의 종류
세탁용 세제는 알칼리성에 따라 약알칼리성, 중성, 다목적세제 등으로 구분되며,성상에 따라 액상과 분말세제로도 분류된다. 하지만 여기서는 저밀도세제, 고밀도세제, 농축세제에 관해 다루기로 한다.
1)저밀도 세제는 50% 정도의 공기층(중공)과 세탁에 큰 역할을 하지않는 황산나트륨 이 희석제로 30%이상 함유되어 있어 부피가 매우 크고 이에 따른 포장비, 운송비(물류비)가 많이 들며 폐기물의 처리등 비경제적인 면이 많으므로
2)열풍건조한 과립상 알갱이를 분쇄하여 중공부분을 없애고 고밀도화한 고밀도 세제(건식중화를 이용한 NTD공법의 경우 분쇄의 필요가 없다)
3)더 나아가 희석제로 쓰인 황산나트륨을 쓰지않고 활성분의 농도를 높인 농축세제 등으로 분류된다. 농축세제는 보존중 덩어리가 생기지 않도록 물에 잘 풀리도록 하는 새로운 기술이 필요하다.
3.합성세제의 주요원료(Surfactant)
1)알킬벤젠술폰산염(ABS, LAS)
ABS(Sodium Alkylbenzene Sulfonate)는 1941년에 개발되어 세제의 훌륭한 원료로서 과거에는 많이 사용하였으나 생분해성이 나빠 환경오염의 원인이 된다는 것이 알려져 사용이 규제되고 있다. 이에 대해 현재 주로 사용하고 이쓴ㄴ LAS(Linear Alkylbenzene Sulfonate)의 경우 직쇄상의 알킬벤젠으로 만들어져 미생물에 의한 분해가 용이하며, 거품이 잘 생기고 소포제로 거품의 제어가 쉽고 세척력이 용이하여 현재 대부분의 합성 세제에 사용된다.
2)알파올레핀술폰산염(AOS)
LAS에 비해 내경수성, 생분해성이 좋고 피부에 대한 자극성이 적어서 많이 사용되며, 효소 활성을 방해하는 일이 적어서 효소세제의 활성분으로 좋다.
3)AE(알콜폴리옥시에틸렌에테르)
비이온 계면활성제로서 훌륭한 세척력을 지녔을뿐 아니라 생분해성도 좋다.경수와 다른 이온성 조제의 영향을 적게 받으면서 거품발생이 적고 세척력이 좋으며, 저농도에서도 세척력이 뛰어나다. 최근 환경에 때한 관심이 고조되면서 생분해성이 뛰어난 환경친화성 세제의 주원료로 사용된다(한스푼, 비트플러스, 퍼펙트 등)
4.빌더(Builder)
경수를 연화하고 알칼리를 보충하여 계면활성제의 세척작용을 크게 도와주는 원료를 빌더라 한다. 알칼리는 오구중의 불용성 산을 중화하여 용해하고 오구의 분산을 도와주며 재오염을 방지하는 등 세탁작용을 크게 향상시키는 역할을 한다.
1)탄산나트륨(Na2CO3)
소다회라고도 하며, 값이 싸고 알칼리 완충능력이 좋으며 경수 연화능력이 커서 국산 분말세제의 경우 20~30% 정도 사용된다.
2)규산나트륨
적당한 알칼리성과 좋은 완충작용을 가지고 있어서 경수를 연화하고 분산제 역할을 하여 세탁 작용을 도와주며, 금속표면의 부식을 방지하는 효과도 있다.
3)인산나트륨(STPP, Na5P3O10)
2차대전후 합성세제의 발달에 큰 영향을 준 빌더이다.경수를 연화하며, 알칼리성이 그리 높지 않고 좋은 완충작용을 가지고 있다.그리고 오구의 제거와 재오염을 방지하는 등의 세탁효과 향상 뿐 아니라 분말세제에서는 Caking(덩어리로 굳어지는 현상)을 방지하는 역할을 하여 보통 분말세제에 20~40% 배합되기도 하였다.최근에는 인산염에 의한 수중의 부영양화에 따른 환경오염으로 인해 일부국가를 제외하고는 사용되지 않는다.
4)제올라이트(Zeolite)
인산염의 대체 빌더로서 현재 대부분의 제조회사에서 사용하고 있는 원료이다.제올라이트는 알루미노규산나트륨(Sodium Aluminosilicate)으로 천연물을 비롯한 여러 합성품이 있으며, 세제의 빌더로 사용하는 것은 Zeolite 4A형이다.(Na2O·Al2O3·2SiO2·4H2O) STPP에 비해 세척성 및 경수연화능력이 떨어지지만 환경에 대해 안전한 것으로 알려져 있다.
5.기타 첨가제
1)형광증백제
염료와 같이 섬유에 흡착되어 자외선을 흡수하고 청색계 가시광선을 복사함으로써 흰색을 더축 희고 밝게 보이게 한다.
2)효소
계면활성제에 의해 잘 제거되지 않는 피부탄락물, 혈액, 음식물, 곰팡이 등의 단백질 오구의 분해를 위해 사용된다.하지만, 효소의 활성은 pH, 온도, 계면활성제 등의 세탁조건에 큰 영향을 받는다.
3)거품조절제(소포제)
거품은 일반인들에게는 세탁의 효과를 돕는 것으로 알려져 있지만, 세탁효과는 없으며 세탁할 때 거품이 많이 생기면 세탁기에 거품이 넘치고 세탁기에서 물의 소비가 늘어나게 된다.거품은 세탁효과에 도움은 안되지만 일반 가정세탁에 있어서는 거품에 대한 미련을 버리지 못하고 있으므로 거품의 양을 조절해 주어야 한다.소량의 비누를 배합하면 거품의 생성이 억제되며, 소포제로는 Silicon유, 파라핀유 미세실리카분말을 분산시킨 실리콘유 등이 사용된다.
4)황산나트륨(Na2SO4,중성염)
망초라고도 하며 값이 싸고 중성이며 화학적으로 안정하여 분말세제에 5~40%정도까지 배합되었으며, 분말세제에서는 계량이 쉽고, 잘 흐르며, 보존중 덩어리가 생기지 않고 잘 용해되는 등의 사용성이 좋아지도록 하기위해 사용된다.하지만 세척력 향상에 큰 도움이 되지 않으며, 부피가 커서 비경제적인 것으로 지적되어 농축세제에서의 사용량이 감소하는 추세이다.
6.합성세제의 제조
1)분무건조방식(Spray Dry 방식)
스프레이 건조공법은 아직까지 대표적인 세제의 제조공법이다.면저 원료를 약 80도 온도에서 혼합하며 슬러리의 점도나 균질성, 펌핑성(Pumping)을 위해 약간의 물을 첨가하기도 한다. 이 혼합물은 고압의 분사노즐을 통해 분사되며, 열풍에 의해 건조되며 떨어진다. 건조타워의 하단에서 분말은 냉각되어 이송되며 표백제나 효소등이 첨가된다.
2)NTD방식(Non Tower Detergent)
분무건조 방식을 사용하지 않는 NTD공법에 의한 분말세제의 제조는 기존의 분무 건조 방식에 비하여 전력비, 연료비, 환경오염 등의 경제적 부담이 훨씬 줄어들 수 있는 방식이지만, 고도의 기술이 필요하기 때문에 쉽게 적용하기 어려운 것으로 알려져 있다.분체원료와 액상원료의 중화와 입자화가 거의 동시에 순식간에 이루어지기 때문에 적절한 조건을 찾아내는 것이 제조사의 Knowhow이다.현재 국내에서는 LG화학이 96년부터 적용한 이후 현재 애경산업에서도 NTD공법에 의해 제조하고 있다.
7.환경영향
1)생분해성
재래의 비누는 사용후 버리면 미생물에 의해 곧 분해되어 자연정화되는 데 비해 ABS계 세제는 알킬기에 측쇄를 갖고 있어 생분해가 어렵기 때문에 자연정화가 잘 안될 뿐 아니라 하수처리장에서도 분해가 잘 되지 않는다. 하천이나 호수 중에 계면활성제가 축적되어 그 농도가 높아지면 하천이 거품으로 덮여 미관상 좋지 못할 뿐 아니라 이로인해 하천수중으로의 공기용해를 방해하여 용존산소의 부족으로 수중생물의 생존이 어려워지고 하수의 자체정화와 하수처리장에서의 정수를 방해하며 하천에서 상수도용 물을 채수할때 계면활성제가 정수과정에서 제거되지 않으므로 그대로 가정용 상수도에 함유되어 공급되는 등 공해의 원인이 되어 왔으나 LAS가 개발되면서 크게 개선되었다.계면활성제의 생분해성은 종류에 따라 상당한 차이가 있어 LAS보다는 AS, AOS, AES등이 우수하다.우리나라는 1980년 이후 ABS세제의 생산을 중지하여 합성세제의 원료로써 주로 LAS를 사용하게 되어 연성화가 이루어졌다. 최근에는 생분해성이 우수한 비이온계면활성제의 사용으로 1일차 생분해성이 99%이상인 환경친화형 세제(환경마크가 부착도된)도 시판중이다.
2)부영양화
호수나 폐쇄된 바다 등에 질소, 인산, 칼륨 등의 수생식물의 영양이 되는 성분이 과량 유입되면 수중에세 플랑크톤이나 이끼류가 과도하게 되며 이에따른 수중산소의 부족으로 호수가 부패하고 긴세월에 결쳐 이런 현상이 계속되면 결국 호수는 늪,초원을 거쳐 육지로 변하게 된다. 이러한 부영양화의 원인중 하나인 인(STPP)을 포함하고 있는 세제도 부영양화에 영향을 주는 것으로 나타나 우리나라도 1988년 이후 생산되는 모든 제품은 무인산세제 이다.
