세탁 세제

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배경

최초의 비누는 고대에 다양한 방법을 통해 제조되었으며, 가장 일반적으로 지방과 재를 끓여서 만들어졌습니다. 고대 바빌론에서 유적지를 발굴한 고고학자들은 그러한 비누가 기원전 2800년까지 사용되었다는 증거를 발견했습니다. 서기 2세기까지 로마인들은 정기적으로 비누를 만들고 있었는데, 아마도 훨씬 더 일찍 생산을 시작했을 것입니다.

유럽에서는 중세 시대에 비누 사용이 감소했습니다. 그러나 15세기에 이르러 그 사용과 제조가 재개되었고 스페인 카스티야에서 생산된 올리브 오일 기반 비누가 알려진 세계의 많은 지역에서 판매되고 있었습니다. 오늘날에도 여전히 사용 가능한 카스티야 비누는 고품질 제품이라는 명성을 유지하고 있습니다.

식민지 시대와 18세기 동안 미국인들은 집에서 비누를 만들었으며, 1930년대에 비누 제조가 개인 가정에서 산업으로 전환될 때까지 대부분 계속해서 비누를 생산했습니다. 최초의 세제 또는 인공 비누는 제1차 세계 대전 중 독일에서 생산되었습니다. 1946년에 계면활성제 로 구성된 최초의 세제가 등장했습니다. (표면 작용제 또는 비누) 및 빌더 (계면활성제의 성능을 향상시키고 다른 방식으로 세탁 과정을 보다 효과적으로 만드는 화학물질). 경제적 번영과 비교적 저렴한 세탁기 개발에 힘입어 제2차 세계 대전 이후 세제 판매가 급증했습니다. 1953년에는 미국에서 비누 판매를 능가했습니다.

원자재

사람들은 일반적으로 세탁 세제를 "비누"라고 부르지만 실제로는 비누와 매우 유사한 기능을 하는 합성 합성물이며 몇 가지 주요 개선 사항이 있습니다. 각 비누 분자는 두 가지 중요한 기능을 수행하는 탄화수소 사슬과 카르복실기(지방산)로 구성되어 있기 때문에 비누가 깨끗합니다. 비누 분자의 카복실레이트 말단은 친수성으로 물에 끌리는 반면 분자의 탄화수소 말단은 소수성(물에 반발)이면서 먼지에 있는 기름과 그리스에 끌립니다. 비누 분자의 소수성 말단은 흙에 붙지만 친수성 말단은 물에 붙습니다. 분자의 카르복실레이트 말단에 부착된 먼지는 화학적으로 세탁할 옷에서 세탁물로 끌어당겨집니다. 옷을 적절하게 휘젓고 헹구면 세척 과정이 더욱 빨라집니다.

비누를 사용하여 세탁물을 청소할 때 가장 큰 어려움은 칼슘, 마그네슘, 철, 망간과 같은 천연 미네랄이 풍부한 경수에서 사용할 때 나타납니다. 이러한 화학 물질이 비누와 반응하면 침전물이라고 하는 불용성 응유를 형성합니다. 헹구기 어려운 침전물은 옷에 눈에 띄는 침전물을 남기고 천을 뻣뻣하게 만듭니다. 특별히 단단하지 않은 물도 시간이 지나면 결국 침전물을 생성합니다.

비누에 사용되는 탄화수소는 일반적으로 식물이나 동물에서 유래하지만 세제에 사용되는 탄화수소는 원유에서 파생될 수 있습니다. 처리된 탄화수소에 황산을 첨가하면 비누의 지방산과 유사한 분자가 생성됩니다. 혼합물에 알칼리를 첨가하면 계면활성제 분자가 생성됩니다. 가루세탁세제를 만드는 블렌더 공법에서 계면활성제, 빌더, 재침착방지제, 향료 등의 성분은 믹서에서 함께 혼합되어 컨베이어 벨트로 배출되고 그에 따라 포장됩니다. 이 방법은 소규모 회사에서 선호합니다. 경수의 미네랄과 결합하지 않아 침전물의 축적을 방지합니다.

계면 활성제 외에도 현대 세제에는 몇 가지 다른 성분이 포함되어 있습니다. 가장 중요한 것 중에는 빌더(builders), 여러 목적으로 사용되는 화학 물질이 있습니다. 가장 중요한 것은 계면 활성제의 효율성을 증가시키는 것입니다. 그들은 또한 미네랄을 경수에 격리하여 용액에 보관하여 침전되는 것을 방지합니다. 또한 건축업자는 기름과 그리스를 씻을 수 있는 작은 구체로 유화할 수 있습니다. 규산나트륨과 같은 일부는 부식을 억제하고 세제가 세탁기를 손상시키지 않도록 합니다. 또 다른 빌더는 세척수의 화학적 균형에 기여하여 효과적인 세척에 기여합니다.

현대 세제에는 세탁된 옷에 흙이 침전되는 것을 방지하는 데 도움이 되는 화학 물질인 재침착 방지제를 비롯한 몇 가지 다른 성분이 있습니다. 형광 미백제도 일반적입니다. 눈에 보이지 않는 자외선을 가시적인 청색광으로 변환하여 밝기나 백색도를 유지하는데 도움을 줍니다. 과붕산나트륨과 같은 산소 표백제는 특히 저인산염 또는 인산염이 없는 제품에서 혼합물의 세정성을 향상시킬 뿐만 아니라 일부 유형의 얼룩을 제거하는 데 도움이 됩니다. 황산나트륨과 같은 가공 보조제는 고결을 방지하고 제품 밀도를 표준화하는 데에도 사용됩니다.

효소와 향수는 상업용 세제에서도 발견됩니다. 효소(단백질의 일종)는 얼룩을 분해하여 더 쉽게 제거할 수 있도록 하며 세탁 전에 심하게 더러워진 옷을 처리하는 데 사용되는 다양한 사전 담금 제품의 필수 성분입니다. 향수나 향수는 먼지의 냄새와 세제 자체의 화학 냄새를 덮습니다. 거품 조절제는 세제에서도 역할을 합니다. 거품이 너무 많으면 세탁기에 기계적 문제가 발생할 수 있습니다.

제조
프로세스

건조 세탁 세제를 제조하는 방법에는 세 가지가 있지만 오늘날 일반적으로 사용되는 것은 두 가지뿐입니다. 소규모 회사가 선호하는 블렌더 공정에서 재료는 포장되기 전에 큰 통에서 혼합됩니다. 사용되는 기계는 매우 큽니다. 일반 블렌더에는 4,000파운드(1,816킬로그램)의 혼합 재료가 포함되지만 블렌더는 500~10,000파운드(227~4,540킬로그램) 범위의 하중을 수용할 수 있습니다. 업계 표준에 따르면 이들은 블렌더 공정이 이상적인 소규모 배치입니다. 약간의 침전이 발생할 수 있지만 결과 세제는 고품질이며 다른 공정에서 만든 세제와 경쟁할 수 있습니다. 두 번째로 일반적으로 사용되는 생산 방법은 응집 공정이라고 합니다. 블렌더 공정과 달리 연속 공정이므로 초대형 세제 제조업체에서 선택합니다. 응집 과정은 시간당 15,000~50,000파운드(6,800~22,700kg)의 세제를 생산할 수 있습니다. 세 번째 방법은 건조 재료를 물에 섞어 열풍으로 건조하는 방법입니다. 결과 제품의 품질은 높지만 배기, 재가열 및 공기 재사용과 관련된 연료 비용 및 엔지니어링 문제로 인해 이 방법이 덩어리로 대체되었습니다.

블렌더 과정

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1 먼저 재료를 텀블링 블렌더 또는 리본 블렌더의 두 기계 중 하나에 넣습니다. 사각 상자 모양의 텀블러 블렌더는 외부에서 기계로 돌려서 흔드는 반면, 리본 블렌더는 원통에 칼날이 달려 있어 재료를 긁어 섞는다. 블렌더 내부의 재료가 섞이면 볼 바닥의 문이 열립니다. 블렌더가 재료를 계속 휘젓고 있는 상태에서 믹스가 컨베이어 벨트나 기타 채널링 장치로 흘러가도록 합니다. 그런 다음 벨트는 세제를 공장의 다른 영역으로 이동하여 도매업자나 유통업자에게 배송하기 위해 상자나 상자에 넣을 수 있습니다.

응집 과정

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2 이 방법에서는 세제의 건조 성분을 먼저 Shuggi 응집기 라고 하는 대형 기계에 투입합니다. (Shuggi는 제조업체입니다). 응집기 내부에서 날카롭고 소용돌이치는 칼날이 재료를 미세한 농도로 혼합합니다. 이 과정은 푸드 프로세서 내에서 음식이 질감 처리되는 것과 비슷합니다.

3 건조 성분이 혼합된 후, 액체 성분은 응집기의 벽에 장착된 노즐을 통해 건조 혼합물에 분무됩니다. 혼합이 계속되어 발열(발열) 반응이 발생합니다. 결과 혼합물은 경화되지 않은 젤라틴과 유사한 뜨겁고 점성이 있는 액체입니다.

4 다음으로 액체가 응집기에서 흘러나옵니다. 기계를 떠날 때 자체 열, 공기 노출 및 뜨거운 공기 송풍기로 인해 부서지기 쉽고 부서지기 쉬운 건조 벨트에 수집됩니다. 새로 만든 세제는 분쇄되어 혼합되지 않은 제품의 큰 덩어리가 시장에 나오지 않도록 하는 사이징 스크린을 통과합니다. 이 과정의 결과 혼합 세제의 과립으로 구성된 건조 세제가 생성됩니다.

슬러리 방법

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5 이 과정에서 재료를 물에 녹여 슬러리를 만듭니다. 펌프를 사용하면 뜨겁고 건조한 공기가 콘의 바닥으로 동시에 강제로 유입되면서 원뿔 모양의 용기 상단 내부의 노즐을 통해 슬러리가 분사됩니다. 슬러리가 건조되면 건조 세제의 "구슬"이 콘의 바닥으로 떨어지고 포장을 위해 수집될 수 있습니다.

액체 세제

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6 세제가 분말이 아닌 액체인 경우 모든 성분이 혼합된 후 물과 가용화제로 알려진 다양한 화학 물질로 구성된 용액에 세제를 다시 혼합하기만 하면 됩니다. 가용화제는 물과 세제가 더 완전하고 균일하게 혼합되도록 도와줍니다.

품질 관리

제조업체는 세제의 품질을 지속적으로 모니터링하고 동일한 테스트 방법을 사용하여 신제품의 효과를 평가합니다. 한 가지 방법은 더러워진 천 조각에 빛을 비춘 다음 테스트 세제로 세탁하는 것입니다. 그만큼 액체 세제를 만들기 위해 건조 분말을 물과 화학 물질로 구성된 용액과 다시 혼합하면 됩니다. "가용화제." 이러한 화학 물질은 물과 세제가 더 고르게 섞이도록 도와줍니다. 원래 직물의 샘플에 의해 반사된 양과 비교한 반사된 빛의 양이 청결도의 척도입니다. 98%의 반사율은 상당히 좋은 것으로 간주되며 세제가 제대로 세척되었음을 나타냅니다.

또 다른 방법은 더러워진 다음 세탁한 소량의 재료를 실험실에서 태우는 것입니다. 재의 무게와 연소의 기체 결과의 무게를 합하면 세탁 후 천에 얼마나 많은 먼지가 남아 있는지 알 수 있습니다. 깨끗한 테스트 샘플보다 훨씬 높은 결과는 상당한 양의 먼지가 세탁된 샘플에 남아 있음을 나타냅니다. 당연히 목표는 가능한 깨끗한 대조 샘플의 무게에 가까워지는 것입니다.

부산물

최근 몇 년 동안 세탁 세제 산업은 두 가지 환경 문제에 직면해 있으며 두 가지 모두 성공적으로 처리된 것으로 보입니다. 환경 운동가들은 인산염 건설업자들이 국가의 수로에 다량의 인 화합물을 첨가하는 것을 우려했습니다. 비료 역할을 하는 인은 조류의 성장을 자극했고, 이러한 부자연스럽게 큰 조류 작물은 물에 용해된 산소의 양을 상당히 고갈시켰습니다. 이러한 유리 산소의 감소는 다른 해양 생물에 해를 입히고 정상적인 생태계 패턴을 방해할 위험이 있습니다.

이 문제와 1960년대 후반에 촉발된 환경적 압력 및 입법으로 인해 제조업체는 인산염을 포함하지 않는 효과적인 빌더를 개발하게 되었습니다. 오늘날 많은 주에서 판매되는 세제에는 인산염이 없습니다. 이 조정이 제조 공정의 변경을 수반하지는 않았지만 만족스러운 대안을 고안하는 데 몇 개월이 걸리는 연구 노력이 필요했습니다.

초기 환경 문제는 국가의 수로에 나타나는 과잉 세제 거품의 문제였습니다. 1950년대 초 가정용 세탁기와 세탁 세제의 사용이 폭발적으로 증가했을 때, 세제가 거품의 유일한 원인은 아니었지만 강과 개울에 다량의 거품이 나타나는 경우가 여러 번 있었습니다. 1951년부터 1956년까지 5년에 걸쳐 일반적인 계면활성제인 ABS(alkyl benzene sulfonate)가 거품의 원인이 되는 세제 성분이라는 사실이 밝혀졌습니다. ABS의 복잡한 분자 구조는 세척수가 배출되면 거품이 발생하지 않을 만큼 빠르게 생분해되지 않습니다. 검증된 대체품을 즉시 사용할 수 없었습니다. 그러나 1956년부터 제조업체는 ABS를 빠르게 생분해되는 LAS(선형 알킬레이트 설포네이트)로 교체했으며 그 이후로 LAS는 세제의 주요 발포제가 되었습니다.