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안경렌즈 클러너의 세정작용
  • 강현식 교수
  • 등록 2015-12-16 16:28:09
  • 수정 2015-12-17 00:44:05

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  • 안경원의 주력 상품으로 안경렌즈 클리너 계속 발전 중
  • 초음파 세척기 이용 시에는 계면활성제 함유한 세정제 사용해야

■ 머리말

안경렌즈 클리너의 주변에 변화가 일기 시작하였다. 이전에는 틈새시장의 상품으로 취급되어 왔던 클리너(세제)가 오늘날에는 점차 주력상품으로 발돋움하기 시작하였다.


안경원을 대상으로 한 마켓전략은 서서히 클리너의 소비를 부추기고 있기 것 같다. 이와 때를 같이해서 안경렌즈 클리너의 성분으로 알려진 알칼리성 이온수 세제와 계면활성제계 세제가 어떻게 다른지에 관해서 살펴보는 것도 유익하다고 생각한다.


■ 세제(detergent)란?

세제란 ‘고체 또는 개체의 표면에 부착된 때(더러움)를 제거하고 세정(washing)할 목적으로 사용되는 물질의 총칭’이라고 정의한다. 세제는 사용목적에 따라 다음과 같이 크게 나눈다.


① 알칼리성 세제 : 무기알칼리염, 유기아민류 등

② 계면활성제계 세제 : 바이온계, 음이온계, 양이온계, 양이온계, 양성계 등

③ 산성 세제 : 황산, 초산 등

④ 유기용제계 세제 : 알콜, 케톤, 에스테르, 석유계용제 등


알칼리성 세제는 알칼리의 비누화작용에 의해서 유지류(油脂類)를 분해시켜 제거할 목적으로 사용하는 것으로 강알칼리성 세제는 피부의 PH가 약산성이므로 인체에 미치는 영향이 크다.


또 계면활성제계 세제는 계면활성제의 특성인 침투•분산•유화(乳化)•흡착•가용화(可溶化) 등의 작용에 의해서 때를 제거한다.


■ 알칼리성 이온수 세제


알칼리 이온수는 이온수 제조기를 사용해서 물을 전기분해 시켜 제조한다.


이온교환막을 격막으로 해서 소량의 전해질(電解質)을 첨가한 후 물을 전기분해하면 양극조(陽極槽)에서는 높은 수소이온농도(PH값이 낮음)의 강산성 이온수를 생성하고, 동시에 음극조에서는 높은 수산기 이온(OH-) 농도(PH값이 높음)의 강알칼리성 이온수가 생성된다.


전기분해할 때 양극조의 강산성이온수는 그 중에 들어 있는 활성산소차아염소산의 작용으로 살균•소독제로 이용되고, 강알칼리성 이온수는 알칼리의 비누화작용(검화작용)에 의해서 유지막 등의 때를 제거할 목적으로 세제로써 이용되고 있다.


알칼리성 이온수 세제의 특징과 문제점은 <표 1>과 같다.


■ 알칼리 성분의 효능과 세정작용


알칼리 성분의 때 제거 작용은 주로 비누화능력(검화능력)에 의한 것이며, 때 성분의 비누화 및 용화 등 화학적 작용에 의해서 때를 피세체(被洗體)에서 이탈시킨다.


이탈된 때는 용액 중에서 때 입자의 가전(架電)에 의한 반발, 반데르 발스 힘(van der Waals force;전기적으로 중성인 분자 간에 작용하는 힘)에 의해서 전기유통을 하고 있어 입자 간의 응집, 침강을 일으켜 물리적으로 제거하지 않을 경우에는 피세체에 다시 부착할 가능성이 있다.



■ 계면활성제계 세제란?

계면활성제는 표면활성제라고도 한다. 영어로는 ‘surface active agent’라고 한다.


물에 전해질인 약품을 넣으면 일반적으로 표면장력이 약간 증가하고 따라서 제품(피세체)과 액과의 접촉상태가 완전하지 않으므로 그 약품의 작용이 충분히 이루어지지 않게 된다.


이때 계면활성제의 일정량을 넣게 되면 액의 표면장력(계면장력)이 감소되어 제품과 약품의 접촉이 좋아져서 약품의 사용목적을 쉽게 달성할 수 있다. 그런데 이때 계면활성제를 필요 이상으로 넣으면 효과가 증가하지 않고 오히려 해롭게 될 때가 있다.


계면활성제는 석유계에서 합성된 것과, 동식물계에서 합성된 것이 있는데 동식물계는 생분해성이 높다.


이러한 계면활성제는 음이온계, 양이온계, 비이온계, 양성계로 크게 나눌 수 있는데 그 특징은 모두 계면(표면)장력의 저하능력•흡착능력•침투성을 높인다. 계면활성제계 세제는 이러한 특성으로부터 다음과 같은 특징을 가졌다고 말할 수 있다.


① 계면장력 저하능력에 의해서 때와 개체의 부착면에 쉽게 침투해서 때와 개체(피세체) 사이의 물리적 결합을 절단해서 때를 유리시킨다.

② 때를 흡착하는 용액 중에 안정한 상태로 유지되어 때의 재부착을 방지한다.

③ 세정효율을 높인다.


■ 계면활성제

(1) 계면활성제의 효능


계면활성제는 수액액 중에서 용질이 기체-액체, 액체-액체, 액체-고체의 계면에 부착되어 그것들의 계면성질을 현저하게 변화시키는 성질을 계면활성이라고 하는데 분자 중에 친수기(親水基)와 소수기를 가지고 있어서 현저한 계면활성을 나타내는 물질을 말한다.


계면활성제는 물에 용해되었을 때의 이온성 및 계면활성을 나타내는 이온(양이온•음이온) 등에 의해서 <표 2>와 같이 분류한다.


(2) 계면활성제의 분류

계면활성제에는 다음과 같이 4종류가 있다.


① 음이온 활성제

계면활성제 분자 중의 수소기(hydrophobic group)가 음이온이 되고, 친수기(hydrophilic group)가 양이온으로 된 활성제를 말한다. 예를 들면 고급알콜황산에스테르염(ROSO₃-Na+), 알킬아미드술폰산염 등이 이에 속하며 일반 합성세제로써 많이 이용된다.


② 양이온 활성제

수소기가 양이온을 이루고 있는 활성제이며 아민계[R•N+-(CH₃)₃-Cl-]가 주로 이용된다.


③ 비이온 활성제

수용액 중에서 이온화하지 않은 활성제를 말하며 알킬, 페놀축합물, 고급알콜축합물 [RH-O(C₂H₄O)nH] 등이 이에 속한다.


④ 양성 활성제

한 개의 분자 중에 두 가지 이온을 가진 것을 말하며, 예를 들면 알킬술폰벤젠디메틸암모늄염 [RO+(CH₃)₂CH₂ SO₃-]등이 있다.

(3) 세정작용

계면활성제계 세제가 때를 제거시키는 세정작용은 계면활성제의 표면장력(계면장력) 저하능력, 흡착능력 등에 의해서 다음과 같은 현상을 일으키기 때문이다.


① 세정액이 피세체-때의 계면에 침투한다.

② 피세체-때 사이의 계면 자유에너지(일에 이용할 수 있는 에너지)를 저하시켜 기계적 작용 또는 피세체와 때와의 계면 전위차 등에 의해서 적체성분(滴體成分)의 미립화가 일어나 이탈된다.

③ 유리(遊離)된 때와 세정물(洗淨物)에 세정 중의 계면활성제가 흡착되어 재부착 되는 것을 방지한다.

안경렌즈 클리너에 배합하는 계면활성제는 화장품 원료 기준 내에 들어가는 품목(세안용, 두발용, 바디용)을 사용하는데, 화장품 원료기준(화장품에 배합가능한 원료기준) 품목은 약 600개 정도이며, 이중 약 130개 품목이 화장품 원료기준에 적합한 품목이다.


이러한 계면활성제의 최대 무작용(無作用)량은 151~300㎎/㎏이다. 이것은 체중 1㎏당 계면활성제 150~300㎎/㎏을 식품에 혼합하고 섭취했을 때 동물이 독성에 의한 영향을 받지 않는다는 것을 의미한다.


현재 계면활성제는 화장품, 부엌용품, 세탁용품, 주택 가구용품 등 모든 분야에서 법규제 하에 안전성을 검증한 후 사용하고 있으며, 최근에는 바이러스에 강한 성질을 가지고 있는 것도 판명되었다.


세제로써 계면활성제를 사용할 경우 중요한 것은 배합하는 계면활성제의 종류•품목 및 배합비에 있다고 말할 수 있다.


■ 맺는말

안경원에서는 초음파 세척기를 이용해서 안경렌즈를 세척한다. 이때 수돗물만을 넣고 사용하는데 이러한 경우에는 세정능력이 낮다.


계면활성제가 들어 있는 세정제를 수돗물에 용해시킨 후 초음파(超音波)를 이용해서 세정하는 것이 효과적이다. 그리고 맑은 물로 헹궈야 한다.


또 세정액은 종종 새로 준비해서 교체하는 것이 위생적이고 세정효과도 높아진다. <끝>

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