세제용 카르복시메틸셀룰로오스(CMC): 등급과 투입량

카르복시메틸셀룰로오스(CMC)는 재오염 방지제로 세탁 세제에 첨가됩니다. CMC는 면 섬유와 직물에서 떨어져 나온 오염 입자에 흡착하며, CMC가 띠는 음전하가 이 오염물을 세탁수 중에 현탁 상태로 유지하여 옷에 다시 가라앉지 않게 합니다. 분말 세탁세제에는 경제적인 공업용 등급 CMC를 일반적으로 배합의 0.5–2.0 % 사용하며, 순도는 약 55–70 %, 치환도(DS)는 0.4–0.6입니다. 액체 세제와 비누에는 주로 증점 목적으로 고순도 등급을 사용합니다. CMC는 면 및 면 혼방에는 효과가 있지만 폴리에스터에는 효과가 없으므로, 혼합 세탁물용 세제는 CMC를 오염 탈리 폴리머와 함께 사용합니다.

CMC가 오염 재부착을 방지하는 원리

세탁 중에 계면활성제와 빌더는 점토, 그을음, 안료 같은 입자성 오염을 직물에서 떼어 냅니다. 별도의 조치가 없으면 그중 일부가 다시 부착되어 흰 면직물이 서서히 회색으로 변합니다. CMC는 음이온성으로, 알칼리성 세탁수 중에서 카르복실레이트기가 음전하를 띱니다. CMC는 그 자체가 셀룰로오스인 면과 현탁된 오염물 양쪽에 흡착하므로, 두 표면이 같은 전하를 띠어 서로 반발합니다. 오염물은 세탁액 중에 머물다가 헹굼물과 함께 배출됩니다.

이 효과는 반복 세탁을 거치며 누적되므로, 단 한 번의 세탁에서의 얼룩 제거가 아니라 여러 사이클에 걸친 백색도 유지로 측정합니다. CMC는 유성 오염과 폴리에스터 같은 소수성 합성섬유에는 효과가 거의 없으므로, 혼합 세탁물용 세제는 그 역할을 하는 오염 탈리 폴리머와 CMC를 함께 사용합니다.

세제별 CMC 등급 선택

공업용 등급 또는 고순도 CMC?

순도는 건조 제품 중 반응에서 남은 염화나트륨과 글리콜산 나트륨이 아닌 카르복시메틸셀룰로오스 나트륨(CMC)이 차지하는 비율입니다. 분말 세탁세제에는 이미 황산나트륨, 탄산나트륨 및 기타 염이 들어 있으므로 이러한 부산물이 해가 되지 않으며, 공업용 등급으로 더 적은 비용에 같은 재오염 방지 효과를 얻을 수 있습니다. 액체 제품에서는 염이 점도, 투명성 및 안정성에 영향을 주므로 액체 세제와 비누에는 정제 등급을 사용합니다.

CMC 첨가량

일반적인 분말 세탁세제에는 공업용 CMC가 0.5–2.0 % 들어갑니다. 농축형·프리미엄 분말 세제와 경수용 또는 오염이 심한 면직물용 배합은 이 범위의 상단에 해당합니다. 공업용 등급은 순도 55–70 %로 판매되므로 유효 성분 함량을 기준으로 등급을 비교하십시오. 순도 60 % 등급을 1 % 첨가하면 카르복시메틸셀룰로오스 나트륨이 약 0.6 % 공급됩니다.

액체 세제에서는 원하는 점도에 따라 첨가량이 정해집니다. 자사 베이스 배합에서 단계별 첨가량 시험을 실시하고, 제품을 보관·운송할 온도에서 점도를 측정하십시오. 계면활성제 함량이 높고 수분이 적은 농축형 고세정력(heavy-duty) 액체 세제는 CMC가 용해될 여지가 거의 없으므로, 스케일업 전에 몇 주에 걸쳐 안정성을 확인하십시오.

분말 및 액체 제품에 CMC를 투입하는 방법

• 분무 건조 분말: 건조탑 투입 전 크러처(crutcher) 슬러리에 CMC를 첨가하거나(이때 저점도 등급을 사용하면 슬러리의 펌프 이송성이 유지됩니다), 건조탑을 거친 후 베이스 분말에 건식 혼합하십시오.
• 건식 혼합 분말: CMC를 다른 건조 원료와 혼합하십시오. 과립형 등급은 분진과 편석을 줄입니다.
• 액체 제품: 계면활성제와 염을 넣기 전에 강하게 교반하면서 CMC를 수상에 흩뿌려 투입하거나, 덩어리를 방지하기 위해 프로필렌글리콜이나 글리세린 같은 수혼화성 비용매에 미리 적셔 두십시오.
• 점도를 측정하기 전에 완전히 수화시키십시오. 고점도 등급은 더 오랜 시간이 필요합니다.

재오염 방지 성능 시험 방법

1. 표준 백색 면 시험포를 인공 오염물과 함께 귀사 세제로 세탁하되, CMC를 첨가한 경우와 첨가하지 않은 경우를 비교하십시오.
2. 수질 경도, 온도, 첨가량 및 욕비를 고정한 조건에서 여러 사이클 반복하십시오.
3. 첫 세탁 전과 마지막 세탁 후에 백색도 또는 반사율을 측정하십시오. 감소 폭이 작을수록 재오염 방지 성능이 우수합니다.
4. 혼방 섬유 시장에 판매한다면 폴리에스터 및 면–폴리에스터 시험포를 추가하십시오. 오염 탈리 폴리머가 필요한 지점을 확인할 수 있습니다.

ASTM D4008은 이 시험에 대한 실험실 가이드이며, 중국의 GB/T 13174는 세탁 세제의 세척력과 반복 세탁 성능을 다룹니다. 결과는 사용하는 오염원과 직물에 따라 크게 달라지므로, 등급이나 공급업체를 비교하기 전에 기준 세제와 함께 이러한 조건을 합의해 두십시오.

세제용 CMC 규격 지정 방법

• 건조 기준 순도(유효 성분 함량)와 시험 방법.
• 농도, 온도 및 점도계를 명시한 점도. 세제 등급은 보통 2 % 용액 기준으로 규정합니다.
• DS 범위, pH 및 수분.
• 입도, 또는 생산 라인에서 분진과 흐름성이 중요하다면 과립 형태.
• 모든 로트에 첨부되는 성적서(COA)와 승인된 로트의 보관 시료.