세척제: 용제 기반 세척제 vs 수용성 세척제

용제 기반 세척제 vs 수용성 세척제

세척제는 자동차·식품 공장과 같은 제조 현장부터 레스토랑·호텔 등 서비스 업계에 이르기까지 폭넓게 사용됩니다. 세척제는 크게 용제 기반 세척제와 수용성 세척제로 나눌 수 있는데, 두 가지의 차이는 무엇일까요? 이번 글에서는 각각의 작동 원리와 장단점을 함께 살펴보겠습니다.

용제 기반 세척제 (Solvent-Based Cleaners)

용제 기반 세척제는 말 그대로 용제를 주성분으로 사용하는 세척제입니다. 사용되는 용제의 종류에 따라 성질이 달라지며, 에어로졸 타입 부품 세척제에는 에탄올 같은 알코올류나 헥세인 같은 석유계 성분이 주로 포함됩니다. 이 성분들은 물로는 잘 제거되지 않는 기름, 오일, 찌든 때를 효과적으로 제거합니다.

그 원리는 ‘극성(Polarity)’이라는 액체의 성질에 기반합니다. 전자가 고르게 분포된 분자는 비극성 분자로 기름과 잘 섞이는 친유성을 가지며, 전자가 불균등하게 분포된 분자는 극성 분자로 물과 잘 섞이는 친수성을 가집니다. 예를 들어, 헥세인은 비극성 분자로 기름 오염을 녹여 제거하는 데 효과적입니다. 반면 알코올류는 친수성과 소수성 구조를 동시에 가져 물과 기름 모두와 잘 섞이는 특징이 있어 다양한 상황에서 활용됩니다.

용제 기반 세척제의 장단점

용제 기반 세척제는 여러 가지 장점과 단점을 가지고 있습니다. 일반적인 장점은 다음과 같이 정리할 수 있습니다.

• 오염을 빠르게 제거할 수 있음

• 건조 시간이 짧음

• 녹 발생 위험이 적음

• 일부 제품은 전자기기에 사용 가능

먼저, 용제 기반 세척제는 수용성 세척제에 비해 오염을 훨씬 빠르게 제거할 수 있습니다. 이 때문에 가벼운 오일 얼룩을 자주 닦아내야 하는 현장에서는 대용량 부품 세척제와 함께 닦는 천을 충분히 비치해 두는 경우가 많습니다. 또 다른 큰 장점은 성분에 따라 다소 차이는 있지만, 사용 후 표면에서 빠르게 증발한다는 점입니다. 따라서 별도의 꼼꼼한 닦음 작업이 필요하지 않습니다. 반면 수용성 세척제는 사용 후 닦아내야 하고, 조성에 따라서는 녹을 유발할 수도 있는데 이러한 문제는 용제 기반 세척제에는 해당되지 않습니다.

또 하나의 독특한 장점은 전자기기 세정이 가능하다는 점입니다. 수용성 세척제는 사용할 수 없는 전자 장비도, 성분을 잘 선택한다면 용제 기반 세척제를 활용할 수 있습니다. 일부 성분은 회로 기판에 영향을 줄 수 있으므로 주의가 필요하지만, 오일 미스트 등으로 오염된 전자기기를 청소할 때 이상적인 선택이 될 수 있습니다.

반대로 용제 기반 세척제의 단점은 다음과 같습니다.

• 인화성이 있는 경우가 많음

• 보관량에 제한이 있을 수 있음

• 작업자의 건강에 대한 우려 존재

용제 기반 세척제는 유기물질이기 때문에 대체로 인화성이 있습니다. 따라서 인화성이 높은 일부 성분은 소방법에 따라 보관 수량이 제한되며, 한 장소에 저장할 수 있는 양에 한계가 생길 수 있습니다. 또한揮 발성이 높다는 특징은 작업 시간을 줄여주는 장점이 있지만, 동시에 작업자가 용제 증기에 노출될 위험도 높입니다. 더 나아가 일부 용제 기반 세척제에는 잠재적 발암물질로 분류된 성분이 포함되기도 합니다. 이 때문에 최근에는 작업자의 건강을 보호하기 위해 해당 세척제 사용을 줄이거나 대체하려는 기업들이 늘어나고 있습니다.

수용성 세척제 (Water-Based Cleaners)
이름에서 알 수 있듯이, 수용성 세척제는 물에 녹는 성분으로 만들어집니다.
앞서 설명했듯이, 그리스나 오일과 같은 기름 성분의 오염물은 물에 저절로 녹지 않습니다. 따라서 수용성 세척제는 용제 기반 세척제와는 다른 방식으로 이러한 오염물을 제거합니다.
그렇다면, 수용성 세척제는 구체적으로 어떤 방식으로 때와 기름을 제거할까요?

계면활성제의 역할

수용성 세척제에는 보통 계면활성제(surfactant) 라 불리는 성분이 들어 있습니다. 이 용어가 다소 생소할 수 있지만, 사실 계면활성제는 비누, 바디워시, 가정용 세제 등 우리가 일상에서 사용하는 제품의 주요 활성 성분입니다.

계면활성제는 두 가지 서로 다른 부분으로 이루어진 구조를 가지고 있습니다. 하나는 물을 끌어당기는 친수성 머리(hydrophilic head) 이고, 다른 하나는 기름을 끌어당기거나 물을 밀어내는 친유성 꼬리(lipophilic or hydrophobic tail) 입니다.

세척제 속 계면활성제는 다음과 같은 과정을 통해 기름 성분의 오염물을 제거합니다.

1️⃣ 계면활성제 분자의 소수성 꼬리는 물속에서 불편함을 느끼기 때문에 기름 오염물에 끌려가며 그 주변에 모이기 시작합니다.

2️⃣ 계면활성제 분자들이 기름을 둘러싸면서 표면으로부터 분리해 들어 올립니다. 더 많은 분자들이 모일수록 기름을 더욱 완전히 감싸게 됩니다.

3️⃣ 결국 기름은 계면활성제 분자들에 의해 완전히 둘러싸여, 마이셀(micelle) 이라 불리는 구형 구조를 형성합니다. 이 상태에서 기름은 물 속에 분산됩니다.

이 과정의 효율은 물의 온도에 크게 영향을 받습니다. 예를 들어, 온도가 낮아 기름이나 지방이 굳어버리면 계면활성제가 오염물을 물에 잘 분산시키지 못해 제거가 어려워집니다. 이는 집에서 카레를 끓인 뒤 냄비를 씻을 때와 비슷합니다. 차가운 물과 세제만으로는 잘 닦이지 않지만, 따뜻한 물을 사용하면 훨씬 쉽게 닦이는 이유는 지방이 낮은 온도에서 굳어버리기 때문입니다.

반대로 온도가 지나치게 높을 경우에도 계면활성제의 작용이 방해를 받을 수 있습니다. 계면활성제의 종류에 따라 매우 높은 온도에서는 물에 대한 용해도가 떨어지거나, 분자의 운동이 지나치게 활발해져 마이셀 형성이 제대로 이루어지지 않을 수 있습니다.

따라서 수용성 세척제를 효율적으로 사용하기 위해서는 세척제의 종류와 오염물의 특성에 맞는 적절한 온도를 선택하는 것이 중요합니다.

수용성 세척제의 장단점

수용성 세척제 역시 여러 가지 장점과 단점을 가지고 있습니다. 일반적인 장점은 다음과 같습니다.

• 비인화성이어서 안전함
• 필요에 따라 물에 희석해 사용 가능함
• 작업자의 화학물질 노출 위험이 상대적으로 낮음

수용성 세척제는 용매로 물을 사용하기 때문에 인화성 문제가 없습니다. 따라서 불꽃이나 열원이 있는 환경에서도 안전하게 사용할 수 있으며, 소방법상 보관 수량 제한도 적용되지 않습니다. 세정력은 농도가 높을수록 강해지지만, 고농도가 필요하지 않을 때는 물에 희석해 사용할 수 있다는 점도 장점입니다. 고성능·고가의 세척제라 하더라도 적절히 희석해 사용하면 비용 절감 효과를 크게 얻을 수 있습니다.

또한 용제 기반 세척제와 달리 휘발성이 없어 작업자가 세척제에 직접 노출될 가능성을 줄여줍니다. 최근에는 작업장 건강영향평가가 의무화되면서, 노출을 더 잘 관리할 수 있다는 점에서 수용성 세척제가 매력적인 대안으로 주목받고 있습니다.

반면 수용성 세척제의 단점은 다음과 같습니다.

• 용제 기반 세척제에 비해 오염 제거 속도가 느림

• 세정 후 헹굼 및 건조 과정이 추가로 필요함

• 금속 표면에 녹 발생 위험이 있음

앞서 설명했듯이 용제 기반 세척제와 수용성 세척제는 세정 메커니즘이 다르기 때문에, 수용성 세척제는 상대적으로 오염 제거 시간이 오래 걸립니다. 또 세척제 성분이 물에 녹아 있기 때문에 사용 후에는 반드시 헹구거나 닦아내야 하고, 금속 표면에 물이 남으면 녹이 발생할 수 있어 철저히 건조하는 과정이 필요합니다. 이러한 단점들은 다양한 대책으로 보완할 수 있지만, 새로운 장비 도입이나 추가 공정이 요구되는 경우가 많아, 용제 기반 세척제에서 수용성 세척제로 전환할 경우 전체 세정 프로세스에 시간이 더 걸리는 것이 일반적입니다.

결론

이번 글에서는 용제 기반 세척제와 수용성 세척제의 차이를 정리했습니다. 세척제를 선택할 때는 각 제품의 장단점을 이해하고, 안전성·현장 적용성·비용 효율성 등을 종합적으로 고려해 가장 적합한 솔루션을 선택하는 것이 중요합니다.

NCH Asia Pacific은 용제 기반 세척제, 수용성 세척제는 물론 비산을 최소화한 부품 세정 시스템까지 폭넓은 솔루션을 제공하고 있습니다. 숙련된 산업 유지보수 전문가들이 고객 현장에 최적화된 세정 솔루션을 제안해 드립니다.