에어로졸은 통상 0.1㎜ 이하의 크기로 공중에 부유하는 다수의 고체 혹은 액체 입자로서, 기체를 분산매(分散媒)로 하고 고체나 액체 미립자를 분산질(分散質)로 하는 콜로이드 분산계(分散係)를 말한다. 쉽게 설명하면, 분사제로 사용되는 프로판, 부탄, 디메틸에테르, 프레온등이 분산매이고, 내용물인 살충제나 의약품이 분산질이다. 분산질이 액체인 경우는 안개로, 고체 미립자인 경우는 연기가 되며 보통은 안정성이 좋지 않아서 오래 방치하면 입자의 침강이나 응집이 발생한다. 오염된 대기중에서 볼 수 있는 스모그는 부유성 입자상의 물질을 포함한 일종의 에어로졸이다. 에어로졸은 명확한 틴틀 현상(tyndall phenomenon)을 나타낸다.

  압축된 가스의 충전에 의해 가압된 둘 이상의 성분으로 구성된 제품 (注) 28-oct-91에 따라 압축된 가스를 직접 사용하는 제품(살충제등의 살포기, 보트의 경적기, 연료용캔 등)은 비록 다른 성분이 소량첨가되더라도 DOT 에어로졸에 포함된다.

  일반적인 압력하에서 비등점이 40℃이하인 액체로서 단독 또는 혼합하여 에어 로졸 내용물에 압력을 가하는 것. (注)다음의 분사제는 미국정부의 공고로서 사용이 금지된 분사제들이다.
   (1) CFCs (1978, U.S. EPA와 U.S.FDA)
   (2) HCFCs (1994, U.S.EPA)
   (3) CBFCs (하론) (1994, U.S.EPA)
   (4) Methylene Chloride (U.S.EPA와 U.S.FDA)
   (5) Vinyl chloride (1973, U.S.EPA)

※ 국내의 경우에는 분사제로 독성가스는 사용을 금하고 있으며, 오존파괴 물질인 프레온 가스 등은 몬트리올 의정서에 따라 오존파괴 물질의 규제를 위하여 “오존층 보호를 위한 특정물질의 제조규제 등에 관한 법률”을 1991년 제정하여 프레온 가스 등의 생산과 사용을 규제하고 있다. 아래 표는 몬트리올 의정서에 따른 오존파괴물질의 감축일정이다.

규제물질	선진국	개도국	용도	오존파괴지수	비고
프레온(CFC) (부속서A-Ⅰ)	'96.1.1. 전폐(필수용도 제외	'95~'97 평균 생산·소비량기준 -'99.7.1.이후 동결 -2005.1.1.이후 50%감축 -2007.1.1.이후 85%감축 -2010.1.1.이후 전폐	냉장고, 에어콘냉매, 전자제품 세정제	1
Halon (부속서A-Ⅱ)	'94.1.1.이후 전폐	'95~'97 평균 생산·소비량기준 -2002.1.1.이후 동결 -2005.1.1.이후50% -2010.1.1. 전폐	소화제	3-10
기타 프레온 (부속서B-Ⅰ)	'96.1.1. 전폐	'98~2000 평균 생산·소비량기준 -2003.1.1.이후 20% -2007.1.1.이후 85% -2010.1.1.이후 전폐		1
사염화탄소 (부속서B-Ⅱ)	'96.1.1. 전폐	'98~2000 평균 생산·소비량기준 -2005.1.1.이후 85% -2010.1.1.이후 전폐	CFC의 원료	1.1
메틸크로로포름 (부속서B-Ⅲ)	'96.1.1. 전폐	'98~2000 평균 생산·소비량기준 -2003.1.1.이후 동결 -2005.1.1.이후 30% -2010.1.1.이후 70% -2015.1.1.이후 전폐	금속세정, 드리아클리이닝용 용제	0.1
HBFC (부속서C-Ⅱ)	'96.1.1.이후 전폐 (필수 용도 제외)	'96.1.1.이후 전폐 (필수 용도 제외)	할론대체품	0.02-7.5
Methyl Bromide (부속서 E)	'91 생산·소비량기준 -1999.1.1.이후 25% -2001.1.1.이후 50% -2003.1.1.이후 70% -2005.1.1.이후 전폐 (방역, 선적전 처리 용도 제외)	'95~'98 생산·소비량 기준 -2002.1.1.이후 동결 (방역, 선적전 처리 용도 제외) -2005.1.1.이후 20% -2015.1.1.이후 전폐	농산물검역선적전 처리	0.7	우리나라는 대부분 검역용으로 사용
염화불화탄소 (HCFC) (부속서C-Ⅰ)	'89 HCFC소비량+부속서 A-1 물질소비량의 2.8% 기준 -'96.1.1.이후동결 -2004.1.1.이후 35% -2010.1.1.이후 65% -2015.1.1.이후 90% -2020.1.1. 이후 99.5% -2030.1.1.이후 전폐	2015년 소비량 기준 -2016.1.1.이후 동결 -2040.1.1.이후 전폐	CFC대체품	0.001-0.52

   가. 듀폰사는 1938년부터 분사제를 확인하기 위하여 번호규정을 개발하였으며 간략히 그 기초만 소개하면
         다음과 같다.

상품명	번호규정	분자식
DYMEL A	Dimethyl Ether	CH3-O-CH3
DYMEL 152	Fluorocarbon-152a	CH3-CHF2
DYMEL 134	Fluorocarbon-134a	CH2F-CF3

   DYMEL : 듀폰의 탄화불소계(fluorocarbons)의 상표명임

- 번호규정에서 첫 번째 자리는 탄소원자수에 1을 뺀 수를 표시함
- 번호규정에서 마지막 자리는 불소의 수를 표시함
- 번호규정에서 ‘a’는 비대칭(asymmetric)을 표시한다.
  HFC 152a의 분자식에서 CH2F-CH2F가 아닌 CH3-CHF2로 비대칭이다.

나. 필립스 석유회사 1954년에 필립스 석유회사는 탄화수소계의 등급과 번호규정을 개발하였다.
     A = 에어로졸 등급 (최소 순도 95 몰%, 보통은 97 몰%정도임)
     숫자 = 21℃에서의 압력(단위 : psi)

(1) 단일 분사제 :
          A-17 = n.
       부탄 A-31 = iso.
       부탄 A-108 = 프로판

(2) 혼합 분사제
     (가) 프로판과 iso.  부탄의 혼합물
        A-46 = 15.1 wt% 프로판과 84.9 wt%의 iso.부탄
        A-70 = 41.9 wt% 프로판과 58.1 wt%의 iso.부탄
        A-85 = 62.7 wt% 프로판과 37.3 wt%의 iso.부탄
     (나) iso.부탄 대신 n.부탄이 프로판과 혼합될 때는 ‘A’에서 ‘B’로 바뀐다.
        B-46 = 26.1 wt%의 프로판과 73.9 wt%의 n.부탄
        B-70 = 50.7 wt%의 프로판과 49.3 wt%의 n.부탄
      (다) 이성의 부탄간에 자연스런 혼합물과 프로판과의 혼합물은 BIP로 나타낸다.
        BIP-24 = 40 wt% iso.부탄과 60 wt%의 n.부탄
        BIP-46 = 31.1 wt%의 iso.부탄, 46.6 wt%의 n.부탄,
        22.3 wt%의 프로판
        BIP-70 = 20.8 wt%의 iso.부탄, 31.3 wt%의 n.부탄,
        47.9 wt%의 프로판

※ 위의 분사제를 선택하여 사용하는 곳은 북미지역에 한정된다.

   80년대까지는 주로 프레온이 분사제로 사용되었으나, 오존층 파괴로 인하여 우리나라에서도 프레온 사용이 규제되어 거의 사용되고 있지 않다. 신냉매인 프레온 134a등이 사용되고 있으나 부탄, 프로판등 저급탄화수소류에 비하여 가격이 비싸 제한적으로만 사용되고 있다. 에어로졸에 사용되는 주요 분사제의 물성은 표1과 같다.

[표 1 주요 분사제의 물성]

분사제	DME (Dimethyl Ether)	프레온(R134a) (Freon-134a)	프로판 (Propane)	n-부 탄 (n-Butane)
화학식	CH3OCH3	CH2FCF3	CH3CH2CH3	CH3(CH2)2CH3
분자량	46.07	102.03	44.10	58.12
액밀도(g/㎖)	0.661(20℃)	1.21(25℃)	0.5005(20℃	0.5788(20℃)
증기밀도(g/ℓ)	2.091(0℃, 1atm)	5.286(비점)	2.0196 (0℃, 1atm)	2.7032(0℃, 1atm)
융점(℃)	-140	-101	-187.69	-135
비점(℃)	-24.9	-26.15(1atm)	-42.07	-0.5
증기압(atm)	5(20.8℃)	6.53(25℃)	10(26.9℃)	2(18.8℃)
임계온도(℃)	126.9	101.03	96.8	0.7
임계압력(atm)	53	40.1	42.0	37.5
임계밀도(g/㎖)	0.242	0.507	0.220	0.228
융해열(㎉l/㏖)	1.18(131.66K)	-	0.842(85.47K)	1.114(134.83K)
증발열(㎉l/㏖)	5.141 (248.34K, 760㎜Hg)	4.291(비점)	4.487(231.09K)	5.089 (272.7K, 760㎜Hg)
비열(㎈l/gK)	0.5127(200K)	0.3452(298K)	0.5068(200K)	0.5050(250K)
연소열(kcal/mol)	347.6(20℃기체)	-	530.60(기체)	687.65(기체)
연소열(kcal/mol)	347.6(20℃기체)	-	530.60(기체)	687.65(기체)
인화점(℃)	-41	-	-104	-76
발화점(℃)	350	-	466.1	405
공기중폭발한계(vol. %)	3.4~18	-	2.2~9.5	1.9~8.5

  

   에어로졸 제품은 살충제, 화장품, 의약품, 도료, 왁스등 가정용, 공업용품으로 매우 광범위하게 사용되고 있다. 에어로졸 제품은 내용물을 분사하기 위해 분사 제로 고압가스를 주로 사용하고 있어 밸브와 노즐이 장착된 내압용기내에 내용 물(원액 및 분사제)이 충전되어 있으므로 이 내용물의 화학적·물리적 성질에 의 해 용기에 누출이 발생할 수 있으므로 주의하여야 한다. 다음은 에어로졸 용기 가 갖추어야할 일반적인 구비요건이다.
   (1) 내압강도가 크고 내구성이 있어야 함
   (2) 내용물의 누출을 방지할 수 있는 기밀성을 갖추어야 함
   (3) 내용물에 대하여 장기간 화학적으로 안정할 것
   (4) 가격이 저렴하고 대량생산이 가능할 것
   (5) 외관상 디자인이 좋을 것

  에어졸 용기의 내압은 충전되는 분사제의 종류 및 양에 따라 매우 큰 차이가 있으며 질소, 이산화탄소와 같은 압축가스와 부탄, 프로판, 프레온, D.M.E와 같은 액화가스가 있다. 일반적으로 압축가스는 온도 변화에 따른 압력 변화 및 사용 시 초기압과 종압의 차가 현저하여 용도가 한정되어 그리 널지 사용되지 않는다. 반면, 액화가스는 일정온도에서 일정한 증기압의 평형상태를 유지하므로 내용량이 감소해도 압력감소가 거의 없고 마지막까지 거의 일정한 압력으로 분사되므로 대부분의 용도에 사용되고 있다

  에어로졸 용기의 내압강도는 용기재료, 두께, 경도, 구조, 형태등에 따라 좌우되며, 금속재료의 경우 주석판과 알루미늄이 주로 사용된다. 알루미늄의 경우 강도는 주석판보다 떨어지지만 가공성이 좋으므로 현재 소형용기로 많이 사용되고 있다. 스테인리스강의 경우에는 일부 의약품, 향수등 특수한 용도로 사용되고 있으나 가공성이 나쁘고 가격이 비싸 거의 사용되고 있지 않다. 용기는 그 접합부의 개수에 따라 3피스, 2피스, 모노블럭(일체형)으로 구분하고 있으며 국내에서 가장 많이 사용되는 것은 주석판으로 만든 3피스 용기와 알루미늄으로 된 모노블럭이 많이 사용되고 있다. 그러나, 원가 절감과 안전성을 향상시킨 주석판으로 된 2피스 용기와 모노블럭(일체형)이 미국 등에서 제조되어 사용되고 있으나, 국내에서는 용기의 두께제한(0.125㎜ 이상)으로 상용화 검토가 아직 이루어지지 않고 있다.
재질에 따라 에어로졸 용기를 구분하면 다음과 같다.
   (1) 금속용기
   (2) 주석도금판 용기 :

  
    상부, 하부, 동체로 구성된 3피스(piece) 용기 와 상부와 동체로 구성된 2피스(piece) 용기와 모노블럭 용기의
   개략도를 나 타내었다. 용기의 상부, 하부와 동체는 기계적인 접합(crimp)으로 기밀을 유지 하는 이중권체 구조로
   되어 있으며, 이러한 접합방법 때문에 접합용기라고도 불린다. 하지만, 이 결합부분이 용기 내부의 압력에 가장
   취약하다.
  

   (3) 알루미늄 용기 :

    그림과 밸브를 제외한 용기의 전체가 하나로 성형 되어 용접이나 접합부분이 없는 일체형으로 되어 있다.
    일반적으로 모노블럭용기라 부른다.

   (4) 스테인리스 강 용기 : 에어로졸 제품에는 특수한 용도 외에는 거의 사용되고 있지 않으며, 현재는 부탄 연
                                         료용으로 용기에 가스를 계속 충전하여 재 사용할 수 있도록 상부, 하부, 동체를 용접
                                         하여 만든 용기가 있다.

   (5) 비금속용기
         ▸ 유리 용기 : 대부분 일체형으로 되어 있다.
         ▸ 플라스틱 용기 : 일체형과 2피스(piece)형 2가지 종류가 있다.

  

   용접된 동체의 끝을 휘어지게 (Flang)한 후 소정의 형태로 굴곡시켜 밀봉제로 도포한 상부와 하부를 이중권체기
(Semer)로 압력을 가하여 말아 붙인 다섯겹 의 원판과 밀봉제가 주석도금판 에어로졸 용기의 밀봉역할을 한다.

   (1) 위에서 언급한 바와 같이 주석도금판 에어로졸 용기의 상부, 하부와 동체는 기계적인 접합(crimp)으로 기밀을
        유지하는 이중권체구조로 되어 있으며, 주 석도금판 용기는 원통형의 몸체를 용접하고, 상하부를 이중권체로
        접합하는 3피스(piece), 하부와 몸통부를 일체형으로 만들고 상부를 이중권체로 접합하는 2피스(piece)용기가
        있다.

   (2) 이중권체에 의한 기계적 접합방법은 일반적인 용접에 비하여 이 결합부분 용기 내부의 압력에 가장 취약하다.

   (1) 앞에서 언급한 바와 같이 이중권체는 주석도금판 에어로졸 용기에서 가장 취약한 부분으로 이 부분에 대한
       다양한 검사가 필요하다.
   (2) 압력과 관련된 시험으로는 누출시험과 내압시험이 규정되어 있으며 각각의 시험 압력은 아래 표와 같다.

(단위 : ㎫)

압력시험	공관	4L환	4L 각	18.20L 각
누출시험		0.02	0.015	0.01
내압시험		0.06	0.05	0.04

   (3) 권체율(중합율)의 허용한계는 아래와 같이 규정되어 있다.

관       종      류	검사기준
202-603 DIA	45% 이상
이형관(각, 타형관)	40% 이상
Aerosol 관	50 % 이상

   (1) 이중권체를 성형한 후에 접합부의 단면을 살펴보면, 충분한 힘이 가하여지지 않으면 중간부분이 밀착되지 않고
       틈이 있는 경우가 발생하고, 너무 강한 힘 이 가해지면 권체내부가 지나치게 꺽여 진다.
   (2) 이중권체를 성형한 후에 Lap Seam부에 있어서 권체의 하부가 다소 밑으로 쳐져 있으나, 이곳의 권체 쪽이 보
        통 권체 쪽보다 1.2배가 넘으면 밑봉력이 저하되는 드로핑(Drooping)이 불량, 권체 상부의 내부가 Seaming
        Chuck의 Flange위로 빠져 올라와 예리한 모양을 하고 있는 것으로 부근의 원판에 상처를 남기며 Lap부에 많이
        발생하고, 손으로 만져보면 알 수 있는 날카로운 심(sharp seam) 등의 불량 권체를 발생할 수 있으므로 주의
        하여야 한다.

  

   (1) 국내의 경우 : 용기의 내용적은 1리터미만이어야 하고, 내용적이 300 ㎖ 이상인 용기는고압가스안전관리법에
        의하여 검사를 받아야 한다.
   (2) 미국의 경우 : DOT 2P와 DOT 2Q용기는 내용적이 1리터 미만이어야 하고 용기의 내용적이 1리터 이상인
       에어로졸은 주(州)간의 이송을 위하여는 DOT의 허가를 받아야 한다. 가장 작은 에어로졸은 미터 스프레이 흡입
       제로서 알루미늄 캔의 내용적은 4.0 ㎖이다.
   (3) 영국의 경우 : BS 3914에는 50㎖에서 1400㎖ 용량의 금속 용기에 대하여 규정하고 있으며, BS 5597에는
        최대 1000㎖ 용량의 플라스틱 용기에 대하여 규정하고 있다.

   (1) 국내의 경우 : 35℃에서 용기의 내압이 0.8MPa (8 ㎏/㎠) 이하이어야 하고, 내용적의 90% 이하를충전
        하여야 함
   (2) 미국의 경우 : 내용적이 118.2㎖이하인 에어로졸의 압력제한은 없다. 그 이 상의 내용적을 가진 것은 DOT의
        제외사항 이외에는 54.4℃에서 1.265㎫ (12.65 ㎏/㎠(180psig))의 압력 제한이 있다. 제외사항은 거품크림,
        HCFC-22와 HFC-134a이며 항상 압력완화장치(안전밸브)가 부착된 용기를 사용하여야 한다.
   (3) 영국의 경우 : 55℃에서의 내용물의 압력의 90%을 초과하지 않도록 충전하 여야 함
        ※ 미국의 에어로졸 용기 규격별 내용물의 압력 규제(118.2㎖에서 1000㎖)
          A. 비규격용기(Non-specification Container) : 내용물의 압력은 54.4℃에서 0.98㎫(9.8 ㎏/㎠(140 psig))
             를 초과하지 않아야 함
          B. DOT 2P 용기 : 내용물의 압력은 54.4℃에서 1.12㎫(11.2㎏/㎠(160psig))를 초과하지 않아야 한다.
          C. DOT 2Q 용기 : 내용물의 압력은 54.4℃에서 1.27㎫(12.7㎏/㎠(180psig))를 초과하지 않아야 한다.

  (1) 국내의 경우 : 100 ㎖ 이하인 경우 용기의 재질에 대한 규제가 없으나, 내용적이 100㎖를 초과하는 경우에는
       금속제 용기를 사용하여야 하며, 내용적 이 100㎖ 초과 300㎖ 미만인 경우에는 경금속을 사용할 수 있음
   (2) 미국의 경우 : 금속, 유리, 코팅유리, 플라스틱 용기의 에어로졸 내용적이 118.2㎖ 미만인 경우에는 충전하는데
        기본적으로 아무런 제약이 없으며. 내용적이 118.2㎖ 에서 1000㎖ 인 경우 금속제 용기 또는 플라스틱에 충전
        하여야 한다.

   (1) 3피스 용기 : 용기의 상부 이중권체부에 8~12개의 홈을 낸 것으로, 홈들은 상부 돔의 바깥쪽으로 뒤집어서
        과도한 압력을 완화하기 위하여 작은 통로를 형성한다. 이러한 안전장치는 국내의 연료용 부탄캔에 적용되어
        현재 사용 중에 있다
   (2) 2피스 용기 : 용기 바닥의 중심에 여러 종류의 장치를 부착하여 과도한 압력하에서 부착된 장치가 열렸다
        닫히거나, 미세하게 갈라지도록 설계된 것이있다.
   (3) 모노블럭(알루미늄) 용기 질화고무플러그를 용기 바닥의 중심에 부착하여 과도한 압력하에서 3㎜의 구멍을
        통하여 밖으로 분출되도록 설계된 것이 있다

   (1) 열등에 의하여 과도한 압력이 걸리면 에어로졸 용기는 상부 또는 하부가 부풀어 오른다. 압력 완화기구는 먼저
        상부에서 부풀어 오르도록 고안되었다. 몇 몇의 경우 파열압력이 높은 용기는 하부가 부풀어 오르는 것과 그
        순간의 힘은 하부의 이중권체부를 풀어서 그와 동시에 하부를 분리하게 한다.
   (2) 국내의 에어로졸 용기는 부풀어 오르기 전에 최소 13㎏/㎠까지는 견디어야 하는데, 보통은 15.5~16㎏/㎠
        정도에서 상부가 부풀어 오르고, 하부가 변형되지 않는 경우 18~19㎏/㎠에서 파열되고, 하부가 변형되는 경우
        에는 이보다 조금 높은 압력에서 용기가 파열된다. 용기의 지름이 적은 경우파열압력은 위의 압력보다 더 높다.
        작은 용기는 경금속인 알루미늄을 주로 사용하지만 일반적으로, 큰용기보다는 내압성능이 우수하다.

  

   (1) 대기 중에 부유하는 고체 또는 액체상태의 작은 입자로 그 크기는 보통 0.001∼1.0㎛ 정도이다. 에어로졸은
        자연적으로 또는 화석 연료 사용 등에 의하여 인공적으로 만들어질 수 있다. 에어로졸은 대기에서 구름이나 강
        수형성에 중요 한 응결핵이나 빙정핵의 역할을 할 수 있다. 또한 에어로졸은 여러 화학반응을 통하여 대기오염
        에 관여할 수 있다.
   (2) 외국어표기 : aerosol(영어)

   (1) 대기 중에 부유하는 고체 또는 액체 상의 작은 입자로서 0.001∼100㎛ 사이의 크기 범위를 가진다. 황산염·질
        산염·황사입자·검댕·해염 입자 등이 있다. 이들은 햇빛을 산란시키고흡수하기도 하여 기온을 내려가게 한다. 또
        한 시정을 흐리게 하고 이상기상의 원인이 되기도 한다.
   (2) 외국어표기 : aerosol(영어)

   (1) 기체 중에 분산되어 떠도는 고체 또는 액체의 미립자로서 기교제(氣膠劑),연무제(煙霧劑), 대기오염질 등을
        말하는 경우도 있고, 에어로졸에는 지구 표면에서 발생하는 것, 대기 중에서 발생하는 것, 지구 밖으로부터
        오는 것이 있음.
   (2) 외국어표기 : aerosols(영어), エ-ロゾ-ル(일본어)

   (1) 중력이 존재하는 상태에서 빠른 속도로 떨어지지 않는 대기 중의 소립자. 안개나 구름 같은 작은 물방울은
        포함하지 않는다. 에어로졸의 형성, 소멸은 전파(電波)의 전파(傳播)와 밀접한 관계가 있다.
   (2) 외국어표기 : aerosols(영어)

   (1) 기체 중에 떠 있는 액체나 고체 입자. 해양에서 에어로졸의 생성되는 과정은바다 표면에서 파도가 일렁일 때
        바닷물이 비말(물방울)을 형성한 후 터질 때 형성됨.
   (2) 외국어표기 : aerosol(영어)

   (1) 기체 속에 고체나 액체 미립자가 분산되어 부유하는 물질계로 진애연·안개이슬비 등이 해당된다.
        공기 오염과 관계가 깊으며, 스모그는 연무질의 하나이다.
   (2) 외국어표기 : aerosol(영어)

   (1) 기체인 분산 매체 중에 분산질로서 고체 또는 액체의 미세한 입자가 부유하고 있는 물질계를 말한다.
        연기 및 안개가 그 대표적인 것이다.
   (2) 외국어표기 : aerosol(영어)

   (1) 액체, 고체의 미립자가 기체 속에 정밀히 분포되어 있는 상태. "예" 안개, 연기 등이 있음.
   (2) 외국어표기 : Aerosol(영어)

   (1) 고체 또는 액체의 미분자(微分子)가 떠돌아 다니고 있는 대기(大氣).
   (2) 외국어표기 : aerosol(영어)

   (1) 기체 중에 고체나 액체의 미립자가 안개 모양으로 분산하고 있는 것.
   (2) 외국어표기 : aerosol(영어)

   (1) 공기 중에 분산되는 액체 또는 고체 형태의 아주 미세한 입자.
   (2) 외국어표기 : aerosol(영어)

   참고문헌

[에어로졸 [aerosol] (화학대사전, 2001.5.20, 세화)]
[Product Innovation and Diversification Invigorates the Metal Aerosol Can Industry (Euromonitor International , 2010.7 영판)]