KR100808700B1 - 엔진 세정제 조성물 - Google Patents

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Abstract

힐데브란트 용해도 파라미터가 약 10 cal1/2 cm-3/2 이상인 극성 용매; 힐데브란트 용해도 파라미터가 약 10 cal1/2 cm-3/2 이하인, 극성 용매와 비혼화성인 비극성 용매, 및 극성 용매 및 비극성 용매보다 증발 속도가 큰 퓨저티브 공용매를 포함하는 단일상 용액을 포함하는 엔진 세정제 조성물이 제공된다. 상기 엔진 세정제 조성물은 내연 엔진 세정에 적합하다.
엔진 세정제 조성물, 힐데브란트 용해도 파라미터, 극성 용매, 비극성 용매, 퓨저티브 공용매

Description

엔진 세정제 조성물 {ENGINE CLEANER COMPOSITION}
엔진 세정제 조성물은 엔진을 해체할 필요없이 내연 엔진 내의 공기 및 연료 처리 표면으로부터 탄소 및 래커 퇴적물을 제거하는 것으로 알려져 있다. 트로틀 플레이트, 흡입 다기관, 분사기, 흡입 밸브 및 연소실은 차량의 파워, 효율 및 운전성에 영향을 미칠 수 있는 퇴적물로 코팅되기 쉽다. 퇴적물은 대체로 예를 들어 엔진이 가동후 정지된 연소실로부터 부분적으로 산화된 연료가 보충될 때 발생한다. 증기 및 미스트가 가교결합하여 래커를 형성할 수 있는 액체로서 퇴적된 후, 엔진의 후속 운전 동안 베이킹되어 탄소 퇴적물을 형성한다.
엔진 세정을 위한 선행 기술은 예를 들어 다음을 포함한다.
(a) 높은 rpm에서 엔진을 운전하면서 기화기의 개방 공기 트로틀에 직접 엔진 세정제 조성물 투입. 이 과정에서, 세정제는 연료와 혼합되고, 혼합물은 연소 공정 동안 연소된다.
(b) 엔진 연료 및 세정제를 포함하는 압축 용기의 사용을 포함하는 분사기 세정 방법. 압축 용기는 이송 장치에 연결되어 엔진의 연료 레일에 적용된다. 연료 시스템은 기능이 손상되고, 엔진은 압축 용기로부터의 연료/세정제 혼합물로 운전된다.
(c) 공기 흡입 다기관에 연결된 진공 포트로부터 진공 라인을 단절시킨 후 고무 가요성 라인을 진공 포트에 연결시키는 것을 포함하는 진공 단절 기술. 가요성 라인의 다른 말단부는 세정액 용기에 삽입된다. 엔진은 가동되고, 진공은 용기로부터 세정액을 진공 포트로 배출시키기 위해 사용된다.
(d) 세정이 차량 엔진의 통상적인 운전 동안 발생하는, 차량의 연료 탱크에 직접 첨가될 수 있는 자정 (Do-it-yourself) 엔진 세정제 조성물.
전형적으로 퇴적물이 존재하는 엔진을 효율적이고 효과적으로 세정하기 위해서, 넓은 용해도 범위를 갖는 엔진 세정제 조성물이 매우 바람직하다. 예를 들어, 전형적인 용매 블렌드는 블렌드의 전체 조성에 의해 단지 좁은 범위에 대해서만 용해도를 제공한다. 넓은 범위의 용해도를 제공할 수 있는 한 방법은 마이크로에멀젼 형태를 사용하는 것이다. 마이크로에멀젼 엔진 세정제는 수(극성)상 및 오일(비극성)상을 포함하기 때문에, 넓은 범위의 엔진 퇴적물의 용해 및(또는) 제거에 효과적인 조성물을 제공한다. 한 시판되는 마이크로에멀젼 엔진 세정제 조성물은 Minnesota Mining and Manufacturing Company (St. Paul, Minn.)의 상표명 "3M FUEL SYSTEM CLEANER" 하에 시판되는 것이다. 마이크로에멀젼은 요구되는 넓은 범위의 용해도를 제공할 수 있지만, 일반적으로 제조 비용이 많이 소요된다. 이러한 측면에서, 엔진 퇴적물의 넓은 범위의 용해도를 제공하는 엔진 세정제 조성물이 매우 바람직하다.
발명의 개요
본 발명은 (i) 힐데브란트 (Hildebrand) 용해도 파라미터가 약 10 cal1/2 cm- 3/2 이상인 극성 용매; (ii) 힐데브란트 용해도 파라미터가 약 10 cal1/2 cm-3/2 이하인, 상기 극성 용매와 비혼화성인 비극성 용매 및 (iii) 증발 속도가 상기 극성 용매 및 비극성 용매보다 큰 퓨저티브 (fugitive) 공용매를 포함하는 단일상 용액을 포함하는 엔진 세정제 조성물을 제공한다.
엔진 세정제 조성물의 바람직한 실시태양에서, 극성 용매의 힐데브란트 용해도 파라미터는 약 12 cal1/2 cm-3/2 이상, 보다 바람직하게는 약 14 cal1/2 cm-3/2 이상이다. 바람직한 극성 용매는 물, 트리에탄올아민, 에탄올아민, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 니트로메탄, n-메틸피롤리돈, 피리딘, 모르폴린 및 디메틸술폭시드로 이루어진 군 중에서 선택된다. 바람직한 실시태양에서, 극성 용매는 약 5 중량% 내지 약 80 중량%, 보다 바람직하게는 약 10 중량% 내지 약 50 중량%의 양으로 엔진 세정제 조성물에 존재한다.
엔진 세정제 조성물의 바람직한 실시태양에서, 비극성 용매의 힐데브란트 용해도 파라미터는 약 8 내지 10 cal1/2 cm-3/2이다. 바람직한 비극성 용매는 방향족 화합물이다. 바람직한 비극성 용매는 톨루엔, 크실렌 및 방향족 석유 증류액으로 이루어지는 군 중에서 선택된다. 특히 바람직한 비극성 용매는 나프탈렌 고갈 방향족 석유 증류액이다.
엔진 세정제 조성물에 포함되는 극성 및 비극성 용매는 서로 비혼화성이다. 본원에서 사용되는 용어 "비혼화성"은 거의 동등 비율로 서로 혼합되었을 때 극성 및 비극성 용매가 2개의 분리된 상을 형성함을 의미한다. 상은 예를 들어 상 사이 의 계면 메니스커스의 형성에 의해 확인할 수 있다. 비혼화성은 비혼화성 극성 및 비극성 용매가 일정 정도의 부분적인 혼화성을 보일 수 있기 때문에 절대적인 의미로 사용되는 것은 아니다.
본 발명의 엔진 세정제 조성물은 단일상 용액이 형성되도록 극성 용매 및 비극성 용매를 용해시키는 작용을 하는 공용매를 추가로 포함한다. 공용매는 극성 용매 또는 비극성 용매보다 휘발성이 더 크다는 의미에서 "퓨저티브" 용매이다. 바람직한 실시태양에서 공용매의 증발 속도는 약 1배 초과 (부틸 아세테이트에 비해), 보다 바람직하게는 약 2배 초과 (부틸 아세테이트에 비해)이다. 바람직하게는, 극성 및 비극성 용매의 증발 속도는 약 0.5배 미만 (부틸 아세테이트에 비해), 보다 바람직하게는 약 0.1배 미만 (부틸 아세테이트에 비해)이다. 바람직한 공용매는 이소프로필 알콜, 에탄올 및 n-프로판올로 이루어지는 군 중에서 선택된다. 바람직한 실시태양에서, 공용매는 엔진 세정제 조성물에 약 5 중량% 내지 약 80 중량%, 보다 바람직하게는 약 20 중량% 내지 약 60 중량%, 가장 바람직하게는 약 35 중량% 내지 약 65 중량%의 양으로 존재한다.
또한, 극성 및 비극성 용매는 하기 식에 따라 한센 (Hansen) 용해도 파라미터 성분으로부터 유도되는 δP에 따라 특성화시킬 수 있다.
δP=(δP 2+δ h 2)1/2
상기 식에서,
δP는 한센 극성 성분이고,
δ h는 한센 수소 결합 성분이다.
상기 방법에 따르면, 바람직한 극성 용매의 δP는 약 4.0 이상, 보다 바람직하게는 약 5.5 이상, 가장 바람직하게는 약 7.0 이상이다. 바람직한 비극성 용매의 δP는 약 0 내지 약 3, 보다 바람직하게는 약 1 내지 약 2이다.
바람직한 실시태양에서, 엔진 세정제 조성물은 에어로졸 추진제의 압력 하에서 내압 용기 내에 제공된다.
바람직한 실시태양에서, 엔진 세정제 조성물은 비퓨저티브 공용매, 예를 들어 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르를 추가로 포함한다.
바람직한 실시태양에서, 엔진 세정제 조성물은 세제, 예를 들어 트리에탄올아민으로 비누화된 올레산을 추가로 포함한다.
또한, 본 발명은 (i) 엔진 세정제 조성물 및 추진제로 충전된 저장기 및 배출 오리피스를 갖는 내압 용기; (ii) 내압 용기로부터 배출되는 엔진 세정제 조성물을 수용하기 위한 내압 용기의 배출 오리피스에 연결된 유입구 및 배출구를 갖는 차단 밸브 및 (iii) 밸브를 통해 내압 용기로부터 배출되는 엔진 세정제 조성물을 수용하기 위해 밸브의 배출구에 연결된 배관의 유입구 말단 및 배출구 말단, 및 유입구 말단으로부터 배출구 말단으로 신장하는 중앙 보어(bore)를 갖는 일정 길이의 가요성 배관을 포함하는, 가요성 배관의 배출구 말단에서 분당 약 25 내지 약 50 g의 유속을 제공하는, 엔진 세정제 조성물을 공기 흡입 시스템에 도입하기 위한 내연 엔진의 공기 흡입 시스템에 탈착가능한 유체 분배 장치를 제공한다.
다른 실시태양에서, 본 발명은 (i) 엔진 세정제 조성물로 충전된 저장기 및 배출 오리피스를 갖는 용기; (ii) 저장기로부터 엔진 세정제 조성물을 수용하기 위한 용기의 저장기와 연결된 가요성 배관의 유입구 말단 및 배출구 말단, 및 유입구 말단으로부터 배출구 말단으로 신장하는 중앙 보어를 갖는 일정 길이의 가요성 배관 및 (iii) 가용성 배관의 배출구 말단에 연결된 유입구 말단 및 엔진 세정제 조성물을 공기 흡입 플레넘에 분배시키기 위한 공기 흡입 플레넘에 연결된 배출구 말단을 갖는 어댑터를 포함하는, 약 18 내지 약 22 Hg 진공을 제공하는 내연 엔진의 공기 흡입 플레넘에 연결시에 분당 약 25 내지 약 50 g의 엔진 세정제 조성물의 유속을 제공하는, 엔진 세정제 조성물을 공기 흡입 시스템에 도입하기 위한 내연 엔진의 공기 흡입 시스템에 탈착가능한 유체 분배 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은
(a) 상기 유체 분배 장치를 제공하는 단계;
(b) 유체 분배 장치를 진공 포트에 연결하는 단계 및
(c) 진공 포트에서 진공을 발생시켜 엔진 세정제 조성물을 저장기로부터 배관을 통해 내연 엔진의 공기 흡입 다기관으로 이송시키도록 내연 엔진을 운전하는 단계
를 포함하는, 공기 흡입 다기관에 연결된 진공 포트를 갖는 내연 엔진의 세정 방법을 제공한다.
또다른 실시태양에서, 본 발명은
(a) 상기 유체 분배 장치를 제공하는 단계;
(b) 가요성 배관의 배출구 말단을 내연 엔진의 공기 흡입 다기관에 삽입하는 단계;
(c) 내연 엔진을 운전하는 단계 및
(d) 차단 밸브를 개방시켜 에어로졸 추진제의 압력 하에서 엔진 세정제 조성물을 저장기로부터 배관을 통해 내연 엔진의 공기 흡입 다기관으로 이송시키는 단계
를 포함하는, 공기 흡입 다기관을 갖는 내연 엔진의 세정 방법을 제공한다.
도 1은 엔진 세정제 조성물의 일실시태양에서의 한센 용해도 파라미터의 그래프이다.
도 2는 유체 분배 장치의 일실시태양의 모식도이다.
도 2a는 엔진 세정제 조성물을 사용하여 엔진을 처리하기 위해 내연 엔진의 공기 흡입 다기관에 삽입된 장치를 보여주는 유체 분배 장치의 일실시태양의 모식도이다.
도 3은 유체 분배 장치의 일실시태양의 모식도이다.
도 3a는 엔진 세정제 조성물을 사용하여 엔진을 처리하기 위해 내연 엔진의 진공 포트에 삽입된 장치를 보여주는 유체 분배 장치의 일실시태양의 모식도이다.
본 발명의 엔진 세정제 조성물은 하나 이상의 극성 용매, 상기 극성 용매에 비혼화성인 하나 이상의 비극성 용매 및 극성 용매 및 비극성 용매을 가용화시켜 단일상 용액을 형성하는 작용을 하는 하나 이상의 공용매를 포함한다.
극성 용매
본 발명의 엔진 세정제 조성물은 하나 이상 고극성 용매를 포함한다. 고극성 용매는 엔진 내의 탄화 퇴적물 및 입자를 용해 및(또는) 분산시키기 위해 본 발명의 엔진 세정제 조성물에 포함된다. 극성 용매를 특성화할 수 있는 한 방법은 힐데브란트 용해도 파라미터이다. 용매의 힐데브란트 용해도 파라미터는 응집 에너지 밀도 (c)의 제곱 루트이고, 하기 식으로 표현될 수 있다.
δ=c1/2=[(△H-RT)/Vm]1/2
상기 식에서,
△H는 증기 엔탈피이고,
R은 기체 상수이고,
T는 온도이고,
Vm은 분자 부피이다.
힐데브란트 용해도 파라미터는 일반적으로 cal1/2 cm-3/2의 단위로 보고되고, MPa1/2 의 SI 단위로도 보고할 수 있다. 많은 통상의 용매에 대한 힐데브란트 용해도 파라미터는 본원에 참고로 그 개시내용이 포함된 문헌 [Hansen, Journal of Paint Technology Vol. 39, No. 505, (Feb 1967); Barton, Handbook of Solubility Parameters, CRC Press, (1983); 및 Crowley et al., Journal of Paint Technology Vol. 38, No. 496 (May 1966)]에 보고되었다. 힐데브란트 용해도 파라미터를 사용하여 개별 용매의 힐데브란트 부피 수치를 평균함으로써 용매 혼합물의 수치를 결정할 수 있다.
본 발명의 엔진 세정제 조성물에 사용하기 적합한 극성 용매는 약 10 cal1/2 cm-3/2 이상, 보다 바람직하게는 약 12 cal1/2 cm-3/2 이상, 가장 바람직하게는 약 14 cal1/2 cm-3/2 이상의 힐데브란트 용해도 파라미터(이하에서 Hsp로 표시)를 갖는 것으로서 특징지을 수 있다. 고극성 용매의 대표적인 예는 물 (Hsp=23.45 cal1/2 cm-3/2) 트리에탄올아민 (Hsp=14.87 cal1/2 cm-3/2), 에탄올아민 (Hsp=15.43 cal1/2 cm-3/2), 에틸렌글리콜 (Hsp=16.28 cal1/2 cm-3/2), 디에틸렌글리콜 (Hsp=14.56 cal1/2 cm-3/2), 니트로메탄 (Hsp=12.32 cal1/2 cm-3/2), n-메틸피롤리돈 (Hsp=11.22 cal1/2 cm-3/2), 피리딘 (Hsp=10.59 cal1/2 cm-3/2), 모르폴린 (Hsp=10.56 cal1/2 cm-3/2 ) 및 디메틸술폭시드 (Hsp=12.95 cal1/2 cm-3/2)를 포함한다. 바람직한 고극성 용매는 트리에탄올아민, n-메틸피롤리돈 및 물을 포함한다. 물과 조합시에 트리에탄올아민이 예를 들어 피부 및 폐에 대한 손상 발생 경향이 작기 때문에 바람직하다. 트리에탄올아민은 또한 엔진 세정제 조성물의 pH를 증가시키기 때문에 바람직하다. 높은 pH는 엔진 세정제 조성물의 세정 능력을 증강시키고 엔진 세정제 조성물의 포장에 종종 사용되는 스틸 캔의 부식을 최소화한다.
일반적으로, 극성 용매는 엔진 세정제 조성물에 바람직하게는 약 5 내지 약 80 중량%, 보다 바람직하게는 약 10 내지 약 50 중량%의 양으로 존재한다.
또한, 본 발명의 엔진 세정제 조성물의 극성 용매 성분은 한센 용해도 성분으로 규정될 수 있다. 한센 파라미터는 총 힐데브란트 값을 (1) 분산력 성분 (δd), (2) 수소 결합 성분 (δh) 및 (3) 극성 성분 (δp)의 3가지 성분으로 분할한다. 한센 용해도 성분은 하기 관계식에 따라 힐데브란트 용해도 파라미터에 관련된다.
δt=(δd 2+δp 2+δh 2)1/2
상기 식에서,
δt는 총 힐데브란트 파라미터이고,
δd는 한센 분산 성분이고,
δp는 한센 극성 성분이고,
δh는 한센 수소 결합 성분이다.
한센 용해도 성분 방법의 개요는 본원에 참고로 포함된 문헌 ["The Three Dimensional Solubility Parameter-Key to Paint Component Affinities", Charles M. Hansen, Journal of Paint Technology, Vol. 39, No. 505, (February 1967)]에 개시되어 있다. 한센 용해도 파라미터는 문헌 ["Table of Solubility Parameters" published by Union Carbide Corporation, Chemical and Plastics R&D Department, Tarrytown, N.Y. (May 16, 1975)]에 개시된 방법을 사용하여 계산할 수 있다. 용매의 극성을 측정하는 편리한 한 방법은 하기 식을 사용하여 한센 극성 성분 (δp) 및 한센 수소 결합 성분 (δh)으로부터 계산할 수 있다.
δP=(δp 2+δh 2)1/2
상기 식을 사용하여, 본 발명의 엔진 세정제 조성물에 사용하기 바람직한 극성 용매의 δP는 약 4.0 이상, 보다 바람직하게는 약 5.5 이상, 가장 바람직하게는 약 7.0 이상이다. 극성 용매의 대표적인 예는 물 (δP=22.38), 트리에탄올아민 (δP=12.22), 에탄올아민 (δP=12.97), 에틸렌글리콜 (δP=14.04), 디에틸렌글리콜 (δP=12.33), 니트로메탄 (δP=9.34), n-메틸피롤리돈 (δP=6.96), 피리딘 (δP=5.16), 모르폴린 (δP=5.7) 및 디메틸술폭시드 (δP=8.78)를 포함한다.
비극성 용매
또한, 본 발명의 엔진 세정제 조성물은 하나 이상의 비극성 용매를 포함한다. 비극성 용매는 엔진 바니쉬 퇴적물 (즉, 부분 중합 및(또는) 산화된 연료 및(또는) 오일 퇴적물)의 제거 및(또는) 용해를 위해 본 발명의 엔진 세정제 조성물에 포함된다. 본 발명의 엔진 세정제 조성물에 사용하기 적합한 비극성 용매는 힐데브란트 용해도 파라미터 (Hsp)가 약 10 cal1/2 cm-3/2 이하, 보다 바람직하게는 약 8 cal1/2 cm-3/2 내지 약 10 cal1/2 cm-3/2라는 특징을 가질 수 있다. 바람직한 비극성 용 매는 방향족 구조를 갖는다. 대표적인 비극성 용매의 예는 톨루엔 (Hsp=8.99 cal1/2 cm-3/2), 크실렌 (Hsp=8.8 cal1/2 cm-3/2) 및 방향족 석유 증류액 (즉 폴리시클릭 방향족 물질) (Hsp=8.5 내지 9.5 cal1/2 cm-3/2)을 포함한다. 방향족 석유 증류액은 휘발성 유기 화합물(즉, VOC)로 분류되지 않기 때문에 바람직할 수 있다. 바람직한 방향족 석유 증류액은 나프탈렌이 유해 공기 오염물 (HAP)로 분류되기 때문에 나프탈렌 고갈 (즉, 약 1 중량% 미만의 나프탈렌 함유)된 상태이다. 바람직한 방향족 석유 증류액은 Exxon Mobil Chemical Co.사 (New Milford, CT)에서 상표명 "NAPTHALENE DEPLETED AROMATIC 200 FLUID" (Hsp=8.54), "AROMATIC 100" 및 "AROMATIC 150" (Hsp=9.04)으로 시판되는 것이다.
또한, 조성물의 비극성 용매 성분은 극성 측면에서 규정될 수 있다. 바람직한 비극성 용매의 δP는 0 내지 약 3이다.
일반적으로, 비극성 용매는 엔진 세정제 조성물에 약 5 내지 약 80 중량%, 보다 바람직하게는 약 10 내지 약 50 중량%의 양으로 존재한다.
본 발명의 엔진 세정제 조성물 내의 극성 용매 및 비극성 용매는 서로 비혼화성이다. 본원에서 사용된 용어 "비혼화성"은 극성 용매와 비극성 용매가 서로 혼합시에 단일상 용액을 형성하지 않는다는 것을 의미한다. 비혼화성 용매는 혼합시에 한 상은 극성 용매를 포함하고, 다른 상은 비극성 용매를 포함하는 2개의 분리된 상을 형성한다. 본원에서 사용된 용어 "비혼화성"은 절대적인 비혼화성을 의미하는 것은 아니고, 서로 부분적으로 혼화성이지만 단일상을 형성하지 않는 극성 및 비극성 용매를 설명하는 의미이다. 예를 들어, 극성상은 비극성상에 부분적으로 용해될 수 있고(있거나) 비극성상은 극성상에 부분적으로 용해될 수 있다.
공용매
본 발명의 엔진 세정제 조성물은 극성 용매를 비극성 용매와 함께 가용화시켜 극성 및 비극성 용매가 단일상을 형성하도록 기능하는 하나 이상의 공용매를 포함한다.
공용매의 중요한 특성은 극성 용매 또는 비극성 용매보다 휘발성이 크다(즉, 증발 속도가 크다)는 것이다. 바람직하게는, 공용매의 증발 속도는 1배 초과 (부틸 아세테이트에 비해), 보다 바람직하게는 2배 초과 (부틸 아세테이트에 비해)이다. 바람직한 극성 및 비극성 용매의 증발 속도는 약 0.5배 미만, 보다 바람직하게는 0.1배 미만 (부틸 아세테이트에 비해)이다. 공용매의 휘발성이 클수록 (즉 극성 용매 또는 비극성 용매에 비해) 내연기관의 공기 흡입 다기관에서 일반적으로 발견되는 온도 및 압력 조건 하에서 공용매가 증발하거나 신속히 증발 (flash-off)된다. 공용매가 증발하면, 극성 용매 및 비극성 용매는 비혼화성이기 때문에 자연적으로 2개의 상으로 분리된다.
공용매의 대표적인 예는 이소프로필 알콜, 에탄올 및 n-프로판올을 포함한다. 공용매는 엔진 세정제 조성물에 비극성 용매를 극성 용매와 함께 가용화시켜 단일상 용액을 형성시키기에 효과적인 양으로 존재한다. 바람직하게는, 공용매는 엔진 세정제 조성물의 수송 및 보관 동안 발생할 수 있는 보관 조건 범위에 걸쳐서 단일상을 유지하기에 효과적인 양으로 존재한다. 바람직하게는, 공용매는 약 -20 ℉ 내지 120 ℉ (-29 ℃ 내지 49 ℃)의 온도에 걸쳐서 단일상을 유지하기에 효과적인 양으로 존재한다. 일반적으로, 공용매는 약 5 중량% 내지 약 80 중량%, 보다 바람직하게는 약 20 중량% 내지 약 60 중량%, 가장 바람직하게는 약 35 중량% 내지 약 65 중량%의 양으로 존재한다.
일부 경우에, 본 발명의 엔진 세정제 조성물에 비퓨저티브 공용매를 첨가하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 비퓨저티브 공용매의 사용은 엔진 세정제 조성물에 휘발성 유기 화합물(VOC)의 총량을 제한하기 위해서 유리할 수 있다. 적합한 비퓨저티브 공용매는 예를 들어 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르를 포함한다.
도 1에 본 발명의 엔진 세정제 조성물의 한센 용해도 파라미터 그래프 (10)를 도시하였다. 한센 용해도 파라미터 그래프 (10)은 x축을 따라 나타낸 δp (델타 p) 및 y축을 따라 나타낸 δh (델타 h)를 보여준다. 참조부호 (16)은 엔진 세정제 조성물의 초기 조성을 나타내는 그래프 상의 지점을 의미한다. 엔진 세정제 조성물을 내연 엔진의 공기 흡입 다기관에 도입하면, 공용매는 엔진 세정제 조성물로부터 증발하기 시작한다. 공용매는 극성 용매 및 비극성 용매의 증발 속도보다 큰 속도로 증발한다. 공용매가 증발하면서, 엔진 세정제 조성물의 조성은 극성 및 비극성 용매가 보다 풍부해지게 (즉, 중량% 기준으로) 된다. 엔진 세정제 조성물의 조성이 변하면서 엔진 세정제 조성물을 규정하는 용해도 파라미터가 변하게 된다. 공용매가 증발하면서, 엔진 세정제 조성물을 규정하는 용해도 파라미터는 라인 세그먼트 (17)을 따라 지점 (16)으로부터 지점 (18)로 이동한다. 구분점 (18)은 엔 진 세정제 조성물이 단일상 용액을 유지하도록 하기에는 불충분한 양의 공용매를 포함하는 지점을 나타낸다. 엔진 세정제 조성물이 구분점 (18)에 도달할 때, 극성상 및 비극성상은 효과적인 양의 공용매가 존재하지 않을 경우 서로 비혼화성이기 때문에 조성물은 극성상 및 비극성상으로 자연적으로 분리되다. 분리 후에, 극성상은 순수한 (즉, 공용매 부재) 극성상을 나타내는 지점 (20)을 포함하는 라인 세그먼트 (19)를 따른 용해도 파라미터에 의해 규정된다. 분리 후에, 비극성상은 순수한 (즉, 공용매 부재) 비극성상을 나타내는 지점 (22)을 포함하는 라인 세그먼트 (21)를 따른 용해도 파라미터에 의해 규정된다. 분리 후에, 극성상은 극성상 내의 잔여 공용매가 증발하면서 지점 (20)을 향해 라인 세그먼트 (19)를 따라 이동한다. 분리 후에, 비극성상은 비극성상 내의 잔여 공용매가 증발하면서 지점 (22)을 향해 라인 세그먼트 (21)을 따라 이동한다. 상기 방식으로, 본 발명의 엔진 세정제 조성물은 내연 엔진의 효과적인 세정을 위한 광범위한 용해도 파라미터 (즉, 지점 (22)로부터 지점 (20))를 제공한다.
본 발명의 바람직한 엔진 세정제 조성물은 일부 자동자의 트로틀 플레이트 상에 발견되는 중합체 코팅을 화학적으로 공격 (즉, 용해)하지 않을 것이다. 일반적인 트로틀 플레이트 코팅에 대한 한센 용해도 파라미터 범위는 도 1에 도시한 바와 같고, 지점들에 의해 규정된 다각형 (24) 내부의 영역을 포함한다 (δp=6.50, δh=5.90; δp=5.08, δh=3.42; δp=3.05, δh=2.05; δp=2.10, δh=4.50; δp=3.80, δh=5.77; 및 δp=4.15, δh=2.06). 따라서, 본 발명의 바람직한 엔진 세정제 조성 물은 도 1의 다각형 (24) 내에 해당하지 않는 한센 용해도 파라미터를 갖는다.
임의 성분
본 발명의 엔진 세정제 조성물은 세제, 예를 들어 유기산과 아민의 반응 산물에 의해 제조되는 것을 포함하는 것이 바람직하다. 한 바람직한 세제는 트리에탄올아민을 사용한 올레산의 비누화에 의해 형성된다. 세제는 엔진 세정제 조성물의 세정 능력을 개선시키기 위해서 첨가된다. 세제는 또한 엔진 세정제 조성물을 단일상으로 안정화시키는 기능을 수행한다. 일반적으로, 세제는 엔진 세정제 조성물에 약 0.5 중량% 내지 약 25 중량%, 보다 바람직하게는 약 5 중량% 내지 약 20 중량%의 양으로 존재한다. 세제 첨가제는 엔진으로부터 탄소계 퇴적물의 세정을 돕는다.
또한, 조성물이 용기, 장치 및 차량 부품을 부식시키는 것을 방지하기 위해 내부식제가 본 발명의 엔진 세정제 조성물에 포함될 수 있다.
또한, 임의의 방향 및(또는) 착색 첨가제를 본 발명의 엔진 세정제 조성물에 임의로 포함시킬 수 있다.
일부 경우에, 본 발명의 엔진 세정제 조성물을 추진제의 압력 하에 내압 용기에 제공하는 것이 바람직하다. 본 발명의 에어로졸 제제에 사용하기 적합한 추진제는 예를 들어 탄화수소 추진제, 예를 들어 이소부탄 (Technical Propellants, Inc.사에서 상표명 "A-31"로 시판), 프로판 (Technical Propellants, Inc.사에서 상표명 "A-110") 또는 디메틸 에테르 (Technical Propellants, Inc.사에서 시판)를 포함한다. 바람직한 에어로졸 추진제는 엔진 세정제 조성물이 방출될 때 비교적 일정한 캔 압력을 제공한다. 할로겐화 추진제는 연소 동안 할로겐화산, 예를 들어 HCl 또는 HF를 형성할 수 있기 때문에 할로겐화 추진제는 사용하지 않는 것이 바람직하다. 일반적으로, 에어로졸 캔 내의 캔 압력은 약 20 lbs/in2 내지 약 35 lbs/in2이 바람직하다.
본 발명의 엔진 세정제 조성물은 이하에서 설명하는 방법 및 이하에서 설명하는 바람직한 분배 장치를 사용하여 엔진을 처리하기 위해 내연 엔진의 연소 공기 공급 경로에 도입되는 것이 바람직하다.
에어로졸 추진 유체 분배 장치
도 2에는 참조부호 (40)으로 일반적으로 표시된 본 발명의 유체 분배 장치가 도시되어 있다. 유체 분배 장치 (40)은 연장된 시간 (일반적으로 수분)에 걸쳐 균일한 속도로 유체를 분배하기 위해 설치되고, 간단하고 저비용 구조를 갖고, 유체 유속을 조절하기 위해 필요한 수동 조절 또는 제어가 거의 또는 전혀 필요없어 사용이 용이하다.
분배 장치 (40)은 에어로졸 추진제의 압력 하에 본 발명의 엔진 세정제 조성물을 보유하는 내부 저장기 (46)을 갖는 내압 용기 (42)를 포함한다. 내압 용기는 저장기의 내용물을 배출하기 위한 오리피스 (43)을 추가로 포함한다. 도 2의 실시태양에서, 배출 오리피스 (43)은 차단 밸브, 바람직하게 신속 연결/단절 차단 밸브 (44) 및 (46)에 연결된다. 신속 연결/단절 차단 밸브는 부재 (44) 및 (46)이 서로 연결될 때 저장기로부터 엔진 세정제 조성물의 유동을 위해 오리피스를 개방시키는 기능을 수행한다. (44)를 (46)과 단절시킬 때, 오리피스 (43)으로부터의 엔진 세정제 조성물의 유동은 정지된다. 바람직한 신속 연결/단절 차단 밸브는 본원에 참고로 포함된 미국 특허 제4,928,859호 (Krahn 등)에 개시되어 있다. 배관 (48)은 유입구 말단 (50) 및 배출구 말단 (52) 및 유입구 말단 (50)과 배출구 말단 (52) 사이에서 신장하는 축상 보어 (54)를 갖는다. 작은 보어 배관 (48)의 유입구 말단 (50)은 조립 부재 (46)에 장치된 압축기에 의해 연결된다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 배출구 말단 부근의 배관 (48)의 섹션은 내연 엔진의 공기 흡입 다기관 (47)에 배관의 삽입 및 공기 흡입 다기관 (47)에 공기 흡입 부트 (45)의 연결을 촉진시키기 위해 "S"형 만곡 섹션 (53)으로 형성되는 것이 바람직하다. 배관 (48)은 코일형 섹션 (56)을 포함하는 것이 바람직하다. 배관 (48)의 코일형 섹션 (56)은 유체 분배 장치 (40)의 조작, 배치 및 보관을 보다 용이하게 하기 위해 배관의 "자유" 길이를 단축시킨다. 유체 분배 장치는 유체 분배 장치 (40)을 후드의 내부로부터 뒤집힌 배열로 매달기 위한 캔 행거 (58)을 임의로 포함한다. 상기 배열에서, 배출구가 내압 용기 (42)의 내부 저장기 (46) 아래에 위치하기 때문에 캔의 전체 내용물은 배관 (48) 내로 자유롭게 유동할 수 있다. 별법으로, 내압 용기 (42)에는 배출구가 내압 용기 (42)의 내부 저장기 (46) 위에 존재하도록 위치하면서 용기 내의 내용물이 배출되도록 하는 딥 튜브 (비도시)가 설치될 수 있다.
본 발명의 방법에 따르면, 유체 분배 장치를 통한 엔진 세정제 조성물의 유속은 하기 식에 나타낸 바와 같이 배관의 반지름 (r)의 4제곱 및 압력 강하 (P)에 비례하고, 엔진 세정제 조성물의 점도 (η) 및 배관의 길이 (L)에 반비례한다.
Q=(Pπr4)/(8ηL)
상기 식에서,
Q는 부피 유속이고,
P는 압력 강하이고,
r은 배관의 반지름이고,
η는 엔진 세정제 조성물의 점도이고,
L은 배관의 길이이다.
일반적으로, 최적 세정 결과를 제공하고 엔진의 히드로-라킹 (hydro-locking) 발생 가능성을 방지하기 위해서 엔진 세정제 조성물을 분당 약 25 내지 약 50 g의 속도로 엔진에 공급하는 것이 바람직하다. 상기 속도는 엔진 세정제 조성물에 따라 상이할 수 있다. 본 발명의 엔진 세정제 조성물의 요구되는 유속을 제공하기 위해, 배관 (48)의 축상 보어 (54)의 직경은 약 0.050 내지 약 0.080 인치, 보다 바람직하게는 약 0.060 내지 약 0.070 인치이고, 길이는 약 3 내지 약 20 피트, 보다 바람직하게는 약 7 내지 15 피트이다. 특히 바람직한 장치는 0.068 인치 (1.73 mm)의 길이가 11 피트 (3.35 m)인 축상 보어를 갖는 배관을 포함하고, 내부 압력이 약 28 psi인 내압 용기에 연결시에 약 8.5분 내에 약 258 g의 엔진 세정제 조성물을 분배시키는 것이다.
엔진 흡입 다기관에 연결되면, 엔진의 시동을 걸고, 트로틀 연동장치를 사용 하여 공회전 속도를 약 1500 rpm으로 가속시킨다. 이어서, 신속 연결/단절 밸브를 연결시켜 엔진 세정제 조성물이 배관 (48)을 통해 공기 흡입 다기관으로 유동하도록 만든다. 엔진 세정제 조성물은 엔진에 유동하고, 요구되는 세정 결과를 제공하도록 엔진은 엔진 세정제 조성물 용기가 빌 때까지 운전된다. 일반적으로, 약 100 내지 약 600 g의 엔진 세정제 조성물이 내연 엔진을 통과하는 것이 바람직하지만, 당업자는 엔진 세정에 필요한 양이 엔진의 조건, 연식 및 디자인에 따라 상이하리라는 것을 이해할 것이다. 엔진이 본 발명의 엔진 세정제 조성물에 의해 세정될 때, 엔진 배기 가스는 내연 엔진 배기 처리를 위한 안전한 표준 정비 처리 규정에 따라 외부로 배출되어야 한다.
진공 추진 유체 분산 장치:
연장된 기간에 걸쳐 균일한 속도로 유체를 분배할 수 있는, 간단한 저비용 구조를 갖고, 유체 유속을 조절하기 위해 필요한 수동 조절 또는 제어가 거의 또는 전혀 필요없어 사용이 용이한 또다른 유체 분배 장치는 도 3에 도시한 것이다. 유체 분배 장치 (70)은 저장기 (73)을 규정하는 용기 (72)를 포함한다. 용기 (72)는 나사로 고정된 캡 (76)을 수용하는 크기의 나사로 고정된 개구부 (74)를 포함한다. 배관 (78)은 용기 (72)의 저장기 (73)로부터 엔진 세정제 조성물을 수용하기 위한 유입구 말단 (80)을 포함한다. 배관 (78)은 유입구 말단 (80)으로부터 배출구 말단 (84)로 신장하는 축상 보어 (82)를 포함한다. 바람직하게는, 축상 보어 (82)는 단면이 원형이고, 직경이 약 0.050 내지 약 0.080 인치이다. 바람직하게는, 배관 (78)의 길이는 약 3 내지 20 피트, 보다 바람직하게는 약 7 내지 15 피트이다. 도 3에 도시한 실시태양에서, 배관 (78)의 배출구 말단 (84)는 진공 포트 어댑터 (88)에 연결된다. 진공 포트 어댑터 (88)은 유입구 말단 (92)로부터 배출구 말단 (94)로 신장하는 축상 보어 (90)을 포함한다. 진공 포트 어댑터 (88)의 유입구 말단 (92)는 배관 (78)을 수용하여 압박 장착 형태로 유지하는 크기이다. 진공 포트 어댑터 (88)은 내부에 삽입되어 내연 엔진의 흡입 다기관과 소통되는 진공 포트 (97)에 안정적으로 유지되는 구조의 원추형 표면 (96)을 포함한다 (도 3a 참조). 바람직하게는, 진공 포트 어댑터는 금속 (예를 들어 황동) 또는 플라스틱으로 제조되고, 원추 섹션의 직경은 약 0.19 내지 0.5 인치이다. 임의로, 원추형 표면 (96)은 분배 장치가 사용될 때 진공 포트 (97)로부터 이동하는 것을 방지하기 위해 갈고리 (비도시)를 포함할 수 있다. 배관 (78)은 조밀 코일형 섹션 (98)을 포함하는 것이 바람직하다. 조밀 코일형 섹션 (98)은 유체 분배 장치 (70)의 조작, 배치 및 보관을 보다 용이하게 하기 위해 배관 (86)의 "자유" 길이를 단축시킨다. 배관 (78)은 임의로 이완 코일형 섹션 (99)를 추가로 포함한다. 이완 코일형 섹션 (99)는 분배 장치 (70)이 내연 엔진에 부착될 때 조밀 코일형 섹션 (98)의 신장 방지에 도움을 준다. 조밀 코일형 섹션 (98)의 신장은, 발생되는 장력이 특히 엔진 세정제 조성물이 저장기 (73)으로부터 적어도 부분적으로 배출된 후에 용기 (72)를 뒤집을 수 있기 때문에 바람직하지 않을 수 있다.
자동차 엔진의 바람직한 세정 방법은 먼저 엔진 세정제 조성물 적용을 위해 흡입 다기관과 소통하는 적합한 진공 포트의 확인을 수반한다. 진공 포트는 바람직하게는 일정한 진공 공급원을 제공하여야 하고, 트로틀 플레이트의 하류에 (그러 나 가능한 한 근접하여) 위치하여야 한다. 이상적으로는 진공 포트는 제한 진공 공급원 또는 진공 공급원에 대한 "T" 연결부가 아니어야 한다. 바람직하게는, 다기관 절대 압력 (MAP) 센서, 적극 환기방식 크랭크 컨트롤 밸브 (PCV) 및 브레이크 부스터 진공 포트도 사용하지 않아야 한다. 많은 엔진에서, 예를 들어 PCV 또는 브레이크 부스터 진공 포트를 통해 엔진 세정제 조성물을 사용하면 엔진 세정제 조성물이 모든 엔진 실린더에 분배되지 않을 수 있다. 바람직하게는, 진공 포트 공급원은 약 16 인치 이상, 보다 바람직하게는 약 18 내지 22 인치의 Hg의 진공을 제공하여야 한다. 적절한 진공 포트가 설치되었는지의 결정시에 진공 게이지가 유용할 수 있다.
적합한 진공 포트의 확인 후에, 엔진 세정제 조성물을 포함하는 유체 분배 장치를 진공 포트 어댑터 (88)에 의해 진공 포트에 연결시킨다. 당업자는 유체 분배 장치를 진공 포트에 연결시키기 위해 다른 형태 및 종류의 설비를 사용할 수 있음을 이해할 것이다. 바람직하게는, 자동차의 일반적인 내연 엔진의 세정을 위해, 약 300 g의 엔진 세정제 조성물을 사용하여야 한다. 적합한 엔진 진공 포트에 연결한 후에, 엔진의 시동을 걸고, 트로틀 연동장치를 사용하여 약 1500 RPM의 공회전 속도로 가속시킨다. 엔진에 의해 발생한 진공은 엔진 세정제 조성물을 배관 (86)의 축상 보어 (82) 및 내연 엔진의 공기 흡입 다기관과 소통된 진공 포트에 삽입되는 진공 포트 어댑터 (88)을 통해 저장기 (73)으로부터 배출시킨다. 일반적으로, 엔진 세정제 조성물은 최적 세정 결과를 제공하기 위해서 분당 약 25 내지 50 g, 보다 바람직하게는 약 30 내지 약 40 g의 속도로 엔진에 도입되는 것이 바람직 하다. 특히 바람직한 도입 속도는 분당 약 34 g이고, 약 8.5분에 약 290 g을 도입한다. 이 속도는 엔진 세정제 조성물에 따라 상이할 수 있다.
하기 실시예는 본 발명을 보다 상세하게 예시하고자 한 것으로 본 발명을 제한하지 않는다. 실시예의 모든 부, 비율, 비 등은 다른 언급이 없으면 중량 기준이다.
실시예
실시예 1
시험 과정 1:
Ford Motor Company에서 제조한 상이한 5.0 리터 엔진의 오염된 엔진 밸브를 엔진 개량 사업체로부터 입수하였다. 상기 밸브를 Society of Automotive Engineers (SAE) Cooperative Research Council (CRC) 시스템에 따라 육안으로 평가하고, 1 내지 10등급으로 분류하였고, 1등급은 충분히 오염된 상태를 의미하고, 10등급은 청결한 상태를 의미한다. 6 내지 7등급의 밸브를 등급매긴 밸브로부터 수거하고, 나머지 밸브는 상기 시험 과정 1에 사용하지 않았다. 시험 밸브를 약 30초 동안 헵탄에 침지시킨 후 오븐에서 1시간 동안 120 ℉ (49 ℃)에서 건조시켰다. 밸브를 칭량하고, 각 밸브의 초기 중량을 +/-0.0005 g으로 기록하였다. 1쿼트 (약 0.95 리터) 자에 시험되는 엔진 세정제 조성물 200 g을 충전하였다. 한 밸브 (상기한 바와 같이 준비하여 칭량함)를 자에 넣고, 120 ℉ (49 ℃)에서 72시간 동안 엔진 세정제 조성물에 침지시켰다. 침지 후에, 밸브를 엔진 세정제 조성물부터 꺼내어 헵탄으로 세정하였다. 이어서, 밸브를 오븐에서 120 ℉에서 18시간 동 안 건조시켰다. 건조 후에, 밸브를 칭량하고, 최종 중량을 +/-0.0005 g으로 기록하였다. 엔진 세정제 조성물 침지에 따른 밸브의 중량 손실 (즉, 초기 중량 - 최종 중량)을 계산하였다. 엔진 세정제 조성물의 색상은 육안으로 등급을 매겼다. 높은 중량 손실 및 어두운 용매 색상은 효과적인 엔진 세정제 조성물의 지표이다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
초기 중량 최종 중량 중량 손실 색상 δd δp δh HSP δP
용매
탈이온수 (DI) 7.00 8.00 20.90 23.45 22.38
에틸렌글리콜 8.24 4.50 13.30 16.28 14.04
에탄올아민 116.261 116.144 0.117 암호박색 8.35 8.50 9.80 15.43 12.97
메탄올 116.216 116.138 0.078 황색 7.38 6.01 10.90 14.60 12.45
2,2'옥시디에탄올(디에틸렌글리콜) 116.957 116.945 0.012 담황색 7.92 7.19 10.02 12.10 12.33
트리에탄올아민 (TEA) 117.120 117.220 -0.100 호박색 8.47 2.91 11.87 14.87 12.22
에틸알콜 117.772 117.751 0.021 황색 7.72 4.30 9.48 12.90 10.41
니트로메탄 117.355 117.070 0.285 담황색 8.03 9.00 2.50 12.32 9.34
1-프로판올 (n-프로판올) 7.75 3.00 8.60 11.96 9.11
메틸 술폭시드 (DMSO) 116.361 116.247 0.114 호박색 9.52 6.50 5.90 12.95 8.78
이소프로필알콜 (IPA) 116.026 115.986 0.040 황색 7.72 2.98 8.02 11.60 8.56
프로필렌글리콜 메틸에테르 (PM) 7.63 3.52 6.65 10.72 7.52
아세트산무수물 117.339 117.298 0.041 암황색 7.83 6.70 3.00 10.73 7.34
N-메틸피롤리돈 (NMP) 117.803 117.608 0.195 암호박색 8.80 6.01 3.52 11.22 6.96
N-메틸피롤리돈 (NMP) 116.371 115.893 0.478 암호박색 8.80 6.01 3.52 11.22 6.96
디아세톤알콜 116.682 116.639 0.043 암황색 7.72 4.01 5.28 9.41 6.63

초기 중량 최종 중량 중량 손실 색상 δd δp δh HSP δP
2-부톡시에탄올 (Dowanol EB) 116.422 116.388 0.034 암황색 7.82 2.49 6.01 9.80 6.51
2-부톡시에탄올 (Dowanol EB) 116.524 116.503 0.021 암황색 7.82 2.49 6.01 10.17 6.51
메틸아밀알콜 117.570 117.482 0.088 암황색 7.50 1.60 6.00 10.00 6.21
2-프로파논 (아세톤) 118.676 118.594 0.082 암황색 7.58 5.08 3.42 9.73 6.12
디프로필렌글리콜 메틸에테르 (DPM) 117.298 117.267 0.031 황색 7.58 1.96 5.62 9.64 5.95
트리프로필렌글리콜메틸에테르 (TPM) 116.410 116.392 0.018 담황색 7.38 1.71 5.62 9.43 5.87
모르폴린 8.89 3.50 4.50 10.56 5.70
1-클로로-4-트리플루오로메틸벤젠(OXSOL100) 117.360 117.335 0.025 담황색 6.48 4.63 2.32 8.29 5.18
피리딘 117.437 117.396 0.041 호박색 9.25 3.70 3.60 10.59 5.16
메틸아세테이트 117.663 117.425 0.238 황색 7.60 3.50 3.70 9.36 5.09
2-부타논(메틸에틸케톤)(MEK) 116.360 116.232 0.128 암황색 7.82 4.40 2.49 9.22 5.06
이염기성 에스테르 3(DBE-3) 117.194 117.174 0.020 담황색 8.30 2.10 4.50 9.67 4.97
테트라히드로푸란 (THF) 117.917 117.847 0.070 호박색 8.21 2.79 3.91 9.90 4.80
이소프로필 아세테이트 114.958 114.931 0.027 암황색 7.30 2.20 4.00 8.40 4.57
디프로필렌글리콜 n-부틸에테르 (DPnB) 116.982 116.957 0.025 황색 7.24 1.22 4.25 8.48 4.42
메톡시프로필아세테이트 (PMA) 116.149 116.081 0.068 황색 7.87 2.98 3.23 9.01 4.39
에틸아세테이트 116.260 116.130 0.130 호박색 7.72 2.60 3.52 8.80 4.38
t-부틸아세테이트(t-BA) 116.459 116.423 0.036 황색 6.81 4.13 1.24 8.07 4.31
디메톡시메탄(메틸알) 117.334 117.289 0.045 황색 7.40 4.20 0.90 8.50 4.30

초기 중량 최종 중량 중량 손실 색상 δd δp δh HSP δP
디메톡시메탄 (메틸알) 116.540 116.459 0.081 담황색 7.40 4.20 0.90 8.56 4.30
시클로헥사논 116.113 116.032 0.081 호박색 8.70 3.08 2.49 9.93 3.96
올레산 7.37 2.37 2.77 8.23 3.65
이소부틸 아세테이트 116.921 116.873 0.048 담황색 7.40 1.80 3.10 8.22 3.58
테트라클로로 에틸렌(Perc) 118.163 117.948 0.215 황색 9.30 3.20 1.40 9.93 3.49
테트라클로로 에틸렌(Perc) 117.222 117.161 0.061 황색 9.30 3.20 1.40 9.93 3.49
EXXATE 1000 (E-1000) 116.301 116.274 0.027 황색 7.30 2.80 1.50 7.96 3.18
AROMATIC 150 117.175 117.152 0.023 황색 8.90 0.50 1.50 9.04 1.58
크실렌 116.064 116.047 0.017 담황색 8.65 0.50 1.50 8.79 1.58
AROMATIC 200 (A-200) 116.643 116.623 0.020 암황색 8.40 0.30 1.50 8.54 1.53
톨루엔 118.745 118.683 0.062 호박색 8.80 0.68 0.98 8.99 1.19
2,2-디메톡시프로판 118.957 118.910 0.047 담황색 8.01 0.87 0.37 8.06 0.95
d-리모넨 117.365 117.315 0.050 담황색 8.10 0.30 0.00 8.11 0.30
SOLTROL 10 (이소옥탄) 117.737 117.673 0.064 담황색 6.86 0.00 0.00 6.86 0.00
데카히드로나프탈렌 (DECALIN) 117.025 116.982 0.043 담황색 8.82 0.00 0.00 8.82 0.00
이소프로판 (A-31) 6.45 0.00 0.00 6.45 0.00
극성 혼합물
10% TEA, 55% DI, 35% 에탄올 117.148 116.950 0.198 암황색 7.40 6.20 16.00 18.69 17.16

초기 중량 최종 중량 중량 손실 색상 δd δp δh HSP δP
10% TEA, 55% DI, 35% 에탄올 117.285 116.978 0.307 암호박색 7.40 6.20 16.00 18.69 17.16
10% TEA, 45% DI, 45% 에탄올 118.384 118.318 0.066 암호박색 7.47 5.83 14.86 17.62 15.96
10% TEA, 45% DI, 45% 에탄올 117.530 117.446 0.084 호박색 7.47 5.83 14.86 17.62 15.96
10% TEA, 35% DI, 55% 에탄올 117.071 116.795 0.276 호박색 7.54 5.46 13.72 16.58 14.76
10% TEA, 35% DI, 55% 에탄올 118.200 117.808 0.392 암호박색 7.54 5.46 13.72 16.58 14.76
50% TPM, 50% DI 117.266 117.237 0.029 황색 7.19 4.86 13.26 15.85 14.12
1% TEA, 49.5% DI, 49.5% TPM 117.139 116.942 0.197 암호박색 7.20 4.84 13.25 15.83 14.10
1% TEA, 49.5% DI, 49.5% TPM 117.678 117.676 0.002 황색 7.20 4.84 13.25 15.83 14.10
3% TEA, 48.5% DI, 48.5% TPM 117.909 117.878 0.031 암황색 7.23 4.80 13.22 15.81 14.06
3% TEA, 48.5% DI, 48.5% TPM 118.630 118.325 0.305 암호박색 7.23 4.80 13.22 15.81 14.06
5% TEA, 47.5% DI, 47.5% TPM 116.600 116.588 0.012 황색 7.25 4.76 13.19 15.79 14.02
5% TEA, 47.5% DI, 47.5% TPM 117.516 117.518 -0.002 황색 7.25 4.76 13.19 15.79 14.02
45% TPM, 45% DI, 10% TEA 117.038 116.864 0.174 암호박색 7.32 4.66 13.12 15.73 13.92
10% 올레산 (OA), 5% TEA, 40% TPM, 45% DI 116.096 115.973 0.123 암호박색 7.26 4.67 12.52 15.21 13.36
비극성 혼합물
20% SOLTROL 10, 80% 아세톤 115.820 115.724 0.096 호박색 7.44 4.06 2.74 8.90 4.90
25% 톨루엔, 75% 아세톤 115.875 115.768 0.107 호박색 7.89 3.98 2.81 9.27 4.87
50% EXXATE 1000, 50% DPM 116.002 115.932 0.070 호박색 7.44 2.38 3.56 8.58 4.28

초기 중량 최종 중량 중량 손실 색상 δd δp δh HSP δP
50% E-1000, 50% DPM 114.045 113.993 0.052 황색 7.44 2.38 3.56 8.58 4.28
50% E-1000, 50% TPM 117.023 116.985 0.038 황색 7.34 2.26 3.56 8.46 4.21
75% A-200, 25% E-1000 116.670 116.641 0.029 황색 6.93 3.80 1.31 8.01 4.02
50% A-200, 50% E-1000 116.633 116.602 0.031 암황색 7.06 3.47 1.37 7.98 3.73
40% E-1000, 40% TPM, 20% A-200 117.469 117.405 0.064 황색 7.55 1.86 3.15 8.39 3.66
25% A-200, 75% E-1000 118.350 118.328 0.022 황색 7.58 2.18 1.50 8.02 2.64
엔진세정조성물
10% OA, 5% TEA, 40% TPM, 30% DI, 15% A-200 117.459 117.207 0.252 암호박색 7.47 3.51 9.61 12.67 10.23
45% E-1000, 45% IPA, 10% DI 117.375 117.363 0.012 황색 7.46 3.40 6.37 10.38 7.22
45% E-1000, 45% TPM, 10% 물 (DI), 12% IPA 116.904 116.566 0.338 호박색 7.35 2.85 5.59 9.66 6.27
35% E-1000, 35% TPM, 20% A-200, 10% DI, 19% IPA 117.007 116.965 0.042 호박색 7.55 2.52 5.38 9.61 5.95
60% t-BA, 35% 1-PA, 5% 에틸 아세테이트 117.367 117.353 0.014 황색 7.18 3.66 3.93 8.97 5.37
80% A-200, 10% TPM, 10% TEA 116.032 115.882 0.150 암호박색 8.31 0.70 2.95 8.84 3.03
기타 첨가제
BG 44K #208 (BG Products, Inc. Wichita, KS) 117.312 117.264 0.048 암호박색
BG Intake Cleaner #206 (BG Products, Inc. Wichita, KS) 116.702 116.374 0.328 호박색
GM Top Engine Cleaner (General Motors Corp.) 118.669 118.053 0.616 암호박색
BG #210 Advanced Formula (BG Products, Inc. Wichita, KS) 116.873 116.770 0.103 호박색
실시예 2
본 발명의 엔진 세정제 조성물 제제의 효능을 시험하기 위한 내시경 분석을 수행하였다. 사용된 차량은 4.6 리터 NORTHSTAR V-8 엔진이 탑재된 1995식 CADILLAC CONCOURS이었다. 먼저, 엔진을 조사하기 위해 연료 분사장치를 분해하고, 밸브 상의 퇴적물의 양을 평가하기 위해 엔진의 흡입 밸브를 내시경으로 관찰하였다. 밸브는 6.5의 CRC 규모로 평가되었다. 아래에 나타낸 양의 물질을 혼합하여 하기 엔진 세정제 조성물을 제조하였다.
물질 중량 (g)
올레산 37.42
이소프로필 알콜 131.68
트리에탄올아민 22.45
트리프로필렌글리콜 메틸 에테르 8.98
나프탈렌 고갈된 AROMATIC 200 44.91
탈이온수 53.89
길이가 11피트 6인치인 배관 및 직경 0.068 인치의 축상 보어를 갖는 도 3에 도시한 종류의 유체 분배 장치를 사용하여 엔진 세정제 조성물을 엔진에 투입하였다. 원추형 황동 어댑터를 사용하여 상기 장치를 자동차의 트로틀 플레이트 부근의 진공 포트에 부착시켰다. 공회전 속도에서 흡입 다기관에 발생한 진공을 사용하여 엔진 세정제 조성물을 분배기로부터 엔진에 도입시켰다. 엔진을 290 g의 엔진 세정제 조성물로 9분 동안 처리하였다. 엔진을 조사하기 위해 연료 분사장치를 다시 분해하고, 흡입 밸브를 다시 내시경으로 관찰하였다. 흡입 밸브는 8.5의 CRC 규모로 평가되었다. 호박색 액체를 다기관 내에서 볼 수 있었고, 이것은 퇴적물이 엔진 세정제 조성물에 용해되었음을 나타낸다. 엔진 세정제 조성물은 밸브에 처음 존재한 퇴적물을 약 75% 제거한 것으로 평가되었다.
상기 상세한 설명은 본 발명을 예시하고 한 것으로서 본 발명을 제한하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 본 발명의 상기 상세한 설명을 통하여 당업자는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 다양한 변형 및 변이를 실시할 수 있음을 알 수 있고, 본 발명은 상기한 예시적인 실시태양에 의해 부당하게 제한되지 않음을 이해하여야 한다.

Claims (48)

  1. (i) 힐데브란트 (Hildebrand) 용해도 파라미터가 10 cal1/2 cm-3/2 이상인 극성 용매; (ii) 힐데브란트 용해도 파라미터가 10 cal1/2 cm-3/2 이하인, 상기 극성 용매와 비혼화성인 비극성 용매 및 (iii) 증발 속도가 상기 극성 용매 및 비극성 용매보다 큰 퓨저티브 (fugitive) 공용매를 포함하며, 상기 퓨저티브 공용매가 증발하면, 극성 용매 및 비극성 용매가 자연적으로 2개의 비혼화성 상으로 분리되는 단일상 용액을 포함하는 엔진 세정제 조성물.
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  25. (ii) δP가 4.0 이상인 극성 용매; (iii) δP가 0 내지 3인, 상기 극성 용매와 비혼화성인 비극성 용매 및 (iv) 증발 속도가 상기 극성 용매 및 비극성 용매보다 큰 퓨저티브 공용매를 포함하며, 상기 퓨저티브 공용매가 증발하면, 극성 용매 및 비극성 용매가 자연적으로 2개의 비혼화성 상으로 분리되는 단일상 용액을 포함하는 엔진 세정제 조성물.
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  28. 제1항 또는 제25항에 있어서, 극성 용매가 물, 트리에탄올아민, 에탄올아민, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 니트로메탄, n-메틸피롤리돈, 피리딘, 모르폴린 및 디메틸술폭시드로 이루어진 군 중에서 선택되는 것인 엔진 세정제 조성물.
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  34. 제1항 또는 제25항에 있어서, 비극성 용매가 톨루엔, 크실렌 및 방향족 석유 증류액으로 이루어진 군 중에서 선택되는 것인 엔진 세정제 조성물.
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  40. 제1항 또는 제25항에 있어서, 공용매가 이소프로필 알콜, 에탄올 및 n-프로판올로 이루어진 군 중에서 선택되는 것인 엔진 세정제 조성물.
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  44. 제1항 또는 제25항에 있어서, 비퓨저티브 (non-fugitive) 공용매를 추가로 포함하는 것인 엔진 세정제 조성물.
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  46. 제1항 또는 제25항에 있어서, 세제를 추가로 포함하는 것인 엔진 세정제 조성물.
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