KR101497879B1

KR101497879B1 - 세정제 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101497879B1
Application number: KR20140131149A
Authority: KR
Inventors: 송봉연
Original assignee: 송봉연
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2015-03-04

Abstract

본 발명은 세정제에 관한 것으로, 물에 세정 원액을 혼합하며, 상기 세정 원액은 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 (polyoxyethylene alkyl ether), 모노 에탄올 아민 (monoetanolamine, MEA), 에틸렌디아민 테트라 아세트산 (ethylenediamine tetra acetic acid), 솔벤트, 패티 아민 옥사이드 (fatty amine oxide), 가성소다 (sodiumhydroxide)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에, 특히 금속제 부품의 표면에 고착된 애쉬 제거 효율을 향상시키며, 사용 및 작업이 간단하고 편리하다.

Description

세정제 및 그 제조방법 {Detergent Remover and Manufacturing Method thereof}

본 발명은 세정제 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히, 자동차 배기가스에 포함된 애쉬가 부착된 제품으로부터 애쉬를 포함하는 불순물을 간단하고 효율적으로 제거할 수 있도록 개선한 세정제 및 그 제조방법에 관한 것이다.

사람이나 화물 등이 이동하는 수단으로 승용차, 버스, 트럭, 오토바이, 배, 항공기 등이 활용된다. 이러한 이동수단들은 다양한 종류의 원료를 사용하여 이동수단들을 움직일 수 있도록 내연기관이 구비되어 있다.

내연기관을 장기간 사용하는 경우 연료가 연소되면서 발생하는 배기가스 중의 황산화물, 질소산화물 등의 애쉬(ash)나 카본을 포함하는 산화 노폐물(이하에서 '애쉬'라 함)이 내연기관 내부에 침착되어 축적되거나 산화 노폐물이 내연기관 내부에 존재하는 윤활유와 혼합되어 고점도를 갖는 점액질을 형성하여 내연기관 내부를 오염시키게 된다.

내연기관의 내부 오염은 내연기관 내부의 마찰 저항을 증진시킴과 동시에 연소실 내의 기밀성 및 압축성의 저하를 초래하고, 연료의 불완전 연소를 야기하게 된다. 또한, 특히 연료의 불완전 연소는 연료소비를 증가시킴과 동시에 일산화탄소나 산화질소를 포함한 배기오염물질 및 연기의 발생을 증가시켜 심각한 환경오염문제를 발생시키고, 특히 차체의 소음도 증가시켜 결과적으로 내연기관의 효율저하 및 수명 단축의 원인으로 작용한다.

이에 내연기관 내에 축적된 슬러지 및 산화 노폐물과 같은 오염물의 제거를 위한 많은 방법이 제시되어 있으며, 가장 일반적으로 적용되고 있는 제거방법은 내연기관 각 부품을 분해하고, 각 부품에 부착 또는 고착된 오염물을 세정하여 제거하고, 부품을 재조립하는 전문적 기술과 시간을 필요로 한다. 즉, 내연기관 내에 축적된 슬러지 및 산화 노폐물과 같은 오염물의 제거를 위해 장시간이 소요될 뿐만 아니라 쉽게 분해되지 않거나 정교한 부품의 경우 완전한 세정이 용이하지 않고 또한 세정에 많은 비용이 소요되는 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 내연기관을 분해하지 않고 내연기관 내부에 세정액을 넣어 내연기관을 세정하는 방법이 제시되었으며, 그 대표적인 것은 플러싱 오일을 사용하는 세정방법이다. 플러싱 오일을 이용한 세정방법은 내연기관을 분해하지 않고 세정이 가능하다는 장점이 있으나 세정시 오물의 표면만 세정되어 결과적으로 뛰어난 세정효과를 얻을 수는 없다는 단점이 있다. 이러한 세정에 사용되는 세정액 조성물의 일예가 대한민국 특허 제 2012-0134675호(2012. 12. 12)에 개시되어 있다.

그리고, 플러싱 오일을 이용한 세정방법의 단점을 보완하기 위해 엔진을 세정방법의 일예가 대한민국 특허 제10-0800355호(2008. 01. 28)에 개시되어 있다.

다른 한편, 내연기관에서 배출되는 배기가스 중의 일부를 다시 흡기측으로 보내 연료 및 공기 혼합기에 혼합시켜 연소실로 유입되게 하는 배기가스 재순환장치(EGR : Exhaust Gas Recirculation)가 사용되고 있다.

이렇게 배기가스를 재순환시키면 새 혼합기의 충진률은 낮아지고 재순환된 배기가스에는 질소(N)에 비해 열용량이 큰 일산화탄소(CO)가 많이 함유되어 있어, 동일한 양의 연료를 연소시킬 때 온도상승률이 낮다. 또 공기에 비해 산소함량이 적은 배기가스가 연소에 관여하게 됨으로 연소속도가 감소하여 연소최고온도가 낮아지게 된다. 그렇게 되면 NOx의 양은 현저하게 감소한다(약 60%까지). 그러나 배기가스 중의 HC와 CO의 양은 감소되지 않는다.

EGR은 NOx의 저감대책으로는 효과가 있으며, 배기가스를 냉각시켜 재순환시키면 효과가 더욱 크지만, 혼합기의 착화성이 저하되고 기관의 출력은 감소한다. 또 재순환되는 량이 증가함에 따라 배기가스 중의 CO, HC 그리고 연료소비율은 증가한다. 이 외에도 재순환되는 량이 너무 높을 경우에는 기관의 운전정숙도가 불량해지게 된다. 따라서 NOx의 배출량이 많은 운전영역에서만 선택적으로 적정량의 배기가스를 재순환시키도록 제어하는 것이 바람직하다.

이러한 EGR에서 사용되는 부품에도 배기가스 중의 애쉬 등 불순물이 고착되며, 고착된 애쉬 등이 흐름을 방해하거나 밸브 등의 제어를 원활하게 하지 못하여 애쉬를 제거하는 것이 바람직하다.

또한, 자동차 중에서 디젤기관은 연소실에 공급된 연료와 공기를 동시에 압축하여 착화시키는 장치로서, 엔진수명이 길고 내구성이 뛰어난 반면에 대기오염에 심각한 영향을 미치는 입자상 물질(Particulate Matters)을 배출하는 문제가 있다.

입자상 물질은 통상적으로 일상에서 매연으로 정의되는데, 연료의 연소시 완전 연소되지 않고 대략 0.1 - 0.3m 정도의 아주 작고 가벼운 입자로 대기 중에 배출되는 물질로서 인간의 호흡기로 흡입되어 여러 가지 질병을 일으키는 요인이 되고 있다.

자동차 등의 배기가스 배출 규제가 점차 강화됨에 따라 입자상 물질의 배출을 저감하는 것이 매우 중요하게 되었고, 후처리 장치로서 매연정화장치(DPF : Diesel Particulate Filter)를 엔진 배기계에 장착하고 있다.

매연정화장치(DPF)는 필터를 이용하여 배기가스에 함유된 입자상물질이 대기로 방출되는 것을 방지하며, 또한 일정량 이상의 입자상 물질이 필터 내에 포집된 경우 고열 등을 발생시켜 걸러진 카본 등의 노폐물을 스스로 태워 제거한다.

이 과정에서 카본을 제외한 황산화물, 염소산화물 등의 애쉬는 발생한 고열로 인해 필터 내부에 더욱 딱딱하게 굳어지게 되고 이는 결과적으로 필터를 막아 필터가 본연의 역할을 수행하지 못하도록 만든다.

즉, EGR이나 DPF의 부품에 고착된 애쉬 등을 제거하기 위하여 관련 부품을 차량으로부터 탈거하여 세척제를 이용하여 고압세척 등의 방법으로 부품에 고착된 애쉬 등을 제거하는 것이 일반적이다.

그리고, 디젤엔진의 DPF 영역과 EGR 영역을 세정하기 전과 후를 비교하면 연비측면에서 약 3~5 % 향상된다고 알려져 있다.

본 발명은 이러한 부품들에 고착된 애쉬를 보다 간단하고 편리하면서도 제거 능력을 향상시킬 수 있는 세정제에 착안하여 이루어진 것이다.

본 발명의 목적은, 특히 금속제 부품의 표면에 고착된 애쉬 세척 효과를 향상시킬 세정제 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 목적은, 사용 및 작업이 간단하고 편리한 세정제 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 제품에 부착된 애쉬를 제거하기 위한 세정제에 있어서, 물에 세정 원액을 혼합하며, 상기 세정 원액은 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 (polyoxyethylene alkyl ether), 모노 에탄올 아민 (monoetanolamine, MEA), 에틸렌디아민 테트라 아세트산 (ethylenediamine tetra acetic acid), 솔벤트, 패티 아민 옥사이드 (fatty amine oxide), 가성소다 (sodiumhydroxide)를 포함하는 것을 특징으로 하는 세정제에 의하여 달성된다.

또한, 상기 솔벤트는 설폰산나트륨 자이렌(sulfonic acid natrium xylene) 40wt%, 물 58.5wt%를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 물과 상기 세정 원액은 400 ~ 600 : 150 ~ 250의 비율로 혼합하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 세정 원액에서는 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르는 14 ~ 26wt%, 상기 모노 에탄올 아민은 14 ~ 26wt%, 상기 에틸렌디아민 테트라 아세트산은 2 ~ 4wt%, 상기 솔벤트는 15 ~ 35wt%, 상기 패티 아민 옥사이드는 10 ~ 20wt%, 가성소다는 3 ~ 15wt% 범위인 것이 바람직하다.

또한, 리모넨 오일(limonene oil)을 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 목적은, 물과 가성소다를 혼합하는 1단계와; 1단계의 혼합액에 세정 원액인 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 (polyoxyethylene alkyl ether), 모노 에탄올 아민 (monoetanolamine, MEA), 에틸렌디아민 테트라 아세트산 (ethylenediamine tetra acetic acid), 솔벤트, 패티 아민 옥사이드 (fatty amine oxide), 가성소다 (sodiumhydroxide)를 추가하여 혼합하는 2단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세정제 제조방법에 의해서도 달성된다.

본 발명에 따르면, 특히 금속제 부품의 표면에 고착된 애쉬 제거 효율을 향상시키며, 사용 및 작업이 간단하고 편리한 세정제 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 세정제의 제조방법의 개략적인 흐름도,
도 2 내지 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 세정제와 대조 세척제의 성능을 비교하기 위하여 테스트한 과정을 설명하기 위한 사진이다.

본 발명의 일실시예에 따른 세정제에 대하여 도 1 내지 도 4b를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 세정체의 제조방법의 개략적인 흐름도이고, 도 2 내지 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 세정제와 대조 세척제의 성능을 비교하기 위하여 테스트한 과정을 설명하기 위한 사진이다.

이하에서 본 발명에 따른 세정제의 성능을 대조 세척제와 비교하기 위하여 전술한 자동차의 EGR에 사용되는 밸브의 몸체에 고착된 애쉬를 제거하는 시험을 실시하였다. 본 발명은 본 실시예만 적용되지 않고 차량, 선박뿐만 아니라 다양한 설비의 부품에 고착된 애쉬를 제거하기 위하여, 필요에 따라 가정의 하수구, 오수구, 배수구에 오염된 물질을 탈거하기 위한 용도로도 적용될 수도 있다.

본 발명에 따른 세정제는 도 1에 도시된 바와 같이 물과 세정 원액을 혼합하여 제조된다.

여기서, 세정 원액은 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 (polyoxyethylene alkyl ether), 모노 에탄올 아민 (monoetanolamine, MEA), 에틸렌디아민 테트라 아세트산 (ethylenediamine tetra acetic acid), 솔벤트, 패티 아민 옥사이드 (fatty amine oxide), 가성소다 (sodiumhydroxide)를 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 물과 상기 세정 원액은 400 ~ 600 : 150 ~ 250의 비율로 혼합하는 것이 바람직하며, 세정 원액이 고농도의 경우 사용시에 약 물과 세정 원액의 비율이 약 1 : 4 정도가 되도록 희석하여 사용하여도 된다. 이보다 더 희석하면 제품에서 애쉬를 제거하는데 소요되는 시간이 필요 이상으로 많이 소요되므로 바람직하지 않다. 실제로 제품을 차량으로부터 탈거하고 세척 및 후처리 후 재조립하는 데 시간이 최소화하여 1시간 이하로 소요되는 것이 고객서비스 차원에서 바람직하기 때문이다.

먼저, 물과 가성소다를 혼합하면 이 과정에서 발열이 되어 서서히 혼합하면서 상온으로 냉각될 때까지 기다린다(S110).

다음, 물과 가성소다가 혼합된 상태에서 나머지 세정 원액인 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 (polyoxyethylene alkyl ether), 모노 에탄올 아민 (monoetanolamine, MEA), 에틸렌디아민 테트라 아세트산 (ethylenediamine tetra acetic acid), 솔벤트, 패티 아민 옥사이드 (fatty amine oxide)를 소정의 비율로 투입하여 혼합한다(S130).

여기서, 세정 원액의 투입 비율은 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르는 14 ~ 26wt%, 상기 모노 에탄올 아민은 14 ~ 26wt%, 상기 에틸렌디아민 테트라 아세트산은 2 ~ 4wt%, 상기 솔벤트는 15 ~ 35wt%, 상기 패티 아민 옥사이드는 10 ~ 20wt%, 가성소다는 3 ~ 15wt% 범위인 것이 바람직하다. 또한, 세정 원액을 향기롭게 하거나 세정제의 침투력을 향상시키기 위하여 리모넨 오일(limonene oil)을 소량 더 포함하는 것이 바람직하다.

폴리옥시에틸렌 알킬 에테르와 패티 아민 옥사이드는 유화제이고, 모노 에탄올 아민은 주로 기름 성분을 제거하기 위함이며, 에틸렌디아민 테트라 아세트산은 금속이온 봉쇄제이다.

그리고, 솔벤트는 설폰산나트륨 자이렌(sulfonic acid natrium xylene) 40wt%, 물 58.5wt%, 황산 나트륨 1.5wt%를 포함하는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명에 따른 세정제를 현재 국내에서 시판되는 동종 목적의 세정제인 비교예 1 및 비교예 2를 전술한 EGR용 부품의 내부에 고착된 애쉬가 제거되는 정도를 각각 비교한 실험예가 도 2 내지 도 4c에 개시되어 있다.

먼저, 도 2는 본 발명에 따른 세정제와 비교예 1 및 2의 각 세정제와 내부에 애쉬가 고착된 상태의 EGR 부품에 대한 사진이다.

참고로 실험에 사용된 세정제의 비율은 물 500g 에 세정 원액 200g의 비율로 혼합하였다. 여기서, 세정 원액은 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 23wt%, 모노 에탄올 아민 23wt%, 에틸렌디아민 테트라 아세트산 3wt%, 솔벤트 28wt%, 패티 아민 옥사이드 15wt%, 가성소다 8wt%를 각각 혼합하였다.

내부에 애쉬가 고착된 상태의 EGR 부품을 도 2의 각 용기에 담긴 동일량의 세정제에 담근 상태로 약 10분 동안 유지하고(S150), 각 용기로부터 꺼낸 상태가 도 3의 사진이다.

그리고, 물로 세척을 하고 건조하는 후처리(S170)를 한 상태가 도 4a 도 4b의 사진이다. 도 4b는 도 4a의 각 부품을 부분적으로 확대한 사진이다.

이러한 사진에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 세정제의 경우 고착된 애쉬 등이 98% 이상 제거되었으나, 비교예 1의 경우에는 애쉬가 50% 정도, 비교예 2의 경우에는 애쉬가 30% 정도 제거됨을 확인할 수 있었다.

본 발명에 따른 세정제의 경우 약 5분 경과 후에 애쉬가 약 50% 정도 제거되었으나, 비교예 1 및 2의 경우 애쉬가 10 ~ 20% 정도 제거되었음을 확인할 수 있었다.

종래의 EGR용 부품들에 고착된 애쉬는 세척제 내지 세정제를 고압세척기로 분무하여 제거하였으나 이러한 제거 방법은 애쉬를 제거시키는데 상당한 시간을 필요로 하고 애쉬 등이 충분하게 제거되지 않았다는 문제점을 가졌다.

그러나, 본 발명에 따른 세정제를 사용하면 세정제에 관련 부품을 담구어 놓고 일정한 시간이 경과한 후 꺼내어 깨끗한 물로 세척한 후 건조를 하면 되기 때문에 별도로 고압세척 작업 등을 할 필요가 없어 작업이 간단하고 편리하며, 종래에 비하여 고착된 애쉬를 제거하는 효율이 매우 향상되었음을 알 수 있다.

이러한 장점은 본 발명에 따른 세정제는 비교예와 달리 금속표면과 애쉬 사이의 경계면에 고착된 애쉬를 금속표면으로부터 분리시키는 계면활성력이 매우 강하다는 것을 반증하고, 이러한 계면활성력은 전술한 성분을 혼합한 결과에 따른다.

여기서, 본 발명의 실시예를 도시하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

Claims

제품에 부착된 애쉬를 포함하는 불순물을 제거하기 위한 세정제에 있어서,
물에 세정 원액을 혼합하며,
상기 세정 원액은 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 (polyoxyethylene alkyl ether), 모노 에탄올 아민 (monoethanolamine, MEA), 에틸렌디아민 테트라 아세트산 (ethylenediamine tetra acetic acid), 솔벤트, 패티 아민 옥사이드 (fatty amine oxide), 가성소다 (sodiumhydroxide)를 포함하고,
물과 상기 세정 원액은 400 ~ 600 : 150 ~ 250의 비율로 혼합하며,
상기 세정 원액에서 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르는 14 ~ 26wt%, 상기 모노 에탄올 아민은 14 ~ 26wt%, 상기 에틸렌디아민 테트라 아세트산은 2 ~ 4wt%, 상기 솔벤트는 15 ~ 35wt%, 상기 패티 아민 옥사이드는 10 ~ 20wt%, 가성소다는 3 ~ 15wt% 범위이고,
물과 세정 원액을 혼합한 세정액으로 자동차 배기 계통의 부품에 고착된 애쉬를 포함하는 불순물을 제거하는 것을 특징으로 하는 세정제.
제1항에 있어서,
상기 솔벤트는 설폰산나트륨 자이렌(sulfonic acid natrium xylene) 40wt%, 물 58.5wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는 세정제.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
리모넨 오일(limonene oil)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세정제.
물과 가성소다를 혼합하는 1단계와;
1단계의 혼합액에 세정 원액인 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 (polyoxyethylene alkyl ether), 모노 에탄올 아민 (monoethanolamine, MEA), 에틸렌디아민 테트라 아세트산 (ethylenediamine tetra acetic acid), 솔벤트, 패티 아민 옥사이드 (fatty amine oxide), 가성소다 (sodiumhydroxide)를 추가하여 혼합하는 2단계;를 포함하고
물과 상기 세정 원액은 400 ~ 600 : 150 ~ 250의 비율로 혼합하며,
상기 세정 원액에서 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르는 14 ~ 26wt%, 상기 모노 에탄올 아민은 14 ~ 26wt%, 상기 에틸렌디아민 테트라 아세트산은 2 ~ 4wt%, 상기 솔벤트는 15 ~ 35wt%, 상기 패티 아민 옥사이드는 10 ~ 20wt%, 가성소다는 3 ~ 15wt% 범위이고,
물과 세정 원액을 혼합한 세정액에 자동차 배기 계통의 부품을 담근 후 고착된 애쉬를 포함하는 불순물을 제거하는 것을 특징으로 하는 세정방법.