KR101520648B1 - 절연 세정제 조성물 - Google Patents

절연 세정제 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 절연 세정제 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 a)1,1-디클로로에텐 100 내지 200 중량부; b)ISOPAR G(EXXON COMPANY사) 250 내지 350 중량부; c)펜타플루오로에탄 50 내지 100 중량부; 및 d)1,1,1,2-테트라플루오로에탄 100 내지 200 중량부가 함유된 절연 세정제 조성물로 통전기기에 사용이 가능하고, 세척력이 우수한 절연 세정제 조성물에 관한 것이다.

Description

절연 세정제 조성물{INSULATING DETERGENT COMPOSITION}
본 발명은 통전기기에 사용이 가능하고, 세척력이 우수한 절연 세정제 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 자동차, 전자제품 등의 정밀기계를 제조하는 공정에서 사용되는 전자부품은 그 표면 또는 내부에 기름, 먼지 등의 오염물질이 부착될 수 있으며, 오염물질을 세척하지 않을 시 사용자가 완제품을 사용할 때 오작동이 발생할 수 있다.
종래에는 상기한 문제점을 야기하는 오염물질을 제거하기 위해 미세한 부분까지 침투하여 오염물질을 제거할 수 있는 프론계 용제를 사용하였다.
상기 프론계 용제는 세정제로서 우수한 특성을 가지나, 대기중의 오존층을 파괴하고 생태계에 악영향을 미칠 수 있다는 이유로 그 사용이 전면 규제되었다.
이에 상기 프론계 용제를 대체할 수 있는 세정제로서 에틸알코올 또는 이소프로필알코올 등의 알코올류 및 리모넨 또는 액상 파라핀 등의 탄화수소류를 포함하는 유기용제 세정제와 수계 세정제를 사용하고 있다.
이와 관련하여, 한국등록특허 제352,267호에서 지방족 탄화수소류 및 지방족 알코올이 주성분으로 함유된 세척제 조성물을 개시하고 있다.
상기 세척제 조성물은 탄화수소계 유기용제 및 알코올류의 용제가 주성분인 것으로 휘발성이 강하여 인체에 유해하고, 인화점이 낮아 정전기 방지제 또는 방폭 설비가 필요하다는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해, 인체 안전성 및 인화 안전성을 고려한 수계 세정제 기술이 개발되었다.
상기 수계 세정제는 물을 함유한 세정제로서 유기용제계 세정제에 비해 인체에 무해하고, 작업시 안전하다는 장점이 있어 많이 사용되고 있다.
이와 관련하여, 한국등록특허 제1,416,103호에서 불화암모늄 화합물, 수산화칼륨 화합물 및 물이 함유된 불순물 제거용 수계 세정액을 개시하고 있다.
그러나 상기 수계 세정액은 사용하고 난 다음, 피세척물의 표면에 잔류된 수분을 균일하고 신속하게 건조시키는 공정이 추가로 필요할 뿐만 아니라 통전 상태의 기기에서 사용할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 통전 상태에서 전자부품을 세척할 수 있는 절연 세정제 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 인체에 무해한 절연 세정제 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 전자부품의 표면 또는 내부에 세정제가 잔류하지 않도록 건조되고, 세척력이 우수한 절연 세정제 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 a)1,1-디클로로에텐 100 내지 200 중량부; b)ISOPAR G(EXXON COMPANY사) 250 내지 350 중량부; c)펜타플루오로에탄 50 내지 100 중량부; 및 d)1,1,1,2-테트라플루오로에탄 100 내지 200 중량부가 함유된 절연 세정제 조성물을 제공한다.
상기 a)1,1-디클로로에텐 100 중량부; b)ISOPAR G(EXXON COMPANY사) 300 중량부; c)펜타플루오로에탄 70 중량부; 및 d)1,1,1,2-테트라플루오로에탄 100 중량부가 함유될 수 있다.
상기 절연 세정제 조성물은 n-부탄 5 내지 10 중량부 및 n-펜탄 1 내지 5 중량부를 추가로 함유할 수 있다.
본 발명에 따른 절연 세정제 조성물은 인화점 및 절연파괴전압이 높아 통전 상태의 전자부품을 세척하는데 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 절연 세정제 조성물은 사용시 냄새가 나지 않아 인체에 무해하므로 작업상 안전성이 높은 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 절연 세정제 조성물은 물이 함유되어 있지 않아 별도의 건조공정이 필요하지 않고, 증기압이 높아 세정 후 전자부품 표면 또는 내부에 잔존하는 세정제 잔류물이 신속하게 증발하므로 기기의 성능 저하를 최소로 할 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 통전기기에 사용이 가능하고, 세척력이 우수한 절연 세정제 조성물에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 절연 세정제 조성물은 a)1,1-디클로로에텐; b)ISOPAR G(EXXON COMPANY사); c)펜타플루오로에탄; 및 d)1,1,1,2-테트라플루오로에탄을 함유한다.
더욱 구체적으로, 본 발명의 절연 세정제 조성물은 a)1,1-디클로로에텐 100 내지 200 중량부; b)ISOPAR G(EXXON COMPANY사) 250 내지 350 중량부; c)펜타플루오로에탄 50 내지 100 중량부; 및 d)1,1,1,2-테트라플루오로에탄 100 내지 200 중량부로 혼합되어 제조된다.
본 발명에 따른 절연 세정제 조성물에 포함되는 상기 a)1,1-디클로로에텐은 오존층 비파괴성 물질로서, 기름 용해성이 우수하여 전자부품에 부착된 기름을 세척할 수 있는 물질이다.
이때 상기 a)1,1-디클로로에텐이 본 발명에 따른 절연 세정제 조성물에 100 중량부 미만으로 혼합된 경우에는 오일의 세정력이 미미할 수 있으며, 200 중량부를 초과하여 혼합된 경우에는 인화점이 낮게 형성되어 사용시 화재가 발생할 수 있다.
상기 100 내지 200 중량부의 a)1,1-디클로로에텐에 혼합되는 b)ISOPAR G(EXXON COMPANY사)는 이소프로필알코올(IPA)이 주성분으로 함유된 물질로서, 인체에 무해하고 무취인 특성을 갖고 있다.
일반적으로 이소프로필알코올은 가연성의 물질로 단독 사용시 별도의 방폭 설비가 필요하나, 본 발명의 절연 세정제 조성물에 함유된 b)ISOPAR G(EXXON COMPANY사)는 인화점이 높아 별도의 방폭 설비를 구비할 필요가 없다.
또한, 본 발명에 따른 절연 세정제 조성물에 함유된 b)ISOPAR G(EXXON COMPANY사)는 금속부품, 전자부품 또는 도장부품 등 각종 피세척물의 미세한 부분까지 침투하는 성능이 높아 세척력이 우수하다.
이때 상기 b)ISOPAR G(EXXON COMPANY사)가 본 발명에 따른 절연 세정제 조성물에 250 중량부 미만으로 혼합된 경우에는 절연파괴전압 및 인화점이 저하되어 통전상태의 기기에 그 사용이 적합하지 않을 수 있으며, 350 중량부를 초과하여 혼합된 경우에는 인화점이 저하되어 화재가 발생할 수 있다.
한편, 상기 혼합된 a)1,1-디클로로에텐 및 b)ISOPAR G(EXXON COMPANY사)의 용액에 50 내지 100 중량부의 c)펜타플루오로에탄이 혼합된다.
상기 c)펜타플루오로에탄은 무색, 무취의 휘발성이 큰 화합물로서, 상기 c)펜타플루오로에탄을 함유한 본 발명의 절연 세정제 조성물은 세척 후에 신속하게 증발되게 하여 피세척물의 표면에 세정제가 잔류하지 않도록 한다.
이때 상기 c)펜타플루오로에탄이 본 발명에 따른 절연 세정제 조성물에 50 중량부 미만으로 혼합된 경우에는 세정제의 증기압이 낮아져 피세척물 표면에 세정제가 잔류할 수 있으며, 100 중량부를 초과하여 혼합된 경우에는 절연성이 저하되어 절연파괴전압이 낮아질 수 있다.
한편, 상기 a)1,1-디클로로에텐, b)ISOPAR G(EXXON COMPANY사) 및 c)펜타플루오로에탄의 혼합용액에 첨가되는 d)1,1,1,2-테트라플루오로에탄은 지구 온난화 지수가 0.29이고, 오존 파괴 지수가 0인 화합물로 환경에 무해하다.
특히 상기 d)1,1,1,2-테트라플루오로에탄은 휘발성이 커서 본 발명에 따른 절연 세정제 조성물이 단시간에 증발하도록 한다.
따라서 전자 부품에 세정제를 사용한 다음, 그 표면에 세정제가 남지 않으므로 기기 성능을 유지할 수 있다.
이때 상기 d)1,1,1,2-테트라플루오로에탄이 본 발명에 따른 절연 세정제 조성물에 100 중량부 미만으로 혼합된 경우에는 증기압이 낮아져 피세척물에 세정제가 남게 되어 기기 성능이 저하될 수 있으며, 200 중량부를 초과하여 혼합된 경우에는 절연파괴전압 및 인화점이 저하될 수 있다.
본 발명에 따른 절연 세정제 조성물은 a)1,1-디클로로에텐 100 중량부; b)ISOPAR G(EXXON COMPANY사) 300 중량부; c)펜타플루오로에탄 70 중량부; 및 d)1,1,1,2-테트라플루오로에탄 100 중량부로 혼합되는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이 혼합된 조성물은 절연파괴전압 및 인화점이 증가하고 세척력이 우수할 뿐만 아니라 인체에 무해한 특성을 갖는다.
이때 본 발명에 따른 절연 세정제 조성물은 n-부탄 5 내지 10 중량부 및 n-펜탄 1 내지 5 중량부를 추가로 함유할 수 있다.
상기 n-부탄은 인화점이 -60℃이고 발화점이 430℃인 물질이며, n-펜탄은 인화점이 -40℃이하이고 발화점이 309℃인 물질로서, 본 발명에 따른 절연 세정제 조성물에 n-부탄 및 n-펜탄이 상기한 중량부로 혼합될 경우에는 전체 조성물의 인화점을 낮추고, 발화점을 상승시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 절연 세정제 조성물에 상기 n-부탄과 n-펜탄이 혼합됨으로써 전체 조성물의 끓는점을 낮추어 증기압을 높이는 효과가 있다.
따라서 본 발명에 따른 절연 세정제 조성물은 전자부품을 세정하고 난 다음, 단시간에 건조될 수 있다.
이때 상기 n-부탄이 본 발명에 따른 절연 세정제 조성물에 5 중량부 미만으로 혼합된 경우에는 증기압이 감소되어 건조 시간이 길어질 수 있으며, 10 중량부를 초과하여 혼합된 경우에는 휘발속도가 빨라져 세척효율이 저하될 수 있다.
또한, 상기 n-펜탄이 본 발명에 따른 절연 세정제 조성물에 1 중량부 미만으로 혼합된 경우에는 증기압이 감소되어 건조 시간이 길어질 수 있으며, 5 중량부를 초과하여 혼합된 경우에는 휘발속도가 빨라져 세척효율이 저하될 수 있다.
이처럼 상기 n-부탄 및 n-펜탄을 추가로 혼합하여 제조된 절연 세정제 조성물은 증발 속도가 향상되어 세척시 피세척물의 표면에 세정제가 잔류하지 않는다.
한편, 본 발명의 절연 세정제 조성물은 상기 탄화수소 조성물 외에 안정제를 추가로 포함할 수 있으며, 이때 상기 조성물을 안정화시키는데 적합한 화합물이라면 추가로 사용될 수 있다.
일례로 안정한 디엔계 화합물, 페놀 화합물, 아로마틱 에폭시드, 알킬 에폭시드, 알케닐 에폭시드, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 에폭시드를 포함하는 것일 수 있으며, 전체 조성물에 대하여 0.05 내지 1 중량부가 첨가될 수 있다.
본 발명에 따른 절연 세정제 조성물을 함유하는 세정제를 이용하여 세척하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 일례로 침지 세정법, 요동 세정법, 초음파 세정법, 샤워·스프레이 세정법, 퍼들 세정법, 브러쉬 세정법, 교반 세정법이 사용될 수 있다.
이때 본 발명에서는 침지 세정법 또는 스프레이 세정법이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 세정방법은 실온에서 세정하는 것이 가장 바람직하다. 여기에서 실온이란 20 ~ 30℃를 의미하며, 보다 바람직하게는 약 25℃이다.
이는 본 발명에 따른 절연 세정제 조성물에 함유된 성분들 중에서 1,1-디클로로에텐의 끓는점이 32℃이기 때문에 그 이하의 온도에서 교반하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에서 세정하고자 하는 기기의 금속은 특정 장치에 포함되어 있는 것에 한정되지 않는다. 일례로 Ni단체, Fe와 Ni의 합금, Cu 및 실리콘으로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 절연 세정제 조성물로 세정하고자 하는 기기는 특별히 한정되지 않으며, 일례로 배전반일 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 절연 세정제의 제조
1,1-디클로로에텐 100 중량부와 ISOPAR G(Exxon company사) 350 중량부를 혼합기에 투입한 다음 5분간 25℃에서 1,000rpm의 속도로 교반하고, 이 후 펜타플루오로에탄 100 중량부를 혼합기에 투입하여 다시 5분간 동일한 온도와 속도로 교반한 다음, 이 후 1,1,1,2-테트라플루오로에탄 100 중량부를 혼합기에 투입하여 5분간 동일한 온도와 속도로 혼합하여 절연 세정제를 제조하였다.
실시예 2 내지 6 및 비교예 1 내지 6
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 하기 표 1에 나타낸 조성물을 함유하는 절연 세정제를 제조하였다.
구분
(중량부)		 1,1-디클로로에텐 ISOPAR G 펜타플루오로에탄 1,1,1,2-테트라플루오로에탄 n-부탄 n-펜탄
실시예 1 100 350 100 100 - -
실시예 2 200 350 100 100 - -
실시예 3 100 250 100 100 - -
실시예 4 100 350 50 100 - -
실시예 5 100 300 70 100 - -
실시예 6 100 300 70 100 10 5
비교예 1 100 350 - 100 - -
비교예 2 100 - 100 100 - -
비교예 3 - 350 100 100 - -
비교예 4 100 350 300 100 - -
비교예 5 100 400 100 100 - -
비교예 6 350 350 100 100 - -
실험예
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6에서 제조된 절연 세정제를 테스트용 배전반에 분사한 후, 배전반의 절연파괴전압, 인화점, 증기압 및 세척력을 측정하고 하기 표 2에 나타내었다.
1. 절연파괴전압
상기 실시예 및 비교예로부터 제조된 절연 세정제 조성물의 절연파괴전압 측정을 위하여 한국산업표준 KS C IEC 60156을 기준으로 시험 측정하였다.
우선 용기에 시료를 채우기 전에 시료가 채워진 용기를 천천히 흔들어 주고 여러 차례 뒤집어 주어 기포가 생성되지 않도록 하여 시료에 함유된 불순물을 고르게 분산시키도록 한다.
그 다음 기포가 형성되지 않도록 시료를 용기에 천천히 채운 후, 시료의 온도를 측정하고 기록하였다. 이때 전압을 전극에 인가하고 절연파괴 현상이 나타나기 전까지 2.0±0.2kVs-1의 비율로 영점에서부터 일정하게 전압을 높여 주었다.
상기 절연파괴전압은 회로가 자동 또는 수동으로 개방되는 시간에 도달하는 최대 전압으로 이 시점의 값을 측정한다. 총 6회의 절연 파괴 시험을 실행하였으며, 그 평균값을 kV 단위로 계산하였다.
2. 인화점
상기 실시예 및 비교예로부터 제조된 절연 세정제 조성물의 인화점을 측정하기 위하여 한국산업표준 KS M ISO 2592을 기준으로 시험 측정하였다. 시료 용기의 85 내지 95%까지 시료를 채운 후 온도를 5℃/min의 속도로 증가시키면서 가열하였다.
이때 2℃ 간격으로 작은 시험불꽃을 시료 용기의 위로 지나치게 하여, 시험불꽃이 시료 위의 증기를 점화시키는 최초 온도를 주변기압 온도에서의 인화점으로 하였다.
3. 증기압
증기압 봄베의 시료실에 냉각시킨 시료를 채우고 37.8℃의 공기실에 시료실을 연결한 다음, 이를 37.8±0.1℃로 유지한 항온조에 넣고 평형에 이를 때까지 정기적으로 꺼내 흔들었다.
상기 방법으로 얻어진 증기압에 압력계의 오차를 보정하여 수치를 측정하였다.
4. 세척력
대표적인 통전기기인 테스트용 배전반을 일정량의 오염물로 오염시킨 다음, 본 발명에 따른 절연 세정제 조성물을 분사하였을 때 오염된 표면의 오염원 제거 정도를 측정하였다.
상기 각각의 실험에 사용되는 오염물은 왁스(레인마크, 불스원사), 그리스(하이렉스OHD, 천미광유주식회사) 및 미세먼지를 이용하였으며, 하기 수학식 1을 기준으로 세정제 조성물의 세척력을 평가하였다.
[수학식 1]
세척력 % = (A-B)/A*100
(A=테스트 전에 부착된 오염원의 무게, B=세척력 테스트 후에 부착된 오염원의 무게)
구분 절연파괴전압
(kV)		 인화점
(℃)		 증기압
(kPa)		 세척력
(%)
실시예 1 77.9 89.5 5.7 88.1
실시예 2 78.5 85.0 5.8 87.5
실시예 3 77.5 86.9 5.4 85.5
실시예 4 78.0 90.2 5.3 85.2
실시예 5 81.4 95.3 5.9 96.2
실시예 6 81.9 97.9 6.1 98.5
비교예 1 77.1 60.5 2.0 55.3
비교예 2 63.7 51.8 3.0 45.4
비교예 3 65.5 48.2 3.2 36.3
비교예 4 55.1 65.5 5.1 45.9
비교예 5 74.2 50.1 4.9 81.5
비교예 6 69.8 42.5 4.6 82.8
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 절연 세정제 조성물로 제조된 실시예 1 내지 6은 비교예 1 내지 6에 비해 절연파괴전압 및 인화점이 높아 통전기기에 사용할 수 있으며, 증기압이 커서 세척시 피세척물의 표면에 세정제의 잔유물이 남지 않게 건조되었다. 또한 오염물은 85% 이상 제거되어 세척력도 우수함을 알 수 있었다.
특히 실시예 6은 a)1,1-디클로로에텐, b)ISOPAR G(EXXON COMPANY사), c)펜타플루오로에탄, d)1,1,1,2-테트라플루오로에탄, n-부탄 및 n-펜탄이 함유된 절연 세정제 조성물로서 사용시 절연파괴전압과 인화점이 높을 뿐만 아니라 세척력이 향상됨을 알 수 있었다.
반면에 비교예 1은 절연 세정제 조성물의 증기압이 낮아 피세척물의 표면에 세정제가 잔류되어 세척력이 저하되는 것으로 나타났으며, 비교예 4는 절연 세정제 조성물의 증기압이 높아 세정제 조성물이 빠르게 건조되었으나, 절연 세정제 조성물이 피세척물에 머무는 시간이 짧아 오히려 세척력이 감소된 것을 알 수 있었다.

Claims (3)

  1. a)1,1-디클로로에텐 100 내지 200 중량부; b)ISOPAR G(EXXON COMPANY사) 250 내지 350 중량부; c)펜타플루오로에탄 50 내지 100 중량부; 및 d)1,1,1,2-테트라플루오로에탄 100 내지 200 중량부가 함유된 것을 특징으로 하는 절연 세정제 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 a)1,1-디클로로에텐 100 중량부; b)ISOPAR G(EXXON COMPANY사) 300 중량부; c)펜타플루오로에탄 70 중량부; 및 d)1,1,1,2-테트라플루오로에탄 100 중량부가 함유된 것을 특징으로 하는 절연 세정제 조성물.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 절연 세정제 조성물은 n-부탄 5 내지 10 중량부 및 n-펜탄 1 내지 5 중량부를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 절연 세정제 조성물.
KR1020150041327A 2015-03-25 2015-03-25 절연 세정제 조성물 KR101520648B1 (ko)

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