KR102461848B1 - 가솔린 엔진 연료 전달 시스템, 공기 흡입 시스템, 및 연소 챔버를 세정하기 위한 조성물 - Google Patents

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Abstract

연료 전달 시스템, 공기-흡입 시스템, 흡입 밸브, 및 연소 챔버를 세정하기에 적합한 세정 조성물로서, 적어도 3 wt. %의 폴리에테르 성분, 적어도 5 wt. %의 극성 용매, 및 적어도 5 wt. %의 비-극성 용매를 포함하는 세정 조성물이 본원에 개시된다. 상기 폴리에테르 성분은 폴리에테르, 폴리에테르아민, 및 이들의 혼합물로부터 선택된다.

Description

가솔린 엔진 연료 전달 시스템, 공기 흡입 시스템, 및 연소 챔버를 세정하기 위한 조성물
예시적인 구체예는 세정 조성물 및 그러한 조성물로 세정하는 방법에 관한 것이다. 본 조성물 및 방법은 탄소질 침착물, 특히, 내부 연소 엔진의 연료 전달 시스템, 공기 흡입 시스템, 및 연소 챔버에서 탄소질 침착물을 제거하는데 효과적이다.
내부 연소 엔진의 연료 전달 시스템에서 침착물의 형성은 연비, 전력 및 주행성(drivability)의 감소를 포함하여 엔진 작동에 대하여 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 가솔린 엔진에서, 침착물은 연료 분사기, 공기 흡입 밸브, 피스톤 탑(piston top), 및 실린더 헤드(cylinder head) 상에서 형성되는 것이 흔하다. 침착물을 제거하는 한 가지 방식은 연료 탱크에 연료 첨가제 조성물을 첨가하는 것이다. 연료 첨가제는 탱크로 전달되기 전에 연료에 첨가될 수 있거나, 탱크로 개별적으로 첨가되는 첨가제 혼합물로서 첨가될 수 있다. 이 중 어느 한 경우에, 연료 첨가제는 연료에 의해 엔진으로 전달된다. 예를 들어, 미국 공보 제20090025283호 및 제20120318225호에는 침착물 제거 및 제어를 위해 고안된 연료 첨가제가 기재되어 있다. 그러한 조성물은 효과적일 수 있지만, 흔히 느리게 작용된다. 따라서, 상당한 침착물이 이미 형성된 경우에는 결과를 달성하기 위해서 어느 정도의 시간이 소요될 수 있다.
침착물은 또한 연료 시스템 세정제 용액으로 제거될 수 있으며, 상기 용액은 연료 전달 시스템에 직접적으로, 즉, 연료 탱크의 하류에 첨가된다. 이러한 방법에서, 세정 용액의 소정 용량이 캐니스터(canister)로부터 전달된다. 캐니스터는 연료 레일(fuel rail)에 부착되어 엔진에 정상 연료 공급들을 교체시키고, 공기로 가압되어 용액이 연료 레일을 통해 엔진으로 이동하게 하면서 차량(vehicle)을 아이들링(idling)시킨다. 공정은 완료되는데 약 1시간이 소요된다. 미국 공보 제20020107161호, 제20050229952호, 제20060128589호, 및 제20080011327호, 및 미국 특허 제5,161,336호, 제5,257,604호, 제6,000,413호, 제6,655,392호, 제6,830,630호, 제6,978,753호, 및 제8,926,763호에는 직접적인 전달 방법에 의한 공기 흡입 밸브 및 연소 챔버 세정을 위한 조성물 및 시스템이 기재되어 있다.
연소 침착물은 또한 에어로졸(aerosol) 또는 미스트(mist) 또는 포그(fog)를 거쳐 또는 공기-흡입 시스템을 통해 첨가되는 공기-흡입 세정제 용액으로 제거될 수 있다. 이러한 적용 방법은 직접적인 분사 엔진에서 흡입 밸브 침착물을 제거하기에 가장 효과적이다. 또한, 공기-흡입 세정제는 포트 연료 분사식 엔진에서 적용될 수 있지만, 흡입 밸브 침착물은 이러한 엔진 유형에서 다루어질 필요가 없다.
이러한 접근의 문제는 기존의 레일 세정제 제품 및 공기-흡입 세정제가 침착물을 제거하는데 크게 효과적이지 않다는 것이다. 방법이 특수 장비 없이 용이하게 수행되지 않기 때문에, 이는 일반적으로 서비스 차고에서 수행된다. 따라서, 짧은 기간 내의 효율적인 세정이 요망된다.
예시적인 구체예의 한 가지 양태에 따르면, 연료 전달 시스템, 흡입 밸브 및 연소 챔버를 세정하기에 적합한 조성물은 적어도 3 wt. %의 폴리에테르 성분, 적어도 5 wt. %의 극성 용매, 및 적어도 5 wt. %의 비-극성 용매를 포함한다. 폴리에테르 성분은 폴리에테르, 폴리에테르아민, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
도 1은 예시적인 구체예의 한 가지 양태에 따른 연료 시스템에 레일 세정 및/또는 공기-흡입 조성물을 전달하기 위한 장치를 도시한 것이다.
도 2는 레일 및/또는 공기-흡입 시스템 세정 조성물을 사용한 포트 연료 분사(port fuel injection: PFI) 시스템을 도시한 것이다.
도 3은 레일 및/또는 공기-흡입 시스템 세정 조성물을 사용한 직접 분사 시스템을 도시한 것이다.
예시적인 구체예의 한 가지 양태에서, 연료 시스템을 세정하기 위한 단일-상 조성물이 제공된다. 이러한 조성물은 연료 전달 및/또는 공기 흡입 시스템, 예컨대, 연료 분사기, 공기 흡입 밸브, 피스톤 탑 및 실린더 헤드, 스파크 플러그(spark plug), 및 세정 조성물과 접촉되는 모든 다른 표면으로부터 침착물을 제거하는데 효과적이다. 조성물은 직접적으로 내부 연소 엔진의 연료 시스템으로, 공기 흡입 포트 내로, 직접적으로 엔진으로, 또는 전달 경로의 조합을 통해 동시에 또는 순차적으로 도입될 수 있다. 비교 시험에서, 예시적인 포뮬레이션(formulation)은 연소 공정 동안 발생된 침착물을 제거하는데 있어서 기존의 제품에 비해 개선된 성능을 나타냈다. 동일한 세정 조성물은 각각의 상이한 전달 경로에 대하여 사용될 수 있거나, 세정 조성물이 특정 전달 경로에 대해 조정될 수 있다.
본원에서 사용되는 공기 흡입 세정은 공기 흡입 포트만을 통한 세정 조성물의 전달을 지칭하고, 직접 분사 엔진에 특히 적합하다. 따라서, "공기 흡입 세정 조성물"은 이들이 공기 흡입 포트로부터 엔진을 통해 통과함에 따라서 밸브 및 연소 챔버를 세정한다. 본원에서 사용되는 레일 세정은 연료 분사 포트를 통한 세정을 지칭한다. 공기 흡입 세정 조성물과 마찬가지로, 레일 세정 조성물은 이들이 연료 분사 포트로부터 공기 흡입 포트 내로 그리고 엔진을 통해 통과함에 따라서 밸브 및 연소 챔버를 세정한다.
세정 조성물은 폴리에테르 및 폴리에테르아민 중 적어도 하나로 구성되는 폴리에테르 성분을 포함한다. 세정 조성물은 또한 극성 용매 및 비-극성 용매를 포함한다. 조성물은 추가로 기능성 용매, 세제/분산제, 부식 억제제, 및 에어로졸 추진제 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
극성 용매 및 비-극성 용매는 총괄하여 가연성 용매로 지칭된다. "가연성"은 용매가 정상 엔진 작동 조건하에 연소 챔버 내에서 점화될 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들어, 가연성 용매들의 혼합물은 40℃ 이하, 예컨대, 30℃ 이하의 인화점(flash point)을 지닌다. 가연성 용매는 연료 특성을 제공하면서, 이들은 또한 조성물 내의 나머지 성분들을 안정화시키는 작용을 하며 이들 자체로 세정 특성을 제공할 수 있다.
조성물에서 폴리에테르 성분 대 전체 가연성 용매의 중량 비율은 적어도 1:12, 예컨대, 적어도 1:10, 또는 적어도 1:8, 또는 적어도 1:6일 수 있다. 비율은 1:1.5 이하, 또는 1:2 이하, 또는 1:3 이하, 또는 1:4 이하일 수 있다.
예기치 않게도, 세정 조성물은 이의 비희석된 형태로(즉, 첨가되는 연료, 예컨대, 가솔린 없이) 폴리에테르 성분 및 임의로 다른 첨가제를 고농도로 포함하면서 연소를 유지할 수 있으며, 이들은 함께 조성물의 65 wt. % 이하, 또는 60 wt. % 이하, 또는 50 wt. % 이하, 또는 40 wt. % 이하, 및 일부 구체예에서 조성물의 적어도 20 wt. %, 또는 적어도 25 wt. %, 또는 적어도 30 wt. %, 또는 적어도 35 wt. %로 존재할 수 있다.
가연성 용매
가연성 용매는 함께 조성물의 90 wt. % 이하, 또는 80 wt. % 이하, 또는 75 wt. % 이하, 또는 70 wt. % 이하, 또는 60 wt. % 이하, 또는 55 wt. % 이하, 또는 50 wt. % 이하, 및 일부 구체예에서, 조성물의 적어도 30 wt. %, 또는 적어도 35 wt. %, 또는 40 wt. %, 또는 적어도 45 wt. %를 차지할 수 있다. 조성물에서 극성 용매 대 비-극성 용매의 중량 비율은 적어도 1:5, 예컨대, 적어도 1:4, 또는 적어도 1:3, 또는 적어도 1:2일 수 있다. 비율은 5:1 이하, 또는 4:1 이하, 또는 3:1 이하, 또는 2:1 이하일 수 있다. 일부 구체예에서, 비율은 약 1:1이다.
극성 용매는 지방족 극성 용매, 방향족 극성 용매, 및 이들의 혼합물로부터 선택된다.
한 가지 구체예에서, 극성 용매는 지방족 극성 용매 또는 용매들을 포함하거나 이들로 구성된다. 극성 용매로서 유용한 적합한 지방족 극성 용매는 지방족 극성의 양성자성 용매, 예컨대, 알코올 및 아민, 및 지방족 극성의 비양성자성 용매, 예컨대, 에테르를 포함하거나 이들을 필수적으로 포함하여 구성된다.
지방족 극성 용매로서 적합한 예시적인 알코올 및 아민은 C1-C12 지방족 사슬, 예컨대, C1-C8 또는 C2-C4 지방족 알코올 또는 아민을 포함한다. 예는 에탄올, 2-프로판올, 1-프로판올, 1-부탄올, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 알코올 또는 아민의 탄소 사슬은 분지형 또는 비분지형일 수 있으며, 헤테로원자(산소 또는 질소)는 일반적인, 이소, 이차, 또는 삼차 위치에 있을 수 있다. 아민은 일차, 이차, 또는 삼차 환형 또는 비환형 아민일 수 있으며, 지방족 및/또는 방향족 기를 포함할 수 있다. 적합한 아민의 예는 트리메틸아민, 디-부틸아민, 헥사민 올레일아민, 모르폴린, 메틸모르폴린, 피롤리딘, 피페리딘, 메틸 피페리딘, 및 이들의 염 및 이들의 혼합물을 포함한다.
예시적인 지방족 에테르는 (C1-C12 알킬)2O 에테르를 포함하고, 환형 또는 비환형 또는 직쇄 또는 분지형 치환기를 지닐 수 있거나, 에테르 작용기가 고리 구조 내에 함유될 수 있다. 적합한 에테르의 예는 테트라하이드로푸란, 디메틸 에테르, 메틸 에틸 에테르, 디에틸 에테르, 및 디이소프로필 에테르를 포함한다.
한 가지 구체예에서, 극성 용매는 방향족 극성 용매 또는 용매들을 포함하거나, 이들로 구성된다. 극성 용매로서 유용한 적합한 방향족 극성 용매는 방향족 극성의 양성자성 용매, 예컨대, 알코올 및 아민, 및 방향족 극성의 비양성자성 용매, 예컨대, 에테르를 포함하거나, 이들을 필수적으로 포함하여 구성된다. 방향족 극성 용매의 예는 벤질 알코올, 디페닐아민, 페닐렌디아민, 벤질아민, 및 이들의 혼합물을 포함한다.
일부 구체예에서, 지방족 극성 용매는 조성물에서 전체 극성 용매의 적어도 10 wt. %, 또는 적어도 15 wt. %, 또는 적어도 20 wt. %, 또는 적어도 50 wt. %, 또는 적어도 70 wt. %, 또는 적어도 80 wt. %, 또는 적어도 90 wt. %, 또는 100% 이하일 수 있다.
극성 용매는, 총, 조성물의 60 wt. % 이하, 예컨대, 조성물의 적어도 5 wt. %, 또는 적어도 10 wt. %, 또는 적어도 15 wt. %, 또는 적어도 20 wt. %, 및 일부 구체예에서, 50 wt. % 이하, 또는 40 wt. % 이하, 또는 35 wt. % 이하, 또는 30 wt. % 이하, 또는 27 wt. % 이하로 존재할 수 있다.
알코올 극성 용매 대 아민 극성 용매의 비율은 2:1 내지 6:1일 수 있다.
알코올 작용기를 지니는 아민은 이하에서 부식 억제제로서 논의되고, 그에 따라서 극성 용매로서 여겨지지 않음을 주지해야 한다.
예시적인 비-극성 용매는 방향족 비-극성 용매, 지방족 비-극성 용매, 및 이들의 혼합물로부터 선택된다.
한 가지 구체예에서, 비-극성 용매는 방향족 비-극성 용매, 특히, 방향족 탄화수소, 즉, 탄소와 수소로만 구성되는 그러한 탄화수소를 포함하거나, 이를 필수적으로 포함하여 구성된다(적어도 80 wt. %). 본원에서 비-극성 용매로서 유용한 예시적인 비-극성 방향족 탄화수소는 모노사이클릭 방향족 탄화수소, 예컨대, C1-C4 알킬 치환된 벤젠, 예를 들어, 톨루엔, 자일렌(디메틸벤젠의 1,2-, 1,3-, 및 1,4-이성질체 중 하나 이상), 트리메틸벤젠 (트리메틸벤젠의 1,2,3-, 1,2,4-, 및 1,3,5-이성질체 중 하나 이상), 에틸벤젠, 및 이들의 혼합물을 포함한다. C8-C11 방향족 용매의 적합한 혼합물은 방향족 페트롤륨 증류물, 예컨대, Exxon Mobil Chemical Co.(New Milford, Conn)로부터 입수가능한 Aromatic 100™ (C8-C10, 주로 C9, 트리메틸 벤젠의 우세한 이성질체(5% 미만의 자일렌)) 및 Aromatic 150™ (C9-C11, 주로 C10)을 포함한다.
그 밖의 물질들은 방향족 페트롤륨 나프타 및 방향족 함유 페트롤륨 증류물을 포함한다.
한 가지 구체예에서, 비-극성 용매는 하나 이상의 지방족(지환족 포함) 비-극성 용매를 포함한다. 예는 C5-C18 직쇄, 분지형, 및 환형 탄화수소, 예컨대, 펜탄, 사이클로펜탄, 헥산, 사이클로헥산, 헵탄, 옥탄, 및 이소옥탄뿐만 아니라 고급 탄소-함유 수소처리된 증류물을 포함한다. 그 밖의 물질들은 페트롤륨 나프타의 지방족 성분을 포함한다.
일부 구체예에서, 방향족 비-극성 용매는 조성물에서 전체 비-극성 용매의 적어도 10 wt. %, 또는 적어도 15 wt. %, 또는 적어도 20 wt. %, 또는 적어도 50 wt. %, 또는 적어도 70 wt. %, 또는 적어도 80 wt. %, 또는 적어도 90 wt. %, 또는 100% 이하일 수 있다.
비-극성 용매는, 총, 조성물의 65 wt. % 이하, 예컨대, 적어도 5 wt. %, 또는 적어도 10 wt. %, 또는 적어도 15 wt. %, 또는 적어도 20 wt. %, 및 일부 구체예에서, 50 wt. % 이하, 또는 45 wt. % 이하, 또는 40 wt. % 이하, 또는 35 wt. % 이하, 또는 30 wt. % 이하, 또는 27 wt. % 이하로 존재할 수 있다. 폴리에테르 성분, 극성 용매, 및 비-극성 용매는, 총, 조성물의 적어도 60 wt. %, 또는 적어도 70 wt. %, 또는 적어도 75 wt. %, 또는 95 wt. % 이하, 또는 90 wt. % 이하, 또는 85 wt. % 이하일 수 있다.
또한, 조성물의 극성 용매 성분 및 비-극성 용매 성분은 이의 용해도 및 극성과 관련하여 정의될 수 있다. 이하에서, "한센(Hansen)"의 문헌[Hansen, "The Three Dimensional Solubility Parameter-Key to Paint Component Affinities," J. Paint Technol., Vol. 39, No. 505 (Feb 1967)]에는 한센 용해도 구성요소 방법(Hansen solubility component method)의 요약이 보고되어 있고, 이는 문헌[Hoy, "Tables of Solubility Parameters," Union Carbide Corporation, Chemical and Plastics R&D Dept, Tarrytown, N.Y. (May 16, 1975)]에 보고된 방법을 이용하여 계산될 수 있으며; 또한 문헌[Barton, Handbook of Solubility Parameters, CRC Press (1983)]을 참조하라.
극성 용매의 경우, 한센 용해도 파라미터 δp(이는 분자들 사이의 쌍극성 분자간 힘으로부터의 에너지의 척도임)는 적어도 2.8 MPa1/2, 또는 적어도 3, 또는 적어도 4, 또는 적어도 5, 또는 적어도 6 MPa1 /2일 수 있으며, 13 MPa1 /2 이하, 또는 12 MPa1 /2 이하일 수 있다.
비-극성 용매의 경우, 한센 용해도 파라미터 δp는 0 내지 3 이하, 또는 2 이하, 또는 1.5 이하, 또는 1.4 이하, 또는 1.2 이하, 또는 1.0 MPa1/2 이하일 수 있다.
폴리에테르 성분
예시적인 폴리에테르 성분은 둘 이상의 에테르 기 및 임의로 적어도 하나의 아미노 기(이는 일차, 이차 또는 삼차 아미노 기일 수 있음)를 지니는 화합물이다.
한 가지 구체예에서, 폴리에테르 및/또는 폴리에테르아민은 화학식 R[OCH2CH(R1)]nA로 표현되며, 여기서 R은 하이드로카빌 기이고, R1은 수소 또는 하이드로카빌 기이고, A는 폴리에테르 아민의 경우에 질소-함유 기이거나, A는 폴리에테르의 경우에 하이드록실 기 (OH)이고, n은 적어도 2인 수이다.
R은 적어도 1개, 또는 적어도 3개, 또는 적어도 6개, 또는 적어도 8개의 탄소 원자를 지니는 하이드로카빌 기일 수 있고, 이는 30개 이하의 탄소 원자, 또는 24개 이하의 탄소 원자, 또는 20개 이하의 탄소 원자일 수 있다. R은 알코올, 알킬페놀, 또는 이들의 혼합물로부터 얻어질 수 있고, 여기서 혼합물은 2개 이상의 알코올, 2개 이상의 알킬페놀, 또는 1개 이상의 알코올, 및 1개 이상의 알킬페놀의 혼합물일 수 있다. 알코올은 선형, 분지형, 또는 이들의 혼합일 수 있다.
R1은 수소 또는 1 내지 16개, 또는 14개 이하, 또는 8개 이하의 탄소 원자의 하이드로카빌 기, 예를 들어, 메틸, 에틸, 및 이들의 혼합으로부터 선택된 알킬 기일 수 있다. 한 가지 구체예에서, 알킬렌 옥사이드는 2 내지 18개의 탄소 원자, 예컨대, 2개의 탄소 원자(에틸렌), 3개의 탄소 원자(프로필렌), 또는 4개의 탄소 원자(부틸렌), 또는 이들의 혼합의 탄소 원자를 지닌다. 일부 구체예에서, 알킬렌 옥사이드 기의 소분획, 예를 들어, 30% 미만(수로), 또는 20% 미만, 또는 10% 미만은 에틸렌 옥사이드(즉, R1 = H)이다. 다른 구체예에서, 알킬렌 옥사이드 기의 2% 이하, 또는 1% 이하는 에틸렌 옥사이드이다.
폴리에테르아민/폴리에테르 화학식에서 알킬렌 옥사이드 기의 수 n은 적어도 10, 또는 적어도 16, 또는 적어도 18일 수 있으며, 50 이하, 또는 38 이하, 또는 28 이하, 또는 26 이하, 또는 24 이하일 수 있다.
폴리에테르아민 화학식에서 A는 아민, 에테르 아민 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 적합한 아민 및 에테르 아민은 화학식 -OCH2CH2CH2NR2R2 및 -NR3R3의 것들을 포함하며, 여기서 각각의 R2는 독립적으로 수소 또는 하나 이상의 탄소 원자의 하이드로카빌 기이고, 각각의 R3는 독립적으로 수소, 하나 이상의 탄소 원자의 하이드로카빌 기, 또는 -[R4(R5)]pR6이며, 여기서 R4는 C2-C10 알킬렌이고, R5 및 R6은 독립적으로 수소 또는 하나 이상의 탄소 원자의 하이드로카빌 기이고, p는 1 내지 7의 수이다.
폴리에테르아민은 일반식 RO[CH2CH(R1)O]nH의 폴리에테르 중간체로부터 얻어질 수 있고, 여기서 R, R1 및 n은 상술된 바와 같다. 폴리에테르 중간체는, 예를 들어, 미국 특허 제5,094,667호에 기재된 바와 같은 염기 촉매작용 반응에서 하나 이상의 알킬렌 옥사이드와 알코올 및/또는 알킬페놀을 축합시킴으로써 형성될 수 있다. 알코올 및/또는 알킬페놀 대 알킬렌 옥사이드의 비율은 1:2 내지 1:50일 수 있고, 일부 구체예에서, 적어도 1:10, 또는 적어도 1:16, 또는 적어도 1:18, 또는 1:38 이하, 또는 1:28 이하, 또는 1:26 이하일 수 있다.
폴리에테르 중간체는, 예를 들어, EP 0310875호에 기재된 바와 같이, 아민, 암모니아, 또는 폴리아민과 폴리에테르 중간체의 직접적인 아민화 반응에 의해, 상술된 바와 같은 폴리에테르아민(여기서, A는 -NR3R3임)으로 변환될 수 있다. 폴리에테르 중간체는, 예를 들어, 미국 특허 제5,094,667호에 기재된 바와 같이, 아크릴로니트릴과의 반응에 이어서 수소화에 의해 폴리에테르아민(여기서, A는 -OCH2CH2CH2NR2R2임)으로 변환될 수 있다. 한 가지 구체예에서, 폴리에테르 중간체는 폴리에테르 중간체를 아크릴로니트릴과 반응시켜 시아노에틸화된 중간체를 형성시키고, 이후 이를 수소화시켜 폴리에테르아민을 형성시킬 수 있음으로써 폴리에테르아민(여기서, A는 -OCH2CH2CH2NH2임)으로 변환될 수 있다.
적합한 폴리에테르아민은 A가
Figure 112017083316856-pct00001
인 것들을 포함한다.
폴리에테르아민 및/또는 폴리에테르는 적어도 300 또는 적어도 350, 또는 적어도 400, 또는 적어도 450, 또는 적어도 1000의 수 평균 분자량을 지닐 수 있고, 일부 구체예에서, 수 평균 분자량은 5000 이하, 또는 3500 이하, 또는 2500 이하, 또는 2000 이하일 수 있다. 폴리에테르아민은 Chevron으로부터의 Techron™ 시리즈, 및 Huntsman으로부터의 Jeffamine™ 시리즈로 상업적으로 입수가능하다. 폴리에테르아민의 혼합물이 사용될 수 있다.
예시적인 폴리에테르아민/폴리에테르는 부틸렌 옥사이드-기반 폴리에테르아민/폴리에테르 및 프로필렌 옥사이드-기반 폴리에테르아민/폴리에테르를 포함하고, 여기서 n은 20-24이고, R은 C8-C20 사슬이다.
폴리에테르아민은 일부 구체예에서 침착물 제어 첨가제로서 기능할 수 있다.
폴리에테르 성분은 적어도 3 wt. %, 예컨대, 적어도 4 wt. %, 또는 적어도 5 wt. %, 또는 적어도 6 wt. %, 또는 적어도 8 wt. %, 또는 적어도 10 wt. %, 또는 적어도 11 wt. %, 또는 적어도 15 wt. %의 농도로 조성물에 존재할 수 있고, 일부 구체예에서, 40 wt. % 이하, 또는 27 wt. % 이하, 또는 25 wt. % 이하, 또는 23 wt. % 이하, 또는 21 wt. % 이하로 존재할 수 있다.
일부 구체예에서, 폴리에테르 성분의 적어도 20 wt. % 또는 적어도 50 wt. %, 또는 적어도 70 wt. % 또는 적어도 90 wt. % 또는 적어도 99 wt. % 또는 100 wt. %는 폴리에테르아민이다.
기능성 용매
하나 이상의 기능성 용매(들)가 임의로 조성물에 존재한다. 본 개시 내용의 목적 상, 기능성 용매는 상술된 바와 같이 비-극성 또는 극성 용매로서 분류되지 않으며, 이의 반대도 그러하다. 적합한 기능성 용매는 글리콜, 케톤, 아미드, 환형 아미드, 에스테르 또는 아세테이트, 및 작용기들의 조합을 지니는 것들을 포함한다.
예시적인 글리콜은 디에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 디프로필렌 글리콜, 부틸 글리콜(부틸 셀로솔브로도 알려짐), 2-메틸-2,4-펜탄디올, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 및 이들의 혼합물을 포함한다.
예시적인 케톤은 메틸 에틸 케톤, 아세톤, 사이클로헥산온, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 일부 구체예에서, 조성물은 적어도 1 wt. %, 또는 적어도 2 wt. %의 케톤(들)을 포함하고, 일부 구체예에서 10 wt. % 이하, 또는 5 wt. % 이하의 케톤(들)을 포함한다.
예시적인 아미드는 일차, 이차, 및 삼차 아미드, 및 환형 아미드, 예컨대, 락탐, 예컨대, 피롤리돈을 포함한다. 예시적인 아미드는 N,N-디메틸포름아미드 및 N,N-디메틸아세트아미드, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 예시적인 피롤리돈은 2-피롤리돈, 1-메틸-2-피롤리돈, 및 1-에틸-2-피롤리돈, 1-에텐일-2-피롤리디논, 1-프로필-2-피롤리디논, 및 1-사이클로헥실-2-피롤리돈, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 일부 구체예에서, 조성물은 적어도 1 wt. %, 또는 적어도 2 wt. %의 환형 아미드(들), 및 일부 구체예에서, 10 wt. % 이하, 또는 5 wt. % 이하의 아미드(들)를 포함한다.
에시적인 에스테르 및 아세테이트는 알킬 아세테이트, 예를 들어, C3-C8 알킬 아세테이트, 예컨대, 에틸 아세테이트, 및 n-프로필 아세테이트를 포함한다. 일부 구체예에서, 조성물은 적어도 1 wt. %, 또는 적어도 2 wt. %, 또는 적어도 5 wt. %의 에스테르 또는 아세테이트(들), 및 일부 구체예에서, 20 wt. % 이하, 또는 15 wt. % 이하의 에스테르 또는 아세테이트(들)을 포함한다.
한 가지 예시적인 기능성 용매는 동일한 분자 상에 에테르와 알코올 작용기 둘 모두를 지니고, 200 이하의 분자량을 지닐 수 있는 것들을 포함한다. 예는 알콕시알코올, 예컨대, 부틸 셀로솔브 (2-부톡시 에탄올) 및 에톡시프로판올을 포함한다. 일부 구체예에서, 조성물은 적어도 1 wt. %, 또는 적어도 2 wt. %, 또는 적어도 5 wt. %, 또는 적어도 10 wt. %의 알콕시알코올(들), 및 일부 구체예에서, 20 wt. % 이하, 또는 17 wt. % 이하, 또는 15 wt. % 이하의 알콕시알코올(들)을 포함한다.
그러한 기능성 용매들의 혼합물이 사용될 수 있다.
기능성 용매는, 사용되는 경우에, 1 내지 40 wt. %의 퍼센트, 예컨대, 적어도 2 wt. %, 또는 적어도 3 wt. %, 또는 적어도 5 wt. %, 또는 적어도 8 wt. %, 또는 적어도 10 wt. %의 총 농도로 조성물에 존재할 수 있으며, 30 wt. % 이하, 또는 25 wt. % 이하, 또는 20 wt. % 이하, 또는 15 wt. % 이하일 수 있다. 기능성 용매는 둘 모두의 가연성 용매에서 기능성 용매의 적어도 10중량부의 용해도를 지닌다.
물
일부 구체예에서, 물이 조성물에 존재한다. 물은, 사용되는 경우에, 세정 조성물이 실온(15-20℃)에서 단일 상이고, 일부 경우에 0℃만큼 낮은 온도에서 단일 상으로 존재하도록 물이 별개의 층을 형성시키지 않게 충분이 낮은 농도로 존재할 수 있다. 알코올 또는 다른 구성성분과 공비 조합되어 있는 물은 조성물의 수성 함유물의 일부인 것으로 여겨져야 한다. 예로서, 물은 조성물의 10 wt. % 이하, 또는 5 wt. % 이하, 또는 4 wt. % 이하, 또는 3.5 wt. % 이하로 존재할 수 있으며, 일부 구체예에서, 적어도 0.5 wt. %, 또는 적어도 1 wt. %, 또는 적어도 1.5 wt. %, 또는 적어도 2 wt. % 일 수 있다.
물은 엔진에서 증발되어 스팀 세정 효과를 제공할 수 있으며, 또한 극성 용매로서 작용할 수 있다.
세제/분산제
하나 이상의 세제/분산제가 임의로 조성물에 존재한다. 예시적인 세제/분산제는, 100 내지 10000의 수-평균 분자량을 지니는 적어도 하나의 소수성 탄화수소 모이어티(moiety) 및 적어도 하나의 극성 모이어티를 지니는 양친매성 물질을 포함한다. 극성 모이어티는 (i) 6개 이하의 질소 원자를 지니는 모노아미노 및 폴리아미노 기(적어도 하나의 질소 원자가 염기성 특성을 지님); (ii) 모노 또는 폴리아미노 기(질소 원자들 중 적어도 하나가 염기성 특성을 지님)와 조합된 하이드록실 기; (iii) 카복실산 기 또는 이들의 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염; (iv) 설폰산 기 또는 이들의 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염; (v) 하이드록실 기, 모노- 또는 폴리아미노 기(적어도 하나의 질소 원자가 염기성 특성을 지님)에 의해, 또는 카바메이트 기에 의해 종결되는 폴리옥시-C2 내지 C4 알킬렌 모이어티; (vi) 카복실 에스테르 기; (vii) 사이클릭 무수물, 예를 들어, 석신산 무수물로부터 유래되고, 하이드록실 및/또는 아미노 및/또는 아미도 및/또는 이미도 기를 지니는 모이어티; 및/또는 (viii) 치환된 페놀과 알데하이드 및 모노- 또는 폴리아민의 마니히(Mannich) 반응에 의해 얻어진 모이어티로부터 선택될 수 있다.
예시적인 세제/분산제 첨가제에서 소수성 탄화수소 모이어티는 조성물에서 세제/분산제의 충분한 용해도를 보장하는 것을 돕는다. 예시적인 탄화수소 모이어티는 85 내지 20,000, 예컨대, 적어도 100, 또는 적어도 300, 또는 적어도 500 또는 적어도 700 또는 적어도 800, 및 일부 구체예에서, 10,000 이하, 또는 5000 이하, 또는 3000 이하, 또는 2500 이하, 또는 1500 이하의 수-평균 분자량(Mn)을 지닌다. 예시적인 소수성 탄화수소 모이어티는 적어도 300, 또는 적어도 500, 또는 적어도 700, 또는 적어도 800, 및 일부 구체예에서, 5000 이하, 또는 3000 이하, 또는 2500 이하, 또는 1500 이하의 수-평균 분자량을 지니는 폴리프로페닐, 폴리부테닐, 및 폴리이소부테닐 모이어티를 포함한다.
본원에서 유용한 예시적인 높은 전 염기 가(total base number: TBN)의 질소 함유 세제/분산제는 석신이미드(하이드로카빌-치환된 석신산 무수물과 폴리(알킬렌아민)의 축합 생성물)를 포함한다. 석신이미드 세제/분산제는 미국 특허 제4,234,435호 및 제3,172,892호에 보다 충분히 기재되어 있다.
본원에서 유용한 또 다른 부류의 무회 분산제는 하이드로카빌 아실화제와 다가 지방족 알코올, 예컨대, 글리세롤, 펜타에리트리톨, 또는 소르비톨의 반응에 의해 제조되는 고분자량 에스테르이다. 그러한 물질은 미국 특허 제3,381,022호에 기재되어 있다.
예시적인 질소-함유 세제는 카복실산-유래된 아실화제와 아민의 반응 생성물이다. 아실화제는 포름산 및 이의 아실화 유도체 및 5,000, 10,000 또는 20,000 이하의 탄소 원자의 고분자량 지방족 치환기를 지니는 아실화로부터 선택될 수 있다. 아미노 화합물은 약 30개 이하의 탄소 원자, 및 11개 이하의 질소 원자의 지방족 치환기를 지니는 암모니아 및 아민으로부터 선택될 수 있다. 본원에서 사용하기에 적합한 한 가지 부류의 아실화된 아미노 화합물은 적어도 8개의 탄소 원자의 하이드로카빌 치환기를 지니는 아실화제와 적어도 하나의 일차 또는 이차 아민 기를 포함하는 화합물의 반응에 의해 형성되는 것들을 포함한다. 아실화제는 모노- 또는 폴리카복실산(또는 이의 반응성 등가물), 예를 들어, 치환된 석신산, 프탈산 또는 프로피온산일 수 있으며, 아미노 화합물은 폴리아민 또는 폴리아민들의 혼합물, 예를 들어, 에틸렌 폴리아민의 혼합물일 수 있다. 대안적으로, 아민은 하이드록시알킬-치환된 폴리아민일 수 있다. 그러한 아실화제에서 하이드로카빌 치환기는 적어도 10개, 또는 적어도 12개, 또는 적어도 30개의 탄소 원자, 및 일부 구체예에서, 200개 이하, 또는 50개 이하의 탄소 원자를 포함할 수 있다. 아실화제의 하이드로카빌 치환기는 적어도 170, 또는 적어도 250, 또는 적어도 500, 또는 적어도 700, 및 일부 구체예에서, 2800 이하, 또는 1500 이하, 또는 1300 이하, 또는 1100 이하의 수 평균 분자량을 지닐 수 있다. 한 가지 구체예에서, 하이드로카빌 치환기는 700 - 1000, 예를 들어, 700 - 850, 예컨대, 750의 수 평균 분자량을 지닌다. 예시적인 이러한 유형의 질소-함유 세제는 올레산과 에탄올아민 유도체, 예컨대, 디에탄올아민 또는 에탄올아민의 반응으로부터 얻어진다.
또 다른 부류의 무회 분산제는 마니히 염기이다. 이들은 더 높은 분자량의 알킬 치환된 페놀, 알킬렌 폴리아민, 및 알데하이드, 예컨대, 포름알데하이드의 축합에 의해 형성되고, 미국 특허 제3,634,515호에 기재된 물질들이다.
한 가지 유용한 질소-함유 분산제는 (a) 알데하이드, (b) 아민 또는 폴리아민, 및 (c) 치환되거나 비치환된 페놀 간의 마니히 반응의 생성물이다. 페놀은 마니히 생성물이 7500 미만, 또는 2000 미만, 또는 1500 미만, 또는 1300 미만, 또는 1200 미만, 또는 1100 미만, 또는 1000 미만, 또는 900 미만, 또는 850 미만, 또는 800 미만의 분자량을 지니도록 치환된다. 치환된 페놀은 방향족 고리에 대하여 4개 이하의 기로 치환될 수 있다. 예를 들어, 이는 삼 또는 이-치환된 페놀일 수 있다. 한 가지 구체예에서, 이는 일-치환된 페놀이다. 이는 오르토, 및/또는 메타, 및/또는 파라 위치(들)에서 치환될 수 있다. 마니히 생성물을 형성시키기 위해서, 알데하이드 대 아민의 몰 비율은 적어도 1:1일 수 있고, 4 이하:1, 또는 2 이하:1일 수 있고; 알데하이드 대 페놀의 몰 비율은 적어도 0.75:1, 또는 적어도 1:1일 수 있고, 4 이하:1, 또는 2 이하:1일 수 있고; 페놀 대 아민의 몰 비율은 적어도 1.5:1, 또는 적어도 1.6:1, 또는 적어도 1.7:1, 또는 적어도 1.8:1, 또는 적어도 1.9:1일 수 있고, 5 이하:1, 또는 4 이하:1, 또는 3.5 이하:1, 또는 3.25 이하:1, 또는 3 이하:1, 또는 2.5 이하:1, 또는 2.3 이하:1, 또는 2.1 이하:1일 수 있다.
예로서, 폴리이소부틸렌-기반 마니히 세제는 포름알데하이드 및 디메틸아민과 반응된 1000 MW 폴리이소부틸렌-페놀의 반응에 의해 형성될 수 있다.
다른 적합한 분산제는 폴리머에 분산 특성을 부여하기 위해서 극성 작용기를 함유하는 일반적으로 탄화수소-기반 폴리머인 폴리머 분산제 첨가제를 포함한다. 아민은 전형적으로 고 TBN 질소-함유 분산제를 제조하는데 사용된다. 하나 이상의 폴리(알킬렌아민)들, 예컨대, 3 내지 5개의 에틸렌 단위 및 4 내지 6개의 질소 단위를 지니는 하나 이상의 폴리(에틸렌아민)들이 사용될 수 있다. 그러한 물질들은 트리에틸렌테트라민 (TETA), 테트라에틸렌펜타민 (TEPA) 및 펜타에틸렌헥사민 (PEHA)을 포함한다. 그러한 물질은 전형적으로 소정 범위의 수의 에틸렌 단위 및 질소 원자뿐만 아니라, 다양한 환형 구조를 포함하는 다양한 이성질체 구조를 함유하는 다양한 이성질체들의 혼합물로서 상업적으로 입수가능하다. 폴리(알킬렌아민)은 마찬가지로 에틸렌 아민이 여전히 맨 아래에 있기 때문에 산업에 공지되어 있는 비교적 더 높은 분자량의 아민을 포함할 수 있다.
본원에서 유용한 다른 세제는 아미드 기 또는 에스테르 기를 함유하는 사차 암모늄 염 세제를 포함하고, 여기서 사차화된 세제는 미국 공보 제20120138004호에 기재된 바와 같은 (a) 아미드 기 또는 에스테르 기를 함유하는 비-사차화된 세제로서, 세제가 삼차 아민 작용기를 지니는 세제, 및 (b) 사차화제, 예컨대, 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 부틸렌 옥사이드, 스티렌 옥사이드, 또는 이들의 조합물의 반응 생성물, 및 미국 공보 제20130239468호에 기재된 바와 같은 (a) 삼차 아미노 기를 함유하는 폴리에스테르; 및 (b) 삼차 아미노 기를 사차 질소로 변환시키기에 적합한 사차화제의 반응 생성물인 사차화된 폴리에스테르 염이다.
또 다른 유용한 세제는 선형 또는 분지형 알케닐 치환된 석신산 무수물 또는 이산을 디알킬알칸올아민과 각각 약 1:약 (0.4-1.25)의 몰비, 및 한 가지 구체예에서 각각 약 1:(0.8-1.2)의 몰비로 반응시킴으로써 제조된다. 예로서, 세제는 헥사데세닐 석신산 무수물을 N,N-디메틸에탄올아민과 각각 약 1:약 (0.4-0.6)의 당량 비(이는 또한 약 1:약 (0.8-1.2)의 몰비에 상응함)로, 및 한 가지 구체예에서 각각 약 1:0.5(약 1:1의 몰비)의 당량 비로 반응시킴으로써 제조된다.
본원에서 유용한 양친매성 분산제는 10 내지 50개의 탄소 원자, 예컨대, 10 내지 25개의 탄소 원자를 포함하는 카복실산을 포함한다. 카복실산은 선형 또는 분지형일 수 있다. 이는 임의로 다른 작용을 지니는 아릴, 지방족 또는 아릴지방족 산으로부터 선택될 수 있고, 이는 단, 이러한 작용이 조성물에서 안정적임을 단서로 한다. 예시적인 카복실산은 톨롤(tallol), 대두(soya bean), 탤로우 오일(tallow oil), 아마유(flax oil)의 지방산, 올레산, 리놀레산, 스테아르산 및 이의 이성질체, 펠라르곤산, 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 도데실벤젠설폰산, 에틸-2-헥산산, 나프텐산, 및 헥산산을 포함한다.
세제 및/또는 분산제는, 조성물에 존재하는 경우에, 적어도 0.5 wt. %, 또는 적어도 1 wt. %, 또는 적어도 1.5 wt. %, 또는 적어도 1.8 wt. %, 또는 적어도 2 wt. %의 총 농도로 존재할 수 있고, 조성물의 55 wt. % 이하, 또는 10 wt. % 이하, 또는 5 wt. % 이하, 또는 4 wt. % 이하, 또는 3 wt. % 이하로 존재할 수 있다.
일부 구체예에서, 세제는 폴리에테르 성분과 예비-혼합될 수 있다. 한 가지 그러한 혼합물은 8 wt. %의 폴리이소부틸렌-기반 마니히 세제 (포름알데하이드 및 디메틸아민과 반응된 1000 MW 폴리이소부틸렌-페놀), 45 wt. %의 폴리에테르아민 (프로필렌 옥사이드 기반), 및 용매 (나머지)를 포함한다.
부식 억제제
하나 이상의 부식 억제제가 임의로 조성물에 존재한다.
본원에서 유용한 부식 억제제는 아미노알코올, 예컨대, 이소프로판올아민, 디메틸에탄올아민 및 트리에탄올아민; 아스코르브산; 석신산 및 알킬 및 알케닐 석신산 및 무수물 (예를 들어, C10 이상의 알케닐 또는 알킬 석신산 및 무수물, 예컨대, 도데세닐 석신산 및 폴리이소부틸렌 석신산) 또는 이들의 다른 환형 무수물 및 폴리머; 사이클로펜틸 및 사이클로헥실 카복실산, 예컨대, 나프텐산 (C9-C20 사이클로펜틸과 사이클로헥실 카복실산의 혼합물), 및 이의 염; 및 이들의 혼합물을 포함한다. 예시적인 나프텐산 염은 나프텐산 및 올레산과 폴리에틸렌아민 및 에틸렌 옥사이드의 반응의 생성물을 포함한다.
예시적인 알킬 및 알케닐 석신산/무수물은 도데세닐 석신산 및 미국 특허 제5,080,686호에 기재된 것들을 포함한다.
부식 억제제는, 존재하는 경우에, 조성물의 0.01 내지 5 wt. %, 또는 3 wt. % 이하의 양으로 사용될 수 있다.
그 밖의 첨가제
그 밖의 첨가제, 예컨대, 발포제, 레올로지 개질제, pH 개질제(예컨대, 산 및 염기), 항균제(예를 들어, 살진균제(fungicide) 및 살균제(bactericide)), 항산화제, 착색제, 항료(perfume), 희석제, 추진제, 이들의 조합물 등이 조성물에 포함될 수 있다.
연료 함유물
한 가지 구체예에서, 예시적인 조성물은 이소-옥탄을 지니지 않거나, 거의 지니지 않는다. 예를 들어, 예시적인 조성물은 10 wt. % 이하 또는 5 wt. % 이하의 C8 지방족 탄화수소, 특히, 이소-옥탄을 포함할 수 있다.
다른 구체예에서, 그러한 성분은 조성물의 50 wt. % 이하, 또는 30 wt. % 이하의 농도로 존재할 수 있다.
인지될 바와 같이, 조성물의 몇몇 성분들은 세정 조성물에서 둘 이상의 기능을 제공할 수 있다.
표 1은 예시적인 세정 조성물을 보여주는 것이다.
표 1: 예시적인 조성물
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조성물 3은 연료 레일 세정 조성물로서 사용하기에 특히 적합한 반면, 조성물 4는 공기 흡입 세정 조성물로서 사용하기에 특히 적합하다.
레일 세정에 적합한 한 가지 특정 조성물은 20-25 wt.%의 비-극성 방향족 용매, 20-30 wt. %의 극성 지방족 용매 (3:1 내지 2:1의 알코올 : 아민의 비율로 알코올 및 아민을 포함함), 16-23 wt. %의 폴리에테르, 15-22 wt. %의 기능성 용매, 및 임의로 부식 억제제 및/또는 세제를 포함한다.
공기 흡입 세정에 적합한 한 가지 특정 조성물은 15-25 wt.%의 비-극성 방향족 용매, 20-40 wt. %의 극성 지방족 용매 (6:1 내지 2:1의 알코올 : 아민의 비율로 알코올 및 아민을 포함함), 12-20 wt. %의 폴리에테르, 12-40 wt. %의 기능성 용매, 및 임의로 부식 억제제 및/또는 세제를 포함한다. 또 다른 구체예에서, 공기 흡입 세정 조성물은 폴리에테르를 함유하지 않거나 실질적으로 함유하지 않을 수 있다(5 wt. % 미만, 또는 1 wt. % 미만, 또는 0 wt. %의 폴리에테르).
본원에 사용된 용어 "하이드로카빌 치환기" 또는 "하이드로카빌 기"는 당업자에게 잘 알려져 있는 이의 본래의 의미로 사용된다. 구체적으로, 그러한 기는 분자의 나머지에 직접적으로 부착된 탄소 원자를 지니고, 우세한 탄화수소 성질을 지니는 기로 지칭된다. 우세한 탄화수소 성질은 치환기 중의 원자의 적어도 70% 또는 적어도 80%가 수소 또는 탄소인 것을 의미한다.
하이드로카빌 기의 예는 하기를 포함한다:
(i) 탄화수소 치환기, 즉, 지방족 (예를 들어, 알킬, 알케닐, 또는 알키닐), 지환족 (예를 들어, 사이클로알킬, 사이클로알케닐) 치환기, 및 방향족-, 지방족-, 및 지환족-치환된 방향족 치환기뿐만 아니라 환형 치환기 (여기서, 고리는 분자의 또 다른 부분을 통해 완결됨 (예를 들어, 두 개의 치환기가 함께 고리를 형성함));
(ii) 치환된 탄화수소 치환기, 즉, 비-탄화수소기를 함유하는 치환기(본 발명의 문맥에서, 치환기 (예를 들어, 할로 (특히, 클로로 및 플루오로), 하이드록시, 알콕시, 머캅토, 알킬머캅토, 니트로, 니트로소, 및 설폭시)의 우세한 탄화수소 성질을 변형시키지 않음); 및
(iii) 헤테로 치환기, 즉, 우세한 탄화수소 성질을 지니면서, 이와는 다르게 탄소 원자로 구성되는 고리나 달리 사슬에 탄소가 아닌 기를 함유할 수 있는 치환기.
대표적인 알킬 기는 n-부틸, 이소-부틸, 2차-부틸, n-펜틸, 아밀, 네오펜틸, n-헥실, n-헵틸, 이차 헵틸, n-옥틸, 이차 옥틸, 2-에틸 헥실, n-노닐, 이차 노닐, 운데실, 이차 운데실, 도데실, 이차 도데실, 트리데실, 이차 트리데실, 테트라데실, 이차 테트라데실, 헥사데실, 이차 헥사데실, 스테아릴, 이코실, 도코실, 테트라코실, 2-부틸옥틸, 2-부틸데실, 2-헥실옥틸, 2-헥시데실, 2-옥틸데실, 2-헥실도데실, 2-옥틸도데실, 2-데실테트라데실, 2-도데실헥사데실, 2-헥실데실옥틸데실, 2-테트라데실옥틸데실, 및 모노메틸 분지형-이소스테아릴 등을 포함한다.
대표적인 아릴 기는 페닐, 톨루일, 자일릴, 쿠메닐, 메시틸, 벤질, 펜에틸, 스티릴, 신나밀, 벤즈하이드릴, 트리틸, 에틸페닐, 프로필페닐, 부틸페닐, 펜틸페닐, 헥실페닐, 헵틸페닐, 옥틸페닐, 노닐페닐, 데실페닐, 운데실페닐, 도데실페닐 벤질페닐, 스티렌화 페닐, p-큐밀페닐, α-나프틸, β-나프틸 기, 및 이들의 혼합물을 포함한다.
헤테로원자는 황, 산소, 질소를 포함하고, 피리딜, 푸릴, 티에닐 및 이미다졸릴로서 치환기를 포함한다. 일반적으로, 하이드로카빌 기에서 10개의 탄소 원자마다 2개 이하의, 및 한 가지 구체예에서, 1개 이하의 비-탄화수소 치환기가 존재할 것이다. 일부 구체예에서, 히드로카르빌 기 중에 비-탄화수소 치환기는 존재하지 않는다.
전달 시스템
조성물은 에어로졸, 미스트, 포그, 포움, 스프레이, 가압 액체 또는 반액체, 또는 계량된 점적으로서 적합한 전달 시스템에 의해 전달될 수 있다. 예시적인 전달 시스템은 조성물의 측정된 용량, 예컨대, 100-1000 mL, 예를 들어, 적어도 200, 또는 적어도 300, 또는 적어도 500 mL, 또는 700 mL 이하, 예컨대, 약 590 mL (약 20 U.S. 유체 온스(fluid ounce)) 또는 약 325 mL (약 11 U.S. 유체 온스)를 수용한다.
포트 연료 분사 엔진에서, 조성물은 이를 엔진으로 흐르게 하기에 충분한 압력을 조성물에 가함으로써 전달될 수 있는 반면, 연료 분사기는 엔진이 가동되는 동안 이들 자체로 엔진으로의 전달 속도를 제어한다. 직접 연료 분사 엔진에서, 조성물은 연료 분사기를 통해 엔진으로 직접 전달될 수 있다. 또 다른 구체예에서, 조성물은, 예를 들어, 에어로졸의 형태로, 공기 흡입 포트에 전달될 수 있다. 포트 분사 또는 직접 분사 시스템 중 어느 하나에서, 이는 직접 분사기로부터 동시에 연료를 전달하면서 수행될 수 있다. 추가의 세정을 제공하기 위해서, 이중 적용이 수행될 수 있고, 여기서 제품은 연료 분사기를 통해 또는 교대로 적용됨에 따라서 공기 흡입 포트를 통해 동시에 전달된다. PFI 또는 GDI 엔진 시스템에서, 세정 조성물(들)은 또한 연료 레일 및/또는 공기-흡입 스트림을 통해 차량 온-보드 투입 장치(on-board dosing device)를 통해 전달될 수 있다.
예를 들어, 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 예시적인 전달 시스템(1)은 가압 기체가 소정량의 세정제 조성물(16)을 수용하는 원통형 저장소(14)의 유입 포트(12)에 들어가게 하는 압력 조절기(10)를 포함한다. 세정제 조성물은 유출 포트(18)를 통해 저장소에서 배출되고, 유출 포트(18)는 밸브 또는 압력 조절기(20)에 의해 조절될 수 있다. 가요성 튜브(22)는 엔진의 연료 전달 및/또는 공기 흡입 시스템과 유출 포트(18)를 연결한다.
PFI 엔진에 적합한 한 가지 구체예에서(도 2), 세정제 조성물은 연료 라인을 통해 연료 분사기(24)로 전달되고, 여기서 세정제의 공기 흡입 시스템의 각각의 공기 흡입 포트(26)로의 도입을 조절한다. 세정 조성물은 공기 흡입 밸브(28)를 통해 그리고 연소 챔버(30)로 흐르고, 연소 챔버(30)에서 이는 피스톤 헤드(32)와 접촉하고, 스파크 플러그(34)에 의해 점화된다. 직접 분사 시스템에서, 세정제 조성물은 연소 챔버로 직접 분사될 수 있다. 배기 가스는 유출구(36)를 통해 연소 챔버에서 배출되고, 일부 구체예에서, 적합한 연결 튜브(미도시)에 의해 유입구(12)로 재순환될 수 있다.
직접 연료 분사 시스템에 적합한 또 다른 구체예에서(도 3), 세정제 조성물은 연료 라인을 통해 연료 분사기(24)로 전달되고, 그에 따라서, 세정제 조성물은 엔진으로 직접 전달된다.
직접 연료 분사 시스템에 적합하지만 또한 포트 연료 분사 시스템과 사용될 수 있는 또 다른 구체예에서(미도시), 세정제 조성물은 공기 흡입 포트(26)로, 예를 들어, 도 1의 장치로부터보다는 캔(can)으로부터 적합하게 전달될 수 있는 에어로졸 또는 미스트로서 직접 전달된다. 공기 흡입 세정 조성물은 공기 흡입 밸브(28)를 통해 연소 챔버로 흐르고, 염소 챔버에서 피스톤 헤드(32)와 접촉하고, 연료와 함께 스파크 플러그(34)에 의해 점화된다. 배기 가스는 유출구(36)를 통해 연소 챔버에서 배출되고, 일부 구체예에서, 적합한 연결 튜브(미도시)에 의해 유입구(12)로 재순환될 수 있다. 직접 분사 시스템에서, 세정제 조성물은 대안적으로 도 1의 장치로부터 분사기(24)를 통해 연소 챔버로 직접 분사될 수 있다.
일부 구체예에서, 세정제가 연료 분사기를 통해 적용되는 것과 동시에 공기 흡입 포트를 통해 전달되는 다중 적용이 수행된다. 이러한 공정은 또한 순차적인 순서, 예를 들어, 공기-흡입 포트를 통해 세정제를 적용한 후에 연료 포트를 통해 적용함(또는 그 반대로)으로써 수행될 수 있다. 상이한 세정제 조성물 및/또는 전달 장치가 이러한 구체예에서 사용될 수 있다.
일부 구체예에서, 조성물은, 압력하에 도입되는 것보다는 보다는, 엔진 상에 진공을 유도함으로써 도입된다. 예를 들어, 진공은 진공 포트, 예컨대, 엔진 챔버의 배기 포트에 적용될 수 있다. 조성물은 엔진 챔버를 통해 조성물을 유도하기 위해 공기 흡입 파이프 또는 연료 분사기에 부착된 튜브를 통해 유도된다. 진공 포트에 대한 진공은 적어도 16 인치 Hg, 또는 적어도 18 내지 22 인치 Hg의 진공을 제공할 수 있다.
다른 구체예에서, 엔진 세정제 조성물은 추진제의 압력하에 압력-저항성 용기에 제공된다. 이러한 구체예에서 사용되는 추진제는 조성물의 성분과 상용성이어야 한다. 추진제는 산소를 함유하지 않거나, 산소를 실질적으로 함유하지 않을 수 있다(100 ppm 미만의 산소). 추진제는 화학적으로/산화적으로 불활성일 수 있다. 적합한 에어로졸 추진제는 엔진 세정제 조성물이 방출됨에 따라서 비교적 일정한 캔 압력을 제공한다. 본원에서 에어로졸 포뮬레이션에 사용하기에 적합한 추진제는, 예를 들어, 압축 가스, 예컨대, 질소, 이산화탄소, 공기, 및 아산화질소; 액체 탄화수소 추진제, 예컨대, C3-C8 탄화수소, 예를 들어, 프로판, 1-부탄, 2-부탄, 및 디메틸 에테르; 클로로플루오로카본(chlorofluorocarbon: CFC) 하이드로플루오로카본(hydrofluorocarbon: HFC) 및 하이드로플루오로카본(hydrochlorofluorocarbon: HCFC), 예컨대, CFC-11, HCFC-22, HCFC-142b, HCFC-152a, HFC-125, HFC-227 및 하이드로플루오로알칸(hydrofluoroalkane: HFA), 예컨대, 1,1-디플루오로에탄, HFA 134a (1,1,1,2-테트라플루오로에탄) 및 HFA 227 (1,1,1,2,3,3,3-헵타플루오로프로판); 에테르, 예컨대, 디메틸 에테르 (DME) 및 메틸에틸 에테르, 불소화된 디메틸 에테르, 예컨대, 비스(디플루오로메틸)에테르; SF6, 비닐 클로라이드 모노머, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 한 가지 구체예에서, 추진제는 할로겐을 함유하지 않는데, 그 이유는 이들이 연소 동안 산을 형성시킬 수 있기 때문이다. 추진제들의 조합물이 사용될 수 있다. 에어로졸 캔 압력은 약 130 kPa 내지 약 240 kPa의 범위일 수 있다.
한 가지 구체예에서, 발포 에어로졸 제품은 엔진이 가동되는 동안 흡입 매니폴드(intake manifold)로 도입되며, 밸브를 직접적으로 접촉하고, 여기서 포움(foam)이 파괴되며, 금속 부분 및 침착물을 습윤시키고, 포트 및 밸브로부터 형성된 침착물을 세정한다. 세정제는 용해된 침착물과 함께 유입되는 공기의 흐름으로 연소 챔버 내부로 운반되면서 연소 챔버 내부에서 연소된다. 편리한 에어로졸 전달 시스템은 흡입 매니폴드로의 용이한 삽입을 위한 연장된 호스(hose) 및 노즐 팁(nozzle tip)을 포함한다.
본원에서 사용될 수 있는 예시적인 전달 시스템은, 예를 들어, 미국 공보 제20020107161호, 제20050229952호, 제20060128589호, 제20080011327호, 및 미국 특허 제5,161,336호, 제5,257,604호, 제6,000,413호, 제6,655,392호, 제6,830,630호, 제6,978,753호, 및 제8,926,763호에 기재되어 있다.
일부 구체예에서, 조성물의 전달은 연료 탱크로의 연료 세정제 첨가제 조성물의 첨가 전 및/또는 후이거나 이와 함께 이루어질 수 있으며, 이는 탱크에서 연료와 혼합되는 엔진으로 들어간다. 연료와 연료 첨가제 조성물의 혼합물은 이에 따라서 첨가제를 저 농도로, 전형적으로, 실질적으로 순수한 형태로 엔진으로 도입되는 본 발명의 조성물에서 사용되는 첨가제(가연성 용매 배제)를 10% 이하의 총 첨가제 농도로 함유한다.
이러한 목적 상 적합한 예시적인 연료 세정제 조성물은, 예를 들어, 미국 공보 제20020023383호, 제20060272597호, 및 제20100107484호에 기재되어 있다.
예시적인 세정 조성물에 의해 세정하고자 하는 스파크-점화된 내부 연소 엔진의 성분(들)은 공기 흡입 포트, 연료 분사기, 공기 흡입 밸브, 스파크 플러그, 피스톤 헤드, 및 연소 챔버의 표면을 포함한다.
내부 연소 엔진은 디젤 연료 엔진(예컨대, 중장비 디젤 엔진), 가솔린 연료 엔진, 천연 가스 연료 엔진, 혼합형 가솔린/알코올 연료 엔진, 등유 연료 엔진, 난방 오일 연료 엔진 또는 바이오디젤 연료 엔진일 수 있다. 내부 연소 엔진은 2-행정(stroke) 또는 4-행정 엔진일 수 있다. 적합한 내부 연소 엔진은 해양 디젤 엔진, 항공 피스톤 엔진(aviation piston engine), 저-부하 디젤 엔진(low-load diesel engine), 정치식 엔진(stationary engine), 및 자동차 및 트럭 엔진을 포함한다. 한 가지 구체예에서, 내부 연소 엔진은 가솔린 직접 분사(gasoline direct injection: GDI) 엔진이다. 조성물은 또한 정치식 엔진을 세정하는데 사용될 수 있다.
예시적인 구체예의 범위를 제한하려 하지 않으면서, 하기 실시예는 세정 조성물 및 이의 성능을 예시하는 것이다.
실시예
후보 조성물을 기존의 연료 시스템 세정 제품의 성능을 충족시키거나 이보다 우수하도록 구성하였다. 세정 조성물 모두는 엔진이 세정제 용액에 대하여 작동되기 때문에 연소를 지속시키기에 충분히 가연성인 용매(자일렌, 톨루엔, 이소프로판올)를 포함하였다. 다른 성분들은 세제, 기능성 용매, 부식 억제제, 연료, 다른 첨가제, 및 물로부터 선택되었다.
달리 명시되지 않는 한, 하기 성분들은 Lubrizol Corporation(Wickliffe OH)로부터 입수된 것이다.
가연성 용매
비-극성 (방향족) 용매: American Refining Group으로부터 입수된 톨루엔, 자일렌; 페트롤륨 나프타.
극성 (지방족) 용매: 이소프로판올, 2-에틸헥산올, 모르폴린 (Univar Inc.(Downers Grove, IL)로부터 입수됨), 올레일아민.
폴리에테르 및 폴리에테르아민
부틸렌 옥사이드로부터 평균적으로 약 18-22개의 반복 단위를 지니는 우세한 C13 알코올을 함유하는 알코올 혼합물로부터 폴리에테르의 시아노에틸화 및 수소화를 통해 제조된 부틸렌 옥사이드-기반 폴리에테르아민 (BPEA).
프로필렌 옥사이드로부터 평균적으로 24개의 반복 단위를 지니는 C12-15 알코올로부터 폴리에테르의 시아노에틸화 및 수소화를 통해 제조된 프로필렌 옥사이드 기반-폴리에테르아민 (PPEA).
프로필렌 옥사이드 기반-폴리에테르 (PPE), 프로필렌 옥사이드로부터 평균적으로 24개의 반복 단위를 지니는 C12-15 알코올로부터 제조된 폴리에테르.
기능성 용매
Technical Products, Inc.(Cleveland OH)로부터 입수된 부틸 셀로솔브 (2-부톡시에탄올).
BASF로부터 입수된 1-메틸-2-피롤리돈.
Akzo Nobel로부터 입수된 올레일아민 ((Z)-옥타데크-9-에닐아민).
물
증류됨.
세제
폴리이소부틸렌 (PIB)-기반 마니히 세제 (포름알데하이드 및 디메틸아민과 반응된 1000 MW PIB-페놀) (90 wt. %, 10 wt. % 페트롤륨 나프타).
폴리이소부틸렌-기반 사차 아민 (74 wt. % 아민, 26 wt. % 2-에틸헥산올 (기능성 용매로서 작용함)).
N,N-디메틸에탄올아민 (N,N-DMEA)을 지니는 헥사데세닐 석신산 무수물 제품.
부식 억제제
나프텐산 염 (폴리에틸렌아민 및 에틸렌 옥사이드와 나프텐산 및 올레산의 반응에 의해 형성된 혼합물) (65 wt. %, 9 wt. % 미네랄 오일).
도데세닐 석신산 (4-[(E)-도데크-1-에녹시]-4-옥소부탄산) (61 wt. %, 39 wt. % 미네랄 오일).
폴리이소부틸렌 석신산 (85 wt. %, 15 wt. % 미네랄 오일).
Univar Inc.로부터 입수된 트리에탄올아민.
그 밖의 첨가제
암모늄 하이드록사이드 (26 wt. %, 74 wt. % 물), 염기, Univar Inc.(Downers Grove, IL)로부터 입수됨.
비스-(2 하이드록시에틸) 탈로우알킬 아민 옥사이드, Akzo Nobel로부터 상표 Aromox® T/12 DPM하에 입수됨(64 wt. %, 36 wt. % 디프로필렌 글리콜, 메틸 에테르 및 물 용액). Aromox® T/12 DPM는 또한 산 탈지제(acid degreaser), 포움 부스터(foam booster), 및 레올로지 개질제로서 기능함.
예시적인 조성물(임의의 추진제 배제)은 표 2에 나타나 있으며, 표에서 모든 중량 비율은 활성물 기준으로 표시됨(성분이 순수하지 않다면 괄호 안에서 in으로 나타남).
표 2: 연료 시스템 레일 및 공기 흡입 세정제 포뮬레이션
Figure 112017083316856-pct00003
표 2 계속.
Figure 112017083316856-pct00004
표 2 계속.
Figure 112017083316856-pct00005
표 2 계속.
Figure 112017083316856-pct00006
포뮬레이션 17-19는 공기 흡입 세정제로서 사용하기에 특히 적합하다.
두 개의 시험 차량을 이용하여 성능 시험을 수행하였다. 이러한 두 개의 표준 시험 차량은 2011 Chevrolet HHR (PFI) 및 2008 Volkswagen Jetta (GDI)였다. Chevrolet는 흡입 밸브 침착물(intake valve deposit: IVD) 및 연소 챔버 침착물(combustion chamber deposit: CCD) 세정의 측정이 용이하고(제한된 분사기 파울링), 반면에 Jetta는 분사기 흐름 및 CCD의 세정 데이터를 제공하였다(GDI 설계로 인해 제한된 IVD 세정). 둘 모두의 차량에서 시험하기 전에, 엔진을 분해하고, 이의 연소 챔버를 완전히 세정하였다. 이들을 이후 새로운 스파크 플러그 및 새로운 밸브로 재조립하였다.
침착물을 형성시키기 위해서 Haltermann으로부터 입수된 특별히 포뮬레이션된 참조 연료(세제 첨가제를 함유하지 않는 무연 기본 가솔린)에 대하여 2500 마일 동안 차량을 주행하였다. 주행 사이클은 달리 문헌[ASTM D5500-98(2014), Standard Test Method for Vehicle Evaluation of Unleaded Automotive Spark-Ignition Engine Fuel for Intake Valve Deposit Formation, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2014, DOI: 10.1520/D5500-98R14]에 기재되어 있는 바와 같다.
주행 사이클 후, 엔진을 다시 분해하고, 축적된 침착물을 측정하고 칭량하였다. 엔진을 재조립하고, 연료 시스템 세정 절차에 주어지게 하여 침착물을 제거하였다. 이를 위하여, 예시적인 조성물을 연료 레일에 부착되어 있는 도 1에 도시된 바와 같은 장치를 사용하여 연료 시스템으로 전달하였다. 측정 전 및 후를 흡입 밸브 침착물, 피스톤 탑 침착물 두께, 및 실린더 헤드 침착물 두께에 대하여 보고하였다. 이러한 값으로부터 세정 비율(% CU) 결과를 하기와 같이 계산하였다:
Figure 112017083316856-pct00007
상기 식에서, 값은 중량 또는 두께일 수 있다. 일부 예시적인 조성물에 대한 결과는 표 3에 요약되어 있다. % CU 결과를 비교해 볼 때, 예시적인 조성물은 비교 제품(비교예 A, 비교예 B 및 비교예 C로 표시됨)보다 우수하게 수행된다는 것이 분명하다. IVD 제거의 경우, 예시적인 조성물에 대한 % CU 결과는 22 - 40%이고, 비교 제품에 대해서는 14 - 24%였다. 피스톤 탑 침착물 제거의 경우, 예시적인 조성물에 대한 % CU 결과는 34 - 87%의 범위이고, 비교 제품에 대해서는 14 - 43%였다. 실린더 헤드 침착물 제거의 경우, 예시적인 조성물에 대한 % CU 결과는 46 - 65%의 범위이고, 비교 제품에 대해서는 10 - 30%였다. Av. CU는 피스톤 탑 및 실린더 헤드 퍼센트 CU의 평균이다.
표 3: 연료 레일 오염물제거(Dirty-Up)/세정 시험 데이터(Chevrolet HHR )
Figure 112017083316856-pct00008
Jetta에서의 시험은 HHR이 분사기 파울링을 제공하지 않았기 때문에 분사기 세정을 알아보기 위해 실시한 것이었다. 시험 절차는 Chevrolet에 대하여 기재된 절차에 따랐다. Jetta에서의 일부 예시적인 조성물에 대한 결과는 표 4에 요약되어 있다.
표 4: 연료 레일 오염물제거/세정 시험 데이터(Volkswagen Jetta )
Figure 112017083316856-pct00009
Jetta에서의 세정에 대한 % CU 결과를 비교해 볼 때, 예시적인 조성물은 비교 제품(비교예 D로 표시됨)과 마찬가지로 잘 수행되었다. 분사기 흐름을 모든 경우에 다시 복구시켰다. 피스톤 탑 침착물 제거의 경우, 예시적인 조성물에 대한 % CU 결과는 84 - 93%의 범위이고, 비교 제품에 대해서는 88%였다. 실린더 헤드 침착물 제거의 경우, 예시적인 조성물에 대한 % CU 결과는 46 - 65%의 범위이고, 비교 제품에 대해서는 69%였다. Av. CU는 피스톤 탑 및 실린더 헤드 퍼센트 CU의 평균이다.
포뮬레이션 19는 직접 분사 엔진으로 차량에 대하여 실시된 시험에서 공기 흡입 세정제로 사용하기에 특히 적합한 것으로 나타났다(포뮬레이션은 또한 추가의 공기-흡입 세정을 제공하기 위해 포트 연료 분사로 사용될 수 있다). 하기 표 5는 공기-흡입 세정 동안 Jetta에서 관찰되는 세정을 예시한 것이다. 이 평가는 흡입 밸브에 대한 지향성 세정 성능을 예시한 것이고, Chevrolet에 대하여 상술된 절차를 따랐다.
표 5: 공기-흡입 오염물제거/세정 시험 데이터(Volkswagen Jetta )
Figure 112017083316856-pct00010
흡입 밸브 % CU 결과를 비교해 볼 때, 예시적인 조성물은 비교 제품(비교예 D, 비교예 E, 및 비교예 F로 나타나 있음)보다 우수하게 수행된다는 것이 분명하다. IVD 제거의 경우, 예시적인 조성물에 대한 % CU 결과는 9 - 29%의 범위이고, 비교 제품에 대해서는 8 - 10%였다.
현장 차량에서 성능 시험을 또한 실시하였다. 이 차량은 포트 연료 분사 또는 직접 분사 연료 전달 시스템이 장착된 현재 시장의 대표적인 차량이다. 표 6에 열거된 차량은 변경되지 않은 "그대로의(as is)" 침착물을 지니고, 텍사스 및 오하이오 차량 시장으로부터 선택되었다. 세정 시험 측정을 2011 Chevrolet HHR에서 성능 시험에 대하여 앞서 기재된 바와 같이 실시하였다. 하기 차량(괄호 안에 엔진 크기, 엔진 유형, 분사기 유형, 및 마일리지(mileage)가 나타나 있음)을 시험하였다:
차량 A: 2008 Jeep Compass (2.4L I-4, PFI, 96.3K 마일)
차량 B: 2004 Chevrolet Suburban (8.2L V8, PFI, 87.7K 마일)
차량 C: 2012 Ford Edge (2.0L 터보 I-4, GDI, 31.8K 마일)
차량 D: 2013 Kia Sportage (2.0L 터보 I-4, GDI, 54.6K 마일)
차량 E: 2013 Chevrolet Impala (3.6L V6, GDI, 43.7K 마일)
차량 F: 2014 Chevrolet Camaro (3.6L V6, GDI, 22.8K 마일)
차량 G: 2011 Hyundai Sonata (2.4L I-4, GDI, 67.1K 마일)
차량 H: 2011 Chevrolet Equinox (2.4L I-4, GDI, 98.7K 마일)
차량 I: 2013 Honda Accord (2.4L I-4, GDI, 29.6K 마일)
차량 J: 2013 Kia Soul (1.6L I-4, GDI, 65.6K 마일)
차량 K: 2012 Ford Focus (2.0L I-4, GDI, 89.5K 마일)
차량 L: 2011 Audi A4 (2.0L 터보 I-4, GDI, 67.5K 마일)
차량 M: 2013 Ford F-150 (3.5L 트윈 터보 V6, GDI, 82.0K 마일)
차량 N: 2013 Mini Cooper S (1.6L 터보 I-4, GDI, 27.6K 마일)
차량 O: 2012 Mini Cooper Countryman (1.6L 터보 I-4, GDI, 68.7K 마일)
표 6: 현장 차량 세정 시험 테이터
Figure 112017083316856-pct00011
평균 % CU는 첫 번째 13대의 차량들에 대한 피스톤 탑 및 실린더 헤드 퍼센트 CU의 평균이다. 평균 % CU 결과를 비교해 볼 때, 예시적인 조성물은 다수의 다양한 현장 차량에서 뛰어난 성능 데이터를 제공한다는 것이 분명하다. IVD 제거의 경우, 예시적인 조성물에 대한 평균 % CU 결과는 40.9%였다. 피스톤 탑 침착물 제거의 경우, 예시적인 조성물에 대한 평균 % CU 결과는 54.6%였다. 실린더 헤드 침착물 제거의 경우, 예시적인 조성물에 대한 평균 % CU 결과는 51.3%였다.
상기 언급된 각각의 문헌들은 본원에 참조로 통합된다. 실시예 또는 달리 분명하게 지시된 경우를 제외하고는, 물질의 양, 반응 조건, 분자량, 및 탄소 원자의 수 등을 명시하는 본 설명에서의 모든 수량은 단어 "약"에 의해서 변함을 이해해야한다. 달리 지시되지 않는 한, 본원에서 언급된 각각의 화학물질 또는 조성물은 이성질체, 부산물, 유도체, 및 일반적으로 시판 등급으로 존재하는 것으로 이해되는 다른 그러한 물질을 함유할 수 있는 시판 등급 물질인 것으로 해석되어야 한다. 그러나, 각각의 화학 성분의 양은, 달리 지시되지 않는 한, 시판 물질에 관례적으로 존재할 수 있는 어떠한 용매 또는 희석 오일과는 무관하게 존재한다. 본원에 기재된 양, 범위, 및 비율의 상한치 및 하한치는 독립적으로 조합될 수 있음을 이해해야 한다. 마찬가지로, 본 발명의 각각의 구성요소에 대한 범위 및 양은 어떠한 다른 구성요소에 대한 범위 또는 양과 함께 사용될 수 있다.
상기 개시된 및 다른 특징 및 기능의 변형, 또는 이의 대안이 많은 다른 상이한 시스템 또는 적용으로 조합될 수 있음을 알 것이다. 하기 청구 범위에 포함되는 것으로 또한 의도되는 다양한 현재 예기치 않거나 예상하지 못한 대안, 그 안의 수정, 변형 또는 개선이 당업자에 의해 후속적으로 이루어질 수 있다.

Claims (39)

10 wt. % 이상의 폴리에테르 성분으로서, 폴리에테르, 폴리에테르아민, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 폴리에테르 성분;
20 wt. % 이상의 극성 용매로서, C1-C12 지방족 알코올, C1-C12 지방족 아민, (C1-C12 알킬)2O 에테르, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 지방족 극성 용매를 포함하는 극성 용매;
15 wt. % 이상의 비-극성 용매; 및
알콕시알코올을 포함하는 기능성 용매를 포함하는, 연료 전달 시스템, 공기 흡입 시스템, 및 연소 챔버를 세정하기 위한 조성물.
제 1항에 있어서, 폴리에테르 성분이 폴리(알킬렌 옥사이드)아민을 포함하는 조성물.
제 2항에 있어서, 알킬렌 옥사이드가 부틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 조성물.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리에테르 또는 폴리에테르아민이 화학식 R[OCH2CH(R1)]nA로 표현되며, 여기서 R이 하이드로카빌 기이고, R1이 수소 및 하이드로카빌 기로부터 선택되고, A가 질소-함유 기 또는 하이드록실 기이고, n이 2 이상의 수인 조성물.
제 4항에 있어서, R이 1-30개의 탄소 원자의 하이드로카빌 기인 조성물.
제 4항에 있어서, R1이 1-16개의 탄소 원자의 하이드로카빌 기인 조성물.
제 4항에 있어서, R1이 알킬 기인 조성물.
제 4항에 있어서, n이 10 이상, 또는 16 이상, 또는 18 이상인 조성물.
제 4항에 있어서, A가 아민, 에테르 아민 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 조성물.
제 9항에 있어서, A가 -OCH2CH2CH2NR2R2 및 -NR3R3로부터 선택되고, 여기서 각각의 R2가 독립적으로 수소 또는 하나 이상의 탄소 원자의 하이드로카빌 기이고, 각각의 R3가 독립적으로 수소, 하나 이상의 탄소 원자의 하이드로카빌 기, 또는 -[R4(R5)]pR6이며, 여기서 R4가 C2-C10 알킬렌이고, R5 및 R6가 독립적으로 수소 또는 하나 이상의 탄소 원자의 하이드로카빌 기이고, p가 1 내지 7의 수인 조성물.
제 4항에 있어서, A가 OH인 조성물.
삭제
제 1항에 있어서, 폴리에테르 성분의 20 wt. % 이상, 또는 50 wt. % 이상, 또는 90 wt. % 이상이 폴리에테르아민인 조성물.
삭제
제 1항에 있어서, 조성물 중의 극성 용매 대 비-극성 용매의 중량비가 적어도 1:5, 또는 적어도 1:4, 또는 적어도 1:3, 또는 적어도 1:2인 조성물.
삭제
삭제
삭제
제 1항에 있어서, 극성 용매가 에테르 및 아민으로부터 선택된 방향족 극성 용매를 포함하는 조성물.
삭제
제 1항에 있어서, 비-극성 용매가 방향족 비-극성 용매를 포함하는 조성물.
제 21항에 있어서, 방향족 비-극성 용매가 C1-C4 알킬 치환된 벤젠 및 이들의 혼합물로부터 선택된 탄화수소를 포함하는 조성물.
삭제
제 1항에 있어서, 비-극성 용매가 2 MPa1/2 이하, 또는 1.5 MPa1/2 이하, 또는 1.4 MPa1/2 이하, 또는 1.2 MPa1/2 이하, 또는 1.0 MPa1/2 이하의 한센 용해도(Hansen solubility) 파라미터를 지니는 조성물.
제 1항에 있어서, 극성 용매가 2.8 MPa1/2 이상, 또는 3 MPa1/2 이상, 또는 4 MPa1/2 이상, 또는 5 MPa1/2 이상, 또는 6 MPa1/2 이상의 한센 용해도 파라미터를 지니는 조성물.
제 1항에 있어서, 폴리에테르 성분, 극성 용매, 및 비-극성 용매가, 합하여, 조성물의 60 wt. % 이상, 또는 70 wt. % 이상, 또는 75 wt. % 이상인 조성물.
제 1항에 있어서, 알콕시알코올이 10 wt. % 이상의 농도로 조성물에 존재하는 조성물.
제 1항에 있어서, 알콕시알코올이 2-부톡시 에탄올을 포함하는 조성물.
제 1항에 있어서, 기능성 용매가 조성물의 1 wt. % 이상, 또는 2 wt. % 이상, 또는 3 wt. % 이상, 또는 5 wt. % 이상, 또는 8 wt. % 이상, 또는 10 wt. % 이상인 조성물.
제 1항에 있어서, 기능성 용매가 극성 용매 및 비-극성 용매에서 10중량부 이상의 기능성 용매의 용해도를 지니는 조성물.
제 1항에 있어서, 세제 및/또는 분산제를 추가로 포함하는 조성물.
제 31항에 있어서, 세제 및/또는 분산제가, 합하여, 조성물의 0.5 wt. % 이상, 또는 1 wt. % 이상, 또는 1.5 wt. % 이상, 또는 1.8 wt. % 이상, 또는 2 wt. % 이상인 조성물.
제 1항에 있어서, 0.5 wt. % 이상의 물을 추가로 포함하는 조성물.
제 33항에 있어서, 물이 조성물의 1 wt. % 이상, 또는 1.5 wt. % 이상, 또는 2 wt. % 이상인 조성물.
제 1항에 있어서, 조성물이 부식 억제제 및 추진제 중 하나 이상을 추가로 포함하는 조성물.
스파크-점화된 내부 연소 엔진에서 공기 흡입 밸브 침착물, 연료 분사기 침착물, 및 연소 챔버 침착물 중 하나 이상을 제거하는 방법으로서, 제 1항의 조성물에 대해 엔진을 작동시킴을 포함하는 방법.
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