KR20070004631A - 증기 압축 에어 컨디셔닝 또는 냉동 시스템 세정 조성물 및방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 증기 압축 에어 컨디셔닝 또는 냉동 시스템으로부터 잔류물을 제거하거나 감소시키는데 적합한, 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-데카플루오로펜탄 및 폴리올 에스테르를 주성분으로 포함하는 조성물, 및 이 조성물의 사용한 방법에 관한 것이다.
세정 조성물, 증기 압축 에어 컨디셔닝 시스템, 냉동 시스템
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2004년 1월 20일에 출원된 미국 가출원 제60/538,009호의 우선권 이익을 청구한다.
본 발명은 윤활화 증기 압축 시스템을 세정하기 위한 조성물 및 방법에 관한 것이다.
윤활화 증기 압축 시스템 및 이의 부품은 제작 및 사용하는 동안에 세정하는 것이 필요하다.
증기 압축 에어 컨디셔닝 및 냉동 시스템은 당업계에 잘 알려져 있다. 이들은 가열, 에어 컨디셔닝 및 냉동 등의 폭넓은 분야에서 사용된다. 상기 시스템은 특정 분야의 요구에 따라 열 전달제 또는 냉매를 압축 및 팽창시킴으로써 열을 흡수 및 방출한다. 증기 압축 시스템의 일반적인 부품에는 증기 또는 가스 압축기; 액체 펌프; 가스 쿨러, 인터쿨러, 애프터쿨러, 열 교환기, 이코너마이저 등의 열- 전달 장치; 왕복 피스톤 압축기, 회전 축 압축기, 원심분리 압축기 및 스크롤 압축기 등의 증기 압축기; 증발기; 액체 쿨러 및 수납기; 팽창기; 제어 밸브 및 압력 강하 조절 장치, 예컨대 모세관 및 오리피스 관; 냉매-혼합물 분리 챔버; 및 연결 파이프 및 절연부가 포함된다. 이러한 부품은 통상적으로 알루미늄, 구리, 황동, 강, 다양한 플라스틱 및 통상적인 가스켓 및 O-링 재료로 제조된다.
증기 압축 시스템은 슬라이드, 회전 또는 다른 이동성 부품을 갖기 때문에, 대부분 냉매와 혼합된 윤활제를 사용하는 것이 요구된다. 이러한 시스템 및 이들의 부품은 표면으로부터 윤활제 및 기타 오염물과 잔해를 제거하여 세정하는 것이 때때로 필요하다. 예를 들어 클로로플루오로카본 (CFC)을 히드로클로로플루오로카본 (HCFC) 또는 히드로플루오로카본 (HFC)으로 전환하는 동안, 또는 HCFC 냉매를 HFC 냉매로 전환하는 동안, 및 사용 중에, 특히 압축기 과열 또는 기계 고장과 같은 중단 사건 후에 이와 같은 필요가 발생한다.
최근에 이르러서야, 이러한 시스템을 위한 세정제로서 트리클로로메탄 (R-11) 등의 CFC류, 및 1,1-디클로로-1-플루오로에탄 (HCFC-141b) 등의 HCFC류를 사용하였다. 이들이 효과가 있기는 하지만, CFC류 및 HCFC류가 대기권의 오존층의 파괴에 기여하는 것으로 생각되고 있어 현재에는 환경적으로 허용되지 않고 있다. CFC류 및 HCFC류의 사용이 감소되고 결국에는 폐지됨에 따라, 세정을 양호하게 수행할 수 있을 뿐 아니라 오존층에 대해 해를 끼치지 않는 새로운 세정제가 요구되고 있다.
수없이 많은 환경적으로 허용되는 용매가 제안되었으나, 이들의 사용은 제한 적인 성공만을 이루었다. 예를 들어, 헥산 등의 유기 용매는 양호한 세정능을 갖고 오존층을 파괴하지 않지만, 인화성이다. 수계 세정 조성물은 오존 파괴 지수가 0이고, 비인화성이나, 비교적 휘발성이 낮고 잔류물로 남는 첨가제가 존재하기 때문에 세정된 표면으로부터 제거하기 어려운 경향이 있다. 부가적으로, 수계 세정 조성물은 증기 압축 시스템 중에 존재하는 전형적인 유기 오염을 세정하기에 종종 부적합하다. 테르펜계 용매는 수계 세정 조성물과 마찬가지로 시스템으로부터 제거하기가 어렵다.
따라서, 증기 압축 시스템을 효과적으로 세정하는, 환경적으로 허용되는 세정제가 요망된다. 본 발명은 이 요구사항을 충족시킨다.
<발명의 개요>
본 발명은 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-데카플루오로펜탄 및 폴리올 에스테르를 주성분으로 포함하고, 상기 폴리올 에스테르가 네오펜틸 글리콜, 글리세롤, 트리메틸올 프로판, 펜타에리트리톨과 화학식 HOC(O)R1 (여기서, R1은 C6 -12 포화된, 환형, 직쇄형 또는 분지형 탄화수소 라디칼임)로 표시되는 카르복실산의 에스테르인, 증기 압축 에어 컨디셔닝 또는 냉동 시스템으로부터 잔류물을 감소 및 제거하기 위한 조성물을 개시한다.
또한, 본 발명은 증기 압축 에어 컨디셔닝 또는 냉동 시스템으로부터 실질적으로 모든 냉매 및 윤활제를 제거하는 단계, 상기 시스템의 잔류물의 양을 감소시키기에 충분한 시간 동안 상기 증기 압축 에어 컨디셔닝 또는 냉동 시스템을 본 발 명의 조성물과 접촉시키는 단계, 및 상기 시스템으로부터 상기 조성물을 제거하는 단계를 포함하는, 증기 압축 에어 컨디셔닝 또는 냉동 시스템으로부터 잔류물을 감소시키는 방법을 개시한다.
본 발명은 또한 부품을 본 발명의 조성물로 플러싱하는 단계; 및 상기 부품으로부터 상기 조성물을 제거하는 단계를 포함하는, 증기 압축 시스템의 부품을 세정하는 방법을 포함한다.
본원에서 사용된 증기 압축 에어 컨디셔닝 또는 냉동 시스템은 완전한 시스템, 시스템 부품들의 군, 시스템의 개별 부품, 또는 시스템의 개별 부품의 일부분을 지칭한다. 본 발명의 조성물 및 방법은 증기 또는 가스 압축기; 액체 펌프; 가스 쿨러, 인터쿨러, 애프터쿨러, 열 교환기, 이코너마이저 등의 열-전달 장치; 왕복 피스톤 압축기, 회전 축 압축기, 원심분리 압축기 및 스크롤 압축기 등의 증기 압축기; 증발기; 액체 쿨러 및 수납기; 팽창기; 제어 밸브 및 압력 강하 조절 장치, 예컨대 모세관 및 오리피스 관; 냉매-혼합물 분리 챔버; 및 연결 파이프 및 절연부 등의 부품을 비롯한 일반적인 압축 냉동 시스템으로부터 잔류물을 제거하는 데 그 용도를 갖는다. 이러한 부품은 통상적으로 알루미늄, 구리, 황동, 강, 다양한 플라스틱 및 통상적인 가스켓 및 O-링 재료로 제조된다.
본 발명의 조성물 및 방법에 의해 제거되는 잔류물에는 분해된 윤활제, 금속 (예를 들어 시스템 부품으로부터 비롯된 알루미늄, 구리, 황동, 강 입상물), 고무 및 플라스틱 (예를 들어 시스템 호스 및 O-링)을 비롯한 압축 윤활제 및 입상물이 포함될 수 있다.
본원에 개시된 발명은 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-데카플루오로펜탄 및 폴리올 에스테르를 주성분으로 포함하는, 증기 압축 에어 컨디셔닝 또는 냉동 시스템으로부터 잔류물을 제거하기 위한 플러싱 또는 세정 조성물에 관한 것이다. 이 조성물은 폐-루프식 시스템으로 또는 본 발명의 조성물을 이용하여 부품의 플러싱을 달성하기 위한 임의의 적합한 방법으로 플러시 키트를 갖는 플러싱 조성물로서 사용될 수 있다.
1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-데카플루오로펜탄 (HFC-43-10mee, CF3CF2CHFCHFCF3)은 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니(E.I. du Pont de Nemours and Company; 미국 델라웨어주 윌밍톤시 소재)로부터 구입할 수 있는 제품이다.
본 발명의 폴리올 에스테르는 핫코 코.(Hatco Co.; 미국 뉴져지주 소재)로부터 구입할 수 있다. 본 발명의 폴리올 에스테르는 네오펜틸 글리콜, 글리세롤, 트리메틸올 프로판 및 펜타에리트리톨로부터 선택된 1종 이상의 폴리올과 카르복실산의 반응 생성물이다. 폴리올은 바람직하게는 네오펜틸 글리콜이다.
본 발명의 폴리올 에스테르를 제조하는 데 사용되는 카르복실산은 화학식 HOC(O)R1로 표시되며, 식 중 R1은 C6 -12 포화된, 환형, 직쇄형 또는 분지형 탄화수소 라디칼이다. 카르복실산의 예에는 2,2-디메틸펜탄산, 2-에틸펜탄산, 3-에틸펜탄산, 2-메틸헥산산, 3-메틸헥산산, 4-메틸헥산산, 5-메틸헥산산, 시클로헥산카르복실산, 시클로펜틸아세트산, 2-에틸헥산산, 3,5-디메틸헥산산, 2,2-디메틸헥산산, 2-메틸헵탄산, 3-메틸헵탄산, 4-메틸헵탄산, 2-프로필펜탄산, 3,4-디메틸헥산산, 시클로헥실아세트산, 3-시클로펜틸프로피온산, 2,2-디메틸헵탄산, 3,5,5-트리메틸헥산산, 2-메틸옥탄산, 2-에틸헵탄산, 3-메틸옥탄산, 2-에틸-2,3,3-트리메틸부티르산, 2,2,4,4-테트라메틸펜탄산 및 2,2-디이소프로필프로피온산이 포함되며, 2-메틸헥산산, 2-에틸헥산산, 3,5-디메틸헥산산 및 3,5,5-트리메틸헥산산이 바람직하다. 바람직한 카르복실산은 2-에틸헥산산이다.
본 발명의 바람직한 폴리올 에스테르는 화학식 C(CH3)2(CH2OC(O)R1)2로 표시되며, 식 중 R1이 각각 독립적으로 C6 -12 포화된, 환형, 직쇄형 또는 분지형 탄화수소 라디칼로부터 선택되는, 네오펜틸 글리콜 에스테르이다. R1은 바람직하게는 포화된 분지형 C7 탄화수소 라디칼이고, 가장 바람직하게는 1-에틸펜틸 라디칼이다. 바람직한 네오펜틸 글리콜 에스테르는 네오펜틸 글리콜 디-2-에틸헥사노에이트 (C(CH3)2(CH2OC(O)CH(C2H5)(CH2)3CH3)2)이다.
본 발명의 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-데카플루오로펜탄 및 폴리올 에스테르의 조성물 중의 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-데카플루오로펜탄의 양은 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-데카플루오로펜탄 및 폴리올 에스테르의 총 중량을 기준으로 약 5 내지 약 25 중량％, 바람직하게는 약 15 중량％이고, 나머지가 폴리올 에스테르이다.
본 발명의 조성물은 바람직하게는 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-데카플루오로펜탄 약 15 중량％ 및 네오펜틸 글리콜 디-2-에틸헥사노에이트 약 85 중량％를 주성분으로 포함한다.
본 발명의 조성물은 일반적인 용기에 임의로 교반 하에 각 성분을 해당 중량％ 만큼 첨가함으로써 제조된다. 이들을 배합함으로써 본 발명의 조성물을 얻는다.
본 발명은 또한 증기 압축 냉동 시스템으로부터 사실상 모든 냉매 및 윤활제를 제거하는 단계, 상기 시스템의 잔류물의 양을 감소시키기에 충분한 시간 동안 상기 증기 압축 냉동 시스템과 상기 언급한 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-데카플루오로펜탄 및 폴리올 에스테르의 조성물을 접촉시키는 단계, 및 상기 시스템으로부터 상기 조성물을 제거하는 단계를 포함하는, 증기 압축 냉동 시스템으로부터 잔류물을 감소시키거나 제거하는 방법을 포함한다.
본 발명은 또한 부품을 상기 언급한 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-데카플루오로펜탄 및 폴리올 에스테르의 조성물로 플러싱하는 단계, 및 상기 부품으로부터 상기 조성물을 제거하는 단계를 포함하는, 증기 압축 시스템의 부품의 세정 방법을 포함한다.
사용시, 먼저 본 발명의 조성물을 윤활화 증기 압축 시스템의 부품 표면에 도포할 수 있다. 도포 방법은 당업계에 공지되어 있으며, 액체 형태의 조성물을 부품 또는 시스템과 접촉시키는 것이 포함된다. 다음으로, 가압한 공기 또는 질소를 사용하여 부품 또는 시스템으로부터 세정 조성물을 제거한다.
적합한 세정 기술에는 특정 부품의 탈지 또는 시스템 플러싱이 포함된다. 특정 부품의 탈지는 개방 또는 폐쇄된 탈지기에서 수행할 수 있다. 이러한 세정 기기는 당업계에 잘 알려져 있다. 부품을 플러싱하기 위해 사용되는 각종 방법은 당업계에 잘 알려져 있다. 예를 들어, 부품 또는 일련의 부품들은 부품 전체에 세정 조성물을 펌핑함으로써 플러싱한다. 부품을 플러싱한 후, 질소 가스 또는 다른 가스를 부품 전체에 취입함으로써 부품으로부터 세정 조성물을 제거할 수 있다. 또한, 다른 적합한 세정 방법을 사용하여 본 발명의 세정 조성물과 세정될 표면을 접촉시킬 수 있다. 실제로, 본 발명의 방법을 본원에 기재한 바와 같이 수행할 수 있다.
플러시 방법을 이용하는 방법을 채용할 수 있다. 이 방법을 사용함에 있어서, 냉매 및 윤활제를 에어 컨디셔닝 또는 냉동 시스템으로부터 회수하고, 세정 또는 플러싱될 부품의 흡입구 및 배출구를 시스템으로부터 탈착시킨다. 이 방법은 적합한 조성물, 예컨대 본 발명의 조성물을 플러시 키트를 사용하여 주입함으로써 수행한다. 보통, 플러시 키트는 플러싱 조성물이 함유된 가압 용기 및 적합한 연결 호스와 함께 플러싱될 부품에 조성물을 제공하기 위한 노즐 및 용기로부터의 플러싱 조성물의 분배를 촉진하기 위한 공기 또는 질소 또는 다른 적합한 가스를 포함한다. 이러한 플러시 키트는 에프제이씨, 인크.(FJC, Inc.; 미국 노스캐롤라이나주 무어스빌 소재)로부터 구입할 수 있다. 별법으로, 폐-루프식 방법을 사용할 수 있다. 이 방법에서는, 에어 컨디셔닝 또는 냉동 시스템으로부터 냉매 및 윤활제를 회수하고, 세정 또는 플러싱될 부품의 흡입구 및 방출구를 시스템으로부터 탈착시킨다. 폐-루프식 방법을 사용하는 경우, 세정은 적합한 폐-루프식 기기를 사용하여 달성된다. 보통, 이러한 폐-루프식 기기에는 펌프 (공기, 전기 또는 다른 적합한 수단으로 작동됨), 호스, 필터 등을 구비한 적합한 크기의 보관기가 포함된다. 이러한 폐-루프식 기기는, 예를 들어 클립라이트 코.(Cliplight Co.; 캐나다 온타리오 토론토 소재)로부터 구입할 수 있다. 폐-루프식 기기에 연결된 호스는 세정 또는 플러싱될 부품의 흡입구/방출구에 연결되어 있다. 플러싱 조성물을 보관기에서 약 30 분 동안 또는 부품에서 잔류물을 감소시키거나 제거하기에 충분한 시간 동안 부품 전체에 걸쳐 순환시킨다. 그 다음에, 부품을 약 30 분 내지 약 60 분 동안 건조 공기 또는 질소로 퍼징하여 부품 중에 남아있을 수 있는 임의의 플러싱 조성물을 제거한다. 폐-루프식 시스템에 적합한 필터 및(또는) 분리기 등이 장착된 경우, 플러싱 조성물을 1회 이상 사용할 수 있다.
Claims (10)
1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-데카플루오로펜탄 및 폴리올 에스테르를 주성분으로 포함하는, 증기 압축 에어 컨디셔닝 또는 냉동 시스템으로부터 잔류물을 제거하기 위한 조성물.
제1항에 있어서, 상기 폴리올 에스테르가 네오펜틸 글리콜, 글리세롤, 트리메틸올 프로판 및 펜타에리트리톨로 구성되는 군으로부터 선택된 1종 이상의 폴리올과 카르복실산의 반응 생성물인 조성물.
제1항에 있어서, 상기 폴리올 에스테르가 화학식 C(CH3)2(CH2OC(O)R1)2 (여기서, R1은 각각 독립적으로 C6 -12 포화된, 환형, 직쇄형 또는 분지형 탄화수소 라디칼로부터 선택됨)로 표시되는 네오펜틸 글리콜 에스테르인 조성물.
제3항에 있어서, R1이 각각 포화된 분지형 C7 탄화수소 라디칼인 조성물.
제4항에 있어서, R1이 각각 1-에틸-펜틸 라디칼인 조성물.
제1항에 있어서, 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-데카플루오로펜탄 약 5 내지 약 25 중량％ 및 폴리올 에스테르 약 75 내지 약 95 중량％를 주성분으로 포함하는 조성물.
제1항에 있어서, 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-데카플루오로펜탄 약 15 중량％ 및 폴리올 에스테르 약 85 중량％를 주성분으로 포함하는 조성물.
1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-데카플루오로펜탄 약 15 중량％ 및 네오펜틸 글리콜 디-2-에틸헥사노에이트 약 85 중량％를 주성분으로 포함하는, 증기 압축 에어 컨디셔닝 또는 냉동 시스템으로부터 잔류물을 제거하기 위한 조성물.
증기 압축 시스템으로부터 사실상 모든 냉매 및 윤활제를 제거하는 단계,
상기 시스템의 잔류물의 양을 감소시키기에 충분한 시간 동안 상기 증기 압축 시스템과 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 조성물을 접촉시키는 단계, 및
상기 시스템으로부터 상기 조성물을 제거하는 단계
를 포함하는, 증기 압축 에어 컨디셔닝 또는 냉동 시스템으로부터 잔류물을 제거하거나 감소시키는 방법.
증기 압축 에어 컨디셔닝 또는 냉동 시스템의 부품을 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 조성물로 플러싱하는 단계; 및
상기 부품으로부터 상기 조성물을 제거하는 단계
를 포함하는, 증기 압축 에어 컨디셔닝 또는 냉동 시스템의 부품을 세정하는 방법.
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