KR20190010491A - 자동차 윈도우용 제빙 유체, 제빙 프로세스, 및 제빙 유체의 급송 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차용 제빙 유체에 관한 것으로, 그 제빙 유체는,
- 적어도 1종의 알칼리 금속염으로서, 제빙 유체 내에서 적어도 1종의 알칼리 금속염 전체의 중량 백분율은 0.0001% 내지 50%인, 적어도 1종의 알칼리 금속염; 및
- 제빙 유체 내에서 중량 백분율이 0.0001% 내지 99.9999%인 적어도 물을 포함한다.
- 적어도 1종의 알칼리 금속염으로서, 제빙 유체 내에서 적어도 1종의 알칼리 금속염 전체의 중량 백분율은 0.0001% 내지 50%인, 적어도 1종의 알칼리 금속염; 및
- 제빙 유체 내에서 중량 백분율이 0.0001% 내지 99.9999%인 적어도 물을 포함한다.
Description
본 발명은 특히 자동차용 제빙 유체에 관한 것이다.
성에는 외부 온도가 섭씨 0도 아래로 떨어지자마자 얼어버린 복수의 물방으로 이루어진다. 일반적으로, 그 물방울들은 서로 간에 응집력이 거의 또는 전혀 없다.
윈드스크린 등의 자동차 윈도우의 외면에서 성에를 제거하는 데에 이용되는 제빙 유체가 공지되어 있다. 제빙 유체는 자동차의 윈드스크린에 형성된 성에를 녹일 수 있다. 하지만, 그러한 제빙 유체에 대한 개선의 필요성이 존재한다.
겨울에 도로의 얼음을 제거하도록 고안된 제빙 유체도 알려져 있다. 특허 문헌 US 2004/0119043 A1에 그러한 제빙 유체가 개시되어 있다. 하지만, 그 제빙 유체는 자동차에 사용하기에는 매우 적합하지 않다.
제빙을 위해, 자동차는 특히 윈드스크린 와셔액 펌프를 이용하는 스프레이 시스템을 포함할 수 있다. 따라서, 그 제빙 유체는 윈드스크린 와셔액 펌프의 사용에 적합해야 한다. 따라서, 자동차의 윈도우 와이핑 시스템에 이용하기에 적합한 물리적 특성, 특히 점도 특성을 갖는 제빙 유체를 구비할 필요성이 존재한다.
본 발명의 목적 중 하나가 그러한 필요성을 충족시킨다.
첨부 도면을 참조한 이하의 상세한 설명을 통해 본 발명을 보다 잘 이해할 수 있을 것이며, 그 다른 목적, 세부 구성, 특징 및 이점들도 보다 명백해질 것이다.
도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 제빙 프로세스의 다양한 단계 동안의 자동차 윈드스크린의 일부분의 개략도이며,
도 6은 윈드스크린의 일부분 및 제빙 유체를 급송하는 장치를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 제빙 프로세스의 다양한 단계 동안의 자동차 윈드스크린의 일부분의 개략도이며,
도 6은 윈드스크린의 일부분 및 제빙 유체를 급송하는 장치를 나타내는 도면이다.
본 발명은 자동차용 제빙 유체를 제안하며, 제빙 유체는,
- 적어도 1종의 알칼리 금속염으로서, 제빙 유체 내에서 적어도 1종의 알칼리 금속염 전체의 중량 백분율은 0.0001% 내지 50%인, 적어도 1종의 알칼리 금속염; 및
- 제빙 유체 내에서 중량 백분율이 0.0001% 내지 99.9999%인 적어도 물을 포함한다.
본 명세서에서, 소정 성분의 중량 백분율은 제빙 유체의 총 질량에 대한 해당 성분의 질량이 나타내는 비를 의미하는 것으로 이해해야 할 것이다.
이러한 조성으로 인해, 본 발명에 따른 제빙 유체는 그 제빙 유체를 자동차에서 성에를 제거하는 데에 이용할 수 있게 하면서도 강력한 제빙 능력을 갖는다.
제빙 유체는 자동차 윈도우의 표면, 특히 외면이 적어도 부분적으로 성에 층으로 덮였을 때에 그 외면 상에 분배, 분출(squirt) 및/또는 분사(spray)하도록 되어 있다.
성에 층으로 적어도 부분적으로 덮인 자동차 윈도우의 외면에 분배하도록 된 제빙 유체는, 성에와 제빙 유체를 포함한 혼합물의 빙점이 성에만의 빙점보다 낮은 것을 특징으로 한다. 이러한 식으로, 자동차 윈도우 상에 제빙 유체의 분배 및/또는 분사는 그 상에 존재하는 성에를 녹일 수 있다.
성에와 제빙 유체를 포함한 혼합물의 빙점은, 예를 들면 -20℃ 이하이다.
게다가, 제빙 유체는 특히 제빙 유체를 윈도우의 외면에 분배한 후에 성에의 형성 및/또는 재형성을 방지하거나 아무리 못해도 늦출 수 있다. 다시 말해, 제빙 유체는 윈도우 상에 얼음의 재발을 방지하여 특히 운전자를 위해 가시성을 지속적으로 유지하도록 고안되었다.
제빙 유체는 예를 들면 윈도우의 외면 상의 눈을 녹이는 데에도 이용될 수 있다.
제빙 유체의 빙점은 특히 그 알칼리 금속염의 농도에 의존한다.
본 발명에 따르면, 제빙 유체 내에서 적어도 1종의 알칼리 금속염 전체의 중량 백분율은 50% 미만이다. 다시 말해, 제빙 유체가 다수의 알칼리 금속염을 포함하는 경우, 그 각 알칼리 금속염의 중량 백분율의 합은 50% 이하이다.
바람직하게는 적어도 1종의 알칼리 금속염 전체의 중량 백분율은 30% 내지 50%이다. 더 바람직하게는 적어도 1종의 알칼리 금속염 전체의 중량 백분율은 40% 내지 50%이다. 더욱 바람직하게는 적어도 1종의 알칼리 금속염 전체의 중량 백분율은 45% 내지 50%이다.
제빙 유체에서, 적어도 1종의 알칼리 금속염 중 하나는 포름산 칼륨일 수 있다.
제빙 유체는 적어도 2종의 알칼리 금속염을 포함할 수 있다. 특히, 제빙 유체는, 포름산 칼륨 또는 다른 칼륨염, 예컨대 포름산 칼륨, 아세트산 칼륨, 숙신산 칼륨 및/또는 금속 이온의 포름산염을 비롯하여 이들에 한정되지 않는 다수의 알칼리 금속염의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고, 제빙 유체는 단일 알칼리 금속염, 특히 포름산 칼륨을 포함할 수 있다. 변형예로서, 다른 알칼리 금속염을 포함할 수도 있다. 단일 알칼리 금속염의 중량 백분율은 예를 들면 45% 내지 50%이다.
제빙 유체는 성에의 형성 및/또는 재형성을 방지하기 위한 부동제(antifreeze agent)를 더 포함할 수 있다. 부동제는 유리하게는 윈도우의 표면 상에 성에의 형성 또는 재형성을 방지하거나 늦추도록 그 표면 상에 기름 막(fatty film)의 성막을 가능하게 한다. 유리하게는, 부동제의 첨가는 제빙 유체의 빙점을 낮출 수 있다.
부동제의 중량 백분율은 예를 들면 0.0001% 내지 5%이다. 부동제는 예를 들면 에틸렌글리콜, 글리세롤, 프로필렌글리콜, 메탄올, 또는 이들의 혼합물이다. 바람직하게는 부동제는 84g.mol-1의 몰 질량을 갖는다.
제빙 유체는 또한 방향제(fragrancing agent)를 포함할 수 있다. 방향제는 예를 들면 S-리모넨을 포함한다. 제빙 유체 내의 방향제의 중량 백분율은 예를 들면 0.0001% 내지 5%이다. 바람직하게는 방향제의 중량 백분율은 0.0001% 내지 0.3%, 심지어 0.05% 내지 0.2%이다.
제빙 유체는 또한 부식 억제제를 포함할 수 있다. 부식 억제제는 제빙 유체의 용기, 그 분배 회로, 또는 자동차의 윈드스크린의 다른 구성 요소의 부식을 방지하기 위한 것이다. 특히, 부식 억제제는 자동차의 금속 부품의 산화를 방지하고자 한 것이다.
부식 억제제는, 예를 들면, 인산염, 붕산염, 규산염 또는 그 혼합물일 수 있다. 부식 억제제의 중량 백분율은 예를 들면 0.0001% 내지 3%이다.
제빙 유체는 물 이외의 다른 용매는 없을 수 있다. 다시 말해, 제빙 유체는 물 이외의 다른 용매를 포함하지 않는다.
변형예로서, 제빙 유체는 물 이외의 다른 용매를 포함할 수도 있다. 그 다른 용매의 중량 백분율은 예를 들면 0.0001% 내지 5%이다. 또한, 제빙 유체는 물 이외의 다수의 다른 용매를 포함할 수도 있다. 제빙 유체 내에서 물 이외의 용매 전체의 중량 백분율은 예를 들면 0.0001% 내지 5%이다.
제빙 유체에서 물 이외의 다른 용매는 예를 들면 제빙 유체에 워싱 및/또는 용해 능력을 제공할 수 있다. 추가적으로, 제빙 유체의 표면 장력을 감소시킬 수도 있다. 다시 말해, 용매는 제빙 유체의 습윤성(wetting power)을 증가시킬 수 있다. 용매는 추가로 제빙 유체의 빙점을 낮출 수 있다.
특히, 제빙 유체는 글리콜 또는 글리콜 족에 속하는 화합물을 포함할 수 있다. 글리콜 또는 글리콜 족에 속하는 화합물이 상기한 다른 용매를 구성할 수 있다.
제빙 유체는 제빙 유체의 빙점을 낮추는 데에 이용될 수 있는 예를 들면, 1-메톡시-2-프로판올 또는 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르를 포함할 수 있다.
제빙 유체는 예를 들면 첨가에 의해 제빙 유체의 점도를 수정하기 위한 점도 조절제를 포함할 수 있다.
유리하게는, 제빙 유체는 낮은 점도를 갖는다. 바람직하게는 제빙 유체는 저온, 특히 -15℃에서 10밀리파스칼-초(10 mPa.s) 이하의 점도를 갖는다. -15℃에서 제빙 유체의 점도는 예를 들면 8 mPa.s이하일 수 있다. 변형예로서, 제빙 유체의 점도는 예를 들면 -20℃의 온도에서 10밀리파스칼-초(10 mPa.s) 이하의 점도를 갖는다.
제빙 유체의 낮은 점도는 자동차의 윈드스크린 와셔액 펌프에 의해 제빙 유체가 주위 온도와 무관하게, 특히 영하의 온도에서 그 제빙 유체가 주위 온도인 상태에서 급송될 수 있게 한다.
바람직하게는 제빙 유체는 그 빙점이 -20℃ 이하이도록 구성된다. 특히, 제빙 유체의 빙점은 -20℃ 내지 -30℃이다. 변형예로서, 제빙 유체의 빙점은 예를 들면 -30℃ 이하이다.
본 발명에 따른 제빙 유체의 일례를 이하에서 설명한다.
제빙 유체는 예를 들면 포름산 칼륨을 포함하며, 그 포름산 칼륨의 중량 백분율은 제빙 유체의 45% 내지 50%이다. 본 예에서, 제빙 유체의 빙점은 -30℃이다. -20℃에서 그 점도는 10 mPa.s 이하이다. 제빙 유체는 또한 부동제를 포함하며, 제빙 유체 내에서의 그 중량 백분율은 0.0001% 내지 5%이다. 제빙 유체는 또한 부식 억제제를 포함하며, 제빙 유체 내에서의 그 중량 백분율은 3% 미만이다.
도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명은 또한 자동차 윈도우의 외면(30)을 제빙하는 프로세스에 관한 것으로, 그 자동차는 적어도 하나의 와이퍼 블레이드(20), 본 예의 경우 2개의 와이퍼 블레이드(20)가 장착된다. 그 제빙 프로세스는 단계 A), 단계 B) 및 단계 C)를 연속적으로, 예를 들면, 그 순서로 포함한다.
- 단계 A)는 외면(30)에 본 발명에 따른 제빙 유체(10)를 분배하는 단계이다. 단계 A) 동안에, 와이퍼 블레이드(20)는 이동하지 않는다.
- 단계 B)는 와이퍼 블레이드(20)가 이동하지 않는 지연 단계이다. 단계 B) 동안에, 바람직하게는 제빙 유체의 분배는 이루어지지 않는다.
- 단계 C)는 도 2에 도시되어 있다. 단계 C)는 와이퍼 블레이드(20)를 제1 위치(P1)에서 제2 위치(P2)로 이동시키는 것으로 이루어진다. 바람직하게는, 이러한 이동 단계 C)는 외면(30)에 대한 제빙 유체(10)의 분배와 동시에 이루어진다. 바람직하게는, 제1 위치(P1)는 윈드스크린 상에서의 와이퍼 블레이드(20)의 최저 위치에 해당하는 한편, 제2 위치(P2)는 윈드스크린 상에서의 와이퍼 블레이드(20)의 최고 위치에 해당한다.
단계 C)에 후속하여 예를 들면 단계 D) 및 단계 E)가 연속적으로 행해진다.
- 단계 D)는 도 3에 도시되어 있다. 이 단계는 와이퍼 블레이드(20)가 이동하지 않는 지연 단계이다. 단계 D) 동안에, 바람직하게는 제빙 유체의 분배는 이루어지지 않는다.
- 단계 E)는 도 4에 도시되어 있다. 이 단계는 와이퍼 블레이드(20)를 제2 위치(P2)에서 제1 위치(P1) 이동시키는 단계이다. 바람직하게는, 단계 E)는 외면에 대한 제빙 유체(10)의 분배와 동시에 이루어진다. 대안적으로, 단계 E) 동안에, 제빙 유체의 분배는 이루어지지 않을 수 있다.
단계 C) 동안의 와이퍼 블레이드(20)의 이동은 연속적이라는 점을 유념해야 한다. 다시 말해, 와이퍼 블레이드(20)는 다수의 연속적 이동으로 제1 위치(P1)에서 제2 위치(P2)로 이동하며, 그 와이퍼 블레이드(20)는 연속한 이동 간에 수 초 동안 정지 상태에 있다. 대안적으로, 단계 C) 동안, 와이퍼 블레이드(20)는 단계 E) 동안의 와이퍼 블레이드의 속도보다 느린 속도로 이동한다.
단계 B) 및/또는 단계 D) 각각의 지연 시간은 예를 들면 10초 내지 1분이다. 예를 들면, 단계 B) 및/또는 단계 D) 각각의 지연 시간은 대략 30초이다. 이들 지연 단계들은 특히 제빙 유체(10)가 외면(30)에 작용하도록 내버려두게 할 수 있다. 특히, 지연 단계들은 와이퍼 블레이드(20)가 이동하기 전에 성에 또는 성에의 일부가 녹도록 대기할 수 있게 한다.
제빙 프로세스는 또한 세정 단계를 포함할 수도 있다. 이 세정 단계는 도 5에 도시되어 있다. 이 단계는 예를 들면 윈드스크린 와셔액(12) 또는 물을 외면(30)에 분배하는 것으로 이루어지며, 이들 윈드스크린 와셔액(12) 또는 물이 세정 유체로서 작용한다.
단계 X)가 단계 A)에 선행하거나 단계 A)를 대체할 수도 있다. 도 1에 도시한 바와 같은 단계 X)는 자동차의 와이퍼 블레이드(20)가 차지한 외면(30)의 구역에 제빙 유체(10)를 분배하는 것으로 이루어진다. 일반적으로 그 구역은 와이퍼 블레이드(20)가 정지 상태에 놓이게 되는 외면의 하부에 위치한 구역이다. 다시 말해, 제빙 유체(10)는 단계 X) 동안에 한편으로는 와이퍼 블레이드(20)와 다른 한편으로는 외면(30) 또는 그 외면(30)을 덮고 있는 성에 간의 계면 또는 접촉 구역 주위의 외면(30)에 분배된다.
구체적으로, 외면(30) 상에 성에가 존재하는 경우, 와이퍼 블레이드(20)는 가끔 성에에 의해 그에 고착 또는 유지될 수 있다. 단계 X)는 적합한 경우에, 그 와이퍼 블레이드(20)가 작동되기 전에 와이퍼 블레이드(20)를 외면(30)으로부터 떨어지거나 자유롭게 할 수 있어, 그 열화를 피할 수 있게 한다.
도 6은 제빙 유체(10)를 저장조(6)로부터 자동차의 외면(30)에 급송하는 장치(1)를 도시한다.
그 장치(1)는 제빙 유체(10)를 수용하도록 된 제빙 유체 저장조(6) 및 윈드스크린 와셔액(12)을 수용하도록 된 윈드스크린 와셔액 저장조(4)를 포함한다.
제빙 유체 저장조(6)는 제1 회로를 통해 분사 수단에 연결된다. 다시 말해, 제1 회로는 제빙 유체 저장조(6)를 분사 수단에 연결하도록 구성된다. 제1 회로는 라인(64) 및 펌프(62)를 포함한다. 펌프(62)는 제빙 유체(10)를 라인(64) 내에서 제빙 유체(10)의 저장조(6)로부터 분사 수단으로 순환시킬 수 있다.
윈드스크린 와셔액 저장조(4)는 제2 회로를 통해 분사 수단에 연결된다. 다시 말해, 제2 회로는 윈드스크린 와셔액 저장조(4)를 분사 수단에 연결하도록 구성된다. 제2 회로는 라인(44) 및 펌프(42)를 포함한다. 펌프(42)는 윈드스크린 와셔액(12)을 라인(44) 내에서 윈드스크린 와셔액(12)의 저장조(4)로부터 분사 수단으로 순환시킬 수 있다.
분사 수단은, 제빙 유체(10) 및/또는 윈드스크린 와셔액(12)을 외면(30)의 일부분에 무화(atomization), 분사 및/또는 분배할 수 있게 하도록 구성된다. 분사 수단은 예를 들면 자동차 보닛에 배치되거나, 와이퍼 블레이드(20)에 바로 배치되거나, 그 와이퍼 블레이드(20)를 지지하는 아암에 바로 배치될 수 있다.
장치(1)는 제어 유닛(8)을 더 포함한다. 제어 유닛(8)은 전술한 펌프(42, 62) 각각에 연결된다. 그 제어 유닛이 펌프(42, 62)를 작동시킬 수 있다.
제어 유닛(8)은 또한 와이퍼 블레이드(20)를 조작하는 모터(7)에 연결된다. 따라서, 제어 유닛(8)은 와이퍼 블레이드(20)의 이동의 제어가 가능하도록 구성된다.
본 발명은 또한 제빙 유체(10)를 급송하는 프로세스에 관한 것이다. 이 급송 프로세스는 다음으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
_ 제빙 유체 저장조(6)로부터 제빙 유체(10)를 빨아들이고;
- 제빙 유체(10)를 제1 회로의 라인(64) 내에서 순환시키고; 및
- 제빙 유체(10)를 외면(30)에 분사 또는 분출한다.
Claims (15)
- 자동차용 제빙 유체(10)로서:
- 적어도 1종의 알칼리 금속염으로서, 제빙 유체(10) 내에서 적어도 1종의 알칼리 금속염 전체의 중량 백분율은 0.0001% 내지 50%인, 적어도 1종의 알칼리 금속염; 및
- 제빙 유체(10) 내에서 중량 백분율이 0.0001% 내지 99.9999%인 적어도 물
을 포함하는 제빙 유체(10). - 제1항에 있어서,
상기 적어도 1종의 알칼리 금속염 전체의 중량 백분율은 30% 내지 50%이며, 바람직하게는 상기 적어도 1종의 알칼리 금속염 전체의 중량 백분율은 40% 내지 50%이며, 보다 바람직하게는 상기 적어도 1종의 알칼리 금속염 전체의 중량 백분율은 45% 내지 50%인 것인 제빙 유체(10). - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 적어도 1종의 알칼리 금속염 중 하나는 포름산 칼륨이며, 바람직하게는 상기 제빙 유체는 단지 1종의 알칼리 금속염을 포함하며, 이 알칼리 금속염은 포름산 칼륨이고 45% 내지 50%의 중량 백분율을 갖는 것인 제빙 유체(10). - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 2종의 알칼리 금속염을 포함하는 것인 제빙 유체(10). - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
성에의 형성 및/또는 재형성을 방지하기 위한 부동제(antifreeze agent)를 더 포함하며, 바람직하게는 이 부동제의 중량 백분율은 0.0001% 내지 5%인 것인 제빙 유체(10). - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
부식 억제제를 더 포함하며, 바람직하게는 이 부식 억제제의 중량 백분율은 0.0001% 내지 3%인 것인 제빙 유체(10). - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
물 이외의 용매를 더 포함하며, 바람직하게는 이 용매의 중량 백분율은 0.0001% 내지 5%인 것인 제빙 유체(10). - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
글리콜 또는 글리콜 족에 속하는 화합물을 더 포함하는 것인 제빙 유체(10). - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
물 이외의 용매를 포함하지 않는 것인 제빙 유체(10). - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제빙 유체(10)의 점도는 -20℃의 온도에서 10밀리파스칼-초(mPa.s) 이하인 것인 제빙 유체(10).
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제빙 유체의 빙점은 -20℃ 이하이며, 바람직하게는 상기 제빙 유체(10)의 빙점은 -30℃ 이하인 것인 제빙 유체(10). - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제빙 유체(10)는 성에의 층으로 적어도 부분적으로 덮인 자동차의 윈도우의 외면(30)에 분배하기 위한 것이며, 상기 제빙 유체(10)는 성에와 제빙 유체의 혼합물의 빙점이 성에만의 빙점보다 낮은 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 상기 혼합물의 빙점은 -20℃ 이하인 것인 제빙 유체(10). - 와이퍼 블레이드(20)가 장착된 자동차 윈도우의 외면(30)을 제빙하는 프로세스로서,
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 제빙 유체를 상기 외면(30)에 분배하는 단계 A로서, 바람직하게는 단계 A 동안에 와이퍼 블레이드(20)는 이동하지 않는 것인 단계 A;
- 와이퍼 블레이드(20)가 이동되지 않고 상기 외면(30)에 대한 제빙 유체(10)의 분배가 이루지지 않는 지연 단계 B; 및
- 와이퍼 블레이드(20)를 제1 위치에서 제2 위치로 이동시는 단계 C)로서, 바람직하게는 상기 외면에 대한 제빙 유체(10)의 분배와 동시에 이루어지는 이동 단계 C
를 연속적으로 포함하는 제빙 프로세스. - 제13항에 있어서,
상기 단계 C에 후속하여,
- 와이퍼 블레이드(20)가 이동되지 않고 상기 외면(30)에 대한 제빙 유체(10)의 분배가 이루지지 않는 지연 단계 D; 및
와이퍼 블레이드(20)를 제2 위치에서 제1 위치 이동시키는 단계 E
를 연속적으로 행하는 것인 제빙 프로세스. - 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 제빙 유체(10)를 급송하는 프로세스로서, 제빙 유체의 분배가
- 저장조(6)로부터 제빙 유체(10)를 빨아들이고;
- 상기 제빙 유체(10)를 라인(64) 내에서 순환시키고;
- 상기 제빙 유체(10)를 윈도우의 외면(30)에 분사 또는 분출하는 것
으로 이루어지는 것인 프로세스.
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