KR102506955B1 - 전기화재예방용 고압전기 및 전자통신설비 무정전 절연세척제 조성물 - Google Patents
전기화재예방용 고압전기 및 전자통신설비 무정전 절연세척제 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
절연파괴전압 및 발화점을 높임과 동시에 종래와 동등한 수준의 자연휘발성능을 유지하는 절연세척제 조성물이 제공된다. 본 발명의 일 실시예는, n-운데케인(n-Undecane); n-도데케인(n-Dodecane); 및 n-트라이데케인(n-Tridecane); 를 포함하는 절연세척제 조성물로, 상기 n-운데케인(n-Undecane), 상기 n-도데케인(n-Dodecane) 및 상기 n-트라이데케인(n-Tridecane)의 함량의 전체 합은 상기 절연세척제 조성물의 전체 중량을 기준으로 87 중량% 이상인, 절연세척제 조성물을 제공한다.
Description
본 발명은 절연세척제 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로 전기화재예방용 고압전기 및 전자통신설비 절연세척제 조성물에 관한 것이다.
종래의 절연세척제 조성물은 무기염류와 계면활성제를 혼합하여 제조되었으나, 한정된 세척기능에 의해 사용범위가 극히 제한되어 왔다. 반고형 오물세척용 세척제의 경우에 있어서는 대부분이 세척능력을 갖는 성분에 마찰성 물질을 첨가하여 사용시 경도가 큰 마찰성 물질을 배합하였지만, 이러한 세척제는 그 사용 빈도가 높을 경우 피세척물의 표면이 마모되어 손상을 입게 되고 기계장치의 정확도가 낮아지는 문제점이 있었다.
한편, 통전기기 장치 중 배전반이 가장 대표적인데, 배전반은 전기의 사용량이 많은 빌딩 또는 변전소 등의 옥내나 옥외에 설치되어 사용되는 장비로서 각종 스위치, 계기 및 릴레이(계전기) 등을 일정하게 배열하여 관리하는 전기 장치이다. 상기 배전반에는 고압 주회로의 차단기를 개폐하는 조작레버, 저압 주회로의 기중 개폐기, 전압계, 전류계, 전력계, 적산전력계, 전류계전기 등이 설치되고, 그 내부에는 고압의 전류가 흐른다.
최근 기업체에서 생산라인이나 관리라인을 24시간 가동하여 효율성의 향상을 꾀하기 위해 절연성이 향상된 세척제를 이용하여 무정전 상태(Power on)에서 세척과정이 진행되는 것을 선호하고 있지만, 최근에 기업체가 요구하는 세척작업조건에 가장 중요한 안전성 요소인 절연파괴전압을 충분히 높이기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 절연파괴전압을 높임과 동시에 종래와 동등한 수준의 자연휘발성능을 유지하는 절연세척제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 발화점(Ignition point)을 높여 화재를 예방할 수 있는 절연세척제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 오존파괴물질이 없어 친환경적이고, 전원을 차단하지 않고 전기판넬(고압/저압), 전자장비, 통신장비 및 고성능 제어장비를 논스톱(Non-stop)으로 세척할 수 있는 절연세척제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 비산화성 물질을 함유하여 세척으로 인한 전자부품의 손상을 방지하고 세척 후 자연증발 되어 잔류물을 남기지 않는 절연세척제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 비부식성 물질을 함유하여 피세척물의 부식을 효과적으로 방지할 수 있는 절연세척제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, n-운데케인(n-Undecane); n-도데케인(n-Dodecane); 및 n-트라이데케인(n-Tridecane); 를 포함하는 절연세척제 조성물로, 상기 n-운데케인(n-Undecane), 상기 n-도데케인(n-Dodecane) 및 상기 n-트라이데케인(n-Tridecane)의 함량의 전체 합은 상기 절연세척제 조성물의 전체 중량을 기준으로 87 중량% 이상인, 절연세척제 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 절연세척제 조성물은, 상기 n-운데케인(n-Undecane) 30 내지 45 중량%, 상기 n-도데케인(n-Dodecane) 28 내지 35 중량% 및 상기 n-트라이데케인(n-Tridecane) 20 내지 27 중량%를 포함할 수 있다. 여기서 상기 n-운데케인(n-Undecane), 상기 n-도데케인(n-Dodecane) 및 상기 n-트라이데케인(n-Tridecane)의 함량의 전체 합은 상기 절연세척제 조성물의 전체 중량을 기준으로 87 중량% 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 절연세척제 조성물은 n-데케인(n-Decane) 6 내지 13 중량%를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 절연세척제 조성물은 n-테트라데케인(n-Tetradecane) 0.10 내지 4.00 중량%를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 절연세척제 조성물은 n-노네인(n-Nonane)을 비포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, KS C IEC 60156:2003 시험규격에 준거하여, 상기 절연세척제 조성물의 절연파괴전압은 100kV 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, ASTM E-659 시험규격에 준거하여, 상기 절연세척제 조성물의 발화점(Ignition point)은 230℃ 이상일 수 있다.
필요에 따라 본 발명에 따른 절연세척제 조성물은 첨가제를 더 포함할 수 있다.
일 구체예에 따르면, 상기 첨가제는 아이소프로필알코올, 1,1-디플루오로에테인(1,1-Difluoroethane), 1,1,1,2-테트라플루오로에테인(1,1,1,2-Tetrafluoroethane), 및 펜타플루오로에테인(Pentafluoro ethane)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 과제의 해결 수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시예를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면 파라핀계 탄화수소를 이루는 구체적인 개별 화합물의 최적의 탄소 수의 조합을 통해 절연파괴전압을 높임과 동시에 종래와 동등한 수준의 자연휘발성능을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 발화점(Ignition point)을 높여 화재를 예방할 수 있는 절연세척제 조성물을 구현할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 오존파괴물질이 없어 친환경적이고, 전기판넬(고압/저압), 전자장비, 통신장비 및 고성능 제어장비의 전원을 차단하지 않고 논스톱(Non-stop)으로 세척할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 비산화성 물질을 함유하여 세척으로 인한 전자부품의 손상을 방지하고 세척 후 자연증발 되어 잔류물을 남기지 않는 절연세척제 조성물을 구현할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 피세척물의 부식을 효과적으로 방지할 수 있는 절연세척제 조성물을 구현할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하면서 함께 기술한다.
본 명세서에서 용어 '내지'를 사용하여 나타낸 수치의 범위는, 상기 용어의 앞과 뒤에 기재된 값을 각각 하한 값과 상한 값으로 포함하는 수치의 범위를 나타낸다. 임의의 수치범위의 상한과 하한으로의 수치 값이 각각 복수 개로 개시된 경우, 본 명세서에서 개시하는 수치의 범위는 복수의 하한 값 중 임의의 하나의 값 및 복수의 상한 값 중 임의의 하나의 값을 각각 하한 값 및 상한 값으로 하는 임의의 수치의 범위로 이해될 수 있다.
1. 절연세척제 조성물
본 발명의 일 실시예는, n-운데케인(n-Undecane); n-도데케인(n-Dodecane); 및 n-트라이데케인(n-Tridecane); 를 포함하는 절연세척제 조성물로, 상기 n-운데케인(n-Undecane), 상기 n-도데케인(n-Dodecane) 및 상기 n-트라이데케인(n-Tridecane)의 함량의 전체 합은 상기 절연세척제 조성물의 전체 중량을 기준으로 87 중량% 이상인, 절연세척제 조성물을 제공한다.
종래에는 절연세척제 조성물에 절연파괴전압, 인화점 및 자연증발 성능을 향상시키기 위해 파라핀계 탄화수소를 단순히 사용하였을 뿐, 파라핀계 탄화수소를 이루는 구체적인 개별 화합물의 최적의 탄소 수를 조합하여 절연파괴전압을 최대로 높임과 동시에 발화점을 높이는 것에 관한 시도는 이루어지지 않았다. 또한, 탄소 수가 10 내지 12인 파라핀계 탄화수소를 주성분으로 함유하는 절연세척제 조성물은 절연파괴전압을 충분히 높이지 못하는 문제점이 있었다.
한편, 인화점(Flash point)은 공기에 가연성 물질을 만들어내어 인화할 수 있게 하는 가장 낮은 온도인 반면, 발화점(Ignition point)은 공기 중에서 물질을 가열할 때 스스로 발화하여 연소를 시작하는 최저온도이다. 절연세척제 조성물의 기술분야에서 인화점에 관한 평가가 주로 이루어졌지만, 인화점은 인위적으로 불꽃을 이용하여 측정되는 점에서 화재의 발생을 명확하게 측정할 수 있는 평가기준이 되지 못할 수 있다. 반면에 발화점은 인위적인 불꽃 없이 스스로 발화하는 온도이기 때문에 화재의 발생을 명확하게 측정할 수 있는 객관적인 평가기준이 될 수 있다. 본 발명의 일 측면에 따르면, n-운데케인(n-Undecane) 30 내지 45 중량%; n-도데케인(n-Dodecane) 28 내지 35 중량%; 및 n-트라이데케인(n-Tridecane) 20 내지 27 중량%를 포함함으로써, 파라핀계 탄화수소를 이루는 구체적인 개별 화합물의 최적의 탄소 수의 조합을 통해 절연파괴전압을 높임과 동시에 종래와 동등한 수준의 자연휘발성능을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 발화점(Ignition point)을 높여 화재를 예방할 수 있는 절연세척제 조성물을 구현할 수 있다. 본 발명의 다른 측면에 따르면, 가지가 있는 파라핀계 탄화수소보다 상대적으로 분자의 표면적이 높은 n-파라핀계 탄화수소를 사용함으로써, 절연세척제 조성물의 절연파괴전압을 현저히 높일 수 있다. 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 파라핀계 탄화수소를 이루는 구체적인 개별 화합물의 최적의 탄소 수의 조합을 통해 오존파괴물질이 없어 친환경적이고, 전기판넬(고압/저압), 전자장비, 통신장비 및 고성능 제어장비를 전원을 차단하지 않고 논스톱(Non-stop)으로 세척할 수 있다. 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 파라핀계 탄화수소를 이루는 구체적인 개별 화합물의 최적의 탄소 수의 조합을 통해 비산화성 물질을 함유하며 세척으로 인한 전자부품의 손상을 방지하고 세척 후 자연증발 되어 잔류물을 남기지 않는 절연세척제 조성물을 구현할 수 있다. 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 파라핀계 탄화수소를 이루는 구체적인 개별 화합물의 최적의 탄소 수의 조합을 통해 피세척물의 부식을 효과적으로 방지할 수 있는 절연세척제 조성물을 구현할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 구성을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일 측면에 따른 절연세척제 조성물은 절연파괴전압, 발화점 및 자연증발성능을 동시에 높이기 위해 파라핀계 탄화수소를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 측면에 따르면 상기 파라핀계 탄화수소는 분진 및 미세먼지를 효과적으로 세척할 수 있다.
한편, 파라핀계 탄화수소는 단순히 파라핀(Paraffin)이라고도 하며, 구성하는 모든 탄소 원자가 연결되어 일렬로 배열된 n-파라핀(곧은사슬모양 파라핀)과 탄소 사슬로 가지 나누기가 있는 이소파라핀으로 구분된다. 파라핀계 탄화수소는 포함되는 탄소의 수 n에 따라 메테인(Methane; n=1), 에테인(Ethane; n=2), 프로페인(Propane; n=3), 부테인(Butane; n=4), 펜테인(Pentane; n=5), 헥세인(Hexane; n=6), 헵테인(Heptane; n=7), 옥테인(Octane; n=8), 노네인(Nonane; n=9), 데케인(Decane; n=10), 운데케인(Undecane; n=11), 도데케인(Dodecane; n=12), 트라이데케인(Tridecane; n=13), 테트라데케인(Tetradecane; n=14), 펜타데케인(Pentadecane; n=15), 헥사데케인(Hexadecane; n=16) 등의 여러가지로 구분될 수 있다. 저급인 메테인, 에테인, 프로페인 등은 기체이며 천연가스나 석유가스의 성분으로 존재한다. 그리고 그것보다 고급인 펜테인(n=5)에서 헥사데케인(n=16) 정도까지의 n-파라핀은 액체이고, 더 고급인 n-파라핀은 고체이다. 아이소파라핀은 탄소 수가 같은 n-파라핀보다 끓는점이 낮고, 녹는점도 낮아지는 경향이 있다. 저급인 것은 연료가스가 되며, 액체인 것 중에서 낮은 끓는점을 가진 것은 가솔린 성분으로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 절연세척제 조성물은 절연파괴전압, 발화점 및 자연증발성능을 동시에 높이기 위해 탄소 수가 11인 n-운데케인(n-Undecane)을 포함한다. 본 발명의 일 측면에 따르면, n-운데케인은 탄소 수가 동일하되 가지가 있는 파라핀계 탄화수소 대비 절연세척제 조성물의 절연파괴전압을 현저히 높임과 동시에 발화점을 높여 화재의 발생을 효과적으로 예방할 수 있다.
구체적으로 n-운데케인(n-Undecane)의 함량은 상기 절연세척제 조성물의 전체 중량을 기준으로 30 내지 45 중량%, 30 내지 40 중량%, 30 내지 38 중량%, 30 내지 36 중량%, 30 내지 34 중량%, 또는 30 내지 32 중량%일 수 있다. 상기 n-운데케인(n-Undecane)의 함량이 상기 수치 범위 미만일 경우 절연파괴전압 및 발화점이 충분히 높아지지 못하는 문제점이 발생할 수 있고 상기 수치 범위를 초과할 경우 절연세척제 조성물의 점도가 과도하게 증가하여 자연증발성능이 떨어져 세척 후 잔류물이 남는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 절연세척제 조성물은 절연파괴전압, 발화점 및 자연증발성능을 동시에 높이기 위해 탄소 수가 12인 n-도데케인(n-Dodecane)을 포함한다. 본 발명의 일 측면에 따르면, n-도데케인(n-Dodecane)은 탄소 수가 동일하되 가지가 있는 파라핀계 탄화수소 대비 절연세척제 조성물의 절연파괴전압을 현저히 높임과 동시에 발화점을 높여 화재의 발생을 효과적으로 예방할 수 있다.
구체적으로 상기 n-도데케인(n-Dodecane)의 함량은 상기 절연세척제 조성물의 전체 중량을 기준으로 28 내지 35 중량%, 29 내지 34 중량%, 30 내지 34 중량%, 또는 30 내지 33 중량%일 수 있다. 상기 n-도데케인(n-Dodecane)의 함량이 상기 수치 범위 미만일 경우 절연파괴전압 및 발화점이 충분히 높아지지 못하는 문제점이 발생할 수 있고 상기 수치 범위를 초과할 경우 절연세척제 조성물의 점도가 과도하게 증가하여 자연증발성능이 떨어져 세척 후 잔류물이 남는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 절연세척제 조성물은 절연파괴전압, 발화점 및 자연증발성능을 동시에 높이기 위해 탄소 수가 13인 n-트라이데케인(n-Tridecane)을 포함한다. 본 발명의 일 측면에 따르면, n-트라이데케인(n-Tridecane)은 탄소 수가 동일하되 가지가 있는 파라핀계 탄화수소 대비 절연세척제 조성물의 절연파괴전압을 현저히 높임과 동시에 발화점을 높여 화재의 발생을 효과적으로 예방할 수 있다.
구체적으로 상기 n-트라이데케인(n-Tridecane)의 함량은 상기 절연세척제 조성물의 전체 중량을 기준으로 20 내지 27 중량%, 21 내지 27 중량%, 22 내지 27 중량%, 23 내지 27 중량%, 또는 24 내지 27 중량%일 수 있다. 상기 n-트라이데케인(n-Tridecane)의 함량이 상기 수치 범위 미만일 경우 절연파괴전압 및 발화점이 충분히 높아지지 못하는 문제점이 발생할 수 있고 상기 수치 범위를 초과할 경우 절연세척제 조성물의 점도가 과도하게 증가하여 자연증발성능이 떨어져 세척 후 잔류물이 남는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 n-운데케인(n-Undecane), n-도데케인(n-Dodecane) 및 n-트라이데케인(n-Tridecane)의 함량의 전체 합은 상기 절연세척제 조성물의 전체 중량을 기준으로 87 중량% 이상, 87 내지 92 중량%, 87 내지 91 중량%, 또는 87 내지 90 중량%일 수 있다. 상기 n-운데케인(n-Undecane), n-도데케인(n-Dodecane) 및 n-트라이데케인(n-Tridecane)의 함량의 전체 합이 상기 수치 범위 내를 만족할 때, 절연파괴전압을 높임과 동시에 종래와 동등한 수준의 휘발성을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 발화점(Ignition point)을 높여 화재를 예방할 수 있다.
본 발명에 따른 절연세척제 조성물은 절연파괴전압, 발화점 및 자연증발성능을 동시에 높이기 위해 탄소 수가 10인 n-데케인(n-Decane)을 더 포함할 수 있다.
구체적으로 상기 n-데케인(n-Decane)의 함량은 상기 절연세척제 조성물의 전체 중량을 기준으로 6 내지 13 중량%, 6 내지 12 중량%, 6 내지 11 중량%, 7 내지 10 중량% 또는 8 내지 10 중량%일 수 있다. 상기 n-데케인(n-Decane)의 함량이 상기 수치 범위 미만일 경우 절연파괴전압 및 발화점이 충분히 높아지지 못하는 문제점이 발생할 수 있고 상기 수치 범위를 초과할 경우 세척력이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 절연세척제 조성물은 절연파괴전압, 발화점 및 자연증발성능을 동시에 높이기 위해 탄소 수가 14인 n-테트라데케인(n-Tetradecane)을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 측면에 따르면, n-테트라데케인(n-Tetradecane)은 탄소 수가 동일하되 가지가 있는 파라핀계 탄화수소 대비 절연세척제 조성물의 절연파괴전압을 현저히 높임과 동시에 발화점을 높여 화재의 발생을 효과적으로 예방할 수 있다.
구체적으로 상기 n-테트라데케인(n-Tetradecane)의 함량은 상기 절연세척제 조성물의 전체 중량을 기준으로 0.10 내지 4.00 중량%, 0.20 내지 3.50 중량%, 0.20 내지 3.10 중량%, 0.30 내지 3.10 중량%, 0.40 내지 3.10 중량%, 0.50 내지 3.10 중량% 또는 0.60 내지 3.10 중량%일 수 있다. 구체적으로 상기 n-테트라데케인(n-Tetradecane)의 함량이 상기 수치 범위 미만일 경우 절연파괴전압 및 발화점이 충분히 높아지지 못하는 문제점이 발생할 수 있고 상기 수치 범위를 초과할 경우 절연세척제 조성물의 점도가 과도하게 증가하여 자연증발성능이 떨어져 세척 후 잔류물이 남는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 절연세척제 조성물은 탄소 수가 9인 n-노네인(n-Nonane)을 포함하지 않을 수 있다. 상기 절연세척제 조성물은 n-노네인(n-Nonane)을 비포함함으로써, 절연세척제 조성물의 휘발속도를 적절히 조절하여 세척효율이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, KS C IEC 60156:2003 시험규격에 준거하여, 상기 절연세척제 조성물의 절연파괴전압은 98.7kV 이상, 또는 100kV 이상일 수 있다. 상기 절연세척제 조성물의 절연파괴전압이 상기 수치 범위 내를 만족함으로써, 적합한 배전반 환경을 구현하여 화재를 효과적으로 예방할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, ASTM E-659 시험규격에 준거하여, 상기 절연세척제 조성물의 발화점은 230℃ 이상 또는 230 내지 240℃일 수 있다. 한편, 인화점(Flash point)은 공기에 가연성 물질을 만들어내어 인화할 수 있게 하는 가장 낮은 온도인 반면, 발화점(Ignition point)은 공기 중에서 물질을 가열할 때 스스로 발화하여 연소를 시작하는 최저온도이다. 절연세척제 조성물의 기술분야에서 인화점에 관한 평가가 주로 이루어졌지만, 인화점은 인위적으로 불꽃을 이용하여 측정되는 점에서 화재의 발생을 명확하게 측정할 수 있는 평가기준이 되지 못할 수 있다. 반면에 발화점은 인위적인 불꽃 없이 스스로 발화하는 온도이기 때문에 화재의 발생을 명확하게 측정할 수 있는 객관적인 평가기준이 될 수 있다. 상기 절연세척제 조성물의 발화점이 상기 수치 범위 내를 만족함으로써, 화재의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.
필요에 따라, 본 발명에 따른 절연세척제 조성물은 절연세척제 조성물의 다양한 성능을 보강하기 위해 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 첨가제의 함량은 상기 절연세척제 조성물의 전체 중량을 기준으로 1.0 중량% 이하, 0.8 중량% 이하, 0.5 중량% 이하, 0.4 중량% 이하, 0.3 중량% 이하, 0.2 중량% 이하, 0.1 중량% 이하 또는 0.01 내지 0.10 중량%일 수 있다.
예를 들어, 상기 첨가제는 아이소프로필알코올, 1,1-디플루오로에테인(1,1-Difluoroethane), 1,1,1,2-테트라플루오로에테인(1,1,1,2-Tetrafluoroethane), 및 펜타플루오로에테인(Pentafluoro ethane)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다. 먼저 아이소프로필알코올은 저가알코올로 절연세척제 조성물의 점도를 낮추기 위해 첨가될 수 있다. 다음으로 1,1-디플루오로에테인(1,1-Difluoroethane)은 파라핀계 탄화수소와 혼합되어 세정력을 향상시키고 조성물을 제조하는 과정에서 압력을 낮춰주는 역할을 수행하기 때문에, 혼합 및 보관 용기를 두텁게 형성할 필요가 없기 때문에 제조비용을 절감시키는 역할도 수행할 수 있다. 그 다음으로 1,1,1,2-테트라플루오로에테인(1,1,1,2-Tetrafluoroethane)은 상기 파라핀계 탄화수소와 혼합되어 절연세척제 조성물의 세척력을 더욱 보강하기 위해 첨가될 수 있다. 그 다음으로 펜타플루오로에테인(Pentafluoro ethane)은 무색 및 무취의 휘발성이 큰 화합물로서, 세척 후 신속하게 절연세척제 조성물이 증발되도록 유도하여, 피세척물의 표면에 세정제가 잔류하지 않는 역할을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 절연세척제 조성물은 모든 조성이 균일하게 혼합된 용액(Solution) 상태일 수 있다. 구체적으로 상기 절연세척제 조성물이 균일하게 혼합된 용액 상태를 구성함으로써, 제조가 용이하며 휴대 및 보관이 편리할 뿐만 아니라, 첨가제와 배합이 용이한 장점을 구현할 수 있다. 구체적으로 상기 절연세척제 조성물을 이루는 개별 파라핀계 화합물들은 별도의 교반 과정을 거치지 않고 용기에 충진됨으로써, 절연세척제 조성물이 쉽게 제조될 수 있다.
2. 절연세척제 조성물의 응용
본 발명의 일 실시예에 따른 절연세척제 조성물은 전원의 차단이 어려운 전력설비의 분진 및 미세먼지를 효과적으로 세척할 수 있다. 예를 들어, 상기 절연세척제 조성물은 특고압(22.9kV~220kV), 고압(3.3kV~6.6kV) 수배전반, VCB 판넬, 저압(380V~440V) 판넬, ACB & MCCB 판넬, 컨트롤 판넬, PLC, 스위치 판넬, 전동차 저항기, 필터리액터, 차량 배전반 등을 세척하기 위해 사용될 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다.
[제조예 1: 절연세척제 조성물의 제조]
하기 표 1에 따른 조성으로 절연세척제 조성물을 제조하였다. 상기 절연세척제 조성물에 포함된 각각의 개별 조성은 가스 크로마토그래피 질량분석법(GC-MS)으로 분석되었다.
| 단위: 중량% | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 실시예 1 | |
| n-파라핀 | n-C9H20 | 0.43 | 13 | - | - |
| n-C10H22 | 13.53 | 20 | - | 9.90 | |
| n-C11H24 | 86.04 | 26 | 75.51 | 87 | |
| n-C12H26 | |||||
| n-C13H28 | |||||
| n-C14H30 | - | - | 24.31 | 3.10 | |
| n-C15H32 | - | - | 0.18 | - | |
| 1,1-디플루오로에탄 | - | 41 | - | - | |
| 전체 합 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
[실험예 1: 절연세척제 조성물의 평가]
상기 제조예 1의 절연세척제 조성물에 대하여 절연파괴전압, 발화점, 건조성, 비중, 부식성황, 전산가, 및 수분 성능을 하기의 측정방법으로 평가하였다.
1) 절연파괴전압(Dielectric breakdown voltage)
KS C IEC 60156:2003 시험규격으로 상기 제조예 1의 절연세척제 조성물의 절연파괴전압을 측정하였다(측정조건: 25℃ 및 2.5mm). 한편, 절연재료에 인가되는 전계가 크게 되어 어느 값에 도달하면 갑자기 대전류가 흘러 도체와 같이 되는 현상을 절연파괴라고 한다. 이 경우 절연파괴를 일으키는 전압을 절연파괴전압이라고 칭한다. 절연파괴전압이 높을수록 전원을 차단하지 않는 무정전 상태의 전기 배전반을 세척하는데 필요한 성능이 우수할 수 있다.
2) 발화점(Ignition point)
발화점은 공기 중에서 물질을 가열할 때, 스스로 발화하여 연소를 시작하는 최저온도로, 불씨가 될 만한 것이 있는 조건에서 휘발성 액체의 증기가 타기 시작하는 온도를 의미한다. 상기 제조예 1의 절연세척제 조성물의 발화점(℃)은 ASTM E-659로 측정되었고, 발화점이 높을수록 발화의 위험성이 낮음을 의미한다.
3) 건조성(Dryness)
KS M 2109:2020 시험규격으로 상기 제조예 1의 절연세척제 조성물의 건조성을 측정조건(23℃ 및 4시간)에서 평가하였다. 구체적으로 세척 대상물이 비점착상태일 경우 건조성이 우수함을 의미한다.
4) 비중(Specific gravity)
상기 제조예 1의 절연세척제 조성물의 비중(Specific gravity)을 ASTM D-1298 시험규격으로 평가하였다.
5) 부식성황(Corrosive sulfur)
상기 제조예 1의 절연세척제 조성물로 테스트용 배전반을 세척하였을 경우 테스트용 배전반의 부식 여부를 KS C 2101:2017 시험규격으로 평가하였다. 상기 부식성황 평가는 140℃ 및 19시간의 측정조건에서 수행되었다.
6) 전산가(Acid number)
KS C 2101:2017 시험규격으로 상기 제조예 1의 절연세척제 조성물의 전산가를 측정하였다. 전산가는 상기 제조예 1의 절연세척제 조성물에 포함되어 있는 산의 함량으로, 해당 산을 중화하는데 필요한 알칼리의 양(mg KOH)이다. 상기 알칼리의 양이 낮을수록, 절연세척제 조성물에 포함된 산을 중화시키는데 더 적은 알칼리가 필요하여 절연세척제 조성물의 유화안정도가 우수함을 의미할 수 있다.
7) 수분(Water)
상기 제조예 1의 절연세척제 조성물을 테스트용 배전반에 분사한 이후 배전반에 남아있는 수분의 함량을 KS C 2101:2017 시험규격(K-F전기량적정법)으로 측정하였다. 수분의 함량이 낮을수록 세척 이후 제조예 1의 절연세척제 조성물의 자연휘발 성능이 우수함을 의미한다.
| 구분 | 비교예 1 | 비교예 2 | 실시예 1 |
| 절연파괴전압(kV) | 76.8 | 79.1 | 100 이상 |
| 발화점(℃) | 215 | 230 | 230 |
| 건조성 | 비점착상태 | 비점착상태 | 비점착 상태 |
| 비중(15/4℃) | 0.7455 | 0.7507 | 0.7503 |
| 부식성황 | 비부식성 | 비부식성 | 비부식성 |
| 전산가(mg KOH/g) | 0.01미만 | 0.01미만 | 0.01미만 |
| 수분[(m/m) %] | 0.0051 | 0.0056 | 0.0010 |
상기 표 2에서 n-파라핀을 이루는 개별 화합물의 함량 및 탄소 수의 관점에서 비교예 1, 2 및 실시예 1을 비교하면, n-운데케인(n-Undecane), n-도데케인(n-Dodecane) 및 n-트라이데케인(n-Tridecane)의 함량의 전체 합이 상기 절연세척제 조성물의 전체 중량을 기준으로 87 중량% 이상을 만족함으로써, 절연파괴전압이 100kV 이상으로 도달되어 절연체의 절연이 효과적으로 파괴되지 않을 수 있고, 배전반에 남아있는 수분의 함량이 현저히 낮아 자연휘발 성능이 우수함을 확인할 수 있다.
또한, n-파라핀을 이루는 개별 화합물의 함량 및 탄소 수의 관점에서 비교예 1 및 실시예 1을 비교하면, n-운데케인(n-Undecane), n-도데케인(n-Dodecane) 및 n-트라이데케인(n-Tridecane)의 함량의 전체 합이 상기 절연세척제 조성물의 전체 중량을 기준으로 87 중량% 이상을 만족함으로써, 발화점이 높아져 화재의 발생을 효과적으로 예방할 수 있음을 유추할 수 있다.
[실험예 2: 절연세척제 조성물의 점도 측정]
상기 비교예 1 내지 3 및 실시예 1에 따른 절연세척제 조성물의 40℃에서의 동점도(Kinematic viscosity)를 ASTM D445 시험규격에 준거하여 측정하였다.
| 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 실시예 1 | |
| 40℃에서의 동점도(cSt) | 1.2 | 1.44 | 1.73 | 1.38 |
상기 표 3에서 n-파라핀을 이루는 개별 화합물의 함량 및 탄소 수의 관점에서 비교예 3 및 실시예 1을 비교하면, 비교예 3의 경우 탄소 수가 13 및 14인 n-파라핀의 함량이 높아짐에 따라 절연세척제 조성물의 동점도가 과도하게 높아져 자연증발성능이 떨어져 세척 후 잔류물이 남는 문제가 발생할 수 있다. 반면에, 실시예 1은 비교예 3 대비 동점도가 낮아짐으로써 자연증발성능이 우수할 수 있고, 이에 따라 세척 후 잔류물이 남지 않을 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
Claims (9)
- n-운데케인(n-Undecane);
n-도데케인(n-Dodecane); 및
n-트라이데케인(n-Tridecane); 를 포함하는 절연세척제 조성물로,
상기 n-운데케인(n-Undecane), 상기 n-도데케인(n-Dodecane) 및 상기 n-트라이데케인(n-Tridecane)의 함량의 전체 합은 상기 절연세척제 조성물의 전체 중량을 기준으로 87 중량% 이상인,
절연세척제 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 절연세척제 조성물은,
상기 n-운데케인(n-Undecane) 30 내지 45 중량%,
상기 n-도데케인(n-Dodecane) 28 내지 35 중량% 및
상기 n-트라이데케인(n-Tridecane) 20 내지 27 중량%를 포함하는,
절연세척제 조성물.
- 제2항에 있어서,
n-데케인(n-Decane) 6 내지 13 중량%; 를 더 포함하는,
절연세척제 조성물.
- 제3항에 있어서,
n-테트라데케인(n-Tetradecane) 0.10 내지 4.00 중량%; 를 더 포함하는,
절연세척제 조성물.
- 제1항에 있어서,
n-노네인(n-Nonane)을 비포함하는,
절연세척제 조성물.
- 제1항에 있어서,
KS C IEC 60156:2003 시험규격에 준거하여, 상기 절연세척제 조성물의 절연파괴전압은 100kV 이상인,
절연세척제 조성물.
- 제1항에 있어서,
ASTM E-659 시험규격에 준거하여, 상기 절연세척제 조성물의 발화점은 230℃ 이상인,
절연세척제 조성물.
- 제1항에 있어서,
첨가제; 를 더 포함하는,
절연세척제 조성물.
- 제8항에 있어서,
상기 첨가제는,
아이소프로필알코올, 1,1-디플루오로에테인(1,1-Difluoroethane), 1,1,1,2-테트라플루오로에테인(1,1,1,2-Tetrafluoroethane), 및 펜타플루오로에테인(Pentafluoro ethane)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 포함하는,
절연세척제 조성물.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| KR1020230008663A KR102506955B1 (ko) | 2023-01-20 | 2023-01-20 | 전기화재예방용 고압전기 및 전자통신설비 무정전 절연세척제 조성물 |
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Applications Claiming Priority (1)
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