ES2240127T3 - Procedimiento para el tratamiento del agua de circulacion en cabinas de esmaltado. - Google Patents
Procedimiento para el tratamiento del agua de circulacion en cabinas de esmaltado.Info
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Abstract
Procedimiento para el tratamiento del agua de circulación en cadenas de esmaltado, dispersándose las partículas de esmalte mediante adición de dispersantes, que son seleccionados a partir de a) agentes tensioactivos no iónicos seleccionados a partir de alcoxilatos de ácidos grasos o aminas grasas con 7 a 36, preferentemente 10 a 22 átomos de carbono en el resto alquilo graso, y con 5 a 100, preferentemente a 10 a 80 unidades óxido de alquileno, b) agentes tensioactivos aniónicos, no alimentándose adicionalmente ácido poliaspártico al agua de circulación en este caso, cuya concentración total se sitúa entre un 0, 01 y un 2, 0 % en peso, referido al agua de circulación.
Description
Procedimiento para el tratamiento del agua de
circulación en cabinas de esmaltado.
La invención se refiere a un procedimiento para
el tratamiento del agua de circulación en cabinas de esmaltado, en
especial para esmaltados de automóviles. En este caso, las
partículas de esmalte eliminadas por lavado del aire de escape e
introducidas en el agua de circulación se mantienen en suspensión en
forma finamente dispersada, y se eliminan continua o
discontinuamente del agua de circulación. Esto se efectúa mediante
adición de aditivos apropiados al agua de circulación, cuya
concentración en el agua de circulación se ajusta a los valores
relativamente reducidos entre un 0,01 y un 0,5% en peso, referido al
agua de circulación.
En cabinas de esmaltado, en las que se aplican
esmaltes al agua o disolventes sobre las superficies a esmaltar, no
se consigue aplicar la cantidad de esmalte empleada completamente
sobre las superficies previstas. Más bien, una fracción considerable
de partículas de esmalte se mezcla con el aire que recorre la cabina
de esmaltado, o precipita en las paredes de la cabina de esmaltado.
De la corriente de aire se eliminan por lavado las partículas de
esmalte, el denominado sobrespray de esmalte, mediante dispositivos
de lavado apropiados, a modo de ejemplo mediante lavadores Venturi
con agua. El agua mezclada con esmalte se reúne en depósitos de agua
de circulación y se conduce en circuito. No obstante, ya que las
partículas de esmalte en el agua de circulación se pegan entre sí y
con piezas de la instalación, éstas se despegan y coagulan según
procedimientos convencionales mediante adición de agentes de
despegado y coagulación. Según control de procedimiento, las
partículas de esmalte coaguladas se alimentan o flotan sobre el agua
de circulación. El lodo de esmalte producido de este modo se puede
separar del fondo o de la superficie del depósito de agua de
circulación mediante dispositivos espaciales apropiados. Este
procedimiento convencional requiere el empleo de agentes de
despegado y coagulación inorgánicos u orgánicos, que se pueden
seleccionar, a modo de ejemplo, a partir de silicatos
estratificados, ceras y polímeros orgánicos. La cantidad de empleo
de estos productos se sitúa generalmente en el intervalo de un 10 a
un 50% en peso, referido al sobrespray de esmalte listo para
pulverizado. El despegado de las partículas de esmalte y la
extracción del lodo de esmalte, no obstante, no se consiguen
generalmente por completo, de modo que se almacena el lodo de
esmalte, que se debe eliminar manualmente de vez en cuando con gasto
de trabajo elevado. A esto se añade que, en el caso de empleo de
agentes de coagulación inorgánicos, se produce una cantidad de lodo
adicional, que conduce a costes de eliminación adicionales.
Por lo tanto, existe una demanda de
procedimientos mejorados para el tratamiento del agua de circulación
en cabinas de esmaltado, en los que se puede trabajar con un empleo
de productos químicos reducidos, en los que se presentan menos
problemas debidos a partículas de esmalte adhesivas y/o en los
cuales se produce menos trabajo manual para la limpieza y cuidado de
las cabinas de esmaltado, y los costes de eliminación se minimizan
claramente.
En un primer aspecto, es objeto de la invención
un procedimiento para el tratamiento del agua de circulación en
cabinas de esmaltado, dispersándose las partículas de esmalte
mediante adición de dispersantes, que son seleccionados a partir
de
- a)
- homo- y copolímeros a base de ácido maléico, ácido acrílico y/o ácido metacrílico con pesos moleculares en el intervalo entre 2.500 y 500.000,
- b)
- agentes tensioactivos no iónicos,
- c)
- agentes tensioactivos aniónicos, no añadiéndose adicionalmente ácido poliaspártico al agua de circulación en este caso,
- d)
- complejantes inorgánicos u orgánicos no polímeros, así como mezclas de los mismos,
- y cuya concentración total se sitúa entre un 0,01 y un 2,0% en peso, preferentemente entre un 0,02 y un 0,5% en peso, referido al agua de circulación.
El éxito del procedimiento según la invención
consiste en que las partículas de esmalte permanecen dispersadas en
el agua de circulación, y no se depositan como lodo de esmalte
difícilmente eliminable. Por lo tanto, el agua de circulación se
puede conducir en circuito junto con las partículas de esmalte
dispersadas en la misma, sin que se peguen piezas de la
instalación.
Con homo- y copolímeros a base de ácido maléico,
ácido acrílico y/o ácido metracrílico, se indica aquellos polímeros
en los que al menos una parte de los monómeros está constituida por
los citados ácidos carboxilícos polimerizables. En los polímeros
pueden estar incorporados concomitantemente otros monómeros
polimerizables. A modo de ejemplo se emplean polímeros que contienen
exclusivamente ácido acrílico y/o ácido metacrílico. El peso
molecular de los polímeros se selecciona preferentemente en el
intervalo de 15.000 a 250.000, en especial en el intervalo hasta
50.000. Los polímeros se pueden añadir como tales o en forma de
sales al agua de circulación. Según valor de pH del agua de
circulación se ajusta automáticamente un equilibrio
ácido-base entre la forma ácida y la forma
salina.
Como dispersantes, en el procedimiento según la
invención se pueden emplear también agentes tensioactivos no
iónicos, que se seleccionan preferentemente a partir de alcoxilatos
de ácidos grasos, alcoholes grasos o aminas grasas con 7 a 36,
preferentemente 10 a 22 átomos de carbono en el resto alquilo graso,
y con 5 a 100, preferentemente 10 a 80 unidades óxido de alquileno.
En este caso, estos alcoxilatos pueden estar bloqueados en sus
grupos terminales, es decir, representar los denominados éteres
mixtos. A modo de ejemplo, como grupo terminal se puede presentar un
grupo butilo. Como grupos óxidos de alquileno entran en
consideración en especial grupos óxido de etileno, o combinaciones
de grupos óxido de etileno y grupos óxido de propileno. A modo de
ejemplo se puede emplear un alcoxilato de una mezcla de alcoholes
grasos con 12 a 14 átomos de carbono con una medida de 5 unidades
óxido de etileno y 4 unidades óxido de propileno en la molécula.
Además se pueden emplear como dispersantes
complejantes inorgánicos u orgánicos no polímeros. Estos son
seleccionados preferentemente a partir de
- i)
- ácidos carboxilícos orgánicos con 2 a 10 heteroátomos, que pueden coordinar en iones metálicos, en especial a partir de ácido cítrico, ácido tartárico, ácido maléico, ácido glucónico, ácido nitrilotriacético, ácido etilendiaminotetraacético, ácido metilglicindiacético,
- ii)
- ácidos fosfónicos orgánicos, en especial a partir de ácido 1-hidroxietano-1,1-difosfónico, ácido aminotrimetilenfosfónico y ácido fosfonobutanotricarboxílico,
- iii)
- fosfatos oligómeros o polímeros inorgánicos, en especial trifosfato sódico, pirofosfato sódico y hexametafosfato sódico.
Como heteroátomos de los complejantes orgánicos,
que pueden coordinar en iones metálicos, entran en consideración
especialmente átomos de oxígeno (alcoholes, carboxilatos) o átomos
de nitrógeno.
También en este caso vale respectivamente que los
complejantes se pueden emplear en forma de ácidos o en forma de
sales. Según valor de pH del agua de circulación se ajustará una
mezcla de forma ácida y salina conforme al equilibrio
ácido-base. Los complejantes orgánicos no deben
representar polímeros, y de este modo se deben diferenciar de los
ácidos carboxilícos polímeros del grupo A, que tienen igualmente
propiedades complejantes. No obstante, los complejantes inorgánicos
pueden ser polímeros bajo todo punto de vista, como por ejemplo
pirofosfato sódico.
En este caso, se pueden emplear también mezclas
de representantes de los grupos de dispersantes indicados en cada
caso. En especial son apropiadas mezclas de poliacrilatos y ácidos
fosfónicos, así como mezclas de agentes tensioactivos no iónicos y
ácidos fosfónicos.
En el caso de empleo de dispersantes
seleccionados a partir del grupo a), b) y d), al agua de circulación
se puede añadir adicionalmente un 0,2 a un 2% en peso, referido al
agua de circulación, de ácido poliaspártico. El empleo de ácido
poliaspártico como tal es conocido por la solicitud de patente no
prepublicada PCT/EP 99/00350. Según este documento, el ácido
poliaspártico se puede emplear junto con agentes tensioactivos
aniónicos. No obstante, los agentes tensioactivos aniónicos se
pueden aplicar también sin empleo concomitante de ácido
poliaspártico en el procedimiento según la invención. Los agentes
tensioactivos aniónicos a emplear como dispersantes se seleccionan
preferentemente a partir de jabones, sulfatos de alquilo, sulfonatos
de alquilo, sulfonatos de alquilbenceno, sulfatos de alquiléter
respectivamente con 7 a 44, preferentemente 8 a 22 átomos de carbono
en el grupo alquilo, y a partir de maleinatos sulfonados.
En el procedimiento según la invención, el valor
de pH del agua de circulación se ajusta preferentemente al intervalo
entre aproximadamente 5 y aproximadamente 10,5. En este caso pueden
ser preferentes valores de pH en el intervalo ligeramente alcalino.
En especial en el caso de empleo de ácidos fosfónicos como
dispersantes, se obtienen resultados especialmente ventajosos si el
valor de pH en el agua de circulación se sitúa entre aproximadamente
8 y aproximadamente 10. A estos valores de pH, los dispersantes
aptos para la protólisis se presentan mayoritariamente en forma
salina, independientemente de la forma en la que se introducen en el
agua de circulación. Según forma de empleo de los dispersantes puede
ser necesario emplear adicionalmente correctores de pH para el
ajuste del intervalo de valor de pH preferente, a modo de ejemplo
hidróxidos metálicos alcalinos.
Además, según tipo de esmalte empleado puede ser
recomendable añadir adicionalmente antiespumante al agua de
circulación. El empleo de antiespumantes es conocido generalmente en
el campo técnico en cuestión, ya que, en especial en el caso de
empleo de esmaltes al agua, se pueden presentar problemas de
espumado en el agua de circulación.
El procedimiento según la invención es
especialmente apropiado para instalaciones de esmaltado, en las que
el agua de circulación presenta una turbulencia elevada. Mediante
afluencia del agua de circulación se aumenta el efecto dispersante
de los dispersantes a emplear según la invención.
En el caso de empleo de dispersantes según la
invención se puede conducir el agua de circulación en circuito
durante un cierto tiempo, sin tener que eliminar las partículas de
esmalte introducidas. No obstante, en el caso de funcionamiento más
largo de la instalación, con el tiempo se ajusta en el agua de
circulación una concentración de partículas de esmalte, que no se
debería sobrepasar adicionalmente para excluir interferencias. El
intervalo en el que se sitúa esta concentración límite depende de la
forma de ejecución concreta de la respectiva instalación. Por lo
tanto, en el procedimiento según la invención se prevé
preferentemente eliminar continua o discontinuamente una fracción de
partículas del esmalte del agua de circulación. En este caso, se
procede preferentemente de modo que se separa una parte de
partículas de esmalte mediante una filtración por membrana,
preferentemente una ultrafiltración, del agua de circulación. En
este caso, el permeato de la filtración de membrana se devuelve al
agua de circulación, y el retentato se elimina. A tal efecto se
puede conducir continua o discontinuamente una parte del agua de
circulación a través de un by-pass a través de la
membrana.
El procedimiento según la invención funciona de
modo especialmente seguro si, mediante adición de los dispersantes
al agua de circulación en una concentración entre un 0,01 y un 2,0%
en peso, referido al agua de circulación, se puede asegurar que las
partículas de esmalte en el agua de circulación presenten un tamaño
de partícula medio, determinable por medio de difracción de láser,
por debajo de aproximadamente 20 \mum. Para conseguir esto, en el
caso de agua de circulación de una dureza de al menos 2ºdH
(correspondiente a 0,714 mval/l de iones metálicos alcalinotérreos),
es necesaria una adición de dispersantes apropiados.
Por consiguiente, en un aspecto generalizado, la
invención se refiere a un procedimiento para el tratamiento del agua
de circulación en cabinas de esmaltado, presentando el agua de
circulación una dureza de al menos 2º de dureza alemana, y
dispersándose las partículas de esmalte mediante adición de
dispersantes en una concentración entre un 0,01 y un 2,0% en peso,
referido al agua de circulación, de modo que éstos presenten un
tamaño de partícula medio, determinable por medio de difracción de
láser, por debajo de 20 \mum.
La difracción de láser es un ejemplo de un método
de medida de tamaños de partícula en el intervalo de micrómetros,
midiéndose la dispersión de la luz provocada por las partículas. A
modo de ejemplo, a tal efecto se puede emplear un aparato de
medición de tamaños de partícula de la firma Sympatec. El tamaño de
partícula medio se define como aquel tamaño de partícula que se
ajusta si se mantienen las partículas en suspensión mediante un
ligero movimiento de la suspensión, a modo de ejemplo mediante
agitación. En este caso no se emplea ultrasonido, que descompone
mecánicamente las partículas.
Para los dispersantes que se pueden emplear bajo
este aspecto generalizado de la invención, valen las anteriores
explicaciones. Esto se refiere también al modo de procedimiento
preferente descrito con anterioridad.
La presente invención es apropiada para dispersar
esmaltes basados en agua y/o disolventes en ambas formas de
ejecución expresadas mediante las reivindicaciones
independientes.
Para los ensayos se empleó el esmalte metálico
basado en agua Aqua Pearl Base Sienarot II, de la firma Herberts. Se
introdujo respectivamente una cantidad tal de esmalte de ensayo en
agua, que el contenido en cuerpo sólido de esmalte, referido a la
cantidad de agua, ascendía a un 0,5% en peso. Como agua se empleó el
agua corriente del lugar Düsseldorf-Benrath, que
presenta una dureza de 18ºdH (correspondiente a 6,426 mval/l de
iones metálicos alcalinos).
En una primera serie de ensayos, con el aparato
de medida de tamaños de partícula basado en difracción de láser de
la firma Sympatec, se midió el tamaño de partícula medio (definido
como valor del 50%), que se ajustó en el caso de agitación ligera
bajo empleo de diversos dispersantes. Los resultados están
contenidos en la tabla 1.
En la anterior serie de ensayos se mostró que el
tamaño de partícula seco relaciona con la estabilidad de la
suspensión de esmalte: en el caso de un tamaño de partícula por
debajo de aproximadamente 20 \mum no se puede observar
sedimentación o flotación tampoco 30 minutos tras la obtención de la
dispersión. En la pared de vidrio del aparato de ensayo no sedimenta
esmalte. Por lo tanto, se analizaron aún otros dispersantes para
verificar si éstos muestran este comportamiento. Los ejemplos están
contenidos en la tabla 2.
\vskip1.000000\baselineskip
En otra serie de ensayos se determinó
cuantitativamente el volumen de sedimento. A tal efecto se añadió el
agente dispersante a un litro de agua, y se agitó 10 minutos a 300
revoluciones por minuto. A continuación se añadió el esmalte de
ensayo descrito anteriormente en una cantidad tal que el contenido
en producto sólido de esmalte ascendía a un 0,5% en peso, referido
al agua. De nuevo se agitó durante 10 minutos a 300 revoluciones por
minuto. A continuación se trasvasó la dispersión a un embudo de
medida (embudo Imhoff), y se midió el volumen de sedimento en ml
tras un período de aplicación de 10 minutos. Se muestra una buena
dispersión en que no se presenta ningún tipo de sedimento. Los
resultados están contenidos en la tabla 3.
\vskip1.000000\baselineskip
Claims (12)
1. Procedimiento para el tratamiento del agua de
circulación en cadenas de esmaltado, dispersándose las partículas de
esmalte mediante adición de dispersantes, que son seleccionados a
partir de
- a)
- agentes tensioactivos no iónicos seleccionados a partir de alcoxilatos de ácidos grasos o aminas grasas con 7 a 36, preferentemente 10 a 22 átomos de carbono en el resto alquilo graso, y con 5 a 100, preferentemente a 10 a 80 unidades óxido de alquileno,
- b)
- agentes tensioactivos aniónicos, no alimentándose adicionalmente ácido poliaspártico al agua de circulación en este caso,
- cuya concentración total se sitúa entre un 0,01 y un 2,0% en peso, referido al agua de circulación.
2. Procedimiento para el tratamiento del agua de
circulación en cabinas de esmaltado, dispersándose las partículas de
esmalte mediante adición de dispersantes, que son seleccionados a
partir de
- a)
- homo- y copolímeros de ácido acrílico y/o ácido metacrílico con pesos moleculares en el intervalo de 2.500 y 500.000, preferentemente en el intervalo de 15.000 a 250.000,
- b)
- agentes tensioactivos no iónicos,
- d)
- complejantes inorgánicos u orgánicos no polímeros, y añadiéndose al agua
- de circulación adicionalmente un 0,2 a un 2% en peso, referido al agua de circulación, de ácido poliaspártico.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque los dispersantes son agentes
tensioactivos aniónicos, que son seleccionados a partir de jabones,
sulfatos de alquilo, sulfonatos de alquilo, sulfonatos de
alquilbenceno, sulfatos de alquiléter respectivamente con 7 a 44,
preferentemente 8 a 22 átomos de carbono en el grupo alquilo, y a
partir de maleinatos sulfonados.
4. Procedimiento según una o varias de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las partículas
de esmalte se separan del agua de circulación a través de una
filtración por membrana.
5. Procedimiento para el tratamiento del agua de
circulación en cabinas de esmaltado, presentando el agua de
circulación una dureza de al menos 2º de dureza alemana, y
dispersándose las partículas de esmalte mediante adición de
dispersantes en una concentración entre un 0,01 y un 2,0% en peso,
referido al agua de circulación, de modo que éstas presentan un
tamaño de partícula medio, determinable por medio de difracción de
láser, por debajo de 20 \mum.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque los dispersantes son seleccionados a
partir de
- a)
- homo- y copolímeros a base de ácido maléico, ácido acrílico y/o ácido metacrílico con pesos moleculares en el intervalo entre 2.500 y 500.000,
- b)
- agentes tensioactivos no iónicos,
- d)
- complejantes inorgánicos u orgánicos no polímeros, y mezclas de los mismos.
7. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque los dispersantes son agentes
tensioactivos no iónicos, seleccionados a partir de alcoxilatos de
ácidos grasos, alcoholes grasos o aminas grasas con 7 a 36,
preferentemente 10 a 22 átomos de carbono en el resto alquilo graso,
y con 5 a 100, preferentemente 10 a 80 unidades de óxido de
alquileno.
8. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque los dispersantes son complejantes
inorgánicos u orgánicos no polímeros, seleccionados a partir de
- i)
- ácidos carboxilícos orgánicos con 2 a 10 heteroátomos, que pueden coordinar en iones metálicos, en especial a partir de ácido cítrico, ácido tartárico, ácido málico, ácido glucónico, ácido nitrilotriacético, ácido etilendiaminotetraacético, ácido metilglicildiacético,
- ii)
- ácidos fosfónicos orgánicos, en especial a partir de ácido 1-hidroxietano-1,1-difosfónico, ácido aminotrimetilenfosfónico y ácido fosfonobutanotricarboxílico,
- iii)
- fosfatos oligómeros o polímeros inorgánicos, en especial trifosfato sódico, pirofosfato sódico y hexametafosfato sódico.
9. Procedimiento según una o varias de las
reivindicaciones 5 a 8, caracterizado porque se emplean
dispersantes seleccionados a partir de
- a)
- homo- y copolímeros de ácido acrílico y/o ácido metacrílico con pesos moleculares en el intervalo entre 2.500 y 500.000, preferentemente en el intervalo de 15.000 a 250.000,
- b)
- agentes tensioactivos no iónicos,
- d)
- complejantes inorgánicos o no polímeros orgánicos,
- y se añade adicionalmente al agua de circulación un 0,2 a un 2% en peso, referido al agua de circulación, de ácido poliaspártico.
10. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque los dispersantes son seleccionados a
partir de
- c)
- agentes tensioactivos aniónicos,
- y porque al agua de circulación no se añade ácido poliaspártico.
11. Procedimiento según la reivindicación 10,
caracterizado porque los agentes tensioactivos aniónicos son
seleccionados a partir de jabones, sulfatos de alquilo, sulfonatos
de alquilo, sulfonatos de alquilbenceno, sulfatos de alquiléter
respectivamente con 7 a 44, preferentemente 8 a 22 átomos de carbono
en el grupo alquilo, y a partir de maleinatos sulfonados.
12. Procedimiento según una o varias de las
reivindicaciones 5 a 11, caracterizado porque las partículas
de esmalte se separan del agua de circulación a través de una
filtración por membrana.
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