KR100272855B1 - 분무실에서 분무도장하는 동안에 수성도장제의 재분무시유 회수 방법 - Google Patents
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Abstract
분무도포하는 동안 수성도장제의 재분무시유를 회수하는 계속적인 공정은 수성 세척액에서 재분무시유를 모음으로써 회로(A)에서 분무실까지 계속해서 순환하며, 상기 세척액의 고체농도는 1-1.5중량퍼센트의 범위안에서 유지되며, 재분무시유를 함유한 세척액의 일부는 제 1 한외여과회로(B)에 공급되며, 상기 순환액의 고체농도는 8-15중량퍼센트의 범위로 유지되고, 한외여과회로(B)에서 나온 순환액의 일부는 다른 한외여과회로(C)로 공급되며, 상기 순환액의 고체농축은 대략 35중량퍼센트와 수성도장제의 분무점성과 일치하는 고체농축사이에 범위내로 일정하게 유지되며, 이에따라 회로(B), (C)에서 나온 투과액은 세척액을 충전하기 위해 회로(A)로 되돌아가며, 한외여과회로(C)내에서 순환하는 순환액의 적어도 일부는 분무실에서 분무도포 혹은 분무도표준비용으로 사용되어진다.
Description
제1도는 본 발명에 따른 공정 및 장치의 일례를 도시한 플로우 다이어그램이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 분무실 2 : 공기유입덕트
3 : 분무실 기저부 4 : 격벽
5 : 배기 덕트 6 : 분무유니트
7 : 재분무시유 8 : 습식벽
9, 12, 14, 18, 19, 20, 22, 26, 27, 28 : 라인
10, 15, 23 : 펌프 11 : 배수관
13, 21 : 콘테이너 16, 24 : 예비 필터
17, 25 : 한외여과 유니트
본 발명은 분무실에서 분무도장하는 동안에 수성 도장제의 재분무시유를 회수하는 방법에 관한 것인데, 이 재분무시유는 분무실에서 사용되는 수성 도장제로 재이용할 수 있다.
환경 보호에 대한 공지 사실 때문에, 수성 도장제는 유기 용매에 희석된 래커를 수용성 희석(water-dilutable) 시스템으로 대체하는 것이 더욱 중요하게 부각되고 있다. 수용성 희석 시스템을 사용함으로써, 용매 방출로 인한 대기 오염을 감소시키거나 완전히 제거한다. 그러나, 재분무시유(래커 미스트: lacqure mist)의 처리중에 발생하는 문제점이 수용성 희석 래커와 같은 도장제를 분무도장으로 처리할 때의 일반적인 결점을 구성하는데, 이러한 문제점은 특히, 자동차 산업에서와 같이 대규모의 제조용 래커칠에서 빈번히 발생한다. 재분무시유를 처리하기 위해 물로 세척함으로써 분무실로부터의 배기를 정화하는 방법이 기지된 바이다. 예를 들면, DE-Al-29 45 523은 통상적인 용매-희석 래커의 재분무시유를 물로 세척한 후에, 이 세척수를 한외여과시키는 공정이 개시되어 있다.
DE-Al-32 27 227에는 수성 래커로 래커칠을 할 경우에 생성되는 재분무시유 처리용의 유사 시스템이 개시되어 있다. 이 재분무시유는 물이 살포되어 적셔진 분무실 벽에서 흡수되고, 이 순환 살포수는 한외여과기를 경유해 통과시킴으로써 처리된다. 하지만, 이 살포수에 모아진 재분무시유는 도장제로 다시 이용하기에 적합하지 못하다는 것이 판명되어, 폐기할 수 밖에 없다. 한외여과법이 폐수를 정제하는 경우, 특히, 전기영동법적 래커칠 공정중에서 바람직하지 못한 저분자량 물질을 제거하는 경우에 사용되어, 재이용의 효용률을 향상시키기는 하지만(DE-C2-21 58 668, DE-B2-22 29 677, EP-Al-0 127 685, EP-Al-0 137 877, US-A-3, 663, 405 및 US-A-3,663,406), 한외여과법을 사용하는 것은 재분무시유의 재사용에 대한 문제 점을 수반한다. 전기영동법적 래커의 한외여과법이 투과액 및 잔류물을 전해조 물질(bath material)내로 반송시킬 수 있지만, 다양한 도포 방법(전기-딥핑법 대신에 분무법)과 그에 의해 야기되는 점도차의 확대가 수성 래커의 재분무시유를 재순환시키는 경우에, 발생 가능한 응고, 침강, 상분리 및 침전 등의 안정성 문제점들을 발생시킨다. DE-Al-32 27 227에 기재된 공정에 관련된 안정성 문제를 피하기 위해서, DE-Al-34 28 300에는 담수로 분무실을 살포하는 것을 권고되어 있다. 하지만, 담수를 살포액으로 사용하여도, 래커칠 물질의 일부로서 재이용하기에 적합하도록 흡수된 재분무시유와 관련한 안정성 문제를 극복할 수 없음이 밝혀졌다. WO 91/09666에서는 안티-합착제(anti-coalescent agent)를 첨가한 물로 분무실을 살포함으로써 DE-Al-32 27 277에 따른 공정에서 나타난 안정성 문제를 해결하려고 시도하였다. 이러한 안티-합착제로 아민을 사용할 수 있다. 이는 한편으로는 환경 유해물질이 첨가되는 동시에, 다른 한편으로는 래커의 조성이 시약의 첨가에 의해 변형된다는 것을 의미한다.
더욱이, 물내의 재분무시유 농도를 한외여과법에 의해 저농도값에서 고농도값으로 증가시키는 것은, 한외 여과법의 일정 성분, 특히, 수성 래커 분산액의 안정성과 그 기술적 래커 특성에 중대한 기여를 하는 용매 및 중화제와 같은 수용성의 저분자량 성분이 제거되므로, 수성 도장제내에서 상당한 변화를 야기시킨다.
디르크 자르바흐와 게오르크 쉴룸프는 “특정 폐기물이나 방출이 없는 습식 래커칠”(오버훌레헤 + JOT 1991, issue 3, p.18-20)에서 수성 래커 재생에 의한 사무용 가구의 래커칠과, 연속 회로 공정 또한 기술하였다. 이는 부분 시스템 즉, “수용성 희석 내화 래커”, “한외여과 장치” 및 “분무 시스템”이 서로 조화롭게 있어야만 한다고 개시되어 있다. 이 재사용 공정내로 첨가제를 투입하는 것 또한 개시되어 있다. 하지만, 안정성 문제를 초래하지 않고 시스템을 작동시키는 방법에 대한 기재는 없으며, 더욱이, 첨가제의 투입은 원래 래커의 조성을 변형시킨다.
한외여과법에 의해 농도를 저농도에서 고농도 값으로 증가시킬 경우에, 응고되거나 기술적 래커 특성을 변형시키는 다른 불안정 현상을 전개시키지 않는 래커만이 이 같은 공정을 적합한 것이다.
따라서, 본 발명은 수성 도장제의 재분무시유를 회수하고, 수성 도장제에 재분무시유를 재이용할 수 있으며, 결과적으로, 실제적인 단위로 자동차용 수성 래커와 같이 고품질이며 일반적으로 민감한 수성 도장제를 사용할 수 있음과 동시에 안정성 문제를 방지하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
이같은 문제점은 분무실내에서 분무 도포하는 동안에 수성 도장제의 재분무시유를 회수하는 방법에 의해 해결할 수 있음이 밝혀졌는데, 이 방법은 다음과 같다. 재분무시유가 회로(A)에 있는 분무실로 계속해서 반송되는 수성세척액내에 모아서, 재분무시유를 함유한 세척액의 일부를 회로(A)에서 한외여과회로(B)로 공급하고, 세척액을 보충할 수 있도록 투과액을 한외여과회로(B)에서 배출시켜 회로(A)로 반송시키고, 이를 계속적으로 수행하며, 회로(A)내의 세척액의 고체 농도를 대략 1-1.5 wt%범위내로 일정하게 유지시키고, 한외여과회로(B)내의 순환액의 고체 농도를 투과액을 배출시킴으로써 대략 8-15 wt% 범위내로 일정하게 유지시켜, 이 순환액의 일부를 한외여과회로(B)로부터 또다른 한외여과회로(C)로 공급하여, 순환액의 고체 농도를 투과액을 배출시킴으로써 대략 35 wt%에서부터 수성 도장제의 분무 점도와 일치하는 고체 농도까지의 범위 내로 일정하게 유지시키고, 회로(C)에서 나온 투과액 또한 세척액을 보충하기 위해 회로(A)로 반송시키고, 한외여과회로(C)내의 순환액의 적어도 일부는 분무실에서 분무도포용 수성 도장제로서 또는 상기 도장제 제조용으로 사용되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 방법에서는, 물 예컨대, 담수를 회로 A내의 세척액으로 처음부터 사용하고 상기 물이 통상적인 양의 변형제를 함유할 수도 있다. 또한, 분무도포용으로 사용되는 수성 도장제 또는 투과액으로 이루어질 수도 있는데, 담수를 이용해서 필요한 고체 농도로 회석되어 왔다. 이 공정 중에서, 세척액은 한외여과회로 B와 C로부터의 한외여과액(투과액)으로 대체하거나 부분 대체한다. 만일, 회로 B와 C로부터의 투과액이 충분하지 않다면, 세척액을 보충하기 위해 담수 또는 희석된 도장제를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 방법에서는, 재생이 여러 개의 회로내에서 연속적으로 진행된다. 분무실 순환 시스템인 회로 A에서는, 세척액이 재분무시유를 흡수하고, 계속해서 한여과회로인 회로 B에 이를 공급한다. 동시에 , 회로 A는 계속해서 회로 B와 C로부터 수성 투과액을 흡수한다. 회수되는 재분무시유의 양과 회로(B)로 전달되는 양 사이의 비율 때문에, 회로 A내의 고체 농도는 대략 1-1.5 wt% 범위내의 값, 바람직하게는 1.5 wt%로 일정하게 유지될 수 있다.
한외여과회로 B에서는, 재분무시유가 다량 함유된 세척액을 한외여과하여, 한편으로는 수성투과액을 회로 A로 반송시키고, 다른 한편으로는 한외여과회로 B내에서 농도가 증가된 재분무시유를 또다른 한외여과회로 C로 공급한다. 회로 B에서, 재분무시유가 다량 함유된 세척액에 함유된 고체의 농도는 8-15 wt%사이로, 바람직하게는 약 10 wt%로 증가되고, 회로 B 내에서의 순환액은 이같은 범위내에 일정한 값으로 유지되는 것이 바람직하다. 고체 농도가 1 wt%까지의 범위내가 될 수 있는, 회로 B로부터의 투과액은 회로 A내에서 세척액을 충전(topping-up)하기 위해 반송된다.
회로 B내에 보유된 잔류물(retentate)은 또다른 한외여과회로 C에 공급된다. 예로서, 일부량이 회로 B로부터 회수되는데, 상기 양은 회로 A로부터 공급되는 세척액의 양에 상응하며, 재분무시유가 다량 함유되어 있다.
한외여과회로 C에서는, 상기 회로 B로부터 배출된 잔류물을 추가로 한외여과한다. 이러한 처리 공정은 한외여과회로 C내에서 순환액의 고체 농도를 대략 35 wt%와 사용된 도장제의 분무 점도와 일치하는 고체 농도 사이로 일정하게 유지되도록 한다. 회로 C내에서의 고체 농도는 적어도 40-45 wt% 사이로 유지되는 것이 바람직하다. 회로 C내에서의 고체 농도는 일정한 값으로 유지되는 것이 바람직하다.
회로 C에서 얻어진 수성 투과액 또한 회로 A에 공급될 수 있다. 예를 들면 , 이는 대략 1 wt%까지의 고체 농도를 가질 수 있다.
회로 A, 회로 B 및 회로 C에 대하여 상기한 바와 같은, 각각의 중량 퍼센트(wt%)는 회로내에서의 수용성 시스템의 총중량을 기준으로 한 것이다.
한외여과회로 C에서 순환액은 분무 가능 상태로나, 수용성 희석 형태로 분모도포에 사용되는 수성 도장제이다. 그러므로 한외여과회로 C에서의 순환액은 직접적으로, 또는 처리후에 분무실에서의 분무 장치로 공급될 수 있다. 바람직한 실시 형태에 있어서는, 한외여과회로 C에서의 순환액의 일부는 처리를 목적으로, 수성 도장제의 새로운 충전 농축액(topping-up concentrate)과, 임의의 물 및/또는 다른 도장제 성분과 혼합될 수도 있다. 혼합은 임의로 특수 믹서로 수행할 수도 있다. 다른 바람직한 실시 형태에 있어서는, 충전 농축액과, 임의의 물 및/또는 임의의 다른 도장제 성분을, 임의로 한외여과회로 C 내에서의 순환액에 대해 적절한 비율(rate)로 믹서에 의해 첨가하여, 한외여과회로 C내의 순환액으로 직접 분무 장치에 공급될 수 있도록 할 수도 있다.
수성 도장제용 충전 농축액과 회로 C 순환액을 분무 점도로 혼합하여, 분무 도포용으로 배출한다.
본 발명에 따른 공정에서, 회로 A, B 및 C의 조화는 종래 기술에 관련된 안정성 문제를 제거한다. 따라서, 본 발명에 따른 공정은 특히, 자동차 생산 래커칠용 고품질 래커인 경우에서와 같이, 수성 도장제가 한외여과로 농축하는 경우에 불안정하게 되기 쉽거나, 그 기술적인 래커 특성 (예컨대, 점도)이 변형되기 쉬운 경우에도, 수성 도장제의 재분무시유를 직접적으로 재이용하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 공정은 대부분, 종래 기술에서 필수적이였으며 회수된 재분무시유에 대한 안정성 문제를 야기시키는 분무실벽에 살포하기 위한 수도물(mains water) 또는 완전 담수의 첨가량에 대한 필요성을 회피한다. 재분무시유의 최적의 흡수를 위해, 분무실의 벽은 투과액 형태의 희석된 수성 도장제로 살포된다. 공정 중에 제거된, 예컨대, 증류의 결과로서의 물만이 담수로 교체 된다.
본 발명에 따른 공정은 회로내에서 조성과 평형을 유지하는 장점을 가지며, 이로써 수성 도장제 조성의 바람직하지 않은 변화를 피할 수 있다. 이는 불안정을 야기시키는 간섭 인자를 차단하고, 포집 작용에 대해 고비용을 들이지 않고 저렴한 분석으로 재분무시유를 실질적으로 100% 재이용할 수 있다.
공지 방법과는 대조적으로 다른 첨가제를 첨가하지 않고도 실질적으로 재이용 회로를 작동시키는 것이 가능하다. 이는 수성 도장제의 특성이 첨가제의 후속 첨가에 의해 변형되어 손상될 리가 없다는 것을 보장한다. 제포말제, 표면 결함 방지 첨가제 및 부형제와 같은 모든 필수 첨가제들을, 예컨대 래커 충전 농축액과 혼합할 수도 있다. 회로 B와 C에서의 2-단계 한외여과법은 단일 회로 B에서의 1-단계 한외여과법에 비해, 분무실 회로 A내 세척액의 고체 농도가 낮아질 수 있다는 장점이 있는데, 그 결과로서, 분무실 A로부터 제거된 고체의 양을 순환액으로부터 분무실내 공기를 분리시키는 필수 단계 동안에 더욱 감소 시킬 수 있다.
평형은 통상적인 장치를 사용하여 간단하게 조정할 수 있다. 이같은 조정은 예컨대, 각 회로에서 흡수량과 전달량 사이의 비, 한외여과막의 면적과 용량, 수성 도장제용 충전 농축액의 농도, 및 분무실에서의 수성 도장제 처리량을 통해서 제어될 수도 있다. 본 분야에서 숙련된 자라면, 테스트 및 산측에 의해 이러한 매개변수를 용이하게 설정할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 공정은 통상적인 장치로도 수행할 수 있으므로, 기존 설비에 대한 그어떤 특수 변형도 필요가 없다.
본 발명에 따라 사용되는 분무실은 통상적인 분무실이다. 이들은 공기 유입 및 배기용의 통상적인 회로로 작동될 수 있다. 사용이 가능한 분무실은 예컨대, 살포되는 습식벽 하나 이상이나, 특히 모터 차량 래커칠의 스피어(sphere)에 사용되는 것과 같은 벤츄리(Venturi) 세척 시스템을 장착할 수도 있다. 살포되는 습식벽이 제공된다면, 모든 벽을 살포되는 습식벽으로 하는 것 또한 가능하다. 살포되는 습식벽과 함께, 살포액으로서 세척액을 사용한다. 이 세척액은 예컨대, 분무실의 기저부에서 모아지고, 살포되는 습식벽의 추가 살포용 또는, 추가 벤투리 세척용으로 재이용될 수 있다. 이러한 분무실은 본 분야에서 숙련된 자들에게 기지된 바이다. 이 분무실은 분무실 회로 즉, 회로 A로 구성된다. 회로 B와 회로 C에서는, 통상적인 한외여과 유니트로 구성된다. 회로 B와 C내의 수성액은 한외여과 유니트를 통해, 예컨대 한외여과 잔류물용 콘테이너(본 명세서에서 농축물이라고도 함)를 경유해 순환되는데, 상기 콘테이너는 가열하거나 냉각할 수 있다. 이 콘테이너로부터, 한외여과 잔류물은 한외여과 유니트로 반송된다. 한외여과 유니트의 상류부에는, 비교적 조질의 불순물을 제거하기 위해 예비 필터가 제공될 수 있다. 회로 A로부터 유도된 재분무시유-보강 수성 세척액이 회로 B, 예컨대, 한외여과 농축액용 콘테이너로 공급된다. 마찬가지로, 회로 B로부터 유도된 순환액을 회로 C에 공급할 수 있는데, 회로 B와 관련하여 상기한 바와 같이 한외여과 농축액용 콘테이너를 또한 갖출 수도 있다. 회로 B와 C으로부터의 수성 투과액은 여과 유니트에서 직접 회로 A 즉, 분무실 기저부로 반송될 수 있는데, 이는 물통(tub) 형태를 취할 수도 있다. 수성 투과액의 전체 또는 일부는 임의로 하이퍼-여과(hyperfiltration) 유니트를 경유해 통과할 수 있다. 하이퍼-여과 유니트에서는 역삼투가 일어나는데, 그 결과로서 저분자량 성분들이 수성 투과액으로부터 배출된다. 상기 성분들은 회로 B 또는 회로 C, 예컨대 한외여과 농축액용 콘테이너로 반송될 수 있다. 하이퍼-여과 유니트로부터의 방출수는 다시 회로 A, 예컨대, 분무실 기저부로 반송된다.
한외여과법, 역삼투 및 하이퍼-여과법은 본 분야에서 숙련된 자라면, 기지된 바일 것이다. 이들은 통상적인 유니트를 이용하여 수행할 수 있다. 이러한 여과 공정은 본 명세서에 상기한 바와 같은 특허 출원서내에 기재되어 있으며, 예를 들면, “화학적 처리공정의 기본적 운용” (“Grundoperationen chemischer Verfarenstechnik”: Verlay Chemie, 1982, 153-155쪽)에서 빌헬름 아르. 아. 아우크와 헤르만 아. 뮐러에 의해, 또는 “화학공학의 원리, 막분리공정, 한외여과와 역삼투”(오토 잘레 페어라크 및 퍼어라크 자우어란더, 1981)에서 로베르토 라우텐바흐와 라이너 알브레이트에 의해, 및 “막여과”(스프링어 페어라크, 1983)에서 토마스 데. 브로크에 의해 기술되었다.
본 발명에 따른 공정에서는, 한외여과법에 고압 조건이 필요없다. 최소 압력으로, 이 압력은 물과 저분자량 물질이 적당한 속도로 막을 통해 가압되도록 하는 것이여야만 한다. 이러한 압력은 예컨대, 0.7-11 bar 이내의 범위이며, 5bar 정도가 바람직하다.
역삼투용 압력은 당연히 삼투 압력보다 크다. 한외여과법과 역삼투압법 또는 하이퍼-여과법 사이의 경계가 엄밀히 정의되어 있지 않다. 본 발명에 따른 공정에 있어서는, 역삼투압법 또는 하이퍼-여과법은 예컨대, 물로부터 투과액의 저분자량 고체 성분을 가능한 최대로 분리하는 여과법을 의미하는 것이다.
본 발명에 따른 공정은 하이퍼-여과 유니트로 구성될 수 있으므로, 이러한 수용성 성분들 재이용한다는 추가적인 장점을 수반하는데, 이 성분들은 한외여과를 하는 동안에 투과액으로 일부 또는 전체가 도입되는 수용성 합성 수지, 예컨대 폴리비닐 알콜, 특수 수용성 멜라민수지(예컨대, 시멜(Cymel) 327), 예를 들어 디이트리히 자트베비에 의해 “잔해석출 도장래커의 성질에 있어서의 한외여과 효과”(VII, 파티페크 콩그레스, 콩그레스 브흐 p467-474) 내의 보고서에 개시된 바와 같은 저분자 화합물 또는 유기 용매의 수용성 부분과 같은 것이다. 투과액에 도달하지 못하는 성분과, 예컨대, 한외여과에 따른 우발적인 손실을 있을 경우 투과액내로 도입되는 성분에 대한 중량비에서의 가능한 변화는, 수성 도장제용 충전 농축액의 적절한 배합으로 임의로 보정할 수 있다. 하지만, 상기한 바와 같은 방식으로 또한, 투과액으로부터 역삼투압법이나 하이퍼-여과법에 의해 임의로 이 성분들을 제거하고, 회로 B와 회로 C에 직접 반송시킬 수도 있다.
첨부된 제1도는 본 발명에 따른 공정 및 본 발명에 따라 사용될 수 있는 장치를, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태인 실시예를 참고로 하여 도시한 플로우 다이어그램이다.
제1도는 공기유입덕트 2를 통해 상부로부터 공기가 공급될 수 있는 통상적인 분무실을 도시한 것인데, 이 분무실 기저부 3에서 상기 공기를 격벽(baffles) 4를 갖는 배기 덕트 5내로 전송하는 것이 가능하다.
분무 유니트 6을 사용하는 경우에 생성되는 재분무시유 7(분무 미스트)은 살포되어 적셔지는 습식벽 8에 의해 보유된다. 살포되어 적셔지는 습식벽 8을 따라 아래로 흘러내린 살포액은 분무실의 물통형 기저부 3내로 모여져, 펌프 10과 배수관(overflow) 11을 이용하여 라인 9를 통해 살포되어 적셔지는 습식벽 8의 상단부로 반송된다.
그러므로, 분무실 회로, 즉, 회로 A는 살포되어 적셔지는 습식벽 8, 분무실의 기저부 3, 펌프 10를 갖춘 라인 9 및 배수관 11로 이루어진다. 살포액으로는 회로 B와 C의 투과액으로 이루어지는데, 그 고체 농도는 대략 1-1.5 wt% 범위에서 일정한 값으로 유지된다.
제1도에서 라인 12가 라인 9으로부터 분지되어, 상기 라인 12는 예컨대, 제어유니트(도시하지 않음)를 통해 콘테이너 13까지 이르며, 그 목적은 한외여과 잔류물을 모으는데 있다. 콘테이너 13은 필요한 작동 온도를 얻을 수 있도록 냉각기와 가열기가 구비될 수도 있다. 라인 12로부터의 재분무시유-강화 살포액은 콘테이너 13에서 순환액과 혼합된다.
펌프 15를 이용해서 및 임의로 연결될 수 있는 예비 필터 16을 경유하여, 한외여과 잔류물은 회로 A로부터의 살포액과 함께 콘테이너 13에서 라인 14를 통해 한외여과 유니트 17에 공급된다. 한외여과 유니트 17내에서, 투과액은 계속해서 배출된다. 잔류물은 라인 18을 통해 콘테이너 13으로 반송된다.
본 발명에서는 한외여과회로인 회로 B는 콘테이너 13, 펌프 15를 구비한 라인 14, 임의로 연결 가능한 예비 필터 16, 한외여과 유니트 17 및 라인 18로 이루어진다. 본 발명에 따른 공정에서 회로 B는, 회로 A로부터의 재분무시유-강화 살포액의 유입을 조절하는 제어 유니트로, 회로 B내 순환액의 고체 농도를 대략 8-15 wt% 범위내의 일정값으로 확실히 유지할 수 있도록 제어된다.
한외여과 유니트 17로부터의 투과액은 라인 19를 통해 배출되고, 분무실 1의 기저부 3을 통해 회로 A로 반송된다.
라인 18로부터 분지된 라인 20은 회로 B의 순환액(잔류물)을 또다른 한외여과회로 C내로 공급한다. 라인 20은 예컨대, 제어 유니트(도시하지 않음)를 통해 한외여과 잔류물을 모으는 콘테이너 21에 연결된다. 콘테이너 21은 필요한 작동 온도를 얻을 수 있도록 냉각기와 가열기를 구비할 수도 있다. 라인 20으로부터의 순환액은 콘테인내의 순환액과 혼합된다.
펌프 23을 이용해서 및 임의로 연결될 수 있는 예비 필터 24를 경유하여, 한외여과 잔류물은 회로 B로부터의 순환액과 함께 콘테이너 21에서 라인 22을 통해 한외여과 유니트 25로 공급된다. 한외여과 유니트 25에서, 투과액은 계속해서 배출된다. 잔류물은 라인 26을 통해 콘테이너 14로 반송된다.
본 발명에서, 한외여과 유니트 C는 콘테이너 21, 펌프 23와 임의로 연결 가능한 예비 필터 24가 구비된 라인 22, 한외여과 유니트 25 및 라인 26으로 이루어진다. 본 발명에 따른 공정에서 회로 C는, 회로 B로부터의 잔류물의 유입량을 조절하는 제어 유니트로, 회로 C내 순환액의 고체 농도를 대략 35 wt%와 도장제의 분무 점도와 일치하는 고체 농도 사이의 속하는 일정값으로 유지할 수 있도록 하는 제어된다.
한외여과 유니트 25로부터의 투과액은 라인 27을 통해 분무실 1의 기저부를 경유해 회로 A로 반송된다.
한외여과법은 투과 산출량이 필터를 경유해 통과하는 부피의 소량부만이 되도록 하는 방식으로 수행될 수 있다. 그 결과, 잔류물의 조성과 회로 B와 C내에서 순환액의 조성 사이에의 실제적인 차이가 거의 없는데, 특히 콘테이너 13과 21의 용량이 한외여과 유니트의 처리용량에 비해 매우 크다면 더욱 그렇다. 이러한 효과가 갖는 장점으로, 본 발명에 따른 공정은 회로 B와 C 내의 순환액에서의 고체 농도와 조성이 실제로 변하지 않도록 하면서 회로 A로부터의 재분무시유의 농도를 상승시킬 수 있다.
한외여과 유니트 25에서 콘테이너 21로 한외여과 잔류물을 반송시키는 라인 26으로부터 분지된, 연결 가능한 라인 28은 한외여과를 하는 동안에 얻어진 농축액의 일부를 예컨대, 충전 유니트로 공급한다. 이 충전 유니트에는, 분무실 1에서 분무 유니트 6에 의해 분무 도포되기에 적합한 수성 도장제를 제조할 수 있도록,한외여과 잔류물과 혼합하여 회석시킨 충전 농축액을 공급한다. 따라서, 충전 유니트는 라인에 의해서 및 임의의 저장 콘테이너를 경유해 분무 유니트 6와 연결된다. 충전 유니트에서는 회로 A, B 또는 C로부터의 공정 동안에 배출된 추가 성분들, 예컨대 물 또는 휘발성 성분들이 혼합될 수 있다.
본 발명에 따른 공정은, 대부분의 숙련가들에게 기지되고 시판되는 수용성 희석 도장제를 사용하여 수행할 수 있다. 예를 들면, 일반적으로 자동차 및 모터차량의 래커칠 생산용으로 사용되는 바와 같은 수용성 회석 래커가 적절하다.
하지만, 자동차의 래커칠 생산에 사용되는 것과 같은 수용성 희석 충진제 또한 적합하다.
본 발명에 따른 공정은 35-80 wt% 이내의 고체 농도의 수성 도장제를 사용하여 수행하는 것이 바람직한데, 상기 고체 농도는 한외여과회로 C내 순환액의 고체농도 이상이 바람직하다.
수성 도장제의 고체 농도는 다양한 회로에서 예를 들어 DIN 53216에 의해 결정될 수 있다. 제 1 단계로서, 분석될 샘플의 초기 중량을 측정한 후에 이 샘플은 바람직하게는 약 9℃에서 약 30분 동안 평평한 기저부의 금속 접시상에서 예열된다. 이는 물의 일부를 증발시킴으로써, 스플래슁(splashing)에 기인하여 오도(mislead)되는 결과를 피할 수 있다.
수용성 희석 래커 및 충진제(filler)와 같은 수용성 희석 도장제는 임의로 안료 및/또는 충진제를 함유할 수도 있을 뿐만 아니라, 투명 래커로서도 또한 배합될 수 있다. 유기 용매를 포함할 수도, 포함하지 않을 수도 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 공정에 사용하기에 적합한 수용성 회석 도장제는 투명하거나 착색될 수 있다. 충진제, 첨가제, 합착제, 휘발성 유기 용액 및 다른 래커용 원료 물질을 임의로 함유할 수도 있다. 이들은 물리적으로나 화학적으로 건조된 형태이다. 내화 래커용으로 사용되는 것과 같은 자체-가교형 또는 외부 가교형 시스템 모두가 적합하다. 본 발명에 따른 공정에 사용하게에 적절한 수용성 희석 래커는 예를 들면 수성분산제이다. 이들은 스티렌, 염화비닐, 초산비닐, 말레산 무수물, 말레산에스테르, 말레산 해프(half)-에스테르, 프로피온산비닐, (메타)아크릴산 및 그의 에스테르, 아미드 및 니트릴 등의 호모폴리머나 코폴리머를 기초로 한, 물속에서 미세하게 분산된 폴리머나 합성수지의 시스템일 수 있다. 이러한 수성 도장제는 한스 키텔 박사에 의해 출판된 “래커와 도장 편람”(레어부흐 라케 운트 베쉬히퉁겐, 제 1 권 3부 페어라크 베. 아. 콜롬프 인 하. 하네만 게엠베하 1974, p.920-1001)와, 한스 바그너와 한스 프리드리히 자스가 출판한 “ 합성래커수지”(칼 한서 페어라크, 1971, p.207-242) 및 “표면도장용 수지 편람”(시타 테크놀로지, 런던, 1987, 2권 p.249-296)에 예시되어 있다.
다른 예들로는 폴리머 혹은 플라스틱의 에멀젼을 구성하는 수용성 희석 래커이다. 이들은 예컨대 임의로 가교제와 함께, 용액으로 상태로나 무용매 상태로 결합제를 함유할 수 있는데, 상기 결합제는 물에 유상화된다 결합제의 작은 물방물들이 특히 미세하게 분산된 유상액은 마이크로-에멀젼이라 한다.소위 수용성 폴리머 또는 합성 수지로 제조되고, 본 발명에 따른 공정에 적합한 물질의 예로서 또한 인용될 수 있는 수용성 희석 래커의 대부분은, 예를 들어 카르복실산기, 카르복실산 무수물기, 술폰산기, 일차, 이차 및 삼차 아미노기, 술포늄기 및 포스포늄기 등의 산성 또는 염기성 기를 갖는 결합제로 이루어진다. 예컨대, 아민, 아칼노아민, 암모니아 수산화나트륨 또는 수산화칼륨의 염기성 화합물 또는 포름산, 아세트산, 젖산, 알킬인산 및 탄산과 같은 산 화합물의 작용기를 중화 또는 부분 중화함으로써, 폴리머 또는 합성 수지가 수용성 희석 가능하게 된다. 결합제 염기는 예컨대, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리(메타)아크릴레이트 수지, 에폭시 수지, 에폭시 수지 에스테르, 지방족 오일(예컨대 아마씨 오일) 및 합성 오일(즉, 폴리부타디엔 오일)로 이루어진 군에 속하는 하나 또는 몇몇 결합제로 이루어진다.
소위 수용성 래커의 예로서는, 한스 키텔 박사에 의해 출판된 “래커와 도장 편람”(제 1 권 3 부 Verlag W.A. Colomb of H. Heenemann GmbH, 1974, p.879-919)와 “표면도장용 수지편람”(시타 테크놀로지, 런던, 1987, 2 권 p.169-280)과 EP-A-0 032 554와 EP-1-0 309 901을 들 수 있다.
혼성 시스템으로서 공지된, 소위 수용성 폴리머 또는 합성 수지와 수성 분산제의 혼합물 또한 본 발명에 따른 공정에 적합하다.
수성 도장제용 가교제로는, 예를 들면 요소 수지 , 트리아진(triaeine)수지(멜라민 수지 및 벤조구아나민 수지 등), 페놀 수지, 블럭화된 폴리이소시아네이트(블럭화된 디이소시아네이트, 트리이소시아네이트, 이소시안우레이트, 디우렛 및 이소시안네이트의 프리폴리머 등) 및 다양한 가교제의 혼합물이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 공정은 바람직하게는, 예를 들면, DE-A-36 28 124, DE-A-36 28 125, DE-A-37 39 332, DE-A-38 05 629, DE-A-38 38 179, EP-A- 0 038 127, EP-A-0 089 497, EP-A-0 123 939, EP-A,-0 158 099, EP-A-0 226 171, EP-A-0 238 037, EP-A-0 234 361, EP-A-0 298 148, EP-A-0 287 144, EP-A-0 300 612, EP-A-0 315 702, EP-A-0 346 886, EP-A-0 399 427, US-A-4,822,685, US-A-4,794,147 및 WO 87/05305에서 개시된 수용성 회석 래커에, 및 자동차의 래커칠 생산용 분무 가능한(수동으로, 자동으로 또는 정전기학적으로) 형태에 적합하고, 예컨대, EP-A-0 015 035, EP-A-0 269 828, EP-A-0 272 524 및 WO 89/10387에서 개시된 바와 같은 수용성 희석 충진제(하이드로-충진제:hydrofiller) 및 예컨대, EP-A-0 226 152에서 개시된 바와 같은 자동차의 래커칠 제조용 투명 수성 래커에 적합하다.
본 발명에 따른 공정은 바람직하게는, 예컨대 DE-A-38 05 629에 개시된 바와 같은 돌들의 충돌에 대한 보호용 수용성 래커에도 적용할 수 있다. 이러한 돌들의 충돌에 대한 보호용 래커는 금속 기재 또는, 전기영동법적 래커와 같은 통상적인 초벌재로 미리 초벌칠된 금속 기재에 직접 적용할 수도 있고, 임의로 충진제의 마감칠로 제공될 수 있다. 이들은 돌들의 충돌에 대한 다층 코팅의 저항성을 증가시킨다.
본 발명은 실제적인 방식으로 문제점을 수반하지 않고, 수성 도장제의 분무 도포 동안에 생성되는 재분무시유를 재이용할 수 있는 방법을 개시하고 있다. 본 발명에 따른 공정은 특히, 수동, 자동 또는, 자동차 제조 래커칠의 스피어에서 특히 통상적인 전기영동법적 분무도포용으로 사용하기에 적합하다. 따라서, 자동차 제조 래커칠용 수용성 희석 래커, 즉, 안료를 포함하는 유니-래커와 금속 래커와 같은 특수 효과 제조용으로 안료를 포함하는 래커에 적용할 수 있고, 바람직하게는 수용성 희석 충진제에 적용될 뿐만 아니라 자동차의 래커칠 제조용 수용성 희석 투명 래커에도 적용된다. 이는 환경 친화 방법으로 재분무시유를 실제로 100% 재이용할 수 있다.
Claims (9)
- 재분무시유를 회로(A)에 있는 분무실로 계속해서 반송되는 수성 세척액내로 모아서, 재분무시유를 함유한 세척액의 일부를 회로(A)에서 한외여과회로(B)로 공급하고, 한외여과회로(B)로부터 투과액을 배출시켜 세척액을 보충할 수 있도록 회로(A)로 반송시키며, 이를 계속해서 수행하고, 회로(A)내 세척액의 고체 농도를 대략 1-1.5wt% 범위내로 일정하게 유지시키며, 투과액을 배출시킴으로써 한외여과회로(B)내 순환액의 고체농도를 대략 8-l5wt% 범위내로 일정하게 유지시키고, 이 순환액의 일부를 한외여과회로(B)로부터 또다른 한외여과회로(C)에 공급하고, 투과액을 배출시킴으로써 순환액의 고체 농도를 대략 35wt%에서 수성 도장제의 분무 점도와 일치하는 고체 농도까지의 범위내로 일정하게 유지시키며, 회로(C)로부터의 투과액 또한 세척액을 보충할 수 있도록 회로(A)로 반송시키고, 한외여과회로(C)내의 순환액의 적어도 일부를 분무실에서의 분무도포용 수성 도장제로서 또는 상기 도장제를 제조용으로 사용하는 것을 특징으로 하는, 분무실에서 분무도장하는 동안에 수성 도장제의 재분무시유 회수 방법.
- 제1항에 있어서, 회로(A), 회로(B) 및 회로(C)내 순환액의 각 부피를 일정한 수준으로 유지하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 또는 2항에 있어서, 고체 농도가 30-80 wt% 인 수성 도장제를 사용하는데, 이 고체 농도가 각 경우에 한외여과회로(C)내 순환액의 고체 농도 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제3항에 있어서, 분무 도포용으로 분무실에 공급되는 수성 도장제를 생성시킬 수 있도록, 한외여과회로(C)내 순환액의 일부를 수성 도장제의 새로운 충전 농축액과 혼합하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제3항에 있어서, 한외여과회로(C)에서 순환액으로 분무 가능한 도장제를 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제5항에 있어서, 수성 도장제의 충전 농축액을 한외여과회로(C)에 필요한 비율(rates)로 첨가하고, 분무 도포에 필요한 도장제를 한외여과회로(C)로부터 배출시키는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 수성 착색된 래커 또는 투명 래커를 사용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 수성 충진제를 사용하여 수행되어지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 자동차 제조용 래커칠이나 원동기 차량의 래커칠에 사용되는 수성 도장제를 사용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
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