KR100676684B1 - Method of Clearance of Scale Using Chlorite - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스케일이 생성된 검체를 이산화염소를 함유하는 1차 세정액과 접촉하여 1차 세정하고, 상기 1차 세정된 검체를 암모늄이온 및 수산화이온을 함유하는 2차 세정액과 접촉하여 2차 세정함으로써 상기 검체로부터 스케일을 제거하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법에 따르면 검체를 분리, 해체하는 물리적인 방법을 사용하지 않고 이산염화염소, 암모늄이온, 수산화이온과 검체를 단시간 동안 접촉시킴으로써 스케일을 실질적으로 완전히 제거할 뿐만 아니라 살균효과도 있다. According to the present invention, the scale-generated sample is first washed by contacting with a primary washing solution containing chlorine dioxide, and the first washed sample is second washed by contacting with a secondary washing solution containing ammonium ions and hydroxide ions. It relates to a method for removing scale from the sample. According to the above method, the chlorine dichloride, ammonium ion, hydroxide ion and the sample are brought into contact with the sample for a short time without using a physical method of separating and dismantling the sample, thereby substantially removing the scale as well as bactericidal effect.
스케일, 이산화염소, 암모늄이온, 수산화이온 Scale, chlorine dioxide, ammonium ion, hydroxide ion
Description
도 1a는 본 발명에 따라 처리되기 전 스케일이 생성된 검체의 표면을 간략히 나타낸 것이다.Figure 1a shows a simplified representation of the surface of a sample on which scale has been produced prior to treatment in accordance with the present invention.
도 1b는 본 발명에 따라 1차 세정된 후 스케일이 일부 제거되고 잔류 피막이 형성된 검체의 표면을 간략히 나타낸 것이다.Figure 1b is a simplified illustration of the surface of the sample after the first cleaning in accordance with the present invention, the scale is partially removed and the residual coating is formed.
도 1c는 본 발명에 따라 2차 세정된 후 스케일이 완전히 제거된 검체의 표면을 간략히 나타낸 것이다.Figure 1c briefly shows the surface of the sample after the second cleaning in accordance with the present invention the scale is completely removed.
도 2a는 본 발명의 한 양태에 따라 처리되기 전 스케일이 생성된 실리콘 튜브의 내부 표면을 나타낸다.2A shows an inner surface of a silicon tube that has been scaled before being processed in accordance with one aspect of the present invention.
도 2b는 상기 실리콘 튜브를 본 발명에 따라 1차 세정한 후 내부 표면에 스케일이 제거된 상태를 나타낸다. Figure 2b shows a state in which the scale is removed from the inner surface after the first cleaning of the silicon tube according to the present invention.
도 2c는 1차 세정이 완료된 실리콘 튜브를 물과 접촉시킨 결과 다시 갈색으로 변색되는 현상을 나타낸다.Figure 2c shows the phenomenon of brown discoloration again as a result of contacting the silicon tube completed the first cleaning with water.
도 3a는 본 발명의 다른 양태에 따라 처리되기 전 스케일이 생성된 실리콘 튜브의 내부 표면을 나타낸다.3A illustrates an inner surface of a silicon tube that has been scaled before being processed in accordance with another aspect of the present invention.
도 3b는 상기 실리콘 튜브를 본 발명에 따라 1차 세정한 후 내부 표면에 스 케일이 제거된 상태를 나타낸다.Figure 3b shows a state in which the scale is removed on the inner surface after the first cleaning of the silicon tube according to the present invention.
도 3c는 상기 실리콘 튜브를 본 발명에 따라 2차 세정한 후 내부 표면에 스케일이 제거된 상태를 나타낸다.Figure 3c shows a state in which the scale is removed from the inner surface after the second cleaning of the silicon tube according to the present invention.
도 3d는 1차 및 2차 세정이 완료된 실리콘 튜브를 물과 접촉시킨 결과 변색되지 않는 현상을 나타낸다.FIG. 3D illustrates a phenomenon in which the silicon tubes having completed the first and second cleanings are not discolored as a result of contacting with water.
도 4a는 본 발명의 다른 양태에 따라 처리되기 전 스케일이 생성된 실리콘 튜브의 내부 표면을 나타낸다.4A shows an inner surface of a silicon tube that has been scaled before being processed in accordance with another aspect of the present invention.
도 4b는 상기 실리콘 튜브를 본 발명에 따라 1차 및 2차 세정한 후 내부 표면에 스케일이 제거된 상태를 나타낸다.Figure 4b shows the scale removed on the inner surface after the first and second cleaning of the silicon tube according to the present invention.
도 4c는 1차 및 2차 세정이 완료된 실리콘 튜브를 물과 접촉시킨 결과 변색되지 않는 현상을 나타낸다.Figure 4c shows the phenomenon of discoloration as a result of contacting the silicon tube of the first and second cleaning is completed with water.
도 5a는 사용하지 않은 신규 실리콘 튜브의 상태를 EDAX를 이용하여 분석한 결과를 나타낸 것이다.Figure 5a shows the results of analyzing the state of the new unused silicon tube using EDAX.
도 5b는 스케일이 생성된 실리콘 튜브의 상태를 EDAX를 이용하여 분석한 결과를 나타낸 것이다. Figure 5b shows the results of the analysis of the state of the silicon tube scale is generated using EDAX.
도 5c는 스케일이 생성된 실리콘 튜브를 본 발명에 따라 1차 및 2차 세정한 후 EDAX를 이용하여 분석한 결과를 나타낸 것이다. Figure 5c shows the results of the analysis using EDAX after the first and second cleaning the scale-generated silicone tube according to the present invention.
본 발명은 스케일이 생성된 검체를 이산화염소를 함유하는 1차 세정액과 접촉하여 1차 세정하고, 상기 1차 세정된 검체를 암모늄이온 및 수산화이온을 함유하는 2차 세정액과 접촉하여 2차 세정함으로써 상기 검체로부터 스케일을 제거하는 방법에 관한 것이다.According to the present invention, the scale-generated sample is first washed by contacting with a primary washing solution containing chlorine dioxide, and the first washed sample is second washed by contacting with a secondary washing solution containing ammonium ions and hydroxide ions. It relates to a method for removing scale from the sample.
보일러 시스템, 냉각탑 시스템, 열교환 시스템, 담수화 시스템, 제지, 소방용수, 원자로 등의 산업용 수용성 시스템들은 순환수와 접촉하는 내부 표면에 퇴적물들이 축적되기 쉽다. 상기 퇴적물은 물에 함유된 용존 산소에 의해 산화됨에 따라 금속 표면에 축적 및 흡착되어 스케일을 형성하게 된다. 또한, 시스템의 배관 및 기타 부품의 금속 표면과 물 사이의 화학적 반응에 의해 부가적으로 스케일이 생성되기도 한다.Industrial water-soluble systems, such as boiler systems, cooling tower systems, heat exchange systems, desalination systems, papermaking, fire fighting water, and reactors, tend to accumulate deposits on the inner surfaces in contact with the circulating water. As the deposit is oxidized by dissolved oxygen contained in water, it accumulates and adsorbs on the metal surface to form scale. In addition, scale may be additionally created by chemical reactions between the metal surface of the piping and other components of the system and water.
스케일은 열전달 효율에 영향을 미칠 수 있고, 배관을 막히게 하여 물 흐름을 제한하는 원인이 될 수 있다. 스케일이 제거되지 않는다면 물에 의한 산화가 촉진되어 금속 내부까지 산화 및 부식될 수 있다. 이러한 상황이 발생하면 일반적으로 시스템의 누수가 동반되며 그 시스템을 라인으로부터 떼어내어 수리하거나 교체하여야 한다. 이에 따라 당업계에서는 스케일을 제거하기 위한 여러 시도가 있었다.Scale can affect heat transfer efficiency and can clog piping and limit water flow. If the scale is not removed, oxidation by water may be promoted, causing oxidation and corrosion to the inside of the metal. When this happens, the system is usually leaked and must be removed from the line for repair or replacement. Accordingly, there have been several attempts in the art to remove scale.
미국특허 제5,183,673호에는 킬레이트제(chelating agent)를 사용하여 철과 같은 특정 양이온을 제거할 수 있는 방법이 개시되어 있다. 이에 따르면 킬레이트제는 본질적으로 금속을 가용성의 유리 고리 구조에 고착시킴으로써 작용하는데, 특히 에틸렌 디아민 테트라아세틸 산(EDTA)과 같은 킬레이트제는 분산제 (dispersant)와 함께 사용하면 철을 보다 효과적으로 제거할 수 있다. 상기 방법에 의하여 깨끗한 시스템 배관 표면을 얻을 수 있지만, 킬레이트제가 산화된 금속을 제거하는 작용이 자발적으로 종료되지 않기 때문에 스케일을 완전히 제거한 이후에도 금속을 계속해서 용해시킬 수 있다. 이로 인하여 심각한 경우에는 킬레이트제에 의하여 튜브의 손상 또는 접합부위의 누설을 야기하는 금속의 천공을 유발할 수 있다.U. S. Patent No. 5,183, 673 discloses a method for removing certain cations such as iron using chelating agents. According to this, chelating agents work essentially by fixing metals to soluble free ring structures, especially chelating agents such as ethylene diamine tetraacetyl acid (EDTA), which can be used to remove iron more effectively when used with dispersants. . Although a clean system piping surface can be obtained by this method, the metal can continue to dissolve even after the scale has been completely removed since the chelating agent does not spontaneously terminate the action of removing the oxidized metal. This can, in severe cases, lead to perforation of the metal which causes damage to the tube or leakage of the joint by the chelating agent.
또 다른 방법은 고농도의 아미노알킬포스포네이트를 사용하는 것인데 이러한 세정제는 값이 비싸며 제거된 산화물 박이 금속 표면에 잔류하는 단점이 있다. 카르복시알킬, 아미노알킬 하이드로아릴술폰산도 사용할 수 있지만, 이러한 세정제가 충분한 스케일을 제거하는 데에는 수주일의 시간이 요구된다. 또한, 하이드로퀴논과 퀴논과 같은 유기화합물이 철산화물 분산제로서 사용되어 왔지만, 높은 가격과 알칼라인 수소이온 농도 범위 때문에 그 사용이 제한적이었다. 또한, 염산, 술팜산 등의 산성 세정제가 사용되어 왔지만, 낮은 pH 값 때문에 취급이 위험하며 처리하기도 곤란한 문제점이 있다.Another method is the use of high concentrations of aminoalkylphosphonates, which are expensive and have the disadvantage that the removed oxide foil remains on the metal surface. Carboxyalkyl, aminoalkyl hydroarylsulfonic acids can also be used, but several weeks of time are required for these detergents to remove sufficient scale. In addition, organic compounds such as hydroquinone and quinone have been used as iron oxide dispersants, but their use has been limited due to their high cost and alkaline hydrogen ion concentration range. In addition, acidic detergents such as hydrochloric acid and sulfamic acid have been used, but there is a problem that handling is dangerous and difficult to treat due to low pH value.
특히, 정수기 등의 내부는 각각의 저장 탱크와 내부를 연결하는 실리콘 튜브로 이루어져 있으며, 이러한 제품 내부에 발생한 스케일의 제거가 요구됨에도 현재로서는 이들을 분리하여 교체하는 것 외에 다른 방법이 없어 이에 대한 해결책이 요구되고 있다.In particular, the inside of the water purifier is composed of silicon tubes connecting the respective storage tanks and the inside, and even though the scale generated inside these products is required to be removed, there is currently no other way than to separate and replace them. It is required.
한편, 이산화염소(ClO2)는 살균을 위한 수처리제로서, 기존에 광범위하게 사 용되던 염소(Cl2)가 발암물질인 트리할로메탄(Trihalomethanes; THM's)을 생성한다는 사실이 밝혀지면서 사용이 제한된 이후 이용되기 시작한 대체 물질로서, 염소에 비해 2.5배나 되는 산화용량(Oxidation capacity)을 가지며 인체에 유해한 트리할로메탄 등의 유해 물질을 생성하지 않는 장점들로 인해 물을 살균하는 용도로서 널리 적용되고 있다.On the other hand, chlorine dioxide (ClO 2 ) is a water treatment agent for sterilization, the use of the chlorine (Cl 2 ) has been limited to use as it was found to produce trihalomethanes (THM's), which is a widely used chlorine (Cl 2 ) As a substitute material that has been used since then, it has an oxidation capacity of 2.5 times that of chlorine and is widely used for sterilizing water due to its advantages of not generating harmful substances such as trihalomethane, which is harmful to the human body. have.
현재까지 이산화염소 관련 연구 및 특허들은 이산화염소의 생성 방법 및 이렇게 생성된 이산화염소를 사용하여 물을 살균하는 것에 집중되어 있다. 국내의 경우 전기분해를 이용하여 이산화염소를 생성하는 방법(대한민국특허 10-0445756), 아염소산나트륨(NaClO2)으로부터 이산화염소를 생성하는 방법(대한민국특허공개 2004-0039276), 안정화 이산화염소의 활성화 방법 및 장치(대한민국특허 10-0472566) 등 이산화염소를 제조하는 방법에 관한 것들이 대부분이다. To date, research and patents related to chlorine dioxide have focused on the method of producing chlorine dioxide and sterilizing water using the chlorine dioxide thus produced. In Korea, a method of generating chlorine dioxide using electrolysis (Korea Patent 10-0445756), a method of generating chlorine dioxide from sodium chlorite (NaClO 2 ) (Korea Patent Publication No. 2004-0039276), activation of stabilized chlorine dioxide Most of the methods related to the production of chlorine dioxide, such as methods and apparatus (Korean Patent 10-0472566).
해외의 경우에도 관련 특허는 금속 아염소산염(Metal chlorite)과 산을 반응시켜 물속에서 일정한 농도로 이산화염소를 발생시키는 방법(US 6676850), 염소산(Chloric acid)과 알칼리 금속 염소산염(Alkali metal chlorate)을 사용하여 전기분해에 의해 이산화염소를 발생시키는 방법(US 5296108), 공극(pore)을 가지는 정제형태에 물속에서 녹아 이산화염소를 발생시키는 분말 성분들을 담지하여 이산화염소를 안전하게 제조하는 방법(US 6432322) 등 제조 방법에 집중되어 있으며, 그 용도 역시 물의 살균, 악취 제거, 과일이나 야채의 장기 보존을 위한 살균에 집중되어 있다.Overseas, the patent also relates to a method of generating chlorine dioxide at a constant concentration in water by reacting metal chlorite with acid (US 6676850), chloric acid and alkali metal chlorate. Method of generating chlorine dioxide by electrolysis (US 5296108), a method of safely producing chlorine dioxide by carrying powder components which dissolve in water to generate chlorine dioxide in tablet form having pores (US 6432322) It is concentrated in the manufacturing method, and its use is also concentrated in sterilization for water sterilization, odor removal, and long-term preservation of fruits and vegetables.
이에, 본 발명자들은 스케일이 생성된 검체를 이산화염소 수용액으로 처리한 결과 대부분의 스케일이 제거되며, 이와 같이 한차례 스케일이 제거된 검체를 암모늄이온 및 수산화이온을 함유한 수용액으로 재차 처리한 결과 스케일이 제거되어 물과 접촉시켜도 갈변 현상이 일어나지 않음을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다. Thus, the inventors of the present invention treated the scaled sample with an aqueous solution of chlorine dioxide, and most of the scale was removed. As a result, the scaled sample was once again treated with an aqueous solution containing ammonium ion and hydroxide ion. It was confirmed that browning does not occur even when it is removed and brought into contact with water, and the present invention has been completed.
따라서 본 발명은 한 관점으로서, (a) 스케일이 생성된 검체를 이산화염소를 함유하는 1차 세정액과 접촉하여 1차 세정하는 단계 및 (b) 상기 1차 세정된 검체를 암모늄이온 및 수산화이온을 함유하는 2차 세정액과 접촉하여 2차 세정하는 단계를 포함한 상기 검체로부터 스케일을 제거하는 방법을 제공한다.Therefore, in one aspect, the present invention, (a) the first step of contacting the scale-produced sample with the primary rinse containing chlorine dioxide and (b) the first rinsed sample is ammonium ion and hydroxide ion Provided is a method for removing scale from a sample comprising contacting with a secondary cleaning solution containing the secondary cleaning.
본 발명은 (a) 스케일이 생성된 검체를 이산화염소를 함유하는 1차 세정액과 접촉하여 1차 세정하는 단계 및 (b) 상기 1차 세정된 검체를 암모늄이온 및 수산화이온을 함유하는 2차 세정액과 접촉하여 2차 세정하는 단계를 포함한 상기 검체로부터 스케일을 제거하는 방법에 관한 것으로, 이하에서 구체적으로 설명한다.The present invention comprises the steps of (a) washing the sample produced with the scale with a primary washing liquid containing chlorine dioxide, and (b) washing the first washed sample with ammonium ions and hydroxide ions. It relates to a method for removing the scale from the sample, including the step of second cleaning in contact with, and will be described in detail below.
본 발명에 따른 처리의 대상이 되는 "검체"는 보일러 시스템, 냉각탑 시스템, 열교환 시스템, 담수화 시스템, 제지, 가열/냉각 시스템, 소방용수, 원자로 등의 산업용 수용성 시스템 뿐만 아니라 세면대, 씽크대 및 하수처리구와 이들의 배관 그리고 냉장고, 에어컨, 공기청정기, 정수기, 가습기 및 비데와 같이 물과 빈번하게 접촉하여 스케일이 용이하게 형성되는 임의의 물건, 특히 수로로 작용하는 튜 브를 의미한다."Samples" subject to the treatment according to the invention are not only industrial water-soluble systems such as boiler systems, cooling tower systems, heat exchange systems, desalination systems, papermaking, heating / cooling systems, fire water, reactors, etc., but also sinks, sinks and sewage treatment plants. These pipes and any objects that are easily formed on scale, such as refrigerators, air conditioners, air purifiers, water purifiers, humidifiers and bidets, which are easily formed in scale, especially tubes that act as waterways.
본 발명에 따르면 이산화염소에 의해 스케일이 제거될 뿐만 아니라 살균효과도 달성할 수 있기 때문에 검체는 세면대, 씽크대 및 하수처리구와 이들의 배관 그리고 냉장고, 에어컨, 공기청정기, 정수기, 가습기 및 비데인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 검체는 반도체 제조공정 중 금속산화물 제거를 위하여 세정이 요구되는 기재일 수도 있다. 한편, 상기 검체의 재질은 특별히 제한적이지 않으며 유기물, 무기물, 금속 또는 비금속일 수 있다. According to the present invention, since the scale can be removed not only by chlorine dioxide but also a sterilization effect can be achieved, the sample is preferably a sink, a sink and a sewage treatment pipe and pipes thereof, and a refrigerator, an air conditioner, an air purifier, a water purifier, a humidifier and a bidet. Do. In addition, the sample of the present invention may be a substrate requiring cleaning to remove the metal oxide during the semiconductor manufacturing process. On the other hand, the material of the sample is not particularly limited and may be organic, inorganic, metal or non-metal.
본 발명에 따른 방법의 단계 (a)는 스케일이 생성된 검체를 이산화염소를 함유한 1차 세정액과 접촉하여 1차 세정하는 단계이다. 1차 세정 단계에서 이산화염소는 하기 반응식 1에 나타낸 바와 같이 강력한 산화제로서 작용하게 된다(이 때 산화환원 준위는 25℃에서 약 E0 = + 0.954V). Step (a) of the method according to the invention is a step of first cleaning the scaled sample in contact with the primary cleaning liquid containing chlorine dioxide. In the first washing step, chlorine dioxide acts as a powerful oxidant, as shown in Scheme 1 below, where the redox level is about E0 = + 0.954 V at 25 ° C.
따라서 이산화염소는 검체에 생성된 스케일을 산화시키는 표백(bleaching) 작용을 통하여 검체의 스케일을 녹여낸다.Therefore, chlorine dioxide dissolves the scale of the sample through the bleaching action of oxidizing the scale generated in the sample.
상기 단계 (a)에서 사용되는 "1차 세정액"은 이산화염소가 용해되어 있는 용액으로서, 상기 1차 세정액은 예를 들면 이산화염소 기체를 물에 용해시켜 만든 이 산화염소 용액; 염소산나트륨, 아염소산나트륨 또는 차아염소산나트륨 또는 이들의 조합과 산을 이용하여 물속에서 이산화염소를 발생시키는 방법에 의해 제조된 이산화염소 용액; 고체 상태의 이산화염소를 물에 용해시켜 만든 이산화염소 용액 및 염화나트륨, 염소산나트륨, 아염소산나트륨 또는 차아염소산나트륨 또는 이들의 조합으로부터 기계 또는 전기적 장치를 이용하여 물속에서 이산화염소를 발생시키는 방법에 의해 제조된 이산화염소 용액으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.The "primary cleaning liquid" used in the step (a) is a solution in which chlorine dioxide is dissolved, and the primary cleaning liquid is, for example, a chlorine dioxide solution made by dissolving chlorine dioxide gas in water; Chlorine dioxide solutions prepared by a method of generating chlorine dioxide in water using sodium chlorate, sodium chlorite or sodium hypochlorite or a combination thereof and an acid; Prepared by a method of generating chlorine dioxide in water using a mechanical or electrical device from a chlorine dioxide solution made by dissolving chlorine dioxide in solid state in water and sodium chloride, sodium chlorate, sodium chlorite or sodium hypochlorite or a combination thereof Selected from the group consisting of chlorine dioxide solution.
상기 1차 세정액 중 이산화염소의 농도는 검체와의 접촉시간에 따라 달라지지만, 이산화염소의 농도가 30ppm 이하일 경우에는 스케일과의 접촉시간이 연장되더라도 이산화염소의 농도가 낮아서 목적한 스케일 제거 효과를 달성하기 어렵고, 이산화염소의 농도가 25,000ppm 이상일 경우에는 스케일과의 접촉시간이 줄어드는 장점이 있으나 사용상의 안전성에 문제가 있을 수 있다. 따라서 본 발명에서 1차 세정액 중 이산화염소의 농도는 30 내지 25,000ppm이 적합하며, 50 내지 500ppm이 바람직하다. 또한, 1차 세정액과 검체의 접촉시간은 1분 내지 60분이 적합하며, 3분 내지 30분이 바람직하다.Although the concentration of chlorine dioxide in the primary cleaning liquid depends on the contact time with the sample, when the concentration of chlorine dioxide is 30 ppm or less, even if the contact time with the scale is extended, the concentration of chlorine dioxide is low to achieve the desired scale removal effect. If the concentration of chlorine dioxide is more than 25,000ppm, the contact time with the scale is reduced, but there may be a problem in safety. Therefore, in the present invention, the concentration of chlorine dioxide in the primary cleaning solution is preferably 30 to 25,000 ppm, preferably 50 to 500 ppm. Moreover, 1 minute-60 minutes are suitable for the contact time of a primary wash liquid and a sample, and 3 minutes-30 minutes are preferable.
본 발명에서 바람직한 1차 세정액 중 이산화염소의 농도와 스케일과의 접촉 시간의 예시를 표 1에 나타내었다.Table 1 shows an example of the contact time between the concentration of chlorine dioxide and the scale in the primary washing solution preferred in the present invention.
한편, 검체에 적은 양의 스케일이 생성된 경우에는 이산화염소에 의한 1차 세정을 통하여 상기 스케일을 완전히 제거할 수 있지만, 많은 양의 스케일이 생성된 경우에는 1차 세정 후에도 도 1b에 나타낸 바와 같이 스케일이 잔류 피막 형태로 남게 된다. 이러한 피막은 눈에 띄지 않지만, 1차 세정이 완료된 검체를 물과 접촉시켜 보면 물속의 이온들이 잔류 피막과 결합하여 갈색 또는 회색을 띄게 되므로(갈변 현상) 육안으로 용이하게 구별할 수 있다. 따라서 세정 후 검체를 물과 접촉시켜 본 결과 갈변 현상이 일어나면 스케일이 완전히 제거되지 않은 것이라고 볼 수 있다.On the other hand, when a small amount of scale is formed in the sample, the scale can be completely removed through primary washing with chlorine dioxide. However, when a large amount of scale is formed, as shown in FIG. 1B even after the first washing. The scale remains in the form of residual coating. This coating is inconspicuous, but when the specimens in which the primary cleaning is completed are brought into contact with water, the ions in the water become brown or gray in combination with the residual coating (browning phenomenon) and can be easily distinguished by the naked eye. Therefore, when the specimen is brought into contact with water after washing, browning may occur, indicating that the scale has not been completely removed.
이와 같이 제거되지 않은 스케일로 이루어진 잔류 피막은 본 발명에 따른 방법의 단계 (b)에 따라 제거될 수 있다. 본 발명에 따른 방법의 단계 (b)는 1차 세정된 검체를 암모늄이온 및 수산화이온을 함유한 2차 세정액과 접촉하여 2차 세정하는 단계이다. 2차 세정 단계에서 암모늄이온 및 수산화이온 뿐만 아니라 이들의 부산물로 생성될 수 있는 암모니아가 에칭(etching) 작용을 통하여 검체의 표면에 남아있는 스케일을 실질적으로 완전히 녹여낼 수 있다.Residual coatings of such a scale that have not been removed can be removed according to step (b) of the method according to the invention. Step (b) of the method according to the invention is a step of secondary cleaning of the first washed sample in contact with a secondary cleaning liquid containing ammonium ions and hydroxide ions. In the secondary cleaning step, ammonium ions and hydroxide ions as well as ammonia, which can be produced as a by-product of these, can substantially completely dissolve the scale remaining on the surface of the sample through etching.
상기 단계 (b)에서 사용되는 "2차 세정액"은 암모늄이온 및 수산화이온이 용해되어 있는 용액으로서, 일반적으로 암모늄염과 염기성 물질을 물에 용해하여 제조할 수 있다. 물론 2차 세정액은 암모늄이온이 용해된 용액과 수산화이온이 용해된 용액을 각각 제조한 후 혼합하거나 물에 암모늄염과 염기성물질을 모두 용해하여 수득할 수 있다. 상기 암모늄염의 예로는 이에 제한되는 것은 아니지만 염화암모늄, 질산암모늄, 탄산암모늄, 황산암모늄 등이 있으며, 상기 염기성 물질의 예로는 이에 제한되는 것은 아니지만 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘 등이 있다. 특히, 2차 세정액은 암모니아 또는 수산화암모늄을 물에 용해하여 제조하는 것이 바람직한데 이는 단일 물질을 물에 용해하여 다른 부가적인 이온을 형성하지 않으면서 수산화이온과 암모늄이온을 모두 형성시킬 수 있기 때문이다."Secondary cleaning liquid" used in step (b) is a solution in which ammonium ions and hydroxide ions are dissolved, and can generally be prepared by dissolving an ammonium salt and a basic substance in water. Of course, the secondary cleaning solution may be obtained by preparing a solution in which ammonium ions are dissolved and a solution in which hydroxide ions are dissolved, respectively, or by mixing or dissolving both ammonium salts and basic substances in water. Examples of the ammonium salt include, but are not limited to, ammonium chloride, ammonium nitrate, ammonium carbonate, ammonium sulfate, and the like. Examples of the basic material include, but are not limited to, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, and the like. In particular, the secondary cleaning solution is preferably prepared by dissolving ammonia or ammonium hydroxide in water because it can form both hydroxide and ammonium ions without dissolving a single substance in water to form other additional ions. .
상기 2차 세정액 중 암모늄이온의 농도는 0.01% 내지 30.0%가 적합하며, 0.1% 내지 2.0%가 바람직하다. 또한, 2차 세정액 중 수산화이온의 농도는 0.01% 내지 30.0%가 적합하며, 0.1% 내지 2.0%가 바람직하다. 2차 세정액으로 암모니아 용액을 사용하는 경우 암모니아 용액의 농도는 0.01% 내지 30.0%가 적합하며, 0.1% 내지 2.0%가 바람직하다. 또한, 2차 세정액과 검체의 접촉시간은 1분 내지 60분이 적합하며, 5분 내지 30분이 바람직하다.The concentration of ammonium ion in the secondary cleaning solution is suitably 0.01% to 30.0%, preferably 0.1% to 2.0%. In addition, the concentration of hydroxide ions in the secondary cleaning liquid is preferably 0.01% to 30.0%, preferably 0.1% to 2.0%. When the ammonia solution is used as the secondary cleaning liquid, the concentration of the ammonia solution is preferably 0.01% to 30.0%, and preferably 0.1% to 2.0%. Moreover, 1 minute-60 minutes are suitable for the contact time of a secondary washing | cleaning liquid and a sample, and 5 minutes-30 minutes are preferable.
본 발명에서 이용되기에 적합한 2차 세정액 중 암모늄이온 및 수산화이온의 농도와 스케일과의 접촉 시간의 예시를 표 2에 나타내었다.Table 2 shows an example of the concentration of ammonium and hydroxide ions and the contact time of the scale in the secondary cleaning liquid suitable for use in the present invention.
본 발명에 따른 단계(b)에서는 잔류 피막의 스케일을 제거할 뿐만 아니라 2차 세정액 중 수산화이온은 1차 세정시 이산화염소에 의해 활성화된 금속 이온들과 결합하여 안정화시켜서 변색을 방지할 수도 있다. 또한, 1차 세정은 산성(pH 1.5 내지 4.5)에서 진행되므로 이를 중화시켜 줄 필요가 있는데 2차 세정액이 암모늄이온 및 수산화이온을 함유하여 염기성(pH 9.0 내지 14.0)을 나타내므로 별도의 중화 과정 없이 2차 세정과 동시에 중화를 진행시킬 수 있다. In step (b) according to the present invention, not only the scale of the residual coating is removed, but also the hydroxide ions in the secondary cleaning solution may be stabilized in combination with the metal ions activated by chlorine dioxide during the first cleaning to prevent discoloration. In addition, since the first washing is performed in acid (pH 1.5 to 4.5), it is necessary to neutralize it. Since the second washing liquid contains ammonium ion and hydroxide ion and shows basicity (pH 9.0 to 14.0), no separate neutralization process is required. The neutralization can proceed simultaneously with the secondary washing.
이하, 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the examples are only for illustrating the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited by these examples in accordance with the gist of the present invention, those skilled in the art. Will be self-evident.
<실시예 1><Example 1>
1차 세정에 의한 실리콘 튜브의 스케일 제거Descaling of the Silicone Tube by Primary Cleaning
먼저 표 3에 나타낸 1차 세정액은 상업적으로 입수한 8% 이산화염소 용액(상품명: 두오존, 제조사: 신왕화학)을 최종 농도가 200ppm이 되도록 물로 희석하여 제조하였다.First, the primary cleaning solution shown in Table 3 was prepared by diluting a commercially obtained 8% chlorine dioxide solution (trade name: Duozone, manufacturer: Shinwang Chemical) with water so that the final concentration was 200 ppm.
스케일이 생성되어 갈색을 띄는 실리콘 튜브(도 2a)를 상기 1차 세정액으로 15분 동안 처리하는 1차 세정을 통하여 스케일을 제거하였다(도 2b). 그 다음 상기 1차 세정된 실리콘 튜브를 물과 접촉시킨 결과 48시간이 경과한 후, 다시 갈색으로 변색되었다(도 2c). 이러한 현상은 1차 세정을 통하여 제거되지 않은 스케일이 물과의 접촉으로 다시 갈색으로 환원되기 때문에 발생하였다.The scale was removed and the scale was removed through a primary wash in which a brownish silicone tube (FIG. 2A) was treated with the primary wash for 15 minutes (FIG. 2B). Then, the first cleaned silicon tube was brought into contact with water and then changed color again to brown after 48 hours (FIG. 2C). This phenomenon occurred because the scale which was not removed through the primary cleaning was reduced to brown again by contact with water.
<실시예 2><Example 2>
1차 및 2차 세정에 의한 실리콘 튜브의 스케일 제거Descaling of Silicone Tubes by Primary and Secondary Cleaning
먼저 표 4에 나타낸 1차 세정액은 상업적으로 입수한 8% 이산화염소 용액(상품명: 두오존, 제조사: 신왕화학)을 최종 농도가 200ppm이 되도록 희석하여 제조하였다. 2차 세정액은 비커에 100ml의 물을 채운 후 0.4g의 황산암모늄(삼전화학, 시약급)과 0.2g의 수산화나트륨(삼전화학, 시약급)을 용해하여 제조하였다.The first cleaning solution shown in Table 4 was prepared by diluting a commercially available 8% chlorine dioxide solution (trade name: Duozone, manufacturer: Shinwang Chemical) to a final concentration of 200 ppm. The secondary cleaning solution was prepared by dissolving 0.4 g of ammonium sulfate (three electrochemical, reagent grade) and 0.2 g of sodium hydroxide (three electrochemical, reagent grade) after filling a beaker with 100 ml of water.
스케일이 생성되어 갈색을 띄는 실리콘 튜브(도 3a)를 상기 1차 세정액으로 15분 동안 처리하여 1차 세정하고(도 3b), 이렇게 1차 세정된 실리콘 튜브를 상기 2차 세정액으로 10분 동안 처리하는 2차 세정을 통하여 스케일을 제거하였다(도 3c). 이와 같이 1차 및 2차 세정을 거친 후 실리콘 튜브를 물과 접촉시켜 본 결과 갈색으로 변색되는 현상이 일어나지 않음을 확인할 수 있었다(도 3d). 이는 두 차례의 세정을 통하여 스케일이 실질적으로 완전히 제거되었기 때문이다.The scale produced a brownish silicon tube (FIG. 3A) treated with the primary cleaning solution for 15 minutes for first cleaning (FIG. 3B), and the first cleaned silicon tube was treated with the secondary cleaning solution for 10 minutes. The scale was removed through a second wash (FIG. 3C). As a result of contacting the silicon tube with water after the first and second cleaning as described above, it was confirmed that the phenomenon of brown discoloration did not occur (FIG. 3D). This is because the scale has been substantially completely removed through two washes.
<실시예 3><Example 3>
1차 및 2차 세정에 의한 실리콘 튜브의 스케일 제거Descaling of Silicone Tubes by Primary and Secondary Cleaning
먼저 표 5에 나타낸 1차 세정액은 상업적으로 입수한 8% 이산화염소 용액(상품명: 두오존, 제조사: 신왕화학)을 최종 농도가 300ppm이 되도록 희석하여 제조하였다. 2차 세정액은 비커에 100ml의 물을 채운 후 0.4g의 염화암모늄(삼전화학, 시약급)과 0.2g의 수산화칼륨(삼전화학, 시약급)을 용해하여 제조하였다.The first cleaning solution shown in Table 5 was prepared by diluting a commercially available 8% chlorine dioxide solution (trade name: Duozone, manufacturer: Shinwang Chemical) to a final concentration of 300 ppm. The secondary cleaning solution was prepared by dissolving 0.4 g of ammonium chloride (three electrochemical, reagent grade) and 0.2 g of potassium hydroxide (three electrochemical, reagent grade) after filling a beaker with 100 ml of water.
스케일이 생성되어 갈색을 띄는 실리콘 튜브(도 3a)를 상기 1차 세정액으로 15분 동안 처리하여 1차 세정하고(도 3b), 이렇게 1차 세정된 실리콘 튜브를 상기 2차 세정액으로 10분 동안 처리하는 2차 세정을 통하여 스케일을 제거하였다(도 3c). 이와 같이 1차 및 2차 세정을 거친 실리콘 튜브를 물과 접촉시켜 본 결과 갈색으로 변색되는 현상이 일어나지 않음을 확인할 수 있었다(도 3d). 이러한 현상은 두 차례의 세정을 통하여 스케일이 완전히 제거되었기 때문이다.The scale produced a brownish silicon tube (FIG. 3A) treated with the primary cleaning solution for 15 minutes for first cleaning (FIG. 3B), and the first cleaned silicon tube was treated with the secondary cleaning solution for 10 minutes. The scale was removed through a second wash (FIG. 3C). As a result of contacting the silicon tube subjected to the first and second cleaning with water as described above, it was confirmed that the phenomenon of brown discoloration did not occur (FIG. 3D). This is because the scale has been completely removed through two washes.
<실시예 4><Example 4>
1차 세정 및 2차 세정에 의한 스케일 제거 결과의 정성분석Qualitative analysis of descaling results by primary and secondary washes
흑갈색을 띄는 실리콘 표면의 스케일을 EDAX(Energy Dispersive Spectrometer, 모델명: EDAX-9100 Multichannel-Analyzer, 제조사: Philips)를 사용하여 성분 분석한 결과 주 성분이 산화은(Ag2O)임을 알 수 있었다.A black brown silicon surface scale was analyzed using EDAX (Energy Dispersive Spectrometer, model name: EDAX-9100 Multichannel-Analyzer, Philips), and the main component was silver oxide (Ag 2 O).
한편, 표 6에 나타낸 1차 세정액은 상업적으로 입수한 8% 이산화염소 용액(상품명: 두오존, 제조사: 신왕화학)을 최종 농도가 300ppm이 되도록 희석하여 제조하였다. 2차 세정액은 비커에 100ml의 물을 채운 후 0.4g의 황산암모늄(삼전화학, 시약급)과 0.4g의 수산화칼륨(삼전화학, 시약급)을 용해하여 제조하였다.Meanwhile, the primary cleaning solution shown in Table 6 was prepared by diluting a commercially available 8% chlorine dioxide solution (trade name: Duozone, manufacturer: Shinwang Chemical) to a final concentration of 300 ppm. The secondary cleaning solution was prepared by dissolving 0.4 g of ammonium sulfate (three electrochemical, reagent grade) and 0.4 g of potassium hydroxide (three electrochemical, reagent grade) after filling a beaker with 100 ml of water.
이 때, EDAX를 사용하여 신규 실리콘 튜브 표면의 상태와 스케일이 생성된 실리콘 튜브 표면의 상태를 각각 분석하고 해당 결과를 도 5a 및 도 5b에 나타내었다. 또한, 스케일이 생성된 실리콘 튜브를 표 6에 나타낸 1차 및 2차 세정액을 이용하여 처리한 후 EDAX를 사용하여 분석한 결과, 신규 실리콘 튜브와 유사한 결과를 나타내었다. 즉, 본 발명에 따른 1차 및 2차 세정 방법을 통하여 실리콘 튜브 중 스케일이 실질적으로 완전히 제거됨을 확인할 수 있었다.In this case, EDAX was used to analyze the state of the new silicon tube surface and the state of the silicon tube surface in which the scale was generated, and the results are shown in FIGS. 5A and 5B. In addition, the scaled silicone tube was treated with the primary and secondary cleaning solutions shown in Table 6 and analyzed using EDAX, and the results were similar to those of the new silicone tube. That is, it was confirmed that the scale in the silicon tube is substantially completely removed through the first and second cleaning methods according to the present invention.
본 발명의 방법에 따르면 검체를 분리, 해체하는 물리적인 방법을 사용하지 않고 단계적으로 이산염화염소, 암모늄이온, 수산화이온과 검체를 단시간 동안 접촉시킴으로써 스케일을 실질적으로 완전히 제거할 뿐만 아니라 살균효과도 있다. According to the method of the present invention, it is possible not only to completely remove the scale but also to sterilize by contacting the sample with chlorine dichloride, ammonium ion, hydroxide ion for a short time step without using the physical method of separating and dismantling the sample. .
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