KR19990045017A - 폐수의 생성을 회피하는 땜질방법 - Google Patents

Abstract

수성 현탁액에서 폐수의 발생을 회피하면서, 특히 포타슘 플루오로알루미네이트를 기초로 하는 용융제를 사용하여 알루미늄과 알루미늄 합금으로 만들어진 부분품들을 땜질하는 방법이 기술되어 있다. 주어진 시간이 경과한 후에, 사용된 현탁액은 새로운 현탁액으로 교체되고 장치들은 규칙적으로 세척되므로, 예를 들어 포타슘 플루오로알루미네이트와 같은 용융제를 포함하는 폐수가 생성된다. 그러한 폐수들은 지금까지는 환경으로 배출되었다. 본 발명에서는 이와 같은 폐수들은 일단 용융제가 분리제거되면 땜질 공정에 재생하여 이용할 수 있다는 것이 발견되었다. 이러한 방법으로, 폐수의 생성을 상당히 피할 수 있다. 계면활성제가 종종 사용되고 마찬가지로 재순환되기 때문에, 계면활성제에 관하여 유사한 세이빙(saving)이 가능하다. 게다가 그에 따라 환경도 보호된다.

Description

폐수의 생성을 회피하는 땜질방법

본 발명은 포타슘 플루오로징케이트, 세슘 플루오로징케이트, 세슘 플루오로알루미네이트, 특히 포타슘 플루오로알루미네이트와 또한 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택된 수용성 용융제 제제(aqueous flux preparation)를 사용하여 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 부분품들(components)을 땜질하기 위한 방법에 관한 것이다.

포타슘 플루오로알루미네이트를 포함한 용융제의 수용성 제제를 사용하여 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 부분품들을 서로 땜질시키는 것은 공지되어 있다. 용융제의 목적은 만족스러운 땜질을 위하여 탈지처리된 부분품들상의 방해되는 산화물 층을 제거하기 위한 것이다. 이를 위하여 포타슘 플루오로알루미네이트의 수용성 제제가 사용될 수 있고, 이는 예를 들어 분무, 수용성 제제에 소재를 침지, 소재의 코팅 등에 의해서 부분품에 적용될 수 있다. 그런 다음 부분품들을 함께 땜질되어질 지점에서 접촉시켜 가열하게 된다. 먼저 현탁액의 물이 증류되고, 그런 다음 용융제가 용융된다. 마지막으로, 부가된 땜납 또는 원위치에서(in situ) 생성된 땜납으로부터 땜납과 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 공융물(共融物)이 형성되고, 이로부터 땜질부위가 형성된다. 용융제 제제는 보통 과량 사용되고, 과량의 포타슘 플루오로알루미네이트 용융제의 수용성 제제는 회수되어 다시 사용된다. 이는 특히 부분품들의 분무에 적용된다. 재순환된 제제에 있는 용융제와 물의 양은 용융제 또는 물의 첨가에 의해 미리 계산된 값으로 조정된다. 미리 정해진 시간이 지난 후에, 예를 들어 저녁 또는 각 경우에 있어서 이동의 마지막 단계 후에, 사용된 제제는 더 이상 사용되지 않고, 새로운 제제가 제조되어 사용된다. 더 이상 사용되지 않은 제제는 용융제를 포함하고 있고 플루오린-함유 용융제의 용해도 때문에 높은 플루오라이드 함량을 지닌 폐수이다. 또한 그러한 폐수는 정해진 시간이 경과한 후에 땜질공정에 사용된 장치와 작동부를 세척하는 경우에도 생성된다. 이와 같은 폐수는 지금까지 거의 처리되지 않은 상태로 환경으로 배출되었다.

본 발명의 목적은 좀더 환경에 친근한 땜질방법을 고안하는 것이다. 이 목적은 특허청구범위에 기재되어 있는 땜질방법에 의해서 이루어진다.

도 1은 본 발명의 땜질 설비의 개략도이다.

본 발명에 따른 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 된 부분품들을 땜질하기 위한 방법에서는 포타슘 플루오로알루미네이트, 세슘 플루오로알루미네이트, 포타슘 플루오로징케이트, 세슘 플루오로징케이트 및 이들의 혼합물에서 선택된 용융제의 수용성 제제가 사용되고, 이 수용성 제제는 땜질될 부분품들과 접촉되도록 과량으로 사용되어 땜질이 이루어지며, 그런 다음 과량의 수용성 용융제 제제는 용융제 또는 물의 첨가에 의해서 미리 정해진 융융제 농도로 조정된 후 미리 정해진 시간에 생성되는 용융제-함유 폐수와 함께 재순환된다. 본 발명의 방법에서는 폐수로부터 용융제와 다른 고체 성분들을 분리, 제거하고 연속적인 처리를 거쳐 새로운 물을 보충하여 재생 공정수를 형성한 후, 재생 공정수를 땜질 공정에 재순환시킨다.

특히 칼륨, 알루미늄 및 불소로 구성된 화합물을 기초로 한 공지의 포타슘 플루오로알루미네이트 용융제가 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 용융제와 그들의 제제는 예를 들어 미국특허 제 3,769,099호, 제 4,428,920호, 제 4,579,605호, 제 5,318,764호 ; 그리고 독일 오펜레궁스크리프텐(German offenlegungsschriften) 제 195 01 937호 ; 제 195 20 812호 ; 제 196 36 897호에 기술되어 있다. 후자의 특허출원에는 낮은 녹는점을 갖는 K₂AlF₅가 기술되어 있는데_,이는 K:Al:F의 몰비를 2:1:5로 하여 KOH, 알루미늄 하이드록사이드 및 하이드로플루오르산으로부터 제조되는 것이 바람직하다. 이로부터 얻어진 용융제는 특히 낮은 녹는점(546∼550℃ 범위)을 갖는다. 사용된 용융제는 또한 바인더, 세슘 화합물, 땜질 금속, 땜질 금속 전구체 또는 계면활성제와 같은 통상적인 첨가제를 함유하고 있다.

본 발명에 따른 방법은 또한 세슘 플루오로알루미네이트 용융제(US-A-4,689,092 참조), 세슘 플루오로징케이트 용융제 및 포타슘 플루오로징케이트 용융제(독일 특허출원 제 198 13 023호 참조, 이는 선행 간행물에 해당되지 않는다) 및 이들의 혼합물(US-A-4,670,067 참조, 이는 포타슘-세슘 플루오로알루미네이트 용융제를 기술하고 있다)로 땜질할 때에도 사용될 수 있다.

이하 포타슘 플루오로알루미네이트 용융제를 적용한 바람직한 실시예를 참고로 하여 본 발명을 더 설명한다.

용융제는 바람직하게는 분무에 의하여 땜질되어질 부분품들과 접촉하게 된다. 이를 위하여, 3∼70중량% 농도의 용융제를 함유한 수용성 제제가 사용될 수 있다. 땜질 자체는 공지된 방법으로 수행된다 : 땜질될 부분품들은 필요한 경우, 예를 들어 질소 또는 아르곤과 같은 비활성 가스 분위기하에서, 상승된 온도에서(예를 들어, 자기 유도 또는 오픈 프레임(open flame)에 의한 땜질로에서) 땜질 연결부위를 형성하게 된다. 포타슘 플루오로알루미네이트 용융제를 이용하는 경우에 온도는 약 600℃이고, Cs 용융제의 경우에는 상당히 낮다.

예를 들어 땜질공정중에서 생성되고 포타슘 플루오로알루미네이트를 함유하고 있는 하기의 폐수들이 처리될 수 있다 : 물중의 포타슘 플루오로알루미네이트로 이루어지고, 새롭게 생성된 슬러리로 대체되어질 사용된 슬러리 ; 용융제 슬러리 또는 용융제와 접촉하였던 구성요소, 장치, 빌딩 또는 다른 제품들의 일부분을 세척하는 동안에 생성되는 세척수 ; 더 이상 사용되지 않을 회수된 과잉의 제제들.

고체들의 분리는 필터 시스템 및/또는 고체가 침전되고 분리되는 폐수 탱크, 예를 들어 사이폰(siphons)에 의해서 바람직하게 이루어질 수 있다. 고체가 분리되면서 얻어진 폐수로부터 바람직하지 않은 성분들을 제거하기 위해서 항세균성 처리, 슬러리의 희석 등의 처리가 실시될 수 있다. 존재하는 현탁된 고체들과 남아있는 잔여 고체 입자들을 분리, 제거하는 것이 바람직하다. 이는 예를 들어 필터 또는 원심분리기에서 이루어질 수 있다.

새로운 물로서 탈이온수가 사용된다. 편의상 재생 공정수는 완충탱크에 저장될 수 있다. 이러한 완충탱크는 미리 지정된 시간 동안 그 안에 저장되어질 전체 양의 물을 수용할 정도로 충분히 커야만 한다.

본 발명은 도 1을 참고로 설명될 것이다. 도 1은 본 발명에 따른 방법이 실행될 수 있는 설비를 나타낸다.

탈지 알루미늄 부분품으로 이루어진 열-교환기 (1)은 우선 컨베이어 벨트 (2)에 의해서 분무실내로 도입되고, 라인 (4)를 통해 분무실내로 분무된 수용성 용융제 제제로 분무된다. 분무실 (3)을 통과한 후에, 열-교환기 (1)은 땜질로(soldering furnace) (5)로 도입된 후 가열되어 땜질된다. 땜질된 열-교환기 (1)은 땜질로 (5)를 통과한 후 냉각되고 예를 들어, 품질 조절, 봉합 등과 같은 다음 처리 단계로 넘어간다. 라인 (4)를 통해 분무된 용융제 현탁액은 저장 컨테이너 (6)에서 취해진다. 분무실 (3)에서 생성된 과잉의 용융제 현탁액은 라인 (7)을 통해서 저장 컨테이너 (6)으로 돌아간다. 미리 지정된 시간이 지난 후에, 예를 들어 이동(shift)의 마지막 단계에서, 다음의 이동에 사용되지 않는 저장 컨테이너 (6)에 여전히 존재하는 용융제 현탁액은 라인 (10)과 (11)을 통해 침전탱크 (12)로 펌프된다. 고체는 침전탱크 (12)에서 침전된다. 상청액은 침전탱크 (12)로부터 필터 (14)를 통과하여 라인 (13)을 통해 운반되고, 거기에서 부유 고체와 존재하는 다른 고체 성분들은 걸러진다. 걸러진 폐수는 라인 (15)를 통해 완충탱크 (16)으로 이동하고, 여기에서 라인 (17)을 통해 완충탱크 (16)으로 도입된 탈이온수가 포함된 적당량의 재생 공정수가 보충된다. 재생 공정수는 라인 (18), (19) 및 (20)을 통과하여 분무실 (3)을 세척하고 저장 컨테이너 (6)에서 새로운 용융제 슬러리를 제조하기 위하여 사용된다. 이때 재생 공정수는 라인 (20)을 통해 저장 컨테이너로 직접 도입될 수 있다.

분무실 (3)에서 부분품들에 분무하는 동안에, 당연히 일정량의 물과 일정량의 용융제가 재순환되는 현탁액으로부터 계속적으로 제거될 것이다. 재순환하는 용융제 제제에 있어 용융제의 바람직한 농도는, 재생 공정수가 라인 (18)과 (20)을 통해 보충될 수 있고, 고체 용융제가 피드 호퍼(feed hopper) (9)를 통해 보충될 수 있는 저장 컨테이너 (6)에서 조정된다.

완충탱크 (16)에 있는 재생 공정수의 양은 편의상 미리 지정된 시간동안 요구되는 물의 양에 상응하도록 계산될 수 있다. 예를 들어, 만약 새로운 용융제 슬러리가 각각의 이동에 사용된다면 완충 탱크 (16)에 있는 재생공정수의 양은 분무실 (3)(및 선택적으로 부가된 부분품)을 세척하기 위하여, 새로운 용융제 제제를 만들기 위하여, 그리고 땜질하는 동안 소비된 물을 치환하기 위하여 충분한 양이어야만 한다.

굵은 입자들이 침전탱크 (12)를 통과하기 전에 걸러질 수 있는 굵은 필터 (8)을 제공하는 것이 추천된다.

침전 탱크 (12)에 침전된 고체들은 보통 여전히 많은 양의 물을 함유하고 있다. 물은 예를 들어 필터 프레스(filter press)에서 분리될 수 있고 똑같이 완충탱크 (16)에 도입될 수 있다.

본 발명의 하나의 변형은 탱크 (12)가 고체가 침전되는 침전 탱크가되도록 하는 것이 아니라 고체의 침전을 방지하는 저장탱크가 되도록 하는 것이다. 이 변형에서, 모든 고체들은 처리된 물의 흐름에 따라 필터 (14)를 통해 지나가고, 이를 통해 걸러진다. 침전된 고체들을 제거하기 위한 라인은 침전 탱크에 대한 실시예에 나타나 있는 것처럼 물론 불필요하다.

만약 바람직하다면, 휘저어진 슬러리는 저장탱크 (12)에서 예를 들어 고체함량이 2∼5중량%가 되도록 더 희석될 수 있다.

이러한 변형은 모든 고체들이 필터 (14)로부터 제거될 수 있다는 장점을 제공한다.

본 발명에 따른 방법은 폐수가 전혀 생성되지 않는다는 점에서 다른 방법과 구별된다. 또 다른 장점은 만약 계면활성제가 용융제 제제에 포함되어 있다면, 계면활성제는 분리되지 않고 똑같이 재순환된다는 것이다. 이는 사용된 계면활성제에 대하여 세이빙(saving) 효과와 환경-친화와 관련된 부가적인 성공을 가져다 준다.

본 발명의 또 하나의 측면은 본 발명의 방법을 실행할 수 있는 땜질설비이다. 본 발명의 땜질설비는 땜질할 물질을 땜질로로 운반하고, 땜질로에서 땜질된 물질을 운반해내는 수단, 수용성 용융제 제제를 땜질된 물질에 적용하기 위한 수단, 용융제 제제를 위한 저장 탱크와 같은 종래의 구성요소들을 포함하고, 사용된 용융제 제제로부터 고체를 분리하는 수단이 제공되고, 이 수단은 사용된 용융제 제제가 분리 수단을 통과하기 위해 거치는 라인과, 재순환을 목적으로 분리수단으로부터 분리된 물을 제거하기 위한 라인을 통해 저장 탱크와 땜질로에 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 방법과 설비에 의하면, 폐수를 전혀 생성시키지 않고 땜질을 할 수 있다.

Claims (10)

1. 포타슘 플루오로알루미네이트, 세슘 플루오로알루미네이트, 포타슘 플루오로징케이트 및 세슘 플루오로징케이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 용융제의 수용성 제제가 사용되고, 이 수용성 제제는 과량으로 땜질되는 부분품들과 접촉되어 땜질이 이루어지며, 초과량의 용융제의 수용성 제제는 회수되어 용융제나 물의 첨가에 의해 미리 정해진 농도로 조정된 후, 미리 지정된 시간에 생성되는 용융제-함유 폐수와 함께 재순환되며, 상기 폐수로부터 용융제와 다른 고체 성분들을 분리해내고, 연속적인 처리를 거쳐 새로운 물을 보충하여 재생 공정수를 형성하고, 이 재생 공정수는 땜질 공정으로 재순환되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 부분품들을 땜질하는 방법.
2. 제 1항에 있어서, 포타슘 플루오로알루미네이트 용융제가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 연속적인 처리는 부유하는 고체들과 다른 잔여 고체들의 분리를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 연속적인 처리는 고체 필터에 의한 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 새로운 물로서 탈이온수가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1항에 있어서, 수용성 제제중의 물의 함량을 미리 정해진 물의 함량으로 조정하고/또는 용융제의 현탁액으로 수용성 용융제 제제를 제조하기 위하여, 재생 공정수가 세척 장치에 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 1항에 있어서, 폐수는 침전탱크에 저장되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 1항에 있어서, 재생 공정수는 완충탱크에 저장되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 8항에 있어서, 미리 정해진 양의 재생 공정수가 완충 탱크에서 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 땜질할 물질을 땜질로로 운반하고, 땜질로에서 땜질된 물질을 운반해내는 수단, 수용성 용융제 제제를 땜질될 물질에 적용하기 위한 수단, 용융제 제제를 위한 저장 탱크와 같은 종래의 구성요소들을 포함하고, 사용된 용융제 제제로부터 고체를 분리하는 수단이 제공되며, 이 수단은 사용된 용융제 제제가 분리 수단을 통과하기 위해 거치는 라인들과 재순환을 목적으로 분리수단으로부터 분리된 물을 제거하기 위한 라인을 통해 저장 탱크와 땜질로에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 제 1항 내지 제 9항중 어느 한 항에 따른 땜질 방법을 수행하기 위한 땜질설비.