KR20020045647A - 페인트 점성 제거용 조성물 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 반응용기에 30~36 중량부의 H₂O를 넣고 온도 70±10˚C, 기압 -5가 될 때까지 대략 40분 동안 가열 한 후, 가열을 중지하는 제1 단계와, 4.5~10.5 중량부의 멜라민, 9∼15 중량부의 포름알데히드를 투입, 수용액이 투명해질 때까지 대략 1시간 동안 교반, 가열하는 제2 단계와, 39~45 중량부의 H₂O, 2~8 중량부의 HCl, 0.7~2.7 중량부의 트리에탄올아민을 넣고 농도가 13%에 이를 때까지 약 10∼20분 가량 교반하는 제3 단계를 포함하여 이루어지는 멜라민-트리에탄올아민-포름알데히드 함유 페인트 점성 제거용 조성물을 제공함으로써, 도장 부스 내에서의 오버 분사되어 적하되는 페인트의 점성에 따른 도장 분사 시스템의 제반설비의 신뢰성 증대에 획기적인 기여를 하도록 하였다.

Description

페인트 점성 제거용 조성물 및 그의 제조방법{Composition for killing paint viscosity and method for manufacturing the same}

본 발명은 멜라민-트리에탄올아민-포름알데히드 함유 페이트 점성 제거용 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 도장공정 중에서 멜라민 초기 축합물의 수용성을 이용하여 오버 분사되어 습식 부스 내에 적하되는 페인트의 점성을 제거하기 위한 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 도장 부스에는 건식 부스와 습식 부스가 있는 바, 도장 공정 중 습식 부스(water booth)에서 도료를 분사 도포하면 도료의 30%정도는 피도장체에 도포되고, 나머지는 습식 부스 내의 물로 적하되게 된다. 이때, 상기 적하된 페이트 도료가 습식 부스 내의 순환수 내에서 자체 점성을 가지고 끈적이는 겔 상태로 존재함으로써, 습식 부스 내의 순환수와 함께 유동되면서 페인트 도장 시스템의 제반 설비 다시 말해서, 부스의 배출구 및 순환펌프 등을 폐쇄하여 순환 불량의 원인을 제공함과 아울러, 부스의 배기구를 폐쇄하여 부스 내의 휘발성 용제가 배기되지 않고 잔존함에 따라 부스 내 환경악화를 초래하게 된다.

이때, 분사되어 적하된 페인트 도료의 대부분은 부스 피트(booth pit)와 침전조의 바닥에 침전되어 서서히 단단하게 침적 고착됨으로써, 청소 및 제거작업에 많은 어려움을 가져옴과 더불어, 세균번식에 따른 악취를 초래하게 되는 단점을 내포하고 있었다.

게다가, 냉각제 내에 페인트 성분의 미립자가 용해 또는 분산되어, 수중에 고형분을 증가시켜 냉각제의 오염을 불러일으키며, 배기 중의 탄화수소를 증가시켜 COD를 상승시키고, 냉각제를 산성화시켜 설비 부식을 촉진 조장시키게 된다.

이를 해소하기 위해, 최근 오버 도료 사용량을 20% 이하로 줄이는 연구가 계속되고 있으나, 이 또한, 습식 부스 내에 적하된 후, 침전되는 페인트 도료의 점성으로 인한 제반 설비의 신뢰성 저하를 막을 길이 없었다.

이와 같이, 실질적으로, 페인트 도료 분사 기법에 의해 피도장체에 대하여 오버 분사되어 적하되는 습식 부스 내의 페이트 슬러지를 제거하기는 어렵다. 즉, 습식 부스 내에 적하된 페인트 도료가 점성 유지로 인해 겔화되어 수작업으로 떠내기가 어려워, 순환수의 혼탁 및 제반설비로의 점성을 유지한 페인트의 침입에 따른 제반 문제점이 해결해야 할 과제로 남아 있어, 적하되는 페인트의 점성 제거를 위한 조성물의 제공이 시급한 과제로 대두되고 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서 본 발명의 목적은, 열 경화성수지인 멜라민 수지 자체를 응용한 것이 아니라, 멜라민 수지 생성과정에서 발생하는 메티롤멜라민을 산 촉매 조건하에서 어느 정도 축합시키다가 중화에 의해 반응을 정지시킨 초기 축합물이 물에 용해된다는 점에 착안하여 멜라민 축합물도 다른 약품과의 복합 반응하에서 충분히 수용성으로의 전환이 이루어 질 수 있음을 이용함으로써, 습식 부스 내에 적하된 페인트 도료의 제거작업에 이용되는 멜라민 수지 제조 공정 중의 초기축합물의 점성파괴를 유도하여 도장 공정 중의 습식 부스 내의 순환수에 적하되는 페인트의 점성으로 인한 페인트 도장 시스템의 제반설비의 신뢰성을 저하시키는 등의 단점을 해소할 수 있는 페인트 점성 제거 기능을 수반한 멜라민-트리에탄올아민 함유 페인트 점성 제거용 조성물을 제공하는 데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 멜라민-트리에탄올아민 함유 페인트 점성 제거용 조성물은, 4.5~10.5 중량부의 멜라민(C3H6N6)과,

9~15 중량부의 포름알데히드(HCHO)와,

2~8 중량부의 염산(HCl),

34.5~46.5 중량부의 H₂O,

0.7~2.7 중량부의 트리에탄올아민(Triethanolamine)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이에 따른, 본 발명의 멜라민-트리에탄올아민 함유 페인트 점성 제거용 조성물 제조방법은, 반응용기에 30~36 중량부의 H₂O를 넣고 온도가 70±10˚C, 기압이 -5가 될 때까지 대략 40분 정도 가열 한 후, 가열을 중지하는 제1 단계와,

4.5~10.5 중량부의 멜라민과 9~15 중량부의 포름알데히드를 투입하고, 수용액이 투명해질 때까지 대략 1시간 동안 교반, 가열하는 제2 단계와,

39~45 중량부의 H₂O, 2~8 중량부의 HCl 및 0.7~2.7 중량부의 트리에탄올아민을 넣고 농도가 13%에 이를 때까지 대략 10∼20분 가량 교반하는 제3 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예에 관하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 제조방법에 있어서 특히 중요한 사항은 습식 부스 내에서 점성 파괴도가 우수한 페인트 도료의 점성 제거용 멜라민-포름알데히드-트리에탄올아민 조성물을 제조하는 방법에 있으며, 또한 본 발명에서 제조된 조성물은 멜라민-트리에탄올아민의 배수기 및 친수기에서의 특성을 이용한 페인트 점성 제거에 유용하다.

이는 금속이 함유되어 있지 않은 순수 유기화합물의 Cation Polymer로써의 페인트 점성 제거제를 습식 부스(Water Booth) 순환계 내에서 사용한 결과, 수중에 있는 페인트 입자의 점성이 완전히 파괴되는 현상을 응용한 것이다.

본 발명의 초기축합물로서, 무색, 투명하며, 염산ㆍ 용제에 대하여 강하고, 전기적 성질이 뛰어난 멜라민 수지는 멜라민 1몰에 포름알데히드 5∼6몰을 교반 하면서 10 중량부의 NaOH를 첨가하여, pH 7.0∼8.0으로 조절하고, 70∼80˚C 에서 1시간 가량 가열한다. 이어서, 10 중량부의 CH₃COOH를 첨가하여 pH 5.0∼6.0으로 조절하고, 70∼80˚C에서 1∼2 시간 가량 교반, 가열한 후, 10 중량부의 NaOH로 pH7.0으로 조절한다. 이것을 60˚C 에서 감압, 탈수하면 초기축합물이 얻어진다.

이러한 구성의 멜라민 축합물은 수용성을 가지며, 위의 제조공정상에서 만들어진 초기축합물이 점성 제거용 조성물로 이용되는 바, 멜라민 함유 페이트 도료점성 제거용 조성물을 얻기 위한 공정은 다음과 같다.

먼저, 반응용기에 30~36 중량부의 H₂O를 넣고 온도가 70±10˚C, 기압이 -5가 될 때까지 대략 40분 동안 가열 한 후, 가열을 중지한다.

또, 4.5~10.5 중량부의 멜라민과 9~15 중량부의 포름알데히드를 투입하여, 수용액이 투명해 질 때까지 대략 1시간 동안 교반, 가열한다.

이어서, 39~45 중량부의 H₂O, 2~8 중량부의 HCl, 0.7~2.7 중량부의 트리에탄올아민을 넣고 농도가 13%에 이를 때까지 약10∼20분 가량 교반하면 제조공정이 완료된다.

또, 멜라민 수지 생성과정에서 발생하는 메티롤멜라민을 산 촉매 조건 하에서 축합시키다가 중화에 의해 반응을 정지시켜 초기 축합물을 획득하고, 이러한 반응을 이용하여, 바람직하게는, 7.5 중량부의 멜라민에 대하여 12 중량부의 포름알데이드를 넣고 교반 가열한 후, 여기에 1.7 중량부의 트리에탄올아민을 가하여 농도가 13%에 이를 때까지 교반하면, 최적의 페인트 점성 제거용 멜라민-트리에탄올아민-포름알데히드 함유 조성물이 획득되는 것이다.

또, 이와 같이 획득된 조성물이 습식 부스 내에 제공되기 이전에, 순환수의 pH를 8로 맞추기 위해 가성소다(NaOH)를 투여한다.

여기에서, 도료 점성 제거용 조성물의 제조 시, 가성소다를 첨가하지 않고 습식 부스 내에 직접 투여하는 이유는, 다양한 용적의 습식 부스에 적절하게 사용케 하기 위한 배려이다.

또한, 습식 부스 내에 투여되는 가성소다는 순환수에 대하여 7~13 중량부가좋고, 더욱 바람직하게는 10 중량부의 가성소다를 투여하여 pH를 8로 맞추면 멜라민의 정상적 용해가 이루어져, 멜라민의 수용성을 이용한 상기 반응을 촉진할 수 있게 되는 것이다.

이와 같은 방법에 의해 제조한 멜라민-트리에탄올아민-포름알데히드 조성물의 폴리머는 2차원 구조를가지며, 알카리 분위기 하에서 세척 플로싱(sweep floc)을 형성하여 배수기와 친수기의 2부분으로 나뉘는 특성을 가지는 바, 습식 부스 내에서 배수기는 도장체에 오버 분사된 도료 입자 표면에 위치하고, 친수기는 주위의 물입자를 끌어들임으로써 순간적으로 페인트 도료와 반응하면서 점성이 시간경과에 따라 완전 파괴되는 것을 확인하였다.

여기서는, 본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조한 멜라민-트리에탄올아민-포름알데히드 함유 조성물의 오버 분사되어 적하된 습식 부스 내의 도료에 대한 적용 실험을 행하였고 이에 대한 물성(점성) 변화를 측정한 결과, 습식 부스의 순환수 내에서의 페인트 도료의 점성 저하를 확인하였다(표 1 참조).

친수시간	점성파괴도
5초	20%
10초	50%
25초	95%

점도 유지성을 알아보기 위해서 점성 제거제 제조 후로부터 시간경과에 따른 수지의 점도변화를 측정한 결과 탁월한 파괴성을 보이는 것으로 나타났다. 즉, 본 발명에 따른 멜라민-트리에타올아민-포름알데히드 함유 조성물의 제조방법에서는 본 조성물 투입에 의한 페인트의 점성 유지성을 완전히 극복하고, 또한 종래의 오버 분사된 페인트에 대한 습식 부스내에서의 제거 기능에 탁월한 효과를 나타냄을 확인하였다.

앞에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 멜라민-트리에탄올아민-포름알데히드 함유 페인트 점성 제거용 조성물에 의하면,

첫째로, 페인트 슬러지 량의 획기적인 감소에 따른, 순환수 투명도 개선, 도장설비보호(Filter, Nozzle, Pump등) 및 수명 연장 등에 따른 생산원가 절감이 되는 효과와,

둘째로, 페인트 슬러지에 기인한 불완전 배기에 따른 도장불량률을 감소시킴으로써 생산성을 향상 시킬수 있는 것과,

셋째로, 습식 부스 내의 악취제거, 작업환경개선(청소의 용이화), 폐수처리문제 개선 등의 환경적 문제를 해결 할 수 있다는 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 4.5~10.5 중량부의 멜라민(C3H6N6)과,

   9~15 중량부의 포름알데히드(HCHO)와,

   2~8 중량부의 염산(HCl),

   34.5~46.5 중량부의 H₂O,

   0.7~2.7 중량부의 트리에탄올아민(Triethanolamine)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 페인트 점성 제거용 조성물.
2. 반응용기에 30~36 중량부의 H₂O를 넣고 온도가 70±10˚C, 기압이 -5가 될 때까지 대략 40분 정도 가열 한 후, 가열을 중지하는 제1 단계와,

   4.5~10.5 중량부의 멜라민과 9~15 중량부의 포름알데히드를 투입하고, 수용액이 투명해질 때까지 대략 1시간 동안 교반, 가열하는 제2 단계와,

   39~45 중량부의 H₂O, 2~8 중량부의 HCl 및 0.7~2.7 중량부의 트리에탄올아민을 넣고 농도가 13%에 이를 때까지 대략 10∼20분 가량 교반하는 제3 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 페인트 점성 제거용 조성물의 제조방법.