KR20120098536A

KR20120098536A - 상온에서 적용 가능한 상온탈지제 및 이를 이용한 탈지방법

Info

Publication number: KR20120098536A
Application number: KR1020120020343A
Authority: KR
Inventors: 소원기; 소원상
Original assignee: 주식회사 씨앤씨케미칼
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2012-09-05
Also published as: KR101425608B1

Abstract

이 발명은 냉연 강판 전처리 세정 구간에서의 소재 표면의 각종 오일 성분 및 오염물질을 제거하는 세정방법에 대한 것으로, 보다 상세하게는 알칼리 탈지 공정의 경우 탈지구간의 비누화(Saponification, 검화), 가용화, 흡착, 침투, 분산작용 등을 원활히 하기 위하여 80℃ 이상의 고온 탈지와 60℃ 부근에서 탈지하는 저온탈지 공정을 이 발명에 통하여 전해탈지 공정의 그리드에서 발생하는 열을 재사용함으로써 별도의 가온 설비가 필요 없으며, 이를 보다 효율적으로 활용하기 위하여 알칼리제, 음이온계 계면활성제, 가용화제, 킬레이트제 등이 포함되어 상온에서 작업이 가능한 탈지제 및 상온탈지 공정이 제공된다. 또한, 기존 공정 대비 탈지력이 우수하고 거품 발생이 적어 사용상의 쾌적함과 스팀을 사용하지 않음으로써 에너지 절감을 기대할 수 있는 혁신적인 세정 방법으로서 저탄소, 환경 산업에 매우 중요한 의미를 가진다.

Description

상온에서 적용 가능한 상온탈지제 및 이를 이용한 탈지방법{A NORMAL TEMPERATURE DEFAT AGENT APPLICABLE IN NORMAL TEMPERATURE AND A DEFAT METHOD USING THE SAME}

이 발명은 냉연 강판 전처리 세정 구간에 쓰이는 탈지제와 그 공정에 관한 것으로 스트립의 표면을 탈지시키기 위하여 고온에서 작업이 이루어지던 것을 음이온계 계면활성제와 가용화제 등이 포함된 탈지제를 이용하고 침적 탈지액와 전해 탈지액의 순환으로 상온에서 작업이 이루어질 수 있도록 하는 것으로, 보다 상세하게는 침적 탈지 구간과 전해 탈지 구간의 용액 순환탱크의 탈지액을 교차 순환시켜 스트립 표면을 탈지작업함으로써 전해 탈지 구간에서 발생하는 열을 재사용하여 스팀의 사용 없이 스트립의 표면을 탈지시키는 상온에서 적용 가능한 상온탈지제 및 이를 이용한 탈지방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉연 스트립의 완제품을 생산하기 위해서는 먼저 전처리로서 스트립의 표면을 깨끗하게 하여야 한다. 이때, 전처리 구간은 침적 탈지 구간, 전해 탈지 구간, 수세 구간, 건조 구간으로 나누어진다. 이 구간 중 탈지에 밀접한 관련이 있는 침적 탈지 구간과 전해 탈지 구간은 알칼리 용액을 사용하여 세정을 하게 된다. 침적 탈지는 기름 성분과 알칼리의 비누화 반응을 통하여 오염물을 제거하는 방법이며, 온도를 높여 반응속도를 크게 하고, 일부 유화작용을 도모하기 위해 소량의 계면활성제를 첨가하기도 한다. 전해 탈지는 전기분해에 의하여 음극(H₂) 또는 양극(O₂)에서 발생하는 가스의 심한 교반과 금속과 오염물 사이에서 가스가 발생하여 오염물의 신속한 제거가 이루어지며 이때 자연적으로 열이 발생하게 된다.

여기서, 알칼리 용액을 사용하는 이유로는 스트립 표면에 묻어 있는 압연유 혹은 오일, 유기물 등과 비누화 반응을 통한 세정작업을 위한 것으로서, 일반적으로 물의 온도가 증가할수록 표면장력이 낮아지며 물분자의 운동에너지가 증가하게 된다. 표면장력이 감소되면 탈지제가 용이하게 침투할 수 있으므로 금속 표면에서의 탈지력은 표면장력이 낮을수록 증가한다. 따라서, 비누화 반응의 최적 온도인 80℃ 이상에서 작업하였을 때 가장 우수한 탈지 성능을 나타내지만 온도가 떨어지면 그 성능이 급격히 저하된다. 한편, 한국 공개특허 제2003-0054383호에서는 온도별 탈지율의 차이를 실험을 통하여 나타내고 있다. 또한, 한국 공개특허 제2006-0072352호와 한국 공개특허 제2003-0054383호에서는 고온에서 이루어지던 탈지를 저온에서 탈지가 가능하도록 계면활성제 및 기타 첨가제에 대한 부분을 자세히 설명하고 있으나, 이 또한 작업 온도가 55℃에서 65℃로 별도의 가온 설비가 필요한 온도이다.

일반적인 알칼리 탈지 용액은 가성소다, 탄산소다, 올소규산소다, 메타규산소다, 인산소다, 가성칼륨 등의 알칼리에 계면활성제, 빌더, 금속 이온 봉쇄제, 소포제 등이 들어있는 탈지액을 가온하여 작업을 한다. 이들 작업을 상온에서 작업할 경우 1차 문제로는 스트립 표면의 오염물이 제대로 제거되지 않음에 따라 소둔로 혹은 롤에 스트립 표면의 세정 잔유물이 남아 오염을 유발시키고, 그 오염물들로 인하여 스트립 표면에 덴트, 긁힘, 미끄러짐 등이 나타날 수 있으며 오염물들로 인한 추가적인 수리가 필요하다. 2차 문제로는 스트립의 표면에 묻어 있는 압연유, 기계류, 철분, 분진 등의 오염 물질의 제거율이 떨어질 경우 후처리 공정인 도금 공정, 도장 공정 혹은 완제품으로 출하될 경우 스트립 표면에 전사 및 도금 박리가 발생되어 스트립 제품의 불량요인으로 작용한다. 고온 작업 시 일부 박리된 오일들이 알칼리와 만나 비누화 반응을 일으켜 재오염 방지 및 세정력 증대를 기대 할 수 있으나, 저온 작업 시 비누화 반응의 적정 온도에 미치지 못해 스트립 표면에서 박리된 오일들이 탈지액 상부로 부유하게 되어 스트립의 재오염을 일으키는 문제가 있다. 이러한 문제점을 최소화하기 위하여 여러 가지 첨가제들이 현재 사용되고 있으며 이들의 선택이 매우 중요하다. 이러한 재오염의 문제점을 한국 공개특허 제2003-0054383호에서는 온도 변화에 따른 표면 오염물의 세정 정도로 나타내고 있다.

현재 사용되고 있는 탈지방법을 정리하면 아래와 같이 구분할 수 있다.

(1) 용제 탈지법

용제 탈지법은 가솔린이나 솔벤트, 트리클로로 에틸렌(Trichloro ethylene, TCE) 등의 용제를 사용하여 침지 등의 방법으로 표면을 적셔 유기물을 제거하거나, 용제의 증기로 기름을 제거하는 방법이다. 한국 특허등록 제0690271호의 경우에는 일반 산업현장에서 주로 사용하는 트리클로로 에틸렌 등의 염소계 탄화수소에 대해 설명하고 있다. 이러한 염소계 탄화수소는 강력한 세척력과 빠른 건조효과로 인해 건조 등의 작업시간을 단축할 수 있어 널리 이용되고 있는 물질이나, 대기 및 수질 오염과 지구의 오존층 파괴를 일으키는 문제가 있어 사용 금지하는 방향으로 규제가 계속 강화되고 있다.

(2) 에멀션 탈지법

에멀션 탈지법은 케로신, 나프사 등의 용제에 유화제를 첨가한 후, 물에 분산시켜 유화(에멀션)한 탈지제를 가열하여 사용한다. 한편, 에멀션 탈지법은 탈지력을 높이기 위하여 알칼리를 첨가하는 경우가 있다.

(3) 전해 탈지법(세척법)

전해 탈지법은 음극 또는 양극에서 발생하는 수소 또는 산소가스에 의해 소재 표면에 부착되어 있는 유기물의 막을 파괴하고 용액을 교반하여 기계적으로 탈지를 수행하는 방식이다.

(4) 알칼리 탈지법(세척법)

알칼리 탈지제는 탈지 공정에서 가격이 저렴하고 장치의 간편성 등의 여러 가지 장점이 있기 때문에 용제 탈지법과 더불어 현재 가장 널리 사용되고 있다. 알칼리 탈지 세정제는 일반적으로 비누화(Saponification, 검화), 유화(Emulsion), 분산(Dispersion)개념을 하나 또는 혼합하여 탈지 공정을 수행하고 있다. 소재 표면에 부착되어 있는 유기물은 크게 식물유와 광물유로 구분할 수 있다. 식물유는 가성소다 등의 알칼리 수산화물과 비누화 반응을 일으켜 비누(지방산)와 글리세린으로 분해되고 모두가 수용성이므로 충분한 수세에 의해 쉽게 제거할 수 있다. 광물유의 경우, 비누화(Saponification, 검화)반응으로 제거하기는 어렵고 유화작용과 분산작용 및 침전에 의하여 제거하는 것이 일반적이다. 광물유의 제거는 1차적으로 계면활성제를 이용하여 유기물을 유화(에멀션) 분산시키고 다음으로 알칼리 화합물 중에 Silicon Dioxide(SiO2)와 결합 침전시켜 제거하는 방법 등이 널리 사용되고 있다. 상기의 탈지공정에서 계면활성제를 알칼리염에 첨가하면 오일의 계면장력을 낮추어 단단히 붙어 있는 유지나 먼지 등을 소재로부터 이탈시키는 작용 즉, 습윤 작용을 한다.

상기 명시한 탈지방법 중 공개특허 제2003-0054383호에서는 현재 범용적으로 사용되는 저온탈지제에 대하여 설명하고 있으며 보다 자세하게는 온도의 차이에 따른 탈지율을 실험을 통하여 나타내고 있다. 그런데, 이 기술 또한 스팀의 사용으로 60℃ 이상에서 탈지가 이루어지고 있으므로 60℃ 이상으로 온도를 올리기 위한 에너지 낭비와 고온다습한 작업환경으로 설비 등의 노후화 및 작업자의 작업환경의 불쾌함, 환경오염 등의 문제점들을 지니고 있다. 또한, 스트립 표면에 묻어 있는 유기물은 크게 식물유와 광물유로 이루어져 있으며 이것은 친유성을 띄고 있어 알칼리 성분인 수산화나트륨 등과 혼합되면 화학반응에 의해 친수화 고리로 바뀌게 되어 스트립 표면에서 쉽게 제거될 수 있지만, 화학반응이 쉽게 일어날 수 있도록 하기 위해서는 탈지용액을 특정온도(60℃ 이상)로 유지시켜 주어야 하며, 만약 이 과정에서 온도유지가 적정치 못하게 되면 상기 반응의 부족으로 인하여 순환 공정에서 미 반응된 친유성 물질들이 순환 공정의 상부로 부유하여 스트립에 2차 재오염을 일으키는 문제점이 있다.

따라서 이 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 탈지제와 탈지 공정의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 음이온계 계면활성제와 가용화제 등으로 구성되는 상온에서 적용 가능한 상온탈지제 및 이를 이용한 탈지방법을 적용하기 위한 것이다.

탈지란 용어는 매우 광범위하게 사용되고 있지만, 이 발명에서 말하고자 하는 정확한 정의는 철강 공정에서 압연 후 스트립 표면에 부착된 유기물 혹은 압연유를 제거함을 지칭할 때 사용된다. 저온탈지제를 이용하는 현재 탈지 공정은 60℃에서 유화, 분산으로 80℃에서 활발히 일어나던 비누화 반응의 부족한 비누화 반응 정도를 유화, 분산으로 보완해 왔다.

따라서, 이 발명을 통하여 제시하는 상온탈지제 및 상온탈지 공정은 기존 탈지 공정과 동일한 방식으로 구현함으로써 추가적인 설비의 개선 없이 전해 탈지 구간의 전기분해 과정에서 자연적으로 발생하는 열을 최대한 이용함으로써 기존 저온탈지제, 고온탈지제가 가지는 비효율적인 에너지 사용을 획기적으로 보완하고, 이를 더욱 효과적으로 이용하기 위하여 음이온계 계면활성제와 가용화제 등이 포함된 상온탈지제를 적용함으로써 침적 탈지 및 전해 탈지 구간에서의 탈지력을 극대화하는 상온에서 적용 가능한 상온탈지제 및 이를 이용한 탈지방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이 발명을 통하여 상온탈지제와 이에 따른 상온탈지 공정이 제공되고, 이러한 상온탈지제와 상온탈지 공정은 뛰어난 세정력 및 에너지 절감 효과를 나타내는 것을 특징으로 한다.

이 발명의 한 특징에 따르면, 알칼리제를 단독 또는 2종 이상으로 10~60중량%, 음이온계 계면활성제를 단독 또는 2종 이상으로 1~20중량%, 가용화제를 단독 또는 2종 이상으로 1~20중량%, 킬레이트제를 단독 또는 2종 이상으로 1~5중량%, 디포머 1~5중량%, 및 기타 잔여 성분으로 구성되는 것을 특징으로 하는 상온에서 적용 가능한 상온탈지제가 제공된다.

이 발명의 다른 특징에 따르면, 알칼리제를 단독 또는 2종 이상으로 10~60중량%, 음이온계 계면활성제를 단독 또는 2종 이상으로 1~20중량%, 가용화제를 단독 또는 2종 이상으로 1~20중량%, 킬레이트제를 단독 또는 2종 이상으로 1~5중량%, 디포머 1~5중량%, 및 기타 잔여 성분으로 구성되는 상온 탈지제를 스트립 탈지용액 원액양의 1~50중량%로 첨가한 후, 전해 탈지 구간과 침적 탈지 구간의 순환으로 25~50℃에서 스트립을 탈지하도록 하는 것을 특징으로 하는 상온에서 적용 가능한 상온탈지제를 이용한 탈지방법이 제공된다.

이 발명은 음이온계 계면활성제와 가용화제 등이 포함된 상온탈지제의 작용과 상온탈지 공정을 통한 탈지 구간의 열교환 순환방식을 통해 각각 침적탈지탱크와 전해 탈지 구간의 그리드에서 발생된 열을 이용하여 스트립 표면의 유기물, 압연유 등을 제거하는 기능을 수행하게 된다. 이러한 과정은 상온탈지제와 상온탈지 공정이 병행되어 이루어지므로 기존의 탈지제와 온도 하락 시 문제점으로 지적된 비누화 반응 미비, 탈지력 저하, 유화 불안정으로 인한 압연유, 유기물 등의 상층부 부유를 해결하고 에너지 절감으로 인한 환경 개선을 가능하게 도와준다.

도 1은 이 발명에 따른 탈지 공정의 평면도이고,
도 2는 이 발명에 따른 상온탈지 공정의 상온탈지제 열교환 공정도이고,
도 3은 이 발명 적용 시 에너지 절감 그래프이고,
도 4는 종래의 저온탈지제 적용 결과에 대한 표이고,
도 5는 이 발명의 상온탈지제 적용 결과1에 대한 표이고,
도 6은 이 발명의 상온탈지제 적용 결과2에 대한 표이며,
도 7은 종래의 저온탈지제와 이 발명의 상온탈지제를 적용한 결과를 비교한 사진이다.

아래에서, 이 발명에 따른 상온에서 적용 가능한 상온탈지제 및 이를 이용한 탈지방법의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

이 발명의 실시예에 따른 상온탈지제는, 알칼리제로 가성소다, 탄산소다, 올소규산소다, 메타규산소다, 인산소다, 가성칼륨 등을 단독 또는 2종 이상으로 10~60중량%, 음이온계 계면활성제로 고급 지방산 비누, 라우릴류산염, 세칠류산염 등과 같은 고급 알코올류산 에스테르염, 알킬벤젠슬폰산염 등과 같은 슬폰산염, 폴리옥시에틸렌 알킬페닐 에테린산 등과 같은 인산에스테르 등을 단독 또는 2종 이상으로 1~20중량%, 가용화제로 폴리옥시에칠형, 다가올코올에스테르형, 에칠렌옥사이드, 프로필렌옥사이드 불록공중합체 및 유기산의 나트륨염 등을 단독 또는 2종 이상으로 1~20중량%, 킬레이트제로 EDTA(ethylenediaminetetraacetic acid), NTA(nitrilotriacetic acid), HEDTA(Hydroxyethylethylenediaminetriacetic Acid), 에틸렌디아민, 옥신 등을 단독 또는 2종 이상으로 1~5중량%, 디포머로 실리콘계 또는 비 실리콘계가 단독 또는 혼합형으로 1~5중량% 및 기타 잔류성분으로 구성되어 비누화작용, 유화작용 및 가용화작용이 향상된다.

이 발명의 실시예에 따른 상온탈지제를 구성함에 있어서, 해당 조성물의 함유량을 상기와 같이 한정하는 이유는 다음과 같다.

먼저, 알칼리제의 경우 10중량% 미만으로 함유할 경우에는 운송비의 과다로 문제가 될 수 있다. 일반적으로 탈지제를 사용하는 탈지제 사용라인에서 알칼리 농도는 1~5%이며 대다수가 2%를 사용하고 있는바, 알칼리제의 농도가 10% 미만일 경우 사용상의 문제인 납품량의 증가로 자주 납품이 되어야 하며 이로 인한 운송비의 과다지출이 발생한다. 한편, 60중량% 초과하여 함유할 경우에는 알칼리 생산의 어려움이 있으며 대중적으로 생산되는 알칼리는 그 농도가 10~50%이며 60% 이상일 경우 탈지액 중 첨가된 계면활성제와 알칼리의 함량이 과다해 석출 및 층분리 등이 생길 수 있다. 따라서, 알칼리제는 10~60중량% 범위 내에서 함유하는 것이 바람직하다.

음이온계 계면활성제의 경우 1중량% 미만으로 함유할 경우에는 전해 탈지 구간의 그리드(Grid)에 포집되는 계면활성제의 함량이 부족해 세정력에 문제가 발생될 수 있으며, 20중량% 초과하여 함유할 경우에는 고농도로 음이온계 계면활성제를 용해시켜 안정성의 문제가 발생될 수 있다. 따라서, 음이온계 계면활성제는 1~20중량% 범위 내에서 함유하는 것이 바람직하다.

가용화제의 경우 1중량% 미만으로 함유할 경우에는 탈지액 중 오염물인 압연유 등의 오염물을 용해도 이상으로 녹이는데 어려움이 있으며, 20중량% 초과하여 함유할 경우에는 가용화제 역시 계면활성제이므로 거품의 과다 발생의 문제가 예상된다. 따라서, 가용화제는 1~20중량% 범위 내에서 함유하는 것이 바람직하다.

킬레이트제의 경우 1중량% 미만으로 함유할 경우에는 탈지액 사용 중에 경도 성분이 과다 유입되는 것을 막지 못해 탈지액의 경수화를 조절하지 못하는 문제점이 있고, 5중량% 초과하여 함유할 경우에는 킬레이트제의 함량 증대 시 발생하는 탈지액의 안정성 문제로 석출될 가능성이 높아지는 문제점이 있다. 따라서, 킬레이트제는 1~5중량% 범위 내에서 함유하는 것이 바람직하다.

디포머의 경우 1중량% 미만으로 함유할 경우에는 거품 발생을 억제하지 못해 사용상의 문제가 발생하며, 5중량% 초과하여 함유할 경우에는 스트립의 표면에 잔류하여 재오염의 가능성이 있다. 따라서, 디포머는 1~5중량% 범위 내에서 함유하는 것이 바람직하다.

이 발명의 상온탈지제를 구성하는 기타 잔류성분으로는 비이온계 계면활성제, 알칼리 안정화제, 순수 등이 있으며, 비이온계 계면활성제는 스트립 표면의 오염물을 세정, 유화, 습윤 등의 작용으로 세척하는 작용을 하며, 알칼리 안정화제는 고농도 알칼리 10~60%의 알칼리에 계면활성제 및 기타 원료들의 안정화를 도와주는 역할을 한다. 제조시 사용되는 물은 산업 용수가 아닌 순수이며 이는 탈지액의 경도 성분으로 인한 세정력 저하를 막기 위해 사용된다. 이러한 기타 잔류성분은 36~40중량% 함유된다.

상기와 같은 함유량으로 구성되는 이 발명의 상온탈지제는 비이온계 계면활성제와 기타 첨가제로 스트립 표면을 습윤, 세정 등을 하며, 음이온계 계면활성제로 전해 탈지 구간의 세정력을 극대화하여 일반적인 세정력이 아닌 월등히 우수한 세정력으로 상온에서도 우수한 세정력이 만족되며, 가용화제가 세정된 오염물을 용해도 이상으로 녹여 기존에 고온에서 사용되던 탈지액의 고온 검화 반응, 고온 유화 반응을 상온에서 가능하도록 한다.

이 발명의 상온탈지제는 냉간 압연된 스트립 표면에 잔류하고 있는 압연유 성분 및 철분을 제거하게 된다. 즉, 습윤, 침투 작용을 하는 가용화제인 유기산의 나트륨염은 스트립 표면에 부착된 오염물질들에 침투하여 알칼리용액의 젖음성을 좋게하여 비누화반응과 유화작용을 촉진시켜 탈지력을 향상시키는 작용을 하게 된다. 탈지액의 표면장력을 저하시켜 삼투, 유화, 분산작용을 하는 음이온계 계면활성제와 가용화제는 고체와 액체간의 계면에 흡착되어 계면에너지를 감소시켜 고체와 액체간에 존재하는 고유의 열역학적 불안정도를 감소시키고, 이온 해리성 용액 중에서 ζ-전위를 증가시켜 분산 입자간 정전기적 반발력 증대를 통해 상호응집을 저지시킨다. 또한, 고체 분산입자에 흡착되어 입자주변에 용매화층을 형성하여 분산입자들이 응집하는 것을 방지시키는 작용을 하게 된다.

가용화제는 전해 탈지 구간에서 전해 탈지 구간의 그리드와 스트립 표면의 사이에서 존재하여 압연유 및 유기물의 유화 가용화 작용을 하게 된다. 뿐만 아니라, 가용화제의 구성 성분 중 유기산의 나트륨염은 한 가지 액체를 그와 혼합되지 않는 다른 액체 중에 미세한 입자로 분산시키는 유화작용을 보조하게 된다.

비누화 반응으로 볼 때 친유기 고리로 구성된 스트립 표면의 압연유 성분을 물에 녹기 쉬운 친수기 고리를 갖는 성분으로 바꾸어 줌으로써, 스트립 표면에 남아 있는 압연유 성분을 용액과 혼합된 물에 녹여 표면의 압연유를 제거, 표면의 청정성을 얻을 수 있도록 작용하게 된다. 이러한 친수기 작용은 용액의 온도가 올라감에 따라 그 계면활성 효과도 비례하여 증가하지만 에너지 사용의 과다로 이어지므로 배재되어야 한다.

또한, 이 발명의 실시예에 따른 탈지방법은, 상기와 같은 상온탈지제를 스트립 탈지용액 원액양의 1~50중량%로 첨가한 후 전해 탈지 구간과 침적 탈지 구간 사이에서 순환시켜 25~50℃에서 스트립을 탈지하도록 구성된다.

이 발명의 실시예에 따른 상온탈지제를 첨가해 스트립 탈지용액을 제조함에 있어서, 상온탈지제의 첨가량을 상기와 같이 한정하는 이유는 다음과 같다. 상온탈지제를 1중량% 미만으로 첨가할 경우에는 침적 탈지 구간의 세정력 저하 및 전해 탈지 구간의 음이온계 계면활성제의 농도 저하로 세정력 저하가 나타나며, 50중량% 초과하여 첨가할 경우에는 거품문제가 발생하여 사용상의 어려움이 있으며 또한 고농도 사용 시 스트립의 생산원가 중 탈지액이 차지하는 비중이 높아져 사용상의 어려움이 있다. 따라서, 스트립 탈지용액을 제조함에 있어서 상온탈지제를 스트립 탈지용액 원액양의 1~50중량%로 첨가하는 것이 바람직하다.

또한, 이 발명의 실시예에서 전해 탈지 구간과 침적 탈지 구간의 순환을 통해 가열한 상태에서 스트립을 탈지함에 있어서, 그 온도를 한정하는 이유는 다음과 같다. 그 온도가 25℃ 미만인 경우에는 세정된 오염물이 경화되거나 상층부로 부유되는 현상이 나타날 수 있고, 탈지액 또한 겔화 현상이 나타날 수 있다. 그로 인해 겔화된 탈지액이 스트립의 표면을 재오염시킬 가능성이 있다. 한편, 50℃ 초과할 경우에는 스팀이 필요한 온도이므로 상온탈지가 아닌 스팀사용이 필요한 탈지라 할 수 있다. 따라서, 25~50℃ 온도에서 스트립을 탈지하는 것이 바람직하다.

도 1 및 도 2는 이 발명의 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 탈지용액이 사용되는 침적탈지탱크(1), 전해탈지탱크(2)와 상온탈지제탱크(3) 및 침적탈지탱크용 순환탱크(4)와 전해탈지탱크용 순환탱크(5), 그리고 침적탈지탱크용 순환탱크(4)와 전해탈지탱크용 순환탱크(5) 간의 순환 펌프(6, 7), 순환배관이 구비된다. 침적탈지탱크용 순환탱크(4)에는 레벨게이지가 부착되어 있고, 전해탈지탱크용 순환탱크(5)에도 레벨게이지가 부착되어 있다. 상온탈지제탱크(3)에 연결된 탈지용액 공급배관에는 펌프와 유량체크기가 각각 부착되며, 그 최단에는 탈지용액 정량펌프 및 밸브가 설치되어 있다. 상기 탈지용액 공급배관은 침적탈지탱크용 순환탱크(4)와 전해탈지탱크용 순환탱크(5)에 연결되어 있다. 침적탈지탱크용 순환탱크(4)와 전해탈지탱크용 순환탱크(5)는 순환 배관으로 연결되어 있다.

상술한 구성을 참고하여 이 발명의 탈지방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

상온탈지 공정은 전해 탈지 구간의 전기 그리드에서 발생되는 열을 침적 탈지 구간과의 순환으로 열교환을 이루게 된다. 이에 동절기에 최소한의 탈지온도인 20℃ 이상의 온도를 유지할 수 있으며 적정 탈지력을 유지할 수 있다. 전해탈지탱크(2)의 경우 평균적으로 45~50℃의 온도를 유지하였으며, 침적탈지탱크(1)는 30~35℃의 온도를 유지하였다. 상기 두 탱크의 순환탱크를 순환시켜 온도를 측정하였으며 평균 온도는 35~45℃로 측정되었다. 순환 시 온도의 차이는 탈지 구간에 들어오는 스트립의 온도에 따라 10℃의 온도 편차가 발생 하였으며, 평균40℃의 온도로 확인되었다. 이러한 열교환을 이용한 공정을 최대한 이용하여 상온탈지제와 열교환의 공정을 접목하여 우수한 백색도를 나타내는 공정이 완성된다.

[실험예 1]

이 발명을 통하여 제공되는 상온탈지 공정은 도 1과 도 2에서 설명하는 구조를 지니게 된다. 먼저, 침적탈지탱크용 순환탱크(4)와 전해탈지탱크용 순환탱크(5)를 순환시키지 않았을 때 상기와 같은 방법으로 작업된 탈지력을 확인하기 위해 테이핑 테스트를 실시하였다. 이때, 테스트 온도는 순환탱크 측정 시 40℃였으며 실험에 사용된 테이프는 3M사의 제품을 사용하여 테스트하였다. 실험은 탈지 구간 후단에서 측정하였으며 동일한 방식으로 3회 실시하여 값을 취하였다. 표 1은 실험예 1에 따른 테이핑 테스트 실험결과를 나타낸 것이다. 실험 결과를 통하여 70~72%의 백색도를 확인할 수 있었다.

표 1의 blank는 완전 세척 되었을 때에 기준이 되는 수치를 의미한다.

[실험예 2]

또한, 상기와 같은 방법으로 상온탈지 공정을 진행하되 상온탈지제 투입 후 탈지력 변화 테스트를 준비하였다. 먼저, 침적탈지탱크용 순환탱크(4)와 전해탈지탱크용 순환탱크(5)를 순환시키지 않았으며 각각 순환탱크에 상온탈지제를 농도별로 투입하였다. 이때, 농도는 알칼리 농도로 하였다.

[실험예 3]

침적탈지탱크용 순환탱크(4)와 전해탈지탱크용 순환탱크(5)를 순환시키며 온도별 백색도 변화 테스트를 준비하였다. 먼저, 침적탈지탱크용 순환탱크(4)와 전해탈지탱크용 순환탱크(5)를 순환시키며 순환탱크에 상온탈지제를 온도별로 투입하였다.

상기 실험예들을 통해 알 수 있듯이, 실험예 3에서와 같이 침적탈지탱크용 순환탱크(4)와 전해탈지탱크용 순환탱크(5)를 순환시키는 상태에서 탈지하는 경우가, 실험예 1 및 실시예 2와 같이 침적탈지탱크용 순환탱크(4)와 전해탈지탱크용 순환탱크(5)를 순환시키지 않은 상태에서 탈지하는 것보다 스트립의 백색도가 우수함을 알 수 있다.

즉, 이 발명에서와 같이 탈지액을 순환시킬 경우 침적 탈지 구간과 전해 탈지 구간의 탈지액의 농도 및 기타 원료들의 농도가 고르게 유지되어 세정력이 우수하게 나타난다. 종래의 작업 방법인 각각의 순환방식의 경우에는 침적 탈지 구간의 탈지액 사용량이 전해 탈지 구간의 탈지액 사용량보다 많다. 즉, 침적 탈지 구간은 일반적으로 브러쉬 탈지 구간이 포함되어 탈지액 사용이 많지만, 전해 탈지 구간은 탈지액 소실이 거의 없는 구조로 되어 있어 탈지제 신액 투입이 어려워 탈지력 저하가 나타난다.

이 발명의 상온탈지제는 전해 탈지 구간의 탈지력을 상승시켜 상온에서 탈지가 가능하게 하는 원리이므로, 침적 탈지 구간에서 과다 사용되는 탈지액을 전해 탈지 구간과 공유함으로써 세정력의 상승을 나타내는 것이다.

도 3은 이 발명 적용 시 에너지 절감 그래프로서, 여기서 세로축은 스팀의 사용량을 의미한다. 도 3에서 알 수 있듯이, 동절기 테스트 시 스팀 사용량 기준과 비교하여 그 사용량이 절감됨을 알 수 있다.

도 4는 종래의 저온탈지제 적용 결과에 대한 표로서, 60℃로 가온한 탈지액에서 탈지 실험한 것이다. 백색도는 스트립의 표면에 불투명 테이프(Tape)를 부착하여 떼어낸 후 백지에 부착한 후, 이것을 색차계 혹은 백색도 측정기를 이용하여 데이터를 측정하였다. 여기서, 백지는 그 백색도가 약 94~95인 것을 이용하였다.

도 5는 이 발명의 상온탈지제 적용 결과1에 대한 표이고, 도 6은 이 발명의 상온탈지제 적용 결과2에 대한 표이다. 도 5 및 도 6은 동일 방법으로 테스트하되 스팀을 투입하지 않은 이 발명의 상온탈지액에서 상온으로 탈지 실험한 것으로서, 백색도는 도 4의 저온탈지제와 동일한 방법으로 측정하였다. 도 4 내지 도 6에서 size는 스트립의 두께와 폭을 나타내고, speed는 탈지속도로서 m/min(미터/분)을 나타낸다.

도 7은 종래의 저온탈지제와 이 발명의 상온탈지제를 적용한 결과를 비교한 사진이다. 도 7의 저온탈지제의 사진은 스팀을 투입하여 탈지액의 온도를 60℃로 조정한 상태에서 탈지한 후의 사진이고, 상온탈지제의 사진은 스팀을 투입하지 않은 상태에서 온도를 측정한 결과 값이 평균 40℃ 상태에서 탈지한 후의 사진이다. 여기서, 백색도는 속도 600m/min(미터/분) 탈지라인에서 거름종이를 이용하여 3초간 스트립의 표면을 닦아낸 후 부착하여 세척력을 상대 비교한 것이다.

도 4 내지 도 7을 통해 알 수 있듯이, 이 발명의 상온탈지제를 투입한 후 침적탈지탱크용 순환탱크(4)와 전해탈지탱크용 순환탱크(5)를 순환시키는 상태에서 탈지하는 경우가, 종래의 저온탈지제를 이용하여 탈지하는 것보다 스트립의 백색도가 우수함을 알 수 있다.

이상에서 이 발명의 상온에서 적용 가능한 상온탈지제 및 이를 이용한 탈지방법에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 이 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 이 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 이 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않고 첨부한 특허청구범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

1 : 침적탈지탱크 2 : 전해탈지탱크
3 : 상온탈지제탱크 4 : 침적탈지탱크용 순환탱크
5 : 전해탈지탱크용 순환탱크 6 : 침적탈지용 순환펌프
7 : 전해탈지용 순환펌프

Claims

알칼리제를 단독 또는 2종 이상으로 10~60중량%, 음이온계 계면활성제를 단독 또는 2종 이상으로 1~20중량%, 가용화제를 단독 또는 2종 이상으로 1~20중량%, 킬레이트제를 단독 또는 2종 이상으로 1~5중량%, 디포머 1~5중량%, 및 기타 잔여 성분으로 구성되는 것을 특징으로 하는 상온에서 적용 가능한 상온탈지제.
청구항 1에 있어서,
상기 알칼리제는 가성소다, 탄산소다, 올소규산소다, 메타규산소다, 인산소다, 가성칼륨 중에서 단독 또는 2종 이상으로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 상온에서 적용 가능한 상온탈지제.
청구항 1에 있어서,
상기 음이온계 계면활성제는 고급 지방산 비누, 라우릴류산염, 세칠류산염과 같은 고급 알코올류산 에스테르염, 알킬벤젠슬폰산염과 같은 슬폰산염, 폴리옥시에틸렌 알킬페닐 에테린산과 같은 인산에스테르 중에서 단독 또는 2종 이상으로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 상온에서 적용 가능한 상온탈지제.
청구항 1에 있어서,
상기 가용화제는 폴리옥시에칠형, 다가올코올에스테르형, 에칠렌옥사이드, 프로필렌옥사이드 불록공중합체, 유기산의 나트륨염 중에서 단독 또는 2종 이상으로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 상온에서 적용 가능한 상온탈지제.
청구항 1에 있어서,
상기 킬레이트제는 EDTA, NTA, HEDTA, 에틸렌디아민, 옥신 중에서 단독 또는 2종 이상으로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 상온에서 적용 가능한 상온탈지제.
청구항 1에 있어서,
상기 디포머는 실리콘계 또는 비 실리콘계가 단독 또는 혼합형으로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 상온에서 적용 가능한 상온탈지제.
알칼리제를 단독 또는 2종 이상으로 10~60중량%, 음이온계 계면활성제를 단독 또는 2종 이상으로 1~20중량%, 가용화제를 단독 또는 2종 이상으로 1~20중량%, 킬레이트제를 단독 또는 2종 이상으로 1~5중량%, 디포머 1~5중량%, 및 기타 잔여 성분으로 구성되는 상온 탈지제를 스트립 탈지용액 원액양의 1~50중량%로 첨가한 후, 전해 탈지 구간과 침적 탈지 구간의 순환으로 25~50℃에서 스트립을 탈지하도록 하는 것을 특징으로 하는 상온에서 적용 가능한 상온탈지제를 이용한 탈지방법.
청구항 7에 있어서,
상기 전해 탈지와 상기 침적 탈지 시 25~50℃에서 스트립을 탈지할 수 있도록 상기 침적 탈지와 상기 전해 탈지의 순환탱크의 탈지액을 교차 순환시키는 것을 특징으로 하는 상온에서 적용 가능한 상온탈지제를 이용한 탈지방법.
청구항 8에 있어서,
상기 침적 탈지와 상기 전해 탈지의 순환탱크의 탈지액을 교차 순환시키기 위하여 순환펌프 및 순환배관을 이용하는 것을 특징으로 하는 상온에서 적용 가능한 상온탈지제를 이용한 탈지방법.