KR20200126065A - 세틸 메틸암모니움 클로라이드를 함유하는 도료 부상용 조성물의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도료분무 장치에서 과분무된 도료를 응집하고 부상시켜 과분무된 도료를 용이하게 제거할 수 있는 기능이 있는세틸 메틸암모니움 클로라이드를 함유하는 도료 부상용 조성물의 제조방법에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명에서는 기존에 폐수내 불순물의 응집 및 침강에 이용되는 물질인 양이온성 폴리아크릴아마이드(polyacrylamide, PAM)를 적용하되, 도료 부상 성능 향상을 위하여 상기 양이온성 폴리아크릴아마이드(polyacrylamide, PAM), 세틸 메틸암모니움 클로라이드(cetyltrimethylammonium chloride, CTAC)와 폴리 아크릴레이트가 포함된 조성물을 제조하여 폐수처리를 용이하게 할 수 있다.

Description

세틸 메틸암모니움 클로라이드를 함유하는 도료 부상용 조성물의 제조방법 {Manufacturing methods of paint floating composition comprising cetyltrimethylammonium chloride}

본 발명은 도료분무 장치에서 과분무된 도료를 세척후 생성된 폐수에서, 폐수 내의 도료를 응집하고 부상시켜 상기 도료를 폐수로부터 용이하게 제거함으로써 폐수의 정화를 용이하게 할 수 있는 기능이 있는 세틸 메틸암모니움 클로라이드를 함유하는 도료 부상용 조성물의 제조방법에 관한 것이다.

자동차의 차체, 대부분의 생활제품 및 전자제품의 경우 도료를 분무하여 도포하는 방법으로 도색한다. 이러한 도색 공정에서, 유기용매가 사용된 용액형 도료는 점착성 또는 접착성이 좋다는 장점 때문에 사용되어 왔다. 그러나 용액형 도료의 경우 이러한 장점으로 인해 발생할 수 밖에 없는 현상으로서, 과분무되어 고체화된 도료가 분무 시스템의 천정이나 닥스, 또는 스크러버에 접착되는 문제가 발생하여 도료 분무시 공정의 효율이 상당히 저감되기도 한다. 또한 최근에는 휘발성 유기 화합물의 사용이 제한되는 추세이기도 하여, 근래에는 분무형 도장용 도료로서 주로 수성도료가 사용되고 있다.

수성도료는 물로 희석이 가능한 알키드화합물, 에폭시 에스테르 조성물, 아크릴 공중합체를 사용하는 아크릴 수성열가소성 조성물, 수용성 폴리우레탄 분산액, 이러한 조성물 및 블랜드를 포함하는 수용성 도료이나 이러한 성분에 제한되지 않고 도료 배합물에 약 10% 가량의 물을 함유하는 각종 도료를 말하기도 한다.

수성도료의 경우 점착성이 없으므로, 유기용매가 사용된 용액형 도료와 비교하여, 과분무되어 고체화된 도료가 시스템에 접착하는 현상은 거의 없으나, 다만, 접착성이 없기 때문에 도료가 다량 과다 분무되면서 분산되거나 흘러내리며 쌓인 것들을 물을 사용하여 세정해야 하는 번거로움이 있다.

이렇게 세정에 사용된 물(폐수)에는 필연적으로 고체 상태의 도료가 분산하게 된다. 그러나, 기존에 알려진 일반적인 침전법이나 응집제를 사용한 폐수 처리방법으로 이를 제거하기에는 효율이 매우 낮아, 재처리가 필수적이며, 특히 유색 분산물이 포함된 폐수의 경우에는 재처리를 하여도 여전히 불순물이 슬러지 상태로 잔재된 상태가 유지되기도 한다. 게다가 폐수 내 고체 도료의 경우 폐수 처리 시스템에 침강되어 슬러지 회수공 또는 부스위어(weir)에 침강되기도 하여 이러한 침강된 고체 도료로 인하여 악취를 생성하는 박테리아의 성장이 촉진되기도 한다.

캐나다에서는 이미 1992년부터 환경 영향 감시제도(Environmental Effects Monitoring, EEM)를 도입하여 제지폐수 등의 AOX(Adsorbable Organic Halides)와 색도(Color) 제거를 위한 규제를 강화하고 있다. 미국에서도 EPA에서 폐수의 규제조항에 COD, AOX, 그리고 색도 등을 삽입하여 규제를 강화하려고 준비를 하고 있다. 따라서 선진국에서는 이미 제지폐수 등에 생물학적 처리가 잘 되지 않는 AOX와 색도 등을 처리하기 위한 3 차의 색도 제거 시스템(Tertiary Color-Removal Systems, TCRS)에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 일반적으로 이런 3 차 처리 시스템은 응집제를 이용한 물리화학적 처리 공정을 많이 사용하고 있다. 그러나 역시 폐수 내에 침강된 고체 도료가 쌓이는 문제점은 여전히 갖고 있다.

이에 이러한 수성도료의 분무공정을 통해 발생하는 폐수의 경우, 일반적인 침강법이 아닌 부상법을 활용하여 슬러지를 연속제거하는 공정이 더 바람직함을 본 발명자들이 본 발명을 통해 확인하였다. 그러나 이러한 부상법을 사용하더라도 기포가 발생되는 문제가 발생할 수 있는데, 이러한 기포 발생 문제는 도료의 부상을 위해 첨가되는 조성물 원료의 과도한 혼합에 의하여 야기되며, 계면활성제, 용매, 또는 화학첨가제 등에 의하여 더욱 증강된다. 이렇게 발생된 기포는 도료를 응집하고 부상시켜서 슬러지 형태로 제조되는 공정에서 그 효율을 떨어뜨리는 역할을 하게 된다. 따라서 본 발명자들은 기존의 응집제와는 다르게 부상의 효과만 있는 것이 아니라, 기포의 제거 또는 억제의 기능도 발현할 수 있도록 설계된 새로운 형태의 응집제를 개발하게 되었다.

대한민국 등록특허 제10-0201511호 (발명의 명칭 : 알루미늄염을 사용하여 수성 도료 시스템으로부터 도료 고체를 제거하는 방법, 출원인 : 칼곤코포레이션, 등록일 : 1999년03월15일) 대한민국 공개특허 제10-2004-0089282호 (발명의 명칭 : 도장용 고분자 응집제 조성물, 출원인 : 현대자동차주식회사, 공개일 : 2004년10월21일) 미국등록특허 제3861887호 (발명의 명칭 : PROCESS FOR CONTROLLING POLLUTION AND CONTAMINATION IN PAINT OR LACQUER SPRAY BOOTHS, 출원인 : FORNEY STEVEN W, 등록일 : 1975.01.21) 미국등록특허 제3990986호 (발명의 명칭 : Composition for the clarification and detackification of paint spray booth wastes, 출원인 : Nalco Chemical Company, 등록일 : 1976.11.09) 미국등록특허 제4002490호 (발명의 명칭 : Paint spray booth chemical treatment, 출원인 : Nalco Chemical Company, 등록일 : 1977.01.11) 미국등록특허 제4130674호 (발명의 명칭 : Process of controlling organic coatings in aqueous spray booth systems, 출원인 : Detrex Chemical Industries, Inc., 등록일 : 4130674)

본 발명의 목적은 도료분무 장치에서 과분무된 도료를 세척후 생성된 폐수에서, 폐수 내의 도료를 응집하고 부상시켜 상기 도료를 폐수로부터 용이하게 제거함으로써 폐수의 정화를 용이하게 할 수 있는 기능이 있는 세틸 메틸암모니움 클로라이드를 함유하는 도료 부상용 조성물의 제조방법을 제공하는 데에 있다. 이를 위해 본 발명에서는 기존에 폐수내 불순물의 응집 및 침강에 이용되는 물질인 양이온성 폴리아크릴아마이드(polyacrylamide, PAM)를 적용하되, 도료 부상 성능 향상을 위하여 상기 양이온성 폴리아크릴아마이드(polyacrylamide, PAM), 세틸 메틸암모니움 클로라이드(cetyltrimethylammonium chloride, CTAC)와 폴리 아크릴레이트가 포함된 조성물을 제조하여 폐수처리를 용이하게 할 수 있다.

즉, 본 발명은 분무 도장시 발생하는 도료 슬러지의 응집력을 강화시키고 슬러지의 연속제거 공정이 용이하도록 슬러지의 부상력을 향상시켜서, 궁극적으로는 생산량 증가 및 갑작스런 오염물 부하에도 안정적인 도장 분무작업의 수행이 가능하도록 순환수로부터 고체도료의 오염을 제거할 수 있는 새로운 부상용 고분자 응집제 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 세틸 메틸암모니움 클로라이드를 함유하는 도료 부상용 조성물의 제조방법 또는 상기 방법으로 제조한 도료 부상용 조성물에 관한 것이다.

보다 자세하게는, (제1단계) 폴리아마이드 용액에 세틸메틸암모니움클로라이드를 첨가한 후 혼합하는 단계; 및, (제2단계) 폴리아마이드-세틸메틸암모니움클로라이드 용액에 폴리아크릴레이트를 첨가하고 혼합하는 단계;를 포함하여 상기 도료 부상용 조성물을 제조할 수 있다.

상기 제1단계에서, 15~35℃에서 폴리아마이드 용액에 세틸메틸암모니움클로라이드를 첨가한 후 12 ~ 36시간 동안 300 ~ 500rpm으로 혼합하는 것이 적절하다.

또한 본 발명은 폴리아마이드, 세틸메틸암모니움클로라이드 및 폴리아크릴레이트를 함유하는 도료 부상용 조성물을 제공할 수 있다.

이 때, 상기 도료 부상용 조성물은 폴리아마이드와 폴리아크릴레이트의 혼합 중량이 80 ~ 90 중량%이고, 세틸메틸암모니움클로라이드가 10 ~ 20 중량%인 것이 좋으며, 더 바람직하게는, 폴리아마이드 50 ~ 70 중량%, CTAC(세틸 메틸암모니움 클로라이드) 10 ~ 20 중량% 및 폴리아크릴레이트 20 ~ 30 중량%를 함유하는 것이 더 좋다.

상기 조성물의 원료 시료로서, 폴리아마이드는 점도 9,100 cps, 수평균분자량 150,000, 중량평균분자량 400,000인 것을 사용하는 것이 바람직하며, CTAC(세틸 메틸암모니움 클로라이드)는 점도 1500~3,000cps, 수평균분자량 320,000인 것을 사용하는 것이 좋으며, 폴리아크릴레이트는 점도 100~400cps, 수평균분자량 1,500~4,000인 것을 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 도료 부상용 조성물을 이용하여 도료의 과분무 후 생성되는폐수를 정화하는 방법을 제공한다.

바람직하게는 구체적으로, 도료가 분산된 폐수에 킬링제, pH 조절제, 상기 도료 부상용 조성물을 혼합하고, 응집 후 부상한 도료를 제거하는 방법을 이용할 수 있다. 이 때 1회의 도료 제거 후, 추가적으로, 상기 폐수에 킬링제를 더 넣은 후, 도료 부상용 조성물을 첨가하고, 다시 응집 후 부상한 도료를 제거할 수도 있다. 이러한 추가단계는 반복 수행가능하다.

보다 더 구체적으로, 도료가 분산된 폐수 100㎖ 기준으로 킬링제 0.1~2㎖, pH 조절제 0.01~1㎖, 상기 도료 부상용 조성물 0.1~2㎖를 혼합하고, 응집 후 부상한 도료를 제거하는 방법을 이용할 수 있다. 이 때 1회의 도료 제거 후, 추가적으로, 상기 폐수에 킬링제 0.1~1㎖를 더 넣은 후, 도료 부상용 조성물 0.1~2㎖를 첨가하고, 다시 응집 후 부상한 도료를 제거할 수도 있다. 이러한 추가단계는 1~3회 더 수행가능하다.

상기 킬링제(킬레이트제)는 에틸렌디아민테트라아세트산(Ethylenediaminetetraacetic acid, EDTA), 니트릴로트리아세트산(NTA, nitrilotriacetic acid), (1,2-시클로헥실렌디니트릴로)테트라아세트산((1,2-cyclohexylene dinitrilo) tetraacetic acid, CyDTA), 디에틸렌트리아민펜타아세테이트(diethylene triamine pentaacetic acid, DTPA), 수산화에틸렌디아민테트라아세트산(HydroxyEthylenediaminetetraacetic acid, EDTA-OH), 글리콜-비스(2-아미노에틸에테르)-N,N,N',N'-테트라아세트산(glycol-bis(2-aminoethylether)-N,N,N',N'-tetraacetic acid, GEDTA), 트리에틸렌테트라아민헥사아세트산(triethylenetetraminehexaacetic acid, TTHA), 디하이드록시에틸글리신(Dihydroxy Ethyl Glycine, DHEG), 이미노디아세트산(iminodiacetate, IDA), 금속-에틸렌디아민테트라아세트산(metal-Ethylenediaminetetraacetic acid, Me-EDTA), 히드록시 이민디아세트산(Hydroxy Imminodiacetic acid, HIDA), 및 EDTPO으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.

상기 pH 조절제로는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 염산, 황산, 아세트산 등이 사용될 수 있다.

본 발명은 도료분무 장치에서 과분무된 도료를 응집하고 부상시켜 과분무된 도료를 용이하게 제거할 수 있는 기능이 있는 세틸 메틸암모니움 클로라이드를 함유하는 도료 부상용 조성물의 제조방법의 제조방법에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명에서는 기존에 폐수내 불순물의 응집 및 침강에 이용되는 물질인 양이온성 폴리아크릴아마이드(polyacrylamide, PAM)를 적용하되, 도료 부상 성능 향상을 위하여 상기 양이온성 폴리아크릴아마이드(polyacrylamide, PAM), 세틸 메틸암모니움 클로라이드(cetyltrimethylammonium chloride, CTAC)와 폴리 아크릴레이트가 포함된 조성물을 제조하여 폐수처리를 용이하게 할 수 있다.

미국등록특허 제3861887호, 제3990986호 등은 pH7~8사이의 수산화물을 합체하여 양이온 염을 포함하는 처리제를 개발하여 과분무한 도료의 처리를 시도하여 물을 재순환시키는 특허이며, 미국등록특허 제4002490호, 제4130674호 등은 알루미늄 염이나, 아연염과 같은 무기염과의 중합체를 이용하여 과분무된 도료폐수에서 물의 재순환을 위한 무기응집제 관련 기술이다. 그러나 위의 모든 처리제 또는 응집제는 침강방법에 최적화되어 있어서 부상용으로는 이용하기에는 제약이 따르며, 부상용으로 활용하기 위해서는 제처리를 해야 된다는 단점이 있다.

국내에서도 대한민국 등록특허 제10-0201511호에 수성도료의 처리제가 개시되어 있으나, 본 발명과는 다르게 알루미늄 염을 이용하여 조성물을 제조하였다는 차이점이 있다. 또 다른 방법으로 응집제로 적용된 분무도료의 처리제 기술이 개시되기는 하였으나(대한민국 공개특허 제10-2004-0089282호)하였으나, 이는 이미 시판중인 양이온성 폴리아마이드만을 활용한 기술일 뿐이다.

그러나 본 발명은 이러한 폴리아마이드를 활용하되, 응집의 효과를 극대화하기 위하여 공중합체로서 제조하며, 또 부상의 기능을 발현하기 위하여 필요한 기능성 그룹을 그래프팅하여 단순히 응집기능 뿐 아니라 기존에 없는, 즉 슬러지 상태의 고체도료를 부상시키는 기능을 발현시키는 차이가 있어 기술적 특이점이 확인된다.

도 1은 본 발명의 실시예 1 조성물이 나타내는 도료 부상 효과를 확인한 사진을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예 2 조성물이 나타내는 도료 부상 효과를 확인한 사진을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 비교예 1 조성물이 나타내는 도료 부상 효과를 실시예들의 조성물의 효과와 대비하여 확인한 사진을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 비교예 2 조성물이 나타내는 도료 부상 효과를 실시예들의 조성물의 효과와 대비하여 확인한 사진을 나타낸다.

본 발명은 세틸 메틸암모니움 클로라이드를 함유하는 도료 부상용 조성물의 제조방법에 관한 것으로서, a) 전체 조성물 중에 공중합체를 구성하는 성분으로 폴리아크릴레이트 20 ~ 30 중량% 및 폴리아마이드 50 ~ 70 중량%가 함유되어 응집력을 높이고, b) 여기에 슬러지 부상력의 향상을 위해서 CTAC가 10 ~ 20 중량% 함유된 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 도장에 사용되는 분무 도료의 처리방법으로 부상법이 사용될 때 슬러지의 응집효율을 높이기 위하여 기존 고분자 응집제에 양이온 전하의 강도를 조절하여 공중합체를 제조하고, 여기에다 응집된 슬러지의 부상력을 향상시키기 위하여 종래 응집제 조성에 사용된 바 없는 보조 물질을 그래프팅 시켜서 도료 부상용 고분자 조성물을 구성한다.

이러한 본 발명의 도료 부상용 조성물은 공중합체인 양이온 고분자 성분 및 첨가제로 세틸메틸암모니움 클로라이드를 포함하는 것에 특징이 있다.

본 발명에서는 도료 부상용 조성물의 주성분을 구성하는 단량체로서 폴리아마이드와 폴리아크릴레이트의 함량을 종래와는 다른 함량으로 조절하여 몇 종류의 양이온 전하수를 띄는 공중합체로 제조한다.

본 발명에 따르면, 상기 도료 부상용 조성물은 폴리아마이드와 폴리아크릴레이트의 혼합 중량이 80 ~ 90 중량%이고, 세틸메틸암모니움클로라이드가 10 ~ 20 중량%인 것이 좋다. 더 바람직하게는, 상기 고분자 성분에서의 공중합을 위해 사용되는 폴리아마이드의 함량은 전체 응집제 조성물 중에 50 ~ 70 중량%인 것이 바람직하며, 이때 그 함량이 50 중량% 미만이면 응집력이 저하되는 문제가 있으며, 70 중량%를 초과하면 슬러지의 부상에 문제가 있으며, 이는 부상용 공정에 적용하기 어려운 문제가 있다.

또한, 상기 폴리아크릴레이트의 함량은 20 ~ 30 중량%인 것이 바람직하며, 이때 그 함량이 20 중량% 미만이면 다양한 페인트에 따라 음이온의 전하 강도를 충족시키지 못하여 응집력을 저하시킬 수 있는 문제가 있으며, 30 중량 %를 초과하면 슬러지의 부상력이 감소되어 고체도료의 연속적인 제거공정에서 문제점이 있다. 상기 공중합체를 제조하는 반응조건은 특별히 제한되지 않고 종래의 고분자 응집제를 구성할 때의 방법과 동일한 방법과 조건에서 실시할 수 있다.

본 발명을 통해 제조된 공중합체는 종래와는 달리 그대로 사용하게 되면 고체도료의 응집은 월등히 우수하나, 부상이 충분하지 않아서 본 발명이 적용되는 분무식 도장공정에서 연속공정으로 슬러지 제거가 어려우므로, 부상력을 높이는, 즉 부상의 기능을 확실하게 증가시켜 주는 보조성분을 사용하는 것에 특징이 있다. 이러한 부상기능을 보유하게 하는 성분으로서 세틸메틸암모니움클로라이드(CTAC)를 첨가하여 사용하는 것에 특징이 있다.

본 발명에서 사용된 상기 세틸메틸암모니움클로라이드는 고체도료 슬러지의 부상력을 매우 향상시키며, 특히 미세한 도료 입자의 응집력도 강화시켜 슬러지 강도를 증가시키고 슬러지 함수율을 감소시킨다. 상기 세틸메틸암모니움클로라이드의 함량은 전체 응집제 조성물 중에 10 ~ 20 중량%로 사용하는 것이 바람직하며, 만일 그 함량이 10 중량% 미만이면 부상력이 약화되는 문제가 있고, 20 중량%를 초과하면 응집성을 저해하는 문제와 안정성에 문제가 발생할 수 있다. 고분자 공중합체에 세틸메틸암모니움클로라이드를 첨가하는 순서는 먼저 상온(15~35℃)에서 폴리아마이드 용액에 세틸메틸암모니움클로라이드를 첨가한 후 12 ~ 36시간 동안 약 300 ~ 500rpm으로 혼합한다. 이때 폴리아마이드 용액의 점도가 급격히 증가하지 않도록 주의해야 한다. 충분히 혼합된 폴리아마이드-세틸메틸암모니움클로라이드 용액에 폴리아크릴레이트를 다시 혼합하여 최종적인 도료 부상용 조성물을 제조하게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 도료 부상용 조성물은 종래 아트릴아마이드와 양이온성 아크릴레이트의 공중합체만 사용하는 조성과는 달리 폴리아마이드와 폴리아크릴레이트의 함량을 적절히 조절하여 응집력의 최적화를 달성하고, 목표인 분무공정 후 생성된 폐수 내 도료 슬러지 부상을 위하여 보조성분으로 세틸메틸암모니움클로라이드를 추가 사용함으로서 손쉽게 슬러지를 제거하고, 폐수의 정화 공정을 보다 용이하고 경제적으로 개선한 조성물이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 내용이 철저하고 완전해지도록, 당업자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제공하는 것이다.

<실시예 1 ~ 7 및 비교예 1 ~ 7 조성물의 준비>

다음 표 1 및 2와 같은 조성으로 알드리치 사에서 원료를 구입하여 고분자 응집제 조성물을 제조하였다. 보다 자세히는 고분자 응집제를 구성하는 성분으로 폴리아마이드 50 ~ 70 중량% (점도 9,100 cps, 수평균분자량 150,000, 중량평균분자량 400,000인 폴리아미드), CTAC(세틸 메틸암모니움 클로라이드, 점도 2100cps, 수평균분자량 320,000) 10 ~ 20 중량%, 폴리아크릴레이트(점도 250cps, 수평균분자량 2,100) 20 ~ 30 중량%가 함유되게 실시예의 조성물을 표 1과 같이 제조하였고, 비교 조건으로 표 2의 조성물을 제조하였다. 표 2의 시판 폴리아미드계 응집제로는 점도 9,100 cps, 수평균분자량 150,000, 중량평균분자량 400,000인 폴리아미드를 사용하였다.

이를 위해 상온(25℃)에서 폴리아마이드 용액에 CTAC를 첨가한 후 24시간 동안 약 400rpm으로 혼합한다. 이때 폴리아마이드 용액의 점도가 급격히 증가하지 않도록 주의해야 한다. 충분히 혼합된 폴리아마이드-CTAC 용액에 폴리아크릴레이트를 다시 혼합하여 최종적인 도료 부상용 조성물을 제조하였다.

	중량(g)
	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4
폴리아마이드	60	60	50	70
세틸메틸암모니움 클로라이드(CTAC)	10	15	20	10
폴리아크릴레이트	30	25	30	20
총중량	100	100	100	100

	중량(g)
	Base	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4	비교예 5	비교예 6	비교예 7
시판 중인 폴리아마이드계 응집제	0	100	0	0	0	0	0	0
폴리아마이드	0	0	80	75	55	70	40	50
세틸메틸암모니움 클로라이드(CTAC)	0	0	0	5	25	20	20	10
폴리아크릴레이트	0	0	20	20	20	10	40	40
총중량	0	100	100	100	100	100	100	100

한편, 실시예 1의 조성물 제조 방법에서 같은 구성원료를 이용하여 실시 단계를 변경하여 다음의 조성물을 제조하였는데, 즉, 상온(25℃)에서 폴리아마이드 용액에 폴리아크릴레이트를 첨가한 후 24시간 동안 약 400rpm으로 혼합하고, 이 후 CTAC를 혼합하였는데 agglomeration 현상이 발생하여 도료 부상용 조성물로 사용하기에는 적합하지 않음을 확인하였다.

<실험예 1. 도료 부상용 조성물의 효능 확인>

실시예 1 ~ 7 및 비교예 1 ~ 7 조성물의 준비 후, 자동차 도장공정에서 사용하는 도료를 이용하여 분무 후, 공기 중 생성되는 과분무된 도료를 세척하였다. 세척후 생성된 세척수(폐수)를 이용하여 실시예 1 ~ 7 및 비교예 1 ~ 7 조성물과 혼합하여 슬러지의 응집속도와 부상속도를 측정하였으며, 동시에 슬러지 부상 후의 하부용액의 탁도를 측정하고, 그 결과를 다음의 표 3 및 표 4에 나타내었다. 탁도는 탁도측정기(하나, HI8314)를 사용하여 측정하였다.

이때 응집속도와 부상속도는 다음과 같은 순서로 실험을 진행하였다. 실험의 재현성을 위하여 각 실험 당 3번의 결과를 측정하였다.

(1) 1차 응집: 물 400㎖에 킬링제로서 13%(w/v) EDTA 2㎖, pH 조절제로서 0.05% 수산화나트륨 0.2㎖, 도료 1.5㎖, 응집제(또는 도료 부상용 조성물) 4㎖를 혼합한 후 강하게 흔들어서 혼합한다.

(2) 이후 분산되어 있는 도료가 응집하는데 걸리는 시간을 측정한다. 동시에 슬러지가 부상하는데 걸리는 시간도 측정한다.

(3) 2차 응집: 1차 응집 후 킬링제 1㎖를 넣은 후 강하게 혼합한 후, 응집제(또는 도료 부상용 조성물) 4㎖를 넣은 후 다시 강하게 혼합한다.

(4) 이후 재 분산되어 있는 도료가 응집하는데 걸리는 시간을 측정한 후 동시에 슬러지가 부상하는데 걸리는 시간을 측정한다.

(5) 2차 응집실험이 완료된 후 약 30초~1분간 안정화 시킨 후 하부용액 10ml를 취해서 탁도를 측정한다.

(6) 비교를 위하여 시중에 시판중인 제품(비교예1)과 다른 비교예들을 이용하여 동일한 방법으로 응집실험 및 부상속도, 탁도측정을 진행한다. 탁도제거율을 계산하기 위하여 (1)번 실험에서 응집제(또는 도료 부상용 조성물) 및 화학조성물을 넣지 않고 탁도를 측정하여, 이를 Base로 표기한다.

탁도계거율은 다음식으로 계산한다;

탁도제거율 = (Base 탁도 - 측정된 탁도) / (Base 탁도)

(7) 응집의 상태와 도료의 부상 후의 상태를 도 1에 나타내었다.

		실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4
1차 응집속도(초)		25~35	35~40	40~45	35~40
1차 응집후 부상속도(초)		10	8	10	10
2차 응집속도(초)		30~35	30~35	30~35	30~35
2차 응집후 부상속도(초)		10	5	7	10
탁도(NTU)	1차응집후	12	5	10	15
	2차응집후	6	0.8	4	8
탁도 제거율(%)	1차응집후	98.8	99.5	98.95	98.4
	2차응집후	99.4	99.9	99.58	99.16

		Base	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4	비교예 5	비교예 6	비교예 7
1차 응집속도 (초)		측정 불가	45~50	45~55	45~55	35~40	40~45	40~45	40~45
1차 응집후 부상속도(초)		측정 불가	측정 불가	측정 불가	60이상	19	20	22	25
2차 응집속도 (초)		측정 불가	측정 불가	50~60	45~55	30~35	30~35	35~40	35~40
2차 응집후 부상속도(초)		측정 불가	측정 불가	80~100	50~60	15	19	20	22
탁도 (NTU)	1차 응집후	960	850	59	40	20	20	25	25
	2차 응집후	954	825	120	80	17	18	20	25
탁도 제거율 (%)	1차 응집후	0	11.40	83.90	89.80	94.95	94.95	94.50	94.40
	2차 응집후	0	13.50	87.40	91.60	94.90	94.20	94.95	94.40

상기 표 3 및 표 4의 결과에서 보면, 본 발명의 실시예가 비교예에 비해 응집속도 및 슬러지의 부상속도, 탁도제거율, 부상력이 월등히 우수하다는 것을 확인할 수 있고 이를 통해 본 발명의 조성물이 갖는 기존의 응집제와의 차이점이 명확히 입증된다.

즉 부상력의 향상을 위해 첨가한 CTAC의 기능이 본 발명의 조성물에서 발현되는 것을 볼 수 있고, 일반적인 응집제는 부상의 효과가 극히 미미하여 분무도료 공정에서 자동적으로 연속적인 슬러지 제거공정이 불가능하다는 것이 확인된다. 따라서 이러한 결과는 본 발명의 조성물이 갖는 기존의 응집제와의 차이점을 극명하게 나타내고 있다고 할 수 있다. 또한, 이러한 부상력의 차이는 도 1을 통해서도 자명하게 확인된다.

Claims (4)

1. 폴리아마이드 용액에 세틸메틸암모니움클로라이드를 첨가한 후 혼합하는 단계; 및, 폴리아마이드-세틸메틸암모니움클로라이드 용액에 폴리아크릴레이트를 첨가하고 혼합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도료 부상용 조성물의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1단계에서, 15~35℃에서 폴리아마이드 용액에 세틸메틸암모니움클로라이드를 첨가한 후 12 ~ 36시간 동안 300 ~ 500rpm으로 혼합하는 것을 특징으로 하는 도료 부상용 조성물의 제조방법.
3. 제1항의 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 도료 부상용 조성물.
4. 폴리아마이드, 세틸메틸암모니움클로라이드 및 폴리아크릴레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 도료 부상용 조성물.

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