KR900003225B1

KR900003225B1 - 세척장치

Info

Publication number: KR900003225B1
Application number: KR1019850000887A
Authority: KR
Inventors: 요스께 야마다; 미쯔히로 오오가미
Original assignee: 다이와 도꾸슈 가부시끼가이샤; 가이스미오
Priority date: 1984-02-16
Filing date: 1985-02-13
Publication date: 1990-05-11
Also published as: EP0152111A2; KR850006020A; JPS60174889A; US4690158A; EP0152111A3; JPS634638B2

Abstract

내용 없음.

Description

세척장치

제 1 도는 종래의 세척-건조 장치의 종단면도.

제 2 도는 본 발명에 의한 세척-건조 장치의 1구현예를 나타내는 종단면도.

제 3 도는 제 2 도의 선 III-III에 따라 취한 횡단면도.

제 4 도는 냉각 매체의 이송장치를 나타내는 흐름 설명도.

제 5 도는 본 발명에 의한 세척-건조 장치의 다른 구현예를 나타내는 종단면도.

제 6 도는 제 5 도의 선 VI-VI을 따라 취한 횡단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,1a,1b,1c,1d : 욕조 2 : 유기 용매 용해액

3 : 유기 용매 4 : 히터

5 : 기체 6,20 : 냉각용 파이프

7 : 용매 회수용홈통 8 : 도금 제품

17 : 본실 18 : 기체 흡입 욕조

19 : 기체 흡입실 21 : 냉각장치

22a,22b : 냉각 매체 23 : 수분 분리기

24a,24b : 밸브 32 : 관형체

본 발명은 세척장치에 관해, 특히 유기 용매 속에서 제품을 세척하고 즉각적으로 건조시키기 위한 세척-건조장치에 관한 것이다.

예를 들면, 금속 도금 공정은 지금까지는 다음의 (1)∼(4) 단계들로 해서 연속해서 수행되었다.

(1) 도금될 제품 표면에 부착된 오일과 같은 더렵혀지고 이질인 물질을 제거하는 단계(예비 처리 단계), (2)깨끗해진 제품을 도금하기 위해 도금조 속에 침적시키는 단계(도금 처리 단계), (3) 도금된 제품을 도금조 밖으로 들어올려 꺼내서 제품을 물로 세척하는 단계(물 세척 처리 단계), (4) 세척되어진 도금 제품을 탈수시켜 건조시키는 단계(건조 단계).

상기의 (1)단계 내지 (4) 단계에서, 예비 처리 단계(1)는 도금하기 위한 제품의 이 물질이 제품을 손상시키는 일없이 완전히 제거될 수 있도록 수행되어야만 한다. 건조 단계(4)는 수분 함량이 균질하고도 충분하게 건조되는 방도로 수행되어야만 한다. 제품 배후에 남아 있는 불균일한 습부분이나 물방울 건조의 불균일한 건조는 가능한한 피해야 한다. 그 이유는 불균일한 습부분이나 물방울이 공기중의 먼지와 흡수되어 자연적으로 증발되는 경우, 먼지와 수분 침적물과 같은 반점이 자연적인 증발후 남아 버리기 때문이다.

따라서, 상기 언급한 조건을 달성하면서 세척과 건조 작업을 수행하기 위하여, 유기 용매가 물 대신에 이용되는 세척-건조 장치가 채택되었다. 유기 용매가 이용되는 종래의 세척-건조 장치를 제 1 도를 참조하여 설명한다. 제 1 도에서 작업용 욕조(1)는 저부와 하부에서 배수용 욕조(1a), 제 1 세척 욕조(1b), 제 2 세척욕조(1c) 및 세척-건조 욕조(1d)로 분할된다. 배수용 욕조(1a)는 계면 활성제(surfactant)로 혼합된 유기 용매 용해액을 담고 있으며, 세척 욕조(1b 및 1c) 및 세척-건조 욕조(1d)는 각각 어떠한 첨가제도 없는 유기 용매(3)를 담고 있다. 배관(도시하지 않았음)이, 배수용 욕조(1d)로 유입된 유기 용매 용해액(2)이 그 욕조에서 액 수준 부근에서 외방으로 흐르게 하기 위해 마련된다. 게다가 또 배관이, 유기 용매(3)가 세척 욕조(1b)를 거쳐 세척 욕조(1c)를 통해 세척-건조 욕조(1d)로 유입되도록 하기 위해 마련된다. 세척-건조 욕조(1d) 밖으로 흐른 유기 용매(3)는 재생을 위해 정화된다.

각각의 욕조(1a, 1b, 1d)의 저부에는 히터(4)가 배치된다. 이들 히터들은 유기 용매의 기체나 증기(5)를 발생시키기 위해 유기 용해액(2) 및 유기 용매(3)를 가열시키는 역할을 하며, 이들 기체나 증기가 작업용 욕조(1)의 내부실을 채운다.

작업용 욕조(1)의 내측벽을 따라서, 냉각용 파이프(6)가 냉각 방도로서 배치되고, 프레온과 같은 냉각 용수나 냉각용 기체가 냉각용 파이프를 통해 순행된다. 냉각용 파이프(6) 밑에는 용매를 회수하기 위한 홈통(7)이 마련된다. 유기 용매 기체(5)는 냉각용 파이프(6)와 접촉할때 응축되어서 용매 회수용 홈통(7) 속으로 흘러 들어가 세척용 욕조(1c)로 귀환되는 액체 방울로 만들어진다. 이런 방법으로, 유기 용매 기체가 작업용 욕조(1)의 상부 개구 밖으로 노출되는 것이 최소로 된다.

사용되는 유기 용매는 가령, 트리클로로에틸렌, 1,1,1-트리클로로에탄, 메틸렌 클로라이드, 트리클로로-플루오로에탄 등으로 구성된다.

제 1 도의 장치에 의해 물속에서 예비적으로 세척된 도금 제품을 배수, 건조시키는 연속 공정은 다음의 (I)∼(IV) 단계들로서 수행된다.

(I) 물방울들이 묻어 있는 도금된 제품(8)이 배수용 욕조(1a) 속의 유기 용매 용해액(2) 속에 침전되고, 그것으로 인해 물방울들이 표면 활성제의 작용에 의해 도금 제품으로부터 분리되어 액 수준 위에 뜨게 된다. 이들 물방울들은 유기 용매 용해액(2)와 함께 욕조 밖으로 제거된다. 그 다음, 도금된 제품은 유기 용매 용해액(2)에서 들어 올려 꺼내져 배수 및 건조된다. 그래서, 물방울들이 없는 도금 제품이 얻어진다. 그러나, 도금된 제품의 표면에 부착된 잔존의 표면활성제는 건조되고 차후 설명될 연속의 세척 단계에서 제거된다.

(II) 배수 후의 도금 제품은 세척 욕조(1b) 속의 유기 용매(3) 속에 한참동안 넣었다가 꺼내기 위해 침적된다. 침적되는 동안, 세척 욕조(1b)속의 유기 용매(3)가 용매 회수용 홈통(7)으로부터 흘러 들어온다. 도금 제품은 욕조(1c)속의 유기 용매(3)로 세척됨과 동시에 유기 용매의 비등점 아래서 냉각된다. 그 이유는 냉각용 파이프(도시하지 않았음)가 세척 욕조(1c)속에 배치되어 있기 때문에 유기 용매(3)는 히터(4)에 의해 증발온도로 가열되고, 도금 제품에 묻어있는 표면 활성제는 그안에서 쉽게 녹아서 충분히 세척된다.

(Ⅲ) 그 다음, 세척 욕조(1b)에서 꺼내진 도금제품은 세척욕조(1c)속의 다음의 유기용매(3)속에 침적된다. 세척욕조(1c)속으로 정화된 유기용매(3)가 예비적으로 냉각되기 때문이다.

(IV) 세척 욕조(1c)에서 냉각된 후, 제1도의 1점 쇄선으로 도시된 바와 같이 그곳으로부터 들어올려 꺼내진 도금 제품(8)은 세척-건조 욕조(1d)속의 유기 용매(3)의 액 수준위에 정지하여 매달려져서 증발된 온도로 있는 유기 용매에 한동안 노출되도록 한다. 유기 용매 기체(5)는 액체 방울을 생성시키기 위해 냉각된 도금 제품의 표면 위에서 응축되고, 그 방울들은 도금 제품의 표면을 따라서 연속적으로 흘러내려 떨어진다.

이런 방법으로, 방울들의 떨어짐에 의해 도금 제품은 말끔히 세척될 수 있다. 도금 제품이 유기 용매의 비등점과 같은 온도로 점차적으로 도달할때, 유기 용매 기체(5)는 도금 제품의 표면에서 더 이상 응축되지 않고 건조되기 시작한다. 이 조건의 단계에서 도금 제품은 위로 들어올려서 작업용 욕조(1) 밖으로 꺼내진다.

상기 일련의 조작에 의해, 도금 제품의 배수, 세척 및 건조 작업은 이렇게 해서 끝마치게 된다.

도금 제품에 부착된 오일과 같은 더럽고 이질의 물질을 제거하기 위한 예비 처리 절차가 행해지는 경우, 상기 (I) 단계는 생략되고 (II)단계가 시작의 첫단계이다. 오일과 같은 더렵혀지고 이질의 물질은 상기 기술한 바와 같은 표면 활성제에서와 같이 그런 방도로 제거될 수 있다.

본 발명자들은 그러나, 상술한 종래의 장치가 이후 설명될 난점 또는 결점을 가진다는 것을 알고 있다.

즉, 작업용 욕조(1)의 상부 개구로부터 유기 용매 기체(5)의 누출은 냉각용 파이프(6)와 회수용 홈통(7)의 설비에 의해 응축 및 회수 작업으로 어느 정도로 감소될 수 있지만, 그러나 긴밀한 누출 효과는 그렇게 만족스럽지 못하다. 용매의 실질적인 손실이 아직도 발생되는 바, 이것은 비경제적이고 또한 누출된 유기용매 기체(5)가 작업자의 건강에 유독하여서 위험스러운 것이다.

이러한 결점이 냉각용 파이프(6)의 온도를 낮추거나 작업용 욕조(1)의 높이를 더 크게 하므로써 제거될 수 있어 회수 효율을 증가 시킬 수 있다고 생각되지만, 이들 해결책은 새로운 문제를 낳는다. 작업용 욕조의 높이를 더 크게하는 경우, 각 욕조 속에 연속적으로 양을 적게하면서 도금 제품(8)을 침적시키는 작업은 어려운 것이다. 냉각용 파이프의 온도를 낮추는 경우, 작업용 욕조(1)속의 온도가 불필요하게 낮아져 도금 제품이 욕조(1d) 위로 들어 올려지는 과정 중에 너무 냉각되어, 바로 그 제품이 작업용 욕조 밖으로 꺼내지는 경우 공기 중의 수증기가 냉각된 도금 제품 위에 부적당하게 응축된다. 이런 이유로 실제 실시에서는 냉각용 파이프(6)의 온도를 기껏 10℃∼15℃ 범위로 설정할 수 있다.

본 기술의 현단계로 보아, 본 발명은 양호한 작업능률과 세척 효과를 유지하면서 세척액의 가스 누출이 실질적인 정도로 줄어들 수 있는 세척 장치를 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.

본 발명의 요약은 다음과 같다. 본 발명은 세척액(자세히 말하면, 상기 설명한 바와 같은 유기 용매)을 유지시키는 컨테이너 욕조, 컨테이너 욕조 속의 세척액을 가열시키기 위한 가열수단(이를테면, 욕조 속에 배치된 히터) 및 컨테이너 욕조 속에서 발생하는 세척액의 가스를 응축시키고 그 욕조의 측벽을 따라서 욕조 속에 설치된 냉각 수단(이를 테면, 상기 언급된 바와 같은 냉각용 파이프)으로 구성되는 세척 장치(자세히는, 세척-건조 장치)의 개선을 위해 설계되고, 냉각실이 냉각 수단에 외부적으로 마련되어 냉각수단에 대해 내부로 펼쳐있는 컨테이너 욕조의 본실과 통하도록 하고 또한 냉각실은 컨테이너 욕조의 본실 온도보다 낮은 온도를 갖는 것으로 개선점이 이루어진다.

본 발명의 바람직한 구현예들이 이후 첨부된 도면과 함께 더욱 상세하게 설명한다.

제 2 도 내지 제 4 도는 본 발명의 1예를 예시한다. 제 2 도 및 제 3 도에서, 세척-건조 장치는 작업용 욕조(1)에 인접해서 측면에 설치된 가스 흡입 욕조(18)를 제외하고는 제 1 도의 종래 기술과 유사한 방도로 유기 용매 용해액(2)을 담기 위한 배수용 욕조(a), 유기 용매(3)를 담기 위한 세척용 욕조(1b, 1c), 유기 용매(3)를 담기 위한 세탁-건조 욕조(1d), 히터(4), 냉각용 파이프(6) 및 용매 회수용 홈통(7)으로 분할된 작업용 욕조(1)로 구성된다. 가스 흡입조(18)는 그 안에 유기 용매 기체(5)로 채워진 작업용 욕조(1)의 본 실(17)과 서로 통하게 되어 가스 흡인실(19)을 한정한다. 가스 흡입조(18)안에 냉각용 파이프(20)가 냉각방도로서 마련된다. 가스 흡입조(18)의 냉각용 파이프(20)와 작업용 욕조(1)의 냉각용 파이프(6)에 대해, 공동 냉각용 장치(21)에서 각기 인도되고 분기된 냉각 매체(22a,22b)가 입수된다. 이들 냉각 매체의 분기량은 밸브(24a) 및 (24b)의 수단에 의해 각기 제어되어 냉각용 파이프들(20,6)에 이송되기 때문에 각 냉각용 파이프들의 냉각정도는 조정되어진다.

다른 방법으로 설명하자면, 흡입실(19)의 온도 T₁은 작업용 욕조(1)의 상부의 절반 공간으로 구성된 작업용 욕조(1)의 본실(17)의 온도 T₂보다 더 낮아지게 조정된다. 좀더 상세히, 작업용 욕조(1)의 상부 절반공간의 온도 T₂는 종래와 같이 0∼15℃로 유지된다. 온도 T₂는 도금 제품이 과냉되어 그 결과 공기 중의 수분이나 습기가 욕조에서 들어 꺼내질때 도금 품위에 응축되어 퇴적되는 세문제들을 피하면서 유기 용매기체(5)가 냉각용 파이프(6)에 의해 효율적으로 회수될 수 있게끔 선택되어진다. 흡입실(19)의 온도 T₁은 온도 T₂보다 더 낮은 -10∼0℃로 고정되도록 한다.

흡입실(19)의 온도는 그래서 더 낮게되어서 유기 용매 기체(5)의 대부분이 냉각용 파이프(20)에 의해 응축되도록 한다. 결과로써, 흡입실(19)내의 유기 용매 기체(5)의 농도는 작업용 욕조(1)의 본실(17)내의 유기 용매 기체의 농도보다 더 낮다. 즉, 비교적 기체 농도가 높은 작업용 욕조(1)와 비교적 기체 농도가 낮은 흡입조(8) 사이에는 농도 기울기(concentration gradient)가 생긴다. 그런 까닭에, 용매의 액 수준 위를 벗어나서, 끓는 작업용 욕조(1)에 충전된 유기 용매 기체(5)는 화살표로 나타난 흡입실(19)로 유동하여 냉각용 파이프(6)의 틈새를 통해 도입된다. 유기 용매 기체(5)는 흡입실(19)에 흡수되어서 냉각용 파이프(20)에 의해 냉각, 응축된다. 결국에 응축된 액체(3')는 수분 분리기(23)에 회수되어 재사용하기 위해서 세척-건조 욕조(1d)나 세척 욕조(1b)로 되돌아 보내지는 용매(3)로 재생된다. 이런 방도로, 보조 냉각실과 같은 가스 흡입 욕조(18)의 설비에 의해, 유기 용매 기체(5)가 작업용 욕조(1)의 상부 개구로부터 누출되는 것을 충분히 방지하여 효율적으로 회수될 수 있고 재사용할 수 있다. 그래서 세척 및 건조 조작은 능률적으로 그리고 안전하게 수행될 수 있다.

작업용 욕조(1)의 높이를 더 크게할 필요없이 또한 냉각용 파이프(6)를 알맞은 온도로 고정할 수 있어 유리하다.

예증된 바와 같이 본 구현 실시예에서, 흡입 욕조(18)는 작업용 욕조(1)의 한쪽의 짧은 측벽에 대어서 측면적으로 위치해 있지만(제3도의 좌측), 경우에 따라 그것의 반대편 쪽의 짧은 측벽(욕조(1d)의 측면)에 접촉해서 배치하거나 또는 그 작업용 욕조(1)의 맞은편 긴 측벽의 한쪽 아니면 양쪽(제3도의 상부 및/또는 하부측)에 위치할 수도 있다.

흡입조(18)는 또한 경우에 따라 작업용 욕조(1)의 전체의 주위벽을 둘러 싸도록 해서 마련될 수 있다. 각각의 욕조(1a),(1b),(1c),(1d)의 형태는 다양하게 변경될 수 있다. 가령 제2의 세척조(1c)는 경우에 따라 세척을 위한 초음파 진동체로 설비될 수 있다.

용매가 각각의 욕조의 내외로 유동되는 방식은 상기 방식에 국한되지 않고 다양하게 변경될 수 있다. 도금을 위한 물품에 부착된 오일과 같은 더럽고 이질의 물질이 예비 처리-단에서 제거되는 경우, 공정은 경우에 따라 배수용 욕조(1a)를 이용함 없이 또는 배수용 욕조(1a)와 함께 작업용 욕조를 마련함 없이 제1의 세척 욕조(1b)로부터 시작할 수 있다.

제5도 및 제6도는 본 발명의 또 다른 구현예를 예시한다. 이 구현예에서 냉각용 파이프(20)는 코일 방식으로 제공된 냉각용 파이프(6)의 외측 주위를 감싸도록 코일 방식으로 마련되고, 또한 냉각용 파이프들(6 및 20)사이에는 냉각용 파이프(6)를 고정 시키는 역할을 하는 그물 모양의 관형체(32)가 삽입된다. 이런 형태에 의해, 작업용 욕조(1)의 가스 흡입실(19)과 본실(17)은 관형체(32)의 그물을 통해 서로 통하도록 해놓는다. 냉각용 파이프(20) 밑에는 용매 회수용 홈통이 마련된다.

상기 언급한 것외의 기타 요소들은 앞서 언급한 구현예와 유사하나, 냉각 장치 및 수분 분리기는 도면상 생략했다.

흡입실(19)속의 온도는 냉각용 튜브(20)에 의해 작업용 욕조(1)의 본실(17) 속의 온도보다 낮게 만들어진다. 작업용 욕조(1)속에 충전된 유기 용매 기체(5)는 앞서의 제1구현예와 같은 방도로 흡입실(19)쪽으로 유동하므로 이것에 의해 누출이 방지되고 작업 효율도 증가된다.

이 구현예에서 흡입실(19)을 본실의 전 주위를 둘러싸도록 작업용 욕조(1)속에 마련하여서, 용매 회수율이 증가되도록 하고 경우에 따라 기존의 작업용 욕조가 이용될 수 있도록 하는 것이 유리하다.

본 발명은 상기 구현예들에 국한되지 않고 경우에 따라 본 발명의 범위 및 정신에 벗어남 없이 다양하게 변화 및 변경될 수 있다. 가령 작업용 욕조(1) 속의 처리용 욕조의 수는 경우에 따라 변경될 수 있으며, 경우에 따라서 세척-건조 욕조가 생략될 수 있다. 냉각 수단과 가열 수단은 상기 설명한 것에 국한되지 않는다. 제2의 구현예에서 사용된 그물 모양의 관형체(32)가 경우에 따라 제1구현예에서와 같이 공간들(17 및 19)사이에 삽입될 수 있다.

상기의 모든 구현예에서는 도금된 제품을 세척 및 건조하기 위한 장치를 기술하였지만, 그러나 전기 부품과 같은 기타 품목도 또한 경우에 따라 본 발명의 장치에 적용시킬 수 있다.

본 발명은 세척되고 건조되는 대상 물질에 구애받지 않고 유기 용매가 이용되는 모든 세척-건조 장치에 응용될 수 있다.

제2도에 나타난 본 발명의 장치에 의해서, 도금 제품들의 세척 및 건조 공정을 수행함에 있어 다음의 유리한 결과가 얻어진다.

실시 조건

용매: 트리클로로 트리플루오르에탄

본실의 온도: 3℃(냉각용 파이프의 온도: 5℃)

냉각실의 온도: -6℃(냉각용 파이프의 온도: -15℃)

목적하는 바를 비교하여 보면 제1도의 종래 기술의 장치는 다음 조건하에서 작동된다.

용매: 트리클로로 트리플루오르에탄

본실의 온도: 8℃(냉각용 파이프의 온도: 10℃)

8시간 동안 실시 후에 본 발명의 장치(제2도)의 용매 손실은 종래 장치(제1도)의 용매 손실의 1/5도 안된다. 그래서, 본 발명의 장치와 더불어 용매의 손실 및 회수는 종래 장치에 비해 훨씬 개선되는 것이다.

상기에 기술한 바와 같이, 본 발명에 따라서 저온의 냉각대가 냉각 수단 외측에 마련되어서 유기 용매와 같은 그런 세척액의 기체가 기체의 농도 기울기를 만들면서 냉각대로 흡수된다. 결과적으로, 욕조의 상부개구로부터 누출되는 것이 방지되기 때문에 세척액의 손실은 크게 줄어들 수 있다. 게다가 또 작업자들에 의해 들어 마셔지는 가스의 위험은 역시 피할 수 있다.

Claims

제품을 세척액으로 세척 및 건조시키기 위해 하부 공간에 세척액 욕조들로 분할된 작업용 욕조 및 세척액 욕조들의 상부 공간을 한정하는 본실과 냉각실을 구성하여, 세척액을 가열시키기 위한 가열 수단이 세척액 욕조 속에 배치되고, 본실 속에서 발생되는 세척액의 기체를 응축시키기 위한 냉각 수단이 본실내에 수직상으로 배치되어 본실의 외측 주위를 둘러싸서 냉각실로부터 본실을 분리하도록 하여서, 상기 냉각실이 냉각 수단에 대해 외향해서 한정되고 본실과 통하게 되고 또한 본실보다 더 낮은 온도를 가져서, 세척액의 기체가 본실 및 냉각실에서 회수되기 위해 본질적으로 완전하게 응축되면서 제품이 세척되고 건조되는 것을 특징으로 하는 세척 장치.