KR920010477B1 - 세정제 및 세정방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]
세정제 및 세정방법
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 페이스트상 재료의 수송 및/또는 성형시에, 특히 가공재료의 전환이 함께 수행되는 경우에 접근이 곤란한 기계부품을 세정하기 위한 세정제 및 세정방법에 관한 것이다. 본 세정은 기본적으로 다른 재료로의 전환시에 성형재료 잔류물의 제거를 포함한다. 따라서, 본 발명은 가소화기 및 노즐영역으로부터 이전 물질의 제거를 촉진시킴으로서, 압출기, 사출성형기 및 블로우 성형기와 같은 플라스틱 가공기에서 가공되는 성형재료의 전환을 단순화하는 것에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 예를들어 훈련기의 조작시에 이용된다.
예를들어 열가소성수지 또는 듀로플라스틱(duroplastics)과 같은 페이스트상 재료로 정해진 성형품을 제조하거나, 또는 멜트 또는 페이스트와 같은 연화상태의 다른물질을 가공하는데 있어서, 다음과 같은 문제점에 부닥치게 된다. 즉, 점성성형재료와 접촉하게 되는 기계부품, 예를들어 사출성형시의 가소화기 및 노즐에는 성형재료가 잔류하게 되고, 이 잔류물이 전환시에 점차 흘러나와 후속성형품을 오염시키므로 성형품을 미적 또는 물리적인 이유로 사용할 수 없게 된다. 이러한 문제는 에를들어 색조가 한 계열내에서 변하는 플라스틱 가공공업에서 일어난다. 이러한 경우에, 완전한 색의 제품의 제조되기까지 시간, 에너지 및 원료의 손실이 크게 된다.
따라서, 종래의 부품 사출형성제조에서 순백색의 성형품이 제조되기 까지, 처리량 650kg의 베이지색 ABS수지(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌)을 백색으로 색조를 변화시키는데 350g 정도가 소요된다는 것을 예측할 수 있다.
앞서 간략하게 설명한 세정방법, 즉 완전한 성형품이 제조되기 까지 새로운 재료를 가공하고, 혼합된 재료로 만들어진 사용불가능한 성형품을 폐기하는 방법은 경제(사용불가능한 제품에 대한 재료 및 에너지 비용) 및 처분(사용불가능하며 실질적으로 분해불가능한 성형품 폐기물에 대한 부담, 즉 소각시의 환경공해, 폐기성형품의 재생불가)의 관점에서 정당화될 수 없다.
이와 마찬가지로, 분해세정 및 수손세정도 비경제적인 방법이다. 이러한 문제점을 극복하기 위한 다른 방법이 선행기술로 공지되어 있다.
이러한 종래의 방법은 유기용매에 현탁시킨 입자상 연마제, 에를들어 A12O3를 사용하는 것을 포함한다. 이 입자상 연마제는 용매(보통 방향족 용매), 및 과립, 칩등의 형태로 된 출발물질과 함께 가소화기의 공급호퍼에 부가된다. 스크류채널 및 노즐내의 잔류재료를 적어도 팽윤시키는 유기용매의 결합작용 및 입자상 연마제의 연마작용으로 인해 잔류물질이 보다 신속하게 제거되므로 혼합된 재료로 만들어진 사용불가능한 성형품의 양이 상당히 감소하게 된다. 그러나, 이러한 형태의 세정제는 산업안전 및 환경측면에서 문제점이 없는 것은 아니다.
이러한 형태의 세정제는 가연성 및 독성이 있는 유기용매를 필수적으로 함유하게 때문에 수송, 저장 및 취급에 있어서 위험부담이 크다.
이러한 세정제의 취급은 작업원 및 재산보호의 이유로 공적인 규제를 받는다(예를들어, 서독의 가연성 액체규정, 위험물수송 규정, 화공약품법, 위험한 산업 물질규정). 이러한 물질이 기계내에서 가열될 때 증기를 방출시키는 것이 필요하므로 가이드농도(MAC값)가 국부적으로 초과되기 쉽다.
또한, 사용되는 양이 적지 않다. 세정할 기계의 치수에 따라 매전환시마다 0.21 내지 1.51의 현탁액이 사용된다. 또한 공장내에 재고를 적당히 보관하여야 하므로 장기간동안 위험이 남아있게된다.
게다가, 현탁액의 안정도가 낮으므로 출발물질에 소망하는 정도로 분포시키려면, 즉 소망하는 작용을 하게 하려면 사용하기 전에 주의깊게 혼합하여야 한다.
그러므로, 본 발명의 목적은 단지 소량의 후속재료만을 사용하여 앞서가공된 용융재료의 잔류물을 확실하고도 신속하게 제거하는데 도움을 주는 세정제 및 세정방법을 제공하는 것으로 화재 및 독성에 대한 문제없이 취급 및 생산이 용이한 세정제를 제조할 수 있다.
이러한 목적은 청구범위 제1항에 따르는 세정제와 청구범위 제10항에 따르는 세정방법에 의하여 달성되었다. 해당 종속항 2항 내지 9항, 12항 내지 20항과 21항 내지 23항은 본 발명의 편의상의 실시태양들을 나타낸다.
실시예에 나타낸 바와 같이 본 발명에 의한 세정제는 매우 효과적이다. 즉, 종래에는 수시간을 소요하며 대량의 불합격품을 산출하던 재료전환이 본 발명을 이용하면 수분내에 수행될 수 있다. 또한, 본 발명에서는 인간 또는 환경에 유동성 문제가 전혀없는 H2O가 용매로 사용될 수 있다. 적합한 융점을 가지는 염과 관련해서, 화학자들에게 유독성 물질이 아닌 것으로 알려져 있는 물질을 선택할 수 있는 폭이 상당히 넓다. 여기서 중요시하는 대부분의 플라스틱가공공정은 100℃ 내지 200℃사이의 온도에서 수행된다. 이와 같이 하는 목적은 염, 용매 및 기타 첨가제가 후속재료의 가공온도에서 불활성이고 무색이어야 하기 때문이다.
본 발명에 의하면 활성물질과 유기 및/또는 무기염이 용액형태이므로 균질성이 보장된다. 따라서 과립의 경우에 일어나는 비균질한 분포로 인한 분리, 즉 불량한 세정작용이 발생할 수 없다.
또한, 본 발명의 한 세정제 및 세정방법에 따라 가소화용 재료증의 분산액에 계면활성제를 부가하면 특정한 플라스틱과 세정용액사이의 표면장력이 감소된다는 것이 밝혀졌다.
본 발명의 세정제 및 세정방법은 재료의 특정형태 또는 연속되는 물질들의 특정한 조합에 제한되지 않는다. 그 재료의 예로는 ABS, AMMA, CA, DPA, EP, EVA, EVAL, HDPE, LDPE, MBS, PA, PC, PMMA, PS, PVC, POM, PPR, PBT, SAN 및 UF등이 있다. 이러한 성형재료들은 충전될 수도 있고 안될 수도 있다. pH7 내지 14의 세정용액을 사용하면 금속기계부품의 부식 위험이 감소된다는 것이 밝혀졌다. 특히 PVC 또는 기타 산-방출성재료가 사용될 경우에는 예를들어 Na2CO3나 메타규산나트륨과 같이 산-중화작용이 있는 염기성 염을 사용하는 것이 바람직하다.
일반적으로 본 발명에서는 유기극성 또는 비극성 용매를 사용할 필요는 없지만 특별히 제거하기 곤란한 잔류물의 경우에는 세정용액에 유기용매를 필요하다면 유화제와 함께 부가할 수도 있다. 이러한 경우에도 용매사용량은 동일한 세정작용이 있는 종래의 세정 현탁액의 용매사용량보다 몇배 더 작다.
본 발명에 따르는 세정제중의 염농도는 넓은 범위내에서 변화시킬 수 있다. 염농도에 대한 활성도 하한은 약 0.5중량%이며, 상한은 20중량%이다. 수송 및 저장시에 취급을 보다 쉽게하고 증발되는 액체의 용량을 제한하기 위해서는 농도를 높게하는 것이 좋으나, 단 이때 방출 및 분배를 보다 곤란하게 하지 않는 정도의 점도에서 농도를 높게해야 한다. 물론, 이와 같이 농축시킨 용액을 현장에서 적절히 희석시킬 수 있다. 또한, 염 및 용매를 사용하기 전에 분리시켜 둘 수 있다. 이러한 경우에는 사용하기 바로전에 고체염을 용해시켜 실세정용액을 제조한다. 이와 마찬가지로, 첨가제, 예를들어 NaOH와 같은 알칼리화제도 저장 또는 수송하는 동안 “부분들로 된 키트(kit)”의 형태로 분리시켜 두었다가, 용액이 사용될때에 부가할 수도 있다.
다음의 실시예는 본 발명의 효과를 예증한다.
[실시예]
실험실 및 생산조건하에 다음과 같은 재료, 즉 ABS, CA, HDPE, LDPE, PA, PA6, PA6.6, PA11, PA12, PC, PE, PMMA, PPO, PPS, PS, 연성 PVC, SAN, PBT 및 PBR를 가공하였으며, 착색안료는 뱃치(batch), 분말 및 액체상태로 사용되었다.
폴리아미드게수지(PA)의 대부분은 35% 이하의 단섬유 및 장섬유상 글라스 및 비드(bead)상 글라스, 또한 MOS(2-2.5%)로 수정되었다.
실험은 다음과 같은 사출성형기에서 수행되었다.
Figure kpo00001
I. 자동커피제조기용 케이싱의 제조
사출성형기 : 200t
스크류 : 65 0
몰드 : 핫 채널 1-폴드(hot channel 1-fold)
재료 : ABS-안료
암갈색으로부터 베이색으로 전환 :
a) 종래방식으로 후속재료를 도입하는 것에 의한 전환
-베이지색 색조가 얻어지기 전에 몰드를 2회 분해하여 기계세정을 수행할 필요가 있었다.
재료소모량 : 약 600kg의 ABS
소요시간 : 약 10시간
b) 본발명에 따르는 세정제(Na2CO3, 증류수중의 농도 10중량% : 0.03kg)를 사용하는 것에 의한 전환
재료소모량 : 약 6kg의 ABS
소요시간 : 약 15분
이와 마찬가지로, 메타규산나트륨(증류수중의 농도 10중량% : 0.03kg)을 사용한 경우에도 전환을 완료하는데 약 15분이 소요되었다.
II. 일회용 면도기의 제조
사출형성기 : 260t
스크류 : 80 0
몰드 : 한채널, 12-폴드
재료 : 내충격성(HI)PS-안료
색전환
a) 세정제를 사용함이 없이 종래방식으로 색전환할 경우-전환이 완료되기전에 몰드를 다수회 분해하여, 분해시마다 기계세정을 수행할 필요가 있었다.
재료소모량 : 약 350kg의 PS
소요시간 : 24시간
간단한 세정(단자 가소화기만을 세정)을 하는데 약 10분이 걸렸다. 밴트스크류(vented screw)는 예외였다. 이러한 스크류는 압력자유단부(pressure-free end region)에서 본 발명에 따라 세정될 수 없으며, 그 대신에 손세정되어야 한다.
[비교실시예의 결과보고]
제조 조건하에 독일연방공화국 특허 P 38 02 127.7의 청구범위에 따라 이하에 열거한 실험을 실시하였다. 스크류 직경이 35mm인 사출성형기 아르버그(Arburg) 305/210/700이 사용되었다.
독일연방공화국 특허 P 38 02 127.7에 기술된 특허청구범위에 따라 본 발명의 효율을 확중하기 위해서, 졸링겐(Solingen) 지역내의 지방(local)음료수 공급망으로부터의 수돗물 및 증류수를 사용하였다(실험 I, II). 폴리프로필렌으로 만들어진 고체 물품의 제조에 있어서 전환을 이루기 위해 필요한 후속 물질과 시간의 소모는 연속물질의 물품이 오점없이 깨끗해질 수 있을 때까지 측정되었다. 이하에 기술된 바와 같이, 실험 III, IV, V는 본 발명의 기술적 효과를 증명하는 무기 또는 유기 용매를 가진 유기염과 마찬가지로 무기염을 사용하는 독일연방공화국 특허 P 38 02 127.7의 공정에 따라 수행되었다. 풀리프로필렌(PP)을 사용하였다. 전환은 불랙 PP로부터 염색되지 않은 PP로 수행되었다. 압력 판(pressure plate)은 사출 성형기에 의해 제조되었다. 실린더의 온도는 200℃-210℃였다.
[실험 I :]
염색되지 않은 PP 1kg을 그것의 1% 중량인 증류수(10kg)와 혼합하였다. 이 혼합물을 가지고 블랙 PP로부터 염색되지 않은 PP로의 전환을 시도하였다. 즉시, 사출에 의하여 실린더를 비운후 혼합물을 블랙 PP로 연속 삽입하였고 어떤 추가적 첨가제의 첨가없이 염색되지 않은 PP를 사용하여 제조공정이 계속되었다.
결과 : 2시간후에도 이렇게 제조된 사출성형된 물품에서 블랙 함유물이 여전히 나타났다.
[실험 II :]
졸링겐 지역내의 음료수용 공급망으로부터의 수돗물이 증류수 대신에 사용되었다는 것을 제외하고는 실험 I가 동일한 방법으로 이 실험을 수행하였다. 실험 결과는 실험 I의 것과 동일하였다.
주석(註釋) : 목적 실험 I 및 II가 2시간후에 끝났으며 만족한 클리닝(cleaning)이 얻어질 수 없었다. 제조된 물품은 전구물질은 블랙 PP로 구성된 함유물이 여전히 존재하는 까닭에 판매하기에 적합치 못하였다.
[실험 III :]
초산 칼륨 10g을 에틸알코올 19g에 용해시켰다. 이 용액 10g을 염색되지 않은 PP과립 1kg과 혼합하였다. 상기 혼합물 280g을 주입하기 직전에, 사출성형함에 의해서 실린더를 전구물질인 블랙 PP로부터 세척하였다. 그 다음 염색되지 않은 PP를 어떤 추가적 첨가제 없이 사용하였다. 세가지 물품(블랙 함유물을 지닌 덤프물품)을 사출성형한 후, 모든 잔여물을 제거하였다. 상기 혼합물 280g을 사출성형함에 의해서 기계를 세척한 후, 염색되지 않은 PP로 구성된 순수한 물품이 즉시 제조될 수 있었다. 상기 클리닝에 소비되는 시간은 약 2.5-3분이었다.
[실험 IV :]
초산나트륨 20g을 에틸알코올 80g(20vol.%)에 용해시켰다. 상기 용액 10g을 염색되지 않은 PP 1kg과 혼합하였다. 상기 혼합물 280g을 주입시키기 직전에 전구물질 제품인 블랙 PP를 사출성형함에 의해 세척해내었다. 세가지 물품의 사출성형후, 모든 잔여물을 제거하였다. 그 다음, 염색되지 않은 PP를 어떤 추가적 첨가제의 첨가없이 수행되었다. 상기 혼합물 240g을 사출성형함에 의해서 기계를 세척한 후, 즉시 염색 되지 않은 PP의 순수한 물품을 제조할 수 있다. 상기 클리닝법으로 소비되는 시간은 약 2분이었다.
[실험 V :]
염화칼륨 20g을 증류수 80g에 용해시켰다. 상기 용액 10g을 염색되지 않은 PP 1kg과 혼합하였다. 상기 혼합물 210g을 전구물질 제품 블랙 PP(어떤 추가적 첨가제의 첨가없이 염색되지 않은 PP를 사용한 후) 후에 즉시 주입하였다. 세가지 물품의 연속 사출후에 모든 잔여물을 제거하였다. 상기 혼합물 210g을 사출성형함에 의해 세척한 후 염색되지 않은 PP를 함유하는 순수한 물품을 제조할 수 있었다. 상기 클리닝법으로 소비되는 시간은 약 1.5-2분이었다.
Figure kpo00002
실험 III, IV, V에 대한 주석 : 이들 실험을 끝맺은 후 사출성형함에 의해 기계는 비워놓았다. 후속검사는 플라스티피케이션 유니트(plastification unit)가 독일특허 P 38 02 127.7에 따른 클리닝에 의한 어떠한 방법에 있어서도 부식되지 않는다는 것을 보여주었다.

Claims (13)

  1. 페이스트상 재료의 수송 및 성형시에 접근이 곤란한 기계부품의 세정, 특히 재료의 전환시에 성형재료 잔류물의 제거를 위한 세정제에 있어서, 이 세정제는 알칼리 금속 탄산염, 알칼리금속 메타규산염, 알칼리금속주석산염, 알칼리금속아세트산염으로부터 선택된 1종 이상의 무기염 및/또는 유기염 0.5-20중량%를 물이나 극성 유기용매에 용해시킨 형태로 함유하며, pH가 4-11인 것을 특징으로 하는 세정제.
  2. 제1항에 있어서, 상기 염의 농도는 5-20중량%이고, pH가 4-11인 것을 특징으로 하는 세정제.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, pH가 8-11인 것을 특징으로 하는 세정제.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 입자상 연마제, 알칼리제화제, 비극성 유기용매 유화제 및/또는 계면 활성제와 같은 첨가제를 함유하는 것을 특징으로 하는 세정제.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 수성용액에 용해된 세정제의 총 중량을 기준으로, 알칼리금속 탄산염 및/또는 알칼리금속 메타규산염을 10중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 세정제.
  6. 페이스트상 재료의 수성 및/또는 성형시에 접근이 곤란한 기계부품의 세정, 특히 재료의 전환시에 성형재료 잔류물의 제거를 위한 세정방법에 있어서, 알칼리금속 탄산염, 알카리금속메타규산염, 알칼리금속 주석산염 및 알칼리금속 아세트산염으로부터 선택된 1종 이상의 무기 또는 유기염을 수용액 또는 유기 극성용매의 용액상태로서 작동 기계내로 도입시키며, 용액중 상기 염의 농도는 용액의 총 중량을 기준으로 0.5-20중량% 인 것을 특징으로 하는 세정방법.
  7. 제3항에 있어서, 입차상 연마제, 알칼리화제, 비극성유기용매, 유화제 및/또는 계면활성제와 같은 첨가제를 함유하는 것을 특징으로하는 세정제.
  8. 제5항에 있어서, 입자상 연마제, 알칼리화제, 비극성유기용매, 유화제 및/또는 계면활성제와 같은 첨가제를 함유하는 것을 특징으로하는 세정제.
  9. 제6항에 있어서, 용액중 염의 농도는 5-20중량%인 것을 특징으로하는 세정방법.
  10. 제6항 또는 9항에 있어서, pH는 4-14인 것을 특징으로 하는 세정방법.
  11. 제6항 또는 9항에 있어서, pH는 8-11인 것을 특징으호 하는 세정방법.
  12. 제6항에 있어서, 입자상 연마제, 알칼리화제, 비극성 유기용매, 유화제 및/또는 계면활성제와 같은 용액 첨가제와 함께 작동 기계내로 도입시키는 것을 특징으로 하는 세정방법.
  13. 제6항에 있어서, 용매은 수성용액의 총중량을 기준으로 알칼리금속 탄산염을 10중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 세정방법.
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