KR930007224B1 - 습식 스프레이 부우스 처리제 및 그것을 사용한 처리방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

습식 스프레이 부우스 처리제 및 그것을 사용한 처리방법
본 발명은 습식 스프레이 부우스 처리제 및 그것을 사용한 처리방법에 관한 것으로, 특히 습식 스프레이 부우스에 있어서 남은 페인트를 포집하기 위하여 분무되는 순환수 중의 도료의 점착성을 저감하여 계내에 대한 도료의 점착고화를 방지하는 습식 스프레이 부우스 처리제 및 그것을 사용한 처리방법에 관한 것이다.
자동차 공업에 있어서의 도장 공정에서는 일반적으로 차체에 분무된 페인트의 수율은 60-80%이고, 사용페인트의 40-20%는 다음 공정에서 제거해야할 과잉 페인트이다. 이 과잉으로 분무된 잉여 페인트를 포집하기 위해서는 통상, 수세에 의하여 습식 스프레이 부우스 처리하는데, 이때 수세수는 순환되어 재사용 된다.
이와같은 습식 스프레이 부우스에 있어서, 수세수에 포집되는 잉여 페인트는 점착성이 높기 때문에 스프레이 부우스의 수막판이나 배관계, 스프레이 노즐 등에 부착하여 배관이나 노즐을 막는 일이 있고, 또 수세효과를 현저히 저하시킨다. 또 잉여 페인트에 의하여 스프레이 부우스의 배기계가 막혀서 공기의 유통이 저지되었을 경우에는 부우스 내에 페인트 용제가 충만하여 안전 위생상 위험한 상태가 되는 등 현저히 작업 환경이 악화된다. 또한 잉여 페인트의 대부분은 스프레이 부우스의 부우스 피트바닥, 순환피트 바닥에 침적하고, 이때 침적된 페이트는 시간의 경과와 함깨 고무모양으로 고화되므로 그에 따라 청소제거에 대한 시간과 노력이 필요하게 된다.
또, 세정수중에 포집된 페인트가 계내에 부착 또는 침강될 뿐만아니라, 페인트 성분이 용해하거나 미립자가 되어 분산되기도 한다. 특히 수성 페인트의 경우에는 분산되기 쉽고, 수중의 현탁물질(SS)이나 용해 고형분(TDS)을 증가시킨다. TDS가 증가되면 계내의 부식진행을 조장한다. 또 페인트내의 용제는 부우스 배기중의탄화수소(HC)를 증가시킬 뿐만아니라 세정수중에 용해되어서 순환시의 COD를 상승시킨다. 또, 페인트의 용제의 종류에 따라서는 순환수를 산성화하여 그 결과 시스템의 부식을 촉진시키게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래부터 세정수에 배합하는 스프레이부우스 처리제가 개발되어 왔고,
(1) NaOH, KOH등의 알칼리
(2) Zn염 등의 양성 금속
(3) 카티온성 폴리머
(4) 계면활성제
등의 약재를 단독으로 또는 2종류 이상을 혼합해서 세정수에 첨가하는 방법이 알려져 있다.
그러나, 상기 종래의 처리제는 (a) 효과가 충분하지 않고, (b) 적용이 가능한 pH범위가 좁고, 안정한 처리를 하기가 곤란하고, pH조정제를 다량으로 필요로 하고, (c) 처리약제의 유리를 위하여 순환수 중의 COD가 증가되고, (d) 이로인해 폐수처리가 곤란하고, 폐수중의 슬러지양도 증가하는, 등의 문제점이 있었고, 공업적으로도 유리한 것이라고는 할 수 없었다.
본 발명의 목적은 상기 종래기술의 문제점을 해결하고, 극히 우수한 효과를 가지는 습식 스프레이 부우스 처리제 및 그것을 사용한 처리방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 적용이 가능한 pH범위가 넓고, 안정된 처리를 할 수 있는 습식 스프레이 부우스 처리제 및 그것을 사용한 처리방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 세정 폐수의 처리가 용이한 스프레이부우스 처리제 및 이것을 사용한 처리방법을 제공하는 것이다.
이 목적은 멜라민·알데히드산 콜로이드 용액을 함유하는 것을 특징으로 하는 습식 스프레이 부우스 처리제 및 멜라민·알데히드산 콜로이드 용액을 첨가하는 것을 특징으로 하는 잉여 페인트의 습식 스프레이 부우스 처리방법에 의하여 달성된다.
이하 본 발명을 좀더 상세히 설명하겠다. 본 발명에 사용하는 멜라민·알데히드산 콜로이드 용액은 하기의 제조예와 같이 멜라민과 알데히드를 반응시켜서 얻은 메틸롤 멜라민에 다시 산을 첨가하므로써 제조할 수 있다. 또 필요에 따라 메틸롤멜라민을 다시 알킬에테르화 한 것에 산을 첨가하여 제조해도 된다.
본 발명에서 상요되는 알데히드로서는 포름 알데히드, 파라포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온 알데히드 등을 들 수 있으나, 특히 포름알데히드, 파라포름 알데히드가 취급 및 반응율의 면에서 적합하다.
멜라민과 알데히드와의 배합비율은 멜라민 1몰에 대하여 알데히드 1-6몰로 하는 것이좋다. 단, 알데히드가 2.5몰을 초과하며 산 콜로이드 용액으로 했을때에 유리된 알데히드의 양이 많아진다. 유리된 알데히드는 COD원이 되므로 COD가 문제가 되는 곳에서는 알데히드의 양은 2.5몰 이하로 하는 것이 좋다.
이와같이 얻어진 메틸롤멜라민은 물에는 용해되지 아니하나 산용액에는 콜로이드 상태로 용해한다. 한편 메틸롤멜라민을 더욱 알킬에테르화 하여 얻어지는 알킬에테르화 메틸롤멜라민은 수용성이고, 산을 첨가하면 콜로이드상으로 된다. 여기서 사용하는 산으로는 1염기산이 적합하다. 1염기산으로는 염산, 질소등의 무기산 이외에 개미산, 초산, 유산, 프로피온산등의 유기산을 들 수 있다. 그중에서도 염산은 안정된 콜로이드 용액을 얻을 수 있으므로 적합하다.
또 1염기산, 특히 염산의 첨가량은 멜라민 1몰에 대하여 0.5-1.5몰 정도, 바람직하게는 0.7-1.3몰이 가장 좋다.
산 첨가량이 0.5몰 미만이 되면 산콜로이드성을 충분히 발휘하기 곤란해지고, 한편 1.5몰을 초과하면 콜로이드 용액의 안정성이 나빠지는 경향이 생긴다. 이 메틸롤멜라민의 산콜로이드 용액중에는 콜로이드 용액조제 초기에 있어서는 유리의 알데히드가 많이 존재하나, 조제후 온실에서 방치해서 숙성하면 유리의 알데히드가 감소한다. 숙성은 가열에 의하여 가속할 수도 있다. 숙성시간은 온실숙성의 경우는 5일-34개월, 가열 숙성의 경우는 50℃에서 2-3시간 정도가 적당하다.
본 발명의 습식 스프레이 부우스 처리제는 이와같이 얻어지는 멜라민·알데히드산 콜로이드 용액을 0.1-20중량%, 바람직하기로는 0.1-15중량% 함유하는 것이 좋다. 또, 본 발명의 처리제는 다시 알칼리제, 계면활성제, 수용성 고분자 응집체, 그밖의 PAC(폴리염화 알루미늄)나 황산알루미늄, 염화 제 2 철등의 무기 응집제등을 병용해도 된다.
알칼리제는 도료의 점착성을 보다 저감시키고, 또 장치의 방식면으로도 효과적이다. 계면활성제는 도료의 분산성 및 유화성의 향상에 효과적이다. 계면활성제로서는 이미 공지된 임의의 음이온 계면활성제, 비이온 계면활성제, 양성이온 계면활성제 또는 양이온 계면활성제의 1종류 또는 2종류 이상을 조합한 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는 알킬벤젠 설폰산나트륨, 고급알콜황산에스텔나트륨, 알킬황산에스텔나트륨, 알킬설폰산나트륨, 알킬설포호박산나트륨, 디알틸설포호박산나트륨, 알킬나프탈린설폰산나트륨-프로말린 축합물, 알킬나프탈렌설폰산나트륨, 설폰화복소환식화합물, 지방산 아미노산축합물등의 음이온 계면활성제 ; 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르, 폴리에틸렌글리콜 지방산에스테로, 폴리옥시에틸렌지방산아미드에테르, 폴리에틸렌글리콜알킬아민에테르, 다가알콜지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌다가알콜지방산에스테르, 알킬롤아미드등의 비이온 계면활성제 ; 베타인형, 이미다졸린형, 설폰산형 또는 알라닌형의 양성 계면활성제 ; 알킬피리디늄염산염, 알킬트리메틸암모늄할라이드, 폴리옥시에틸렌알킬아민, 폴리옥시에틸렌도데실아민등의 양이온 계면활성제등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서는 이들의 계면활성제중에서도 비이온 계면활성제를 사용하는 것이 좋다. 계면활성제의 사용량은 멜라민·알데히드산 콜로이드 용액 1중량 단위에 대하여 0.01-1중량 단위가 적당하다.
또, 수용성 고분자 응집제나 PAC, 황산알루미늄, 염화제2철등의 무기응집제는 고액분리성을 높이는데에 효과가 있다.
수용성 고분자 응집제로서는 공지의 것이 사용가능하다. 그중에서도 아크릴아미드계의 것이 가장 바람직하고, 폴리아크릴아미드, 폴리메타아크릴아미드, 폴리아크릴아미드 또는 폴리메타아크릴아미드의 부분 가수분해물, 아크릴아미드 또는 메타아크릴아미드와 다른 비닐계 단량체, 예를들면 아크릴산에스테르, 아크릴로니트릴, 디알킬아미노에틸메타크릴레이트 또는 그 4급화물과의 공중합체, 폴리에틸렌이민으로 대표되는 폴리알킬렌폴리아민, 수용성의 디시안의 디아미드-포름알데히드 축합물, 폴리디메틸디알릴암모늄염, 에피할로히드린-아민축합물, 카티온화 그아율 고무등이 바람직하게 사용된다. 수용성 고분자 응집제나 무기응집제의 첨가량은 멜라민·알데히드산 콜로이드 1중량 단위에 대하여 0.01-1중량 단위가 적당하다.
이하, 본 발명의 습식 스프레이 부우스 처리제를 사용하는 본 발명의 처리방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 처리방법은 본 발명의 처리제를 습식 스프레이 부우스의 순환세정수 중에 주입하여 세정수중에 포집된 잉여 페인트가 점착화하지 못하도록 하고 이것이 수막판이나 배관에 부착하는 것을 방지하고, 또 피트(pit)내에 침적한 슬러지가 점착고화되는 것을 방지한다.
본 발명에 있어서 본 발명의 처리제의 첨가량은 잉여 페인트량에 대한 멜라민·알데히드산 콜로이드 용액의 중량으로 0.1-300%의 범위, 통상은 1-10% 범위가 적당하다. 또 순환수에 대한 주입량은 도장 페인트량, 도장방법등에 따라 다르나, 순환수 중의 멜라민·알데히드산 콜로이드 용액 농도로 1-5,000ppm 정도가 표준이고 저어테스트(jar test)에 의하여 결정된다.
또, 본 발명의 처리제를 순환수에 첨가한 후 순환수의 pH를 4-10, 특히 5-9로 조정하는 것이 좋다. pH가 4미만 또는 10보다 크면 도료의 점착성 저감효과를 충분히 발휘하지 못한다(이 이유에 대해서는 처리제의 pH가 지나치게 낮거나 반대로 지나치게 높거나 하면 콜로이드의 화합이 충분히 진행되기가 어려워지기 때문으로 추측된다). pH조정에 사용되는 산이나 알칼리제로서는 염산, 질산, 수산화나트륨, 암모니아등의 공지의 것을 선택할 수 있다.
본 발명의 처리제의 첨가방법으로서는 통상, 세정수 스프레이량에 따라 연속 주입하는 것이나, 간혈 주입 방식으로 해도 좋다. 처리제의 첨가 장소로는 제한은 없으나 특히 순환수의 송급측, 좀더 구체적으로 세정수와 페인트가 접촉하기 직전의 배관계에 첨가하는 것이 가장 효과적이다.
본 발명의 습식 스프레이 부우스 처리제에 의하면 습식 스프레이 부우스에 있어서 잉여 페인트를 포집하기 위하여 분무되는 순환수의 도료의 점착성이 저감되어 점착성은 거의 없어지고 도료는 마들마들 한 입자상이 되기 때문에 계내에 있어서의 도료의 점착고화가 방지된다. 이 순환수 중의 도료의 점착성을 저감시키는 작용기구는 반드시 명확하지는 아니하나, 산 용액중에서 콜로이드 상태로 용해되어 있는 멜라민-알데히드가 순환수 중에 첨가되어 pH가 상승하므로써 콜리이드성이 파괴되어 회합하고, 이 회합시에 도료 성분을 감싼 형태로 결합하여 불용성화 되기 때문으로 생각된다. 또 도료 성분을 감싼 결합체는 멜라민·알데히드 수지로서의 성질이 강하게 나오기 때문에 도료의 점착성이 제거되는 것으로 추정된다.
따라서, 이와같은 본 발명의 습식 스프레이 부우스 처리제를 스프레이 부우스의 순환세정수 중에 주입하는 본 발명의 처리방법에 의하면,
(1) 배관등에 도료가 부착하거나 노즐이 막히는 것이 방지하고, 수세효율이 양호하게 유지된다.
(2) 배기계의 막힘등에 의한 작업환경의 악화가 방지된다.
(3) 부우스 피트등에 침적 또는 부상한 도료 슬러지가 고화되지 않고 쉽게 제거될 수 있다.
(4) 세정폐액의 고액 분리가 쉬워지고 폐수처리가 용이해진다.
(5) 순환수의 COD 농도를 저가할 수 있으므로 세정 폐수 처리량을 대폭적으로 저감할 수 있다.
(6) 습식 스프레이 부우스 시스템의 부식을 방지할 수 있다.
(7) 넓은 pH범위에서의 사용이 가능하다.
등의 효과가 있고, 스프레이 부우스 처리를 공업적으로 극히 유리하게 실시할 수 있다.
이하 제조예와 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하겠으나, 본 발명은 그 요지를 초월하지 않는 한 이하의 실시예에 한정되지 아니한다.
멜라민·알데히드산 콜로이드 용액의 제조예
증류수 93ml에 멜라민 63g(0.5몰)와 파라포름알데히드 30g(포름알데히드로서 1.0몰)을 첨가하고, NaOH pH를 10.0로 조절하고, 70℃로 가열해서 멜라민을 용해시켰다. 다시 70℃에서 5분간 반응시킨 후 실온하에서 방치하여 서서히 냉각하여 메틸롤화멜라민의 결정을 석출했다. 이 석출물을 부프너로오트 상에 모아서 메타놀으로 세정한 후 감압건조했다. 이 건조된 메틸롤화멜라민은 원소분석 결과, 멜라민 : 포름알데히드=1 : 2.19이었다.
이 메틸롬화멜라민 10g(0.05몰)을 1.35% 염산용액 100ml에 첨가하고(멜라민을 기준으로 0.75몰), 교반하여 산 콜로이드 용액을 얻었다. 다음의 실시예에 있어서의 사용에 있어서는 다시 실온에서 12일간 방치하여 숙성시켰다.
[실시예 1-8]
아크릴계 수지 페인트를 용제(톨루엔 : 아세톤 : 초산메틸 : 메타놀=10 : 30 : 30 : 30) (용량비) 로 용해하여 페인트 용액을 만들었다. 이 페인트 용액을 물에 급속교반(5,000ppm, 마그네틱스터러)하에 적하시켜서 페인트 분산액을 조제하여, 습식 스프레이 부우스 순환수를 합성했다. 이 순환수의 수질은 다음과 같다.
페인트 농도 : 2,000mg/ l
pH : 6.7
전기 전도도 : 590μS/cm
SS : 1,500mg/ l
COD : 400mg/ l
이 합성 순환수 500ml을 비이커에 채취하여, 경우에 따라 HCl 또는 NaOH를 첨가하여 제 1 표에 표시하는 pH로 조정한 후 상기 제조예로 제조된 멜라민·알데히드산 콜로이드 용액을 제 1 표에 표시하는 양을 첨가하여 2분간 교반했다. 다음에 30분간 방치하여 비이커내의 물과 부유물로 버리고 비이커벽에 부착한 페인트의 건조중량을 측정했다.
결과를 제 1 표에 표시한다.
[실시예 9]
멜라민·알데히드산 콜로이드와 함께 폴리에틸렌 글리콜계노니온 계면활성제를 각각 제 1 표에 표시하는 양을 첨가하고, pH를 6.5로 조정한 것이외는 실시예 1과 동일하게 하여 부착 페인트량의 측정을 했다.
결과를 제 1 표에 표시한다.
[비교예 1-5]
멜라민·알데히드산 콜로이드 대신에 염화아연(비교예 1-3), 폴리에틸렌글리콜계 계면활성제(비교예 4), PAC(비교예 5)를 사용하여, 그 첨가량 및 pH조정을 제 1 표에 표시하는 값으로 한 것이외는 실시예 1과 동일하게 하여 부착 페인트량의 측정을 실시했다.
그 결과를 제 1 표에 표시한다.
[비교예 6]
페인트 부우스 처리제를 전혀 사용하지 않는 것이외는 실시예 1과 동일하게 하여 부착 페인트량의 측정을 실시했다.
그 결과를 제 1 표에 표시한다.
제 1 표에서, 본 발명의 습식 페인트 부우스 처리제는 소량의 첨가로 부착 페인트량을 적게할 수가 있고, 습식 스프레이 부우스에 있어서 계내에 대한 도표의 부착이나 점착고화를 현저히 저감할 수 있음이 명백하다. 또 pH로 중성 부근인 이외에 통상정도의 산성역이나 알칼리성 역에서도 효과를 발휘한다는 것이 확인되었다.
[제 1 표]
Figure kpo00001

Claims (9)

  1. 멜라민 1몰에 대하여 1-6몰의 알데히드 및 0.5-1.5몰의 산이 결합한 메틸롤멜라민산으로 구성된 멜라민·알데히드산 콜로이드 용액을 0.1-20중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 습식 스프레이 부우스 처리제.
  2. 제 1 항에 있어서, 멜라민·알데히드산 콜로이드 용액은, 멜라민과 알데히드가 결합한 메틸롤멜라민을 다시 알킬에테르화한 알킬에테르화 메틸롤멜라민과 산으로 구성되는 것을 특징으로 하는 습식 스프레이 부우스 처리제.
  3. 제 1 항에 있어서, 산은 염산인 것을 특징으로 하는 습식 스프레이 부우스 처리제.
  4. 제 1 항에 있어서, 알데히드는 포름알데히드 또는 파라포름알데히드인 것을 특징으로 하는 습식 스프레이 부우스 처리제.
  5. 잉여 페인트량에 대하여 0.1-300중량%의 멜라민·알데히드산 콜로이드 용액을 습식 스프레이 부우스의 순환 세정수중에 첨가하는 것을 특징으로 하는 잉여 페인트의 습식 스프레이 부우스 처리방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 멜라민·알데히드산 콜로이드 용액을 처리하는 잉여 페인트량에 대하여 1-10중량% 첨가하는 것을 특징으로하는 습식 스프레이 부우스 처리방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 멜라민·알데히드산 콜로이드 용액을 순환 세정수중의 농도로 1-5,000ppm 되도록 첨가하는 것을 특징으로 하는 습식 스프레이 부우스 처리방법.
  8. 제 5 항에 있어서, 멜라민·알데히드산 콜로이드 용액을 첨가한 순환 세정수의 pH가 4-10인 것을 특징으로 하는 습식 스프레이 부우스 처리방법.
  9. 제 5 항에 있어서, 멜라민·알데히드산 콜로이드 용액을 첨가한 순환 세정수의 pH가 5-9인 것을 특징으로 하는 습식 스프레이 부우스 처리제.
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