KR102077783B1 - 페인트 슬러지 내 함수율 저감 방법 - Google Patents
페인트 슬러지 내 함수율 저감 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 도장 부스에서 발생하는 페인트 슬러지 내 함수율 저감 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 페인트 슬러지 내 함수율 저감 방법은 점성제거제인 수용성 키토산 유도체 및 음이온 응집제를 다단계로 처리함으로써, 기존의 처리 방식과 비교하여 10 % 이상의 페인트 슬러지 내 함수율을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 수용성 키토산 유도체를 점성제거제로 사용함으로써 친환경적인 장점이 있다.
또한, 수용성 키토산 유도체를 점성제거제로 사용함으로써 친환경적인 장점이 있다.
Description
본 발명은 페인트 슬러지 내 함수율 저감 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도장 부스등에서 오버 플로우된 페인트를 처리하는 과정에서 발생하는 슬러지 내 함수율을 저감시키는 방법에 관한 것이다.
자동차 부품, 기계, 산업용 제품 및 부품 등은 제품화를 이루기 위하여 일반적으로 도장 및 코팅 공정을 실시하게 되는데, 이를 위해 피도물의 세척, 수세, 건조의 전처리 공정을 거쳐 소위 도장 부스(spray booth)라는 영역에서 도장을 실시하게 된다.
도장을 위해 실시되는 다양한 방법 중, 에폭시, 우레탄, 에나멜, 래커 등의 유기용제 페인트나 수계 페인트 등의 액체 페인트를 분무하는 방법을 사용할 경우, 통상적으로 과분무된 페인트를 제거하기 위하여 피도물의 뒤쪽에 수벽을 설치하여 공기의 세정 및 페인트를 제거하는 방법이 사용되고 있다.
과분무된 페인트 폐기물은 이를 포집하기 위한 순환수에 포함되어 순환하게 되는데, 여기서 페인트는 점성재료이기 때문에 순환수 내에서 쉽게 응집, 부착, 누적되어 끈적거리고 달라붙는 성질을 같는 슬러지를 형성하게 된다. 이러한 슬러지는 순환수 계통의 펌프 및 파이프를 폐쇄시켜 공정 상의 문제점을 유발하게 되며, 이러한 현상을 방지하기 위하여 페인트 점성제거제를 사용한다. 페인트 점성제거제로 전처리된 슬러지는 응집제를 사용하여 응집시키고, 부상제를 첨가하여 상층부분을 제거하는 방식으로 처리된다.
이와 같이 도장 부스 내 과분무된 페인트를 처리하는 과정에서 필연적으로 발생되는 슬러지는 작업량의 증가에 따라 계속 증가하게 되며, 이를 처리하는 과정에서 발생하는 비용은 기업체의 생산원가 증가의 원인이 된다. 특히, 발생되는 슬러지에 함유된 수분의 함유량이 많을수록 탈수 시간이 길어지고, 냄새 등을 처리하는 과정에서 환경 오염과 같은 문제가 발생하게 된다.
이에 따라, 도장 부스 내 과분무된 폐인트 처리과정에서 발생되는 슬러지의 양을 최소화하기 위한 기술의 개발이 요구되고 있으며, 특히 슬러지내 함수율을 저감시킬 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.
이와 관련하여, 양이온 및 비이온성 고분자를 이용한 슬러지 탈수에 대한 영향 평가 등의 연구가 수행된 바 있으며, 철염과 양쪽성 고분자 응집제를 사용한 농축 시스템에 대한 연구가 이루어져 왔다.
그러나, 이와 같은 종래 기술들은 단일 응집제를 사용하거나 응집 시스템을 변경하여 응집 효율을 개선시키는 것이 아니라, 응집제의 병용 또는 서로 다른 하전을 가진 약품의 사용으로 나타나는 상호보완적 효과를 통해 응집 플럭을 개선하고 있다는 점에서 보편화된 응집 처리에 적용이 어려운 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 점성제거제인 수용성 키토산 유도체 및 음이온 응집제를 구획된 집수조 내에서 다단계로 처리함으로써, 도장 부스에서 발생하는 페인트 슬러지 내 함수율을 효과적으로 저감시킬 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 순환수에 수용성 키토산 유도체를 첨가하여 전처리수를 제조하는 단계;
상기 전처리수 및 페인트가 혼합된 페인트 슬러지를 복수개의 처리영역으로 구획된 집수조에 유입하는 단계;
상기 집수조의 제1처리영역에서, 상기 페인트 슬러지 100 부피부에 대하여, 수용성 키토산 유도체 0.01 ~ 10 부피부를 첨가하여 점성이 제거된 페인트 슬러지를 얻는 단계;
상기 집수조의 제2처리영역에서, 상기 점성이 제거된 페인트 슬러지 100 부피부에 대하여, 음이온 응집제 0.01 ~ 10 부피부를 첨가하여 1차 페인트 슬러지 응집물을 형성시키는 단계;
상기 집수조의 제3처리영역에서, 상기 1차 페인트 슬러지 응집물을 포함하는 페인트 슬러지 100 부피부에 대하여, 음이온 응집제 0.01 ~ 10 부피부를 첨가하여 2차 페인트 슬러지 응집물을 형성시키는 단계;
상기 2차 페인트 슬러지 응집물과 잔여용액을 분리하는 단계; 및
상기 잔여용액을 상기 순환수에 혼합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 페인트 슬러지 내 함수율 저감 방법을 제공한다.
상기 수용성 키토산 유도체는 4급 키토산 아민염인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 전처리수는 순환수 100 부피부에 대하여, 수용성 키토산 유도체 0.01 ~ 10 부피부가 첨가되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 상기 집수조는 상기 처리영역을 구획하는 복수개의 격벽들을 포함하고,
상기 격벽은 상기 집수조 내부의 일 측면으로부터 이격되게 위치하여 상기 페인트 슬러지가 일 측면 방향으로 유동하도록 하는 제1격벽과,
상기 집수조 내부의 다른 측면으로부터 이격되게 위치하여 상기 페인트 슬러지가 다른 측면 방향으로 유동하도록 하는 제2격벽을 포함하며,
상기 제1격벽 및 상기 제2격벽은 순차적으로 이격되게 배치되어 상기 제1처리영역 내지 제 3 처리 영역을 구획하고 상기 페인트 슬러지가 지그재그로 유동하도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 음이온 응집제는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레산, 푸마르산 및 이들의 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 단량체를 포함하여 이루어진 공중합체인것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 페인트 슬러지 내 함수율 저감 방법은 점성제거제인 수용성 키토산 유도체 및 음이온 응집제를 구획된 집수조 내에서 다단계로 처리함으로써, 기존의 처리 방식과 비교하여 10 % 이상의 페인트 슬러지 내 함수율을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 수용성 키토산 유도체를 점성제거제로 사용함으로써 친환경적인 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 페인트 슬러지 처리 과정을 간략히 도식화한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 구획된 집수조의 상부 관측 구조를 간략히 도식화한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 구획된 집수조의 상부 관측 구조를 간략히 도식화한 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 페인트 슬러지 내 함수율 저감 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도장 부스등에서 발생하는 페인트 슬러지 내 함수율을 저감시키는 방법에 관한 것이다.
도장 부스는 도장이 실시되는 공간으로, 자동차, 기계, 산업용 제품 및 부품 등의 제품화 과정에서 도장 공정을 실시하기 위해 널리 사용되고 있다.
도장 공정에 사용되는 다양한 도장 방법 중, 액체 페인트를 분무하는 방법이 사용될 경우 통상적으로 과분무된 페인트를 제거하기 위하여 피도물의 뒤쪽에 수벽(Water curtain)을 설치하여 공기의 세정 및 페인트를 제거하는 방법이 사용되고 있다.
상기와 같은 방법에 의할 경우, 과분무된 페인트가 존재하는 부스 내의 공기는 강제 배기되고, 강제 배기되는 공기는 도장 부스를 빠져나가기 전에 수벽(Water curtain)을 통과하게 되는데, 이 때 공기 중에 존재하는 페인트가 수벽의 물(순환수)에 의해 스크러빙(scrubbibg)되면서 포집된다.
과분무된 페인트가 포집된 순화수 내에서, 점성을 가진 페인트는 쉽게 응집, 부착, 누적되어 끈적거리고 달라붙는 성질을 같는 슬러지를 형성하게 되며, 이를 처리하기 위하여 슬러지 내에 점성제거제 및 응집제가 첨가된다.
일반적으로, 점성제거제 및 응집제는 페인트 슬러지 내에 동시에 투입되게 되는데, 이러한 방식으로 응집된 페인트 슬러지는 기벽에 응집되는 경우가 많고 슬러지 내의 수분 함유량이 높아 이를 처리하기 위한 과정에서 많은 비용이 소모되며 환경 문제를 유발한다.
본 발명은 점성제거제인 수용성 키토산 유도체와 음이온 응집제를 다단계로 처리하여 페인트 슬러지 내의 함수율을 저감시키는 방법을 제공한다.
본 발명은 순환수에 수용성 키토산 유도체를 첨가하여 전처리수를 제조하는 단계;
상기 전처리수 및 페인트가 혼합된 페인트 슬러지를 복수개의 처리영역으로 구획된 집수조에 유입하는 단계;
상기 집수조의 제1처리영역에서, 상기 페인트 슬러지 100 부피부에 대하여, 수용성 키토산 유도체 0.01 ~ 10 부피부를 첨가하여 점성이 제거된 페인트 슬러지를 얻는 단계;
상기 집수조의 제2처리영역에서, 상기 점성이 제거된 페인트 슬러지 100 부피부에 대하여, 음이온 응집제 0.01 ~ 10 부피부를 첨가하여 1차 페인트 슬러지 응집물을 형성시키는 단계;
상기 집수조의 제3처리영역에서, 상기 1차 페인트 슬러지 응집물을 포함하는 페인트 슬러지 100 부피부에 대하여, 음이온 응집제 0.01 ~ 10 부피부를 첨가하여 2차 페인트 슬러지 응집물을 형성시키는 단계;
상기 2차 페인트 슬러지 응집물과 잔여용액을 분리하는 단계; 및
상기 잔여용액을 상기 순환수에 혼합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 페인트 슬러지 내 함수율 저감 방법을 제공한다.
먼저, 본 발명에 따른 페인트 슬러지 내 함수율 저감 방법의 첫 단계는 순환수에 수용성 키토산 유도체를 첨가하여 전처리수를 제조하는 단계이다.
상기 순환수는 페인트를 포집하기 위해 사용되는 물을 의미한다.
일반적으로는 순환수 자체에 페인트가 혼합되어 페인트 슬러지가 형성되나, 본 발명은 순환수에 수용성 키토산 유도체가 첨가하여 전처리수를 제조하고, 제조된 전처리수와 페인트가 혼합되어 페인트 슬러지를 형성하는 특징을 가지고 있다.
상기 전처리수는 순환수 100 부피부에 대하여, 수용성 키토산 유도체 0.01 ~ 10 부피부가 첨가되는 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 상기 순환수 100 부피부에 대하여, 상기 수용성 키토산 유도체 0.01 ~ 10 부피부가 첨가될 수 있고, 바람직하게는 0.05 ~ 1 부피부가 첨가될 수 있으며, 보다 바람직하게는 0.1 ~ 0.5 부피부가 첨가될 수 있다.
상기 수용성 키토산 유도체가 상기 기재된 범위 미만으로 첨가될 경우, 추후 페인트 슬러지 응집물이 제거된 잔여용액이 유입될 시 잔여용액에 잔류하는 페인트 의 점성이 제거되지 않을 수 있고, 상기 기재된 범위를 초과하여 첨가될 시 점성제거제인 수용성 키토산 유도체가 불필요하게 소모되어 처리 비용을 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 제조된 전처리수는 점성제거제인 수용성 키토산 유도체를 함유하고 있어, 페인트가 혼합될 때 1차적으로 페인트의 점성을 제거하여 점성 제거 효율을 증가시킬 수 있다.
다음 단계는, 상기 전처리수 및 페인트가 혼합된 페인트 슬러지를 복수개의 처리영역으로 구획된 집수조에 유입하는 단계이다.
상기 제조된 전처리수는 도장 부스에서 나온 페인트 또는 폐기물로 처리되는 페인트와 혼합되어 페인트 슬러지를 형성하게 되고, 형성된 페인트 슬러지는 복수개의 처리영역으로 구획된 집수조에 유입되게 된다.
상기 페인트 슬러지는 집수조에 유입되어 구획된 복수의 처리영역을 통과하면서 순차적으로 점성제거제인 수용성 키토산 유도체, 응집제와 반응하게 된다.
상기 집수조는 상기 처리영역을 구획하는 복수개의 격벽들을 포함하고,
상기 격벽은 상기 집수조 내부의 일 측면으로부터 이격되게 위치하여 상기 페인트 슬러지가 일 측면 방향으로 유동하도록 하는 제1격벽과,
상기 집수조 내부의 다른 측면으로부터 이격되게 위치하여 상기 페인트 슬러지가 다른 측면 방향으로 유동하도록 하는 제2격벽을 포함하며,
상기 제1격벽 및 상기 제2격벽은 순차적으로 이격되게 배치되어 상기 제1처리영역 내지 제3처리 영역을 구획하고 상기 페인트 슬러지가 지그재그로 유동하도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 격벽은 상기 집수조 내부의 처리영역을 구획하며, 제1격벽은 제1처리 영역과 제2처리영역을 구획하고, 제2격벽은 제2처리영역과 제3처리영역을 구획한다.
제1격벽은 상기 집수조 내부의 일 측면으로부터 이격되게 위치하여, 제1격벽과 집수조 일 측면 사이로 페인트 슬러지가 유동하게 된다.
제2격벽은 상기 집수소 내부의 다른 측면으로부터 이격되게 위치하여, 제2격벽과 집수조의 다른 측면 사이로 페인트 슬러지가 유동하게 된다.
여기서, 제1격벽과 제2격벽은 서로 다른 측면으로부터 이격되게 위치하고 있어, 페인트 슬러지가 제1격벽과 제2격벽을 순차적으로 통과시 지그재그로 유동하게 된다.
상기 페인트 슬러지는 집수조 내부에서 측면 방향 즉, 좌·우 방향으로 지그재그로 유동함으로써, 상기 처리영역에서의 체류시간을 길게 유지할 수 있으며, 이를 통해 점성제거제인 수용성 키토산 유도체 및 음이온 응집제와의 반응 시간을 충분히 확보할 수 있다.
상기 집수조는 추가적으로 집수조 내부의 일 측면으로부터 이격되게 위치하여 상기 페인트 슬러지가 격벽과 집수조 일 측면 사이로 유동되는 제3격벽을 포함할 수 있다.
제3격벽은 제3처리영역과 제4처리영역을 구획할 수 있으며, 제4처리영역은 페인트 슬러지 응집물을 제거하는 장치를 포함할 수 있다.
상기 제1처리영역 내지 제4처리영역에는 별도의 점성제거제, 응집제, 부상제 투입부가 포함될 수 있다.
이어지는 단계는, 상기 집수조의 제1처리영역에서, 상기 페인트 슬러지 100 부피부에 대하여, 수용성 키토산 유도체 0.01 ~ 10 부피부를 첨가하여 점성이 제거된 페인트 슬러지를 얻는 단계이다.
상기 제1처리영역은 집수조의 제1격벽으로 구획된 한쪽 영역을 의미할 수 있다.
상기 점성이 제거된 페인트 슬러지는 상기 페인트 슬러지 100 부피부에 대하여, 수용성 키토산 유도체 0.01 ~ 10 부피부를 첨가하여 얻을 수 있고, 바람직하게는 수용성 키토산 유도체 0.05 ~ 1 부피부를 첨가하여 얻을 수 있으며, 보다 바람직하게는 수용성 키토산 유도체 0.1 ~ 0.5 부피부를 첨가하여 얻을 수 있다.
상기 수용성 키토산 유도체가 상기 기재된 범위 미만으로 첨가될 경우, 페인트 슬러지의 점성이 충분히 제거되지 않을 수 있고, 상기 기재된 범위를 초과하여 첨가될 시 수용성 키토산 유도체가 불필요하게 소모되어 처리 비용을 증가시킬 수 있다.
다음 단계는, 상기 집수조의 제2처리영역에서, 상기 점성이 제거된 페인트 슬러지 100 부피부에 대하여, 음이온 응집제 0.01 ~ 10 부피부를 첨가하여 1차 페인트 슬러지 응집물을 형성시키는 단계이다.
상기 제2처리영역은 집수조의 제1격벽으로 구획된 제1처리영역이 아닌 영역으로, 제1격벽과 제2격벽 사이의 영역을 의미할 수 있다.
상기 1차 페인트 슬러지 응집물을 형성시키는 단계는 점성이 제거된 페인트 슬러지에 음이온 응집제를 첨가하여, 1차적으로 페인트 슬러지 응집물을 형성시키는 단계이다.
상기 1차 페인트 슬러지 응집물은 상기 점성이 제거된 페인트 슬러지 100 부피부에 대하여, 음이온 응집제 0.01 ~ 10 부피부를 첨가하여 형성시킬 수 있고, 바람직하게는 음이온 응집제 0.05 ~ 1 부피부를 첨가하여 형성시킬 수 있으며, 보다 바람직하게는 음이온 응집제 0.1 ~ 0.5 부피부를 첨가하여 형성시킬 수 있다.
상기 음이온 응집제가 상기 기재된 범위 미만으로 첨가될 경우, 1차 페인트 슬러지 응집물이 충분하게 형성되지 않아 응집 효율이 저하될 수 있고, 상기 기재된 범위를 초과하여 첨가될 경우 1차 페인트 슬러지 응집물의 크기가 지나치게 커져 압밀성이 저하될 수 있다.
이어지는 단계는, 상기 집수조의 제3처리영역에서, 상기 1차 페인트 슬러지 응집물을 포함하는 페인트 슬러지 100 부피부에 대하여, 음이온 응집제 0.01 ~ 10 부피부를 첨가하여 2차 페인트 슬러지 응집물을 형성시키는 단계이다.
상기 제3처리영역은 제2격벽으로 구획된 제2처리영역이 아닌 영역으로, 제3격벽을 포함할 경우 제2격벽과 제3격벽 사이의 영역을 의미할 수 있다.
상기 2차 페인트 슬러지 응집물은 상기 1차 페인트 슬러지 응집물을 포함하는 페인트 슬러지 100 부피부에 대하여, 음이온 응집제 0.01 ~ 10 부피부를 첨가하여 형성시킬 수 있고, 바람직하게는 음이온 응집제 0.05 ~ 1 부피부를 첨가하여 형성시킬 수 있으며, 보다 바람직하게는 음이온 응집제 0.1 ~ 0.5 부피부를 첨가하여 형성시킬 수 있다.
상기 음이온 응집제가 상기 기재된 범위 미만으로 첨가될 경우, 2차 페인트 슬러지 응집물의 압밀성이 저하되어 응집물의 함수율이 증가될 수 있고, 상기 기재된 범위를 초과하여 첨가될 경우 잔류 응집제가 존재하는 문제점이 있을 수 있다.
본 발명에 따른 페인트 슬러지 내 함수율 저감 방법은 점성제거제, 음이온 응집제를 구획된 처리영역에서 단계별로 투입시키므로, 응집물의 압밀성을 개선시켜 슬러지 내 함수율을 저감시킬 수 있으며, 응집 효율을 높이고 잔류 응집제를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 점성제거제, 음이온 응집제를 집수조 내에 구획별로 투입 하므로, 배수 라인의 막힘을 방지할 수 있다.
상기 음이온 응집제는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레산, 푸마르산 및 이들의 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 단량체를 포함하여 이루어진 공중합체인것을 특징으로 할 수 있다.
일례로, 상기 음이온 응집제는 아크릴산(메타크릴산)과 아크릴 아미드(메타크릴 아미드)의 공중합체, 아크릴산(메타크릴산)과 아크릴 아미드(메타크릴 아미드)와 2-아크릴 아미드- 메틸 프로판 술폰산(비닐 술폰산)의 3원 공중합체일 수 있다.
상기 음이온 응집제는 에멀젼 타입인 것을 특징으로 할 수 있으며, 이를 통해 용해 시간을 줄이고 함수율을 저감할 수 있다.
상기 음이온 응집제의 중량평균 분자량 범위는 1,000 ~ 1,000,000 일 수 있고, 바람직하게는 10,000 ~ 100,000 일 수 있다.
상기 점성제거제인 수용성 키토산 유도체의 투입 총량은, 집수조에 유입된 페인트 슬러지 100 부피부에 대하여, 0.01 ~ 10 부피부일 수 있고, 바람직하게는 0.05 ~ 1 부피부일 수 있으며, 보다 바람직하게는 0.1 ~ 0.5 부피부일 수 있다.
상기 음이온 응집제의 투입 총량은, 집수조에 유입된 페인트 슬러지 100 부피부에 대하여, 0.01 ~ 10 부피부일 수 있고, 바람직하게는 0.05 ~ 1 부피부일 수 있으며, 보다 바람직하게는 0.1 ~ 0.5 부피부일 수 있다.
다음 단계는, 상기 2차 페인트 슬러지 응집물과 잔여용액을 분리하는 단계이다.
상기 2차 페인트 슬러지 응집물은 최종적으로 분리되어 제거되는 것이다.
이 때, 상기 2차페인트 슬러지 응집물은 슬러지 제거장치를 사용하여 제거할 수 있다.
상기 슬러지 제거장치로는 고무판 회전레일을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이어지는 단계는, 상기 잔여용액을 상기 순환수에 혼합시키는 단계이다.
상기 잔여용액은 페인트 슬러지 응집물을 제거한 뒤 잔여하는 용액을 의미하며, 이는 다시 순환수에 혼합되어 페인트 포집을 위해 사용될 수 있다.
상기 잔여용액에는 응집되지 않은 페인트 성분이 남아있을 수 있으므로, 순환수에 혼합한 뒤 수용성 키토산 유도체를 처리하여 점성을 제거하여 전처리수로 제조된다.
본 발명에 있어서, 상기 수용성 키토산 유도체는 4급 키토산 아민염인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 4급 키토산 아민염은 키토산에 존재하는 아민기에 산을 첨가하여 4급화(poly cation) 시킨 것을 의미하며, 키토산을 염산(HCl), 클로로메테인(CH3Cl), 벤질클로라이드(C6H5CH2Cl), 디메틸 설페이트((CH3O)2SO2) 등과 반응시켜 제조할 수 있다.
상기 키토산은 게, 새우 등 갑각류에서 추출한 키틴을 탈아세틸화시켜 얻은 것을 특징으로 할 수 있다.
일례로, 1 리터 반응기에 새우, 게에서 추출한 키틴 40 g과 40 % NaOH 600 g을 투입하여 교반하고, 가열장치를 사용하여 80 ℃ ~ 90 ℃ 온도로 4시간 동안 유지 시킨 다음, 필터링하여 중성이 될때까지 세척하고 건조시켜 키토산을 얻을 수 있다.
상기 갑각류에서 추출한 키틴을 탈아세틸화시켜 얻은 키토산을 사용한 수용성 키토산 유도체는 기존의 멜라민-포름알데히드 중합물과 같은 인체에 유해한 점성제거제를 대체할 수 있으며, 친환경적인 장점을 갖는다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예 및 실험예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
<제조예 1> 수용성 키토산 유도체의 제조
1 리터 반응기에 새우,게에서 추출한 키틴 40g과 40% NaOH 600g을 투입하여 교반한 뒤, 가열 장치를 사용하여 80℃ ~ 90℃ 온도로 4시간 동안 유지시켰다.
이 후, 이를 필터링하여 중성이 될 때 까지 세척하고, 세척 후 건조하여 65% ~ 75% 탈아세틸화된 키토산을 얻었다.
상기 키토산을 디메틸설페이트(Dimethyl sulfate)와 반응시켜 4급화된 수용성 키토산 유도체를 제조하였다.
<실시예 1> 페인트 슬러지의 다단계 처리
먼저, 순환수 1L에 상기 제조예 1에서 제조된 수용성 키토산 유도체 2.5 cc를 투입시켜 전처리수를 제조하였다.
전처리수 1L를 기준으로 페인트 5cc가 포집된 페인트 슬러지를 처리영역이 구획된 집수조로 유입한 뒤(도 2 참조), 제1영역에 상기 제조예 1에서 제조된 수용성 키토산 유도체 2.5 cc를 투입시켰다.
제1영역에서 점성이 제거된 페인트 슬러지는 제2영역으로 유동되었으며, 제2영역에는 음이온 응집제인 분자량 50,000의 2-프로펜산 나트륨 2-프로펜아마이드 중합체(SNF KOREA 제조)를 2.5cc 첨가하였다. 응집제 첨가를 통해 1차 페인트 슬러지 응집물이 형성되었으며, 이를 포함하는 페인트 슬러지는 제3영역으로 유동되었다.
이후, 제3영역으로 유입된 페인트 슬러지에 음이온 응집제인 음이온 응집제인 분자량 50,000의 2-프로펜산 나트륨 2-프로펜아마이드 중합체(SNF KOREA 제조)를 2.5cc 첨가하여 2차 페인트 슬러지 응집물을 형성시켰으며, 형성된 2차 페인트 슬러지 응집물은 고무판 회전레일을 사용하여 수거하였다. 2차 페인트 슬러지 응집물이 분리된 후 잔여용액은 다시 순환수 저장조로 이송되었다.
<비교예 1> 페인트 슬러지의 단일처리
본 발명에 따른 처리방법의 효과를 비교하기 위하여, 순환수 1L에 페인트 5cc가 포집된 페인트 슬러지에 상기 제조예 1에서 제조된 수용성 키토산 유도체 5cc와 음이온 응집제인 음이온 응집제인 분자량 50,000의 2-프로펜산 나트륨 2-프로펜아마이드 중합체(SNF KOREA 제조) 5cc를 투입하여 페인트 슬러지 응집물을 형성시켰다.
이후, 형성된 페인트 슬러지 응집물을 고무판 회전레일을 사용하여 수거하였다.
<실험예 1> 페인트 슬러지 내의 수분함량 측정
(1) 실험방법
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 수집된 페인트 슬러지 응집물의 건조 잔량을 체크하여, 슬러지 응집물의 최종 수분 함량을 측정하였다.
건조잔량 측정 방식은 105 ℃에서 2시간 동안 건조시킨 후 잔존량을 측정하는 방식으로 진행되었으며, 총 5회에 걸쳐 측정되었다.
(2) 실험결과
상기 실험의 결과를 표 1에 나타내었다. 나타낸 바와 같이, 단일 처리된 비교예 1보다 다단계 처리된 실시예 1에서 10 %이상의 함수율 저감효과가 나타남을 확인할 수 있었다.
| 비교예 1 건조 잔량(%) |
실시예 1 건조 잔량(%) |
|
| 1 | 75.12 | 85.09 |
| 2 | 76.03 | 87.25 |
| 3 | 73.25 | 88.35 |
| 4 | 74.23 | 89.96 |
| 5 | 78.12 | 90.12 |
| 평균 | 75.35 | 88.15 |
Claims (5)
- 순환수에 수용성 키토산 유도체를 첨가하여 전처리수를 제조하는 단계;
상기 전처리수 및 페인트가 혼합된 페인트 슬러지를 복수개의 처리영역으로 구획된 집수조에 유입하는 단계;
상기 집수조의 제1처리영역에서, 상기 페인트 슬러지 100 부피부에 대하여, 수용성 키토산 유도체 0.01 ~ 10 부피부를 첨가하여 점성이 제거된 페인트 슬러지를 얻는 단계;
상기 집수조의 제2처리영역에서, 상기 점성이 제거된 페인트 슬러지 100 부피부에 대하여, 음이온 응집제 0.01 ~ 10 부피부를 첨가하여 1차 페인트 슬러지 응집물을 형성시키는 단계;
상기 집수조의 제3처리영역에서, 상기 1차 페인트 슬러지 응집물을 포함하는 페인트 슬러지 100 부피부에 대하여, 음이온 응집제 0.01 ~ 10 부피부를 첨가하여 2차 페인트 슬러지 응집물을 형성시키는 단계;
상기 2차 페인트 슬러지 응집물과 잔여용액을 분리하는 단계; 및
상기 잔여용액을 상기 순환수에 혼합시키는 단계를 포함하며,
상기 집수조는 상기 처리영역을 구획하는 복수개의 격벽들을 포함하고,
상기 격벽은 상기 집수조 내부의 일 측면으로부터 이격되게 위치하여 상기 페인트 슬러지가 일 측면 방향으로 유동하도록 하는 제1격벽과,
상기 집수조 내부의 다른 측면으로부터 이격되게 위치하여 상기 페인트 슬러지가 다른 측면 방향으로 유동하도록 하는 제2격벽을 포함하며,
상기 제1격벽 및 상기 제2격벽은 순차적으로 이격되게 배치되어 상기 제1처리영역 내지 제 3 처리 영역을 구획하고 상기 페인트 슬러지가 지그재그로 유동하도록 하고,
상기 음이온 응집제는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레산, 푸마르산 및 이들의 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 단량체와 아크릴 아미드를 포함하여 이루어지는 중량평균 분자량 1,000 ~ 1,000,000 의 공중합체인 것을 특징으로 하는 페인트 슬러지 내 함수율 저감 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 수용성 키토산 유도체는 4급 키토산 아민염인 것을 특징으로 하는 페인트 슬러지 내 함수율 저감방법.
- 제1항에 있어서,
상기 전처리수는 순환수 100 부피부에 대하여, 수용성 키토산 유도체 0.01 ~ 10 부피부가 첨가되는 것을 특징으로 하는 페인트 슬러지 내 함수율 저감 방법.
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2018
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