WO2022055302A1 - 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 방법 및 장치 - Google Patents

열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 방법 및 장치 Download PDF

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Definitions

  • the present specification relates to a method and apparatus for decomposition and cleaning of thermosetting resin solids.
  • Thermosetting resins such as polyurethane and epoxy resin are widely used in composite materials such as, for example, carbon fiber reinforced plastic (CFRP). It is gradually increasing in all fields of industry.
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • thermosetting resins do not dissolve well in solvents unless heat is applied once cured due to their characteristics, decomposition and cleaning are difficult.
  • thermosetting resin such as one manufactured by impregnating carbon fiber with an epoxy resin in a filament winding method
  • various devices including jigs, etc.
  • winding equipment When a thermosetting resin such as a resin is attached and cured, it is difficult to remove it.
  • the filament winding method used when manufacturing a hydrogen pressure tank, etc. is a method of winding a carbon fiber tow on the surface of a cylindrical plastic container and impregnating the carbon fiber with a liquid epoxy resin to harden it.
  • the device impregnating the resin (including tools, etc.) inevitably has a thermosetting resin such as an epoxy resin attached to the surface, and the resin hardens and solidifies over time.
  • the present inventors intensively studied a method having a superior decomposition and cleaning effect while replacing it because the operation itself is often difficult due to the toxicity of methylene chloride in the conventional decomposition and cleaning process.
  • thermosetting resin solid excellent in decomposition and cleaning effect of the thermosetting resin solid while remarkably improving handling and toxicity problems
  • thermosetting resin solids that can effectively remove thermosetting resin solids attached to various devices (including jigs, etc.) at the time of manufacturing a structure made of a thermosetting resin, such as a hydrogen pressure tank, etc. It is to provide a method and apparatus for disassembly and cleaning of
  • thermosetting resin solid in exemplary embodiments of the present invention, heating the skin adhesive to which the thermosetting resin solid is attached in an aqueous solution containing citric acid, in particular, in a thermostat containing an aqueous solution containing citric acid and a surfactant; Disassembly and cleaning methods are provided.
  • Exemplary embodiments of the present invention also include a thermosetting bath for heating the skin adherend to which the thermosetting resin solid is attached, wherein the thermosetting bath includes an aqueous solution containing citric acid, in particular, an aqueous solution containing citric acid and a surfactant.
  • An apparatus for decomposing and cleaning resin solids is provided.
  • Exemplary embodiments of the present invention also provide a composition for decomposing and cleaning a thermosetting resin solid used in the method, wherein the composition for decomposing and cleaning a thermosetting resin solid is an aqueous solution containing citric acid, particularly citric acid and a surfactant. do.
  • thermosetting resin solids of exemplary embodiments of the present invention handling and toxicity problems can be remarkably improved, so that there is no problem in worker safety and excellent decomposition and cleaning properties of thermosetting resin solids Do. Accordingly, it is possible to effectively remove the thermosetting resin solids adhering to various devices (including jigs, etc.) at the time of manufacturing a structure made of a thermosetting resin, such as a hydrogen pressure tank.
  • thermosetting resin solids from the experimental process and the skin adherend in Example 1;
  • thermosetting resin solids are photographs showing the result of removing the thermosetting resin solids from the experimental process and skin adherend in Example 2;
  • thermosetting resin solids from the experimental process and the skin adherend in Example 3;
  • thermosetting resin solids from the experimental process and the skin adherend in Example 4;
  • thermosetting resin solids are photographs showing the result of removing the thermosetting resin solids from the experimental process and the skin adherend in Example 5;
  • Example 6A is a photograph of the jig before the second repeated treatment in Example 6 (that is, the second repeated treatment of the solution used in Example 1).
  • Example 6B is a photograph of the jig after the second repeated treatment in Example 6 (that is, the second repeated treatment of the solution used in Example 1).
  • 6C is a photograph of the jig before the third repeated treatment in Example 6 (that is, the third repeated treatment using the solution used in Example 1).
  • 6D is a photograph of the jig after the third repeated treatment in Example 6 (that is, the third repeated treatment of the solution used in Example 1).
  • 6E is a photograph of the jig before the fourth repeated treatment in Example 6 (that is, the fourth repeated treatment using the solution used in Example 1).
  • Fig. 6f is a picture of the jig after the fourth repeated treatment in Example 6 (that is, the fourth repeated treatment of the solution used in Example 1).
  • 6G is a photograph of the jig before the fifth repeated treatment in Example 6 (that is, the fifth repeated treatment using the solution used in Example 1).
  • Example 6H is a photograph of the jig after the fifth repeated treatment in Example 6 (that is, the fifth repeated treatment of the solution used in Example 1).
  • Example 7A is a photograph of the 5-hour curing sample itself in Example 7;
  • Example 7B is a photograph of heating the sample cured for 5 hours in Example 7 with a heating gun.
  • Example 7c is a photograph of a 5-hour curing sample heated by a heating gun in Example 7 placed in a thermostat.
  • Figure 7d is a photograph of the result after putting the 5 hour curing sample heated by the heating gun in Example 7 in a thermostat to react.
  • Example 7E is a photograph of the 10-hour curing sample itself in Example 7.
  • Example 7f is a photograph of heating the sample cured for 10 hours in Example 7 with a heating gun.
  • Example 7G is a photograph of a 10-hour curing sample heated by a heating gun in Example 7 placed in a thermostat.
  • Figure 7h is a photograph of the result after putting the 10 hour curing sample heated by the heating gun in Example 7 in a thermostat to react.
  • Example 8A is a photograph of the 5-hour curing sample itself in Example 8.
  • Example 8B is a photograph of a 5-hour curing sample in Example 8 placed in a constant temperature bath.
  • Figure 8c is a photograph of heating the sample cured for 5 hours with a heating gun after the reaction in the constant temperature bath in Example 8.
  • Example 8D is a photograph of the result of the sample cured for 5 hours after heating with a heating gun in Example 8;
  • Example 8E is a photograph of the 10-hour cured sample itself in Example 8.
  • Example 8f is a photograph of a 10-hour curing sample in Example 8 placed in a constant temperature bath.
  • 8G is a photograph of heating the sample cured for 10 hours with a heating gun after the reaction in the constant temperature bath in Example 8.
  • Example 8H is a photograph of the result of the 10-hour curing sample after heating with a heating gun in Example 8;
  • thermosetting resin composite material refers to various composite materials including the thermosetting resin.
  • the epoxy resin composite material may include a cured epoxy resin material and various fillers such as carbon fibers.
  • thermosetting resin solid means a thermosetting resin solidified by curing or a thermosetting resin composite material that is cured and solidified.
  • the skin adhesion means an object such as various devices to which a thermosetting resin solid is attached.
  • a jig and fixture is an auxiliary tool used in a process of manufacturing a structure made of a thermosetting resin composite material, and includes a jig and a fixture.
  • a jig is, for example, a jig attached to an impregnation device for impregnating a carbon fiber tow unwound from a bobbin into a resin, or a jig used as a cradle for transporting the tow after passing through the impregnation device and winding it in a hydrogen pressure vessel.
  • thermosetting resin cured product or the solid material removal characteristic was excellent while there was no problem in the safety of the operator.
  • thermosetting resin solid attached to the skin adherend.
  • citric acid and a surfactant have a synergistic effect when the thermosetting resin solid is decomposed from the skin adherend.
  • thermosetting resin solid comprising a; heating the skin adhesive to which the thermosetting resin solid is attached in a thermostat containing an aqueous solution containing citric acid and a surfactant provides
  • the method may further include; heating the skin complex with a heating gun.
  • the heating of the heating gun may be performed before or after the skin adherend is put into the thermostat.
  • the skin complexion after heating the skin complexion with a heating gun, it may be heated in a thermostat containing an aqueous solution containing the citric acid and a surfactant.
  • the skin complexion may be put into a thermostat containing an aqueous solution containing citric acid and a surfactant and heated, and then the skin complexion taken out of the thermostat may be heated with a heating gun.
  • the citric acid may be provided in an amount of 100 to 300 g, preferably 150 to 250 g, more preferably 200 g per 25 L of an aqueous solution in a thermostatic bath.
  • the citric acid may be added in an amount of 100 g or more, 110 g or more, 120 g or more, 130 g or more, 140 g or more, 150 g or more, 160 g or more, 170 g or more, 180 g or more, 190 g or more, 200 g or more per 25L of aqueous solution.
  • the citric acid may be used in an amount of 300 g or less, 290 g or less, 280 g or less, 270 g or less, 260 g or less, 250 g or less, 240 g or less, 230 g or less, 220 g or less, 210 g or less, 200 g or less per 25 L of aqueous solution.
  • the citric acid is sufficient to match the mixing ratio per volume of the aqueous solution regardless of the size of the skin adherend, such as a jigsaw.
  • the surfactant (total surfactant composition further including the solubilizing agent, etc., when the surfactant further includes a solubilizer, etc. to be described later) is 1 to 9 g per 25 L of aqueous solution in a thermostatic bath, preferably 2 to 8 g, more preferably 3 to 7 g, more preferably 4 to 6 g, more preferably to provide 5 g.
  • the amount of the surfactant is also sufficient to match the mixing ratio per volume of the aqueous solution regardless of the size of the skin complex such as a jigsaw.
  • the surfactant may in particular be an anionic surfactant.
  • the surfactant may be at least one selected from the group consisting of sodium lauryl sulfate (SLS) or sodium dodecyl sulfate (SDS) and citrate (sodium citrate, etc.).
  • the surfactant may be a surfactant composition further comprising an additive such as a solubilizer.
  • an additive such as a solubilizer.
  • 500 to 1200 parts by weight, 600 to 1100 parts by weight, 700 to 1000 parts by weight, 800 to 900 parts by weight of the solubilizer may be used.
  • a surfactant composition containing such a surfactant and a solubilizer it is easy to obtain and handle, for example, a dishwashing detergent may be used.
  • a surfactant composition is easy to generate bubbles in aqueous solution, is excellent in accessibility and handling, and can somewhat reduce anodizing damage to the skin complexion.
  • the temperature of the aqueous solution in the thermostat may be 50-100°C, 60-100°C, 70-100°C, 80-100°C, preferably 85-95°C, more preferably 90°C. . Due to the nature of the chemical reaction, the reaction rate increases during a high temperature reaction, and in particular, a high temperature may be advantageous for decomposition and cleaning of the fully cured thermosetting resin composite attached to the skin adherend. However, in this case, since anodizing damage or corrosion of the adherend may increase, it is preferable to proceed in the above-described temperature range.
  • the time to put the skin complex into the thermostat provided with the aqueous solution containing the citric acid and surfactant is 5 to 15 hours, 6 to 14 hours, 7 to 13 hours, 8 to 12 hours, 9 to 12 hours, 10-12 hours, 11-12 hours, or 12 hours.
  • the heating time is also preferably high from the viewpoint of effective decomposition and cleaning, but in this case, anodizing damage or corrosion of the adherend may increase, so it is preferable to proceed within the above-mentioned time range.
  • the skin adherend may be a device (including a jig, etc.) used to fabricate a structure made of a thermosetting resin composite material.
  • the adherend has an anodized thin film that is not corroded by citric acid.
  • the device or jig may be a device or jig used for manufacturing a hydrogen pressure vessel using carbon fiber.
  • thermosetting bath for heating the skin adherend to which the thermosetting resin solid is attached, wherein the thermosetting bath includes an aqueous solution containing citric acid and a surfactant for decomposition and A cleaning device is provided.
  • the device may further include a heating gun for heating the adherend.
  • exemplary embodiments of the present invention also provide a composition for decomposing and cleaning a thermosetting resin solid used in the method, wherein the composition for decomposing and cleaning a thermosetting resin solid is an aqueous solution containing citric acid and a surfactant. .
  • the skin complex samples used, the experimental instruments and reagents used are as follows.
  • Adhesive body A tool sample with a high temperature curing epoxy resin attached with a curing temperature of 120°C
  • thermosetting resin solids are photographs showing the result of removing the thermosetting resin solids from the experimental process and the skin adherend in Example 1;
  • the skin complex samples used, the experimental instruments and reagents used are as follows.
  • Adhesive body A tool sample with a medium temperature curing epoxy resin attached with a curing temperature of 80°C
  • thermosetting resin solids are photographs showing the result of removing the thermosetting resin solids from the experimental process and skin adherend in Example 2;
  • the skin complex samples used, the experimental instruments and reagents used are as follows.
  • Adhesive body A sample of a jig with a cured resin that has been cured at room temperature for 5 hours - Apply an epoxy resin and hardener directly to the jig and harden it for 5 hours at room temperature.
  • Example 3 it was tested whether the resin cured for 5 hours at room temperature was removed, and heat treatment by a heating gun was not performed.
  • the specific process is as follows.
  • thermosetting resin solids from the experimental process and the skin adherend in Example 3;
  • the epoxy resin solids on the sample surface could be effectively removed (100% removal).
  • the skin complex samples used, the experimental instruments and reagents used are as follows.
  • Adhesive body A sample of a jig with a cured resin that has been cured at room temperature for 12 hours - Apply an epoxy resin and hardener directly to the jig and harden it at room temperature for 12 hours before use. Relatively more difficult to remove the cured epoxy resin material when cured for a longer period of time (12 hours)
  • thermosetting resin solids from the experimental process and the skin adherend in Example 4;
  • the epoxy resin solids on the sample surface having the epoxy resin solids hard to remove after curing for 12 hours could also be effectively removed (100% removal).
  • Example 5 it was confirmed that the thermosetting resin was naturally cured after the process and the cured resin was effectively decomposed and cleaned in the attached jig.
  • the skin complex samples used, the experimental instruments and reagents used are as follows.
  • Skin adhesion sample A tool sample in which the thermosetting resin is naturally cured after the process
  • Example 5 pre-heat treatment was performed using a heating gun.
  • the specific process is as follows.
  • the sample was heat-treated using a heating gun (temperature is 400° C.).
  • thermosetting resin solids are photographs showing the result of removing the thermosetting resin solids from the experimental process and the skin adherend in Example 5;
  • the epoxy resin solids on the sample surface could be effectively removed (100% removal).
  • Example 6 it was confirmed that the thermosetting resin was naturally cured after the process and the cured resin was effectively decomposed and cleaned in the attached jig. However, the removal effect was confirmed by repeatedly using only an aqueous solution containing a reagent without heat treatment by a heating gun.
  • the skin complex samples used, the experimental instruments and reagents used are as follows.
  • Skin adhesion sample A tool sample in which the thermosetting resin is naturally cured after the process
  • thermostat heat gun not used
  • Example 6 unlike Example 6, prior heat treatment was not performed using a heating gun.
  • the specific process is as follows.
  • the sample was placed in a thermostat at 90° C. and heated for 5 hours.
  • Example 6A is a photograph of the jig before the second repeated treatment in Example 6 (that is, the second repeated treatment of the solution used in Example 1).
  • Example 6B is a photograph of the jig after the second repeated treatment in Example 6 (that is, the second repeated treatment of the solution used in Example 1).
  • 6C is a photograph of the jig before the third repeated treatment in Example 6 (that is, the third repeated treatment using the solution used in Example 1).
  • 6D is a photograph of the jig after the third repeated treatment in Example 6 (that is, the third repeated treatment of the solution used in Example 1).
  • 6E is a photograph of the jig before the fourth repeated treatment in Example 6 (that is, the fourth repeated treatment using the solution used in Example 1).
  • Fig. 6f is a picture of the jig after the fourth repeated treatment in Example 6 (that is, the fourth repeated treatment of the solution used in Example 1).
  • 6G is a photograph of the jig before the fifth repeated treatment in Example 6 (that is, the fifth repeated treatment using the solution used in Example 1).
  • Example 6H is a photograph of the jig after the fifth repeated treatment in Example 6 (that is, the fifth repeated treatment of the solution used in Example 1).
  • Example 7 it was confirmed whether the cured resin was effectively decomposed and cleaned in a jig cured at room temperature for 5 hours (a sample that was naturally cured for 5 hours after applying an epoxy resin and a curing agent to the jig at room temperature) and whether the aluminum anodizing was damaged.
  • the skin complex samples used, the experimental instruments and reagents used are as follows.
  • Adhesion to the skin a sample of a tool cured at room temperature for 5 hours (a sample that was naturally cured for 5 hours after applying an epoxy resin and hardener to the tool at room temperature)
  • Example 7A is a photograph of the 5-hour curing sample itself in Example 7;
  • Figure 7b is a photograph of heating the sample cured for 5 hours in Example 7 with a heating gun.
  • Example 7c is a photograph of a 5-hour curing sample heated by a heating gun in Example 7 placed in a thermostat.
  • Example 7d is a photograph of the result after putting the 5-hour curing sample heated by the heating gun in the thermostat in Example 7 and reacting it.
  • Example 7E is a photograph of the 10-hour curing sample itself in Example 7.
  • Example 7f is a photograph of heating the sample cured for 10 hours in Example 7 with a heating gun.
  • Example 7G is a photograph of a 10-hour curing sample heated by a heating gun in Example 7 placed in a thermostat.
  • Figure 7h is a photograph of the result after putting the 10 hour curing sample heated by the heating gun in Example 7 in a thermostat to react.
  • Example 8 unlike Example 7, heat treatment was performed using a heating gun after the bath reaction, not before the bath reaction, and in comparison with Example 7, it was confirmed whether the aluminum anodizing was damaged according to the heating gun treatment sequence.
  • the skin complex samples used, the experimental instruments and reagents used are as follows.
  • Adhesion to the skin A sample of a tool cured at room temperature for 5 hours (a sample that was cured naturally for 5 hours after applying an epoxy resin and a hardener to the tool at room temperature)
  • Example 8A is a photograph of the 5-hour curing sample itself in Example 8.
  • Example 8B is a photograph of a 5-hour curing sample in Example 8 placed in a constant temperature bath.
  • Figure 8c is a photograph of heating the sample cured for 5 hours with a heating gun after the reaction in the constant temperature bath in Example 8.
  • Example 8D is a photograph of the result of the sample cured for 5 hours after heating with a heating gun in Example 8;
  • Example 8E is a photograph of the 10-hour cured sample itself in Example 8.
  • Example 8f is a photograph of a 10-hour curing sample in Example 8 placed in a thermostat.
  • FIG. 8G is a photograph of heating the sample cured for 10 hours with a heating gun after the reaction in the constant temperature bath in Example 8.
  • FIG. 8G is a photograph of heating the sample cured for 10 hours with a heating gun after the reaction in the constant temperature bath in Example 8.
  • FIG. 8D is a photograph of the result of the 10 hour curing sample after heating with a heating gun in Example 8.
  • the present invention can be used to effectively remove thermosetting resin solids adhering to devices such as various jigs when manufacturing structures made of thermosetting resin, such as, for example, a hydrogen pressure tank.

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Abstract

열경화성 수지 고형물이 부착된 피부착체를 시트르산 및 계면활성제를 포함하는 수용액이 담겨진 항온조 내에서 가열하는 단계;를 포함하는 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 방법, 이에 사용되는 장치 및 조성물이 개시된다. 이에 따르면, 취급성 및 독성 문제점을 현저히 개선할 수 있어서 작업자의 안전에 문제가 없으면서도 열경화성 수지 고형물을 분해 및 세정 특성이 우수하다. 그 결과 수소압력탱크 등과 같은 열경화성 수지로 된 구조물 제조 시의 각종 치공구 등의 장치에 부착된 열경화성 수지 고형물을 효과적으로 제거할 수 있다.

Description

열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 방법 및 장치
본 명세서는 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 방법 및 장치에 관한 것이다.
[이 발명을 지원한 국가연구개발사업]
[과제고유번호] 1415160950
[과제번호] 20183010025470
[부처명] 산업통상자원부
[과제관리(전문)기관명] 한국에너지기술평가원
[연구사업명] 신재생에너지핵심기술개발(R&D)
[연구과제명] 화학분해법을 이용한 풍력발전용 복합소재 블레이드 섬유·유기소재 회수/고부가가치화 기술 개발 및 폐기·재사용 기준 개발
[기여율] 1/4
[과제수행기관명] 한국과학기술연구원
[연구기간] 2018.10.01 ~ 2019.03.31
[이 발명을 지원한 국가연구개발사업]
[과제고유번호] 1415163320
[과제번호] 20183010025470
[부처명] 산업통상자원부
[과제관리(전문)기관명] 한국에너지기술평가원
[연구사업명] 신재생에너지핵심기술개발(R&D)
[연구과제명] 화학분해법을 이용한 풍력발전용 복합소재 블레이드 섬유·유기소재 회수/고부가가치화 기술 개발 및 폐기·재사용 기준 개발
[기여율] 1/4
[과제수행기관명] 한국과학기술연구원
[연구기간] 2019.04.01 ~ 2019.12.31
[이 발명을 지원한 국가연구개발사업]
[과제고유번호] 1415166564
[과제번호] 20183010025470
[부처명] 산업통상자원부
[과제관리(전문)기관명] 한국에너지기술평가원
[연구사업명] 신재생에너지핵심기술개발(R&D)
[연구과제명] 화학분해법을 이용한 풍력발전용 복합소재 블레이드 섬유·유기소재 회수/고부가가치화 기술 개발 및 폐기·재사용 기준 개발
[기여율] 1/4
[과제수행기관명] 한국과학기술연구원
[연구기간] 2020.01.01 ~ 2020.12.31
[이 발명을 지원한 국가연구개발사업]
[과제고유번호] 1415169648
[과제번호] 20012817
[부처명] 산업통상자원부
[과제관리(전문)기관명] 한국산업기술평가관리원
[연구사업명] 소재부품기술개발(R&D)
[연구과제명] 탄소섬유 및 중간재 업싸이클링으로 15% 이상 원가절감된 기능성 부품 제조기술개발
[기여율] 1/4
[과제수행기관명] (주)엔바이오니아
[연구기간] 2020.08.01 ~ 2021.02.28
폴리우레탄, 에폭시 수지 등과 같은 열경화성 수지는 예컨대 탄소섬유강화플라스틱 (Carbon Fiber Reinforced Plastic, CFRP) 등과 같은 복합 소재에 많이 사용되며, CFPR등의 복합재료의 사용량이 자동차 분야, 우주항공분야, 신 에너지 분야 등 산업 전 분야에서 점차 증가하고 있다.
그러나, 열경화성 수지는 그 특성 상 한번 경화되면 열을 가하지 않은 한 용제에 잘 녹지 않기 때문에 분해 및 세정이 어렵다.
예컨대, 탄소섬유에 에폭시 수지를 필라멘트 와인딩 방식으로 함침하여 제조된 것과 같은 열경화성 수지로 된 구조물(예컨대, 수소압력탱크)을 제작하는 업체에서, 와인딩 장비 등의 각종 장치(치공구 등을 포함)에 에폭시 수지 등의 열경화성 수지가 부착되어 경화된 경우 이를 제거하기가 어렵다.
참고로, 수소압력탱크 등을 제작할 때 이용되는 필라멘트 와인딩(filament winding) 방식은, 원통형 플라스틱 용기 표면에 탄소섬유 토우(tow)를 감는 것과 동시에 액상의 에폭시 수지를 탄소섬유에 함침하여 경화시키는 방식으로 진행되는데, 이 때, 수지를 함침하는 장치(치공구 등을 포함)는 필연적으로 표면에 에폭시 수지 등의 열경화성 수지가 부착되고 시간의 경과에 따라 수지가 경화되어 고형화되므로 반드시 이를 제거해야만 다시 공정에 사용할 수 있다.
이를 위하여, 기존의 경우, 위 장치 표면에 경화된 수지를 제거하기 위하여 아세톤 및 유기용매인 MC(메틸렌클로라이드, CH2Cl2)를 사용해왔으나, 특히 MC 의 경우 휘발성 물질로 특유의 악취가 발생하고, 독성으로 인하여 작업자의 안전에 심각한 위험을 초래하는 문제가 있고, 각국에서 사용이 금지됨에 따라 이를 대체하는 물질이 필요한 실정이다.
본 발명자들은 이러한 종래의 분해 및 세정 과정에서 메틸렌클로라이드의 독성에 의해 작업 자체가 곤란한 경우가 많아 이를 대체하면서도 보다 우수한 분해 및 세정 효과를 가지는 방법을 예의 연구하였다.
본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 일 측면에서, 취급성 및 독성 문제점을 현저히 개선할 수 있으면서도 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 효과가 우수한 수용액 기반의 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 다른 일 측면에서, 수소압력탱크 등과 같은 열경화성 수지로 된 구조물 제조 시의 각종 장치(치공구 등 포함)에 부착된 열경화성 수지 고형물을 효과적으로 제거할 수 있는 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 열경화성 수지 고형물이 부착된 피부착체를 시트르산을 포함하는 수용액 특히, 시트르산 및 계면활성제를 포함하는 수용액이 담겨진 항온조 내에서 가열하는 단계;를 포함하는 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 방법을 제공한다.
본 발명의 예시적인 구현예들에서는 또한, 열경화성 수지 고형물이 부착된 피부착체를 가열하는 항온조;를 포함하고, 상기 항온조는 시트르산을 포함하는 수용액 특히, 시트르산 및 계면활성제를 포함하는 수용액을 포함하는 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 장치를 제공한다.
본 발명의 예시적인 구현예들에서는 또한, 상기 방법에 사용되는 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정용 조성물로서, 시트르산 특히, 시트르산 및 계면활성제를 포함하는 수용액인 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정용 조성물을 제공한다.
본 발명의 예시적인 구현예들의 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 방법 및 장치에 의하면, 취급성 및 독성 문제점을 현저히 개선할 수 있어서 작업자의 안전에 문제가 없으면서도 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 특성이 우수하다. 이에 따라 수소압력탱크 등과 같은 열경화성 수지로 된 구조물 제조 시의 각종 장치(치공구 등 포함)에 부착된 열경화성 수지 고형물을 효과적으로 제거할 수 있다.
도 1a 내지 1d는 본 실시예 1에서의 실험 과정 및 피부착체에서 열경화성 수지 고형물이 제거된 결과를 보여주는 사진이다.
도 2a 및 2b는 본 실시예 2에서의 실험 과정 및 피부착체에서 열경화성 수지 고형물이 제거된 결과를 보여주는 사진이다.
도 3a 내지 3d는 본 실시예 3에서의 실험 과정 및 피부착체에서 열경화성 수지 고형물이 제거된 결과를 보여주는 사진이다.
도 4a 내지 4e는 본 실시예 4에서의 실험 과정 및 피부착체에서 열경화성 수지 고형물이 제거된 결과를 보여주는 사진이다.
도 5a 및 5b는 본 실시예 5에서의 실험 과정 및 피부착체에서 열경화성 수지 고형물이 제거된 결과를 보여주는 사진이다.
도 6a는 본 실시예 6에서 2번째 반복 처리(즉, 실시예 1에서 사용한 용액을 2번째로 반복 사용하는 처리) 전의 치공구 사진이다.
도 6b는 본 실시예 6에서 2번째 반복 처리(즉, 실시예 1에서 사용한 용액을 2번째로 반복 사용하는 처리) 후의 치공구 사진이다.
도 6c는 본 실시예 6에서 3번째 반복 처리(즉, 실시예 1에서 사용한 용액을 3번째로 반복 사용하는 처리) 전의 치공구 사진이다.
도 6d는 본 실시예 6에서 3번째 반복 처리(즉, 실시예 1에서 사용한 용액을 3번째로 반복 사용하는 처리) 후의 치공구 사진이다.
도 6e는 본 실시예 6에서 4번째 반복 처리(즉, 실시예 1에서 사용한 용액을 4번째로 반복 사용하는 처리) 전의 치공구 사진이다.
도 6f는 본 실시예 6에서 4번째 반복 처리(즉, 실시예 1에서 사용한 용액을 4번째로 반복 사용하는 처리) 후의 치공구 사진이다.
도 6g는 본 실시예 6에서 5번째 반복 처리(즉, 실시예 1에서 사용한 용액을 5번째로 반복 사용하는 처리) 전의 치공구 사진이다.
도 6h는 본 실시예 6에서 5번째 반복 처리(즉, 실시예 1에서 사용한 용액을 5번째로 반복 사용하는 처리) 후의 치공구 사진이다.
도 7a는 본 실시예 7에서 5시간 경화 샘플 자체의 사진이다.
도 7b는 본 실시예 7에서 5시간 경화 샘플을 히팅 건으로 가열한 사진이다.
도 7c는 본 실시예 7에서 히팅 건 가열된 5시간 경화 샘플을 항온조에 넣은 사진이다.
도 7d는 본 실시예 7에서 히팅 건 가열된 5시간 경화 샘플을 항온조에 넣어 반응 시킨 후의 결과 사진이다.
도 7e는 본 실시예 7에서 10시간 경화 샘플 자체의 사진이다.
도 7f는 본 실시예 7에서 10시간 경화 샘플을 히팅 건으로 가열한 사진이다.
도 7g는 본 실시예 7에서 히팅 건 가열된 10시간 경화 샘플을 항온조에 넣은 사진이다.
도 7h는 본 실시예 7에서 히팅 건 가열된 10시간 경화 샘플을 항온조에 넣어 반응 시킨 후의 결과 사진이다.
도 8a는 본 실시예 8에서 5시간 경화 샘플 자체의 사진이다.
도 8b는 본 실시예 8에서 5시간 경화 샘플을 항온 조에 넣은 사진이다.
도 8c는 본 실시예 8에서 항온 조에서 반응 후 해당 5시간 경화 샘플을 히팅 건으로 가열한 사진이다.
도 8d는 본 실시예 8에서 히팅 건 가열후의 해당 5시간 경화 샘플의 결과 사진이다.
도 8e는 본 실시예 8에서 10시간 경화 샘플 자체의 사진이다.
도 8f는 본 실시예 8에서 10시간 경화 샘플을 항온 조에 넣은 사진이다.
도 8g는 본 실시예 8에서 항온 조에서 반응 후 해당 10시간 경화 샘플을 히팅 건으로 가열한 사진이다.
도 8h는 본 실시예 8에서 히팅 건 가열후의 해당 10시간 경화 샘플의 결과 사진이다.
용어 정의
본 명세서에서 열경화성 수지 복합소재는 열경화성 수지를 포함하는 다양한 복합 재료를 의미한다. 예컨대 에폭시 수지 복합소재는 에폭시 수지 경화물 및 탄소섬유 등의 각종 충진재를 포함하는 것일 수 있다.
본 명세서에서 열경화성 수지 고형물이란 경화되어 고형화된 열경화성 수지 또는 경화되어 고형화된 열경화성 수지 복합재료를 포함하는 의미이다.
본 명세서에서 피부착체란 열경화성 수지 고형물이 부착된 각종 장치 등의 물체를 의미한다.
본 명세서에서 치공구(jig and fixture)란 열경화성 수지 복합재료로 이루어진 구조물을 제작하는 과정에 사용되는 장치의 보조구로서, 지그(jig) 및 고정구(fixture)를 포함한다. 이러한 치공구는 예컨대 보빈에서 풀린 탄소섬유 토우(tow)를 수지에 함침하기 위한 함침 장치에 부착되는 치공구 또는 함침장치를 거친 후 수소압력용기에 감기 전에 토우를 이송하기 위한 거치대로 사용되는 치공구일 수 있다.
예시적인 구현예들의 설명
이하, 본 발명의 예시적인 구현예들을 상세히 설명한다.
본 발명자들은 기존의 열경화성 수지 고형물을 피부착체에서 제거 시 사용하는 아세톤 및 메틸렌클로라이드와 같은 유기 용매 기반의 방식을 사용하지 않도록 하여 독성에 따른 문제점을 해결하면서도, 효과적으로 열경화성 수지 고형물을 피부착체에서 제거하고자 시트르산 특히, 시트르산과 계면활성제(예컨대, 후술하는 소듐라우릴설페이트 등)의 수용액을 이용하였다. 그 결과 작업자의 안전에 문제가 없으면서도 해당 열경화성 수지 경화물 또는 고형물의 제거 특성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
시트르산 특히, 시트르산과 계면활성제만으로 피부착체에 붙은 열경화성 수지 고형물을 효과적으로 분해 및 세정한다는 것은 의외의 결과이다. 메커니즘이 명확히 규명된 것은 아니지만, 열경화성 수지 고형물을 피부착체에서 분해 시 시트르산 및 계면활성제는 상승 효과를 가지는 것으로 생각된다.
구체적으로, 본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 열경화성 수지 고형물이 부착된 피부착체를 시트르산 및 계면활성제를 포함하는 수용액이 담겨진 항온조 내에서 가열하는 단계;를 포함하는 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 방법을 제공한다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 방법은 상기 피부착체를 히팅 건으로 가열하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 히팅 건의 가열은 상기 피부착체를 상기 항온조에 넣기 전 또는 후에 수행할 수 있다. 이와 같이 히팅 건을 사용함으로써 제거가 까다로운 열경화성 수지 경화물을 제거하기가 보다 용이하고 또한 제거 시간을 더 단축할 수 있다.
즉, 예시적인 일 구현예에서, 상기 피부착체를 히팅 건으로 가열한 후, 상기 시트르산 및 계면활성제를 포함하는 수용액이 담겨진 항온조 내에 넣고 가열할 수 있다.
또한, 예시적인 일 구현예에서, 시트르산 및 계면활성제를 포함하는 수용액이 담겨진 항온조 내에 상기 피부착체를 넣고 가열한 후, 항온조에서 꺼낸 피부착체를 히팅 건으로 가열할 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 시트르산은 항온조 수용액 25L 당 100~300g, 바람직하게는 150~250g, 더 바람직하게는 200g을 제공하는 것일 수 있다. 일 예시에서, 상기 시트르산은 수용액 25L 당 100g 이상, 110g 이상, 120g 이상, 130g 이상, 140g 이상, 150g 이상, 160g 이상, 170g 이상, 180g 이상, 190g 이상, 200g 이상을 넣을 수 있다. 또는 상기 시트르산은 수용액 25L 당 300g 이하, 290g 이하, 280g 이하, 270g 이하, 260g 이하, 250g 이하, 240g 이하, 230g 이하, 220g 이하, 210g 이하, 200g 이하로 사용할 수 있다.
상기 시트르산은 치공구 등 피부착체의 사이즈와 무관하게 수용액 부피 당 혼합 비율을 맞추는 것으로 충분하다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 계면활성제 (계면활성제에 후술하는 가용화제 등을 더 포함하는 경우에는 해당 가용화제 등을 더 포함하는 전체 계면활성제 조성물)는 항온조 수용액 25L 당 1~9g, 바람직하게는 2~8g, 더 바람직하게는 3~7g, 더 바람직하게는 4~6g, 더 바람직하게는 5g을 제공하는 것일 수 있다.
상기 계면활성제의 양 역시 치공구 등 피부착체의 사이즈와 무관하게 수용액 부피 당 혼합 비율을 맞추는 것으로 충분하다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 계면활성제는 특히 음이온성 계면활성제일 수 있다. 비제한적인 예시에서, 상기 계면활성제는 소듐라우릴설페이트(SLS) 또는 소듐도데실설페이트(SDS) 및 시트르산염 (시트르산 나트륨 등)으로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 계면활성제는 가용화제 등의 첨가제를 더 포함하는 계면활성제 조성물일 수 있다. 비제한적인 예시로서, 계면활성제 100 중량부에 대하여, 가용화제를 500~1200 중량부, 600~1100 중량부, 700~1000 중량부, 800~900 중량부로 사용할 수 있다. 이러한 계면활성제 및 가용화제를 포함하는 계면활성제 조성물로서 입수 및 취급이 용이한 것으로서 예컨대 주방용 세제를 사용할 수 있다. 이러한 계면활성제 조성물은 수용액 중 거품 발생이 용이하고 접근성, 취급성 측면에서도 우수하며, 피부착체의 아노다이징 손상을 다소 감소시킬 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 항온조의 수용액 온도는 50~100℃, 60~100℃, 70~100℃, 80~100℃, 바람직하게는 85~95℃, 더 바람직하게는 90℃일 수 있다. 화학반응의 특성상 고온 반응 시 반응속도가 증가하며 특히 피부착체에 붙은 완전 경화된 열경화성 수지 복합재의 분해 및 세정을 위해서는 온도가 높은 것이 유리할 수 있다. 그러나, 이 경우 피부착체의 아노다이징 손상 내지 부식을 증가시킬 수 있으므로, 전술한 온도 범위에서 진행하는 것이 바람직하다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 시트르산 및 계면활성제를 포함하는 수용액이 제공된 항온조 내에 피부착체를 넣고 가열하는 시간은 5~15시간, 6~14시간, 7~13시간, 8~12시간, 9~12시간, 10~12시간, 11~12시간, 또는 12시간일 수 있다. 가열 시간 역시 효과적인 분해 및 세정의 관점에서 높은 것이 바람직하지만, 이 경우 피부착체의 아노다이징 손상 내지 부식을 증가시킬 수 있으므로, 전술한 시간 범위에서 진행하는 것이 바람직하다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 피부착체는 열경화성 수지 복합재료로 이루어진 구조물을 제작하기 위하여 사용되는 장치 (치공구 등 포함)일 수 있다. 특히, 상기 피부착체는 시트르산에 부식되지 않는 아노다이징 박막을 가지는 것이 바람직하다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 장치 또는 치공구는 특히 탄소섬유를 이용하여 수소압력용기 제작에 사용되는 장치 또는 치공구일 수 있다.
한편, 본 발명의 예시적인 구현예들에서는 또한, 열경화성 수지 고형물이 부착된 피부착체를 가열하는 항온조;를 포함하고, 상기 항온조는 시트르산 및 계면활성제를 포함하는 수용액을 포함하는 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 장치를 제공한다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 장치는 피부착체를 가열하기 위한 히팅 건을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 예시적인 구현예들에서는 또한, 상기 방법에 사용되는 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정용 조성물로서, 시트르산 및 계면활성제를 포함하는 수용액인 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정용 조성물을 제공한다.
이하, 본 발명의 예시적인 구현 예들에 따른 구체적인 실시예를 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니며 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예들이 구현될 수 있고, 단지 하기 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 동시에 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 실시를 용이하게 하고자 하는 것임이 이해될 것이다.
[실시예 1]
본 실시예 1에서는 고온 경화수지가 부착된 치공구(구조물 제작 업체에서 실제 공정 진행 시 사용한 샘플)에서 해당 고온 경화수지가 효과적으로 분해 및 세정되는지 확인하였다.
<실험 재료>
사용한 피부착체 샘플, 사용한 실험 기구 및 시약은 다음과 같다.
피부착체 : 경화온도가 120℃인 고온 경화 에폭시 수지가 부착된 치공구 샘플
사용 장치: 항온조, 히팅 건
사용 시약: 시트르산(Citric acid), 소듐라우릴설페이트(sodium lauryl sulfate)
<실험방법>
구체적인 과정은 다음과 같다.
(1) 25 L 항온조에 물을 넣고 90℃로 가열하였다.
(2) 항온조에 시트르산 200 g을 넣었다.
(3) 항온조에 소듐라우릴설페이트 5 g을 넣었다.
(4) 히팅 건 (온도 400℃)을 이용하여 샘플의 표면을 가열해 주었다.
(5) 90℃ 항온조에 열처리한 샘플을 넣고 12 시간동안 가열하였다.
(6) 세정액 처리 후 종이타월 등으로 피부착체 샘플 표면을 닦아주면서 묻어 있는 에폭시 수지를 제거하였다.
<결과>
도 1a 내지 1d는 본 실시예 1에서의 실험 과정 및 피부착체에서 열경화성 수지 고형물이 제거된 결과를 보여주는 사진이다.
도 1d에서 알 수 있듯이, 샘플 표면의 에폭시 수지 고형물이 효과적으로 제거(100% 제거)될 수 있었다.
[실시예 2]
본 실시예 2에서는 중온 경화수지가 부착된 치공구(구조물 제작 업체에서 실제 공정 진행 시 사용한 샘플)에서 해당 중온 경화수지가 효과적으로 분해 및 세정되는지 확인하였다.
<실험 재료>
사용한 피부착체 샘플, 사용한 실험 기구 및 시약은 다음과 같다.
피부착체 : 경화온도가 80℃인 중온 경화 에폭시 수지가 부착된 치공구 샘플
사용 장치: 항온조, 히팅 건
사용 시약: 시트르산(Citric acid), 소듐라우릴설페이트(sodium lauryl sulfate)
<실험방법>
구체적인 과정은 다음과 같다.
(1) 25 L 항온조에 물을 넣고 90℃로 가열하였다.
(2) 항온조에 시트르산 200 g을 넣었다.
(3) 항온조에 소듐라우릴설페이트 5 g을 넣었다.
(4) 히팅 건 (온도 400℃)을 이용하여 샘플의 표면을 가열해 주었다.
(5) 90℃ 항온조에 열처리한 샘플을 넣고 12 시간동안 가열하였다.
(6) 세정액 처리 후 종이타월 등으로 피부착체 샘플 표면을 닦아주면서 묻어있는 에폭시 수지를 제거하였다.
<결과>
도 2a 및 2b는 본 실시예 2에서의 실험 과정 및 피부착체에서 열경화성 수지 고형물이 제거된 결과를 보여주는 사진이다.
도 2b에서 알 수 있듯이, 샘플 표면의 에폭시 수지 고형물이 효과적으로 제거(100% 제거)될 수 있었다.
[실시예 3]
본 실시예 3에서는 실온 경화수지가 부착된 치공구에서 해당 실온 경화수지가 효과적으로 분해 및 세정되는지 확인하였다.
<실험 재료>
사용한 피부착체 샘플, 사용한 실험 기구 및 시약은 다음과 같다.
피부착체: 실온에서 5시간 경화된 경화 수지가 부착된 치공구 샘플 - 치공구에 직접 에폭시 수지 및 경화제를 발라 실온에서 5시간 경화시켜서 사용함
사용 장치: 항온조 (히팅 건은 불필요하였음)
사용 시약: 시트르산(Citric acid), 소듐라우릴설페이트(sodium lauryl sulfate)
<실험방법>
본 실시예 3에서는 실온에서 5시간 경화된 수지의 제거 여부를 실험하였으며, 히팅 건에 의한 열처리는 하지 않았다. 구체적인 과정은 다음과 같다.
(1) 에폭시 주제와 경화제 1:1 wt% 혼합물을 샘플에 발라주었다.
(2) 이어서 5시간 동안 실온에서 경화를 진행하였다.
(3) 25℃ 항온조에 물을 넣고 90℃로 가열하였다.
(4) 항온조에 시트르산 200 g을 넣었다.
(5) 항온조에 소듐라우릴설페이트 5 g을 넣었다.
(6) 90℃ 항온조에 샘플을 넣고 12 시간동안 가열하였다.
(7) 세정액 처리 후 종이타월 등으로 피부착체 샘플 표면을 닦아주면서 묻어있는 에폭시 수지를 제거하였다.
<결과>
도 3a 내지 3d는 본 실시예 3에서의 실험 과정 및 피부착체에서 열경화성 수지 고형물이 제거된 결과를 보여주는 사진이다.
도 3d에서 알 수 있듯이, 샘플 표면의 에폭시 수지 고형물이 효과적으로 제거(100% 제거)될 수 있었다.
[실시예 4]
본 실시예 4에서는 실온 경화수지가 부착된 치공구에서 해당 실온 경화수지가 효과적으로 분해 및 세정되는지 확인하였다.
<실험 재료>
사용한 피부착체 샘플, 사용한 실험 기구 및 시약은 다음과 같다.
피부착체: 실온 12시간 경화된 경화 수지가 부착된 치공구 샘플 - 치공구에 직접 에폭시 수지 및 경화제를 발라 실온에서 12시간 경화시켜서 사용함. 12시간으로 더 오랜 시간 경화 시 에폭시 수지 경화물의 제거가 상대적으로 더 어려움
사용 장치: 항온조, 히팅 건
사용 시약: 시트르산(Citric acid), 소듐라우릴설페이트(sodium lauryl sulfate)
<실험방법>
본 실시예 4에서는 실온에서 12시간 경화된 수지의 제거 여부를 실험하였으며, 히팅 건 열처리를 수행하였다.
<실험방법>
구체적인 과정은 다음과 같다.
(1) 에폭시 주제와 경화제 1:1 wt% 혼합물을 샘플에 발라주었다.
(2) 12시간 동안 실온에서 경화를 진행하였다.
(3) 히팅 건 (온도 400℃)을 이용하여 샘플의 표면을 가열해 주었다.
(4) 25℃ 항온조에 물을 넣고 90℃로 가열하였다.
(5) 항온조에 시트르산 200 g을 넣었다.
(6) 항온조에 소듐라우릴설페이트 5 g을 넣었다.
(7) 90℃ 항온조에 샘플을 넣고 12 시간동안 가열하였다.
(8) 세정액 처리 후 종이타월 등으로 피부착체 샘플 표면을 닦아주면서 묻어 있는 에폭시 수지를 제거하였다.
<결과>
도 4a 내지 4e는 본 실시예 4에서의 실험 과정 및 피부착체에서 열경화성 수지 고형물이 제거된 결과를 보여주는 사진이다.
도 4e에서 알 수 있듯이, 12시간 경화되어 제거가 어려운 에폭시 수지 고형물을 가지는 샘플 표면의 에폭시 수지 고형물도 효과적으로 제거(100% 제거)될 수 있었다.
[실시예 5]
본 실시예 5에서는 공정 후 열경화성 수지가 자연 경화되어 부착된 치공구에서 해당 경화수지가 효과적으로 분해 및 세정되는지 확인하였다.
<실험 재료>
사용한 피부착체 샘플, 사용한 실험 기구 및 시약은 다음과 같다.
피부착체 샘플: 공정 후 열경화성 수지가 자연 경화된 치공구 샘플
사용 장치: 항온조, 히팅 건
사용 시약: 시트르산(Citric acid), 소듐라우릴설페이트(sodium lauryl sulfate)
<실험 방법>
본 실시예 5에서는 히팅 건을 이용하여 사전 열처리를 진행하였다. 구체적인 과정은 다음과 같다.
(1) 샘플을 히팅 건(온도는 400℃)을 이용하여 열처리를 진행하였다.
(2) 25 L 항온조에 물을 넣고 90℃로 가열하였다.
(3) 항온조에 시트르산 200 g을 넣었다.
(4) 항온조에 소듐라우릴설페이트 5 g을 넣었다.
(5) 90℃ 항온조에 샘플을 넣고 5 시간동안 가열하였다.
(6) 종이타월 등으로 샘플 표면을 닦아주면서 묻어 있는 에폭시 수지를 제거하였다.
<결과>
도 5a 및 5b는 본 실시예 5에서의 실험 과정 및 피부착체에서 열경화성 수지 고형물이 제거된 결과를 보여주는 사진이다.
도 5b에서 알 수 있듯이, 샘플 표면의 에폭시 수지 고형물이 효과적으로 제거(100% 제거)될 수 있었다.
[실시예 6]
본 실시예 6에서는 공정 후 열경화성 수지가 자연 경화되어 부착된 치공구에서 해당 경화수지가 효과적으로 분해 및 세정되는지 확인하였다. 다만, 히팅 건에 의한 열처리 없이 시약이 포함된 수용액만을 반복 사용하여 제거 효과를 확인하였다.
<실험 재료>
사용한 피부착체 샘플, 사용한 실험 기구 및 시약은 다음과 같다.
피부착체 샘플: 공정 후 열경화성 수지가 자연 경화된 치공구 샘플
사용 장치: 항온조 (히팅 건은 사용하지 않음)
사용 시약: 시트르산(Citric acid), 소듐라우릴설페이트(sodium lauryl sulfate)
<실험 방법>
본 실시예 6에서는 실시예 6과 달리 히팅 건을 이용하여 사전 열처리를 진행하지 않았다. 구체적인 과정은 다음과 같다.
즉, 첫번째 반응을 진행한 용액의 반복 사용 가능성을 확인 하기 위하여, 실시예 1에서 사용한 용액(즉, 첫번째 반응을 진행한 용액)을 이용하여 2, 3, 4, 5번까지 반복 사용 실험을 진행하였다.
기본 반응 시간은 90℃ 항온조에 샘플을 넣고 5 시간동안 가열하였다.
<결과>
도 6a는 본 실시예 6에서 2번째 반복 처리(즉, 실시예 1에서 사용한 용액을 2번째로 반복 사용하는 처리) 전의 치공구 사진이다.
도 6b는 본 실시예 6에서 2번째 반복 처리(즉, 실시예 1에서 사용한 용액을 2번째로 반복 사용하는 처리) 후의 치공구 사진이다.
도 6c는 본 실시예 6에서 3번째 반복 처리(즉, 실시예 1에서 사용한 용액을 3번째로 반복 사용하는 처리) 전의 치공구 사진이다.
도 6d는 본 실시예 6에서 3번째 반복 처리(즉, 실시예 1에서 사용한 용액을 3번째로 반복 사용하는 처리) 후의 치공구 사진이다.
도 6e는 본 실시예 6에서 4번째 반복 처리(즉, 실시예 1에서 사용한 용액을 4번째로 반복 사용하는 처리) 전의 치공구 사진이다.
도 6f는 본 실시예 6에서 4번째 반복 처리(즉, 실시예 1에서 사용한 용액을 4번째로 반복 사용하는 처리) 후의 치공구 사진이다.
도 6g는 본 실시예 6에서 5번째 반복 처리(즉, 실시예 1에서 사용한 용액을 5번째로 반복 사용하는 처리) 전의 치공구 사진이다.
도 6h는 본 실시예 6에서 5번째 반복 처리(즉, 실시예 1에서 사용한 용액을 5번째로 반복 사용하는 처리) 후의 치공구 사진이다.
도 6b, 6d, 6f, 6h에서 알 수 있듯이, 샘플 표면의 에폭시 수지 고형물이 효과적으로 제거(각각 100% 제거)될 수 있었다.
[실시예 7]
본 실시예 7에서는 실온에서 5시간 경화된 치공구(실온에서 치공구에 에폭시 수지 및 경화제를 바르고 5시간 동안 자연 경화된 샘플)에서 경화수지가 효과적으로 분해 및 세정되는지와 함께 알루미늄 아노다이징 손상 여부를 확인하였다.
<실험 재료>
사용한 피부착체 샘플, 사용한 실험 기구 및 시약은 다음과 같다.
피부착체: 실온에서 5시간 경화된 치공구 샘플(실온에서 치공구에 에폭시 수지 및 경화제를 바르고 5시간 동안 자연 경화된 샘플)
사용 장치: 항온조, 히팅 건
사용 시약: 시트르산(Citric acid), 퐁퐁 세제
<실험 방법>
구체적인 과정은 다음과 같다.
(1) 25L의 물을 항온조에 넣었다.
(2) 항온조에 시트르산 200 g와 주방용 세제(상품명 퐁퐁) 100 g을 넣었다.
(3) 항온조의 온도를 90℃로 지정하였다.
(4) 실온 경화 피부착체 샘플(5시간, 10시간)에 히팅 건으로 열을 가하였다.
(5) 항온조에 히팅 건으로 가열한 피부착체 샘플를 넣은 후 12 시간동안 반응시켰다.
<결과>
도 7a는 본 실시예 7에서 5시간 경화 샘플 자체의 사진이다.
도 7b는 본 실시예 7에서 5시간 경화 샘플을 히팅 건으로 가열한 사진이다.
도 7c는 본 실시예 7에서 히팅 건 가열된 5시간 경화 샘플을 항온조에 넣은 사진이다.
도 7d는 본 실시예 7에서 히팅 건 가열된 5시간 경화 샘플을 항온조에 넣어 반응 시킨 후의 결과 사진이다.
도 7e는 본 실시예 7에서 10시간 경화 샘플 자체의 사진이다.
도 7f는 본 실시예 7에서 10시간 경화 샘플을 히팅 건으로 가열한 사진이다.
도 7g는 본 실시예 7에서 히팅 건 가열된 10시간 경화 샘플을 항온조에 넣은 사진이다.
도 7h는 본 실시예 7에서 히팅 건 가열된 10시간 경화 샘플을 항온조에 넣어 반응 시킨 후의 결과 사진이다.
도 7d 및 7h에서 알 수 있듯이, 샘플 표면의 에폭시 수지 고형물이 효과적으로 제거(각각 100% 제거)될 수 있었다.
[실시예 8]
본 실시예 8에서는 실시예 7과 달리 항온조 반응 전이 아닌 항온조 반응 후 히팅 건을 이용하여 열처리를 하여서, 실시예 7과 대비하여, 히팅 건 처리 순서에 따른 알루미늄 아노다이징 손상 여부를 확인하였다.
<실험 재료>
사용한 피부착체 샘플, 사용한 실험 기구 및 시약은 다음과 같다.
피부착체: 실온에서 5시간 경화된 치공구 샘플(실온에서 치공구에 에폭시 수지 및 경화제를 바르고 5시간 동안 자연 경화된 샘플)
사용 장치: 항온조, 히팅 건
사용 시약: 시트르산(Citric acid), 퐁퐁 세제
<실험 방법>
구체적인 과정은 다음과 같다.
(1) 25L의 물을 항온조에 넣는다.
(2)항온조에 citric acid 200 g와 주방용 세제(상품명 퐁퐁) 100 g을 넣었다.
(3)항온조의 온도를 90℃로 지정하였다.
(4) 항온조에 샘플 (5시간, 10시간)을 넣은 후 12 시간 동안 반응 시켰다.
(5) 항온조에서 꺼낸 후, 샘플 (5시간, 10시간)에 히팅 건으로 열을 가하였다.
(6) 표면의 경화된 에폭시를 직접 제거해주었다.
<결과>
도 8a는 본 실시예 8에서 5시간 경화 샘플 자체의 사진이다.
도 8b는 본 실시예 8에서 5시간 경화 샘플을 항온 조에 넣은 사진이다.
도 8c는 본 실시예 8에서 항온조에서 반응 후 해당 5시간 경화 샘플을 히팅 건으로 가열한 사진이다.
도 8d는 본 실시예 8에서 히팅 건 가열후의 해당 5시간 경화 샘플의 결과 사진이다.
도 8e는 본 실시예 8에서 10시간 경화 샘플 자체의 사진이다.
도 8f는 본 실시예 8에서 10시간 경화 샘플을 항온조에 넣은 사진이다.
도 8g는 본 실시예 8에서 항온조에서 반응 후 해당 10시간 경화 샘플을 히팅 건으로 가열한 사진이다.
도 8d는 본 실시예 8에서 히팅 건 가열후의 해당 10시간 경화 샘플의 결과 사진이다.
도 8d 및 8h에서 알 수 있듯이, 샘플 표면의 에폭시 수지 고형물이 효과적으로 제거(각각 100% 제거)될 수 있었다. 한편, 아노다이징 손상은 다소 줄어들기는 했지만 큰 차이는 존재하지 않았다. 다만, 기존의 산화알루미늄 박막과 같은 아노다이징 박막이 아닌 시트르산에 저항성이 있는 아노다이징 박막이 적용된 피부착체의 경우에는 아노다이징 손상을 훨씬 저감할 수 있다.
본 발명은 예컨대 수소압력탱크 등과 같은 열경화성 수지로 된 구조물 제조 시의 각종 치공구 등의 장치에 부착된 열경화성 수지 고형물을 효과적으로 제거하는데 사용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 열경화성 수지 고형물이 부착된 피부착체를 시트르산 및 계면활성제를 포함하는 수용액이 담겨진 항온조 내에서 가열하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법은 상기 피부착체를 히팅 건으로 가열하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 피부착체를 히팅 건으로 가열하는 단계; 및
    상기 히팅 건으로 가열된 피부착체를 상기 시트르산 및 계면활성제를 포함하는 수용액이 담겨진 항온조 내에 넣고 가열하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 방법은, 시트르산 및 계면활성제를 포함하는 수용액이 담겨진 항온조 내에 상기 피부착체를 넣고 가열하는 단계; 및
    상기 항온조에서 가열된 상기 피부착체를 항온조에서 꺼낸 후 히팅 건으로 가열하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 시트르산은 항온조 수용액 25L 당 100~300g으로 포함되는 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 계면활성제는 항온조 수용액 25L 당 1~9g으로 포함되는 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 계면활성제는 소듐라우릴설페이트(SLS), 소듐도데실설페이트(SDS) 및 시트르산염으로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 계면활성제는 가용화제를 더 포함하는 계면활성제 조성물인 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 항온조의 수용액 온도는 50~100℃인 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 시트르산 및 계면활성제를 포함하는 수용액이 담겨진 항온조 내에 피부착체를 넣고 가열하는 시간은 5~15시간인 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 피부착체는 열경화성 수지 복합재료로 이루어진 구조물을 제작하기 위하여 사용되는 장치인 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 사용되는 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정용 조성물로서,
    시트르산 및 계면활성제을 포함하는 수용액인 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정용 조성물.
  13. 열경화성 수지 고형물이 부착된 피부착체를 가열하는 항온조;를 포함하고,
    상기 항온조는 시트르산 및 계면활성제을 포함하는 수용액을 포함하는 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 장치는 피부착체를 가열하기 위한 히팅 건을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 고형물의 분해 및 세정 장치.
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