몬트리올의정서와대체산업세정제 2006 년 6 월 19 일 배재흠수원대학교화공생명공학과
차례 1. 몬트리올의정서개요 2. 산업세정의필요성 3. 산업세정제일반사항
몬트리올의정서개요 CFC 및 Halon 물질이대기중으로방출되어오존층을파괴한다는사실 (Rowland & molina, 1974) 이알려지면서국제사회의관심과감축노력이시작됨. 오존층파괴물질에관한몬트리올의정서채택 (1987) - CFC, Halon 등오존층파괴물질 ( 특정물질 ) 의생산사용을규제 - 특정물질별생산및소비전폐일정규정 - 특정물질의의정서비당사국과의수출입금지등무역규제조치 * 선진국과한국을포함한개도국으로구분하여규정
몬트리올의정서개요 대상품목 : CFC, 할론, 사염화탄소, 111-TCE 등총96개물질 - 우리나라는이중 15개물질만을사용 ( 생산 8개물질, 나머지는수입 ) 1 CFC-11, 2 CFC-12, 3 CFC-113, 4 CFC-114, 5 CFC-115( 이상냉매발포제 ), 6 할론-1211, 7 할론-1301( 이상소화약제 ) 8 사염화탄소, 9 111-TCE( 이상세정제특정물제조원료 ), HCFC 6종 시행시기 : 89.1 부터발효 ( 04.9 현재 184 개국가입, 한국은 92.2 가입 ) 의정서규제일정에따라연차별감축계획을수립, 매년말 특정물질수급조정심의회 에서생산, 수입량및판매계획을심의 의결
오존층파괴물질의생산량규제 규제물질의생산량규제 생산량 Quota 허가제도 (CFCs, Halons, TCT, HCFCs) 울산화학 : CFCs, HCFCs 한주케미칼 : Halons 삼성정밀화학 : 사염화탄소 - Methylene chloride (CH 2 Cl 2 ) 와 Chloroform(CHCl 3 ) 생산공정에서부산물로생산 제조업자는분기별제조 판매실적보고서를산업자원부장관에게제출 CFC/Halon 생산공장의확장및신규건립금지 (1995) 오존층파괴물질의대기중방출금지
오존층파괴물질의수출입규제 규제물질의수출 입규제 수출입 Quota 허가제도시행 적용대상물질 : CFCs, CTC, 1.1.1-TCE, HCFCs CFCs, CTC, 1.11-TCE, 1992 HCFCs : 2005 ( 의정서제 4 조의나제 2 항 ) 규제물질수입업자는매분기별수입 판매실적을산업자원부장관에게제출 의약용 (MDls) 을제외한 CFC-11, CFC-12, Halon-1301, Halon-1211 수입금지
오존파괴물질세정제의환경문제 오존층파괴대기중에서의긴수명지구온난화광화학 smog 지하수오염 IR Radiation Global Warming Cl + O 3 Ozone Depletion VOC Smog
오존층파괴물질 ( 세정제 ) 의규제일정 선진국 선진국 : CFC-113, 1,1,1-TCE, 사염화탄소 95 년말전폐 우리나라를포함한개발도상국 CFC-113 : 2004년말50% 삭감 (1995-1997 3개년평균 ) 2006년말85% 삭감 2009년말100% 삭감 ( 생산및사용금지 ) 1,1,1-TCE : 2005년말30% 삭감 (2003년도소비량기준 ) 2009년말 70% 삭감 2014년말100% 삭감 ( 생산및사용금지 ) 사염화탄소 : 2004년말85% 삭감 (1998-2000 3개년평균 ) 2009 년말 100% 삭감 ( 생산및사용금지 )
HCFC 감축일정 선진국 개도국 기준수량 1989 HCFC 소비량 + 1989 CFC 소비량의 2.8% 기준수량 2015 년 HCFC 소비량 동 결 1996. 1. 1 동 결 2016. 1. 1 35% 삭감 2004. 1. 1 65% 삭감 2010. 1. 1 90% 삭감 2015. 1. 1 99.5% 삭감 2020. 1. 1 100% 삭감 2030. 1. 1 100% 삭감 2040. 1. 1 * 미국 2002, 일본 2003 사용금지 * EU 2003년부터오존층파괴물질사용제품에대해수입규제및관세부과
산업세정공정의필요성 1. 거의모든산업분야에서세정공정이적용되고있음 2. 세정공정의목적 1 제품의품질및가치향상 2제품의성능및기능향상 * Cleaning is now seen as value added Process. 3. 전기, 전자, 기계산업에서의세정공정은주요오염물발생원 1 절삭가공공정 : 가공폐유배출 2 세정공정 : ODS, VOC, 세정폐수배출 3 도금공정 : 도금폐수배출 4 도장, 탈도장공정 : VOC, 폐수 ( 폐기물 ) 발생 4. 환경친화적이고세정효율이높으며경제적인세정공정필요
세정연관작업도 Machine Operations Drilling Milling Turning Threading Grinding Polishing Turning -- -- Storage Metal- Working fluid fluid Preservative oil oil Protective oil oil Cleaning Rinsing Drying Surface Treatment, Plating& Coating operations
국내산업세정적용산업분야및세정목적 적용산업분야 ( 사용비율 % * ) 대표적인피세정물 세정목적 1) 기계 / 금속산업 (27%) 2) 전기 / 전자산업 (20%) 3) 자동차산업 (13%) 4) 정밀기기산업 (10%) 5) 유리및광학산업 (7%) 6) 표면처리및도금산업 (3%) 7) 기타산업 (20%) 플라스틱, 고무, 화학, 인쇄, 화장품등 - 금속가공부품 - 분말야금부품 - 수지가공부품 - Print 기판 - 반도체재료및부품 - 액정표시판, 유리소재 - Shadow mask 관련부품 - 금속및비금속류부품 - 수지부품 - 베아링 - 정밀모타부품 -Lead frame - 시계, 카메라부품 - 기판유리, 렌즈, 프리즘 - 금속가공부품 - 열처리, 분말야금부품 - 사출, 프레스부품 - 제판, 옵셋 - 플랜트 - 가공유, 미립자, 방청유제거 - 탈지, puff 연마제제거 - 이형제, 도장전처리 - Flux 제거 - 탈지, 미립자제거 - 액정, 지문제거 - Press 유, 방청유제거 - 가공유, 방청유, 미립자제거 - 미립자, 도장전처리 - 절삭유, 미립자제거 - 절삭유, 미립자제거 - Press 유, 방청유제거 - 탈지, 미립자제거 - 에칭, 왁스, 미립자제거 - 탈지, puff 연마제거 - 이형제제거 - 탈지, 이형제제거 - 페인트, 잉크제거 - 각종오일류및침적물제거 * 한국정밀화학공업진흥회 (2000 년 3 월 )
전자 / 자동차부품의대표적세정물 PC 반도체 Water Mask 세라믹기판 TV 휴대전화 복사기 카메라 프린트 자동차 액정 PDP 하드디스크 진동자프린트기판전지브라운관 드럼정밀가공부품전자부품 렌즈 유리유리필터 Mask 유리 유리기판 Magnetic head, 세라믹 Motor 수정, PZT 플라스틱기판 Case Shadow mask 전자총 Al 부품베어링, 가공품저항, 콘덴서, 스윗치커넥터등 유리, 플라스틱
Taxonomic diagram: OD solvent process substitution HCFC, HFC + PFC Based solvents Low-solids fluxes Controlled atmosph. Flammable solvents Combustible solvents Rosin flux + OD Solvents Standard W/S, Glycol/VOC-free W/S fluxes Separable solvents Miscible solvents Emulsifier solvents Organic saponifiers Inorganic saponifiers Electronics industry defluxing processes
세정대상오염물질 구분 오염물의종류 유기오염 유지계 : 열처리유, 그리스, 인발유, 절삭가공유, 프레스가공유, 방청유 합성유계 : 실리콘유, 글리콜계, 에스테르계 무기오염 가공칩, 연마제, 먼지, 녹 기타 잉크, 플럭스, 왁스, 접착제, 마스킹제, 지문, 이온성오염물
오존파괴물질대체세정제 용제계 할로겐계 알콜계 알콜수용액 불소계 MC,TCE,PCE 등 Ethanol, methanol 알코올 60% + 물 40% HFE, HFC 대체세정제 탄화수소계 실리콘계 준수계 석유계 탄화수소계 + 계면활성제 + 물 수계 / 준수계 물 공업용수, 순수, 초순수 알칼리 / 산 / 중성수 물 + 알칼리, 물 + 산, 물 + 계면활성제 오존수
세정제를이용한세정방식에따른산업세정공정의분류 침적세정 단순침적세정 초음파세정 분류세정 교반세정 회전세정 세정방식 Bubbling 세정 진공감압세정 분사세정 증기탈지세정 Brush 세정 복합세정 전해세정 오존수세정 고압분무세정 중압분무세정 저압분무세정 초음파분무세정 Bubble 제트세정
세정제사용유무에따른산업세정공정의분류 습식세정 수계세정 준수계세정 용제계세정 건식세정 Plasma Laser CO2 (snow, aerosol, supercritical) UV/Ozone
세정력의기본요소 세정력요소 용해력 분산력화학반응력계면활성력효소력물리력 물유기용제혼합용제 산류알칼리류산화제금속이온봉쇄제 계면활성제 효소 열계면유동력압력마찰력연마력초음파력전기적분해력자외선플라즈마레이저
산업세정제의선정시고려사항 세정제의성능과물성과의관계 구 분 세정 & 건조성 경제성 안정성 ( 용제계 ) 세정제의물성 아닐린점 (AP)- 용제계카우리 - 부탄올 (KB) 값 - 용제계용해도파라미터 (SP)- 용제계비중, 점도표면장력 ph 증기압 - 용제계끊는점 - 용제계 증기압 ( 용제계 ) 비중, 물의용해도 ph 염소, 황함유량 방향족함유량증기압인화점염소, 황함유량허용농도범위 (TLV) 용해도용해도용해도분산성침투성액관리건조성, 증기세정건조성 증발손실액관리재질호환성부식성 세정제의특성 인체에대한안전성대기환경화재및폭발성대기환경유해성, 발암성
세정제의국내관련법및환경안전대책 사용세정제 주요관련법규 환경안전대책 물 일반수계 순수수돗물전해수 알칼리계중성계 ( 계면활성제 ) 산계 준수계비수계 ( 가연성 ) 비수계 ( 염소계 ) - 수질환경보전법 - 폐기물관리법 - 수질오염방지법 - 폐기물관리법 - 대기환경보전법 (VOC규제) - 소방법 - 수질오염방지법 - 폐기물관리법 - 대기환경보전법 - 유해화학물질관리법 - 산업안전보건법 - 기름오염을유수분리 ( 세정액의세정제나휑굼수의수명을연장함 ) - 폐수처리장치의설치 - 재생장치에의한물의재활용 - 산업폐기물의적절한처리 - 기름오염을유수분리 ( 세정액의세정제나휑굼수의수명을연장함 ) - 재생장치에의한재활용 - 폐수처리장치의설치 ( 준수계 ) - 산업폐기물의적절한처리 - 배기가스처리장치설치 - 미스트 (mist) 에의한화재방지용미스트콜렉터의설치 ( 방폭시설설치 ) - 사용량제한및적정사용유도 - 폐액처리및지하침투방지 - 산업폐기물의적절한처리 - 배기가스처리장치설치 - 특정산업폐기물처리업체에위탁처리 - 작업환경유지대책
International Safety & Environmental Factors of Cleaners Factor ODC VOC SNAP GWP MSDS TLV FP HAPS REACH Definition, Questions : Comments - Ozone depleting chemical (Montreal protocol) - What is the regulatory status? - Volatile organic chemical, smog producer - Is the product considered a VOC nationally? Locally? - Significant new alternatives program (U.S. EPA) - Has there been SNAP submittal? - What is the status? - Global warming potential (Kyoto protocol) - What is the global warming potential? - Does it have a long atmospheric lifetime? - Material safety data sheet - Ask for a copy. Insist on a copy before in-house testing - If uninformative: request more details - Legally required to be furnished with samples shipped to you - Threshold limit value (Inhalation)(OSHA, ACGIH) - What is the TLV? - If the level is low (Below 100PPM) : Can you supply more toxicological data? - Flashpoint - If flammable (FP below 100 DEG F) or combustible (FP below 200 DEG F) : Can you recommend proper equipments for using these chemicals? - Hazardous air pollutants (U.S. EPA) - Is the material classed as a hazardous air pollutant? - Registration, evaluation, and authorization of chemicals (EU) - become effective soon
수계 / 준수계 세정제종류별적용분야 1 종 류 주성분 세정대상제품 주요세정목적과특징 터어핀계 ( 준수계 ) 리모넨 PCB 높은세정효율, 취급주의 ( 방폭설비필요 ) 무기알칼리계 수산화나트륨 금속부품비철부품 일반탈지및먼지제거, 농도관리필요방청대책필요 유기알칼리계 디에탄올아민 PCB 금속기판 일반탈지및먼지제거농도관리필요 일반금속부품 계면활성제 음이온계비이온계 알루미늄부품정밀기계부품 일반탈지및먼지제거, 세정액노화관리필요, 방청대책필요 유리부품 순수계 순 수 화학처리후의 세정액, 유리 화학처리후의약품및입자의제거, 무기오염물제거, 온수에서꺼내어건조가능
세정제종류별적용분야 2 비수계 종 류 주성분 세정대상제품 주요세정목적과특징 불소계 퍼플루오르카본 (PFC) 프린터기판전자제품일반기계부품 세정후건조에최적, 증류재생가능, 냉각장치필요 저급알콜계 IPA 프린터기판전자제품일반기계부품 수용성플럭스제거에우수취급주의 ( 방폭설비필요 ) 고급알콜계 C5 C15 프린터기판반도체웨이퍼 수용성플럭스및먼지제거, 건조기부착필요 탄화수소계 이소파라핀계탄화수소 일반기계부품금속부품 일반탈지및먼지제거, 냉각장치필요증류재생가능, 건조기필요 탄화수소계 지방족탄화수소 프린터기판전자부품 일반탈지및수용성플럭스제거증류에따른농도관리필요 실리콘계 저분자실리콘 프린터기판전자부품일반기계부품 건조용이