KR101471327B1 - 친환경 제설제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 친환경 제설제에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 제설작업시 금속이나 콘크리트의 부식, 식물의 피해를 최소화하면서 제설효율이 좋은 친환경 제설제에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 제설제에 있어서, 조성물은 우레아 10~15중량부, 카르복실산 0.5~1.5중량부, 인산 1.0~2.0중량부, 염화나트륨 80~90중량부의 성분비로 이루어진 친환경 제설제를 특징으로 한다.

Description

친환경 제설제 {Eco snow remaval agent}

본 발명은 친환경 제설제에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 제설작업시 금속이나 콘크리트의 부식, 식물의 피해를 최소화하면서 제설효율이 좋은 친환경 제설제에 관한 것이다.

일반적으로 동절기에 적설로 인한 교통안전을 위하여 제설제 살포가 다량으로 이루어지고 있으며, 그 살포량은 매년 증가하고 있는 실정이다.

현재 국내에서 사용하고 있는 제설제로는 고형으로 가격이 저렴한 염화칼슘(CaCl2)에 소금(NaCl) 등이 있으며, 최근 이를 살포가 용이한 방법으로서 고형의 염화칼슘을 수용액으로 만들어 고상의 소금과 함께 도로에 분사하는 습염살포방식도 활용되고 있다.

그러나 종래의 염화물계 제설제는 제설작업시 노면이나 교량에 살포되는 염화칼슘이나 염화나트륨은 염소이온(Cl)이 존재하므로 철(Fe)과 반응하면 급격히 염화철(FeCl2)을 형성하여 자동차, 철근, 철골 등의 금속 시설물을 심각하게 부식시킨다.

특히, 염화칼슘은 매우 빠른 속도로 금속 시설물 뿐만 아니라 콘크리트, 아스팔트 등도 부식시킴으로써 자동차, 교량은 물론 모든 도로시설물의 수명을 단축시키는 문제점이 발생하였고, 이러한 염화칼슘은 물에 용해되거나 토양에 흡수되면 수질오염 및 토양의 산성화를 유발하고 도로변의 초목, 채소 등 식물을 고사시키는 등 식물의 생장에 지장을 초래하는 등 환경에 피해를 주는 원인으로 알려져 있다.

위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 다양한 친환경 제설제가 개발되고 있으며, 선행기술로서 개시된 등록특허 제10-1176208호에는 소석회를 혼합한 염화칼슘 용액 95.0 내지 99.9중량%와, 구연산 및 암모니아를 포함하는 첨가제 0.1 내지 5.0중량%를 함유하는 친환경 염화칼슘계 액상 제설제가 제안되나 있으나, 이러한 염소의 함량이 높아 부식성이 높으므로 만족스럽지 못한 문제점이 있다.

따라서 제설제로서 융해성, 속효성이 우수하며 제설효과가 지속적이어야 하고 가격이 저렴하며 공급이 원활하여 금속이나 콘크리트의 부식, 식물의 피해 등을 저감할 수 있는 친환경 제설제의 개발이 요구되는 실정이다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 철 구조물, 자동차 등과 같은 금속의 부식이나 토양의 산성화를 억제하고 식물을 고사시키는 등 식물의 생장에 지장을 초래하는 것을 최소화하면서 제설효율이 좋은 친환경 제설제를 제공함에 있다.

본 발명은 우레아 10~15중량부, 카르복실산 0.5~1.5중량부, 인산 1.0~2.0중량부, 염화나트륨 80~90중량부의 성분비로 함유하는 친환경 제설제를 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 우레아, 카르복실산, 인산을 교반기에 투입하여 교반시키는 1차 혼합단계와; 상기 1차 혼합단계를 거친 1차 혼합물에 염화나트륨을 교반기에 투입하여 교반시키는 2차 혼합단계와; 상기 2차 혼합단계를 거친 2차 혼합물을 가열기에 투입하여 가열기에서 70~90℃의 온도로 1~3시간 동안 가열하는 단계;로 제조하는 친환경 제설제를 제조하게 된다.

본 발명에 의한 친환경 제설제는 금속의 내식성이 우수하여 철 구조물, 자동차 등의 내구성을 증가시킴과 아울러 토양의 산성화를 억제하고 식물을 고사시키는 등 식물의 생장에 지장을 초래하는 것을 최소화하므로 친환경적이면서 융설 및 융빙에 대한 효율이 좋고 지속성이 우수하여 제설효율이 좋은 친환경 제설제를 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 친환경 제설제를 제조하는 과정을 나타낸 흐름도이다.

본 발명에 의한 친환경 제설제는, 그 조성물이 우레아, 카르복실산, 인산, 염화나트륨을 포함한다.

상기 제설제의 조성물은 우레아 10~15중량부, 카르복실산 0.5~1.5중량부, 인산 1.0~2.0중량부, 염화나트륨 80~90중량부의 성분비로 함유함이 바람직하다.

또한, 본 발명에 의한 제설제는 우레아, 카르복실산, 인산을 교반기에 투입하여 교반시키는 1차 혼합단계(S1)와; 상기 1차 혼합단계를 거친 1차 혼합물에 염화나트륨을 교반기에 투입하여 교반시키는 2차 혼합단계(S2)와; 상기 2차 혼합단계를 거친 2차 혼합물을 가열기에 투입하여 가열하는 단계(S3);로 고상의 제설제를 제조함이 바람직하다.

상기 우레아, 카르복실산, 인산의 혼합단계(S1)에 의한 1차 혼합물은 카르복실산과 인산의 결합으로 인한 산소와 수소와의 결합을 통해 카르복실산이 육각형 구조를 형성하면서 카르복실산이 가지고 있는 작용기(R기)가 양방향으로 안정적인 반응을 하여 우레아와 결합시에 우레아에 아미노기와 결합하여 아미노기를 활성화시키는 작용을 하며, 육각형 구조를 형성하는 카르복실산은 염소이온의 활성도를 약화시켜 적정한 PH 산성도를 만들게 되어 부식도를 낮추고 융해도를 높일 수 있도록 한다.

상기 2차 혼합물의 가열단계(S3)에서의 2차 혼합물은 가열기에서 70~90℃의 온도로 1~3시간 동안 가열하여 고상의 제설제를 제조하게 된다.

본 발명에 따른 우레아(urea; CH4N2O)는 질소질 산화물로써 우레아가 가지고 있는 질소 원자들은 염화나트륨과의 작용시 물에 어는점을 낮추어 지속적인 눈에 융해를 일으켜 눈의 제설효과를 높이게 되는 것으로, 이는 염화나트륨이 초기에 눈을 융해시키면서 발생되는 에너지를 다음 단계로 증폭시키면서 눈의 어는점을 낮추어 지속적인 제설효과를 얻도록 하는 작용을 하게 된다.

이러한 우레아는 제설제의 총함량에서 10~15중량부로 함이 바람직한 것으로, 만일 우레아의 함량을 10중량부 미만으로 하게 되면 눈을 융해시키는 작용이 크게 저하되어 융빙 역할이 미약하고, 이와 반대로 15중량부를 초과하는 경우 융빙성을 향상되나 제조원가 상승을 초래하게 되어 실용성이 떨어지게 된다.

카르복실산(carboxylic acid; RCOOH)은 염화 나트륨의 염기와 결합하여 물에 녹으면서 열을 발생하여 염화나트륨에 융해성능을 향상시켜 제설효과를 높이는 작용을 하며, 이러한 카르복실산은 제설제의 총함량에서 0.5~1.5중량부로 함이 바람직한 것으로, 카르복실산의 함량을 0.5중량부 미만으로 하게 되면 염화나트륨에 대한 융해 성능이 미약되고, 이와 반대로 1.5중량부를 초과하는 경우에는 우레아와 결합안정성이 떨어지고 제조원가 상승을 초래하게 된다.

인산(phosphoric acid)은 철이나 강철 등에 작용하는 염기에 작용기를 킬레이트하고 코팅막을 생성시켜 부식을 방지하는 작용을 하며, 인산계 화합물은 녹제거 및 표면코팅에 작용을 하며, 이러한 인산은 제설제의 총함량에서 1.0~2.0중량부로 함이 바람직한 것으로, 인산이 1.0중량부 미만이면 ph이온 균형치에 미치지 못하게 되어 염소이온에 활성을 충분히 감싸지 못하게 되어 부식방지 효과가 현저히 떨어지게 되고, 인산의 함량이 2.0중량부를 초과하는 경우 ph이온 균형치를 초과하게 되어 결합안정성이 저하되고 부식 방지 및 제설효과가 떨어지게 된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

1. 교반기에 우레아 12중량부, 카르복실산 1.0중량부, 2.0중량부를 투입하고 이를 교반하여 골고루 혼합된 1차 혼합물을 만든다.

2. 상기 1차 혼합물을 염화나트륨 85중량부를 교반기에 투입하여 골고루 혼합한 다음 가열기에 투입하여 70~90℃의 온도에서 2시간 동안 가열하여 고상의 제설제를 제조하였다.

상기의 실시예 1과 같이 제조된 제설제를 이용하여 융빙도 및 부식도를 실험한 실험예는 다음과 같다.

(실험예 1)

*실험방법: 친환경제설제 인증기준(EL610-2008/2/2010-97)에 의거한 융빙도

		5℃	-12 ℃	비교치
염화나트륨 (비교예)	30분	3㎖	4㎖	시약용 염화나트륨보다 110%정도 더 융빙도가 뛰어나다
	60분	5㎖	8㎖
실시예 (본 발명)	30분	3㎖	5㎖
	60분	7㎖	9.5㎖

(실험예 2)

* 실험방법: 친환경제설제 인증기준(EL610-2008/2/2010-97)에 의거한 부식도

	1주일경과 중량손실비율	비교치
염화나트륨 (비교예)	30%	일주일이 경과해도 거의 녹이 슬지않았다
실시예 (본 발명)	2%

상기 실험예 1,2에서와 같이 본 발명의 실시예에 의해 제조된 제설제는 비교예 보다는 융빙도 및 내부식성이 매우 우수하였다.

따라서 본 발명에 의한 고상형 친환경제설제는 100% 천연재제로 구성되어 있으며 가격면에서도 일반형 제설제인 염화칼슘과 대체해도 좋을 정도에 현실적인 생산가를 가지고 있으며 친환경제설제로서 우수한 성능임을 알 수 있었다.

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

Claims (4)

1. 제설제에 있어서,
   그 조성물은 우레아 10~15중량부, 카르복실산 0.5~1.5중량부, 인산 1.0~2.0중량부, 염화나트륨 80~90중량부의 성분비로 이루어진 것을 특징으로 하는 친환경 제설제.
   
   
   
   
   
   
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