KR101537338B1 - 친환경 및 저 부식성 제설제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 친환경적인 금속산화물 및 부식 억제용 구성들을 혼합한 제설제에 관한 것이다.
본 발명은 염화칼슘 １００중량부에　대해，　금속산화물　１００내지　３５０　중량부，　탄산칼슘　７５내지　３００중량부，규산나트륨　４０내지　１００중량부，프로필렌글리콜　４０내지　１５０중량부가　혼합되어　이루어지는　　제설제이다.

Description

친환경 및 저 부식성 제설제 {Environment-friendly and low corrosive snow removal material}

본 발명은 친환경적인 금속산화물 및 부식 억제용 구성들을 혼합한 제설제에 관한 것이다.

종래에 사용되고 있었던 제설제는 염화나트륨과 염화칼슘 등 염화화합물의 함유량이 너무 많아 자동차, 교량, 건축구조물과 같은 금속, 콘크리트 등을 부식시키고 균열을 발생시켜 안전을 위협하였다. 하나의 예로써 염화칼슘이나 염화나트륨은 염소이온이 존재하므로 철(Fe)과 반응하면 급격히 염화철(FeCl2)를 형성해 자동차, 철근, 철골 구조물을 심각하게 부식시킨다.

또한 제설 후에는 녹아 흘러내려 환경오염을 일으켜 도로주변 식물의 성장을 저해 및 고사시키는 환경 파괴의 원인이 되었다.

따라서 친환경적이면서도 저 부식성 제설제가 필요 되었다.

참고로 한국 공개특허 10-2001-0069287는 환경 친화형 저 부식성 제설제와 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로 써, 친환경적인 금속산화물 및 부식 억제용 구성들을 포함한 제설제를 제안한다.

또한 본 발명은 코팅제의 일종인 프로필렌글리콜(propylene glycol)을 염화칼슘 및 금속산화물에 코팅함으로써 제설 기능을 오래 지속하게 하는 제설제를 제안한다.

본 발명에 따른 친환경 및 저 부식성 제설제는, 염화칼슘 １００중량부에　대해，　금속산화물　１００내지　３５０　중량부，　탄산칼슘　７５내지　３００중량부，규산나트륨　４０내지　１００중량부，프로필렌글리콜　４０내지　１５０중량부가　혼합되어　이루어진다．

본 발명에서 상기　금속산화물은　산화칼슘，　산화마그네슘　　및　산화　알루미늄을 포함하며,염화칼슘 100 중량부에 대해 산화칼슘 8 내지 23 중량부, 산화마그네슘 5 내지 15 중량부, 산화알루미늄 1 내지 4 중량부가 혼합되어 이루어진다.

또한 본 발명에서 상기　금속산화물은　산화칼슘，　산화마그네슘　　및　산화알루미늄을 포함하며,산화칼슘 100 중량부에 대해 산화마그네슘 90 내지 40 중량부, 산화알루미늄 30 내지 10 중량부가 혼합되어 이루어진다.

또한 본 발명에서 염화칼슘과 금속산화물에 프로필렌글리콜을 코팅한 후 탄산칼슘과 규산 나트륨을 혼합한다.

본 발명에 의한 제설제는 용해열을 효과적으로 이용함으로서 지속적인 제설 효과를 유지하며, 종래 제설제의 염화화합물에 의한 금속 및 콘크리트 부식억제 효과가 있다.

또한 본 발명에 의한 제설제는 종래의 염화화합물에 의한 도로주변의 식물에 해를 끼치지 않고 용해된 염화물이 토양 및 하천에 유입되어 토양산성화에 의한 환경오염을 감소시킬 수 있다.

또한 본 발명의 제설제는 종래의 염화화합물의 함량을 줄인 친환경 제설제 이며, 규산나트륨을 첨가한 염화칼슘 및 금속산화물을 프로필렌글리콜로 코팅하여 유무기하이브리드 기능을 유지하여 제설기능이 지속적으로 작용하도록 하였으며, 또한 금속산화물과 규산나트륨으로 염화칼슘의 부식작용을 억제하여 부식방지에도 좋은 효과를 갖고 있다.

또한 본 발명의 제설제에는 프로필렌글리콜을 포함하며, 상기 프로필렌글리콜은 무색의 차진 흡습성 액체로써 부식성과 독성이 적으며, 에틸렌글리콜과 마찬가지로 물의 동결점을 낮추는데 사용이 될 수 있다. 프로필렌글리콜은 에틸렌글리콜 보다 점성이 높으며, 동결 온도는 식염수보다 낮고, 브라인(Brine, 빙점강하제)으로써 -30 정도의 저온에서 급속히 동결할 수 있기 때문에 부동액으로 많이 사용되며, 비행기 지붕의 얼음을 녹이는 등에도 사용되는 빙점을 낮추는데 사용이 되고 있다.

따라서 상기 프로필렌글리콜으로 코팅된 염화칼슘 및 금속산화물은 빙점을 낮춤과 동시에 용해열을 지속적으로 서서히 방출하여 저온 제설 및 용빙효과가 증대될 수 있다. 일반적으로 산화칼슘 등은 수분과 만나면 발열 반응을 일으키게 되는데, 이 반응열은 급속하게 발열되어 제설제로 사용할 경우에 급격한 온도의 상승으로 눈이나 얼음을 녹이는 역할을 하지만, 급격한 용해는 잠열을 가진 높은 온도의 물이 도로표면에서 배수로로 흘러 들어감으로서 결과적으로 열량을 낭비하는 결과를 가져오게 된다.

본 발명은 상기와 같이 코팅에 의거 급속한 발열을 서서히 이루어지도록 하는 기능을 추가로 가지고 있어서 제설제가 갖고 있는 열역학적 성능을 최대한으로 이용함으로서 자원의 낭비를 줄이고 효과적으로 제설을 할 수 있다.

도 1은 각 구성물을 도로의 얼음 표면에 뿌린 후 표면온도와 시간에 따른 비교 그래프
도 2는 금속판을 각각 시료 수용액에 담가 녹 발생 상태를 측정한 비교그래프

이하, 본 발명의 친환경 및 저 부식성 제설제에 대한 상세한 설명은 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 제설제를 구성하는 각 중요 성분들의 주요 역할은 다음과 같다.

금속산화물인 산화칼슘, 산화마그네슘 및 산화알루미늄에 탄산칼슘 및 규산나트륨을 첨가하여 제설 및 마찰 성능을 높일 수 있다.

프로필렌글리콜을 염화칼슘 및 금속산화물에 코팅하여 제설 기능을 오래 지속하게 할 수 있다.

규산나트륨은 유무기 하이브리드 기능을 함유하고 있어 금속산화물 무기물과 유기물인 프로필렌글리콜의 연결고리 역할을 한다. 또한 규산나트륨과 프로필렌글리콜로 코팅된 염화칼슘 및 금속산화물은 용해열에 의한 용설제 기능을 작용하기 전 까지 지속적으로 마찰제의 역할 기능을 갖고 있다.

금속산화물과 규산나트륨은 금속 및 콘크리트의 부식 억제 기능을 가지고 있어 자동차, 교량, 건축구조물, 콘크리트 등의 부식을 막아 줄 수 있다.

금속산화물은 수화되어 염화화합물에 의한 토양산성화를 억제하여 환경오염을 줄여줄 수 있다.

이하 바람직한 실시 예를 통해 본 발명을 설명한다.

본 발명에 따른 제설제를 구성하는 각 구성들의 역할 및 바람직한 혼합비율은 다음과 같다.

염화칼슘 １００중량부에　대해，　금속산화물(산화칼슘, 산화마그네슘, 산화알루미늄)１００내지　３５０　중량부，　탄산칼슘　７５내지　３００중량부，규산나트륨　４０내지　１００중량부，프로필렌글리콜　４０내지　１５０중량부가　혼합되어　이루어지는　　제설제이다.

[참고로, 상기 염화칼슘(융빙제, 용해열) 100중량부에 대응되는 10~20 중량%인 경우에서, 염화칼슘 최고치인 20 중량% 를 초과하게 되면 친환경으로 인정받기 어려우며, 최저치인 10% 미만이면 제설기능이 부족해지게 된다].

금속산화물인 산화칼슘, 산화 마그네슘, 산화알루미늄은 융빙제, 용해제, 마찰제, 부식억제제로써, 염화칼슘 １００중량부에　대해，금속산화물(산화칼슘, 산화마그네슘, 산화알루미늄)은 １００내지　３５０　중량부로 혼합되며, 최고치를 초과하게 되면 용해열이 덜 발생하게 되어 융빙 기능이 떨어지게 되고, 최저치 미만이면 마찰기능과 부식 억제기능이 떨어지게 된다.

탄산칼슘은 마찰제, 용해제로써, 염화칼슘 １００중량부에　대해，　탄산칼슘은　７５내지　３００중량부로 혼합되며, 최고치를 초과하게 되면 용해열이 덜 발생하게 되어 융빙 기능이 떨어지게 되고, 최저치 미만이면 마찰기능과 부식 억제기능이 떨어지게 된다.

규산나트륨은 금속화합물과 액상인 프로필렌글리콜을 잘 부착하게 하는

하이브리드제(코팅을 도와줌), 마찰제, 부식억제제로써, 염화칼슘 １００중량부에　대해，규산나트륨　４０내지　１００중량부로 혼합되며, 최저치미만면 코팅성이 떨어지게 되고, 최고치를 초과하게 되면 융빙성이 떨어지게된다.

프로필렌글리콜은 융해제, 코팅제, 부식억제제로써 염화칼슘 １００중량부에　대해，프로필렌글리콜　４０내지　１５０중량부로　혼합되며, 최저치 미만이면 금속산화물을 코팅하는데 부족하고, 최고치를 초과하게 되면 용액으로 흘러내린다.

상기와 같은 각 구성물의 각각의 중량부 범위 내에서는 실질적으로 같은 결과를 나타내었기에, 중량부의 범위를 달리한 실시 예를 별도로 나타내지 않았다

이하 본 발명의 제설제를 구성하는 성분 및 각 구성 성분들의 중량부 범위에서의 평균범위에서, 각 구성성분들을 일부 또는 모두 혼합한 제설제를 제조하여 도로위의 얼음표면에 뿌려 성능을 시험하였다.

시간(분)	0	15	30	45	60	75	90
염화칼슘제설제[종래]	-20	0	-5	-10	-15	-15	-15
염화칼슘,산화칼슘 및 산화마그네슘을 혼합한 제설제	-20	-8	-5	-10	-15	-15	-15
프로필렌글리콜 제설제	-20	-5	-3	-7	-10	-15	-15
염화칼슘,금속산화물,탄산칼슘,규산나트륨 및 프레필렌글리콜을 혼합한 제설제[본발명 전체]	-20	-5	-2	-3	- 5	- 7	- 9

상기 표 1은 비교 예 및 실시 예 1로써, 도로에 뿌린 후 도로 표면온도의 시간에 따른 비교를 나타낸다.

또한 도 1은 각 구성물을 도로의 얼음 표면에 뿌린 후 표면온도와 시간에 따른 비교 그래프이다.

도로 위의 얼음 표면에 시료를 뿌려 얼음 표면의 온도변화를 측정 실시하였다.

염화칼슘의 경우 용해열에 의해 얼음이 빨리 용해되었다. 염화칼슘에 금속산화물을 혼합한 시료는 염화칼슘보다 약간 용해열 발생이 지연되게 나타났으며 용해도 차이에 의해 용해 기능이 서서히 진행되었다. 프로필렌그리콜 시료의 경우 희석열에 의해 얼음이 용해현상이 발생하였다.프로필렌글리콜로 염화칼슘과 금속산화물을 코팅한 시료는 고체시료가 코팅되어 있어 반응시간의 차이를 나타내며 용해현상이 지속적으로 진행되었다.

날자	5	10	15	20	25	30
염화나트륨[종래]	0.90	0.95	1.00	1.00	1.00	1.00
염화칼슘제설제[종래]	0	0.10	0.17	0.27	0.42	0.60
산화칼슘 제설제	0	0	0	0	0	0
규산나트륨 제설제	0	0	0	0	0	0
염화칼슘,금속산화물,탄산칼슘,규산나트륨 및 프레필렌글리콜을 혼합한 제설제[본발명 전체]	0	0	0	0	0	0

상기 표 2는 비교 예 및 실시 예 2로써, 구성물 수용액에 금속을 담근 후 녹 발생 상태 비교를 나타낸 것이다.

도 2는 금속판을 각각 시료 수용액에 담가 녹 발생 상태를 측정한 비교 그래프이다.

금속판을 각각 시료 수용액에 담가 녹 발생 상태를 측정하였다. 금속판에 발생한 녹의 측정치는 금속판 전체 면적과 녹 발생 부분 면적의 백분율로 측정하였다. 규산나트륨의 경우 하이브리드 기능을 함유하고 있어 염화칼슘과 금속산화물의 코팅상태를 지속시켜준다.

도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 의한 제설제의 경우, 녹 발생이 발생하지 않음을 알 수 있다.

본 발명에서 금속 산화물 (산화칼슘, 산화마그네슘, 산화알루미늄)은

염화칼슘 100 중량부에 대해 산화칼슘 8 내지 23 중량부, 산화 마그네슘 5 내지 15 중량부, 산화알루미늄 1 내지 4 중량부가 혼합되어 이루어질 수 있다.

상기에서 산화칼슘의 최저치 미만이면 부식성이 떨어지며, 최고치를 초과하게 되면 알카리도가 높아지게 된다.

산화마그네슘의 최저치 미만이면 부식성, 마찰 기능과 흡습성이 저하되고, 최고치를 초과하게 되면 융빙성이 떨어진다.

산화알루미늄의 최저치 미만이면 알카리도가 높아지며, 최고치를 초과하게 되면 융빙성이 떨어진다.

또한 본 발명에서는 곧바로 녹지 않도록 하기 위해 염화칼슘과 금속산화물에 프로필렌글리콜을 코팅한 후 탄산칼슘과 규산나트륨을 혼합한다.

한편, 금속산화물은 산화칼슘 100 중량부에 대해 산화마그네슘 90 내지 40 중량부, 산화 알루미늄 30 내지 10 중량부가 혼합되어 이루어질 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (4)

1. 염화칼슘 １００중량부에　대해，　금속산화물　１００내지　３５０　중량부，　탄산칼슘　７５내지　３００중량부，규산나트륨　４０내지　１００중량부，프로필렌글리콜　４０내지　１５０중량부가　혼합되고, 상기　금속산화물은　산화칼슘，　산화　마그네슘　　및　산화알루미늄을 포함하며, 상기 염화칼슘 100 중량부에 대해 산화칼슘 8 내지 23 중량부, 산화마그네슘 5 내지 15 중량부, 산화알루미늄 1 내지 4 중량부가 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 제설제.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기　금속산화물은　산화칼슘，　산화마그네슘　　및　산화알루미늄을 포함하며,산화칼슘 100 중량부에 대해 산화마그네슘 90 내지 40 중량부, 산화알루미늄 30 내지 10 중량부가 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 제설제.
4. 염화칼슘 １００중량부에　대해，　금속산화물　１００내지　３５０　중량부，　탄산칼슘　７５내지　３００중량부，규산나트륨　４０내지　１００중량부，프로필렌글리콜　４０내지　１５０중량부가　혼합되며, 상기 염화칼슘과 상기 금속산화물에 상기 프로필렌글리콜을 코팅한 후 상기 탄산칼슘과 상기 규산 나트륨을 혼합하는 것을 특징으로 하는 제설제.

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