KR101833480B1 - 친환경 제설제 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
30 내지 33% 농도의 염화칼슘 용액; 상기 염화칼슘 용액의 부식성을 저감시키는 저감제; 상기 염화칼슘 용액 중에 잔존하는 유기성분을 분해시키는 분해제; 및 상기 저감제 및 상기 분해제가 함유된 상기 염화칼슘 용액의 산성도를 pH 7.0 내지 7.5로 조절하는 pH조절제;를 더 포함하는 친환경 제설제가 소개된다.
Description
본 발명은 독성 및 부식성이 저감되고 불순물이 제거된 염화칼슘 용액이 이용되어 환경오염의 염려가 없고 제설성능이 향상된 친환경 제설제에 관한 것이다.
전 지구적인 기상 이변 등으로 최근 들어 동절기 폭설이 우리나라는 물론 전 세계적으로 빈번하게 발생하고 있으며, 이에 따라 도로에 사용하는 제설제의 사용량도 급증하고 있다.
현재 국내에서 사용하고 있는 제설제는 고형 염화칼슘에 소금 또는 모래 등을 섞어서 사용하는 형태가 일반적이며, 최근 들어 고형 염화칼슘을 소금과 함께 물에 섞어 도로에 분사하는 습염살포 방식도 활용되고 있다. 하지만 종래의 염화물계 제설제는 제설작업의 효과가 뛰어나나 식물 및 도로, 차량의 부식, 토양 오염 등의 사회적인 문제를 야기하고 있다.
제설작업시 노면이나 교량에 살포되는 염화칼슘이나 염화나트륨은 염소이온
이 존재하므로 철(Fe)과 반응하면 급격히 염화철(FeCl2)를 형성해 자동차, 철근, 철골 구조물을 심각하게 부식시킨다. 염화칼슘은 매우 빠른 속도로 철을 부식시키며 콘크리트, 아스팔트 등도 부식시킴으로써 자동차, 교량은 물론 모든 도로시설물의 수명을 단축시킨다. 특히 교량 및 고가도로는 철 구조물로서 용접부위가 20~40배 빠른 속도로 부식된다는 연구결과가 있는 것으로 알려져 있다.
또한, 염화칼슘은 물에 용해되어 하천 및 토양에 유입되면서 수질오염 및 토양의 산성화를 유발한다. 또한, 각국 자료에 의하면 염화칼슘은 도로변의 초목, 나무, 채소 등 식물을 고사시키고 동물의 발과 피부에 피부병, 가려움증을 유발하는 등 환경에 피해를 주는 원인으로 알려져 있다.
종래의 비염화물계 제설제는 부식 및 환경에 대한 부작용은 줄일 수 있으나 제조 공정이 복잡하여 상용화되기 어렵고, 염화물계 제절제에 비해 제설효과가 낮고 가격이 높아 활용에 걸림돌이 되고 있다. 따라서 가격이 저렴하고 제설성능이 확인된 염화물계 제설제의 독성 및 부식성을 저감시킬 수 있는 제품 개발이 요구되는 실정이다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 독성 및 부식성이 저감되고 불순물이 제거된 염화칼슘 용액이 이용되어 환경오염의 염려가 없고 제설성능이 향상된 친환경 제설제를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 친환경 제설제는 30 내지 33% 농도의 염화칼슘 용액; 상기 염화칼슘 용액의 부식성을 저감시키는 저감제; 상기 염화칼슘 용액 중에 잔존하는 유기성분을 분해시키는 분해제; 및 상기 저감제 및 상기 분해제가 함유된 상기 염화칼슘 용액의 산성도를 pH 7.0 내지 7.5로 조절하는 pH조절제;를 더 포함한다.
상기 염화칼슘 용액에 교반되어 상기 염화칼슘 용액 중에 잔존하는 중금속을 흡착시키는 고상의 흡착제;를 더 포함할 수 있다.
상기 저감제는 구연산 또는 구연산염을 포함하며, 중량%로, 0.1 내지 1.0%가 함유될 수 있다.
상기 구연산염은 구연산나트륨 또는 구연산칼륨일 수 있다.
상기 분해제는 과산화수소수를 포함할 수 있다.
상기 pH조절제는 상기 저감제 및 상기 분해제가 함유된 상기 염화칼슘 용액의 산성도에 따라 목초액 또는 소석회 상등액일 수 있다.
상기 흡착제는 활성탄일 수 있다.
강재 시편을 2주 동안 침지시킬 경우 0.87~1.15(mg/cm2)의 단위 면적당 무게감량이 있을 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 제설제 제조방법은 염산과 석회석을 반응시켜 30 내지 33% 농도의 염화칼슘 용액을 수득하는 수득단계; 상기 염화칼슘 용액에 저감제를 첨가하여 상기 염화칼슘 용액의 부식성을 저감시키는 저감단계; 상기 저감제가 첨가된 상기 염화칼슘 용액에 분해제를 첨가하여 상기 염화칼슘 용액 중에 잔존하는 유기성분을 분해시키는 분해단계; 및 상기 저감제 및 상기 분해제가 첨가된 상기 염화칼슘 용액에 pH조절제를 첨가하여 전체용액의 산성도를 pH 7.0 내지 7.5로 조절하는 pH조절단계;를 포함한다.
상기 수득단계 이후에는 상기 염화칼슘 용액에 고상의 흡착제를 첨가하여 교반시킴으로써 상기 염화칼슘 용액 중에 잔존하는 중금속을 흡착시키는 흡착단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 흡착단계 이후에는 상기 흡착제가 첨가된 상기 염화칼슘 용액으로부터 중금속이 흡착된 상기 흡착제를 여과하는 여과단계;를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 친환경 제설제에 따르면, 독성 및 부식성이 저감되고 불순물이 제거된 염화칼슘 용액이 이용됨에 따라 환경오염의 염려가 없고 제설성능이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 -8℃에서 구연산이 첨가된 제설제의 융빙실험결과를 나타낸 그래프.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 -16℃에서 구연산이 첨가된 제설제의 융빙실험결과를 나타낸 그래프.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 -8℃에서 구연산나트륨이 첨가된 제설제의 융빙실험결과를 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 -16℃에서 구연산나트륨이 첨가된 제설제의 융빙실험결과를 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 -8℃에서 구연산칼륨이 첨가된 제설제의 융빙실험결과를 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 -16℃에서 구연산칼륨이 첨가된 제설제의 융빙실험결과를 나타낸 그래프.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 농도 3%의 염화나트륨 용액에 침지시킨 시편에 대한 4가지 시험용액에 침지시킨 시편의 상대 부식성 값을 나타낸 그래프.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 -16℃에서 구연산이 첨가된 제설제의 융빙실험결과를 나타낸 그래프.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 -8℃에서 구연산나트륨이 첨가된 제설제의 융빙실험결과를 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 -16℃에서 구연산나트륨이 첨가된 제설제의 융빙실험결과를 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 -8℃에서 구연산칼륨이 첨가된 제설제의 융빙실험결과를 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 -16℃에서 구연산칼륨이 첨가된 제설제의 융빙실험결과를 나타낸 그래프.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 농도 3%의 염화나트륨 용액에 침지시킨 시편에 대한 4가지 시험용액에 침지시킨 시편의 상대 부식성 값을 나타낸 그래프.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.
본 발명에 따른 친환경 제설제는 30 내지 33% 농도의 염화칼슘 용액; 상기 염화칼슘 용액의 부식성을 저감시키는 저감제; 상기 염화칼슘 용액 중에 잔존하는 유기성분을 분해시키는 분해제; 및 상기 저감제 및 상기 분해제가 함유된 상기 염화칼슘 용액의 산성도를 pH 7.0 내지 7.5로 조절하는 pH조절제;를 더 포함한다.
염화칼슘 용액은 바람직하게는 염산법으로서 염산과 석회석을 반응시켜 수득한다. 보다 바람직하게는 염산은 석유화학산업, 산세, 에칭공정 등으로부터 부산물로서 발생되는 폐염산을 활용할 수 있다. 이를 통해 원가절감의 효과를 기대할 수 있을 뿐 아니라 폐기물을 저감시키는 것이 가능하다.
한편, 염화칼슘 용액의 %농도는 30 내지 33%로 형성될 수 있다. 염화칼슘 용액의 %농도가 30% 미만일 경우 제설효과가 낮아지게 되고, 33%를 초과할 경우 염화칼슘 용액 자체의 독성 및 부식성이 높아지게 된다. 따라서 염화칼슘 용액의 %농도는 30 내지 33%임이 타당하다.
상기와 같은 염화칼슘 용액의 독성 및 부식성을 저감시키기 위해 염화칼슘 용액에 저감제가 첨가된다. 바람직하게는 저감제로 구연산 또는 구연산염이 이용될 수 있는데 금속표면의 산화물을 제거하여 금속의 부식을 방지하는 것이다.
구연산은 감귤류에서 얻을 수 있는 유기산에 해당하며, 환경에 무해한 물질이다. 저감제는 염화칼슘의 독성 및 부식성을 저감시키는 저감제외에도 산화방지제, pH조절제로서의 역할을 수행할 수 있다. 구연산염으로는 구연산나트륨 또는 구연산칼륨이 이용될 수 있다.
저감제로서 구연산 또는 구연산염은 친환경 제설제 전체 용액 중에서 중량%로, 0.1 내지 1.0%가 함유될 수 있다. 함유량이 0.1% 미만일 경우 부식방지 효과가 미미하게 되고, 1.0%를 초과할 경우 어는점 강하를 방해할 수 있다. 따라서 구연산 또는 구연산염은 전체 용액 중에서 중량%로, 0.1 내지 1.0%가 함유됨이 타당하다.
구연산 또는 구연산염 외에도 저감제에는 디에탄올아민, 아질산나트륨, 암모니아 등이 포함될 수 있다. 디에탄올아민은 친환경 제설제의 유동성을 증가시켜 살포 시에 작업성을 향상시키는 역할을 한다. 아질산나트륨은 금속의 부식을 방지하는 역할을 수행할 수 있으며 암모니아의 경우 산을 중화시키는 역할을 수행할 수 있다.
염화칼슘 용액에는 유분, 유기물 등의 불순물이 포함될 수 있다. 이러한 유분, 유기물 등의 불순물은 제설제의 성능을 저하시킬 수 있으므로 유부, 유기물 등의 제거를 위해 염화칼슘 용액에 분해제가 함유될 수 있다.
분해제로서는 과산화수소수가 이용될 수 있으며 과산화수소수는 유분, 유기물 등의 유기성분을 분해시키는 기능을 수행할 수 있다. 외에도 염화칼슘 용액에 철분이 포함되어 있을 경우 과산화수소수는 철분과도 반응하여 철분을 산화시키는 기능을 수행할 수 있다.
바람직하게는 분해제는 25% 농도의 과산화수소수가 이용될 수 있으며 친환경 제설제 전체 용액 중에서 중량%로, 0.005 내지 1.0%가 함유될 수 있다.
pH조절제는 첨가되어 저감제 및 분해제가 함유된 염화칼슘 용액의 전체 산성도를 조절하는 기능을 수행할 수 있다. 바람직하게는 친환경 제설제의 pH가 7.0~7.5일 경우 토양의 오염이 우려될 염려가 없으므로 pH조절제가 첨가되어 전체 용액의 산성도를 pH 7.0~7.5를 형성시킴이 타당하다.
pH조절제는 저감제 및 분해제가 함유된 염화칼슘 용액의 산성도에 따라 종류를 달리하여 첨가될 수 있다. 이를테면 저감제 및 분해제가 함유된 염화칼슘 용액의 산성도가 pH 8~9의 약알칼리성일 경우 산성인 목초액을 첨가하여 전체 용액의 산성도를 pH 7.0~7.5로 조절한다. 반면, 저감제 및 분해제가 함유된 염화칼슘 용액의 산성도가 pH 7 미만의 산성일 경우 알칼리성인 소석회 상등액을 첨가하여 전체 용액의 산성도를 pH 7.0~7.5로 조절한다.
목초액은 나무를 숯으로 만들 때 발생하는 연기를 응축시켜 얻어지는 것으로서 pH 2~4의 산성 액체이다. 목초액은 토양살균 및 탈취 효과가 우수하며 천연에서 얻어지는 물질이기 때문에 토양의 오염을 방지하고 각종 오염물을 중화하거나 해독하는 기능을 수행할 수 있다. 외에도 금속표면의 산화물을 제거하여 금속의 부식을 방지하는 효과도 기대할 수 있다.
소석회 상등액은 소석회 가루를 물과 혼합한 다음 고형분을 침전시킨 상태에서 상층의 액체를 회수하여 얻어지는 것으로서 알칼리성 액체이다.
본 발명에 따른 친환경 제설제에는 염화칼슘 용액에 교반되어 염화칼슘 용액 중에 잔존하는 중금속을 흡착시키는 고상의 흡착제가 더 포함될 수 있다.
염화칼슘 용액에는 불가피한 불순물로서 납(Pb), 비소(As), 카드뮴(Cd), 수은(Hg), 크로뮴(Cr), 구리(Cu), 니켈(Ni), 아연(Zn) 등과 같은 중금속이 포함될 수 있다. 불순물로서 중금속이 잔존하는 염화칼슘 용액을 이용한 제설제가 사용될 경우 토양을 오염시키고 인체에 유해할 수 있기 때문에 염화칼슘 용액에 잔존하는 중금속이 제거될 필요가 있다.
이에 따라 흡착제를 첨가하여 교반시킴으로써 염화칼슘 용액에 잔존하는 중금속을 흡착시켜 상기와 같은 문제를 해결할 수 있다. 바람직하게는 흡착제로서 활성탄이 이용될 수 있으며 외에도 중금속을 흡착시킬 수 있는 맥반석, 숯 등이 이용될 수 있다. 바람직하게는 흡착제는 고상의 분말 형태로 염화칼슘 용액에 첨가되어 교반됨으로써 염화칼슘 내에 존재하는 불순물을 골고루 흡착시킴이 가능하다.
본 발명에 따른 친환경 제설제의 제조방법은 염산과 석회석을 반응시켜 30 내지 33% 농도의 염화칼슘 용액을 수득하는 수득단계; 상기 염화칼슘 용액에 저감제를 첨가하여 상기 염화칼슘 용액의 부식성을 저감시키는 저감단계; 상기 저감제가 첨가된 상기 염화칼슘 용액에 분해제를 첨가하여 상기 염화칼슘 용액 중에 잔존하는 유기성분을 분해시키는 분해단계; 및 상기 저감제 및 상기 분해제가 첨가된 상기 염화칼슘 용액에 pH조절제를 첨가하여 전체용액의 산성도를 pH 7.0 내지 7.5로 조절하는 pH조절단계;를 포함한다.
먼저, 수득단계에서는 반응조에서 염산과 석회석을 반응시켜 하기의 화학식에 따라 염화칼슘 용액을 생성시킨다.
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2
바람직하게는 염산의 경우 35% 농도의 염산이 이용될 수 있으며 염산 100중량부에 대해 석회석 55 내지 65중량부를 첨가하여 약 30~60분 동안 반응시킬 수 있다.
염산과 석회석의 반응에 의해 30 내지 33% 농도의 염화칼슘 용액이 얻어질 수 있다.
수득단계에서 염산과 반응하지 못한 미반응 석회석이 존재할 경우 수득된 염화칼슘 용액을 여과하여 미반응 석회석을 염화컬슘 용액으로부터 분리할 수 있다.
다음으로 저감단계를 통해 염화칼슘 용액에 저감제를 첨가시켜 서로 교반시킴으로써 염화칼슘 용액의 독성 및 부식성을 저감시킬 수 있다. 상기한 바와 같이 저감제로서는 구연산 또는 구연산염이 이용될 수 있다.
다음으로는 분해단계를 통해 저감제가 첨가된 염화칼슘 용액에 분해제를 첨가하여 염화칼슘 용액 중에 잔존하는 유기성분을 분해시킬 수 있다. 상기한 바와 같이 분해제로서는 과산화수소수가 이용될 수 있다.
저감단계 및 분해단계는 순차적으로 수행될 수 있으며 동시에 수행될 수도 있다. 또는 순서를 달리하여 수행될 수도 있다.
저감단계 및 분해단계가 완료되면 pH조절제를 첨가하여 전체용액의 산성도를 pH 7.0 내지 7.5로 조절할 수 있다. 상기한 바대로 pH조절제가 첨가되기 전 용액의 pH가 7.5 이상의 알칼리성 용액일 경우 목초액이 pH조절제로서 첨가되어 전체용액의 산성도가 pH 7.0 내지 7.5로 조절될 수 있고, pH조절제가 첨가되기 전 용액의 pH가 7.0 이하의 산성 용액일 경우 소석회 상등액이 pH조절제로서 첨가되어 전체용액의 산성도가 pH 7.0 내지 7.5로 조절될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 친환경 제설제 제조방법은 염화칼슘 용액에 고상의 흡착제를 첨가하여 교반시킴으로써 염화칼슘 용액 중에 잔존하는 중금속을 흡착시키는 흡착단계;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는 흡착제로는 활성탄이 이용되어 염화칼슘 용액에 첨가되고 교반되어 염화칼슘 용액에 잔존하는 중금속을 흡착시킬 수 있다. 흡착제가 첨가되어 교반되는 흡착단계는 수득단계 이후 수행될 수 있으며 저감단계 및 분해단계와 순차적으로 수행될 수 있고 동시에 수행될 수도 있다.
바람직하게는 흡착단계가 수행된 다음 흡착제가 첨가된 염화칼슘 용액으로부터 중금속이 흡착된 흡착제를 여과하는 여과단계가 더 수행될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 제시한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
(융빙실험)
염화칼슘 용액의 농도 및 저감제의 종류와 함량을 달리하여 -8℃, -16℃에서 융빙효율을 각각 실험하였다.
농도 35%의 염산과 석회석을 반응조에서 1시간 정도 반응시켜 약 pH 2.8, 농도 25%, 30%, 33%의 염화칼슘 용액을 수득하였다. 수득한 염화칼슘 용액을 여과하여 미반응 석회석을 제거한 다음 저감제(구연산, 구연산나트륨, 구연산칼륨)을 첨가하여 녹을 때까지 교반하였다. 염화칼슘 용액에 농도 25%의 과산화수소수를 첨가하였다. 이후 pH를 7.2로 조절하기 위해 pH조절제를 첨가하여 실험에 사용하였다.
실험방법은 아래와 같다.
① 물이 냉각된 시험용 접시(직경 10.0cm의 페트리접시에 높이 5mm로 물을 얼린 것)를 냉장고에 설치(바닥과 평행한 상태 유지)
② 제설제가 주입된 주사기를 이용하여 제설제 3ml를 골고루 시험용 접시에
살포
③ 살포 후 15분이 되면 주사기를 이용하여 시험용 접시로부터 융빙액체를
흡입해서 액체의 부피를 정밀하게 체크(체크 된 융빙액체의 부피에서 제설제의 부
피를 뺀 값을 융빙량으로 한다)
④ 부피를 측정한 액체를 시험용 접시에 복귀시키고 복귀 후에 접시를 가볍게 흔들어준다.(융빙액체수집, 부피측정 및 복귀에 걸리는 시간은 2.5분을 초과하지 않도록 한다)
⑤ 그리고 ②의 제설제 살포시점을 기준으로 30분, 60분이 경과하면 위의 시
험방법 ③, ④의 과정을 반복하여 융빙 액체의 부피 체크
제설제에 의한 융빙량을 기준물질에 의한 융빙량과 비교하기 위하여 제설제 대신에 기준물질을 이용하여 위의 방법과 동일하게 실험을 하였다.
- 기준물질 : 포화 염화나트륨용액(-8℃ 시험), 포화 염화나트륨용액과 포화 염화칼슘용액을 각각 질량분율 70%와 30%으로 혼합한 물질(-16℃ 실험)
융빙효율은 하기의 식과 같이 계산된다.
융빙효율(%) = {Vad(제설제에 의한 융빙량) / Vas(기준물질에 의한 융빙량)}×100
농도 33%, 30%, 25%의 염화칼슘 용액에 구연산을 첨가하지 않은 제설제와 구연산을 0.5중량%를 첨가한 제설제를 이용하여 -8℃, -16℃에서 실험한 융빙 실험 결과, 도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이 -8℃ 시험 조건에서 농도 33%의 염화칼슘 용액에 구연산을 첨가하지 않은 제설제와 농도 33%의 염화칼슘 용액에 구연산이 0.5중량%로 첨가된 제설제의 융빙효율이 가장 좋은 것으로 나타났다. 그리고 -16℃ 시험 조건에서는 농도 33%의 염화칼슘 용액에 구연산을 첨가하지 않은 제설제의 융빙효율이 가장 좋은 것으로 나타났다.
전체적으로 -8℃에서보다 -16℃에서 융빙효율이 더 좋았고, 염화칼슘 농도가 높을수록 융빙효율이 좋은 것으로 나타났다.
농도 33%, 30%, 25%의 염화칼슘 용액에 구연산나트륨을 첨가하지 않은 제설제와 구연산나트륨을 0.5중량%를 첨가한 제설제를 이용하여 -8℃, -16℃에서 실험한 융빙 실험결과, 도 3 및 도 4에 나타난 바와 같이 -8℃ 시험 조건에서 농도 33%의 염화칼슘 용액에 구연산나트륨을 첨가하지 않은 제설제의 융빙효율이 가장 좋은 것으로 나타났다. 그리고 -8℃ 시험조건에서 농도 25%의 염화칼슘 용액에 구연산나트륨이 0.5중량%로 첨가된 제설제는 융빙효율이 100 이하로 나타나 제설제로 사용하기에 부적절한 것으로 확인되었다(환경표지인증 제설제 기준 100% 이상).
그리고 -16℃ 시험조건에서는 33%의 염화칼슘 용액에 구연산나트륨이 0.5중량%로 첨가된 제설제의 융빙효율이 매우 우수한 것으로 나타났다. 이는 부식성과 융빙효율을 고려시 제설제로 가장 적합한 것으로 판단된다.
농도 33%, 30%, 25%의 염화칼슘 용액에 구연산칼륨을 첨가하지 않은 제설제
와 구연산칼륨을 0.5중량%를 첨가한 제설제를 이용하여 -8℃, -16℃에서 실험한 융빙 실험결과, 도 5 및 도 6에 나타난 바와 같이 -8℃ 시험 조건에서 농도 33%의 염화칼슘 용액에 구연산칼륨을 첨가하지 않은 제설제의 융빙효율이 가장 좋은 것으로 나타났다. 그리고 -16℃ 시험조건에서는 33%의 염화칼슘 용액에 구연산칼륨이 0.5중량%로 첨가된 제설제의 융빙효율이 가장 우수한 것으로 나타났다.
-16℃에서 융빙효율 시험값이 -8℃보다 월등히 좋았으며 33%의 염화칼슘 용액에 구연산칼륨이 0.5중량%로 첨가된 제설제의 경우는 -8℃ 시험 조건보다 -16℃에서 2배 이상 융빙효율이 향상된 것으로 나타났다.
(강재 부식 실험)
시험용액에 3개의 강재(Carbon Steel) 시편을 침지시킨 다음 2주 동안 보관한 후 시편의 무게 감소를 측정하였다. 실험에 사용한 시험용액은 4가지로 준비하였다.
제1시험용액은 농도 33%의 염화칼슘 용액에 구연산이 0.5중량%로 첨가된 제설제를, 제2시험용액은 농도 33%의 염화칼슘 용액을, 제3시험용액은 증류수를, 제4시험용액은 빗물을 이용하였다. 그리고 기준용액으로는 농도 3%의 염화나트륨 용액을 이용하였다. 제1 내지 제4시험 용액에 침지된 시편의 부식성은 기준용액에 침지된 시편의 부식성과 비교하여 상대적으로 측정하였다.
상대부식성(%)={(시험용액에서 시편의 단위면적당 무게감량/기준용액에서 시편의 단위 면적당 무게감량)}×100
상대부식성 값 계산시 시편의 단위면적당 무게감량(mg/㎠)은 3개 시편의 평균값으로 나타내었다. 이에 따른 실험결과는 하기 표 1 및 도 7에 나타내었다.
|
시편무게(g) | 시편무게 감소량(g) |
단위면적당 무게감량 (mg/cm2) |
상대부식성 (%) |
|
시험 전 | 시험 후 | ||||
제1시험용액 |
7.9139 | 7.9048 | 0.0091 | 1.15 | 37% |
8.0664 | 8.0591 | 0.0073 | 0.90 | ||
8.6063 | 8.5988 | 0.0075 | 0.87 | ||
제2시험용액 |
7.9705 | 7.9502 | 0.0203 | 2.55 | 87% |
8.5993 | 8.5421 | 0.0172 | 2.01 | ||
8.0957 | 8.0772 | 0.0185 | 2.28 | ||
제3시험용액 |
7.7857 | 7.7707 | 0.0150 | 1.93 | 78% |
8.3318 | 8.3132 | 0.0186 | 2.23 | ||
7.4538 | 7.4390 | 0.0148 | 1.99 | ||
제4시험용액 |
8.6018 | 8.5805 | 0.0213 | 2.48 | 89% |
8.9303 | 8.9104 | 0.0199 | 2.23 | ||
7.5702 | 7.5527 | 0.0175 | 2.31 | ||
기준용액 |
7.7577 | 7.7378 | 0.0199 | 2.56 | - |
7.9900 | 7.9693 | 0.0207 | 2.59 | ||
8.8563 | 8.8325 | 0.0238 | 2.69 |
상기 표 1을 보면 알 수 있듯이 농도 33% 염화칼슘 용액에 저감제로서 구연산을 첨가한 제1시험용액의 시편 무게감소량 및 단위면적당 무게감량이 가장 적었다. 제1시험용액 및 제2시험용액에 대한 시험결과 값의 비교를 통해 저감제로서의 구연산 첨가 효과를 확인할 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
Claims (11)
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- 염산과 석회석을 반응시켜 30 내지 33% 농도의 염화칼슘 용액을 수득하고, 수득된 염화칼슘 용액을 여과하여 염산과 반응하지 못한 미반응 석회석을 분리하는 수득단계;
미반응 석회석을 분리하여 수득된 상기 염화칼슘 용액에 고상의 흡착제를 첨가하고 교반시켜서 상기 염화칼슘 용액 중에 잔존하는 중금속을 흡착시키는 흡착단계;
상기 흡착제가 첨가된 상기 염화칼슘 용액으로부터 중금속이 흡착된 상기 흡착제를 여과하는 여과단계;
중금속이 흡착제에 의해 흡착되어 여과된 상기 염화칼슘 용액에 저감제를 첨가하여 상기 염화칼슘 용액의 부식성을 저감시키는 저감단계;
상기 저감제가 첨가된 상기 염화칼슘 용액에 분해제를 첨가하여 상기 염화칼슘 용액 중에 잔존하는 유기성분을 분해시키는 분해단계; 및
상기 저감제 및 상기 분해제가 첨가된 상기 염화칼슘 용액에 pH조절제를 첨가하여 전체용액의 산성도를 pH 7.0 내지 7.5로 조절하는 pH조절단계;를 포함하는 친환경 제설제 제조방법. - 청구항 9에 의해 제조되는 친환경 제설제.
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