KR101882985B1 - 올인액을 이용한 비산먼지 및 수질 오염 방지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비산먼지 방지 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건설현장이나 철거현장, 야적장, 도로공사 구간 등에 적용되어 분진이 비산하는 것을 효과적으로 차단할 수 있고 이에 따라 수질 오염을 방지할 수 있는 비산먼지 방지 방법에 관한 것으로서, 무기응집제 0.2~5.0 중량부, 계면활성제 0.5~5.0 중량부, 흡습제 5.0~20.0 중량부, 천연 또는 합성섬유 0.5~5.0 중량부, 에어로겔 분말 0.5~2.0 중량부 및 무기계 수성 콜로이드성 나노실리카 0.1~5.0 중량부를 포함하여 구성되는 비산 방지제 조성물을 물과 혼합하여 대상물에 스프링클러를 이용해 살수함에 의해 대상물 표면에 점착 및 코팅시키는 것을 특징으로 하는 올인액을 이용한 비산먼지 및 수질 오염 방지 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 건설현장이나 철거현장, 야적장, 도로공사 구간 등에서 발생되는 분진에 점착 코팅되어 분진이 비산하는 것을 방지할 수 있고, 점착 이후에는 증발되거나 탈리되지 않아 분진이 재비산하는 것을 방지할 수 있으며, 살수가 필요 없으므로 살수에 따른 2차적 수질 오염을 방지할 수 있는 비산먼지를 방지 및 억제할 수 있다. 또한, 분사후 자연 건조되고 건조 시간이 빠르므로 효과가 바로 발생할 수 있다. 따라서 민원 발생 소지를 없앨 수 있고 작업자들의 건강을 보호할 수 있으며, 대기 및 수질 환경 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

올인액을 이용한 비산먼지 및 수질 오염 방지 방법{Method of preventing dust scattering and water pollution using All-in-liquid}

본 발명은 비산먼지 및 수질 오염 방지 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 토목, 건축, 건설현장이나 철거현장(예: 석면제거, 환경개선 리모델링, 개보수, 재개발, 재건축, 교량, 기타 모든 철거현장), 야적장, 도로공사 구간, 기타 비산 발생 구간에 적용되어 분진이 비산하는 것을 효과적으로 차단할 수 있고 이에 따라 수질 오염을 방지할 수 있는 비산먼지 방지 및 수질 오염 방지 방법에 관한 것이다.

토목, 건축, 건설현장이나 철거현장(예: 석면제거, 환경개선 리모델링, 개보수, 재개발, 재건축, 교량, 기타 모든 철거현장), 골재 야적장, 시멘트 제조공장, 도로공사 구간, 기타 비산 발생 구간에는 모래, 토사, 먼지 등이 많이 비산되고 바람에 의해 분진이 발생하거나 비에 의해 적재물이 유출됨에 따라 대기를 오염시키고 수질을 오염시키기 때문에 공해 문제가 심각하고 이에 따란 민원이 발생되는 경우가 많다.

또한, 이렇게 발생되는 비산먼지에는 발암물질 등 인체에 매우 안 좋은 성분을 포함하고 있는 경우가 많으므로 작업자들의 건강을 위협하는 원인이 되며, 인근 주민의 건강 및 생활을 위협하고 있기 때문에 심각한 민원의 대상이 된다.

또한, 우천시에는 야적장이나 철거 현장에 쌓여 있던 먼지가 유출되어 수질 오염을 야기하기도 한다.

이러한 분진 비산에 의한 피해를 방지하기 위해, 종래에는 야적장 등에 주기적 또는 비주기적으로 살수를 하는 방법을 사용하였으나 여름철과 같이 기온이 높은 경우에는 증발 속도가 빠르므로 곧바로 또 비산먼지가 날리게 되고, 겨울철에는 주변이 얼어버려 작업장 환경이 안 좋아지는 문제가 있으며, 살수에 의한 방법은 2차적 수질 오염을 야기하므로 적절한 방법이 될 수 없고 임시 방편에 불과하다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 대한민국 등록특허 제10-063907호, 제10-0748156호, 제10-1067325호, 제10-1293257호, 제10-1071445호 등 여러 기술에서 먼지의 비산을 방지하기 위한 다양한 기술들이 제안되었다.

그러나, 기존의 기술들은 각각의 특장점이 있으나, 먼지를 흡착한 후 재비산하는 것을 방지하는 성능은 미약하여 이에 대한 보완이 필요한 상황이었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 건설현장이나 철거현장, 야적장, 도로공사 구간 등에서 발생되는 분진에 점착 코팅되어 분진이 비산하는 것을 방지할 수 있고, 점착 이후에는 증발되거나 탈리되지 않아 분진이 재비산하는 것을 방지할 수 있으며, 살수가 필요 없으므로 살수에 따른 2차적 수질 오염을 방지할 수 있는 비산먼지 방지 기술을 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은

무기응집제 0.2~5.0 중량부, 계면활성제 0.5~5.0 중량부, 흡습제 5.0~20.0 중량부, 천연 또는 합성섬유 0.5~5.0 중량부, 에어로겔 분말 0.5~2.0 중량부 및 무기계 수성 콜로이드성 나노실리카 01.0~5.0 중량부를 포함하여 구성되는 비산 방지제 조성물을 물과 혼합하여 대상물에 스프링클러를 이용해 살수함에 의해 대상물 표면에 점착 및 코팅시키는 것을 특징으로 하는 올인액을 이용한 비산먼지 및 수질 오염 방지 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 천연 또는 합성섬유는 비중이 10~1000 g/m²을 가지며 섬유 길이가 0.01~50 ㎛의 길이를 갖는 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 에어로겔 분말은 분말의 입경이 10~2000 ㎛인 투명한 나노 다공물질로서 밀도가 0.05~0.1 g/cm³이고 기공율이 90~99%이며, 비표면적이 200~2000 m²/g, 기공부피가 2~10 cm³/g인 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 무기계 수성 콜로이드성 나노실리카는 pH 12 ~13의 강알칼리성을 갖는 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 대상물은 건축 및 건물 해체 현장, 토목 건설 현장, 야적장 또는 비포장도로의 폐 콘크리트, 야적물 또는 토사일 수 있다.

상기와 같은 단계로 구성된 본 발명의 비산먼지 및 수질 오염 방지 방법은, 건설현장이나 철거현장, 야적장, 도로공사 구간 등에서 발생되는 분진에 점착 코팅되어 분진이 비산하는 것을 방지할 수 있고, 점착 이후에는 증발되거나 탈리되지 않아 분진이 재비산하는 것을 방지할 수 있으며, 살수가 필요 없으므로 살수에 따른 2차적 수질 오염을 방지할 수 있는 비산먼지를 방지 및 억제할 수 있다. 또한, 분사후 자연 건조되고 건조 시간이 빠르므로 효과가 바로 발생할 수 있다. 따라서 민원 발생 소지를 없앨 수 있고 작업자들의 건강을 보호할 수 있으며, 대기 및 수질 환경 오염을 방지할 수 있는 유용한 기술이 될 수 있다.

이하에서 설명되는 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들과 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다.

본 발명은 본 발명자들이 개발한 특수 비산 방지제 조성물을 대상물에 분사하여(바람직하게는 스프링클러를 통한 분사) 비산 먼지를 흡착하는 기술이다.

본 발명에서 사용되는 상기 비산 방지제 조성물은 무기응집제, 계면활성제, 흡습제, 천연 또는 합성섬유, 에어로겔 분말 및 무기계 수성 콜로이드성 나노실리카를 포함하여 구성된다.

더욱 구체적으로 본 발명의 비산 방지제 조성물은 무기응집제 0.2~5.0 중량부, 계면활성제 0.5~5.0 중량부, 흡습제 5.0~20.0 중량부, 천연 또는 합성섬유 0.5~5.0 중량부, 에어로겔 분말 0.5~2.0 중량부 및 무기계 수성 콜로이드성 나노실리카 01.0~5.0 중량부를 포함하여 구성된다.

이하에서는 이러한 비산 방지제 조성물에 사용되는 각 성분에 관하여 구체적으로 설명한다.

본 발명에서 상기 무기응집제는 미세 먼지 입자, 콜로이드 입자를 결합시켜 응집 및 침전시키는 역할을 하며 재비산되는 것을 억제하는 역할을 한다.

상기 무기응집제는 황산반토, 황산알루미늄칼륨(Aluminium Potassium Sulfate), 소석회(slaked lime), 황산알루미늄암모늄(Aluminium Ammonium Sulfate), 폴리수산화염화규산알루미늄, 폴리황산규산알루미늄, PFS(Polyferric sulfate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종을 단독 또는 2종 이상을 사용할 수 있으며, 함량은 약 0.2 ~ 5.0 중량부의 범위에서 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 계면활성제는 분산력을 높이고 물의 표면 장력을 감소시켜 먼지에 대한 침투력을 강화함으로써 비산 방지 효과를 높이는 역할을 하며, 비이온성 계면 활성제나 양이온성 계면활성제를 사용할 수 있다.

이러한 계면활성제는 당업계에서 사용되는 것을 제한없이 사용할 수 있으며, 구체적인 예로는 cocamido propyl betaine, Lauryl betaine, Lauramidopropyl betaine, Sodium lauroamphoacetate, Disodium cocoamphodiacetate 등을 사용할 수 있다. 상기 계면활성제의 양은 0.5~5.0 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 흡습제는 비산방지제의 어는점을 낮추어주고 공기 중의 수분을 흡수하는 역할을 하여 코팅막의 지속성을 향상시켜 주는 역할을 한다.

본 발명에서 상기 흡습제의 구체적인 예로는 글리세린, 1,3-Butylene Glycol, Propylene Glycol, ethylene glycol, PEG(polyethylene glycol)200∼600, 솔비톨(D-sorbitol) 등을 사용할 수 있다. 상기 흡습제의 양은 5.0~20.2 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 천연 또는 합성섬유는 코팅막 형성을 용이하게 하고 코팅막의 유지력을 강화시켜 주는 역할을 한다. 본 발명에서 상기 천연 또는 합성섬유 분말은 비중이 10~1000 g/m²을 가지며 섬유 길이가 0.01~50 ㎛의 길이를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 구체적으로는 셀룰로오스 섬유, 친수성 나일론 섬유, 친수성 폴리에스테르 섬유 등을 사용할 수 있다. 본 발명에서 상기 천연 또는 합성섬유 분말은 0.5~5.0 중량부의 범위에서 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 에어로겔 분말은 입경이 10~2000 ㎛인 투명한 나노 다공물질로서 밀도가 0.05~0.1 g/cm³이고 기공율이 90~99%이며, 비표면적이 200~2000 m²/g, 기공부피가 2~10 cm³/g인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 구체적으로는 실리카 에어로겔 분말을 사용할 수 있다. 상기 에어로겔 분말은 코팅막에 일정정도의 기공층을 확보할 수 있도록 하여 외부원인에 의해 코팅막이 손상되어 재비산하는 것을 방지하는 역할을 한다. 본 발명에서 상기 에어로겔 분말은 약 0.5~2.0 중량부의 범위에서 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 무기계 수성 콜로이드성 나노실리카는 pH 12 이상, 바람직하게는 pH 12~13의 강알칼리성을 갖는 투명 액상 물질로서, 콘크리나 분진이나 먼지와 반응하여 결합을 강화하는 역할을 한다. 본 발명에서 상기 무기계 수성 콜로이드성 나노실리카는 0.1~5.0 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 조성으로 얻어진 비산 방지제 조성물은 바람직하게는 스프링클러를 이용해 토목 및 건축 구조물이나 철거, 공사 현장 등에 살포될 수 있으며, 살포되기에 앞서 적정량의 물과 혼합되는 것이 바람직하다.

이때, 물과의 혼합 비율은 비산 방지제 조성물:물 = 1:100~500의 비율로 혼합될 수 있으며, 물에 의해 희석된 것을 대상물에 대하여 1.0∼ 10.0 L/㎡의 양으로 적용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 비산방지제는 외부 기온이나 습도 등의 환경 조건에 영향을 받지 않고 적용될 수 있고, 적용 즉시 성능이 발휘되어 먼지 발생을 억제할 수 있다. 또한 한번 살수된 후에는 장시간 동안 재비산을 방지할 수 있는 효과가 있는데, 약 1개월 이상 억제시키는 효과가 있다.

본 발명에 따른 상기 비산 방지제는 한번의 적용으로 요구 특성을 모두 발휘할 수 있으며, 이러한 의미로 올인액(All-in-liquid)로 명명하고, 이러한 명칭은 본 발명에서 그대로 사용된다.

본 발명에 따른 상기 비산 방지제 조성물은 비산 먼지가 문제되는 건설, 건축 및 토목 분야를 포함하는 거의 모든 분야에 사용될 수 있다.

예를 들어, 토목구조물의 철거 및 공사현장의 예로는 교량, 고가, 지하차도, 도로, 항만, 댐, 하수처리장, 터널, 상하수도, 플랜트 구조물 등에 적용될 수있고,

건축 구조물의 철거 및 공사 현장으로서, 아파트, 오피스텔, 상가, 주택, 공장형 아파트, 관공서 건물, 기타 건축구조물 전체에 적용될 수 있다.

또한, 석탄이나 토사, 아스콘, 모래 등을 야적해놓은 야적장에도 적용될 수 있고 공사 과정에서 먼지가 많이 발생하는 도로 건설 현장에도 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 상기 비산 방지제 조성물은 스프레이 등을 이용하여 분사될 수 있으며, 현장 적용을 용이하게 하기 위해서는 스프링클러를 이용하여 살수되는 것이 더욱 바람직하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.

(실시예 1) 비산방지제 조성물의 제조

황산알루미늄칼륨 3.0 중량부, Lauryl betaine 3.0 중량부, 프로필렌글리콜 15 중량부을 먼저 혼합하여 여기에 셀룰로오스 섬유 4.0 중량부, 실리카 에어로겔 분말 1.0 중량부 및 무기계 수성 콜로이드성 나노실리카 4.0 중량부를 혼합하여 비산방지제 조성물을 제조한 후 이렇게 제조된 전체 양에 대해 물을 약 200배 희석하여 스프링클러를 이용해 분사하였다.

분사는 아파트 공사 현장의 먼지가 많이 발생하는 도로의 일부 구간에 적용하였고 상대적으로 적용되지 않은 구간과의 비산 먼지 발생 정도를 육안으로 확인하였다.

확인 결과, 본 발명에 따른 비산 방지제가 적용되지 않은 구간에서는 공사 차량이 지나갈 때 먼지가 심하게 발생함에 반해, 본 발명에 따른 비산 방지제 조성물을 적용한 구간에서는 먼지가 거의 발생되지 않음을 확인하였다.

또한, 지속성을 평가하기 위하여 적용 후 약 1개월 후에 동일한 지점에서의 먼지 비산 정도를 평가한 결과 최초 적용 시점과 크게 차이가 없는 것을 확인하였다.

이상의 결과로부터, 본 발명에 따른 상기 비산방지제 조성물은 각종 건설 및 토목, 건축 현장, 철거 현장, 도로 공사 현장에서 미세 먼지의 발생을 억제할 수 있을 것으로 기대되고, 한번 적용으로 장기간 효과를 발생시키므로 경제성도 확보할 수 있을 것으로 기대된다.

Claims (5)

1. 무기응집제 0.2~5.0 중량부, 계면활성제 0.5~5.0 중량부, 흡습제 5.0~20.0 중량부, 섬유 0.5~5.0 중량부, 에어로겔 분말 0.5~2.0 중량부 및 무기계 수성 콜로이드성 나노실리카 0.1~5.0 중량부를 포함하여 구성되는 비산 방지제 조성물을 물과 혼합하여 대상물에 스프링클러를 이용해 살수함에 의해 대상물 표면에 점착 및 코팅시키는 것을 특징으로 하며,
   상기 섬유는 비중이 10~1000 g/m²을 가지며 섬유 길이가 0.01~50 ㎛의 길이를 갖는 것으로서, 셀룰로오스 섬유, 친수성 나일론 섬유 또는 친수성 폴리에스테르 섬유를 사용하고,
   상기 에어로겔 분말은 분말의 입경이 10~2000 ㎛인 투명한 나노 다공물질로서 밀도가 0.05~0.1 g/cm³이고 기공율이 90~99%이며, 비표면적이 200~2000 m²/g, 기공부피가 2~10 cm³/g인 것을 사용하여 코팅막에 기공층을 확보하여 코팅막이 외부 원인에 의해 손상되어 재비산하는 것을 방지하며,
   상기 무기계 수성 콜로이드성 나노실리카는 pH 12 ~13의 강알칼리성을 갖는 투명 액상 물질을 사용하고,
   상기 대상물은 건축 및 건물 해체 현장, 토목 건설 현장, 야적장 또는 비포장도로의 폐 콘크리트, 야적물 또는 토사인 것을 특징으로 하는 올인액을 이용한 비산먼지 및 수질 오염 방지 방법.
   
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