KR102070386B1 - 수질개선제 및 이를 이용한 세제 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수질개선제 및 이를 이용한 세제 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 수질개선제는 수중 생물을 보호하면서 오염된 해수나 담수의 제2의 환경오염 없이 친환경적으로 수질이나 저질퇴적층의 오염을 개선하며, 적조나 녹조의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 수질개선제는 환원력이 매우 강하고, 세정력이 우수하여 다양한 세제에도 적용이 가능하다.

Description

수질개선제 및 이를 이용한 세제 조성물 {Water quality improvement agent and detergent composition using the same}
본 발명은 수질개선제 및 이를 이용한 세제 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수중 생물을 보호하면서 친환경적으로 수질이나 저질퇴적층의 오염을 개선하며, 적조나 녹조의 발생을 방지할 수 있는 수질개선제 및 이를 이용한 세제 조성물에 관한 것이다.
해수나 담수 오염의 주원인은, 생활폐수나 공장폐수에 의하여 유기물질의 농도가 증가하여 발생하는 부영양화로 이런 부영양화에 의하여 적조나 녹조가 생긴다.
녹조 또는 적조가 일어나면 물속에 녹아 있는 산소 농도가 낮아지기 때문에, 물속의 산소를 이용해서 호흡을 하는 어패류가 질식하여 폐사하는 일이 많이 발생한다. 그뿐만 아니라 물고기의 아가미에 플랑크톤이 끼여 물리적으로 질식하는 경우도 있으며, 녹조 또는 적조를 일으키는 플랑크톤 중 독성을 가진 조류가 있어서 이독성 때문에 폐사하기도 한다. 이에 따라 적조나 녹조가 발생하면 그 수역의 생태계가 파괴되며 경제적, 환경적 측면에서 많은 문제가 발생한다.
최근 오염된 해수나 담수에 의하여 오염된 자연을 회복시키기 위하여, 황토나 화학약품의 수질개선제를 사용하는 방법이 사용되고 있다[대한민국 등록특허 제742051호].
그러나, 황토를 해수나 담수 중에 살포하면 부유물질이 일시적으로 증가되어 어류양식장과 저층에 정착생물이 살고 있는 어장에서는 어류아가미 폐쇄로 호흡장애 등 생물에 영향을 미칠 수 있는 단점이 있으며, 또한 황토 살포로 인해 황토 입자와 적조가 결합하여 바다 밑으로 침전됨으로써 황토미립자로 구성된 점액질이 형성되어 저질토가 산성화됨에 따라 수중 생물이 생리장애를 일으키거나 폐사하게 되는 문제점이 있다.
또한, 화학약품의 수질개선제를 사용하는 경우, 원료로 사용되는 화학 성분으로 인해 제2의 환경오염을 일으켜, 장기적으로는 바다나 강의 환경을 파괴시켜, 산소용존도를 저하시키는 단점이 있다.
따라서, 수중 생물을 보호하면서 오염된 해수나 담수의 제2의 환경오염 없이 친환경적으로 수질이나 저질퇴적층의 오염을 개선하며, 적조나 녹조의 발생을 방지할 수 있는 수질개선제의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허 제742051호
본 발명의 목적은 오염되어 있는 해수나 담수의 수질을 개선하고, 심해저질퇴적층을 정화할 수 있으며, 적조나 녹조 발생을 예방할 수 있는 분말형 또는 액상 수질개선제를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 수질개선제를 이용한 친환경 액상 세제 조성물을 제공하는 것이다.
한편으로, 본 발명은 감람석 2 내지 5 중량%, 장석 19 내지 34 중량%, 운모 8 내지 11 중량%, 황토 9 내지 14 중량%, 산화마그네슘 6 내지 12 중량%, 알루미나 8 내지 18 중량%, 산화제2철 3 내지 5 중량%, 카본 2 내지 4 중량% 및 모려 3 내지 12 중량%를 포함하는 분말형 수질개선제를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 분말형 수질개선제는 화산석 5 내지 10 중량%를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 분말형 수질개선제는 리자다이트 2 내지 5 중량%를 추가로 포함할 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명은 상기 분말형 수질개선제를 물에 분산시키고 숙성시킨 후 여과하여 수득한 콜로이드 용액 형태의 액상 수질개선제를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 액상 수질개선제는 pH가 12 이상이고 산화환원전위(oxidation reduction potential, ORP)가 -200 내지 -100 mV일 수 있다.
또 다른 한편으로, 본 발명은 상기 액상 수질개선제를 포함하는 액상 세제 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 수질개선제는 복합 천연광물의 유기적인 작용으로 수중 생물을 보호하면서 오염된 해수나 담수의 제2의 환경오염 없이 친환경적으로 수질이나 저질퇴적층의 오염을 개선하며, 적조나 녹조의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 수질개선제는 환원력이 매우 강하고, 세정력이 우수하여 다양한 세제에도 적용이 가능하다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
분말형 수질개선제
본 발명의 일 실시형태는 감람석 2 내지 5 중량%, 장석 19 내지 34 중량%, 운모 8 내지 11 중량%, 황토 9 내지 14 중량%, 산화마그네슘 6 내지 12 중량%, 알루미나 8 내지 18 중량%, 산화제2철 3 내지 5 중량%, 카본 2 내지 4 중량% 및 모려 3 내지 12 중량%를 포함하는 분말형 수질개선제에 관한 것이다.
상기 감람석(olivine)은 사방정계에 속하는 주요 조암광물의 일군으로 마그네슘, 철, 망간, 니켈이 주성분인 규산염 광물이다. 감람석은 일반적으로 고토 감람석과 철 감람석의 연속 고용체를 가리킨다. 천연석으로는 마그네슘이 풍부한 것이 철이 풍부한 감람석보다 압도적으로 많다. 감람석의 화학조성은 고토 감람석 성분이 약 70~90%를 차지한다. 입상(粒狀) 또는 단주상(短柱狀)의 결정을 이루며 황록색으로 유리광택이 있다. 마그네슘이 많이 함유된 것은 현무암이나 감람암 등의 주요 조암광물(造岩鑛物)이고 철이 많은 것은 산성인 화성암이나 변성암에 함유된다. 감람석은 염기성 또는 초염기성의 화성암을 구성하는 주요 광물로 산출된다. 그 외에 변성한 석회암이나 석영안삼암 등에서도 산출되는 지구상에서 가장 흔한 광물 중의 하나이다. 감람석은 분해하기 쉽고 사문석 광물로 변하는 일이 자주 있다. 결정구조는 독립된 SiO₄의 4면체 사이에 Mg나 Fe가 들어가 어느 방향으로도 강하게 결합해 있기 때문에 벽개가 없다. 조암광물 중에서도 가장 고온까지 녹거나 분해되지 않는 광물로서 1기압 하에서 Mg 감람석은 1,890℃, Fe 감람석은 1,205℃까지 안정되어 있다. 모스 경도는 6.5 내지 7이고, 비중은 3.2 내지 4.4이다. 올리브색이며 투명한 것은 보석으로 취급해 페리도트라 한다.
이러한 감람석은 항균력이 우수하여 수질 개선 효과를 나타낸다.
상기 감람석은 분말형 수질개선제 전체 100 중량%에 대하여 2 내지 5 중량%, 바람직하기로 2 내지 3 중량%의 양으로 사용할 수 있다. 상기 감람석의 함량이 2 중량% 미만이면 항균력 및 수질 개선 효과가 급격히 떨어질 수 있고, 5 중량%를 초과하는 경우 항균력 및 수질 개선 효과가 더 상승하지 않으므로 경제적으로 바람직하지 못하다.
상기 장석은 천연광물 중 가장 낮은 온도에서 녹는 특징이 있다. 또한, 산화물 중 가장 낮은 온도에서 녹는 알칼리 성분이 다른 광물보다 많이 함유되어 있고 특히 장석에 함유된 알칼리는 물에 녹아 나오지 않는 특징이 있다.
상기 장석은 분말형 수질개선제 전체 100 중량%에 대하여 19 내지 34 중량%, 바람직하기로 25 내지 30 중량%의 양으로 사용할 수 있다. 상기 장석의 함량이 19중량% 미만인 경우 콜로이드 생성시 역 반응이 일어나는 문제가 있고, 또한, 34 중량% 를 초과하는 경우 콜로이드 상태가 묽어져 버리는 문제가 있어 바람직하지 못하다.
상기 운모(雲母, mica)는 판상의 쪼개짐을 가지는 특정한 규산염 광물들에 대한 총칭으로, 단사정계이며 육각판상의 결정형을 가진다. 상기 운모는 화성암, 변성암, 퇴적암에 널리 분포하며, 흑색, 갈흑색, 녹흑색 등 다양한 형태의 겉보기색이 존재한다. 본 발명에서는 바람직하기로 흑색의 흑운모를 사용한다.
흑운모는 원적외선 방사율이 94% 이상으로 매우 높고, 게르마늄이 36ppm으로 매우 높은 수준으로 함유되어 있으며, 마그네슘을 다량 함유하고 있어, '생명의 돌'로도 불리운다. 상기 마그네슘은 토양 내 인산과 결합하여 토양을 안정화하고, 식물의 성장 등에 필요한 미네랄을 공급하고, 핵산의 생체 반응을 촉진시켜 광합성을 효율적으로 한다. 또한, 이온 교환 작용에 의해, 토양 및 물 내에 함유된 각종 불순 이온을 흡착하여, 토양 및 수질을 정화하는 역할을 한다.
상기 운모는 분말형 수질개선제 전체 100 중량%에 대하여 8 내지 11 중량%, 바람직하기로 9 내지 10 중량%의 양으로 사용할 수 있다. 상기 운모의 함량이 8 중량% 미만인 경우 상기 언급한 효과를 확보할 수 없고, 11 중량%를 초과하는 경우 상대적으로 다른 조성의 함량이 줄어들어 원하는 효과를 확보할 수 없으므로, 상기 범위 내에서 적절히 사용한다.
상기 황토는 함수 산화철과 무수 산화철을 함유한 규토와 흙으로 이뤄진 자연 상태의 흙을 말하며, 우리나라 전역에서 쉽게 구할 수 있다. 상기 황토는 60∼70 중량％의 석영을 함유하며, 10∼20 중량％의 장석과 운모, 5∼35 중량％의 탄산염 광물을 포함할 수 있다. 화학 조성을 보면, 50∼60 중량％의 실리카(SiO2), 8∼12 중량％의 알루미나(Al2O3), 2∼4 중량％의 산화철(Ⅲ)(Fe2O3), 0.8∼1.1 중량％의 산화철(Ⅱ)(FeO), 약 0.5 중량％의 이산화티탄(TiO2)과 산화망간(MnO), 4∼16 중량％의 석회(CaO), 2∼6 중량％의 산화마그네슘(MgO) 등과 같은 비율로 가장 흔하게 나타난다.
상기 황토는 화학물질로 토질과 수질의 오염 물질을 중화 및 흡착시키는 역할을 수행하는 것으로, 분말형 수질개선제 전체 100 중량%에 대하여 9 내지 14 중량%, 바람직하기로 10 내지 13 중량%의 양으로 사용할 수 있다. 상기 황토의 함량이 9 중량% 미만인 경우 오염 물질의 흡착 작용이 저하될 수 있고, 14 중량%를 초과하는 경우 상대적으로 다른 조성의 함량이 줄어들어 원하는 효과를 확보할 수 없으므로, 상기 범위 내에서 적절히 사용한다.
상기 산화마그네슘(magnesium oxide)은 하얀 빛을 띄는 흡습성의 고체 광물이며, 마그네슘의 원천이다. 산화 마그네슘은 시멘트, 제산지, 의학 등의 용도로 응용할 수 있으며, 녹는점이 굉장히 높아 내화 벽돌의 원료로도 쓰인다.
상기 산화마그네슘은 분말형 수질개선제 전체 100 중량%에 대하여 6 내지 12 중량%, 바람직하기로 8 내지 10 중량%의 양으로 사용할 수 있다. 상기 산화마그네슘의 함량이 6 중량% 미만인 경우 수질 개선 효과가 미비할 수 있고, 12 중량%를 초과하는 경우 상대적으로 다른 조성의 함량이 줄어들어 원하는 효과를 확보할 수 없으므로, 상기 범위 내에서 적절히 사용한다.
상기 알루미나(Al2O3)는 백색의 분말로서 육방정의 결정구조를 갖는다. 알루미나는 높은 내열성과 내화학성, 내식성, 고강도 등에 기인하여 내마모재, 스파크 플러그, 절연애자, 연마재, 내화물, 세라믹 타일, 유리, 절삭공구, 생체재료, 촉매담체, 필터, 열교환기 부품, 내화물, 수지 필러(resin filler), 섬유 등에 광범위하게 사용되고 있다.
상기 알루미나는 분말형 수질개선제 전체 100 중량%에 대하여 8 내지 18 중량%, 바람직하기로 11 내지 15 중량%의 양으로 사용할 수 있다. 상기 알루미나의 함량이 8 중량% 미만인 경우 수질 개선 효과가 미비할 수 있고, 18 중량%를 초과하는 경우 상대적으로 다른 조성의 함량이 줄어들어 원하는 효과를 확보할 수 없으므로, 상기 범위 내에서 적절히 사용한다.
상기 산화제2철(Fe2O3)은 천연으로는 적철석(赤鐵石)으로서 널리 산출되며, 적색토양의 빛깔의 요인이다. 적갈색 분말로서, 자성을 보인다.
상기 산화제2철은 분말형 수질개선제 전체 100 중량%에 대하여 3 내지 5 중량%의 양으로 사용할 수 있다. 상기 산화제2철의 함량이 3 중량% 미만인 경우 수질 개선 효과가 미비할 수 있고, 5 중량%를 초과하는 경우 경제적인 문제가 있어 바람직하지 못하다.
상기 카본(carbon)은 활성탄으로도 불리는 물질로서, 탄소질이 80%이고, 나머지가 칼슘, 나트륨, 철, 마그네슘, 칼륨, 인 등의 미네랄로 구성되어 있으며, 다공질이고, 유해한 세균과 냄새를 흡착한다.
상기 카본은 분말형 수질개선제 전체 100 중량%에 대하여 2 내지 4 중량%의 양으로 사용할 수 있다. 상기 카본의 함량이 2 중량% 미만인 경우 수질 개선 효과가 미비할 수 있고, 4 중량%를 초과하는 경우 상대적으로 다른 조성의 함량이 줄어들어 원하는 효과를 확보할 수 없으므로, 상기 범위 내에서 적절히 사용한다.
상기 모려는 굴껍질의 약명으로서 이온 교환의 역할을 수행한다.
상기 모려는 분말형 수질개선제 전체 100 중량%에 대하여 3 내지 12 중량%, 바람직하기로 5 내지 10 중량%의 양으로 사용할 수 있다. 상기 모려의 함량이 3 중량% 미만인 경우 이온교환능이 저하될 수 있고, 12 중량%를 초과하는 경우 상대적으로 다른 조성의 함량이 줄어들어 원하는 효과를 확보할 수 없으므로, 상기 범위 내에서 적절히 사용한다.
본 발명에 따른 분말형 수질개선제는 화산석 5 내지 10 중량%를 추가로 포함할 수 있다.
상기 화산석(scoria)은 화산 분출물 중 비교적 다공질(多孔質)이 많은 현무암의 암괴로서, 천연 상태에서 원적외선 방사율 92~93%, 탈취율 97%, 항균 곰팡이 99.9%의 성능을 가진 천연 소재로, 근간에 많이 사용되고 있는 옥, 황토, 맥반석, 게르마늄과는 비교가 되지 않는 최고의 기능을 갖춘 천연 소재이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 화산석은 상술한 성분들, 특히 감람석과의 병용으로 상승적인 수질 개선 효과를 발휘할 수 있다.
상기 화산석은 분말형 수질개선제 전체 100 중량%에 대하여 5 내지 10 중량%, 바람직하기로 7 내지 8 중량%의 양으로 사용할 수 있다. 상기 화산석의 함량이 5 중량% 미만이면 수질 개선 효과가 미비할 수 있고, 10 중량%를 초과하는 경우에는 경제적인 문제가 있어 바람직하지 못하다.
상기 화산석은 감람석 1 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부의 양으로 사용될 수 있다. 상기 감람석 대비 화산석의 양이 상기 범위를 만족하는 경우 수질 개선 효과면에서 바람직하다.
본 발명에 따른 분말형 수질개선제는 리자다이트 2 내지 5 중량%를 추가로 포함할 수 있다.
상기 리자다이트(lizardite)는 사문석의 일종으로 삼사정계의 규산염 광물이며, 화학식은 Mg3Si2O5(OH)4이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 리자다이트는 상술한 성분들, 특히 감람석 및 화산석과의 병용으로 상승적인 수질 개선 효과를 발휘할 수 있다.
상기 리자다이트는 분말형 수질개선제 전체 100 중량%에 대하여 2 내지 5 중량%, 바람직하기로 3 내지 4 중량%의 양으로 사용할 수 있다. 상기 리자다이트의 함량이 2 중량% 미만이면 수질 개선 효과가 미비할 수 있고, 5 중량%를 초과하는 경우에는 경제적인 문제가 있어 바람직하지 못하다.
상기 리자다이트는 감람석 1 중량부에 대하여 0.4 내지 2.5 중량부의 양으로 사용될 수 있다. 상기 감람석 대비 리자다이트의 양이 상기 범위를 만족하는 경우 수질 개선 효과면에서 바람직하다.
본 발명에 따른 분말형 수질개선제는 상술한 성분들을 혼합기에 투입 후 혼합 공정을 통해 수득할 수 있다.
이때 혼합기는 일측에 교반 장치가 구비된 것이면 본 발명에서 한정하지 않고 이 분야에서 공지된 것이면 어느 것이든 사용 가능하다. 일례로, 분말 혼합시 사용하는 볼밀링(ball milling), 유성 밀링(planetary milling) 또는 어트리션 밀링(attrition milling) 등의 분말 혼합 장치가 사용될 수 있다.
이때 혼합 분말은 상기 언급한 바의 조성 범위를 갖도록 함량을 조절하여 투입하고, 고른 혼합을 위해 미리 입도가 조절된 분말을 사용하거나, 혼합 공정 시 밀링 등의 공정을 수행하여, 입도를 조절한다.
바람직하기로, 물과 접촉되는 표면적을 증대시키기 위해, 입자 크기를 500 메쉬(mesh) 이하, 더욱 바람직하기로 200 내지 400메쉬의 크기를 갖도록 혼합 분말의 입자 크기를 조절한다. 만약, 입자 크기가 상기 범위를 초과할 경우에는 수질 개선 효율이 떨어지거나, 액상 수질개선제 제조시 숙성 기간이 과도하게 길어질 수 있다.
이때 혼합 공정 시간은 상기 원료 무기 분말이 충분히 혼합되고, 입자 크기가 500 메쉬 이하를 충분히 확보할 수 있도록 2 내지 24시간, 바람직하기로 5 내지 12시간 동안 수행한다.
본 발명에 따른 분말형 수질개선제는 강이나 하천, 호수에 대하여 직접 사용하거나, 정화하고자 하는 현장에서 물을 수급하여 상기 분말형 수질개선제 중량 대비 50 내지 60배의 물과 혼합하여 살포 또는 투여할 수 있다.
액상 수질개선제
본 발명의 일 실시형태는 상기 분말형 수질개선제를 물에 분산시키고 숙성시킨 후 여과하여 수득한 콜로이드 용액 형태의 액상 수질개선제에 관한 것이다.
구체적으로, 상기 액상 수질개선제는
1) 상기 분말형 수질개선제를 물에 분산시켜 분산액을 얻는 단계;
2) 상기 분산액을 숙성시키는 단계; 및
3) 상기 숙성액을 여과하는 단계를 포함하는 제조방법에 의해 수득될 수 있다.
상기 단계 1)은, 혼합 분말 내 함유된 천연 미네랄을 추출하기 위한 전단계로 이들 간의 균일한 혼합을 위해, 상기 분말형 수질개선제 100 중량부에 대해 물 100 내지 1000 중량부를 첨가한 후 지속적으로 교반한다.
이때 교반은 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 공지의 다양한 혼합 장치가 사용될 수 있으며, 일례로 밀폐형 혼합기(예: 밴버리 믹서, 니더 등) 또는 개방형 혼합기(예: 롤 밀) 등의 혼합기에 투입하여 수행한다.
상기 교반은 상온에서 수행하는 것이 바람직하며, 필요한 경우 열을 가할 수 있다. 이때 그 온도는 60℃를 넘지 않는 것이 바람직하며, 교반 도중 물이 휘발될 수 있으므로, 필요에 따라 물을 더욱 첨가한다.
상기 교반은 1 내지 24시간, 바람직하기로 6 내지 12시간, 예컨대 8시간 동안 수행될 수 있다.
또한, 교반 시 rpm은 장치의 종류 및 규모, 사용하는 원료 분말의 용량 등에 따라 달라질 수 있으므로, 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다.
상기 단계 2)는, 분말형 수질개선제 내 함유된 천연 미네랄을 추출하는 단계이다.
상기 숙성은 혼합기 내에서 수행하거나, 별도의 숙성 장치로 이동하여 수행할 수 있으며, 10 내지 50℃, 바람직하기로 20 내지 40℃에서 수행한다. 만약, 숙성 온도가 상기 범위 미만이면, 천연 미네랄이 충분히 추출될 수 없고, 이와 반대로 상기 범위를 초과할 경우 물이 과도하게 휘발되어 별도의 물의 추가 및 이에 따라 혼합물 내 안정성에 영향을 주므로, 상기 범위 내에서 수행한다.
상기 숙성 온도와 함께 천연 미네랄의 추출은 숙성 시간에도 영향을 받는다. 바람직하기로 7 내지 25일, 바람직하기로 12 내지 18일, 예컨대 15일 동안 방치함으로써 수행한다. 만약 그 시간이 상기 범위 미만이면 숙성 온도와 마찬가지로 천연 미네랄이 충분히 추출될 수 없고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하더라도 추출 효율의 증가가 없으므로, 상기 범위 내에서 적절히 사용한다.
상기 단계 3)은, 숙성된 숙성 분산액을 여과하여 미네랄 성분을 포함하는 콜로이드 용액 형태의 액상 수질개선제를 얻는 단계이다.
상기 여과는 숙성 분산액 내 존재하는 찌꺼기 등을 제거하거나 입도가 큰 광물의 제거를 위한 것으로, 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며 이 분야에서 공지된 바의 여과 장치를 이용하여 수행한다.
상술한 단계를 거쳐 최종 얻어진 액상 수질개선제는 천연 미네랄이 수분산된 콜로이드로서, 알칼리성을 나타내며, 환원력이 강하다.
상기 액상 수질개선제는 pH가 12 이상, 예컨대 12 내지 14이고, 산화환원전위(oxidation reduction potential, ORP)가 -200 내지 -100 mV일 수 있다. 이에 따라, 상기 액상 수질개선제는 수질 개선 능력이 우수하다.
본 발명에 따른 분말형 수질개선제 및 액상 수질개선제는 보다 빠른 시간 내에 하천, 연못, 댐, 갯벌, 가두리양식장, 해역 등의 자연수역에 살포하는 것으로 수중의 산소용존도를 높이며, 활발한 이온교환능력을 가지고, 질소, 인, 황화수소를 제거하며, 부영양화를 억제하고, 수질이나 저질퇴적층을 개선하며, 적조나 녹조의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 분말형 수질개선제 및 액상 수질개선제는 천연소재로 이루어져 있어 인체에 무해하므로 매우 친환경적이다.
또한, 본 발명에 따른 분말형 수질개선제 및 액상 수질개선제는 오염된 수질을 개선할 수가 있으므로, 혐기성 환경에서의 유해생물의 번식을 방지하고, 유익한 생태계로 변화시키고, 각종 식물, 채소, 어패류 및 농작물의 증식에 도움을 줄 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 분말형 수질개선제 및 액상 수질개선제는 물고기나 동물의 사료 첨가제에 적용할 수 있다. 이 경우, 칼슘이 충분히 공급되어, 물고기나 동물의 성장이 촉진되고, 위장을 강화하여 소화기능을 활성화 시킴으로써 스트레스가 감소되며, 발병하는 각종의 질병의 예방과 치료가 가능하게 되고, 조직의 퇴행성이 억제되며, 체내 중금속을 제거하는 효과를 발휘한다.
액상 세제 조성물
상술한 액상 수질개선제는 pH가 12 이상의 강알칼리성이고, ORP가 -200 내지 -100 mV으로 환원력이 강하여 세정력이 우수하므로 세제에 적용 가능하다.
따라서, 본 발명의 일 실시형태는 상기 액상 수질개선제를 포함하는 액상 세제 조성물에 관한 것이다.
상기 액상 세제 조성물은 임계미셀농도(CMC)가 낮아 세척력이 우수하고, 세척시 행굼이 빠르고 물 사용량이 적어 경제적이며, 단백질이나 유지방이 재부착되지 않고 식기에 잔류 세제가 없는 장점이 있다. 그러므로 세제가 입으로 들어가는 일이 없어 건강에 유익하다.
또한, 상기 액상 세제 조성물은 배수관의 기름 퇴적과 이에 수반되는 찌꺼기, 악취, 끈적거림을 막고 부식이나 곰팡이 번식 없이 청결해지며 집수정과 정화조의 청결함이 향상된다. 아울러, 생분해(生分解: Biodegradation)가 12시간 후 99% 이상이 되며, 인, 질소 등의 수질에 악영향을 끼치는 요소들이 현저히 감소된다.
상기 액상 세제 조성물은 화학방부제나 가성소다를 함유하지 않은 통상의 액상 세제 원료에 상기 액상 수질개선제를 부가하여 제조할 수 있다.
상기 액상 수질개선제는 액상 세제 조성물 전체 100 중량%에 대하여 1 내지 99 중량%의 양으로 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 액상 세제 조성물은 세제 조성물에 통상적으로 사용되는 계면활성제, 부형제, 첨가제 등을 추가로 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 계면활성제로는 야자지방산 등의 천연 식물 계면활성제를 사용할 수 있다. 야자지방산을 사용하는 경우, 생분해도가 우수한 이점이 있다.
상기 액상 세제 조성물은 주방용, 욕실용, 의류용, 차량용 등의 다양한 용도에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 액상 세제 조성물은 세제로 사용한 후 배수되면, 수질개선제의 성분을 갖고 있으므로 하천이나 바다에 흘러서 물이나 바닷물의 오수를 정화할 수 있다.
이하, 실시예, 비교예 및 실험예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 이들 실시예, 비교예 및 실험예는 오직 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 국한되지 않는다는 것은 당업자에게 있어서 자명하다.
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3: 분말형 수질개선제의 제조
하기 표 1의 조성으로 각각의 원료 성분들을 볼밀링 혼합기에 투입하여 혼합 분말화하여 분말형 수질개선제를 제조하였다(단위: 중량%).
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
감람석 3 2 2 - - -
화산석 - 7 7 - 7 7
리자다이트 - - 2 - - 2
장석 30 25 25 33 25 25
운모 10 9 9 10 11 9
황토 13 13 11 13 13 13
산화마그네슘 10 10 10 10 10 10
알루미나 15 15 15 15 15 15
산화제2철 5 5 5 5 5 5
카본 4 4 4 4 4 4
모려 10 10 10 10 10 10
실시예 4 내지 6 및 비교예 4 내지 6: 액상 수질개선제의 제조
상기 실시예 및 비교예에서 수득한 각각의 분말형 수질개선제 100 중량부에 대해 물 500 중량부를 첨가한 후 상온에서 8시간 동안 교반하고, 35℃에서 15일간 숙성시킨 다음, 여과하여 고형물을 제거하여 콜로이드 용액 형태의 액상 수질개선제를 수득하였다.
비교예 7:
본 발명에 따른 수질개선제와 비교하기 위하여 일반 지하수를 이용하였다.
실험예 1: 어류를 이용한 독성 평가
상기 실시예 1 내지 3에서 수득한 분말형 수질개선제 0.5g을 물(지하수) 50mL에 현탁시킨 다음, 12.5L의 시험용 수조에 가한 후, 최종 부피가 5L가 되도록 지하수를 가하여 시험 용액으로 사용하였다.
대조군으로는, 상기 비교예 7의 지하수를 사용하였다.
시험어수(송사리)는 농도당 각 10마리씩 반복 없이 처리하였다. 시험용액은 12.5L 용량의 원통형 유리수조에 5L를 처리하였다. 노출환경은 사육조건과 동일한 수온(21~25℃), 광조건 16시간, 암조건 8시간을 유지하였다. 시험 개시 24시간 전부터 시험종료시까지 사료 급여를 중지시켰다.
모든 시험수조에 대하여 시험 시작 후 24, 48, 72시간 및 96시간 경과시에 일반중독증상, 특이증상 및 치사유무를 관찰하였다. 치사어의 판정은 공시어를 유리막대로 건드렸을 때 움직이지 않거나, 아마기 호흡이 중단된 경우 치사로 간주하였다.
모든 시험수조에 대하여 시험 시작 후 24, 48, 72시간 및 96시간 경과시에 일반중독증상, 특이증상이 관찰되지 않았다.
치사어의 판정 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
치사어수 치사율(%)
0h 24h 48h 72h 96h 48h 96h
실시예 1 0 0 0 0 0 0 0
실시예 2 0 0 0 0 0 0 0
실시예 3 0 0 0 0 0 0 0
비교예 7 0 0 0 0 0 0 0
상기 표 2를 통해, 본 발명의 실시예 1 내지 3에 따른 수질 개선제를 적용한 경우 96시간 경과시까지 치사가 관찰되지 않았다. 대조군(비교예 7, 지하수)에서도 96시간 경과시까지 치사가 관찰되지 않았다.
실험예 2: 수질개선제의 수질개선 효과
상기 실시예 및 비교예의 수질개선제의 수질개선 효과를 평가하기 위하여, 한강 하류에서의 녹조와 물을 가져와 하기와 같이 수질개선 효과를 측정하였다.
세 개의 1000ml 비이커에 500ml의 녹조물을 각각 넣었다. 상기 녹조물에 분말형 수질개선제는 5g씩, 액상 수질개선제는 10ml씩 첨가한 다음, 하룻밤 동안 방치한 후 녹조물의 탁도(turbidity), 용존산소량(dissolved oxygen, DO) 및 총인(total phosphors, TP)을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
탁도(NTU) 용존산소량(ppm) 총인(ppm)
대조군(미처리) 13.0 5.2 5.18
실시예 1 6.2 6.4 2.45
실시예 2 4.6 7.1 1.87
실시예 3 3.4 7.6 1.21
실시예 4 5.8 6.7 2.38
실시예 5 4.1 7.3 1.90
실시예 6 3.0 8.0 1.15
비교예 1 10.9 5.4 4.30
비교예 2 9.8 5.8 4.12
비교예 3 9.5 5.8 3.61
비교예 4 10.4 5.6 3.94
비교예 5 8.5 6.0 3.00
비교예 6 8.9 6.1 2.97
상기 표 3을 통해, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6의 수질개선제를 사용한 경우, 비교예 1 내지 6의 수질개선제를 사용한 경우에 비해 수질 개선 효과가 우수한 것을 확인할 수 있었다. 특히, 감람석과 함께 화산석을 병용한 경우, 그리고 감람석과 함께 화산석과 리자다이트를 병용한 경우 수질 개선 효과가 상승하는 것으로 나타났다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아님은 명백하다. 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 특허청구범위와 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (6)

  1. 감람석 2 중량%, 화산석 7 중량%, 리자다이트 2 중량%, 장석 25 중량%, 운모 9 중량%, 황토 11 중량%, 산화마그네슘 10 중량%, 알루미나 15 중량%, 산화제2철 5 중량%, 카본 4 중량% 및 모려 10 중량%를 포함하고,
    각 성분들의 입자 크기가 200 내지 400 메쉬이며,
    오염수의 탁도를 감소시키고, 용존산소량을 증가시키며, 총인을 감소시키는 것을 특징으로 하는 분말형 수질개선제.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 따른 분말형 수질개선제를 물에 분산시키고 숙성시킨 후 여과하여 수득한 콜로이드 용액 형태의 액상 수질개선제.
  5. 삭제
  6. 제4항에 따른 액상 수질개선제를 포함하는 액상 세제 조성물.
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