KR102142494B1 - 누출 화학물질 제독용 중화흡수제 및 그 제조방법과 이를 충진한 중화기 - Google Patents

누출 화학물질 제독용 중화흡수제 및 그 제조방법과 이를 충진한 중화기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 누출 화학물질 제독용 중화흡수제 및 그 제조방법과 이를 충전한 중화기에 관한 것으로써, 산성, 염기성, 및/또는 유기 화학물질의 중화흡수에 범용 가능한 무기 흡착제 40~60중량%와, 점증제 20~30중량%와, 계면활성제 20~30중량%, 그리고 색변화 지시약을 포함하고, 고상으로 제형화되며, 본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제는 산성, 염기성, 및/또는 유기 화학물질의 누출 사고 시 누출된 화학물질의 종류나 성상, 그리고 특성에 상관없이 신속하고도 안전하게 즉각적인 1차적 초동조치에 효과적이며, 그로 인해 2차 사고 방지에도 유용할 뿐만 아니라, 사용 시 산염기 반응에 의해 생성되는 물로 인한 오염 확산 우려가 없음은 물론, 무독성 화학 흡수제를 사용함으로써 제독제로 인한 추가적인 2차 오염발생 우려를 최소화할 수가 있으며, 제독 과정을 누출된 화학물질의 종류나 성상, 그리고 특성에 관계없이 실시간 시각적으로 확인 가능하며, 본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제가 충진된 중화기를 이용하면 초동조치 시 더욱 안전하고도 효과적으로 누출 화학물질에 대한 제독이 가능하다.

Description

누출 화학물질 제독용 중화흡수제 및 그 제조방법과 이를 충진한 중화기{NEUTRALIZING ABSORBENT FOR DETOXIFICATION OF LEAKED CHEMICAL, PREPARING METHOD THEREOF, AND NEUTRALIZER CHARGING THE SAME}
본 발명은 누출 화학물질 제독용 중화흡수제 및 그 제조방법과 이를 충진한 중화기에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 연구실이나 시험실 또는 산업현장에서 불시에 발생할 수 있는 염산, 초산, 불산, 질산, 황산, 수산화 나트륨이나 수산화 칼륨 용액, 과산화수소, 암모니아수, 톨루엔, 또는 벤젠 등과 같은 산성, 염기성, 및/또는 유기 화학물질의 누출 사고 시 누출된 화학물질의 종류나 특성에 상관없이 신속하고 안전하게 효과적으로 중화처리함으로써 2차 사고를 방지함에 유용한 누출 화학물질 제독용 중화흡수제 및 그 효과적인 제조방법과 그 제독용 중화흡수제가 충진된 중화기에 관한 것이다.
근래 들어, 구미와 청주의 불산 누출사고, 상주 염산 누출사고 등 산업현장에서의 화학물질 누출 사고에 의해 많은 재산과 인명 피해가 발생하고 있으며, 다양한 종류의 화학물질을 많이 사용하는 대학교나 연구기관의 연구실 또는 실험실에서도 실험 중 화학물질 누출 사고가 빈번하게 일어나고 있다.
이러한 화학물질 누출사고 사고발생시 초동조치의 부재는 더 큰 2차 사고로 이어지게 되므로, 신속하고도 적절한 초동조치는 국민의 재산과 인명 피해를 최소화함에 있어서 특히 중요하다.
현재 화학물질 누출사고 시 초기 대응방법은 수작업에 의한 펜스 설치나 흡착제 또는 중화제를 살포하는 것이 일반적이며, 전술한 구미의 불산 누출사고에서는 소방관이 불산에 물을 분사함으로써 사고가 더 커지는 사태를 초래하였다.
종래의 화학물질 누출사고 처리는, 산성 화학물질 누출 시에는 염기성 화학물질로 중화 처리하고, 염기성 화학물질 누출 시에는 산성 화학물질로 중화 처리하며, 유기 화학물질 누출 시에는 흡착제나 흡수포를 이용하여 처리하는, 각각 별도의 엄격히 구분된 방법이 적용되고 있다.
누출된 화학물질의 종류와 성상을 모르거나 잘못된 중화기를 사용할 경우 추가적인 사고로 이어질 수 있다. 또한, 종래의 산성 화학물질 누출 시 사용하는 중화기의 경우 과량 사용 시 염기성 화학물질이 잔류하여 2차 오염을 일으킬 우려가 있다.
종래의 산성용 또는 염기용 중화기는 사용 시 산과 염기의 반응에 의한 물이 생성되기 때문에 반응하지 않은 중화약품과 물이 혼재하게 되므로 확산 우려를 상시 내포하고 있다.
또한, 누출 화학물질의 종류에 따라 중화기를 구분 선택하여 사용하여야만 하므로 그 선택 과정으로 인하여 초동조치가 늦어지게 됨과 아울러, 적정 사용량을 초동 조치자가 정확히 판단하기 곤란하여, 신속하고 적정한 중화 제독이 이루어지지 않아 추가적인 재산과 인명피해가 발생할 가능성이 크다는 문제점이 있다.
따라서 종래의 기술적 한계는 누출된 화학물질의 종류에 따라 산, 염기 중화반응에 의한 중화기를 선별해서 사용해야 하는 점과 유기 화학물질의 누출 사고 시에는 그 사용에 명확한 제약이 존재한다.
화학물질 누설 시 초동 조치로서의 제독을 위한 전형적인 종래의 기술로서는 하기하는 것들을 들 수 있다.
등록특허공보 제10-1605582호(2016.03.16. 등록)를 들 수 있으며, 염기성 화학물질의 중화를 위한 중화제가 내장된 축압식 본체용기와; 본체용기에 장착되는 중화제 분사용 레버와, 방사호스와, 안전핀을 포함하는 방사부를 포함하며, 축압식 본체용기에는 계면활성제가 포함되고, 본체용기는 7~9.8㎏f/㎠의 압력상태이며, 중화제는 구연산, 푸말산, 묽은 염산, 아세트산, 또는 이들의 임의의 혼합물인 누출 염기성 화학물질 중화용 중화장치를 제안하고 있다.
또한 공개특허공보 제10-1996-0010030호(1996.02.14. 공개)는 누출된 소량의 산이나 유독가스 등을 처리제거하는 산중화제 조성물로서 중화반응시 완만하게 반응될 수 있는 염기성물질(트리에타놀아민)과 누출되는 가스나 중화반응시 발생되는 가스를 쉽게 흡수중화하는 가스 흡수제(디에타놀아민) 및 반응상태를 육안으로 식별 있는 기능을 가진 알리자린 레드 등으로 조성시킨 산 중화제 조성물을 제시하고 있다.
또한 공개특허공보 제10-1997-0009831호(1997.03.27. 공개)는 소량의 산이나 유독가스등을 처리제거하는 산중화제 조성물로서 중화반응 시 완만하게 반응될 수 있는 염기성물질(무수탄산칼슘, 무수탄산소다, 산화마그네슘)과 누출되는 가스나 중화반응 시 발생되는 가스를 쉽게 흡수중화하는 가스흡수제 및 반응상태를 육안으로 식별할 수 있는 재능을 가진 B.T.B(색소)등 으로 조성시킨 분말상 산중화제 조성물을 제안하고 있다.
그러나 상기한 종래기술 모두는 산성 또는 염기성 화학물질의 특정 종류에 한정하여 적용할 수 있을 뿐, 산성 및 염기성 화학물질 모두에 병용할 수 있는 것은 아니며, 더욱이 유기 화학물질의 제독은 가능하지 않다는 제한이 있다.
아래의 표 1은 전술한 종래의 기술을 참조하여 유형별로 정리하여 비교하여 설명한 것이다.
A사(소화기 형태) B사(살포 형태) C사(살포 형태)
제품 제공 형태
Figure 112020033828415-pat00001

#.산성, 염기성 구분 소화기 형태로 제공
Figure 112020033828415-pat00002
Figure 112020033828415-pat00003
사고 위험성 사고 현장으로부터 5m 이상 떨어져 분사함으로 인명사고 위험성이 적음. 중화제를 접근하여 직접 살포해야 하므로 인명사고 우려가 있음(유독가스 발생). 중화제를 접근하여 직접 살포해야 하므로 인명사고 우려가 있음 (유독가스 발생).
초동 조치 비교적 즉각적인 초동조치 가능. 초동 조치가 늦어짐. 초동 조치가 늦어짐.
산성, 염기성, 유기 화학물질 구별성 산성과 염기성용으로 구분하여 별도 비치하여야하며, 유기 화학물질용 중화기는 없음. 산성과 염기성에 맞는 중화제를 찾아야 하며, 유기 화학물질용 중화제는 없음. 산성과 염기성에 맞는 중화제를 찾아야 하며, 유기 화학물질용 중화제는 없음.
유독가스 정화 계면활성제로 포말을 형성하여 유독가스 및 액의 증발을 억제함. 유독가스 및 액의 증발을 억제할 수 없음. 유독가스 및 액의 증발을 억제할 수 없음.
2차 오염 산염기 반응에 의한 중화제로 미반응 중화제로 인한 2차 화학물질 오염에 대한 우려가 있음. 산염기 반응에 의한 중화제로 미반응 중화제로 인한 2차 화학물질 오염에 대한 우려가 있음. 산염기 반응에 의한 중화제로 미반응 중화제로 인한 2차 화학물질 오염에 대한 우려가 있음.
한편, 등록실용신안공보 제20-0272280호(2002.04.03. 등록)는 염소 및 암모니아가스의 중화제 살포장치를, 그리고 등록특허공보 제10-1409521호(2014.06.12. 등록)는 습식 및 건식중화제 살포장치를 개시(開示)하고 있으나, 그 처리 대상 화학물질이 특정 종류에 국한된다는 문제점이 있으며, 또한 등록특허공보 제10-2038255호(2019.10.23. 등록)는 차량 탑재형 방재제 살포시스템을, 그리고 등록특허공보 제10-1951724호(2019.02.19. 등록)는 차량용 중화제 살수 장치를 개시하고 있으나, 이들은 차량을 이용하여 사고현장으로 이동하여 처리하는 기술에 관한 것으로서 1차적인 즉각적 초동조치에 필요한 포터블 타입은 아니다.
등록특허공보 제10-1605582호(2016.03.16. 등록) 공개특허공보 제10-1996-0010030호(1996.02.14. 공개) 공개특허공보 제10-1997-0009831호(1997.03.27. 공개)
본 발명의 첫 번째 목적은 산성, 염기성, 및/또는 유기 화학물질의 누출 사고 시 누출된 화학물질의 종류나 성상, 그리고 특성에 상관없이 신속하고도 안전하게 즉각적인 1차적 초동조치에 효과적이며, 그로 인하여 더 큰 2차 사고 방지에 유용한 누출 화학물질 제독용 중화흡수제를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 두 번째 목적은 사용 시 산염기 반응에 의해 생성되는 물로 인한 오염 확산 우려가 없음은 물론, 무독성 물질로 구성된 화학 흡수제를 사용함으로써 제독제로 인한 추가적인 2차 오염발생 우려를 최소화한 누출 화학물질 제독용 중화흡수제를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 세 번째 목적은 제독 과정을 누출된 화학물질의 종류나 성상, 그리고 특성에 관계없이 실시간 시각적으로 확인 가능한 누출 화학물질 제독용 중화흡수제를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 네 번째 목적은 전술한 제반 목적에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 효과적인 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다섯 번째 목적은 상기한 첫 번째 내지 세 번째 목적에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제가 충진(filling)되어 오염원에 효과적으로 적용하여 제독할 수가 있는 중화기를 제공하기 위한 것이다.
상기한 본 발명의 첫 번째 내지 세 번째 목적은, 산성, 염기성 및, 유기 화학물질로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화학물질의 중화흡수에 범용 가능한 무기 흡착제 40~60중량%와, 점증제 20~30중량%와, 계면활성제 20~30중량%를 포함하는 제독용 중화 흡수제 100중량부와; 메틸레드 또는 메틸오렌지와, 메틸렌블루와, 페놀프탈레인으로 된 색변화 지시약 0.01~0.02중량부를 포함하고: 상기한 무기 흡착제가 제올라이트, 알루미나, 퍼라이트 및, 벤토나이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 무기 흡착제이며, 고상으로 제형화된 누출 화학물질 제독용 중화흡수제에 의하여 원활히 달성될 수 있다.
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여기서, 상기한 점증제는 실리카겔, 실리카 스타치, 전분, 천연셀룰로오즈, 하이셀, 젤라틴, 또는 이들의 임의의 혼합물일 수 있으며, 상기한 계면활성제는 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 또는 폴리에틸렌글리콜과 프로필렌글리콜의 혼합물일 수 있고, 상기한 색변화 지시약은 천연지시약을 더 포함할 수 있다.
상기한 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 함수율은 제한적인 것은 아니지만 5~10중량%일 수 있다.
또한 상기한 무기 흡착제는 평균입경 30㎛~100㎛일 수 있으며, 상기한 누출 화학물질 제독용 중화흡수제는 평균입경 30㎛~100㎛의 파우더, 평균입경 0.5mm~1.0mm의 그레인, 평균입경 1.5~3.0mm의 펠렛, 그래뉼, 플레이크, 또는 태블릿 형태로 제형화된 것일 수 있다.
상기한 본 발명의 네 번째 목적은, a) 산성, 염기성 및, 유기 화학물질로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화학물질의 중화흡수에 범용 가능한, 제올라이트, 알루미나, 퍼라이트 및, 벤토나이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 평균입경 30㎛~100㎛의 무기 흡착제 40~60중량%와, 점증제 20~30중량%와, 계면활성제 20~30중량%를 균질하게 혼합하는 제독용 중화흡수제 제조단계: b) 상기한 제독용 중화흡수제 100중량부에 대하여, 메틸레드 또는 메틸오렌지와, 메틸렌블루와, 페놀프탈레인으로 된 색변화 지시약 0.01~0.02중량부를 혼합하는 지시약 혼합단계; c) 함수율 5~10중량%로 건조하는 건조단계; 및 d) 색변화 지시약이 포함된 상기한 건조된 제독용 중화흡수제를 평균입경 30㎛~100㎛의 파우더, 평균입경 0.5mm~1.0mm의 그레인, 평균입경 1.5~3.0mm의 펠렛, 그래뉼, 플레이크, 또는 태블릿 형태로 제형화하는 단계를 포함하는 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 제조방법에 의하여 원활히 달성될 수 있다.
상기한 본 발명의 다섯 번째 목적은, 전술한 누출 화학물질 제독용 중화흡수제가 불활성 가스 또는 질소 가스와 함께 충진되어 있는 소화기 형태 또는 축압식 분말 살포기 형태로 된 누출 화학물질 제독용 중화기에 의하여 원활히 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제는 산성, 염기성, 및/또는 유기 화학물질의 누출 사고 시 누출된 화학물질의 종류나 성상, 그리고 특성에 상관없이 신속하고도 안전하게 즉각적인 1차적 초동조치에 효과적이며, 그로 인해 2차 사고 방지에도 유용할 뿐만 아니라, 사용 시 산염기 반응에 의해 생성되는 물로 인한 오염 확산 우려가 없음은 물론, 무독성 화학 흡수제를 사용함으로써 제독제로 인한 추가적인 2차 오염발생 우려를 최소화할 수가 있으며, 제독 과정을 누출된 화학물질의 종류나 성상, 그리고 특성에 관계없이 실시간 시각적으로 확인 가능하다.
또한 본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제가 충진된 중화기를 이용하면 초동조치 시 더욱 안전하고도 효과적으로 누출 화학물질 에 대한 제독이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 제조방법을 설명하는 예시적 플로우 차트이다.
도 2는 본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 제형에 대한 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제가 충진된 소화기 형태의 중화기에 대한 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제가 충진된 축압식 분말 살포기 형태의 중화기에 대한 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다.
하기의 설명은 본 발명을 구체적인 예시를 들어 기술하는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 기술적 사상이 하기의 설명에 한정되는 것은 아니다. 그리고 첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것으로, 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.
누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 구성
본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제는 산성, 염기성, 유기 화학물질, 또는 이들의 임의의 혼합 화학물질의 중화흡수에 범용 가능한 무기 흡착제와, 점증제와, 계면활성제와, 색변화 지시약을 포함하며 고상으로 제형화된다.
본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제는 연구실이나 실험실, 또는 산업현장 등에서 발생할 수 있는 누출사고 시 누출된 화학물질의 흡수 처리, 폐기 화학약품의 고형화 처리 등 다양한 용도에 광범위하게 활용될 수 있다.
본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제는 식품첨가물, 화장품 원료, 화학물질 제조 등에 상용되는 원료를 혼합하여 제조할 수 있다. 상기한 무기 흡착제로써는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 제올라이트, 알루미나, 퍼라이트, 벤토나이트, 또는 이들의 임의의 혼합물일 수 있다.
상기한 무기 흡착제는 상기한 본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 총 중량에 대하여 40~60wt% 범위로 포함된다. 예를 들어 상기한 무기 흡착제가 한 종류 일 경우, 상기한 한 종류의 무기 흡착제는 상기한 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 총 중량을 기준으로 40~60wt% 범위로 함유되며, 만약 상기한 무기 흡착제가 둘 이상의 종류 일 경우, 상기한 두 종류 이상의 무기 흡착제의 함유량을 모두 합친 총 함유량이 상기한 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 총 중량을 기준으로 40~60wt% 범위 내에 있을 수 있다.
상기한 무기 흡착제의 함유량이 40wt% 미만인 경우에는 본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제가 의도하는 제독용 중화흡수제의 성능을 구현하기 어려울 수 있으며, 상기한 무기 흡착제의 함유량이 60wt%를 초과하는 경우에는 점증제, 계면활성제의 활성이 떨어질 가능성이 있거나, 또는 흡수 겔화가 잘 되지 않아 흡수율이 떨어질 가능성이 있다.
또한 상기한 점증제로써는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 실리카겔, 실리카 스타치, 전분, 천연 셀룰로오즈, 하이셀, 젤라틴, 또는 이들의 임의의 혼합물일 수 있다.
상기한 점증제는 상기한 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 총 중량에 대하여 20~30wt% 범위로 포함된다. 예를 들어 상기한 점증제가 한 종류일 경우, 상기한 한 종류의 점증제는 상기한 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 총 중량을 기준으로 20~30wt% 범위 내로 함유될 수 있다. 만약 상기한 점증제가 둘 이상의 종류일 경우, 상기한 두 종류 이상의 점증제의 함유량을 모두 합친 총 함유량이 상기한 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 총 중량을 기준으로 20~30wt% 범위에 있을 수 있다. 상기한 점증제의 함유량이 20wt% 미만일 경우에는 본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제가 의도하는 성능을 구현하기 어려울 수 있으며, 상기한 점증제의 총 함유량이 30%를 초과하는 경우에는 무기계 흡착소재, 계면활성제의 활성이 떨어질 가능성이 있으며, 또는 무기계 흡착소재의 기공을 막아 흡수율이 떨어질 가능성이 있다.
또한 계면활성제로써는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 폴리프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기한 계면활성제는 상기한 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 총 중량에 대하여 20~30wt% 범위로 포함된다. 예를 들어 상기한 계면활성제가 한 종류일 경우, 상기한 한 종류의 계면활성제는 상기한 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 총 중량을 기준으로 20~30wt% 범위로 함유될 수 있다. 만약 상기한 계면활성제가 둘 이상의 종류일 경우, 상기한 두 종류 이상의 계면활성제의 함유량을 모두 합친 총 함유량이 상기한 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 총 중량을 기준으로 20~30wt% 범위일 수 있다. 상기한 계면활성제의 함유량이 20wt% 미만일 경우에는 본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제가 의도하는 제독용 중화흡수제의 성능을 구현하기 어려울 수 있으며, 상기한 계면활성제의 함유량이 30wt%를 초과하는 경우에는 무기계 흡착소재, 점증제의 활성이 떨어질 가능성이 있으며, 또는 점증제의 역할을 방해하여 흡수율이 떨어질 가능성이 있다.
한편, 색변화 지시약으로써는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 메틸레드, 메틸오렌지, 메틸렌블루, 페놀프탈레인, 천연지시약(자색양배추, 가지, 장미 등), 또는 이들의 임의의 혼합물일 수 있다.
여기서, 메틸 레드는 붉은색(pH 4.4) ↔ 노란색(pH 6.2)의 지시약이고, 메틸 오렌지는 붉은색(pH 3.1) ↔ 노란색(pH 4.4)의 지시약이며, 페놀프탈레인은 붉은색(pH 0) ↔ 무색 ↔ 자주색(pH 8.2) ↔ 무색(pH 12)의 지시약이고, 메틸렌블루는 산화 상태에서 푸른색이 진하고 환원 상태에선 연해지는 산화환원 지시약이다.
본원발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제는 산성 화학물질의 중화흡수 제독에는 페놀프타레인이, 염기성 화학물질의 중화흡수 제독에는 메틸오렌지 또는 메틸 레드가, 그리고 유기 화학물질의 중화흡수 제독에는 산화환원 지시약인 메틸렌블루가 적절할 수 있으며, 특히 바람직하게는 페놀프탈레인과, 메틸오렌지 또는 메틸 레드와, 메틸렌블루가 동시에 포함되는 것이며, 특정하게는 이들 지시약이 등량으로 함께 포함된 것일 수 있다.
상기한 색변화 지시약은 상기한 누출 화학물질 제독용 중화흡수제 100중량부에 대하여 0.01~0.02중량부의 범위로 포함될 수 있다. 상기한 색변화 지시약의 함유량이 정해진 범위보다 적거나 많을 경우에는 본 발명에서 의도하는 색변화 감지 역할이 떨어질 가능성이 있다.
또한 선택적으로는, 본 발명에 따른 상기한 누출 화학물질 제독용 중화흡수제 100중량부에 대하여 0.1~3.0중량부의 범위로 탈취제가 포함될 수도 있으며, 이러한 탈취제로서는 미립화된 다공질 재료로써의 적색 셰일 분말이나 규산질 광물 분말을 들 수 있다.
이러한 세라믹 탈취제를 포함 시 제독 과정에서 발생하는 악취의 탈취 내지 소취에 유용할 수 있다.
누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 제조방법
이어서, 본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 제조방법을 설명하는 예시적 플로우 차트(순서도)로써, 본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 제조방법은 a) 무기 흡착제와 점증제, 계면활성제를 혼합하는 제독용 중화흡수제의 제조단계와, 선택적으로 b) 상기한 제독용 중화흡수제에 색변화 지시약을 혼합하는 지시약 혼합단계와, c) 지시약이 혼합된 제독용 중화흡수제를 함수율 5~10wt% 범위로 건조하는 단계와, 또한 선택적으로 d) 건조된 제독용 중화흡수제를 원하는 입경 및 형태로 제형화하는 단계를 포함할 수 있다.
상기한 제형화는 압축성형기를 이용하여 펠렛이나 태블릿 형태로 만들 수도 있고, 또는 볼밀 등을 이용하여 파우더의 형태로 만들거나, 또는 그래뉼 성형기나 플레이크 성형기를 이용하여 그래뉼 또는 플레이크 형태로 만들 수도 있다.
여기서, 본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 제조방법에 사용되는 각 성분 및 조성비는 전술한 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 구성에 따른다.
즉, 무기 흡착제 40~60wt%, 점증제 20~30wt%, 계면활성제 20~30wt%의 혼합물로 구성되며, 이들 혼합물 100중량부에 대하여 색변화 지시약을 0.01~0.02중량부wt% 포함한다.
본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 제조방법에 따라 제조되는 본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 형태에 대한 예시는 첨부된 도 2의 확대도를 참조할 수 있으나, 이는 예시일 뿐 본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 형태를 제한하는 것은 아니다.
누출 화학물질 제독용 중화흡수제 충진 중화기
본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제는 산성, 염기성, 유기 화학물질, 또는 이들의 임의의 혼합물이 사고로 누출 되었을 경우, 누출된 화학물질에 본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제를 초동 조치자가 직접 던지거나 살포할 수도 있으나, 사용 편의성 및 안전성 측면에서 본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제가 충진된 축압식 휴대용 소화기 형태, 또는 축압식 분말 살포기 형태의 중화기를 이용하여 누출된 화학물질로부터 5m 이상 벗어난 지점에서 살포하여 중화흡수시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제가 충진된 소화기와 같은 형태의 중화기에는 질소 가스 또는 불활성 가스가 7~9.8kgf/cm2의 압력으로 충전될 수 있다. 또한 축압식 분말 살포기의 경우에는 사용압력 최대 3bar의 범위로 질소 가스 또는 불활성 가스가 충전된다.
도 3과 도 4는, 각각, 본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제가 충진된 소화기 형태 및 축압식 분말 살포기 형태의 중화기에 대한 예시도로써, 그 기본구조는 공지이므로 이에 대한 부연 설명은 생략하기로 한다.
한편, 표 1에 나타낸 종래기술과 대비하여 본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제가 충진된 소화기 형태 및 축압식 분말 살포기 형태의 중화기에 대하여 언급하면, 사고 현장으로부터 5m 이상 떨어져 분사함으로 인명사고의 위험성 우려가 적고 높은 사용 편리성을 지니며, 즉각적인 초동조치가 가능하고, 산, 염기, 유기 화학물질의 구분에 따른 선택의 필요성 없이 긴박한 순간에 즉시 사용가능하며, 계면활성제를 함유하고 있어 유독가스 및 액의 증발을 억제하고, 중화제(화학 흡수제)가 고상의 무독성 물질로써 2차 오염에 대한 우려가 없다는 장점을 지닌다.
실시예 1 : 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 제조
누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 전 중량을 기준으로 무기 흡착제로써의 제올라이트 50중량%, 점증제로써의 실리카 스타치 20중량% 및, 계면활성제로써의 폴리에틸렌 글리콜 30중량%를 분말 혼합기인 리본믹서를 사용하여 1시간 동안 균질하게 혼합한 후, 이 혼합물 100중량부에 대하여 페놀프타레인과 메틸오렌지와 메틸렌블루의 등중량 지시약 0.01중량부를 혼합하여 다시 5분간 혼합하였다.
상기한 바와 같이 하여 제조된 혼합된 화학 중화흡수제는 혼합기 하단 수집부에 포집되었으며, 수분함량 7중량%가 되도록 건조하여 누출 화학물질 제독용 중화흡수제를 제조하였다.
실시예 2 : 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 제조
누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 전 중량을 기준으로 무기 흡착제로써의 벤토나이트 60중량%, 점증제로써의 실리카겔 20중량% 및, 계면활성제로써의 폴리프로필렌 글리콜 20중량%를 분말 혼합기인 리본믹서를 사용하여 1시간 동안 균질하게 혼합한 후, 이 혼합물 100중량부에 대하여 페놀프타레인과 메틸오렌지와 메틸렌블루의 등중량 지시약 0.02중량부를 혼합하여 다시 5분간 혼합하였다.
상기한 바와 같이 하여 제조된 혼합된 화학 중화흡수제는 혼합기 하단 수집부에 포집되었으며, 수분함량 7중량%가 되도록 건조하여 누출 화학물질 제독용 중화흡수제를 제조하였다.
비교예 1 : 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 제조
누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 전 중량을 기준으로 무기 흡착제로써의 제올라이트 80중량%, 점증제로써의 실리카 스타치 10중량% 및, 계면활성제로써의 폴리에틸렌 글리콜 10중량%를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법 및 절차를 이용하여 누출 화학물질 제독용 중화흡수제를 제조하였다.
비교예 2 : 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 제조
누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 전 중량을 기준으로 무기 흡착제로써의 벤토나이트 50중량%, 점증제로써의 실리카겔 10중량% 및, 계면활성제로써의 폴리프로필렌 글리콜 40중량%를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법 및 절차를 이용하여 누출 화학물질 제독용 중화흡수제를 제조하였다.
시험예: 산성, 염기성 및, 유기 화학물질 흡수율 측정
실시예 1 및 2와 비교예 1 및 2에서 제조한 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 산성, 염기성, 유기 화학물질의 단위 g당 흡수율을 측정하였다. 사용한 시약은 진한 염산(HCl, 35.4%), 수산화나트륨 수용액(NaOH 시약을 물 100ml에 20g을 녹여 제조), 벤젠(Benzene, 99.5%)를 사용하였다.
결과를 하기의 표 2에 나타낸다.
HCL 흡수율(g/g) NaOH 흡수율(g/g) Benzene흡수율(g/g)
실시예 1 4.5 7.0 2.7
실시예 2 4.3 7.1 2.6
비교예 1 2.1 3.8 1.5
비교예 2 2.0 3.6 1.3
상기한 표 2의 결과로부터, 실시예 1 내지 실시예 2의 경우 비교예 1 내지 비교예 2에 비해 약 2배에 가까운 화학 물질 흡수율을 보였다.
비교예 1과 같이 무기 흡착제가 과량으로 사용될 경우 점증제의 역할을 떨어뜨려 겔화진행이 늦고 흡수율이 떨어지며, 또한 비교예 2와 같이 계면활성제가 과다할 경우 실시예 2에 비해 흡수율이 떨어지는 것으로 확인되었다.
이상 본 발명을 실시예에 의해 설명하였으나, 본 발명의 기술분야에 속하는 자들은 본 발명이 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 따라서 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 진정한 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10,50: 본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제
20,40 : 본체 30,80 : 방사부
31 : 안전핀 32 : 레버
33,81 : 방사호스
60 : 안전밸브 70 : 피스톤 펌프
100 : 본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제(파우더)
200 : 본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제(펠렛)
300 : 본 발명에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제(태블릿)

Claims (7)

  1. 산성, 염기성 및, 유기 화학물질로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화학물질의 중화흡수에 범용 가능한 무기 흡착제 40~60중량%와, 점증제 20~30중량%와, 계면활성제 20~30중량%를 포함하는 제독용 중화 흡수제 100중량부와;
    메틸레드 또는 메틸오렌지와, 메틸렌블루와, 페놀프탈레인으로 된 색변화 지시약 0.01~0.02중량부를 포함하고:
    상기한 무기 흡착제가 제올라이트, 알루미나, 퍼라이트 및, 벤토나이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 무기 흡착제이며,
    고상으로 제형화된
    누출 화학물질 제독용 중화흡수제.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기한 점증제가 실리카겔, 실리카 스타치, 전분, 천연셀룰로오즈 및, 젤라틴으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이고;
    상기한 계면활성제가 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 또는 폴리에틸렌글리콜과 프로필렌글리콜의 혼합물이며;
    상기한 색변화 지시약이 천연지시약을 더 포함하는,
    누출 화학물질 제독용 중화흡수제.
  4. 제1항에 있어서, 상기한 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 함수율이 5~10중량%인 누출 화학물질 제독용 중화흡수제.
  5. 제1항에 있어서, 상기한 무기 흡착제가 평균입경 30㎛~100㎛이고, 상기한 누출 화학물질 제독용 중화흡수제가 평균입경 30㎛~100㎛의 파우더, 평균입경 0.5mm~1.0mm의 그레인, 평균입경 1.5~3.0mm의 펠렛, 그래뉼, 플레이크, 또는 태블릿 형태로 제형화되어 있는 누출 화학물질 제독용 중화흡수제.
  6. 하기의 단계를 포함하는 누출 화학물질 제독용 중화흡수제의 제조방법:
    a) 산성, 염기성 및, 유기 화학물질로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화학물질의 중화흡수에 범용 가능한, 제올라이트, 알루미나, 퍼라이트 및, 벤토나이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 평균입경 30㎛~100㎛의 무기 흡착제 40~60중량%와, 점증제 20~30중량%와, 계면활성제 20~30중량%를 균질하게 혼합하는 제독용 중화흡수제 제조단계:
    b) 상기한 제독용 중화흡수제 100중량부에 대하여, 메틸레드 또는 메틸오렌지와, 메틸렌블루와, 페놀프탈레인으로 된 색변화 지시약 0.01~0.02중량부를 혼합하는 지시약 혼합단계;
    c) 함수율 5~10중량%로 건조하는 건조단계; 및
    d) 색변화 지시약이 포함된 상기한 건조된 제독용 중화흡수제를 평균입경 30㎛~100㎛의 파우더, 평균입경 0.5mm~1.0mm의 그레인, 평균입경 1.5~3.0mm의 펠렛, 그래뉼, 플레이크, 또는 태블릿 형태로 제형화하는 단계.
  7. 제1항에 따른 누출 화학물질 제독용 중화흡수제가 불활성 가스 또는 질소 가스와 함께 충진되어 있는 소화기 형태 또는 축압식 분말 살포기 형태의 누출 화학물질 제독용 중화기.
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