KR102398024B1 - Eco-friendly deicing composition and methode for preparing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 염소 이온 흡착 성능을 갖는 친환경 제설제용 다공성 구조체를 포함하는 친환경 제설제 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an environmentally friendly snow removal composition comprising a porous structure for an environmentally friendly snow removal agent having chlorine ion adsorption performance and a method for manufacturing the same.
이상기후로 인한 잦은 폭설로 도로, 교량 등에 사용되는 제설제의 사용량도 급증하고 있다. Due to frequent heavy snowfall due to abnormal climate, the amount of snow removal agent used for roads and bridges is also increasing rapidly.
눈에 의한 도로의 빙결 방지와 교통 안전을 위하여, 마찰제로는 모래를 사용하고, 눈을 녹이기 위한 제설제로는 고체 염화물계 화합물을 사용하고 있다. 일반적으로 사용되는 고체 염화물계 제설제는 염화 칼슘(CaCl2)과 염화 나트륨(NaCl)을 사용하고 있다. For road freezing caused by snow and traffic safety, sand is used as a friction agent, and a solid chloride-based compound is used as a snow removal agent to melt snow. Commonly used solid chloride-based deicing agents are calcium chloride (CaCl 2 ) and sodium chloride (NaCl).
현재 국내에서 사용하고 있는 제설제 중에서 가장 많이 사용되는 형태는 고형의 염화 칼슘에 소금 또는 모래 등을 섞어서 사용하는 형태가 일반적이며, 최근 이를 살포가 용이한 방법으로서 고형의 염화 칼슘을 수용액으로 만들어 고상의 소금과 함께 도로에 분사하는 습염 살포 방식도 활용되고 있다. Among the snow removal agents currently used in Korea, the most commonly used form is to mix solid calcium chloride with salt or sand. The wet salt spraying method, which is sprayed on the road along with the salt of
그러나, 염화 칼슘이나 염화 나트륨은 이로부터 유래된 염소 이온(Cl-)이 철(Fe)과 반응하여 급격히 염화철(FeCl2)을 형성함으로써 자동차, 철근, 철골 등의 구조물을 부식시키는 문제가 있다.However, calcium chloride or sodium chloride has a problem in that chlorine ions (Cl - ) derived therefrom react with iron (Fe) to rapidly form iron chloride (FeCl 2 ), thereby corroding structures such as automobiles, reinforcing bars, and steel frames.
특히, 염화 칼슘은 매우 빠른 속도로 철 뿐만 아니라 콘크리트, 아스팔트 등도 부식시켜 자동차, 교량은 물론 모든 도로시설물의 수명을 단축시킨다. 또한, 염화 칼슘은 물에 용해되어 하천 및 토양에 유입되면서 수질오염 및 토양의 산성화를 유발하고 동물의 발과 피부에 접촉하는 경우, 피부병, 가려움증을 유발하며, 건조되어 미세분말로 형성되는 경우에는 호흡기 질환을 유발할 수 있어, 제설제로 사용한 후 잔존하는 염화물계 제설제는 다양한 문제점을 유발한다.In particular, calcium chloride corrodes not only iron but also concrete and asphalt at a very high speed, shortening the lifespan of automobiles and bridges as well as all road facilities. In addition, calcium chloride dissolves in water and flows into rivers and soil, causing water pollution and acidification of the soil, and when it comes into contact with the feet and skin of animals, it causes skin diseases and itching, and when dried and formed into fine powder Since it can cause respiratory diseases, the chloride-based snow remover remaining after being used as a snow remover causes various problems.
이에 따라, 기존의 염화물계 제설제의 문제점을 개선하면서도, 융빙 성능이 우수한 친환경 제설제의 개발이 필요한 실정이다.Accordingly, there is a need to develop an eco-friendly snow removal agent with excellent ice melting performance while improving the problems of the existing chloride-based snow removal agent.
본 발명은 염화물계 제설제의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to solve the problems of chloride-based snow removal agents.
구체적으로, 콘크리트, 철강 등의 부식을 방지하여 도로나 공공 시설물의 파괴를 방지하면서도 제설제로서의 기능이 우수한 친환경 제설제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.Specifically, an object of the present invention is to provide an eco-friendly snow removal composition excellent in function as a snow removal agent while preventing the destruction of roads or public facilities by preventing corrosion of concrete, steel, and the like.
본 발명은 염화물계 제설제가 눈을 녹인 후에 물과 함께 용해되어, 토양과 물에 유입되는 것을 방지할 수 있도록 수용액 상태에서 염소 이온을 포집하는 기능을 가지는 친환경 제설제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an eco-friendly snow remover composition having a function of collecting chlorine ions in an aqueous solution state so that the chloride-based snow remover is dissolved with water after melting snow, so as to prevent it from entering the soil and water. .
본 발명은 염소 이온을 포집한 후에도 쉽게 염소 이온을 방출하지 않아, 염소 이온 포집 기능이 장기간 유지되고, 염소 이온에 의한 2차 오염이 방지되는 친환경 제설제용 다공성 구조체를 포함하는 친환경 제설제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention provides an eco-friendly snow remover composition comprising a porous structure for an eco-friendly snow remover that does not easily release chlorine ions even after collecting chlorine ions, so that the function of capturing chlorine ions is maintained for a long period of time, and secondary contamination by chlorine ions is prevented aim to do
본 발명은 염화물계 제설제와 동등 내지 우수한 융빙 기능을 갖는 친환경 제설제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an eco-friendly snow removal composition having an ice melting function equivalent to or superior to that of a chloride-based snow removal agent.
또한, 본 발명은 환경 친화적인 소재를 이용하여 친환경 제설제 조성물을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing an environmentally friendly snow removal composition using an environmentally friendly material.
상술한 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 친환경 제설제 조성물은,In order to solve the above problems, the eco-friendly snow removal composition according to the present invention,
염화 칼슘(Calcium Chloride, CaCl2) 55 내지 65 중량%, 염화 나트륨(Sodium Chloride, NaCl) 24 내지 34 중량%, 부식방지제 1 내지 12 중량% 및 친환경 제설제용 다공성 구조체 1 내지 5 중량%를 포함한다.Calcium Chloride (Calcium Chloride, CaCl 2 ) 55 to 65% by weight, sodium chloride (Sodium Chloride, NaCl) 24 to 34% by weight, corrosion inhibitor 1 to 12% by weight and eco-friendly snow removal porous structure for 1 to 5% by weight. .
본 발명에 있어서, 상기 친환경 제설제용 다공성 구조체는, 100 내지 200 ㎛(마이크로미터)의 평균 입경을 가지며, 10 내지 15 ㎛(마이크로미터)의 평균 직경을 갖는 다수의 공극(pore)을 포함한다.In the present invention, the porous structure for the eco-friendly snow remover has an average particle diameter of 100 to 200 μm (micrometer), and includes a plurality of pores having an average diameter of 10 to 15 μm (micrometer).
본 발명에 있어서, 상기 친환경 제설제용 다공성 구조체는 다수의 공극을 갖는 다공성 분체를 포함하고, 상기 다수의 공극 내 표면을 GTMAC(Glycidyltrimethylammonium Chloride)와 반응시킨 것일 수 있다.In the present invention, the porous structure for the eco-friendly snow remover may include a porous powder having a plurality of pores, and the surface of the plurality of pores may be reacted with Glycidyltrimethylammonium Chloride (GTMAC).
보다 상세하게는, 상기 다공성 분체는 이산화티탄, 벤토나이트, 실리카, PMMA(폴리메틸메타크릴레이트)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.More specifically, the porous powder may include one or more selected from the group consisting of titanium dioxide, bentonite, silica, and PMMA (polymethyl methacrylate).
본 발명에 있어서, 상기 친환경 제설제용 다공성 구조체는 5 내지 10 M(mol/L)/kg의 염소 이온 포집 성능을 갖는 것일 수 있다.In the present invention, the porous structure for the eco-friendly snow remover may have a chlorine ion trapping performance of 5 to 10 M (mol / L) / kg.
본 발명에 있어서, 상기 친환경 제설제용 다공성 구조체는 HLB(Hydrophile-Lipophile Balance)가 11 내지 16일 수 있다.In the present invention, the porous structure for the eco-friendly snow remover may have a Hydrophile-Lipophile Balance (HLB) of 11 to 16.
본 발명에 있어서, 상기 친환경 제설제 조성물은 PEG(폴리에틸렌글리콜) 1 내지 3 중량%를 더 포함할 수 있다.In the present invention, the eco-friendly snow removal composition may further comprise 1 to 3 wt% of PEG (polyethylene glycol).
보다 상세하게는, 상기 PEG는 분자량이 10, 000 내지 12,000 g/mol일 수 있다.More specifically, the PEG may have a molecular weight of 10,000 to 12,000 g/mol.
본 발명에 있어서, 상기 부식방지제는 옥살산칼슘, 구연산나트륨 및 글루콘산나트륨으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.In the present invention, the corrosion inhibitor may include at least one selected from the group consisting of calcium oxalate, sodium citrate and sodium gluconate.
본 발명은 또한, 상술한 친환경 제설제 조성물의 제조방법으로서, (a) 다공성 분체를 3차 증류수에 10 내지 30분간 침지한 후, 20 내지 30℃의 온도에서 자연 건조하는 단계, (b) 상기 (a) 단계를 거친 다공성 분체를 3차 증류수: NaOH: GTMAC의 중량 비율이 1: 0.01~0.05:0.5~1인 혼합물에 10 내지 15분간 침지하는 단계 및 (c) 상기 (b) 단계를 거친 다공성 분체를 혼합물에 침지한 상태에서 1 내지 3분간 초음파 처리하여 친환경 제설제용 다공성 구조체를 제조하는 단계를 포함하고, 상기 다공성 분체는 이산화티탄, 벤토나이트, 실리카, PMMA(폴리메틸메타크릴레이트)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing the above-described eco-friendly snow remover composition, (a) immersing the porous powder in tertiary distilled water for 10 to 30 minutes, followed by natural drying at a temperature of 20 to 30° C., (b) the above (a) immersing the porous powder that has undergone step (a) in a mixture having a weight ratio of tertiary distilled water: NaOH: GTMAC 1: 0.01 to 0.05: 0.5 to 1 for 10 to 15 minutes, and (c) the step (b) A porous powder is immersed in the mixture by ultrasonic treatment for 1 to 3 minutes to prepare a porous structure for an eco-friendly snow remover, wherein the porous powder is made of titanium dioxide, bentonite, silica, and PMMA (polymethyl methacrylate). It provides a manufacturing method comprising one or more selected from the group.
상기 (c) 단계를 거친 다공성 분체를 필터링하여 고형성분만을 분리한 후 이를 진공챔버 내에서 건조시키는 단계를 더 포함할 수 있다.It may further include the step of filtering the porous powder that has undergone step (c) to separate only the solid form, and then drying it in a vacuum chamber.
본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 (a) 단계는 자연 건조된 다공성 분체를 동결건조시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In the manufacturing method of the present invention, the step (a) may further include the step of freeze-drying the naturally dried porous powder.
본 발명의 제조방법에 있어서, (ㄱ) 염화 칼슘(Calcium Chloride, CaCl2) 55 내지 65 중량%, 염화 나트륨(Sodium Chloride, NaCl) 24 내지 34 중량%, 부식방지제 1 내지 12 중량% 및 상기 (c) 단계에서 제조된 친환경 제설제용 다공성 구조체 1 내지 5 중량%를 각각 제조 용량에 맞게 계량하여 준비하는 단계, (ㄴ) 준비된 염화 칼슘 총량의 1/2을 오븐에 넣고 50 내지 60℃의 온도로 10분간 가열한 후, 80℃까지 5℃/분의 속도로 승온시키는 단계, (ㄷ) 상기 (ㄴ) 단계를 거친 염화 칼슘과 잔량의 염화 칼슘을 반바리 믹서에 넣고 10분간 혼합하는 단계, (ㄹ) 상기 (ㄷ) 단계를 거친 반바리 믹서에 준비된 염화 나트륨을 넣고 10분간 혼합하는 단계, (ㅁ) 준비된 부식방지제와 상기 친환경 제설제용 다공성 구조체를 반바리 믹서에 넣고 혼합하는 단계 및 (ㅂ) 상기 (ㄹ) 단계의 혼합물을 상기 (ㅁ) 단계의 반바리 믹서에 첨가하고 30분간 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the manufacturing method of the present invention, (a) calcium chloride (Calcium Chloride, CaCl 2 ) 55 to 65% by weight, sodium chloride (Sodium Chloride, NaCl) 24 to 34% by weight, the corrosion inhibitor 1 to 12% by weight and the ( Step c) preparing by measuring 1 to 5% by weight of the porous structure for the eco-friendly snow remover prepared in step according to the production capacity, (b) putting 1/2 of the total amount of calcium chloride prepared in an oven and heating to a temperature of 50 to 60 ℃ After heating for 10 minutes, raising the temperature to 80 ° C. at a rate of 5 ° C./min, (c) putting the calcium chloride and the remaining amount of calcium chloride after step (b) into a Banbari mixer and mixing for 10 minutes, ( d) Put the prepared sodium chloride in the Banbari mixer that has undergone the step (c) and mix for 10 minutes, (ㅁ) Put the prepared corrosion inhibitor and the porous structure for the eco-friendly snow remover in the Banbari mixer and mix, and (b) It may further include the step of adding the mixture of step (d) to the Banbari mixer of step (ㅁ) and mixing for 30 minutes.
본 발명에 있어서, 상기 (ㅁ) 단계는 20℃의 온도에서 30분간 혼합하는 것일 수 있다.In the present invention, the step (ㅁ) may be mixing at a temperature of 20° C. for 30 minutes.
본 발명에 있어서, 상기 염화 나트륨은 60 내지 80℃의 오븐에서 15분간 건조 처리된 것일 수 있다.In the present invention, the sodium chloride may be dried in an oven at 60 to 80 ℃ for 15 minutes.
본 발명에 따르면, 염화물계 제설제로서의 우수한 융빙 기능을 유지하면서도, 토양과 수질 오염을 유발하지 않는 효과를 갖는다.According to the present invention, while maintaining an excellent ice-melting function as a chloride-based snow removal agent, it has the effect of not causing soil and water pollution.
구체적으로, 본 발명에 따른 친환경 제설제 조성물은 눈을 녹인 후에 형성되는 염화물 수용액으로부터 염소 이온을 포집하는 효과가 우수한 장점을 가진다.Specifically, the eco-friendly snow removal composition according to the present invention has an excellent effect of collecting chlorine ions from the chloride aqueous solution formed after melting snow.
본 발명에 따른 친환경 제설제 조성물은 기존의 염화물계 제설제와 대비하여 콘크리트, 철강 등의 부식을 방지하여 도로나 공공 시설물의 파괴를 방지하는 효과를 갖는다.The eco-friendly snow remover composition according to the present invention has the effect of preventing the destruction of roads or public facilities by preventing corrosion of concrete, steel, etc. compared to the existing chloride-based snow removal agents.
본 발명에 따른 친환경 제설제 조성물은 염소 이온을 포집한 후에도 쉽게 염화 이온을 방출하지 않아, 염화 이온 포집 기능이 장기간 유지되고, 염화 이온에 의한 2차 오염이 방지되는 친환경 제설제용 다공성 구조체를 포함하는 친환경 제설제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.The eco-friendly snow remover composition according to the present invention does not easily release chloride ions even after collecting chlorine ions, so that the chloride ion trapping function is maintained for a long period of time, and secondary contamination by chloride ions is prevented. An object of the present invention is to provide an eco-friendly snow remover composition.
본 발명에 따른 친환경 제설제 조성물은 환경 친화적인 소재를 이용하여 친환경 제설제 조성물을 제조할 수 있는 장점을 가진다.The eco-friendly snow remover composition according to the present invention has the advantage of being able to manufacture an eco-friendly snow removing composition using an environmentally friendly material.
본 발명에 따른 친환경 제설제 조성물은, 기존의 염화물계 제설제에 포함되는 염화물을 포함하여 융빙 기능이 우수한 효과를 갖는다.The eco-friendly snow remover composition according to the present invention has an excellent effect on the ice melting function, including the chloride contained in the existing chloride-based snow remover.
도 1은 실시예와 비교예의 -5℃에서의 융빙 성능(%)을 나타낸 그래프이다.
도 2는 실시예와 비교예의 -12℃에서의 융빙 성능(%)을 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing the ice melting performance (%) at -5 ℃ of Examples and Comparative Examples.
2 is a graph showing the ice melting performance (%) at -12 ℃ of Examples and Comparative Examples.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 각 구성을 보다 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다.Hereinafter, each configuration of the present invention will be described in more detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily carry out, but this is only an example, and the scope of the present invention is defined by the following contents Not limited.
본 발명에 사용된 "바람직한" 또는 "바람직하게는"은 특정 조건에서 특정 장점을 갖는 본 발명의 실시예를 나타낸다. 그러나, 다른 실시예 또한 동일 조건 또는 다른 조건에서 바람직할 수 있다. 또한, 하나 이상의 바람직한 실시예는 다른 실시예가 유용하지 않다는 것을 의미하는 것은 아니며, 본 발명의 범위 내에 있는 다른 실시예를 배제하는 것도 아니다.As used herein, "preferred" or "preferably" refers to an embodiment of the invention that has certain advantages under certain conditions. However, other embodiments may also be preferred under the same or different conditions. Furthermore, one or more preferred embodiments do not mean that other embodiments are not useful, nor do they exclude other embodiments that are within the scope of the present invention.
본 명세서에 사용된 "포함한다"는 용어는 본 발명에 유용한 재료, 조성물, 장치, 및 방법들을 나열할 때 사용되며 그 나열된 예에 제한되는 것은 아니다.As used herein, the term "comprises" is used to enumerate materials, compositions, devices, and methods useful in the present invention and is not limited to the enumerated examples.
본 발명에 따른 친환경 제설제 조성물은, 염화 칼슘(Calcium Chloride, CaCl2) 55 내지 65 중량%, 염화 나트륨(Sodium Chloride, NaCl) 24 내지 34 중량%, 부식방지제 1 내지 12 중량% 및 친환경 제설제용 다공성 구조체 1 내지 5 중량%를 포함한다.Eco-friendly snow removal composition according to the present invention, calcium chloride (Calcium Chloride, CaCl 2 ) 55 to 65% by weight, sodium chloride (Sodium Chloride, NaCl) 24 to 34% by weight, corrosion inhibitor 1 to 12% by weight and eco-friendly snow remover 1 to 5% by weight of the porous structure.
본 발명에 따른 친환경 제설제 조성물은, 염화물계 제설제를 포함하여 융빙 기능이 저하되지 않으면서도, 눈이 녹아 형성되는 염화물 수용액에서 친환경 제설제용 다공성 구조체가 염소 이온을 포집하여, 콘크리트와 철강 등의 부식이 발생되는 것을 방지하고, 수용액의 알칼리화를 억제하여, 토양과 수질 오염이 유발되는 것을 방지하는 효과를 갖는다.The eco-friendly snow remover composition according to the present invention contains a chloride-based snow remover, and the porous structure for the eco-friendly snow remover collects chlorine ions in the chloride aqueous solution formed by melting snow without reducing the ice melting function, so that concrete and steel It has the effect of preventing the occurrence of corrosion and inhibiting alkalization of the aqueous solution, thereby preventing soil and water pollution from being caused.
특히, 상기 친환경 제설제용 다공성 구조체는 염소 이온을 포집한 후 장기간이 경과하더라도 염소 이온을 재방출하지 않음으로써, 장기간 경과 후에 발생될 수 있는 부식이나 2차 오염을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.In particular, the porous structure for the eco-friendly snow remover has the effect of preventing corrosion or secondary contamination that may occur after a long period of time by not re-emitting chlorine ions even after a long period of time after collecting chlorine ions.
이하에서는, 본 발명의 구성을 자세히 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail.
1) 염화 칼슘(CaCl2, Calcium chloride), 염화 나트륨(NaCl)1) Calcium chloride (CaCl 2 , Calcium chloride), sodium chloride (NaCl)
염화 칼슘은 칼슘과 염소로 이루어진 흰 빛깔의 결정 구조를 지닌 염이다. 염화 나트륨은 염소와 나트륨(나트륨)의 화합물로 식용 소금의 주성분이다. 해수의 염류 중 차지하는 비율이 가장 많다.Calcium chloride is a salt with a white crystal structure composed of calcium and chlorine. Sodium chloride is a compound of chlorine and sodium (sodium), the main component of table salt. It accounts for the largest proportion of salts in seawater.
염화 칼슘과 염화 나트륨은 눈이 어는 것을 방지할 때 제설제로 많이 쓰이는 물질로서, 염화 칼슘의 경우, 조해성을 가지고 있어 물과 만나, 물을 흡수하며 발열반응을 나타낸다. 눈이 내린 후 염화 칼슘을 뿌리면, 염화 칼슘이 물과 만나 발열반응을 하며 열을 방출하고, 주변으로 방출된 열에 의해 눈을 녹이는 역할을 한다.Calcium chloride and sodium chloride are often used as deicing agents to prevent snow from freezing. In the case of calcium chloride, it has deliquescent properties, so when it meets water, it absorbs water and exhibits an exothermic reaction. If calcium chloride is sprinkled after snowfall, calcium chloride meets with water to generate an exothermic reaction, releasing heat, and melting the snow by the heat emitted to the surroundings.
한편, 염화 나트륨의 경우, 물에 녹아 물의 어는점을 낮추는 역할을 하기 때문에, 염화 칼슘과 함께 사용하여, 염화 칼슘에 의해 녹은 눈이 다시 얼지 않게 하는 역할을 한다.On the other hand, in the case of sodium chloride, since it dissolves in water and lowers the freezing point of water, it is used together with calcium chloride to prevent the snow melted by calcium chloride from freezing again.
염화 칼슘 및 염화 나트륨과 같은 고체 염화물계 제설제는 염소 이온을 다량 포함하고 있어, 콘크리트, 철강 등의 공공 시설물이나, 건축물, 차량 등에 심각한 부식현상을 일으키게 되는데, 눈이 녹아 형성되는 염화물 수용액 상의 염소 이온은 수용액을 알칼리화시키고, 부식성 물질을 형성한다.Solid chloride-based snow removal agents such as calcium chloride and sodium chloride contain a large amount of chlorine ions, which causes serious corrosion in public facilities such as concrete and steel, buildings, and vehicles. The ions alkalize the aqueous solution and form corrosive substances.
본 발명에서는 상술한 바와 같이 염화 칼슘과 염화 나트륨을 이용하여 눈을 녹이는 기능과 눈이 녹은 후에 다시 어는 것을 방지함으로써, 기존 염화물계 제설제의 기능을 그대로 유지하는 한편, 눈이 녹아 형성되는 염화물 수용액의 문제점을 개선하도록 개발되었다.In the present invention, as described above, by using calcium chloride and sodium chloride to melt the snow and prevent re-freezing after the snow melts, the function of the existing chloride-based snow remover is maintained as it is, while the aqueous chloride solution formed by melting snow was developed to improve the problems of
구체적으로, 염화 칼슘과 염화 나트륨을 포함하여 융빙 기능과 어는점 내림 효과를 갖게 하는 한편, 눈이 녹은 후에 염화물 수용액 상에서 염소 이온을 포집하여 물의 알칼리화, 토양의 알칼리화를 억제하고, 부식성 물질의 형성을 억제하도록 구성된다.Specifically, it contains calcium chloride and sodium chloride to have an ice melting function and a freezing point lowering effect, while capturing chlorine ions in an aqueous chloride solution after snow melts to suppress alkalinization of water and soil alkalinity, and suppress the formation of corrosive substances is configured to
보다 상세하게는, 본 발명에 따른 친환경 제설제 조성물 내에 염소 이온을 포집하는 다공성 구조체를 포함함으로써, 염소 이온의 방출에 의한 부식과 환경오염을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.More specifically, by including a porous structure for collecting chlorine ions in the eco-friendly snow removal composition according to the present invention, it is characterized in that it is possible to prevent corrosion and environmental pollution caused by the release of chlorine ions.
한편, 본 발명에서는, 조성물의 전체 중량을 기준으로, 염화 칼슘은 55 내지 65 중량%, 염화 나트륨은 24 내지 34 중량%로 포함한다.On the other hand, in the present invention, based on the total weight of the composition, calcium chloride includes 55 to 65% by weight, sodium chloride is included in 24 to 34% by weight.
염화 칼슘의 함량이 상기 함량보다 과량으로 첨가되는 경우에는, 눈이 녹는 속도가 더뎌지는 문제가 있고, 상기 함량보다 소량으로 첨가되는 경우에는, 염소 이온 방출량이 후술할 친환경 제설제용 다공성 구조체의 염소 이온 포집량 대비 과다하여 부식 방지 및 토양/수질 오염 방지 효과가 미비한 문제가 있다.When the content of calcium chloride is added in excess than the above content, there is a problem in that the snow melting rate is slowed down, and when added in a small amount than the above content, the chlorine ion emission amount is chlorine ions of the porous structure for an eco-friendly snow remover, which will be described later There is a problem in that the effect of preventing corrosion and preventing soil/water pollution is insufficient because it is excessive compared to the collected amount.
본 발명에 있어서, 상기 염화 나트륨은 60 내지 80℃의 오븐에서 15분간 건조 처리된 것을 사용하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable to use the sodium chloride dried in an oven at 60 to 80° C. for 15 minutes.
상기 열처리 과정을 수행함으로써, 잔존하는 비소, 수은 등의 유해물질을 제거하고, 결정 내 미세 기공을 증가시켜 염화 칼슘과의 반응에 의해 형성되는 수분과의 접촉 표면적이 넓게 하여, 물의 어는점이 증가하는 속도를 촉진시키는 역할을 한다.By performing the heat treatment process, the remaining harmful substances such as arsenic and mercury are removed, and the micropores in the crystal are increased to increase the contact surface area with moisture formed by the reaction with calcium chloride, thereby increasing the freezing point of water. It acts as a speed booster.
2) 부식방지제2) Corrosion inhibitor
콘크리트나 아스팔트 도로, 교량, 차량, 시설 구조물과 접촉피막을 형성하여 이들의 부식을 방지하는 물질이다. It is a substance that prevents corrosion by forming a contact film with concrete or asphalt roads, bridges, vehicles, and facility structures.
부식방지제는 고체 상태이거나 액체 상태이거나 무관하며, 혼합이 용이하도록 분말 상이어도 무방하며 액상인 경우여도 무방하다.The corrosion inhibitor may be in a solid state or in a liquid state, and may be in a powder form for easy mixing, or may be in a liquid state.
부식방지제로는 유기산(프로피온산, 옥살산, 글루탐산, 구연산 등), 아미노산, 인산염(제1인산나트륨, 제2인산나트륨, 제1인산칼륨, 폴리인산나트륨 등) 및 기타 첨가물 (탄닌 등)과 같이 부식방지제로서 사용될 수 있는 것이면 제한없이 사용이 가능하다.Preservatives include organic acids (propionic acid, oxalic acid, glutamic acid, citric acid, etc.), amino acids, phosphates (sodium phosphate monobasic, sodium phosphate dibasic, potassium phosphate monobasic, sodium polyphosphate, etc.) and other additives (tannins, etc.) As long as it can be used as an inhibitor, it can be used without limitation.
바람직하게는, 옥살산칼슘, 구연산나트륨 및 글루콘산나트륨으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있고, 가장 바람직하게는, 글루콘산나트륨을 사용할 수 있다.Preferably, it may include at least one selected from the group consisting of calcium oxalate, sodium citrate and sodium gluconate, and most preferably, sodium gluconate may be used.
상기 부식방지제는, 조성물의 전체 중량을 기준으로, 1 내지 12 중량%로 포함할 수 있고, 바람직하게는, 5 내지 10 중량%로 포함할 수 있다.The corrosion inhibitor, based on the total weight of the composition, may include 1 to 12% by weight, preferably, may include 5 to 10% by weight.
상기 함량보다 과량으로 포함하는 경우에는, 염화물의 함량이 적어져 제설제로서의 기능이 저하되는 문제가 있고, 상기 함량보다 소량으로 포함하는 경우에는, 부식 방지할 수 있는 피막이 충분히 형성되지 않아 부식 방지 효과가 미미한 문제가 있다.When included in excess than the above content, there is a problem that the function as a snow remover is reduced due to a decrease in the content of chloride, and when it is included in a small amount than the above content, a corrosion-preventing film is not sufficiently formed to prevent corrosion has a minor problem.
3) 친환경 제설제용 다공성 구조체3) Porous structure for eco-friendly snow remover
친환경 제설제용 다공성 구조체는 염소 이온을 포집하는 기능을 갖는 다공성 구조체이다. 본 발명에 따른 친환경 제설제 조성물은 상기 친환경 제설제용 다공성 구조체를 포함함으로써, 눈이 녹아 형성된 물에 용해된 염소 이온을 포집하는 기능을 갖는다.The porous structure for an eco-friendly snow remover is a porous structure having a function of collecting chlorine ions. The eco-friendly snow remover composition according to the present invention has a function of collecting chlorine ions dissolved in water formed by melting snow by including the porous structure for the eco-friendly snow removing agent.
구체적으로, 상기 친환경 제설제용 다공성 구조체는 다수의 공극을 갖는 다공성 분체를 포함하며, 그 크기는 100 내지 200 ㎛의 평균 입경을 가지며, 10 내지 15 ㎛의 평균 직경을 갖는 다수의 공극(pore)을 포함한다.Specifically, the porous structure for the eco-friendly snow remover includes a porous powder having a plurality of pores, the size of which has an average particle diameter of 100 to 200 μm, and a plurality of pores having an average diameter of 10 to 15 μm. include
상기 크기보다 큰 평균 입경을 갖는 경우에는, 입자의 표면적 감소로 인한 공극의 총 개수가 감소하게 되고, 결과적으로 염소 이온의 포집량이 감소하게 되는 문제가 있고, 상기 크기보다 작은 평균 입경을 갖는 경우에는, 분산력이 저하되어 조성물 내에 균일하게 분산이 어려운 문제가 있다.In the case of having an average particle diameter larger than the above size, the total number of pores due to a decrease in the surface area of the particles is reduced, and as a result, there is a problem in that the amount of chlorine ions is reduced. , there is a problem that it is difficult to uniformly disperse in the composition because the dispersing power is lowered.
상기 다수의 공극은, 공극 내 표면을 GTMAC(Glycidyltrimethylammonium Chloride)와 반응시킨 것일 수 있다. 구체적으로, 반응시키는 방법은 후술할 바와 같이, 3차 증류수와 NaOH 및 GTMAC를 소정의 중량 비율로 혼합한 혼합물에 다공성 분체를 일정시간 침지시키는 방법으로 수행된다. The plurality of pores may be formed by reacting a surface inside the pores with Glycidyltrimethylammonium Chloride (GTMAC). Specifically, as will be described later, the reaction method is performed by immersing the porous powder in a mixture of tertiary distilled water, NaOH, and GTMAC in a predetermined weight ratio for a predetermined time.
상기 친환경 제설제용 다공성 구조체는 조성물의 전체 중량을 기준으로, 1 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 바람직하게는, 2 내지 4 중량%로 포함될 수 있다.The porous structure for the eco-friendly snow remover may be included in an amount of 1 to 5% by weight based on the total weight of the composition. Preferably, it may be included in an amount of 2 to 4% by weight.
상기 함량보다 과량으로 첨가되는 경우에는, 실제 융빙 기능을 갖는 염화물계 제설제와 부식방지제의 상대 함량이 저감되어, 융빙 기능과 부식 방지 피막을 형성하는 기능이 저하되는 문제가 있고, 상기 함량보다 소량으로 첨가하는 경우에는, 염소 이온 포집 효과가 미미하여, 친환경 제설제용 다공성 구조체의 첨가가 무용해지는 문제가 있다.When added in excess of the above content, the relative content of the chloride-based snow removal agent and the corrosion inhibitor having an actual ice-melting function is reduced, and there is a problem in that the ice-melting function and the function of forming an anti-corrosion film are reduced, and a smaller amount than the above content In the case of adding it, there is a problem in that the chlorine ion trapping effect is insignificant, and the addition of the porous structure for an eco-friendly snow remover becomes useless.
이와 같이, 다공성 분체를 포함하고, 이의 공극 표면에 단위 면적당 소정 함량의 GTMAC를 도포하여 형성된 친환경 제설제용 다공성 구조체는 5 내지 10 M(mol/L)/kg의 염소 이온 흡착 성능을 갖는다.As described above, the porous structure for an eco-friendly snow remover including the porous powder and formed by applying a predetermined amount of GTMAC per unit area to the pore surface thereof has a chlorine ion adsorption performance of 5 to 10 M (mol/L)/kg.
이러한 기능을 통해, 염화물계 제설제를 사용하는 경우에 발생되는 부식 및 환경 오염 문제를 효과적으로 방지할 수 있다.Through this function, it is possible to effectively prevent corrosion and environmental pollution problems that occur when a chloride-based snow remover is used.
한편, 상기 다공성 분체는, 이산화티탄, 벤토나이트, 실리카, PMMA(폴리메틸메타크릴레이트)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다. 어느 한 가지의 물질로 한정되지 않고, 혼합물 형태의 분체 혼합물로 구성될 수도 있으며, 바람직하게는, 이산화티탄을 포함할 수 있다.Meanwhile, the porous powder may include one or more selected from the group consisting of titanium dioxide, bentonite, silica, and PMMA (polymethyl methacrylate). It is not limited to any one material, and may be composed of a powder mixture in the form of a mixture, and preferably, may include titanium dioxide.
상술한 바와 같이, 상기 친환경 제설제용 다공성 구조체는 수용액 상의 염소 이온을 포집하는 기능을 가짐에 따라, 수용액에 잘 혼합될 수 있는 물성을 가져야 하고, 구체적으로는, HLB(Hydrophile-Lipophile Balance)가 11 내지 15일 수 있다.As described above, as the porous structure for the eco-friendly snow remover has a function of collecting chlorine ions in an aqueous solution, it must have physical properties that can be mixed well with an aqueous solution, and specifically, HLB (Hydrophile-Lipophile Balance) is 11 to 15 days.
상기 수치보다 높은 값을 갖기 위해서는, 제조 단가가 증가되는 문제가 있고, 높은 값을 갖는 경우에는, 오히려 염소 이온 포집 기능은 저하될 수 있는 문제가 있다. 상기 수치보다 낮은 값을 갖는 경우에는, 수용액 상에서 분산력이 저하되어, 염소 이온 포집 기능이 저하되는 문제가 있다.In order to have a value higher than the above numerical value, there is a problem that the manufacturing cost is increased, and when it has a high value, there is a problem that the chlorine ion trapping function may be lowered. When it has a value lower than the said numerical value, there exists a problem that a dispersing power falls in aqueous solution, and a chlorine ion trapping function falls.
상기 친환경 제설제용 다공성 구조체는, 다음과 같은 방법으로 제조될 수 있다.The porous structure for the eco-friendly snow remover may be manufactured by the following method.
(a) 다공성 분체를 3차 증류수에 10 내지 30분간 침지한 후, 20 내지 30℃의 온도에서 자연 건조하는 단계;(a) immersing the porous powder in tertiary distilled water for 10 to 30 minutes, followed by natural drying at a temperature of 20 to 30 °C;
(b) 상기 (a) 단계를 거친 다공성 분체를 3차 증류수: NaOH: GTMAC의 중량 비율이 1: 0.01~0.05:0.5~1인 혼합물에 10 내지 15분간 침지하는 단계; 및(b) immersing the porous powder through step (a) in a mixture having a weight ratio of tertiary distilled water: NaOH: GTMAC 1: 0.01 to 0.05: 0.5 to 1 for 10 to 15 minutes; and
(c) 상기 (b) 단계를 거친 다공성 분체를 혼합물에 침지한 상태에서 1 내지 3분간 초음파 처리하여 친환경 제설제용 다공성 구조체를 제조하는 단계;(c) preparing a porous structure for an eco-friendly snow remover by sonicating the porous powder that has undergone step (b) in a state of being immersed in the mixture for 1 to 3 minutes;
를 포함한다.includes
상세하게는, 상기 (c) 단계를 거친 다공성 구조체를 필터링하여 고형성분만을 분리한 후 이를 진공챔버 내에서 건조시키는 단계를 더 포함할 수 있다.Specifically, the method may further include the step of filtering the porous structure that has undergone the step (c) to separate only the solid form, and then drying it in a vacuum chamber.
이와 같은 방법으로, 본 발명에 따른 친환경 제설제 조성물에 포함되는 친환경 제설제용 다공성 구조체를 제조할 수 있다.In this way, it is possible to prepare a porous structure for an eco-friendly snow remover included in the eco-friendly snow remover composition according to the present invention.
구체적으로, 상기 (a) 단계는 3차 증류수에 다공성 분체를 침지시켜 충분히 물에 젖은 상태를 형성하고, 그 후, 상온과 비슷한 온도 범위에서 자연 건조시킴으로써, 다공성 분체와 접촉하여 충분히 젖은 상태에서 과하게 수분이 제거되지 않도록 하는 단계이다.Specifically, in step (a), the porous powder is immersed in tertiary distilled water to form a sufficiently wet state, and then, by natural drying in a temperature range similar to room temperature, in contact with the porous powder and excessively in a wet state This is a step to prevent moisture from being removed.
또한, 상기 (a) 단계는 자연 건조된 다공성 분체를 동결건조시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 동결건조시키는 단계를 더 거쳐, 다음에 수행되는 다공성 분체의 공극 표면을 개질하는 단계의 반응성을 더욱 증가시킬 수 있다.In addition, the step (a) may further include the step of freeze-drying the naturally dried porous powder. Further through such a freeze-drying step, it is possible to further increase the reactivity of the step of modifying the pore surface of the porous powder to be performed next.
이후 수행되는 상기 (b) 단계는 다공성 분체의 공극 표면을 개질하는 단계로서, 3차 증류수, NaOH 및 GTMAC를 1: 0.01~0.05:0.5~1의 중량 비율로 혼합한 혼합물에 상기 다공성 분체를 10 내지 15분간 침지하는데, 상기 중량 비율보다 GTMAC의 비율이 과다한 경우에는, 혼합물이 균일하게 혼합되지 못하여 침지 단계에서 충분히 공극 표면이 개질되지 못하는 문제가 있고, 상기 중량 비율보다 GTMAC을 소량으로 첨가되는 경우에는, 표면 개질이 충분히 되지 않아, 염소 이온 포집 성능이 저하되는 문제가 있다.The step (b) performed thereafter is a step of modifying the pore surface of the porous powder. The porous powder is added to a mixture of tertiary distilled water, NaOH, and GTMAC in a weight ratio of 1: 0.01 to 0.05: 0.5 to 1. When immersed for 15 minutes to 15 minutes, if the ratio of GTMAC is excessive than the above weight ratio, there is a problem that the pore surface cannot be sufficiently modified in the immersion step because the mixture is not uniformly mixed, and when GTMAC is added in a small amount than the weight ratio There is a problem in that the surface modification is not sufficiently performed and the chlorine ion trapping performance is lowered.
결국 이에 따라, 공극의 평균 직경이 변화하게 되며, 예를 들어, 별도의 개질되지 않은 상태의 평균 공극이 20 내지 25㎛인 경우, 비율이 소량으로 첨가된 혼합물을 이용한 경우에는 공극의 큰 변화가 없고, 비율이 과량으로 첨가된 혼합물을 이용하는 경우에는, 공극의 크기가 과도하게 작아지게 된다.As a result, the average diameter of the pores changes accordingly. For example, when the average pores in an unmodified state are 20 to 25 μm, a large change in the pores occurs when a mixture added in a small proportion is used. In the case of using a mixture in which no ratio is added, the size of the pores becomes excessively small.
본 발명에서는, 상기와 같은 공극의 평균 직경이 20 내지 25㎛(마이크로미터)인 다공성 분체를 사용하는 경우에, 최적의 염소 이온 포집 기능을 갖는 친환경 제설제용 다공성 구조체 공극의 평균 직경이 10 내지 15㎛(마이크로미터)일 수 있다.In the present invention, in the case of using the porous powder having an average diameter of 20 to 25 μm (micrometer) of pores as described above, the average diameter of the pores of the porous structure for an eco-friendly snow removal agent having an optimal chlorine ion trapping function is 10 to 15 μm (micrometers).
상기 침지 시간은 상술한 범위 내로 수행함으로써, 최적의 염소 이온 포집 성능을 갖게 할 수 있으며, 상기 시간보다 길게 침지하는 경우, 표면 개질된 공극의 표면적이 저하되어 염소 이온 포집 성능이 저하되고, 상기 시간보다 짧은 시간 침지하는 경우, 염소 이온 포집 성능이 장기간 유지되지 못하고, 시간 경과에 따라 염소 이온의 방출량이 증가하여, 장기 포집 성능이 저하되는 문제가 있다.The immersion time can be performed within the above-described range, thereby having an optimal chlorine ion trapping performance, and when immersed for a longer time than the above time, the surface area of the surface-modified pores is lowered, and the chlorine ion trapping performance is lowered, the time In the case of immersion for a shorter time, there is a problem that the chlorine ion trapping performance cannot be maintained for a long period of time, the amount of chlorine ions emitted increases with the lapse of time, and the long-term trapping performance deteriorates.
한편, 상기 (c) 단계는, 상기 다공성 분체의 표면 일부에 밀집된 혼합물을 분산시켜, 향후 친환경 제설제용 조성물 내에서 염소 이온과 공극 표면이 접촉할 수 있는 면적을 넓히기 위한 과정이다.On the other hand, step (c) is a process for dispersing the dense mixture on a part of the surface of the porous powder to increase the area where chlorine ions and the pore surface can contact in the future eco-friendly snow remover composition.
이 과정을 거쳐, 표면 개질 효과는 더욱 향상되고, 초음파 처리를 거치지 않은 경우 보다 염소 이온 포집 성능이 향상된 효과를 갖는다.Through this process, the surface modification effect is further improved, and the chlorine ion trapping performance is improved compared to the case where the ultrasonic treatment is not performed.
이 단계를 거친 후에는, 상기 단계를 모두 거친 다공성 분체, 즉, 상기 (c) 단계를 거친 다공성 분체를 필터링하여 고형성분만을 분리하여 이를 진공챔버 내에서 건조시키는 과정을 거쳐, 표면 개질된 공극의 표면이 안정적으로 유지될 수 있도록 한다.After this step, the porous powder that has gone through all the above steps, that is, the porous powder that has gone through the step (c) is filtered to separate only the solid form and dried in a vacuum chamber, and the surface-modified pores to ensure that the surface of the
상기 필터링 과정은 여과지, 여과필터 등의 도구를 이용한 어떠한 방법이든, 액체를 제거하고 고형 성분만을 취할 수 있는 방법이면 제한되지 않고 사용이 가능하다.The filtering process is not limited and can be used as long as it is a method that can remove the liquid and take only the solid component, any method using a tool such as filter paper or a filter filter.
4) 기타4) Other
본 발명에 따른 친환경 제설제 조성물은 필요에 따라, 제설제 기능 및 염소 이온 포집 기능을 저하시키지 않는 범위 내에서 해당 기술분야에서 제설제에 첨가되는 다양한 첨가물을 더 포함할 수 있다.The eco-friendly snow remover composition according to the present invention may further include various additives added to the snow remover in the art within the range that does not reduce the snow remover function and the chlorine ion trapping function, if necessary.
소포제, 분산제, 부식보조제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있으나, 친환경 제설제 조성물의 목적에 맞게 토양, 수질 오염을 유발하지 않는 물질을 사용하는 것이 바람직하다.Additives such as antifoaming agents, dispersing agents, and corrosion aids may be further included, but it is preferable to use a material that does not cause soil and water pollution according to the purpose of the eco-friendly snow remover composition.
본 발명에 있어서, 상기 친환경 제설제 조성물은 조성물 전체 중량을 기준으로 PEG(폴리에틸렌글리콜) 1 내지 3 중량%를 더 포함할 수 있으며, 바람직하게는, 상기 PEG는 분자량이 10, 000 내지 12,000 g/mol인 것을 사용할 수 있다.In the present invention, the eco-friendly snow remover composition may further include 1 to 3% by weight of PEG (polyethylene glycol) based on the total weight of the composition, and preferably, the PEG has a molecular weight of 10,000 to 12,000 g/ mol can be used.
상기 PEG를 더 포함함으로써, 염화 칼슘의 발열반응이 촉진되어 융빙 기능이 보다 활성화되는 효과를 갖는다.By further including the PEG, the exothermic reaction of calcium chloride is accelerated and the melting function is more activated.
5) 친환경 제설제 조성물의 제조방법5) Manufacturing method of eco-friendly snow remover composition
상술한 친환경 제설제용 다공성 구조체를 포함하는, 본 발명에 따른 친환경 제설제 조성물의 제조방법은, 상술한 친환경 제설제용 다공성 구조체를 제조하는 단계에 이어서, The manufacturing method of the eco-friendly snow remover composition according to the present invention, including the above-described porous structure for the eco-friendly snow remover, is followed by the step of manufacturing the above-described porous structure for the eco-friendly snow remover,
(ㄱ) 염화 칼슘(Calcium Chloride, CaCl2) 55 내지 65 중량%, 염화 나트륨(Sodium Chloride, NaCl) 24 내지 34 중량%, 부식방지제 1 내지 12 중량% 및 상기 (c) 단계에서 제조된 친환경 제설제용 다공성 구조체 1 내지 5 중량%를 각각 제조 용량에 맞게 계량하여 준비하는 단계;(a) Calcium Chloride (CaCl 2 ) 55 to 65% by weight, sodium chloride (Sodium Chloride, NaCl) 24 to 34% by weight, 1 to 12% by weight of a corrosion inhibitor and an environmentally friendly snow removal prepared in step (c) Preparing 1 to 5% by weight of the porous structure for preparation by weighing each according to the production capacity;
(ㄴ) 준비된 염화 칼슘 총량의 1/2을 오븐에 넣고 50 내지 60℃의 온도로 10분간 가열한 후, 80℃까지 5℃/분의 속도로 승온시키는 단계;(b) placing 1/2 of the total amount of calcium chloride prepared in an oven and heating at a temperature of 50 to 60° C. for 10 minutes, followed by heating at a rate of 5° C./min to 80° C.;
(ㄷ) 상기 (ㄴ) 단계를 거친 염화 칼슘과 잔량의 염화 칼슘을 반바리 믹서에 넣고 10분간 혼합하는 단계;(c) mixing the calcium chloride and the remaining amount of calcium chloride in a Banbari mixer for 10 minutes;
(ㄹ) 상기 (ㄷ) 단계를 거친 믹서에 준비된 염화 나트륨을 넣고 10분간 혼합하는 단계;(d) adding the prepared sodium chloride to the mixer that has undergone step (c) and mixing for 10 minutes;
(ㅁ) 준비된 부식방지제와 상기 친환경 제설제용 다공성 구조체를 반바리 믹서에 넣고 혼합하는 단계; 및(ㅁ) mixing the prepared corrosion inhibitor and the porous structure for the eco-friendly snow remover into a Banbari mixer; and
(ㅂ) 상기 (ㄹ) 단계의 혼합물을 상기 (ㅁ) 단계의 반바리 믹서에 첨가하고 30분간 혼합하는 단계;(f) adding the mixture of step (d) to the Banbari mixer of step (ㅁ) and mixing for 30 minutes;
를 더 포함한다.further includes
구체적으로, 상기 (ㄱ) 단계는 각 성분을 계량하여 준비하는 단계로서, 최종 단계에서 제조되는 친환경 제설제 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 준비한다. 각 구성성분에 관한 내용은 상술한 설명을 참고할 수 있다.Specifically, step (a) is a step of preparing by measuring each component, and is prepared based on the total weight of the eco-friendly snow remover composition prepared in the final step. For information on each component, reference may be made to the above description.
계량 후에는 가장 먼저, 준비된 염화 칼슘의 총 중량의 1/2에 해당되는 양을 먼저 취하여 오븐에 넣고 가열하고, 이어서, 80℃까지 서서히 일정한 속도로 승온시킨다. 이 때, 일정한 온도로 승온하지 않으면 염화 칼슘의 결정의 형태가 균일하지 않아 다른 구성성분과 혼합 시 균일하게 혼합되지 않는 문제가 있고, 최종적으로 완성된 친환경 제설제 조성물의 성능이 균일하게 발현되지 못하게 하는 문제가 있다.After weighing, first, an amount corresponding to 1/2 of the total weight of the prepared calcium chloride is first taken, put in an oven, and heated, and then the temperature is gradually raised to 80° C. at a constant rate. At this time, if the temperature is not raised to a certain temperature, the crystal form of calcium chloride is not uniform, so there is a problem that it is not uniformly mixed when mixed with other components. there is a problem with
적어도 총 중량의 1/2은 균일한 형태의 입자로 얻어 혼합함으로써, 조성물 전체에서 균일한 성능을 가질 수 있다.At least 1/2 of the total weight may be obtained and mixed as particles having a uniform shape, thereby having uniform performance throughout the composition.
이후에는 잔량의 염화 칼슘과 함께 반바리 믹서에 넣고 충분히 혼합하는 과정을 거친다. 이 과정을 통해, 형태가 균일한 염화 칼슘과 아무런 처리도 하지 않은 염화 칼슘이 균일하게 혼합된 염화 칼슘을 얻을 수 있다.After that, put it in a Banbari mixer together with the remaining amount of calcium chloride and mix thoroughly. Through this process, it is possible to obtain calcium chloride in which calcium chloride with a uniform shape and calcium chloride without any treatment are uniformly mixed.
상기 염화 칼슘을 혼합한 반바리 믹서에 준비된 염화 나트륨을 넣고 혼합하는 단계를 거쳐 균일하게 혼합된 혼합물을 얻는다.A uniformly mixed mixture is obtained through a step of mixing prepared sodium chloride into a Banbari mixer in which the calcium chloride is mixed.
이와 별도로, 준비된 부식방지제와 먼저 제조된 친환경 제설제용 다공성 구조체를 또 다른 반바리 믹서에 넣고 혼합한다.Separately, the prepared corrosion inhibitor and the previously prepared porous structure for the eco-friendly snow remover are put in another Banbari mixer and mixed.
상기 염화 칼슘과 염화 나트륨의 혼합물과는 별도로 혼합함으로써 공기 중의 수분과 만나 반응하여 형성되는 미량의 염소 이온을 상기 친환경 제설제용 다공성 구조체가 포집하는 것을 방지하여 염소 이온 포집 성능이 저하되는 것을 방지한다. By mixing separately from the mixture of calcium chloride and sodium chloride, it prevents the porous structure for the eco-friendly snow removal agent from collecting a trace amount of chlorine ions formed by meeting and reacting with moisture in the air, thereby preventing deterioration of the chlorine ion trapping performance.
특히, 이 과정에서, 상기 부식방지제와 상기 친환경 제설제용 다공성 구조체는 20℃의 온도에서 30분간 혼합한다.In particular, in this process, the corrosion inhibitor and the porous structure for the eco-friendly snow remover are mixed at a temperature of 20 ℃ for 30 minutes.
상기 온도보다 높은 온도에서 수행되는 경우, 부식방지제가 상기 친환경 제설제용 다공성 구조체의 공극에 유입되어 공극을 막게 되는 문제가 있을 수 있고, 상기 시간보다 오랜 시간 혼합하는 경우, 상기 친환경 제설제용 다공성 구조체의 개질된 표면이 손상될 수 있는 문제가 있다.When it is carried out at a temperature higher than the above temperature, there may be a problem that the corrosion inhibitor flows into the pores of the porous structure for the eco-friendly snow remover and blocks the pores, and when mixed for a longer time than the above time, the eco-friendly snow removal porous structure of the There is a problem that the modified surface may be damaged.
마지막으로, 각각의 반바리 믹서에서 혼합된 혼합물을 혼합하는 과정을 거쳐 친환경 제설제 조성물을 제조한다.Finally, an eco-friendly snow remover composition is prepared through the process of mixing the mixed mixture in each Banbari mixer.
본 발명에 따른 친환경 제설제 조성물은 고상이나 액상, 어떠한 형태로 사용되어도 무방하나, 바람직하게는 고상 제설제로 사용됨으로써, 염화물계 제설제의 융빙 성능이 발휘됨에 따라 방출되는 염소 이온이 점차 다공성 구조체 내의 공극으로 포집될 수 있게 할 수 있다.The eco-friendly snow remover composition according to the present invention may be used in a solid or liquid form, but is preferably used as a solid snow remover, so that chlorine ions emitted as the ice melting performance of the chloride-based snow remover is exhibited are gradually released within the porous structure. It can be allowed to be trapped in the pores.
이하, 본 발명의 실시예를 기초로 보다 상세히 설명하나 이는 본 발명의 이해를 위한 하나의 예시적인 기재에 불과한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음의 실시예로 한정되거나 제한되지 아니한다.Hereinafter, it will be described in more detail based on the embodiments of the present invention, but these are merely exemplary descriptions for the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited or limited to the following examples.
[제조예][Production Example]
1) 실시예 11) Example 1
평균 직경 120㎛(마이크로미터)인 다공성 분체(이산화티탄, 공극 평균 직경 22 내지 25 ㎛, 아래 실험 (1) 참조)를 3차 증류수에 25분간 침지한 후, 20 내지 30℃의 온도에서 자연 건조하였다. After immersing a porous powder with an average diameter of 120 μm (micrometer) (titanium dioxide, an average pore diameter of 22 to 25 μm, see Experiment (1) below) in tertiary distilled water for 25 minutes, air drying at a temperature of 20 to 30° C. did
그 다음, 3차 증류수: NaOH: GTMAC(Glycidyltrimethylammonium Chloride)의 중량 비율이 1: 0.02:0.5인 혼합물에 15분간 침지시켰다. 이어서 초음파 장치(UP50H/50W, 30kHz)를 이용하여 2분간 초음파 처리하고, 이를 분별깔때기를 이용하여 고형 성분만을 분리하여 진공 챔버에 넣고 건조시켜서 친환경 제설제용 다공성 구조체를 제조하였다.Then, tertiary distilled water: NaOH: GTMAC (Glycidyltrimethylammonium Chloride) in a weight ratio of 1: 0.02: 0.5 was immersed in a mixture of 0.5 minutes. Then, ultrasonic treatment was performed for 2 minutes using an ultrasonic device (UP50H/50W, 30kHz), and only the solid component was separated using a separatory funnel, placed in a vacuum chamber, and dried to prepare a porous structure for an eco-friendly snow remover.
염화 칼슘 30g*2, 염화 나트륨 30g, 부식방지제(글루콘산나트륨) 10g 및 앞서 미리 제조된 친환경 제설제용 다공성 구조체 3g를 계량하여 준비한다.Calcium chloride 30g*2, sodium chloride 30g, corrosion inhibitor (sodium gluconate) 10g, and 3g of the previously prepared eco-friendly snow removal porous structure for the snow remover are weighed and prepared.
염화 칼슘 30g을 오븐에 넣고 60℃의 온도로 10분간 가열한 후, 80℃까지 5℃/분의 속도로 승온시켰다. 이 상태에서 따로 계량된 염화 칼슘 30g을 함께 반바리 믹서에 넣고 10분간 혼합하였다. 30 g of calcium chloride was placed in an oven and heated at a temperature of 60° C. for 10 minutes, and then the temperature was raised to 80° C. at a rate of 5° C./min. In this state, 30 g of calcium chloride weighed separately was put together in a Banbari mixer and mixed for 10 minutes.
이와는 별도로, 상기 계량된 염화 나트륨은 먼저 65℃의 오븐에서 15분간 건조 처리하는 단계를 수행하고, 건조된 상태에서 염화 칼슘을 혼합한 반바리 믹서에 첨가하여 10분을 추가 혼합한다.Separately, the measured sodium chloride is first dried in an oven at 65° C. for 15 minutes, and in a dried state, calcium chloride is added to the Banbari mixer and mixed for additional 10 minutes.
또 다른 반바리 믹서를 준비하고, 여기에 부식방지제 10g 및 앞서 미리 제조된 친환경 제설제용 다공성 구조체 3g를 넣고 20℃의 온도를 유지하며 30분간 혼합하였다.Another Banbari mixer was prepared, and 10 g of a corrosion inhibitor and 3 g of the previously prepared porous structure for an eco-friendly snow remover were added thereto, and the mixture was mixed for 30 minutes while maintaining a temperature of 20 °C.
최종적으로, 각각의 반바리 믹서에 혼합된 혼합물을 하나의 반바리 믹서에 모아 넣고 30분간 추가 혼합하여 고상의 친환경 제설제 조성물을 제조하였다.Finally, the mixture mixed in each Banbari mixer was collected in one Banbari mixer and further mixed for 30 minutes to prepare a solid eco-friendly snow remover composition.
2) 실시예 22) Example 2
상기 친환경 제설제용 다공성 구조체를 제조하는 과정에서 다공성 분체를 3차 증류수에 10분간 침지한 후, 20 내지 30℃의 온도에서 자연 건조한 다음, 이어서 5분 동안 동결 건조시키는 과정을 더 수행한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.In the process of manufacturing the porous structure for the eco-friendly snow remover, the porous powder was immersed in tertiary distilled water for 10 minutes, then naturally dried at a temperature of 20 to 30 ° C., and then freeze-drying for 5 minutes was further performed except that was prepared in the same manner as in Example 1.
3) 실시예 33) Example 3
상기 실시예 1의 제조방법에서, 반바리 믹서로 최종 혼합하는 과정에서 11,000~12,000 g/mol의 분자량을 갖는 PEG를 함께 넣고 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.In the preparation method of Example 1, it was prepared in the same manner as in Example 1, except that PEG having a molecular weight of 11,000 to 12,000 g/mol was added and mixed together in the process of final mixing with a Banbari mixer.
4) 비교예 1 4) Comparative Example 1
시중에 판매 중인 제설용 염화 칼슘(염화 칼슘 함량 74% 이상)을 준비하였다.Calcium chloride (calcium chloride content of 74% or more) for snow removal commercially available was prepared.
5) 비교예 25) Comparative Example 2
상기 실시예 1에서, 다공성 분체의 평균 직경이 500㎛인 것을 제외하고는, 동일한 방법으로 제조하였다.In Example 1, except that the average diameter of the porous powder was 500㎛, it was prepared in the same manner.
6) 비교예 36) Comparative Example 3
상기 실시예 1에서 다공성 분체를 3차 증류수에 침지한 후 자연건조 하는 과정을 수행하는 대신, 65℃의 오븐에서 15분간 건조 처리하는 과정을 수행한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다.In Example 1, the porous powder was immersed in tertiary distilled water and then dried in an oven at 65° C. for 15 minutes instead of performing a natural drying process, except that it was prepared in the same manner.
7) 비교예 47) Comparative Example 4
상기 실시예 1에서 3차 증류수에 침지한 후 자연건조된 다공성 분체를 3차 증류수: NaOH: GTMAC의 중량 비율이 1: 0.02:0.1인 혼합물에 침지한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다.A porous powder naturally dried after immersion in tertiary distilled water in Example 1 was prepared in the same manner except that it was immersed in a mixture in which the weight ratio of tertiary distilled water: NaOH: GTMAC was 1: 0.02: 0.1.
8) 비교예 58) Comparative Example 5
상기 비교예 4에서 3차 증류수: NaOH: GTMAC의 중량 비율이 1: 0.02:2인 혼합물에 침지한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Comparative Example 4, except that it was immersed in a mixture of tertiary distilled water: NaOH: GTMAC in a weight ratio of 1: 0.02: 2.
9) 비교예 69) Comparative Example 6
상기 실시예 1에서 혼합물에 침지한 다공성 분체를 초음파 처리없이 고형 성분만 분리하여 진공 챔버 내에서 건조시킨 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다.The porous powder immersed in the mixture in Example 1 was prepared in the same manner except that only solid components were separated without ultrasonication and dried in a vacuum chamber.
10) 비교예 710) Comparative Example 7
상기 실시예 1에서, 30g의 염화 칼슘을 먼저 가열하는 과정을 거치지 않고, 60g의 염화 칼슘을 한번에 반바리 믹서에 넣고 10분간 혼합한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다.In Example 1, 30 g of calcium chloride was not heated first, and 60 g of calcium chloride was put into a Banbari mixer at a time and mixed for 10 minutes, except that it was prepared in the same manner.
11) 비교예 811) Comparative Example 8
상기 실시예 1에서, 60℃의 온도로 10분간 가열한 30g의 염화 칼슘을 순차 승온 과정없이 즉시 온도를 80℃로 변경하여 제조한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다.In Example 1, 30 g of calcium chloride heated to a temperature of 60° C. for 10 minutes was prepared in the same manner except that the temperature was changed to 80° C. immediately without a sequential temperature increase process.
12) 비교예 912) Comparative Example 9
상기 실시예 1에서, 염화 나트륨을 건조 처리하는 과정을 거치지 않고 염화 칼슘과 혼합한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 1, except that sodium chloride was mixed with calcium chloride without drying.
13) 비교예 10 13) Comparative Example 10
상기 실시예 1에서, 염화 칼슘와 염화 나트륨이 혼합된 반바리 믹서에 친환경 제설제용 다공성 구조체와 부식방지제를 동시에 투입하고 혼합한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다.In Example 1, it was prepared in the same manner except that the porous structure for the eco-friendly snow remover and the corrosion inhibitor were simultaneously added and mixed in a Banbari mixer in which calcium chloride and sodium chloride were mixed.
[실험방법][Test method]
상기 실시예와 비교예에 따라 제조된 친환경 제설제 조성물에 대해 다음과 같은 실험을 진행하고 그 결과를 나타냈다.The following experiments were performed on the eco-friendly snow remover composition prepared according to the Examples and Comparative Examples, and the results were shown.
(1) 친환경 제설제용 다공성 구조체의 공극 직경 측정(1) Measurement of pore diameter of porous structure for eco-friendly snow remover
실시예 1과 비교예 4 및 비교예 5에서 제조된 친환경 제설제용 다공성 구조체에 대하여 SEM 현미경을 이용하여 공극의 직경을 측정하였다.For the porous structures for eco-friendly snow removers prepared in Example 1 and Comparative Examples 4 and 5, the diameter of the pores was measured using an SEM microscope.
이 때, 반응 전의 다공성 분체, 즉, 이산화티탄의 공극의 평균 직경은 22 내지 25 ㎛로 측정되었다.At this time, the average diameter of the pores of the porous powder before the reaction, that is, titanium dioxide was measured to be 22 to 25 ㎛.
실시예 1의 경우, 공극의 평균 직경이 10㎛인 것으로 확인되었고, 비교예 4의 경우에는 20㎛, 비교예 5의 경우, 7㎛인 것으로 확인되었다.In the case of Example 1, it was confirmed that the average diameter of the pores was 10 μm, in the case of Comparative Example 4, 20 μm, in the case of Comparative Example 5, it was confirmed to be 7 μm.
특히, 비교예 4의 경우, 아무런 처리하지 않은 이산화티탄의 공극과 비슷한 수준을 갖는 것으로 측정되었는 바, 공극의 표면이 개질된 효과는 미미한 것으로 판단된다.In particular, in the case of Comparative Example 4, it was measured to have a level similar to that of the untreated titanium dioxide, and it is determined that the effect of modifying the surface of the pores is insignificant.
(2) 친환경 제설제용 다공성 구조체의 HLB 계산(2) HLB calculation of porous structure for eco-friendly snow remover
실시예 1과 비교예 3에서 제조된 친환경 제설제용 다공성 구조체에 대하여 HLB 계산하였다.HLB was calculated for the porous structure for the eco-friendly snow remover prepared in Example 1 and Comparative Example 3.
비이온계 유화제의 친수성기(PEG, Polyetheylene glycol)의 분자 무게 비율(%)를 5로 나눈 값으로 HLB값은 친유성이 가장 큰 1부터 친수성이 가장 큰 20사이에 위치하는데, 상기 친환경 제설제용 다공성 구조체를 물에 녹여, 폴리소르베이트 85(HLB=11)와 폴리소르베이트 20(HLB=16)을 각각 동일한 조건에서 녹인 후에 비교하여 그 값을 결정하였다.It is a value obtained by dividing the molecular weight ratio (%) of the hydrophilic group (PEG, Polyetheylene glycol) of the nonionic emulsifier by 5, and the HLB value is located between 1 having the highest lipophilicity and 20 having the highest hydrophilicity. The structure was dissolved in water, and polysorbate 85 (HLB=11) and polysorbate 20 (HLB=16) were respectively dissolved under the same conditions and then compared to determine the value.
폴리소르베이트 85가 분산된 분산액보다 투명하고, 폴리소르베이트 20가 분산된 분산액보다는 불투명한 경우에 HLB 값이 11과 16 사이의 값을 갖는 것으로 평가한다.When polysorbate 85 is more transparent than the dispersed dispersion and
실시예 1의 경우, 11과 15 사이의 값을 갖는 것으로 평가된 반면, 비교예 3의 경우, 물에 분산되지 않고 뭉쳐지는 문제가 있었다.In the case of Example 1, while it was evaluated to have a value between 11 and 15, in the case of Comparative Example 3, there was a problem of agglomeration without being dispersed in water.
아래 염소 이온 포집량 평가에서 확인할 수 있는 바와 같이, 이로 인하여, 염소 이온 포집 기능이 현저히 떨어짐을 확인하였다.As can be seen in the evaluation of the amount of chlorine ion capture below, it was confirmed that, due to this, the chlorine ion trapping function was significantly lowered.
(3) 염소 이온 포집량(3) Chloride ion capture amount
실시예와 비교예의 제설제를 동일한 양의 물에 넣은 후, 60분, 240분, 1일 경과 후의 염소 이온량을 측정하고, 60분 경과 후의 염소 이온량 대비 240분 경과 후의 염소 이온량과 1일 경과 후의 염소 이온량을 각각 대비하여 감소된 염소 이온량을 염소 이온 포집량으로 계산하였다.After putting the deicing agent of Examples and Comparative Examples into the same amount of water, the amount of chlorine ions after 60 minutes, 240 minutes, and 1 day was measured, compared to the amount of chlorine ions after 60 minutes, the amount of chlorine ions after 240 minutes and after 1 day The amount of chlorine ions reduced by comparing the amount of chlorine ions was calculated as the amount of chlorine ions captured.
(4) 장기 포집 성능(4) long-term collection performance
상기 (3) 단계를 거친 잔여물을 취하여, 20℃의 온도로 유지된 챔버 내에 넣고 14일 경과 후의 염소 이온량의 변화를 측정하였다.The residue after step (3) was taken, placed in a chamber maintained at a temperature of 20°C, and the change in the amount of chlorine ions after 14 days had elapsed was measured.
상기 (3)에서 마지막으로 측정된 염소 이온량 대비 수용액 내의 염소 이온량이 10% 미만 증가되면 -으로 표시하고, 10% 이상 증가되면 +, 20% 이상 증가되면 ++로 표시하고, 30% 이상 증가된 경우에는 X로 표시한다.When the amount of chlorine ions in the aqueous solution increases by less than 10% compared to the amount of chlorine ions measured last in (3), it is indicated as -, when it increases by more than 10%, it is indicated as +, when it increases by more than 20%, it is indicated as ++, and when the amount of chlorine ions in the aqueous solution increases by more than 30% cases are marked with an X.
(5) 융빙 성능 시험(5) Ice melting performance test
환경부 시험기준인 의 EM502-3;2014의 "Performance Assesment on Deicing Chemicals - Test Method of Ice Melting"에 의거하여 얼음 용융 시험을 진행하였다.The ice melting test was conducted in accordance with the "Performance Assesment on Deicing Chemicals - Test Method of Ice Melting" of EM502-3; 2014, the test standard of the Ministry of Environment.
시험에 사용할 제설제를 10±0.05g을 정량하여 시료병에 넣은 후 시험 온도와 평형이 되도록 시험 1~2시간 전에 항온실에 놓아둔다. 시험용 얼음은 두께를 기준으로 하고 시험용 제설제 살포 후 10분이 경과하면 즉시 시험용 접시를 기울여 융빙 용액을 주사기를 이용하여 수집한다. After weighing 10±0.05 g of the deicing agent to be used for the test, put it in a sample bottle and place it in a constant temperature room for 1 to 2 hours before the test to equilibrate with the test temperature. The test ice is based on the thickness, and when 10 minutes have elapsed after spraying the test snow remover, immediately tilt the test dish and collect the melted ice solution using a syringe.
융빙 용액이 더 이상 흡입되지 않을 때까지 수집하되 1.5분을 초과하지 않도록 한다. 일정 시간이 경과할 때마다 얼음이 녹은 양을 측정한 후 용융액을 다시 얼음 표면에 부어 시간 경과에 따른 각 융빙제의 누적된 용융량을 측정한다. 융빙량 측정 시간 간격은 10, 30, 60분이며, 시험온도는 -5℃, -12 ℃로 하였다.Collect until the melted ice solution is no longer aspirated, but no more than 1.5 minutes. After measuring the amount of ice melted after a certain amount of time has elapsed, the melt is poured back onto the ice surface to measure the accumulated amount of melting of each ice melt over time. The time intervals for measuring the amount of ice melt were 10, 30, and 60 minutes, and the test temperatures were -5°C and -12°C.
(6) 유해물질량(6) Amount of hazardous substances
KS M 0010(화학제품의 수분 측정 방법), KS M 0016(원자 흡광 분석 방법), KS M 0032(고주파 유도 결합 플라즈마 방출 분광 분석), ICP-MS(유도 결합 플라즈마 질량 분석법)을 이용하여 실시예와 비교예에 함유된 비소, 납, 카드뮴, 수은의 함량을 구하고, 환경부의 환경인증을 기준으로 비소 함량 2.5 mg/kg 이하, 납(Pb) 5 mg/kg 이하, 카드뮴 0.05 mg/kg 이하, 수은 0.05 mg/kg 이하를 만족하는 경우에만 O로 표기하고, 불만족하는 경우에는, X로 표기한다.Examples using KS M 0010 (method for measuring moisture in chemical products), KS M 0016 (atomic absorption analysis method), KS M 0032 (high frequency inductively coupled plasma emission spectroscopy), and ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometry) Calculate the content of arsenic, lead, cadmium, and mercury contained in and Comparative Example, and based on the environmental certification of the Ministry of Environment, arsenic content of 2.5 mg/kg or less, lead (Pb) 5 mg/kg or less, cadmium 0.05 mg/kg or less, If it satisfies 0.05 mg/kg or less of mercury, mark it as O, and if it is unsatisfactory, mark it as X.
M(mol/L)/kg
(240분)Chloride ion capture amount
M(mol/L)/kg
(240 minutes)
(1일)Chlorine ion capture M(mol/L)/kg
(1 day)
-5℃ice melting performance,
-5
-12℃ice melting performance,
-12
(융빙성능: 시약용 소금 대비 융빙 성능 백분율 평가(%))(Ice melting performance: Evaluation of the percentage of ice melting performance compared to reagent salt (%))
상기 표 1을 참고하면, 표면 개질된 공극의 표면적이 감소하게 되는 비교예 2의 경우, 실시예 1 내지 3과 대비하여 염소 이온 포집량이 적은 것으로 나타났다. 장기 포집 성능 또한, 초기와 비교하여 큰 차이가 없는 것으로 확인되었다.Referring to Table 1, in the case of Comparative Example 2, in which the surface area of the surface-modified pores is decreased, the amount of chlorine ions captured is small compared to Examples 1 to 3. It was also confirmed that there was no significant difference in the long-term collection performance compared to the initial period.
한편, 비교예 1은 1일 경과 후에 염소 이온의 방출량이 최대로 증가하고, 장시간 경과 후에는 크게 이온량에 변화가 없는 것으로 확인되었다. 이는 본 발명에 따른 실시예, 비교예들에서 친환경 제설제용 다공성 구조체가 표면 개질된 상태로 염소 이온을 포집하는 경우와는 대비되는 결과이다.On the other hand, in Comparative Example 1, it was confirmed that the amount of chlorine ions was maximally increased after one day, and there was no significant change in the amount of ions after a long period of time. This is a result in contrast to the case where the porous structure for an eco-friendly snow remover collects chlorine ions in a surface-modified state in Examples and Comparative Examples according to the present invention.
비교예 3은 HLB 값이 낮아 눈이 녹은 용융액 내에서의 분산성이 떨어지고 이로 인하여, 염소 이온 포집 성능, 장기 이온 포집 성능이 떨어지며, 분산성 저하로 인하여 제설제의 기능이 오히려 저하되는 문제를 유발하게 되어, 융빙성능 또한 저감됨을 확인할 수 있다.Comparative Example 3 had a low HLB value, so the dispersibility in the melted snow was lowered, and as a result, the chlorine ion trapping performance and long-term ion trapping performance fell, and the function of the snow removal agent was rather deteriorated due to the lowering of the dispersibility. As a result, it can be confirmed that the ice melting performance is also reduced.
비교예 4와 비교예 5의 경우, 상기 (1)에서 확인한 바와 같이, 공극의 평균 직경이 너무 크거나 작아져, 염소 이온 포집 성능이 크게 떨어지는 문제가 있었다.In the case of Comparative Example 4 and Comparative Example 5, as confirmed in (1) above, the average diameter of the pores was too large or small, there was a problem that the chlorine ion trapping performance was greatly deteriorated.
비교예 6의 경우, 공극의 표면 개질 효과가 떨어지고, 염소 이온 포집 성능이 떨어지며 장기 포집 성능 또한 낮은 문제가 있었다.In the case of Comparative Example 6, there was a problem that the surface modification effect of the pores was poor, the chlorine ion trapping performance was poor, and the long-term trapping performance was also low.
한편, 비교예 7과 8의 경우, 염화 칼슘의 형태가 일정하지 않게 되어 조성물 내에서의 염화 칼슘의 분산성 저하로 인하여, 융빈 성능이 다소 떨어지는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, in the case of Comparative Examples 7 and 8, it can be seen that the form of calcium chloride is not constant and, due to a decrease in the dispersibility of calcium chloride in the composition, the Jungbin performance is somewhat deteriorated.
비교예 9의 경우, 비소, 수은 등의 중금속 유해물질량이 기준 수치보다 과다하게 확인되어, 토양, 수질의 유해물질 오염 우려가 있는 것으로 확인되었다.In the case of Comparative Example 9, the amount of heavy metal harmful substances such as arsenic and mercury was confirmed to be excessive than the reference value, and it was confirmed that there is a risk of contamination of harmful substances in soil and water.
비교예 10의 경우, 초기 이온 포집 성능이 저하됨을 확인할 수 있었는 바, 실제 제설제로 사용하는 경우에는, 별도로 수집된 눈에 사용되는 것이 아니므로, 초기의 염소 이온 방출로 인한 기존 염화물계 제설제의 부식, 환경 오염을 충분히 방지할 수 없게 되는 문제점이 발생될 수 있음을 확인하였다.In the case of Comparative Example 10, it was confirmed that the initial ion trapping performance was lowered. When it is used as an actual snow removal agent, it is not used for separately collected snow. It was confirmed that corrosion and environmental pollution could not be sufficiently prevented.
Claims (13)
상기 친환경 제설제용 다공성 구조체는,
100 내지 200 ㎛(마이크로미터)의 평균 입경을 가지며,
10 내지 15 ㎛(마이크로미터)의 평균 직경을 갖는 다수의 공극(pore)을 포함하고,
상기 다수의 공극 내 표면을 GTMAC(Glycidyltrimethylammonium Chloride)와 반응시킨 것인 친환경 제설제 조성물.
Calcium chloride (Calcium Chloride, CaCl 2 ) 55 to 65% by weight, sodium chloride (Sodium Chloride, NaCl) 24 to 34% by weight, corrosion inhibitor 1 to 12% by weight and eco-friendly snow removal porous structure for 1 to 5% by weight, and ,
The porous structure for the eco-friendly snow remover,
It has an average particle diameter of 100 to 200 μm (micrometer),
comprising a plurality of pores having an average diameter of 10 to 15 μm (micrometers),
An eco-friendly snow removal composition in which the surfaces in the plurality of pores are reacted with Glycidyltrimethylammonium Chloride (GTMAC).
상기 친환경 제설제용 다공성 구조체는 5 내지 10 M(mol/L)/kg의 염소 이온 포집 성능을 갖는 친환경 제설제 조성물.
According to claim 1,
The porous structure for the eco-friendly snow remover is an eco-friendly snow remover composition having a chlorine ion trapping performance of 5 to 10 M (mol / L) / kg.
상기 다공성 구조체는 이산화티탄, 벤토나이트, 실리카, PMMA(폴리메틸메타크릴레이트)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것인 친환경 제설제 조성물.
According to claim 1,
The porous structure is an eco-friendly snow removal composition comprising at least one selected from the group consisting of titanium dioxide, bentonite, silica, and PMMA (polymethyl methacrylate).
상기 친환경 제설제용 다공성 구조체는 HLB(Hydrophile-Lipophile Balance)가 11 내지 16인 친환경 제설제 조성물.
According to claim 1,
The porous structure for the eco-friendly snow remover is an eco-friendly snow remover composition having a Hydrophile-Lipophile Balance (HLB) of 11 to 16.
상기 친환경 제설제 조성물은 PEG(폴리에틸렌글리콜) 1 내지 3 중량%를 더 포함하고,
상기 PEG는 분자량이 10, 000 내지 12,000 g/mol인 친환경 제설제 조성물.
According to claim 1,
The eco-friendly snow removal composition further comprises 1 to 3% by weight of PEG (polyethylene glycol),
The PEG is an eco-friendly snow removal composition having a molecular weight of 10,000 to 12,000 g/mol.
상기 부식방지제는 옥살산칼슘, 구연산나트륨 및 글루콘산나트륨으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 친환경 제설제 조성물.
The method of claim 1,
The corrosion inhibitor is an eco-friendly snow removal composition comprising at least one selected from the group consisting of calcium oxalate, sodium citrate and sodium gluconate.
(a) 다공성 분체를 3차 증류수에 10 내지 30분간 침지한 후, 20 내지 30℃의 온도에서 자연 건조하는 단계;
(b) 상기 (a) 단계를 거친 다공성 분체를 3차 증류수: NaOH: GTMAC의 중량 비율이 1: 0.01~0.05:0.5~1인 혼합물에 10 내지 15분간 침지하는 단계; 및
(c) 상기 (b) 단계를 거친 다공성 분체를 혼합물에 침지한 상태에서 1 내지 3분간 초음파 처리하여 친환경 제설제용 다공성 구조체를 제조하는 단계;
를 포함하고,
상기 다공성 분체는 이산화티탄, 벤토나이트, 실리카, PMMA(폴리메틸메타크릴레이트)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하며,
(ㄱ) 염화 칼슘(Calcium Chloride, CaCl2) 55 내지 65 중량%, 염화 나트륨(Sodium Chloride, NaCl) 24 내지 34 중량%, 부식방지제 1 내지 12 중량% 및 상기 (c) 단계에서 제조된 친환경 제설제용 다공성 구조체 1 내지 5 중량%를 각각 제조 용량에 맞게 계량하여 준비하는 단계;
(ㄴ) 준비된 염화 칼슘 총량의 1/2을 오븐에 넣고 50 내지 60℃의 온도로 10분간 가열한 후, 80℃까지 5℃/분의 속도로 승온시키는 단계;
(ㄷ) 상기 (ㄴ) 단계를 거친 염화 칼슘과 잔량의 염화 칼슘을 반바리 믹서에 넣고 10분간 혼합하는 단계;
(ㄹ) 상기 (ㄷ) 단계를 거친 반바리 믹서에 준비된 염화 나트륨을 넣고 10분간 혼합하는 단계;
(ㅁ) 준비된 부식방지제와 상기 친환경 제설제용 다공성 구조체를 반바리 믹서에 넣고 혼합하는 단계; 및
(ㅂ) 상기 (ㄹ) 단계의 혼합물을 상기 (ㅁ) 단계의 반바리 믹서에 첨가하고 30분간 혼합하는 단계;
를 더 포함하는 친환경 제설제 조성물의 제조방법.
As a method of manufacturing an eco-friendly snow remover composition according to claim 1,
(a) immersing the porous powder in tertiary distilled water for 10 to 30 minutes, followed by natural drying at a temperature of 20 to 30°C;
(b) immersing the porous powder through step (a) in a mixture having a weight ratio of tertiary distilled water: NaOH: GTMAC 1: 0.01 to 0.05: 0.5 to 1 for 10 to 15 minutes; and
(c) preparing a porous structure for an eco-friendly snow remover by sonicating the porous powder that has undergone the step (b) in a state of being immersed in the mixture for 1 to 3 minutes;
including,
The porous powder includes at least one selected from the group consisting of titanium dioxide, bentonite, silica, and PMMA (polymethyl methacrylate),
(a) Calcium Chloride (CaCl 2 ) 55 to 65% by weight, sodium chloride (Sodium Chloride, NaCl) 24 to 34% by weight, 1 to 12% by weight of a corrosion inhibitor and an environmentally friendly snow removal prepared in step (c) Preparing 1 to 5% by weight of the porous structure for preparation by weighing each according to the production capacity;
(b) placing 1/2 of the total amount of calcium chloride prepared in an oven and heating at a temperature of 50 to 60° C. for 10 minutes, followed by heating at a rate of 5° C./min to 80° C.;
(c) mixing the calcium chloride and the remaining amount of calcium chloride in a Banbari mixer for 10 minutes;
(d) adding the prepared sodium chloride to the Banbari mixer that has undergone the step (c) and mixing for 10 minutes;
(ㅁ) mixing the prepared corrosion inhibitor and the porous structure for the eco-friendly snow remover into a Banbari mixer; and
(f) adding the mixture of step (d) to the Banbari mixer of step (ㅁ) and mixing for 30 minutes;
A method of manufacturing an eco-friendly snow remover composition further comprising a.
상기 (c) 단계를 거친 다공성 분체를 필터링하여 고형성분만을 분리한 후 이를 진공챔버 내에서 건조시키는 단계;
를 더 포함하는 친환경 제설제 조성물의 제조방법.
10. The method of claim 9,
filtering the porous powder that has undergone the step (c) to separate only the solid form, and then drying it in a vacuum chamber;
A method of manufacturing an eco-friendly snow remover composition further comprising a.
상기 (a) 단계는 자연 건조된 다공성 분체를 동결 건조시키는 단계를 더 포함하는 친환경 제설제 조성물의 제조방법.
10. The method of claim 9,
The step (a) is a method for producing an eco-friendly snow remover composition further comprising the step of freeze-drying the naturally dried porous powder.
상기 (ㅁ) 단계는 20℃의 온도에서 30분간 혼합하는 것인 친환경 제설제 조성물의 제조방법.10. The method of claim 9,
The step (ㅁ) is a method for producing an eco-friendly snow remover composition that is mixed at a temperature of 20 ℃ for 30 minutes.
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