KR102412531B1 - 일체형 친환경 제설제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 여러 제설제 성분을 압축 성형하여 일체형으로 제조한 친환경 제설제 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 제설제는 제설제 성분들을 압축 성형하여 일체형으로 제조함으로써, 조해성이 큰 물질과 조해성이 없는 물질이 알갱이에 균일하게 성형되어, 조해성이 없는 염화나트륨 등에 의한 도로 백화 현상을 억제할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

일체형 친환경 제설제{All-in-one eco-friendly snow removal agent}

본 발명은 여러 제설제 성분을 압축 성형하여 일체형으로 제조한 친환경 제설제 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

동절기에 전국적으로 눈이 내려 결빙 현상으로 도로이동에 어려움이 있을 때 가장 필요한 것은 제설작업을 통한 원활한 도로상태 유지이다.

특히 겨울철 폭설은 교통마비 현상 등의 원인으로 작용하며, 사회가 고도화됨에 따라 교통마비에 따른 경제적 피해 또한 급증하고 있어, 폭설시 신속한 제설을 위한 제설제의 사용이 크게 증가하고 있다.

제설제는 눈의 어는점을 낮추어 내린 눈이 얼지 않고 녹도록 하는 것으로서, 주로 염화칼슘(CaCl₂)이나 염화나트륨(NaCl, 소금) 등이 쓰인다.

염화칼슘(CaCl₂)은 분자식을 통해서도 알 수 있는 바와 같이 칼슘이온 1개와 염소이온 2개의 비율로 구성된 화학물질로서, 상온에서 고체이고 물에 잘 녹으며 하얀색을 띤다. 염화칼슘은 낮은 온도에서도 물에 잘 녹으며, 염화칼슘 1g에 14g의 물을 흡수할 수 있을 정도로 공기에 포함된 수분을 흡수하는 성질인 조해성이 뛰어나다. 또한, 염화칼슘은 융해열이 높고, 물의 동결온도를 -55℃ 정도로 대폭 낮춤으로써, 제설작업에 많이 사용되고 있다.

현재 국내에서 사용하고 있는 고상 제설제로는 염화칼슘(CaCl₂) 및 염화나트륨(NaCl)을 혼합한 제설제가 널리 사용되고 있으며 염화칼슘과 염화나트륨을 혼합한 제설제는 염소 이온(Cl^-)이 철(Fe)과 반응하면서 자동차, 철제구조물 등을 부식시키고, 아스팔트 표층 속으로 물을 지속적으로 침투시켜 동결시 융해 작용을 유발함으로써 도로에 포트홀(port hole)이 발생하여 안전을 위협하는 등 여러가지 부작용이 존재한다. 한국도로공사의 통계에 의하면 포트홀 등의 고속도로 보수보강 비용이 연간 1조 4천억 정도가 소요된다고 하니, 이러한 문제의 심각함을 알 수 있다.

나아가, 국립산림과학원 발표 자료에 따르면 염화칼슘이 물에 용해되거나 토양에 흡수되면 수질오염 및 토양의 알칼리화를 유발하고, 염류축적으로 삼투불균형에 따른 물리적 탈수 현상 및 광합성 능력 저하 등으로 인하여 도로변의 초목등 식생물을 고사시키는 등 식물의 생장에 지장을 초래하여 환경에 피해를 주는 문제점이있다.

특히 제설작업 후의 도로는 혼합된 조성성분들 중 염화칼슘이 먼저 녹고 염화나트륨이 차례로 녹게 되어 조해성이 없는 염화나트륨이 잔류물로 남아 도로가 하얗게 변하는 백화현상이 발생하게 된다.

백화현상은 조해성이 없는 염화나트륨의 잔류물이 도로에 남아 하얗게 변하는 현상으로 차량 및 가이드 레일 부식, 콘크리트 노면 파손, 가로수 생장 저해, 보행자 호흡기 질환등 많은 부작용을 유발한다. 제설제 사용에 따른 사회 간접비용이 제설제 살포 비용의 4배에 달한다는 통계가 존재하는 등, 관련업계에서는 이와 같은 염화칼슘을 주요 성분으로 하는 제설제의 문제점을 해결하기 위해 친환경적인 제설제를 개발하려는 노력들이 지속적으로 이루어지고 있다.

한편, 상기한 문제점들 외에도 종래 사용되고 있는 제설제는 융빙 성능을 향상시키기 위하여 글리세린 또는 당밀 등의 유기물로 코팅하고 있어, 이러한 유기물 성분이 하천에 유입되어 부영양화를 일으켜 수생환경 오염을 유발하는 문제점이 있다.

특히 동절기 예기치 못한 폭설이나 강추위로 인한 도로 결빙등에 즉각적으로 대처하기 위해선 즉시 사용 가능한 제설제를 항상 비축, 보관하고 있어야 하는데 제설제의 특성상 흡습성과 수분 함유량으로 인하여 일정기간이 지나면 돌처럼 딱딱하게 굳게 되어 재난 재해 대비 물품으로 충분한 양의 자재를 보관하기 어려우며 굳어버린 제설제는 파쇄하여 재사용하거나 폐기물로 처리되어 즉각적인 재난 재해 대비 물품으로 기능이 상실되고 추가 폐기물 비용 발생으로 인하여 환경오염과 사회적 간접비용이 지출되고 있다.

이러한 문제점이 해결된 환경 친화적인 제설제의 필요성이 대두되고 있는 실정이다.

한국 공개특허 제10-2018-0042785호

본 발명의 목적은, 상기한 문제점을 해결하기 위하여 염화나트륨(NaCl), 염화마그네슘(MgCl₂), 헥사메타인산나트륨((NaPO₃)₆, SHMP)를 압축 성형하는 단계를 포함하는, 친환경 제설제의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 제조 방법에 의해 제조됨으로써 염화칼슘을 적게 사용하면서도 친환경 인증기준 이상의 융빙성능을 가지고, 나아가 기존의 제설제가 내포하고 있던 백화현상 및 고결화 등의 부작용을 해결한 것을 특징으로 하는 친환경 제설제를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면은 (a) 원료 투입부의 속도 조절 모터를 21 내지 31rpm으로 조절하여 염화나트륨(NaCl) 300 내지 800 중량부를 배합기에 투입하고 교반 하는 단계, (b) 원료 투입부의 속도 조절 모터를 17 내지 27rpm으로 조절하여 염화마그네슘(MgCl₂) 100 내지 500 중량부를 배합기에 투입하고 교반 하는 단계, (c) 원료 투입부의 속도 조절 모터를 5 내지 15rpm으로 조절하여 헥사메타인산나트륨((NaPO₃)₆, SHMP) 20 내지 70 중량부를 배합기에 투입하고 교반하는 단계, (d) 상기 교반된 원료가 분말이 되도록 분쇄하는 단계, (e) 분쇄된 가루를 압연 성형 롤러에 투입하여 압축 성형하는 단계, (f) 0.6mm 및 13.2mm의 메쉬망을 이용하여 입도 0.6mm 미만 또는 13.2mm 초과의 입자를 회수하여 선별하는 단계 및 (g) 원료 투입부의 속도 조절 모터를 10 내지 20rpm으로 조절하여 염화칼슘(CaCl_2-) 50 내지 150 중량부를 상기 (f) 단계의 선별이 완료된 제설제와 혼합하는 단계를 포함하는, 친환경 제설제의 제조 방법을 제공한다.

이때, 상기 원료 투입부는 인버터 모터에 의해 회전속도가 제어되는 스크류 방식의 이송장치로 이루어져 각 원료를 교반기로 투입하는 역할을 하며, 상기 인버터 모터의 속도를 조절함으로써 교반기에 원료가 투입되는 정도를 조절할 수 있다. 이에 대한 구체적인 도시는 본 출원인의 등록 특허 제10-2083307호에 도시되어 있으나, 이와 같은 형태에 제한되는 것은 아니다.

이때, 상기 염화나트륨은 3 내지 10mm의 크기를 가지고, 상기 염화마그네슘은 3 내지 15mm의 크기를 가지며, 상기 염화칼슘은 3 내지 7mm의 크기를 가지는 비드 형상인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

구체적으로, 상기 (e) 단계의 압연 성형 롤러는 투입되는 혼합재료를 분쇄하면서 각 성형롤러에 형성되어 있는 성형홈을 통해 모든 재료가 균일하게 분포되도록 알갱이 형태로 성형하여 배출할 수 있도록 제조된 것을 사용할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 본 출원인의 등록 특허인 한국등록특허 제10-2083307호에 개시된 롤러를 사용한 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 구체적으로 상기 (f) 단계 및 (g) 단계 사이에 (f-1) 입도 0.6mm 미만 및 13.2mm 초과 입자는 회수하여 다시 (e) 단계의 압연 성형 롤러에 투입하여 재 압축 성형하는 단계를 추가로 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 다른 측면은, 상기 제조 방법에 의해 제조된 친환경 제설제를 제공한다.

구체적으로, 상기 친환경 제설제는 백화현상이 억제(도 1 및 2)되고, 고결화 현상이 방지되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 “백화현상”은 도로에 살포된 제설제 중 염화나트륨과 같이 조해성이 없는 성분이 녹지 않고 남아 도로가 하얗게 변하고, 가루가 날리는 등의 현상을 의미하는 것으로 사용되었으나, 상기한 내용에 한정되지 않고, 필요에 따라 적절히 변경하여 적용 가능하다.

본 발명에서, 상기 염화칼슘(CaCl₂)은 조해성이 뛰어난 물질로써 공기 중의 수분 또는 주변의 물을 흡수하여 발열반응을 일으킬 수 있어 영하 55℃에서도 융빙효과를 발휘하지만, 30분정도 지나면 그 수명을 다하고, 한번 녹은 눈과 결합하여 재결빙 되기도 한다. 또한 인체 피부독성 및 급성 흡입독성이 높고, 강재(鋼材)의 부식성이 있으며, 쉽게 굳는 성질이 있다.

따라서, 염화칼슘 함량은 낮을수록 친환경적이라고 할 수 있으나, 가격이 저렴하고 효과가 뛰어나 지자체의 예산을 고려하여 여전히 많이 사용되고 있다.

본 발명에서는 염화칼슘을 50 내지 150 중량부, 구체적으로는 90 중량부 투입하여 제조하였고, 이는 전체 중량 대비 약 9중량% 이하의 중량비율이 되도록 함으로써, 기존 약 30% 수준의 제설제에 비해 현저히 적은 함량을 가지면서도 친환경 인증기준 이상의 제설 능력을 보유하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 염화마그네슘(MgCl₂)은 탁월한 조해성으로 주변에 물이 없어도 공기 중의 수분을 흡수하여 스스로 녹는 자가용해(自家溶解) 현상을 일으키며, 주변의 물과 반응시 빠른 흡수력으로 속효성을 보인다. 또한, 어는점 내림효과로 인해 영하 33℃에서도 탁월한 융빙성과 지속성을 보인다.

염화마그네슘은 염화칼슘과 달리 인체 피부독성 및 급성 흡입독성이 적고, 강재(鋼材)의 부식성이 약하여 염화마그네슘의 함량은 높을수록 친환경적이지만 가격이 고가이며 쉽게 굳는 성질이 있어 적정한 비율이 중요하다.

본 발명에서는 염화마그네슘을 100 내지 500 중량부, 구체적으로는 380 중량부 투입하여 제조함으로써 친환경기준 이상의 융빙성과 지속성의 수준을 보이고 있다.

나아가 본 발명 친환경 제설제는 원료를 분쇄한 후 알갱이 형태로 압축 성형하는 공정을 거치는 과정에서 대기 중 존재하는 수분과 맞닿는 표면부의 조해성을 약화시키는 효과가 발생하며, 그 결과 완제품 수분 함유량이 0.4%이하가 되도록 제조할 수 있다.

본 발명자들이 실험예 2에서 확인한 바와 같이, 제설제가 스스로 뭉쳐 굳어지는 고결화 현상은 수분 함량이 0.45% 정도가 되는 순간부터 발생하는 반면, 국토부 및 한국도로공사의 제설용 소금의 수분 함유랑 기준은 6.0%인 실정이다.

즉, 시중에 유통중인 대부분의 제설제는 상기 수분 함유량 기준만을 충족할 뿐 고결화가 발생하는 정도의 수분을 함유하고 있는 반면, 본 발명의 제설제는 수분 함유량이 0.4% 이하가 되도록 제조할 수 있어, 근본적으로 고결화 현상을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 염화나트륨(NaCl)은 조해성이 없어 공기 중의 수분으로는 녹지 않고 반드시 주변에 물이 있어야 녹으며, 단독으로 존재할 경우 영하 8℃ 이하에서는 초기 융빙효과가 없으나 염화마그네슘이 결합되면 공융점(共融點)이 낮아져 영하 21℃에서도 융빙성능을 발휘할 수 있다. 특히 용해도가 매우 낮아(35g/100ml) 천천히 녹아 지속성이 좋고 가격이 저렴하여 염화나트륨의 함량은 높을수록 좋지만, 단독으로는 영하 15℃ 정도의 극저온에서 융빙성능이 상대적으로 떨어지는 성분으로 다른 제설 성분과의 적정한 비율이 요구된다.

본 발명에서는 염화나트륨을 300 내지 800 중량부, 구체적으로는 500 중량부 투입하여 제조하였고, 여타 성분들과 혼합 및 압축성형 함으로써, 장시간 지속성(실험예 4)을 나타내는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 헥사메타인산나트륨((NaPO₃)₆, SHMP)은 강재(鋼材)의 표면에 인산염 피막을 형성하여 더 이상 부식이 진행되지 않도록 방식층(防蝕層)을 만들어 부식방지 역할을 하며, 함량이 높을수록 효과는 커지지만 7중량%를 초과하게 되면 반응 부산물(착염)로 인해 물불용분이 많아져 적정한 비율이 요구되었다.

하지만, 본 발명에서는 상기 헥사메타인산나트륨을 20 내지 70 중량부, 구체적으로는 30 중량부 투입하여 제조하였고, 이는 전체 중량대비 약 3중량% 이하 정도에 불과하여, EL601 기준을 만족시킨 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제설제는, 상기한 제설 성분들의 장단점을 분석하여 강재부식성, 물불용분, 융빙성능 등 친환경제설제 인증기준(EL610)을 만족하면서도 기존의 제설제의 문제점이던 백화현상 및 고결화 현상을 억제한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 친환경 제설제는 환경 친화적인 염화마그네슘을 주로 사용함으로써 친환경적이고, 유기물을 첨가하지 않아 수생 환경에 끼치는 영향을 최소화하였으며, 친환경기준 이상의 융빙성능 및 지속적인 효과를 가지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 제설제는 유해원소를 최소화하였고, 강재 부식 및 콘크리트 동결 융해 영향을 친환경기준 이상으로 한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제설제는 제설제 성분들을 압축 성형 제조하는 일체형으로서, 조해성이 큰 물질과 균일하게 혼합 분포되어 알갱이 형상을 취하므로, 조해성이 없는 염화나트륨 등에 의한 도로 백화 현상을 억제할 수 있는 것을 특징으로 한다.

나아가, 기존 제설제보다 공극율이 커서 더 넓은 면적에 사용시에도 효과가 있어 사용량 절감효과가 탁월하다. 균일한 입자 크기 및 형상을 갖기 때문에 살포가 편리할 뿐 아니라, 알갱이 사이의 접촉 면적이 작고 수분 함유량을 0.4%이하로 조절하기 때문에 일정기간 보관하여도 굳어지는(고결화) 문제가 발생하지 않는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명 제설제의 백화현상 억제 기능을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명 제설제의 백화현상 억제 기능을 한국화학융합시험연구원(KTR)에 의뢰하여 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 압축성형하여 제조한 본 발명 제설제 및 혼합형 제설제의 조해성을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 제설제의 수분 함유량에 따른 고결화 영향성을 평가한 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명 제설제의 수분 함량에 따른 고결화를 비교 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명 제설제의 고결화 억제 효과를 비교 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 환경부 제설제 인증기준 만족여부를 확인한 한국건설생활환경시험연구원(KCL) 시험성적서 CT19-084295K 중 실험결과를 제시한 것이다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. 친환경 제설제의 제조 공정

본 발명의 친환경 제설제의 제조 공정을 간략히 설명하면, 제설제 성분을 혼합한 후 분쇄, 압축성형 및 선별 과정을 통해 제조된 것으로서, 제설제를 구성하는 모든 성분이 균일하게 분포되어 일정한 크기의 알갱이 형태로 존재하는 것을 특징으로 하는 바, 후술할 각 제조 공정에 의해 제조되는 경우에만 후술할 효과를 보장할 수 있음은 통상의 기술자에게 자명한 사실로 받아들여질 수 있다.

먼저 원료 투입부의 속도 조절 모터를 26rpm으로 조절하여 염화나트륨(NaCl) 500 중량부가 배합기에 투입되도록 하여 교반하였다.

이후, 원료 투입부의 속도 조절 모터를 22rpm으로 조절하여 염화마그네슘(MgCl₂) 380 중량부가 배합기에 투입되도록 하였으며, 원료 투입부의 속도 조절 모터를 7rpm으로 조절하여 헥사메타인산나트륨((NaPO₃)₆, SHMP) 30중량부가 배합기에 투입되도록 하여 상기 원료들을 배합하였다.

상기 교반된 원료를 분말이 되도록 분쇄하고, 이 분말을 자체적으로 개발한 압연 성형 롤러에 투입하여 압축성형을 실시하였다. 상기 압연 성형 롤러는 투입되는 혼합재료를 분쇄하면서 각 성형롤러에 형성되어 있는 성형홈을 통해 모든 재료가 균일하게 분포되도록 알갱이 형태로 성형하여 배출하는 것을 특징으로 한다.

이후, 0.6mm 및 13.2mm의 메쉬망을 이용하여 입도 0.6mm 미만 또는 13.2mm 초과의 입자는 분말회수 공정을 통해 다시 압연 성형 롤러에 투입하여 재 압축성형을 실시하였다.

선별이 완료된 제설제는 전체 입자의 90% 이상이 1.2mm 내지 10.0mm의 크기에 분포하도록 하여 EL610 기준(0.6~13.2mm) 보다 산포가 적은 입자 균일도를 확보하였다.

상기 선별과정이 완료된 후, 원료 투입부의 속도 조절 모터를 12rpm으로 조절하여 염화칼슘(CaCl₂) 90 중량부를 배합기에 투입하고, 상기 선별이 완료된 제설제와 혼합함으로써 친환경 제설제를 제조하였다.

염화칼슘을 본 단계에서 별도로 투입하여 혼합하는 것은 극저온(-15℃)에서 융빙성능을 극대화하기 위한 것으로서, 상기 염화칼슘(CaCl₂)은 물과 반응시 발열반응을 일으킴으로써 극저온에서도 융빙성능을 발휘할 뿐만 아니라 -55℃에서도 융빙 효과를 발휘하는 등 높은 융빙성능을 가진다. 다만, 30분 정도 지나면 수명을 다하게 되며, 눈과 결합하여 재결빙 되는 등의 문제가 있으므로, 염화칼슘을 상기 압축 성형된 제설제와 혼합함으로써 초기 융빙 효과는 염화칼슘이, 이후 융빙효과는 압축 성형된 제설제와 함께 지속적으로 작용할 수 있도록 한 것이다.

실험예 1. 백화현상 억제 효과 확인

이상 기후 등으로 적설량이 적은 날이 증가하고 있어, 살포된 제설제 중 염화나트륨과 같이 조해성이 없는 성분이 녹지 않고 남아 도로가 하얗게 변하고, 가루가 날리는 등의 백화현상이 발생하는 빈도가 늘어남에 따라, 이와 같은 백화현상을 억제하는 것이 중요해지고 있다.

본 발명 제설제는 조해성이 높은 염화마그네슘(MgCl₂)을 포함하여 압축 성형되고, 이후 염화칼슘(CaCl₂)과 혼합되어 살포되는 것을 특징으로 하는 바, 조해성이 없는 염화나트륨을 자체적으로 용해시켜 백화현상을 억제할 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 효과를 확인하기 위하여, 본 발명 제설제 및 우수 조달 제설제인 타사의 제설제 각 1Kg씩을 물 5L에 용해시킨 후, 같은 면적을 가진 아스팔트에 살포하고 백화현상이 일어나는지 여부를 관찰하고, 그 결과를 도 1에 나타내었다.

그 결과 도 1에 나타난 바와 같이, 살포 후 12시간이 경과한 후부터 현저한 차이를 확인할 수 있었으며, 15시간이 경과한 후에는 극명한 차이가 발생함을 확인하였다.

또한, 상기 자체 실험 외에도 한국화학융합시험연구원(KTR)에 제설용 소금과의 백화현상 억제 정도의 비교실험을 실시하고 그 결과를 도 2에 나타내었다(시험번호: TBK-2020-005359, 시험기간: 2020.07.28~2020.08.24).

그 결과 도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명 친환경 제설제에서는 백화현상이 발생하지 않은 것을 확인하였다.

이러한 결과는, 각 성분이 분리되어 혼합된 형태인 타사의 다른 제설제와 달리, 염화나트륨과 염화마그네슘이 분말 형태로 분쇄되어 압축 성형 되었기 때문에 타사 대비 매우 빨리 용해되어 도로에 흡수되기 때문인 것으로 보인다.

도 3에 나타난 바와 같이, 상기 염화칼슘(CaCl₂) 및 압축성형 된 제설제에 포함된 염화마그네슘(MgCl₂)은 조해성이 매우 큰 물질로서, 스스로 수분을 흡수하여 녹는 성질을 가진다.

상기 염화마그네슘과 염화칼슘이 스스로 흡수한 충분한 수분에 의해 용해되어 용액이 되고, 상기 용액에 의해 염화나트륨도 함께 해리되어 자가용해되는 수용액 상태가 되므로, 도로에 흡수되거나 흘러 도로에 남지 않게 된다.

반면, 상기 혼합형 제설제는 각 성분들이 서로 흩어져 있어 조해성이 큰 염화마그네슘과 염화칼슘만 녹아 수용액 상태가 되지만, 염화나트륨은 조해성이 없어 그대로 남게 되며, 이렇게 남게 된 염화나트륨이 자동차 통행시 바퀴에 분쇄되고 퍼지면서 도로가 하얗게 변하게 되는 것으로 보인다.

실험예 2. 고결화 현상 억제 효과 확인

본 발명의 제설제는 제설제 성분을 분쇄 후 압축 성형하여 제조한 것으로서, 별도의 유기물을 이용한 코팅을 하지 않아 점성이 없으며, 분쇄 및 성형하는 과정에서 밴드히터 및 마찰열로 인해 원료가 가지고 있는 수분을 증발시켜 수분 함량이 0.4%이하, 구체적으로는 0.05% 수준으로 극히 적어 고결화를 억제할 수 있는 한편, 모두 비슷한 입자크기와 모양을 가져 공극율이 커서 접촉 면적이 작아 적재시 눌리는 압력을 분산시켜 고결화를 방지하는 것을 특징으로 한다.

특히, 염화마그네슘 등 흡습성이 큰 제설제 원료의 자체 수분 함유량이 많은 경우에는 내부 조성물 간의 수분 교환이 일어나고, 결과적으로 각 원료 간 협착이 발생하여 엉겨 붙어 수분 함량이 고결화 및 저장성에 있어서 매우 중요한 요소이다.

2-1. 수분 함유량에 따른 고결화 영향성 평가

본 발명자는 이와 같은 고결화 억제 효과를 확인하기에 앞서, 이와 같은 고결화 현상이 일어나는 조건을 우선적으로 확인하기 위하여 다음과 같은 자체 실험을 실시하였다.

우선, 각 시료 500g에 각각의 실험 조건으로 물을 분사하여 잘 혼합한 후 비닐 봉지에 넣어 밀봉하고, 5kg의 무게로 눌러서 건조기에 45℃, 24시간 동안 방치함으로써 함수율에 따른 고결화 영향성을 평가하였다.

그 결과, 도 4에 나타난 바와 같이, 함수율이 0.4%를 넘어가면 뭉침이 발생하기 시작하는 것을 확인하였다.

2-2. 제설제의 수분 함유량 확인 실험

*본 발명의 제설제와 타사의 제설제를 대상으로 가열에 의해 증발된 수분을 측정하는 방식으로 수분 함유량을 확인하였고, 그 결과를 도 5에 나타내었다.

도 5에 나타난 바와 같이, 본 발명의 제설제는 당밀로 코팅하지 않아도 함수율이 매우 낮아 수분 함유량이 0.05%에 불과하여 고결화 억제 조건인 0.4%보다 현저히 탁월한 결과를 확인하였으나, 타사의 제설제는 수분 함유량이 0.62%로 가열 과정에서 당밀이 녹아 고결화가 이루어져 측정판에 눌러 붙는 현상을 확인하였다.

즉, 일반적으로 사용되는 제설제는 일정기간 보관시 굳어지는 고결화 현상으로 인해 재사용을 위한 별도의 분쇄처리 등이 요구되었으나, 본 발명의 제설제는 고결화 현상 없이 저장이 가능한 것을 확인하였다(도 6).

실험예 3. 환경부 제설제 인증기준 만족여부

본 발명의 제설제는 환경부에서 정하는 환경표지 인증기준 EL610 제설제의 기준을 모두 충족하였다.

구체적으로는 1) 유해원소(중금속) 8종의 함량비가 기준치보다 우수하고, 2) 강재 부식 영향과 관련하여 기준치(30% 이하)를 만족하였으며, 3) 10 사이클의 콘크리트 동결 융해 영향과 관련하여 기준치(50%) 및 40 내지 45%의 손실률을 나타내는 기존 제설제보다 높은 성능을 나타내었다. 이러한 결과는 한국건설생활환경시험연구원(KCL) 시험성적서 CT19-084295K로 확인하였다(도 7).

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (1)

1. (a) 원료 투입부의 속도 조절 모터를 21 내지 31rpm으로 조절하여 3 내지 10mm의 크기를 가지는 비드 형상의 염화나트륨(NaCl) 500 중량부를 배합기에 투입하고 교반 하는 단계;
   (b) 원료 투입부의 속도 조절 모터를 17 내지 27rpm으로 조절하여 3 내지 15mm의 크기를 가지는 비드 형상의 염화마그네슘(MgCl₂) 100 내지 500 중량부를 배합기에 투입하고 교반 하는 단계;
   (c) 원료 투입부의 속도 조절 모터를 5 내지 15rpm으로 조절하여 헥사메타인산나트륨((NaPO₃)₆, SHMP) 20 내지 70 중량부를 배합기에 투입하고 교반하는 단계;
   (d) 상기 교반된 원료가 분말이 되도록 분쇄하는 단계;
   (e) 분쇄된 가루를 압연 성형 롤러에 투입하여 압축 성형하는 단계;
   (f) 0.6mm 및 13.2mm의 메쉬망을 이용하여 입도 0.6mm 미만 또는 13.2mm 초과의 입자를 회수하여 선별하는 단계; 및
   (g) 상기 (f) 단계에서 선별된 입도 0.6mm 미만 및 13.2mm 초과 입자는 다시 (e) 단계의 압연 성형 롤러에 투입하여 재 압축 성형하는 단계; 및
   (h) 원료 투입부의 속도 조절 모터를 10 내지 20rpm으로 조절하여 3 내지 7mm의 크기를 가지는 비드 형상의 염화칼슘(CaCl₂) 50 내지 150 중량부를 상기 (f) 단계의 선별이 완료된 제설제와 혼합하는 단계;를 포함하며,
   상기 (e) 단계의 압연 성형 롤러는,
   투입되는 혼합재료를 분쇄하면서 각 성형롤러에 형성되어 있는 성형홈을 통해 모든 재료가 균일하게 분포되도록 알갱이 형태로 성형하여 배출할 수 있도록 제조된 것인, 백화현상 및 고결화 현상이 억제된 친환경 제설제의 제조 방법.

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