KR20080074160A - 섬유상 피처리물의 고화제 또는 고정화 처리방법 - Google Patents

섬유상 피처리물의 고화제 또는 고정화 처리방법 Download PDF

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KR20080074160A
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가부시키가이샤 간쿄 아네토스
게이이치 노토미
사카시타 마사시
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쇼노 미치유키
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Abstract

본 발명은, 섬유상 피처리물의 고화제 또는 고정화 처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그리고 본 발명에서는, 1류 또는 2류의 금속체 또는 그 이외의 알칼리 금속체 중의 어느 한 종 또는 이들 혼합물과 유황을 이온 결합시킨 황화 수용액을 주성분으로 하는 섬유상 피처리물의 고화제 및 1류 또는 2류의 금속체 또는 그 이외의 알칼리 금속체 중의 어느 한 종 또는 이들 혼합물의 다황화물의 수용액을 주성분으로 하는 섬유상 피처리물의 고화제를 제공하는 것이다.

Description

섬유상 피처리물의 고화제 또는 고정화 처리방법{SOLIDIFYING AGENT FOR FIBROUS TREATMENT OBJECT AND METHOD OF FIXING TREATMENT THEREFOR}
본 발명은, 섬유상 피처리물(纖維狀 被處理物)의 고화제(固化劑) 또는 고정화 처리방법에 관한 것이다.
섬유상(纖維狀)의 아스베스토스(asbestos; 석면(石綿))나 금속 등은, 건설자재로서 많이 사용되고 있다. 특히 아스베스토스는, 내구성, 내열성, 내약품성, 전기 절연성 등의 특성이 우수함과 아울러 저렴하여 폭넓은 용도로 사용되고 있다.
그러나 건설자재로서 많이 사용되는 섬유체(纖維體)가 비산(飛散)하여 인체 내로 흡인되면, 건강이 나빠질 우려가 있으므로 사용을 금지하는 대책이 강구되고 있다.
그러나 이미 건설자재로서 많이 사용되고 있으므로, 금후의 사용을 금지할 뿐만 아니라, 기설(旣設)의 섬유체의 비산을 방지할 필요가 있고, 그 때문에 기설의 섬유체의 고정화 기술이 필요하게 된다.
이러한 섬유체의 고정화 기술은, 기설의 섬유체를 계속하여 사용하기 위하여 필요하게 될 뿐만 아니라, 기설의 섬유체를 제거할 때에 섬유체의 비산을 방지하기 위해서도 필요하게 되는 기술이다.
청구항1에 관한 본 발명에서는, 1류 또는 2류의 금속체 또는 그 이외의 알칼리 금속체 중의 어느 한 종 또는 이들 혼합물과 유황을 이온 결합시킨 황화 수용액을 주성분으로 하는 섬유상 피처리물의 고화제를 제공하는 것이다.
또한 청구항2에 관한 본 발명에서는, 1류 또는 2류의 금속체 또는 그 이외의 알칼리 금속체 중의 어느 한 종 또는 이들 혼합물의 다황화물의 수용액을 주성분으로 하는 섬유상 피처리물의 고화제를 제공하는 것이다.
또한 청구항3에 관한 본 발명에서는, 수산화 금속의 수용액 또는 수산화 금속의 미립자를 함유하는 수용액을 첨가한 청구항1 또는 청구항2에 관한 섬유상 피처리물의 고화제를 제공하는 것이다.
또한 청구항4에 관한 본 발명에서는, 청구항1 또는 청구항2에 관한 고화제를 도포하거나 또는 함침시킴으로써 섬유상 피처리물을 고정시키는 섬유상 피처리물의 고정화 처리방법을 제공하는 것이다.
또한 청구항5에 관한 본 발명에서는, 청구항1 또는 청구항2에 관한 고화제에 계면활성제를 첨가한 후에 섬유상 피처리물에 도포하거나 또는 함침시키는 청구항4에 관한 섬유상 피처리물의 고정화 처리방법을 제공하는 것이다.
또한 청구항6에 관한 본 발명에서는, 청구항1 또는 청구항2에 관한 고화제에 수분을 첨가하여 비중을 조정한 후에 섬유상 피처리물에 도포하거나 또는 함침시키는 청구항4 또는 청구항5에 관한 섬유상 피처리물의 고정화 처리방법을 제공하는 것이다.
또한 청구항7에 관한 본 발명에서는, 청구항1 또는 청구항2에 관한 고화제에 수산화 금속의 수용액 또는 수산화 금속의 미립자를 함유하는 수용액을 첨가한 후에 또는 첨가하면서 섬유상 피처리물에 도포하거나 또는 함침시키는 청구항4∼청구항6 중의 어느 하나에 관한 섬유상 피처리물의 고정화 처리방법을 제공하는 것이다.
또한 청구항8에 관한 본 발명에서는, 청구항1 또는 청구항2에 관한 고화제에 호제를 첨가한 후에 또는 첨가하면서 섬유상 피처리물에 도포하거나 또는 함침시키는 청구항4∼청구항7 중의 어느 하나에 관한 섬유상 피처리물의 고정화 처리방법을 제공하는 것이다.
또한 청구항9에 관한 본 발명에서는, 섬유상 피처리물에 도포하거나 또는 함침시킨 후에 자연건조 또는 강제건조에 의하여 유황을 결정화시켜서 섬유상 피처리물을 고정시키는 청구항4∼청구항8 중의 어느 하나에 관한 섬유상 피처리물의 고정화 처리방법을 제공하는 것이다.
또한 청구항10에 관한 본 발명에서는, 청구항1 또는 청구항2에 관한 고화제를 섬유상 피처리물이 부착된 금속 구조물의 표면에 도달하도록 섬유상 피처리물에 도포하거나 또는 함침시키는 청구항4∼청구항9 중의 어느 하나에 관한 섬유상처리 물의 고정화 처리방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 관한 섬유상 피처리물의 고화제는, 1류 또는 2류의 금속체 또는 그 이외의 알칼리 금속체 중의 어느 한 종 또는 이들 혼합물과 유황(硫黃)을 이온 결합시킨 황화 수용액을 주성분으로 하는 것이다.
또한 본 발명에 관한 섬유상 피처리물의 고화제는, 1류 또는 2류의 금속체 또는 그 이외의 알칼리 금속체 중의 어느 한 종 또는 이들 혼합물의 다황화물(多黃化物)의 수용액을 주성분으로 하는 것이다.
또한 본 발명에 관한 섬유상 피처리물의 고화제는, 상기 어느 일방 또는 혼합액에 수산화 금속(水酸化 金屬)의 수용액 또는 수산화 금속의 미립자를 함유하는 수용액을 첨가한 것이다.
여기에서 섬유상 피처리물이라 함은, 아스베스토스를 대표로 하는 섬유상의 천연 광물이나 금속섬유 등을 가리킨다.
1류의 금속체는, 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 프란슘(Francium)(Fr) 중의 어느 하나를 가리키고, 2류의 금속체는, 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 라 듐(Ra) 중의 어느 하나를 가리키고, 그 이외의 알칼리 금속체는, 소석회나 생석회나 이들의 혼합물 등의 단체(單體) 또는 가수(加水)나 가열 등에 의하여 알칼리 금속화된 물질을 가리키고, 황화 수용액이라 함은, 황화리튬(Li2S), 황화나트륨(Na2S), 황화칼륨(K2S), 황화루비듐(Rb2S), 황화세슘(Cs2S), 황화프란슘(Fr2S), 황화베릴륨(BeS), 황화마그네슘(MgS), 황화칼슘(CaS), 황화스트론튬(SrS), 황화바륨(BaS), 황화라듐(RaS)의 수용액을 가리키고, 다황화물의 수용액이라 함은, 황화리튬(Li2Sx), 황화나트륨(Na2Sx), 황화칼륨(K2Sx), 황화루비듐(Rb2Sx), 황화세슘(Cs2Sx), 황화프란슘(Fr2Sx), 황화베릴륨(BeSx), 황화마그네슘(MgSx), 황화칼슘(CaSx), 황화스트론튬(SrSx), 황화바륨(BaSx), 황화라듐(RaSx)의 x = 6∼12의 수용액을 가리키고, 수산화 금속이라 함은, 수산화리튬(Li2OH), 수산화나트륨(Na2OH), 수산화칼륨(K2OH), 수산화루비듐(Rb2OH), 수산화세슘(Cs2OH), 수산화프란슘(Fr2OH), 수산화베릴륨(BeOH), 수산화마그네슘(MgOH), 수산화칼슘(CaOH), 수산화스트론튬(SrOH), 수산화바륨(BaOH), 수산화라듐(RaOH)을 가리킨다.
1류 또는 2류의 금속체 또는 그 이외의 알칼리 금속체 중의 어느 한 종 또는 이들 혼합물과 유황을 이온 결합시킨 황화수용액이나, 1류 또는 2류의 금속체 또는 그 이외의 알칼리 금속체 중의 어느 한 종 또는 이들 혼합물의 다황화물의 수용액이나, 수산화 금속의 수용액 또는 수산화 금속의 미립자를 함유하는 수용액은, 공지의 화학반응을 사용하여 생성할 수 있다.
특히, 다황화물(단, Sx(x=6∼12))을 안정되고 또한 안전하게 생성하는 방법으로서는, 수산화칼륨, 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 수산화나트륨의 어느 하나 또는 이들 혼합물과 유황을 밀폐 용기 내에서 증기의 배출을 하지 않고 98℃∼345℃의 고압 하에서 혼합하면서 반응시킴으로써 생성하는 방법이 있다.
예를 들면, 수산화칼슘과 유황을 사용한 경우에는, 소석회와 유황과 물을 혼합함으로써 생성할 수 있고, 이 때에,
Ca(OH)2→Ca+++2OH--
Ca+++S→CaS
의 반응이 일어난다.
이 CaS는,
2CaS+4OH--→H2S+Ca(OH)2+S+Ca+O2
가 된다.
여기에서 종래의 제법에서는, 일부의 황화수소 및 산소가 증기로서 대기에 개방되어 있었지만, 본 발명에서는, 이 반응을 밀폐 용기 내에서 일어나게 하는 것으로 증기의 배출을 하지 않도록 되어 있다.
그 때문에, 상기 반응이 정확하게 진행하여,
H2S+Ca(OH)2+S+Ca→Ca(HS)2+Ca(OH)2
이 된다.
또한 CaS는,
2CaS+2H2O→Ca(HS)2+Ca(OH)2
이 된다.
또한 CaS는,
CaS+(x-1)S→CaSx
가 되고, CaSx(x=6)이 안정하게 생성된다.
이것은, 수산화칼슘을 사용했을 경우에 한정되지 않고, 수산화칼륨, 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 수산화나트륨의 어느 하나 또는 이들 혼합물을 사용한 경우에도, Sx(x=6)을 함유하는 처리제를 안정하게 생성할 수 있다.
특히, 수산화칼륨, 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 수산화나트륨의 어느 하나 또는 이들 혼합물과 유황을, 유황의 입자표면에 부착된 칼륨, 마그네슘, 칼슘 또는 나트륨을 파쇄(破碎)하여 박리(剝離)시키도록 혼합하면서 반응시킴으로써, 다황화물(단, Sx(x=6))을 주성분으로 하는 처리제를 보다 안정되게 생성할 수 있다.
또한 유황의 용해온도 이상의 온도에서 반응을 하게 한 경우에는, 다황화물(단, Sx(x=8))을 주성분으로 하는 처리제를 안정되게 생성할 수 있다.
또한 유황과 열수(熱水)의 혼합액에, 수산화칼륨, 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 수산화나트륨의 어느 하나 또는 이들 혼합물을 소정량 연속적으로 혼입시킨 경우에는, 다황화물(단, Sx(x=8∼10))을 주성분으로 하는 처리제를 안정되게 생성할 수 있다.
또한 수산화칼륨, 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 수산화나트륨의 어느 하나 또는 이들 혼합물과 유황과 열수의 혼합액에 저온 환경하(-20℃∼0℃)에서 소석회를 혼입시킨 경우에는, 다황화물(단, Sx(x=6∼12))을 주성분으로 하여 피처리물을 고화시킬 수 있는 밀크상(milk狀)의 고화제를 포함한 처리제를 안정되게 생성할 수 있다.
또한 수산화칼륨, 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 수산화나트륨의 어느 하나 또는 이들 혼합물과 유황과 열수의 혼합액에 저온 환경하(-30℃~-25℃)에서 칼슘을 혼입시킨 경우에는, 다황화물(단, Sx(x=8))을 주성분으로 하는 처리제를 안정되게 생성할 수 있다.
또한 미리 100μ 이하(바람직하게는, 50μ 이하)로 분쇄한 유황과, 수산화칼륨, 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 수산화나트륨의 어느 하나 또는 이들 혼합물을 분체(粉體) 또는 실트상(silt狀)으로 사용한 경우에는, 다황화물(단, Sx(x=10∼12))을 주성분으로 하는 처리제를 안정되게 생성할 수 있다.
또한 고화제는, 폐기물인 알칼리 재(灰)를 원료로 하여 생성할 수도 있다. 예를 들면, 알칼리 재로서 플라이 애시(fly ash)(탄종(炭種); 머스웰브룩(Muswellbrook) 50%, 드레이튼(Drayton) 50%의 혼합연소(混合燃燒)에 의하여 발생한 것으로, 알칼리도 PH13.5)를 사용하고, 플라이 애시 20중량부, 유황 20중량부, 물 100중량부의 배합비로 하고, 우선, 플라이 애시 20중량부와 물 100중량부를 반응통에 넣고, 뚜껑을 닫아 혼합기를 작동시켜서 10분 정도 혼합한다.
다음에 안전 밸브를 설정된 상한 반응압력(上限 反應壓力)으로 하고 배기압(排氣壓)을 약 10kg/cm2로 세트하고, 노체 냉각 배수 밸브(爐體冷覺排水 valve) 및 냉각 밸브(冷却 valve)를 개방함과 아울러 냉각수 입구 밸브를 개방하여 통하게 한다.
다음에 반응 중의 증발을 억제하기 위하여, 에어 컴프레서(air compressor)에 의한 가압에 의하여 2.5kg/cm2 정도의 예압을 건다.
다음에 버너에 점화하여 압력계와 온도계를 확인하고, 혼합하면서 승온시킨다. 이 때에, 압력은 10kg/cm2 이하로 하고 온도계의 표시가 110℃에 도달하고 나서 약 30분간 혼합 반응시킨다.
다음에 버너를 정지시키고, 압력계가 하강할 때까지 방치하고, 안정된 배기 밸브에 의하여 최종 잔압(殘壓)을 완전하게 배출하고, 대기압과 동화(同化)시킨다.
다음에 혼합기를 정지시키고, 배출 밸브를 개방하여 침전물 및 액체를 배출하여 이들을 회수한다.
다음에 회수물을 냉각하고, 침전분리 하여 약액과 침전물을 얻는다. 여기에서는, 약액 130중량부와 침전물 20중량부를 얻을 수 있었다.
회수된 약액은 다황화칼슘을 함유하고 있어, 액비중(液比重)이 1.2g/cc이고 황녹색의 pH10인 액체이었다.
또한 원료로 소각장 비산재 PH13.5를 사용한 바, 다황화칼슘을 함유한 액비중이 1.15g/cc의 갈색의 pH11인 액체를 얻었다.
이렇게 하여 생성한 액체, 또 침전물의 수용액을 고화제로서 사용할 수 있다.
그리고 상기한 고화제는, 섬유상 피처리물의 표면에 도포하거나, 섬유상 피처리물을 함침시키거나 함으로써, 섬유상 피처리물의 내부에 침투하여 섬유상 피처리물을 고정시킬 수 있다. 예를 들면, 아스베스토스를 사용한 천장에 도포한 바, 도포 전의 실내에서의 석면 농도가 132개/L이었던 것이 1.1개/L로 감소하는 것이 관찰되었다.
특히, 기둥이나 보(梁) 등의 금속 구조물의 표면에 부착된 섬유상 피처리물에 대하여, 내부의 금속 구조물의 표면에 이르는 양의 고화제를 도포하거나 또는 함침시킨 경우에는, 금속 구조물의 표면을 산화 금속으로부터 황화 금속으로 변질시킬 수 있고, 이에 따라 금속 구조물의 녹을 방지하는 방청 효과를 얻을 수 있다.
또한 고화제에 계면활성제를 첨가한 후에 피처리물에 도포하거나 또는 함침시킴으로써 고정화 처리시의 고화제의 침투 성능을 향상시킬 수 있다.
또한 고화제에 수분을 첨가하여 비중을 조정한 후에 피처리물에 도포하거나 또는 함침시킴으로써, 고화제의 침투성이나 강도(强度)를 조절할 수 있다. 예를 들면, 상기한 다황화칼슘을 함유한 약액의 경우에, 아스베스토스의 고정화 후에 제거하는 시공에 있어서는, 강도보다도 침투성을 중시하여 1.05g/cc∼1.1g/cc로 조정하고, 통상의 고정화 처리에 있어서는 1.1g/cc∼1.2g/cc로 조정하고, 열화(劣化)가 심한 아스베스토스의 고정화 처리에 있어서는, 강도를 중시하여 1.2g/cc∼1.35g/cc로 조정한다.
또한 수산화 금속의 수용액 또는 수산화 금속의 미립자를 함유하는 수용액은, 고화제에 첨가한 후에 피처리물에 도포하거나 또는 함침시켜도 좋고, 수산화 금속의 수용액 또는 수산화 금속의 미립자를 함유하는 수용액과 고화제를 동시에 피처리물에 분사함으로써 고화제에 첨가하면서 피처리물에 도포하거나 또는 함침시켜도 좋다.
또한 고화제에 호제(糊劑)를 첨가한 후에 또는 첨가하면서 피처리물에 도포하거나 또는 함침시킴으로써 고화제의 부착 성능을 향상시킬 수 있다.
또한 고화제를 피처리물에 도포하거나 또는 함침시킨 후에 자연건조 또는 강제건조에 의하여 유황을 결정화시켜서 피처리물의 고정화를 하더라 도 좋다.
이 경우에는, 섬유상 피처리물의 내부 및 표면에 유황의 결정체가 바늘 모양으로 성장하여 강도를 향상시킬 수 있다.
또한 섬유상 피처리물의 표면에 형성된 고화제의 막(膜)에 건조에 의하여 선 모양의 간격이 형성되어도, 이 간격으로부터 유황의 결정체가 바늘 모양으로 성장하여 간격을 폐쇄할 수 있고, 이에 따라서도 강도를 향상시킬 수 있다. 또한 도료 등으로 덧칠하여 바늘 모양의 결정체를 찌그러뜨림으로써 간격을 완전하게 폐쇄할 수 있다.
본 발명에 관한 섬유상 피처리물의 고화제 또는 고정화 처리방법은, 섬유상 피처리물을 고정화한 후에 계속하여 사용할 목적으로 도포하거나 또는 함침시킬 수 있음과 아울러 섬유상 피처리물을 고정화한 후에 박리할 목적으로 사용할 수도 있고, 이 경우에도 박리 작업 시에 섬유상 피처리물이 비산하는 것을 방지할 수 있다.

Claims (10)

1류(類) 또는 2류의 금속체(金屬體) 또는 그 이외의 알칼리 금속체 중의 어느 한 종(種) 또는 이들 혼합물과 유황(硫黃)을 이온 결합시킨 황화 수용액(黃化水溶液)을 주성분으로 하는 섬유상 피처리물(纖維狀 被處理物)의 고화제(固化劑).
1류 또는 2류의 금속체 또는 그 이외의 알칼리 금속체 중의 어느 한 종 또는 이들 혼합물의 다황화물(多黃化物; polysulfide)의 수용액을 주성분으로 하는 섬유상 피처리물의 고화제.
제1항 또는 제2항에 있어서,
수산화 금속(水酸化金屬)의 수용액 또는 수산화 금속의 미립자(微粒子)를 함유하는 수용액을 첨가한 것을 특징으로 하는 섬유상 피처리물의 고화제.
제1항 또는 제2항의 고화제를 도포(塗布)하거나 또는 함침(含浸)시킴 으로써 섬유상 피처리물을 고정시키는 섬유상 피처리물의 고정화 처리방법.
제4항에 있어서,
제1항 또는 제2항의 고화제에 계면활성제(界面活性劑)를 첨가한 후에 섬유상 피처리물에 도포하거나 또는 함침시키는 것을 특징으로 하는 섬유상 피처리물의 고정화 처리방법.
제4항 또는 제5항에 있어서,
제1항 또는 제2항의 고화제에 수분(水分)을 첨가하여 비중(比重)을 조정한 후에 섬유상 피처리물에 도포하거나 또는 함침시키는 것을 특징으로 하는 섬유상 피처리물의 고정화 처리방법.
제4항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서,
제1항 또는 제2항의 고화제에 수산화 금속의 수용액 또는 수산화 금속의 미립자를 함유하는 수용액을 첨가한 후에 또는 첨가하면서 섬유상 피처리물에 도포하거나 또는 함침시키는 것을 특징으로 하는 섬유상 피처리물의 고정화 처리방법.
제4항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서,
제1항 또는 제2항의 고화제에 호제(糊劑)를 첨가한 후에 또는 첨가하면서 섬유상 피처리물에 도포하거나 또는 함침시키는 것을 특징으로 하는 섬유상 피처리물의 고정화 처리방법.
제4항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서,
피처리물에 도포하거나 또는 함침시킨 후에 자연건조 또는 강제건조에 의하여 유황을 결정화시켜서 섬유상 피처리물을 고정시키는 것을 특징으로 하는 섬유상 피처리물의 고정화 처리방법.
제4항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서,
제1항 또는 제2항의 고화제를 섬유상 피처리물이 부착된 금속 구조물의 표면에 도달하도록 섬유상 피처리물에 도포하거나 또는 함침시키는 것을 특징으로 하는 섬유상 피처리물의 고정화 처리방법.
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