KR20110048681A - 먼지억제제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물에 희석하여 살포함으로써 작업장의 먼지 발생을 억제하는 먼지억제제에 관한 것으로서, 계면활성제 30~40중량%; 피막제 30~40중량%; 및 담수 30~40중량%로 구성된 것을 특징으로 하는 먼지억제제를 제공한다.

비산먼지, 먼지억제제, 계면활성제, 피막제, 분무

Description

먼지억제제{Dust Restrainer}

본 발명은 물에 희석하여 살포함으로써 작업장의 먼지 발생을 억제하는 먼지억제제에 관한 것이다.

수갱에 골재 등의 광물을 투여하는 작업은 보통 대형트럭에 의해 50~100t 단위로 이루어지므로 작업시에 별다른 조치를 취하지 아니하면 다량의 먼지가 발생하여 비산(飛散)하게 된다. 또한, 광물, 골재, 석탄류, 코크스 등을 적정 규격으로 분쇄하는 분쇄기에서 발생하는 먼지, 분쇄된 제품을 각 규격별로 선별하는 바이브레이터 스크린의 진동에 의해 발생하는 먼지, 선별된 각 규격의 제품을 공장으로 운송하는 컨베어벨트와 임시 하역장에서 발생하는 먼지, 운송된 제품이 호퍼 또는 츄트에서 낙하할 때 발생하는 먼지, 이종의 광물을 혼합하여 최종제품(예 : 시멘트, 소석회, 연료용 석탄, 코크스 등)을 생산하기 위해 평지에 임시로 쌓아두는 광물더미에서 발생하는 먼지, 야적장에서 광물을 보관할 때 바람과 함께 날리는 먼지 등은 위 작업장의 종사자는 물론 인근 주민의 건강을 해치게 된다.

대기환경보전법(법률 제9770호) 제43조(비산먼지의 규제)는 「일정한 배출구 없이 대기 중에 직접 배출되는 먼지(이하 "비산먼지"라 한다)를 발생시키는 사업으로서 대통령령으로 정하는 사업을 하려는 자는 환경부령으로 정하는 바에 따라 시·도지사에게 신고하고 비산먼지의 발생을 억제하기 위한 시설을 설치하거나 필요한 조치를 하여야 한다. 이를 변경하려는 때에도 또한 같다.」고 규정하고 있다. 또한, 대기환경보전법 시행규칙 제58조 제4항에 따른 비산먼지 발생을 억제하기 위한 시설의 설치 및 필요한 조치에 관한 기준에는 비산먼지 발생억제를 위하여 물을 뿌리는 시설을 설치하도록 규정되어 있다.

물론, 위와 같은 법규정이 아니더라도 PM10~PM2.5 범위의 미세먼지는 인체에 흡입되는 경우 인체 밖으로 배출되지 않아 작업자와 인근 주민의 건강에 해를 미치게 되므로, 이에 대한 자발적인 대책이 필요하다. 종래에는 위와 같은 비산먼지를 제어하기 위해 작업장에서 많은 양의 물을 살포하였는데, 이는 많은 물을 사용함으로써 수자원낭비를 초래하게 되고, 일시적인 분진제어는 가능하나 물에 희석된 먼지나 부산물들이 다른 장소로 이동하여 제2의 환경문제를 야기하였다.

본 발명은 인체에 무해하고, 저렴하며, 석탄 등의 광물 본래의 성질을 잃지 않도록 하면서, 먼지 억제 효과는 극대화시킬 수 있는 먼지억제제를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명에서는 계면활성제를 담수에 섞고, 여기에 살포대상물에 피막을 형성시키기 위한 피막제를 혼합시킨 먼지억제제를 제공한다. 이러한 먼지억제제는 필요에 따라 물에 10~2000 : 1로 희석하여 먼지 발생 지역에 살포할 수 있다.

계면활성제는 성질이 다른 두 물질이 맞닿을 때에, 경계면에 잘 달라붙어서 표면 장력을 현저하게 감소시키는 물질로서, 미세 비산먼지가 발생하는 지역에 살포하면 계면활성제 입자에 먼지가 포집된다. 1분자 속에 친유기와 친수기가 함께 들어 있는 양쪽 친매성(親媒性)인 물질은 계면활성제가 될 수 있다. 이러한 계면활성제는 물의 표면장력을 감소시키므로 적은 양을 분무하여도 먼지 입자를 끌어당겨 물 입자 표면을 먼지 입자가 둘러싸게 되며, 이렇게 뭉쳐진 먼지는 그 무게 때문에 비산하지 않고 가라앉게 되는 것이다. 아울러, 상기 계면활성제에 마이셀을 첨가하면 먼지나 토양 입자에 묻어 있는 기름찌거기를 제거하는 효과도 함께 얻을 수 있다.

한편, 여러 가지 광물의 분쇄된 규격은 미분말에서부터 괴상까지 다양하므로 이들 광물의 입자 속에 깊숙히 침투하여 미분말과 괴상을 함께 감싸서 도포(Binding)할 수 있는 피막제를 첨가한다. 본 발명이 제공하는 먼지억제제가 살포된 후 물이 증발하더라도 잔류한 피막제는 광물의 입자 사이에 피막을 입혀 바람에 의한 분진의 비산을 억제한다. 특히, 상기 피막제는 유연탄의 저장더미 표면이나 내부에 공기의 침투를 차단하여 화재를 방지하는 역할을 하기도 한다. 이러한 피막 제 효능의 지속시간은 보통 1개월 내지 12개월 정도이나, 각 현장과 광물의 특성에 맞춰 먼지억제제의 희석 농도와 살포량을 달리 조절할 수 있다.

본 발명이 제공하는 먼지억제제를 물에 희석하여 먼지가 다량으로 발생하는 작업현장에 살포하면, 계면활성제가 물의 표면장력을 제거되어 먼지를 포집할 수 있도록 하므로 적은 양의 물로 다량의 비산먼지가 억제되고, 피막제에 의해 가라앉은 먼지에도 피막이 형성되므로 2차적인 먼지발생을 방지할 수 있게 된다. 이에 따라 작업자 및 인근 주민의 호흡기 질환을 예방할 수 있다.

본 발명은 계면활성제 30~40중량%; 피막제 30~40중량%; 및 담수 30~40중량%로 구성된 것을 특징으로 하는 먼지억제제를 제공한다.

계면활성제는 물 입자의 표면장력을 현저하게 감소시키므로 먼지가 발생하는 지역에 분무되면 먼지를 포집하는 기능을 하게 된다.

본 발명에는 음이온 계면활성제를 적용할 수 있으며, (a) 글리콜(다이에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등), 에틸알코올 및 나트륨 다이옥틸 설포숙시네이트가 혼합된 것, (b) 알파 올레핀 설포네이트, (c) 에톡시레이티드 알코올 중 어느 하나를 적용할 수 있다. 상기 음이온 계면활성제는 세척제, 비누, 삼푸 등으로 많이 활용 되는 물질로서 이온화한 음이온이 거품을 일으키며 강한 세정작용을 하게 된다. 따라서 거품을 일으키며 먼지 발생 대상물에 분무식 또는 거품식으로 살포할 수 있으며, 이는 대상물을 촉촉하게 할 뿐 대상물(광물 등)의 고유물성에는 변화가 없게 된다.

또한, 상기 계면활성제에는 식물성 오일에서 추출한 마이셀(micell)을 더 포함시킬 수 있다. 상기 마이셀은 경우 토양미생물과 인체에 무해한 것으로서, [도 1]에 도시된 바와 같은 교질입자구조의 분자가 생성되는데 이 교질입자의 특성은 친수, 반 친수, 친유, 반 친유의 독특한 분자 구조를 이루며, 물의 표면장력을 파괴하고, 기름 표면의 구조를 분쇄하여 다른 물질과 물과의 혼합, 분해를 아주 용이하게 만든다. [도 2]는 본 발명에 따른 먼지억제제가 공기 중에 부유하는 먼지들을 포집하여 지상으로 낙하시키고, 기름이나 기름 찌꺼기 등을 분해하는 작용을 하는 것에 대한 모식도이다. 이러한 특성은 먼지억제제를 물에 희석하여 [도 3]에 도시된 바와 같이 먼지가 비산하는 작업장(수갱입구, 호퍼입구, 건축물 파괴현장, 도로공사 등의 토목공사 현장, 철도 레일 도상 등)에 살포할 때 활성화된다.

한편, [도 4]는 본 발명에 따른 먼지억제제를 살포하기 전후의 먼지 발생상태를 비교 촬영한 사진으로서, 먼지가 비산하는 부위에 먼지억제제를 살포하지 않고, 낙하하는 광물에 미리 먼지억제제를 살포해 두어도 먼지발생량이 현저히 감소한다는 것을 확인할 수 있다. 이러한 효과는 먼지억제제에 함유된 피막제에 의해 발현되는 것이다. 피막제는 물에 포집되어 내려 앉은 먼지나 지상에 쌓여 있는 광 물(미분말 포함)의 입자 사이에 침투하여 피막을 입힘으로써 바람에 의한 2차적인 분진의 비산을 억제한다. 먼지억제제의 살포작업은 고압분무기를 통해 안개형으로 분무하거나 거품발생기를 통해 거품을 분사하는 등, 먼지억제제의 표면적을 극대화시킬 수 있는 방법을 적용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 피막제로서 프로필렌글리콜, 에틸알코올, 글리세린, 셀룰로오스에테르, 실리카졸, 액상규산나트륨, 액상규산칼륨, 리튬실리케이트, 액상폴리비닐알코올 및 액상변성아크릴레이트가 혼합된 것을 적용할 수 있다.

[도 5]에서는 본 발명에 따른 먼지억제제를 살포 한 후 광물의 저장더미에 피막이 형성된 상태를 확인할 수 있다. 피막이 형성된 저장더미에 바람이 불 때의 먼지가 발생하는지에 대해서는 [도 6]에 도시된 바와 같은 풍동시험을 시행하였으며, 25m/sec의 강풍에서도 먼지가 발생하지 않음을 확인하였다.

한편, 겨울철 혹한기에는 먼저억제제를 물에 희석한 것이 얼어버릴 수 있다. 따라서 결빙방지용 첨가제로서 프로필렌글리콜, 글리세린, 소듐클로라이드, 마그네슘클로라이드 중 어느 하나 이상을 먼지억제제를 구성하는 성분으로 더 포함시킬 수 있다.

[도 1]은 마이셀의 분자구조를 도시한 것이다.

[도 2]는 물에 희석하여 분무한 계면활성제의 작용을 나타내는 모식도이다.

[도 3]은 광물 투하에 의해 먼지가 발생하는 지점에 먼지억제제를 살포하는 상태를 도시한 것이다.

[도 4]는 본 발명에 따른 먼지억제제를 살포하기 전후의 먼지 발생상태를 비교 촬영한 사진이다.

[도 5]는 본 발명에 따른 먼지억제제를 살포 한 후 광물의 저장더미에 피막이 형성된 상태를 촬영한 사진이다.

[도 6]은 피막이 형성된 저장더미의 먼지발생을 확인하기 위한 풍동시험과정을 촬영한 것이다.

Claims (5)

1. 계면활성제 30~40중량%; 피막제 30~40중량%; 및 담수 30~40중량%로 구성된 것을 특징으로 하는 먼지억제제.
2. 제1항에서, 상기 계면활성제는 (a) 글리콜, 에틸알코올 및 나트륨 다이옥틸 설포숙시네이트가 혼합된 것, (b) 알파 올레핀 설포네이트, (c) 에톡시레이티드 알코올 중 어느 하나의 음이온 계면활성제임을 특징으로 하는 먼지억제제.
3. 제2항에서, 상기 음이온 계면활성제에는 물성 오일에서 추출한 마이셀(micell)을 더 포함시킨 것을 특징으로 하는 먼지억제제.
4. 제1항에서, 상기 피막제는 프로필렌글리콜, 에틸알코올, 글리세린, 셀룰로오스에테르, 실리카졸, 액상규산나트륨, 액상규산칼륨, 리튬실리케이트, 액상폴리비닐알코올 및 액상변성아크릴레이트가 혼합된 것임을 특징으로 하는 먼지억제제.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서, 프로필렌글리콜, 글리세린, 소듐클로라이드, 마그네슘클로라이드 중 어느 하나 이상을 결방방지용 첨가제로 혼합시킨 것을 특징으로 하는 먼지억제제.

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