KR20120116723A - 분진 비산방지용 조성물 및 이를 이용한 분진 비산방지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축자재를 해체 및 폐기할 때 발생하는 분진의 비산을 방지하는 조성물 및 상기 조성물을 이용한 분진 비산방지방법에 관한 것이다. 구체적으로, 슬레이트 등의 건축자재를 해체 및 폐기할 때 발생하는 석면 등의 분진을, 나노버블유체에 포함된 콜로이드 이산화규소, 규산나트륨 및 규산칼륨 조성물을 이용하여 불용성 화합물로 고화시킴으로써 상기 분진의 비산을 방지하는 조성물 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 간편하게 콘크리트나 슬레이트 등 구조물의 지속적이고도 영구적인 열화현상 방지 효과가 가능함은 물론, 폐기처리시에도 석면 등의 분진 비산을 방지할 수 있는 장점이 있다.

Description

분진 비산방지용 조성물 및 이를 이용한 분진 비산방지방법 {Composition of Preventing Dust-Scattering and Method of Preventing Dust-Scattering Using the Same}

본 발명은 건축자재를 해체 및 폐기할 때 발생하는 분진의 비산을 방지하는 조성물 및 상기 조성물을 이용한 분진 비산방지방법에 관한 것이다. 구체적으로, 슬레이트 등의 건축자재를 해체 및 폐기할 때 발생하는 석면 등의 분진을, 나노버블유체에 포함된 콜로이드 이산화규소, 규산나트륨 및 규산칼륨 조성물을 이용하여 불용성 화합물로 고화시킴으로써 상기 분진의 비산을 방지하는 조성물 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 콘크리트나 슬레이트 등의 건축자재로 이루어진 건축물의 해체시에는 분진이 다량 발생하게 된다. 그런데, 이러한 분진은 그 자체로 환경을 오염시킬 뿐만 아니라, 석면 등이 함유된 경우 건설 작업자 외에 주변 주민들의 건강까지 위협하게 된다. 한국에서는 특히 1970 년대에 슬레이트를 지붕으로 한 건축물이 많이 건축되었는데, 이들 건축물의 노후화로 인해 슬레이트 표면에서 석면이 계속 탈리 비산되고 있으며, 이로 인해 철거의 필요성은 높으나 철거시 발생하는 비산 문제로 인해 그 처리가 계속 지연되고 있는 실정이다.

상기 석면(asbestos)은 자연계에서 산출되는 섬유상 광물질의 총칭으로 인장내력과 유연성이 뛰어나고, 불연성과 내마모성, 절연성 등의 여러 가지 특성 때문에 일상생활에 대단히 유용한 물질로 쓰이고 있으며, 특히 내구성, 내열성, 내약품성, 전기 절연성 등이 뛰어나고 값이 싸서 천정텍스, 내화 피복재, 지붕재, 단열재 등의 건축용 자재, 전기제품, 가정용품 등 여러가지 용도로 널리 사용되고 있다.

이러한 석면은 우수한 특성을 지니고 있지만 석면이 비산되어 인체에 흡입되면 석면폐(asbestosis), 폐종양(lung cancer), 양성 늑망직환(benign pleural disese), 늑막판(pleural plaque), 늑막액(pleural effusion), 악성중피종(malignant mesothelioma)등을 유발하며, 최근에는 장관계의 암과 인두후암, 유방암, 난소암, 신장암, 췌장암, 부고환암, 임파선암을 유발한다는 보고 및 사례로 인하여, 산업안전보건법에 특별한 관리가 요구되는 금지 물질, 허가물질, 특정화학물질로 지정되어 있으며, 대부분의 종류에 있어 사용 규제 대상으로서 주로 수입하여 사용되고 있다.

이에 종래에는 석면을 안전하게 제거하기 위해 아크릴 수지와 같은 비산방지제를 뿌려 석면을 굳히는 약품처리 방법, 살포 석면에서 비산되는 석면섬유가 실내에 비산하지 않도록 천장판 등을 붙여 비산을 방지하는 방법이 사용되었으며, 석면함유 건축 자재를 철거하여 최종 매립하는 해체제거 공법과 합판 시트 복합판 등을 이용하여 석면함유 건축 자재를 밀봉처리 하는 공법을 사용하고 있다.

이러한 종래 해체 제거공법은 석면이 함유된 건축 자재 철거 및 폐기물의 수집 및 운반등 중간 처리시 석면섬유 입자가 비산되어 인체에 흡입되는 문제와 최종 매립된 석면 폐기물의 석면섬유의 유실로 인한 2 차 오염문제 및 현재의 지정폐기물 최종 매립처리장 부족 등의 문제가 있으며, 밀봉처리되는 공법은 합판 시트 복합판 등을 이용하여 석면함유 건축 자재를 밀봉하는 방법으로 석면함유 건축자재 철거 및 화재시 석면섬유 입자가 유실, 비산되어 인체에 흡입되는 문제점이 있었다.

본 발명의 분진 비산방지용 조성물은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 콘크리트나 슬레이트와 같은 다공성 구조물의 표면 및 내부에 존재하는 구멍을 완전히 충진시켜 무공화시킴으로써, 상기 구조물 등의 열화에 의한 석면 등 구성성분의 비산을 지속적이면서도 영구적으로 방지할 수 있으며, 다공성 구조물의 구성 재료와 유사한 무기질 재료로 구성되어 다공성 구조물과의 결합성 및 친화성이 우수할 뿐만 아니라, 저비용으로 단시간에 구조물을 효과적으로 처리할 수 있는 친환경적 분진 비산방지용 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 분진 비산방지용 조성물을 이용하여 다공성 구조물로부터 분진의 비산을 방지하는 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명의 분진 비산방지용 조성물은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여,

나노버블유체 100 중량부,

콜로이드 이산화규소 0.1 내지 40 중량부,

규산나트륨 0.1 내지 35 중량부 및

규산칼륨 0.5 내지 55 중량부

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 나노버블유체의 기포 평균입경은 1 내지 500 nm인 것이 바람직하다.

또한, 상기 나노버블유체을 구성하는 액체는 물, 에탄올 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 것이 바람직하다.

또한, 상기 나노버블유체을 구성하는 기체는 공기, 질소, 산소 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 것이 바람직하다.

또한, 상기 나노버블유체의 액체 및 기체의 중량비는 액체 : 기체 = 70 내지 99.9 : 0.1 내지 30인 것이 바람직하다.

또한, 상기 분진은 석면을 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 분진 비산방지방법은

(A) 상기 분진 비산방지용 조성물을 다공성 구조물 표면에 도포, 침적, 함침 또는 분사하는 단계; 및

(B) 상기 다공성 구조물 표면에 도포, 침적, 함침 또는 분사된 분진 비산방지용 조성물을 경화시키는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 분진 비산방지방법은 단계 (A) 이전에 주기율표의 1 족, 2 족, 8 족 또는 13 족 원소의 이온, 바람직하게는 Ca^{2 +}, Mg^{2 +}, Fe^{2 +}, Fe^{3 +} 또는 Al^{3 +} 이온을 함유하는 용액을 다공성 구조물에 함침시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

한편, 상기 다공성 구조물은 콘크리트 또는 슬레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 분진 비산방지용 조성물은 통상적인 콘크리트-모르타르 등의 콘크리트 구조물, 슬레이트, 석고플라스터, 석고보드판, 나무라이트, 밤라이트, 천연 석재, 목재 등과 같은 다공성 구조물에 간단히 도포, 침적, 함침 또는 분사함으로써 작업이 간편하다. 종래 석면 비산방지 조성물은 구조물에 적용하기 전에 그 표면을 닦아 내는 등의 전처리를 필수적으로 거쳐야 했는데, 이 과정에서 석면 등이 탈리되어 작업자의 건강을 위협했었다. 이에 반해 본 발명은 아무런 전처리 없이 바로 적용이 가능하여 작업성이 현저히 개선되는 장점이 있다. 이처럼 다공성 구조물에 적용된 본 발명의 조성물은 상기 다공성 구조물 내부까지 침투하여, 콜로이드 이산화규소의 존재하에서 칼슘 실리케이트와 복합 콜로이드 규산 화합물 등의 불용성 화합물을 생성시켜 다공성 구조물에 존재하는 구멍을 완전히 충진 무공화시킬 수 있다. 그 결과 고강도 구조물 구축과 그 구조물의 지속적이고 영구적인 열화현상을 방지하여 분진의 비산을 방지할 수 있음은 물론, 저비용으로 단시간에 구조물을 효과적으로 처리할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 분진 비산방지용 조성물이 구조물의 공극을 폐색함으로써 구조물에 포함된 유해 유기화합물의 발산을 억제하고, 구조물을 구성하는 석면 등의 미립자가 비산하여 발생되는 환경적, 위생적 위험을 원천적으로 차단할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 대표적인 처리 효과를 들면 다음과 같다.

1) 비산 방지 효과:

본 발명에 따른 분진 비산방지용 조성물을 슬레이트나 콘크리트 구조물 다공성 구조물에 도포하면, 구조물 내부에 불용성 결정체를 형성하여 공극 부분이 무공질로 개질되며, 이 때문에 구조물의 열화를 막고 이로 인해 발생하는 분진의 비산을 방지할 수 있다. 특히, 본 발명의 조성물이 매질로서 나노버블유체를 사용함으로써 장기간에 걸쳐 보다 안정적으로 분산질 또는 용질인 무기물을 분산시킬 수 있다. 특히, 산성비는 구조물의 산성화 등 열화를 야기시키나, 본 발명에 따른 분진 비산방지용 조성물의 미반응 성분이 산성비의 성분과 복잡한 불용성 부분을 형성하기 때문에, 산성비에 대해 현저한 대처 효과를 발휘한다. 나아가, 본 발명의 분진 비산방지용 조성물은 각종 시멘트에 입자를 무기계 화합물로 결합하여 물의 침투를 잘 막아준다.

2) 산성화/열화 방지 효과:

본 발명에 따른 분진 비산방지용 조성물은 슬레이트나 콘크리트 구조물 등의 산성화 내지는 중성화 현상의 요인인 물, CO₂, NOx, SOx 등의 진입을 차단함으로써 산성화와 그로 인한 열화를 방지할 수 있다.

3) 내후성/동결융해 방지 효과:

본 발명에 따른 분진 비산방지용 조성물을 다공성 구조물에 도포하면, 내후성이 향상되고 자외선에 의한 열화를 억제시킨다. 또한, 수분의 침투를 방지하여 동결/융해 사이클에 의해 발생하는 크랙을 방지한다. 더구나, 곰팡이의 발생도 억제하는 것이 가능하다.

4) 환경오염 차단

본 발명의 분진 비산방지용 조성물은 매질로서 유기화합물을 사용하지 않음으로써, 상기 유기화합물의 휘발로 인한 환경오염을 원천적으로 차단할 수 있으며, 이에 더하여 작업자들의 보건위생 역시 제고하는 효과가 있다.

5) 내약품성(화학적 저항성) 향상 효과:

본 발명에 따른 분진 비산방지용 조성물을 다공성 구조물에 도포하면, 이하의 약품에 대해 뛰어난 내약품성 (화학적 저항성)을 발휘한다.

a) 각종 탄화수소, 할로겐 탄화수소와 같은 치환 탄화수소류, 알데히드-케톤류, 알코올류, 아민류, 계면활성제, 지방산 등

b) 자동차용, 기계용, 식품용 등의 각종 유지류

c) 기타, 해수 등의 염류 용액, 부동액 등.

도 1은 본 발명의 분진 비산방지용 조성물로 처리하기 전의 시험체를 촬영한 사진이다.
도 2는 본 발명의 분진 비산방지용 조성물로 처리한 후의 시험체를 촬영한 사진이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 분진 비산방지용 조성물로 처리하지 않은 상태에서 부착강도를 시험하기 전과 후의 시험체를 촬영한 사진이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 분진 비산방지용 조성물로 처리한 상태에서 부착강도를 시험하기 전과 후의 시험체를 촬영한 사진이다.
도 7은 내충격성 시험방법을 촬영한 사진이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 분진 비산방지용 조성물로 처리하지 않은 상태에서 내충격성을 시험하기 전과 후의 시험체를 촬영한 사진이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 분진 비산방지용 조성물로 처리한 상태에서 내충격성을 시험하기 전과 후의 시험체를 촬영한 사진이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 분진 비산방지용 조성물로 처리하기 전과 후의 섬유상 분진 비산을 시험하기 위해 시험체를 촬영한 사진이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 또한, 하기의 설명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 많은 특정사항들이 설명되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 분진 비산방지용 조성물은,

나노버블유체 100 중량부,

콜로이드 이산화규소 0.1 내지 40 중량부,

규산나트륨 0.1 내지 35 중량부 및

규산칼륨 0.5 내지 55 중량부

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

최근 작은 직경을 갖는 기포(버블)에 여러가지 작용 효과가 있다는 것이 밝혀졌으며, 현재 이러한 기포를 제조하는 기술 및 그 효과에 대한 연구가 진행되고 있다. 상기 기포는 그 직경에 따라서 마이크로 버블, 마이크로 나노버블 및 나노버블로 분류할 수 있다. 구체적으로는, 마이크로 버블은 그 발생시에 있어서 10 내지 수십 ㎛의 직경을 갖는 기포이고, 마이크로 나노버블은 그 발생시에 있어서 수백 ㎚ 내지 10 ㎛의 직경을 갖는 기포이며, 나노버블은 그 발생시에 있어서 수백 ㎚ 이하의 직경을 갖는 기포이다. 또한, 마이크로 버블은 발생 후의 수축 운동에 의해 그 일부가 마이크로 나노버블로 변화되는 경우가 있다. 또, 나노버블은 장기간에 걸쳐 액체 중에 존재할 수 있다는 성질을 가지고 있다.

예를 들어, 일본 공개특허공보 제2004-121962호에는 물을 전기분해함과 함께 당해 물에 초음파 진동을 가함으로써 제조한 나노버블이 부력의 감소, 표면적의 증가, 표면 활성의 증대, 국소 고압장(高壓場)의 생성 또는 정전 분극의 실현에 따라 계면 활성 작용 및 살균 작용을 나타낸다는 것이 기재되어 있으며, 한국특허출원 제2010-0110141호에는 한 쌍의 펌프와 상기 펌프들 사이에 위치하며 별도로 공기가 유입되는 관으로 이루어진 나노버블유체 발생장치가 개시되어 있다.

본 발명은 이러한 나노버블을 함유한 나노버블유체를 사용함으로써 별도의 분산제 없이도 무기물들을 용이하게 혼합시킬 수 있고, 오랜 시간 경과 후에도 상기 무기물들이 안정적으로 혼합상태를 유지할 수 있음을 가장 큰 특징으로 한다. 분산제는 분산질이 분산매에 잘 분산되도록 첨가하는 성분인데, 이 자체가 환경에 유해할 수 있고, 더군다나 본 발명의 경우에는 콜로이드 이산화규소의 촉매 작용을 저해하므로 그 사용을 지양하는 것이 바람직하다.

상기 나노버블유체를 구성하는 기포의 평균입경은 1 내지 500 nm인 것이 바람직한데, 1 nm 미만의 나노버블을 형성시키려면 초음파를 더 많이 가하거나 펌핑 압력을 상승시켜야 하므로 불필요한 운전비용의 상승을 가져오고, 반대로 평균입경이 500 nm를 초과하면 본 발명 소기의 목적을 달성하기 곤란한 문제점이 있다.

상기 나노버블유체를 구성하는 액체는 물, 무기용매, 유기용매 또는 그 혼합물 등 제한이 없으나, 물이 일반적이고, 필요시 에탄올을 사용할 수도 있으며, 물과 에탄올의 혼합 매질도 사용하는 것도 가능하다.

그리고, 상기 나노버블유체를 구성하는 기체는 공기가 일반적이나, 산화력을 필요로 하는 경우에는 산소를, 반대로 산화가 문제되는 경우에는 질소를 사용하는 것이 더 바람직하며, 이들의 혼합 기체를 사용하는 것도 가능하다.

상기 나노버블유체를 구성하는 액체 및 기체의 중량비는 액체 : 기체 = 70 내지 99.9 : 0.1 내지 30인 것이 바람직한데, 기체가 0.1 중량비 미만인 경우 본 발명 소기의 목적을 달성하기 곤란하고, 30 중량비를 초과하는 경우 과도한 기포 주입으로 인한 운전비 상승의 문제점이 있다.

본 발명에 따른 분진 비산방지용 조성물의 구성성분 중 다공성 구조물을 처리할 때 촉매로 작용하는 콜로이드 이산화규소는, 단분산 형태를 갖는 나노입자로서, 평균 입자크기가 약 10 내지 200 nm이며, 통상의 물 유리를 이온교환법으로 제조하거나, 메틸 트리메톡시 실란 (methyl tri-methoxy silane) 등으로 대표되는 알킬 알콕시 실란 (alkyl alkoxy silane)이나 테트라 에톡시 실란 (tetra ethoxy silane) 등으로 대표되는 테트라 알콕시 실란으로부터 제조한다.

한편, 상기한 본 발명의 조성물에 있어서, 콜로이드 이산화규소의 함량이 나노버블유체 100 중량부 당 0.1 중량부보다 작은 경우에는 본 발명의 소기의 목적을 달성할 수 없으며, 40 중량부보다 큰 경우에는 최종적으로 얻어진 조성물의 안정성이 떨어져, 제조 후 곧바로 침전현상을 일으키기 쉽고, 점도의 증가로 인해 침투율이 저하되며 그 결과 결합력 약화 및 작업성 저하를 초래하게 된다. 또한, 규산나트륨의 함량이 나노버블유체 100 중량부 당 0.1 중량부보다 작은 경우에는 본 발명의 소기의 목적을 달성할 수 없으며, 35 중량부보다 큰 경우에는 최종적으로 얻어진 조성물이 곧바로 겔화(gelation)되어, 고화된 규산염 화합물을 생성하므로 다공성 구조물의 비산방지에 사용할 수 없고, 점도의 증가로 인해 결합력 약화 및 작업성 저하를 초래하게 된다. 마찬가지로, 규산칼륨의 함량이 나노버블유체 100 중량부 당 0.5 중량부보다 작은 경우에는 경화속도가 느리고 최종 생성물의 강도가 낮으며, 55 중량부보다 큰 경우에는 최종적으로 얻어진 조성물이 곧바로 겔화(gelation)되어, 고화된 규산염 화합물을 생성하므로 다공성 구조물의 비산방지에 사용할 수 없고, 점도의 증가로 인해 결합력 약화 및 작업성 저하를 초래하게 된다.

본 발명은 상기 분진이 석면인 경우 특히 효용이 크다. 전술한 바와 같이 석면은 작업자 뿐만 아니라 일반인에게도 위생상 심각한 위협이 되나, 지금까지 그 처리가 곤란하여 방치되어 온 것이 사실이다. 더구나 노후화된 슬레이트 건물의 열화때문에 발생하는 석면 분진으로 인해 상기 슬레이트 건물을 조속히 철거해야 하나, 철거시 발생하는 분진을 완벽하게 제거하기가 어려워 그 처리가 계속 미루어져 온 실정이다. 본 발명은 이러한 문제를 단번에 해결할 수 있는 조성물로서 후술하는 간편한 방법에 의해 석면 분진의 비산 없이 슬레이트나 콘크리트 구조물의 철거가 가능하다.

본 발명의 분진 비산방지용 조성물을 이용한 다공성 구조물의 분진 비산방지방법은, 상기 분진 비산방지용 조성물을 다공성 구조물의 표면에 도포, 상압의 침적, 가압의 함침 또는 분사한 후, 상기 분진 비산방지용 조성물을 경화시키는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 분진 비산방지용 조성물을 다공성 구조물에 도포, 침적, 함침 또는 분사하게 되면, 상기 분진 비산방지용 조성물은 다공성 구조물의 표면 또는 내부에 존재하는 공극으로 스며들게 된다.

이렇게 공극으로 스며든 본 발명의 분진 비산방지용 조성물을 구성하는 화학종은 다공성 구조물 내부에 존재하는 이온 등과 치환반응을 일으키게 되는데, 이때 본 발명의 분진 비산방지용 조성물의 구성성분 중 콜로이드 이산화규소가 이 치환반응의 촉매로 작용하게 된다. 즉, 다공성 구조물 내부에 존재하는 잉여의 금속이온, 구체적으로 주기율표의 1 족, 2 족, 8 족 또는 13 족 원소의 이온, 바람직하게는 Ca²⁺, Mg^{2 +}, Al^{3 +}, Fe^{2 +}, Fe^{3 +} 등의 이온종 및 CaO, MgO 등의 산화물과 본 발명의 분진 비산방지용 조성물이 반응하여, 반응 후 재용해되지 않는 칼슘 실리케이트 및 복합 콜로이드 규산 화합물 등의 유리질(glass) 불용성 화합물을 생성하게 되는 것이다. 이러한 이온교환반응에 의해 본 발명의 분진 비산방지용 조성물은 석면 등의 입자를 둘러싸서 코팅하게 되고, 그 결과 상기 석면 등의 입자는 비산이 불가능한 큰 입자로 성장하게 된다.

나아가, 이렇게 생성된 불용성 화합물은 다공성 구조물의 표면 및 내부에 존재하는 공극을 메움으로써, 다공성 구조물에 존재하는 구멍을 완전히 충진시키게 되고 그 결과 다공성 구조물이 무공화되어 분진이 발생하는 것을 방지하게 되는 것이다.

또한, 본 발명의 다공성 구조물의 분진 비산방지방법은 금속이온, 구체적으로 주기율표의 1 족, 2 족, 8 족 또는 13 족 원소의 이온, 바람직하게는 Ca^{2 +}, Mg^{2 +}, Fe^{2 +}, Fe³⁺, Al^{3 +} 등의 이온이 결핍된 다공성 구조물에 대해 본 발명을 적용하는 경우에는, 미리 이들 이온을 함유하는 용액을 다공성 구조물에 함침시켜 건조시킨 후, 본 발명에 따른 조성물을 침투시킴으로써, 본 발명에 따른 효과를 도모하는 것도 가능하다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

실시예

실시예 1 : 분진 비산방지용 조성물의 제조

하기 표 1에 나타낸 조성비에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 비산방지용 조성물을 제조하였다.

구성성분	조성비 (중량부)
물	74
콜로이드 이산화규소	6
규산나트륨	5
규산칼륨	15

실시예 2 : 시멘트 및 석면 혼합물에 적용

두께 12 mm의 합판 바닥판과 10 mm × 30 mm × 470 mm 목재에 못을 박은 나무 패널로 구성된 틀에, JIS A 9504에서 규정한 락울 (Rock Wool) 35 %, JIS R 5210에서 규정한 포틀랜드시멘트 15 % 및 물 50 %의 혼합물을, 두께 40 mm가 되도록 분무하여 도 1과 같이 시험체를 제작하였다. 제작된 시험체에 상기 실시예 1의 분진 비산방지용 조성물을 분사하였다 (도 2).

시험예 1 : 중금속 분석

US EPA 3050B (1996, 준용)에서 규정한 방법에 의해 원자흡광분석기 (AAS, atomic absorption spectrometer. Flame : Avanta ∑, GBC, Australia) 및 수은직접분석기 (DNA, ditect mercury analyzer. DMA-80, MILESTONE, Italy)를 사용하여 중금속 함유여부를 분석하였으며, 그 결과를 표 2에 나타내었다. 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 중금속 시험결과 Cd, Pb, Hg 등 3 항목 모두 검출되지 않았다.

시험항목	단위	결과치
Cd (카드뮴)	mg/kg	검출 안됨
Pb (납)		검출 안됨
Hg (수은)		검출 안됨

시험예 2 : 휘발성 유기화합물 ( VOCs ) 시험

KS M ISO 11890-2 (2007, 준용)에서 규정한 방법에 의해 휘발성 유기화합물 (VOCs) 및 포름 알데히드 방출 여부를 외부 의뢰한 결과를 표 3에 나타내었다. 시험은 가스크로마토그래피 - 불꽃 이온화 검출기 (Headspace CG-FID, Chromatography-flame ionization detector. 6890, Agilent, USA) 및 고속액체 크로마토그래피 (HPLC, High-performance liquid chromatography. Alliance, Waters, USA)로 수행하였다. 표 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 분진 비산방지용 조성물은 휘발성 유기화합물 (VOCs) 및 포름 알데히드를 전혀 방출하지 않음으로써 환경에 무해하고 작업자에게 위생적으로 안전한 물질임을 알 수 있었다.

시험항목	단위	결과치 (검출한계:0.01)
총 휘발성 유기 화합물 (TVOCs)	g/L	검출 안됨
포름 알데히드		검출 안됨

시험예 3 : 부착강도 시험

KS F 2902 (2008, 준용)에서 규정한 방법에 의해 Data Logger System (Tokyo solli Kenkyujo Japan) 및 Load Cell(봉신)-20KN을 사용하여 도 3 내지 도 6과 같이 부착강도를 시험하였으며, 그 결과를 표 4에 나타내었다. 도 3은 본 발명의 조성물로 처리하지 않은 상태에서 부착강도 시험 전의 시험체를 촬영한 사진이고, 도 4는 시험 후의 시험체를 촬영한 사진이다. 그리고, 도 5는 본 발명의 조성물로 처리한 상태에서 부착강도 시험 전의 시험체를 촬영한 사진이고, 도 6은 시험 후의 시험체를 촬영한 사진이다. 표 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 조성물을 처리한 결과 부착강도가 평균 81.5 N에서 199.0 N으로 2.5 배 가까이 증가함을 알 수 있었다.

시험항목		단위	결과치
			1회	2회	3회	평균
부착강도	약품처리 전	N	55.59	101.37	87.52	81.5
	약품처리 후		94.83	323.74	178.42	199.0

시험예 4 : 내충격성 시험

도 7에 나타난 바와 같이 시험체의 윗면 1 m 이상의 높이로부터 JIS B 1501에서 규정하는 베어링용 강구 (직경 50.8 mm, 질량 530 g)를 투명 아크릴 관을 통하여 회전하지 않도록 자유낙하시켜 시험체에 충격을 줌으로써 내충격성을 시험하였다. 시험체는 단단히 고정시키고 표면을 위로하여 평편하게 놓으며, 충격에 의한 비산방지층의 패인 깊이는 60 cm 떨어진 곳에서 표면을 관찰하고 패인 부분의 깊이를 측정했다. 충격에 의한 비산 방지층에서의 탈락발생 유무는 시험체를 표면이 밑으로 되도록 올리고 육안으로 확인했다. 도 8은 본 발명의 조성물로 처리하지 않은 상태에서 내충격성 시험 전의 시험체를 촬영한 사진이고, 도 9는 시험 후의 시험체를 촬영한 사진이다. 그리고, 도 10은 본 발명의 조성물로 처리한 상태에서 내충격성 시험 전의 시험체를 촬영한 사진이고, 도 11은 시험 후의 시험체를 촬영한 사진이다. 표 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 조성물을 처리한 결과 패인 깊이가 9 mm에서 2 mm로 줄어 내충격성이 4.5 배 가까이 증가함을 알 수 있었다.

시험항목		단위	결과치
			1회	2회	3회	평균
내충격성	약품처리 전	mm	8	11	9	9
	약품처리 후		2	2	3	2

시험예 5 : 섬유상 분진 비산 시험

본 발명의 조성물을 도포하여 상온에서 10 일 이상 유지한 것을 60 ± 3 ℃, 상대습도 95 ± 5 %의 환경하에 16 시간 방치한 후 즉시 60 ± 3 ℃의 환경에서 8 시간 건조하는 과정을 10 회 반복하여 시험체를 제작하고, 비교용 시험체는 분진 비산방지용 조성물을 도포하지 않은 상태로 제작하였다. 섬유상 분진 비산 측정은 장치 내부를 청정하게 한 후, 시험체를 설치하고 풍동시험기 (Korea)를 이용하여 풍속 5 m/s로 시험체에 균일하게 분사하여, 장치내 공기를 직경 25 mm MCE (mixed cellulose ester) 멤브레인 필터로, 분당 10 L 씩 120 분 동안 채취했다. 채취된 공기 중 섬유상 분진의 계수는 위상차 현미경 (PCM, Phase Contrast Microscope. ECLIPSE 80i, NIKON, Japan)을 사용하여 실내공기질공정시험기준 ES 02303.1 (실내공기 중 석면 및 섬유상 먼지농도 측정방법 - 위상차현미경법)에 의해 측정했다. 도 12는 본 발명의 조성물로 처리하지 않은 상태에서의 비산 시험결과이고, 도 13은 본 발명의 조성물로 처리한 상태에서의 비산 시험결과이다. 도 12 및 도 13 그리고 표 6에서 확인할 수 있는 바와 같이, 섬유상 분진 비산 시험결과 본 발명의 조성물 처리 전 시료 (0.022 개/cc)와 처리 후 시료 (0.001 개/cc)에서 농도 차이가 현저하다는 것을 알 수 있다.

시험항목		단위	결과치
			1회	2회	3회	평균
섬유 비산성 시험	약품처리 전	개/cc	0.022 7	0.020 6	0.024 5	0.022
	약품처리 후		0.001 1	0.001 9	0.002 3	0.001

석면안정화제(비산방지제) 품질보증검사기준(QL-5123)에 명시된 품질기준과 시험결과를 확인한 결과 품질기준에 적합한 것으로 확인되었다.

항목	단위	품질기준	결과
Cd	mg/kg	검출되지 않을 것	검출 안됨
Pb	mg/kg	검출되지 않을 것	검출 안됨
Hg	mg/kg	검출되지 않을 것	검출 안됨
VOCs	g/L	검출되지 않을 것	검출 안됨
부착강도	N	도포하기 전에 비해 저하되지 않을 것	도포하기 전에 비해 저하되지 않음
내충격성	mm	도포하기 전에 비해 저하되지 않으며, 도포하지 않은 시험체와 비교하여 파인 깊이차이가 3 이상	도포하기 전에 비해 저하되지 않음
섬유 비산성 시험	개/cc	0.01 이하	0.001

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본원 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 범위는 위의 실시예에 국한해서 해석되어서는 안되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (7)

1. 나노버블유체 100 중량부,
   콜로이드 이산화규소 0.1 내지 40 중량부,
   규산나트륨 0.1 내지 35 중량부, 및
   규산칼륨 0.5 내지 55 중량부
   를 포함하는 분진 비산방지용 조성물.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 나노버블유체의 기포 평균입경은 1 내지 500 nm인 것을 특징으로 하는 분진 비산방지용 조성물.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 나노버블유체를 구성하는 액체는 물, 에탄올 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 분진 비산방지용 조성물.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 나노버블유체를 구성하는 기체는 공기, 질소, 산소 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 분진 비산방지용 조성물.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 나노버블유체의 액체 및 기체의 중량비는 액체 : 기체 = 70 내지 99.9 : 0.1 내지 30인 것을 특징으로 하는 분진 비산방지용 조성물.
6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 청구항에 있어서,
   상기 분진은 석면을 포함하는 것을 특징으로 하는 분진 비산방지용 조성물.
7. (A) 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 청구항의 분진 비산방지용 조성물을 다공성 구조물 표면에 도포, 침적, 함침 또는 분사하는 단계; 및
   (B) 상기 다공성 구조물 표면에 도포, 침적, 함침 또는 분사된 분진 비산방지용 조성물을 경화시키는 단계
   를 포함하는 분진 비산방지방법.
   

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