KR20140052682A - 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 0.5 ~ 35.0 중량%의 비이온성 계면활성제; 5.0 ~ 90.0 중량%의 오일; 및 0.5 ~ 60.0 중량%의 친수성 고분자 및 천연 다당류 고분자로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물, 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물은 건축, 토목 등과 같은 현장의 작업 조건에 따라 적합한 농도로 제조하여 분사할 수 있으며, 이 경우 본 발명의 오일 겔 조성물이 비산 먼지 또는 비산의 우려가 있는 미세 먼지 표면에 점성, 극성 등에 의해 부착하여 미세 먼지가 비산되는 것을 방지함으로써 쾌적한 작업 환경을 조성할 수 있고, 나아가 인근 주민과 작업자의 건강을 보호할 수 있다.

Description

비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물 및 이의 제조방법{OIL GEL COMPOSITION FOR INHIBITING SCATTERING DUST AND PREPARING THE SAME}
본 발명은 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비이온성 계면활성제, 오일, 및 친수성 고분자 및 천연 다당류 고분자로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
미세 먼지란 대기 중에 흩날리는 입자상 물질로서, 연료의 연소, 자동차 배출 가스, 각종 건설 현장 및 토목 공사장으로부터 발생될 수 있다. 이러한 미세 먼지는 분진이라고도 하며, 특히 시멘트 공장, 연탄 공장, 도정 공장, 골재 공장 등에서 많이 발생된다. 이러한 미세 먼지에 대한 환경 기준은 연간 70㎍/㎥ 이하, 그리고 24시간 150㎍/㎥ 이하이다.
특히, 이러한 비산(飛散) 먼지는 공기 중에 부유 상태로 존재하면서 햇빛을 차단하여, 동화 작용, 호흡 작용, 증산 작용 등을 저해함으로써 식물 생육에 악영향을 미친다.
또한 호흡을 통해 인체에 침입하여 기관지, 폐 등의 호흡기에 부착될 수 있으며, 이들 입자 중 일부는 기침, 재채기, 섬모 운동 등에 의하여 제거되지만, 그 중 일부는 폐포 등에 침착 또는 축적되어 인체에 유해한 영향을 나타낸다. 특히 인체에 대한 영향으로써 입자상 물질들은 가스상 물질에 비해 인체의 폐에 침착이 쉽기 때문에 다른 대기 오염 물질보다 인체의 건강에 악영향을 초래할 가능성이 큰 것으로 알려져 있다.
각종 건축 및 토목 현장에 발생하는 이러한 비산 먼지에 대한 대책으로써 집진기와 같이 먼지를 빨아들여 정화하는 장치를 사용할 수 있으나, 이러한 장치의 사용은 비용이 많이 들고, 공간의 제한이 있으며, 공사용 임시 팬의 경우 주름관을 사용한 팬을 이용하여 강제 환기를 시켜야 하고, 나아가 이 경우 외부로 빠져나가는 먼지는 별도 처리하여야 하는 불편함이 있으며, 그 결과 2차적인 오염이 발생할 수 있는 문제가 있다.
한편, 비산 먼지에 대한 대책으로써 가장 저렴한 방법은 물을 분사하거나 살수하는 방법이다. 그러나, 이러한 방법은 기온이 낮을 경우에는 분사 후 물이 결빙하여 작업자들에게 낙상 등의 위험성이 증가할 우려가 있고, 기온이 높을 경우에는 물의 빠른 증발로 인하여 다량의 물을 연속적으로 분사하여야 하는 불편함이 있으므로, 비산 먼지를 완전히 막지 못하며, 나아가 콘크리트의 절단 가루의 경우 시간이 지나면 물과 함께 굳어지므로 2차 오염이 발생할 수 있다.
이러한 비산 먼지 억제제의 예로서, 대한민국 특허 10-0494538호는 비포장 지면의 비산 먼지를 억제하는 먼지 시공 방법 및 이때 사용되는 먼지 억제제를 개시하고 있으며, 보다 상세하게는 염화마그네슘 또는 염화칼슘과 물을 혼합하여 여러 번에 걸쳐서 살포하는 방법을 개시하고 있다.
그러나, 염화마그네슘 또는 염화칼슘은 다양한 수화물의 구조를 지니고 있으며, 수용액에 혼합하면 이온화되고, 또한 많은 양을 사용하면 토양 염분도를 증가시키는 결과, 염류 집적이 발생하여 식물의 생장을 방해하고 토양 산성화를 일으킬 수 있으며, 장비의 부식도 유발할 수 있다.
또한, 대한민국 특허 10-0748156호는 비산 방지용 천연 도포제를 개시하고 있으며, 보다 상세하게는 식물성 유지 또는 동물성 유지를 사용함으로써 이들이 석탄 등의 광물질과 혼합되어도 연소 과정에서 유해 가스를 생성하거나 열량 변화를 일으키지 않는 천연 도포제의 조성물을 제안하고 있다.
그러나, 식물성 유지와 동물성 유지를 단독으로 사용하는 경우에는 토양의 피막화에 따른 토양 오염을 유발할 수 있고 우지, 돈지, 어유, 버터 등으로부터 얻은 동물성 스테아린산 등은 기온 상승에 따라 도포한 주변에 악취를 유발할 수 있는 문제점이 있다.
이에 본 발명의 한 측면은 환경 오염 없이 미세 먼지의 비산을 용이하게 억제할 수 있는 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 측면은, 이와 같은 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 견지에 의하면, 0.5 ~ 35.0 중량%의 비이온성 계면활성제; 5.0 ~ 90.0 중량%의 오일; 및 0.5 ~ 60.0 중량%의 친수성 고분자 및 천연 다당류 고분자로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물이 제공된다.
상기 비이온성 계면활성제는 에톡시레이티드 지방산류, 에톡시레이티드 에스테르류, 에톡시레이티드 알코올류, 글루코시드류, 폴리옥시에틸렌류, 솔비탄류, 아미드류, 아민 유도체로부터 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하다.
상기 오일은 티트리 오일, 미네랄 오일, 아몬드 오일, 레몬 오일, 코코넛 오일, 해바라기 오일, 참기름, 들기름, 포도씨 오일, 실리콘, 디메치콘, 파라핀 오일, 아보카도 오일, 및 피마자유로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하다.
상기 친수성 고분자는 메틸셀룰로오스(MC), 히드록시에틸셀룰로오스(HEC), 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 히드록시프로필셀룰오오스(HPC), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리아크릴릭산(PAA), 폴리아크릴아미드(PAAM), 폴리아크릴산나트륨(Sodium Polyacrylate) 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate), 및 폴리비닐리돈(PVP)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하다.
상기 천연 다당류 고분자는 알긴산나트륨(Sodium Alginate), 글루코만난(곤약만난), 덱스트란, 플루란, 구아검(Guar gum), 로코스트 빈 검(Locust bean gum), 및 전분으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하다.
상기 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물은 물을 추가하여 희석하여 사용되는 것이 바람직하다.
상기 오일 겔 조성물과 물은 1 : 200 내지 1 : 1,500의 중량비로 혼합되는 것이 바람직하다.
상기 희석된 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물의 점도는 20 내지 600 cPs인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 견지에 의하면, 0.5 ~ 35.0 중량%의 비이온성 계면활성제 및 5.0 ~ 90.0 중량%의 오일을 10 내지 40℃의 온도에서 혼합하는 단계; 0.5 ~ 60.0 중량%의 친수성 고분자 및 천연 다당류 고분자로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 혼합하는 단계; 및 실온으로 냉각하는 단계를 포함하는 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물은 건축, 토목 등과 같은 현장의 작업 조건에 따라 적합한 농도로 제조하여 분사할 수 있으며, 이 경우 본 발명의 오일 겔 조성물이 비산 먼지 또는 비산의 우려가 있는 미세 먼지 표면에 점성, 극성 등에 의해 부착하여 미세 먼지가 비산되는 것을 방지함으로써 쾌적한 작업 환경을 조성할 수 있고, 나아가 인근 주민과 작업자의 건강을 보호할 수 있다.
도 1은 본 발명의 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물의 물에 의한 희석 비율에 따른 점도의 변화를 측정한 결과를 그래프로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물(우측) 및 물(좌측)을 각각 도포한 후 5일 후의 비산 먼지 억제 효과를 비교한 사진을 나타낸 것이다.
이하 본 발명을 보다 상세하게 살펴본다.
본 발명의 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물은 0.5 ~ 35.0 중량%의 비이온성 계면활성제; 5.0 ~ 90.0 중량%의 오일; 및 0.5 ~ 60.0 중량%의 친수성 고분자 및 천연 다당류 고분자로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함한다.
상기 비이온성 계면활성제는 본 발명의 오일 겔 조성물의 전체적인 유화 분산 및 가용화를 위해 포함되는 것으로서, 본 발명의 비산 먼지 억제용 오일 겔 전체 조성물에 0.5 ~ 35.0 중량%의 함량으로 포함되는 것이 바람직하며, 상기 비이온 계면활성제의 함량이 0.5 중량% 미만인 경우에는 유화 분산의 효과가 미미하고, 35.0 중량%를 초과하는 경우에는 과도한 기포 또는 거품의 발생으로 인하여 오일 겔 조성물의 상품성이 떨어지며, 오히려 유화 분산 효과가 반감될 수 있다. 보다 바람직하게, 상기 비이온성 계면활성제는 전체 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물에 5~ 20.0 중량%로 함유된다.
물은 연수 및 경수로 이루어져 있는데, 경수일 경우 음이온, 양이온 또는 양쪽성 계면활성제를 사용하면 이러한 이온들과 계면활성제간의 결합이 발생하여 응집 현상이 일어나거나 또는 계면활성 작용이 원활하지 않을 수 있고, 나아가 상용성이 좋지 않은 경향이 있기 때문에 비이온 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 비이온성 계면활성제는 에톡시레이티드 지방산류, 에톡시레이티드 에스테르류, 에톡시레이티드 알코올류, 글루코시드류, 폴리옥시에틸렌류, 솔비탄류, 아미드류, 아민 유도체로부터 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 폴리알킬 글루코시드, 데실글루코시드, 솔비탄모노올레이트, 솔비탄모노라우릴레이트, 라우릴 디에틸 아민 옥사이드, 야자유 알킬디메틸아민 옥사이드, 야자유지방산 디에탄올 아미드, 야자유 지방산 모노에탄올 아미드 유도체로부터 선택된 1종을 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게는 가격이 저렴하여 경제적인 폴리옥시에틸렌 솔비탄(polyoxyethylene sorbitan)을 사용한다.
상기 본 발명의 오일은 소포 기능, 증발 억제 기능 및 흡습성의 부여를 위해 본 발명의 오일 겔 조성물에 포함되는 것으로, 본 발명의 전체 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물에 5.0 ~ 90.0 중량%의 함량으로 포함되는 것이 바람직하며, 상기 오일의 함량이 5.0 중량% 미만인 경우에는 소포 기능, 증발 억제 기능, 흡습성 부여 기능 등에 있어서 효과가 미미하고, 90.0 중량%를 초과하는 경우에는 본래의 비산 억제 기능을 저해하고 희석액인 물과의 상분리되는 문제가 발생할 수 있다. 보다 바람직하게, 상기 오일은 전체 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물에 10 ~ 60 중량%로 함유된다.
상기 오일은 티트리 오일, 미네랄 오일, 아몬드 오일, 레몬 오일, 코코넛 오일, 해바라기 오일, 포도씨 오일, 실리콘, 디메치콘, 파라핀 오일, 아보카도 오일, 및 피마자유로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하다.
상기 친수성 고분자 및 천연 다당류 고분자는 본 발명의 오일 겔 조성물의 비산 먼지에 대한 점착력 또는 접착 유지력의 부여를 위해 포함되는 것으로, 본 발명의 전체 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물에 0.5 ~ 60.0 중량% 의 함량으로 포함되는 것이 바람직하며, 상기 친수성 고분자 및 천연 다당류 고분자의 함량이 0.5 중량% 미만인 경우에는 본 발명의 오일 겔 조성물이 물과 혼합되는 경우 점성이 미약하게 되어 비산 먼지에 대한 부착력이 감소하고, 따라서 비산 먼지의 방지 효과도 감소할 수 있으며, 이와 함께 본 발명의 오일 겔 조성물의 분산 안전성도 떨어지는 경향이 있다. 한편, 상기 친수성 고분자 및 천연 다당류 고분자의 함량이 60.0 중량%를 초과하는 경우에는 오일 겔 조성물의 점성이 과도하게 높아지므로 제조가 어려운 문제가 있다. 보다 바람직하게, 상기 친수성 고분자 및 천연 다당류 고분자는 전체 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물에 1.0 ~ 20 중량%로 함유된다.
상기 친수성 고분자는 메틸셀룰로오스(MC), 히드록시에틸셀룰로오스(HEC), 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 히드록시프로필셀룰오오스(HPC), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리아크릴릭산(PAA), 폴리아크릴아미드(PAAM), 폴리아크릴산나트륨(Sodium Polyacrylate) 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate), 및 폴리비닐리돈(PVP)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하며, 1종을 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
한편, 상기 천연 다당류 고분자는 알긴산나트륨(Sodium Alginate), 글루코만난(곤약만난), 덱스트란, 플루란, 구아검(Guar gum), 로코스트 빈 검(Locust bean gum), 및 전분으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하며, 1종을 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 상기 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물은 물을 추가로 포함하여 희석되는 것이 바람직하다. 본 발명의 오일 겔 조성물의 희석 정도는 그 사용처나 환경에 따라 당업자가 적절히 조절할 수 있으나, 특히 상기 오일 겔 조성물 및 물은 1 : 200 내지 1 : 1,500의 중량비로 혼합되는 것이 바람직하며, 1 : 500 내지 1 : 1,200의 중량비로 혼합되는 것이 보다 바람직하다
한편, 상기 희석된 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물의 최종 점도는 20 내지 600 cPs인 것이 바람직하며, 50 내지 300 cPs인 것이 보다 바람직하다.
상기 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물에 물이 1 : 1,500 중량비 이상으로 혼합되는 경우에는 점도가 너무 낮아지며, 그 결과 에멀젼 상태로 녹아있는 친수성 고분자와 천연 다당류 및 오일 등의 농도가 과도하게 낮아져서 비산되는 먼지를 효과적으로 포집할 수 없는 현상이 발생하는 문제가 있으며, 상기 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물에 물이 1 : 200 중량비 미만으로 혼합되는 경우에는 점도가 너무 높아지며, 분사장치를 이용한 오일 겔의 분사가 용이하지 않게 되고, 이로 인하여 에너지의 소비가 많아지는 한편 분사가 되더라도 분사된 장소에 끈적거림이 심해지는 문제가 있다.
상기 비산 먼지는 직경이 0 초과 10㎛ 이하인 입자를 포함하는 것이 바람직하나, 이에 특히 제한되는 것은 아니며, 비산 먼지 발생이 많은 어떠한 건축 현장 및 건물 해체 현장, 토목 건설 현장, 비포장 도로 및 포장 도로에도 적용될 수 있으며, 그 적용 방식은 특히 제한되는 것은 아니지만 분사 또는 살수하여 적용될 수 있다.
바람직하게는 상술한 바와 같이 본 발명의 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물을 바람직한 범위에서 물로 희석하고, 교반한 후, 스프링쿨러, 스프레이 건 또는 살수차를 이용하여 분사 또는 살수할 수 있다. 다만, 본 발명의 적용 방식은 이에 제한되는 것은 아니며, 작업 환경에 따라 당해 기술분야의 숙련자가 적절히 변경하여 적용할 수 있다.
본 발명의 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물이 상기와 같은 다양한 환경에 적용되는 경우 비산하거나 비산하려는 미세 먼지 표면에 대하여 점성 및 극성에 의해 부착되어 미세 먼지가 비산되는 것을 방지하게 된다.
본 발명의 조성물은 밀도 차이, 즉 비중 차이에 의해 가라앉은 미세 먼지를 점착력(점성) 및 극성에 의해 흡착하며, 이때 극성은 이온에 의해 전하를 띠는 현상을 말하는데, 대전된 먼지 입자는 양이온 또는 음이온이 붙었는지 여부에 따라 각각 +극/-극으로 대전되며, 수분, 공기의 영향 등 주변의 전기장에 의해 +극으로 대전된 먼지 입자는 공기 중에서 상대적으로 +극을 띤 곳에서 -극을 띤 방향으로 이동하고, -극으로 대전된 먼지 입자는 그 반대로 움직여 서로 부착하여 부유를 억제하게 된다.
한편, 본 발명의 오일 겔 형태의 비산먼지 억제제 조성물은 0.5 ~ 35.0 중량%의 비이온성 계면활성제 및 5.0 ~ 90.0 중량%의 오일을 10 내지 40℃의 온도에서 혼합하는 단계; 친수성 고분자 및 천연 다당류 고분자로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 0.5 ~ 60.0 중량%의 함량으로 추가로 혼합하는 단계; 및 실온으로 냉각하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
상기 제조 공정에서의 온도는 10 내지 40℃인 것이 바람직하며, 10℃ 미만인 경우에는 오일의 점도가 올라가게 되어 교반이 어려워지며, 또한 비이온 계면활성제의 계면활성을 위한 적절한 온도 범위를 벗어나게 되어 에멀젼 상태가 불완전해질 수 있고, 친수성 고분자와 천연다당류가 잘 풀어지지 않는 문제가 있으며, 40℃을 초과하는 경우에는 천연 다당류의 분자 사슬이 끊어지는 현상이 발생하는 문제가 있다. 친수성 고분자 및 천연 다당류 고분자로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 혼합하는 단계에서도 상기의 온도범위가 유지되는 것이 바람직하다.
상기 성분들과 관련하여 구체적인 내용은 상술한 바와 같으며, 이와 같은 성분들의 혼합은 바람직하게는 교반을 수반하고, 보다 바람직하게는 고속 분산 교반을 수반할 수 있다.
이와 같은 혼합은 통상적으로 2 내지 3 시간 동안 수행될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 충분한 혼합을 위한 적절한 시간 동안 수행될 수 있다.
상기와 같은 혼합 과정에 의해 획득된 혼합물을 실온으로 냉각하는 경우 적절한 점성을 보유하는 있는 본 발명의 비산 먼지 억제용 조성물을 획득할 수 있다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시에는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예
1. 비산먼지 억제용 조성물의 제조
실시예 1
상온에서 1.0 리터의 체적을 지닌 반응기에 576g의 피마자 오일(비중 0.960)을 넣고 유화 분산 기능을 가진 비이온 계면활성제인 폴리옥시에틸렌 솔비탄 100.0g을 넣어 온도를 30℃로 승온하면서 30분 동안 교반하였다. 여기에 폴리아크릴아미드(PAAM) 300.0g을 서서히 적하하면서 고속 교반하였으며 적하가 끝난 후 오일 24g을 추가로 첨가하였다. 결과 혼합물에 점성이 생긴 것을 확인 한 후 상온으로 냉각하면서 교반을 충분히 실시하여 점성이 있는 오일 겔 형태의 비산먼지 억제용 조성물을 제조하였다.
2. 물과의 희석 비율에 따른 비산먼지 억제용 조성물의 점도 변화 실험
상기 실시예 1에서 획득한 오일 겔 형태의 비산 먼지 억제용 조성물을 물과 희석하는 경우 희석 비율에 따른 점도의 변화를 측정하였다. 점도의 측정은 Blookfield DV-II+ Pro.를 사용하여 Spindle 01을 가지고 점도를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1 및 도 1에 나타내었다.
오일겔 : 물 오일겔 농도[%] ln(점도 cPs) []
1:2,000 0.05 4.465908
1:1,000 0.1 5.023881
1:500 0.2 5.438079
1:333 0.3 5.739793
1:250 0.4 6.102559
1:200 0.5 6.44254
상기 표 1 및 도 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 오일 겔 형태의 비산 먼지 억제용 조성물의 수용액 상에서의 농도에 따른 점도의 변화는 지수함수와 같이 변하며, 이때 자연로그를 취하는 경우 직선 함수로 변환되어 점도의 자연로그 값에 대해 직선적으로 상승하였다.
한편, 물의 양 1.0 리터를 기준으로 비산 먼지 억제용 조성물의 농도가 0.05 내지 0.5%의 범위인 경우 분사에 가장 적합한 점도인 20 내지 600 cPs의 조성물을 획득할 수 있었다.
3. 비산먼지 억제용 조성물의 희석
실시예 2
상기 실시예 1에서 획득한 오일 겔 형태의 비산 먼지 억제용 조성물을 물에 1000배 희석하여 점도가 100 내지 150 cPs인 분사용 비산먼지 억제제를 제조하였다.
실시예 3
상기 실시예 1에서 획득한 오일 겔 형태의 비산 먼지 억제용 조성물을 물에 500배 희석하여 점도가 200 내지 250 cPs인 분사용 비산먼지 억제제를 제조하였다.
실시예 4
상기 실시예 1에서 획득한 오일 겔 형태의 비산 먼지 억제용 조성물을 물에 300배 희석하여 점도가 300 내지 350 cPscPs 분사용 비산먼지 억제제를 제조하였다.
실시예 5
상기 실시예 1에서 획득한 오일 겔 형태의 비산 먼지 억제용 조성물을 물에 250배 희석하여 점도가 400 내지 500 cPscPs 분사용 비산먼지 억제제를 제조하였다.
4. 비산먼지 억제용 조성물의 분사 실험
비산 먼지가 많이 배출되는 작업 환경은 갖는 네 지역에서 본 발명의 비산 억제용 조성물을 이용한 비산 먼지의 제거 효율을 측정하기 위한 분사 실험을 수행하였다.
대기 중에 부유하고 있는 입자상 물질은 로우 볼륨 에어 샘플러(Low Volume Air Sampler) 방법을 이용하여 여과지 위에 포집하는 방법으로 입자상 물질의 전체의 질량 농도, 즉 비산먼지 농도를 측정하였다. 포집 대상 입자는 직경 10㎛ 이하의 입자이며, 비산먼지 농도를 분사 전 및 분사 후 3시간 후에 각각 측정하였다. 이 때 흡인 유속은 25 l/min(0.025 m3/min)로 하였으며, 사이클로형 분립 장치를 이용하였다.
한편, 비산 먼지의 농도는 하기의 식 (1)을 이용하여 계산하였다.
Figure pat00001

포집 전 여과지 무게는 155 mg, 포집 후 여과지 무게는 156 mg였으며, 흡인 유속은 0.025 m3/min, 가동 시간은 180 min로써, 하기와 같이 비산먼지 농도는 0.222 mg/m3이었다.
Figure pat00002

상기 작업 환경에 상기 실시예 2 내지 5의 비산 먼지 억제용 조성물을 분사하였으며, 상기의 농도 측정방법을 이용하여 각 작업환경에서 분사 전의 농도를 측정하고, 추가로 분사 후 3시간 후 농도를 측정하여 그 제거 효율을 다음 식 (2)로 나타내었으며 그 결과를 하기 [표 2]에 제거 효율(%)로 나타내었다.
Figure pat00003
*RE(%) : 제거 효율(Removal Efficiency)
*AC: 분사 후 농도 (After Concentration)
*BC: 분사 전 농도(Before Concentration)
본 실험에 있어서 단순히 물 만을 분사하는 일반적인 작업 환경의 경우를 비교예 1로 하였다.
작업환경지역 실시예 2 실시 예 3 실시 예 4 실시 예 5 비교예 1
비포장 도로 63.4 71.7 76.1 80.6 38.5
골재 야적장 68.3 76.2 79.5 82.0 32.5
석탄 야적장 71.8 80.1 80.8 84.1 38.4
아스팔트 포장 도로 61.2 70.7 73.2 78.8 25.9
* 단위: %(제거 효율)
상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의해 제조된 비산 먼지 억제용 조성물은 물만을 분사한 비교예 1에 비하여 우수한 비산 먼지 제거 효율을 나타내었다.
한편, 도 2는 골재 야적장을 대상으로 하여, 좌측의 물만 도포한 구역과 우측이 본 발명의 비산 억제제를 도포한 구역의 각각 도포 5일 후의 사진을 나타낸 것으로, 본 발명의 비산 억제용 조성물은 우수한 비산 먼지 억제 효과를 나타내지만, 물은 1~2일 후 건조되어 먼지가 다시 비산하는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (9)

  1. 0.5 ~ 35.0 중량%의 비이온성 계면활성제; 5.0 ~ 90.0 중량%의 오일; 및 0.5 ~ 60.0 중량%의 친수성 고분자 및 천연 다당류 고분자로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 비이온성 계면활성제는 에톡시레이티드 지방산류, 에톡시레이티드 에스테르류, 에톡시레이티드 알코올류, 글루코시드류, 폴리옥시에틸렌류, 솔비탄류, 아미드류, 아민 유도체로부터 선택된 적어도 하나인 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 오일은 티트리 오일, 미네랄 오일, 아몬드 오일, 레몬 오일, 코코넛 오일, 해바라기 오일, 포도씨 오일, 실리콘, 디메치콘, 파라핀 오일, 아보카도 오일, 및 피마자유로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 친수성 고분자는 메틸셀룰로오스(MC), 히드록시에틸셀룰로오스(HEC), 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 히드록시프로필셀룰오오스(HPC), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리아크릴릭산(PAA), 폴리아크릴아미드(PAAM), 폴리아크릴산나트륨(Sodium Polyacrylate) 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate), 및 폴리비닐리돈(PVP)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 천연 다당류 고분자는 알긴산나트륨(Sodium Alginate), 글루코만난(곤약만난), 덱스트란, 플루란, 구아검(Guar gum), 로코스트 빈 검(Locust bean gum), 및 전분으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물은 물을 추가로 포함하여 희석되는 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 오일 겔 조성물 및 물은 1 : 200 내지 1: 1,500의 중량비로 혼합되는 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 희석된 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물의 점도는 20 내지 600 cPs인 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물.
  9. 0.5 ~ 35.0 중량%의 비이온성 계면활성제 및 5.0 ~ 90.0 중량%의 오일을 10 내지 40℃의 온도에서 혼합하는 단계;
    0.5 ~ 60.0 중량%의 친수성 고분자 및 천연 다당류 고분자로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 혼합하는 단계; 및
    실온으로 냉각하는 단계
    를 포함하는 비산 먼지 억제용 오일 겔 조성물의 제조방법.
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