KR20160017949A - 철도폐침목 처리를 위한 기능성 약품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 "철도 침목은 환경적 마모와 벌레로부터의 공격을 방지하기 위하여, 크레오소트(creosote)에 침하시키게 되는데, 환경오염과 발암물질 유출의 문제를 가지고 있으므로, 이를 효과적으로 제거하는 공정"을 포함하는 철도 폐침목 재활용 신기술에 관한 것이다.
또한 2차 환경오염을 예방하고 저렴한 가격으로 양산이 가능한 철도폐침목 재활용 기술에 관한 것이다.
본 발명은 친환경적인 물질을 통하여 기능성 약품을 제조하여 철도폐침목의 크레오소트유를 처리하는 기술에 관한 것이다.
본 발명에 따른 기능성 약품은 크레오소트유 처리효율을 획기적으로 높이고 환경오염을 예방하여, 결과적으로 환경보호에도 기여하고자 하는 데 그 주된 목적이 있다.
본 발명에 따른 "철도폐침목 처리를 위한 기능성 약품"는 기본물질과 보조물질로 구분되어 진다. 기본물질은 기능성 약품의 기본을 이루는 주요물질이고, 보조물질은 기본물질에 추가하여 크레오소트 처리성능을 획기적으로 높이는 보조적 역할을 수행하는 것이다.
본 발명에 따른 "철도폐침목 처리를 위한 기능성 약품"는 크레오소트유 처리효율을 획기적으로 높이고, 환경친화적 물질로 구성되어 2차 환경오염의 문제가 전혀 없다. 또한 저렴한 가격에 양산이 가능하므로 대중화에도 크게 기여할 수 있는 새로운 기술이다.
본 발명에 따른 "철도폐침목 처리를 위한 기능성 약품"은 철도 폐침목의 신속하고 효율적인 처리가 가능하다. 기존 철도 폐침목이 지닌 유해성과 발암물질 발생 등의 문제점을 해결할 수 있는 신기술이다. 또한, 철도 폐침목을 깨끗한 목재로 재탄생시킬 수 있는 친환경 기술이다. 철도 폐침목을 파쇄 후, MDF로 제작하여 다양한 용도로 응용이 가능하다. 철도 폐침목을 친환경 목재로 전환하여, '건축자재, 토목용도, 가구재'등 다양한 용도로 응용이 가능하다.

Description

철도폐침목 처리를 위한 기능성 약품{The functional chemicals for a waste railroad tie}

본 발명은 "철도 침목은 환경적 마모와 벌레로부터의 공격을 방지하기 위하여, 크레오소트(creosote)에 침하시키게 되는데, 환경오염과 발암물질 유출의 문제를 가지고 있으므로, 이를 효과적으로 제거하는 공정"을 포함하는 철도 폐침목 재활용 신기술에 관한 것이다.

또한 2차 환경오염을 예방하고 저렴한 가격으로 양산이 가능한 철도폐침목 재활용 기술에 관한 것이다.

철도침목은 환경적 마모와 벌레로부터의 공격을 방지하기 위하여, 크레오소트(creosote)에 침하시킨다. 크레오스트는 철도침목의 수명을 연장시키지만, 노출되면 환경오염과 발암물질 유출 등의 문제점을 지니고 있다. 크레오소트 유(creosote oil)는 타르 증류시 약 200℃ 이상의 유출유를 의미한다. 안트라센, 페난트렌 등의 주성분을 제외한 탈정 안트라센유를 주원료로 한다. 보통 타르에서 유효성분을 축차 분리 회수한 잔유를 조합하여 조제하지만 타르 직류품으로서 얻을 수도 있다. 주로 목재의 방부제, 카본 블랙의 원료로 사용된다.

크레오스트유는 발암물질인 벤조피렌과 유독물질인 다환방향족 탄화수소를 함유한 화학물질이어서 주변 토양과 공기, 물 등을 오염시킬 수밖에 없다. 많은 학자들이 "철도 폐침목 계단 주변의 나무와 풀이 죽어가고 있다"면서 "인체에도 악영향을 미칠 우려가 있는 만큼 빠른 시일 내에 교체하는 등 대책을 세워야 한다"고 주장하고 있다.

목재보존(Wood preservation)이란, 목재부패균 번식에 의한 목재 썩음 현상을 다양한 방법을 사용하여 예방처치하는 방법을 의미한다. 목재부패균이 재목에서 번식하는 데 필요한 수분, 산소,온도, 영양의 4조건을 인위적으로 제어하여, 균의 생육에 부적당한 조건을 만들어 방부효과를 나타낸다. 산소의 공급을 절단하는 방법으로서 수중 저목법(貯木法)이 있고 외재 수입항구에서 대규모적으로 실시하고 있다. 수분을 절단하는 방법으로서 목재건조법이 있다. 비교적 장시간에 걸쳐 함수율을 감소시키고, 동시에 열에 의한 균의 사멸을 시도하는 것이다. 그러나 그후 수분공급이 많은 사용장소의 경우에는 방부제처리법을 병용하지 않는 한 다시 목재부패균이 침투하여 썩기 시작한다. 영양분공급 차단과 동시에 균을 사멸시키는 방법이 방부제처리법이며 표면탄화법이다. 후자는 전신주나 문기둥 등을 땅 속에 설치하여 사용하는 방법으로 예로부터 사용되고 있지만 방부제처리에 비하면 효율성이 낮다. 방부제처리법에는 여러가지의 방법이 있지만 가압에 의한 주입이 가장 효과가 있고 지속적이다. 처리약제에서는 크레오소트유(creosote oil)를 가장 많이 사용하다.

위에서 살펴본 바와 같이 철도침목은 대부분 크레오소트유를 활용하여 방부처리를 하고 있으며, 철도침목을 일정기간 사용 후에 발생하는 폐침목은 심각한 환경오염 문제를 유발하고 있다. 이러한 폐침목을 친환경적으로 재활용하기 위한 기술의 개발이 시급한 상황이다.

기존의 철도폐침목 처리방법으로는 "열추출을 이용한 폐목침목 처리 장치 및 그 방법"이 있다. 보다 구체적으로는 폐목침목을 소정 크기 이하로 파쇄하는 단계; 상기 파쇄된 폐목침목을 열 추출 반응기에 투입하여 열 추출 반응시키고, 상기 폐목침목 내의 방부제 및 유류 성분을 감소시키는 단계; 상기 열 추출 반응기의 폐가스를 응축시켜 재활용 불활성가스를 생성하는 단계; 상기 재활용 불활성가스를 열 추출 반응기에 충진하는 단계; 및 상기 열 추출 반응 처리된 폐목침목을 폐목재 및 일반 폐기물로 분리하는 단계를 포함하는 열 추출을 이용한 폐목침목 처리 방법이다. 하지만 이 방법은 열추출반응기를 작동시키기 위해 별도로 에너지원이 공급되어야 하므로 경제성이 낮아 실용화되지 못하고 있다.

KR 국내특허 공개번호 제 10-2004-0052716호 (2004.06.23) KR 국내특허 공개번호 제 10-2003-0005106호 (2003.01.15)

본 발명은 친환경적인 물질을 통하여 기능성 약품을 제조하여 철도폐침목의 크레오소트유를 처리하는 기술에 관한 것이다.

본 발명에 따른 기능성 약품은 크레오소트유 처리효율을 획기적으로 높이고 환경오염을 예방하여, 결과적으로 환경보호에도 기여하고자 하는 데 그 주된 목적이 있다.

본 발명에 따른 "철도폐침목 처리를 위한 기능성 약품"는 기본물질과 보조물질로 구분되어 진다. 기본물질은 기능성 약품의 기본을 이루는 주요물질이고, 보조물질은 기본물질에 추가하여 크레오소트 처리성능을 획기적으로 높이는 보조적 역할을 수행하는 것이다.

본 발명에 따른 "철도폐침목 처리를 위한 기능성 약품"는 크레오소트유 처리효율을 획기적으로 높이고, 환경친화적 물질로 구성되어 2차 환경오염의 문제가 전혀 없다. 또한 저렴한 가격에 양산이 가능하므로 대중화에도 크게 기여할 수 있는 새로운 기술이다.

본 발명에 따른 "철도폐침목 처리를 위한 기능성 약품"은 철도 폐침목의 신속하고 효율적인 처리가 가능하다. 기존 철도 폐침목이 지닌 유해성과 발암물질 발생 등의 문제점을 해결할 수 있는 신기술이다. 또한, 철도 폐침목을 깨끗한 목재로 재탄생시킬 수 있는 친환경 기술이다. 철도 폐침목을 파쇄 후, MDF로 제작하여 다양한 용도로 응용이 가능하다. 철도 폐침목을 친환경 목재로 전환하여, '건축자재, 토목용도, 가구재'등 다양한 용도로 응용이 가능하다.

본 발명에 따른 "철도폐침목 처리를 위한 기능성 약품"는 기본물질과 보조물질로 구분되어 진다.

본 발명에 따른 "철도폐침목 처리를 위한 기능성 약품"의 기본물질은 "올레인산, 미리스틸알코올, 알킬벤젠"이며 그 구성비는 아래 [표 1] 에서 기술하고 있다.

본 발명에 따른 "철도폐침목 처리를 위한 기능성 약품"의 보조물질은 "견운모, 메타인산염, 소다비석"이며 그 구체적인 구성비는 아래 [표 1] 에서 기술하고 있다.

본 발명에 따른 "철도폐침목 처리를 위한 기능성 약품"의 구성 물질에 관하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

올레인산(Oleic acid)은 유산이라고도 한다. 화학식은 C17H3COOH이다. 대부분 동식물유 속에 함유되어 있고, 특히 동백 기름, 올리브유 등의 유지류의 주성분이다. 무색, 무취이며, 비중 0.898, 녹는점 14℃의 유상(油狀) 액체로, 물에 녹지 않고 유기 용제에 녹는다. 공기 중에 방치하면 산화되어 황색 또는 갈색으로 변하며, 악취를 풍긴다. 윤활유, 비누의 원료, 직물의 방수제 등에 사용된다.

미리스틸알코올(Myristyl alcohol)은 노말사슬로 된 포화 알코올이다. 수소화알루미늄리튬이나 나트륨 같은 시약과 함께 미르스트산이나 약간의 지방산에스터의 환원에 의해 만들어지기도 한다. 1-테트라데칸올 또는 테트라데실알코올이라고도 한다. 화학식 CH3(CH2)13OH. 녹는점 38℃, 끓는점 170℃(20mmHg)이다. 육두구(肉荳寇) 나무의 열매기름, 종려나무열매지방, 우유지방, 향유고래기름 등을 환원시켜 얻는다. 실온에서 흰색 결정으로 물에 녹지 않고 에테르에는 잘 녹으며, 알코올에는 소량 녹는다. 각종 화장품의 피부 연화제(軟化劑)로 사용되며, 황산에스터화하여 계면활성제로도 사용된다.

알킬벤젠(Alkylbenzene)은 벤젠핵에 알킬기(基)가 결합한 방향족 탄화수소이다. 메틸벤젠(톨루엔)·다이메틸벤젠(자일렌)·에틸벤젠 등 종류가 많다. 일반적으로 무색의 액체 또는 고체이며 물에 녹지 않고 알코올·에테르 등에 녹는 것이 많다. 석유로부터 제조하는데, 석탄타르로부터도 상당한 양이 제조된다.

견운모(Sericite)는 질이 치밀하거나 미세한 비늘 모양 백운모의 총칭이다. 세리사이트라고도 한다. 'sericite'라는 말은 비단이라는 뜻의 그리스어에서 연유한다. 단사정계(單斜晶系)에 속하며, 백색 또는 회백색에 진주광택이 있다. 원래는 결정편암, 특히 견운모편암의 주성분 광물을 말하였으나, 오늘날에는 열수작용(熱水作用)으로 생긴 점토 모양의 미세한 백운모를 가리킨다. 화학성분은 백운모와 거의 같으나, 일반적으로 칼륨 K는 백운모보다 적고 수분 H2O가 다소 많다. 장석 ·근청석(菫靑石) ·홍주석(紅柱石) 등의 2차적 변질물로서 생성되고, 가벼운 동력변성작용을 받은 천매암질 점판암 또는 천매암의 가장 흔한 구성광물이다. 도석(陶石)은 화산암의 변질로 인해 생기는데, 석영(70 ％)과 견운모(30 ％)로 이루어졌다. 견운모는 도자기나 내화벽돌의 혼입재로 쓰이며, 그 밖에 도료 ·전기절연체 ·활마재(滑摩材) ·화장품용 등 용도가 다양하다.

메타인산염(Metaphosphate)은 메타인산의 양성자를 나트륨 등 다른 양이온으로 교환시킨 탈수축합된 인산염의 하나로 센물의 칼슘이나 마그네슘이온을 나트륨이온으로 교환시켜 단물로 만들어 준다. 메타인산의 실험식(實驗式)은 (HPO3)n 이며 이것의 염이 양성자 대신에 금속 이온 등 다른 양이온으로 교환된 것이 메타인산염이다. 특히 양이온이 나트륨이온(Na+)인 염은 그레이엄의 염[(NaPO3)n]이라 불리는데 이 염은센물의 비누화작용을 방해하는 칼슘이온(Ca2+)이나 마그네슘이온(Mg2+)을 나트륨이온으로 교환시켜서 단물로 만드는 성질이 있다. 구조는 보통 n=3∼10인 고리형 메타인산염과 무한대(無限大)의 사슬을 이루는 직선형의 메타인산염이 있다.

소다비석(Natrolite)은 사방정계(斜方晶系)에 속하는 비석의 일종으로 침상, 주상, 섬유상의 결정이다. '내트롤라이트'라고도 한다. 화학성분은 Na2Al2Si3O10 ·2H2O이다. 침상 ·주상 ·섬유상 등의 결정을 나타내며, 방사상 ·괴상(塊狀) ·입상을 이루어 산출되는 경우가 많다. 굳기 5.0∼5.5, 비중 2.17∼2.28이다. 무색 투명하거나 백색 반투명한데, 때로 적색 ·갈색을 띠기도 한다. 유리광택 또는 견사(絹絲)광택이 있다. 염산에 녹아 아교 모양으로 된다. 화산암이나 응회암의 열극(裂隙)이나 공동(空洞)을 메워서 산출되며, 다른 비석류나 방해석 등과 함께 산출된다.

위에서 언급한 물질들로 구성된 "철도폐침목 처리를 위한 기능성 약품"의 구성비를 살펴보면 [표 1] 과 같다.

상기한 구성비는 반복 실험을 통하여 가장 적합한 황금비를 찾아낸 결과이다. 위의 구성비에 따른 기본물질은 기능성 약품의 기본을 이루는 주요물질이고, 보조물질은 기본물질에 추가하여 크레오소트 처리 효율을 획기적으로 높이는 보조적 역할을 수행하게 된다.

Claims (1)

1. "올레인산(Oleic acid) 25-35 wt％, 미리스틸알코올(Myristyl alcohol) 25-35 wt％, 알킬벤젠(Alkylbenzene) 17-23 wt％"의 구성비가 되도록 구성한 '기본물질'과 "견운모(Sericite) 8-12 wt％, 메타인산염(Metaphosphate) 4-6 wt％, 소다비석(Natrolite) 4-6 wt％"로 구성된 '보조물질'을 혼합하여 구성한 "철도폐침목 처리를 위한 기능성 약품."