KR20210017307A

KR20210017307A - 미세먼지 비산억제용 조성물

Info

Publication number: KR20210017307A
Application number: KR1020190096355A
Authority: KR
Inventors: 권순탁
Original assignee: 권순탁
Priority date: 2019-08-07
Filing date: 2019-08-07
Publication date: 2021-02-17

Abstract

개시된 내용은 미세먼지 비산억제용 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 글리세린, 천연유 및 계면활성제로 이루어진다.
상기의 성분으로 이루어지는 미세먼지 비산억제용 조성물은 건조한 토양 등에서 발생하는 미세먼지를 억제하며 인체나 자연에 친화적인 바이오매스 성분으로 이루어져 2차 오염을 유발하지 않고 우수한 친환경성을 나타낸다.

Description

미세먼지 비산억제용 조성물 {COMPOSITION FOR INHIBITING FINE DUST SCATTERING}

개시된 내용은 미세먼지 비산억제용 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건조한 토양 등에서 발생하는 미세먼지를 억제하며 인체나 자연에 친화적인 바이오매스 성분으로 이루어져 2차 오염을 유발하지 않고 우수한 친환경성을 나타내는 미세먼지 비산억제용 조성물에 관한 것이다.

대기 중 입자상 물질은 자연적 혹은 인위적인 요인에 따른 다양한 금속 성분들을 함유하고 있어 인체에 유해한 영향을 미칠 수 있다. 일반적으로 입경 10~ 15㎛ 이하 크기의 입자들이 코를 통해 폐포로 도달하는데, 조대입자들은 대부분이 코에서 걸러지나 미세입자들은 현저하게 폐의 폐포 부분에 침적되고 미량 원소들의 흡수율은 60 내지 80%에 달하는 등 인체에 유해한 영향을 미칠 수 있기 때문에 대기질 평가의 지표로 이용되고 있다.

이러한 미세 먼지 발생원은 도로와 공사장, 연소과정 및 황사 등 다양한 경로에서 발생하며 단기적이나 장기적으로 노출시 인체에 유해할 수 있다. 특히 주택가 인근 공사현장 등에서 발생하는 비산먼지의 경우 생활환경에 큰 영향을 주고 있어 이러한 미세먼지의 제어가 필요하다. 이러한 비산먼지에 대한 억제대책 중 하나로 비포장 도로 및 야적지 등의 제어를 위한 먼지억제제가 사용되고 있으며 이러한 먼지 억제제는 비산먼지 억제 대책 중에서 경제적이며 효과적이다.

일반적으로 분진 방지용으로 사용되는 약품은 화학적 먼지억제제를 말하며 국내에서는 비산먼지 저감대책으로 살수법을 이용하고 있다. 하지만 살수법은 억제시간이 짧으며 차량 바퀴에 진흙이 부착되는 것을 막는데 한계를 가지고 있다. 또한, 오염된 용수에 의한 2차 오염의 단점을 가지고 있다. 이외에도 염화칼슘 (CaCl₂)이나 염화마그네슘 (MgCl₂)을 비산먼지 억제제로서 사용하였으나 빗물에 의해 유실이 쉽게 되며 토양 산성화 및 철 구조물 등의 부식의 원인이 되어 현재는 널리 사용되지 않고 있다.

현재 해외에서는 살수법이나 염화칼슘 및 염화마그네슘 등의 문제를 해결하기 위해 화학적 먼지 억제제 개발 및 판매가 진행되고 있으나 그에 비해 식물성 비산방지제에 대한 제품은 크게 알려지지 않고 있다.

한국특허등록 제10-1071445호(2011.09.30) 한국특허등록 제10-1819395호(2018.01.10)

개시된 내용은 건조한 토양 등에서 발생하는 미세먼지를 억제하며 인체나 자연에 친화적인 바이오매스 성분으로 이루어져 2차 오염을 유발하지 않고 우수한 친환경성을 나타내는 미세먼지 비산억제용 조성물을 제공하는 것이다.

하나의 일 실시예로서 이 개시의 내용은 글리세린, 천연유 및 계면활성제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세먼지 비산억제용 조성물에 대해 기술하고 있다.

바람직하기로는, 상기 미세먼지 비산억제용 조성물은 글리세린 100 중량부, 천연유 90 내지 110 중량부 및 계면활성제 3 내지 5 중량부로 이루어질 수 있다.

더 바람직하기로는, 상기 미세먼지 비산억제용 조성물은 글리세린 100 중량부, 천연유 100 중량부 및 계면활성제 4 중량부로 이루어질 수 있다.

더욱 바람직하기로는, 상기 천연유는 대두유, 바이오디젤 및 팜오일로 이루어진 그룹에서 선택된 하나로 이루어질 수 있다.

더욱 더 바람직하기로는, 상기 계면활성제는 황산도데실나트륨으로 이루어질 수 있다.

이상에서와 같은 미세먼지 비산억제용 조성물은 건조한 토양 등에서 발생하는 미세먼지를 억제하며 인체나 자연에 친화적인 바이오매스 성분으로 이루어져 친환경성이 우수한 미세먼지 비산억제용 조성물을 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.

도 1은 개시된 미세먼지 비산억제용 조성물의 효과를 확인하는 풍동실험을 나타낸 개략도이다.
도 2는 개시된 미세먼지 비산억제용 조성물의 효과를 확인하는 풍동실험 설비를 나타낸 사진이다.
도 3은 개시된 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 주문진사의 풍동실험에 따른 모래의 중량감소 결과를 촬영하여 나타낸 사진이다.
도 4는 개시된 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 주문진사의 풍동실험에 따른 모래의 중량감소 결과를 시간별로 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 5는 개시된 실시예 3 내지 4 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 주문진사의 풍동실험에 따른 모래의 중량감소 결과를 촬영하여 나타낸 사진이다.
도 6은 개시된 실시예 3 내지 4 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 주문진사의 풍동실험에 따른 모래의 중량감소 결과를 시간별로 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 7은 개시된 실시예 5 내지 6 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 주문진사의 풍동실험에 따른 모래의 중량감소 결과를 촬영하여 나타낸 사진이다.
도 8은 개시된 실시예 5 내지 6 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 주문진사의 풍동실험에 따른 모래의 중량감소 결과를 시간별로 측정하여 나타낸 그래프이다.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

개시된 미세먼지 비산억제용 조성물은 글리세린, 천연유 및 계면활성제로 이루어지며, 글리세린 100 중량부, 천연유 90 내지 110 중량부 및 계면활성제 3 내지 5 중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 글리세린은 개시된 미세먼지 비산억제용 조성물을 구성하는 주 성분으로, 점착력이 우수하여 건조한 토양에 잔존하는 먼지들을 결속시키고 토양에 막을 형성하여 미세먼지가 비산하는 것을 억제하는 역할을 한다.

이때, 상기 글리세린은 비용적인 측면 등을 고려하여 조글리세린을 사용하는 것이 바람직한데, 조글리세린의 경우 상온에서 고체상태를 유지하기에 오븐을 이용하여 120℃의 온도로 30분 이상 가열하여 액체상태로 상변화 시킨후에 사용하는 것이 바람직하다.

상기 천연유는 천연유 90 내지 110 중량부가 함유되며, 대두유, 바이오디젤 및 팜오일로 이루어진 그룹에서 선택된 하나로 이루어진다.

상기와 같이 대두유, 바이오디젤 및 팜오일 등은 인체나 자연에 친화적인 바이오매스 성분으로 환경친화적일 뿐만 아니라, 건조된 토양의 표면에 얇은 막을 형성하고, 비나 눈과 같은 수분에 의해 쉽게 제거되지 않기 때문에, 오랜 기간 토양에 함유되어 있는 미세먼지의 비산을 억제하는 효과를 나타낼 수 있다.

상기 천연유의 함량이 90 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 천연유의 함량이 110 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 제조비용을 증가시키게 되며, 상기 천연유의 함량은 상기 글리세린 100 중량부 대비 100 중량부가 함유되는 것이 가장 바람직하다.

상기 계면활성제는 3 내지 5 중량부가 함유되며, 황산도데실나트륨(Sodium Dodecyl Sulfate, SDS)으로 이루어지는데, 개시된 미세먼지 비산억제용 조성물을 구성하는 수분과 기름성분이 상분리되지 않도록 할 뿐만 아니라, 개시된 미세먼지 비산억제용 조성물을 물에 희석하여 사용하게 되는 경우에도 비산억제용 조성물에 함유된 기름성분과 희석을 위해 첨가된 물 사이에 상분리가 발생하지 않고 비산억제용 조성물이 희석을 위해 첨가된 물과 고르게 혼합되어 균질한 미세먼지 비산억제 효과를 나타낼 수 있도록 하는 역할을 한다.

상기 계면활성제의 함량이 3 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 계면활성제의 함량이 5 중량부를 초과하면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 제조비용을 증가시키고, 개시된 미세먼지 비산억제용 조성물의 미세먼지 비산억제 효과를 저하시키기 때문에 상기 글리세린 100 중량부 대비 4 중량부를 함유하는 것이 가장 바람직하다.

이하에서는, 개시된 미세먼지 비산억제용 조성물의 제조방법 및 그 제조방법을 통해 제조된 미세먼지 비산억제용 조성물의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.

<제조예 1>

조 글리세린 100 중량부, 팜오일 100 중량부 및 황산도데실나트륨 4 중량부를 교반장치가 구비된 혼합기에 투입하고 180rpm의 속도로 60분 동안 교반하여 미세먼지 비산억제용 조성물을 제조하였다.

<제조예 2>

조 글리세린 100 중량부, 바이오디젤 100 중량부 및 황산도데실나트륨 4 중량부를 교반장치가 구비된 혼합기에 투입하고 180rpm의 속도로 60분 동안 교반하여 미세먼지 비산억제용 조성물을 제조하였다.

<제조예 3>

조 글리세린 100 중량부, 대두유 100 중량부 및 황산도데실나트륨 4 중량부를 교반장치가 구비된 혼합기에 투입하고 180rpm의 속도로 60분 동안 교반하여 미세먼지 비산억제용 조성물을 제조하였다.

<실시예 1>

상기 제조예 1을 통해 제조된 미세먼지 비산억제용 조성물을 물에 10배 희석하여 미세먼지 비산억제용 조성물 희석액을 주문진사{K.S.L 5100,(주)주문진금사}에 1kg/m²의 양으로 도포하여 미세먼지 비산억제용 조성물 희석액이 도포된 주문진사를 제조하였다.

<실시예 2>

상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 상기 제조예 1을 통해 제조된 미세먼지 비산억제용 조성물을 물에 100배 희석하여 미세먼지 비산억제용 조성물 희석액이 도포된 주문진사를 제조하였다.

<실시예 3>

상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 상기 제조예 2를 통해 제조된 미세먼지 비산억제용 조성물을 물에 10배 희석하여 미세먼지 비산억제용 조성물 희석액이 도포된 주문진사를 제조하였다.

<실시예 4>

상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 상기 제조예 2를 통해 제조된 미세먼지 비산억제용 조성물을 물에 100배 희석하여 미세먼지 비산억제용 조성물 희석액이 도포된 주문진사를 제조하였다.

<실시예 5>

상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 상기 제조예 3을 통해 제조된 미세먼지 비산억제용 조성물을 물에 10배 희석하여 미세먼지 비산억제용 조성물 희석액이 도포된 주문진사를 제조하였다.

<실시예 6>

상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 상기 제조예 3을 통해 제조된 미세먼지 비산억제용 조성물을 물에 100배 희석하여 미세먼지 비산억제용 조성물 희석액이 도포된 주문진사를 제조하였다.

<비교예 1>

상온에서 72시간 동안 자연건조된 주문진사.

<비교예 2>

물을 1kg/m²의 양으로 도포한 후에, 상온에서 72시간 동안 자연건조된 주문진사.

상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 주문진사의 풍동실험에 따른 모래의 중량감소 결과를 측정하여 아래 도 3 내지 4에 나타내었다.

{단, 풍동실험은 아래 도 1 내지 2에 나타낸 모식도와 같은 조건에서 진행하였으며, 이때, 송풍기는 상업용 드럼형 강풍기을 선택하였고, 1,085rpm에 17,100m³/h의 풍량을 분출할 수 있는 모델로 선정하였으며, 송풍의 최대 시속은 스펙 상으로는 10m/s정도였으나 실제 풍속계로 측정하였을 때 측정부에서의 풍속은 최대 5m/s 정도로 확인되었고, 이후 기존 바람이 나오는 부분을 비닐을 통해 0.28m²로 줄임으로서 최대 풍속이 7.5m/s로 유지되도록 하였고, 이후 주변을 비닐로 막아 외부의 영향 및 실내 공기 오염을 최소화 하는 조건에서 진행하였다.}

아래 도 3 내지 4에 나타낸 것처럼, 개시된 실시예 1 내지 2를 통해 제조된 주문진사는 비교예 1 내지 2의 주문진사에 비해 풍동실험에 따른 모래 중량의 감소량이 월등하게 낮은 것을 알 수 있으며, 개시된 미세먼지 비산억제용 조성물을 10배로 희석하여 적용한 실시예 1의 주문진사는 120분의 풍동실험 후에도 중량감소가 발생하지 않은 것을 알 수 있다.

또한, 상기 실시예 3 내지 4 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 주문진사의 풍동실험에 따른 모래의 중량감소 결과를 측정하여 아래 도 5 내지 6에 나타내었다.

아래 도 5 내지 6에 나타낸 것처럼, 개시된 실시예 3 내지 4를 통해 제조된 주문진사는 비교예 1 내지 2의 주문진사에 비해 풍동실험에 따른 모래 중량의 감소량이 월등하게 낮은 것을 알 수 있으며, 개시된 미세먼지 비산억제용 조성물을 10배로 희석하여 적용한 실시예 3의 주문진사는 120분의 풍동실험 후에도 중량감소가 발생하지 않은 것을 알 수 있다.

또한, 상기 실시예 5 내지 6 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 주문진사의 풍동실험에 따른 모래의 중량감소 결과를 측정하여 아래 도 7 내지 8에 나타내었다.

아래 도 7 내지 8에 나타낸 것처럼, 개시된 실시예 5 내지 6을 통해 제조된 주문진사는 비교예 1 내지 2의 주문진사에 비해 풍동실험에 따른 모래 중량의 감소량이 월등하게 낮은 것을 알 수 있으며, 개시된 미세먼지 비산억제용 조성물을 10배로 희석하여 적용한 실시예 5의 주문진사는 120분의 풍동실험 후에도 중량감소가 발생하지 않은 것을 알 수 있다.

따라서, 개시된 미세먼지 비산억제용 조성물은 건조한 토양 등에서 발생하는 미세먼지를 억제하며 인체나 자연에 친화적인 바이오매스 성분으로 이루어져 친환경성이 우수한 미세먼지 비산억제용 조성물을 제공할 수 있다.

Claims

글리세린, 천연유 및 계면활성제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세먼지 비산억제용 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 미세먼지 비산억제용 조성물은 글리세린 100 중량부, 천연유 90 내지 110 중량부 및 계면활성제 3 내지 5 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세먼지 비산억제용 조성물.
청구항 2에 있어서,
상기 미세먼지 비산억제용 조성물은 글리세린 100 중량부, 천연유 100 중량부 및 계면활성제 4 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세먼지 비산억제용 조성물.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 천연유는 대두유, 바이오디젤 및 팜오일로 이루어진 그룹에서 선택된 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세먼지 비산억제용 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 계면활성제는 황산도데실나트륨으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세먼지 비산억제용 조성물.