KR20230037941A - 설탕 부산물이 함유된 천연 제설제 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 설탕 부산물이 함유된 천연 제설제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 염수, 인산나트륨, 수용성 규산혼합물, 부동제 및 설탕 부산물로 이루어지진다.
본 발명에 따른 천연 제설제 조성물은 설탕 부산물과 수용성 규산혼합물이 함유되어 염화칼슘을 사용하지 않고도 우수한 융빙성능과 항부식성 및 낮은 독성을 나타낸다.
본 발명에 따른 천연 제설제 조성물은 설탕 부산물과 수용성 규산혼합물이 함유되어 염화칼슘을 사용하지 않고도 우수한 융빙성능과 항부식성 및 낮은 독성을 나타낸다.
Description
본 발명은 설탕 부산물이 함유된 천연 제설제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 설탕 부산물과 수용성 규산혼합물이 함유되어 염화칼슘을 사용하지 않고도 우수한 융빙성능과 항부식성 및 낮은 독성을 나타내는 설탕 부산물이 함유된 천연 제설제 조성물에 관한 것이다.
겨울철에는 폭설로 인해 발생하는 결빙 현상으로 도로 이동에 원활하지 못한 경우, 제설제 등을 살포하여 제설작업을 진행하게 되는데, 최근에는 이상 기후 현상으로 겨울철에 폭설이 잦아 교통체증의 원인으로 작용하고 있으며, 그에 따른 경제적 피해 또한 급증하는 추세다.
폭설시에는 신속한 제설이 요구됨에 따라 이에 맞춰 제설제의 사용량도 크게 증가하고 있는데, 제설제는 그 형상에 따라 고상과 액상으로 구분할 수 있다.
제설제는 눈의 어는점을 낮춰 눈이 결빙되지 않고 녹도록 유도하는 역할을 하는데, 주성분으로 염화칼슘이나 염화나트륨(소금) 등이 사용되고 있으며, 특히 염화칼슘은 1g에 14g의 물을 흡수할 수 있을 정도로 조해성이 뛰어나기 때문에, 이로 인해 제설효과를 부여하게 된다.
또한, 제설제로 사용되는 성분들은 순수한 용매보다 용질이 포함된 용매의 분자 사이의 인력이 커져 순수용매보다 어는점이 낮아지는 어는점 내림현상을 기본적으로 갖추어야 하는데, 염화칼슘에 흡수된 물은 영하 55도가 되어야 다시 얼기 때문에 제설작업에 주로 사용된다.
한편, 국내에서 사용하고 있는 제설제는 주로 고체형이 사용되며, 가격이 저렴한 염화칼슘(CaCl2)에 소금(NaCl)을 포함하는 형태로, 이러한 성분으로 이루어진 제설제는 수용액으로 제조하여 도로에 분사하거나, 수용액으로 제조된 제설제로 소금을 적신 후에 분사하는 습염살포방식으로 분사되고 있다.
그러나 종래의 제설제는 노면이나 교량에 살포되면, 염화칼슘이나 염화나트륨에 존재하는 염소이온(Cl-)이 철(Fe2+)과 반응하여 급격히 염화철(FeCl2)을 형성하기 때문에, 자동차, 철근 및 철골 등의 금속 시설물을 심각하게 부식시키는 문제점이 있었다.
특히, 염화칼슘은 금속 시설물 뿐만 아니라, 콘크리트나 아스팔트 등도 부식시키는 속도가 매우 빨라, 차량이나 교량은 물론 모든 도로시설물의 수명을 단축시키거나 구조적 성능저하를 유발하는 문제점이 있었다.
뿐만 아니라, 염화칼슘은 빙점을 낮춰 아스팔트 표층 속으로 물을 지속적으로 침투시켜 동결융해작용을 유발하며, 물과 반응하여 발열반응을 일으키기 때문에, 도로 구조물에 균열 및 포트홀(Port hole)의 생성을 유도하여 운전자의 안전을 위협하며, 물에 용해되거나 토양에 흡수되면 수질오염 및 토양의 알칼리화를 유발하며 염류축적으로 삼투 불균형에 따른 물리적 탈수 현상으로 인하여 도로변의 초목, 채소 등 식생물을 고사시키는 등 식물의 생장에 지장을 초래하는 등 환경에 피해를 주는 문제점이 있었다.
상기의 문제점으로 인해 한국도로공사 및 다수의 지자체에서는 염화칼슘이 일정 함량(50%) 이하로 함유된 제설제를 천연 제설제로 인정하고 사용을 권장하고 있기 때문에, 염화칼슘의 함량을 천연 제설제의 기준으로 조절하더라도, 우수한 융빙성능과 항부식성을 나타내며, 낮은 독성을 나타내는 천연 제설제의 제조가 요구되고 있다.
한편, 유럽의 경우 천연 제설제에 염화칼슘을 대체하여 설탕을 사용하고 있으며, 전세계 설탕 생산량의 1/3이 제설제로 사용되고 있는데, 설탕은 염화칼슘과 대등한 융빙효과를 나타내지만 가격이 비싼 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 설탕 부산물과 수용성 규산혼합물이 함유되어 염화칼슘을 사용하지 않고도 우수한 융빙성능과 항부식성 및 낮은 독성을 나타내는 설탕 부산물이 함유된 천연 제설제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 염수, 인산나트륨, 수용성 규산혼합물, 부동제 및 설탕 부산물로 이루어지며, 상기 설탕 부산물은 당밀을 함유하는 것을 특징으로 하는 설탕 부산물이 함유된 천연 제설제 조성물을 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 설탕 부산물이 함유된 천연 제설제 조성물은 염수 100 중량부, 인산나트륨 2 내지 3 중량부, 수용성 규산혼합물 2 내지 10 중량부, 부동제 2 내지 5 중량부 및 설탕 부산물 90 내지 110 중량부로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 수용성 규산혼합물은 SiO3, Na2SiO3 및 Na2SiO3·10H2O로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 수용성 규산혼합물은 규산염 광물을 가열하여 용융하는 가열용융단계, 상기 가열용융단계를 통해 용융된 규산염 광물을 숙성시켜 규산염 결정체를 수득하는 숙성단계 및 상기 숙성단계를 통해 수득된 규산염 결정체에 정제수를 혼합하고 가열하는 혼합가열단계를 통해 제조되는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 가열용융단계는 규산염 광물을 1500 내지 2000℃의 온도로 10 내지 20시간 동안 가열하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 숙성단계는 10 내지 20일 동안 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 혼합가열단계는 상기 숙성단계를 통해 수득된 규산염 결정체 100 중량부에 정제수 5000 내지 15000 중량부를 혼합하고 500 내지 1000℃의 온도로 가열하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 부동제는 프로필렌 글리콜 또는 에틸렌 글리콜로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 염수는 염도가 8 내지 12%인 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 염수는 절임 식품의 제조 공정에서 부산물로 발생하는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 설탕 부산물은 5 내지 10 brix의 당도를 나타내는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 설탕 부산물은 설탕의 제조 공정이나 당밀을 원료로 하는 제조공정에서 발생하는 부산물로 제조되는 것으로 한다.
본 발명에 따른 설탕 부산물이 함유된 천연 제설제 조성물은 설탕 부산물과 수용성 규산혼합물이 함유되어 염화칼슘을 사용하지 않고도 우수한 융빙성능과 항부식성 및 낮은 독성의 천연 제설제를 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명에서 사용되는 수용성 규산혼합물의 제조과정을 나타낸 순서도이다.
도 2 내지 3은 본 발명의 제조예 1을 통해 제조된 수용성 규산혼합물을 FE-SEM으로 촬영하여 나타낸 사진이다.
도 2 내지 3은 본 발명의 제조예 1을 통해 제조된 수용성 규산혼합물을 FE-SEM으로 촬영하여 나타낸 사진이다.
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.
본 발명에 따른 설탕 부산물이 함유된 천연 제설제 조성물은 염수, 인산나트륨, 수용성 규산혼합물, 부동제 및 설탕 부산물로 이루어지며, 염수 100 중량부, 인산나트륨 2 내지 3 중량부, 수용성 규산혼합물 2 내지 10 중량부, 부동제 2 내지 5 중량부 및 설탕 부산물 90 내지 110 중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 염수는 질량농도가 12 내지 20%인 것을 사용하는 것이 바람직한데, 본 발명에 따른 설탕 부산물이 함유된 액상형 천연 제설제 조성물에 융빙성능을 부여하는 역할을 한다.
이때, 상기 염수의 질량농도가 12% 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 염수의 질량농도가 20%를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 금속 시설물에 대한 부식성이 지나치게 증가하기 때문에 바람직하지 못하다.
또한, 상기 염수는 김치, 단무지, 젓갈 등의 염수를 이용하여 절임 공정을 수행하는 식품 제조 공정에서 발생되는 고염수 부산물로 대체될 수 있다. 상기 고염수 부산물은 예를 들어, 김치를 제조할 때 배추를 절이는 공정, 단무지를 제조할 때 무우를 절이는 공정, 젓갈을 제조할 때 젓갈 원료를 절이는 공정 등 절임 식품의 절임 공정에는 고염이 함유된 물을 사용하며, 절임 공정 이후 고염이 함유된 물은 폐수 처리하는데 이를 말한다. 상기 고염수 부산물은 고형분을 제거하고 여과하여 염도가 8 내지 12%를 나타내도록 조절한 상태에서 사용하는 것이 바람직하다. 상기 고염수 부산물의 염도가 8% 미만이면 염화칼슘을 대체한 효과가 미미하며, 상기 염도가 12%를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 염수의 농도를 향상시키기 위한 농축과정을 별도로 진행해야 하며, 금속 시설물에 대한 부식성이 지나치게 증가하기 때문에 바람직하지 못하다.
상기 인산나트륨은 2 내지 3 중량부가 함유되며, 금속의 표면에 부동태 피막을 형성하여 부식을 방지하는 역할을 한다. 즉, 금속 표면은 염소이온에 노출되는 경우 금속의 표면에 형성된 피막이 파손되어 부식이 발생되는데, 인산나트륨은 금속의 표면에 인산수소이온화에 따른 부동태 피막을 형성 (H2PO4
- + H2O = H3O+ + HPO4
2-)하고, 이로 인해 염소이온과 금속 표면의 접촉이 억제되기 때문에 부식방지 효과를 나타낼 수 있게 된다.
상기 인산나트륨의 함량이 2 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 인산나트륨의 함량이 3 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 본 발명에 따른 액상형 천연 제설제 조성물을 구성하는 다른 성분들의 함량이 지나치게 줄어들기 때문에 바람직하지 못하다.
상기 수용성 규산혼합물은 2 내지 7 중량부가 함유되며, 본 발명을 통해 제조되는 액상형 천연 제설제에 융빙성능을 향상시켜 염화칼슘의 함량을 낮출 수 있기 때문에, 우수한 융빙성능 뿐만 아니라, 항부식성 및 낮은 독성을 나타내는 액상형 천연 제설제 조성물을 제공하는 역할을 한다.
상기 수용성 규산혼합물은 SiO3, Na2SiO3 및 Na2SiO3·10H2O로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함한다.
또한, 상기 수용성 규산혼합물은 균산염 광물을 가열하여 용융하는 가열용융단계(S201), 상기 가열용융단계(S201)를 통해 용융된 규산염 광물을 숙성시켜 규산염 결정체를 수득하는 숙성단계(S203) 및 상기 숙성단계(S203)를 통해 수득된 규산염 결정체에 정제수를 혼합하고 가열하는 혼합가열단계(S205)를 통해 제조된다.
상기 가열용융단계(S201)는 규산염 광물을 1500 내지 2000℃의 온도로 10 내지 20시간 동안 가열하여 이루어지는데, 더욱 상세하게는 규산염 광물을 용광로에서 1500 내지 2000℃, 바람직하게는 1600 내지 1700℃의 온도로 10 내지 20시간, 바람직하게는 12 내지 15 시간 동안 가열하여 액체상태로 용융시키는 단계다.
이때, 상기 가열온도가 1500℃ 미만이면, 규산염 광물이 유동성 및 점성을 갖는 액체상태로 용융되기 어려울 수 있고, 상기 가열온도가 2000℃를 초과하게 되면 과잉 온도 공급에 따른 상승 효과는 그다지 크지 않으며, 에너지 소비량만 증가되므로 바람직하지 못하다.
또한, 가열시간이 10시간 미만이면, 규산염 광물이 충분히 용융되기 어려울 수 있고, 가열시간이 20시간을 초과하게 되면, 필요 이상의 열처리 시간에 따른 상승 효과는 그다지 크지 않으므로 상기에 기재된 가열시간을 유지하는 것이 바람직하다.
상기 숙성단계(S203)는 10 내지 20일 동안 이루어지는데, 상기 가열용융단계(S201)를 통해 용융된 규산염 광물을 10 내지 20일, 바람직하게는 12 내지 15일 동안 숙성시켜 규산염 결정체를 수득하는 단계다.
이때, 상기 숙성시간이 10일 미만이면, 규산염 결정체의 수득이 어렵고, 상기 숙성시간이 20일을 초과하게 되면 입자크기가 규산염 결정체의 입자크기가 1.0 내지 4.0 나노미터로 비대하게 커질 수 있으므로 바람직하지 못하다. 즉, 상기와 같은 숙성시간을 거치게 되면, 거의 기체상태의 물질로 이온화된 0.2 내지 0.6 나노미터의 입자크기를 나타내는 규산염 결정체가 수득된다.
상기 혼합가열단계(S205)는 상기 숙성단계(S203)를 통해 수득된 규산염 결정체를 정제수와 환합하고 가열하는 단계로, 상기 숙성단계(S203)를 통해 수득된 규산염 결정체 100 중량부에 정제수 5000 내지 15000 중량부를 혼합하고 500 내지 1000℃의 온도로 가열하여 이루어진다.
상기 가열 온도가 500℃ 미만이면 규산염 결정체가 용출되지 않을 수 있고, 상기 가열온도가 1000℃를 초과하게 되면 규산염 결정체가 증발되어 규산염 결정체의 회수율이 저감될 수 있다.
상기와 같은 과정을 통해 제조되는 수용성 규산혼합물은 물에 대한 용해가 90% 이상을 나타낸다.
상기 수용성 규산혼합물의 함량이 2 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 수용성 규산혼합물의 함량이 7 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 액상형 천연 제설제 조성물에 응집현상이 발생하게 된다.
상기 부동제는 2 내지 5 중량부가 함유되며, 프로필렌 글리콜 또는 에틸렌 글리콜로 이루어지는데, 본 발명에 따른 설탕 부산물이 함유된 액상형 천연 제설제 조성물의 동결온도를 낮춰 저온에서도 액상형 천연 제설제가 동결되지 않고, 액상의 형태를 유지할 수 있도록 하는 역할을 한다.
상기 부동제의 함량이 2 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 부동제의 함량이 7 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 다른 성분 들의 함량이 지나치게 줄어들기 때문에 바람직하지 못하다.
상기 설탕 부산물 90 내지 110 중량부가 함유되는데, 더욱 상세하게는 5 내지 10 brix의 당도를 나타내며, 설탕의 제조 공정이나 당밀을 원료로 하는 제조공정에서 발생하는 부산물로 제조되는 것이 바람직하다.
상기의 설탕 부산물은 제설제의 주원료로 어는점을 강하하여 재결빙을 방지하는 기능을 수행하는데, 상기 설탕 부산물은 염화칼슘과 비슷한 어는점 내림 효과를 나타낸다.
이때, 상기 설탕 부산물은 설탕 제조 공정에서 발생하는 부산물로 당밀이 포함된 것을 특징으로 한다. 상기 당밀은 블랙스트랩 당밀인 것이 바람직한데, 상기의 성분으로 이루어지는 설탕 부산물은 설탕과 대등한 융빙효과를 나타내면서도 가격이 저렴한 장점이 있다.
상기 블랙스트랩 당밀은 사탕수수에서 설탕이 결정화된 후에 남는 어두운 색의 액체로, 칼륨, 마그네슘, 비타민 B6, 구리, 셀레늄 및 망간 등 사탕수수에 함유된 영양소 일부가 포함돼 있으며, 티스푼을 기준으로 15㎉의 열량과 4g의 당이 함유되어 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 설탕 부산물이 함유된 액상형 천연 제설제 조성물의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 액상형 천연 제설제의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<제조예 1> 수용성 규산혼합물의 제조
규산염 광물의 표면에 존재하는 이물질을 제거한 후 용광로에서 1650℃의 온도로 13시간 동안 가열하여 용융시킨 후, 용융된 규산염 광물을 13일 동안 숙성시켜 규산염 결정체를 수득하고, 수득된 규산염 결정체 100 중량부를 정제수 10000 중량부와 혼합한 후에 800℃의 온도로 가열하여 액상형태의 수용성 규산혼합물을 제조하였다.
상기 제조예 1을 통해 제조된 수용성 규산혼합물을 FE-SEM으로 촬영하여 아래 도 2 내지 3에 나타내었다. 아래 도 2 내지 3에 나타낸 것처럼, 본 발명의 제조예 1을 통해 제조된 수용성 규산혼합물은 구형의 규소입자가 무질서하게 분포된 비정질 상태인 것을 알 수 있다.
<제조예 2> 고염수 부산물의 제조
절임배추 제조 과정에서 발생된 염수의 함유된 배추 찌꺼기 등을 제거하고 여과하여 고염수 부산물을 제조하였다.
상기 제조예 2를 통해 제조된 고염수 부산물의 염도를 염도측정기(SCIONIX사)로 측정한 결과 염도는 8.5%였다.
<제조예 3> 고염수 부산물의 제조
젓갈의 과정에서 발생된 염수에 함유된 찌꺼기 등을 제거하고 여과하여 고염수 부산물을 제조하였다.
상기 제조예 3을 통해 제조된 고염수 부산물의 염도를 염도측정기(SCIONIX사)로 측정한 결과 염도는 11.8%였다.
<실시예 1>
인산나트륨 2.5kg, 상기 제조예 1을 통해 제조된 수용성 규산혼합물 6kg, 부동제(프로필렌글리콜) 3kg 및 상기 제조예 2를 통해 제조된 염수 44kg 및 설탕 부산물(블랙스트랩 당밀 7 brix) 44.5kg을 혼합하여 설탕 부산물이 함유된 액상형 천연 제설제조성물을 제조하였다.
<실시예 2>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 부동제로 에틸렌 글리콜을 사용하여 설탕 부산물이 함유된 액상형 천연 제설제 조성물을 제조하였다.
<실시예 3>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 상기 제조예 2을 통해 제조된 염수를 사용하여 설탕 부산물이 함유된 액상형 천연 제설제 조성물을 제조하였다.
<실시예 4>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 상기 제조예 3을 통해 제조된 염수를 사용하고, 부동제로 에틸렌 글리콜을 사용하여 설탕 혼합물이 함유된 액상형 천연 제설제 조성물을 제조하였다.
<비교예 1>
염화마그네슘 30kg, 염화칼슘 16kg, 인산나트륨 5kg, 글리세린 3kg, 부동제(프로필렌글리콜) 3kg 및 염수(질량농도 20%) 43L를 혼합하여 액상형 제설제 조성물을 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1을 통해 제조된 제설제 조성물의 융빙성능을 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.
{단, 융빙성능(%)=시험물질 융빙량 평균(mL)/기준물질 융빙량 평균(mL) × 100%를 이용하여 계산하였으며, 기준물질은 염화나트륨 70 중량% 및 염화칼슘 30 중량%로 이루어진 것을 사용하여 평가하였다.}
| 구분 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 비교예 1 | |
| 융빙 조건 |
-3℃, 30분 | 113 | 115 | 108 | 110 | 108 |
| -3℃, 60분 | 131 | 130 | 133 | 129 | 107 | |
| -3℃, 120분 | 155 | 156 | 151 | 163 | 104 | |
| -7℃, 30분 | 115 | 117 | 119 | 120 | 105 | |
| -7℃, 60분 | 140 | 137 | 142 | 143 | 105 | |
| -7℃, 120분 | 169 | 176 | 181 | 188 | 104 | |
| -12℃, 30분 | 108 | 105 | 112 | 107 | 111 | |
| -12℃, 60분 | 109 | 111 | 112 | 108 | 110 | |
| -12℃, 120분 | 113 | 121 | 116 | 114 | 112 | |
| -15℃, 30분 | 106 | 107 | 103 | 101 | 113 | |
| -15℃, 60분 | 114 | 115 | 108 | 112 | 117 | |
| -15℃, 120분 | 121 | 125 | 113 | 114 | 119 | |
상기 표 1에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1 내지 4를 통해 제조된 제설제 조성물은 설탕 부산물과 수용성 규산혼합물이 함유되어 비교예 1의 제설제 조성물에 비해 우수한 융빙성능을 나타내는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1을 통해 제조된 제설제 조성물의 강재 부식성을 측정하여 아래 표 2에 나타내었다.
{단, 강재 부식성은 상대부식성으로 나타내었다.
상대부식성(%) = 제설제에 의한 질량 감량 평균(mg/cm2)/기준물질에 의한 질량감량 평균(mg/cm2) × 100%
- 시험용액 준비
시험 용액은 상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1을 통해 제조된 제설제와 염화나트륨을 각각 질량농도가 3%의 수용액으로 준비하였다.
- 시험편 초기 질량 측정(W1)
제설제 5개 제품과 염화나트륨 수용액에 대해 각 종류별로 3개의 시편, 총 18개의 시편의 초기 질량을 저울을 이용하여 0.01g 이하까지 측정하였으며 이것을 '시험 전 무게'로 기록하였다.
- 침지 및 건조 시험
온도 (23ㅁ2)℃, 상대습도 (65ㅁ5)% 를 유지한 상태에서 시험편을 시험용액에 10분간 완전히 담근 후, 시험용용기 밖으로 꺼내고 50분간 방치하였다. 이 조작을 1cycle로 하여 총 168cycle 반복하였다.
- 시험편 부식 생성물 제거
침지 및 건조 시험이 끝난 후 시트르산수소이암모늄 20% 수용액에 넣어 70℃에서 30분 동안 침지하여 부식 생성물을 제거하였다. 일부 시험편에서는 부식 생성물이 완전히 제거 되지 않아 추가로 30분 동안 침지를 진행하였다.
- 시험편 부식 생성물 제거 후 질량 측정(W2)
부식 생성물 제거 후 탈이온수로 세척하고 종이 타월로 닦아낸 후 85℃의 건조기 내에서 충분히 건조시켰다. 이후 총 18개의 시편의 질량을 저울을 이용하여 0.01g 이하 까지 측정하였으며 이것을 '시험 후 무게'로 기록하였다.}
| 구분 | 염화나트륨 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 비교예 1 |
| 상대부식성(%) | - | 9.4 | 9.6 | 8.7 | 8.5 | 13.4 |
상기 표 2에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1 내지 4를 통해 제조된 설탕 부산물이 함유된 액상형 천연 제설제 조성물은 비교예 1과 비교했을 때, 염화칼슘이 함유되지 않아 부식성이 월등하게 개선되는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 설탕 부산물이 함유된 액상형 천연 제설제 조성물은 설탕 부산물과 수용성 규산혼합물이 함유되어 염화칼슘을 사용하지 않고도 우수한 융빙성능과 항부식성 및 낮은 독성의 천연 제설제를 제공한다.
S201 ; 가열용융단계
S203 ; 숙성단계
S205 ; 혼합가열단계
S203 ; 숙성단계
S205 ; 혼합가열단계
Claims (12)
- 염수, 인산나트륨, 수용성 규산혼합물, 부동제 및 설탕 부산물로 이루어지며, 상기 설탕 부산물은 당밀을 함유하는 것을 특징으로 하는 설탕 부산물이 함유된 천연 제설제 조성물.
- 청구항 1에 있어서,
상기 설탕 부산물이 함유된 천연 제설제 조성물은 염수 100 중량부, 인산나트륨 2 내지 3 중량부, 수용성 규산혼합물 2 내지 10 중량부, 부동제 2 내지 5 중량부 및 설탕 부산물 90 내지 110 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 설탕 부산물이 함유된 액상형 천연 제설제 조성물. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 수용성 규산혼합물은 SiO3, Na2SiO3 및 Na2SiO3·10H2O로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 설탕 부산물이 함유된 천연 제설제 조성물. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 수용성 규산혼합물은 규산염 광물을 가열하여 용융하는 가열용융단계, 상기 가열용융단계를 통해 용융된 규산염 광물을 숙성시켜 규산염 결정체를 수득하는 숙성단계 및 상기 숙성단계를 통해 수득된 규산염 결정체에 정제수를 혼합하고 가열하는 혼합가열단계를 통해 제조되는 것을 특징으로 하는 설탕 부산물이 함유된 천연 제설제 조성물. - 청구항 4에 있어서,
상기 가열용융단계는 규산염 광물을 1500 내지 2000℃의 온도로 10 내지 20시간 동안 가열하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 설탕 부산물이 함유된 천연 제설제 조성물. - 청구항 4에 있어서,
상기 숙성단계는 10 내지 20일 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 설탕 부산물이 함유된 천연 제설제 조성물. - 청구항 4에 있어서,
상기 혼합가열단계는 상기 숙성단계를 통해 수득된 규산염 결정체 100 중량부에 정제수 5000 내지 15000 중량부를 혼합하고 500 내지 1000℃의 온도로 가열하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 설탕 부산물이 함유된 천연 제설제 조성물. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 부동제는 프로필렌 글리콜 또는 에틸렌 글리콜로 이루어지는 것을 특징으로 하는 설탕 부산물이 함유된 천연 제설제 조성물. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 염수는 염도가 8 내지 12%인 것을 특징으로 하는 설탕 부산물이 함유된 천연 제설제 조성물. - 청구항 1 또는 2에서,
상기 염수는 절임 식품의 제조 공정에서 부산물로 발생하는 것을 특징으로 하는 천연 제설제 조성물. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 설탕 부산물은 5 내지 10 brix의 당도를 나타내는 것을 특징으로 하는 설탕 부산물이 함유된 천연 제설제 조성물. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 설탕 부산물은 설탕의 제조 공정이나 당밀을 원료로 하는 제조공정에서 발생하는 부산물로 제조되는 것을 특징으로 하는 설탕 부산물이 함유된 천연 제설제 조성물.
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