[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR102258195B1 - 야적장 분진 억제를 위한 유색 막 형성제 - Google Patents

야적장 분진 억제를 위한 유색 막 형성제 Download PDF

Info

Publication number
KR102258195B1
KR102258195B1 KR1020200128217A KR20200128217A KR102258195B1 KR 102258195 B1 KR102258195 B1 KR 102258195B1 KR 1020200128217 A KR1020200128217 A KR 1020200128217A KR 20200128217 A KR20200128217 A KR 20200128217A KR 102258195 B1 KR102258195 B1 KR 102258195B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
acrylic
forming agent
dust
vinyl acetate
present
Prior art date
Application number
KR1020200128217A
Other languages
English (en)
Inventor
김성동
김승현
황성규
Original Assignee
주식회사 블루오션에코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 블루오션에코 filed Critical 주식회사 블루오션에코
Priority to KR1020200128217A priority Critical patent/KR102258195B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102258195B1 publication Critical patent/KR102258195B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/22—Materials not provided for elsewhere for dust-laying or dust-absorbing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
    • C08K13/02—Organic and inorganic ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L5/00—Compositions of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08L1/00 or C08L3/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D123/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D123/02—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C09D123/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C09D123/08—Copolymers of ethene
    • C09D123/0846—Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons containing other atoms than carbon or hydrogen atoms
    • C09D123/0853—Vinylacetate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/017—Additives being an antistatic agent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

본 발명은 토사, 목분, 석회, 회분, 코크스 및 석탄 등의 분진을 억제할 수 있는 유색 막 형성제 및 그 사용방법에 관한 것이다. 본 발명은 피막을 형성하는 친수성 고분자; 망상(net work) 구조를 형성하는 천연 고분자(천연 다당류); 유색제; 계면활성제; 및 물을 포함하고, 피처리물에 분사 후 유색의 막을 형성하는 분진 억제용 유색 막 형성제 및 그 사용방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 석탄 등의 표면에 경화피막을 형성하여 우수한 분진 억제 효과 및 지속성을 가지며, 유색으로서 시인성을 가져 분사 유무를 육안으로 확인이 가능하다. 또한, 본 발명에 따르면, 강한 경화피막과 내수성 등을 가져 강우나 강풍 등에 무너짐이나 흘러내림이 방지되며, 인체 무해 및 친환경적인 특성을 갖는다.

Description

야적장 분진 억제를 위한 유색 막 형성제 {ECO-FRIENDLY COLOR FILM FORMER COMPOSITION FOR DUST SUPPRESSION USING INHIBITING OPEN-STORAGE YARD}
본 발명은 분진 억제를 위한 유색 막 형성제에 관한 것으로, 보다 상세하게는 토사, 목분, 석회, 회분, 코크스 및/또는 석탄 등의 표면에 유색의 강한 경화피막을 형성하여 분진 억제 효과, 강우에 대한 내수성 및 분진 억제의 지속성 등이 향상되고, 유색으로서 시인성을 가지며, 이와 함께 빠른 건조(경화) 속도로 작업성 등이 우수하고, 인체 무해 및 친환경적인 특성을 가지는, 분진 억제를 위한 친환경 유색 막 형성제 및 그 사용방법에 관한 것이다.
분진(미세먼지를 포함)은 일반 도로에서는 물론, 각종 산업현장 등의 인간 생활권 거의 전역에 걸쳐 발생된다. 분진은, 예를 들어 토사, 목분, 석회, 회분, 코크스, 석탄, 시멘트 및 골재 등의 공장(야적장), 운동장, 광산, 도로공사 현장 및 건설 현장 등에서 다량 발생된다.
분진의 억제 방법으로는 물을 분사(살수)하는 방법이 전형적이며, 이는 가장 저렴한 방법이다. 그러나 물 분사(살수)는 물 사용량에 비해 분진 억제 효과가 떨어지고, 겨울철에는 분사 후 결빙하여 작업자들에게 낙상 등의 위험성이 증가되며, 여름철에는 물의 빠른 증발로 인해 지속적으로 다량을 분사하여야 하는 불편함이 있다. 또한, 토사나 석탄 등의 야적장에서는 분진 억제를 위해 방진막을 덮는 방법을 이용하고 있으나, 방진막은 설치 작업이 번거롭고 강풍에 쉽게 벗겨지는 문제점이 있다.
이에, 분진을 억제하기 위한 여러 가지 방안이 제안되었으며, 대표적으로는 분진 억제제를 분사(살포)하는 방법이다. 분진 억제제는 물 분사와 비교하여 적어도 분진 억제 효과와 지속성 등이 높은 이점이 있다. 일반적으로, 분진 억제제는 친수성 고분자(또는 수용성 고분자), 계면활성제, 무기 염류 및 물을 포함하며, 무색을 갖는다. 예를 들어, 한국 공개특허공보 제10-2014-0078594호, 한국 등록특허 제10-1293257호, 한국 등록특허 제10-1881402호 및 일본 공개특허 특개2009-035647호 등에는 위와 관련한 기술이 제시되어 있다.
그러나 종래 기술에 따른 분진 억제제(또는, 비산먼지 억제제)는, 예를 들어 다음과 같은 문제점이 있다.
먼저, 종래 기술의 분진 억제제는 무색으로서 시인성이 없다. 이에 따라, 분진 억제제의 분사 유무를 육안으로 확인할 수 없어 과량 분사되거나 중복 분사되는 경우가 있다. 예를 들어, 토사나 석탄 등의 야적장에는 대량의 토사나 석탄이 쌓여있는데, 분진 억제제를 분사했음에도 불구하고 면적이 넓고 무색으로서 시인성이 없어(분사 유무를 육안으로 확인이 어려움), 작업자가 과량 분사하거나 중복 분사하여 분진 억제제의 소비량이 많아지는 문제점이 있다.
또한, 탄산칼슘 등의 무기 염류를 사용하는 경우, 발화가 발생될 우려가 있고, 토양의 산성화를 일으키는 등의 환경적인 문제점이 있다. 무엇보다, 종래 기술에 따른 분진 억제제는 분진 억제 효과의 지속성이 떨어지고, 내수성이 낮으며 약한 피막을 형성함으로 인해, 강우 및 강풍의 발생 시에는 사용이 어렵거나 분진 억제능이 떨어지는 문제점이 있다.
한국 공개특허공보 제10-2014-0078594호 한국 등록특허 제10-1293257호 한국 등록특허 제10-1881402호 일본 공개특허 특개2009-035647호
이에, 본 발명은 분진 억제제로 유용하게 사용될 수 있는 유색 막 형성제 및 그 사용방법을 제공하는 데에 목적이 있다.
구체적으로, 본 발명은 토사, 목분, 석회, 회분, 코크스 및/또는 석탄 등에 분사된 후 유색의 강한 경화피막을 형성하여 분진 억제능이 우수하고 과량 분사나 중복 분사를 방지할 수 있는 유색 막 형성제 및 그 사용방법을 제공하는 데에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 우수한 내수성의 강한 경화피막을 형성하여 강우나 강풍 시에도 분진 억제능이 우수하며, 이와 함께 토양이나 수질 등에 무해하여 친환경적인 유색 막 형성제 및 그 사용방법을 제공하는 데에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
토사, 목분, 석회, 회분, 코크스 및 석탄 등에 유색의 피막을 형성하여 분진을 억제하는 막 형성제로서,
피막을 형성하는 친수성 고분자;
유색제;
계면활성제; 및
물을 포함하는 막 형성제를 제공한다.
본 발명의 실시형태에 따라서, 상기 친수성 고분자는 강력한 막 형성을 위하여 가교제를 더 포함하며, 상기 가교제는 키토산(chitosan), 양이온성 계면활성제, 이온성 금속화합물 또는 이들의 조합 등으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따라서, 상기 친수성 고분자는 아크릴, 비닐아세테이트 및 키토산의 3원 공중합체로서 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머(Acrylic-vinylacetate-chitosan copolymer)를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시형태에 따라서, 유색 막 형성제는 전체 중량 기준으로 친수성 고분자 10 ~ 60중량%, 색소나 안료로부터 선택되는 유색제 5 ~ 40중량%, 천연 계면활성제 1 ~ 10중량%, 망상(net work) 구조 역할을 하는 천연 고분자 0.1 ~ 10중량% 및 물 10 ~ 50중량%를 포함할 수 있다. 아울러, 본 발명의 유색 막 형성제는 흰색, 푸른색 또는 그린색(그린민트) 등의 색상을 가지는 페이스트 제형으로서, 예를 들어 50 ~ 2,000cps의 점도를 가질 수 있다.
부가적으로, 본 발명은 상기 유색 막 형성제의 사용방법을 제공한다. 본 발명의 실시형태에 따라서, 상기 유색 막 형성제는 5 ~ 100배의 물로 희석하여 토사, 목분, 석회, 회분, 코크스 및 석탄 등의 야적물에 분사하는 방법으로 사용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 분진 억제제로 유용하게 사용될 수 있으며, 분진 억제능 이외의 개선된 특성을 가지는 유색 막 형성제 및 그 사용방법이 제공된다.
구체적으로, 본 발명에 따르면, 토사, 목분, 석회, 회분, 코크스 및/또는 석탄 등의 분진을 효과적으로 억제하고, 분진 억제의 지속성이 우수한 효과를 갖는다. 또한, 본 발명에 따르면, 유색으로서 시인성을 가져 과량 분사 및 중복 분사를 방지하여 사용량을 줄일 수 있으며, 우수한 내수성의 강한 경화피막을 형성하여 강우나 강풍 시에도 사용이 가능한 효과를 갖는다. 아울러, 토양이나 수질 등에 무해하여 친환경적인 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 유색 막 형성제를 구성하는 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머와 천연 고분자(천연 다당류)가 혼합된 모습을 보인 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유색 막 형성제의 사용 흐름도로서, 이는 분진 및 악취의 억제 과정을 보인 것이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 막 형성제를 토사에 분사한 후의 모습을 보인 사진이다.
본 발명에서 사용되는 용어 "및/또는"은 전후에 나열한 구성요소들 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 의미로 사용된다. 본 발명에서 사용되는 용어 "하나 이상"은 하나 또는 둘 이상의 복수를 의미한다.
본 발명은 제1형태에 따라서, 토사, 목분, 석회, 회분, 코크스 및/또는 석탄 등의 피처리물에 유색의 경화피막을 형성하여 분진(비산먼지)을 효과적으로 억제하면서 시인성을 가지는 유색 막 형성제(또는, 분진 억제제)를 제공한다. 본 발명은 제2형태에 따라서, 상기 유색 막 형성제의 제조방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 제3형태에 따라서, 상기 유색 막 형성제의 사용방법을 제공한다. 구체적으로, 본 발명은 제3형태에 따라서, 상기 유색 막 형성제를 사용하여 분진을 억제하는 야적장 분진의 억제방법을 제공한다.
본 발명에서, 「분진」은 입자상 물질로서, 이는 대기 중에 부유하는 일반 분진(비산먼지)은 물론 미세먼지나 꽃가루 등을 포함한다. 분진은, 예를 들어 석탄 가루, 돌가루, 흙가루, 석고 가루, 시멘트 가루, 콘크리트 가루, 꽃가루 및 연기 등의 분체를 포함한다.
또한, 본 발명에서, 처리 대상이 되는 피처리물, 즉, 본 발명에 따른 유색 막 형성제(분진 억제제)가 적용(예, 분사 등)되는 피처리물은, 분진이 발생된 처리 대상물, 및/또는 비산 분진이 발생되려는 처리 대상물을 포함한다. 상기 피처리물은, 예를 들어 토사, 목분, 석회, 회분, 코크스, 석탄, 제철, 콘크리트 및 시멘트 공장 등의 야적장; 광산, 건설 현장 및 도로공사 현장 등의 각종 야적물; 및/또는 기타 발람에 의하여 분진이 발생하는 나대지; 등을 들 수 있다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어, 피처리물은 경우에 따라서 토사나 석탄 야적장을 예로 들어 설명한다.
본 발명에 따른 유색 막 형성제(또는, 분진 억제제)는 비산되는 각종 분진(비산먼지)을 억제하는 분진 억제 조성물로서, 경화피막을 형성하는 친수성 고분자; 유색제; 분산과 유화를 위한 계면활성제; 및 물을 포함한다. 바람직한 실시형태에 따라서, 본 발명에 따른 유색 막 형성제는 망상(net work) 구조를 형성하는 천연 고분자를 더 포함한다. 본 발명에 따른 유색 막 형성제는 피처리물에 분사된 후 유색의 막을 형성한다.
본 발명에 따른 유색 막 형성제는 상기 성분들을 적정 함량으로 포함하여, 예를 들어 50 ~ 2,000cps의 점도(@ 20℃)를 가질 수 있으며, 이는 또한 흰색, 푸른색 또는 그린색(그린민트) 등과 같은 유색의 페이스트(paste) 제형을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 유색 막 형성제는 토사나 석탄 등의 야적장에 분사되어, 토사나 석탄 등의 표면에 유색의 얇은 경화피막을 형성하여 분진의 발생이나 비산을 억제하고, 이는 또한 시인성을 갖는다. 구체적으로, 본 발명에 따른 유색 막 형성제는 우수한 분진 억제능을 가지며, 이는 또한 예를 들어 흰색, 푸른색 또는 그린색(그린민트) 등의 유색을 갖는다. 본 발명에 따른 유색 막 형성제는 유색으로서 시인성을 가짐으로 인해 분사 유무를 육안으로 확인할 수 있으며, 이에 따라 과량 분사나 중복 분사가 방지되어 과잉 소비를 방지(사용량 절감)할 수 있다.
[1] 친수성 고분자
상기 친수성 고분자는 경화피막을 형성하는 유효 성분(막 형성제)으로 작용한다. 상기 친수성 고분자는 수용성(친수성)이면서 토사, 석회, 회분, 코크스 및/또는 석탄 등의 표면에 경화피막을 형성할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 본 발명의 실시형태에 따라서, 상기 친수성 고분자는 아크릴-비닐아세테이트 코폴리머(acrylic-vinylacetate copolymer), 폴리아크릴레이트계 및 비닐아세테이트계 등으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 친수성 고분자는, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라서 상기 아크릴-비닐아세테이트 코폴리머가 키토산(chitosan)에 의해 가교된 수용성 가교 고분자로서의 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머(acrylic-vinylacetate-chitosan copolymer)을 포함하는 것이 좋다. 상기 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머는 아크릴, 비닐아세테이트 및 키토산의 3원 공중합체로서, 이는 석탄 등의 표면에 강한 경화피막을 형성하여 본 발명에 바람직하다.
구체적으로, 상기 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머는 천연 고분자(천연 다당류)와 혼합되어 각종 분진을 효과적으로 억제하면서 장시간 동안 유색의 강한 경화피막을 유지하여 분진 억제의 지속성이 높고 강우나 강풍에 의한 무너짐이 없다. 또한, 상기 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머는 다른 친수성 고분자, 예를 들어 아크릴-비닐아세테이트 코폴리머, 폴리아크릴레이트계 및 비닐아세테이트계 등에 비하여 우수한 내수성 및 내식성을 가져 강우 등에 의한 야적물 무너짐이나 흘러내림 등을 효과적으로 방지하며, 이와 함께 우수한 내구성, 내후성 및 빠른 건조성 등을 갖는다.
본 발명에서, 상기 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머는 가교성을 위한 가교제로서 천연 고분자인 키토산이 아크릴-비닐아세테이트에 결합된 수용성 가교 고분자이며, 이때 상기 키토산은 아크릴 및/또는 비닐아세테이트에 하나 이상 결합될 수 있다. 바람직하게는, 상기 키토산은 아크릴 및/또는 비닐아세테이트에 이민(imine)(-NH-) 결합 형태로 가교 결합될 수 있다. 구체적으로, 상기 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머는 아크릴-비닐아세테이트 코폴리머와 키토산이 이민(imine)(-NH-) 결합된 것을 유용하게 사용될 수 있다.
하나의 실시형태에 따라서, 상기 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머는 하기 [화학식 1]로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 또한, 하기 [화학식 2]는 [화학식 1]의 생성을 보인 것이다. 하기 [화학식 2]에 보인 바와 같이, [화학식 1]의 화합물은 아크릴-비닐아세테이트 코폴리머와 키토산(CHI)의 중합을 통해 얻어질 수 있다. 이때, 아크릴-비닐아세테이트 코폴리머의 비닐기와 키토산(CHI)의 아민(-NH2)이 결합되어, 아크릴-비닐아세테이트 코폴리머와 키토산(CHI)은 적어도 하나 이상의 이민(imine)(-NH-) 결합을 갖는다.
[화학식 1]
Figure 112020104941522-pat00001
[화학식 2]
Figure 112020104941522-pat00002
상기 [화학식 1] 및 [화학식 2]에서 n은 정수이다. n은 특별히 제한되지 않으나, 이는 예를 들어 100 ~ 5,000일 수 있으며, 구체적인 예를 들어 500 ~ 3,000의 정수일 수 있다. 상기 [화학식 1] 및 [화학식 2]에서 *는 연결 지점이다. 상기 연결 지점(*)에는 키토산(CHI), 아크릴-비닐아세테이트 또는 [화학식 1]의 화합물이 결합될 수 있다. 또한, 상기 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머는 분자 내에 하나 이상의 [화학식 1]의 화합물을 포함하여, 예를 들어 5만 내지 50만, 또는 10만 내지 30만의 중량평균분자량을 가질 수 있으나, 이에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 다른 실시형태에 따라서, 상기 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머는 이온성을 가질 수 있다. 상기 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머가 이온성을 가지는 경우, 이는 우수한 분진 억제능력, 분진 억제 지속성, 내수성, 내식성, 내구성, 내후성 및 빠른 건조성 등을 가지면서 이온성에 의해 전기전도성을 나타내어 정전기 발생 방지능을 가질 수 있다. 이와 같이, 이온성에 의해 정전기 발생 방지능을 가지는 경우, 석탄 등의 표면에 적용 시 자연 발화를 방지할 수 있다.
또한, 상기 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머는, 예를 들어 양이온성 계면활성제 및/또는 이온성 금속화합물 등에 의해 이온성을 가질 수 있다.
하나의 실시형태에 따라서, 상기 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머는 아크릴-비닐아세테이트에 키토산과 양이온성 계면활성제를 배합하여 중합하는 경우, 아크릴-비닐아세테이트는 키토산에 의해 가교 결합되고, 가교제인 키토산에는 양이온성 계면활성제가 결합되어 이온성을 가질 수 있다. 이때, 상기 양이온성 계면활성제는, 예를 들어 베헨트리모늄 메토설페이트(Behentrimonium methosulfate), 세트리모늄 메토설페이트(Cetrimonium methosulfate), 베헤닐트리메틸암모늄 메토설페이트(Behenyl trimethyl ammonium methosulfate) 및/또는 스테아르트리모늄 메토설페이트(Steartrimonium methosulfate) 등으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있으나, 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
다른 실시형태에 따라서, 상기 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머는 아크릴-비닐아세테이트에 키토산과 이온성 금속화합물을 배합하여 중합하는 경우, 금속이온이 아크릴-비닐아세테이트 및/또는 키토산에 배위 결합되어 이온성을 가질 수 있다. 상기 이온성 금속화합물은, 예를 들어 Mg, Na, K 및/또는 Ca 등의 금속 양이온을 포함하는 화합물이 사용될 수 있다. 상기 이온성 금속화합물은, 구체적인 예를 들어 Ca 화합물(Ca(OH)2 등) 및/또는 K 화합물(KNO3 등) 등으로부터 선택될 수 있다. 상기 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머는 위와 같은 이온성 금속화합물과의 반응에 의해, 분자 내에 예를 들어 Mg, Na, K 및/또는 Ca 등의 금속이온이 배위 결합되어 이온성을 가질 수 있다.
또한, 상기 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머는, 예를 들어 비닐아세테이트 모노머(또는 폴리비닐아세테이트), 아크릴계 모노머, 중합 개시제 및 용매를 포함하는 공중합성 용액에 키토산을 첨가한 후, 용액 중합하여 얻어진 것을 사용할 수 있다. 아울러, 상기 이온성 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머는, 예를 들어 비닐아세테이트 모노머(또는 폴리비닐아세테이트), 아크릴계 모노머, 중합 개시제 및 용매를 포함하는 공중합성 용액에 키토산 및 양이온성 계면활성( 및/또는 이온성 금속화합물)을 첨가한 후, 용액 중합하여 얻어진 것을 사용할 수 있다.
상기 아크릴계 모노머는, 예를 들어 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 하이드록시에틸아크릴레이트 및/또는 아크릴산 등을 예로 들 수 있다. 상기 중합 개시제는 벤조일퍼옥사이드, 라우릴퍼옥사이드 및/또는 아조비스이소부티로니트릴 등을 예로 들 수 있다. 그리고 상기 용매는, 예를 들어 에탄올, 이소프로판올, 부틸알코올, 에틸아세테이트 및/또는 부틸아세테이트 등을 예로 들 수 있다.
본 발명에 따르면, 위와 같은 3원 공중합체로서의 수용성 가교 고분자, 즉 상기 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머는 적어도 분진 억제능, 분진 억제의 지속성, 내수성 및 빠른 건조성 등을 가지며, 이와 함께 양이온성 계면활성제 및/또는 이온성 금속화합물의 결합에 의해 이온성을 가지는 경우, 그 자체적으로 정전기 발생 억제능을 갖는다. 이때, 상기 정전기 발생 억제능에 의해 토사, 목분, 석회, 회분, 코크스 및/또는 석탄 등의 피처리물에 적용 시 정전기에 의한 자연 발화를 방지할 수 있다.
상기 친수성 고분자는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 본 발명에 따른 유색 막 형성제(분진 억제제) 전체 중량 기준으로, 예를 들어 10 ~ 60중량%로 포함될 수 있다. 이때, 친수성 고분자의 함량이 10중량% 미만인 경우, 강한 경화피막의 형성이 어려울 수 있다. 그리고 친수성 고분자의 함량이 60중량%를 초과하는 경우, 배합 시 작업하기 어려워질 수 있으며, 예를 들어 유색제(색소나 안료) 등의 배합 분산성이 낮아질 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 상기 친수성 고분자는 15 ~ 50중량%로 포함되는 것이 좋다.
[2] 천연 고분자
상기 천연 고분자(natural polymer)는 망상(net work) 구조를 형성하는 것으로서, 이는 천연 다당류로부터 선택된다. 상기 천연 고분자는, 구체적으로 말토덱스트린(maltodextrin), 카라야 검(Guar gum), 타마린드 검(Tamarind gum) 및 글루코만난(glucomannan) 등으로부터 선택된 하나 이상의 천연 다당류를 사용할 수 있다. 이러한 천연 다당류는 경화피막을 형성하는 유효성분으로 적용하며, 이는 또한 경화피막에 윤활성, 신축성 및 습윤성 등을 부여하여 분진 억제의 내구성, 내후성 및 지속성을 향상시킬 수 있다. 상기 천연 다당류는 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머와 혼합 사용되며, 이는 그 자체로서 경화피막에 망상(net work) 구조를 형성하거나, 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머와의 혼합 분산에 의해 경화피막에 망상(net work) 구조를 형성한다.
첨부된 도 1은 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머와 천연 고분자(천연 다당류)가 혼합된 모습을 보인 모식도이다. 도 1에서, AV는 아크릴-비닐아세테이트 코폴리머이고, CHI는 키토산이며, NP는 천연 고분자(natural polymer)로서의 천연 다당류를 나타낸다.
도 1을 참고하면, 주쇄의 아크릴-비닐아세테이트 코폴리머(AV)는 키토산(CHI)에 의해 가교화되어 수용성 가교 고분자로서의 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머(AV-CHI)를 형성한다. 이때, 아크릴-비닐아세테이트 코폴리머(AV)와 키토산(CHI)은 이민기(-NH-)에 의해 결합된다. 또한, 천연 고분자(NP)는 수용성의 천연 다당류로서, 이는 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머(AV-CHI)와 혼합 분산되어 있되, 천연 다당류(NP)의 분자들 및/또는 클러스터가 서로 얽히어 망상(net work) 구조를 형성한다. 이러한 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머(AV-CHI) 및 망상 구조의 천연 고분자(NP)에 의해, 피처리물에 분사된 후 강한 경화피막을 형성하며 우수한 내수성, 내식성 및 내구성 등을 갖는다.
상기 천연 고분자(천연 다당류)는 본 발명에 따른 유색 막 형성제(분진 억제제) 전체 중량 기준으로, 예를 들어 0.1 ~ 20중량%로 포함될 수 있다. 또한, 상기 천연 고분자(천연 다당류)는 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머와 혼합 사용하되, 바람직하게는 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머와 천연 다당류를 4 : 0.5 ~ 2.0의 중량비율로 혼합, 사용할 수 있다.
[3] 유색제
상기 유색제는 유색의 막을 형성하기 위한 것으로, 이는 수용성의 유색 형성 물질로부터 선택될 수 있다. 상기 유색제는 색을 가지는 색소 및/또는 안료로부터 선택될 수 있다. 상기 유색제는, 바람직하게는 친환경 물질로서, 예를 들어 지당(이산화티탄, TiO2), 탈크(Talc), 치자 분말 및 구리프탈로시아닌(copper phthalocyanine) 글리콜류 등으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있으나, 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 유색 막 형성제(분진 억제제)는 유색제에 의해, 예를 들어 흰색, 푸른색 또는 그린색(그린민트) 등과 같은 유색의 막을 형성할 수 있다. 본 발명에 따른 유색 막 형성제(분진 억제제)는 유색제의 의해, 피처리물에 분사된 후 육안 확인이 가능한 시인성을 갖는다. 이에 따라, 분사 유무를 육안으로 확인이 가능하여 과량 분사나 중복 분사를 방지할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 유색제는 치자 분말과 구리프탈로시아닌 글리콜류의 혼합을 사용할 수 있다. 이때, 치자 분말(노란색)과 구리프탈로시아닌 글리콜류(청색)의 혼합에 의해 그린색(그린민트)이 구현되며, 이들은 천연 색소 물질(치자 분말)이면서 FDA 승인 물질(구리프탈로시아닌)이므로 인체에 무해하고 친환경적이다.
상기 유색제는 본 발명에 따른 유색 막 형성제(분진 억제제) 전체 중량 기준으로, 예를 들어 5 ~ 50중량%로 포함될 수 있다. 이때, 유색제의 함량이 5 중량% 미만인 경우, 이의 첨가에 따른 유색 발현 정도가 미미할 수 있다 그리고 유색제의 함량이 50중량%를 초과하는 경우, 상대적으로 친수성 고분자 및/또는 천연 고분자(천연 다당류)의 함량이 낮아져 양호한 피막 형성이 어렵거나, 작업성이 떨어지며 점성이 너무 높아 사용성(예, 분사 등)이 떨어질 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 상기 유색제는 10 ~ 40중량%로 포함되는 것이 좋다.
[4] 계면활성제
상기 계면활성제는 분산 및 유화 등을 위한 것으로서, 이는 토사, 목분, 석회, 회분, 코크스 및/또는 석탄 등의 표면에 침투성 및 습윤성(촉촉함) 등을 부여하고, 각 성분들(친수성 고분자, 천연 다당류 및 유색제 등) 간의 분산성을 갖게 하는 것이면 특별히 제한되지 않는다.
상기 계면활성제는 수용성의 천연 계면활성제를 사용할 수 있으며, 이는 또한 비이온 계면활성제를 유용하게 사용할 수 있다. 상기 천연 계면활성제로서 비이온 계면활성제를 사용하는 경우, 이는 습윤성을 갖게 함은 물론, 피처리물에 대한 침투성 및 분산성을 향상시킬 수 있어 바람직하다. 상기 천연 계면활성제는, 구체적인 예를 들어 폴리옥시에틸렌류, 솔비탄류 및/또는 글루코시드류 등으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 솔비탄모노올레이트, 솔비탄모노라우레이트, 라우릴 글리코시드 및 데실글리코시드 등으로부터 선택된 하나 이상을 유용하게 사용할 수 있다.
상기 계면활성제는 본 발명에 따른 유색 막 형성제(분진 억제제) 전체 중량 기준으로, 예를 들어 1 ~ 12중량%로 포함될 수 있다. 이때, 계면활성제의 함량이 1중량% 미만인 경우, 이의 첨가에 따른 표면 침투성, 습윤성 유지 및 분산성 개선 효과가 낮아질 수 있다. 그리고 계면활성제의 함량이 12중량%를 초과하는 경우, 거품(foam) 등이 발생하여 강한 경화피막 형성에 방해가 될 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 상기 계면활성제는 2 ~ 10중량%, 또는 3 ~ 8중량%로 포함되는 것이 좋다.
[5] 물
상기 물은 분산 및/또는 희석 용매로서 사용되며, 이는 예를 들어 수돗물, 증류수, 지하수 및/또는 정제수 등을 사용할 수 있다. 아울러, 물은 본 발명에 따른 유색 막 형성제(분진 억제제) 전체 중량 기준으로, 예를 들어 10 ~ 50중량%, 15 ~ 40중량%, 또는 20 ~ 30중량%로 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[6] 기타 성분
또한, 본 발명에 따른 유색 막 형성제(분진 억제제)는 정전기 방지를 위한 정전기 발생 억제제를 포함할 수 있다.
상기 정전기 발생 억제제는 정전기 발생을 방지할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 이는 자연 발화 발생율이 높은 석탄 등의 피처리물에 유용하게 작용할 수 있다. 상기 정전기 발생 억제제는 양이온성 계면활성제로부터 선택될 수 있다.
상기 정전기 발생 억제제는, 예를 들어 베헨트리모늄 메토설페이트(Behentrimonium methosulfate), 세트리모늄 메토설페이트(Cetrimonium methosulfate), 베헤닐트리메틸암모늄 메토설페이트(Behenyl trimethyl ammonium methosulfate) 및/또는 스테아르트리모늄 메토설페이트(Steartrimonium methosulfate) 등으로부터 선택된 하나 이상의 양이온성 계면활성제를 사용할 수 있다. 상기 정전기 발생 억제제는 본 발명에 따른 유색 막 형성제(분진 억제제) 전체 중량 기준으로, 예를 들어 0.5 ~ 10중량%로 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라서, 상기 정전기 발생 억제제는 상기 나열한 양이온성 계면활성제 중에서도 세트리모늄 메토설페이트(Cetrimonium methosulfate) 및 스테아르트리모늄 메토설페이트(Steartrimonium methosulfate) 중에서 선택된 하나 이상을 사용하는 것이 좋다. 이와 함께, 본 발명에 따른 유색 막 형성제(분진 억제제)는 상기 정전기 발생 억제제의 활성화제로서 3-카르복시-1-아다만탄 아세트산(3-carboxy-1-adamantane acetic acid)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 세트리모늄 메토설페이트와 스테아르트리모늄 메토설페이트는 이들 이외의 다른 양이온성 계면활성제와 대비하여 정전기 발생 억제능에 효과적이다. 아울러, 상기 3-카르복시-1-아다만탄 아세트산은 정전기 발생 억제제로서의 세트리모늄 메토설페이트와 스테아르트리모늄 메토설페이트를 효과적으로 활성화시켜 정전기 발생 억제능을 개선한다.
구체적으로, 상기 3-카르복시-1-아다만탄 아세트산은 정전기 발생 억제제를 적은 함량으로 사용하더라도 정전기 발생 억제제를 활성화시켜 높은 정전기 발생 억제능을 갖게 할 수 있다. 이때, 본 발명에 따른 유색 막 형성제(분진 억제제) 전체 중량 기준으로, 상기 세트리모늄 메토설페이트 및/또는 스테아르트리모늄 메토설페이트로부터 선택된 정전기 발생 억제제는 0.5 ~ 5중량%로 포함될 수 있으며, 상기 3-카르복시-1-아다만탄 아세트산은 0.1 ~ 3중량%로 포함될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유색 막 형성제(분진 억제제)는 필요에 따라서 기타 기능성 성분이나 첨가제 등을 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 유색 막 형성제(분진 억제제)는, 예를 들어 동결 방지제, 소포제, 분산제, 저장안정제 및/또는 점도 조절제 등을 더 포함할 수 있다. 이러한 기능성 성분이나 첨가제는 분진 억제능 및 내수성 등을 저하시키지 않는 범위에서 적정량 첨가될 수 있으며, 이들은 각각 본 발명에 따른 유색 막 형성제(분진 억제제) 전체 중량 기준으로 0.01 ~ 5중량%으로 포함될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 유색 막 형성제(분진 억제제)는 적어도 다음과 같은 작용 효과를 갖는다.
먼저, 본 발명에 따른 유색 막 형성제(분진 억제제)는 석탄 등의 피처리물 표면에 경화피막을 형성하여 비산된 먼지(석탄 가루 등)나 비산하려는 먼지의 비산을 억제(방지)하고, 높은 보습 및 습윤성 등에 의해 장시간 동안 촉촉함을 유지하여 분진 억제 효과의 지속성을 갖는다.
특히, 본 발명에 따른 유색 막 형성제(분진 억제제)는 피처리물에 분사된 후, 유색의 막을 형성하여 시인성을 갖는다. 이에 따라, 전술한 바와 같이 분사 유무를 육안으로 확인이 가능하여 과량 분사나 중복 분사를 방지할 수 있어 소비량이 절감될 수 있다. 또한, 강한 경화피막을 형성하면서 우수한 내수성 및 내식성을 가져 강우나 강풍 등에 의한 야적물의 무너짐이나 흘러내림을 효과적으로 방지한다.
부가적으로, 속건성으로서 작업성 등이 향상되고, 인체 무해 및 친환경적인 특성을 가지며, 석탄 가루 등의 자연 발화를 방지하여 석탄의 손실 및 화재를 예방할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 유색 막 형성제(분진 억제제)는 분진 억제를 위해 피처리물에 적용 시, 예를 들어 분사 등의 방법을 통해 적용할 수 있다. 이때, 분사 방법으로 적용 시에는 별도의 물에 희석하여 사용한다. 하나의 실시형태에 따라서, 아래와 같은 본 발명의 사용방법을 통해 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 유색 막 형성제(분진 억제제)는, 여기에 물을 5 ~ 100배의 중량비율(또는 부피비율)로 희석하여, 피처리물에 분사(살포)하는 방법으로 사용한다. 구체적으로, 본 발명의 유색 막 형성제 : 물 = 1 : 5 ~ 100의 중량비율(또는 부피비율)로 희석한 처리액(희석액)을 얻은 다음, 상기 처리액(희석액)을 분사장치(예, 살수차 등)를 이용하여 석탄 등의 피처리물에 분사(살포)하여 경화피막을 형성하는 방법으로 사용한다. 첨부된 도 2는 본 발명에 따른 유색 막 형성제(분진 억제제)의 사용 흐름도로서, 이는 본 발명의 유색 막 형성제를 통한 분진 및 악취의 억제 과정을 보인 것이다.
또한, 상기 처리액(희석액), 구체적으로 본 발명의 유색 막 형성제에 물을 5 ~ 100배의 중량비율(또는 부피비율)로 희석한 처리액(희석액)은, 예를 들어 20 ~ 600cps의 점도를 가질 수 있다. 이러한 점도의 처리액을 이용하는 경우, 석탄 등의 피처리물에 분사 시 양호한 경화피막이 형성되고, 이는 또한 속건성 및 분사 작업성(살수차에 의한 살포 등) 등이 향상될 수 있다.
이때, 상기 처리액(희석액)의 점도가 20cps 미만인 경우에는 양호한 경화피막의 형성이 어렵고, 점도가 600cps를 초과하는 경우에는 경화가 오래 걸리거나 분사가 자유롭지 않을 수 있다. 이러한 점을 고려하여, 상기 처리액(희석액)은 50 ~ 500cps의 점도를 가지는 것이 바람직하다. 본 발명에서, 점도는 상온 측정값으로서, 이는 석탄 야적장 등의 실제 사용 현장에서 측정된 점도이다. 점도는, 구체적인 예를 들어 5℃ ~ 35℃, 또는 15℃ ~ 30℃ 범위 내의 온도에서 측정된 값다.
이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 예시한다. 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시적으로 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기의 비교예는 종래 기술을 의미하는 것은 아니며, 이는 단지 실시예와의 비교를 위해 제공된다.
[실시예 1]
교반기가 달리 용기에 물(증류수)을 넣은 다음, 여기에 친수성 고분자(막 형성제)로서 3원 공중합체 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머(acrylic-vinylacetate-chitosan copolymer), 천연 고분자(다당류)로서 말토덱스트린(maltodextrin)과 글루코만난(glucomannan), 계면활성제로서 솔비탄모노라우레이트(sorbitan monolaurate) 및 분산제로서 상용 제품(BYK-154)을 적정량 첨가, 교반하였다. 그리고 여기에 치자 분말과 구리프탈로시아닌(copper phthalocyanine) 글리콜을 1 : 1의 중량비로 혼합한 유색제를 더 첨가, 교반하여 약 180cps(@ 20℃)의 점도를 가지는 유색 페이스트의 막 형성제를 제조하였다.
이때, 상기 친수성 고분자로서의 3원 공중합체 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머는 아크릴-비닐아세테이트 코폴리머와 키토산이 이민(-NH-) 결합으로 가교된 수용성 가교 고분자로서, 이는 비닐아세테이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 하이드록시에틸아크릴레이트, 아크릴산 및 아조비스이소부티로니트릴을 포함하는 공중합성 용액에 키토산 용액이 첨가되어 가교, 중합된 것으로서, 국내 한성포리머로부터 구입하여 사용하였다. 본 실시예에 따른 막 형성제의 구체적인 성분 및 함량을 하기 [표 1]에 나타내었다. 하기 [표 1]에서 각 성분의 함량은 막 형성제 전체 중량을 기준으로 한 백분율(중량%)이다.
[실시예 2]
상기 실시예 1과 대비하여, 친수성 고분자(막 형성제)의 종류를 달리한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
구체적으로, 본 실시예에서는 친수성 고분자로서 2원 공중합체 아크릴-비닐아세테이트 코폴리머(acrylic-vinylacetate copolymer)를 사용하였다. 이때, 상기 아크릴-비닐아세테이트 코폴리머는 비닐아세테이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 하이드록시에틸아크릴레이트 및 아크릴산을 포함하는 공중합성 용액이 중합된 것으로서, 이는 국내 한성포리머로부터 구입하여 사용하였다. 본 실시예에 따른 막 형성제의 구체적인 성분 및 함량은 하기 [표 1]에 보인 바와 같다.
[실시예 3]
상기 실시예 1과 대비하여, 친수성 고분자(막 형성제)의 종류를 달리한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 구체적으로, 본 실시예에서는 친수성 고분자로서 실시예 1에서 사용한 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머(3원 공중합체)와 실시예 2에서 사용한 아크릴-비닐아세테이트 코폴리머(2원 공중합체)의 혼합을 사용하였다. 본 실시예에 따른 막 형성제의 구체적인 성분 및 함량은 하기 [표 1]에 보인 바와 같다.
[비교예 1]
상기 실시예 1과 대비하여, 친수성 고분자(막 형성제)의 종류를 달리하고, 이와 더불어 천연 고분자(다당류)와 유색제를 사용하지 않은 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다. 본 비교예에 따른 막 형성제의 구체적인 성분 및 함량은 하기 [표 1]에 보인 바와 같다.
위와 같이 제조된 각 실시예 및 비교예에 따른 막 형성제에 대하여, 다음과 같이 내수성, 내산성(내식성) 및 분진 억제능을 평가하였다. 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.
< 시험예 1 > : 내수성 평가
각 실시예 및 비교예에 따른 막 형성제를 유리판에 코팅한 다음, 건조시켜 코팅 피막을 형성하였다. 이후, 각 실시예 및 비교예에 따른 코팅 시편에 대하여, 염수분무 테스트를 통해 내수성 및 내식성을 평가하였다. 염수분무 테스트는 염수의 농도 5중량%의 NaCl 수용액, 시험 온도 35 ± 0.5℃, 분무 압력 0.098 ± 0.002MPa, 분무량 1.4ml/h at 80㎠의 조건에서 각 코팅 시편에 염수를 30분 동안 분무한 다음, 코팅 피막의 변색 발생 여부와 흘러내림 여부를 육안으로 확인하여 평가하였다.
이때, 하기 [표 1]에는 변색 발생 여부에 따라 변색 발생이 없는 경우에는 "무변색", 변색되는 경우에는 "변색"으로 나타내고, 흘러내림 여부에 따라 흘러내림이 없는 경우에는 "내수", 녹아서 흘러내림이 있는 경우에는 "용해"로 표시하였다.
< 시험예 2 > : 내산성 평가
각 실시예 및 비교예에 따른 막 형성제를 유리판에 코팅한 다음, 건조시켜 코팅 피막을 형성하였다. 이후, 각 실시예 및 비교예에 따른 코팅 시편을 약 40℃의 황산 수용액(황산 농도 38wt%)에 72시간 동안 함침한 다음 꺼내어, 각 코팅 피막의 변색이나 핀홀(pin hole) 발생 여부를 육안으로 확인하여 평가하였다. 황산 수용액에 함침 후, 변색이나 핀홀이 발생되지 않는 경우에는 "내산", 변색이 발생된 경우에는 "변색", 핀홀이 발생된 경우에는 "핀홀"로 표기하여 하기 [표 1]에 나타내었다.
< 시험예 3 > : 분진 억제능 평가
먼저, 각 실시예 및 비교예에 따른 막 형성제에 50배(부피 기준)의 물을 첨가하여 희석한 희석액을 준비하였다. 이후, 각 희석액 시편을 석탄 더미에 분사하여 건조시킨 다음, 석탄 더미에 강풍을 방사하는 방법으로 분진 억제능을 평가하였다. 구체적으로, 밀폐 공간에 석탄 더미를 쌓아놓고, 석탄 더미에 각 희석액 시편을 분사하여 충분히 건조시킨 다음, 송풍기를 이용하여 각 석탄 더미에 강풍을 방사하였다. 모든 조건은 동일하다. 강풍 방사 후, 석탄 가루의 흩날림이 거의 발생되지 않는 경우에는 "양호", 석탄 가루의 흩날림이 발생되는 경우에는 "날림"으로 표기하여 하기 [표 1]에 나타내었다.
< 각 실시예 및 비교예에 따른 막 형성제의 조성 및 특성 평가 결과 >
비 고 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
친수성 고분자
(막 형성제)		 AV-CHI(1) 15.0 - 10.0 - -
AV(2) - 15.0 5.0 - -
PAM(3) - - - 15.0 -
천연 고분자
(다당류)		 말토덱스트린 3.0 3.0 3.0 - 10.0
글루코만난 3.0 3.0 3.0 - 10.0
비이온 계면활성제 SBML(4) 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
유색제 Y-Cu(5) 8.5 8.5 8.5 -
분산제 D(6) 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
증류수 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량
내수성 평가 무변색/내수 변색/용해 무변색/내수 무변색/용해 변색/용해
내산성 평가 내산 핀홀 내산 변색 변색/핀홀
분진 억제능 평가 양호 양호 양호 날림 날림

(1) AV-CHI : 3원 공중합체로서 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머
(acrylic-vinylacetate-chitosan copolymer)
(2) AV : 2원 공중합체로서 아크릴-비닐아세테이트 코폴리머
(acrylic-vinylacetate copolymer)
(3) PAM : 폴리아크릴아마이드(polyacryl amide)
(4) SBML : 솔비탄모노라우레이트(sorbitan monolaurate)
(5) Y-Cu : 치자 분말과 구리코카미도프로필베타인(cocamidopropyl betaine)
(6) D : 인계 분산제(BYK-154 제품)
상기 [표 1]에 보인 바와 같이, 실시예 1 ~ 3과 비교예 1 ~ 2를 대비하여 보면, 친수성 고분자로서 3원 공중합체 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머(AV-CHI)나 2원 공중합체 아크릴-비닐아세테이트 코폴리머(AV)를 사용하고, 이와 함께 천연 다당류를 더 포함하는 경우(실시예 1 ~ 3)가 그렇지 않은 경우(비교예 1 ~ 2)에 비하여, 강한 경화피막을 형성하여 내수성 및 내산성(내식성)이 우수하면서 분진 억제능에도 효과적임(강풍에 의한 흩날림이 없음)을 알 수 있었다.
또한, 실시예 1 ~ 3을 대비하여 보면, 친수성 고분자의 종류에 따라 특성이 달라짐을 알 수 있었다. 상기 [표 1]에 보인 바와 같이, 3원 공중합체 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머(AV-CHI)를 포함하는 경우(실시예 1 및 실시예 3)가 2원 공중합체 아크릴-비닐아세테이트 코폴리머(AV)를 사용한 경우(실시예 2)보다 내수성 및 내구성이 우수함을 알 수 있었다.
구체적으로, 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머(AV-CHI), 즉 아크릴-비닐아세테이트 코폴리머에 키토산이 이민(-NH-) 결합으로 가교된 코폴리머(AV-CHI)는 아크릴-비닐아세테이트 코폴리머(AV)와 비교하여, 염수 및 황산에 대한 변색, 흘러내림(용해) 및 핀홀 발생이 없음을 알 수 있었다. 이는 토사나 석탄 등의 야적장에 적용 시, 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머(AV-CHI)가 아크릴-비닐아세테이트 코폴리머(AV)에 비해 강수(산성비)에 대한 우수한 내수성 및 내산성을 가짐을 의미한다.
한편, 첨부된 도 3 및 도 4는 막 형성제에 50배(부피 기준)의 물을 첨가한 희석액을 준비한 다음, 이를 물에 젖은 토사에 분사한 후의 사진이다. 도 3은 실시예 1에 따른 막 형성제를 사용한 토사 더미이고, 도 4는 비교예 1에 따른 막 형성제를 사용한 토사 더미이다. 실시예 1에 따른 막 형성제를 적용한 경우(도 3)에는 유색을 가지면서 오랫동안 건조 상태를 유지하였으나, 비교예 1에 따른 막 형성제를 사용한 경우(도 4)에는 무색으로서 시간이 지남에 따라 토사의 수분에 의해 점점 젖어가는 현상이 관찰되었다. 이는 실시예 1의 막 형성제가 비교예 1보다 강한 경화피막을 형성하면서 내수성이 우수함을 의미한다.
또한, 도 3에 보인 바와 같이, 실시예 1에 따른 막 형성제를 사용한 경우, 유색제로서 치자 분말(노란색)과 구리프탈로시아닌 글리콜(청색)의 혼합이 사용되어 그린민트의 유색을 구현함을 알 수 있었다.
[실시예 4 ~ 6]
상기 실시예 1과 대비하여, 각 실시예에 따라 정전기 발생 억제제를 더 첨가하거나, 정전기 발생 억제제 및 정전기 발생 억제제의 활성화제를 더 첨가한 것을 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 이때, 정전기 발생 억제제는 세트리모늄 메토설페이트(Cetrimonium methosulfate)와 스테아르트리모늄 메토설페이트(Steartrimonium methosulfate)를 사용하였으며, 정전기 발생 억제제의 활성화제는 3-카르복시-1-아다만탄 아세트산(3-carboxy-1-adamantane acetic acid)을 사용하였다. 각 실시예(4 ~ 6)에 따른 막 형성제의 구체적인 성분 및 함량은 하기 [표 2]에 보인 바와 같다.
또한, 상기 실시예 4 ~ 6에 따른 막 형성제에 대하여 내수성과 정전기 발생 억제능을 평가하였다. 이때, 내수성은 실시예 1과 동일한 방법으로 평가하였으며, 정전기 발생 억제능은 아래와 같은 방법으로 평가하였다. 아울러, 상기 실시예 1에 따른 막 형성제에 대해서도 아래와 같은 방법으로 정전기 발생 억제능을 평가하였다. 이상의 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다.
< 정전기 발생 억제능 평가 >
정전기 발생 억제능은 표면 저항값으로 평가하였다. 먼저, 각 실시예들에 따른 막 형성제를 유리판에 코팅한 다음, 건조시켜 경화피막을 형성하였다. 이후, 각 실시예들에 따른 코팅 시편에 대하여, ASTM D 257에 준하여 면저항 측정기(4-point probe)를 이용하여 표면 저항[Ω/sq]을 측정하였다. 이때, 표면 저항은 인가전압 10V, 온도 22 ± 2℃ 및 상대습도 50 ± 5% RH의 조건에서 측정되었다.
< 각 실시예에 따른 막 형성제의 조성 및 특성 평가 결과 >
비 고 실시예 1 실시예 4 실시예 5 실시예 6
친수성 고분자
(막 형성제)		 AV-CHI(1) 15.0 15.0 15.0 15.0
천연 고분자
(다당류)		 말토덱스트린 3.0 3.0 3.0 3.0
글루코만난 3.0 3.0 3.0 3.0
비이온 계면활성제 SBML(4) 5.0 5.0 5.0 5.0
유색제 Y-Cu(5) 8.5 8.5 8.5 8.5
분산제 D(6) 1.5 1.5 1.5 1.5
정전기 발생 억제제
(양이온 계면활성제)		 CT-S(7) - 2.5 4.5 1.5
ST-S(8) - 1.5 4.5 1.5
활성화제 CA-Ac(9) - - - 0.8
증류수 잔량 잔량 잔량 잔량
내수성 평가 무변색/내수 무변색/내수 변색/내수 무변색/내수
표면 저항[Ω/sq]
(x 106)		 4.83 4.06 3.62 3.74

(1) AV-CHI : 3원 공중합체로서 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머
(acrylic-vinylacetate-chitosan copolymer)
(4) SBML : 솔비탄모노라우레이트(sorbitan monolaurate)
(5) Y-Cu : 치자 분말과 구리코카미도프로필베타인(cocamidopropyl betaine)
(6) D : 인계 분산제(BYK-154 제품)
(7) CT-S : 세트리모늄 메토설페이트(Cetrimonium methosulfate)
(8) ST-S : 스테아르트리모늄 메토설페이트(Steartrimonium methosulfate)
(9) CA-Ac : 3-카르복시-1-아다만탄 아세트산(3-carboxy-1-adamantane acetic acid)
상기 [표 2]에 보인 바와 같이, 정전기 발생 억제제가 더 첨가된 경우(실시예 4 ~ 6)가 그렇지 않은 경우(실시예 1)에 비하여 정전기 발생 억제능이 개선될 수 있음을 알 수 있었다. 그리고 실시예 4와 실시예 5를 대비하여 보면, 정전기 발생 억제제의 함량이 많은 경우(실시예 5), 정전기 발생 억제능에서는 유리하나 내수성이 떨어짐(변색 발생)을 알 수 있었다.
또한, 실시예 4와 실시예 6을 대비하여 보면, 정전기 발생 억제제의 활성화제로서 3-카르복시-1-아다만탄 아세트산(CA-Ac)이 더 첨가된 경우(실시예 6), 그렇지 않은 경우(실시예 4)와 대비하여 정전기 발생 억제제의 함량이 낮음에도 불구하고 높은 정전기 발생 억제능을 가짐을 알 수 있었다.

Claims (5)

  1. 피막을 형성하는 친수성 고분자;
    망상(net work) 구조를 형성하는 천연 고분자;
    유색제;
    계면활성제; 및
    물을 포함하고,
    피처리물에 분사 후 유색의 막을 형성하며,
    상기 천연 고분자는 말토덱스트린(maltodextrin), 카라야 검(Guar gum), 타마린드 검(Tamarind gum) 및 글루코만난(glucomannan)으로부터 선택된 하나 이상의 천연 다당류를 포함하고,
    상기 유색제는 치자 분말과 구리프탈로시아닌(copper phthalocyanine) 글리콜류의 혼합인 것을 특징으로 하는 분진 억제제.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 친수성 고분자는,
    아크릴-비닐아세테이트 코폴리머가 키토산에 의해 가교된 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머를 포함하고,
    상기 아크릴-비닐아세테이트 코폴리머와 키토산은 이민(imine) 결합된 것을 특징으로 하는 분진 억제제.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 아크릴-비닐아세테이트-키토산 코폴리머는 하기 [화학식 1]로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 분진 억제제.
    [화학식 1]
    Figure 112020104941522-pat00003

    (상기 화학식 1에서, n는 500 ~ 3,000의 정수이고, *는 연결 지점이다.)
  4. 삭제
  5. 삭제
KR1020200128217A 2020-10-05 2020-10-05 야적장 분진 억제를 위한 유색 막 형성제 KR102258195B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200128217A KR102258195B1 (ko) 2020-10-05 2020-10-05 야적장 분진 억제를 위한 유색 막 형성제

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200128217A KR102258195B1 (ko) 2020-10-05 2020-10-05 야적장 분진 억제를 위한 유색 막 형성제

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102258195B1 true KR102258195B1 (ko) 2021-05-28

Family

ID=76140229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200128217A KR102258195B1 (ko) 2020-10-05 2020-10-05 야적장 분진 억제를 위한 유색 막 형성제

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102258195B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230026867A (ko) * 2021-08-18 2023-02-27 황성규 석탄의 자연발화 방지제

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009035647A (ja) 2007-08-02 2009-02-19 Daiso Chemical Co Ltd 粉塵飛散抑制剤および粉塵処理方法
JP2011190398A (ja) * 2010-03-16 2011-09-29 Taisei Corp 粉塵飛散抑制剤
KR101293257B1 (ko) 2013-01-10 2013-08-09 한국그린소재 주식회사 무기응집제를 함유한 비산방지제
KR20140078594A (ko) 2014-06-01 2014-06-25 황성규 철가루와 미세 먼지 저감을 위한 지하철 터널 내 분진 저감제
KR101881402B1 (ko) 2018-04-06 2018-07-24 주식회사 그린켐텍 비산 방지용 표면 경화제 조성물
KR102017528B1 (ko) * 2018-08-10 2019-09-03 현대정밀화학 주식회사 비산먼지 억제를 위한 친환경 표면 경화제 및 그 사용방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009035647A (ja) 2007-08-02 2009-02-19 Daiso Chemical Co Ltd 粉塵飛散抑制剤および粉塵処理方法
JP2011190398A (ja) * 2010-03-16 2011-09-29 Taisei Corp 粉塵飛散抑制剤
KR101293257B1 (ko) 2013-01-10 2013-08-09 한국그린소재 주식회사 무기응집제를 함유한 비산방지제
KR20140078594A (ko) 2014-06-01 2014-06-25 황성규 철가루와 미세 먼지 저감을 위한 지하철 터널 내 분진 저감제
KR101881402B1 (ko) 2018-04-06 2018-07-24 주식회사 그린켐텍 비산 방지용 표면 경화제 조성물
KR102017528B1 (ko) * 2018-08-10 2019-09-03 현대정밀화학 주식회사 비산먼지 억제를 위한 친환경 표면 경화제 및 그 사용방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230026867A (ko) * 2021-08-18 2023-02-27 황성규 석탄의 자연발화 방지제
KR102560877B1 (ko) 2021-08-18 2023-07-28 황성규 석탄의 자연발화 방지제

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102017528B1 (ko) 비산먼지 억제를 위한 친환경 표면 경화제 및 그 사용방법
CA2781641C (en) Vapor permeable barrier coating applicable at low temperature
US4571415A (en) Washout resistant coatings
EP2277961A1 (en) Acrylic-polyurethane polymer coating dispersions for roofing
KR102439033B1 (ko) 콘크리트 중성화 방지 방수 페인트 및 이를 이용한 도장 공법
CN101133110B (zh) 透汽性液体涂布膜
DE60217000T2 (de) Wäßrige Beschichtungszusammensetzung, die Vinylaminpolymere umfaßt
KR102258195B1 (ko) 야적장 분진 억제를 위한 유색 막 형성제
CN104903410A (zh) 用于临时覆盖和保护表面的水溶性涂层
KR101870993B1 (ko) 수성 페인트용 증점제 및 이를 포함하는 수성 페인트 조성물
KR102284172B1 (ko) 비산먼지 억제를 위한 표면 경화제 및 그 제조방법
KR102395549B1 (ko) 흡착성능이 강화된 비산먼지 억제제 및 그 제조방법
KR101916821B1 (ko) 수용성 우레탄 고분자를 포함하는 sbr 변성 아크릴-우레탄 방수제 조성물 및 이의 제조방법
CN105567030A (zh) 水性木器漆
KR102629194B1 (ko) 가교화된 천연 고분자와 천연 다당류를 이용한 친환경 비산먼지 억제제 및 그 제조방법
KR102635964B1 (ko) 폴리머 분산물 및 이를 제조하는 방법
KR102426609B1 (ko) 극미세 나노 실리카와 아크릴 수지로 나노 크기의 마이셀을 형성하여 유해물질 감소 및 항균 성능이 우수한 건물 내부용 고성능 도료 또는 마감재 조성물 및 그 시공방법
CN116102980B (zh) 一种阴离子型沥青防水涂料及其制备方法与应用
KR100755901B1 (ko) 분진 비산 방지용 표면 경화제 및 그 제조방법
KR102638668B1 (ko) 콘크리트 파손이 억제된 친환경 액상 제설제
KR102470511B1 (ko) 포졸란 반응을 일으키지 않는 가교형 비산먼지 경화제 및 그 제조방법
CN101434818A (zh) 异氰酸酯改性水性聚合物防水涂料
KR20000024529A (ko) 1액형 상온가교형 수용성우레탄-순수 아크릴 에멀젼수지를이용한 탄성도막방수재
WO2017132089A1 (en) Traffic marking compositions containing polyfunctional amines
KR101877635B1 (ko) 수성 도료 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant