초록 ▼

1. 최종목표
염화물계 융설제는 우리나라 뿐 아니라 미국, 캐나다, 북유럽, 일본 등 세계적으로 가장 많이 사용되며 염화칼슘(Calcium Chloride, CaCl₂), 소금(Sodium Chloride, NaCl) 등이 주성분이다. 성능 및 가격면에서 가장 효과적으로 사용되나 사용 후에 환경적인 문제와 동시에 토목 건축물에 피해를 끼친다. 융설작용 후 남아있는 염소이온에 의해 콘크리트는 염화물과 동결융해 환경에 직접적으로 노출되어, 콘크리트 표면의 일부가 박리되는 현상과 철근부식 등을 일으키고 손상을 가

1. 최종목표
염화물계 융설제는 우리나라 뿐 아니라 미국, 캐나다, 북유럽, 일본 등 세계적으로 가장 많이 사용되며 염화칼슘(Calcium Chloride, CaCl₂), 소금(Sodium Chloride, NaCl) 등이 주성분이다. 성능 및 가격면에서 가장 효과적으로 사용되나 사용 후에 환경적인 문제와 동시에 토목 건축물에 피해를 끼친다. 융설작용 후 남아있는 염소이온에 의해 콘크리트는 염화물과 동결융해 환경에 직접적으로 노출되어, 콘크리트 표면의 일부가 박리되는 현상과 철근부식 등을 일으키고 손상을 가속시켜 내구성을 급격히 저하시키며 염소이온의 자연으로의 유출로 환경파괴의 문제점을 내포하고 있다.
이러한 제품의 대체 물질로 사용가능한 비염화물계 융설제로 요소(Urea), CMA(Calcium Magnesium Acetate), 초산칼륨(Potassium Acetate, CH3COOK), 초산나트륨(Sodium Acetate, CH3COONa) 등이 있지만 가격 및 성능면에서 보완이 필요하다. 비료로 사용되는 요소(Urea)는 토목건축물 및 환경에 대한 영향이 상대적으로 적으나 제설성능이 떨어지며, CMA(Calcium Magnesium Acetate)는 융설제로 32.6%의 용액에서 -28℃의 공융점을 가지며, 빙점강하의 효과가 소금(Sodium Chloride, NaCl)과 비슷하고 무엇보다도 부식성이 적었으며, 환경오염이 거의 없다고 밝혀졌으나 생산단가가 Kg당 1000원 이상으로 매우 높다. 초산나트륨(Sodium Acetate, CH3COONa)의 경우는 항공산업에서 비염화물계 융설제의 필요성에 의해 개발된 저부식성 융설제이지만 이 또한 높은 가격의 단점이 존재한다.
우리는 이러한 경제적인 문제점을 해결하고자 쉽게 구할 수 있는 바닷물에서 필요한 물질을 추출하여 생산 단가를 낮추어 염소(Chlorine, Cl), 나트륨(Sodium, Na) 함량은 적어지고 제설 성능은 유지할 수 있는 친환경 제설제를 개발하여(1. 공융점 -40℃이하 혹은 20%용액의 어는점 -21℃ 이하. 2. 금속 부식 0.0007g/cm² 이하. 3. Kg 당 500원 이하 가격으로 제조) 현재 수입에 의존되고 있는 제설제를 친환경 제설제로 국내 생산하여 수입의존도를 낮추는 한편 역수출하여 국가수입을 증대시킨다. 또한, 제설작업 후 일어나는 2차 오염의 피해를 줄이고 나아가서는 기존 친환경 제설제가 가지는 높은 제조원가의 단점을 개선하고자 하였다
2. 개발내용 및 결과
1) 바닷물로부터 원료 추출
- 바닷물을 여과, 농축과정을 거쳐 원하는 재료물질 추출
2) 적합한 부식 방지제 선택
- 2종류의 부식 방지제를 일정 비율로 혼합하여 부식방지 작용 확인
3) 폐산으로부터 필요 유기산 추출
- 필요 유기산 증류에 필요한 pH, 온도 조건 설정
4) 물질들에 대한 적정 배합 비율 설정
- 제설제, 부식방지제, 확산제 및 응결 방지제에 대한 적정 배합 비율 설정
5) 공정단계 정량화 및 체계화
- 제설제 반응 공정에 대한 원재료 투입 비율 결정과 공정단계 도식화
6) 바닷물을 이용한 저염소, 저나트륨 함유 친환경 제설제 개발
3. 사업성과
◦ 기술적 성과
1) 공융점 -40℃이하 혹은 20%용액의 어는점 -21℃ 이하, 금속 부식 0.0007g/cm² 이하, Kg 당 500원 이하 가격의 친환경 제설제의 개발
- 염화칼슘 액상과 바닷물 농축을 통한 저가의 액상 제설제 개발
- NaCl 석출을 통해 금속 및 콘크리트 부식성 감소
- 확산제로 글리세린 사용하여 확산성 및 침투성 증대
- 부식방지제로 구연산나트륨 및 글루콘산나트륨 첨가하여 부식성 감소
2) 바닷물을 농축하여 원료를 추출하는 원천기술 확보(농축 및 추출기술 확보)
- 자사 제품 중 질산칼륨 생산으로의 기술 확대로 원가절감의 효과가 있음
3) 유기산을 이용한 기초물질 합성기술을 확보 및 산업폐기물 활용기술
- 단순 블렌딩 작업을 통해 생산하던 가성소다의 경우 합성기술을 확보하였으며 염화칼슘의 경우 폐기물을 활용하여 생산하는 기술 확대가 이루어졌다.
◦ 경제적 성과
1) 저가의 친환경 제설제의 개발로 새로운 생산 매출이 발생하였다.
2) 제설제 개발을 통해 확보한 원천기술을 타제품에 활용하여 원가절감에 효과를 가져왔다.
- 가성소다, 염화칼슘 생산의 경우 반응탱크 설치 및 새로운 합성기술을 도입하여 원가 절감의 효과 및 생산량 증대를 가져오게 되었다.
3) 폐기물에서의 원료 추출 및 제 활용을 통해 폐기물 처리 비용이 감소하는 효과가 발생
4) 계속적인 투자를 통한 내수 생산화로 친환경 제설제에 대한 수입 의존도가 감소할 것으로 예상한다.
◦ 사회적 성과
1) 새로운 제품의 생산(친환경 제설제)및 타 제품의 생산 증대를 통해 고용창출 효과 발생
2) 폐기물에서의 원료 추출 및 활용을 통한 폐기물 처리 문제 감소(환경문제 해결)
3) 친환경 제설제의 개발을 통해 사용 후 발생하는 환경적인 문제와 동시에 토목 건축물의 피해를 줄일 수 있다.
4. 기술개발결과 활용계획
1) 적정한 경제성을 가진 친환경성 저염소, 저나트륨 함유 제설제가 개발될 시 현재 세계적으로 사용되고 있는 염화칼슘 및 소금 제설제를 대체할 수 있다고 생각된다.
- 신뢰성 인증 확보 계획
○ 환경마크 - 환경부
동일 용도의 제품 중 생산 및 소비과정에서 오염을 상대적으로 적게 일으키거나 자원을 절약 할 수 있는 제품에 환경 마크를 표시하여 제품에 대한 정확한 환경정보나 제품의 투명성을 제공하여 안심하고 사용할 수 있도록 노력할 것이다.
○ K마크 - 한국산업기술시험원
한국산업기술시험원에서 공산품의 품질수준을 평가하여 인증하는 제도로써 인증 받은 품질로 소비자들의 욕구를 만족시키고 저탄소 녹색성장계획에 부응할 수 있는 세계 최고의 친환경 제설제로 거듭날 것이다.
- 판로확보 및 마케팅 계획
○ 환경부, 산업자원부, 한국화학시험연구원 등 여러 공인기관에서 품질을 인정받고 각종 인증서를 획득하여 보다 더 신뢰할 수 있는 제품으로 소비자들에게 다가갈 것이다. 그리고 탄탄한 기술 개발과 안정적인 생산 설비를 갖추어 국내, 해외 시장을 공략할 것이다. 친환경 박람회, 엑스포 등 국내외에서 열리는 친환경을 주제로 한 행사에 적극적으로 참여하여 해외 바이어들의 자연스러운 참여를 이끌어 낼 것이다.
2) 사업화 계획
3) 연계 사업 확보를 위한 기초실험 및 응용실험을 할 수 있는 인력 및 실험장비가 마련됨으로 기업의 새로운 제품개발 및 생산 역량의 강화에 도움이 될 것으로 예상된다.