KR100683040B1 - 다기능성 수처리제 조성물 및 이를 이용한 수처리 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉각수에 의한 부식, 스케일 및 미생물 성장을 동시에 억제하므로 사용이 보다 간편하고, 저장 안정성이 우수한 냉각탑 수처리제 조성물을 제공하기 위하여, 미생물 성장 억제제, 스케일 형성 방지제, 오르가닉 포스포네이트, 질산염, 및 정인산염 및/또는 아연염을 포함하는 다기능성 수처리제 조성물을 제공한다. 여기서 상기 미생물 성장 억제제로는 3-이소티아졸리논을 사용하고, 상기 스케일 형성 방지제로는 아크릴레이트계 중합체를 사용하는 것이 바람직하다.
냉각수, 수처리제, 부식, 스케일, 미생물, 이소티아졸리논, 아크릴레이트, 정인산염, 아연염
Description
본 발명은 다기능성 수처리제 조성물 및 이를 이용한 수처리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 물을 이용한 개방 순환 냉각시스템에서 발생할 수 있는 부식, 스케일 및 미생물 성장을 동시에 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 제품의 보관 또는 사용 중에도 안정성이 매우 우수한 수처리제 조성물에 관한 것이다.
개방 순환 냉각시스템에서는 냉각탑이라는 장치를 이용하여 냉각수의 온도를 조절하고 있다. 냉각탑을 이용한 수온 조절 시스템은 공기가 항상 유입되므로 개방 순환 냉각시스템이라 불리며, 냉각수를 재사용하는 과정에서 물의 증발로 인하여 물 속에 포함된 각종 미네랄이 농축되고, 사용하는 물의 처리방법에 따라 냉각 작용에 영향을 미치는 다양한 현상이 발생한다. 이러한 다양한 현상들은 크게 부식, 스케일, 미생물에 의한 문제로 분류할 수 있다.
부식은 쉽게 설명하면 금속재질에 녹이 생기는 것이라 표현할 수 있다. 일반적으로 금속은 산화물 상태로 존재하던 것을 재련이라는 과정을 통해 만든 물질이므로 열역학적으로 안정한 산화물 상태로 되돌아가려는 성질이 매우 강한 특성이 있다. 따라서 개방 순환 냉각시스템에서 부식이 발생하는 것은 당연한 일이기도 하다.
스케일은 금속표면에 부식에 의한 퇴적물이나 수질 내에 존재하는 다양한 2가 금속이온이 음이온계 화학물질 등과 결합하여 생성되는 것으로서, 냉각수의 온도가 올라감에 따라 금속염들의 용해도가 감소하므로 개방 순환 냉각시스템 중에서는 냉동기나 열교환기처럼 열부하로 인해 온도가 높은 곳에서 스케일 현상이 쉽게 발생한다. 스케일이 심할 경우에는 배관이 막히게 되고 열전달 효율이 낮아져 필요이상의 에너지를 낭비할 수 있다.
박테리아, 곰팡이, 이끼류 등의 미생물들은 주변환경 변화에 따라 잘 서식할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 불행히도 냉각탑 내의 물의 온도, pH, 용존산소, 미네랄, 햇빛 등의 주변환경들을 살펴보면 미생물이 서식하기에는 너무나 좋은 조건을 지니고 있다. 이와 같은 환경 속에서 생장한 미생물이 서로 엉켜 냉각탑의 충전재에 부착해 있으면 물과 공기의 흐름을 방해하여 냉각효율이 떨어지게 된다. 냉각탑 충전재에 부착된 미생물 덩어리를 슬라임이라 하며, 이러한 슬라임이 금속배관의 표면에 부착되면 미생물에 의한 부식이나 하부부식 등의 국부부식이 발생되기도 한다.
실제 산업현장에 설치된 냉각공조의 열교환기를 비롯하여 수배관을 사용한 각종 산업용 설비에서 매우 쉽게 부식, 스케일 및 슬라임이 발생하는 것을 발견할 수 있는데, 이러한 경우 냉각 순환시스템의 수명단축, 열전달 효율 감소, 세균에 의한 감염, 환경오염 등의 심각한 문제들을 일으켜 막대한 경제적 손실을 발생시킨 다.
이와 같은 문제점을 극복하기 위하여 다양한 수처리제가 종래부터 개발되어 왔으나, 기존의 수처리제 프로그램들은 부식방지제, 스케일방지제, 미생물방지제를 각각 따로 투입하여 수처리를 수행하는 것으로서, 한 제품의 투입으로는 부식, 스케일 및 미생물 성장에 관련된 문제를 모두 해결하기가 불가능하다. 예를 들어, 스케일 억제제를 먼저 투입하여 냉각수내의 스케일 형성을 억제한 다음, 미생물 방지제를 투입하는 방식으로 수처리를 수행하는 방법이 일반적으로 사용되어 왔다. 이와 같이 개별적인 효능을 가진 수처리제의 예로서, 미합중국특허 제 4,134,959호에는 아졸계화합물과 인산염을 이용한 수처리제 조성물이 기술되어 있고, 미합중국특허 제 5,227,133호에서는 아연염, 몰리브덴산염, 인산염의 조성에 의한 냉각수 처리 기술이 개시되어 있으며, 미합중국특허 제 5,156,665호에는 미생물 방지 처리기술이 개시되어 있다.
그러나 부식 및 스케일 방지기능이 있는 수처리제 조성물에서는 미생물 방지기능이 미약하며, 미생물 방지 조성물에서는 부식 및 스케일 방지기능을 기대할 수 없으므로 수처리제의 사용이 제한적이고, 수처리를 위하여 관리자가 물상태에 따라 다양한 수처리제를 적절히 투입하여야 하는 등 관리상의 문제점이 있었다. 이와 같이 부식방지제, 스케일방지제, 미생물방지제가 각각 별개로 개발되어 온 것은 이들을 하나의 제품으로 혼합할 경우 서로간의 상용성(compatibility)이 부족하여 침전을 형성하는 등 제품의 안정성이 저하되고, 각각의 화합물이 가지는 효과가 원활히 발휘되지 못하기 때문이다.
본 발명자들은 이러한 문제를 해결하기 위하여 수년간 연구한 결과, 보관 및 사용시에 제품 안정성이 우수하며, 개방순환 냉각시스템에서 부식, 스케일 및 미생물 성장에 관련된 문제를 동시에 해결할 수 있는 수처리제 조성물을 개발하게 되었다. 따라서, 본 발명의 목적은 종래의 수처리제와는 달리 부식, 스케일 및 미생물 발생 문제를 동시에 억제하므로 사용이 보다 간편한 냉각탑 수처리제 조성물 및 이를 이용한 수처리 방법을 제공하는 것이다. 본 발명은 또한 성분 화합물 상호간의 상용성이 우수하여 제품의 보관 및 사용시에 안정성이 매우 우수한 수처리제 조성물 및 이를 이용한 수처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 미생물 성장 억제제, 스케일 형성 방지제, 오르가닉 포스포네이트, 질산염, 및 정인산염 및/또는 아연염을 포함하는 다기능성 수처리제 조성물을 제공한다. 여기서 상기 미생물 성장 억제제로는 3-이소티아졸리논을 사용하고, 상기 스케일 형성 방지제로는 아크릴레이트계 중합체를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 상기 수처리제 조성물중 미생물 성장 억제제의 함량은 0.05 내지 15중량%, 스케일 형성 방지제의 함량은 0.5 내지 50중량%, 상기 오르가닉 포스포네이트의 함량은 오르가닉 포스포네이트 이온 기준으로 0.2 내지 30중량%, 상기 정인산염 및/또는 아연염의 함량은 정인산이온 및 아연 이온의 총량을 기준으로 0.1 내지 30중량%이며, 상기 질산염의 함량은 질산이온을 기준으 로 0.02 내지 20중량%인 것이 바람직하다.
본 발명은 또한 미생물 성장 억제제, 스케일 형성 방지제, 오르가닉 포스포네이트, 질산염, 및 정인산염 및/또는 아연염을 포함하는 다기능성 수처리제 조성물을 냉각수계에 투여하는 공정을 포함하는 부식, 스케일 및 미생물 억제 등의 수처리 방법을 함께 제공한다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 수처리제 조성물에 사용되는 미생물 성장 억제제로는 통상적으로 알려진 미생물 생장 저해제가 광범위하게 사용될 수 있으나, 하기 화학식 1의 3-이소티아졸리논을 사용하면 함께 사용되는 스케일 형성 방지제, 오르가닉 포스포네이트, 정인산염 또는 아연염 등의 다른 성분들과의 상용성이 우수하고, 넓은 범위의 미생물에 대해 저해효과가 있으며 지속력도 우수하므로 바람직하다.
(상기 화학식 1에서 R은 수소 또는 염소이다.)
구체적으로는 상기 화학식 1에서 R0기가 수소인 2-메틸-4-이소티아졸론-3-온 또는 R0기가 염소인 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸론-3-온을 사용하면 더욱 바람직하며, 2-메틸-4-이소티아졸론-3-온과 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸론-3-온이 1:20 내지 20:1의 중량비율로 혼합되어 있는 것을 사용하면 특히 바람직하다. 본 발명의 수처리제 조성물중 상기 화학식 1의 3-이소티아졸리논의 함량은 전체 조성물 대비 0.05 내지 15중량%인 것이 바람직하며, 상기 3-이소티아졸리논의 함량이 0.05중량% 미만인 경우에는 살균효과가 저하되며, 15중량%를 초과 함유하면 살균효과는 좋으나 경제적이지 못하다.
본 발명의 수처리제 조성물에 사용되는 스케일 형성 방지제로는 통상적으로 알려진 스케일 형성 방지제가 광범위하게 사용될 수 있으나, 하기 화학식 2의 아크릴레이트계 중합체를 사용하면 미생물 성장 억제제, 오르가닉 포스포네이트, 정인산염 또는 아연염 등과의 상용성이 우수하고, 특히 2가 금속염의 스케일 억제효과가 우수하다.
상기 화학식 2에서 l, m, n은 서로 같거나 다른 것으로서 각각 0 내지 1000의 정수이고, R은 수소, 메틸 또는 카르복실기이며, R이 카르복실기일 경우에는 인접한 카르복실기와 결합하여 안하이드로우스(anhydrous) 링을 형성할 수 있으며, R1
과 R8은 서로 같거나 다른 것으로서 각각 수소, 알킬기, 히드록시기 또는 포스포노기를 나타내며, R2과 R3는 서로 같거나 다른 것으로서 각각 수소 또는 C1-C
2의 알킬기를 나타내며, R4는 수소 또는 C1-C5의 알킬기를 나타내며, R5는 C1-C8의 알킬기 또는 C8-C10의 알알킬기를 나타내며, X 및 Y는 서로 같거나 다른 것으로서 각각 수소, C1-C5의 알킬기 또는 C1-C5의 히드록시 알킬기를 나타낸다. 또한 상기 식에서 R0는 하기 화학식 3, 4, 및 5로 부터 선택되는 하나 이상의 단위를 포함한다.
상기 화학식에서 R6 및 R12는 서로 같거나 다른 것으로서 각각 수소 또는 C1-C
2의 알킬기를 나타내며, R13 및 R14는 서로 같거나 다른 것으로서 수소, C1
-C8의 알킬기, C6-C8의 시클로 알킬기, 벤질기 또는 하기 화학식 6의 단위체를 나타내며, R7
은 C1-C6의 알킬기, C6-C10의 알알킬기 또는 화학식 6의 단위체를 나타낸다.
상기 화학식 6에서 i는 1, 2 또는 3이고, R9는 수소 또는 C1-C2의 알킬기이고, R10은 수소 또는 C1-C6의 알킬기를 나타낸다.
본 발명의 수처리제 조성물중 상기 아크릴레이트계 중합체의 함량은 0.5 내지 50중량%인 것이 바람직하며, 만일 아크릴레이트계 중합체의 함량이 0.5중량% 미만이면 스케일 억제능력이 저하되며, 50중량%를 초과하면 스케일 억제 효과는 좋으나 경제적이지 못하다.
본 발명의 수처리제 조성물에서는 각 성분 상호간의 상용성 및 부식 방지 성능을 증가시키기 위하여 정인산염(Orthophosphate) 및/또는 아연염을 더욱 포함시키는데, 이때 사용되는 정인산염(Orthophosphate)으로는 제1 인산염, 제2 인산염, 제3 인산염 또는 인산을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 특히 인산을 사용하면 바람직하며, 아연염으로는 염화아연, 황산아연, 질산아연 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 전체 수처리제 조성물중 상기 정인산염 및/또는 아연염의 함량은 각 이온의 총 함량을 기준으로(즉, 정인산 이온 및 아연 이온의 총 함량이) 0.1 내지 30중량%인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 아연 이온의 함량이 0.1 내지 20중량%이고, 정인산 이온의 함량이 0.5 내지 30중량%의 범위에 있는 것이 바람직하다. 만일 아연 이온의 함량이 0.1중량% 미만이면 부식방지효과가 미비하며, 20중량%를 초과하면 폐수 배출시 어폐류에 좋지 않은 영향을 유발시킬 우려가 있으며, 정인산 이온의 함량이 0.5중량% 미만이면 부식방지효과가 미비하며, 30중량%를 초과하면 칼슘 포스페이트 스케일을 유발시킬 우려가 있다.
본 발명에 사용되는 오르가닉 포스포네이트로는 히드록시 에틸리딘 디포스포닉산, 히드록시포스포노 카르복실산, 아미노트리메틸렌포스포닉산, 포스포노부탄 트리카르복실산, 에틸렌 디아민 테트라 메틸리딘 포스포닉산 등을 사용할 수 있으며, 전체 수처리제 조성물중 오르가닉 포스포네이트의 함량은 오르가닉 포스포네이트 이온을 기준으로 0.2 내지 30중량% 인 것이 바람직하다. 만일, 오르가닉 포스포네이트 이온의 함량이 0.2중량% 미만이면 부식 및 스케일 방지효과가 미비하며, 30중량%를 초과하면 경제적이지 못하다.
본 발명에 사용되는 질산염은 미생물 성장 억제제, 스케일 형성 방지제, 오르가닉 포스포네이트 및 정인산염을 상용화시킬 뿐만 아니라, 저장안정성을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 질산마그네슘, 질산동 등을 사용할 수 있다. 본 발명의 수처리제 조성물중 질산염의 함량은 질산 이온을 기준으로 0.02 내지 20중량%인 것이 바람직하며, 만일 질산 이온의 함량이 0.02중량% 미만이면 방식효과와 제품 저장 안정 효과가 저하되고, 20중량%를 초과하면 경제적이지 못하다.
본 발명의 수처리제 조성물은 처리하고자하는 냉각수 등의 물에 1ppm 에서 500,000ppm의 농도로 희석 용해시켜 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 수처리제 조성물은 냉각탑, 열교환기를 비롯한 각종 산업용 수배관에서 발생할 수 있는 부식을 방지하고 스케일을 억제하는 데 보다 효과적으로 사용될 수 있으므로 개방순환 냉각시스템과 일과식 냉각시스템이 사용 대상이 될 수 있다. 그 중에서도 부식성향이 높고 미생물 문제가 심각한 개방순환 냉각시스템의 수처리제로 사용하는 것이 보다 바람직하다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하나, 하기 실시예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1-6 및 비교예 1-4]
다양한 시험 수질(표 3, 5, 7)에 정인산염, 아연염, 아크릴레이트 공중합체, 오르가닉 포스포네이트, 이소티아졸리논 및 질산염을 혼합한 수처리제 조성물을 용해시켜, 시험수질중의 각 유효성분의 함량이 표 1 (실시예 1 내지 6) 및 표 2(비교 예 1 내지 4)에 기재된 바와 같이 되도록 한 후, 부식 억제 시험, 스케일형성 억제시험 및 미생물 생장 억제시험을 실시하여 그 결과를 각각 표 4, 6 및 8에 나타내었다.
| 성분 | 함량(ppm) | |||||
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | 실시예 6 | |
| 정인산 이온 | 8 | 6 | 4 | 0 | 0 | 0 |
| 아연 이온 | 0 | 0 | 0 | 2 | 2.5 | 3 |
| 아크릴레이트 중합체 | 5 | 7.5 | 10 | 5 | 7.5 | 10 |
| 오르가닉 포스포네이트 | 4 | 6 | 8 | 4 | 6 | 8 |
| 이소티아졸리논 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 1.5 | 2.0 | 2.5 |
| 질산 이온 | 2.5 | 4 | 6.5 | 2.5 | 4 | 6.5 |
| 성분 | 함량(ppm) | |||
| 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | |
| 정인산 이온 | 0 | 8 | 0 | 0 |
| 아연 이온 | 0 | 0 | 0 | 2 |
| 아크릴레이트 중합체 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 오르가닉 포스포네이트 | 0 | 0 | 2 | 0 |
| 이소티아졸리논 | 0 | 0.8 | 0 | 0.8 |
| 질산 이온 | 0 | 6.5 | 6.5 | 6.5 |
상기 표 1 및 2에서 오르가닉 포스포네이트는 히드록시 에틸리딘 디포스포닉산[HEDP (LONZA社)]을 나타내고, 아크릴레이트 공중합체는 FMC사의 상품인 Belclene 400을 사용하였고, 이소티아졸리논은 SK 케미칼사의 상품인 SKYBIO WG를 사용하였다. 또한 정인산이온, 아연이온 및 질산이온을 형성하기 위한 염으로서는 각각 인산, 염화아연 및 질산마그네슘을 사용하였다.
가. 부식 시험
회전 부식 측정기(Rotating corrosion tester)를 사용하여 부식시험을 실시하였다. 온도 30℃, 10CC/min의 공기주입상태에서 탄소강 시험편을 회전속도 170rpm으로 회전시켜 탄소강의 부식속도를 측정하였다. 이때 다음 표 3의 시험수질에 표 1에 표시된 본 발명의 수처리제 성분 및 표 2에 표시된 비교예의 수처리제 성분의 각 농도를 유지시키고 5일간 침지시켰으며 탄소강의 무게감량에 따른 부식속도[mdd , mg/(dm2·day)]를 측정하여 표 4에 나타내었다.
| 수질 | |||
| #1 | #2 | #3 | |
| PH | 7.5 ∼ 8.0 | ||
| 칼슘경도 (ppm) | 100 | 200 | 300 |
| M-알카리도 (ppm) | 80 | 100 | 120 |
| 총경도 (ppm) | 120 | 240 | 360 |
| 염소이온 (ppm) | 80 | 160 | 240 |
상기 시험수질의 pH는 0.1N 수산화나트륨 수용액과 0.05N 황산 수용액으로 조절하였고, 칼슘경도는 염화칼슘으로, M-알카리도는 중탄산나트륨으로, 마그네슘 경도는 황산마그네슘으로, 염소이온 함량은 염화나트륨으로 각각 조절하였으며, 총경도는 칼슘경도와 마그네슘경도의 합을 나타낸다.
| 부식결과(mdd) | |||
| 수질 # 1 | 수질 # 2 | 수질 # 3 | |
| 실시예 1 | 4.86 | 6.35 | 7.53 |
| 실시예 2 | 4.98 | 6.21 | 6.08 |
| 실시예 3 | 5.96 | 7.52 | 7.43 |
| 실시예 4 | 4.56 | 4.72 | 4.64 |
| 실시예 5 | 3.86 | 4.08 | 4.21 |
| 실시예 6 | 3.08 | 2.86 | 3.27 |
| 비교예 1 | 312.39 | 212.29 | 167.06 |
| 비교예 2 | 20.08 | 27.48 | 18.86 |
| 비교예 3 | 35.36 | 45.03 | 67.94 |
| 비교예 4 | 20.08 | 27.48 | 18.86 |
* mdd = mg/(dm2·day)
상기 표 4로 부터 알 수 있는 바와 같이, 정인산염, 아연염 또는 오르가닉 포스포네이트를 단독으로 투입한 비교예에 비하여, 실시예 1 내지 6의 조성물의 부식방지 효과가 월등히 우수하므로, 본 발명의 다기능성 수처리제 조성물이 혼합된 상태에서도 안정하고, 부식 방지 효과도 우수함을 알 수 있다.
나. 스케일 형성 억제 시험
테스트 용액을 밀폐시키고 75℃ 에서 24시간 정체시킨 후, 0.45 마이크로 미터 필터로 여과하고, 이때의 총경도를 측정하여 스케일 억제율을 측정하였다. 시험수질은 다음 표 5에 기재한 바와 같고, 이 시험수질에 표 1에 표시된 본 발명의 수처리제 성분 및 표 2에 표시된 비교예의 수처리제 성분의 각 농도를 유지시키고 시험하였으며, 다음 수학식 1에 의하여 스케일 억제율을 계산하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.
[수학식 1]
상기 식에서 Ct는 시험전의 시험액중의 총경도를 나타내고, Ce는 시험후의 시험액중의 총경도를 나타낸다.
| 수질 | |||
| # 1 | # 2 | # 3 | |
| 칼슘경도(ppm) | 100 | 200 | 300 |
| M-알카리도(ppm) | 100 | 200 | 300 |
| 염소이온(ppm) | 80 | 160 | 240 |
상기 표 5의 시험수질에서, 칼슘경도는 염화칼슘으로 조절하였으며, M-알카리도는 중탄산나트륨으로, 염소이온은 염화나트륨으로 각각 조절하였다.
| 스케일 억제율(%) | |||
| 수질 # 1 | 수질 # 2 | 수질 # 3 | |
| 실시예 1 | 98 | 98 | 95 |
| 실시예 2 | 100 | 100 | 98 |
| 실시예 3 | 100 | 100 | 100 |
| 실시예 4 | 100 | 100 | 98 |
| 실시예 5 | 100 | 100 | 100 |
| 실시예 6 | 100 | 100 | 100 |
| 비교예 1 | 90 | 63 | 33 |
| 비교예 2 | 86 | 58 | 29 |
| 비교예 3 | 93 | 78 | 67 |
| 비교예 4 | 86 | 58 | 29 |
상기 표 6으로 부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6 의 스케일 억제율이 비교예 1 내지 4의 경우보다 우수하다.
다. 미생물 억제 시험
온도 30℃, 170rpm, 10ml/min의 공기주입상태에서 미생물 8종(Enterobacter aerogens ATCC 13048, Escherichia coli ATCC 11229, Micrococcus luteus ATCC 9341, Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442, Klebsiella pneumoniae ATCC 1560, Staphylococcus edidermis ATCC 155, Staphylococcus aureus ATCC 6538, Bacillus subtilis ATCC 6984 의 8종)의 혼합액을 주입하여 2일 후의 미생물의 농도 감소를 측정하였다. 이때 미생물 혼합액을 106CFU/ml로 제조한 후 다음 표 7의 시험수질에 미생물의 농도를 105CFU/ml로 되도록 투입한 후, 표 1에 표시된 실시예 1 - 3의 조성물 및 표 2에 표시된 비교예 1-3의 조성물을 각 농도로 유지시킨 후 미생물 억제량을 시험하였고 그 결과를 표 8에 나타내었다.
| 수질 | |||
| #1 | #2 | #3 | |
| pH | 7.5 ∼ 8.0 | ||
| 칼슘경도 (ppm) | 100 | 200 | 300 |
| M-알카리도 (ppm) | 80 | 100 | 120 |
| 총경도 (ppm) | 120 | 240 | 360 |
| 염소이온 (ppm) | 80 | 160 | 240 |
| 초기 미생물 수(CFU/ml) | 105 | 105 | 105 |
| 미생물수(CFU/ml) | |||
| 수질 # 1 | 수질 # 2 | 수질 # 3 | |
| 실시예 1 | 101 | 102 | 102 |
| 실시예 2 | 0 | 101 | 101 |
| 실시예 3 | 0 | 0 | 0 |
| 실시예 4 | 101 | 102 | 102 |
| 실시예 5 | 0 | 101 | 101 |
| 실시예 6 | 0 | 0 | 0 |
| 비교예 1 | 107 | 108 | 108 |
| 비교예 2 | 103 | 104 | 104 |
| 비교예 3 | 107 | 108 | 108 |
| 비교예 4 | 103 | 104 | 104 |
* CFU/ml = Colony Forming Unit/ml
상기 표 8로 부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6의 수처리제 조성물을 사용한 경우에는 미생물 성장 억제제를 단독으로 사용하거나, 다른 1종의 물질과 혼합하여 사용하는 경우에 비하여 미생물 억제율이 월등히 높으므로, 본 발명의 다기능성 수처리제 조성물이 혼합된 상태에서도 안정하고, 미생물 억제효과도 상승함을 알 수 있다.
이와 같은 시험결과들을 종합하면, 본 발명에 의한 개방 순환 냉각시스템용 수처리제 조성물은 금속의 부식방지 기능, 스케일 생성방지 기능 및 미생물 살균효과가 서로 상승적으로 향상되고, 사용 및 저장 안정성이 우수함을 알 수 있었다.
본 발명의 수처리제 조성물은 지속살균력을 있으며, 농축이 발생하는 개방 순환 냉각시스템에서 모든 미생물에 대하여 살균효과가 우수하고, 부식반응중 양극반응과 음극반응 모두를 방지하는 기능을 겸비하고 있으므로 금속표면에서 발생할 수 있는 부식 조건을 최대한 축소시켜 뛰어난 방식효과를 기대할 수 있다. 또한 아크릴레이트 공중합체와 오르가닉 포스포네이트가 2가 금속염 스케일의 결정구조를 변환하여 스케일 형성을 억제하므로 부식, 스케일 및 미생물에 관련된 문제점을 서로 상승적으로 동시에 해결할 수 있다.
Claims (11)
- a)미생물 성장 억제제, b)스케일 형성 방지제, c)오르가닉 포스포네이트, d)질산염 및 e)정인산염 및 아연염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 염을 포함하는 다기능성 수처리제 조성물.
- 제1 항에 있어서, 상기 미생물 성장 억제제는 3-이소티아졸리논이고, 상기 스케일 형성 방지제는 아크릴레이트계 중합체인 것을 특징으로 하는 다기능성 수처리제 조성물.
- 제2 항에 있어서, 상기 3-이소티아졸리논은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이고, 상기 아크릴레이트계 중합체는 하기 화학식 2로 표시되는 중합체인 것을 특징으로 하는 다기능성 수처리제 조성물.[화학식 1]
(상기 화학식 1에서 R0은 수소 또는 염소이다.)[화학식 2]
상기 화학식 2에서 l, n은 서로 같거나 다른 것으로서 각각 1 내지 1000의 정수이며, m은 0 내지 1000의 정수이고, R은 수소, 메틸 또는 카르복실기이며, R이 카르복실기일 경우에는 인접한 카르복실기와 결합하여 안하이드로우스(anhydrous) 링을 형성할 수 있으며, R1과 R8은 서로 같거나 다른 것으로서 각각 수소, 알킬기, 히드록시기 또는 포스포노기를 나타내며, R2과 R3는 서로 같거나 다른 것으로서 각각 수소 또는 C1-C2의 알킬기를 나타내며, R4는 수소 또는 C1-C5의 알킬기를 나타내며, R5는 C1-C8의 알킬기 또는 C8-C10의 알알킬기를 나타내며, X 및 Y는 서로 같거나 다른 것으로서 각각 수소, C1-C5의 알킬기 또는 C1-C5의 히드록시 알킬기를 나타내고, R0는 하기 화학식 3, 4, 및 5로 부터 선택되는 하나 이상의 단위를 포함한다.[화학식 3]
[화학식 4]
[화학식 5]
상기 화학식에서 R6 및 R12는 서로 같거나 다른 것으로서 각각 수소 또는 C1-C2의 알킬기를 나타내며, R13 및 R14는 서로 같거나 다른 것으로서 수소, C1-C8의 알킬기, C6-C8의 시클로 알킬기, 벤질기 또는 하기 화학식 6의 단위체를 나타내며, R7은 C1-C6의 알킬기, C6-C10의 알알킬기 또는 화학식 6의 단위체를 나타낸다.[화학식 6]
상기 화학식 6에서 i는 1, 2 또는 3이고, R9는 수소 또는 C1-C2의 알킬기이고, R10은 수소 또는 C1-C6의 알킬기를 나타낸다. - 제3 항에 있어서, 상기 3-이소티아졸리논은 2-메틸-4-이소티아졸론-3-온과 5-클로로-2메틸-4-이소티아졸론-3-온이 1:20 내지 20:1의 중량비율로 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 다기능성 수처리제 조성물.
- 삭제
- 제1 항에 있어서, 상기 아연염은 염화아연, 황산아연 및 질산아연으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 다기능성 수처리제 조성물.
- 제1 항에 있어서, 상기 오르가닉 포스포네이트는 히드록시 에틸리딘 디포스포닉산, 히드록시포스포노 카르복실산, 아미노트리메틸렌포스포닉산, 포스포노부탄 트리카르복실산 및 에틸렌디아민 테트라 메틸리딘 포스포닉산으로 이루어진 군중에서 선택되는 하나 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 다기능성 수처리제 조성물.
- 제1 항에 있어서, 상기 질산염은 질산마그네슘 및 질산동으로 이루어진 군중에서 선택되는 하나 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 다기능성 수처리제 조성물.
- 제1 항에 있어서, 상기 미생물 성장 억제제의 함량은 0.05 내지 15중량%, 스케일 형성 방지제의 함량은 0.5 내지 50중량%, 상기 오르가닉 포스포네이트의 함량은 오르가닉 포스포네이트 이온을 기준으로 0.2 내지 30중량%, 상기 정인산염 및 아연염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 염의 함량은 정인산 이온 및 아연이온의 총량을 기준으로 0.1 내지 30중량%이며, 상기 질산염의 함량은 질산 이온을 기준으로 0.02 내지 20중량%인 것을 특징으로 하는 다기능성 수처리제 조성물.
- a)미생물 성장 억제제, b)스케일 형성 방지제, c)오르가닉 포스포네이트, d)질산염 및 e)정인산염 및 아연염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 염을 포함하는 다기능성 수처리제 조성물을 냉각수계에 투입하는 공정을 포함하는 수처리 방법.
- 제10 항에 있어서, 상기 수처리제 조성물의 농도가 1ppm 에서 500,000ppm이 되도록 냉각수계에 투입하는 것을 특징으로 하는 수처리 방법.
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