KR100437661B1

KR100437661B1 - 액상소화제

Info

Publication number: KR100437661B1
Application number: KR10-2002-0000061A
Authority: KR
Inventors: 이왕수
Original assignee: 이왕수
Priority date: 2002-01-02
Filing date: 2002-01-02
Publication date: 2004-06-25
Also published as: KR20030058837A

Abstract

본 발명은 화재 진압에 사용되는 액상소화제에 관한 것으로, 암모늄염, 요소, 첨가제 및 물로 구성된 소화용액으로서 암모늄염, 요소, 첨가제의 성분이 전체소화용액성분의 46-62%인 것을 특징으로 하며, 본 발명의 소화액은 소화성능이 우수하며, 빙점이 강하되어 겨울철에도 동결하지 아니할 뿐만 아니라, 사용된 성분들의 공침현상이 방지되어 장기보관시에도 용해 성분들이 매우 안정하게 유지된다.

Description

액상소화제{A Liguicl Extinguishing Chemicals}

본 발명은 화재 진압에 사용되는 액상소화제에 관한 것으로, 비할론계의 무기염과 이들의 하나 또는 둘 이상의 혼합물로 구성되는 자연 친화적이며 위험성이 거의 없고 장기보관에도 안정된 물성을 지닌 액상소화제에 관한 것이다.

기존 소화제로 사용되고있는 분말소화제는 성능과 가격 면에서 좋으나 장기 보관시는 분말소화약제의 변질과 고화 등의 문제가 있고 소화 시 사용 후 깨끗하지 못한 점등의 단점이 있다.

물론 분말소화제로 실내에서의 사용은 가능하나 실외 대규모의 산불등에는 실제 사용이 용이하지 못해 산불발생시 물에 주로 의존하고 있다. 하론계 액체소화제도 성능이 우수하고 사용 후 청결한 점 등 장점 이 있으나 가격이 고가라는 점 때문에 대단위 산불에는 실제 사용이 어려운 실태이다.

종래의 기술 중 무기염을 이용한 소화제 특허가 있는데 등록번호 특1996-0014332는 물에 용해한 중탄산암모늄용액에 제3인산소다를 녹이고(A액), 요소와 황산암모늄과 탄산나트륨을 용해시킨 용액(B액), 황산반토 용액에 염화칼슘을 용해시킨 용액(C액)을 준비하여 A액, B액, C액을 혼합해서 투입된 전량을 소화액으로 얻는 기술이다.

이 기술의 문제점을 살펴보면 무기약제의 잘못된 선정으로 인해 용해물에서 석고가 다량 발생하여 용액중의 고형분 처리문제가 발생되고 이로 인해 소화액중의 용존 무기염의 절대성분부족 및 성분의 조성비가 잘못되 소화력이 떨어지고 빙점이 높아져 소화액으로 그대로 사용하기에는 적절치 못한 방법이다.

등록번호특1997-0003481의 제조기술은 황산암모늄, 물, 요소, 제3인산소다, 중탄산암모늄, 탄산나트륨 등을 투입하여 단순용해 시켜서 비중 3.1의 소화액을 얻는 기술이다. 이 기술 역시 제조과정에서 투입된 약제성분의 절대량이 부족해 이 기술에서 언급한 비중 3.1의 소화용액이 될 수 없고 이로 인해 소화력의 저하와 빙점이 높아져 충분한 소화력을 가질 수 없는 용액이 된다. 결국 이것도 완전히 연구가 되지 않은 불완전한 기술이다. 등록번호10-0259512 의 기술은 물 100L 에 소다회 20kg을 넣어 PH8 로 만들어 3인산소다 20kg을 주입용해하고 중탄산암모늄 20kg을 주입 용해하고 황산암모늄 25kg과 요소 15kg을 주입 혼합하는 것을 특징으로 하는 제조방법이다. 이 기술 역시 제3인산소다 등 일부성분은 용해도 이상으로 과잉첨가로 인해 제조과정에서 다량의 침전물 발생으로 제조자체가 실질적으로 어렵고 특정성분의 과포화로 인해 제품성능이 제대로 나오지 않는데 특히 빙점이 높아져 겨울철에는 동결의 문제가 발생된다.

즉, 상기 기술들은 제조 자체가 불가능하거나 제조된다고 하더라도 보관시 동결되는 등과 같은 여러 가지의 문제점으로 인하여 실제 화재현장에서 사용되기어려운 기술들이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, A 급 화재용으로 소화능력이 우수하고, 빙점이 낮으며, 환경친화적인 액상소화제를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 소화액은 암모늄염과 요소 등을 주성분으로 하고, 첨가제를 부성분으로 함유하며, 이 소화액제조에 투입된 암모늄염, 요소 및 첨가제 농도가 44%이상 65%이하, 더욱 좋게는 46%이상 62% 이하를 유지하는 것을 특징으로 한다. 이 중에서 암모늄염이 16%이상을, 좋게는 20%이상을 함유하며, 요소와 첨가제 및 물이 나머지를 차지하는데 물을 제외하고 구성 성분 중 암모늄염이나 요소가 제일의 성분비를 가지며 그 범위는 U(요소)/A(암모늄염) = 0.3-1.2(무게비)이고, U+A=26%이상이고, 수소이온농도 가 5-11(20℃기준)사이이고, 비중이 1.102-1.450(20℃)을 가지는 액상소화액이다.

전체 농도가 46% 미만이면 소화에 필요한 소화성분의 최소량에 미달하게 되어 소화력 저하와 빙점상승이 일어나고, 전체 농도가 46% 이상일 경우에도 요소와 암모늄염의 비가 상기 범위를 벗어나면 소화력이 저하된다. 요소와 암모늄염의 농도 또한 26% 미만일 경우에는 첨가제의 과량사용이 되어 빙점상승의 원인이 된다.

첨가제로는 인산염, 질산염, 황산염, 탄산염 등이 사용될 수 있으며, 특히 요오드화칼륨, 포타시움카바메이트를 소화력 강화제로 첨가할 수 있다.

산불 화재시에는 통상 물을 사용하여 소화하는데 이는 잔불의 완전소화가 어렵고, 대량의 물이 소요되기 때문에 조기에 많은 물을 운반 분사하기가 현실적으로 어려워 대규모 산불 화재시 완전소화에는 많은 시간이 걸려 피해가 대단히 커지는 경우가 많은 실정이다.

본 발명에서 제조된 소화액은 소량 사용으로도 대규모산불을 조기 진화할 수 있고 잔불까지 완전소화가 가능해 대규모 산림자원의 손실을 막을 수 있다. 특히 산불의 이동방향으로 미리 이 소화액을 분사해놓으면 방염전선이 형성되어 더 이상의 산불이 번지는 것을 막을 수 있는 장점이 있다.

A급 화재진화용 소화액의 경우는 특히 산불의 발생빈도가 높은 겨울철에도 얼지 않는 것이 중요하며, 본 발명의 소화액은 혹한기에도 동결하지 않도록 영하 15-35℃까지도 견딜 수 있다.

본 발명의 소화액은 열과 만나면서 질소가스와 탄산가스를 배출하여 열원으로부터 산소차단효과를 극대화 할 수 있다. 또한 온도 저하제 역할을 할 수 있도록 첨가제가 적절히 들어 있어 화재 발생시 첨가된 온도저하제가 흡열반응을 일으켜 연소물의 온도가 저하되어 소화제성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 있어서 제조방법은 공지의 용해반응을 그대로 이용할 수 있다.

본 발명의 제조방법의 일례를 설명하면 다음과 같다.

1) 소화약제의 농도를 정하고 이에 따라 반응물(용매)의 온도를 0-50℃까지 조절하는 과정

2) 암모늄염을 전체농도에서 18%이상 더욱 좋게는 20%이상 되게 용해시키고, 나머지 첨가제를 이용 소화액의 농도가43%이상 되게 좋게는 46%이상 되게 투입 용해 반응하는 과정. 이때의 pH와 비중은 첨가제에 따라 pH 5-10.5(20℃), 비중은 1.102-1.460(20℃)까지 조절 될 수 있다.

본 발명의 실시예는 아래와 같으며, 실시예에 사용된 약어 및 범례는 다음과 같다.

* AMS: 황산암모늄

* URE : 요소

* ADD: 인산소다25% +탄산소다25%+탄산칼륨10%+요오드화칼륨1%+포타시움카바메이트30% +암모늄카보네이트9% 의 혼합물동결성 :영하15.20.25℃ 에서 시료100g을 14시간방치 후 동결유무 확인( 미: 영하25℃ 에서 미동결, 약동: 일부분 동결 ,반동: 반정도가 동결, 동:완전동결)

* 소화성: 동일화력에서 동일량의 소화용액을 동일공기압의 분사조건 하에서의 소화시간; 100 :5-10초, 95 : 11-15 초, 90:16-20 ,80 : 20초 이하.

(실시예 1)

액상소화제의 적절한 농도를 확인하기 위하여 아래의 표1과 같은 조성의 소화액들을 제조하여 동결성 및 소화성을 평가한 결과를 표1에 기재하였다.

본 실시예에서 확인되는 바와 같이, 소화액의 고형분 농도가 기본적으로 45% 이상 되어야 원하는 성능에 접근하게 되고 46%부터 정상적인 성능이 나옴을 알 수 있다. 그러나 이 농도범위 즉 46-62%를 벗어나면 문제가 발생한다. 농도를 초과하면 석출현상이 일어나 성능저하를 초래하게 되는 것이다. 즉, 농도가 묽어 질수록 빙점이 높아지는데 영하25℃에서 얼지 않는 농도 점이 46%를 경계점으로 62%까지 올라가는 것을 본 실시예를 통하여 확인할 수 있다.

	1	2	3	4	5	6	7	8	9
AMS(%)	5	10	16	20	21	5	34	20	20
URE(%)	5	10	14	3	19	5	5	19	20
ADD(%)	3	6	1	10	1	33	5	6	6
농도(%)	13	26	31	33	41	43	44	45	46
동결 (-25℃)	동	동	동	동	동	동	반동	약동	미동
소화성	80	80	80	90	90	90	90	95	100

	10	11	12	13	14	15	16	17	18
AMS(%)	20	21	20	30	28	30	30	30	28
URE(%)	20	20	20	20	20	20	22	23	30
ADD(%)	7	8	10	5	11	12	11	12	7
농도(%)	47	49	50	55	59	62	63	64	65
동결 (-25℃)	미	미	미	미	미	미	약동	동	동
소화성	100	100	100	100	100	100	95	95	95

(실시예 2)

본 실시예는 소화액의 적절한 조성을 확인하기 위한 것으로, 전체농도를 46%이상으로 유지하면서 아래의 표2와 같이, 요소와 황산암모늄의 농도를 변화시켜가면서 얻어진 소화액의 물성을 측정하였으며, 그 결과를 표2에 기재하였다.

본 실시예에 의하여 첨가제가 어느 기준 이상으로 과량이 되면 첨가제 각 물질들의 낮은 용해도와 공통이온의 작용에 의해 공침현상이 일어나 소화액전체농도 조성비 변화가 생겨 빙점상승 및 부정적인 영향이 나타남을 알 수 있다.

즉, 황산암모늄과 요소 두 성분의 농도가 일정농도(26%) 이상 좋게는 27%이상 60%이하여야 원하는 성능을 발휘할 수 있으며, 이 경우 원하는 성능의 소화액을 얻기 위하여 첨가제의 양을 증가시키게 되면 첨가제의 용해도값을 낮추어 공침현상 및 석출로 이어져 소화액의 조성비를 변하게 만들어 빙점상승과 소화성에 영향을 주게 됨을 알 수 있다.

	1	2	3	4	5	6	7	8	9
AMS(%)	10	11	12	13	15	16	17	18	20
URE(%)	10	11	12	12	10	10	10	18	20
ADD(%)	26	25	24	23	22	21	20	12	7
농도(%)	46	47	48	48	47	47	47	48	47
동결 (-25℃)	동	동	동	동	동	약동	미	미	미
소화성	80	80	80	90	90	95	100	100	100

	10	11	12	13	14	15	16	17	18
AMS(%)	24	23	29	31	32	33	28	27	20
URE(%)	22	20	30	30	30	31	22	20	19
ADD(%)	7	8	1	1	1	1	5	3	10
농도(%)	53	51	60	61	63	65	55	50	49
동결 (-25℃)	미	미	미	반동	동	동	미	미	미
소화성	100	100	100	100	95	95	100	100	100

(실시예 3)

본 실시예는 적절한 U(요소)/A(황산암모늄)의 값을 확인하기 위한 것으로, U(요소)/A(황산암모늄)의 값을 아래의 표3과 같이 변화를 주면서 얻어진 소화액의 성능을 측정하였으며, 그 결과를 표3에 같이 기재하였다.

본 실시예를 통하여 황산암모늄과 요소의 적절한 조성비를 알 수 있으며, 이 두 성분의 조성비가 일정범위를 벗어나면 원하는 소화액을 얻을 수 없게 된다는 것을 알 수 있다.

즉, U/A 의 비가 0.3-1.15이면 적절하며, 0.3미만에서는 요소가 부족해 빙점에 문제가 발생하고 1.15를 초과해 과량으로 투입되면 소화성에 문제가 있음 알 수 있다.

	1	2	3	4	5	6	7	8	9
AMS(%)	30	30	35	33	30	30	28	22	20
URE(%)	5	7	10	11	12	15	22	20	22
U/A	0.17	0.23	0.29	0.33	0.4	0.5	0.79	0.91	1.1
ADD(%)	12	10	5	5	8	2	3	5	6
농도(%)	47	47	50	49	50	47	53	47	48
동결 (-25℃)	동	동	동	미	미	미	미	미	미
소화성	90	90	90	100	100	100	100	100	100

	10	11	12	13	14	15
AMS(%)	20	15	10	10	5	3
URE(%)	25	25	20	30	30	35
U/A	1.25	1.67	2	3	6	7
ADD(%)	4	9	20	10	15	12
농도(%)	49	49	50	50	50	50
동결 (-25℃)	반동	동	동	동	동	동
소화성	95	90	90	90	90	90

이상의 실시예를 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 소화액은 소화성능이 우수하며, 빙점이 강하되어 겨울철에도 동결하지 아니할 뿐만 아니라, 사용된 성분들의 공침현상이 방지되어 장기보관시에도 용해 성분들이 매우 안정하게 유지된다.

Claims

황산암모늄, 요소, 첨가제 및 물로 구성된 소화용액으로서 황산암모늄, 요소, 첨가제의 성분이 전체소화용액성분의 46-62%인 것을 특징으로 하는 액상소화액.
제1항에 있어서, 황산암모늄+요소가 26-60%이고, 요소/황산암모늄의 무게비가 0.3-1.15 인 것을 특징으로 하는 액상소화액.
제1항에 있어서, 첨가제는 인산소다, 탄산소다, 탄산칼륨을 포함하며, 첨가비는 0.1 내지 20 중량%인 액상소화액.