KR100700417B1 - 정밀제어 파쇄제 조성물 - Google Patents

정밀제어 파쇄제 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정밀제어 파쇄제 조성물에 관한 것으로, 금속 산화물 또는 금속 염 중에서 선택되는 산화제; 금속 또는 비금속 연료; 및 결합된 상태(bound state)의 물을 포함하는 수화물 또는 수산화물, 또는 유리된 상태의 물(free-water) 중에서 선택되는 기체 발생제를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀제어 파쇄제 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 정밀제어 파쇄제 조성물은 부하에 대전류를 펄스파워(pulse-power) 형태로 방전시켰을 때 발생되는 고온, 고압의 플라즈마(plasma) 에너지에 의해 안정적으로 팽창될 수 있는 조성비로 균일하게 혼합되어 구성됨으로써, 파쇄가 요구되는 목적물을 산화제와 연료의 반응 시에 발생되는 고열이 기체 발생제에 포함된 물 분자를 고온의 증기로 기화시켜 발생되는 증기의 팽창압을 이용한 정적 파괴력(static fracture force)으로 파쇄하여, 목적물의 파쇄 시에 저소음, 저 진동의 특성을 갖는다. 또한, 파쇄 후에 기화된 증기는 파쇄대(fracture zone)를 통하여 발산되고, 대기 중의 공기와 접촉 시에 급격히 감압 소진되어 비산의 위험이 없고, 동적 파괴력(dynamic fracture force)이 거의 없어 과굴(over break)과 여굴(back break) 등에 의한 손상영역(damage-zone)이 최소화되어 도로사면, 터널, 지하공동 개발에 있어서 지보재의 사용량을 현저하게 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
산화제, 연료, 기체 발생제, 산화방지제

Description

정밀제어 파쇄제 조성물 {Composition for precise-controlled blasting agent}
본 발명은 정밀제어 파쇄제 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 금속 산화물 또는 금속 염 중에서 선택되는 산화제; 금속 또는 비금속 연료; 및 결합된 상태의 물을 포함하는 수화물 또는 수산화물, 또는 유리된 상태의 물 중에서 선택되는 기체 발생제를 포함하는 정밀제어 파쇄제 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 건축 또는 토목 공사에서 콘크리트나 암반 파쇄 등에 사용되는 화약류 및 폭약류는 내부의 혼합물이 약간의 열, 충격, 마찰 등의 외부의 기계적인 작용에 의하여 화학적으로 반응하게 되고, 이 화학 반응의 순간에 강한 충격파와 다량의 고온 고압의 기체가 발생하여 목적물을 파쇄한다.
그러나, 이러한 화약류 및 폭약류는 불안정한 물질이어서 외부의 충격이나 마찰뿐만 아니라 열에 의해서도 급팽창 반응이 일어나게 되므로 상기 폭약이나 화약 등의 급팽창 물질의 취급에는 많은 안전사고의 위험이 있어 보관 시에는 매우 안정된 물질이면서 폭발 시에는 큰 폭발력을 얻거나 또는 필요한 정도의 폭발력을 얻도록 조절 가능한 폭발성 물질의 개발이 요구되고 있다.
이러한 폭발성 물질의 일례로서, 한국 특허 제213,577호에는 급팽창 금속 혼합물이 개시되어 있는데, 이는 산화제인 금속 질산염과, 그 금속 질산염에 의해 산화되면서 고열을 발생시키는 금속 분말과, 그 금속 질산염과 금속 분말의 산화 반응을 촉진시키는 반응 촉진제(promoter)를 적정한 비율로 배합하여 제조된다. 상기 특허에 따른 급팽창 금속 혼합물은 소음이 작으며 파편을 비산시키지 않는 효과를 얻을 수 있는 장점이 있으나, 제조된 파쇄제가 습기에 취약하여 저장 시에 변질(denaturation)되기 쉽고, 변질된 후에는 반응이 쉽게 일어나지 않기 때문에 전원 공급 부에서 더불어 높은 고전압을 인가해야 함으로써 취급상 고도의 전기적인 제어성을 확보해야 하고, 안전성 면에서 위험이 상존하며, 파쇄 효과 면에서도 작업성과 경제성이 불리한 단점이 있다. 뿐만 아니라, 일반적으로 변질되지 않은 혼합물의 사용 시에도 각각의 혼합 성분의 반응 속도(reaction rate)의 차이가 현저하여, 1차 폭발 및 연소 반응 후에 불완전하게 반응하고 남은 잔류 물질에 의한 대기 중의 2차 폭발 및 2차 연소가 자주 발생하고 있어 파쇄된 파편의 비산에 의한 인명 및 물적 사고 위험이 상존하며, 파암 효과 면에서도 에너지의 이용 효율이 낮은 문제점이 있다.
이러한 점을 개선코자 한국 공개 특허 제2003-6083호에서는 비질산 금속 염과 금속 분말의 혼합물로 구성된 급팽창 금속 혼합물을 제안하고 있는 바, 이는 폭발력을 줄여 소음과 진동 및 파편의 비산을 방지하는 효과가 있으며, 또한 일반적 으로 산업 현장에서 사용되는 테르밋 반응(thermite reaction)을 일부 응용한 파쇄제 제조 방법으로 금속 염(metal salt)과 금속 분말의 반응 시에 발생하는 고온을 이용한 기화 팽창 방식에 의해 암반 등의 목적물을 파쇄할 수 있음이 기재되어 있다. 그러나, 테르밋 반응은 가스의 발생이 거의 없어 암반이나 기타 파쇄가 필요한 목적물을 효과적으로 파쇄하지 못하며, 또한 파쇄 시에 암반이나 파쇄하려는 목적물 내에서 충분하게 응압 조건이 만족되어야만 파쇄가 이루어지는 단점이 있다.
또한, 한국 공개 특허 제2005-701호에 소개된 전기식 파암용 팽창제 조성물은 금속 염과 금속 분말(metal powder)의 산화-환원 반응과 이 반응에 의한 유기물의 연소 반응이 혼성된 이중 산화 및 연소(hybrid - oxidation & combustion) 반응을 진행시켜 암반의 이완 조건(relaxation - ability class)에 부합하는 압력을 발생시켜 암반을 반응 초기에 이완시킴으로써, 한국 공개 특허 제2003-6083호에서와 같이 특수한 응압 조건을 유지하지 않아도 효과적으로 파암 작업을 진행할 수 있으며, 파암 후에는 급속히 고화(solidification)되어 폭발 부산물의 수거가 용이하며, 목적물의 파암 시에 저소음, 저진동이며 파암 후에도 목적물이 비산되지 않는 장점이 있음을 기술하고 있다. 그러나, 상기 조성물에 사용되는 유기물은 대부분 불활성 물질(inert matter)을 포함하고 있어 한국 특허 제213,577호에 게재되어 있는 급팽창 금속 혼합물과 유사하게 1차 폭발 및 연소 반응 후에 불완전하게 반응하고 남은 잔류하는 물질에 의한 대기 중의 2차 폭발 및 2차 연소가 자주 발생하고 있어 현장에서 취급 시에 사용자의 안전을 위협하며, 2차 폭발 시 발생되는 소음과 비산으로 공공의 안전 유지와 현장 공법 적용에 한계가 있다.
이에 본 발명에서는 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 광범위한 연구를 거듭한 결과, 특정 산화제와 상기 산화제로부터 산소를 공급받아 연소하는 물질인 연료를 사용하되 기체 발생제로서 결합된 상태(bound state)의 물을 포함하는 화합물, 또는 유리된 상태의 물(free-water)을 사용함으로써 고온, 고압의 에너지에 의해 안정적으로 팽창되어 작업성이 우수하고 경제적인 파쇄제 조성물을 얻을 수 있었고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 고온, 고압 에너지를 이용한 정밀제어 파쇄 작업에의 사용에 있어서 변질 및 자연 발화의 위험이 없고 작업성 및 파쇄력이 우수한 정밀제어 파쇄제 조성물을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정밀제어 파쇄제 조성물은:
(a) 금속 산화물 또는 금속 염 중에서 선택되는 산화제;
(b) 금속 또는 비금속 연료; 및
(c) 결합된 상태(bound state)의 물을 포함하는 수화물 또는 수산화물, 또는 유리된 상태의 물(free-water) 중에서 선택되는 기체 발생제;
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
본 발명에 따른 정밀제어 파쇄제 조성물은 산화제, 연료 및 기체 발생제를 포함한다.
본 발명에서 사용되는 산화제는 연료와의 연소 반응 시에 산소를 공급하기 위한 산소 공급원으로서, 금속 산화물 또는 금속 염 중에서 선택된 하나 또는 2 이상의 혼합물이다.
상기 금속 산화물로는 이산화망간(MnO2), 산화구리(CuO), 산화제이철(Fe2O3), 산화크롬(Cr2O3), 산화니켈(NiO), 산화제이코발트(Co2O3), 오산화바나듐(V2O5) 및 사산화삼납(Pb3O4) 등을 들 수 있다.
상기 금속 염으로는 아질산나트륨(NaNO2), 아질산칼륨(KNO2), 중크롬산암모늄((NH4)2Cr2O7), 중크롬산제이철(Fe2(Cr2O7)3), 중크롬산구리(CuCr2O7), 중크롬산칼륨(K2Cr2O7), 중크롬산나트륨(Na2Cr2O7), 중크롬산바륨(BaCr2O7), 중크롬산납(PbCr2O7), 크롬산제이철(Fe2(Cr2O7)3), 크롬산구리(CuCrO4), 크롬산나트륨(Na2CrO4), 크롬산칼륨(K2CrO4), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 수산화크롬(Cr(OH)3) 및 수산화구리(Cu(OH)2) 등을 들 수 있다.
여기서, 상기 산화제의 사용량은 30∼90중량%인 것이 작업성 및 파쇄력 측면 에서 가장 적합하다.
본 발명에서 사용되는 연료는 상기 산화제로부터 산소를 공급받아 연소하는 물질로서, 금속 또는 비금속 연료 중에서 선택된 하나 또는 2 이상의 혼합물이다.
상기 금속 연료로는 알루미늄 분말(Al), 마그네슘 분말(Mg), 마그날륨(Mg-Al), 티타늄 분말(Ti), 지르코늄 분말(Zr), 리튬(Li), 실루민(Si-Al) 및 규소철(Si-Fe) 등을 들 수 있다.
상기 비금속 연료로는 규소 분말(Si), 탄소 분말(C), 붕소 분말(B), 적린 또는 흑린(P), 탄화칼슘 분말(CaC2) 및 탄화규소 분말(SiC) 등을 들 수 있다.
여기서, 상기 연료의 사용량은 5∼50중량%인 것이 고온, 고압 에너지를 이용한 정밀제어 파쇄 작업에의 사용에 있어서 변질 및 자연 발화의 위험을 줄이는 동시에 우수한 작업성 및 파쇄력을 발현시키는데 가장 적합하다.
본 발명에서 사용되는 기체 발생제는 결합된 상태(bound state)의 물을 포함하는 수화물 또는 수산화물, 또는 유리된 상태의 물(free-water) 중에서 선택된 하나 또는 2 이상의 혼합물이다.
상기 수화물로는 탄산나트륨 십수화물(Na2CO3·10H2O), 탄산나트륨 칠수화물(Na2CO3·7H2O), 황산나트륨 십수화물(Na2SO4·10H2O), 황산나트륨 칠수화물(Na2SO4·7H2O), 황산마그네슘 칠수화물(MgSO4·7H2O), 염화마그네슘 육수화물(MgCl2·6H2O), 황산알루미늄 십팔수화물(Al2(SO4)3·18H2O), 황산알루미늄 십육수화물(Al2(SO4)3· 16H2O), 황산알루미늄암모늄 십이수화물(AlNH4(SO4)2·12H2O), 황산알루미늄칼륨 십이수화물(AlK(SO4)2·12H2O), 황산수소칼륨 5.5수화물(KHSO4·5.5H2O), 황산크롬 십팔수화물(Cr2(SO4)3·18H2O), 염화크롬 육수화물(CrCl2·6H2O), 황산망간 칠수화물(MnSO4·7H2O), 황산망간 오수화물(MnSO4·5H2O), 염화망간 육수화물(MnCl2·6H2O), 염화망간 사수화물(MnCl2·4H2O), 황산제일철 칠수화물(FeSO4·7H2O), 황산제일철 사수화물(FeSO4·4H2O), 황산제이철 십이수화물(Fe2(SO4)3·12H2O), 염화제일철 육수화물(FeCl2·6H2O), 염화제일철 사수화물(FeCl2·4H2O), 염화제이철 육수화물(FeCl3·6H2O), 황산제일코발트 칠수화물(CoSO4·7H2O), 황산제이코발트 십팔수화물(Co2(SO4)3·18H2O), 염화코발트 육수화물(CoCl2·6H2O), 황산니켈 육수화물(NiSO4·6H2O), 염화니켈 칠수화물(NiCl2·7H2O), 황산구리 오수화물(CuSO4·5H2O), 황산아연 칠수화물(ZnSO4·7H2O) 및 염화아연 사수화물(ZnCl2·4H2O) 등을 들 수 있다.
상기 수산화물로는 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 수산화크롬(Cr(OH)3) 및 수산화구리(Cu(OH)2)를 들 수 있다.
여기서, 상기 기체 발생제의 사용량은 5∼50중량%인 것이 작업성 및 파쇄력 측면을 고려할 때 가장 적합하다.
특히, 상기 기체 발생제 중 하나의 성분으로서 유리된 상태의 물(H2O)을 그 대로 사용하는 경우에는 연료를 산화방지제로 코팅하여 사용하는 것이 바람직한데, 이는 유리 상태의 물이 혼합된 상태에서도 연료의 변질 및 자연 발화의 위험성을 방지할 수 있기 때문이다.
본 발명에서 사용가능한 산화방지제는 경유(CH2), 광유(CH2), 유동 파라핀(CH2), 소르비탄 모노올리에이트(C24H44O6) 및 소르비탄 모노스테아레이트(C24H46O6)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 2 이상의 혼합물이다.
여기서, 상기 산화방지제의 사용량은 특별히 한정되는 것은 아니나, 상기 연료에 대하여 1∼50중량%의 양으로 사용하는 것이 경제성 대비 목적하는 특성 발현 면에서 가장 적합하다.
본 발명에 따르면, 산화제와 연료는 고체인 상태로 혼합되며, 지속적인 충격이 가해지거나 장기간 저장하여도 불폭성 물질로 변화하지 않는다. 바람직하게는, 연료로 사용되는 금속 분말은 습기의 영향을 적게 받도록 광유(mineral oil)나 경유(light oil) 및 유동 파라핀(liquid paraffine), 소르비탄 모노올리에이트(sorbitan monooleate), 소르비탄 모노스테아레이트(sorbitan monostearate) 등의 산화방지제를 사용하여 코팅한 후에 혼합하는 것이 좋다.
한편, 상기 산화제의 순도(Purity)는 40∼99.9%이고, 상기 연료의 순도는 40∼99.9%이고, 상기 기체 발생제의 순도는 40∼99.9%이고,상기 코팅제의 순도는 40∼99.9%인 것이 특성 발현면에서 바람직하다.
이하 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 정밀제어 파쇄제의 제조 방법을 일 례를 들어 설명하지만, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
먼저, 상술한 산화제 중 1종 또는 2종 이상을 선택하여 혼합 용기에서 혼합한다. 다음, 상술한 연료 중 1종 또는 2종 이상을 선택하여 별도의 용기에서 산화방지제로 코팅한 후에 산화제와 혼합 용기에서 혼합한 다음에 목적물의 파쇄에 필요한 에너지 량이 되도록 기체 발생제를 혼합한다.
여기서, 특히, 기체 발생제로 수화물을 사용한 경우에는 불활성 물질을 일부 함유하여 파쇄 작업시 위력이 다소 약화될 수 있으나, 수산화물을 사용한 경우에는 불활성 물질이 없어 위력이 수화물을 사용하는 경우보다 증가된다. 아울러, 유리 상태의 물을 사용한 경우 밀도(density)가 가장 높은 파쇄제를 얻을 수 있어 위력을 가장 좋게 할 수 있다.
따라서, 파쇄 목적물의 강도에 따라 조성물의 조성을 적절히 변형하여 적용 범위를 넓힐 수 있는 장점이 있다.
다음에는 본 발명에 따른 정밀제어 파쇄제 조성물의 작용 효과를 일례를 들어 설명하지만, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
사용자는 파쇄를 요하는 공사 현장에 본 발명에 따른 정밀제어 파쇄제 조성물을 배치한다. 다음에 조성물을 배치한 곳으로부터 일정한 안전거리(약 80m) 떨어진 곳에서 파쇄제 내부에 설치된 금속 와이어에 대전류(약 100kJ)를 펄스 파워 형태로 급속 방전한다. 이때 파쇄제 수용 용기 내부에 설치된 도전성의 금속선인 부하에 플라즈마 채널이 형성되며, 플라즈마 채널에서 방출되는 고온, 고압의 플라즈마의 열과 충격에 의해 산화제와 연료 그리고 기체 발생제의 혼합물이 반응을 일 으킨다. 산화제와 연료의 반응 시에 발생되는 고열이 기체 발생제에 포함된 물분자를 고온의 증기로 변화시키고 이 때에 발생되는 고압의 증기의 팽창압을 이용하여 파쇄가 요구되는 목적물을 파쇄한다.
즉, 본 발명에 따른 정밀제어 파쇄제 조성물이 부하에 대전류를 펄스파워 형태로 방전시켰을 때 발생되는 고온, 고압의 플라즈마 에너지에 의해 안정적으로 팽창될 수 있는 조성비로 균일하게 혼합되어 구성됨으로써, 파쇄가 요구되는 목적물을 산화제와 연료의 반응 시에 발생되는 고열이 기체 발생제에 포함된 물 분자를 고온의 증기로 기화시켜 발생되는 증기의 팽창압을 이용한 정적 파괴력으로 파쇄하여, 목적물의 파쇄 시에 저소음, 저 진동의 특성을 가지며, 파쇄 후에 기화된 증기는 파쇄대를 통하여 발산되어, 대기 중의 공기와 접촉 시에 급격히 감압 소진되어 비산의 위험이 없고, 동적 파괴력이 거의 없어 과굴과 여굴 등에 의한 손상영역이 최소화되어 도로사면, 터널, 지하공동 개발에 있어서 지보재의 사용량을 현저하게 감소시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 정밀제어 파쇄제의 구성을 실시예를 들어 상세히 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
산화제와 연료의 혼합물을 혼합함에 있어서, 산화제는 이산화망간을, 연료는 알루미늄 분말, 기체 발생제는 황산마그네슘 칠수화물을 혼합하여 정밀제어 파쇄제 를 얻었다.
이때 이산화망간은 혼합물에 대한 중량 비로 49.51%의 비율을 차지하도록 495.10g이 첨가되었고, 연료로 첨가된 알루미늄 분말은 204.90g(20.49중량%)이 사용되었으며, 기체 발생제로 첨가된 황산마그네슘 칠수화물은 300g(30중량%)이다.
상기와 같이 하여 얻은 조성물을 파쇄제 용기에 충진시키고 연소 실험을 행한 바, 이때 관찰 결과 파쇄제 용기 내의 금속 와이어에 플라즈마 발생 장치를 이용하여 고전압이 인가되자 순간 불꽃이 일어났고 뒤이어 연소 반응이 일어나면서 폭발되는 것을 관찰할 수 있었으며, 완전 연소가 되어 불완전 연소 생성물에 의한 2차 폭발이 발생되지 않는 것을 확인할 수 있었다.
상기 실시예 1에서 얻어진 정밀제어 파쇄제의 반응은 하기 반응식 1에 나타낸 바와 같다.
3MnO2 + 4Al + 0.64MgSO4·7H2O → 3Mn + 2Al2O3 + 0.64MgSO4 + 4.49H2O(g)
상기 반응식 1에서 발생한 물은 고온의 영향으로 증기화되어 기체 상태로 존재하였는 바, 그 양은 191.0ℓ가 발생하였다.
상기 반응식 1에서 발생한 열량은 812.8kcal(/kg)였다.
<실시예 2>
산화제와 연료를 혼합함에 있어서, 산화제는 이산화망간을, 연료는 소르비 탄 모노올리에이트로 코팅된 알루미늄 분말을, 기체 발생제는 물을 혼합하여 정밀제어 파쇄제를 얻었다.
알루미늄 분말이 물과 반응하여 변질 또는 자연 발화(spontaneous ignition)를 일으키지 않도록 알루미늄 분말 중량의 5중량%에 해당하는 소르비탄 모노올리에이트로 코팅하였다.
이때 이산화망간은 혼합물에 대한 중량 비로 56.58%의 비율을 차지하도록 565.80g이 첨가되었고, 연료로 첨가된 알루미늄 분말은 234.20g(23.42중량%)이 사용되었으며, 기체 발생제로 첨가된 물은 200.00g(20중량%)이다.
상기 실시예 2에서 얻어진 정밀제어 파쇄제의 반응은 하기 반응식 2에 나타낸 바와 같다.
3MnO2 + 4Al + 5.12H2O(l) → 3Mn + 2Al2O3 + 5.12H2O(g)
상기 반응식 2에서 발생한 물은 고온의 영향으로 증기화되어 기체 상태로 존재하였는바 그 양은 248.8ℓ(/kg)가 발생하였다.
상기 반응식 2에서 발생한 열량은 928.9kcal(/kg)였다.
<실시예 3>
산화제 겸 기체 발생제와 연료를 혼합함에 있어서, 산화제 겸 기체 발생제로는 수산화 구리를, 연료로는 알루미늄 분말을 혼합하여 정밀제어 파쇄제를 얻었다.
이때 수산화구리는 혼합물에 대한 중량 비로 84.43중량%의 비율을 차지하도록 844.30g이 첨가되었고, 연료로 첨가된 알루미늄 분말은 155.70g(15.57중량%)이 사용되었다.
상기 실시예 3에서 얻어진 정밀제어 파쇄제의 반응은 하기 반응식 3에 나타낸 바와 같다.
3Cu(OH)2(s) + 2Al → 3Cu + Al2O3 + 3H2O(g)
상기 반응식 3에서 발생한 물은 고온의 영향으로 증기화되어 기체 상태로 존재하였는 바 그 양은 194.0ℓ(/kg)가 발생하였다.
상기 반응식 3에서 발생한 열량은 830.0kcal(/kg)가 발생하였다.
상기 실시예들에서 보여지는 바와 같이, 산화제와 연료의 반응 시에 발생되는 고열이 기체 발생제에 포함된 물분자를 고온의 증기로 변화시키고 발생되는 증기의 팽창압으로 목적물을 파쇄한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 정밀제어 파쇄제 조성물을 사용할 경우, 작업성(workability)이 좋아 제조 공정이 단순해지고, 기체 발생제로 이용된 수화물이나 수산화물은 결합된 상태의 물을 함유하여 변질 및 자연 발화의 위험이 없으 며, 또한 유리 상태의 물이 혼합된 상태에서도 산화방지제를 선택적으로 사용하여 변질, 자연 발화의 위험성을 제거할 수 있는 이점이 있다.
또한, 기체 발생제로 수화물을 사용한 경우에는 불활성 물질을 일부 함유하여 위력이 다소 약화될 수 있으나, 수산화물을 사용한 경우에는 불활성 물질이 없어 위력이 수화물을 사용하는 경우보다 증가된다. 아울러, 유리 상태의 물을 사용한 경우 밀도(density)가 가장 높은 파쇄제를 얻을 수 있어 위력을 가장 좋게 할 수 있다.
따라서, 파쇄 목적물의 강도에 따라 조성물의 조성을 적절히 변형하여 적용 범위를 넓힐 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (8)

  1. (a) 금속 산화물 또는 금속 염 중에서 선택되는 산화제;
    (b) 금속 또는 비금속 연료; 및
    (c) 결합된 상태(bound state)의 물을 포함하는 수화물 또는 수산화물, 또는 유리된 상태의 물(free-water) 중에서 선택되는 기체 발생제;
    를 포함하되,
    상기 조성물은 (a) 산화제 30∼90중량%, (b) 연료 5∼50중량% 및 (c) 기체 발생제 5∼50중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀제어 파쇄제 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 기체 발생제 중 한 성분으로서 유리된 상태의 물이 사용되는 경우에는 상기 연료가 산화방지제로 코팅되어 사용되는 것을 특징으로 하는 정밀제어 파쇄제 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 산화제는 이산화망간(MnO2), 산화구리(CuO), 산화제이철(Fe2O3), 산화크롬(Cr2O3), 산화니켈(NiO), 산화제이코발트(Co2O3), 오산화바나듐(V2O5), 사산화삼납(Pb3O4), 아질산나트륨(NaNO2), 아질산칼륨(KNO2), 중크롬산암모늄((NH4)2Cr2O7), 중크롬산제이철(Fe2(Cr2O7)3), 중크롬산구리(CuCr2O7), 중크롬산칼륨(K2Cr2O7), 중크롬산나트륨(Na2Cr2O7), 중크롬산바륨(BaCr2O7), 중크롬산납(PbCr2O7), 크롬산제이철(Fe2(Cr2O7)3), 크롬산구리(CuCrO4), 크롬산나트륨(Na2CrO4), 크롬산칼륨(K2CrO4), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 수산화크롬(Cr(OH)3) 및 수산화구리(Cu(OH)2)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 정밀제어 파쇄제 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 연료는 알루미늄 분말(Al), 마그네슘 분말(Mg), 마그날륨(Mg-Al), 티타늄 분말(Ti), 지르코늄 분말(Zr), 리튬(Li), 실루민(Si-Al), 규소철(Si-Fe), 규소 분말(Si), 탄소 분말(C), 붕소 분말(B), 적린 또는 흑린(P), 탄화칼슘 분말(CaC2) 및 탄화규소 분말(SiC)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 정밀제어 파쇄제 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기체 발생제는 탄산나트륨 십수화물(Na2CO3·10H2O), 탄산나트륨 칠수화물(Na2CO3·7H2O), 황산나트륨 십수화물(Na2SO4·10H2O), 황산나트륨 칠수화물(Na2SO4·7H2O), 황산마그네슘 칠수화물(MgSO4·7H2O), 염화마그네슘 육수화물(MgCl2·6H2O), 황산알루미늄 십팔수화물(Al2(SO4)3·18H2O), 황산알루미늄 십육수화물(Al2(SO4)3·16H2O), 황산알루미늄암모늄 십이수화물(AlNH4(SO4)2·12H2O), 황산알루미늄칼륨 십이수화물(AlK(SO4)2·12H2O), 황산수소칼륨 5.5수화물(KHSO4·5.5H2O), 황산크롬 십팔수화물(Cr2(SO4)3·18H2O), 염화크롬 육수화물(CrCl2·6H2O), 황산망간 칠수화물(MnSO4·7H2O), 황산망간 오수화물(MnSO4·5H2O), 염화망간 육수화물(MnCl2·6H2O), 염화망간 사수화물(MnCl2·4H2O), 황산제일철 칠수화물(FeSO4·7H2O), 황산제일철 사수화물(FeSO4·4H2O), 황산제이철 십이수화물(Fe2(SO4)3·12H2O), 염화제일철 육수화물(FeCl2·6H2O), 염화제일철 사수화물(FeCl2·4H2O), 염화제이철 육수화물(FeCl3·6H2O), 황산제일코발트 칠수화물(CoSO4·7H2O), 황산제이코발트 십팔수화물(Co2(SO4)3·18H2O), 염화코발트 육수화물(CoCl2·6H2O), 황산니켈 육수화물(NiSO4·6H2O), 염화니켈 칠수화물(NiCl2·7H2O), 황산구리 오수화물(CuSO4·5H2O), 황산아연 칠수화물(ZnSO4·7H2O), 염화아연 사수화물(ZnCl2·4H2O), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 수산화크롬(Cr(OH)3), 수산화구리(Cu(OH)2) 및 물(H2O)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 정밀제어 파쇄제 조성물.
  7. 제3항에 있어서, 상기 산화방지제는 경유(CH2), 광유(CH2), 유동 파라핀 (CH2), 소르비탄 모노올리에이트(C24H44O6) 및 소르비탄 모노스테아레이트(C24H46O6)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 정밀제어 파쇄제 조성물.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 산화제의 순도는 40∼99.9%, 상기 연료의 순도는 40∼99.9%, 상기 기체 발생제의 순도는 40∼99.9%, 상기 산화방지제의 순도는 40∼99.9%인 것을 특징으로 하는 정밀제어 파쇄제 조성물.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100922597B1 (ko) * 2009-03-04 2009-10-21 원화건설 주식회사 순폭도가 향상된 둔감성 파쇄 조성물, 저에너지 발화용 발화 기구 및 이들을 포함하는 파암 장치
WO2010101317A1 (ko) * 2009-03-04 2010-09-10 원화코퍼레이션 주식회사 순폭도가 향상된 둔감성 파쇄 조성물, 저에너지 발화용 발화 기구 및 이들을 포함하는 파암 장치

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100889226B1 (ko) * 2007-03-23 2009-03-17 주식회사 록스 코리아 전기충격을 이용한 암반파쇄약제의 제조방법
KR101591397B1 (ko) * 2014-04-07 2016-02-03 부산대학교 산학협력단 고출력 펄스형 레이저빔에 의한 원격 점화 특성을 갖는 나노고에너지물질 복합체 및 그의 제조 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6860951B2 (en) * 1995-03-10 2005-03-01 Talley Defense Systems, Inc. Gas generating compositions

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6860951B2 (en) * 1995-03-10 2005-03-01 Talley Defense Systems, Inc. Gas generating compositions

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100922597B1 (ko) * 2009-03-04 2009-10-21 원화건설 주식회사 순폭도가 향상된 둔감성 파쇄 조성물, 저에너지 발화용 발화 기구 및 이들을 포함하는 파암 장치
JP4489142B1 (ja) * 2009-03-04 2010-06-23 ウォンハ建設株式会社 殉爆度が向上された鈍感性破砕組成物、及び低エネルギー発火用発火機構を含む破岩装置
WO2010101317A1 (ko) * 2009-03-04 2010-09-10 원화코퍼레이션 주식회사 순폭도가 향상된 둔감성 파쇄 조성물, 저에너지 발화용 발화 기구 및 이들을 포함하는 파암 장치
JP2010202492A (ja) * 2009-03-04 2010-09-16 Wonhwa Corporation Co Ltd 殉爆度が向上された鈍感性破砕組成物、及び低エネルギー発火用発火機構を含む破岩装置

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