KR101866686B1 - 마이크로 캡슐 기반의 자동 소화 기능을 구비한 배전반 시스템, 그리고 이를 위한 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈 - Google Patents

마이크로 캡슐 기반의 자동 소화 기능을 구비한 배전반 시스템, 그리고 이를 위한 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마이크로 캡슐 기반의 자동 소화 기능을 구비한 배전반 시스템, 그리고 이를 위한 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 제 1 측면은, 마이크로 캡슐 입자; 및 화재시 염화에 의해 내부의 상기 화재 진화용 마이크로 캡슐 입자가 터지면서 소화 가스를 분출하도록 하기 위해 마이크로 캡슐 입자를 고정시키는 모듈 프레임; 을 포함하며, 상기 마이크로 캡슐 모듈은, 패드 형태 제작되어 배면에 접착제를 이용한 스티커 형태, 자력을 이용한 자석 부착식, 망 부착 방식, 벨크로 타입 부착 방식, 필름 타입 부착 방식 중 하나에 의해 부착되는 것을 특징으로 하는 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈을 제공한다.
본 발명의 제 2 측면은, 배전반; 및 상기 배전반의 내부에 부착되어 화재시 염화에 의해 모듈 프레임 내부의 화재 진화용 마이크로 캡슐 입자가 터지면서 소화 가스를 분출하도록 하는 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈; 을 포함하는 마이크로 캡슐 기반의 자동 소화 기능을 구비한 배전반 시스템으로서, 상기 마이크로 캡슐 모듈은, 패드 형태 제작되어 배면에 접착제를 이용한 스티커 형태, 자력을 이용한 자석 부착식, 망 부착 방식, 벨크로 타입 부착 방식, 필름 타입 부착 방식 중 하나에 의해 상기 배전반의 배전반 몸체의 내부 중 상부패널의 하단 영역에 부착되는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐 기반의 자동 소화 기능을 구비한 배전반 시스템을 제공한다.
이에 의해, 화재시 염화에 의해 화재 진화용 마이크로 캡슐 입자가 터지면서 소화 가스를 활용해 배전반 내부의 오염을 방지하면서도 화재를 진화할 수 있는 효과가 있고, 다양한 방식의 부착 방식을 제공하되, 부착되는 부품은 난연성을 제작하여 배전반 내부의 소화시 오염을 시키지 않을 수 있는 효과가 있다.

Description

마이크로 캡슐 기반의 자동 소화 기능을 구비한 배전반 시스템, 그리고 이를 위한 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈{DISTRIBUTING BOARD SYSTEM WITH AUTOMATIC FIRE EXTINGUISHING FUNCTION BASED ON MICRO-CAPSULE, AND MICRO-CAPSULE MODULE WITH AUTOMATIC FIRE EXTINGUISHING FUNCTION FOR THE SAME}
본 발명은 마이크로 캡슐 기반의 자동 소화 기능을 구비한 배전반 시스템, 그리고 이를 위한 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 화재시 염화에 의해 화재 진화용 마이크로 캡슐 입자가 터지면서 소화 가스를 활용해 배전반 내부의 오염을 방지하면서도 화재를 진화하도록 하기 위한 마이크로 캡슐 기반의 자동 소화 기능을 구비한 배전반 시스템, 그리고 이를 위한 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈에 관한 것이다.
종래의 기술 1인 대한민국 실용실안등록공보 등록번호 제20-0401202호 "수/배전반용 자동소화장치의 컨트롤박스 유닛(control box unit of automatic extinguishing apparatus for a distributer panel)"은 수/배전반용 자동소화장치에서 화재감지기의 화재 감지에 따라 화재경보기 및 소화기를 자동 및 수동으로 작동시킬 수 있도록 이들을 제어하는 컨트롤 박스 유닛에 있어서, 전면이 개방된 용기형태를 갖고 수/배전반 정면 패널에 매입 설치되는 매설함과, 매설함 전면에 설치되어 전면 개방부위를 덮는 전면패널과, 매설함 내부에 장착되고 화재감지기, 화재경보기 및 전원과 연결되는 연결단자들을 구비하고 상기 화재감지기, 화재경보기 및 소화기를 제어하는 제어기를 구비한 메인보드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
그러나 종래의 기술 1은 소화기를 사용시 소화액이 분말 또는 액상인 경우 수/배전반 내부의 기계, 전기, 전자 장치가 오염됨으로써, 화재를 진압하더라도 수/배전반을 사용하지 못하게 되는 2차적인 피해가 발생하는 한계점이 있다.
종래의 기술 2인 대한민국 특허등록공보 등록번호 제10-1555620호 "수/배전반용 자동소화 설비 유닛(AUTO FIRE EXTINGUISHING UNIT FOR INCOMING AND DISTRIBUTING BOARD)"은 배전반의 내부의 전자 부품들의 온도가 과열되는 것을 방지하여 화재를 미연에 방지함과 아울러, 화재 발생시 연기를 외부로 급속히 배출하고, 소화제를 분사하여 자동으로 소화시킬 수 있는 수/배전반용 자동소화 설비 유닛에 관한 것이다.
그러나 종래의 기술 2도 소화제를 분사시 배전반 내부의 기계, 전기, 전자 장치가 오염됨으로써, 화재를 진압하더라도 수/배전반을 사용하지 못하게 되는 2차적인 피해가 발생하는 한계점이 있다.
종래의 기술 3인 대한민국 특허등록공보 등록번호 제10-1170083호 "분배전반 자동 소화 장치(AUTOMATIC FIRE EXTINGUISHER FOR CABINET PANEL)"는 변전소, 각종 공장, 대형 건물 등의 전기 관련 시설물 중 수배전반, 분배반, 전자용 패널 등의 내부 소공간에 화재가 발생할 경우 내부 소공간에 배치된 소화튜브를 이용하여 화재를 초기에 진화할 수 있는 분배전반 자동 소화 장치에 관한 것이다.
그러나 종래의 기술 3은 밸브 부재와 결합 연결되어 분배전반의 소공간 내부에 배열되며 소공간 내부에서 특정 영역의 온도가 파열 온도가 될 경우 상기 특정 영역에 대응하는 소화튜브가 파열되어 소화튜브의 내부에 채워진 소화액을 분사시킬 수 있으나, 소화액에 의해서 기계의 오염을 막지 못하는 한계점이 있다.
종래의 기술 4인 대한민국 특허등록공보 등록번호 제10-1538456호 "배전반 자동 확산 소화 장치 및 그 운용방법(Automatic fire extinguisher for distributing board and operating method thereof)"은 원격지에서도 모니터링 가능하면서 도 화재 감시와 침수 감시를 동시에 수행할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.
종래의 기술 4는 모니터링에 중점을 둘뿐 실제적인 소화에 대해서는 확실한 기술적 제안을 하지 못하는 한계점이 있다.
대한민국 실용실안등록공보 등록번호 제20-0401202호 "수/배전반용 자동소화장치의 컨트롤박스 유닛(control box unit of automatic extinguishing apparatus for a distributer panel)" 대한민국 특허등록공보 등록번호 제10-1555620호 "수/배전반용 자동소화 설비 유닛(AUTO FIRE EXTINGUISHING UNIT FOR INCOMING AND DISTRIBUTING BOARD)" 대한민국 특허등록공보 등록번호 제10-1170083호 "분배전반 자동 소화 장치(AUTOMATIC FIRE EXTINGUISHER FOR CABINET PANEL)" 대한민국 특허등록공보 등록번호 제10-1538456호 "배전반 자동 확산 소화 장치 및 그 운용방법(Automatic fire extinguisher for distributing board and operating method thereof)"
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 화재시 염화에 의해 화재 진화용 마이크로 캡슐 입자가 터지면서 소화 가스를 활용해 배전반 내부의 오염을 방지하면서도 화재를 진화하도록 하기 위한 마이크로 캡슐 기반의 자동 소화 기능을 구비한 배전반 시스템, 그리고 이를 위한 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 다양한 방식의 부착 방식을 제공하되, 부착되는 부품은 난연성을 제작하여 배전반 내부의 소화시 오염을 시키지 않도록 하기 위한 마이크로 캡슐 기반의 자동 소화 기능을 구비한 배전반 시스템, 그리고 이를 위한 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈을 제공하기 위한 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위해 본 발명은
마이크로 캡슐 입자;
화재시 염화에 의해 내부의 상기 화재 진화용 마이크로 캡슐 입자가 터지면서 소화 가스를 분출하도록 하기 위해 마이크로 캡슐 입자를 고정시키는 모듈 프레임; 을 포함하며,
상기 마이크로 캡슐 모듈은 패드 형태 제작되어 배면에 접착제를 이용한 스티커 형태, 자력을 이용한 자석 부착식, 망 부착 방식, 벨크로 타입 부착 방식, 필름 타입 부착 방식 중 하나에 의해 부착되는 것을 특징으로 하는 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈을 제공한다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
배전반; 및
상기 배전반의 내부에 부착되어 화재시 염화에 의해 모듈 프레임 내부의 화재 진화용 마이크로 캡슐 입자가 터지면서 소화 가스를 분출하도록 하는 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈; 을 포함하는 마이크로 캡슐 기반의 자동 소화 기능을 구비한 배전반 시스템으로서,
상기 마이크로 캡슐 모듈은, 패드 형태 제작되어 배면에 접착제를 이용한 스티커 형태, 자력을 이용한 자석 부착식, 망 부착 방식, 벨크로 타입 부착 방식, 필름 타입 부착 방식 중 하나에 의해 상기 배전반의 배전반 몸체의 내부 중 상부패널의 하단 영역에 부착되는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐 기반의 자동 소화 기능을 구비한 배전반 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 필름 타입 부착 방식을 사용하는 경우, 상기 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈의 모듈 프레임을 난연성 폴리프로필렌 필름을 이용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 난연성 폴리프로필렌 필름은,
용융흐름지수(210℃/2.12kg)가 2~5g/10min, 평균밀도가 0.70~0.90g/㎤, 중량평균분자량이 50,000~500,000인 폴리프로필렌 100 중량부에 대하여 인계 난연제 5~15 중량부, 삼산화안티몬 5~10 중량부, 수산화마그네슘 0.1~1.0 중량부, 탄산칼슘 100~200 중량부, 메틸렌 비스스테아라마이드 0.1~1.0 중량부, 칼슘 스테아레이트 0.1~1.0 중량부 및 안정제 1~3 중량부의 배합물을 230~260℃로 유지된 플레네터리 압출기에서 용융시킨 다음, 캘린더 롤 표면온도가 200~220 ℃로 유지된 캘린더를 이용하여 필름을 제조하고, 가이드 롤러에 의한 연신 오븐으로 이송에 따른 가열 방식 연신이 수행되어 제조된 필름에 대한 연신 전후의 면적 비율이 6.5 내지 7배 달성하는 다중 이송 롤러에 의한 장력을 활용한 연신된 필름 시트에 대한 연성화와 함께 니들 스플릿(needle split) 방식에 의한 메쉬(mesh) 공정에 따라 다이아몬드 격자 구조를 갖도록 한 뒤, 다중 이송 롤러에 의해 안정화 오븐으로 이송하여 가열에 의한 안정화를 수행한 뒤, 형성된 필름을 급냉하여 200~300㎛ 두께의 난연성 폴리프로필렌 필름으로 제조된 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 화재 진화용 마이크로 캡슐 입자는, 마이크로 소화 물질을 직경 5 내지 20㎛의 마이크로 사이즈 캡슐 내에 마이크로 소화 물질을 마이크로캡슐화 기술을 사용하여 삽입시킨 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 소화 물질은 CH3CHFCF3를 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 마이크로 캡슐 기반의 자동 소화 기능을 구비한 배전반 시스템, 그리고 이를 위한 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈은, 화재시 염화에 의해 화재 진화용 마이크로 캡슐 입자가 터지면서 소화 가스를 활용해 배전반 내부의 오염을 방지하면서도 화재를 진화할 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 캡슐 기반의 자동 소화 기능을 구비한 배전반 시스템, 그리고 이를 위한 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈은, 다양한 방식의 부착 방식을 제공하되, 부착되는 부품은 난연성을 제작하여 배전반 내부의 소화시 오염을 시키지 않을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 캡슐 기반의 자동 소화 기능을 구비한 배전반 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈(200)에서 사용되는 마이크로 소화 물질(active agent)(222)을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈(200)에서의 마이크로 캡(221)과 마이크로 소화 물질(222)의 기작을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈(200)이 배전반(100) 뿐만 아니라 다른 전기 전자 장치에 사용되는 것을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈(200)을 이용한 소화 시험 과정을 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 마이크로 캡슐 기반의 자동 소화 기능을 구비한 배전반 시스템, 그리고 이를 위한 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 캡슐 기반의 자동 소화 기능을 구비한 배전반 시스템을 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈(200)에서 사용되는 마이크로 소화 물질(active agent)(222)을 나타내는 도면이다. 도 3은 도 2의 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈(200)에서의 마이크로 캡(221)과 마이크로 소화 물질(222)의 기작을 나타내는 도면이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈(200)이 배전반(100) 뿐만 아니라 다른 전기 전자 장치에 사용되는 것을 나타내는 도면이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈(200)을 이용한 소화 시험 과정을 나타내는 도면이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 마이크로 캡슐 기반의 자동 소화 기능을 구비한 배전반 시스템(1)은 배전반(100) 및 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈(200)을 포함할 수 있다.
여기서, 배전반(100)은 발전소, 변전소 등의 운전이나 제어, 전동기의 운전 등을 위해 스위치, 계기, 릴레이(계전기) 등을 일정하게 넣어 관리하는 장치이다.
자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈(200)은 배전반(100)의 내부에 부착되어 화재시 염화에 의해 모듈 프레임(210) 내부의 화재 진화용 마이크로 캡슐 입자(220)가 터지면서 소화 가스를 분출한다.
마이크로 캡슐 모듈(200)은 패드 형태 제작되어 배면에 접착제를 이용한 스티커 형태, 자력을 이용한 자석 부착식, 망 부착 방식, 벨크로 타입 부착 방식, 필름 타입 부착 방식 등으로 배전반(100)의 배전반 몸체의 내부 중 상부패널의 하단 영역에 부착될 수 있다.
여기서, 필름 타입 부착 방식을 사용하는 경우, 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈(200)의 모듈 프레임(210)을 난연성 폴리프로필렌 필름을 이용할 수 있다.
여기서, 상기 난연성 폴리프로필렌 필름은 용융흐름지수(210℃/2.12kg)가 2~5g/10min, 평균밀도가 0.70~0.90g/㎤, 중량평균분자량이 50,000~500,000인 폴리프로필렌 100 중량부에 대하여 인계 난연제 5~15 중량부, 삼산화안티몬 5~10 중량부, 수산화마그네슘 0.1~1.0 중량부, 탄산칼슘 100~200 중량부, 메틸렌 비스스테아라마이드 0.1~1.0 중량부, 칼슘 스테아레이트 0.1~1.0 중량부 및 안정제 1~3 중량부의 배합물을 230~260℃로 유지된 플레네터리 압출기에서 용융시킨 다음, 캘린더 롤 표면온도가 200~220 ℃로 유지된 캘린더를 이용하여 필름을 제조하고, 가이드 롤러에 의한 연신 오븐으로 이송에 따른 가열 방식 연신이 수행되어 제조된 필름에 대한 연신 전후의 면적 비율이 6.5 내지 7배 달성하는 다중 이송 롤러에 의한 장력을 활용한 연신된 필름 시트에 대한 연성화와 함께 니들 스플릿(needle split) 방식에 의한 메쉬(mesh) 공정에 따라 다이아몬드 격자 구조를 갖도록 한 뒤, 다중 이송 롤러에 의해 안정화 오븐으로 이송하여 가열에 의한 안정화를 수행한 뒤, 형성된 필름을 급냉하여 200~300㎛ 두께의 난연성 폴리프로필렌 필름으로 제조된 것을 사용할 수 있다.
구체적인 시험예에 따른 난연성 폴리프로필렌 필름은 용융흐름지수(210℃/2.12kg)가 3g/10min, 평균밀도가 0.80g/㎤, 중량평균분자량이 500,000인 폴리프로필렌 100 중량부에 대하여 인계 난연제 10 중량부, 삼산화안티몬 7 중량부, 수산화마그네슘 0.5 중량부, 탄산칼슘 150 중량부, 메틸렌 비스스테아라마이드 0.5 중량부, 칼슘 스테아레이트 0.5 중량부 및 안정제(Irganox-B225, 시바가이기) 1.5 중량부의 배합물을 250℃로 유지된 플레네터리 압출기에서 용융시킨 다음, 캘린더 롤 표면온도가 210 ℃로 유지된 캘린더를 이용하여 필름을 제조하고, 가이드 롤러에 의한 연신 오븐으로 이송에 따른 가열 방식 연신이 수행되어 제조된 필름에 대한 연신 전후의 면적 비율이 6.5 내지 7배 달성하는 다중 이송 롤러에 의한 장력을 활용한 연신된 필름 시트에 대한 연성화와 함께 니들 스플릿(needle split) 방식에 의한 메쉬(mesh) 공정에 따라 다이아몬드 격자 구조를 갖도록 한 뒤, 다중 이송 롤러에 의해 안정화 오븐으로 이송하여 가열에 의한 안정화를 수행한 뒤, 형성된 필름은 -10 ℃로 급속히 냉각하여 250㎛두께의 난연성 폴리프로필렌 필름을 제조한 것을 사용한다.
여기서, 상술한 시험예와 연신 이후의 과정을 수행하지 않는 비교예와의 인열강도(Kg/mm) 및 난연성에 대한 성능 테스트 결과, 시험예의 인열강도(Kg/mm)를 정량적 수치인 100인 경우 비교예는 80%의 수치였으며, 난연성 또한 시험예의 경우 약 350 ℃ 이상에서 그을음이 발생하는 것에 비해 비교예는 290 ℃ 전후에서 그을음이 발생하였다.
그리고, 화재 진화용 마이크로 캡슐 입자(220)는 직경 5 내지 20㎛의 마이크로 사이즈(Micro Size) 캡슐로 마이크로 소화 물질(active agent)(222)(약 5 내지 10㎛)을 Microencapsulation, 즉, 마이크로 캡슐에 액체, 기체, 고체를 삽입하는 기술을 적용함으로써, 마이크로 캡(221) 내부에 삽입시킨다. 여기서 마이크로 캡(221)은 이물질 침투에 강하며, 온도에 자동 반응하여 안정성 및 유연성이 향상된 바인드 물질로 고분자 쉘이다.
소화 약제에 해당하는 마이크로 소화 물질(active agent)(222)은 할로겐 화합물로부터 제조된 수소화불화탄소(HYdrofluorocarbon, 이하, 'HFC')를 사용함으로써, 억제 냉각에 의해 화제를 소화시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예로, 마이크로 소화 물질(active agent)(222)은 HFC-227ea(CH3CHFCF3)를 사용할 수 있다.
한편, CFC 대체물질인 불화탄화수소(HFC)는 유기 반응원료로서 두 가지 이상의 할로겐화탄소 또는 할로겐화탄화수소 화합물에서 염소를 불소로 치환함으로써, 제조될 수 있다. 이때 사용된 할로겐화탄소 또는 할로겐화탄화수소 화합물은 CHaXb(X=Cl 또는 F a=1 또는 2이고, b=4-a, 적어도 한 개의 Cl을 포함) 및 CX3CHa'Xb' (X=Cl 또는 F, a'=1,2 또는 3이고 b'=3-a', 적어도 1개 이상의 Cl을 포함) 및 C2HaClb(a=0, 1, 2 또는 3이고, b=4-a)중에서 선택된다.
그리고 본 발명의 다른 실시예로, 마이크로 소화 물질(active agent)(222)은 HFC-227ea 대신 HFC-23(CF3H), HFC-125(CH3CH2H), HFC-236fa(CF3CH2CF3) 중 하나 또는 이들의 혼합물을 활용할 수 있다. 이하에서는 마이크로 소화 물질(active agent)(222)에 대한 다양한 혼합물의 실시예에 대해서 살펴보도록 한다.
[실시예 1]
HFC-227ea, HFC-23 혼합물의 성능평가에 대해서 살펴보면, HFC-227ea, HFC-23으로 이루어진 마이크로 소화 물질(active agent)(222) 혼합물의 조성변화에 따른 성능평가 결과는 하기의 표 1과 같다. 여기서 이상의 동일한 조건하에서 냉매성능평가의 주요인자인 냉매 단위체적당의 열량(VC), 성능계수(COP), 증발기 압력(PL) 및 응축기 압력(PH)을 비교분석하였다.
이 경우, HFC-227ea 60 중량%, HFC-23 40 중량%인 혼합물인 경우, 다른 조성에 비해 냉매로서 성능이 뛰어난 것을 알 수 있다.
HFC-227ea
(중량%)		 HFC-23
(중량%)
VC COP PL PH
조성1 90 10 4389 4.77 725 1743
조성2 80 20 4654 4.38 721 1732
조성3 70 30 4796 4.39 675 1625
조성4 60 40 5123 4.73 705 1798
조성5 50 50 5065 4.55 654 1778
조성6 40 60 4904 4.47 597 1654
[실시예 2]
다음으로, HFC-227ea, HFC-23, HFC-125 혼합물의 성능평가에 대해서 살펴보면, HFC-227ea, HFC-23, HFC-125으로 이루어진 마이크로 소화 물질(active agent)(222) 혼합물의 조성변화에 따른 성능평가 결과는 하기의 표 2와 같다.
이 경우, HFC-227ea 40 중량%, HFC-23 30 중량%, HFC-125 30 중량%인 혼합물인 경우, 다른 조성에 비해 냉매로서 성능이 뛰어난 것을 알 수 있다.
HFC-227ea
(중량%)		 HFC-23
(중량%) 		HFC-125
(중량%)		 VC COP PL PH
조성1 70 20 10 4984 4.87 657 1763
조성2 60 30 10 4747 4.65 654 1762
조성3 50 30 20 5177 4.43 612 1763
조성4 40 30 30 5256 4.93 711 1893
조성5 30 40 30 5197 4.54 665 1643
조성6 20 40 40 4874 4.34 658 1552
[실시예 3]
HFC-227ea, HFC-23, HFC-125, HFC-236fa 혼합물의 성능평가에 대해서 살펴보면, HFC-227ea, HFC-23, HFC-125, HFC-236fa으로 이루어진 마이크로 소화 물질(active agent)(222) 혼합물의 조성변화에 따른 성능평가 결과는 하기의 표 3과 같다.
이 경우, HFC-227ea 60 중량%, HFC-23 20 중량%, HFC-125 10 중량%, HFC-236fa 중량%인 혼합물인 경우, 냉매로서 성능이 뛰어난 것을 알 수 있다.
HFC-227ea
(중량%)		 HFC-23
(중량%) 		HFC-125
(중량%)		 HFC-236fa
(중량%)		 VC COP PL PH
조성1 60 20 10 10 5382 5.01 725 1971
조성2 50 30 10 10 5124 4.98 721 1812
조성3 40 30 15 15 4998 4.99 711 1723
조성4 30 30 20 20 5123 4.76 691 1632
조성5 20 30 30 20 5298 4.65 695 1543
조성6 10 60 15 15 4564 4.54 654 1762
그리고, 직경 5 내지 20㎛의 마이크로 사이즈(Micro Size) 캡슐인 화재 진화용 마이크로 캡슐 입자(220) 내부로 직경 5 내지 10㎛ 사이즈의 마이크로 소화 물질(active agent)(222)을 Microencapsulation하는 방법에 대해서 살펴본다.
먼저, 마이크로 캡슐에 액체, 기체, 고체를 삽입하는 기술을 적용함으로써, 마이크로 캡(221) 내부에 삽입시킨다. 여기서 마이크로 캡(221)은 이물질 침투에 강하며, 온도에 자동 반응하여 안정성 및 유연성이 향상된 바인드 물질로 고분자 쉘이다.
보다 구체적으로, 마이크로 캡(221)은 발포성 수지 조성물을 활용할 수 있다. 즉, 마이크로 캡(221)은 열가소성의 쉘 폴리머 중에, 쉘 폴리머의 연화점 이하의 온도에서 가스상이 되는 휘발성 액체를 내포하여 얻어지는 열팽창성 마이크로캡슐도 사용된다. 이와 같은 열팽창성 마이크로캡슐은, 가열되면, 휘발성 액체가 가스상이 됨과 함께, 쉘 폴리머가 연화되어 팽창된다. 예를 들어, 융점 또는 연화점이 90 ℃ 이하인 열가소성 수지와, 90 내지 130 ℃ 의 온도에서 팽창되는 열팽창성 마이크로캡슐을 포함하는 하는 수지 조성물일 수 있다.
또한 본 발명의 다른 실시예로, 마이크로 캡(221)은 열가소성 수지 및 화학 발포제를 함유하는 발포성 수지 조성물로서, 발포성 수지 조성의 발포 개시 온도를 Ts, 최대 발포 온도를 Tmax, 화학 발포제의 분해 온도를 Tc로 하는 경우, Ts가 90 ℃ 이상, Tmax 가 120 ℃ 이상이고, 추가로 카르복실기 함유 모노머를 함유하는 중합성 모노머와, 카르복실기와 반응 가능한 관능기를 갖고 분자 내에 라디칼 중합성 이중 결합을 갖지 않는 열경화성 수지를 사용하여 얻어지는 쉘에, 코어제로서 휘발성 액체를 내포하는 마이크로캡슐인 것일 수 있다. 한편, 화학 발포제의 분해물이 탄산 가스, 질소 가스, 일산화탄소 가스, 이산화탄소 가스를 함유하되 물 또는 분말 성분은 함유하지 않는 것이 바람직하다.
이러한, 마이크로 캡(221)을 이용한 마이크로 소화 물질(active agent)(222)에 대한 Microencapsulation시 사전 단계로, 마이크로 소화 물질(active agent)(222)에 수용성 폴리머를 혼합하여 1차 박막 코팅함으로써, 마이크로 소화 물질(active agent)(222)에 대한 표면 점착력이 우수하여 코팅시 외부의 습윤공기의 유입을 차단하고 2차 마이크로캡슐화 코팅제인 다공성 입자와의 결합력이 우수한 바인더로 역할을 하도록 한다. 구체적으로, 1차 박막코팅제로 사용된 수용성 폴리머는 이에 한정되지는 않지만, 하이드록시에틸셀룰로오스(hydroxyethylcellulose, HEC), 카르복시메틸셀룰로오스(carboxymethylcellulose, CMC), 프로필렌글리콜 알기네이트(propylene glycol alginate), 구아검(guar gum), 젤라틴(gelatin), 아라비아검(arabia gum), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP), 카보폴(carbopol), 소듐알기네이트(sodium alginate), 잔탄검(xanthan gum))로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
다음으로 1차 코팅된 마이크로 소화 물질(active agent)(222)에 다공성 입자를 가지는 코팅제와, 상술한 발포성 수지 조성물을 혼합하여 2차 마이크로캡슐화한다.
여기서, 다공성 코팅제는 균체에 다공성 입자성을 가진 기제의 코팅제로서 외부 수분 및 습윤 공기의 유입을 차단시키는 역할을 한다. 미세캡슐화(microencapsulation)에 사용되며 다공성 입자를 가지는 것은 2차 코팅제로 사용가능하며 구체적으로는 이에 한정되지는 않지만 말토덱스트린(maltodextrin), 키토산(chitosan), 알기네이트(alginate), 전분(starch), 아세틸트리에틸 시트레이트(acetyl triethyl citrate), 폴리에틸렌글리콜(polyethyleneglycol, PEG), 프로필렌글리콜(propyleneglycol), 트리에틸 시트레이트(triethyl citrate), 트리아세틴(triacetin) 또는 글리세린(glycerin) 등이 포함되며, 바람직하게는 폴리에틸렌글리콜(polyethyleneglycol, PEG)일 수 있다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
1 : 마이크로 캡슐 기반의 자동 소화 기능을 구비한 배전반 시스템
100 : 배전반
200 : 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈
210 : 모듈 프레임
220 : 화재 진화용 마이크로 캡슐 입자
221 : 마이크로 캡
222 : 마이크로 소화 물질

Claims (6)

  1. 배전반; 및
    상기 배전반의 내부에 부착되어 화재시 염화에 의해 모듈 프레임 내부의 화재 진화용 마이크로 캡슐 입자가 터지면서 소화 가스를 분출하도록 하는 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈; 을 포함하는 마이크로 캡슐 기반의 자동 소화 기능을 구비한 배전반 시스템으로서,
    상기 마이크로 캡슐 모듈은, 필름 타입 부착 방식에 의해 상기 배전반의 배전반 몸체의 내부 중 상부패널의 하단 영역에 부착되는 것을 특징으로 하고,
    상기 필름 타입 부착 방식은, 상기 자동 소화 기능을 구비한 마이크로 캡슐 모듈의 모듈 프레임을 난연성 폴리프로필렌 필름을 이용하는 것을 특징으로 하며,
    상기 난연성 폴리프로필렌 필름은, 용융흐름지수(210℃/2.12kg)가 2~5g/10min, 평균밀도가 0.70~0.90g/㎤, 중량평균분자량이 50,000~500,000인 폴리프로필렌 100 중량부에 대하여 인계 난연제 5~15 중량부, 삼산화안티몬 5~10 중량부, 수산화마그네슘 0.1~1.0 중량부, 탄산칼슘 100~200 중량부, 메틸렌 비스스테아라마이드 0.1~1.0 중량부, 칼슘 스테아레이트 0.1~1.0 중량부 및 안정제 1~3 중량부의 배합물을 230~260℃로 유지된 플레네터리 압출기에서 용융시킨 다음, 캘린더 롤 표면온도가 200~220 ℃로 유지된 캘린더를 이용하여 필름을 제조하고, 가이드 롤러에 의한 연신 오븐으로 이송에 따른 가열 방식 연신이 수행되어 제조된 필름에 대한 연신 전후의 면적 비율이 6.5 내지 7배 달성하는 다중 이송 롤러에 의한 장력을 활용한 연신된 필름 시트에 대한 연성화와 함께 니들 스플릿(needle split) 방식에 의한 메쉬(mesh) 공정에 따라 다이아몬드 격자 구조를 갖도록 한 뒤, 다중 이송 롤러에 의해 안정화 오븐으로 이송하여 가열에 의한 안정화를 수행한 뒤, 형성된 필름을 급냉하여 200~300㎛ 두께의 난연성 폴리프로필렌 필름으로 제조된 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐 기반의 자동 소화 기능을 구비한 배전반 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화재 진화용 마이크로 캡슐 입자는, 마이크로 소화 물질을 직경 5 내지 20㎛의 마이크로 사이즈 캡슐 내에 마이크로 소화 물질을 마이크로캡슐화 기술을 사용하여 삽입시킨 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐 기반의 자동 소화 기능을 구비한 배전반 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 마이크로 소화 물질은 CH3CHFCF3를 사용하는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐 기반의 자동 소화 기능을 구비한 배전반 시스템.
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