KR102068668B1 - 압축공기 포소화시스템용 고발포성 포소화용액 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축공기 포소화시스템용 고발포성 포소화용액 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 포소화용액 조성물은 원액을 별도로 물에 희석하지 않고 용액 그 자체를 사용할 수 있으며, 동결방지제가 혼합되어있어 가열장치 등 여러 복잡한 장치가 요구되지 않는다. 따라서, 본 발명의 포소화용액 조성물은 희석장치 및 가열장치 등 별도의 부가장치가 필요하지 않은 이동식 소형소화기 용도로 사용가능하며, 영하 20℃의 온도에서도 사용가능하다.

Description

압축공기 포소화시스템용 고발포성 포소화용액 조성물 {High foaming compositions for foam extinguishing agents used in compressed air foam system}

본 발명은 압축공기 포소화시스템용 고발포성 포소화용액 조성물에 관한 것이다.

물에 포 소화약제를 혼합한 후 공기를 주입하면 포(foam)가 발생된다. 이와 같이 생성된 포는 유류보다 가벼운 미세한 기포의 집합체로 연소물의 표면을 덮어 공기와의 접촉을 차단하여 질식 효과를 나타내며, 함께 사용된 물에 의해 냉각 효과도 나타난다. 즉, 포 소화약제는 질식 효과와 냉각 효과에 의해 화재를 진압한다. 포 소화약제는 포가 유류의 표면을 덮어서 질식시키기 때문에 유류화재의 소화에 가장 효과적이나 일반화재에도 사용할 수 있다. 일반적으로 물만으로는 소화효과가 약한 경우, 또는 주수에 의하여 오히려 화재가 확대될 우려가 있는 가연성 액체의 소화에 사용된다.

포 소화약제의 주된 효과인 소화 효과는 포가 가연물질의 표면을 덮기 때문에 나타나는 질식 효과와 상당량의 수분에 의한 냉각 효과이다. 또한 고발포 포는 포가 차지하는 체적이 매우 크기 때문에 대류와 복사에 의한 열의 이동차단, 주변 공기의 배출, 가연성 증기의 생성 억제 등의 소화 효과도 기대할 수 있다. 포는 얇은 막으로 이루어져 있지만 점착성이 좋고 내열성이 있기 때문에 소화효과를 나타내게 된다.

포에는 두 가지 약제의 혼합시 화학반응으로 발생하는 이산화탄소를 핵으로 하는 화학포와 포 수용액과 공기를 교반, 혼합하여 공기를 핵으로 하는 기계포(일명 공기포라고도 함)가 있다. 화학포는 현재 사용되지 않으며 일반적으로 포라 하면 후자의 기계포를 의미한다. 기계포는 팽창비에 따라 저팽창포, 중팽창포, 고팽창포로 나눌 수 있다. 우리나라는 팽창비가 20미만인 저팽창포와 80이상인 고팽창포의 두 가지로 구분하고 있다. 저팽창포에는 단백포, 불화단백포, 합성계면활성제포, 수성막포, 내알코올포가 있고, 고팽창포에는 합성계면활성제포가 있다.

소화약제의 요구되는 조건은 다음과 같다.

1. 연소의 4요소 중 한 가지 이상을 제거할 수 있는 능력이 탁월할 것

2. 가격이 저렴할 것

3. 저장 안정성이 있을 것

4. 환경에 대한 오염이 적을 것 / 인체에 대한 독성이 없을 것

통상의 포소화설비는 물에 의한 소화방법으로는 효과를 얻을 수 없거나 물을 방수함으로서 화재를 확대할 우려가 있는 가연성액체의 화재에 사용되는 소화설비이다. 즉, 연소표면을 포로 덮어 질식효과를 얻거나, 포에 함유된 수분에 의한 냉각효과로서 소화한다. 이 설비는 포수용액(Foam Solution)이 유동챔버를 통하여 공기와 혼합된 후 포스크린을 통하면서 포를 형성하는 흡출형(Aspirator Type)과 포수용액이 노즐에서 분사될 때 송풍기를 이용하여 포스크린을 통하면서 포를 형성하는 송출형(Blower Type)이 있다. 그러나 이러한 형태의 포소화설비들은 화재현장의 오염된 공기를 이용하여 포를 팽창시키기 때문에 양질의 포를 형성하기 힘들다. 또한, 높은 분사속도로 방수시킬 수 없으므로 천장이 높은 저장창고 등에서 화재플럼(Fire Plume)에 침투하기 어려우며, 물과 포의 사용량이 많아 수손피해를 갖는 등의 단점이 있다.

압축 공기포 소화 시스템(CAFS: Compressed Air Foam System) 장치는 유닛 내에서 물과 거품 약제를 혼합한 거품 용액에 압축 공기를 주입해, 거품을 생성하는 포소화장치이다. 이 압축 공기를 포함한 거품을, 보통 관창으로부터 방사하는 장치로서, 압도적인 소화력을 발휘해 수해에 의한 손실, 호스의 조작성, 냉각 능력, 압력 손실, 사정거리 등 종래의 거품 방사와 비교해서 획기적인 진화를 이루고 있다. 압축 공기포 소화 시스템 장치는 주로 압력 공기를 발생시키는 압력, 약제를 공급하는 전동거품 펌프, 약제를 적재하는 약제 탱크, 물과 약제 및 압축 공기를 혼합하는 혼합 유닛으로 구성되어있다.

압축공기포소화시스템의 특징을 살펴보면 다음과 같다:

1. 중량의 경감: 토수 호스 내를 거품 용액과 압축 공기가 흐르는 것부터, 물만이 흐를 때의 중량과 비교하면 매우 가벼워져, 소화 작업의 부담을 경감할 수 있다.

2. 수손 방지 예방: 압축 공기의 기능에 의해 70 L의 물로부터 1450 L 이상의 소화거품을 만들어내 방사할 수 있다. 최대 발포 배율은 약 20배. 소화에 필요로 하는 수량을 줄일 수 있어 수해에 의한 손실 방지를 예방할 수 있다.

3. 획기적인 냉각효과: 혼합 유닛 내에서 압축 공기에 의해 강제적으로 발포시키기 위해, 방사되었을 때의 거품은 큰 표면적과 얇은 균일한 막을 확보해, 물에 비하면 5배의 냉각 효과를 얻을 수 있다.

4. Wet 포와 Dry 포: 소화포내의 물의 비율을 변화시키는 것으로, 침투성이 높은 수분량이 많은 거품(Wet 거품)으로부터, 끈기가 있는 수분량이 적은 거품 (Dry 거품)까지, 방사하는 거품 상태를 연속적으로 변화시킬 수 있다.

5. 직접소화: Wet 거품의 사정거리는 물만의 때와 동등 이상이며, 냉각 효과의 높은 거품을 직접 소화점까지 투입할 수 있다. (직접 소화).

6. 연소방지: Dry 거품은 압축 공기가 차지하는 비율이 높게 끈기가 있어 수분량이 적기 때문에, 건물 등의 수직인 벽에도 달라붙을 수 있어 효과적으로 연소열을 차단할 수 있다. (연소 방지)

한편, 압축공기포소화시스템 및 일반포소화장치용으로 사용되는 포소화약제들은 각종 계면활성제와 보조제를 고농도로 사용하여 만든 원액을 물에 1%, 3% 또는 6%의 농도로 희석한 후, 압축기체를 혼합하여 발포시켜 소화하는 방식이다. 그러나 이러한 방식은 포소화약제 원액을 희석하는 물을 저장하거나 공급할 수 있는 장치를 필요로 하며 또한 동절기 영하의 온도에서 얼지않게 하는 가열장치가 필요하다. 또한 포소화약제 원액을 설계된 농도로, 일정한 비율로 혼합할 수 있는 장치도 필요하다.

본 발명에서는 포소화용액은 원액을 별도로 물에 희석하지 않고 용액 그 자체를 사용하는 방식으로, 동결방지제가 혼합되어 있어 상술한 것과 같이 여러 복잡한 장치가 요구되지 않는 포소화용액 조성물을 제공하고자 한다.

본 발명자들은 종래의 포소화약제를 사용할 때와 같이 여러 복잡한 장치가 요구되지 않는 포소화용액 조성물을 개발하기 위하여 예의 연구 노력하였다. 그 결과, 본 발명자들은 계면활성제, 글리세린 또는 프로필렌 글리콜 및 개미산소다를 포함하는 포소화용액을 개발하였다. 본 발명의 포소화조성물은 별도로 물에 희석하지 않고 용액 그 자체를 사용할 수 있다. 또한, 동결방지제가 혼합되어 있어 희석장치, 가열장치 등 여러 복잡한 장치가 요구되지 않는다.

따라서, 본 발명의 목적은 압축공기 포소화시스템용 고발포성 포소화용액 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 양태는 (a) 전체 조성물에 대하여 0.5-2 % (v/v) 농도의 계면활성제; (b) 생분해성 저독성 동결방지제로서, 전체 조성물에 대하여 15-35 % (v/v) 농도의 다가알코올; (c) 소화성능을 갖는 기포활성제로서, 전체 조성물에 대하여 3-13 % (w/w) 농도의 개미산소다; 및 (d) 물 을 포함하는, 압축공기포소화시스템용 고발포성 포소화용액 조성물에 관한 것이다.

본 발명자들은 종래의 포소화약제를 사용할 때와 같이 여러 복잡한 장치가 요구되지 않는 포소화용액 조성물을 개발하기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 계면활성제, 글리세린 또는 프로필렌 글리콜 및 개미산소다를 포함하는 포소화용액을 개발하였다. 본 발명의 포소화조성물은 별도로 물에 희석하지 않고 용액 그 자체를 사용할 수 있다. 또한 동결방지제가 혼합되어 있어 희석장치, 가열장치 등 여러 복잡한 장치가 요구되지 않는다.

본　발명의　포소화 조성물은　일반적으로　널리　사용되는　포소화용액용　계면활성제,　동결방지제로서　무독성　생분해성의　글리세린　및/또는　프로필렌　글리콜, 및 기포활성제　및　소화제로서　개미산소다를　사용하는 데에 그 특징이 있다. 개미산소다는　저분자　유기산염으로서　독성이　없으면서　생분해되므로　포소화용액으로서의　사용에　적합할　뿐만　아니라, 소화기능을　가지면서도　발포를　촉진하여　동일량, 동일조건에서　발포배율이　매우　우수하다. 또한, 기포상태를　유지하는　내구력을 높여　파포로　인한　환원속도를 지연시켜 발포상태를　계속　유지하는　기포활성제 역할을　하므로,　소화력이　뛰어나고　재발화　가능성을　철저히　억제시킨다.

본 발명의 포소화용액 조성물은 전체 조성물에 대하여 0.5-2 % (v/v) 농도의 계면활성제를 포함할 수있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 계면활성제는 음이온계 계면활성제, 양쪽성 계면활성제 및 비이온계 계면활성제로 구성된 군에서 선택되는 1 이상의 계면활성제이다.

음이온계 계면활성제는 예컨대 설페이트 음이온성 계면활성제, 불소계 음이온성 계면활성제, 설포네이트 음이온성 계면활성제, 포스페이트 음이온성 계면활성제, 카르복시레이트 음이온성 계면활성제 및 이의 혼합 조성물을 포함한다. 설페이트계 음이온성 계면활성제는 예컨대, 소듐라우릴설페이트(Sodium Lauryl Sulfate, SLS), 소듐라우레스설페이트(Sodium Laureth Sulfate, SLES), 티이에이라우릴설페이트, 엠아이피에이라우릴설페이트, 티아이피에이라우릴설페이트 및 이의 혼합 조성물을 포함한다. 불소계 음이온성 계면활성제는 예컨대, Zonyl FS-62, Zonyl FSA, Zonyl FSE, Zonyl FSJ, Zonyl FSP, Zonyl TBS, Zonyl UR 및 이의 혼합 조성물을 포함한다.

양쪽성 계면활성제는 알킬 아미노프로필 베타인, 알킬 디메틸 베타인, 알킬 모노암포아세테이트, 알킬암포디아세테이트 및 이의 혼합 조성물을 포함한다.

비이온성 계면활성제는 알킬 폴리알킬렌 글리콜, 알킬 아릴 폴리알킬렌 글리콜, 알킬 디메틸아민옥사이드, 디-알킬 메틸 아민옥사이드, 알킬 아미노프로필 아민옥사이드, 알킬 글루카마이드, 알킬아민 및 이의 혼합 조성물을 포함한다.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 계면활성제는 독성 등의 환경 유해성이 없으면서 생분해성을 갖는 성분이며, 음이온성 계면활성제로서 설페이드계 또는 불소계 계면활성제, 양쪽성 계면활성제로서 베타인, 비이온성 계면활성제로서 알카놀아미드계 계면활성제, 또는 이들의 혼합 조성물을 사용할 수 있다.

상기 알카놀아미드계 계면활성제는 지방산 알카놀아민(fatty acid alkanolamine)로서 예컨대, 알카놀아미드(패티 에시드 알카놀아미드)(alkanolamide(fatty acid alkanolamide), 에톡시레이트 패티 에시드 알카놀아미드(ethoxylated fatty acid alkanolamide), 패티 아민 옥사이드(fatty amine oxide), 패티 아미도 아민 옥사이드(fatty amido amine oxide) 또는 이들의 혼합 조성물을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 계면활성제는 음이온 계면활성제이며, 예컨대, 소듐라우릴설페이트(Sodium Lauryl Sulfate, SLS), 소듐라우레스설페이트(Sodium Laureth Sulfate, SLES), 티이에이라우릴설페이트, 엠아이피에이라우릴설페이트, 티아이피에이라우릴설페이트 또는 이의 혼합 조성물을 사용할 수 있다. 본 발명의 특정 구현예에 따르면, 상기 음이온성 계면활성제는 소듐라우릴설페이트(Sodium Lauryl Sulfate, SLS), 소듐라우레스설페이트(Sodium Laureth Sulfate, SLES) 또는 이의 혼합 조성물을 사용할 수 있다.

본 발명의 포소화용액 조성물은 생분해성 저독성 동결방지제로서, 전체 조성물에 대하여 15-35 % (v/v) 농도의 다가알코올을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 포소화용액 조성물은, 전체 조성물에 대하여 15-32 % (v/v) 농도의 다가알코올을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 본 발명의 포소화용액 조성물은, 전체 조성물에 대하여 22-35 % (v/v) 농도의 다가알코올을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 본 발명의 포소화용액 조성물은, 전체 조성물에 대하여 22-32 % (v/v) 농도의 다가알코올을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 다가알코올은 2가 알코올, 3가알코올 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 다가알코올은 글리세린, 프로필렌글리콜 및 에틸렌글리콜로 구성된 군에서 선택되는 1 이상의 다가알코올을 포함할 수 있다. 본 발명의 특정 구현예에 따르면, 상기 다가알코올은 글리세린 및 프로필렌글리콜, 또는 글리세린 및 에틸렌글리콜을 포함할 수 있다.

본 발명의 포소화용액 조성물이 다가알코올로서 글리세린 및 프로필렌글리콜, 또는 글리세린 및 에틸렌글리콜을 포함하는 경우, 프로필렌글리콜과 개미산소다 또는 에틸렌글리콜과 개미산소다의 함량은 전체 조성물에 대하여 일정한 중량%로 유지되도록 사용할 수 있다. 이는 글리콜과 개미산소다의 합계량이 유동점과 비례하므로 - 동일한 유동점을 유지하기 위함이다. 예를 들면, 프로필렌글리콜과 개미산소다 또는 에틸렌글리콜과 개미산소다의 함량은 전체 조성물에 대하여 15 중량%로 포함될 수 있다.

본 발명의 포소화용액 조성물은 소화성능을 갖는 기포활성제로서, 전체 조성물에 대하여 3-13 % (w/w) 농도의 개미산소다를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 볼 수 있듯이, 개미산소다의 함량 3 % (w/w) 농도 이하에서는 발포배율은 높으나 환원속도가 빨라지며, 이로 인해 소화성능이 약해진다. 또한 개미산 함량이 13 % (w/w) 농도 이상일 경우는 발포배율이 급격히 저하되며 환원속도도 빠른 것으로 나타났다. 따라서 13 % (w/w) 농도 이상에서 소화성능이 저하되는 것을 알 수 있다.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 본 발명의 포소화용액 조성물은 전체 조성물에 대하여 3-10 % (w/w) 농도 의 개미산소다를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 본 발명의 포소화용액 조성물은 전체 조성물에 대하여 10-13 % (w/w) 농도 의 개미산소다를 포함할 수 있다. 본 발명의 특정 구현예에 따르면, 본 발명의 포소화용액 조성물은 전체 조성물에 대하여 10 % (w/w) 농도의 개미산소다를 포함할 수 있다.

본 발명의 포소화용액 조성물은 계면활성제, 다가알코올, 개미산소다 및 기타 첨가제를 물에 용해하여 제조할 수 있다. 본 발명에서는 개미산소다의 함량에 따른 발포배율과 25% 환원 시간 및 소화성능을 비교하기 위하여, 계면활성제의 유효성분 농도를 1% 농도로 고정시키고 동결방지제로 글리세린 양도 고정시킨 후 글리콜의 양은 개미산소다의 양과 합쳤을 때 합계량이 모두 동일하게 하였다(실시예 1-5: 15 wt%). 이는 두 가지 성분의 합계량이 유동점과 비례하므로 -20℃의 동일한 유동점을 유지하기 위해서이다. 즉, 본 발명의 압축공기포소화시스템용 고발포성 포소화용액 조성물은 글리콜과 개미산소다의 함량을 일정하게 유지시켜 영하 20℃의 온도에서도 사용가능하도록 하였다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 포소화조성물 용액의 조제는 전체 합계 1kg의 용액이 되도록 유효성분(계면활성제, 다가알코올 및 개미산소다) 및 나머지 양의 물을 계량 후 개미산소다를 먼저 녹인 후 계면활성제와 동결방지제 순으로 농도별로 계량하여 약 10분간 교반하여 포소화용액을 제조한다.

본 발명의 포소화용액 조성물은 첨가제를 추가적으로 포함할 수 있으며, 예를들어, 발포 보조제로서 헥실렌글리콜, 트리에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 또는 디프로필렌글리콜모노메틸에테르 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 조성물은 전체 조성물에서 상기 계면활성제, 다가알코올 및 개미산소다를 제외한 나머지 중량%의 물을 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:

(a) 본 발명은 압축공기 포소화시스템용 고발포성 포소화용액 조성물에 관한 것이다.

(b) 본 발명의 포소화용액 조성물은 원액을 별도로 물에 희석하지 않고 용액 그 자체를 사용할 수 있으며, 동결방지제가 혼합되어있어 가열장치 등 여러 복잡한 장치가 요구되지 않는다.

(c) 따라서, 본 발명의 포소화용액 조성물은 희석장치 및 가열장치 등 별도의 부가장치가 필요하지 않은 이동식 소형소화기 용도로 사용가능하다.

(d) 본 발명의 포소화용액 조성물은 영하 20℃의 온도에서도 사용가능하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명하다.

본 명세서 전체에 걸쳐, 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 “%“는 별도의 언급이 없는 경우, 고체/고체는 (중량/중량) %, 고체/액체는 (중량/부피) %, 그리고 액체/액체는 (부피/부피) %이다.

실시예

본　발명의　압축공기포용　소화용액은 다음과 같은 조성 및 함량으로 제조하였다(하기 표 1 참조).

-		실시예					비교예
배합예		1	2	3	4	5	1	2	타사품1	타사품2
계면활성제	SLS	0.5%	0.5%	0.5%	0.5%	0.5%	0.5%	0.5%	-	-
계면활성제	SLES	0.5%	0.5%	0.5%	0.5%	0.5%	0.5%	0.5%	-	-
동결방지제	글리세린	20%	20%	20%	20%	17%	17%	17%	1% 용액	1% 용액
동결방지제	프로필렌글리콜	14%	12%	5%	2%	0%	5%	2%	-	-
기포활성제	개미산소다	1%	3%	10%	13%	15%	개미산 칼륨　10%	개미산 칼륨　13%	-	-
저발포성능	포팽창율	23.1배	20.9배	18.6배	15.2배	9.65배	11.8배	12.3배	12.5배	10.6배
저발포성능	25% 환원시간	9'31"	14'29"	16'38"	12'19"	6'38"	6'17"	6'37"	7'45"	8'59"
고발포성능	포　수집시간	1'26"	1'07"	57"	1'06"	1'23"	1'20"	1'17"	1'15"	1'13"
고발포성능	포팽창율	756배	723배	676배	627배	487배	517배	535배	575배	637배
고발포성능	25% 환원시간	12'11"	17'13"	25'35"	21'12"	16'21"	10'57"	15'06"	11'02"	13'06"

* 타사품　1: 대한민국 등록특허　제10-1724583호 압축공기포소화설비　및　일반포소화장치에　사용　가능한　1% 합성 계면활성제　포소화용액, 실시예 2 조성물

* 타사품　2: 대한민국 등록특허　제10-1366308호 친환경포소화약제　조성물, 실시예 1 조성물

한편, 본 발명의 특징인 개미산소다(기포활성제)의 함량에 따른 발포배율과 25% 환원시간 및 소화성능을 비교하기 위하여, 다음과 같이 시료를 조제하였다. 계면활성제의 유효성분 농도를 1% 농도로 고정시키고 동결방지제인 글리세린 양도 고정시킨 후, 글리콜의 양은 개미산소다의 양과 합쳤을 때 합계량이 모두 동일하도록 하였다(전체 조성물의 15 wt%). 이는 두 가지 성분의 합계량이 유동점과 비례하므로 -20℃ 의 동일한 유동점을 유지하기 위해서이다.

시료의 조제는 합계 1 kg의 용액이 되도록, 유효성분 외 나머지 양의 물을 계량하였다. 개미산소다를 먼저 녹인 후 계면활성제와 동결방지제 순으로 농도별로 계량하여 첨가하였고, 약 10분간 교반하여 포소화용액을 완성하였다.

실험예

본　발명의　압축공기포용　소화용액의　성능을　비교하기　위하여　아래와　같이　시험을 실시하였다.

1. 발포성능시험

KS B ISO 7203 소방소화약제포원액시험방법　및　내무부고시　제9호　포소화약제의 형식승인　및　검정기술　기준에　따라　시험을　수행하였다. 시험결과는 상기 표 1에 기재하였다.

(1) 저발포성능 평가

20±2℃인　상기　포용액(1% 농도) 각각을　수압력이　0.7MPa, 방수량이　매분　10L인 조건에서　표준발포　노즐을　이용하여　발포하여, 노즐　선단에서　10cm 정도　떨어진 위치에　용량을　아는　두　개의　포수집용기에　포(거품)를　수집하였다. 이　때, 포수집 용기에　수집된　포의　양을　g수로　측정하여　하기　식에　따라　포팽창율을　계산하였다.

또한, 상기　포수집용기에　폼(거품)이　가득차는　때부터　시간을　측정하여, 상기 폼(거품)으로부터　포수용액이　25% 환원하는　데　소요되는　시간을　측정하였다.

[계산식 1]

포팽창율 =

Q : 발포기의　1분간　당　방출량(ℓ)

S : 거품수집기간(초)

V : 포수집　용기의　용적(ℓ)

(2) 고발포성능 평가

20±2℃인　상기　포용액(1% 농도) 각각을　수압력이　0.1MPa, 방수량이　매분　6L, 풍량이　매분　13㎠인　조건에서　표준발포장치를　이용하여　2m X 2m X 1m의　금망　용기로 발포하고, 상기　금망에　포가　가득차는　시간을　잰　뒤　포팽창율　및　포수집에　걸리는 시간을　측정하였다. 또한, 상기　금망에　가득한　포(거품)로부터　포수용액이　25% 환원하는　데　소요되는　시간을　측정하였다. 이　때　포팽창율은　상기　계산식 1에　따라 고발포성능을　2회　측정한　산술평균값으로　하였다.

(3) 발포성능 평가결과

상기 표 1의 결과에서 알 수 있듯이, 개미산소다의 농도가 10%일 때, 발포배율이 높고, 환원속도가 가장 느린 것으로 나타났다. 상기 결과로서 개미산소다의 농도가 10%일 때 발포상태가 가장 양호하고 소화속도가 빠른 것을 알 수 있었다.

개미산소다의 농도가 3% 이하에서는 발포배율은 높으나 환원속도가 빠른 것으로 나타났으며, 이로 인해 소화성능이 약해지는 것으로 나타났다. 개미산 농도가 13% 이상일 경우는 발포배율이 급격히 저하되며 환원속도도 빠른 것으로 나타났으며, 이로인해 소화성능이 저하되는 것을 알 수 있었다.

비교예에서는 개미산소다 대신에 개미산칼륨을 같은 농도로 사용하여 실험하였다. 개미산칼륨을 사용한 경우 개미산소다에 비해 효과적이지 못하였으며, 시중에 유통되는 제품과 비교했을 때 본 발명의 조성이 발포배율이 좋으며 소화성능이 월등히 우수한 것을 알 수 있었다.

2. 소화성능　시험

상기　표 1의　실시예　및　비교예의　포소화 약제에　대한　소화성능을　측정하기　위하여, 먼저　상기　포소화약제　각각을　1% 농도의　포수용액 (포소화약제　원액　1중량%와, 물　99중량%로　이루어짐)으로　희석하여　준비하였다. 시험결과는 하기 표 2에 기재하였다.

(1) 저발포　소화성능

한국소방산업기술원에서　제시하고　있는　포소화약제의　형식승인　및 검정기술기준 검정시험세칙 (KOFEIS 0103)에　따라　저발포　B급화재　소화성능　시험을 실시하였다.

물　320 L와　휘발유(n-Heptane) 200±5 L를　B급화재　모형에　담고　불을　붙인　다음, 1분　후에　20±2℃의　상기　포수용액을　화원으로부터　거리를　두고　8분간　방사하였다. 이　때, 포가　완전히　형성되어　화재에　포가　적용되고　이에　따라　소화되는　시간까지를 기록(소화시간) 하였다. 또한,　8분 간의　발포가　끝난　후, 점화기로　거품　표면에　12분간 불꽃을　가까이　하는　경우　재발화하는지　밀봉성　여부를　관찰하였다. 또한,　거품　표면의　중앙부에　한　변의　길이가　15cm인　정방형으로　연료면을　노출시킨　후　이에　다시 불을　붙여　재점화　시킨　후, 소화성능을　측정하였다.

(2) 고발포　소화성능

한국소방산업기술원에서　제시하고　있는　포소화약제의　형식승인　및 검정기술기준 검정시험세칙 (KOFEIS 0103)에　따라　먼저　고발포　B급화재　소화성능시험을　실시하였다.

고발포　B급화재모형에　규정량의　물과　휘발유(n-Heptane)를　주입하고, 즉시　금망을 둘렀다. 이후, 화재모형　점화와　동시에　표준발포장치를　가동시켜　포수용액만을 송수하되　점화　30초　후에　발포시켜　소화를　개시하였다. 이　때　소화되는　시간을 측정하였다. 또한,　소화개시　2분　30초　후　발포를　중지하고, 소화시험개시　3분　후에는 화염의　유무를　확인하였다.

		실시　예					비교　예
배합　예		1	2	3	4	5	1	2	타사품1	타사품2
저발포 소화성능 (B급화재)	소화시간	1‘52“	1‘29“	1‘03“	1‘13“	1‘49“	1‘53“	1‘39“	1‘42“	1‘51“
	재발화	있음	없음	없음	없음	없음	없음	없음	없음	없음
고발포 소화성능 (B급화재)	소화시간	26“	21“	16“	19“	21“	22“	24“	23“	36“
	재발화	있음	없음	없음	없음	없음	없음	없음	없음	없음

* 타사품　1: 대한민국 등록특허　제10-1724583호 압축공기포소화설비　및　일반포소화장치에　사용　가능한　1% 합성 계면활성제　포소화용액, 실시예 2 조성물

* 타사품　2: 대한민국 등록특허　제10-1366308호 친환경포소화약제　조성물, 실시예 1 조성물

Claims (4)

1. (a) 전체 조성물에 대하여 0.5-2 % (v/v) 농도의 계면활성제;
   (b) 전체 조성물에 대하여 22-32 % (v/v) 농도의, 글리세린 및 프로필렌글리콜, 또는 글리세린 및 에틸렌글리콜인, 다가알코올;
   (c) 전체 조성물에 대하여 3-13 % (w/w) 농도의 개미산소다; 및
   (d) 물 을 포함하는, 압축공기포소화시스템용 고발포성 포소화용액 조성물에 있어서,
   상기 프로필렌글리콜 또는 에틸렌글리콜, 및 개미산소다의 함량은 전체 조성물에 대하여 15 중량%인 것인, 조성물.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 계면활성제는 음이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제 및 비이온성 계면활성제로 구성된 군에서 선택되는 1 이상의 계면활성제를 포함하는 것인, 포소화용액 조성물.
   
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