KR102142015B1 - 지상용 기상조절 연소탄 조성물 - Google Patents

지상용 기상조절 연소탄 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연소제, 응집제 및 첨가제를 포함하는 지상용 기상조절 연소탄 조성물로서, 상기 연소제는 과염소산칼륨(KClO4)을 포함하고 상기 첨가제는 에폭시 수지를 포함하며, 본 발명에 따른 연소탄 조성물은 흡습성을 통한 안개소산 효율이 매우 우수한 장점을 갖는다.

Description

지상용 기상조절 연소탄 조성물 {FLARE COMPOSITION FOR WEATHER CONTROL USED IN GROUND SURFACE AREA}
본 발명은 지상용 기상조절 연소탄 조성물에 관한 것이며, 더욱 구체적으로 흡습성을 통한 안개소산 효율이 우수한 지상용 기상조절 연소탄 조성물에 관한 것이다.
기상조절방법은 주로 다양한 화학조성의 에어로졸로 습한 대기 중에 시딩(seeding)물질을 살포하는 방법으로 수행되며, 이러한 시딩물질을 살포함으로써 우박억제, 안개소산 또는 강우조절의 목적을 달성할 수 있다.
즉, 시딩물질이 인공적으로 구름 등에 살포되는 경우 에어로졸 상태로 살포되며, 이와 같이 살포된 에어로졸은 대기 중 물의 이종 핵형성의 활성센터로 작용하여 그 주위 수증기압의 국부적인 강하를 일으켜 물방울 또는 빙정의 연속성장을 유도하게 된다. 한편, 핵형성제(nucleant)의 분산에 의해 생겨난 수 많은 핵형성활성센터는 기상조절효율의 척도로 이용된다.
한편, 우박, 안개 및 가뭄 등은 인간의 필수 일상생활에 적지 않은 해를 가하는 요인으로 작용하고 있으며, 특히 매년 안개로 인한 교통사고가 전체 교통사고 중 상당한 비중을 차지하고 있고, 가뭄은 식수 및 농업용수 등 심각한 물부족 문제를 야기한다.
하기 특허문헌 1은 염화나트륨 15-25중량%, 염화칼륨 65-70중량% 및 산화마그네슘 5-20중량%를 포함하는 시딩 물질과 과염소산칼륨 70-75중량%, 탄산스트론튬 10-15중량%, 탄소 1-5중량% 및 폴리염화비닐 5-15중량%를 포함하는 연소성 물질을 함유하는 기상조절용 연소탄 조성물을 개시하고 있으나, 이러한 연소탄 조성물은 안개의 신속하고 효율적인 제거에 다소 미흡한 부분이 있는 점에서 한계를 지니고 있었다.
따라서, 안개의 신속하고 효율적인 제거가 가능한 신규한 연소탄의 개발이 절실히 요구되는 실정이다.
특허문헌 1: 대한민국 등록특허공보 제10-1324541호 (2013.11.01)
이에 본 발명에서는 상기 문제점을 해결하고자 연소제로 과염소산칼륨(KClO4)을 사용하고 첨가제는 에폭시 수지를 사용함으로써 안개의 신속하고 효율적인 제거가 가능한 지상용 연소탄을 제조할 수 있음을 우연히 발견하였고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.
본 발명의 일 구현예에 따른 지상용 기상조절 연소탄 조성물은 연소제, 응집제 및 첨가제를 포함하는 지상용 기상조절 연소탄 조성물로서, 상기 연소제는 과염소산칼륨(KClO4)을 포함하며, 상기 첨가제는 에폭시 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 지상용 기상조절 연소탄 조성물은 과염소산칼륨(KClO4) 100 중량당 에폭시 수지 30 내지 60 중량을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 지상용 기상조절 연소탄 조성물에 있어서, 상기 연소제는 마그네슘(Mg)을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 지상용 기상조절 연소탄 조성물에 있어서, 상기 연소제는 탄산스트론튬(SrCO3)을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 지상용 기상조절 연소탄 조성물에 있어서, 상기 연소제는 알루미늄(Al), 아연(Zn) 및 탄산스트론튬(SrCO3)을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 지상용 기상조절 연소탄 조성물에 있어서, 상기 응집제는 염화칼륨(KCl)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 지상용 기상조절 연소탄 조성물에 있어서, 상기 응집제는 산화마그네슘(MgO) 및 염화칼슘(CaCl2)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 지상용 기상조절 연소탄 조성물에 있어서, 상기 응집제는 염화칼륨(KCl) 및 염화나트륨(NaCl)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 지상용 기상조절 연소탄 조성물에 있어서, 상기 첨가제는 아세톤을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 지상용 기상조절 연소탄 조성물에 있어서, 상기 첨가제는 헥사민을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 지상용 기상조절 연소탄 조성물은 흡습성을 통한 안개소산 효율이 우수한 장점을 갖는다.
본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하기 전에, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니되며, 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예의 구성은 본 발명의 바람직한 하나의 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다.
본 발명은 지상용 기상조절 연소탄 조성물에 관한 것이며, 더욱 구체적으로 흡습성을 통한 안개소산 효율이 우수한 지상용 기상조절 연소탄 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 일 구현예에 따른 지상용 기상조절 연소탄 조성물은 연소제, 응집제 및 첨가제를 포함하는 지상용 기상조절 연소탄 조성물로서, 상기 연소제는 과염소산칼륨(KClO4)을 포함하며, 상기 첨가제는 에폭시 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
과염소산칼륨(KClO4)을 연소제에 포함하여 사용할 경우 염소산칼륨을 사용하는 경우보다 훨씬 더 안정한 연소반응이 가능하며, 더 높은 온도에서 분해되지만 산소가 있을 때는 더욱 많은 양의 산소를 방출하게 됨으로써 연소반응을 더욱 가속화시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 지상용 기상조절 연소탄 조성물에 있어서, 상기 연소제는 마그네슘(Mg)을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
마그네슘을 연소제에 포함하여 사용할 경우 매우 높은 연소반응을 유도하여 응집제의 에어로졸화 촉진 및 우수한 비산을 나타내는 효과를 발휘한다.
또한, 마그네슘을 연소제에 포함하여 사용할 경우 연소제의 연소시 연소불꽃의 색상을 고유색으로 유지시키는 역할을 수행하게 되며, 동시에 화염의 밝기를 더욱 밝게 함으로써 안개소산 실험 수행시 실험이 적용되는 대상지역을 명확하게 파악하여 정확한 실험 데이터를 수집할 수 있도록 기여하는 역할을 수행한다.
본 발명의 기상조절용 연소탄 조성물에 포함된 상기 연소제는 응집제를 에어로졸 형태로 넓게 살포시키기 위한 에너지를 발생시키기 위한 연소반응을 위하여 사용되는 것이다.
본 발명의 일 구현예에 따른 지상용 기상조절 연소탄 조성물에 있어서, 상기 연소제는 탄산스트론튬(SrCO3)을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
탄산스트론튬은 저급산소공급제이며 연소시 붉은 색의 화염효과를 발생시키는 역할을 수행한다.
탄산스트론튬을 연소제에 포함하여 사용할 경우 연소반응이 더욱 안정화되며, 전체 연소과정에서 연소 정도가 매우 균일해지는 장점을 갖는다.
또한, 탄산스트론튬을 연소제에 포함하여 사용할 경우 연소반응시 붉은 빛깔의 화염을 발생시킴으로써 연소탄의 공중 살포시 연소탄의 발사 이동 경로를 육안으로 용이하게 추적함으로써 연소탄의 살포지역을 더욱 명확하게 파악할 수 있는 장점 또한 갖는다.
본 발명의 일 구현예에 따른 지상용 기상조절 연소탄 조성물에 있어서, 상기 연소제는 알루미늄(Al), 아연(Zn) 및 탄산스트론튬(SrCO3)을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 지상용 기상조절 연소탄 조성물에 있어서, 상기 응집제는 염화칼륨(KCl)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
응집제는 빗방울 등이 형성될 수 있는 핵형성제(nucleant)로 작용하는 것이다.
본 발명의 일 구현예에 따른 지상용 기상조절 연소탄 조성물에 있어서, 상기 응집제는 산화마그네슘(MgO) 및 염화칼슘(CaCl2)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 지상용 기상조절 연소탄 조성물에 있어서, 상기 응집제는 염화칼륨(KCl) 및 염화나트륨(NaCl)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 지상용 기상조절 연소탄 조성물에 있어서, 상기 첨가제는 아세톤을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 지상용 기상조절 연소탄 조성물에 있어서, 상기 첨가제는 헥사민을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명자는 과염소산칼륨(KClO4)을 포함하는 연소제 및 에폭시 수지를 포함하는 첨가제를 사용함으로써 저장 안정성을 유지할 수 있으며, 안개의 신속하고 효율적인 제거가 가능함을 발견하였다.
이하, 본 발명에 따른 기상조절용 연소탄 조성물의 우수한 효과를 비교확인할 수 있는 실시예 및 비교예를 설명한다.
실시예 1
마그네슘 5.68㎏, 과염소산칼륨(KClO4) 35.06㎏, 염화칼륨(KCl) 32.55㎏, 아세톤 8.35㎏, 탄산스트론튬(SrCO3) 1.67㎏, 에폭시 수지 16.69㎏을 혼합하여 지상용 연소탄 조성물을 제조하였다.
실시예 2
마그네슘 13.4㎏, 산화마그네슘 5.0㎏, 과염소산칼륨(KClO4) 46.0㎏, 염화칼슘(CaCl2) 27.2㎏, 에폭시 수지 8.4㎏을 혼합하여 지상용 연소탄 조성물을 제조하였다.
실시예 3
알루미늄 12.1㎏, 아연(Zn) 16.8㎏, 과염소산칼륨(KClO4) 42.1㎏, 염화칼슘(CaCl2), 헥사민 5.0㎏, 탄산스트론튬(SrCO3) 2.0㎏, 에폭시 수지 7.2㎏을 혼합하여 지상용 연소탄 조성물을 제조하였다.
실시예 4
마그네슘 11.4㎏, 과염소산칼륨(KClO4) 43.4㎏, 염화칼륨(KCl) 14.8㎏, 염화나트륨(NaCl) 19.8㎏, 탄산스트론튬(SrCO3) 1.9㎏, 에폭시 수지 8.7㎏을 혼합하여 지상용 연소탄 조성물을 제조하였다.
비교예 1 - 실시예 1의 연소제에서 과염소산칼륨(KClO4) 대신 염소산칼륨(KClO3) 사용
마그네슘 5.68㎏, 염소산칼륨(KClO3) 35.06㎏, 염화칼륨(KCl) 32.55㎏, 아세톤 8.35㎏, 탄산스트론튬(SrCO3) 1.67㎏, 에폭시 수지 16.69㎏을 혼합하여 지상용 연소탄 조성물을 제조하였다.
비교예 2 - 실시예 2의 연소제에서 과염소산칼륨(KClO4) 대신 염소산칼륨(KClO3) 사용
마그네슘 13.4㎏, 산화마그네슘 5.0㎏, 염소산칼륨(KClO3) 46.0㎏, 염화칼슘(CaCl2) 27.2㎏, 에폭시 수지 8.4㎏을 혼합하여 지상용 연소탄 조성물을 제조하였다.
비교예 3 - 실시예 3의 연소제에서 과염소산칼륨(KClO4) 대신 염소산칼륨(KClO3) 사용
알루미늄 12.1㎏, 아연(Zn) 16.8㎏, 염소산칼륨(KClO3) 42.1㎏, 헥사민 5.0㎏, 탄산스트론튬(SrCO3) 2.0㎏, 에폭시 수지 7.2㎏을 혼합하여 지상용 연소탄 조성물을 제조하였다.
비교예 4 - 실시예 4의 연소제에서 과염소산칼륨(KClO4) 대신 염소산칼륨(KClO3) 사용
마그네슘 11.4㎏, 염소산칼륨(KClO3) 43.4㎏, 염화칼륨(KCl) 14.8㎏, 염화나트륨(NaCl) 19.7㎏, 탄산스트론튬(SrCO3) 1.9㎏, 에폭시 수지 8.7㎏을 혼합하여 지상용 연소탄 조성물을 제조하였다.
비교예 5
염소산칼륨(KClO3) 21.85㎏, 중탄산나트륨(NaHCO3) 14.75㎏, 유황(S) 8.65㎏ 및 전분(Starch) 4.75㎏을 혼합하여 연소제 50㎏을 제조하였으며, 요오드화은(AgI) 48.00㎏을 메칠알콜(CH2OH) 2.00㎏과 함께 상기 연소제에 고르게 혼합하여 연소탄 조성물을 제조하였다.
비교예 6
과염소산칼륨(KClO4) 37.00㎏, 탄산스트론튬(SrCO3) 7.00㎏, 카본(C) 1.00㎏ 및 폴리염화비닐((CH2CHCl)n) 5.00㎏을 혼합하여 연소제 50㎏을 제조하였으며, 염화나트륨(NaCl) 8.50㎏, 염화칼륨(KCl) 33.50㎏ 및 산화마그네슘(MgO) 6.00㎏을 혼합하여 응집제 48.00㎏을 제조하였으며, 상기 연소제와 응집제를 메칠알콜(CH2OH) 2.00㎏과 함께 고르게 혼합하여 연소탄 조성물을 제조하였다.
실험 1 - [안개소산 실험]
밀폐된 실내 체육관 (가로×세로×천정높이 = 20m×50m×10m)에 인공안개를 짙게 형성시킨 후, 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 6의 연소탄을 각각 1㎏씩 연소시켜 안개의 제거정도를 측정하는 실험을 수행하였다. 안개의 제거정도는 가시거리 측정법을 이용하여 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 가시거리 측정은 직경 15㎝의 원형도형 (도형 테두리 두께 각각 3㎝)이 인쇄된 종이판을 실내 체육관의 세로방향 한 쪽 끝에 다른 쪽 끝으로 직선이동 가능하도록 설치하고, 연소탄 연소반응이 종료된 직후 실내 체육관의 다른 쪽 끝에서 동일한 관찰자가 상기 원형도형을 명확하게 식별할 수 있는 거리를 측정하는 방법으로 수행하였다.
구분 가시거리 (m)
실시예 1 43
실시예 2 45
실시예 3 44
실시예 4 50
비교예 1 32
비교예 2 24
비교예 3 37
비교예 4 26
비교예 5 33
비교예 6 33
상기 표 1의 결과를 살펴보면, 비교예 1 내지 6에 비하여 본 발명에 따른 연소탄 조성물인 실시예 1 내지 4의 연소탄 조성물을 이용하여 안개제거 실험을 한 경우 가시거리가 월등하게 우수함을 확인할 수 있다.
실험 2 - [안개소산 시간측정]
상시 실험 1에서 실시예 1 내지 4의 연소탄 조성물이 가시거리를 확보하는데 소요되는 시간을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구분 가시거리 확보에 소요되는 시간(초)
실시예 1 42
실시예 2 38
실시예 3 41
실시예 4 18
상기 표 2의 결과를 살펴보면, 실시예 4의 경우 실시예 1 내지 3에 비하여 안개소산에 소요되는 시간이 훨씬 짧다는 점을 확인할 수 있다.
실험 3 - [고염 대기환경에서의 안개소산 실험]
밀폐된 실내 체육관 (가로×세로×천정높이 = 20m×50m×10m)에 인공안개를 짙게 형성시킨 후, 공기중에 10g/㎥의 농도로 염분이 함유되도록 염수를 스프레이 분사함으로써, 고염 대기 환경을 조성하였다. 그 후, 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 6의 연소탄을 각각 1㎏씩 연소시켜 안개의 제거정도를 측정하는 실험을 수행하였다. 안개의 제거정도는 가시거리 측정법을 이용하여 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 가시거리 측정은 직경 15㎝의 원형도형 (도형 테두리 두께 각각 3㎝)이 인쇄된 종이판을 실내 체육관의 세로방향 한 쪽 끝에 다른 쪽 끝으로 직선이동 가능하도록 설치하고, 연소탄 연소반응이 종료된 직후 실내 체육관의 다른 쪽 끝에서 동일한 관찰자가 상기 원형도형을 명확하게 식별할 수 있는 거리를 측정하는 방법으로 수행하였다.
구분 가시거리 (m)
실시예 1 40
실시예 2 45
실시예 3 42
실시예 4 50
비교예 1 25
비교예 2 21
비교예 3 33
비교예 4 24
비교예 5 25
비교예 6 24
상기 표 3의 결과를 살펴보면, 비교예 1 내지 6에 비하여 본 발명에 따른 연소탄 조성물인 실시예 1 내지 4의 연소탄 조성물을 이용하여 안개제거 실험을 한 경우 고염대기 환경에서도 가시거리 확보가 매우 우수함을 확인할 수 있다.
실험 4 - [고염대기 환경에서의 안개소산 시간측정]
상시 실험 3에서 실시예 1 내지 4의 연소탄 조성물이 최종 가시거리를 확보하는데 소요되는 시간을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
구분 가시거리 확보에 소요되는 시간(초)
실시예 1 45
실시예 2 41
실시예 3 43
실시예 4 20
상기 표 4의 결과를 살펴보면, 실시예 4의 경우 실시예 1 내지 3에 비하여 고염 대기환경에서도 안개소산에 소요되는 시간이 훨씬 짧다는 점을 확인할 수 있다.

Claims (10)

  1. 연소제, 응집제 및 첨가제를 포함하는 지상용 기상조절 연소탄 조성물로서,
    상기 연소제는 알루미늄, 아연(Zn), 탄산스트론튬(SrCO3) 및 과염소산칼륨(KClO4)으로 구성되고,
    상기 응집제는 염화칼슘(CaCl2)으로 구성되며,
    상기 첨가제는 헥사민 및 에폭시 수지로 구성되는 지상용 기상조절 연소탄 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    과염소산칼륨(KClO4) 100 중량당
    에폭시 수지 30 내지 60 중량을 포함하는 지상용 기상조절 연소탄 조성물.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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