KR102228333B1 - 수용성 산불 차단제 - Google Patents

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KR102228333B1
KR102228333B1 KR1020200102135A KR20200102135A KR102228333B1 KR 102228333 B1 KR102228333 B1 KR 102228333B1 KR 1020200102135 A KR1020200102135 A KR 1020200102135A KR 20200102135 A KR20200102135 A KR 20200102135A KR 102228333 B1 KR102228333 B1 KR 102228333B1
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박종빈
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대명하이테크 주식회사
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Abstract

본 발명은 수용성 산불 차단제에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 일반 화재는 물론 유류 화재 또는 대규모 산림 화재 시에도 강력한 산불 차단 능력을 발휘할 수 있으며, 산불 차단 후에도 잔존하는 산불 차단제에 의한 환경 위해성이 없는, 수용성 산불 차단제에 관한 것이다.

Description

수용성 산불 차단제{WATER SOLUBLE FIRE BLOCKER}
본 발명은 수용성 산불 차단제에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 일반 화재는 물론 유류 화재 또는 대규모 산림 화재 시에도 강력한 화재 차단 및 지연 능력을 발휘할 수 있으며, 산불 차단 후에도 잔존하는 산불 차단제에 의한 환경 위해성이 없는, 수용성 산불 차단제에 관한 것이다.
산림에서 발생하는 화재인 산불은 산림(山林)에서 인간이나 자연적인 원인에 의하여 발생된 발화원으로 인해 산림 내의 가연 물질의 연소로 정의되며, 산림 내에서 낙엽, 낙지, 초류, 임목 등이 연소되는 현상이다. 이러한 화재의 원인으로는 입산자에 의한 실화, 발화, 농산 폐기물의 소각, 군의 사격훈련 및 낙뢰 등을 들 수 있으며, 대부분 사소한 부주의에서 발생되는 인재에 의해 주로 발생하고 있다.
산불 전파에 영향을 주는 인자는 연소물, 지형, 기상을 들 수 있다. 먼저, 연소물의 경우 화재의 전파에 가장 중요한 영향 인자로 작용하고 있다. 연소물의 형태, 크기, 배열, 밀도, 상태의 종속적인 변수에 따라 화염 전파 속도, 확대 면적 등 화재의 양상에 관여하게 된다.
또한, 산림의 전체적인 형상 내지 산림의 기울기와 같은 지형의 상태와 산림 화재 시의 풍속, 습도, 온도 등의 기상 상태의 영향을 받아 화세, 화염 진행 방향 및 속도가 변화될 수 있다.
우리나라 산의 지형은 경사가 급하고 기복이 많아 화염의 전파 속도가 평지의 약 8배 정도 빠르다. 특히, 1970 년대 들어 정부의 산림 육성 정책에 따라 산림이 울창하고, 지표에 낙엽이 많이 쌓여 있어 봄철 건조기에 계절풍의 영향으로 화재발생 가능성이 높은 것으로 나타나 있다. 이러한 영향 인자들에 따라 우리나라에서 산불이 발생하게 되며, 매우 빠르게 확산되어 막대한 피해를 주게 된다.
일단 산불이 발생하게 되면, 발생된 화재 지점은 소방차량의 진입이 불가하기 때문에 직접 소방관이 산불을 진압하기 위해 무거운 화재진압장비를 화재지점까지 운반 후 화재를 진압해야하는 불편함이 있다. 또한, 화재를 진압하던 소방관이 능선 아래쪽에서 작업을 하는 경우, 불길이 포위하듯 내려와 화재를 진압하던 소방관에게 심각한 인명피해를 입히는 문제점이 있다.
상기와 같은 산불 피해를 저감시키기 위한 요인 중, 가장 중요한 인자는 산불 진화 시간이다. 이에, 진화에 소요되는 시간을 줄이기 위하여 화재를 보다 빨리 진화시킬 수 있는 고성능의 산불 차단제가 요구된다.
또한, 산불 진화 후 산불 차단제가 토양에 잔류하여 피해지역의 육생식물 생장 및 과실에 대해 화학물질의 농축 등으로 악형향을 줄 수 있으므로, 산불 진화에 따른 2차적인 환경 오염을 방지하기 위해 환경에 대한 낮은 독성도가 함께 요구된다.
대한민국 공개특허공보 제10-2011-0043827호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 소화 성능과 환경 친화성이 우수하여 대규모 산림 화재를 빠른 시간 안에 진화하고, 화재가 인근 지역으로 더 이상 퍼지지 않도록 차단 및 지연 효과를 발휘할 수 있으며, 화재 진화 후에도 2차적인 환경 문제를 일으키지 않는, 수용성 산불 차단제를 제공하고자 한다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.
상기 목적은, 정제수; 인산암모늄, 황산암모늄, 요소, 인산나트륨, 탄산수소나트륨, 황산칼륨, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 소화약제; 및 폴리아크릴산계 증점제, 우레탄계 증점제, 셀룰로오스계 증점제, 천연 고분자계 증점제, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 수분산형 증점제;를 포함하는, 수용성 산불 차단제에 의해 달성될 수 있다.
구체적으로, 상기 인산암모늄은, 제1인산암모늄, 제2인산암모늄, 제3인산암모늄, 폴리인산암모늄, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 수용성 산불 차단제는, 상기 수용성 산불 차단제 100 중량부를 기준으로 정제수 10 내지 60 중량부, 소화약제 20 내지 80 중량부, 및 수분산형 증점제 0.1 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 수용성 산불 차단제는, 소화 성능과 환경 친화성이 우수하여 일반 화재는 물론 유류 화재 또는 대규모 산림 화재 시에도 강력한 화재 차단 및 지연 능력을 발휘할 수 있으며, 산림과 시냇물의 수서 생물에 대한 독성을 낮추어 산불 차단 후에도 잔존하는 산불 차단제에 의한 환경 위해성이 없어 친환경적으로 사용될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 수용성 산불 차단제에 대한 산불 차단 능력을 확인하기 위한 키가 작은 초본식물의 식생지역을 나타낸 사진이다.
도 2의 (a) 및 (b)는, 키가 작은 초본식물의 식생지역에 대한 본 발명의 일 실시예에 따른 수용성 산불 차단제의 산불 차단 능력을 나타낸 사진이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 수용성 산불 차단제에 대한 산불 차단 능력을 확인하기 위한 키가 큰 초본식물의 식생지역을 나타낸 사진이다.
도 4의 (a) 및 (b)는, 키가 큰 초본식물의 식생지역에 대한 본 발명의 일 실시예에 따른 수용성 산불 차단제의 산불 차단 능력을 나타낸 사진이다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다.
도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.
각 단계들에 있어 식별부호(제1, 제2, 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.
본원의 일 측면은, 정제수; 인산암모늄, 황산암모늄, 요소, 인산나트륨, 탄산수소나트륨, 황산칼륨, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 소화약제; 및 폴리아크릴산계 증점제, 우레탄계 증점제, 셀룰로오스계 증점제, 천연 고분자계 증점제, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 수분산형 증점제;를 포함하는, 수용성 산불 차단제를 제공한다.
본 발명은, 정제수; 인산암모늄, 황산암모늄, 요소, 인산나트륨, 탄산수소나트륨, 황산칼륨, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 소화약제; 및 폴리아크릴산계 증점제, 우레탄계 증점제, 셀룰로오스계 증점제, 천연 고분자계 증점제, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 수분산형 증점제를 모두 포함함에 따라, 상기 구성성분 중 일부만을 포함하여 제조되는 산불 차단제와 비교하여 산림 화재 시 화염 및 유독가스의 확산을 효과적으로 방지하여 화재 차단 및 지연 효과를 발휘할 수 있으며, 산불 차단 후에도 잔존하는 산불 차단제에 의한 환경 위해성이 없어 친환경적으로 사용될 수 있다.
이하, 상기 수용성 산불 차단제의 주요 구성성분에 대해 구체적으로 설명한다.
먼저, 상기 수용성 산불 차단제에서, 소화약제는 화재 발생 부분에 가라앉아서 산소와 접촉하는 것을 막아주어 불꽃이 다시 일어나지 않도록 해주는 역할을 하는 것으로, 인산암모늄, 황산암모늄, 요소, 인산나트륨, 탄산수소나트륨, 황산칼륨, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 소화약제는 인산암모늄을 포함하는 것일 수 있으며, 상기 인산암모늄은, 예를 들어, 제1인산암모늄[(NH4)H2PO4, Mono-ammonium Phosphate, MAP], 제2인산암모늄[(NH4)2HPO4], 제3인산암모늄[(NH4)3PO4], 폴리인산암모늄(ammonium polyphosphate, APP), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
상기 제1인산암모늄, 제2인산암모늄, 제3인산암모늄, 및 폴리인산암모늄은 인과 질소가 결합한 상태로 난연성이 강한 특징이 있으며, 그 중, 탄소 원자를 포함하는 경우 목재 내의 세포 내강, 세포 간극 등 미세한 공극에 건조된 후 접착되며, 목재 표면에 잔존하여도 백화 현상이 발생되지 않는 장점을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 소화약제는 상기 수용성 산불 차단제 100 중량부를 기준으로 약 20 내지 약 80 중량부로 포함될 수 있다. 만약, 상기 소화약제가 상기 수용성 산불 차단제 100 중량부 대비 약 20 중량부 미만으로 포함될 경우 상기 산불 차단제의 소화 성능 및 방염 효과가 현저히 떨어지며, 약 80 중량부를 초과할 경우 침전물이 발생할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 소화약제는 인산암모늄을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는, 제1인산암모늄 및 폴리인산암모늄을 모두 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 소화약제는 상기 수용성 산불 차단제 100 중량부를 기준으로 약 20 내지 약 80 중량부로 포함될 수 있으며, 더욱 구체적으로, 상기 수용성 산불 차단제 100 중량부를 기준으로 제1인산암모늄을 약 20 내지 약 50 중량부, 폴리인산암모늄을 약 20 내지 약 50 중량부로 포함할 수 있다. 상기 수용성 산불 차단제는 상기 제1인산암모늄 및 폴리인산암모늄을 상기 전술한 중량부로 포함함에 따라 가장 높은 소화 성능을 발휘하는 것일 수 있으며, 만약 상기 제1인산암모늄 및 폴리인산암모늄을 상기 수용성 산불 차단제 100 중량부를 기준으로 각각 약 20 중량부 미만으로 포함하거나 또는 약 50 중량부를 초과하여 포함할 경우, 소화 성능이 눈에 띄게 하락할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 제1인산암모늄 및 상기 폴리인산암모늄을 각각 약 30 내지 약 50 중량부로 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 정제수는 상기 수용성 산불 차단제의 구성성분들을 용해시키는 매질의 역할을 하며, 동시에 이들 구성성분들을 보유하고 액상 조성물로서 유지시키는 기능을 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 정제수는 상기 수용성 산불 차단제 100 중량부를 기준으로 약 10 내지 약 60 중량부로 포함될 수 있으며, 만약 약 10 중량부 미만으로 포함될 경우 상기 수용성 산불 차단제에 포함되는 구성성분이 충분히 용해되지 못하여 침전물이 발생할 수 있으며, 약 60 중량부를 초과할 경우 대규모 화재 등에서 소화 성능이 하락할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 약 30 내지 약 50 중량부로 포함되는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 수분산형 증점제는 수분산성을 나타내어 상기 수용성 산불 차단제와 용이하게 혼합되며, 상기 산불 차단제의 점성을 증대시켜 화재가 발생한 부분에 오랜 기간 머무르게 함으로써 재발화 방지능을 높여주고, 높은 온도에서 기포를 파괴하여 소화 성능을 잃게하는 현상을 방지하는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 상기 수분산형 증점제는 폴리아크릴산계 증점제, 우레탄계 증점제, 셀룰로오스계 증점제, 천연 고분자계 증점제, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 증점제를 포함할 수 있다.
예를 들어, 폴리아크릴산계 증점제는, 폴리아크릴레이트, 소듐 폴리아크릴레이트, 칼륨 폴리아크릴레이트, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있다.
예를 들어, 우레탄계 증점제는, 분자 중 우레탄 결합과 폴리에테르쇄를 갖는 우레탄 화합물을 의미하며, 수중에서 우레탄 결합끼리가 화합함으로써 증점 작용을 발현할 수 있는 우레탄 화합물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 셀룰로오스계 증점제는, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 하이드록시 메틸셀룰로오스, 하이드록시 에틸셀룰로오스, 하이드록시 프로필메틸셀룰로오스, 카르복시 메틸셀룰로오스, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있다.
예를 들어, 천연 고분자계 증점제는, 크산탄검, 겔란검, 구아검, 알긴산 나트륨, 카라기난, 펙틴, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 수분산형 증점제의 종류에 따라 상기 제조되는 수용성 산불 차단제의 소화 성능 및 분산성이 조절될 수 있으며, 바람직하게, 상기 수분산형 증점제로서 소듐 폴리아크릴레이트가 사용될 경우, 가장 높은 소화 성능을 나타내는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 수분산형 증점제는 상기 수용성 산불 차단제 100 중량부 대비 약 0.1 내지 약 5 중량부로 포함할 수 있으며, 만약 약 0.1 중량부 미만으로 포함될 경우 상기 수용성 산불 차단제의 점도가 하락하여 풍향이 센 환경에서는 쉽게 날아가 산불 확산을 효과적으로 방지할 수 없으며, 약 5 중량부를 초과할 경우 사용성 및/또는 보관성이 하락할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 수용성 산불 차단제는 수용성 천연 고분자를 추가 포함함으로써, 동결방지 효과를 나타낼 수 있다. 상기 수용성 산불 차단제는 대규모 산불 화재 시 사용될 수 있으며, 특히 산불의 발생빈도가 높은 겨울철에도 얼지 않는 것이 중요하다. 이에, 수용성 천연 고분자를 추가 포함함으로써, 영하 약 15℃ 내지 약 35℃까지도 얼지 않는 동결방지 효과를 나타낼 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 수용성 천연 고분자는 키토산(chitosan), 키토산염, 키토산 유도체; 덱스트란(dextran), 덱스트란 유도체; 히알루론산, 히알루론산염, 히알루론산 유도체; 펙틴(pectin), 팩틴염, 팩틴 유도체; 알긴산(alginic acid), 알긴산염, 알긴산염 유도체; 아가(agar), 갈락토만난(galactomannans), 갈락토만난염, 갈락토만난 유도체; 잔탄(xanthan), 잔탄염, 잔탄 유도체; 베타-사이클로덱스트린(beta-cyclodextrin), 베타-사이클로덱스트린염, 베타-사이클로덱스트린 유도체; 및 아밀로오즈(amylose, 수용성 전분)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 수용성 천연 고분자는 덱스트란 유도체일 수 있다. 덱스트란은 사탕수수가 세균에 의해 분해된, 포도당 중합체로서 D-글루코오스로 중합되는 세균성 다당류(polysaccharide)의 일종이며, 약 3 내지 약 2000 kDa에 이르는 다양한 길이의 사슬로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 덱스트란 유도체는 아카시아 검(acacia gum), 또는 트라가칸트(tragacanth)을 포함하는 것일 수 있으며, 바람직하게는, 트라가칸트를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 수용성 천연 고분자는 상기 수용성 산불 차단제 전체 100 중량부를 기준으로 약 0.1 내지 약 5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 수용성 천연 고분자가 약 0.1 중량부 미만으로 포함될 경우 동결방지 효과를 충분히 발휘하지 못할 수 있으며, 약 5 중량부를 초과하여 포함될 경우 점성이 지나치게 증가하여 사용성이 하락할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 수용성 산불 차단제는, 리튬 화합물-함유 이산화탄소 흡착제 약 0.1 내지 약 3 중량부를 추가 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 수용성 산불 차단제가 리튬 화합물-함유 이산화탄소 흡착제를 약 0.1 내지 약 3 중량부로 포함함에 따라, 상기 수용성 산불 차단제의 소화 성능이 향상되며, 화재 시 발생할 수 있는 유독가스, 구체적으로는 이산화탄소를 흡착하여 유독가스의 확산을 방지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 이산화탄소 흡착제는 Li2O, Li2CO3, LiOH, LiNO3, LiCl, LiBr, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 리튬 화합물, 및 산화마그네슘(MgO)을 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 이산화탄소 흡착제는 LiO2와 산화마그네슘의 혼합물인 LiO2-MgO를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 이산화탄소 흡착제는 Li2O, Li2CO3, LiOH, LiNO3, LiCl, LiBr, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 리튬 화합물 염 및 산화마그네슘을 혼합 및 소성하여 제조되는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 이산화탄소 흡착제는 리튬 화합물 염을 유기용매에 분산 또는 용해시킨 뒤, 산화마그네슘과 혼합하여 약 300℃ 내지 약 500℃의 온도 범위에서 소성시켜 제조되는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 이산화탄소 흡착제가 상기 수용성 산불 차단제 100 중량부 대비 약 0.1 중량부 미만으로 포함될 경우, 이산화탄소 흡착 효과가 충분히 발휘되지 않을 수 있으며, 약 3 중량부를 초과하여 포함될 경우 다른 성분과의 혼합성이 저해될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 수용성 산불 차단제는 소듐 실리케이트를 추가 포함할 수 있다. 상기 소듐 실리케이트는 규산염의 하나로서, 소듐 카보네이트 및 석영 가루를 융합해서 수득되는 것일 수 있다. 상기 소듐 실리케이트는 불연성을 나타냄으로써, 상기 수용성 산불 차단제에 포함될 경우 화재가 발생한 부분을 얇게 코팅하여 질식 효과를 나타내어 불의 재연소를 방지하고, 소화 성능을 강화시키며, 금속에 대한 부식성을 감소시키는 효과를 발휘할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 소듐 실리케이트는 상기 수용성 산불 차단제 100 중량부 대비 약 0.1 내지 약 5 중량부로 포함될 수 있다. 만약, 상기 소듐 실리케이트가 약 0.1 중량부 미만으로 포함될 경우 상기 전술한 재연소 방지 효과를 충분히 발휘하지 못할 수 있으며, 약 5 중량부를 초과하여 포함될 경우 다른 성분과의 혼합성이 저해될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 수용성 산불 차단제는 천연 해충 기피제를 추가 포함함으로써, 외부 환경에서 장기간 보관 시 간편하고 안전하게 방충 효과를 달성할 수 있다. 예를 들어, 상기 천연 해충 기피제는 레몬유칼립투스, 시트로넬라, 디레몬, 제라니올, 시트랄, 네롤 및 유칼립투스 중에서 선택되는 1종 이상의 에탄올 추출물일 수 있고, 바람직하게는 레몬유칼립투스의 에탄올 추출물이다.
레몬유칼립투스는 도금양과 상록관목의 식물로서, 호주가 원산지이다. 미국 질병통제예방센터에 따르면 레몬유칼립투스 오일은 해충 퇴치제인 DEET의 유일한 대체제이다. 본 발명의 수용성 산불 차단제에 레몬유칼립투스의 에탄올 추출물과 같은 친환경적인 천연 해충 기피제가 추가 포함됨으로써, 상기 수용성 산불 차단제가 외부 환경에서 장기간 보관 시에도 간편하고 안전하게 방충 효과를 달성할 수 있는 효과가 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 천연 해충 기피제는 상기 수용성 산불 차단제 100 중량부에 대해서 0.01 내지 약 3 중량부로 포함될 수 있다. 상기 천연 해충 기피제가 상기 수용성 산불 차단제 100 중량부 대비 약 0.01 중량부 미만이면 목적하는 방충 효과를 달성하기 어려우며, 약 3 중량부를 초과하면 다른 성분과의 혼합성이 저해되어 내구성이 불량해질 수 있다.
이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1 내지 실시예 4]
하기 표 1에 기재된 구성성분을 혼합하여 수용성 산불 차단제를 제조하였다. 각 구성성분의 중량비에 따라, 제조된 산불 차단제들을 각각 실시예 1, 실시예 2, 실시예 3, 및 실시예 4로 명명하였다.
[비교예]
상기 실시예 1 내지 실시예 4와 동일한 방법으로 제조하되, 정제수, 인산나트륨, 및 요소를 하기 표 1에 기재된 중량비로 혼합하여 비교예의 수용성 산불 차단제를 제조하였다.
구성성분
(수용성 산불 차단제 100 중량부 기준)		 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예
정제수 38.85 38.85 34.60 33.85 38.85
제1인산암모늄 58.25 38.83 38.83 38.83 -
폴리인산암모늄 - 19.42 19.42 19.42 -
인산나트륨 - - - - 38.83
요소 - - - - 22.32
소듐 폴리아크릴레이트 2.90 2.90 2.90 2.90 -
트라가칸트 - - 1.25 1.25 -
LiO2-MgO - - 0.50 0.50 -
소듐 실리케이트 - - 2.50 2.50 -
레몬유칼립투스
에탄올 추출물		 - - - 0.75 -
[실험예 1: 산림 종자발아율 평가]
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예에서 제조된 수용성 산불 차단제의 산림 환경 영향성 평가를 위해, 산림 종자 2종(소나무, 벌노랑이)에 대한 발아율 시험을 실시하였다. 발아율 시험은 내경 9.0 cm의 페트리디쉬에 흡습지(wharman no.2) 2장을 편 후 각각 50 립의 종자를 임의배치 시킨 후, 명 조건, 30℃에서 24 시간 동안 처리하여 발아된 종자의 수를 확인하였다. 발아율 시험은 4회 반복하여 그 평균(%)을 계산하였으며, 대조군으로는 증류수를 이용하였다. 벌노랑이 종자에 대한 발아율 시험 결과는 하기 표 2에, 소나무 종자에 대한 시험 결과는 하기 표 3에 나타내었다.
반복 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 증류수
(대조군)
1 37 40 43 40 26 47
2 35 37 40 43 10 44
3 35 38 40 42 19 44
4 44 47 48 48 6 47
평균 발아율
(%)		 75.5 81.0 85.5 86.5 30.5 91.0
반복 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 증류수
(대조군)
1 26 30 34 36 8 16
2 25 29 31 33 4 21
3 22 26 29 30 19 13
4 20 24 26 29 6 13
평균 발아율
(%)		 46.5 54.5 60.0 64.0 18.5 31.5
상기 표 2 및 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수용성 산불 차단제의 경우, 모두 대조군 대비 75% 이상의 발아율을 나타내어 산림청 무독성 기준을 통과하였으며, 소나무 및 벌노랑이 종자 2 종 모두에 대하여 비교예보다 높은 발아율을 나타내었다. 특히, 소나무 종자에 대해서는 비교예뿐만 아니라 대조군(증류수)보다도 높은 발아율을 나타낸 것을 확인할 수 있었다.
[실험예 2: 환경독성평가 - (1)]
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예에서 제조된 수용성 산불 차단제의 물벼룩에 대한 환경독성평가를 수행하였다. 평가는 국립환경과학원 고시 2018-12 기준 화학물질의 시험방법에 대한 규정 제3항 제2항 '물벼룩 급성독성시험'에 의거하여 진행하였다. 먼저, M4 배지(희석수)를 이용하여 대조군(증류수), 실시예 1 내지 4 및 비교예의 수용성 산불 차단제에 대해 100 mg/L 농도의 시험용액을 각각 조제하였다(각각 수온 = 19.9-20.1℃ 유지, pH 범위 = 6.87-8.03 유지, 용존산소농도 = 7.70-8.58 mg/L 유지). 시험계인 물벼룩(Daphnia magna)은 각 농도군 당 20 마리(5 마리, 반복구)를 사용하였고, 상기 제조된 시험용액을 단일 농도에서 48 시간 동안 노출하여 한계시험으로 실시한 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
구분 물벼룩
개체수		 Number of immobilization Immobilization rate(%)
24 시간 48 시간 24 시간 48 시간
실시예 1 20 0 0 0 0
실시예 2 20 0 0 0 0
실시예 3 20 0 0 0 0
실시예 4 20 0 0 0 0
비교예 20 0 4 0 20.0
증류수(대조군) 20 0 0 0 0
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수용성 산불 차단제의 경우 대조군과 같이 물벼룩에 대해 독성을 나타내지 않았으나, 비교예의 경우 독성을 나타내어 48 시간 내에 물벼룩 일부에서 유영저해가 관찰되었다.
[실험예 3: 환경독성평가 - (2)]
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예에서 제조된 수용성 산불 차단제의 지렁이(Eisenia foerida)에 대한 환경독성평가를 수행하였다. 평가는 국립환경과학원 고시 2019-23호에 의거하여 시험 농도는 10,000 mg/kg로 하였을 때의 한계시험으로 실시하였다. 지렁이는 시험 농도당 40마리를 이용하여 14 일 동안 치사, 및 이상반응을 관찰하였으며, 배양기 내의 조도는 평균 581 lux(568-594 lux), 온도는 20.0℃을 유지하였다. 시험 실시 14일 후 평가 결과는 하기 표 5에 나타내었다.
구분 LC50 (mg/kg, dry weight)
7 일 14 일
실시예 1 > 10,000 > 10,000
실시예 2 > 10,000 > 10,000
실시예 3 > 10,000 > 10,000
실시예 4 > 10,000 > 10,000
비교예 9,897 9,863
증류수(대조군) > 10,000 > 10,000
상기 표 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수용성 산불 차단제의 경우 대조군과 같이 지렁이에 대해 치사 및 이상증상이 관찰되지 않았으나, 비교예의 경우 7일 이후에서 치사 개체가 발생하였다.
[실험예 4: 생분해성 평가]
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예에서 제조된 수용성 산불 차단제에 대해 생분해도를 평가하였다. 시험방법 및 규격은 OECD301에 의거하여 10 일 및 28 일이 경과하였을 때의 생분해도를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
구분 생분해도 측정 결과(%)
10 일 28 일
실시예 1 20.8 80.7
실시예 2 22.9 83.1
실시예 3 24.6 84.0
실시예 4 26.8 84.9
비교예 9.4 46.2
상기 표 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수용성 산불 차단제의 경우 10 일 및 28 일 후 생분해도 측정 결과에서 비교예에 비해 높은 생분해도를 나타내었으며, 이는 28 일 기준으로 생분해도가 60% 이상인 것을 기준으로 삼는 미국 산림청 기준에 부합하는 것으로 확인되었다.
[실험예 5: 화재 차단 및 지연 성능 평가]
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예에서 제조된 수용성 산불 차단제에 대한 화재 차단 및 지연 성능을 평가하였다. 평가 방법은 한국소방산업기술원에서 제시하는 수동식소화기 현식승인 및 기술기준을 준용하여 실시하였으며, 키가 작은 초본식물(약 50 cm)의 식생지역(도 1) 및 키가 큰 초본식물(약 1.5 m)의 식생지역(도 3)에 대해 휘발유 3L를 준비하여 점화하였다. 점화 3 분 후 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 산불 차단제를 이용하여 소화 활동을 실시하였으며, 소화 후 2 분간 관찰하여 완료 여부를 판단하였다. 도 2는 상기 키가 작은 초본식물의 식생지역 및 키가 큰 초본식물의 식생지역에 휘발유를 사용하여 점화한 지 3 분 후의 사진을 나타내며, 도 4는 각 식생지역에 실시예 1의 수용성 산불 차단제를 분사하여 소화한 후의 사진을 나타낸다. 기후 등에 의한 영향을 고려하기 위해 시험은 여름과 겨울 약 10 회 반복하였고, 소화에 걸린 시간을 측정하여 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
구분 소화 소요 시간 소화 능력 단위
여름 겨울
실시예 1 1 분 1 초 58 초 4
실시예 2 40 초 46 초 6
실시예 3 37 초 30 초 6
실시예 4 16 초 21 초 7
비교예 2 분 13 초 2 분 6 초 2
상기 표 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수용성 산불 차단제를 화재 지역에 분사한 결과, 비교예의 수용성 산불 차단제에 비하여 불길이 산불 차단제를 분사한 부분으로부터 더 이상 확산되지 못하고 빠른 시간 안에 소화된 것을 확인할 수 있었다.
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

Claims (3)

  1. 정제수;
    제1인산암모늄 및 폴리인산암모늄을 포함하는 소화약제;
    소듐 폴리아크릴레이트;
    트라가칸트;
    LiO2-MgO를 포함하는 이산화탄소 흡착제; 및
    소듐 실리케이트;
    를 포함하는, 수용성 산불 차단제로서,
    상기 수용성 산불 차단제 100 중량부를 기준으로, 정제수 30 내지 50 중량부, 제1인산암모늄 20 내지 50 중량부, 폴리인산암모늄 20 내지 50 중량부, 소듐 폴리아크릴레이트 0.1 내지 5 중량부, 트라가칸트 0.1 내지 5 중량부, 이산화탄소 흡착제 0.1 내지 3 중량부, 및 소듐 실리케이트 0.1 내지 5 중량부를 포함하는,
    수용성 산불 차단제.
  2. 삭제
  3. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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