KR102428837B1 - 화재 진압용 폼스틱 및 그 제조방법 - Google Patents

화재 진압용 폼스틱 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102428837B1
KR102428837B1 KR1020220074064A KR20220074064A KR102428837B1 KR 102428837 B1 KR102428837 B1 KR 102428837B1 KR 1020220074064 A KR1020220074064 A KR 1020220074064A KR 20220074064 A KR20220074064 A KR 20220074064A KR 102428837 B1 KR102428837 B1 KR 102428837B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
foam
parts
weight
soap base
stick
Prior art date
Application number
KR1020220074064A
Other languages
English (en)
Inventor
박종빈
Original Assignee
대명하이테크 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대명하이테크 주식회사 filed Critical 대명하이테크 주식회사
Priority to KR1020220074064A priority Critical patent/KR102428837B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102428837B1 publication Critical patent/KR102428837B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D1/00—Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires
    • A62D1/0071—Foams

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Fire-Extinguishing Compositions (AREA)

Abstract

본 발명은 화재 진압용 폼스틱 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 일반 화재는 물론 유류 화재 또는 대규모 산림 화재 시에도 강력한 화재 진압 능력을 발휘할 수 있으며, 생분해성을 갖는 친환경 원료를 이용하여 화재 진압 후에도 잔류물에 의한 환경 위해성을 야기시키지 않는, 화재 진압용 폼스틱 및 상기 화재 진압용 폼스틱의 제조방법에 관한 것이다. 이를 위해, 상기 제조방법은, 비누베이스를 액체 상태가 될 때까지 가열하여 교반하는 단계; 상기 액체 상태가 된 비누베이스에 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 계면활성제; 및 폴리아크릴산계 증점제, 우레탄계 증점제, 셀룰로오스계 증점제, 천연 고분자계 증점제, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 수분산형 증점제;를 순서대로 추가하여 혼합 교반함으로써 폼 혼합물을 형성하는 단계; 상기 폼 혼합물을 성형틀에 주입하여 냉각하는 단계; 및 상기 냉각한 폼 혼합물을 성형틀에서 분리하여 폼스틱을 수득하는 단계;를 포함한다.

Description

화재 진압용 폼스틱 및 그 제조방법{FOAM STICK FOR FIRE SUPPRESSION AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 화재 진압용 폼스틱 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 일반 화재는 물론 유류 화재 또는 대규모 산림 화재 시에도 강력한 화재 진압 능력을 발휘할 수 있으며, 생분해성을 갖는 친환경 원료를 이용하여 화재 진압 후에도 잔류물에 의한 환경 위해성을 야기시키지 않는, 화재 진압용 폼스틱 및 상기 화재 진압용 폼스틱의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 화재는 A급 화재, B급 화재, C급 화재로 구분하며, 보다 상세하게는 마그네슘이 포함되는 D급으로까지 세분화할 수 있다.
첫 번째로, A급 화재는 가연성 물질이 나무나 종이 등으로 주로 수계 소화기로 발화점 이하로 냉각시켜서 소화시키는 방법이 유용하다. 두 번째로, B급 화재는 석유나 기름으로 인한 화재로서 이산화탄소(CO2), 하론(Halon) 및 폼(Foam) 소화기로 소화시키는 방법이 이용된다. 한편, C급 화재는 전기 화재로서 CO2에 의한 산소 차단 방식으로 소화시키는 방법이 가장 효율적이며, 분 말소화기(ABC 분말)에 의한 소화 방법이 유용하다.
상기 화재를 진압하기 위해 사용되는 소화 약제는 여러 가지가 있으나, 그 중 대표적으로 물(H2O)은 그 가격이 저렴하고 변질의 우려가 없고 인체에 무해 하여 소화 약제로 가장 많이 사용되어 왔다. 특히, 물은 비열(1 kcal/kg·℃)이 매우 커서 많은 열량을 흡수하며, 큰 증발잠열(539 kcal/kg)로 인하여 기화 시 다량의 열을 주위에서 빼앗아 가연물을 냉각시키며, 기화 팽창률 (1,650 배)이 커서 수증기가 연소면을 덮어 질식소화 효과가 큰 것으로 알려지고 있다.
그러나, 물만을 단독으로 소화제로 사용할 경우에는 물의 어는점이 0℃로 0℃ 이하에서는 동결되어 배관이 파손될 수 있으며 부식의 문제가 크다는 문제점이 있다.
이와 같은 물의 단점을 개선하기 위하여 물의 침투력을 증진시키기 위하여 계면활성제를 첨가하고, 어는점을 낮추기 위하여 부동액을 첨가한 소화 약제가 개발되어 왔다. 대표적으로 강화액 소화 약제와 폼 소화 약제로 구분할 수 있을 것이다.
강화액 소화 약제는 물에 소량의 계면활성제와 무기염을 첨가하여 소 화능력과 어는점을 -20℃이하로 낮춘 소화 약제이다. 강화액 소화 약제에 사용되는 무기염으로는 탄산칼륨, 인산 암모늄 등이 주로 사용되며, 황색 또는 무색의 점성이 있는 수용액으로 물의 갖는 소화 효과와 첨가제가 갖는 부촉매 효과가 합쳐서 보다 우수한 소화 성능을 나타낸다. 초기 개발된 강화액 소화 약제는 수소 이온 농도, 즉 pH가 11~12인 알카리성 용액으로 사용전후 용기에 대한 부식과 안전성의 문제가 컸으며, 주로 A급 화재에만 적합하였다.
그러나, 이후 개발된 강화액 소화 약제는 pH가 중성범위, A급뿐만 아니라 B급화재에도 소화력을 갖는 강화액 소화 약제가 개발되고 있다.
반면에, 폼 소화 약제는 물에 약간의 첨가제를 혼합한 후 여기에 공기를 주입하여 폼(foam)이 발생하도록 한 소화 약제이다. 이와 같이 생성된 폼은 유류보다 가벼운 미세한 기포의 집합체로 연소물의 표면을 덮어 공기와의 접촉을 차단하여 질식 효과를 나타내며 함께 사용된 물에 의해 냉각 효과도 나타난다.
즉, 폼 소화 약제는 질식 효과와 냉각 효과에 의해 화재를 진압한다. 폼에는 두 가지 약제의 혼합 시 화학반응으로 발생하는 이산화탄소를 핵으로 하는 화학 폼과 폼 수용액과 공기를 교반·혼합하여 공기를 핵으로 하는 기계 폼(일명 공기폼이라고도 함)가 있다. 전자는 현재 사용되지 않으며 일반적으로 폼이라 하면 후자의 기계 폼을 의미한다.
폼 소화 약제는 폼이 유류의 표면을 덮어서 질식시키기 때문에 유류 화재의 소화에 가장 효과적이나, 일반 화재에도 사용할 수 있다. 일반적으로 물만으로는 소화 효과가 약하든지, 주수에 의하여 오히려 화재가 확대될 우려가 있는 가연성 액체의 소화에 사용한다.
상기 폼 소화 약제 중에서 기계 폼은 단백질폼 소화 약제(protein forming agents), 불화단백질폼 소화 약제 (fluoroprotein foaming agents), 합성계면활성제폼 소화 약제(synthetic foaming agents), 수성막폼 소화 약제 (aqueous film foaming agents), 그리고 내알코올(수용성액체용) 폼소화 약제(alcohol-type foaming agents) 등으로 구분된다.
그러나, 상기에서 기술한 강화액 소화 약제 또는 폼 소화 약제의 성능을 향상하기 위해서는 계면활성제를 사용하여야 한다. 상기 계면활성제는 농도가 1 ppm 이상인 경우 거품을 발생시켜 수포면에 피막을 형성하며, 피막은 햇빛, 산소공급을 차단시켜 수질 자체의 자정능력을 감소시키며 수중 생물에 대해서도 여러가지 독성을 나타내고 수질오염의 심각한 문제로 대두된 바 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2130607호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 환경 친화성이 우수하여 화재 진압 후에도 수질 등에 악영향을 미치지 않으며, 사용이 간편하고 소화 성능이 우수한, 화재 진압용 폼스틱 및 상기 화재 진압용 폼스틱의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.
상기 목적은, 비누베이스를 액체 상태가 될 때까지 가열하여 교반하는 단계; 상기 액체 상태가 된 비누베이스에 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 계면활성제; 및 폴리아크릴산계 증점제, 우레탄계 증점제, 셀룰로오스계 증점제, 천연 고분자계 증점제, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 수분산형 증점제;를 순서대로 추가하여 혼합 교반함으로써 폼 혼합물을 형성하는 단계; 상기 폼 혼합물을 성형틀에 주입하여 냉각하는 단계; 및 상기 냉각한 폼 혼합물을 성형틀에서 분리하여 폼스틱을 수득하는 단계;를 포함하는, 화재 진압용 폼스틱 제조방법에 의해 달성될 수 있다.
구체적으로, 상기 비누베이스는 트리에탄올아민(Triethanolamine)을 포함하지 않는 TEA-free 비누베이스인 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 상기 계면활성제는, 알킬 폴리 글루코사이드, 알킬 에테르 설페이트, 알킬 트리메틸 암모늄 할라이드, 소듐 라우레스 설페이트, 코카미드 디에탄올아민, 알킬 디메틸 베타인, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 고형화된 형태로서 보관과 사용이 간편하고, 높은 화재 진압 효과를 나타내어 일반 화재는 물론 유류 화재 또는 대규모 산림 화재 시에도 강력한 소화 및 화재 지연 능력을 발휘할 수 있으며, 생분해성을 나타내어 화재 진압 후에도 잔류물에 의한 환경 위해성을 야기시키지 않는 화재 진압용 폼스틱을 제조할 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 화재 진압용 폼스틱 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 진압용 폼스틱을 나타낸 이미지이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 진압용 폼스틱을 장착하여 화재 진압에 사용할 수 있는 기구를 나타낸 이미지이다.
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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원의 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 측면은, 상태가 된 비누베이스에 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 계면활성제; 및 폴리아크릴산계 증점제, 우레탄계 증점제, 셀룰로오스계 증점제, 천연 고분자계 증점제, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 수분산형 증점제;를 순서대로 추가하여 혼합 교반함으로써 폼 혼합물을 형성하는 단계; 상기 폼 혼합물을 성형틀에 주입하여 냉각하는 단계; 및 상기 냉각한 폼 혼합물을 성형틀에서 분리하여 폼스틱을 수득하는 단계;를 포함하는, 화재 진압용 폼스틱 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 상기 화재 진압용 폼스틱(도 2)은 고체 형태를 나타내는 것으로서 임의의 발사용 기구(도 3)에 용이하게 장착될 수 있으며, 기구에 장착 후 발사 시 물에 빠르게 용해된 후 화재 현장에 방출되어 높은 화재 진압 효과를 나타낼 수 있다. 이에 따라, 일반 화재는 물론 유류 화재 또는 대규모 산림 화재 시에도 강력한 소화 및 화재 지연 능력을 발휘할 수 있으며, 생분해성을 나타내어 화재 진압 후에도 잔류물에 의한 환경 위해성을 야기시키지 않는 화재 진압용 폼스틱을 제조할 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명의 화재 진압용 폼스틱에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 비누베이스를 액체 상태가 될 때까지 가열하여 교반한다.
일 실시예에 있어서, 상기 비누베이스는 정제수, 글리세린, 계면활성제, 시어버터, 수크로오스, 및 솔비톨을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 비누베이스는 정제수, 글리세린, 계면활성제, 시어버터, 수크로오스, 및 솔비톨을 혼합 교반하여 제조된 것일 수 있다. 상기 제조된 비누베이스는 고체 형태를 가지며, 열을 가해 교반함으로써 액체 상태로 변화할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 비누베이스는 트리에탄올아민(Triethanolamine)을 포함하지 않는 TEA-free 비누베이스일 수 있다. 상기 트리에탄올아민은 pH 조절제 및 유화제로서 사용되는 화학 성분으로서, 안과 질환, 모발, 피부 건조증 등의 알러지 반응을 일으키거나, 장기간 체내 흡수 시 암을 유발시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 폼스틱은 상기 트리에탄올아민을 포함하지 않는 TEA-free 비누베이스를 사용함으로써, 화재 진압 후에도 잔류물에 의해 환경 위해성을 일으키지 않아 환경 오염을 방지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 가열은 약 80℃ 내지 약 95℃의 온도 범위에서 수행되는 것일 수 있다. 만약, 상기 가열이 약 80℃ 미만의 온도 범위에서 수행될 경우 비누베이스가 고르게 용해되지 않을 수 있고, 약 95℃를 초과할 경우 비누베이스 성분의 변질이 일어날 수 있다.
다음으로, 상기 액체가 된 비누베이스에 계면활성제 및 증점제를 순서대로 추가하여 혼합 교반함으로써 폼 혼합물을 형성한다.
일 실시예에 있어서, 상기 계면활성제는 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 계면활성제는 알킬 폴리 글루코사이드, 알킬 에테르 설페이트, 알킬 트리메틸 암모늄 할라이드, 소듐 라우레스 설페이트, 코카미드 디에탄올아민, 알킬 디메틸 베타인, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으며, 구체적으로는 비이온성 계면활성제로서 알킬 폴리 글루코사이드 및 코카미드 디에탄올아민, 및 음이온성 계면활성제로서 소듐 라우레스 설페이트를 모두 포함할 수 있다.
상기 알킬 폴리 글루코사이드는 (주)헨켈(Henkel, Inc.)에서 "에이피지(APG)"라는 상품명으로 판매를 해온 계면활성제로서, 계면 장력이 낮고 다른 계면활성제와 함께 사용 시 기포력이 월등히 향상되는 특징을 나타낸다. 또한, 상기 알킬 폴리 글루코사이드는 생분해성 계면활성제로서 많은 수산화기를 가져 물에 잘 용해되고, 물에 경도에 거의 영향을 받지 않는다. 또한, 다른 계면활성제들과 친화성이 매우 높고 습윤적 성질이 강하며, 중성 및 알칼리성에서 화학적으로 안정하다.
일 실시예에 있어서, 상기 알킬 폴리 글루코사이드는 상기 비누베이스 전체 100 중량부를 기준으로 약 10 내지 약 30 중량부로 포함될 수 있다. 만약, 상기 알킬 폴리 글루코사이드가 약 10 중량부 미만으로 포함될 경우 습윤성이 하락하여 추후 폼스틱 사용 시 물에 빠르게 용해되지 않을 수 있으며, 약 30 중량부를 초과할 경우 스틱 형태로 제조되지 않을 수 있다.
상기 소듐 라우레스 설페이트는 음이온계 합성 계면활성제로서, 세탁 세제 및 주방 세제의 원료로 사용될 수 있다. 상기 소듐 라우레스 설페이트는 거품을 발생시키는 기포력이 강하고 생분해성이 뛰어나므로, 환경오염이나 공해 문제를 불러일으키지 않는 안전한 계면활성제이다.
일 실시예에 있어서, 상기 소듐 라우레스 설페이트는 상기 비누베이스 전체 100 중량부를 기준으로 약 10 내지 약 20 중량부로 포함될 수 있다. 만약, 상기 소듐 라우레스 설페이트가 약 10 중량부 미만으로 포함될 경우 기포성이 떨어져 화재 진압 성능이 하락할 수 있으며, 약 20 중량부를 초과할 경우 스틱 형태로 제조되지 않을 수 있다.
상기 코카미드 디에탄올아민은 비이온성 계면활성제로서, 생분해성이 우수하며 주방용 액체 세제 및 세탁용 액체 세제와 같은 각종 액체용 세제에 많이 사용되고 샴푸의 기포안정제로 널리 사용될 수 있다. 상기 코카미드 디에탄올아민은 기포를 형성하는 발포성이 매우 높으므로, 적은 양으로도 작고 촘촘한 수많은 기포를 형성하여 폼스틱의 소화력을 갖추는데 적합하다.
일 실시예에 있어서, 상기 코카미드 디에탄올아민은 상기 비누베이스 전체 100 중량부를 기준으로 약 10 내지 약 20 중량부로 포함될 수 있다. 만약, 상기 코카미드 디에탄올아민이 약 10 중량부 미만으로 포함될 경우 기포성이 떨어져 화재 진압 성능이 하락할 수 있으며, 약 20 중량부를 초과할 경우 스틱 형태로 제조되지 않을 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 폼스틱은, 상기 서술한 계면활성제를 포함함으로써 뛰어난 생분해력을 가져 환경 친화성을 나타낼 뿐만 아니라, 물에 쉽게 용해되어 우수한 기포력을 나타냄으로써 폼스틱의 소화력을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 수분산형 증점제는 수분산성을 나타내어 상기 비누베이스 및 계면활성제와 용이하게 혼합되며, 상기 폼스틱 사용 시 화재가 발생한 부분에 오랜 기간 머무르게 함으로써 재발화 방지능을 높여주고, 높은 온도에서 기포를 파괴하여 소화 성능을 잃게 하는 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 화재 진압용 폼스틱의 소화 성능 및 분산성이 조절될 수 있으며, 바람직하게, 상기 수분산형 증점제로서 크산탄검이 사용될 경우, 가장 높은 소화 성능을 나타내는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 수분산형 증점제는 상기 비누베이스 전체 100 중량부를 기준으로 약 0.1 내지 약 5 중량부로 포함될 수 있다. 만약 약 0.1 중량부 미만으로 포함될 경우 상기 폼스틱이 물에 용해되었을 시의 점도가 하락하여 풍향이 센 환경에서는 쉽게 날아가 화재를 효과적으로 진압할 수 없으며, 약 5 중량부를 초과할 경우 폼스틱의 사용성 및/또는 보관성이 하락할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 폼 혼합물은 소듐 카제이네이트(sodium caseinate)를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 액체가 된 비누베이스에 계면활성제와 증점제를 추가하여 혼합 교반함으로써 폼 혼합물을 형성하는 단계에서, 소듐 카제이네이트를 추가하여 함께 혼합 교반함으로써 폼 혼합물이 형성되는 것일 수 있다.
상기 소듐 카제이네이트는 원유로부터 알칼리 처리를 통해 수득된 카제인 단백질에 수용성을 높이기 위해 소듐을 결합시킨 화합물이다. 상기 소듐 카제이네이트는 유화 안정성을 나타내어 상기 폼 혼합물의 구성성분들이 서로 용이하게 혼합될 수 있도록 도움을 줄 뿐만 아니라, 천연물질로부터 제조되어 생체에 무해한 생적합성을 나타낼 수 있고, 생분해성을 나타내어 화재 진압 후에도 잔류물에 의한 환경 위해성을 나타내지 않을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 소듐 카제이네이트는 상기 비누베이스 전체 100 중량부를 기준으로 약 0.01 내지 약 3 중량부로 포함될 수 있다. 만약 약 0.01 중량부 미만으로 포함될 경우 상기 소듐 카제이네이트에 의한 유화 안정성 효과가 충분히 발휘되지 않을 수 있으며, 약 3 중량부를 초과할 경우 상기 폼스틱이 고체 형태로 제조되지 않을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 폼 혼합물은 연근 추출액을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 액체가 된 비누베이스에 계면활성제와 증점제를 추가하여 혼합 교반함으로써 폼 혼합물을 형성하는 단계에서, 연근 추출액을 추가하여 함께 혼합 교반함으로써 폼 혼합물이 형성되는 것일 수 있다.
상기 연근 추출액은 천연 접착 성분으로, 상기 비누베이스와 다른 구성성분과의 혼합성을 향상시키는 바인더로 기능하고, 접착성을 높여줌으로써 폼스틱이 고체 형태로 제조될 수 있도록 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 연근 추출액은 연근의 껍질을 벗기고 분쇄한 후, 연근 전체 중량의 약 5 배에 해당하는 물을 첨가하고, 약 80℃ 내지 약 100℃에서 약 6 시간 이상 가열한 후, 액체 성분을 추출하여 여과하며, 이어서 여과된 액체 성분을 약 55℃ 내지 약 60℃에서 농축하여 제조되는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 연근 추출액은 상기 비누베이스 전체 100 중량부를 기준으로 약 0.01 내지 약 3 중량부로 포함될 수 있다. 만약 약 0.01 중량부 미만으로 포함될 경우 상기 연근 추출액에 의한 접착성 향상 효과가 충분히 발휘되지 않을 수 있으며, 약 3 중량부를 초과할 경우 상기 폼스틱이 쉽게 부러지는 현상이 발생할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 폼 혼합물은 소듐 실리케이트를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 액체가 된 비누베이스에 계면활성제와 증점제를 추가하여 혼합 교반함으로써 폼 혼합물을 형성하는 단계에서, 소듐 실리케이트를 추가하여 함께 혼합 교반함으로써 폼 혼합물이 형성되는 것일 수 있다.
상기 소듐 실리케이트는 규산염의 하나로서, 소듐 카보네이트 및 석영 가루를 융합해서 수득되는 것일 수 있다. 상기 소듐 실리케이트는 불연성을 나타냄으로써, 상기 폼스틱에 포함될 경우 화재가 발생한 부분을 얇게 코팅하여 질식 효과를 나타내어 불의 재연소를 방지하고, 소화 성능을 강화시키는 효과를 발휘할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 소듐 실리케이트는 상기 비누베이스 전체 100 중량부를 기준으로 약 0.01 내지 약 3 중량부로 포함될 수 있다. 만약 약 0.01 중량부 미만으로 포함될 경우 상기 전술한 재연소 방지 효과를 충분히 발휘하지 못할 수 있으며, 약 3 중량부를 초과할 경우 다른 성분과의 혼합성이 저해될 수 있다.
다음으로, 상기 형성된 폼 혼합물을 성형틀에 주입하여 냉각한다. 상기 냉각 방법은 제한 없이 수행될 수 있으며, 예를 들어, 1 시간에 약 10℃씩 온도를 하락시켜 최종적으로는 약 4℃ 내지 약 10℃의 온도에서 약 1 시간 내지 약 6 시간 동안 충분히 냉각하는 것일 수 있다. 만약, 상기 냉각이 서술한 온도 범위 및 시간 범위와 상이하게 수행될 경우, 급격한 냉각으로 폼스틱에 크랙이 발생하여 내구도가 하락할 수 있다.
다음으로, 상기 냉각한 폼 혼합물을 성형틀에서 분리하여 폼스틱을 수득한다.
일 실시예에 있어서, 상기 성형틀에서 분리한 폼스틱의 표면에 마이크로 홀을 다수 형성하는 단계를 추가 포함할 수 있다. 상기 폼스틱의 표면에 마이크로 홀을 다수 형성할 경우, 추후 폼스틱이 기구에 장착되어 발사 시 물에 용해되는 과정에서 폼스틱의 표면적이 증가하여 물에 더욱 빠르게 용해됨으로써 화재 현장에 고르게 도포될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 폼스틱의 표면에 마이크로 홀을 형성하는 방법은 제한없이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 마이크로 니들이 형성된 양각 몰드로 압착하여 홀을 형성하는 방법 등이 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 홀은 약 1,000 μm 내지 약 3,000 μm 깊이로 형성되는 것일 수 있다. 만약 상기 마이크로 홀의 깊이가 약 1,000 μm 미만일 경우 상기 마이크로 홀 형성에 따른 빠른 용해 효과가 미미할 수 있고, 약 3,000 μm을 초과할 경우 폼스틱이 부서지는 현상이 발생할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 수득된 폼스틱을 건조하는 단계가 추가 포함될 수 있다. 상기 건조 방법은 제한없이 사용 가능하며, 예를 들어, 실온 건조, 열풍 건조, 동결 건조, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 건조는 약 실온에서 약 6 시간 내지 약 24 시간 동안 수행되는 것일 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]
먼저, 전체 100 중량부를 기준으로 글리세린 20 중량부, 정제수 20 중량부, 소듐라우레이트 10 중량부, 소듐미리스테이트 10 중량부, 소듐팔미테이트 10 중량부, 소듐스테아레이트 10 중량부, 수크로오스 6.5 중량부, 솔비톨 6.5 중량부, 소듐라우레스설페이트 3.75 중량부, 라우릴글루코사이드 2.75 중량부, 및 시어버터 0.5 중량부를 1,850 rpm의 속도로 60 분 동안 교반 혼합한 후 냉각하여 반투명한 비누베이스를 제조하였다.
상기 제조된 비누베이스를 액체 상태가 될 때까지 85℃ 내지 90℃의 온도 범위에서 가열하였다. 가열 후 액체 상태가 된 비누베이스에 하기 표 1에 기재된 구성성분들을 순서대로 추가하고, 1,500 rpm의 속도로 60 분 동안 혼합 교반하여 폼 혼합물을 형성하였다. 상기 폼 혼합물을 성형틀에 주입한 뒤, 1 시간에 10℃씩 온도를 하락시켜 최종적으로는 4℃에서 6 시간 동안 충분히 냉각하였다. 냉각 후 성형틀에서 분리하여 고체 원기둥 형태의 폼스틱을 수득하고, 이를 실시예 1로 명명하였다.
[실시예 2]
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 표 1의 구성성분을 이용하여 폼스틱을 제조하고 이를 실시예 2로 명명하였다.
[실시예 3]
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 표 1의 구성성분을 이용하고, 성형틀에서 분리한 폼스틱을 마이크로 니들이 형성된 양각 몰드로 압착하여 평균 깊이 1,500 μm의 마이크로 홀을 다수 형성한 뒤 실온에서 12 시간 동안 건조하여 실시예 3의 폼스틱을 수득하였다.
구성성분
(비누베이스 100 중량부 대비)		 실시예 1 실시예 2 실시예 3
알킬 폴리 글루코사이드 25.00 25.00 25.00
소듐 라우레스 설페이트 17.00 17.00 17.00
코카미드 디에탄올아민 15.00 15.00 15.00
크산탄검 5.00 5.00 5.00
소듐 카제이네이트 - 1.00 1.00
연근 추출액 - 3.00 3.00
소듐 실리케이트 - - 1.50
[비교예]
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 표 2의 구성성분을 이용하여 폼스틱을 제조하고 이를 비교예로 명명하였다.
구성성분
(비누베이스 100 중량부 대비)		 비교예
도데실 트리메틸암모늄 브로마이드 25.00
테트라데실트리메틸암모늄 브로마이드 17.00
소듐 라우레스 설페이트 15.00
폴리아크릴레이트 5.00
[실험예 1: 기포력 측정]
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 폼스틱 각각에 대해 기포력을 측정하였다. 상기 측정은 KOFEIS 0103 제 12조(발포성능)에 의거하여 진행되었으며, 구체적으로는 상기 폼스틱을 수용액화한 뒤, 20±2℃의 폼 수용액을 수압력 0.7 ㎫(7 ㎏/㎠), 방수량이 매분 10 L인 조건에서 표준발포노즐을 사용하여 거품을 발생시켜 그 거품의 팽창율과 폼 수용액이 거품으로 환원되는데 필요한 시간을 측정하였다. 측정 결과는 하기 표 3에 나타내었다.
구분 거품 환원 시간(초)
실시예 1 76초
실시예 2 83초
실시예 3 102초
비교예 50초
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 폼스틱의 경우 폼 수용액에 거품으로 환원되는 시간이 모두 1 분 이상으로 소방검정규격에 부합하는 것으로 확인되었다.
[실험예 2: 환경 위해성 평가]
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예에서 제조된 화재 진압용 폼스틱의 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 3 및 비교예의 폼스틱에 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
비교예 20 0 4 0 20.0
증류수(대조군) 20 0 0 0 0
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압용 폼스틱의 경우 대조군과 같이 물벼룩에 대해 독성을 나타내지 않았으나, 비교예의 경우 독성을 나타내어 48 시간 내에 물벼룩 일부에서 유영저해가 관찰되었다.
[실험예 3: 생분해성 평가]
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예에서 제조된 화재 진압용 폼스틱에 대해 생분해도를 평가하였다. 시험방법 및 규격은 OECD301에 의거하여 용해 후 10 일 및 28 일이 경과하였을 때의 생분해도를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
구분 생분해도 측정 결과(%)
10 일 28 일
실시예 1 19.8 76.7
실시예 2 26.9 83.1
실시예 3 28.8 84.9
비교예 4.1 8.1
상기 표 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압용 폼스틱의 경우 10 일 및 28 일 후 생분해도 측정 결과에서 비교예에 비해 높은 생분해도를 나타내었다.
[실험예 4: 화재 차단 및 지연 성능 평가]
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예에서 제조된 화재 진압용 폼스틱에 대한 화재 차단 및 지연 성능을 평가하였다. 평가 방법은 키가 작은 초본식물(약 50 cm)의 식생지역 및 키가 큰 초본식물의 식생지역에 대해 휘발유 3L를 준비하여 점화하였다. 점화 3 분 후 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 폼스틱을 기구(도 3)에 장착한 뒤 발사하여 화재 진압을 실시하였으며, 소화 후 2 분간 관찰하여 완료 여부를 판단하였다. 기후 등에 의한 영향을 고려하기 위해 시험은 여름과 겨울 약 10 회 반복하였고, 소화에 걸린 시간을 측정하여 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
구분 소화 소요 시간 소화 능력 단위
여름 겨울
실시예 1 1 분 9초 1분 5초 4
실시예 2 46초 53초 6
실시예 3 16 초 27 초 7
비교예 2 분 15 초 2 분 21초 2
상기 표 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 화재 진압용 폼스틱을 화재 지역에 발사한 결과, 비교예의 화재 진압용 폼스틱에 비하여 불길이 발사한 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. 화재 진압용 폼스틱 제조방법으로서,
    비누베이스를 80℃ 내지 95℃의 온도 범위에서 액체 상태가 될 때까지 가열하여 교반하는 단계;
    상기 액체 상태가 된 비누베이스에,
    상기 비누베이스 전체 100 중량부 대비 10 내지 30 중량부의 알킬 폴리 글루코사이드, 10 내지 20 중량부의 코카미드 디에탄올아민, 10 내지 20 중량부의 소듐 라우레스 설페이트, 0.1 내지 5 중량부의 크산탄검, 0.01 내지 3 중량부의 소듐 카제이네이트, 및 0.01 내지 3 중량부의 연근 추출액을 순서대로 추가하여 혼합 교반함으로써 폼 혼합물을 형성하는 단계;
    상기 폼 혼합물을 성형틀에 주입하여 냉각하는 단계; 및
    상기 냉각한 폼 혼합물을 성형틀에서 분리하여 폼스틱을 수득하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 비누베이스는 트리에탄올아민(Triethanolamine)을 포함하지 않는 TEA-free 비누베이스인 것을 특징으로 하는, 화재 진압용 폼스틱 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
KR1020220074064A 2022-06-17 2022-06-17 화재 진압용 폼스틱 및 그 제조방법 KR102428837B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220074064A KR102428837B1 (ko) 2022-06-17 2022-06-17 화재 진압용 폼스틱 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220074064A KR102428837B1 (ko) 2022-06-17 2022-06-17 화재 진압용 폼스틱 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102428837B1 true KR102428837B1 (ko) 2022-08-04

Family

ID=82836880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220074064A KR102428837B1 (ko) 2022-06-17 2022-06-17 화재 진압용 폼스틱 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102428837B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102130607B1 (ko) 2019-01-18 2020-07-06 경상대학교산학협력단 화재시 연기차단을 위한 스프레이용 발포 조성물
KR102143060B1 (ko) * 2019-12-04 2020-08-10 혜정산업 (주) 친환경 다목적 소화약제 조성물

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102130607B1 (ko) 2019-01-18 2020-07-06 경상대학교산학협력단 화재시 연기차단을 위한 스프레이용 발포 조성물
KR102143060B1 (ko) * 2019-12-04 2020-08-10 혜정산업 (주) 친환경 다목적 소화약제 조성물

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
전천후 사용이 가능한 산불진화용 소화탄 및 소화약제 개발. 국립산림과학원.(2021) *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11660487B2 (en) Systems and compositions for suppressing and extinguishing fires
US11577110B2 (en) Post-foaming composition for protection against fire and/or heat
JP6824166B2 (ja) 水強化性火災抑制ヒドロゲル
CN107812340A (zh) 一种抗复燃环保型水系灭火剂
US9738794B2 (en) Biodegradable fire resistant foam
US9675828B1 (en) Methods and compositions for producing foam
AU2014292887A1 (en) Newtonian foam superconcentrate
KR102094656B1 (ko) 팽창 절연성 분말 소화약제의 조성물
CN110193163A (zh) 一种可调配比例的水系灭火剂及其制备方法
ES2363257T3 (es) Composición para luchar contra el fuego y formulación de dicha composición.
CN107648786A (zh) 水系灭火剂
JP5469283B1 (ja) 消火剤
JPH06218075A (ja) 水系消火剤
KR102428837B1 (ko) 화재 진압용 폼스틱 및 그 제조방법
JP2024501760A (ja) 水系消火薬剤
CN111840882A (zh) 一种水系灭火剂及其制备方法
CN107497092B (zh) 水系灭火剂
CN115400385A (zh) 水溶性灭火药片及其制备方法、和灭火水剂
RU2580741C2 (ru) Жидкий состав слезоточивого раздражающего действия для средств самообороны (варианты)
EP1064055A1 (en) Fire extinguishant
CN107744635A (zh) 一种水系灭火剂
CN104784861A (zh) 全天候水性灭火材组成物,及由该组成物配制而成的灭火材料
SU1731243A1 (ru) Пенообразующий состав дл тушени пожаров
CN111420339A (zh) 一种抗溶泡沫灭火剂及其应用
KR20220096240A (ko) 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant