KR102644480B1 - 변압기 절연유에 기인한 화재 방지용 소화 제품 - Google Patents

변압기 절연유에 기인한 화재 방지용 소화 제품 Download PDF

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Abstract

변압기 절연유에 기인한 화재를 방지하기 위한 소화용 제품에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 유입식 변압기 뚜껑의 내측에 부착되며, 절연유에 따른 화재 발생시 상기 소화용 제품의 마이크로 캡슐에 포함된 소화 약제의 분사를 통해 화재를 진압하는 것에 특징이 있다.

Description

변압기 절연유에 기인한 화재 방지용 소화 제품{FIRE EXTINGUISHING PRODUCT TO PREVENT FIRE CAUSED BY TRANSFORMER INSULATING OIL}
본 발명은 변압기 절연유에 기인한 화재를 방지하기 위한 소화용 제품에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 유입식 변압기 뚜껑의 내측에 부착되며, 절연유에 따른 화재 발생시 상기 소화용 제품의 소화용 마이크로 캡슐에 포함된 소화 약제의 분사를 통해 화재를 진압하는 것에 특징이 있다.
캡슐화(encapsulation)는 액체, 고체 또는 가스를 코어(core)로 하고, 코어의 외부를 감싸는 쉘(shell)을 형성하는 물리-화학적 과정이며, 코어-쉘 구조에서 쉘은 캡슐화된 코어가 외부 환경과 상호 작용하는 것을 방지한다. 이러한 캡슐화를 시키는 주요 목적은 캡슐화된 코어의 제어된 외부 방출에 있으며, 이 경우, 일반적으로 저장 및 가공 단계에서 캡슐화된 코어는 외부와의 완벽한 분리를 필요로 한다.
또한, 캡슐화에 따른 코어의 외부 방출은 사용 용도에 따라 다를 수 있다. 예를 들어서, 쉘에서 방출되는 코어의 제어된 외부 방출을 이용하기 위해, 약물, 살충제, 향료 및 미네랄 비료 등에 코어를 캡슐화하여 사용할 수 있다. 이러한 캡슐화의 다양한 용도 가운데 특히 코어를 소화(消火) 약제로 포함하여 화재 시 쉘이 파괴됨으로써 소화 약제가 외부로 방출되어 화재를 진압하는 기술은 전자제품이나 전기제품을 많이 사용하는 현대사회에서 절실하게 요구됨에 따라 다양한 기술이 개발되고 있다.
예를 들어서, 소화용 마이크로 캡슐은 소화 약제를 코어로 하고, 쉘 내부로 캡슐화한 것으로 화재가 발생하면 좁은 온도 범위에서 짧은 시간 내에 소화 약제가 쉘을 이탈하는 탈캡슐화(캡슐화 해제, Decapsulation)가 이루어져 화재 진압을 신속히 시킬 수 있으며, 화재 진압의 효율을 향상시킬 수 있다. 그러나, 이러한 소화용 마이크로 캡슐은 외부 환경에 영향을 많이 받으며, 외력 또는 환경에 의해 쉘이 파괴되어 코어인 소화 약제가 외부로 방출되면 화재 시 소화가 필요한 순간에 소화 약제의 양이 적어 소화에 필요한 소화 약제의 농도를 충족시키지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 충분한 소화 약제 양을 확보하여 우수한 소화 효과를 제공하면서, 다양하게 소화용 마이크로 캡슐을 적용시켜 신속하게 화제를 진압하기 위한 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다.
한편, 유입식 변압기는 절연유가 담긴 탱크 속에 권선을 담근 구조로서 제작이 용이하고 다른 변압기에 비해 저렴하며 소용량에서 대용량, 저전압에서 고전압까지 사용범위가 넓어 가장 많이 사용되는 변압기이다. 또한, 철제 외함으로 견고하고 밀폐된 구조를 가져 옥내, 외 구분 없이 사용이 가능하다.
이와 같은 유입식 변압기는 전기 절연유에 권선 함침(광유, 혼합유, 실리콘유 등) 되어 있으며, 오일에 함침시킴에 따라 흡습에 의한 절연열화가 없고, 소음진동이 적으며, 서지에 강하고, 주기적인 점검에 의해 수명 예측이 가능하다는 장점이 있다. 반면, 다른 변압기에 비해 설치공간을 많이 차지하며 절연유를 사용하므로 화재의 우려가 있어 정기적인 절연유의 점검 및 보수가 필요하다는 단점이 있다.
상기 유입식 변압기의 절연유에 따른 화재발생에 대해 더욱 구체적으로 설명하자면, 전형적으로 고압권선에 있어 절연파괴로 시작이 되며, 발생 초기에는 낮은 전류를 가지는 즉, 임피던스가 높은 사고이나, 턴간 또는 층간의 사고가 감소하게 되어 고장전류의 큰 증가를 야기하게 된다. 상기 고장전류(아크전류)는 절연유를 분해하여 변압기에 높은 압력을 가하게 되며, 이는 절연유 분출 및 폭발사고로 이어지게 된다. 즉, 권선간 단락이 일어날 경우 단락전류를 필요로 하게 되며, 이로 인해 절연물이 급격하게 열화되고 권선층간 단락으로 확대되게 된다. 권선층간 단락이 발생하게 되면 변압기 내부 아크 단락사고로 발전되며, 이때 발생된 에너지에 의해 절연유는 휘발성 가스로 분해된다. 이 분해된 가스는 급격한 압력상승을 유발하여 변압기 상부 공기층을 압축하게 되고 밀폐되어 있는 변압기 내부에 압력이 과대해지면 절연유 분출 및 화염과 함께 폭발이 일어나게 되는 것이다.
이에, 본 발명자들은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 연구하던 중, 소화용 마이크로 캡슐을 포함하는 소화용 제품을 개발하였으며, 상기 소화용 제품을 유입식 변압기의 뚜껑에 부착하게 되면 내부의 절연유로 인한 화재 발생시 이를 조기에 진압할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하게 되었다.
이와 관련하여, 대한민국 공개특허 제10-2019-0127790호는 변압기의 화재를 감지하고 폭발을 방지하기 위한 장치 및 그 방법에 대하여 개시하고 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 절연유에 따른 화재를 방지하기 위한 소화용 제품을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 측면은,
변압기 뚜껑(10) 내부에 일면이 부착되는 난연성 테이프(120); 및 상기 난연성 테이프(120)의 타면에 일면이 부착되는 소화용 필름(140);을 포함하고, 상기 소화용 필름(140)은 광경화성 수지(145)에 분산된 소화용 마이크로 캡슐(150)을 포함하는 것인 변압기 절연유에 따른 화재를 방지하기 위한 소화용 제품(100)을 제공한다.
상기 소화용 필름(140)은 광경화성 수지(145)에 분산된 점착성 물질을 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 점착성 물질은 자기점착성 물질, 점착 부여제 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
상기 자기점착성 물질은 아크릴계, 실리콘계, 올레핀계, 우레탄계, 에폭시계, 천연 또는 합성 고무계 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
상기 점착 부여제는 로진 에스테르 점착 부여제(rosin ester tackifier), 테르핀 유래 점착 부여제(terephene-based tackifier), 석유 수지계 점착 부여제, 콜타르 유래 점착 부여제(coal-based tackifier), 알킬 페놀계 점착 부여제 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
상기 난연성 테이프(120)의 두께는 1 μm 내지 200 μm인 것일 수 있다.
상기 소화용 필름(140)의 두께는 200 μm 내지 10 mm인 것일 수 있다.
상기 광경화성 수지는 올리고머 100 중량부에 대하여, 모노머 60 내지 100 중량부, 광개시제 1 내지 30 중량부 및 첨가제 1 내지 30 중량부를 광중합시킨 것일 수 있다.
상기 소화용 마이크로 캡슐(150)은 코어(152)-쉘(154) 구조로, 상기 코어(152)에는 소화 약제가 80 내지 97 중량%로 함유되고, 상기 쉘(154)은 코어(152)를 둘어싸며, 비다공성 고분자 중합체로 침전제 또는 응고제를 포함하는 것일 수 있다.
상기 소화용 제품(100)은, 상기 소화용 필름(140)의 타면에 부착되는 보호 필름(160);을 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 보호 필름(160)은 두께 25 μm 기준, 온도 40℃, 상대습도 90%의 환경 하에서 수증기 투과율이 100 g/(m2·day) 이하인 것일 수 있다.
상기 보호 필름(160)의 두께는 1 μm 내지 200 μm인 것일 수 있다.
상기 변압기 뚜껑(10) 내부에 부착되어 적층된 난연성 테이프(120), 소화용 필름(140) 및 보호 필름(160)은 양 측면에 실링제(180)가 부착되어 있는 것일 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 따른 소화용 제품은 일측이 난연성 테이프로 구성되어 있기 때문에 대상물(변압기 뚜껑의 내측면)에 원활히 부착 가능한 것일 수 있다.
또한, 상기 소화용 제품은 변압기 내측에 저장된 절연유로 인한 화재 발생시 소화용 필름에 포함된 마이크로 캡슐을 짧은 시간 안에 동시에 파열하여, 신속하고 효율적으로 화재 진압이 가능한 것일 수 있다.
더불어, 상기 소화용 제품은 타측이 보호 필름으로 구성되어 있어 절연유의 혼입으로 인한 제품의 불량이 방지되는 것일 수 있으며, 외측이 실링제로 실링되어 있어 우수한 내구성을 가지는 것일수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 변압기의 상부를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 소화용 제품의 부착위치를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 소화용 제품을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 소화용 필름을 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 소화용 마이크로 캡슐을 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소화용 마이크로 캡슐을 나타낸 SEM 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 소화용 제품의 소화성능 평가 실험 과정을 나타낸 모식도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연유에 침지시킨 소화용 제품을 나타낸 사진이다.
도 9a 내지 9c는 각각 본 발명의 일 실시예에 따라 사용된 소화용 제품의 형태를 나타낸 사진이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 소화용 제품의 소화성능 평가 실험 과정을 나타낸 모식도이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 의해 본 발명이 한정되지 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 의해 정의될 뿐이다.
덧붙여, 본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명의 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
본원의 제 1 측면은,
변압기 뚜껑(10) 내부에 일면이 부착되는 난연성 테이프(120); 및
상기 난연성 테이프(120)의 타면에 일면이 부착되는 소화용 필름(140);
을 포함하고,
상기 소화용 필름(140)은 광경화성 수지(145)에 분산된 소화용 마이크로 캡슐(150)을 포함하는 것인 변압기 절연유에 따른 화재를 방지하기 위한 소화용 제품(100)을 제공한다.
이하, 본원의 제 1 측면에 따른 소화용 제품(100)을 도 1 내지 5를 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 이때, 도 1 내지 5에 나타낸 각각의 도면은 하나의 구현예에 불과하므로, 일부 형태의 변형 또는 구성요소의 치환은 본 발명의 권리범위를 해치지 않는 범위 내에서 모두 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소화용 제품(100)은 변압기(1)의 뚜껑(10) 내측면에 부착되는 것일 수 있다. 이때, 상기 변압기(1)는 통상적으로 사용되는 유입식 변압기, 몰드 변압기, 건식 변압기 또는 가스절연 변압기 등일 수 있으며, 본 발명에 따른 변압기(1)는 바람직하게 절연유로 인한 화재발생 위험이 큰 유입식 변압기를 의미하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유입식 변압기(1)의 일반적인 뚜껑 구성을 도 1에 나타내었다. 도 1을 참조하면, 상기 유입식 변압기(1)의 뚜껑(10)에는 부싱(20) 및 압력 저감장치(30)가 형성되어 있는 것일 수 있다. 한편, 상기 부싱(20) 및 압력 저감장치(30)와 더불어 유입식 변압기(1)의 전체적인 구성은 통상적인 구성을 채택하므로 본 발명에서는 구체적인 설명을 생략하도록 한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 도 2를 참조하면, 상기 소화용 제품(100)은 변압기 뚜껑(10)에서 부싱(20) 및 압력 저감장치(30)가 형성된 이외 공간에 부착되는 것일 수 있다. 즉, 도 2에 나타낸 바와 같이 이외 공간 모두에 부착되는 것일 수 있으며, 또는 이 중 일부 공간에만 부분적으로 부착되는 것일 수도 있다. 따라서, 상기 부싱(20) 및 압력 저감장치(30)에는 부착되지 않음으로써 상기 구성들의 역할을 저해하는 것을 방지하는 것일 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여, 상기 소화용 제품(100)에 대해 상세히 설명하도록 한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소화용 제품(100)은 변압기 뚜껑(10) 내부에 일면이 부착되는 난연성 테이프(120);를 포함하는 것일 수 있다. 이때, 상기 난연성 테이프(120)는 난연 성질을 가지는 테이프라면 제한없이 사용되는 것일 수 있으며, 상기 난연 성질을 부여하기 위해 사용되는 난연제는 할로겐화합물(브롬계 화합물) 등이 사용되는 것일 수 있고, 또는 인(P)계 난연제로 구성된 난연성 테이프가 사용되는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 난연성 테이프(120)의 두께는 1 μm 내지 200 μm인 것일 수 있으며, 바람직하게는 약 20 μm 내지 100 μm일 수 있고, 더욱 바람직하게는 약 25 μm 또는 50 μm인 것일 수 있다. 상기 난연성 테이프(120)의 두께가 1 μm 미만일 경우 두께가 너무 얇아 변압기 뚜껑(10)에 원활히 부착되지 않을 수 있으며, 200 μm 초과일 경우 두께가 상대적으로 너무 두꺼워 이를 포함하는 소화용 제품(100)이 변압기 내부에 저장된 절연유에 닿을 수 있는 문제가 발생할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소화용 제품(100)은 상기 난연성 테이프(120)의 타면에 일면이 부착되는 소화용 필름(140);을 포함하는 것일 수 있다. 이때, 상기 소화용 필름(140)은 광경화성 수지(145)에 분산된 소화용 마이크로 캡슐(150)을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 광경화성 수지는 올리고머 100 중량부에 대하여, 모노머 60 내지 100 중량부, 광개시제 1 내지 30 중량부 및 첨가제 1 내지 30 중량부를 광중합시킨 것일 수 있으며, 광 조건(UV, 가시광선, 전자빔(EB), LED 등)에서 경화되어 최종적으로 필름 형태로 제공되는 것일 수 있다. 이때, 상기 광은 바람직하게 자외선(UV)일 수 있으며, 이 경우 용제를 사용하지 않아 non-VOCs(Volatile Organic Compounds)로 친환경적인 것일 수 있다. 또한, 상기 광경화성 수지의 중량평균분자량은 100 내지 1,000,000인 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 올리고머는 경화된 수지의 물성을 결정하는 성분으로서 아크릴계, 에폭시계, 우레탄계, 실리콘계 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다. 또한, 상기 올리고머는 바람직하게 아크릴계를 포함하는 것일 수 있으며, 예를 들어, 폴리아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 실리콘 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다. 즉, 올리고머가 상기 물질들을 포함함으로써 광경화성 수지가 열 또는 기계적 충격 흡수 효과를 가지는 것일 수 있으며, 탄성을 조절할 수 있고, 우수한 점도 및 흐름성을 가지는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 모노머는 희석제로 사용되는 것일 수 있으며, 가교제 역할 또한 제공 가능한 것일 수 있다. 상기 모노머는 아크릴계, 에폭시계, 우레탄계, 실리콘계 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 아크릴계는 폴리아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 실리콘 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다. 보다 구체적으로 상기 폴리아크릴계는 예를 들어, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 부틸 사이클로헥실아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 이소노닐아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 이소데실아크릴레이트, 데실아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 스테아릴아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴아크릴레이트, 사이클릭트리메틸올포멀아크릴레이트, 페녹시폴리에틸렌글리콜아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 에폭시에틸아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 헥산디올디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 디(트리메틸올프로판) 테트라아크릴레이트 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 에폭시계는 선형 중합체 에폭사이드로서 예를 들어, 폴리옥시알킬렌 글리콜의 다이글리시딜 에테르가 제공될 수 있고, 골격 에폭시기를 갖는 중합체 에폭사이드로서 예를 들어, 폴리부타디엔 폴리에폭시 및 펜던트 에폭시기를 갖는 중합체 에폭사이드로서 예를 들어, 글리시딜 메타크릴레이트 중합체 또는 이의 공중합체 등이 제공될 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 우레탄계는 주로 디올(diol)성분과 디이소시아네이트(Diisocyanate) 성분을 포함하여 얻어지는 우레탄 수지로서 필요에 따라 아크릴레이트를 더 포함하는 UV 경화형 우레탄 수지가 제공될 수 있다. 이때, 상기 디올은 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜-프로필렌글리콜과 같은 알킬렌 옥사이드계 폴리올 또는 실리콘계 폴리올을 포함할 수 있다. 또한, 디이소시아네이트의 경우, 2,4-톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-톨루엔 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 1,6-디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 파라톨루엔설폰일 이소시아네이트, 디사이클로메탄 4,4-디이소시아네이트, 디페닐메탄 4,4-디이소시아네이트, 2,4-디이소시아네이트, 2,2-디이소시아네이트, 도데칸 1,12-디이소시아네이트, 2-에틸테트라메틸렌 1,4-디이소시아네이트, 2-메틸펜타메틸렌 1,5-디이소시아네이트 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 실리콘계는 폴리유기실록산을 포함하는 것일 수 있으며, 예를 들어, 폴리디메틸 실록산 수지 및 하이드로젠 실란을 단독 또는 혼합하여 제공되는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 광개시제는 광 에너지를 흡수하여, 라디칼 이온, 양이온 등을 생성하여 중합 반응을 개시하는데 사용되는 것일 수 있다. 상기 광개시제는 아실포스핀옥사이드계 화합물과 α-하이드록시케톤계 화합물, 페닐 글리옥실레이트계 화합물 및 벤조인에테르계 화합물에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다. 이때, 상기 광개시제는 UV 또는 LED UV 램프를 이용하여 경화가 가능한 개시제가 적합하며, 예를 들어, 아실포스핀옥사이드계 화합물인 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀옥사이드(Diphenyl(2,4,6-Trimethylbenzonyl)phosphine oxide)가 제공될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 첨가제는 구체적으로 소포제 및/또는 난연제가 제공될 수 있다. 소포제는 공기와 액체 외의 제3물질 등에 의하여 표면장력이 저하되는 것을 방지하고, 제조 중 공기를 제거하고 공기 버블을 제거하기 위하여 투입되는 것일 수 있다. 실리콘계 소포제의 경우, 실리콘 오일에 실리카, 이산화티탄, 산화알루미늄 등의 미분말 무기질 충전제를 분산시킨 실리콘오일 컴파운드를 에멀젼화(emulsification)하는 방법에 의해 제조되며, 소포제의 안정성을 향상시키기 위해 에멀젼화(emulsification) 과정 시 유화제의 사용량을 적절히 조절하여 실리콘오일 컴파운드를 친수화(hydrophilic)하여 분산시키는 방법을 적용할 수 있다.
또한, 난연제는 내연소성을 개량하기 위해 첨가하는 것으로 과도한 화재 발생시 바인더 물질들이 타면서 소화성능을 저하시키거는 것을 방지할 수 있고, 더 큰 화재를 일으키지 않도록 안전의 요구에 의해 주로 사용되는 것일 수 있다. 구체적으로, 브롬(Br), 염소(Cl) 등을 포함하는 유기 화합물을 첨가하여 연소 과정에서 라디칼과 반응하여 연소를 중지시킬 수 있으며, 주로 할로겐계, 인계, 질소계 또는 무기계 난연제가 사용될 수 있다. 상기 난연제의 구체적인 종류에 대하여는 이미 공지된 기술에 해당하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소화용 마이크로 캡슐(150)은 코어(152)-쉘(154) 구조로, 상기 코어(152)에는 소화 약제가 80 내지 97 중량%로 함유되고, 상기 쉘(154)은 코어(152)를 둘어싸며, 비다공성 고분자 중합체로 침전제 또는 응고제를 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소화용 마이크로 캡슐(150)의 크기는 1 내지 1,000 μm가 바람직할 수 있고, 화재 시 특정 온도에서 기화되며, 소화 약제의 기화 에너지에 의해 쉘(112)이 파열되듯이 찢어져 반응할 수 있다. 마이크로 캡슐(150) 하나의 크기에는 매우 미량의 소화 약제가 분출되지만 다수의 소화용 마이크로 캡슐(150)이 폭발적, 동시다발적으로 반응하여 충분한 양의 기체화된 소화 약제를 분출하면 화재를 효과적으로 진압할 수 있다. 또한, 화재 발생 시 소화 약제는 열에 의해 기화되어 팽창될 수 있으나, 상기 비다공성 고분자 중합체로 형성된 쉘(154)의 내구성 및 기밀성에 의해 반응(파열, 누출)하지 않고 있다가, 그보다 높은 특정 온도, 특히 화재 시 반응에 의해 기화된 소화 약제가 화재 발화점에 직접 작용하여, 연소의 4조건인 연료(가연물), 산소(공기), 열(발화원), 연쇄반응 중, 열(발화원)과 연쇄반응을 끊어주어 화재를 진압할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 코어(152)는 소화 약제를 포함할 수 있고, 소화 약제는 마이크로 캡슐(150)의 80 내지 97 중량%가 되도록 형성되며, 상기 범위로 포함되는 경우, 가장 우수한 소화 효과를 제공할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소화 약제는 몬트리올 의정서에 의해 생산 및 사용의 제한을 받지 않는 소화 약제를 주성분으로 하는 소화 성능이 뛰어난 물질이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 소화 약제는 fluorine carbon, fluorine chlorine carbon, fluorine bromine carbon 계열의 할로겐카본, fluorine iodine carbon 계열의 할로겐카본, 2-요오드-1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane(HFC-227ea) 및 Iodofluorocarbon(FIC-217I1 또는 FIC-13I1), 1,1,1,2,2-Pentafluoroethane (CF3CF2H, HFC-125), 1,1,1,2,3,3,3-Heptafluoropropane(CF3CHFCF3), Chlorotetrafluoroethane(CHClFCF3), 불소화합물계열의 케톤 화합물, dodecafluoro-2-methylpentan-3-one(FK-5-1-12, CF3CF2C(O)CF(CF3)2)), 1-chloro-1,2,2,2-tetrafluoroethane(C2HClF4), 2-chloro-1,1,1,2-tetrafluoroethane(CHClFCF3, HCFC-124), 데카플루오로시클로헥사논(퍼플루오로 시클로헥사논), CF3CF2C(O)CF(CF3)2(-1,1,1,2,4,4,5,5,5-노나플루오로-2-트리플루오로메틸-부탄-3온), (CF3)2CFC(O)CF(CF3)2(-1,1,1,2,4,5,5,5,6,6,6,-옥타플루오로-2,4,-비스(트리플루오로메틸)펜탄-3-온), CF3CF2C(O)CF2CF2CF3, CF3C(O)CF(CF3)2, 1,1,1,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8,-헥사도데카플루오로옥탄-2-온(CF3CF2CF2CF2CF2CF2C(O)CF3), 1,1,1,3,4,4,4,-헵타플루오로-3-트리플루오로메틸부탄-2-온(CF3C(O)CF(CF3)2), 1,1,1,2,4,4,5,5,-옥타플루오로-2-트리플루오로메틸펜탄-3-온(HCF2CF2C(O)CF(CF3)2), 1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,6,-운데카플루오로-2-트리플루오로메틸헥산-3-온(CF3CF2CF2C(O)CF(CF3)2), 1-클로로-,1,1,3,4,4,4-헥사플루오로-3-트리플루오로메틸-부탄-2-온((CF3)2CFC(O)CF2CL), 1,1,1,2,2,4,4,5,5,6,6,6-도데카플루오로헥산-3-온(CF3CF2C(O)CF2CF2CF3), 1,1,1,5,5,5,-헥사플루오로펜탄-2-4-디온(CF3C(O)CH2C(O)CF3), 1,1,1,2,5,6,6,6-옥타플루오로-2,5-비스(트리플루오로메틸)헥산-3,4-디온((CF3)2CFC(O)C(O)C(O)CF(CF3)2), 1,1,1,2,2,3,3,5,5,6,6,7,7,7,-테트라데카플루오로헵탄-4-온(CF3CF2CF2C(O)CF2CF2CF3), 1,1,1,3,3,4,4,4-옥타플루오로부탈-2-온(CF3C(O)CF2CF3), 1,1,2,2,4,5,5,5-옥타플루오로-1-트리플루오로메톡시-4-트리플루오로메틸펜탄-3-온(CF3OCF2CF2C(O)CF(CF3)2), 1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,7,7,7,-트리데카플루오로-2-트리플루오로메틸헵탄-3 온(CF3CF2CF2CF2C(O)CF(CF3)2) 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소화 약제는 화학식 CxHyOzHalk (여기서, x, y, z, k는 자연수이고, Hal은 Br, I, F 임)인 것을 사용할 수 있으며, 예를 들어, 3M사의 노벡 1230(Novec 1230)을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 한편, 상기 소화 약제는 상온에서 액상으로 존재하되, 30℃ 내지 100℃의 온도에서 기상으로 상변화하는 것일 수 있고, 바람직하게는 30℃ 내지 60℃에서 기상변화를 하여, 화재 발생 시 캡슐이 파열하면서 화재를 진압하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 쉘(154)은 비다공성 고분자 중합체로 침전제 또는 응고제를 포함할 수 있다. 이때, 상기 쉘(154)은 비다공성 고분자 중합체 100 중량부에 대하여, 침전제 1 내지 10 중량부 또는 응고제 1 내지 10 중량부를 포함하는 것일 수 있다. 상기 쉘(154)은 코어(152)인 소화 약제의 외부를 감싸 소화 약제를 함유하는 역할을 하며, 평상시 또는 특정 온도까지 외부 환경에 의해 소화 약제가 대기중으로 누출되는 것을 보호하도록 내후성과 기밀성이 유지되어야 하는 것일 수 있다. 다만, 30℃ 내지 100℃에서는 소화 약제의 액상에서 기상으로의 상변화 및 쉘(154)의 고온에서의 연화로 인해 쉘이 파열될 수 있다. 이때, 상기 쉘(154) 두께는 50 내지 2,000 nm인 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 온도 반응에 의한 역할을 수행하기 위하여 상기 쉘(154)은 비다공성 고분자 중합체로 이루어지는 것이 바람직할 수 있다. 이때, 상기 쉘(154)은 예를 들어, 폴리우레탄 수지, 폴리우레아 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 아미노알데히드 수지, 멜라민 수지, 폴리스티렌 수지, 스티렌-아크릴레이트 공중합체 수지, 스티렌-메타크릴레이트 공중합체 수지, 젤라틴, 폴리비닐알코올, 페놀포름알데이드 수지, 레소시놀 포름알데히드 수지 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비다공성 고분자 중합체에 포함되는 침전제는 아세트산 칼륨, 시트르산 나트륨, 염화나트륨, 염화 암모늄, 요오드화 나트륨, 요오드화 칼륨, 황산구리, 티오시안산 나트륨 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다. 한편, 상기 응고제는 황산 알루미늄, 수산화 아연, 수산화철, 염화철 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소화용 필름(140)의 두께는 200 μm 내지 10 mm인 것일 수 있으며, 바람직하게는 약 500 μm 내지 2 mm일 수 있고, 더욱 바람직하게는 약 1 mm인 것일 수 있다. 상기 소화용 필름(140)의 두께가 200 μm 미만일 경우 내부에 포함되는 소화용 마이크로 캡슐(150)의 함량이 적어 소화 효과가 저하될 수 있으며, 10 mm 초과일 경우 두께가 상대적으로 너무 두꺼워 이를 포함하는 소화용 제품(100)이 변압기 내부에 저장된 절연유에 닿을 수 있는 문제가 발생할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소화용 필름(140)은 광경화성 수지(145)에 분산된 점착성 물질을 더 포함하는 것일 수 있다. 이때, 상기 점착성 물질은 자기점착성 물질, 점착 부여제 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다. 상기 소화용 필름(140)은 점착성 물질을 더 포함함으로써 자기점착 특성을 가지는 것일 수 있다. 따라서, 하기 후술할 보호 필름(160)이 원활히 부착 가능한 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 자기점착성 물질은 아크릴계, 실리콘계, 올레핀계, 우레탄계, 에폭시계, 천연 또는 합성 고무계 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다. 상기 자기점착성 물질이 예를 들어 아크릴계를 포함하는 경우, 상기 아크릴계는 2-에틸헥실 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 비닐 아세테이트, 아크릴산 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 점착 부여제(Tackifier)는 로진 에스테르 점착 부여제(rosin ester tackifier), 테르핀 유래 점착 부여제(terephene-based tackifier), 석유 수지계 점착 부여제, 콜타르 유래 점착 부여제(coal-based tackifier), 알킬 페놀계 점착 부여제 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 점착 부여제는 펜타에리트리톨, 메틸갈레이트, 프로필갈레이트, 라우릴갈레이트, 옥틸갈레이트, 메톨, 티라민 하이드로클로라이드, 1-(3-하이드록페닐)피페라진, 4-브로모-2-(5-이소사조릴)페놀, 4-(이미다졸-1-yl)페놀, 아피제닌, 2-(4,5-디하이드로-1H-이미다졸-2-yl)페놀, 3-(4,5-디하이드로-1H-이미다졸-2-yl)페놀, 4-(4,5-디하이드로-1H-이미다졸-2-yl)페놀, 4-니트로-2-(1H-피라졸-3-yl)페놀, 2-(2-하이드록시페닐)-1H-벤지미다졸, 4-(4-메틸-4,5-디하이드로-1H-이미다졸-2-yl)페놀, 1-아미노-2-나프톨 하이드로클로라이드, 2,4-디아미노페놀 디하이드로클로라이드, 2-아세타미도페놀, 2-아미노-3-나이트로페놀, 2-아미노-4-클로로-5-나이트로페놀, 2-아미노-5-나이트로페놀, 3-아미노-2-나프톨, 3-메톡시티라민 하이드로클로라이드, 4,7-디메톡시-1,10-페난트롤린, 4-아미노-1-나프톨 하이드로클로라이드, 4-아미노-3-클로로페놀 하이드로클로라이드, 4-아미노페놀 하이드로클로라이드, 4-트리틸페놀, 8-아미노-2-나프톨, 비오차닌 A, 클로라닐, 펜타브로모페놀, 케르세틴 디하이드레이트, 피세틴, 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-터트-부틸-4-하이드록시벤질)벤젠, 트리스(3,5-디-터트-부틸-4-하이드록시벤질)이소시아누레이트, 옥타데실-3-(3,5-디-터트-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 2,5-비스(1,1-디메틸프로필)-1,4-벤젠디올, 1,1,3-트리스-(2-메틸-4-하이드록시-5-터트-부틸페닐)부탄, 트리에틸렌글리콜-비스(3-터트-부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트, 2,2-메틸렌비스(4-메틸-6-(1-메틸시클로헥실)-페놀), 트리스(2,4-디-터트-부틸페닐)포스파이트 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소화용 마이크로 캡슐(150) 및 광경화성 수지의 중량 혼합비율은 1: 0.3 내지 2인 것일 수 있으며, 바람직하게 1: 0.5인 것일 수 있다. 또한, 상기 점착성 물질이 자기점착성 물질일 경우, 상기 자기점착성 물질의 함량은 상기 소화용 필름(140) 전체 100 중량부 대비 35 중량부 내지 55 중량부일 수 있으며, 상기 점착성 물질이 점착 부여제일 경우, 상기 점착 부여제의 함량은 상기 소화용 필름(140) 전체 100 중량부 대비 5 중량부 내지 20 중량부인 것일 수 있다. 상기 물질들의 중량 혼합비율이 상기 범위를 만족하는 경우 이를 포함하는 소화용 필름(140)의 물성을 저해하지 않는 범위에서 우수한 소화 효과 및 점착성능의 구현이 가능한 것일 수 있다. 또한, 상기 소화용 필름(140) 전체 중량 대비 상기 소화용 마이크로 캡슐(150)의 함량은 30 내지 80 중량%인 것일 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 소화용 필름(140)은 소화용 마이크로 캡슐(150)을 온전히 보호하며, 대상물에 원활히 부착되되, 화재 발생 시 소화용 마이크로 캡슐(150)을 짧은 시간 안에 일제히 터트릴 수 있어 효율적인 화재 진압이 가능한 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소화용 제품(100)은, 상기 소화용 필름(140)의 타면에 부착되는 보호 필름(160);을 더 포함하는 것일 수 있다. 이때, 상기 보호 필름(160)은 내부에 저장되는 절연유로부터 소화용 제품(100)을 보호하기 위해 부착되는 것으로서, 테이프, 포일, 필름 등 다양한 형태를 가지는 것일 수 있다. 또한, 상기 보호 필름(160)은 그 재질로서 가스 투과도 및 수증기 투과도가 낮은 것을 사용하는 것일 수 있다. 즉, 상기 보호 필름(160)은 두께 25 μm 기준, 온도 40℃, 상대습도 90%의 환경 하에서 수증기 투과율이 100 g/(m2·day) 이하인 것이 사용되는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 보호 필름(160)은 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리비닐클로라이드(PVC), 연신 폴리프로필렌(OPP), 무연신 폴리프로필렌(CPP), 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)가 사용되는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 보호 필름(160)의 두께는 1 μm 내지 200 μm인 것일 수 있으며, 바람직하게는 약 20 μm 내지 80 μm일 수 있고, 더욱 바람직하게는 약 50 μm인 것일 수 있다. 상기 보호 필름(160)의 두께가 1 μm 미만일 경우 두께가 너무 얇아 절연유의 유입을 효과적으로 보호하지 못할 수 있으며, 200 μm 초과일 경우 두께가 상대적으로 너무 두꺼워 이를 포함하는 소화용 제품(100)이 변압기 내부에 저장된 절연유에 닿을 수 있는 문제 및 소화용 필름(140)에 포함된 소화용 마이크로 캡슐(150)이 정상적으로 작동하지 못하는 문제가 발생할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 변압기 뚜껑(10) 내부에 부착되어 적층된 난연성 테이프(120), 소화용 필름(140) 및 보호 필름(160)은 양 측면에 실링제(180)가 부착되어 있는 것일 수 있다. 이때, 상기 실링제(180)는 소화용 제품(100)을 변압기 뚜껑(10) 내부에 더욱 단단히 부착시켜 주는 역할 및 내부에 절연유가 유입되는 것을 방지하는 역할을 수행하기 위해 부착되는 것일 수 있다. 한편, 상기 실링제(180)는 에폭시 수지 또는 실리콘 수지가 사용되는 것일 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
제조예 . 소화용 마이크로 캡슐을 포함하는 소화용 필름의 제조
광개시제 TPO 0.5 내지 1 중량부와 PI184 4 내지 5 중량부를 준비하여, 모노머인 CTFA 1 내지 2 중량부, HDDA 2 내지 3 중량부, THFA 1 내지 2 중량부, IBOA 6 내지 7 중량부, SR217 7 내지 8 중량부를 혼합하였다.
여기에, 올리고머로 CN8887 14 내지 15 중량부, PU3000 9 내지 10 중량부, 첨가제로 BYK333 0.1 내지 0.3 중량부 및 Otsuka SPB-100 4 내지 5 중량부를 추가 투입하여 광경화 수지를 제조하였다. 상기 제조한 광경화 수지에 소화용 마이크로 캡슐 및 점착성 물질로서 펜타에리트리톨을 중량비가 1: 2: 0.5가 되도록 투입하여, 광경화 수지 혼합물을 제조하였다. 이를 UV 250 mJ/cm2 조건에서 경화하여 자기점착성 소화용 필름을 제조하였다. 이때, 경화 조건은(2,600 W, 온도 40℃)이었다.
실시예 1. 소화용 제품의 제조 및 대상물에 부착
우선, 난연성 테이프로서, 50 μm 두께의 인(P)계 난연성 테이프를 준비한 후, 일면에 상기 제조예에서 제조한 소화용 필름(두께 1 mm)를 부착하였다. 이후, 상기 난연성 테이프의 타면을 도 7에 나타낸 강화유리의 내측면에 부착하였다.
그 후, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 강화유리에 부착된 난연성 테이프 및 소화용 필름의 양 측면을 실리콘 수지를 이용하여 실링하였다.
실시예 2. 소화용 제품의 제조 및 대상물에 부착
상기 실시예 1에서 소화용 제품의 형태를 하기와 같이 3가지 형태로 각각 제조하여 난연성 테이프의 타면을 도 7에 나타낸 강화유리의 내측면에 부착하였다.
실시예 2-1: 소화용 제품의 규격(190 mm x 140 mm x 1T) / 도 9a
실시예 2-2: 소화용 제품의 규격(100 mm x 100 mm x 1T) / 도 9b
실시예 2-3: 소화용 제품의 규격(190 mm x 140 mm x 1T, “ㅁ” 형) / 도 9c
그 후, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 강화유리에 부착된 난연성 테이프 및 소화용 필름의 양 측면을 실리콘 수지를 이용하여 실링하였다.
실시예 3. 소화용 제품의 제조 및 대상물에 부착
상기 실시예 1에서 소화용 필름의 타면에 하기와 같이 2가지 종류의 보호 테이프를 부착하고, 난연성 테이프의 타면을 도 10에 나타낸 강화유리의 내측면에 부착하였다.
실시예 3-1: 소화용 제품의 규격(100 mm x 100 mm x 1T) / 보호테이프(PE)
실시예 3-2: 소화용 제품의 규격(100 mm x 100 mm x 1T) / 보호테이프(PET)
그 후, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 강화유리에 부착된 난연성 테이프, 소화용 필름 및 보호 테이프의 양 측면을 실리콘 수지를 이용하여 실링하였다.
실험예 1. 소화용 마이크로 캡슐의 외관 관찰
상기 제조예에서 준비한 소화용 마이크로 캡슐의 외관을 관찰하기 위해 이의 SEM 사진을 촬영하였으며, 이의 결과를 도 6에 나타내었다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제조예 및 실시예에 사용된 소화용 마이크로 캡슐은 외관이 구형으로서 균일하게 생성되어 있음을 확인할 수 있었다.
실험예 2. 소화용 제품의 절연유 침액실험
상기 실시예 1에서 제조한 소화용 제품의 절연유(광유 1종 4호) 침액실험을 진행하였다. 이때, 실험은 실리콘 수지로 실링하지 않은 소화용 제품(도 8의 (a)) 및 실리콘 수지로 실링한 소화용 제품(도 8의 (b))으로 나누어 실험을 진행하였으며, 각각의 소화용 제품을 2 주 동안 절연유에 침지시킨 후, 이의 결과를 도 8에 각각 나타내었다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 실리콘 수지로 실링하지 않은 소화용 제품(도 8의 (a))의 경우 절연유가 난연성 테이프로 스며든 반면, 실리콘 수지로 실링한 소화용 제품(도 8의 (b))의 경우 절연유가 난연성 테이프로 스며들지 않았음을 확인할 수 있었다.
이를 통해, 실제 변압기에 상기 소화용 제품을 부착시킬 경우, 실리콘 수지로 실링하여 부착시키는 것이 보다 내구성 측면에서 안정함을 확인할 수 있었다.
실험예 3. 소화용 제품의 소화 모사실험
1. 소화용 제품 유무에 따른 소화 모사실험
도 7에 나타낸 바와 같이, 소화 모사실험을 위한 장비들을 배치하였으며, 이때 소화용 제품으로는 상기 실시예 1에서 제조한 소화용 제품을 사용하였다.
이후, 절연유에 토치(torch)를 이용하여 불꽃을 점화시킨 후, 소화용 제품을 부착하지 않은 경우, 소화용 제품을 절연유에 미침액 시킨 경우 및 소화용 제품을 절연유에 2 주간 침액시킨 경우를 나누어서 각각의 소화시간을 측정하였으며 이의 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 소화용 제품을 부착하지 않은 경우 자연소화가 이루어지지 않음을 확인할 수 있었으며, 소화용 제품을 부착한 경우에는 이에 포함된 소화용 마이크로 캡슐 내부의 소화약제가 분사되며 약 20초 내외로 소화가 원활히 진행됨을 확인할 수 있었다.
한편, 상대적으로 절연유에 침액시킨 소화용 제품의 경우 소화가 이루어지는 시간이 침액시키지 않은 제품에 비해 다소 오래 걸렸으나, 큰 차이가 없어 실제 절연유가 소화용 제품에 닿아도 소화가 원활히 이루어질 수 있음을 확인할 수 있었다.
2. 소화용 제품의 형태에 따른 소화 모사실험
도 7에 나타낸 바와 같이, 소화 모사실험을 위한 장비들을 배치하였으며, 이때 소화용 제품으로는 상기 실시예 2에서 제조한 소화용 제품을 사용하였다.
이후, 절연유에 토치(torch)를 이용하여 불꽃을 점화시킨 후, 소화용 제품의 형태에 따라 나누어서 각각의 소화시간을 측정하였으며 이의 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
[표 2]
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 소화용 제품의 형태와 관계없이 모두 20초 미만의 시간내에 소화가 진행됨을 확인할 수 있었다.
한편, 소화용 제품의 형태에 따라서는 실시예 2-1의 형태가 가장 소화가 빠르게 진행됨을 확인할 수 있었으며, 실시예 2-3의 형태가 다소 소화가 완료되는 시간이 오래 걸렸음을 확인할 수 있었다.
3. 보호 테이프의 종류에 따른 소화 모사실험
도 10에 나타낸 바와 같이, 소화 모사실험을 위한 장비들을 배치하였으며, 이때 소화용 제품으로는 상기 실시예 3에서 제조한 소화용 제품을 사용하였다.
이후, 절연유에 토치(torch)를 이용하여 불꽃을 점화시킨 후, 소화용 제품의 형태에 따라 나누어서 각각의 소화시간을 측정하였으며 이의 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
[표 3]
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 보호 테이프의 종류에 관계없이 약 20초 내지 25초의 시간 내에 소화가 진행됨을 확인할 수 있었으며, 보호 테이프의 종류에 따라서는 PE를 사용한 실시예 3-1의 소화용 제품이 PET를 사용한 실시예 3-2의 소화용 제품에 비해 소화 속도가 더욱 빠름을 확인할 수 있었다.
한편, 본 발명에 따른 소화용 제품은 내부에 절연유가 저장된 변압기의 내부에 부착되어 사용되기 때문에, 소화용 필름을 절연유로부터 보호하기 위한 측면(장기적인 내구성 측면)에서는 보호 테이프를 부착시킨 실시예 3에 따른 소화용 제품의 실용화 가능성이 가장 우수할 것으로 예상되었다.
이상, 도면을 참조하여 바람직한 실시예와 함께 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 이러한 도면과 실시예로 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형예 또는 균등한 범위의 실시예가 존재할 수 있다. 그러므로 본 발명에 따른 기술적 사상의 권리범위는 청구범위에 의해 해석되어야 하고, 이와 동등하거나 균등한 범위 내의 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 변압기
10: 변압기 뚜껑
20: 부싱
30: 압력 저감장치
100: 소화용 제품
120: 난연성 테이프
140: 소화용 필름
145: 광경화성 수지
150: 소화용 마이크로 캡슐
152: 코어
154: 쉘
160: 보호 필름
180: 실링제

Claims (13)

  1. 변압기 뚜껑(10) 내부에 일면이 부착되는 난연성 테이프(120);
    상기 난연성 테이프(120)의 타면에 일면이 부착되는 소화용 필름(140); 및
    상기 소화용 필름(140)의 타면에 부착되는 보호필름(160);
    을 포함하고,
    상기 소화용 필름(140)은 광경화성 수지(145)에 분산된 소화용 마이크로 캡슐(150) 및 분산된 점착성 물질을 포함하고,
    상기 소화용 필름(140)은 UV 250 mJ/cm2 조건에서 경화하여 자기점착성 인것이며,
    상기 점착성 물질은 자기점착성 물질, 점착 부여제 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하고,
    상기 보호 필름(160)은 두께 25 μm 기준, 온도 40℃, 상대습도 90%의 환경 하에서 수증기 투과율이 100 g/(m2·day) 이하인 것이며, PE으로 구성되어 있으며,
    상기 변압기 뚜껑(10) 내부에 부착되어 적층된 난연성 테이프(120), 소화용 필름(140) 및 보호 필름(160)은 양 측면에 실링제(180)가 부착되어 있는 것이며,
    상기 난연성 테이프(120)은 인(P)계 이며,
    상기 광경화성 수지는 올리고머 100 중량부에 대하여, 모노머 60 내지 100 중량부, 광개시제 1 내지 30 중량부 및 첨가제 1 내지 30 중량부를 광중합시킨 것이며,
    상기 광경화 수지, 소화용 마이크로 캡슐 및 점착성 물질의 중량비는 1:2:0.5인 것이며,
    상기 소화용 마이크로 캡슐(150)은 코어(152)-쉘(154) 구조로,
    상기 코어(152)에는 소화 약제가 80 내지 97 중량%로 함유되고,
    상기 쉘(154)은 코어(152)를 둘어싸며, 비다공성 고분자 중합체로 침전제 또는 응고제를 포함하는 것인 소화용 제품(100).
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 자기점착성 물질은 아크릴계, 실리콘계, 올레핀계, 우레탄계, 에폭시계, 천연 또는 합성 고무계 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것인 소화용 제품(100).
  5. 제1항에 있어서,
    상기 점착 부여제는 로진 에스테르 점착 부여제(rosin ester tackifier), 테르핀 유래 점착 부여제(terephene-based tackifier), 석유 수지계 점착 부여제, 콜타르 유래 점착 부여제(coal-based tackifier), 알킬 페놀계 점착 부여제 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것인 소화용 제품(100).
  6. 제1항에 있어서,
    상기 난연성 테이프(120)의 두께는 1 μm 내지 200 μm인 것인 소화용 제품(100).
  7. 제1항에 있어서,
    상기 소화용 필름(140)의 두께는 200 μm 내지 10 mm인 것인 소화용 제품(100).
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 보호 필름(160)의 두께는 1 μm 내지 200 μm인 것인 소화용 제품(100).
  13. 삭제
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