KR20010038267A - 이산화탄소와 트리플루오로요오도메탄을 포함하는 신규 청정 소화약제 조성물 - Google Patents

Abstract

이산화탄소 0.1 몰% 내지 99.9 몰% 및 트리플루오로요오도메탄 99.9 몰% 내지 0.1 몰%를 포함하는 혼합물로 이루어지는 전역 방출용 청정 소화약제가 개시되어 있다.

Description

이산화탄소와 트리플루오로요오도메탄을 포함하는 신규 청정 소화약제 조성물 {Novel Clean Fire Extinguishing Agent Composition Comprising Carbon Dioxide and Trifluoroiodomethane}

본 발명은 화재의 방화 또는 소화에 사용되는 전역 방출용 청정 소화약제 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 이산화탄소와 트리플루오로요오도메탄을 포함하는 신규한 청정 소화약제 조성물에 관한 것이다.

지금까지 전역 방출용의 가스계 청정 소화약제로는 브로모트리플루오로메탄 (이하 할론-1301로 칭함) 등과 같은 브롬 함유 탄화수소가 인체에 미치는 독성이 낮고 소화 후에 잔사를 남기지 않으며 소화 능력이 우수한 특성으로 인해 널리 사용되어 왔다. 그러나, 할론-1301은 오존층 파괴 물질로서 판명되어, 오존층 보호를 위한 몬트리얼 의정서에 따라 1994년부터 미국, 유럽, 일본 등 선진국에서는 생산이 이미 중단되었고, 한국, 중국, 인도 등에서도 곧 생산이 중단될 것으로 알려져있다. 따라서, 화재의 방화 또는 소화용으로 사용되어 온 할론-1301의 대체 가스계 청정 소화약제가 요구되고 있다.

지금까지 할론-1301의 대체 소화약제로 개발된 물질로는 1,1,1,2,2,3,3,3-헵타플루오로프로판 (이하 HFC-227ea로 칭함), 트리플루오로메탄 (이하, HFC-23으로 칭함), 클로로디플루오로메탄, 1,1-디클로로-2,2,2-트리플루오로에탄, 1-클로로-1,2,2,2-테트라플루오로에탄 및 리모넨계 물질의 혼합물 (이하, HCFC 혼합물로 칭함), 질소, 질소와 아르곤 및 이산화탄소의 혼합물 (이하 이너젠 (일반명 IG-541, 미국 Ansul Fire Protection사 제품)으로 칭함) 등이 있다.

소화약제로서 질소만을 사용하는 경우는, 비용이 적게 드는 장점이 있으나, 사용시 공기 중의 산소 농도가 희박하게 되는 단순한 소화 원리만을 이용하기 때문에 다량의 질소가 필요하고, 질소는 분자량이 공기의 분자량 보다 작아 바닥 부근의 화염에 쉽게 접근되지 않으며 밀도가 낮은 압축 가스 형태로 저장하기 때문에 넓은 저장고가 필요한 단점이 있다.

캐나다의 노스어메리칸화이어 가디안 테크놀로지사가 개발한 HCFC 혼합물은 불꽃 소화 농도 (n-헵탄을 연료로 한 컵 버너 (Cup Burner) 화염을 소화시킬 수 있는 최소 농도로 정의됨)가 약 8.6 내지 11 %이고 고압 액화 가스로 저장할 수 있어 저장고가 크지 않아도 되며 가격도 저렴하다. 그러나, 이 소화약제는 할론-1301 보다는 오존층을 덜 파괴하지만 오존 파괴 능력을 여전히 가지고 있어 몬트리얼 의정서에 의해 경과 물질로 규정되어 있어 언젠가는 사용이 금지될 단점이 있다.

미국의 그레이트레이크케미칼사가 개발한 HFC-227ea (미국 특허 제5,124,053호) 및 트리플루오로요오도메탄은 각각 불꽃 소화 농도가 약 6.6 % 및 3.0 %로 소화 성능이 비교적 우수하고 오존 파괴 능력도 전혀 없으며 고압 액화 가스로 저장할 수 있어 저장고가 크지 않아도 되지만 가격이 비싼 단점을 갖고 있다.

미국의 듀폰사가 개발한 HFC-23 (미국특허 제5,040,609호)은 불꽃 소화 농도가 약 12 %이고 오존 파괴 능력도 전혀 없으며 고압 액화 가스로 저장할 수 있어 저장고가 크지 않아도 된다. 또한, 이 HFC-23 소화약제는 소화 성능이 현재 새로 개발된 소화약제 중 중간 정도이며 가격도 중간 정도이다.

이너젠은 불꽃 소화 농도가 약 29 %로 소화 성능이 낮으며 밀도가 낮은 압축 가스 형태로 저장하기 때문에 넓은 저장고가 필요한 단점을 갖는다.

또한, 지금까지 계속 사용되어 온 또 다른 가스계 소화약제로는 이산화탄소 소화약제가 있다. 이산화탄소 소화약제는 가격이 저렴하고 고압 액화 가스로 저장할 수 있어 저장고가 크지 않아도 되지만, 불꽂 소화 농도가 높은 단점이 있다.

따라서, 본 발명자들은 이와 같은 종래의 소화약제의 문제점을 해결하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과 본 발명에 이르렀다.

본 발명은 방호 구역의 방화 또는 화재 진압에 사용되는 전역 방출용 청정 소화약제 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 이산화탄소 소화약제 보다는 소화 성능이 우수하고, 트리플루오로요오도메탄 소화약제 보다는 지구온난화 지수가 낮은 소화약제를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 고압 액화 가스 형태로 저장하여 저장고의 크기를 고압 압축 가스의 것보다 줄일 수 있고, 가격이 저렴한 가스계 청정 소화약제를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적 및 다른 목적과 특징 및 잇점은 후술하는 발명의 상세한 설명에 의해 더욱 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 이산화탄소와 트리플루오로요오도메탄의 혼합물로 이루어지는 청정 소화약제 조성물에 관한 것이다.

보다 구체적으로는, 본 발명의 가스계 청정 소화약제 조성물은 이산화탄소 0.1 내지 99.9 몰% 및 트리플루오로요오도메탄 99.9 내지 0.1 몰%를 포함한다.

가스계 소화약제에 있어서, 이산화탄소는 불꽂 소화 농도가 20 %이고 지구온난화지수가 1 (지구온난화 지수의 기준치임)이며, 트리플루오로요오도메탄은 소화 농도가 3.0 %이고 지구온난화 지구가 5 이하이므로, 이산화탄소와 트리플루오로요오도메탄의 혼합물을 소화약제로 사용하는 경우 이산화탄소만을 사용하는 경우 보다 소화 성능이 훨씬 우수하면서도, 트리플루오로요오도메탄 보다는 지구온난화 지수가 낮으므로 (본 발명의 지구온난화 지수는 1 내지 5 사이임) 상기 문제점을 극복할 수 있다.

본 발명에 따른 이산화탄소와 트리플루오로요오도메탄의 혼합물을 가스계 청정 소화약제로 사용하는 경우 이산화탄소가 트리플루오로요오도메탄 보다 저렴하기 때문에 트리플루오로요오도메탄만을 소화약제로 사용하는 경우 보다 훨씬 경제적이다. 더욱이, 각각 순수한 이산화탄소와 순수한 트리플루오로요오도메탄의 불꽃 소화 농도를 농도에 따라 산술평균한 값보다도 본 발명에 따른 이산화탄소와 트리플루오로요오도메탄 혼합물의 불꽃 소화 농도가 낮기 때문에 가격이 비싼 트리플루오로요오도메탄의 약제량을 절약할 수가 있다.

또한, 트리플루오로요오도메탄은 자체 증기압이 낮아 트리플루오로요오도메탄만으로는 전역 방출용 청정 소화약제로 사용할 수 없으나, 본 발명에 따른 이산화탄소와 트리플루오로요오도메탄의 혼합물을 사용하는 경우 증기압이 높아 전역 방출용 소화약제로 사용할 수 있다.

또한, 이산화탄소와 트리플루오로요오도메탄의 혼합물 역시 고압 액화 가스이므로 저장고의 크기가 고압 압축 가스의 저장고 크기 보다 작아질 수 있으며, 이산화탄소의 분자량은 44이고 트리플루오로요오도메탄의 분자량은 195.9로 본 발명에 따른 이산화탄소와 트리플루오로요오도메탄의 혼합물의 평균 분자량도 공기의 평균 분자량인 29 보다 크기 때문에 바닥 부근의 화염의 접근이 용이할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 본 발명이 이들 실시예에 국한되는 것은 아니다.

＜실시예＞

n-헵탄을 연료로 하는 컵 버너 시험 장치에서 순수한 이산화탄소와 트리플루오로요오도메탄, 및 이들의 각종 조성비의 혼합물의 불꽃 소화 농도를 측정하였으며 그 결과를 하기 표 1에 나타냈다. 본 실험에서는 청정 소화약제의 소화 성능 측정시 일반화된 방법인 미국 방화 협회 코드 2001 ("Standard on Clean Agent Fire Extinguishing System")에 따라 컵 버너 시험을 행하였다.

소화약제 조성 (몰%)	소화농도(%)
이산화탄소		트리플루오로요오도메탄
100	0	20
90	10	9.7
80	20	7.0
60	40	5.0
40	60	4.5
20	80	4.0
0	100	3.0
* 소화 농도는 n-헵탄을 연료로 한 컵 버너 화염을 소화시킬 수있는 최소 농도임.

본 발명에 따른 이산화탄소와 트리플루오로요오도메탄의 혼합물로 이루어진 청정 소화약제는 이산화탄소 보다 소화 성능이 우수하고, 트리플루오로요오도메탄만을 소화약제로 사용하는 것보다 가격이 저렴하고 지구온난화 지수가 낮다.

Claims (1)

1. 이산화탄소 0.1 몰% 내지 99.9몰% 및 트리플루오로요오도메탄 99.9 몰% 내지 0.1 몰%를 포함하는 혼합물로 이루어지는 전역 방출용 청정 소화약제.