KR20110135482A

KR20110135482A - 강화액 소화약제 조성물과 그 제조방법

Info

Publication number: KR20110135482A
Application number: KR1020100055225A
Authority: KR
Inventors: 양계성; 주형호
Original assignee: (주)라즈웰
Priority date: 2010-06-11
Filing date: 2010-06-11
Publication date: 2011-12-19

Abstract

본 발명은 화재를 진압할 수 있는 강화액 소화약제 조성물에 관한 것으로서, 소화성분 100중량부, 탄산칼륨 20 내지 200중량부, 아세트산칼륨 20 내지 200중량부, 탄산수소칼륨 20 내지 200중량부, 계면활성제 0.1 내지 50중량부 및 결빙 방지제 5 내지 100중량부를 포함하며, 조성물의 비중이 1.100 내지 1.500g/cc가 되도록 물이 첨가되고 pH가 7.0 내지 10.0로 조절된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 강화액 소화약제 조성물은 우수한 소화성능과 방염효과를 나타낼 뿐만 아니라, 액성이 중성 및 약 알카리이기 때문에 방사 시 인체에 대한 해가 적으며 토양 등 환경에도 영향을 미치지 않고 금속제 통에 보관 시에도 보존 안정성이 우수하며, 영하 35℃에서도 결빙되지 않아 한냉 지역에서도 상시적으로 사용이 가능하다.

Description

강화액 소화약제 조성물과 그 제조방법{reinforcing composition for extinguishing fire, manufacturing method }

본 발명은 강화액 소화약제의 조성물에서 부동액의 역활을 담당하는 에틸렌 글리콜계통의 원료를 첨가하지 않고 원료 자체의 응고점을 초대한 활용한 강화액 제조 기술이다.

제조에 대한 원료의 사용도 A사의 경우 소화성분 100중량부, 탄산칼륨 20 내지 200중량부, 계면활성제 0.1 내지 50중량부 및 결빙 방지제 5 내지 100중량부를 포함하며, 조성물의 비중이 1.100 내지 1.500g/cc가 되도록 물이 첨가되고 pH가 7.0 내지 10.0로 조절된 것을 특징으로 한다.

B사의 경우 물과 에틸렌글리콜을 일정한 비율로 혼합하는 제1단계, 상기 혼합용액에 탄산칼륨을 7∼15 wt%의 조성으로 완전 용해시키고, Citric acid를 8∼20 wt%의 조성으로 서서히 용해시키는 제2단계, 기타 성분을 소량(2.5∼3 wt%)첨가하는 제3단계로 이루어지며, 소화약제는 공업용 Potassium Cabonate 7∼15 wt%, 공업용 에틸렌글리콜 40∼60 wt%, 공업용 Citric acid 8∼20 wt%, 기타성분 2.5∼3 wt%로 이루어진다.

C사의 경우 알킬애시드포스페이트 3∼20중량％, 술팜산암모늄 5∼15중량％, 요소 10∼25중량％, 글리콜 5∼15중량％, 탄화수소계 계면활성제 0. 03∼0. 1중량％, 불소계 계면활성제 0. 05∼0. 4중량％, pH조정용 암모니아수를 함유하는 발포성 수용액으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

D사의 경우 이의 조성물로서, (1)황산 알루미늄(aluminum sulfate)을 증류수에 20-30중량％로 용해시킨 조성물, (2)크롬칼리 명반(chromic potassium alum) 10-20중량％를 증류수에 용해시킨 조성물. (3)염화 알루미늄(aluminum chloride) 10중량％와 염화 마그네슘(magnesium chloride) 10중량％를 증류수에 용해시킨 조성물, (4)중탄산소다(sodium bicarbonate)를 증류수에 10-20중량％ 용해시킨 조성물, (5)제1 인산암모늄(ammonium phosphate monobasic)) 10중량％와 제2인산암모늄(ammonium phosphate dibasic) 10중량％, 요소(urea) 10중량％를 증류수에 용해시킨 조성물, (6) (1)-(5)각각의 조성물에 거품발생을 위한 계면활성제 0.5-1.0중량％를 첨가한 조성물. (7) (1)-(5)각각의 조성물에 동결방지를 위한 부동액 모노에틸렌글리콜(MEG) 또는 폴리프로필렌 글리콜(PPG) 20-30중량％ 첨가한 조성물. (8) (1)-(5)각각의 조성물에 계면활성제 0.5-1.0중량％와 모노 에틸렌 글리콜(MEG) 또는 폴리프로필렌 글리콜(PPG) 20-30중량％ 첨가한 조성물. (9) (1)-(8)각각의 조성물에 안개발생(스모그)을 위한 질소가스(nitrogena gas)를 첨가한 조성물로서, 화재발생시 소화기능을 가진 것이다.

강화액 소화약제를 제조한 제품의 원료의 성분을 분석을 하면 물과 소화성분을 지닌 원료와 표면장력을 수치를 낮추는 계면활성제 그리고 소화약제의 동결을 방지하기위한 부동액으로 나눌 수 있다.

이러한 강화액 소화약제는 국내의 겨울철의 온도가 영하30도까지 내려가면 기존 강화액 소화약제로 만든 소화기는 동결되어 용기 파손 등으로 소화기 및 소화약제의 기능을 역할을 할 수 없는 치명적인 단점을 가지고 있다는 것입니다.

동결을 방지하기 위하여 많은 양의 부동액을 첨가할 경우 부동액은 유기화합물로서 불에 잘 연소하는 특징이 있으므로 소화약제로서의 기능을 제대로 할 수없는 치명적인 단점이 있다.

강화액 소화약제의 응고 현상을 낮추기 위해서 에틸렌글리콜계통의 원료를 투입하여 응고점의 수치를 조정한다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 강화액 소화약제 조성물은 A급 일반화재에 적응력 있는 약제로서 종래 약제와는 달리 그 액성은 화재 진화 시 방사되어도 인체에 해를 주지 않고, 각 재료에 대한 부식특성이 우수하고 환경에 영향을 미치지 않으므로 친환경적이며, 인위적인 동작에 의해 소화하는 것이 가능한 설비에의 사용이 용이하기 때문에 휴대용 소화기에 사용할 수 있다. 또한, 종래 소화약제 조성물에 비해 방염성이 월등히 우수하기 때문에, 본 발명에 따른 소화약제 조성물을 도포한 종이, 도료 등에 우수한 방염성을 부여할 수 있어 화재진압을 위한 소화기 뿐만 아니라 방염성이 필요한 건축자재, 바닥재 등의 각종 제품에 활용할 수 있는 장점이 있다. 또한 저온에서도 안정된 물성을 유지하여 겨울철 화재 시 소화약제의 응고로 인하여 사용 불가능한 소화기의 황당한 일을 미연해 방지할 수 있다.

본 명세서에 기재된 실시예에 기재된 내용은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 화재를 진압할 수 있는 강화액 소화약제 조성물에 관한 것으로서, 소화성분 100중량부, 탄산칼륨 20 내지 200중량부, 아세트산 칼륨 20 내지 200중량부, 탄산수소칼륨 20 내지 200중량부, 계면활성제 0.1 내지 50중량부 조성물의 비중이 1.100 내지 1.500g/cc가 되도록 물이 첨가되고, 구연산를 5내지 20중량부의 조성으로 서서히 용해시켜 pH가 7.0 내지 10.0로 조절된 것을 특징으로 한다. 본 발명은 탄산칼륨과 아세트산 칼륨에서의 칼륨 이온의 소화성능을 최대한으로 발휘하게 하는 소화약제 제조 방법에 있다. 본 발명에 따른 강화액 소화약제 조성물은 우수한 소화성능과 방염효과를 나타낼 뿐만 아니라, 액성이 방사 시 인체에 대한 해가 적으며 토양 등 환경에도 영향을 미치지 않고 금속제 통에 보관 시에도 보존 안정성이 우수하며, 영하 35℃에서도 결빙되지 않아 겨울철 한냉 지역에서도 상시적으로 사용이 가능하다.

이 발명은 높은 소화성능, 설치와 유지보수의 편리함, 친환경적인 특성으로 기존 소화약제를 대체하는 소화약제로 각광을 받을 것으로 기대한다.

K이온에 대한 소화반응은

2KHCO3 → K2CO3 + CO2 + H2O

K₂CO₃ → 2K + CO₃²

K＊ +OH＊ → KOH

K＊ +H＊ → ＊KH

K＊ +O → ＊KO

＊KH +KOH →2K＊ +H₂O

K염의 분해반응이 활발히 일어나고 이로 인해 높은 농도의 K+를 생성하여 높은 소화성능을 지니게 된다.

본 발명에 따른 소화약제 조성물의 제조방법을 살펴보면 다음과 같다.

소화성분 100중량부, 탄산칼륨 30 내지 100중량부, 아세트산 칼륨30 내지 100중량부, 탄산수소칼륨 20 내지 200중량부, 구연산 1내지 20중량부 계면활성제 0.1 내지 10중량부 조성물의 비중이 1.100 내지 1.500g/cc가 되도록 물이 첨가되고 pH가 7.0 내지 10.0로 조절된 것을 특징으로 한다.

다른 소하약제와의 다른점은 소화약제의 영하30에 사용가능 하도록 하기 위해서는 부동액을 소화성분 중량비 10%~40%정도를 첨가 해야만 원하는 응고점을 얻을 수 있으나 본 소화약제는 부동액을 사용하지 않고 탄산칼륨의 성분의 소화성능과 결빙방지 기능의 특성을 최대한 활용한 경우인 소화약제 제조방법이다.

실시예 1

물 20Kg에 탄산칼륨 20Kg을 투입하고 교반시켜 얻은 수용액과, 아세트산칼륨 20Kg와 물 20Kg에 요소 5Kg을 투입하고 교반시켜 얻은 수용액을 혼합하였다. 이어서, 얻어진 혼합용액에 구연산 용액을 첨가하여 pH를 7.2로 조절한 다음, 최종 소화약제 조성물의 비중이 1.29g/cc가 될 수 있도록 물을 적량 첨가하고 활성탄 필터를 통해 불순물을 걸러냈다. 그런 다음, 계속하여 아민옥사이드 계면활성제 200g을 첨가하여 표면장력을 33dyne/cm 이하로 낮추어서 강화액 소화약제 조성물을 제조하였다.

상기 실시예 1의 소화약제 조성물에 대한 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타냈다.

항목	기준	실시예 1
외관검사	용액중 결정이 석출되지 않아야 함. 용액이 분리되지 않아야 함. 부유물침전물이 발생되지 않아야 함.	없음
수소이온농도	KS M0011(수용액의 pH측정방법)에 따라 측정하였을 때의 수치	9.8
비중(20℃)	KS M0004(화학제품의 비중측정방법)에 따라 측정하였을 때의 수치	1.29
어는 점(℃)	화학제품의 응고점측정방법에 따라 측정하였을 때의 수치	-35℃
표면장력	듀누이표면장력계로 측정한	18.0 dyne/cm
침전량	KS M2023(윤활유 침전값 시험방법)에 따라 측정하였을 때의 수치	0.05 vol.%이하

실시예 1의 소화약제 조성물에 대하여 하기 투척용 소화용구의 형식승인 및 검정기술기준에 따라 그 성능을 시험하였다.

<소화성능 측정> 투척용소화용구의 형식승인 및 검정기술기준의

제5조(소화성능) ①4개 이하의 투척용소화용구를 소화시험모형에 던져서 완전히 진화시킬 수 있어야 한다.

②제1항의 소화시험의 측정방법은 다음 각호에 적합하여야 한다.

1. 소화시험은 별표1의 화재모형중 제1모형 또는 제2모형에 의하여 실시한다.

2. 제1모형의 연소대는 3 ℓ, 제2모형의 연소대에는 1.5 ℓ의 휴발유를 넣어 불을 붙인다.

3. 소화는 불을 붙인 다음 3분후에 실시한다.

4. 소화는 풍속이 0.5 m/s 이하에서 실시한다.

5. 제1호의 규정에 의한 소화시험은 투척용소화용구를 최후로 던지고 난 후 잔염이 없어야 하며 2분 이내에 다시 불타지 아니한 경우 그 모형은 완전히 소화된 것으로 본다.

화재시험을 투척용 소화용구의 형식승인 및 검정기술기준에 따라 실시하여 그 기준을 만족시킴을 확인하였다.

<방염효과 측정>

실시예에 따른 소화약제를 신문지 표면에 방사한 다음, 완전히 건조시켰다. 이어서, 신문지 표면에 점화를 실시하였으나, 화염이 발생하지 않았으며, 신문지에는 약간의 그을음만 생긴 것을 확인하였다.

<금속부식효과 측정>

조건 금속	부식시험조건(시편크기20㎠ ) 1일3㎎/20 ㎠ 이하	금속재료를 38±2 ℃에 21일 후
철(Fe)	금속재료를 38±2 ℃에 21일	1㎎/20 ㎠ 이하
스텐레스(SUS304)	금속재료를 38±2 ℃에 21일	0.1 ㎎/20 ㎠ 이하
알루미늄(Al)	금속재료를 38±2 ℃에 21일	0.1 ㎎/20 ㎠ 이하
황동(C3604)	금속재료를 38±2 ℃에 21일	2 ㎎/20 ㎠ 이하

실시예에 따른 소화약제를 해당금속의 시편을 통해서 부식의 결과를 측정한 것은 소화약제의 형식 검정에 따른 기준에 적합한 것으로 확인하였다.

Claims

소화성분 100중량부, 탄산칼륨 20 내지 200중량부, 아세트산칼륨 20 내지 200중량부, 탄산수소칼륨20 내지 200중량부, 계면활성제 0.1 내지 10중량부 및 구연산 5 내지 20중량부를 포함하며, 조성물의 비중이 1.100 내지 1.500g/cc가 되도록 물이 첨가되고 산성제로 pH가 7. 0 내지 10.5로 조절된 것을 특징으로 하는 강화액 소화약제 조성물.
소화성분 100중량부, 탄산칼륨 20 내지 200중량부, 아세트산칼륨 20 내지 200중량부, 탄산수소칼륨20 내지 200중량부, 계면활성제 0.1 내지 50중량부 및 결빙 방지제 5 내지 100중량부를 포함하며 조성물의 비중이 1.100 내지 1.500g/cc가 되도록 물이 첨가되고 pH가 7. 0 내지 10.5로 조절된 강화액 소화약제 조성물을 실장한 소화기.
(S1) 소화성분이 용해된 수용액과 탄산칼륨과 아세트산칼륨이 용해된 수용액을 혼합하는 단계
(S2) 상기 혼합물에 산성용액을 투입하여 최종 소화약제 조성물의 pH가 7.0 내지 10.5의 조절하는 단계;
(S3) 상기 pH가 조절된 결과물에 물을 투입하여 최종 소화약제 조성물의 비중이 1.100 내지 1.500g/cc가 되도록 조절하는 단계;
(S4) 상기 비중이 조절된 결과물을 필터에 통과시켜 불순물을 제거하는 단계;
(S5) 상기 정제된 결과물에 계면활성제를 첨가하여 표면장력을 33dyne/cm 이하로 조절하는 단계; 및
(S6) 상기 표면장력이 조절된 결과물을 특징으로 하는 제1항의 강화액 소화약제 조성물의 제조방법.