KR20210088056A

KR20210088056A - 친환경 분말소화약제 조성물

Info

Publication number: KR20210088056A
Application number: KR1020200001087A
Authority: KR
Inventors: 진영배
Original assignee: 케이유닉스 주식회사; 진영배
Priority date: 2020-01-04
Filing date: 2020-01-04
Publication date: 2021-07-14

Abstract

본 발명은 화재진압을 위한 분말형태의 친환경 소화약제 조성물에 관련되며 그 조성물에 있어서는, (A) 인산암모늄(NH4H2PO4)과 탄산수소나트륨(NaHCO3) 및 탄산수소칼륨(KHCO3)을 주(主)재료로 하는 소화약제, (B) 코팅제인 THF와 실리콘유로 이루어진 부재료(副材料) 소화약제, (C) 상기 주(主)소화약제와 부재료(副材料) 소화약제의 협력 작용을 통한 소화성능 강화 및 소화성분을 더욱더 보강하는 경화제와 유동제 및 안료의 보조제(補助材)를 추가 배합하여 이루어짐을 특징으로 한다.
이러한 본 발명에 따르면, 인산암모늄과 탄산수소나트륨 및 탄산수소칼륨을 주(主)재료로 하는 소화약제 및 코팅제인 THF와 실리콘유로 이루어진 부재료(副材料) 소화약제, 그리고 경화제 및 유동제 등의 보조제(補助材)를 추가 혼합한 조성물의 상호 협력 작용을 통해 매우 강력한 소화억제력과 함께, 화재진압 시에 화원(火源)으로 유입되는 외부공기의 순간 차단을 도모함은 물론, 뛰어난 소화(消火)기능 발휘와 빠른 시간 내의 화재진압이 가능케 하면서도 소화약제 방사(放射) 시 인체에 무해하고 토양오염 등의 환경외적 측면에서도 악영향을 전혀 미치지 않는 등의 친화적 · 친환경적 관점에서 분말소화약제 조성물의 효력이 크게 나타나게끔 함에 중점을 두면서도 화재진압 이후의 소화약제 살포에 따른 2차 피해까지 미연에 방지할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

친환경 분말소화약제 조성물{Eco-friendly fire extinguishing powder composition}

본 발명은 분말소화기에 사용되는 친환경 분말소화약제 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 인산암모늄과 탄산수소나트륨 및 탄산수소칼륨을 주재료(主材料)로 하는 소화약제 및 코팅제인 THF와 실리콘유로 이루어진 부재료(副材料) 소화약제, 그리고 경화제 및 유동제 등의 보조제(補助材)를 추가 혼합한 조성물의 상호 협력 작용을 통해 매우 강력한 소화억제력과 함께, 화재진압 시에 화원(火源)으로 유입되는 외부공기의 순간 차단을 도모함은 물론, 뛰어난 소화(消火)기능 발휘와 빠른 시간 내의 화재진압이 가능케 하면서도 소화약제 방사(放射) 시 인체에 무해하고 토양오염 등의 환경외적 측면에서도 악영향을 전혀 미치지 않는 등의 친화적 · 친환경적 관점에서 분말소화약제 조성물의 효력이 크게 나타나게끔 함에 중점을 두면서도 화재진압 이후의 소화약제 살포에 따른 2차 피해까지 미연에 방지할 수 있는 친환경 분말소화약제 조성물에 관한 것이다.

통상적으로, 분말소화기의 분말소화약제는 적응 화재에 따라 유류화재(B급 화재)나 전기화재(C급 화재)에 사용하는 BC분말과, 일반화재(A급 화재)에도 사용할 수 있는 ABC분말로 분류하며, 이러한 분말소화약제는 화재종류 및 주성분에 따라 제1종 분말 ~ 제4종 분말로 분류된다. 그리고 제1종, 제2종, 제4종 분말은 B · C급의 화재에 사용되고, 제3종 분말은 A · B · C급 화재에 많이 사용되는 분말소화약제로서, 제3종 분말소화약제는 인산암모늄(NH₄H₂PO₄₎을 주성분으로 하며, 일반적인 구성비는 인산암모늄 79%(소방검정기준 75% 이상)와 규소 20%이고, 방습제로 하이드로젠 변성 실리콘오일 0.4% 및 착색제 등으로 구성되어 있는 것이 일반적이다. 한편, 상기한 A급 화재는 가연성 물질인 나무나 종이 등으로 인한 화재 발생으로 주로 수계 소화기로서 발화점 이하로 냉각시켜 소화시키는 방법이 유용하며, B급 화재는 석유나 기름화재 등으로 인한 화재 발생으로 이산화탄소(CO2), 하론(Halon) 및 폼(Foam) 등의 소화기로서 소화시키는 방법이 이용되고 있고, C급 화재는 전기화재 등으로 인한 화재 발생으로 CO2에 의한 산소 차단 방식으로서 소화시키는 방법이 가장 효율적인데, 이러한 A · B · C 등의 화재에는 주로 분말소화기(ABC 분말)에 의한 소화방법이 일반적으로 가장 유용하다.

그런데 이러한 분말소화약제는 성능과 가격 면의 가성비는 상당히 좋지만 장기보관 시 고화(固化) 현상과 함께 화재발생 시 분말소화약제의 분진 발생 등으로 말미암아 고가의 전자제품 비치장소 및 먹거리 등을 취급하는 장소 등지에서는 사용 자체가 꺼려지거나 사용 후의 2 · 3차 피해가 크기 때문에 친환경적인 분말소화기용 분말소화약제가 필요함에도 아직까지 이에 대한 연구나 개발은 완전 전무한 상태에 있다.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 소화성능을 개선하기 위하여 다양한 소화약제 연구가 활발하게 진행되고 있으며 이와 관련된 선행기술로서는, 한국 등록특허공보 제10-0700453호(선행문헌 1), 한국 공개특허공보 제10-2012-0052616호(선행문헌 2), 한국 등록특허공보 제10-0457808호(선행문헌 3), 한국 등록특허공보 제10-0984584호(선행문헌 4) 등이 알려져 있다.

이 중 선행문헌 1은, 소화성분 100중량부, 액상 규산소다(KS 1종,2종,3종,4종) 20 내지 100중량부, 계면활성제 0.1 내지 10중량부 및 결빙 방지제 5 내지 50중량부를 포함하며, 조성물의 비중이 1.100 내지 1.500g/cc가 되도록 물이 첨가되고 산성 용액으로 pH가 8.0 내지 12.5로 조절된 것을 특징으로 하며, 선행문헌 2는 정제수 100 중량부에 계면활성제 5 ~ 200 중량부, 염산 0.0001 ~150 중량부를 첨가하여 제1용액을 조성하고, 상기 제1용액에 규산소다 용액 10 ~ 50중량부를 첨가하여 10 ~ 100℃에서 용해시켜 제2용액을 조성하고, 상기 제2용액에 중탄산소다, 중탄산칼륨, 중탄산암모늄, 탄산칼륨, 탄산나트륨, 제3인산나트륨, 인산암모늄, 황산칼륨, 황산암모늄, 글리세린, 메틸렌글리콜 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 소화약제 0.002 ~ 50중량부, 글리세린 또는 메틸렌글리콜 중 선택되는 어느 1종 또는 2종을 0.1~ 5.0 중량부로 첨가하여 조성되는 것임을 특징으로 한다.

그러나 상기한 선행문헌 1과 2의 내용을 살펴보면, 액상 소화약제 조성물에 대한 개발일 뿐 분말소화기용의 친환경적 개발이 아닌데다가 부식방지제로 사용하는 규산소다를 사용할 시 보관할 때 침전이 발생하거나 층 분리(層分離)가 일어나 본래의 부식방지 기능도 떨어지지만 침전으로 인한 소화성능도 크게 떨어지는 등의 문제점이 발생하여 현실적으로 채용하기 곤란한 단점이 있다.

그리고 선행문헌 3은 황산암모늄, 요소, 제3인산나트륨, 탄산수소암모늄, 탄산나트륨, 인산암모늄 및 황산칼륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 무기화합물을 포함하는 소화성분, 유기산, 계면활성제 물로 포함하는 것을 특징으로 하지만, 상기한 선행문헌 3 역시 액상 소화약제 조성물에 대한 개발일 뿐 분말소화기용의 친환경적 개발이 아니며, 또 선행문헌 1과 2의 경우처럼 침전으로 인해 소화성능도 뚝 떨어지는 등의 문제 등으로 인해 현실적으로 사용하기가 곤란한 아쉬움이 있다 할 것이다.

한국 등록특허공보 제10-0700453호 "강화액 소화약제 조성물, 그 제조방법"(등록일자: 2007. 03. 21.) 한국 공개특허공보 제10-2012-0052616호 "액상 소화약제 조성물 및 이의 제조방법"(공개일자: 2012. 05. 24.) 한국 등록특허공보 제10-0457808호 "친환경적인 일반화재용 중성계 강화액 소화약제 및 이의제조방법"(등록일자: 2004. 11. 09.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 근본적으로 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 분말소화기에 사용되는 친환경 분말소화약제 조성물을 조성함에 있어 인산암모늄과 탄산수소나트륨 및 탄산수소칼륨을 주(主)재료로 하는 소화약제 및 코팅제인 THF와 실리콘유로 이루어진 부재료(副材料) 소화약제, 그리고 경화제 및 유동제 등의 보조제(補助材)를 추가 혼합한 조성물의 상호 협력 작용을 통해 매우 강력한 소화억제력과 함께, 화재진압 시에 화원(火源)으로 유입되는 외부공기의 순간 차단을 도모함은 물론, 뛰어난 소화(消火)기능 발휘와 빠른 시간 내의 화재진압이 가능케 하면서도 소화약제 방사(放射) 시 인체에 무해하고 토양오염 등의 환경외적 측면에서도 악영향을 전혀 미치지 않는 등의 친화적 · 친환경적 관점에서 분말소화약제 조성물의 효력이 크게 나타나게끔 함에 중점을 두면서도 화재진압 이후의 소화약제 살포에 따른 2차 피해까지 미연에 방지할 수 있는 친환경 분말소화약제 조성물을 제공하려는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 화재진압을 위한 분말형태의 친환경 소화약제 조성물을 형성함에 있어서: (A) 인산암모늄(NH4H2PO4)과 탄산수소나트륨(NaHCO3) 및 탄산수소칼륨(KHCO3)을 주(主)재료로 하는 소화약제, (B) 코팅제인 THF와 실리콘유로 이루어진 부재료(副材料) 소화약제, (C) 상기 주(主)소화약제와 부재료(副材料) 소화약제의 협력 작용을 통한 소화성능 강화 및 소화성분을 더욱더 보강하는 경화제와 유동제 및 안료의 보조제(補助材)를 추가 배합하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명에 의한 상기 성분비는 주(主)소화약제인 인산암모늄(NH4H2PO4) 65~80중량%, 탄산수소나트륨(NaHCO3) 5~18중량% 및 탄산수소칼륨(KHCO3) 5~18중량%, 코팅제인 THF와 실리콘유의 부(部)소화약제 0.1~2.8중량%, 보조제로서 경화제 0.1~1.2중량%, 유동제 0.3~2.3중량%, 안료 0.05~0.8중량%의 함량으로 적절히 배합하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 주(主)소화약제 중 하나인 탄산수소나트륨(NaHCO3) 및 탄산수소칼륨(KHCO3)의 혼합물 내지 탄산수소나트륨 또는 탄산수소칼륨 중에서 적어도 1종 이상의 성분을 함유하도록 하며, 조성 비율은 탄산수소나트륨과 탄산수소칼륨의 혼합물 5~18중량% 내지 탄산수소나트륨 5~18중량% 또는 탄산수소칼륨 5~18중량%가 함유되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 의한 상기 탄산수소나트륨(NaHCO3)와 탄산수소칼륨(KHCO3)의 혼합물은 탄산수소나트륨 40~60%와 탄산수소칼륨 40~60%의 비율로 함유되도록 하는 것을 특징으로 한다.

한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 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.

이러한 본 발명에 따르면, 인산암모늄과 탄산수소나트륨 및 탄산수소칼륨을 주(主)재료로 하는 소화약제 및 코팅제인 THF와 실리콘유로 이루어진 부재료(副材料) 소화약제, 그리고 경화제 및 유동제 등의 보조제(補助材)를 추가 혼합한 조성물의 상호 협력 작용을 통해 매우 강력한 소화억제력과 함께, 화재진압 시에 화원(火源)으로 유입되는 외부공기의 순간 차단을 도모함은 물론, 뛰어난 소화(消火)기능 발휘와 빠른 시간 내의 화재진압이 가능케 하면서도 소화약제 방사(放射) 시 인체에 무해하고 토양오염 등의 환경외적 측면에서도 악영향을 전혀 미치지 않는 등의 친화적 · 친환경적 관점에서 분말소화약제 조성물의 효력이 크게 나타나게끔 함에 중점을 두면서도 화재진압 이후의 소화약제 살포에 따른 2차 피해까지 미연에 방지할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 친환경 분말소화약제의 조성물로 화재 진압 과정을 나타내는 전체적인 흐름도.
도 2는 도 1의 친환경 분말소화약제 조성물로 화재 진압을 나타내는 구성도.
도 3a는 본 발명에 따른 친환경 분말소화약제의 조성물 중 인산암모늄과 탄산수소나트륨 및 탄산수소칼륨의 혼합물 예시도.
도 3b는 본 발명에 따른 친환경 분말소화약제의 조성물 중 주된 소화약제로 사용되는 탄산수소칼륨의 구조식 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는 달리 정의되지 않는 한 하기(下記)의 정의를 가지며, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미에 부합됨을 밝힌다. 또한, 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되지만, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다.

본 발명은 분말소화기의 적용에 관한 것으로서, 화재진압을 위한 분말형태의 친환경 소화약제 조성물에 관하여 제안한다. 특히 인산암모늄(NH4H2PO4)과 탄산수소나트륨(NaHCO3) 및 탄산수소칼륨(KHCO3)을 주(主)재료로 하는 소화약제와, 코팅제인 THF(Tetrahydrofuran, 테트라하이드로푸란)와 실리콘유의 혼합물로 이루어진 부재료(副材料) 소화약제의 상호 협력 작용을 통해 매우 강력한 소화억제력 발휘와 함께 소화 이후의 제2차 피해를 크게 억제하는 친환경 분말 소화약제의 조성물에 관한 것에 주요 초점이 있다.

여기서 본 발명에 따르면, 화재진압을 위한 분말형태의 친환경 소화약제 조성물을 형성함에 있어서, (A) 인산암모늄(NH4H2PO4)과 탄산수소나트륨(NaHCO3) 및 탄산수소칼륨(KHCO3)을 주된 재료로 하는 주(主)소화약제, (B) 코팅제인 THF와 실리콘유의 혼합물로 이루어진 부재료(副材料) 소화약제, (C) 상기 주(主)소화약제와 부재료(副材料) 소화약제의 협력 작용을 통한 소화성능 강화 및 소화성분을 더욱더 보강하는 경화제와 유동제 및 안료의 보조제(補助材)를 추가 배합하여 이루어지는 것을 주된 특징으로 한다.

한편, 화재진압을 위한 분말형태의 친환경 소화약제 조성물은 인산암모늄(NH4H2PO4)과 탄산수소나트륨(NaHCO3 및 탄산수소칼륨(KHCO3을 주된 재료로 하며, 여기에 코팅제인 THF와 실리콘유의 혼합물로 이루어진 부재료(副材料) 소화약제와의 상호 협력 작용을 통해 매우 강력한 소화억제력과 함께 소화 이후의 2차 피해를 크게 억제하는 효과를 발휘하는데, 이는 소화억제의 주요 성분인 주(主) 재료와 소화 이후의 제2 · 3차 피해를 극소화할 수 있는 부재료(副材料) 소화약제와의 최적 배합을 통해 상호간의 소화협력 작용을 수행한다.

여기서 인산암모늄은, 인산일암모늄(NH4) H2PO4 · 인산이암모늄(NH4) 2HPO4 · 인산삼암모늄(NH4) 3PO4의 세 종류가 있지만, 현재 가장 많이 보급되어 있는 인산일암모늄(NH4) H2PO4이 분말소화기의 주된 성분으로 사용되고 있다. 이러한 인산암모늄은 밀가루와 같이 미세한 분말 형태로 되어 있으며, 분사(噴射)와 동시에 바로 냉각효과를 볼 수 있고, 화재 발생부분에 가라앉아서 산소와 접촉하는 것을 막아주어 불꽃이 다시 일어나지 않도록 해주는 것이 특징이다.

또한 본 발명의 세부구성에 따라 조성되는 친환경 분말 소화약제 조성물의 성분비는, 주(主)소화약제인 인산암모늄(NH4H2PO4) 65~80중량%와 탄산수소나트륨(NaHCO3) 5~18중량% 및 탄산수소칼륨(KHCO3) 5~18중량%, 코팅제인 THF와 실리콘유의 혼합물인 부(部)소화약제 0.1~2.8중량%, 보조제로서 경화제 0.1~1.2중량%, 유동제 0.3~2.3중량%, 안료 0.05~0.8중량%의 함량으로 적절히 배합하는 것을 특징으로 한다. 이때, 주(主)소화약제인 인산암모늄(NH4H2PO4)는 전체 대비 약 65~80중량%(바람직하게는 75중량% 내외)를 첨가하고, 탄산수소나트륨 5~18중량% 및 탄산수소칼륨 5~18중량%(바람직하게는 10중량% 내외)을 첨가하며, 부(部)소화약제인 코팅제인 THF와 실리콘유는 0.1~2.8중량%(바람직하게는 1중량% 내외)을 첨가하고, 보조제인 경화제는 0.1~1.2중량%(바람직하게는 0.5중량% 내외), 유동제는 0.3~2.3중량%(바람직하게는 1중량% 내외), 안료는 0.05~0.8중량%(바람직하게는 0.1중량% 내외)를 첨가하여 친환경 분말 소화약제의 조성비를 완성한다.

이러한 본 발명에 따르면, 주된 소화약제의 하나인 탄산수소나트륨(NaHCO3)과 탄산수소칼륨(KHCO3)의 혼합물 내지 탄산수소나트륨(NaHCO3) 또는 탄산수소칼륨(KHCO3) 중에서 적어도 1종 이상의 성분을 함유하도록 하는 것을 주된 특징 중의 하나로 삼는다. 이러한 탄산수소나트륨과 탄산수소칼륨은 인산암모늄(NH4H2PO4)과의 상호 협력 작용을 통해 소화성능 강화 및 소화 이후의 2, 3차 피해를 강력하게 억제하기 위하여 사용하는데, 이때 탄산수소나트륨과 탄산수소칼륨의 혼합물이나 탄산수소나트륨 또는 탄산수소칼륨 중에서 다양한 종류의 분말소화기 특성에 맞게끔 1종 이상을 선택하여 사용한다.

그리고 탄산수소나트륨과 탄산수소칼륨의 혼합물을 인산암모늄(NH4H2PO4) 및 경화제 등의 보조제와 혼합할 경우에 이들 조성비의 합은 5~18중량% 내외이며, 탄산수소나트륨만을 사용할 경우와 탄산수소칼륨만을 사용할 경우에도 5~18중량% 내외인데, 이처럼 탄산수소나트륨(NaHCO3)과 탄산수소칼륨(KHCO3)의 혼합물 내지 탄산수소나트륨(NaHCO3) 또는 탄산수소칼륨(KHCO3)만을 각각 따로 사용하는 이유는 분말소화기 종류가 다양한데다가 일반화재(A급 화재) · 유류화재(B급 화재) · 전기화재(C급 화재) 등과 같이 A · B · C · K급 화재에 사용하는 분말 소화약제가 조금씩 달라 이러한 주된 분말소화약제와 좀 더 친화적이고 2 · 3차 피해에 좀 더 효율적인 친환경 물질의 배합비율을 조성하기 위해서이다.

한편, 친환경물질로 널리 알려진 탄산수소나트륨은 일명 베이킹 소다라고 하며, 탄산수소나트륨을 가열하면 탄산나트륨 · 물 · 이산화탄소로 분해되는 특징이 있다. 이러한 탄산수소나트륨(베이킹 소다)은 본래 제과용으로 만들어졌지만, 점점 더 청소 관련 일에 쓸 일이 많다는 게 알려진 이후부터 청소 · 설거지 · 빨래 등의 용도로 더 많이 쓰이고 있는 실정이다. 또한 탄산수소나트륨은 살균이나 소독과도 거리가 먼 물질임에 반해, 세척효과로서 오염물질을 흡착하는 능력과 미세가루가 가지는 연마능력을 가지고 있어 소화능력을 부가하는데 큰 도움이 되면서도 소화 이후의 2차 · 3차 피해를 줄이는데 효과적인 기능을 발휘한다. 그리고 탄산수소나트륨은 제1종 분말소화약재로도 사용되며, B형 화재(유류화재)와 C형 화재(전기화재)에 큰 적응성이 있다.

또한, 탄산수소나트륨은 약 60℃ 부근에서 분해되기 시작하여 270℃와 850℃ 이상에서 다음과 같이 열 분해된다. 즉, 약 270℃ 내외의 온도에서 분해될 경우에는 2NaHCO₃→Na₂CO₃+H₂O+CO₂+Q(-30.3kcal)으로, 약 850℃ 내외의 온도에서 분해될 경우에는 2NaHCO₃→Na₂O+H₂O+2CO₂+Q(-104.4kcal)의 반응을 각각 일으켜 물과 이산화탄소를 생성하는 한편, 산소를 차단하고 흡열반응을 일으켜 온도를 낮춰 불을 끄게 된다. 또한 탄산수소나트륨은 가연성 액체 중에서도 일반적인 요리용 기름이나 지방질 기름의 화재 시에 이들 물질과 결합한 뒤 에스테르가 알칼리의 작용으로 가수 분해되어 알코올과 산의 알칼리염이 되는 비누화(saponification) 반응을 일으키는데, 이때 생성된 비누상 물질은 가연성 액체의 표면을 덮어서 질식소화 효과와 재발화의 억제 효과를 나타낸다. 다만, 일반가정에서 사용하는 식용소다 수준의 양으로는 소화반응을 일으키기 어렵고, 또 화재의 전체 면에 균일하게끔 탄산수소나트륨을 덮어 충분한 소화효과를 내기도 어렵기 때문에 본 발명에서 기술하고 있는 조성 비율로 혼합함이 바람직할 것으로 사료된다.

덧붙여, 각 가정에서 발생하는 대부분의 화재는 가구 등의 가연성 혹은 인화성 고체에 붙는 A형 화재로서 B형 또는 C형 화재에 적응성이 있는 탄산수소나트륨의 소화능력은 다소 떨어진다.

이와 더불어 본 발명의 주요 성분 중 하나인 탄산수소칼륨(KHCO3); 炭酸水素Kalium)은 탄산수소칼륨의 진한 용액에 이산화탄소를 접촉하여 만드는 무색의 결정체로서 백색의 입상 분말로 된 염류 식품제조용 첨가물로 사용되며, 의약품이나 농업용 첨가제 등으로도 종종 쓰인다. 이러한 탄산수소칼륨(KHCO3)은, 물에 쉽게 용해하여 알칼리를 나타내지만 알코올에는 용해되지 않으며, 공기 중에서는 안정적이고 주로 산도조절제로 사용하지만 영양강화제 · pH조정제 · 알칼리제 및 팽창제 등으로도 자주 이용된다.

이러한 본 발명의 세부구성에 따를 경우, 탄산수소나트륨(NaHCO3)과 탄산수소칼륨(KHCO3)의 혼합물은 탄산수소나트륨(NaHCO3) 40~60%와 탄산수소칼륨(KHCO3) 40~60%의 비율로 함유되도록 함을 주된 특징 중의 하나로 삼는다. 상기한 탄산수소나트륨과 탄산수소칼륨의 성분은 전체 성분비의 예시에서 언급한 바처럼 전체 중량 대비 약 1~3중량% 내외가 첨가되는데(바람직하게는 1.2~1.95중량% 내외), 이때 탄산수소나트륨과 탄산수소칼륨의 성분 5~18중량%를 100%로 전제한다고 가정할 경우, 탄산수소나트륨(NaHCO3) 40~60%와 탄산수소칼륨(KHCO3) 40~60% 내외의 비율로 함유하도록 함을 특징으로 한다. 여기서 좀 더 보충할 것은 분말소화기의 종류와 다양한 기능에 따라 탄산수소나트륨 5~18중량% 또는 탄산수소칼륨 5~18중량%를 사용할 수도 있다는 점이다.

한편, 본 발명의 THF(Tetrahydrofuran: 테트라하이드로퓨란)와 실리콘유 및 경화제 등의 보조제에 대해 설명하면, 코팅제인 THF는 에테르 냄새가 나는 무색투명한 액체로서 휘발성이 강하고, 물에 녹으며, 각종 수지의 용제 · 인쇄잉크의 용제 · 합성피혁 표면처리제 · 합성원료 추출용제 등에 주로 쓰인다. 분말소화약제는 탄산수소나트륨 · 탄산수소칼륨 · 인산암모늄 등의 물질을 미세분말로 만들어 유동성을 높인 후 이를 가스압(주로 N2, 또는 CO2의 압력)으로 분출시켜 소화하는 약제인데, 이러한 분말소화약제는 습기와 반응하여 고화(固化)되기 때문에 이를 방지하기 위해 금속의 스테아린산염이나 실리콘 수지 등으로 방습 가공을 해야 한다. 바로 이점에서 본 발명에서는 주(主)재로와 친화적이면서도 최적의 배합비로 혼합시켜 화재연소력을 높임과 아울러 코팅의 지속력을 크게 강화시킬 수 있는 THF와 실리콘유의 혼합물(이들의 배합비율은 대략 50:50 내외)을 탄산수소나트륨 · 탄산수소칼륨 · 인산암모늄 등의 코팅제로 사용한다.

그리고 THF와 실리콘유의 혼합물이 소화약제분말의 표면에 골고루 묻히도록 교반하면서 서서히 가열하여 용제를 증발시킨 다음, 온도를 100~150℃ 내외로 유지하면서 1~2시간 교반하게 될 경우, 소화약제분말의 입자표면에 묻어 있던 THF와 실리콘유의 혼합물 및 경화제가 열에 의해 경화되어 입자표면에 방습성과 발수성(撥水性)이 우수한 피막이 형성된다. 이때 작업온도와 시간은 첨가하는 경화제의 종류와 양에 크게 좌우되는데, 일반적으로 경화제를 많이 첨가하면 첨가할수록 경화시간은 단축되고 낮은 온도에서도 쉽게 경화되며, 경화제를 첨가하지 않은 경우에는 경화되는 데 140℃에서 대략 4~5시간 정도 소요된다. 이렇게 완성된 본 발명의 소화약제분말은 유동성이 매우 좋아서 그대로 사용해도 무방하지만, 유동성을 더욱 높이기 위하여 활제(滑濟) 등을 첨가(첨가 안 할 수도 있음)하고, 마지막으로 안료(顔料)를 넣어 담홍색으로 착색한다.

이러한 본 발명의 작용 · 효과에 대해 설명하여 본다.

상기와 같이, 본 발명에서 주된 소화약제 조성물의 하나로 조성되는 인산암모늄(NH4H2PO4)과 부(部)소화약제인 THF와 실리콘유와의 협력 작용 및 소화성능 강화 및 친환경적 소화성분 기능을 더욱 더 보강하는 탄산수소나트륨(NaHCO3)과 탄산수소칼륨(KHCO3)의 혼합물(아니면, 탄산수소나트륨 또는 탄산수소칼륨), 그리고 경화제 · 유동제 · 안료 등의 보조제 성분을 본 발명에 따른 조성비대로 배합하여 친환경 분말 소화약제의 조성물을 1차 완성한 뒤, 이러한 친환경 분말 소화약제 조성물을 함유(충진)한 소화기를 제작하여 한국소방산업기술원(KFI)의 소화실험 기준을 토대로 실제적인 소화능력을 실시해 본 결과, 소화시간은 약 5% 가량 앞당겨지는 것으로 파악되었지만(시간이 조금 앞당겨진 이유는 탄산수소나트륨과 탄산수소칼륨의 소화력과 팽창력 때문으로, 이들 물질은 공기 중에서는 비교적 안정화된 상태에서 화염이 크게 발생될수록 이들 물질 또한 팽창되면서 화염 및 공기차단이 손쉽게 이루어지기 때문) 이보다 더욱 더 중요한 것은 화재진압 이후의 2차 및 3차 피해가 상당히 극소화 되어졌다는 점이다.

즉, 본 발명에 따른 친환경 분말 소화약제 조성물로 화재를 진압한 뒤 컴퓨터 등 주요기기들의 기능이 제대로 발휘되는지를 확인해 본 결과, 불에 타지 않는 이상 거의 모든 기기나 기물들의 재사용이 가능해졌다는 점이다. 이렇게 된 주된 이유는 탄산수소나트륨(NaHCO3)과 탄산수소칼륨(KHCO3)이 화재진압에도 큰 도움이 되지만, 이들 물질이 식품제조용 첨가물로 사용될 정도로 인체에 친화적이면서도 친환경물질로 평가받고 있기 때문에 각종기기 및 기물 등에도 손상을 거의 입히지 않은 것으로 사료된다.

덧붙여, 본 발명의 소화 효과는 분말 운무에 의한 방사열의 차단 효과, 부촉매 효과, 발생한 불연성 가스에 의한 질식효과 등으로서 가연성 액체의 표면 화재에 매우 효과적이며, 분말이 비전도체이기 때문에 전기화재에도 효과가 있을 뿐 아니라 유류화재 · 전기화재 · 일반화재 등에도 효과가 있고, 특히 분말 소화약제는 정밀한 전기 · 전자장비가 설치되어 있는 장소(컴퓨터실, 전화 교환실 등)나· 중요 장비가 많은 곳에는 그 사용을 제한하고 있지만 본 발명에 따르면 제한범주를 확연히 넓힐 수 있는 작용 · 효과가 있다 할 것이다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims

화재진압을 위한 분말형태의 친환경 소화약제 조성물을 형성함에 있어서:
(A) 인산암모늄(NH4H2PO4)과 탄산수소나트륨(NaHCO3) 및 탄산수소칼륨(KHCO3)을 주(主)재료로 하는 소화약제,
(B) 코팅제인 THF와 실리콘유로 이루어진 부재료(副材料) 소화약제,
(C) 상기 주(主)소화약제와 부재료(副材料) 소화약제의 협력 작용을 통한 소화성능 강화 및 소화성분을 더욱더 보강하는 경화제와 유동제 및 안료의 보조제(補助材)를 추가 배합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 분말소화약제 조성물.
제1항에 있어서,
상기 성분비는 주(主)소화약제인 인산암모늄(NH4H2PO4) 65~80중량%, 탄산수소나트륨(NaHCO3) 5~18중량% 및 탄산수소칼륨(KHCO3) 5~18중량%, 코팅제인 THF와 실리콘유의 혼합물인 부(部)소화약제 0.1~2.8중량%, 보조제로서 경화제 0.1~1.2중량%, 유동제 0.3~2.3중량%, 안료 0.05~0.8중량%의 함량으로 적절하게 배합하는 것을 특징으로 하는 친환경 분말소화약제 조성물.
제1항에 있어서,
상기 주(主)소화약제 중의 하나인 탄산수소나트륨(NaHCO3)과 및 탄산수소칼륨(KHCO3)의 혼합물 또는 탄산수소나트륨(NaHCO3)과 탄 및 탄산수소칼륨(KHCO3) 중에서 적어도 1종 이상의 성분을 함유하도록 하며, 조성 비율은 탄산수소나트륨과 탄산수소칼륨의 혼합물 5~18중량% 내지 탄산수소나트륨 5~18중량% 또는 탄산수소칼륨 5~18중량%가 함유되도록 함을 특징으로 하는 친환경 분말소화약제 조성물.
제1항 및 제2항의 어느 한 항에 있어서,
상기 탄산수소나트륨(NaHCO3)와 탄산수소칼륨(KHCO3)의 혼합물은 탄산수소나트륨 40~60%와 탄산수소칼륨 40~60%의 비율로 함유되도록 함을 특징으로 하는 친환경 분말소화약제 조성물.