KR20220096240A - 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유류화재 진압용 카본 폼 소화약제에 관한 것으로, 유류화재 진압 시 화원으로 유입되는 산소를 차단하고, 빠른 열확산을 통해 짧은 시간내에 열기를 차단할 수 있는 카본 폼을 이용하여 우수한 소화 기능을 발휘할 수 이는 유류화재 진압용 카본 폼 소화 약제를 제공하기 위한 것이다.

Description

유류화재 진압용 포 소화약제 조성물{EXTINGUISHING FOAM COMPOSITION WHEN USED ON OIL FIRES}
본 발명은 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물에 관한 것이다. 보다 상세하게는 유류화재 진압 시 화원으로 유입되는 산소를 차단하고, 빠른 열확산을 통해 짧은 시간내에 열기를 차단할 수 있는 카본 포를 형성하여 우수한 소화 기능을 발휘할 수 있는 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 화재는 A급화재, B급화재, C급화재로 구분하며, 마그네슘이 포함되는 D급으로 보다 세분할 수 있다. 이러한 화재를 막거나 억제시키기 위하여 소화기가 사용되며, 이러한 소화기는 화재의 초기 단계에서 소화제가 갖는 냉각 또는 공기 차단 등의 효과를 이용해 소화를 한다.
A급화재는 가연성 물질이 나무나 종이 등으로 주로 수계 소화기로 발화점 이하로 냉각시켜서 소화시키는 방법이 유용하며, B급화재는 석유나 기름화재로 이산화탄소(CO2), 하론(Halon) 및 포(Foam)소화기로 소화시키는 방법이 이용된다. 한편, C급화재는 전기화재로 CO2에 의한 산소 차단 방식으로 소화시키는 방법이 가장 효율적이며, 분말소화기(ABC 분말)에 의한 소화방법이 유용하다.
소화약제로 사용되는 물질에는 여러 가지가 있으나, 물은 그 가격이 저렴하고 변질의 우려가 없고 인체에 무해하여 소화약제로 가장 많이 사용되어 왔다. 특히, 물은 비열(1kcal/kg·℃)이 매우 커서 많은 열량을 흡수하며, 큰 증발 잠열(539kcal/kg)로 인하여 기화 시 다량의 열을 주위에서 빼앗아 가연물을 냉각시킨다. 또한, 물은 기화 팽창률(1,650배)이 커서 수증기가 연소면을 덮어 질식 소화 효과가 큰 것으로 알려지고 있다.
그러나, 물 만을 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 소화약제가 개발되어 왔다.
대표적으로 강화액 소화약제와 포 소화약제로 구분할 수 있을 것이다. 강화액 소화약제는 물에 소량의 계면활성제와 무기염을 첨가하여 소화능력과 어는점을 -20℃이하로 낮춘 소화약제이다. 강화액 소화약제에 사용되는 무기염으로는 탄산칼륨, 인산암모늄 등이 주로 사용되며, 황색 또는 무색의 점성이 있는 수용액으로 물의 갖는 소화효과와 첨가제가 갖는 부촉매 효과가 합쳐서 보다 우수한 소화성능을 나타낸다. 초기 개발된 강화액 소화약제는 수소이온농도, 즉 pH가 11~12인 알카리성 용액으로 사용전, 후 용기에 대한 부식과 안전성의 문제가 컸으며, 주로 A급화재에만 적합하였다.
그러나 이후 개발되어진 강화액 소화약제는 pH가 중성범위, A급뿐만 아니라 B급화재에도 소화력을 갖는 강화액 소화약제가 개발되어지고 있다.
반면에, 포 소화약제는 물에 약간의 첨가제를 혼합한 후 여기에 공기를 주입하여 포(foam)가 발생하도록 한 소화약제이다. 이와 같이 생성된 포는 유류보다 가벼운 미세한 기포의 집합체로 연소물의 표면을 덮어 공기와의 접촉을 차단하여 질식 효과를 나타내며, 함께 사용된 물에 의해 냉각 효과도 나타난다. 즉, 포소화약제는 질식 효과와 냉각 효과에 의해 화재를 진압한다. 포에는 두 가지 약제의 혼합 시 화학반응으로 발생하는 이산화탄소를 핵으로 하는 화학포와 포 수용액과 공기를 교반·혼합하여 공기를 핵으로 하는 기계포(일명 공기포라고도 함)가 있다.
화학포는 점착성이 커서 연소물에 부착되고, 냉각과 질식 작용으로 화재를 진화한다. 특히, 유류화재에 대해서는 액면을 포로 덮어서 내화성이 강한 층을 형성하기 때문에 우수한 소화 효과를 나타낸다, 그러나, 가격이 비싸고, 발생과 사용이 어렵고, 생성된 포막은 대단히 견고하여 일단 구멍이 생기면 쉽게 막을 수 없다. 포의 질이 용액의 온도에 크게 좌우되는 등의 당점도 있다.
공기포는 포 소화약제와 물을 기계적으로 혼합시키면서 공기를 흡입하여(공기를 핵으로 하여) 발생시킨 포로 일명 기계포라고도 한다. 이 소화약제는 화학포 소화약제보다 농축되어 있기 때문에 약제 탱크의 용량이 작아질 수 있는 큰 장점이 있다. 이약제는 크게 단백계와 계면활성제계로 나누어지며, 단백계는 단백포 소화약제(protein forming agents), 불화단백포 소화약제(fluoroprotein foaming agents), 계면활성제계에는 합성계면활성제포 소화약제(synthetic foaming agents), 수성막포 소화약제(aqueous film foaming agents), 그리고 내알코올(수용성액체용) 포소화약제(alcohol-type foaming agents) 등으로 구분된다.
그러나, 종래의 소화약제에 첨가되는 대부분의 계면활성제는 피부에 빠르게 침투하여 환경호르몬을 유발시키고, 이는 또한 환경에 유해하다. 또한, 최근 경제적 수준이 향상되고 음식 문화가 다양하게 보급됨에 따라 식용류 등(튀김유)을 다량 취급하는 패스트푸드점 등의 대형 음식점이 증가 추세에 있으며, 일반 가정에서도 식용유를 사용하는 요리의 비율이 크게 증가하고 있다.
식용유는 가연성 액체로서 화재분류시 유류화재인 B급 화재로 구분하였으나, ISO(International Standard Organization, 국제표준화기구)에서는 F급 화재로, NFPA(The National Fire Protection Association, 미방화협회)에서는 K급으로 분류하고 있다. 식용유 화재는 소화 메커니즘도 B급 화재(유류화재)와는 달리 연소 형태나 소화작업에 있어 큰 차이를 보이고 있다. 일반적으로, B급 화재(유류화재)에서의 석유는 발화점보다 훨씬 낮은 비점에서 유면상의 증기가 연소하기 때문에 화염을 제거하면 재착화될 가능성이 거의 없다. 그러나 K급 화재(주방화재)에서의 식용유는 인화점과 발화점의 온도차가 적고, 연소가 시작되면 유온이 상승하여 바로 발화점이상으로 상승한다. 이에 따라, 식용유 화재의 경우, 유면상의 화염을 제거하더라도 재발화되는 경우가 많아 종래의 일반적인 소화약제로는 화재의 진압이 어렵다.
이에 따라 식용유 등의 튀김유 과열에 의한 주방화재가 많이 발생하고 있으나, 종래 기술에 따른 소화약제는 화재의 초기 진압능이 떨어지고, 특히 주방화재 등에 대한 소화 성능이 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, 우수한 소화성능을 가지면서 인체 및 환경에 무해한 소화약제를 개발하는 것이 필요한 실정이다.
KR 10-2008-0001299 B1 KR 10-2012-0013187 B1
본 발명의 목적은 유류화재 진압 시 화원으로 유입되는 산소를 차단하고, 빠른 열확산을 통해 짧은 시간내에 열기를 차단할 수 있는 포를 형성하여 우수한 소화 기능을 발휘할 수 있는 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물은 물; 다당류를 포함하는 제1 소화성분; 및 탄산염을 포함하는 제2 소화성분; 을 포함한다.
상기 조성물은 가열에 의해 이산화탄소가 발생되고, 상기 가열에 의해 발생된 이산화탄소는 다당류의 포(foam)에 갇혀 산소를 차단하는 것이다.
상기 제1 소화성분은 전분, 펙틴(pectin), 올리고당, 물엿, 설탕, 밀가루 및 이들의 혼합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 다당류인 것이다.
상기 제2 소화성분은 탄산칼륨(Potassium carbonate), 탄산수소칼륨(Potassium bicarbonate), 탄산칼슘(calcium carbonate), 탄산나트륨(Sodium carbonate), 탄산수소나트륨(Sodium bicarbonate), 탄산마그네슘 (Magnesium Carbonate) 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 탄산염인 것이다.
상기 조성물은 제1 소화성분에 의해 발생된 포(foam)의 터짐을 방지하는 기포 안정제를 더 포함하는 것이다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유류화재용 소방포는 상기 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물을 포함하는 것이다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유류화재용 소화기는 상기 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물을 포함하는 것이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명에서 사용되는 용어 "및/또는"은 전후에 나열한 구성요소들 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 의미로 사용된다. 또한, 본 발명에서 "제1" 및 "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되며, 각 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 소화약제는 A급 화재(일반화재), B급 화재(유류화재) 등에는 물론 K급 화재(주방화재) 등에 적용될 수 있으며, 하나의 예시에서 식용유(튀김유) 화재 등의 K급 화재(주방화재)에 유용하게 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물은 물; 다당류를 포함하는 제1 소화성분; 및 탄산염을 포함하는 제2 소화성분; 을 포함한다.
상기 물은 그 자체로서 소화기능을 가지면서 다른 성분들을 용해(분산)시키는 액상 매체로서의 기능을 갖는다. 상기 물은 특별히 제한되지 않으며, 이는 정제된 것 또는 정제되지 않은 것을 포함한다.
물의 비열은 헬륨의 1.25㎈/g·℃, 수소의 3.41㎈/g·℃를 제외하고는 천연 물질 중에서 가장 크며, 기화열(539㎈/g)도 모든 액체 중에서 가장 크다. 이에 물의 소화 효과 중 가장 대표적인 것이 냉각 효과(cooling effect)이며, 100℃의 물은 100℃의 수증기로 변하면 체적이 약 1,700배 정도 늘어나 화재 현장의 공기를 대체하거나 희석시켜 질식 효과(smothering effect)를 나타낼 수 있다. 특히, 발생된 수증기의 연소 영역을 제한하면 질식 효과는 한층 더 빨라질 수 있다.
그러나, 물만으로는 소화 효과가 약하든지, 주수에 의하여 오히려 화재가 확대될 우려가 있는 가연성 액체의 소화에 사용된다. 본 발명의 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물은 가장 효과적인 질식을 위해 물에 약간의 첨가제를 첨가하는 것이다.
본 발명의 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물은 상기 물에 약간의 제1 소화성분을 첨가하는 것으로, 효과적인 질식 효과 (smothering effect)를 나타내는 것이다.
상기 제1 소화성분은 다당류를 포함하는 것으로, 상기 물과 혼합되어, 포(foam)를 형성하는 것이다.
포(foam)은 유류보다 가벼운 미세한 기포의 집합체로 연소물의 표면을 덮어 공기와의 접촉을 차단하여 질식 효과를 나타낸다. 또한, 물에 의한 냉각 효과도 나타낸다. 즉, 본 발명의 포 소화약제는 질식 효과와 냉각 효과에 의해 유류화재를 진압할 수 있다.
상기 제1 소화성분에 포함되는 다당류는 글루텐(gluten)을 형성할 수 있는 것으로, 글루텐(gluten)의 끈적한 물성이 유류의 표면을 덮어서 질식 효과를 나타내는 것이다. 이는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것으로부터 선택될 수 있다.
상기 제2 소화성분은 탄산염을 포함하는 것으로, 상기 물 및 제1 소화성분과 혼합되어, 본 발명의 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물의 소화성능을 개선시키는 것이다.
상기 제2 소화성분에 포함되는 탄산염은 비누화를 유도하면서 이산화탄소 가스를 발생시키는 것으로, 이산화탄소는 탄소의 최종 산화물로 더 이상 연소 반응을 일으키지 않기 때문에 소화성능을 개선시킬 수 있다.
비누화 (saponification) 반응은 일반적인 요리용 기름이나 지방질 기름 즉, 식용유의 화재 시에 이들 물질과 결합하여 에스테르가 알칼리의 작용으로 가수 분해되어 알코올과 산의 알칼리염이 되는 반응으로, 생성된 비누 상 물질은 가연성 액체의 표면을 덮어서 질식 소화 효과와 재 발화 억제 효과를 나타낸다.
상기 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물은 가열에 의해 이산화탄소가 발생되고, 상기 가열에 의해 발생된 이산화탄소는 다당류의 포(foam)에 갇혀 산소를 차단하는 것이다.
본 발명의 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물은 글루텐(gluten) 성분의 포(foam)가 유류의 표면을 덮어서 질식시키기 때문에 산소를 차단하며, 가열 시 발생된 이산화탄소는 산소 농도 저하에 따른 질식 효과가 사라진 후에도 냉각된 유류는 연소에 필요한 가연성 기체를 증발시키지 못하기 때문에 재연소를 방지할 수 있다.
상기 제1 소화성분은 전분, 펙틴(pectin), 올리고당, 물엿, 설탕, 밀가루 및 이들의 혼합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 다당류인 것이다.
본 발명의 제1 소화성분은 유동성이 큰 물이 소화 대상물에 장시간 부착되어 있지 못하며 화재에 방사되는 물 소화약제의 가연물에 대한 접착 성질을 강화시키기 위하여 첨가하는 물질로, 전분, 펙틴(pectin), 올리고당, 물엿, 설탕, 밀가루 및 이들의 혼합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 다당류이며, 당업계에서 통상적으로 사용되는 것으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물은 물과 상기 제1 소화성분이 혼합되어 물의 사용량을 줄일 수 있고 높은 장소에서 사용 시 물이 분산되지 않으므로 목표물에 정확히 도달할 수 있다.
상기 제2 소화성분은 탄산칼륨(Potassium carbonate), 탄산수소칼륨(Potassium bicarbonate), 탄산칼슘(calcium carbonate), 탄산나트륨(Sodium carbonate), 탄산수소나트륨(Sodium bicarbonate), 탄산마그네슘 (Magnesium Carbonate) 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 탄산염인 것이다.
상기 제2 소화약제는 소화기능을 가지는 무기염으로 선택되며, 이는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게 제2 소화성분은 1종 또는 2종 이상의 탄산염을 포함할 수 있다.
상기 제2 소화성분에 포함되는 탄산염은 식용유의 분해에 의해 발생되는 지방산과 반응하여 비누염을 생성한다. 비누화 반응에 의해 생성된 비누염은 다당류를 포함하는 제1 소화성분에 의해 부풀어 올라 식용유의 화재면을 덮어 진압하고 화재의 번짐을 초기에 방지할 수 있다.
이와 함께, 상기 탄산염은 열 분해되어 탄산가스를 발생시키며, 이러한 탄산가스는 식용유의 화재면을 덮어 산소 공급을 차단하여 화재를 진압하는 것이다.
상기 조성물은 제1 소화성분에 의해 발생된 포(foam)의 터짐을 방지하는 기포 안정제를 더 포함하는 것이다.
본 발명의 기포 안정제는 발생된 기포(foam)의 보습력을 증진시켜 기포의 안정성을 증가 및 터짐을 방지하기 위한 것으로, 폴리비닐 알코올(PVA)를 포함한다.
폴리비닐 알코올(PVA)은 폴리초산비닐을 메틴알코올 용액으로 수산화나트륨을 가해, 30 내지 50℃로 가수분해하여 백색의 고체가 되어 침전되는 것으로. 불용성의 백색 분말이다.
본 발명의 기포 안정제는 털잎솔나물(Galium verum L. var.) 추출물, 그늘취(Artemisia sylvatica Maxim.) 추출물 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 천연 추출물을 더 포함한다.
상기 털잎솔나물(Galium verum L. var.) 추출물 및 그늘취(Artemisia sylvatica Maxim.) 추출물을 더 포함하여 폴리비닐 알코올(PVA)과 혼합 사용하는 경우, 기포 안정능이 매우 우수하여 기포에 의한 소화성능이 향상될 수 있다.
상기 털잎솔나물(Galium verum L. var.)은 잎은 8-10개가 윤생하며 선형이고 끝이 뾰족하며 길이 2-3cm, 폭1.5-3cm로서 뒷면은 마디 및 화서와 더불어 많은 털이 있다. 전국 각지에 분포하며, 북부지방의 산지 숲 가장자리와 풀밭, 하천가에 주로 자라는 여러해살이풀이다. 솔나물에 비해 잎 앞면에 짧은 털과 가시 모양 털이 있어 구분되며, 털솔나물에 비해 잎 앞면에 짧은 털과 가시 모양 털이 있다.
상기 그늘취(Artemisia sylvatica Maxim.)는 쌍떡잎식물 초롱꽃목 국화과의 여러해살이풀로, 산지 숲속에서 자란다. 뿌리에서 난 잎은 꽃이 필 때까지 남아 있고 장미꽃 모양으로 퍼지며 달걀 모양 또는 긴 타원형이고 끝이 뾰족하다. 길이 11 내지 20cm, 나비 7 내지 9.5cm로서 표면에 약간 꼬불꼬불한 털이 나고 뒷면에는 거미줄 같은 털이 있으며 가장자리에 뾰족한 톱니가 있다. 줄기에서 난 잎도 뿌리에서 난 잎과 비슷하나 크기가 다르다.
상기 천연 추출물은 물, C1 내지 C6의 저급 알코올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 추출 용매를 이용하여 추출하는 것이다.
구체적으로, 추출물을 제조하기 위해서는 천연물을 세척하는 단계; 세척 후 건조시키는 단계; 건조 후 천연물을 분쇄하는 단계; 유기 용매를 사용하여 상기 분쇄물을 침출시키는 단계; 시료를 침출 후 건조시키는 단계; 물을 이용하여 침출시키는 단계; 및 침출하는 단계를 포함하여, 천연 추출물을 획득할 수 있다.
상기 유기 용매를 사용하여 추출한 천연 추출물은 유기 용매를 사용하여 분획을 실시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 추출물을 제조하는 방법은 초음파 추출법, 침출법 및 환류 추출법 등 당업계의 통상적인 추출 방법일 수 있다. 구체적으로 세척 및 건조로 이물질이 제거된 천연물을 물, 탄소수 1 내지 6의 알코올 또는 이들의 혼합 용매로 추출한 추출물일 수 있으며, 상기 용매들을 순차적으로 시료에 적용하여 추출한 추출물일 수 있다.
상기 환류 추출법은 물, 탄소수 1 내지 6의 알코올 100 mL기준으로, 천연물의 분쇄물 10 내지 30g, 환류 시간 1 내지 3시간 및 50 내지 100%의 탄소수 1 내지 6의 알코올 또는 물에 의한다. 보다 구체적으로, 탄소수 1 내지 6의 알코올 100 mL 또는 물 100 mL 기준으로, 천연물의 분쇄물 10 내지 20g, 환류 시간 1 내지 2시간 및 70 내지 90%의 탄소수 1 내지 4의 알코올 또는 물에 의한 것이다.
상기 침출법은 15 내지 30℃, 24 내지 72시간 동안 진행하며, 추출 용매로 물 또는 50 내지 100%의 탄소수 1 내지 6의 알코올을 이용한다. 보다 구체적으로는 20 내지 25℃, 30 내지 54시간 동안 진행하며, 추출 용매는 물 또는 70 내지 80%의 탄소수 1 내지 6의 알코올에 의한 것이다.
상기 초음파 추출법은 30 내지 50℃, 0.5 내지 2.5시간 동안 반응을 진행하며, 추출용매는 물 또는 50 내지 100%의 탄소수 1 내지 6의 알코올에 의한 것이다. 구체적으로는 40 내지 50℃, 1 내지 2.5시간 동안 추출하며, 추출용매로 물 또는 70 내지 80%의 탄소수 1 내지 6의 알코올에 의한 것이다.
상기 추출 용매는 시료의 중량 기준으로 2 내지 50배를 사용할 수 있으며, 보다 구체적으로는 2 내지 20배이다. 추출을 위해 시료는 추출 용매에서 침출을 위해 1 내지 72시간 동안 방치될 수 있으며, 보다 구체적으로 24 내지 48시간 동안 방치될 수 있다.
추출 후, 추출물은 새로운 분획 용매를 순차적으로 적용하여 분획할 수 있다. 분획시 사용하는 분획 용매는 상기 용매는 물, 헥산, 부탄올, 에틸아세트산, 에틸 아세테이트, 메틸렌클로라이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상이며, 바람직하게는 에틸아세테이트 또는 메틸렌클로라이드이다.
추출물 또는 분획물을 얻은 후에는 농축 또는 동결건조 등의 방법을 추가적으로 사용할 수 있다.
바람직하게 본 발명의 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물은 물 100 중량부에 대하여, 제1 소화성분 40 내지 60 중량부, 제2 소화성분 40 내지 60 중량부 및 폴리비닐 알코올(PVA) 10 내지 15 중량부, 털잎솔나물 추출물 10 내지 30 중량부 및 그늘취 추출물 10 내지 30 중량부를 포함한다.
상기 범위에 의하는 경우, 혼합 사용에 의한 상승효과가 높으며, 이에 따른 유류화재 진압용 포 소화약제는 기포 안정능이 매우 우수하여, 우수한 소화 성능을 나타낼 수 있다.
또한, 화재의 초기 진압능 및 재발화 방지능이 우수하여, 소화 성능이 향상된 포 소화약제를 제공할 수 있다.
특히, 본 발명에 따라 제조된 유류화재용 포 소화약제 조성물은 천연 추출물의 사용으로 종래 약제와는 달리 그 액성이 화재 진화 시 방사되어도 인체에 해를 주지 않는 것은 물론, 토양에 스며들어도 전혀 나쁜 영향을 미치지 않으므로 매우 친환경적이다.
본 발명에 따른 물 100 중량부 기준으로, 본 발명의 기포 안정제의 함량이 10 중량부 미만으로 포함되는 경우, 이의 사용에 따른 기포 안정능이 미미할 수 있으며, 기포 안정제의 함량이 15 중량부를 초과하는 경우, 과잉 사용에 따른 상승효과가 크지 않고 경제적인 측면에서 바람직하지 않을 수 있다.
본 발명에 따른 유류화재 진압용 포 소화약제는 상기한 바와 같이, 질식 작용 및 비누화 작용을 가져 우수한 소화성능을 가지면서 인체 무해 및 친환경성을 갖는다. 또한, 식용유 화재 등과 같은 K급 화재(주방 화재)에 유용하게 적용되어 우수한 초기 진압능 및 재발화 방지능 등을 갖는다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 유류화재 진압용 포 소화약제는 상기 물에 의한 소화 작용은 물론, 상기 제1 소화성분, 제2 소화성분 및 기포 안정제에 의한 질식 작용, 비누화 작용 및 재발화 방지 작용 등을 통해 식용유 등의 K급 화재(주방화재)를 초기에 진압하면서 재발화를 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유류화재용 소방포는 상기 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물을 포함하는 것이다.
상기 소방포는 화재 발생시에 물이나 소화기를 대체하여 화재를 진압할 수 있는 소방 진압용 불 덮개로 사용 가능하며, 주방화재, 집안화재, 유류화재, 산불화재, 산업현장, 목재화재 등 어떤 화재에서도 방어능력을 발휘한다. 또한, 화재 탈출 시 대피자의 신체를 열로부터 보호하는데 신체 보호 덮개로 사용하여 소방 담요라고도 불린다. 대개 지하철역이나 백화점과 같이 이용객이 많은 장소에 필수적으로 설치되고 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유류화재용 소화기는 상기 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물을 포함하는 것이다.
바람직하게 본 발명의 유류화재용 포 소화약제 조성물은 상기 유류화재용 소화기에 충전되는 것으로, 소화기가 녹스는 것을 방지할 수 있으며, 살포된 포 소화약제 조성물이 주변의 기계, 기구에 도포되는 경우 해당 기계, 기구가 녹스는 것을 방지하기 위하여 별도의 방청제가 함유될 수 있다.
상기 방청제로는 철(Fe)의 부식을 방지하는 몰리브덴산나트륨(Na2MoO4?2H2O)과. 동(Cu)의 부식을 방지하는 벤조트리아졸(1,2,3-Benzotriazol:C6H5N3) 및 알루미늄(Al)의 부식을 방지하는 통상의 방청제가 단독으로 사용되거나 2 이상 사용될 수 있다.
본 발명은 유류화재 진압 시 화원으로 유입되는 산소를 차단하고, 빠른 열확산을 통해 짧은 시간내에 열기를 차단할 수 있는 카본 포를 형성하여 우수한 소화 기능을 발휘할 수 있는 유류화재 진압용 카본 포 소화약제 조성물을 제공한다.
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 1: 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물의 제조]
1. 천연 추출물의 제조
털잎솔나물(Galium verum L. var.) 세척하고, 건조한 뒤 이를 분쇄하였다. 상기 분쇄물을 60% 에탄올에 혼합하고, 이를 2시간 동안 추출하여, 이를 냉각시킨 뒤 와트만 여과지로 여과한 후, 그 여액을 수득하여 털잎솔나물 추출물(GE)을 제조하였다.
상기 털잎솔나물 추출물(GE)의 제조방법과 동일한 방법을 이용하여, 그늘취 추출물(AE)을 제조하였다.
2. 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물의 제조
먼저, 물에 제1 소화성분으로서 전분을 넣고 교반한 다음. 여기에 제2 소화성분으로서 탄산수소나트륨(Sodium bicarbonate)을 넣고 완전히 녹여 저속으로 교반하였다. 이후, 상기 제조된 기포 안정제로 폴리비닐 알코올(PVA), 털잎솔나물 추출물(GE) 및 그늘취 추출물(AE)을 하기 표 1에 따른 함량 범위로 첨가하여 본 발명의 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물로 제조하였다.
FE1 FE2 FE3 FE4 FE5 FE6 FE7 FE8 FE9 FE10
물 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
제1 소화성분 전분 - 30 40 50 60 70 60 60 60 60
제2 소화성분 탄산수소나트륨(Sodium bicarbonate) - 30 40 50 60 70 60 60 60 60
기포 안정제 PVA - - - - - - 5 10 15 20
GE - - - - - - 5 10 15 20
AE - - - - - - 5 10 15 20
(단위: 중량부)
[실시예 1: 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물의 소화 성능 평가]
상기 제조예 1에서 제조된 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물 FE1 내지 FE10에 대하여 소화 성능을 평가하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
본 발명의 소화 성능은 소화시간 및 재발화 여부를 통해 평가하였다.
먼저, 본 발명의 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물 FE1 내지 FE10을 물에 희석한 다음, 국내 소화약제의 형식승인 및 제품검사의 기술기준(국민안전처 고시 제(2015-68호)에 의거하고, 식용유 화재를 대상으로 평가하였다.
FE1 FE2 FE3 FE4 FE5 FE6 FE7 FE8 FE9 FE10
소화시간(분/초) 3/15 2/54 2/18 1/48 1/25 2/07 52/05 44/43 45/31 53/67
재발화 있음 있음 있음 있음 있음 있음 없음 없음 없음 없음
(단위: 중량부)
상기 표 2에서 확인한 바와 같이, 본 발명의 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물은 소화성능 평가결과, 본 발명의 FE4 내지 FB5에 의하는 경우, 초기 진압능이 향상됨을 알 수 있었다.
특히, 본 발명의 기포 안정제를 포함하는 경우에 재발화가 없고 초기 진압능이 높게 평가됨을 알 수 있었다.
[실시예 2: 유류화재용 소화기의 소화 성능 평가]
상기 실시예 1에서 확인한 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물 FE1 내지 FE10의 소화 성능에 따라 FE1 내지 FE10을 소화기에 충진시켜 설치한 후 소화능력을 평가하기 위해, 소화약제 형식승인 및 검정기술 기준, 시험 세칙에 준하여 다음과 같이 실시하였다.
1. B급화재(유류화재) 소화성능 측정
가로×세로×높이가 77.5㎝×77.5㎝×30㎝(3단위)되는 소화시험 모형에 물을 120㎜되도록 넣고 휘발유를 추가로 30㎜ 되도록 넣은 다음 1분간 연소시킨 후, 소화약제 3L를 충전한 소화기로 소화를 실시하였다.
그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
FE1 FE2 FE3 FE4 FE5 FE6 FE7 FE8 FE9 FE10
소화
여부		 소화 불능 소화 불능 소화 소화 완전 소화 소화 완전
소화		 완전 소화 완전 소화 완전 소화
재착화여부 재착화 재착화 재착화 재착화 재착화 재착화 재착화 재착화 없음 재착화 없음 재착화
2. 식용유 화재 소화성능 측정
소화약제 형식승인 및 검정기술기준에 준한 자동식 소화장치 기준에 의한 시험을 하였으며 자동식 소화장치의 소화약제 충전용기 내에 약제는 800㎖의 약제를 충전시켜 설치한 후, 식용유의 양은 0.8리터를 기준으로 하여 소화성능 실험을 하였다.
소화성능 실험을 하는 과정에서 식용유에 발화되고, 자동식 소화기가 작동하여 식용유 연소 면에 자동 방사되어 소화 실험을 실시하고, 소화 2분 후, 재발화 여부에 의해 소화성능을 평가하였다.
그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
FE1 FE2 FE3 FE4 FE5 FE6 FE7 FE8 FE9 FE10
소화
여부		 소화 불능 소화 불능 소화
불능		 소화 완전 소화 소화 완전
소화		 완전 소화 완전 소화 완전 소화
재발화여부 재발화 재발화 재발화 재발화 재발화 재발화 재발화 재발화없음 재발화없음 재발화
상기 표 3 및 표 4에서 확인한 바와 같이, 본 발명의 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물은 소화성능 평가결과, 본 발명의 기포 안정제를 포함하는 경우에 유류화재 및 식용유 화재에서 완전 소화되는 것으로 확인하였다.
특히, FE8 내지 FE10에 의하는 경우, 재착화나 재발화되지 않아, 소방검정공사의 소화약제 형식승인 및 검정 기술 기준의 조건을 만족하는 것으로 확인하였다.
[실시예 3: 저장 안정성 평가]
상기 제조예 1에서 제조된 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물 FE1 내지 FE10에 대하여 저장 안정성을 평가하였다.
저장 안정성은 각 제조예에 따른 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물 FE1 내지 FE10를 투명한 항온 항습 조에 넣고 상대 습도 60%, 온도 80℃의 고온/고습 조건하에서 7일간 보관하고, 이후 4℃의 저온 조건에서 7일간 보관한 다음, 다시 상대 습도 60%, 온도 80℃의 고온/고습 조건하에서 7일간 더 보관한 후에 소화약제의 침전과 층 분리 발생 여부를 육안으로 평가하였다.
하기 평가 기준에 따라 그 결과를 표 5에 나타내었다.
[저장 안정성 평가 기준]
◎ : 침전 및 층분리가 전혀 발생하지 않는 경우
○ : 침전 및 층분리 중에서 1개라도 발생한 경우
△ : 침전 및 층분리가 모두 발생한 경우
FE1 FE2 FE3 FE4 FE5 FE6 FE7 FE8 FE9 FE10
저장 안정성 △ △ △ △ ○ △ ○ ◎ ◎ ○
상기 표 5에서 확인한 바와 같이, 본 발명의 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물은 저장 안정성이 개선되며, 특히, 본발명의 기포 안정제를 더 포함하는 경우, 장시간 보관 후에도 침전이나 층분리가 없어 우수한 저장 안정성을 가짐을 알 수 있었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (7)

  1. 물;
    다당류를 포함하는 제1 소화성분; 및
    탄산염을 포함하는 제2 소화성분; 을 포함하는
    유류화재 진압용 포 소화약제 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 조성물은 가열에 의해 이산화탄소가 발생되고,
    상기 가열에 의해 발생된 이산화탄소는 다당류의 포(foam)에 갇혀 산소를 차단하는
    유류화재 진압용 포 소화약제 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 소화성분은 전분, 펙틴(pectin), 올리고당, 물엿, 설탕, 밀가루 및 이들의 혼합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 다당류인
    유류화재 진압용 포 소화약제 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 소화성분은 탄산칼륨(Potassium carbonate), 탄산수소칼륨(Potassium bicarbonate), 탄산칼슘(calcium carbonate), 탄산나트륨(Sodium carbonate), 탄산수소나트륨(Sodium bicarbonate), 탄산마그네슘 (Magnesium Carbonate) 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 탄산염인
    유류화재 진압용 포 소화약제 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 조성물은 제1 소화성분에 의해 발생된 포(foam)의 터짐을 방지하는 기포 안정제를 더 포함하는
    유류화재 진압용 포 소화약제 조성물.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 따른 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물을 포함하는
    유류화재용 소방포.
  7. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 따른 유류화재 진압용 포 소화약제 조성물을 포함하는
    유류화재용 소화기.
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