KR20240043904A - 질식소화덮개 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 질식소화덮개 제조방법은 불연성 수성유기용제로 이루어진 혼합물을 포함하는 코팅액을 제조하는 단계, 복수의 원사를 준비하는 단계, 복수의 상기 원사에 상기 코팅액을 도포하여 상기 원사의 내화도를 향상시키는 도포단계, 내화도가 향상된 상기 원사를 직조하여 원단을 만드는 직조단계, 상기 원단을 상기 코팅액에 침지시키켜 상기 원단의 내화도를 향상시키는 단계, 침지된 상기 원단을 건조하는 단계 및 건조된 상기 원단에 상기 코팅액을 도포하여 상기 원단에 형성된 핀홀을 제거하여 내화도를 향상시키며, 상기 원단 내측면에는, 내부에 소화액을 포함하는 마이크로캡슐로 이루어진 소화약제와 상기 코팅액을 제1 혼합비로 혼합하여 도포하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

질식소화덮개 제조방법{FIREPROOF COVER MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 질식소화덮개 제조방법에 관한 것이다.

전기차가 상용화됨에 따라, 리튬배터리와 같은 배터리로 인한 전기차의 화재에 있어서도 관심이 집중되고 있다. 배터리로 인한 화재가 발생하면, 일반 화재상황과는 다르게 소화기나 물로 소화가 불가하며 상대적으로 진압시간이 더 많이 소요되어 화재의 진압이 매우 어려운 실정이다.

이는 리튬배터리 내부에서 열이 나면서 고온의 열폭주가 발생되기 때문이다. 이에 따라, 일부 국가에서는 화재가 발생한 전기자동차에 질식소화포나 물이 담긴 용기에 사고 차량을 담구어 화재를 진압하고 있다.

질식소화포는 불연성 재질로 만든 천으로, 사고 차량에 덮어 씌워 산소를 차단하여 화재를 진압한다. 질식소화포는 소재의 특성상 매우 무겁고, 보관시 접힌 부분이 갈라지고 코팅이 벗겨지며, 날카로운 부분에 닿을 경우, 찢겨나가는 문제가 있어, 높은 가격대비 재사용 빈도가 적다는 문제점이 있다.

상기와 같은 기술적 배경을 바탕으로 안출된 것으로, 보다 가볍고 우수한 인열강도 및 내화도의 특성을 가지면서 색상이 균일하고, 접어 보관했을 때 갈라짐이 최소화된 질식소화덮개 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 질식소화덮개 제조방법은 불연성 수성유기용제로 이루어진 혼합물을 포함하는 코팅액을 제조하는 단계, 복수의 원사를 준비하는 단계, 상기 복수의 원사에 상기 코팅액을 도포하여 상기 원사의 내화도를 향상시키는 도포단계, 내화도가 향상된 상기 원사를 직조하여 원단을 만드는 직조단계, 상기 원단을 상기 코팅액에 침지시켜 상기 원단의 내화도를 향상시키는 단계, 침지된 상기 원단을 건조하는 단계 및 건조된 상기 원단에 상기 코팅액을 도포하여 상기 원단에 형성된 핀홀을 제거하여 내화도를 향상시키며, 상기 원단 내측면에는, 내부에 소화액을 포함하는 마이크로캡슐이 포함된 소화약제와 상기 코팅액을 제1 혼합비로 혼합하여 도포하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제1 혼합비는, 상기 코팅액 100 중량부를 기준으로, 상기 소화약제 10~40 중량부 포함된 혼합물로 이루어질 수 있다.

상기 마이크로캡슐은, 플루오르화케톤으로 이루어진 소화액 및 상기 소화액을 감싸는 고분자셀 형태로, 직경이 10~500 um 크기로 이루어진 캡슐을 포함할 수 있다.

상기 캡슐은, 80~150 ℃에서 상기 고분자셀 표면이 파괴되며 상기 소화액을 외부로 방출시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 소화액은, 주변의 열을 흡수하고 상변화를 통해 기화되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 질식소화덮개 제조방법은, 보다 가볍고 우수한 인열강도 및 내화도의 특성을 가지면서도 색상이 균일하고, 접어 보관했을 때 갈라짐을 최소화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 질식소화덮개 제조방법의 순서도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 직조단계에 대한 자세한 순서도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 도포단계에 대한 자세한 순서도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 혼합도포단계에 대한 실험예를 나타낸 표이다.
도 5는 질식소화덮개의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5에 따른 질식소화덮개의 사용예를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 질식소화덮개를 이용한 소화방법에 활용되는 관창의 개념도이다.
도 8은 도 7에 나타낸 관창을 활용한 자동차 소화상황을 나타낸 개념도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참고부호를 붙였다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 질식소화덮개 제조방법의 순서도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 직조단계에 대한 자세한 순서도이고, 도 3은 도 1에 나타낸 도포단계에 대한 자세한 순서도이다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 질식소화덮개는 코팅액을 제조하는 단계(S10) 및 복수의 원사를 준비하는 단계(S20)를 포함할 수 있다.

코팅액은 불연성 수성유기용제로 이루어진 혼합물을 포함할 수 있다. 혼합물은 아크릴릭코폴리머, 규소올리고머, 계면활성제 및 물을 포함할 수 있다. 코팅액의 함량에 대해선 구체적으로 표 1을 참고하여 설명하기로 한다. 본 발명의 코팅액을 통해 질식소화덮개의 내화도를 향상시키면서도 색상을 균일하게 제조할 수 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.

다음으로, 복수의 원사를 준비하는 단계(S20)는 인열강도가 서로 다른 원사를 포함할 수 있다. 예를 들면, 인열강도를 갖는 제1 원사와 상대적으로 강한 인열강도를 갖는 제2 원사를 준비할 수 있다. 예를 들면, 제1 원사는 셀룰로오스원사 또는 레이온원사일 수 있다. 제2 원사는 나일론, 실리콘 또는 폴리아마이드원사일 수 있다.

다음으로, 복수의 원사에 코팅액을 도포하는 단계(S30)와 원사를 직조하여 원단을 만드는 직조단계(S40)를 포함할 수 있다. 원사에 코팅액을 도포하여 원사 자체의 내화도를 향상시키 수 있다. 이를 통해, 원단의 두께를 다소 줄이면서도 내화도를 유지시킬 수 있다. 예를 들면, 질식소화덮개는 이미 화재가 발생된 전기자동차를 덮어서 산소공급을 차단하여 전기자동차의 화재를 진압하게 되는데, 이때, 전기자동차에서 발생되는 열은 일반적으로 리튬이온배터리의 열폭주로 인해 매우 고온이다. 따라서 질식소화덮개의 내화도는 리튬이온배터리의 열폭주로 인해 발생되는 열을 견뎌내야 하는데, 원단의 두께를 증가시켜 내화도를 향상시킬 수는 있다. 다만 이 경우 원단의 두께의 증가는 질식소화덮개의 무게의 증가를 야기하게 되어 사용성과 매우 불편한 단점이 있다. 따라서, 원사를 직조하기 전에 코팅액으로 코팅함으로써 원사 자체의 내화도를 높이는 것은 원단의 두께를 상대적으로 얇게 유지하면서도 내화도를 유지할 수 있다. 예를 들면 원단의 두께를 동등한 내화도를 갖는 질식소화덮개 와 대비하여 약 1/3을 줄일 수 있다. 이를 통해 보다 가벼운 질식소화덮개를 제조할 수 있다.

따라서, 내화도가 향상된 원사를 직조하여 원단을 만드는 직조단계(S40)를 포함할 수 있다. 직조단계는 인열강도가 약한 제1 원사와 인열강도가 제1 원사보다는 강한 제2 원사를 혼합하여 직조할 수 있다. 제2 원사는 제1 원사와 인접한 제1 원사 사이에 위치시킬 수 있다. 예를 들면, 제1 원사와 제2 원사를 평사 또는 능사로 직조할 수 있다. 이때, 제2 원사를 일정한 간격으로 배치하고 제2 원사 주위에 제1 원사들을 배치시킬 수 있는데, 이를 통해 인열강도를 증가시킬 수 있다. 구체적으로 화재가 발생한 차량에서 튀어나온 뾰족한 부분에 질식소화덮개가 닿거나 찍히게 될 경우 제1 원사는 찢어지면서 보다 강한 제2 원사에 걸리게 된다. 이때, 원단 전체에 충격이 전달되고, 제1 원사와 제2 원사의 반복에 의해 찢어지는 것을 방지할 수 있다. 예를 들면, 인열강도의 차이로 인해 원단은 찍혀진 부분에서 이동의 시간차가 발생될 수 있다. 이에 따라 원단은 뾰족한 부분에서 구멍이 발생되더라도 시간차로 인해 규칙적인 저항이 발생되어 찍혀진 부분에서 벗어날 수 있다. 또한 추가적으로, 질식소화덮개를 들고 있는 소방관 등은 충격을 감지하게 되어, 순간적으로 질식소화덮개를 상대적으로 높이 들면서 움직일 수 있게 된다. 이러한 순간적인 움직임은 차량에서 튀어나온 뾰족한 부분으로부터 질식소화덮개를 제거하는 결과를 가져올 수 있다. 이는 인열강도의 차이가 있는 원사의 혼합에 따라 발생되는 것으로 동일하거나 유사한 인열강도를 갖는 원사로 원단이 직조될 경우, 찢어지는 부분에서의 이동에 시간의 차이가 발생되지 않음으로써 계속적으로 찢기는 상황을 방지할 수 있다.

직조단계(S40)에서 제1 원사와 제2 원사는 2 ~ 5 : 1의 비율로 혼합하여 직조하는 단계(S45)를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 원사를 중심에 두고 양측에 제1 원사가 위치시켜 직조하는 단계(S47)일 수 있다. 이 경우의 혼합비율은 2:1이 될 수 있다. 즉 제1 원사가 제2 원사 주위를 감싸는 형태로 직조될 수 있다. 전술한 바와 같이 이를 통해 제1 원사가 찢겨 지더라도 제2 원사를 통해 찢어지면서 이동하는 원단에 저항을 주어 충격과 이동시간의 시간적 차이를 줄 수 있다. 예를 들면, 제1 원사는 셀룰로오스원사 또는 레이온원사일 수 있다. 이때, 제2 원사는 실리콘원사, 나일론 또는 폴리아마이드원사로 이루어질 수 있다. 이와 같이 인열강도의 차이를 두어 직조함으로써 원단의 인열강도를 높일 수 있다.

직조된 원단을 코팅액에 침지시키는 단계(S50)와 침지된 원단을 건조하는 단계(S60)를 포함할 수 있다. 이를 통해 원단의 내화도를 향상시킬 수 있다. 코팅된 원사로 직조된 원단을 코팅액에 침지시킴으로서 보다 내화도를 향상시킬 수 있다. 화재난 전기자동차의 경우 리튬이온배터리의 열폭주로 인해 사실상 전소시킬 수밖에 없다. 이때의 온도는 소화기나 물로 즉각적인 소화효과를 나타내는 내연기관 자동차와는 달리, 배터리팩안에서 리튬이온배터리의 화학반응이 지속적으로 이루어져 점점 더 온도가 올라가고 거세지게 된다. 따라서, 질식소화덮개는 매우 높은 내화도가 요구되는데, 이때 본 발명의 코팅액에 원단을 침지시켜 내화도를 크게 향상시킬 수 있다. 이는 비슷한 내화도를 갖는 질식소화덮개에 비해 원단의 두께를 크게 줄이는 효과가 있다. 구체적으로 원단 자체의 높은 내화도로 화재가 발생한 전기자동차의 높은 열을 견뎌내고, 특정 부위에 열이 집중되거나 여러 번 사용함으로써 내화도가 다소 약해지더라도 화염이 원사에 직접 닿지 않아 상대적으로 오랜 시간동안 화재를 견뎌낼 수 있다.

건조된 원단에 코팅액을 도포하여 원단에 형성된 핀홀을 제거하여 내화도를 향상시키며, 원단 내측면에는 내부에 소화액을 포함하는 마이크로캡슐로 이루어진 소화약제와 코팅액을 제1 혼합비로 혼합하여 도포하는 단계(S70)를 포함할 수 있다.

코팅액에 원단을 침지 시키더라도 건조하는 단계에서 코팅액의 수축팽창에 의해 원단에 핀홀이 형성될 수 있다. 핀홀이 형성될 경우, 질식소화덮개의 내외부에 공기가 통할 수 있어 화재난 전기자동차를 소화시키는데 다소 어려움이 있을 수 있다. 따라서, 핀홀을 막는 작업은 매우 중요하다. 동일한 성분의 코팅액은 도포되면서 기 도포된 원사 등에 자연스럽게 흡수될 수 있다. 추가적으로 도포된 코팅액은 건조되면서 기존의 코팅액과 혼합되어 일체화될 수 있다. 따라서 건조한 이후의 코팅은 핀홀을 제거하는데 있어 매우 중요하다.

핀홀은 도포된 코팅액이 침투되고 건조되면서 막혀질 수 있다. 이를 통해 보단 완전한 질식상태를 구현할 수 있어 보다 용이하게 화재가 발생한 전기자동차를 소화시킬 수 있다.

코팅액이 원사에 도포된 이후, 복수의 원사를 혼방하는 단계(S35)를 더 포함할 수 있다. 즉, 코팅액이 도포된 원사를 혼방하여 혼방된 원사를 만들 수 있다. 예를 들면, 셀룰로오스원사와 같은 제1 원사와 폴리아마이드원사와 같은 제2 원사를 미리 혼방하여 혼방된 원사를 만들 수 있다. 이렇게 만들어진 혼방된 원사를 직조하여 원단을 제조할 수 있다. 혼방을 통해 내화도 및 인열강도를 보다 향상시킬 수 있다.

이하에서는 표 1 내지 표 4를 통해 코팅의 유무, 코팅액의 함량에 따른 인열강도와 내화도 및 중량에 대해 구체적인 실험예를 나타내었다.

셀룰로오스섬유로 이루어진 제1 원사와 폴리아마이드섬유로 이루어진 제2 원사에 동일한 양의 불연성 수성유기용제를 분사하여 도포하고, 이를 직조하여 원단으로 만든 뒤, 물성을 측정하여 실시예 1 내지 5의 값을 표 1에 기재하였다.

또한 비교예 1은 실시예 1 내지 5의 측정 값과 상대적인 비교를 위해 별도의 불연성 수성유기용제를 도포하지 않고, 그대로 직조만 하여 원단으로 만든 뒤 물성을 측정하였다.

인열강도는 ASTM D1004, 인장강도는 ASTM D638에 의거하여 측정하였다.

구분	비교예 1	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5
아크릴릭코폴리머 (중량부)	-	90	105	120	135	145
규소올리고머 (중량부)	-	50	35	25	15	5
인열강도 (kgf/cm2)	8	20	30	31	25	18
인장강도 (kgf/cm2)	60	110	290	285	220	100

표 1을 참고하면, 아크릴릭코폴리머와 규소올리고머가 혼합된 불연성 수성유기용제 코팅액이 분사되어 도포된 실시예 1 내지 5는, 코팅액이 도포되지 않은 비교예 1에 비해 상대적으로 높은 인열강도와 인장강도를 가지는 것을 확인할 수 있었다.

실시예 1 내지 5를 비교해보면, 아크릴릭코폴리머의 함량이 높아질수록 인열강도가 대체적으로 높아지지만, 아크릴릭코폴리머가 145 중량부가 포함되는 실시예 5의 경우 다른 실시예들에 비해 상대적으로 낮은 200 이하의 인장강도를 가지는 것을 알 수 있었다.

표 1에 나타낸 바와 같이 아크릴릭코폴리머와 규소올리고머의 혼합 비율의 차이는 인열강도와 인장강도에 큰 차이를 보인다.

따라서, 높은 인열강도와 인장강도를 가지기 위해서 불연성 수성유기용제 코팅액의 아크릴릭코폴리머 기준 100~140 중량부 일 때, 규소올리고머는 15~50 중량부를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 아크릴릭코폴리머 105~125 중량부일 때, 규소올리고머 15~35 중량부 일 수 있다.

아크릴릭코폴리머가 100 중량부 미만일 경우, 코팅되는 원사 사이사이의 접착력이 낮아지면서 원사의 결합력이 떨어져 인열강도 및 인장강도가 낮아질 수 있고, 140 중량부를 초과하면 원사와 원사 사이의 아크릴릭코폴리머의 함량이 높아지면서 원사 자체의 고유한 특성을 상실할 수 있다.

규소올리고머가 15 중량부 미만일 경우, 원사 사이에 도포 분사되어 있는 아크릴릭코폴리머를 고르게 분산시키는데 용이하지 않을 수 있고, 50 중량부를 초과하면 아크릴릭코폴리머가 첨가되며 높아진 원사 사이의 결합을 풀어버릴 수 있다.

또한 원단 내측면에는 내부에 소화액을 포함하는 마이크로캡슐로 이루어진 소화약제와 코팅액을 제1 혼합비로 혼합하여 도포할 수 있다.

도 4는 도 1에 나타낸 혼합도포단계에 대한 실험예를 나타낸 표이다.

실험 A 내지 실험 F는 6 m ⅹ 9 m 크기로 코팅액 및 소화약제가 도포된 원단을 화재가 난 전기자동차에 덮어두고 10, 20, 30분 마다 들추어 보며 소화 및 재발화 여부를 확인하고, 이에 따른 최종 소화시간을 기록하였다. 또한, 실험에 쓰인 소화약제는 마이크로캡슐로 이루어졌으며, 마이크로캡슐 내부에 플루오르화케톤이 소화액으로 포함되어 형성된 것을 사용하였다.

도 4를 참고하면, 코팅액 100 중량부를 기준으로, 소화약제의 혼합비를 달리하여 실험 A 내지 실험 F의 결과 값을 비교할 수 있다. 실험 A의 경우, 온전히 코팅액만 100 중량부로 도포한 것으로, 내측면에 소화약제를 도포하였을 때 어떠한 차이가 나는지 비교를 위해 실험하였다. 이에 따라, 원단을 들추어 보았을 때 산소가 유입되며, 곧바로 재발화가 일어나는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같이, 재발화로 인해 완전한 소화가 이루어지지 않았기 때문에 실험 A의 경우, 최종적으로 걸린 소화시간은 25분이 소요되었다.

이에 비해, 실험 B 내지 실험 F을 참고하면, 내측면에 소화약제를 코팅액과 혼합하여 도포함으로써 공통적으로 재발화는 일어나지 않은 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 혼합비에 따른 최종 소화시간에는 실험별로 차이가 있으나, 내측면의 소화약제의 도포로 인해 재발화를 방지하는 것은 매우 효과적임을 확인할 수 있었다.

또한 실험 C 내지 실험 E를 통해 코팅액이 100 중량부 기준일 때, 소화약제가 20~50 중량부로 혼합되어 내측면에 도포된 경우, 재발화도 일어나지 않으면서 최종 소화시간이 10분 이내로 단축된 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 코팅액과 소화약제를 제1 혼합비로 혼합하여 도포하는 단계(S70)에서 제1 혼합비는 코팅액 100 중량부를 기준으로 소화약제 10~40 중량부로 포함된 혼합물로 이루어질 수 있다. 바람직하게는, 코팅액 100 중량부를 기준으로 소화약제 20~40 중량부로 포함된 혼합물로 이루어질 수 있다. 코팅액 100 중량부를 기준으로 소화약제가 20 중량부 미만이면, 재발화가 야기될 수도 있으며, 이에 따라 최종 소화시간이 늘어날 수 있다. 코팅액 100 중량부를 기준으로 소화약제가 40 중량부를 초과하면, 재발화를 효과적으로 방지하고, 최종 소화시간이 감축될 수는 있으나, 소화약제가 필요 이상으로 과다 사용됨으로써 원가가 상승할 수 있다.

또 다른 예로는, 내측면에 제2 혼합비로 코팅액 100 중량부 기준, 소화약제를 50~60 중량부를 포함한 혼합물로 도포될 수 있다. 도 4를 참고하면, 실험 E의 경우도 재발화가 방지되며 최종 소화시간으로 10분이라는 짧은 시간이 측정된 것을 확인할 수 있다. 하지만, 이는 기존 전기자동차의 크기를 고려하여 필요이상으로 소화약제가 소모된 것으로, 일반적인 전기자동차의 화재에 사용되는 것은 적합하지 않을 수 있다. 하지만, 전기자동차의 크기 및 면적과 같이 이와 같은 실험결과는 유동적으로 참고될 수 있다. 소화약제가 65 중량부 포함하여 혼합된 실험 F의 경우는 10분을 초과하며 최종 소화시간이 길어졌기 때문에 효과는 감소하였다고 판단하여, 일반적인 전기자동차와 비교하여 크기나 면적이 더 증가될 경우, 제2 혼합비로 코팅액 100 중량부 기준 소화약제 50~60 중량부를 포함한 혼합물로 도포될 수 있다. 이에 따라, 제1 혼합비에 비해 더 많은 양의 소화약제가 내측면에 도포됨으로써, 더 큰 면적의 전기자동차 화재에 있어서 소화약제가 내부로 소화약을 방출하며 효과적으로 재발화를 방지하고, 최종 소화시간을 감축시킬 수 있다.

내측면에 코팅액과 혼합하여 도포하는 마이크로캡슐이 포함된 소화약제에 있어서, 마이크로캡슐은, 플루오르화케톤으로 이루어진 소화액 및 소화액을 감싸는 고분자셀 형태일 수 있다.

플루오르화케톤은 케톤의 분자에서 탄소 원자를 불소로 치환해 인위적으로 만든 물질이다. 이는 무색 무취에 점성이 물과 거의 유사하지만 밀도는 물보다 1.7배 무겁다는 차이점이 있다. 이 물질을 구성하는 불소의 경우 안정된 성질을 가지고 있어 전기가 통하지 않고, 접촉한 물질과 산화 반응을 일으키지 않는다. 또한, 이 물질의 끓는 점은 49 ℃로, 100 ℃의 끓는점을 가지는 물보다 훨씬 낮은 끓는 점을 가지고 있다. 이에 따라, 물에 젖은 물건은 완전히 건조되는데 많은 시간이 소요되지만, 플루오르화케톤에 적셔진 물건은 몇 분도 채 걸리지 않는다.

따라서, 소화액으로 플루오르화케톤을 사용할 수 있다. 예를 들면, 소화액으로 플루오르화케톤을 사용함으로써, 주변의 열을 흡수하고 상변화를 통해 기화될 수 있다. 구체적으로, 플루오르화케톤으로 이루어진 소화액을 화재현장에 분사했을 때는 불, 연기와 접촉함과 동시에 빠르게 증발할 수 있다. 이에 따라, 소화액으로 플루오르화케톤을 사용하면, 열기는 빼앗으면서도 화재현장에는 흔적이 남지 않기 때문에 친환경적이며 플루오르화케톤으로 인한 고장이 생기지 않는다. 또한, 표면장력이 낮아 물방울을 형성하지 않고 퍼지며 스며드는 성질이 강하기 때문에 질식소화덮개 내부에서 빠르게 분포되어 효과적으로 화재차량 전체에 이르러 소화를 도울 수 있다.

하지만 플루오르화케톤은 49 ℃의 끓는점을 가지기 때문에 휘발성이 높아, 실온상에서도 쉽게 기화될 수 있다. 이에 따라, 플루오르화케톤과 같은 활성물질을 셀 내에 포획하고 셀 주변 환경 하에 일정 조건에서 파괴시키거나 용해시켜 활성 성분이 방출될 수 있도록 마이크로캡슐화 기술을 사용할 수 있다. 마이크로캡슐화 기술을 이용하여 활성성분인 플루오르화케톤을 평상시에는 잘 보호하다가, 특정 조건에 따라 서서히 방출하거나 지속시킬 수 있다. 예를 들면, 80~150 ℃의 온도조건이 주어지면, 소화액인 플루오르화케톤을 감싸고 있던 고분자셀의 표면이 파괴되며 소화액을 외부로 방출시킬 수 있다. 이에 따라, 특정 온도 조건에 부합했을 때, 소화액을 방출시켜 소화를 도울 수 있고, 실온과 같은 조건에서는 휘발성이 높은 플루오르화케톤을 활성물질로 감싸고 보호하는 역할을 수행할 수 있다.

바람직하게 고분자셀은 80~150 ℃에서 표면이 파괴되어 내부의 소화액을 방출시킬 수 있다. 80 ℃ 미만에서 표면이 파괴된다면, 화재현장이 아닌 여름철 밀폐된 곳에서의 장기보관으로 인해 고분자셀 표면이 파괴되며 내부에 소화액이 방출되고, 이에 따라 질식소화덮개가 손상될 수 있다. 150 ℃를 초과하여 표면이 파괴된다면, 질식소화덮개를 화재차량에 덮었을 때, 화재가 직접적으로 난 부위가 아닌 곳에서는 열이 질식소화덮개 내측면에 그만큼 전달되지 못해, 고분자 셀 표면을 파괴할 수 없을 수 있다. 이에 따라, 질식소화덮개의 밀폐력에만 의존하여 화재를 진압하게 되며, 재발화를 유발하고, 최종 소화시간이 늘어날 수 있다. 또한, 150 ℃를 초과하여 고분자 셀이 파괴되게 하기 위해, 고분자 셀의 두께가 늘어날 수 있고 이에 따라, 코팅력의 흡착력이 미비해질 수 있으며, 질식소화덮개의 전체적인 무게가 증가할 수 있다.

또한 마이크로캡슐은 직경이 10~500 um로 이루어질 수 있다. 직경이 10 um 미만이면, 고분자셀이 외부의 작은 자극에도 표면이 파괴될 수 있어, 화재현장에서 사용하기도 전에, 소화액이 분출되어 소화 효과가 미비할 수 있다. 직경이 500 um를 초과하게 되면, 일정 온도에서 고분자 셀 표면이 잘 파괴되지 않아 셀 내부의 소화액이 방출되지 않음으로써 소화에 도움을 주지 못해 재발화를 유발하거나, 최종 소화소요시간이 증가할 수 있다.

이와 같이, 플루오르화케톤을 소화액으로 사용하여 마이크로캡슐을 제조하면, 질식소화덮개를 화재차량에 덮었을 때 질식뿐만 아니라 소화액이 내부로 퍼지고 기화되면서 효과적으로 재방화를 방지하고, 최종소화시간을 단축시킬 수 있다. 또한 플루오르화케톤은 다른 물질과 반응하지 않는 특성을 가지고 있기 때문에 화재 시 수반될 수 있는 폭발이나, 추가적인 부식도 더 이상 야기하지 않고 온전히 소화에만 집중하여 도움을 줄 수 있다.

내부에 소화액을 감싸고 있는 고분자셀이 포함된 마이크로캡슐로 이루어진 소화약제는 질식소화덮개의 중앙부에 집중적으로 도포될 수 있다. 이는 화재차량에 질식소화덮개가 덮힌 형상에서, 화재차량 천장에 해당하는 부분이 될 수 있다. 소화약제에 포함된 플루오르화케톤은 물보다 1.7배 무겁다. 이에 따라, 화재차량에 질식소화덮개가 덮인 후, 고온으로 인해 고분자셀 표면이 파괴되면 소화액인 플루오르화케톤이 방출되게 된다. 이때 차량 천정부분에서 소화액이 방출되며, 중력에 따라 효과적으로 화재차량 하부까지 플루오르화케톤의 유체 또는 기화된 기체로 공기가 흐르며 효과적으로 화재차량 전체의 소화를 도울 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 질식소화덮개의 제조방법에 있어서, 원사를 직조하여 원단을 만드는 직조단계(S40)에서 직조방법에 따라 인열강도와 인장강도를 향상시킬 수 있다.

구체적으로, 평직으로 직조한 실시예 6, 수자직으로 직조한 실시예 7, 능직으로 직조한 실시예 8을 제작하여 각각의 물성 및 복원력을 측정한 뒤, 표 2 에 그 값을 기재하였다.

복원력은 직조한 원단을 1 m ⅹ 1 m의 크기로 재단하여 종방향과 횡방향으로 동일한 힘을 가해주어 늘린 뒤, 1 시간이 경과했을 때 시험 전 후의 원단 크기 및 구겨짐을 육안으로 판단하여 그 값을 측정하였다. 이에 따라, 매우우수(◎), 우수(○), 보통(△), 불량(×)으로 구분하여 상대적으로 값을 비교하고자 하였다.

구분	실시예 6	실시예 7	실시예 8
인열강도 (kgf/cm2)	32	20	30
인장강도 (kgf/cm2)	310	120	290
복원력	△	◎	○

표 2를 참고하면, 실시예 6의 경우 날실과 씨실이 한 올씩 상하로 번갈아 교차된 평직으로 직조되었기 때문에 조직점이 많아 질기기 때문에 인장강도가 높게 측정되었지만, 상대적으로 빳빳하여 구김이 잘 가기 때문에 복원력이 상대적으로 낮게 측정된 것을 확인할 수 있었다.

실시예 7은 조직점을 가능한 적게 하였기 때문에 구김이 덜하고 매끄러우면서 복원력이 월등이 좋지만, 인장강도가 상대적으로 낮기 때문에 마찰에 약할 수 있다.

실시예 8의 경우, 인장강도가 높으면서도 복원력이 우수하게 측정되어, 본 발명의 일 실시예에 따른 질식소화덮개의 직조방법으로 용이할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 질식소화덮개의 제조방법에 있어서 원사를 직조하여 원단을 만드는 직조단계(S40)의 직조방법은 능직으로 직조될 수 있으나 이에 특별히 한정하는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따른 질식소화덮개의 제조방법에 있어서, 원단을 코팅액에 침지시키는 단계(S50)를 통해 내화도를 향상시킬 수 있다.

셀룰로오스섬유로 이루어진 제1 원사와 폴리아마이드섬유로 이루어진 제2 원사에 불연성 수성유기용제를 분사 도포한 뒤 직조하여 원단으로 만든 실시예 9와 추가로 원단을 불연성 수성유기용제 코팅액에 침지 단계를 거친 실시예 10의 물성을 측정하여 표 3에 기재하였다.

또한, 내마모성은 ASTM G 3389에 의거하여 측정하였다.

구분	실시예 9	실시예 10
인열강도 (kgf/cm2)	30	35
인장강도 (kgf/cm2)	290	340
내마모성 (mg/100 cycle)	60	20

표 3을 참고하면, 원단을 불연성 수성유기용제에 침지시켜 표면에 코팅을 추가로 진행한 실시예 10의 경우, 실시예 9에 비해 상대적으로 높은 인장강도가 측정된 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 불연성 수성유기용제를 통한 코팅이 추가적으로 이루어짐에 따라 원단이 더욱 견고해지며 내구성이 향상된 것을 알 수 있었다.

또한 실시예 9의 경우 100 cycle에서 60 mg의 중량 손실이 발생한 반면, 실시예 10의 경우 동일한 cycle에서 20 mg의 중량 손실이 발생되며 전반적인 내구성이 더 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.

이하에서는 표 4에 기재된 물성을 비교하여 동일 크기의 질식소화덮개의 내구성 및 특성을 살펴보고자 하였다.

비교예 2와 실시예 11의 질식소화덮개를 통해 내열온도 1,300 ℃ 조건에서 실험을 진행하였다.

비교예 2는 종래에 유리섬유와 실리카섬유로 원단을 직조하여 제조한 시판되는 질식소화덮개이며, 실시예 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 질식소화덮개의 제조방법에 따라 제조된 질식소화덮개이다. 비교예 2와 실시예 11을 6 m ⅹ 9 m의 크기로 제작하고 그 중량 및 특성을 측정하여 표 4에 기재하였다.

구분	비교예 2	실시예 11
중량(kg)	25	18
크랙발생여부	○	X
잔염시간(초)	10	0

표 4를 참고하면, 유리섬유와 실리카섬유로 제작된 비교예 2의 경우 실시예 11에 비해 비교적 무거운 중량을 가지기 때문에, 상대적으로 실시예 11은 화재 상황에 대비하여 이동과 보관이 용이할 수 있다.

또한 실험이 끝난 뒤, 실시예 11의 경우는 질식소화덮개 표면의 크랙이 발생하지 않은 것을 확인할 수 있었다.

잔염시간 역시 비교예 2는 10초의 시간이 측정된 반면, 실시예 11은 질식소화덮개를 덮자마자 불꽃의 연소가 종식된 것을 확인할 수 있었다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 질식소화덮개는 6 m ⅹ 9 m 크기를 기준으로 중량이 20 kg 이하일 수 있다.

도 5는 질식소화덮개의 일 실시예를 나타낸 도면이고, 도 6는 도 5에 따른 질식소화덮개의 사용예를 보여주는 도면이다.

도 5 내지 도 6을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 질식소화덮개(100)는, 상면 중앙을 직선 형태로 가로지르는 가이드라인부(10)를 포함할 수 있다.

가이드라인부(10)는 상면의 정중앙에 위치하며 직선 형태로 가로지르는 중앙가이드라인(11)과 중앙가이드라인(11) 양측면으로 평행이 되도록 위치한 측면가이드라인(12a, 12b)를 포함할 수 있다.

도 6을 참고하면, 중앙가이드라인(11)과 측면가이드라인(12a, 12b)을 참고하여 자동차 중앙에 맞추어 위치하게 하며, 화재 진압에 있어서 보다 효과적으로 모든 방향의 공기를 차단 및 밀폐시킬 수 있다.

또한, 측면가이드라인(12a, 12b)과 수직한 방향으로 형성되는 바퀴가이드라인부(20)를 포함할 수 있다. 바퀴가이드라인부(20)는 측면가이드라인(12a, 12b)과 수직으로 맞닿아 있는 네 개의 바퀴가이드라인(21a, 21b, 22a, 22b)으로 이루어질 수 있다. 이에 따라 측면가이드라인(12a, 12b)을 보조함과 동시에 바퀴 자리에 바퀴가이드라인(21a, 21b, 22a, 22b)들을 위치시키며 빠른 시간 내에 자동차를 질식소화덮개(100)의 중앙에 놓이게 함으로써 효과적으로 화재 진압을 할 수 있다.

바퀴가이드라인부(20)는 측면가이드라인(12a, 12b)과 수직 방향으로 네 개 이상의 바퀴가이드라인(21a, 21b, 22a, 22b)로 이루어질 수 있다.

또한 가이드라인부(10) 및 바퀴가이드라인부(20)는 질식소화덮개(100) 상면과는 상이한 색이거나 재질 일 수 있다. 예를 들면, 질식소화덮개(100) 상면과 상이한 색을 띠도록 하여 빠른 시간 안에 자동차의 중앙과 측면을 비교하며 위치시켜서 가이드라인으로써의 역할을 할 수 있다. 가이드라인부(10) 및 바퀴가이드라인부(20)가 질식소화덮개(100)와 동일한 색상이라면, 일각을 다투는 긴급한 화재 진압 현장에서 바람 등의 외부 힘에 따라 질식소화덮개(100)가 제대로 펼쳐지지 않거나, 앞 뒷면이 구분되지 않는 경우 등에 있어서 진압 시간을 단축시키는 것이 용이하지 않을 수 있다.

가이드라인부(10) 및 바퀴가이드라인부(20)의 역할은 자동차에 빠른 시간안에 질식소화덮개(100)를 밀착시키는 것이기 때문에, 본 발명의 일 실시예에 따른 질식소화덮개의 제조방법의 직조단계(S40)에 있어서 사용되는 원사와는 상이한 종류의 원사들이 사용될 수 있다. 예를 들면, 유리섬유나 실리콘섬유로 이루어질 수 있으며 불연성 수성유기용제 코팅액으로 도포되지 않을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 질식소화덮개(100)는 네 귀퉁이에 위치하며 로프 등을 넣어 이동하거나 고정시킬 수 있는 사이드홀부(30)를 포함할 수 있다.

사이드홀부(30)는 네 귀퉁이에 위치한 사이드홀(31a, 31b, 32a, 32b)로 이루어질 수 있다. 또한, 질식소화덮개(100)의 크기로 인해 여러 명의 사람이 다뤄야 하는데, 사이드홀(31a, 31b, 32a, 32b) 내부로 로프 등을 넣고 네 방향에서 동시에 서로 힘을 가해주어 자동차에 보다 용이하게 밀착시켜 주며 진압 시간을 단축시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 질식소화덮개(100)는 네 개의 면을 따라 위치하는 테두리부(40)와 사이드홀부(30)를 감싸는 보강부(50)를 더 포함할 수 있다.

테두리부(40)를 통해서 보다 명확하게 자동차를 중심으로 네 방향에서의 공기를 차단하며 위치할 수 있도록 시각적으로 명시할 수 있다. 이 외에도 테투리부(40)를 통해 질식소화덮개(100)의 네 개의 면의 마감처리를 더 견고하게 하며 내구성을 향상시킬 수 있다.

보강부(50)는 사이드홀부(30)를 감싸며 사이드홀부(30) 내부로 로프 등이 이동하며 생기는 마찰에 의해 사이드홀부(30)를 보호하는 역할을 할 수 있다. 따라서 내구성을 높여 마찰이 강해지더라도 사이드홀부(30)를 보호할 수 있으며 질식소화덮개(100)의 사용횟수를 증가시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 질식소화덮개를 이용한 소화방법에 활용되는 관창의 개념도이다.

도 7을 참고하면, 관창(60)은 몸체부(61), 가압부(62)를 포함할 수 있다.

몸체부(61)는 원통형으로 길게 형성될 수 있다. 몸체부(61)는 소화현장에서 소방관이 파지하는 부분으로, 자동차 전면 유리에 강한 힘을 가할 수 있는 직경과 길이로 형성될 수 있다. 예를 들면 몸체부는 약 0.8m ~ 1.5m 정도의 길이로 형성되고, 직경은 약 40mm ~ 65mm로 형성될 수 있다.

몸체부(61)에는 복수의 토출홀(62a)이 형성될 수 있다. 토출홀(62a)을 통해 소방호스에서 유입되는 물이 자동차 내부로 빠르게 토출되어 자동차 내부의 온도를 빠르게 낮추게 된다. 토출홀(62a)은 가압부(62) 인근에 형성될 수 있다.

가압부(62)는 몸체부(61) 일측 단부에 형성되며 끝이 뾰족하게 형성될 수 있다. 가압부(62)는 화재가 난 상태의 자동차의 전면유리를 뚫어 내어 자동차 내부로 관창(60)이 진입할 수 있도록 할 수 있다. 자동차 내부에서 가압부(62)는 자동차 운전자 시트에 꽂혀져 고정될 수 있다. 이를 통해, 토출홀(62a)을 통해 토출되는 유체가 자동차 바닥에 안정적으로 토출될 수 있도록 할 수 있다. 예를 들면, 전기자동차의 화재는 배터리팩에 의한 화재로 질식소화덮개를 통해 산소공급을 막아 화재가 번지는 것을 막을 수 있다. 그러나, 배터리팩의 화학반응에 의해 질식소화덮개가 제거되어 산소공급이 다시 이뤄질 경우 다시 발화할 가능성이 매우 크다. 이에 따라, 전기자동차에 물을 공급하여 배터리팩의 온도를 낮춤과 동시에 보다 빠른 진화를 하게 된다. 이때, 물은 전기자동차의 배터리팩 부근에 공급되어 배터리팩이 물에 잠기는 효과가 발생되어야 보다 효과적이다. 따라서, 관창(60)을 통해 공급되는 물은 집중적으로 자동차 운전석 및 조수석 바닥에 공급되어야 하고, 공급된 물은 일정 높이까지 자동차 내부에 저장된다. 화재로 인해 배터리팩에 크랙 및 공극이 생겨 자동차 내부에 저장된 물은 자연스럽게 배터리팩 내부에 유입되면서 전기자동차의 화재가 진화될 수 있다. 이를 위해 가압부(62)는 운전석 등에 꽂혀 관창(60)이 수압에 의해 움직이면서 불필요한 곳에 물을 공급하는 것을 방지할 수 있다.

몸체부(61) 타측에는 밸브와 플랜지가 연결될 수 있다. 현장에서 소방차의 소방호스와 관창(60)을 연결하게 된다. 이때, 소방호스와 관창(60) 사이에는 플랜지(64)를 통해 연결될 수 있다. 물의 공급을 제어하기 위해 밸브가 설치될 수 있다.

토출홀(62a)은 가압부(62) 인근에 형성될 수 있다. 예를 들면, 가압부(62) 부근에 형성함으로써, 가압부(62)에 형성되어 가압부(62)가 수압에 의해 위치가 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

도 8은 도 7에 나타낸 관창을 활용한 자동차 소화상황을 나타낸 개념도이다.

도 7을 참고하면, 화재가 난 자동차에 질식소화덮개(100)를 덮는다. 질식소화덮개(100)의 표면에는 자동차의 종방향으로 형성되고 중앙부근에 형성되는 가이드라인부(10)가 있어, 가이드라인부(10)를 자동차의 중앙에 위치시키고, 질식소화덮개(100) 표면에 형성된 바퀴가이드라인부(20)를 자동차 바퀴부근에 위치시킨다. 이를 통해 질식소화덮개(100) 중앙으로 자동차를 위치시킬 수 있으며, 질식소화덮개(100)가 특정 부위로 몰리면서 내부의 질식상태가 깨지는 것을 방지할 수 있다.

이후, 자동차 전면 유리에 관창(60)을 삽입한다. 관창(60)은 소방호스와 연결되어 있으며, 소방호스에서 유입된 물을 자동차 내부에 공급하게 된다. 이를 통해, 자동차의 온도를 낮추고, 자동차 바닥에 물을 채움으로써 바닥에 발생된 크랙 또는 공극을 통해 배터리팩에 물을 유입시키는 효과를 발생시킬 수 있다. 구체적으로 질식상태를 통해 화염을 제거하였으나 높은 온도가 지속적으로 유지될 경우 다시 발화의 위험이 있다. 이에 따라, 자동차 내부에 물을 공급함으로써, 온도를 낮춤과 동시에 화재로 인해 손상된 배터리팩에 물을 공급함으로써 완전한 진화를 할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

100: 질식소화덮개
10: 가이드라인부 11: 중앙가이드라인
12a, 12b: 측면가이드라인 20: 바퀴가이드라인부
21a, 21b, 22a, 22b : 바퀴가이드라인
30: 사이드홀부 31a, 31b, 32a, 32b: 사이드홀
40: 테두리부 50: 보강부
60: 관창 61: 몸체부
62: 가압부 62a: 토출홀
63: 밸브 64: 플랜지

Claims (5)

1. 불연성 수성유기용제로 이루어진 혼합물을 포함하는 코팅액을 제조하는 단계;
   복수의 원사를 준비하는 단계;
   상기 복수의 원사에 상기 코팅액을 도포하여 상기 원사의 내화도를 향상시키는 도포단계;
   내화도가 향상된 상기 원사를 직조하여 원단을 만드는 직조단계;
   상기 원단을 상기 코팅액에 침지시켜 상기 원단의 내화도를 향상시키는 단계;
   침지된 상기 원단을 건조하는 단계;
   건조된 상기 원단에 상기 코팅액을 도포하여 상기 원단에 형성된 핀홀을 제거하여 내화도를 향상시키며, 상기 원단 내측면에는, 내부에 소화액을 포함하는 마이크로캡슐로 이루어진 소화약제와 상기 코팅액을 제1 혼합비로 혼합하여 도포하는 단계를 포함하는 질식소화덮개 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 혼합비는,
   상기 코팅액 100 중량부를 기준으로,
   상기 소화약제 10~40 중량부 포함된 혼합물로 이루어진 질식소화덮개 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 마이크로캡슐은,
   플루오르화케톤으로 이루어진 소화액; 및
   상기 소화액을 감싸는 고분자셀 형태로, 직경이 10~500 um 크기로 이루어진 캡슐을 포함하는 질식소화덮개 제조방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 캡슐은,
   80~150 ℃에서 상기 고분자셀 표면이 파괴되며 상기 소화액을 외부로 방출시키는 것을 특징으로 하는 질식소화덮개 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 소화액은,
   주변의 열을 흡수하고 상변화를 통해 기화되는 것을 특징으로 하는 질식소화덮개 제조방법.