[논문]친환경 고발포 소화약제 개발 및 성능 분석 연구

김하영; 남준석; 이동호

친환경 고발포 소화약제 개발 및 성능 분석 연구
Analysis of Performance and Development of Environment-friendly High Expansion Foam Concentrate 원문보기

Foam concentrate is used for fire-extinguishing purposes, occurring foam, mixed with air. In huge oil-fire or the efficiency of fire-extinguishing with small quantity of water, Foam concentrate is used widely. However, perfluorooc tanoicsulfonate and nonylpenol that are included in Foam concentrate could be exposure in danger while they were discharged. The purpose of the research is the development of environment-friendly high expansion foam that exclude the dangerous substances and improvement of danger of the existing foam concentrate. The developed foam is analyzed as the environment-friendly foam in indexes of the environment-toxicity, the biodegradation appraisal, and the dangerous substances-detecting. In addition, the performances of expansion rate, discharge rate, and fire-extinguishing are suitable in the domestic regulation, so it is useful for fire-extinguishing in real fire situation.

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문제 정의

본 연구에서는 Sodium carboxymethyl cellurose의 내화단점을 보안하기 위하여 Sodium carboxymethyl cellurose와 Polyacrylamide, 올리고당을 혼합하여 배합하였다.
본 연구에서는 개발된 포소화약제의 친환경성을 검증하기 위하여 한국화학시험연구원에 의뢰하여 개발약제 원액의 Table 2의 항목에 대해 검증하였다.
본 연구에서는 이러한 계면활성제포의 독성 및 생분해도 향상을 위해 Table 1의 합성 계면활성제 포소화약제의 일반조성 중 위험성이 있는 물질의 대체를 통해 친환경 포소화약제를 개발 연구하였다.
본 연구에서는 이러한 위험성을 미연에 방지하기 위해 할로겐류, 페놀 및 중금속이 첨가되지 않은 친환경 계면활성제 포소화약제의 개발을 목표로 한다. 또한 개발된 포소화약제의 발포성능 및 소화 성능을 측정하고 기존의 국내 및 해외 시판되는 약제와의 성능 비교를 통해 본 소화약제의 적용성을 분석한다.

제안 방법

1) 계면활성제포의 독성 및 생분해도 향상을 위해 합성계면활성제 포소화약제의 일반조성 중 위험성이 있는 물질의 대체를 통해 친환경 포소화약제를 개발 연구하였다.
한다. 또한 개발된 포소화약제의 발포성능 및 소화 성능을 측정하고 기존의 국내 및 해외 시판되는 약제와의 성능 비교를 통해 본 소화약제의 적용성을 분석한다.
또한 내회성을 증진하고 기포안정성 향상을 위하여 소량의 우레아를 첨가하였다.
발포성능 분석은 기 개발된 기성약제와의 객관적 비교를 위해 국내 개발약제 1점(일반 계면활성제) 과 해외 개발약제 1점(친환경 계면활성제)을 동일한 조건에서 발포력과 환원시간을 측정하였다.
본 연구에서는 고발포성능 시험을 위해 Fig. 1의 표준 발포장치를 제작하여 측정하였으며, Table 3 은 K0FEIS 0103에서 제시하고 있는 발포성능 적합 조건을 나타낸다.
본 연구에서는 기포성이 좋은 Laurylbetaine을 적용하고자 하였으나 원료가 고가이고, 사용상의 제한이 있어, Cocoabetaine을 적용하였다.

이론/모형

본 연구에서는 개발된 포소화약제의 성능 분석을 위해 한국소방산업기술원(전 한국소방검정공사)에서 제시하고 있는 포소화약제의 형식승인 및 검정기술 기준 . 시험세칙(KOFEIS 0103户에 기준하여 발포성능 및 소화성능을 측정하였다.
본 연구에서는 소화성능 분석을 위해 KOFEIS 0103에서 제시한 기준으로 소화 성능 시험을 실시하였다. Table 5는 소방산업 기술원에서 제시하고 있는 소화 성능 시험조건 및 적합조건을 나타내며 Fig.
. 시험세칙(KOFEIS 0103户에 기준하여 발포성능 및 소화성능을 측정하였다.

성능/효과

2) 개발된 약제의 친환경성 분석을 위해 한국화학 시험연구원에 의뢰한 결과 환경생태독성, 생분해도 평가, 유해물질검출 항목에서 모두 친환경성에 적합한 것으로 나타났다.
3) 발포 성능 시험 결과 팽창율의 경우 개발 약제는 507배로 나타나 기존약제에 비해 국내 3.06%, 해외 1.74%가 팽창률이 낮은 것으로 분석되었으나 적합 조건인 500배에 충족되는 것으로 나타났으며 환원 시간의 경우 25%로 환원이 되는 시간은 1910 초로 나타나 22.44%, 76.85% 높은 것으로 분석되었다.
4) 소화 성능 시험 결과 소화시간은 각각 2분 21 초(A급 고발포), 35초(B급 고발포)로 나타나 소화성능 적합조건에 적합한 것으로 나타났다.
5) 친환경 평가 및 성능 시험결과 개발된 친환경 포소화약제는 친환경성의 확보와 한국소방산업기술원에서 제시하는 검정기준을 모두 만족하는 것으로 나타남에 따라 실제 화재시에 소방활동을 위한 적용이 가능한 것으로 분석되었다.
Table 2에 나타난 바와 같이 환경생태 독성에 대한 시험결과 어독성(송사리), 지렁이 독성시험, 급성 물벼룩 시험 결과는 검출한계를 모두 초과하는 것으로 나타났으며 담수조류 및 성장저해는 평균 64.278n@L, 최소 28.884mg/L의 결과로 나타남에 따라 원액과 물의 3% 혼합시 환경에 미치는 영향은 매우 미미한 것으로 분석되었다.
또한 생분해도 평가 결과 28일 생분해도가 93.5% 로 나타났다. 일반적으로 생분해도는 60% 이상일 경우 생분해성이 우수한 것으로 평가되며 유럽에서 시판되고 있는 친환경 약제의 경우 76.
또한 유해 물질 검출 시험 결과 규제되는 모든 종류의 항목이 검출이 되지 않는 것으로 분석되어본 개발 약제의 친환경성이 우수한 것으로 판단된다.
발포 성능 시험 결과 팽창율의 경우 개발약제는 507배로 나타나 기존약제에 비해 국내 3.06%, 해외 1.74%가 팽창률이 낮은 것으로 분석되었으나 적합 조건인 500배에 충족되는 것으로 나타났으며 환원 시간의 경우 25%로 환원이 되는 시간은 1910 초로 나타나 22.44%, 76.85% 높은 것으로 분석되었다.
5% 로 나타났다. 일반적으로 생분해도는 60% 이상일 경우 생분해성이 우수한 것으로 평가되며 유럽에서 시판되고 있는 친환경 약제의 경우 76.1%의 생분해 도를 나타내 본 개발 약제가 우수한 것으로 분석 되 었다

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