KR102634879B1 - 소화용 필름을 이용한 적층형 소방커버 - Google Patents

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Abstract

소화용 마이크로 캡슐을 포함하는 필름을 이용한 적층형 소방커버에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 상기 소방커버를 대상물에 덮거나 또는 감싸도록 설치함으로써 대상물에 화재 발생시 상기 소화용 마이크로 캡슐에 포함된 소화 약제의 분사를 통해 화재를 진압하는 것에 특징이 있다.

Description

소화용 필름을 이용한 적층형 소방커버{LAMINATED FIRE PROTECTION COVER USING FILM FOR FIRE EXTINGUISHING}
본 발명은 소화용 마이크로 캡슐을 포함하는 필름을 이용한 적층형 소방커버에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 상기 소방커버를 대상물에 덮거나 또는 감싸도록 설치함으로써 대상물에 화재 발생시 상기 소화용 마이크로 캡슐에 포함된 소화 약제의 분사를 통해 화재를 진압하는 것에 특징이 있다.
캡슐화(encapsulation)는 액체, 고체 또는 가스를 코어(core)로 하고, 코어의 외부를 감싸는 쉘(shell)을 형성하는 물리-화학적 과정이며, 코어-쉘 구조에서 쉘은 캡슐화된 코어가 외부 환경과 상호 작용하는 것을 방지한다. 이러한 캡슐화를 시키는 주요 목적은 캡슐화된 코어의 제어된 외부 방출에 있으며, 이 경우, 일반적으로 저장 및 가공 단계에서 캡슐화된 코어는 외부와의 완벽한 분리를 필요로 한다.
또한, 캡슐화에 따른 코어의 외부 방출은 사용 용도에 따라 다를 수 있다. 예를 들어서, 쉘에서 방출되는 코어의 제어된 외부 방출을 이용하기 위해, 약물, 살충제, 향료 및 미네랄 비료 등에 코어를 캡슐화하여 사용할 수 있다. 이러한 캡슐화의 다양한 용도 가운데 특히 코어를 소화(消火) 약제로 포함하여 화재 시 쉘이 파괴됨으로써 소화 약제가 외부로 방출되어 화재를 진압하는 기술은 전자제품이나 전기제품을 많이 사용하는 현대사회에서 절실하게 요구됨에 따라 다양한 기술이 개발되고 있다.
예를 들어서, 소화용 마이크로 캡슐은 소화 약제를 코어로 하고, 쉘 내부로 캡슐화한 것으로 화재가 발생하면 좁은 온도 범위에서 짧은 시간 내에 소화 약제가 쉘을 이탈하는 탈캡슐화(캡슐화 해제, Decapsulation)가 이루어져 화재 진압을 신속히 시킬 수 있으며, 화재 진압의 효율을 향상시킬 수 있다. 그러나, 이러한 소화용 마이크로 캡슐은 외부 환경에 영향을 많이 받으며, 외력 또는 환경에 의해 쉘이 파괴되어 코어인 소화 약제가 외부로 방출되면 화재 시 소화가 필요한 순간에 소화 약제의 양이 적어 소화에 필요한 소화 약제의 농도를 충족시키지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 충분한 소화 약제 양을 확보하여 우수한 소화 효과를 제공하면서, 다양하게 소화용 마이크로 캡슐을 적용시켜 신속하게 화제를 진압하기 위한 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다.
이에, 본 발명자들은 상기와 같은 소화용 마이크로 캡슐에 대해 지속적으로 연구를 수행하고 있으며, 이를 소방커버로 활용하여 제작할 경우, 대상물에 화재 발생시 이를 조기에 진압할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하게 되었다.
이와 관련하여, 대한민국 등록특허 제10-1944942호는 연성이 우수하며 자기 소화기능을 갖는 소방용 시트 및 그 제조 방법에 대하여 개시하고 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 적층형 소방커버를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 측면은,
광경화성 수지에 분산된 소화용 마이크로 캡슐을 포함하는 소화용 필름; 상기 소화용 필름 상에 적층된 접착층; 및 상기 코팅층 상에 적층된 비전도성 재질을 포함하는 내열층;을 포함하고, 상기 소화용 필름은 대상물을 감싸도록 유연성을 가진 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 소방커버를 제공한다.
상기 접착층은 아크릴계, 실리콘계, 올레핀계, 우레탄계, 에폭시계, 천연 또는 합성 고무계 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
상기 비전도성 재질은 세라믹, 비전도성 폴리머, 비전도성 카본계 물질, 유리섬유 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
상기 세라믹은 고온용 실리콘이 함침코팅된 것일 수 있다.
상기 비전도성 폴리머는 PVDF 폴리머, 실리콘 폴리머, 에폭시 폴리머 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
상기 비전도성 카본계 물질은 1 이상의 -C(=O)Ra, -C(=O)ORa, -OC(=O)ORa의 작용기를 갖는 카본 화합물을 포함하고, 여기서 Ra는 수소, C1-C10의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기인 것일 수 있다.
상기 카본 화합물은 치환 또는 비치환된 C6-C30 방향족 화합물, 치환 또는 비치환된 C5-C30 헤테로 고리 화합물 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
상기 소방커버는, 상기 소화용 필름, 접착층 및 내열층을 모두 관통하도록 형성된 복수 개의 홀을 포함하는 것일 수 있다.
상기 내열층은 대상물에 화재발생시 변색되는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
상기 소화용 마이크로 캡슐은 코어-쉘 구조를 가지는 것이고, 상기 코어에는 소화 약제가 80 내지 97 중량%로 함유되고, 상기 쉘은 코어를 둘어싸며, 비다공성 고분자 중합체로 침전제 또는 응고제를 포함하는 것일 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 따른 소방커버는 유연성을 가지는 재질로 구성되기 때문에 전선, 콘센트, 건물의 천장, 외벽, 바닥 등과 같은 화재가 발생할 수 있는 대상물의 다양한 형태에 구애받지 않고 용이하게 설치할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 소방커버의 최외측면은 비전도성 재질로 이루어져 있기 때문에 외부로부터 비산되는 불씨로부터 발생될 수 있는 화재를 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.
아울러, 대상물에 화재 발생시 내열층의 색이 변색되기 때문에 화재가 발생하였는지 여부를 육안으로 보다 손쉽게 확인할 수 있는 이점이 있다.
도 1a 내지 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 소방커버를 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 소화용 필름을 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 소화용 마이크로 캡슐을 나타낸 개략도이다.
도 4a 및 4b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 홀 간격을 달리하여 제조한 소방커버를 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소화용 마이크로 캡슐을 나타낸 SEM 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소방커버의 소화성능 평가 실험 과정을 나타낸 모식도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 소방커버의 소화성능 평가 실험을 위한 장비들을 나타낸 사진이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 소방커버의 소화성능 평가 실험 후 대상물이 소화된 상태를 나타낸 사진이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 의해 본 발명이 한정되지 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 의해 정의될 뿐이다.
덧붙여, 본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명의 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
본원의 제 1 측면은,
광경화성 수지에 분산된 소화용 마이크로 캡슐을 포함하는 소화용 필름;
상기 소화용 필름 상에 적층된 접착층; 및
상기 코팅층 상에 적층된 비전도성 재질을 포함하는 내열층;
을 포함하고,
상기 소화용 필름은 대상물을 감싸도록 유연성을 가진 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 소방커버를 제공한다.
이하, 본원의 제 1 측면에 따른 소방커버를 도 1 내지 3을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 이때, 도 1 내지 3에 나타낸 각각의 도면은 하나의 구현예에 불과하므로, 일부 형태의 변형 또는 구성요소의 치환은 본 발명의 권리범위를 해치지 않는 범위 내에서 모두 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소방커버는 광경화성 수지에 분산된 소화용 마이크로 캡슐을 포함하는 소화용 필름을 포함하는 것일 수 있으며, 상기 소화용 필름을 대상물에 향하도록 설치하는 것일 수 있다. 즉, 상기 소화용 필름에 포함된 소화용 마이크로 캡슐이 실질적인 소화작용을 수행하기 때문에 대상물에 화재 발생시 상기 소화용 마이크로 캡슐로 인해 화재 진압이 가능한 것일 수 있다. 한편, 상기 소방커버는 유연성을 가지는 재질로 이루어져 있기 때문에 전선, 콘센트, 건물의 천장, 외벽, 바닥 등과 같은 화재가 발생할 수 있는 대상물의 다양한 형태에 구애받지 않고 용이하게 설치 가능한 것일 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따른 소방커버가 대상물에 설치된 형태를 도 1a 및 1b에 각각 나타내었다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소화용 필름(140)은 광경화성 수지(145)에 분산된 소화용 마이크로 캡슐(150)을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 광경화성 수지는 올리고머 100 중량부에 대하여, 모노머 60 내지 100 중량부, 광개시제 1 내지 30 중량부 및 첨가제 1 내지 30 중량부를 광중합시킨 것일 수 있으며, 광 조건(UV, 가시광선, 전자빔(EB), LED 등)에서 경화되어 최종적으로 필름 형태로 제공되는 것일 수 있다. 이때, 상기 광은 바람직하게 자외선(UV)일 수 있으며, 이 경우 용제를 사용하지 않아 non-VOCs(Volatile Organic Compounds)로 친환경적인 것일 수 있다. 또한, 상기 광경화성 수지의 중량평균분자량은 100 내지 1,000,000인 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 올리고머는 경화된 수지의 물성을 결정하는 성분으로서 아크릴계, 에폭시계, 우레탄계, 실리콘계 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다. 또한, 상기 올리고머는 바람직하게 아크릴계를 포함하는 것일 수 있으며, 예를 들어, 폴리아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 실리콘 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다. 즉, 올리고머가 상기 물질들을 포함함으로써 광경화성 수지가 열 또는 기계적 충격 흡수 효과를 가지는 것일 수 있으며, 탄성을 조절할 수 있고, 우수한 점도 및 흐름성을 가지는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 모노머는 희석제로 사용되는 것일 수 있으며, 가교제 역할 또한 제공 가능한 것일 수 있다. 상기 모노머는 아크릴계, 에폭시계, 우레탄계, 실리콘계 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 아크릴계는 폴리아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 실리콘 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다. 보다 구체적으로 상기 폴리아크릴계는 예를 들어, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 부틸 사이클로헥실아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 이소노닐아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 이소데실아크릴레이트, 데실아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 스테아릴아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴아크릴레이트, 사이클릭트리메틸올포멀아크릴레이트, 페녹시폴리에틸렌글리콜아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 에폭시에틸아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 헥산디올디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 디(트리메틸올프로판) 테트라아크릴레이트 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 에폭시계는 선형 중합체 에폭사이드로서 예를 들어, 폴리옥시알킬렌 글리콜의 다이글리시딜 에테르가 제공될 수 있고, 골격 에폭시기를 갖는 중합체 에폭사이드로서 예를 들어, 폴리부타디엔 폴리에폭시 및 펜던트 에폭시기를 갖는 중합체 에폭사이드로서 예를 들어, 글리시딜 메타크릴레이트 중합체 또는 이의 공중합체 등이 제공될 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 우레탄계는 주로 디올(diol)성분과 디이소시아네이트(Diisocyanate) 성분을 포함하여 얻어지는 우레탄 수지로서 필요에 따라 아크릴레이트를 더 포함하는 UV 경화형 우레탄 수지가 제공될 수 있다. 이때, 상기 디올은 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜-프로필렌글리콜과 같은 알킬렌 옥사이드계 폴리올 또는 실리콘계 폴리올을 포함할 수 있다. 또한, 디이소시아네이트의 경우, 2,4-톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-톨루엔 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 1,6-디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 파라톨루엔설폰일 이소시아네이트, 디사이클로메탄 4,4-디이소시아네이트, 디페닐메탄 4,4-디이소시아네이트, 2,4-디이소시아네이트, 2,2-디이소시아네이트, 도데칸 1,12-디이소시아네이트, 2-에틸테트라메틸렌 1,4-디이소시아네이트, 2-메틸펜타메틸렌 1,5-디이소시아네이트 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 실리콘계는 폴리유기실록산을 포함하는 것일 수 있으며, 예를 들어, 폴리디메틸 실록산 수지 및 하이드로젠 실란을 단독 또는 혼합하여 제공되는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 광개시제는 광 에너지를 흡수하여, 라디칼 이온, 양이온 등을 생성하여 중합 반응을 개시하는데 사용되는 것일 수 있다. 상기 광개시제는 아실포스핀옥사이드계 화합물과 α-하이드록시케톤계 화합물, 페닐 글리옥실레이트계 화합물 및 벤조인에테르계 화합물에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다. 이때, 상기 광개시제는 UV 또는 LED UV 램프를 이용하여 경화가 가능한 개시제가 적합하며, 예를 들어, 아실포스핀옥사이드계 화합물인 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀옥사이드(Diphenyl(2,4,6-Trimethylbenzonyl)phosphine oxide)가 제공될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 첨가제는 구체적으로 소포제 및/또는 난연제가 제공될 수 있다. 소포제는 공기와 액체 외의 제3물질 등에 의하여 표면장력이 저하되는 것을 방지하고, 제조 중 공기를 제거하고 공기 버블을 제거하기 위하여 투입되는 것일 수 있다. 실리콘계 소포제의 경우, 실리콘 오일에 실리카, 이산화티탄, 산화알루미늄 등의 미분말 무기질 충전제를 분산시킨 실리콘오일 컴파운드를 에멀젼화(emulsification)하는 방법에 의해 제조되며, 소포제의 안정성을 향상시키기 위해 에멀젼화(emulsification) 과정 시 유화제의 사용량을 적절히 조절하여 실리콘오일 컴파운드를 친수화(hydrophilic)하여 분산시키는 방법을 적용할 수 있다.
또한, 난연제는 내연소성을 개량하기 위해 첨가하는 것으로 과도한 화재 발생시 바인더 물질들이 타면서 소화성능을 저하시키거는 것을 방지할 수 있고, 더 큰 화재를 일으키지 않도록 안전의 요구에 의해 주로 사용되는 것일 수 있다. 구체적으로, 브롬(Br), 염소(Cl) 등을 포함하는 유기 화합물을 첨가하여 연소 과정에서 라디칼과 반응하여 연소를 중지시킬 수 있으며, 주로 할로겐계, 인계, 질소계 또는 무기계 난연제가 사용될 수 있다. 상기 난연제의 구체적인 종류에 대하여는 이미 공지된 기술에 해당하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소화용 마이크로 캡슐(150)은 코어(152)-쉘(154) 구조로, 상기 코어(152)에는 소화 약제가 80 내지 97 중량%로 함유되고, 상기 쉘(154)은 코어(152)를 둘어싸며, 비다공성 고분자 중합체로 침전제 또는 응고제를 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소화용 마이크로 캡슐(150)의 크기는 1 내지 1,000 μm가 바람직할 수 있고, 화재 시 특정 온도에서 기화되며, 소화 약제의 기화 에너지에 의해 쉘(112)이 파열되듯이 찢어져 반응할 수 있다. 마이크로 캡슐(150) 하나의 크기에는 매우 미량의 소화 약제가 분출되지만 다수의 소화용 마이크로 캡슐(150)이 폭발적, 동시다발적으로 반응하여 충분한 양의 기체화된 소화 약제를 분출하면 화재를 효과적으로 진압할 수 있다. 또한, 화재 발생 시 소화 약제는 열에 의해 기화되어 팽창될 수 있으나, 상기 비다공성 고분자 중합체로 형성된 쉘(154)의 내구성 및 기밀성에 의해 반응(파열, 누출)하지 않고 있다가, 그보다 높은 특정 온도, 특히 화재 시 반응에 의해 기화된 소화 약제가 화재 발화점에 직접 작용하여, 연소의 4조건인 연료(가연물), 산소(공기), 열(발화원), 연쇄반응 중, 열(발화원)과 연쇄반응을 끊어주어 화재를 진압할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 코어(152)는 소화 약제를 포함할 수 있고, 소화 약제는 마이크로 캡슐(150)의 80 내지 97 중량%가 되도록 형성되며, 상기 범위로 포함되는 경우, 가장 우수한 소화 효과를 제공할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소화 약제는 몬트리올 의정서에 의해 생산 및 사용의 제한을 받지 않는 소화 약제를 주성분으로 하는 소화 성능이 뛰어난 물질이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 소화 약제는 fluorine carbon, fluorine chlorine carbon, fluorine bromine carbon 계열의 할로겐카본, fluorine iodine carbon 계열의 할로겐카본, 2-요오드-1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane(HFC-227ea) 및 Iodofluorocarbon(FIC-217I1 또는 FIC-13I1), 1,1,1,2,2-Pentafluoroethane (CF3CF2H, HFC-125), 1,1,1,2,3,3,3-Heptafluoropropane(CF3CHFCF3), Chlorotetrafluoroethane(CHClFCF3), 불소화합물계열의 케톤 화합물, dodecafluoro-2-methylpentan-3-one(FK-5-1-12, CF3CF2C(O)CF(CF3)2)), 1-chloro-1,2,2,2-tetrafluoroethane(C2HClF4), 2-chloro-1,1,1,2-tetrafluoroethane(CHClFCF3, HCFC-124), 데카플루오로시클로헥사논(퍼플루오로 시클로헥사논), CF3CF2C(O)CF(CF3)2(-1,1,1,2,4,4,5,5,5-노나플루오로-2-트리플루오로메틸-부탄-3온), (CF3)2CFC(O)CF(CF3)2(-1,1,1,2,4,5,5,5,6,6,6,-옥타플루오로-2,4,-비스(트리플루오로메틸)펜탄-3-온), CF3CF2C(O)CF2CF2CF3, CF3C(O)CF(CF3)2, 1,1,1,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8,-헥사도데카플루오로옥탄-2-온(CF3CF2CF2CF2CF2CF2C(O)CF3), 1,1,1,3,4,4,4,-헵타플루오로-3-트리플루오로메틸부탄-2-온(CF3C(O)CF(CF3)2), 1,1,1,2,4,4,5,5,-옥타플루오로-2-트리플루오로메틸펜탄-3-온(HCF2CF2C(O)CF(CF3)2), 1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,6,-운데카플루오로-2-트리플루오로메틸헥산-3-온(CF3CF2CF2C(O)CF(CF3)2), 1-클로로-,1,1,3,4,4,4-헥사플루오로-3-트리플루오로메틸-부탄-2-온((CF3)2CFC(O)CF2CL), 1,1,1,2,2,4,4,5,5,6,6,6-도데카플루오로헥산-3-온(CF3CF2C(O)CF2CF2CF3), 1,1,1,5,5,5,-헥사플루오로펜탄-2-4-디온(CF3C(O)CH2C(O)CF3), 1,1,1,2,5,6,6,6-옥타플루오로-2,5-비스(트리플루오로메틸)헥산-3,4-디온((CF3)2CFC(O)C(O)C(O)CF(CF3)2), 1,1,1,2,2,3,3,5,5,6,6,7,7,7,-테트라데카플루오로헵탄-4-온(CF3CF2CF2C(O)CF2CF2CF3), 1,1,1,3,3,4,4,4-옥타플루오로부탈-2-온(CF3C(O)CF2CF3), 1,1,2,2,4,5,5,5-옥타플루오로-1-트리플루오로메톡시-4-트리플루오로메틸펜탄-3-온(CF3OCF2CF2C(O)CF(CF3)2), 1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,7,7,7,-트리데카플루오로-2-트리플루오로메틸헵탄-3 온(CF3CF2CF2CF2C(O)CF(CF3)2) 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소화 약제는 화학식 CxHyOzHalk (여기서, x, y, z, k는 자연수이고, Hal은 Br, I, F 임)인 것을 사용할 수 있으며, 예를 들어, 3M사의 노벡 1230(Novec 1230)을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 한편, 상기 소화 약제는 상온에서 액상으로 존재하되, 30℃ 내지 100℃의 온도에서 기상으로 상변화하는 것일 수 있고, 바람직하게는 30℃ 내지 60℃에서 기상변화를 하여, 화재 발생 시 캡슐이 파열하면서 화재를 진압하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 쉘(154)은 비다공성 고분자 중합체로 침전제 또는 응고제를 포함할 수 있다. 이때, 상기 쉘(154)은 비다공성 고분자 중합체 100 중량부에 대하여, 침전제 1 내지 10 중량부 또는 응고제 1 내지 10 중량부를 포함하는 것일 수 있다. 상기 쉘(154)은 코어(152)인 소화 약제의 외부를 감싸 소화 약제를 함유하는 역할을 하며, 평상시 또는 특정 온도까지 외부 환경에 의해 소화 약제가 대기중으로 누출되는 것을 보호하도록 내후성과 기밀성이 유지되어야 하는 것일 수 있다. 다만, 30℃ 내지 100℃에서는 소화 약제의 액상에서 기상으로의 상변화 및 쉘(154)의 고온에서의 연화로 인해 쉘이 파열될 수 있다. 이때, 상기 쉘(154) 두께는 50 내지 2,000 nm인 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 온도 반응에 의한 역할을 수행하기 위하여 상기 쉘(154)은 비다공성 고분자 중합체로 이루어지는 것이 바람직할 수 있다. 이때, 상기 쉘(154)은 예를 들어, 폴리우레탄 수지, 폴리우레아 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 아미노알데히드 수지, 멜라민 수지, 폴리스티렌 수지, 스티렌-아크릴레이트 공중합체 수지, 스티렌-메타크릴레이트 공중합체 수지, 젤라틴, 폴리비닐알코올, 페놀포름알데이드 수지, 레소시놀 포름알데히드 수지 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비다공성 고분자 중합체에 포함되는 침전제는 아세트산 칼륨, 시트르산 나트륨, 염화나트륨, 염화 암모늄, 요오드화 나트륨, 요오드화 칼륨, 황산구리, 티오시안산 나트륨 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다. 한편, 상기 응고제는 황산 알루미늄, 수산화 아연, 수산화철, 염화철 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소화용 필름(140)의 두께는 200 μm 내지 10 mm인 것일 수 있으며, 바람직하게는 약 500 μm 내지 2 mm일 수 있고, 더욱 바람직하게는 약 1 mm인 것일 수 있다. 상기 소화용 필름(140)의 두께가 200 μm 미만일 경우 내부에 포함되는 소화용 마이크로 캡슐(150)의 함량이 적어 소화 효과가 저하될 수 있으며, 10 mm 초과일 경우 두께가 상대적으로 너무 두꺼워 이를 포함하는 소방커버의 두께가 증가함에 따라 실용화에 문제가 발생할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소방커버는 상기 소화용 필름 상에 적층된 접착층을 포함하는 것일 수 있다. 이때, 상기 접착층은 상기 소화용 필름과 하기 후술할 내열층 간의 접합을 위해 사용되는 것일 수 있으며, 아크릴계, 실리콘계, 올레핀계, 우레탄계, 에폭시계, 천연 또는 합성 고무계 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다. 한편, 상기 접착층의 두께는 상기 소방커버가 사용되는 대상물의 형태나 주위환경에 맞게끔 선택적으로 조절하여 형성되는 것일 수 있으며, 접착강도는 내열층의 종류에 따라 소화용 필름과 잘 부착될 수 있을 정도로 조절 가능한 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소방커버는 상기 코팅층 상에 적층된 비전도성 재질을 포함하는 내열층을 포함하는 것일 수 있다. 상기 내열층은 내열, 내화 특성을 가진 비전도성 재질로 이루어져 있기 때문에 외부로부터 비산되는 불씨로부터 발생될 수 있는 대상물의 화재를 미연에 방지하는 역할을 수행하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비전도성 재질은 세라믹, 비전도성 폴리머, 비전도성 카본계 물질, 유리섬유 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 세라믹은 금속 양이온 및 비극속 음이온 간의 결합으로 이루어진 화합물을 총칭하는 것일 수 있으며, 산화물(oxide), 질화물(nitride), 붕화물(boride), 탄화물(carbide) 등의 형태를 지니는 것일 수 있다. 이하 세라믹은 이미 공지된 물질에 해당하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 하며, 본 발명에서는 기본적으로 알려진 세라믹 소재가 모두 사용가능한 것으로 이해되어야 한다.
한편, 바람직하게 상기 세라믹은 고온용 실리콘이 함침코팅된 것을 사용하는 것일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 밝은 계통의 색을 가지는 세라믹이 사용되는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비전도성 폴리머는 PVDF 폴리머, 실리콘 폴리머, 에폭시 폴리머 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비전도성 카본계 물질은 1 이상의 -C(=O)Ra, -C(=O)ORa, -OC(=O)ORa의 작용기를 갖는 카본 화합물을 포함하고, 여기서 Ra는 수소, C1-C10의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기인 것일 수 있다. 또한, 상기 카본 화합물은 치환 또는 비치환된 C6-C30 방향족 화합물, 치환 또는 비치환된 C5-C30 헤테로 고리 화합물 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
보다 구체적으로, 예를 들어 상기 카본 화합물은 치환 또는 비치환된 벤젠, 치환 또는 비치환된 펜타렌, 치환 또는 비치환된 인덴, 치환 또는 비치환된 나프탈렌, 치환 또는 비치환된 아줄렌, 치환 또는 비치환된 헵탈렌, 치환 또는 비치환된 인다센, 치환 또는 비치환된 아세나프탈렌, 치환 또는 비치환된 플루오렌, 치환 또는 비치환된 페나렌, 치환 또는 비치환된 페난트렌, 치환 또는 비치환된 안트라센, 치환 또는 비치환된 플루오란텐, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌, 치환 또는 비치환된 파이렌, 치환 또는 비치환된 크라이센, 치환 또는 비치환된 나프타센, 치환 또는 비치환된 피센, 치환 또는 비치환된 페릴렌, 치환 또는 비치환된 펜타펜, 치환 또는 비치환된 헥사센, 치환 또는 비치환된 피롤, 치환 또는 비치환된 피라졸, 치환 또는 비치환된 이미다졸, 치환 또는 비치환된 이미다졸리딘, 치환 또는 비치환된 이미다조피리딘, 치환 또는 비치환된 이미다조피리미딘, 치환 또는 비치환된 피리딘, 치환 또는 비치환된 피라진, 치환 또는 비치환된 피리미딘, 치환 또는 비치환된 피리다진, 치환 또는 비치환된 인돌, 치환 또는 비치환된 푸린, 치환 또는 비치환된 퀴놀린, 치환 또는 비치환된 프탈라진, 치환 또는 비치환된 나프티리딘, 치환 또는 비치환된 퀴나졸린, 치환 또는 비치환된 시놀린, 치환 또는 비치환된 인다졸, 치환 또는 비치환된 카바졸, 치환 또는 비치환된 페나진, 치환 또는 비치환된 페난트리딘, 치환 또는 비치환된 트리아진, 치환 또는 비치환된 페난트롤린, 또는 치환 또는 비치환된 퀴녹살린일 수 있다. 예를 들어, 상기 카본 화합물은 치환 또는 비치환된 벤젠, 치환 또는 비치환된 나프탈렌, 치환 또는 비치환된 페나렌(phenalene), 치환 또는 비치환된 페난트렌, 치환 또는 비치환된 안트라센, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌(triphenylene), 치환 또는 비치환된 파이렌, 치환 또는 비치환된 크라이센(chrysene), 치환 또는 비치환된 나프타센(naphthacene), 치환 또는 비치환된 피센(picene), 치환 또는 비치환된 페릴렌(perylene), 치환 또는 비치환된 펜타펜(pentaphene), 치환 또는 비치환된 헥사센(hexacene), 치환 또는 비치환된 피리딘, 치환 또는 비치환된 피라진, 치환 또는 비치환된 피리미딘, 치환 또는 비치환된 피리다진, 치환 또는 비치환된 퀴놀린, 치환 또는 비치환된 프탈라진, 치환 또는 비치환된 퀴녹살린, 치환 또는 비치환된 퀴나졸린, 치환 또는 비치환된 시놀린, 치환 또는 비치환된 페난트리딘, 치환 또는 비치환된 페난트롤린 또는 치환 또는 비치환된 페나진일 수 있다.
한편, 상기 "치환"은 할로겐 원자, 할로겐 원자로 치환된 C1-C20의 알킬기(예: CCF3, CHCF2, CH2F, CCl3 등), 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산이나 그의 염, 또는 C1-C20의 알킬기, C2-C20의 알케닐기, C2-C20의 알키닐기, C1-C20의 헤테로알킬기, C6-C20의 아릴기, C6-C20의 아릴알킬기, C6-C20의 헤테로아릴기, 또는 C6-C20의 헤테로아릴알킬기로 치환된 것을 의미하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 내열층은 바람직하게 밝은 계통의 색을 가지는 소재가 사용되는 것일 수 있으며, 대상물에 화재발생시 변색되는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다. 일반적으로 소방커버는 대상물에 덮어놓고 오랜기간 사용하기 때문에 실제 화재가 발생되어 소화가 완료되게 되면, 사용자는 화재가 발생하였는지 여부조차 모르고 지나가는 경우가 빈번하게 발생하곤 한다. 그러나, 대상물의 특정지점에 화재가 발생하였는지 여부를 사용자가 인지하게 될 경우, 더 큰 화재발생을 미연에 방지할 수 있으며, 기능이 저하된 대상물을 조기에 교체/수리할 수 있기 때문에 매우 효율적인 것일 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 내열층을 사용하게 되면, 대상물에 화재발생시 소방커버의 최외측면에 형성된 내열층이 변색되기 때문에, 사용자가 이를 육안으로 쉽게 확인할 수 있어 매우 유용한 것일 수 있다.
이와 관련하여, 도 1a 내지 1c는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 소방커버를 나타낸 사진으로서, 상기 내열층은 도 1a 및 1b에 나타낸 바와 같이 밝은 계통의 색을 가지는 소재가 사용되는 것일 수도 있고, 도 1c에 나타낸 바와 같이 어두운 계통의 색을 가지는 소재가 사용되는 것일 수도 있다. 즉, 상기 내열층은 소비자의 기호에 맞도록 색을 조절하여 제조 가능한 것일 수 있으며, 특히 도 1a 및 1b에 나타낸 바와 같이 밝은 계통의 색을 가지는 소재가 사용되는 경우 상기와 같은 변색특성을 가지는 효과가 달성가능한 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소방커버는 상기 소화용 필름, 접착층 및 내열층을 모두 관통하도록 형성된 복수 개의 홀을 포함하는 것일 수 있다. 이때, 상기 홀은 대상물에 발생한 열을 외부로 방출시켜 주기 위해 형성시키는 것일 수 있다. 한편, 상기 홀의 형태는 원형 또는 다각형 모두 가능한 것일 수 있으며, 이의 크기나 간격 또한 적절히 선택하여 사용가능한 것일 수 있다. 한편, 상기 홀은 사선형태로 교차하여 형성시키는 것이 바람직한 것일 수 있다.
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 . 소화용 마이크로 캡슐을 포함하는 소화용 필름의 제조
광개시제 TPO 0.5 내지 1 중량부와 PI184 4 내지 5 중량부를 준비하여, 모노머인 CTFA 1 내지 2 중량부, HDDA 2 내지 3 중량부, THFA 1 내지 2 중량부, IBOA 6 내지 7 중량부, SR217 7 내지 8 중량부를 혼합하였다.
여기에, 올리고머로 CN8887 14 내지 15 중량부, PU3000 9 내지 10 중량부, 첨가제로 BYK333 0.1 내지 0.3 중량부 및 Otsuka SPB-100 4 내지 5 중량부를 추가 투입하여 광경화 수지를 제조하였다. 상기 제조한 광경화 수지에 소화용 마이크로 캡슐 및 점착성 물질로서 펜타에리트리톨을 중량비가 1: 2: 0.5가 되도록 투입하여, 광경화 수지 혼합물을 제조하였다. 이를 UV 250 mJ/cm2 조건에서 경화하여 자기점착성 소화용 필름을 제조하였다. 이때, 경화 조건은(2,600 W, 온도 40℃)이었다.
실시예 1. 소방커버의 제조
상기 제조예에서 제조된 소화용 필름의 일면에 아크를 접착제를 도포하고, 고온용 실리콘이 함침코팅된 세라믹층을 부착시켰다.
이후, 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 규격 및 홀 크기/간격 등을 조절하여 최종 소방커버를 제조하였으며, 상기와 같이 제조된 소방커버를 4a에 나타내었다.
실시예 2. 소방커버의 제조
상기 실시예 1에서 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 홀 크기/간격 등을 달리한 것을 제외하고는 동일한 방법을 이용하여 소방커버를 제조하였으며, 상기와 같이 제조된 소방커버를 도 4b에 나타내었다.
[표 1]
실험예 1. 소화용 마이크로 캡슐의 외관 관찰
상기 제조예에서 준비한 소화용 마이크로 캡슐의 외관을 관찰하기 위해 이의 SEM 사진을 촬영하였으며, 이의 결과를 도 5에 나타내었다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제조예 및 실시예에 사용된 소화용 마이크로 캡슐은 외관이 구형으로서 균일하게 생성되어 있음을 확인할 수 있었다.
실험예 2. 소방커버의 소화 모사실험
도 6 및 7에 나타낸 바와 같이, 소화 모사실험을 위한 장비들을 배치하였으며, 구체적으로, N-헵탄을 각각의 절연유 케이스(steel)에 약 1/5 정도 부었다.
이후, 시험재료(목재 小형)를 각각의 절연유 케이스 내에 1 개씩 넣은 후, 토치(torch)를 이용하여 불꽃 점화시켰다.
약 4 분간 목재를 예비연소 시키고, 상기 실시예 1 및 2에서 각각 제조한 소방커버를 시험재료(목재 小형)에 닿지 않도록 위에 덮은 뒤, 소화시험을 진행하였으며, 이의 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
[표 2]
상기 표 2 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 소방커버의 형태와 관계없이 모두 15초 이내의 시간내에 소화가 원활히 진행됨을 확인할 수 있었다.
다만, 홀 크기 및 간격이 보다 작은 실시예 1의 소방커버가 다소 소화가 잘 이루어짐에 따라, 상기 홀을 사선형태로 교차하여 형성시킬 경우 보다 소화시간을 단축할 수 있을 것으로 예상되었다.
이상, 도면을 참조하여 바람직한 실시예와 함께 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 이러한 도면과 실시예로 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형예 또는 균등한 범위의 실시예가 존재할 수 있다. 그러므로 본 발명에 따른 기술적 사상의 권리범위는 청구범위에 의해 해석되어야 하고, 이와 동등하거나 균등한 범위 내의 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
140: 소화용 필름
145: 광경화성 수지
150: 소화용 마이크로 캡슐
152: 코어
154: 쉘

Claims (10)

  1. 광경화성 수지에 분산된 소화용 마이크로 캡슐을 포함하는 소화용 필름;
    상기 소화용 필름 상에 적층된 접착층; 및
    상기 접착층 상에 적층된 비전도성 재질을 포함하는 내열층;
    을 포함하고,
    상기 비전도성 재질은 세라믹, 비전도성 폴리머, 비전도성 카본계 물질, 유리섬유 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하고,
    상기 세라믹은 고온용 실리콘이 함침코팅된 것이고,
    상기 내열층은 대상물에 화재발생시 변색되는 것을 특징으로 하고,
    상기 소화용 필름은 대상물을 감싸도록 유연성을 가진 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 소방커버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접착층은 아크릴계, 실리콘계, 올레핀계, 우레탄계, 에폭시계, 천연 또는 합성 고무계 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것인 소방커버.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 비전도성 폴리머는 PVDF 폴리머, 실리콘 폴리머, 에폭시 폴리머 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것인 소방커버.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 비전도성 카본계 물질은 1 이상의 -C(=O)Ra, -C(=O)ORa, -OC(=O)ORa의 작용기를 갖는 카본 화합물을 포함하고, 여기서 Ra는 수소, C1-C10의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기인 것인 소방커버.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 카본 화합물은 치환 또는 비치환된 C6-C30 방향족 화합물, 치환 또는 비치환된 C5-C30 헤테로 고리 화합물 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 포함하는 것인 소방커버.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 소방커버는,
    상기 소화용 필름, 접착층 및 내열층을 모두 관통하도록 형성된 복수 개의 홀을 포함하는 것인 소방커버.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 소화용 마이크로 캡슐은 코어-쉘 구조를 가지는 것이고,
    상기 코어에는 소화 약제가 80 내지 97 중량%로 함유되고,
    상기 쉘은 코어를 둘어싸며, 비다공성 고분자 중합체로 침전제 또는 응고제를 포함하는 것인 소방커버.
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