산소 발생제 조성물

申请号 KR1020090099184 申请日 2009-10-19 公开(公告)号 KR1020110042496A 公开(公告)日 2011-04-27
申请人 한국세라믹기술원; 주식회사 세미라인; 发明人 유중환; 이승호; 이소연; 윤동신; 하문수;
摘要 PURPOSE: A composition for an oxygen generating agent is provided to control the efficiently control the reactivity of an oxygen generating material using magnesium oxide-based inorganic filler, a surface hardening inhibitor, and a carbon dioxide absorbent. CONSTITUTION: A composition for an oxygen generating agent includes 60 to 90 weight% of one selected from a group including potassium superoxide, sodium peroxide, and the mixture of the same, 10 to 40 weight% of magnesium oxide-based inorganic filler, a surface hardening inhibitor less than 10 weight%, and a carbon dioxide absorbent less than 10 weight %. The magnesium oxide-based inorganic filler is composed of one or more selected from biotite, phlogopite, brucite, and chlorite. The surface hardening inhibitor is composed of one or more selected from silica, diatomite, mica, and wollastonite. The carbon dioxide absorbent is composed of one or more selected from a group including calcium hydroxide and lithium hydroxide.
权利要求
  • 초과산화칼륨, 과산화나트륨, 및 그의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 60 내지 90 중량%,
    마그네슘 산화물계 무기 필러 10 내지 40 중량%,
    표면 경화 억제제 10 중량% 이하, 및
    이산화탄소 흡착제 10 중량% 이하
    를 포함하는 산소발생제 조성물.
  • 제1항에 있어서,
    상기 마그네슘 산화물계 무기 필러는 흑운도, 금운모, 수활석, 및 녹니석으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 산소발생제 조성물.
  • 제1항에 있어서,
    상기 표면 경화 억제제는 규석, 규조토, 마이카, 및 규회석으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 산소발생제 조성물.
  • 제1항에 있어서,
    상기 이산화탄소 흡착제는 수산화칼슘 및 수산화리튬으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 산소발생제 조성물.
  • 제1항에 있어서,
    상기 조성물 0.5 g을 솜 0.5 g 과 섞어 유리 용기에 충전한 후 1 ℃/min으로 승온하여 가열하는 방법에 따라 측정한 점화 온도가 200 ℃ 이상인 산소발생제 조성물.
  • 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 포함하는 산소발생제 성형품.
  • 제6항에 있어서,
    자급식 마스크를 이용한 모의 호흡 테스트 방법에 따라 측정한 21% 이상의 산소 농도 유지 시간은 12 min 이상이며, 3% 이하의 이산화탄소 농도 유지 시간은 13 min 이상인 산소발생제 성형품.
  • 说明书全文

    산소 발생제 조성물 {OXYGEN GENERATING COMPOSITION}

    본 발명은 효율적 산소 발생을 위한 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본 발명은 초과산화칼륨(KO 2 ) 및 과산화나트륨(Na 2 O 2 )과 같은 산소발생물질의 반응성을 효과적으로 제어하고, 산소 발생 속도를 조절하며 물질 표면의 경화 현상을 개선시킬 수 있는 산소발생제 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.

    산소를 발생시키는 물질은 화재와 같은 긴급대피가 필요한 상황이나 밀폐된 공간에서 장시간 작업이 요구되는 작업장, 정상적인 산소공급이 지속되어야 하는 비행기나 잠수함 같은 곳에서 사용될 수 있는 자급식 산소발생마스크나 공기청정기, 산소 공급 장치 등에 적용될 수 있다.

    산소 발생을 위한 조성물은 초과산화칼륨(potassium superoxide, KO 2 ) 또는 과산화나트륨(sodium peroxide, Na 2 O 2 ), 이들의 혼합형태 등이 사용되어 왔다. 그러나, 이러한 기존의 산소발생제 조성물은 산소 발생 과정에서 과도한 열이 발생되어 산소발생제 성형체가 서로 융합되는 현상이 나타나고, 강한 산화력과 부식성을 가지는 특징으로 인하여, 표면의 강한 산화반응으로 표면경화가 나타나 내부 산소발 생제가 반응하지 못하여 전체 산소 발생량이 극대화되지 못하는 문제점이 있었다.

    이에 따라, 산소발생제에 소량의 첨가제를 부가하여 상기한 문제점을 해결하고자 한 기술들이 제시되어 왔다. 특히, 이러한 첨가물로서 수산화칼슘(Ca(OH) 2 ), 수산화알루미늄(Al(OH) 3 ), 수산화마그네슘(Mg(OH) 2 ), 수산화바륨(Ba(OH) 2 ) 등과 같은 알칼리토금속의 수산화물이나 탄산칼슘(CaCO 3 ), 클레이(clay) 등과 같은 무기충전제 등이 사용될 수 있는 것으로 알려져 왔다. 또한, CaO와 같은 알칼리토금속의 산화물, 또는 유리분말, 세라믹 섬유, 고령토, 규산나트륨, 규산칼륨 중에서 1종 이상 선택하여 사용함으로써 산소발생제 조성물의 성형 및 가공성을 개선하고자 하였다.

    그러나, 이러한 첨가제들은 초과산화칼륨 또는 과산화나트륨을 공기 정화 물질로 사용할 때 산소 발생시 수반되는 과도한 열의 발생으로 인한 융합의 문제는 개선할 수 있었으나, 초과산화칼륨 등의 강한 산화력과 부식성 및 급격한 반응성을 완화시키고 크게 개선할 수 있는 기술은 제시된 바가 없다.

    따라서, 초과산화칼륨(KO 2 )과 과산화나트륨(Na 2 O 2 )의 강한 산화력과 부식성, 지나친 반응성을 효과적으로 조절할 수 있으며, 산소 발생 가능 시간을 현저히 연장시킬 수 있는 산소발생제 조성물 개발에 대한 연구가 필요하다.

    본 발명은 초과산화칼륨 또는 과산화나트륨이 가지는 지나친 산화력과 반응성을 효과적으로 조절하고, 산소 발생 속도를 조절하며 더욱 안정적으로 산소발생시간을 연장시킬 수 있는 산소발생제 조성물 및 이를 포함하는 성형품을 제공하고자 한다.

    본 발명은 초과산화칼륨, 과산화나트륨, 및 그의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 60 내지 90 중량%, 마그네슘 산화물계 무기 필러 10 내지 40 중량%, 표면 경화 억제제 10 중량% 이하, 및 이산화탄소 흡착제 10 중량% 이하를 포함하는 산소발생제 조성물을 제공한다.

    또한, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 산소발생제 성형품을 제공한다.

    이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

    본 발명은 개선된 산소발생제 조성물에 관한 것으로, 초과산화칼륨(KO 2 ) 및 과산화나트륨(Na 2 O 2 )와 같은 산소발생물질의 반응성을 제어하고, 산소발생속도를 조절하며 물질표면의 경화현상을 개선시키는 재료를 포함하는 것을 특징으로 한다.

    특히, 본 발명은 초과산화칼륨 또는 과산화나트륨이 가지는 지나친 산화력과 반응성을 조절하고, 약제 내 공기흐름을 원활하도록 돕는 첨가제를 제시하여, 보다 안정하고 산소발생시간을 연장할 수 있는 산소발생제 조성물에 관한 것이다.

    이러한 본 발명의 산소발생제 조성물은 초과산화칼륨, 과산화나트륨, 및 그의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 60 내지 90 중량%, 마그네슘 산화물계 무기 필러 10 내지 40 중량%, 표면 경화 억제제 10 중량% 이하, 및 이산화탄소 흡착제 10 중량% 이하를 포함하는 것이 될 수 있다.

    본 발명의 산소발생제 조성물은 공기 정화 효율 측면에서 초과산화칼륨(KO 2 ), 과산화나트륨(Na 2 O 2 ), 또는 이를 포함하는 혼합물 1종 이상을 산소 발생 물질로 사용하는 것이 바람직하나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니며 산소를 발생하는 물질로 알려진 성분이라면 모두 사용 가능하다.

    이때, 상기 산소 발생 물질, 즉, 초과산화칼륨(KO 2 ), 과산화나트륨(Na 2 O 2 ), 또는 그의 혼합물은 전체 조성물에 대하여 60 내지 90 중량%, 바람직하게는 80 내지 90 중량%가 되도록 포함될 수 있다. 상기 산소 발생 물질은 절대적인 산소발생량 측면에서 60 중량% 이상으로 포함될 수 있으며, 산소 발생 조성물의 안정성 측면에서 90 중량% 이하로 포함되는 것이 좋다.

    본 발명에서 산소 발생 물질인 초과산화칼륨과 과산화나트륨은 하기의 반응식 1 내지 4에 나타낸 바와 같은 메커니즘으로, 공기 속에 포함된 이산화탄소(CO 2 ) 또는 수분(H 2 O)과의 반응을 통해 산소를 발생시킨다.

    반응식 1

    2 KO 2 + H 2 O → 2 KOH + 3/2 O 2

    반응식 2

    2 KO 2 + CO 2 → K 2 CO 3 + 3/2 O 2

    반응식 3

    Na 2 O 2 + H 2 O → 2 NaOH + 1/2 O 2

    반응식 4

    Na 2 O 2 + CO 2 → Na 2 CO 3 + 1/2 O 2

    또한, 본 발명의 산소발생제 조성물은 이러한 산소 발생 물질의 반응성 및 산화력을 조절함으로써 적정한 농도의 산소발생시간의 연장을 돕는 물질을 포함한다. 이같이 산소 발생 속도를 조절하는 물질로는 1종 이상의 마그네슘 산화물계 무기 필러(filler)를 사용할 수 있다. 특히, 마그네슘 산화물계 무기 필러(filler)로는 흑운모, 금운모, 수활석, 및 녹니석 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 이 중에서 흑운모 및 녹니석 등이 좀더 바람직하다.

    상기 마그네슘 산화물계 무기 필러는 MgO를 20 중량% 이상으로 포함하는 규산염계 무기 필러가 될 수 있으며, 층상구조뿐 아니라 침상구조 및 무결정형 구조를 동시에 갖는 특수한 결정 구조를 갖는 무기 필러가 좀더 바람직하다.

    본 발명에서 산소 발생 물질의 반응성 및 산화력을 조절하는 상기 마그네슘 산화물계 무기 필러는 수분에 대한 흡착성능이 좋고, 통기성을 부여하는 특징이 있 다.

    이때, 상기 마그네슘 산화물계 무기 필러(filler)는 전체 조성물에 대하여 10 내지 40 중량%, 바람직하게는 10 내지 20 중량%가 되도록 포함될 수 있다. 상기 마그네슘 산화물계 무기 필러(filler)는 산소 발생 속도를 조절하며 산소 발생 조성물의 안정성 측면에서 10 중량% 이상으로 포함될 수 있으며, 산소 발생 절대량 측면에서 90 중량% 이하로 포함되는 것이 좋다.

    본 발명의 산소발생제 조성물은 또한, 상기 초과산화칼륨이나 과산화나트륨 또는 그의 혼합물과 산소 발생 속도를 조절하는 마그네슘 산화물계 무기 필러와 함께, 물질 표면의 경화 현상을 억제하는 표면 경화 억제제를 추가로 포함할 수도 있다. 여기서, 물질 표면의 경화 현상을 억제하는 물질이라 함은 산소발생제가 반응함에 따라 생성되는 물질에 의한 표면 막힘 현상을 완화함으로써 산소발생제의 표면뿐만 아니라 내부까지도 반응을 원활히 하여 산소발생반응을 지속시키게 하는 물질을 칭하는 것이다. 이러한 표면 경화 억제제로는 규석, 규조토, 마이카, 규회석 등으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 들 수 있다. 특히, 반응물인 수증기가 흡착 또는 응축되지 않게 하는 측면에서 소수성을 가지는 물질을 사용하는 것이 좋다.

    상기 표면 경화 억제제는 전체 조성물에 대하여 10 중량% 이하 또는 0 내지 10 중량%, 바람직하게는 5 내지 10 중량%가 되도록 포함될 수 있다. 상기 표면 경화 억제제는 절대적인 산소발생량을 감소시키지 않는 측면에서 10 중량% 이하로 포함될 수 있으며, 좀더 바람직하게는 산소발생 조성물 전체에 고루 분포되기 위한 측면에서 5 중량% 이상으로 포함되는 것이 좋다.

    한편, 본 발명의 산소발생제 조성물은 상기 초과산화칼륨이나 과산화나트륨 또는 그의 혼합물 및 산소발생속도를 조절하는 마그네슘 산화물계 무기 필러와 함께, 이산화탄소 농도를 조절하는 물질인 이산화탄소 흡착제를 추가로 포함할 수도 있다. 여기서, 이산화탄소 농도를 조절하는 물질인 이산화탄소 흡착제라 함은 산소 발생 물질을 생활용품, 즉 인체와의 작용이 있는 제품으로 응용하는 데 또 다른 장애요소가 되는 이산화탄소를 제거하는 물질을 칭하는 것이다. 상기 이산화탄소 흡착제로는 수산화칼슘 및 수산화리튬 등으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 들 수 있으며, 특히, 수산화 칼슘, 또는 이를 알칼리용액으로 개질한 화합물, 수산화 리튬 등을 들 수 있다. 이 때, 이산화탄소 제거 효율 측면에서 수산화 칼슘, 또는 이를 알칼리용액으로 개질한 화합물을 사용하는 것이 좋다.

    또한, 상기 이산화탄소 농도를 조절하는 물질은 전체 조성물에 대하여 10 중량% 이하 또는 0 내지 10 중량%, 바람직하게는 5 내지 10 중량%가 되도록 포함될 수 있다. 상기 이산화탄소 농도를 조절하는 물질은 절대적인 산소발생량 측면에서 10 중량% 이하로 포함되는 것이 좋고, 좀더 바람직하게는 산소발생 조성물 전체에 고루 분포되기 위한 측면에서 5 중량% 이상으로 포함되는 것이 좋다.

    본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 산소발생제 조성물은 초과산화칼륨, 과산화나트륨, 및 그의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 80 내지 90 중량%, 마그네슘 산화물계 무기 필러 10 내지 20 중량%, 표면 경화 억제제 5 내지 10 중량%, 및 이산화탄소 흡착제 5 내지 10 중량%을 포함하는 것이 될 수 있다.

    한편, 본 발명의 산소발생제 조성물은 상술한 바와 같이 초과산화칼륨 또는 과산화나트륨이 가지는 지나친 산화력과 반응성을 조절하고, 약제 내 공기흐름을 원활하도록 돕는 첨가제를 함께 사용함으로써, 보다 안정하게 되고 산소발생시간을 연장할 수 있다. 이러한 본 발명의 산소발생제 조성물은 타는 물질에 산소발생제를 접촉시켜 방치하는 방법, 즉, 상기 조성물 0.5 g을 솜 0.5 g 과 섞어 유리 용기에 충전한 후 1 ℃/min으로 승온하여 가열하는 방법에 따라 측정한 점화 온도가 200 ℃ 이상, 바람직하게는 250 ℃ 이상이 될 수 있다. 상기 조성물의 점화 온도는 인간의 일상생활 영역에서의 노출될 수 있는 고온의 경우의 수 측면에서 200 ℃ 이상이 바람직하다.

    또한, 본 발명은 이러한 조성물을 포함하는 조성물을 포함하는 산소발생제 성형품을 제공한다. 본 발명의 산소발생제 성형품은 마그네슘 산화물계 무기 필러 등을 사용하여 초과산화칼륨(KO 2 ) 및 과산화나트륨(Na 2 O 2 )와 같은 산소발생물질의 반응성 및 산소 발생 속도를 효과적으로 조절함으로써, 보다 안정하고 산소 발생 시간을 연장하고 이산화탄소 발생 시간을 지연시킬 수 있으며 물질 표면의 경화현상을 현저히 개선시킬 수 있다.

    본 발명의 산소발생제 성형품은 1.0 내지 100.0 kg f /cm 2 , 바람직하게는 5.0 내지 65.0 kg f /cm 2 , 좀더 바람직하게는 6.0 내지 25.5 kg f /cm 2 의 압력 조건 하에서 가공된 것이 바람직하다. 상기 성형품의 가공 압력은 성형 가능성 측면에서 1.0 kg f /cm 2 이상이 바람직하고, 성형품의 다양한 크기와 형태로의 가공성 측면에서 100.0 kg f /cm 2 이하가 될 수 있다.

    또한, 상기 산소발생제 성형품은 자급식 마스크를 이용한 모의 호흡 테스트 방법, 즉, 상기 성형품 60 g 기준으로 소다라임 20 g과 함께 충진한 자급식 마스크를 기준으로 하여 호흡 실시하면서 호흡주머니의 가스 농도를 분석하는 방법에 따라 측정한 21% 이상의 산소 농도 유지 시간은 12 min 이상, 바람직하게는 16 min 이상이 될 수 있으며, 같은 방법으로 측정한 3% 이하의 이산화탄소 농도 유지 시간은 13 min 이상, 바람직하게는 16 min 이상이 될 수 있다. 상기 성형품의 21% 이상의 산소 농도 유지 시간과 및 3% 이하의 이산화탄소 농도 유지 시간은 호흡가능시간 연장 측면에서 두 가지 모두 20 min 이상 또는 좀더 길어질수록 더욱 바람직하다.

    본 발명에 있어서 상기 기재된 내용 이외의 사항은 필요에 따라 가감이 가능한 것이므로, 본 발명에서는 특별히 한정하지 아니한다.

    본 발명은 초과산화칼륨 및 과산화나트륨 등의 산소발생물질과 함께 마그네슘 산화물계 무기 필러, 표면 경화 억제제, 이산화탄소 흡착제를 최적 범위로 사용함으로써, 상기 산소 발생 물질의 반응성을 효율적으로 제어하고, 산소발생속도를 조절하며 물질표면의 경화현상을 효과적으로 개선할 수 있다.

    이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

    실시예 1~7 및 비교예 1~4

    하기 표 1에 나타낸 바와 같은 조성으로, 각 성분을 상대습도 3%, 20 ℃ 의 항온항습실에서 혼합하여 산소발생제 조성물을 제조하였다. 이때, 마그네슘 산화물계 무기 필러로는 MgO를 21 중량% 포함하는 흑운모를 사용하였다. 이렇게 제조된 산소발생제 조성물에 대하여 하기와 같은 방법으로 점화온도 측정 등의 물성 평가를 수행하고, 그의 측정 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

    또한, 상기 산소발생제 조성물이 가능한 균일한 혼합물이 되도록 하는 알루미나 볼과 함께 기계적인 혼합(mechanical mixing; ball milling) 작업을 수행한 후, 다이와 프레스를 이용하여 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 압력 조건 하에서 성형 가공하여 0.5 cm × 0.5 cm × 0.5 cm 정도 크기의 정육면체를 가지는 펠릿으로 산소발생제 성형품을 제조하였다.

    이렇게 제조된 산소발생제 성형품에 대하여 하기와 같은 방법으로 O 2 , CO 2 발생 농도 등의 물성 평가를 수행하고, 그의 측정 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

    산소발생제 조성물의 점화온도 측정 방법

    점화온도는 산소발생제 조성물의 반응성 및 안정성을 판단하는 기준으로써, 인간활동 범위에서 흔히 조성될 수 있는 0 ~ 60 ℃ 정도의 낮은 온도에서 점화되는지 여부를 통해 안정성 여부를 알 수 있다. 본 발명에서 실시예와 비교예에서 제조한 산소발생제 조성물의 반응성 및 안정성을 시험하기 위해 점화온도를 측정하였다. 이때, 상기 산소발생제 조성물 0.5 g 을 솜 0.5 g 속에 넣고 잘 섞어 산소발생제와 솜의 접촉면을 크게 하여 유리용기에 함께 충전한 후 용기를 분당 1 ℃ 의 속도로 가열하면서 점화되는 온도를 측정하였다.

    산소발생제 성형품의 산소( O 2 ) 및 이산화탄소( CO 2 ) 농도 측정 방법

    산소발생제 조성물의 성능을 파악하기 위해서 자급식 산소발생마스크에 산소발생제 조성물을 60 g 충진하고, 다른 충진칸에는 20 g의 소다라임(CO 2 흡착제)을 충진하는 조건으로 구성한 후, 모의호흡 실시하면서 호흡팩에서 일정 부피의 가스를 샘플링하여 가스농도분석기를 이용, O 2 , CO 2 발생 농도를 측정하였다. 자급식 마스크의 모의호흡의 경우, O 2 의 농도는 인체 호흡을 위한 필수 농도인 21%를 기준으로, 이 조건에 미달하기 시작하는 시점까지의 시간을 산소발생제 조성물의 사용한계시간에 대한 한가지 잣대로 이용한다. 더불어 인체에 적용하기에 무난한 3% 이하의 CO 2 농도를 유지하는 시간도 또 하나의 기준으로 이용할 수 있다.

    상기 실시예 1~7 및 비교예 1~4의 산소발생제 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 대하여 이상과 같이 측정한 물성 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

    구분 산소발생제 조성 (wt%) 성형
    압력
    (kg f /cm 2 )
    >21% O 2 발생
    유지시간 (min)
    <3% CO 2 발생 유지시간 (min) 점화온도 (℃)
    초과산화칼륨 흑운모 규석 수산화
    알루미늄
    수산화칼슘+수산화
    나트륨
    실시예1 80 20 - - - 6.4 23 18 318
    실시예2 80 10 10 - - 6.4 25 24 290
    실시예3 80 10 5 - 5 6.4 32 30 292
    실시예4 80 10 10 - - 25.5 18 17 290
    실시예5 80 10 10 - - 51.0 15 15 290
    실시예6 70 30 - - - 6.4 21 19 323
    실시예7 60 40 - - - 6.4 17 20 330
    비교예1 100 - - - - 6.4 8 3 28
    비교예2 80 - - 20 - 6.4 11 8 298
    비교예3 95 5 - - - 6.4 9 5 191
    비교예4 50 50 - - - 6.4 10 9 342

    또한, 상기 실시예 1, 2, 3, 6 및 비교예 1, 2의 산소발생제 성형품에 대하여 호흡시간에 따른 호흡주머니 속의 산소농도 측정 결과를 나타낸 그래프를 도 1에 나타내었다.

    상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 초과산화칼륨과 함께 마그네슘 산화물계 무기 필러 등을 최적 범위로 포함하는 실시예 1~7의 산소발생제 조성물은 점화온도는 290~330 ℃이며, 이를 포함하는 산소발생제 성형품은 21% 이상의 O 2 발생유지시간이 15~32 min이며, 3% 이하의 CO 2 발생유지시간이 15~30 min으로 산소 발생 물질의 반응성을 효과적으로 제어하고, 산소 발생 속도를 조절하며 물질표면의 경화현상을 현저히 개선시킬 수 있음을 알 수 있다.

    반면에, 순수한 산소발생성분만으로 구성된 비교예 1의 경우에 21% 이상의 O 2 발생유지시간이 8 min에 불과하고, 3% 이하의 CO 2 발생유지시간이 3 min이며, 점화온도가 28 ℃로 비효율적인 산소발생시간과 높은 반응성으로 인한 문제가 발생될 수 있다.

    또한, 종래기술에서 제시한 수산화알루미늄을 포함하는 산소발생제 조성물을 나타낸 비교예 2, 마그네슘 산화물계 무기 필러를 너무 미량으로 사용한 비교예 3, 및 마그네슘 산화물계 무기 필러를 과량으로 사용한 비교예 4의 경우에는 비교예 1보다 개선이 있으며 점화 온도는 상기 실시예 1~7과 유사한 정도로 유지하긴 하지만, 21% 이상의 O 2 발생유지시간이 9~11 min이고, 3% 이하의 CO 2 발생유지시간이 5~9 min에 불과하며, 상기 실시예 1~7과 현저한 차이를 나타내고, 이로써 산소공급장치로의 응용에서 사용한계시간을 현저히 연장시키지 못하는 단점이 초래될 수도 있다.

    특히, 도 1에 나타낸 바와 같이, 비교예 1 및 2의 경우 전반적으로 실시예 1, 2, 3, 6에 비해 산소 발생 성능이 현저히 떨어지는 것을 확인할 수 있다.

    더욱이, 비교예 2는 실시예 1과 동일한 함량 범위에서 흑운모 성분 대신에 기존에 사용되었던 수산화알루미늄을 첨가하였으나, 21% 이상의 O 2 발생유지시간 및 3% 이하의 CO 2 발생유지시간이 실시예 1에 비해 50% 미만으로 현저히 저하된 것을 알 수 있다.

    실시예 8~14 및 비교예 5~8

    하기 표 2에 나타낸 바와 같은 조성으로 달리한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 산소발생제 조성물 및 이를 포함하는 성형품을 제조하였다.

    또한, 이렇게 제조된 산소발생제 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 대하여 상기한 바와 같은 방법으로 O 2 , CO 2 발생 농도, 점화온도 측정 등의 물성 평가를 수행하고, 그의 측정 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

    상기 실시예 8~14 및 비교예 5~8의 산소발생제 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 대하여 이상과 같이 측정한 물성 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

    구분 산소발생제 조성 (wt%) 성형
    압력
    (kg f /cm 2 )
    >21% O 2 발생
    유지시간 (min)
    <3% CO 2 발생 유지시간 (min) 점화온도 (℃)
    과산화나트륨 흑운모 규석 수산화알루미늄 수산화칼슘+수산화
    나트륨
    실시예8 80 20 - - - 6.4 19 16 260
    실시예9 80 10 10 - - 6.4 20 18 252
    실시예10 80 10 5 - 5 6.4 26 25 254
    실시예11 80 10 10 - - 25.5 16 15 252
    실시예12 80 10 10 - - 51.0 12 13 252
    실시예13 70 30 - - - 6.4 17 19 278
    실시예14 60 40 - - - 6.4 16 20 301
    비교예5 100 - - - - 6.4 7 3 32
    비교예6 80 - - 20 - 6.4 10 9 315
    비교예7 95 5 - - - 6.4 9 6 208
    비교예8 50 50 - - - 6.4 9 8 312

    상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 과산화나트륨과 함께 마그네슘 산화물계 무기 필러 등을 최적 범위로 포함하는 실시예 8~14의 산소발생제 조성물은 점화온도는 252~301 ℃이며, 이를 포함하는 산소발생제 성형품은 21% 이상의 O 2 발생유지시간이 12~26 min이며, 3% 이하의 CO 2 발생유지시간이 13~25 min으로 산소 발생 물질의 반응성을 효과적으로 제어하고, 산소 발생 속도를 조절하며 물질표면의 경화현상을 현저히 개선시킬 수 있음을 알 수 있다.

    반면에, 순수한 산소발생성분만으로 구성된 비교예 5의 경우에 21% 이상의 O 2 발생유지시간이 7 min에 불과하고, 3% 이하의 CO 2 발생유지시간이 3 min이며, 점화온도가 32 ℃로 비효율적인 산소발생시간과 높은 반응성으로 인한 문제가 발생될 수 있다.

    또한, 종래기술에서 제시한 수산화알루미늄을 포함하는 산소발생제 조성물을 나타낸 비교예 6, 마그네슘 산화물계 무기 필러를 너무 미량으로 사용한 비교예 7, 및 마그네슘 산화물계 무기 필러를 과량으로 사용한 비교예 8의 경우에는 비교예 1보다 개선이 있으며 점화 온도는 상기 실시예 8~14와 유사한 정도로 유지하긴 하지만, 21% 이상의 O 2 발생유지시간이 9~10 min이고, 3% 이하의 CO 2 발생유지시간이 6~9 min에 불과하며, 상기 실시예 8~14와 현저한 차이를 나타내고 이로써 응용성 부족 등의 단점이 초래될 수도 있다.

    더욱이, 비교예 6은 실시예 8과 동일한 함량 범위에서 흑운모 성분 대신에 기존에 사용되었던 수산화알루미늄을 첨가하였으나, 21% 이상의 O 2 발생유지시간 및 3% 이하의 CO 2 발생유지시간이 실시예 8에 비해 50% 미만으로 현저히 저하된 것을 알 수 있다.

    도 1은 본 발명의 실시예 1, 2, 3, 6 및 비교예 1,2의 산소발생제 성형품에 대한 자급식 산소발생마스크 모의호흡 테스트에서 시간에 따른 산소 농도 변화를 나타낸 그래프이다.

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