사이트에 가입한 목적이 질문이었으니 염치 불구하고 질문 들어갑니다.
제가 최근 특허를 받은 개인용 구명정이란 물건의 시제품 제작에 들어 갔습니다. 이 제품은 기존에 존재하는 대부분의 제품과 달리 수상조난 시 튜브형태의 돔형 기구가 급속히 팽창하며 인체의 전부를 감싸고 대피공간을 만들어 침수, 전복, 전도 되지 않고 물위에 떠 있을 수 있는 개인용 구명장치입니다.
이 제품의 가장 중요한 특징은 "1. 신속하게 2.대피공간을 형성한다," 라는 것인데 첫 번째의 신속함에 문제가 생겼습니다.
즉, 신속하게 튜브를 팽창시키는 도구로 자동차에어백에 사용되는 인플레이터 같은 장치를 생각했었는데 그것이 불가능하다는 통보를 받은 것이지요. 현재 인플레이터는 한화그룹의 화약사업부에서 독점생산을 하고 있는데 접촉해 본 결과 제가 들은 얘기를 정리하자면
1. 아지드화나트륨은 불활성이고 섭씨350도에서도 안정적이다. 따라서 아지드화나트륨을 반응시켜 질소를 얻기위해서는 고온, 고압의 폭발이 필요하다.
2. 따라서 고압에 견딜 수있는 알미늄하우징 속에 스퀴브(점화장치)와 화약, 아지드화나트륨을 설계에 따라 배치하고 점화장치에 전기적신호가 들어오면 일단 화약을 폭발시켜 거기서 발생하는 고온(섭씨 약1800도 정도 된다고 들었음), 고압에 의해 아지드화나트륨이 반응하며 질소를 발생시키고 이 질소가 에어백을 급격하게 팽창시킨다는 것입니다.
그런데 여기서 문제가 발생합니다. 자동차의 경우 인플레이터를 자동차에 고정시켜 이 폭발력을 흡수하게 되는데 제가 만들려 하는 제품은 견고한 프레임이 없고 사람이 몸에 지니고 있는 상태에서 작동을 시켜야 한다는 것입니다. 이럴 경우 인체가 이 폭발력에 크게 상해를 입을 수 있어 자동차에 적용하고 있는 인플레이터는 적용이 불가능하다는 결론이지요. 한화측에서는 불가능하다는 통보+왜 안되는지를 설명하기 위해 나온 것 같아 더 이상 질문을 계속하기도 좀 힘들었습니다. 비슷한 용도의 실험에 기존 제품을 사용해 보았는데 더미마네킹이 박살이 났다고도 하고 용도에 맞는 인플레이터의 개발에도 기본적으로 몇십억원에 많게는 몇백억대에 이른다고 하니 여기서 포기해야하나 싶기도 하더군요. 인플레이터가 화약과 관계가 되는 품목이라 민간에 기술자도 없고 개발도 힘들다고 하는데 고민입니다.
하지만 포기하고 싶지 않은 제 생각에는
1. 폭발력 자체를 감쇄시킬 수 있는 방법은 없는가?(0.03초면 에어백이 팽창한다는데 팽창속도를 0.3~0.5초 정도로 늦추어 반응을 시킨다던지 인플레이터를 분산시켜 시간차를 두고 폭발시킨다든지 등등)
2. 자동차에어백 인플레이터의 원리 이외에 다른 화학적인 방법은 비슷한 효과를 낼 수 없는가?(예를 들어 레몬산과 소다분말이 섞이면 이산화탄소가 발생한다고 하는데 이런 식의 인플레이터는 어떤가? 기체 발생속도나 무게 등을 고려하면 압축공기보다 비효율적인가? 등)
3. 현재 나와 있는 화학섬유 중 벡트란이나 아라미드 섬유 등으로 알미늄하우징을 대신하며 폭발력까지 감쇄시킬 수 있는 인플레이터를 만들 수는 없을까? 등의 의문이 계속 남아있습니다.
아지드화나트륨반응 인플레이터를 포기하게 되면 압축이산화탄소(CO2)용기를 사용하는 방법이 대안으로 떠오르게됩니다. 하지만 이 경우에는 일단 용기를 사용해야하고 무게와 부피가 크게 증가하는 단점이 생기게 되지요. 게다가 작동했을 때 완전히 팽창하는 속도도 30여초 가량으로 최초 의도보다 아주 길어 지게 되구요. 이산화탄소가 질소보다 압축비가 좋아 많이 사용되는 것으로 들었는데 맞는 얘긴지도 궁금하구요.
설계가 확정 되야 정확한 양을 알겠지만 제품에는 최소한 500리터 정도의 질소나 이산화탄소 등이 필요한 것으로 추정합니다. 이 정도의 공기량이 필요하다면 가장 가볍고 작은 크기로 만들 때 어느 정도의 크기와 무게가 될지도 궁금하구요.(결국, 가스용기회사를 또 좇아가야 하겠지만요ㅠㅠ)
그냥 포기할 수 없어서 일단 압축가스를 사용하는 제품이라도 만들어 보기로 결정을 했습니다.
이 제품은 올해 특허등록되고 중소기업청의 아이디어 상업화사업과제로 선정되어 어제 협약을 마쳤습니다.
1,2차 개발사업기간에 각각 2500만원씩 지원이 되는데 1차에서는 외형개발 및 인플레이터 탐색, 2차에서는 인플레이터의 개발과 제품적용을 목표로 하고 있는데 혹시라도 도움을 주실 수 있는 분이 계실까 싶어 질문의 글을 남김니다.
감사합니다.
P.S. 혹시라도 관심이 있으시거나 도움을 주실 수 있는 분은 연락 주시면 자세한 자료와 그림 등을 보내드리겠습니다.
