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Luftschaummittel für Feuerlöschzwecke-Die Erfindung bezieht sich auf
Luftschaummittel für Feuerlöschzwecke, welche im wesentlichen wasserlösliche Proteine
oder Eiweißabbauprodukte enthalten, vorzugsweise aus Keratin, wie beispielsweise
Hufe und Horn, hergestellt werden, und denen geringe Mengen von Schwermetllsalzen
polyvalenter Metallionen als Schaumstabilisator zugesetzt sind.
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Als derartiger Schaumstabilisator wurde beispielsweise Eisensulfat
vorgeschlagen und fand ausgedehnte Verwendung.
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Die Zugabe der Metallsalze erfolgt zweckmäßig in der niederwertigen
Form des Metallions. Der Grund hierfür liegt in der Empfindlichkeit der Polypeptide
gegenüber höherwertigen Metallionen, besonders solchen aus abgebautem Keratin, dem
bevorzugten Rohstoff für Luftschaummittel für Feuerlöschzwecke. Man muß hier von
Metallsalzen der niederen Oxidationsstufen ausgehen, um überhaupt abscheidungsfreie
Protein-Metallsalzlösungen zu erhalten.
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Um aber eine gute Stabilität des Schaumes, d. h. einen steifen gasundurchlässigen
Schaum, zu bekommen, muß eine relativ erhebliche Menge an Stabilisierungssalz bereits
im Extrakt enthalten sein, der ja nur in etwa 3o/oiger Verdünnung zur Schaumerzeugung
verwendet wird.
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Die Stabilisierung der Schaumlamellen beruht im wesentlichen darauf,
daß aus den aus Eiweiß abgebauten Molekülen durch die Komplexaktivität der Metallionen
größere zusammenhängende Molekülaggregate entstehen. Zweifellos bilden sich solche
Makromoleküle bereits im flüssigen Extrakt. Je besser das Komplexbildungsvermögen
ist, um so eher wird dies aber zur Bildung von unlöslichen Abscheidungen führen.
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Das Komplexbildungsvermögen von Eisen(III) ist bekanntlich größer
als das von Eisen(II), also des nichtoxidierten Eisenions.
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In einen Extrakt abgebauter Proteine, einem Eiweißhydrolysat, dem
schaumstabilisierende Salze solcher polyvalenter Metalle im niederen Wertigkeitszustand
zugefügt worden sind, wird sich sehr bald ein Gleichgewicht zwischen den möglichen
Wertigkeitsstufen einstellen (Redoxsystem), wenn keine reduzierende Kraft eine Oxidation
der zugefügten niederwertigen Metallionen verhindert. Die Folge sind eine Erhöhung
der Komplexaktivität und die Gefahr einer Präzipitation. Beide Erscheinungen werden
noch gefördert, wenn sich z. B. durch Sauerstoffzutritt bei der Fertigung oder Lagerung
das Gleichgewicht der Eisen(11)- und Eisen(III)-Anteile weiter 7».m. dreiwertigen
Eisen hin verschiebt. Um zu verhindern, daß etwa infolge einer langen Dauer der
Speicherung oder infolge anderer ungünstiger Lagerungsbedingungen, wie Temperatureinwirkung
und Luftzutrittsmöglichkeit, eine Ausfällung durch das Stabilisierungsmittel stattfindet,
die eine Minderung der Qualität des Extraktes und eine Störung der Brauchbarkeit
infolge Verstopfung von Düsen mit Präzipitat zur Folge haben würde, wurden bisher
Sulfitsalze als reduzierend wirkendes Mittel zugesetzt. Nach einem anderen Vorschlag
werden statt dessen Zinksalze in bestimmten Konzentrationen, die höher als die des
Eisensalzes liegen sollen, als Reduktionsmittel verwendet.
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Erfindungsgemäß ist Thiocarbamid als reduzierend wirkender Zusatz
bei einem Feuerlöschmittel der eingangs erwähnten Art, das einen Gehalt an Schwermetallsalzen
zur Stabilisierung des Schaumes aufweist, vorzüglich geeignet.
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Harnstoff oder seine wasserlöslichen Derivate wurden zwar schon früher
als Zusatz bei einem Verfahren zur Herstellung von Luftschaum für Feuerlöschzwecke
durch Verspritzen von Wasser mit Luft in Gegenwart eines Schaummittels in Betracht
gezogen. Dieser Zusatz sollte jedoch als Stabilisierungszusatz im Gemisch mit üblichen
Schaummitteln, nicht dagegen als reduzierend wirkender Zusatz für als Stabilisierungsmittel
verwendete Schwermetallsalze zur Verwendung gelangen.
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Der Erfindung liegt dagegen die Erkenntnis zugrunde, daß Thiohamstoff
als auf das Schwermetallsalz reduzierend wirkendes Chemikal überraschenderweise
auch in höheren Konzentrationen den mit einem Zusatz von Schwermetallsalz versehenen
Abbauprodukt oder Hydrolysat ohne Nachteile für den Endzweck und die allgemeine
Verträglichkeit bereits gleichzeitig mit dem Metallsalz oder auch später zugeführt
werden kann. Darüber hinaus besitzt Thiocarbamid
noch eine Reihe
zusätzlicher Vorzüge, die für den hier zur Rede stehenden Zweck von besonders großer
praktischer Bedeutung sind. Thiocarbamid ist nämlich nicht allein ein sicherwirkendes
Reduktionsmittel, sondern wirkt zugleich als ein den Gefrierpunkt erniedrigendes
Chemikal, auch hat es eine eigene schaumstabilisierende Wirkung, die mit ausgenutzt
werden kann. Ferner eignet es sich zur Konservierung.
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Durch den erfindungsgemäßen Zusatz von Thiocarbamid läßt sich daher
die Lagerfähigkeit der Schaummittelextrakte in erheblichem Maße verbessern. Es wird
erreicht, daß ein Luftabschluß des Extraktes während seiner Herstellung und bei
der Lagerung entbehrlich wird, weil der Sauerstoffzutritt nicht schadet.
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Außerdem kann Thiocarbamid wegen der besseren Verträglichkeit dem
Extrakt in bedeutend größeren Anteilen als die bisher verwendeten Sulfitsalze oder
Zinksalze zugesetzt werden. Die Aufnahmefähigkeit des Extraktes für Schwermetallsalze
polyvalenter Metallionen wird durch Thiocarbamid erheblich erhöht. Das ist dadurch
zu erklären, daß niederwertige Metallsalze in einem Keratinhydrolysat in größerer
Menge gelöst werden können als höherwertige. Mit der Erhöhung des der Stabilisierung
dienenden Metallsalzanteils läßt sich eine Verbesserung der Beständigkeit des Schaumes
erreichen, die an der Erhöhung der Verschäumungszahl sowie an der Verlängerung der
Wasserausscheidung (Wasserhalbwert) erkennbar ist.
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Nachstehend werden einige Beispiele von Zusammensetzungen von Luftschaummitteln
in Gewichtsprozent der Bestandteile bei gleichzeitiger Angabe des Gießpunktes in
Grad Celsius des Sediments in Volumprozent nach kurzer Zeit und nach 6 Monaten,
der Verschäumungszahl VZ und des Wasserhalbwertes WHW in Minuten wiedergegeben.
| Gewichts- Gießpunkt Sediment Sediment WHW |
| Volum- nach VZ |
| prozent |
| ° C prozent 6 Monaten Mimiten |
| Beispiel I |
| Keratinhydrolysat ............. 98 |
| Eisen(II)-sulfat ............... 1,0 |
| Konservierungsmittel . . . . . . . . . . 1,0 -4 < 0.05 1.0
6 18 |
| Beispiel II |
| Keratinhydrolysat ............. 97 |
| Eisen(II)-sulfat ............... 2,0 |
| Konservierungsmittel . . . . . . . . . . 1,0 -4 < 0,05 2,0
7 26 |
| Beispiel III |
| Keratinhydrolysat ............. 90 |
| Eisen(II)-sulfat ............... 2,2 |
| Thiocarbamid . . . . . . . . . . . . . . . . 7,8 -12 < 0,05
< 0,05 7,6 27 |
Wie aus dieser Tabelle zu ersehen ist, ist bei dem einen Zusatz an Thiocarbamid
als Reduziermittel gemäß der Erfindung aufweisenden Beispiel III das Ausbleiben
einer Zunahme des geringen anfänglichen Sediments in Verbindung mit einer erheblichen
Erniedrigung des Gießpunktes und einer Erhöhung der Verschäumungszahl und des Wasserhalbwertes
gegenüber den dem Stand der Technik entsprechenden Beispielen I und 1I festzustellen.
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Während zur Erreichung der reduzierenden Wirkung bereits ein Zusatz
von 2% an Thiocarbamid genügt, kann es von Vorteil sein, zur Erreichung eines niedrigen
Gefrierpunktes einen Zusatz von 20% Thiocarbamid und mehr zu verwenden. Es genügt
aber ein wesentlich kleinerer Zusatz an Thiocarbamid, wenn daneben noch andere an
sich bekannte Gefrierpunkterniedrigungs-Chemikalien, wie z. B. Harnstoff, niedere
Alkohole, Glykole, Magnesiumchlorid od. dgl.. als Mischungsbestandteile vorgesehen
werden.