JP2001276273A - 感熱ゲル化消火用水組成物及び消火方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 消火時に火災の熱で容易に水を含んで固形化
して燃焼物に付着して消火・延焼を防止する、通常の消
火装置が使用できる消火用水組成物を提供する。 【構成】 特定の設定温度以下では水溶性で設定温度以
上の温度である火災の熱で水を含んで熱ゲル化する感熱
熱ゲル化高分子、特にセルロース誘導体、と水を含む消
火用水組成物、及び該消火用水組成物を使用する消火方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、火災の熱を利用し
て一時的に非流動性ハイドロゲルを形成することで、消
火時の水損を著しく減少させ、長時間にわたって格段に
高い消火力を維持することができ、火災の延焼阻止並び
に消火後の再燃焼防止に優れ、且つ消火後簡単に廃棄で
きる水系消火用水組成物及び該消火用水組成物を使用す
る消火方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】水資源が比較的豊富でかつ手近に利用す
るのに最も便利であるという長所を備えている。また、
水は火災を消火する際に多くの利点があるため、従来の
消火薬剤のほとんどは大量の水で希釈して使用されてい
た。まず、水は高い比熱と蒸発熱を有するため、蒸発に
よる冷却作用を示す。最初に、水は蒸発に伴い、燃焼物
から熱を奪い続くことにより、燃焼物の温度を着火温度
以下に降下させることができ、消火作用を発揮する。加
えて、高温において、水は完全に気化するので、燃焼物
の周囲に水蒸気層が形成される。この水蒸気層は、空気
層を置き換え、燃焼に必要な酸素を遮断することで、火
災をくいとめることができる。

【０００３】一方、水を用いて消火活動を行う際に、多
くの好ましくない欠点をも有している。即ち、水は低粘
度を示し、良好な流動性を有するために、燃焼物の表面
に長く滞留することができず、瞬時に落下し地面に流失
する傾向を示す。また、燃焼の火力が強くなると、水は
燃焼物の表面に接近することが困難となり、高温による
水の飛散や蒸発等が生ずる。そのため、長時間に渡って
連続放水を必要としている。しかしながら、林野、草
原、山岳等の乾燥地帯では、利用できる水源はまれであ
り、限られた水を効率的に使用しなければならない制限
がある。

【０００４】さらに消火活動の際に、大量の水が上述の
ように流れ落ちるため、特に高層建物の火災の消火に際
し、火災とは直接関係のない下層建物への水の滲入、隣
接建物への水の飛散等が起り、水損による二次的災害を
引き起こす問題点を有している。

【０００５】水に基づく上記欠点を解決するために、多
くの改善法が提案されてきた。その中で、燃焼物から水
の流失を抑えるために、消火用水に水に可溶ではない粉
末状、顆粒状又は液体分散状の高吸水性ポリマーゲルを
添加してなる混合物を使用する方法が種々提案されてい
る。例えば、米国特許５１９０１１０号は、２０〜５０
０ミクロンの粒径を有する吸着性架橋ポリマーを水混和
性媒体に分散させ、生じたゲル溶液の粘度が１００ｍＰ
ａ・ｓを超えないように教示している。この系は水の担
体である吸着性ゲル粒子に充分な膨潤時間を与えず、消
火時に粒子を燃焼物の表面に付着させるための十分な粘
度を有さなかった。

【０００６】また、特開平５−３０５１５３号公報はコ
ンニャクマンナンの粘子をカルシウムなどの凝固剤で固
めた食用コンニャク塊状のもの、或いはコンニャクの粉
末を含んだ粘着性のある消火用水の使用が提案されてい
る。しかしながら、該方法は、水不溶性のコンニャクを
消火水に混入させ使用したため、噴出時における消火ポ
ンプ、ホース又はノズルの閉塞が懸念されるものであっ
た。

【０００７】同様に、特開平１０−１５５９３２号公報
は顆粒状で高吸水性のポリマーに消火機能を持った水系
消火剤を含浸して形成した消火剤組成物、及びそれを吹
き付ける消火方法を開示されている。この方法は消火に
おいて、使用する吸水性ポリマー媒体の粘度、膨潤した
顆粒同志の粘着による大塊状化問題に充分言及していな
い。

【０００８】米国特許４９７８４６０号はポリマーゲル
粒子の凝集を防止するために適当な水溶性分散剤が添加
されている。この系は通常の消火ホース長さで消火活動
を行うとき、ポリマー粒子の膨潤時間が長く、所望の吸
水量を達成するために、ポリマーゲル粒子を高濃度で添
加する必要があった。

【０００９】このように、消火用水に使用される代表的
な高吸水性ポリマーの粒径はほとんど２０ミクロンより
大きいことが開示されている。そのため、消火用水に添
加された「水ゲル」は顆粒状で固形的な性質を有し、現
状の標準消火装置を通して噴出する際に、ゲル粒子の凝
集による装置の閉塞は操作不能に導くことが多く、使用
中失敗の可能性は高いため、多くの消火活動用途でこれ
らの「水ゲル」を使用することは不可能でないにしても
困難である。

【００１０】また、特開平９−１４０８２６号公報は、
逆相重合によって生成される１ミクロン未満小さい粒径
を有する油中水型架橋した水膨潤性ポリマーを防火及び
消火用水に混合させ、消火活動に使用している。この報
告は液体の形で供給水に導入できるポリマー粒子の使用
を強調し、加えて燃焼物の垂直及び水平の両方の面に良
好に付着させるために、５００〜５００００ｍＰａ・ｓ
の粘度を有する高粘性流体の使用を教示している。この
系は典型的な高吸水性ポリマー粒子の添加に対してかな
りの改良であったが、吸水性ポリマー粒子は水に対して
不溶である欠点があり、消防器具への付着及び使用不能
などの問題を有するので、実験段階の域を超えていな
い。

【００１１】従って、消火活動に、低温で比較的低粘度
を有し、標準消防装置で充分に噴出することができ、高
温において放出された消火用水は燃焼物の垂直及び水平
面に付着できるような十分な高粘度に上昇し、かつ迅速
にゲル化または固形化できる水溶性消火用水が求められ
ている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、消火
活動における水源の効率化を図るための上述の公知の消
火媒体又は消火媒体添加剤の欠点を克服し、防火及び消
火に使用される水に、特定の設定温度以下で水溶性であ
り、設定温度以上で固形化する高分子を添加して生成し
た消火用水組成物、及び必要に応じて固形化した高分子
ゲルの固定化剤、燃焼物表面に浸透機能を持った界面活
性剤、消火機能を持った防炎剤を加えてなる消火用水組
成物を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、消火用水
に水溶性高分子を添加しても生成する水混合液は常温で
は均一な流動体でありながら、粘度も比較的小さく既存
の標準消火装置を用いることができ、燃焼物表面で消火
用水を含んだままでゲル化ないし固形化することができ
る高分子添加剤を求めて鋭意検討した結果、感熱ゲル化
性を有する高分子がその目的に達成し得ることを見出し
た。また、本発明は、特定の置換基および置換度を有す
るセルロース誘導体を消火用水添加剤の主成分として用
いることにより、使用後簡単に廃棄できる新規な消火用
水組成物及びそれを使用した消火方法を見出して、本発
明を完成させることに至った。

【００１４】また、本発明の消火用水は、上記感熱ゲル
化性高分子の他、必要に応じて該高分子の熱による固形
化したゲルの強度を上げるための各種水溶性ポリマー添
加剤や、該高分子の熱架橋反応を起す水溶性架橋剤や、
通常使用される防炎剤、界面活性剤、凝固点降下剤など
の消火用薬品を含ませても良い。

【００１５】火災時に、該消火用水が設定温度以下で相
対的に低粘度を有するため、各種標準消火設備の使用を
通して容易に噴出され、且つ各方向の火源を迅速に接近
・粘着・被覆することができる。所謂、火災の熱で設定
のゲル化温度を超えると、該消火用水は迅速に増粘ゲル
化し、その結果、急速な飛散・流失又は蒸発がなく、消
火するまでに燃焼物の表面に滞留することができる。さ
らに、該消火用水は消火時に空気を遮断するゲル隔離層
が形成されるため、高い燃焼阻止効果を示し、優れた消
火力を得ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明に使用される感熱ゲル化性
高分子は、特定の設定温度以下では水溶性であり、設定
温度以上では水不溶性のハイドロゲルとなる高分子であ
り、特にセルロースの誘導体が好ましい。この感熱ゲル
化性高分子を消火用水に添加して形成する水溶液が常温
では流動性を有し、従来の消火用水と同様に標準消防装
置を使用することができ、燃焼物に噴射又は噴霧したと
き、燃焼熱で水を含んだ状態でゲル化乃至固形化して燃
焼物の表面に粘着・被覆し、長時間にわたって優れた消
火力を維持することができるので、燃焼及び延焼を防止
するようにしたものである。また、本発明にかかる消火
用水組成物は、例えば、高層ビル火災、草原火災、森林
火災、石油火災などの大規模の火災及び一般火災の消火
薬剤として好適に用いられる。

【００１７】本発明の感熱ゲル化性を有するセルロース
誘導体は、例えば、特定の置換基、置換率及び分子量を
有するメチルセルロース、エチルセルロースなどのアル
キル基置換セルロース、ヒドロキシプロピルセルロース
などのヒドロキシアルキル基置換セルロース、ヒドロキ
シエチルメチルセルロース、ヒドロキシエチルエチルセ
ルロース、ヒドロキシエチルプロピルセルロース、ヒド
ロキシプロピルエチルセルロース、ヒドロキシプロピル
メチルセルロースなどのヒドロキシアルキルアルキル基
置換セルロース、ポリエチレンオキシルセルロース、ポ
リプロピレンオキシルセルロースなどのポリアルキレン
オキシル基置換セルロース、及びこれらのポリマーに特
定のビニルモノマー及び／又は特定のイオン性ビニルモ
ノマーをグラフト重合させ、生成したセルロース誘導体
が挙げられるが、特に限定されるものではない。これら
の高分子は、単独で用いてもよく、二種類以上を併用し
てもよい。上記例示の高分子のうち、メチルセルロー
ス、ヒドロキシプロピルメチルセルロースがより好まし
い。

【００１８】本発明に使用されるメチルセルロースは、
メトキシル基の含有率（％）が２６．０〜３３．０であ
り、好ましくは２７．０〜３２．０である。

【００１９】本発明に使用されるヒドロキシプロピルメ
チルセルロースは、メトキシル基及びヒドロキシプロピ
ル基の含有率（％）が１７．０〜３１．０及び１５．０
以下であり、好ましくは２０．０〜３０．０及び１３．
０以下である。

【００２０】本発明の感熱ゲル化性セルロース誘導体の
ゲル化又は固形化温度は特に限定されないが、常温乃至
は火災現場での温度で、また盛夏時の温度で、消火設備
内で消火用水がゲル化しない温度以上に設定する必要が
ある。さらに、寒冷地域及び火災現場の周囲温度を考慮
して１０℃〜８０℃の温度範囲で制御するとよい。

【００２１】上記グラフト重合用特定のビニルモノマー
としては、具体的には、例えば、Ｎ−アクリロイルピペ
リジン、Ｎ−３−イソプロポキシプロピル（メタ）アク
リルアミド、Ｎ−８−アクイロイル−１，４−ジオキサ
−８−アザスピロ[４，５]デカン、Ｎ−１−メトキシメ
チルプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−２−メトキ
シエチル−Ｎ−ｎ−プロピルアクリルアミド、Ｎ−２−
メトキシエチル−Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ
−メチル−Ｎ−ｎ−プロピル（メタ）アクリルアミド、
Ｎ−ｎ−プロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル
−Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−３−エトキシ
プロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−テトラヒドロフ
ルフリル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピル
（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルア
ミド、Ｎ−１−メチル−２−メトキシエチル（メタ）ア
クリルアミド、Ｎ−２−エトキシエチル（メタ）アクリ
ルアミド、Ｎ−２−メトキシエチル−Ｎ−エチルアクリ
ルアミド、Ｎ，Ｎ−ビス（２−メトキシエチル）アクリ
ルアミド、Ｎ−３−メトキシプロピル（メタ）アクリル
アミド、Ｎ−シクロプロピル（メタ）アクリルアミド、
Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（１，３−ジ
オキソラン−２−イルメチル）−Ｎ−メチルアクリルア
ミド、Ｎ−メチル−Ｎ−エチルアクリルアミド、Ｎ−ア
クリロイルピロリジン、Ｎ−（２，２−ジメトキシエチ
ル）−Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−３−（２−メト
キシエトキシ）プロピル（メタ）アクリルアミド、アミ
ノ酸基を含むアクリルアミド化合物などのＮ−置換（メ
タ）アクリルアミド誘導体、Ｎ−ビニルカプロラクタ
ム、Ｎ−ビニルイソブチルアミド、Ｎ−ビニル−Ｎ−メ
チルアセトアミドなどのＮ−ビニル置換アミド誘導体、
２−モルホリノエチル（メタ）クリレート、２−（２−
モルホリノエトキシ）エチル（メタ）クリレート、２−
モルホリノプロピル（メタ）クリレート、モルホリンテ
トラエチレンオキシ（メタ）クリレート、３，５−ジメ
チルモルホリンテトラエチレンオキシ（メタ）クルレー
ト、メトキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アク
リレート、メトキシポリエチレングリコール・ポリプロ
ピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、メトキシ
ポリエチレングリコール・ポリブチレングリコールモノ
（メタ）アクリレート、エトキシポリエチレングリコー
ルモノ（メタ）アクリレート、エトキシポリエチレング
リコール・ポリプロピリングリコールモノ（メタ）アク
リレート、エトキシポリエチレングリコール・ポリブチ
レングリコールモノ（メタ）アクリレート、ブトキシポ
リエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、フェ
ノキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレー
ト、ベンジルオキシポリエチレングリコールモノ（メ
タ）アクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレートな
どのエステル型ビニルモノマー、ビニルメチルエーテル
が挙げられるが、特に限定されるものではない。これら
のビニルモノマーは、単独で使用してもよく、また、二
種類以上を併用してもよい。上記例示の特定のビニルモ
ノマーのうち、Ｎ−置換（メタ）アクリルアミド誘導体
が特に好ましい。かかるグラフト重合反応技術は現在良
く知られている。

【００２２】前記グラフト重合用特定のイオン性ビニル
モノマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸塩（ア
ルカリ金属塩、アンモニウム塩）、２−（メタ）アクリ
ルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸塩（アルカリ
金属塩、アンモニウム塩）、ｐ−スチレンスルホン酸塩
（アルカリ金属塩、アンモニウム塩）、ビニルスルホン
酸塩（アルカリ金属塩、アンモニウム塩）、メタアリル
スルホン酸塩（アルカリ金属塩、アンモニウム塩）、２
−（メタ）アクリロイルオキシエタンスルホン酸塩（ア
ルカリ金属塩、アンモニウム塩）、モノ（２−（メタ）
アクリロイルオキシエチル）アシッドホスフェート塩
（アルカリ金属塩、アンモニウム塩）などのアニオン性
基を有するビニルモノマー、第３級アミノ基を有する
（メタ）アクリレート誘導体由来の各種４級アンモニウ
ム塩、第３級アミノ基を有する（メタ）アクリルアミド
誘導体由来の各種４級アンモニウム塩などのカチオン性
基を有するビニルモノマー、第３級アミノ基を有する
（メタ）アクリレート誘導体由来の各種両性イオン基を
持つ分子内塩形成性単量体、第３級アミノ基を有する
（メタ）アクリルアミド誘導体由来の各種両性イオン基
を持つ分子内塩形成性単量体などのベタイン型モノマ
ー、アミノ酸塩を含むアクリルアミド誘導体が挙げられ
るが、特に限定されるものではない。これらのイオン性
ビニルモノマーは、単独で使用してもよく、また、二種
類以上を併用してもよい。上記例示の特定のイオン性ビ
ニルモノマーのうち、アニオン性基を有するビニルモノ
マーがより好ましく、（メタ）アクリル酸のアルカリ
塩、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパン
スルホン酸のアルカリ塩が特に好ましい。かかるグラフ
ト重合反応技術は現在良く知られている。

【００２３】グラフト重合により生成したセルロース誘
導体の場合において、上記の特定のビニルモノマーと上
記特定のイオン性ビニルモノマーとのモル比、モノマー
の種類によって異なるが、即ち、グラフト重合用モノマ
ー成分における特定のビニルモノマーの割合は、特に限
定されるものではないが、５０モル％以上が好ましく、
７０モル％以上がより好ましい。特定のビニルモノマー
の割合が５０モル％未満の場合には、熱による優れたハ
イドロゲルを得られない恐れがある。

【００２４】具体的には、例えば、特定のビニルモノマ
ーであるＮ−イソプロピル（メタ）アクリルアミドが、
８０〜９９モル％、特定のイオン性ビニルモノマーであ
るアクリル酸ナトリウムが１〜２０モル％、の割合でセ
ルロースにグラフト共重合させ、感熱ゲル化性を有する
セルロース誘導体を得る方法が挙げられる。

【００２５】前記セルロース誘導体は、１５０００以上
の分子量を有するものが好ましく、５００００以上の分
子量を有するものがより好ましい。分子量が１５０００
未満の場合には、消火用水に添加して形成する水混合液
は感熱ゲル化性を示さない恐れがある。

【００２６】前記セルロース誘導体の使用濃度範囲は、
０．２０〜２０．０重量％が好ましく、０．５０〜１
５．０重量％がより好ましく、０．７５〜１０．０重量
％が特に好ましい。使用濃度が０．２０重量％以下の場
合には、消火用水は感熱ゲル化性を示さない恐れがあ
る。また、使用濃度が２０．０重量％を超える場合に
は、セルロース誘導体は完全に溶解しない恐れがあり、
放水操作が困難となるので、消火設備が閉塞されること
もあり、消火不能に導くことが多い。

【００２７】本発明の消火用水組成物は、前記感熱ゲル
化性セルロース誘導体のほかに、必要に応じて、水溶性
ポリマー固定化剤を添加し、さらに必要に応じて防炎
剤、界面活性剤、凝固点降下剤、熱架橋剤を配合したも
のであり、火災の消火能力に特に優れる。

【００２８】水溶性ポリマー固定化剤は、セルロース誘
導体のゲル強度を強めるよう作用し、その種類は特に限
定されないが、有用なポリマーの例は、ポリアクリル酸
ナトリウム、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコー
ルなどが挙げられる。

【００２９】本発明の消火用水組成物に添加される水溶
性防炎剤としては、燃焼物の種類によって異なるが、特
に限定されるものではない。具体的には、例えば、燐酸
第２アンモニウム、燐酸第１アンモニウム、縮合燐酸ア
ンモニウム、硫酸アンモニウム、スルファミン酸アンモ
ニウム、炭酸アンモニウム、塩化アンモニウム、臭化ア
ンモニウム、硼酸アンモニウム、ホウ砂、水ガラス、タ
ングステン酸ソーダ、錫酸ソーダ、オルソ燐酸、縮合燐
酸、硼酸、スルファミン酸グアニジン、燐酸グアニジ
ン、メチロール燐酸グアニジン、燐酸グアニル尿素、燐
酸メラミン、塩酸グアニジン、テトラ硼酸グアニジン、
炭酸グアニジンなどが挙げられる。これらの防炎剤は、
単独で使用してもよく、また、二種類以上を併用するこ
とによって、より優れる防炎効果を発揮することができ
る。さらに、有害性、廉価性及び試薬入手容易性の面を
考慮すると、燐酸第２アンモニウム又は燐酸第１アンモ
ニウムは毒性がないため、その水溶液は現に山火事に使
用されており、また化学肥料としても使用されている物
質であるので、より好ましい。

【００３０】本発明の消火用水に含まれる浸透剤（界面
活性剤）としては、アニオン性界面活性剤であり、中で
もアニオン性親水基を含有する界面活性剤が、起泡性並
びに防炎剤の浸透剤としての浸透性が大きく、消火能力
に優れるためより好ましい。アニオン性親水基含有界面
活性剤としては、例えば、アルキルスルホコハク酸塩、
α−オレフィンスルホン酸塩、α−スルホ脂肪酸又はエ
ステル塩、アルカンスルホン酸塩、アルキルベンゼンス
ルホン酸塩、アルキル又はアルケニル硫酸塩、アルキル
又はアルケニルエーテル硫酸塩、アルキル又はアルケニ
ルエーテルカルボン酸塩、アルキル又はアルケニルリン
酸塩、飽和又は不飽和脂肪酸塩などが挙げられるが、特
に限定されるものではない。これらの界面活性剤は、単
独で使用してもよく、また、二種類以上を併用してもよ
い。上記例示のアニオン性界面活性剤のうち、スルホコ
ハク酸塩型及びスルホン酸塩型の界面活性剤がより好ま
しく、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウムが浸透性に
優れ、かつ天然系の合成界面活性剤であり、自然環境中
で分解されやすいので特に好ましい。

【００３１】本発明の消火用水組成物には、必要に応じ
て熱架橋剤を添加してもよい。使用できる熱架橋剤とし
ては、特に限定されないが、例えば、尿素ホルマリン樹
脂、メチロールメラミン樹脂、グリオキザール、タンニ
ン酸からなる群より少なくとも１種以上を用いることが
できる。

【００３２】本発明の消火用水組成物には、更に凝固点
降下剤を配合することもできる。使用できる凝固点降下
剤としては、例えば、エチレングリコール、プロピレン
グリコール、グリセリン、ポリエチレングリコールなど
の多価アルコール類、セロソルブ類、カルビトール類、
尿素などが挙げられるが、特に限定されるものではな
い。

【００３３】本発明の消火用水組成物の製造方法、つま
り、水、感熱ゲル化性セルロース誘導体、必要に応じて
ポリマー固定化剤、防炎剤、界面活性剤、及び凝固点降
下剤の混合溶解方法は、特に限定されるものではない
が、種々の方法を採用することができる。具体的には、
例えば、感熱ゲル化性セルロース誘導体、ポリマー固定
化剤、防炎剤、界面活性剤、及び凝固点降下剤を使用濃
度に合わせて一度に全て溶解する方法；感熱ゲル化性セ
ルロース誘導体とポリマー固定化剤を溶解した後、防炎
剤、界面活性剤、及び凝固点降下剤を添加する方法；予
め感熱ゲル化性セルロース誘導体、ポリマー固定化剤、
防炎剤、界面活性剤、及び凝固点降下剤の濃厚水溶液を
調製しておき、消火時に消火用の水で希釈する方法；な
どが挙げられる。いわゆる、消火時に該消火用水組成物
は、感熱ゲル化性セルロース誘導体とその他の消火用助
剤（但し、必要に応じて）と水とを含んでおり、特定の
設定温度以下で均一な溶液状態となっていればよい。

【００３４】火元に向けて水が直接噴射されると、炎に
到達する前に飛散及び急速な蒸発が起り、さらに炎に到
達した水は低所に流れ落ち又は浸透することが発生し、
多くの水が効果的に消火活動に寄与していない。本発明
の消火用水が使用されると、垂直又は水平面に噴射され
るとき、該消火用水は火炎中で水を取り込んだままで増
粘乃至ゲル化し、水の急速な蒸発・飛散を防ぐことがで
きる。さらに、増粘乃至ゲル化した消火用「水」は燃焼
物の表面に落下・付着し、燃焼熱で固形化することによ
り、水損を著しく減少させ、少量の水で効率のよい消火
活動を実施することができる。

【００３５】本発明による消火用水組成物では、ハイド
ロゲル形成性セルロース誘導体は、主として水の燃焼物
表面における滞留を確保する。結合水は流出することが
できず、その結果、ほぼ全量の消火用水が炎の中心に止
まり、既に記述した消火力を長期にわたって発揮するこ
とができるので、火は少ない水で消される。付加的な利
益として、本発明の消火用水を用いることによって、連
続放水の必要はなく、一般に必要とされる人力及び材料
資源を最小限に抑えることができる。また、このこと
は、火災において水による二次的な災害の減少にも導
く。

【００３６】本発明の消火用水は、燃焼物の表面に被覆
した後、高含水のハイドロゲルを形成するので、水はそ
の表面から熱を除去し、そのため炎が引火点以下に降下
して消火されるまで、水の蒸発による冷却作用が続け
る。このハイドロゲル層の形成は、燃焼のために必要と
される酸素の供給を遮断し、その結果火炎を窒息させる
効果を与える。加えて、火炎に近くのまだ着火していな
い表面への火の広がりをも防止する効果を有し、いわゆ
る未着火表面をハイドロゲルで蔽うと、燃焼の連鎖反応
を断ち切る延焼防止という重要な役割を果たし、大きな
消火力及び防火力を得ることができる。

【００３７】本発明の消火用水組成物は、通常用水、河
川水乃至海水のような自然の水源を利用することがで
き、地域の水質硬度変化による消火性能の低下を起さな
いので、より広域の火災に対応することができる。

【００３８】本発明の消火用水組成物は、小規模の火災
のほか、大規模の火災に対して優れた消火性能を有す
る。特に、該消火用水組成物は水源の少ない状況におい
て、林野火災、山火災、草原火災、地震火災など火災発
生時にヘリコプターなどにより空中から重複散布の必要
性がないので、より顕著な消火効果と威力を発揮する。

【００３９】本発明に使用される感熱ゲル化性セルロー
ス誘導体は、生分解性を有するので、消火後に簡単に廃
棄することができ、環境への悪影響がない。

【００４０】本発明の消火用水組成物は、全て水溶性で
あり、放水による消火器具の閉塞による使用不能などの
欠点を実質的に持たなく、消火活動が簡単に停止・再開
することができる。消火後、設備は再び水洗され、直ち
に使用できる状態になる。従って、本発明は従来開示さ
れている技術（例えば、米国特許４９７８４６０号、特
開平５−３０５１５３号公報、特開平１０−１５５９３
２号公報、特開平９−１４０８２６号公報）を大きく改
良したものであり、つまり、高吸水性ポリマーゲルを添
加する消火用水に比べて、実質的な技術前進を表す。

【００４１】

【実施例】以下に感熱ゲル化性セルロース誘導体を含む
消火用水の調製及びそれを用いた消火方法について、詳
細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定され
るものではない。尚、以下の例において、感温増粘温度
は２０℃における粘度より高くなる温度を示し、感温ゲ
ル化温度は粘度が１００００ｍＰａ・ｓを超える温度を
示す。また、特記しない限り％は重量％を表す。

【００４２】調製例１：消火用水組成物１の調製 １Ｌ容量のビーカーを使用し、防炎剤として燐酸第２ア
ンモニウム２．０％、浸透剤としてジオクチルスルホコ
ハク酸ナトリウム０．２％を含有する９９０ｇの水溶液
に、メチルセルロース（メトキシル基含有量２９．６
％、分子量１２万）１０ｇを入れ、攪拌溶解した。得ら
れた１％のポリマー溶液の粘度は２０℃にて、Ｂ型粘度
計を用いて測定したところ、２６ｍＰａ・ｓであった。
また、この水溶液の感熱増粘温度及び感熱ゲル化温度が
それぞれ４０℃〜４５℃及び５５℃〜６０℃であった。

【００４３】調製例２：消火用水組成物２の調製 １Ｌ容量のビーカーに純水９９０ｇを入れ、メチルセル
ロース（メトキシル基含有量２９．８％、分子量３５
万）１０ｇを加えて攪拌しながら、分散溶解した。得ら
れた１％のポリマー水溶液の粘度は２０℃にて、Ｂ型粘
度計を用いて測定したところ、２５５ｍＰａ・ｓであっ
た。また、この水溶液の感熱増粘温度及び感熱ゲル化温
度がそれぞれ５０℃〜５５℃及び５５℃〜６０℃であっ
た。

【００４４】調製例３：消火用水組成物３の調製 １Ｌ容量のビーカーに純水９７９ｇ、メチルセルロース
（メトキシル基含有量２９．８％、分子量３５万）１０
ｇ、燐酸第２アンモニウム１０ｇ及びジオクチルスルホ
コハク酸ナトリウム１ｇを入れ、攪拌溶解した。得られ
た１％のポリマー溶液の粘度は２０℃にて、Ｂ型粘度計
を用いて測定したところ、２７７ｍＰａ・ｓであった。
また、この水溶液の感熱増粘温度及び感熱ゲル化温度が
それぞれ４０℃〜４５℃及び４５℃〜５０℃であった。

【００４５】調製例４：消火用水組成物４の調製 １Ｌ容量のビーカーに９９０ｇを入れ、ヒドロキシプロ
ピルメチルセルロース（メトキシル基含有量２９．０
％、ヒドロキシプロポキシル基含有量６．２％、分子量
３８万）１０ｇを加えて攪拌しながら、分散溶解した。
得られた１％のポリマー水溶液の粘度は２０℃にて、Ｂ
型粘度計を用いて測定したところ、２６８ｍＰａ・ｓで
あった。また、この水溶液の感熱増粘温度及び感熱ゲル
化温度がそれぞれ６５℃〜７０℃及び７０℃〜７５℃で
あった。

【００４６】調製例５：消火用水組成物５の調製 １Ｌ容量のビーカーに純水９７９ｇ、ヒドロキシプロピ
ルメチルセルロース（メトキシル基含有量２９．０％、
ヒドロキシプロポキシル基含有量６．２％、分子量３８
万）１０ｇ、燐酸第２アンモニウム１０ｇ及びジオクチ
ルスルホコハク酸ナトリウム１ｇを入れ、攪拌溶解し
た。得られた１％のポリマー溶液の粘度は２０℃にて、
Ｂ型粘度計を用いて測定したところ、２９０ｍＰａ・ｓ
であった。また、この水溶液の感熱増粘温度及び感熱ゲ
ル化温度がそれぞれ５５℃〜６０℃及び６５℃〜７０℃
であった。

【００４７】（木材消火評価） 実施例１ 調製例３で作成した消火用水組成物３Ｌを水消火器（ハ
ッタ製作所製消火訓練用、テスター７、消火水噴射ノズ
ル径２ｍｍφ）に入れ、圧搾空気を用いて消火器内の内
圧を７×１０^５ Ｐａに加圧し、３ｃｍ角、長さ５０ｃ
ｍの松材５本を１段とし、１５段を格子状に積み上げた
櫓に着火し、櫓全体が独立燃焼状態となった後、消火器
より消火用水を放水し、消火試験を行った。同一条件で
の消火試験を１０回行い、放水開始から鎮火迄に要した
平均時間（秒）と使用した消火用水の平均使用量（ｋ
ｇ）の積算値を使用した消火用水の消火効率とし、その
値を算出したところ、８０．２ｋｇ・秒であった。

【００４８】実施例２ 調製例５で作成した消火用水組成物３Ｌを使用した以外
は、実施例１と同様の条件にて消火試験を行い、消火効
率を求めたところ、９０．２ｋｇ・秒であった。

【００４９】実施例３ 調製例１で作成した消火用水組成物３Ｌを使用した以外
は、実施例１と同様の条件にて消火試験を行い、消火効
率を求めたところ、１０２．５ｋｇ・秒であった。

【００５０】比較例１ 水道水を消火用水として用いた以外は、実施例１と同様
の条件にて消火試験を行い消火効率を求めたところ、２
５８．４ｋｇ・秒であった。

【００５１】（油脂消火評価） 実施例４ 直径２５０ｃｍ、深さ７０ｃｍの容器に油脂（市販天ぷ
ら油）５００ｍＬを入れ、添加３０秒後（炎の高さ約１
ｍ）から調製例２で作成した消火用水組成物３００ｍＬ
を柄付き５００ｍＬ容量ステンレス製ジョッキに分取し
一括投入し、投入後鎮火に至る時間を測定すると共に、
消火液投入直後から鎮火に至る炎の様子を観察した。結
果、鎮火に要した時間は、１６秒であり、消火液投入直
後〜鎮火まで、炎の拡散は軽微であった。

【００５２】実施例５ 調製例４で作成した消火用水組成物３００ｍＬを用いた
以外実施例４と同一条件にて評価を行った。結果、鎮火
に要した時間は１３秒であり、消火液投入直後〜鎮火ま
で炎の拡散は軽微であった。

【００５３】

【発明の効果】本発明による感温ゲル化消火用水組成物
は、常温で粘度が比較的に小さい水溶性流動体であり、
通常の消火装置を使用することができる。該消火用水組
成物は、火災の熱で高粘度を有するゲル化状態を形成す
るので、燃焼物の表面に付着する度合いが大きくなる。
本発明の消火用水組成物によれば、消火力に優れると共
に、長期にわたって高い消火力を維持することができ、
一度消火した物体は再着火しないという極めて優れた効
果を奏し得るものである。また、少量の使用でも消火が
可能となるので、消火用水の損失を著しく減少すること
ができ、二次災害を引き起こさないものである。さら
に、本発明の消火用水組成物は、一般の水系消火薬剤に
比べ、多種類の火災に対応することができ、使用範囲が
広い。

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 特定の設定温度以下では水溶性であり、
   設定温度以上で固形化する可逆的な感熱ゲル化性高分子
   と、水とを含むことを特徴とする消火用水組成物。
2. 【請求項２】 感熱ゲル化性高分子がセルロース誘導体
   であることを特徴とする請求項１記載の消火用水組成
   物。
3. 【請求項３】 セルロースの誘導体が、アルキル基置換
   セルロース、ヒドロキシアルキル基置換セルロース、ヒ
   ドロキシアルキルアルキル基置換セルロース、ポリアル
   キレンオキシル基置換セルロース、特定のビニルモノマ
   ー及び／又は特定のイオン性ビニルモノマーをグラフト
   したセルロース及びこれらの混合物からなる群より選択
   することを特徴とする請求項２記載の消火用水組成物。
4. 【請求項４】 アルキル基置換セルロースが、主にメチ
   ルセルロース(メトキシル基％は、２６．０〜３３．０)
   であることを特徴とする請求項３記載の消火用水組成
   物。
5. 【請求項５】 ヒドロキシアルキル基置換セルロース
   が、主にヒドロキシプロピルセルロースであることを特
   徴とする請求項３記載の消火用水組成物。
6. 【請求項６】 ヒドロキシアルキルメチル基置換セルロ
   ースが、主にヒドロキシプロピルメチルセルロース(メ
   トキシル基％は、１７．０〜３１．０、ヒドロキシプロ
   ピル基％は、１５．０以下)であることを特徴とする請
   求項３記載の消火用水組成物。
7. 【請求項７】 特定のビニルモノマーが、ポリマーにし
   た時に下限臨界溶液温度を有する重合性化合物であるこ
   とを特徴とする請求項３記載の消火用水組成物。
8. 【請求項８】 特定のイオン性ビニルモノマーが、主に
   アニオン基を有する重合性化合物であることを特徴とす
   る請求項３記載の消火用水組成物。
9. 【請求項９】 セルロース誘導体が、分子量は１５００
   ０以上であることを特徴とする請求項２〜８記載の消火
   用水組成物。
10. 【請求項１０】 セルロース誘導体の濃度が、０．２０
    重量％〜２０．０重量％であることを特徴とする請求項
    ２〜８記載の消火用水組成物。
11. 【請求項１１】 感熱ゲル化性高分子のほかに、燃焼物
    の表面に固形化したハイドロゲルを安定化させるための
    少なくとも１種の水溶性ポリマー固定化剤、防炎剤及び
    ／又は浸透剤からなる消火剤を添加することを特徴とす
    る請求項１〜１０記載の消火用水組成物。
12. 【請求項１２】 消火剤が、リン酸第１(第２)アンモニ
    ウム及び／又はジオクチルスルホコハク酸ナトリウムを
    含むことを特徴とする請求項１１記載の消火用水組成
    物。
13. 【請求項１３】 消火剤の添加濃度が、リン酸第１(第
    ２)アンモニウム０．２５〜２．０重量％、ジオクチル
    スルホコハク酸ナトリウム０〜０．２重量％であること
    を特徴とする請求項１１記載の消火用水組成物。
14. 【請求項１４】 感熱ゲル化性高分子が、水に溶解され
    る時生成した水溶液の粘度が１０〜１００００ｍＰａ・
    ｓの範囲であることを特徴とする請求項１〜１０記載の
    消火用水組成物。
15. 【請求項１５】 水溶性ポリマー固定化剤及び／又は消
    火剤を添加して生成した水溶液の粘度が２０〜２０００
    ０ｍＰａ・ｓの範囲であることを特徴とする請求項１１
    記載の消火用水組成物。
16. 【請求項１６】 請求項１〜１５に記載の消火用水組成
    物を用いることを特徴とする消火方法。
17. 【請求項１７】 消火用水組成物を予め高濃度に調整し
    て、使用直前に水で所定の濃度に希釈した後、通常消防
    装置により被消火物の表面に噴出などすることを特徴と
    する請求項１６記載の消火方法。
18. 【請求項１８】 消火用水組成物を使用濃度に合わせて
    調整し、消火時に被消火物の表面に噴出などすることを
    特徴とする請求項１６記載の消火方法。