JP2010187965A - 発煙消火剤組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】密閉空間における火災の消火に有用であり、燃焼後に有害なＮＯｘを発生させることなく、かつ、爆発性を有さず、安全性が高く、消火性能に優れた発煙消火剤組成物を提供する。
【解決手段】酸化剤としての塩素酸カリウムと、還元剤としての不飽和ポリエステル樹脂と、好ましくは添加剤としての珪藻土とを配合してなる組成物であり、燃焼することによりエアロゾルを放出し、火炎の連鎖反応を停止し、消火する発煙消火剤組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、特に密閉空間の火災において、発煙消火剤組成物を燃焼させることによりアルカリ金属或いはハロゲンのような消火成分を含むエアロゾルを発生させることによって、効果的に火炎の連鎖反応を停止させ消火に至らしめることのできる発煙消火剤組成物に関する。

密閉空間の火災に用いる消火剤としては、従来二酸化炭素或いはハロン１２１１に代表されるハロゲン化炭化水素を消火成分として発生、噴出させる消火剤が知られている。

二酸化炭素を消火剤として用いるものは、密閉空間における酸素濃度を低下させ燃焼を抑制し消火させるものであるが、該二酸化炭素は有害であり、人体に悪影響を与え、尊い人命を失う危険性もあるため、より毒性の低いハロゲン化炭化水素を用いた消火剤が多く使用されている。

しかし、このハロゲン化炭化水素はオゾンと相互作用し、オゾン層の破壊に繋がることが知られており、地球環境上の問題から全世界的にその使用が制限されている。

これら二酸化炭素系あるいはハロゲン化炭化水素系の消火剤の代替として、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属のハロゲン化物や炭酸塩、硝酸塩等を含んだ消火剤組成物を用い、該消火剤組成物の燃焼反応により粉末エアロゾルを発生させ、火炎中に噴出することで燃焼の連鎖反応を停止させ消火する発煙消火剤が知られている。（特許文献１参照）
特許第３７６６６８５号公報

ところで、このような従来の消火剤組成物においては、一般的に、塩素酸カリウム、過塩素酸カリウム、重クロム酸カリウム、硝酸カリウム、硝酸セシウム等の酸化剤や、硝酸エステルや金属粉末等を還元剤として含有する。

しかし、これらの酸化剤あるいは還元剤を含む組成物は配合組成によっては爆発性を有する危険性がある。

さらに、硝酸カリウムあるいは硝酸セシウム等のような硝酸金属塩を酸化剤として用いる或いは硝酸エステル塩のような還元剤を配合組成中に含むと、消火剤組成物の燃焼後に、有害なＮＯｘ（窒素酸化物）を多量に発生する場合があり、また、金属粉末のような還元剤を組成物中に含むと、燃焼生成ガス中に人体に有害な金属ヒュームが発生する場合がある。

従って、無害でより安全性の高い発煙消火剤組成物が求められている。

本発明の目的は、密閉空間における火災の消火に有用であり、燃焼後に有害なＮＯｘや金属ヒュームを発生させることなく、かつ、爆発性を有さず取り扱い性に優れ、安全性の高い消火剤組成物を提供することである。

本発明者らは鋭意検討した結果、酸化剤として塩素酸カリウムと、還元剤として不飽和ポリエステル樹脂とを配合してなる発煙消火剤組成物が上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、酸化剤と、還元剤と、を少なくとも含有する発煙消火剤組成物において、前記酸化剤が、塩素酸カリウムであり、
前記還元剤が、不飽和ポリエステル樹脂であることを特徴とする発煙消火剤組成物である。

また、好ましくは前記酸化剤と、還元剤と、の重量混合比率が、
７０：３０〜８０：２０であることを特徴とする発煙消火剤組成物である。

さらに好ましくは添加剤として、珪藻土が含有されていることを特徴とする前記発煙消火剤組成物である。

本発明の発煙消火剤組成物によれば、爆発性を有することなく、かつ、燃焼後に多量の有毒なＮＯｘや金属ヒュームを発生することなく、安全性の高い発煙消火剤組成物を提供できる。

また、本発明の発煙消火剤組成物は、密閉空間の火災に対し多大な消火効果を発揮する消火成分を燃焼することによって速やかに発生することができるため、優れた発煙消火剤の製造に資することとなる。

また、本発明の発煙消火剤組成物は、成形が容易かつ取り扱いも簡便であり、多種多様の消火装置、消火システムへの適用が可能となる。

本発明の発煙消火剤組成物は、酸化剤と、還元剤と、を少なくとも含有することを特徴とする。

本発明に用いる酸化剤は、燃焼することによりエアロゾルを放出することのできる酸化剤である。

エアロゾルによる消火メカニズムは、放出されたエアロゾルの固体表面にて、火災を起こしている位置で燃焼生成の役目をする活性中心（フリーラジカル）を消滅させ、火炎の連鎖反応を停止させ、火災を消火する仕組みとなっている。

本発明に用いる酸化剤は、塩素酸カリウムを主成分とするものである。該塩素酸カリウムは入手が容易で安価であり、燃焼によるエアロゾルの放出能力が高く、消火性能に優れた発煙消火剤組成物を与える。

また、本発明に用いる還元剤は、不飽和ポリエステル樹脂である。該不飽和ポリエステル樹脂は、上記酸化剤との混和性に優れるため、安定した消火剤組成物の提供に寄与し、また、燃焼した際にも有毒なＮＯｘや金属ヒュームを排出することない優れた還元剤として機能する。

また、該不飽和ポリエステル樹脂は、上記酸化剤あるいは他の添加剤との混和も簡便であり、かつ、硬化剤を加えることにより極めて簡便に組成物を硬化させることができるため、所望の形状への成形も容易である。

そして、該不飽和ポリエステル樹脂の硬化物を用いて固体化された発煙消火剤組成物は、着火性や消火成分の放出能が損なわれることなく、保存安定性や安全性に優れた固体発煙消火剤組成物を与え、有毒ガスも発生しない優れた発煙消火剤組成物となる。

次いで本発明の発煙消火剤組成物の調整方法について説明する。本発明の発煙消火剤組成物は、好ましくは前記塩素酸カリウム粉末と不飽和ポリエステル樹脂とを加え良く混合する。さらに、不飽和ポリエステル樹脂に対する硬化促進剤を加え良く混合した後、硬化剤である重合開始剤を加え、必要に応じて添加剤を加え良く混合した後、所望の形状の型に入れ、所定時間静置することによって固体化した発煙消火剤組成物を得ることができる。

なお、硬化促進剤としては、ナフテン酸コバルト等の金属触媒を用いることができ、また、硬化剤としてはメチルエチルケトンパーオキサイド等の開始剤を用いることができる。

本発明の発煙消火剤組成物に用いることができる添加剤としては、金属粉末、珪藻土、タルク、ガラス粉、炭酸塩、金属塩化物、金属酸化物等を挙げることができるが、これらの中でも、少なくとも珪藻土を添加することが好ましい。金属粉末を添加した場合、燃焼生成ガスに人体に有害な金属ヒュームを発生する可能性があり、他の添加剤を加えた場合、消火性能の低下が見られる。

一方、珪藻土を添加することによって、消火成分の放出能を損なうことない消火組成物が得られる。さらに、珪藻土の添加によって発煙消火剤組成物の燃焼速度を所望の速度に制御することが可能となる。

本発明の発煙消火剤組成物において、塩素酸カリウムと不飽和ポリエステル樹脂との重量混合比率は、７０：３０乃至８０：２０であることが好ましく、さらに好ましくは、７５：２５である。

塩素酸カリウムが７０重量％に満たない場合は、酸化剤量の不足によるエアロゾル放出量の低下により消火性能が劣る場合がある。また、８０重量％を超える場合、酸化剤の含有量が大きいため、起爆感度が向上し、安全性に欠ける恐れがある。

上記珪藻土を添加する場合には、好ましくは、塩素酸カリウムと不飽和ポリエステル樹脂との合計重量１００重量部に対し、外割で０．１〜５重量部、好ましくは１〜３重量部添加する。

珪藻土が０．１重量部に満たない場合、燃焼性能が著しく劣り、単位時間あたりのエアロゾル放出量が少なくなる。従って、火炎を直ぐに消したい場合に消火性能に劣る場合がある。一方、５重量部を越える場合、起爆感度が上昇し、安全性に欠ける恐れがある。さらに、燃焼後にエアロゾルとして噴出されずに残渣が多く残り、エアロゾル発生量に劣る可能性がある。

本発明の消火剤組成物は密閉空間における火災を消火するための様々な形状の消火装置或いは消火システムに搭載することができる。

本発明の発煙消火剤を搭載する消火装置の一例としては、
感熱部と、点火装置と、本発明の発煙消火剤組成物を収納する筐体と、必要に応じて断熱材等が具備された消火装置が挙げられる。

該消火装置は、火災が発生すると、熱によって感熱部が作動し、発煙消火剤組成物に点火するための点火装置が作動する。点火されると速やかに本発明の発煙消火剤組成物は燃焼を開始し、エアロゾルを放出することによって、火災を消火する仕組みとなっている。

（実施例）
（発煙消火剤組成物の調整）
塩素酸カリウム（Ｅｋａ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製 商品名塩素酸カリウム）７５重量部、不飽和ポリエステル樹脂（ディーエイチマテリアル社製、商品名サンドーマＴＰ−１３９Ａ）２５重量部及び硬化促進剤としてナフテン酸コバルト（日本化学社製、商品名ナフテックスコバルト６％）をよく混合した後、硬化剤としてメチルエチルケトンパーオキサイド（日油社製、商品名パーメックＮＲ（Ｋ）０８）をさらに加え、静置、硬化させ、固体状の発煙消火剤組成物を調整した。（実験例１）
また、同様に下表１のように塩素酸カリウムと不飽和ポリエステル樹脂との重量配合比率を変え、発煙消火剤組成物を調整した。（実験例２〜９）
実験例１〜９にて調整した各発煙消火剤組成物を燃焼し、エアロゾルの放出能を確認した所、塩素酸カリウムの重量含有量が７０重量部に満たない実験例１、２の発煙消火剤組成物においては、エアロゾルの放出量が少なく、消火性能にやや劣ることが示唆されたが、実験例３〜９の発煙消火剤組成物においては、密閉空間の火災消火に十分な量のエアロゾルを放出可能であることが確認された。

（消火性能評価方法）
０．２ｍ^３の試験槽に４ｍｌのヘプタンを火皿PHI４３ｍｍに入れて着火し、消火剤７ｇを燃焼させて燃焼開始からヘプタンの消火までの時間の測定を行った。実験例１、２および実験例５を比較した。実験例１および実験例２は消火までに３分以上必要であったのに対して実験例５では２分以内に消火できた。以上から実験例１および実験例２は消火性能がやや劣ることを確認した。

（評価方法）
雷管起爆性の評価
得られた発煙消火剤組成物の安全性を確認するため、雷管起爆感度の評価を行った。雷管起爆性の評価は、ＳＧＰ−２５Ａ鋼管に下表１に示す各発煙消火剤組成物を填薬し、６号雷管で起爆の有無を調べることによって行った。結果を表１に示す。

表１より、実験例１〜７の発煙消火剤組成物は、雷管起爆性を有していないが、実験例８、９の発煙消火剤組成物は雷管起爆性を有しており、安全性に劣ることが示唆された。このことから、塩素酸カリウムと不飽和ポリエステル樹脂との重量混合比率において、塩素酸カリウムの重量混合比は８０重量％を超えないことが好ましい結果となった。

（燃焼時間の評価）
次に、発煙消火剤組成物の消火成分の放出能を反映する燃焼速度の評価を行った。上記実験例５で調整した発煙消火剤組成物をベースに、さらに珪藻土を下表３のように外割りで添加して調整したものについて評価を行った。

燃焼時間の評価は、内径２０．５ｍｍの紙筒に各発煙消火剤組成物１０ｇを填薬したものを用い、上部より着火して燃焼終了までの燃焼時間を測定した。結果を下表２に示す。

表２より、珪藻土の添加量に応じ、燃焼時間が短縮する傾向が見られた。従って、珪藻土を添加しない場合では、単位時間当たりのエアロゾル発生量が少なく消火までの時間を多く要してしまうが、珪藻土を３及び５％添加した系については、燃焼速度の向上が図れ、より短時間にて火炎消火に十分必要なエアロゾルを放出可能であることが示唆される。しかしながら、珪藻土を５％より多く添加すると、エアロゾルとして噴出されずに燃焼後に残渣として残ってしまうことが観察された。従って、珪藻土の添加量が５重量％以下であることが好ましい結果となった。

（燃焼ガス成分の測定）
燃焼後のＮＯｘ濃度を測定した。測定方法は０．１０８ｍ^２の容器内で５３ｇの上記実験例５−２の発煙消火剤組成物を燃焼させた後、ガステック社製気体検知管、Ｎｏ．１０窒素酸化物を用いて測定を行った。結果を下表３に示す。

表３より、実験例５−２の発煙消火剤組成物は、燃焼後にほとんどＮＯｘを発生しないことが確認できた。

Claims (4)

1. 酸化剤と、還元剤を少なくとも含有する発煙消火剤組成物において、
   前記酸化剤が、塩素酸カリウムであり、
   前記還元剤が、不飽和ポリエステル樹脂であることを特徴とする発煙消火剤組成物。
   
2. 前記酸化剤と、前記還元剤と、の重量混合比率が、
   ７０：３０乃至８０：２０であることを特徴とする請求項１に記載の発煙消火剤組成物。
   
3. 請求項１又は２に記載の発煙消火剤組成物において、さらに添加剤として珪藻土が含まれていることを特徴とする発煙消火剤組成物。
   
4. 前記添加剤が、
   酸化剤及び還元剤の合量１００重量部に対し、０．１〜５重量部含有されてなることを特徴とする請求項３に記載の発煙消火剤組成物。