JP2011087792A - 消火設備試験用泡薬剤 - Google Patents

Abstract

【課題】泡消火薬剤を有した設備の訓練用に用いられる下水道法の排除基準を満たした消火設備試験用泡薬剤を提供する。
【解決手段】本発明に係る消火設備試験用泡薬剤は、水溶液中に、炭化水素系アニオン界面活性剤を、消防法（昭和２３年法律第１８６号）第２１条の２第２項の規定に基づく発泡試験において、発泡倍率が２倍以上となる量を含むことにより構成されている。
【選択図】なし

Description

本発明は、泡消火薬剤を用いた消火設備の点検や訓練を行う際に、当該泡消火薬剤に代えて用いられる消火設備試験用泡薬剤に関するものである。

一般に、泡消火薬剤は、主として水による消火では効果が少ないか、又はかえって火災を拡大するおそれのある可燃性の液体火災に用いられるもので、特に第４類危険物の消火薬剤として最も重要なものである（例えば、下記特許文献１および特許文献２参照。）。

この泡消火薬剤としては、加水分解たん白質を主成分とした、たん白泡消火薬剤や、たん白泡消火薬剤にフッ素系界面活性剤を配合したフッ素たん白泡消火薬剤、あるいは炭化水素系界面活性剤を主成分とした合成界面活性剤泡消火薬剤や炭化水素系界面活性剤とフッ素系界面活性剤を主成分とする水成膜泡消火薬剤等がある。

特開昭２００７−２５２７３１号公報 特開昭２００７−２３８６５１号公報

そして、石油コンビナートや地下駐車場等の上記可燃性の液体による火災のおそれがある大規模施設においては、これら泡消火薬剤を用いた泡消火設備が設置されている。
この泡消火設備は、水の供給源と、泡消火薬剤の貯蔵槽と、これら水と泡消火液剤を混合する混合器と、混合された薬剤に空気を混入させて泡を生成させつつ消火薬剤として放出する泡放出口等から概略構成されたものである。

このような泡消火設備においては、緊急時に迅速に対応することができるように、また上記混合器や泡放出口が常に正常に機能するかを確認するために、日頃から訓練をおこなうことが大切である。

ところが、上記泡消火薬貯蔵槽に所蔵されている実際の消火用の上記泡消火薬剤は、耐火性や消火性には優れるものの、下水への排除基準、特にＢＯＤ値を満たしているものは無い。このため、当該泡消火薬剤を用いて消火訓練を行った場合には、訓練終了後に早期に大量の泡を回収しなければならないといった問題点が指摘されている。このため、当該訓練をいつでもおこなえて、かつ回収等の負荷のない、下水道法に適した訓練用の泡消火薬剤の開発が強く望まれていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、泡消火薬剤を有した設備の訓練用に用いられる下水道法の排除基準を満たした消火設備試験用泡薬剤を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の消火設備試験用泡薬剤は、水溶液中に、炭化水素系アニオン界面活性剤を、消防法（昭和２３年法律第１８６号）第２１条の２第２項の規定に基づく発泡試験において、発泡倍率が２倍以上となる量を含んでなることを特徴とするものである。

ここで、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記炭化水素系アニオン界面活性剤が、下記一般式（１）
ＲＣＨ＝ＣＨ(ＣＨ₂)_nＳＯ₃Ｚ ・・・（１）
（Ｒは炭素数８〜３０の脂肪族炭化水素基、ｎは０〜５、Ｚはアルカリ金属および／またはアルカリ土類金属）、で表わされるアルファオレフィンスルホン酸塩を含むことを特徴とするものである。

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、上記炭化水素系アニオン界面活性剤の濃度が、０．３〜３．１重量％の範囲であることを特徴とするものである。

さらに、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、上記水溶液が、水であることを特徴とするものである。

一般に、実際の消火に使用される泡消火薬剤は、５倍以上の発泡倍率が要求されている。これに対して、本発明者等の検証によれば、消火訓練においては、２倍以上の発泡倍率を有していれば、目視によって泡の生成を確認することが可能であり、よって上記消火設備における混合器や泡放出口の機能を確認し得ることが実証されている。

したがって、請求項１〜４のいずれかに記載の発明によれば、消火訓練としての所望の起泡力を有するとともに消泡性もあり、しかも下水道法の排除基準をも満たしていることから、消防訓練に安心して使用することができる。

ここで、特に請求項２に記載の発明によれば、上記消泡性とともに分解性にも優れる、訓練後は早期にそのまま下水道へ排出することが可能になる。この際に、請求項３に記載の発明のように、炭化水素系アニオン界面活性剤の濃度を０．３〜３．１重量％の範囲とすれば、少量の活性剤の添加によって確実に２倍以上の発泡倍率を得ることができ、経済性にも優れる。

以下、本発明に係る消火設備試験用泡薬剤の一実施形態について説明する。
先ず、使用する炭化水素系アニオン界面活性剤としては、アルキルエーテル硫酸エステル塩、アルファオレフィンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸及びその塩、アルキル硫酸エステル塩、エーテルスルホン酸塩、エーテルカルボン酸塩、スルホコハク酸塩、メチルタウリン酸塩、アラニネート及びその塩などで、これらの１種または２種以上の混合物が挙げられる。

これらのうち、好ましいものは、下記一般式（１）
ＲＣＨ＝ＣＨ(ＣＨ₂)_nＳＯ₃Ｚ ・・・（１）
で示されるアルファオレフィンスルホン酸塩である。ここで、Ｒで表わされる炭素数８〜３０の脂肪族炭化水素基は、飽和または不飽和のいずれでもよく、また、直鎖または分岐のいずれでもよい。例えば、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基、オレイル基、リノレイル基、リノレニル基などが挙げられる。これらのうち、炭素数８〜２０のものが起泡力の観点から好ましく、特に好ましいのはテトラデシル基である。

また、上記一般式（１）におけるｎはメチル基の平均モル数を示し、０〜５の範囲である。ちなみに、付加モル数が５を超えると起泡力が悪くなるために好ましくない。

さらに、上記一般式（１）のＺは、アルカリ金属、アルカリ土類金属または両者の混合物を示し、例えばリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウム、およびこれらの２種類以上の混合物が挙げられる。これらのうち、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウムが好ましく、特に好ましいものはナトリウム、カリウム、カルシウムである。

上記アルファオレフィンスルホン酸塩は、アルファオレフィンのスルホン化により製造できるが、通常はアルケニルスルホン酸塩とヒドロキシアルカンスルホン酸塩の混合物として得られるため、市販品としてもこれらの混合物として入手できる。

また、上記起泡剤には、必要に応じて、カチオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、両性界面活性剤、脂肪酸、水溶性無機金属塩、水溶性有機溶媒、水溶性高分子、などを併用しても良い。特にノニオン界面活性剤や水溶性有機溶媒は、起泡剤水溶液の安定性を向上させる効果がある。

上記カチオン界面活性剤としては、本発明の起泡剤の起泡性を阻害しないものを用いる必要があり、例えば、モノアルキルアンモニウムクロライド、ジアルキルアンモニウムクロライド、ＥＯ付加アンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライドなどが挙げられる。好ましくはモノアルキルアンモニウムクロライドである。

上記ノニオン界面活性剤としては、アルキルエーテル型、アルキルフェノール型、アルキルエステル型、ソルビタンエステル型、ソルビタンエステルエーテル型などが挙げられ、これらの１種または２種以上の混合物が使用できる。これらのうち、好ましいものはアルキルエーテル型である。

上記両性界面活性剤としては、本発明の起泡剤の起泡性を阻害しないものを用いる必要があり、例えば、アラニン型、イミダゾリニウムベタイン型、アミノプロピルベタイン型、アミノジプロピオン型などが挙げられる。好ましくはイミダゾリニウムベタイン型である。

上記脂肪酸としては、直鎖または分岐、天然または合成、飽和または不飽和のいずれでもよく、例えばカプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸、牛脂脂肪酸、オレイン酸、ヒマシ硬化脂肪酸、リノール酸、パルミトレイン酸、リノレン酸などが挙げられ、これらの１種または２種以上の混合物が使用できる。これらのうち、好ましいものはステアリン酸やパルミチン酸である。

上記水溶性無機金属塩としては、例えばナトリウム塩（硫酸ナトリウム、塩化ナトリウムなど）、カリウム塩（硫酸カリウム、塩化カリウムなど）、マグネシウム塩（硫酸マグネシウム、塩化マグネシウムなど）、カルシウム塩（硫酸カルシウム、塩化カルシウムなど）などが挙げられ、これらの１種または２種以上の混合物が使用できる。これらのうち、好ましいものは硫酸マグネシウムや硫酸ナトリウムである。

上記水溶性有機溶媒としては、本発明の起泡剤の起泡性を阻害しないものを用いる必要があり、例えばセロソルブ系溶剤（メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブなど）、カルビトール類（エチルカルビトール、ブチルカルビトールなど）、エチレンオキシドの付加モル数が３〜１０のポリオキシエチレン低級アルキルエーテル、ジオール類（エチレングリコール、ジエチレングリコールなど）、アルコール類（エチルアルコール、ラウリルアルコールなど）などが挙げられ、これらの１種または２種以上の混合物が使用できる。これらのうち、好ましいものはセロソルブ系溶剤およびジオール類であり、具体的にはブチルセロソルブ、イソブチルセロソルブ、エチレングリコール、ジエチレングリコールである。

上記水溶性高分子としては、例えばセルロース系誘導体（メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなど）、ポリビニルアルコール、アルギン酸ナトリウム、ポリビニルエーテル、ポリエチレングリコールなどが挙げられ、これらの１種または2種以上の混合物が使用できる。好ましいものはセルロース系誘導体である。

また、分散剤としては、上記起泡剤の起泡性を阻害しないものを用いる必要があり、例えばナフタレンスルホン酸系、アルキルナフタレンスルホン酸系、ポリカルボン酸系、ポリスチレンスルホン酸系、アルキルアミン型、アルキルフェノール型などが挙げられる。好ましいものはポリカルボン酸系である。

本発明に係る消火設備試験用泡薬剤を使用するに際しては、泡薬剤をあらかじめ水溶液の形にしておきポンプ圧送をおこなって使用する方法や、消火設備のラインにこの泡薬剤が組み込まれるようにして、使用する方法などを採用することができる。

以下に実施例を挙げて本発明の効果を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

［実施例１］ ＜下水道放流排出基準＞
上記一般式（１）のアルファオレフィンスルホン酸ナトリウム（商品名「リポランLB−440」、ライオン（株）製：ＲＣＨ＝ＣＨ(ＣＨ₂)_nＳＯ₃ＮａとＲＣＨ₂ＣＨ(ＯＨ)(ＣＨ₂)_mＳＯ₃Ｎａとの混合物（Ｒの炭素数１４））を用い、５０％硫酸（試薬１級、和光純薬工業（株）製）にてｐＨを調整して、消火設備試験用泡薬剤を作製した。

５０％硫酸の調整は、水２０ｍｌ：硫酸２０ｍｌを混合して作製した。
表１で調整した、消火設備試験用泡薬剤３ｍｌと水９７ｍｌに調整して、昭和３４年４月２２日政令第１４７号；下水道法令施行令、下水道放流排出基準（海域以外）の試験を行った。結果を表２に示す。

表２から、本発明の消火設備試験用泡薬剤は、下水道放流排出基準（海域以外）を満たしていることが判る。

［実施例２〜４］および［比較例１〜２］
＜発泡試験＞ ＜生化学的酸素要求量(ＢＯＤ)＞
一般式（１）のアルファオレフィンスルホン酸ナトリウム（商品名「リポランLB−440」、ライオン株式会社製（リポランは登録商標））を使用して、表３の配合にて作製し、５０％硫酸（試薬１級、和光純薬工業（株）製）にてｐＨを調整した消火設備試験用泡薬剤３ｍｌ：水９７ｍｌについて、発泡試験と生化学的酸素要求量(ＢＯＤ)の測定をおこなった。結果を表４に示す。

＜発泡試験＞
発泡試験は消防法（昭和２３年法律第１８６号）第２１条の２第２項の規定に基づき、泡消火薬剤の技術上の規格を定める省令に準じて試験をおこなった。
発泡条件 標準発泡ノズル：合成界面活性剤泡消火薬剤試験用
放水量：１０．０Ｌ／分
放水圧力：０．６９ＭＰａ
水温・気温：２０±２℃

発泡は消火設備試験用泡薬剤を加圧容器に入れ、合成界面活性剤泡消火薬剤試験用標準発泡ノズルを用いて行い、気泡を泡収集容器（容量：１４００ｍｌ）に採りその質量（ｇ）を測定し、次式により発泡倍率を算出した。結果を表４に示す。
発泡倍率（倍）＝１４００／気泡の質量（ｇ）
泡収集容器：φ１８７×５１ｍｍ：日本検定協会「検定業務の手引」の別図１１より
発泡倍率が大きい程、起泡剤の気泡力が優れているといえる。

＜生化学的酸素要求量(ＢＯＤ)＞
生化学的酸素要求量(ＢＯＤ)は、ＪＩＳ Ｋ０１０２−２１に準じて試験をおこなった。
希釈水の調整：ばっ気した水１ｌにＡ液、Ｂ液、Ｃ液、Ｄ液を各１ｍｌ加える。
Ａ液：リン酸水素二カリウム２１．７５ｇ、リン酸二水素カリウム８．５ｇ、リン酸二水素ナトリウム・１２水４４．６ｇ、塩化アンモニウム１．７ｇを水に溶かした１０００ｍｌとする。
Ｂ液：硫酸マグネシウム七水和物２２．５ｇを水に溶かした１０００ｍｌとする。
Ｃ液：塩化カルシウム２７．５ｇを水に溶かした１０００ｍｌとする。
Ｄ液：塩化鉄(III)六水和物１．６ｇを水に溶かした１０００ｍｌとする。

希釈試料の調整
有栓形メスシリンダー１０００ｍｌに希釈液を約半分入れ、前処理した試料を加え、希釈水で１０００ｍｌとする。栓をして静かに混合する。同様に希釈倍率の異なる物を調整する。培養瓶に希釈試料を入れ、１本は培養前の試料とし他は２０±１℃に調整した恒温槽に入れて５日間培養する。

希釈試料は調整後１５分間放置したものと、恒温槽で５日間培養したものについて、溶存酸素を隔膜電極法にて測定し、次式により生化学的酸素要求量(ＢＯＤ)を算出する。
ＢＯＤ＝（Ｄ₁−Ｄ₂）／Ｐ
ここで、ＢＯＤ：生化学的酸素要求量（ｍｇＯ／ｌ）
Ｄ₁：希釈試料を調整してから１５分間後の溶存酸素（ｍｇＯ／ｌ）
Ｄ₂：培養後の希釈試料の溶存酸素（ｍｇＯ／ｌ）
Ｐ：希釈試料中の試料の占める割合（試料／希釈試料）である。

隔膜電極法
溶存酸素測定器に亜硫酸ナトリウム（２５ｇ→５００ｍｌ）を注入し、マグネットスターラーで撹拌しながら電極を挿入してゼロ調整をおこなう。次に溶存酸素飽和水を注入して「JIS K ０１０２ 表３２．１水中の飽和溶存酸素」から指示値を合わせる。次に試料を注入してＢＯＤを測定する。

表４の結果から、本発明の消火設備試験用泡薬剤は下水道法令施行令、下水道放流排出基準（海域以外）の生化学的酸素要求量を満足し、泡として確認できる発泡倍率として２倍以上確保していることを有していることがわかる。

本発明に係る消火設備試験用泡薬剤は、泡消火薬剤を用いた消火設備の点検や訓練を行う際に、当該泡消火薬剤に代えて利用可能である。

Claims (4)

1. 水溶液中に、炭化水素系アニオン界面活性剤を、消防法（昭和２３年法律第１８６号）第２１条の２第２項の規定に基づく発泡試験において、発泡倍率が２倍以上となる量を含んでなることを特徴とする消火設備試験用泡薬剤。
2. 上記炭化水素系アニオン界面活性剤は、下記一般式（１）
   ＲＣＨ＝ＣＨ(ＣＨ₂)_nＳＯ₃Ｚ ・・・（１）
   （Ｒは炭素数８〜３０の脂肪族炭化水素基、ｎは０〜５、Ｚはアルカリ金属および／またはアルカリ土類金属）
   で表わされるアルファオレフィンスルホン酸塩を含むことを特徴とする請求項１に記載の消火設備試験用泡薬剤。
3. 上記炭化水素系アニオン界面活性剤の濃度は、０．３〜３．１重量％の範囲であることを特徴とする請求項２に記載の消火設備試験用泡薬剤。
4. 上記水溶液は、水であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の消火設備試験用泡薬剤。