JP4131532B2

JP4131532B2 - 水系消火剤

Info

Publication number: JP4131532B2
Application number: JP2001382720A
Authority: JP
Inventors: 明彦横尾; 国照鹿間; 嘉徳河野
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2021-12-17
Also published as: JP2003180863A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水系の消火剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
普通火災（Ａ火災）に対応した消火薬剤において、その消火能力を向上させようとすると、リン酸アンモニウムなどリン酸塩系の無機化合物を高濃度で添加しなければならない。しかし、塩濃度を高くすると、貯蔵時の結晶析出や凝固点の上昇といった問題が発生する。
【０００３】
また、水系消火剤において、界面活性剤を添加することにより、表面張力を低下させ、木材等への浸透性を増大させて、再着火抑制および延焼抑制効果を向上させることは以前から行われていた。
しかし、リン酸塩類等の無機塩類の濃度が３０重量％以上の高濃度になると、界面活性剤の結晶の析出等が起こる場合があり、そのため従来は、水系消火剤の主成分であるリン酸塩類が２０重量％より低い濃度の場合に、界面活性剤が使用されてきた。
【０００４】
特開２００１−４６５４６号公報においては、リン酸アンモニウム（リン酸二水素アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム）、アルカノールアミン（モノエタノールアミン）、スルファミン酸およびスルホコハク酸エステル塩を高濃度で含有する水溶液を消火薬剤として提案している。この薬剤は貯蔵安定性に優れ、消火作業時に水に数％添加するだけで消火性能の高い消火水が得られるというものである。しかしながら、成分として使われているモノエタノールアミンは毒性、腐食性が非常に高く、またスルファミン酸も単体では強酸性であり、これらを含む消火薬剤は人体や環境への影響を考えると取り扱いに注意が必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、消火性能が高く、貯蔵安定性に優れる水系消火剤を提供することを目的とする。また本発明は、高い消火効果及び延焼抑制効果を両立させ、貯蔵安定性に優れた水系消火剤を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の態様は、リン酸アンモニウム及びスルファミン酸アンモニウムを含有してなり、リン酸アンモニウムの濃度が２０〜４５重量％、スルファミン酸アンモニウムの濃度が５〜３０重量％であり、且つ、これらの合計が３０〜５０重量％であり、残部が水である水系消火剤である。
【０００７】
（成分）
また本発明の第二の態様は、第一の態様の水系消火剤にさらにリン酸エステル系界面活性剤を含有してなる水系消火剤である。
かかる第二の態様においては、リン酸アンモニウム、スルファミン酸アンモニウム及びリン酸エステル系界面活性剤を含有してなり、リン酸アンモニウムの濃度が２０〜４５重量％、スルファミン酸アンモニウムの濃度が５〜３０重量％であり、且つ、これらの合計が３０〜５０重量％であり、リン酸エステル系界面活性剤の濃度が０．１〜５重量％であり、残部が水である水系消火剤が好ましい。
【０００８】
本発明の水系消火剤は、リン酸アンモニウム及びスルファミン酸アンモニウムを混合、溶解させた水溶液である。それにより、リン酸アンモニウムまたはスルファミン酸アンモニウム単体の場合に比べて低濃度で消火性能が高く、長期的な貯蔵安定性に優れた消火剤となる。併せて、これらの成分は毒性が低く且つ水素イオン濃度（ｐＨ）を中性にすることが容易であるため、取り扱いも容易である。
【０００９】
本発明において、リン酸アンモニウムは、リン酸二水素アンモニウム（第一リン酸アンモニウム、（ＮＨ₄）Ｈ₂ＰＯ₄）、リン酸水素二アンモニウム（第二リン酸アンモニウム、（ＮＨ₄）₂ＨＰＯ₄）又はこれらの混合物であることが好ましい。
リン酸二水素アンモニウム及びリン酸水素二アンモニウムは、可燃物に放射されると熱分解反応によりリン酸が生成する。このリン酸が木材の主構成成分であるセルロースリグニンに作用して脱水作用を促進して木材を炭化させる。その結果、可燃性の炭化水素の発生を抑制し、また脱水作用により発生した水分が冷却効果をもたらす。
【００１０】
本発明において、スルファミン酸アンモニウムは、ＮＨ₂ＳＯ₃ＮＨ₄で表わされる化合物である。かかる化合物は、カーテンをはじめとした布製品の防炎剤として使われてきた化合物であるが、単体では消火性能が低いため消火剤としては使用されなかったものである。
【００１１】
本発明において、リン酸エステル系界面活性剤は、アルキルエーテルリン酸エステル塩、アルキルフェノールリン酸エステル塩又はこれらの混合物であることが好ましい。環境への影響を考慮するとアルキルエーテルリン酸エステル塩が好ましい。ここで、アルキルは炭素数４〜１８のアルキルであることが好ましく、さらに好ましくは炭素数８〜１２のアルキル基である。なお、単離するには手間がかかり、炭素数は中心数に対してバラツキがあってもよい。
本発明によれば、リン酸エステル系界面活性剤をリン酸アンモニウム及びスルファミン酸アンモニウムからなる水系消火剤に添加すると、結晶の析出等が発生せず長期間安定して貯蔵、使用できるものである。
【００１２】
（濃度）
本発明において、リン酸アンモニウムの濃度は２０〜４５重量％、スルファミン酸アンモニウムの濃度は５〜３０重量％で、且つ、これらの合計の濃度が３０〜５０重量％であることが好ましい。
リン酸アンモニウムの濃度は２０〜４５重量％、さらに好ましくは２５〜３５重量％である。リン酸アンモニウム濃度が４５％以上では低温で析出等の沈殿を生じ貯蔵安定性に劣る。また、２０重量％未満では消火性能が不十分である。
スルファミン酸アンモニウムの濃度は、好ましくは５〜３０重量％で、さらに好ましくは１０〜２５重量％である。スルファミン酸アンモニウム濃度は３０％以上にすることは可能であるが、相対的にリン酸アンモニウム濃度を低くしなければならないため混合液としての消火能力が低下してしまう。また、５重量％未満では成分の複合による消火効果の向上はほとんどなくなってしまう。
また、これら２成分の合計の合計濃度は、好ましくは３０〜５０重量％、さらに好ましくは４０〜４８重量％である。３０重量％未満では、２成分の複合による消火効果の向上は少ない。５０重量％以上では低温での析出等の沈殿を生じ貯蔵安定性が劣る。
【００１３】
リン酸エステル系界面活性剤の添加濃度は０．１〜５重量％が適当で、好ましくは０．４〜３重量％である。０．１重量％未満では，浸透性の向上は不十分であり、５％以上の添加ではかえって消火性能を低下させることになる。
リン酸アンモニウム、スルファミン酸アンモニウム、リン酸エステル系界面活性剤以外の成分は水である。即ち、水の濃度は、５０〜７０重量％、好ましくは４５〜６９．９重量％である。
【００１４】
（ｐＨ）
水溶液のｐＨを、中性、即ち、６．０〜８．０の範囲にすることは、貯蔵安定性や腐食性あるいは人体へ影響の上で非常に有効である。
リン酸アンモニウムは、リン酸二水素アンモニウムおよびリン酸水素二アンモニウムを適当な比率で混合することによりｐＨを中性にすることが容易である。また、スルファミン酸アンモニウム単体の水溶液は中性である。そのため、本発明の消火剤は、ｐＨを中性にすることが容易である。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳述する。
（実施例１〜７）
表１及び２に示す成分を、表１及び２に示す濃度で含有する水系消火剤を調製した。得られた各水系消火剤の凝固点、ｐＨ、Ａ−２クリブ消火に要する液量、及び消火後の状況を表１に示す。
【００１６】
次に、これらの水系消火剤に、変質試験を実施した。その結果、試験後の各試料の性状は、凝固点、ｐＨ、Ａ−２クリブ消火に要する液量、及び消火後の状況に変化もなく析出等の沈殿物も観察されなかった。
また、Ａ−２クリブ消火に要する液量を変質試験の前／後で比較したところ、消火性能にも変化は見られなかった。
【００１７】
水系消火剤の物性の測定は、以下のように行なった。
（凝固点）
「消火設備用消火剤の鑑定細則」（平成１０年３月９日制定）の第１章第４の１の（３）に従って実施した。具体的には、水系消化剤を試験管に温度計とともに入れて攪拌しながら徐々に冷却し、結晶片が出始めたら冷却をやめ、結晶片がなくなったときの温度を読んだ。
（ｐＨ）
上記凝固点と同様の（４）に従って実施した。このｐＨの測定はＪＩＳＺ８８０２により行なうように定められ、それに従って実施した。
【００１８】
（Ａ−２クリブ消火に要する液量）
「消火器の技術上の規格を定める省令」（昭和３９年９月１７日、自治省令第２７号、最終改定平成５年２月２４日自治省令第７号）の第３条（能力単位の測定）に従って実施した。
具体的には、杉の気乾材９０本を井桁状に組上げたものに、ガソリンを入れた燃料なべを用いて下方から火をつけて杉の気乾材を燃焼させるものである。消火能力判定は、点火後３分で消火を開始し、消火後２分以内に再燃焼しない場合を完全な消火と判定する。
【００１９】
（変質試験）
「泡消火薬剤の技術上の規格を定める省令」（昭和５０年１２月９日、自治省令第２６号、最終改正昭和６２年３月１８日自治省令第７号）の第２条第６号に記載の条件に従って実施した。
即ち、水系消火剤を、室温から６５℃に昇温し２１６時間保持した後、室温に戻し、さらに−１８℃まで冷却し２４時間保持した後、室温に戻すサイクルを２サイクル実施した後、凝固点、ｐＨ、Ａ−２クリブ消火に要する液量、消火後の状況、析出物を評価した。
【００２０】
【表１】

【００２１】
【表２】

【００２２】
（実施例８〜１３）
表３及び４に示す成分を、表３及び４に示す濃度で含有する水系消火剤を調製した。得られた水系消火剤を「パッケージ型自動消火設備の技術基準」（昭和６３年９月２２日、消防予第１３６号）に基づく試験を行って、その延焼防止効果を調べた。
即ち、火災模型は「パッケージ型自動消火設備の技術基準」の第１６条に記載のＢ模型を使用した。この火災模型を、床面上２．４ｍの天井に取り付けた放射ノズルの放射範囲内に設置し、この放射ノズルから実施例８〜１３の水溶液を放射した。放射終了後、ただちに火災模型の直径１２０ｍｍのオイルパンに０．４Ｌのノルマルヘプタンを入れて点火し、水溶液の放射開始から２０分経過するまで燃焼させるとともに火災模型の中心上の天井面下５ｃｍの位置の温度（２０分間の温度上昇値（℃））を測定した。
また、表３及び４には、各実施例の火災模型設置位置の水溶液放射密度と温度上昇値、及びこれら水溶液を消火器に詰めてＡ−２クリブの消火に要する消火剤液量を測定した結果を示す。
【００２３】
【表３】

【００２４】
【表４】

【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、リン酸アンモニウム及びスルファミン酸アンモニウムを含有させることにより、リン酸アンモニウム又はスルファミン酸アンモニウム単体の場合に比べて低濃度で消火性能が高く、長期的な貯蔵安定性に優れた消火剤が提供される。併せて、これらの成分は毒性が低く且つ水素イオン濃度（ｐＨ）を中性にすることが容易であるため、取り扱いも容易である。
更に、本発明によれば、リン酸エステル系界面活性剤を、リン酸アンモニウム及びスルファミン酸アンモニウムと共に含有させることにより、結晶の析出なく、長期間安定して貯蔵、使用出来ると共に、消火性能が高く、優れた再着火抑制および延焼抑制効果を有する消火剤が提供される。

Claims

リン酸アンモニウム及びスルファミン酸アンモニウムを含有してなる水系消火剤であって、
前記リン酸アンモニウムの濃度が２０〜４５重量％、前記スルファミン酸アンモニウムの濃度が５〜３０重量％であり、且つ、これらの合計が３０〜５０重量％である水系消火剤。
リン酸エステル系界面活性剤をさらに含有してなる請求項１に記載の水系消火剤。
前記リン酸エステル系界面活性剤の濃度が０．１〜５重量％である請求項２に記載の水系消火剤。
前記リン酸エステル系界面活性剤が、アルキルエーテルリン酸エステル塩、アルキルフェノールリン酸エステル塩又はこれらの混合物である請求項２又は３に記載の水系消火剤。