JP4920018B2 - エアゾール消火器用消火剤及びエアゾール消火器用消火剤の製造方法 - Google Patents
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Description
エアゾール消火器は、燃焼により発生する消火粒子が極めて小さいので(一般に1〜5μm)、消火効率が他の消火システムに比べて数倍優れ、消火器の作動後、汚染区域を圧縮空気で掃除することが容易であるので、使用者の側面では極めて有用である。また、既存のガス系消火装置とは異なり、配管作業無しに、単に固定だけすればいいので、設置及び維持管理費用が極めて安価である。さらに、現在、最も多用されるハロンガス系消火装置は、オゾン層を破壊するため、間もなくその使用が制限されるようになる状況である。
関連先行技術として、特許文献1は、バインダとしてニトロセルロースを用いるエアゾール消火器用消火剤を開示する。前記特許文献1では、バインダとしてニトロセルロースを用いることにより、トリアセチンのような可塑剤とジフェニルアミンのような化学的安定剤を必要とする。したがって、カリウムイオンを排出することができるKNO3の含有量が減少し、噴射される消火成分の消火能力が落ちる。また、ニトロセルロースにより、燃焼時、有害成分であるNOXが多量発生し、燃焼温度も高い。それだけではなく、ニトロセルロースの自然分解性と可塑剤の変性により、長期貯蔵性において不利である。
特許文献2は、KNO3をカリウムイオン供給及び酸化剤として用い、冷却剤として、ジシアンジアミド(DCDA)、ウレアを、バインダとして、ニトロセルロースの代わりに、フェノールホルムアルデヒド樹脂、エポキシ樹脂及び4−オキシ安息香酸を、また、燃焼触媒として、CuO、Fe2O3等の金属成分を用いるものを開示する。この組成は、ニトロセルロースをフェノールホルムアルデヒド樹脂等に代替したが、燃焼時、CO、NH3、HCNのような有害ガスが多量発生し、消火能力が落ちる。
特許文献4は、前記特許文献3の問題点である有害性ガスの放出を減らすための組成として、DCDA含量を9〜20%(粒度、40〜80μm:10〜25μm=70:30)、樹脂を6〜14%(粒度、70〜120μm:1〜7μm=25:75)、さらにKNO3含量を66〜85%(粒度、15〜25μm:7〜15μm=80:20)で提示しているが、単に酸化剤の含量を増加させ、DCDAとバインダの含量を減少させることによっては、消火能力を維持しながら有害ガス成分の放出量を減らすことは難しい。
特許文献5は、前記特許文献4の組成に加え、冷却剤の役割をしながら有害ガスを酸化反応させることができる触媒方法を提示している。前記特許文献5は、冷却剤及び触媒として、ゼオライト、シリカゲル及び酸化アルミニウムを球形または錠剤として成形して用いるものを提示しているが、燃焼の際に発生する1500K以上の高温、燃焼の際に発生する物質による表面汚染、極めて短い反応時間等により、触媒としての役割が不可能である。
消火剤の製造方法として、前記特許文献4及び前記特許文献3によると、成分物質の粒径と比率とを厳格に管理しながら、樹脂を溶剤(アセトン及びアルコール)に溶かした後、原料を混合器に入れて混和させる。混和完了後は、溶剤を乾燥して蒸発させた後、混和された原料をプレスで成形するが、この場合、混和効率と生産効率が落ち、さらに、成形時の密度調整が困難であり、信頼性の確保が難しい。
前記消火剤は3〜10重量%のオキサミドをさらに含むことができる。
前記樹脂は、フェノールホルムアルデヒド樹脂及びエポキシ樹脂を含むことができる。
前記樹脂は、樹脂の全体重量の20〜30%で、エポキシ樹脂を含むことができる。
前記KNO3及び前記ジシアンジアミドは、10〜30μmの粒径を有し、前記KClO4は、80〜120μmの粒径を有することができる。
前記製造方法は、前記粉砕された混和物を60〜90℃の温度に加温する段階をさらに含むことができる。
前記圧着成形段階は、60〜90℃の温度に維持される金型で行うことができる。
また、前記課題を達成するために、本発明は、前記消火剤を含むエアゾール消火器であって、前記消火器は、それぞれ1つ以上の噴射口を有する2つ以上のノズルで構成された噴射ノズルを備え、前記ノズルは、各ノズルの前記噴射口の一部または全部が、消火成分の噴射方向に沿って、互いにずれて配列されるように配置されるエアゾール消火器を提供する。
前記ノズル間の間隔は、5〜10mmであることができる。
本発明は、消火剤の製造の際に、混和後、加圧圧延工程を設けて、原料の混和効率を増大させ、乾燥後、粉砕し、一定の大きさの粒子を作り、加温成形することにより、密度の増大、均一な燃焼特性(消火能力)及び生産性の向上を確保する。
また、エアゾール消火器に無機質の冷却剤と二重ノズルを適用し、消火器の組立体において、燃焼の際に発生する火炎、灰、溶融物等を最小化する。さらに、ガス温度の低下効果を得ることができる。
ジシアンジアミドと類似した構造を有しながら、内部に2つの酸素を有するオキサミド(C2H4N2O2)を用いることにより、有害ガスの発生を減らすことができる。特に、本発明で説明される通り、酸化剤として、KNO3に所定量のKClO4を加えることにより、有害ガスの発生を顕著に改善することができる。本発明により、消火剤は、3〜10重量%のオキサミドを含んでもよい。
消火剤の組成は消火性能に影響を及ぼすが、消火剤を製造する工程も、消火性能に大きな影響を及ぼす。先行技術とは異なり、本発明は、新たな工程を導入し、工程条件を緩和し、燃焼の均一性を高めることができる。
本発明によるエアゾール消火器は、ケース、点火装置、冷却剤、噴射ノズルを備え、上述した組成と特性を有する消火剤をさらに有する。エアゾール消火器のケースは、腐食を防止するために、ステンレス材質からなることが好ましい。消火剤を点火させる装置としての点火装置は、例えば、電気式マッチに消火剤と同一の組成の粉末を布で取り囲んで用いる。冷却剤としては、酸化アルミニウム材質、カオリン材質、またはこれらを組み合わせた材質が用いられ得る。好ましくは、前記材質を所定の大きさの球形にして用いる。
実施例1〜実施例4は、エアゾール消火器用消火剤の樹脂成分としてフェノールホルムアルデヒド樹脂を含む、本発明により製造される消火剤と、その特性を示す。実施例5〜8は、消火剤の樹脂成分として、フェノールホルムアルデヒド樹脂とエポキシ樹脂を、硬化剤無しに含む、本発明により製造される消火剤と、その特性を示す。
KNO375重量%及びDCDA16.5重量%と、アセトン、アルコールまたは混合溶剤に溶解されたフェノールホルムアルデヒド樹脂8.5重量%とを混合器に入れ、30〜50℃の温度で2時間混和した。混和後、異速で回転する1対の圧延ロール(前6rpm/後4rpm)で3分間圧延した。その後、55℃で溶剤を完全に乾燥した後、粉砕機で250μm以下に粉砕した。その後、60〜90℃の温度で充分加温した後、同一の温度で加温されている金型で、消火剤の断面圧力が70〜100MPaとなるように成形した。
この組成は、以前の特許で提示された組成と類似したものであり、本発明と差を提示するために実施した。
KNO375重量%、DCDA8.5重量%及びオキサミド8.0重量%と、アセトン、アルコールまたは混合溶剤に溶解されたフェノールホルムアルデヒド樹脂8.5重量%とを混合器に入れ、30〜50℃の温度で2時間混和した。混和後の段階、すなわち、圧延、粉砕、加温、及び成形段階は、上述した実施例1の条件と同様であった。
[実施例3]
KNO375重量%、KClO43重量%、DCDA10重量%及びオキサミド5重量%と、アセトン、アルコールまたは混合溶剤に溶解されたフェノールホルムアルデヒド樹脂7重量%とを混合器に入れ、30〜50℃の温度で2時間混和した。混和後の段階は、上述した実施例1の条件と同様であった。
[実施例4]
KNO370重量%、KClO48重量%、DCDA10重量%及びオキサミド5重量%と、アセトン、アルコールまたは混合溶剤に溶解されたフェノールホルムアルデヒド樹脂7重量%とを混合器に入れ、30〜50℃の温度で2時間混和した。混和後の段階は、上述した実施例1の条件と同様であった。
KNO372重量%、KClO410重量%及びDCDA9重量%と、アセトン、アルコールまたは混合溶剤に溶解されたフェノールホルムアルデヒド樹脂5重量%及びエポキシ樹脂4重量%とを混合器に入れ、30〜50℃の温度で2時間混和した。混和後の段階は、上述した実施例1の条件と同様であった。
[実施例6]
KNO372重量%、KClO410重量%及びDCDA11重量%と、アセトン、アルコールまたは混合溶剤に溶解されたフェノールホルムアルデヒド樹脂5重量%及びエポキシ樹脂2重量%を混合器に入れ、30〜50℃の温度で2時間混和した。混和後の段階は、上述した実施例1の条件と同様であった。
KNO366重量%、KClO412.7重量%及びDCDA14重量%と、アセトン、アルコールまたは混合溶剤に溶解されたフェノールホルムアルデヒド樹脂5重量%及びエポキシ樹脂2.3重量%とを混合器に入れ、30〜50℃の温度で2時間混和した。混和後の段階は、上述した実施例1の条件と同様であった。
[実施例8]
KNO372重量%、KClO410重量%及びDCDA11重量%、アセトン、アルコールまたは混合溶剤に溶解されたフェノールホルムアルデヒド樹脂3重量%及びエポキシ樹脂4重量%とを混合器に入れ、30〜50℃の温度で2時間混和した。混和後の段階は、上述した実施例1の条件と同様であった。
10 ケース
20 点火装置
30 消火剤
40 冷却剤
50 噴射ノズル
51 第1ノズル
52 第2ノズル
51’、52’ 噴射口
Claims (10)
- 点火装置を含むエアゾール消火器用消火剤において、前記消火剤は、65〜82重量%のKNO3、3〜13重量%のKClO4、8〜15重量%のジシアンジアミド、及び4〜10重量%の樹脂を含み、
前記樹脂が、フェノールホルムアルデヒド樹脂である、消火剤。 - 樹脂が、さらにエポキシ樹脂を含むことを特徴とする、請求項1に記載の消火剤。
- 3〜10重量%のオキサミドをさらに含むことを特徴とする、請求項1または2に記載の消火剤。
- 樹脂が、樹脂の全体重量の20〜30%で、エポキシ樹脂を含むことを特徴とする、請求項2または3に記載の消火剤。
- KNO3及びジシアンジアミドが、10〜30μmの粒径を有し、KClO4が、80〜120μmの粒径を有することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の消火剤。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の消火剤の製造方法であって、
溶剤内の前記消火剤の成分を混和する段階と、
前記混和物の均一度を高めるように、前記混和物を異速圧延ロールを通過させる段階と、
前記溶剤を前記混和物から除去する段階と、
溶剤が除去され、乾燥した前記混和物を250μm以下に粉砕する段階と、
前記粉砕された混和物を圧着成形する段階と、を含む、消火剤の製造方法。 - 粉砕された混和物を60〜90℃の温度に加温する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項6に記載の消火剤の製造方法。
- 圧着成形段階が、60〜90℃の温度に維持される金型で行われることを特徴とする、請求項6または7に記載の消火剤の製造方法。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の消火剤を含むエアゾール消火器であって、前記消火器は、それぞれ1つ以上の噴射口を有する2つ以上のノズルで構成された噴射ノズルを備え、前記ノズルは、各ノズルの前記噴射口の一部または全部が、消火成分の噴射方向に沿って、互いにずれて配列されるように配置される、エアゾール消火器。
- ノズル間の間隔が、5〜10mmであることを特徴とする、請求項9に記載のエアゾール消火器。
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