JP6243091B2 - 消火剤の製造方法および消火剤 - Google Patents
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Description
本発明は、消火用具に使用でき、消火能力の高い消火剤の製造方法および消火剤に関する。
近年、消火用具と呼ばれる製品は多様化してきている。その背景には、床置き式消火器は扱いが難しく、重いために、実際の火災時に使用するのが困難である等の理由がある。一方、代表的なエアゾール式消火具は、誰でも簡単に使用することができるが、大きくなった炎には対応しにくい。
また、取り扱いが簡単な消火器として、所定の温度により膨張する無機系発泡剤を含有する消火薬剤を、その膨張圧力により破裂可能な包装容器に封入してあり、該包装容器が火災に対して反応し、該包装容器の破壊とともに、消火薬剤を飛散、拡散して消火する消火器も知られている（例えば、特許文献１参照）。
この消火器に使用される消火剤の成分は、さまざまな組成物により構成されており、例えば特許文献１には、消火剤の成分として、尿素（ＣＯ（ＮＨ２）２）、塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）、無水炭酸ソーダ（Ｎａ２ＣＯ３）、硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳＯ４）などが開示されている。
しかし、特許文献１には、消火剤の製造方法が開示されておらず、一般的にも消火剤の製造方法については、各社がノウハウとして秘密にしているものが多い。
また、消火剤の成分は、全ての成分が安全とは限らず、子供や高齢者が誤飲した場合に問題となる可能性もある。
そこで、本発明は、人体にも悪影響のない安全な消火剤であり、且つ、消火剤に添加される薬剤の作用が最大限に発揮されるように処理された消火能力の高い消火剤の製造方法および消火剤を提供するものである。
本発明は、上記課題を解決するために、消火用具に使用する消火剤の製造方法であって、５０℃〜７０℃の水に塩化アンモニウム（Ａ）とリン酸水素二アンモニウム（Ｂ）を加えて溶解する工程と、重炭酸ナトリウム（Ｃ）を加えて溶解する工程と、を有する。
本発明の消火剤の製造方法は、前記消火剤に含まれる水分５７０重量部に対して、塩化アンモニウム（Ａ）が２０重量部〜３０重量部、リン酸水素二アンモニウム（Ｂ）が７５重量部〜９０重量部、重炭酸ナトリウム（Ｃ）が７５重量部〜９０重量部である。
本発明の消火剤の製造方法は、最初に５７０重量部より少ない所定量の水に（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の各成分を溶解させ、全ての成分を溶解させた後に各成分の成分量に対して消火剤に含まれる水分が５７０重量部になるまで水分を加える工程を備える。
本発明は、消火用具に使用する消火剤の製造方法であって、５０℃〜７０℃の水に塩化アンモニウム（Ａ）を加えて溶解する工程と、リン酸水素二アンモニウム（Ｂ）を加えて溶解する工程と、重炭酸ナトリウム（Ｃ）を加えて溶解する工程と、尿素（Ｄ）を加えて溶解する工程と、硫酸アンモニウム（Ｅ）を加えて溶解する工程と、ケイ酸ナトリウム（Ｆ）を加えて溶解する工程と、を有する。
本発明の消火剤の製造方法は、前記消火剤に含まれる水分５７０重量部に対して、塩化アンモニウム（Ａ）が２０重量部〜３０重量部、リン酸水素二アンモニウム（Ｂ）が７５重量部〜９０重量部、重炭酸ナトリウム（Ｃ）が７５重量部〜９０重量部、尿素（Ｄ）が１０重量部〜１５重量部、硫酸アンモニウム（Ｅ）が５５重量部〜７０重量部、ケイ酸ナトリウム（Ｆ）が１０重量部〜２０重量部である。
本発明の消火剤の製造方法は、最初に５７０重量部より少ない所定量の水に（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ），（Ｅ）および（Ｆ）の各成分を溶解させ、全ての成分を溶解させた後に各成分の成分量に対して消火剤に含まれる水分が５７０重量部になるまで水分を加える工程を備える。
本発明の消火剤の製造方法は、更に水成膜消火剤を加える工程を備える。
本発明は、水５７０重量部に対して、塩化アンモニウムを２０重量部〜３０重量部と、リン酸水素二アンモニウムを７５重量部〜９０重量部と、重炭酸ナトリウムを７５重量部〜９０重量部と、を含む消火剤を提供する。
本発明は、水５７０重量部に対して、塩化アンモニウムを２０重量部〜３０重量部と、リン酸水素二アンモニウムを７５重量部〜９０重量部と、重炭酸ナトリウムを７５重量部〜９０重量部と、尿素を１０重量部〜１５重量部と、硫酸アンモニウムを５５重量部〜７０重量部と、ケイ酸ナトリウムを１０重量部〜２０重量部と、を含む消火剤を提供する。
本発明の消火剤の製造方法および消火剤によれば、上記（Ａ）から（Ｆ）の成分を使用することによって、人体に影響のない安全な消火剤を提供できる。とりわけ、従来の消火剤では、重炭酸アンモニウムを使用していたが、本発明は、消火剤に重炭酸ナトリウムと塩化アンモニウムを使用することで更に消火速度が向上した。
本発明の消火剤の製造方法および消火剤によれば、製造された消火剤を、例えば樹脂やガラス製の衝撃で破壊する容器に封入して、火災に投げ割ることにより消火剤を拡散させることは容易である。また、本発明の消火剤をこれらの容器に封入した消火用具は、使用に際して特別な訓練を必要としないので簡便性がある。
以下、本発明の第１の実施例を説明する。
最初に７０℃程度の任意の量の水（５７０ｍｌより少ない量の水）に塩化アンモニウム２５ｇを加え（入れ）、撹拌して溶解する。ここで、塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）は、触媒として利用されると共に、消火剤の凝固点降下に利用される。
次に、この溶液に、リン酸水素二アンモニウム（別名：リン酸二アンモニウム）８０ｇを加え（入れ）て溶解し、重炭酸ナトリウム８０ｇを加え（入れ）、反応・溶解させる。
続いて、重炭酸ナトリウムの溶解反応により温度降下したこの溶液を、再度７０℃まで加温する。
リン酸水素二アンモニウム（（ＮＨ４）２ＨＰＯ４）と重炭酸ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）は、消火の際、燃焼により炭酸ガス（ＣＯ２）とアンモニア（ＮＨ３）に熱分解される。炭酸ガスは燃焼物への酸素を遮断し、燃焼物の酸化を中和して抑える作用がある。アンモニアは中和、冷却作用で燃焼物の再燃焼を防止して、周囲への延焼を防ぐことができる。
次に、７０℃まで再加温した溶液に、尿素１５ｇを加え（入れ）て溶解する。そして、硫酸アンモニウム６０ｇを加え（入れ）溶解させ、ケイ酸ナトリウム１５ｇを加え（入れ）てから溶液の温度を７０℃まで加温する。
そして、この溶液の全体量が５７０ｍｌになるまで水を加え、消火剤が得られる。上記の各溶解工程において、溶液の温度は、５０℃〜７０℃に維持することが好ましい。
尿素（ＣＯ（ＮＨ２）２）も、消火の際、燃焼により炭酸ガス（ＣＯ２）とアンモニア（ＮＨ３）に熱分解される。尿素を含む本消火剤は、炭酸ガスによる燃焼物への酸素遮断作用とアンモニアの中和、冷却作用により、燃焼物を消火し、燃焼物の周囲への延焼を防止する。
ケイ酸ナトリウム（Ｎａ２ＳｉＯ３）は別名水ガラスと呼ばれ、燃焼物の表面に広がり、ガラス様被膜を形成して再燃焼を防止することができる。また、硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳＯ４）は、木材や紙などの発火点を上昇させる効果を有するので、消火後の再燃焼を防止することができる。
最後に、製造した消火剤５７０ｍｌに対して３０ｍｌの水成膜消火剤を加える。水成膜消火剤は、合成界面活性剤を基材とする泡消火薬剤で、フッ素系界面活性剤が添加され、このフッ素系界面活性剤の表面張力低下能により油面上に膜を形成する。実施例では、例えば３％希釈用の水成膜消火剤原液を使用する。
このようにして製造された消火剤は、容器に充填して使用される。消火剤が充填される容器は、消火剤の品質が変化することなく安定して保存でき、消火剤により腐食されることのない容器であれば、金属、樹脂、ガラス製等の様々な容器を用いることができる。
実施例において、本発明の消火剤は、水５７０ｍｌに対して、塩化アンモニウムを２０ｇ〜３０ｇと、リン酸水素二アンモニウムを７５ｇ〜９０ｇと、重炭酸ナトリウムを７５ｇ〜９０ｇと、尿素を１０ｇ〜１５ｇと、硫酸アンモニウムを５５ｇ〜７０ｇと、ケイ酸ナトリウムを１０ｇ〜２０ｇと、を含むことが好ましい。
また、本発明の消火剤は、水５７０ｍｌに対して、塩化アンモニウムを２０ｇ〜３０ｇと、リン酸水素二アンモニウムを７５ｇ〜９０ｇと、重炭酸ナトリウムを７５ｇ〜９０ｇと、を含んでいればよく、他の成分を含んでいてもよい。
次に、本発明の第２の実施例を説明する。
最初に５０℃程度の水に塩化アンモニウム２５ｇを加え（入れ）、撹拌して溶解する。ここで、塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）は、触媒として利用されると共に、消火剤の凝固点降下に利用される。
次に、この溶液に、リン酸水素二アンモニウム８０ｇを加え（入れ）て溶解し、重炭酸ナトリウム８０ｇを加え（入れ）、反応・溶解させる。
続いて、この溶液を約５０℃まで加温する。
リン酸水素二アンモニウム（（ＮＨ４）２ＨＰＯ４）と重炭酸ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）は、消火の際、燃焼熱により炭酸ガス（ＣＯ２）とアンモニア（ＮＨ３）に熱分解される。炭酸ガスは燃焼物への酸素を遮断し、燃焼物の酸化を中和して抑える作用がある。アンモニアは中和、冷却作用で燃焼物の再着火を防止して、周囲への延焼を防ぐことができる。
次に、約５０℃まで加温した溶液に、尿素１５ｇを加え（入れ）て溶解する。そして、硫酸アンモニウム６０ｇを加え（入れ）溶解させ、ケイ酸ナトリウム１５ｇを加え（入れ）てから、この溶液を約５０℃まで加温する。
そして、この溶液の全体量が５７０ｍｌになるまで水を加え、消火剤が得られる。
尿素（ＣＯ（ＮＨ２）２）も、消火の際、燃焼により炭酸ガス（ＣＯ２）とアンモニア（ＮＨ３）に熱分解される。尿素を含む本消火剤は、炭酸ガスによる燃焼物への酸素遮断作用とアンモニアの中和、冷却作用により、燃焼物を消火し、燃焼物の周囲への延焼を防止することができる。
ケイ酸ナトリウム（Ｎａ２ＳｉＯ３）は、別名水ガラスと呼ばれ、燃焼物の表面にガラス様被膜を形成して再燃焼を防止することができる。また、硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳＯ４）は、木材や紙などの発火点を上昇させる効果を有するので、消火後の再燃焼を防止することができる。
最後に、製造した消火剤５７０ｍｌに対して３０ｍｌの水成膜消火剤を加える。水成膜消火剤は、合成界面活性剤を基材とする泡消火薬剤で、フッ素系界面活性剤が添加され、このフッ素系界面活性剤の表面張力低下能により油面上に膜を形成する。実施例では、例えば３％希釈用の水成膜消火剤原液を使用する。
このようにして製造された消火剤は容器に充填されて使用される。消火剤が充填される容器は、消火剤の品質が変化することなく安定して保存でき、消火剤により腐食されることのない容器であれば、金属、樹脂、ガラス等の様々な容器を用いることができる。
本発明の製造方法の第１の実施例および第２の実施例によれば、人体に影響のない安全な消火剤が提供できる。そして、重炭酸ナトリウムを使用することにより、更に消火速度が向上した。
以下に、従来の重炭酸アンモニウム（ＮＨ４ＨＣＯ３）を使用した場合と、本発明の重炭酸ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）を使用した場合の消火速度について示す。
従来の重炭酸アンモニウムを使用した消火剤は、５００ｍｌの水に、塩化ナトリウムを１０ｇと、リン酸水素二アンモニウムを６０ｇと、重炭酸アンモニウムを６０ｇと、尿素を３０ｇと、硫酸アンモニウムを４５ｇと、を含み、２０ｍｌの界面活性剤を加えている（特開２００５−２８８０５９号公報参照）。
本発明の消火剤と従来の重炭酸アンモニウムを使用した消火剤を用いて、同条件で消火速度について比較検証を行った（表１参照）。本発明の消火剤は、従来の消火剤で２５秒を要した消火時間を１５秒まで短縮することができた。
本発明により製造された消火剤は、衝撃で破壊する容器に充填し、火災が起こったときに火元をめがけて投げ割る消火用具に使用される。
Claims (7)
- 消火用具に使用する消火剤の製造方法であって、
５０℃〜７０℃の水に塩化アンモニウム（Ａ）とリン酸水素二アンモニウム（Ｂ）を加えて溶解する工程と、重炭酸ナトリウム（Ｃ）を加えて溶解する工程と、を有し、
前記消火剤に含まれる水分５７０重量部に対して、塩化アンモニウム（Ａ）が２０重量部〜３０重量部、リン酸水素二アンモニウム（Ｂ）が７５重量部〜９０重量部、重炭酸ナトリウム（Ｃ）が７５重量部〜９０重量部である消火剤の製造方法。 - 請求項１に記載の消火剤の製造方法であって、
最初に５７０重量部より少ない所定量の水に（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の各成分を溶解させ、全ての成分を溶解させた後に各成分の成分量に対して消火剤に含まれる水分が５７０重量部になるまで水分を加える工程を備えた消火剤の製造方法。 - 消火用具に使用する消火剤の製造方法であって、
５０℃〜７０℃の水に塩化アンモニウム（Ａ）を加えて溶解する工程と、リン酸水素二アンモニウム（Ｂ）を加えて溶解する工程と、重炭酸ナトリウム（Ｃ）を加えて溶解する工程と、尿素（Ｄ）を加えて溶解する工程と、硫酸アンモニウム（Ｅ）を加えて溶解する工程と、ケイ酸ナトリウム（Ｆ）を加えて溶解する工程と、を有し、
前記消火剤に含まれる水分５７０重量部に対して、塩化アンモニウム（Ａ）が２０重量部〜３０重量部、リン酸水素二アンモニウム（Ｂ）が７５重量部〜９０重量部、重炭酸ナトリウム（Ｃ）が７５重量部〜９０重量部、尿素（Ｄ）が１０重量部〜１５重量部、硫酸アンモニウム（Ｅ）が５５重量部〜７０重量部、ケイ酸ナトリウム（Ｆ）が１０重量部〜２０重量部である消火剤の製造方法。 - 請求項３に記載の消火剤の製造方法であって、
最初に５７０重量部より少ない所定量の水に（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ），（Ｅ）および（Ｆ）の各成分を溶解させ、全ての成分を溶解させた後に各成分の成分量に対して消火剤に含まれる水分が５７０重量部になるまで水分を加える工程を備えた消火剤の製造方法。 - 請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の消火剤の製造方法であって、
更に水成膜消火剤を加える工程を備えた消火剤の製造方法。 - 水５７０重量部に対して、塩化アンモニウムを２０重量部〜３０重量部と、リン酸水素二アンモニウムを７５重量部〜９０重量部と、重炭酸ナトリウムを７５重量部〜９０重量部と、を含む消火剤。
- 水５７０重量部に対して、塩化アンモニウムを２０重量部〜３０重量部と、リン酸水素二アンモニウムを７５重量部〜９０重量部と、重炭酸ナトリウムを７５重量部〜９０重量部と、尿素を１０重量部〜１５重量部と、硫酸アンモニウムを５５重量部〜７０重量部と、ケイ酸ナトリウムを１０重量部〜２０重量部と、を含む消火剤。
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