JPH01250275A - 難消火性危険物用消火剤及びこれを使用する消火方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、難消火性危険物用消火剤及びこれを使用する
消火方法に関するものである。

（従来の技術とその課題） 難消火性危険物として問題となるのはっぎのものである
。

■金属粉・Ｍｇ粉、Ａｌ粉、Ｚｎ粉、Ｔｉ粉、Ｚｒ粉、
Ｆｅ粉等 ■アルカリ金属・・・Ｎａ、に、ＬＬ等■禁水物質・・
・炭化カルシウム、りん化石灰。

生石灰等 ■可燃性固体・・・赤りん、黄りん、硫黄、硫化りん、
マグネシウム等 ■難消火性液体・・・アルキルアルミニウム、アルキル
リチウム、塩化シラン、 ジケテン等 まず■のＭｇ、Ａｌ、Ｔｉ等の金属は粉末の状態では可
燃性で、しばしば火災及び重大な爆発を起こすことがあ
る。すなわちこれらの金属粉は高温において水と反応し
水素を発生するので、注水すると爆発を起こし、燃焼金
属粉を飛散させるので注水は絶対に避けなければならな
い、従来よく使われる炭酸ガス、ハロン及び粉末消火剤
では消火が不可能で、わずかに乾燥砂や塩化ナトリウム
、炭酸ナトリウムのような特殊粉末を散布して火勢を抑
制する方法ぐらいしか手段がない。しかしこれらの方法
では多量の消火剤を消費し、またこれらの特殊粉末を散
布しても内部には高温になった金属の漢が残り、長時間
１時として３０〜６０分間もそのまま放置しておかねば
ならず、また条件によっては再燃焼するという危険があ
った。

つぎに■の、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属は
、水と作用して発熱し、水素を発生して自然発火する危
険性がある。したがってこの場合も注水は不可であり、
しかも水以外の公知の消火剤、炭酸ガス、ハロン及び粉
末消火剤でも消火は不可能である。わずかに乾燥砂によ
る消火がある程度の効果を有し、また塩化ナトリウム、
炭酸ナトリウム等の特殊粉末を散布する方法もあるが、
これらは緩慢な窒息冷却作用による消火であるため、完
全消火に長時間を要するほか多量の消火剤を消費する等
の難点があった。

これまでに、アルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）　各１ｇ
の消火実験で、４１種類という多数の無機粉末の消火効
果の研究が行われた（Ｓ、Ｊ、Ｒｏｄｇｅｒｓ、１１．
Ａ。

Ｅｖａｒｓｏｎ；ＭＳＡ　Ｒｅｓ、Ｃｏｒｐ、Ｆｉｒｓ
ｔ　Ｑｕａｒｔ　ＰｒｏｇｒｅｓｓＲｅｐ、ｃｏｎｔｒ
ａｃｔ　ＡＦ−３３（６５７）−８３１０，Ｊｕｎｅ　
１５．１９６２）ｓこの中で今日難消火性危険物用とし
て実用化されているのはわずかに４種（炭酸ナトリウム
、塩化ナトリウム、塩化カリウム、黒鉛）の粉末に過ぎ
ない。この研究の中で８２０．も実験されているが、今
日までに実用化されるにいたらなかったのは、酸化ほう
素中の水分及び純度に着目しなかったためと考えられる
。

すなわち、従来のような数％以上の水分を含む酸化ほう
素粉末（Ｈ，ＢＯ，分を含む）を難消火性危険物の消火
に適用すると、散布時に高温物体に触れて沸騰音を発生
する。これは本来禁水物質である高温金属に酸化ほう素
中の水分が接触し水蒸気となって体積膨張し、さらに水
素も発生するためと考えられる。また本発明者の実験に
よれば、酸化ほう素の融解、ガラス化の過程において、
前記水分が水蒸気となって高粘性ガラス状酸化ほう素内
に無数の大きな気泡を形成するため、燃焼表面を完全に
覆うことが困難となり、その結果充分な窒息消火効果の
あがらないことが確認された。

■の炭化カルシウム、生石灰等の禁水物質の固体は水と
作用して発熱したり、可燃性ガスを発生して燃焼する。

また水以外の他の公知の消火剤とも反応するので適応不
可で、とくに効果のある消火方法がなかった。僅かに乾
燥砂による窒息消火が適応可となっていたが、実際的に
は多量の乾燥砂を必要とする上に中々消火が困難であっ
た。

■の可燃性固体である黄りん、赤りん、硫黄等は比較的
低温で着火し易い危険物である。しかも燃焼速度が早い
固体であり、有毒なもの、あるいは燃焼のとき有毒ガス
を発生するものもあるため消火が面倒である。

■の難消火性液体のうち、アルキルアルミニウム、塩化
シランは水と接触すると爆発的に反応するので、これら
危険物の消火に注水は絶対に避けなければならない、ま
た炭酸ガス、ハロンや従来の粉末消火剤では消火が困難
ないし不可能であった。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、かかる消火困難な危険物火災の消火につい
て種々検討を重ねた結果、これら危険物火災の消火に際
し、水分の少ない酸化ほう素の粉末を散布すること、特
にＢ２０．の含有量９０重量％以上、水分含有量２重量
％以下好ましくは０．５重量％以下でかつ粒子直径５〜
１０００μ膿の酸化ほう素粉末が、従来の難消火性危険
物用消火剤の欠点を解消でき、これを使用する消火方法
がきわめて効果的であることを見出し本発明を達成した
。

以下本発明をさらに詳しく説明する。

本発明における消火剤は、Ｂ２Ｏ３の含有量９０重量％
以上でかつ水分含有量は２重量％以下好ましくは０．５
重量％以下の酸化ほう素であることが必要である。今日
市販されている酸化ほう素の品位は、試薬一級品でＢ２
０．の含有量８５重量％、水分含有量（ほう酸の形で含
有）１０重量％程度であるが、この程度の品位の酸化ほ
う素は本発明の消火剤として不適当である。試薬一級品
の酸化ほう素をさらに精製した試薬特級品の品位は、Ｂ
２０．含有量９７重量％、水分含有量２重量％程度とな
る。このような品位になると、本発明の消火剤としてな
んとか使用することが可能となるがまだ充分ではない、
この試薬特級品をさらに１６０℃で２時間程度加熱する
と、水分含有量が０．５％以下となり消火性能がいちじ
るしく改善される。

ほう酸は一般に脱水によって酸化ほう素となるが、つぎ
の反応式に示すように、脱水が各段階を経て進行する。

１００℃ Ｈ３Ｂ　Ｏ、ＨＢ　Ｏ□＋Ｈ，０ 赤熱 ＨＪ４０ｔ　　　　　　　２Ｂ、Ｏ，＋Ｈ，０また酸化
ほう素は次式に示すように、吸湿性があり、空気中から
水分を吸収してほう酸にもどる性質がある。

Ｂ、Ｏ，＋３Ｈ２０−一→　２Ｈ３Ｂ○。

このように、完全な無水物の酸化ほう素を得ることはい
ちじるしく困難であるうえ、水分の極端に少ない酸化ほ
う素を得たとしても、これを吸湿しない状態で保存しな
ければならないため特別の工夫が必要である。

以上の理由から本発明では、難消火性危険物の消火用と
して、これまで述べてきたような無水の高純度酸化ほう
素粉末を用いるのであるが、純度に関しては、遊離状態
の水または容易に加熱によって水を分解生成する化合物
を含まなければ良く、この他の混入成分は不活性である
限り少量の含有は差し支えない。この酸化ほう素粉末に
タルク、クレー、雲母、長石、第三りん酸カルシウム及
びグラファイトの各粉末の中がら選ばれた一種もしくは
二種以上を添加すると、粉末消火剤の固化防止と流動性
改善にきわめて大きな効果がある。

従来粉末消火剤に普遍的に施されている防湿性（疎水性
）付与、流動性改善のためのシリコーン油などの有機物
による表面処理、あるいはステアリン酸マグネシウムな
どの有機物添加は難消火性危険物の消火性能をいちじる
しく阻害するので避けなければならない。

また本発明の酸化ほう素粉末の粒子直径は５〜１０００
μｍである。粒子直径が５〜２００μｍの微粉末は消火
器への充填に適し、粒子直径が２００〜１０００４のも
のはスコップ、バケツ等で散布するのに適している。

粒子直径が５μｍ未満の微粉末は散布時に周囲に飛敗し
易いので粉末消火剤としては不向きである。

また粒子直径が１０００μ膿よりも大きいものは、融解
に時間がかかるほか消火に多量の粉末を消費するので好
ましくない。

（作用） 一般に消火のために必要な作用効果として。

（１）除去効果（可燃物を燃焼の原糸から除去する）（
２）窒息効果（酸素供給源を遮断する）（３）冷却効果
（燃焼熱を吸収冷却して着火温度以下に下げて燃焼を抑
制する） （４）抑制効果（燃焼の連鎖反応を抑制阻止する）の四
つが知られている。これらの効果は単独よりもむしろ相
乗的に作用することが多い。

そこで前記■〜■のような難消火性危険物の燃焼部に本
発明の水分の極端に少ない高純度酸化ほう素粉末を散布
すると、これが燃焼物体の表面近傍で軟化しくＢ２０．
の軟化温度は約３２０℃）１粒子と粒子がたがいに付着
し始めてアイスバーン状になり、ついで融解しく　Ｂ　
ｘ　０３の融点は４５０℃で耐熱物質としてはいちじる
しく低い）、粉末はたがいに融合しついにガラス状とな
り透明化する。

しかも酸化ほう素は１１００℃あるいはそれ以上におい
ても高い粘性を保つ特異な性質があるので、このような
高温下においても流れ出すようなことはなく、燃焼部の
表面を覆って空気を完全に遮断し、窒息効果が最大限に
発揮されて完全消火にいたるのである。さらに酸化ほう
素の沸点は２２５０℃ときわめて高いので、これら難消
火性危険物の消火時に蒸気化することもないので、きわ
めて優れた消火能力を発揮する。

また酸化ほう素の融解熱は７５．７ｃａｌ／ｇと氷の融
解熱（７９，７ｃａｌ／ｇ）に匹敵するほど大きいので
、散布された消火剤が融解する際に周囲から融解熱を吸
収し、大きな冷却効果があられれ火勢を弱める方向に作
用する。

今前記■、■の中でも代表的な可燃性金属粉で燃焼熱が
いちじるしく大きいマグネシウム（燃焼熱１４６　ｋ　
ｃａｌ／　ｇ　ａｔｏｍ）の消火に本発明の条件を満た
す無水高純度酸化ほう素粉末を散布した場合について述
べると、粉末散布時に沸騰音はほとんど認められず、燃
焼部分にかかった粉末はすみやかに融解し、その冷却効
果によって温度が下がり、散布された粉末が燃焼表面の
全面を覆うようになり、融解した粉末は相互にくっつい
て最初アイスバーン状に、つづいてガラス状に透明化し
て全面を被覆し、火勢は急速に衰えてまもなく完全消火
にいたる。

これに対し従来の乾燥砂、塩化ナトリウム、炭酸ナトリ
ウム、グラファイト等の粉末では、火勢を抑制しても内
部には高温金属の洟がまだ残っており、完全消火するま
でに長時間放置しなければならないから本発明の効果は
顕著である。

さらに従来の難消火性危険物用消火剤はいずれも比重が
２以上と大きいのに対して、酸化ほう素の比重は２５℃
で１．８４と小さいので、アルカリ金属のように比重の
小さい金属の消火においても、融解している金属の中に
沈んで消火効果を減少させるようなことはない。

なお本発明の酸化ほう素粉末よりなる消火剤の固化防止
、流動性改善のために、タルク、クレー。

雲母、長石、第三りん酸カルシウム及びグラファイトの
粉末の中から１種または２種以上を消火すべき金属の物
性に応じ選んで添加するが、これら添加粉末は固化防止
、流動性改善作用のほかに、消火剤としての全体の見掛
は比重を小さくして、燃焼している金属の表面をよく覆
うという副作用をも有している。

この結果タンクその他の複雑な構造物で地面に対し急傾
斜側面をもつかまたは地面に対峙する底面を有するもの
が火災を起こした場合、消火剤は各側面または底面に粘
着して強固な空気遮断層を形成し、驚くべき消火能力を
発揮する。したがってマグネシウムまたはマグネシウム
合金を多量に使っている航空機の立体火災の消火にきわ
めて有効なものである。従来の乾燥砂等の粉末ではかか
る場合無力といってよい。

前記■の禁水物質に対しては、水分の少ない酸化ほう素
糸粉末を散布するので、消火剤自身の水分と禁水物質と
の接触がないため二次的な燃焼を起こさず、燃焼状態の
同物質をその燃焼熱によりそれ自身溶解しつつ、その融
解潜熱とそれに基づく効果的な被覆による空気遮断によ
り火勢を弱め、効果的な消火が行われる。

赤りん、硫黄のような前記■の可燃性固体は低融点であ
るため燃焼の途中では液状となるので、消火に対する注
意は前記■の難消火性液体の場合と同様であるが、酸化
ほう素は比較的低温で融解するため、散布された段階で
一部燃焼物の中に分散するが、燃焼部にある酸化ほう素
はその高温で融解し、さらにガラス状の被覆を形成し、
融解潜熱の吸収及び空気遮断の効果により窒息、冷却消
火が行われる。

酸化ほう素にタルク等の不活性粉末を添加すると、消火
剤自身の固化防止、流動性改善がなされると同時に全体
の見掛は比重が小さくなるので、燃焼物を酸化ほう素の
融解物で被覆する場合、その被覆が容易となる。またか
かる不活性粉末は酸化ほう素融解物よりなる被覆内に混
入し、少量の酸化ほう素で広面積を被覆して空気遮断を
可能にし、また被覆自身の膜質を強化する。

以下実施例について述べるが、金属火災では代表的物質
であるＭｇ粉末について詳しく説明し、他の金属につい
ては補足的に実施例を記載する。

（実施例１） 直径３０ｃｍのステンレス製の浅い皿に新聞紙３枚を敷
き、その上にＭｇ粉２０ｇを載せ、新聞紙に点火し、風
を送ってＭｇ粉に着火させる。Ｍｇ粉の全表面に火がま
わったとき、燃焼部分をかき混ぜると、Ｍｇ粉は白く輝
く炎を伴い強い熱を出しながら激しく燃焼した。この時
点で本発明の粉末消火剤、参考消火剤及び従来消火剤を
散布した結果を第１表に示す。

このように、本発明の消火剤のうち水分含有量が０．５
％のものは、沸騰音１発煙ともに全くなく、速やかに火
勢を抑制して、完全消火にいたらしめ、Ｍｇ火災の消火
には極めて有効なことが明らかである。なお水分含有量
２％でも沸騰音１発煙ともに少しはあるものの、Ｍｇ火
災をよく抑制する。

また消火剤の消費量も燃焼金属の重量と等量以下でよく
消火できる。しかし同じ品位の酸化ほう素をシリコーン
油で疎水化処理したものは消火効果が劣り、また水分の
多い酸化ほう素は消火剤としては不適である。また従来
法消火剤では粉末散布時に大きな沸騰音を発生し、発煙
もいちじるしいうえに、火勢の抑制までには長時間を要
し、消火剤の所要量も燃焼金属の重量の３倍以上を必要
とした。

（実施例２） 実施例１と同じ実験方法で、低水分高純度酸化ほう素に
、タルク、クレー、雲母、長石、第三りん酸カルシウム
及びグラファイトの粉末を各々７〜１０重量％添加して
なる本発明の消火剤を使用した結果及び参考例を第２表
に示す。酸化ほう素は８２０３分９８重量％、水分０．
５％１粒子直径５〜５００μｌのものである。

このように、無機系の同化防止、流動化剤（滑剤）を添
加しても消火効果は良好であるが、消火剤の消費量は多
少増える傾向となる。

これに対して、有機系の同化防止、流動化剤（ステアリ
ン酸マグネシウム）を添加すると、消火効果はいちじる
しく悪化し、金属火災の消火は困難となる。

なお無機系の滑剤を必要に応じて２種以上を添加しても
消火効果に大きな変化はない。

（実施例３） 金属粉の中で、Ｍｇについで着火し易く燃焼温度も高い
Ｔｉ粉、Ｚｒ粉各２０ｇについて、実施例１と同じ実験
方法で本発明の消火剤を適用した結果を第３表に示す。

以上可燃性金属粉の代表であるＭｇ粉についての実施例
を詳細に述べ、またＴｉ粉、Ｚｒ粉についても記載した
。これら金属よりも着火温度が高く燃焼もあまり激しく
ないＡ１粉、Ｚｎ粉、Ｆａ粉の消火においても、本発明
の消火剤が一層有効であることはもちろんである。

（実施例４） ステンレス製小型容器の底に水で湿らせたガーゼを敷き
、その上に金属ナトリウム塊５ｇを置いて自然発火させ
１発火部に本発明の消火剤及び従来法の乾燥砂を散布し
消火を行った結果を第４表に示す。

このように１本発明によれば、消火に必要な粉末量は従
来法の乾燥砂の重量よりも少なくて済み、また沸騰音も
ごくわずかであるかまたは全くなかった・ （実施例５） 直径Ｌｏａｎ、深さ６ａ＋＋のステンレス製容器に１代
表的な禁水物質である炭化カルシウム２０ｇをとり、水
１０＋＊ｌを加えてアセチレンガスを発生させて点火し
、予備燃焼２０秒経過後に本発明の消化剤を散布した結
果を第５表に示す。

このように水分の少ない高純度酸化ほう素粉末を散布す
ると殻となって発火部を覆い短時間で鎮火する。

（実施例６） 直径３０ｃｍのステンレス製の浅い皿に、代表的な可燃
性固体危険物である赤りんおよび硫黄をそれぞれ２０ｇ
載せ、ガストーチで点火して、全体を２０秒間燃焼させ
た後、本発明の消化剤を散布した結果を第６表に示す。

赤りん、硫黄のような低融点可燃性物質は燃焼に先立ち
−たん融解し液状になってから燃焼するが、水分の少な
い高純度酸化ほう素を散布すると短時間で鎮火する。

（発明の効果） 以上詳細に述べたように、本発明によれば（１）Ｍ消火
性危険物の火災を容易かつ速やかに抑制し、短時間に鎮
火することができる。

（２）従来の乾燥砂や塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム
等の特殊粉末消火剤に比べて、粉末散布時に沸騰音及び
煙の発生も僅少ないし皆無で、消火活動が容易である。

（３）従来法消火剤に比べて、消火効果が確実でしかも
消火剤の所要量も少なくて済む。

（４）燃焼物体の全表面を強固な層で完全に覆ってしま
うので、鎮火後の後処理も容易であり。

周囲を汚染することも少ない。

（５）本発明の消火剤粉末は、消火器に充填して使用す
ることも、また容器に収容してバケツ、スコップ等で散
布することもできる 等種々の卓越した効果が得られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）Ｂ＿２Ｏ＿３含有量９０重量％以上、水分含有量２
   重量％以下好ましくは０．５重量％以下でかつ粒子直径
   ５〜１０００μｍの酸化ほう素粉末からなることを特徴
   とする難消火性危険物用消火剤。 ２）前記粉末に、タルク、クレー、雲母、長石、第三り
   ん酸カルシウム及びグラファイト粉末の１種もしくは２
   種以上を添加してなる請求項１記載の消火剤。 ３）Ｂ＿２Ｏ＿３含有量９０重量％以上、水分含有量２
   重量％以下好ましくは０．５重量％以下でかつ粒子直径
   ５〜１０００μｍの酸化ほう素粉末を燃焼物体に散布す
   ることを特徴とする難消火性危険物の消火方法。 ４）燃焼物体が地面に対し急傾斜側面をもつかまたは地
   面に対峙する底面を有する請求項３記載の消火方法。